JP3658685B2

JP3658685B2 - 被検体の距離測定装置

Info

Publication number: JP3658685B2
Application number: JP2001158205A
Authority: JP
Inventors: 淳一永井; 聖宮崎; 憲矢川
Original assignee: 株式会社アルティア橋本
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2021-05-28
Also published as: JP2002350126A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばアライメントテスタやタイヤ等の外形状計測装置等に好適で、簡単な構成でタイヤのサイドウォ−ルの凹凸部等の影響を除去し、正確な距離測定値を合理的かつ速やかに得られるとともに、これを安価に製作できるようにした被検体の距離測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、複数の超音波センサを用い、該センサから発する超音波を回転下のタイヤ側面の所定位置に照射し、前記センサとタイヤ側面との距離を計測して、ト−およびキャンバ値を演算するようにしたホイ−ルアライメントテスタを開発し、これを既に実公平５−２８４８４号公報に提案している。
【０００３】
しかし、この従来のホイ−ルアライメントテスタは、超音波を照射するタイヤのサイドウォ−ルにロゴマ−ク等の凹凸部が存在すると、その凹凸分の誤差を生じて、センサとタイヤ側面との距離が変化し、正確なアライメント測定値を得られない、という問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するものとして、例えば特公平７−１１１３３３号公報には、凹凸部を有するタイヤの測定部位を走査する光学式変位計と、前記凹凸部に対応するサンプリングデ−タを除去補正する信号補正手段と、補正された信号に基いて所定の形状計測を行なう計測手段とを備え、前記信号補正手段として、サンプリングデ−タを高速フ−リエ変換により、周波数領域に変換する変換機能と、予め設定された周波数以上の成分を除去する除去機能と、周波数領域から逆高速フ−リエ変換により、時間領域に変換する逆変換機能とを備え、除去周波数を予め設定するだけで、再現性の良い凹凸成分を除去するようにした、タイヤ等の外形状計測装置が示されている。
【０００５】
しかし、前記計測装置は、高速フ−リエ変換と逆高速フ−リエ変換を行なうため、かなりの処理時間を要し、しかも高価である等の問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、例えばアライメントテスタやタイヤ等の外形状計測装置等に好適で、簡単な構成でタイヤのサイドウォ−ルの凹凸部等の影響を除去し、正確な距離測定値を合理的かつ速やかに得られるとともに、これを安価に製作できる被検体の距離測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、距離センサと被検体の複数位置との間の各測定デ−タと、その直前の測定位置における測定デ−タとの変化量を演算可能で、かつその変化量の絶対値の所定範囲を基に、所定範囲内の正常な測定デ−タと所定範囲外の異常な測定デ−タとに判定し、前記異常な測定デ−タに対し、その直前の測定位置における出力値を補正値として仮出力可能にし、また前記正常な測定デ−タに対し、その直前の測定位置における出力値に当該変化量を加算した補正値を仮出力可能にし、かつ前記各補正値と測定デ−タとの差を演算して、最終的な出力値を出力可能にした、制御装置を有する被検体の距離測定装置において、前記補正値と測定デ−タとの差が所定値以上か否かによって、当該測定デ−タまたは補正値を最終的な出力値として選択的に出力可能にし、前記補正値と測定デ−タとの差が所定値以上の場合に、前記補正値を最終的な出力値として出力可能にして、測定デ−タの正常または異常を検出後、全ての測定デ−タを補正値として仮出力可能にし、異常デ−タの当否を再評価して最終的な出力値の合理性と信頼性を確保し、例えばタイヤ側面のロゴによる異常な測定デ−タの採否を決定して、計測の信頼性向上を図り、アライメントテスタやタイヤ等の外形状計測装置に好適にしている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をアライメントテスタに適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図６において１，２は自動車製造工場内の検査ライン、車検場、自動車整備工場等の床面に回転可能に設置された一対のロ−ラで、この一方をモ−タ等の駆動源に連係しており、前記ロ−ラ１，２上に被検体である車両の車輪３（タイヤ）が回転可能に載置されている。
図中、４は前記車輪３のサイドウォ−ルの所定位置に形成したロゴ等の凹凸部である。
【００１１】
前記各車輪３の外側に、距離センサである複数の超音波センサ５〜７が設けられ、これらのセンサ５〜７は同一円周上に等角度（９０°）位置に配置され、このうち超音波センサ５，７は水平面上に配置され、超音波センサ６はそれらより上方に配置されている。
【００１２】
前記超音波センサ５〜７は、例えば１秒間に１００回の割合で超音波を発射し、車輪３が回転する場合は、車輪３が１／１００回転する毎に、換言すれば車輪３の外周を１００等分した各位置で、ト−およびキャンバに関する情報、すなわち距離Ｌ₁〜Ｌ₃を計測可能にしており、この信号を後述の制御装置の演算器へ入力可能にしている。
なお、超音波センサ５，７から車輪３の中心位置までの距離Ｌは、前記距離Ｌ₁，Ｌ₂信号を基に演算器で演算され、Ｌ＝（Ｌ₁＋Ｌ₂）／２として求められる。
【００１３】
すなわち、超音波センサ５〜７は、超音波を発射してからその反射波が得られるまでの時間を計測することで、超音波の発射位置から車輪３の外側面所定位置までの距離Ｌ₁〜Ｌ₃を計測可能にしている。
前記距離信号はＡ／Ｄ変換器８を介して制御装置９へ入力され、該装置９は記憶機能と演算機能を備えたマイクロコンピュ−タを内蔵し、該装置９に図６に示す制御フロ−が記憶されている。
【００１４】
前記制御装置９は、被検車両の各車輪３が所定の計測位置へ移動したところで、制御作動を開始し、超音波センサ５〜７をＯＮし、各センサ５〜７から対応する車輪３に向けて超音波を発射し、その反射波が得られるまでの時間を計測して、超音波の発射位置から車輪３の外側面の各位置までの距離Ｌ₁〜Ｌ₃を測定するようにしている。
【００１５】
前記距離の測定デ−タは、刻々と制御装置９の演算部に入力され、該演算部で相前後する前記測定デ−タの変化量を演算される。
すなわち、図４の連続する各測定位置Ｐ₁〜Ｐ₇において、相前後する測定デ−タの差である変化量Δ₁〜Δ₇を演算し、その絶対値が所定範囲内であるか否かを判定する。
【００１６】
前記変化量Δの許容限界を規定する規定値は、前記凹凸部４の略凹凸変位に相当して設定され、これは各測定デ−タに対し等しく設定されていて、前記変化量Δがその所定値を逸脱している場合、例えば図４のＰ₃，Ｐ₅，Ｐ₆の場合は、一つ前、すなわち直前の測定位置における最終的な出力値を補正値として仮出力するようにしている。
【００１７】
一方、前記変化量Δがその所定値以内の場合、例えば図４のＰ₂，Ｐ₄，Ｐ₇の場合は、一つ前、すなわち直前の測定箇所における出力値にそれらの変化量Δ₂，Δ₄，Δ₇を加算した値を、補正値として仮出力するようにしている。
【００１８】
次に前記仮出力値、つまり補正値を各測定デ−タと比較し、それらの差δ₁〜δ₇を演算し、その絶対値が所定値以内であるか否かを判定する。
前記所定値は、前記変化量判定時の規定値と略等値に設定され、前記仮出力値と各測定デ−タとの差が所定値以内の場合、例えばδ₆の場合は、当該測定デ−タを最終的な出力値として出力するようにしている。
【００１９】
一方、仮出力値、つまり補正値と各測定デ−タとの差が所定値を逸脱する場合、例えばδ₃およびδ₆の場合は、前記仮出力値を最終的な出力値として出力するようにしている。
【００２０】
そして、前記制御装置９は、各測定位置Ｐ₁〜Ｐ₇における前記距離Ｌ₁〜Ｌ₃の最終的な出力値を基に、記憶部に記憶されたト−およびキャンバの演算式によってト−およびキャンバを演算し、それらをＣＲＴ等に出力して表示可能にしている。
【００２１】
その他、図中１０は超音波センサ５〜７を内部に収容した空気吹出管で、空気導管を介してエア−チャンバ(共に図示略)に連通し、超音波の伝搬路の温度変化を抑制し、超音波の伝搬速度のバラツキを防止するようにしている。
【００２２】
なお、前述の実施形態では車輪３をロ−ラ１，２上で回転し、車輪３の多点位置で各距離Ｌ₁〜Ｌ₃を測定しているが、アライメント調整下の車輪３を揺動可能なタ−ンテ−ブル上に載せ、前記調整作業下で車輪３を揺動または回動させながら、車輪３の一定域の多点位置で各距離Ｌ₁〜Ｌ₃を測定するようにしてもよい。
【００２３】
このように構成した被検体の距離測定装置は、後述のように各測定デ−タ同士の差や、各測定デ−タと許容値との差といった簡単な演算処理で行ない、従来の高速フ−リエ変換や逆高速フ−リエ変換のような高度な演算処理を要せず、処理時間の高速化と制御装置９の低廉化を図れる。
【００２４】
次に前記アライメントテスタによって、車輪３のアライメントを測定する場合は、被検車両の車輪３をロ−ラ１，２上に乗り込ませ、該ロ−ラ１，２を回転して車輪３を回転する。
そして、超音波センサ５〜７をＯＮし、各超音波センサ５〜７から対応する車輪３に向けて超音波を発射し、例えば１秒間に１００回の割合で超音波を発射し、車輪３が１／１００回転する毎に、換言すれば車輪３の外周を１００等分した各位置で、超音波の発射位置から車輪３の外側面の各位置までの距離Ｌ₁〜Ｌ₃を測定する。その際、各吹出管１０から空気を吹き出し、超音波の伝搬路の温度変化を抑制する。
【００２５】
前記距離Ｌ₁〜Ｌ₃の計測信号は、測定デ−タとして刻々と制御装置９の演算部に入力され、該演算部で相前後する前記測定デ−タの変化量Δを演算する。
すなわち、連続する各測定位置Ｐ₁〜Ｐ₇において、相前後する測定デ−タ同士の差である変化量Δ₁〜Δ₇を演算し、その絶対値が所定範囲内であるか否かを判定する。
【００２６】
そして、前記変化量Δが所定値を逸脱しているＰ₃，Ｐ₅，Ｐ₆の場合は、その一つ前の測定位置、つまりＰ₂，Ｐ₄，Ｐ₅における最終的な出力値を補正値として仮出力する。このような場合として、例えばＰ₃，Ｐ₅，Ｐ₆が凹凸部４位置であることが推測される。
このようにすることで、図５（ｂ）のように異常な変化量Δを検出した測定位置では、当該測定デ−タをキャンセルし、図５（ｃ）のように異常検出部におけるデ−タを零値にし、当該異常デ−タによるアライメント測定値の信頼性低下を未然に防止する。
【００２７】
一方、前記変化量Δが所定値以内の場合、例えば図４のＰ₂，Ｐ₄，Ｐ₇の場合は、一つ前の測定位置、つまり直前のＰ₁，Ｐ₃，Ｐ₆における出力値に、前記変化量Δ₂，Δ₄，Δ₇（Δ₇＝０）加算した値を、補正値として仮出力する。
この場合、Δ₇は零であるから、Ｐ₇の補正値は測定デ−タと等値である。
このようにすることで、正常な変化量Δを許容し、これを正常なデ−タとして採用して、アライメント測定値の信頼性を維持する。
【００２８】
次に前記仮出力値、つまり補正値を各測定デ−タと比較し、それらの差δ₁〜δ₇を演算して、その絶対値が所定値以内であるか否かを判定する。
前記所定値は、前記変化量判定時の所定値と等値に設定され、前記仮出力値と各測定デ−タとの差が所定値以内の場合、例えばＰ₆の場合は、当該測定デ−タを最終的な出力値として出力する。
【００２９】
一方、仮出力値、つまり補正値と各測定デ−タとの差が所定値を逸脱する場合、例えばＰ₃およびＰ₆の場合は、前記補正値を最終的な出力値として出力する。このように一旦キャンセルした異常デ−タに対し、直前位置の出力値との異常の有無をチェックすることで、異常デ−タの当否を再評価し、その真偽を確認して当該デ−タの採否を決定し、アライメント測定値の信頼性を維持する。
【００３０】
したがって、例えば測定デ−タが図５（ａ）のように漸増若しくは漸減傾向から、微少な増減を繰り返す通常傾向へ移行し、または漸増若しくは漸減傾向から反転して反対側傾向へ移行する場合の測定デ−タの動態を、正確かつ合理的に評価する。
【００３１】
このような点を踏まえて前記各測定距離Ｌ₁〜Ｌ₃を補正すると、図５（ａ）の異常デ−タ位置に相当する凹凸は、図５（ｄ）の最終出力デ−タから消去され、また各測定デ−タの増減傾向が確認できる。したがって、異常な測定デ−タによるアライメント測定値の信頼性低下を免れ、アライメント調整を正確に行なえる。
【００３２】
前記制御装置９は、超音波センサ５，７から車輪３の中心位置までの距離Ｌを、前記距離Ｌ₁，Ｌ₂信号を基に演算器において、Ｌ＝（Ｌ₁＋Ｌ₂）／２として演算し、該演算値と各測定箇所Ｐ₁〜Ｐ₇における前記距離Ｌ₁〜Ｌ₃の最終的な出力値を基に、記憶部に記憶されたト−およびキャンバの演算式によってト−およびキャンバを演算し、それらをＣＲＴ等に出力して表示する。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、補正値と測定デ−タとの差が所定値以上か否かによって、当該測定デ−タまたは補正値を最終的な出力値として選択的に出力可能にし、前記補正値と測定デ−タとの差が所定値以上の場合に、前記補正値を最終的な出力値として出力可能にしたから、測定デ−タの正常または異常を検出後、全ての測定デ−タを補正値として仮出力可能にし、異常デ−タの当否を再評価して最終的な出力値の合理性と信頼性を確保することができ、例えばタイヤ側面のロゴによる異常な測定デ−タの採否を決定して、計測の信頼性向上を図り、アライメントテスタやタイヤ等の外形状計測装置に好適な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアライメント測定の状況を示す説明図である。
【図２】本発明によるト−の測定状況を示す説明図である。
【図３】本発明によるキャンバの測定状況を示す説明図である。
【図４】本発明による距離信号の補正状況を示す説明図である。
【図５】本発明による距離信号の処理状況を順に示すタイミングチャ−トである。
【図６】本発明の制御装置による制御フロ−を示すチャ−トである。
【符号の説明】
３被検体（車輪）
５〜７距離センサ
９制御装置
Ｌ₁〜Ｌ₃ 距離信号

Claims

距離センサと被検体の複数位置との間の各測定デ−タと、その直前の測定位置における測定デ−タとの変化量を演算可能で、かつその変化量の絶対値の所定範囲を基に、所定範囲内の正常な測定デ−タと所定範囲外の異常な測定デ−タとに判定し、前記異常な測定デ−タに対し、その直前の測定位置における出力値を補正値として仮出力可能にし、また前記正常な測定デ−タに対し、その直前の測定位置における出力値に当該変化量を加算した補正値を仮出力可能にし、かつ前記各補正値と測定デ−タとの差を演算して、最終的な出力値を出力可能にした、制御装置を有する被検体の距離測定装置において、前記補正値と測定デ−タとの差が所定値以上か否かによって、当該測定デ−タまたは補正値を最終的な出力値として選択的に出力可能にし、前記補正値と測定デ−タとの差が所定値以上の場合に、前記補正値を最終的な出力値として出力可能にしたことを特徴とする被検体の距離測定装置。