JPH10176911A - ホイールアラインメント測定装置及びホイールアラインメント測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置構成あるいは制御手順を簡略化し、キャ
ンバ角θcamの測定精度を維持しつつ、高速測定を可能
とする。 【解決手段】 レーザ変位計６-1〜６-4を駆動する駆動
機構を設けることなく、常に４個のレーザ変位計６-1〜
６-4のうち、少なくとも３個のレーザ変位計に対応する
測距用光が測定プレート４の測定面４Ｓ上に照射される
ようにレーザ変位計６-1〜６-4を配置し、測距用光が測
定面４Ｓ上に照射されている少なくとも３個のレーザ変
位計の出力信号に基づいて測定面４Ｓまでの距離及び測
定面４Ｓの傾きを算出するので、装置構成を複雑化する
ことなく測定プレートの変位に追従してホイールアライ
ンメント性格に測定できるとともに、平面視、平行四辺
形の頂点に配置されたレーザ変位計の鉛直方向の距離を
大きくすることができ、キャンバ角の精度を向上するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホイールアライン
メント測定装置及びホイールアラインメント測定方法に
係り、特に車両基本特性計測装置において車両駆動時の
タイヤホイールの変位及び角度を３次元的に計測するホ
イールアラインメント測定に用いられるホイールアライ
ンメント測定装置及びホイールアラインメント測定方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のサスペンション特性及びステアリ
ング特性等の車両基本特性を試験室内で測定するための
試験装置として車両基本特性測定装置が知られている。
車両基本特性測定装置においては、試験車両を所定位置
に固定し、タイヤホイールに回転、左右、上下、前後等
の力を印加して、その際に発生する反力を考慮して得ら
れた計測データを処理することにより様々な車両基本特
性を測定することが可能である。

【０００３】この車両基本特性測定装置の一部を構成す
るものとして、基準位置からタイヤホイール側面までの
距離に基づいて、スピン角、キャンバ角、トー角等のホ
イールアラインメントを測定するホイールアラインメン
ト測定装置がある。従来のホイールアラインメント測定
装置は、タイヤホイールを支持するとともにアクチュエ
ータにより駆動されるプラットホーム上に固定されると
ともに、タイヤホイールに連結されてタイヤホイールの
動きを機械的に検出するものが一般的であった。この種
の機械的ホイールアラインメント測定装置は、可動部分
の摩擦による計測精度の低下及び構成部品の慣性質量等
に起因する制約により高速度計測を行うことはできない
という不具合があった。

【０００４】この不具合を解決すべく従来より、レーザ
ービームセンサ、超音波センサ等の非接触の距離センサ
を用いた非接触型ホイールアラインメント測定装置が提
案されている。より具体的には、従来の光学式ホイール
アラインメント測定装置は、複数の光センサ（例えば、
レーザ変位計）を備えた測定ユニットをタイヤホイール
の側方のプラットホーム上に設置し、測定ユニットを車
両の前後方向に移動させて所定の基準位置からタイヤホ
イール側面に取り付けられた測定用プレート４Ｐ（図１
７参照）までの距離を光学的に測定し、得られた測定デ
ータに基づいてキャンバ角、トー角を求めるように構成
されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のホイールア
ラインメント測定装置におけるレーザ変位計と測定プレ
ートの測定面との位置関係を図２６に示す。図２６に示
すように、従来のレーザ変位計を用いた光学式ホイール
アラインメント測定装置においては、キャンバ角及びト
ー角を測定するために、３つのレーザ変位計を用いてい
た。

【０００６】この場合において、キャンバ角の計測は、
レーザ変位計Ｙ1 による測定プレートまでの距離及びレ
ーザ変位計Ｙ3 による測定プレートまでの距離の変位差
と、レーザ変位計Ｙ1 のレーザビーム射出位置及びレー
ザ変位計Ｙ3 のレーザビーム射出位置の間の距離ＬＺ’
から計算することとなる。

【０００７】より詳細には、レーザ変位計Ｙ1 による測
定プレートまでの距離をＬ1、レーザ変位計Ｙ3 による
測定プレートまでの距離をＬ3 とすると、キャンバ角θ
camは、次式により算出することができる。 θcam＝ｔａｎ^-1（｜Ｌ1 −Ｌ3 ｜）／ＬＺ’ また、トー角の計測は、レーザ変位計Ｙ2 による測定
プレートまでの距離及びレーザ変位計Ｙ1 （又はレーザ
変位計Ｙ3 ）による測定プレートまでの距離の変位差
と、レーザ変位計Ｙ1 （又はレーザ変位計Ｙ3 ）のレー
ザビーム射出位置を含む平面上でレーザビーム射出位置
を含みＺ方向に平行な直線及びレーザ変位計Ｙ3 のレー
ザビーム射出位置の間の距離ＬＸから計算することとな
る。

【０００８】より詳細には、レーザ変位計Ｙ2 による
測定プレートまでの距離をＬ2 、レーザ変位計Ｙ1 によ
る測定プレートまでの距離をＬ1 とすると、キャンバ
角θcamは、次式により算出することができる。 θcam＝ｔａｎ^-1（｜Ｌ2 −Ｌ1 ｜）／ＬＸ この場合において、Ｚ方向への測定プレートの移動量が
大きい測定条件下でもキャンバ角及びトー角を算出する
ためには、レーザ変位計Ｙ1 とレーザ変位計Ｙ3 の間の
設置距離ＬＺを大きくとれなくなってしまう。

【０００９】これは、測定プレートがＺ方向で最大上限
位置に至った場合及び測定プレートがＺ方向で最大下限
位置に至った場合の双方において、キャンバ角及びトー
角測定を行うためには、全てのレーザ変位計Ｙ1 〜Ｙ3
の射出したレーザビームが測定プレート上に照射されて
いる必要があるからである。

【００１０】すなわち、図２７に示すように、全てのレ
ーザ変位計Ｙ1 〜Ｙ3 のレーザビーム照射位置は、実線
（最大上限位置に相当）及び破線（最大下限位置に相当
する）で囲まれる領域内に存在する必要があるためであ
る。この結果、キャンバ角θcamの測定精度を確保する
ことができないという問題点が生じる。

【００１１】逆に、キャンバ角θcamの測定精度を上げ
ようとすると、レーザ変位計Ｙ1 のレーザビーム射出位
置及びレーザ変位計Ｙ3 のレーザビーム射出位置の間の
距離ＬZを大きくする必要があり、この結果、最大上限
位置と最大下限位置との差である測定可能範囲が大きく
とれないという新たな問題点が生じる。

【００１２】そこで、本発明の目的は、装置構成あるい
は制御手順を簡略化し、キャンバ角θcamの測定精度を
維持しつつ、高速測定が可能なホイールアラインメント
測定装置及びホイールアラインメント測定方法を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、被検査車両の車輪の回転軸
の中心に原点位置が一致するように取り付けられた測定
プレートを用い、前記測定プレート表面の測定面までの
距離及び前記測定面の傾きを測定するホイールアライン
メント測定装置において、前記測定面上に測距用光を出
射し、前記測定面により反射された前記測距用光を受光
して測距信号を出力するとともに、前記測距用光の出射
部が同一の仮想平面上に所定距離だけ離間して配置され
たＮ個（Ｎ：４以上の整数）の測距用光射出受光手段を
有し、予め設定した測定条件下において、前記Ｎ個の測
距用光射出手段のうち、少なくとも３個以上の前記測距
用光射出手段に対応する前記測距用光が前記測定面上に
照射されるように前記出射部を前記仮想平面上に配置し
て構成する。

【００１４】請求項１記載の発明によれば、Ｎ個の測距
用光射出受光手段は、予め設定した測定条件下におい
て、前記Ｎ個の測距用光射出手段のうち、少なくとも３
個以上の前記測距用光射出手段に対応する前記測距用光
が前記測定面上に照射されるように前記出射部を前記仮
想平面上に配置され、各測距用光射出手段は、前記測定
面上に測距用光を出射し、前記測定面により反射された
前記測距用光を受光して測距信号を出力する。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記仮想平面を前記被検査車両の鉛直方向
にほぼ平行な直線を含むように配置し、前記直線が仮想
平行四辺形の一方の対角線を含むように前記仮想平行四
辺形を前記仮想平面上に配置し、かつ、前記仮想平行四
辺形の各頂点に４個の前記測距用光射出受光手段の前記
出射部を配置するとともに、前記測定面を前記直線に沿
って第１の方向に最大移動させた場合に相当する前記測
定面である第１測定面及び前記第１の方向とは逆方向の
第２の方向に前記測定面を最大移動させた場合に相当す
る前記測定面である第２測定面の共通領域内に前記直線
に含まれない他方の対角線上の二つの前記出射部から射
出された前記測距用光が照射されるように、前記仮想平
行四辺形を想定するように構成する。

【００１６】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、第１測定面及び第２測定面の
共通領域内に前記直線に含まれない他方の対角線上の二
つの前記出射部から射出された測距用光が照射されるの
で、４個の測距用光射出手段のうち、直線に含まれる一
方の対角線上の測距用光射出手段及び他方の対角線上の
２個の測距用光射出手段の少なくとも３個の測距用光射
出手段に対応する測距用光が測定面上に照射される。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記直線に含まれる対角線上の２個の前記
出射部のうち、前記測定面上に前記測距用光が照射され
ているいずれか一方の前記出射部に相当する前記測距用
光射出受光手段の前記測距信号を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記測距信号及び前記直
線に含まれない他方の対角線上の二つの前記出射部に相
当する前記測距用光射出受光手段の前記測距信号に基づ
いて、前記測定面のキャンバ角を算出するキャンバ角算
出手段と、を備えて構成する。

【００１８】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の作用に加えて、選択手段は、前記直線に含ま
れる対角線上の２個の前記出射部のうち、前記測定面上
に前記測距用光が照射されているいずれか一方の前記出
射部に相当する前記測距用光射出受光手段の前記測距信
号を選択する。

【００１９】キャンバ角算出手段は、前記選択手段によ
り選択された前記測距信号及び前記直線に含まれない他
方の対角線上の二つの前記出射部に相当する前記測距用
光射出受光手段の前記測距信号に基づいて、前記測定面
のキャンバ角を算出する。請求項４記載の発明は、請求
項３記載の発明において、前記選択手段は、二本の前記
対角線の交点が前記測定面の原点位置に対して前記第１
の方向あるいは前記第２の方向のいずれに存在するかを
判別することにより前記測距用光射出受光手段を選択す
る判別手段を備えて構成する。

【００２０】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の作用に加えて、前記選択手段の判別手段は、
二本の前記対角線の交点が前記測定面の原点位置に対し
て前記第１の方向あるいは前記第２の方向のいずれに存
在するかを判別することにより前記測距用光射出受光手
段を選択する。

【００２１】請求項５記載の発明は、被検査車両の車輪
の回転軸の中心に原点位置が一致するように取り付けら
れた測定プレートを用い、前記測定プレート表面の測定
面のキャンバ角を測定するホイールアラインメント測定
方法において、前記測定面上のに所定距離だけ離間して
Ｎ本（Ｎ：４以上の整数）の測距用光のうち、少なくと
も３本以上の前記測距用光が前記測定面上に照射される
ようにするとともに、前記測定面により反射された前記
測距用光を受光する測距用光射出受光工程と、前記受光
した測距用光に基づいて前記測定面のキャンバ角を算出
するキャンバ角算出工程と、を備えて構成する。

【００２２】請求項５記載の発明によれば、測距用光射
出受光工程は、測定面上に所定距離だけ離間してＮ本の
測距用光のうち、少なくとも３本以上の前記測距用光が
前記測定面上に照射されるようにするとともに、前記測
定面により反射された前記測距用光を受光する。

【００２３】キャンバ角算出工程は、受光した測距用光
に基づいて前記測定面のキャンバ角を算出する。請求項
６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記仮
想平面を前記被検査車両の鉛直方向にほぼ平行な直線を
含むように配置し、前記直線が仮想平行四辺形の一方の
対角線を含むように前記仮想平行四辺形を前記仮想平面
上に配置し、かつ、前記仮想平行四辺形の各頂点から前
記測距用光を射出し、前記測定面により反射された前記
測距用光を受光し前記測距用光射出受光工程と、前記測
定面を前記直線に沿って第１の方向に前記仮想平行四辺
形の前記直線に含まれる対角線を最大移動させた場合に
相当する前記測定面である第１測定面及び前記第１の方
向とは逆方向の第２の方向に前記測定面を最大移動させ
た場合に相当する前記測定面である第２測定面の共通領
域内に前記直線に含まれない他方の対角線上の二つの頂
点から射出された前記測距用光及び前記直線に含まれる
対角線上のいずれか一方の頂点から前記測定面上に射出
された前記測距用光を受光し、前記キャンバ角を算出す
る前記キャンバ角算出工程を備えて構成する。

【００２４】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の発明の作用に加えて、前記測距用光射出受光工程
は、仮想平行四辺形の各頂点から前記測距用光を射出
し、測定面により反射された測距用光を受光する。前記
キャンバ角算出工程は、第１測定面及び第２測定面の共
通領域内に前記直線に含まれない他方の対角線上の二つ
の頂点から射出され、受光された前記測距用光及び前記
直線に含まれる対角線上のいずれか一方の頂点から測定
面上に射出され、受光された前記測距用光に基づいて前
記キャンバ角を算出する。

【００２５】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、前記キャンバ角算出工程は、前記直線に含
まれる前記頂点から射出される２本の前記測距用光のう
ち、前記測定面上に照射されているいずれか一方の前記
測距用光を選択する選択工程と、前記選択工程により選
択された前記測距用光及び前記直線に含まれない他方の
頂点上のから射出される２本の前記測距用光に基づい
て、前記測定面のキャンバ角を演算するキャンバ角演算
工程と、を備えて構成する。

【００２６】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の発明の作用に加えて、前記キャンバ角算出工程の選
択工程は、前記直線に含まれる前記頂点から射出される
２本の前記測距用光のうち、前記測定面上に照射されて
いるいずれか一方の前記測距用光を選択する。

【００２７】キャンバ角演算工程は、前記選択工程によ
り選択された前記測距用光及び前記直線に含まれない他
方の頂点上から射出される２本の前記測距用光に基づい
て、前記測定面のキャンバ角を演算する。請求項８記載
の発明は、請求項７記載の発明において、前記選択工程
は、二本の前記対角線の交点が前記測定面の原点位置に
対して前記第１の方向あるいは前記第２の方向のいずれ
に存在するかを判別することにより前記測距用光を選択
する判別工程を備えて構成する。

【００２８】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の発明の作用に加えて、前記選択工程の判別工程は、
二本の前記対角線の交点が前記測定面の原点位置に対し
て前記第１の方向あるいは前記第２の方向のいずれに存
在するかを判別することにより前記測距用光を選択す
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の好適
な実施形態を説明する。ホイールアラインメント測定装置の概要構成 図１にホイールアラインメント測定装置の概要構成ブロ
ック図を示す。

【００３０】ホイールアラインメント測定装置１は、大
別すると、測定車両２のタイヤホイール３に取り付けら
れる測定プレート４と、カラー撮像が可能な２台のＣＣ
Ｄカメラを有する撮像ユニット５により測定プレート４
の試験面４Ｓの撮像を行うとともに、４個のレーザ変位
計６-1〜６-4により測定プレートの試験面４Ｓまでの距
離を測定する測定ユニット７と、測定ユニット７の出力
信号に基づいてアラインメント演算を行うとともに、測
定ユニット７の制御を行うデータ処理制御ユニット８
と、を備えて構成されている。測定プレートの構成 図２に測定プレートを示す。図２（ａ）は、測定プレー
トの正面図、図２（ｂ）は、測定プレートの側面図であ
る。

【００３１】測定プレート４の試験面４Ｓは、図２に示
すように、平面形状を有し、黒色に着色されたベース部
ＢＢと、赤色に着色された試験面４Ｓの原点Ｏを中心と
する基準マークとしての第１円マークＭＣ1 と、互いに
平行な複数の第１仮想線（図２（ａ）中、２本の第１仮
想線ＶＬ11、ＶＬ12のみ図示している。）及び第１仮想
線ＶＬ11、ＶＬ12と交差するとともに互いに平行な第２
仮想線（図２（ａ）中、２本の第２仮想線ＶＬ21、ＶＬ
22のみ図示している。）を想定し、第１仮想線ＶＬ11、
ＶＬ12と第２仮想線ＶＬ21、ＶＬ22との交点位置を中心
座標とする青色に着色された複数の第２円マークＭＣ2
と、第１仮想線ＶＬ11、ＶＬ12あるいは第２仮想線ＶＬ
21、ＶＬ22のいずれか一方に平行（図２（ａ）中では、
第２仮想線ＶＬ21、ＶＬ22に平行に図示している。）、
かつ、その離間距離Δｄが一定な白色により描かれた複
数の補正用線ＣＬと、レーザ変位計６-1〜６-3の測定光
が照射される光学的に一様な（すなわち、反射率も一様
な）測距用領域ＭＬＡを備えて構成されている。

【００３２】上述した円マークＭＣ1 、ＭＣ2 及び補正
用線ＣＬは計測スケールとして用いるため、所望の精度
を達成可能に所定の精度で描画されている必要がある。
図３に測定プレート４の試験面４Ｓの詳細説明図を示
す。第１円マークＭＣ1 の中心と第１円マークＭＣ1 に
最も近い第２円マークＭＣ2 の中心とのＸ方向距離及び
第２円マークＭＣ2 の中心と当該２円マークＭＣ2に最
も近い第２円マークＭＣ2 の中心とのＸ方向距離は、距
離Ｌxだけ離間して配置されている。

【００３３】第１円マークＭＣ1 の中心と第１円マーク
ＭＣ1 に最も近い第２円マークＭＣ2 の中心とのＺ方向
距離及び第２円マークＭＣ2 の中心と当該２円マークＭ
Ｃ2に最も近い第２円マークＭＣ2 の中心とのＺ方向距
離は、距離Ｌzだけ離間して配置されている。

【００３４】この場合において、距離Ｌxと距離Ｌzと
は、必ずしも等しい必要はないが、演算処理の簡略化の
ためには、 Ｌx＝Ｌz に設定するのが好ましい。

【００３５】また、ある補正用線ＣＬと当該補正用線Ｃ
Ｌに最も近接する補正用線ＣＬとは距離Δｄだけ離間し
て配置されている。この場合において、画像処理の簡略
化を図るためには、補正用線ＣＬが第１円マークＭＣ1
及び第２円マークＭＣ2 と重なり合わないように、 Δｄ＝Ｌz に設定し、補正用線ＣＬと第２円マークＭＣ2 の中心と
の距離は、 Δｄ／２＝Ｌz／２ に設定するのが好ましい。

【００３６】さらに、第１円マークＭＣ1 の直径ＲＭＣ
1 と、第２円マークＭＣ2 の直径ＲＭＣ2 とは、第１円
マークＭＣ1 が粗（ラフ）測定に用いられ、第２円マー
クＭＣ2 が精密（ファイン）測定に用いられることか
ら、 ＲＭＣ1 ≒２×ＲＭＣ2 程度とするのが測定精度、画像処理の容易さ等の観点よ
り好ましく、第２円マークＭＣ2 の寸法としては、１
［ｃｍ］程度が好ましい。

【００３７】これらの寸法公差としては、最終目的精度
が数１００［μｍ］程度の場合、±数１０［μｍ］以内
とするのが好ましい。以上の説明においては、第１円マ
ークＭＣ1 は赤色、第２円マークＭＣ2 は青色に着色し
ていたが、光の三原色である赤色、緑色、青色のうち互
いに異なるいずれか一色を用いていれば後述の処理が同
様に可能である。

【００３８】なお、この場合において、データ処理エラ
ーの発生を防止するため、第１円マークＭＣ1 の色とし
ては、測定車両２の撮像画面中に含まれる色以外の色に
設定するのが好ましい。より具体的には、例えば、測定
車両２が赤色に塗装されている場合には、第１円マーク
を緑色とする。

【００３９】同様に、ベース部ＢＢは黒色、補正用線Ｃ
Ｌは白色としていたが、逆の場合にも後述の画像処理が
可能である。本実施形態においては、第１仮想線ＶＬ1
1、ＶＬ12と、第２仮想線ＶＬ21、ＶＬ22とは、互いに
直交するようにしていたが、これに限られるものではな
く、演算処理は複雑になるが、所定角度で交差するよう
に所定間隔で配置するように想定すれば同様の効果が得
られる。測定ユニットの構成 図４に測定ユニットの部分透視斜視図を、図５に測定ユ
ニットの側面図を、図６に測定ユニットの正面図を示
す。

【００４０】測定ユニット７は、４個のレーザ変位計６
-1〜６-4を保持する「ロ」字形状の保持プレート１０
と、保持プレート１０の開口１０Ａを介して保持プレー
ト１０の後方から測定プレート４を撮像すべく、保持プ
レート１０の背面側に設けられた撮像ユニット５と、を
備えて構成されている。プロセッサ本体の構成 図７にデータ処理制御ユニット８の概要構成ブロック図
を示す。

【００４１】データ処理制御ユニット８は、後述するカ
ラーＣＣＤカメラ５Ａの出力する第１撮像データＤＧＧ
1 あるいはカラーＣＣＤカメラ５Ｂの出力する第２撮像
データＤＧＧ2 のいずれかに基づいて画像表示を行うデ
ィスプレイ２５と、撮像ユニット５から出力される第１
撮像データＤＧＧ1 及び第２撮像データＤＧＧ2 に基づ
いて色分解処理を行い、赤色に対応する赤色撮像データ
ＤＲ、緑色に対応する緑色撮像データＤＧ及び青色に対
応する青色撮像データＤＢを出力する色分解処理回路２
７と、４個のレーザ変位計６-1〜６-4 の出力信号ＤＬ
Ｄ1 〜ＤＬＤ4並びに赤色撮像データＤＲ、緑色撮像デ
ータＤＧ及び青色撮像データＤＢに基づいて、撮像ユニ
ット５の二つの撮像画面のうち、高解像度の撮像画面中
の所定位置（例えば、撮像画面の中心位置）の測定プレ
ート４の試験面４Ｓ上におけるＸ座標データＸ、試験面
４ＳのＹ座標データＹ及び高解像度の撮像画面中の所定
位置の測定プレート４の試験面４Ｓ上におけるＺ座標デ
ータＺ並びに試験面４ＳのＸ軸に対する傾きθx、試験
面４ＳのＹ軸に対する傾きθy及び試験面４ＳのＺ軸に
対する傾きθz（これらの傾きは、スピンアングルデー
タＤＳＰの演算の基準となる）を出力するとともに、位
置制御データＤPCを出力する演算処理部２８と、を備え
て構成されている。

【００４２】この場合において、赤色撮像データＤＲに
は、第１撮像データＤＧＧ1 に対応する第１赤色撮像デ
ータＤＲ1 及び第２撮像データＤＧＧ2 に対応する第２
赤色撮像データＤＲ2 が含まれ、緑色撮像データＤＧに
は、第１撮像データＤＧＧ1に対応する第１緑色撮像デ
ータＤＧ1 及び第２撮像データＤＧＧ2 に対応する第２
緑色撮像データＤＧ2 が含まれ、青色撮像データＤＢに
は、第１撮像データＤＧＧ1 に対応する第１青色撮像デ
ータＤＢ1 及び第２撮像データＤＧＧ2 に対応する第２
青色撮像データＤＢ2 が含まれているものとする。撮像ユニットの構成 図８に撮像ユニットの概要構成図を示す。

【００４３】撮像ユニット５は、その光軸が後述のカラ
ーＣＣＤカメラ５Ｂの光軸と所定角度θCCDをなすとと
もに、測定プレート４の試験面４Ｓ上で視野ＡＲA（図
１１参照）を有し、第１撮像データＤＧＧ1 を出力する
低解像度側のカラーＣＣＤカメラ５Ａと、初期状態にお
いて測定プレート４の試験面４Ｓに垂直な光軸を有し、
測定プレート４の試験面４Ｓ上で視野ＡＲB（図１１参
照）を有し、第２撮像データＤＧＧ2 を出力する高解像
度側のカラーＣＣＤカメラ５Ｂと、を備えて構成されて
いる。

【００４４】この場合において、所定角度θCCDは、試
験面４ＳのＹ軸方向の初期基準位置４ＳREFに対応する
試験面４ＳのＹ軸正方向最大変位位置４ＳFR−Ｙ軸負方
向最大変位位置４ＳRR間において、試験面４Ｓ上のカラ
ーＣＣＤカメラ５Ａの光軸位置とカラーＣＣＤカメラ５
Ｂの光軸位置とのＺ軸方向の差ΔＥが予め設定した最大
許容許容誤差範囲内に収まるように設定する。

【００４５】また、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの視野ＡＲ
Bは、図９（ａ）の斜視図及び図９（ｂ）の正面図に示
すように、カラーＣＣＤカメラ５Ａの視野ＡＲAに含ま
れており、カラーＣＣＤカメラ５Ａの視野ＡＲAは、測
定プレート４の試験面４Ｓのほぼ全域をカバーするよう
に設定されている。

【００４６】従って、例えば、カラーＣＣＤカメラ５
Ａ、５Ｂとして同一画素数のものを用いた場合には、カ
ラーＣＣＤカメラ５Ａは広い領域を撮像するので実質的
に低解像度となり、低精度でのみ位置検出を行え、カラ
ーＣＣＤカメラ５Ｂは、微小領域を撮像するので実質的
に高解像度となり、高精度で位置検出を行えるのであ
る。

【００４７】この場合において、実際の測定プレートま
での距離は両カラーＣＣＤカメラで異なるので、より精
密な測定を行う場合には、距離補正を行う必要がある。
なお、本実施形態においては、２台のカラーＣＣＤカメ
ラ５Ａ、５Ｂの光軸を一致させていない多光軸方式とし
ているが、図１０に示すように、カラーＣＣＤカメラ５
Ａ’、５Ｂ’の光軸を一致させた単光軸方式とすること
も可能である。

【００４８】より詳細には、カラーＣＣＤカメラ５Ａ’
及びカラーＣＣＤカメラ５Ｂ’の光軸を一致させるべく
カラーＣＣＤカメラ５Ａ’及びカラーＣＣＤカメラ５
Ｂ’の光路中に配置されたハーフミラー５Ｃと、を備え
て構成する。この場合においても、カラーＣＣＤカメラ
５Ｂ’の視野ＡＲBは、図１１（ａ）の斜視図及び図１
１（ｂ）の正面図に示すように、カラーＣＣＤカメラ５
Ａ’の視野ＡＲAに含まれており、カラーＣＣＤカメラ
５Ａ’の視野ＡＲBは、測定プレート４の試験面４Ｓの
ほぼ全域をカバーするように設定されている。

【００４９】これらの結果、精密測定を行う場合でも、
距離補正を行う必要が無くなる。多光軸方式あるいは単
光軸方式の何れの場合においても、２台のカラーＣＣＤ
カメラ５Ａ’、５Ｂ’両者の絶対的な位置関係が把握さ
れており、かつ、測定中にはその位置関係が変化するこ
となく保持されるのであれば構わない。レーザ変位計の配置 図１２にレーザ変位計の配置図を示す。図１２（ａ）
は、レーザ変位計の配置斜視図、図１２（ｂ）はレーザ
変位計の初期状態における配置側面図、図１２（ｃ）
は、レーザ変位計の測定状態における配置側面図であ
る。

【００５０】レーザ変位計６-1〜６-4は、図１２（ａ）
及び図１２（ｂ）に示すように、初期状態において、第
１円マークＭＣ1 の中心点で対角線が交差する仮想平行
四辺形の各頂点に測定用のレーザ光の照射点Ｐ1〜Ｐ4
が位置するように配置されている。

【００５１】この場合において、照射点Ｐ1〜Ｐ4は、図
１３に示すように、測定プレート４が最もＺ軸正方向に
ある場合に相当する測定面４ＳUPと測定プレート４が基
準位置（初期状態）にある場合に相当する測定面４ＳRE
Fとの共通領域（実線と一点鎖線で囲まれる領域）ＡＲU
P内に照射点Ｐ1〜Ｐ3 が収まるようにレーザ変位計６-1
〜６-3を配置するとともに、測定プレート４が最もＺ軸
負方向にある場合に相当する測定面４ＳDNと測定面４Ｓ
REFとの共通領域（実線と鎖線で囲まれる領域）ＡＲDN
内に照射点Ｐ2 〜Ｐ4 が収まるようにレーザ変位計６-2
〜６-4を配置している。

【００５２】さらに、図１４（ａ）に示すように、照射
点Ｐ1〜Ｐ4は、仮想平行四辺形Ｐ1Ｐ2Ｐ3 Ｐ4の頂点上
に配置されており、対角線Ｐ1Ｐ4と対角線Ｐ2Ｐ3 との
交点Ｘを想定し、交点Ｘと照射点Ｐ1の距離ＬＺ及び交
点Ｘと照射点Ｐ4の距離ＬＺは、求めるキャンバ角θcam
の精度を向上させるべくできる限り長くなるように設定
し、初期状態において交点Ｘは第１円マークＭＣ1 の中
心Ｏと等しくなるようにする。

【００５３】そして、演算処理部２８は、交点Ｘが第１
円マークＭＣ1 の中心Ｏに対してＺ軸の正方向あるいは
負方向のいずれにあるか（図１４（ｂ）参照）を判別
し、交点Ｘが中心Ｏに対してＺ軸の正方向にある場合に
は、照射点Ｐ1〜Ｐ3 に対応するレーザ変位計６-1〜６-
3の出力信号ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ3を用いてキャンバ角θca
mを算出し、交点Ｘが第１円マークＭＣ1 の中心Ｏに対
してＺ軸の負方向にある場合には、照射点Ｐ2〜Ｐ4に対
応するレーザ変位計６-2〜６-4の出力信号ＤＬＤ2〜Ｄ
ＬＤ4を用いてキャンバ角θcamを算出する。交点Ｘが第
１円マークＭＣ1の中心Ｏに対してＺ軸の正方向あるい
は負方向のいずれにあるかを判別するには、出力信号Ｄ
ＬＤ1 あるいは出力信号ＤＬＤ4に対応する測定面４Ｓ
までの距離が測定許容範囲を超えているか（すなわち、
いずれか一方のレーザ光が測定面４Ｓに照射されていな
い）を判別し、若しくは、カメラ５Ｂの画像処理結果に
基づいてカメラ５Ｂの光軸が測定面４Ｓ上でどの位置に
あるかを判別すればよい。

【００５４】また交点Ｘが第１円マークＭＣ1 の中心Ｏ
に対してＺ軸の負方向にある場合には、照射点Ｐ2〜Ｐ4
に対応するレーザ変位計６-2〜６-4の出力信号ＤＬＤ2
〜ＤＬＤ4を用いてキャンバ角θcamを算出し、交点Ｘが
第１円マークＭＣ1 の中心Ｏに対してＺ軸の負方向にあ
る場合には、照射点Ｐ2〜Ｐ4に対応するレーザ変位計６
-2〜６-4の出力信号ＤＬＤ2〜ＤＬＤ4を用いてキャンバ
角θcamを算出する。

【００５５】なお、レーザ変位計の個数は４個に限られ
るものではなく、測定プレート４が測定領域内にある場
合には、常に３ヶ所以上にレーザ光が照射される状態を
確保できるように、４個以上であればよい。測定動作 次に測定動作について、図１５乃至図２４を参照して説
明する。

【００５６】この場合において、撮像ユニット５を構成
する カラーＣＣＤカメラ５Ａの撮像画面には、常に第
１円マークＭＣ1 が含まれるように設定されているもの
とし、予め測定車両２のタイヤホール３には、試験面４
Ｓの原点Ｏがタイヤホイール３の回転中心軸と一致する
ように測定プレート４が装着されているものとする。

【００５７】図１５に測定動作処理フローチャートを示
す。まず最初に操作者は、図示しないアクチュエータに
より測定車両２のタイヤホイール３を各タイヤホイール
毎に独立して上方向あるいは下方向に駆動する。そして
空車荷重値にアクチュエータを停止し、停止時の状態を
保持する（ステップＳ１）。

【００５８】次に手動操作により保持プレート１０及び
撮像ユニット５をＺ軸方向に駆動して、保持プレート１
０及び撮像ユニット５を測定プレート４の試験面４Ｓに
対向させ、撮像ユニット５を構成するカラーＣＣＤカメ
ラ５Ａ及びカラーＣＣＤカメラ５Ｂの光軸を試験面４Ｓ
の原点Ｏに一致させる（ステップＳ２）。

【００５９】これにより、レーザ変位計６-1〜６-4の測
定用のレーザ光の照射点Ｐ1〜Ｐ4に対応する交点Ｘ（図
１４（ａ）参照）が原点Ｏと一致するように設定される
こととなる。この状態において、測定プレート４、カラ
ーＣＣＤカメラ５Ａの視野ＡＲA及びカラーＣＣＤカメ
ラ５Ｂの視野ＡＲBの関係は、図９（ａ）又は図１１
（ａ）の状態となっている。

【００６０】この状態において、撮像ユニット５は、測
定プレート４の試験面４Ｓの撮像を行い（ステップＳ
３）、第１撮像データＤＧＧ1 及び第２撮像データＤＧ
Ｇ2 をプロセッサ本体８Ａの色分解処理回路２７に出力
する（ステップＳ４）。これにより色分解処理回路２７
は、コントローラ２５の制御下で撮像ユニット５から出
力される第１撮像データＤＧＧ1 及び第２撮像データＤ
ＧＧ2 の色分解処理をそれぞれ別個に行い、赤色に対応
する赤色撮像データＤＲ、緑色に対応する緑色撮像デー
タＤＧ及び青色に対応する青色撮像データＤＢを演算処
理部２８に出力する（ステップＳ５）。

【００６１】ここで、具体的な演算処理を図１６乃至図
２４を参照して説明する。図１６に示すように、カラー
ＣＣＤカメラ５Ａのレンズの焦点距離をｆ＝ｆ5A［ｍ
ｍ］とし、カラーＣＣＤカメラ５Ａの画素数を例えば、
Ｎｘ×Ｎｚ［ｄｏｔｓ］（Ｎｘ、Ｎｚは、自然数。例え
ば、Ｎｘ＝４００、Ｎｚ＝４００）とし、視野ＡＲAが
Ｌ5A×Ｌ5A［ｍｍ］の領域をカバーできるように、試験
面４Ｓに対して焦点距離ｆ5Aに対応する距離Ｌｆ5Aだけ
離間してカラーＣＣＤカメラ５Ａを配置するものとし、 Ｎｘ＝Ｎｚ＝ＮＮ（ＮＮ；自然数） とすると、１画素はＬ5A／ＮＮ［ｍｍ］ピッチに相当す
ることとなる。

【００６２】次にＺ軸の中心座標を求めるべく、図１７
に示すように、第１赤色撮像データＤＲ1 に基づいて、
Ｘ軸正方向にスキャンしつつ、カラーＣＣＤカメラ５Ａ
の中心座標ＣＣAから第１所定方向（例えば、Ｚ軸正方
向；図１７中、上方向）に、例えば、ＤＮドット間隔
（上述の例の場合、ＤＮ・Ｌ5A／ＮＮ［ｍｍ］間隔相
当）でラフサーチを行い、第１円マークＭＣ1 の検出を
行う（ステップＳ６）。この場合において、ＤＮの設定
は、第１円マークＭＣ1 の直径ＲＭＣ1 との関係で、 ＤＮ・Ｌ5A／ＮＮ≦ＲＭＣ1 という条件を満たす必要がある。

【００６３】ステップＳ６のラフサーチにより第１円マ
ークＭＣ1 を検出したならば、図１８（ａ）に示すよう
に、１ドット間隔（上述の例の場合、Ｌ5A／ＮＮ［ｍ
ｍ］間隔相当）でＸ軸正方向にスキャンしつつ、ファイ
ンサーチを行い、第１円マークＭＣ1 を検出できなくな
るまで検出を継続し、第１円マークＭＣ1 が検出できな
くなったら、最後に第１円マークＭＣ1 を検出したとき
のＺ軸方向の画素番号（ＮＮドット中、Ｎ1 ドット目
（Ｎ1 ＝１〜ＮＮ））を記憶する。

【００６４】そして、図１８（ｂ）に示すように、第１
所定方向とは逆方向（例えば、Ｚ軸負方向；図１７中、
下方向）にファインサーチを行う（ステップＳ７）。ス
テップＳ７の処理において、再び第１円メークＭＣ1 が
検出できなくなったら、最後に第１円マークＭＣ1 を検
出したときのＺ軸方向の画素番号（ＮＮドット中、Ｎ2
ドット目（Ｎ2 ＝１〜ＮＮ））に基づき、次式によりＺ
軸中心座標Ｚ0を求める（ステップＳ８）。

【００６５】Ｚ0＝（Ｎ1 ＋Ｎ2 ）／２ ここで、Ｚ軸中心座標Ｚ0は、第１円マークＭＣ1 の中
心座標のＺ座標にほぼ等しく、求められたＺ軸中心位置
Ｚ0の精度は±Ｌ5A／ＮＮ［ｍｍ］となる。続いて、同
様にＸ軸の中心座標Ｘ0を求めるべく、第１赤色撮像デ
ータＤＲ1に基づいて、Ｚ軸正方向にスキャンしつつ、
カラーＣＣＤカメラ５Ａの中心座標ＣＣAから第３所定
方向（例えば、Ｘ軸正方向；図１６中、右方向）に、例
えば、ＤＮドット間隔（ ＤＮ・Ｌ5A／ＮＮ［ｍｍ］間
隔相当）でラフサーチを行い、第１円マークＭＣ1 の検
出を行う（ステップＳ９）。

【００６６】ステップＳ９のラフサーチにより第１円マ
ークＭＣ1 を検出したならば、１ドット間隔（Ｌ5A／Ｎ
Ｎ［ｍｍ］間隔相当）単位でファインサーチを行い、第
１円マークＭＣ1 を検出できなくなるまで検出を継続
し、第１円マークＭＣ1 が検出できなくなったら、最後
に第１円マークＭＣ1 を検出したときのＸ軸方向の画素
番号（ＮＮドット中、Ｍ1 ドット目（Ｍ1 ＝１〜Ｎ
Ｎ））を記憶し、第３所定方向とは逆方向（例えば、Ｘ
軸負方向；図１７中、左方向）にファインサーチを行う
（ステップＳ１０）。

【００６７】ステップＳ１０の処理において、再び第１
円マークＭＣ1 が検出できなくなったら、最後に第１円
マークＭＣ1 を検出したときのＸ軸方向の画素番号（Ｎ
Ｎドット中、Ｍ2 ドット目（Ｍ2 ＝１〜ＮＮ））に基づ
いて、次式によりＸ軸中心座標Ｘ0を求める（ステップ
Ｓ１１）。

【００６８】Ｘ0＝（Ｍ1 ＋Ｍ2 ）／２ この結果、求められたＸ軸中心座標Ｘ0の精度は±Ｌ5A
／ＮＮ［ｍｍ］となる。一方、図１９に示すように、カ
ラーＣＣＤカメラ５Ｂのレンズの焦点距離をｆ＝ｆ5B
［ｍｍ］とし、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの画素数を第１
カラーＣＣＤカメラと同じくＮｘ×Ｎｚ［ｄｏｔｓ］と
し、視野ＡＲBをＬ５B×Ｌ５B［ｍｍ］の領域をカバー
できるように試験面４Ｓに対して焦点距離ｆ5Bに対応す
る距離Ｌｆ5Bだけ離間してカラーＣＣＤカメラ５Ｂを配
置するものとし、 Ｎｘ＝Ｎｚ＝ＮＮ（ＮＮ；自然数） とすると、１画素はＬ5B／ＮＮ［ｍｍ］ピッチに相当す
ることとなる。

【００６９】次に、図２０に示すように、カラーＣＣＤ
カメラ５Ｂの出力した第２赤色撮像データＤＲ2 、第２
緑色撮像データＤＧ2 及び第２青色撮像データＤＢ2 を
加算することにより得られる白色画像に基づいて補正用
線ＣＬをサンプリングし、複数の位置データから最小自
乗法（Ｌ．Ｓ．Ｍ：Least Squares Method）により補
正ラインＣＬの傾きθを求める（ステップＳ１２）。

【００７０】続いて、カラーＣＣＤカメラ５Ａの撮像画
像に基づいて、ステップＳ８、Ｓ１１の処理で求めた第
１円マークＭＣ1 の中心座標（Ｘ0、Ｚ0）とカラーＣＣ
Ｄカメラ５Ｂの視野ＡＲBの中心座標ＣＣBとの間の距離
ＬＬを求める（ステップＳ１３）。

【００７１】これにより視野ＡＲBの中心座標を囲む補
正用線ＣＬを特定することができ、視野ＡＲBの概略位
置を把握することができる。さらにこの第１円マークＭ
Ｃ1 の中心座標（Ｘ0、Ｚ0）及び距離ＬＬの算出と並行
して、演算処理回路２８は、レーザ変位計６-1〜６-4の
出力信号ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ4 に基づいて、測定プレート
４の試験面４Ｓ上の第１円マークＭＣ1 までの距離を算
出する。

【００７２】次に視野ＡＲBの中心座標の算出について
図２１及び図２２を参照して説明する。まず、カラーＣ
ＣＤカメラ５Ａの撮像画面中で、視野ＡＲAの中心座標
ＣＣAと第１円マークＭＣ1 の中心座標（Ｘ0、Ｚ0）と
の距離ｄaを算出する（ステップＳ１４）。

【００７３】ｄa＝√（ｘa²＋ｙa²） 次に視野ＡＲAの中心座標を通る補正用線ＣＬと平行な
線を仮定し、この線と視野ＡＲAの中心座標と第１円マ
ークＭＣ1 の中心座標とを結ぶ線のなす角度θaを算出
する（ステップＳ１５）。

【００７４】θa＝ｔａｎ^-1（ｙa／ｘa）−θ0 これらにより、ステップＳ１４、１５で求めた距離ｄa
及び角度θaに基づいて、距離Ｘa及び距離Ｙaを算出す
る（ステップＳ１６）。 Ｘa＝ｄa×ｃｏｓ（θa） Ｙa＝ｄa×ｓｉｎ（θa） 次に距離Ｘa及び距離Ｙaに基づいて、視野ＡＲAの中心
座標に最も近い位置にある第２円マークＭＣ2nは、第１
円マークＭＣ1 から見てＸ方向に第ｎx番目（ｎxは自然
数）の第２円マークであり、Ｚ方向に第ｎy番目（ｎyは
自然数）の第２円マークであるかを求める（ステップＳ
１７）。なお、図２１において、第２円マークＭＣ2nに
ついては、ｎx＝４、ｎy＝３となる。

【００７５】ｎx＝ｉｎｔ（Ｘa／Ｌｘ） ｎy＝ｉｎｔ（Ｙa／Ｌｚ） ここで、ｉｎｔ（Ｒ）は、Ｒを越えない最大の整数を表
すものとし、Ｌｘは、Ｘ軸方向の第２円マークＭＣ2 の
離間距離（図３参照）、ＬｚはＺ軸方向の第２円マーク
ＭＣ2 の離間距離（図３参照）である。

【００７６】これにより視野ＡＲAの中心座標に最も近
い位置にある第２円マークＭＣ2nの中心座標（Ｘ0、Ｚ
0）から第１円マークＭＣ1 の中心座標までの距離Ｘb、
Ｙbを算出する（ステップＳ１８）。この距離Ｘb、Ｙb
は、第１円マークＭＣ1 及び第２円マークＭＣ2 の描画
精度に相当する高精度の値を有している。

【００７７】Ｘb＝ｎx×Ｌｘ Ｙb＝ｎy×Ｌｚ 続いて、視野ＡＲAの中心座標に最も近い位置にある第
２円マークＭＣ2nの中心座標から視野ＡＲAの中心座標
までの距離ｄd（低精度）及び視野ＡＲAのＸ軸とのなす
角度θｉ（低精度）を算出する（ステップＳ１９）。こ
こで、低精度とは、カラーＣＣＤカメラ５Ａの撮像デー
タに基づく測定可能精度（上述の例の場合±１［ｍｍ］
精度）でという意味である。

【００７８】 ｄd＝√｛（Ｘa−Ｘb）² ＋（Ｙa−Ｙb）² ｝ θi＝ｔａｎ^-1｛（Ｙa−Ｙb）／（Ｘa−Ｘb）｝＋θ0 次に求めた距離ｄd及び角度θｉに基づいて、視野ＡＲA
の中心座標と視野ＡＲAの中心座標に最も近い位置にあ
る第２円マークＭＣ2nの中心座標との低精度距離Ｘｉ及
びＹｉを算出する（ステップＳ２０）。

【００７９】Ｘi＝ｄd×ｃｏｓ（θi） Ｙi＝ｄd×ｓｉｎ（θi） さらに、低精度距離Ｘｉ、Ｙｉに基づいて、カラーＣＣ
Ｄカメラ５Ｂの視野ＡＲbの中心座標に対する第２円マ
ークＭＣ2nの中心座標をドットアドレスＩＸ、ＩＹ（ド
ット数によるアドレス表示）に変換する（ステップＳ２
１）。

【００８０】この場合において、視野ＡＲBは上述した
ようにＮＮ×ＮＮ（ドット）で構成しているので、視野
ＡＲBのＸ方向中心座標のドットアドレス＝ＮＮ／２、
Ｙ方向中心座標のドットアドレス＝ＮＮ／２となる。 ＩＸ＝ＮＮ／２＋Ｘi×Ｓn／Ｌｘ ＩＹ＝ＮＮ／２−Ｙi×Ｓn／Ｌｚ ここで、Ｓｎは、１［ｍｍ］当たりのドット数である。

【００８１】次に距離Ｘb、Ｙbに基づいて、カラーＣＣ
Ｄカメラ５Ｂの視野ＡＲB上で、視野ＡＲBの中心座標と
第２円マークＭＣ2nの中心座標との距離Ｄb（高精度）
及び視野ＡＲAのＸ軸とのなす角度θb（高精度）を算出
する（ステップＳ２２）。ここで、高精度とは、カラー
ＣＣＤカメラ５Ｂの撮像データに基づく測定可能精度
（上述の例の場合、±Ｌ5B／ＮＮ［ｍｍ］精度）でとい
う意味である。

【００８２】Ｄb＝√（Ｘb² ＋Ｙb² ） θb＝ｔａｎ^-1（ｎＹb／Ｘb）＋θ0 次に算出した距離Ｄb及び角度θbに基づいて、視野ＡＲ
Bの中心座標と視野ＡＲBの中心座標に最も近い位置にあ
る第２円マークＭＣ2nの中心座標との高精度距離Ｘc及
びＹcを算出する（ステップＳ２３）。

【００８３】Ｘc＝Ｄb×ｃｏｓ（θb） Ｙc＝Ｄb×ｓｉｎ（θb） 続いて、高精度距離Ｘc、Ｙc及びドットアドレスＩＸ、
ＩＹに基づいて、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの視野ＡＲb
の中心座標に対する第２円マークＭＣ2nの中心座標をド
ットアドレスＸ、Ｙ（ドット数によるアドレス表示）に
変換する（ステップＳ２４）。

【００８４】この場合において、視野ＡＲBは上述した
ようにＮＮ×ＮＮ（ドット）で構成しているので、視野
ＡＲBのＸ方向中心座標のドットアドレス＝ＮＮ／２、
Ｙ方向中心座標のドットアドレス＝ＮＮ／２となる。 Ｘ＝Ｘc＋（ＮＮ／２＋ＩＸ）×Ｌｘ／Ｓn Ｙ＝Ｙc＋（ＮＮ／２−ＩＹ）×Ｌｚ／Ｓn さらに求めたドットアドレスＸ、Ｙを測定プレート４の
試験面４ＳのＸ軸及びＺ軸を基準とする座標系に座標変
換し、試験面４ＳのＸ軸及びＺ軸を基準とする座標系に
おけるドットアドレスｘ、ｙを算出する（ステップＳ２
５）。この場合において、次式が成立するので、 Ｘ＝ｘ／ｃｏｓ（θx） Ｙ＝ｙ／ｃｏｓ（θy） これらの式からドットアドレスｘ、ｙは、 ｘ＝Ｘ×ｃｏｓ（θx） ｙ＝Ｙ×ｃｏｓ（θy） となる。

【００８５】次に演算処理部２８は、撮像画面の水平方
向（あるいは垂直方向）と目盛線との傾きを算出するこ
とによりキャスタ角を求める（ステップＳ２６）。この
場合において、レーザ変位計６-1〜６-4の測定用レーザ
光の照射点Ｐ1〜Ｐ4のうち、少なくとも３個の照射点
は、常に測定用プレート４の測定面４Ｓ上に存在するこ
ととなり、得られるレーザ変位計６-1〜６-4 の出力信
号ＤＬＤ1〜ＤＬＤ4 は安定しており、正確な距離情報
が得られることとなる。

【００８６】従って、出力信号ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ4に 基
づいて、各レーザ変位計６-1〜６-4に対応する測定プレ
ート４の試験面４Ｓ上の測定用レーザ照射点Ｐ1〜Ｐ4ま
での幾何学的な距離の違いに基づいて正確なキャンバ角
θcamを算出する（ステップＳ２７）。キャンバ角の算出 ここで、キャンバ角θcamの算出について図２３及び図
２４を参照して説明する。

【００８７】レーザ変位計６-1〜６-4のレーザ出射部Ｐ
６-1〜Ｐ６-4（この符号Ｐ６-1〜Ｐ６-4は、当該出射部
の位置を表すものとしても用いるものとする）は、測定
車両の鉛直方向に平行な直線ＶＬを含む仮想平面ＶＰＬ
上に配置されており、かつ、直線ＶＬ及び仮想平行四辺
形ＰＢの一方の対角線Ｐ６-1Ｐ６-4が重なり合うように
配置した仮想平面ＶＰＬ上の仮想平行四辺形ＰＢの各頂
点に出射部Ｐ６-1、Ｐ６-2、Ｐ６-3、Ｐ６-4がそれぞれ
配置されている。

【００８８】図２３は、測定プレート４がＺ軸正方向に
ある場合を表しており、この場合、レーザ変位計６-1〜
６-3の出力信号ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ3 に基づいて処理を行
う。より具体的には、出力信号ＤＬＤ1 に相当する照射
点Ｐ1までの距離がＬＰ1、出力信号ＤＬＤ2 に相当する
照射点Ｐ2 までの距離がＬＰ2 、出力信号ＤＬＤ3に相
当する照射点Ｐ3 までの距離がＬＰ3 であるとすると、
照射点Ｐ2 及び照射点Ｐ3 の中点Ｐ23から仮想平行四辺
形ＰＢの対角線の交点ＰＰまでの距離ＬＰ23は、 ＬＰ23＝（ＬＰ2 ＋ＬＰ3 ）／２ となる。

【００８９】この場合において、キャンバ角θcamは、
図２４に示すように以下の関係を有する。 ｔａｎ（θcam）＝ＬＰＸ／ＬＺ 従って、求めるキャンバ角θcamは、 θcam＝ｔａｎ^-1（ＬＰＸ／ＬＺ） となる。ここで、 ＬＰＸ＝｜ＬＰ1−ＬＰ23｜ であるので、 θcam＝ｔａｎ^-1（｜ＬＰ1−ＬＰ23｜／ＬＺ） ＝ｔａｎ^-1（｜ＬＰ1−（（ＬＰ2 ＋ＬＰ3 ）／２）｜／ＬＺ） ＝ｔａｎ^-1（｜（２ＬＰ1−ＬＰ2 −ＬＰ3 ）／２｜・ＬＺ） これらの結果、演算処理部２８は、求めたドットアドレ
スｘをＸ座標データＤＸとして出力し、求めたドットア
ドレスｙをＺ座標データＤＺとして出力し、求めたキャ
ンバ角を傾きデータＤＳＰとして出力し、求めたキャン
バ角をキャンバ角データＤＣＢとして出力することとな
る。

【００９０】以上の説明のように本実施形態によれば、
レーザ変位計を固定した状態で、正確にキャンバ角θca
mを算出することが可能となり、レーザ変位計を駆動す
るためのＸ−Ｙステージ等を設ける必要がないので、装
置構成を簡略化でき、装置製造コストを低減することが
可能となる。

【００９１】また、２台のカラーＣＣＤカメラ５Ａ、５
Ｂの撮像画面に基づいて、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの撮
像画面内の所定位置（上記説明では、中心位置）の測定
プレート４の試験面４Ｓ上の第１円マークＭＣ1 の中心
座標に対応する位置及びスピンアングルを迅速、かつ、
正確に算出することができ、測定の再現性が向上する。

【００９２】従って、ホイールアラインメント測定を迅
速、かつ、正確に行うことができるともに、その再現
性、信頼性を向上させることができる。

【００９３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、Ｎ個の測
距用光射出受光手段は、予め設定した測定条件下におい
て、少なくとも３個以上の測距用光射出手段に対応する
測距用光が測定面上に照射され、測定面により反射され
た測距用光を受光して測距信号を出力するので、測距用
光射出受光手段を固定としても測定を行うことができ、
測距用光射出受光手段を駆動するための駆動機構を設け
る必要がなく、装置構成を簡略化して、制御を簡素化で
き、装置製造コストも低減することができる。

【００９４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、４個の測距用光射出手段のう
ち、直線に含まれる一方の対角線上の測距用光射出手段
及び他方の対角線上の２個の測距用光射出手段の少なく
とも３個の測距用光射出手段に対応する測距用光が測定
面上に照射されることとなり、これら３個の測距用光射
出手段の測距用光を用いて、簡易な構成で、常に正確な
ホイールアラインメント測定を行うことが可能となる。

【００９５】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の効果に加えて、選択手段は、直線に含まれる
対角線上の２個の出射部のうち、測定面上に測距用光が
照射されているいずれか一方の出射部に相当する測距用
光射出受光手段の測距信号を選択し、キャンバ角算出手
段は、選択手段により選択された測距信号及び直線に含
まれない他方の対角線上の二つの出射部に相当する測距
用光射出受光手段の測距信号に基づいて、測定面のキャ
ンバ角を算出するので、測距用光射出受光手段を駆動す
る駆動機構を設けることなく、測定プレートの変位に追
従してキャンバ角を正確に算出することができるととも
に、直線に含まれる一方の測距用光射出受光手段と直線
に含まれない他方の測距用光射出手段との直線方向の距
離を大きくすることができ、キャンバ角の精度を向上す
ることができる。

【００９６】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の効果に加えて、選択手段の判別手段は、二本
の対角線の交点が測定面の原点位置に対して第１の方向
あるいは第２の方向のいずれに存在するかを判別するこ
とにより測距用光射出受光手段を選択するので、迅速に
キャンバ角の算出に用いる測距用光射出受光手段を選択
することができ、高速、かつ、正確にキャンバ角算出を
行える。

【００９７】請求項５記載の発明によれば、測距用光射
出受光工程は、測定面上に所定距離だけ離間してＮ本の
測距用光のうち、少なくとも３本以上の測距用光が測定
面上に照射されるようにするとともに、測定面により反
射された測距用光を受光し、キャンバ角算出工程は、受
光した測距用光に基づいて測定面のキャンバ角を算出す
るので、測定面の変位に追従させるための駆動制御を行
う必要もなく、制御手順を簡略化でき、制御システム開
発のためのコストを低減することができる。

【００９８】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の発明の作用に加えて、測距用光射出受光工程は、仮
想平行四辺形の各頂点から測距用光を射出し、測定面に
より反射された測距用光を受光し、キャンバ角算出工程
は、第１測定面及び第２測定面の共通領域内に直線に含
まれる直線に含まれない他方の対角線上の二つの頂点か
ら射出され、受光された測距用光及び対角線上のいずれ
か一方の頂点から測定面上に射出され、受光された測距
用光に基づいてキャンバ角を算出するので、測定面の変
位に追従して正確なキャンバ角を算出することができ
る。

【００９９】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の発明の作用に加えて、キャンバ角算出工程の選択工
程は、直線に含まれる頂点から射出される２本の測距用
光のうち、測定面上に照射されているいずれか一方の測
距用光を選択し、キャンバ角演算工程は、選択工程によ
り選択された測距用光及び直線に含まれない他方の頂点
上から射出される２本の測距用光に基づいて、測定面の
キャンバ角を演算するので、測定プレートの変位に追従
してキャンバ角を正確に算出することができるととも
に、直線に含まれる一方の頂点から射出される測距用光
に対する直線に含まれない他方の二つの頂点から射出さ
れる測距用光の直線方向の距離を大きくすることがで
き、キャンバ角の精度を向上することができる。

【０１００】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の発明の作用に加えて、選択工程の判別工程は、二本
の対角線の交点が測定面の原点位置に対して第１の方向
あるいは第２の方向のいずれに存在するかを判別するこ
とにより測距用光を選択するので、高速に選択を行うこ
とができ、高速、かつ、正確にキャンバ角を算出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホイールアラインメント測定装置の概要構成ブ
ロック図である。

【図２】測定プレートの説明図である。

【図３】測定プレートの詳細構成説明図である。

【図４】測定ユニットの部分透視斜視図である。

【図５】測定ユニットの側面図である。

【図６】測定ユニットの正面図である。

【図７】データ処理制御ユニットの概要構成ブロック図
である。

【図８】撮像ユニットの概要構成ブロック図である。

【図９】図８の撮像ユニットにおけるカラーＣＣＤカメ
ラの視野の説明図である。

【図１０】他の撮像ユニットの概要構成ブロック図であ
る。

【図１１】図１０の撮像ユニットにおけるカラーＣＣＤ
カメラの視野の説明図である。

【図１２】レーザ変位計の配置説明図（その１）であ
る。

【図１３】レーザ変位計の配置説明図（その２）であ
る。

【図１４】レーザ変位計の配置説明図（その３）であ
る。

【図１５】測定動作処理フローチャートである。

【図１６】カラーＣＣＤカメラ５Ａの撮像領域の説明図
である。

【図１７】第１円マークのスキャン説明図（その１）で
ある。

【図１８】第１円マークのスキャン説明図（その２）で
ある。

【図１９】カラーＣＣＤカメラ５Ｂの撮像領域の説明図
である。

【図２０】ホイールアラインメント測定の説明図（その
１）である。

【図２１】ホイールアラインメント測定の説明図（その
２）である。

【図２２】ホイールアラインメント測定の説明図（その
３）である。

【図２３】キャンバ角算出の説明図（その１）である。

【図２４】キャンバ角算出の説明図（その２）である。

【図２５】ホイールアラインメント測定の概要説明図で
ある。

【図２６】従来のホイールアラインメント測定装置の動
作説明図である。

【図２７】従来の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１ ホイールアラインメント測定装置 ２ 測定車両 ３ タイヤホイール ４ 測定プレート ４Ｓ 試験面 ５ 撮像ユニット ５Ａ、５Ｂ カラーＣＣＤカメラ ５Ｃ ハーフミラー ６-1〜６-4 レーザ変位計 ７ 測定ユニット ８ データ処理制御ユニット ９ 加力ヘッド １０ 保持プレート １０Ａ 開口 ２５ ディスプレイ ２６ Ｘ，Ｚステッピングモータ制御部 ２７ 色分解処理回路 ２８ 演算処理部 ＡＲA、ＡＲB 視野 ＢＢ ベース部 ＣＬ 補正用線 ＤＲ 赤色撮像データ ＤＲ1 第１赤色撮像データ ＤＲ2 第２赤色撮像データ ＤＧ 緑色撮像データ ＤＧ1 第１緑色撮像データ ＤＧ2 第２緑色撮像データ ＤＧＧ1 第１撮像データ ＤＧＧ2 第２撮像データ ＤＢ 青色撮像データ ＤＢ1 第１青色撮像データ ＤＢ2 第２青色撮像データ ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ4 出力信号 ＭＣ1 第１円マーク ＭＣ2 第２円マーク Ｏ 原点 Ｐ1〜Ｐ4 照射点 Ｐ６-1〜Ｐ６-4 レーザ出射部 ＶＬ11、ＶＬ12 第１仮想線 ＶＬ21、ＶＬ22 第２仮想線

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査車両の車輪の回転軸の中心に原点
   位置が一致するように取り付けられた測定プレートを用
   い、前記測定プレート表面の測定面までの距離及び前記
   測定面の傾きを測定するホイールアラインメント測定装
   置において、 前記測定面上に測距用光を出射し、前記測定面により反
   射された前記測距用光を受光して測距信号を出力すると
   ともに、前記測距用光の出射部が同一の仮想平面上に所
   定距離だけ離間して配置されたＮ個（Ｎ：４以上の整
   数）の測距用光射出受光手段を有し、 予め設定した測定条件下において、前記Ｎ個の測距用光
   射出手段のうち、少なくとも３個以上の前記測距用光射
   出手段に対応する前記測距用光が前記測定面上に照射さ
   れるように前記出射部を前記仮想平面上に配置したこと
   を特徴とするホイールアラインメント測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のホイールアラインメント
   測定装置において、 前記仮想平面を前記被検査車両の鉛直方向にほぼ平行な
   直線を含むように配置し、 前記直線が仮想平行四辺形の一方の対角線を含むように
   前記仮想平行四辺形を前記仮想平面上に配置し、かつ、
   前記仮想平行四辺形の各頂点に４個の前記測距用光射出
   受光手段の前記出射部を配置するとともに、 前記測定面を前記直線に沿って第１の方向に最大移動さ
   せた場合に相当する前記測定面である第１測定面及び前
   記第１の方向とは逆方向の第２の方向に前記測定面を最
   大移動させた場合に相当する前記測定面である第２測定
   面の共通領域内に前記直線に含まれない他方の対角線上
   の二つの前記出射部から射出された前記測距用光が照射
   されるように、前記仮想平行四辺形を想定することを特
   徴とするホイールアラインメント測定装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のホイールアラインメント
   測定装置において、 前記直線に含まれる対角線上の２個の前記出射部のう
   ち、前記測定面上に前記測距用光が照射されているいず
   れか一方の前記出射部に相当する前記測距用光射出受光
   手段の前記測距信号を選択する選択手段と、 前記選択手段により選択された前記測距信号及び前記直
   線に含まれない他方の対角線上の二つの前記出射部に相
   当する前記測距用光射出受光手段の前記測距信号に基づ
   いて、前記測定面のキャンバ角を算出するキャンバ角算
   出手段と、 を備えたことを特徴とするホイールアラインメント測定
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のホイールアラインメント
   測定装置において、 前記選択手段は、二本の前記対角線の交点が前記測定面
   の原点位置に対して前記第１の方向あるいは前記第２の
   方向のいずれに存在するかを判別することにより前記測
   距用光射出受光手段を選択する判別手段を備えたことを
   特徴とするホイールアラインメント測定装置。
5. 【請求項５】 被検査車両の車輪の回転軸の中心に原点
   位置が一致するように取り付けられた測定プレートを用
   い、前記測定プレート表面の測定面までの距離及び前記
   測定面の傾きを測定するホイールアラインメント測定方
   法において、 前記測定面上のに所定距離だけ離間してＮ本（Ｎ：４以
   上の整数）の測距用光のうち、少なくとも３本以上の前
   記測距用光が前記測定面上に照射されるようにするとと
   もに、前記測定面により反射された前記測距用光を受光
   する測距用光射出受光工程と、 前記受光した測距用光に基づいて前記測定面のキャンバ
   角を算出するキャンバ角算出工程と、 を備えたことを特徴とするホイールアラインメント測定
   方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載のホイールアラインメント
   測定方法において、 前記仮想平面を前記被検査車両の鉛直方向にほぼ平行な
   直線を含むように配置し、 前記測距用光射出受光工程は、前記直線が仮想平行四辺
   形の一方の対角線を含むように前記仮想平行四辺形を前
   記仮想平面上に配置し、かつ、前記仮想平行四辺形の各
   頂点から前記測距用光を射出して前記測定面により反射
   された前記測距用光を受光し、 前記キャンバ角算出工程は、前記測定面を前記直線に沿
   って第１の方向に最大移動させた場合に相当する前記測
   定面である第１測定面及び前記第１の方向とは逆方向の
   第２の方向に前記測定面を最大移動させた場合に相当す
   る前記測定面である第２測定面の共通領域内に前記直線
   に含まれない他方の対角線上の二つの頂点から射出され
   た前記測距用光及び前記直線に含まれる対角線上のいず
   れか一方の頂点から前記測定面上に射出された前記測距
   用光を受光し、前記キャンバ角を算出することを特徴と
   するホイールアラインメント測定方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載のホイールアラインメント
   測定方法において、 前記キャンバ角算出工程は、前記直線に含まれる前記頂
   点から射出される２本の前記測距用光のうち、前記測定
   面上に照射されているいずれか一方の前記測距用光を選
   択する選択工程と、 前記選択工程により選択された前記測距用光及び前記直
   線に含まれない他方の頂点上から射出される２本の前記
   測距用光に基づいて、前記測定面のキャンバ角を演算す
   るキャンバ角演算工程と、 を備えたことを特徴とするホイールアラインメント測定
   方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載のホイールアラインメント
   測定方法において、 前記選択工程は、二本の前記対角線の交点が前記測定面
   の原点位置に対して前記第１の方向あるいは前記第２の
   方向のいずれに存在するかを判別することにより前記測
   距用光を選択する判別工程を備えたことを特徴とするホ
   イールアラインメント測定方法。