JPH1073422A - キャスタ角測定装置、ホイールアラインメント測定装置、キャスタ角測定方法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】 簡易な構成、かつ、非接触で所定精度のキャ
スタ角を測定する。 【解決手段】 原キャスタ角データ算出手段は、外部の
ＣＣＤカメラにより出力された画像データに基づいて測
定対象ラインと予め設定した基準ラインとがなす角であ
るキャスタ角を量子化し、原キャスタ角データθｃａｓ
を算出し、有効データ出力手段は、原キャスタ角データ
θｃａｓの値が変化した時点の原キャスタ角データを有
効キャスタ角データθＥｃａｓとして出力するので、Ｃ
ＣＤカメラが出力した画像データを用いて光学的に非接
触でキャスタ角を算出しているにも拘わらず、迅速に所
定の測定精度を確保したキャスタ角を測定することが可
能となる。従って、この有効キャスタ角データθＥｃａ
ｓをホイールアラインメント試験を行えば、迅速に所定
精度のホイールアラインメント測定を行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャスタ角測定装
置、ホイールアラインメント測定装置、キャスタ角測定
方法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
ールのキャスタ角を測定するキャスタ角測定装置、ホイ
ールアラインメント測定装置、キャスタ角測定方法及び
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、図２６に示すようにキャスタ角θｃａ
ｓ、キャンバ角θｃａｍ、トー角θｔｏｅ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
装置が知られている。

【０００４】

【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。

【０００５】そこで、本発明の目的は、簡易な構成、か
つ、非接触で所定精度のキャスタ角を測定することが可
能なキャスタ角測定装置、ホイールアラインメント測定
装置、キャスタ角測定方法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。

【０００６】

【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、車両に設けられたホイール
アラインメント測定用のターゲットプレートに描かれた
キャスタ角測定用の測定対象ラインを外部のＣＣＤカメ
ラにより撮像することにより得られた画像データに基づ
いて所定測定精度を有する有効キャスタ角データθＥｃ
ａｓを出力するキャスタ角測定装置であって、前記画像
データに基づいて前記測定対象ラインと予め設定した基
準ラインとがなす角であるキャスタ角を量子化し、原キ
ャスタ角データθｃａｓを算出する原キャスタ角データ
算出手段と、前記原キャスタ角データθｃａｓの値が変
化した時点の前記原キャスタ角データを前記有効キャス
タ角データθＥｃａｓとして出力する有効データ出力手
段と、を備えて構成する。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、原キャスタ
角データ算出手段は、外部のＣＣＤカメラにより出力さ
れた画像データに基づいて測定対象ラインと予め設定し
た基準ラインとがなす角であるキャスタ角を量子化し、
原キャスタ角データθｃａｓを算出する。

【０００８】有効データ出力手段は、原キャスタ角デー
タθｃａｓの値が変化した時点の原キャスタ角データを
有効キャスタ角データθＥｃａｓとして出力する。請求
項２記載の発明は、車両に設けられたホイールアライン
メント測定用のターゲットプレートに描かれたキャスタ
角測定用の測定対象ラインを外部のＣＣＤカメラにより
撮像して得られた画像データに基づいて所定測定精度を
有する有効キャスタ角データθＥｃａｓを出力するキャ
スタ角測定装置であって、前記画像データに基づいて前
記測定対象ラインと予め設定した基準ラインとがなす角
であるキャスタ角が増加方向あるいは減少方向のいずれ
か一方向に連続的に変化する場合に原キャスタ角データ
θｃａｓを算出する原キャスタ角データ算出手段と、前
回の測定タイミングにおける原キャスタ角データθｃａ
ｓ(n-1)と今回の測定タイミングにおける原キャスタ角
データθｃａｓ(n)とを比較する比較手段と、前記比較
の結果に基づいて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角データθｃａｓ(n)
を前記有効キャスタ角データθＥｃａｓとして出力する
有効データ出力手段と、を備えて構成する。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、原キャスタ
角データ算出手段は、画像データに基づいて測定対象ラ
インと予め設定した基準ラインとがなす角であるキャス
タ角が増加方向あるいは減少方向のいずれか一方向に連
続的に変化する場合に原キャスタ角データθｃａｓを算
出する。

【００１０】比較手段は、前回の測定タイミングにおけ
る原キャスタ角データθｃａｓ(n-1)と今回の測定タイ
ミングにおける原キャスタ角データθｃａｓ(n)とを比
較する。 これらの結果、有効データ出力手段は、比較
手段の比較の結果に基づいて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角データθｃａｓ(n)
を有効キャスタ角データθＥｃａｓとして出力する。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の発明において、前記原キャスタ角データ算出
手段は、前記画像データに基づいて、前記測定対象ライ
ンを抽出するライン抽出手段と、最小自乗法を適用する
ことにより前記抽出した測定対象ラインの傾きを算出す
る傾き算出手段と、を備えて構成する。

【００１２】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は請求項２記載の発明の作用に加えて、原キャスタ角デ
ータ算出手段のライン抽出手段は、画像データに基づい
て、測定対象ラインを抽出する。傾き算出手段は、最小
自乗法を適用することにより抽出した測定対象ラインの
傾きを算出する。

【００１３】請求項４記載の発明は、車両に設けられた
ホイールアラインメント測定用のターゲットプレートに
描かれたキャスタ角測定用の測定対象ラインを撮像し、
前記画像データを出力するＣＣＤカメラと、請求項１記
載のキャスタ角測定装置と、前記有効キャスタ角データ
θＥｃａｓを前記原キャスタ角データθｃａｓが変化し
た時点と略同一の時点における他次元の測定データと比
較するデータ比較手段と、を備えて構成する。

【００１４】請求項４記載の発明によれば、ＣＣＤカメ
ラは、車両に設けられたホイールアラインメント測定用
のターゲットプレートに描かれたキャスタ角測定用の測
定対象ラインを撮像し、画像データを請求項１記載のキ
ャスタ角測定装置に出力する。

【００１５】これにより、請求項１記載のキャスタ角測
定装置は、有効キャスタ角データθＥｃａｓをデータ比
較手段に出力する。データ比較手段は、有効キャスタ角
データθＥｃａｓを原キャスタ角データθｃａｓが変化
した時点と略同一の時点における他次元の測定データと
比較する。

【００１６】請求項５記載の発明は、車両に設けられた
ホイールアラインメント測定用のターゲットプレートに
描かれたキャスタ角測定用の測定対象ラインを撮像し、
前記画像データを出力するＣＣＤカメラと、請求項２記
載のキャスタ角測定装置と、前記今回の原キャスタ角デ
ータθｃａｓ(n)の測定タイミングと略同一の測定タイ
ミングにおける他次元の測定データとを比較するデータ
比較手段と、を備えて構成する。

【００１７】請求項５記載の発明によれば、車両に設け
られたホイールアラインメント測定用のターゲットプレ
ートに描かれたキャスタ角測定用の測定対象ラインを撮
像し、画像データを請求項２記載のキャスタ角測定装置
に出力する。請求項２記載のキャスタ角測定装置は、今
回の原キャスタ角データθｃａｓ(n)を有効キャスタ角
データθＥｃａｓとしてデータ比較手段に出力する。

【００１８】データ比較手段は、今回の原キャスタ角デ
ータθｃａｓ(n)の測定タイミングと略同一の測定タイ
ミングにおける他次元の測定データとを比較する。請求
項６記載の発明は、車両に設けられたホイールアライン
メント測定用のターゲットプレートに描かれたキャスタ
角測定用の測定対象ラインを外部のＣＣＤカメラにより
撮像することにより得られた画像データに基づいて所定
測定精度を有する有効キャスタ角θＥｃａｓを算出する
キャスタ角測定方法であって、前記画像データに基づい
て前記測定対象ラインと予め設定した基準ラインとがな
す角であるキャスタ角を量子化し、原キャスタ角θｃａ
ｓを算出する原キャスタ角算出工程と、前記原キャスタ
角θｃａｓの値が変化した時点の前記原キャスタ角を前
記有効キャスタ角θＥｃａｓとする有効データ判定工程
と、を備えて構成する。

【００１９】請求項６記載の発明によれば、原キャスタ
角算出工程は、画像データに基づいて測定対象ラインと
予め設定した基準ラインとがなす角であるキャスタ角を
量子化し、原キャスタ角θｃａｓを算出する。有効デー
タ判定工程は、原キャスタ角θｃａｓの値が変化した時
点の原キャスタ角を有効キャスタ角θＥｃａｓとする。

【００２０】請求項７記載の発明は、車両に設けられた
ホイールアラインメント測定用のターゲットプレートに
描かれたキャスタ角測定用の測定対象ラインを外部のＣ
ＣＤカメラにより撮像して得られた画像データに基づい
て所定測定精度を有する有効キャスタ角θＥｃａｓを算
出するキャスタ角測定方法であって、前記画像データに
基づいて前記測定対象ラインと予め設定した基準ライン
とがなす角であるキャスタ角が増加方向あるいは減少方
向のいずれか一方向に連続的に変化する場合に原キャス
タ角タθｃａｓを算出する原キャスタ角算出工程と、前
回の測定タイミングにおける原キャスタ角θｃａｓ(n-
1)と今回の測定タイミングにおける原キャスタ角θｃａ
ｓ(n)とを比較する比較工程と、前記比較の結果に基づ
いて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角θｃａｓ(n)を前記
有効キャスタ角θＥｃａｓとして判定する有効データ判
定工程と、を備えて構成する。

【００２１】請求項７記載の発明によれば、原キャスタ
角算出工程は、画像データに基づいて測定対象ラインと
予め設定した基準ラインとがなす角であるキャスタ角が
増加方向あるいは減少方向のいずれか一方向に連続的に
変化する場合に原キャスタ角タθｃａｓを算出する。

【００２２】比較工程は、前回の測定タイミングにおけ
る原キャスタ角θｃａｓ(n-1)と今回の測定タイミング
における原キャスタ角θｃａｓ(n)とを比較する。有効
データ判定工程は、比較の結果に基づいて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角θｃａｓ(n)を有効
キャスタ角θＥｃａｓとして判定する。

【００２３】請求項８記載の発明は、請求項６又は請求
項７記載の発明において、前記原キャスタ角データ算出
工程は、前記画像データに基づいて、前記測定対象ライ
ンを抽出するライン抽出工程と、最小自乗法を適用する
ことにより前記抽出した測定対象ラインの傾きを算出す
る傾き算出工程と、を備えて構成する。

【００２４】請求項８記載の発明によれば、請求項６又
は請求項７記載の発明の作用に加えて、原キャスタ角デ
ータ算出工程のライン抽出工程は、画像データに基づい
て、測定対象ラインを抽出する。傾き算出工程は、最小
自乗法を適用することにより抽出した測定対象ラインの
傾きを算出する。

【００２５】請求項９記載の発明は、車両に設けられた
ホイールアラインメント測定用のターゲットプレートに
描かれたキャスタ角測定用の測定対象ラインを撮像する
撮像工程と、前記撮像した前記測定対象ラインと予め設
定した基準ラインとがなす角であるキャスタ角を量子化
し、原キャスタ角θｃａｓを算出する原キャスタ角算出
工程と、前記原キャスタ角θｃａｓの値が変化した時点
の前記原キャスタ角を前記有効キャスタ角θＥｃａｓと
する有効データ判定工程と、前記有効キャスタ角データ
θＥｃａｓを前記原キャスタ角データθｃａｓが変化し
た時点と略同一の時点における他次元の測定データと比
較するデータ比較工程と、を備えて構成する。

【００２６】請求項９記載の発明によれば、撮像工程
は、車両に設けられたホイールアラインメント測定用の
ターゲットプレートに描かれたキャスタ角測定用の測定
対象ラインを撮像し、原キャスタ角算出工程は、撮像し
た測定対象ラインと予め設定した基準ラインとがなす角
であるキャスタ角を量子化し、原キャスタ角θｃａｓを
算出する。

【００２７】有効データ判定工程は、原キャスタ角θｃ
ａｓの値が変化した時点の原キャスタ角を有効キャスタ
角θＥｃａｓとし、データ比較工程は、有効キャスタ角
データθＥｃａｓを原キャスタ角データθｃａｓが変化
した時点と略同一の時点における他次元の測定データと
比較する。

【００２８】請求項１０記載の発明は、車両に設けられ
たホイールアラインメント測定用のターゲットプレート
に描かれたキャスタ角測定用の測定対象ラインを撮像す
る撮像工程と、前記撮像した前記測定対象ラインと予め
設定した基準ラインとがなす角であるキャスタ角が増加
方向あるいは減少方向のいずれか一方向に連続的に変化
する場合に原キャスタ角タθｃａｓを算出する原キャス
タ角算出工程と、前回の測定タイミングにおける原キャ
スタ角θｃａｓ(n-1)と今回の測定タイミングにおける
原キャスタ角θｃａｓ(n)とを比較する比較工程と、前
記比較の結果に基づいて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角θｃａｓ(n)を前記
有効キャスタ角θＥｃａｓとして判定する有効データ判
定工程と、前記今回の原キャスタ角データθｃａｓ(n)
の測定タイミングと略同一の測定タイミングにおける他
次元の測定データとを比較するデータ比較工程と、を備
えて構成する。

【００２９】請求項１０記載の発明によれば、撮像工程
は、車両に設けられたホイールアラインメント測定用の
ターゲットプレートに描かれたキャスタ角測定用の測定
対象ラインを撮像し、原キャスタ角算出工程は、撮像し
た測定対象ラインと予め設定した基準ラインとがなす角
であるキャスタ角が増加方向あるいは減少方向のいずれ
か一方向に連続的に変化する場合に原キャスタ角タθｃ
ａｓを算出する。

【００３０】比較工程は、前回の測定タイミングにおけ
る原キャスタ角θｃａｓ(n-1)と今回の測定タイミング
における原キャスタ角θｃａｓ(n)とを比較し、有効デ
ータ判定工程は、比較の結果に基づいて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角θｃａｓ(n)を有効
キャスタ角θＥｃａｓとして判定する。

【００３１】データ比較工程は、今回の原キャスタ角デ
ータθｃａｓ(n)の測定タイミングと略同一の測定タイ
ミングにおける他次元の測定データとを比較する。

【００３２】

【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。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。

【００３３】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、３個のレーザ変位
計６-1〜６-3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に測定プレートの正面図を示す。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。

【００３４】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
する第１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、
Ｖ22のみ図示している。）を想定し、第１仮想線ＶＬ1
1、ＶＬ12と前記第２仮想線ＶＬ21、Ｖ22との交点位置
を中心座標とする青色に着色された第２基準マークとし
ての複数の第２円マークＭＣ2 と、第１仮想線ＶＬ11、
ＶＬ12あるいは第２仮想線ＶＬ21、Ｖ22のいずれか一方
に平行（図２（ａ）中では、第２仮想線ＶＬ21、Ｖ22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キャスタ角検出用線ＣＬ
と、レーザ変位計６-1〜６-3の測定光が照射される測距
用領域ＭＬＡを備えて構成されている。

【００３５】上述した円マークＭＣ1 、ＭＣ2 及びキャ
スタ角検出用線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。

【００３６】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Ｍ
Ｃ2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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】また、あるキャスタ角検出用線ＣＬと当該
キャスタ角検出用線ＣＬに最も近接するキャスタ角検出
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、キ
ャスタ角検出用線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、キャスタ角検出用線ＣＬと第２円マークＭＣ
2 の中心との距離は、 Δｄ／２＝Ｌz／２ に設定するのが好ましい。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】同様に、ベース部ＢＢは黒色、キャスタ角
検出用線ＣＬ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ＶＬ11、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。

【００４４】測定ユニットの構成 図４に測定ユニットの部分透視外観斜視図を、図５に測
定ユニットの正面図を、図６に測定ユニットの側面図を
示す。測定ユニット７は、３個のレーザ変位計６-1〜６
-3を保持する略Ｌ字形状の保持プレート１０と、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、Ｚ軸方向ステップモータ１１を駆動することにより
保持プレート１０及び撮像ユニット５をＺ軸方向に駆動
するＺ軸方向駆動ユニット１２と、Ｘ軸方向ステップモ
ータ１３を駆動することにより保持プレート１０及び撮
像ユニット５をＸ軸方向に駆動するＸ軸方向駆動ユニッ
ト１４と、保持プレート１０、撮像ユニット５、Ｚ軸方
向駆動ユニット１２及びＸ軸方向駆動ユニット１４を背
面側で保持する保持アーム部１５と、保持アーム部１５
を大地に固定状態で保持するベースユニット１６と、を
備えて構成されている。

【００４５】Ｚ軸方向駆動ユニット１２は、送り用溝が
刻まれたスクリューシャフト１７と、スクリューシャフ
ト１７に摺動可能に係合しているともに、保持プレート
１０を保持するスライダ部１８と、手動で位置合わせを
行うためのＺ軸方向駆動ノブを有する図示しないＺ軸方
向手動駆動ユニットと、を備えて構成されている。

【００４６】Ｘ軸方向駆動ユニット１４は、送り用溝が
刻まれたスクリューシャフト１９と、スクリューシャフ
ト１９に摺動可能に係合しているともに、保持アーム部
１５を保持するスライダ部２０と、を備えて構成されて
いる。また、測定ユニット７は、Ｙ軸方向に手動で位置
合わせを行うためのＹ軸方向駆動ノブを有する図示しな
いＹ軸方向手動ユニットを備えて構成されている。

【００４７】さらに測定ユニット７は、図示しない測定
車両２のボディの位置、傾きを検出するボディセンサを
有し、プラットホームＰＨが加力ヘッド９により上下方
向に駆動されることにより変化する検出点ＢＰ（図４参
照）の位置を機械的に検出することにより測定車両２の
ボディの位置、傾きを検出し、この検出データに基づい
てデータ処理制御ユニット８が測定データの補正等を行
っている。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。

【００４８】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、位置制御データＤPCに基づいてＺ軸
方向ステップモータ１１及びＸ軸方向ステップモータ１
４の駆動制御を行うＸ，Ｚパルスモータ制御部２６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２７と、３個のレーザ
変位計６-1〜６-3 の出力信号ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ3 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４
Ｓ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並び
にこれらの傾きθx、θy、θzに基づいて演算した有効
キャスタ角θＥｃａｓ及びキャンバ角データθｃａｍ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。

【００４９】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。

【００５０】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
９参照）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９参照）
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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。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。

【００５５】レーザ変位計６-1〜６-3 は、図１２
（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、初期状態におい
て、測距用領域ＭＬＡ内に測定用のレーザ光の照射点Ｐ
1〜Ｐ3が位置するように配置されており、図１２（ｃ）
に示すように試験面４Ｓが傾いたような測定状態におい
ても、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの光軸位置に拘わらず、
この状態を保持するように、第１円マークＭＣ1 の変位
位置に基づいてサーボ制御を行っている。

【００５６】なお、レーザ変位計の個数は３個に限られ
るものではなく、３個以上であればよい。キャスタ角測定動作 次にホイールアラインメント測定動作の説明に先立ち、
キャスタ角の測定動作について説明する。

【００５７】まずキャスタ角の測定動作を行う場合に
は、カラーＣＣＤカメラ５Ａ、５Ｂの画像データＤＧＧ
1 、ＤＧＧ2 を色分解処理回路２７が処理することによ
り出力した第１撮像データＤＧＧ1 に対応する第１赤色
撮像データＤＲ1 、第２撮像データＤＧＧ2 に対応する
第２赤色撮像データＤＲ2 、第１撮像データＤＧＧ1 に
対応する第１緑色撮像データＤＧ1 、第２撮像データＤ
ＧＧ2 に対応する第２緑色撮像データＤＧ2 、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 に基づいて、キャスタ角検出用線ＣＬを第１赤
色撮像データデータＤＲ1 、第１緑色撮像データＤＧ1
及び第１青色撮像データＤＢ1 の論理積（ＡＮＤ）をと
ることにより、あるいは、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ＤＢ
2 の論理積（ＡＮＤ）をとることにより抽出する。

【００５８】そして、最小自乗法を用いて、キャスタ角
検出用線ＣＬの図１３に波線で示す予め設定した仮想基
準線ＬREFに対する傾き（＝ｂ／ａ）を求める。この場
合において、カラーＣＣＤカメラ５Ａ、５Ｂとして４０
０×４００［ドット］の画素数を有する標準的なカラー
ＣＣＤカメラを用いたとすると、図１４に示すように、
画像データＤＧＧ1 あるいは画像データＤＧＧ2 に基づ
いて抽出したキャスタ角検出用線ＣＬ及び予め設定した
仮想基準線ＬREFを用いて検出可能な最小キャスタ角デ
ータθｃａｓminは、キャスタ角検出用線ＣＬの勾配が
４００ドットで１ドット変化する場合に相当する、 θｃａｓmin＝ｔａｎ^-1（１［ドット］／４００［ドット］） ＝０．１４［゜］ となり、この最小キャスタ角データθｃａｓmin以下の
角度を有するキャスタ角は検出することができず、不感
帯となる。

【００５９】一方、車両のアラインメント計測では、キ
ャスタ角データの計測精度として０．０１［゜］以下が
必要とされる。従って、カラーＣＣＤカメラ５Ａ、５Ｂ
を用いて得られた画像データＤＧＧ1、ＤＧＧ12 に基づ
くキャスタ角データは、全体として見れば、計測精度が
低く、このままデータとして採用することはできない。

【００６０】より詳細には、実際のキャスタ角は、図１
５（ａ）に示すように、連続的に変化するにも拘わら
ず、これをカラーＣＣＤカメラ５Ａ、５Ｂを用いて測定
すると、得られるキャスタ角データは、図１５（ｂ）及
び図１６に示すように、ステップ的に変化し、０［゜］
→０．１４［゜］→０．２８［゜］→……という値をと
ることとなり、最大で約０．１４［゜］弱の誤差を含む
こととなるからである。

【００６１】ところで、実際のホイールアラインメント
測定においては、図１７に示すように、キャスタ角が単
調増加あるいは単調減少させるような条件下で測定を行
う。この結果、キャスタ角データθｃａｓの値が変化し
たタイミングに得られた当該キャスタ角データの精度
は、カラーＣＣＤカメラ５Ａ、５Ｂの機械精度の観点か
ら±０．０１［゜］以下の測定精度を確保することが可
能である。

【００６２】そこで、高精度のキャスタ角データが得ら
れるキャスタ角データθｃａｓを有効なキャスタ角デー
タ（以下、有効キャスタ角データという。）θＥｃａｓ
として、キャスタ角以外のキャンバ角、トー角等の他の
次元のデータＮ1 〜Ｎ15のうち、対応するタイミングの
データＮ4、Ｎ9、Ｎ15（図１５及び図１６参照）と比較
する場合に用いる。

【００６３】この結果、データピッチは０．１４［゜］
となるものの、所定の測定精度を確保してデータ処理を
行うことが可能となる。また、画像処理により非接触で
キャスタ角の測定を行うことができるので、耐久性、高
速性を確保することができる。ホイールアラインメント測定動作 次にホイールアラインメント測定動作について、図１８
乃至図２５を参照して説明する。

【００６４】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４Ｓ
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。

【００６５】図１８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）。

【００６６】次にＺ軸方向駆動ユニット１２によりＺ軸
方向ステップモータ１１を駆動することにより保持プレ
ート１０及び撮像ユニット５をＺ軸方向に駆動し、ある
いは、手動操作により、保持プレート１０及び撮像ユニ
ット５を測定プレート４の試験面４Ｓに対向させるとと
もに、撮像ユニット５を構成するカラーＣＣＤカメラ５
Ａ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）。

【００６７】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１２（ａ）の状態とな
っている。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）。

【００６８】これによりの色分解処理回路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ＤＧＧ2 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）。

【００６９】ここで、具体的な演算処理を図１９乃至図
２５を参照して説明する。図１９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。

【００７０】次にＺ軸の中心座標を求めるべく、図２０
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２０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。

【００７１】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２１（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。

【００７２】そして、図２１（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２０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））を用い、次式によりＺ軸
中心座標Ｚ0を求める（ステップＳ８）。

【００７３】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１５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）。

【００７４】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２０中、左方向）にファインサーチを行う
（ステップＳ１０）。

【００７５】ステップＳ１０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）。

【００７６】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２２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。

【００７７】次に、図２３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キャス
タ角検出用線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 Metho
d）により補正ラインＣＬの傾きθを求める（ステップ
Ｓ１２）。

【００７８】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Ｓ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ＣＣＤカメラ５
Ｂ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）。これにより視野ＡＲBの中心座
標を囲むキャスタ角検出用線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。

【００７９】次に視野ＡＲBの中心座標の算出について
図２４及び図２５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）。

【００８０】ｄa＝√（ｘa²＋ｙa²） 次に視野ＡＲAの中心座標を通るキャスタ角検出用線Ｃ
Ｌ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）。

【００８１】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２４において、第２円マークＭＣ2nに
ついては、ｎx＝４、ｎy＝３となる。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】 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）。

【００８６】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）。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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）。

【００９０】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）。

【００９１】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。

【００９２】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）とキャスタ角検出用線ＣＬとの
傾きを上述した手法により算出することにより有効キャ
スタ角データθＥｃａｓを求める（ステップＳ２６）。
続いて、レーザ変位計６-1〜６-3 の出力信号ＤＬＤ1
〜ＤＬＤ3 に基づいて、測定プレート４の試験面４Ｓま
での幾何学的な距離の違いに基づいてキャンバ角を算出
する（ステップＳ２７）。

【００９３】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Ｘとして出力し、求め
たドットアドレスｙをＺ座標データＺとして出力し、求
めたキャスタ角を有効キャスタ角データθＥｃａｓとし
て出力し、求めたキャンバ角をキャンバ角データθｃａ
ｍとして出力することとなる。

【００９４】従って、得られた有効キャスタ角データθ
Ｅｃａｓをキャンバ角データθｃａｍ等の他の次元のデ
ータと所定精度で比較することが可能となる。以上の説
明のように本実施形態によれば、２台のカラーＣＣＤカ
メラ５Ａ、５Ｂの撮像画面に基づいて、非接触でキャス
タ角を迅速、かつ、所定精度で正確に算出することがで
き、他の次元のデータ（キャンバ角データなど）と比較
することも可能となる。また、測定の再現性が向上す
る。

【００９５】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。

【００９６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、原キャス
タ角データ算出手段は、外部のＣＣＤカメラにより出力
された画像データに基づいて測定対象ラインと予め設定
した基準ラインとがなす角であるキャスタ角を量子化
し、原キャスタ角データθｃａｓを算出し、有効データ
出力手段は、原キャスタ角データθｃａｓの値が変化し
た時点の原キャスタ角データを有効キャスタ角データθ
Ｅｃａｓとして出力するので、ＣＣＤカメラが出力した
画像データを用いて光学的に非接触でキャスタ角を算出
しているにも拘わらず、迅速に所定の測定精度を確保し
たキャスタ角を測定することが可能となる。従って、こ
の有効キャスタ角データθＥｃａｓをホイールアライン
メント試験を行えば、迅速に所定精度のホイールアライ
ンメント測定を行える。

【００９７】請求項２記載の発明によれば、原キャスタ
角データ算出手段は、画像データに基づいて測定対象ラ
インと予め設定した基準ラインとがなす角であるキャス
タ角が増加方向あるいは減少方向のいずれか一方向に連
続的に変化する場合に原キャスタ角データθｃａｓを算
出し、比較手段は、前回の測定タイミングにおける原キ
ャスタ角データθｃａｓ(n-1)と今回の測定タイミング
における原キャスタ角データθｃａｓ(n)とを比較し、
有効データ出力手段は、比較手段の比較の結果に基づい
て、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角データθｃａｓ(n)
を有効キャスタ角データθＥｃａｓとして出力するの
で、ＣＣＤカメラが出力した画像データを用いて光学的
に非接触でキャスタ角を算出しているにも拘わらず、迅
速に所定の測定精度を有するキャスタ角、すなわち、有
効キャスタ角データを得ることができる。従って、この
有効キャスタ角データθＥｃａｓをホイールアラインメ
ント試験を行えば、迅速に所定精度のホイールアライン
メント測定を行える。

【００９８】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は請求項２記載の発明の効果に加えて、原キャスタ角デ
ータ算出手段のライン抽出手段は、画像データに基づい
て、測定対象ラインを抽出し、傾き算出手段は、最小自
乗法を適用することにより抽出した測定対象ラインの傾
きを算出するので、迅速に正確な有効キャスタ角データ
θＥｃａｓを算出することができる。

【００９９】請求項４記載の発明によれば、ＣＣＤカメ
ラは、車両に設けられたホイールアラインメント測定用
のターゲットプレートに描かれたキャスタ角測定用の測
定対象ラインを撮像し、画像データを請求項１記載のキ
ャスタ角測定装置に出力し、請求項１記載のキャスタ角
測定装置は、有効キャスタ角データθＥｃａｓをデータ
比較手段に出力し、データ比較手段は、有効キャスタ角
データθＥｃａｓを原キャスタ角データθｃａｓが変化
した時点と略同一の時点における他次元の測定データと
比較するので、所定精度で、ホイールアラインメント測
定における各種データをキャスタ角データと比較するこ
とが可能となる。

【０１００】請求項５記載の発明によれば、車両に設け
られたホイールアラインメント測定用のターゲットプレ
ートに描かれたキャスタ角測定用の測定対象ラインを撮
像し、画像データを請求項２記載のキャスタ角測定装置
に出力し、請求項２記載のキャスタ角測定装置は、今回
の原キャスタ角データθｃａｓ(n)を有効キャスタ角デ
ータθＥｃａｓとしてデータ比較手段に出力し、データ
比較手段は、今回の原キャスタ角データθｃａｓ(n)の
測定タイミングと略同一の測定タイミングにおける他次
元の測定データとを比較するので、所定精度でホイール
アラインメント測定における各種データをキャスタ角デ
ータと比較することが可能となる。

【０１０１】請求項６記載の発明によれば、原キャスタ
角算出工程は、画像データに基づいて測定対象ラインと
予め設定した基準ラインとがなす角であるキャスタ角を
量子化し、原キャスタ角θｃａｓを算出し、有効データ
判定工程は、原キャスタ角θｃａｓの値が変化した時点
の原キャスタ角を有効キャスタ角θＥｃａｓとするの
で、ＣＣＤカメラが出力した画像データを用いて光学的
に非接触でキャスタ角を算出しているにも拘わらず、迅
速に所定の測定精度を確保したキャスタ角を測定するこ
とが可能となる。従って、この有効キャスタ角データθ
Ｅｃａｓをホイールアラインメント試験を行えば、迅速
に所定精度のホイールアラインメント測定を行える。

【０１０２】請求項７記載の発明によれば、原キャスタ
角算出工程は、画像データに基づいて測定対象ラインと
予め設定した基準ラインとがなす角であるキャスタ角が
増加方向あるいは減少方向のいずれか一方向に連続的に
変化する場合に原キャスタ角タθｃａｓを算出し、比較
工程は、前回の測定タイミングにおける原キャスタ角θ
ｃａｓ(n-1)と今回の測定タイミングにおける原キャス
タ角θｃａｓ(n)とを比較し、有効データ判定工程は、
比較の結果に基づいて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角θｃａｓ(n)を有効
キャスタ角θＥｃａｓとして判定するので、ＣＣＤカメ
ラが出力した画像データを用いて光学的に非接触でキャ
スタ角を算出しているにも拘わらず、迅速に所定の測定
精度を有するキャスタ角、すなわち、有効キャスタ角デ
ータを得ることができる。従って、この有効キャスタ角
データθＥｃａｓをホイールアラインメント試験を行え
ば、迅速に所定精度のホイールアラインメント測定を行
える。

【０１０３】請求項８記載の発明によれば、請求項６又
は請求項７記載の発明の効果に加えて、原キャスタ角デ
ータ算出工程のライン抽出工程は、画像データに基づい
て、測定対象ラインを抽出し、傾き算出工程は、最小自
乗法を適用することにより抽出した測定対象ラインの傾
きを算出するので、迅速に正確な有効キャスタ角データ
θＥｃａｓを算出することができる。

【０１０４】請求項９記載の発明によれば、撮像工程
は、車両に設けられたホイールアラインメント測定用の
ターゲットプレートに描かれたキャスタ角測定用の測定
対象ラインを撮像し、原キャスタ角算出工程は、撮像し
た測定対象ラインと予め設定した基準ラインとがなす角
であるキャスタ角を量子化し、原キャスタ角θｃａｓを
算出し、有効データ判定工程は、原キャスタ角θｃａｓ
の値が変化した時点の原キャスタ角を有効キャスタ角θ
Ｅｃａｓとし、データ比較工程は、有効キャスタ角デー
タθＥｃａｓを原キャスタ角データθｃａｓが変化した
時点と略同一の時点における他次元の測定データと比較
するので、所定精度で、ホイールアラインメント測定に
おける各種データをキャスタ角データと比較することが
可能となる。

【０１０５】請求項１０記載の発明によれば、撮像工程
は、車両に設けられたホイールアラインメント測定用の
ターゲットプレートに描かれたキャスタ角測定用の測定
対象ラインを撮像し、原キャスタ角算出工程は、撮像し
た測定対象ラインと予め設定した基準ラインとがなす角
であるキャスタ角が増加方向あるいは減少方向のいずれ
か一方向に連続的に変化する場合に原キャスタ角タθｃ
ａｓを算出し、比較工程は、前回の測定タイミングにお
ける原キャスタ角θｃａｓ(n-1)と今回の測定タイミン
グにおける原キャスタ角θｃａｓ(n)とを比較し、有効
データ判定工程は、比較の結果に基づいて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角θｃａｓ(n)を有効
キャスタ角θＥｃａｓとして判定し、データ比較工程
は、今回の原キャスタ角データθｃａｓ(n)の測定タイ
ミングと略同一の測定タイミングにおける他次元の測定
データとを比較するので、所定精度でホイールアライン
メント測定における各種データをキャスタ角データと比
較することが可能となる。

【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】測定プレートの正面図である。

【図３】測定プレートの詳細構成説明図である。

【図４】測定ユニットの外観斜視図である。

【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である。

【図１３】キャスタ角検出用線の傾き検出の説明図であ
る。

【図１４】最小キャスタ角の説明図である。

【図１５】キャスタ角データの値の変化及び他の次元の
データとの関連を説明する図である。

【図１６】有効キャスタ角データと他の次元のデータの
関連を説明する図である。

【図１７】キャスタ角測定条件を説明する図である。

【図１８】測定動作処理フローチャートである。

【図１９】カラーＣＣＤカメラ５Ａの撮像領域の説明図
である。

【図２０】第１円マークのスキャン説明図（その１）で
ある。

【図２１】第１円マークのスキャン説明図（その２）で
ある。

【図２２】カラーＣＣＤカメラ５Ｂの撮像領域の説明図
である。

【図２３】ホイールアラインメント測定の説明図（その
１）である。

【図２４】ホイールアラインメント測定の説明図（その
２）である。

【図２５】ホイールアラインメント測定の説明図（その
３）である。

【図２６】ホイールアラインメント測定の概要説明図で
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、６-1〜６-3 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 １１ Ｚ軸方向ステップモータ １２ Ｚ軸方向駆動ユニット １３ Ｘ軸方向ステップモータ １４ Ｘ軸方向駆動ユニット １５ 保持アーム部 １６ ベースユニット １７ スクリューシャフト １８ スライダ部 １９ スクリューシャフト ２０ スライダ部 ２５ ディスプレイ ２６ Ｘ，Ｚパルスモータ制御部 ２７ 色分解処理回路 ２８ 演算処理部 ＡＲA、ＡＲB 視野 ＢＢ ベース部 ＣＬ キャスタ角検出用線 ＤCCD 撮像データ 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 ＶＬ11 、ＶＬ12 第１仮想線 ＶＬ21、ＶＬ22 第２仮想線 θｃａｓ 原キャスタ角データ θＥｃａｓ 有効キャスタ角データ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に設けられたホイールアラインメン
   ト測定用のターゲットプレートに描かれたキャスタ角測
   定用の測定対象ラインを外部のＣＣＤカメラにより撮像
   することにより得られた画像データに基づいて所定測定
   精度を有する有効キャスタ角データθＥｃａｓを出力す
   るキャスタ角測定装置であって、 前記画像データに基づいて前記測定対象ラインと予め設
   定した基準ラインとがなす角であるキャスタ角を量子化
   し、原キャスタ角データθｃａｓを算出する原キャスタ
   角データ算出手段と、 前記原キャスタ角データθｃａｓの値が変化した時点の
   前記原キャスタ角データを前記有効キャスタ角データθ
   Ｅｃａｓとして出力する有効データ出力手段と、 を備えたことを特徴とするキャスタ角測定装置。
2. 【請求項２】 車両に設けられたホイールアラインメン
   ト測定用のターゲットプレートに描かれたキャスタ角測
   定用の測定対象ラインを外部のＣＣＤカメラにより撮像
   して得られた画像データに基づいて所定測定精度を有す
   る有効キャスタ角データθＥｃａｓを出力するキャスタ
   角測定装置であって、 前記画像データに基づいて前記測定対象ラインと予め設
   定した基準ラインとがなす角であるキャスタ角が増加方
   向あるいは減少方向のいずれか一方向に連続的に変化す
   る場合に原キャスタ角データθｃａｓを算出する原キャ
   スタ角データ算出手段と、 前回の測定タイミングにおける原キャスタ角データθｃ
   ａｓ(n-1)と今回の測定タイミングにおける原キャスタ
   角データθｃａｓ(n)とを比較する比較手段と、 前記比較の結果に基づいて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角データθｃａｓ(n)
   を前記有効キャスタ角データθＥｃａｓとして出力する
   有効データ出力手段と、 を備えたことを特徴とするキャスタ角測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のキャスタ角
   測定装置において、 前記原キャスタ角データ算出手段は、前記画像データに
   基づいて、前記測定対象ラインを抽出するライン抽出手
   段と、 最小自乗法を適用することにより前記抽出した測定対象
   ラインの傾きを算出する傾き算出手段と、 を備えたことを特徴とするキャスタ角測定装置。
4. 【請求項４】 車両に設けられたホイールアラインメン
   ト測定用のターゲットプレートに描かれたキャスタ角測
   定用の測定対象ラインを撮像し、前記画像データを出力
   するＣＣＤカメラと、 請求項１記載のキャスタ角測定装置と、 前記有効キャスタ角データθＥｃａｓを前記原キャスタ
   角データθｃａｓが変化した時点と略同一の時点におけ
   る他次元の測定データと比較するデータ比較手段と、 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。
5. 【請求項５】 車両に設けられたホイールアラインメン
   ト測定用のターゲットプレートに描かれたキャスタ角測
   定用の測定対象ラインを撮像し、前記画像データを出力
   するＣＣＤカメラと、 請求項２記載のキャスタ角測定装置と、 前記今回の原キャスタ角データθｃａｓ(n)の測定タイ
   ミングと略同一の測定タイミングにおける他次元の測定
   データとを比較するデータ比較手段と、 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。
6. 【請求項６】 車両に設けられたホイールアラインメン
   ト測定用のターゲットプレートに描かれたキャスタ角測
   定用の測定対象ラインを外部のＣＣＤカメラにより撮像
   することにより得られた画像データに基づいて所定測定
   精度を有する有効キャスタ角θＥｃａｓを算出するキャ
   スタ角測定方法であって、 前記画像データに基づいて前記測定対象ラインと予め設
   定した基準ラインとがなす角であるキャスタ角を量子化
   し、原キャスタ角θｃａｓを算出する原キャスタ角算出
   工程と、 前記原キャスタ角θｃａｓの値が変化した時点の前記原
   キャスタ角を前記有効キャスタ角θＥｃａｓとする有効
   データ判定工程と、 を備えたことを特徴とするキャスタ角測定方法。
7. 【請求項７】 車両に設けられたホイールアラインメン
   ト測定用のターゲットプレートに描かれたキャスタ角測
   定用の測定対象ラインを外部のＣＣＤカメラにより撮像
   して得られた画像データに基づいて所定測定精度を有す
   る有効キャスタ角θＥｃａｓを算出するキャスタ角測定
   方法であって、 前記画像データに基づいて前記測定対象ラインと予め設
   定した基準ラインとがなす角であるキャスタ角が増加方
   向あるいは減少方向のいずれか一方向に連続的に変化す
   る場合に原キャスタ角タθｃａｓを算出する原キャスタ
   角算出工程と、 前回の測定タイミングにおける原キャスタ角θｃａｓ(n
   -1)と今回の測定タイミングにおける原キャスタ角θｃ
   ａｓ(n)とを比較する比較工程と、 前記比較の結果に基づいて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角θｃａｓ(n)を前記
   有効キャスタ角θＥｃａｓとして判定する有効データ判
   定工程と、 を備えたことを特徴とするキャスタ角測定方法。
8. 【請求項８】 請求項６又は請求項７記載のキャスタ角
   測定方法において、 前記原キャスタ角データ算出工程は、前記画像データに
   基づいて、前記測定対象ラインを抽出するライン抽出工
   程と、 最小自乗法を適用することにより前記抽出した測定対象
   ラインの傾きを算出する傾き算出工程と、 を備えたことを特徴とするキャスタ角測定方法。
9. 【請求項９】 車両に設けられたホイールアラインメン
   ト測定用のターゲットプレートに描かれたキャスタ角測
   定用の測定対象ラインを撮像する撮像工程と、 前記撮像した前記測定対象ラインと予め設定した基準ラ
   インとがなす角であるキャスタ角を量子化し、原キャス
   タ角θｃａｓを算出する原キャスタ角算出工程と、 前記原キャスタ角θｃａｓの値が変化した時点の前記原
   キャスタ角を前記有効キャスタ角θＥｃａｓとする有効
   データ判定工程と、 前記有効キャスタ角データθＥｃａｓを前記原キャスタ
   角データθｃａｓが変化した時点と略同一の時点におけ
   る他次元の測定データと比較するデータ比較工程と、 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。
10. 【請求項１０】 車両に設けられたホイールアラインメ
    ント測定用のターゲットプレートに描かれたキャスタ角
    測定用の測定対象ラインを撮像する撮像工程と、 前記撮像した前記測定対象ラインと予め設定した基準ラ
    インとがなす角であるキャスタ角が増加方向あるいは減
    少方向のいずれか一方向に連続的に変化する場合に原キ
    ャスタ角タθｃａｓを算出する原キャスタ角算出工程
    と、 前回の測定タイミングにおける原キャスタ角θｃａｓ(n
    -1)と今回の測定タイミングにおける原キャスタ角θｃ
    ａｓ(n)とを比較する比較工程と、 前記比較の結果に基づいて、 θｃａｓ(n-1)≠θｃａｓ(n) である場合に、今回の原キャスタ角θｃａｓ(n)を前記
    有効キャスタ角θＥｃａｓとして判定する有効データ判
    定工程と、 前記今回の原キャスタ角データθｃａｓ(n)の測定タイ
    ミングと略同一の測定タイミングにおける他次元の測定
    データとを比較するデータ比較工程と、 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。