JP2022144409A - 車両検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試験車両１のＬｉＤＡＲ装置１１が検査室床面４上の試験機器５を検知しないようにする。
【解決手段】ＬｉＤＡＲ装置１１に対して試験機器５の上方を覆うように鏡装置１２が設けられている。鏡装置１２は、試験車両１側に延びた内側端縁１３ａを有する水平面に沿った第１の平面鏡１３と、側壁２側に延びた外側端縁１４ａを有する傾斜した第２の平面鏡１４と、からなり、ＬｉＤＡＲ装置１１からのレーザー光を天井方向へ案内するように各々の長さおよび角度が設定されている。天井壁１６の内側面および側壁２の上部には光吸収材１７が貼着されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、検査室内において障害物検知用の光学式レーザー装置を備えた試験車両の自動運転性能を試験する車両検査装置に関する。

ダイナモメータを用いて車両の走行状況を模した台上の試験を室内で行う車両検査装置が従来から実用に供されている。例えば特許文献２には、駆動輪をシャシダイナモメータで回転させる一方、従動輪の車軸を車両側方に配置した車輪駆動装置で回転させる車両検査装置が開示されている。

近年では、障害物検知用の光学式レーザー装置（例えばＬｉＤＡＲ装置）を備えた車両に関して、障害物を検知したときの自動ブレーキ性能等の運転性能を台上で試験することが望まれている。このような車両では、光学式レーザー装置が周囲の試験機器を障害物として誤って検知してしまうと、自動ブレーキが動作するなどの応答が生じるので、実質的に検査が不可能となる。

特許文献１には、ＬｉＤＡＲ装置を備えた試験車両が障害物のない草原を走行しているものと認識させるために、車両の複数箇所に配置されているＬｉＤＡＲ装置に対して、各ＬｉＤＡＲ装置のすぐ近くで対向するようにそれぞれ板状の吸収材を配置した車両検査装置が開示されている。

国際公開第２０２０／０５９４９７号公報 特開２０１６－０６１６６８号公報

例えばＬｉＤＡＲ装置は、障害物との間の距離を測定するための電磁波として一般に波長が短いレーザー光を使用する。このようなＬｉＤＡＲ装置で用いるレーザー光に関しては、現在の技術の下では、１００％の吸収を行い得る吸収材は実在せず、少なからず光の散乱が生じる。特許文献１の装置では、ＬｉＤＡＲ装置に近接して吸収材を配置することでＬｉＤＡＲ装置の光路を遮断するようにしているため、近接配置した吸収材で散乱が生じると、ＬｉＤＡＲ装置がこれを検知してしまう。つまり、特許文献１の装置では、実際には、ＬｉＤＡＲ装置は障害物があると検知してしまうことを防止できないと考えられる。

また、例えば歩行者が突然飛び出してきたときの自動ブレーキ性能の評価のためには、走行試験中の台上の車両の前方に歩行者を模した障害物を投入する、などが行われるが、特許文献１では、ＬｉＤＡＲ装置が吸収材で覆われてしまうので、緊急時のＬｉＤＡＲ装置の動作を検証することができない。

この発明は、周囲の少なくとも三方が側壁で囲まれた検査室内において障害物検知用の光学式レーザー装置を備えた試験車両の自動運転性能を試験する車両検査装置であって、
試験車両の側方に配置された１つあるいは複数の試験機器と、
上記試験機器の上面を覆い、上記光学式レーザー装置から放射される光を上方へ案内する鏡と、
を備えて構成されている。

光学式レーザー装置は、例えばＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）装置である。しかし、本発明は必ずしもこれには限定されず、レーザー光の投光・受光により障害物を検知するものであればどのような形式のものであってもよい。

上記の構成では、光学式レーザー装置から周囲の試験機器へ向けて投射された光が鏡で反射して上方へ向かう。従って、試験機器を障害物として検知してしまうことがない。

本発明の好ましい一つの態様では、上記鏡は、試験車両側に延びた内側端縁が上記試験車両の光学式レーザー装置と上記試験機器との間の高さ位置にあり、上記側壁側に延びた外側端縁が少なくとも上記光学式レーザー装置よりも高い位置にあり、上記光学式レーザー装置から放射される光を上記検査室の天井方向へ案内するように湾曲もしくは折曲して設けられている。

上記の構成では、鏡で反射した光が天井方向へ向かう。これにより光路が長く得られ、距離による減衰作用が得られるので、仮に天井面で僅かな散乱が生じたとしても、障害物として検知することがない。

本発明の好ましい一つの態様では、検査室の天井の内側面が光吸収材で覆われている。従って、天井面に当たった光が吸収されることで、光学式レーザー装置への回帰が抑制される。

一つの例では、試験車両と天井との間に、さらに、光学式レーザー装置の上方を覆う中間天井壁がつり下げられており、この中間天井壁の上面が光吸収材で覆われている。これにより、天井面で反射した光の光学式レーザー装置への入射が抑制される。

また他の好ましい態様では、検査室の天井が開放されている。この場合には、光路の長さが無限となり、天井での散乱が生じない。

鏡は、光学式レーザー装置を焦点とした放物面鏡や球面鏡のように湾曲した形状とすることもできるが、好ましい一つの態様では、上記鏡は、複数の平面鏡を組み合わせて構成されている。複数の平面鏡の組み合わせとすることで、本発明の実施が容易となる。

具体的な実施例では、試験車両の一方の側方における上下方向に沿った一つの断面で見たときに、上記鏡は、上記内側端縁を含む水平に配置される第１の平面鏡と、上記外側端縁を含む傾斜して配置される第２の平面鏡と、の２つの平面鏡を組み合わせて構成されている。このように２つの平面鏡とすることで、光学式レーザー装置によって検知され易い平面鏡の間に生じる境界ないし隙間の数が最小限となる。

より具体的には、上記光学式レーザー装置の高さ（Ｈｓ）に余裕代（ａ）を加えた高さ（Ｈｓ＋ａ）を上記外側端縁の高さ位置（Ｌ）としたときに、上記第１の平面鏡の長さ（Ｗ）と、この第１の平面鏡の設置高さ位置（Ｈｄ）と、上記第２の平面鏡の長さ（Ｍ）と、この第２の平面鏡の垂直面に対する傾斜角度（θ０）と、が、
Ｗ＝Ｌ／２＊（１＋ｃｏｓ（２＊θ０））
Ｈｄ＝Ｌ＊（１－ｓｉｎ（２＊θ０）／２）
Ｍ＝Ｌ＊ｓｉｎθ０
の関係を満たしている、ことが望ましい。

このような関係を満たすことで、光学式レーザー装置から投射されて鏡で反射した光の光路は、天井、あるいは側壁面の中の少なくとも光学式レーザー装置よりも高い位置に向かうこととなる。従って、側壁面で反射して光学式レーザー装置へ回帰する光路は生じない。

上記試験機器は、例えば、試験車両の車軸に連結されて駆動力を測定するダイナモメータである。

この発明によれば、光学式レーザー装置を備えた試験車両の側方に配置されたダイナモメータ等の試験機器が障害物として検知されることがなくなり、光学式レーザー装置による自動ブレーキ等の自動運転性能の試験を行うことが可能となる。

第１実施例の検査室内の構成を概略的に示した平面図。 図１のＡ－Ａ線に沿った断面図。 平面鏡を組み合わせた鏡の構成を示す斜視図。 ２つの平面鏡の長さおよび角度の関係を説明するための説明図。 中間天井壁を備えた第２実施例の断面図。 天井が開放された第３実施例の断面図。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、第１実施例の検査室の内部構成を示した平面図であって、図２は、そのＡ－Ａ線に沿った断面図である。これらの図に示すように、検査室は、平面視で台上試験の対象となる試験車両１が中央に配置される矩形状をなす部屋であり、試験車両１の左右の側方および後方の三方が側壁２によって囲まれている。なお、検査室の試験車両１の前方の面（符号３で示す）は、試験車両１の搬入・搬出や試験車両１前方の障害物検知などの試験のために開放されているか、あるいは開閉可能な大型の扉（図示せず）を備えている。

検査室の床面４の上には、複数の試験機器５が設置されている。試験機器５は、例えば、試験車両１の前輪および後輪の車軸にそれぞれ接続されて駆動力およびブレーキ時の制動力を測定するダイナモメータである。図示例では、前輪および後輪の車軸にそれぞれ対応して、試験車両１の左右の側方にそれぞれ２つずつ試験機器５（ダイナモメータ）が配置されている。なお、試験の内容によっては、前輪および後輪の一方のみに試験機器５（ダイナモメータ）が接続される場合もある。また、本発明においては、試験機器５は必ずしもダイナモメータに限られない。

試験車両１は、ルーフの前後方向中央部にＬｉＤＡＲ装置１１を備えている。詳しくは、ルーフの側縁付近の位置に、左右一対のＬｉＤＡＲ装置１１を備えている。ＬｉＤＡＲ装置１１は、レーザー光を広範囲にスキャンするような形で投射し、障害物に当たって反射してきた光を受光することで、障害物の有無および障害物までの距離を検出するものである。なお、ＬｉＤＡＲ装置は「ライダー」あるいは「ＬＡＤＡＲ」と呼ばれることもある。実施例では、ＬｉＤＡＲ装置１１は試験機器５よりも高い位置に位置しているが、車両前後方向のみならず上下方向にもレーザー光のスキャンが行われるので、そのままでは、ＬｉＤＡＲ装置１１が試験機器５を障害物として認識し、試験車両１が走行不能な状態に制御されてしまうことがある。

このようなＬｉＤＡＲ装置１１による試験機器５の検知を回避するために、一実施例においては、検査室の中に鏡装置１２が設けられている。鏡装置１２は、図２に示すように、試験車両１の周囲を囲むように水平面に沿って配置された第１の平面鏡１３と、この第１の平面鏡１３の外周側に傾斜した姿勢で配置された第２の平面鏡１４と、を組み合わせた構成となっている。つまり、２つの平面鏡１３，１４が互いに折曲した形で連続するように組み合わせられている。後述するように、ＬｉＤＡＲ装置１１から放射されたレーザー光を検査室の天井方向へ案内するように２つの平面鏡１３，１４の角度および長さが設定されている。

図２に示すように、第１の平面鏡１３は、試験車両１側に延びた内側端縁１３ａを有し、試験機器５をＬｉＤＡＲ装置１１からの視線から覆うように、ＬｉＤＡＲ装置１１と試験機器５との間の高さ位置にある。内側端縁１３ａは、試験機器５がＬｉＤＡＲ装置１１から見えないように、十分に試験車両１の側面に近接している。

水平面に対して傾斜して配置される第２の平面鏡１４は、側壁２側に延びた外側端縁１４ａを有する。外側端縁１４ａは、側壁２の内壁面との間に適当な距離を有していてもよいが、その高さ位置は、少なくともＬｉＤＡＲ装置１１よりも高い位置にある。換言すれば、ＬｉＤＡＲ装置１１よりも高い位置まで側壁２の内壁面をＬｉＤＡＲ装置１１の視線から覆っている。

検査室の天井には水平面に沿った天井壁１６が設けられており、この天井壁１６の内側面（つまり下面）には、ＬｉＤＡＲ装置１１からのレーザー光を吸収するための光吸収材１７が貼着されている。つまり天井壁１６の全面が光吸収材１７によって覆われている。光吸収材１７としては、レーザー光の波長を考慮した特性のものが選択されており、例えば表面が平滑な光吸収材であってもよく表面が凹凸形状をなす光吸収材であってもよい。

また、天井壁１６に連なる側壁２の上部内側の壁面、詳しくはＬｉＤＡＲ装置１１から見て第２の平面鏡１４の外側端縁１４ａによって隠れずに露出した形となる上方の範囲が、同じく光吸収材１７によって覆われている。

なお、図２の図中の細線は、鏡装置１２により反射したレーザー光のいくつかの光路を示している。

鏡装置１２は、図１に示すように、試験車両１の前方を除く三方（左右側方および後方）を囲むように設けられている。前方は、自動ブレーキ性能の試験のために歩行者等を模した障害物をＬｉＤＡＲ装置１１に検知させる必要があるので、鏡を具備せずに開放されている。つまり、鏡装置１２は、平面視で略Ｕ字形をなすように構成されている。なお、後方の鏡は、覆い隠すべき試験機器５がない場合には省略することもできる。

ここで、鏡装置１２の車両前後方向についての両端部となる位置、つまり矩形の検査室の４つのコーナー部分に位置する第２の平面鏡１４Ａ（図３参照）は、検査室の平面視で該検査室の中央へ向かうように傾いている。つまり、鏡装置１２全体が放物面鏡の形状に近づくように四隅の鏡面が内側を向いている。

図３は、鏡装置１２のより具体的な構成を示している。図示するように、鏡装置１２は、Ｕ字形の長手方向に沿って複数の区画に分割して構成されており、各々の区画に対応して金属製のチャンネル材からなるテーブル状の架台２１を備えている。そして、この架台２１の上面に沿って、区画毎に分割された第１の平面鏡１３が取り付けられている。また、架台２１の上面から斜めに立ち上がった形に第２の平面鏡１４が取り付けられており、この第２の平面鏡１４は、架台２１から斜めに延びた梁２１ａによって背面側から支持されている。第１の平面鏡１３および第２の平面鏡１４は、例えば、平坦な金属板の一方の表面を鏡面加工した構成となっている。第１の平面鏡１３と第２の平面鏡１４との境界は、できるだけ隙間が生じないように両者が接した状態に配置されている。また、前述したコーナー部分に位置する第２の平面鏡１４Ａは、隣接する第２の平面鏡１４に隙間なく連続するように、内側を向く角度を考慮して台形状に形成されている。なお、図３は、全体として略Ｕ字形をなす鏡装置１２の一部のみを示している。

図３に概略的に示すように、試験機器５は、鏡装置１２の架台２１の内側空間に収容される。架台２１は複数個に分割されて構成されており、また周囲の脚部２１ｂは個々に独立して架台２１の上面部分から下方へ突出しているので、検査室の床面に予め設置されている試験機器５に上方から架台２１を被せるようにして鏡装置１２を設置することができる。

このような第１実施例の構成によれば、ＬｉＤＡＲ装置１１から放射されたレーザー光が鏡装置１２によって反射して天井方向へ案内され、最終的に天井壁１６もしくは側壁２上部の光吸収材１７によって吸収される。このように、ＬｉＤＡＲ装置１１から光吸収材１７に到達するまでの距離が長く確保され、またレーザー光が当たった光吸収材１７の箇所からＬｉＤＡＲ装置１１までの復路の距離も長くなるので、距離による減衰が得られ、仮に光吸収材１７において多少の散乱が生じたとしてもＬｉＤＡＲ装置１１が検知することがない。従って、試験機器５がＬｉＤＡＲ装置１１によって障害物として認識されることがない。

次に、図４を参照して、上記の作用を得るために必要な第１の平面鏡１３ならびに第２の平面鏡１４の長さ、および、第２の平面鏡１４の角度について説明する。

図４は、試験車両１の一方の側方における上下方向に沿った一つの断面を模式的に示している。図中のＬは、第２の平面鏡１４の外側端縁１４ａの高さ位置を示している。この高さ位置Ｌは、ＬｉＤＡＲ装置１１の高さＨｓに適当な余裕代ａを加えた高さ（Ｈｓ＋ａ）に設定される。

第１の平面鏡１３の長さをＷ、第１の平面鏡１３の設置高さ位置をＨｄ、第２の平面鏡１４の長さをＭ、第２の平面鏡１４の垂直面に対する傾斜角度をθ０、とすると、これらが下記（１），（２），（３）式の関係を満たしていることが望ましい。

Ｗ＝Ｌ／２＊（１＋ｃｏｓ（２＊θ０）） …（１）
Ｈｄ＝Ｌ＊（１－ｓｉｎ（２＊θ０）／２） …（２）
Ｍ＝Ｌ＊ｓｉｎθ０ …（３）
これらの関係を満たす第１の平面鏡１３と第２の平面鏡１４との境界（折曲点）は、図４の符号Ｓで示す円弧上に常に位置することとなる。図４では、上記の関係を満たす第１の平面鏡１３と第２の平面鏡１４の組み合わせの２つの例を例示しているが、いずれの組み合わせにおいても、ＬｉＤＡＲ装置１１から任意の方向に放射したレーザー光の光路は、天井面もしくは側壁２の高さＬよりも上方へ向かう。そして、これらの天井面もしくは側壁２に対する入射角の関係から、ＬｉＤＡＲ装置１１へと回帰する光路は決して生じない。例えば、側壁２に入射したレーザー光は、仮に側壁２で反射しても天井方向へ向かうこととなり、ＬｉＤＡＲ装置１１へは回帰しない。

なお、高さＬにおける余裕代ａが仮に０であると、つまり外側端縁１４ａの高さＬとＬｉＤＡＲ装置１１の高さＨｓとが等しいとすると、側壁２に直角に入射したレーザー光がＬｉＤＡＲ装置１１に回帰し得るため、好ましくない。

このように２つの平面鏡１３，１４を組み合わせて所望の光路を得るように構成することで、鏡装置１２の構成を単純化できるとともに、光の散乱を生じやすい２つの平面鏡の境界の数を少なくすることができる。

次に、図５は、検査室内の試験車両１の上方に中間天井壁３１を備えた第２実施例を示している。中間天井壁３１は、試験車両１と天井壁１６との間に位置するように、天井壁１６から支柱３２によってつり下げられており、ＬｉＤＡＲ装置１１の上方を覆っている。中間天井壁３１は、少なくとも天井壁１６全域からＬｉＤＡＲ装置１１へ向かう光路を遮るだけの大きさを有していることが望ましい。この中間天井壁３１の上面は、前述したものと同様の光吸収材で覆われている。なお、迷光を抑制するために、中間天井壁３１の側面や下面についても光吸収材を設けるようにしてもよい。

このような構成では、天井壁１６で仮にレーザー光の反射・散乱が生じた場合でも、ＬｉＤＡＲ装置１１に光が到達することがない。つまり、側壁２上部や天井壁１６で反射ないし散乱してＬｉＤＡＲ装置１１へ向かおうとする光が、中間天井壁３１によって遮られる。

なお、一般にＬｉＤＡＲ装置１１の走査範囲の上限角度は比較的小さいので、この第２実施例においては、ＬｉＤＡＲ装置１１が投射したレーザー光が中間天井壁３１に直接に当たることはない。

次に、図６は、検査室の天井が開放されている第３実施例を示している。この第３実施例では、鏡装置１２で反射して天井方向へ案内されたレーザー光がそのまま外部へと向かうこととなる。従って、ＬｉＤＡＲ装置１１へ光が回帰することがない。また、この第３実施例では、側壁２上部に光吸収材１７は設けられていない。前述した式（１）～（３）の関係を満たしていれば、仮に側壁２でレーザー光が反射しても、開放された天井方向へ向かうので、ＬｉＤＡＲ装置１１へ影響しない。

なお、検査室の天井に開閉可能な天井壁を備え、試験中は開放しておくようにした構成であってもよい。

以上、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、試験車両１におけるＬｉＤＡＲ装置１１の配置は上記実施例のようにルーフ両側縁に限らず、どのような配置であってもよい。また、鏡装置１２としては、３つ以上の平面鏡の組み合わせであってもよく、曲面鏡であってもよい。

また上記第１～第３実施例では、鏡装置１２で反射したレーザー光を天井へ向けて案内するようにしているが、例えば側壁２までの距離が十分に長い検査室などの場合には、鏡装置１２で反射したレーザー光が側壁２へ向かう構成であってもよい。

１…試験車両
２…側壁
５…試験機器
１１…ＬｉＤＡＲ装置
１２…鏡装置
１３…第１の平面鏡
１４…第２の平面鏡
１７…光吸収材
２１…架台
３１…中間天井壁

Claims (9)

1. 周囲の少なくとも三方が側壁で囲まれた検査室内において障害物検知用の光学式レーザー装置を備えた試験車両の自動運転性能を試験する車両検査装置であって、
   試験車両の側方に配置された１つあるいは複数の試験機器と、
   上記試験機器の上面を覆い、上記光学式レーザー装置から放射される光を上方へ案内する鏡と、
   を備えてなる車両検査装置。
2. 上記鏡は、試験車両側に延びた内側端縁が上記試験車両の光学式レーザー装置と上記試験機器との間の高さ位置にあり、上記側壁側に延びた外側端縁が少なくとも上記光学式レーザー装置よりも高い位置にあり、上記光学式レーザー装置から放射される光を上記検査室の天井方向へ案内するように湾曲もしくは折曲して設けられている、
   請求項１に記載の車両検査装置。
3. 上記検査室の天井の内側面が光吸収材で覆われている、請求項２に記載の車両検査装置。
4. 上記検査室の天井が開放されている、請求項２に記載の車両検査装置。
5. 上記鏡は、複数の平面鏡を組み合わせて構成されている、請求項２～４のいずれかに記載の車両検査装置。
6. 試験車両の一方の側方における上下方向に沿った一つの断面で見たときに、上記鏡は、上記内側端縁を含む水平に配置される第１の平面鏡と、上記外側端縁を含む傾斜して配置される第２の平面鏡と、の２つの平面鏡を組み合わせて構成されている、請求項５に記載の車両検査装置。
7. 上記光学式レーザー装置の高さ（Ｈｓ）に余裕代（ａ）を加えた高さ（Ｈｓ＋ａ）を上記外側端縁の高さ位置（Ｌ）としたときに、上記第１の平面鏡の長さ（Ｗ）と、この第１の平面鏡の設置高さ位置（Ｈｄ）と、上記第２の平面鏡の長さ（Ｍ）と、この第２の平面鏡の垂直面に対する傾斜角度（θ０）と、が、
   Ｗ＝Ｌ／２＊（１＋ｃｏｓ（２＊θ０））
   Ｈｄ＝Ｌ＊（１－ｓｉｎ（２＊θ０）／２）
   Ｍ＝Ｌ＊ｓｉｎθ０
   の関係を満たしている、請求項６に記載の車両検査装置。
8. 試験車両と上記天井との間に、光学式レーザー装置の上方を覆う中間天井壁がつり下げられており、この中間天井壁の上面が光吸収材で覆われている、請求項３に記載の車両検査装置。
9. 上記試験機器は、試験車両の車軸に連結されて駆動力を測定するダイナモメータである、請求項１～８のいずれかに記載の車両検査装置。

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