JP2012242290A

JP2012242290A - 走行車両のタイヤの変形状態を検出する検出装置および検出方法

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Publication number: JP2012242290A
Application number: JP2011113837A
Authority: JP
Inventors: Hideto Inada; 秀人稲田; Shigeki Yamaguchi; 茂樹山口
Original assignee: Nippon Yusoki Co Ltd
Current assignee: Nippon Yusoki Co Ltd
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-12-10
Anticipated expiration: 2031-05-20
Also published as: JP5158729B2

Abstract

【課題】簡単な構成で、効率よく正確に、走行車両のタイヤの変形状態を検出することが可能な、検出装置および検出方法を提供する。
【解決手段】走行車両５のタイヤ６の変形状態を検出する検出装置１は、撮像手段２と、記憶手段３と、判定手段４とを備える。撮像手段２は、走行車両５に搭載され、検出エリアＰにおいて路面８に設けられた所定パターン７の画像を撮像するものである。記憶手段３には、タイヤ６の変形前に、検出エリアＰにおいて撮像手段２によって予め撮像された所定パターン７の画像が基準画像として記憶されている。判定手段４は、検出エリアＰにおいて撮像された画像と、記憶手段３に記憶された基準画像とを比較し、当該２つの画像における所定パターン７の変化に基づいて、タイヤ６の変形状態を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行車両のタイヤの変形状態を検出する検出装置および検出方法に関するものである。

一般的に、走行車両のタイヤはその走行状態に応じて磨耗したり、荷物等の積載量や偏荷重に応じて偏平したりする。
特に、工場や倉庫等にて使用されるＡＧＶ（Auto Guided Vehicle）やフォークリフト等の走行車両は、昼夜を問わず連続運転されることが多く、このようなタイヤの変形に気づかないでいると、タイヤの回転数に基づく走行制御が正確に行われなかったり、タイヤの変形による不慮の事故が発生したりする等、走行中の安全性に問題が生じる。
このため、このようなタイヤの変形状態を検出する検出装置や検出方法が各種提案されている。

例えば、タイヤの磨耗を検出する検出装置としては、特許文献１に記載のものがある。
この検出装置では、所定の長さの計測区間を通過するのに要したタイヤの回転数をカウントし、磨耗のないタイヤの場合の回転数と比較することによって、タイヤが磨耗したか否かが判定される。

一方、偏荷重等によるタイヤの偏平を検出する検出方法としては、例えば歪みセンサ等の重量計を用いた検出方法がある。
この検出方法では、走行車両の各タイヤの近傍に歪みセンサを設け、当該各歪みセンサの出力に基づいて、各タイヤにかかる負荷重量を算出して、タイヤの偏平の度合いを推定する。

実開平４−８６５０５号公報

しかしながら、特許文献１記載の検出装置では、検出精度を上げるためには非常に長い計測区間を設ける必要がある上、この計測区間を識別する装置も必要になり、その構成が複雑となる。しかも、この検出装置では、このような長い計測区間にわたって走行車両を走行させるので検出時間がかかる上、全てのタイヤが均一に摩耗していることが前提となるので個々のタイヤの摩耗を検出することは難しく、効率よく正確にタイヤの変形状態を検出できない。
また、上記重量計を用いた検出方法では、比較的高価な歪みセンサを多数準備して各タイヤの近傍に設ける必要があり、その構成が複雑となり、コストも高い。

さらに、上記のような、タイヤの磨耗を検出するもの、または偏荷重等によるタイヤの偏平を検出するものは提案されていても、タイヤの変形状態が磨耗によるものか、または偏荷重等による偏平によるものかを区別して検出できるような、検出装置や検出方法はまだ実現されていない。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で、効率よく正確に、走行車両のタイヤの変形状態を検出することが可能な、検出装置および検出方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、走行車両のタイヤの変形状態を検出する検出装置であって、前記走行車両に搭載され、検出エリアにおいて路面に設けられた所定パターンの画像を撮像する撮像手段と、前記タイヤの変形前に、前記検出エリアにおいて前記撮像手段によって予め撮像された前記所定パターンの画像を基準画像として記憶する記憶手段と、前記検出エリアにおいて撮像された前記画像と、前記記憶手段に記憶された前記基準画像とを比較し、当該２つの画像における所定パターンの変化に基づいて、前記タイヤの変形状態を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする検出装置としたものである。
この発明によれば、検出エリアにおいて撮像手段で撮像した所定パターンの画像が、記憶手段に記憶された基準画像と比較され、当該２つの画像における所定パターンの変化に基づいて、タイヤの変形状態が判定されるように構成されているので、従来技術のような、計測区間およびそれを識別する装置、または高価な歪みセンサは不要となり、簡単な構成かつ短時間で、タイヤの変形状態を検出することができる。

上記構成において、前記所定パターンが、前記路面に設けられた複数のマークからなり、前記判定手段が、前記検出エリアにおいて撮像された前記マークの画像と、前記記憶手段に記憶された前記マークの基準画像とを比較し、当該２つの画像における各マークの中心間の距離の変化に基づいて、前記タイヤの変形状態を判定するようになっていることが好ましい。
この構成の発明によれば、検出エリアにおいて撮像されたマークの画像が、記憶手段に記憶された基準画像と比較され、当該２つの画像における各マークの中心間の正確な距離の変化に基づいて、タイヤの変形状態が判定されるように構成されているので、タイヤの変形状態を正確に検出することができる。

上記構成において、前記走行車両が、荷台に積載される荷物を搬送する搬送車両であって、前記搬送車両には、前記荷台の荷物の有無を検知する荷物検知手段が搭載され、前記記憶手段には、さらに、前記タイヤの使用状態に関するタイヤ情報が記憶され、前記判定手段は、前記荷物検知手段の出力および前記記憶手段のタイヤ情報に基づいて、前記タイヤの変形状態が前記荷物による偏荷重によるものか、または前記タイヤの磨耗によるものであるかを、判定するようになっていることが好ましい。
この構成の発明によれば、搬送車両において、荷物検知手段の出力およびタイヤ情報に基づいて、タイヤの変形状態が判定されるように構成されているので、従来技術では実現されていなかった、タイヤの変形状態が荷物の偏荷重等による偏平によるものか、またはタイヤの摩耗によるものかの判別をすることが可能となる。

上記構成において、前記走行車両が、自動走行機能を有するＡＧＶであって、前記検出エリアが、前記ＡＧＶの停止エリアに位置するものであって、前記判定手段は、前記ＡＧＶが前記停止エリアで停止しているときに、前記タイヤの変形状態を判定するようになっていることが好ましい。
この構成の発明によれば、ＡＧＶの目的地到着時やバッテリーの充電時などの走行停止の合間に、停止エリアである検出エリアにおいて、タイヤの変形状態を効率よく検出することができる。

また、上記課題を解決するため、本発明は、走行車両のタイヤの変形状態を検出する検出方法であって、前記タイヤの変形前の走行車両を、路面に所定のパターンが設けられた検出エリアに移動させ、前記検出エリアにおいて、前記走行車両に搭載された撮像手段によって前記所定パターンの画像を撮像し、当該撮像した画像を基準画像として記憶手段に記憶させ、前記タイヤの変形状態を検出するために、前記走行車両を前記検出エリアに再度移動させ、前記検出エリアにおいて、前記撮像手段によって前記所定パターンの画像を再度撮像し、当該撮像した画像と、前記記憶手段に記憶された前記基本画像とを比較し、当該２つの画像における所定パターンの変化に基づいて、前記タイヤの変形状態を判定することを特徴とする検出方法としたものである。

本発明によれば、簡単な構成で、効率よく正確に、走行車両のタイヤの変形状態を検出することが可能な、検出装置および検出方法を提供することができる。

（Ａ）は、本発明の第１実施例による検出装置の構成例を示す側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の撮像手段、タイヤおよび所定パターンの配置関係を示す斜視図である。図１の検出装置における検出方法を示すフローチャートである。（Ａ）は、タイヤの変形前の走行車両の側面図（上）と、この状態において撮像手段から所定パターンをみた上面図（下）であり、（Ｂ）は、４つのタイヤが均一に磨耗した走行車両の側面図（上）と、この状態において撮像手段から所定パターンをみた上面図（下）であり、（Ｃ）は、２つのタイヤが磨耗した走行車両の側面図（上）と、この状態において撮像手段から所定パターンをみた上面図（下）であり、（Ｄ）は、１つのタイヤが磨耗した走行車両の側面図（上）と、この状態において撮像手段から所定パターンをみた上面図（下）である。（Ａ）は、タイヤの変形前の走行車両の側面図（上）と、この状態において撮像手段から所定パターンをみた上面図（下）であり、（Ｂ）は、積載された荷物により４つのタイヤが均一に偏平した走行車両の側面図（上）と、この状態において撮像手段から所定パターンをみた上面図（下）であり、（Ｃ）は、積載された荷物の偏荷重により２つのタイヤが偏平した走行車両の側面図（上）と、この状態において撮像手段から所定パターンをみた上面図（下）であり、（Ｄ）は、積載された荷物の偏荷重により１つのタイヤが偏平した走行車両の側面図（上）と、この状態において撮像手段から所定パターンをみた上面図（下）である。本発明の第２実施例による検出装置の構成例を示す側面図である。

以下、本発明に係る、走行車両のタイヤの変形状態を検出する検出装置および検出方法の好ましい実施例について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施例）
図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本発明に係る検出装置１は、撮像手段２と、記憶手段３と、判定手段４、表示手段９とを備える。
撮像手段２は、走行車両５に搭載され、検出エリアＰにおいて路面８に設けられた所定パターン７の画像を撮像するものであり、例えばＣＣＤカメラからなる。撮像手段２は、走行車両の内部に固定されている。
記憶手段３は、タイヤ６の変形前に、検出エリアＰにおいて撮像手段２によって予め撮像された所定パターン７の画像を基準画像として記憶するものであり、例えばメモリーからなる。
判定手段４は、検出エリアＰにおいて撮像された画像と、記憶手段３に記憶された基準画像とを比較し、当該２つの画像における所定パターン７の変化に基づいて、タイヤ６の変形状態を判定するものである。
表示手段９は、判定手段４によるタイヤ６の変形状態の判定結果を表示するものであって、例えばディスプレイからなる。

次に、図２および図３を参照して、本発明の検出装置１の動作と、タイヤ６の変形状態を検出する検出方法について説明する。

まず、タイヤ６の変形前の走行車両５を、検出エリアＰに移動させる（図２のステップＳ１参照）。ここで、図１（Ｂ）に示すように、所定パターン７は、４つの四角形状のマーク７Ａ〜７Ｄからなる。
次に、検出エリアＰにおいて、撮像手段２によって所定のパターン７の画像を撮像し、当該撮像した画像を基準画像として記憶手段３に記憶させる（図２のステップＳ２参照）。例えば、記憶手段３には、図３（Ａ）の下図の点線枠に示すような、４つのマーク７Ａ〜７Ｄの画像が基準画像として記憶される。

その後、走行させた走行車両５のタイヤ６の変形状態を検出するために、走行車両５を検出エリアＰに再度移動させる（図２のステップＳ３参照）。
次に、検出エリアＰにおいて、撮像手段２によって所定のパターン７の画像を再度撮像し、当該撮像した画像と、記憶手段３に記憶された基本画像とを比較し、当該２つの画像における所定のパターン７の変化に基づいて、タイヤ６の変形状態を判定する（図２のステップＳ４参照）。
この判定において、判定手段４は、撮像された画像のマーク７Ａ〜７Ｄの各中心座標Ａ（Ｘａ、Ｙａ）、Ｂ（Ｘｂ、Ｙｂ）、Ｃ（Ｘｃ、Ｙｃ）、Ｄ（Ｘｄ、Ｙｄ）から、中心間の距離ＡＢ＝Ｌａｂ、ＢＣ＝Ｌｂｃ、ＣＤ＝Ｌｃｄ、ＤＡ＝Ｌｄａをそれぞれ算出し、基本画像におけるそれと比較し、その距離の変化に基づいて、タイヤの変形状態を判定する。

例えば、４つのタイヤ６Ａ〜６Ｄがほぼ均一に磨耗した走行車両の場合、撮像手段２と各マーク７Ａ〜７Ｄとの各距離は、タイヤの変形前と比べて短くなる。
このため、検出エリアＰにおいて、図３（Ｂ）の下図の点線枠に示すようなマーク７Ａ〜７Ｄの各間隔が一様に広くなった画像が、撮像手段２によって撮像される。
したがって、判定手段４は、この画像における距離ＡＢ＝Ｌａｂ、ＢＣ＝Ｌｂｃ、ＣＤ＝Ｌｃｄ、およびＤＡ＝Ｌｄａがいずれも、基本画像のそれよりも所定割合だけ長く変化したことを検出することにより、４つのタイヤ６Ａ〜６Ｄが磨耗していると判定する。

同様に、２つのタイヤ６Ａ、６Ｂが磨耗した走行車両の場合、撮像手段２とマーク７Ａ、７Ｂとの各距離は、タイヤの変形前と比べて短くなる。
したがって、判定手段４は、図３（Ｃ）の下図の点線枠に示すような撮像した画像における距離ＡＢ＝Ｌａｂ、ＢＣ＝Ｌｂｃ、およびＤＡ＝Ｌｄａの変化を検出することにより、２つのタイヤ６Ａ、６Ｂが磨耗していると判定する。

同様に、１つのタイヤ６Ａが磨耗した走行車両の場合、撮像手段２とマーク７Ａとの各距離は、タイヤの変形前と比べて短くなる。
したがって、判定手段４は、図３（Ｄ）の下図の点線枠に示すような撮像した画像における距離ＡＢ＝Ｌａｂ、およびＤＡ＝Ｌｄａの変化を検出することにより、タイヤ６Ａが磨耗していると判定する。

以上のように、第１実施例に係る発明によれば、検出エリアＰにおいて撮像手段２で撮像した所定パターン７の画像と、記憶手段３に記憶された基準画像とを比較するたけで、タイヤ６の変形状態が判定されるので、従来技術のような、計測区間およびそれを識別する装置、または高価な歪みセンサは不要となり、簡単な構成かつ短時間で、タイヤ６の変形状態を検出することができる。
また、所定パターン７としてマーク７Ａ〜７Ｄを用いて、当該２つの画像の各マークの中心間の正確な距離の変化に基づいて、タイヤ６の変形状態が判定されるので、正確にタイヤ６の変形状態を検出することができる。

（第２実施例）
ところで、図３（Ａ）〜（Ｄ）および図４（Ａ）〜（Ｄ）の各画像を比較して判るように、所定パターン７Ａ〜７Ｄの変化だけでは、タイヤ６Ａ〜６Ｄの変形状態が磨耗によるものか、または偏荷重等の偏平によるものかを判別しにくい場合がある。
そこで、第２実施例の検出装置１’では、このような場合を回避するために、図５に示すように、走行車両５が荷台の荷物１１の有無を検知する荷物検知手段１０を備え、記憶手段３にタイヤ６の使用状態に関するタイヤ情報を記憶させた構成とした。したがって、この点に関してのみ、説明する。
ここで、荷物検知手段１０は、例えば近接センサ、光電センサ、圧力センサといった公知のセンサ等からなり、荷台に荷物１１があるときに荷物検知信号を判定手段４に出力する。
また、タイヤ情報は、タイヤ６の使用状態を知ることができる情報のことであり、例えば、タイヤの交換時期や使用時間等を含む。

判定手段４は、荷物検知手段１０からの出力がない場合には、上記第１実施例と同様にして、タイヤ６の変形状態が磨耗によるのであると判定する。
一方、判定手段４は、荷物検知手段１０からの出力があり、かつ、記憶手段３のタイヤ情報に基づいてタイヤ６がほとんど使用されていない（タイヤ６が新しい）と判断した場合は、タイヤ６の変形状態が偏平によるものであると判定する。
なお、判定手段４は、荷物検知手段１０からの出力があり、かつ、タイヤ情報に基づいてタイヤ６が相当使用されている（タイヤ６が相当古い）と判断した場合は、タイヤ６の変形状態が摩耗および偏平の両方によるものであると判定する。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の構成はこれらの実施例に限定されるものではない。

例えば、走行車両５は、何ら限定されるものではなく、例えば、自動走行機能を有するＡＧＶであってもよい。
このＡＧＶ（Auto Guided Vehicle）の場合には、検出エリアＰをＡＧＶの停止エリアとし、ＡＧＶが停止エリアで停止しているときに、判定手段４がタイヤ６の変形状態を判定するように構成されているのが好ましい。
この構成によれば、ＡＧＶの目的地到着時やバッテリーの充電時などの走行停止の合間に、停止エリアである検出エリアＰにおいて、タイヤ６の変形状態が判定されるので、タイヤ６の変形状態を効率よく検出することができる。

例えば、所定パターン７は、複数のマーク７Ａ〜７Ｄに限定されるものではなく、撮像手段２によって撮像された画像の基準画像に対する変化がわかるものであれば、点状の図形、線状の図形、多角形状の図形、曲線形状を有する図形等からなっていてもよい。

マーク７は、４つのマーク７Ａ〜７Ｄとしたが、これに限定されるものではなく、少なくとも２つ以上のマークがあればよい。マーク７の数を増やすことで、より正確にタイヤ６の変形状態を判定することができることは言うまでもない。
また、マーク７は、タイヤ６の数とその配置位置に対応するように、路面８に設けられているのが好ましい。例えば、上記実施例では、マーク７Ａ〜７Ｄが、走行車両５の四隅に配置されたタイヤ６Ａ〜６Ｄに対応するように路面８に設けられている。

上記の検出装置１、１’における、撮像手段２、記憶手段３、判定手段４、表示手段９、および荷物検知手段１０の構成は、全て一例である。

１、１’ 検出装置
２撮像手段
３記憶手段
４判定手段
５走行車両
６、６Ａ〜６Ｄタイヤ
７、７Ａ〜７Ｄ所定パターン
８路面
９表示手段
１０荷物検知手段
１１荷物
Ｐ検出エリア

Claims

走行車両のタイヤの変形状態を検出する検出装置であって、
前記走行車両に搭載され、検出エリアにおいて路面に設けられた所定パターンの画像を撮像する撮像手段と、
前記タイヤの変形前に、前記検出エリアにおいて前記撮像手段によって予め撮像された前記所定パターンの画像を基準画像として記憶する記憶手段と、
前記検出エリアにおいて撮像された前記画像と、前記記憶手段に記憶された前記基準画像とを比較し、当該２つの画像における所定パターンの変化に基づいて、前記タイヤの変形状態を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする検出装置。
前記所定パターンが、前記路面に設けられた複数のマークからなり、
前記判定手段が、前記検出エリアにおいて撮像された前記マークの画像と、前記記憶手段に記憶された前記マークの基準画像とを比較し、当該２つの画像における各マークの中心間の距離の変化に基づいて、前記タイヤの変形状態を判定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
前記走行車両が、荷台に積載される荷物を搬送する搬送車両であって、
前記搬送車両には、前記荷台の荷物の有無を検知する荷物検知手段が搭載され、
前記記憶手段には、さらに、前記タイヤの使用状態に関するタイヤ情報が記憶され、
前記判定手段は、前記荷物検知手段の出力および前記記憶手段のタイヤ情報に基づいて、前記タイヤの変形状態が前記荷物による偏荷重によるものか、または前記タイヤの磨耗によるものであるかを、判定するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の検出装置。
前記走行車両が、自動走行機能を有するＡＧＶであって、
前記検出エリアが、前記ＡＧＶの停止エリアに位置するものであって、
前記判定手段は、前記ＡＧＶが前記停止エリアで停止しているときに、前記タイヤの変形状態を判定するようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の検出装置。
走行車両のタイヤの変形状態を検出する検出方法であって、
前記タイヤの変形前の走行車両を、路面に所定のパターンが設けられた検出エリアに移動させ、
前記検出エリアにおいて、前記走行車両に搭載された撮像手段によって前記所定パターンの画像を撮像し、当該撮像した画像を基準画像として記憶手段に記憶させ、
前記タイヤの変形状態を検出するために、前記走行車両を前記検出エリアに再度移動させ、
前記検出エリアにおいて、前記撮像手段によって前記所定パターンの画像を再度撮像し、当該撮像した画像と、前記記憶手段に記憶された前記基本画像とを比較し、当該２つの画像における所定パターンの変化に基づいて、前記タイヤの変形状態を判定することを特徴とする検出方法。