知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024169464
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】光軸調整用装置
(51)【国際特許分類】
G01S 7/497 20060101AFI20241128BHJP
【ＦＩ】
G01S7/497
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024158170
(22)【出願日】2024-09-12
(62)【分割の表示】P 2023088436の分割
【原出願日】2018-10-01
(71)【出願人】
【識別番号】000005016
【氏名又は名称】パイオニア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107331
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 聡延
(72)【発明者】
【氏名】細井 研一郎
(57)【要約】
【課題】光軸調整を好適に実行可能な光軸調整用装置を提供する。
【解決手段】第２実施例に係る光軸調整用装置２０Ａは、調整対象となるライダユニット２の光軸の位置を示す罫書き線ＬＮが描かれた台座７と、台座上において支持され、罫書き線ＬＮが示す光軸に対して所定の位置関係で固定され、所定の曲率で湾曲した形状を有する曲面板８Ｒと、を有する。また、第２実施例に係る光軸調整方法は、計測を行うライダユニット２の理想の光軸に対する現在の光軸のずれを検出する制御方法であって、ライダユニット２の計測範囲Ｒｇ内の所定位置に置かれた光軸調整用装置２０Ａを計測した計測画像を取得する取得工程と、計測画像に基づいて、光軸のずれを検出する検出工程と、を有する。
【選択図】図１２
【解決手段】第２実施例に係る光軸調整用装置２０Ａは、調整対象となるライダユニット２の光軸の位置を示す罫書き線ＬＮが描かれた台座７と、台座上において支持され、罫書き線ＬＮが示す光軸に対して所定の位置関係で固定され、所定の曲率で湾曲した形状を有する曲面板８Ｒと、を有する。また、第２実施例に係る光軸調整方法は、計測を行うライダユニット２の理想の光軸に対する現在の光軸のずれを検出する制御方法であって、ライダユニット２の計測範囲Ｒｇ内の所定位置に置かれた光軸調整用装置２０Ａを計測した計測画像を取得する取得工程と、計測画像に基づいて、光軸のずれを検出する検出工程と、を有する。
【選択図】図１２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
調整対象となる測距装置の光軸の情報が示された台座と、
前記台座上において支持され、前記光軸の情報が示す光軸に対して所定の位置関係で固定され、所定の形状を有する板と、
を有する光軸調整用装置。
前記台座上において支持され、前記光軸の情報が示す光軸に対して所定の位置関係で固定され、所定の形状を有する板と、
を有する光軸調整用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学機器の光軸を調整する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、センサのエイミング（光軸調整）に関する技術が知られている。例えば、特許文献１には、車両の前後軸線上の所定距離前方にエイミング冶具を設置し、エイミング冶具の基準反射体を検出することで上下方向のエイミングを行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００２－１３１４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
車両に取り付けたセンサの検出結果を用いて自動運転やその他のＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を行う場合、それぞれのセンサには高精度な検出精度が求められ、これらのセンサの取り付けは正確に行われる必要がある。そして、ある検出装置が所望の位置からずれて配置されてしまった場合には、当該検出装置の光軸方向が理想的な方向からずれてしまい、検出装置を含むシステム全体を最適な状態で稼働することができなくなる可能性がある。一方、特許文献１には、上下方向以外の方向におけるエイミングについては何ら開示されていない。
【0005】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光軸調整を好適に実行可能な光軸調整用装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項に記載の発明は、光軸調整用装置であって、調整対象となる測距装置の光軸の情報が示された台座と、前記台座上において支持され、前記光軸の情報が示す光軸に対して所定の位置関係で固定され、所定の形状を有する板と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】光軸調整システムの概略構成である。
【図2】光軸調整用装置の概略的な斜視図である。
【図3】ライダユニットの光軸ずれの検出及び調整時におけるライダユニットと光軸調整用装置との位置関係を示したＸ－Ｚ平面図である。
【図4】ライダユニットの光軸ずれの検出及び調整時におけるライダユニットと光軸調整用装置との位置関係を示したＸ－Ｙ平面図である。
【図5】ライダユニットの構成例を示す。
【図6】ライダユニットの光軸ずれを６個のパラメータにより表した図である。
【図7】理想光源位置と実光源位置と光軸調整用装置との位置関係を示したＸ－Ｙ平面図である。
【図8】位置ずれの有無を表した計測画像を示す。
【図9】姿勢ずれが発生したときの計測画像を示す。
【図10】位置ずれ及び姿勢ずれの両方が発生したときの計測画像を示す。
【図11】第１実施例における光軸ずれの検出及び調整に関するフローチャートである。
【図12】第２実施例における光軸調整用装置の斜視図を示す。
【図13】第２実施例における光軸調整用装置のＸ－Ｙ平面図である。
【図14】位置ずれの有無を表した計測画像を示す。
【図15】姿勢ずれが発生したときの計測画像を示す。
【図16】第２実施例における光軸ずれの検出及び調整に関するフローチャートである。
【図17】変形例における理想計測画像の一例である。
【図18】変形例における光軸調整用装置のＸ－Ｚ平面における断面図を示す。
【図19】変形例における台座のＸ－Ｙ平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の好適な実施形態によれば、光軸調整用装置は、調整対象となる測距装置の光軸の情報が示された台座と、前記台座上において支持され、前記光軸の情報が示す光軸に対して所定の位置関係で固定され、所定の曲率で湾曲した形状を有する板と、を有する。「光軸の情報」は、マークや図形などにより記されてもよく、文字により記されてもよい。光軸調整用装置は、このような構成を有することで、調整対象となる測距装置が台座に示された光軸の情報に従い設置された場合に、湾曲方向において等距離になるように板の被照射面が計測される。よって、この場合、光学機器の計測データに基づいて光軸ずれを好適に検出することが可能となる。
【0009】
上記光軸調整用装置の一態様では、前記板は、前記測距装置の走査方向に沿った断面が円弧状、又は球面状である。この態様により、光学調整用装置は、調整対象となる測距装置が台座に示された光軸の情報に従い設置された場合に、板の被照射面が好適に等距離となるように計測される。
【0010】
上記光軸調整用装置の他の一態様では、前記板は、前記測距装置に光軸ずれが生じていない時の前記測距装置の光源の位置を曲率中心とした形状を有する。この態様により、板の被照射面が測距装置の光源位置に対して等距離となり、測距装置が出力する計測データに基づく光軸ずれの有無の判定が容易となる。好適には、前記板の中心における接線は、前記光軸の情報が示す光軸と垂直になる位置関係であるとよい。
【0011】
上記光軸調整用装置の他の一態様では、前記台座には、前記光軸の情報として、前記光軸の水平面上の位置を示す線が記されている。この態様によれば、光軸調整を実行する際に必要な光軸調整用装置と測距装置との位置調整に必要な目安を作業者に好適に認識させることができる。
【0012】
上記光軸調整用装置の他の一態様では、光軸調整用装置は、前記板の傾き又は高さの少なくともいずれかを調整自在に支持する調整機構をさらに備える。この態様により、測距装置の光源の高さを考慮して板の高さ及び向きを適切に定めることができる。
【0013】
上記光軸調整用装置の他の一態様では、前記台座には、前記測距装置又は前記測距装置を搭載する車両までの距離を計測する際の基準位置を示す目印が記されている。この態様によれば、作業者は、上述の目印を参照することで、測距装置により光軸調整用装置を計測する際に、光軸調整用装置が測距装置に対して予め定められた所定の位置関係となるように、光軸調整用装置を正確に配置することが可能となる。
【実施例0014】
以下、図面を参照して本発明の好適な第１及び第２実施例について説明する。
【0015】
［第１実施例］
（１）システム構成
図１は、第１実施例に係る光軸調整システム１００の概略構成である。光軸調整システム１００は、ライダ（Ｌｉｄａｒ：Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、または、Ｌａｓｅｒ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）ユニット２の光軸ずれの検出及び調整を行うシステムであって、ライダユニット２を含む情報処理装置１０と、光軸調整用装置２０と、を備える。
（１）システム構成
図１は、第１実施例に係る光軸調整システム１００の概略構成である。光軸調整システム１００は、ライダ（Ｌｉｄａｒ：Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、または、Ｌａｓｅｒ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）ユニット２の光軸ずれの検出及び調整を行うシステムであって、ライダユニット２を含む情報処理装置１０と、光軸調整用装置２０と、を備える。
【0016】
情報処理装置１０は、入力部１と、ライダユニット２と、記憶部３と、表示部４と、制御部６と、を備える。制御部６と他の要素とは、所定の通信プロトコルに基づきデータ通信が可能に構成されている。
【0017】
入力部１は、ユーザが操作するためのボタン、タッチパネル、リモートコントローラ、音声入力装置等であり、種々の入力を受け付ける。
【0018】
ライダユニット２は、車両に搭載され、水平方向および垂直方向の所定の角度範囲に対して電磁波であるパルスレーザを出射することで、外界に存在する物体までの距離を離散的に測定し、当該物体の位置を示す３次元の計測点群情報を生成する。図１では、ライダユニット２により計測可能な範囲である計測範囲「Ｒｇ」とライダユニット２の光軸「Ａｇ」とが示されている。ここで、光軸Ａｇは、ライダユニット２が水平方向及び垂直方向において基準とみなす（角度０度とみなす）方向に延伸し、計測範囲Ｒｇの回転対象軸となる。以後では、光軸Ａｇの延伸方向を「Ｘ軸方向」、水平方向においてＸ軸と垂直な方向を「Ｙ軸方向」、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な方向を「Ｚ軸方向」とし、それぞれの正方向を図示のように定める。ライダユニット２は、光学機器及び測距装置の一例である。
【0019】
記憶部３は、制御部６が実行するプログラムや、制御部６が所定の処理を実行するのに必要な情報を記憶する。表示部４は、制御部６の制御に基づき表示を行うディスプレイなどである。制御部６は、プログラムを実行するＣＰＵなどを含み、情報処理装置１０の全体を制御する。制御部６は、車両を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であってもよく、当該ＥＣＵに制御信号を送信する車載機のＣＰＵ等であってもよい。他の例では、制御部６は、ライダユニット２の一部として構成されてもよい。また、入力部１、記憶部３、表示部４、及び制御部６は、光軸ずれの検出及び調整を行うためにライダユニット２と接続されたパーソナルコンピュータなどの汎用端末であってもよい。
【0020】
光軸調整用装置２０は、ライダユニット２の光軸ずれの検出及び調整を行う際にライダユニット２により計測対象となる装置である。光軸調整用装置２０は、ライダユニット２の光軸ずれの検出及び調整時には、ライダユニット２に対して所定の位置関係となる計測範囲Ｒｇ内の位置に載置される。
【0021】
（２）光軸調整用装置の構成
まず、光軸調整用装置２０の概略的な構成について、図１及び図２を参照して説明する。図２は、光軸調整用装置２０の概略的な斜視図である。図１及び図２に示すように、光軸調整用装置２０は、主に、台座７と、ライダユニット２の計測対象となる前方板（第１板）８及び後方板（第２板）９と、前方板８及び後方板９を固定する固定部材１１と、高低角度調整機構１３と、支持部材１４と、を有する。
まず、光軸調整用装置２０の概略的な構成について、図１及び図２を参照して説明する。図２は、光軸調整用装置２０の概略的な斜視図である。図１及び図２に示すように、光軸調整用装置２０は、主に、台座７と、ライダユニット２の計測対象となる前方板（第１板）８及び後方板（第２板）９と、前方板８及び後方板９を固定する固定部材１１と、高低角度調整機構１３と、支持部材１４と、を有する。
【0022】
台座７は、光軸調整用装置２０の土台として機能し、罫書き線ＬＮが描かれている。罫書き線ＬＮは、ライダユニット２の光軸ずれの検出及び調整時での光軸Ａｘの水平面上における理想的な位置を示した線である。作業者は、この罫書き線ＬＮを参考として、ライダユニット２の光軸ずれの検出及び調整時におけるライダユニット２と光軸調整用装置２０との相対位置を定める。
【0023】
支持部材１４は、台座７に対して垂直に延伸し、前方板８及び後方板９を支持している。支持部材１４と前方板８とは、高低角度調整機構１３を介して接続している。高低角度調整機構１３は、前方板８及び後方板９の高さ及び傾き角をそれぞれ調整自在に構成される。例えば、高低角度調整機構１３は、支持部材１４に対して所定長だけ支持部材１４に沿って移動自在となっており、高低角度調整機構１３の移動距離に応じて前方板８及び後方板９の高さが変動する。同様に、高低角度調整機構１３は、ジョイントとしても機能し、例えばヒンジ型の構成を有することにより、Ｙ軸回り（即ちピッチ方向）における前方板８の角度を調整自在となっている。
【0024】
前方板８は、ライダユニット２から後方板９に向けて出射されたレーザ光を通過させるための孔１２を有している。また、前方板８は、４つの固定部材１１を介して後方板９を支持している。ここで、前方板８と後方板９とは、平行となった状態で４つの固定部材１１により相対位置が固定されており、前方板８が高低角度調整機構１３により高さ又は角度が調整された場合には、それに伴って後方板９の高さ及び角度も変動する。
【0025】
【0026】
図３は、ライダユニット２の光軸ずれの検出及び調整時におけるライダユニット２と光軸調整用装置２０との位置関係を示したＸ－Ｚ平面図である。
【0027】
図３に示すように、ライダユニット２は、典型的には車両に搭載され、ライダユニット２を搭載した車両は、ライダユニット２の光軸ずれの検出及び調整を行う作業エリア内の所定位置（例えば前もって描かれた白線上に車両の前輪が揃う位置）に置かれる。ライダユニット２の車両内での設置位置及びライダユニット２の種別等は、車種ごとに異なるため、作業員は、対象となる車両の車種毎に指定された位置に光軸調整用装置２０を配置する。この場合、例えば、作業員は、車種ごとに長さが異なる紐状部材の一端を光軸調整用装置２０に固定して罫書き線ＬＮに沿って伸ばした場合に、紐状部材の他端がライダユニット２の所定の位置（例えば事前に設けられた目印）に合うように光軸調整用装置２０の位置調整（姿勢調整も含む）を行う。これにより、光軸調整用装置２０は、対象となる車両の車種毎に指定された位置に配置される。なお、ライダユニット２の光軸ずれの検出及び調整時には、計測範囲Ｒｇ内には、光軸調整用装置２０以外の物が存在しないことが好ましい。
【0028】
図４（Ａ）は、光軸調整時における理想光源位置３１と、光軸調整用装置２０との位置関係を示したＸ－Ｙ平面図である。理想光源位置３１は、光軸調整時において、光軸ずれが生じていない理想的な（即ち設置設計上の）ライダユニット２の光源位置である。なお、以後において、「光源位置」とは、光の出射方向が定められる起点となる位置を指し、ライダユニット２がレーザ光を振り分けるスキャナを備える場合には、当該スキャナの位置を指す。
【0029】
図４（Ａ）の例では、罫書き線ＬＮの延長線に理想光源位置３１が重なる。また、前方板８及び後方板９の横手方向は、罫書き線ＬＮに対して垂直であり、前方板８及び後方板９の横手方向における中心は、ＸＹ平面視において罫書き線ＬＮ上に存在する。
【0030】
また、理想光源位置３１から後方板９に向けて出射されるレーザ光は、前方板８により遮られることなく孔１２を通過して後方板９に照射される。この場合、孔１２の横手方向の長さを「Ｌａｈ」、後方板９の横手方向の長さを「Ｌｂｈ」、Ｘ－Ｙ平面における理想光源位置３１と前方板８との距離を「Ｄａｈ」、Ｘ－Ｙ平面における理想光源位置３１と後方板９との距離を「Ｄｂｈ」とすると、長さＬｂｈは、以下の式（１）を満たす。
Ｌｂｈ＝（Ｌａｈ／Ｄａｈ）・Ｄｂｈ （１）
Ｌｂｈ＝（Ｌａｈ／Ｄａｈ）・Ｄｂｈ （１）
【0031】
図４（Ｂ）は、理想光源位置３１と、光軸調整用装置２０との位置関係を示したＸ－Ｚ平面図である。図４（Ｂ）に示すように、前方板８及び後方板９は、理想光源位置３１を基準とする光軸Ａｘに対してそれぞれ垂直となっており、孔１２の縦方向の中心及び後方板９の縦方向の中心は、それぞれ光軸Ａｘ上に存在している。
【0032】
また、理想光源位置３１から後方板９に向けて出射されたレーザ光は、前方板８により遮られることなく孔１２を通過して後方板９に照射される。この場合、孔１２の縦方向の長さを「Ｌａｖ」、後方板９の縦方向の長さを「Ｌｂｖ」、Ｘ－Ｚ平面における理想光源位置３１と前方板８との距離を「Ｄａｖ」、Ｘ－Ｚ平面における理想光源位置３１と後方板９との距離を「Ｄｂｖ」とすると、長さＬｂｖは、以下の式（２）を満たす。
Ｌｂｖ＝（Ｌａｖ／Ｄａｖ）・Ｄｂｖ （２）
Ｌｂｖ＝（Ｌａｖ／Ｄａｖ）・Ｄｂｖ （２）
【0033】
このように、後方板９は、上述の式（１）、（２）を満たす横幅Ｌｂｈ及び縦幅Ｌｂｖを有し、かつ、孔１２と相似形状をなしている。この場合の孔１２と後方板９と相似比は、「Ｄａｈ：Ｄｂｈ」（＝Ｄａｖ：Ｄｂｖ）となる。これにより、理想光源位置３１からレーザ光が出射された場合には、後方板９の全面にレーザ光が照射され、かつ、孔１２を通過したレーザ光は全て後方板９に照射される。従って、この場合、後述するように、ライダユニット２は、前方板８と後方板９との間に隙間がない計測点群を得ることが可能となる。
【0034】
【0035】
ライダ本体２１は、直方体の筐体を有し、筐体内には、レーザダイオードなどの光源部、走査部（スキャナ）、受光部、信号処理部などを有している。走査部は、照射方向を変えながら所定の水平角及び垂直角の範囲においてパルス状のレーザ光を出射し、かつ、照射したレーザ光の反射光（散乱光）を受光部へ導く。受光部は、光パルス出射後の所定期間内に反射光を受光することで生成したセグメントごとの受光強度に関する信号を、信号処理部へ出力する。信号処理部は、受光部が出力する信号に基づいて、光パルスが照射された物体の各点に対する距離及び角度（水平角・垂直角）の組を示した点群情報を出力する。なお、ライダ本体２１は、水平方向の走査を行う複数の走査部を備え、これらの走査部が垂直方向に並べられた構成であってもよい。
【0036】
保持装置２２は、十字型の溝２５が設けられた土台部２３と、把持部２４とを有する。把持部２４は、位置調整機構２６と、支柱部２７と、ヨー角調整機構２８と、第１アーム２９と、ロール角調整機構３０と、ピッチ角調整機構３１と、第２アーム３２とを有する。
【0037】
位置調整機構２６は、十字型の溝２５に沿ってスライド自在であり、これによりライダ本体２１のＸＹ平面内での位置調整を行う。また、位置調整機構２６は、高さ方向に支柱部２７を伸縮又はスライド自在であり、これによりライダ本体２１のＺ軸方向での位置調整を行う。
【0038】
また、支柱部２７の上部には、ライダ本体２１を底面から支持するヨー角調整機構２８が設けられている。ヨー角調整機構２８は、Ｚ軸方向に延びた支柱２７を軸として回転することで、ライダ本体２１をＺ軸回り（即ちヨー方向）に回転させる。ヨー角調整機構２８は、第１アーム２９を介してロール角調整機構３０を支持している。
【0039】
ロール角調整機構３０は、ライダ本体２１のレーザ出射面と反対の背面に設けられており、ライダ本体２１を把持する第２アーム３２と共に回転することで、ライダ本体２１のロール角を調整自在となっている。ピッチ角調整機構３１は、ライダ本体２１の側面に設けられ、ライダ本体２１を把持する第２アーム３２と共に回転することで、ライダ本体２１のピッチ角を調整自在となっている。
【0040】
例えば、位置調整機構２６、ヨー角調整機構２８、ロール角調整機構３０、及びピッチ角調整機構３１は、それぞれ制御部６と電気的に接続しており、制御部６から供給される制御信号に基づいてライダ本体２１の位置・姿勢を調整する動作を行う。他の例では、位置調整機構２６、ヨー角調整機構２８、ロール角調整機構３０、及びピッチ角調整機構３１は、手動操作が可能であって、手動操作による操作量に応じてライダ本体２１の位置・姿勢を調整する調整量が決定されるものであってもよい。
【0041】
図６は、ライダユニット２の光軸ずれを６個のパラメータ（ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ、θ、φ、ψ）により表した図である。図６において、実光源位置３２は、ずれが生じているライダユニット２の実際の光源位置を示している。ここでは、実光源位置３２は、理想光源位置３１に対し、Ｘ軸方向に「ｄｘ」、Ｙ軸方向に「ｄｙ」、Ｚ軸方向に「ｄｚ」だけずれている。また、ライダユニット２は、Ｙ軸回り（即ちピッチ方向）において「θ」だけずれている。また、ライダユニット２は、Ｘ軸回り（即ちロール方向）において「φ」だけずれ、Ｚ軸回り（即ちヨー方向）において「ψ」だけずれている。
【0042】
そして、図６に示された６軸のずれ量ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ、θ、φ、ψは、図５に示した保持装置２２を調整することで、いずれも０にすることが可能である。例えば、制御部６は、後述するライダユニット２の光軸ずれの検出処理によりずれ量ｄｘ、ｄｙ、ｄｚを検出した場合には、検出したずれ量ｄｘ、ｄｙ、ｄｚに応じた移動方向及び移動量を指定した制御信号を位置調整機構２６に送信する。同様に、制御部６は、ピッチ方向のずれ量θを検出した場合には、検出したずれ量θに応じた制御信号をピッチ角調整機構３１へ送信し、ロール方向のずれ量φを検出した場合には、検出したずれ量φに応じた制御信号をロール角調整機構３０へ送信し、ヨー方向のずれ量ψを検出した場合には、検出したずれ量ψに応じた制御信号をヨー角調整機構２８へ送信する。
【0043】
（４）光軸ずれの検出
次に、光軸ずれの検出方法について説明する。制御部６は、光軸調整用装置２０が正しく設置された状態でライダユニット２が計測した計測点群に基づき描画した画像（「計測画像」とも呼ぶ。）に基づき、前方板８と後方板９の間の隙間及び計測画像中におけるこれらの表示範囲を特定することで、６軸のずれ量ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ、θ、φ、ψをそれぞれ検出する。
次に、光軸ずれの検出方法について説明する。制御部６は、光軸調整用装置２０が正しく設置された状態でライダユニット２が計測した計測点群に基づき描画した画像（「計測画像」とも呼ぶ。）に基づき、前方板８と後方板９の間の隙間及び計測画像中におけるこれらの表示範囲を特定することで、６軸のずれ量ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ、θ、φ、ψをそれぞれ検出する。
【0044】
（４－１）位置ずれ検出
まず、各座標軸に沿ったずれ光軸ずれ（「位置ずれ」とも呼ぶ。）の検出方法について説明する。概略的には、第１実施例に係る制御部６は、計測画像内で前方板８と後方板９との間に隙間が生じている場合にライダユニット２の光軸の位置ずれが生じていると判断し、上述の隙間が無くなるようにセンサ本体２１の位置調整を行う。
まず、各座標軸に沿ったずれ光軸ずれ（「位置ずれ」とも呼ぶ。）の検出方法について説明する。概略的には、第１実施例に係る制御部６は、計測画像内で前方板８と後方板９との間に隙間が生じている場合にライダユニット２の光軸の位置ずれが生じていると判断し、上述の隙間が無くなるようにセンサ本体２１の位置調整を行う。
【0045】
図７は、理想光源位置３１と実光源位置３２と光軸調整用装置２０との位置関係を示したＸ－Ｙ平面図である。
【0046】
光軸調整用装置２０が正しく設置された状態では、図４（Ａ）、（Ｂ）において説明したように、理想光源位置３１は、罫書き線ＬＮの延長線上に存在している。一方、図７の例では、ライダユニット２の実際の光源位置を示す実光源位置３２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれｄｘ、ｄｙ、ｄｚだけ理想光源位置３１に対してずれが発生していることから、罫書き線ＬＮの延長線上から外れている。そして、この場合、実光源位置３２から出射されて孔１２を通過したレーザ光の一部は、後方板９に入射しないため、計測画像上において前方板８と後方板９との間に隙間が生じることになる。図７の例では、実光源位置３２が理想光源位置３１に対してＹ軸負方向にずれていることから、計測画像上では、Ｙ軸正方向側の後方板９の辺と前方板８との間に、計測点群がない隙間が生じることになる。
【0047】
図８（Ａ）は、光軸ずれが生じていないライダユニット２が出力する点群情報に基づく計測画像を示し、図８（Ｂ）、（Ｃ）は、Ｙ方向及びＺ方向に光軸ずれが生じているライダユニット２が出力する点群情報に基づく計測画像を示す。ここで、図８（Ａ）～（Ｃ）に示す計測画像の各画素は、ライダユニット２が計測した各計測点に対応し、計測画像内の各画素の位置は、対応する計測点の計測範囲Ｒｇにおける垂直方向及び水平方向の位置（即ち垂直方向及び水平方向のレーザ出射角度）を示し、各画素の値は、ライダユニット２に対する距離を示している。また、ここでは、前方板８と後方板９のいずれも計測されない方向に対する画素は黒色により表され、前方板８と後方板９のいずれかが計測された方向に対する画素の中心は白色により表されている。なお、計測範囲Ｒｇには、光軸調整用装置２０以外の物体は存在しないものとする。
【0048】
光軸ずれが生じていないとき、即ち図４（Ａ）、（Ｂ）に示す状態では、後方板９の全面にレーザ光が照射され、かつ、孔１２を通過したレーザ光は全て後方板９に照射される。従って、この場合、計測画像には、図８（Ａ）に示すように、前方板８と後方板９との間に計測点が存在しない空間（隙間）が生じない。なお、実際には、前方板８と後方板９はそれぞれ異なる距離が計測されるが、ここでは、説明の便宜上、前方板８と後方板９との計測点を同一画素値により示している。
【0049】
一方、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向の少なくともいずれかに光軸ずれが生じているときには、孔１２を通過したレーザ光の一部が後方板９に照射されないため、前方板８と後方板９との間に計測点が存在しない空間（隙間）が生じる。図８（Ｂ）の例では、目標とする光軸に対して実際のライダユニット２の光軸が左上（Ｙ軸正方向かつＺ軸正方向）にずれていることから、後方板９の底辺と前方板８との間及び後方板９のＹ軸負方向側の側辺と前方板８との間に、それぞれのずれ量に応じた幅の隙間がそれぞれ生じている。同様に、図８（Ｃ）の例では、目標とする光軸に対して実際のライダユニット２の光軸が右下にずれていることから、後方板９の上辺と前方板８との間及び後方板９のＹ軸正方向側の側辺と前方板８との間に、それぞれのずれ量に応じた幅の隙間がそれぞれ生じている。なお、Ｘ軸正方向側にずれたときには、後方板９の四辺と前方板８との間にそれぞれ隙間が生じる。
【0050】
このように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向の少なくともいずれかに光軸ずれが生じているときには、ずれの方向及びずれ量に応じて、前方板８と後方板９との間に計測点が存在しない空間（隙間）が生じる。
【0051】
以上を勘案し、制御部６は、計測画像における前方板８と後方板９との間に生じた隙間の位置及び幅に応じて、センサ本体２１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、又は／及びＺ軸方向における位置調整を行う。例えば、制御部６は、図５に示した位置調整機構２６によりセンサ本体２１の位置を移動させつつ、最新の計測画像を参照することで、計測画像における前方板８と後方板９との間の隙間が減少するように、位置調整機構２６の制御を繰り返し行う。他の例では、制御部６は、後方板９の隙間の位置及び幅と、位置調整機構２６によりセンサ本体２１を移動させるべき移動方向及び移動量とを対応付けたマップ等を予め記憶しておく。そして、制御部６は、計測画像から検出した後方板９の隙間の位置及び幅から当該マップを参照することで、位置調整機構２６によるセンサ本体２１を移動させる移動方向及び移動量を決定する。
【0052】
なお、Ｘ軸負方向側に光軸がずれているときには、前方板８と後方板９の外周部分とが重なり、後方板９の四辺と前方板８との間に隙間が生じない場合がある。この場合、制御部６は、例えば、計測画像上において後方板９の各辺に隙間が生じていない場合であっても、センサ本体２１をＸ軸正方向に移動させることで、計測画像上における前方板８と後方板９との間に意図的に隙間を形成する。その後、制御部６は、形成された隙間をなくすように位置調整機構２６によるセンサ本体２１の位置調整を行う。
【0053】
（４－２）姿勢ずれ検出
次に、光軸の各軸回りのずれ（単に「姿勢ずれ」とも呼ぶ。）の検出方法について説明する。概略的には、制御部６は、計測画像中に基準となる仮想的な枠（「画像内基準枠Ｆｒｅｆ」とも呼ぶ。）を設定し、当該画像内基準枠Ｆｒｅｆと前方板８及び後方板９の計測画像内の表示領域の外枠（「実板外形」とも呼ぶ。）とのずれを、姿勢ずれとして検出する。
次に、光軸の各軸回りのずれ（単に「姿勢ずれ」とも呼ぶ。）の検出方法について説明する。概略的には、制御部６は、計測画像中に基準となる仮想的な枠（「画像内基準枠Ｆｒｅｆ」とも呼ぶ。）を設定し、当該画像内基準枠Ｆｒｅｆと前方板８及び後方板９の計測画像内の表示領域の外枠（「実板外形」とも呼ぶ。）とのずれを、姿勢ずれとして検出する。
【0054】
図９（Ａ）～（Ｃ）は、姿勢ずれが発生したときのライダユニット２が出力する点群情報に基づき生成した計測画像を示す。図９（Ａ）～（Ｃ）では、それぞれ画像内基準枠Ｆｒｅｆを明示している。ここで、画像内基準枠Ｆｒｅｆは、光軸ずれが発生していない理想的な状態で前方板８が計測された場合の計測画像中における前方板８の外枠の位置を示している。
【0055】
図９（Ａ）～（Ｃ）に示すように、光軸に姿勢ずれのみが生じている場合には、計測画像中には前方板８と後方板９との間の隙間は発生しないため、上述した位置ずれ検出で述べた方法によっては姿勢ずれを検出することができない。
【0056】
一方、図９（Ａ）～（Ｃ）の例では、それぞれ姿勢ずれが生じたことにより、前方板８の外枠が画像内基準枠Ｆｒｅｆに対してずれている。図９（Ａ）の例では、目標とする光軸に対して実際のライダユニット２の光軸がピッチ方向（具体的には仰角が増加する方向）にずれていることから、そのずれ量（図６のずれ量θ）に応じて実板外形が台形状に歪み、かつ、画像内基準枠Ｆｒｅｆよりも下にシフトしている。一方、図９（Ｂ）の例では、目標とする光軸に対して実際のライダユニット２の光軸がヨー方向（右方向）にずれていることから、そのずれ量（図６のずれ量ψ）に応じて実板外形が台形状に歪み、かつ、画像内基準枠Ｆｒｅｆよりも左にシフトしている。また、図９（Ｃ）の例では、目標とする光軸に対して実際のライダユニット２の光軸がロール方向（時計回り）にずれていることから、そのずれ量（図６のずれ量φ）に応じて実板外形が傾いている。
【0057】
このように、ピッチ方向、ヨー方向、ロール方向の少なくともいずれかの方向に光軸すれが生じているときには、そのずれの方向及びずれ量に応じて、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形との形状、位置、大きさ等に違いが表れる。
【0058】
以上を勘案し、制御部６は、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが合致していないときには姿勢ずれが生じていると判断し、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが合致するように、センサ本体２１のピッチ方向、ヨー方向、ロール方向の調整を行う。例えば、制御部６は、図５に示したヨー角調整機構２８、ロール角調整機構３０、ピッチ角調整機構３１によりセンサ本体２１の姿勢を変更させつつ、最新の計測画像を参照することで、計測画像における実板外形が画像内基準枠Ｆｒｅｆに近似するように、ヨー角調整機構２８、ロール角調整機構３０、ピッチ角調整機構３１の制御を繰り返し行う。他の例では、制御部６は、画像内基準枠Ｆｒｅｆに対する実板外形のずれを表す複数の指標（例えば台形歪みの度合、台形歪みの方向、傾き角等）の指標値をそれぞれ公知の解析手法により算出し、算出した各指標の指標値に基づきヨー角調整機構２８、ロール角調整機構３０、ピッチ角調整機構３１により調整すべき調整方向及び調整量を決定する。この場合、制御部６は、例えば、各指標の指標値の組み合わせごとに必要な調整方向及び調整量を定めたマップ等を予め記憶しておき、当該マップ等を参照して上述の調整方向及び調整量を決定する。
【0059】
図１０（Ａ）は、目標とする光軸に対して実際のライダユニット２の光軸がヨー方向（右方向）にずれ、かつ、左上方向に位置ずれが発生している場合に計測された計測点群に基づく計測画像を示す。また、図１０（Ｂ）は、目標とする光軸に対して実際のライダユニット２の光軸がヨー方向（右方向）にずれ、かつ、右下方向に位置ずれが発生している場合に計測された計測点群に基づく計測画像を示す。
【0060】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光軸の位置ずれと姿勢ずれの両方が発生している場合には、前方板８と後方板９との隙間が発生すると共に、実板外形と画像内基準枠Ｆｒｅｆとの不一致が生じる。よって、この場合、制御部６は、例えば、前方板８と後方板９との隙間が発生しないようにセンサ本体２１の位置調整を行うと共に、実板外形と画像内基準枠Ｆｒｅｆとが一致するようにセンサ本体２１の姿勢調整を行う。このとき、制御部６は、例えば、前方板８と後方板９との隙間が発生せず、かつ、実板外形と画像内基準枠Ｆｒｅｆとが一致した計測画像が得られるまで、前方板８と後方板９との隙間が発生しないようにセンサ本体２１の位置調整を行う処理と、実板外形と画像内基準枠Ｆｒｅｆとが一致するようにセンサ本体２１の姿勢調整を行う処理とを交互に繰り返してもよい。
【0061】
（５）処理フロー
図１１は、光軸ずれの検出及び調整に関するフローチャートである。
図１１は、光軸ずれの検出及び調整に関するフローチャートである。
【0062】
まず、作業員は、ライダユニット２を搭載した車両を、光軸を調整するのに好適な作業エリア内の所定の位置に設置する（ステップＳ１０１）。そして、作業員は、光軸調整用装置２０の台座７に描かれた罫書き線ＬＮを参照し、車種ごとに予め指定された位置に光軸調整用装置２０を配置する（ステップＳ１０２）。この場合、光軸調整用装置２０は、ライダユニット２の光軸ずれが発生していない場合には、計測画像内で前方板８と後方板９との間の隙間が発生せず、かつ、前方板８及び後方板９の外形（実板外形）が画像内基準枠Ｆｒｅｆと重なるような位置となるように配置される。
【0063】
そして、制御部６は、ステップＳ１０２の終了後、例えば、入力部１への光軸ずれの検出及び調整を開始する旨のユーザ入力などを検知することにより、光軸調整モードへ移行し、以下のステップＳ１０３～Ｓ１１５の処理を開始する。この場合、まず、制御部６は、ライダユニット２から計測データを取得する（ステップＳ１０３）。この場合、ライダユニット２の計測範囲Ｒｇの所定位置には、光軸調整用装置２０が設置されており、光軸調整用装置２０の前方板８及び後方板９の計測点群を示す計測データがライダユニット２から制御部６へ供給される。そして、制御部６は、ステップＳ１０３で取得した計測データから計測画像を生成する（ステップＳ１０４）。
【0064】
次に、制御部６は、生成した計測画像を参照し、前方板８と後方板９との間の隙間が存在するか否か判定する（ステップＳ１０５）。そして、制御部６は、計測画像中において前方板８と後方板９との間に隙間が存在すると判定した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、前方板８と後方板９との隙間の位置及び幅等を分析する（ステップＳ１０６）。そして、制御部６は、ステップＳ１０６での分析結果に基づいて、センサ本体２１のＸ座標の調整（ステップＳ１０７）、Ｙ座標の調整（ステップＳ１０８）、又はＺ座標の調整（ステップＳ１０９）の少なくともいずれかを実行する。この場合、制御部６は、最新の計測画像を参照しつつ上述の隙間が減少するようにステップＳ１０７－Ｓ１０９の調整を繰り返し行う制御を行ってもよく、ステップＳ１０６での分析結果に基づいて所定のマップを参照することでステップＳ１０７－Ｓ１０９での調整要否及び調整量を決定してもよく、入力部１へのユーザ入力に基づきステップＳ１０７－Ｓ１０９での調整要否及び調整量を決定してもよい。そして、制御部６は、計測画像中において前方板８と後方板９との間の隙間がなくなるまで、ステップＳ１０５～ステップＳ１０９の処理を必要に応じて繰り返し実行する。
【0065】
一方、制御部６は、計測画像中において前方板８と後方板９との間に隙間が存在しないと判断した場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、ライダユニット２の位置調整を行う必要はないと判断し、計測画像中の仮想的な画像内基準枠Ｆｒｅｆに対し、計測画像内での前方板８及び後方板９の外形である実板外形が合致するか否か判定する（ステップＳ１１０）。これにより、制御部６は、ライダユニット２の光軸の姿勢調整の要否を判定する。
【0066】
そして、制御部６は、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが合致していない場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形との差異を分析する（ステップＳ１１１）。そして、制御部６は、ステップＳ１１１での分析結果に基づいて、ヨー角調整機構２８によるヨー角調整（ステップＳ１１２）、ピッチ角調整機構３１によるピッチ角調整（ステップＳ１１３）、ロール角調整機構３０によるロール角調整（ステップＳ１１４）の少なくともいずれかを実行する。この場合、制御部６は、最新の計測画像を参照しつつ、画像内基準枠Ｆｒｅｆに実板外形が近づくようにステップＳ１１２－Ｓ１１４の調整を繰り返し行う制御を行ってもよく、ステップＳ１１１での分析結果に基づき所定のマップを参照してステップＳ１１２－Ｓ１１４での調整要否及び調整量を決定してもよく、入力部１へのユーザ入力に基づきステップＳ１１２－Ｓ１１４での調整要否及び調整量を決定してもよい。そして、制御部６は、計測画像中において画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが合致するまで、ステップＳ１１１～ステップＳ１１４の処理を必要に応じて繰り返し実行する。
【0067】
そして、制御部６は、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが合致したと判断した場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、光軸調整が完了したか否か判定する（ステップＳ１１５）。例えば、制御部６は、最新の計測画像を参照し、前方板８と後方板９との間に隙間が存在せず、かつ、画像内基準枠Ｆｒｅｆに実板外形が合致していると判断した場合、光軸調整が完了したと判断する。そして、制御部６は、光軸調整が完了したと判断した場合（ステップＳ１１５；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。これにより光軸調整モードを終了する。一方、制御部６は、光軸調整が完了していないと判断した場合（ステップＳ１１５；Ｎｏ）、ステップＳ１０５へ処理を戻す。
【0068】
以上説明したように、第１実施例に係る光軸調整用装置２０は、調整対象となるライダユニット２の目標となる光軸の情報である罫書き線ＬＮが示された台座７と、台座７上において支持され、所定形状の孔１２が設けられた前方板８と、前方板８と平行かつライダユニット２に対して前方板８の後方に設けられ、孔１２と相似形状となる後方板９と、を備える。また、第１実施例に係る光軸調整方法は、計測を行うライダユニット２の理想の光軸に対する現在の光軸のずれを検出する制御方法であって、ライダユニット２の計測範囲Ｒｇ内の所定位置に置かれた光軸調整用装置２０を計測した計測画像を取得する取得工程と、計測画像に基づいて、光軸のずれを検出する検出工程と、を有する。上記の光軸調整用装置２０を用いて上述の制御方法を実行することで、ライダユニット２の理想の光軸に対する現在の光軸のずれを的確に検出することができる。
【0069】
[第２実施例]
第２実施例では、光軸の調整対象が測距装置であることを鑑み、光軸ずれがない状態において略全面を等距離により計測可能な板を備える光軸調整用装置２０を用いる点で第１実施例と異なる。情報処理装置１０の構成等は、第１実施例と同一であるため、適宜これらの説明を省略する。
第２実施例では、光軸の調整対象が測距装置であることを鑑み、光軸ずれがない状態において略全面を等距離により計測可能な板を備える光軸調整用装置２０を用いる点で第１実施例と異なる。情報処理装置１０の構成等は、第１実施例と同一であるため、適宜これらの説明を省略する。
【0070】
（１）光軸調整用装置の構成
図１２は、第２実施例における光軸調整用装置２０Ａの斜視図を示す。図１２に示すように、光軸調整用装置２０Ａは、罫書き線ＬＮが描かれた台座７上に、曲面形状を有する曲面板８Ｒが高低角度調整機構１３により支持されている。曲面板８Ｒは、光軸ずれが生じていないライダユニット２に対して光軸調整用装置２０Ａが正しく設置された状態において、ライダユニット２のレーザ光の水平方向の走査方向に沿って一定の曲率により湾曲している。
図１２は、第２実施例における光軸調整用装置２０Ａの斜視図を示す。図１２に示すように、光軸調整用装置２０Ａは、罫書き線ＬＮが描かれた台座７上に、曲面形状を有する曲面板８Ｒが高低角度調整機構１３により支持されている。曲面板８Ｒは、光軸ずれが生じていないライダユニット２に対して光軸調整用装置２０Ａが正しく設置された状態において、ライダユニット２のレーザ光の水平方向の走査方向に沿って一定の曲率により湾曲している。
【0071】
図１３（Ａ）は、光軸調整用装置２０ＡのＸ－Ｙ平面図である。図１３（Ａ）に示すように、曲面板８Ｒの被照射面は、Ｘ－Ｙ平面視において曲率が一定の円弧形状となっている。また、曲面板８Ｒの被照射面のＹ軸方向（即ち曲面板８Ｒが湾曲する方向）における中心の接線（破線４０参照）は、罫書き線ＬＮと垂直となる。
【0072】
また、図１３（Ａ）には、罫書き線ＬＮの延長線上に、理想光源位置３１が示されており、理想光源位置３１は、曲面板８Ｒの被照射面がなす円弧の曲率中心（被照射面の接触円の中心）と一致している。従って、理想光源位置３１から出射されて曲面板８Ｒに到達するレーザ光の光路長は、曲面板８Ｒ上の被照射点の位置によらずに一定となる。よって、図１３（Ａ）において曲面板８Ｒの左側に入射する光の光路長「ＬＬ」と、曲面板８Ｒの中央に入射する光の光路長「ＬＣ」と、曲面板８Ｒの右側に入射する光の光路長「ＬＲ」は、それぞれ等しい値（ＬＬ＝ＬＣ＝ＬＲ）となる。
【0073】
図１３（Ｂ）は、光軸ずれが生じたライダユニット２の実光源位置３２と光軸調整用装置２０との位置関係を示したＸ－Ｙ平面図である。図１３（Ｂ）に示すように、ライダユニット２の実際の光源は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれずれ量ｄｘ、ｄｙ、ｄｚが発生している。この場合、実光源位置３２は、罫書き線ＬＮの延長線上から外れており、曲面板８Ｒの被照射面がなす円弧の曲率中心と一致していない。そして、この場合、曲面板８Ｒの左側に入射する光の光路長ＬＬと、曲面板８Ｒの中央に入射する光の光路長ＬＣと、曲面板８Ｒの右側に入射する光の光路長ＬＲは、それぞれ異なる値（ＬＬ＞ＬＣ＞ＬＲ）となる。
【0074】
なお、第２実施例では、好適には、ライダユニット２は、水平方向（Ｙ軸方向）にのみ走査を行う複数の光源（スキャナ）が垂直方向（Ｚ軸方向）に並べられた構成を有することが好ましい。このようなライダユニット２では、それぞれの光源（スキャナ）は垂直方向に走査を行わないため、垂直方向においても曲面板８Ｒの被照射面の計測距離が均一となる。
【0075】
（２）光軸ずれの検出
まず、第２実施例における光軸の位置ずれの検出方法について説明する。概略的には、第２実施例に係る制御部６は、計測画像の曲面板８Ｒを表す各画素の画素値が均一でない場合にライダユニット２の光軸の位置ずれが生じていると判断し、画素値が均一となるようにセンサ本体２１の位置調整を行う。
まず、第２実施例における光軸の位置ずれの検出方法について説明する。概略的には、第２実施例に係る制御部６は、計測画像の曲面板８Ｒを表す各画素の画素値が均一でない場合にライダユニット２の光軸の位置ずれが生じていると判断し、画素値が均一となるようにセンサ本体２１の位置調整を行う。
【0076】
図１４（Ａ）は、光軸ずれが生じていないライダユニット２が出力する点群データに基づく計測画像を示し、図１４（Ｂ）、（Ｃ）は、Ｙ方向に光軸ずれが生じたライダユニット２が出力する点群データに基づく計測画像を示す。ここで、図１４（Ａ）～（Ｃ）に示す計測画像の各画素は、ライダユニット２が計測した各計測点に対応しており、計測画像内の各画素の位置は、対応する計測点の計測範囲Ｒｇにおける垂直方向及び水平方向の位置を示し、各画素の値は、対応する計測点の距離を示している。ここでは、各画素は、計測されるべき理想的な距離の場合に黄色、黄色の画素よりも距離が短い場合に赤色、黄色の画素よりも距離が長い場合に緑色となるように色分けされている。
【0077】
ここで、光軸ずれが生じていないとき、即ち図１３（Ａ）に示す状態では、後方板９の被照射面の全ての計測点において等しい距離が計測される。よって、この場合、計測画像には、図１４（Ａ）に示すように、均一の画素値を有する画素からなる曲面板８Ｒの領域が表示される。
【0078】
一方、図１３（Ｂ）に示す状態のようにライダユニット２に光軸ずれが生じている場合、後方板９の被照射面の計測点の位置によって異なる距離が計測される。例えば、図１４（Ｂ）の例では、Ｙ軸正方向側（左側）に光軸ずれが発生したことから、Ｙ軸正方向側の曲面板８Ｒの被照射面の各計測点の距離が短くなり、Ｙ軸負方向側の曲面板８Ｒの被照射面の各計測点の距離が長くなっている。一方、図１４（Ｃ）の例では、Ｙ軸負方向側（右側）に光軸ずれが発生したことから、Ｙ軸負方向側の曲面板８Ｒの被照射面の各計測点の距離が短くなり、Ｙ軸正方向側の曲面板８Ｒの被照射面の各計測点の距離が長くなっている。なお、Ｘ軸方向に光軸ずれが発生した場合には、曲面板８Ｒの被照射面の各計測点の距離は、全体として、計測されるべき理想的な距離とはずれ量に応じて離れていく。具体的には、Ｘ軸方向のずれ量が多いほど、曲面板８Ｒを表す計測画像内の各画素は、赤又は緑に近づく。従って、この場合、制御部６は、例えば、計測されるべき理想的な距離の情報を予め記憶しておき、当該情報が示す距離と計測画像内の各画素の画素値に相当する距離とを比較することで、Ｘ軸方向のずれを検出することができる。
【0079】
なお、水平方向にのみ走査を行う複数の光源が垂直方向に並べられた構成を有するライダユニット２において、Ｚ軸方向にのみ光軸ずれが発生した場合には、計測画像内の曲面板８Ｒを表す各画素の画素値は均一となるため、上述の方法ではＺ軸方向の光軸ずれの検出及び調整を行うことはできない。よって、制御部６は、この場合、以下に述べる姿勢ずれの検出方法によりＺ軸方向の光軸ずれの検出及び調整を行うとよい。
【0080】
次に、光軸の姿勢ずれの検出方法について説明する。
【0081】
第２実施例では、制御部６は、第１実施例における姿勢ずれ検出方法と同様、計測画像中に基準となる仮想的な画像内基準枠Ｆｒｅｆを設定し、当該画像内基準枠Ｆｒｅｆと計測画像内の曲面板８Ｒの表示領域の外形である実板外形とのずれを、姿勢ずれとして検出する。
【0082】
図１５（Ａ）～（Ｃ）は、姿勢ずれが発生したライダユニット２が出力する点群情報に基づき生成した計測画像を示す。図１５（Ａ）～（Ｃ）では、それぞれ画像内基準枠Ｆｒｅｆを明示している。ここで、画像内基準枠Ｆｒｅｆは、光軸ずれが発生していない理想的な状態で曲面板８Ｒが計測された場合の計測画像中における曲面板８Ｒの外枠の位置を示している。
【0083】
図１５（Ａ）～（Ｃ）に示すように、光軸に姿勢ずれのみが生じている場合には、計測画像中の曲面板８Ｒを表す各画素は同一の画素値を示すため、上述した位置ずれ検出で述べた方法によっては姿勢ずれを検出することができない。
【0084】
一方、図１５（Ａ）～（Ｃ）の例では、それぞれ姿勢ずれが生じたことにより、曲面板８Ｒの外枠である実板外形が画像内基準枠Ｆｒｅｆに対してずれている。図１５（Ａ）の例では、目標とする光軸に対して実際のライダユニット２の光軸がピッチ方向（具体的には仰角が増加する方向）にずれていることから、そのずれ量（図６のずれ量θ）に応じて実板外形が台形状に歪み、かつ、画像内基準枠Ｆｒｅｆよりも下にシフトしている。一方、図１５（Ｂ）の例では、目標とする光軸に対して実際のライダユニット２の光軸がヨー方向（右方向）にずれていることから、そのずれ量（図６のずれ量ψ）に応じて実板外形が台形状に歪み、かつ、画像内基準枠Ｆｒｅｆよりも左にシフトしている。また、図１５（Ｃ）の例では、目標とする光軸に対して実際のライダユニット２の光軸がロール方向（時計回り）にずれていることから、そのずれ量（図６のずれ量φ）に応じて実板外形が傾いている。
【0085】
このように、ピッチ方向、ヨー方向、ロール方向の少なくともいずれかの方向に光軸すれが生じているときには、そのずれの方向及びずれ量に応じて、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形との形状、位置、大きさ等に違いが表れる。従って、制御部６は、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが合致していないときには姿勢ずれが生じていると判断し、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが合致するように、センサ本体２１のピッチ方向、ヨー方向、ロール方向の調整を行う。
【0086】
なお、Ｚ軸方向に光軸ずれが発生した場合においても、実板外形は、画像内基準枠Ｆｒｅｆに対して上下に変動するため、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが合致しない。よって、制御部６は、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが上下にずれている場合には、Ｚ軸方向に光軸ずれが生じていると判断し、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが合致するように、センサ本体２１のＺ軸方向の調整を行うとよい。
【0087】
（３）処理フロー
図１６は、光軸ずれの検出及び調整に関するフローチャートである。なお、ステップＳ２０１～ステップＳ２０４の処理は、図１１のステップＳ１０１～Ｓ１０４と同一であるため、その説明を省略する。
図１６は、光軸ずれの検出及び調整に関するフローチャートである。なお、ステップＳ２０１～ステップＳ２０４の処理は、図１１のステップＳ１０１～Ｓ１０４と同一であるため、その説明を省略する。
【0088】
制御部６は、ステップＳ２０４で計測画像の生成後、計測画像内の曲面板８Ｒの各計測点の距離（即ち曲面板８Ｒを表す各画素の画素値）が均一であるか否か判定する（ステップＳ２０５）。例えば、制御部６は、計測画像内の曲面板８Ｒの各画素の画素値の分散が所定値以下である場合、計測画像内の曲面板８Ｒの各計測点での距離が均一であると判定する。
【0089】
そして、制御部６は、計測画像内の曲面板８Ｒの各計測点の距離が均一である場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、ステップＳ２１０へ処理を進める。一方、制御部６は、計測画像内の曲面板８Ｒの各計測点の距離が均一ではない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、計測画像内の曲面板８Ｒの各計測点の距離の分布を分析する（ステップＳ２０６）。そして、制御部６は、ステップＳ２０６での分析結果に基づいて、センサ本体２１のＸ座標の調整（ステップＳ２０７）又はＹ座標の調整（ステップＳ２０８）の少なくともいずれかを実行する。この場合、制御部６は、最新の計測画像を参照しつつ、各計測点の距離の分布が均一に近づくようにステップＳ２０７とステップＳ２０８の調整を行う制御を繰り返し行ってもよく、ステップＳ２０６での分析結果に基づいて所定のマップを参照することでステップＳ２０７とステップＳ２０８での調整要否及び調整量を決定してもよく、入力部１へのユーザ入力に基づきステップＳ２０７とステップＳ２０８での調整要否及び調整量を決定してもよい。そして、制御部６は、計測画像中において曲面板８Ｒの各計測点での距離が均一になるまで、ステップＳ２０６～ステップＳ２０８の処理を必要に応じて繰り返し実行する。
【0090】
ステップＳ２１０では、制御部６は、計測画像中の仮想的な画像内基準枠Ｆｒｅｆに計測画像内での曲面板８Ｒの外形である実板外形が合致するか否か判定する（ステップＳ２１０）。これにより、制御部６は、ライダユニット２の光軸の姿勢調整及びＺ軸方向の位置調整の要否を判定する。
【0091】
そして、制御部６は、画像内基準枠Ｆｒｅｆに実板外形が合致していない場合（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形との差異を分析する（ステップＳ２１１）。そして、制御部６は、ステップＳ２１１での分析結果等に基づいて、ヨー角調整機構２８によるヨー角調整（ステップＳ２１２）、ピッチ角調整機構３１によるピッチ角調整（ステップＳ２１３）、ロール角調整機構３０によるロール角調整（ステップＳ２１４）、位置調整機構２６によるＺ座標調整（ステップＳ２１５）の少なくともいずれかを実行する。そして、制御部６は、計測画像中において画像内基準枠Ｆｒｅｆと実板外形とが合致するまで、ステップＳ２１１～ステップＳ２１５の処理を必要に応じて繰り返し実行する。
【0092】
そして、制御部６は、光軸調整が完了したか否か判定する（ステップＳ２１６）。そして、制御部６は、光軸調整が完了したと判断した場合（ステップＳ２１６；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。これにより光軸調整モードを終了する。一方、制御部６は、光軸調整が完了していないと判断した場合（ステップＳ２１６；Ｎｏ）、ステップＳ２０５へ処理を戻す。
【0093】
以上説明したように、第２実施例に係る光軸調整用装置２０Ａは、調整対象となるライダユニット２の光軸の位置を示す罫書き線ＬＮが描かれた台座７と、台座上において支持され、罫書き線ＬＮが示す光軸に対して所定の位置関係で固定され、所定の曲率で湾曲した形状を有する曲面板８Ｒと、を有する。また、第２実施例に係る光軸調整方法は、計測を行うライダユニット２の理想の光軸に対する現在の光軸のずれを検出する制御方法であって、ライダユニット２の計測範囲Ｒｇ内の所定位置に置かれた光軸調整用装置２０Ａを計測した計測画像を取得する取得工程と、計測画像に基づいて、光軸のずれを検出する検出工程と、を有する。上記の光軸調整用装置２０Ａを用いて上述の制御方法を実行することで、ライダユニット２の理想の光軸に対する現在の光軸のずれを的確に検出することができる。
【0094】
［変形例］
次に、上述の第１及び第２実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
次に、上述の第１及び第２実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
【0095】
（変形例１）
制御部６は、ライダユニット２の光軸の位置ずれ又は姿勢ずれを検出した場合に、保持装置２２を制御することでセンサ本体２１の位置及び姿勢を調整した。これに代えて、制御部６は、ライダユニット２に位置及び姿勢の調整機構が備わっていない場合などでは、検出した位置ずれ及び姿勢ずれを考慮してライダユニット２が出力する点群情報を補正してもよい。
制御部６は、ライダユニット２の光軸の位置ずれ又は姿勢ずれを検出した場合に、保持装置２２を制御することでセンサ本体２１の位置及び姿勢を調整した。これに代えて、制御部６は、ライダユニット２に位置及び姿勢の調整機構が備わっていない場合などでは、検出した位置ずれ及び姿勢ずれを考慮してライダユニット２が出力する点群情報を補正してもよい。
【0096】
一般的に、ライダユニット２が出力する点群情報は、ライダユニット２の位置及び姿勢を基準としたローカル座標系（ライダ座標系）により表されていることから、所定の座標変換式を用いて、車両の位置及び姿勢を基準とした座標系（車両座標系）に変換する必要がある。この座標変換式は、一般的に、車両に対するセンサ本体２１の相対的な位置及び姿勢に依存し、この位置及び姿勢を表す６個（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標、ヨー角、ピッチ角、ロール角）のパラメータに基づき一意に定められる。
【0097】
以上を勘案し、制御部６は、ライダユニット２が出力する点群情報を車両座標系に変換する場合には、ずれが生じていない状態でのセンサ本体２１の車両に対する相対的な位置及び姿勢の６個のパラメータの情報を予め記憶しておき、当該パラメータに第１又は第２実施例で検出した６軸のずれ量を加算する。そして、制御部６は、加算後の６個のパラメータに基づき上述の座標変換式を決定し、決定した座標変換式に基づき、ライダユニット２が出力する点群情報を車両座標系の点群情報に変換する。
【0098】
この態様によれば、制御部６は、ライダユニット２の光軸の位置ずれ又は姿勢ずれを許容しつつ、ライダユニット２が出力する点群情報を車両座標系の点群情報に的確に変換し、障害物検知や位置推定のためのランドマーク検知などの種々の処理に好適に用いることができる。
【0099】
（変形例２）
第１実施例において、光軸調整用装置２０が正しく設置された状態で光軸ずれが生じていないライダユニット２が計測した計測画像（「理想計測画像」とも呼ぶ。）では、図８（Ａ）に示されるように、前方板８の孔１２に隙間なく重なるように後方板９が表示されていた。これに代えて、理想計測画像において、前方板８と後方板９との間に意図的な隙間が設けられてもよい。
第１実施例において、光軸調整用装置２０が正しく設置された状態で光軸ずれが生じていないライダユニット２が計測した計測画像（「理想計測画像」とも呼ぶ。）では、図８（Ａ）に示されるように、前方板８の孔１２に隙間なく重なるように後方板９が表示されていた。これに代えて、理想計測画像において、前方板８と後方板９との間に意図的な隙間が設けられてもよい。
【0100】
図１７は、本変形例における理想計測画像の一例である。図１７の例では、後方板９は、横幅Ｌｂｈ、縦幅Ｌｂｖを有する図４の後方板９よりも横幅及び縦幅共に短く設計されていることにより、理想計測画像上には、前方板８の四辺それぞれに対し、後方板９と所定画素分だけ隙間が発生している。
【0101】
この場合、制御部６は、図１７に示す理想計測画像における前方板８の各辺と後方板９との隙間の幅（例えば画素数）の情報を予め記憶しておき、ライダユニット２の光軸ずれの検出及び調整において計測画像を取得した場合に、当該計測画像中における前方板８の各辺と後方板９との隙間の幅を算出し、予め記憶した情報が示す幅と差異があるか否か判定する。そして、制御部６は、算出した前方板８の各辺と後方板９との隙間の幅が予め記憶した情報が示す幅と差異がない場合、位置ずれが生じていないと判断する。一方、制御部６は、算出した前方板８の各辺と後方板９との隙間の幅が予め記憶した情報が示す幅と差異がある場合、当該差異が無くなるようにセンサ本体２１の位置調整を行う。
【0102】
この態様によれば、理想計測画像においては前方板８と後方板９とが重ならないため、仮にＸ軸負方向側に光軸がずれているときであっても、後方板９の四辺と前方板８との間に隙間が生じないことによる光軸ずれの検出漏れを好適に抑制することができる。
【0103】
（変形例３）
第２実施例は、水平方向（Ｙ軸方向）と垂直方向（Ｚ軸方向）の両方を行うように構成されたライダユニット２に対しても適用してよい。
第２実施例は、水平方向（Ｙ軸方向）と垂直方向（Ｚ軸方向）の両方を行うように構成されたライダユニット２に対しても適用してよい。
【0104】
このようなライダユニット２の場合、曲面板８Ｒには水平方向のみ湾曲しているため、理想計測画像における曲面板８Ｒの画素の画素値は、縦方向の位置によって異なる値となる。この場合、例えば、制御部６は、図１６のステップＳ２０５～ステップＳ２０８の位置ずれ調整処理において、計測画像の縦方向の中央に位置する所定行分の各画素の画素値のみを抽出し、これらの画素値が計測されるべき理想的な距離を示す均一な画素値であるか否か判定する。これによっても、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれを好適に検出し、位置ずれの調整を行うことができる。
【0105】
（変形例４）
第２実施例における曲面板８Ｒは、水平方向に加えて垂直方向に所定の曲率により湾曲してもよい。
第２実施例における曲面板８Ｒは、水平方向に加えて垂直方向に所定の曲率により湾曲してもよい。
【0106】
図１８は、本変形例における光軸調整用装置２０ＢのＸ－Ｚ平面における断面図を示す。図１８の例では、曲面板８ＲＢの被照射面は、垂直方向及び水平方向に湾曲した球面形状を有している。そして、曲面板８ＲＢの被照射面の曲率中心は、理想光源位置３１と一致している。
【0107】
この態様によれば、水平方向（Ｙ軸方向）と垂直方向（Ｚ軸方向）の両方を行うように構成されたライダユニット２の光軸ずれの検出を行う場合に、理想計測画像内の曲面板８ＲＢの各画素が均一の距離を示す画素値となる。よって、制御部６は、図１８に示す光軸調整用装置２０Ｂを用いることで、取得した計測画像に基づき位置ずれの検出を行う際に、位置ずれの有無を、計測画像内の曲面板８ＲＢの各画素の画素値の均一性により判定すればよい。
【0108】
なお、第２実施例では、Ｚ軸方向に光軸ずれが発生した場合には、計測画像内の曲面板８Ｒを表す各画素の画素値は均一となるため、画素値の均一性に基づいたＺ軸方向の光軸ずれの検出及び調整を行うことはできかった。しかしながら、本変形例の光軸調整用装置２０Ｂを用いた場合には、Ｚ軸方向に光軸ずれが発生したときに、計測画像内の曲面板８ＲＢを表す各画素の画素値は縦方向に不均一となる。よって、本変形例によれば、制御部６は、Ｚ軸方向の光軸ずれの検出及び調整についても、計測画像内の曲面板８ＲＢの各画素の画素値の均一性に基づき好適に実行することができる。
【0109】
（変形例５）
台座７に描かれた罫書き線ＬＮは、台座７に貼り付けられたシールに描かれてもよい。この場合、例えば、シールには、罫書き線ＬＮと同様の線が描かれ、台座７の所定位置に貼り付けられる。
台座７に描かれた罫書き線ＬＮは、台座７に貼り付けられたシールに描かれてもよい。この場合、例えば、シールには、罫書き線ＬＮと同様の線が描かれ、台座７の所定位置に貼り付けられる。
【0110】
（変形例６）
第１実施例において、光軸ずれの検出及び調整を行う対象は、ライダユニット２などの測距装置に限定されず、光軸ずれの検出及び調整を行う必要がある任意の光学機器であってもよい。例えば、車両に搭載されるカメラの光軸ずれの検出及び調整を第１実施例に基づき実行してもよい。この場合、カメラは、例えば、図５に示すライダユニット２と同様、制御部６の制御信号に基づいて位置及び姿勢を調整自在な保持装置２２により保持され、図１１に示すフローチャートに基づいて位置及び姿勢の調整処理が実行される。
第１実施例において、光軸ずれの検出及び調整を行う対象は、ライダユニット２などの測距装置に限定されず、光軸ずれの検出及び調整を行う必要がある任意の光学機器であってもよい。例えば、車両に搭載されるカメラの光軸ずれの検出及び調整を第１実施例に基づき実行してもよい。この場合、カメラは、例えば、図５に示すライダユニット２と同様、制御部６の制御信号に基づいて位置及び姿勢を調整自在な保持装置２２により保持され、図１１に示すフローチャートに基づいて位置及び姿勢の調整処理が実行される。
【0111】
（変形例７）
第１実施例の光軸調整用装置２０及び第２実施例の光軸調整用装置２０Ａに用いられる台座７には、罫書き線ＬＮに加えて、光軸調整用装置２０、２０Ａを設置する際に車両又はライダユニット２との距離の基準となる目印が設けられてもよい。
第１実施例の光軸調整用装置２０及び第２実施例の光軸調整用装置２０Ａに用いられる台座７には、罫書き線ＬＮに加えて、光軸調整用装置２０、２０Ａを設置する際に車両又はライダユニット２との距離の基準となる目印が設けられてもよい。
【0112】
図１９（Ａ）は、本変形例における台座７ＡのＸ－Ｙ平面図である。図１９（Ａ）に示す台座７Ａには、罫書き線ＬＮに直交する線分７０が描かれている。この場合、作業員は、紐状部材などを用いて、線分７０から車両又はライダユニット２の所定の位置までの罫書き線ＬＮに沿った距離が車種ごとに予め定められた所定距離となるように、光軸調整用装置２０、２０Ａの位置調整を行う。これにより、作業員は、光軸調整用装置２０、２０Ａを、対象となる車両の車種毎に指定された位置に的確に配置することが可能となる。
【0113】
図１９（Ｂ）は、本変形例における台座７ＢのＸ－Ｙ平面図である。図１９（Ｂ）に示す台座７Ｂには、罫書き線ＬＮ上の所定位置にマーク７１が描かれている。この場合、作業員は、マーク７１から車両又はライダユニット２の所定の位置までの罫書き線ＬＮに沿った距離が車種ごとに予め定められた所定距離となるように、光軸調整用装置２０、２０Ａの位置調整を行う。図１９（Ｃ）は、本変形例における台座７ＣのＸ－Ｙ平面図である。図１９（Ｃ）に示す台座７Ｃには、台座７Ｃの前端７３（車両側手前の端）が基準となることを明示した矢印７２が設けられている。この場合、作業員は、前端７３から車両又はライダユニット２の所定の位置までの罫書き線ＬＮに沿った距離が車種ごとに予め定められた所定距離となるように、光軸調整用装置２０、２０Ａの位置調整を行う。
【0114】
このように、本変形例によれば、作業員は、光軸調整用装置２０、２０Ａを設置する際に車両又はライダユニット２との距離の基準となる目印に基づき、光軸調整用装置２０、２０Ａを、対象となる車両の車種毎に指定された位置に的確に配置することが可能となる。
【符号の説明】
【0115】
１ 入力部
２ ライダユニット
３ 記憶部
４ 表示部
６ 制御部
１０ 情報処理装置
２０ 光軸調整用装置
２ ライダユニット
３ 記憶部
４ 表示部
６ 制御部
１０ 情報処理装置
２０ 光軸調整用装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
