JP2001255237A - ヘッドライトの光軸検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業性が良好で高速処理の可能なヘッドライ
トの光軸検査装置及び方法を提供する。 【解決手段】 ヘッドライトの光軸検査装置は、画像処
理装置６に、基準ヘッドライトの配光の最高照度点に基
づいて決められる画面上の複数地点から基準カットオフ
ラインまでの照度の積算値をそれぞれ基準積算値群とし
て記憶する記憶手段１４と、対象ヘッドライトの配光の
最高照度点に基づいて決められる画面上の複数地点から
規定範囲における照度の積算値をそれぞれ対象積算値群
として算出する積算処理手段１３と、対象積算値群が基
準積算値群と一致する地点を明暗境界点群とし、明暗境
界点群より算出した複数の近似直線のうち基準カットオ
フラインと最も近似するものを対象ヘッドライトのカッ
トオフラインとするカットオフライン導出手段１５とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両前方のスクリ
ーン装置に照射されたヘッドライトの配光を撮像して光
軸を検査するヘッドライトの光軸検査装置及び方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の組立ラインにおいては、従来よ
り、ヘッドライトの組み付け後に、その光軸が所定範囲
内に入っているかどうかの検査が行われ、必要に応じて
ヘッドライトの調整が行われている。この種の検査は、
通常、車両前方にスクリーン装置を配置し、これにヘッ
ドライトの光を当て、その配光のカットオフライン（明
暗境界線）を観察することにより行われる。この検査
は、検査精度の向上のため、ヘッドライトの配光を例え
ば撮像装置により撮像し、これを種々の手法により画像
処理して得たカットオフラインが用いられている。

【０００３】例えば、特公平８−１４５２４号公報に
は、ヘッドランプの配光パターンの画像信号から所定照
度以上となる高照度ゾーンの重心位置を求め、次に該重
心位置から左右方向へ、予め設定した水平距離にある各
垂直線上の各画素の画像信号値を当該垂直線に沿って微
分処理し、該微分処理による微分値が最大となる一方の
垂直線上の点において水平線を、他方の垂直線上の点に
おいて所定の傾きを有する傾斜線を夫々引く技術が開示
されている。

【０００４】また、特公平５−２０６８９号公報には、
テレビカメラからの画像をＹ方向軸で微分し、この微分
値から明暗境界線の水平線部を求めるとともに、同様に
微分値から明暗境界線の斜線部を求める技術が開示され
ている。

【０００５】さらに、特開平２−１２８１３５号公報に
は、スクリーンに照射された配光パターンのうち正規の
明暗境界線位置の両側に２組の受光センサを設置し、各
素子間の受光量の相関値が既定値となった時、明暗境界
線があるべき位置に存在すると判断する技術が開示され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、撮像さ
れた画像信号の微分値の最大点を結ぶ線や、固定された
センサにより一意的に決定する線は、設計者の意図する
カットオフラインや品質管理者の目視にて判断するカッ
トオフラインとは必ずしも一致するとは限らず、従来の
技術では、検査、調整結果が、設計者の意図や品質管理
者の判断と異なる場合がある。

【０００７】また、次のような場合には、カットオフラ
インの検出結果にバラツキ・フラツキ・誤検出が生じる
という問題がある。例えば、ヘッドライトの仕様とし
て、カットオフラインがぼやけている場合（照度変化が
穏やかもしくは直線的）、カットオフラインまたは等照
度線や等照度変化線に直線性が乏しい場合（浪打、カー
ブ）、あるいはヘッドライトの製造上、個々に配光バラ
ツキがある場合、また装置における電気的ノイズ及び光
学的ノイズ（汚れ等）等により配光状態の入力データに
バラツキがある場合などに、上述のような問題が生じ
る。

【０００８】これらの問題を解決するために各種の補
正、調整処理等を施すと、今度は装置の処理速度が低下
する。このため、装置の高性能化を図る必要が生ずると
ともに、装置の各種設定が複雑となり、また調整が微妙
となるので、ヘッドライト用の新ランプの出現毎に多く
の作業工数が必要となるという別の問題が発生する。

【０００９】従って本発明の目的は、上記問題点を解決
し、設計者の意図するカットオフラインや品質管理者の
判断するカットオフラインと一致するカットオフライン
を導出でき、且つ、作業性が良好で高速処理の可能なヘ
ッドライトの光軸検査装置及び方法を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、車両前方の
スクリーン装置に照射される基準ヘッドライトの配光を
撮像して画面上で基準カットオフラインを定め、上記基
準ヘッドライトの配光の最高照度点に基づいて決められ
る上記画面上の複数地点から上記基準カットオフライン
までの照度の積算値をそれぞれ基準積算値群として記憶
する記憶手段と、上記スクリーン装置に照射される対象
ヘッドライトの配光を撮像し、上記対象ヘッドライトの
配光の最高照度点に基づいて決められる上記画面上の複
数地点から規定範囲における照度の積算値をそれぞれ対
象積算値群として算出する積算手段と、上記対象積算値
群のそれぞれが上記基準積算値群のそれぞれと一致する
地点の各々すべての地点を明暗境界点群とし、上記明暗
境界点群より算出した複数の近似直線のうち上記基準カ
ットオフラインと最も近似するものを上記対象ヘッドラ
イトのカットオフラインとするカットオフライン導出手
段とを備えたヘッドライトの光軸検査装置によって、達
成される。

【００１１】また、上記目的は、車両前方のスクリーン
装置に照射される基準ヘッドライトの配光を撮像して画
面上で基準カットオフラインを定め、上記基準ヘッドラ
イトの配光の最高照度点に基づいて決められる上記画面
上の複数地点から上記基準カットオフラインまでの照度
の積算値をそれぞれ基準積算値群として記憶する工程
と、上記スクリーン装置に照射される対象ヘッドライト
の配光を撮像する工程と、上記対象ヘッドライトの配光
の最高照度点に基づいて決められる上記画面上の複数地
点から規定範囲における照度の積算値をそれぞれ対象積
算値群として算出する工程と、上記対象積算値群のそれ
ぞれが上記基準積算値群のそれぞれと一致する地点の各
々すべての地点を明暗境界点群とし、上記明暗境界点群
より算出した複数の近似直線のうち上記基準カットオフ
ラインと最も近似するものを上記対象ヘッドライトのカ
ットオフラインとして導出する工程とを備えたヘッドラ
イトの光軸検査方法によって、達成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明に係るヘッド
ライトの光軸検査装置の基本システム構成例を示す図、
同図（ｂ）は本システムにおける画像処理装置の一構成
例を示すブロック図である。本システムでは、図１
（ａ）に示すように、車両のヘッドライト１の前方には
スクリーン装置２が設置されており、このスクリーン装
置２に映し出されるヘッドライトの配光を撮像するため
に、撮像装置３がスクリーン装置２と対向して配置され
ている。撮像装置３は、画像入出力装置４を介して画像
表示モニタ５及び画像処理装置６と接続される。画像処
理装置６には、画像処理結果を表示する結果表示モニタ
７が接続されている。ここで画像処理装置６は、同図
（ｂ）に示すように、画像メモリ１１、基準ランプ配光
積算処理手段１２、対象ランプ配光積算処理手段１３、
基準ランプカットオフラインデータ記憶手段１４、対象
ランプカットオフライン導出手段１５、入力手段１６、
表示手段１７を備える。表示手段１７は結果表示モニタ
７に表示する。

【００１３】本システムの動作概要は次のとおりであ
る。まず、基準とされるヘッドライト（基準ヘッドライ
ト）が組み付けられた車両を用意する。この車両には、
設計者や品質管理者の判断により基準ヘッドライトが正
規の状態に調整されて組み付けられている。基準ヘッド
ライトとは、ライト単体での配光の誤差が公差のほぼ中
央値のライトをいう。基準ヘッドライトが点灯される
と、車両前方に配置されたスクリーン装置２に光が照射
される。スクリーン装置２に映し出された基準ヘッドラ
イトの配光は、撮像装置３により撮像される。撮像され
た基準ヘッドライト配光の画像は、画像入出力装置４を
介して画像処理装置６に入力される。

【００１４】画像処理装置６では、まず、撮像された基
準ヘッドライトの配光に基づいて設計上・品質管理上の
基準となるカットオフライン（基準カットオフライン）
を入力手段１６及び表示手段１７を用いて定め、基準ラ
ンプ配光積算処理手段１２が基準ヘッドライト配光の最
高照度点に基づいて決められる画面上の複数地点から基
準カットオフラインまでの照度の積算値をそれぞれ基準
積算値群として算出する。この算出に当って各種設定が
必要な場合には、例えばキーボード等の入力手段１６を
用いて行う。なお、最高照度点は、規定以上の照度の閉
領域の重心点で代用可能である。基準ランプカットオフ
ラインデータ記憶手段１４は、基準ランプ配光積算処理
手段１２により算出された基準積算値群及び基準積算値
群の算出条件、基準カットオフラインの角度を記憶する
ものである。基準積算値群の算出方法、基準積算値群の
算出条件、基準カットオフラインの角度については後で
詳述する。また、車種の違いなどで基準ヘッドライトが
異なる場合には、それに対応した数の基準積算値群、基
準積算値群の算出条件、基準カットオフラインの角度が
基準ランプカットオフラインデータ記憶手段１４に記憶
される。

【００１５】次に、車両が搬入され、検査対象とされる
ヘッドライト（対象ヘッドライト）が点灯されると、車
両前方に配置されたスクリーン装置２に、対象ヘッドラ
イトからの光が照射される。スクリーン装置２に映し出
された対象ヘッドライトの配光は、撮像装置３により撮
像される。撮像された対象ヘッドライト配光の画像は、
画像入出力装置４を介して画像処理装置６に入力され
る。

【００１６】画像処理装置６では、対象ランプ配光積算
処理手段１３が、撮像された対象ヘッドライトの配光画
像を入力し、対象ヘッドライト配光の最高照度点に基づ
いて決められる画面上の複数地点から規定範囲における
照度の積算値をそれぞれ対象積算値群として算出する。
対象ランプカットオフライン導出手段１５は、この対象
積算値が基準ランプカットオフラインデータ記憶手段１
４より得られる基準積算値群と一致する地点の各々すべ
ての地点を明暗境界点群として検出し、この明暗境界点
群より算出された複数の近似直線のうち上述の基準カッ
トオフラインと最も近似するものを対象ヘッドライトの
カットオフライン（対象カットオフライン）とする。そ
の導出方法については、後で詳述する。

【００１７】これらの画像処理結果はリアルタイムに連
続的に実行され、導出結果は結果表示モニタ７に表示さ
れるとともに、導出された対象カットオフラインが画像
表示モニタ５に表示される。調整者は、この対象カット
オフラインが規格範囲内にあるときは、これで調整作業
を終了する。一方、対象カットオフラインが規格範囲外
にあるときは、対象ヘッドライトの調整ネジが調節さ
れ、再度、対象カットオフラインを上述の手順で導出
し、これが規格範囲内にあるかどうかを検査する。調整
者は、この操作を繰り返して、対象カットオフラインが
規格範囲内に入った後、調整作業を終了する。

【００１８】図２は基準積算値群を算出する処理フロー
を示す図、図３（ａ）〜（ｅ）は図２における各ステッ
プの処理状況を示す図である。図２において、まず、基
準ヘッドライトの配光画像を撮像装置３から入力し、画
像メモリ１１に記憶する（ステップ２１）。次いで、画
像表示モニタ５の画面上に、図３（ａ）に示すように、
基準ヘッドライトの配光画像を表示する（ステップ２
２）。そして、同じ画面上に、図３（ｂ）に示すよう
に、カットオフラインのテンプレート３５を表示する
（ステップ２３）。操作者は、キーボード等の入力手段
１６を操作して（ステップ２４）、画面上に表示したテ
ンプレート３５を基準ヘッドライトの配光画像における
明暗境界部と一致する位置に移動させ（ステップ２
５）、これを、図３（ｃ）に示すように、基準カットオ
フライン３６とする。

【００１９】続いて、基準ヘッドライトの配光画像にお
ける最高照度点３７を算出し（ステップ２６）、操作者
は、画像表示モニタ５の画面を参照しつつ、車種により
必要に応じて基準積算値群の算出条件として入力手段１
６からカットオフライン検出位置（ＸＬ、ＸＲ）、間隔
（ΔＸＬ、ΔＸＲ）、検出個数（ｎ）の設定を変更する
（ステップ２７）。これらの設定値に基づいて、図３
（ｄ）、（ｅ）に示すように、最高照度点からＸ方向に
離間した距離ＸＬ、ＸＲの位置より指示された間隔ΔＸ
Ｌ、ΔＸＲの位置における基準カットオフライン３６上
の点ＹＬｎ、ＹＲｎを算出し、これを画像表示モニタ５
の画面上に表示する（ステップ２８）。

【００２０】そして、車種により必要に応じて入力手段
１６から照度データ積算幅（ΔＹ）の設定値を変更する
（ステップ２９）。この設定値を用いて、左右のそれぞ
れの検出個数ｎ個に対して（ＹＬｎ−ΔＹ）からＹＬｎ
まで、及び（ＹＲｎ−ΔＹ）からＹＲｎまでの照度デー
タをＹ軸方向に積算し、それぞれのｎにおけるその値を
基準積算値ＳＬｎおよびＳＲｎとして記憶する（ステッ
プ３０）。また、左右の基準カットオフライン３６の角
度θＬ、θＲも記憶する（ステップ３１）。図中および
上記では、照度の積算方向をＹ軸方向としているが、精
度上は基準カットオフライン３６と垂直方向が望まし
い。但し、平均的配光のランプにおいて、基準カットオ
フライン３６の角度θＬ、θＲがそれぞれ約１５度以下
の場合、照度の積算方向をＹ軸方向としても大きな精度
低下は見られないため、精度低下が許容範囲内であれば
画像処理装置の能力に応じて積算方向をＹ軸方向として
構わない。なお、外乱光による照度のオフセットに対し
ては、光学系による補正、又は画像処理による補正にて
オフセット処理を行なう。なお、基準積算値ＳＬｎ及び
ＳＲｎの値は、それぞれのｎの値によって異なる値とな
る。

【００２１】図４は対象カットオフラインを導出する処
理フローを示す図、図５（ａ）〜（ｊ）は図４における
各ステップの処理状況を示す図である。図４において、
まず、基準ランプカットオフラインデータ記憶手段１４
から基準積算値ＳＬｎ、ＳＲｎ等を読み出す（ステップ
４１）。一方、対象ランプ配光積算処理手段１３は、対
象ヘッドライトの配光画像を撮像装置３から入力し（ス
テップ４２）、画像表示モニタ５の画面上に、図５
（ａ）のような対象ヘッドライトの配光画像を表示す
る。続いて、図５（ｃ）に示すように、対象ヘッドライ
トの配光画像の最高照度点５１を算出し（ステップ４
３）、この最高照度点５１から検索範囲を決定する。

【００２２】まず、 段階１＝左ライン検索開始範囲／Ｋ 段階２＝右ライン検索開始範囲／Ｋ と置く（ステップ４４）。ここで、Ｋは明暗境界点群検
索分割数であり、予め登録するか、もしくはプログラム
上で規定する。そして、始めはｍ＝０と置いて（ステッ
プ４５）、 ＸＬｍ＝左ライン検索範囲右端＋段階１＊ｍ ＸＲｍ＝右ライン検索範囲左端＋段階１＊ｍ を計算する（ステップ４６）。左右各ライン検索範囲
は、最高照度点とカットラインの相対位置のバラツキを
基に決定し、予め登録するか、もしくはプログラム上で
規定する。

【００２３】図５（ｃ）〜（ｅ）に示すように、最高照
度点からＸ方向に離間した距離ＸＬｍ、ＸＲｍの位置よ
り指示された間隔ΔＸＬ、ΔＸＲのｎ個の位置におい
て、Ｙ軸方向にΔＹ範囲の照度データを積算し、その値
を対象積算値群ＳＬｎ’、ＳＲｎ’とする。そして、図
５（ｂ）に示すような対象積算値群ＳＬｎ’、ＳＲｎ’
が上述の基準積算値群ＳＬｎ、ＳＲｎと一致、もしくは
超えた地点を明暗境界点群Ｌｍ（Ｘｎ、Ｙｎ）、Ｒｍ
（Ｘｎ、Ｙｎ）とする（ステップ４７、ステップ４
８）。次いで、ｍ＝ｍ＋１と置いて（ステップ４９）、
ｍ＞Ｋとなるまで上述の操作を繰り返す（ステップ５
０）。

【００２４】その後、明暗境界点群Ｌｍ（Ｘｎ、Ｙ
ｎ）、Ｒｍ（Ｘｎ、Ｙｎ）より最小二乗法にて近似直線
を算出する（ステップ５１、ステップ５２）。算出され
た近似直線は、図５（ｆ）〜（ｈ）の符号５２（ｍ＝
１）、５３（ｍ＝ｐ，ｑ）、５４（ｍ＝Ｋ）にそれぞれ
示すとおりである。そして、近似直線の角度が、基準カ
ットオフライン３６の角度θＬ、θＲに対して規定範囲
内にある明暗境界点群を選択する（ステップ５３）。選
択結果は、図５（ｉ）及び（ｊ）に示す近似直線５５
（ｍ＝ｐ）、５６（ｍ＝ｑ）のとおりである。両者のう
ち、近似直線と明暗境界点群との相関バラツキ（二乗誤
差）の最も小さい図５（ｉ）に示す近似直線５５（ｍ＝
ｐ）を、対象カットオフラインとして導出する（ステッ
プ５４）。調整者は、この対象カットオフラインが規格
範囲内に入るまでランプの調整を繰り返し、規格範囲内
入ったとき検査・調整作業を終了する（ステップ５
５）。なお本例では、明暗境界点群の決定時のｍを左右
のラインで同じとしているが、実際の処理では左右それ
ぞれ独立してカットオフライン導出のための明暗境界点
群を選択する。

【００２５】このように本発明では、カットオフライン
導出のための明暗境界点を、暗部より照度を規定範囲で
積算した値を基に求めるので、導出されるカットオフラ
インのバラツキ、フラツキ、あるいは誤検出を低減する
ことができる。また、明暗境界点の検索範囲等を個別か
つ可変としているので、複数種のヘッドライトにおいて
精度良く、且つ、設計者の意図や品質管理者の判断に合
致するカットオフラインを導出することができる。ま
た、装置の設定作業は、基準ヘッドライトの配光のモニ
タ表示に、カットオフラインのテンプレートを合せるの
みなので、簡易に行なえる。さらに、処理内容が基本的
に加減算主体であり、かつデータ処理領域が少ないの
で、高速処理が可能となる。なお、本装置においては、
スクリーン装置２にヘッドライトの配光を照射する際、
ヘッドライトの配光を直接スクリーン装置２に照射する
ようにしても良いし、ヘッドライトの配光を集光レンズ
を透過させて照射するようにしても良い。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、設計者の意図や品質管
理者の判断に一致し、精度の良いヘッドライトの光軸検
査装置及び方法を得ることができるとともに、高速処理
が可能で作業性が良好なヘッドライトの光軸検査装置及
び方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係るヘッドライトの光軸検査
装置の基本システム構成を示す図、（ｂ）は本システム
における画像処理装置の一構成例を示すブロック図であ
る。

【図２】基準積算値を算出する処理フローを示す図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は図２における各ステップの処
理状況を示す図である。

【図４】対象カットオフラインを導出する処理フローを
示す図である。

【図５】（ａ）〜（ｊ）は図４における各ステップの処
理状況を示す図である。

【符号の説明】

１ ヘッドライト ２ スクリーン装置 ３ 撮像装置 ４ 画像入出力装置 ５ 画像表示モニタ ６ 画像処理装置 ７ 結果表示モニタ １１ 画像メモリ １２ 基準ランプ配光積算処理手段 １３ 対象ランプ配光積算処理手段 １４ 基準ランプカットオフラインデータ記憶手段 １５ 対象ランプカットオフライン導出手段 １６ 入力手段 １７ 表示手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両前方のスクリーン装置に照射される
   基準ヘッドライトの配光を撮像して画面上で基準カット
   オフラインを定め、上記基準ヘッドライトの配光の最高
   照度点に基づいて決められる上記画面上の複数地点から
   上記基準カットオフラインまでの照度の積算値をそれぞ
   れ基準積算値群として記憶する記憶手段と、上記スクリ
   ーン装置に照射される対象ヘッドライトの配光を撮像
   し、上記対象ヘッドライトの配光の最高照度点に基づい
   て決められる上記画面上の複数地点から規定範囲におけ
   る照度の積算値をそれぞれ対象積算値群として算出する
   積算手段と、上記対象積算値群のそれぞれが上記基準積
   算値群のそれぞれと一致する地点の各々すべての地点を
   明暗境界点群とし、上記明暗境界点群より算出した複数
   の近似直線のうち上記基準カットオフラインと最も近似
   するものを上記対象ヘッドライトのカットオフラインと
   するカットオフライン導出手段とを備えたことを特徴と
   するヘッドライトの光軸検査装置。
2. 【請求項２】 車両前方のスクリーン装置に照射される
   基準ヘッドライトの配光を撮像して画面上で基準カット
   オフラインを定め、上記基準ヘッドライトの配光の最高
   照度点に基づいて決められる上記画面上の複数地点から
   上記基準カットオフラインまでの照度の積算値をそれぞ
   れ基準積算値群として記憶する工程と、上記スクリーン
   装置に照射される対象ヘッドライトの配光を撮像する工
   程と、上記対象ヘッドライトの配光の最高照度点に基づ
   いて決められる上記画面上の複数地点から規定範囲にお
   ける照度の積算値をそれぞれ対象積算値群として算出す
   る工程と、上記対象積算値群のそれぞれが上記基準積算
   値群のそれぞれと一致する地点の各々すべての地点を明
   暗境界点群とし、上記明暗境界点群より算出した複数の
   近似直線のうち上記基準カットオフラインと最も近似す
   るものを上記対象ヘッドライトのカットオフラインとし
   て導出する工程とを備えたことを特徴とするヘッドライ
   トの光軸検査方法。