JPH06105211B2

JPH06105211B2 - ヘツドライトの位置検出方法

Info

Publication number: JPH06105211B2
Application number: JP19739986A
Authority: JP
Inventors: 良美新原; 英之加藤
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-08-25
Filing date: 1986-08-25
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: JPS6353434A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は自動車のヘッドライトの光軸調整を行なう場合
のヘッドライトの位置検出方法に関する。

（従来技術）自動車の組立ラインにおいては、ヘッドライトの組付け
後に光軸が所定の規格範囲内にあるように調整を行なっ
ている。この光軸調整は、ヘッドライトの照射光の最輝
点もしくは明暗境界線が、所定の規格範囲内にあるよう
に調整するものである。

ところで、照射光の最輝点もしくは明暗境界線を目視に
よって検査することは精度の点で問題があるため、例え
ば特開昭59−24232号公報に開示されているように、自
動車の前方に設置されたスクリーン上に映出された照射
光の配光パターンをテレビカメラにより取りこみ、画像
処理することにより光軸調整の精度の向上を図るように
した技術が提案されており、照射光の配光パターンの所
定光度以上の領域の重心位置からシャープカット推定線
（明暗境界線）を求めて、このシャープカット推定線が
規格範囲内にあるようにヘッドライトの光軸を調整して
いる。

上述のようなヘッドライトの光軸調整を行なう場合に
は、ヘッドライトの光軸検査ラインに搬入された自動車
の左右のヘッドライトを、自動車の前方に配置されたテ
レビカメラで撮像し、この撮像信号を画像処理装置によ
って画像処理することにより、検査対象となる自動車の
ヘッドライトの配向パターンの合格範囲の規格を示す図
形をモニタ用テレビの画面に表示する。一方、自動車の
前方に設置されたスクリーン上の配向パターンを自動車
の上方に配置された別のテレビカメラで撮像し、この撮
像信号を画像処理することにより、スクリーン上におけ
る照射光の最輝点および明暗境界線の実測位置を上記モ
ニタ用テレビの画面に表示して、実測した最輝点もしく
は明暗境界線が合格範囲にあるか否かを上記モニタテレ
ビの画面上で検査し、合格範囲外にある場合にはヘッド
ライトの光軸調整を行なうようにしている。

ところで、前述のように自動車の前方に配置されたテレ
ビカメラでその自動車のヘッドライトを撮像し、テレビ
カメラとヘッドライトとの相対位置関係から３角測量に
よりこのヘッドライトの位置データを得ているが、長期
間使用しているうちにあるいは振動によってテレビカメ
ラの配設位置が偏位することがある。このようなテレビ
カメラの偏位が生じると、テレビカメラとヘッドライト
との相対位置関係が変化し、したがってこのテレビカメ
ラから取りこまれるヘッドライトの位置データに誤差を
生じるから、ヘッドライトの精度の良い位置検出が不可
能になる。

このような場合、テレビカメラの位置を修正すればよい
と考えられるが、このような位置修正は手間を要するか
ら作業能率を低下させ、かつ高精度の位置修正は期待で
きないものであった。

（発明の目的）上述の事情に鑑み、本発明はテレビカメラの位置ずれに
もとづくヘッドライトの位置データの狂いをテレビカメ
ラの位置を修正することなく自動的に補正することがで
きるヘッドライトの位置検出方法を提供することを目的
とする。

（発明の構成）本発明によるヘッドライトの位置検出方法においては、
視覚センサとヘッドライトとの相対位置が狂った場合の
ヘッドライトの位置データを補正するために補正板を用
いる。この補正板はその少なくとも一部が視覚センサの
視野内に入るように所定位置に設置する。そして初期設
定位置にある視覚センサから、上記補正板とヘッドライ
トとが同一画面内に存在する画像を取りこんで補正板の
ヘッドライトとの相対位置関係を示す初期設定位置デー
タを記憶しておく、次にその後のヘッドライトの位置検
出に際して、上記視覚センサから、上記補正板とヘッド
ライトとが同一画面内に存在する画像を取りこんで補正
板のヘッドライトとの相対位置関係を示す位置データを
検出し、この補正板の位置データを、予め記憶された上
記補正板の初期設定位置データと比較して、この初期設
定位置データに対する偏差量を検出する。そしてこの偏
差量に相当する補正データによりヘッドライトの位置デ
ータを補正して、正確なヘッドライトの位置データを得
るものである。

（発明の効果）本発明によれば、ヘッドライトの位置データとともに補
正板の位置データを視覚センサから取りこみ、画像内に
おける補正板の位置の初期設定位置に対する位置ずれに
よって視覚センサの位置ずれを検出して、ヘッドライト
の位置データを補正するようにしているから、長時間の
使用により、あるいは振動により視覚センサに位置ずれ
を生じた場合でも、補正板が視覚センサの視野内にある
限りヘッドライトの位置検出を高精度をもって行なうこ
とができる。また本発明による方法は、位置ずれを生じ
た視覚センサの位置を修正する必要がないから、ヘッド
ライトの光軸調整を能率良く行なうことができる。

（実施例）以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は本発明によるヘッドライトの位置検出方法を適
用した光軸調整装置の全体構成を示し、ヘッドライトの
光軸検査ラインに搬入された自動車１の前方には、左右
のヘッドライト2a、2bの照射光がそれぞれ照射される左
右のスクリーン3a、3bが設けられている。これらスクリ
ーン3a、3bの近傍には、自動車１の左右のヘッドライト
2a、2bをそれぞれ撮像するための第１のテレビカメラ4
a、4b（CCDカメラ）が左右に設置されている。また、ス
クリーン3a、3bの照射光の配光パターンＡ（第２図参
照）を撮像するための第２のテレビカメラ5a、5b（CCD
カメラ）が左右に設置されている。さらに、自動車１の
前方の所定の位置に、補正板10a、10bがそれらの少なく
とも一部がテレビカメラ4a、4bの視野内にそれぞれ入る
ように設置されている。

第２図のＡはヘッドライトのロービーム照射光の配向パ
ターンを示し、照射光の最も明るい最輝点Ｐ（重心位
置）を有し、また、上部の暗部との境界部分に光度が急
激に変化する明暗境界線Ｌが存在している。この明暗境
界線Ｌは水平線部ａと斜線部ｂとよりなり、水平線部ａ
と斜線部ｂとの交点Ｓと上記最輝点Ｐとの相対距離Ｄ
（XY方向成分）は光軸を上下および左右に調整しても変
化しない一定の値である。そして、自動車のヘッドライ
トの位置に対応して前記明暗境界線Ｌの合格範囲が規格
明暗線L₀として表示され、実測もしくは仮想の明暗境界
線Ｌが規格明暗境界線L₀より下方に位置するように光軸
調整を行なうものである。

第１のテレビカメラ4a、4bおよび第２のテレビカメラ5
a、5bで得られる撮像信号は、それぞれ画像処理装置６
に入力される。また、車種等の情報を操作入力する操作
盤７からの信号が同様に画像処理装置６に入力され、こ
の画像処理装置６からの出力信号が、左右のヘッドライ
ト2a、2bの近傍にそれぞれ設置された表示装置8a、8b
（モニターテレビ）で表示される。

マイクロコンピュータを含む画像処理装置６の具体的構
造は図示を省略するが、第１および第２のテレビカメラ
4a、4b、5a、5bからの映像信号を画像切換器により選択
入力する。A/D変換器によりデジタル信号に変換し、こ
れら信号を格納するメモリを有する。一方メモリに格納
されている検査プログラムにもとづいて演算処理する。
中央処理装置（CPU）は、入力ポートから車種設定信号
等の各種設定信号を取込み、演算結果として画像情報を
出力ポートから出力する。この出力ポートからの信号を
受けたビデオRAMを有するコントローラは、画像情報を
映像信号に変換し、表示装置8a、8bに画像表示する出力
を行なう。

第１のテレビカメラ4a、4bは、例えば自動車１の前部の
下方位置から、消灯状態にあるヘッドライト2a、2bに光
を照射してヘッドライト2a、2bを撮像し、この撮像信号
から画像処理装置６によってヘッドライト2a、2bの上縁
および内側縁を検出し、これによりヘッドライト2a、2b
の高さおよび左右位置を求めるものである。

しかして、これら第１のテレビカメラ4a、4bを設置した
際に、予めその初期設定位置にある第１のテレビカメラ
4a、4bによって補正板10a、10bの少なくとも１部とヘッ
ドライト2a、2bとが同一画面内に存在する第３図に示す
ような画面を撮像し、この撮像信号を画像処理装置６に
取りこんで、そのときの画面における補正板10a、10bの
位置データを初期設定位置データとして画像処理装置６
のメモリ内に記憶しておく。次にその後の第１のテレビ
カメラ4a、4bによるヘッドライト2a、2bの位置検出に際
して、補正板10a、10bの少なくとも１部とヘッドライト
2a、2bとが第３図と同様に同一画面内に存在する第４図
に示すような画像を第１のテレビカメラ4a、4bから取り
こんで、ヘッドライト2a、2bの位置データと補正板10
a、10bの位置データとを検出する。そしてこの検出され
た補正板10a、10bのヘッドライト2a、2bとの相対位置関
係を示す位置データを、メモリに記憶されている初期設
定位置データとを比較する。すなわち、例えば第５図に
示すように、第１のテレビカメラ4a、4bから入力される
画像信号における補正板10a、10bの４隅の位置座標を
（X_a，Y_a）、（X_b，Y_b）、（X_c，Y_c）および（X_d，Y_d）
とし、これら位置座標を、画像処理装置６のメモリに記
憶されている初期設定画像における補正板10a、10bの４
隅の位置座標（X_a′，Y_a′）、（X_b′，Y_b′）、
（X_c′，Y_c′）および（X_d′，Y_d′）と比較して、位置
座標の偏差量を検出して座標変換値を演算する。この演
算によって得られる補正データによって、第１のテレビ
カメラ4a、4bから入力される画像信号におけるヘッドラ
イト2a、2bの位置データの各点の座標を変換し、ヘッド
ライト2a、2bに関する補正された位置データを得る。そ
して、これらヘッドライト2a、2bの位置データおよび操
作盤７からの車種信号（ヘッドライト仕様）に対応し
て、画像処理装置６は該当するヘッドライトの合格範囲
を示す規格明暗境界線L₀の上下左右位置を求め、表示装
置8a、8bに出力して規格明暗境界線L₀を表示する。

一方、第２のテレビカメラ5a、5bは、点灯状態にある左
右のヘッドライト2a、2bのスクリーン3a、3b上の配光パ
ターンＡを撮像するものであり、この配光パターンＡの
撮像信号から画像処理装置６によって照射光の最輝点Ｐ
および明暗境界線Ｌの実測位置を表示装置8a、8bに表示
するとともに、明暗境界線Ｌの水平線部ａと斜線部ｂと
の交点Ｓを求め、最輝点Ｐの位置と交点Ｓの位置とから
両者間の相対距離Ｄを求め、記憶しておく。

画像処理装置６における最輝点Ｐを求める処理は下記の
ような手順によって行なう。すなわち、第２のテレビカ
メラ5a、5bからの撮像信号をまずA/D変換し、次に画像
をＮ×Ｎ個（例えば256×256）の画素に分割して全画素
の輝度分布に関するヒストグラムを作成し、このヒスト
グラムに対し設定したしきい値によって画像を２値化
し、この２値化された画像の高輝度部分に対応する所定
面積の領域の重心位置を算出することにより最輝点を求
めている。

また、明暗境界線Ｌを求める処理は、第２のテレビカメ
ラ5a、5b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Ｌの水平線部ａを求めるとともに、同様に
微分値から明暗境界線Ｌの斜線部ｂを求め、この明暗境
界線Ｌを表示装置8a、8bに表示する。さらに、明暗境界
線Ｌの水平線部ａと斜線部ｂとの交点を求め、この交点
Ｓと前記最輝点Ｐとの相対距離Ｄ（XY方向成分）を演算
し、記憶する。

さらに画像処理装置６は、実測明暗境界線Ｌが前記規格
明暗境界線L₀に対して合格範囲外にある場合には、ヘッ
ドライト2a、2bの光軸調整によってスクリーン3a、3b上
の配光パターンＡを移動させて移動後の最輝点Ｐを前述
と同様の方法で検出し、この最輝点Ｐの位置と前記相対
距離Ｄとから仮想明暗境界線Ｌ′を求めて表示装置8a、
8b上に表示する。このような手順の反復により、表示装
置8a、8bを見ながら仮想明暗境界線Ｌ′が規格明暗境界
線L₀に対して合格範囲となるように光軸調整を行なう。

なお、第２のテレビカメラ5a、5bの位置ずれを補正する
ために、スクリーン3a、3b上に設けられた基準点を取込
み、この基準点を第２のテレビカメラ5a、5bが取込む位
置と、正規位置で取込む位置との位置ずれを検出し、そ
の補正を行なう。

次に第６図〜第８図のフローチャートを参照して上記光
軸調整装置における光軸調整手順を、画像処理装置６に
おける中央処理装置（CPU）が実行する処理動作ととも
に説明する。まず第６図のステップS1において、搬入さ
れる自動車１の車種が入力され、自動車１は光軸調整ラ
インの所定位置に搬入されて停止する。次にステップS2
で第１のテレビカメラ4a、4bからヘッドライト2a、2bの
撮像画面に取込んだ後、ヘッドライト2a、2bの点灯指示
をステップS3で表示するとともに、ステップS4でヘッド
ライト2a、2bの位置を検出し、ステップS5で合格範囲を
あらわす規格明暗境界線L₀を計算する。

次にステップS6におけるヘッドライト2a、2bの点灯に対
し、スクリーン3a、3b上の配光パターンＡの撮像画像を
第２のテレビカメラ5a、5bから取込んでステップS7の画
像処理を実行し、次のステップS8で光軸調整を行ない、
ステップS5で算出した規格明暗境界線L₀との比較をステ
ップS9で行ない、合格（OK）となったときにステップS1
0でスクリーン3a、3bを上昇させ、次の自動車１のヘッ
ドライト2a、2bの光軸調整を行なうものである。

上記ステップS7における光軸検出フローの詳細は第７図
に示されており、ステップS11で画像を取込み、次のス
テップS12で前述した補正板10a、10bを用いてヘッドラ
イト2a、2bの位置データを補正し、ステップS13で各画
素の輝度分布に関するヒストグラムを作成する。次にス
テップS14で、このヒストグラムに対し高輝度領域の面
積が所定の面積となるようにしきい値を設定して画像を
２値化し、その重心位置を検出して最輝点Ｐ＝X_p，Y_pを
求める。なお、必要に応じてこの最輝点Ｐを表示装置8
a、8bのテレビ画面に「＋」表示し、最輝点Ｐが所定規
格範囲内に入っているか否かを判定する。

続いてステップS15〜S18で前記画像信号の256区分を間
隔ΔｘでＹ方向へ微分し、この微分値からステップS19
でX_p−L₁＜X_nの範囲で明暗境界線Ｌの水平線部ａを求め
るとともに、次のステップS20で上記微分値からX_p−L₂
＞X_nの範囲で明暗境界線Ｌの斜線部ｂを求め、次のステ
ップS21で明暗境界線Ｌの水平線部ａと斜線部ｂとの交
点Ｓ＝X_s，Y_sを求める。さらにステップS22で交点Ｓと
前記最輝点Ｐとの座標差（X_p−X_s），（Y_p−Y_s）から相
対距離Ｄ＝d_x，d_yを演算し、記憶する。

そして、上記の実測明暗境界線Ｌが前記規格明暗境界線
L₀より下方に位置しているか否かを判定し、規格外の場
合にはヘッドライト2a、2bの光軸調整を開示する。この
光軸調整によるスクリーン3a、3b上に配光パターンＡの
移動に対し、再びステップS23において第２のテレビカ
メラ5a、5bから画像信号を取込み、これに対応して画像
処理装置６はステップS24、S25において前記と同様の処
理を行なって移動後の最輝点Ｐを検出し、ステップS26
で移動後の最輝点の位置（X_p，Y_p）と前記相対距離Ｄ＝
d_x，d_yとから仮想明暗境界線Ｌ′を求め、ステップS27
で表示装置8a、8b上に表示し、ステップS28でこの仮想
明暗境界線Ｌ′と規格明暗境界線L₀とを比較し、ステッ
プS29でこの仮想明暗境界線Ｌ′が合格範囲にあるか否
かを判定し、このステップS29における判定結果がYESの
ときはステップS30で合格表示を行なう。またステップS
29における判定結果がNOのときは、ステップS23からス
テップS29までの反復により、仮想明暗境界線Ｌ′が規
格明暗境界線L₀に対して合格範囲となるように光軸調整
を行なう。

さらに第８図は、ステップS12におけるヘッドライト2
a、2bの位置データ補正の詳細を示すフローチャート
で、第７図のステップS11で第１のテレビカメラ4a、4b
から取りこまれた画像からステップS31でヘッドライト2
a、2bの位置検出を行なうとともに、ステップS32で、補
正板10a、10bの位置検出を行なう。そしてこの補正板10
a、10bの入力画像における位置データと、予めステップ
S33で記憶した補正板10a、10bの初期設定位置データと
をステップS34で比較して、偏差量を検出し、ステップS
35でこの偏差量にもとづいて、座標変換値を演算し、次
のステップS36で、先にステップS31で検出したヘッドラ
イト2a、2bの位置データの座標変換を行なって位置デー
タの補正を行ない、次のステップS37で、ヘッドライト2
a、2bの補正された位置データを検出する。

以上の説明から明らかなように、本発明ではヘッドライ
ト2a、2bの位置検出に際して、補正板10a、10bを用いて
ヘッドライト2a、2bの位置データを補正することによ
り、テレビカメラ4a、4bの位置ずれの影響を打消して常
に高精度をもってヘッドライト2a、2bの位置を検出する
ことができる。したがってこのヘッドライト2a、2bの位
置データにもとづいてヘッドライト2a、2bの光軸調整を
高精度をもって行なうことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるヘッドライトの光軸調整装置の一
実施例の全体構成図、第２図はスクリーン上におけるヘ
ッドライトの配光パターンと合格範囲との関係を示す説
明図、第３図は初期設定画像を示す説明図、第４図は入
力画像の説明図、第５図は補正板の位置座標を比較する
説明図、第６図は光軸調整の全体のフローチャート、第
７図は画像処理のフローチャート、第８図はヘッドライ
トの位置データを補正する画像処理のフローチャートで
ある。１……自動車、2a、2b……ヘッドライト、3a、3b……ス
クリーン、4a、4b……第１のテレビカメラ、5a、5b……
第２のテレビカメラ、６……画像処理装置、8a、8b……
表示装置、10a、10b……補正板、Ａ……配光パターン、
Ｐ……最輝点、Ｌ……明暗境界線、ａ……水平線部、ｂ
……斜線部、Ｓ……交点、L₀……規格明暗境界線、Ｄ…
…相対距離。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定の位置にセットされた調整対象となる
自動車のヘッドライトの位置データを視覚センサから取
りこみ、この位置データにもとづいて前記ヘッドライト
の光軸調整を行なう場合のヘッドライトの位置検出方法
であって、前記ヘッドライトの位置データを補正するための補正板
を、その少なくとも一部が前記視覚センサの視野内に入
るように所定の位置に設置し、前記視覚センサから、前記補正板と前記ヘッドライトと
が同一画面内に存在する画像を取りこんで前記補正板の
前記ヘッドライトとの相対位置関係を示す位置データを
検出し、この補正板の位置データを、予め記憶された前記補正板
の初期設定位置データと比較して、この初期設定位置デ
ータに対する偏差量を検出し、この偏差量に相当する補正データにより、前記ヘッドラ
イトの位置データを補正することを特徴とするヘッドラ
イトの位置検出方法。