DE69105619T2

DE69105619T2 - Justierungsverfahren für optische Achsen von Fahrzeugscheinwerfern.

Info

Publication number: DE69105619T2
Application number: DE69105619T
Authority: DE
Inventors: Kuniaki Matsumoto
Original assignee: CHUO ELECTRIC MEASUREMENT CO; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: CHUO ELECTRIC MEASUREMENT CO; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1991-05-21
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2011-05-22
Also published as: JPH0425741A; DE69105619T3; EP0458586B1; EP0458586B2; US5170220A; DE69105619D1; JPH0792423B2; EP0458586A3; EP0458586A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren der optischen Achsen von Kraftfahrzeugscheinwerfern, und insbesondere ein Verfahren zum Justieren der optischen Achsen der Scheinwerfer bei Abblendlicht.
Bei einer Kraftfahrzeug-Montagelinie ist ein Verfahren erforderlich, nach dem die optischen Achsen von zwei Scheinwerfern nach dem Einbau der Scheinwerfer durch Projizieren des Abblendlichts auf einen vorderen Schirm so justiert werden, daß die Lichtintensitätsgrenzlinie (bezeichnet als Trennlinie) des Abblendlichts der Scheinwerfer innerhalb eines vorgegebenen Standardbereichs liegt.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für ein Verteilungsbild der Lichtintensität des auf einen vorderen Schirm projizierten Abblendlichts der Scheinwerfer, wobei beispielsweise L Linien gleicher Lichtintensität oder Beleuchtungsstärke, M den Punkt maximaler Beleuchtungsstärke und K einen Standardbereich des Lichtintensitätsverteilungsbildes bezeichnen. Daher werden die optischen Achsen der Scheinwerfer so justiert, daß die Trennlinie C (die sich aus einer horizontalen Trennlinie C&sub1; und einer geneigten Trennlinie C&sub2; zusammensetzt), welche eine Grenze zwischen einem hellen Bereich a und einem dunklen Bereich b anzeigt, innerhalb des Standardbereichs K liegt, wie in Fig. 1 abgebildet.
Da bisher die obenerwähnte Justierung der optischen Achsen bei Scheinwerfern durch visuelle Prüfung ausgeführt wurde, gibt es insofern ein Problem, da die Genauigkeit der Justierung nicht über eine bestimmte Grenze hinaus verbessert werden kann und außerdem das Auge des Montagearbeiters leicht ermüdet. Um dieses Problem zu überwinden, ist unlängst ein Verfahren vorgeschlagen worden, wonach der Abblendlichtstrahl auf einen Schirm projiziert, der projizierte Abblendlichtstrahl durch eine Videokamera als Bild erfaßt, die erfaßten Videosignale einer Bildverarbeitung unterworfen und auf einem Monitor TV angezeigt werden, um ein Lichtverteilungsbild optisch darzustellen, das die Lichtintensitätsgrenzlinie (Trennlinie) enthält; und die optischen Achsen so justiert werden, daß die dargestellte Trennlinie auf dem Monitor TV innerhalb eines Standardbereichs liegt. Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise in der EP-A-01 323 beschrieben.
Im einzelnen wird beispielsweise bei einem in der (ungeprüften) JP-A-63-11 339 (Kokai) ein Lichtintensitätsverteilungsbild des Abblendlichts der Scheinwerfer auf einem vor dem Fahrzeug angeordneten Schirm erzeugt; durch eine Bildverarbeitungseinrichtung wird ein Schwerpunkt von Kurven gleicher Beleuchtungsstärke eines Abblendlichts mit einer Helligkeit oberhalb eines vorgegebenen Wertes berechnet; die Abbildung des Verteilungsbildes wird in vertikaler Richtung längs einer durch den Schwerpunkt gehenden Linie differenziert; ein Lichtintensitätsgrenzpunkt in vertikaler Richtung wird anhand der differenzierten Werte bestimmt; die Trennlinie wird durch Digitalisierung der Lichtsignale erfaßt, wobei die Helligkeit des Lichtintensitätsgrenzpunktes als Schwellwert genommen wird; vorher wird ein relativer Abstand zwischen dem Schwerpunkt und einem Schnittpunkt zwischen der horizontalen und der geneigten Trennlinie ermittelt; aus dem Schwerpunkt und dem relativen Abstand wird eine fiktive oder Hilfsgrenzlinie bestimmt; und es wird geprüft, ob die Hilfsgrenzlinie innerhalb eines Standardbereichs liegt.
Da jedoch bei dem oben beschriebenen bekannten Verfahren die Trennlinie (Lichtintensitätsgrenzlinie) durch Digitalisierung der Bildsignale erfaßt wird, wobei nur die Helligkeit des einen Lichtintensitätsgrenzpunktes als Schwellwert dient, ergibt sich insofern ein Problem, da der Lichtintensitätsgrenzpunkt infolge des Rauschens nicht genau bestimmt und daher die Trennlinie nicht richtig erfaßt wird, so daß bei der Justierung der optischen Achse zwangsläufig ein Fehler entsteht. Außerdem wird die Trennlinie zwar bei der Erstjustierung aus den realen Bildsignalen ermittelt, da die Trennlinie aber bei der zweiten und bei späteren Justierungen auf der Basis einer fiktiven oder Hilfslinie bestimmt wird, die man aus dem Schwerpunkt und dem relativen Abstand erhält, ergibt sich das Problem, daß die Trennlinie (die Lichtintensitätsgrenzlinie) nicht korrekt erfaßt wird.
Angesichts dieser Probleme wäre es daher vor allem wünschenswert, ein Verfahren zur Justierung der optischen Achsen von zwei Scheinwerfern eines Kraftfahrzeugs bereitstellen zu können, mit dem die Lichtintensitätsgrenzlinie sehr schnell und zuverlässig ermittelt werden kann.
Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, um die optischen Achsen von Scheinwerfern eines Kraftfahrzeugs so zu justieren, daß die Lichtintensitätsgrenze innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, mit den folgenden Schritten: (a) Projizieren des Scheinwerfer-Abblendlichts auf den Schirm; (b) Messen der Scheinwerfer- Lichtintensität auf dem Schirm; (c) Berechnung einer Gesamtsumme (T) der gemessenen Lichtintensität eines Bezugsbildelements (A) und einiger angrenzender Bildelemente; (d) wiederholte Berechnung der Gesamtsummen (T) der gemessenen Lichtintensität längs einer Vertikallinie (L); (e) Berechnung einer Differenz (ΔT) der Gesamtsummen der Lichtintensität zwischen zwei benachbarten Bezugsbildelementen längs der Vertikallinie; (f) Vergleich der berechneten Differenz zwischen Lichtintensitäts-Gesamtsummen mit einem vorgegebenen Wert; (g) wenn die berechnete Differenz den vorgegebenen Wert übersteigt, Bestimmung des Bezugsbildelements mit der höheren Lichtintensität als Lichtintensitätsgrenzpunkt (CP); (h) Wiederholung der obigen Schritte (b) bis (g) entlang anderen Vertikallinien, die in horizontaler Richtung in vorgegebenen Bildelement-Abständen angeordnet sind; und (i) Verbinden der berechneten Lichtintensitätsgrenzpunkte (CP) zur Bestimmung einer Lichtintensitätsgrenzlinie (CL). Die berechnete Lichtintensitätsgrenzlinie (CL) setzt sich aus einer horizontalen Abblendlichtgrenzlinie (CL&sub1;) und einer mit der horizontalen Trennlinie verbundenen, geneigten Abblendlichtgrenzlinie (CL&sub2;) zusammen. Die Gesamtsumme der Lichtintensität wird wiederholt entlang jeder einzelnen von mehreren Vertikallinien (L&sub1;, L&sub2;, ...) berechnet, die innerhalb eines großen Fensters (W) in groben Bildelementabständen in horizontaler Richtung angeordnet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner die folgenden Schritte aufweisen: (a) Festlegen eines kleinen Fensters (S) zwischen den beiden benachbarten Vertikallinien (L&sub1;, L&sub2;), die in groben Bildelementabständen angeordnet sind, derart daß durch Addition und Subtraktion von n Bildelementen zu bzw. von dem entsprechenden berechneten Lichtintensitätsgrenzpunkt (CP&sub1;, CP&sub2;) auf den entsprechenden Grobintervall- Vertikallinien obere bzw, untere Positionen von Horizontallinien ermittelt werden; (b) Bestimmung von Feinintervall-Vertikallinien (SL&sub1;, SL&sub2;) innerhalb des festgelegten kleinen Fensters; (c) Ermitteln des jeweiligen Lichtintensitätsgrenzpunkts (CP1a, CP1b) auf jeder Feinintervall- Vertikallinie durch die gleichen Schritte wie in Anspruch 1; und (d) Verbinden der auf den Feinintervall-Vertikallinien erhaltenen berechneten Lichtintensitätsgrenzpunkte. Außerdem kann das erfindungsgemäße Verfahren auch die folgenden Schritte einschließen: (a) Bestimmung eines Punktes (M) maximaler Lichtintensität; (b) Ignorieren der horizontalen und der geneigten Abblendlichtgrenzlinien (CL&sub1;, CL&sub2;) innerhalb eines Bereichs, der durch Addition bzw. Subtraktion einer vorgegebenen Anzahl (C) von Bildelementen zu bzw. von einem Punkt (E), der in horizontaler Richtung des Bildschirms im Abstand von D Bildelementen von dem erhaltenen Punkt (M) maximaler Lichtintensität liegt; und (c) Verlängern der horizontalen bzw. geneigten Trennlinien (CL&sub1;, CL&sub2;) durch horizontale bzw. geneigte Hilfslinien (HL&sub1;, HL&sub2;), um den Punkt (E) als Verbindungspunkt zu bestimmen.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Lichtintensitätsgrenzpunkte entlang Vertikallinien erfaßt werden, die auf dem Schirm in horizontaler Richtung in vorgegebenen Bildelementabständen angeordnet sind, ohne die Lichtintensitätsgrenzpunkte über den gesamten Schirm zu erfassen, kann man zur Bestimmung der Trennlinie (der Grenzlinie) durch Verbinden der ermittelten Lichtintensitätsgrenzpunkte die Bildsignalverarbeitungsgeschwindigkeit erhöhen und für jede Justierung der optischen Achsen an jedem Kraftfahrzeug jede Trennlinie auf der Basis von Bildsignaldaten ermitteln.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für ein Lichtintensitätsverteilungsbild eines Scheinwerferabblendlichts und einen Standardbereich bei einem bekannten Verfahren zur Justierung der optischen Achsen der Scheinwerfer zeigt;
Fig. 2 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Bildes zeigt, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Justierung der optischen Achsen der Scheinwerfer auf dem Monitor TV dargestellt wird;
Fig. 3 ist eine Darstellung, die ein Justierungssystem für optische Achsen zeigt. auf welches die vorliegende Erfindung angewandt wird;
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Bildverarbeitungseinheit;
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildverarbeitung und zur Justierung optischer Achsen darstellt;
Fig. 6 ist eine Darstellung zur besseren Erläuterung der Bereiche in der Nähe eines Bezugspixels (Bezugsbildelements) auf dem Monitor TV;
Fig. 7 ist eine Darstellung zur besseren Erläuterung der Differenz ΔT der Lichtintensitätssumme entlang der Vertikallinie;
Fig. 8 ist eine Darstellung zur besseren Erläuterung der Vertikallinien, des großen Fensters und des kleinen Fensters;
Fig. 9 ist eine vergrößerte Darstellung eines in Fig. 8 gezeigten strichpunktierten Kreises zur besseren Erläuterung, wie die Lichtintensitätsgrenzpunkte innerhalb des kleinen Fensters ermittelt werden;
Fig. 10 ist eine Darstellung zur besseren Erläuterung der Glättungsverarbeitung der Lichtintensitätsgrenzpunkte;
Fig. 11 ist eine Darstellung zur besseren Erläuterung der Näherungslinien entlang den Lichtintensitätsgrenzpunkten; und
Fig. 12 ist eine Darstellung zur besseren Erläuterung des Verfahrens zur Ermittlung einer stetigen Linie auf der Basis der Näherungslinien.

AUSFUEHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUEHRUNGSBEISPIELE

Fig. 3 zeigt ein Justierungssystem für optische Achsen von Scheinwerfern, auf welches das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird. Das System zur Justierung optischer Achsen von Scheinwerfern 2a und 2b eines Kraftfahrzeugs 1 weist einen vor dem Kraftfahrzeug 1 angeordneten Schirm 3, der mit einem Abblendlicht der beiden Scheinwerfer 2a und 2b beleuchtet wird, zwei seitliche Videokameras 4a und 4b zur Bilderfassung der beiden Scheinwerfer 2a und 2b von beiden Seiten des Kraftfahrzeugs und zwei auf beiden Seiten des Kraftfahrzeugs 1 angeordnete Bildvideokameras 5a und 5b zur Bilderfassung eines von einem Abblendlicht der beiden Scheinwerfer 2a bzw. 2b erzeugten und auf den Schirm 3 projizierten Lichtintensitätsverteilungsbildes auf. Die von diesen Videokameras 4a, 4b, 5a und 5b ausgegebenen Videosignale werden selektiv in eine Videoschnittstelle 20 einer Bildsignalverarbeitungseinheit 6 eingegeben. Die Videoschnittstelle 20 verarbeitet (z. B. verstärkt. filtert, begrenzt usw.) diese Videosignale und führt sie über einen Videobus 29 einer Steuereinrichtung 21 zu. Die Steuereinrichtung 21 steuert den gesamten Betrieb der Verarbeitungseinheit 6. Das heißt, die Steuereinrichtung 21 speichert diese digitalen Videosignale über einen Videobus 31 in zwei Bildspeichereinheiten 23 bzw. 24 und überträgt diese digitalen Videosignale zu einer Zentraleinheit (CPU) 25 zur sequentiellen Datenverarbeitung und weiter zu einem Bildvektorprozessor (IPP) 26 zur parallelen Datenverarbeitung. Die Bilddaten, die von der Zentraleinheit 25 und dem Bildvektorprozessor 26 verarbeitet werden, wie später ausführlicher beschrieben wird, werden über eine Bildschirmsteuereinrichtung (CRTC) 22 und die Videoschnittstelle 20 auf einem Monitor TV 7 dargestellt. Wenn andererseits Daten ausgedruckt werden müssen, werden als Antwort auf ein, von der Steuereinrichtung 21 ausgegebenes Befehlssignal, Bilddaten aus der Bildspeichereinheit 24 über eine E/A-Schnittstelle 28 zu einem Drucker 8 übertragen. Ferner wird in der obigen Bildverarbeitungseinheit 6 die Grunddatenverarbeitung von der Zentraleinheit 25 und dem Bildvektorprozessor 26 ausgeführt, und die Priorität der Datenübertragungsoperation über die Videobusse 29, 30, 31 und 32 wird durch die Steuereinrichtung 21 festgelegt. Außerdem werden verschiedene Daten und Programme in einem Systemspeicher 27 abgelegt und dann nötigenfalls über die Bildspeichereinheit 23 zur Steuereinrichtung 21 übertragen.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird nachstehend die Bildverarbeitungsprozedur der Bildverarbeitungseinheit 6 beschrieben.
Zunächst ermittelt die Steuereinrichtung eine Höhe der beiden Scheinwerfer 2a und 2b auf der Basis, der von den beiden seitlichen Videokameras 4a und 4b ausgegebenen Videosignale, berechnet die Bildposition des Standardbereichs K einer Trennlinie (Lichtintensitätsgrenze) einschließlich einer oberen Grenzlinie KU und einer unteren Grenzlinie KL entsprechend der erfaßten Scheinwerferhöhe, wie in Fig. 2 dargestellt, und zeigt den berechneten Standardbereich K auf dem Monitor TV 7 an. Die obere Grenzlinie KU setzt sich aus einer horizontalen Linie KU&sub1; und einer geneigten Linie KU&sub2; zusammen, und die untere Grenzlinie KL setzt sich ebenfalls aus einer horizontalen Linie KLM und einer geneigten Linie KL&sub2; zusammen.
Danach verarbeitet die Steuereinrichtung entsprechend dem in Fig. 5 gezeigten Flußbild Videosignale, die von den beiden Videokameras 5a und 5b eingegeben werden. Von den Videokameras 5a und 5b erhaltene Bilddaten werden in der Bildspeichereinheit 23 bzw. 24 gespeichert (im Schritt S1). Diese Bilddaten auf dem Schirm 3 setzen sich aus 512 (horizontal) x 512 (vertikal) Bildelementen (Pixeln) zusammen und werden der Helligkeit (Lichtintensität) nach in 256 Stufen eingeteilt. Danach berechnet die Steuereinrichtung eine Helligkeitssumme über mehrere Pixel in der Nähe eines Bezugs-(Basis-)Pixels auf dem Schirm und speichert wiederholt die berechnete Helligkeitssumme im Systemspeicher 27. Anhand von Fig. 6 läßt sich dies genauer beschreiben; die Steuereinrichtung berechnet eine Gesamtsumme T(i ,j) der Helligkeit über ein Bezugs-(Basis-)Pixel A(i ,j) und drei benachbarte Pixel A(i,j+1), A(i+1,j+1) und A(i+1,j). Dann wiederholt die Steuereinrichtung die obige Berechnung, indem sie das Bezugspixel um je einen Schritt in vertikaler Richtung nach unten verschiebt. Das heißt, die Steuereinrichtung berechnet eine Gesamtsumme T(i ,j+1) der Helligkeit über vier Pixel A(i,j+1), A(i,j+2), A(i+1,j+2) und A(i,j+1). Die obenerwähnte Operation der Berechnung der Helligkeitssumme wird in vertikaler Richtung Y wiederholt. Bei dieser Operation wird die Helligkeitssumme nicht über das gesamte Bild auf dem Schirm berechnet, sondern über ein großes Fenster W (die zur Bestimmung einer Trennlinie (Lichtintensitätsgrenzlinie) erforderliche Mindestfläche, die etwas kleiner ist als der Schirm A), wie in Fig. 8 dargestellt. Das heißt, das große Fenster W wird durch mehrere Vertikallinien L mit einem Abstand von n (z. B. 32) Bildpunkten (Bildelementen) in horizontaler Richtung unterteilt, und die Helligkeitssumme wird längs der Vertikallinie L nach unten berechnet.
Ferner wird nach der obigen Beschreibung zwar die Helligkeitssumme über vier Pixel (Bildpunkte) berechnet. aber man kann natürlich unter Berücksichtigung des Rauschens eine angemessene Pixelzahl in der Umgebung des Bezugspixels festlegen. In der vorliegenden Patentbeschreibung werden die Begriffe "Bildpunkte", "Pixel" und "Bildelemente" mit gleicher oder ähnlicher Bedeutung verwendet. Ferner werden die Begriffe "Helligkeit", "Lichtintensität" und "Beleuchtungsstärke" mit gleicher oder ähnlicher Bedeutung verwendet.
Danach berechnet die Steuereinrichtung (im Schritt S3) eine Helligkeitssummendifferenz ΔT zwischen zwei in vertikaler Richtung Y benachbarten Bezugspixeln für jede Vertikallinie L, wie in Fig. 7 dargestellt. Wenn zum Beispiel die Helligkeitssummen zweier benachbarter Bezugspixel gleich T(i,j+2) und T(i,j+3) sind, dann ist die Differenz ΔT2 zwischen den beiden Summen gleich T(i,j+3) - T(i,j+2).
Dann extrahiert die Steuereinrichtung (im Schritt S4) ein Pixel, in dem die Differenz ΔT ein Maximum ist. Wenn z. B. in Fig. 7 die maximale Differenz ΔT der Lichtintensitätssummen die Differenz ΔT&sub3; ist, dann wird ein Pixel mit der höheren Helligkeitssumme (Lichtintensitätssumme) T(i,j+4) der beiden zur Bestimmung der Differenz ΔT3 verwendeten Helligkeitssummen (Lichtintensitätssummen) T(i,j+3) und T(i,j+4) extrahiert. Ferner wird der maximale Differenzwert (Grenzpunkt) in einer solchen Höhe ermittelt, daß man die gleiche Trennlinie (Grenzlinie) ebenso erhalten kann, als wenn der Arbeiter den maximalen Differenzwert durch Sichtprüfung bestimmt. Im allgemeinen wird zwar der maximale Differenzwert ΔT gewöhnlich als Grenzpunkt für jede Linie L gewählt, aber es gibt einige Fälle, in denen man eine Trennlinie erhalten kann, die nur annähernd mit der durch Sichtprüfung bestimmten zusammenfällt, wenn nach dem Lichtintensitätsverteilungsbild ein anderer als der maximale Differenzwert ΔT ausgewählt wird.
Das im Schritt S4 längs der Vertikallinie L extrahierte Bezugspixel wird als Lichtintensitätsgrenzpunkt (Trennlinienpunkt) CP festgelegt, und auf die gleiche Weise ermittelt man (im Schritt S5) mehrere Vertikalpositionen der extrahierten Bezugspixel, wie in Fig. 8 dargestellt. Wie oben beschrieben, kann man Lichtintensitätsgrenzpunkte (Trennlinienpunkte) CP längs jeder Vertikallinie L auf dem sich in horizontaler Richtung erstreckenden Monitorbild bestimmen.
Bei der obigen Bildsignalverarbeitung werden mehrere Vertikallinien L in vorgegebenen Punktabständen (z. B. von 32 Bildpunkten) in horizontaler Richtung festgelegt, um auf jeder Vertikallinie einen Trennlinienpunkt CP zu ermitteln. Wenn daher der horizontale Punktabstand verringert wird, um die Anzahl der Vertikallinien zu erhöhen, kann man eine große Zahl von Trennlinienpunkten CP erhalten und daher die Bestimmungsgenauigkeit der Trennlinienpunkte verbessern. Wenn jedoch einfach die Anzahl der Vertikallinien vergrößert wird, dann sinkt die Bilddatenverarbeitungsgeschwindigkeit. Um dieses Problem zu überwinden, wird der Abstand der Vertikallinien L innerhalb des großen Fensters zum Beispiel auf 32 Bildpunkte festgelegt, wie in Fig. 8 gezeigt, und ferner wird in dem großen Fenster W zwischen den beiden Vertikallinien L&sub1; und L&sub2; auf der Basis der Vertikalpositionen CP&sub1; und CP&sub2; längs der beiden benachbarten Vertikallinien ein kleines Fenster S festgelegt. Ferner werden innerhalb des kleinen Fensters S mehrere Vertikallinien SLn in vorgegebenen Punktabständen festgelegt, und für jede der Vertikallinien SLn in dem kleinen Fenster S werden Trennlinienpunkte CPn berechnet. Bei der Festlegung des kleinen Fensters S wird die Breite in vertikaler Richtung Y bzw, die Höhe des Fensters so festgelegt, daß es sich von einer Vertikalposition, die n Bildpunkte über dem höheren Trennlinienpunkt CP der beiden benachbarten Vertikallinien L liegt, bis zu einer Vertikalposition erstreckt, die n Bildpunkte unter dem unteren Trennlinienpunkt CP der beiden benachbarten Vertikallinien L liegt. Wenn zum Beispiel in Fig. 9 der Trennlinienpunkt auf der Vertikallinie L&sub1; im großen Fenster W der Punkt CP&sub1; und derjenige auf der L&sub1; benachbarten Vertikallinie L&sub2; der Punkt CP&sub2; ist, dann wird die vertikale Breite bzw, die Höhe des kleinen Fensters S von einem Punkt P, der in vertikaler Richtung n Bildpunkte unter dem unteren Trennlinienpunkt CP&sub1; liegt, bis zu einem Punkt Q, der in vertikaler Richtung n Bildpunkte über dem oberen Trennlinienpunkt CP&sub2; liegt, festgelegt. Ferner werden eine vorgegebene Anzahl von Vertikallinien SL&sub1;, SL&sub2; und SL&sub3; innerhalb des kleinen Fensters S festgelegt und auf die gleiche Weise wie im großen Fenster W wird jeder Trennlinienpunkt CP1a, CP2a und CP3a berechnet.
Durch die obenerwähnte Bildsignalverarbeitung kann man, wie in Fig. 10 gezeigt, eine Anzahl von Trennlinienpunkten in relativ kleinem Abstand erhalten; wegen der verhältnismäßig großen Streuung der berechneten Trennlinienpunkte ist eine Glättungs- oder Mittelungsverarbeitung erforderlich. Wie in Fig. 10 und 11 gezeigt, werden eine vorgegebene Anzahl von Punkten (z. B. m Punkte) in horizontaler Richtung so zu einer Gruppe zusammengefaßt, daß die Hälfte davon (m/2 Punkte) einander überlappen, und auf der Basis der Trennlinienpunkte CP für jede Gruppe wird (im Schritt S6) nach der Methode der kleinsten Quadrate eine Näherungslinie AL berechnet. Da jedoch die berechneten Näherungslinien AL keine stetig zusammenhängende Linie bilden, ist außerdem (im Schritt S7) der folgende Prozeß erforderlich. Das heißt, wenn bei einer Näherungslinie AL&sub1; und einer weiteren, AL&sub1; überlappenden Näherungslinie AL&sub2;, wie in Fig. 12 gezeigt, der Anfangspunkt der Näherungslinie AL&sub2; in horizontaler Richtung als Ursprungspunkt der Koordinatenachse x angenommen wird, dann läßt sich die Ordinate yp. bei der die beiden Näherungslinien AL&sub1; und AL&sub2; stetig miteinander verbunden sind, wie folgt berechnen:
yp = (m/2 - x) y&sub1; + xy&sub2;/m/2,
wobei y&sub1; die Ordinate der Näherungslinie AL&sub1; bei der Abszisse x in einem horizontalen Bereich von m/2 Punkten und y&sub2; die Ordinate der Näherungslinie AL&sub2; bei der gleichen Abszisse x bezeichnen.
Bei der Ausführung der obenerwähnten Glättungsrechnung für jeden Bereich von m/2 Bildpunkten kann man eine Trennlinie (Lichtintensitätsgrenzlinie) CL als geglättete, stetige Linie erhalten, wie in Fig. 10 durch eine Strich-Punkt-Punkt-Linie dargestellt.
Je nach dem Beleuchtungsstärke-Verteilungsbild der Scheinwerfer 2a und 2b gibt es bestimmte Fälle, in denen es schwierig ist, die Trennlinie CL in der Nähe eines Schnittpunkts zwischen der horizontalen Trennlinie CL&sub1; und der geneigten Trennlinie CL&sub2; zu bestimmen, der in der Nähe des Punktes M maximaler Lichtintensität liegt, wie in Fig. 2 gezeigt. Um dieses Problem zu lösen, ermittelt die Steuereinrichtung parallel zur Ausführung der obenerwähnten Schritte von S2 bis S7 eine Bildposition des Punktes maximaler Lichtintensität, und im Bereich nahe dem Punkt M maximaler Lichtintensität werden fiktive oder Hilfstrennlinien HL&sub1; und HL&sub2; bestimmt. Genauer gesagt, nachdem die Steuereinrichtung (im Schritt S1) Bilddaten in der Bildspeichereinheit 23 oder 24 abgelegt hat, werden (im Schritt S12) die Bildsignale auf der Basis eines vorgegebenen Schwellwerts in binärer Form quantisiert oder digitalisiert. Die Steuereinrichtung berechnet auf der Basis der binären Bilddaten (im Schritt S13) einen Schwerpunkt der geschlossenen Kurve N gleicher Beleuchtungsstärke und legt den berechneten Schwerpunkt als Punkt M maximaler Lichtintensität fest (im Schritt S14). Ferner nimmt die Steuereinrichtung an, daß der Schnittpunkt E zwischen der horizontalen und der geneigten Linie CL&sub1; und CL&sub2; auf einer Vertikallinie liegt, die gegen den Punkt M maximaler Lichtintensität um D Bildpunkte in horizontaler Richtung (X) verschoben ist, und ignoriert die Trennlinien CL innerhalb von Bereichen, die durch Addition bzw. Subtraktion von C Bildpunkten zu bzw. von einer Vertikallinie LD bestimmt werden, die in einem Abstand von D Bildpunkten vom Punkt M liegt. Das heißt, vom äußersten rechten Endpunkt F der horizontalen Trennlinie CL&sub1; aus wird eine horizontale Linie HL&sub1; gezogen, um einen Schnittpunkt E zwischen der horizontalen Linie HL&sub1; und der Vertikallinie LD zu bestimmen. Schließlich erhält man die geneigte Linie HL&sub2; durch Verlängern der geneigten Trennlinie CL&sub2; über ihren äußersten linken Endpunkt G zum Punkt E, so daß man, wie in Fig. 2 gezeigt, eine fiktive oder Hilfstrennlinie HL erhalten kann.
Auf der Basis der obenerwähnten Bilddatenverarbeitung werden (im Schritt S8) Trennlinienpositionen längs jeder Vertikallinie bestimmt, und die Steuereinrichtung zeigt (im Schritt S9) den obenerwähnten Trennlinienstandardbereich K und die erhaltene Trennlinie HL auf dem Monitor TV an, wie in Fig. 2 dargestellt. Ferner wird (im Schritt S5) der Punkt M maximaler Lichtintensität auf der Basis des im Schritt S14 ermittelten Punktes durch das Zeichen + auf dem Monitor TV 7 angezeigt, wie in Fig. 2 abgebildet.
Danach vergleicht (im Schritt S10) der Arbeiter die so ermittelte Trennlinie CL der Scheinwerfer mit dem Trennlinienstandardbereich K in dieser Stellung, um zu kontrollieren, ob die Abblendstellung akzeptierbar ist oder nicht, und zeigt die Kontrollergebnisse auf dem Monitor TV 7 an (im Schritt S11).
In der Praxis wird die Justierung des Scheinwerfers so ausgeführt, daß die Trennlinie CL in den Trennlinienstandardbereich K gebracht wird, wenn der Arbeiter unter gleichzeitiger Beobachtung des Monitors TV 7 Justierschrauben dreht, oder wenn ein Roboter zur Justierung von optischen Achsen als Antwort auf die gemäß der obigen Beschreibung verarbeiteten Videosignale in einer Regelungsoperation mit Rückführung die Justierschrauben dreht.
Da bei der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, die Trennlinie (Lichtintensitätsgrenzlinie) mit hoher Geschwindigkeit aus dem auf den Schirm 3 projizierten Lichtintensitätsverteilungsbild durch Bildsignalverarbeitung ermittelt werden kann, ist es durch Erfassung jeder Trennlinie CL bei jeder Fahrzeugprüfung möglich, die Justierung der optischen Achsen der Scheinwerfer 2a und 2b genau auszuführen.
Da bei dem Verfahren zur Justierung der optischen Achsen der Scheinwerfer, wie oben beschrieben, die Lichtintensitätsgrenzpunkte entlang mehreren Vertikallinien in vorgegebenen horizontalen Pixelabständen auf der Basis aktualisierter Videobilder ermittelt und ferner die Grenzlinie durch Verbinden der jeweiligen Lichtintensitätsgrenzpunkte bestimmt werden kann, ist es möglich, die Bildverarbeitungsgeschwindigkeit und die Zuverlässigkeit der Justierung der optischen Achsen zu verbessern.

Claims

1. Verfahren zum Justieren der optischen Achsen von Kraftfahrzeugscheinwerfern, so daß eine Lichtintensitätsgrenze eines von den Scheinwerfern ausgehenden Abblendlichts innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, mit den Schritten:

(a) Projizieren des Abblendlichts auf einen Schirm;

(b) Messen der Lichtintensität auf dem Schirm;

(c) Berechnung einer Gesamtsumme (T) der gemessenen Lichtintensität eines Bezugsbildelements (A) und einiger angrenzender Bildelemente;

(d) wiederholte Berechnung der Gesamtsummen (T) der gemessenen Lichtintensität längs einer Vertikallinie (L);

(e) Berechnung einer Differenz (ΔT) der Gesamtsummen der Lichtintensität zwischen zwei benachbarten Bezugsbildelementen längs der Vertikallinie;

(f) Vergleich der berechneten Differenz zwischen Lichtintensitäts- Gesamtsummen mit einem vorgegebenen Wert;

(g) wenn die berechnete Differenz den vorgegebenen Wert übersteigt, Bestimmung des Bezugsbildelements mit der höheren Lichtintensität als Lichtintensitätsgrenzpunkt (CP);

(h) Wiederholung der obigen Schritte (b) bis (g) entlang anderen Vertikallinien, die in horizontaler Richtung in vorgegebenen Bildelement-Abständen angeordnet sind; und

(i) Bestimmung einer Lichtintensitätsgrenzlinie (CL) aus den berechneten Lichtintensitätsgrenzpunkten (CP).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die berechnete Lichtintensitätsgrenzlinie (CL) aus einer horizontalen Abblendlichtgrenzlinie (CL&sub1;) und einer mit der horizontalen Grenzlinie verbundenen geneigten Abblendlichtgrenzlinie (CL&sub2;) zusammensetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gesamtsumme der Lichtintensität wiederholt entlang jeder einzelnen von mehreren Vertikallinien (L&sub1;, L&sub2;, ...) berechnet wird, die innerhalb eines großen Fensters (W) in groben Bildelementabständen in horizontaler Richtung angeordnet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, das ferner die folgenden Schritte aufweist:

(a) Festlegen eines kleinen Fensters (S) zwischen den beiden benachbarten Vertikallinien (L&sub1;, L&sub2;), die in groben Bildelementabständen angeordnet sind, derart daß durch Addition und Subtraktion von n Bildelementen zu bzw. von dem entsprechenden berechneten Lichtintensitätsgrenzpunkt (CP&sub1;, CP&sub2;) auf den entsprechenden Grobintervall- Vertikallinien obere bzw, untere Positionen von Horizontallinien ermittelt werden;

(b) Bestimmung von Feinintervall-Vertikallinien (SL&sub1;, SL&sub2;) innerhalb des festgelegten kleinen Fensters;

(c) Ermitteln des jeweiligen Lichtintensitätsgrenzpunkts (CP1a, CP1b) auf jeder Feinintervall-Vertikallinie durch die gleichen Schritte wie in Anspruch 1; und

(d) Verbinden der auf den Feinintervall-Vertikallinien erhaltenen berechneten Lichtintensitätsgrenzpunkte.

5. Verfahren nach Anspruch 4, das ferner die folgenden Schritte aufweist;

(a) Unterteilen der Feinintervall-Vertikallinien in mehrere Gruppen, so daß eine vorgegebene Anzahl (m/2) von Bildelementen einander überlappen;

(b) Bestimmung der jeweiligen Näherungslinie für jede Teilgruppe nach der Methode der kleinsten Quadrate für Glättungsverfahren;

(c) Berechnung eines Verbindungspunktes (x, yp) zwischen der horizontalen und der geneigten Grenzlinie (CL&sub1; und CL&sub2;) auf der Basis zweier benachbarter Näherungslinien (AL&sub1; und AL&sub2;) nach der folgenden Gleichung;

yp = (m/2 - x) y&sub1; + xy&sub2;/m/2,

wobei m/2 die Anzahl der überlappten Bildelemente, y&sub1; die Ordinate der ersten Näherungslinie (AL&sub1;) bei der Abszisse x in einem horizontalen Bereich von m/2 Bildelementen; y&sub2; die Ordinate der zweiten Näherungslinie (AL&sub2;) bei der gleichen Abszisse x bezeichnen und yp eine Ordinatenlage des Verbindungspunktes bezeichnet, unter der Voraussetzung, daß der Anfangspunkt (0) der zweiten Näherungslinie (AL&sub2;) in horizontaler Richtung mit dem Ursprungspunkt der Koordinatenachse x zusammenfällt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner die folgenden Schritte aufweist:

(a) Bestimmung eines Punktes (M) maximaler Lichtintensität;

(b) Ignorieren der horizontalen und der geneigten Abblendlichtgrenzlinien (CL&sub1;, CL&sub2;) innerhalb eines Bereichs, der durch Addition bzw. Subtraktion einer vorgegebenen Anzahl (C) von Bildelementen zu bzw. von einem Punkt (E), der in horizontaler Richtung des Bildschirms im Abstand von D Bildelementen von dem erhaltenen Punkt (M) maximaler Lichtintensität liegt; und

(c) Verlängern der horizontalen bzw. geneigten Grenzlinien (CL&sub1;, CL&sub2;) durch horizontale bzw. geneigte Hilfslinien (HL&sub1;, HL&sub2;) um den Punkt (E) als Verbindungspunkt zu bestimmen.