JP3302078B2 - Inspection method of windshield of automobile - Google Patents

Inspection method of windshield of automobile

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JP3302078B2
JP3302078B2 JP05001493A JP5001493A JP3302078B2 JP 3302078 B2 JP3302078 B2 JP 3302078B2 JP 05001493 A JP05001493 A JP 05001493A JP 5001493 A JP5001493 A JP 5001493A JP 3302078 B2 JP3302078 B2 JP 3302078B2
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    • G01N2021/9586Windscreens

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のウインドシー
ルド(すなわち、フロントガラス)を通して物体を観測
したときの透視像の光学的歪(以下、「透視歪」とい
う)をシミュレーションして、この透視歪を検査するこ
とにより自動車のウインドシールドを検査する方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention is, wind Sea of motor vehicles
For simulating optical distortion of a perspective image (hereinafter referred to as “perspective distortion”) when an object is observed through a screen (that is, a windshield) and inspecting the perspective distortion to inspect a windshield of an automobile. About
Is what you do.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の自動車の外形のデザインは、空力
特性への配慮から複雑な3次元曲面を取り入れるように
なって来ており、このために、自動車に備え付けられる
ウインドシールドなどのガラスの形状も曲面化が進んで
いる。しかし、ガラスの成形技術の限界のために、曲面
化に対応してガラスの表面を平滑に保つことは困難であ
るから、運転者がウインドシールドを通して物体を見る
と、物体が歪んで見える場合がある。この現象を透視歪
現象といい、透視歪の大きさは、一般的に、ウインドシ
ールドなどの板状体上の各点について、横方向における
歪角度である横歪角度および縦方向における歪角度であ
る縦歪角度という2つの物理量で表すことができる。そ
して、図9に示すように、横歪角度は、板状体を通さず
に観測される水平線分ABと、板状体を通して観測され
る線分A′B′とのなす角度αで、縦歪角度は、板状体
を通さずに観測される垂直線分ACと、板状体を通して
観測される線分A′C′とのなす角度βでそれぞれ定義
される。
2. Description of the Related Art Recently, the design of the outer shape of an automobile has been to adopt a complicated three-dimensional curved surface in consideration of aerodynamic characteristics. For this reason, the shape of a glass such as a windshield provided in the automobile is required. Are also being curved. However, due to the limitations of glass forming technology, it is difficult to keep the glass surface smooth in response to the curved surface, so when the driver looks at the object through the windshield, the object may appear distorted. is there. This phenomenon is referred to as a perspective distortion phenomenon, and the magnitude of the perspective distortion is generally defined as a lateral distortion angle, which is a lateral distortion angle, and a vertical distortion angle, for each point on a plate-like body such as a windshield. It can be represented by two physical quantities, a certain longitudinal distortion angle. Then, as shown in FIG. 9, the transverse distortion angle is the angle α formed between the horizontal line segment AB observed without passing through the plate-shaped body and the line segment A′B ′ observed through the plate-shaped body, and The distortion angle is defined by an angle β formed between a vertical line segment AC observed without passing through the plate-shaped body and a line segment A′C ′ observed through the plate-shaped body.

【0003】自動車のウインドシールドについて実際に
検出される歪角度と官能評価とを組み合わせることによ
り、人間が透視歪を感じ始めるしきい値歪角度を定める
ことについて、牧口氏などが研究を行っている(「自動
車用ウインドシールドガラス透視歪の解析」、日科技連
第15回多変量解析シンポジウム、1991年11
月)。それによると、JIS規格で定められた自動車の
アイポイントからウインドシールド1を観察したときの
いわゆる観察ゾーンG1〜G4(図10参照)の違いに
よって、しきい値歪角度が異なることが判明した。ま
た、各観察ゾーンG1〜G4でのしきい値歪角度は、横
歪角度を横軸に、縦歪角度を縦軸にとると、図11に示
すような直線(判別関数)で近似的に表されることも明
らかになった。したがって、この判別関数を利用するこ
とにより、ウインドシールド1のほぼ全面の領域を構成
する複数の小領域のそれぞれを通しての縦および横歪角
度を検出することのみで、人間が感知可能な透視歪がウ
インドシールド1に生じているか否かを評価することが
可能となる。
Makiguchi et al. Have been studying how to determine the threshold distortion angle at which humans begin to see through distortion by combining the actually detected distortion angle and the sensory evaluation of the windshield of an automobile. ("Analysis of Perspective Distortion of Windshield Glass for Automobile", 15th Symposium on Multivariate Analysis by Nikkagiren, November 1991
Month). According to this, it was found that the threshold distortion angle was different due to the difference in the so-called observation zones G1 to G4 (see FIG. 10) when the windshield 1 was observed from the eye point of the vehicle defined by the JIS standard. When the horizontal distortion angle is set on the horizontal axis and the vertical distortion angle is set on the vertical axis in each of the observation zones G1 to G4, the threshold distortion angles are approximately represented by a straight line (discrimination function) as shown in FIG. It became clear that it was expressed. Therefore, by using this discriminant function, the perspective distortion that can be sensed by humans can be reduced by detecting the vertical and horizontal distortion angles through each of the plurality of small regions that constitute the substantially entire region of the windshield 1. It is possible to evaluate whether or not the windshield 1 is generated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】なお、牧口氏などは、
ウインドシールドなどの板状体の透視歪を検出するにあ
たり、図12に示すように、自動車2に実際にウインド
シールドを備え付けた状態でそのアイポイントEPに写
真機を保持し、自動車2の周囲に巡らせた直交格子状の
直線模様を有するパネル4を撮影することにより、歪角
度の検出を行っている。
[Problems to be solved by the present invention]
In detecting the perspective distortion of a plate-like body such as a windshield, as shown in FIG. 12, a camera is held at an eye point EP of the automobile 2 with the windshield actually mounted, and The distortion angle is detected by taking an image of the panel 4 having the orthogonal lattice-shaped linear pattern.

【0005】また、本発明者は、板状体の透視歪を短時
間で高精度に検出できるシステムを他の1人と共同で発
明し特許出願している(特願平4−141001号)。
このシステムでは、図13および図14に示すように、
水平方向に回動可能な載置台5にウインドシールド1を
取り付け、ウインドシールド1を水平方向に回動させつ
つ、多数のLED6が縦長に配されたLED板7中の直
角をなす3つのLED6からなるターゲットを、アイポ
イントEPに保持した首振り可能なCCDカメラ8で順
次撮像することによって、透視歪を検出するようにして
いる。この場合、多数のLED6は、図14の(A)に
示すように、適当な格子間隔で縦に2列、横に多数列配
されている。また、第1回目の撮像では、図14の
(B)における3個のLED(n,1)、(n,2)、
(n−1,1)のみが発光してこれら3個のLEDが撮
像され、第2回目の撮像では、図14の(B)における
3個のLED(n−1,1)、(n−1,2)、(n−
2,1)のみが発光してこれら3個のLEDが撮像され
る。そして、このような撮像がウインドシールド2のほ
ぼ全面にわたって順次行われる。また、このようにして
撮像された3個のLEDの座標位置を検出することによ
って、図9に示す横歪角度αおよび縦歪角度βがこれら
3個のLEDからなるターゲットに対応するウインドシ
ールド1の小領域毎にそれぞれ算出される。
The inventor of the present invention has jointly invented a system capable of detecting the perspective distortion of a plate-like body with high accuracy in a short time with another person and has applied for a patent (Japanese Patent Application No. 4-141001). .
In this system, as shown in FIGS. 13 and 14,
The windshield 1 is attached to the mounting table 5 which can be rotated in the horizontal direction, and while the windshield 1 is rotated in the horizontal direction, the three LEDs 6 at right angles in the LED plate 7 in which a large number of LEDs 6 are vertically arranged are arranged. This target is sequentially imaged by the swingable CCD camera 8 held at the eye point EP, thereby detecting perspective distortion. In this case, as shown in FIG. 14A, a large number of LEDs 6 are arranged in two rows vertically and a large number of rows horizontally at appropriate lattice intervals. In the first imaging, three LEDs (n, 1), (n, 2), and (3) in FIG.
Only (n−1, 1) emits light and these three LEDs are imaged. In the second imaging, the three LEDs (n−1, 1), (n−1) in FIG. 1,2), (n-
Only 2 and 1) emit light, and these three LEDs are imaged. Then, such imaging is sequentially performed over substantially the entire surface of the windshield 2. Further, by detecting the coordinate positions of the three LEDs imaged in this way, the windshield 1 corresponding to the target composed of these three LEDs can be changed in the horizontal distortion angle α and the vertical distortion angle β shown in FIG. Is calculated for each small area.

【0006】しかし、このシステムの場合や上述の牧口
氏などの透視歪検出方法の場合は、いずれも、実際にウ
インドシールドを通して物体を観測して透視歪を検出す
るようにしている。このために、しきい値歪角度を超え
る透視歪を発見したときには、ウインドシールドの形状
を再設計して加熱曲げ型を作り直すか、あるいは、加熱
曲げ型を部分的に修正する必要がある。したがって、加
熱曲げ型の製作に長時間を要しかつ工程的にも無駄が生
じ易い。
However, in this system and in the case of the above-described perspective distortion detection method of Makiguchi, etc., the perspective distortion is detected by actually observing an object through a windshield. For this reason, when a perspective distortion exceeding the threshold distortion angle is found, it is necessary to redesign the shape of the windshield and recreate the heated bending die or to partially correct the heated bending die. Therefore, it takes a long time to manufacture the heating bending mold, and waste is likely to occur in the process.

【0007】なお、加熱曲げ型の製作を効率的に行うた
めに、ウインドシールドの設計図面を用いて光学的作図
法により透視歪を予測計算することが試みられている。
しかし、この方法では、光学的作図に多大の時間を必要
とするから、ウインドシールドの全面領域について透視
歪を予測計算することが困難であり、このために、実用
性に乏しい。
[0007] In order to efficiently manufacture a heating bending die, attempts have been made to predict and calculate perspective distortion by an optical drawing method using a design drawing of a windshield.
However, in this method, since a great deal of time is required for optical drawing, it is difficult to predict and calculate the perspective distortion over the entire area of the windshield, and therefore, the method is not practical.

【0008】本発明は、上述のような問題点に鑑みて、
実際に透視歪を検出することなくシミュレーション計算
を行うことによって、自動車のウインドシールドの透視
歪を短時間で高精度に検出し得る方法を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems,
It is an object of the present invention to provide a method capable of detecting a perspective distortion of a windshield of an automobile in a short time with high accuracy by performing a simulation calculation without actually detecting a perspective distortion.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、与えられた形状データから得られる自動
車のウインドシールドの3次元曲面の形状モデルを複数
の小領域に分け、これら複数の小領域について透視歪を
それぞれシミュレーションして、この透視歪を検査する
ことにより上記ウインドシールドを検査する方法におい
て、与えられた形状データから上記ウインドシールド
3次元曲面の形状モデルを得る段階と、少なくとも3つ
の仮想点を有するターゲットを複数備える仮想平面を、
上記形状モデルに対する観測基準点としてのアイポイン
の反対側に得る段階と、上記少なくとも3つの仮想点
のそれぞれから上記アイポイントの方向に向かう仮想光
線が上記形状モデルの一方の面および他方の面で屈折し
た後に進行する方向を表す少なくとも3本の直線と、上
記仮想平面との少なくとも3つの交点を得る段階と、同
一のターゲットを構成している上記少なくとも3つの
想点とこれら少なくとも3つの仮想点についての上記
なくとも3つの交点とから、このターゲットに対応する
上記形状モデルの小領域のそれぞれについての歪角度を
計算する段階とを備えていることを特徴とする自動車の
ウインドシールドの検査方法に係るものでる。
Means for Solving the Problems The present invention is automatic in order to achieve the above object, obtained from the given geometry data
In the method for inspecting the windshield by dividing the shape model of the three-dimensional curved surface of the windshield of the car into a plurality of small areas, simulating the perspective distortion for each of the plurality of small areas, and inspecting the perspective distortion, Obtaining a shape model of the three-dimensional curved surface of the windshield from given shape data, and a virtual plane including a plurality of targets having at least three virtual points;
Ipoin as an observation reference point for the above shape model
A step of obtaining on the opposite side of the bets, at least 3 representing a direction in which said at least three virtual rays toward the direction of the eye point from each virtual point proceeds after being refracted by one side and the other side of the geometric model and the straight line of the present, the small for at least three and obtaining a point of intersection, the constitute the same target at least three temporary <br/> virtual point and the at least three virtual points between the virtual plane
Calculating a distortion angle for each of the small regions of the shape model corresponding to the target from at least three intersections .
It is related to the windshield inspection method.

【0010】また、本発明においては、自動車のウイン
ドシールドの透視歪の評価を容易に行い得るようにする
ために、上記小領域のそれぞれについての上記歪角度を
表示する段階をさらに備えているのが好ましい。
[0010] In the present invention, the vehicle wins
It is preferable that the method further includes a step of displaying the distortion angle of each of the small regions so that the perspective distortion of the shield can be easily evaluated .

【0011】[0011]

【作用】本発明によれば、自動車のウインドシールド
実際に製造するのに用いる加熱曲げ型などの型を製作す
る前に、運転者から見た上記ウインドシールドの透視歪
を短時間で高精度に検出することができるから、型を作
り直すなどの無駄な工程を省くことができる。
According to the present invention, before manufacturing a mold such as a heating bending mold used for actually manufacturing a windshield of an automobile, the perspective distortion of the windshield as seen by a driver can be accurately determined in a short time. Can be eliminated, so that useless steps such as re-forming the mold can be omitted.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例による自動車のウイ
ンドシールドの検査方法について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for inspecting an automobile windshield according to one embodiment of the present invention will be described below.

【0013】図1は、本実施例による自動車のウインド
シールドの検査方法の流れ図であり、図2は、本実施例
の方法を実施するための検査システムの概略を示したも
のであり、図3は、本実施例におけるウインドシールド
の形状モデル、アイポイントおよび仮想平面の位置関係
を示したものである。
FIG. 1 shows a window of an automobile according to this embodiment.
FIG. 2 is a flow chart of a method of inspecting a shield , FIG. 2 schematically shows an inspection system for implementing the method of the present embodiment, and FIG. And the positional relationship between the virtual plane and the virtual plane.

【0014】図1および図2に示すように、本実施例に
よる自動車のウインドシールドの検査方法においては、
まず、ウインドシールドの形状データ(ステップS1ま
たはS2)からその3次元曲面の形状モデルが生成され
る(ステップS3)。この形状データは、図1および図
2に示すように、ウインドシールドをCADシステムで
設計した場合には形状設計段階におけるデータ(ステッ
プS1)を書き込んだ磁気テープなどから磁気再生装置
11によってコンピュータ12に入力するか、あるい
は、設計図面13(ステップS2)をディジタイザ14
でプロットすることによりコンピュータ12に入力する
かすればよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the method of inspecting a windshield of an automobile according to the present embodiment,
First, a shape model of the three-dimensional curved surface is generated from the shape data (step S1 or S2) of the windshield (step S3). As shown in FIGS. 1 and 2, when the windshield is designed by the CAD system, the shape data is transmitted to the computer 12 by the magnetic reproducing device 11 from a magnetic tape or the like on which the data (step S1) in the shape design stage is written. Input or input the design drawing 13 (step S2) to the digitizer 14
May be input to the computer 12 by plotting.

【0015】生成された形状モデル10は、図3に示す
ように、内表面SU1と外表面SU2とからなり、これ
らの内表面SU1および外表面SU2の形状モデル10
は、それぞれ、パッチ(面素)10の集合体として表現
される。そして、各パッチは、たとえば、クーンズ(Co
ons )曲面、ベジエ(Bezier)曲面またはBスプライン
曲面などで数学的に表現することができる。
As shown in FIG. 3, the generated shape model 10 includes an inner surface SU1 and an outer surface SU2, and the shape model 10 of the inner surface SU1 and the outer surface SU2.
Are represented as an aggregate of patches (surface elements) 10, respectively. And each patch, for example, Coons (Co
ons) It can be mathematically represented by a curved surface, a Bezier surface, or a B-spline surface.

【0016】図4には、ウインドシールド1の3次元曲
面の形状モデル10のモデリング処理の流れが示されて
いる。この図4において、まず、図5の(A)および
(B)に示すようなマイラー図と称されているウインド
シールド1の平面図および側面図上の多数の点P1、P
2、P3‥‥の3次元座標データをディジタイザ14な
どで指示してコンピュータ12に入力する(ステップS
11)。次に、点列を通る格子状の3次元スプライン曲
線を生成する(ステップS12)。次に、スプライン曲
線を境界として曲面を四辺形パッチに分割し、パッチの
各辺に沿ったパラメータu、vによって表現されるクー
ンズ面のような双3次パラメトリック曲面を生成する
(ステップS13)。この曲面をウインドシールド1の
内表面SU1の形状モデルとし、次に、板厚分だけオフ
セットした外表面SU2の形状モデルを生成する(ステ
ップS14)。最終的な形状モデル10は、これら内表
面SU1および外表面SU2の形状モデルをあわせたも
のからなっている。
FIG. 4 shows a flow of a modeling process of the shape model 10 of the three-dimensional curved surface of the windshield 1. In FIG. 4, first, a number of points P1, P on a plan view and a side view of a windshield 1 called a Mylar diagram as shown in FIGS. 5A and 5B.
2. The three-dimensional coordinate data of P3 ‥‥ is designated by the digitizer 14 or the like and input to the computer 12 (step S
11). Next, a lattice-shaped three-dimensional spline curve passing through the point sequence is generated (step S12). Next, the surface is divided into quadrilateral patches with the spline curve as a boundary, and a bicubic parametric surface such as a Coons surface represented by parameters u and v along each side of the patch is generated (step S13). This curved surface is used as a shape model of the inner surface SU1 of the windshield 1, and then a shape model of the outer surface SU2 offset by the plate thickness is generated (step S14). The final shape model 10 is formed by combining the shape models of the inner surface SU1 and the outer surface SU2.

【0017】コンピュータ12は、図1〜図3に示すよ
うに、入力された形状データに基づいてウインドシール
ド1の形状モデル10を生成した後、形状モデルの位置
に即した位置に観測基準点であるアイポイントEPを定
める(ステップS4)。この場合、形状モデルについて
のデータ(板厚などのガラスの仕様)だけでなく、ヒッ
プポイント(運転者のヒップの位置)やトルソーアング
ル(座席の傾き角度)なども必要に応じて考慮される。
さらに、コンピュータ12は、形状モデルに対するアイ
ポイントEPの反対側(すなわち、形状モデルの外表面
側)に仮想平面21を生成する(ステップS5)。この
仮想平面21は、形状モデル10から適度に離れた位置
に形状モデル10とほぼ平行になるように生成される。
また、仮想平面21は、ほぼ直角をなす3つの仮想点P
O、POa、PObからなるターゲット22(図14の
(B)におけるターゲットに相当する)をアイポイント
EP側に多数(後述の小領域の数と同数)備えている。
さらに、ターゲット22は、アイポイントEPから形状
モデル10を通して仮想平面21を観察したときに、形
状モデル10の表面を上記パッチよりもさらに細かく
(例えば、500〜5,000個に)分割した領域(以
下、「小領域」という)23のそれぞれに1つのターゲ
ット22が観測されるように、仮想平面21に配置され
る。
As shown in FIGS. 1 to 3, the computer 12 generates a shape model 10 of the windshield 1 based on the input shape data, and then places the observation model at a position corresponding to the position of the shape model. An eye point EP is determined (step S4). In this case, not only the data on the shape model (glass specifications such as plate thickness), but also the hip point (the position of the driver's hip) and the torso angle (the tilt angle of the seat) are considered as necessary.
Further, the computer 12 generates a virtual plane 21 on the opposite side of the eye point EP with respect to the shape model (that is, on the outer surface side of the shape model) (step S5). The virtual plane 21 is generated at a position appropriately distant from the shape model 10 so as to be substantially parallel to the shape model 10.
In addition, the virtual plane 21 is formed by three virtual points P substantially at right angles.
A number of targets 22 (corresponding to the targets in FIG. 14B) composed of O, POa, and POb are provided on the eye point EP side (the same number as the number of small regions described later).
Furthermore, when the virtual plane 21 is observed from the eye point EP through the shape model 10, the target 22 divides the surface of the shape model 10 more finely (for example, into 500 to 5,000 pieces) than the patch ( (Hereinafter referred to as “small region”) 23 are arranged on the virtual plane 21 such that one target 22 is observed.

【0018】次に、コンピュータ12は、形状モデル1
0、アイポイントEPおよび仮想平面21を用いて、透
視歪角度を求めるための計算を行う。この計算手順とし
ては、まず、あるターゲット22を構成する3つの仮想
点PO、POa、PObのそれぞれからアイポイントE
Pの方向に向かう仮想光線が形状モデル10の外表面S
U2および内表面SU1で屈折した後に進行する方向を
表す直線と、仮想平面21との交点が求められる(ステ
ップS6)。この交点の位置は、近似的に、仮想点P
O、POa、PObが実際に観察される位置とみなすこ
とができる。そして、3つの仮想点PO、POa、PO
bとこれらの仮想点についての3つの上記交点とから、
これらの仮想点を構成しているターゲット22に対応す
る小領域23についての歪角度が計算される(ステップ
S7)。このような計算手順を繰り返すことによって多
数の小領域23についてそれぞれ得られた歪角度につい
てのデータは、グラフィックディスプレイ15、プリン
タ16、ハードコピー装置17によって歪角度分布図の
形式で表示される(ステップS8)。
Next, the computer 12 operates the shape model 1
Using 0, the eye point EP, and the virtual plane 21, a calculation for obtaining the perspective distortion angle is performed. As a calculation procedure, first, an eye point E is calculated from each of the three virtual points PO, POa, and POb that constitute a certain target 22.
The virtual ray heading in the direction of P is the outer surface S of the shape model 10.
The intersection between the virtual plane 21 and a straight line representing the direction of travel after refraction at U2 and the inner surface SU1 is determined (step S6). The position of this intersection is approximately the virtual point P
O, POa, and POb can be regarded as positions where they are actually observed. And three virtual points PO, POa, PO
From b and the three above intersections for these virtual points,
A distortion angle is calculated for the small region 23 corresponding to the target 22 forming these virtual points (step S7). By repeating such a calculation procedure, data on the distortion angle obtained for each of the many small areas 23 is displayed in the form of a distortion angle distribution diagram by the graphic display 15, the printer 16, and the hard copy device 17 (step). S8).

【0019】図6は、上記透視歪角度の計算の手順を示
すものであり、図7は、上記交点を求めるための手順を
より詳細に説明するための平面図である。透視歪角度の
計算には、原理的には、ウインドシールド1がある場合
とない場合とで屈折作用により光線の進行方向が変わる
ことを利用する。まず、仮想平面21上のあるターゲッ
ト22を構成するほぼ直角をなす3つの仮想点P0、P
0a、P0bのうちの1つの仮想点P0を計算開始点と
して設定する(ステップS21)。次に、仮想点P0か
らアイポイントEPの方向へ向かう仮想光線24の進行
方向のベクトルVK0を求める(ステップS22)。次
に、ベクトルVK0を通る直線と形状モデル10の外表
面SU2との交点P1を求め(ステップS23)、この
交点P1における形状モデル10の外表面SU2の法線
ベクトルVV1を求める(ステップS24)。
FIG. 6 shows the procedure for calculating the perspective distortion angle, and FIG. 7 is a plan view for explaining the procedure for finding the intersection in more detail. The calculation of the perspective distortion angle uses, in principle, the fact that the traveling direction of the light beam changes due to the refraction effect when the windshield 1 is provided or not. First, three substantially perpendicular virtual points P0, P0 constituting a certain target 22 on the virtual plane 21 are set.
One virtual point P0 of 0a and P0b is set as a calculation start point (step S21). Next, a vector VK0 in the traveling direction of the virtual ray 24 from the virtual point P0 toward the eye point EP is obtained (step S22). Next, an intersection P1 between the straight line passing through the vector VK0 and the outer surface SU2 of the shape model 10 is determined (step S23), and a normal vector VV1 of the outer surface SU2 of the shape model 10 at the intersection P1 is determined (step S24).

【0020】さらに、上記ベクトルVK0とベクトルV
V1とから屈折の法則にしたがって仮想光線が形状モデ
ル10の外表面SU2で屈折した後の進路を表すベクト
ルVK1を求める(ステップS25)。すなわち、仮想
点P0からの仮想光線24の外表面SU2への入射角度
(法線に対するもの)をi、仮想光線24の外表面SU
での屈折角度(法線に対するもの)をr、ウインドシ
ールドの空気に対する屈折率をnとすると、sin i/si
n r=nが成り立つので、ベクトルVK0、ベクトルV
V1および既知である屈折率nから屈折角度を求めるこ
とができ、これからベクトルVK1を得ることができ
る。
Further, the vector VK0 and the vector VK
From V1, a vector VK1 representing the path after the virtual ray is refracted on the outer surface SU2 of the shape model 10 according to the law of refraction is determined (step S25). That is, the angle of incidence of the virtual ray 24 from the virtual point P0 on the outer surface SU2 (with respect to the normal) is i, and the outer surface SU of the virtual ray 24 is
Assuming that the angle of refraction at 2 (with respect to the normal) is r and the refractive index of the windshield to air is n, sin i / si
Since n r = n holds, the vector VK0, the vector V
The refraction angle can be determined from V1 and the known refractive index n, from which the vector VK1 can be obtained.

【0021】次に、ベクトルVK1を通る直線と形状モ
デルの内表面SU1との交点P2を求め(ステップS2
6)、この交点P2における形状モデル10の内表面S
U1の法線ベクトルVV2を求める(ステップS2
7)。さらに、上記ベクトルVK1とベクトルVV2と
から上述の屈折の法則にしたがって仮想光線24が形状
モデル10の内表面SU1で屈折した後の進路を表すベ
クトルVK2を求める(ステップS28)。最後に、ベ
クトルVK2を通る直線と仮想平面21との交点P3を
求める(ステップS29)。この最終的に求められた交
点(仮想点)P3の位置は、近似的に、アイポイントE
Pから観察したときに仮想点P0が実際に観察される位
置とみなすことができる。
Next, the intersection P2 between the straight line passing through the vector VK1 and the inner surface SU1 of the shape model is determined (step S2).
6), the inner surface S of the shape model 10 at the intersection P2
A normal vector VV2 of U1 is obtained (step S2
7). Further, a vector VK2 representing the path after the virtual ray 24 has been refracted on the inner surface SU1 of the shape model 10 is obtained from the vector VK1 and the vector VV2 according to the above-described law of refraction (step S28). Finally, an intersection P3 between the straight line passing through the vector VK2 and the virtual plane 21 is obtained (step S29). The position of the finally obtained intersection (virtual point) P3 is approximately the eye point E
When observed from P, the virtual point P0 can be regarded as a position where the virtual point P0 is actually observed.

【0022】次いで、同一のターゲット22を構成する
他の仮想点P0aおよびP0bについても、ステップS
21〜S29を実行することにより、それぞれに対応す
る交点(仮想点)P3aおよびP3bを求める(ステッ
プS30)。これらのデータから、図9に示す歪角度の
定義にしたがって、上記3つの仮想点PO、POaおよ
びPObを有するターゲット22に対応する形状モデル
10の小領域23についての縦横それぞれの歪角度を計
算する(ステップS31)。この場合、縦横それぞれの
伸び率を計算することもできる。なお、図9において、
横伸び率は、水平線分ABに対する(線分A´B´−水
平線分AB)の比で、縦伸び率は、垂直線分ACに対す
る(線分A´C´−垂直線分AC)の比でそれぞれ定義
される。
Next, for the other virtual points P0a and P0b constituting the same target 22, step S
By executing 21 to S29, the corresponding intersection points (virtual points) P3a and P3b are obtained (step S30). From these data, the vertical and horizontal distortion angles of the small region 23 of the shape model 10 corresponding to the target 22 having the three virtual points PO, POa, and POb are calculated in accordance with the definition of the distortion angle shown in FIG. (Step S31). In this case, the elongation percentage in each of the vertical and horizontal directions can be calculated. In FIG. 9,
The lateral elongation is the ratio of (line A'B'-horizontal line AB) to the horizontal line AB, and the vertical elongation is the ratio of (line A'C'-vertical line AC) to the vertical line AC. Is defined respectively.

【0023】さらに、他のターゲット22についてもス
テップS21〜S31を実行することによって、それら
のターゲット22に対応する小領域23についての縦横
それぞれの歪角度を計算する(ステップS32)。以上
の動作を繰り返すことによって、形状モデル10のほぼ
全面領域についての歪角度を求めることができる。
Further, by executing steps S21 to S31 for the other targets 22, the vertical and horizontal distortion angles of the small region 23 corresponding to those targets 22 are calculated (step S32). By repeating the above operation, it is possible to obtain the distortion angle for almost the entire area of the shape model 10.

【0024】得られた歪角度についてのデータは、ファ
イルに記録されると共に、ウインドシールド1全体の歪
角度の分布が一目で把握できるようにするために、図8
に示すように、横歪角度または縦歪角度の大きさを適当
な範囲で区切って色分けした歪角度分布図としてディス
プレイ表示および/またはプリントアウトされる(ステ
ップS33)。なお、図8においては、色分け領域
1 、C2 ‥‥C11の順に歪角度が大きくなっている。
また、この表示においては、図11に示すような判別関
数を用いて、人間が感知し得る透視歪がウインドシール
ド1に生じているか否かを表すこともできる。さらに、
この表示において、図10に示すような観察ゾーンG1
〜G4を附加的に表示するようにすれば、人間が感知し
得る透視歪が生じているか否かをウインドシールド1の
各観察ゾーン毎に表すこともできる。
The obtained data on the distortion angle is recorded in a file, and the distribution of the distortion angle of the entire windshield 1 can be grasped at a glance in FIG.
As shown in (1), the magnitude of the horizontal distortion angle or the vertical distortion angle is divided into appropriate ranges and displayed on a display and / or printed as a color-coded distortion angle distribution map (step S33). In FIG. 8, the distortion angle increases in the order of the color-coded areas C 1 and C 2 ‥‥ C 11 .
Also, in this display, it is possible to indicate whether or not a perspective distortion that can be sensed by a human is generated in the windshield 1 by using a discriminant function as shown in FIG. further,
In this display, the observation zone G1 as shown in FIG.
If G4 is additionally displayed, it is possible to indicate for each observation zone of the windshield 1 whether or not there is a perspective distortion that can be sensed by a human.

【0025】以上に述べたように、本実施例において
は、自動車のウインドシールドに発生する透視歪をコン
ピュータを用いてシミュレーションすることによって検
出するようにしたから、ウインドシールドの透視歪角度
を迅速かつ容易に検出することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the perspective distortion generated in the windshield of the automobile is detected by simulating using a computer, so that the perspective distortion angle of the windshield can be quickly and quickly determined. It is possible to easily detect .

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は、上述のように、仮想平面上の
同一のターゲットを構成している少なくとも3つの仮想
点から自動車のウインドシールドの3次元曲面の形状モ
デルを 屈折透過してアイポイントの方向に向かう少なく
とも3本の仮想光線の方向を表す少なくとも3本の直線
と、上記仮想平面との少なくとも3つの交点を得てか
ら、上記少なくとも3つの仮想点と、これら少なくとも
3つの仮想点についての上記少なくとも3つの交点とか
ら、各ターゲットに対応する形状モデルの小領域のそれ
ぞれについての歪角度を計算するようにしている。この
ために、運転者から見た自動車のウインドシールドの
視歪を比較的簡単なシミュレーションにより求めて、こ
の透視歪を検査することにより上記ウインドシールド
検査するようにしたから、運転者から見た自動車のウイ
ンドシールドの透視歪を短時間で高精度に検出すること
ができて、この透視歪を検査するようにした上記ウイン
ドシールドの検査を短時間で高精度に行うことができ
る。また、設計段階(すなわち、実際に加熱曲げ型など
の型を製造する前)の自動車のウインドシールドをシミ
ュレーション対象とすることができるから、実際に修正
が必要な運転者から見た透視歪が上記ウインドシールド
に発生することが判明した場合には、型をそれにあわせ
て製作でき、このために、自動車のウインドシールド
型を再製作するといった無駄を排除することができる。
したがって、運転者から見た透視歪について規格を満足
する自動車のウインドシールドの最終仕様を型の製作前
に決定することができるから、設計の自由度が増すと共
に、自動車のウインドシールドの形状の設計から型の製
作および自動車のウインドシールドの成形までの工程を
大幅に短縮して、製造コストを下げることができる。
According to the present invention, as described above,
At least three virtuals that make up the same target
From the point of view, the shape model of the three-dimensional curved surface of the windshield of the car
Refracting through Dell and going towards the eye point
At least three straight lines representing the directions of the three virtual rays
And at least three intersections with the virtual plane
The at least three virtual points and at least these
At least the three intersections for the three virtual points
From the small area of the shape model corresponding to each target,
The distortion angle for each is calculated. this
For, found through relatively simple simulation translucency <br/> Miibitsu automobile windshield viewed from the driver, it is so arranged to inspect the windshield by examining the perspective distortion, driving Of the car seen from the driver
The above-mentioned window , which is capable of detecting the perspective distortion of the shield in a short time and with high accuracy, and inspecting the perspective distortion.
The inspection of the shield can be performed in a short time and with high accuracy. In addition, since the windshield of an automobile at the design stage (ie, before actually manufacturing a mold such as a heating bending mold) can be a simulation target, the perspective distortion seen from the driver who actually needs to correct the above is If it is found to occur in the windshield , the mold can be tailored accordingly, thus eliminating the need to remanufacture the windshield mold of the vehicle .
Therefore, since the final specification of the windshield of the vehicle that satisfies the standard with respect to the perspective distortion seen by the driver can be determined before the production of the mold, the degree of freedom of design is increased, and the design of the shape of the windshield of the vehicle is increased. From the production of the mold to the molding of the windshield of the automobile can be greatly shortened, and the production cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例による自動車のウインドシー
ルドの検査方法の流れ図である。
FIG. 1 is a view of an automobile windsea according to one embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a field inspection method.

【図2】図1に示す方法を実施するための検査システム
の一例の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an example of an inspection system for performing the method shown in FIG. 1;

【図3】図1に示す方法におけるウインドシールドの形
状モデル、アイポイントおよび仮想平面の位置関係を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between a shape model of a windshield, an eye point, and a virtual plane in the method shown in FIG. 1;

【図4】図1に示す方法に用いられる形状モデルのモデ
リング処理の流れ図である。
FIG. 4 is a flowchart of a modeling process of a shape model used in the method shown in FIG. 1;

【図5】(A)は図4に示すモデリング処理に用いられ
るウインドシールドの平面図であり、(B)は同上の側
面図である。
5A is a plan view of a windshield used in the modeling process shown in FIG. 4, and FIG. 5B is a side view of the same.

【図6】図1に示す透視歪角度の計算の手順を示す流れ
図である。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for calculating a perspective distortion angle shown in FIG. 1;

【図7】図6に示す手順を説明するための形状モデル、
アイポイントおび仮想平面の位置関係を示す図である。
7 is a shape model for explaining the procedure shown in FIG. 6,
FIG. 4 is a diagram illustrating a positional relationship between an eye point and a virtual plane.

【図8】図6に示す手順を実行することによって得られ
る透視歪角度の分布を示すウインドシールドの正面図で
ある。
FIG. 8 is a front view of a windshield showing a distribution of perspective distortion angles obtained by executing the procedure shown in FIG. 6;

【図9】板状体の透視歪角度の定義を説明するための図
である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a definition of a perspective distortion angle of a plate-like body.

【図10】自動車のアイポイントから観察したときのウ
インドシールドの観察ゾーンの区別を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing distinction of observation zones of a windshield when observed from an eye point of a car.

【図11】図10に示す観察ゾーンごとの判別関数を示
すグラフである。
11 is a graph showing a discriminant function for each observation zone shown in FIG.

【図12】自動車のウインドシールドの透視歪を検出す
るための従来の方法の一例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a conventional method for detecting perspective distortion of a windshield of an automobile.

【図13】本発明者が他の1人と共同で発明した特願平
4−141001号における自動車のウインドシールド
の透視歪を検出するためのシステムを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a system for detecting perspective distortion of a windshield of an automobile in Japanese Patent Application No. 4-141001 invented jointly by the present inventors with another person.

【図14】(A)は図13に示すLED板の中間部分を
切り欠いた正面図であり、(B)はその部分的な拡大図
である。
14A is a front view of the LED plate shown in FIG. 13 with a middle portion cut away, and FIG. 14B is a partially enlarged view thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウインドシールド 10 形状モデル 12 コンピュータ 21 仮想平面 22 ターゲット 23 小領域 24 仮想光線 EP アイポイント SU1 内表面 SU2 外表面 Reference Signs List 1 windshield 10 shape model 12 computer 21 virtual plane 22 target 23 small area 24 virtual ray EP eye point SU1 inner surface SU2 outer surface

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】与えられた形状データから得られる自動車
のウインドシールドの3次元曲面の形状モデルを複数の
小領域に分け、これら複数の小領域について透視歪をそ
れぞれシミュレーションして、この透視歪を検査するこ
とにより上記ウインドシールドを検査する方法におい
て、 与えられた形状データから上記ウインドシールドの3次
元曲面の形状モデルを得る段階と、 少なくとも3つの仮想点を有するターゲットを複数備え
る仮想平面を、上記形状モデルに対する観測基準点とし
てのアイポイントの反対側に得る段階と、 上記少なくとも3つの仮想点のそれぞれから上記アイポ
イントの方向に向かう仮想光線が上記形状モデルの一方
の面および他方の面で屈折した後に進行する方向を表す
少なくとも3本の直線と、上記仮想平面との少なくとも
3つの交点を得る段階と、 同一のターゲットを構成している上記少なくとも3つの
仮想点と、これら少なくとも3つの仮想点についての上
少なくとも3つの交点とから、このターゲットに対応
する上記形状モデルの上記小領域のそれぞれについての
歪角度を計算する段階とを備えていることを特徴とする
自動車のウインドシールドの検査方法。
1. An automobile obtained from given shape data
Dividing the shape model of the three-dimensional curved surface of the windshield into a plurality of small areas, simulating the perspective distortion for each of the plurality of small areas, and inspecting the perspective distortion to inspect the windshield. and obtaining a geometric model of a three-dimensional curved surface of the windshield from the shape data that is, a plurality comprises virtual plane a target having at least three virtual point, the observation reference point for the shape model
A step of obtaining on the opposite side of the eye point of Te, the from each of said at least three virtual point Aipo
Represents the direction in which the virtual ray heading for the direction of the point travels after refraction on one and the other surface of the shape model
At least three straight lines and at least the virtual plane
Obtaining three intersections, and at least three of said at least three points making up the same target
Calculating, from a virtual point and the at least three intersections of the at least three virtual points, a distortion angle for each of the small regions of the shape model corresponding to the target. Feature
Inspection method of windshield of automobile .
【請求項2】上記小領域のそれぞれについての上記歪角
度を表示する段階をさらに備えていることを特徴とする
請求項1の方法。
2. The method of claim 1, further comprising the step of displaying the distortion angle for each of the sub-regions.
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