JP6606376B2 - 車両ランプの自動検査装置 - Google Patents

Description

本発明は自動車等の車両に装備されるランプを検査する装置に関し、特に車両に対して自動的に移動しながら車両のヘッドランプ（前照灯）を含むランプの配光を検査する自動検査装置に関するものである。

自動車に装備したランプの検査では、ランプによる光の照射特性、すなわち配光を検査する工程がある。この配光検査では、ランプ配光の中心となるランプ光軸を認識し、このランプ光軸が車両車体に対してなす角度（エイミング角度）が適正であるか、また当該ランプ光軸に対して光の照射分布が適正であるか等を検査する。従来では、自動車の前方に所定距離だけ離してスクリーンを配設し、当該スクリーンにランプ光を照射することによって配光検査を行なっている。

このような配光検査では相応の検査スペースが必要となる。そこで、特許文献１のように可動式のランプテスターを自動車の前方直近位置に移動させ、自動車のヘッドランプ光を当該ランプテスターで受光させることによって配光検査を行なう技術が提案されている。これにより、検査スペースが縮小でき、かつ配光の自動検査も可能とされている。

特開２０１２−１２７９３０号公報

特許文献１の技術は自動車のヘッドランプの配光を検査する技術に限定されたものであるので、ランプテスターは自動車の前方領域においてのみ移動可能とされている。また、特許文献１の技術はランプテスターにおける検査手法は提案されているが、検査により得られた検査データの有効活用、例えば検査データを自動車の製造工程の各部署において有効活用するシステムを構築するには必ずしも十分であるとは言えない。

本発明の目的は、車両の種々のランプを自動 検査することが可能な汎用性の高い自動検査装置を提供するものである。また、本発明の他の目的は、車両のランプの検査データの有効活用を可能にした自動検査装置を提供するものである。

本発明は、車両に搭載された検査対象のランプの配光検査を含む検査を行なう検査ロボットで構成される自動検査装置であって、車両及びランプの情報に基づいて当該ランプに正対する位置まで車両の周囲を移動可能な自走手段と、ランプの検査を実行して検査データを取得する検査手段と、車両及びランプの情報を含む車両情報及び検査データを通信網を介して送受する通信手段を備える。

本発明において、自走手段は、車両又はランプを撮像した撮像信号に基づいて当該車両叉はランプを認識する対象認識手段と、当該認識した車両又はランプの認識データと通信手段を介して取得しあるいは入力された車両情報との比較に基づいてランプに正対する位置まで移動する移動制御手段を備える。

本発明において、検査手段は、例えば、車両のランプの照射光を受光する受光手段と、受光した光の配光特性を検査する配光演算手段を備える。また、通信手段を利用して車両との間で通信を行ってランプの点灯を制御する点灯制御手段を備えてもよい。例えば、複雑化されたランプ機能を切り替える点灯制御を行なうようにしてもよい。さらに、通信接続された検査対象のランプに設けられている配光調整手段を制御して配光調整を行うようにしてもよい。

本発明において、通信手段は、例えば、通信網を介して所定のサーバにアクセスでき、車両情報及び検査データを当該サーバに対してアップロード又はダウンロード可能な構成としてもよい。

本発明によれば、自走手段によって検査対象の車両のランプに正対する位置まで自動走行し、検査部はランプを点灯させた状態で当該ランプの配光を検査することができる。これにより、自動車に装備されている種々のランプの自動検査が可能な汎用性の高い検査装置が得られる。また、車両情報や検査データを通信部によって送受でき、当該検査データを外部部署と共有化し、検査データを利用した改善が可能になる。

検査ロボットによる自動検査の概念図。 検査ロボットの外観図。 検査ロボットの内部構成を示すブロック構成図。 自動検査の工程図。 検査の概念図。 配光パターンの検査手法を説明する配光パターン図。 配光パターンの検査手法を説明する他の例の配光パターン図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車のランプを検査するための自動検査装置に適用した概念図である。検査対象としての自動車ＣＡＲは、検査場に停車されており、その車体の前部に検査対象となるランプＬＭＰ、ここでは左右のヘッドランプＬ−ＨＬ，Ｒ−ＨＬが装備されている。また、図には表れないが、車体の後部にテールランプが装備されている。前記ヘッドランプＬ−ＨＬ，Ｒ−ＨＬにはクリアランスランプやターンシグナルランプが含まれる。また、前記テールランプにはストップランプやバックアップランプが含まれる。前記車体にはその他にターンシグナルランプが装備されている。本発明の自動検査装置はこれらランプＬＭＰの配光を検査するように構成されている。

前記自動車ＣＡＲの周囲には１ｍ幅程度の所要の検査スペースが確保されており、この検査スペースに自走式の検査ロボット１が配置されている。ここでは１台の検査ロボット１が配置されているが、必要に応じて複数台の検査ロボットを配置することができる。この検査ロボット１は前記検査スペース内を自由に走行でき、前記自動車ＣＡＲの前方位置から後方位置の周囲の任意の位置に移動することが可能とされている。そして、自動車ＣＡＲの前記ヘッドランプＬ−ＨＬ，Ｒ−ＨＬやテールランプに正対する位置まで移動した上で、これらのランプＬＭＰの配光検査を行なうことが可能とされている。

図２は前記検査ロボット１の外観斜視図である。この検査ロボット１は複数の走行輪１２を有するハウジング１１を備えており、このハウジング１１内に走行部２、配光検査部３、通信部４が内装されている。前記走行部２は検査ロボット１を検査対象の自動車ＣＡＲに対して所定位置に自走して移動位置させるものである。前記配光検査部３は自動車ＣＡＲのランプＬＭＰの配光特性を含む検査を実行する。前記通信部４は検査ロボット１を無線ＬＡＮ又は有線ＬＡＮを介して外部端末を備える他部署との間で構築される通信網に接続する。

図３は前記検査ロボット１の内部構成を説明するブロック構成図である。前記走行部２は、対象認識部２１と走行制御部２２を備えている。前記対象認識部２１は前記ハウジング１１の正面の上部に配置された撮像カメラ２３を備えており、この撮像カメラ２３は検査ロボット１の正面側の領域に存在する検査対象としての自動車ＣＡＲを撮像する。また、撮像した撮像信号を画像解析する画像解析部２４を備えており、撮像した自動車の外形状、ヘッドランプやテールランプのランプ位置、その他自動車の車体上の特徴を認識する。

前記走行制御部２２は、電気モータ等の駆動源の駆動力によって前記複数の走行輪１２の全部又は一部を回転駆動することが可能な駆動部２５と、この駆動部２５を制御するための制御部２６を備えている。この制御部２６は各駆動部２５の回転速度や回転方向を制御して走行輪１２の回転状態を制御することができ、これにより検査ロボット１は任意の方向に移動し、かつ移動先において任意の方向を向いて停車することが可能である。

前記配光検査部３は、自動車ＣＡＲのランプＬＭＰから出射される光を受光してその光度及びその分布状態を検出する受光部３１を備えている。この受光部３１は、例えば、半導体受光素子をマトリクス配置した受光装置、あるいは受光板で受光した光のパターンを撮像する半導体型撮像装置で構成されている。この実施形態では前者の受光装置を採用している。

前記配光検査部３は、さらに前記受光部３１で検出された光度の分布、すなわち配光パターンを検出する配光演算部３２を備えている。この配光演算部３２は、前記受光部３１で受光した配光パターンのパターン形状と光度分布を含む配光データを所要の手順で演算することにより求めることができる。また、後述するように検出した配光パターンが適正であるか否かを判定することも可能である。演算された配光データ及び検査結果等を含む検査データは内蔵メモリ等の記憶手段３３に記憶される。

この実施形態では、前記配光検査部３は点灯制御部３４を備えている。この点灯制御部３４は検査対象の自動車ＣＡＲに搭載されている後述する車両ＥＣＵ（電子制御ユニット）あるいはランプＥＣＵに対して通信接続可能であり、この通信接続を介して当該自動車ＣＡＲにおける検査対象のランプＬＭＰの点灯、消灯を制御することが可能とされている。

前記通信部４は無線通信部として構成されており、アンテナ４１と、図１に示した前記検査場の離れた位置に配設されている無線ＬＡＮ親機１００と無線接続される無線ＬＡＮ子機４２を備えている。前記無線ＬＡＮ親機１００は、インターネット等の通信網に接続されており、当該インターネットのサーバ１１０を介して検査場とは異なる位置の部署、特に検査場から離れた遠隔の部署１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ等との間でデータを送受し、あるいは共有することができる。これら遠隔の部署は、例えば自動車やランプの設計開発部署、ランプ組立部署、ランプの調整・修理部署であり、これらとの間でデータを送受し、かつデータを共有することが可能とされている。

前記無線部４は、直接にあるいは無線ＬＡＮ親機１００を介して検査対象の自動車ＣＡＲに対しても無線接続できるようになっている。自動車ＣＡＲに無線ＬＡＮ装置、あるいはインターネット装置が装備されている場合には、当該無線ＬＡＮ装置により直接的にデータを送受し、インターネット装置が装備されている場合にはインターネットを介してデータが送受される。このデータの送受により、前記した点灯制御部３４により自動車ＣＡＲのランプＬＭＰの点灯、消灯の制御が可能になる。

前記通信部４は、インターネットを介して、あるいは自動車ＣＡＲとの無線接続によって無線ＬＡＮ子機４２において検査対象の自動車ＣＡＲの車体形状情報、当該自動車に装備されているランプの形状情報及びその配設位置情報等を含む車両情報を取得する。この車両情報には、当該ランプのランプ光軸情報、配光パターン情報等も含まれる。さらに、通信部４は前記配光検査部３での検査で得られた検査データを前記無線ＬＡＮ子機４２から送信する機能も有する。

以上の構成の検査ロボット１による自動車ＣＡＲのランプＬＭＰの自動検査を説明する。図４は配光検査における概略工程図であり、ここでは自動車の左右のヘッドランプＬ−ＨＬ，Ｒ−ＨＬを検査する例を示している。この検査工程は、検査ロボットの位置設定工程Ｓ１、配光検査工程Ｓ２、検査データ処理工程Ｓ３で構成される。

前記位置設定工程Ｓ１では、検査ロボット１は走行部２により検査対象の自動車ＣＡＲの一方のヘッドランプと正対する位置に移動させる。例えば、最初に右ヘッドランプＲ−ＨＬの検査を行うとした場合、対象認識部２１の撮像カメラ２３において自動車ＣＡＲを撮像する。画像解析部２４は撮像した撮像信号に基づいて画像解析を行い、当該自動車ＣＡＲの外形、右ヘッドランプＲ−ＨＬの形状や位置等の車両認識データを取得する。

一方、走行制御部２２の制御部２６は、前記無線部４の無線ＬＡＮ子機４２を通して車両情報を取得する。この車両情報はインターネットのサーバ１１０から取得することができるが、作業者が手作業で検査ロボット１に入力させるようにしてもよい。あるいは、作業者の携帯端末から入力させるようにしてもよい。制御部２６はこの車両情報と、画像解析部２４から取得した車両認識データとを比較する。この比較により制御部２６では、検査ロボット１が右ヘッドランプＲ−ＨＬの正面に対して何れの方向及び位置に存在しているのかが認識できる。

制御部２６は、この認識に基づいて駆動部２５を制御し、走行輪１２を回転駆動することにより、検査ロボット１は右ヘッドランプＲ−ＨＬに正対する位置に移動される。例えば、制御部２６は、対象認識部２１で得られた車両認識データから自動車ＣＡＲ又は右ヘッドランプＲ−ＨＬの外形形状の全体又は一部を認識し、この認識した外形形状と入力された車両情報のうち自動車ＣＡＲ又は右ヘッドランプＲ−ＨＬの各対応する部位の形状を比較し、両者が一致する状態になるまで駆動部２５の制御を実行する。この制御により、検査ロボット１は走行輪１２によって自動車ＣＡＲの正面方向に向けて移動し、同時に自身の正面の向きを制御する。これにより、検査ロボット１は自動車ＣＡＲの正面側において所定距離、例えば１ｍの距離で右ヘッドランプＲ−ＨＬに正対する位置に設定される。

前記配光検査工程Ｓ２では、図５に検査時の概念構成を示すように、配光検査部３の点灯制御部３４は無線ＬＡＮ子機４２から自動車ＣＡＲに向けてランプの点灯信号を送信する。自動車ＣＡＲに搭載されている車両ＥＣＵ５あるいはランプＥＣＵ６は通信部７によって無線ＬＡＮあるいはインターネートを介して点灯信号を受信し、右ヘッドランプＲ−ＨＬを点灯させる。なお、前記車両ＥＣＵ５は自動車の各種制御を実行し、ランプＥＣＵ６はランプの点灯制御を実行するものであり、これらは既に知られている技術であるので、ここでは説明は省略する。

右ヘッドランプＲ−ＨＬが点灯されると、自動車ＣＡＲの前方に向けて照射された光は検査ロボット１の受光部３１に投射される。検査ロボット１の配光検査部３では受光部３１に投射された光の配光パターンを検出する。配光演算部３２はこの配光パターンから得られる光度信号を信号処理し、配光パターンのパターン形状と光度分布を含む配光検出データを求める。さらに、配光演算部３２は、無線部４を通して受信していた自動車ＣＡＲの車両情報に含まれる右ヘッドランプＲ−ＨＬの配光特性と、検出された配光検出データとを比較し、所定の演算に基づいて配光検査を実行する。

例えば、図６（ａ）は車両情報に基づく右ヘッドランプＲ−ＨＬの基準となる配光パターンＢＰである。図６（ｂ）は検査で得られた右ヘッドランプＲ−ＨＬの配光検出データの配光パターンＤＰである。配光演算部３２はこれらのパターンＢＰ，ＤＰが一致するか否かを検査する。また、得られた配光検査データの配光パターンＤＰの光度分布と光度中心が、基準となる配光パターンＢＰのランプ光度分布とランプ光軸と一致するか、あるいは所定の位置関係にあるか否かを検査する。この右ヘッドランプＲ−ＨＬについての配光検査が完了したときには、検査結果としての検査データを内蔵メモリ３３に記憶する。

この右ヘッドランプＲ−ＨＬの配光検査においては、無線ＬＡＮ子機４２を通して点灯制御部３４から自動車ＣＡＲに向けて点灯切替信号を送信することで、右ヘッドランプＲ−ＨＬをロービーム配光又はハイビーム配光に切り替えることが可能となる。したがって、ロービーム配光とハイビーム配光のいずれについても配光検査が可能になる。

さらに、オートレベリング装置やスイブル装置を備えるヘッドランプでは、同様にして点灯制御部３４から自動車ＣＡＲに向けてレベリング制御信号やスイブル制御信号を送信し、右ヘッドランプＲ−ＨＬをレベリング駆動あるいはスイブル駆動させるようにしてもよい。これにより、検査ロボットではレベリング駆動あるいはスイブル駆動されたときの右ヘッドランプＲ−ＨＬの配光を検査することも可能になる。

前記検査データ処理工程Ｓ３では、配光検査により得られた検査データを通信部４の無線ＬＡＮ子機４２から送信する。送信された検査データは、無線ＬＡＮ親機１００で受信され、インターネットを介して所定のサーバ１１０にアップロードされる。また、インターネットを介して接続されている他の部署では、このサーバ１１０にロードされた検査データをダウンロードすることによって瞬時に取得することができ、当該検査データに基づく対応が可能になる。例えば、研究開発部署では検査データに基づくランプ設計の修正が可能であり、自動車の組立部署では検査データに基づいてランプの組付作業での改善が可能になる。あるいは、ランプ調整・修理部署では、適切なランプ調整・修正を行なうことが可能になる。

また、検査データのうち、例えばランプ光軸のエイミングに関する検査データについては、通信部４の無線ＬＡＮ子機４２から直接自動車ＣＡＲの車両ＥＣＵ５やランプＥＣＵ６に送信してもよい。これらのＥＣＵ５，６は、検査データに基づいて右ヘッドランプＲ−ＨＬに装備されているモータ駆動型のエイミング装置を制御し、この制御によって右ヘッドランプＲ−ＨＬのランプ光軸を所定位置に修正することが可能になる。

この検査データ処理工程Ｓ３においては、図示は省略したが、検査ロボット１にモニターを装備しておき、検査データを当該モニターに表示させるようにしてもよい。あるいは、モニターは検査ロボット１とは別体に配設した上で無線ＬＡＮ親機１００に有線接続しておいて表示させるようにしてもよい。さらに、インターネット接続されている部署に配設したモニターに表示させることも可能である。モニターに表示を行なう場合には、検査データのみならず、異常を検査したときにはその原因や対処方法についても表示するようにしてもよい。

右ヘッドランプＲ−ＨＬの検査が終了し、ステップＳ４において左ヘッドランプＬ−ＨＬの検査が終了していないと判定されたときには、前記位置設定工程Ｓ１に戻り、検査ロボット１は右ヘッドランプのときと同様にして自動車の左ヘッドランプＬ−ＨＬに正対する位置に位置設定する。そして、配光検査工程Ｓ２において当該左ヘッドランプＬ−ＨＬについての配光検査を実行し、得られた検査データを内蔵メモリ３３に記憶する。さらに、記憶された検査データを検査データ処理工程Ｓ３において処理する。

ここで、図７（ａ）の左ヘッドランプＬ−ＨＬの配光と、図７（ｂ）の右ヘッドランプＲ−ＨＬの配光を合成して図７（ｃ）のように、目的となる所要のパターンを形成している場合には、左右のヘッドランプＬ−ＨＬ，Ｒ−ＨＬについての配光検査が実行された後に、配光検査された左右のヘッドランプＬ−ＨＬ，Ｒ−ＨＬの配光を検査データ上で合成することによって配光検査を行なうようにしてもよい。この例では、検査ロボットから自動車に対して所定の点灯制御信号を送信して左右のヘッドランプＬ−ＨＬ，Ｒ−ＨＬのロービーム配光ＢＰにそれぞれ当該ロービーム配光ＢＰのカットオフラインよりも上方の領域に左補助配光ＬＳと右補助配光ＲＳを形成して配光検査を実行する。その上で、これらの配光検査で得られた検査データを合成することにより、対向車が存在する領域を除く広い領域を照明するＡＤＢ配光の配光検査を実行する例を示している。

以上のように、この検査ロボットは、位置設定工程において検査対象の自動車を認識しながら当該自動車の検査対象のランプに正対する位置まで自動走行し、配光検査工程において当該ランプを点灯させた状態で配光を検査する。検査で得られた検査データは、検査データ処理工程において通信網を通して外部部署と共有化し、検査データを利用した改善が可能になる。

したがって、検査ロボットは検査対象としての自動車に対して任意の位置に自走できるので、自動車に装備されているヘッドランプ、テールランプ、バックアップランプ、ターンシグナルランプ等のランプ種類の違いにかかわらず全てのランプを検査することが可能であり、汎用性の高い検査装置として構成できる。また、ランプを検査して得られた検査データに基づいて、検査場でのランプの配光を調整することができるとともに、自動車のランプ設計部署、製造部署、組立部署、調整部署のあらゆる部署において検査データに基づく改善が可能であり、検査データの有効活用が可能になる。

実施形態では、左右のヘッドランプをそれぞれ個別に検査する例を示したが、自動車の前方領域に所要の広さの検査スペースが確保できる場合には、左右のヘッドランプを一体的に検査することも可能である。あるいは、２台の検査ロボットを用いて左右のヘッドランプをそれぞれ別の検査ロボットにより同時に検査することも可能である。このことは、自動車のテールランプ、あるいはクリアランスランプ等の補助ランプやターンシグナルランプ等の標識ランプを検査する場合についても同様であり、２台あるいはそれ以上の数の検査ロボットを用いることで、これら複数のランプを同時に検査することが可能となる。

実施形態では検査ロボットは無線により車両情報及び検査データ等を送受しているが、検査ロボットの自由走行の妨げにならないのであれば検査ロボットに対して有線での接続を行い、この有線を介して車両情報及び検査データの送受を行なうように構成してもよい。また、このような有線接続の場合には、自走部は走行輪による路面走行に限られるものではなく、可動アームとして構成されたクレーン構造のロボットアームに検査ロボットを支持させ、検査ロボットを空間領域で自由移動できる構成としてもよい。

１ 検査ロボット
２ 走行部（自走手段）
３ 配光検査部（検査手段）
４ 通信部（通信手段）
１１ ハウジング
１２ 走行輪
２１ 対象認識部（対象認識手段）
２２ 走行制御部（移動制御手段）
２３ 撮像カメラ
２４ 画像解析部
２５ 駆動部
２６ 制御部
３１ 受光部
３２ 配光演算部
３３ メモリ
３４ 点灯制御部
４１ アンテナ
４２ 無線ＬＡＮ子機
１００ 無線ＬＡＮ親機
１１０ サーバ
１２０Ａ〜１２０Ｃ 他端末
ＣＡＲ 自動車（車両）
ＬＭＰ（Ｌ−ＨＬ，Ｒ−ＨＬ） ランプ

Claims (5)

1. 車両に搭載された検査対象のランプの配光検査を含む検査を行なう検査ロボットで構成される自動検査装置であって、前記車両及び前記ランプの情報に基づいて前記ランプに正対する位置まで前記車両の周囲を移動可能な自走手段と、前記ランプの検査を実行して検査データを取得する検査手段と、前記車両及びランプの情報を含む車両情報及び検査データを通信網を介して送受する通信手段を備え、前記自走手段は、前記車両又はランプを撮像した撮像信号に基づいて当該車両叉はランプを認識する対象認識手段と、当該認識した車両又はランプの認識データと前記通信手段を介して取得しあるいは入力された前記車両情報との比較に基づいて前記に正対する位置まで移動する移動制御手段を備えることを特徴とする車両ランプの自動検査装置。
2. 前記検査手段は、前記車両のランプの照射光を受光する受光手段と、受光した光の配光特性を検査する配光演算手段を備える請求項１に記載の車両ランプの自動検査装置。
3. 前記検査手段は、前記通信手段を利用して前記車両との間で通信を行って前記ランプの点灯を制御する点灯制御手段を備える請求項２に記載の車両ランプの自動検査装置。
4. 前記検査手段は、通信接続された前記検査対象のランプに設けられている配光調整手段を制御して配光調整が可能である請求項２又は３に記載の車両ランプの自動検査装置。
5. 前記通信手段は、前記通信網を介して所定のサーバにアクセスでき、前記車両情報及び前記検査データを当該サーバに対してアップロード又はダウンロード可能である請求項１ないし４のいずれかに記載の車両ランプの自動検査装置。

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