JPS6342442A - ヘッドライトの光軸調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、視覚センサから画像処理装置に画像を取込ん
で画像処理を行なうに際し、上記視覚センサがセンシン
グ面に対して傾斜した方向に置かれている場合の画像の
歪を補正する画像処理方法に関する。

（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は
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重
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、照射光の最重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。

しかしながら、上記スクリーン上に映出される照射光の
配向パターンを撮像するテレビカメラは、自動車の光軸
検査・調整位置への搬入の障害にならないような位置に
設置されるものであり、一般には天井から吊下げられる
。すなわちこのテレビカメラはセンシング面であるスク
リーン面に対して正対した方向から上記配向パターンを
撮像することができず、センシング面と正対する方向に
対して斜め上方に傾斜した方向から上記配向パターンを
撮像することになる。このため、後述する第３図からも
明らかなように、このテレビカメラによって撮像された
配向パターンの画像は、スクリーン面に対して正対した
方向から撮像した場合の画像よりも上下方向（Ｙ方向）
の高さが短縮され、（傾斜角度をφとすればｃｏｓφを
乗じた寸法に短縮される）かつ左右方向（Ｘ方向）の幅
も下方に至る程短縮された逆台形（標準画像を方形とし
たとき）の形状を呈することになり、したがって配向バ
クーンのセンシングに誤差を生じ、センシング精度を低
下させる要因となっていた。

（発明の目的） 上述の事情に鑑みて、本発明は、上述のようなヘッドラ
イトの光軸調整時のようにセンシング面と正対する方向
に対して傾斜した方向からセンシングを行なう場合に生
じる画像の歪を容易にかつ正確に補正することができる
画像処理方法を堤供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明による画像処理方法は、テレビカメラのような視
覚センサを用いてセンシング面と正対する方向に対して
傾斜した方向から図形をセンソングする際に、まず標準
図形に対して複数の基準点を設定し、次に視覚センサか
ら取込まれた上記図形の画像における上記基準点に対応
する位置を検出して、この位πの上記基準点の位置に対
する偏位置を算出し、この偏位置にもとづいて上記取込
まれた画像のウィンドウの位置座標に応じた補正量を算
出して、前記取込まれた画像の補正を行なうようにした
ことを特徴とする。

（発明の効果） 本発明によれば、テレビカメラのような視覚センサから
画像処理装置に取込まれた図形画像の性質を、標準図形
に設定した基準点との偏位置にもとづいて検出し、この
偏位量を用いて画像の位置座標に応じた補正を行なうも
のであるから、センシング面と正対する方向に対して傾
斜した方向から図形をセンシングする場合のセンシング
精度を容易に向上させることができる。

（実　施　例） 以下本発明をヘッドライトの光軸調整に適用した場合の
実施例について図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明による画像処理方法を適用したヘンドラ
イドの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）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ｌの左右の
ヘッドライ）２ａ、２ｂをそれぞれ撮像するための第１
のテレビカメラ４ａ、４ｂ　　（ＣＯＤカメラ）が天井
から吊下げられて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（Ｃ
ＯＤカメラ）が同様に天井から吊下げられて左右に設置
されており、水平線に対して角度φだけ斜め上方から配
向パターンＡを撮像する。

第２図のＡはへノ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重点Ｐ（重心位置
）を存し、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りが存在している。この明暗境界
線りは水平線部ａと斜線部すとよりなり、水平線部ａと
斜線部すとの交点Ｓと上記最重点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りの合格範囲が規格
明暗線Ｌ０として表示され、実測もしくは仮想の明暗境
界線りが規格明暗境界線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５ａ、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
より選択入力し、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存する。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（ＣＰ　Ｕ）は、人力ボートから車
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を有するコニ／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、消灯状態ムこあるヘ
ッドライト２ａ、２ｂに光を照射してへ。

ドライド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。そして、これ
らヘッドライト２ａ、２ｂの位置および操作盤７からの
車種信号（へ。

ドライド仕様）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、自動車１の上方に配置された第２のテレビカメラ
５３．５ｂ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を斜
め上方から撮像するものであり、この配光パターンＡの
撮像信号は画像処理装置６において、これら第２のテレ
ビカメラ５ａ。

５ｂがスクリーン３ａ、３ｂと正対する方向に対して傾
斜した方向から配向パターンＡを撮像することにもとづ
き、この配向パターンへの画像を後述するような方法で
補正した後、照射光の最重点Ｐおよび明暗境界＆ＩＬの
実測位置を表示装置８ａ、８ｂに表示するとともに、明
暗境界線りの水平線部ａと斜線部すとの交点Ｓを求め、
最重点Ｐの位置と交点Ｓの位置とから両者間の相対路Ｈ
Ｄを求め、記憶しておく。

画像処理装置６における最重点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、まずスクリーン
３ａ、３ｂ上の配向パターンＡをスクリーン３ａ、３ｂ
と正対する方向から撮像した標準画像をメモリに記憶し
ておく。第３図の上部の図形はこの配向パターンＡの標
準画像を示す。

なお、説明を簡単にするために、配向パターンＡを長方
形のものと仮定して画いである。そしてこの標準画像の
左上方の隅、および下方の左右の隅にそれぞれ基準点Ｍ
＋　、ＭｚおよびＭ、をそれぞれ設定する。なお、上記
基準点は、ＭｌとＭ２とを結ぶ線が垂直、またＭｔとＭ
、とを結ぶ線が水平になるように設定する。

一方、第２のテレビカメラ５ａ、５ｂから取込まれた撮
像信号から得られる配向パターンＡの画像は、第２のテ
レビカメラ５ａ、５ｂがスクリーン３ａ、３ｂと正対す
る方向に対して斜め上方に傾斜した方向から配向パター
ンＡを撮像しているため、第３図の下部にやや誇張して
示すように、逆台形の形状を有し、基準点Ｍ１とＭ２間
が標準画像よりも短縮され、また基準点Ｍ２とＭ３との
間も短縮されている。また、画像の回転により、基準点
Ｍ２とＭ、とを結ぶ線が水平線に対して若干傾斜するこ
ともあり得る。そこで、この第３図の下部に示すような
歪んだ画像における上記基準点Ｍ１〜Ｍ、に対応する位
置を検出した後、まず基準点Ｍ２とＭ、とを結ぶ線の水
平線に対する傾斜角度Δθを求めることにより画像の回
転角を求める。次に基準点Ｍ２とＭ、との左右方向の偏
位量ΔＸを挟出し、さらに基準点Ｍ１とＭ２との距離Δ
ｙを検出する。以上の３つのパラメータΔθ、ΔＸおよ
びΔｙから逆台形に歪んだ画像の性質を判別することが
できる。したがって、上記３つのパラメータにもとづい
て、画像のウィンドウの位置座標に応じた補正量を計算
してこの画像を構成する各画素に関する位置データを補
正することにより、第３図の下部に示す画像を上部に示
す形状に補正することができる。

次に画像をＮｘＮ個（例えば２５６Ｘ２５６）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
り最重点を求めている。

また、明暗境界線りを求める処理は、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
値から明暗境界線りの水平線部ａを求めるとともに、同
様に微分値から明暗境界線りの斜線部すを求め、この明
暗境界線りを表示装置８ａ、８ｂに表示する。さらに、
明暗境界線りの水平線部ａと斜線部すとの交点を求め、
この交点Ｓと前記最重点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、実測明暗境界線りが前記規格
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３
ａ、３ｂ上の配光パターンＡを移動させて移動後の最重
点Ｐを前述と同様の方法で検出し、この最重点Ｐの位置
と前記相対距＃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、表示値π８ａ、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、５
ｂ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４図〜第６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（ＣＰ　Ｕ）が実行する処理動作と
ともに説明する。まず第４図のステップＳ１において、
搬入される自動車ｌ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０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の撮像画面を取込んだ後、ヘンドライ）
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でヘンドライド２ａ、２ｂの位置を検
出し、ステップＳ５で合格範囲をあられす規格明暗境界
線Ｌ０を計算する。

次にステップＳ６におけるヘッドライト２ａ１２ｂ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Ｓ１０でスクリーン３ａ、３
ｂ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５
図に示されており、ステップＳｌｌで画像を取込み、次
のステップＳ１２で画像データを補正し、ステップ３１
３でヒストグラムを作成する０次にステップＳ１４で、
このヒストグラムに対し高輝面積の領域が所定の面積と
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重点Ｐ”’ＸＰ　、ＹＰを求める。

なお、必要に応じてこの最重点Ｐを表示装置８ａ、８ｂ
のテレビ画面に「＋」表示し、最重点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Ｓ１５〜３１８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３１９でＸＰ　−Ｌｌ−４，の範囲で明暗境界線り
の水平線部ａを求めるとともに、次のステップ３２０で
上記微分値からＸｒ　−Ｌ２＞Ｘ、の範囲で明暗境界線
りの斜線部すを求め、次のステップＳ２１で明暗境界線
りの水平線部ａと斜線部すとの交点５＝ＸＳ　、　”ｙ
’、を求める。

さらにステップＳ２２で交点Ｓと前記最重点Ｐとの座標
差（Ｘｐ　　Ｘｓ）、　　（ＹＰ　　ＹＳ）から相対距
離Ｄ−ｄ、、ｄ、を演算し、記憶する。

そして、上記の実測明暗境界線りが前記規格明暗境界線
Ｌ６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２ａ１２ｂ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上の配光パ
ターンへの移動に対し、再びステップ３２３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Ｓ２４．２５に
おいて前記と同様の処理を行なって移動後の最重点Ｐを
検出し、ステップＳ２６で移動後の最重点の位置（Ｘｒ
　、　Ｙｐ　）と前記相対距離Ｄ＝ｄ、。

ｄ、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３２８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！１１定し、このステップ３２９におけ
る判定結果がＹ［ＥＳのときはステップ５３０で合格表
示を行なう。またステップ３２９における判定結果がＮ
ｏのときは、ステ、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６図は、ステップ５１２におけるデータ補正の
詳細を示すフローチャートで、ステップＳ３１で、テレ
ビカメラ５ａ、５ｂから取込んだ画像の基準点Ｍ、〜Ｍ
３を検出し、次のステップ３３２でこの画像上の基準点
の標準図形上の基準点Ｍ、〜Ｍ、に対する偏位量Δθ、
ΔＸおよびΔｙを算出し、次のステップ３３３で、上記
偏位量にもとつき、ウィンドウの位置座標に応じた補正
量を算出し、ステップＳ３４でこの画像を構成する各画
素に関する位置データを補正し、この補正されたデータ
を用いてステップＳ３５で画像処理を行なう。

このような補正を行なうことによって、第３図の下部に
示すような歪んだ画像を第３図の上部に示すように補正
することができる。

なお、補正後の各画素に関する位置座標をあられす数字
は、小数点の付された数となるので、そのままではデー
タ処理が複雑になる。したがって上記数をｎ倍に拡大し
て整数で表現するようにすれば画像補正処理が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像処理方法を適用したヘッドラ
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図は画像の歪を説明
する説明図、第４図は光軸調整の全体のフローチャート
、第５図は画像処理のフローチャート、第６図は取込ま
れた画像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、３
ｂ・−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Ａ−・配
光パターン　　Ｐ−・−最重点り−・明暗境界線　　　
ａ−水平線部 す一斜線部　　　　　Ｓ−・−交点 り、・−規格明暗境界線 り−相対距離

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 視覚センサを用いてセンシング面と正対する方向に対し
   て傾斜した方向から図形をセンシングする際に、まず標
   準図形に対して複数の基準点を設定し、次に視覚センサ
   から取込まれた上記図形の画像における上記基準点に対
   応する位置を検出して、この位置の上記基準点の位置に
   対する偏位量を算出し、この偏位量にもとづいて上記取
   込まれた画像のウィンドウの位置座標に応じた補正量を
   算出して、前記取込まれた画像の補正を行なうようにし
   たことを特徴とする画像処理方法。