JPS6342443A - ヘツドライトの光軸調整方法及びその装置 - 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、自動車の組立ラインにおけるヘッドライトの
光軸調整方法およびその装置に関するものである。

（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いる。

この方法では、同一車種においては最輝点と明暗境界線
とがすべて一定の相対関係にあることを前提として、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するようにしたものである。

しかしながら、実際の自動車のヘッドライトにおいては
、同一車種といえども、レンズの取付誤差等に基因して
、照射光の最輝点と明暗境界線との相対関係にばらつき
があるため、この相対関係を一定であるとして最輝点か
ら明暗境界線を推定した場合には、実際の明暗境界線と
の間にずれを生じ、光軸調整後においても規格を合格し
ないものが発生するおそれがある。

一方、自動車１台ごとのヘッドライトについてそれぞれ
照射光の最輝点と明暗境界線とを実測し、この実測明暗
境界線が規格範囲内にあるか否かを判定しながら光軸調
整を行なうことは、調整段階における画像処理演算が煩
雑で処理速度が遅くなって、能率が低下することになる
。

（発明の目的） 上述の事情に鑑み、本発明は、各自動車のヘッドライト
についてそれぞれ照射光の最輝点と明暗境界線とを実測
して検査精度を向上させる一方、光軸調整の段階におけ
る演算処理および光軸調整作業の迅速化を図るようにし
たヘッドライトの光軸調整方法およびその装置を提供す
ることを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明による光軸調整方法は、まず搬入されてきた自動
■のヘッドライトの位置を求めてその位置に対応する照
射光の光軸検査の合格範囲を示す図形を表示装置に表示
する。次にヘッドライトを点Ｊｆｆして自動車の前方に
設置されたスクリーン上を照射し、このスクリーン上の
配光パターンを撮像し、画像処理装置を用いて上記配光
パターンの最輝点と、照射光の端部に位置する水平線部
と斜線部とからなる明暗境界線とを求める。

上記画像処理装置において上記最輝点を求めるに際して
は、取込また画像を所定の数の画素に分割してこれら画
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をこのヒストグラム中
の最高輝度を有する画素の輝度レベルから順次低減させ
、このしきい値以上の輝度を有する画素数が所定の画素
数に達したレベルのしきい値で前記画像を２値化し、こ
の２値化により得られる所定面積の領域の重心位置を算
出することにより上記最輝点を求めている。

上記明暗境界線はスクリーン上の配光パターンの上端部
の光度が急激に変化する境界線であり、この明暗境界線
のみ、またはこの明暗境界線と最輝点との双方を前記表
示装置によって前記合格範囲を示す図形と比較して、少
なくとも前記明暗境界線が規格領域内に入っているか否
かを検査する。

さらに、画像処理装置では、明暗境界線の水平部と斜線
部との交点と前記最輝点との相対距離を求める。

検査した明暗境界線が規格領域外にあってヘッドライト
の光軸調整を行なう場合には、光軸調整に伴って移動し
た配光パターンの最輝点を前記態様で求め、この最輝点
と前記相対距離とから、明ａ＆境界線の仮ｌｔ！線を求
めて前記表示装置に表示し、この仮想明暗境界線が規格
範囲内に入るように表示装置の表示を見なからヘッドラ
イトの光軸調整を行なうようにしたことを特徴とするも
のである。

第２図のＡはヘッドライトのロービーム照射光の配光パ
ターンを示し、照射光の最も明るい最輝点ＰＣ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Ｉ５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と上記最輝点Ｐとの相対距１１ｉ
！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
囲が規格明暗線り、とじて表示され、実測もしくは仮想
の明暗境界線りが規格明暗境界線Ｌ６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。

また、本発明による光軸調整装置は、上記光軸調整方法
を実施するために、ヘッドライトの位置をｊ最像する第
１のテレビカメラと、自動車の前方に設置されたスクリ
ーン上におけるヘッドライトの照射光の配光パターンを
撮像する第２のテレビカメラと、前記第１および第２の
テレビカメラからの撮像信号を受け、前記第１のテレビ
カメラからの撮像信号にもとづき求まるヘッドライトの
位置から、合格範囲を示す規格明暗境界線を求めるとと
もに、前記第２のテレビカメラからの撮像信号にもとづ
き、前記配光パターンの最輝点と実測明暗境界線とを求
め、この実測明暗境界線の水平線部と斜線部との交点と
前記最輝点との相対距離を求め、さらに、光軸調整時に
おける配光パターンの移動に応し−で求めた最輝点と前
記相対距離とから仮想明暗境界線を求める画像処理装置
と、この画像処理装置の出力信号を受け、合格範囲を示
す前記規格明暗境界線と前記実測明暗境界線または前記
仮想明暗境界線を表示する表示装置とを備えている。

前記画像処理装置は、取込まれた画像を所定類の画素に
分割してこれら画素の輝度分布に関するヒストグラムを
作成する手段と、このヒストグラムに対し設定したしき
い値を、このヒストグラム中の最高輝度を有する画素の
輝度レベルから順次低減させる手段と、このしきい値以
上の輝度を有する画素数が所定の画素数に達したレベル
のしきい値で前記画像を２値化する手段と、この２値化
により得られる所定面積の領域の重心位置を算出するこ
とにより前記配光パターンの最輝点を求める手段とを備
えていることを特徴とする特（発明の効果） 本発明による光軸調整方法およびその装置においては、
自動車１台ごとに配光パターンの最輝点と明暗境界線と
の双方を求めて、この明暗境界線の交点と上記最輝点と
の相対距離を求めるとともに、実測した明暗境界線と合
格範囲を示す図形とを表示装置上で比較してヘッドライ
トの光軸検査を行なっているから、１台ごとのへ７ドラ
イトのレンズ取付は誤差等にもとづく最輝点と上記交点
との相対距離の変動に対応したヘッドライトの光軸調整
を行なうことができ、その調整精度を向上させることが
できる。

また、１台の自動車についてのヘッドライトの照射光の
配光パターンにおける最輝点と明暗境界線の交点との相
対距離が、ヘッドライトの光軸調整を行なっても変化す
ることなく一定であることから、最初の画像処理におい
て各ヘッドライトの最輝点と明暗境界線との相対距離を
求めておき、その後の光軸調整の段階においては最輝点
のみを求め、明暗境界線は実測することなく、この最輝
点と上記予め求めた相対距離とから得られる仮想明暗境
界線を表示して、この仮想明暗境界線と合４Ｂ　範囲を
示す図形とを比較するようにしているから、光軸調整の
たびに画像処理装置において明暗境界線の位置を実測す
る画像処理を省略して処理能率の向上を図っているもの
である。

さらに本発明においては、画像処理によって所定面積の
高輝度領域を求め、この高輝度領域の重心位置の算出に
よって配光パターンの最輝点を求めており、テレビレン
ズの絞り調節等の機械的操作を必要としないから、照射
光の明るさの自動的なばらつき補正を容易にかつ迅速に
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光軸調整’ＡＭ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３
ａ、３ｂが設けられている。これらスクリーン３ａ、３
ｂの近傍には、自動車１の左右のヘッドライト２ａ、２
ｂをそれぞれ撮像するための第１のテレビカメラ４ａ、
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、５
ｂ　（ＣＣＤカメラ）が左右に設置されている。

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の只体的構
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（ＣＰ　Ｕ）は、入力ボートから車
種設定信号等の各種設定信号を取込み、演算結果として
画像情報を出力ボートから出力する。この出力ボートか
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２ａ１
２ｂに光を照射してヘンドライド２ａ、２ｂを撮像し、
この撮像信号から画像処理装置６によってヘンドライド
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２ａ１２ｂの位置および操
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は該当するヘノドラ・（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、３
ｂ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および明暗境界線り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、最輝点Ｐの位置と交
点Ｓの位置とから両者間の相対距離りを求め、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からの描像信号をまずＡ／Ｄ変換し、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を、このヒ
ストグラム中の最高輝度を有する画素の輝度レベルから
順次低減させて行きながらそのしきい値以上の輝度を有
する画素の数を予め設定した画素数と比較し、しきい値
以上の輝度を有する画素の数が上記予め設定した画素数
に達したレベルの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ｌ−２３，２ｂ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
置と前記相対距離り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′が規格明暗境界線り、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
を槍出し、その補正を行なう。

次に第３図〜第５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３図のステップＳ１において、
搬入される自動車１の軍種が人力され、自動車ｌ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の撮像画面を取込んだ後、ヘッドライ）
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で合格範囲をあられす規格明暗境界
線り、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上の配光パターンへの
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３１０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）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４
図に示されており、ステップ３１１で画像を取込み、次
のステップＳ１２で最輝点Ｐ＝ＸＰ、ＹＰを求める。な
お、必要に応してこの最輝点Ｐを表示装置８ａ、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３１３〜Ｓ１６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３１７でＸｐ　　Ｌ　＋　＜　Ｘ−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３
１８で上記微分値からＸ、−Ｌｚ＞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Ｓ１９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
ｓを求める。

さらにステップＳ２０で交点Ｓと前記最輝点Ｐとの座標
差（ＸＰ　　Ｘｓ）、　　（ＹＰ　　Ｙりから相対距離
Ｄ＝ｄ、、ｄ、を演算し、記憶する。

そして、上記の実測明暗境界線■５が前記規格明暗境界
線Ｌ０より下方に位置しているが歪かを判定し、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上の配光
パターンＡの移動に対し、再びステップＳ２１において
第２のテレビカメ−７５ａ、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５１２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３２３で移動後の最輝点の位置（ＸＰ　、　ＹＦ　）
と前記相対距離Ｄ＝ｄＸ、ｄ、とから仮想明暗境界線Ｌ
′を求め、ステップ３２４で表示装置８ａ、８ｂ上に表
示し、ステップＳ２５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３２６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Ｓ２６における判定結果がＹＥＳのときはステ
ップＳ２７で合格表示を行なう。またステップＳ２６に
おける判定結果がＮｏのときは、ステップ３２１からス
テップＳ２６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５図は、ステップＳ１２およびステップ３２２
における最輝点Ｐを求める画像処理の詳細を示すフロー
チャートで、取込んだ画像の映像信号をステップ３３１
でＡ／Ｄ変換し、次のステップＳ３２で画像を２５６Ｘ
２５６の画素に分割するとともにステップ３３３で画像
の平滑化を行ない雑音を除去する。次にステップＳ３４
で２５６Ｘ２５６個の画素の輝度分布に関するヒストグ
ラムを作成し、ステップＳ３５でこのヒストグラム中の
最高輝度を有する画素の輝度レベルのしきい値を設定す
る。そしてステップＳ３６では、上記しきい値を１段階
低減し、ステップＳ３７で、そ　　−のしきい値以上の
輝度を有する画素の数が予め設定した画素数（例えば２
０個）より多いか否かの判定を行なう。このステップＳ
３７における判定結果がＮＯであるときには、再びステ
ップＳ３６に戻ってしきい値をさらに１段階低減し、次
にステップＳ３７における判定を行なうという動作をス
テップＳ３７における判定結果がＹＥＳになるまで反復
し、すなわち、しきい値以上の輝度を有する画素の数が
所定の画素数に達するまで反復し、次のステップ３３８
では、ステップＳ３７における判定結果がＹＥＳになっ
たときのしきい値で画像を２値化して、このときのしき
い値よりも高輝度の画素によって構成される所定面積の
領域を得る０次にステップＳ３９においてこの領域の重
心位置を算出し、この重心位置を最輝点Ｐ＝Ｘ、。

Ｙ、とすればよい。

以上の説明で明らかなように、本発明によれば特に光軸
調整の基準となる配光パターンの置型点位置を容易に求
めることができる。

【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図は光軸調整の全体のフローチャート、第４
図は画像処理のフローチャート、第５図は最輝点を求め
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−一一第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　最輝点 り一明暗境界線　　　ａ　水平線部 す一斜線部　　　　　Ｓ−交点 Ｌａ”−規格明暗境界線 り−相対距離

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、調整対象となる自動車のヘッドライトの位置を求め
   てその位置に対応する照射光の光軸検査の合格範囲を示
   す図形を表示装置に表示し、自動車前方に設置されたス
   クリーン上における照射光の配光パターンを視覚センサ
   により画像として取込み、 この取込まれた画像を所定の数の画素に分割してこれら
   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を、このヒストグラ
   ム中の最高輝度を有する画素の輝度レベルから順次低減
   させ、このしきい値以上の輝度を有する画素の数が所定
   の画素数に達したレベルのしきい値で前記画像を２値化
   し、この２値化により得られる所定面積の領域の重心位
   置を算出することにより前記配光パターンの最輝点を求
   め、 前記照射光の端部に位置し、かつ水平線部と斜線部とか
   らなる明暗境界線を求めて前記表示装置に表示するとと
   もに、前記水平線部と斜線部との交点を求め、 次にこの交点と前記最輝点との相対距離を求め、さらに
   、前記表示装置に表示された前記合格範囲を示す図形お
   よび前記明暗境界線から、少なくともこの明暗境界線が
   規格内に入っているか否かを検査し、 この検査の結果、前記明暗境界線が規格外にあれば、前
   記ヘッドライトの光軸調整を行なうとともに、この光軸
   調整に伴って移動した配光パターンの最輝点を前記態様
   で求め、 この最輝点と前記相対距離とから、明暗境界線の仮想線
   を求めて前記表示装置に表示し、 この仮想明暗境界線が前記規格範囲内に入るように光軸
   調整を行なうようにしたことを特徴とするヘッドライト
   の光軸調整方法。 ２、ヘッドライトの位置を撮像する第１のテレビカメラ
   と、 自動車の前方に設置されたスクリーン上における前記ヘ
   ッドライトの照射光の配光パターンを撮像する第２のテ
   レビカメラと、 前記第１および第２のテレビカメラからの撮像信号を受
   け、前記第１のテレビカメラからの撮像信号にもとづき
   求まる前記ヘッドライトの位置から、合格範囲を示す規
   格明暗境界線を求めるとともに、前記第２のテレビカメ
   ラからの撮像信号にもとづき前記配光パターンの最輝点
   と実測明暗境界線とを求め、この実測明暗境界線の水平
   線部と斜線部との交点と前記最輝点との相対距離を求め
   、さらに、光軸調整時における前記配光パターンの移動
   に応じて求めた最輝点と前記相対距離とから仮想明暗境
   界線を求める画像処理装置と、 この画像処理装置の信号を受け、前記規格明暗境界線と
   前記実測明暗境界線または前記仮想明暗境界線を表示す
   る表示装置とを備え、 前記画像処理装置が、取込まれた画像を所定数の画素に
   分割してこれら画素の輝度分布に関するヒストグラムを
   作成する手段と、このヒストグラムに対し設定したしき
   い値を、このヒストグラム中の最高輝度を有する画素の
   輝度レベルから順次低減させる手段と、このしきい値以
   上の輝度を有する画素数が所定の画素数に達したレベル
   のしきい値で前記画像を２値化する手段と、この２値化
   により得られる所定面積の領域の重心位置を算出するこ
   とにより前記配光パターンの最輝点を求める手段とを備
   えていることを特徴とするヘッドライトの光軸調整装置
   。