헤드라이트의 광축조정방법 및 장치

제 1 도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 헤드라이트의 광축조정장치의 전체구성도.

제 2 도는 헤드라이트의 배광(配光)패턴과 규격과의 관계를 도시한 설명도.

제 3 도는 광축조정의 전체순서도.

제 4 도는 화상 처리의 상세한 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1) : 자동차 (2a),(2b) : 헤드라이트

(3a),(3b) : 스크리인 (4a),(4b) : 제1의 텔레비젼카메라

(5a),(5b) : 제2의 텔레비젼카메라

(6) : 화상처리장치 (8a),(8b) : 표시장치

A : 배광패턴 P : 최후점

L : 명암경계선 a : 수평선부

b : 사선부 S : 교짐

L : 규격명암경계선 D : 상대거리.

본 발명은, 자동차의 헤드라이트의 광축검사방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래로부터, 자동차의 조립에 있어서, 그 헤드라이트의조립후에는, 광축이 소정의 규격범위내로 되도록 조정검사할 필요가 있다.

이 광축조정은 헤드라이트 조사광의 최회짐 또는 명암경계선이, 합격범위에 있도록 조정하는 것이다. 연이나, 조사광의 최휘점 또는 명암경계선을 목측으로 검사하는 것은 정밀도의 점에 있어서 문제가 있다.

이점에 관해서, 조사광의 배광패턴을 광학적으로 화상처리하고, 광축조정의 정밀도의 향상을 도모하게 한 기술이, 예를들면, 일본국 특허공개소화,59-24232호에 기재된 바와같이 제안되고 있다.

이 선행예에 있어서는, 동차종에 있어서, 조사광의 배광패턴의 일정광도 이상의 중심위치로부터 일정한상대위치에 있는 샤아프커트 추정선(명암경계선)을 구해서, 규격내에 샤아프커트 추정선이 들어가도록 헤드라이트의 광축을 조정하도록 한 것이다.

상기 선행예와 같이 스크리인 상에 조사한 조사광의 패턴을 촬상하여, 그 신호를 화상처리해서 최휘점을구하고, 또, 이 최후정으로부터 미리 설정해 명암경계선을 구하도록 한 것은, 동일차종에 있어서의 최휘점과 명암경계선과는 일정한 상대관계에 있는 것을 전제로해서 행하고 있으나, 이 방식으로는 아직 검사 조정정밀도가 불충분하게 될염려가 있다.

즉, 실제로 자동차의 헤드라이트에 있어서는, 렌즈의 부착오차등에 기인해서 조사광의 최휘점과 명암경계선과의 상대관계는 각 헤드라이트에 따라서 다르며, 이것을 일정한 것으로보고 최휘점으로부터 명암 경계선을 측정하면, 실제의 명암 경계선과 어긋나서, 광축조정후에도 규격에 합격하지 않은 것이 발생할 염려가있다.

또, 각 자동차의 헤드라이트에 대해서 각각 조사광의 최휘점과 명암경계선을 실측(實測)하고, 이 실측 명암경계선이 규격범위에 있는지의 여부를 판정하면서 광축조정을 행하는 일은, 조정단계에 있어서의 화상처리 연산이 번잡하고 처리속도가 늣어져서, 능률이 저하하게 된다.

그래서, 본 발명은 상기 사정에 비추어, 각 자동차의 헤드라이트에 대해서 각각 조사광의 최후점과 명암경계선을 실측해서, 검사정밀도를 향상시키는 한편, 광축조정 단계에 있어서의 연산처리 및 광축조정 작업의 신속화를 도모하게 한 헤드라이트의 광축조정방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 광축조정방법은, 우선, 반입되어온 자동차의 헤드라이트의 위치에 대응해서 그 헤드라이트 조사광의 규격을 구하여 표시장치에 표시한다. 다음에, 헤드라이트를 점등하여, 스크리인 상의 조사광을 촬상하고, 화상처리장치에 의해 이 조사광의 최휘점과, 조사광의 단부에 위치하는 수평선부와 사선부로부터 이루어진 명암경계선을 구한다.

상기 최휘점은 조사광의 어느 광도 이상의 일정영역의 중심점이며, 명암경게선은 조사광 상단부의 광도가급격하게 변화하는 경계선이며, 이 최휘점 및 명암경게선 또는 명암경계선만을 상기 규격과 비교해서, 적어도 명암경계선이 규격내에 들어 있는지의 여부를 조사한다.

또, 화상처리장치는, 명암경계선의 수평선부와 사선부와의 교점과 상기 최휘점과의 상대거리를 구한다.측정한 명암경게선이 규격외인 헤드라이트의 광축조정을 행할 경우에는, 광축조정에 따르는 조사광의 이동에 대해서, 이 이동한 조사광의 배광 패턴의 최휘점을 화상처리 장치로 구하고, 이 최휘점과 상기 상대거리로부터, 상대위치 관계에 있는 명암경계선의 가상선을 구해서 표시하고, 상기 규격내에 이 가상명암경계선이 들어가도록 표시를 보면서 헤드라이트의 광축조정을 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 2 도는 헤드라이트의 로우비임 조사광의 배광배턴 A를 표시하며, 조사광의 가장 밝은 최휘점 P(중심위치)를 가지고, 또, 상부의 암부와의 경계부분에 급격히 광도가 변화하는·명암경계선 L이 존재하는 것이며,이 명암경계선 L은 수평선부a와 사선부 b로 이루어지고, 수평선부 a와 사선부 b의 교점 S과 상기 최휘짐과의 상대거리 D(XY 방향성분)는 광축을 상하 및 좌우로 조정하여도 일정한 값이다. 그리고, 자동차의 차고(車高) 등의 헤드라이트의 위치에 대응해서 상기 명암경계선 L의 합격범위가 규격명암경계선 L _o 으로서 표시되고, 실측 또는 가상의 명암경계선 L이 규격명암경계선 L _o 보다 아래쪽에 위치하도록 광축조정 및 판정을 행하는 것이다.

한편, 본 발명의 광축조정장치는, 상기 광축조정방법을 실시하기 위하여, 헤드라이트의 위치를 촬상하는제1의 텔레비젼카메라와, 자동차의 앞쪽에 설치된 스크리인 상에 조사된 헤드라이트의 조사광을 촬상하는제2의 텔레비젼카베라와, 상기 제1 및 제2의 텔례비전카에라로부터의 촤상신호를 받아서, 제1의 텔레비젼카메라의 신호에 의거한 헤드라이트 위치로부터 합격범의의 규격명암경계선을 구하는 동시에, 제2의 텔레비젼카메라의 신호에 의거하여 조사광의 최휘점과 실측명암경계선을 구하여, 명암경계선의 교점과 최휘점과의 상대거리를 구하고, 또, 광축조정시에 조사광의 이동에 대하여 구한 최휘점과 상기 상대거리로부터 가상명암경계선을 구하는 화상처리장치와, 이 화상처리장치의 신호를 받아서, 합격범위의 규격명암경계선과 실측명암 경계선 또는 가상명암경계선을 표시하는 표시장치를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

상기와 같은 광축조정방법 및 장치에 있어서는, 자동차 1대마다 배광패턴의 최휘점과 명암경계선을 구하고, 양자의 상대관계를 연산하도록해서, 각 헤드라이트의 렌즈부착 오차등에 따르는 최휘점과 명암경계선의 교점과의 상대거리의 변화에 대응해서 각 헤드라이트의 광축조정을 행하므로, 그 조정정밀도가 향상한다.

상기 헤드라이트 조사광의 배광패턴에 있어서의 최휘점과 명암경계선의 교점과의 상대거리는, 헤드라이트의 광축조정을 행하여도 번화하는 일없이 일정한 관계에 있으며, 최초의 화상처리에 의해서 각 헤드라이트의 상대거리를 구한 후의 광축조정 단계에 있어서는, 이 변화하지 않는 상대거리에 의거하여 가상명암경계선을 구해서 표시하므로서, 화상처리장치에 있어서의 명암경계선을 구하는 화상처리를 생략하여 처리능률의 향상을 도모하고 있는 것이다.

이하, 도면에 따라서 본 발명의 실시예를 설명한다.

제 1 도에는 본 발명에 관한 헤드라이트의 광축조정장치의 전체구성의 표시되어 있으며, 헤드라이트의 광축검사라인에 반입된 자동차(l)의 앞쪽에는, 좌우의 헤드라이터(2a)(2b)의 조사광이 각각 조사되는 좌우스크리인(3a)(3b)이 착설되어 있다.

이 스크리인(3a)(3b)의 근방에는 상기 자동차(1)의 좌우헤드라이트(2a)(2b9를 촬상하는 좌우 제1의 텔레비젼카메라(4a)(4b)(CCD카메라)가 설치되는 한편, 상기 스크리인(3a)(3b)상의 조사광이 배광패턴 A를 촬상하는 좌우 제2의 텔레비젼카메라(5a)(5b)(CCD 카메라)가 설치되어 있다.

상기 제1의 텔레비젼,카메라(4a)(4b) 및 제2의 텔레비젼카메라(5a)(5b)의 촬상신호는, 각각 화상처리장치(6)에 입력된다. 또, 차종등의 정보를 조작입력하는 조작판(7)으로부터의 신호가 마찬가지로 화상처리장치(6)에 입력되며, 이 화상쳐리장치(6)로부터의 출력신호가 좌우헤드라이트(2a)(2b)의 근방에 실치된 표시장치(8a)(8b)(모니더 TV)에서 표시된다.

상기 화상처리장치(6)의 구체적인 구조는, 도시하지 않으나, 예를들면, 제1 및 제2의 텔레비젼카메라(4a)(4b)(5a)(5b)로부터의 영상신호를 화상절환기에 의해 선택입력하여, A/D변환기에 와해 변환하고, 이것을 격납하는 메모리를 가진다. 한편, 메모리에 격납되어 있는 검사프로그램에 의거해서 연산처리하는 CPU는, 입력포오트로부터 차종설정신호등의 각종 설정신호를 압력하여, 연산결과로서의 화상정보를 출력포오트로부터 출력한다. 이 출력포오트로부터의 신호를 받은 비데오 RAM을 가진 제어기는 화상정보를 영상신호로 변환하는 것이며, 모니터 TV에 화상표시하는 출력을 행한다.

상기 제1의 텔레비젼카메라(4a)(4b)는, 예를들면 자동차(1)와 앞부분 아래쪽 위치로부터 소증상태에 있는 헤드라이트(2a)(2b)에 광을 조사해서 헤드라이트(2a)(2b)를 촬상하고, 이 촬상신호로부터 화상처리장치(6)에 의해서 헤드라이트(2a)(2b)의 상부변 및 안쪽변을 검출하여, 헤드라이트(2a)(2b)의 높이 및 좌우위치를 구하는 것이다. 그리고 이 헤드라이트(2a)(2b)의 위치 및 조작판(7)으로부터의 차종신호(헤드라이트규격)에 대응해서, 상기 화상처리장치(6)는 해당하는 헤드라이트(2a)(2b)의 합격범위에 있는 규격명암경계선 L _o 의 상하 좌우의 위치를 구하여 표시장치(8a)(8b)에 출력해서 규격명암경계선 Lo를 표시하는 것이다.

한편, 상기 제2의 텔레비젼카에라(5a)(5b)는 점등상태에 있는 좌우헤드라이트(2a)(2b)의 스크리인(3a)(3b)상의 배광패턴 A를 촬상하는 것이며, 이 배광패턴 A의 촬상신호로부터 화상처리장치(6)에 의해서 조사광의 최휘점 P 및 명암경계선 L의 실측치를 표시장치(8a)(8b)에 표시하는 동시에, 명암경계선 L의 수평선부 a와 사선부 b와의 교점 S를 구하고, 최휘점 P와 교점 S의 위치로부터 양자간의 상대거리 D를 구해서,기억해둔다.

즉, 상기 제2의 텔레비젼카메라(5a)(5b)로부터의 촬상신호는 먼저 A/D 변환되고, 화상을 구역분할(예를들면 256×256)히스토그램화하고, 이 히스도그램으로부터 드레솔드치를 구하여 2치화한다. 그리고, 이 2치환한 면적으로부터 중심위치를 구하여 최휘점 P로한다.

또, 명암경계선 L을 구하는 처리는, 제2의 텔례비전카메라(5a)(5b)로부터의 화상을 Y 방향축으로 미분하고, 이 미분치로부터 명암경계선 L의 수평선부 a를 구하는 동시에, 마찬가지로 미분치로부터 명암경계선L의 사선부 b를 구하여, 이 명암경계선 L을 표시장치(8a)(8b)에 표시한다. 또, 명암경계선 L의 수평선부a와 사선부 b와의 교점 S을 구하고, 이 교점 S와 상기 최휘점 P와의 상대거리 D(XY 방향성분)를 연산하고, 기 억 한다. v

또, 상기 호상처리장치(6)는, 실측명암경계선 L이 상기 규격명암경계선 Lo에 대해서 합격범위 규격외의 경우에는, 헤드라이트(2a)(2b)의 광축조정 개시에 따라서, 이 광축조정에 의한 스크리인(3a)(3b)상의 배광패턴 A의 이동에 대응해서 이동후의 최휘점 P를 검출하고, 이 최회짐 P의 위치와 상기 상대거리 D로부터 가상명암경계선 L을 구하여 표시장치(8a)(8b)에 표시한다. 상기의 반복에 의해, 표시장치(8a)(8b)를 보면서 가상명암경계선 L이 규격명암경계선 L _o 에 대하여 합격범위로 되도록 광축조정을 행한다.

또한, 상기 제2의 텔레비젼카메라(5a)(5b)의 위치어긋남을 보청하기 위하여, 스크리인(3a)(3b)상에 형성된 기준점을 입력해서, 이 기준점을 제2의 텔례비전카메라(5a)(5b)가 입력하는 위치와, 정규위치에서입력하는 위치와의 위치어긋남을 검출하여, 그 보정을 행한다.

상기 광축조정장치에 의한 광축조정 순서를, 상기 화상처리창치(6)에 있어서의 중앙처리장치(CPU)의 작동과 함께, 제 3 도 및 제 4 도의 순서도에 따라서 설명한다. 먼저, 스타아트 후, 다음에 반입되는 자동차(1)의 차종이 입력되고(스텝 1), 자동차(1)가 광축조정라인의 소정위치에 반입정지된다. 다음에, 스텝 S2에서제1의 텔레비젼카메라(4a)(4b)로부터 헤드라이트(2a)(2b)의 촬상화면을 입력한 후, 헤드라이트(2a)(2b)의점등지시를 표시(S3)하는 동시에, 헤드라이트(2a)(2b)의 위치를 검출하고(S4), 스텝 S5에서 합격범위의 규격명암경계선 Lo를 계산한다.

헤드라이트(2a)((2b)의 점등(S6)에 대해서, 제 2의 텔레비젼카메라(5a)(5b)로부터의 스크리인(3a)(3b)상의 배광패턴 A의 촬상화상을 입력해서 화상처리를 실행하여(S7), 명암경계선 L을 구한다.

그리고, 광축조정을 행하고(S8), 상기 규격명암경계선 Lo와의 비교(S9)에 의해서 합격(OK)되었을 때에 스크리인(3a)(3b)을 상승시켜(S10), 다음 자동차(1)의 헤드라이트(2a)(2b)의 광축조정을 행하는 것이다.

상기 스텝 S7에 있어서의 광축검출 순서의 상세함은 제 4 도와같이, 스텝 S11에서 화상을 입력하고, 히스토그램화 한다(S12). 다음에, 스템 S13에서 이 히스토그램을 고광도 면적이 소정의 비율로 되도록 설정한 드레솔드치로 2치화하고, 그 중심위치를 검출해서 최휘점 P=XP,YP를 구한다. 또한, 필요에 따라서 이최휘점 P을 표시장치(8a)(8b)의 텔레비젼화면에 "+"표시하여, 최휘점 P가 소정규격범위내에 들어 있는지의 여부를 판징한다.

계속해서, 스텐 S14∼S17에서 상기 화상신호의 256구분을 △X 간격으로 Y방향으로 미분하고, 이 미분치로부터 XP-L ¹ 〈Xn의 범위에서 명암경계선 L의 수평선부 a를 구하는 동시에(S18), 마찬가지로 XP+L ₂ 〉Xn의 범위에서 미분치로부터 명암경계선 L의 사선부 b를 구하고(S19), 명암경계선 L의 수평선부 a와 사선부 b와의 교점 S=Xs,Ys를 구한다(S20). 또 스텝 S21에서, 교점 S와 상기 최휘점 P와의 좌표차(Xp-Xs),(Yp-Ys)로부터 상대거리 D=dX,dy를 연산하고, 기억한다.

그리고, 상기의 실측명암경계선 L이 상기한 규격명암경계선 Lo보다 아래쪽에 위치하고 있는지의 여부를 판정하여, 규격외인 경우에는 헤드라이트(2a)(2b)의 광축조정을 개시하는 것이고, 이 광축조정에 의한 스크리인(3a)(3b)상의 배광패턴 A의 이동에 대해서, 재차 제2의 텔레비젼카에라(5a)(5b)로터 화상신호를 입력하고(S22), 이에 대응해서 화상처리장치(6)는 스텝 S23,24에 있어서, 상기와 마찬가지로 이동후의 최휘점 P를 검출하고, 스텝 S25에서 이동후의 최휘점 P의 위치(Xp,Yp)와 상기 상대거리 D=dx,dy로부터가상명암경계선 L을 구하여, 스텝 S26에서 표시장치(8a)(8b)상에 표시하고, 규격명암경계선 L _o 와 비교하여(S27), 합격범위에 있는지의 여부를 판정하고(S28), 규격내로 되었을 때에는 합격표시를 행한다(S29), 상기의 반복에 의해서, 가상명암경계선 L이 규격명� �경계선 L _o 에 대해서 합격범위로 되도록 광축조정을 행하는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 자동차 1대마다 헤드라이트의 배광패턴의 최휘점 및 명암경계선과의 상대위치를 구하고 있으므로, 렌즈의 부착오차등에 대응해서 정밀도 좋게 헤드라이트의 광축조정을 행할 수 있다.

또, 광축조정단계에 있어서는, 명암경계선을 실제로 구하는 처리는 행하지 않고 최휘점과 상대거리와의 관계로부터 구하도록 하고 있으므로, 정밀도의 저하를 동반하는 일없이 처리능룰의 향상을 도모할 수 있는것이다.