CN106715196A - 车辆用后灯 - Google Patents

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Abstract

本发明的车辆用后灯，是布设在车辆(CAR1)的后部的后灯(RL)，除了通常亮灯的灯之外，至少还包括在后续车辆进行自动驾驶时亮灯，在后续车辆中可检测该亮灯的子尾灯(STL)。后续车辆除了检测通常亮灯的灯之外还检测被亮灯的子尾灯(STL)，所以相比检测通常亮灯的灯，能够正确并且可靠地检测子尾灯(STL)，高精度并且迅速地检测前车(CAR1)。

Description

车辆用后灯
技术领域
本发明涉及可辅助自动驾驶的后灯(rear lamp)，特别涉及行驶在本车辆的后方的后续车辆可高精度并且迅速地检测作为前车的本车辆的后灯。
背景技术
作为自动驾驶的一个方法，由检测在本车辆的前方的路面上所绘制的白线(车道)，或检测在本车辆的前方行驶的前车，从这些检测结果控制本车辆的行驶方向的技术。在专利文献1中，提出了拍摄本车辆的前方区域，从拍摄的图像检测白线和前车而进行自动驾驶的控制的技术。此外，作为从拍摄的图像检测前车的技术，在专利文献2中，提出了从在拍摄了本车辆的前方的图像中存在的亮点来检测前车的尾灯(tail lamp)，从而检测前车的技术。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-51241号公报
专利文献2：日本特开2009-227088号公报
发明内容
发明要解决的问题
如专利文献2，在从拍摄的图像的亮点检测前车的技术中，有难以高精度地检测前车的课题。即，在拍摄本车辆的前方时，在拍摄的图像中道路上所设置的标志灯和建筑物的照明灯、还有迎面车的前大灯等形成的各种亮点被摄入的情况居多，难以区分这些亮点和前车的尾灯形成的亮点。因此，在检测前车并执行自动驾驶的控制的情况下，难以用高精度控制该自动驾驶。
在以往，通过验证前车的左右的后灯、特别是尾灯形成的亮点在水平方向上被成对拍摄、左右的尾灯形成的亮点的亮度(明度)相同、左右的尾灯形成的亮点在图像上一体地位置变化、前车的尾灯形成的亮点为红色等的亮点的属性，进行图像中的亮点是前车的尾灯形成的亮点的检测。但是，在本车辆的前方存在多个前车的情况下，这些前车的尾灯被浑然一体地检测，所以难以验证上述的属性，成为高精度地检测前车方面的障碍。此外，花费用于检测前车的时间，跟随前车进行行驶时的响应性差，有时对自动驾驶带来阻碍。
本发明的目的在于，提供对前车跟随行驶的后续车辆能够以较高的精度并且迅速地检测前车，可辅助该后续车辆中的自动驾驶的后灯。
解决问题的方案
本发明是布设在车辆的后部的车辆用后灯，除了通常亮灯的灯之外，至少还包括在后续车辆进行自动驾驶时亮灯，在后续车辆中可检测该亮灯的子灯。
本发明的子灯以近红外光亮灯。此外，子灯与车辆中已设立的后灯一体或分体地构成。而且，子灯在本车辆被自动驾驶时、或者在本车辆判断为后续车辆被自动驾驶时亮灯。
发明效果
根据本发明，后续车辆通过除了检测通常亮灯的灯之外还检测亮灯的子灯而能够检测前车，所以相比检测通常亮灯的灯，能够正确并且可靠地检测子灯，高精度并且迅速地检测前车。特别地，通过将子灯以近红外光亮灯，可正确地检测前车的子灯。
附图说明
图1是说明自动驾驶的概念图。
图2A是包括了实施方式1的后灯的汽车(前车)的后视图。
图2B是剖断后灯的一部分的正视图。
图3A是后续车辆中的前车检测装置的块结构图。
图3B是摄像元件的像素排列图。
图4A是表示前车检测装置中的分光特性的图。
图4B是表示前车检测装置中的分光特性的图。
图4C是表示前车检测装置中的分光特性的图。
图5A是用于检测在后续车辆中拍摄的前车的图像。
图5B是用于检测在后续车辆中拍摄的前车的图像。
图5C是用于检测在后续车辆中拍摄的前车的图像。
图6是包括了实施方式2的后灯的汽车(前车)的后视图。
图7A是包括了实施方式3的后灯的汽车(前车)的后视图。
图7B是剖断子中心灯的一部分的立体图。
具体实施方式
接着，参照附图说明本发明的实施方式。图1是用于说明利用了本发明的车辆用后灯的自动驾驶的概念图。汽车CAR1在以自动驾驶方式行驶在道路时，或者，在汽车CAR1以通常行驶(不是自动驾驶的状态)方式行驶时，在本车辆、即前车CAR1侧中识别出后续车辆CAR2追随在该汽车CAR1的后方的情况时，该前车CAR1的后灯RL被设定为自动驾驶亮灯模式。在前车CAR1自动驾驶行驶的情况下自动地被设定为该自动驾驶亮灯模式，但在前车CAR1通常驾驶行驶的情况下以前车CAR1的乘员的判断被设定为自动驾驶亮灯模式。这样，在前车CAR1和后续车辆CAR2存在时，若前车CAR1被设定为自动驾驶亮灯模式，则前车CAR1的后灯RL以与通常驾驶亮灯模式不同的方式亮灯。
另一方面，自动驾驶的后续车辆CAR2在本车辆上装备的摄像装置CAM中拍摄前方区域，从拍摄的图像检测前车CAR1。在检测该前车CAR1时，基于拍摄的图像中所摄入的前车CAR1的后灯RL的亮点进行检测。在本发明中，通过在前车CAR1中将后灯RL以自动驾驶亮灯模式亮灯，在后续车辆CAR2中拍摄的图像中特异的方式的亮点被检测，基于该亮点，后续车辆CAR2可检测前车CAR1。后续车辆CAR2在检测到前车CAR 1时，执行自动驾驶，使得跟随检测到的前车CAR1来行驶，但对于该自动驾驶的细节，这里省略说明。
(实施方式1)
图2A是所述的前车CAR1、即包括了本发明的后灯的汽车的实施方式1的后视图。在汽车CAR1的车身面板的后部面的左右分别布设后灯RL。各后灯RL作为分别在灯罩1中一体地装入了尾部&刹车灯T&SL、倒车灯BUL、转向灯TSL的组合型的后灯而构成。这些灯T&SL、BUL、TSL被用于现有的后灯，作为后灯通常亮灯的灯被直接采用，所以这里省略详细的说明。
图2B是将从汽车的后方观察左后灯RL的一部分剖断的正视图。图示虽省略，但右后灯与左后灯RL为左右对称的相同构造。后灯RL的灯罩1由灯座11、紧贴安装在该灯座11的正面的透光性的端面盖12构成，灯座11的内部被划分为多个区域，在各区画区域中分别布设光源来构成所述各灯T&SL、BUL、TSL。
所述尾部&刹车灯T&SL，在所述灯座11内被布设多个红色LED(半导体发光元件)13作为光源，在该红色LED13作为尾灯亮灯时以低亮度发光，在作为刹车灯亮灯时以高亮度发光。此外，在这实施方式1中，在汽车中已设立的所述尾部&刹车灯T&SL中，子尾灯STL被一体地构成。
如图2B所示，该子尾灯STL将多个近红外LED14作为光源，这些近红外LED14与所述红色LED1 3一起被布设在所述灯座11的尾部&刹车灯T&SL的划分区域内。该近红外LED14与所述红色LED13独立地被亮灯控制，这里，在被设定为自动驾驶亮灯模式时亮灯。
图3A是设置在所述后续车辆CAR2中的前车检测装置2的概念结构图。图1所示的摄像装置CAM由摄像光学系统21和摄像元件22构成，拍摄本车辆的前方区域。在摄像装置CAM中，连接着将拍摄的拍摄信号进行信号处理来获取图像的信号处理单元23，进而连接着通过分析获取的图像来检测前车的车辆检测单元24。
所述摄像元件22如CCD、CMOS等那样、由将半导体受光元件矩阵配置的元件构成。这里，如图3B所示，在构成拜尔(ベイヤ一)排列的B(蓝)、G(绿)、R(红)的像素之中，由将1个B(蓝色)像素置换为IR(近红外)的像素的CMOS摄像元件构成。因此，如图4A那样，该摄像元件22具有受光B、G、R、1R的各光区域的受光灵敏度。特别地，如图4B所示，R和IR的受光灵敏度对应于所述红色LED13和所述近红外LED14的分光光度。
然后，所述车辆检测单元24通过检测在拍摄得到的图像中存在的亮点、即前车CAR1的后灯RL形成的亮点来检测该前车CAR1。因此，车辆检测单元24在选择了由信号处理单元23进行了信号处理的B、G、R、lR的各像素的所有信号时，从可见光区域检测包含近红外区域的后灯RL形成的亮点。另一方面，在车辆检测单元24仅选择了IR的像素的信号时，如图4C所示，仅检测由近红外LED14发光的光，即子尾灯STL形成的亮点。
这里省略说明，但在后续车辆CAR2中所设置的自动驾驶系统，通过控制车速、转向来执行自动驾驶，使得跟随在所述车辆检测单元24中检测出的前车CAR1。
在图1所示的状况中，前车CAR1进行通常行驶时，或前车CAR1的驾驶员判定为在后续车辆CAR2中没有进行自动驾驶时，将前车CAR1不设定为自动驾驶亮灯模式。因此，前车CAR1的后灯RL为通常的亮灯状态。另一方面，在前车CAR1进行自动驾驶时，后灯RL自动地被设定为自动驾驶亮灯模式。或者，即使前车CAR1为通常行驶的情况，但前车CAR1的驾驶员判断为在后续车辆CAR2中进行了自动驾驶时通过手动方式将后灯RL设定为自动驾驶亮灯模式。
在被设定为自动驾驶亮灯模式时，后灯RL的尾部&刹车灯T&SL作为尾灯被亮灯的同时，子尾灯STL也被亮灯。即，在作为尾灯被亮灯时红色LED13形成的可见光从前车CAR1射出，但与此同时子尾灯STL的近红外LED14形成的近红外光也从前车CAR1射出。此时从子尾灯STL所射出的近红外光不会被后续车辆CAR2的驾驶员视认，所以该驾驶员不发生在前车CAR1中刹车灯亮灯等的错认。
后续车辆CAR2在自动驾驶时在前车检测装置2的摄像装置CAM中拍摄本车辆的前方区域，所以如图5A所示，在拍摄得到的图像中前车CAR1的后灯RL被拍摄。然后，车辆检测单元24从拍摄的图像检测前车CAR1的后灯RL形成的亮点。此时，车辆检测单元24基本上通过选择摄像元件22的B、G、R、lR的所有像素的信号，或仅选择R的像素的信号作为第1检测，进行图4B所示的红色LED13形成的亮点的检测。
在这第1检测中，车辆检测单元24基于拍摄的图像中所摄入的可见光区域的一对亮点，检测前车CAR1。即，如图5B所示，在第1检测的图像中前车CAR1的左右的后灯RL作为左右方向上以需要的间隔排开的一对亮点(图中的涂满黑色的部位)被拍摄，这一对亮点表示伴随前车CAR1的移动而一体地移动的行为，所以车辆检测单元24能够通过检测取得该行为的一对亮点来检测前车CAR1。
但是，在拍摄的图像中迎面车CAR3的前大灯形成的亮点、道路标志灯、路灯等SL形成的亮点也被摄入，这些亮点被混淆，所以有时难以仅检测前车CAR1的后灯RL的亮点。因这样的理由，在车辆检测单元24中不能合适地检测前车CAR1时，车辆检测单元24仅选择摄像元件22的IR的像素的信号作为第2检测，进行图4B所示的近红外LED14形成的亮点的检测。
在这第2检测中，如图5C所示，图像中的可见光形成的亮点被除去，仅近红外光的亮点被摄入。即，仅由前车CAR1的左右的后灯RL中分别设置的子尾灯STL的各近红外LED14发光的光形成的亮点被摄入。
在该图像中，与第1检测的情况同样，前车CAR1的左右的子尾灯STL作为在左右方向上以需要的间隔排开的一对亮点被拍摄，所以车辆检测单元24通过检测该一对亮点，能够检测前车CAR1。在道路标志灯和路灯等SL中有时存在发光近红外光的灯，但即使这些近红外光作为亮点被摄入到图像中，与可见光比较，其数极少。
因此，在第2检测中成为车辆检测单元24检测对象的亮点与第1检测的情况比较极少，这些亮点造成的混淆也少，所以可用较高的精度并且迅速地检测前车CAR1。这样，通过以较高的精度并且迅速地检测前车CAR1，特别是在后续车辆CAR2进行对前车CAR1跟随行驶的自动驾驶的情况下，在辅助自适应的自动驾驶方面是有效的。再有，也可以不进行第1检测而只进行第2检测，这种情况下，能够进一步迅速地检测前车CAR1。
(实施方式2)
图6是包括了本发明的实施方式2的后灯的汽车的后视图。在本实施方式2中，在前车CAR1的后部布设与左右的后灯RL独立的子尾灯SRL。即，在汽车CAR1的车身面板的后面的左右分别布设后灯RL，这些后灯RL与现有的后灯为相同的结构。此外，在所述车身面板的后面的上部的左右位置、这里为靠近左右的后柱的顶板的位置，与已设立的后灯RL分体地布设子尾灯SRL。这些子尾灯SRL，虽然图示省略，但作为在灯罩内内部安装了近红外LED作为光源的灯而构成。该子尾灯SRL的近红外LED与所述后灯RL独立地被亮灯控制，在被设定为自动驾驶亮灯模式时亮灯。
另一方面，在本实施方式2的情况下，后续车辆CAR2的前车检测装置2的车辆检测单元24不断检测摄像装置CAM的摄像元件22的所有像素、即B、G、R、1R的信号。因此，车辆检测单元24同时地检测前车CAR1的左右的后灯RL形成的左右一对的可见光的亮点和前车CAR1的左右的子尾灯SRL形成的左右一对的近红外光的亮点。
在实施方式2中，在前车CAR1中进行通常行驶中的亮灯时，仅左右的后灯RL亮灯，子尾灯SRL不亮灯。在前车CAR1中被设定为自动驾驶亮灯模式时，左右的后灯RL亮灯，并且左右的子尾灯SRL也同时地亮灯。这种左右的子尾灯SRL的亮灯状态在后续车辆CAR2的驾驶员中不被视认，所以该驾驶员不会错认为前车CAR1的刹车灯亮灯。
在自动驾驶亮灯模式中将后灯RL和子尾灯SRL亮灯时，在后续车辆CAR2中拍摄前车CAR1时，在获取的图像中后灯RL形成的左右一对的可见光的亮点和子尾灯SRL形成的左右一对的近红外光的亮点被同时地拍摄，车辆检测单元24检测这二对的亮点。这二对的亮点、即4个亮点表示伴随前车CAR1的移动而一体地移动的行为，所以车辆检测单元24通过检测这二对的一体地移动的亮点，能以较高的精度并且迅速地检测前车。
(实施方式3)
图7A是包括了本发明的实施方式3的后灯的汽车的后视图。在由汽车的后面板RP的中央区域、即车身面板的后面所布设的左右的后灯RL夹着的区域中，与已设立的后灯RL分体地布设子中心灯SCL。该子中心灯SCL以灯的端面盖具有光吸收功能作为一个特征。
图7B是剖断了所述子中心灯SCL的一部分的立体图，灯罩1A由灯座11和端面盖12构成。该端面盖12由透光材料构成，在除了其内面的多个点状区域以外的区域中涂敷碳黑等的光吸收材料15。由此，涂敷了碳黑的区域成为光吸收区域16，没有涂敷碳黑的点状区域成为透光区域17。这里，多个点状的透光区域17被矩阵状地排列。再有，在图7B中为了简化说明而在纵方向上例示了3个透光区域17，而实际上比其多数地形成。此外，也可以取代该结构，将在板厚方向上具有贯通的多个透孔的光吸收板粘接在透光材料构成的端面盖12的外面或内面上。
在所述灯罩1A内，在面临所述透光区域17的位置分别布设与实施方式1、2同样的近红外LED14。该近红外LED14与后灯RL独立地被亮灯控制，在被设定为自动驾驶亮灯模式时发光。由近红外LED14发光的光穿过端面盖12的透光区域17射出。再有，近红外LED14也不必与透光区域17一对一地对应，从1个近红外LED14射出的光也可以透过多个透光区域17而射出。
在本实施方式3中，后续车辆CAR2的前车检测装置2的车辆检测单元24也不断检测摄像元件22的B、G、R、lR的所有像素的信号。因此，车辆检测单元24同时地检测前车CAR1的左右的后灯RL形成的左右一对的可见光的亮点和子中心灯SCL形成的近红外光的亮点。
在实施方式3中，前车CAR1在通常行驶时仅将后灯RL亮灯，在设定为自动驾驶亮灯模式时将后灯RL和子中心灯SCL同时地亮灯。在后灯RL亮灯时，有时从后灯RL射出的光的一部分被汽车的后面板RP的表面反射。特别是若光被后灯RL间的后面板RP反射，则该反射光与来自左右的后灯RL的直接射出光浑然一体，难以在后续车辆CAR2中将左右的后灯RL分别作为亮点来检测。相对于此，在本实施方式3中，子中心灯SCL为端面盖12具有光吸收功能，所以左右的后灯RL的光不会被子中心灯SCL的表面反射。因此，将左右的后灯RL的光作为独立的亮点而能够明确地检测，可高精度并且迅速地检测前车CAR1。
除此之外，在子中心灯SCL中，若使近红外LED14发光，则近红外LED14的光分别穿过在端面盖12中排列形成的透光区域17而射出，所以得到成为矩阵状的光图案。在后续车辆CAR2中，若拍摄前车CAR1，则在后灯RL形成的左右一对亮点之间，子中心灯SCL形成的多个矩阵状地配置的亮点被检测。这样，左右一对亮点之间多个亮点矩阵状地存在的光图案，在通常的汽车的行驶环境中不存在，所以在后续车辆CAR2中通过检测该光图案，可高精度并且迅速地检测前车CAR1。该子中心灯SCL形成的光图案是近红外光，所以后续车辆CAR2的驾驶员不会进行视认，对驾驶员不产生不适和烦恼。
再有，在本实施方式3中，也可以形成由子中心灯SCL的近红外LED14构成的光图案，使得其成为特定的图案。即，将透光区域17构成为任意的图案即可。或者，也可以通过使矩阵配置的近红外LED14之中的一部分选择性地发光而形成任意的光图案。
作为该情况中的光图案，例如，能够使前车CAR1中的所需的行驶信息作为如条形码或QR代码(注册商标)那样代码化的光图案而发光。在拍摄了该光图案的后续车辆CAR2中，检测以该光图案显示的代码，通过将该光图案解码，也可获取前车CAR1的行驶信息。通过在后续车辆CAR2中获取前车CAR1的行驶信息，可进行精度高的自动驾驶。
在以上的实施方式1-3中，作为用于检测前车的子灯的子尾灯、子后灯、子中心灯设为发光近红外光的灯，这是因为如所述那样，在亮灯时的后续车辆的驾驶员视认时不发生错认和不适。因此，在不考虑这样的驾驶员中的错认和不适的情况下，或者在没有问题那样的情况下，也可以使这些灯以可见光发光，或者以在发光区域中包含可见光区域的方式发光。
此外，在实施方式1-3中，在使子尾灯、子后灯、子中心灯以近红外光发光时，也可以将它们的光基于前车的行驶信息进行光强度调制或偏振光调制。后续车辆通过将调制的近红外光解调，能够获取前行者的行驶信息，在辅助后续车辆中的自动驾驶上有效。
再有，在实施方式中为了将可见光和近红外光分光，成为选择IR的像素的信号的结构，但也可以是通过光学滤光器选择由摄像元件22受光的受光区域的结构。例如，如图3A中虚线所示，在摄像装置CAM中设置透过近红外光的近红外滤光器25，通过由滤光器控制单元27中的控制来驱动该近红外滤光器25的滤光器驱动单元26，使得近红外滤光器在摄像元件22的受光光路上进退。通过使近红外滤光器25进入光路，可仅检测近红外光的亮点。或者，也可以取代近红外滤光器，采用通过将施加的电压可变而可调谐透光区域的调谐滤光器，仅检测近红外光的亮点。
本申请基于2014年9月17日申请的日本专利申请2014188460，其内容在此作为参考而被引用。
工业实用性
本发明可采用作为有效的后灯用于辅助后续车辆对前车跟随行驶的自动驾驶。

Claims (4)

1.一种车辆用后灯，
是布设在车辆的后部的后灯，除了通常亮灯的灯之外，至少还包括在后续车辆进行自动驾驶时亮灯，在所述后续车辆中可检测该亮灯的子灯。
2.如权利要求1所述的车辆用后灯，
所述子灯以近红外光亮灯。
3.如权利要求2所述的车辆用后灯，
所述子灯与所述车辆中已设立的所述后灯一体或分体地构成。
4.如权利要求1至3的任意一项所述的车辆用后灯，
所述子灯在本车辆被自动驾驶时，或者在所述本车辆中判断为所述后续车辆被自动驾驶时亮灯。
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