CN111727135B - 自动照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实现了使用车速、操舵角度等信息判定周围的亮度，从而不会给驾驶员带来不适感的自动照明控制。并且，防止了因车辆行驶中急剧的环境变换、前行车的影响带来的误动作。本发明涉及一种自动照明系统，其使车辆的照明根据周围环境自动地进行亮灯或灭灯，上述自动照明系统具备：拍摄装置，其对上述车辆的前方进行拍摄并生成图像数据；图像处理部，其根据该图像数据的上部区域和下部区域的亮度，生成对上述照明的亮灯或灭灯进行控制的照明模式信息；以及照明控制部，其根据该照明模式信息，对上述照明进行控制，上述图像处理部将对上述上部区域设定的多个测定区域中的、上述车辆的行进方向的测定区域的权重设为较重，并将其他测定区域的权重设为较轻，来运算上述上部区域的亮度，并根据该上部区域的亮度生成上述照明模式信息。

Description

自动照明系统
技术领域
本发明涉及使车辆的照明根据周围环境自动地进行亮灯或灭灯的自动照明系统。
背景技术
根据2016年10月修订的道路运输车辆安全标准，要求对2020年4月以后开始销售的新型轿车加载“自动照明功能”。该标准所要求的“自动照明功能”是指：当周围环境的光度不足1000[lx]时，在2秒以内自动亮灯，当周围环境的光度超过7000[lx]时，在5～300秒的范围内自动灭灯。
这里，作为现有的汽车用自动照明系统，存在利用车载照相机检测车外照度，并基于此使车灯自动亮灯或自动灭灯的自动照明系统。
例如，在专利文献1的摘要中，记载了：“自动照明装置1具有：拍摄单元2，其用于对本车前方进行拍摄；以及照明控制单元3，其基于由该拍摄单元2拍摄的本车前方的图像，使头灯等灯类亮灯或灭灯。而且，基于由拍摄单元2拍摄的本车前方的图像来识别驾驶员所看着的本车前方的亮度，并基于该本车前方的亮度执行使灯类101亮灯或灭灯的照明控制”，并公开了根据本车前方的亮度使灯类自动亮灯或自动灭灯的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-6172号公报
发明内容
发明要解决的课题
这里，在专利文献1的现有技术中，如该文献的权利要求8、图7所说明的那样，例如主要根据路面的拍摄数据来预测周围环境光的亮度。该情况下，因路面油漆的状态、建筑物或高架下的阴影或者存在前行车等的影响，算出的亮度每时每刻都在变化，因此，虽然通过预定时间的平均化处理等去除了这些噪声的影响，但以下项目依然作为课题而存在。
首先，在通常行驶中，如果因道路状况、颜色或前行车辆的影响等而未能正确检测到道路区域，则可能引起自动照明的误动作。例如，在如急转弯行驶时操舵角度较大的情况下，由于车载照相机所拍摄的路面状态在短时间内发生较大变化，因此存在如下可能性：对于周围环境的亮度的判定不适当，而头灯的亮灯定时延迟。
另外，在与前行车的车间距离较小且在车载照相机的图像数据中前行车所占比例较大的情况下，同样无法充分拍摄路面，从而存在如下情况：基于该图像数据设定的照明模式不适当。
本发明是鉴于以上问题而提出的，其目的在于提供一种即使车辆急转弯行驶时或与前行车辆的车间距离较小时，也能设定适当的照明模式的自动照明系统。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明的自动照明系统，使车辆的照明根据周围环境自动地进行亮灯或灭灯，该自动照明系统具备：拍摄装置，其对上述车辆的前方进行拍摄并生成图像数据；图像处理部，其根据该图像数据的上部区域和下部区域的亮度，生成对上述照明的亮灯或灭灯进行控制的照明模式信息；以及上述图像处理部将对上述上部区域设定的多个测定区域中的、上述车辆的行进方向的测定区域的权重设为较重，并将其他测定区域的权重设为较轻，来运算上述上部区域的亮度，并根据该上部区域的亮度生成上述照明模式信息。
发明效果
根据本发明的自动照明系统，即使车辆急转弯行驶时或与前行车辆的车间距离较小时，也能设定恰当的照明模式。
附图说明
图1是实施例1所涉及的功能框图。
图2是实施例1所涉及的图像处理部的框图。
图3是表示自动照明控制的概要的流程图。
图4是周围环境光的识别所涉及的流程图。
图5是上部区域以及下部区域的一例。
图6是基于本车行进方向的上部测定区域的加权运算的一例。
图7是基于本车行进方向的上部测定区域的加权运算的一例。
图8A是本车前方的亮度与各照明模式之间的关系图。
图8B是本车前方的亮度与各照明模式之间的关系图。
图9是基于上部测定区域判定照明模式的流程图。
图10是基于下部测定区域判定照明模式的流程图。
图11是确定照明模式的流程图。
图12是各区域的摆动防止处理的流程图。
图13是前行车靠近时的上部判断区域的加权运算的一例。
图14是低速行驶时的判定处理的流程图。
图15是控制灭灯时间的流程图。
图16是实施例2所涉及的照相机装置结构图。
图17是表示通过立体照相机进行的车间距离测量的图。
图18是实施例2的流程图。
图19是实施例2的流程图。
图20是实施例3所涉及的功能框图。
图21是实施例3中的图像处理部的框图。
图22是实施例4中的功能框图。
图23是实施例4中的图像处理部的框图。
图24是实施例4中的地图协作部的框图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的自动照明系统的实施例详细地进行说明。
实施例1
使用图1～图15，对本发明的实施例1的自动照明系统进行说明。
图1是搭载于车辆100的、本实施例的自动照明系统的功能框图。如这里所示，本自动照明系统具备：拍摄部1、图像处理部2、车辆信息获取部3、车辆控制部4、照明切换部5、照明控制部6、照明部7、行驶系统控制部8，它们经由作为车辆总线的一种的CAN(ControllerArea Network；控制器局域网)等相互连接。
拍摄部1用于生成与车辆100的驾驶员在驾驶中所看到的内容相同的图像数据10，拍摄部1例如是设置于车辆100的前端的单眼照相机。拍摄部1所拍摄的图像数据10被发送并记录到图像处理部2。
图像处理部2还作为照相机控制用ECU(Electronic Control Unit；电子控制单元)起作用，通过发送拍摄部1的拍摄定时、拍摄时间等设定信息来控制拍摄部1的行动。另外，在图像处理部2中，根据图像数据10生成照明模式信息并发送到照明控制部6，但关于这些处理的细节将在下文描述。
车辆信息获取部3经由上述CAN等获取车辆100的速度、舵角等车辆信息，并发送到车辆控制部4。
车辆控制部4基于通过图像处理部2、车辆信息获取部3、照明控制部6、行驶系统控制部8获取的各种信息(舵角、速度、车间距离、制动等)，对各部输出合适的指令。
照明切换部5根据驾驶员的操作生成所希望的照明模式信息并发送到照明控制部6。
照明控制部6还被称为车灯控制用ECU(Electronic Control Unit；电子控制单元)，接收来自图像处理部2、照明切换部5的照明模式信息。另外，从车辆控制部4接收基于车辆100的行驶状态等控制状态的照明模式信息。照明控制部6基于任意一个照明模式信息，将照明部7设定为合适的照明模式。
照明部7是车辆100的头灯(headlight)或小灯，并且被设定为与输入到照明控制部6中的照明模式信息相应的照明模式。例如，头灯被设定为近光、远光、灭灯中的任意一种，小灯被设定为亮灯、灭灯中的任意一种。此外，照明部7可以使用卤素灯，也可以使用多个LED(发光二极管)，当使用LED时，可以将照射区域细分，详细定义照射区域。
行驶系统控制部8与未图示的引擎、电动机、转向机构、制动机构等连接，用于将驾驶员的操舵操作、加减速操作传递到车辆控制部4，并且根据来自车辆控制部4的操舵指令、加减速指令来操作转向机构、制动机构等。
图2是上述图像处理部2的功能框图。如这里所示，图像处理部2具备：运算装置21、存储有后述的程序等的主存储装置22、辅助存储装置23、与拍摄部1连接的拍摄接口(以下的“拍摄I/F24”)、与照明控制部6连接的照明接口(以下的“照明I/F25”)、与车辆控制部4连接的车辆接口(以下的“车辆I/F26”)，通过运算装置21在辅助存储装置23内执行从主存储装置22读出的程序，实现后述的各功能。
在图像处理部2的辅助存储装置23中，经由拍摄I/F24存储拍摄部1拍摄的车辆前方的图像数据10，运算装置21对所存储的图像数据10实施程序规定的处理。其结果，运算装置21根据车辆100的前方的亮度的识别结果生成照明模式信息，并经由照明I/F25发送给照明控制部6。接收到照明模式信息的图1的照明控制部6基于接收到的信息控制照明部7。这样，在本实施例的自动照明系统中，能够根据拍摄部1拍摄的图像数据10自动切换照明部7的照明模式。
下面，使用图3～图15对本实施例的图像处理部2中的处理内容详细地进行说明。
图3是表示图像处理部2中的处理的概要的流程图。如这里所示，在图像处理部2中，首先，获取图像数据10和车辆信息(S31)，然后，根据这些信息识别车辆100的周围环境光的亮度(S32)，根据该亮度确定照明模式(S33)，将与该照明模式对应的照明模式信息发送到照明控制部6中(S34)。下面，对各个处理具体地进行说明。
＜S31“获取图像数据/车辆信息”的处理＞
在S31中，图像处理部2经由拍摄I/F25获取来自拍摄部1的图像数据10，并且经由车辆控制部4和车辆I/F27获取来自车辆信息获取部3的车辆信息(速度、舵角等)。
＜S32“识别周围环境光”的处理＞
接着，在S32中，图像处理部2使用在S31中获取的图像数据10和车辆信息，识别本车前方的周围环境光(S32)。关于这里的周围环境光的识别，可以基于曝光特性和曝光值(所获取的图像的亮度、快门速度、增益)来推定亮度值，并且可以与亮度计相同地检测该亮度值。
使用图4的流程图，对S32的处理详细地进行说明。
首先，在S41中，在图像数据10的上部和下部分别设定判定区域。图5是在图像数据10中设定的判定区域的一例，示出了设定有主要检测远距离的亮度的上部区域11和主要检测近距离的亮度的下部区域12的示例。此外，虽然在该示例中，将图像数据10等分，将上半部分设定为上部区域11，将下半部分设定为下部区域12，但各自的比例可以适当变更。
由于上部区域11是基于天空的亮度等来测定远距离的周围环境光的区域，因此希望处理成仅拍摄天空而不拍摄周围的树木、招牌、建筑物等。因此，在本实施例中，通过在上部区域11的上部设置高度为图像纵向尺寸的1/5左右的多个上部测定区域A0～A4，能够降低周围的树木、招牌、建筑物等的影响，仅提取车辆前方的天空的亮度。但是，若将各上部测定区域的纵向尺寸设置得过小(例如为1/10、1/20)，则对天空的亮度进行运算时的精度可能会劣化，因此将其高度设定为整体图像纵向尺寸的1/5左右。
另一方面，由于下部区域12是基于车辆100前方3～5m的路面的亮度等来测定近距离的周围环境光的区域，因此优选能处理为仅拍摄行进方向上的近距离的道路而不拍摄周围的树木、白线等。因此，在本实施例中，通过在下部区域12的下部设置高度为图像纵向尺寸的1/7左右且宽度为图像横向尺寸的1/3左右的下部测定区域120，能够降低周围的树木、白线等的影响，仅提取车辆前方的路面的亮度。
接着，在S42中，从车辆信息获取舵角θ，判定车辆100的行进方向。在S43中，考虑车辆100的行进方向，将考虑了与行进方向的偏离的权重w分别分配给上部测定区域A0～A4。在S44中，通过加权来计算车辆100的行进方向的环境光。
这里，使用图6、图7，对S42和S43的处理具体地进行说明。车辆100可取的舵角θ可以分类为如图6所示的分别具有预定的宽度的舵角θ0～θ4中的任意一个。由于设定在上部区域11中的上部测定区域A0～A4分别与舵角θ0～θ4对应，因此若从车辆信息中获取表示当前行进方向的舵角θ，就能够确定与当前行进方向对应的任意一个上部测定区域。
例如，如图6的箭头所示那样，当车辆100大致直行行驶时，由于舵角θ包含于舵角θ2，因此可将上部测定区域A2确定为与行进方向对应的区域。另一方面，如图7所示那样，当车辆100向左急转弯行驶时，由于舵角θ包含于舵角θ0，因此可将上部测定区域A0确定为与行进方向对应的区域。
当确定出与行进方向对应的上部测定区域时，将考虑了与车辆100的行进方向的偏离的权重分配给各上部测定区域。这是指将最大的权重分配给与行进方向对应的区域，并将较小的权重分配给远离行进方向的区域。例如，在图6的示例中，将权重w＝3分配给与行进方向一致的上部测定区域A2，将权重w＝2分配给与上部测定区域A2相邻的上部测定区域A1、A3，将权重w＝1分配给其他区域。另外，在图7的示例中，将权重w＝3分配给与行进方向一致的上部测定区域A0，将权重w＝2分配给与上部测定区域A0相邻的上部测定区域A1，将权重w＝1分配给其他区域。
在图4的S44中，根据图像数据10的上部区域11的亮度算出远距离的周围环境光，并根据下部区域12的亮度算出近距离的周围环境光。此外，虽然根据图像数据10的亮度、快门速度、增益等能算出各测定区域的亮度，但也可以通过其他方法求出亮度。
当通过S44推定远距离的周围环境光时，首先求出上部测定区域A0～A4各自的亮度的通常平均值，去除最暗的区域，然后算出加权平均值，并将其作为远距离的周围环境光的亮度。如此，通过去除最暗的区域的数据，能够排除噪声的影响，而且通过考虑与行进方向的偏离的大小来求出加权平均值，能够提高远距离的周围环境光的计算精度。
S44中远距离的周围环境光的具体运算基于式1。
[数学式1]
Figure BDA0002634508540000071
在式1中，左边是周围环境光的亮度，右边的xi是各测定区域的亮度的平均值，wi是各测定区域的权重，n是上部测定区域的数量，mi是用于除去最暗的上部测定区域的降噪系数。
另外，式1中的权重wi是由式2定义的，降噪系数mi是由式3定义的。
[数学式2]
Figure BDA0002634508540000081
[数学式3]
Figure BDA0002634508540000082
另外，当如图7的急转弯行驶例那样，对5个上部测定区域中的3个分配权重w＝1时或者仅对其中1个分配权重w＝2时，可以忽视图像数据10的深度分量，考虑相当于近距离的周围环境光的下部测定区域120来计算周围环境光。由此，即使车辆100处于急转弯行驶中，也能避免相当于行进方向的上部测定区域的过高评估，并适当地推定出周围环境光。
此外，通过图5～图7说明了将上部测定区域设定为5个的示例，但也可以根据周围环境光的检测所要求的精度来增减上部测定区域的设定数。例如，当将上部测定区域设定为3个时，可以将权重w设定为二值“1”和“2”，并根据式4来分配各区域的权重w。
[数学式4]
Figure BDA0002634508540000083
另一方面，当在S44中，基于图像数据10的下部区域12来推定近距离的周围环境光时，通过下部测定区域120的亮度平均值来算出其亮度。
当在S44中针对上部、下部的各区域算出周围环境光的亮度时，在S45中，分别判定与各自的周围环境光的亮度对应的照明模式。
这里，图8A是表示上部区域11的亮度[cd/m2]与照明模式之间的关系的概要图，示出了当其亮度超过上阈值th_u1时，选择“关闭车灯”，当其亮度在上阈值th_u1与上阈值th_u2之间时，选择“打开小灯”，当其亮度不到上阈值th_u2时，选择“打开头灯”。
同样地，图8B是表示下部区域12的亮度[cd/m2]与照明模式之间的关系的概要图，示出了当其亮度超过下阈值th_d1时，选择“关闭车灯”，当其亮度在下阈值th_d1与下阈值th_d2之间时，选择“打开小灯”，当其亮度不到下阈值th_d2时，选择“打开头灯”。
即，在图8A和图8B中的任意一种情况下，若周围环境明亮，则选择“关闭车灯”，若周围环境黑暗，则选择“打开头灯”，若周围环境在明亮与黑暗之间，则选择“打开小灯”。此外，上下阈值无需为同值，在本实施例中，考虑拍摄部1的摄像头、快门速度、增益等，将图8A的上阈值th_u1设定为150[cd/m2]，将上阈值th_u2设定为70[cd/m2]，将图8B的下阈值th_d1设定为100[cd/m2]，将下阈值th_d2设定为40[cd/m2]。
另外，在通过S45执行的上部区域11和下部区域12的照明模式判定中，也可以采用除了图8A、图8B以外的其他方法。图9是表示上部区域11的照明模式判定的其他方法的流程图，图10是表示下部区域12的照明模式判定的其他方法的流程图。
图9是基于通过上部区域11求出的周围环境光来判定照明模式的流程图。首先，在S91中，判定周围环境光的亮度是否为上阈值th_u1以上，当满足该条件时，在S92中，算出上部测定区域A0～A4的平均色相。关于平均色相的计算，算出的不是上部测定区域A0～A4内的所有像素数的色相平均，而是仅计算包含天空的图像区域的色相。也就是说，去除上部测定区域A0～A4内的饱和像素数(R＝max,G＝255,B＝255)后求出平均色相。
然后，在S93中，判定求出的平均色相是否在预定的色相范围内(180<H<270)，当满足该条件时，判定为周围环境光为蓝色，即推定为白天且晴天，并将照明模式设定为“关闭车灯”(S97)。另外，当不满足S93的条件时，判定为周围环境光为红色或橙色，即推定为傍晚，并将照明模式设定为“打开小灯”(S98)。
另外，在S94中，判定周围环境光的亮度是否比上阈值th_u1小且在上阈值th_u2以上，当满足该条件时，判定为周围环境光为微暗，即推定为雨天等，并将照明模式设定为“打开小灯”(S98)。另外，当不满足S94的条件时，判定为周围环境光为少量，即推定为夜间，并将照明模式设定为“打开头灯”(S99)。
另一方面，图10是基于通过下部区域12求出的周围环境光来判定照明模式的流程图。首先，在S101中，判定周围环境光的亮度是否为下阈值th_d1以上，当满足该条件时，将照明模式设定为“关闭车灯”(S103)。另外，当不满足S101的条件时，在S102中，判定周围环境光的亮度是否比下阈值th_d1小且为下阈值th_d2以上，当满足该条件时，将照明模式设定为“打开小灯”(S104)。当不满足S102的条件时，将照明模式设定为“打开头灯”(S105)。
通过上述任一种方法，针对上部区域11和下部区域12分别判别照明模式，当S45的处理结束时，图3的S32的全部处理完成，进入S33的“确定照明模式”的处理。
＜S33“确定照明模式”的处理＞
图11是表示图3的S33“确定照明模式”处理的细节的流程图。这里，根据在S32中求出的分别基于上部区域11和下部区域12的照明模式，确定实际上对照明部7设定的照明模式。
首先，在S111的“防止照明模式的摆动(hunting)”中，考虑车辆100的车速来进行照明模式的摆动(照明模式在短期内连续切换的现象)防止处理。
图12是表示图11的S111“防止照明模式的摆动”处理的细节的流程图，根据该流程图，对上下区域中的照明模式实施摆动防止处理，由此避免照明部7的照明模式在短时间内连续切换的不良情况。
如上所述，根据2016年10月修订的安全标准，当周围的亮度不足1000[lx]时，要求2秒以内自动亮灯，因此即使将是否亮灯的判定周期固定为2秒也没有问题。但是，如果将判定周期固定为2秒，可以考虑例如即使在高速公路行驶时进入隧道，只有在行驶了相当距离之后头灯才会亮灯等安全方面、驾驶员的感受方面的问题。因此，在本实施例中，设定为在高速行驶中缩短判定周期，加快照明部7的响应，不给驾驶员带来不适感。
为了实现这一点，在图12的S121中，算出与车辆100的速度大致成反比的判定周期t。此外，关于这里算出的判定周期t，车速越增大越短，车速越缓慢越接近2秒，例如通过式5算出。
[数学式5]
Figure BDA0002634508540000101
其中，右边的s是车速[m/秒]，T是2[秒]，α是用于调整最短周期的变量，左边的t是设定的判定周期。
当在S121中算出了与速度对应的判定周期t时，在S122中，判断在该判定周期t内，针对上下区域是否存在照明模式的变化。然后，当照明模式发生了变化时，判断为该区域中的判定不稳定，并维持上次判定周期的照明模式(S123)。另一方面，当照明模式在判定周期t内没有发生变化时，判断为该区域中的判定稳定，并更新为本次判定周期的照明模式(S124)。此外，由于S122的判断是分别针对上下区域独立进行的，因此，一方维持上一周期的照明模式，而另一方更新为本周期的照明模式的情况也是存在的。
接着，在S125中，比较S122～S124的处理后的上下区域的照明模式，判断两者是否相同。当两者相同时，将其照明模式设定为S111的输出(S126)。另一方面，当两者不同时，将上次判定周期的照明模式设定为S111的输出(S127)。
然后，在图11的S112“判定短车间距离时的照明模式”中，使用基于与前行车的车间距离的阈值(图8A的上阈值th_u1、th_u2等)来判定照明模式。
一般情况下，车辆100的速度与车间距离有关，存在速度越快则车间距离越长，速度越慢则车间距离越短的倾向。在如图5那样不存在前行车且速度较快的情况下，在上部测定区域A0～A4和下部测定区域120中的任意一个区域中，均能准确地检测出周围环境光，但如图13那样与前行车的车间距离较短的情况下，前行车13占据了拍摄部1拍摄的图像数据10的大部分，而难以准确地检测出本来的周围环境光。由此，在拥堵时，即使是晴天，照明模式也可能被设定为“打开头灯”。因此，在S112中，考虑车间距离来调整判定照明模式时的阈值，不管车间距离的大小，均能设定适当的照明模式。
图14是表示S112“判定短车间距离时的照明模式”的详细处理的流程图。首先，在S141中，判定是否满足条件语句1。由于条件语句1是用于避免在拥堵中误使车灯亮灯的条件语句，因此其内容可以通过如下两部分来定义。
·条件语句1a：车速为停止、低速或者减速中；
·条件语句1b：当前的照明模式是“关闭车灯”。
当不满足条件语句1时，在图像数据10中前行车13所占比例较小，根据上下区域能准确地检测出周围环境光，或者能推测为周围环境较暗且照明部7已亮灯的状态，因此不执行S112的处理。另一方面，当条件语句1都满足时，也有可能因拥堵而在图像数据10中前行车13所占的比例变大，因此对用于判定照明模式的阈值进行修正以便避免误使照明部7亮灯(S142)。
在S142中修正判定阈值时，考虑车辆100的速度和图像数据10中的低亮度像素数。这里所说的低亮度像素数是指上部测定区域A0～A4中包含的像素值为40(8bit)以下的低亮度的像素的数量。考虑低亮度像素数来修正判定阈值的理由如下：当前行车13的车体色为反射率高的白色或者亮色时，即使因拥堵等而靠近前行车13对于照明模式判定也没有不良影响，而当前行车13的车体颜色为反射率低的黑色或者暗色时，车间距离对于照明模式判定的合适与否具有较大影响。由此，根据上部测定区域A0～A4中的低亮度像素数来推测与黑色或暗色的前行车13的车间距离，并根据预测的车间距离来修正上阈值th_u1、th_u2(S142)。这里所用的判定阈值的修正式如式6所示。
[数学式6]
Figure BDA0002634508540000121
其中，th_new是修正后的判定阈值，th是初始判定阈值，s是车速，R是阈值的调整范围，D是上部测定区域A0～A4中的低亮度像素数，α是调整变量。
当在S142中修正判定阈值th时，通过与图9的S45相同的方法来判定针对上部区域11的照明模式，然后通过与图12的S111相同的方法来进行照明模式的摆动防止处理。如此，当考虑前行车13的车体色以及与前行车13的车间距离来修正照明模式的判定中所用的阈值时，即使在拥堵时紧随黑色的前行车13停下这样的情况下，也能避免误使头灯亮灯这样的误动作。
接着，在图11的S113“确定照明模式”中，基于S111、S112的处理的输出即照明模式，最终确定要对照明部7设定的照明模式。
图15是表示S113“确定照明模式”的详细处理的流程图。如这里所示，在S151中，判定是否满足条件语句2。由于条件语句2是用于判断是否有必要使照明部7灭灯的条件语句，因此其可以通过如下两个语句来定义。
·条件语句2a：上次的最终判定为“打开小灯”或“打开头灯”；
·条件语句2b：本次的最终判定是“关闭车灯”。
当条件语句2都满足时，正是将照明部7从亮灯切换为灭灯的定时，因此计算出与车速对应的到灭灯为止的所需时间(S152)。关于这里计算的灭灯时间，与亮灯时间相同地，也可以使用式5运算出，但考虑到安全标准所规定的自动灭灯时间，而将灭灯时间的初始值T设定为5～300秒中的任意一个值。
在S152的处理之后或者不满足条件语句2时(维持灭灯、维持亮灯或者从灭灯到亮灯)，判定本次的最终判定是否是“关闭车灯”(S153)。当最终判定是“关闭车灯”时，对经过时间进行计数(S154)，当经过时间与在S152中设定的灭灯时间一致时(S155)，对灭灯时间进行初始化(S156)，输出“关闭车灯”(S157)。由此，能够在经过预定时间之前使照明部7维持亮灯，而在经过预定时间时使照明部7灭灯。
另一方面，当S153的判定为“否”时，即当最终判定是“打开小灯”和“打开头灯”中的任意一种时，由于当时无需灭灯，因此即使是在S152中设定好了灭灯时间的情况下，仍对其进行初始化(S158)，输出“打开小灯”和“打开头灯”中的某一种(S159)。
当图15的一系列处理(S113)结束而确定了照明模式时，图11的一系列处理(S33)也结束，进入图3的S34的处理中。
＜S34“发送到照明控制部”的处理＞
在图3的S34“发送到照明控制部”的处理中，将S33“确定照明模式”的处理的输出结果即“关闭车灯”、“打开小灯”、“打开头灯”中的某一种照明模式信息转送到照明控制部6中，照明控制部6根据该信息使照明部7亮灯或灭灯。
根据以上说明的本实施例的自动照明系统，即使在通过现有方法无法准确地评估周围环境光的亮度的、急转弯行驶时或者与前行车的车间距离较小时等，也能准确地评估周围环境光的亮度，因此能够实现不会给驾驶员带来不适感的适当的自动照明控制。
此外，在本实施例中，对使用拍摄前方的拍摄部1来测定周围环境光的亮度的示例进行了说明，但也可以构成为使用车辆100的后置照相机来测定周围环境光的亮度并生成照明模式信息。
实施例2
下面，对本发明的实施例2的自动照明系统进行说明。在实施例1中，使用单眼照相机作为拍摄部1，而在本实施例中，使用立体照相机作为拍摄部1，使用该立体照相机准确地测定与前行车的车间距离，并基于测定的车间距离确定照明模式，在这一点上与实施例1不同。此外，关于与实施例1之间的共同点，省略重复说明。
如图16的(a)、16的(b)所示，本实施例的车辆100构成为：具备由同一光学系统构成的2台照相机1a、1b(下面，称为“立体照相机”)。图16的(a)是在车辆100的照明部7中内置有立体照相机的示例，图16的(b)是在车辆100的室内天花板安装有立体照相机的示例。通过这些示例中的任意一种构成，在本实施例的车辆100中，从多个不同的方向同时对前方进行拍摄，由此还能记录测量距离的信息。
为了通过该立体照相机求出与前行车等测量对象物171之间的距离，如图17所示，利用的是三角测量的原理。即，当拍摄测量对象物171时，通过左侧的照相机1a的二维传感器172a拍摄测量对象物171的图像数据10a，通过右侧的照相机1b的二维传感器172b拍摄测量对象物171的图像数据10b。当照相机1a和照相机1b的光轴平行且基线距离为B(m)、焦点距离为f(像素)时，若将测量对象物171的相同部分在各图像数据上的拍摄位置分别设定为XL、XR，则可以通过式7运算出从立体照相机到测量对象物171的距离Ds。
[数学式7]
Figure BDA0002634508540000141
这样，在本实施例中，通过立体照相机来测定与前行车辆之间的距离Ds，当该距离Ds不到预定的阈值时，判断为前行车辆靠近，并对亮灯或灭灯的判断中所用的周围环境光的亮度的阈值(上阈值th_u1、th_u2)进行修正。
使用图18、图19对本实施例中的具体控制进行说明。
在实施例2的自动照明系统中，与实施例1的图3相同地，获取图像数据10和车辆信息(S31)，并识别周围环境光(S32)。然后，实施图18所示的本实施例的照明模式确定处理(S33)，最后根据通过本实施例的方法确定的照明模式控制照明部7的亮灯/灭灯(S34)。
图18所示的本实施例的“确定照明模式”处理是将用于说明实施例1的“确定照明模式”的图11的S112“低速判定”替换为图18的S181“判定前行车靠近”的处理。此外，关于图18的S111的处理以及S113的处理，由于与实施例1的图11相同，因此下面省略重复说明。
图19是表示S181“判定前行车靠近”的处理的细节的流程图。如这里所示，首先，在S191中，判定车间距离Ds是否在预先设定的靠近车间距离(例如15m)的范围内，当不符合时，不变更用于确定照明模式的阈值而结束S181的处理。另外，当车间距离Ds在预先设定的靠近车间距离范围内时，在S192中，判定上次判定周期中判定的照明模式是否是“关闭车灯”，当不符合时(当照明模式是“打开头灯”和“打开小灯”中的任意一种时)，不变更用于确定照明模式的阈值而结束S181的处理。
另一方面，当S192中上次判定周期中判定的照明模式是“关闭车灯”时，在S193中，使用式8，重新计算判定阈值。
[数学式8]
Figure BDA0002634508540000151
其中，式8的th_new是重新计算出的判定阈值，th是原始判定阈值，R是阈值的调整范围，Ds是车间距离，Df是预先设定的距离范围(靠近车判断处理的定时)，α是计算的调整变量。
接着，在S194中，使用式9，重新计算前行车靠近时的上部周围环境光。
[数学式9]
Figure BDA0002634508540000152
在式9中，左边是上部周围环境光，右边的xi是各测定区域的平均亮度，wi是基于靠近车的各测定区域的权重分布，n是设置的测定区域数。
此外，在本实施例中，通过式10来定义各测定区域的权重分布wi。
[数学式10]
Figure BDA0002634508540000153
然后，在S195中，使用在S193中重新计算出的阈值和在S194中运算出的上部周围环境光，选择上部区域11的照明模式，在S196中，通过与图12相同的方法实施摆动防止处理，然后结束S181的处理，转移到图18的照明模式确定处理(S113)。
在实施例1的图14的处理等中，使用单一的照相机，通过运算来推测车间距离，并决定照明模式，而在本实施例中，通过利用立体照相机，能准确地测定车间距离，并根据该准确的车间距离更加适当地设定照明模式。其结果，与实施例1相比，能抑制不必要地使车灯亮灯的情况，从而能抑制电池的浪费，并且能进行与驾驶员的感觉一致的照明控制。
实施例3
下面，对本发明的实施例3的自动照明系统进行说明。此外，关于与上述实施例之间的共同点，省略重复说明。
图20是本实施例的自动照明系统的框图。在实施例2中，使用立体照相机来测定与前行车的车间距离，并使用与其对应的阈值来确定照明模式，而在本实施例中，使用雷达测距部1A来测定与前行车的车间距离，并使用与其对应的阈值来确定照明模式。本实施例的处理流程与在实施例2的图18、图19中说明的内容相同，因此省略重复说明。
雷达测距部1A通过毫米波雷达或LIDAR(Light Detection and Ranging；激光探测及测距系统)等的光照射及其其反射光的接受来进行测距。此外，本实施例的图像处理部2a是在图2所示的图像处理部2的构成上添加了用于与雷达测距部1A连接的雷达测距I/F27所成的处理部。
如以上所述，在使用了雷达测距部1A的本实施例的构成中，与实施例2相同地，也能准确地测定车间距离，并根据该准确的车间距离更加适当地设定照明模式。其结果，能抑制电池的浪费，并且能进行与驾驶员的感觉一致的照明控制。
实施例4
下面，对本发明的实施例4的自动照明系统进行说明。在本实施例中，确定照明模式时使用的是地图信息和本车位置信息，在这一点上与上述实施例不同。此外，关于与上述实施例之间的共同点，省略重复说明。
图22是本实施例的自动照明系统的框图。如这里所示，本实施例的自动照明系统是在实施例1的构成上添加了地图协作部3a所成的照明系统，与此对应地，将图像处理部2替换为图像处理部2b。
图23是表示本实施例的图像处理部2b的功能框图。本实施例的图像处理部2b大体上与实施例1中的图像处理部2相同，但其具备用于与地图协作部3a连接的地图协作I/F28。
图24是地图协作部3a的功能框图。如这里所示，地图协作部3a具备：运算装置241、存储有地图数据库或程序的主存储装置242、辅助存储装置243、图像/显示IF244、用于接收来自未图示的GPS接收机的测位信号的测位I/F245、用于接收来自拍摄部1或雷达测距部1A的车外信息的感测I/F246、以及车辆I/F247。
该地图协作部3a将本车信息(速度等)或GPS卫星接收信息或其他感测信息(例如本车前方的图像数据或雷达测距等)转发到辅助存储装置243并进行存储，并且基于存储于此处的信息来推定本车位置/行进方向。另外，运算装置241基于存储于主存储装置242中的程序，将控制信号发送到所希望的接口。将运算装置241推定出的本车位置和行进方向与地图信息一起发送给图像/显示IF234。
然后，在地图协作部3a中，基于测位信号算出(测位)本车位置而作为绝对坐标，并且基于车外信息算出本车位置而作为相对于测位位置的相对的变化量。进而，使用地图数据库，进行将算出的本车位置修正为地图的道路上的位置的地图匹配处理。作为这些处理的结果，通过地图协作部3a能够基于道路上的本车推定位置和方向信息，高精度地推定出行进方向。
除了车辆100的行进方向的道路形状、隧道的位置之外，隧道中的照明位置也经由地图协作I/F 28输入到图像处理单元2b，因此，使用这些信息，能预先对多个上部测定区域的权重、用于判定照明模式的阈值进行切换，或者也能在隧道等要求亮灯的场所，预先使头灯亮灯，由此，与上述实施例相比，能使照明模式的切换变得更加合适，能进一步提高驾驶员的舒适度。
此外，本发明并不限定为上述实施例，还包括各种变形例。例如，在上述实施例中，为了以更容易理解本发明的方式进行说明而进行了详细地说明，但上述实施例并不限定为一定具有所说明的所有构成。另外，可以将某个实施例的构成的一部分替换为其他实施例的构成，也可以将其他实施例的构成加入某个实施例的构成中。另外，可以针对各实施例的构成，进行其他构成的追加、删除、替换。
符号说明
100 车辆；
1 拍摄部；
1a、1b 照相机；
1A 雷达测距部；
2、2a、2b 图像处理部；
3 车辆信息获取部；
3a 地图协作部；
4 车辆控制部；
5 照明切换部；
6 照明控制部；
7 照明部；
8 行驶系统控制部；
10、10a、10b 图像数据；
11 上部区域；
A0～A4 上部测定区域；
12 下部区域；
120 下部测定区域；
13 前行车；
21 运算装置；
22 主存储装置；
23 辅助存储装置；
24 拍摄接口；
25 照明控制接口；
26 车辆接口；
27 雷达测距接口；
28 地图协作接口；
171 测量对象物；
172a、172b 二维传感器。

Claims (9)

1.一种自动照明系统，其使车辆的照明根据周围环境自动地进行亮灯或灭灯，其特征在于，该自动照明系统具备：
拍摄装置，其对上述车辆的前方进行拍摄并生成图像数据；
图像处理部，其根据该图像数据的上部区域和下部区域的亮度，生成对上述照明的亮灯或灭灯进行控制的照明模式信息；以及
照明控制部，其根据该照明模式信息，对上述照明进行控制，
上述图像处理部将对上述上部区域设定的多个测定区域中的、上述车辆的行进方向的测定区域的权重设为较重，并将其他测定区域的权重设为较轻，来运算上述上部区域的亮度，并根据该上部区域的亮度生成上述照明模式信息。
2.根据权利要求1所述的自动照明系统，其特征在于，
上述图像处理部进行如下处理：
当运算出的上部区域的亮度比第一阈值亮时，生成关闭车灯的照明模式信息，
当运算出的上部区域的亮度比第一阈值暗且比第二阈值亮时，生成打开小灯的照明模式信息，
当运算出的上部区域的亮度比第二阈值暗时，生成打开头灯的照明模式信息。
3.根据权利要求1所述的自动照明系统，其特征在于，
上述图像处理部进行如下处理：
算出上述上部区域的平均色相，
当运算出的上部区域的亮度比第一阈值亮且上述平均色相在基准范围内时，生成关闭车灯的照明模式信息，
当运算出的上部区域的亮度比第一阈值亮且上述平均色相在基准范围外时，生成打开小灯的照明模式信息，
当运算出的上部区域的亮度比第一阈值暗且比第二阈值亮时，生成打开小灯的照明模式信息，
当运算出的上部区域的亮度比第二阈值暗时，生成打开头灯的照明模式信息。
4.根据权利要求2或3所述的自动照明系统，其特征在于，
当上述车辆的车速为停止、低速、减速中的任意一种且当前的照明模式信息为关闭车灯时，上述图像处理部将上述第一阈值或上述第二阈值设定得较小。
5.根据权利要求2或3所述的自动照明系统，其特征在于，
当上述图像数据所包含的前行车的车体色为黑色或暗色时，上述图像处理部将上述第一阈值或上述第二阈值设定得较小。
6.根据权利要求2或3所述的自动照明系统，其特征在于，
该自动照明系统还具备：车间距离测定装置，其测定与前行车的车间距离，
当上述车间距离比预定距离小时，上述图像处理部将上述第一阈值或上述第二阈值设定得较小。
7.根据权利要求6所述的自动照明系统，其特征在于，
上述车间距离测定装置是立体照相机或雷达测距装置。
8.根据权利要求1所述的自动照明系统，其特征在于，
该自动照明系统还具备：地图协作部，其内置有地图数据库，
上述图像处理部根据基于上述地图数据库内的道路信息判定的上述车辆的行进方向，对各判定区域进行加权。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的自动照明系统，其特征在于，
关于上述照明模式信息的判定周期，上述车辆的车速越快则越短。
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