CN111902315B - 车辆照明控制装置、车辆照明控制方法和计算机能读取的存储介质 - Google Patents

车辆照明控制装置、车辆照明控制方法和计算机能读取的存储介质 Download PDF

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Abstract

车辆控制装置(10)具有灯控制部(22)、第1检测部(23)和第2检测部(24)。第1检测部(23)利用远红外线摄像机(31)检测存在于车辆(100)具有的近光灯的照射范围外的对象物。第2检测部(24)利用使用激光进行测距的测距传感器(321)，检测由第1检测部(23)检测到的对象物的位置。灯控制部(22)利用能够照射到比近光灯远的地方的标记灯(35)，照射由第2检测部(24)检测到的对象物的位置。

Description

车辆照明控制装置、车辆照明控制方法和计算机能读取的存储介质
技术领域
本发明涉及搭载于车辆的照明的控制技术。
背景技术
有具备如下的所谓Adaptive Driving Beam(自适应驾驶光束，以下为ADB)功能的车辆用前照灯：将LED这样的半导体发光元件排列成矩阵状，通过控制各发光元件的点亮熄灭来改变配光图案的照射区域。ADB功能通过使用单眼摄像机这样的传感器来检测车辆附近的行人的动作状况，对行人实现部分的点亮熄灭以不使行人感到眩目(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-110853号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在对行人部分熄灯以不使行人感到眩目时，驾驶员无法目视认知行人。因此，有没看到横穿马路的行人而发生碰撞的危险。
本发明的目的在于使驾驶员容易认知行人这样的对象物。
用于解决课题的手段
本发明的车辆照明控制装置具有：
第1检测部，其利用远红外线摄像机检测存在于车辆具有的近光灯的照射范围外的对象物；
第2检测部，其利用使用激光进行测距的测距传感器，检测由所述第1检测部检测到的所述对象物的位置；以及
灯控制部，其利用能够照射到比所述近光灯远的地方的标记灯，照射由所述第2检测部检测到的所述对象物的位置。
发明效果
在本发明中，利用标记灯照射存在于近光灯的照射范围外的对象物所在的范围。由此，驾驶员能够认知在仅使用近光灯的状况下无法认知的远处的对象物。
附图说明
图1是实施方式1的车辆照明控制装置10的结构图。
图2是实施方式1的灯控制部22的结构图。
图3是表示实施方式1的由远红外线摄像机31和可见光摄像机32得到的图像的图像坐标系50的图。
图4是表示实施方式1的车辆坐标系60的图。
图5是表示实施方式1的灯坐标系70的图。
图6是表示实施方式1的车辆照明控制装置10的动作的流程图。
图7是表示实施方式1的由远红外线摄像机31得到的图像与标记灯(markinglight)35的水平角度之间的关系的图。
图8是实施方式1的近光灯判定处理的说明图。
图9是表示实施方式1的标记灯35的控制例的图。
图10是实施方式2的车辆照明控制装置10的结构图。
图11是实施方式2的灯控制部22的结构图。
图12是表示实施方式2的测距传感器坐标系80的图。
图13是表示实施方式2的车辆照明控制装置10的动作的流程图。
图14是表示实施方式2的行人在图像坐标系50中的像素位置与在测距传感器坐标系80中的位置之间的关系的图。
图15是实施方式2的近光灯的照射范围的说明图。
具体实施方式
实施方式1
***结构的说明***
参照图1，对实施方式1的车辆照明控制装置10的结构进行说明。
车辆照明控制装置10是搭载于车辆100的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)这样的计算机。车辆照明控制装置10可以是与车辆100一体不可分的结构，也可以是能够与车辆100分离的结构。
作为功能构成要素，车辆照明控制装置10具有检测部21和灯控制部22。检测部21具有第1检测部23和第2检测部24。在实施方式1中，灯控制部22、第1检测部23和第2检测部24分别由独立的ECU构成。另外，也可以由1个ECU构成灯控制部22、第1检测部23和第2检测部24中的2个以上。
在车辆100中，除了车辆照明控制装置10之外，还搭载有远红外线摄像机31、可见光摄像机32、车载传感器33、LED驱动器34、标记灯35、电机控制装置36、水平驱动器37、垂直驱动器38、水平步进电机39和垂直步进电机40。
参照图2，对实施方式1的灯控制部22的结构进行说明。
作为功能构成要素，灯控制部22具有基于像素预测部41、第1角度计算部42、基于车辆预测部43、第2角度计算部44、车辆移动预测部45、近光灯检测部46、碰撞预测部47和控制执行部48。灯控制部22具有的功能构成要素通过软件来实现。
在实现灯控制部22的ECU中搭载有存储器，在存储器中存储有实现各功能构成要素的功能的程序。该程序被读入执行处理的IC(Integrated Circuit：集成电路)即处理器，由处理器执行。由此，实现灯控制部22具有的各功能构成要素的功能。
另外，存储器实现第1参数存储部421和第2参数存储部441的功能。
第1检测部23和第2检测部24的功能也与灯控制部22的各功能构成要素的功能同样，通过软件来实现。
另外，灯控制部22、第1检测部23和第2检测部24的功能也可以不通过软件而通过ASIC和FPGA这样的硬件来实现。处理器以及ASIC和FPGA这样的硬件是处理电路。即，通过处理电路实现灯控制部22、第1检测部23和第2检测部24的功能。
***动作的说明***
参照图3～图9，对实施方式1的车辆照明控制装置10的动作进行说明。
实施方式1的车辆照明控制装置10的动作相当于实施方式1的车辆照明控制方法。另外，实施方式1的车辆照明控制装置10的动作相当于实施方式1的车辆照明控制程序的处理。
在实施方式1中，假设对象物是行人。但是，对象物不限于行人，也可以是自行车、动物、停车动作中的车辆这样的其他类别。
参照图3～图5，对实施方式1的数学定义进行说明。
如图3所示，由远红外线摄像机31得到的图像坐标系50将水平方向的轴向右设为正，设为U轴，将垂直方向的轴向下设为正，设为V轴。在假设得到横向M像素且纵向N像素的图像时，将位于最左上的像素位置表示为(1，1)，位于最右下的像素位置表示为(M，N)，位于1≤u≤M且1≤v≤N的范围内的任意的像素位置表示为(u，v)。
将由远红外线摄像机31拍摄到的对象物即行人51的检测范围表示为检测框52。将检测框52左上的像素位置53表示为(Utl，Vtl)，右下的像素位置54表示为(Ubr，Vbr)。检测框52的中心坐标55为((Utl+Ubr)/2，(Vtl+Vbr)/2)。
对于由可见光摄像机32得到的图像坐标系，也与由远红外线摄像机31得到的图像坐标系50同样地定义。因此，对于由可见光摄像机32得到的图像坐标系，也使用相同的变量。
如图4所示，车辆坐标系60以车辆100的行进方向为Zw轴，使用左手系定义Xw轴和Yw轴。将某时刻T＝t的车辆坐标系60下的行人的坐标表示为(xwp(t)，ywp(t)，zwp(t))。另外，将某时刻T＝t的车辆坐标系60下的车辆100的坐标表示为(xwc(t)，ywc(t)，zwc(t))。
如图5所示，灯坐标系70以灯的照射方向为Zl轴，使用左手系定义Xl轴和Yl轴。将某时刻T＝t的灯坐标系70下的行人的坐标表示为(xlp(t)，ylp(t)，zlp(t))。另外，将某时刻T＝t的灯坐标系70下的车辆100的坐标表示为(xlc(t)，wlc(t)，zlc(t))。
参照图6，对实施方式1的车辆照明控制装置10的动作进行说明。
(步骤S1：第1检测处理)
第1检测部23检测存在于车辆100具有的近光灯的照射范围外的对象物即行人。即，第1检测部23使用远红外线摄像机31，检测存在于近光灯无法到达从而驾驶员无法目视认知的车辆100前方的远处的行人。近光灯无法到达的远处例如是指距离车辆100为40m以上的范围。在此，第1检测部23检测近光灯无法到达的远处的、与车辆相隔100m～120m范围内的行人。
具体而言，远红外线摄像机31是能够取得热源作为影像的摄像机。远红外线摄像机31利用传感器感测温度分布并作为影像数据输出。
第1检测部23将由远红外线摄像机31输出的影像数据作为输入，利用ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)或FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)这样的电路执行灰度处理这样的摄像机信号处理。第1检测部23通过面向汽车安全预防的SoC(System on Chip：片上系统)，根据1张静态图像计算图像内的特征量，应用支持向量机来判定是否是行人。然后，第1检测部23计算静态图像中的被判定为行人的像素的位置，输出图像坐标系50下的检测框52的左上的像素位置53(Utl，Vtl)和右下的像素位置54(Ubr，Vbr)。
另外，行人的检测方法可以是任意的方法。具体而言，特征量提取方法和根据特征量判别是否是行人的方法可以是任意的方法。另外，输出的像素位置也可以不是左上的像素位置53和右下的像素位置54，而是行人的中心坐标55这样的其他位置。
(步骤S2：基于像素预测处理)
灯控制部22的基于像素预测部41基于在步骤S1中输出的像素位置，预测某时间后的行人的移动目的地像素位置。这里，基于像素预测部41通过卡尔曼滤波器计算0.1[s]到5[s]后的行人的移动目的地像素位置{(lu(t+p|t)，lv(t+p|t))，p＝1，···，50}。
具体而言，基于像素预测部41根据检测框52的左上的像素位置53(Utl，Vtl)和右下的像素位置54(Ubr，Vbr)，计算中心坐标55((Utl+Ubr)/2，(Vtl+Vbr)/2)。基于像素预测部41将中心坐标55作为输入，通过卡尔曼滤波器计算0.1[s]到5[s]后的行人的水平方向的移动目的地像素位置。
另外，移动目的地像素位置的计算方法不限于使用卡尔曼滤波器的方法，也可以是其他方法。
说明基于卡尔曼滤波器的像素位置的预测方法。
用l(Location)表示位置，用v(Velocity)表示速度，用a(Acceleration)表示加速度。将时刻t的图像上的位置、速度、加速度分别设为位置(lu(t)，lv(t))、速度(vu(t))、vv(t))、加速度(au(t)，av(t))。状态向量x(t)用x(t)＝[lu(t)，lv(t)，vu(t)，vv(t)，au(t)，av(t)]来定义。
设状态空间模型为x(t+1)＝Fx(t)+Gξ(t)。这里，F是状态转移矩阵，G是系统噪声转移矩阵，ξ(t)是平均值为0且协方差为Q的正态白噪声。另外，设检测到的行人的像素位置的观测模型为y(t)＝Hx(t)+η(t)。这里，H是观测矩阵，η(t)是平均值为0且协方差为R的正态白噪声。
通过给出初始值x(1|0)＝x0、P(1|0)＝P0，针对t＝1，···，N求出以下的预测估计值和滤波估计值。其中，估算x(t)可以取的平均值而给出x0，估算x(t)可以取的协方差值而给出P0。
K(t)＝P(t|t-1)H＾{T}{HP(t|t-1)H＾{T}+R}＾{-1}
x(t|t)＝x(t|t-1)+K(t){y(t)-Hx(t|t-1)}
P(t|t)＝P(t|t-1)-KHP(t|t-1)
x(t+1|t)＝Fx(t|t)
P(t+1|t)＝FP(t|t)F＾{T}+GQG＾{T}
另外，式中，“＾”表示乘方。例如，X^Y表示XY。其中，X＾{T}表示矩阵X的转置。
这里，F是6×6的矩阵，将检测到的行人的像素位置模型化成进行匀加速直线运动，定义成F＝[1 0Δt 0 ((Δt)＾{2})/2 0；0 1 0 Δt 0 ((Δt)＾{2})/2；0 0 1 0 Δt0；0 0 0 0 1 Δt；0 0 0 0 1 0；0 0 0 0 0 1]。另外，在矩阵中，“；”表示换行。
另外，针对系统噪声，设状态向量的元素互不相关，G被定义成6×6的单位矩阵。
基于像素预测部41仅输出行人的像素位置((Utl+Ubr)/2，(Vtl+Vbr)/2)。因此，观测矩阵H被定义成H＝[1 0 0 0 0 0；0 1 0 0 0 0；0 0 0 0 0 0；0 0 0 0 0 0；0 0 0 0 00；0 0 0 0 0 0]。
在设来自检测部21的输出以0.1[s]为周期时，作为Δt＝0.1[s]而给出，矩阵F决定具体值。
另外，与卡尔曼滤波器分开地求出x(t+p|t)＝F＾{p}x(t|t)的关系。从Δt＝0.1[s]到0.1[s]后、0.2[s]后、···、5[s]后对应于p＝1，2，···，50。因此，通过使用上述式子，能够每0.1[s]地将状态向量预测到5秒后。
并且，能够根据0.1[s]到5[s]后的状态向量x(t+1|t)，···，x(t+50|t)，计算0.1[s]到5[s]后的水平方向的像素位置lu(t+1|t)，···，lu(t+50|t)。
(步骤S3：第1照射处理)
灯控制部22的第1角度计算部42计算行人所在的方向相对于车辆100的行进方向的水平角度θ(t+p|t)。然后，控制执行部48根据计算出的水平角度θ(t+pt)控制标记灯35，向行人所在的方向照射光。
在此，标记灯35是能够照射到比近光灯窄的范围且照射到比近光灯远的地方的灯。并且能够改变照射方向。车辆100不仅可以具有一个标记灯35，也可以具有多个标记灯35，在具有多个标记灯35的情况下，也可以能够分别控制各标记灯的亮度、颜色或照射方向等。在此，作为标记灯35，以LED为例，通过水平步进电机39和垂直步进电机40改变灯的照射方向。
具体而言，第1角度计算部42将在步骤S2中计算出的、0.1[s]到5[s]后的行人的水平方向的移动目的地像素位置(lu(t+1|t)，lv(t+1|t))、···、像素位置(lu(t+50|t)，lv(t+50|t))作为输入，计算0.1[s]到5[s]后的灯坐标系70下的标记灯35的水平角度θ(t+1|t)、···、θ(t+50|t)。第1角度计算部42将0.1[s]到5[s]后的水平角度θ(t+1|t)、···、θ(t+50|t)输出到灯控制部22。
在此，第1角度计算部42预先求出标记灯35的水平角度相对于由远红外线摄像机31得到的图像的水平方向像素位置的关系(一次式)，作为校准参数存储到第1参数存储部421中。第1角度计算部42基于该校准参数，计算与水平方向像素位置对应的标记灯35的水平角度。
对校准参数进行说明。例如，如图7所示，第1角度计算部42预先计测相对于标记灯35的水平角度-30度、-20度、-10度、0度、10度、20度、30度的远红外线摄像机31的图像坐标中的水平位置u(-30度)、u(-20度)、u(-10度)、u(0度)、u(10度)、u(20度)、u(30度)，作为表保存到第1参数存储部421中。该表是校准参数。第1角度计算部42求出根据像素位置(lu(t+p|t)，lv(t+p|t))计算出的中心坐标55((Utl+Ubr)/2，(Vtl+Vbr)/2)进入表的哪个区间。然后，第1角度计算部42通过一次函数，求出该区间内的与中心坐标55((Utl+Ubr)/2，(Vtl+Vbr)/2)对应的角度，作为对应的标记灯35的水平角度。
另外，还考虑标记灯35的水平角度相对于由远红外线摄像机31得到的图像的水平方向像素位置的关系为非线性关系的情况。在这种情况下，通过在多个采样点生成表，能够高精度地计算标记灯35的水平角度。另外，也可以用多项式对采样点进行近似，根据多项式计算标记灯35的水平角度。
控制执行部48鉴于从计算水平角度起到从标记灯35向行人照射光为止的处理时间，选择0.1秒后到5秒后的50个水平角度中的一个。控制执行部48将使标记灯35旋转到选择出的水平角度的电机控制信号输出到水平驱动器37。电机控制信号是表示旋转方向和脉宽的信号。另外，控制执行部48将驱动器控制信号输出到LED驱动器34。
于是，水平驱动器37在被输入电机控制信号时，基于电机控制信号将脉冲信号输出到水平步进电机39。水平步进电机39基于脉冲信号使标记灯35沿水平方向旋转。另外，LED驱动器34在被输入驱动器控制信号时，对标记灯35施加5V的电压。标记灯35在被施加5V的电压时点亮。
即，标记灯35朝向选择出的水平角度，向行人所在的方向照射光。
(步骤S4：第2检测处理)
第2检测部24利用可见光摄像机32检测存在于由标记灯35照射到的范围的对象物即行人。即，通过在步骤S3中利用标记灯35对行人照射光，能够利用可见光摄像机32拍摄行人。因此，第2检测部24利用可见光摄像机32拍摄由标记灯35照射到的范围来检测行人。
具体而言，可见光摄像机32输出拍摄由标记灯35照射到的范围而得到的影像数据。此时，可见光摄像机32利用安装于内置的ASIC或FPGA的摄像机信号处理硬件，在进行曝光时间调整和灰度校正后进行拍摄。
第2检测部24将由可见光摄像机32输出的影像数据作为输入，通过面向汽车安全预防的SoC，根据1张静态图像计算图像内的特征量，应用支持向量机来判定是否是行人。第2检测部24计算静态图像中的被判定为行人的像素的位置，确定图像坐标系50下的检测框52的左上的像素位置53(Utl，Vtl)和右下的像素位置54(Ubr，Vbr)。第2检测部24根据左上的像素位置53(Utl，Vtl)和右下的像素位置54(Ubr，Vbr)计算中心坐标55。第2检测部24基于中心坐标55，计算并输出以某时刻T＝t的车辆100的位置为原点的、车辆坐标系60下的行人的坐标值(xwp(t)，ywp(t)，zwp(t))。
另外，与步骤S1同样，行人的检测方法可以是任意的方法。
(步骤S5A：基于车辆预测处理)
灯控制部22的基于车辆预测部43基于在步骤S4中输出的行人的坐标值，预测某时间后的行人的移动目的地的坐标值。在此，基于车辆预测部43针对某时刻t，利用卡尔曼滤波器计算0.1[s]到5[s]后的行人的移动目的地在车辆坐标系60下的坐标{(xwp(t+p|t)，ywp(t+p|t)，zwp(t+p|t))，p＝1，···，50}。
这里，基于卡尔曼滤波器的坐标预测方法能够通过与步骤S2中的基于卡尔曼的像素位置预测方法相同的算法来求出。另外，状态向量的定义只要考虑物理模型来定义即可。
(步骤S5B：车辆移动预测处理)
灯控制部22的车辆移动预测部45从车载传感器33取得某时刻t的车辆100的行驶速度V(t)[m/s]、横摆角速度(Yaw rate)r(t)[°/s]、转向角δ(t)[°]。车载传感器33是搭载于车辆100的各种传感器。车辆移动预测部45将行驶速度V(t)、横摆角速度r(t)、转向角δ(t)作为输入，计算转弯半径ρ(t)＝(1-m/(2·l＾(2))·((lf·Kf-lr·Kr)/Kf·Kr)·(V(t))＾(2)))·l/δ(t)。
这里，m[kg]是惯性质量。l[m]是轴距长度。Kf是前轮的转弯动力。Kr是后轮的转弯动力。lf[m]是车辆重心点与前车轴之间的距离。lr[m]是车辆重心点和后车轴之间的距离，是在预测车辆100的移动时求出转弯半径时的常数。
车辆移动预测部45针对某时刻t，关于p＝1，···，50，计算沿着半径ρ(t)的弧的长度L(t，t+p)＝V(t)×0.1[s]×p。由此，车辆移动预测部45作为预测值得到沿着转弯半径ρ(t)的到5秒后的本车位置的轨迹。
车辆移动预测部45计算此时的旋转角度(t，t+p)＝(360[°]×L(t，t+p))/(2×π×ρ(t))。并且，车辆移动预测部45关于p＝1，···，50，在横摆角速度r(t)为正的情况下，通过xwc(t，t+p)＝-ρ(t)+ρ(t)cos(ψ(t，t+p))，zwc(t，t+p)＝ρ(t)sin(ψ(t，t+p))，计算时刻t的车辆坐标系60下的移动预测位置(xwc(t，t+p)，zwc(t，t+p))，在横摆角速度r(t)为负的情况下，通过xwc(t，t+p)＝ρ(t)-ρ(t)cos(ψ(t，t+p))，zwc(t，t+p)＝ρ(t)sin(ψ(t，t+p))，计算时刻t的车辆坐标系60下的移动预测位置(xwc(t，t+p)，zwc(t，t+p))。
但是，在此设车辆100的高度与道路相比是恒定的，将ywc作为常数输出。
另外，车辆移动预测部45也可以考虑车辆100按照道路的起伏等而通过悬架上下移动，计算针对时刻t的预测值。在这种情况下，车辆移动预测部45计算并输出ywc(t，t+p)即可。但是，导入悬架的物理模型进行预测变得繁杂，因此，在此设为恒定值。
(步骤S5C：近光灯判定处理)
灯控制部22的近光灯检测部46判定行人是否进入了近光灯的照射范围。
具体而言，近光灯检测部46取得由可见光摄像机32拍摄车辆100的前方而得到的影像数据。如图8所示，近光灯检测部46将影像数据的某时刻t的图像数据分割成多个块。例如，近光灯检测部46将图像数据分割成40像素×40像素的块。另外，近光灯检测部46针对各块，计算该块中包含的像素的亮度值的平均值作为块平均值。
然后，近光灯检测部46确定包含如下像素的块，该像素与在最近执行的步骤S4中检测到的行人位置对应。近光灯检测部46判定已确定的块的块平均值是否高于阈值。此外，近光灯检测部46判定已确定的块周围的全部块的块平均值是否低于阈值。在已确定的块的块平均值高于阈值且已确定的块周围的全部块的块平均值不低于阈值的情况下，近光灯检测部46判定为行人进入了近光灯的照射范围。
(步骤S6A：角度计算处理)
灯控制部22的第2角度计算部44将0.1秒后到5秒后的车辆坐标系60的50个行人的坐标(xwp(t，t+p)，ywp(t，t+p)，zwp(t，t+p))和0.1秒后到5秒后的车辆坐标系60的50个车辆100的坐标(xwc(t，t+p)，ywc(t，t+p)，zwc(t，t+p))转换成灯坐标系70的坐标。
在此，第2角度计算部44预先计测用于车辆坐标系60的行人坐标(xwp(t+p|t)，ywp(t+p|t)，zwp(t+p|t))与灯坐标的行人坐标(xlp(t+p|t)，ylp(t+p|t)，zlp(t+p|t))之间的转换的校准参数，存储到第2参数存储部441中。该校准参数是2个坐标之间的旋转(r11，r12，r13，r21，r22，r23，r31，r32，r33)和平移(t1，t2，t3)。
然后，第2角度计算部44通过计算[xlp(t+p|t)；ylp(t+p|t)；zlp(t+p|t)；1]＝[r11 r12 r13 t1；r21 r22 r23 t2；r31 r32 r33 t3；0 0 0 1]×[xwp(t+p|t)；ywp(t+p|t)；zwp(t+p|t)；1]，能够将车辆坐标系60的行人坐标转换成灯坐标的行人坐标。
第2角度计算部44将车辆坐标系60的车辆100的坐标(xwc(t+p|t)，ywc(t+p|t)，zwc(t+p|t))，也同样地转换成灯坐标的车辆100的坐标(xlc(t+p|t)，ylc(t+p|t)，zlc(t+p|t))。
第2角度计算部44根据灯坐标系70的行人坐标(xlp(t+p|t)，ylp(t+p|t)，zlp(t+p|t))、和灯坐标系70的车辆100的坐标(xlc(t+p|t)，ylc(t+p|t)，zlc(t+p|t))，计算水平角度θ和垂直角度
Figure GDA00026942690600001115
具体而言，第2角度计算部44通过θ(t+p，t)＝atan({xlp(t+p|t)-xlc(t+p|t)}/{zlp(t+p|t)-zlc(t+p|t)})计算水平角度θ。另外，第2角度计算部44通过
Figure GDA00026942690600001113
Figure GDA00026942690600001114
计算垂直角度
Figure GDA00026942690600001112
在此，θ(t+p，t)表示相对于时刻t在时间p后的水平角度，
Figure GDA00026942690600001111
表示相对于时刻t在时间p后的垂直角度。
(步骤S6B：碰撞位置预测处理)
碰撞预测部47根据在步骤S5A中计算出的行人的预测位置和在步骤S5B中计算出的车辆100的预测位置，判定是否预测到行人和车辆100在相同时刻移动到相同位置。在此，相同时刻不仅指严格相同的时刻，而且指具有例如1秒这样的一定程度的宽度的时间。同样，相同位置不仅指严格相同的位置，而且指具有3米见方这样的一定程度的宽窄的范围。碰撞预测部47在判定为预测到行人和车辆100在相同时刻移动到相同位置的情况下，判定为行人和车辆100有可能碰撞。
然后，碰撞预测部47将上述相同位置确定为行人与车辆100碰撞的碰撞位置。第2角度计算部44关于0.1秒后到5秒后，计算碰撞位置相对于车辆100行进方向的水平角度θ和垂直角度
Figure GDA00026942690600001110
水平角度θ和垂直角度
Figure GDA0002694269060000116
的计算方法与步骤S6A相同。
(步骤S7：第2照射处理)
控制执行部48基于在步骤S6A中计算出的水平角度θ和垂直角度
Figure GDA0002694269060000119
在步骤S6B中判定出的结果以及在步骤S5C中判定出的结果，控制标记灯35。控制执行部48根据是在步骤S6B中判定为有可能碰撞的情况还是判定为不可能碰撞的情况来改变控制。
对判定为有可能碰撞时的控制进行说明。
控制执行部48控制标记灯35，向碰撞位置的方向和行人所在的方向照射光。此时，控制执行部48使从标记灯35照射的光以一定模式变化。在经过一定时间后，控制执行部48控制标记灯35而仅向行人所在的方向照射光。
具体而言，控制执行部48针对各个碰撞位置和行人位置，选择0.1秒后到5秒后的50个水平角度θ和垂直角度
Figure GDA0002694269060000118
的组中的1个。此时，控制执行部48鉴于从执行步骤S7起到从标记灯35照射光为止的处理时间，选择水平角度θ和垂直角度
Figure GDA0002694269060000121
的组。控制执行部48将使标记灯35旋转到针对各个碰撞位置和行人位置选择出的组的水平角度θ的电机控制信号输出到水平驱动器37，将使标记灯35旋转到选择出的组的垂直角度
Figure GDA0002694269060000122
的电机控制信号输出到垂直驱动器38。另外，控制执行部48将驱动器控制信号输出到LED驱动器34。
于是，水平驱动器37在被输入电机控制信号时，基于电机控制信号将脉冲信号输出到水平步进电机39。水平步进电机39基于脉冲信号使标记灯35沿水平方向旋转。同样，垂直驱动器38在被输入电机控制信号时，基于电机控制信号将脉冲信号输出到垂直步进电机40。垂直步进电机40基于脉冲信号使标记灯35沿垂直方向旋转。此时，水平步进电机39和垂直步进电机40使标记灯35的一部分光源向碰撞位置的方向旋转，使剩余的光源向行人的方向旋转。另外，LED驱动器34在被输入驱动器控制信号时，对标记灯35施加5V的电压。
在经过一定时间后，控制执行部48仅针对碰撞位置选择水平角度θ和垂直角度
Figure GDA0002694269060000123
的组中的1个。然后，控制标记灯35而仅向行人所在的方向照射光。
在此，控制执行部48也可以在经过一定时间之前，驱动LED驱动器34，以从车辆100向碰撞位置扫描的方式使标记灯35照射光。另外，控制执行部48也可以在经过一定时间之前，使标记灯35的光的颜色例如从蓝色逐渐变化成红色而向碰撞位置照射。控制执行部48也可以在经过一定时间之前，使标记灯35的光的强度逐渐变化而向碰撞位置照射。
对判定为不可能碰撞时的控制进行说明。
控制执行部48控制标记灯35，向行人所在的方向照射光，在行人进入了近光灯的照射范围的情况下停止照射光。在照射光时，控制执行部48也可以使从标记灯35照射的光以一定模式变化。
具体而言，控制执行部48针对行人位置，选择0.1秒后到5秒后的、50个水平角度θ和垂直角度
Figure GDA0002694269060000124
的组中的1个。此时，控制执行部48鉴于从执行步骤S7起到从标记灯35照射光为止的处理时间，选择水平角度θ和垂直角度
Figure GDA0002694269060000125
的组。控制执行部48将使标记灯35旋转到选择出的组的水平角度θ的电机控制信号输出到水平驱动器37，将使标记灯35旋转到选择出的组的垂直角度
Figure GDA0002694269060000126
的电机控制信号输出到垂直驱动器38。另外，控制执行部48将驱动器控制信号输出到LED驱动器34。
于是，水平驱动器37在被输入电机控制信号时，基于电机控制信号将脉冲信号输出到水平步进电机39。水平步进电机39基于脉冲信号使标记灯35沿水平方向旋转。同样，垂直驱动器38在被输入电机控制信号时，基于电机控制信号将脉冲信号输出到垂直步进电机40。垂直步进电机40基于脉冲信号使标记灯35沿垂直方向旋转。另外，LED驱动器34在被输入驱动器控制信号时，对标记灯35施加5V的电压。
在步骤S5C中判定为行人进入了近光灯的照射范围的情况下，控制执行部48将表示停止照射的驱动器控制信号输出到LED驱动器34。于是，LED驱动器34在被输入驱动器控制信号时，对标记灯35施加0V的电压。由此，来自标记灯35的光的照射停止。
在步骤S7中，控制执行部48也可以在步骤S5C中判定为行人进入了近光灯的照射范围之前，驱动LED驱动器34，使标记灯35照射与从车辆100到行人的距离对应的色温的光。控制执行部48也可以使光的颜色随着距离接近而逐渐从蓝色变化成红色。控制执行部48也可以使标记灯35照射与距离对应的强度的光。
可以根据车辆100的位置和行人的位置来计算从车辆100到行人的距离。此时，可以使用车辆坐标系60下的车辆100的位置和行人的位置来计算距离，也可以使用灯坐标系70下的车辆100的位置和行人的位置来计算距离。
例如，如图9所示，控制执行部48按照(1)、(2)、(3)的顺序使标记灯35照射光，从车辆100向碰撞位置进行扫描。同时，控制执行部48如(4)、(5)所示，使标记灯35向行人所在的范围照射光。另外，控制执行部48如(6)所示，在行人移动的情况下，使标记灯35对移动后的位置照射光。并且，控制执行部48在行人进入了(7)所示的近光灯的照射范围的情况下，停止照射光。
＊＊＊实施方式1的效果＊＊＊
如上所述，实施方式1的车辆照明控制装置10检测存在于近光灯的照射范围外的行人，利用标记灯35向行人所在的范围照射光。由此，驾驶员能够认知在仅使用近光灯的状况下无法认知的远处的对象物。
另外，行人被标记灯35照射光，由此能够得到驾驶员注意到自己存在这样的安心感。
另外，实施方式1的车辆照明控制装置10在行人进入了近光灯的照射范围的情况下，停止利用标记灯35照射光。由此，驾驶员注视标记灯35的光，能够防止对行人的注意被削弱。另外，能够抑制光的照射、以及水平步进电机39和垂直步进电机40的驱动所需的能量消耗。
另外，实施方式1的车辆照明控制装置10使用可见光摄像机32检测存在于由标记灯35照射的范围的行人。通过使用可见光摄像机32检测行人，能够不仅在水平方向而且在垂直方向确定行人所在的位置。由此，能够更高精度地对行人照射光。
也可考虑进行向比行人的面部低的位置照射光这样的控制。由此，能够使行人不感到眩目。
另外，实施方式1的车辆照明控制装置10根据车辆100与行人间的距离，改变由标记灯35照射的光的颜色和由标记灯35照射的光的强度中的至少任意一个。由此，驾驶员能够容易地识别从车辆100到行人的距离。
另外，实施方式1的车辆照明控制装置10预测碰撞位置，利用标记灯35向碰撞位置照射光。由此，能够提醒驾驶员和行人注意。
***其他结构****
＜变形例1＞
在实施方式1中，控制执行部48在行人进入了近光灯的照射范围的情况下，停止利用标记灯35照射光。但是，在行人进入了近光灯的照射范围的情况下，控制执行部48也可以降低标记灯35的光的强度。由此，能够防止驾驶员被标记灯35的光迷惑，并且驾驶员能够容易地识别行人所在的位置。
＜变形例2＞
在实施方式1中，为了控制标记灯35的方向，使用水平驱动器37和垂直驱动器38的硬件。但是，控制执行部48也可以通过软件控制标记灯35的方向。
实施方式2
实施方式2与实施方式1的不同点在于，代替可见光摄像机32而使用激光扫描仪这样的测距传感器321。在实施方式2中，说明该不同点，对相同点省略说明。
***结构的说明****
参照图10，对实施方式2的车辆照明控制装置10的结构进行说明。
在车辆100中，代替可见光摄像机32而搭载测距传感器321这一点、以及检测部21具有第3参数存储部241和第4参数存储部242这一点与图1所示的结构不同。
测距传感器321是使用激光进行测距并输出测距数据的传感器。作为具体例子，测距传感器321是LiDAR(Light Detection and Ranging：光检测和测距)这样的激光扫描仪。在实施方式2中，设测距传感器321对车辆100的周围照射激光，接收由反射点反射的光来计算到反射点的距离，输出表示计算出的到反射点的距离的测距数据。
参照图11，对实施方式2的灯控制部22的结构进行说明。
灯控制部22在不具有基于像素预测部41、第1角度计算部42和第1参数存储部421这一点以及具有第5参数存储部461这一点上与图2所示的结构不同。
***动作的说明***
参照图12～图15，对实施方式2的车辆照明控制装置10的动作进行说明。
实施方式2的车辆照明控制装置10的动作相当于实施方式2的车辆照明控制方法。另外，实施方式2的车辆照明控制装置10的动作相当于实施方式2的车辆照明控制程序的处理。
参照图12，对实施方式2的数学定义进行说明。
如图12所示，测距传感器坐标系80以激光的0度的照射方向为ZL轴，使用左手系定义XL轴和YL轴。将某时刻T＝t的测距传感器坐标系80下的行人的坐标表示为(xLp(t)，yLp(t)，zLp(t))。另外，将某时刻T＝t的测距传感器坐标系80下的车辆100的坐标表示为(xLc(t)，wLc(t)，zLc(t))。
参照图13，对实施方式2的车辆照明控制装置10的动作进行说明。
步骤S11的处理与图6的步骤S1的处理相同。步骤S13B与图6的步骤S5B相同。步骤S14A和步骤S14B与图6的步骤S6A和步骤S6B相同。
(步骤S12：第2检测处理)
第2检测部24利用从测距传感器321输出的测距数据，测定到存在于车辆100具有的近光灯的照射范围外的对象物即行人的距离。
具体而言，首先，第2检测部24将在步骤S1中输出的行人在图像坐标系50下的像素位置转换成测距传感器坐标系80下的位置。即，如图14所示，第2检测部24将关于行人56的图像坐标系50下的检测框52的左上的像素位置53(Utl，Vtl)转换成测距传感器321的水平角度α(Utl)和垂直角度β(Vtl)，并且将右下的像素位置54(Ubr，Vbr)转换成测距传感器321的水平角度α(Ubr)和垂直角度β(Vbr)。
这里，第2检测部24针对远红外线摄像机31中的图像坐标系50的任意坐标(u，v)，将测距传感器321的照射方向(α(u，v)，β(u，v))作为表存储到第3参数存储部241中。然后，第2检测部24抽取第3参数存储部241中存储的表，确定与在步骤S1中输出的左上的像素位置53(Utl，Vtl)和右下的像素位置54(Ubr，Vbr)分别对应的测距传感器321的照射方向(α(u，v)，β(u，v))。
第3参数存储部241也可以针对1≤u≤U且1≤v≤V的全部像素位置，将照射方向(α(u，v)，β(u，v))作为表进行存储。但是，例如也可以针对一定间隔的像素位置，将照射方向(α(u，v)，β(u，v))作为表进行存储。在针对一定间隔的像素位置存储有照射方向(α(u，v)，β(u，v))的情况下，对于未存储的像素位置，根据关于存储着的像素位置的照射方向(α(u，v)，β(u，v))进行线性插值来计算即可。对于表的生成方法，没有特别限定。
接着，第2检测部24从由测距传感器321输出的测距数据中，提取关于如下激光的测距数据，该激光照射到已确定的测距传感器321的从水平角度α(Utl)到水平角度α(Ubr)的范围且从垂直角度β(Vtl)到垂直角度β(Vbr)的范围。即，第2检测部24提取关于如下激光的测距数据，该激光照射到在步骤S11中检测到的行人所在的范围。
然后，第2检测部24根据提取出的测距数据，确定激光的反射强度强的位置。第2检测部24根据到已确定的位置的距离和激光相对于已确定的位置的照射角度，确定行人的坐标(xLp(t)，yLp(t)，zLp(t))。另外，对于根据提取出的测距数据确定行人的坐标的方法，没有特别限定。例如，也可以在用平均值置换多个测距数据的基础上，确定行人的坐标。
最后，第2检测部24将已确定的测距传感器坐标系80下的行人的坐标(xLp(t)，yLp(t)，zLp(t))转换成车辆坐标系60下的坐标(xwp(t)，ywp(t)，zwp(t))并输出。
在此，第2检测部24预先计测用于车辆坐标系60的行人坐标(xwp(t)，ywp(t)，zwp(t))与测距传感器坐标系80的行人坐标(xLp(t)，yLp(t)，zLp(t))之间的转换的校准参数，存储到第4参数存储部242中。该校准参数用2个坐标之间的旋转(r11，r12，r13，r21，r22，r23，r31，r32，r33)和平移(t1，t2，t3)来表示。然后，第2检测部24通过计算[xwp(t)；ywp(t)；zwp(t)；1]＝[r11 r12 r13 t1；r21 r22 r23 t2；r31 r32 r33 t3；0 0 0 1]×[xLp(t)；yLp(t)；zLp(t)；1]，将测距传感器坐标系80的行人坐标转换成车辆坐标系60的行人坐标(xwp(t)，ywp(t)，zwp(t))。
(步骤S13A：基于距离预测处理)
与图6的步骤S5A同样，灯控制部22的基于车辆预测部43基于在步骤S12中输出的行人的坐标值，预测某时间后的行人的移动目的地的坐标值。
(步骤S13C：近光灯判定处理)
灯控制部22的近光灯检测部46判定行人是否进入了近光灯的照射范围。
具体而言，近光灯检测部46将近光灯在车辆坐标系60中到达的范围存储到第5参数存储部461中。例如，设在图15所示的范围照射近光灯。在这种情况下，在第5参数存储部461中存储Zw轴每1.0m的、Xw轴的最大值和最小值，作为近光灯的照射范围。近光灯检测部46通过比较第5参数存储部461中存储的近光灯到达的范围、和在最近执行的步骤S12中输出的行人的坐标(xwp(t)，ywp(t)，zwp(t))，判定行人是否进入了近光灯的照射范围。
(步骤S15：第2照射处理)
控制执行部48基于在步骤S14A中计算出的水平角度θ和垂直角度
Figure GDA0002694269060000171
在步骤S14B中判定出的结果以及在步骤S14C中判定出的结果，控制标记灯35。
具体控制与图6的步骤S7的控制相同。
＊＊＊实施方式2的效果＊＊＊
如上所述，实施方式2的车辆照明控制装置10使用测距传感器321，确定存在于近光灯的照射范围外的行人的位置，利用标记灯35向行人所在的范围照射光。由此，驾驶员能够认知在仅使用近光灯的状况下无法认知的远处的对象物。
特别是在实施方式1中，在利用标记灯35照射光的基础上，利用可见光摄像机32检测行人来确定行人的位置。与此相比，在实施方式2中，不利用标记灯35照射光就能够确定行人的位置。因此，与实施方式1相比，能够通过简单的处理，起到与实施方式1相同的效果。
标号说明
10：车辆照明控制装置；21：检测部；22：灯控制部；23：第1检测部；24：第2检测部；31：远红外线摄像机；32：可见光摄像机；33：车载传感器；34：LED驱动器；35：标记灯；36：电机控制装置；37：水平驱动器；38：垂直驱动器；39：水平步进电机；40：垂直步进电机；41：基于像素预测部；42：第1角度计算部；421：第1参数存储部；43：基于车辆预测部；44：第2角度计算部；441：第2参数存储部；45：车辆移动预测部；46：近光灯检测部；47：碰撞预测部；48：控制执行部；50：图像坐标系；60：车辆坐标系；70：灯坐标系；100：车辆。

Claims (8)

1.一种车辆照明控制装置，该车辆照明控制装置具有：
第1检测部，其使用利用远红外线摄像机得到的影像数据，检测存在于车辆具有的近光灯的照射范围外的对象物；
第2检测部，其将表示由所述第1检测部检测到的所述对象物的所述影像数据中像素所示的位置，转换成使用激光进行测距的测距传感器的角度方向，使用测距数据进行检测，该测距数据是使用沿着该角度方向照射的激光进行测距而得到的；以及
灯控制部，其利用能够照射到比所述近光灯远的地方的标记灯，照射由所述第2检测部检测到的所述对象物的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆照明控制装置，其中，
在所述对象物进入了所述近光灯的照射范围的情况下，所述灯控制部停止基于所述标记灯的照射。
3.根据权利要求1所述的车辆照明控制装置，其中，
在所述对象物进入了所述近光灯的照射范围的情况下，所述灯控制部降低基于所述标记灯的照射的强度。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的车辆照明控制装置，其中，
所述灯控制部根据所述车辆与所述对象物之间的距离，改变由所述标记灯照射的光的颜色和由所述标记灯照射的光的强度中的至少任意一个。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的车辆照明控制装置，其中，
所述灯控制部预测所述车辆与所述对象物有可能碰撞的碰撞位置，利用所述标记灯照射所述碰撞位置。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的车辆照明控制装置，其中，
所述车辆照明控制装置还具有参数存储部，该参数存储部存储有相对于由所述远红外线摄像机得到的所述影像数据的横向和纵向的像素位置的、所述测距传感器的激光的照射方向，分别作为水平角度和垂直角度，
所述第2检测部参照所述参数存储部，确定与所述影像数据中像素所示的位置对应的测距数据。
7.一种车辆照明控制方法，其中，
第1检测部使用利用远红外线摄像机得到的影像数据，检测存在于车辆具有的近光灯的照射范围外的对象物，
第2检测部将表示检测到的所述对象物的所述影像数据中像素所示的位置，转换成使用激光进行测距的测距传感器的角度方向，使用测距数据进行检测，该测距数据是使用向该角度方向照射的激光进行测距而得到的，
灯控制部利用能够照射到比所述近光灯远的地方的标记灯，照射检测到的所述对象物的位置。
8.一种存储有车辆照明控制程序的计算机能读取的存储介质，该车辆照明控制程序使计算机执行如下处理：
第1检测处理，使用利用远红外线摄像机得到的影像数据，检测存在于车辆具有的近光灯的照射范围外的对象物；
第2检测处理，将表示通过所述第1检测处理检测到的所述对象物的所述影像数据中像素所示的位置，转换成使用激光进行测距的测距传感器的角度方向，使用测距数据进行检测，该测距数据是使用向该角度方向照射的激光进行测距而得到的；以及
灯控制处理，利用能够照射到比所述近光灯远的地方的标记灯，照射通过所述第2检测处理检测到的所述对象物的位置。
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