CN114450203A - 车辆用灯具系统、异物判定装置以及异物判定方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆用灯具系统(1)具备：车辆用灯具(2)，其能够向车辆(100)的前方区域射出光来形成预定的配光图案；拍摄装置(4)，其对前方区域进行拍摄；以及异物判定装置(6)，其具有：存储部(18)，其将由车辆用灯具(2)在光射出面(16)未附着异物的状态下形成于前方区域的配光图案存储为基准图案；以及判定部(20)，其对拍摄装置(4)拍摄到的配光图案和基准图案进行比较，来判定异物附着到光射出面(16)。

Description

车辆用灯具系统、异物判定装置以及异物判定方法
技术领域
本发明涉及车辆用灯具系统、异物判定装置以及异物判定方法。
背景技术
车辆用灯具在夜间或隧道内的安全行驶中起到重要的作用。若在车辆用灯具的光射出面附着泥、雪等异物，则在本车前方的配光图案的形成受到阻碍，驾驶员的视觉辨认性可能降低。针对这样的课题，例如在专利文献1中提出了从喷射喷嘴喷射清洗液来清洗车辆用灯具的光射出面的清洗装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-218705号公报
发明内容
发明所要解决的问题
以往，车辆用灯具的光射出面受到污染的情况，是通过驾驶员或其他搭乘者注意到即使点亮车辆用灯具但前方也保持暗的状况、或者驾驶员从车外目视确认光射出面来检测的。因此，存在光射出面的污垢未被注意到而被置之不理的情况。在该情况下，车辆驾驶的安全性降低的状态持续。
本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的之一在于提供一种提高车辆驾驶的安全性的技术。
用于解决问题的手段
本发明的一个方式是车辆用灯具系统。该系统具备：车辆用灯具，其能够向车辆的前方区域射出光来形成预定的配光图案；拍摄装置，其对前方区域进行拍摄；以及异物判定装置，其具有：存储部，其将由车辆用灯具在光射出面未附着异物的状态下形成于前方区域的配光图案存储为基准图案；以及判定部，其对拍摄装置拍摄到的配光图案和基准图案进行比较来判定异物附着到光射出面。
本发明的另一方式是异物判定装置。该装置具备：存储部，其将由能够向车辆的前方区域射出光而形成预定的配光图案的车辆用灯具在光射出面未附着异物的状态下形成于前方区域的配光图案存储为基准图案；以及判定部，其对拍摄前方区域的拍摄装置拍摄到的配光图案和基准图案进行比较，来判定异物附着到光射出面。
本发明的另一方式是异物判定方法。该方法包括如下步骤：对由能够向车辆的前方区域射出光而形成预定的配光图案的车辆用灯具在光射出面未附着异物的状态下形成于前方区域的配光图案和对前方区域进行拍摄的拍摄装置拍摄到的配光图案进行比较，来判定异物附着到光射出面。
此外，以上的构成要素的任意组合、将本发明的表述形式在方法、装置、系统等之间变换后的方案，作为本发明的方式也是有效的。
发明效果
根据本发明，能够提高车辆驾驶的安全性。
附图说明
图1是实施方式所涉及的车辆用灯具系统的框图。
图2中的(A)是表示基准图案的示意图。图2中的(B)是表示在光射出面上附着有异物的状态下形成的配光图案的示意图。
图3是一个实施例所涉及的异物判定控制的流程图。
具体实施方式
以下，基于优选的实施方式，参照附图对本发明进行说明。实施方式并不限定发明而是例示，实施方式中记述的所有特征或其组合未必是发明的本质内容。对各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。另外，各图所示的各部分的比例尺、形状是为了便于说明而设定的，只要没有特别提及，就不进行限定性解释。另外，在本说明书或权利要求中使用“第一”、“第二”等用语的情况下，只要没有特别提及，该用语就不表示任何顺序、重要度，而是用于区分某结构与其他结构。另外，在各附图中，省略表示在说明实施方式方面不重要的构件的一部分。
图1是实施方式所涉及的车辆用灯具系统的框图。图2的(A)是表示基准图案的示意图。图2的(B)是表示在光射出面上附着有异物的状态下形成的配光图案的示意图。在图1中，将车辆用灯具系统1的构成要素的一部分描述为功能模块。这些功能模块作为硬件结构通过以计算机的CPU、存储器为代表的元件、电路来实现，作为软件结构通过计算机程序等来实现。本领域技术人员可以理解这些功能模块能够通过硬件、软件的组合以各种形式实现。
车辆用灯具系统1具备车辆用灯具2、拍摄装置4、异物判定装置6、清洗装置8以及报告装置10。
车辆用灯具2是能够向车辆100的前方区域射出光而形成预定的配光图案PTN的装置。例如，车辆用灯具2向车辆100的前方区域照射可见光束L1。配光图案PTN被理解为车辆用灯具2在本车前方的假想铅垂屏幕900上形成的照射图案902的二维的照度分布。
车辆用灯具2具有光源部12和容纳光源部12的框体14。光源部12的构造没有特别限定。例如，光源部12可以包括LED(发光二极管)、LD(激光二极管)、有机或无机EL(电致发光)等半导体发光元件、白炽灯、卤素灯、放电灯泡等光源、以及驱动光源而使其点亮的点亮电路。另外，光源部12可以包括反射器；投影透镜；DMD(Digital Mirror Device：数字微镜器件)、液晶器件等矩阵型的图案形成器件；利用光源光对本车前方进行扫描的扫描光学型的图案形成器件等。
框体14的构造没有特别限定。例如框体14具有：灯体，其在车辆前方侧具有开口部；以及透光罩，其以覆盖灯体的开口部的方式安装。在由灯体和透光罩划分出的灯室中收纳有光源部12。透光罩构成车辆用灯具2的光射出面16。
本实施方式的车辆用灯具2包括第一灯具2a以及第二灯具2b。第一灯具2a配置在车辆100的左前端部，第二灯具2b配置在车辆100的右前端部。此外，第一灯具2a以及第二灯具2b的配置没有特别限定。第一灯具2a及第二灯具2b分别具有光源部12和框体14。
拍摄装置4对车辆用灯具2射出的光的波长区域具有灵敏度，对车辆100的前方区域进行拍摄。拍摄装置4由公知的照相机等构成，拍摄由车辆前方的物体产生的可见光束L1的反射光L2。拍摄装置4容纳于车辆用灯具2的框体14。本实施方式的拍摄装置4包括第一拍摄装置4a和第二拍摄装置4b。第一拍摄装置4a容纳于第一灯具2a的框体14，第二拍摄装置4b容纳于第二灯具2b的框体14。
清洗装置8是公知的前照灯清洗器，能够通过向光射出面16喷出清洗液来清洗光射出面16。报告装置10向车辆100的搭乘者报告异物附着到光射出面16。报告装置10例如能够由设置于车辆100的仪表板的警告灯(指示器)等构成。
异物判定装置6基于从拍摄装置4得到的图像IMG，执行异物附着到光射出面16判定。异物判定装置6能够由数字处理器构成，例如既可以由包含CPU的微型计算机和软件程序的组合构成，也可以由FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、ASIC(Application Specified IC：专用集成电路)等构成。异物判定装置6可以设置于车辆100侧，也可以内置于车辆用灯具2。
异物判定装置6具有存储部18、判定部20、灯具控制部22、清洗控制部24以及报告控制部26。各部分通过构成自身的集成电路执行保存在存储器中的程序来进行动作。
存储部18将车辆用灯具2在光射出面16未附着异物的状态下形成于前方区域的配光图案PTN存储为基准图案PTNr。在图2的(A)中，作为基准图案PTNr的一例，图示了远光用配光图案。基准图案PTNr例如在车辆用灯具系统1出厂前预先由拍摄装置4拍摄。然后，将包含基准图案PTNr的图像IMG保存于存储部18。
优选地，在第一灯具2a点亮且第二灯具2b熄灭的状态下，通过第二拍摄装置4b拍摄本车前方，由此得到的图像IMG作为包含第一灯具2a的基准图案PTNr的图像IMG保存于存储部18。另外，在第一灯具2a熄灭且第二灯具2b点亮的状态下，由第一拍摄装置4a拍摄本车前方，由此得到的图像IMG作为包含第二灯具2b的基准图案PTNr的图像IMG保存于存储部18。
判定部20对拍摄装置4拍摄到的配光图案PTN、即拍摄装置4的图像IMG所包含的配光图案PTN和基准图案PTNr进行比较，来判定异物附着到光射出面16。在光射出面16上附着有异物的状态下，如图2的(B)所示，由异物引起的遮光部28包含在配光图案PTN中。判定部20基于公知的检测算法对基准图案PTNr与配光图案PTN进行比较，由此能够判定异物附着到光射出面16。
灯具控制部22相互独立地对第一灯具2a及第二灯具2b的点亮熄灭进行切换。并且，本实施方式的判定部20对在一方的灯具点亮而另一方的灯具熄灭的状态下拍摄装置4拍摄到的配光图案PTN和基准图案PTNr进行比较，来判定异物附着到点亮的灯具的光射出面16。
如上所述，本实施方式的拍摄装置4具有容纳于第一灯具2a的框体14中的第一拍摄装置4a和容纳于第二灯具2b的框体14中的第二拍摄装置4b。判定部20对在一方的灯具点亮而另一方的灯具熄灭的状态下在熄灭的灯具的框体14中容纳的拍摄装置4拍摄到的配光图案PTN和基准图案PTNr进行比较，来判定异物附着到点亮的灯具的光射出面16。
在图1中，图示了在第一灯具2a点亮且第二灯具2b熄灭的状态下，由第二拍摄装置4b对前方区域进行拍摄的情形。在该情况下，对从第二拍摄装置4b得到的图像IMG所包含的配光图案PTN和第一灯具2a的基准图案PTNr进行比较，来判定异物附着到第一灯具2a的光射出面16。
清洗控制部24基于判定部20的判定结果来控制清洗装置8。例如，判定部20在判定为在光射出面16上附着有异物的情况下，将表示异物的附着的信号发送到清洗控制部24。清洗控制部24在接收到该信号时，向清洗装置8发送驱动信号。清洗装置8在接收到该驱动信号时，向光射出面16喷射清洗液。
报告控制部26基于判定部20的判定结果来控制报告装置10。例如，判定部20在判定为在光射出面16上附着有异物的情况下，将对异物的附着进行表示的信号发送到报告控制部26。报告控制部26若接收到该信号，则向报告装置10发送驱动信号。报告装置10在接收到该驱动信号时，点亮警告灯。
优选地，异物判定装置6在稳定地形成配光图案PTN的状况下执行异物的附着判定。稳定地形成配光图案PTN的状况例如是正在行驶的车辆100停止时、发动机启动时等。在车辆100已停止时，异物判定装置6能够通过从车辆100的ECU等接收车速信号来进行检测。在发动机启动时，能够通过异物判定装置6从车辆100的ECU等接收发动机旋转信号来进行检测。
图3是一个实施例所涉及的异物判定控制的流程图。在车辆100的点火开关打开时由异物判定装置6在预定的时刻反复执行该流程。首先，异物判定装置6判断是否为稳定地形成配光图案PTN的状态(S101)。在不处于配光图案PTN的稳定形成状态的情况下(S101的“否”)，结束本例程。在处于配光图案PTN的稳定形成状态的情况下(S101的“是”)，异物判定装置6点亮第一灯具2a，熄灭第二灯具2b(S102)。在该状态下，异物判定装置6通过第二拍摄装置4b拍摄车辆100的前方区域(S103)。接着，异物判定装置6熄灭第一灯具2a，点亮第二灯具2b(S104)。在该状态下，异物判定装置6通过第一拍摄装置4a对车辆100的前方区域进行拍摄(S105)。
异物判定装置6对第二拍摄装置4b拍摄到的配光图案PTN和保持于存储部18的第一灯具2a的基准图案PTNr进行比较，来判定在第一灯具2a的光射出面16是否附着有异物(S106)。另外，异物判定装置6对第一拍摄装置4a拍摄到的配光图案PTN和保持于存储部18的第二灯具2b的基准图案PTNr进行比较，来判定在第二灯具2b的光射出面16是否附着有异物(S106)。
在任一个灯具的光射出面16附着有异物的情况下(S106的“是”)，异物判定装置6驱动清洗装置8来清洗光射出面16，驱动报告装置10来向车辆100的驾驶员报告异物的附着(S107)。之后，结束本例程。此外，在一方的灯具的光射出面16附着有异物而另一方的灯具的光射出面16未附着有异物的情况下，异物判定装置6可以仅驱动与附着有异物的光射出面16对应的清洗装置8，也可以一律地驱动双方的清洗装置8。在仅驱动与附着有异物的光射出面16对应的清洗装置8的情况下，能够避免未附着异物的光射出面16的白费的清洗。在一律地驱动双方的清洗装置8的情况下，与独立驱动各清洗装置8的情况相比，能够简化车辆用灯具系统的电路构造。在任一个灯具的光射出面16均未附着异物的情况下(S106的“否”)，不驱动清洗装置8、报告装置10，结束本例程。
如以上说明的那样，本实施方式所涉及的车辆用灯具系统1具备：车辆用灯具2，其能够向车辆100的前方区域射出光来形成规定的配光图案PTN；拍摄装置4，其对前方区域进行拍摄；以及异物判定装置6，其具有：存储部18，其将车辆用灯具2在光射出面16未附着异物的状态下形成于前方区域的配光图案PTN作为基准图案PTNr进行存储；以及判定部20，其对拍摄装置4拍摄到的配光图案PTN和基准图案PTNr进行比较来判定异物附着到光射出面16。
在本实施方式的车辆用灯具系统1中，异物判定装置6自动地判定在光射出面16上附着异物的情况。由此，能够消除驾驶员对加强异物附着的监视而感到的厌烦。另外，能够避免长时间置于在光射出面16上附着有异物的状态。因此，能够提高车辆驾驶的安全性。另外，异物判定装置6将配光图案PTN用作异物附着的判定基准。因此，与利用拍摄装置4直接拍摄光射出面16来检测异物的附着的情况相比，能够提高拍摄装置4的设置自由度。
另外，车辆用灯具2包括第一灯具2a以及第二灯具2b，异物判定装置6具有独立地对第一灯具2a以及第二灯具2b的点亮熄灭进行切换的灯具控制部22。并且，判定部20对在一方的灯具点亮而另一方的灯具熄灭的状态下拍摄装置4拍摄到的配光图案PTN和基准图案PTNr进行比较，来判定异物附着到点亮的灯具的光射出面16。
由此，在车辆用灯具系统1具备多个灯具的情况下，能够判定在哪个灯具上附着有异物。另外，也能够利用清洗装置8仅对附着有异物的灯具进行清洗。此外，也可以一律地切换第一灯具2a以及第二灯具2b的点亮熄灭，不区分第一灯具2a和第二灯具2b地判定异物的附着。
另外，车辆用灯具2具有光源部12和容纳光源部12的框体14，拍摄装置4容纳于框体14。由此，在将车辆用灯具2组装于车辆100之前的阶段，能够通过拍摄装置4拍摄基准图案PTNr，并预先保存于存储部18。因此，能够更简单地实现本实施方式所涉及的车辆用灯具系统1。另外，能够使车辆用灯具2的配光图案PTN的投影角与拍摄装置4的视场角接近。因此，能够更准确地检测有无异物的附着、附着位置等。
此外，拍摄装置4也可以配置在框体14的外部。由此，能够实现车辆用灯具2的小型化。另外，例如能够将车室内的照相机用作拍摄装置4，能够削减车辆用灯具系统1的部件个数、搭载成本。
另外，第一灯具2a及第二灯具2b分别具有光源部12和框体14，拍摄装置4包括容纳在第一灯具2a的框体14中的第一拍摄装置4a和容纳在第二灯具2b的框体14中的第二拍摄装置4b。并且，判定部20对在一方的灯具点亮而另一方的灯具熄灭的状态下容纳于熄灭的灯具的框体14的拍摄装置4拍摄到的配光图案PTN和基准图案PTNr进行比较，来判定异物附着到点亮的灯具的光射出面16。
在拍摄装置4容纳于框体14的情况下，若容纳于同一框体14的光源部12点亮，则存在在光射出面16反射的光照射到拍摄装置4的可能性。若在光射出面16反射的光照射到拍摄装置4，则该光映入图像IMG，难以获取正确地拍摄有配光图案PTN的图像IMG。其结果是，异物附着的判定精度可能降低。
与此相对，在本实施方式的车辆用灯具系统1中，利用容纳于熄灭的灯具的拍摄装置4对投影到前方区域的配光图案PTN进行拍摄。因此，能够更准确地拍摄配光图案PTN，能够提高异物附着的判定精度。另外，由于能够不在意反射光向图像IMG的映入地配置光源部12以及拍摄装置4，因此能够提高车辆用灯具系统1的设计自由度。
此外，也可以利用与点亮的灯具容纳于同一框体14中的拍摄装置4获取配光图案PTN。在该情况下，例如仅在第一灯具2a的框体14中容纳拍摄装置4，利用该拍摄装置4分别对第一灯具2a的配光图案PTN和第二灯具2b的配光图案PTN进行拍摄。由此，能够减少拍摄装置4的数量，削减车辆用灯具系统1的搭载成本。
另外，车辆用灯具系统1具备对车辆用灯具2的光射出面16进行清洗的清洗装置8，异物判定装置6具有基于判定部20的判定结果来控制清洗装置8的清洗控制部24。由此，能够去除附着于光射出面16的异物。另外，车辆用灯具系统1具备向车辆100的搭乘者报告异物附着到车辆用灯具2的光射出面16的报告装置10，异物判定装置6具有基于判定部20的判定结果来控制报告装置10的报告控制部26。由此，能够向驾驶员报告异物的附着。
因此，通过具备清洗控制部24、报告控制部26，能够提前去除附着于光射出面16的异物。因此，能够提高车辆驾驶的安全性。此外，异物判定装置6也可以仅具备清洗控制部24以及报告控制部26中的任一方。
以上，对本发明的实施方式进行了详细说明。前述的实施方式只不过示出了实施本发明时的具体例。实施方式的内容并不限定本发明的技术范围，在不脱离权利要求书所规定的发明的思想的范围内，能够进行构成要素的变更、追加、删除等多种设计变更。施加了设计变更的新的实施方式兼具所组合的实施方式及变形各自的效果。在前述的实施方式中，关于能够进行这样的设计变更的内容，标记“本实施方式的”、“在本实施方式中”等标记来进行强调，但即使是没有这样的标记的内容，也允许设计变更。以上的构成要素的任意组合作为本发明的方式也是有效的。在附图的剖面标注的阴影线并不限定标注阴影线的对象的材质。
上述的实施方式所涉及的发明也可以通过以下记载的项目来确定。
(项目1)
一种异物判定装置6具备：
存储部18，其将由能够向车辆100的前方区域射出光而形成预定的配光图案PTN的车辆用灯具2在光射出面16未附着异物的状态下形成于前方区域的配光图案PTN作为基准图案PTNr进行存储；以及
判定部20，其对拍摄前方区域的拍摄装置4拍摄到的配光图案PTN和基准图案PTNr进行比较，来判定异物附着到光射出面16。
(项目2)
一种异物判定方法，包括如下步骤：对由能够向车辆100的前方区域射出光而形成预定的配光图案PTN的车辆用灯具2在光射出面16未附着异物的状态下形成于前方区域的配光图案PTN和对前方区域进行拍摄的拍摄装置4拍摄到的配光图案PTN进行比较，来判定异物附着到光射出面16。
产业上的可利用性
本发明能够利用于车辆用灯具系统、异物判定装置以及异物判定方法。
附图标记说明
1：车辆用灯具系统；2：车辆用灯具；2a：第一灯具；2b：第二灯具；4：拍摄装置；4a：第一拍摄装置；4b：第二拍摄装置；6：异物判定装置；8：清洗装置；10：报告装置；12：光源部；14：框体；16：光射出面；18：存储部；20：判定部；22：灯具控制部；24：清洗控制部；26：报告控制部。

Claims (8)

1.一种车辆用灯具系统，其中，
所述车辆用灯具系统具备：
车辆用灯具，其能够向车辆的前方区域射出光来形成预定的配光图案；
拍摄装置，其对所述前方区域进行拍摄；以及
异物判定装置，其具有：存储部，其将由所述车辆用灯具在光射出面未附着异物的状态下形成于所述前方区域的配光图案存储为基准图案；以及判定部，其对所述拍摄装置拍摄到的配光图案与所述基准图案进行比较，来判定异物附着到所述光射出面。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具系统，其中，
所述车辆用灯具包括第一灯具以及第二灯具，
所述异物判定装置具有灯具控制部，所述灯具控制部独立地切换所述第一灯具以及所述第二灯具的点亮熄灭，
所述判定部对在一方的灯具点亮而另一方的灯具熄灭的状态下所述拍摄装置拍摄到的配光图案与所述基准图案进行比较，来判定异物附着到点亮的灯具的所述光射出面。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具系统，其中，
所述车辆用灯具具有光源部和容纳所述光源部的框体，
所述拍摄装置容纳于所述框体。
4.根据权利要求2所述的车辆用灯具系统，其中，
所述第一灯具以及所述第二灯具分别具有光源部和容纳所述光源部的框体，
所述拍摄装置包括：容纳于所述第一灯具的框体中的第一拍摄装置；以及容纳于所述第二灯具的框体中的第二拍摄装置，
所述判定部对在一方的灯具点亮而另一方的灯具熄灭的状态下容纳于熄灭的灯具的框体中的拍摄装置拍摄到的配光图案与所述基准图案进行比较，来判定异物附着到点亮的灯具的所述光射出面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆用灯具系统，其中，
所述车辆用灯具系统具备清洗所述光射出面的清洗装置，
所述异物判定装置具有清洗控制部，所述清洗控制部基于所述判定部的判定结果来控制所述清洗装置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆用灯具系统，其中，
所述车辆用灯具系统具备报告装置，所述报告装置向车辆的搭乘者报告异物附着到所述光射出面，
所述异物判定装置具有报告控制部，所述报告控制部基于所述判定部的判定结果来控制所述报告装置。
7.一种异物判定装置，其中，
所述异物判定装置具备：
存储部，其将由能够向车辆的前方区域射出光而形成预定的配光图案的车辆用灯具在光射出面未附着异物的状态下形成于所述前方区域的配光图案存储为基准图案；以及
判定部，其对拍摄所述前方区域的拍摄装置拍摄到的配光图案与所述基准图案进行比较，来判定异物附着到所述光射出面。
8.一种异物判定方法，其中，
所述异物判定方法包括如下步骤：对由能够向车辆的前方区域射出光而形成预定的配光图案的车辆用灯具在光射出面未附着异物的状态下形成于所述前方区域的配光图案与对所述前方区域进行拍摄的拍摄装置拍摄到的配光图案进行比较，来判定异物附着到所述光射出面。
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