CN117799529A - 前照灯判定装置 - Google Patents

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小田切和喜
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Abstract

一种前照灯判定装置，其中包括摄像装置、目标光识别装置和改变装置。摄像装置是以预定帧率拍摄车辆前方的图像。目标光识别装置是从摄像装置拍摄的图像识别目标光。改变装置使用比预定帧率慢的预定周期改变车辆的前照灯的波长。其中，当前照灯的波长和目标光的波长不一致时，和/或当前照灯的波长的周期和目标光的波长的周期不一致时，目标光识别装置在车辆前方存在前照灯以外的目标光的情况下，控制前照灯的配光。

Description

前照灯判定装置
技术领域
本公开涉及一种前照灯判定装置，尤其涉及一种识别目标光以改变前照灯配光的前照灯判定装置。
背景技术
当在昏暗的道路中行驶车辆时，为了看清楚前方路况，驾驶通常会将前照灯切换为远光灯。此时若前方有车辆迎面而来，远光灯的灯光将对前方车辆的驾驶造成眩光。
自动远光灯(auto high beam，AHB)技术是在摄像头检测到前方车辆时，自动关闭远光灯，以防止对前方车辆的驾驶造成眩光，而若前方没有车辆，则会自动开启远光灯。如图1所示，车辆10在启动AHB后，除了开启近光灯外，还会开启远光灯，而当检测到前方的车辆20后，则会自动关闭远光灯，以避免对前方车辆20的驾驶造成眩光。
自适应远光灯(adaptive driving beam，ADB)是一种可变光分布技术，当摄像头检测到前方车辆时，可自动调节灯光，并仅自动关闭对应于前方车辆位置的远光灯，避免对前方车辆的驾驶造成眩光，并提高远距离能见度。如图2所示，车辆10在启动ADB后，可在检测到前方车辆20时自动调节灯光，仅自动关闭对应于前方车辆位置的远光灯，将远光灯向下或横向移动，避免远光灯照射到前方车辆20使得驾驶产生眩光。
这些自动远光灯(AHB)和自适应远光灯(ADB)在周围有路灯等明亮的城市地区会自动关闭远光灯。
到了晚上，安装在雪地的箭羽杆会反射前照灯的光线，使其看起来像路灯，导致摄像头误认为是路灯，结果判定为市区的道路，而关闭远光灯。
专利文献1公开了一种能够将车辆前照灯的反射光与其他光源区分开来的前照灯控制装置，通过将摄像头的帧率设置为相对高于前照灯的开关周期，并比较车辆前照灯的频率和由摄像头检测到的反射板的频率，可以适当地检测由控制器产生的信号(前照灯的开关)。然而，以目前的技术，由于摄像头的成像元件的能力(通常为每秒30帧)，很难将前照灯的频率和摄像头进行比较。例如，若前照灯的频率为500赫兹(hz)，即，在一秒中是以2毫秒(millisecond)的速度开启和关闭，要准确地捕捉这一点，需要使用每秒1000帧的摄像头。因此，使用比较前照灯频率的方式，实际上难以实现。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2015-9570号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
现有的前照灯控制装置除非摄像头具有比前照灯的开关周期足够快的帧率，否则无法区分自身车辆前照灯的反射光和其他光源。
[解决问题的技术手段]
本发明通过改变前照灯的电流值以改变色调，即使在摄像机的当前帧率下也可以识别车辆的光源。
本发明提供一种前照灯判定装置，其中包括摄像装置、目标光识别装置和改变装置。摄像装置是以预定帧率拍摄车辆前方的图像。目标光识别装置是从摄像装置拍摄的图像识别目标光。改变装置使用比预定帧率慢的预定周期改变车辆的前照灯的波长。其中，当前照灯的波长和目标光的波长不一致时，和/或当前照灯的波长的周期和目标光的波长的周期不一致时，目标光识别装置在车辆前方存在前照灯以外的目标光的情况下，控制前照灯的配光。
本发明的一实施例的前照灯判定装置，其中改变装置通过改变前照灯的电流值来改变颜色。
[发明的效果]
本发明通过改变前照灯的电流值以改变颜色，因此即使帧率比前照灯周期慢的摄像头也可以区分自身车辆前照灯的反射光和其他光源。
为让本公开能还明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是已知自动远光灯技术的示意图；
图2是已知自适应远光灯技术的示意图；
图3是本发明一实施例的前照灯判定装置的方块图；
图4是本发明一实施例的前照灯判定方法的流程图；
图5及图6是本发明一实施例的前照灯判定方法的范例；
图7是本发明一实施例的前照灯判定方法的流程图；
图8是本发明一实施例的区分路灯及反射物体的范例。
符号说明
10、50：车辆
20：前方车辆
30：前照灯判定装置
32、52：摄像装置
34：目标光识别装置
36：改变装置
60：反射板
62、84：前照灯波长图像
82：路灯波长图像
S402～S412、S702～S720：步骤
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图3是本发明一实施例的前照灯判定装置的方块图。
如图3所示，前照灯判定装置30包括摄像装置32、目标光识别装置34和改变装置36。
摄像装置32中包括用以感测入射光线强度的感光元件，用以产生图像。感光元件例如是电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)、互补性金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)元件或其他元件。摄像装置32例如安装于车辆的前风窗玻璃的上部、车室内后视镜的背面、前照灯的内部或周围等，用以拍摄车辆前方的图像。摄像装置32例如周期性地拍摄车辆前方的图像，以输出至目标光识别装置34。
目标光识别装置34与改变装置36的一部分或全部通过中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)等处理器执行程序或软件来实现。在一些实施例中，目标光识别装置34与改变装置36的一部分或全部可以通过大规模集成电路(Large Scale Integrated circuit，LSI)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)等硬件来实现，也可以通过软件与硬件的协同配合来实现。
图4是本发明一实施例的前照灯判定方法的流程图。请参照图3及图4，本实施例的方法适用于图3的前照灯判定装置30，以下搭配前照灯判定装置30中的各元件说明本实施例的前照灯判定方法的详细步骤。
在步骤S402中，前照灯判定装置30是由摄像装置32以预定帧率拍摄车辆前方的图像。所述的预定帧率例如是30帧每秒(frame per second，fps)，换算为每帧33.333毫秒(millisecond，ms)但不限于此，摄像装置32可以其他不同帧率拍摄图像。
在步骤S404中，由目标光识别装置34从摄像装置32拍摄的图像识别目标光。其中，目标光识别装置34例如是将预先存储的车辆前照灯的波长(颜色)与摄像装置32所拍摄图像中目标光的波长(颜色)进行比较，来识别目标光。
在步骤S406中，由改变装置36使用比预定帧率慢的预定周期改变车辆的前照灯的波长。在一些实施例中，改变装置36通过改变前照灯的电流值以改变前照灯的颜色，使得摄像装置32在当前帧率下也可以识别车辆的光源。此时，为了不改变前照灯的亮度，可根据电流值的变化来改变电流的导通时间。若不是改变电流值，例如，可以使用可变波长光源(RGB光源)来改变前照灯的颜色。
在步骤S408中，由目标光识别装置34判断前照灯的波长(颜色)和目标光的波长(颜色)是否一致。此时，也可以是判断前照灯的波长的周期是否与目标光的波长的周期是否一致。
若前照灯的波长(颜色)和目标光的波长(颜色)一致，目标光识别装置34判定目标光是前照灯的反射光，而进入步骤S410，维持前照灯的配光。例如，不关闭远光灯或不调整远光灯的照射方向。另外，代替前照灯的波长(颜色)与目标光的波长(颜色)一致的情况，当前照灯的波长的周期与目标光的波长的周期一致时，目标光识别装置34可以判定目标光是前照灯的反射光。此外，当波长(颜色)和波长的周期都一致时，目标光识别装置34可以判定目标光是前照灯的反射光。
若前照灯的波长(颜色)和目标光的波长(颜色)不一致，目标光识别装置34判定车辆前方存在前照灯以外的目标光，而进入步骤S412，在车辆前方存在前照灯以外的目标光的情况下，控制前照灯的配光。例如，关闭远光灯或调整远光灯的照射方向。另外，代替前照灯的波长(颜色)与目标光的波长(颜色)不一致的情况，当前照灯的波长的周期与目标光的波长的周期不一致时，目标光识别装置34可以判定车辆前方存在前照灯以外的目标光。此外，当波长(颜色)和波长的周期都不一致时，目标光识别装置34可以判定车辆前方存在前照灯以外的目标光。
详细而言，在一些实施例中，通过改变装置36改变前照灯的电流值，并周期性地将光源的波长(颜色)调制成使用者无法辨识的程度，目标光识别装置34即可通过将自身车辆前照灯的波长(颜色)(和/或波长的周期)与摄像装置32所拍摄图像中目标光的波长(颜色)(和/或波长的周期)比较，而判断出摄像装置32所拍摄图像中的目标光是否为车辆光源的反射。
图5及图6是本发明一实施例的前照灯判定方法的范例。请参照图5，本实施例是由车辆50的前照灯发出前照灯光，而照射到前方的反射板60，并由安装于车辆50上的摄像装置52拍摄车辆前方的图像，其中包含由反射板60反射的前照灯的反射光。接着，请参照图6，图像62是由摄像装置52拍摄由反射板60反射的反射光的前照灯波长图像，其中包含以预定周期改变的两种波长(颜色，例如黄色及蓝色)。基于车辆50是以预定周期改变前照灯的波长，若图像62中所包含目标光的波长(颜色)和车辆50的前照灯的波长(颜色)一致，和/或前照灯的波长的周期和目标光的波长的周期一致，即可判定图像62中的目标光就是前照灯的反射光。反之，若两者不一致，则可判定图像62中的目标光并非前照灯的反射光，而是由其他光源发出的光。
在一些实施例中，可通过使用前照灯在工厂等的墙壁上照射远光灯，并由摄像装置拍摄前照灯的波长(颜色)的图像，而由摄像装置的电子控制器(Eletronic ControlUnit，ECU)将所拍摄的图像存储于车辆的存储器等存储设备，但不限于此。在其他实施例中，摄像装置的电子控制器也可通过拍摄反射车辆远光灯的路面等的图像，来动态地存储前照灯波长(颜色)的图像。
在一些实施例中，可通过改变远光灯的波长的方式，将车辆的车身编号等信息承载在车辆远光灯的波长上，使得每辆车的前照灯的波长不同，而可被识别。或者，可通过在车辆上(例如前雾灯旁边)添加一个可输出原始波长(颜色)的装置，以改变前照灯的波长，而可被识别。摄像装置的电子控制器可将包括上述波长的图像预先存储于车辆的存储器等存储设备，用以作为识别车辆前照灯的图像。通过将预先存储的波长(颜色)与当前检测到的目标光的波长(颜色)进行比较，当特征一致时，即可判定目标光是车辆前照灯的反射光。
图7是本发明一实施例的前照灯判定方法的流程图。请参照图3及图7，本实施例的方法适用于图3的前照灯判定装置30，以下搭配前照灯判定装置30中的各元件说明本实施例的前照灯判定方法的详细步骤。
在步骤S702中，前照灯判定装置30使用车载摄像装置32检测前方的目标光。其中，摄像装置32例如是以预定帧率拍摄车辆前方的图像，并根据所拍摄图像中的波长变化检测目标光。
在步骤S704中，由目标光识别装置34判断是否检测到目标光。其中，若摄像装置32所拍摄图像中不包含特定波长的光，则目标光识别装置34可判定未检测到目标光，而回到步骤S702，继续检测目标光。
反之，若检测到目标光，则进入步骤S706，由改变装置36改变车辆前照灯的电流值，以使用比摄像装置32的帧率慢的预定周期改变车辆的前照灯的波长(颜色)。
在步骤S708中，由目标光识别装置34判断车载摄像装置32的波长是否大约等同于预先存储的车辆前照灯的波长。详细而言，前照灯判定装置30可通过预先拍摄从工厂墙壁或路面反射的前照灯的波长(颜色)的图像，来取得并存储车辆前照灯的波长(颜色)的图像，而在实际行驶时，目标光识别装置34即可通过读取此车辆前照灯的波长的图像，而用以判断当前车载摄像装置32所拍摄图像中的波长是否等同于预先存储的车辆前照灯的波长。
若车载摄像装置32的波长大约等同于预先存储的车辆前照灯的波长，则在步骤S710中，由目标光识别装置34判定所检测到的目标光是自身车辆前照灯的反射光，因此不改变前照灯的配光，并回到步骤S702，继续检测目标光。
反之，若车载摄像装置32的波长不等同于预先存储的车辆前照灯的波长，则在步骤S710中，由目标光识别装置34判定所检测到的目标光不是自身车辆前照灯的反射光，而进入步骤S714，判断目标光的灯光高度是否大于预定高度。所述的预定高度例如是依据路灯高度来设定，用以区分目标光是来自路灯还是来自对向车辆。
若目标光的灯光高度不大于预定高度，则在步骤S716中，目标光识别装置34可判定目标光是来自对向车辆，并关闭对应的远光灯。其中，目标光识别装置34可使用自动远光灯(auto high beam，AHB)技术关闭远光灯，或是使用自适应远光灯(adaptive drivingbeam，ADB)技术调节灯光，避免远光灯照射到对向车辆的驾驶而造成眩光，但不限于此，目标光识别装置34可根据实际情境选择合适方式关闭或调整远光灯。
若目标光的灯光高度大于预定高度，则在步骤S718中，目标光识别装置34可判定目标光是来自路灯，而关闭远光灯(城市模式)。即，在路灯较多的明亮市区，目标光识别装置34可自动关闭远光灯，以避免远光灯照射到路人。
在关闭远光灯之后，将回到步骤S702，继续检测目标光，以判定是否重新开启远光灯。
通过上述方法，前照灯判定装置30可从车载摄像装置32所拍摄的图像判断出车辆前方是否存在目标光，以及目标光是来自自身车辆前照灯的反射光、来自对向车辆或来自路灯，从而适应性地调整远光灯的开启/关闭、照射范围等，避免远光灯照射到对向车辆的驾驶或路人。
在一些实施例中，前照灯判定装置可预先取得路灯的特有波长，并登录在车辆的存储器等存储设备中，用以区分路灯及道路中的反射物体。例如，前照灯判定装置可将摄像装置所拍摄图像中的波长与路灯的特有波长比较，在比较结果不一致时，即可判定所检测到的目标光不是路灯，而是来自道路中的反射物体。
举例来说，图8是本发明一实施例的区分路灯及反射物体的范例。请参照图8，本实施例的图像82例如是摄像装置的电子控制器中记录的路灯的波长的图像，其中基于路灯的颜色固定，图像82中的波长也固定。图像84则是由道路中反射物体(例如箭羽杆)反射的前照灯的波长的图像，其中前照灯的波长经过改变，因而产生颜色变化。前照灯判定装置可通过比较前照灯的颜色和路灯的颜色，来区分所检测到的目标光是来自路灯还是反射物体。如图所示，相较于前照灯的波长(颜色)是以500毫秒的周期变化，摄装装置可以使用33毫秒的周期获取图像，因此可进行充分的比较，而精准地区分出路灯及反射物体。
综上所述，本发明的前照灯判定装置通过改变车辆前照灯的波长，并与所拍摄车辆前方图像中的目标光的波长比较，可识别出车辆前方是否存在前照灯以外的目标光，并据以控制前照灯的配光。通过检测颜色的变化，即使摄像装置的帧率比前照灯的改变周期慢，也可区分自身车辆前照灯的反射光和其他光源。
然本公开已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本公开，任何本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作些许的还动与润饰，因此本公开的保护范围当视后附的权利要求及其均等范围所界定的为准。

Claims (2)

1.一种前照灯判定装置，其特征在于，包括：
摄像装置，以预定帧率拍摄车辆前方的图像；
目标光识别装置，从所述摄像装置拍摄的所述图像识别目标光；以及
改变装置，使用比所述预定帧率慢的预定周期改变所述车辆的前照灯的波长，其中
当所述前照灯的波长和所述目标光的波长不一致时，和/或所述当前照灯的所述波长的周期和所述目标光的所述波长的周期不一致时，所述目标光识别装置在所述车辆前方存在所述前照灯以外的目标光的情况下，控制所述前照灯的配光。
2.根据权利要求1所述的前照灯判定装置，其特征在于，
所述改变装置通过改变所述前照灯的电流值来改变颜色。
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