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QUERVERWEIS ZU VERWANDTER ANMELDUNG
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Diese Anmeldung bezieht sich auf die am 11. Oktober 2006 hinterlegte
japanische Patentanmeldung Nr. 2006-278085 , deren Inhalt hiermit im Wege der Bezugnahme eingeschlossen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugerfassungsvorrichtung zum Erfassen eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs bei Nacht sowie ein Fahrlichtsteuerungssystem, welches eine solche Fahrzeugerfassungsvorrichtung verwendet.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Es ist ein an einem Fahrzeug montiertes (nachstehend: ”fahrzeuggebundenes”) Fahrunterstützungssystem bekannt, welches so konfiguriert ist, dass es auf Erfassung eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs hin eine Angabe oder Bekanntgabe an einen Fahrer des Fahrzeugs bereitstellt und Steuerungen bezüglich fahrzeuggebundener Vorrichtungen wie etwa eine Steuerung einer vertikalen Lichtachse Hochstrahlrichtung oder Niedrigstrahlrichtung) eines Fahrlichts und einen Betrieb von Scheibenwischem durchführt, um hierdurch die Belastung des Fahrers zu verringern. Dieses fahrzeuggebundene Fahrunterstützungssystem erfordert es, ein vorausfahrendes Fahrzeug oder ein entgegenkommendes Fahrzeug genau zu erfassen, um die fahrzeuggebundenen Vorrichtungen in geeigneter Weise zu steuern.
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Beispiele der fahrzeuggebundenen Vorrichtungen zum Erfassen eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs bei Nacht umfassen jenes, welches durch einen Bildsensor und eine Bildverarbeitungsvorrichtung zur Verarbeitung eines durch den Bildsensor aufgenommenen Bildes aufgebaut ist. Die Offenlegungsschrift der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-189229 offenbart eine solche Vorrichtung, die ein optisches System zum Erhalten eines Bildes einer Ansicht vor einem Fahrzeug, auf welchem es montiert ist, und ein Bildverarbeitungssystem zur Verarbeitung des durch das optische System aufgenommenen Bildes, um ein Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder ein Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs zu erfassen. Diese Vorrichtung ist konfiguriert, ein intensives weißes Licht eines Fahrlichts eines entgegenkommenden Fahrzeugs oder ein intensives rotes Licht eines Rücklichts eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu erkennen, um das vorausfahrende Fahrzeug oder entgegenkommende Fahrzeug zu erfassen. Dies wird durch die Tatsache möglich gemacht, dass die Helligkeit (Luminanz) bzw. Lichtstärke, Intensität und Farbe eines Fahrzeugfahrlichts und eines Fahrzeugrücklichts durch die Regelung vorgeschrieben sind.
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Das optische System dieser Vorrichtung umfasst eine erste Linse, die mit einer roten Filterfarbe ausgebildet ist, und eine zweite Linse, die mit einer grünlichblauen Filterfarbe ausgebildet ist, und ist konfiguriert, ein einfallendes Licht auf zwei unterschiedliche Punkte eines Bildsensors desselben zu sammeln. Eine rote Komponente des einfallenden Lichts wird durch die erste Linse extrahiert, und eine blaue Komponente des einfallenden Lichts wird durch die zweite Linse extrahiert. Falls die Helligkeit der extrahierten roten oder blauen Komponente einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird bestimmt, dass ein Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder ein Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs erfasst worden ist.
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Die vorstehend beschriebene herkömmliche Vorrichtung, die die zwei Linsen mit einer Filterungsfunktion zum Extrahieren einer roten oder blauen Komponente aus einem einfallenden Licht aufweist, weist jedoch ein Problem derart auf, dass die Filterungsfunktion dieser Linsen sich aufgrund ihrer rauhen Fahrzeugumgebung, in welcher ihre Umgebungstemperatur in großem Umfang variiert, unvermeidlich verschlechtert. Zusätzlich macht das Vorsehen dieser zwei Linsen mit der Filterungsfunktion das optische System im Aufbau kompliziert und bewirkt eine Erhöhung der Herstellungskosten.
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Demgemäß bestand ein Bedarf nach einer Konfiguration, die in der Lage ist, ein Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs und ein Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs auf der Grundlage einer lediglich monochromen (leuchtstärkenbasierten) Information der Beleuchtungslichter derselben zu erfassen, sodass es nicht erforderlich ist, die Farbinformation derselben zu verwenden. Eine solche Konfiguration ist jedoch aus den nachstehenden Gründen nicht in die Praxis umgesetzt worden. In einem durch eine fahrzeuggebundene Kamera aufgenommenen Bild wird nicht nur das Licht von einem Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder einem Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs angezeigt, sondern auch Umgebungslicht wie z. B. Licht von einem straßenseitigen Reflektor. Demgemäß wird es erforderlich, das Licht von dem Rücklicht des vorausfahrenden Fahrzeugs oder dem Fahrlicht des entgegenkommenden Fahrzeugs von Umgebungslicht, insbesondere von Licht von einem straßenseitigen Reflektor zu unterscheiden, um ein vorausfahrendes Fahrzeug und ein entgegenkommendes Fahrzeug bei Nacht zutreffend zu erfassen. Es sollte erwähnt werden, dass ein solcher Reflektor, obschon er selbst kein Licht abstrahlt, als eine Lichtquelle in einem durch die Kamera aufgenommenen Bild angezeigt wird, da er das von einem Fahrlicht eines Fahrzeugs, auf welchem die fahrzeuggebundenen Erfassungsvorrichtungen angebracht sind, abgestrahlte Licht reflektiert.
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Aus der
US 2004/0143380 A1 ist eine Fahrzeugerfassungsvorrichtung bekannt, welche einen Bildsensor, der auf einem Host-Fahrzeug so angebracht ist, dass er in der Lage ist, ein Bild von dem Host-Fahrzeug aufzunehmen; eine Lichtquellenbereichsextraktionsfunktion zum Extrahieren eines Bereichs mit einer höheren Helligkeit als einem vorbestimmten Wert aus den Bilddaten als einen Lichtquellenbereich; eine Fahrzeugerfassungsfunktion zum Erfassen eines Vorhandenseins eines entgegenkommenden Fahrzeugs und/oder eines vorausfahrenden Fahrzeugs und eine Fahrlichtachsenstellungserfassungsfunktion zum Erfassen dessen aufweist, ob ein Fahrlicht des Host-Fahrzeugs sich in einer Hochstrahlstellung oder einer Tiefstrahlstellung befindet. Des Weiteren ist es aus der Entgegenhaltung bekannt, zu unterscheiden, ob zum Zeitpunkt der Bildaufnahme Abblendlicht oder Fernlicht an war. Darüber hinaus werden auch Reflektoren von selbstleuchtenden Objekten unterschieden.
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Aus der
US 2003/0138132 A1 ist es demgegenüber bekannt, anhand von Bilddaten von einem Bildsensor Lichtquellen mittels einer Lichtquellenbereichsextraktionsfunktion zu extrahieren und mittels einer Fahrzeugerfassungsfunktion zu bestimmen, ob Fahrzeuge entgegenkommen oder vorausfahren. Des Weiteren wird mit einer Fahrlichtachsenstellungserfassungsfunktion geprüft, ob das Fernlicht ein- oder ausgeschaltet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine aus der
US 2004/0143380 A1 bekannte Fahrzeugerfassungsvorrichtung mit alternativen Mitteln bereitzustellen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 11.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Fahrzeugerfassungsvorrichtung bereit, welche aufweist:
einen Bildsensor, der auf einem Host-Fahrzeug so angebracht ist, dass er in der Lage ist, ein Bild vor dem Host-Fahrzeug aufzunehmen, und das Bild repräsentierende Daten ausgibt;
eine Lichtquellenbereichsextraktionsfunktion zum Extrahieren eines Bereichs mit einer höheren Helligkeit als einem vorbestimmten Wert aus den Bilddaten als einen Lichtquellenbereich;
eine Fahrzeugerfassungsfunktion zum Erfassen eines Vorhandenseins eines entgegenkommenden Fahrzeugs und/oder eines vorausfahrenden Fahrzeugs durch Erkennen, was eines Fahrlichts des entgegenkommenden Fahrzeugs, eines Rücklichts des vorausfahrenden Fahrzeugs und eines straßenseitigen Reflektors den Lichtquellenbereich in den Bilddaten hervorruft; und
eine Fahrlichtachsenstellungserfassungsfunktion zum Erfassen dessen, ob ein Fahrlicht des Host-Fahrzeugs sich in einer Hochstrahlstellung oder einer Tiefstrahlstellung befindet;
wobei die Fahrzeugerfassungsfunktion konfiguriert ist, die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Fahrzeugerfassungsfunktion erkennt, dass der Lichtquellenbereich durch den straßenseitigen Reflektor hervorgerufen wird, zu senken, wenn durch die Fahrlichtachsenstellungserfassungsfunktion erfasst wird, dass das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs sich in der Niedrigstrahlstellung befindet.
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Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Fahrzeugfahrlichtsteuerungsystem auf, welches aufweist:
einen Bildsensor, der auf einem Host-Fahrzeug so angebracht ist, dass er in der Lage ist, ein Bild vor dem Host-Fahrzeug aufzunehmen, und das Bild repräsentierende Daten ausgibt;
eine Lichtquellenbereichsextraktionsfunktion zum Extrahieren eines Bereichs mit einer höheren Helligkeit als einem vorbestimmten Wert aus den Bilddaten als einen Lichtquellenbereich;
eine Fahrzeugerfassungsfunktion zum Erfassen eines Vorhandenseins eines entgegenkommenden Fahrzeugs und/oder eines vorausfahrenden Fahrzeugs durch Erkennen, was eines Fahrlichts des entgegenkommenden Fahrzeugs, eines Rücklichts des vorausfahrenden Fahrzeugs und eines straßenseitigen Reflektors den Lichtquellenbereich in den Bilddaten hervorruft;
eine Fahrlichtachsenstellungserfassungsfunktion zum Erfassen dessen, ob ein Fahrlicht des Host-Fahrzeugs sich in einer Hochstrahlstellung oder einer Tiefstrahlstellung befindet; und
eine Fahrlichtbetätigungsvorrichtung zum Steuern der Beleuchtungsstellung zwischen der Hochstrahlstellung und der Niedrigstrahlstellung in Übereinstimmung mit einem Erfassungsergebnis durch die Fahrzeugerfassungsfunktion;
wobei die Fahrzeugerfassungsfunktion konfiguriert ist, die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Fahrzeugerfassungsfunktion erkennt, dass der Lichtquellenbereich durch den straßenseitigen Reflektor hervorgerufen wird, zu senken, wenn durch die Fahrlichtachsenstellungserfassungsfunktion erfasst wird, dass das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs sich in der Niedrigstrahlstellung befindet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Vorhandensein eines entgegenkommenden Fahrzeugs oder eines vorausfahrenden Fahrzeugs zuverlässig und zutreffend zu erfassen, da die vorliegende Erfindung keinerlei Linsen mit Filterungsfunktion benötigt, welche nicht vor einer Verschlechterung aufgrund ihrer rauhen Fahrzeugumgebung, in welcher deren Umgebungstemperatur in großem Umfang schwankt, bewahrt werden können.
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Die Fahrzeugerfassungsfunktion kann eine Mutmaßlichkeitsberechnungsfunktion erster Art zum Berechnen einer ersten Art einer Fahrlichtmutmaßlichkeit, die eine Wahrscheinlichkeit dafür angibt, dass der Lichtquellenbereich durch das Fahrlicht des entgegenkommenden Fahrzeugs hervorgerufen wird, einer Rücklichtmutmaßlichkeit, die eine Wahrscheinlichkeit dafür angibt, dass der Lichtquellenbereich durch das Rücklicht des vorausfahrenden Fahrzeugs hervorgerufen wird, und einer Reflektormutmaßlichkeit, die eine Wahrscheinlichkeit dafür angibt, dass der Lichtquellenbereich durch den straßenseitigen Reflektor hervorgerufen wird, und eine Mutmaßlichkeitsberechnungsfunktion zweiter Art zum Berechnen einer zweiten Art einer Fahrlichtmutmaßlichkeit, welche eine Wahrscheinlichkeit dafür angibt, dass der Lichtquellenbereich durch das Fahrlicht des entgegenkommenden Fahrzeugs hervorgerufen wird, einer Rücklichtmutmaßlichkeit, welche eine Wahrscheinlichkeit dafür angibt, dass der Lichtquellenbereich durch das Rücklicht des vorausfahrenden Fahrzeugs hervorgerufen wird, und einer Reflektormutmaßlichkeit, welche eine Wahrscheinlichkeit dafür angibt, dass der Lichtquellenbereich durch den straßenseitigen Reflektor hervorgerufen wird, derart aufweisen, dass die Reflektormutmaßlichkeit zweiter Art kleiner als die Fahrlicht- und der Rücklichtmutmaßlichkeiten zweiter Art wird, wenn erfasst wird, dass das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs sich in der Niedrigstrahlstellung befindet. In diesem Fall ist die Fahrzeugerfassungsfunktion konfiguriert, jede der Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der ersten Art mit einer entsprechenden der Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der zweiten Art zu multiplizieren, um eine integrierte Fahrlichtmutmaßlichkeit, eine integrierte Rücklichtmutmaßlichkeit und eine integrierte Reflektormutmaßlichkeit zu erzeugen, und zu bestimmen, dass der Lichtquellenbereich durch des Fahrlicht des entgegenkommenden Fahrzeugs oder das Rücklicht des vorausfahrenden Fahrzeugs hervorgerufen wird, wenn die integrierte Reflektormutmaßlichkeit kleiner als die integrierte Fahrlicht- und die integrierte Rücklichtmutmaßlichkeit ist.
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Die Fahrzeugerfassungsvorrichtung kann des weiteren eine Abstandserfassungsfunktion zum Erfassen eines Abstands zu einer den Lichtquellenbereich in den Bilddaten hervorrufenden Lichtquelle aufweisen, und die Mutmaßlichkeitsberechnungsfunktion der ersten Art kann konfiguriert sein, die Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der ersten Art auf der Grundlage des Abstands zu der Lichtquelle und der Helligkeit des Lichtquellenbereichs unter Bezugnahme auf eine die Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der ersten Art als Funktionen eines Abstands zu der Lichtquelle und einer Helligkeit des Lichtquellenbereichs definierenden, vorab gespeicherten Tabelle zu berechnen.
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Die Abstandserfassungsfunktion kann konfiguriert sein, den Abstand durch Ausnutzen einer Tatsache zu erfassen, dass eine Lampe einer linken Seite und eine Lampe einer rechten Seite eines Fahrzeugfahrlichts oder eines Fahrzeugrücklichts um einen vorbestimmten Abstand voneinander entfernt sind.
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Die Fahrzeugerfassungsvorrichtung kann des weiteren einen Fahrzeugverhaltenssensor aufweisen, der ein Verhalten des Host-Fahrzeugs erfasst, und die Abstandserfassungsfunktion kann konfiguriert sein, den Abstand zu der Lichtquelle auf der Grundlage einer Position des Lichtquellenbereichs in den Bilddaten unter Kompensierung einer Abweichung einer Bildaufnahmerichtung des Bildsensors von einer vorbestimmten Bezugsrichtung auf der Grundlage des durch den Fahrzeugverhaltenssensor erfassten Verhaltens des Host-Fahrzeugs zu erfassen.
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Die Mutmaßlichkeitsberechnungsfunktion der ersten Art kann die Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der ersten Art auf der Grundlage einer Form des Lichtquellenbereichs in den Bilddaten berechnen.
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Die Mutmaßlichkeitsberechnungsfunktion der ersten Art kann konfiguriert sein, auf der Grundlage einer Position des Lichtquellenbereichs in einer Mehrzahl von nacheinander durch den Bildsensor aufgenommenen Gruppen von Bilddaten eine Beurteilung dahin vorzunehmen, ob der Lichtquellenbereich sich bewegt oder feststeht, und die Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der ersten Art in Abhängigkeiten von einem Ergebnis der Beurteilung zu berechnen.
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Die Mutmaßlichkeitsberechnungsfunktion der ersten Art kann konfiguriert sein, die Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der ersten Art in Übereinstimmung mit unterschiedlichen Berechnungsverfahren einzeln zu berechnen und eine Multiplikation unter einer Mehrzahl der in Übereinstimmung mit den unterschiedlichen Berechnungsverfahren berechneten Fahrlichtmutmaßlichkeiten der ersten Art, unter einer Mehrzahl der in Übereinstimmung mit den unterschiedlichen Berechnungsverfahren berechneten Rücklichtmutmaßlichkeiten der ersten Art und unter einer Mehrzahl der in Übereinstimmung mit den unterschiedlichen Berechnungsverfahren berechneten Reflektormutmaßlichkeiten der ersten Art durchzuführen, um hierdurch eine kombinierte Fahrlichtmutmaßlichkeit, eine kombinierte Rücklichtmutmaßlichkeit und eine kombinierte Reflektormutmaßlichkeit zu berechnen.
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Die Mutmaßlichkeitsberechnungsfunktion der zweiten Art kann konfiguriert sein, die Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der zweiten Art mit dem gleichen Wert zu berechnen, wenn erfasst wird, dass sich das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in der Hochstrahlstellung befindet.
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Die Mutmaßlichkeitsberechnungsfunktion der zweiten Art kann konfiguriert sein, die Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der zweiten Art derart zu berechnen, dass die Fahrlicht- und Rücklichtmutmaßlichkeiten der zweiten Art höher als die Reflektormutmaßlichkeit der zweiten Art werden, wenn erfasst wird, dass sich das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in der Niedrigstrahlstellung befindet.
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Die Fahrzeugerfassungsvorrichtung kann des weiteren eine Abstandserfassungsfunktion zum Erfassen eines Abstands zu einer den Lichtquellenbereich in den Bilddaten hervorrufenden Lichtquelle zu erfassen, und die Mutmaßlichkeitsberechnungsfunktion der zweiten Art kann konfiguriert sein, die Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der zweiten Art derart zu berechnen, dass die Fahrlicht- und Rücklichtmutmaßlichkeiten der zweiten Art hoher als die Reflektormutmaßlichkeit der zweiten Art werden, wenn der durch die Abstandserfassungsfunktion gemessene Abstand größer als ein vorbestimmter Abstand ist.
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Die Mutmaßlichkeitsberechnungsfunktion der zweiten Art kann konfiguriert sein, die Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten der zweiten Art derart zu berechnen, dass die Reflektormutmaßlichkeit der zweiten Art höher als die Fahrlicht- und Rücklichtmutmaßlichkeiten der zweiten Art wird, wenn der Lichtquellenbereich derart ist, dass der Lichtquellenbereich in durch den Bildsensor aufgenommenen Bilddaten nicht erscheint, wenn das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs sich in der Niedrigstrahlstellung befindet, und nach Umschalten des Fahrlichts des Host-Fahrzeugs von der Niedrigstrahlstellung zu der Hochstrahlstellung in durch den Bildsensor aufgenommenen Bilddaten erscheint.
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Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung deutlich werden, welche die Zeichnungen und Ansprüche umfasst.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den begleitenden Zeichnungen:
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ist 1 ein Diagramm, welches einen Aufbau eines Fahrlichtsteuerungssystems mit einer Fahrzeugerfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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ist 2 ein Graph, welcher für jede von verschiedenen Arten von Lichtquellen eine gemessene Korrelation zwischen einem Abstand zu einer Lichtquelle und einer Helligkeit der Lichtquelle zeigt;
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ist 3 ein Graph, welcher eine Kurve, die eine Mutmaßlichkeit dafür repräsentiert, dass ein beobachteter Lichtquellenbereich durch ein Fahrlicht hervorgerufen wird, eine Kurve, welche die eine Mutmaßlichkeit dafür repräsentiert, dass der durch ein Rücklicht hervorgerufen wird, und eine Kurve, die eine Mutmaßlichkeit dafür repräsentiert, dass der Lichtquellenbereich durch einen straßenseitigen Reflektor hervorgerufen wird, zeigt, wobei sie als Funktionen seiner Helligkeit und seines Abstands X (m) von dem Host-Fahrzeug gezeichnet sind;
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ist 4 ein Flussdiagramm, welches eine Gesamtbetriebsweise der Fahrzeugerfassungsvorrichtung zeigt;
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ist 5 ein Flussdiagramm, welches Einzelheiten eines durch die Fahrzeugerfassungsvorrichtung durchgeführten Fahrzeugerfassungsprozesses zeigt;
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ist 6 ein Flussdiagramm, welches Einzelheiten eines durch die Fahrzeugerfassungsvorrichtung durchgeführten Lichtquellenbereichsextrahierungsprozesses zeigt;
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ist 7 ein Flussdiagramm, welches Einzelheiten eines durch die Fahrzeugerfassungsvorrichtung durchgeführten Abstandsberechnungsprozesses zeigt;
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ist 8 ein Flussdiagramm, welches Einzelheiten eines durch die Fahrzeugerfassungsvorrichtung durchgeführten Lichtquellenerkennungsprozesses zeigt;
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ist 9 ein Flussdiagramm, welches Einzelheiten eines durch die Fahrzeugerfassungsvorrichtung durchgeführten Mutmaßlichkeitsberechnungsprozesses erster Art zeigt;
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ist 10 ein Flussdiagramm, welches Einzelheiten eines durch die Fahrzeugerfassungsvorrichtung durchgeführten Prozesses zum Integrieren von Mutmaßlichkeiten der ersten Art und von Mutmaßlichkeiten der zweiten Art zeigt; und
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ist 11 ein Flussdiagramm, welches Einzelheiten einer Variante eines durch die Fahrzeugerfassungsvorrichtung durchgeführten Mutmaßlichkeitsberechnungsprozesses zweiter Art zeigt.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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1 ist ein Diagramm, welches einen Aufbau eines Fahrlichtsteuerungssystems mit einer Fahrzeugerfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Gemäß der Darstellung in 1 weist dieses System eine fahrzeuggebundene Kamera 10, eine Fahrzeugverhaltenssensorvorrichtung 20, eine Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 und eine Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40 auf.
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Die Kamera 10, die in sich einen Bildsensor mit Licht empfangenden Elementen wie etwa CCDs aufweist, ist an einem Fahrzeug (das nachstehend als ein Host-Fahrzeug bezeichnet werden mag) so angebracht, dass sie in der Lage ist, ein Bild einer Ansicht vor dem Host-Fahrzeug aufzunehmen.
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Die Kamera 10 ist konfiguriert, in der Lage zu sein, ihre Verschlußgeschwindigkeit, ihre Rahmenrate, und eine Verstärkung von dieser aus an die Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 ausgegebener digitaler Signale in Übereinstimmung mit von einem nicht näher dargestellten Steuerungsabschnitt hiervon aus ausgegebenen Anweisungen einzustellen. Die Kamera 10 liefert der Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 Bilddaten eines Bildes, welches sie aufgenommen hat, zusammen mit Horizontal- und Vertikalsynchronisierungssignalen. Die Bilddaten bestehen aus digitalen Signalen, welche einen monochromen Wert (Helligkeit bzw. Luminanz) jedes die Bilddaten aufbauenden Pixels angeben.
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Die Fahrzeugverhaltenssensorvorrichtung 20, die einen an jeder Radaufhängung des Host-Fahrzeugs angebrachten Hubsensor aufweisen kann, erfasst eine Lageänderung des Host-Fahrzeugs in der Nickrichtung (Eintauchrichtung) und in der Rollrichtung (Seitneigungsrichtung). Falls das Host-Fahrzeug Längs- und Seitenbeschleunigungen aufweist, wenn es nickt und rollt, weicht die Bildaufnahmerichtung der Kamera 10 von einer vorbestimmten Bezugsrichtung ab. Die Fahrzeugverhaltenssensorvorrichtung 20 liefert der Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 Fahrzeugverhaltensinformationen, die zum Berechnen, wie die Bildaufnahmerichtung der Kamera 10 von der Bezugsrichtung abgewichen ist, verwendet werden.
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Die Fahrzeugverhaltenssensorvorrichtung 20 weist einen Geschwindigkeitssensor, der ein eine Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs angebendes Signal ausgibt, und einen Gierratensensor, der ein eine Gierrate des Host-Fahrzeugs angebendes Signal ausgibt, auf. Diese von dem Geschwindigkeitssensor und dem Gierratensensor aus ausgegebenen Signale werden der Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 als ein Teil der Fahrzeugverhaltensinformation zugeführt.
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Wenn in den Bilddaten eines durch die Kamera 10 aufgenommenen Bildes eine Lichtquelle enthalten ist, führt die Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 unter Bezugnahme auf die Fahrzeugverhaltensinformation eine Bildverarbeitung an den Bilddaten durch, um zu identifizieren, ob die Lichtquelle ein Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder ein Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs oder ein straßenseitiger Reflektor ist. Falls die Lichtquelle als ein Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder ein Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs identifiziert worden ist, sendet die Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 eine Erfassungsinformation bezüglich des vorausfahrenden Fahrzeugs oder des entgegenkommenden Fahrzeugs.
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Die Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40 steuert die Beleuchtungsstellung (Niedrigstrahlstellung oder Hochstrahlstellung) des Fahrlichts des Host-Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der Erfassungsinformation bezüglich des erfassten vorausfahrenden Fahrzeugs und/oder entgegenkommenden Fahrzeugs aus der Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30. Wenn die Erfassungsinformation z. B. angibt, dass ein Abstand zu dem erfassten vorausfahrenden Fahrzeug oder dem erfassten entgegenkommenden Fahrzeug kürzer als ein vorbestimmter Abstand ist, legt die Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40 des Fahrlichts in der Niedrigstrahlposition fest, um eine Blendung eines Fahrers des erfassten Fahrzeugs zu vermeiden. Wenn dagegen die Erfassungsinformation angibt, dass der Abstand zu dem erfassten Fahrzeug länger als der vorbestimmte Abstand ist oder wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug oder entgegenkommendes Fahrzeug erfasst wird, legt die Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40 das Fahrlicht in die Hochstrahlstellung fest, um den Fahrer des Kost-Fahrzeugs mit guter Sicht in weitestmöglicher Entfernung auszustatten. Eine Verarbeitung der von der Kamera 10 aus ausgegebenen Bilddaten ermöglicht eine Erfassung eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs aus einer vergleichsweise weiten Entfernung (z. B. 600 m), sodass die Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40 die Beleuchtungsstellung des Fahrlichts in geeigneter Weise steuern kann.
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Die Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40 nimmt ein von einem Schalter (nicht näher dargestellt), welchen der Fahrer des Host-Fahrzeugs manipuliert, um die Beleuchtungsstellung des Fahrlichts anzugeben, aus ausgegebenes Signal auf. Des Weiteren legt die Fahrlichtsteuerungsvorrichtung 40 das Fahrlicht in Übereinstimmung mit den von diesem Schalter aus aufgenommenen Signal auf entweder die Niedrigstrahlstellung oder die Hochstrahlstellung fest. Falls ein vorausfahrendes Fahrzeug oder ein entgegenkommendes Fahrzeug so erfasst wird, dass es sich innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Host-Fahrzeug befindet, wenn sich das Fahrlicht in der Hochstrahlstellung befindet, ändert die Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40 selbsttätig das Fahrlicht von der Hochstrahlstellung zu der Niedrigstrahlstellung. Wenn des Weiteren die Situation hiernach so wird, dass kein vorausfahrendes Fahrzeug oder entgegenkommendes Fahrzeug erfasst wird, ändert die Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40 das Fahrlicht selbsttätig aus der Niedrigstrahlstellung in die Hochstrahlstellung.
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Die Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40 liefert der Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 eine Fahrlichtbeleuchtungsstellungsinformation, die angibt, welche der Hochstrahlstellung und der Niedrigstrahlstellung des Fahrlichts gegenwärtig festgelegt ist. Ersatzweise kann die Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 die Fahrlichtbeleuchtungsstellungsinformation von einem zur Erfassung der Beleuchtungsstellung des Fahrlichts vorgesehenen Sensor aus empfangen.
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Als nächstes wird eine Erläuterung bezüglich eines Prinzips einer Erfassung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und eines entgegenkommenden Fahrzeugs gegeben. Wenn die Kamera 10 des Nachts ein Bild eines vorausfahrenden Fahrzeugs und eines entgegenkommenden Fahrzeugs aufnimmt, welche in dem gleichen Abstand von dem Host-Fahrzeug vorhanden sind, wird in den Bilddaten des Bildes ein Fahrlicht des entgegenkommenden Fahrzeugs als eine hellste Lichtquelle gezeigt und wird ein Rücklicht des vorausfahrenden Fahrzeugs als nächsthellste Lichtquelle gezeigt. In einem Fall, in welchem auch ein straßenseitiger Reflektor in diesem Bild enthalten ist, wird er als eine dunklere Lichtquelle als das Rücklicht des vorausfahrenden Fahrzeugs gezeigt, da der Reflektor selbst kein Licht aussendet, sondern nur das von dem Fahrlicht des Host-Fahrzeugs reflektierte Licht reflektiert.
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Das Licht von jedem des Fahrlichts, des Rücklichts und des Reflektors, das auf der Seite des Bildsensors beobachtet wird, wird mit wachsendem Abstand zu diesem dunkler. Dies liegt daran, dass die Anzahl von den Bildsensor bildenden Licht empfangenden Elementen, die das Licht von einer Lichtquelle empfangen, mit steigendem Abstand von der Lichtquelle abnimmt.
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Nachdem eine fahrzeugseitige Lampe (Fahrlicht und Rücklicht) eine grob festgelegte Größe aufweist und ihre Helligkeit oder Lichtstärke durch die Regelungen vorgeschrieben ist, gibt es eine Korrelation zwischen dem Abstand von dem Host-Fahrzeug zu einer Lichtquelle und einer auf der Seite des Bildsensors der Kamera 10 beobachteten Helligkeit oder Leuchtkraft bzw. Beleuchtungsstärke der Lichtquelle. Die Korrelation unterscheidet sich für die Helligkeit der Lichtquelle. D. h., die Korrelation mit einer Fahrzeuglampe unterscheidet sich von der Korrelation mit einem Reflektor.
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2 ist ein Graph, welcher die gemessenen Korrelationen zwischen dem Abstand und der Helligkeit zeigt. Gemäß der Darstellung in 2 nimmt die Helligkeit jeder Lichtquelle mit dem Anwachsen ihres Abstands von dem Host-Fahrzeug ab und hängt die Korrelation zwischen der Helligkeit und dem Abstand von jeder Lichtquelle ab. In 2 ist die Korrelation zwischen der Helligkeit und dem Abstand für jeden der unterschiedlichen Fälle gezeigt.
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HID (Lo): das entgegenkommende Fahrzeug weist eine Entladungslampe als ein Fahrlicht auf und ist in der Niedrigstrahlstellung festgelegt.
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HID (Hi): das entgegenkommende Fahrzeug weist eine Entladungslampe als ein Fahrlicht auf und ist in der Hochstrahlstellung festgelegt.
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Halogen (Lo): das entgegenkommende Fahrzeug weist eine Halogenlampe als ein Fahrlicht auf und ist in der Niedrigstrahlstellung festgelegt.
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Halogen (Hi): das entgegenkommende Fahrzeug weist eine Halogenlampe als ein Fahrlicht auf und ist in der Hochstrahlstellung festgelegt.
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Rück (Birne) + Bremse: das vorausfahrende Fahrzeug weist eine Glühlampe als ein Rücklicht auf und leuchtet zusammen mit einer Bremslampe auf.
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Rück (Birne): das vorausfahrende Fahrzeug weist eine Glühlampe als ein Rücklicht auf und leuchtet alleine auf.
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Rück (LED) + Bremse: das vorausfahrende Fahrzeug weist eine LED-Lampe als ein Rücklicht auf und leuchtet zusammen mit einer Bremsleuchte auf.
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Rück (LED): das vorausfahrende Fahrzeug weist eine LED-Lampe als ein Rücklicht auf und leuchtet alleine auf.
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Reflektor (Kreis S): das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs ist in der Hochstrahlstellung festgelegt, und der das Licht von diesem Fahrlicht reflektierende Reflektor weist eine kleine Größe und eine Kreisform auf.
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Reflektor (Kreis L): das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs ist in der Hochstrahlstellung festgelegt, und der das Licht von diesem Fahrlicht reflektierende Reflektor weist eine große Größe und eine Kreisform auf.
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Reflektor (Recht): das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs ist in der Hochstrahlstellung festgelegt, und der das Licht von diesem Fahrlicht reflektierende Reflektor weist eine rechteckige Form auf.
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Reflektor (Quadrat): das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs ist in der Hochstrahlstellung festgelegt, und der das Licht von diesem Fahrlicht reflektierende Reflektor weist eine große Größe und eine Quadratform auf.
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In dieser Ausführungsform ist eine Mutmaßlichkeit, dass eine in den Bilddaten eines durch die Kamera 10 aufgenommenen Bildes hell gezeigte Lichtquelle ein Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs oder ein Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs ist, und eine Mutmaßlichkeit, dass diese Lichtquelle ein Reflektor ist.
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Genauer gesagt, ein Graph in dieser Ausführungsform gemäß der Darstellung in 3, in welcher eine Kurve, die eine Mutmaßlichkeit dafür repräsentiert, dass eine beobachtete Lichtquelle ein Fahrlicht ist, eine Kurve, die eine Mutmaßlichkeit dafür repräsentiert, dass die Lichtquelle ein Rücklicht ist, und eine Kurve, die einem Mutmaßlichkeit dafür repräsentiert, dass die Lichtquelle ein Reflektor ist, als Funktionen ihrer Helligkeit und ihres Abstands X (m) von dem Host-Fahrzeug auf der Grundlage der in 2 gezeigten Messergebnisse gezeichnet sind, ist im Voraus gespeichert. Wenn die Kamera 10 ein eine Lichtquelle enthaltendes Bild aufnimmt, wird jede der vorstehend beschriebenen Mutmaßlichkeiten durch Bezugnahme auf den Graph von 3 als eine erste Art von Mutmaßlichkeiten bestimmt.
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In dieser Ausführungsform werden die vorstehend beschriebenen Mutmaßlichkeiten auch unter Berücksichtigung dessen, ob das Fahrlicht des Kost-Fahrzeugs sich in der Hochstrahlstellung oder der Niedrigstrahlstellung befindet, aus den nachstehend erläuterten Gründen als eine zweite Art von Mutmaßlichkeiten berechnet.
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Wenn vor dem Host-Fahrzeug ein Reflektor vorhanden ist und dieser Reflektor das Licht von dem Fahrlicht des Host-Fahrzeugs reflektiert, kann dieser Reflektor in den Bilddaten eines durch die Kamera 10 aufgenommenen Bildes als eine Lichtquelle gezeigt werden. Falls das Fahrlicht zu dieser Zeit in der Niedrigstrahlstellung festgelegt worden ist, ist die Möglichkeit, dass der Reflektor in den Bilddaten als eine Lichtquelle gezeigt wird, kleiner als wenn er in der Hochstrahlstellung festgelegt ist, da der Lichtabstrahlbereich des Fahrlichts dann, wenn er in der Niedrigstrahlstellung festgelegt ist, enger ist als wenn er in der Hochstrahlstellung festgelegt ist.
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Demgemäß ist diese Ausführungsform konfiguriert, die zweite Art der Mutmaßlichkeiten zu berechnen, in welchen die Reflektormutmaßlichkeit niedriger festgelegt ist, wenn sich das Fahrlicht in der Niedrigstrahlstellung befindet, wie es in 10 gezeigt ist, die später im einzelnen erläutert wird. Jede der Mutmaßlichkeiten der ersten Art wird mit einer entsprechenden der Mutmaßlichkeiten der zweiten Art multipliziert, um eine integrierte Mutmaßlichkeit zu erzeugen. Der Lichtquellenbereich in den Bilddaten wird als entweder ein Fahrlicht oder ein Rücklicht oder ein Reflektor bestimmt, der eine größte integrierte Mutmaßlichkeit aufweist.
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Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, zu verhindern, das ein Reflektor fälschlich als ein Fahrlicht oder ein Rücklicht erkannt wird.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme von 4 bis 9 die Betriebsweise der Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 im Einzelnen erläutert.
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4 ist ein Flussdiagramm, welches eine durch die Fahrzeugerfassungsvorrichtung 30 durchgeführte Erfassungssteuerprozedur zeigt. Die Erfassungssteuerprozedur beginnt in Schritt S110 mit Durchführung einer Initialisierung durch Löschen eines Speichers und Lesen einer Tabelle, welche die Mutmaßlichkeitskurven gemäß der Darstellung in 3 angibt, aus einem ROM. In Schritt S120 wird beurteilt, ob eine Zeit entsprechend einem Steuerzyklus seit der Zeit, da diese Erfassungssteuerprozedur zuletzt durchgeführt wurde, verstrichen ist oder nicht. Im Falle einer bestätigenden Beurteilung in Schritt S120 schreitet die Prozedur zu Schritt S130 fort, in welchem ein Fahrzeugerfassungsprozess (nachstehend zu erläutern) durchgeführt wird. Nach Beendigung des Fahrzeugerfassungsprozesses schreitet die Prozedur zu Schritt S140 fort, in welchem die durch den Fahrzeugerfassungsprozess erhaltene Erfassungsinformation an die Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40 gesendet wird.
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5 ist ein Flussdiagramm, welches Einzelheiten des Fahrzeugerfassungsprozesses zeigt. In diesem Fahrzeugerfassungsprozess wird ein durch die Kamera 10 aufgenommenes Bild der Bildverarbeitung unterzogen, um hieraus eine Lichtquelle zu extrahieren. Des Weiteren wird ein Vorhandensein des vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs auf der Grundlage eines Typs der extrahierten Lichtquelle bestimmt.
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Dieser Fahrzeugerfassungsprozess beginnt mit einem Lesen von Bilddaten eines Bildes einer Ansicht vor dem Host-Fahrzeug, welches durch die Kamera 10 aufgenommen wird. Wie bereits erläutert, enthalten die Bilddaten Signale, welche eine Helligkeit von Pixeln des Bildsensors angeben. Anschließend werden in Schritt S220 Informationen aus dem Fahrzeugverhaltenssensor 20 gelesen, die ein Verhalten des Host-Fahrzeugs angeben.
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In Schritt S230 wird ein Bereich hoher Helligkeit aus den Bilddaten als ein Lichtquellenbereich extrahiert. Der Bereich hoher Heiligkeit ist ein Bereich, in welchem die Helligkeit durchgehend höher ist als ein vorbestimmter Schwellenwert. Wenn es eine Mehrzahl solcher Bereiche hoher Helligkeit gibt, werden sie alle extrahiert. Dieser Lichtquellenbereichsextrahierungsprozess wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 6 im Einzelnen erläutert.
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Der Lichtquellenextrahierungsprozess beginnt in Schritt S310 mit Durchführung eines Binarisierungsprozesses, in welchem Pixeln, die eine Helligkeit aufweisen, die gleich oder höher als eine vorbestimmte Schwellenhelligkeit ist, ein Wert „1” zugewiesen wird und Pixeln, die eine niedrigere Helligkeit als diese vorbestimmte Schwellenhelligkeit aufweisen, ein Wert „0” zugewiesen wird, um ein binäres Bild zu erzeugen. Anschließend wird in Schritt S320 ein Etikettierungsprozess durchgeführt, in welchem von benachbarten Pixeln, denen jeweils ein Wert „1” zugewiesen ist, angenommen wird, dass sie einen Lichtquellenbereich bilden.
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Zurück zu 5 schreitet der Fahrzeugerfassungsprozess nach Beendigung des Lichtquelleextrahierungsprozesses zu Schritt S240 fort, in welchem ein Abstand zu jeder Lichtquelle, die einen extrahierten Lichtquellenbereich hervorruft, berechnet wird. Dieser Abstandsberechnungsprozess wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 7 im Einzelnen erläutert.
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In diesem Abstandsberechnungsprozess werden ein Lampenpaarabstandsberechnungsprozess und ein Einzellampenberechnungsprozess durchgeführt. In dem Lampenpaarabstandsberechnungsprozess wird der Abstand unter Ausnutzung der Tatsache berechnet, dass ein Fahrzeug als ein Fahrlicht oder Rücklicht mit einem Paar von Lampen versehen ist, die seitlich nebeneinander beabstandet sind. In dem Einzellampenabstandsberechnungsprozess wird der Abstand berechnet, wenn der Abstand so groß ist, dass jedes Paar der Lampen nicht als getrennte Lampen, sondern als eine einzelne Lampe erkannt wird.
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Der Abstandsberechnungsprozess beginnt in Schritt S410 mit Durchführung eines Lampenpaarvorbereitungsprozesses. In diesem Lampenpaarvorbereitungsprozess wird dann, wenn die von der Kamera 10 aus ausgegebenen Bilddaten zwei Lichtquellenbereiche aufweisen, die sich in etwa in der gleichen Höhe nahe beieinander befinden und in etwa die gleiche Größe und Form aufweisen, angenommen, dass diese zwei Lichtquellenbereiche durch ein Lampenpaar hervorgerufen werden. Dagegen wird von einem Lichtquellenbereich, der kein solches Gegenstück aufweist, angenommen, dass er durch eine einzelne Lampe hervorgerufen wird.
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Falls das Lampenpaar vorbereitet worden ist, wird ein Abstand zu dem Lampenpaar in Schritt S420 durch Durchführen des Lampenpaarabstandsberechnungsprozesses berechnet. In dieser Ausführungsform wird angenommen, dass ein Abstand zwischen einer Lampe auf der linken Seite und einer Lampe auf der rechten Seite eines Fahrlichts und eines Rücklichts ein bestimmter Wert von wo (beispielsweise 1,6 m) ist. Da eine Brennweite f der Kamera 10 bekannt ist, kann der Abstand X zu dem Lampenpaar durch die Gleichung X = f × w0/w1 berechnet werden, wobei w1 ein Abstand zwischen den in dem Bildsensor gezeigten Lichtquellenbereichen ist, die durch das Lampenpaar hervorgerufen werden.
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Wenn ein entgegenkommendes Fahrzeug oder ein vorausfahrendes Fahrzeug weit von dem Host-Fahrzeug entfernt ist, wird sein Lampenpaar als eine einzelne Lampe erkannt. Das gleiche trifft auf straßenseitige Reflektoren zu. Bezüglich eines Lichtquellenbereichs, von dem angenommen wird, dass er nicht durch ein Lampenpaar hervorgerufen wird, wird ein Abstand zu diesem durch Durchführen des Einzellampenabstandsberechnungsprozesses in Schritt S430 durchgeführt.
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Wie bereits erläutert wurde, ist die Bildaufnahmerichtung der Kamera 10 vorab auf die vorbestimmte Bezugsrichtung festgelegt. Im Allgemeinen kann angenommen werden, dass ein Fahrzeugfahrlicht und ein Fahrzeugrücklicht sich in einem bestimmten Abstand (beispielsweise 80 cm) von dem Boden befinden. Wenn die Straße, auf welcher das Host-Fahrzeug fährt, flach ist, kann demgemäß der Abstand zu einer Einzellampe auf der Grundlage eines Abstands von einem Boden der Bilddaten zu einer Lichtquelle, deren Anzeige in den Bilddaten durch diese Einzellampe hervorgerufen wird, berechnet werden. Wenn das Host-Fahrzeug jedoch nickt oder rollt, weicht die Bildaufnahmerichtung der Kamera 10 von der vorbestimmten Bezugsrichtung ab. Demgemäß wird in dieser Ausführungsform die Position der Einzellampe hinsichtlich der Abweichung von der vorbestimmten Bezugsrichtung auf der Grundlage des Ausgabewerts des Fahrzeugverhaltenssensors 20 kompensiert, bevor der Abstand zu der Einzellampe berechnet wird.
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Zurück zu 5 schreitet der Fahrzeugerfassungsprozess nach Beendigung des Abstandsberechnungsprozesses zu Schritt S250 fort, in welchem die Fahrlichtmutmaßlichkeit, die Rücklichtmutmaßlichkeit und die Reflektormutmaßlichkeit der ersten Art auf der Grundlage des berechneten Abstands zu jeder Lichtquelle und der Helligkeit jeder Lichtquelle unter Bezugnahme auf vorab gespeicherte Mutmaßlichkeitskurven wie jene, die in dem Graph von 3 gezeigt sind, berechnet werden und die Fahrlichtmutmaßlichkeit, die Rücklichtmutmaßlichkeit und die Reflektormutmaßlichkeit der zweiten Art auf der Grundlage dessen berechnet werden, ob sich das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in der Hochstrahlstellung oder der Niedrigstrahlstellung befindet. Danach werden die Mutmaßlichkeiten erster Art und die Mutmaßlichkeiten zweiter Art miteinander multipliziert, um integrierte Fahrlicht-, Rücklicht- und Reflektormutmaßlichkeiten zu erzeugen. Des Weiteren wird auf der Grundlage dieser integrierten Mutmaßlichkeiten bestimmt, welcher eines Fahrlichts, eines Rücklichts und eines straßenseitigen Reflektors jeden extrahierten Lichtquellenbereich hervorruft. Die Helligkeit jedes Lichtquellenbereichs, die für die Erkennung hiervon verwendet wird, kann dessen größte Helligkeit oder dessen mittlere Helligkeit sein.
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8 ist ein Flussdiagramm, welches Einzelheiten des in Schritt S250 durchgeführten Lichtquellenerkennungsprozesses zeigt. Dieser Lichtquellenerkennungsprozess beginnt in Schritt S510 mit einer Berechnung der Mutmaßlichkeiten erster Art für jeden in den Bilddaten gezeigten Lichtquellenbereich. Hierbei wird ein Prozess einer Berechnung der Mutmaßlichkeiten erster Art unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 9 im einzelnen erläutert.
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Der Mutmaßlichkeitsberechnungsprozess erster Art beginnt in Schritt S610 durch Beurteilen, ob es irgendeinen Lichtquellenbereich gibt, dessen Mutmaßlichkeiten erster Art nicht berechnet worden sind. Falls die Beurteilung in Schritt S610 verneinend ist, wird dieser Prozess beendet. Falls die Beurteilung in Schritt S610 bestätigend ist, schreitet der Prozess zu Schritt S620 fort.
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In Schritt S620 wird ein Lichtquellenbereich, dessen Mutmaßlichkeiten erster Art nicht berechnet worden sind, aus einem Speicher extrahiert. In Schritt S630 wir ein Wert größter Helligkeit dieses Lichtquellenbereichs extrahiert. In Schritt S640 wird der in Schritt S420 oder in Schritt S430 des Flussdiagramms von 7 für diesen Lichtquellenbereich berechnete Abstand extrahiert.
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In Schritt S650 werden auf der Grundlage des extrahierten Werts größter Helligkeit und des extrahierten Abstands unter Bezugnahme auf vorab gespeicherte Mutmaßlichkeitskurven wie jene, die in dem Graph von 3 gezeigt sind, die Fahrlichtmutmaßlichkeit, Rücklichtmutmaßlichkeit und Reflektormutmaßlichkeit der ersten Art berechnet.
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Zurück zu 8 schreitet nach Beendigung des Mutmaßlichkeitsberechnungsprozesses der ersten Art der Lichtquellenerkennungsprozess zu Schritt S520 fort, in welchem die Mutmaßlichkeiten der zweiten Art auf der Grundlage dessen berechnet werden, ob das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs sich in der Hochstrahlrichtung oder in der Niedrigstrahlrichtung befindet.
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Wenn das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs sich in der Hochstrahlstellung befindet, werden die Fahrlichtmutmaßlichkeit, die Rücklichtmutmaßlichkeit und die Reflektormutmaßlichkeit der zweiten Art mit dem gleichen Wert wie in 10 gezeigt berechnet. Der Grund hierfür ist der, dass dann, wenn sich das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in der Hochstrahlstellung befindet, Wahrscheinlichkeiten von Erscheinungen eines Fahrlichts eines entgegenkommenden Fahrzeugs, eines Rücklichts eines vorausfahrenden Fahrzeugs und eines Reflektors in den Bilddaten als Lichtquellenbereiche ungefähr gleich sind, da sich das Licht des Fahrlichts über einen vergleichsweise langen Weg ausbreitet.
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Wenn sich dagegen das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in der Niedrigstrahlstellung befindet, werden die Mutmaßlichkeiten der zweiten Art so berechnet, dass die Fahrlichtmutmaßlichkeit und die Rücklichtmutmaßlichkeit größer werden als die Reflektormutmaßlichkeit. Der Grund dafür ist der, dass dann, wenn sich das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in der Niedrigstrahlstellung befindet, Wahrscheinlichkeiten von Erscheinungen eines Fahrlichts eines entgegenkommenden Fahrzeugs und eines Rücklichts eines vorausfahrenden Fahrzeugs größer sind als diejenige eines straßenseitigen Reflektors, da sich das Licht des Fahrlicht nur über einen vergleichsweise kurzen Weg ausbreitet.
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Nach Beendigung der Berechnung der Mutmaßlichkeiten der ersten und zweiten Art werden diese in Schritt S530 integriert. Genauer gesagt wird jede der Fahrlichtmutmaßlichkeit, der Rücklichtmutmaßlichkeit und der Reflektormutmaßlichkeit der ersten Art mit einer entsprechenden der Fahrlichtmutmaßlichkeit, der Rücklichtmutmaßlichkeit und der Reflektormutmaßlichkeit der zweiten Art multipliziert. Die integrierte Fahrlichtmutmaßlichkeit, die integrierte Rücklichtmutmaßlichkeit und die integrierte Reflektormutmaßlichkeit, die durch die Multiplikationen erhalten werden, geben Wahrscheinlichkeiten dafür an, dass ein extrahierter Lichtquellenbereich durch einen Fahrlicht, ein Rücklicht bzw. einen Reflektor hervorgerufen wird, wobei sie unter Berücksichtigung unterschiedlicher Gesichtspunkte bestimmt werden.
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In dem anschließenden Schritt S540 wird beurteilt, welche der integrierten Fahrlichtmutmaßlichkeit, der integrierten Rücklichtmutmaßlichkeit und der integrierten Reflektormutmaßlichkeit die größte ist, um zu bestimmen, ob ein Fahrlicht, ein Rücklicht oder ein straßenseitiger Reflektor den extrahierten Lichtquellenbereich hervorgerufen hat.
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Es versteht sich von selbst, dass an der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vielfältige Abwandlungen wie nachstehend beschrieben vorgenommen werden können.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden ein Lichtquellenbereich, der durch ein Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs hervorgerufen wird, und ein Lichtquellenbereich, der durch ein Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs hervorgerufen wird, den Mutmaßlichkeitsberechnungen getrennt unterworfen. Es ist jedoch möglich, die Mutmaßlichkeitsberechnung je nach Fall nur für einen durch ein Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs hervorgerufenen Lichtquellenbereich oder nur für einen durch ein Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs hervorgerufenen Lichtquellenbereich durchzuführen. Des weiteren ist es möglich, Lichtquellenbereiche, die jeweils durch ein Fahrlicht und ein Rücklicht hervorgerufen werden, der Mutmaßlichkeitsberechnung zusammen zu unterwerfen, um sie von einem durch einen straßenseitigen Reflektor hervorgerufenen Lichtquellenbereich zu unterscheiden.
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Obschon in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Mutmaßlichkeiten erster Art für eine erfasste Lichtquelle aus einem Abstand zu der Lichtquelle und einer Helligkeit der Lichtquelle berechnet werden, ist das Berechnungsverfahren der Mutmaßlichkeiten der ersten Art nicht hierauf beschränkt.
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Z. B. können die Fahrlichtmutmaßlichkeit, die Rücklichtmutmaßlichkeit und die Reflektormutmaßlichkeit der ersten Art auf der Grundlage einer Form eines extrahierten Lichtquellenbereichs in den Bilddaten berechnet werden, da ein Fahrlicht und ein Rücklicht jeweils durch eine Gruppe einer Lampe einer linken Seite und einer Lampe einer rechten Seite besteht und sie demgemäß als ein Paar von Lichtquellenbereichen beobachtet werden, wenn der Abstand zu diesen vergleichsweise klein ist, und als ein horizontal ausgedehnter Lichtquellenbereich beobachtet werden, wenn der Abstand zu diesen vergleichsweise weit ist, während andererseits im Gegensatz zu einem Fahrlicht und einem Rücklicht ein durch einen straßenseitigen Reflektor hervorgerufener Lichtquellenbereich quadratisch oder kreisförmig ist.
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Die Ausführungsform kann so konfiguriert sein, dass sie auf der Grundlage der Position des Lichtquellenbereichs in einer Mehrzahl von Gruppen der Bilddaten von nacheinander durch die Kamera 10 aufgenommenen Bildern beurteilt, ob ein extrahierter Lichtquellenbereich stationär oder beweglich ist, und die Fahrlicht- oder Rücklichtmutmaßlichkeit und die Reflektormutmaßlichkeit der ersten Art auf der Grundlage des Ergebnisses der Beurteilung berechnet. Dies wird durch die Tatsache ermöglicht, dass ein straßenseitiger Reflektor stets stillsteht, während sich ein Fahrlicht und ein Rücklicht bewegen können.
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Wenn in diesem Fall beurteilt wird, dass sich ein extrahierter Lichtquellenbereich bewegt, werden die Fahrlicht- und Rücklichtmutmaßlichkeiten zu einem höheren Wert berechnet und wird die Reflektormutmaßlichkeit zu einem geringeren Wert berechnet, während dann, wenn beurteilt wird, dass der extrahierte Lichtquellenbereich stillsteht, die Fahrlicht-, Rücklicht-, und Reflektormutmaßlichkeiten zu dem gleichen Wert berechnet werden, da der stationäre Lichtquellenbereich durch ein Fahrlicht oder ein Rücklicht eines angehaltenen Fahrzeugs hervorgerufen werden kann.
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Um zutreffend zu beurteilen, ob ein Lichtquellenbereich stillsteht oder sich bewegt, ist es erforderlich, aus jeder der Mehrzahl der Gruppen der Bilddaten den gleichen Lichtquellenbereich zu extrahieren, der durch die identische Lichtquelle hervorgerufen wird. Demgemäß wird in diesem Fall die von dem Fahrzeugverhaltenssensor 20 aus ausgegebene Fahrzeugverhaltensinformation verwendet. Genauer gesagt, wird die Position des Lichtquellenbereichs in einem oder zwei aufeinanderfolgenden Gruppen der Bilddaten in Übereinstimmung mit der Ausgabe des Fahrzeugverhaltenssensors 20 korrigiert, um Auswirkungen der Bewegung des Host-Fahrzeugs wie etwa einen zurückgelegten Weg, eine Änderung der Fahrtrichtung und eine Änderung des Nickwinkels in einer Zeitperiode, in welcher die Kamera 10 nacheinander zwei Bilder aufnimmt, auf die Position des Lichtquellenbereichs zu entfernen.
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Es ist auch möglich, die Mutmaßlichkeiten der ersten Art durch Durchführen der vorstehend beschriebenen, unterschiedlichen Berechnungsmethoden einzeln zu berechnen und dann die unterschiedlichen Berechnungsergebnisse zu kombinieren, um kombinierte Mutmaßlichkeiten bereitzustellen. Dies wird nachstehend ausführlicher erläutert. Zuerst werden die Fahrlichtmutmaßlichkeit, die Rücklichtmutmaßlichkeit und die Reflektormutmaßlichkeit der ersten Art durch die vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Verfahren einzeln berechnet. Als nächstes wird eine Multiplikation unter der Mehrzahl der berechneten Fahrlichtmutmaßlichkeiten, unter einer Mehrzahl der berechneten Rücklichtmutmaßlichkeiten und unter einer Mehrzahl der berechneten Reflektormutmaßlichkeiten durchgeführt. Als ein Ergebnis werden eine kombinierte Fahrlichtmutmaßlichkeit, eine kombinierte Rücklichtmutmaßlichkeit und eine kombinierte Reflektormutmaßlichkeit erhalten.
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Gemäß diesem Verfahren, bei welchem die Mutmaßlichkeiten der ersten Art durch die Mehrzahl unterschiedlicher Berechnungsverfahren individuell berechnet werden und dann miteinander kombiniert werden, kann die Zuverlässigkeit der Mutmaßlichkeiten der ersten Art weiter erhöht werden.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Mutmaßlichkeiten der zweiten Art in Abhängigkeit davon berechnet, ob sich das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in der Hochstrahlrichtung oder in der Niedrigstrahlrichtung befindet. Die Mutmaßlichkeiten der zweiten Art können jedoch unter Berücksichtigung eines Unterschieds zwischen den Bilddaten, die erhalten werden, wenn sich das Fahrlicht in der Hochstrahlstellung befindet, und den Bilddaten, die erhalten werden, wenn sich das Fahrlicht in der Niedrigstrahlstellung befindet, berechnet werden.
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Z. B. kann aus dem nachstehend erläuterten Grund für einen Lichtquellenbereich, der in den Bilddaten nicht erscheint, wenn sich das Fahrlicht in der Niedrigstrahlstellung befindet, und in den Bilddaten nur dann erscheint, wenn sich das Fahrlicht in der Hochstrahlstellung befindet, die Reflektormutmaßlichkeit mit einem höheren Wert berechnet werden als die Fahrlicht- und die Rücklichtmutmaßlichkeit. Ein Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs oder ein Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs wird in den Bilddaten unabhängig davon, ob sich das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in der Hochstrahlstellung oder in der Niedrigstrahlstellung befindet, klar gezeigt. Das bedeutet, dass ein Lichtquellenbereich, der in den Bilddaten erscheint, wenn das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs von der Niedrigstrahlstellung in die Hochstrahlstellung umgeschaltet wird, eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür aufweist, durch einen straßenseitigen Reflektor hervorgerufen zu sein.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 11 der Prozess zur Berechnung der Mutmaßlichkeiten der zweiten Art unter Berücksichtigung eines Unterschieds zwischen den Bilddaten, die erhalten werden, wenn sich das Fahrlicht in der Hochstrahlstellung befindet, und den Bilddaten, die erhalten werden, wenn sich das Fahrlicht in der Niedrigstrahlstellung befindet, im Einzelnen erläutert. Dieser Prozess beginnt in Schritt S710 mit einer Beurteilung auf der Grundlage des Ausgangssignals der Fahrlichtbetätigungsvorrichtung 40, ob das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs zwischen der Niedrigstrahlstellung und der Hochstrahlstellung umgeschaltet worden ist. Falls die Beurteilung in Schritt S710 verneinend ist, schreitet der Prozess zu Schritt S780 fort, um die Mutmaßlichkeiten der zweiten Art auf der Grundlage der Beleuchtungsstellung des Fahrlichts wie in dem Fall der vorstehend beschriebenen Ausführungsform zu berechnen. Falls die Beurteilung in Schritt S710 bejahend ist, schreitet der Prozess zu Schritt S720 fort.
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In Schritt S720 wird ein Lichtquellenbereich aus den vor der Umschaltung der Beleuchtungsstellung erhaltenen Bilddaten und aus den nach der Umschaltung der Beleuchtungsstellung erhaltenen Bilddaten extrahiert. In Schritt S730 wird geprüft, ob ein Lichtquellenbereich, der aus den zu einem Zeitpunkt, da sich das Fahrlicht in der Hochstrahlstellung befunden hat, erhaltenen Bilddaten (nachstehend als „Hochstrahlstellungsbilddaten” bezeichnet) extrahiert wird, auch in den Bilddaten vorhanden ist, die zu dem Zeitpunkt erhalten werden, da sich das Fahrlicht in der Niedrigstrahlstellung befunden hat (nachstehend als „Niedrigstrahlstellungsbilddaten” bezeichnet). Die Zeit, zu welcher die Hochstrahlstellungsbilddaten aufgenommen wurden, unterscheidet sich von der Zeit, zu welcher die Niedrigstrahlstellungsbilddaten aufgenommen wurden. Demgemäß wird eine der Positionen von Lichtquellenbereichen, die jeweils aus den Hochstrahlstellungsbilddaten und den Niedrigstrahlstellungsbilddaten extrahiert werden, in Übereinstimung mit einem Unterschied zwischen zwei Signalen, die der Fahrzeugverhaltenssensor 20 zu diesen unterschiedlichen Zeiten jeweils ausgegeben hat, korrigiert, bevor geprüft wird, ob derselbe Lichtquellenbereich sowohl in den Hochstrahlstellungsbilddaten als auch den Niedrigstrahlstellungsbilddaten vorhanden ist.
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In Schritt S740 wird beurteilt, ob der extrahierte Lichtquellenbereich derart ist, dass er nur in den Hochstrahlstellungsbilddaten vorhanden ist. Falls die Beurteilung in Schritt S740 bestätigend ist, schreitet der Prozess zu Schritt S750 fort, in welchem die Mutmaßlichkeiten zweiter Art derart berechnet werden, dass die Reflektormutmaßlichkeit höher wird als die Fahrlicht- oder die Rücklichtmutmaßlichkeit. Falls die Beurteilung in Schritt S740 verneinend ist, schreitet der Prozess zu Schritt S760 fort.
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Falls die jeweils aus den Hochstrahlstellungsbilddaten und den Niedrigstrahlstellungsbilddaten extrahierten Lichtquellenbereiche gut miteinander übereinstimmen, ist es hoch wahrscheinlich, dass sie durch ein Fahrlicht eines entgegenkommenden Fahrzeugs oder ein Rücklicht eines vorausfahrenden Fahrzeugs hervorgerufen sind. Demgemäß werden in Schritt S760 die Mutmaßlichkeiten zweiter Art derart berechnet, dass die Reflektormutmaßlichkeit niedriger wird als die Fahrlicht- und die Rücklichtmutmaßlichkeit.
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In Schritt S770 wird beurteilt, ob alle der Lichtquellenbereiche aus den Hochstrahlstellungsbilddaten extrahiert worden sind oder nicht und die Mutmaßlichkeiten der zweiten Art für jeden von diesen berechnet worden sind oder nicht. Falls die Beurteilung in Schritt S770 bestätigend ist, wird der in dem Flussdiagramm von 11 gezeigte Prozess beendet.
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Der in 11 gezeigte Prozess kann nur dann durchgeführt werden, wenn das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs aus der Niedrigstrahlstellung in die Hochstrahlstellung umgeschaltet worden ist.
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Wie vorstehend erläutert, werden gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dann, wenn sich das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in der Niedrigstrahlstellung befindet, die Mutmaßlichkeiten der zweiten Art derart berechnet, dass die Fahrlicht- und die Rücklichtmutmaßlichkeit höher werden als die Reflektormutmaßlichkeit.
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Es kann jedoch vorkommen, dass auch dann, wenn sich das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in der Niedrigstrahlstellung befindet, ein durch einen straßenseitigen Reflektor hervorgerufener Lichtquellenbereich in den Niedrigstrahlstellungsbilddaten erscheint, falls sich der straßenseitige Reflektor innerhalb eines Beleuchtungsbereichs des Fahrlichts des Host-Fahrzeugs befindet. Demgemäß kann die Ausführungsform so abgewandelt werden, dass sie einen Abstand zu einer einen Lichtquellenbereich in den Bilddaten hervorrufenden Lichtquelle misst und die Mutmaßlichkeiten der zweiten Art derart berechnet, dass die Fahrlichtmutmaßlichkeit, die Rücklichtmutmaßlichkeit und die Reflektormutmaßlichkeit alle den gleichen Wert aufweisen, wenn der gemessene Abstand zeigt, dass sich die Lichtquelle innerhalb des Beleuchtungsbereichs des in der Niedrigstrahlstellung festgelegten Fahrlichts befindet, und anderenfalls derart, dass die Fahrlichtmutmaßlichkeit und die Rücklichtmutmaßlichkeit größer werden als die Reflektormutmaßlichkeit.
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Obschon in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ein Abstand zu einer einen Lichtquellenbereich in den Bilddaten hervorrufenden Lichtquelle dadurch bestimmt wird, dass die den Lichtquellenbereich enthaltenden Bilddaten dem Lampenpaarabstandsberechnungsprozess oder dem Einzellampenabstandsberechnungsprozess unterworfen werden, kann er auch durch Verwendung einer Stereokamera oder eines Abstandsmess-Sensors wie etwa eines Radarsensors bestimmt werden.
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Die vorstehend erläuterten, bevorzugten Ausführungsformen sind für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, die allein durch die nachstehend beigefügten Patentansprüche beschrieben ist, beispielhaft. Es sollte verstanden werden, dass Abwandlungen der bevorzugten Ausführungsformen vorgenommen werden können, wie sie dem Fachmann einfallen würden.
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Eine erfindungsgemäße Fahrzeugerfassungsvorrichtung weist einen auf einem Host-Fahrzeug montierten Bildsensor, der in der Lage ist, ein Bild vor dem Host-Fahrzeug aufzunehmen, eine Lichtquellenbereichsextrahierungsfunktion zum Extrahieren eines Bereichs mit einer höheren Luminanz als ein vorbestimmter Wert aus den von dem Bildsensor aus ausgegebenen Bilddaten als einen Lichtquellenbereich, eine Fahrzeugerfassungsfunktion zum Erfassen eines Vorhandenseins wenigstens eines entgegenkommenden Fahrzeugs und eines vorausfahrenden Fahrzeugs durch Erkennen, was eines Fahrlichts eines entgegenkommenden Fahrzeugs, eines Rücklichts des vorausfahrenden Fahrzeugs und eines straßenseitigen Reflektors den Lichtquellenbereich in den Bilddaten hervorruft, auf. Die Fahrzeugerfassungsfunktion ist konfiguriert, eine Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Fahrzeugerfassungsfunktion erkennt, dass der Lichtquellenbereich durch den straßenseitigen Reflektor hervorgerufen wird, zu verringern, wenn sich das Fahrlicht des Host-Fahrzeugs in einer Niedrigstrahlstellung befindet.
