JP2003002137A - 画像認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明では、カーブ等を走行するときに、首
振りライトで投光される路面より先の路面状況を運転者
に認識させることができる画像認識装置を提供すること
を課題とする。 【解決手段】 画像認識装置Ｇは、ヘッドライト１の投
光範囲を車両の運転状態に応じて変化させる可動リフレ
クタ１２と光学信号を検出する赤外線カメラ２とを備え
る。この可動リフレクタ１２を、支持体１５、軸１６、
図示しない軸受けおよびギヤ３２，３３，３４を介して
モータ４により所定の首振り角で回転させる。そして、
赤外線カメラ２を、軸２３、軸受け３８、軸受け部３６
ｆ、ギヤ２４、ベルトＢおよびギヤ３１を介して、モー
タ４により前記可動リフレクタ１２の首振り角より大き
い首振り角で回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドライトの投
光範囲よりも遠くの物体等を検知する赤外線カメラや車
両のハンドル操舵等に連動して首振りする首振りライト
等、夜間走行においてヘッドライトの投光範囲外の物体
を運転者に認識させる画像認識装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車には夜間走行を可能にする
ための装置としてヘッドライトが装備されている。この
ヘッドライトは、前方を走行する自動車や対向車の運転
者に眩しく感じさせないように、その高さや光軸の角度
等が規制されている。そのため、ヘッドライトで車両前
方の路面を投光する範囲（以下、投光範囲という。）が
制限されており、この投光範囲はロービームにおいて約
５０ｍ、ハイビームにおいて約１００ｍ程度になってい
る。そこで、近年、このヘッドライトの投光範囲よりも
遠くの物体を検知する赤外線カメラの開発が行われてい
る。この赤外線カメラは、車体前方のフロントグリル等
に固定されて、ヘッドライトで投光される路面よりも先
の路面状況を運転者に認識させるために役立っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ヘッドライトや赤外線カメラは車体前方に固定されてい
るため、直線路では先の路面状況を認識できて都合がよ
いが、カーブを曲がるときには、その投光範囲や撮像範
囲が路面の外側へ出てしまい、カーブの先にある路面上
の物体を認識することができなかった。つまり、カーブ
では認識したい先の路面状況を認識することができない
という問題があった。一方、カーブを曲がるときに、運
転者のハンドル操舵に連動して首振り動作をする首振り
ライトでカーブの先の路面を投光する技術がある（特開
平１１−１６５５８３号公報参照）。この技術は、カー
ブを曲がるときに、ヘッドライトとは別に設けられる首
振りライトで、ヘッドライトにより投光される路面より
先の路面を投光することができるので、つまり、従来よ
りもカーブの先の路面状況を認識することができるの
で、夜間走行の快適さの向上に大きく寄与していた。し
かし、この首振りライトでは、前記したような高さや光
軸の角度等が制限されるとともに、さらに、対向車に光
を当てないように、その首振り角を制限しなければなら
ず、その投光範囲が制限されていた。そのため、この首
振りライトで投光される路面より先の路面状況を運転者
が認識するためには、更なる改善が必要であった。

【０００４】そこで、本発明の課題は、カーブ等を走行
するときに、首振りライトで投光される路面より先の路
面状況を運転者に認識させることができる画像認識装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明のうちの請求項１に記載の発明は、ヘッドライトの投
光範囲を車両の運転状態に応じて変化させる投光範囲調
整機と光学信号を検出するカメラとを備え車両前方の画
像・物体を検出する画像認識装置において、前記投光範
囲調整機の作動に応じて前記カメラの撮像範囲を調整す
る撮像範囲調整機を備えたことを特徴とする。

【０００６】ここで、「投光範囲調整機」とは、たとえ
ば、固定用のヘッドライトとは別に設けられる首振りラ
イト、または、ヘッドライトのリフレクタの一部を首振
り動作可能にした場合では首振り動作可能な部分となる
可動リフレクタ等である。また、「カメラ」とは、物体か
ら発生する遠赤外線を撮像する赤外線カメラ等であっ
て、ヘッドライト等の投光範囲よりも遠くを撮影するも
のである。ここで、「作動に応じて」とは、たとえば、投
光範囲調整機の機械的な作動に応じてカメラの撮像範囲
を調整すること、または、投光範囲調整機を作動させる
ための信号と同じ信号に基づいてカメラの撮像範囲を調
整することである。

【０００７】請求項１に記載の発明によれば、たとえ
ば、夜間走行時に車両がカーブに差し掛かった場合、車
両の運転状態に応じて投光範囲調整機がヘッドライトの
投光範囲を後記する発明の実施の形態のように水平方向
に変化させ、この投光範囲調整機の作動に応じて撮像範
囲調整機がカメラの撮像範囲を調整する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、前記撮像範囲調
整機が前記投光範囲調整機の作動量よりも大きい作動量
で前記カメラの撮像範囲を調整することを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明による作用に加え、たとえば、夜間走行時
に車両がカーブに差し掛かった場合、投光範囲調整機に
よりヘッドライトの投光範囲がカーブに沿った方向に変
化する。そして、この投光範囲調整機の作動量よりも大
きい作動量で撮像範囲調整機がカメラの撮像範囲を調整
するので、このカメラがカーブ上のヘッドライトの投光
範囲で認識される路面よりも先の路面を撮像する。

【００１０】請求項３に記載の発明は、前記投光範囲調
整機と撮像範囲調整機の間に具備された機械的な連結機
構を備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または請求項２に記載の発明による作用に加え、たとえ
ば、夜間走行時に車両がカーブに差し掛かった場合、機
械的な連結機構が投光範囲調整機と撮像範囲調整機を一
括して作動させる。

【００１２】請求項４に記載の発明は、前記車両の運転
状態としての舵角に応じて前記投光範囲調整機および撮
像範囲調整機が作動するとともに、この撮像範囲調整機
が車両の運転状態としての車速が小さいほど大きく作動
することを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
乃至請求項３のうちの何れか一項に記載の発明による作
用に加え、たとえば、カーブを曲がるときに車速を小さ
くすることによって、撮像範囲調整機が大きく作動する
ため、カメラの撮像範囲がヘッドライトの投光範囲で認
識される路面よりも先の路面を撮像する。

【００１４】

【発明の実施の形態】〔第１の実施形態〕以下、図面を
参照して、本発明に係る画像認識装置の詳細について説
明する。この実施形態は、自動車のハンドル操舵に基づ
いてヘッドライトの一部を首振り動作させる配光可変型
前照灯システムに本発明を適用したものである。参照す
る図面において、図１は本発明を適用した画像認識装置
を備えた自動車の内部構造の概略を示す斜視図であり、
図２は本発明を適用した画像認識装置を示す斜視図であ
る。

【００１５】図１に示すように、画像認識装置Ｇに関係
する自動車Ａの内部構造は、主に、ハンドルＨＡと、舵
角センサＤと、制御装置ＣＯと、ヘッドライト１と、画
像認識装置Ｇとで構成される。そして、ハンドルＨＡの
操舵に基づく舵角を、舵角センサＤが検出する。この舵
角センサＤにより検出された信号が、制御装置ＣＯに入
力される。そして、この制御装置ＣＯから車両右側のヘ
ッドライト１と車両左側の画像認識装置Ｇに制御信号が
送られることにより、この画像認識装置Ｇが車両右側の
ヘッドライト１とともにハンドル操舵に連動して動く構
造となっている。

【００１６】次に、画像認識装置Ｇの構造について説明
する。図２に示すように、画像認識装置Ｇは、主に、車
両左側のヘッドライト１と、このヘッドライト１で投光
する路面より先の路面を撮像する赤外線カメラ２と、ギ
ヤ３１，３２，３３，３４を収納するギヤボックス３５
と、モータ４とが基台３６に取り付けられて構成されて
いる。

【００１７】ヘッドライト１は、その反射鏡１１が上下
に分割されている。この分割された反射鏡１１のうち上
方の約３分の１程度の部分が水平面上で首振りするよう
に可動する可動リフレクタ１２となり、残りの下方の部
分が基台３６に固定される固定リフレクタ１３となって
いる。この固定リフレクタ１３のほぼ中央には、光源と
なる放電灯１４が取り付けられている。そして、可動リ
フレクタ１２の後側に、この可動リフレクタ１２を支持
する支持体１５が取り付けられている。この支持体１５
には、その上面１５ａの中央に、図示しない孔が上下に
貫通して設けられている。この孔には軸１６が挿入さ
れ、この軸１６と支持体１５が図示しない回り止め用の
ピンで固定されている。また、車両右側のヘッドライト
は左側のヘッドライト１と対称構造となっている。

【００１８】赤外線カメラ２は、物体から発生する遠赤
外線を撮像する従来より周知のものである。この赤外線
カメラ２は、主に、レンズ２１と、このレンズ２１を前
方に設けるカメラ本体２２とを有している。このカメラ
本体２２の後部の中央には、上下に貫通する孔２２ａが
設けられている。そして、この孔２２ａに軸２３が挿入
され、この軸２３とカメラ本体２２が図示しない回り止
め用のピンで固定されている。この軸２３の上部には、
ギヤ２４が図示しない回り止め用のピンで固定されてい
る。

【００１９】ギヤボックス３５は、長方形の短辺側に半
円を組み合わせた形状となる底面部３５ａと、この底面
部３５ａの外端から上方に向かって延びる外周面部３５
ｂとを有している。この底面部３５ａには、その中央の
適所にギヤ３３を回転可能に支持する軸３７が図示しな
いボルトで固定され、この軸３７の前方および後方の適
所に図示しない孔がそれぞれ設けられている。そして、
この底面部３５ａの前方の孔から支持体１５に固定され
ている軸１６が上方に突出し、その後方の孔からモータ
４の回転軸４１が上方に突出している。この突出してい
る回転軸４１の上方から係合されてギヤボックス３５の
底面部３５ａ上に載置されるギヤ３２がこの回転軸４１
に図示しない回り止め用のピンで固定され、この回転軸
４１の先端部にギヤ３１が図示しない回り止め用のピン
で固定されている。このギヤ３２の外周に刻まれた歯に
ギヤ３３の下側の外周に刻まれた歯が噛み合うように、
ギヤ３３が軸３７に回転可能に取り付けられている。こ
のギヤ３３の上側の外周に刻まれた歯にギヤ３４の歯が
噛み合うように、このギヤ３４が支持体１５に固定され
ている軸１６に取り付けられるとともに、図示しない回
り止め用のピンでこの軸１６に固定されている。また、
ギヤボックス３５の外周面部３５ｂは、前後方向におけ
る中央より前側の上端の高さに比べて、後側の上端の高
さが一段上がった形状になっている。そして、この一段
上がった形状になっている外周面部３５ｂの右側には、
モータ４の回転軸４１に固定されるギヤ３１と赤外線カ
メラ２側のギヤ２４とに跨って取り付けられるベルトＢ
が通るための開口部３５ｃが形成されている。

【００２０】一方、基台３６は、前端にヘッドライト１
の固定リフレクタ１３が図示しないボルトで固定されて
いる主面部３６ａと、この主面部３６ａの後端から上方
に向かって延びる後方側面部３６ｂと、この後方側面部
３６ｂの上端から前方に向かって延びる上面部３６ｃと
を有している。さらに、この基台３６は、その主面部３
６ａの右端から下方に向かって延びる右方側面部３６ｄ
と、この右方側面部３６ｄの下端から右方に向かって延
びる下面部３６ｅとを有している。この下面部３６ｅの
中央近傍の適所に軸受け３８が図示しないボルトで固定
され、この軸受け３８の中央の適所に形成される軸受け
孔３８ａにカメラ本体２２に固定されている軸２３の下
端部が回転可能に支持されている。さらに、この下面部
３６ｅの後端から上方に向かって延びるとともに、その
上端が前方に向かって延びる軸受け部３６ｆが形成さ
れ、この軸受け部３６ｆの上面の適所に形成される軸受
け孔３６ｇに軸２３の上端部が回転可能に支持されてい
る。また、基台３６の上面部３６ｃには、ギヤボックス
３５の底面部３５ａが溶接により接合されている。そし
て、このギヤボックス３５の底面部３５ａに形成されて
いるモータ４の回転軸４１が挿通する孔と同じ位置に、
基台３６の上面部３６ｃの適所に図示しない孔が形成さ
れている。そして、この上面部３６ｃの孔に下側からモ
ータ４の回転軸４１が挿通され、このモータ４が図示し
ないモータ用ブラケットおよびボルトにより上面部３６
ｃの下側に取り付けられている。

【００２１】ここで、ギヤ２４，３１，３２，３３，３
４は、ヘッドライト１の可動リフレクタ１２の首振り角
（作動量）より赤外線カメラ２の首振り角の方が大きく
なるように、それぞれのギヤ比が設定されている。

【００２２】次に、画像認識装置Ｇを作動させる配光可
変型前照灯システムについて説明する。参照する図面に
おいて、図３は画像認識装置を作動させるシステムを示
すブロック図である。図３に示すように、配光可変型前
照灯システムＺは、点灯スイッチＳ１と、舵角センサＤ
と、制御装置ＣＯとから構成されている。そして、制御
装置ＣＯは、モータ制御ユニット（ＥＣＵ）６と、モー
タ駆動回路７と、モータ駆動回路用スイッチＳ２とから
構成されている。

【００２３】点灯スイッチＳ１は車両の両側のヘッドラ
イト１，１を点灯および消灯させるスイッチであり、舵
角センサＤは車両の運転状態としてハンドルＨＡを操舵
したときの舵角を検出するセンサである。

【００２４】モータ制御ユニット６は、目標首振り角設
定手段６１と、モータ駆動信号生成手段６２とから構成
されている。この目標首振り角設定手段６１は、右側転
舵操作量および左側転舵操作量たる舵角センサＤの出力
に基づいて転舵マップを検索し、ヘッドライト１，１の
可動リフレクタ１２，１２の目標首振り角を設定する。
なお、転舵マップは、図４に示すように、右側転舵操作
量が大きくなれば（舵角がプラス方向に大きくなれ
ば）、これに応じて目標首振り角がプラス方向に大きく
なるように、左側転舵操作量が大きくなれば（舵角がマ
イナス方向に大きくなれば）、これに応じて目標首振り
角がマイナス方向に大きくなるように、それぞれ設定さ
れている。さらに、ハンドルＨＡを微量に操舵するとき
に、ヘッドライト１，１の可動リフレクタ１２，１２が
首振り動作を行わないように、所定の舵角になったとき
に首振り動作が行われるように不感帯が設定されてい
る。そして、モータ駆動信号生成手段６２は、目標首振
り角設定手段６１から出力される目標首振り角の信号
に、Ｐ（比例）、Ｉ（積分）およびＤ（微分）等の処理
を施すことにより、モータ４の回転方向を決定させる信
号とモータ４の回転量を決定させる信号を生成する。

【００２５】モータ駆動回路７は、点灯スイッチＳ１の
オンオフ動作に応じてオンオフ動作するモータ駆動回路
用スイッチＳ２により、バッテリからの電圧が加えられ
る。そして、このモータ駆動回路７は、モータ駆動信号
生成手段６２から出力された信号に基づいて所定のゲー
トを所定時間開閉することにより、所定量の電流が所定
方向に流れてモータ４を所定の回転量だけ所定の方向に
駆動させる。また、図示しない右側のヘッドライト用の
モータにも、このモータ駆動回路７が接続されており、
前記モータ駆動信号生成手段６２から、このモータを駆
動するための信号が入力される。

【００２６】ここで、本実施形態における「投光範囲調
整機」は、可動リフレクタ１２、支持体１５、軸１６お
よび図示しない軸受けで構成されている。また、「撮像
範囲調整機」は、赤外線カメラ２、軸２３、軸受け３８
および軸受け部３６ｆで構成されている。「連結機構」
は、ギヤ２４，３１，３２，３３，３４、ギヤボックス
３５、軸３７およびベルトＢで構成されている。さら
に、「画像認識装置」は、この装置自身を作動させるため
の配光可変型前照灯システムＺをも含んでいる。

【００２７】次に、配光可変型前照灯システムＺによる
画像認識装置Ｇの動作について説明する。参照する図面
において、図５は画像認識装置を示す平面図であり、図
６は画像認識装置を装備した自動車がカーブを曲がると
きの動作を示す平面図であり、図７は可動リフレクタと
赤外線カメラが同じ首振り角で設定された自動車がカー
ブを曲がるときにおいて、この首振り角がハンドルの舵
角に対応しているときの自動車の動作を示す平面図
（ａ）であり、この首振り角がハンドルの舵角より大き
く設定されるときの自動車の動作を示す平面図（ｂ）で
あり、図８は画像認識装置を装備した自動車が交差点を
右折するときの動作を示す平面図である。まず、昼間に
走行する場合は、点灯スイッチＳ１はオフになっている
ため、モータ駆動回路７に電圧が加えられず、画像認識
装置Ｇが動かない状態で通常の運転が行われる。一方、
夜間に走行する場合は、点灯スイッチＳ１をオンにする
ため、これに応じてモータ駆動回路用スイッチＳ２がオ
ンになり、モータ駆動回路７に電圧が加えられる。そし
て、車両が右カーブに差し掛かったときに、運転者がハ
ンドルＨＡを時計回りに操舵すると、そのハンドルＨＡ
の舵角が舵角センサＤで検出される。この舵角センサＤ
で検出された信号が、モータ制御ユニット６を介して、
モータ駆動回路７に入力され、このモータ駆動回路７に
よりモータ４の回転軸４１が、図５に示すように、上方
から見て時計回りに所定量だけ回転する。

【００２８】モータ４の回転軸４１が時計回りに所定量
だけ回転すると、その動力がギヤ３２，３３，３４、軸
１６および支持体１５を介して可動リフレクタ１２に伝
達され、この可動リフレクタ１２が水平方向で時計回り
に回転する。また、モータ４の回転軸４１の動力がギヤ
３１、ベルトＢ、ギヤ２４および軸２３を介して赤外線
カメラ２に伝達され、この赤外線カメラ２が水平方向で
時計回りに回転する。このとき、あらかじめ所定のギヤ
比で設定されている各ギヤ２４，３１，３２，３３，３
４により、可動リフレクタ１２の首振り角より大きい首
振り角で赤外線カメラ２が回転する。そして、車両右側
のヘッドライト１でも、車両左側の可動リフレクタ１２
と同様に、その可動リフレクタ１２が回転する。

【００２９】このように両側のヘッドライト１，１の可
動リフレクタ１２，１２が回転することにより、図６に
示すように、自動車ＡがカーブＣに差し掛かったとき、
そのヘッドライト１，１の光がカーブＣに沿った路面Ｃ
１上に投光される。このとき、運転者は、ロービームの
投光範囲Ｌで車両前方の近場の路面状況を認識し、ハイ
ビームの投光範囲Ｈでこのロービームの投光範囲Ｌより
も先の路面状況を認識する。さらに、赤外線カメラ２は
可動リフレクタ１２の首振り角より大きい首振り角で回
転するため、その撮像範囲Ｐが、ハイビームの投光範囲
Ｈよりもさらに遠くのカーブＣの終わり辺りまで延びて
いる。そして、この撮像範囲Ｐ内に歩行者Ｗがいると、
この歩行者Ｗから発生する遠赤外線を赤外線カメラ２で
撮像し、図示しないヘッドアップディスプレイによるバ
ーチャルイメージを運転者が見ることで、この歩行者Ｗ
の存在を認識する。

【００３０】ここで、図７（ａ）に示すように、可動リ
フレクタ１２，１２と赤外線カメラ２が同じ首振り角
で、ハンドルＨＡの舵角に対応して回転するように設定
されている場合では、運転者が歩行者Ｗを認識できてい
ない。一方、図７（ｂ）に示すように、可動リフレクタ
１２，１２と赤外線カメラ２が同じ首振り角で、かつ、
ハンドルＨＡの舵角より大きい角度で回転するように設
定されている場合では、運転者が歩行者Ｗを認識するこ
とができるが、すぐ前方の路面状況を認識することがで
きなくなっている。これに対して、第１の実施形態で
は、可動リフレクタ１２，１２の首振り角よりも大きい
首振り角で赤外線カメラ２を回転させるため、運転者が
すぐ前方の路面状況をヘッドライト１，１の投光範囲
Ｌ，Ｈで認識するとともに、赤外線カメラ２で歩行者Ｗ
を認識している。つまり、ヘッドライト１，１と赤外線
カメラ２が協調して認識範囲を広げている。

【００３１】また、図８に示すように、自動車Ａが交差
点Ｋを右折するとき、そのヘッドライト１，１の光がそ
の進行方向の路面上に投光される。このとき、運転者は
ロービームの投光範囲Ｌで車両前方の近場の路面状況を
認識する。さらに、赤外線カメラ２は可動リフレクタ１
２，１２の首振り角より大きい首振り角で回転するた
め、その撮像範囲Ｐが、ロービームの投光範囲Ｌよりも
さらに遠くの横断歩道Ｙの辺りまで延びている。そし
て、この撮像範囲Ｐ内にいる歩行者Ｗを赤外線カメラ２
で撮像し、運転者に歩行者Ｗの存在を認識させる。

【００３２】以上により、第１の実施形態において、次
のような効果を得ることができる。自動車ＡがカーブＣ
や交差点Ｋに差し掛かった場合に、赤外線カメラ２の撮
像範囲Ｐがヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりも
さらに遠くまで延びるので、ヘッドライト１，１で投光
される路面よりも先の路面を赤外線カメラ２で撮像する
ことができる。したがって、カーブや交差点等を曲がる
場合であっても、ヘッドライトの投光範囲よりもさらに
先の路面状況を運転者に認識させることができる。ギヤ
２４，３１，３２，３３，３４やベルトＢを介して可動
リフレクタ１２と赤外線カメラ２を連結させるため、こ
の可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２を動かすための
動力としてモータ４のみを設けるだけでよい。そのた
め、画像認識装置Ｇを製造するための製造コストを低く
することができる。

【００３３】〔第２の実施形態〕以下に、本発明に係る
画像認識装置における第２の実施形態について説明す
る。この実施形態は第１の実施形態の画像認識装置を変
更したものなので、第１の実施形態と同様の構成要素に
ついては同一符号を付し、その説明を省略する。参照す
る図面において、図９は本発明を適用した画像認識装置
の第２の実施形態を示すブロック図である。

【００３４】図９に示すように、第２の実施形態に係る
画像認識装置Ｇは、第１の実施形態と同様に、可動リフ
レクタ１２と赤外線カメラ２を備えている。そして、こ
の可動リフレクタ１２はギヤＧ１を介してモータＭ１の
動力が伝達される構造となっており、赤外線カメラ２は
ギヤＧ２を介してモータＭ２の動力が伝達される構造と
なっている。ここで、このギヤＧ１，Ｇ２は、可動リフ
レクタ１２の首振り角より赤外線カメラ２の首振り角が
大きくなるように、それぞれのギヤ比が設定されてい
る。一方、モータＭ１，Ｍ２は同じ構造、形状および大
きさとなっている。そして、この画像認識装置Ｇを作動
させる配光可変型前照灯システムＺは第１の実施形態と
同様の構造となっている。

【００３５】次に、この画像認識装置Ｇの動作について
図６を参照して説明する。自動車ＡがカーブＣに差し掛
かったときに運転者がハンドルＨＡを操舵すると、この
ハンドルＨＡの舵角が舵角センサＤにより検出される。
この舵角センサＤにより検出された信号が、モータ制御
ユニット６を介して、モータ駆動回路７に入力される。
このモータ駆動回路７からモータＭ１，Ｍ２に同じ信号
が送られ、モータＭ１，Ｍ２が同方向、同回転量で回転
する。このモータＭ１の動力がギヤＧ１を介して可動リ
フレクタ１２に伝達されることにより、この可動リフレ
クタ１２が所定の首振り角で回転する。そして、モータ
Ｍ２の動力がギヤＧ２を介して赤外線カメラ２に伝達さ
れることにより、この赤外線カメラ２が可動リフレクタ
１２の首振り角より大きい首振り角で回転する。このた
め、自動車ＡがカーブＣを曲がるときには、第１の実施
形態と同様に、赤外線カメラ２の撮像範囲Ｐが、ヘッド
ライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりもさらに遠くのカー
ブＣの終わり辺りまで延びる。

【００３６】以上により、第２の実施形態において、次
のような効果を得ることができる。自動車ＡがカーブＣ
を曲がるときでも、第１の実施形態と同様に、ヘッドラ
イト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりも先の路面状況を赤外
線カメラ２により運転者に認識させることができる。さ
らに、このような可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２
とを別々のモータＭ１，Ｍ２で動かす構造では、赤外線
カメラ２を所定の首振り角以上に回転させないように首
振り上限値を定めて、この首振り上限値で赤外線カメラ
２を制御することができる。このように赤外線カメラ２
の首振り上限値を定めることにより、可動リフレクタ１
２より大きい首振り角で回転する赤外線カメラ２の撮像
範囲を常に路面上に位置させるように設定することがで
きる。また、ギヤの構造を簡単にしたり、ギヤを省いて
モータに可動リフレクタまたは赤外線カメラを直結した
りすることができる。この場合は、モータの回転特性が
異なるものを使い、可動リフレクタの首振り角よりも大
きい首振り角で赤外線カメラを大きく回転させる。

【００３７】〔第３の実施形態〕以下に、本発明に係る
画像認識装置における第３の実施形態について説明す
る。この実施形態は第１または第２の実施形態の画像認
識装置Ｇとこの画像認識装置Ｇを作動させる配光可変型
前照灯システムＺを変更したものなので、第１または第
２の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付
し、その説明を省略する。参照する図面において、図１
０は本発明を適用した画像認識装置の第３の実施形態を
示すブロック図であり、図１１は車速からゲインを設定
するためのマップであり、図１２は画像認識装置を装備
した自動車がカーブを曲がるときの動作を示す平面図で
ある。

【００３８】図１０に示すように、第３の実施形態に係
る画像認識装置Ｇは、第１または第２の実施形態と同様
に、可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２を備えてい
る。そして、この可動リフレクタ１２はギヤＧ３を介し
てモータＭ３の動力が伝達される構造となっており、赤
外線カメラ２もギヤＧ３を介してモータＭ３の動力が伝
達される構造となっている。ここで、この二つのギヤＧ
３，Ｇ３とモータＭ３，Ｍ３は、同じ構造、形状および
大きさとなっている。この画像認識装置Ｇを作動させる
配光可変型前照灯システムＺには、第１または第２の実
施形態の構成に加えて、モータ駆動信号生成手段６２、
ゲイン設定手段６３、乗算手段６４、モータ駆動回路７
および車速センサ８が設けられている。ここで、この車
速センサ８は、自動車Ａの運転状態としての車速を検出
する従来より周知のセンサである。また、ゲイン設定手
段６３は、図１１に示すように、車速センサ８により検
出された信号から所定のゲインを設定するものであり、
車速が増大するほどゲインが小さくなり、かつ、車速が
減少するほどゲインが大きくなるように設定されてい
る。そして、乗算手段６４は、目標首振り角設定手段６
１から出力される信号とゲイン設定手段６３で設定され
たゲインとを掛け合わせるものである。ここで、ゲイン
設定手段６３を前記のように設定した理由としては、赤
外線カメラ２を所定の角度で首振り動作させると、その
車両近傍の撮像範囲の移動量に比べて遠方の撮像範囲の
移動量が大きくなることが挙げられる。換言すると、ヘ
ッドライト１，１の投光範囲と赤外線カメラ２の撮像範
囲の差、運転者にすれば横方向の距離差が遠方ほど増幅
されて拡大することが挙げられる。たとえば、車速が速
いときは運転者が比較的遠方を見ているときで、この際
はヘッドライト１，１および赤外線カメラ２の首振り角
の差が小さくても遠方では前記した距離が増幅される。
つまり、運転者は赤外線カメラ２でヘッドライト１，１
の投光範囲より先を認識できる。一方、車速が遅いとき
は運転者が比較的近くを見ているときで、この際にヘッ
ドライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差が小さ
いと、前記した距離が小さくなり、この角度に差を付け
た効果が出ない。このため、車速が遅いときは、ヘッド
ライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差が大きく
なるようにゲインが設定される。

【００３９】次にこの画像認識装置Ｇの動作について説
明する。図１２に示すように、自動車ＡがカーブＣに差
し掛かったときに運転者がハンドルＨＡを操舵すると、
このハンドルＨＡの舵角が舵角センサＤにより検出され
る。この舵角センサＤにより検出された信号が、目標首
振り角設定手段６１とモータ駆動信号生成手段６２を介
して、モータ駆動回路７に入力され、このモータ駆動回
路７によりモータＭ３が駆動される。そして、このモー
タＭ３の動力がギヤＧ３を介して可動リフレクタ１２に
伝達され、この可動リフレクタ１２がハンドルＨＡの舵
角に基づいた所定の方向および所定の首振り角で回転す
る。一方、乗算手段６４には、舵角センサＤにより検出
された信号が目標首振り角設定手段６１を介して入力さ
れるとともに、ゲイン設定手段６３で車速センサ８によ
り検出された信号に基づいて設定されたゲインが入力さ
れる。そして、この乗算手段６４で、目標首振り角設定
手段６１で設定された首振り角とゲイン設定手段６３で
設定されたゲインとが掛け合わされる。この乗算手段６
４で処理された信号は、モータ駆動信号生成手段６２を
介して、モータ駆動回路７に入力され、このモータ駆動
回路７によりモータＭ３が駆動される。そして、このモ
ータＭ３の動力がギヤＧ３を介して赤外線カメラ２に伝
達され、この赤外線カメラ２がハンドルＨＡの舵角およ
び車速に基づいた所定の方向および所定の首振り角で回
転する。このため、自動車Ａが緩いカーブを速いスピー
ドで曲がるときには、ゲインが小さいため、可動リフレ
クタ１２の首振り角よりやや大きい首振り角で赤外線カ
メラ２が回転し、その撮像範囲Ｐがカーブに沿った方向
に位置することになる。また、自動車Ａが急なカーブを
遅いスピードで曲がるときには、ゲインが大きいため、
可動リフレクタ１２の首振り角よりも大きい首振り角で
赤外線カメラ２が回転し、その撮像範囲Ｐが、ヘッドラ
イト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりもさらに遠くのカーブ
の終わり辺りまで延びることになる。ちなみに、図１２
の破線で示す撮像範囲Ｐ´は、車速が遅いときにゲイン
を大きくする制御を行わない場合のものであり、この場
合ではカーブＣの終わり辺りにいる歩行者Ｗを運転者が
認識することができない。

【００４０】以上により、第３の実施形態において、次
のような効果を得ることができる。自動車Ａが緩いカー
ブを速いスピードで曲がるときには、可動リフレクタ１
２の首振り角とほぼ同じ首振り角で赤外線カメラ２が回
転するので、従来の直線路を走行するときと同様に、ヘ
ッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈより先の路面状況を
運転者に認識させることができる。また、急なカーブを
遅いスピードで曲がるときには、可動リフレクタ１２の
首振り角よりも大きい首振り角で赤外線カメラ２が回転
するので、第１または第２の実施形態と同様に、ヘッド
ライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりも先の路面状況を運
転者に認識させることができる。また、遅いスピードで
カーブを曲がるときには、運転者は近くを見るため、ヘ
ッドライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差を大
きくすることで、赤外線カメラ２でカーブの先を見通す
ということができる。一方、速いスピードでカーブを曲
がるときには、運転者は遠くを見るため、ヘッドライト
１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差を小さくして
も、遠方では両者の移動量の差（距離差）が増幅され、
赤外線カメラ２でカーブの先を見通すという目的を達成
できる。

【００４１】以上、本発明は、前記実施形態に限定され
ることなく、様々な形態で実施される。 （１）本実施形態では、ハンドルの舵角（車両の進行方
向）や車速に基づいて可動リフレクタと赤外線カメラを
動かす構造としたが、本発明はこれに限定されるもので
はない。たとえば、ウインカーのスイッチ操作により可
動リフレクタと赤外線カメラを動かす構造としてもよ
い。この場合、たとえば、自動車が交差点を曲がるとき
にウインカーを曲がる方向に入れることにより、運転者
がハンドルを操舵する前に、可動リフレクタや赤外線カ
メラが動き、進行方向の路面状況を認識することができ
る。一方、車線を変更する前にウインカーを入れること
で、次に走行すべき路面の状況を運転者が認識すること
ができる。また、たとえば、ナビゲーションシステムの
データに基づいて可動リフレクタと赤外線カメラを動か
す構造としてもよい。すなわち、ナビゲーションシステ
ムがデータとして蓄積している道路および車両の位置等
の情報に基づいて、適宜に可動リフレクタの首振り角や
赤外線カメラの首振り角を制御させる構造としてもよ
い。このような場合も、投光範囲を車両の運転状態に応
じて変化させることに該当する。

【００４２】（２）本実施形態では、可動リフレクタの
首振り角より赤外線カメラの首振り角を大きくさせる構
造としたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、可
動リフレクタと赤外線カメラの首振り角を同じにさせる
構造としてもよい。このような構造では、車両が緩いカ
ーブを曲がる場合に、直進する場合と同様に、ヘッドラ
イトで投光される路面より先の路面を赤外線カメラで撮
像することができる。 （３）本実施形態では、赤外線カメラで検知した情報を
ヘッドアップディスプレイで運転者に報せる構造とした
が、本発明はこれに限定されず、たとえば、赤外線カメ
ラで検知した情報を運転者にランプや音声等で報せる構
造としてもよい。

【００４３】（４）本実施形態は、自動車のヘッドライ
トに本発明を適用したものであるが、本発明はこれに限
定されず、たとえば、自動二輪車や電車等の車両のヘッ
ドライトにも同じように本発明を適用させることができ
る。また、本実施形態におけるモータ、ギヤまたはベル
ト等の種類や形状等は適宜に変更可能であることは言う
までもない。たとえば、可動リフレクタや赤外線カメラ
の動力としてのモータをステッピングモータに変更して
もよい。また、ベルトの代わりにラックギヤを使用して
もよい。さらに、モータと可動リフレクタ、または、モ
ータと赤外線カメラの間にギヤを介する必要もない。 （５）本実施形態では、車両左側のヘッドライトの可動
リフレクタと一つの赤外線カメラとを連動させて動かす
構造としたが、本発明はこれに限定されるものではな
い。たとえば、車両右側のヘッドライトの可動リフレク
タと赤外線カメラを連動させて動かす構造としてもよ
い。また、赤外線カメラを二つ設けて、両側のヘッドラ
イトの可動リフレクタと連動させて動かす構造としても
よい。 （６）本実施形態では、投光範囲調整機を可動リフレク
タ等で構成させる構造としたが、本発明はこれに限定さ
れず、たとえば、従来のような首振りライト等を投光範
囲調整機として利用してもよい。 （７）第１の実施形態について、マップを車両の運転状
態としての車速を加味したものとして、車速が速いほど
同じ舵角でも首振り角を小さくし、車速が遅いほど同じ
舵角でも首振り角を大きくするようにしてもよい。 （８）第３の実施形態について、車速応動とせずに、ゲ
インを１よりも大きい一定値にしてもよい。

【００４４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、投光範
囲調整機の作動に応じて撮像範囲調整機がカメラの撮像
範囲を調整するので、たとえば、緩いカーブに車両が差
し掛かった場合にヘッドライトの投光範囲とともにカメ
ラの撮像範囲も変化する。このカメラは、ヘッドライト
の投光範囲よりも遠くを撮像するため、緩いカーブを曲
がる場合であっても、直進する場合と同様に、投光範囲
よりもさらに先の路面状況を運転者に認識させることに
も適用できる

【００４５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明による効果に加え、たとえば、急なカーブ
に車両が差し掛かった場合に、投光範囲調整機の作動量
よりも大きい作動量で撮像範囲調整機がカメラの撮像範
囲を調整するので、このカメラがカーブ上のヘッドライ
トの投光範囲で認識される路面よりも先の路面を撮像す
ることにも適用できる。この場合、急なカーブ等を曲が
る場合であっても、投光範囲よりもさらに先の路面状況
を運転者に認識させることができる。

【００４６】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または請求項２に記載の発明による効果に加え、機械的
な連結機構が投光範囲調整機と撮像範囲調整機を一括し
て作動させるので、この投光範囲調整機と撮像範囲調整
機を別々に作動させるために動力を二つ設ける必要がな
くなる。したがって、この連結機構を作動させる動力を
一つだけ設けるだけでよく、製造コストを低くすること
ができる。

【００４７】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
乃至請求項３のうちの何れか一項に記載の発明による効
果に加え、たとえば、カーブを曲がるときに車速を小さ
くすることによって、撮像範囲調整機が大きく作動する
ため、カメラの撮像範囲がヘッドライトの投光範囲で認
識される路面よりも先の路面状況を運転者に認識させる
ことにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像認識装置を備えた自動車
の内部構造の概略を示す斜視図である。

【図２】本発明を適用した画像認識装置を示す斜視図で
ある。

【図３】図２の画像認識装置を作動させるシステムを示
すブロック図である。

【図４】図３の目標首振り角設定手段における転舵マッ
プを示す図である。

【図５】図２の画像認識装置を示す平面図である。

【図６】図２の画像認識装置を装備した自動車がカーブ
を曲がるときの動作を示す平面図である。

【図７】可動リフレクタと赤外線カメラが同じ首振り角
で設定された自動車がカーブを曲がるときにおいて、こ
の首振り角がハンドルの舵角に対応しているときの自動
車の動作を示す平面図（ａ）であり、この首振り角がハ
ンドルの舵角より大きく設定されるときの自動車の動作
を示す平面図（ｂ）である。

【図８】図２の画像認識装置を装備した自動車が交差点
を右折するときの動作を示す平面図である。

【図９】本発明を適用した画像認識装置の第２の実施形
態を示すブロック図である。

【図１０】本発明を適用した画像認識装置の第３の実施
形態を示すブロック図である。

【図１１】車速からゲインを設定するためのマップであ
る。

【図１２】図１０の画像認識装置を装備した自動車がカ
ーブを曲がるときの動作を示す平面図である。

【符号の説明】

Ｇ 画像認識装置 １ ヘッドライト １２ 可動リフレクタ １５ 支持体 １５ａ 上面 １６ 軸 ２ 赤外線カメラ ２１ レンズ ２２ カメラ本体 ２２ａ 孔 ２３ 軸 ２４ ギヤ ３１，３２，３３，３４ ギヤ ３５ ギヤボックス ３５ａ 底面部 ３５ｂ 外周面部 ３６ 基台 ３６ｆ 軸受け部 ３６ｇ 軸受け孔 ３７ 軸 ３８ 軸受け ３８ａ 軸受け孔 ４ モータ ４１ 回転軸 Ｚ 配光可変型前照灯システム Ｄ 舵角センサ ６ モータ制御ユニット ６１ 目標首振り角設定手段 ６２ モータ駆動信号生成手段 ７ モータ駆動回路 Ｓ１ 点灯スイッチ Ｓ２ モータ駆動回路用スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｊ Ｆターム(参考） 3K039 AA01 AA03 AA08 CC01 FB04 FB08 FD12 MB00 QA06 5C054 AA01 AA05 CA05 CF06 HA30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッドライトの投光範囲を車両の運転状
   態に応じて変化させる投光範囲調整機と光学信号を検出
   するカメラとを備え車両前方の画像・物体を検出する画
   像認識装置において、 前記投光範囲調整機の作動に応じて前記カメラの撮像範
   囲を調整する撮像範囲調整機を備えたことを特徴とする
   画像認識装置。
2. 【請求項２】 前記撮像範囲調整機が前記投光範囲調整
   機の作動量よりも大きい作動量で前記カメラの撮像範囲
   を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像認識
   装置。
3. 【請求項３】 前記投光範囲調整機と撮像範囲調整機の
   間に具備された機械的な連結機構を備えたことを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の画像認識装置。
4. 【請求項４】 前記車両の運転状態としての舵角に応じ
   て前記投光範囲調整機および撮像範囲調整機が作動する
   とともに、 この撮像範囲調整機が車両の運転状態としての車速が小
   さいほど大きく作動することを特徴とする請求項１乃至
   請求項３のうちの何れか一項に記載の画像認識装置。