JP2007261312A - 車両用前照灯制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コーナ走行時等に運転者が注視すべき方向を適切に照明する車両用前照灯制御装置を提供すること。
【解決手段】運転者の顔向き方向を検出する顔向き方向検出手段１２と、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段１７と、車両の車速を検出する車速検出手段２３と、操舵角及び車速に基づき前照灯の照明軸方向を決定する照明軸方向決定手段１５と、車両方向と顔向き方向とのなす角が車両方向と照明軸方向とのなす角より大きく、かつ、照明軸方向と顔向き方向とのなす角が車両方向と顔向き方向とのなす角より小さい場合、顔向き方向に照明軸方向を補正する補正手段１５と、を有することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、前照灯の照明軸角度を水平方向に揺動可能とした前照灯制御装置に関し、特に、運転者の顔向き角度に応じて照明軸角度を制御できる前照灯制御装置に関する。

夜間やトンネル内などで自動車の進行方向を照明するため、車両には前照灯照明装置が搭載されている。車両用前照灯制御装置は、車両の進行方向（全長方向）を照明する固定式すれ違いビームを備え、すれ違いビームは進行方向下向きを照明することが多いが、より遠くを照明するためにハイビームに切り替えることができるようになっている。

また、車両がカーブや右左折を走行する場合に、進行方向が照明されるように操舵角及び車速に応じて水平方向におけるすれ違いビームの照射方向を制御するＡＦＳ（Adaptive Front-lighting System ヘッドランプコントロールシステム）が知られている。ＡＦＳを使用することで、右左折等の場合に車両が進行する方向を照明することができ、また、速度に応じて照明距離を制御することもできる。

また、より直接的に運転者が注視する方向を照明できるように、運転者の視線を検出する視線検出手段を備え、運転者の視線方向に応じて照射方向を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。視線検出手段が検出した視線方向に応じて、水平方向におけるすれ違いビームの照射方向が移動するので、運転者が見たい方向を照明して、また、ＡＦＳと比較して迅速に水平方向に移動させることを図っている。
特開２００１−３４７８８３号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術ではすれ違いビームの照明方向が安定しないという不都合が生じる。すなわち、車両の走行中、運転者の視線は絶えず動いているため、視線方向に応じて照明方向を制御すると照射方向も絶えず変動することとなり運転者に違和感を感じさせる。また、対向車に対しても照射方向が絶えず変動することは好ましいことではない。

また、特許文献１記載の技術では、車両の操舵角及び車速について考慮されていないため、右左折の走行時などに運転者が本来注視すべき方向とは別の方向に視線を向けた場合に、照明方向も車両の進行方向と異なることとなり好ましくない。

本発明は、上記問題に鑑み、コーナ走行時等に運転者が注視すべき方向を適切に照明する車両用前照灯制御装置を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、運転者の顔向き方向を検出する顔向き方向検出手段と、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の車速を検出する車速検出手段と、操舵角及び車速に基づき前照灯の照明軸方向を決定する照明軸方向決定手段と、車両方向と顔向き方向とのなす角が車両方向と照明軸方向とのなす角より大きく、かつ、照明軸方向と顔向き方向とのなす角が車両方向と顔向き方向とのなす角より小さい場合、顔向き方向に照明軸方向を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、コーナ走行時等に運転者が注視すべき方向を適切に照明する車両用前照灯制御装置を提供することができる。

また、本発明の一形態において、顔向き方向は、前記車両の進行方向に対する顔の向きの方向であることを特徴とする、
また、本発明の一形態において、照明軸方向は、前記車両の進行方向に対する前記前照灯の照明軸の方向であることを特徴とする。

また、本発明の一形態において、明軸方向と顔向き方向とのなす角が所定以上の場合、顔向き方向に照明軸方向を補正しないことを特徴とする。

また、本発明の一形態において、照明軸方向と顔向き方向とのなす角が所定以上の場合、運転者に注意を促す警報手段を有する、
本発明によれば、運転者が注視すべき方向と大きく異なる方向を向いている場合、運転者に注意を促すことができる。

コーナ走行時等に運転者が注視すべき方向を適切に照明する車両用前照灯制御装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。ＡＦＳ装置は操舵角と車速に応じて照明方向を制御するが、操舵角と車速だけでは右左折走行時などに運転者が注視している方向に照明方向を補正することが困難である。そこで、本実施の形態の車両用前照灯制御装置では、運転者が注視している方向を検出する手段を備え、操舵角及び車速と共に運転者が注視している方向に基づき照明方向を制御する。なお、以下では、カーブ、コーナ又は右左折など直進以外の方向に走行することをコーナ走行と称す。

図１は、車両の前照灯の概略断面図を示す。ランプハウジング１０１の内部に放電灯バルブ１０２及びリフレクタ１０３が配設され、放電灯バルブ１０２，リフレクタ１０３の前方にインナレンズ１０４が配置され、更にその前方にランプハウジング１０１の前側開放部を閉塞するアウタレンズ１０５を設けてある。

リフレクタ１０３とインナレンズ１０４との間にはカットラインシェード１０６が設けられているため、放電灯バルブ１０２からの照射光はリフレクタ１０３に反射され、カットラインシェード１０６でカットラインが与えられた後、インナレンズ１０４およびアウタレンズ１０５を通過して前方の下向きを照明するようになっている。

リフレクタ１０３とフレーム１０７は一体化されており、インナレンズ１０４及びカットラインシェード１０６はフレーム１０７に固定されている。

リフレクタ１０３は、連結部材１０９を介して水平方向に揺動可能にモータ１１０に接続されており。モータ１１０と連結部材１０９との接続部１１０ａを中心に所定範囲（例えば−３０度〜＋３０度）を揺動する。 また、リフレクタ１０３はモータ１１０を介してランプハウジング１０１に支持され、光軸調整機構によりインナレンズ１０４，カットラインシェード１０６と一体に調整作動されるようになっている。

モータ１１０の制御線はランプハウジング１０１の外部に延設されヘッドランプＥＣＵに接続されており、次述するようにモータ１１０を回転制御することで、前照灯の揺動角度に制御することができる（以下、前照灯の揺動角度の制御を単に前照灯の照明軸角度の制御という。）。

なお、揺動面を水平に対して傾斜させたり湾曲させてもよい。揺動面が傾斜等することで、照明軸角度が大きくなると照明軸が上方を向くのでより遠くを照明することができる。

図２は、車両用前照灯制御装置１のシステム構成図の一例を示す。車両用前照灯制御装置１はヘッドランプＥＣＵ１５により制御される。ヘッドランプＥＣＵ１５には、白線検知ＥＣＵ１４、顔向きＥＣＵ１２、レーダセンサ１６、及び、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｏｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介してステアリングセンサ１７、ヨーレートセンサ１８、ゲートウェイＥＣＵ１９及びブレーキＥＣＵ２１等と接続されている。

ステアリングセンサ１７は、車両の操舵角を検出するセンサであり、例えば、ステアリングシャフトに圧入されたスリット板とフォトインタラプタの組み合わせで構成することができる。スリット板がステアリングの操舵に応じて回転し、フォトインタラプタの光を遮光することで信号を出力しステアリングの回転角を検出する。ステアリングの回転角と操舵角には一定の関係があるため、ステアリングの回転角を検出することで車両の操舵角が検出される。検出された操舵角はＣＡＮを介してヘッドランプＥＣＵ１５に送出される。

ヨーレートセンサ１８は、車両の重心を通り同車両の前後方向に延びる軸線（ローリング軸）回りの回転角速度、すなわちヨーレートを検出し、ヘッドランプＥＣＵ１５に送出する。ヨーレートセンサ１８は、例えば、車両が回転した場合に生じるコリオリ力を利用して、多結晶シリコン薄膜の振動子の振動を静電容量の変化として検出するように構成される。検出されたヨーレートはＣＡＮを介してヘッドランプＥＣＵ１５に送出される。

ブレーキＥＣＵ２１に接続された車速センサ２３は、各輪毎の車輪の回転速度に基づき車両の走行速度を検出し、ブレーキＥＣＵ２１又はＣＡＮを介して車速信号をヘッドランプＥＣＵ１５に送出する。車速センサ２３は、例えば、各輪に備えられたロータの円周上に定間隔で設置された凸部が通過する際の磁束の変化をパルスとして計測して、単位時間あたりのパルス数に基づき各輪毎に車速を計測する。検出された車速はブレーキＥＣＵ２１を介してヘッドランプＥＣＵ１５に送出される。

ヘッドランプＥＣＵ１５は、操舵角及び車速に応じて車両が進行する方向を照明するように前照灯の照明軸角度を制御する。照明軸角度は、例えばマップを参照して決定される。

図３（ａ）は照明軸角度を決定するためのマップの一例を示す図である。図３（ａ）のマップでは、横軸に操舵角を取り、操舵角に応じて照明軸角度L_θが規定されている。図３（ｂ）に示すように、車両方向（車両前方であって車軸に垂直な方向）Ａに車両が直進する操舵量ゼロの状態を基準に、右側に操舵した場合をプラスの操舵量、左側に操舵した場合をマイナスの操舵量に取る。

図３（ａ）に示すように、右側に操舵した場合、操舵量が大きいほど照明軸角度L_θがプラス方向に大きくなる。同様に、左側に操舵した場合、操舵量が大きいほど照明軸角度L_θがマイナス方向に小さくなる（絶対値は大きくなる）。なお、不感帯域Ｄは、照明軸角度L_θが過度に細かく制御されないようにするための緩衝域である。

また、図３（ａ）の斜線部分は車速が大きいほど照明軸角度L_θの絶対値が大きくなるように規定している。これにより、車速が大きいほど大きな照明軸角度L_θが抽出される。ヘッドランプＥＣＵ１５は、図３（ａ）のようなマップに基づき照明軸角度L_θを制御する。さらに、ヨーレートに基づき照明軸角度を補正してもよい。

なお、図３（ｂ）に示したように、本実施の形態では、顔向き方向も正面方向Ａを基準に右側をプラス、左側をマイナスとして定義する。

ブレーキＥＣＵ２１は、周知のＡＢＳ（Antilock Brake System）制御、トラクションコントロール制御、スタビリティコントロール制御等を行う。ブレーキＥＣＵ２１には、各輪の車速が入力され、車輪がスリップしていると判定される場合には当該車輪のホイルシリンダ圧を制御するＡＢＳ制御を行う。例えば、各輪の車輪速度のうち、最も回転速度の大きい車輪速に対するその他の車輪の車輪速の割合をスリップ率として求め、何れかの車輪のスリップ率が、ＡＢＳ制御開始の基準値よりも大きくなると（ＡＢＳ制御の開始条件が成立すると）、ＡＢＳ制御の終了条件が成立するまで、当該車輪について制動スリップ率が所定の範囲内になるよう、圧力弁を制御してスリップしている車輪のホイルシリンダ圧を増減する。

また、ブレーキＥＣＵ２１は発信時や加速時に駆動輪のスリップが発生した場合、各輪のホイルシリンダ圧及びエンジンスロットルの開度を適宜制御することで、発進時や加速時の駆動輪のスリップを低減するトラクションコントロール制御を行う。

また、ブレーキＥＣＵ２１はスタビリティ制御として、ステアリングセンサ１７により検出された操舵角とヨーレートセンサ１８により検出された角速度の値に基づき、操舵角に比べ車体の向きがオーバーステアと判断するとコーナ外側の前輪のホイルシリンダ圧を増大させ、逆にアンダーステアと判断した場合は、エンジンの出力を低下させると共にコーナ内側の後輪のホイルシリンダ圧を増大させる。

ゲートウェイＥＣＵ１９はＥＣＵ間の通信方式を変換するＥＣＵである。ブレーキＥＣＵ２１等の車載ＥＣＵで使用されている通信方式は，自動車の信頼性やコストに大きな影響を及ぼすため，その用途に応じた方式が個別に採用されている。このため、車載ＥＣＵとインターネットなどのインフラ通信媒体で使用されている標準的な通信方式とは大きく異なっている。ゲートウェイＥＣＵ１９は、インフラ通信媒体を介してデータを授受するために、通信方式を変換するＥＣＵである。

本実施の形態では一例としてゲートウェイＥＣＵ１９にナビＥＣＵ２２が接続されている。ナビＥＣＵはＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）／ＩＮＳ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）装置２により検出される車両の走行位置に基づき、道路地図を格納した地図データベースから現在の車両位置周辺の地図を表示したり、目的地までの走行経路を案内する。

ナビＥＣＵ２２は地図データベースから抽出した車両前方の道路形状をヘッドランプＥＣＵ１５に送出する。ヘッドランプＥＣＵ１５は、車両前方の道路形状がカーブしていたり、右左折する交差点があれば、カーブ方向又は右左折する方向を照明するように照明軸角度を制御できる。

白線検知ＥＣＵ１４は白線認識カメラ１１と接続されている。白線認識カメラ１１はＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子で構成され、例えば、車室内のルームミラー付近に設置され、車両前方の所定範囲を撮影する。白線認識カメラ１１に入射した光は画素毎に光電変換された後、順次アナログ画像信号として出力され、Ａ／Ｄ変換器により所定ビット数（例えば、８ビット）のデジタル信号に変換される。白線認識カメラ１１はこのような動作を繰り返して毎秒所定数の画像（例えば、３０〜６０フレーム／秒）を白線検知ＥＣＵ１４に出力する。

白線検知ＥＣＵ１４は車両前方の画像に基づき白線等のレーンマーカを検出して、車両前方の道路形状を認識する。撮影された画像の例えば輝度に基づき、所定の閾値以上の輝度を有する領域を画像底部から上方に向けて探索する。白線であれば、画像底部から上方に向け、長方形状の領域が連続又は所定の間隔で現れるので、当該所定の閾値以上の輝度の長方形状が検出されたら白線として検知する。このような白線の候補の探索を各画像の上部まで繰り返し行なうことにより、車両前方の道路上の白線を遠方まで認識することができる。ヘッドランプＥＣＵ１５は、車両前方の道路形状がカーブしている場合、カーブ方向を照明するように照明軸角度を制御できる。

レーダセンサ１６は、パルス状のレーザを発信する発信回路と、障害物に反射して戻ってきたパルスレーザを受信する受信回路と、発信から受信までの時間を計測するタイマ回路、及び、計測された時間に基づき障害物までの距離を算出するマイコン等により構成される。レーダセンサ１６は、車両進行方向の所定範囲をレーザが走査するように、レーザパルスの発信方向を変えながら連続的にレーザパルスを発信する。したがって、レーザパルスの反射方向によりガードレールや縁石があれば、それら敷設物に基づいて道路形状を認識できる。ヘッドランプＥＣＵ１５は、車両前方の道路形状がカーブしている場合、カーブ方向を照明するように照明軸角度を制御できる。

顔向きＥＣＵ１２には顔向きカメラ１３が接続されている。顔向きカメラ１３は、車室内の所定位置に設けられ、車両運転者の顔を含むように撮影して得られた顔画像を顔向きＥＣＵ１２に送出する。顔向きカメラ１３は、所定の時間間隔で運転者の顔を撮影するが、ナビＥＣＵ２２、白線検知ＥＣＵ１４又はレーダセンサ１６により所定時間後にコーナ走行が予測される場合に、時間間隔を短くしてもよい。

顔向きＥＣＵ１２は、顔画像から顔の位置を検出し、顔の目の配置や輪郭線との関係に基づいて顔の向きを検出する。顔画像における顔の位置は、例えば、順次撮影される顔画像の差分演算や、顔の標準画像（テンプレート）を使用したパターンマッチング、カラーの顔画像を用いて肌色の領域を検出する方法等がある。

順次入力される顔画像の差分演算を行うと、車や乗員の微振動のため顔の輪郭が浮かび上がる。すなわち、輪郭部分が微少移動しながら顔画像として順次撮影されるので、所定数の顔画像において変動の大きい領域が顔の位置として検出される。差分演算では、画素毎に輝度を比較して、所定以上の輝度差がある領域を検出すれば、輪郭部分を浮かび上がらせることができる。

図４（ａ）は差分画像により顔の輪郭が検出された顔画像の一例を示す。図４（ａ）では顔画像の左上を原点（０，０）、左右方向をＸ軸と、上下方向をＹ軸とした。差分画像から顔の位置を検出する場合、輪郭部分に輝度が変動する領域が検出されるので、輝度の変動の大きい画素をＸ方向及びＹ方向に射影すれば、顔の位置の左端と右端及び上端と下端にピークが得られる。顔向きＥＣＵ１２は、所定枚数に渡って変動画素の射影を積算することで、安定した顔の位置を検出できる。図４（ａ）では、顔の左端がｘ１、右端がｘ２，上端がｙ１、下端がｙ２に検出されている。

なお、パターンマッチングを用いる場合には、顔画像のテンプレートを用意しておき、テンプレートと顔画像とを一画素ずつずらして輝度の相関を検出し、最も相関が高くなる領域に顔画像があると検出する。この場合、顔の向きや角度が異なっても顔の位置を検出できるように、向きや角度の異なるテンプレートをいくつか用意し置くことが好ましい。なお、パターンマッチングにより顔の位置を検出する場合、ニューラルネットワークやサポートベクターマシンなど周知のパターンマッチングを用いてもよい。

ついで、顔向きＥＣＵ１２は両目の位置を検出する。例えば、顔の位置として決定された座標（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）を対角頂点とする部分画像を取り出し（顔の外接矩形）、上部半分についてＹ軸方向に１画素ずつ輝度が所定以下（濃度が高い）の画素を検出していく。 図４（ｂ）は顔の外接矩形の一例を示す図である。全てのＹ軸方向の画素列について検出されたら、輝度が所定以下の画素が連結された領域を抽出する。

顔であれば、頭髪、眉部及び黒目の領域が抽出されることが予想されるため、下から、Ｘ軸方向の１画素列毎に輝度が所定以下と検出された領域を抽出し、黒目程度として横に比較的長く続く領域を検出することで両目の位置をそれぞれ検出できる。図４（ｂ）では左側の黒目位置の座標を（ｘ３，ｙ３）、右側の黒目位置を（ｘ４，ｙ４）とした。なお、目の色が異なる例えば外国においては輝度の閾値を変更することで対応できる。

両目の位置はパターンマッチングにより検出してもよい。テンプレートとして、予め、運転者の正面向き、斜め横向き等の両目の部分の画像データを取得しておき、それを使用して顔位置の画像として抽出された外接矩形から両目の位置を検出する。

以上のような方法により顔向きＥＣＵ１２は、まず、運転者が正面を向いている状態において、顔の位置を示す座標（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）及び目の位置を示す座標（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）を検出する。運転者が正面を向いていることは、ステアリングセンサ１７により検出された操舵角、ヨーレートセンサ１８により検出されたヨーレート、白線検知ＥＣＵ１４、レーダセンサ１６又はナビＥＣＵ２２により検出された道路形状により、運転者が操舵しておらずに直進しており（回転していない）かつ道路形状が直線である場合として特定できる。

運転者が左右のいずれかに水平に顔を向けた場合、顔の両端の座標と両目の位置の座標の関係が変化する。図５（ａ）は運転者が左方向を向いた場合に撮影される顔画像の一例を示す。図５（ａ）に示すように、顔の左端の座標ｘ１から左目の位置の座標ｘ３までの距離「ｘ３−ｘ１」は大きくなり、両目間の距離「ｘ４−ｘ３」は狭くなり、右目の位置の座標ｘ４から顔の右端の座標ｘ２までの距離「ｘ２−ｘ４」は狭くなる。

したがって、顔向きＥＣＵ１２は、顔の端部の左右いずれが広くなるかにより顔の向いた方向を検出し、「ｘ４−ｘ３」又は「ｘ２−ｘ４」の変化により正面に対する運転者の顔向き角度を算出できる。正面を向いている場合の「ｘ４−ｘ３」をＡ、右又は左の水平方向を向いた場合の「ｘ４−ｘ３」をＢとすれは、顔向き角度Ｆ_θは次式で与えられる。
Ｆ_θ＝ａｒｃｃｏｓ（Ｂ／Ａ） … （１）
また、運転者が上下のいずれかに顔を向けた場合、顔の上下の座標と両目の位置の座標の関係が変化する。図５（ｂ）は、運転者が下向を向いた場合に撮影される顔画像の一例を示す。図５（ｂ）に示すように、顔の下端の座標ｙ２から両目の位置の座標ｙ３、ｙ４までの距離「ｙ２−ｙ３（ｙ４）」は小さくなり、両目の位置の座標ｙ３、ｙ４から顔の上端の座標ｙ１までの距離「ｙ３（ｙ４）−ｙ１」は広くなる。反対に、運転者が上方向を向いた場合、顔の下端の座標ｙ２から両目の位置の座標ｙ３、ｙ４までの距離「ｙ２−ｙ３（ｙ４）」は大きくなる。

したがって、顔向きＥＣＵ１２は、顔の下端の座標ｙ２から両目の位置座標ｙ３、ｙ４までの距離が小さくなるか大きくなるかにより顔の向いた方向を検出し、「ｙ２−ｙ３」の変化により正面に対する上下方向の運転者の顔向き角度を算出できる。正面を向いている場合の「ｙ２−ｙ３」をＣ、上又は下を向いた場合の「ｙ２−ｙ３」をＤとすれは、顔向き角度Ｆ_αは次式で与えられる。
Ｆ_α＝ａｒｃｃｏｓ（Ｄ／Ｃ） … （２）
式（１）及び（２）により顔向きＥＣＵ１２が算出した顔向き角度はヘッドランプＥＣＵ１５に送出される。なお、顔向き角度の検出方法は上述した方法に限れられるものではなく、鼻や口の位置を検出してもよい。

各ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ（Non-Volatile ＲＡＭ）及び通信部等がバスにより接続されたマイコンであり、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで後述する制御を実行する。

顔向きＥＣＵ１２は、プログラムを実行することで運転者の顔向き角度を検出する顔向き角度検出手段を実現する。ヘッドランプＥＣＵ１５はプログラムを実行することで操舵角及び車速に基づき前照灯の照明軸角度を決定する照明軸角度決定手段、顔向き角度と照明軸角度の大きい方に照明軸角度を補正する補正手段、及び、照明軸角度と顔向き角度が所定以上異なる場合、運転者に注意を促す警報手段を実現する。

以上のような構成に基づき、操舵角、車速及び顔向き角度に基づき、車両用前照灯制御装置１が前照灯の照明方向を制御する手順について図６のフローチャート図に基づき説明する。図６のフローチャート図は、例えばイグニッションスイッチがオンになることでスタートする。

車両の走行中、ステアリングセンサ１７は定期的に操舵角を検出し、また、車速センサ２３は定期的に車速を検出し、これらがヘッドランプＥＣＵ１５に送出される（Ｓ１１）。

照明軸角度決定手段は、操舵角と車速に基づき前照灯の照明軸角度を図３のマップから抽出し、照明軸角度Ｌ_θを決定する（Ｓ１２）。

ヘッドランプＥＣＵ１５は、照明軸角度が決定されるとリフレクタ１０３を揺動するモータ１１０を制御して操舵角及び車速に応じた照明方向を照明させる。なお、コーナ走行時には、操舵角が随時変動するので、ヘッドランプＥＣＵ１５は操舵角及び速度に基づき照明軸角度Ｌ_θの決定及びモータ１１０の制御を繰り返す。

照明軸角度決定手段が照明軸角度Ｌ_θを決定するのと平行して、顔向き角度検出手段は式（１）に基づき顔向き角度Ｆ_θを算出する（Ｓ１３）。すなわち、顔向き角度検出手段は、顔画像から顔の輪郭及び両目の位置を検出し、顔向き角度を算出する。

ついで、補正手段は、照明軸角度Ｌ_θと顔向き角度Ｆ_θの大きさを比較する（Ｓ１４）。照明軸角度Ｌ_θと顔向き角度Ｆ_θはいずれも正面方向より右側がプラスで左側がマイナスであるので、そのままそれぞれの値を比較するとマイナス側（左側に操舵及び左側を顔が向いた場合）で所望の制御が困難となる。そこで、両者の絶対値、｜Ｌ_θ｜と｜Ｆ_θ｜を比較する。

なお、絶対値による比較では、照明軸角度と顔向き角度の一方が右方向を他方が左方向を向いている場合に不都合があるがそのような場合については実施例２により対応する。すなわち、本実施例では「照明軸方向と顔向き方向とのなす角が車両方向と顔向き方向とのなす角より小さい場合」のみ考慮する。

｜Ｌ_θ｜が｜Ｆ_θ｜以上の場合（ステップＳ１４のＮｏ）、照明軸角度Ｌ_θはマップに基づき適切な方向を照明しているので、照明軸方向を補正せず処理を終了する（Ｓ１６）。

｜Ｌ_θ｜が｜Ｆ_θ｜より小さい場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）、運転者は前照灯が照明する方向より先を向いていると判定できるので、補正手段は照明軸角度Ｌ_θを補正する（Ｓ１５）。

照明軸角度Ｌ_θの補正量は、顔向き角度Ｆ_θと照明軸角度Ｌ_θの絶対値の差分「｜Ｆ_θ｜ − ｜Ｌ_θ｜」程度である。ヘッドランプＥＣＵ１５は、補正後の照明軸角度Ｌ_θになるようにモータ１１０を制御する。したがって、運転者が注視している方向を照明することができる。以上で、図６のフローチャート図に基づく処理が終了する。

本実施例によれば、車両用前照灯制御装置により操舵角と車速に応じてコーナ走行時に適切な方向を照明できると共に、顔向き角度を検出することで、運転者の顔向き方向に応じて照明方向を補正することができるので、運転者の注視している方向を照明できる。顔向き角度は、顔の画像から検出しているので、前照灯が細かく動くことも防止される。

本実施例では、実施例１の構成に加え、運転者の向いている方向が操舵角と異なる場合に、運転者に注意を促す車両用前照灯制御装置について説明する。本実施例の車両用前照灯制御装置１は、ＣＡＮを介して運転者に注意を促す警報手段を備える。警報手段は、例えば、警報吹鳴装置やステアリングやシートに震動を生じさせるアクチュエータ、又は、プリクラッシュシートベルトなど、運転者に注意を促せるものを制御する。ヘッドランプＥＣＵ１５は、運転者の顔向き角度が適切でない場合、警報手段を作動させる。

図７は、操舵角、車速及び顔向き角度に基づき、車両用前照灯制御装置１が前照灯の照明方向を制御すると共に、警報手段を作動させる手順を示すフローチャート図である。なお、図７において図６と同一ステップには同一の符号を付した。

車両の走行中、ステアリングセンサ１７は定期的に操舵角を検出し、また、車速センサ２３は定期的に車速を検出し、これらがヘッドランプＥＣＵ１５に送出される（Ｓ１１）。

照明軸角度決定手段は、操舵角と車速に基づき前照灯の照明軸角度を図３のマップから抽出し、速度により補正して照明軸角度Ｌ_θを決定する（Ｓ１２）。

ヘッドランプＥＣＵ１５は、照明軸角度が決定されるとリフレクタ１０３を揺動するモータ１１０を制御して操舵角及び車速に応じた照明方向を照明させる。なお、コーナ走行時には、操舵角が随時変動するので、ヘッドランプＥＣＵ１５は操舵角及び速度に基づき照明軸角度Ｌ_θの決定及びモータ１１０の制御を繰り返す。

照明軸角度決定手段が照明軸角度Ｌ_θを決定するのと平行して、顔向き角度検出手段は顔向き角度Ｆ_θを算出する（Ｓ１３）。すなわち、顔向き角度検出手段は、顔画像から顔の輪郭及び両目の位置を検出し、顔向き角度を算出する。

ついで、補正手段は、照明軸角度Ｌ_θと顔向き角度Ｆ_θの絶対値の大きさを比較する（Ｓ１４）。照明軸角度の絶対値｜Ｌ_θ｜が顔向き角度の絶対値｜Ｆ_θ｜以上の場合（ステップＳ１４のＮｏ）、照明軸角度Ｌ_θはマップに基づき適切な方向を照明しているので、照明軸方向を補正せず処理を終了する（Ｓ１６）。

照明軸角度の絶対値｜Ｌ_θ｜が顔向き角度の絶対値｜Ｆ_θ｜より小さい場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）、警報手段は、照明軸角度Ｌ_θと顔向き角度Ｆ_θの差の絶対値が所定値Ｅより大きいか否か判定する（Ｓ２１）。

照明軸角度Ｌ_θは、操舵角と車速に基づき適切な方向を照明しているので、顔向き角度Ｆ_θが照明軸角度Ｌ_θと大きく異なれば、運転者が進行方向とは異なる方向を向いている（いわゆるよそ見をしている）と判定できる。

したがって、照明軸角度Ｌ_θと顔向き角度Ｆ_θの差の絶対値が所定値Ｅより大きい場合（ステップＳ２１のＹｅｓ）、警報手段は、例えば警報装置を制御して運転者に注意を促す（Ｓ２２）。なお、所定値Ｅは定数であってもよいし、車速が速い場合には小さく遅い場合には大きくしてもよい。ステップＳ２１の処理により、照明軸角度と顔向き角度の一方が右方向を他方が左方向を向いている場合に適切に処理できる。

照明軸角度Ｌ_θと顔向き角度Ｆ_θの差の絶対値が所定値Ｅ以下の場合（ステップＳ２１のＮｏ）、ステップＳ１４の判定により、運転者は前照灯が照明する方向より少し先を向いていると判定できるので、補正手段は照明軸角度Ｌ_θを補正する（Ｓ１５）。

照明軸角度Ｌ_θの補正量は、顔向き角度Ｆ_θと照明軸角度Ｌ_θの差分「｜Ｆ_θ｜
−｜Ｌ_θ｜」程度である。ヘッドランプＥＣＵ１５は、補正後の照明軸角度Ｌ_θになるようにモータ１１０を制御する。これにより、運転者の注視している方向を照明することができる。

本実施例によれば、車両用前照灯制御装置により操舵角と車速に応じてコーナ走行時に適切な方向を照明できると共に、顔向き角度を検出することで、運転者の顔向き方向に応じて照明方向を補正することができるので、運転者の注視している方向を照明できる。また、照明軸角度Ｌ_θと顔向き角度Ｆ_θが大きく異なっている場合、運転者に注意を促すことができ、脇見運転を防止して安全性を向上することができる。

車両の前照灯の概略断面図である。 車両用前照灯制御装置のシステム構成図の一例である。 照明軸角度を決定するためのマップの一例を示す図である。 顔画像の一例を示す図である。 運転者が横又は下を向いた顔画像の一例を示す図である。 操舵角、車速及び顔向き角度に基づき、車両用前照灯制御装置が前照灯の照明方向を制御する手順を示すフローチャート図である。 操舵角、車速及び顔向き角度に基づき、車両用前照灯制御装置が前照灯の照明方向を制御すると共に、警報手段を作動させる手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 前照灯制御装置
１１ 白線認識カメラ
１２ 顔向きＥＣＵ
１３ 顔向きカメラ
１４ 白線検知カメラ
１５ ヘッドランプＥＣＵ
１６ レーダセンサ
１７ ステアリングセンサ
１８ ヨーレートセンサ
１９ ゲートウェイＥＣＵ
２１ ブレーキＥＣＵ
２２ ナビＥＣＵ
２３ 車速センサ

Claims (5)

1. 運転者の顔向き方向を検出する顔向き方向検出手段と、
   車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
   前記操舵角及び前記車速に基づき前照灯の照明軸方向を決定する照明軸方向決定手段と、
   前記車両方向と顔向き方向とのなす角が車両方向と前記照明軸方向とのなす角より大きく、かつ、照明軸方向と顔向き方向とのなす角が車両方向と顔向き方向とのなす角より小さい場合、前記顔向き方向に前記照明軸方向を補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする車両前照灯制御装置。
2. 前記顔向き方向は、前記車両の進行方向に対する顔の向きの方向であることを特徴とする、請求項１記載の車両用前照灯制御装置。
3. 前記照明軸方向は、前記車両の進行方向に対する前記前照灯の照明軸の方向であることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯制御装置。
4. 前記照明軸方向と前記顔向き方向とのなす角が所定以上の場合、前記顔向き方向に前記照明軸方向を補正しないことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の車両用前照灯制御装置。
5. 前記照明軸方向と前記顔向き方向とのなす角が所定以上の場合、前記運転者に注意を促す警報手段を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の車両用前照灯制御装置。

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