JP2008068700A

JP2008068700A - ヘッドライト制御装置

Info

Publication number: JP2008068700A
Application number: JP2006248103A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Mizusawa; 和史水澤; Kazuki Miyama; 和樹深山; Shigetoshi Mimura; 栄年三村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: JP4664883B2

Abstract

【課題】対向車両のヘッドライトや先行車両のテールライトの検出を簡単な処理にて実現することができるヘッドライト制御装置を提供すること。
【解決手段】車両１０のヘッドライト４を制御するヘッドライト制御装置であって、特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルタ１１と、光学フィルタ１１を介して前記車両の前方を撮像する撮像素子１２と、撮像素子１２で得られた画像内の領域のうち特定の波長帯域の光がある領域の大きさを計測する領域計測部２３と、領域計測部２３によって計測された領域の大きさが所定の範囲内か否かを判定する判定部２４と、判定部２４によって所定の範囲内と判定された場合、車両１０のヘッドライト４をロービームにするよう制御するヘッドライト制御ユニット３とを備えて構成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両のヘッドライトを制御するヘッドライト制御装置に関し、特に、夜間走行中の車両のヘッドライトを制御するヘッドライト制御装置に関する。

従来のヘッドライト制御装置としては、夜間走行中の車両の前方画像が入力されると、入力された前方画像のうち明るい部分（ライト）と、明るい部分の対称性を持ったペアを抽出し、所定時間後でもこのペアを追跡できたときにはこのペアが他車の光源であると判定すると共に、他車との車間距離が短くなっていれば対向車のライトであると判定し、ヘッドライトをロービームに切り替えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来のヘッドライト制御装置としては、車両に搭載されて車両の走行する前方を撮影する撮像手段が撮影した画像の解析を行う画像解析手段を備え、画像解析手段は、撮影された画像から高輝度検出用画像と低輝度検出用画像を取得し、高輝度検出用画像から対向車両のヘッドライトを検出し、低輝度検出用画像から先行車両のテールライトを検出するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平８−１６６２２１号公報特開２００５−９２８５７号公報

しかしながら、従来のヘッドライト制御装置では、複数の光点の中から対向車両のヘッドライトや先行車両のテールライト等を検出するために、ヘッドライトと推測される２つの光点の相関関係や、対抗車両との距離を計測するための処理が必要であった。このため、実現には複雑な処理をリアルタイムで実行するための高性能な処理装置を必要とした。

本発明は、上述した従来の課題を解決するために、対向車両のヘッドライトや先行車両のテールライトの検出を簡単な処理にて実現することができるヘッドライト制御装置を提供することを目的とする。

本発明のヘッドライト制御装置は、車両のヘッドライトを制御するヘッドライト制御装置であって、特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルタと、前記光学フィルタを介して前記車両の前方を撮像する撮像部と、前記撮像部で得られた画像内の領域のうち前記特定の波長帯域の光がある領域の大きさを計測する領域計測部と、前記領域計測部によって計測された領域の大きさが所定の範囲内か否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記所定の範囲内と判定された場合、前記車両のヘッドライトをロービームにするよう制御するヘッドライト制御部とを備えた構成を有している。

この構成により、特定の波長帯域の光がある領域の大きさが所定の範囲内と判定された場合、車両のヘッドライトをロービームにするよう制御するため、対向車両のヘッドライトや先行車両のテールライトの検出を簡単な処理にて実現することができる。

また、本発明のヘッドライト制御装置は、前記特定の波長帯域の光に対応する輝度値が一定値以上である領域の大きさを計測する構成を有している。

この構成により、前記特定の波長帯域の光に対応する輝度値が一定値以上である領域について判定対象とするため、対向車両のヘッドライトや先行車両のテールライトの検出精度を高くすることができる。

また、本発明のヘッドライト制御装置において、前記特定の波長帯域は、先行車両のテールライトが放つ光の波長帯域である構成を有している。

この構成により、特定の波長帯域が、先行車両のテールライトが放つ光の波長帯域であるため、先行車両のテールライトに相当する特定の波長帯域の光を高い精度で検出することができる。

また、本発明のヘッドライト制御装置において、前記特定の波長帯域は、６００ｎｍから７００ｎｍまでに含まれる光の波長帯域である構成を有している。

この構成により、特定の波長帯域が、６００ｎｍから７００ｎｍまでの光の波長帯域であるため、先行車両のテールライトを高い精度で検出することができる。また、波長帯域を特定することでテールライトに絞り込んだ画像が取得でき、ノイズが少なくなるため、処理が簡略化できる効果がある。

また、本発明のヘッドライト制御装置において、前記特定の波長帯域は、対向車両のヘッドライトが放つ光の波長帯域である構成を有している。

この構成により、特定の波長帯域が、先行車両のテールライトが放つ光に加えて対向車両のヘッドライトが放つ光の波長帯域であるため、対向車両のヘッドライトに相当する特定の波長帯域の光を高い精度で検出することができる。

また、本発明のヘッドライト制御装置において、前記特定の波長帯域は、４５０ｎｍから５５０ｎｍまでの光の波長帯域である構成を有している。

この構成により、特定の波長帯域が、４５０ｎｍから５５０ｎｍまでに含まれる光の波長帯域であるため、対向車両のヘッドライトを高い精度で検出することができる。また、波長帯域を特定することでヘッドライトに絞り込んだ画像が取得でき、ノイズが少なくなるため、処理が簡略化できる効果がある。

以上のように本発明は、対向車両のヘッドライトや先行車両のテールライトの検出を簡単な処理にて実現することができるヘッドライト制御装置を提供するものである。

以下、本発明の実施の形態に係るヘッドライト制御装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るヘッドライト制御装置を搭載する自動車などの車両の構成を模式的に示した図である。

車両１０は、例えば夜間の走行中に、先行車両のテールライトが放つ光、または、対向車両のヘッドライトが放つ光を検出した場合、ヘッドライト４をロービームにすることができる。車両１０は、上述した光を検出した場合、ヘッドライト４をロービームにすることを実現するため、カメラ１、画像解析ユニット２、ヘッドライト制御ユニット３、ヘッドライト４などを有している。

なお、先行車両とは、車両１０の進行方向に対して車両１０よりも前にいる車両である。また、対向車両とは、車両１０とヘッドライト同士が対向し、車両１０の進行方向に対して車両１０よりも前にいる車両である。

カメラ１は、車両１０の前方を撮像できるように設置されている。なお、車両１０の前方とは、車両１０が通常時に進行する方向に対して前方である。また、カメラ１は、車両１０が走行するときの前方を撮像できるように、フロントガラス付近に設置されてもよい。

図２は、本発明の実施の形態に係るカメラの構成の概略を表す図である。カメラ１は、図示したようにレンズ、ガラス、撮像素子パッケージを有している。また、図示した撮像素子パッケージは、光学フィルタ１１および撮像素子１２によって構成されている。なお、光学フィルタ１１および撮像素子１２は、断面図で表している。入射光は、レンズ、ガラス、光学フィルタ１１を透過して撮像素子１２に到達する。

光学フィルタ１１は、特定の波長帯域の光を透過させる構造を有し、例えば、フォトニック結晶によって構成される多層膜を有している。図３に、光学フィルタ１１の構造を表す断面図を示す。

光学フィルタ１１は、複数の誘電体層からなる２つの多層膜と、これらの多層膜に挟まれたスペーサ層（絶縁体層）とを有する構造を備えている。例えば、２つの多層膜は、λ／４多層膜であり、スペーサ層は、λ／４以外の光学膜厚であってもよい。また、スペーサ層は、例えばＳｉＯ_２からなり、多層膜は、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２との組み合わせからなる。なお、スペーサ層の特性などを替えることにより透過させる光の波長帯域を変更することができる。なお、本技術の詳細については、特願２００５−８３１０４などの文献を参照されたい。

図４は、光学フィルタ１１の正面図である。図４に示した光学フィルタ１１は、図３に示した構造であって波長帯域Ａの光を透過させる構造Ａと、波長帯域Ｂの光を透過させる構造Ｂとの組み合わせで構成されている。

例えば、波長帯域Ａは、先行車両のテールライトが放つ光の波長帯域であり、波長帯域Ｂは、対向車両のヘッドライトが放つ光の波長帯域である。好ましくは、テールライトの波長は、赤色の波長であり約６００〜７００ｎｍであるため、構造Ａの波長帯域Ａを約６００〜７００ｎｍに設定し、ヘッドライトの波長は、色温度約２０００〜６０００Ｋのため約４５０〜５５０ｎｍであるため、構造Ｂの波長帯域Ｂを約４５０〜５５０ｎｍに設定しておく。

図４（ａ）では、構造Ａと構造Ｂとが千鳥型で配列されて構成されており、例えば、１つの構造Ａまたは構造Ｂが、撮像素子１２によって処理される画素の１つに対応して配列されている。図４（ｂ）では、構造Ａと構造Ｂとが行千鳥型で配列されて構成されており、例えば、１つの構造Ａまたは構造Ｂが、撮像素子１２によって処理される画素の行の１つに対応して配列されている。

また、図４（ｃ）には、構造Ａ、構造Ｂに加えて、波長帯域Ｃの光を透過させる構造Ｃの３種類が千鳥型で配列されて構成される例を示している。例えば、波長帯域Ｃは、対向車両のヘッドライトが放つ光の波長帯域であり、テールライトが放つ光の色は一般的に赤色であるが、ヘッドライトの光の色は１つの種類ではないため、複数種類の光に対応可能するため、図４（ｃ）に示す構成とすることも有効である。

勿論、本発明の光学フィルタは、図４に示した構造の光学フィルタに限定されることはない。なお、構造Ａ、Ｂの２種類、または構造Ａ、Ｂ、Ｃの３種類からなる光学フィルタ１１を図４に示しているが、２種類、３種類に限定されず１種類、または４種類以上の場合でもよい。

図５は、画像解析ユニット２のブロック図である。画像解析ユニット２は、カメラ１から得られた画像データを蓄積する画像データ蓄積部２１、ヘッドライトまたはテールライトに相当する画像内の領域を分割する領域分割部２２、領域分割部２２によって分割された領域のうち特定の波長帯域の光がある領域の大きさを計測する領域計測部２３、および、領域計測部２３によって計測された領域が所定の範囲内か否かを判定する判定部２４を有している。

画像データ蓄積部２１は、メモリによって構成され、カメラ１にある光学フィルタ１１の各構造に対応した画像データ蓄積部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを設けている。画像データ蓄積部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、それぞれ図４（ｃ）に示した光学フィルタ１１の構造Ａ、構造Ｂ、構造Ｃを透過した光から得られた画像データを蓄積するようになっている。例えば、画像データ蓄積部２１は、所定時間毎に画像データを蓄積するようになっている。

例えば、画像データ蓄積部２１Ａには、光学フィルタ１１の構造Ａを透過した光から得られた画像データが蓄積され、画像データ蓄積部２１Ｂには、光学フィルタ１１の構造Ｂを透過した光から得られた画像データが蓄積され、画像データ蓄積部２１Ｃには、光学フィルタ１１の構造Ｃを透過した光から得られた画像データが蓄積される。

例えば、領域分割部２２は、画像データ蓄積部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの何れかに画像データが蓄積されたときに、画像データのうち光の有る画素を白（０）、光の無い画素を黒（１）に設定する等、画像データに２値化処理を施して白黒画像に変換するようになっている。

なお、領域分割部２２は、画像データ蓄積部２１に蓄積される特定の波長帯域の光に対応する画素の輝度値が一定値以上である場合の画素を白、画素の輝度値が一定値未満である場合の画素を黒に設定するようにしてもよい。また、一定値については、特定の波長帯域毎に対応し、例えば、波長帯域Ａであれば一定値となる輝度値は値Ａ、波長帯域Ｂであれば一定値となる輝度値は値Ｂ、というものである。

さらに、領域分割部２２は、変換された白黒画像の領域のうち、白の領域と黒の領域とに分割して白の領域を括り出すようになっている。なお、分割された白の領域は、ヘッドライトまたはテールライトに相当するものと推測される画像内の領域である。なお、図６は、カメラ１で得られた画像のうち白の領域のある画像を表しており、画像６０は、夜間にヘッドライトを点灯した２台の対向車を撮像して得られた白黒画像である。

領域計測部２３は、領域分割部２２によって分割された領域のうち特定の波長帯域の光がある領域の大きさを計測することで、ヘッドライトまたはテールライトに相当するものと推測される領域の大きさを求める。例えば、領域計測部２３は、白の領域の直径を算出したり、白の領域内に画素が何個あるかを計数する。

判定部２４は、領域計測部２３によって計測された領域の大きさが所定の範囲内か否かを判定するようになっている。例えば、判定部２４は、白の領域内の画素数が所定の範囲内にあると判定したとき、本当のヘッドライトまたはテールライトなのかを確認することができる。

また、所定の範囲については、特定の波長帯域毎に対応し、例えば、波長帯域Ａであれば所定の範囲は範囲Ａ、波長帯域Ｂであれば所定の範囲は範囲Ｂ、というものである。さらに、範囲Ａは、テールライトの大きさを満たすような範囲が設定され、範囲Ｂは、ヘッドライトの大きさを満たすような範囲が設定される。

なお、判定部２４が所定の範囲内にあると判定した場合、画像データ蓄積部２１Ａに蓄積されていた画像データを２値化処理したときの白の領域であれば、画像データ蓄積部２１Ａが波長帯域Ａに対応するため、白の領域はテールライトを表す。画像データ蓄積部２１Ｂに蓄積されていた画像データに２値化処理したときの白の領域であれば、画像データ蓄積部２１Ｂが波長帯域Ｂに対応するため、白の領域はヘッドライトを表す。

また、判定部２４は、所定の範囲内にあると判定した場合、ヘッドライト４をロービームにするための制御信号をヘッドライト制御ユニット３に出力するようになっている。

以上説明した領域分割部２２、領域計測部２３、および判定部２４は、ＣＰＵで実行されるプログラムのモジュールで構成してもよく、それぞれ電気回路で構成してもよい。

ヘッドライト制御ユニット３は、上述した制御信号に応じてヘッドライト４をロービームにするようになっている。勿論、ヘッドライト制御ユニット３は、制御信号の内容を、ヘッドライト４をロービームにするための信号、ヘッドライト４をハイビームにするための信号の２種類にしておき、制御信号に応じて車両１０のヘッドライト４をロービームしたり、ハイビームにすることもできる。

以下、本発明の実施の形態に係るヘッドライト制御装置の動作について説明する。図７は、本発明の実施の形態に係るヘッドライト制御装置の動作を示すフローチャートである。図７に示したフローチャートの処理は、カメラ１から出力された画像データが画像データ蓄積部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃに蓄積されたときに実行される。

まず、領域分割部２２には、画像データ蓄積部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの何れかに画像データが蓄積されたときに、蓄積された画像データが入力される（ステップＳ１）。

次に、領域分割部２２は、入力された画像データに２値化処理を施して白黒画像に変換し（ステップＳ２）、変換された白黒画像の領域のうち、白の領域と黒の領域とに分割して白の領域を抽出する（ステップＳ３）。

領域計測部２３は、領域分割部２２によって分割された領域のうち白の領域の大きさを計測することで、ヘッドライトまたはテールライトに相当するものと推測される領域の大きさを求める（ステップＳ４）。

判定部２４は、領域計測部２３によって計測された領域の大きさが所定の範囲内か否かを判定し（ステップＳ５）、所定の範囲内であった場合、ヘッドライト４をロービームにするための制御信号をヘッドライト制御ユニット３に出力する（ステップＳ６）。

なお、ステップＳ５では、計測された領域が画像データ蓄積部２１Ａの画像データであった場合、判定部２４は、先行車両のテールライトに対応する範囲で領域の大きさを判定する。また、計測された領域が画像データ蓄積部２１Ｂの画像データであった場合、判定部２４は、対向車両のヘッドライトに対応する範囲で領域の大きさを判定する。また、計測された領域が画像データ蓄積部２１Ｃの画像データであった場合、判定部２４は、他のヘッドライトに対応する範囲で領域の大きさを判定する。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係るヘッドライト制御装置は、撮像して得られた画像の領域うち、対向車両のヘッドライトや先行車両のテールライトに相当する特定の波長帯域の光がある領域の大きさが所定の範囲内と判定された場合、車両のヘッドライトをロービームにするよう制御するため、対向車両のヘッドライトや先行車両のテールライトの検出を簡単な処理にて実現することができる。

以上のように、本発明に係るヘッドライト制御装置は、対向車両のヘッドライトや先行車両のテールライトの検出を簡単な処理にて実現することができる効果を有し、車両のヘッドライトを制御する装置等に有用である。

本発明の実施の形態に係るヘッドライト制御装置を搭載する自動車などの車両の構成を模式的に示した図本発明の実施の形態に係るカメラの構成の概略を表す図本発明の実施の形態に係る光学フィルタの構造を表す断面図を示す図本発明の実施の形態に係る光学フィルタの正面図本発明の実施の形態に係る画像解析ユニットのブロック図カメラで得られた画像のうち白の領域のある画像を表す図本発明の実施の形態に係るヘッドライト制御装置の動作を示すフローチャート

符号の説明

１カメラ
２画像解析ユニット
３ヘッドライト制御ユニット
４ヘッドライト
１０車両
１１光学フィルタ
１２撮像素子
２１画像データ蓄積部
２２領域分割部
２３領域計測部
２４判定部
６０画像

Claims

車両のヘッドライトを制御するヘッドライト制御装置であって、
特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルタと、
前記光学フィルタを介して前記車両の前方を撮像する撮像部と、
前記撮像部で得られた画像内の領域のうち前記特定の波長帯域の光がある領域の大きさを計測する領域計測部と、
前記領域計測部によって計測された領域の大きさが所定の範囲内か否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記所定の範囲内と判定された場合、前記車両のヘッドライトをロービームにするよう制御するヘッドライト制御部とを備えたことを特徴とするヘッドライト制御装置。
前記領域計測部は、前記特定の波長帯域の光に対応する輝度値が一定値以上である領域の大きさを計測することを特徴とする請求項１に記載のヘッドライト制御装置。
前記特定の波長帯域は、先行車両のテールライトが放つ光の波長帯域であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッドライト制御装置。
前記特定の波長帯域は、６００ｎｍから７００ｎｍまでの光の波長帯域を含むことを特徴とする請求項３に記載のヘッドライト制御装置。
前記特定の波長帯域は、対向車両のヘッドライトが放つ光の波長帯域であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッドライト制御装置。
前記特定の波長帯域は、４５０ｎｍから５５０ｎｍまでの光の波長帯域を含むことを特徴とする請求項５に記載のヘッドライト制御装置。