JP2009018804A - 自動車用補助機器制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】他車の運転手を眩惑させることなく、前方の視界を十分遠くまで確保することができる、しかも、複数の補助装置の動作のための信号処理を効率的に実行することできる装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両の周囲の状況を検出する周囲検出センサの出力と車両の動作を検出する車両情報センサの出力を入力して車両の補助機器の動作を制御する自動車用補助機器制御装置において、上記周囲検出センサの出力に基づいて、追い越し車、対向車又は先行車までの距離と方向を求め、左右のヘッドライトの点灯強度を左右独立に制御する。上記車両の補助機器の制御に必要な複数の処理を時分割処理によって行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドライト、車幅灯、ワイパ等の車両の補助機器を制御するための制御装置に関し、特に、車両の周囲の状況を検出するセンサからの出力に基づいて車両の補助機器を制御する制御装置に関する。

特表２００１−５１９７４４号公報には、ヘッドライトの設定光量を先行車もしくは対向車までの距離と水平位置の関数として求め、左右のヘッドライトを同時に自動的に減光するシステムが記載されている。

また、特開平１１−１１２９６８号公報には、画像処理装置と複数の車載電子機器を車内ＬＡＮによって接続したシステムが記載されている。このシステムでは、車載電子機器からのイベント要求に応じて、画像処理装置から画像処理結果を送り返し、車載電子機器を動作する。

また、特表２００２−５２６３１７号公報には、ヘッドライト前の車両がグレア・エリアの内にある場合に、連続可変ランプの照明範囲を減少させ、そうでない場合は全照明範囲に設定するシステムが記載されている。
特表２００１−５１９７４４号公報 特開平１１−１１２９６８号公報 特表２００２−５２６３１７号公報

特表２００１−５１９７４４号公報に記載された例では、他車両が自車両を追い越すとき、追い越し側と反対側のランプも、追い越し側のランプの光量まで減光するため、追い越し側と反対側の領域の照明が不十分となる。

特開平１１−１１２９６８号公報に記載された例では、車載電子機器からイベント要求があったとき車載電子機器と画像処理装置は、１対１の接続となっている。従って、優先順位の高い障害物、歩行者、白線等の識別を行うときに、画像の取り込みと処理を繰り返すこととなり、画像処理装置を効率的に動作させることができない。

特表２００２−５２６３１７号公報に記載された例では、例えば対向車が急に前方に現れたときでも、自車両のヘッドライトが徐々に減光されることになり、対向車が少なからずグレア・エリアに入って運転者を眩惑させてしまう可能性がある。

本発明は、ヘッドライトによって、追い越し車、対向車又は先行車の運転手を眩惑せせることなく、且つ、前方を最適に照明することができる装置を提供することを目的とする。

更に本発明は、車載の補助装置に接続された画像処理装置及び制御装置の処理を効率的に実行することができるシステムを提供することを目的とする。

本発明によると、車両の周囲の状況を検出する周囲検出センサの出力と車両の動作を検出する車両情報センサの出力を入力して車両の補助機器の動作を制御する自動車用補助機器制御装置において、上記周囲検出センサの出力に基づいて、追い越し車、対向車又は先行車までの距離と方向を求め、左右のヘッドライトの点灯強度及び／又は照射可能距離を左右独立に制御する。

また本発明によると、車両の周囲の状況を検出する周囲検出センサの出力及び／又は車両の動作を検出する車両情報センサの出力を入力して、補助機器であるヘッドライトを制御する自動車用補助機器制御装置において、上記ヘッドライトの点灯時及び／又は通常走行時には上記ヘッドライトを減光状態とし、上記周囲検出センサ及び／又は上記車両情報センサの出力に基づいて、上記ヘッドライトを段階的又は連続的に増光するように制御する。

従って本発明によれば、他車の運転手を眩惑させることなく、前方の視界を十分遠くまで確保することが可能となる。

更に本発明によれば、車両の周囲の状況を検出する周囲検出センサの出力と自車両の動作を検出する車両情報センサの出力を入力して車両の補助機器の動作を制御する自動車用補助機器制御装置において、上記車両の補助機器の制御に必要な複数の処理を時分割処理によって行う。

更に本発明によれば、車両の周囲の状況を検出する周囲検出センサの出力を入力して車両の複数の補助機器の動作を制御する自動車用補助機器制御装置において、単一の光学系によって構成された上記周囲検出センサからの入力信号を前記複数の補助機器に出力する。

従って、複数の補助装置の動作のための信号処理を効率的に実行することが可能となる。

本発明によれば、左右のヘッドライトの点灯強度の増減又は照射可能距離を左右独立に制御することが可能であるため、また、ヘッドライトの点灯時及び／又は通常走行時には減光状態とし、周囲検出センサ及び／又は車両情報センサの出力に基づいてヘッドライトを段階的又は連続的に増光することが可能であるため、ヘッドライトを使用するとき、対向車、追い越し車、先行車等の他の車両に対して眩惑させることなく視界をできるだけ遠くまで確保することが可能となる効果がある。

本発明によれば、車両に設けられた複数の補助装置の動作を制御するための制御装置、特に、画像処理装置を効率的に動作させることが可能となる効果がある。

図１を参照して説明する。図１は自動車に搭載されたセンサ、補助機器及び補助機器制御装置を含むシステムを示す。図示のように、このシステムは、車両の周囲の状況を検出する周囲検出センサ１、画像処理部３、車両の後方の照度を検出する後方照度センサ４、制御部５、メータ類の照明装置６、ナビゲーション装置の照明装置７、ライト駆動装置８、ワイパ９、デフロスタを含む空調装置１０、自車両の動作を認識する車両情報センサ１１、及び防眩機能を有する防眩ミラー１２を有する。

周囲検出センサ１は、車両の周囲の状況を検出するためのセンサであればどのようなものであってもよく、例えば、撮像装置、レーダ装置、光電センサ、又はそれらの少なくとも１つを含む組み合わせであってよい。しかしながら、ここでは、以下に、周囲検出センサは、撮像装置１であるとして説明する。

撮像装置１は、撮像レンズ１−１及び撮像素子（CCD：Charge Coupled Device）１−２を有する。画像処理部３はAD（Analog Digital）変換器３−１と画像処理IC（Integrated Circuit）３−２を有する。

制御部５は、CPU（Central Processing Unit）５−１、ROM（Read Only Memory）５−２、RAM（Random Access Memory）５−３、通信回路（CAN：Control Area Network）５−４、AD（Analog Digital）変換器５−５及びDA（Digital Analog）変換器５−６を有する。

撮像装置１は、車内の適当な位置、例えば、フロントガラスの内側に配置される。従って、撮像装置１は、追い越し車、対向車、先行車、前方の道路等を撮像し、画像認識処理によって、他の車両までの距離、他の車両の方向、車両の前方の状態、前方又は周囲の明るさ等を検出する。撮像装置１は、更に、フロントガラスの状態等を撮像し、画像認識処理によって、降雨の状態、フロントガラスの曇り状態等を検出する。

こうして画像認識処理によって得られた他の車両までの距離、他の車両の方向、車両の前方の状態、前方又は周囲の明るさ等の情報の少なくとも１つに基づいて、ヘッドライトの点灯強度及び／又は照射可能距離を左右独立に制御する。また、こうして画像認識処理によって得られた降雨の状態、フロントガラスの曇り状態等の情報の少なくとも１つに基づいて、ワイパの動作速度及び間欠時間を制御し、空調装置のデフロスタを制御する。

撮像レンズ１−１は、被写体からの光を集光し、その像を撮像素子１−２の受光面に結像させる。撮像素子１−２はモノクロ用ＣＣＤであってよく、受光面にマトリックス状に配列された受光ダイオード群（画素群）と、これらの画素群にトランスファゲートを介して隣接形成された垂直電荷転送路群と、垂直電荷転送路群の終端部分に形成された水平電荷転送路群とを有する。そして、フィールド周期より短い露光期間に画素群に蓄積された全ての画素電荷を露光期間終了と同時に電荷転送ゲートを介して垂直電荷転送路群へ電荷転送し、さらに垂直電荷転送路群に設けられている転送電極群に印加される走査読出制御信号に同期して一列分ずつ水平電荷転送路ヘ転送させつつ点順次で各画素電荷を読み出す。

ここで撮像装置１は、単一の光学系によって構成されることが好ましい。ここで単一の光学系とは、焦点や絞り等を変化させる機構を持たない、固定焦点、固定絞りの光学系である。このような上記周囲検出センサからの入力信号を、後述するように複数の補助機器に出力することにより、処理対象である入力信号が単一化され、信号処理を効率的に実行することが可能となる。

画像処理部３では、撮像素子１−２からのアナログ信号をAD変換器３−１によりデジタル信号に変換し、これを画像処理IC３−２において画像処理ロジックにより処理し、制御部５のRAM５−３に転送する。ここでデジタル信号に対して映像処理（γ補正処理など）を行ってもよい。

次に制御部５における処理を説明する。CPU５−１は、ROM５−２からのアルゴリズムに従って、RAM５−３に保存された映像に対して、差分抽出処理、エッジ抽出処理などを行い、その結果をRAM５−３に転送する。CPU５−１は、さらに、RAM５−３に格納された処理結果から画像認識処理を行い、追い越し車、対向車又は先行車の距離及び方位の検出、前方又は周囲の明るさ、雨滴及び雨量の検出、窓のくもり検出などを行う。

CPU５−１は、RAM５−３に保存された映像から車両の前方の明るさを求める。また、後方照度センサ４から車両の後方の明るさを求める。CPU５−１は、車両の前方の明るさと後方の明るさから、ライトを点灯すべきか否か、ライトの光量、メータやナビゲーション装置のイルミネーションの明るさ、防眩ミラーの透過率等を決定する。CPU５−１は、更に、RAM５−３に保存された映像から、雨量を検出し、ワイパの動作速度及び間欠時間を制御する。また、フロントガラスの曇り状態を検出し、空調装置のデフロスタを制御する。

車両情報センサ１１からの信号は通信回路（CAN）５−４を介してCPU５−１等に送信され、CPU５−１からの信号は、通信回路（CAN）５−４を介して補助機器６、７、８、９、１０に送信される。

この実施形態では、制御部５に周囲検出センサ１及び車両情報センサ１１からの信号が入力されているが、少なくともいずれか一方が接続されている実施形態を排除している訳ではなく、制御する補助機器が使用するどちらか一方のセンサのみが備えられていても良い。

図２を参照して、ライト駆動装置８について説明する。ライト駆動装置８は、CPU８−１、ROM８−２、RAM８−３、通信回路（CAN）８−４、及びI/Oポート８−５を有する。ライト駆動装置８は、通信回路（CAN）８−４を介して、制御部５及び車両情報センサ１１に接続され、I/Oポート８−５を介して、ヘッドライト２１、２２、２３、２４及び車幅灯２５に接続されている。

ヘッドライトは、前方を遠方まで照射する長配光（Hiビーム）ライト２１、２２と対向車の運転者を眩惑しないための短配光（Loビーム）ライト２３、２４を有する。本例によると、長配光（Hiビーム）と短配光（Loビーム）は、左右独立に制御される。即ち、ヘッドライトの照射可能距離は左右独立に制御される。この長配光は「走行ビーム」、短配光は「すれ違いビーム」と呼ばれることもある。

ライト駆動装置８は、通信回路（CAN）８−４を介して、制御部５よりヘッドライトの点灯強度信号を受信する。CPU８−１は、各ヘッドライトに設けられた回路のトランジスタを周期的にON−OFFさせるスイッチング信号を生成する。ONの時間を長くするとヘッドライトは明るくなり、短くすると暗くなる。CPU８−１は、ROM８−２に格納されたプログラムに従って、ヘッドライトの点灯強度信号と一対一で対応するON時間を算出し、I/Oポートの状態を変更する。

車幅灯２５は、車両の前方と後方の両サイドに装着されている。車幅灯２５の点灯状態は、ONとOFFのいずれかである。ライト駆動装置８は、通信回路（CAN）８−４を介して、制御部５より車両の前方又は周囲の明るさ信号を受信する。CPU８−１は、前方又は周囲の明るさ信号に基づいて、ROM８−２に格納されたプログラムに従って、I/Oポートの状態を変更する。

さらに、ライト駆動装置８は、通信回路（CAN）８−４を介して、運転者のスイッチ動作を入力する。ヘッドライトと車幅灯の点滅は、運転者のスイッチ動作によって優先的に作動する。スイッチ状態には、OFF、車幅灯ON、LoビームON、HiビームON、オートの状態がある。

図３を参照して、ライト駆動装置８におけるヘッドライトと車幅灯の点滅の動作を説明する。ステップ３−１では、スイッチ状態が「オート」になっているか否かを判定する。「オート」でない場合には、ステップ３−２に進み、スイッチ状態が「Ｈｉビーム」であるか否かを判定する。スイッチ状態が「Ｈｉビーム」の場合には、ステップ３−３に進み、車幅灯を点灯し、Ｌｏビームを消灯し、Ｈｉビームを点灯する。スイッチ状態が「Ｈｉビーム」でない場合には、ステップ３−４に進み、スイッチ状態が「Ｌｏビーム」であるか否かを判定する。スイッチ状態が「Ｌｏビーム」の場合には、ステップ３−５に進み、車幅灯を点灯し、Ｌｏビームを点灯し、Hiビームを消灯する。

スイッチ状態が「Ｌｏ」でない場合には、ステップ３−６に進み、スイッチ状態が「車幅灯」であるか否かを判定する。スイッチ状態が「車幅灯」の場合には、ステップ３−７に進み、車幅灯のみを点灯する。スイッチ状態が「車幅灯」でない場合には、ステップ３−８に進み、全てのライトを消灯する。

ステップ３−１にて、スイッチ状態が「オート」の場合には、ステップ３−９に進み、制御部５から送信された点灯命令が「ライト」であるか否かを判定する。点灯命令が「ライト」の場合には、ステップ３−１０に進み、制御部５から送信されたHiビームの点灯強度からHiビーム駆動信号を生成する。ステップ３−１１にて、Hiビームを点灯する。さらに、ステップ３−１２にて、Loビームの点灯強度からLoビーム駆動信号を生成する。ステップ３−１３にて、Loビームを点灯する。

ここで、ビームの点灯強度からビーム駆動信号を生成する方法を説明する。制御部５から送信されるビームの点灯強度は、ビームをフル点灯させるべき時を１００％とし、ビームを消灯すべき時を０％とし、ビームを点灯させるべき強度の比率によって表される。この比率に応じて、ランプを駆動するトランジスタの駆動時間を算出する。上述したようにランプの点灯は、トランジスタのONとOFFを周期的に、例えば、１０msec毎に、繰り返すことによってなされる。ランプの光量又は点灯強度の調節は、点灯時間の中のONとOFFの比率を調節することによってなされる。この比率は、ビームの点灯強度に従って設定する。ビームの点灯強度が３０％であれば、ON時間を３msec、OFF時間を７msecとしてトランジスタを駆動すればよい。

尚、ステップ３−９において点灯命令が「ライト」である場合、ライト点灯時の初期値、または通常走行時の値として、減光状態とすることが好ましい。ここで減光状態とは、対向車を眩惑しない程度の明るさを発生している状態のことを言い、Hiビームを５０％以下、Loビームを５０％以上と設定することが好ましい。また、Hiビームを０％、Loビームを１００％としても良い。このように設定することにより、ライトを点灯したときにいきなり増光状態となり、その時点でたまたま対向していた他車の運転手を眩惑させることを回避し、安全性が向上する。また、いきなりライトが前方の標識等に反射し、自車運転者が眩惑することも回避することができる。

ステップ３−９にて、点灯命令が「ライト」でない場合には、ステップ３−１４に進み、点灯命令が「車幅灯」であるか否かを判定する。点灯命令が「車幅灯」である場合には、ステップ３−１５に進み、HiビームもLoビームも点灯しないで、車幅灯のみを点灯する。点灯命令が「車幅灯」でない場合には、ステップ３−１５に進み、全てのライトを消灯する。

図４を参照して、追い越し車までの距離と角度、ヘッドライトの点灯強度の決定と動作を説明する。図４（１）は、追い越し車が自車両の右隣りにいる状態を示す。追い越し車は、まだ、撮像装置の撮像画角内に入っていないため検出されない。このとき、自車両の左右のヘッドライトのHiビームは、周囲に車両が検出されていないことから１００％点灯していたとする。図４（２）は、追い越し車が進んで撮像装置の撮像画角内に入ってきた状態を示す。自車両のヘッドライトの右側のHiビームの点灯強度を、追い越し車までの距離と追い越し車の方位角に対応して下げる。図４（３）は、追い越し車がさらに進んだ状態を示す。このときには、左右のヘッドライトの点灯強度を、追い越し車までの距離と追い越し車の方位角に対応して下げる。図４（４）は、追い越し車がさらに進み、自車両のヘッドライトが追い越し車の運転手を眩惑させる虞がなくなり、ヘッドライトの点灯強度を１００％のレベルに上げた状態を示す。

以上の説明のように、追い越し車の位置を検出することによって、自車両のヘッドライトの点灯強度を調節するため、追い越し車の運転手を眩惑させることがなく、更に、自車両の前方の視界を確保することができる。ここでは追い越し車を検出する場合を説明したが、先行車、対向車を検出する場合も同様である。

ここで、点灯強度を１００％のレベルに上げるときには、ライトを段階的又は連続的に増光するように制御することが好ましい。具体的には、図３のステップ３−１０、ステップ３−１２において、内部カウンタや内部タイマを用いてHi, Loビーム駆動信号をステップ的にまたはリニアに変化させる。また、ヘッドライトの点灯強度を下げるときには、瞬間的、または上記増光速度よりも速い速度で減光させることが好ましい。これにより、例えば増光中に追い越し車が高速で撮像画角内に入ったとしても、すばやく減光することができ、追い越し車の運転手を少しでも眩惑させることなく、安全性が向上する。

次に図５、図６、及び図７を参照して、制御部５において、ヘッドライトのビームの点灯強度を算出する方法について説明する。第１の例では、車速によりヘッドライトの点灯強度を決める。図５に示すように、低速時（例えば２０km/h以下）では、Hiビームを消灯し、Loビームのみを点灯させる。車速が上昇すると、Hiビームを点灯し、Loビームの点灯強度を下げる。高速時（例えば４０km/h以上）では、Loビームを消灯し、Hiビームの点灯強度を最大にする。それによって、運転者の心理「車速が高いほど遠くを見たい」を満足させることができる。本例では、Loビームの点灯強度は、以下の算出式により決定する。
Loビームの点灯強度＝１００−Hiビームの点灯強度 （式１）

次に、第２の例では、減速時及び加速時にヘッドライトの点灯強度を補正する。加速時にはヘッドライトの光軸が上向きになりピッチ方向に傾斜したと同様な効果が生じ、対向車へ眩しさを与える虞がある。従って、図６に示すように、ヘッドライトの点灯強度の調整率をマイナス側に設定する。減速時にはヘッドライトの光軸が下向きとなり、車両の前方の照射領域が短くなり、運転者の視認領域が短くなる。そこで、図６に示すように、ヘッドライトの点灯強度の調整率をプラス側に設定する。

次に第３の例では、自車両から追い越し車、対向車又は先行車までの距離に基づいてヘッドライトのビームの点灯強度を算出する。自車両から他車までの距離が短いと、Hiビームによって、他車へ眩しさを与える虞がある。一方、自車両から他車までの距離が長いと、Hiビームによって、他車へ眩しさを与える虞は少ない。図７に示すように、自車両から他車までの距離が短い場合には、Hiビームの点灯強度を小さくし、自車両から他車までの距離が長い場合には、Hiビームの点灯強度を大きくする。Loビームの点灯強度は、次の算出式により決定する。
Loビームの点灯強度＝１００−Hiビームの点灯強度 （式２）

ヘッドライトのビームの点灯強度は、以上の３つの方法によって得られたビームの点灯強度を統合して算出される。

次に、図８、図９及び図１０を参照して、撮像装置からの画像信号に基づいて、ヘッドライトの点灯命令を生成する方法を説明する。

図８は、撮像装置において、シャッタ速度を変化させたとき、被写体の輝度（ｃｄ／ｍ２）（横軸）と撮像素子を介してRAMに取り込まれた信号値（濃度値と定義する）（縦軸）の関係を示す。図８に示す１０個の曲線は、シャッタ速度を１０段階に変化させたときの特性を示す。ここでシャッタ速度とは、撮像素子において電荷を蓄積する時間のことである。図８の１０個の曲線のシャッタ速度は、左から、１/６０、１/１２０、１/１８０、１/２５０、１/５００、１/１０００、１/２０００、１/４０００、１/１００００、１/３００００である。

各曲線において、被写体の輝度が所定の値より大きい場合及び小さい場合に、濃度値は一定になる。即ち、濃度値が飽和する。例えば、あるシャッタ速度で対向車を撮像すると、対向車のヘッドライトの輝度が大きいため、濃度値が明飽和し、ブルーミングが起きる。ブルーミングについては、図１１を参照して説明する。また、道路照明のない道路にて、ヘッドライトの照射範囲外を撮像すると、被写体が暗すぎて濃度値が暗飽和する。このような場合には、シャッタ速度を変えることによって、適度な濃度値を得ることができる。好ましくは、濃度値が８０から１６０の間となるように、シャッタ速度を設定する。

図９を参照して、最適なシャッタ速度を求める方法を説明する。ステップ９−１にて、撮像した映像のすべての画素について以下の処理が終了したかを判別する。終了していない時は、ステップ９−２に進み、現在、処理の対象となっている画素の濃度値が２００以上であるか否かを判定する。濃度値が２００以上であれば、飽和しているみなし、ステップ９−３に進み、明飽和画素数カウンタをアップする。ステップ９−４にて、明飽和画素数カウンタのカウント値が全画素の半分の数以上であるか否かを判定する。明飽和画素数カウンタのカウント値が全画素の半分の数以上である場合には、ステップ９−５に進み、現在のシャッタ速度が不適当であると判断し、シャッタ速度を２段階アップさせて、処理を終了する。ステップ９−４にて、明飽和画素数カウンタのカウント値が全画素の半分の数以上でなければ、最初のステップ９−１に戻る。

ステップ９−２にて、現在、処理の対象となっている画素の濃度値が２００以上でなければ、ステップ９−６に進む。ステップ９−６にて、現在、処理の対象となっている画素の濃度値が５０以下であるか否かを判定する。濃度値が５０以下であれば、ステップ９−７に進み、暗飽和画素数カウンタをアップする。ステップ９−８にて、暗飽和画素数カウンタのカウント値が全画素の半分の数以上であるか否かを判定する。暗飽和画素数カウンタのカウント値が全画素の半分の数以上である場合には、ステップ９−９に進み、現在のシャッタ速度が不適当であると判断して、シャッタ速度を２段階ダウンさせて、処理を終了する。

ステップ９−８にて、暗飽和画素数カウンタのカウント値が全画素の半分の数以上でない場合には、ステップ９−１に戻る。ステップ９−６にて、現在、処理の対象となっている画素の濃度値が５０以下でない場合には、ステップ９−１に戻る。

ステップ９−１にて、撮像した映像のすべての画素について上述の処理が終了した場合には、ステップ９−１０に進み、その映像の画素の濃度値の平均値を算出し、それが１６０より大きいか否かを判定する。濃度値の平均値が１６０より大きい場合には、ステップ９−１１に進み、現在のシャッタ速度を１段階アップして、ステップ９−１２に進む。濃度値の平均値が１６０より大きくない場合には、ステップ９−１２に進む。

ステップ９−１２にて、濃度値の平均値が８０より小さいか否かを判定する。濃度値の平均値が８０より小さい場合には、ステップ９−１３に進み、シャッタ速度を１段階ダウンする。濃度値の平均値が８０より小さくない場合には、処理を終了する。

図１０を参照して、シャッタ速度に基づいて、ヘッドライトを点灯するか否かを判定する方法を説明する。ステップ１０−１にて、シャッタ速度が５より大きいか否かを判定する。シャッタ速度が５より大きい場合には、昼間であると判断し、ステップ１０−２に進み、ヘッドライト及び車幅灯を消灯する。シャッタ速度が５より大きくない場合には、ステップ１０−３に進み、シャッタ速度が２以上且つ４以下であるか否かを判定する。シャッタ速度が２以上且つ４以下である場合には、夕暮れであると判断し、ステップ１０−４に進み、車幅灯のみを点灯する。シャッタ速度が２以上且つ４以下でない場合には、ステップ１０−５に進み、シャッタ速度が２より小さいか否かを判定する。シャッタ速度が２より小さい場合には、シャッタ速度は１であり、夜であると判断し、ステップ１０−６に進み、ヘッドライトを点灯する。シャッタ速度が２より小さくない場合には、シャッタ速度は５であり、現在の状態を保持する。

図１１を参照して、先行車及び対向車の検知方法を説明する。図１１（１）は、先行車（図示の左側の車両）および対向車（図示の右側の車両）が自車両の前方にいるときの位置関係を示している。夜間においては、先行車および対向車は車幅灯及びヘッドライトを点灯している。そこで、映像を撮像する時に車幅灯やヘッドライトの領域がブルーミングを起こさないように、シャッタ速度を設定する。車幅灯とヘッドライトの明るさは大きく異なるため、異なるシャッタ速度で撮像しなければ、ブルーミングを起こさない映像を入手できない。

図１１（２）は、早いシャッタ速度で撮像した時の映像である。車幅灯はヘッドライトより暗いため映らず、対向車のヘッドライトのみが映っている。このように左右に対となった明るい部分が対向車の領域である。２つの明るい部分の間の映像上の距離は、自車両から対向車までの距離に比例する。従って、２つの明るい部分の間の距離を算出することによって、自車両から対向車までの距離を算出することができる。また、２つの明るい部分の水平位置によって、自車両から対向車までの方位角が求まる。

図１１（３）は、遅いシャッタ速度で撮像した時の映像である。先行車の車幅灯はブルーミングを起こさず、対向車のヘッドライトはブルーミングを起こして撮像される。

図１２、図１３、図１４及び図１５を参照して、本例の自動車用補助機器制御装置における動作のタイミングを説明する。これらのタイミングチャートにおいて、横軸は時間であり、時間の単位として、フィールド（１フィールド：１６.７msec）を使用する。本例では、自動車用補助機器制御装置における動作又は処理は、フィールドを単位とする時分割にて行われる。図１１を参照して説明したように、対向車を検出するときは、ヘッドライトによるブルーミングを防止するために早いシャッタ速度で撮像する。先行車を検出するときは、車幅灯の画像を得るために遅いシャッタ速度で撮像する。

図１２は、運転者のスイッチ操作によりヘッドライトが点灯された場合に、先行車又は対向車を検出してヘッドライトの光量を変更する機能のみを自動的に実行する時のタイミングチャートである。第１フィールドにて、撮像装置１の撮像素子１−２は、対向車を検出するために早いシャッタ速度で露光を行う。第２フィールドにて、画像処理部３は、早いシャッタ速度による画像を取り込む。このとき、同時に、撮像素子１−２は、先行車を検出するために遅いシャッタ速度で露光を行う。

第３フィールドにて、制御部５は、早いシャッタ速度による画像から対向車を検出する。同時に画像処理部３は、遅いシャッタ速度の画像を取りこむ。第４フィールドにて、制御部５は、遅いシャッタ速度による画像から先行車を検出する同時に、撮像装置１の撮像素子１−２は、早いシャッタ速度で露光を行う。第５フィールドにて、制御部５は、第３フィールドにて検出した対向車の距離と方位角を求め、第４フィールドにて検出した先行車の距離と方位角を求め、ヘッドライトのビームの点灯強度を求める。同時に、画像処理部３は、早いシャッタ速度の画像を取り込み、撮像素子１−２は、遅いシャッタ速度で露光を行う。

第６フィールドにて、制御部５は、ビームの点灯強度を通信部（CAN）５−４を介してビーム駆動装置８に出力する。同時に、制御部５は、早いシャッタ速度による画像から対向車を検出し、画像処理部３は、遅いシャッタ速度の画像を取りこむ。以上が一連の処理であり、３フィールド（約５０msec）毎の処理周期が実現できる。

本例では、同一フィールドにて同時に複数の処理を行う。例えば、第５フィールドにおいて、「早いシャッタ速度による画像の取り込み」、「遅いシャッタ速度による露光」、及び、「距離及び方位角の算出」を行う。しかしながら、これらの処理は異なる信号処理部にて実行される。例えば「早いシャッタ速度による画像の取り込み」は画像処理部３が行い、「遅いシャッタ速度による露光」は撮像装置１が行い、「距離及び方位角の算出」は制御部５が行う。従って、信号処理部の動作の効率が高くなる。

図１３は、昼間の自動オートライトの点灯動作のタイミングチャートを示す。周囲が明るい昼間は、ヘッドライトが点灯されていないため、ヘッドライトの光量を変更する動作を行う必要がない。従って、周囲が暗くなってヘッドライトを点灯する必要があるか否かを判定するオートライトの機能のみを行う。

第１フィールドにて、撮像装置１の撮像素子１−２は、前回処理で決定されたシャッタ速度で露光を行う。第２フィールドにて、画像処理部３は、その画像を取り込む。第３フィールドにて、制御部５は、取り込み画像からヘッドライトを点灯するか否かを判定する。第４フィールドにて、制御部５は、点灯すべきか否かの命令を通信部（CAN）５−４を介してビーム駆動装置８に出力する。以上が一連の処理であり、４フィールド（約６６.７msec）毎の処理周期が実現できる。

図１４は夕刻時などの周辺の明るさが変化しているとき、オートライトの機能とヘッドライトの光量を変更する機能を同時に行うときのタイムチャートを示す。図１２のタイムチャートに図１３のタイムチャートに含まれる４つの処理を挿入すればよい。しかしながら、１つのフィールドには、撮像装置１による露光処理は１つしか挿入することができない。１つのフィールドには、画像処理部３による画像の取り込み処理は１つしか挿入することはできない。

本例では、対向車を検出するための早いシャッタ速度による露光を、第１、第５、第９フィールドにて行い、先行車を検出するための遅いシャッタ速度による露光を、第２、第６、第１０フィールドにて行う。オートライトのための露光を、第４、第８、第１２フィードにて行う。

図１５は夜となって周辺の明るさが変化しなくなったとき、オートライトの機能とヘッドライトの光量を変更する機能を同時に行うときのものタイムチャートを示す。図１２のタイムチャートに図１３のタイムチャートに含まれる４つの処理を挿入すればよい。本例では、対向車を検出するための早いシャッタ速度による露光を、第１、第４、第７フィールドにて行い、先行車を検出するための遅いシャッタ速度による露光を、第２、第５、第８フィールドにて行う。オートライトのための露光を、第６、第１２、第１８フィードにて行う。

以上本発明を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に理解されよう。

本発明による自動車用補助機器制御装置を含むシステムの構成を示す図である。 本発明による自動車用補助機器制御装置に接続されたライト駆動装置の構成を示す図である。 本発明によるライト駆動装置の動作を示す流れ図である。 他の車両が自車両を追い越すときのヘッドライトの点灯状態を示す図である。 車速とヘッドライトの点灯強度の関係を示す図である。 加速度とヘッドライトの点灯強度の調整率の関係を示す図である。 自車両から対向車又は追い越し車までの距離とヘッドライトの点灯強度の関係を示す図である。 被写体の輝度と撮像素子の信号の濃度の関係を示す図である。 最適なシャッタ速度を求める処理を説明するための流れ図である。 ヘッドライト及び車幅灯の点灯命令を生成する処理を説明するための流れ図である。 夜間での先行車及び対抗車を撮像装置によって撮影した結果を説明するための説明図である。 運転者のスイッチ操作によりライト点灯を行う場合において、ヘッドライトの光量を変更する動作のみを実行するときのタイミング図である。 昼間のように周囲が明るいときに、ヘッドライトの光量を変更する機能は実行することなく、ライト点灯するか否かの判定動作のみを実行するときのタイミング図である。 夕刻時などの周囲の明るさが変化するとき、オートライトの機能とヘッドライトの光量を変更する機能を同時に行うときのタイミング図である。 夜となって周辺の明るさが変化しなくなった時、オートライトの機能とヘッドライトの光量を変更する機能を同時に行うときのタイミング図である。

符号の説明

１…撮像装置、３…画像処理部、４…後方照度センサ、５…制御部、６…メータ類の照明装置、７…ナビゲーション装置の照明装置、８…ライト駆動装置、９…ワイパ、１０…空調装置、１１…車両情報センサ、１２…防眩ミラー

Claims (7)

1. 車両のフロントガラスの内側に装着された撮像装置の出力と自車両の動作を検出する車両情報センサの出力を入力して車両の補助機器の動作を制御する自動車用補助機器制御装置において、上記車両の補助機器の制御に必要な複数の処理を時分割処理によって行い、上記時分割処理における時分割の単位時間は、上記撮像装置による画像信号の１フィールドであることを特徴とする自動車用補助機器制御装置。
2. 請求項１記載の自動車用補助機器制御装置において、上記時分割処理における時分割の１単位時間に、互いに異なる信号処理装置によって実行される互いに異なる複数の処理が割り当てられていることを特徴とする自動車用補助機器制御装置。
3. 請求項１記載の自動車用補助機器制御装置において、上記時分割処理によって実行される複数の処理は、上記撮像装置によって検出された周囲の状況に基づいて変更されることを特徴とする自動車用補助機器制御装置。
4. 請求項１記載の自動車用補助機器制御装置において、上記時分割処理によって実行される複数の処理のうち、上記撮像装置の出力毎に実行される処理群を周期的に実行することを特徴とする自動車用補助機器制御装置。
5. 請求項１記載の自動車用補助機器制御装置において、上記撮像装置によって得られ、上記時分割処理に応じて取り込まれた画像を画像認識処理することによって、他の車両までの距離、他の車両の方向、前方又は周囲の明るさ、雨量、及びフロントガラスの曇り量のうちの少なくとも１つを検出することを特徴とする自動車用補助機器制御装置。
6. 請求項５記載の自動車用補助機器制御装置において、上記画像認識処理によって検出された他の車両までの距離、他の車両の方向及び前方又は周囲の明るさのうちの少なくとも１つに基づいて左右のヘッドライトの点灯強度及び／又は照射可能距離を左右独立に制御することを特徴とする自動車用補助機器制御装置。
7. 請求項５記載の自動車用補助機器制御装置において、上記画像認識処理によって検出された雨量に基づいてワイパの動作速度および間欠時間を制御し、上記フロントガラスの曇り量に基づいて空調装置のデフロスタを制御することを特徴とする自動車用補助機器制御装置。

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