JP2012126200A - 配光制御システム及び配光制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡素な構成によって自車の前照灯による配光状態を制御する。
【解決手段】配光制御システムは、画像処理装置の検出結果に基づいて対象車両の各外縁の位置を示す角度θ１、θ２を求め、それに基づいて自車両の前照灯による照射範囲を規定する角度α１、α２、β１、β２を算出し、その算出結果に基づいて配光状態を制御するための配光信号を出力する。角度α１は、右側前照灯と対象車両の右側の外縁とのなす角度に補正値を加算して求められる。角度α２は、右側前照灯と対象車両の左側の外縁とのなす角度に補正値を減算して求められる。角度β１は、左側前照灯と対象車両の右側の外縁とのなす角度に補正値を加算して求められる。角度β２は、左側前照灯と対象車両の左側の外縁とのなす角度に補正値を減算して求められる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用灯具の配光状態を制御するための技術に関する。

車両用灯具として、前方の車両の状態に応じて自車の前照灯の走行灯（ドライビングビーム）の点灯を制御するもの（ADB: Adaptive Driving Beam)が知られている。かかる車両用灯具は、前方に車両が存在する場合に、例えばその車両の部分だけ照明がカットされるように自車の前照灯の配光状態を制御する。このような車両用灯具の先行例は、例えば特開平７−１０８８７３号公報（特許文献１）に開示されている。

上記のような先行例の車両用灯具は、自車の前方の所定位置（例えばフロントウィンドウ中央上部）にカメラを設置し、そのカメラによって撮像された対象車両（先行車または対向車）の車体、もしくは尾灯や前照灯の位置を画像処理によって検出する。そして、検出された先行車や対向車の部分に自車の走行灯による光が照射されないように配光制御が行われる。

ところで、先行例の車両用灯具においては、カメラによる撮像画像に基づいて検出される対象車両の位置に応じて、自車の前照灯による照射範囲を求める必要があり、そのためには対象車両と自車との距離を検出する必要がある。したがって、自車にはレーダーやステレオカメラなどの距離計測手段が備わっている必要がある。しかしながら、レーダー等の距離計測手段を備えた場合には、前照灯による照射範囲をより精密に演算できるものの、システムとして構成が複雑になり、コスト増を招くという不都合がある。

特開平７−１０８８７３号公報

本発明に係る具体的態様は、より簡素な構成によって自車の前照灯による配光状態を制御し得る技術を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の配光制御システムは、車両用灯具による配光状態を制御するための配光制御システムであって、（ａ）自車両の前方に存在する対象車両を撮像するための撮像装置と、（ｂ）前記撮像装置から出力される画像データに基づいて前記対象車両の左右の各外縁を検出する画像処理装置と、（ｃ）前記画像処理装置による検出結果に基づいて前記配光状態を制御するための配光信号を出力する配光制御装置を含む。前記配光制御装置は、（ｄ）前記画像処理装置から得られる前記検出結果に基づいて、前記自車両を基準とした前記対象車両の各外縁の位置を示す角度θ１、θ２を求める車両角度検出部と、（ｅ）前記角度θ１、θ２の検出結果に基づいて、前記自車両の右側前照灯及び左側前照灯の各々による照射範囲を規定する角度α１、α２、β１、β２を算出する照射範囲算出部と、（ｆ）前記角度α１、α２、β１、β２の算出結果に基づいて前記配光状態を制御するための配光信号を出力する配光信号出力部を有する。そして、前記照射範囲算出部は、前記角度α１を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記右側前照灯と前記対象車両の右側の外縁とのなす角度を求め、これに第１の補正値を加算することによって定め、前記角度α２を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記右側前照灯と前記対象車両の左側の外縁とのなす角度を求め、これに第２の補正値を減算することによって定め、前記角度β１を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記左側前照灯と前記対象車両の右側の外縁とのなす角度を求め、これに第３の補正値を加算することによって定め、前記角度β２を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記左側前照灯と前記対象車両の左側の外縁とのなす角度を求め、これに第４の補正値を減算することによって定める。

上記システムにおいては、画像処理装置から得られる検出結果に基づいて、対象車両の各外縁（例えば、前照灯または尾灯の端部など）の位置を求め、これらの位置と自車両の右側前照灯および左側前照灯のそれぞれとの位置関係を求める。これらの位置関係は幾何学的な手法により簡単な演算で求めることができる。そして、自車両の各前照灯と対象車両の右側の外縁とのなす角度には補正値を加え、自車両の各前照灯と対象車両の左側の外縁とのなす角度には補正値を減ずることにより、対象車両の室内等に光が照射されないような適切な光の照射範囲を簡単に設定することができる。このように光の照射範囲を簡単な演算で求めているため高性能で高価な演算装置は不要であり、また、自車両と対象車両の間の距離を計測する手段も不要である。すなわち、より簡素な構成によって自車の前照灯による配光状態を制御し得る配光制御システムを実現できる。

上記システムにおいては、例えば、第１〜第４の補正値は、それぞれ、角度θ１と角度θ２の差分（θ１−θ２）に対して１より小さい係数を乗算することによって定めることができる。

角度θ１と角度θ２の差分（θ１−θ２）は、自車両を基準にした対象車両の両外縁の相対的位置を示す角度（開き角）となるので、この開き角を用いて各補正値を定めることにより、対象車両と自車両との位置関係等に応じて可変する好適な補正値が得られる。

上記システムにおいては、例えば、角度α１は、（θ１＋θ２）／２の値に第１の補正値を加算して定められ、角度α２は、｛（θ１＋θ２）／２−（θ１−θ２）｝の値に第２の補正値を減算して定められ、角度β１は、｛（θ１＋θ２）／２＋（θ１−θ２）｝の値に第３の補正値を加算して定められ、角度β２は、（θ１＋θ２）／２の値に第４の補正値を減算して定められる。

それにより、簡単な幾何学的計算に基づいて光の照射範囲を定めることができる。

一実施形態の車両用灯具の配光制御システムの構成を示すブロック図である。 車両角度検出部および角度補正値算出部による処理内容を説明するための図である。 配光制御システムの動作手順を示すフローチャートである。 配光制御システムによる配光制御の誤差評価の一例を示した図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の車両用灯具の配光制御システムの構成を示すブロック図である。図１に示す配光制御システム１は、車両用灯具２による配光状態を制御するための信号（以下「配光信号」という）を生成し、出力するものであり、カメラ（撮像装置）１１、画像処理装置１２、配光制御装置１３を含んで構成されている。

カメラ１１は、自車両の前方を撮像するためのものであり、車両の所定位置、例えばフロントウィンドウの中央上部に取り付けられる。このカメラ１１により自車両の前方に存在する対象車両（先行車または対向車）が撮像され、その画像データがカメラ１１から画像処理装置１２へ出力される。

画像処理装置１２は、カメラ１１から入力される画像データに対して所定の画像処理を実行する。例えば、画像処理装置１２は、画像データを２値化し、輪郭検出する等の画像処理を実行することによって、対象車両のランプ（前照灯あるいは尾灯）の位置を検出する。

配光制御装置１３は、画像処理装置１２による画像処理結果を取得し、それに基づいて、車両用灯具２へ供給するための配光信号を生成するものであり、車両角度検出部２１、照射範囲算出部２２および配光信号出力部２３を含んで構成されている。この配光制御装置１３は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステムにおいて所定のプログラムを実行することによって実現される。

車両角度検出部２１は、画像処理装置１２からの画像処理結果に基づいて、自車両の進行方向を基準として対象車両のランプ（前照灯または尾灯）の両端位置の相対的な位置を角度により求める。具体的には、車両角度検出部２１は、自車両から見て対象車両の右端の角度θ１と左端の角度θ２を求める。

照射範囲算出部２２は、車両角度検出部２１によって求められた角度θ１、θ２に基づいて、自車両の前照灯による照射範囲を定めるためのパラメータを算出する。パラメータの詳細については後述する。

配光信号出力部２３は、照射範囲算出部２２によって算出される上記のパラメータに基づいて、車両用灯具２による配光制御に用いるための配光信号を生成し、出力する。この配光信号を受けた車両用灯具２は、配光信号により定まる光の照射範囲を実現するように、内蔵するアクチュエータ等（図示省略）を動作させる。

本実施形態の配光制御システム１は上記構成を備えており、次にその動作を説明する。

図２は、車両角度検出部２１および照射範囲算出部２２による処理内容を説明するための図である。図２では、自車両と対象車両の位置関係が模式的な平面図により示されている。図示のように自車両の進行方向を基準軸ｏとし、これと直交する軸の右側へ向かう方向を距離等の数値の符号がプラスとなる方向（符号＋方向）とする。このとき、角度θ１、θ２は、それぞれ、カメラ１１によって撮像された対象車両のランプの両端と基準軸ｏとのなす角度である。車両角度検出部２１はこれらの角度を検出する。

また、自車両の右側前照灯が対象車両を照射しないように光の照射範囲を削除する右側端と基準軸ｏとのなす角度をα１とし、左側端と基準軸ｏとのなす角度をα２とする。同様に、自車両の左側前照灯が対象車両を照射しないように光の照射範囲を削除する右側端と基準軸ｏとのなす角度をβ１とし、左側端と基準軸ｏとのなす角度をβ２とする。照射範囲算出部２２は、車両角度検出部２１によって検出された角度θ１、θ２に基づいてこれらの角度（非照射角度）α１、α２、β１、β２を算出する。これらのα１、α２、β１、β２は、対象車両が先行車であればその側面鏡、対象車両が対向車であればその車室内をそれぞれ照射しないような値に設定される。図２では「発光ズレ」と示された部分である。この発光ズレ値は、例えば３０ｃｍ程度に設定される。

具体的には、対象車両のランプ幅を１．５ｍ、自車両のランプ幅を１．０ｍと仮定すると、α１、α２、β１、β２はそれぞれ以下の計算式により求められる。
α１＝中心角＋０．３６５×開き角
＝（θ１＋θ２）／２＋０．３６５×（θ１−θ２）
β２＝中心角−０．２×開き角
＝（θ１＋θ２）／２−０．２×（θ１−θ２）
α２＝（中心角−開き角）−０．３６５×開き角
＝（θ１＋θ２）／２−（θ１−θ２）−０．３６５×（θ１−θ２）
β１＝（中心角＋開き角）＋０．０３５×開き角
＝（θ１＋θ２）／２＋（θ１−θ２）＋０．０３５×（θ１−θ２）
すなわち、それぞれの角度は、対象車両のランプ外側の角度の中心角と開き角に基づいて得られる。なお、「０．３６５」、「０．２」、「０．０３５」の各係数は一例であり、対象車両や自車両のランプ幅やその他の条件に基づいて適宜に設定される。

図３は、配光制御システム１の動作手順を示すフローチャートである。

カメラ１１により自車両の前方に存在する対象車両が撮像されると（ステップＳ１１）、カメラ１１から出力される画像データに対して画像処理装置１２が所定の画像処理を実行する（ステップＳ１２）。

次に、車両角度検出部２１は、画像処理装置１２による画像処理結果に基づいて、上記した角度θ１、θ２を検出する（ステップＳ１３）。

次に、照射範囲算出部２２は、車両角度検出部２１によって検出された角度θ１、θ２に基づいて、自車両の前照灯による光の照射範囲を設定するために必要な角度α１、α２、β１、β２のそれぞれを算出する（ステップＳ１４）。

次に、配光信号出力部２３は、照射範囲算出部２２によって算出される上記の角度α１、α２、β１、β２に基づいて、車両用灯具２による配光制御に用いるための配光信号を生成し、出力する（ステップＳ１５）。

図４は、配光制御システム１による配光制御の誤差評価の一例を示した図である。上記のように本実施形態では、自車のランプ幅を既知として（例として１．０ｍ）、対象車両のランプ幅については、多くの車両における平均的な値として１．５ｍと仮定していた。図４ではこのランプ幅について、１．２ｍ、１．５ｍ、１．８ｍとそれぞれ設定した場合の角度α１、α２、β１、β２の値の変化について示したものである。図中にも示すように、ランプ幅が１．５ｍに対して±０．３ｍ程度の範囲であれば、対象車両の室内を照らすほどには自車両の前照灯による光の照射範囲が変化しないことがわかる。すなわち、対象車両のランプ幅を１．５ｍと仮定しているのに対し、実際に自車両の前方に存在する対象車両のランプ幅が仮定よりも広い場合や狭い場合であっても、本実施形態の配光制御システム１によれば、実用上差し支えないように、自車両による光の照射範囲を設定することができる。

以上のように本実施形態の配光制御システムでは、画像処理装置から得られる検出結果に基づいて対象車両の各外縁の位置を求め、これらの位置と自車両の右側前照灯および左側前照灯のそれぞれとの位置関係を求める。これらの位置関係は幾何学的な手法により簡単な演算で求めることができる。そして、自車両の各前照灯と対象車両の右側の外縁とのなす角度には補正値を加え、自車両の各前照灯と対象車両の左側の外縁とのなす角度には補正値を減ずることにより、対象車両の室内等に光が照射されないような適切な光の照射範囲を簡単に設定することができる。このように光の照射範囲を簡単な演算で求めているため高性能で高価な演算装置は不要であり、また、自車両と対象車両の間の距離を計測する手段も不要である。すなわち、より簡素な構成によって自車の前照灯による配光状態を制御し得る配光制御システムを実現できる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。

例えば、上記した実施形態においてはカメラ、画像処理装置および配光制御装置を含んで配光制御システムが構成されていたが、自車両に予めカメラおよび画像処理装置が備わっている場合には、それらのカメラ等と配光制御装置と組み合わせて配光制御システムを構築してもよい。また、カメラと画像処理装置とは一体に構成されていてもよい。

１…配光制御システム
２…車両用灯具
１１…カメラ（撮像装置）
１２…画像処理装置
１３…配光制御装置
２１…車両角度検出部
２２…照射範囲算出部
２３…配光信号出力部

Claims (4)

1. 車両用灯具による配光状態を制御するための配光制御システムであって、
   自車両の前方に存在する対象車両を撮像するための撮像装置と、
   前記撮像装置から出力される画像データに基づいて前記対象車両の左右の各外縁を検出する画像処理装置と、
   前記画像処理装置による検出結果に基づいて前記配光状態を制御するための配光信号を出力する配光制御装置、
   を含み、
   前記配光制御装置は、
   前記画像処理装置から得られる前記検出結果に基づいて、前記自車両を基準とした前記対象車両の各外縁の位置を示す角度θ１、θ２を求める車両角度検出部と、
   前記角度θ１、θ２の検出結果に基づいて、前記自車両の右側前照灯及び左側前照灯の各々による照射範囲を規定する角度α１、α２、β１、β２を算出する照射範囲算出部と、
   前記角度α１、α２、β１、β２の算出結果に基づいて前記配光状態を制御するための配光信号を出力する配光信号出力部、
   を有し、
   前記照射範囲算出部は、
   前記角度α１を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記右側前照灯と前記対象車両の右側の外縁とのなす角度を求め、これに第１の補正値を加算することによって定め、
   前記角度α２を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記右側前照灯と前記対象車両の左側の外縁とのなす角度を求め、これに第２の補正値を減算することによって定め、
   前記角度β１を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記左側前照灯と前記対象車両の右側の外縁とのなす角度を求め、これに第３の補正値を加算することによって定め、
   前記角度β２を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記左側前照灯と前記対象車両の左側の外縁とのなす角度を求め、これに第４の補正値を減算することによって定める、
   車両用灯具の配光制御システム。
2. 前記第１〜第４の補正値は、それぞれ、前記角度θ１と前記角度θ２の差分（θ１−θ２）に対して１より小さい係数を乗算することによって定められる、
   請求項１に記載の配光制御システム。
3. 前記角度α１は、（θ１＋θ２）／２の値に前記第１の補正値を加算して定められ、
   前記角度α２は、｛（θ１＋θ２）／２−（θ１−θ２）｝の値に前記第２の補正値を減算して定められ、
   前記角度β１は、｛（θ１＋θ２）／２＋（θ１−θ２）｝の値に前記第３の補正値を加算して定められ、
   前記角度β２は、（θ１＋θ２）／２の値に前記第４の補正値を減算して定められる、
   請求項１又は２に記載の配光制御システム。
4. 車両用灯具による配光状態を制御するための配光制御装置であって、
   自車両の前方に存在する対象車両の左右の各外縁を検出した結果が入力され、当該検出結果に基づいて、前記自車両を基準とした前記対象車両の各外縁の位置を示す角度θ１、θ２を求める車両角度検出部と、
   前記角度θ１、θ２の検出結果に基づいて、前記自車両の右側前照灯及び左側前照灯の各々による照射範囲を規定する角度α１、α２、β１、β２を算出する照射範囲算出部と、
   前記角度α１、α２、β１、β２の算出結果に基づいて前記配光状態を制御するための配光信号を出力する配光信号出力部、
   を備え、
   前記照射範囲算出部は、
   前記角度α１を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記右側前照灯と前記対象車両の右側の外縁とのなす角度を求め、これに第１の補正値を加算することによって定め、
   前記角度α２を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記右側前照灯と前記対象車両の左側の外縁とのなす角度を求め、これに第２の補正値を減算することによって定め、
   前記角度β１を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記左側前照灯と前記対象車両の右側の外縁とのなす角度を求め、これに第３の補正値を加算することによって定め、
   前記角度β２を、前記角度θ１、θ２に基づいて前記左側前照灯と前記対象車両の左側の外縁とのなす角度を求め、これに第４の補正値を減算することによって定める、
   車両用灯具の配光制御装置。

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