JP2012166716A - Vehicle light distribution control device and light distribution control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自車前方を照明する照明装置の配光を制御する車両配光制御装置及び配光制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle light distribution control device and a light distribution control method for controlling the light distribution of a lighting device that illuminates the front of the vehicle.
従来から、カーブや登坂路の頂上付近等での道路形状に起因して他車両をレーダやカメラ等により検出できない場合を考慮して、自車と他車両との間の車車間通信により他車両の存在および位置状態を検出し、他車両が自車の前照灯の照射領域内に侵入するタイミング等において、他車両の運転者に対して自車の前照灯による照射が眩惑を与えないように、前照灯の照射状態(例えば、照射方向や照射領域等)を変更することにより、自車の運転者の進行方向前方の視認性が低下してしまうことを抑制しつつ、他車両の運転者に眩惑を与えてしまうことを防止しようとする技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Considering the case where other vehicles cannot be detected by radar or camera due to the shape of the road near the top of the curve or uphill road, etc. Detecting the presence and position of the vehicle and irradiating the other vehicle's headlamp with the vehicle's headlamp at the timing when the other vehicle enters the irradiation region of the vehicle's headlamp, etc. As described above, by changing the irradiation state of the headlamp (for example, the irradiation direction, the irradiation region, etc.), it is possible to prevent other vehicles from being deteriorated in the visibility in front of the driver of the own vehicle in the traveling direction. There is known a technique for preventing the driver of the vehicle from being dazzled (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、他車両との間の車車間通信等のような外部との通信で得る他車両情報は、その取得後の時間の経過に起因して、現時点の他車両の位置を精度良く表わしていない場合があり、他車両が自車の前照灯の照射領域内に侵入するタイミングを精度良く検出できない場合がありうる。かかる場合には、既に他車両が自車の前照灯の照射領域内に侵入してから前照灯の照射状態の制御が実施されうり、他車両の運転者にグレアを与えてしまうことを防止できない場合がありうる。これに対して、短時間の周期で車車間通信を繰り返し行う構成やビーコン等のインフラを短い距離毎に設置すること等が考えられるが、通信負荷やインフラコストが大きくなるという問題がある。 However, other vehicle information obtained by communication with the outside such as inter-vehicle communication with another vehicle does not accurately represent the position of the other vehicle at the present time due to the passage of time after the acquisition. In some cases, the timing at which another vehicle enters the irradiation area of the headlamp of the host vehicle cannot be detected with high accuracy. In such a case, the control of the irradiation state of the headlamp may be performed after the other vehicle has already entered the irradiation area of the headlamp of the own vehicle, and glare may be given to the driver of the other vehicle. There are cases where it cannot be prevented. On the other hand, a configuration in which vehicle-to-vehicle communication is repeatedly performed in a short cycle or an infrastructure such as a beacon can be installed at every short distance. However, there is a problem that communication load and infrastructure cost increase.
また、登坂路の頂上付近等のような高低差の有する道路環境では、自車の前照灯の照射領域と他車両との関係を1次元又は2次元で考慮するだけでは、他車両が自車の前照灯の照射領域内に侵入するタイミングを精度良く検出できない場合があり、前照灯の照射状態の変更タイミングが不適切となる場合がありうる。 Also, in a road environment with a height difference such as the vicinity of the top of a climbing road, the other vehicle will be able to move by simply considering the relationship between the irradiation area of the headlight of the own vehicle and the other vehicle in one or two dimensions. There is a case where the timing of entering the irradiation area of the headlamp of the car cannot be detected with high accuracy, and the timing of changing the irradiation state of the headlamp may be inappropriate.
そこで、本発明は、通信負荷等の増加を回避しつつ、外部との通信で得る他車両情報に基づいて照明装置の照射範囲の変更タイミングを適切に決定することができる車両配光制御装置及び配光制御方法の提供を目的とする。 Therefore, the present invention provides a vehicle light distribution control device capable of appropriately determining the change timing of the illumination range of the lighting device based on other vehicle information obtained by communication with the outside while avoiding an increase in communication load and the like. An object is to provide a light distribution control method.
上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、自車前方を照明する照明装置と、
自車前方の他車両の位置情報及び速度情報を含む他車両情報を、外部から無線通信により取得する通信手段と、
前記他車両情報に基づいて、現時点から所定時間後の前記他車両の位置を推測する他車位置推測手段と、
現時点から所定時間後の自車位置を推測すると共に、該推測した自車位置に基づいて、現時点から所定時間後における前記照明装置によるハイビームの照射範囲を3次元で推測する照射範囲推測手段と、
前記照明装置がハイビームで自車前方を照明している状況下で、前記他車位置推測手段により推測される現時点から所定時間後の前記他車両の位置が、前記照射範囲推測手段により推測される現時点から所定時間後の前記ハイビームの照射範囲に入るか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により肯定判定された場合に、前記照明装置のハイビームの照射範囲を制限する又は前記照明装置のハイビームをロービームに切り換える第1配光制御手段とを備えることを特徴とする、車両配光制御装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, an illumination device that illuminates the front of the vehicle;
Communication means for acquiring other vehicle information including position information and speed information of other vehicles in front of the host vehicle from outside by wireless communication;
Other vehicle position estimation means for estimating the position of the other vehicle after a predetermined time from the current time based on the other vehicle information;
Estimating the vehicle position after a predetermined time from the current time, and based on the estimated vehicle position, irradiation range estimation means for estimating in three dimensions the irradiation range of the high beam by the illumination device after a predetermined time from the current time,
Under the situation where the lighting device is illuminating the front of the host vehicle with a high beam, the position of the other vehicle after a predetermined time from the current time estimated by the other vehicle position estimating unit is estimated by the irradiation range estimating unit. Determination means for determining whether or not to enter the irradiation range of the high beam after a predetermined time from the current time;
Vehicle light distribution, comprising: first light distribution control means for restricting a high beam irradiation range of the lighting device or switching the high beam of the lighting device to a low beam when an affirmative determination is made by the determination means. A control device is provided.
本発明によれば、通信負荷等の増加を回避しつつ、外部との通信で得る他車両情報に基づいて照明装置の照射範囲の変更タイミングを適切に決定することができる車両配光制御装置及び配光制御方法が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vehicle light distribution control apparatus which can determine appropriately the change timing of the irradiation range of an illuminating device based on the other vehicle information obtained by communication with the exterior, avoiding the increase in communication load etc. A light distribution control method is obtained.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、車両配光制御装置1の一実施例を示す要部構成図である。図2は、インフラの一例を概略的に示す図である。車両配光制御装置1は、図1に示すように、カメラ10と、スイッチ20と、無線通信装置30と、GPS受信機32と、車輪速センサ34と、制御ECU(Electronic Control Unit)40と、ヘッドランプ50とを含む。
FIG. 1 is a main part configuration diagram showing an embodiment of a vehicle light
カメラ10は、CCD(charge-coupled device)やCMOS(complementary metal oxide semiconductor)等の撮像素子により、車両前方の風景の画像(前方環境画像)を捕捉する。カメラ10は、車両前方の風景を撮像できるような態様で車両に搭載される。例えば、カメラ10は、例えばルームミラーの裏側(車両前側の面)に取り付けられる。カメラ10は、車両走行中にリアルタイムに前方環境画像を取得し、例えば所定のフレーム周期のストリーム形式で制御ECU40に供給するものであってよい。尚、カメラ10は、以下で説明する車両配光制御用の専用のセンサであってもよいし、他の用途(例えば前方監視カメラ、レーンキープアシスト用カメラ等)と兼用であってもよい。また、カメラ10は、カラー又はモノクロ画像のいずれを取得するカメラであってもよい。
The
スイッチ20は、ヘッドランプ50のON/OFFや、ヘッドランプ50の配光制御ON/OFFなどのヘッドランプ作動関係のスイッチを含む。スイッチ20は、例えばステアリングコラム等のような車室内の適切な位置に配置されてよい。尚、ヘッドランプ50の配光制御は、ヘッドランプ50のON時に自動的に実行されてもよいし、ハイビームが使用される時に自動的に実行されてもよい。
The
無線通信装置30は、外部のインフラから他車両の位置情報及び速度情報を無線通信により取得する。他車両の位置情報は、3次元位置情報であってよく、他車両の速度情報は、3次元での各方向成分(進行方向)を含んでよい。インフラは、図2に示すように、路側に設置されたインフラであってよい。インフラは、設置された道路を走行する各車両を検出し、各車両の位置情報及び速度情報をブロードキャストするように構成されてもよい。尚、無線通信装置30による他車両の位置情報及び速度情報の取得態様は、他車両の位置情報及び速度情報を取得する限り、任意の態様(取得タイミングや位置情報及び速度情報の種類等)であってよい。無線通信装置30により取得した他車両の位置情報及び速度情報は、制御ECU40に送信される。尚、図2に示す例では、インフラは、道路に設置された車両検知センサ92により他車両の走行状態を検知し、その情報を情報処理部90により処理して、ビーコン94等により後続の車両(本例では自車)に送信する。尚、車両検知センサ92は、ビーコン94に組み込まれていてもよい。即ち、ビーコン94と車両検知センサ92は、組として路側に所定位置毎に設置されてもよい。
The
無線通信装置30は、外部のインフラに代えて若しくはそれに加えて、他車両との車車間通信により他車両の位置情報及び速度情報を取得してもよい。この場合、他車両の位置情報及び速度情報は、車車間通信の相手である他車両の位置情報及び速度情報であってもよいし、車車間通信の相手である他車両以外の他の他車両の位置情報及び速度情報(車車間通信の相手である他車両が、当該他の他車両との車車間通信により得た位置情報及び速度情報)を含んでもよい。同様に、無線通信装置30による他車両の位置情報及び速度情報の車車間通信による取得態様は、他車両の位置情報及び速度情報を取得する限り、任意の態様(車車間通信タイミングや位置情報及び速度情報の種類等)であってよい。但し、車車間通信タイミングについては、後述の如く通信負荷等を抑えるために、比較的長い周期毎に実行されてもよいし、例えば自車と他車両とのすれ違いの場合は1回だけであってよい。
The
GPS受信機32は、GPS受信機32は、GPSアンテナを介してGPS衛星が出力するGPS信号を受信し、現在の車両位置(3次元座標)を演算する。測位方法は、任意であってよく、干渉測位方法等が採用されてもよい。GPS受信機32に加えて、ジャイロセンサ(図示せず)や車輪速センサ34が車両位置の検出に利用されてもよい。また、マップマッチング技術を用いて、GPS受信機32が演算した現在の車両位置等を補正してもよい。
The
車輪速センサ34は、車両の各輪に取り付けられ、車速パルスを出力する。制御ECU40は、車輪速センサ34からの車速パルスに基づいて、車両の速度を算出してもよい。
The
制御ECU40は、図示しないバスを介して互いに接続されたCPU、ROM、及びRAM等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。制御ECU40は、主なる機能として、推測処理部41と、画像認識部42と、ヘッドランプ制御部44と、ランプシェード制御部46と、スイブル制御部48とを含む。これらの各部41,42,44,46,48は、CPUがROM等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで実現されてもよい。また、例えば画像認識部42は、専用のハードウェア回路を用いて実現されてもよい。また、これらの各部41,42,44,46,48は、必ずしも同一のECUユニット内に組み込まれる必要はなく、複数のECUにより協動して実現されてもよい。推測処理部41は、他車位置推測部41Aと、照射範囲推測部41Bと、判定部41Cとを含む。
The
ヘッドランプ50は、車両の前部左右にそれぞれ設けられる。尚、以下で、特に左右のヘッドランプ50を区別する際には、左側のヘッドランプに符号50Lを付し、右側のヘッドランプに符号50Rを付す。ヘッドランプ50は、車両前方領域に向けて可視光を照射するロービーム及びハイビームを含む。ロービーム及びハイビームは、それぞれ専用のランプにより構成されてもよいし、単一のランプの照射パターンをランプシェードにより可変することで実現されてもよい(図3参照)。ヘッドランプ50は、スイブルアクチュエータ52と、シェード駆動用アクチュエータ54とを含む。
The
図3は、ヘッドランプ50の一例を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the
図示のヘッドランプ50は、プロジェクタ型のヘッドランプであり、主に、光源であるバルブ80と、投影レンズ82と、リフレクタ84と、これらを保持するホルダ86とを含む。リフレクタ84と投影レンズ82との間にはランプシェード70が設けられる。ヘッドランプ50は、バルブ80から出射した光をリフレクタ84に反射させ、リフレクタ84から前方に向かう光の一部をランプシェード70で遮蔽して、車両前方に配光パターンを投影する。バルブ80は、白熱球やハロゲンランプ、放電球、LED等であってよい。リフレクタ84は、車両前後方向に延びる光軸を中心軸とする略楕円球面状の反射面を有している。投影レンズ82は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズであり、光軸上に配置されている。
The illustrated
ヘッドランプ50は、ヘッドランプ50の光軸の向きを略水平面内で変化させるスイブルアクチュエータ52を備える。スイブルアクチュエータ52は、ホルダ86の下底部に取り付けられ、軸52aのまわりにホルダ86を回動可能に支持している。
The
ヘッドランプ50は、バルブ80から発せられる光の一部を遮蔽した配光パターンを形成するランプシェード70を備える。ランプシェード70は、水平方向に二分割されたサブシェードから構成されている(図4参照)。ランプシェード70は、その開閉状態がシェード駆動用アクチュエータ54により駆動制御される。図示の例では、各サブシェードの下端には、シェード駆動用アクチュエータ54により回転駆動される回転体72が取り付けられている。両方のサブシェードの直立時には、ロービーム用配光パターンが形成される。回転体72を回転させて両方のサブシェードを略水平に傾斜させると、ハイビーム用配光パターンが形成される。シェードの構造および作用については、図4を参照して詳述する。
The
図4は、ランプシェード70の一例を概略的に示す斜視図である。ランプシェード70は、水平方向に二分割されたサブシェード70a,70bを備える。サブシェード70a,70bの下端には、支持軸71により回転可能に支持された回転体72a、72bが取り付けられている。支持軸71は、ホルダ86に連結されており、ホルダ86と一体にスイブル可能にされている。各回転体72a、72bは、それぞれに対して設けられるシェード駆動用アクチュエータ54により回転駆動される。尚、サブシェード70a,70bは、他の態様で駆動されてもよい。サブシェード70a,70bは、例えばソレノイド(シェード駆動用アクチュエータ54の一例)により駆動されるプランジャの往復動により直立状態と傾斜状態との間で切り換えされてもよい。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of the
図5は、ランプシェード70により実現される配光パターンの代表的な例を示す図である。尚、図5において、配光パターンは、車両前方の所定位置の仮想的な鉛直スクリーン上に形成される配光パターンとして示されている。また、ラインVは、鉛直方向のラインを示し、ラインHは、水平方向のラインを示す。尚、ヘッドランプ50の中心軸はラインV上に位置するものとする。
FIG. 5 is a diagram illustrating a typical example of a light distribution pattern realized by the
図5(A)は、右側一部遮光パターンの一例を示す。この右側一部遮光パターンは、ハイビーム光を左側に含むパターンである。右側一部遮光パターンは、左側のヘッドランプ50Lにおけるランプシェード70のサブシェード70a,70bの一方(車両内側のサブシェード)を略水平に傾斜させ、他方(車両外側のサブシェード)を直立させることにより形成される。或いは、右側一部遮光パターンは、右側のヘッドランプ50Rにおけるランプシェード70のサブシェード70a,70bの一方(車両外側のサブシェード)を略水平に傾斜させ、他方(車両内側のサブシェード)を直立させることにより形成される。 FIG. 5A shows an example of the right side partial light shielding pattern. This right side partial light blocking pattern is a pattern including high beam light on the left side. The right side partial light-shielding pattern is such that one of the sub-shades 70a and 70b of the lamp shade 70 (sub-shade on the vehicle inner side) in the left head lamp 50L is inclined substantially horizontally and the other (sub-shade on the outer side of the vehicle) is upright. It is formed by. Alternatively, the right-side partial light-shielding pattern is such that one of the sub-shades 70a and 70b of the lamp shade 70 (sub-shade outside the vehicle) in the right head lamp 50R is inclined substantially horizontally and the other (sub-shade inside the vehicle) stands upright. Is formed.
図5(B)は、左側一部遮光パターンの一例を示す。この左側一部遮光パターンは、ハイビーム光を右側に含むパターンである。左側一部遮光パターンは、右側のヘッドランプ50Rにおけるランプシェード70のサブシェード70a,70bの一方(車両内側のサブシェード)を略水平に傾斜させ、他方(車両外側のサブシェード)を直立させることにより形成される。或いは、左側一部遮光パターンは、左側のヘッドランプ50Lにおけるランプシェード70のサブシェード70a,70bの一方(車両外側のサブシェード)を略水平に傾斜させ、他方(車両内側のサブシェード)を直立させることにより形成される。 FIG. 5B shows an example of the left partial light shielding pattern. This left partial light shielding pattern is a pattern including high beam light on the right side. The left partial shading pattern is such that one of the sub-shades 70a, 70b of the lamp shade 70 (sub-shade inside the vehicle) in the right headlamp 50R is inclined substantially horizontally and the other (sub-shade outside the vehicle) is upright. It is formed by. Alternatively, the left partial light-shielding pattern is such that one of the sub-shades 70a and 70b of the lamp shade 70 (sub-shade outside the vehicle) in the left head lamp 50L is inclined substantially horizontally and the other (sub-shade inside the vehicle) is upright. Is formed.
図5(C)は、ヘッドランプ50により生成されるハイビームパターンの一例を示す。このハイビームパターンは、ヘッドランプ50の双方のサブシェード70a,70bを略水平に傾斜させることにより形成される。
FIG. 5C shows an example of a high beam pattern generated by the
図5(D)は、左側のヘッドランプ50Lにより生成されるロービームパターンの一例を示す。このロービームパターンは、ヘッドランプ50の双方のサブシェード70a,70bを直立させることにより形成される。
FIG. 5D shows an example of a low beam pattern generated by the left headlamp 50L. This low beam pattern is formed by raising both
ここで、図1を再度参照して、本実施例の制御ECU40について説明する。制御ECU40は、上述の如く、主なる機能として、推測処理部41と、画像認識部42と、ヘッドランプ制御部44と、ランプシェード制御部46と、スイブル制御部48とを含む。
Here, referring to FIG. 1 again, the
推測処理部41は、他車位置推測部41Aと、照射範囲推測部41Bと、判定部41Cとを含む。
The
他車位置推測部41Aは、無線通信装置30から得られる他車両の位置情報及び速度情報であって、車両前方に存在する前方車両(先行車や対向車)の位置情報及び速度情報(以下、前方車両情報ともいう)に基づいて、現時点から所定時間Δt後の前方車両の位置(3次元)を推測する。即ち、無線通信装置30から得られる前方車両情報が、ある時刻t1での前方車両の位置及び速度を表しているとき、他車位置推測部41Aは、当該前方車両情報に基づいて、時刻t1より後の時刻t2(本例では、現時点から所定時間Δt後の時刻t2)での前方車両の位置を推測する。この際、他車位置推測部41Aは、前方車両情報で得た前方車両の速度(時刻t1での速度)がその後も維持されるものと仮定して、時刻t1より後の時刻t2での前方車両の位置を推測してもよい。或いは、他の情報(例えば、ブレーキ操作やアクセル操作の有無、速度履歴、道路形状等)が得られる場合には、他の情報に基づいてその後の減速又は加速若しくは進行方向の変化を推測しつつ、時刻t2での前方車両の位置を推測してもよい。
The other vehicle
照射範囲推測部41Bは、自車の位置情報及び速度情報に基づいて、現時点から所定時間Δt後の自車の位置を推測すると共に、該推測した自車位置に基づいて、現時点から所定時間Δt後におけるヘッドランプ50の照射範囲(ここでは、図5(C)に示すようなハイビームパターンの照射範囲)を3次元で推測する。例えば、照射範囲推測部41Bは、GPS受信機32に基づく自車の位置情報と、自車進行方向を表す情報と、車輪速センサ34に基づく車速情報とに基づいて、現時点から所定時間Δt後の自車の位置を推測する。この際、照射範囲推測部41Bは、自車進行方向及び車速情報に基づく車速がその後も維持されるものと仮定して、現時点から所定時間Δt後の自車の位置を推測してもよい。自車進行方向は、GPS受信機32からの速度情報を用いて把握されてもよい。また、車輪速センサ34に基づく車速情報に代えて、GPS受信機32に基づく速度情報が使用されてもよい。GPS受信機32に基づく速度情報は、3次元での各方向成分(進行方向)を含み、GPS衛星からの電波のドップラ周波数を用いて導出されてもよいし、自車位置の履歴(時間微分)から導出されてもよい。また、同様に、他の情報(例えば、ブレーキ操作やアクセル操作の有無、速度履歴、道路形状等)に基づいてその後の減速又は加速若しくは進行方向の変化を推測しつつ、現時点から所定時間Δt後の自車の位置を推測してもよい。
The irradiation
また、現時点から所定時間Δt後のヘッドランプ50の照射範囲は、ヘッドランプ50の光軸方向等に基づいて推測されてもよい。この場合、ヘッドランプ50の照射範囲は、前方車両の運転者にグレアを与えうる照射範囲であってもよい。例えば、前方車両の運転者にグレアを与えうる照射範囲は、本分野で知られているSchmidt‐Clausen and Bindelsの式(例えば、益子仁一、森田和元、岡田竹雄、関根道昭「可変配光前照灯(AFS)が対向車ドライバに与える眩惑状況の解析」平成14年度交通安全環境研究所研究発表会講演概要集、p.79−199(2002)参照)に基づいて決定されてもよい。また、ヘッドランプ50の3次元の照射範囲S(図6参照)は、設計データや実験データに基づいて数式化(3次元関数で表現)されてもよい。図6に示す例では、車両の進行方向をX方向とし、車両の走行平面をXY平面とした3次元直交座標系(現時点から所定時間Δt後の自車位置(X1,Y1,Z1)での自車の先端部を原点とするローカル座標系)で、ヘッドランプ50の3次元の照射範囲Sが示されている。このようなヘッドランプ50の3次元の照射範囲Sは、自車位置と自車進行方向が決まると、ヘッドランプ50の光軸方向に応じて一意的に決定することができる。例えば、図7に示すように、ヘッドランプ50の光軸方向がXY平面内でノミナル方向(自車進行方向)に対してθ2だけ回転されている場合、ヘッドランプ50の3次元の照射範囲Sは、XY平面内で原点まわりにθ2だけ回転されてよい。
Further, the irradiation range of the
ここで、所定時間Δtは、実際に前方車両がヘッドランプ50の3次元の照射範囲Sに入るまでにヘッドランプ50のハイビームパターンをロービームパターン(又は一部遮光パターン)に切り換えるために必要な余裕時間に対応する。所定時間Δtは、単なる切り替えの制御に要する時間のみならず、他車位置推測部41A及び照射範囲推測部41Bの推測誤差が吸収されるような態様で設定されてもよい。特に、他車位置推測部41Aの推測は、無線通信装置30から得られる前方車両情報(前方車両の位置情報及び速度情報)に基づくものであるので、取得された時点からの時間の経過に応じて精度が悪くなりうる。従って、所定時間Δtは、好ましくは、他車位置推測部41Aにおいて生じうる推測誤差を考慮して設定される。この場合、他車位置推測部41Aにおいて生じうる推測誤差は、試験結果等に基づいて設計段階で導出されてもよい。また、所定時間Δtは、固定時間であってもよいが、無線通信装置30からの前方車両情報の取得時点からの時間の経過に応じて長くなるように可変されてもよい。
Here, the predetermined time Δt is a margin necessary for switching the high beam pattern of the
判定部41Cは、ヘッドランプ50がハイビームパターンで自車前方を照明している状況下で、他車位置推測部41Aにより推測される現時点から所定時間Δt後の前方車両の位置(3次元)が、照射範囲推測部41Bにより推測される現時点から所定時間Δt後のヘッドランプ50の照射範囲S(図6参照)に入るか否かを判定する。尚、このような判定は、他車位置推測部41Aにより推測された前方車両の位置(3次元)と、照射範囲推測部41Bにより推測されたヘッドランプ50の照射範囲Sとを、同一の座標系に変換して比較することで実現されてもよい。尚、判定部41Cは、他車位置推測部41Aにより推測された前方車両の位置(3次元)が、照射範囲推測部41Bにより推測されたヘッドランプ50の照射範囲Sに対して所定距離内に位置するとき、肯定判定してもよい。
In the situation where the
画像認識部42は、カメラ10から得られる前方環境画像を画像処理して、車両前方に存在しうる前方車両(先行車や対向車)を検出する。画像中の前方車両を検出する方法は、多種多様であり、任意の方法が採用されてもよい。典型的には、前方車両は、移動体であり、ブレーキランプ(又はテールランプ)やヘッドランプから光を発すると共に、後方から受けた光を反射する反射部(リフレクタ)を車両後部に備える。従って、かかる光の特徴に基づいて、画像中の前方車両を検出してもよい。例えば、画像中の光の特徴が所定の条件(明るさ、色、大きさ、パターン、動き等)を満たす場合に、当該光に関する像が、前方車両として検出(特定)されてもよい。より具体的には、前方車両検出方法の一例として、カメラ10から得られる前方環境画像を画像処理して、画像中の光(所定輝度以上の画素)を検出し、検出した光の中から、明るさ・光の動き(例えば光の物体の速度、進行方向等)・色(例えば、ブレーキランプの発光色や反射部の反射光の色等)、方向性、属性(例えば2個ペアか否か)、連続性等の要素に基づいて、当該光が前方車両によるものか或いは前方車両以外の外乱光(道路標識の反射板等による反射光)なのかを判断するものであってよい。また、この際、自車の速度、加減速度、ヨーレート、自車のヘッドランプの種類、走行環境(例えば明るい市街地を走行しているか否か等)のような他車両以外の他の要素が考慮されてもよい。画像認識部42は、前方車両の存在を検出すると、当該前方車両の位置や進行方向等を算出してもよい。
The
ヘッドランプ制御部44は、スイッチ20の状態に基づいて、ヘッドランプ50のON/OFFの切り替え制御を行う。なお、ヘッドランプ制御部44は、日照センサの出力信号等に基づいて、周囲が暗くなったときに自動的にヘッドランプ50をオンする制御を実行してもよい。
The
ランプシェード制御部46は、スイッチ20の状態に基づいて、例えばヘッドランプ50の配光制御がオンであるとき、シェード駆動用アクチュエータ54を介して配光パターンを制御する。具体的には、ランプシェード制御部46は、画像認識部42の前方車両の検出状況に基づいて、シェード駆動用アクチュエータ54によりランプシェード70を制御して、ヘッドランプ50の配光パターンを制御する。基本的には、ランプシェード制御部46は、画像認識部42により前方車両の位置及び方向等に基づいて、当該前方車両がハイビームにより照射されないようにサブシェード70a,70bの開閉状態を制御する。これにより、例えば図5に示すような各種配光パターンが選択的に実現される。尚、ランプシェード制御部46による制御方法の一例は、図10を参照して後述する。
Based on the state of the
スイブル制御部48は、スイッチ20の状態に基づいて、例えばヘッドランプ50の配光制御がオンであるとき、スイブルアクチュエータ52を介して配光パターンの照射方向(ヘッドランプ50のスイブル角)を制御する。具体的には、スイブル制御部48は、画像認識部42の前方車両の検出状況に基づいて、スイブルアクチュエータ52によりヘッドランプ50の光軸方向を制御する。基本的には、スイブル制御部48は、画像認識部42により前方車両の位置及び方向等に基づいて、当該前方車両がハイビームにより照射されないようにヘッドランプ50の光軸の向きを制御する。尚、スイブル制御部48による制御方法の一例は、図10を参照して後述する。
The
図8は、本実施例の制御ECU40により実現される主要制御の一例を示すフローチャートである。図8に示す処理は、スイッチ20の状態に基づいて、ヘッドランプ50がオンであり、且つ、ヘッドランプ50の配光制御がオンである場合に、起動されるものであってもよい。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of main control realized by the
ステップ800では、ヘッドランプ50がハイビームパターンで自車前方を照明しているか否かが判定される。ハイビームパターンである場合は、ステップ802に進み、ハイビームパターン以外(例えばロービームパターン)の場合は、ハイビームパターンが形成されるまで待機する。
In step 800, it is determined whether or not the
ステップ802では、無線通信装置30によってインフラとの通信若しくは車車間通信を介して取得された前方車両情報が入力される。尚、インフラとの通信若しくは車車間通信が未だ実行されていない状況では、無線通信装置30によって前方車両情報が取得されるまで待機する。尚、待機中(車車間通信等を介して前方車両情報が取得されていない状況下で)、カメラ10及び画像認識部42によって前方車両が検出された場合には(ステップ804参照)、ステップ818に進むこととしてもよい。待機後、無線通信装置30によるインフラとの通信若しくは車車間通信を介して前方車両情報が取得されると、制御ECU40に前方車両情報が入力され、ステップ804に進む。
In step 802, the forward vehicle information acquired by the
ステップ804では、カメラ10及び画像認識部42によって前方車両(ステップ802で得た前方車両情報に係る前方車両)が検出されたか否かが判断される。カメラ10及び画像認識部42によって前方車両が検出された場合には、ステップ818に進み、検出されていない場合は、ステップ806に進む。尚、一般的には、インフラとの通信若しくは車車間通信の場合、カメラ10及び画像認識部42によっては検出できないような遠方の前方車両に関する前方車両情報を取得することができる。
In
ステップ806では、他車位置推測部41Aは、上記ステップ802で得た前方車両情報に基づいて、現時点から所定時間Δt後の前方車両の位置(3次元)を推測する。
In step 806, the other vehicle
ステップ808では、照射範囲推測部41Bは、上述の如く、最新の自車の位置情報及び速度情報に基づいて、現時点から所定時間Δt後の自車の位置を推測すると共に、推測した自車位置に基づいて、現時点から所定時間Δt後のヘッドランプ50の照射範囲を3次元で推測する。
In
ステップ810では、判定部41Cは、上記ステップ806にて推測された現時点から所定時間Δt後の前方車両の位置(3次元)が、上記ステップ808にて推測された現時点から所定時間Δt後のヘッドランプ50の照射範囲S(図6参照)に入るか否かを判定する。所定時間Δt後の前方車両の位置が所定時間Δt後のヘッドランプ50の照射範囲に入る場合には、ステップ812に進み、所定時間Δt後の前方車両の位置が所定時間Δt後のヘッドランプ50の照射範囲に入らない場合は、ステップ804に戻る。
In
ステップ812では、ランプシェード制御部46は、ランプシェード70を制御して、配光パターンをハイビームパターン(初期のパターン)からロービームパターンへと変更する。即ち、図5(C)に示すようなハイビームパターンから、図5(D)に示すようなロービームパターンへと変更する。
In step 812, the lamp
ステップ814では、カメラ10及び画像認識部42によって前方車両(ステップ802で得た前方車両情報に係る前方車両)が検出されたか否かが判断される。カメラ10及び画像認識部42によって前方車両が検出された場合には、ステップ818に進み、依然として検出されていない場合は、ステップ816に進む。
In step 814, it is determined whether or not a preceding vehicle (a preceding vehicle related to the preceding vehicle information obtained in step 802) has been detected by the
ステップ816では、上記ステップ812で切り換えたロービームパターンが維持され、ステップ814に戻る。このようにして、カメラ10及び画像認識部42によって前方車両が前方車両されるまで、ロービームパターンが維持される。
In step 816, the low beam pattern switched in step 812 is maintained, and the process returns to step 814. In this way, the low beam pattern is maintained until the front vehicle is moved ahead by the
ステップ818では、ランプシェード制御部46及びスイブル制御部48は、カメラ10及び画像認識部42による前方車両の検出結果に基づいて、配光制御を実行する。尚、ランプシェード制御部46及びスイブル制御部48による制御方法の一例は、図10を参照して後述する。
In step 818, the lamp
ステップ820では、カメラ10及び画像認識部42によって検出されていた前方車両が所定の消失状態になったか否かが判定される。即ち前方車両と自車とのすれ違いや追い越しが完了して、配光制御が不要となったか否かが判定される。前方車両が所定の消失状態になった場合は、ハイビームパターンに復帰して終了されてもよい。前方車両が所定の消失状態になっていない場合は、ステップ818に戻り、ランプシェード制御部46及びスイブル制御部48による配光制御が継続される。
In step 820, it is determined whether or not the preceding vehicle detected by the
図9は、図8のステップ814に関連して本実施例のランプシェード制御部46により実現される配光制御の一例を示す図である。図9では、左側ヘッドランプ50Lによる配光パターンが記号PLにより指示され、右側ヘッドランプ50Rによる配光パターンが記号PRにより指示されている。尚、本例では、図9に示すように、左右のヘッドランプ50L,50Rのハイビームパターン、ロービームパターン及びそれらによる照射領域は略同一であるとする。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of light distribution control realized by the lamp
図9(A)は、車両前方がハイビームパターンで照射された状態(初期状態)を示す。この状態にて所定時間Δt後の前方車両の位置が所定時間Δt後のヘッドランプ50の照射範囲に入ると判定された場合(図8のステップ810のYES参照)、ランプシェード制御部46は、右側ヘッドランプ50Rのランプシェード70を制御して、右側ヘッドランプ50R及び左側ヘッドランプ50Lの配光パターンをハイビームパターン(図9(A)の初期のパターン)からロービームパターン(図9(B))へと変更する。以後、ランプシェード制御部46は、例えば前方車両がカメラ10及び画像認識部42により検出されるまで、ロービームパターン(図9(B))を維持する(図8のステップ816参照)。このようにして、前方車両の運転者にグレアを与えるのを適切に防止することができる。
FIG. 9A shows a state (initial state) where the front of the vehicle is irradiated with a high beam pattern. In this state, when it is determined that the position of the vehicle ahead after the predetermined time Δt falls within the irradiation range of the
図10は、図8のステップ818に関連して本実施例のランプシェード制御部46及びスイブル制御部48により実現される配光制御の一例を示す図である。図10では、左側ヘッドランプ50Lによる配光パターンが記号PLにより指示され、右側ヘッドランプ50Rによる配光パターンが記号PRにより指示されている。尚、本例では、左右のヘッドランプ50L,50Rのハイビームパターン、ロービームパターン及びそれらによる照射領域は略同一であるとする。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of light distribution control realized by the lamp
図10(A)は、車両前方がハイビームパターンで照射された状態(初期状態)を示す。この状態にて前方車両がカメラ10及び画像認識部42により検出された場合(図8のステップ804のYES参照)、スイブル制御部48は、画像認識部42から得られる前方車両の位置に基づいて、目標スイブル角を決定し、該目標スイブル角が実現されるようにスイブルアクチュエータ52によりヘッドランプ50の光軸方向を変化させる。ここでは、一例として、目標スイブル角は、一部遮光パターンの遮断部分内に前方車両が含まれ、且つ、一部遮光パターンのカットオフラインCL,CR(図5(A)及び図5(B)参照)が前方車両の近接側端部から所定距離離間した位置(方向)に来るように決定される。尚、一部遮光パターンの遮断部分とは、ハイビームパターン(図5(C)参照)から一部遮光パターン(図5(A)及び図5(B)参照)を差し引いた部分に相当する。また、ランプシェード制御部46は、右側ヘッドランプ50Rのランプシェード70を制御して、右側ヘッドランプ50Rの配光パターンをハイビームパターン(図10(A)の初期のパターン)から左側一部遮光パターン(図10(B))へと変更する。同様に、左側ヘッドランプ50Lのランプシェード70を制御して、左側ヘッドランプ50Lの配光パターンをハイビームパターン(図10(A)の初期のパターン)から右側一部遮光パターン(図10(B))へと変更する。以後、スイブル制御部48は、前方車両が所定の消失状態になるまで、前方車両の位置の変化に応じて、前方車両の右端に右側ヘッドランプ50Rのランプ中心軸が略一致した状態が維持されるように、右側ヘッドランプ50Rのスイブル角を制御・調整してもよい。このようにして、前方車両の運転者にグレアを与えるのを適切に防止することができる。尚、配光制御の態様は、多種多様であり、任意の態様が採用されてもよい。例えばスイブルアクチュエータ52及びシェード駆動用アクチュエータ54のうちのいずれか一方のみを用いる態様であってもよい。
FIG. 10A shows a state (initial state) where the front of the vehicle is irradiated with a high beam pattern. In this state, when the preceding vehicle is detected by the
以上説明した本実施例の車両配光制御装置1によれば、とりわけ、以下のような優れた効果が奏される。
According to the vehicle light
本実施例の車両配光制御装置1によれば、前方車両情報を通信により得た後で、再度通信を行うことなく、最初の通信で得た前方車両情報に基づいて、ヘッドランプ50の照射範囲と前方車両との位置関係を推測するので、通信負荷を抑えつつ、前方車両の運転者に与えうるグレアを防止することができる。また、推測誤差を考慮して所定時間Δtを設定する場合には、推測誤差に起因してハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えが遅れることを防止することができる。これは、前方車両情報と高頻度の通信で得ることができない状況(例えば、インフラを高密度に設置できない状況や、通信負荷を抑えたい状況)において特に有効である。かかる状況では、インフラの整備を必要としない反面又は通信負荷を抑えることができる反面、前方車両情報の取得・更新周期が長くなり、その分だけ推測誤差が大きくなりうるためである。尚、上述の実施例では、一回のすれ違い又は追い越しのシーンに対して通信を一回だけ行っているが、可能な場合は複数回行うことも可能である。
According to the vehicle light
また、本実施例の車両配光制御装置1によれば、ヘッドランプ50の照射範囲と前方車両との位置関係を3次元で判断するので、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えタイミングを適切に決定することができる。例えば2次元の距離(相対距離)で切り換えタイミングを決定する比較構成では、図11(A)に示すように、登坂路の頂上付近等のような高低差の有する道路環境では、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えタイミングを適切に決定することができない。即ち、所定時間Δt後に図11(A)に示すようなヘッドランプ50の照射範囲と前方車両との位置関係が推測された場合に、相対距離(閾値)L1に基づいて、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えが実行されると、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えが早すぎてしまうことになる。これに対して、本実施例では、所定時間Δt後に図11(B)に示すようなヘッドランプ50の照射範囲と前方車両との位置関係が推測された場合(L2<L1)に、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えが実行されるので、登坂路の頂上付近等のような高低差の有する道路環境においても、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えタイミングを適切に決定することができる。
Further, according to the vehicle light
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
例えば、上述の実施例では、前方車両情報に基づく配光制御(図8のステップ812、816)は、推測誤差を考慮して、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えを行う制御であるが、カメラ10及び画像認識部42による検出結果に基づく配光制御(図8のステップ818、図10参照)と同様の高度な配光制御であってもよい。 For example, in the above-described embodiment, the light distribution control based on the forward vehicle information (steps 812 and 816 in FIG. 8) is a control for switching from the high beam pattern to the low beam pattern in consideration of the estimation error. 10 and advanced light distribution control similar to the light distribution control based on the detection result by the image recognition unit 42 (see step 818 in FIG. 8 and FIG. 10).
また、上述の実施例では、推測誤差を考慮して所定時間Δtを設定しているが、所定時間Δtの設定態様は任意であり、例えば、所定時間Δtをハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えに要する固定時間に設定してもよい。 In the above-described embodiment, the predetermined time Δt is set in consideration of the estimation error, but the setting mode of the predetermined time Δt is arbitrary. For example, the predetermined time Δt is switched from a high beam pattern to a low beam pattern. The fixed time required may be set.
1 車両配光制御装置
10 カメラ
20 スイッチ
30 無線通信装置
32 GPS受信機
34 車輪速センサ
40 制御ECU
41 推測処理部
41A 他車位置推測部
41B 照射範囲推測部
41C 判定部
42 画像認識部
44 ヘッドランプ制御部
46 ランプシェード制御部
48 スイブル制御部
50(50L,50R) ヘッドランプ
52 スイブルアクチュエータ
54 シェード駆動用アクチュエータ
70 ランプシェード
70a,70b サブシェード
71 支持軸
72(72a,72b) 回転体
80 バルブ
82 投影レンズ
84 リフレクタ
86 ホルダ
90 情報処理部
92 車両検知センサ
94 ビーコン
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
自車前方の他車両の位置情報及び速度情報を含む他車両情報を、外部から無線通信により取得する通信手段と、
前記他車両情報に基づいて、現時点から所定時間後の前記他車両の位置を推測する他車位置推測手段と、
現時点から所定時間後の自車位置を推測すると共に、該推測した自車位置に基づいて、現時点から所定時間後における前記照明装置によるハイビームの照射範囲を3次元で推測する照射範囲推測手段と、
前記照明装置がハイビームで自車前方を照明している状況下で、前記他車位置推測手段により推測される現時点から所定時間後の前記他車両の位置が、前記照射範囲推測手段により推測される現時点から所定時間後の前記ハイビームの照射範囲に入るか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により肯定判定された場合に、前記照明装置のハイビームの照射範囲を制限する又は前記照明装置のハイビームをロービームに切り換える第1配光制御手段とを備えることを特徴とする、車両配光制御装置。 A lighting device that illuminates the front of the vehicle;
Communication means for acquiring other vehicle information including position information and speed information of other vehicles in front of the host vehicle from outside by wireless communication;
Other vehicle position estimation means for estimating the position of the other vehicle after a predetermined time from the current time based on the other vehicle information;
Estimating the vehicle position after a predetermined time from the current time, and based on the estimated vehicle position, irradiation range estimation means for estimating in three dimensions the irradiation range of the high beam by the illumination device after a predetermined time from the current time,
Under the situation where the lighting device is illuminating the front of the host vehicle with a high beam, the position of the other vehicle after a predetermined time from the current time estimated by the other vehicle position estimating unit is estimated by the irradiation range estimating unit. Determination means for determining whether or not to enter the irradiation range of the high beam after a predetermined time from the current time;
Vehicle light distribution, comprising: first light distribution control means for restricting a high beam irradiation range of the lighting device or switching the high beam of the lighting device to a low beam when an affirmative determination is made by the determination means. Control device.
前記所定時間は、前記他車位置推測手段において生じうる推測誤差が考慮された設計値である、請求項1に記載の車両配光制御装置。 The first light distribution control means switches the high beam of the illumination device to a low beam at that time when an affirmative determination is made by the determination means,
The vehicle light distribution control device according to claim 1, wherein the predetermined time is a design value that takes into account an estimation error that may occur in the other vehicle position estimation means.
前記照明装置がハイビームで自車前方を照明している状況下で、前記他車検出手段により他車両が検出された場合には、前記他車検出手段の検出結果に基づいて、該検出された自車前方の他車両が前記照明装置のハイビームにより照射されないように前記照明装置のハイビームの照射範囲を制限する第2配光制御手段とを更に備え、
前記他車検出手段により他車両が検出されない状況下で前記判定手段により肯定判定された場合に、前記第1配光制御手段は、前記照明装置のハイビームをロービームに切り換える、請求項1に記載の車両配光制御装置。 Other vehicle detection means for detecting the other vehicle in front of the own vehicle by performing image processing on a captured image obtained by a camera for photographing the front of the vehicle and identifying light from the other vehicle in front of the own vehicle in the captured image; ,
In the situation where the lighting device is illuminating the front of the host vehicle with a high beam, when another vehicle is detected by the other vehicle detection means, the detection is performed based on the detection result of the other vehicle detection means. A second light distribution control means for limiting a high beam irradiation range of the lighting device so that other vehicles in front of the host vehicle are not irradiated by the high beam of the lighting device;
The said 1st light distribution control means switches the high beam of the said illuminating device to a low beam when the affirmative determination is carried out by the said determination means in the condition where the other vehicle is not detected by the said other vehicle detection means. Vehicle light distribution control device.
自車前方の他車両の位置情報及び速度情報を含む他車両情報を、外部から無線通信により取得するステップと、
前記他車両情報に基づいて、現時点から所定時間後の前記他車両の位置を推測する他車位置推測ステップと、
現時点から所定時間後の自車位置を推測すると共に、該推測した自車位置に基づいて、現時点から所定時間後における前記照明装置によるハイビームの照射範囲を3次元で推測する照射範囲推測ステップと、
前記照明装置がハイビームで自車前方を照明している状況下で、前記他車位置推測ステップで推測される現時点から所定時間後の前記他車両の位置が、前記照射範囲推測ステップで推測される現時点から所定時間後の前記ハイビームの照射範囲に入るか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで肯定判定された時点で、前記照明装置のハイビームの照射範囲を制限する又は前記照明装置のハイビームをロービームに切り換えるステップとを備えることを特徴とする、配光制御方法。 A light distribution control method for a lighting device that illuminates the front of the vehicle,
Acquiring other vehicle information including position information and speed information of other vehicles ahead of the host vehicle from outside by wireless communication;
Based on the other vehicle information, another vehicle position estimating step for estimating the position of the other vehicle after a predetermined time from the present time;
Estimating the vehicle position after a predetermined time from the current time, and based on the estimated vehicle position, an irradiation range estimation step for estimating the irradiation range of the high beam by the illumination device after a predetermined time from the current time in three dimensions,
In a situation where the lighting device is illuminating the front of the host vehicle with a high beam, the position of the other vehicle after a predetermined time from the current time estimated in the other vehicle position estimating step is estimated in the irradiation range estimating step. A determination step of determining whether to enter the irradiation range of the high beam after a predetermined time from the current time;
And a step of restricting a high beam irradiation range of the illuminating device or switching the high beam of the illuminating device to a low beam when an affirmative determination is made in the determining step.
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JP2011029937A JP2012166716A (en) | 2011-02-15 | 2011-02-15 | Vehicle light distribution control device and light distribution control method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016122251A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | パイオニア株式会社 | Communication device, alarm device, display device, control method, program, and recording medium |
-
2011
- 2011-02-15 JP JP2011029937A patent/JP2012166716A/en not_active Withdrawn
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