JP2012197037A - 照射方向制御装置および照射方向制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】車線形状にしたがって光の照射方向を変更する車線追従制御を実行する照射方向制御技術において、車線形状への光照射方向の追従性低下を抑制する。
【解決手段】照射方向制御装置において、照射方向制御部は、車線追従条件を満たしたときは車線形状に追従するよう光の照射方向を制御する車線追従制御を実行し、車線追従条件を満たさないとき車線追従制御の実行を回避して、舵角追従するよう光の照射方向を制御する角追従制御を実行する。照射方向制御部は、車速が基準速度より小さく車線の曲率が基準曲率より小さいときは、目標照射方向への追従性を高める必要がないと判断し、第１周期で車線追従条件を満たすか否かを判定する。車速が基準速度より大きいとき、または車線の曲率が基準曲率より大きいときは、目標照射方向への追従性を高めるべきと判断し、第１周期よりも短い第２周期で車線追従条件を満たすか否かを判定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、照射方向制御技術に関し、特に、取得した画像データを用いて検出された車線形状にしたがって光の照射方向を制御する照射方向制御技術に関する。

従来より、車両前方を撮像するカメラにより撮像された画像を用いて走行経路を認識し、走行経路に沿ってライトの照射方向を変更する車線追従制御が知られている（例えば、特許文献１参照）。このように車両前方の走行経路を認識することで、車両が舵角を変更する前に車両の走行経路にライトの照射方向を変更することが可能となる。

特開平５−３３８４８７号公報

例えば路上駐車されている他の車両、道路の白線の劣化、または水たまりの存在などにより車線を認識しにくい道路を走行する場合がある。このような場合、車両前方を撮像した画像からは車線形状を適切に認識することが困難となる。したがって車線追従制御が適切に実行可能か否かを判定するための所定の条件を満たさない場合には、車線追従制御を回避する対応が考えられる。しかしながら、車両が速い速度で走行中に例えばカーブの直前でこの所定の条件が満たされたと判断され車線追従制御が開始されると、車線形状への光照射方向の追従が遅れる可能性がある。また、車両の走行速度が高速でなくても、曲率の大きいカーブの直前で車線追従制御が開始されると、そのときの光軸方向と目標照射方向との間に大きな差が生じ、やはり車線形状への光照射方向の追従が遅れる可能性がある。

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車線形状にしたがって光の照射方向を変更する車線追従制御を実行する照射方向制御技術において、車線形状への光照射方向の追従性低下を抑制することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の照射方向制御装置は、車両前方を撮像して生成された画像データを用いて検出された、走行中の車線の車線形状を取得する車線取得部と、所定の車線追従条件を満たしたとき、検出された車線形状にしたがって目標照射方向を決定し、アクチュエータの作動によって光の照射方向を変更可能な車両用前照灯にアクチュエータを作動させるための制御信号を供給することにより、車両用前照灯による光の照射方向を目標照射方向に近づける車線追従制御を実行し、車線追従条件を満たさないとき、車線追従制御の実行を回避する照射方向制御部と、を備える。照射方向制御部は、車両の走行状態が目標照射方向への追従性を高めるべき所定条件を満たさない場合は、第１の周期で車線追従条件を満たすか否かを判定し、車両の走行状態が所定条件を満たす場合は、第１の周期よりも短い第２の周期で車線追従条件を満たすか否かを判定する。

この態様によれば、車線形状への光照射方向の追従性を高めるべきときに、車線追従制御を実行するか実行回避するかの判定周期を短縮できる。このため、車線追従制御を速やかに開始することができ、車線形状への光照射方向の追従性を迅速に高めることができる。

検出された車速を取得する車速取得部をさらに備えてもよい。照射方向制御部は、取得された車速が所定速度より小さいときに、所定条件を満たさないとして第１の周期で車線追従条件を満たすか否かを判定し、取得された車速が所定速度を超えたときに、所定条件を満たしたとして第２の周期で車線追従条件を満たすか否かを判定してもよい。この態様によれば、車両が走行速度が高いことによる車線形状への光照射方向の追従性低下を抑制することができる。

照射方向制御部は、取得された車線形状が所定の車線形状基準を満たさない場合に、所定条件を満たさないとして第１の周期で車線追従条件を満たすか否かを判定し、特定された車線形状が車線形状基準を満たす場合に、所定条件を満たしたとして第２の周期で車線追従条件を満たすか否かを判定してもよい。この態様によれば、車線の曲率が大木など車線形状に起因する、車線形状への光照射方向の追従性低下を抑制することができる。

検出された車両の舵角を取得する舵角取得部をさらに備えてもよい。照射方向制御部は、所定の車線追従条件を満たさないときは、取得された舵角にしたがって目標照射方向を決定して車両用前照灯による光の照射方向を目標照射方向に近づけるようアクチュエータの作動を制御する舵角追従制御を実行してもよい。

このような舵角追従制御では、一般的に運転者によるステアリングホイールの回転角度にしたがって光の照射方向が変更される。このためカーブに入ってステアリングホイールを回転し始めたときは車線形状への光の照射方向の追従が遅れる可能性がある。この態様によれば、例えば舵角追従制御の実行中に車線追従条件を満たしたか否かを迅速に判定できる。このため、車線追従条件を満たしたときに舵角追従制御から車線追従制御に迅速に切り替えることができ、車線形状への光照射方向の追従性を迅速に高めることができる。

本発明の別の態様は、照射方向制御システムである。この照射方向制御システムは、灯具と、灯具の姿勢を変化させるアクチュエータと、を有する車両用前照灯と、車両前方を撮像して画像データを生成する撮像装置と、アクチュエータに制御信号を供給することにより車両用前照灯による光の照射位置を制御する照射方向制御装置と、を備える。照射方向制御装置は、撮像装置により生成された画像データを用いて、走行中の車線の車線形状を検出する車線検出部と、所定の車線追従条件を満たしたとき、検出された車線形状にしたがって目標照射方向を決定し、車両用前照灯による光の照射方向を目標照射方向に近づけるようアクチュエータに制御信号を供給する車線追従制御を実行し、車線追従条件を満たさないとき、車線追従制御の実行を回避する照射方向制御部と、を有する。照射方向制御部は、車両の走行状態が目標照射方向への追従性を高めるべき所定条件を満たさない場合は、第１の周期で車線追従条件を満たすか否かを判定し、車両の走行状態が所定条件を満たす場合は、第１の周期よりも短い第２の周期で車線追従条件を満たすか否かを判定する。

このような照射方向制御システムによっても、車線形状への光照射方向の追従性を高めるべきときに、車線追従制御を実行するか実行回避するかの判定周期を短縮できる。このため、車線追従制御を速やかに開始することができ、車線形状への光照射方向の追従性を迅速に高めることができる。

本発明によれば、車線形状にしたがって光の照射方向を変更する車線追従制御を実行する照射方向制御技術において、車線形状への光照射方向の追従性低下を抑制することができる。

本実施形態に係る車両用前照灯の鉛直断面図である。 照射方向制御システムの構成を模式的に示す機能ブロック図である。 （ａ）は、車両が高速でカーブに突入するときの照射方向制御の一例を示す図である。（ｂ）は、車両が曲率の高いカーブに突入するときの照射方向制御の一例を示す図である。 本実施形態に係る照射方向制御システムによる照射方向制御の実行手順を示すフローチャートである。 図４におけるＳ２４の判定周期決定処理の実行手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る車両用前照灯１０の鉛直断面図である。車両には、左前部および右全部の各々に、左右対称の車両用前照灯１０が設けられている。車両用前照灯１０は、ロービーム用光源として機能する。なお、車両用前照灯１０がロービーム用光源およびハイビーム用光源のいずれにも機能するよう設けられていてもよい。

車両用前照灯１０は、ランプボディ１２、透光カバー１４、着脱カバー１６、灯具２０を有する。ランプボディ１２は、車両前方側および後方側の各々に開口部を有する。透光カバー１４は、ランプボディ１２の車両前方側の開口部を覆う。着脱カバー１６は、ランプボディ１２の後方の開口部を覆う。着脱カバー１６は、その車両後方側にバルブ３４の交換時等に取り外すことができるよう着脱可能に設けられている。ランプボディ１２と透光カバー１４とによって覆われる領域に灯室が形成される。灯具２０は、透光カバー１４を介して光を車両前方に照射できるようこの灯室内に配置される。

灯具２０は、バルブ３４、灯具ハウジング３７、シェード機構３８、および投影レンズ４０を有する。光源であるバルブ３４にはハロゲンランプが採用されている。ただし、例えば、他の白熱灯、放電灯、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）など他の光源がバルブ３４に採用されてもよい。

灯具ハウジング３７は、リフレクタ３６を内壁に有する。リフレクタ３６は、バルブ３４から発せられる光を投影レンズ４０に向けて反射する。したがってリフレクタ３６は、バルブ３４からの光を集光する光学部材として機能する。具体的には、リフレクタ３６は、その少なくとも一部が楕円球面状であり、この楕円球面は、灯具２０の光軸Ａｘを含む断面形状が楕円形状の少なくとも一部となるように設定されている。リフレクタ３６の楕円球面状部分は、バルブ３４の略中央に第１焦点を有し、投影レンズ４０の後方焦点面上に第２焦点を有する。

シェード機構３８は、回転シェード４２および回転軸４４を有する。回転軸４４は、回転シェード４２の回転中心と同軸となるよう回転シェード４２に取り付けられている。回転軸４４は、灯具２０の光軸Ａｘから離間した位置で光軸Ａｘと垂直かつ水平に延在し、且つ回転可能に灯具ハウジング３７に支持されている。

回転シェード４２は円筒形状の部材であり、軸方向に一部が切り欠かれた切欠部と、複数のシェードプレート（図示せず）とを有する。回転シェード４２が回転軸４４を中心に回転し、切欠部またはシェードプレートのいずれかが光軸Ａｘと回転軸４４との間に位置することで、複数種類の配光パターンのいずれかが形成される。この複数種類の配光パターンには、ロービーム用配光パターンも含まれる。

回転軸４４は、減速機構（図示せず）を介して可変シェードモータ（図示せず）に接続されている。したがってこの可変シェードモータが作動することにより、回転シェード４２が回転して、灯具２０の後方焦点面に形成される光源像を切り替える。これにより、車両用前照灯１０によって車両前方に形成される配光パターンが切り替えられる。

車両用前照灯１０は、スイブル機構２２およびレベリング機構２４をさらに有する。スイブル機構２２は、スイブルアクチュエータ５０を有する。スイブルアクチュエータ５０はステッピングモータを含む。スイブルアクチュエータ５０は、回転軸５０ａが鉛直方向に向くよう灯具２０の下方に配置される。回転軸５０ａは灯具２０に固定されており、スイブルアクチュエータ５０が作動することにより回転軸５０ａを中心に灯具２０が回動、すなわちスイブルする。これにより、車両用前照灯１０によって形成される配光パターンが水平方向に移動する。

レベリング機構２４は、レベリングアクチュエータ６０、ユニットブラケット６２、ランプブラケット６４、およびピボット機構６８を有する。ランプブラケット６４は、灯具２０の上方に配置されるよう、エイミング調整ネジ６６を介してランプボディ１２に固定されている。ピボット機構６８は、ランプブラケット６４の先端付近に設けられ、光軸Ａｘと垂直且つ水平な軸を中心に回動可能に設けられている。灯具２０の上方はピボット機構６８に固定されている。このため灯具２０は、ピボット機構６８の軸を中心に回動可能に設けられている。

灯具２０の下方は、ユニットブラケット６２によって支持されている。レベリングアクチュエータ６０はランプボディ１２に固定されている。レベリングアクチュエータ６０は、ステッピングモータと、そのステッピングモータが作動することにより伸縮可能なロッド６１を有する。このロッド６１は光軸Ａｘと平行に延在し、先端にレベリングアクチュエータ６０の後端が固定されている。レベリングアクチュエータ６０が作動することで、ロッド６１が伸縮して灯具２０全体がピボット機構６８の軸を中心に回動し、光軸Ａｘのピッチ角度、すなわち、光軸Ａｘの上下方向の角度を上方または下方に向けるレベリング調整が実行される。

投影レンズ４０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置される。バルブ３４は、投影レンズ４０の後方焦点を含む焦点面である後方焦点面よりも後方側に配置される。投影レンズ４０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からなり、後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として車両用前照灯１０前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。したがって投影レンズ４０もまた、バルブ３４からの光を集光する光学部材として機能する。なお、灯具２０の構成は特にこれに限定されず、投影レンズ４０を持たない反射型の灯具ユニットなどであってもよい。

図２は、照射方向制御システム１００の構成を模式的に示す機能ブロック図である。図２はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのハードウェア、およびソフトウェアの連携によって実現される機能ブロックが描かれている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェアおよびソフトウェアの組合せによって様々な形で実現することができる。照射方向制御システム１００は、車両電子制御ユニット（以下、「車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」という）１２０、ライトスイッチ１２２、カメラ１２６、画像処理部１３０、車速センサ１３２、舵角センサ１３４、ナビゲーション装置１３６、前照灯電子制御ユニット（以下、「前照灯ＥＣＵ」という）１５０、左側の車両用前照灯１０Ｌ、および右側の車両用前照灯１０Ｒを含む。

ライトスイッチ１２２は、車両運転席付近に設けられる。運転者は、ライトスイッチ１２２を操作することにより、ロービーム用配光パターンの形成やハイビーム用配光パターンの形成を指示することができる。

撮像装置であるカメラ１２６は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを含み、撮像して得られた画像を画像データとして出力する。

カメラ１２６は、車両前方を撮像できるよう、例えばフロントガラスの内側など車両室内に設置されている。カメラ１２６には、ステレオカメラが採用されている。なお、カメラ１２６に他のカメラが採用されてもよい。カメラ１２６は、車両前方を撮像し、静止画または動画の画像データを生成して画像処理部１３０に出力する。

画像処理部１３０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭを有する。画像処理部１３０は、カメラ１２６によって撮像された画像データを取得し、画像処理を施す。カメラ１２６により生成された画像データを取得する画像データ取得部として機能する。

画像処理部１３０は、車両前方を撮像したカメラ１２６からの画像データに画像処理を施すことにより、自車両が走行中の車線の車線形状を検出する。画像処理部１３０は、取得した画像データを用いて、走行中の車線の車線形状を検出する車線検出部としても機能する。本実施形態では、画像処理部１３０は、車線形状として車両前方における車線の曲率を算出する。このため、車線の曲率は車線延在方向ということができるため、画像処理部１３０は、カメラ１２６からの画像データを用いて走行中の車線延在方向を検出する車線検出部ということもできる。なお、車線形状が車線の曲率とは違う態様で算出されてもよい。車線形状を検出する技術は公知であるため説明を省略する。検出された車線形状は、車両ＥＣＵ１２０に送信される。

なお、カメラ１２６が車両ＥＣＵ１２０に接続されていてもよい。車両ＥＣＵ１２０は、カメラ１２６からの画像データを用いて車線形状を検出してもよい。また、カメラ１２６が前照灯ＥＣＵ１５０に接続されていてもよい。前照灯ＥＣＵ１５０は、カメラ１２６からの画像データを用いて車線形状を検出してもよい。

舵角センサ１３４は、ステアリングセンサとも呼ばれ、運転者によって操作されたステアリングホイールの回転角度を検出する。ナビゲーション装置１３６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）により自車両の位置を検出する。ナビゲーション装置１３６はハードディスクなどの記憶装置（図示せず）を有し、記憶装置に地図情報を記憶している。ナビゲーション装置１３６は、さらに車両室内に設けられたディスプレイを有する。ナビゲーション装置１３６は、検出された自車両の位置を、周辺の地図とともにディスプレイに表示する。

車両ＥＣＵ１２０もまた、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有する。車両ＥＣＵ１２０は、ライトスイッチ１２２の操作に応じて、車両用前照灯１０によって形成可能な複数の配光パターンのいずれかの形成要求を取得する。車両ＥＣＵ１２０は、走行中の車線の車線形状を画像処理部１３０から取得する。また、車両ＥＣＵ１２０は、舵角センサ１３４の検出結果を取得する。さらに車両ＥＣＵ１２０はナビゲーション装置１３６にも接続されており、ナビゲーション装置１３６から現在走行中の道路やその周辺の道路などを含む地図情報、および設定した予定ルート情報を取得する。

前照灯ＥＣＵ１５０は、灯室の外部に配置され、左側の車両用前照灯１０Ｌ、右側の車両用前照灯１０Ｒの各々の可変シェードモータ、スイブルアクチュエータ５０、レベリングアクチュエータ６０の作動、およびバルブ３４の点灯を制御する。前照灯ＥＣＵ１５０は、スイブル制御部１５２を有する。なお、車両ＥＣＵ１２０は、回転シェード４２を回転させる可動シェードモータ（図示せず）の作動を制御する可変シェード制御部、レベリングアクチュエータ６０の作動を制御するレベリング制御部、およびバルブ３４の点灯を制御する点灯制御部を有するが、ここでの説明は省略する。

スイブル制御部１５２は、車線取得部１５４、舵角取得部１５６、車速取得部１５８、および照射方向制御部１６０を有する。車両ＥＣＵ１２０は、画像処理部１３０から受信した走行中の車線の車線形状を前照灯ＥＣＵ１５０に送信する。車線取得部１５４は、車両ＥＣＵ１２０から受信した車線形状を取得する。車両ＥＣＵ１２０は、舵角センサ１３４の検出結果を用いて舵角を算出し、算出結果のデータを前照灯ＥＣＵ１５０に送信する。舵角取得部１５６は、車両ＥＣＵ１２０から受信した舵角を取得する。車両ＥＣＵ１２０は、車速センサ１３２の検出結果を用いて車速を算出し、算出結果のデータを前照灯ＥＣＵ１５０に送信する。車速取得部１５８は、検出された車速を取得する。なお、車速センサ１３２または舵角センサ１３４が前照灯ＥＣＵ１５０に接続されていてもよく、前照灯ＥＣＵ１５０は、車速センサ１３２または舵角センサ１３４から検出結果を直接受け取ってもよい。

車両ＥＣＵ１２０は、ナビゲーション装置１３６から受信したナビゲーション情報を前照灯ＥＣＵ１５０に送信する。ナビゲーション情報には、車両の現在位置の周辺の地図情報や、目的地を入力することにより設定された予定ルートを示す情報が含まれている。なお、ナビゲーション情報に、ナビゲーション装置１３６が送信可能な他の情報が含まれていてもよい。

照射方向制御部１６０は、スイブルアクチュエータ５０を作動させるためのパルス信号をスイブルアクチュエータ５０に供給することによりスイブル角を制御する。本実施形態では、スイブル角とは、車両前方を向く光軸Ａｘの初期方向に対する、スイブルアクチュエータ５０作動後の光軸Ａｘの水平方向の角度をいう。

照射方向制御部１６０は、舵角追従制御と車線追従制御とを択一的に実行可能に設けられている。舵角追従制御を実行するとき、照射方向制御部１６０は、取得した舵角を用いて、目標水平照射方向として目標スイブル角を決定する。具体的には、照射方向制御部１６０は、舵角が大きいほど目標スイブル角も大きくなるよう舵角と目標スイブル角とが対応付けられたマップを保持しており、このマップを参照して舵角に対応する目標スイブル角を決定する。照射方向制御部１６０は、決定した目標スイブル角だけ灯具２０を回転させるために必要なステップ数の信号をスイブルアクチュエータ５０に与える。こうして照射方向制御部１６０は、車両用前照灯１０による光の照射方向を自車両の旋回方向に適切に近づける。

車線追従制御を実行するとき、照射方向制御部１６０は、取得した車線形状を用いて目標スイブル角を決定する。具体的には、照射方向制御部１６０は、車線形状である車両前方の車線の曲率が大きいほど目標スイブル角も大きくなるよう車線の曲率と目標スイブル角とが対応付けられたマップを保持しており、このマップを参照して車線の曲率に対応する目標スイブル角を決定する。照射方向制御部１６０は、決定した目標スイブル角だけ灯具２０を回転させるために必要なステップ数の信号をスイブルアクチュエータ５０に与える。こうして照射方向制御部１６０は、車両用前照灯１０による光の照射方向を車線延在方向に適切に近づける。

画像処理部１３０は、カメラ１２６からの画像データを用いて車線形状を検出するときに、検出された車線形状の信頼度である車線信頼度を算出する。この車線信頼度は、例えば路上駐車されている他の車両、道路の白線の劣化、または水たまりの存在などにより車線を認識しにくい状態では低い値となる。車線信頼度の算出方法は公知であるため説明を省略する。画像処理部１３０によって算出された車線信頼度は、車両ＥＣＵ１２０を介して前照灯ＥＣＵ１５０に送信される。

本実施形態では、照射方向制御部１６０は、所定の車線追従条件を満たしたとき、検出された車線形状にしたがって目標照射方向を決定し、アクチュエータの作動によって光の照射方向を変更可能な車両用前照灯１０にアクチュエータを作動させるための制御信号を供給することにより、車両用前照灯１０による光の照射方向を目標照射方向に近づける車線追従制御を実行し、車線追従条件を満たさないとき、車線追従制御の実行を回避する。照射方向制御部１６０は、所定の車線追従条件を満たさないときは、舵角追従制御を実行する。

具体的には、車線信頼度が所定値より高い場合は、照射方向制御部１６０は、車線信頼度が正確に認識されているため車線追従条件を満たしたと判定し、車線追従制御を実行する。一方、車線信頼度が所定値以下の場合は、照射方向制御部１６０は、車線が正確に認識されていない可能性が高いため車線追従条件を満たさないと判定し、車線追従制御の実行を回避して舵角追従制御を実行する。

図３（ａ）は、車両２００が高速でカーブに突入するときの照射方向制御の一例を示す図である。図３（ａ）では、カーブ手前までは車線信頼度が基準値より低いため舵角追従制御が実行され、カーブ突入直後に車線信頼度が基準値よりも高くなり車線追従制御が実行開始された例を示している。

カーブの直前では、運転者はまだステアリングホイールを操舵していない一方、カメラ１２６では車両前方にカーブが撮像されるため、舵角追従制御による目標スイブル角と車線追従制御による目標スイブル角との間で差が生じる。一方、車両２００が高速で走行中に車線信頼度が基準値よりも低い状態から高い状態になる場合、車線信頼度の判定周期の間に車両２００が長い距離走行するため、舵角追従制御から車線追従制御への切り替えに時間を要する可能性がある。このため車両２００がカーブに突入したときに高速であったため舵角追従制御から車線追従制御への切り替えに時間がかかった場合、図３（ａ）に示すように、舵角追従制御による実線で示すロービーム用配光パターンＰＬの目標スイブル角と、車線追従制御により破線で示すロービーム用配光パターンＰＬの目標スイブル角との差が大きくなったときに舵角追従制御から車線追従制御へ切り替えられ、目標スイブル角への光軸Ａｘの追従に遅れが生じ得る。

図３（ｂ）は、車両２００が曲率の高いカーブに突入するときの照射方向制御の一例を示す図である。図３（ｂ）においても、カーブ手前までは車線信頼度が基準値より低いため舵角追従制御が実行され、カーブ突入直後に車線信頼度が基準値よりも高くなり車線追従制御が実行開始された例を示している。

車両前方のカーブの曲率が大きい場合、例えばそのカーブの手前において、舵角追従制御による目標スイブル角と車線追従制御による目標スイブル角との間で大きな差が生じる。このため車両２００が高速でカーブに突入したときに舵角追従制御から車線追従制御への切り替えに時間がかかった場合、図３（ｂ）に示すように、舵角追従制御による実線で示すロービーム用配光パターンＰＬの目標スイブル角と、車線追従制御により破線で示すロービーム用配光パターンＰＬの目標スイブル角との差が非常に大きくなったときに舵角追従制御から車線追従制御へ切り替えられ、目標スイブル角への光軸Ａｘの追従に遅れが生じ得る。

このため、本実施形態では、照射方向制御部１６０は、車両の走行状態が目標照射方向への追従性を高めるべき所定条件を満たさない場合は、第１周期で車線追従条件を満たすか否かを判定し、車両の走行状態が所定条件を満たす場合は、第１周期よりも短い第２周期で車線追従条件を満たすか否かを判定する。以下、フローチャートに関連してその制御について詳細に説明する。

図４は、本実施形態に係る照射方向制御システム１００による照射方向制御の実行手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおける処理は、自車両のイグニッションスイッチがオンにされている間において、ライトスイッチ１２２の操作よってロービーム用配光パターンの形成要求が取得され、且つ車速が所定速度以上のときに開始し、車速が所定速度未満となるまで所定時間毎に繰り返し実行される。

照射方向制御部１６０は、車線信頼度は基準値より高いか否かを判定する（Ｓ１０）。車線信頼度は基準値以下の場合（Ｓ１０のＮ）、車線が適切に認識できない可能性があるため、照射方向制御部１６０は、舵角を用いて目標スイブル角を決定する舵角追従制御を実行する（Ｓ２０）。

車線信頼度は基準値より高い場合（Ｓ１０のＹ）、車線が適切に認識できていると考えられる。この場合、照射方向制御部１６０は、取得した車速が第１基準速度以上か否かを判定する（Ｓ１２）。車速が第１基準速度以上の場合（Ｓ１２のＹ）、照射方向制御部１６０は、取得した車線形状を用いて目標スイブル角を決定する車線追従制御を実行する（Ｓ１４）。

車速が第１基準速度未満の場合（Ｓ１２のＮ）、照射方向制御部１６０は、車線形状として取得した車線の曲率は第１基準曲率以上か否かを判定する（Ｓ１６）。車線の曲率が第１基準曲率以上の場合（Ｓ１６のＹ）、照射方向制御部１６０は、舵角入力時間、すなわち運転者がステアリングホイールを回転させたままの状態の時間は第１基準時間以上か否かを判定する（Ｓ１８）。

運転者がステアリングホイールを操作しはじめたところではなく、ステアリングホイールを操作開始してからある程度時間が経過していると、舵角と車線延在方向とが概ね一致していると考えることができる。このため車線の曲率が第１基準曲率以上且つ舵角入力時間が第１基準時間以上の場合（Ｓ１８のＹ）、照射方向制御部１６０は、舵角を用いて目標スイブル角を決定する舵角追従制御を実行する（Ｓ２０）。

車線の曲率が第１基準曲率未満の場合（Ｓ１６のＮ）、照射方向制御部１６０は、車線形状を用いて目標スイブル角を決定する車線追従制御を実行する（Ｓ１４）。また、舵角入力時間が第１基準時間未満の場合においても（Ｓ１８のＮ）、照射方向制御部１６０は、車線形状を用いて目標スイブル角を決定する車線追従制御を実行する（Ｓ１４）。

目標スイブル角が設定されると、照射方向制御部１６０は、決定された目標スイブル角に光軸Ａｘを近づけるようスイブルアクチュエータ５０にパルス信号を供給し、光軸Ａｘのスイブルを実行する（Ｓ２２）。スイブルが実行されると、照射方向制御部１６０は、判定周期決定処理を実行する（Ｓ２４）。

図５は、図４におけるＳ２４の判定周期決定処理の実行手順を示すフローチャートである。照射方向制御部１６０は、取得された車速は第２基準速度未満か否かを判定する（Ｓ５０）。車速が第２基準速度未満の場合（Ｓ５０のＹ）、照射方向制御部１６０は、車線形状として取得した車線の曲率は第２基準曲率未満か否かを判定する（Ｓ５２）。第２基準速度は、第１基準速度と同じでもよく、異なっていてもよい。車線の曲率が第２基準曲率未満の場合（Ｓ５２のＹ）、照射方向制御部１６０は、次回判定までの時間を第１周期に設定する（Ｓ５４）。車速は第２基準速度以上の場合（Ｓ５０のＮ）、照射方向制御部１６０は、次回判定までの時間を、第１周期よりも短い第２周期に設定する（Ｓ５６）。

このように照射方向制御部１６０は、取得された車速が第２基準速度より小さいときに、第１周期で車線追従条件を満たすか否かを判定し、取得された車速が第２基準速度を超えたときに、第２周期で車線追従条件を満たすか否かを判定する。これにより、車線の追従性を高めるべき高速走行時に、より短い周期で車線追従条件を満たすか否かを判定することができ、車線への光の照射方向の追従性を高めることができる。

また、車線の曲率が第２基準曲率以上の場合（Ｓ５２のＮ）、照射方向制御部１６０は、次回判定までの時間を第２周期に設定する（Ｓ５６）。照射方向制御部１６０は、取得された車線形状が所定の車線形状基準を満たさない場合に、第１周期で車線追従条件を満たすか否かを判定し、特定された車線形状が車線形状基準を満たす場合に、第２周期で車線追従条件を満たすか否かを判定する。これにより、車線の追従性を高めるべき曲率が大きいカーブの走行時に、より短い周期で車線追従条件を満たすか否かを判定することができ、車線への光の照射方向の追従性を高めることができる。

なお、上記の照射方向制御では、車線追従制御を実行中においても、目標照射方向への追従性を高めるべき高速走行時または曲率が大きいカーブの走行時は、車線追従制御の実行周期が第２周期に設定される。このため、照射方向制御部１６０は、目標照射方向への追従性を高めるべき所定条件を車両の走行状態が満たさない場合は第１周期で車線追従制御を実行し、当該所定条件を車両の走行状態が満たす場合は第１周期よりも短い第２周期で車線追従制御を実行することになる。このため、車線追従制御の実行中においても、照射方向制御部１６０は、目標照射方向への追従性を高めるべきときに車線追従制御の実行周期を短くすることができ、車線への光軸Ａｘの追従性を高めることができる。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を本実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。

ある変形例では、照射方向制御部１６０は、車線追従条件を満たしたとき、車線追従制御を実行し、車線追従条件を満たさないとき、車線追従制御の実行を回避する。照射方向制御部１６０は、所定の車線追従条件を満たさないときは、舵角追従制御も実行せず、光軸Ａｘは、車両前方に固定したままとする。

このときも照射方向制御部１６０は、車両の走行状態が目標照射方向への追従性を高めるべき所定条件を満たさない場合は、第１周期で車線追従条件を満たすか否かを判定し、車両の走行状態が所定条件を満たす場合は、第１周期よりも短い第２周期で車線追従条件を満たすか否かを判定する。このときの車線追従条件は上述の実施形態と同様である。また所定条件は、上述の実施形態と同様に、車速が基準速度より大きいことであってもよく、また、車線の曲率が基準曲率より大きいことであってもよい。このように舵角追従制御に切り替えない場合においても、車線の追従性を高めるべきときに車線追従制御を迅速に実行開始することができる。

ある別の変形例では、スイブル制御部１５２は、車両の進行方向を予測する進行方向予測部を有する。進行方向予測部は、舵角や車線延在方向以外の他の所定の入力データを用いて車両進行方向を予測する。照射方向制御部１６０は、検出された車線延在方向と異なる方向に車両が進行すると予測された場合、車線追従制御の実行を中止し、車両進行方向と予測した方向へ光を照射するよう目標スイブル角を決定する予測進行方向追従制御を実行可能に設けられている。照射方向制御部１６０は、車線追従条件を満たしたとき車線追従制御を実行し、車線追従条件を満たさないとき、車線追従制御の実行を回避して予測進行方向追従制御を実行する。

このときも照射方向制御部１６０は、車両の走行状態が目標照射方向への追従性を高めるべき所定条件を満たさない場合は、第１周期で車線追従条件を満たすか否かを判定し、車両の走行状態が所定条件を満たす場合は、第１周期よりも短い第２周期で車線追従条件を満たすか否かを判定する。このときの車線追従条件および所定条件は、上述の変形例と同様である。このように舵角追従制御に代えて予測進行方向追従制御が実行可能に設けられている場合においても、車線の追従性を高めるべきときに、車線追従制御または予測進行方向追従制御を迅速に実行開始することができる。

なお、「検出された車線延在方向と異なる方向に車両が進行すると予測された場合」とは、走行中の車線から分岐する別の道路へ車両が進行することが予測された場合であってもよい。照射方向制御部１６０は、ナビゲーション装置１３６からのナビゲーション情報に含まれる予定ルートを用いて、走行中の車線から分岐する別の道路へ車両が進行するかを予測してもよく、方向指示器の操作方向を用いて予測してもよい。また、「検出された車線延在方向と異なる方向に車両が進行すると予測された場合」とは、走行中の車線から隣接車線に車両が車線変更することが予測された場合であってもよい。照射方向制御部１６０は、方向指示器の操作方向を用いて、走行中の車線から隣接車線に車両が車線変更するかを予測してもよい。

１０ 車両用前照灯、 ２０ 灯具、 ２２ スイブル機構、 ５０ スイブルアクチュエータ、 １００ 照射方向制御システム、 １２０ 車両ＥＣＵ、 １２２ ライトスイッチ、 １２６ カメラ、 １３０ 画像処理部、 １３２ 車速センサ、 １３４ 舵角センサ、 １５０ 前照灯ＥＣＵ、 １５２ スイブル制御部、 １５４ 車線取得部、 １５６ 舵角取得部、 １５８ 車速取得部、 １６０ 照射方向制御部、 ２００ 車両。

Claims (5)

1. 車両前方を撮像して生成された画像データを用いて検出された、走行中の車線の車線形状を取得する車線取得部と、
   所定の車線追従条件を満たしたとき、検出された車線形状にしたがって目標照射方向を決定し、アクチュエータの作動によって光の照射方向を変更可能な車両用前照灯に前記アクチュエータを作動させるための制御信号を供給することにより、前記車両用前照灯による光の照射方向を目標照射方向に近づける車線追従制御を実行し、車線追従条件を満たさないとき、前記車線追従制御の実行を回避する照射方向制御部と、
   を備え、
   前記照射方向制御部は、車両の走行状態が目標照射方向への追従性を高めるべき所定条件を満たさない場合は、第１の周期で前記車線追従条件を満たすか否かを判定し、車両の走行状態が前記所定条件を満たす場合は、第１の周期よりも短い第２の周期で前記車線追従条件を満たすか否かを判定することを特徴とする照射方向制御装置。
2. 検出された車速を取得する車速取得部をさらに備え、
   前記照射方向制御部は、取得された車速が所定速度より小さいときに、前記所定条件を満たさないとして前記第１の周期で前記車線追従条件を満たすか否かを判定し、取得された車速が所定速度を超えたときに、前記所定条件を満たしたとして前記第２の周期で前記車線追従条件を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の照射方向制御装置。
3. 前記照射方向制御部は、取得された車線形状が所定の車線形状基準を満たさない場合に、前記所定条件を満たさないとして前記第１の周期で前記車線追従条件を満たすか否かを判定し、特定された車線形状が前記車線形状基準を満たす場合に、前記所定条件を満たしたとして前記第２の周期で前記車線追従条件を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の照射方向制御装置。
4. 検出された車両の舵角を取得する舵角取得部をさらに備え、
   前記照射方向制御部は、所定の車線追従条件を満たさないときは、取得された舵角にしたがって目標照射方向を決定して前記車両用前照灯による光の照射方向を目標照射方向に近づけるよう前記アクチュエータの作動を制御する舵角追従制御を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照射方向制御装置。
5. 灯具と、前記灯具の姿勢を変化させるアクチュエータと、を有する車両用前照灯と、
   車両前方を撮像して画像データを生成する撮像装置と、
   前記アクチュエータに制御信号を供給することにより前記車両用前照灯による光の照射位置を制御する照射方向制御装置と、
   を備え、
   前記照射方向制御装置は、
   前記撮像装置により生成された画像データを用いて、走行中の車線の車線形状を検出する車線検出部と、
   所定の車線追従条件を満たしたとき、検出された車線形状にしたがって目標照射方向を決定し、前記車両用前照灯による光の照射方向を目標照射方向に近づけるよう前記アクチュエータに前記制御信号を供給する車線追従制御を実行し、車線追従条件を満たさないとき、前記車線追従制御の実行を回避する照射方向制御部と、
   を有し、
   前記照射方向制御部は、車両の走行状態が目標照射方向への追従性を高めるべき所定条件を満たさない場合は、第１の周期で前記車線追従条件を満たすか否かを判定し、車両の走行状態が前記所定条件を満たす場合は、第１の周期よりも短い第２の周期で前記車線追従条件を満たすか否かを判定することを特徴とする照射方向制御システム。

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