JP2013043617A - 車両用前照灯の点灯制御装置、車両用前照灯システム - Google Patents

Abstract

【課題】自車両と前方車両の位置関係に変化を生じた際にも前方車両へグレアを回避する。
【解決手段】車両用前照灯の点灯制御装置は、カメラ４によって自車両の前方を撮影して得られた画像に基づいて自車両の前方に存在する対象車両の位置に応じた遮光範囲を設定する遮光範囲設定部１２と、自車両又は対象車両の進路変更の合図とその方向を検出する進路変更検出部１３と、進路変更検出部によって検出された進路変更の方向に基づいて遮光範囲に補正量を付与する遮光範囲補正部１４と、遮光範囲補正部による補正後の遮光範囲に基づいて前照灯を駆動する前照灯制御部１を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の前照灯による照射状態を制御する技術に関する。

夜間に車両を走行させる際に、運転者は、基本的に前照灯によりロービームを路面に照射させ、必要に応じてハイビームを照射させることにより車両の前方を確認する。しかしながら、いわゆるカットオフラインより上側に光を照射すると、対向車や先行車（以下、これらを「前方車両」という。）にグレアを与えるおそれがある。このため近年では、前方車両の位置を検出し、これらの存在する位置に光が照射されないようにハイビームの照射パターンを制御し、グレアを抑制する技術が種々提案されている。例えば、特開２０１０−２３２０８１号公報や特開２００９−２２７０８８号公報には、前方車両の位置を検出し、これらの車両に対応する寸法および位置を有するマスク（シェード）を光源の前方に配置し、このマスクを介した光源からの光をプロジェクター（像形成器）によって投影することにより、前方車両へのグレアを抑制する影（カットオフ）を生成する車両用ヘッドランプが開示されている。これらの先行例においては、マスクの形状が可変に構成されており、このマスクの形状に応じて影となる部分が可変に制御される。前方車両は、自車両に搭載されたカメラで撮影される画像を用いて画像認識処理を行うことにより検出される（例えば、特開２００９−２９８３４４号公報）。このようにハイビームの照射パターンを適切に制御することにより、前方車両へのグレアを防止しつつそれ以外のエリアには光を照射できるので、歩行者の早期発見や遠方視認性の向上に寄与することができる。

ところで、上記した先行例では通常、カメラによって撮影される画像から対向車のヘッドランプや先行車のテールランプの光を抽出し、これに基づいて車両の位置を検出している。このため前方車両の車線変更あるいは自車両の車線変更により両者の相対的な位置関係に変化が生じたときには、その変化後の位置関係を検出して配光制御信号を生成し、この配光制御信号に基づいてハイビームの照射パターンが変更されるまでにある程度の時間を要する。このようなタイムラグが発生すると、前方車両に少しの間グレアを与えてしまうという不都合がある。

特開２０１０−２３２０８１号公報 特開２００９−２２７０８８号公報 特開２００９−２９８３４４号公報

本発明に係る具体的態様は、自車両と前方車両の相対的な位置関係に変化を生じた際にも前方車両へグレアを与えることを回避でき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車両用前照灯の点灯制御装置は、（ａ）カメラによって自車両の前方を撮影して得られた画像に基づいて前記自車両の前方に存在する対象車両の位置に応じた遮光範囲を設定する遮光範囲設定部と、（ｂ）前記自車両又は前記対象車両の進路変更の合図とその方向を検出する進路変更検出部と、（ｃ）前記進路変更検出部によって検出された前記進路変更の方向に基づいて前記遮光範囲に補正量を付与する遮光範囲補正部と、（ｄ）前記遮光範囲補正部による補正後の前記遮光範囲に基づいて前照灯を駆動する前照灯制御部を含む、車両用前照灯の点灯制御装置である。

一般に車両は、進路変更により特定方向へ一旦動き出したら、すぐには逆方向へ行かずそのままの方向へ移動を継続する場合が多い。このとき、多くの場合に、車両は進路変更を開始する直前に進路変更の合図として方向指示器を作動させる。そこで、自車両または対象車両（前方車両）の進路変更の合図とその方向を検出し、その検出結果に基づいて予め自車両の前照灯による遮光範囲を補正することにより、自車両と前方車両の相対的な位置関係に変化を生じた際にも前方車両へグレアを与えることを回避することが可能となる。

上記の点灯制御装置において、前記遮光範囲補正部は、前記自車両の車速に応じて前記補正量を増減することも好ましい。

自車両と対象車両との位置関係は車速によって時間的な変動がより大きくなるので、自車両の車速に応じて補正量を増減することで遮光範囲をより適切に補正することができる。

上記の点灯制御装置において、前記進路変更検出部は、例えば、前記カメラによって得られた前記画像に基づいて前記対象車両の方向指示器の動作状態を検出することにより前記対象車両の進路方向の合図とその方向を検出することができる。

これにより、遮光範囲を設定するために用いるカメラを共用できるので、構成の簡素化を図ることができる。

本発明に係る一態様の車両前照灯システムは、上記した車両用前照灯の点灯制御装置と、この点灯制御装置によって制御される車両用の前照灯を含んで構成される。

これにより、自車両と前方車両の相対的な位置関係に変化を生じた際にも前方車両へグレアを与えることを回避可能な車両前照灯システムが得られる。

一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。 ヘッドランプの構成例を示す斜視図である。 配光パターンの制御について説明するための概念図である。 車両用前照灯システムの制御内容を示すフローチャートである。 補正量について説明するための図である。 配光パターンの制御について説明するための概念図である。 車両用前照灯システムの制御内容を示すフローチャートである。

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前照灯システムの構成を示すブロック図である。図１に示す車両用前照灯システムは、自車両に搭載されたカメラ４によって自車両の前方を撮像して得られる画像に基づいて配光パターンを設定して光照射を行うものであり、制御部１とヘッドランプ駆動部２からなる点灯制御装置と、これにより点灯制御されるヘッドランプ３を含んで構成されている。なお、カメラ４も車両用前照灯システムの構成の一部とされてもよい。

制御部１は、画像入力部１１、遮光範囲設定部１２、進路変更検出部１３および遮光範囲補正部１４を有する。この制御部１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現される。

画像入力部１１は、所定のタイミングでカメラ４から画像（画像データ）を取得する。なお、カメラ４からアナログ信号で画像が入力される場合には、画像入力部１１はそのアナログ信号をデジタル信号に変換する処理も行う。

遮光範囲設定部１２は、カメラ４によって自車両の前方を撮影して得られた画像に基づいて画像認識処理を行うことにより、自車両の前方に存在する対象車両（前方車両）を検出し、この対象車両の位置に応じた遮光範囲を設定する。ここでの対象車両とは、先行車または対向車である。

進路変更検出部１３は、自車両または対象車両の進路変更の合図の有無とその方向を検出する。具体的には、進路変更検出部１３は、自車両の方向指示器を点灯させるためのターンスイッチの動作状態を示す信号を自車両から取得し、この信号に基づいて自車両の進路変更の合図とその方向（右または左）を検出する。また、進路変更検出部１３は、カメラ４によって自車両の前方を撮影して得られた画像に基づいて画像認識処理を行うことにより、対象車両の進路変更の合図の有無とその方向を検出する。

遮光範囲補正部１４は、進路変更検出部１３によって検出された対象車両または自車両の進路変更の方向に基づいて、遮光範囲設定部１２によって設定された遮光範囲に補正量を付与する。概略的にいうと、遮光範囲補正部１４は、自車両に対して対象車両が右へ進路変更をする場合または対象車両に対して自車両が左へ進路変更する場合には遮光範囲の右側を拡げて左側を狭めるように補正量を付与し、自車両に対して対象車両が左へ進路変更をする場合または対象車両に対して自車両が右へ進路変更する場合には遮光範囲の左側を拡げて右側を狭めるように補正量を付与する

ヘッドランプ駆動部２は、遮光範囲補正部１４による補正後の遮光範囲に応じたエリアが影となりそれ以外のエリアに光が照射されるようにヘッドランプ３を駆動する。

ヘッドランプ３は、ハイビームを生成するためのハイビームユニット３ａと、ロービームを生成するためのロービームユニット３ｂを有し、ヘッドランプ駆動部２から供給される駆動信号に基づいて光を照射する。本実施形態のヘッドランプ３では、ロービームユニット３ｂは一定のエリアに光を照射し、ハイビームユニット３ａは遮光範囲に応じて選択的に光を照射する。

図２は、ヘッドランプ３のハイビームユニット３ａの構成例を示す分解斜視図である。図２に示す構成例のハイビームユニット３ａは、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ２０と、この投影レンズ２０の後側焦点面よりも後方に配置された光源ユニット３０と、投影レンズ２０を所定位置に保持するレンズ保持枠４０と、光源ユニット３０に取り付けられたヒートシンク５０を含んで構成されている。このハイビームユニット３ａは、投影レンズ２０がレンズ保持枠４０に取り付けられ、このレンズ保持枠４０がヒートシンク５０にねじ止め固定されることにより一体化される。光源ユニット３０は、複数の導光レンズ部３１を一体化してなる導光レンズ体３２と、一方向（水平方向）に配列された複数の発光素子３３ａを有して導光レンズ体３２の後方に配置された発光素子基板３３を含んで構成されている。各発光素子３３ａは、例えば同一構成の白色ＬＥＤ、その他の発光ダイオードやレーザダイオード等である。各発光素子３３ａから放射される光は、導光レンズ体３２によって投影レンズ２０に導かれ、自車両の前方に投影される。このとき、各発光素子３３ａの点灯／消灯を個別に制御することにより、ハイビームの照射エリアを部分的に遮光するなど、配光パターンを自在に制御できる。配光パターンの具体例については後述する。

本実施形態の車両用前照灯システムの構成は以上の通りであり、次にその動作について詳細に説明する。始めに、対象車両が進路変更をする場合について説明する。

図３は、車両用前照灯システムによる配光パターンの制御について説明するための概念図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）はいずれも自車両から見た道路状況とそれに対応した配光パターンが模式的に示されている。例えば、図３（Ａ）に示すように対象車両１００が自車両の前方に存在する場合には、図３（Ｂ）に示すように対象車両１００の存在するエリアにハイビームが照射されない遮光範囲１０１が形成される。このとき、対象車両１００が進路変更のために方向指示器を作動させたとすると、この進路変更の合図とその方向（本例では自車両を基準に右方向）が検出される。この場合には、対象車両１００の右方向への移動が予測されるので、図３（Ｃ）に示すように、予め遮光範囲１０１の右側の遮光範囲を補正量１０２Ｒだけ拡げる。それにより、進路変更をする対象車両１００に対してグレアを与えることを防止できる。さらに、対象車両１００の移動方向とは逆方向である左側の遮光範囲を補正量１０２Ｌだけ狭めることも好ましい。それにより、遮光範囲が必要以上に広くなるのを防ぐことができる。なお、対象車両１００が自車両を基準に左方向へ進路変更をする場合も同様であり、対象車両１００が上記のような先行車ではなく対向車である場合も同様である。

次に、対象車両が進路変更をする場合における配光制御を実現するための制御内容を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

遮光範囲設定部１２は、カメラ４によって撮像され、画像入力部１１で取り込まれた画像に基づいて画像認識処理を実行することにより対象車両を検出し（ステップＳ１１）、その対象車両のランプ位置情報を取得する（ステップＳ１２）。ここでいうランプとは、対象車両が先行車の場合にはテールランプ、対象車両が対向車の場合にはヘッドランプである。

次に、遮光範囲設定部１２は、対象車両のランプ位置情報に基づいて、自車両の配光パターンにおける遮光範囲を演算する（ステップＳ１３）。具体的には、上記した図３に示したように、対象車両１００のランプ位置情報に基づいてその対象車両１００の車幅とほぼ同じかそれより幾分広めに遮光範囲を設定する。なお、図３に示した例では対象車両１００の上方については全体的に遮光範囲と設定しているがこの限りではない。

次に、進路変更検出部１３は、カメラ４によって撮像され、画像入力部１１で取り込まれた画像に基づいて画像認識処理を実行することにより対象車両の方向指示器の動作状態を検出する（ステップＳ１４）。具体的には、例えば、進路変更検出部１３は、カメラ４により所定周期で撮像される画像を順次取り込み、その取り込みタイミングの前後する画像同士の差分を抽出し、その差分を用いて方向指示器の点滅周期に近い周期で光の強度が変化している領域が存在する場合に、対象車両の方向指示器が作動していることを検出する。また、進路変更検出部１３は、例えば遮光範囲設定部１２によって検出された対象車両のランプ位置情報を用いることで、対象車両の方向指示器が左右どちらのものであるかを検出することができる。例えば、方向指示器の光の位置が対象車両の右ランプ位置により近い場合であれば、方向指示器が右方向を指し示していると判断できる。なお、このような方向指示器の動作状態の検出技術については、例えば特開２０１０−１０５５０２号公報で詳述されている。

次に、遮光範囲補正部１４は、進路変更検出部１３によって検出された対象車両の方向指示器の動作の有無とその方向を判定する（ステップＳ１５）。例えば、対象車両の方向指示器が左方向を示す動作状態である場合には、遮光範囲補正部１４は、遮光範囲を補正するための補正量α、βを決定し（ステップＳ１６）、それらの補正量を用いて遮光範囲を補正する（ステップＳ１７）。具体的には、遮光範囲補正部１４は、遮光範囲設定部１２によって設定された遮光範囲に対して、その左側に補正量αを加算し、右側には補正量βを減算する。

同様に、対象車両の方向指示器が右方向を示す動作状態である場合には、遮光範囲補正部１４は、遮光範囲を補正するための補正量α、βを決定し（ステップＳ１８）、それらの補正量を用いて遮光範囲を補正する（ステップＳ１９）。具体的には、遮光範囲補正部１４は、遮光範囲設定部１２によって設定された遮光範囲に対して、その右側には補正量αを加算し、左側に補正量βを減算する。

なお、対象車両の方向指示器が動作していない場合には、遮光範囲補正部１４は、遮光範囲の補正を行わない、すなわち補正量を０とする（ステップＳ２０）。

このようにして適宜補正された遮光範囲が遮光範囲設定部１２から出力されると、この遮光範囲に応じた配光パターンでヘッドランプ３を駆動するための配光制御信号がヘッドランプ駆動部２からヘッドランプ３へ出力される（ステップＳ２１）。この配光制御信号に基づいて、ヘッドランプ３のハイビームユニット３ａに備わった各発光素子３３ａが選択的に点灯されることにより、所望の遮光範囲を有する配光パターンで自車両の前方に光が照射される。

ここで、遮光範囲補正部１４における補正量の決め方について図５を用いて説明する。補正量α、βはそれぞれ固定値としてもよいが、自車両の車速に応じて可変に設定することがより好ましい。例えば、自車両から得られる車速情報に基づいて、図５（Ａ）に示すように車速Ｖに補正量（αおよびβ）を比例させて設定することができる。この場合には、車速Ｖと補正量との関係式を定めておき、その関係式に基づいて随時補正量を決定すればよい。また、図５（Ｂ）に示すように車速Ｖに対して補正量が段階的に増加するように設定することもできる。この場合には、例えば図５（Ｃ）に示すように車速Ｖと補正量の関係を示すテーブルデータを用意しておき、このテーブルデータを随時参照して補正量を決定すればよい。具体的には、車速がＶ１以下の場合には補正量を０、車速がＶ１より大きくＶ２以下の場合には補正量をα１およびβ１、車速がＶ２より大きくＶ３以下の場合には補正量をα２およびβ２、・・・というように各補正量を決定することができる。テーブルデータを用いることで演算量を低減することができる。

次に、自車両が進路変更をする場合における配光制御について説明する。

図６は、車両用前照灯システムによる配光パターンの制御について説明するための概念図である。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）はいずれも自車両から見た道路状況とそれに対応した配光パターンが模式的に示されている。例えば、図６（Ａ）に示すように対象車両１００が自車両の前方に存在する場合には、図６（Ｂ）に示すように対象車両１００の存在するエリアにハイビームが照射されない遮光範囲１０１が形成される。このとき、自車両が進路変更のために方向指示器を作動させたとすると、この進路変更の合図とその方向（本例では自車両を基準に右方向）が検出される。この場合には、自車両の右方向へ移動し、それに伴い遮光範囲１０１も全体的に右方向へ移動することが予測されるので、図６（Ｃ）に示すように、予め遮光範囲１０１の右側の遮光範囲を補正量１０２Ｒだけ狭める。それにより、自車両の進路変更により相対的にみると左側へ移動することになる対象車両１００に対してグレアを与えることを防止できる。さらに、対象車両１００の移動方向とは逆方向である左側の遮光範囲を補正量１０２Ｌだけ拡げることも好ましい。それにより、遮光範囲が必要以上に狭くなるのを防ぐことができる。なお、自車両が左方向へ進路変更をする場合も同様であり、対象車両１００が上記のような先行車ではなく対向車である場合も同様である。

次に、自車両が進路変更をする場合における配光制御を実現するための制御内容を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、ステップＳ１１〜ステップＳ１３までの処理は上記した対象車両の進路変更の場合（図４参照）と共通であるので説明を省略し、ステップＳ２４以降を詳細に説明する。

進路変更検出部１３は、自車両から得られるターンスイッチの動作状態を示す信号に基づいて自車両の方向指示器の動作状態を検出する（ステップＳ２４）。

次に、遮光範囲補正部１４は、進路変更検出部１３によって検出された自車両の方向指示器の動作の有無とその方向を判定する（ステップＳ２５）。例えば、自車両の方向指示器が右方向を示す動作状態である場合には、遮光範囲補正部１４は、遮光範囲を補正するための補正量α、βを決定し（ステップＳ２６）、それらの補正量を用いて遮光範囲を補正する（ステップＳ２７）。具体的には、遮光範囲補正部１４は、遮光範囲設定部１２によって設定された遮光範囲に対して、その左側に補正量αを加算し、右側には補正量βを減算する。補正量の決定方法については上述した通り、車速Ｖに応じて可変に設定することが好ましい。

同様に、自車両の方向指示器が左方向を示す動作状態である場合には、遮光範囲補正部１４は、遮光範囲を補正するための補正量α、βを決定し（ステップＳ２８）、それらの補正量を用いて遮光範囲を補正する（ステップＳ２９）。具体的には、遮光範囲補正部１４は、遮光範囲設定部１２によって設定された遮光範囲に対して、その右側には補正量αを加算し、左側に補正量βを減算する。補正量の決定方法については上述した通り、車速Ｖに応じて可変に設定することが好ましい。

なお、対象車両の方向指示器が動作していない場合には、遮光範囲補正部１４は、遮光範囲の補正を行わない、すなわち補正量を０とする（ステップＳ３０）。

このようにして適宜補正された遮光範囲が遮光範囲設定部１２から出力されると、この遮光範囲に応じた配光パターンでヘッドランプ３を駆動するための配光制御信号がヘッドランプ駆動部２からヘッドランプ３へ出力される（ステップＳ３１）。この配光制御信号に基づいて、ヘッドランプ３のハイビームユニット３ａに備わった各発光素子３３ａが選択的に点灯されることにより、所望の遮光範囲を有する配光パターンで自車両の前方に光が照射される。

以上のように本実施形態によれば、自車両または対象車両（先行車、対向車）の進路変更の合図とその方向を検出し、その検出結果に基づいて予め自車両の前照灯による遮光範囲を補正することにより、自車両と前方車両の相対的な位置関係に変化を生じた際にも前方車両へグレアを与えることを回避することが可能となる。

また、本実施形態によれば、自車両の車速に応じて補正量を増減することで遮光範囲をより適切に補正することができる。

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説明の便宜上、対象車両の進路変更に応じて遮光範囲を補正する処理手順と自車両の進路変更に応じて遮光範囲を補正する処理手順を別々に説明していたが、これらは一連の処理手順としてもよい。また、ヘッドランプの構造については図２に例示したものに限定されない。

１：制御部
２：ヘッドランプ駆動部（前照灯制御部）
３：ヘッドランプ
３ａ：ハイビームユニット
３ｂ：ロービームユニット
４：カメラ
１１：画像入力部
１２：遮光範囲設定部
１３：進路変更検出部
１４：遮光範囲補正部

Claims (4)

1. カメラによって自車両の前方を撮影して得られた画像に基づいて前記自車両の前方に存在する対象車両の位置に応じた遮光範囲を設定する遮光範囲設定部と、
   前記自車両又は前記対象車両の進路変更の合図とその方向を検出する進路変更検出部と、
   前記進路変更検出部によって検出された前記進路変更の方向に基づいて前記遮光範囲に補正量を付与する遮光範囲補正部と、
   前記遮光範囲補正部による補正後の前記遮光範囲に基づいて前照灯を駆動する前照灯制御部、
   を含む、車両用前照灯の点灯制御装置。
2. 前記遮光範囲補正部は、前記自車両の車速に応じて前記補正量を増減する、請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
3. 前記進路変更検出部は、前記カメラによって得られた前記画像に基づいて前記対象車両の方向指示器の動作状態を検出することにより前記対象車両の進路方向の合図とその方向を検出する、請求項１又は２に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の車両用前照灯の点灯制御装置と、
   前記点灯制御装置によって制御される車両用の前照灯、
   を含む、車両用の前照灯システム。

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