JP2014024411A - 自発光光源検出装置、ライト制御装置、および自発光光源検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像画像中から自身が発光する光源である自発光光源を検出する自発光光源検出装置において、より精度よく自発光光源を検出できるようにする。
【解決手段】ライト制御システムにおいては、撮像画像中の光源に向けられたライトの照射範囲またはライトの光度を表す照射パラメータを変更させ（Ｓ１３０）、各光源について、照射パラメータの変更に応じた輝度変化が得られたか否かを判定する（Ｓ２４０）。そして、輝度変化が得られた光源について、輝度変化が得られなかった場合よりも、自発光光源である確度を低く設定し（Ｓ２５０）、確度が予め設定された判定閾値以上である光源が自発光光源であると判定する（Ｓ２８０、Ｓ２９０）。このようなライト制御システム１によれば、ライトを反射する反射物と自発光光源とを良好に識別することができる。よって、撮像画像中からより精度よく自発光光源を検出することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像画像中から自身が発光する光源である自発光光源を検出する自発光光源検出装置、ライト制御装置、および自発光光源検出プログラムに関する。

上記自発光光源検出装置として、撮像画像中に存在する光源の形状や色等から車両に由来する光源を表す車両光源を特定する構成が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許第４６９７１０１号公報

しかしながら、上記構成では、リフレクタ等の反射物の形状や色が車両光源に似ているような特殊な状況では、反射物が車両光源であると誤検出される虞があった。このような問題点は、車両光源を検出する場合だけでなく、自身が発光する光源である自発光光源を検出する際にも起こり得る。

そこで、このような問題点を鑑み、撮像画像中から自発光光源を検出する自発光光源検出装置において、より精度よく自発光光源を検出できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の自発光光源検出装置において、照射変更手段は、撮像画像中の光源に向けられたライトの照射状態を変更させ、輝度変化判定手段は、光源について、照射状態の変更に応じた輝度変化が得られたか否かを判定する。また、確度設定手段は、輝度変化が得られた場合に、輝度変化が得られなかった場合よりも、光源が自発光光源である確度を低く設定する。そして、光源判定手段は、確度が予め設定された判定閾値以上である場合に、光源が自発光光源であると判定する。

すなわち、本発明では、自発光光源においては、照射状態を変更させた際の輝度変化が、反射物において照射状態を変更させた際の輝度変化よりも小さくなる特徴があることに着目し、照射状態の変更に応じた輝度変化が得られた否かに応じて光源が自発光光源である確度を設定する。

したがって、このような自発光光源検出装置によれば、ライトを反射する反射物と自発光光源とを良好に識別することができる。よって、撮像画像中からより精度よく自発光光源を検出することができる。

なお、本発明において、「光源に向けられた」とは、光源がライトの照射範囲内に含まれていること、或いは光源がライトの照射範囲内に含まれていないとしても、照射状態を変更したときにライトの照射範囲内に含まれること、を示す。

また、「照射状態」としては、ライトの照射範囲やライトの光度等の照射パラメータが含まれる。さらに、本発明をより具体的に実現するためには、輝度変化判定手段は、照射状態の変更に応じた光源の輝度変化の大きさが基準値以上であるか否かを判定し、輝度設定手段は、この基準値以上の輝度変化が得られた場合に、輝度変化が得られなかった場合よりも、光源が自発光光源である確度を低く設定するようにしてもよい。このようにしても撮像画像中から精度よく自発光光源を検出することができる。

また、上記目的を達成するための構成としては、ライト制御装置や自発光光源検出プログラムとしてもよい。さらに、本発明は、他車両に由来する光源を表す車両光源を検出する車両光源検出装置として構成してもよい。

ライト制御システム１の概略構成を示すブロック図である。 処理部が実行する実施形態のライト制御処理を示すフローチャートである。 照射パラメータの変更例を示す側面図である。 撮像画像の一例を示す説明図である。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
図１に示すライト制御システム１は、例えば乗用車等の車両に搭載され、自車両の周囲に他車両が存在する場合（詳細には、自車両のヘッドライトが眩惑を発生させる可能性がある範囲内に他車両に由来する光源（他車両から発せられる光）が存在する場合）に、自車両のヘッドライトの光軸の向きを下向きに変更し、眩惑を防止する機能を有する。

詳細には、ライト制御システム１は、処理部１０と、カメラ２０と、速度センサ２１と、舵角センサ２２と、ライト制御部３０と、を備えている。カメラ２０は、車両の進行方向（特に前方）における少なくともヘッドライトによる照射範囲内が撮像範囲に含まれるように配置され、この撮像範囲内をカラーで撮像するカラーカメラとして構成されており、撮像画像を処理部１０に送る。

速度センサ２１および舵角センサ２２は周知の構成とされており、車両の進行方向を推定するために用いられる。速度センサ２１および舵角センサ２２は、自身による検出結果を処理部１０に送る。

ライト制御部３０は、処理部１０により車両のライトの検出結果に基づく指令を受けてヘッドライトの光軸の向きを制御する。具体的には、ヘッドライトをロービームとハイビームとの間で切り換える。なお、ライト制御部３０は、処理部１０からの指令に応じて光軸の向きを他車両が存在しない方向（例えば下方向や左方向）へ移動させる構成や、照射領域の一部をシャッタによって遮蔽する構成等であってもよい。

また、ライト制御部３０は、処理部１０からの指令を受けてヘッドライトのレべリングを制御する機能も備えている。
処理部１０は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ１１と、を備えた周知のマイコンとして構成されており、メモリ１１に格納されたプログラム（自発光光源検出プログラムを含む）に基づいて、後述するライト制御処理等の各種処理を実施する。また、メモリ１１には、車両のライトの特徴を示すパラメータ（大きさ、色、高さ等の位置、ペアとなるライト間の距離、挙動等の各パラメータに対応する値を含む）や、車両以外の光源の特徴を示すパラメータが格納されている。なお、このメモリ１１に格納されたパラメータは、撮像画像中から車両のライトを示す光源を、車両のライト以外の光源と識別して検出する際に利用される。

［本実施形態の処理］
次に、図２に示すライト制御処理について説明する。ライト制御処理は、撮像画像中から車両のライトを示す光源を識別して検出し、ヘッドライトの光軸の向きを制御する処理である。

ライト制御処理は、車両の電源が投入されると開始され、その後、所定の周期毎（例えば１００ｍｓ毎）に実行される処理である。詳細には、図２に示すように、まず、車両情報を取得する（Ｓ１１０）。

ここで、車両情報としては、速度センサ２１および舵角センサ２２による検出結果が含まれる。これらの車両情報は、道路形状を認識するため等に利用される。なお、周知のナビゲーション装置等から道路形状の情報を取得するようにしてもよい。

続いて、照射パラメータを変更するタイミングであるか否かを判定する（Ｓ１２０）。ここで、照射パラメータとは、撮像画像中の光源に向けられたライトの照射範囲またはライトの光度を表し、特に、本実施形態では、ヘッドライトのレべリングを示す。

また、照射パラメータを変更するタイミングとしては、例えば、自車両がカーブの入口に差し掛かっているときや、新たな光源を検出したとき、或いは、一定時間経過する毎等が該当する。なお、照射パラメータを変更するタイミングには、任意のタイミングを設定することができる。

照射パラメータ変更タイミングであれば（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、照射パラメータを変更する（Ｓ１３０）。詳細には、図３（ａ）に示すように、ヘッドライトのレべリング角度を下向きに変更する。

この処理によって、ヘッドライトの照射範囲が狭くなり、画像中の光源にヘッドライトの光が当たる状態から当たらない状態に変更される。このような処理が実施されるとＳ１４０の処理に移行する。

また、Ｓ１２０の処理にて、照射パラメータ変更タイミングでなければ（Ｓ１２０：ＮＯ）、直ちにＳ１４０の処理に移行する。このとき、レベリング角度は、通常の状態（パラメータ変更タイミングである場合のレベリング角度よりも上向きの状態）に制御される。

続いて、カメラ２０による撮像画像を取得する（Ｓ１４０）。そして、撮像画像中から車両光源候補となる光源を抽出する（Ｓ１３０）。この処理では、撮像画像中の１つの光源としての領域の全てが含まれ、かつ最小となる領域を矩形（長方形）で切り出し、切り出した領域毎にラベル付け（番号付け）を行う。この処理では、撮像画像中の光源が大きいものほど大きな領域が切り出されることになる。

続いて、検出された光源について、光源の特徴を表す光源パラメータを抽出する（Ｓ２１０）。この処理では、光源の輝度（平均輝度や最大輝度など）を含む値が抽出される。なお、Ｓ２１０〜Ｓ３００の処理については、検出した光源毎に処理を実施する。

次に、今回のライト制御処理において、照射パラメータを変更したか否かを判定する（Ｓ２２０）。照射パラメータを変更していなければ（Ｓ２２０：ＮＯ）、後述するＳ２６０の処理に移行する。

また、照射パラメータを変更していれば（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、照射パラメータを変更する前の、この光源の輝度と、今回抽出されたこの光源の輝度とを比較する（Ｓ２２０）。なお、この処理においては、前回の処理までに検出された光源の位置に対して、自車両や光源の移動を考慮した範囲内に存在する光源を既に検出した同じ光源とし、それぞれの輝度を比較する。

続いて、照射パラメータの変更に応じた輝度の変化があったか否かを判定する（Ｓ２４０）。この処理では、同じ光源について、前回の撮像画像中の輝度と、今回の撮像画像中の輝度との輝度の差分が、照射パラメータの変更前後における光源の輝度変化量の推定値に応じて予め設定された閾値を超えるか否かを判定する。

照射パラメータの変更に応じた輝度の変化があれば（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、この光源が反射物（外乱）である旨をメモリ１１に記録し（Ｓ２５０）、後述するＳ３５０の処理に移行する。また、照射パラメータの変更に応じた輝度の変化がなければ（Ｓ２４０：ＮＯ）、この光源について、車両光源特徴量を算出する（Ｓ２６０）。この処理では、静止画レベル特徴量、ペア特徴量、および時系列特徴量を求める。

ここで、静止画レベル特徴量は光源が有する光源単体の色や形状による特徴量を表し、ペア特徴量は水平方向に位置する他の光源との関係による特徴量を表す。また、時系列特徴量は光源を追跡した結果による特徴量を表す。

これらの特徴量は、光源の色や形状等のパラメータがメモリ１１に格納された基準値（比較値）と一致する確度に応じて設定される。特に時系列特徴量を求める処理としては、光源の出現直後の移動方向や移動速度に基づいて特徴量を求める処理を含む。

続いて、これらの複数の特徴量に応じて光源が車両光源である確からしさを設定する（Ｓ２７０）。ここで、車両光源である確からしさは、各特徴量の加重平均をとること等によって演算される。なお、各特徴量と車両光源である確度とは、予め実験的に対応付けられていてもよい。

続いて、予め設定された閾値と確からしさとを比較する（Ｓ２８０）。確からしさが閾値以上であれば（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、光源が車両光源である旨をメモリ１１に記録する（Ｓ２９０）。また、確からしさが閾値未満であれば（Ｓ２８０：ＮＯ）、この光源が外乱である旨をメモリ１１に記録する（Ｓ３００）。

続いて、車両光源が検出されたか否かを判定する（Ｓ３５０）。車両光源が検出されていれば（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、ロービームを出力する指示をライト制御部３０に対して出力し（Ｓ３６０）、ライト制御処理を終了する。また、車両光源が検出されていなければ（Ｓ３５０：ＮＯ）、ハイビームを出力する指示をライト制御部３０に対して出力し（Ｓ３７０）、ライト制御処理を終了する。

［本実施形態による効果］
以上のように詳述したライト制御システム１において、制御部１０は、撮像画像中の光源に向けられたライトの照射範囲またはライトの光度を表す照射パラメータを変更させ、各光源について、照射パラメータの変更に応じた輝度変化が得られたか否かを判定する。また、制御部１０は、輝度変化が得られた光源について、輝度変化が得られなかった場合よりも、自発光光源である確度を低く設定する。そして、確度が予め設定された判定閾値以上である光源が自発光光源であると判定する。

特に、制御部１０は、照射パラメータの変更に応じた光源の輝度変化の大きさが基準値以上であるか否かを判定し、この基準値以上の輝度変化が得られた場合に、輝度変化が得られなかった場合よりも、光源が自発光光源である確度を低く設定する。

すなわち、本発明では、自発光光源においては、照射パラメータを変更させた際の輝度変化が、反射物において照射パラメータを変更させた際の輝度変化よりも小さくなる特徴があることに着目し、照射パラメータの変更に応じた輝度変化が得られた否かに応じて光源が自発光光源である確度を設定する。

したがって、このようなライト制御システム１によれば、ライトを反射する反射物と自発光光源とを良好に識別することができる。よって、撮像画像中からより精度よく自発光光源を検出することができる。

特に、図４に示すように、自車両から比較的近くにある標識やリフレクタ等の車両光源でない光源と、自車両から比較的遠くになる車両光源とを識別する場合、これらの光源が同じ程度の大きさとなる。このとき、自身が発光しない標識やリフレクタは、照射パラメータの変更前後で車両光源よりも大きく輝度が変化するので、このように光源を識別することが苛酷な場合であっても、良好に自発光光源を識別することができる。

また、上記ライト制御システム１において、制御部１０は、照射パラメータの変更に応じた輝度変化が得られた場合に、この光源についての確度を、自発光光源でない外乱とみなす値に設定する。

このようなライト制御システム１によれば、照射パラメータの変更に応じた輝度変化が得られた場合には外乱とみなすので、この処理以降に光源が自発光光源であるか否かを判断する処理が不要となり、処理負荷を軽減することができる。

また、上記ライト制御システム１において、制御部１０は、照射パラメータを変更させる作動として、ヘッドライトの照射範囲を変更させる。詳細には、制御部１０は、照射パラメータを変更させる作動として、ヘッドライトの光軸の向きを変更させる。

これらのようなライト制御システム１によれば、既存のハードウェア構成を利用することができるので、安価に構成することができる。
また、上記ライト制御システム１において、制御部１０は、自車両がカーブ入口に差し掛かった旨の情報を表すカーブ情報を取得し、このカーブ情報を取得すると照射パラメータを変更させる。

すなわち、カーブ入口にはリフレクタ等の反射物が多く配置されている傾向があり、この位置において本発明を実施すると、反射物と発光物とを良好に識別することができるので好ましい。

このようなライト制御システム１によれば、本発明の効果をより顕著に享受することができる。
また、上記ライト制御システム１では、照射パラメータを変更している時間は、ライト制御処理の１周期分としている。

このようなライト制御システム１では、運転者への視界への影響を最低限に抑制することができる。
［その他の実施形態］
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

例えば、上記実施形態において、制御部１０は、照射パラメータを変更させる作動として、ヘッドライトの照射範囲を変更するよう構成したが、例えば、図３（ｂ）に示すように、赤外線ライトの照射範囲または光度を変更させてもよい。この場合、ヘッドライトとは別に赤外線ライトをカメラ２０の撮像範囲内に向けて配置し、制御部１０からの指令を受けてライト制御部３０が赤外線ライトについても制御するようにすればよい。

このようなライト制御システム１によれば、可視光でない赤外線ライトの照射範囲または光度を変更するので、照射パラメータを変更したときの運転者の視覚への影響をより少なくすることができる。

また、上記ライト制御システム１において、制御部１０は、図３（ｃ）に示すように、照射パラメータを変更させる作動として、ヘッドライトの光度を変更させてもよい。
これらのようなライト制御システム１によれば、既存のハードウェア構成を利用することができるので、安価に構成することができる。

また、上記ライト制御システム１では、照射パラメータを変更する時間をライト制御処理の１周期分としたが、この時間は任意の時間に設定することができる。
［本実施形態の構成と本発明の構成との関係］
本実施形態の制御部１０は、本発明でいう自発光光源検出装置に相当する。また、制御部１０が実行する処理のうち、Ｓ１１０の処理は本発明でいうカーブ情報取得手段に相当し、Ｓ１３０の処理は本発明でいう照射変更手段に相当する。

さらに、Ｓ２４０の処理は本発明でいう輝度変化判定手段に相当し、Ｓ２５０の処理は本発明でいう確度設定手段に相当する。また、Ｓ２８０、Ｓ２９０の処理は本発明でいう光源判定手段に相当する。

１…ライト制御システム、１０…処理部、１１…メモリ、２０…カメラ、２１…速度センサ、２２…舵角センサ、３０…ライト制御部。

Claims (8)

1. 撮像画像中から自身が発光する光源である自発光光源を検出する自発光光源検出装置（１０）であって、
   撮像画像中の光源に向けられたライトの照射状態を変更させる照射変更手段（Ｓ１３０）と、
   前記光源について、前記照射状態の変更に応じた輝度変化が得られたか否かを判定する輝度変化判定手段（Ｓ２４０）と、
   前記輝度変化が得られた場合に、前記輝度変化が得られなかった場合よりも、前記光源が前記自発光光源である確度を低く設定する確度設定手段（Ｓ２５０）と、
   前記確度が予め設定された判定閾値以上である場合に、前記光源が自発光光源であると判定する光源判定手段（Ｓ２８０、Ｓ２９０）と、
   を備えたことを特徴とする自発光光源検出装置。
2. 請求項１に記載の自発光光源検出装置において、
   前記確度設定手段は、前記輝度変化が得られた場合に、前記光源についての確度を、前記自発光光源でない外乱とみなす値に設定すること
   を特徴とする自発光光源検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の自発光光源検出装置において、
   前記照射変更手段は、前記照射状態を変更させる作動として、赤外線ライトの照射範囲または光度を変更させること
   を特徴とする自発光光源検出装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自発光光源検出装置において、
   当該自発光光源検出装置は、車両に搭載されており、
   前記照射変更手段は、前記照射状態を変更させる作動として、ヘッドライトの光度を変更させること
   を特徴とする自発光光源検出装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の自発光光源検出装置において、
   当該自発光光源検出装置は、車両に搭載されており、
   前記照射変更手段は、前記照射状態を変更させる作動として、ヘッドライトの光軸の向きを変更させること
   を特徴とする自発光光源検出装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の自発光光源検出装置において、
   自車両がカーブ入口に差し掛かった旨の情報を表すカーブ情報を取得するカーブ情報取得手段（Ｓ１１０）、を備え、
   前記照射変更手段は、前記カーブ情報を取得すると前記照射状態を変更させること
   を特徴とする自発光光源検出装置。
7. 車両に搭載され、自車両のヘッドライトの照射範囲を制御するライト制御装置であって、
   撮像画像中から他車両に由来する光源を表す車両光源を検出する車両光源検出手段と、
   前記車両光源が検出された場合に前記車両光源がヘッドライトの照射範囲内に含まれないように前記照射範囲を変更する照射範囲変更手段と、
   を備え、
   前記車両光源検出手段は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の自発光光源検出装置を含む構成とされていること
   を特徴とするライト制御装置。
8. コンピュータを請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の自発光光源検出装置を構成する各手段として機能させるための自発光光源検出プログラム。

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