JP2023063737A - 車両用灯具システム - Google Patents

Abstract

【課題】先行車両が死角となって車両を検出する検出部が対向車両等を検出できない場合においても、対向車両等に対してグレアを防止する。【解決手段】車両用灯具システムは、自車両４１の前方左側及び右側にそれぞれ取り付けられた第１及び第２のヘッドランプと、自車両４１の車幅方向中央付近に配設され、自車両４１の前方に存在する前方車両を検出する車両検出装置と、検出された前方車両の左右の外縁の位置に基づいて第１及び第２のヘッドランプの配光を制御する配光制御装置と、を備え、配光制御装置は、前方車両として先行車両４２を検出しているとき、車両検出装置から見た先行車両４２による死角に対してグレアを与えない遮光領域を形成するよう第１及び第２のヘッドランプの配光を制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用灯具システムに関する。

ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）配光制御により、対向車両等の前方車両に対するグレアを抑制する技術がある。

特許文献１は、ヘッドランプの照射領域の車幅方向内側を、前方車両を検出する検出部とヘッドランプの設置位置の相違により生じる視差角度に基づき補正し、ヘッドランプの照射領域の車幅方向外側を、検出部で検出された角度に基づいて配光制御することにより、遮光領域を広げ、グレアを防止することを開示する。

特開２０１５－１６７７５号公報

しかしながら、同一車線上に先行車両が存在する場合、当該先行車両が死角となって車両を検出する検出部が対向車両あるいは他の先行車両を検出できないことがある。この場合、上記技術によって配光制御することができず、対向車両等に対してグレアを防止することができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、先行車両が死角となって車両を検出する検出部が対向車両等を検出できない場合においても、対向車両等に対してグレアを防止することを目的とする。

本発明に係る車両用灯具システムは、自車両の前方左側及び右側にそれぞれ取り付けられた第１及び第２のヘッドランプと、前記自車両の車幅方向中央付近に配設され、前記自車両の前方に存在する前方車両を検出する車両検出装置と、検出された前記前方車両の左右の外縁の位置に基づいて前記第１及び第２のヘッドランプの配光を制御する配光制御装置と、を備え、前記配光制御装置は、前記前方車両として先行車両を検出しているとき、前記車両検出装置から見た前記先行車両による死角に対してグレアを与えない遮光領域を形成するよう前記第１及び第２のヘッドランプの配光を制御する。

本発明によれば、先行車両が死角となって車両を検出する検出部が対向車両等を検出できない場合においても、対向車両等に対してグレアを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る車両用灯具システムの構成を示すブロック図である。 ヘッドランプの配光制御を示す図であり、（ａ）は、左右のヘッドランプを検出角度で配光制御することを示す図、（ｂ）は、左右のヘッドランプを視差補正角度で配光制御することを示す図、（ｃ）は、左ヘッドランプを視差補正角度で配光制御し、右ヘッドランプを検出角度で配光制御することを示す図である。 本発明の実施の形態に係るヘッドランプの配光制御を示す図である。 本発明の実施の形態に係るヘッドランプの配光制御を示す図であり、（ａ）は、左ヘッドランプの配光制御を示す図、（ｂ）は、右ヘッドランプの配光制御を示す図である。 本発明の実施の形態に係る先行車両距離を変化した場合の補正角度の算出結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態にかかる車両用灯具システムについて図面を参照して説明する。

図１は、車両用灯具システム１の構成を示すブロック図である。配光制御システム２は、車両用灯具３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。車両用灯具３は、第１のヘッドランプである左ヘッドランプＬ－ＨＬ及び第２のヘッドランプである右ヘッドランプＲ－ＨＬを備える。車両用灯具３は、例えば、マトリクスＬＥＤ（Light Emitting Diode）により構成される。マトリクスＬＥＤから出射する光がレンズを介して車両の前方へ投影されることでハイビーム、ロービーム等が形成される。マトリクス状に複数配列されたＬＥＤについて、配光パターンにしたがって、各ＬＥＤの発光を制御することにより、光の照射範囲を制御することができる。なお、車両用灯具３は、マトリクスＬＥＤ以外に例えば、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等で構成されてもよい。

配光制御システム２は、カメラ（撮像装置）２１、画像処理装置２２、配光制御装置２３を含んで構成されている。

カメラ２１は、自車両の前方を撮像するためのものであり、車両の前端側の車幅の中央の位置、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。カメラ２１は、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子で構成される。カメラ２１は、自車両の前方に存在する前方車両（先行車又は対向車）を撮像して前方車両を検出する車両検出装置に相当し、その画像データがカメラ２１から画像処理装置２２へ出力される。

画像処理装置２２は、カメラ２１から入力される画像フレームデータに対して対象車両を認識するための画像処理を実行する。例えば、画像処理装置２２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２３は、画像処理装置２２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３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３１、遮光領域決定部３２及び配光信号出力部３３を含んで構成されている。この配光制御装置２３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３１は、画像処理装置２２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３１は、自車両から見た対象車両の右端の角度及び左端の角度を求める。

遮光領域決定部３２は、車両角度検出部３１によって求められた自車両から見た前方車両の右端の角度及び左端の角度に基づいて、自車両の左ヘッドランプＬ－ＨＬの遮光領域である第１の遮光領域及び右ヘッドランプＲ－ＨＬ遮光領域である第２の遮光領域を決定し、照射範囲を定めるための配光パラメータを算出する。

配光信号出力部３３は、遮光領域決定部３２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３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３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、各ＬＥＤの点消灯を制御する。

次に、配光制御について説明する。図２（ａ）～（ｃ）は、自車両４１が走行する車線上において先行する先行車両４２が存在するとともに、対向車線上に自車両４１及び先行車両４２とは別車両である対向車両４３が存在する状況における配光制御を示している。自車両４１及び先行車両４２は、紙面上において、左から右に向かって走行し、対向車両４３は、右から左に向かって走行する。自車両４１の右側前方には、右ヘッドランプＲ－ＨＬが設けられ、左側前方には、左ヘッドランプＬ－ＨＬが設けられている。自車両４１の前方中央には、カメラが設置され、カメラは自車両４１の前方を撮影する。カメラで撮影された先行車両４２の後部の画像から車両角度検出部は、カメラから先行車両４２の右端及び左端までの検出角度を求める。対向車両４３は、先行車両４２の存在により、カメラから検出されない死角の範囲に位置している。自車両４１の右ヘッドランプＲ－ＨＬ及び左ヘッドランプＬ－ＨＬは、車両角度検出部で求められた先行車両４２の右端及び左端までの検出角度に基づいて配光制御される。ヘッドランプＲ－ＨＬ、Ｌ－ＨＬは、先行車両４２にグレアを与えないように、遮光領域と当該遮光領域の両サイドにそれぞれ照射領域を形成するように配光パターンを制御される。遮光領域の右端は、先行車両４２の右端の検出角度に基づいて制御され、遮光領域の左端は、先行車両４２の左端の検出角度に基づいて制御される。ここでは、先行車両４２の右端の検出角度と右ヘッドランプＲ－ＨＬ及び左ヘッドランプＬ－ＨＬの遮光領域の右端、すなわち、当該遮光領域と右側照射領域との境界線のみを図示し、遮光領域の右端及び右側照射領域について説明する。

図２（ａ）は、自車両４１の右ヘッドランプＲ－ＨＬ及び左ヘッドランプＬ－ＨＬの右側照射領域を形成する照射角度を車両角度検出部から求めた検出角度と一致、すなわち、右側照射領域の境界線を車両検出部から求めた検出角度に平行となるように配光制御した場合の例を示す。この場合、右ヘッドランプＲ－ＨＬにおける境界線は、先行車両４２より外側に位置し、境界線より先行車両４２側は遮光領域とされ、先行車両４２に対するグレアを防止することができる。また、右ヘッドランプＲ－ＨＬにおける境界線は、対向車両４３より外側に位置し、境界線より対向車両４３側は遮光領域とされ、対向車両４３に対するグレアを防止することができる。しかしながら、左ヘッドランプＬ－ＨＬにおける境界線は、先行車両４２上に位置するため、境界線より進行方向右側は照射領域となり、先行車両４２に対してグレアを与えてしまう。

図２（ｂ）は、カメラから見た先行車両４２の右端までの角度とヘッドランプＲ－ＨＬ、Ｌ－ＨＬから見た先行車両４２の右端までの角度の差である視差を求め、車両検出部から求めた検出角度を視差補正することにより右ヘッドランプＲ－ＨＬ及び左ヘッドランプＬ－ＨＬに対して配光制御した場合の例を示す。この場合、右ヘッドランプＲ－ＨＬ及び左ヘッドランプＬ－ＨＬの右側照射領域の境界線は、先行車両４２より外側に位置し、境界線より先行車両４２側は遮光領域とされ、先行車両４２に対するグレアを防止することができる。また、左ヘッドランプＬ－ＨＬの右側照射領域の境界線は、対向車両４３より外側に位置し、境界線より対向車両４３側は遮光領域とされ、対向車両４３に対するグレアを防止することができる。しかしながら、右ヘッドランプＲ－ＨＬの右側照射領域の境界線は、対向車両４３より内側に位置し、境界線より対向車両４３側に右ヘッドランプＲ－ＨＬの光が照射されることとなり、対向車両４３に対してグレアを与えてしまう。

図２（ｃ）は、左ヘッドランプＬ－ＨＬについて車両検出部から求めた検出角度を視差補正することにより配光制御し、右ヘッドランプＲ－ＨＬについて車両検出部から求めた検出角度を視差補正せず配光制御した場合の例を示す。この場合、右ヘッドランプＲ－ＨＬ及び左ヘッドランプＬ－ＨＬの右側照射領域の境界線は、ともに先行車両４２より外側に位置し、境界線より先行車両４２側は遮光領域とされ、先行車両４２に対するグレアを防止することができる。また、右ヘッドランプＲ－ＨＬ及び左ヘッドランプＬ－ＨＬの右側照射領域の境界線は、ともに対向車両４３より外側に位置し、境界線より対向車両４３側は遮光領域とされ、対向車両４３に対するグレアを防止することができる。しかしながら、遮光領域が必要以上に広く形成されてしまうこととなり、例えば、対向車両４３の後方において、人４４が道路を横断しようとしている場合、道路を横断しようとしている人４４が遮光領域に存在することによって、運転者が当該横断しようとしている人４４を視認できないことが生じ得る。

これに対して、上記不都合を回避するために、本発明による配光制御を図３に基づいて説明する。ここでは、図２と同様に、先行車両４２の右端の検出角度と右ヘッドランプＲ－ＨＬ及び左ヘッドランプＬ－ＨＬの遮光領域の右端、すなわち、当該遮光領域と右側照射領域との境界線のみを図示し、遮光領域の右端及び右側照射領域について説明する。本発明では、左ヘッドランプＬ－ＨＬについて車両角度検出部から求めた検出角度を視差補正することにより配光制御し、右ヘッドランプＲ－ＨＬについて死角に存在する対向車両４３を想定して車両角度検出部から求めた検出角度に対して補正を行うことにより配光制御する。これにより、右ヘッドランプＲ－ＨＬ及び左ヘッドランプＬ－ＨＬの右側照射領域の境界線は、ともに先行車両４２より外側に位置し、境界線より先行車両４２側は遮光領域とされ、先行車両４２に対するグレアを防止することができる。また、右ヘッドランプＲ－ＨＬ及び左ヘッドランプＬ－ＨＬの右側照射領域の境界線は、ともに対向車両４３より外側に位置し、境界線より対向車両４３側は遮光領域とされ、対向車両４３に対するグレアを防止することができる。さらに、右ヘッドランプＲ－ＨＬについて死角に存在する対向車両４３を想定して遮光領域の右端を設定するように車両角度検出部から求めた検出角度に対して補正を行うことにより配光制御する。したがって、遮光領域が必要以上に広く形成されてしまうことなく照射領域を最大にでき、対向車両４３の後方において、道路を横断しようとしている人４４が存在しても、運転者が当該横断しようとしている人４４を視認することができる。

次に、上述した配光制御について、さらに具体的に説明する。ここでは、理解を容易にするために、図４（ａ）と図４（ｂ）に分けて、図４（ａ）に基づいて左ヘッドランプＬ－ＨＬの配光制御を説明し、図４（ｂ）に基づいて右ヘッドランプＬ－ＨＬの配光制御を説明する。

図４（ａ）において、カメラ２１から先行車両４２の右端までの検出角度をθｄ、カメラ２１から先行車両４２までの距離をＬ１、カメラ２１と左ヘッドランプＬ－ＨＬの車幅方向取付位置差をＬ２、カメラ２１と左ヘッドランプＬ－ＨＬの前後方向取付位置差をＬ３、左ヘッドランプＬ－ＨＬの遮光領域の右端の角度である、視差補正された照射角度をθｌｃとした場合、照射角度θｌｃは、以下の式で表される。

ｔａｎθｌｃ＝（Ｌ１＊ｔａｎθｄ＋Ｌ２）／（Ｌ１－Ｌ３）・・・（１）

上記式に基づいて照射角度θｌｃを求めることができ、求められた照射角度θｌｃにしたがって左ヘッドランプＬ－ＨＬについて視差補正がなされた配光制御を行うことにより、先行車両４２に対するグレアを防止することができる。

次に、図４（ｂ）において、カメラ２１から先行車両４２の右端までの検出角度をθｄ、カメラ２１と右ヘッドランプＲ－ＨＬの車幅方向取付位置差をＬ２、カメラ２１と右ヘッドランプＲ－ＨＬの前後方向取付位置差をＬ３、対向車４３の車幅をＬ４、車線間の幅をＬ５、死角に存在する対向車両４３からカメラ２１までの距離の最小値をＬ６、右ヘッドランプＲ－ＨＬの遮光領域の右端の角度である、補正された照射角度をθｒｃとする。死角に存在する想定される対向車両４３のうち自車両４１に最も近い距離Ｌ６にあると想定されるもについて、距離Ｌ６は、検出角度θｄ、対向車両４３の車幅Ｌ４、車線間の幅Ｌ５を用いて以下の式で表される。

Ｌ６＝（Ｌ５＋Ｌ４／２）／ｔａｎθｄ・・・（２）

また、照射角度θｒｃは、以下の式で表される。

ｔａｎθｒｃ＊（Ｌ６－Ｌ３）＝Ｌ５＋Ｌ４／２－Ｌ２・・・（３）

式（３）のＬ６を、式（２）に置き換えると、以下のようになる。

ｔａｎθｒｃ＊{（Ｌ５＋Ｌ４／２）／ｔａｎθｄ－Ｌ３}＝Ｌ５＋Ｌ４／２－Ｌ２・・・（４）

ここで、対向車両４３は死角に存在すると想定されているものであるため、対向車両４３の車幅Ｌ４を検出することはできない。したがって、対向車両４３の車幅Ｌ４については、予め固定値を設定しておく。ただし、対向車両４３の車幅Ｌ４を小型車にあわせてあまり小さな値に設定すると、補正された角度θｒｃは小さい値に設定されることとなり、遮光領域の範囲が狭くなる。そうすると、より車幅が広い大型車が対向車両４３として死角に存在する場合、当該対向車両４３にグレアを与えることになってしまう。また、設定車線間の幅Ｌ５については、ＧＰＳ（Global Positioning System）等から情報を取得することにより、求めるようにしてもよく、予め固定値を設定しておいてもよい。

上記式にしたがって、先行車両４２との距離を変化した場合の右ヘッドランプＲ－ＨＬについて死角に存在する対向車両４３を想定した補正角度の算出結果を図５に示す。図５は、先行車両４２との距離Ｌ１が１０ｍから８０ｍまでの間の５ｍ毎の検出角度θｄ、補正角度θｒｃ、補正量θｄ－θｒｃが示されている。先行車両４２との距離Ｌ１が大きくなるにつれて、検出角度θｄ、補正角度θｒｃ、補正量θｄ－θｒｃともに小さくなっていく。例えば、先行車両４２との距離Ｌ１が２０ｍであるとき、補正量θｄ－θｒｃは０．３４ｄｅｇであるのに対して、３０ｍの場合は０．２４ｄｅｇ、４０ｍの場合は０．１８ｄｅｇとなっている。すなわち、先行車両４２との距離Ｌ１が２０ｍになるまで補正を行う場合、ヘッドランプの解像度を０．３４ｄｅｇとすればよいが、補正を３０ｍになるまで行う場合、ヘッドランプの解像度を０．２４ｄｅｇまで、補正を４０ｍになるまで行う場合、ヘッドランプの解像度を０．１８ｄｅｇまで対応させなければならない。そこで、先行車両４２との距離Ｌ１について基準値として所定の距離を設定し、先行車両４２との距離Ｌ１がこの基準値より小さい場合は、死角に存在する対向車両４３を想定した補正を行い、先行車両４２との距離Ｌ１がこの基準値以上である場合は、死角に存在する対向車両４３を想定した補正を行わないようにしてもよい。死角に存在する対向車両４３を想定した補正を行わない場合、代わりに左ヘッドランプＬ－ＨＬについて行われるカメラ２１と左ヘッドランプＬ－ＨＬの設置位置差に基づく視差補正を行うようにしてもよい。これによりヘッドランプの解像度の仕様に応じて本発明における補正処理を行うことができる。

上記実施の形態において、対向車線に存在する対向車両４３に対するグレアを防止することについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、自車両４１が走行車線上を走行している場合において、追い越し車線上を走行する先行車両に対して同様に適用することができる。この場合、対向車両４３を当該先行車両に置き換えればよい。また、自車両４１が追い越し車線上を走行している場合において、走行車線上を走行する先行車両に対しても同様に適用することができる。上記実施の形態においては、左ヘッドランプＬ－ＨＬが形成する遮光領域の右端について検出角度を視差補正することにより決定し、右ヘッドランプＲ－ＨＬが形成する遮光領域の右端について死角に対向車両４３が存在することを想定して検出角度に対して補正を行うことにより決定した。これに対して、走行車線上を走行する先行車両に対して適用する場合、右ヘッドランプＲ－ＨＬが形成する遮光領域の左端について検出角度を視差補正することにより決定し、左ヘッドランプＲ－ＨＬが形成する遮光領域の左端について死角に走行車線上を走行する先行車両が存在することを想定して検出角度に対して補正を行うことにより決定する。さらに、上記実施の形態においては左側走行の例で説明したが、海外等右側走行の場合には上記と同様に左右を反転することにより行うことが可能である。

上記実施の形態において、カメラ２１により車両を撮像して車両検出を行っていたが、これに代えてあるいはこれに加えて、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ミリ波レーダー、ソナー等を用いてもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。

１…車両用灯具システム、２…配光制御システム、３…車両用灯具、２１…カメラ、２２…画像処理装置、２３…配光制御装置、３１…車両角度検出部、３２…遮光領域決定部、３３…配光信号出力部、４１…自車両、４２…先行車両、４３…対向車両、４４…人、Ｌ－ＨＬ…左ヘッドランプ、Ｒ－ＨＬ…右ヘッドランプ

Claims (4)

1. 自車両の前方左側及び右側にそれぞれ取り付けられた第１及び第２のヘッドランプと、
   前記自車両の車幅方向中央付近に配設され、前記自車両の前方に存在する前方車両を検出する車両検出装置と、
   検出された前記前方車両の左右の外縁の位置に基づいて前記第１及び第２のヘッドランプの配光を制御する配光制御装置と、
   を備え、
   前記配光制御装置は、前記前方車両として先行車両を検出しているとき、前記車両検出装置から見た前記先行車両による死角に対してグレアを与えない遮光領域を形成するよう前記第１及び第２のヘッドランプの配光を制御する、
   車両用灯具システム。
2. 前記配光制御装置は、
   前記車両検出装置から前記先行車両の左右の外縁の位置までの検出角度に対して補正を行うことで前記遮光領域の範囲を決定し、
   前記遮光領域のうち、前記自車両の前方左側の第１のヘッドランプが形成する第１の遮光領域の右端及び前記自車両の前方右側の第２のヘッドランプが形成する第２の遮光領域の左端は、前記検出角度に対して前記第１及び第２のヘッドランプから前記先行車両の左右の外縁の位置までの角度の差である視差により前記補正を行うことで決定し、
   前記第１の遮光領域の左端及び前記第２の遮光領域の右端は、前記死角に別車両が存在することを想定して前記補正を行うことで決定する、
   請求項１に記載の車両用灯具システム。
3. 前記配光制御装置は、
   前記車両検出装置から前記先行車両の左右の外縁の位置までの検出角度に対して補正を行うことで前記遮光領域の範囲を決定し、
   前記遮光領域のうち、前記自車両の前方右側の第１のヘッドランプが形成する第１の遮光領域の左端及び前記自車両の前方左側の第２のヘッドランプが形成する第２の遮光領域の右端は、前記検出角度に対して前記第１及び第２のヘッドランプから前記先行車両の左右の外縁の位置までの角度の差である視差により前記補正を行うことで決定し、
   前記第１の遮光領域の右端及び前記第２の遮光領域の左端は、前記死角に別車両が存在することを想定して前記補正を行うことで決定する、
   請求項１に記載の車両用灯具システム。
4. 前記配光制御装置は、
   前記先行車両が前記自車両から所定の距離以上の位置に存在しているとき、前記検出角度に対して前記第１及び第２のヘッドランプから前記先行車両の左右の外縁の位置までの角度の差である視差により前記補正を行うことで前記第１の遮光領域及び前記第２の遮光領域の両端を決定する、
   請求項２又は３に記載の車両用灯具システム。

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