JP4473232B2 - 車載用車両前方環境検出装置および車両用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載用車両前方環境検出装置および車両用照明装置に関するものである。

車両用照明装置において、夜間の先行車と対向車（前照灯）を検出することで前照灯の切替や配光を制御するシステムが開発されている。一般的に、先行車（尾灯）と対向車（前照灯）の輝度差は大きく、尾灯と街灯等との輝度差も大きいために、これらが存在する場合に、一様に撮像し、検出することは難しく、ましてや輝度は距離に依存するために遠方の先行車（尾灯）と近くの対向車（前照灯）及び街灯類では一層困難となる。

これを解決するために、先行車（尾灯）用と対向車（前照灯）用の二種類の光学フィルタ及びレンズを用いて車両を判別するとともに数百フレーム／秒という高速な撮像によりフリッカ現象を利用して街灯類を判別する技術が知られている（特許文献１）。

その一例を、図９を用いて説明するならば、先行車（尾灯）用と対向車（前照灯）用の二種類の光学フィルタ（青色フィルタ１２０、赤色フィルタ１２１）、光学レンズ（レンズ１１０、レンズ１１１）および撮像素子（撮像素子１００、撮像素子１０１）を備えており、撮像データを回路部１３０を通して演算処理部１４０に取り込んで、演算処理部１４０において数百フレーム／秒という高速な撮像によるフリッカ現象を利用して街灯類を判別するとともに車両を判別し、前照灯制御部１５０を介して前照灯１６０を制御する。

また他の技術として、２段階以上の露光時間による撮像入力手段により得られた画像を解析することで判定する技術が知られている（特許文献２）。
特開２００４−１８９２２９号公報 特開２００５−９２８５７号公報

特許文献１においては、２つの光学系を用いているために撮像素子が２倍となりコストアップとなる問題と高速な撮像は一般的な撮像装置（一般的にＮＴＳＣなどは３０フレーム／秒）として現実性がない又は高度な信号処理が必要であるという問題がある。

また、特許文献２においては、先行車（尾灯）と対向車（前照灯）を撮像することはできるが、撮像した画像から先行車と対向車を抽出するための高度な画像解析手段が必要であり演算処理負荷が高く、高価となる問題がある。

本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、その目的は、容易に必要なときに車両検出を行うことができる車載用車両前方環境検出装置および車両用照明装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１，４に記載の車載用車両前方環境検出装置では、車両前方の進行方向を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段と、前記走行環境明暗判定手段により走行する環境が暗いと判定された場合に、前記撮像手段により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段と、を備え、該車両判定手段は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲内において高輝度の光源を抽出し、その光源を追跡することで対向車の有無を判定する構成とした。
また、請求項２，５に記載の車載用車両前方環境検出装置では、車両前方の進行方向を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段と、前記走行環境明暗判定手段により走行する環境が暗い
と判定された場合に、前記撮像手段により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段と、を備え、該車両判定手段は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲内において水平方向の対称性をなす光源を抽出し、その光源を追跡することで他の車両の有無を判定する構成とした。
そして、請求項３，６に記載の車載用車両前方環境検出装置では、車両前方の進行方向を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段と、前記走行環境明暗判定手段により走行する環境が暗いと判定された場合に、前記撮像手段により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段と、を備え、該車両判定手段は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲内において予め設定された階調の光源を抽出し、その光源を追跡することで他の車両の有無を判定する構成とした。

これら請求項１〜６に記載の発明によれば、走行環境明暗判定手段によって、撮像手段により取得した画像が処理されて走行する環境の明暗が判定され、車両判定手段によって、走行環境明暗判定手段により走行する環境が暗いと判定された場合に、撮像手段により取得した画像が処理されて他の車両の有無が判定される。このようにして、容易に必要なときに車両検出を行うことができる。

さらに、具体的には上記請求項１〜３に記載の発明では、前記光源を追跡して車両の有無を判定する際において、光源を追跡する時間を自車の車両走行情報に基づいて変更するようにした。これにより、光源の追跡時間についての最適化を好適に図ることができるようになる。

一方、上記請求項４〜６に記載の発明では、前記光源を追跡して車両の有無を判定する際において、光源を追跡する所定時間内に光源の追跡がなされなかった場合、自車の車両走行情報に基づいて車両が有ったと推定するようにした。これにより、光源の追跡についての最適化を好適に図ることができるようになる。

また、請求項１〜６に記載の車載用車両前方環境検出装置において、請求項７に記載のように、前記走行環境明暗判定手段は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲内の平均階調を算出し、予め設定された階調値と比較することで走行する環境の明暗を判定するものであっても、請求項８に記載のように、前記走行環境明暗判定手段は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲内の光源数を算出し、予め設定された値と比較することで走行する環境の明暗を判定するものであってもよい。

そして、車両前方の進行方向を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段と、前記走行環境明暗判定手段により走行する環境が暗いと判定された場合に、前記撮像手段により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段と、前記走行環境明暗判定手段による走行する環境の明暗の判定結果および車両判定手段による他の車両の有無の判定結果に基づいて車両の前照灯の切替および配光の少なくとも一方を制御する前照灯制御手段と、を備えた車両用照明装置として、請求項９に記載のように、前記前照灯制御手段は、車両の前照灯の切替および配光の少なくとも一方を制御する際に、その制御速度を自車の車両走行情報に基づいて変更するものであるといった構成を採用することも有効である。

このような構成では、上述したように、走行環境明暗判定手段によって、撮像手段により取得した画像が処理されて走行する環境の明暗が判定され、車両判定手段によって、走行環境明暗判定手段により走行する環境が暗いと判定された場合に、撮像手段により取得した画像が処理されて他の車両の有無が判定されるため、容易に必要なときに車両検出を行うことができる。

さらに、前照灯制御手段が、走行環境明暗判定手段による走行する環境の明暗の判定結果および車両判定手段による他の車両の有無の判定結果に基づいて車両の前照灯の切替および配光の少なくとも一方を制御するとともに、自車の車両走行情報に基づいてその制御速度を変更するようにすると、車両の前照灯の制御速度についての最適化を図る上で好ましいものとなる。

なお、前照灯の切替とは、すれ違い用前照灯と走行用前照灯を切替えることであり、配光とは、照射光の光軸を変化させて照射距離・方向を変えることや照射量を調整することである。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１には、本実施形態における車両用照明装置の電気的構成を示す。
車両用照明装置は、左前照灯１０と右前照灯２０を具備している。車両前面左側に設置される左前照灯１０は、車両の前方左側を照らすものであり、走行用ランプ１１と、すれ違い用ランプ１２と、駆動制御部１３からなり、走行用ランプ１１はいわゆるハイビーム用であり、すれ違い用ランプ１２はいわゆるロービーム用である。駆動制御部１３は走行用ランプ１１とすれ違い用ランプ１２を駆動制御（ランプ印加電圧を制御）する。同様に、車両前面右側に設置される右前照灯２０は、車両の前方右側を照らすものであり、走行用ランプ２１と、すれ違い用ランプ２２と、駆動制御部２３からなり、走行用ランプ２１はいわゆるハイビーム用であり、すれ違い用ランプ２２はいわゆるロービーム用である。駆動制御部２３は走行用ランプ２１とすれ違い用ランプ２２を駆動制御（ランプ印加電圧を制御）する。

車両用照明装置は前照灯制御装置３０を具備している。前照灯制御装置３０は、配光判断・制御部３２とスイブル・レベリング判断部３１などから構成されている。
前照灯駆動機構４１，４２は、光軸を上下方向に調整するレベリング機構や光軸又は前照灯自体を左右方向に可動させることで照射範囲及び方向を可変するスイブル機構から構成され、モータなどにより駆動される。前照灯制御装置３０（配光判断・制御部３２）を用いて前照灯１０，２０の駆動制御部１３，２３を制御して走行用ランプ１１，２１とすれ違い用ランプ１２，２２の切替等を行わせることができるようになっている。また、前照灯制御装置３０（スイブル・レベリング判断部３１）を用いて前照灯駆動機構４１，４２を制御してレべリング機構による前照灯１０，２０の光軸の上下調整やスイブル機構による照射範囲及び方向の調整を行わせることができるようになっている。

前照灯制御装置３０には、表示器４３、車載用車両前方環境検出装置４４、前照灯操作スイッチ４５、エンジン始動装置４６、ワイパー装置４７、車速検出装置４８、操舵角検出装置４９、車両状態検出装置５０、道路情報提供装置（ナビゲーション）５１が接続されている。

表示器４３は、現在使用されている前照灯状態を運転者に知らせるもので、インパネなどにインジケータとして配置されている。
車載用車両前方環境検出装置４４は、進行方向である前方視野の車両前方環境を判断する装置である。詳細は後述する。

前照灯操作スイッチ４５は、通常ステアリング付近に配置され、運転者が手動で切替操作できるようになっている。操作モードとしては、消灯、すれ違い用、走行用、自動モードから構成され、自動モードに設定された場合に車載用車両前方環境検出装置４４が使用される。

エンジン始動装置４６はエンジン始動の際に始動有無信号を出力する。ワイパー装置４７は払拭速度信号を出力する。車速検出装置４８は、車速信号を出力する。操舵角検出装置４９はステアリングの状態信号を出力し、車両状態検出装置５０はヨーレートセンサや傾斜センサなどから構成され、車両の状態信号を出力するものである。道路情報提供装置（ナビゲーション）５１は、道路形状などの情報信号を出力する。前照灯制御装置３０および車載用車両前方環境検出装置４４はこれらの信号（始動有無信号、払拭速度信号、車速信号、ステアリング状態信号、車両状態信号、ナビ信号等）を取得する。

図１における車載用車両前方環境検出装置４４についてその具体的構成を図２に示す。
図２において、車載用車両前方環境検出装置４４は画像センサ部６０と制御回路部７０から構成されている。画像センサ部６０は、光学レンズ６１、撮像素子６２、Ａ／Ｄ回路６３、タイミング回路６４などから構成されている。光学レンズ６１と撮像素子６２とはルームミラー前部に設置されている。撮像手段としての撮像素子６２は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどからなり、光学レンズ６１を通して車両前方の進行方向を撮像する。Ａ／Ｄ回路６３は、撮像素子６２が受光した光を電気情報に変換（Ａ／Ｄ変換）する。タイミング回路６４は、露光時間や電荷情報を出力する。

制御回路部７０は、駆動制御部７２と画像入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７３と演算処理部７１から構成されている。駆動制御部７２は画像センサ部６０を駆動させる。画像入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７３は、Ａ／Ｄ回路６３によるＡ／Ｄ変換後の画像を取得する。演算処理部７１はＣＰＵを中心に構成されており、自動モードに設定されているときに画像を解析処理して前照灯を制御する。

本実施形態においては演算処理部（ＣＰＵ）７１により、走行環境明暗判定手段、車両判定手段および前照灯制御手段が構成されている。
次に、車両用照明装置の作用について説明する。

図２の制御回路部７０から画像センサ部６０を起動させる信号が出力され、画像センサ部６０により進行方向である前方の画像が撮像され、この画像について演算処理部７１において解析処理・前照灯制御処理が行われる。この処理を図３に示すフローに従って説明する。

図３において、演算処理部（ＣＰＵ）７１はステップ１００で画像を取り込むと、ステップ１０１に移行する。ステップ１０１において、演算処理部（ＣＰＵ）７１は走行している周囲環境が明るい走行環境かどうか判定する。具体的な判定条件としては、画像上で予め設定された範囲内の平均的な階調や光源の数を抽出し、予め設定されたしきい値（判定値）と比較する。撮像素子の感度特性によるが一般的な２５６階調の白黒画像とした場合には、画像上で光源で無い部分は階調が「０」に近く、光源はその輝度に応じたある階調値となる。

このようにして、演算処理部（ＣＰＵ）７１は、撮像素子６２により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する。詳しくは、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲内の平均階調を算出し、予め設定された階調値（しきい値）と比較することで走行する環境の明暗を判定する。あるいは、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲内の光源数を算出し、予め設定された値（光源数）と比較することで走行する環境の明暗を判定する。

なお、「予め設定された画像上の範囲」は、車載用車両前方環境検出装置条件（搭載高さ、画角、俯角などの搭載要件）、道路条件（幅員、曲率半径、縦断勾配など道路設計基準要件）、道路上灯具条件（取付高さ、配列間隔など道路上照明設置基準要件）、視線誘導標条件（取付高さ、配列間隔など設置基準要件）を考慮して設定することができる。

そして、道路上照明である街灯などが存在する場合には、ステップ１０１において演算処理部（ＣＰＵ）７１は明るい走行環境であると判定して、ステップ１０２に移行し、すれ違いモード信号を出力する。この信号により前照灯制御装置３０を介してすれ違い用前照灯による照射が行われる（ロービームにされる）。

一方、ステップ１０１において演算処理部（ＣＰＵ）７１は明るい走行環境でないと判定した場合には、ステップ１０３において、画像上において別に予め設定された範囲内に高輝度光源が存在するかどうか判定する。この高輝度光源の抽出処理は、一般的に先行車（尾灯）＜街灯＜対向車（前照灯）の輝度である傾向が高いことを考慮し、対向車である確率が高いと推定される光源を抽出するものであり、高輝度光源は予め設定されたしきい値（判定値）以上の階調を有する光源である。

ステップ１０３で高輝度光源が抽出されると、演算処理部（ＣＰＵ）７１はステップ１０４に移行して追跡性を判定する。ある一定時間、この高輝度光源が追跡された場合には、演算処理部（ＣＰＵ）７１は対向車（前照灯）と判定する。

このようにして、演算処理部（ＣＰＵ）７１は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲内において高輝度の光源を抽出し、その光源を追跡することで対向車の有無を判定する。そして、演算処理部（ＣＰＵ）７１は、対向車（前照灯）が有ると判定すると、ステップ１０２に移行してすれ違いモード信号を出力する。この信号により前照灯制御装置３０を介してすれ違い用前照灯による照射が行われる（ロービームにされる）。

なお、ステップ１０４においては高輝度光源の動き変化や形状変化などを加味して判定が行われる。「動き」とは、対向車であれば相対速度が大きいために光源の移動量が大きいことであり、「形状変化」とは、対向車であれば接近してくるために徐々に光源の体格が大きくなることを考慮したものであり、変化傾向が異なるものは外乱として判定する。

ステップ１０４において、追跡性の判定により外乱光と判定された場合には、演算処理部（ＣＰＵ）７１はステップ１０５に移行し、走行モード信号を出力する。この信号により前照灯制御装置３０を介して走行用前照灯による照射が行われる（ハイビームにされる）。

ステップ１０３において高輝度光源が抽出されない場合には、演算処理部（ＣＰＵ）７１はステップ１０６に移行して、画面上の予め設定された範囲内において対称性のある光源が水平方向において存在するかどうか判定する。これは、通常、車両照明は左右対称であることを考慮したものであり、車両の光源であるかどうかの判定手段として有効である。

詳しくは、車両幅を１．８ｍ、車両灯を一辺０．２ｍとした場合には、車両灯間の間隔は車両灯体格の７倍程度であり、画像上で対称性となる光源間の間隔を算出し、光源の大きさと間隔が想定された間隔かどうかで車両灯相当の光源かどうか判定する。また、対称性となる光源の大きさも同等なものを選定する。これは、極端に大きさが異なるものは間隔が想定された間隔であったとしても外乱である可能性が高くなるためである。

ステップ１０６において対称性が抽出されると、演算処理部（ＣＰＵ）７１はステップ１０７に移行して追跡性を判定し、一定時間この対称性が追跡された場合には車両と判定する。ここで、追跡性においては、対称性をなす光源の間隔変化及び体格変化や光源の輝度変化や移動量や移動方向なども加味して判定する。

このようにして、演算処理部（ＣＰＵ）７１は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲内において水平方向の対称性をなす光源を抽出し、その光源を追跡することで他の車両の有無を判定する。そして、演算処理部（ＣＰＵ）７１は、他の車両（前照灯、尾灯）が有ると判定すると、ステップ１０２に移行してすれ違いモード信号を出力する。この信号により前照灯制御装置３０を介してすれ違い用前照灯による照射が行われる（ロービームにされる）。また、追跡性の判定により外乱光と判定された場合には、演算処理部（ＣＰＵ）７１はステップ１０５に移行し、走行モード信号を出力する。この信号により前照灯制御装置３０を介して走行用前照灯による照射が行われる（ハイビームにされる）。

一方、ステップ１０６において対称性をなす光源が抽出されない場合には、演算処理部（ＣＰＵ）７１はステップ１０８に移行し、画面上の予め設定された範囲内において予め設定された階調となる光源を抽出する。「予め設定された階調」とは、下限と上限を有するバンドパス的な範囲を持つ階調幅である。つまり、一般的に先行車（尾灯）＜街灯＜対向車（前照灯）の輝度である傾向が高いことを考慮して、先行車となるような階調幅が予め設定されている。

ステップ１０８において光源が抽出された場合には、演算処理部（ＣＰＵ）７１はステップ１０９に移行し、追跡性を判定する。追跡性においては、ステップ１０４や１０７と同様に、光源の体格変化や移動量や移動方向なども加味して判定する。一定時間、この光源が追跡された場合には、演算処理部（ＣＰＵ）７１は車両と判定する。

このとき、抽出された光源を追跡判定する際の追跡時間に関して、この時間は露光時間による光源位置変動を考慮した一定時間（連続した画像フレーム）であるが、この時間を路面起伏などを要素として変更するようにしてもよい。即ち、光源を追跡して車両の有無を判定する際において光源を追跡する時間を、自車の車両走行情報（車速、操舵角、ヨーレート、車両の傾斜等）に基づいて変更するようにしてもよい（これはステップ１０４、１０７でも同様である）。具体的には、車速検出装置４８、操舵角検出装置４９、車両状態検出装置５０等からの車両状態を示す情報を用いて光源を追跡する時間を調整する。例えば、高速で走行している場合には、光源追跡時間を短くする。こうすると、光源の追跡時間についての最適化を図る上で好ましいものとなる。

また、光源を追跡して車両の有無を判定する際において光源を追跡する所定時間内に光源の追跡がなされなかった場合、自車の車両走行情報（車速、操舵角、ヨーレート、車両の傾斜等）に基づいて車両が有ったと推定するようにしてもよい（これはステップ１０４、１０７でも同様である）。具体的には、車速検出装置４８、操舵角検出装置４９、車両状態検出装置５０等からの車両状態を示す情報を用いて、光源追跡用の一定時間内に光源の追跡がなされなかったとしても車両が有ったと推定する。例えば、高速で走行している時やカーブを走行している時がそれに該当する。こうすると、光源の追跡についての最適化を図る上で好ましいものとなる。

このように、演算処理部（ＣＰＵ）７１は、ステップ１０８，１０９において、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲内において予め設定された階調の光源を抽出し、その光源を追跡することで他の車両の有無を判定する。そして、演算処理部（ＣＰＵ）７１は、他の車両（前照灯、尾灯）が有ると判定すると、ステップ１０２に移行してすれ違いモード信号を出力する。この信号により前照灯制御装置３０を介してすれ違い用前照灯による照射が行われる（ロービームにされる）。また、追跡性の判定により外乱光と判定された場合、および、ステップ１０８で光源が抽出されない場合には、演算処理部（ＣＰＵ）７１は車両無と判定し、ステップ１０５に移行して走行モード信号を出力する。この信号により前照灯制御装置３０を介して走行用前照灯による照射が行われる（ハイビームにされる）。

このようにして、ステップ１０２，１０５の処理により、各種走行環境において車両用照明装置である前照灯を最適に制御することでドライバーの視認性を向上させることができ、例えば、街灯等が少ない環境では走行用前照灯を使用し、また、他車への眩惑防止として、先行・対向車が存在する場合にはすれ違い用前照灯を使用する。

ステップ１０２，１０５の処理として、前照灯１０，２０の切替を制御したが、前照灯１０，２０の配光を制御してよい。あるいは、前照灯１０，２０の切替の制御と配光の制御の両方を行なってもよい。即ち、走行する環境の明暗の判定結果および他の車両の有無の判定結果により車両の前照灯１０，２０の切替および配光の少なくとも一方を制御する。ここで、車両の前照灯１０，２０の切替および配光の少なくとも一方を制御する際の「前照灯の切替」とは、すれ違い用前照灯と走行用前照灯を切替えることであり、「配光」とは、照射する光の光軸を変化させて照射距離・方向を変えることや照射量を調整（調光）することである。これらは、近年導入されている可変配光機構（ＡＦＳ；Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｒｏｎｔ−Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や光軸調整機構（オートレベリング）を用いて行うことができる。

演算処理部（ＣＰＵ）７１は、車両の前照灯１０，２０の切替および配光の少なくとも一方を制御する際に、その制御速度（切替速度や配光速度）を自車の車両走行情報（車速、操舵角、ヨーレート、車両の傾斜等）に基づいて変更するようにしてもよい。具体的には、車速検出装置４８、操舵角検出装置４９、車両状態検出装置５０等からの車両状態を示す情報を用いて、前照灯が切替るまでの時間を可変にしてもよく、例えば、高速で走行している場合にはすばやく切替え、また、カーブなどを走行している場合には緩やかに切替えるようにする。こうすると、車両の前照灯の制御速度についての最適化を図る上で好ましいものとなる。

次に、図４，５の画像例を用いて作用を説明する。
図４，５は車載用車両前方環境検出装置（撮像素子６２等）の搭載位置をルームミラー前部（フロントウィンドシールド側）にした時の画像例である。

図４（ａ），（ｃ）および図５（ａ），（ｃ）は、解釈用に模式的に描いた説明画像である。図４（ｂ）および図５（ｂ）が図２の画像センサ部６０で撮像される画像であり、車載用車両前方環境検出装置４４の撮像素子６２の設置角度（俯角）を０度、道路の曲率半径は０、道路の縦断勾配は０とした場合のものである。

一般的に前記の搭載位置では１．５ｍ程度の高さとなり、図４（ａ）での道路上照明（街灯）８０は８ｍ以上、視線誘導標８１は１ｍ程度の高さに設置される。そのために、画像における道路の消失点８２よりも上部に道路上照明８０が、下部に視線誘導標８１が存在する確率が高い。そこで、図３のステップ１０１で明るい走行環境かどうかを判定する範囲（図４（ｃ）の明るさ判定範囲９０）を、図４（ａ）の消失点８２よりも上部に設定する。また、通常、車両照明は０．５〜１．２ｍ（保安基準上では０．３５ｍ〜２．１ｍ）程度に搭載されることが多いために、車両灯を検索する車両灯検索範囲９１を消失点８２よりも下部に設定する。なおこのとき、範囲９０，９１は、車載用車両前方環境検出装置４４の撮像素子６２の設置高さや角度（俯角）により上下に微調整するとよい。

図３のステップ１０１の処理により、図４は、明るさ判定範囲９０に複数の光源が抽出されるために「明るい走行環境」と判定され、図５は、明るさ判定範囲９０に光源が存在しないために「暗い走行環境」と判定される。

図３のステップ１０３，１０６，１０８の処理により、図４，５の車両灯検索範囲９１において車両の有無が判定され、この判定結果に基づいて前照灯の切替および配光の少なくとも一方が制御される。

図４，５の範囲９０，９１は、予め道路条件（画像上から車線を検出する手法を加えても良い）と前照灯の照射範囲から設定するものとし、車載用車両前方環境検出装置４４の演算処理部（ＣＰＵ）７１は、図１の車速検出装置４８、操舵角検出装置４９、車両状態検出装置５０、道路情報提供装置５１などにより随時微調整する。具体的には、図３のステップ１０１の処理において演算処理部（ＣＰＵ）７１はこれらの機器からの信号を取り込み、自車の車両走行情報（車速、操舵角、ヨーレート、車両の傾斜、道路情報提供装置５１からの道路情報の少なくともいずれか）に基づいて範囲９０，９１を変更する。

例えば、図６に示すように、車速が大きいと範囲９０，９１を狭くする（図６では高速道路を図４に示す市内走行時に比べ高速で走行して明るさ判定範囲９０および車両灯検索範囲９１の横幅を狭くした状況を示す）。これは、高速で走行可能な道路はカーブがゆるいので範囲を狭くできることを考慮してのことである。また、図７に示すように、操舵角あるいはヨーレートあるいは道路情報により範囲９０，９１を操舵側にシフトする（図７では右側にカーブする道路を走行しており図４に示す直線道路走行時に比べ明るさ判定範囲９０および車両灯検索範囲９１をその左端を右側にシフトした状況を示す）。また、図８に示すように、車両の傾斜が大きいと範囲９０を上下方向にシフトする（図８では図４に示す平坦な道路ではなく上り坂を走行して明るさ判定範囲９０の上下幅を狭く、車両灯検索範囲９１の上下幅を広くした状況を示す）。また、これらを組み合わせて、例えば、高速かつ上り坂走行であれば、範囲９０，９１の横幅を狭くするとともに範囲９０を上方向にシフトする。

こうすると、最適化を図る上で好ましいものとなる。
また、他の車両の有無を判定する範囲９１について言及すると、他車との車間距離における前照灯と尾灯などの車両用照明の光量特性を考慮して、画像上から抽出された光源の大きさや対称性を有する場合にはその間隔から算出した距離（推定距離）から下限と上限を微調整することもできる。例えば、明るいと距離が短いと推定して下限と上限を微調整する。

また、図１において車載用車両前方環境検出装置４４はエンジン始動装置４６からの始動有無信号によりエンジンが駆動している状態でしか前照灯が点灯しないように設定する。こうすることで自動モードに設定されているときにエンジンを切ってもバッテリー上がりを防ぐ効果がある。また、車載用車両前方環境検出装置４４はワイパー装置４７からの払拭速度信号により昼間でも降雨時には前照灯を照射する。こうすることにより他車に自車存在を知らせることで安全性の効果がある。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）車載用車両前方環境検出装置４４の構成として、演算処理部（ＣＰＵ）７１において、撮像素子６２により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定し、走行する環境が暗いと判定した場合に、撮像素子６２により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定するようにした。よって、走行する環境の明暗（運転者の夜間視認性）を考慮して、車両検出判定が必要な道路環境か否か判定すると共に車両検出判定が必要とされる場合には車両検出を行うことができる。つまり、他の車両の有無の判定を行う必要があることを容易に判定できる。また、特許文献１のような２つの光学系を用いることなく（コストアップを招くことなく）高速撮像や高度信号処理もすることなく容易に必要なときに車両検出を行うことができる。さらに、特許文献２のような撮像した画像から先行車と対向車を抽出するための高度な画像解析手段を用いることなく容易に必要なときに車両検出を行うことができる。

特に、走行環境の明暗を判定する範囲９０と他の車両の有無を判定する範囲９１は撮像画像上の所定範囲であるので、全画像範囲において判定する場合に比べ演算処理負荷を軽減することができる。

（２）車両用照明装置の構成として、演算処理部（ＣＰＵ）７１において、走行する環境の明暗の判定結果および他の車両の有無の判定結果に基づいて車両の前照灯１０，２０の切替および配光の少なくとも一方を制御するので、適切に前照灯を制御することができる。

（３）演算処理部（ＣＰＵ）７１において、自車の車両走行情報に基づいて範囲９０，９１を変更することとし、例えば、自車の車両走行情報として、車速、操舵角、ヨーレート、車両の傾斜、道路情報提供装置５１からの道路情報の少なくともいずれかを用いると、例えば、車速が大きいと範囲を狭くしたり、操舵角あるいはヨーレートあるいは道路情報により範囲を操舵側にシフトしたり、車両の傾斜が大きいと範囲を上下方向にシフトしたりすると、最適化を図る上で好ましいものとなる。

なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
車両用照明システムとして、車載用車両前方環境検出装置４４の判定結果に加えて、車速検出装置４８、操舵角検出装置４９、車両状態検出装置（ヨーレートセンサ、傾斜センサ等）５０、道路情報提供装置（ナビゲーション）５１などの車両信号から、総合的に前照灯を制御するようにしてもよい。広義には、走行する環境の明暗の判定結果および他の車両の有無の判定結果に加えて自車の車両走行情報（車速および操舵角および車両状態および道路情報の少なくとも１つ）に基づいて車両の前照灯１０，２０を制御する。

例えば、車速が５０ｋｍ／ｈ以上でないと、自動モードにならないようにして不用意な点灯を防止する。あるいは、道路の傾斜検出に基づいて上り坂を走行時にはロービームに固定する。あるいは、操舵角の検出結果やヨーレートセンサからの信号や道路情報に基づいて車両が旋回動作やその大きさに応じて右旋回では右前方に、左旋回では左前方に光軸を向ける。

本実施形態における車両用照明装置の電気的構成図。 車載用車両前方環境検出装置の電気的構成図。 演算処理部における処理を示すフロー図。 （ａ）は模式的な説明画像図、（ｂ）は撮像素子により撮像した画像図、（ｃ）は模式的な説明画像図。 （ａ）は模式的な説明画像図、（ｂ）は撮像素子により撮像した画像図、（ｃ）は模式的な説明画像図。 （ａ）は模式的な説明画像図、（ｂ）は撮像素子により撮像した画像図、（ｃ）は模式的な説明画像図。 （ａ）は模式的な説明画像図、（ｂ）は撮像素子により撮像した画像図、（ｃ）は模式的な説明画像図。 （ａ）は模式的な説明画像図、（ｂ）は撮像素子により撮像した画像図、（ｃ）は模式的な説明画像図。 背景技術を説明するための車両用照明装置の電気的構成図。

符号の説明

１０…前照灯、２０…前照灯、４４…車載用車両前方環境検出装置、４８…車速検出装置、４９…操舵角検出装置、５０…車両状態検出装置、５１…道路情報提供装置、６２…撮像素子、７１…演算処理部。

Claims (9)

1. 車両前方の進行方向を撮像する撮像手段（６２）と、
   前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段（７１）と、
   前記走行環境明暗判定手段（７１）により走行する環境が暗いと判定された場合に、前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段（７１）と、
   を備えた車載用車両前方環境検出装置であって、
   前記車両判定手段（７１）は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲（９１）内において高輝度の光源を抽出し、その光源を追跡することで対向車の有無を判定するとともに、
   前記光源を追跡して車両の有無を判定する際において光源を追跡する時間を、自車の車両走行情報に基づいて変更するようにした
   ことを特徴とする車載用車両前方環境検出装置。
2. 車両前方の進行方向を撮像する撮像手段（６２）と、
   前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段（７１）と、
   前記走行環境明暗判定手段（７１）により走行する環境が暗いと判定された場合に、前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段（７１）と、
   を備えた車載用車両前方環境検出装置であって、
   前記車両判定手段（７１）は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲（９１）内において水平方向の対称性をなす光源を抽出し、その光源を追跡することで他の車両の有無を判定するとともに、
   前記光源を追跡して車両の有無を判定する際において光源を追跡する時間を、自車の車両走行情報に基づいて変更するようにした
   ことを特徴とする車載用車両前方環境検出装置。
3. 車両前方の進行方向を撮像する撮像手段（６２）と、
   前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段（７１）と、
   前記走行環境明暗判定手段（７１）により走行する環境が暗いと判定された場合に、前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段（７１）と、
   を備えた車載用車両前方環境検出装置であって、
   前記車両判定手段（７１）は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲（９１）内において予め設定された階調の光源を抽出し、その光源を追跡することで他の車両の有無を判定するとともに、
   前記光源を追跡して車両の有無を判定する際において光源を追跡する時間を、自車の車両走行情報に基づいて変更するようにした
   ことを特徴とする車載用車両前方環境検出装置。
4. 車両前方の進行方向を撮像する撮像手段（６２）と、
   前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段（７１）と、
   前記走行環境明暗判定手段（７１）により走行する環境が暗いと判定された場合に、前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段（７１）と、
   を備えた車載用車両前方環境検出装置であって、
   前記車両判定手段（７１）は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲（９１）内において高輝度の光源を抽出し、その光源を追跡することで対向車の有無を判定するとともに、
   前記光源を追跡して車両の有無を判定する際において光源を追跡する所定時間内に光源の追跡がなされなかった場合、自車の車両走行情報に基づいて車両が有ったと推定するようにした
   ことを特徴とする車載用車両前方環境検出装置。
5. 車両前方の進行方向を撮像する撮像手段（６２）と、
   前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段（７１）と、
   前記走行環境明暗判定手段（７１）により走行する環境が暗いと判定された場合に、前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段（７１）と、
   を備えた車載用車両前方環境検出装置であって、
   前記車両判定手段（７１）は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲（９１）内において水平方向の対称性をなす光源を抽出し、その光源を追跡することで他の車両の有無を判定するとともに、
   前記光源を追跡して車両の有無を判定する際において光源を追跡する所定時間内に光源の追跡がなされなかった場合、自車の車両走行情報に基づいて車両が有ったと推定するようにした
   ことを特徴とする車載用車両前方環境検出装置。
6. 車両前方の進行方向を撮像する撮像手段（６２）と、
   前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段（７１）と、
   前記走行環境明暗判定手段（７１）により走行する環境が暗いと判定された場合に、前
   記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段（７１）と、
   を備えた車載用車両前方環境検出装置であって、
   前記車両判定手段（７１）は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲（９１）内において予め設定された階調の光源を抽出し、その光源を追跡することで他の車両の有無を判定するとともに、
   前記光源を追跡して車両の有無を判定する際において光源を追跡する所定時間内に光源の追跡がなされなかった場合、自車の車両走行情報に基づいて車両が有ったと推定するようにした
   ことを特徴とする車載用車両前方環境検出装置。
7. 前記走行環境明暗判定手段（７１）は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲（９０）内の平均階調を算出し、予め設定された階調値と比較することで走行する環境の明暗を判定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車載用車両前方環境検出装置。
8. 前記走行環境明暗判定手段（７１）は、車両前方の進行方向を撮像した画像上の予め設定された範囲（９０）内の光源数を算出し、予め設定された値と比較することで走行する環境の明暗を判定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車載用車両前方環境検出装置。
9. 車両前方の進行方向を撮像する撮像手段（６２）と、
   前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して走行する環境の明暗を判定する走行環境明暗判定手段（７１）と、
   前記走行環境明暗判定手段（７１）により走行する環境が暗いと判定された場合に、前記撮像手段（６２）により取得した画像を処理して他の車両の有無を判定する車両判定手段（７１）と、
   前記走行環境明暗判定手段（７１）による走行する環境の明暗の判定結果および車両判定手段（７１）による他の車両の有無の判定結果に基づいて車両の前照灯（１０，２０）の切替および配光の少なくとも一方を制御する前照灯制御手段（７１）と、
   を備えた車両用照明装置であって、
   前記前照灯制御手段（７１）は、車両の前照灯（１０，２０）の切替および配光の少なくとも一方を制御する際に、その制御速度を自車の車両走行情報に基づいて変更する
   ことを特徴とする車両用照明装置。

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