JP4537623B2

JP4537623B2 - Image recognition device

Info

Publication number: JP4537623B2
Application number: JP2001193936A
Authority: JP
Inventors: 昭夫高橋; 信吉浅沼
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2021-06-27
Also published as: JP2003002137A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドライトの投光範囲よりも遠くの物体等を検知する赤外線カメラや車両のハンドル操舵等に連動して首振りする首振りライト等、夜間走行においてヘッドライトの投光範囲外の物体を運転者に認識させる画像認識装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車には夜間走行を可能にするための装置としてヘッドライトが装備されている。このヘッドライトは、前方を走行する自動車や対向車の運転者に眩しく感じさせないように、その高さや光軸の角度等が規制されている。そのため、ヘッドライトで車両前方の路面を投光する範囲（以下、投光範囲という。）が制限されており、この投光範囲はロービームにおいて約５０ｍ、ハイビームにおいて約１００ｍ程度になっている。
そこで、近年、このヘッドライトの投光範囲よりも遠くの物体を検知する赤外線カメラの開発が行われている。この赤外線カメラは、車体前方のフロントグリル等に固定されて、ヘッドライトで投光される路面よりも先の路面状況を運転者に認識させるために役立っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のヘッドライトや赤外線カメラは車体前方に固定されているため、直線路では先の路面状況を認識できて都合がよいが、カーブを曲がるときには、その投光範囲や撮像範囲が路面の外側へ出てしまい、カーブの先にある路面上の物体を認識することができなかった。つまり、カーブでは認識したい先の路面状況を認識することができないという問題があった。
一方、カーブを曲がるときに、運転者のハンドル操舵に連動して首振り動作をする首振りライトでカーブの先の路面を投光する技術がある（特開平１１−１６５５８３号公報参照）。この技術は、カーブを曲がるときに、ヘッドライトとは別に設けられる首振りライトで、ヘッドライトにより投光される路面より先の路面を投光することができるので、つまり、従来よりもカーブの先の路面状況を認識することができるので、夜間走行の快適さの向上に大きく寄与していた。しかし、この首振りライトでは、前記したような高さや光軸の角度等が制限されるとともに、さらに、対向車に光を当てないように、その首振り角を制限しなければならず、その投光範囲が制限されていた。そのため、この首振りライトで投光される路面より先の路面状況を運転者が認識するためには、更なる改善が必要であった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、カーブ等を走行するときに、首振りライトで投光される路面より先の路面状況を運転者に認識させることができる画像認識装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項１に記載の発明は、ヘッドライトの投光範囲を車両の運転状況に応じて変化させる可動リフレクタを有する投光範囲調整機と、光学信号を検出する赤外線カメラとを備え車両前方の画像・物体を検出する画像認識装置において、前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタの首振り動作に連動して前記赤外線カメラを首振り動作させ、前記赤外線カメラの撮像範囲を調整する撮像範囲調整機を備え、前記撮像範囲調整機における前記赤外線カメラ及び前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタは、それぞれ水平方向で同一方向に首振り動作可能に設けられ、前記車両の運転状態としての車速が大きいとき、前記撮像範囲調整機における前記赤外線カメラの首振り角と前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタの首振り角とが略同一に設定され、前記車両の運転状態としての車速が小さいとき、前記撮像範囲調整機における前記赤外線カメラの首振り角は、前記投光範囲調整機における前記可動リフレクタの首振り角よりも大きく設定されることを特徴とする。
【０００６】
ここで、「投光範囲調整機」には、固定用のヘッドライトとは別に設けられる首振りライト等も含まれる。また、「赤外線カメラ」とは、物体から発生する遠赤外線を撮像するものであって、ヘッドライト等の投光範囲よりも遠くを撮影するものである。ここで、「連動して」とは、たとえば、投光範囲調整機の機械的な作動に応じて赤外線カメラの撮像範囲を調整すること、または、投光範囲調整機を作動させるための信号と同じ信号に基づいて赤外線カメラの撮像範囲を調整することである。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、たとえば、夜間走行時に車両がカーブに差し掛かった場合、車両の運転状況に応じて投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り動作によってヘッドライトの投光範囲を後記する発明の実施の形態のように水平方向に変化させ、この投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り動作に連動して撮像範囲調整機が赤外線カメラを水平方向で同一方向に首振り動作させて赤外線カメラの撮像範囲を調整する。この場合、車両の運転状態としての車速が大きいとき、撮像範囲調整機における赤外線カメラの首振り角と投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り角とを略同一に設定する（首振り角の差を小さくする）。一方、車両の運転状態としての車速が小さいとき、撮像範囲調整機における赤外線カメラの首振り角を、投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り角よりも大きく設定する（首振り角の差を大きくする）。このように、本発明では、可動リフレクタの首振り動作によるヘッドライトの投光範囲と赤外線カメラの撮像範囲とを相互に関連付けると共に、車両の運転状態としての車速に対応させて赤外線カメラの首振り角と可動リフレクタの首振り角とを相対的に変化させている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記投光範囲調整機と前記撮像範囲調整機の間に具備された機械的な連結機構を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による作用に加え、たとえば、夜間走行時に車両がカーブに差し掛かった場合、機械的な連結機構が投光範囲調整機と撮像範囲調整機を一括して作動させる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明に係る画像認識装置の詳細について説明する。
この実施形態は、自動車のハンドル操舵に基づいてヘッドライトの一部を首振り動作させる配光可変型前照灯システムに本発明を適用したものである。参照する図面において、図１は本発明を適用した画像認識装置を備えた自動車の内部構造の概略を示す斜視図であり、図２は本発明を適用した画像認識装置を示す斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、画像認識装置Ｇに関係する自動車Ａの内部構造は、主に、ハンドルＨＡと、舵角センサＤと、制御装置ＣＯと、ヘッドライト１と、画像認識装置Ｇとで構成される。そして、ハンドルＨＡの操舵に基づく舵角を、舵角センサＤが検出する。この舵角センサＤにより検出された信号が、制御装置ＣＯに入力される。そして、この制御装置ＣＯから車両右側のヘッドライト１と車両左側の画像認識装置Ｇに制御信号が送られることにより、この画像認識装置Ｇが車両右側のヘッドライト１とともにハンドル操舵に連動して動く構造となっている。
【００１６】
次に、画像認識装置Ｇの構造について説明する。
図２に示すように、画像認識装置Ｇは、主に、車両左側のヘッドライト１と、このヘッドライト１で投光する路面より先の路面を撮像する赤外線カメラ２と、ギヤ３１，３２，３３，３４を収納するギヤボックス３５と、モータ４とが基台３６に取り付けられて構成されている。
【００１７】
ヘッドライト１は、その反射鏡１１が上下に分割されている。この分割された反射鏡１１のうち上方の約３分の１程度の部分が水平面上で首振りするように可動する可動リフレクタ１２となり、残りの下方の部分が基台３６に固定される固定リフレクタ１３となっている。この固定リフレクタ１３のほぼ中央には、光源となる放電灯１４が取り付けられている。
そして、可動リフレクタ１２の後側に、この可動リフレクタ１２を支持する支持体１５が取り付けられている。この支持体１５には、その上面１５ａの中央に、図示しない孔が上下に貫通して設けられている。この孔には軸１６が挿入され、この軸１６と支持体１５が図示しない回り止め用のピンで固定されている。
また、車両右側のヘッドライトは左側のヘッドライト１と対称構造となっている。
【００１８】
赤外線カメラ２は、物体から発生する遠赤外線を撮像する従来より周知のものである。この赤外線カメラ２は、主に、レンズ２１と、このレンズ２１を前方に設けるカメラ本体２２とを有している。このカメラ本体２２の後部の中央には、上下に貫通する孔２２ａが設けられている。そして、この孔２２ａに軸２３が挿入され、この軸２３とカメラ本体２２が図示しない回り止め用のピンで固定されている。この軸２３の上部には、ギヤ２４が図示しない回り止め用のピンで固定されている。
【００１９】
ギヤボックス３５は、長方形の短辺側に半円を組み合わせた形状となる底面部３５ａと、この底面部３５ａの外端から上方に向かって延びる外周面部３５ｂとを有している。この底面部３５ａには、その中央の適所にギヤ３３を回転可能に支持する軸３７が図示しないボルトで固定され、この軸３７の前方および後方の適所に図示しない孔がそれぞれ設けられている。そして、この底面部３５ａの前方の孔から支持体１５に固定されている軸１６が上方に突出し、その後方の孔からモータ４の回転軸４１が上方に突出している。この突出している回転軸４１の上方から係合されてギヤボックス３５の底面部３５ａ上に載置されるギヤ３２がこの回転軸４１に図示しない回り止め用のピンで固定され、この回転軸４１の先端部にギヤ３１が図示しない回り止め用のピンで固定されている。このギヤ３２の外周に刻まれた歯にギヤ３３の下側の外周に刻まれた歯が噛み合うように、ギヤ３３が軸３７に回転可能に取り付けられている。このギヤ３３の上側の外周に刻まれた歯にギヤ３４の歯が噛み合うように、このギヤ３４が支持体１５に固定されている軸１６に取り付けられるとともに、図示しない回り止め用のピンでこの軸１６に固定されている。また、ギヤボックス３５の外周面部３５ｂは、前後方向における中央より前側の上端の高さに比べて、後側の上端の高さが一段上がった形状になっている。そして、この一段上がった形状になっている外周面部３５ｂの右側には、モータ４の回転軸４１に固定されるギヤ３１と赤外線カメラ２側のギヤ２４とに跨って取り付けられるベルトＢが通るための開口部３５ｃが形成されている。
【００２０】
一方、基台３６は、前端にヘッドライト１の固定リフレクタ１３が図示しないボルトで固定されている主面部３６ａと、この主面部３６ａの後端から上方に向かって延びる後方側面部３６ｂと、この後方側面部３６ｂの上端から前方に向かって延びる上面部３６ｃとを有している。さらに、この基台３６は、その主面部３６ａの右端から下方に向かって延びる右方側面部３６ｄと、この右方側面部３６ｄの下端から右方に向かって延びる下面部３６ｅとを有している。この下面部３６ｅの中央近傍の適所に軸受け３８が図示しないボルトで固定され、この軸受け３８の中央の適所に形成される軸受け孔３８ａにカメラ本体２２に固定されている軸２３の下端部が回転可能に支持されている。さらに、この下面部３６ｅの後端から上方に向かって延びるとともに、その上端が前方に向かって延びる軸受け部３６ｆが形成され、この軸受け部３６ｆの上面の適所に形成される軸受け孔３６ｇに軸２３の上端部が回転可能に支持されている。また、基台３６の上面部３６ｃには、ギヤボックス３５の底面部３５ａが溶接により接合されている。そして、このギヤボックス３５の底面部３５ａに形成されているモータ４の回転軸４１が挿通する孔と同じ位置に、基台３６の上面部３６ｃの適所に図示しない孔が形成されている。そして、この上面部３６ｃの孔に下側からモータ４の回転軸４１が挿通され、このモータ４が図示しないモータ用ブラケットおよびボルトにより上面部３６ｃの下側に取り付けられている。
【００２１】
ここで、ギヤ２４，３１，３２，３３，３４は、ヘッドライト１の可動リフレクタ１２の首振り角（作動量）より赤外線カメラ２の首振り角の方が大きくなるように、それぞれのギヤ比が設定されている。
【００２２】
次に、画像認識装置Ｇを作動させる配光可変型前照灯システムについて説明する。参照する図面において、図３は画像認識装置を作動させるシステムを示すブロック図である。
図３に示すように、配光可変型前照灯システムＺは、点灯スイッチＳ１と、舵角センサＤと、制御装置ＣＯとから構成されている。そして、制御装置ＣＯは、モータ制御ユニット（ＥＣＵ）６と、モータ駆動回路７と、モータ駆動回路用スイッチＳ２とから構成されている。
【００２３】
点灯スイッチＳ１は車両の両側のヘッドライト１，１を点灯および消灯させるスイッチであり、舵角センサＤは車両の運転状態としてハンドルＨＡを操舵したときの舵角を検出するセンサである。
【００２４】
モータ制御ユニット６は、目標首振り角設定手段６１と、モータ駆動信号生成手段６２とから構成されている。この目標首振り角設定手段６１は、右側転舵操作量および左側転舵操作量たる舵角センサＤの出力に基づいて転舵マップを検索し、ヘッドライト１，１の可動リフレクタ１２，１２の目標首振り角を設定する。なお、転舵マップは、図４に示すように、右側転舵操作量が大きくなれば（舵角がプラス方向に大きくなれば）、これに応じて目標首振り角がプラス方向に大きくなるように、左側転舵操作量が大きくなれば（舵角がマイナス方向に大きくなれば）、これに応じて目標首振り角がマイナス方向に大きくなるように、それぞれ設定されている。さらに、ハンドルＨＡを微量に操舵するときに、ヘッドライト１，１の可動リフレクタ１２，１２が首振り動作を行わないように、所定の舵角になったときに首振り動作が行われるように不感帯が設定されている。そして、モータ駆動信号生成手段６２は、目標首振り角設定手段６１から出力される目標首振り角の信号に、Ｐ（比例）、Ｉ（積分）およびＤ（微分）等の処理を施すことにより、モータ４の回転方向を決定させる信号とモータ４の回転量を決定させる信号を生成する。
【００２５】
モータ駆動回路７は、点灯スイッチＳ１のオンオフ動作に応じてオンオフ動作するモータ駆動回路用スイッチＳ２により、バッテリからの電圧が加えられる。
そして、このモータ駆動回路７は、モータ駆動信号生成手段６２から出力された信号に基づいて所定のゲートを所定時間開閉することにより、所定量の電流が所定方向に流れてモータ４を所定の回転量だけ所定の方向に駆動させる。
また、図示しない右側のヘッドライト用のモータにも、このモータ駆動回路７が接続されており、前記モータ駆動信号生成手段６２から、このモータを駆動するための信号が入力される。
【００２６】
ここで、本実施形態における「投光範囲調整機」は、可動リフレクタ１２、支持体１５、軸１６および図示しない軸受けで構成されている。また、「撮像範囲調整機」は、赤外線カメラ２、軸２３、軸受け３８および軸受け部３６ｆで構成されている。「連結機構」は、ギヤ２４，３１，３２，３３，３４、ギヤボックス３５、軸３７およびベルトＢで構成されている。さらに、「画像認識装置」は、この装置自身を作動させるための配光可変型前照灯システムＺをも含んでいる。
【００２７】
次に、配光可変型前照灯システムＺによる画像認識装置Ｇの動作について説明する。参照する図面において、図５は画像認識装置を示す平面図であり、図６は画像認識装置を装備した自動車がカーブを曲がるときの動作を示す平面図であり、図７は可動リフレクタと赤外線カメラが同じ首振り角で設定された自動車がカーブを曲がるときにおいて、この首振り角がハンドルの舵角に対応しているときの自動車の動作を示す平面図（ａ）であり、この首振り角がハンドルの舵角より大きく設定されるときの自動車の動作を示す平面図（ｂ）であり、図８は画像認識装置を装備した自動車が交差点を右折するときの動作を示す平面図である。
まず、昼間に走行する場合は、点灯スイッチＳ１はオフになっているため、モータ駆動回路７に電圧が加えられず、画像認識装置Ｇが動かない状態で通常の運転が行われる。一方、夜間に走行する場合は、点灯スイッチＳ１をオンにするため、これに応じてモータ駆動回路用スイッチＳ２がオンになり、モータ駆動回路７に電圧が加えられる。そして、車両が右カーブに差し掛かったときに、運転者がハンドルＨＡを時計回りに操舵すると、そのハンドルＨＡの舵角が舵角センサＤで検出される。この舵角センサＤで検出された信号が、モータ制御ユニット６を介して、モータ駆動回路７に入力され、このモータ駆動回路７によりモータ４の回転軸４１が、図５に示すように、上方から見て時計回りに所定量だけ回転する。
【００２８】
モータ４の回転軸４１が時計回りに所定量だけ回転すると、その動力がギヤ３２，３３，３４、軸１６および支持体１５を介して可動リフレクタ１２に伝達され、この可動リフレクタ１２が水平方向で時計回りに回転する。また、モータ４の回転軸４１の動力がギヤ３１、ベルトＢ、ギヤ２４および軸２３を介して赤外線カメラ２に伝達され、この赤外線カメラ２が水平方向で時計回りに回転する。
このとき、あらかじめ所定のギヤ比で設定されている各ギヤ２４，３１，３２，３３，３４により、可動リフレクタ１２の首振り角より大きい首振り角で赤外線カメラ２が回転する。
そして、車両右側のヘッドライト１でも、車両左側の可動リフレクタ１２と同様に、その可動リフレクタ１２が回転する。
【００２９】
このように両側のヘッドライト１，１の可動リフレクタ１２，１２が回転することにより、図６に示すように、自動車ＡがカーブＣに差し掛かったとき、そのヘッドライト１，１の光がカーブＣに沿った路面Ｃ１上に投光される。このとき、運転者は、ロービームの投光範囲Ｌで車両前方の近場の路面状況を認識し、ハイビームの投光範囲Ｈでこのロービームの投光範囲Ｌよりも先の路面状況を認識する。さらに、赤外線カメラ２は可動リフレクタ１２の首振り角より大きい首振り角で回転するため、その撮像範囲Ｐが、ハイビームの投光範囲Ｈよりもさらに遠くのカーブＣの終わり辺りまで延びている。そして、この撮像範囲Ｐ内に歩行者Ｗがいると、この歩行者Ｗから発生する遠赤外線を赤外線カメラ２で撮像し、図示しないヘッドアップディスプレイによるバーチャルイメージを運転者が見ることで、この歩行者Ｗの存在を認識する。
【００３０】
ここで、図７（ａ）に示すように、可動リフレクタ１２，１２と赤外線カメラ２が同じ首振り角で、ハンドルＨＡの舵角に対応して回転するように設定されている場合では、運転者が歩行者Ｗを認識できていない。一方、図７（ｂ）に示すように、可動リフレクタ１２，１２と赤外線カメラ２が同じ首振り角で、かつ、ハンドルＨＡの舵角より大きい角度で回転するように設定されている場合では、運転者が歩行者Ｗを認識することができるが、すぐ前方の路面状況を認識することができなくなっている。これに対して、第１の実施形態では、可動リフレクタ１２，１２の首振り角よりも大きい首振り角で赤外線カメラ２を回転させるため、運転者がすぐ前方の路面状況をヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈで認識するとともに、赤外線カメラ２で歩行者Ｗを認識している。つまり、ヘッドライト１，１と赤外線カメラ２が協調して認識範囲を広げている。
【００３１】
また、図８に示すように、自動車Ａが交差点Ｋを右折するとき、そのヘッドライト１，１の光がその進行方向の路面上に投光される。このとき、運転者はロービームの投光範囲Ｌで車両前方の近場の路面状況を認識する。さらに、赤外線カメラ２は可動リフレクタ１２，１２の首振り角より大きい首振り角で回転するため、その撮像範囲Ｐが、ロービームの投光範囲Ｌよりもさらに遠くの横断歩道Ｙの辺りまで延びている。そして、この撮像範囲Ｐ内にいる歩行者Ｗを赤外線カメラ２で撮像し、運転者に歩行者Ｗの存在を認識させる。
【００３２】
以上により、第１の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
自動車ＡがカーブＣや交差点Ｋに差し掛かった場合に、赤外線カメラ２の撮像範囲Ｐがヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりもさらに遠くまで延びるので、ヘッドライト１，１で投光される路面よりも先の路面を赤外線カメラ２で撮像することができる。したがって、カーブや交差点等を曲がる場合であっても、ヘッドライトの投光範囲よりもさらに先の路面状況を運転者に認識させることができる。
ギヤ２４，３１，３２，３３，３４やベルトＢを介して可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２を連結させるため、この可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２を動かすための動力としてモータ４のみを設けるだけでよい。そのため、画像認識装置Ｇを製造するための製造コストを低くすることができる。
【００３３】
〔第２の実施形態〕
以下に、本発明に係る画像認識装置における第２の実施形態について説明する。この実施形態は第１の実施形態の画像認識装置を変更したものなので、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図９は本発明を適用した画像認識装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【００３４】
図９に示すように、第２の実施形態に係る画像認識装置Ｇは、第１の実施形態と同様に、可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２を備えている。そして、この可動リフレクタ１２はギヤＧ１を介してモータＭ１の動力が伝達される構造となっており、赤外線カメラ２はギヤＧ２を介してモータＭ２の動力が伝達される構造となっている。ここで、このギヤＧ１，Ｇ２は、可動リフレクタ１２の首振り角より赤外線カメラ２の首振り角が大きくなるように、それぞれのギヤ比が設定されている。一方、モータＭ１，Ｍ２は同じ構造、形状および大きさとなっている。そして、この画像認識装置Ｇを作動させる配光可変型前照灯システムＺは第１の実施形態と同様の構造となっている。
【００３５】
次に、この画像認識装置Ｇの動作について図６を参照して説明する。
自動車ＡがカーブＣに差し掛かったときに運転者がハンドルＨＡを操舵すると、このハンドルＨＡの舵角が舵角センサＤにより検出される。この舵角センサＤにより検出された信号が、モータ制御ユニット６を介して、モータ駆動回路７に入力される。このモータ駆動回路７からモータＭ１，Ｍ２に同じ信号が送られ、モータＭ１，Ｍ２が同方向、同回転量で回転する。このモータＭ１の動力がギヤＧ１を介して可動リフレクタ１２に伝達されることにより、この可動リフレクタ１２が所定の首振り角で回転する。そして、モータＭ２の動力がギヤＧ２を介して赤外線カメラ２に伝達されることにより、この赤外線カメラ２が可動リフレクタ１２の首振り角より大きい首振り角で回転する。このため、自動車ＡがカーブＣを曲がるときには、第１の実施形態と同様に、赤外線カメラ２の撮像範囲Ｐが、ヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりもさらに遠くのカーブＣの終わり辺りまで延びる。
【００３６】
以上により、第２の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
自動車ＡがカーブＣを曲がるときでも、第１の実施形態と同様に、ヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりも先の路面状況を赤外線カメラ２により運転者に認識させることができる。さらに、このような可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２とを別々のモータＭ１，Ｍ２で動かす構造では、赤外線カメラ２を所定の首振り角以上に回転させないように首振り上限値を定めて、この首振り上限値で赤外線カメラ２を制御することができる。このように赤外線カメラ２の首振り上限値を定めることにより、可動リフレクタ１２より大きい首振り角で回転する赤外線カメラ２の撮像範囲を常に路面上に位置させるように設定することができる。
また、ギヤの構造を簡単にしたり、ギヤを省いてモータに可動リフレクタまたは赤外線カメラを直結したりすることができる。この場合は、モータの回転特性が異なるものを使い、可動リフレクタの首振り角よりも大きい首振り角で赤外線カメラを大きく回転させる。
【００３７】
〔第３の実施形態〕
以下に、本発明に係る画像認識装置における第３の実施形態について説明する。この実施形態は第１または第２の実施形態の画像認識装置Ｇとこの画像認識装置Ｇを作動させる配光可変型前照灯システムＺを変更したものなので、第１または第２の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図１０は本発明を適用した画像認識装置の第３の実施形態を示すブロック図であり、図１１は車速からゲインを設定するためのマップであり、図１２は画像認識装置を装備した自動車がカーブを曲がるときの動作を示す平面図である。
【００３８】
図１０に示すように、第３の実施形態に係る画像認識装置Ｇは、第１または第２の実施形態と同様に、可動リフレクタ１２と赤外線カメラ２を備えている。そして、この可動リフレクタ１２はギヤＧ３を介してモータＭ３の動力が伝達される構造となっており、赤外線カメラ２もギヤＧ３を介してモータＭ３の動力が伝達される構造となっている。ここで、この二つのギヤＧ３，Ｇ３とモータＭ３，Ｍ３は、同じ構造、形状および大きさとなっている。
この画像認識装置Ｇを作動させる配光可変型前照灯システムＺには、第１または第２の実施形態の構成に加えて、モータ駆動信号生成手段６２、ゲイン設定手段６３、乗算手段６４、モータ駆動回路７および車速センサ８が設けられている。ここで、この車速センサ８は、自動車Ａの運転状態としての車速を検出する従来より周知のセンサである。また、ゲイン設定手段６３は、図１１に示すように、車速センサ８により検出された信号から所定のゲインを設定するものであり、車速が増大するほどゲインが小さくなり、かつ、車速が減少するほどゲインが大きくなるように設定されている。そして、乗算手段６４は、目標首振り角設定手段６１から出力される信号とゲイン設定手段６３で設定されたゲインとを掛け合わせるものである。
ここで、ゲイン設定手段６３を前記のように設定した理由としては、赤外線カメラ２を所定の角度で首振り動作させると、その車両近傍の撮像範囲の移動量に比べて遠方の撮像範囲の移動量が大きくなることが挙げられる。換言すると、ヘッドライト１，１の投光範囲と赤外線カメラ２の撮像範囲の差、運転者にすれば横方向の距離差が遠方ほど増幅されて拡大することが挙げられる。たとえば、車速が速いときは運転者が比較的遠方を見ているときで、この際はヘッドライト１，１および赤外線カメラ２の首振り角の差が小さくても遠方では前記した距離が増幅される。つまり、運転者は赤外線カメラ２でヘッドライト１，１の投光範囲より先を認識できる。一方、車速が遅いときは運転者が比較的近くを見ているときで、この際にヘッドライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差が小さいと、前記した距離が小さくなり、この角度に差を付けた効果が出ない。このため、車速が遅いときは、ヘッドライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差が大きくなるようにゲインが設定される。
【００３９】
次にこの画像認識装置Ｇの動作について説明する。
図１２に示すように、自動車ＡがカーブＣに差し掛かったときに運転者がハンドルＨＡを操舵すると、このハンドルＨＡの舵角が舵角センサＤにより検出される。この舵角センサＤにより検出された信号が、目標首振り角設定手段６１とモータ駆動信号生成手段６２を介して、モータ駆動回路７に入力され、このモータ駆動回路７によりモータＭ３が駆動される。そして、このモータＭ３の動力がギヤＧ３を介して可動リフレクタ１２に伝達され、この可動リフレクタ１２がハンドルＨＡの舵角に基づいた所定の方向および所定の首振り角で回転する。一方、乗算手段６４には、舵角センサＤにより検出された信号が目標首振り角設定手段６１を介して入力されるとともに、ゲイン設定手段６３で車速センサ８により検出された信号に基づいて設定されたゲインが入力される。そして、この乗算手段６４で、目標首振り角設定手段６１で設定された首振り角とゲイン設定手段６３で設定されたゲインとが掛け合わされる。この乗算手段６４で処理された信号は、モータ駆動信号生成手段６２を介して、モータ駆動回路７に入力され、このモータ駆動回路７によりモータＭ３が駆動される。そして、このモータＭ３の動力がギヤＧ３を介して赤外線カメラ２に伝達され、この赤外線カメラ２がハンドルＨＡの舵角および車速に基づいた所定の方向および所定の首振り角で回転する。
このため、自動車Ａが緩いカーブを速いスピードで曲がるときには、ゲインが小さいため、可動リフレクタ１２の首振り角よりやや大きい首振り角で赤外線カメラ２が回転し、その撮像範囲Ｐがカーブに沿った方向に位置することになる。また、自動車Ａが急なカーブを遅いスピードで曲がるときには、ゲインが大きいため、可動リフレクタ１２の首振り角よりも大きい首振り角で赤外線カメラ２が回転し、その撮像範囲Ｐが、ヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりもさらに遠くのカーブの終わり辺りまで延びることになる。ちなみに、図１２の破線で示す撮像範囲Ｐ´は、車速が遅いときにゲインを大きくする制御を行わない場合のものであり、この場合ではカーブＣの終わり辺りにいる歩行者Ｗを運転者が認識することができない。
【００４０】
以上により、第３の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
自動車Ａが緩いカーブを速いスピードで曲がるときには、可動リフレクタ１２の首振り角とほぼ同じ首振り角で赤外線カメラ２が回転するので、従来の直線路を走行するときと同様に、ヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈより先の路面状況を運転者に認識させることができる。また、急なカーブを遅いスピードで曲がるときには、可動リフレクタ１２の首振り角よりも大きい首振り角で赤外線カメラ２が回転するので、第１または第２の実施形態と同様に、ヘッドライト１，１の投光範囲Ｌ，Ｈよりも先の路面状況を運転者に認識させることができる。
また、遅いスピードでカーブを曲がるときには、運転者は近くを見るため、ヘッドライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差を大きくすることで、赤外線カメラ２でカーブの先を見通すということができる。一方、速いスピードでカーブを曲がるときには、運転者は遠くを見るため、ヘッドライト１，１と赤外線カメラ２の首振り角の差を小さくしても、遠方では両者の移動量の差（距離差）が増幅され、赤外線カメラ２でカーブの先を見通すという目的を達成できる。
【００４１】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
（１）本実施形態では、ハンドルの舵角（車両の進行方向）や車速に基づいて可動リフレクタと赤外線カメラを動かす構造としたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、ウインカーのスイッチ操作により可動リフレクタと赤外線カメラを動かす構造としてもよい。この場合、たとえば、自動車が交差点を曲がるときにウインカーを曲がる方向に入れることにより、運転者がハンドルを操舵する前に、可動リフレクタや赤外線カメラが動き、進行方向の路面状況を認識することができる。一方、車線を変更する前にウインカーを入れることで、次に走行すべき路面の状況を運転者が認識することができる。
また、たとえば、ナビゲーションシステムのデータに基づいて可動リフレクタと赤外線カメラを動かす構造としてもよい。すなわち、ナビゲーションシステムがデータとして蓄積している道路および車両の位置等の情報に基づいて、適宜に可動リフレクタの首振り角や赤外線カメラの首振り角を制御させる構造としてもよい。このような場合も、投光範囲を車両の運転状態に応じて変化させることに該当する。
【００４２】
（２）本実施形態では、可動リフレクタの首振り角より赤外線カメラの首振り角を大きくさせる構造としたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、可動リフレクタと赤外線カメラの首振り角を同じにさせる構造としてもよい。このような構造では、車両が緩いカーブを曲がる場合に、直進する場合と同様に、ヘッドライトで投光される路面より先の路面を赤外線カメラで撮像することができる。
（３）本実施形態では、赤外線カメラで検知した情報をヘッドアップディスプレイで運転者に報せる構造としたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、赤外線カメラで検知した情報を運転者にランプや音声等で報せる構造としてもよい。
【００４３】
（４）本実施形態は、自動車のヘッドライトに本発明を適用したものであるが、本発明はこれに限定されず、たとえば、自動二輪車や電車等の車両のヘッドライトにも同じように本発明を適用させることができる。
また、本実施形態におけるモータ、ギヤまたはベルト等の種類や形状等は適宜に変更可能であることは言うまでもない。たとえば、可動リフレクタや赤外線カメラの動力としてのモータをステッピングモータに変更してもよい。また、ベルトの代わりにラックギヤを使用してもよい。さらに、モータと可動リフレクタ、または、モータと赤外線カメラの間にギヤを介する必要もない。
（５）本実施形態では、車両左側のヘッドライトの可動リフレクタと一つの赤外線カメラとを連動させて動かす構造としたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、車両右側のヘッドライトの可動リフレクタと赤外線カメラを連動させて動かす構造としてもよい。また、赤外線カメラを二つ設けて、両側のヘッドライトの可動リフレクタと連動させて動かす構造としてもよい。
（６）本実施形態では、投光範囲調整機を可動リフレクタ等で構成させる構造としたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、従来のような首振りライト等を投光範囲調整機として利用してもよい。
（７）第１の実施形態について、マップを車両の運転状態としての車速を加味したものとして、車速が速いほど同じ舵角でも首振り角を小さくし、車速が遅いほど同じ舵角でも首振り角を大きくするようにしてもよい。
（８）第３の実施形態について、車速応動とせずに、ゲインを１よりも大きい一定値にしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り動作に連動して撮像範囲調整機が赤外線カメラを水平方向で同一方向に首振り動作させて赤外線カメラの撮像範囲を調整するので、たとえば、夜間走行時に車両がカーブに差し掛かった場合、投光範囲よりもさらに先の路面状況を運転者に認識させることができる。この場合、車両の運転状態としての車速が大きいとき、撮像範囲調整機における赤外線カメラの首振り角と投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り角とを略同一に設定する（首振り角の差を小さくする）。一方、車両の運転状態としての車速が小さいとき、撮像範囲調整機における赤外線カメラの首振り角を、投光範囲調整機における可動リフレクタの首振り角よりも大きく設定する（首振り角の差を大きくする）。このように、本発明では、可動リフレクタの首振り動作によるヘッドライトの投光範囲と赤外線カメラの撮像範囲とを相互に関連付けると共に、車両の運転状態としての車速に対応させて赤外線カメラの首振り角と可動リフレクタの首振り角とを相対的に変化させることができる。たとえば、大きい車速でカーブを曲るときに運転者が比較的遠方を見る傾向があり、小さい車速でカーブを曲るときに運転者が比較的近くを見る傾向があるため、このような運転者の視認傾向に対応させて投光範囲よりもさらに先の路面状況を運転者に認識させることができる。
【００４６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加え、機械的な連結機構が投光範囲調整機と撮像範囲調整機を一括して作動させるので、この投光範囲調整機と撮像範囲調整機を別々に作動させるために動力を二つ設ける必要がなくなる。したがって、この連結機構を作動させる動力を一つだけ設けるだけでよく、製造コストを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像認識装置を備えた自動車の内部構造の概略を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した画像認識装置を示す斜視図である。
【図３】図２の画像認識装置を作動させるシステムを示すブロック図である。
【図４】図３の目標首振り角設定手段における転舵マップを示す図である。
【図５】図２の画像認識装置を示す平面図である。
【図６】図２の画像認識装置を装備した自動車がカーブを曲がるときの動作を示す平面図である。
【図７】可動リフレクタと赤外線カメラが同じ首振り角で設定された自動車がカーブを曲がるときにおいて、この首振り角がハンドルの舵角に対応しているときの自動車の動作を示す平面図（ａ）であり、この首振り角がハンドルの舵角より大きく設定されるときの自動車の動作を示す平面図（ｂ）である。
【図８】図２の画像認識装置を装備した自動車が交差点を右折するときの動作を示す平面図である。
【図９】本発明を適用した画像認識装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図１０】本発明を適用した画像認識装置の第３の実施形態を示すブロック図である。
【図１１】車速からゲインを設定するためのマップである。
【図１２】図１０の画像認識装置を装備した自動車がカーブを曲がるときの動作を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｇ画像認識装置
１ヘッドライト
１２可動リフレクタ
１５支持体
１５ａ上面
１６軸
２赤外線カメラ
２１レンズ
２２カメラ本体
２２ａ孔
２３軸
２４ギヤ
３１，３２，３３，３４ギヤ
３５ギヤボックス
３５ａ底面部
３５ｂ外周面部
３６基台
３６ｆ軸受け部
３６ｇ軸受け孔
３７軸
３８軸受け
３８ａ軸受け孔
４モータ
４１回転軸
Ｚ配光可変型前照灯システム
Ｄ舵角センサ
６モータ制御ユニット
６１目標首振り角設定手段
６２モータ駆動信号生成手段
７モータ駆動回路
Ｓ１点灯スイッチ
Ｓ２モータ駆動回路用スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an infrared camera that detects an object or the like that is farther than the light projection range of the headlight, a swing light that swings in conjunction with steering of a vehicle handle, etc. The present invention relates to an image recognition device that allows a driver to recognize an object.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, automobiles are equipped with a headlight as a device for enabling night driving. The height, the angle of the optical axis, and the like of this headlight are regulated so as not to make a driver of an automobile traveling ahead or an oncoming vehicle feel dazzling. Therefore, the range in which the headlight projects the road surface ahead of the vehicle (hereinafter referred to as the “projection range”) is limited, and this projection range is about 50 m for the low beam and about 100 m for the high beam.
Therefore, in recent years, an infrared camera that detects an object farther than the headlight projection range has been developed. This infrared camera is fixed to a front grill or the like in front of the vehicle body and serves to make the driver recognize the road surface condition ahead of the road surface projected by the headlight.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since conventional headlights and infrared cameras are fixed in front of the vehicle body, it is convenient to recognize the road surface conditions on straight roads, but when turning a curve, the light projection range and imaging range are the same as those on the road surface. I went outside and could not recognize the object on the road ahead of the curve. In other words, there is a problem that the road surface condition to be recognized cannot be recognized on the curve.
On the other hand, when turning a curve, there is a technique of projecting the road surface ahead of the curve with a swing light that swings in conjunction with the steering of the driver's steering wheel (see Japanese Patent Laid-Open No. 11-16558). This technology is a swing light that is provided separately from the headlight when turning a curve, and can project the road surface ahead of the road surface projected by the headlight. Since the previous road surface condition can be recognized, it has greatly contributed to the improvement of night driving comfort. However, in this swing light, the height and the angle of the optical axis as described above are limited, and furthermore, the swing angle must be limited so as not to shine light on the oncoming vehicle. The floodlight range was limited. Therefore, in order for the driver to recognize the road surface condition ahead of the road surface projected by the swing light, further improvement is necessary.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an image recognition device that allows a driver to recognize a road surface condition ahead of a road surface projected by a swing light when traveling on a curve or the like.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  The invention according to claim 1 of the present invention that solves the above-described problems changes the light projection range of the headlight according to the driving situation of the vehicle.With movable reflectorProjection range adjuster,Detect optical signalInfraredIn the image recognition apparatus that includes a camera and detects an image / object in front of the vehicle, the light projection range adjusterIn conjunction with the swing motion of the movable reflectorSaidInfraredcameraMove the head,AboveInfraredEquipped with an imaging range adjuster that adjusts the imaging range of the cameraThe infrared camera in the imaging range adjuster and the movable reflector in the light projection range adjuster are provided so as to be able to swing in the same direction in the horizontal direction, respectively, and when the vehicle speed as the driving state of the vehicle is large, When the swing angle of the infrared camera in the imaging range adjuster and the swing angle of the movable reflector in the light projection range adjuster are set to be substantially the same, and the vehicle speed as the driving state of the vehicle is small, the imaging The swing angle of the infrared camera in the range adjuster is set larger than the swing angle of the movable reflector in the light projection range adjuster.It is characterized by that.
[0006]
  Here, `` light emission range adjuster ''InIs a swing light provided separately from the fixed headlight.Etc. are also included.Also,"Infrared“Camera” captures far-infrared rays emitted from objects.thingHowever, it takes a picture farther than the light projection range of a headlight or the like. here,"LinkedFor example, “depending on the mechanical operation of the light projection range adjuster”InfraredBased on the same signal as the signal for adjusting the camera's imaging range or operating the projector range adjusterInfraredIt is to adjust the imaging range of the camera.
[0007]
  According to the first aspect of the present invention, for example, when the vehicle approaches a curve during night driving, the light projection range of the headlight is determined by the swinging motion of the movable reflector in the light projection range adjuster according to the driving situation of the vehicle. As shown in the embodiment of the invention to be described later, the light projection range adjuster is changed in the horizontal direction.In conjunction with the swing motion of the movable reflectorThe imaging range adjusterInfraredcameraInfrared by swinging horizontally in the same directionAdjust the imaging range of the camera. in this case,When the vehicle speed as the driving state of the vehicle is high, the swing angle of the infrared camera in the imaging range adjuster and the swing angle of the movable reflector in the light projection range adjuster are set to be substantially the same (reducing the difference in swing angle) To do). On the other hand, when the vehicle speed as the driving state of the vehicle is small, the swing angle of the infrared camera in the imaging range adjuster is set larger than the swing angle of the movable reflector in the light projection range adjuster (the difference in swing angle is Enlarge). As described above, according to the present invention, the headlight projection range by the swing motion of the movable reflector and the imaging range of the infrared camera are correlated with each other, and the infrared camera is swung in accordance with the vehicle speed as the driving state of the vehicle. The angle and the swing angle of the movable reflector are relatively changed.
[0010]
  Claim2The invention described in (1) further includes a mechanical coupling mechanism provided between the light projection range adjuster and the imaging range adjuster.
[0011]
  Claim2According to the invention described in claim1In addition to the operation of the described invention, for example, when the vehicle approaches a curve during night driving, the mechanical connection mechanism collectively operates the light projection range adjuster and the imaging range adjuster.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
The details of the image recognition apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
In this embodiment, the present invention is applied to a variable light distribution type headlamp system that swings a part of a headlight based on steering of an automobile. In the drawings to be referred to, FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the internal structure of an automobile equipped with an image recognition apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a perspective view showing the image recognition apparatus to which the present invention is applied.
[0015]
As shown in FIG. 1, the internal structure of the automobile A related to the image recognition device G is mainly composed of a steering wheel HA, a steering angle sensor D, a control device CO, a headlight 1 and an image recognition device G. Composed. And the steering angle sensor D detects the steering angle based on steering of the handle HA. A signal detected by the steering angle sensor D is input to the control device CO. A control signal is sent from the control device CO to the headlight 1 on the right side of the vehicle and the image recognition device G on the left side of the vehicle, so that the image recognition device G moves in conjunction with steering of the steering wheel together with the headlight 1 on the right side of the vehicle. It has a structure.
[0016]
Next, the structure of the image recognition device G will be described.
As shown in FIG. 2, the image recognition apparatus G mainly includes a headlight 1 on the left side of the vehicle, an infrared camera 2 that images a road surface ahead of the road surface projected by the headlight 1, gears 31, 32, A gear box 35 that houses 33 and 34 and a motor 4 are mounted on a base 36.
[0017]
As for the headlight 1, the reflecting mirror 11 is divided | segmented up and down. About one third of the upper part of the divided reflecting mirror 11 is a movable reflector 12 that is movable so as to swing on a horizontal plane, and the remaining lower part is a fixed reflector that is fixed to the base 36. 13 A discharge lamp 14 serving as a light source is attached to substantially the center of the fixed reflector 13.
A support 15 that supports the movable reflector 12 is attached to the rear side of the movable reflector 12. The support 15 is provided with a hole (not shown) penetrating vertically in the center of the upper surface 15a. A shaft 16 is inserted into the hole, and the shaft 16 and the support 15 are fixed by a non-rotating pin (not shown).
Further, the headlight on the right side of the vehicle has a symmetrical structure with the headlight 1 on the left side.
[0018]
The infrared camera 2 is a well-known camera that images far infrared rays generated from an object. The infrared camera 2 mainly includes a lens 21 and a camera body 22 provided with the lens 21 in the front. In the center of the rear part of the camera body 22, a hole 22a penetrating vertically is provided. A shaft 23 is inserted into the hole 22a, and the shaft 23 and the camera body 22 are fixed by a non-rotating pin (not shown). A gear 24 is fixed to the upper portion of the shaft 23 with a non-rotating pin (not shown).
[0019]
The gear box 35 has a bottom surface portion 35a having a shape in which semicircles are combined on the short side of the rectangle, and an outer peripheral surface portion 35b extending upward from the outer end of the bottom surface portion 35a. A shaft 37 that rotatably supports the gear 33 is fixed at a suitable position in the center of the bottom surface portion 35a with a bolt (not shown), and holes (not shown) are provided in front and rear positions of the shaft 37, respectively. The shaft 16 fixed to the support 15 protrudes upward from the hole in the front of the bottom surface portion 35a, and the rotating shaft 41 of the motor 4 protrudes upward from the hole in the rear. A gear 32 that is engaged from above the protruding rotating shaft 41 and is placed on the bottom surface portion 35a of the gear box 35 is fixed to the rotating shaft 41 with a non-rotating pin (not shown). A gear 31 is fixed to the front end portion of the motor by a non-rotating pin (not shown). The gear 33 is rotatably attached to the shaft 37 so that the teeth engraved on the outer periphery of the gear 32 mesh with the teeth engraved on the lower outer periphery of the gear 33. The gear 34 is attached to the shaft 16 fixed to the support body 15 so that the teeth of the gear 34 mesh with the teeth carved on the outer periphery of the upper side of the gear 33. It is fixed to the shaft 16. Further, the outer peripheral surface portion 35b of the gear box 35 has a shape in which the height of the upper end on the rear side is raised by one step as compared with the height of the upper end on the front side from the center in the front-rear direction. And since the belt B attached straddling the gear 31 fixed to the rotating shaft 41 of the motor 4 and the gear 24 on the infrared camera 2 passes on the right side of the outer peripheral surface portion 35b having the one-step raised shape. The opening 35c is formed.
[0020]
On the other hand, the base 36 includes a main surface portion 36a in which the fixed reflector 13 of the headlight 1 is fixed to the front end with a bolt (not shown), a rear side surface portion 36b extending upward from the rear end of the main surface portion 36a, And an upper surface portion 36c extending forward from the upper end of the rear side surface portion 36b. Further, the base 36 has a right side surface portion 36d extending downward from the right end of the main surface portion 36a, and a lower surface portion 36e extending rightward from the lower end of the right side surface portion 36d. Yes. A bearing 38 is fixed at a proper position near the center of the lower surface portion 36e by a bolt (not shown), and a lower end portion of the shaft 23 fixed to the camera body 22 is rotated in a bearing hole 38a formed at a proper position in the center of the bearing 38. Supported as possible. Further, a bearing portion 36f extending upward from the rear end of the lower surface portion 36e and having an upper end extending forward is formed, and a shaft 23 is inserted into a bearing hole 36g formed at an appropriate position on the upper surface of the bearing portion 36f. The upper end of the is rotatably supported. Further, the bottom surface portion 35a of the gear box 35 is joined to the upper surface portion 36c of the base 36 by welding. A hole (not shown) is formed at an appropriate position of the upper surface portion 36 c of the base 36 at the same position as the hole through which the rotation shaft 41 of the motor 4 is formed in the bottom surface portion 35 a of the gear box 35. The rotating shaft 41 of the motor 4 is inserted into the hole of the upper surface portion 36c from below, and the motor 4 is attached to the lower side of the upper surface portion 36c with a motor bracket and bolts (not shown).
[0021]
Here, the gears 24, 31, 32, 33, and 34 have gear ratios so that the swing angle of the infrared camera 2 is larger than the swing angle (operation amount) of the movable reflector 12 of the headlight 1. Is set.
[0022]
Next, a variable light distribution headlamp system for operating the image recognition apparatus G will be described. In the drawings to be referred to, FIG. 3 is a block diagram showing a system for operating an image recognition apparatus.
As shown in FIG. 3, the variable light distribution headlamp system Z includes a lighting switch S1, a steering angle sensor D, and a control device CO. The control device CO includes a motor control unit (ECU) 6, a motor drive circuit 7, and a motor drive circuit switch S2.
[0023]
The lighting switch S1 is a switch for turning on and off the headlights 1 and 1 on both sides of the vehicle, and the steering angle sensor D is a sensor for detecting the steering angle when the steering wheel HA is steered as the driving state of the vehicle.
[0024]
The motor control unit 6 includes target swing angle setting means 61 and motor drive signal generation means 62. This target swing angle setting means 61 searches the steering map based on the output of the steering angle sensor D that is the right steering operation amount and the left steering operation amount, and the movable reflectors 12, 12 of the headlights 1, 1. Set the target swing angle. In the steering map, as shown in FIG. 4, if the right-hand steering operation amount increases (when the steering angle increases in the positive direction), the target swing angle increases in the positive direction accordingly. In addition, when the left steering operation amount increases (when the steering angle increases in the negative direction), the target swing angle is set to increase in the negative direction accordingly. Further, when the steering wheel HA is steered in a small amount, the movable reflectors 12 and 12 of the headlights 1 and 1 do not swing, so that the swing motion is performed when a predetermined steering angle is reached. A dead zone is set. Then, the motor drive signal generating means 62 performs processing such as P (proportional), I (integral), and D (differential) on the target swing angle signal output from the target swing angle setting means 61. A signal for determining the rotation direction of the motor 4 and a signal for determining the rotation amount of the motor 4 are generated.
[0025]
The motor drive circuit 7 is supplied with a voltage from the battery by a motor drive circuit switch S2 that is turned on / off in response to the on / off operation of the lighting switch S1.
The motor drive circuit 7 opens and closes a predetermined gate for a predetermined time based on a signal output from the motor drive signal generation means 62, whereby a predetermined amount of current flows in a predetermined direction and rotates the motor 4 by a predetermined rotation. Drive in a predetermined direction by the amount.
The motor drive circuit 7 is also connected to the right headlight motor (not shown), and a signal for driving the motor is input from the motor drive signal generating means 62.
[0026]
Here, the “light projection range adjuster” in the present embodiment includes the movable reflector 12, the support 15, the shaft 16, and a bearing (not shown). The “imaging range adjuster” includes the infrared camera 2, the shaft 23, the bearing 38, and the bearing portion 36f. The “connection mechanism” includes gears 24, 31, 32, 33, 34, a gear box 35, a shaft 37, and a belt B. Furthermore, the “image recognition device” also includes a variable light distribution type headlamp system Z for operating the device itself.
[0027]
Next, the operation of the image recognition device G by the variable light distribution headlamp system Z will be described. In the drawings to be referred to, FIG. 5 is a plan view showing an image recognition device, FIG. 6 is a plan view showing an operation when a vehicle equipped with the image recognition device turns a curve, and FIG. 7 shows a movable reflector and an infrared camera. FIG. 6 is a plan view (a) showing an operation of the vehicle when the vehicle is set at the same swing angle and the vehicle swings a curve and the swing angle corresponds to the steering angle of the steering wheel. FIG. 8 is a plan view (b) showing the operation of the vehicle when is set to be larger than the steering angle of the steering wheel, and FIG. 8 is a plan view showing the operation when the vehicle equipped with the image recognition device turns right at the intersection.
First, when driving in the daytime, since the lighting switch S1 is off, no voltage is applied to the motor drive circuit 7, and normal operation is performed in a state where the image recognition device G does not move. On the other hand, when the vehicle travels at night, the lighting switch S1 is turned on, and accordingly, the motor drive circuit switch S2 is turned on, and a voltage is applied to the motor drive circuit 7. When the vehicle approaches the right curve, the steering angle of the steering wheel HA is detected by the steering angle sensor D when the driver steers the steering wheel HA clockwise. A signal detected by the rudder angle sensor D is input to the motor drive circuit 7 via the motor control unit 6, and the motor drive circuit 7 causes the rotating shaft 41 of the motor 4 to move upward as shown in FIG. Rotate clockwise by a predetermined amount.
[0028]
When the rotation shaft 41 of the motor 4 rotates clockwise by a predetermined amount, the power is transmitted to the movable reflector 12 through the gears 32, 33, 34, the shaft 16 and the support body 15, and the movable reflector 12 is horizontally moved. Rotate clockwise. The power of the rotating shaft 41 of the motor 4 is transmitted to the infrared camera 2 via the gear 31, belt B, gear 24 and shaft 23, and the infrared camera 2 rotates clockwise in the horizontal direction.
At this time, the infrared camera 2 rotates at a swing angle larger than the swing angle of the movable reflector 12 by the gears 24, 31, 32, 33, 34 set in advance at a predetermined gear ratio.
In the headlight 1 on the right side of the vehicle, the movable reflector 12 rotates in the same manner as the movable reflector 12 on the left side of the vehicle.
[0029]
As shown in FIG. 6, when the movable reflectors 12 and 12 of the headlights 1 and 1 on both sides rotate as described above, when the vehicle A approaches the curve C, the light of the headlights 1 and 1 changes to the curve C. Is projected onto the road surface C1 along the road. At this time, the driver recognizes the road surface situation in the near field ahead of the vehicle in the low beam projection range L, and recognizes the road surface situation ahead of the low beam projection range L in the high beam projection range H. Further, since the infrared camera 2 rotates at a swing angle larger than the swing angle of the movable reflector 12, the imaging range P extends to the end of the curve C farther than the high beam projection range H. Then, when there is a pedestrian W in the imaging range P, the far infrared ray generated from the pedestrian W is imaged by the infrared camera 2, and the driver sees a virtual image by a head-up display (not shown). Recognize the presence of the person W.
[0030]
Here, as shown in FIG. 7A, in the case where the movable reflectors 12 and 12 and the infrared camera 2 are set to rotate in accordance with the steering angle of the handle HA at the same swing angle, The person cannot recognize the pedestrian W. On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the movable reflectors 12 and 12 and the infrared camera 2 are set to rotate at the same swing angle and at an angle larger than the steering angle of the handle HA, The driver can recognize the pedestrian W, but cannot immediately recognize the road surface condition ahead. On the other hand, in the first embodiment, since the infrared camera 2 is rotated at a swing angle larger than the swing angle of the movable reflectors 12 and 12, the driver can immediately check the road surface condition in front of the headlights 1 and 1. And the pedestrian W is recognized by the infrared camera 2. That is, the headlights 1 and 1 and the infrared camera 2 cooperate to expand the recognition range.
[0031]
As shown in FIG. 8, when the automobile A turns right at an intersection K, the light of the headlights 1 and 1 is projected onto the road surface in the traveling direction. At this time, the driver recognizes the near road surface condition in front of the vehicle within the low beam projection range L. Furthermore, since the infrared camera 2 rotates at a swing angle larger than the swing angle of the movable reflectors 12 and 12, the imaging range P extends to the pedestrian crossing Y farther than the low beam projection range L. Yes. And the pedestrian W in this imaging range P is imaged with the infrared camera 2, and a driver | operator is made to recognize presence of the pedestrian W. FIG.
[0032]
As described above, the following effects can be obtained in the first embodiment.
When the car A approaches the curve C or the intersection K, the imaging range P of the infrared camera 2 extends farther than the light projection ranges L and H of the headlights 1 and 1, so the light is projected by the headlights 1 and 1. The road surface ahead of the road surface to be taken can be imaged by the infrared camera 2. Therefore, even when turning a curve, an intersection, or the like, it is possible to make the driver recognize the road surface condition further beyond the headlight projection range.
Since the movable reflector 12 and the infrared camera 2 are connected via the gears 24, 31, 32, 33, 34 and the belt B, only the motor 4 needs to be provided as power for moving the movable reflector 12 and the infrared camera 2. . Therefore, the manufacturing cost for manufacturing the image recognition apparatus G can be reduced.
[0033]
[Second Embodiment]
The second embodiment of the image recognition apparatus according to the present invention will be described below. Since this embodiment is a modification of the image recognition apparatus of the first embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the drawings to be referred to, FIG. 9 is a block diagram showing a second embodiment of an image recognition apparatus to which the present invention is applied.
[0034]
As shown in FIG. 9, the image recognition apparatus G according to the second embodiment includes a movable reflector 12 and an infrared camera 2 as in the first embodiment. The movable reflector 12 has a structure in which the power of the motor M1 is transmitted through the gear G1, and the infrared camera 2 has a structure in which the power of the motor M2 is transmitted through the gear G2. Here, the gear ratios of the gears G1 and G2 are set so that the swing angle of the infrared camera 2 is larger than the swing angle of the movable reflector 12. On the other hand, the motors M1 and M2 have the same structure, shape and size. The variable light distribution headlamp system Z for operating the image recognition device G has the same structure as that of the first embodiment.
[0035]
Next, the operation of the image recognition apparatus G will be described with reference to FIG.
When the driver steers the steering wheel HA when the car A reaches the curve C, the steering angle of the steering wheel HA is detected by the steering angle sensor D. A signal detected by the steering angle sensor D is input to the motor drive circuit 7 via the motor control unit 6. The same signal is sent from the motor drive circuit 7 to the motors M1 and M2, and the motors M1 and M2 rotate in the same direction and with the same rotation amount. The power of the motor M1 is transmitted to the movable reflector 12 through the gear G1, so that the movable reflector 12 rotates at a predetermined swing angle. Then, the power of the motor M2 is transmitted to the infrared camera 2 through the gear G2, so that the infrared camera 2 rotates with a swing angle larger than the swing angle of the movable reflector 12. For this reason, when the car A turns the curve C, the imaging range P of the infrared camera 2 is farther than the light projection ranges L and H of the headlights 1 and 1 as in the first embodiment. Extends to the end.
[0036]
As described above, the following effects can be obtained in the second embodiment.
Even when the automobile A turns a curve C, the road surface condition ahead of the light projection ranges L and H of the headlights 1 and 1 can be recognized by the driver by the infrared camera 2 as in the first embodiment. . Further, in such a structure in which the movable reflector 12 and the infrared camera 2 are moved by separate motors M1 and M2, a swing upper limit value is set so as not to rotate the infrared camera 2 beyond a predetermined swing angle. The infrared camera 2 can be controlled by the swing upper limit value. Thus, by setting the swing upper limit value of the infrared camera 2, the imaging range of the infrared camera 2 rotating at a swing angle larger than the movable reflector 12 can be set to be always located on the road surface.
Further, the structure of the gear can be simplified, or the movable reflector or the infrared camera can be directly connected to the motor without the gear. In this case, a motor having a different rotational characteristic is used, and the infrared camera is greatly rotated at a swing angle larger than the swing angle of the movable reflector.
[0037]
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the image recognition apparatus according to the present invention will be described. Since this embodiment is a modification of the image recognition device G of the first or second embodiment and the variable light distribution headlamp system Z that operates the image recognition device G, the first or second embodiment is different from the first or second embodiment. Similar components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the drawings to be referred to, FIG. 10 is a block diagram showing a third embodiment of an image recognition apparatus to which the present invention is applied, FIG. 11 is a map for setting a gain from the vehicle speed, and FIG. 12 is an image recognition apparatus. It is a top view which shows the operation | movement when the motor vehicle equipped with is turning a curve.
[0038]
As shown in FIG. 10, the image recognition device G according to the third embodiment includes a movable reflector 12 and an infrared camera 2, as in the first or second embodiment. The movable reflector 12 has a structure in which the power of the motor M3 is transmitted through the gear G3, and the infrared camera 2 has a structure in which the power of the motor M3 is transmitted through the gear G3. Here, the two gears G3 and G3 and the motors M3 and M3 have the same structure, shape and size.
In addition to the configuration of the first or second embodiment, the variable light distribution headlamp system Z that operates the image recognition apparatus G includes a motor drive signal generation unit 62, a gain setting unit 63, a multiplication unit 64, A motor drive circuit 7 and a vehicle speed sensor 8 are provided. Here, the vehicle speed sensor 8 is a conventionally known sensor that detects the vehicle speed as the driving state of the automobile A. Further, as shown in FIG. 11, the gain setting means 63 sets a predetermined gain from the signal detected by the vehicle speed sensor 8, and the gain decreases as the vehicle speed increases, and the vehicle speed decreases. The gain is set so as to increase. The multiplying unit 64 multiplies the signal output from the target swing angle setting unit 61 and the gain set by the gain setting unit 63.
Here, the reason why the gain setting means 63 is set as described above is that when the infrared camera 2 is swung at a predetermined angle, the movement of the imaging range farther than the movement amount of the imaging range near the vehicle is moved. The amount is increased. In other words, the difference between the light projection range of the headlights 1 and 1 and the imaging range of the infrared camera 2, and for the driver, the distance difference in the lateral direction is amplified and expanded as the distance increases. For example, when the vehicle speed is high, the driver is looking relatively far. In this case, even if the difference between the swing angles of the headlights 1 and 1 and the infrared camera 2 is small, the distance is amplified in the distance. The That is, the driver can recognize beyond the light projection range of the headlights 1 and 1 with the infrared camera 2. On the other hand, when the vehicle speed is slow, the driver is looking relatively close. At this time, if the difference in swing angle between the headlights 1 and 1 and the infrared camera 2 is small, the above-mentioned distance becomes small. The effect of making a difference in angle does not come out. For this reason, when the vehicle speed is low, the gain is set so that the difference between the swing angles of the headlights 1 and 1 and the infrared camera 2 becomes large.
[0039]
Next, the operation of the image recognition apparatus G will be described.
As shown in FIG. 12, when the driver steers the steering wheel HA when the automobile A approaches the curve C, the steering angle of the steering wheel HA is detected by the steering angle sensor D. A signal detected by the steering angle sensor D is input to the motor drive circuit 7 via the target swing angle setting means 61 and the motor drive signal generation means 62, and the motor M3 is driven by the motor drive circuit 7. . The power of the motor M3 is transmitted to the movable reflector 12 via the gear G3, and the movable reflector 12 rotates in a predetermined direction and a predetermined swing angle based on the steering angle of the handle HA. On the other hand, the signal detected by the steering angle sensor D is input to the multiplication means 64 via the target swing angle setting means 61 and set based on the signal detected by the vehicle speed sensor 8 by the gain setting means 63. The gain is input. Then, the multiplication means 64 multiplies the swing angle set by the target swing angle setting means 61 and the gain set by the gain setting means 63. The signal processed by the multiplication means 64 is input to the motor drive circuit 7 via the motor drive signal generation means 62, and the motor M3 is driven by the motor drive circuit 7. The power of the motor M3 is transmitted to the infrared camera 2 through the gear G3, and the infrared camera 2 rotates in a predetermined direction and a predetermined swing angle based on the steering angle of the handle HA and the vehicle speed.
For this reason, when the car A bends a gentle curve at a high speed, the gain is small. Therefore, the infrared camera 2 rotates with a swing angle slightly larger than the swing angle of the movable reflector 12, and the imaging range P follows the curve. Will be located in the direction. Further, when the car A turns a steep curve at a slow speed, since the gain is large, the infrared camera 2 rotates at a swing angle larger than the swing angle of the movable reflector 12, and the imaging range P of the headlight 1 , 1 extending to the end of the curve farther than the light projection ranges L and H. Incidentally, the imaging range P ′ indicated by the broken line in FIG. 12 is a case where the control for increasing the gain is not performed when the vehicle speed is low. It cannot be recognized.
[0040]
As described above, the following effects can be obtained in the third embodiment.
When the car A turns a gentle curve at a high speed, the infrared camera 2 rotates at the same swing angle as the swing angle of the movable reflector 12, so that the headlight 1, as in the case of traveling on a conventional straight road. It is possible to make the driver recognize the road surface condition ahead of the first light projection ranges L and H. Also, when turning a sharp curve at a slow speed, the infrared camera 2 rotates at a swing angle larger than the swing angle of the movable reflector 12, so that the headlight 1, as in the first or second embodiment. It is possible to make the driver recognize the road surface condition ahead of the first light projection ranges L and H.
Also, when turning a curve at a slow speed, the driver sees the vicinity, so the difference in heading angle between the headlights 1 and 1 and the infrared camera 2 is increased so that the infrared camera 2 can see the tip of the curve. Can do. On the other hand, when turning a curve at a high speed, the driver looks far away, so even if the difference in head swing angle between the headlights 1 and 1 and the infrared camera 2 is reduced, the difference in distance between them (distance difference) ) Is amplified, and the infrared camera 2 can achieve the purpose of looking through the curve.
[0041]
As mentioned above, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
(1) In the present embodiment, the movable reflector and the infrared camera are moved based on the steering angle of the steering wheel (the traveling direction of the vehicle) and the vehicle speed, but the present invention is not limited to this. For example, the movable reflector and the infrared camera may be moved by a switch operation of the winker. In this case, for example, by putting the turn signal in the direction of turning when the car turns at an intersection, the movable reflector and the infrared camera can move and the road surface condition in the traveling direction can be recognized before the driver steers the steering wheel. . On the other hand, by inserting a winker before changing the lane, the driver can recognize the condition of the road surface to be traveled next.
Further, for example, the movable reflector and the infrared camera may be moved based on the navigation system data. That is, the navigation system may appropriately control the swing angle of the movable reflector and the swing angle of the infrared camera based on information such as the road and vehicle position accumulated as data. Such a case also corresponds to changing the light projection range according to the driving state of the vehicle.
[0042]
(2) In this embodiment, the structure is such that the swing angle of the infrared camera is larger than the swing angle of the movable reflector. However, the present invention is not limited to this. For example, the swing angle of the movable reflector and the infrared camera is It is good also as a structure made to be the same. In such a structure, when the vehicle turns a gentle curve, the road surface ahead of the road surface projected by the headlight can be imaged by the infrared camera, as in the case of going straight ahead.
(3) In the present embodiment, the information detected by the infrared camera is reported to the driver using a head-up display. However, the present invention is not limited to this. For example, the information detected by the infrared camera is provided to the driver. It is good also as a structure which can report by a lamp | ramp, a sound, etc.
[0043]
(4) In the present embodiment, the present invention is applied to a headlight of an automobile. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention is similarly applied to a headlight of a vehicle such as a motorcycle or a train. The invention can be applied.
Needless to say, the type, shape, and the like of the motor, gear, or belt in the present embodiment can be changed as appropriate. For example, you may change the motor as a power of a movable reflector or an infrared camera into a stepping motor. A rack gear may be used instead of the belt. Further, there is no need to provide a gear between the motor and the movable reflector or between the motor and the infrared camera.
(5) In the present embodiment, the movable reflector of the headlight on the left side of the vehicle and one infrared camera are moved in conjunction with each other, but the present invention is not limited to this. For example, a structure in which the movable reflector of the headlight on the right side of the vehicle and the infrared camera are moved in conjunction with each other may be used. Alternatively, two infrared cameras may be provided and moved in conjunction with the movable reflectors of the headlights on both sides.
(6) In the present embodiment, the light projection range adjuster is configured by a movable reflector or the like. However, the present invention is not limited to this. For example, a conventional swing light or the like is used as the light projection range adjuster. It may be used as
(7) As for the first embodiment, assuming that the map is based on the vehicle speed as the driving state of the vehicle, the swing angle is reduced at the same rudder angle as the vehicle speed is fast, and the swing is swung even at the same rudder angle as the vehicle speed is slow. The corner may be increased.
(8) In the third embodiment, the gain may be a constant value larger than 1 without using the vehicle speed response.
[0044]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, the light projection range adjusterIn conjunction with the swing motion of the movable reflectorThe imaging range adjusterInfraredcameraInfrared by swinging horizontally in the same directionThe camera's imaging range is adjusted so that, for example, the vehicle approaches a curve when driving at night,Make the driver recognize the road surface condition beyond the floodlighting rangeCan do. In this case, when the vehicle speed as the driving state of the vehicle is high, the swing angle of the infrared camera in the imaging range adjuster and the swing angle of the movable reflector in the light projection range adjuster are set to be substantially the same (the swing angle of the swing range adjuster). Make the difference small). On the other hand, when the vehicle speed as the driving state of the vehicle is small, the swing angle of the infrared camera in the imaging range adjuster is set larger than the swing angle of the movable reflector in the light projection range adjuster (the difference in swing angle is Enlarge). As described above, according to the present invention, the headlight projection range by the swing motion of the movable reflector and the imaging range of the infrared camera are correlated with each other, and the infrared camera is swung in accordance with the vehicle speed as the driving state of the vehicle. The angle and the swing angle of the movable reflector can be relatively changed. For example, a driver tends to look relatively far when turning a curve at a high vehicle speed, and a driver tends to look relatively close when turning a curve at a low vehicle speed. Accordingly, the driver can be made to recognize the road surface condition further beyond the light projection range.
[0046]
  Claim2According to the described invention, the claims1In addition to the effects of the described invention, the mechanical coupling mechanism operates the light projection range adjuster and the imaging range adjuster at the same time, so that the light projection range adjuster and the image capture range adjuster can be operated separately. There is no need to provide two powers. Therefore, it is only necessary to provide one power for operating the coupling mechanism, and the manufacturing cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an internal structure of an automobile provided with an image recognition device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view showing an image recognition apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a block diagram showing a system for operating the image recognition apparatus of FIG. 2;
4 is a diagram showing a steering map in the target swing angle setting means of FIG. 3. FIG.
5 is a plan view showing the image recognition apparatus of FIG. 2. FIG.
6 is a plan view showing an operation when an automobile equipped with the image recognition device of FIG. 2 turns a curve. FIG.
FIG. 7 is a plan view showing the operation of the vehicle when the vehicle in which the movable reflector and the infrared camera are set at the same swing angle turns a curve, and the swing angle corresponds to the steering angle of the steering wheel. It is a), It is a top view (b) which shows operation | movement of a motor vehicle when this swinging angle is set larger than the steering angle of a steering wheel.
8 is a plan view showing an operation when a vehicle equipped with the image recognition device of FIG. 2 makes a right turn at an intersection.
FIG. 9 is a block diagram showing a second embodiment of an image recognition apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 10 is a block diagram showing a third embodiment of an image recognition apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 11 is a map for setting a gain from a vehicle speed.
12 is a plan view showing an operation when an automobile equipped with the image recognition device of FIG. 10 turns a curve.
[Explanation of symbols]
G Image recognition device
1 Headlight
12 Movable reflector
15 Support
15a top surface
16 axes
2 Infrared camera
21 Lens
22 Camera body
22a hole
23 axes
24 gear
31, 32, 33, 34 Gear
35 Gearbox
35a Bottom part
35b Outer peripheral surface
36 base
36f Bearing part
36g Bearing hole
37 axes
38 bearings
38a Bearing hole
4 Motor
41 Rotating shaft
Z Light distribution variable headlamp system
D Rudder angle sensor
6 Motor control unit
61 Target swing angle setting means
62 Motor drive signal generating means
7 Motor drive circuit
S1 lighting switch
S2 Motor drive circuit switch

Claims

A light projection range adjuster having a movable reflector for the light projection range of the headlight is changed in accordance with the operating condition of the vehicle, an image recognition device for detecting an image-object ahead of a vehicle equipped with an infrared camera to detect the optical signal ,
An imaging range adjuster for adjusting the imaging range of the infrared camera by swinging the infrared camera in conjunction with the swinging motion of the movable reflector in the light projection range adjuster ;
The infrared camera in the imaging range adjuster and the movable reflector in the light projection range adjuster are provided so as to be able to swing in the same direction in the horizontal direction,
When the vehicle speed as the driving state of the vehicle is high, the swing angle of the infrared camera in the imaging range adjuster and the swing angle of the movable reflector in the light projection range adjuster are set substantially the same,
When the vehicle speed as the driving state of the vehicle is small, the swing angle of the infrared camera in the imaging range adjuster is set larger than the swing angle of the movable reflector in the light projection range adjuster. An image recognition device.

The image recognition apparatus according to claim 1 , further comprising a mechanical coupling mechanism provided between the light projection range adjuster and the imaging range adjuster.