JP6165851B2

JP6165851B2 - 多段式集落検出に応答する車両装置を制御するためのシステムおよび方法

Info

Publication number: JP6165851B2
Application number: JP2015515165A
Authority: JP
Inventors: ピーター・エイ・リケン; デイヴィット・エム・ファルブ; ジェレミー・エイ・シュット; フィリップ・アール・ピアース
Original assignee: ジェンテックスコーポレイション
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: EP2858855B1; US20130320193A1; CN104487288B; US8983135B2; EP2858855A1; JP2015521136A; CN104487288A; EP2858855A4; WO2013181307A1

Description

関連出願への相互参照
本明細書は、米国特許出願特許出願第１３／４８６，６３６号（２０１２年６月１日出願、題名「多段式集落検出に応答する車両装置を制御するためのシステムおよび方法」）に対する優先権を主張し、その全文を参照し本書に組み込む。

本発明は、一般に、各種車両設備システムの自動制御のための車両制御システムに関連する。本発明は、照明環境を検出し、検出された照明環境に自動的に応答する改良型の機能を備えた車両制御システムを提供する。

本発明の一態様によれば、制御される車両の制御装置のためのシステムが提供されている。システムは、撮像システムおよびコントローラを含む。撮像システムは、制御される車両の外部および前方の情景を撮像し、取得された画像に対応する画像データを生成するよう構成されている。コントローラは、画像データを受信・分析して、装置を制御するために使用される制御信号を生成するよう構成されている。制御信号は、画像データおよび動作モードの分析に応答して生成される。コントローラはまた、画像データを分析して、画像データ内で少なくとも一つの特性を検出するよう構成されている。さらに、コントローラは、少なくとも一つの暗い集落モード、明るい集落モード、および少なくとも一つの非集落モードから動作モードを選択するよう構成されている。コントローラはさらに、特性が第一の閾値に到達した場合に、暗い集落モードを選択するよう構成されている。コントローラはさらに、特性が第二の閾値に到達した場合に、明るい集落モードを選択するよう構成されている。コントローラはさらに、暗い集落モードまたは明るい集落モードを選択するための条件が満たされていない場合、非集落モードの一つを選択するよう構成されている。

画像データの特性は、平均周辺光レベル、光レベルのピークの数、および外部の情景内のＡＣ電源光源の数／密度のうち少なくとも一つを含みうる。コントローラは、外部の情景の一部の平均周辺光レベルが第一の周辺閾値レベルに到達する、外部の情景の上部分で検出された光レベルのピークの数が第一のピーク閾値に到達する、および外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度が第一のＡＣ電源光源の閾値に到達するといった条件のうち少なくとも一つが満たされた場合に、暗い集落モードを選択する。コントローラは、外部の情景の一部の平均周辺光レベルが第二の周辺閾値レベルに到達する、外部の情景の上部分で検出された光レベルのピークの数が第二のピーク閾値に到達する、および外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度が第二のＡＣ電源光源の閾値に到達するといった条件のうち少なくとも一つが満たされた場合に、明るい集落モードを選択する。

発明の別の実施形態によれば、制御される車両の制御装置のための方法が提供されている。方法は、制御される車両の外部および前方の情景を撮像する手順および取得された画像に対応する画像データを生成する手順を含む。画像データは、コントローラで受信・分析され、少なくとも一つの画像データの特性が検出される。画像データの分析に応答して、かつ選択した動作モードに応答して、制御信号が生成され、装置を制御するために使用される。動作モードは、少なくとも、暗い集落モード、明るい集落モード、および少なくとも一つの非集落モードといった動作モードから選択される。暗い集落モードは、特性が第一の閾値に到達した場合に選択される。明るい集落モードは、特性が第二の閾値に到達した場合に選択され、また暗い集落モードまたは明るい集落モードのどちらかが選択されていない場合には、一つの非集落モードが選択される。

本発明の別の態様によれば、制御される車両の制御装置のために非一時的コンピュータ可読媒体が提供されている。非一時的コンピュータ可読媒体は、プロセッサによって実行されたときにプロセッサに制御される車両の装置を制御させるように、その上に格納されたソフトウェア命令を持つ。非一時的コンピュータ可読媒体は、プロセッサに、制御される車両の外部および前方の情景の撮像と取得された画像に対応する画像データの生成をさせるソフトウェア命令を実行する。非一時的コンピュータ可読媒体はまた、プロセッサに、画像データの受信・分析をさせて、少なくとも一つの画像データの特性を検出させ、画像データの分析に応答して、かつ選択した動作モードに応答して、装置を制御するために使用される制御信号を生成するソフトウェア命令の実行もする。非一時的コンピュータ可読媒体はまた、プロセッサに、少なくとも、暗い集落モード、明るい集落モード、および少なくとも一つの非集落モードといった動作モードから動作モードを選択させるソフトウェア命令の実行もする。暗い集落モードは特性が第一の閾値に到達した場合に選択され、明るい集落モードは特性が第二の閾値に到達した場合に選択され、少なくとも一つの非集落モードは暗い集落モードまたは明るい集落モードのいずれも選択されていない場合に選択される。

発明の別の実施形態によれば、制御される車両の外部照明を制御するために、外部照明コントロールが提供されている。外部照明コントロールは、制御される車両の外部および前方の情景を撮像し、取得された画像に対応する画像データを生成するよう構成された撮像システムと、画像データを受信・分析するように構成されたコントローラとを含む。コントローラはまた、画像データの分析に応答して、かつ選択した動作モードに応答して、外部照明の制御に使用される外部照明コントロール制御信号を生成して、異なる動作モードにあるときにコントローラが画像データの分析に異なって応答しうるようにも構成されている。コントローラは、画像データを分析して、外部の情景の少なくとも一部の平均周辺光レベル、外部の情景の上部分で検出された光レベルのピークの数、および外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度のうち、少なくとも一つを検出するよう構成されている。コントローラはさらに、少なくとも暗い集落モード、明るい集落モード、および少なくとも一つの非集落モードといった動作モードから動作モードを選択するよう構成されている。コントローラはさらに、外部の情景の少なくとも一部の平均周辺光レベルが第一の周辺閾値レベルに到達する、外部の情景の上部分で検出された光レベルのピークの数が第一のピーク閾値に到達する、および外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度が第一のＡＣ電源光源の閾値に到達するといった条件のうち少なくとも一つが満たされた場合、暗い集落モードを選択するよう構成されている。コントローラはさらに、外部の情景の少なくとも一部の平均周辺光レベルが第二の周辺閾値レベルに到達する、外部の情景の上部分で検出された光レベルのピークの数が第二のピーク閾値に到達する、および外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度が第二のＡＣ電源光源の閾値に到達するといった条件のうち少なくとも一つが満たされた場合、明るい集落モードを選択するよう構成されている。コントローラはさらに、コントローラが暗い集落モードまたは明るい集落モードのいずれでも動作していない場合に、少なくとも一つの非集落モードのうちどれか一つを選択するように構成されている。コントローラが暗い集落モードを選択すると、外部照明は第一の状態にあり、コントローラが明るい集落モードを選択すると外部照明は第二の状態にある。

本発明のこれらおよびその他の特徴、利点、および目的は、以下の明細書、請求の範囲、および添付図面を参照することにより、当業者によってさらに理解および認識される。

本発明は、下記の詳細な説明および添付図面からより完全に理解されるようになる。
図１は、本発明の一実施形態に従い構成された車両制御システムのブロック図である。図２は、本発明の別の実施形態による制御システムを組み入れたバックミラー組立品の部分断面図である。図３は、車両制御システムの動作を図示した流れ図である。図４は、時間の関数として動作モードの出入りの状態を図示したグラフである。図５ａは、車両の外部照明によって生成される様々な照明パターンの絵による表現である。図５ｂは、車両の外部照明によって生成される様々な照明パターンの絵による表現である。図５ｃは、車両の外部照明によって生成される様々な照明パターンの絵による表現である。図５ｄは、車両の外部照明によって生成される様々な照明パターンの絵による表現である。

ここでは本発明の好ましい実施態様の詳細について述べ、その例を添付図面に図示する。可能な限りはいつでも、同一または類似した部品を参照するために、図表全体を通して同一の参照番号が使用される。図表では、描画された構造要素は拡大縮小されておらず、一定の構成要素は、強調および理解の目的で、その他の構成要素と比較して拡大されている。

システム１０の第一の実施形態を図１に示す。システム１０は、制御される車両（５０００など、図５ａ〜５Ｄ）の制御装置（５０、６２、および８０）用に提供されている。システム１０は、撮像システム２０およびコントローラ３０を含む。撮像システム２０は、制御される車両の外部および前方の情景を撮像し、取得された画像に対応する画像データを生成するよう構成されている。コントローラ３０は、画像データを受信・分析して、制御される装置に転送される制御信号を生成する。画像データの分析に応答して、かつ選択した動作モードに応答して、制御信号が生成される。コントローラ３０はまた、画像データを分析して、画像データ内で少なくとも一つの特性を検出する。さらに、コントローラ３０は、少なくとも一つの暗い集落モード、明るい集落モード、および少なくとも一つの非集落モードから動作モードを選択する。コントローラ３０は、特性が第一の閾値に到達した場合に、暗い集落モードを選択する。コントローラは、特性が第二の閾値に到達した場合に、明るい集落モードを選択するよう構成されている。コントローラは、暗い集落モードまたは明るい集落モードを選択するための条件が満たされていない場合、非集落モードの一つを選択するよう構成されている。

画像データの特性は、平均周辺光レベル、光レベルのピークの数、および外部の情景内のＡＣ電源光源の数／密度のうち少なくとも一つを含みうる。コントローラ３０は、外部の情景の一部の平均周辺光レベルが第一の周辺閾値レベルに到達する、外部の情景の上部分で検出された光レベルのピークの数が第一のピーク閾値に到達する、および外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度が第一のＡＣ電源光源の閾値に到達するといった条件のうち少なくとも一つが満たされた場合に、暗い集落モードを選択する。コントローラ３０は、外部の情景の一部の平均周辺光レベルが第二の周辺閾値レベルに到達する、外部の情景の上部分で検出された光レベルのピークの数が第二のピーク閾値に到達する、および外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度が第二のＡＣ電源光源の閾値に到達するといった条件のうち少なくとも一つが満たされた場合に、明るい集落モードを選択する。

別の実施形態によれば、システム１０が制御する装置は、一つ以上の外部照明８０を含むことができ、またコントローラ３０により生成される制御信号は、外部照明制御信号としうる。この特定の実施形態は、こうして、車両が、暗く照らされた、つまり「暗い」集落、十分に照らされた、つまり「明るい」集落、または非集落の環境などの異なる環境から、また異なる環境へと移行する際に、車両の異なる外部照明モードの自動選択を提供しうる。

先行システムは、車両の前方で取り込まれた画像に応答して外部車両照明の制御について知られている。これらの先行システムで、コントローラは、取り込まれた画像を分析し、先行する車両や対向する車両が、このシステムを採用した車両の前のグレア領域内に存在しているかどうかを判断することになる。この「グレア領域」は、外部照明がハイビーム状態（またはロービーム状態以外の何らかの状態）である場合に、外部照明によって運転者に過度のグレアを発生させる領域であった。グレア領域内に車両が存在する場合、コントローラは、外部照明の状態を変化させて、他の運転者にグレアを発生させないようにすることにより応答することになる。こうしたシステムの例は、米国特許特許第５，８３７，９９４号、第５，９９０，４６９号、第６，００８，４８６号、第６，０４９，１７１号、第６，１３０，４２１号、第６，１３０，４４８号、第６，１６６，６９８号、第６，３７９，０１３号、第６，４０３，９４２号、第６，５８７，５７３号、第６，６１１，６１０号、第６，６３１，３１６号、第６，７７４，９８８号、第６，８６１，８０９号、第７，３２１，１１２号、第７，４１７，２２１号、第７，５６５，００６号、第７，５６７，２９１号、第７，６５３，２１５号、第７，６８３，３２６号、第７，８８１，８３９号、第８，０４５，７６０号、および第８，１２０，６５２号に記載があり、その開示全体を参照し本書に組み込む。

先行システムのいくつかにおいて、コントローラは、取り込まれた画像を分析し、集落（または街）内にいたか、または入りつつあったかどうかを検出することになる。次に、コントローラは、一般に外部照明をロービーム状態にするか、またはそうでなければハイビームのヘッドランプの動作を抑制するかのいずれかをすることになる。こうしたシステムの例は、米国特許特許第６，８６１，８０９号、第７，５６５，００６号、および第８，０４５，７６０号に記載があり、その開示全体を参照し本書に組み込む。

集落を識別するだけでなく、明るい集落と暗い集落の区別をもすることにより、システム１０は、そうした環境下で外部照明が制御される方法でのより高い柔軟性を有利に提供する。例えば、明るい集落では、外部照明をロービーム状態にするか、またはそうでなければハイビームヘッドランプの動作を抑制することが望ましいことが考えられ（例えば、図５ａを参照）、一方で暗めの集落では、歩行者が存在しうる道路脇の領域が照らされるように、ロービーム状態のみ以外の何らかの外部照明の動作を許容することが望ましいことが考えられる（例えば、図５ｂを参照）。当然のことながら、本発明は、車両製造業者が明るい集落または暗い集落の現れに応答するために選択する特定の方法に限定されないが、この情報を提供することにより、システム１０は、外部照明コントロール７０に、検出された集落の異なるタイプにどう応答させるかの選択において車両製造業者に柔軟性を許容しうる。また、システム１０は、さらに集落を２つのタイプを越えて区別しうる。

本明細書で使用される場合、「非集落モード」は、必ずしも単一の動作モードではない。こうしたモードは、通常またはデフォルトのモードのほか、例えば図５ｃおよび５Ｄに図示したものなど、外部照明パターンがさらに明るいか、または一般的なハイビームパターンよりも広い範囲を持つ高速道路モードも含みうる。

動作
ここで、制御される車両の装置を制御する方法について、図１、３、および４を参照しながら説明する。この方法は、下記に、撮像システム２０から受信された画像データを使用して、コントローラ３０によって実施されているものとして説明される。この方法は、任意のプロセッサによって実行することができるため、この方法は、プロセッサによって実行されたときに、下記に説明した方法の手順を実行することにより、プロセッサに制御される車両の装置を制御させる、その上に格納されたソフトウェア命令を持つ、非一時的コンピュータ可読媒体内に具現しうる。言い換えれば、この発明性のある方法の態様は、非一時的コンピュータ可読媒体上に格納されたソフトウェア、または非一時的コンピュータ可読媒体内に常駐する既存のソフトウェアに対するソフトウェア修正版もしくは更新版によって達成しうる。こうしたソフトウェアまたはソフトウェア更新版は、コントローラ３０の第一の非一時的コンピュータ可読（または何らかのプロセッサに局所的に関連付けられうる）媒体５００に、一般に車両に搭載される前に、第一の非一時的コンピュータ可読媒体５００とは離れた場所に位置する第二の非一時的コンピュータ可読媒体６００から、ダウンロードしうる。第二の非一時的コンピュータ可読媒体６００は、何らかの適切な手段によって第一の非一時的コンピュータ可読媒体５００と通信状態にあり、これはインターネットまたはローカルエリアまたは広域の有線または無線のネットワークを少なくとも部分的に含みうる。

図３は、コントローラ３０によって実行されるために実行される様々な手順を描写した一般的な流れ図を示す。図４は、前方の情景から取得された画像データから検出された特性（この特定の例では平均周辺光レベル）の例、ならびに様々な閾値および特性がそれらの閾値に到達したときのコントローラ３０の応答を図示したものである。

図３に示すとおり、方法は、第一の集落検出フラグＶＤ＃１および第二の集落検出フラグＶＤ＃２が例えば「０」に等しく設定することにより初期化される手順１０００で開始しうる。次に、手順１００１では、制御される車両の外部および前方の情景が撮像され、取得された画像に対応する画像データが生成される。次に、コントローラ３０は、画像データを受信・分析して、手順１００２での画像データ内に少なくとも一つの特性を検出する。

少なくとも一つの特性としては、測定された外部の情景の少なくとも一部の平均周辺光レベル、外部の情景の上部分で検出された光レベルのピークの数、および外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度のうち、少なくとも一つ含みうる。

画像の周辺光レベルは、外部の情景の輝度の凡その測定値を得るために使用しうる。外部の情景に対応する上部の凡そ１５列の画像データを測定して、画像データ内の平均周辺光レベルの近似値を得ることができる。平均周辺光レベルは、車両が暗い集落、十分に照らされた（明るい）集落に入ったこと、または集落（非集落）に入っていないことの表示とすることができる。随意に、集落検出モードに入るのを誘発する長期平均周辺閾値を持つことも、集落検出モードの終了を誘発する短期平均周辺閾値を持つこともできる。

画像の上部での明るさのレベルは、車両が暗い集落、十分に照らされた（明るい）集落、または非集落に入ったことの表示とすることができる。より高い明るさのピークは、普通は画像中の街路灯の検出を表示し、それによって車両が明るい集落に入ったことを示す。画像の上部の凡そ２０列を測定して、画像の「街路灯」の明るさを判断することができる。

画像内のＡＣ電源光源の数や平均密度は、車両が暗い集落、十分に照らされた（明るい）集落、または非集落に入ったことの表示とすることができる。ＡＣ光源の数が多いことは、車両が十分に照らされた領域または集落に入ったことを示すものでありうる。凡そ１６個のＡＣ電源照明、または画像内の所定の時間または距離でのＡＣ電源照明の密度の計算は、車両が明るい集落に入ったことを示しうる。同一出願人による米国特許第５，８３７，９９４号（参照によりその全体を本書に組み込む）に記載があるＡＣ光源を検出するこの能力により、ＡＣ光源の数および／または密度の計算が可能となる。

手順１００２に従い、コントローラ３０は次に、手順１００３でフラグＶＤ＃１またはＶＤ＃２が「１」に設定されているかどうかを判断しうる。当初、これらのフラグは、コントローラ３０がまず手順１００４に進むように、初期化手順１０００によって「０」に設定される。手順１００４で、コントローラ３０は次に、画像データが第一の閾値に到達したかまたはそれを超えたかを判断するために、分析した画像データ内の特性を予め定めた第一の閾値と比較する。

一つの実施形態において実施形態、分析した画像データの特性が平均周辺光レベルである場合、手順１００４でコントローラは、平均周辺光レベルを第一の周辺閾値と比較する。周辺光レベルが第一の周辺閾値に到達していない場合、コントローラ３０は手順１００５で非集落モードを選択し、すでに「０」ではない場合、ＶＤ＃１およびＶＤ＃２を「０」に設定する。分析した画像データの特性が外部の情景の上部で検出された光レベルのピーク数である場合、手順１００４でコントローラは、光レベルのピーク数を第一のピーク閾値と比較する。光レベルのピーク数が第一のピーク閾値に到達していない場合、コントローラ３０は手順１００５で非集落モードを選択する。分析した画像データの特性が外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度である場合、手順１００４でコントローラは、ＡＣ電源光源の数／密度を第一のＡＣ電源光源の閾値と比較する。光レベルのピーク数が第一のピーク閾値に到達していない場合、コントローラ３０は、手順１００５で非集落モードを選択する。

次に、手順１００６で、コントローラ３０は、画像データの分析に応答して、かつ選択した動作モードに応答して制御される装置に転送しうる制御信号を生成し、装置（５０、６２、および／または外部照明８０）の状態を制御する。制御信号の生成にあたり、コントローラ３０はまた、こうしたシステムで一般的なとおり、また外部照明制御システムで一般的なとおり、画像データ内に検出された任意の車両を考慮に入れうる。

手順１００６の後、コントローラ３０は手順１００１に戻り、撮像システム２０に前方の情景の別の画像を取り込ませる。コントローラ３０は、手順１００４でコントローラ３０が特性が第一の閾値に到達したことを判定する時まで、引き続き手順１００１から１００６までのループを実行する。

図４に示す例を参照するが、検出された平均周辺光レベルは当初は期間ｔ１の間、第一の閾値を下回っており、その後、第一の閾値に到達する。この期間中、線１００７ａおよび１００９ａで描画された集落モード１および２は「０」レベルであり、これはそれぞれフラグＶＤ＃１およびＶＤ＃２の値に対応する。

手順１００４で判定するとき、特性が第一の閾値に到達した場合、コントローラ３０は、手順１００７で特性が第二の閾値と比較する。分析した画像データの特性が平均周辺光レベルである場合、コントローラは周辺光レベルを第二の周辺閾値と比較する。分析した画像データの特性が外部の情景の上部で検出された光レベルのピーク数である場合、手順１００７でコントローラは、光レベルのピーク数を第二のピーク閾値と比較する。分析した画像データの特性が外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度である場合、手順１００７でコントローラは、ＡＣ電源光源の数／密度を第二のＡＣ電源光源の閾値と比較する。

特性が第一の閾値には到達したが、まだ一般に第一の閾値よりも大きな値である第二の閾値には到達していない場合、コントローラ３０は、手順１００８で暗い集落モードを選択し、ＶＤ＃１を「１」に設定する。これは図４で例として示すとおり、この図で、集落モード１は、検出された特性が第一の閾値に到達した時点で、状態が「０」から「１」に変化する。手順１００８の後、コントローラ３０は、手順１００９で外部照明８０などの車両設備の制御状態を設定する制御信号を生成する。手順１００９での制御信号の生成にあたり、コントローラ３０はここでもまた、こうしたシステムで一般的なとおり、画像データ内に検出された任意の車両を考慮に入れうる。次に、コントローラは、手順１００１および１００２に戻り、ここで次の画像を取得し分析する。

手順１００２の後で、次にコントローラ３０は、手順１００３でＶＤ＃１が「１」に設定されたことを判断することになる。この場合には、次にコントローラ３０は、手順１０１０で特性を第三の閾値と比較する。下記でさらに考察し図４に示すとおり、第三の閾値は第一の閾値よりも低くしうる。特性が第三の閾値に到達していない場合、コントローラ３０は次にＶＤ＃２が「１」であるかを判断する。そうでない場合、コントローラ３０は、手順１００７で特性が第二の閾値に到達したかどうかを判断する。そうでない場合、コントローラ３０は暗い集落モードの選択を維持し、それに応じて制御信号の生成を続行する。こうして、コントローラ３０は、特性が第二のまたは第三の閾値に到達するまで、手順１００１、１００２、１００３、１０１０、１０１１、１００７、１００８、および１００９のループを実行する。注目すべきは、コントローラ３０は、モードの変化が発生したとき、またはその他の車両が検出されるなどその他の何らかの状態が発生したときにのみ制御信号を生成するように、プログラムしうることができ、これが、装置の動作の変化（すなわち、外部照明８０により生成される照明パターンの変化）につながるか、またはつながりうることである。

仮に、手順１００７で、コントローラ３０が特性が第二の閾値に到達したと判断した場合、コントローラ３０は、手順１０１２で明るい集落モードを選択し、フラグＶＤ＃１を「１」に設定する。図４に示す例で、これは期間ｔ２の後に発生する。図４にも示すとおり、集落モード２は、この時点で「０」から「１」へと移行する。

次に、コントローラ３０は、手順１０１３で適切な制御信号を生成してから、手順１００１および１００２に戻る。下記にさらに考察するとおり、外部照明コントロールのケースでは、この制御信号は、より明るい照明パターンの一部または全てが抑制されうるように、境界の出力を無効化させうる。これは、図４で境界の出力の有効化１１１１の「１」から「０」への移行により図示されている。

いくらかのヒステリシスを提供するために、その後に集落モードを終了するために使用される第三の閾値は、第一および第二の両方の閾値よりも低くしうる。これは、特性が第一および第二の閾値のうち一つの付近で変動する場合に、コントローラ３０が状態間を行ったり来たりするのを回避しうるために有利である。もちろん、代替的なアプローチは、特性が第一または第二の閾値より低くなった後に予め定めた時間だけ、集落モードのそれぞれを終了することである。

図３に戻って参照するが、手順１０１３から手順１００１および１００２に戻った後、コントローラ３０は、手順１００３で、ＶＤ＃２が「１」と等しいかどうかを判断した後、特性が第三の閾値に到達したかどうかを判断する手順１０１０を実行する。そうでない場合、コントローラ３０は、手順１０１１でＶＤ＃２が「１」と等しいかどうかを判断し、これがコントローラ３０に手順１００７をスキップさせ、手順１０１２に進ませる。こうして、コントローラ３０は、明るい集落モードの選択を維持し、それに応じて制御信号の生成を続行する。こうして、コントローラ３０は、手順１０１０で判断される特性が第三の閾値に到達するまで、手順１００１、１００２、１００３、１０１０、１０１１、１０１２、および１０１３のループを実行する。この例で、明るい集落モードは、暗い集落モードを終了するのに使用されるものと同じ「第三の」閾値を使用して終了することが注目に値し、したがって、システムでは、明るい集落モードから暗い集落モードへの移行が回避される。ところが、明るい集落モードを終了するために、システムが明るい集落モードから暗い集落モードへと移行できるよう、第二の閾値よりも低いか、場合によっては第二の閾値よりも高い、異なる閾値を使用することもできる。

手順１０１０で特性が第三の閾値に到達した場合、コントローラ３０は次に、非集落モードを選択し、フラグＶＤ＃１およびＶＤ＃２の両方を「０」に設定する手順１００５を実行する。次に、コントローラ３０は、手順１００６で適切な制御信号を生成してから、手順１００１および１００２に戻る。下記にさらに考察するとおり、外部照明コントロールのケースでは、この制御信号は、より明るい照明パターンの一部または全てが許容されうるように、境界の出力を有効化させうる。これは、図４で時間ｔ３の後に境界の出力の有効化１１１１の「１」から「０」への移行により図示されている。

追加的な実施形態で、少なくとも一つの検出された特性が平均周辺光レベルである場合、第二の周辺閾値レベルは、第一の周辺閾値よりも大きな平均周辺光レベルを示しうる。随意に、少なくとも一つの検出された特性が光レベルのピーク数である場合、第二のピーク閾値は第一のピーク閾値よりも多いピーク数を示すことがあり、また少なくとも一つの検出された特性がＡＣ電源光源である場合、第二のＡＣ電源光源は、随意に第一のＡＣ電源光源の閾値よりも大きなピーク数／密度を示しうる。

随意に、外部の情景の少なくとも一部の平均周辺レベルが、予め定めた時間中に第一の周辺閾値レベルに到達したとき、暗い集落モードが選択されうる。随意に、外部の情景の少なくとも一部の平均周辺光レベルが、予め定めた時間中に第一の周辺閾値レベルに到達したとき、明るい集落モードが選択されうる。

随意に、外部の情景の上部で検出された光レベルのピーク数は、画像データ内で検出された街路灯の数に対応させうる。随意に、第一のピーク閾値または第二のピーク閾値の量は、少なくとも１６個の光レベルピークとしうる。コントローラ３０は、生成された制御信号が装置を直接的に制御するよう、制御されている装置（５０）に直接接続するよう構成しうる。代替的に、コントローラ３０は、コントローラ３０によって生成された制御信号が装置を間接的に制御するよう、装置コントロール（６０および７０）に接続され、それが制御される装置（６２および８０）に接続されるように構成しうる。例えば、外部照明のケースでは、コントローラ３０は、外部照明（８０）を制御する際に外部照明コントロール（７０）が使用するための推奨値よりも多くの制御信号を生成するよう、撮像システム２０からの画像データを分析しうる。制御信号はさらに、装置コントロール（６０および７０）が推奨を無効にするかどうかを判断しうるように、推奨値だけではなく、推奨の理由を表すコードも含みうる。

図１に示すとおり、推奨や直接制御信号の形成にあたって考慮に入れうる様々な入力（入力２１〜２４など）をコントローラ３０に供給しうる。一部のケースでは、こうした入力を装置コントロール（６０および７０）の代わりに提供しうる。例えば、装置コントロール（６０および７０）がコントローラ３０からの推奨を無効化しうるように、手動スイッチからの入力を装置コントロール（６０および７０）に供給しうる。当然のことながら、コントローラ３０と装置コントロール（６０および７０）間で様々なレベルの相互作用や連動が存在しうる。制御機能を分離する一つの理由は、撮像システム２０が、画像を取得するために車両内の最適な位置（制御される装置からのある距離としうる）に配置できるようにし、またおよび車両バスを経由した通信を可能にするためである。

図１に示す例で、撮像システム２０は、コントローラ３０により制御しうる。撮像システムのパラメータおよび画像データの通信は、通信バス４０を経由して発生し、これは双方向のシリアルバス、パラレルバス、その組み合わせ、またはその他の適切な手段としうる。コントローラ３０は、撮像システム２０からの画像を分析し、装置（または外部照明）の状態をそれらの画像内で検出された情報に基づき判断し、判断された装置（または外部照明）の状態を装置５０、装置コントロール６０、または外部照明コントロール７０に、バス４２（これはＣＡＮバス、ＬＩＮバスまたはその他任意の適切な通信リンクとしうる）を通じて通信することにより、外部照明制御機能を実行する役目をする。コントローラ３０は、起動の対象となる撮像システムを、異なる露光時間および異なる読み取りウィンドウを備えたいくつかの異なるモードで制御しうる。この複雑さのため、コントローラ３０は、装置または外部照明コントロールの機能の実行と、撮像システム２０のパラメータの制御の両方に使用しうる。その他の機能は、外部照明コントロール機能で要求される直接的な撮像システムの制御を必要としない、撮像システムからの画像データの受信を含む。こうして、撮像システム２０からの画像データは、コントローラ３０から一つ以上の装置または装置制御モジュール（５０および６０として表示）へ、画像データリンク４２を通じて通信できる。画像データリンクは、ＭＯＳＴバス、高速ＣＡＮバス、またはその他の任意の適切な電子データ通信の仕組みとしうる。通信は、単方向でも双方向でもよい。

コントローラ３０は、画像データリンク４２を経由してその他のモジュール５０、６０および７０に転送する前に、フィルタリング、ダイナミックレンジ圧縮、または画像の色計算など、いくらかの前処理を実行しうる。コントローラ３０はまた、外部照明８０の動作に関する決定を下すにあたり、車両の電気バスを経由して通信される信号（車両速度など）の可用性を利用することもできる。特に、速度入力２１は、車両速度情報をコントローラ３０に供給し、そこから速度を外部照明８０の制御状態を決定するにあたっての要因となることができる。後退信号２２は、コントローラ３０に車両が後退していることを伝え、それに応答して、コントローラ３０は、光センサーから出力される信号に関係なく、エレクトロクロミックミラー要素をクリアしうる。自動オン／オフスイッチ入力２３は、車両外部照明８０が自動制御あるいは手動制御であるべきかをコントローラ３０に命令する２通りの状態を持つスイッチに接続される。オン／オフスイッチ入力２３に接続されている自動オン／オフスイッチ（未表示）は、伝統的に車両のダッシュボードに取り付けられるか、またはステアリングコラムのレベルに組み込まれるヘッドランプスイッチに組み込みうる。手動減光スイッチ入力２４は、手動起動式のスイッチ（非表示）に接続され、外部照明コントロール状態について手動によるオーバーライド信号を供給する。入力２１、２２、２３、２４および出力４２ａ、４２ｂ、および４２ｃの一部またはすべて、ならびにハンドル入力など、その他の可能性のある任意の入力または出力を、図１に図示した車両通信バス２５を通して随意に供給できる。代替的に、これらの入力２１〜２４は、装置コントロール６０または外部照明コントロール７０に供給しうる。

コントローラ３０は、車両バス４２を経由してコントローラ３０に接続されている車両内のその他の装置５０を少なくとも部分的に制御できる。具体的に、コントローラ３０により制御しうる一つ以上の装置５０のいくつかの例としては、外部照明８０、雨センサー、コンパス、情報ディスプレイ、風防ガラスワイパー、ヒーター、霜取り装置、曇り除去装置、空調システム、電話システム、ナビゲーションシステム、セキュリティシステム、タイヤ圧監視システム圧力モニタリング、車庫ドア開放トランスミッター、リモートキーレスエントリーシステム、テレマティックスシステム、音声認識システム（デジタル信号プロセッサベースの音声作動システムなど）、車両速度コントロール、内部照明、バックミラー、音響システム、エンジン制御制御システム、および車両全体に位置していることのあるその他の各種のスイッチやその他の表示装置がある。

さらに、コントローラ３０は、少なくとも部分的に、車両のバックミラー組立品内に位置するか、または車両内のその他の場所に位置しうる。コントローラ３０はまた、一定の種類の装置６２を制御するために、バックミラー組立品内か、または車両内のその他の場所に位置しうる第二のコントローラ（または複数のコントローラ）、装置コントロール６０を使用しうる。装置コントロール６０は、車両バス４２を経由して、コントローラ３０により生成された制御信号を受信するよう接続することができる。その後、装置コントロール６０は、バス６１を経由して装置６２と通信し、それを制御する。例えば、装置コントロール６０は、風防ガラスワイパー装置を制御し、この装置をオンまたはオフにする風防ガラスワイパー制御ユニットとしうる。装置コントロールはまた、電子制御ユニットが、周辺光センサー、グレアセンサー、ならびにプロセッサに結合されたその他任意の構成要素から取得された情報に応答して、エレクトロクロミックミラーの反射率を変更するために、コントローラ３０が電子制御ユニットと通信するようプログラミングされた電子ミラー制御ユニットともしうる。具体的には、コントローラ３０により制御しうる一つ以上の装置６０のいくつかの例としては、外部照明、雨センサー、コンパス、情報ディスプレイ、風防ガラスワイパー、ヒーター、霜取り装置、曇り除去装置、空調、電話システム、ナビゲーションシステム、セキュリティシステム、タイヤ圧監視システム圧力モニタリング、車庫ドア開放トランスミッター、リモートキーレスエントリー、遠隔測定システム、音声認識システム（デジタル信号プロセッサベースの音声作動システムなど）、車両速度、内部照明、バックミラー、音響システム、気候調節、エンジン制御、および車両全体に位置しうるその他の各種のスイッチやその他の表示装置がある。

システム１０の部分は有利にも、図２に図示したとおりバックミラー組立品２００に組み込むことができ、ここで撮像システム２０は、バックミラー組立品２００のマウント２０３に組み込まれる。この位置により、一般に車両の風防ガラスワイパー（未表示）によって清掃される車両の風防ガラス２０２の領域を通して、遮られることのない前方の視界が得られる。さらに、撮像システム２０の画像センサー３０１をバックミラー組立品内に取り付けることにより、電源、マイクロコントローラおよび光センサーなどの回路の共有が許容される。

図２を参照するが、画像センサー３０１は、車両風防ガラス２０２に取り付けられるバックミラーマウント２０３内に取り付けられる。バックミラーマウント２０３は、それを通して光が前方の外部の情景から受信される絞りを除いて画像センサーに不透明な筐体を提供する。

図１のコントローラ３０は、メイン回路基板２１５上に提供でき、図２に示すとおりバックミラーハウジング２０４内に取り付けうる。上述のとおり、コントローラ３０は、バス４０またはその他の手段により撮像システム２０に接続しうる。メイン回路基板２１５は、従来式の手段によりバックミラーハウジング２０４内に取り付けうる。外部照明８０（図１）を含む車両電気システムとの電源および通信リンク４２は、車両配線ハーネス２１７（図２）を経由して提供される。

バックミラー組立品２００は、ミラー要素２０４または後方の視界を表示するディスプレイを含みうる。ミラー要素２０４は、プリズム要素か、またはエレクトロクロミック要素などの電子光学的要素としうる。

それによってシステム１０をバックミラー組立品２００に組み込みうる方法についての追加的な詳細は、米国特許特許第６，６１１，６１０号に記載があり、その開示全体を参照し本書に組み込む。外部照明制御システムを組み込むために使用される代替的なバックミラー組立品の構造は、米国特許特許第６，５８７，５７３号に記載があり、その開示全体を参照し本書に組み込む。

上述のとおり、本発明の一実施形態は、一般的に車両の外部照明を制御するための制御システムに関連する。本明細書で使用するとき、「外部照明」は大まかに車両の任意の外部照明を含む。こうした外部照明は、ヘッドランプ（互いに分離されている場合にはロービームとハイビームの両方）、テールライト、ファウルウェザーライト（フォグランプなど）、ブレーキライト、中央取付式ストップライト（ＣＨＭＳＬ）、方向指示灯、後退灯などを含みうる。外部照明は、従来式のロービームおよびハイビームの状態を含めた、いくつかの異なるモードで動作しうる。これらはまた、日中の走行灯として、また、それらが許可されている国々で非常に明るいハイビームとして追加的に動作させうる。

外部照明明度もまた、ロー、ハイ、およびスーパーハイの状態間を連続的に変化しうる。これらの外部照明のそれぞれの状態を得るために別個の照明を提供することも、外部照明の実際の明るさを変化させて、これらの異なる外部照明の状態を提供することもできる。いずれのケースでも、外部照明の「知覚明度」または照明パターンは変化する。本明細書で使用するとき、「知覚明度」という用語は、車両の外部の観察者によって知覚される外部照明の明るさを意味する。最も一般には、こうした観察者は、先行する車両内または同じ通りを逆方向に移動する車両内の運転者または搭乗者である。理想的には、外部照明は、観察者が車両に対して車両内の「グレア領域」（すなわち、観察者が、過度のグレアを招くものとして外部照明の明るさを知覚する領域）内に位置する場合、観察者がもはやグレア領域内に存在しないようにビームの照明パターンが変化するように制御される。外部照明の知覚明度および／またはグレア領域は、一つ以上の外部照明の照明出力を変化させることによるか、一つ以上の照明の方向を変えて、一つ以上の外部照明の照準を変化させ、選択的に外部照明の一部またはすべてを遮断するか、または別の方法で起動または停止して、車両前方の照明パターンを変化させることによるか上記の組み合わせにより変化させうる。

図５ａは、明るい集落モードに設定されうる制御される車両５０００から発せられる一般的な外部照明パターンを示す。図５ａのビームパターンは、一般的なロービームパターンとしうる。図５ａに示した照明パターンはまた、暗い集落モードまたは非集落モードにあるときも、その他の車両がグレア領域に存在するときにも使用しうる。図５ｂは、ハイおよびローの両方のビームパターンを含む模範的な外部照明パターンを図示したもので、ここで、ハイビームパターンは道路脇に向けられ、暗い集落モードまたは非集落モードでその他の車両がグレア領域内に存在するときに起動しうる。同様に、図５ｃは、ロービームパターンおよび中間の横に向けたパターン（これはフォグランプによって生成しうる）、ならびに車両が暗い集落モードまたは非集落モードで動作している時に発しうるハイビームパターンを含む、別の混成ビームパターンを図示したものである。図５ｃに示す混成ビームパターンは、別の車両が対向および隣接するレーンで接近していない時、または同じまたは隣接するレーンで制御される車両５０００の方に進んでいない時に有用である。図５ｄは、順応性前方照明（ＡＦＬ）システムによって生成された別の混成ビームパターンを図示したものである。当業者にとって明らかとなるとおり、既知の外部照明メカニズムを使用して、その他の多数のビームパターンを達成することができる。外部照明の知覚明度およびグレア領域を調節するためのその他のメカニズムも、当業者にとって明らかとなる。

上述の実施形態の一部は、外部照明コントロール制御システムに関連したものとして説明してきたが、本発明の特徴は、車線逸脱警告システム、前方衝突警告システム、順応性クルーズ制御システム、歩行者検出システム、夜間視界システム、地形検出システム、駐車支援システム、および交通標識認識システムで使用されうる。

上記の説明は、好ましい実施形態についてのものとみなされる。当業者や本発明の製作者または使用者にとって、発明の変形が発生する。したがって、図表に表示し上述した実施形態は、単に図示の目的のためであり、請求の範囲によって、均等の原則を含め、特許法の原理特許に従い解釈されるものとして定義される発明の範囲を制限する意図はないことが理解される。

Claims

制御される車両の制御装置のためのシステムであって、
前記制御される車両の外部および前方の情景を撮像し、前記取得された画像に対応する画像データを生成するよう構成されている撮像システムと、
前記画像データを受信・分析し、前記装置を制御するために使用される制御信号を生成するために構成されたコントローラと、を備え、前記コントローラが前記画像データの分析に応答して、かつ選択した動作モードに応答して前記制御信号を生成するよう構成されており、
前記コントローラが、前記画像データを分析して、前記画像データ内で少なくとも一つの特性を検出し、
前記コントローラがさらに、少なくとも暗い集落モード、明るい集落モード、および少なくとも一つの非集落モードといった動作モードから動作モードを選択するように構成され、
前記コントローラが、前記少なくとも一つの特性が第一の閾値に到達した場合に暗い集落モードを選択し、
前記コントローラが、前記少なくとも一つの特性が第二の閾値に到達した場合に明るい集落モードを選択し、
前記コントローラが、前記コントローラが前記暗い集落モードまたは前記明るい集落モードのいずれでも動作してない場合に、前記少なくとも一つの非集落モードの一つを選択し、
かつ、前記明るい集落モードが選択された場合には、前記非集落モードを選択するかどうかを判断するために画像データを受信・分析することを継続して、前記明るい集落モードから前記暗い集落モードへの移行が阻止されるように構成されている、システム。
前記特性が、前記外部の情景の少なくとも一部の平均周辺光レベルを含む、請求項１のシステムであって、
前記コントローラが、前記外部の情景の少なくとも一部の前記平均周辺光レベルが第一の周辺閾値レベルに到達した場合に暗い集落モードを選択し、
前記コントローラが、前記外部の情景の少なくとも一部の前記平均周辺光レベルが第二の周辺閾値レベルに到達した場合に明るい集落モードを選択する、システム。
前記外部の情景の少なくとも一部の前記平均周辺光レベルが、前記外部の情景の上部から測定される、請求項２のシステム。
前記特性が、前記外部の情景の上部で検出された光レベルピークの数を含む、請求項１、２、または３のシステムであって、
前記コントローラが、前記外部の情景の前記上部で検出された前記光レベルピークの数が第一のピーク閾値に到達するという条件のうち、少なくとも一つが満たされた場合に、暗い集落モードを選択し、
前記コントローラが、前記外部の情景の前記上部で検出された前記光レベルピークの数が第二のピーク閾値に到達した場合、明るい集落モードを選択する、システム。
前記外部の情景の前記上部で検出された前記光レベルピークの数が、前記外部の情景に対応する前記画像データで検出される街路灯の数を構成する、請求項４のシステム。
前記特性が、前記外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度を含む、請求項１ないし５のいずれか一つの請求項に記載のシステムであって、
前記コントローラが、前記外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の前記数／密度が第一のＡＣ電源光源の閾値に到達した場合に暗い集落モードを選択し、
前記コントローラが、前記外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の前記数／密度が第二のＡＣ電源光源の閾値に到達した場合に明るい集落モードを選択する、システム。
前記少なくとも一つの非集落モードのうちどれか一つが選択されている場合に、前記コントローラが、前記明るい集落モードまたは前記暗い集落モードを選択するか、または少なくとも一つの非集落モードで続行するかを判断するために、画像データの受信・分析を引き続き行う、請求項１ないし６のいずれか一つの請求項に記載のシステム。
前記明るい集落モードまたは前記暗い集落モードが選択されている場合に、前記画像データの測定された特性が、前記第一の閾値よりも低い第三の閾値を下回る場合に、前記非集落モードを選択するかどうかを判断するために、画像データの受信・分析を引き続き行う、請求項１ないし７のいずれか一つの請求項に記載のシステム。
制御される車両の制御装置のための方法であって、
前記制御される車両の外部および前方の情景を撮像し、前記取得された画像に対応する画像データを生成する手順と、
コントローラ内で前記画像データを受信・分析して、前記画像データの少なくとも一つの特性を検出する手順と、
前記画像データの分析に応答して、かつ選択した動作モードに応答して前記装置を制御するために使用される制御信号を生成する手順と、
少なくとも暗い集落モード、明るい集落モード、および少なくとも一つの非集落モードといった動作モードから動作モードを選択する手順と、
前記特性が第一の閾値に到達した場合に暗い集落モードを選択する手順と、
前記特性が第二の閾値に到達した場合に明るい集落モードを選択する手順と、
前記コントローラが前記暗い集落モードまたは前記明るい集落モードのいずれでも動作していない場合に、前記少なくとも一つの非集落モードのうちどれか一つを選択する手順とを含み、
かつ、前記明るい集落モードが選択された場合には、前記非集落モードを選択するかどうかを判断するために画像データを受信・分析することを継続して、前記明るい集落モードから前記暗い集落モードへの移行が阻止されるようになっている、方法。
前記特性が、前記外部の情景の少なくとも一部の平均周辺光レベルを含む、請求項９の方法であって、
前記コントローラが、前記外部の情景の少なくとも一部の前記平均周辺光レベルが第一の周辺閾値レベルに到達した場合に暗い集落モードを選択し、
前記コントローラが、前記外部の情景の少なくとも一部の前記平均周辺光レベルが第二の周辺閾値レベルに到達した場合に明るい集落モードを選択する、方法。
前記外部の情景の少なくとも一部の前記平均周辺光レベルが、前記外部の情景の上部から測定される、請求項１０の方法。
前記特性が、前記外部の情景の上部で検出された光レベルピークの数を含む、請求項９、１０、または１１の方法であって、
前記コントローラが、前記外部の情景の前記上部で検出された前記光レベルピークの数が第一のピーク閾値に到達するという条件のうち、少なくとも一つが満たされた場合に、暗い集落モードを選択し、
前記コントローラが、前記外部の情景の前記上部で検出された前記光レベルピークの数が第二のピーク閾値に到達した場合、明るい集落モードを選択する、方法。
前記外部の情景の前記上部で検出された前記光レベルピークの数が、前記外部の情景に対応する前記画像データで検出される街路灯の数を構成する、請求項１２の方法。
前記特性が、前記外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の数／密度を含む、請求項９〜１３のいずれか一つの方法であって、
前記コントローラが、前記外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の前記数／密度が第一のＡＣ電源光源の閾値に到達した場合に暗い集落モードを選択し、
前記コントローラが、前記外部の情景の少なくとも一部でのＡＣ電源光源の前記数／密度が第二のＡＣ電源光源の閾値に到達した場合に明るい集落モードを選択する、方法。
前記少なくとも一つの非集落モードのうちどれか一つが選択されている場合に、前記コントローラが、前記明るい集落モードまたは前記暗い集落モードを選択するか、または前記少なくとも一つの非集落モードで続行するかを判断するために、画像データの受信・分析を引き続き行う、請求項９〜１４のいずれか一つの方法。