JP6723290B2 - 車両用ヘッドランプシステムおよびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は車両用ヘッドランプシステムおよびその制御方法に関するものであって、より具体的には、グレアフリーハイビームを提供する車両用ヘッドランプシステムおよびその制御方法に関するものである。
一般に、車両に備えられたヘッドランプは運転者の前方視界を確保するためのものであって、ロービーム（ｌｏｗ ｂｅａｍ）とハイビーム（ｈｉｇｈ ｂｅａｍ）を選択して駆動されるように具現されている。
この時、ロービームは主に前方に対向車両がある場合、相手車両の運転者の視界を邪魔しないために使用し、ハイビームは前方に対向車両がない場合、より鮮明な前方視野を確保するために使われる。
しかし、車両の走行中に運転者がロービームとハイビームを手動で交互に使うと、安全運転の妨げとなる問題がある。これを防止するために、対向車および先行車に眩しさを与えないようにしつつ、常時ハイビームが駆動するように具現可能なグレアフリーハイビーム（Ｇｌａｒｅ Ｆｒｅｅ Ｈｉｇｈ Ｂｅａｍ）技術が開発された。このようなグレアフリーハイビーム技術は、知能型ヘッドランプの核心技術であるハイビームアシスタント（Ｈｉｇｈ Ｂｅａｍ ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ：ＨＢＡ）、アダプティブドライビングビーム（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ：ＡＤＢ）技術をすべて含む。
グレアフリーハイビーム技術を具現するためには、対向車および先行車に対する正確なグレアフリー領域（Ｇｌａｒｅ Ｆｒｅｅ Ａｒｅａ：ＧＦＡ）が必ず形成されていなければならない。しかし、夜間走行時に、画角内ヘッドおよびリアの光源認識に基づくカメラ映像処理の特性上、画角の外側領域から出現する車両に対するグレア現象を防止することは難しいのが実情である。
図１は、追い越し車両Ｐ１が存在する場合を表している。
現在の知能型ヘッドランプの核心技術であるＨＢＡ、ＡＤＢは、前方カメラによって撮影された映像を取得し、その映像に映像処理アルゴリズムを施すことによって駆動するが、当該技術の車両認識原理は夜間走行時ヘッド（Ｈｅａｄ）およびリア（Ｒｅａｒ）の光源認識に基づいている。
この時、図１のように車両の側後方からの追い越し車両Ｐ１が存在する場合、車両のボディーが先に露出した後にリアランプ光源が露出する。これに伴い、応答速度にかかわらず、カメラセンサだけでは前方車両または対向車両に対するグレア現象を防止できないという問題がある。
また、下記の表のような配光に関する法規のように、グレアフリーハイビーム技術に対する正確なＧＦＡの形成は必須である。しかし、前方カメラに依存する場合、カメラから送出される位置情報に依存するシステム特性上、当該区間で対向および先行運転者に一時的に眩しさを引き起こすようになる問題がある。
Figure 0006723290
この場合、光度は前方１００ｍで約１０ｌｕｘであって、眩しさの法的基準である０．５ｌｕｘの２０倍に達する眩しさを引き起こす。
したがって、車両の画角の外側領域から出現する車両を予測制御することによって、相手車両にグレア現象を事前に遮断するようにする技術が必要であるのが実情である。
本発明の実施例は車両の死角地域に対する感知情報を利用してヘッドランプを制御することによって、前方または対向車両に対してグレア現象をゼロ化させることができる車両用ヘッドランプシステムおよびその制御方法を提供する。
ただし、本実施例が達成しようとする技術的課題は前述した技術的課題に限定されず、さらに他の技術的課題が存在し得る。
前述した技術的課題を達成するための技術的手段として、本発明の第１側面に係るグレアフリーハイビームを提供する車両用ヘッドランプシステムは、車両の前方を撮影する前方撮影部、車両の側後方の死角地帯を感知する死角地帯感知センサ、設定された照射領域に基づいて車両の前方にビームを照射するヘッドランプ、前記前方撮影部を通じて獲得した前方映像と、前記感知した死角地帯の情報に基づいて前記ヘッドランプの照射領域を制御するための制御命令を生成するＥＣＵおよび前記ＥＣＵの制御命令に基づいて前記ヘッドランプを駆動する駆動部を含む。
前記ヘッドランプはＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ）ヘッドランプであり、前記設定された照射領域に応じてハイビームまたはロービームを出力することができる。
前記ＥＣＵは前記前方映像と前記死角地帯の情報を分析した結果、先行車両および追い越し車両が存在しないと判断される場合、前記ハイビームを出力するようにする制御命令を前記駆動部に伝達することができる。
また、レーダーを通じて車両の前方を感知するためのレーダーセンサをさらに含み、前記先行車両が存在する場合、前記レーダーの情報には先行車両が存在し、前記前方映像には先行車両が存在しないと判断されると、前記ハイビームを出力するようにする制御命令を前記駆動部に伝達することができる。
前記ＥＣＵは、前記前方映像および前記感知した死角地帯の情報を分析した結果、左側または右側の追い越し車両が存在すると判断した場合、前記出力中のハイビームをロービームに変換して出力する制御命令を前記駆動部に伝達することができる。
前記ＥＣＵは、前記追い越し車両に対応する左側または右側の照射領域が制限されるように、前記ヘッドランプを部分消灯するための制御命令を前記駆動部に伝達することができる。
また、本発明の第２側面に係るグレアフリーハイビームを提供する車両用ヘッドランプシステムを制御する方法は、カメラを通じて撮影された前方映像、死角地帯感知センサから感知した死角地帯の情報を受信する段階；前記前方映像および前記死角地帯の情報に基づいてヘッドランプの照射領域を設定する段階および前記設定された照射領域を制御するための制御命令を伝達して前記ヘッドランプを駆動させる段階を含み、前記ヘッドランプはＡＤＢヘッドランプである。
前記照射領域を設定する段階は、前記前方映像および前記感知した死角地帯の情報を分析する段階および前記分析の結果、左側または右側の追い越し車両が存在すると判断した場合に、出力中のハイビームをロービームに変換して出力する照射領域を設定する段階を含むことができる。
前記照射領域を設定する段階は、前記追い越し車両に対応する左側または右側の照射領域が制限されるように、前記ヘッドランプを部分消灯することができる。
前述した本発明の課題解決手段のうちいずれか一つによると、別途の原価上昇なく既に適用中の車両のヘッドランプシステムに適用可能であり、追い越し車両が存在する場合にも前方車両または対向車に対するグレア現象をゼロにすることができる。
追い越し車両が存在する場合を表す。 本発明の一実施例に係る車両用ヘッドランプシステムのブロック図を表す。 本発明の一実施例に係る制御方法のフローチャートを表す。 本発明の一実施例に係る制御方法のフローチャートを表す。 本発明の一実施例に係る制御方法のフローチャートを表す。
以下、添付した図面を参照して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態で具現され得、ここで説明する実施例に限定されない。そして、図面で本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略した。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除外するものではなく他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
以下、本発明の好ましい実施例について添付した図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施例に係る車両用ヘッドランプシステム１００のブロック図である。
本発明の一実施例に係る車両用ヘッドランプシステム１００は、前方撮影部１１０、死角地帯感知センサ１２０、ヘッドランプ１６０、ＥＣＵ１４０および駆動部１５０を含む。
前方撮影部１１０はカメラを具備しており、車両の前方をカメラを通じて撮影して前方映像を獲得する。
死角地帯感知センサ１２０は、車両の側後方の死角地帯を感知するＢＳＤ（Ｂｌｉｎｄ Ｓｐｏｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）センサである。
ヘッドランプ１６０は、ＥＣＵ１４０により設定された照射領域に基づいて車両の前方にビームを照射する。この時、ヘッドランプ１６０は、ランプの照明角度、明るさ、幅および長さなどを変更して照射する光照射装置であるＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ）ヘッドランプであり得る。そして、ヘッドランプ１６０はＥＣＵ１４０により設定された照射領域に応じてハイビームまたはロービームを出力することができる。
ＥＣＵ１４０は、前方撮影部１１０を通じて獲得した前方映像と、死角地帯感知センサ１２０により感知した死角地帯の情報とに基づいてヘッドランプ１６０の照射領域を制御するための制御命令を生成し、その制御命令を駆動部１５０に伝達する。
駆動部１５０はＥＣＵ１４０の制御命令を受信し、その受信した制御命令に基づいてヘッドランプ１６０を駆動する。例えば、駆動部１５０はモーターを含むアクチュエーターを具備することができる。駆動部１５０はアクチュエーターを通じてヘッドランプ１６０を上向きにしてハイビームを出力するように駆動させたり、ヘッドランプ１６０を下向きにしてロービームを出力するようにヘッドランプ１６０を駆動させることができる。
具体的には、ＥＣＵ１４０は前方映像と死角地帯の情報とを分析して、先行車両および追い越し車両の存否を判断する。
判断結果、先行車両および追い越し車両が存在しないと判断される場合、ＥＣＵ１４０はヘッドランプ１６０がハイビームを出力するための制御命令を生成して駆動部１５０に伝達することができる。
この時、本発明の一実施例に係るヘッドランプシステム１００は、レーダーセンサ１３０をさらに含むことができる。
レーダーセンサ１３０は、レーダーによって車両の前方を撮影してレーダー映像を獲得する。この時、レーダーセンサ１３０は、レーダーを送信する送信部と、前方の物体によって反射して戻ってくるレーダー信号を受信する受信部を含む。
これに伴い、本発明の一実施例は先行車両が存在する場合に、ＥＣＵ１４０は、レーダーの情報には先行車両が存在し、前方映像には先行車両が存在しないと判断されると、ハイビームを出力するようにする制御命令を生成して駆動部１５０に伝達することができる。
また、ＥＣＵ１４０は、レーダーの情報には先行車両が存在しないが前方映像には先行車両が存在すると判断されると、ロービームを出力するようにする制御命令を生成して駆動部１５０に伝達することができる。
そして、ＥＣＵ１４０はレーダーの情報と前方映像の両方に先行車両が存在すると判断される場合、ロービームを出力するようにすることができる。
このように、本発明の一実施例は相対的に感知距離が長いレーダーを通じて先行車両を感知したが、前方映像には存在しないと感知された場合、運転者の走行便宜のためにハイビームが照射されるようにするものの、先行車両が近接するにつれて前方映像にも共に感知される場合には、ロービームが照射されるようにして事故危険性を低くすることができる。
すなわち、本発明の一実施例は、レーダーの情報を前方映像に対して補助的に利用することができる。この時、本発明の一実施例は、レーダーの情報にのみ先行車両が感知される場合、先行車両が近づいてくることをＥＣＵ１４０が認識することができる。この場合、ＥＣＵ１４０は前方撮影部１１０の撮影周期をさらに短くして前方映像を獲得するか、獲得された前方映像に対して分析速度をさらに向上させて前方映像をさらに正確に分析するようにすることによって、前方車両をさらによく感知するようにすることができる。
一方、ＥＣＵ１４０は前方映像および感知した死角地帯の情報を分析した結果、左側または右側の追い越し車両が存在すると判断した場合、出力中のハイビームをロービームに変換させて出力するようにする制御命令を生成して駆動部１５０に伝達することができる。
この時、ＥＣＵ１４０は、追い越し車両に対応する左側または右側の照射領域が制限されるように、ヘッドランプ１６０を消灯または部分消灯させるための制御命令を生成して駆動部１５０に伝達することができる。
例えば、車両の左側を通じて後方車両が追い越すと判断されると、ハイビームをロービームに変換させると共に車両の左側に対応する照射領域に対してＡＤＢヘッドランプの照明角度、明るさ、幅の長さなどを制御してＬ字状（Ｌ−ｓｈａｐｅ）にビームパターンが形成されるようにし、ダークゾーン（ｄａｒｋ ｚｏｎｅ）が形成されるようにして、前方車両にグレア現象が発生することを防止することができる。
そして、追い越し車両が通り過ぎた後には再びハイビームに変換させて出力するように制御命令を生成することができる。
参考として、本発明の実施例に係る図２に図示された構成要素は、ソフトウェアまたはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）またはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のようなハードウェアの形態で具現され得、所定の役割を遂行することができる。
しかし、「構成要素」がソフトウェアまたはハードウェアに限定されるという意味ではなく、各構成要素はアドレッシングできる保存媒体にあるように構成されてもよく、一つまたはそれ以上のプロセッサを再生させるように構成されてもよい。
したがって、一例として構成要素は、ソフトウェア構成要素、客体指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素およびタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイおよび変数を含む。
構成要素と該当構成要素の中で提供される機能は、さらに小さい数の構成要素で結合されるか追加の構成要素にさらに分離され得る。
以下では図３Ａ〜図３Ｃを参照して、本発明の一実施例に係る車両用ヘッドランプシステム１００を制御する方法について説明する。
図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の一実施例に係る制御方法のフローチャートである。
本発明の一実施例に係るグレアフリーハイビームを提供する車両用ヘッドランプシステム１００を制御する方法は、まず、車両用ヘッドランプシステム１００の動作条件を満足するかの可否を判断して（Ｓ３１０）動作条件を満足する場合、車両用ヘッドランプシステム１００をオン（ｏｎ）にさせ（Ｓ３２０）、満足しない場合、車両用ヘッドランプシステム１００がオフ（ｏｆｆ）状態にする（Ｓ３５０）。
この時、本発明の一実施例は自律走行車両に適用されるヘッドランプシステム１００であり得るため、前述した動作条件を満足するか否かを判断する段階を含むことができる。
ここで、車両用ヘッドランプシステム１００の動作条件としては例えば、既設定された時間、既設定された照度、日付などの条件を満足するものであり得る。例えば、午後５時以降には車両用ヘッドランプシステム１００が自動でオン状態となるように制御したり、昼間である場合でも雨が降ったり曇りであるため照度が低い場合、オン状態となるように制御することができる。
このように、車両用ヘッドランプシステム１００がオン状態となると、ＥＣＵ１４０により制御動作を遂行するようになり（Ｓ３３０）、制御動作を遂行してから動作条件の満足の有無を再度判断して制御動作を遂行し続けるか終了するかの可否を決定する（Ｓ３４０）。
車両用ヘッドランプシステム１００がオン状態になると、図３ｂのように、ＥＣＵ１４０は、カメラを通じて撮影された前方映像、死角地帯感知センサ１２０から感知した死角地帯の情報を受信し（Ｓ３３１）、これに基づいてヘッドランプ１６０の照射領域を設定した後（Ｓ３３３）、設定された照射領域を制御するための制御命令を駆動部１５０に伝達してヘッドランプ１６０を駆動させる（Ｓ３３５）。
この時、ヘッドランプ１６０の照射領域を設定する段階は、図３ｃのように、前方映像および感知した死角地帯の情報を分析し（Ｓ３３３１）、分析結果、先行車両または追い越し車両が存在するかの可否を判断する（Ｓ３３３３）。
判断結果、先行車両および追い越し車両が存在しないと判断される場合、ハイビームを出力するように照射領域を設定する（Ｓ３３３５）。
その反面、左側または右側の追い越し車両が存在すると判断した場合、出力中のハイビームをロービームに変換して出力する照射領域を設定することができる。
そして、追い越し車両に対して左側または右側の照射領域が制限されるように、ヘッドランプ１６０を消灯または部分消灯させることができる（Ｓ３３３７）。
また、追い越し車両が存在しない場合でも先行車両が既に設定された距離以内に存在すると判断される場合には、ハイビームをロービームに変換させて出力するように制御することができる。
一方、前述した説明において、段階Ｓ３１０〜Ｓ３５０は本発明の具現例にしたがって、追加の段階にさらに分割されるか、さらに少ない段階で組合わせられ得る。また、一部の段階は必要に応じて省略されてもよく、段階間の順序が変更されてもよい。併せて、その他、省略された内容でも図１〜図２で既に記述された内容は、図３Ａ〜図３Ｃの制御方法にも適用され得る。
このような本発明の一実施例のうちいずれか一つによると、別途の原価上昇なく量産車種に既適用中の車両のヘッドランプシステムまたは自律走行センサへの適用が可能である。
また、追い越し車両が存在する場合にも前方車両または対向車に対するグレア現象をゼロにすることができ、その結果相手車両の運転者に眩しさを与えることの減少により交通事故を減らすことができる。
一方、本発明の一実施例はコンピュータによって実行される媒体に保存されたコンピュータプログラムまたはコンピュータによって実行可能な命令語を含む記録媒体の形態にも具現され得る。コンピュータ読み出し可能媒体はコンピュータによってアクセスされ得る任意の使用可能媒体であり得、揮発性および非揮発性媒体、分離型および非分離型媒体をすべて含む。また、コンピュータ読み出し可能媒体はコンピュータ保存媒体および通信媒体をすべて含むことができる。コンピュータ保存媒体は、コンピュータ読み出し可能命令語、データ構造、プログラムモジュールまたはその他のデータのような情報の保存のための任意の方法または技術で具現された揮発性および非揮発性、分離型および非分離型媒体をすべて含む。通信媒体は典型的にコンピュータ読み出し可能命令語、データ構造、プログラムモジュール、または搬送波のような変調されたデータ信号のその他のデータ、またはその他の伝送メカニズムを含み、任意の情報伝達媒体を含む。
本発明の方法およびシステムは特定の実施例と関連して説明されたが、それらの構成要素または動作の一部又は全部は、汎用ハードウェアアーキテクチャを有するコンピュータシステムを使用して具現され得る。
前述した本発明の説明は例示のためのものであって、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態で容易に変形可能であることが理解されるはずである。したがって、以上で記述した実施例はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解されるべきである。例えば、単一型で説明されている各構成要素は分散されて実施され得、同様に分散したもので説明されている構成要素も結合した形態で実施され得る。
本発明の範囲は前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲、そして、その均等概念から導き出されるすべての変更または変形された形態は本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
１００：車両用ヘッドランプシステム
１１０：前方撮影部
１２０：死角地帯感知センサ
１３０：レーダーセンサ
１４０：ＥＣＵ
１５０：駆動部
１６０：ヘッドランプ

Claims (6)

  1. グレアフリーハイビームを提供する車両用ヘッドランプシステムにおいて、
    車両の前方を撮影する前方撮影部、
    車両の側後方の死角地帯を感知する死角地帯感知センサ、
    設定された照射領域に基づいて車両の前方に、前記設定された照射領域に応じてハイビームまたはロービームを照射するＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ）ヘッドランプ、
    前記前方撮影部を通じて獲得した前方映像と、前記感知した死角地帯の情報に基づいて前記ヘッドランプの照射領域を制御するための制御命令を生成するＥＣＵ、
    前記ＥＣＵの制御命令に基づいて前記ヘッドランプを駆動する駆動部および、
    レーダーによって車両の前方を感知するためのレーダーセンサを含み、
    前記前方映像と前記死角地帯の情報を分析した結果、先行車両および追い越し車両が存在しないと判断される場合、前記ハイビームを出力する制御命令を前記駆動部に伝達し、
    前記先行車両が存在する場合において、前記ＥＣＵが前記レーダーの情報には前記先行車両が感知されるが前記前方映像には先行車両が存在しないと感知したとき、前記ハイビームを出力するようにする制御命令を前記駆動部に伝達し、
    前記先行車両が近接するにつれて前記レーダーの情報および前方映像に先行車両が存在すると感知されたとき、前記ロービームを出力するようにする制御命令を前記駆動部に伝達する、
    ヘッドランプシステム。
  2. 前記ＥＣＵは、前記前方映像および前記感知した死角地帯の情報を分析した結果、左側または右側の追い越し車両が存在すると判断した場合、前記出力中のハイビームをロービームに変換させて出力するようにする制御命令を前記駆動部に伝達するものである、請求項１に記載のヘッドランプシステム。
  3. 前記ＥＣＵは、前記追い越し車両に対応する左側または右側の照射領域が制限されるように、前記ヘッドランプを部分消灯するための制御命令を前記駆動部に伝達するものである、請求項２に記載のヘッドランプシステム。
  4. グレアフリーハイビームを提供する、カメラ、死角地帯感知センサ、レーダー、ハイビームまたはロービームを出力可能なＡＤＢヘッドランプであるヘッドランプ、及びＥＣＵを備える車両用ヘッドランプシステムを制御する方法において、
    前記カメラを通じて撮影された前方映像、前記死角地帯感知センサから感知した死角地帯の情報を受信する段階、
    前記ＥＣＵによって、前記前方映像および前記死角地帯の情報に基づいて前記ヘッドランプの照射領域を設定する段階、
    前記ＥＣＵによって、前記設定された照射領域を制御するための制御命令を伝達して前記ヘッドランプを駆動させる段階、および
    前記レーダーによって車両の前方を感知する段階、
    前記ＥＣＵによって、前記前方映像と前記死角地帯の情報を分析した結果に基づいて、先行車両および追い越し車両が存在しないと判断される場合、前記ハイビームを出力する制御命令を前記ヘッドランプに伝達する段階、
    前記先行車両が存在する場合において、前記ＥＣＵによって前記レーダーの情報には前記先行車両が感知されるが前記前方映像には先行車両が存在しないと感知されたとき、前記ＥＣＵによって前記ハイビームを出力するようにする制御命令を前記ヘッドランプに伝達する段階、
    前記ＥＣＵによって前記先行車両が近接するにつれて前記レーダーの情報および前方映像に先行車両が存在すると感知されたとき、前記ＥＣＵによって前記ロービームを出力するようにする制御命令を前記ヘッドランプに伝達する段階、
    を含む、
    制御方法。
  5. 前記照射領域を設定する段階は、
    前記前方映像および前記感知した死角地帯の情報を分析する段階および
    前記分析の結果、左側または右側の追い越し車両が存在すると判断した場合、出力中のハイビームをロービームに変換させて出力するようにする照射領域を設定する段階を含む、請求項４に記載の制御方法。
  6. 前記照射領域を設定する段階は、
    前記追い越し車両に対応する左側または右側の照射領域が制限されるように、前記ヘッドランプを部分消灯する、請求項５に記載の制御方法。
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