JP6723983B2 - 慣性センサを利用するドライバ支援システム - Google Patents

Description

本開示は、運転強化のための車両用物体検出に関する。

一実施形態では、本開示は、車両制御システム用画像データの処理機能を調整するよう構成された装置に関する。装置は、視野に対応する画像データを捕捉するよう構成された画像センサを備える。画像センサは、コントローラと通信し、コントローラはさらに慣性センサと通信する。コントローラは、画像センサから画像データを受信し、慣性センサから方向信号を受信するよう動作可能である。方向信号は、画像センサに対する重力方向を特定するために利用され得る。

コントローラは、標的車両の少なくとも１つの特性用の画像データを走査するよう構成された機能を開始するよう動作可能である。方向信号に基づいて、コントローラは、画像データの視野の基点をオフセットし、調整された基点を生成するよう動作可能である。その後、調整された基点が、コントローラの少なくとも１つの処理機能を向上するために利用され、画像データの特性を特定する。本明細書に記載の様々な実施形態は、効果的かつ正確に標的車両を特定するよう構成される、改良されたシステム及び方法を提供し得る。

本発明のこれら及びその他の特徴、利点、及び目的は、以下の明細書、特許請求の範囲、及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及び認識される。

インテリジェントヘッドライトシステムを備えるホスト車両の環境視野である。

インテリジェントヘッドライトシステムから受信した画像データの基点のずれを説明する図である。

丘の頂上から接近するホスト車両の環境視野である。

谷に接近するホスト車両の環境視野である。

加速度計の測定値のグラフィック表示である。

加速度計の測定値のグラフィック表示である。

インテリジェントヘッドライトシステムを制御するよう構成される、コントローラのブロック図である。

本書での説明の目的で、「上側」、「下側」、「右」、「左」、「後部」、「前部」、「垂直」、「水平」といった用語、及びそこから派生したものは、図１Ａで方向付けられたような装置に関連する。ただし、それに反して明示的に特定された場合を除き、この装置がこれとは異なる様々な向き及び段階の順序をとることができると理解される。また、当然のことながら、添付した図表に図示し、以下の明細書で説明した特定の装置及びプロセスは、添付した特許請求の範囲に定義された発明の概念の単なる模範的実施形態にすぎない。よって、特許請求の範囲でそうでないことが明示的に述べられていない限り、本書で開示された実施形態に関連する具体的な寸法及びその他の物理的特性は、制限的なものとはみなされない。

図１Ａを参照すると、コントローラ１２のための動作環境１０が示されている。コントローラ１２は、例えば、ドライバ支援システムなど、１つまたは複数のシステムに対する少なくとも１つの制御信号を出力するよう動作可能であり得る。例示的な実施形態では、ドライバ支援システムが、ヘッドライトシステム１４に対応し得る。ヘッドライトシステム１４を参照して論じるが、コントローラ１２は、車線逸脱警報システム、衝突検知システム、車両誘導システムなどを含むがそれらに限定されない、車両システムのための１つまたは複数の制御信号を出力するために利用され得る。

ヘッドライトシステム１４は、例えば、ホスト車両１８の複数のヘッドランプ１６のそれぞれのハイビームまたはロービームなどの、照明パターンを調整するよう構成される。コントローラ１２は、視野２２に対応するデータを捕捉するよう構成される、画像センサ２０と通信する。当該データに基づいて、コントローラ１２は、標的車両２６に対応する少なくとも１つの特性２４を検出するよう動作可能である。当該少なくとも１つの特性２４を検出することに応答して、コントローラ１２は、複数のヘッドランプ１６の照明パターンを制御するよう構成される。このように、ヘッドライトシステム１４は、標的車両２６へ向けられる閃光２８を制限すると同時に、ホスト車両１８からの環境の照明１０が安全に維持されることを確実にするよう動作可能である。

標的車両２６を特定するために用いられる特徴２４は、例えば、１つまたは複数のヘッドランプ、テールランプ、走行ランプなどの、光源のことを指し得る。コントローラ１２は、少なくとも１つの特徴２４を特定することにより、さらに経時的に当該少なくとも１つの特徴２４の動き及び／または振る舞いを特定することにより、標的車両２６を検出するよう動作可能である。少なくとも１つの特徴２４の動きは、一時的な期間に対応する一連の画像データにおける特徴２４の相対的位置に基づいて判定され得る。例えば、コントローラ１２は、一連の画像データにおける標的ヘッドランプ３０の相対的な位置に基づいて、標的車両２６の複数の標的ヘッドランプ３０を特定するよう動作可能である。

コントローラ１２は、視野２２の中でのそれらの位置に基づいて、標的ヘッドランプ３０をさらに特定し得る。視野２２の中での標的ヘッドランプ３０または少なくとも１つの特徴２４の位置及び対応する動きに基づいて、コントローラ１２は、当該少なくとも１つの特徴２４が標的車両２６または非標的光源のいずれに合致するかを判定するよう動作可能である。一部の実施形態では、コントローラ１２は、特徴２４の検出を向上するため、及び／または、標的車両２６が堅実及び正確に特定され得ることを保証するため、視野２２及び／または視野２２の基点ないし水平線に合致する画像データの処理ウィンドウを調整するよう動作可能である。

ここで、図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、コントローラ１２は、少なくとも１つの特徴２４の検出を向上するため、動作環境１０の丘の瞬間の傾斜３１を特定するよう動作可能である。さらに、検出は、誤検出を制限するべく、視野２２に対応する画像センサ２０からのデータをフィルタに掛けることをヘッドライトシステム１４に提供し得る。誤検出は、本明細書で論じるように、非標的光源に合致し得る。動作環境１０の傾斜に基づいて、コントローラ１２は、標的車両２６を効率的に特定するため、画像センサ２０の画像データ３３のほぼ水平または基点３２を調整するよう、及び／または、画像データ３３の処理ウィンドウ３４を調整するよう構成される。このようにして、コントローラ１２は、標的車両２６を検出する効率及び正確さを向上し得る。

一例示的な実施形態では、コントローラ１２は、慣性センサ７２（図３）と通信する。慣性センサは、ヘッドライトシステム１４に組み込まれ得るか、または、本明細書で論じられるように慣性センサを備える任意の車両システムからコントローラ１２への１つまたは複数の入力を介して、ヘッドライトシステム１４と通信し得る。一部の実施形態では、コントローラ１２は、車両の動作を支援するよう（例えば、衝突検知、車両誘導など）動作可能な車線逸脱警報システムまたは任意の形態のドライバ支援システムと、さらに通信可能、及び／または、組み合わせられ得る。そのような実施形態では、視野２２の基点３２及び／または処理ウィンドウ３４は、慣性センサ７２から受信された信号に応答して、コントローラ１２により同様に調整され得る。慣性センサ７２及びコントローラ１２と通信するヘッドライトシステム１４のブロック図が、図３を参照して論じられる。

慣性センサ７２は、重力方向に対するホスト車両１８の方向を測定する、及び／または、追跡するよう構成され得る様々な装置に対応し得る。例えば、慣性センサ７２は、加速度計、ジャイロスコープ、慣性測定装置（ＩＭＵ)、及び、ホスト車両１８の方向を特定するために利用され得る測定値を生成するよう動作可能であり得る他のセンサ、に対応し得る。加速度計は、複数の軸に沿ってホスト車両の加速度を測定するよう構成された、多軸加速度計に対応し得る。加速度計からの出力は、コントローラ１２がホスト車両１８の指向性の加速度を特定できるようにコントローラ１２に信号を提供することができ、かつ、ホスト車両１８の方向を特定するため重力の方向を提供することができる。

ジャイロスコープは、ホスト車両１８の回転を測定するよう構成され得る。ジャイロスコープは、コントローラ１２と通信可能で、ホスト車両１８の回転速度の変化に基づいて、方向を通信する信号を出力するよう構成され得る。ジャイロスコープからの信号は、幾らかのフィルタリング及び校正またはオフセットを必要とし得るが、ホスト車両１８の方向の堅実な表示を提供し得る。このようにして、コントローラは、ホスト車両１８の回転または方向を判定するためにジャイロスコープを利用し得て、ホスト車両１８が、丘にいるのか、谷を走っているのか、あるいはいずれの方向に向かっているのか、を特定し得る。

一部の実施形態では、慣性センサ７２は、車両の付属品に組み入れられ得る。一部の付属品は、リアビュー表示装置３６、オーバーヘッドコンソールインターフェース、サイドミラー、及び、他の様々なホスト車両１８の装置、を含み得る。一例示的な実施形態では、慣性センサ７２は、リアビュー表示装置３６及び／またはミラーの画像センサ２０に組み入れられ得る。コントローラ１２は、リアビュー表示装置３６の特定の方向に基づいて、慣性センサ７２の測定値を校正及び／またはオフセットするよう動作可能であり得る。校正は、重力方向４０に対してホスト車両１８の法線ベクトル３８を調整（整列）し得る。このようにして、コントローラ１２は、ホスト車両１８の法線ベクトル３８に対する重力方向４０を常時監視し得る。

ホスト車両１８の方向及び／または回転がコントローラ１２により特定されると、コントローラ１２は、ホスト車両１８の方向の情報を利用して、画像センサ２０からの画像データを処理し得る。例えば、コントローラ１２は、当該方向の情報に基づいて、画像データの処理ウィンドウまたは画像データの一部をオフセットし得る。このようにして、コントローラ１２は、画像センサ２０からの画像データを処理して、画像データ内の物体を効率的かつ正確に特定し得る。コントローラ１２は、前記方向の情報に基づいて、少なくとも一つの対象となる物体を含みそうな画像データを処理することにより、効率及び正確さを向上し得る。

一部の実施形態では、慣性センサ７２が、例えば、ＩＭＵなど、加速度計及びジャイロスコープを備えるハイブリッド装置に対応し得る。そのような実施形態では、ハイブリッド加速度計／ジャイロスコープは、ホスト車両１８の方向を判定するうえで、向上した正確さをさらに提供し得る。そのような実施形態では、加速度計は、いつホスト車両１８が加速しているかを判定するためコントローラ１２により利用され得る。また、加速度計は、重力に基づいて、ホスト車両１８の角度の方向を計算するために利用され得る。さらに、コントローラは、ジャイロスコープからの方向情報を利用して、校正／オフセットに対するホスト車両１８の回転を特定し得る。このようにして、ノイズが、ホスト車両１８の速度変化及び回転変化を正確に特定するために、速度計及びジャイロスコープからの方向の情報または加速信号から、取り除かれ得る。

一部の実施形態では、慣性センサ７２は、車両の付属品に組み入れられ得る。一部の付属品は、リアビュー表示装置３６、オーバーヘッドコンソールインターフェース、サイドミラー、及び、他の様々なホスト車両１８の装置、を含み得る。一例示的な実施形態では、慣性センサ７２は、リアビュー表示装置３６及び／またはミラーの画像センサ２０に組み入れられ得る。コントローラ１２は、重力方向４０に対してホスト車両１８の法線ベクトル３８を調整するために、リアビュー表示装置３６の特定の方向に基づいて、慣性センサ７２の加速測定値を校正、及び／または、オフセットするよう動作可能であり得る。このようにして、コントローラ１２は、ホスト車両１８の法線ベクトル３８に対する重力方向４０を常時監視し得る。

図１Ａ及び図１Ｂをさらに参照して、視野２２に対応するデータまたは画像データに基づいて、コントローラ１２は、標的車両２６と、近づいてくる車両の誤検出に対応し得る複数の非標的物体と、の間を区別するよう動作可能である。非標的物体は、例えば、標識、交通信号、街灯、反射鏡、ヘッドランプの反射など、ホスト車両１８が走っている道路の近くで特定され得る任意の物体に対応し得る。コントローラ１２は、少なくとも部分的に、水平線及び／または基点３２の位置を調整し、かつ標的車両２６が視野２２内で検出され得る処理ウィンドウ３４を調整することにより、非標的物体の検出または標的車両２６の不正確な検出を制限するよう、動作可能である。

視野２２の処理ウィンドウ３４を調整することにより、コントローラ１２により走査される画像データを制限及び／または優先付けして、ホスト車両１８に対する重力の向きまたは方向に基づいて、標的車両２６及び任意の近づいてくる車両が予想されるデータに集中（ｆｏｃｕｓ）することができる。視野２２の基点３２を調整すること、及び／または、処理ウィンドウ３４を調整することにより、コントローラ１２は、近づいてくる車両に対応する特徴を効率的かつ正確に特定するために画像データを走査し得て、例えば、ホスト車両１８のヘッドライトシステム１４など、様々なドライバ支援システムを制御し得る。処理ウィンドウ３４及び／または基点３２を調整することにより、コントローラ１２は、ホスト車両１８の法線ベクトル３８に対する重力方向４０に基づいて走査するための画像データ３３の最も関連する部分を判定するよう動作可能である。

標的車両２６を特定することは、複数の処理方法によってコントローラ１２により達成され得る。例えば、標的車両２６は、画像データ３３内の少なくとも１つの特徴２４（例えば、標的ヘッドランプ３０）を検出すること、及び、画像センサ２０から受信される連続する画像または画像データ内のヘッドランプ３０の動きを特定することにより、非標的物体から区別され得る。本明細書で論じられる標的車両２６と類似の車両の検出は、当該参照によりその全体が本明細書に組み入れられる、Ｊｏｓｅｐｈ Ｓ．Ｓｔａｍ等の２００１年３月５日出願の「ＩＭＡＧＥ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＴＯ ＣＯＮＴＲＯＬ ＶＥＨＩＣＬＥ ＨＥＡＤＬＡＭＰＳ ＯＲ ＯＴＨＥＲ ＶＥＨＩＣＬＥ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ」と題する米国特許出願番号第０９／７９９，３１０（現在、米国特許第６，６３１，３１６号）、Ｊｏｓｅｐｈ Ｓ．Ｓｔａｍ等の２００５年３月１５日出願の「ＩＭＡＧＥ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＴＯ ＣＯＮＴＲＯＬ ＶＥＨＩＣＬＥ ＨＥＡＤＬＡＭＰＳ ＯＲ ＯＴＨＥＲ ＶＥＨＩＣＬＥ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ」と題する米国特許第６，８６８，３２２号、及び、Ｊｏｓｅｐｈ Ｓ．Ｓｔａｍ等の２００９年１１月３日出願の「ＶＥＨＩＣＬＥ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＥＸＴＥＲＩＯＲ ＬＩＧＨＴ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許第７，６１３，３２７号、にさらに記載されている。

本明細書で論じられるように、コントローラ１２は、慣性センサ７２から加速信号または方向情報を受信するよう構成される。加速信号及び／または方向情報に基づいて、コントローラ１２は、重力方向４０に対するホスト車両の方向を判定するよう構成され得る。図１Ａに示される実施例では、ホスト車両１８は、丘３１を上っている。ホスト車両が丘３１を登ると、慣性センサ７２は、丘３１の傾斜と一致する重力方向Δ及び／または方向情報の変化を通信する。この検出は、加速度データまたは方向データの複数のサンプルにわたる重力方向の変化に基づいて、特定され得る。一部の実施形態では、コントローラ１２は、加速度計の第１軸４２及び第２軸４４に対する複数の加速度データのサンプルを受信するよう構成され得る。さらに、当該検出は、ジャイロスコープの回転速度に対応する方向信号に基づいて特定され得る。

一部の実施形態では、複数のサンプルにわたる重力方向が、当該重力方向を特定するためコントローラ１２により平均され得る。重力の平均方向は、ホスト車両１８の十分な運転中の水準面に対応し得る。コントローラ１２により判定される重力方向は、運転を通して保存され、かつ更新されて、ホスト車両１８の法線ベクトル３８に対する慣性センサ７２の方向の調整を補償し得る。これは、リアビュー表示装置３６に慣性センサ７２を組み込む実施形態では、特に有用であり得る。さらに、一部の実施形態では、種々のフィルタリング及び信号処理技術が、ホスト車両１８の方向を判定するために利用される１つまたは複数の信号の完全性及び／または品質を向上するために利用され得る。

重力方向及び／またはホスト車両１８の方向が特定されたら、重力方向Δの変化を示す傾向が、フィルタリング閾値を超える重力方向の移動に基づいて検出され得る。この変化は、画像センサ２０から受信される各画像に対してコントローラ１２により更新され得る。フィルタリング閾値は、重力の方向の移動が、最低傾斜値を超え、及び／または、所定の時間、傾斜の変化を維持することを要求し得る。フィルタリング閾値は、コントローラ１２の性能に普通なら影響を与え得る信号ノイズ及び隆起の影響を制限するよう機能し得る。

重力方向Δ及び／またはホスト車両１８の方向の変化がホスト車両１８の法線ベクトル３８に対して判定されると、センサデータの水平線または基点３２が、重力方向Δの変化の角度に対して視野２２内で調整され得る。例えば、画像センサ２０からの画像データ３３に対応する基点３２または水平線は、ホスト車両１８が丘３１を上っていることを表す重力方向Δの変化に基づいた下方向移動４６により調整され得る。コントローラ１２は、ホスト車両１８の後方部に向けて移動された重力方向Δの変化に応答して、画像データ３３の基点３２を下方向へ移動し得る。このようにして、コントローラ１２は、標的車両２６を正確に検出するため、調整された処理ウィンドウ３４内で標的車両２６の少なくとも１つの特徴２４を探索するよう動作可能である。コントローラ１２は、標的車両２６が特定されると、ヘッドランプ１６のレベルまたは照準を調節して、ヘッドランプ１６から発せられる閃光が標的車両２６の運転者を混乱させないことを保証する、というように構成されている。

基点３２の下方向移動４６は、重力方向Δの変化を測定することによって、丘３１の傾斜の程度または等級に対して増大し得る。基点３２を調整することで、コントローラ１２が標的車両２６の少なくとも１つの特徴２４を検出するよう動作可能な正確さ及び効率が、増大され得る。この増大（向上）は、標的車両２６が位置しそうであり得る視野２２のおよその領域でコントローラ１２が動作可能であることによるものであり得る。ヘッドライトシステム１４は、加速度データを利用することで標的車両２６の検出を向上するために、視野２２に対する画像データ３３の処理ウィンドウ３４及び／または基点３２を調整する。

一部の実施形態では、ホスト車両１８の方向及び／または重力方向Δが、コントローラ１２と通信するホスト車両１８のためのいずれのシステムにも使用され得る。そのようなシステムは、様々な視覚及び／またはドライバ支援システムを含むことができ、画像センサを組み入れてもよく、及び／または、画像データを処理するよう構成されていてもよい。そのようなシステムは、法線ベクトル３８に対する重力方向Δ及び／またはホスト車両１８の方向を利用して、物体識別及び／または検索ルーチンのうちの少なくとも１つを改良し得る。物体識別及び／または検索ルーチンは、画像データ内に捕捉され得る１つまたは複数の特徴の識別のために画像データ上で実行され得る。例えば、重力方向Δ及び／またはホスト車両１８の方向は、車線逸脱警報システム、歩行者／物体検出システム、ビデオ表示システムなどにより利用され得て、特定のシステムに関連する対象となる物体を含みそうであり得る画像データの部分ないし領域を特定し得る。

図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、ホスト車両１８及び対応する画像データ５０が、丘５２を下るホスト車両１８用に示されている。本明細書で論じられるように、コントローラ１２は、標的車両２６を特定するために様々な特徴を検出するよう動作可能である。この例では、コントローラ１２は、標的車両２６のテールライト５４を検出していることを示す。ホスト車両１８の方向や重力方向Δの変化に基づいて、コントローラ１２は、処理ウィンドウ３４及び／または基点３２の上方移動５６を適用して、降下中の視野２２の関連する部分に集中（ｆｏｃｕｓ）するよう構成されている。ホスト車両１８が丘５２を下ると、慣性センサ７２は、丘５２の傾斜により、ホスト車両１８の方向及び／または重力方向の変化を通信する。この検出は、慣性センサ７２により測定された重力方向の変化及び／または回転速度の変化に基づいて、特定される。前記識別は、方向データ及び／または加速度データの複数のサンプルにわたって処理され得る。例えば、加速度データは、加速度計の第１軸４２及び第２軸４４の測定値から特定され得る。第１軸４２及び第２軸４４は、加速度計を参照して論じられているが、加速度計は、複数の軸を含み得る。さらに、複数の実施形態で、ジャイロスコープが、ホスト車両１８の法線ベクトル３８に対する方向情報及び／または重力方向を測定するために利用され得る。

ホスト車両１８の法線ベクトル３８に対するホスト車両１８の方向及び／または重力方向の変化が判定されたら、センサデータの水平線または基点３２が、上方移動５６により調整され得る。上方移動は、重力方向Δ及び／またはホスト車両１８の方向の変化に基づいてもよい。例えば、コントローラ１２は、ホスト車両１８の前方部に向けて移動された重力方向Δの変化に応答して、画像データ５０の基点３２及び／または処理ウィンドウ３４を上方向へ移動し得る。このようにして、コントローラ１２は、標的車両２６を効率よく正確に検出するため、調整された処理ウィンドウ３４内で標的車両２６の少なくとも１つの特徴２４を探索するよう動作可能である。

再び図１Ａを参照して、コントローラ１２は、標的車両２６の検出を向上するため、加速度信号からホスト車両１８の速度を判定するよう動作可能であり得る。本明細書で論じられるように、コントローラ１２は、画像データ５０内の少なくとも１つの特徴２４の位置に基づいて標的車両２６を検出し得る。コントローラ１２は、画像センサ２０から受信された一連の画像データ内での標的車両２６の相対的な位置に基づいて標的車両２６を検出するよう動作可能である。例えば、標的車両２６がホスト車両１８に近づいている場合、標的車両２６の標的ヘッドランプ３０は一連の画像内で予想進路６２に沿って動き得る。前記ヘッドランプ３０は、視野２２の中央部分で始まり、視野２２の外側へ移動し得る。

標的ヘッドランプ３０の位置の変化の予想速度（レート）を判定するために、コントローラ１２は、加速度計信号から判定され得るように、車両の速度を利用して、標的ヘッドランプ３０の位置の変化の予想速度を判定し得る。標的ヘッドランプ３０の位置の変化の予想速度を判定することにより、光源が近づいてくる車両に対応することを保証し得て、非標的光源に対応する検出を避け得る。加速度計のデータに基づいてホスト車両１８の速度を特定することにより、コントローラ１２は、本明細書で論じられるように、標的ヘッドランプ３０の予想行動を推定することにより標的車両２６及び少なくとも１つの特徴２４の検出の精度を向上するよう動作可能である。

ホスト車両１８の推定速度は、ホスト車両１８の様々な動作条件に基づいて、加速度計７２から特定され得る。第１動作条件では、コントローラ１２は、ホスト車両１８が停止しているか否かを判定し得る。図３Ａを参照すると、平均加速度計信号６０のグラフィカル表示５８が、車両の減速６２、停止６４及び加速６６を表している。停止状態は、所定の閾値またはノイズの動き閾値６８より下の小さなノイズの量を有する加速度計信号により特定され得る。ホスト車両が、道路を下っているとき、加速度計信号６０が検出する背景ノイズの量は、ノイズ−動き閾値を越えて上昇し得るので、その結果、コントローラ１２は、ホスト車両１８が動いていることを特定できる。

ノイズ−動き閾値６８は、加速度計の連続するデータサンプルの中の加速の平均差に基づいて判定され得る。このノイズレベル（例えば、加速信号６０）が、ノイズ−動き閾値６８より下に落ちるとき、ホスト車両１８が停止していると考えることができる。ノイズ−動き閾値６８は、車両の種類及び車両の様々な動作状態に基づいて、変化し得る。例えば、ノイズ−動き閾値６８は、特定の車両用に、ノイズ−動き閾値の初期校正に基づいて、更新され得る。また、ノイズ−動き閾値６８は、経時的にホスト車両１８と関連する振動の変化を考慮するべく、ホスト車両１８の始動時及び運転中、更新ないし補償され得る。

追加の動作状態として、コントローラ１２は、ホスト車両が加速しているか減速しているかを判定し得る。コントローラ１２は、加速度計からの信号を利用して、経時的に加速を組み込むことにより速度の変化を推定し得る。ホスト車両１８の速度の変化は、加速時間を乗じたある方向のホスト車両１８の測定された加速の変化に基づいて決定される。所定の時間間隔でホスト車両１８が進行している方向のホスト車両１８の複数の加速度を測定し、それぞれの加速度を前記時間間隔で乗じることにより、コントローラ１２は、速度の変化を加算することでホスト車両１８の速度を決定するよう動作可能である。この技術により、ホスト車両１８の速度について、いつ加速するか、または減速するか、を決定されるようになる。

さらの別の動作状態では、コントローラ１２は、ホスト車両１８が曲がるときのホスト車両１８の速度を決定するよう動作可能である。ホスト車両１８が右折または左折するとき、加速度計は、ホスト車両１８の前方運転方向に対して垂直な加速度または向心加速度を通信し得る。旋回時に、ホスト車両１８の速度を決定するために、向心加速度がホスト車両１８の旋回レートと組み合わせて利用され得る。

旋回時のホスト車両１８の速度は、コントローラ１２がホスト車両１８の向心加速度を角速度で割ることにより、決定され得る。ホスト車両１８の角速度は、コントローラ１２と通信する、例えば、磁気計、コンパスなどの方向検出装置により、測定され得る。角速度は、コントローラ１２が、経時的にコンパスから受信したコンパス向首方向を監視することにより、決定され得る。角速度により、コントローラ１２は、向心加速度をホスト車両１８の角速度で割って、ホスト車両１８の速度を決定し得る。

ここで、図３Ｂを参照すると、加速度計７２の例示的な加速度信号７０のグラフィック表示６９が示されている。加速度信号は、ホスト車両１８のｚ軸計測値に対応し得る。コントローラ１２は、車両の速度を決定し、及び／または、１つまたは複数の隆起または穴に対応する加速度計から受信された検出外データを排除するよう、さらに動作可能である。コントローラ１２は、平均の加速度計の信号７１ｃとは異なる一対の類似のスパイク７１ａ及び７１ｂの加速度計の信号を監視することにより、車両の速度を計算し得る。スパイク間の時間７１ｄは、コントローラ１２により決定され得る。また、その後、コントローラ１２は、ホスト車両１８の速度を決定するため、ホスト車両１８のホイールベースの長さを加速スパイクの間の時間７１ｄによって割ることができる。コントローラは、対（組）を上回るグルーピングで起こるスパイクを除去（フィルタリング）し、また、例えば、時速５マイル〜時速９０マイルといった、ほどよい速度範囲に対応するスパイクの対（組）だけを利用することができる。

図４を参照すると、コントローラ１２のブロック図が示されている。画像センサ２０は、プロセッサを備えるコントローラ１２と電気通信する。プロセッサは、画像センサ２０から画像データを受信するように構成されている。プロセッサは、少なくとも１つの特徴２４を検出するため、画像データに対応する画像を処理するよう構成されている。プロセッサは、本明細書で論じられるように、画像データ及び加速度データを処理するよう構成されたメモリと通信し得る。プロセッサは、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、プログラム可能論理装置、ディスクリート回路、または、それらのいずれかの組み合わせを使用して、実装され得る。さらに、マイクロプロセッサは、１つより多いマイクロプロセッサを使用して実装され得る。

コントローラ１２が、慣性センサ７２、画像センサ２０及びコンパス７４と通信するのが図示されている。慣性センサ７２は、３軸加速度計、ジャイロスコープ、ＩＭＵ、及び、ホスト車両１８の方向及び／または方向の変化を測定するよう動作可能な様々な他の装置、を備え得る。慣性センサ７２は、約１６ビットの解像度でおよそプラスマイナス４ｇの範囲で測定するよう構成され得る。さらに、慣性センサ７２は、幅広い温度範囲で動作可能であり、約２５Ｈｚの効果的なサンプリングレートを有する。本明細書で論じられるように、方向情報及び／または加速度信号は、加速度計の各軸に対応し得る複数の信号及び様々な追加の方向情報を含み得る。慣性センサ７２に対応する特定の性能特性が本明細書で論じられるが、様々な慣性センサが、特定の精度、ヘッドライトシステム１４の動作パラメータ、及び、ホスト車両１８の動作状態／動作環境にしたがって、利用され得る。

画像センサ２０は、標的車両２６の光源から発せられる光を検出するよう構成された、光センサまたは画像センサなどの、様々な種類のものであり得る。図１Ａに示された実施例では、標的車両は、近づいている自動車両であり、光源が、標的車両２６の標的ヘッドランプ３０に対応している。また、標的車両２６を検出するためにコントローラ１２により特定される光源または特性２４は、テールライト、走行ライト、または、標的車両２６に対応する特性を特定する任意の他のもの、を含んでもよい。

一部の実施形態では、画像センサ２０は、車両が近づいているのかセンサから遠のいているのかを判定することが可能、及び／または、速度及び距離を判定することが可能なドップラーレーダトランシーバなど、レーダセンサとして実装され得る。画像センサ２０を利用する実施形態では、コントローラ１２は、環境光のレベルを測定するよう構成される環境光センサ７６とさらに通信し得る。環境光のレベルに基づいて、コントローラ１２は、閾値のレベルを選択して、画像センサ２０により検知される光のレベルを比較するよう構成される。このようにして、コントローラ１２は、閾値のレベルを調整して、様々な環境光の条件で標的車両２６の識別を向上するよう動作可能である。

画像センサ２０は、例えば、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）などの、任意の形態の画像センサまたは光センサに対応し得る。画像センサ２０は、各開示が当該参照により本明細書にその全体について組み入れられる、本発明の譲受人に譲渡された、米国特許仮出願６０／９００５８８、６０／９０２７２８及び６１／００８７６２、米国特許出願公開第２００８／０１９２１３２、２００９／０１６０９８７及び２００９／０１９００１５、並びに、米国特許出願第１２／０８２２１５に記述の、Ｇｅｎｔｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造される、ＳＭＡＲＴ ＢＥＡＭ 光制御システムで開示される撮像素子に対応し得る。さらに、そのような自動車両外部光制御システムの詳細説明は、本発明の譲受人に譲渡された、米国特許第５，８３７，９９４号、米国特許第５，９９０，４６９号、米国特許第６，００８，４８６号、米国特許第６，１３０，４２１号、米国特許第６，０４９，１７１号、米国特許第６，４６５，９６３号、米国特許第６，４０３，９４２、６号，米国特許第５８７，５７３号、米国特許第６，６１１，６１０号、米国特許第６，６２１，６１６号、米国特許第６，６３１，３１６号、米国特許第６，７７４，９８８号及び米国特許第６，８６１，８０９号、米国特許出願公開２００４／０２０１４１８３、ならびに米国特許仮出願第６０／４０４，８７９及び６０／３９４，５８３に記述されており、それらの開示もまた、当該参照によりその全体について本明細書に組み入れられる。また、本発明の譲受人に譲渡された、米国特許仮出願６０／７８０，６５５及び６０／８０４，３５１ならびに米国特許公開２００８／００６８５２０及び２００９／００９６９３７が、本発明と共に使用する様々なディスプレイについて説明している。また、これらの各用途のすべての開示は、当該参照により本明細書に組み入れられる。

コンパス７４は、例えば、磁気計などのホスト車両１８の絶対的または相対的な方向、ないしコンパス向首方向、を決定するよう動作可能な任意のデバイスとして実装され得る。標的車両２６の検出を支援するため、コントローラ１２は、ホスト車両１８の動作状態に対応する様々な入力信号をさらに利用してもよい。速度入力７８が、コントローラ１２に車両の速度情報を与えるために利用され得る。画像センサ２０から受信された画像データに加えて、速度入力７８は、コントローラ１２により利用され得て、非標的物体及び標的車両（例えば、標的車両２６）の中から特定ないし識別する。

標的車両２６の検出に応答して、コントローラ１２は、ヘッドランプ駆動部８０を制御するよう構成され得る。ヘッドランプ駆動部８０は、ホスト車両１８のロービームヘッドランプ及びハイビームヘッドランプを制御するよう構成される。コントローラ１２は、例えば、ドライバ支援システムなどのさまざまな車両システムに対して信号を出力して、画像データ内の少なくとも１つの物体または対象となる特徴の検出を特定するよう構成され得る。この手法では、コントローラ１２は、車両の運転を向上するため様々な車両システムを制御するよう動作可能である。ヘッドライト制御システム１４の少なくとも一実施形態が、当該参照によりその開示が本明細書に組み入れられる、１９９８年９月１８日出願のＪｏｓｅｐｈ Ｓｔａｍ等による「ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳＬＹ ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＨＥＡＤＬＡＭＰ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許第６，０４９，１７１号によって教示されている。

任意の記述されたプロセスまたは記述されたプロセス内の手順は、記述されたその他のプロセスまたは手順と組み合わされて、本開示の範囲内での構造を形成しうることが、理解されよう。本書で開示されている模範的構造及びプロセスは、例証の目的であり、制限するものとは解釈されないものとする。

また、本開示の概念を逸脱することなく、前述の構造及び方法に対して変形及び変更をすることができ、さらに、こうした概念は、特許請求の範囲に文言で明示的に別段の定めをした場合を除き、以下の特許請求の範囲によって網羅されることが意図されていることを理解されたい。

上記の説明は、好適な実施形態についてのみのものと考えられる。当業者や本装置の製作者または使用者には、装置の変形が発生するであろう。したがって、図面及び上記の説明に示した実施形態は、単に例示的目的であって、本装置の範囲を限定することを意図したものではなく、本装置の範囲は、均等論を含む特許法の原則に従って解釈される以下の特許請求の範囲によって定義されることが理解されよう。

Claims (9)

1. 視野に対応する画像データを捕捉するよう構成された画像センサと、
   前記画像センサと通信するコントローラと、
   前記コントローラと通信する慣性センサと、
   を備える、車両制御システム用の画像データの処理機能を調整するよう構成された装置であって、
   前記コントローラは、
   前記画像センサから画像データを受信し、
   前記慣性センサからホスト車両の方向に対応する加速度信号を受信し、
   前記視野のサブセットを含む処理ウィンドウ内で標的車両の少なくとも１つの特徴のために前記画像データを走査するよう構成された機能を作動し、
   前記加速度信号に応答して前記画像データ内の前記処理ウィンドウの位置を設定し、
   前記画像データ内の前記少なくとも１つの特徴を特定するために前記処理ウィンドウ内を走査し、
   前記標的車両の特定された前記少なくとも１つの特徴を通信するための制御信号を出力する
   ように動作可能であり、
   前記制御信号は、前記ホスト車両のヘッドライトの照準またはレベルを制御するように構成されたヘッドライド制御システムに出力される
   ことを特徴とする装置。
2. 前記視野は、前記ホスト車両に対して前方方向の領域に対応する、請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つの特徴は、標的車両のヘッドライト及びテールライトのうちの少なくとも１つに起因する発光に対応する、請求項１〜２のいずれか１項に記載の装置。
4. 前記位置は、前記加速度信号から決定されるような前記ホスト車両の方向変化に基づいて決定される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記処理ウィンドウは、前記位置に基づいて非標的物体に対応する物体をフィルタリングするように前記画像データの走査を制限または優先付けするように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
6. 視野に対応する画像データを捕捉するよう構成された画像センサと、
   前記画像センサと通信するコントローラと、
   前記コントローラと慣性信号を通信するよう構成される慣性センサと、
   を備える、車両制御システム用の画像データの処理機能を調整するよう構成された装置であって、
   前記コントローラは、
   前記画像センサから画像データを受信し、
   前記慣性センサからホスト車両の方向を受信し、
   前記視野のサブセットを含む処理ウィンドウ内で標的車両の少なくとも１つの特徴のために前記画像データを走査するよう構成された機能を作動し、
   前記方向に応答して前記画像データ内の前記処理ウィンドウの位置を設定し、
   前記画像データ内の前記少なくとも１つの特徴を特定するために前記処理ウィンドウ内を走査し、
   前記標的車両の特定された前記少なくとも１つの特徴の検出を示す制御信号を出力する
   ように動作可能であり、
   前記ホスト車両の車軸の数に対応する複数の信号スパイクを決定するために、前記慣性信号が、当該慣性信号の平均と比較され、
   前記ホスト車両の前記速度を計算するために、前記ホスト車両の２つの車軸の間の距離が、前記複数の信号スパイクの間の時間差によって除算される
   ことを特徴とする装置。
7. 前記コントローラは、前記ホスト車両の進行方向を検出するよう動作可能な方向検出装置と通信する、請求項６に記載の装置。
8. 前記方向検出装置は、磁気計、コンパス、及び、任意の好適な方向検出装置、のうちの１つを有する、請求項７に記載の装置。
9. 前記少なくとも１つの標的車両の特徴は、前記標的車両のヘッドライトとテールライトのうちの少なくとも１つに対応する、請求項６に記載の装置。

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