JP7053409B2 - ヘッドランプ制御方法及びヘッドランプ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両前方の道路状況に応じて配光を調節可能なヘッドランプを備え、可視光カメラで歩行者を識別する自動運転が可能な車両に搭載され、自動運転走行時には自動運転走行に必要な照射範囲に光を照射するようにヘッドランプの配光を制御するヘッドランプ制御方法及びその装置に関する。

従来では、前照灯のハイビームとロービームの切り換えを制御する前照灯制御装置として特許文献１が開示されている。この特許文献１の前照灯制御装置では、車両の前方の歩行者を検出し、歩行者の向きが車両に対して後ろ向きであることを条件として前照灯をロービームからハイビームに切り替えていた。

特開２０１３－６０１０９号公報

しかしながら、歩行者を検出したときにロービームに切り替えると、照射範囲が下方に切り替えられるので、歩行者やその他の障害物に対し可視光カメラにて障害物を識別できるほど十分なヘッドランプの光が照射されない場合がある。そのため、自動運転走行を適切に行うことができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、歩行者を検出した場合でも自動運転走行に必要な照射範囲に光を照射し、自動運転走行において障害物を適切に識別することのできるヘッドランプ制御方法及びその装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るヘッドランプ制御方法及びその装置は、車両前方の歩行者を検出すると、検出された歩行者の頭部を識別する。そして、歩行者の移動方向が車両に近づく方向である場合には、自動運転走行に必要な配光のうち、歩行者の頭部のみ光を遮光するようにヘッドランプの配光を制御する。一方、歩行者の移動方向が車両に近づく方向でない場合には、自動運転走行に必要な照射範囲の全体に光を照射するようにヘッドランプの配光を制御する。

本発明によれば、自動運転走行に必要な照射範囲に光を照射するので、自動運転走行において障害物を適切に識別することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドランプ制御装置を備えたヘッドランプ制御システムの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るヘッドランプ制御装置によるヘッドランプ制御処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

［ヘッドランプ制御システムの構成］
図１を参照して、本実施形態に係るヘッドランプ制御装置を備えたヘッドランプ制御システムの構成を説明する。図１に示すように、ヘッドランプ制御システム１００は、ヘッドランプ制御装置１と、ヘッドランプ３と、カメラ５と、自動運転ＥＣＵ７と、ヒューマンインターフェース９とを備える。また、ヘッドランプ制御システム１００は、可視光カメラで歩行者を識別する自動運転が可能な車両に搭載されている。

ヘッドランプ３は、インテリジェントヘッドランプやアダプティブハイビーム等の車両前方の道路状況に応じて配光を調節することが可能なヘッドランプである。具体的に、ヘッドランプ３では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような複数の光源がマトリクス状に配置されて、個々の光源を制御することによって、配光が調節されている。したがって、ヘッドランプ３は、車両前方の照射範囲をマトリクス状に区切った各照射位置の照射量をそれぞれ制御することができる。例えば、車両前方に対向車が接近している場合には、対向車の位置に照射する光源を消灯することによって、対向車の位置だけ光を照射せずに、その他の照射範囲には光を照射することができる。

カメラ５は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を有する可視光カメラである。カメラ５は、車両に搭載され、車両の周辺状況を撮影し、撮影した画像データを自動運転ＥＣＵ７とヘッドランプ制御装置１に出力する。可視光カメラは感度が高いので、運転者が手動運転をする場合に必要となる明るさより暗くても車両の周囲に存在する障害物を検出することが可能である。

自動運転ＥＣＵ７は、車両の自動運転制御を実行するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。自動運転ＥＣＵ７は、カメラ５からの画像データの他にミリ波レーダやレーザーレンジファインダ等（図示せず）からのセンサ値を取得して、車両の周囲に存在する歩行者や他車両等の障害物を検出する。また、自動運転ＥＣＵ７は、車両に搭載されたセンサ群（図示せず）にも接続されている。例えば、アクセルセンサ、ステアリングセンサ、ブレーキセンサ、車速センサ等に接続され、これらのセンサ群から出力されるセンサ値も取得することができる。そして、自動運転ＥＣＵ７は、車両に搭載されたＧＰＳ受信機から車両の位置情報を取得し、カーナビゲーション装置に格納された地図情報を参照して自動運転制御を実行する。

ヒューマンインターフェース９は、車両の乗員による操作を受け付ける入力装置であり、例えば、タッチパネルで構成されたディスプレイやステアリングに設けられたステアリングスイッチ等である。ヒューマンインターフェース９を介して、車両の乗員から自動運転と手動運転の切り替えが入力されたり、また車両の乗員に対して警告が出力されたりする。

ヘッドランプ制御装置１はヘッドランプ３の制御を実行するコントローラであり、特にヘッドランプ３の配光を調節する制御を実行する。具体的に、ヘッドランプ制御装置１は、カメラ５から画像データを取得し、自動運転ＥＣＵ７から障害物の検出情報や自動運転に必要な情報を取得する。この情報には車速等のセンサ値も含まれている。そして、車両前方の道路状況に応じてヘッドランプ３の照射範囲や照射量等を制御して配光を調節する。例えば、車両が自動運転走行をしている場合には自動運転走行に必要な照射範囲や照射量となるようにヘッドランプ３の配光を制御する。また、手動運転走行時には、通常のロービームやハイビームとなるようにヘッドランプ３を制御してもよいし、手動運転走行に最適な照射範囲や照射量となるようにヘッドランプ３の配光を制御してもよい。尚、自動運転走行に必要な照射範囲や照射量については、実験やシミュレーションの結果に応じて設定すればよい。また、手動運転走行に最適な照射範囲や照射量についても、実験やシミュレーションの結果に応じて設定すればよい。

ただし、自動運転走行に必要な照射範囲は、自動運転走行を実行するときに安全確認を行う必要のある範囲に存在する障害物を確実に検出できるようにする照射範囲である。したがって、ロービームの照射範囲よりも広い照射範囲に設定され、ハイビームと同じ照射範囲に設定されてもよい。ロービームでは、照射範囲が下方になるので、歩行者やその他の障害物に光が十分に照射されず、自動運転走行を行うために必要な障害物の検出を十分に行うことができないためである。

ヘッドランプ制御装置１は、カメラ５や自動運転ＥＣＵ７から取得したデータを処理する制御部を備えており、例えばＩＣ、ＬＳＩ等によって構成される。また、ヘッドランプ制御装置１は、ヘッドランプ３を制御するＥＣＵであってもよい。ヘッドランプ制御装置１は、これを機能的に捉えた場合、歩行者検出部１１と、ヘッドランプ制御部１３に分類することができる。

尚、ヘッドランプ制御装置１は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵを含む汎用の電子回路とメモリ等の周辺機器から構成されている。このようなヘッドランプ制御装置１の各機能は、１または複数の処理回路によって実装することができる。処理回路は、例えば電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含み、また実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や従来型の回路部品のような装置も含んでいる。

歩行者検出部１１は、車両前方の歩行者を検出し、歩行者を検出すると、検出された歩行者の頭部を識別する。歩行者検出部１１は画像処理機能を有しており、カメラ５で撮像された画像を取得すると、取得した画像から歩行者を検出する。また、自動運転ＥＣＵ７から障害物の検出情報を取得し、障害物の中から歩行者の情報を抽出して歩行者を検出してもよい。そして、歩行者検出部１１は、歩行者を検出すると、検出された歩行者の頭部を識別する。頭部の識別方法としては、画像上において、検出された歩行者の肩の部分から上の狭くなった部分を頭部として識別してもよいし、顔認証技術を利用して頭部を識別してもよい。

ヘッドランプ制御部１３は、歩行者の頭部が識別されると、自動運転走行に必要な配光のうち、識別された歩行者の頭部のみ光を遮光するようにヘッドランプ３の配光を制御する。そして、ヘッドランプ制御部１３は、検出された歩行者の移動方向が車両に近づく方向である場合には、継続して歩行者の頭部のみ光を遮光するようにヘッドランプ３の配光を制御する。一方、検出された歩行者の移動方向が車両に近づく方向でない場合には、自動運転走行に必要な照射範囲の全体に光を照射するようにヘッドランプ３の配光を制御する。

また、ヘッドランプ制御部１３は、識別された歩行者の頭部に一定の間隔で光を照射し、歩行者の頭部の位置を追跡する。例えば、０．５秒間隔で歩行者の頭部の位置に光を照射して、歩行者の頭部の位置が変化しているか否かを判断し、変化している場合には歩行者の頭部の位置を再度識別して追跡する。このとき、歩行者の頭部に照射する光は、カメラ５で頭部を撮像できる程度の明るさがあればよいので、歩行者を眩惑することがないように設定される。

［ヘッドランプ制御処理］
次に、図２を参照して、本実施形態に係るヘッドランプ制御装置１によるヘッドランプ制御処理を説明する。図２は、ヘッドランプ制御処理の処理手順を示すフローチャートである。図２に示すヘッドランプ制御処理は、ヘッドランプ３がＯＮされると開始する。

図２に示すように、ステップＳ１０において、歩行者検出部１１は、自動運転ＥＣＵ７からの情報に基づいて、車両が自動運転走行中であるか否かを判定する。自動運転走行中である場合には、ヘッドランプ制御部１３が、自動運転走行に必要な照射範囲に光を照射するようにヘッドランプ３の配光を制御してステップＳ２０に進む。一方、自動運転走行中でない場合には継続して自動運転走行中であるか否かを判定する。

ステップＳ２０において、歩行者検出部１１は、車両の前方を移動する歩行者を検出できたか否かを判定する。このとき、歩行者が複数いる場合には、すべての歩行者を検出する。歩行者を検出できた場合にはステップＳ３０に進み、歩行者を検出できなかった場合には継続して歩行者の検出を行う。

ステップＳ３０において、歩行者検出部１１は、ステップＳ２０で検出された歩行者の頭部の位置を識別する。このとき、複数の歩行者が検出されている場合には、すべての歩行者の頭部の位置を識別する。

ステップＳ４０において、ヘッドランプ制御部１３は、自動運転走行に必要な配光のうち、ステップＳ３０で識別された頭部の位置のみ光を遮光するようにヘッドランプ３の配光を制御する。具体的に、ヘッドランプ制御部１３は、通常の自動運転走行時に必要となる照射範囲と照射量で光を照射しながら、歩行者の頭部の位置に光を照射する光源だけを消灯して、頭部の位置だけ光を遮光するように制御する。

ステップＳ５０において、ヘッドランプ制御部１３は、車両の前方を移動する歩行者の移動方向が車両に近づく方向であるか否かを判定する。ヘッドランプ制御部１３は、歩行者と車両との間の相対速度の大きさ（絶対値）が、車両の速度の大きさ（絶対値）より大きい場合には、歩行者の移動方向が車両に近づく方向であると判定してステップＳ６０に進む。一方、歩行者と車両との間の相対速度の大きさが、車両の速度の大きさ以下である場合には歩行者の移動方向が車両に近づく方向ではないと判定してステップＳ７０に進む。ただし、複数の歩行者が検出されている場合には、一人の歩行者でも車両に近づく方向であれば、ステップＳ６０に進む。

尚、車両の速度は車両の車速センサから取得すればよい。また。相対速度は、自動運転ＥＣＵ７が障害物の移動速度を検出しているので、その移動速度と車両の速度から求めることができる。

ステップＳ６０において、ヘッドランプ制御部１３は、ステップＳ４０で、すでに歩行者の頭部のみ光を遮光するように制御されているので、そのまま継続して歩行者の頭部のみ光を遮光するようにヘッドランプ３の配光を制御する。このとき、ヘッドランプ制御部１３は、歩行者の頭部に一定の間隔で光を照射し、歩行者の頭部の位置を追跡しながらヘッドランプ３の配光を制御する。尚、複数の歩行者が検出され、そのうちの一部の歩行者が車両に近づく方向でない場合には、車両に近づく方向でない歩行者については、頭部に光を照射するように制御する。

ステップＳ７０において、ヘッドランプ制御部１３は、自動運転走行に必要な照射範囲の全体に光を照射するようにヘッドランプ３の配光を制御する。すなわち、ステップＳ４０で歩行者の頭部の位置の光を遮光するように消灯されていた光源を点灯させ、自動運転走行に必要な照射範囲の全体に光を照射するように配光を制御する。

ステップＳ８０において、ヘッドランプ制御部１３は、ヘッドランプ３がＯＦＦされているか否かを判定し、ＯＦＦされていない場合にはステップＳ２０に戻ってヘッドランプ制御処理を継続して実行する。一方、ヘッドランプ３がＯＦＦされている場合には、本実施形態に係るヘッドランプ制御処理を終了する。

［実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るヘッドランプ制御装置１では、自動運転走行時には自動運転走行に必要な照射範囲に光を照射するようにヘッドランプの配光を制御し、車両前方の歩行者を検出すると、検出された歩行者の頭部を識別する。そして、歩行者の移動方向が車両に近づく方向である場合には、自動運転走行に必要な配光のうち、歩行者の頭部のみ光を遮光するようにヘッドランプの配光を制御する。一方、歩行者の移動方向が車両に近づく方向でない場合には、自動運転走行に必要な照射範囲の全体に光を照射するようにヘッドランプの配光を制御する。これにより、歩行者を検出した場合でもロービームに切り替えるのではなく、自動運転走行に必要な照射範囲に光を照射できるので、自動運転走行において障害物を適切に識別することができる。また、歩行者の移動方向が車両に近づく方向である場合には、歩行者の頭部のみ光を遮光するように配光を制御するので、歩行者を眩惑することを防止できる。さらに、歩行者の移動方向が車両に近づく方向でない場合には、自動運転走行に必要な照射範囲の全体に光を照射するので、車両前方の明るさを確保することができる。

また、本実施形態に係るヘッドランプ制御装置１では、識別された歩行者の頭部に一定の間隔で光を照射し、歩行者の頭部の位置を追跡する。これにより、歩行者の頭部の位置が移動しても、継続して歩行者の頭部のみ光を遮光するように制御することができるので、継続して歩行者を眩惑することを防止できる。

尚、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ ヘッドランプ制御装置
３ ヘッドランプ
５ カメラ
７ 自動運転ＥＣＵ
９ ヒューマンインターフェース
１００ ヘッドランプ制御システム

Claims (3)

1. 車両前方の道路状況に応じて配光を調節可能なヘッドランプを備え、可視光カメラで歩行者を識別する自動運転が可能な車両に搭載され、自動運転走行時には自動運転走行に必要な照射範囲に光を照射するように前記ヘッドランプの配光を制御するヘッドランプの制御方法であって、
   前記車両前方の歩行者を検出すると、前記検出された歩行者の頭部を識別し、
   前記検出された歩行者の移動方向が前記車両に近づく方向である場合には、前記自動運転走行に必要な配光のうち、前記識別された歩行者の頭部のみ光を遮光するように前記ヘッドランプの配光を制御し、
   前記検出された歩行者の移動方向が前記車両に近づく方向でない場合には、前記自動運転走行に必要な照射範囲の全体に光を照射するように前記ヘッドランプの配光を制御することを特徴とするヘッドランプ制御方法。
2. 前記識別された歩行者の頭部に一定の間隔で光を照射し、前記識別された歩行者の頭部の位置を追跡することを特徴とする請求項１に記載のヘッドランプ制御方法。
3. 車両前方の道路状況に応じて配光を調節可能なヘッドランプを備え、可視光カメラで歩行者を識別する自動運転が可能な車両に搭載され、自動運転走行時には自動運転走行に必要な照射範囲に光を照射するように前記ヘッドランプの配光を制御する制御部を有するヘッドランプ制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記車両前方の歩行者を検出すると、前記検出された歩行者の頭部を識別し、
   前記検出された歩行者の移動方向が前記車両に近づく方向である場合には、前記自動運転走行に必要な配光のうち、前記識別された歩行者の頭部のみ光を遮光するように前記ヘッドランプの配光を制御し、
   前記検出された歩行者の移動方向が前記車両に近づく方向でない場合には、前記自動運転走行に必要な照射範囲の全体に光を照射するように前記ヘッドランプの配光を制御することを特徴とするヘッドランプ制御装置。

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