JP7461512B2 - 配光制御システム及びセンシングシステム - Google Patents
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Description
うち9割以上の事故がヘッドライト照射向きがロービームで走行している際に発生してい
るというデータがある。
、認識した対向車や先行車の領域を遮光し、遮光した領域以外にハイビームを照射するAdaptive Driving Beam(ADB)と呼ばれる機能がある。
図1~図10を参照して、本発明の実施例1に係るセンシングシステムを含む配光制御システムを説明する。
図1は、本実施例1に係るセンシングシステムを含む配光制御システム及びデータベース装置で構成される制御システム1のシステム全体の概略構成図である。図2に、本実施例1に係る制御システム1のシステム全体の詳細な構成図を示す。
次に、配光制御システム10の各構成要素について説明する。
外界センサ11は、車両1Aの前方などに設置され、車両1Aの前方または周囲の情報(センサ情報)を取得するセンサである。外界センサ11は、車両1Aの前方や周囲の画像を撮像することのできるステレオカメラ、単眼カメラ、物体の距離や角度を取得することのできるミリ波レーダーや物体の3次元情報を取得することのできるLiDAR(Light Detection And Ranging)などを利用することができる。
照度センサ12は、車両1Aのダッシュボード上やフロントウィンドウなどに取り付けられた車両1Aの周囲の照度情報を取得することのできるセンサである。
位置情報センサ13は、車両1Aや、車両1Aに設置されたナビゲーションシステムに設置されているGPS(全地球測位システム)衛星より位置情報を受信するGPS受信機や、ステレオカメラやLiDARなどの外界センサ11で取得できる車両1Aの周囲の3次元情報より、配光処理装置200の記憶装置202に記憶された3次元地図データ上での位置を推定
するアルゴリズムを実行することで位置情報を取得する方法を利用するものでもよい。
ヘッドライト14は、車両1Aの前方に設置され、配光処理装置200の出力結果に基づいて、ハイビームとロービームを切り替えることのできるヘッドライトや、複数のヘッドライトの光軸を変化させるアクチュエータ(例えば複数のモータ)や、各ヘッドライトの光の一部を遮蔽するためのシェード機構が設けられ、ヘッドライトの照射向きや照射範囲を変更することのできるヘッドライトが利用できる。
通知装置15は、車両1Aに設置され、配光処理装置200の出力結果に基づいて、ドライバーへヘッドライト14のハイビーム切り替えの推奨を通知する。例えば、メーターパネルへハイビーム切り替えの推奨を文字や記号、画像やアニメーションなどで通知したり、音声により通知したりしても良い。
認識処理装置100と配光処理装置200は、それぞれコンピュータであり、図2に示すように、例えば、入力部と、プロセッサである中央処理装置101、201(CPU又はMPU)と、記憶装置102、202であるリードオンリーメモリ(ROM)及びランダムアクセスメモリ(RAM)と、出力部とをそれぞれ有している。このうち入力部は、認識処理装置100及び配光処理装置200に入力される各種情報を、CPUが演算可能なように変換する。ROMは、適宜後述する演算処理を実行する制御プログラムと、当該演算処理の実行に必要な各種情報等が記憶された記録媒体であり、CPUは、ROMに記憶された制御プログラムに従って入力部及びROM、RAMから取り入れた信号に対して所定の演算処理を行う。出力部からは、出力対象を制御するための指令や出力対象が利用する情報等が出力される。なお、記憶装置102、202は上記のROM及びRAMという半導体メモリに限られず、例えばハードディスクドライブ等の磁気記憶装置に代替可能である。
認識処理装置100の中央処理装置101は、演算処理ブロックとして、障害物認識部(対象物認識部)103と光点識別部104を備える。
認識処理装置100の障害物認識部103では、外界センサ11で取得した情報より、車両1Aの前方または周囲の障害物5(図1)を認識する。例えば、ステレオカメラやLiDARなどで取得した3次元情報を利用し、車両1Aの前方または周囲の障害物を立体物として認識する方法を用いる。
特徴量を計算して、学習済みの識別器で識別する、または、あらかじめ認識対象や認識対象以外の画像よりCNN(Convolutional Neural Network)などのDeep Learningを用い、識別用のネットワークを学習し、利用する際に学習済みのネットワークで識別することで、認識対象を認識する手法を用いる。
認識処理装置100の光点識別部104では、外界センサ11で取得した情報より、車両1Aの前方または周囲の光点を認識する。例えば、ステレオカメラや単眼カメラで撮影した画像より、画像の輝度が一定値以上の画素を検出し、隣接する領域を統合することで、光点領域とする。さらに、光点の輝度情報や車両1Aからの相対距離、車両1Aからの相対位置の情報などを利用して、車両のヘッドライトやテールランプの光点か、それ以外の光点(例えば街灯6(図1))かを識別することで、光点の種類を識別する。または、ステレオカメラやLiDARなどで取得した3次元情報、ミリ波レーダーで取得した物体情報と、ステレオカメラや単眼カメラを併用し、立体物情報より車両判定を行うことで、車両のヘッドライトやテールランプの光点か、それ以外の光点かを識別する方法を利用することもできる。
一方、配光処理装置200の中央処理装置201は、演算処理ブロックとして、照度取得部203と位置情報取得部204と配光制御部205を備える。
配光処理装置200の照度取得部203では、車両1Aに搭載された照度センサ12より車両1Aの周辺の照度情報を取得する。取得した照度情報は配光制御部205に送られる。
また、配光処理装置200の位置情報取得部204では、位置情報センサ13より車両1Aの位置情報を取得する。取得した位置情報は配光制御部205に送られる。
配光処理装置200の配光制御部205では、ヘッドライト14の配光制御が危険防止に必要なエリア(障害物と衝突の危険があり、配光制御が必要なエリア7(図1))かどうか、認識処理装置100の障害物認識部103で認識した障害物までの距離の情報と、照度取得部203で取得した車両1Aの周辺の照度情報より、シーン毎に分類する。そして、位置情報取得部204で取得した位置情報と合わせてエリア情報(障害物と衝突の危険があり、配光制御が必要なエリアを判断したエリア情報)として通信部206よりネットワーク20を介してデータベース装置30へデータの送信を行う。すなわち、ここでは、配光処理装置200の配光制御部205及び通信部206は、車両1Aの位置情報とともに(関連付けて)、車両1Aの周辺の照度情報と障害物までの距離の情報に基づいて配光制御が必要なエリアを判断(分類)した配光制御エリア情報を、データベース装置30(のサーバー32)に書き込む(蓄積する)書き込み装置として機能する。ここで、配光制御システム10において、ヘッドライト14の配光制御が危険防止に必要なエリアかどうかを判定するフローチャート(換言すれば、配光制御部205におけるデータ蓄積時のフローチャート)を図3に示した。
配光制御システム10の認識処理装置100及び配光処理装置200は、図3のフローチャートを所定の制御周期で繰り返し実行している。
200は、外界センサ11、照度センサ12、位置情報センサ13よりセンサ情報を取得する。ステップS102において、センサから取得したセンサ情報(例えば、照度や画像
の明るさの情報などを利用)より昼夜判定を行い、ステップS104以降の処理は、ステ
ップS103で夜と判定された場合のみ実行する。ステップS104では、認識処理装置100の障害物認識部103で、車両1Aの前方または周辺の障害物(詳しくは、車両1Aの進行路上の障害物)を認識し、ステップS105では、ステップS104で認識した障害物に対して自車両との衝突の危険性(例えば、警報や自動ブレーキが発生する危険性)を判定する。ステップS107以降の処理は、ステップS106で障害物との衝突の危険性があると判定された場合のみ実行する。これにより、障害物との衝突の危険のあるエリアのみで、ハイビームが危険防止に必要なエリアかどうかを以降のステップで判定し、データベース装置30のサーバー32へ情報をアップロードすることができる。ステップS10
7では、配光処理装置200の照度取得部203で、照度センサ12より車両1Aの周辺の照度情報を取得する。
、危険防止にハイビームが必要なシーン(エリア)と判定する。
アと判定する。
204で取得した位置情報D204をD205の位置情報に格納し、ネットワーク20を介してデータベース装置30へ送信し、データベース装置30のサーバー32にデータD3
2として格納される。
してデータの蓄積を行う。つまり、この場合、車両1A外に設けられたデータベース装置30のサーバー32は、位置情報とともに書き込まれた障害物までの距離の情報と照度の情報に基づいて配光制御が必要なエリアを判断した配光制御エリア情報を作成する演算装置として機能する。
点の情報を利用することで、例えば、車両が多く、明るいシーンなのか、街灯6(図1)が多く、明るいシーンなのかを判定することもでき、図5の各シーン毎の条件と制御内容の表No.4、5に示すように、さらにシーンを分類することができる。
ること、と記載があり、ロービームでは最大40[m]までの距離の障害物を照らすことがで
きる。そのため、障害物を認識し始めた距離(認識開始距離)が40[m]以下の場合、それ
より遠方より障害物を認識するためにはハイビームが必要なシーンである。そこで、図3のステップS109の距離の閾値として、例えば、40[m]を用いる。ただし、距離の閾値は、ヘッドライトのロービームの性能により変更可能であり、40[m]以外の閾値であっても
良い。
次に、実際にステップS110とステップS111で判定し、データベース装置30のサーバー32に蓄積した情報を、配光制御システム10でネットワーク20を介してデータベース装置30から取得し、配光制御システム10の配光処理装置200の配光制御部205でヘッドライト14の配光制御に利用するフローを説明する。なお、図示例では、車両1Aに備えられた配光制御システム10でネットワーク20を介してデータベース装置30のサーバー32に蓄積した情報を、車両1Aに備えられた配光制御システム10でネットワーク20を介してデータベース装置30から取得する、すなわちデータベース装置30にデータを蓄積する車両と、データベース装置30からデータを取得する車両とが同じ車両として記載しているが、データベース装置30にデータを蓄積する車両と、データベース装置30からデータを取得する車両とが異なる車両でもよいことは当然である。
満のため、ヘッドライト14のロービームでは、歩行者などの障害物と衝突の危険性があり、ハイビームへの切り替えが危険防止に必要なシーンであると判断できる。そのため、制御には、配光制御機能を自動的に有効としたり、ドライバーへハイビームへの切り替えの推奨を通知(警報)したり、ヘッドライトの照射向きや範囲を変えることのできるヘッドライトを搭載している場合は、近傍を重視した、横に広くヘッドライトの向きを制御することで近傍を重視した配光制御とする(図5の表No.1)。
が閾値以上のため、歩行者などの障害物と衝突の危険性はあるが、障害物を認識しやすいシーンのため、ドライバーへハイビームへの切り替えの推奨を通知(警報)することで、ドライバーへ進行路上に障害物との衝突の危険性のあるエリアがあることを通知し、注意を促す(図5の表No.2)。
度情報を取得する。ステップS202では、ステップS201で取得した照度が閾値未満の場合、ステップS203以降の処理を実施する。ステップS203では、位置情報取得部204で位置情報センサ13より位置情報を取得する。ステップS204では、ステップS203で取得した位置情報を通信部206よりネットワーク20を介してデータベース装置30へデータの送信を行い、データベース装置30から位置情報を基に(後で説明)サーバー32に記憶されている障害物との衝突の危険があるエリア情報を読み出す。通信部31よりネットワーク20を介して送信された障害物との衝突の危険があるエリア情報を、配光処理装置200の通信部206で受信し、配光制御部205で、受信した障害物との衝突の危険があるエリア情報を取得する。ステップS205では、例えば、位置情報より
自車の進行路情報を推定したり、ナビゲーションシステムより自車の経路情報を取得したりすることで、自車の進行路情報を取得する。ステップS206では、ステップS204で取得した障害物との衝突の危険があるエリア情報がステップS205で取得した自車の進
行路上に存在するかどうかを判断し、自車の進行路上に障害物との衝突の危険があるエリア情報が存在する場合のみ、ステップS207以降の処理を行う。
イバーへヘッドライト14のハイビーム切り替えの推奨を通知する。
取得部204で取得した位置情報D204を利用し、データベース装置30より情報(障
害物との衝突の危険があり、配光制御が必要なエリアを判断したエリア情報)の取得を行う。データベース装置30では、サーバー32より位置情報D204周辺の図9、10の
符号9に示すような一定の閾値の範囲の衝突の危険のあるエリア情報を取得し、通信部31よりネットワーク20を介して配光処理装置200へデータを送信する。
以上で説明したように、本実施例1の配光制御システム10は、車両の外界認識を行うセンシングシステムを含み、車両のヘッドライトの配光を制御する配光制御システムであって、前記車両の周囲の照度の情報を取得する照度取得部203と、前記車両から前記車両の進行路上の対象物までの距離を認識する障害物認識部(対象物認識部)103と、前記車両の位置情報を取得する位置情報取得部204と、前記車両の位置情報とともに、前記照度と前記距離、または前記照度と前記距離に基づいて配光制御が必要なエリアを判断した配光制御エリア情報を、データベース装置30に書き込む書き込み装置と、前記データベース装置30から、前記車両の位置情報に対応する前記配光制御エリア情報を読み出す読み出し装置と、前記読み出された前記配光制御エリア情報に基づき、前記ヘッドライトの配光制御を行う、または、通知装置を介して前記車両の運転手に前記ヘッドライトのハイビーム切り替えの推奨を通知する配光制御部205と、を備える。
次に、図11を参照して、本発明の実施例2に係る配光制御システムを説明する。
度情報を取得する。ステップS202では、ステップS201で取得した照度が閾値未満の場合、ステップS203以降の処理を実施する。ステップS203では、位置情報取得部204で位置情報センサ13より位置情報を取得する。ステップS204では、ステップS203で取得した位置情報を通信部206よりネットワーク20を介してデータベース装置30へデータの送信を行い、データベース装置30から位置情報を基にサーバー32に記憶されている障害物との衝突の危険のあるエリア情報を読み出す。通信部31よりネットワーク20を介して送信された障害物との衝突の危険のあるエリア情報を、配光処理装置200の通信部206で受信し、配光制御部205で、受信した障害物との衝突の危険のあるエリア情報を取得する。ステップS205では、例えば、位置情報より自車の進行路
情報を推定したり、ナビゲーションシステムより自車の経路情報を取得したりすることで、自車の進行路情報を取得する。ステップS206では、ステップS204で取得した障害物との衝突の危険のあるエリア情報がステップS205で取得した自車の進行路上に存在
するかどうかを判断し、自車の進行路上に障害物との衝突の危険のあるエリア情報が存在する場合のみ、ステップS207以降の処理を行う。
イバーへヘッドライト14のハイビーム切り替えの推奨を通知する。
以上で説明したように、本実施例2の配光制御システム40は、車両のヘッドライトの配光を制御する配光制御システムであって、前記車両の周囲の照度の情報を取得する照度取得部203と、前記車両の位置情報を取得する位置情報取得部204と、配光制御が必要なエリアを判断した配光制御エリア情報が書き込まれたデータベース装置30から、前記車両の位置情報に対応する前記配光制御エリア情報を読み出す読み出し装置と、前記読み出された前記配光制御エリア情報に基づき、前記ヘッドライトの配光制御を行う、または、通知装置を介して前記車両の運転手に前記ヘッドライトのハイビーム切り替えの推奨を通知する配光制御部205と、を備える。
次に、図12を参照して、本発明の実施例3に係る配光制御システムに好適に利用可能なセンシングシステムを説明する。
装置300は、外界センサ11、照度センサ12、位置情報センサ13よりセンサ情報を取得する。ステップS102において、センサから取得したセンサ情報(例えば、照度や
画像の明るさの情報などを利用)より昼夜判定を行い、ステップS104以降の処理は、
ステップS103で夜と判定された場合のみ実行する。ステップS104では、認識処理装置100の障害物認識部103で、車両1Aの前方または周辺の障害物(詳しくは、車両1Aの進行路上の障害物)を認識し、ステップS105では、ステップS104で認識した障害物に対して自車両との衝突の危険性(例えば、警報や自動ブレーキが発生する危険性)を判定する。ステップS107以降の処理は、ステップS106で障害物との衝突の危険性があると判定された場合のみ実行する。これにより、障害物との衝突の危険のあるエリアのみで、ハイビームが危険防止に必要なエリアかどうかを以降のステップで判定し、データベース装置30のサーバー32へ情報をアップロードすることができる。ステップS
107では、情報統合処理装置300の照度取得部203で、照度センサ12より車両1Aの周辺の照度情報を取得する。
110で、危険防止にハイビームが必要なシーン(エリア)と判定する。
アと判定する。
以上で説明したように、本実施例3のセンシングシステム50は、車両のヘッドライトの配光を制御するために、車両の外界認識を行うセンシングシステムであって、前記車両の周囲の照度の情報を取得する照度取得部203と、前記車両から前記車両の進行路上の対象物までの距離を認識する障害物認識部(対象物認識部)103と、前記車両の位置情報を取得する位置情報取得部204と、前記車両の位置情報とともに、前記照度と前記距離、または前記照度と前記距離に基づいて配光制御が必要なエリアを判断した配光制御エリア情報を、データベース装置30に書き込む書き込み装置と、を備える。
は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
2 配光制御システム及びデータベース装置の制御システム
3 センシングシステム及びデータベース装置の制御システム
4 車両から障害物までの距離
5 障害物(歩行者等の移動体を含む、障害となり得る対象物)
6 街灯
7 障害物との衝突の危険のあるエリア
8 進行路
9 サーバーから情報を取得する範囲
10 配光制御システム
11 外界センサ
12 照度センサ
13 位置情報センサ
14 ヘッドライト
15 通知装置
20 ネットワーク
30 データベース装置
31 通信部
32 サーバー
40 配光制御システム
50 センシングシステム
100 認識処理装置
101 中央処理装置
102 記憶装置
103 障害物認識部(対象物認識部)
104 光点識別部
200 配光処理装置
201 中央処理装置
202 記憶装置
203 照度取得部
204 位置情報取得部
205 配光制御部
206 通信部
300 情報統合処理装置
301 情報統合処理部
Claims (9)
- 車両の外界認識を行うセンシングシステムを含み、車両のヘッドライトの配光を制御する配光制御システムであって、
前記車両の周囲の照度の情報を取得する照度取得部と、
前記車両から前記車両の進行路上の対象物までの距離を認識する対象物認識部と、
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記車両の位置情報とともに、前記照度と前記距離、または前記照度と前記距離に基づいて配光制御が必要なエリアを判断した配光制御エリア情報を、データベース装置に書き込む書き込み装置と、
前記データベース装置から、前記車両の位置情報に対応する前記配光制御エリア情報を読み出す読み出し装置と、
前記読み出された前記配光制御エリア情報に基づき、前記ヘッドライトの配光制御を行う、または、通知装置を介して前記車両の運転手に前記ヘッドライトのハイビーム切り替えの推奨を通知する配光制御部と、を備え、
前記読み出し装置は、前記照度取得部で取得した照度と、前記対象物認識部が前記対象物をはじめて認識した時点における前記車両から前記対象物までの距離とに基づいて、前記データベース装置から前記配光制御エリア情報を読み出すか否かを判断することを特徴とする配光制御システム。 - 車両の外界認識を行うセンシングシステムを含み、車両のヘッドライトの配光を制御する配光制御システムであって、
前記車両の周囲の照度の情報を取得する照度取得部と、
前記車両から前記車両の進行路上の対象物までの距離を認識する対象物認識部と、
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記車両の位置情報とともに、前記照度と前記距離、または前記照度と前記距離に基づいて配光制御が必要なエリアを判断した配光制御エリア情報を、データベース装置に書き込む書き込み装置と、
前記データベース装置から、前記車両の位置情報に対応する前記配光制御エリア情報を読み出す読み出し装置と、
前記読み出された前記配光制御エリア情報に基づき、前記ヘッドライトの配光制御を行う、または、通知装置を介して前記車両の運転手に前記ヘッドライトのハイビーム切り替えの推奨を通知する配光制御部と、を備え、
前記書き込み装置は、前記照度が第1閾値未満、かつ、前記距離が第2閾値未満の場合、前記対象物との衝突の危険防止にハイビームが必要なエリアと判定し、前記照度が第1閾値以上、または、前記距離が第2閾値以上の場合、ハイビームで走行することを推奨する前記対象物との衝突の危険のあるエリアと判定し、前記データベース装置に書き込むことを特徴とする配光制御システム。 - 請求項1又は2に記載の配光制御システムにおいて、
前記車両外に、前記車両の位置情報とともに書き込まれた前記照度と前記距離に基づいて前記配光制御エリア情報を作成する演算装置を有することを特徴とする配光制御システム。 - 請求項1又は2に記載の配光制御システムにおいて、
前記書き込み装置は、前記照度取得部で取得した照度と、前記対象物認識部が前記対象物をはじめて認識した時点における前記車両から前記対象物までの距離とに基づいて、前記配光制御エリア情報を前記データベース装置に書き込むか否かを判断することを特徴とする配光制御システム。 - 請求項1に記載の配光制御システムにおいて、
前記書き込み装置は、前記照度が第1閾値未満、かつ、前記距離が第2閾値未満の場合、前記対象物との衝突の危険防止にハイビームが必要なエリアと判定し、前記照度が第1閾値以上、または、前記距離が第2閾値以上の場合、ハイビームで走行することを推奨する前記対象物との衝突の危険のあるエリアと判定し、前記データベース装置に書き込むことを特徴とする配光制御システム。 - 請求項1又は2に記載の配光制御システムにおいて、
前記読み出し装置は、前記車両の位置情報周辺の一定の閾値の範囲の前記配光制御エリア情報を読み出すことを特徴とする配光制御システム。 - 請求項1又は2に記載の配光制御システムにおいて、
前記配光制御部は、前記読み出された前記配光制御エリア情報が前記車両の進行路上に存在する場合のみ、前記ヘッドライトの配光制御を行う、または、通知装置を介して前記車両の運転手に前記ヘッドライトのハイビーム切り替えの推奨を通知することを特徴とする配光制御システム。 - 車両のヘッドライトの配光を制御する配光制御システムであって、
前記車両の周囲の照度の情報を取得する照度取得部と、
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
配光制御が必要なエリアを判断した配光制御エリア情報が書き込まれたデータベース装置から、前記車両の位置情報に対応する前記配光制御エリア情報を読み出す読み出し装置と、
前記読み出された前記配光制御エリア情報に基づき、前記ヘッドライトの配光制御を行う、または、通知装置を介して前記車両の運転手に前記ヘッドライトのハイビーム切り替えの推奨を通知する配光制御部と、を備え、
前記読み出し装置は、前記照度取得部で取得した照度と、前記車両の進行路上の対象物をはじめて認識した時点における前記車両から前記対象物までの距離とに基づいて、前記データベース装置から前記配光制御エリア情報を読み出すか否かを判断することを特徴とする配光制御システム。 - 車両のヘッドライトの配光を制御するために、車両の外界認識を行うセンシングシステムであって、
前記車両の周囲の照度の情報を取得する照度取得部と、
前記車両から前記車両の進行路上の対象物までの距離を認識する対象物認識部と、
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記車両の位置情報とともに、前記照度と前記距離、または前記照度と前記距離に基づいて配光制御が必要なエリアを判断した配光制御エリア情報を、データベース装置に書き込む書き込み装置と、を備え、
前記書き込み装置は、前記照度が第1閾値未満、かつ、前記距離が第2閾値未満の場合、前記対象物との衝突の危険防止にハイビームが必要なエリアと判定し、前記照度が第1閾値以上、または、前記距離が第2閾値以上の場合、ハイビームで走行することを推奨する前記対象物との衝突の危険のあるエリアと判定し、前記データベース装置に書き込むことを特徴とするセンシングシステム。
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