KR102252470B1 - 차량용 램프의 에이밍 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

차량용 램프의 에이밍 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 램프의 에이밍 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헤드 램프의 에이밍을 수행하는 차량용 램프의 에이밍 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치는 차량이 서로 다른 위치에 있을 때, 상기 차량의 전방에 위치된 벽면에 각각 조사된 빔 패턴에 대한 제1 영상 및 제2 영상을 획득하는 상기 차량에 탑재된 영상 획득 모듈; 상기 제1 영상 내의 제1 에이밍 포인트를 설정하고, 상기 제2 영상 내에서 상기 제1 에이밍 포인트에 대응되는 제2 에이밍 포인트를 구하는 에이밍 포인트 설정 모듈; 상기 제1 에이밍 포인트 및 제2 에이밍 포인트의, 탑뷰(top view) 상의 위치들에 기초하여, 상기 차량의 헤드 램프의 수평 조정 각도를 계산하는 제어 모듈; 및 상기 계산된 헤드 램프의 수평 조정 각도에 따라 상기 차량의 헤드 램프에 대한 에이밍을 수행하는 에이밍 수행 모듈을 포함한다.

Description

차량용 램프의 에이밍 장치 및 그 동작 방법{Aiming apparatus of lamp for vehicle and operating method for the same}
본 발명은 차량용 램프의 에이밍 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헤드 램프의 에이밍을 수행하는 차량용 램프의 에이밍 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 램프를 구비하고 있으며, 차량용 램프는 각 기능을 충분히 발휘 하도록 그 설치 기준과 규격에 대하여 법규로 규정되어 있다.
예를 들어, 헤드 램프 및 포그 램프 등은 조명을 목적으로 하며, 턴 시그널 램프, 테일 램프, 브레이크 램프 및 사이드 마커(Side marker) 등은 신호를 목적으로 한다.
이 중에서 헤드 램프는 야간 주행 시 운전자의 전방 시야가 확보되도록 하여 안전 운행을 하는데 있어서 매우 중요한 역할을 하고 있다.
헤드 램프는 대향 차량의 운전자에게 눈부심이 발생되는 것을 방지하기 위하여 광을 하이 빔 패턴이나 로우 빔 패턴 등으로 적절하게 조정하여 사용하여야 하며, 차량 운행 도중 발생하는 진동이나 충격 등으로 인해 헤드 램프에서 광의 조사 방향이 원래 설정과 다르게 변경되거나 주행 환경에 따라 원래 설정한 광의 조사 방향으로 조정하는 에이밍(Aiming)의 수행이 요구된다.
이러한 에이밍은 헤드 램프에 형성된 소정의 고정된 기준 지점을 기준으로 적어도 하나의 에이밍 지점을 상하좌우 방향으로 회동시켜 광의 조사 방향을 조정하여 수행될 수 있다.
그러나, 운전자가 수동으로 에이밍 스크류를 조작하여 헤드 램프의 조사 각도를 정확하게 조정하는 것은 어렵기 때문에, 일반적으로는 정비소의 작업자를 통해 헤드 램프의 조사 각도를 조정하고 있다.
따라서, 정비소의 작업자를 통하지 않고 자동으로 헤드 램프의 에이밍을 수행할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
공개특허공보 제10-2011-0109413호(2011.10.25.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량이 서로 다른 위치에 있을 때 벽면에 각각 조사된 빔 패턴을 기초로 헤드 램프의 조사 각도를 감지하여, 헤드 램프의 에이밍을 수행하는 차량용 램프의 에이밍 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치는 차량이 서로 다른 위치에 있을 때, 상기 차량의 전방에 위치된 벽면에 각각 조사된 빔 패턴에 대한 제1 영상 및 제2 영상을 획득하는 상기 차량에 탑재된 영상 획득 모듈; 상기 제1 영상 내의 제1 에이밍 포인트를 설정하고, 상기 제2 영상 내에서 상기 제1 에이밍 포인트에 대응되는 제2 에이밍 포인트를 구하는 에이밍 포인트 설정 모듈; 상기 제1 에이밍 포인트 및 제2 에이밍 포인트의, 탑뷰(top view) 상의 위치들에 기초하여, 상기 차량의 헤드 램프의 수평 조정 각도를 계산하는 제어 모듈; 및 상기 계산된 헤드 램프의 수평 조정 각도에 따라 상기 차량의 헤드 램프에 대한 에이밍을 수행하는 에이밍 수행 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치의 동작 방법은, 차량이 서로 다른 위치에 있을 때, 상기 차량의 전방에 위치된 벽면에 각각 조사된 빔 패턴에 대한 제1 영상 및 제2 영상을 획득하는 단계; 상기 제1 영상 내의 제1 에이밍 포인트를 설정하고, 상기 제2 영상 내에서 상기 제1 에이밍 포인트에 대응되는 제2 에이밍 포인트를 구하는 단계; 상기 제1 에이밍 포인트 및 제2 에이밍 포인트의, 탑뷰(top view) 상의 위치들에 기초하여, 상기 차량의 헤드 램프의 수평 조정 각도를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 헤드 램프의 수평 조정 각도에 따라 상기 차량의 헤드 램프에 대한 에이밍을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 차량용 램프의 에이밍 장치 및 그 동작 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
차량이 서로 다른 위치에 있을 때 벽면에 각각 조사된 빔 패턴을 기초로 헤드 램프의 조사 각도를 감지하여, 자동으로 헤드 램프의 에이밍을 수행함으로써, 헤드 램프의 조사 각도를 정확하게 조정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 자동으로 헤드 램프의 에이밍을 수행함으로써, 운전자의 조작없이 편리하게 최적의 시인성을 확보할 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈의 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치에서 차량이 서로 다른 위치에 있을 때 전방의 벽면을 촬영한 영상을 획득하는 동작이 도시된 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치에서 헤드 램프의 컷오프 라인을 감지한 영상을 나타낸 개략도.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치에서 컷오프 라인 상에 위치된 제1 에이밍 포인트 및 제2 에이밍 포인트를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치에서 탑뷰 상의 제1 에이밍 포인트 및 제2 에이밍 포인트 위치를 계산하는 동작을 나타낸 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치에서 차량의 조향 각도를 기초로 차량의 조향 각도를 조절하는 동작이 도시된 개략도.
도 8(a) 내지 7(c)는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치에서 제1 에이밍 포인트 및 제2 에이밍 포인트를 이용하여 헤드 램프의 수평 조정 각도 및 차량과 벽면과의 거리를 계산하는 동작이 도시된 개략도.
도 9(a) 및 도 9(b)는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치에서 헤드 램프의 수직 조사 각도를 계산하는 동작이 도시된 개략도.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치의 동작 방법이 도시된 순서도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 램프의 에이밍 장치 및 그 동작 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치(1)는, 영상 획득 모듈(100), 에이밍 포인트 설정 모듈(200), 제어 모듈(300) 및 에이밍 수행 모듈(400)을 포함할 수 있다.
영상 획득 모듈(100)은 차량의 전방에 위치된 벽면으로부터 차량이 서로 다른 위치에 있을 때, 벽면에 각각 조사된 빔 패턴에 대한 제1 영상 및 제2 영상을 획득한다. 여기서, 획득된 제1 영상 및 제2 영상은 제어 모듈(300)에 저장된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 영상 획득 모듈(100)은 차량(10)이 벽면(2)으로부터 제1 거리(40)에 위치할 때 헤드 램프(30)의 빛을 조사하고, 벽면(2)에 형성된 빔 패턴에 대한 제1 영상을 획득한다. 또한, 차량(10)이 벽면(2)을 향해 소정 거리 이동하여 벽면(2)으로부터 제2 거리(40')에 위치할 때 헤드 램프(30)의 빛을 조사하고, 벽면(2)에 형성된 빔 패턴에 대한 제2 영상을 획득한다. 여기서, 차량(10)과 벽면(2)과의 거리는 제2 거리(40')가 제1 거리(40)보다 짧은 것으로 이해될 수 있다.
또한, 영상 획득 모듈(100)은 카메라(20)에 포함되는 것으로 이해될 수 있으며, 카메라(20)는 차량(10) 내부의 전면 중앙 부분에 설치되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 카메라(20)의 설치 위치는 용도 및 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 카메라(20)는 통상의 가시광 인식 카메라인 것이 바람직하나, 이에 한하지 않고 적외선 카메라, 기타 종류의 카메라를 배제하지는 않는다. 카메라(20)는 예를 들어, CCD(Charge Coupled Device), CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 등과 같은 광 포착 센서로 구현될 수 있다.
에이밍 포인트 설정 모듈(200)은 영상 획득 모듈(100)이 획득한 제1 영상 내에 제1 에이밍 포인트를 설정하고, 영상 획득 모듈(100)이 획득한 제2 영상 내에서 제1 에이밍 포인트에 대응되는 제2 에이밍 포인트를 구한다.
본 발명의 실시예에서 에이밍 포인트 설정 모듈(200)은 제1 영상 및 제2 영상에 각각 포함된 빔 패턴의 컷 오프 라인 상의 임의의 포인트를 제1 에이밍 포인트로 설정하고, 제1 에이밍 포인트에 대응되는 위치에 제2 에이밍 포인트가 위치되도록 계산하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 이를 위해 에이밍 포인트 설정 모듈(200)은 빔 패턴의 컷 오프 라인을 감지하는 컷 오프 라인 감지부(210)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 컷 오프 라인 감지부(210)는 영상 획득 모듈(100)로부터 획득된 헤드 램프(30)의 빔 패턴이 포함된 제1 영상 및 제2 영상을 그레이 변환하여 빔 패턴의 윤곽선을 검출한다. 그 다음, 검출된 빔 패턴의 윤곽을 허프(Hough) 변환하여 컷 오프 라인(5)을 감지한다.
도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 에이밍 포인트 설정 모듈(200)은 제1 영상(50)의 컷 오프 라인(5) 부근의 임의의 지점에 제1 에이밍 포인트(6 및 7)를 설정하고, 제2 영상(50') 내에서 제1 에이밍 포인트(6 및 7)에 대응되는 지점에 제2 에이밍 포인트(6' 및 7')를 구한다.
즉, 도 5(a) 는 차량(10)이 벽면(2)으로부터 제1 거리(40)에 위치할 때의 제1 영상(50)을 기초로 헤드 램프(30)의 좌측/우측 광 조사 방향을 나타내는 제1 에이밍 포인트(6 및 7)를 나타낸 것이고, 도 5(b)는 차량(10)이 벽면(2)으로부터 제2 거리(40')에 위치할 때의 제2 영상(50')에서의 제2 에이밍 포인트(6' 및 7')를 나타낸 것이다. 이하에서는, 헤드 램프(30)의 좌측 광 조사 방향을 나타내는 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')를 기초로 설명하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 컷 오프 라인(5) 부근의 임의의 포인트를 에이밍 포인트로 설정하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 에이밍 포인트는 빔 패턴 내의 임의의 포인트일 수 있다.
제어 모듈(300)이 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')를 차량(10)의 상측에서 바라본 탑뷰(top view)로 표시했을 때, 탑뷰 상의 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')를 이용하여 차량(10)의 헤드 램프(30)의 수평 조정 각도를 계산한다. 이하, 제어 모듈(300)이 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')를 탑뷰로 표시하는 과정에 대하여 상세하게 설명한다.
우선, 에이밍 포인트 설정 모듈(200)이 도 6에 도시된 바와 같이, 영상 획득 모듈(100)로부터 획득된 제1 영상(50) 내에 제1 에이밍 포인트(6)를 설정하면, 제어 모듈(300)이 차량(10)에 탑재된 카메라(20)의 소정 지점과 제1 에이밍 포인트(6)를 직선(60)으로 연결한다. 이때, 카메라(20)의 화각 및 차량(10)의 중심축(90)이 사전에 설정되어 있으므로, 제어 모듈(300)은 차량(10)의 중심축(90)과 직선(60)사이의 각도를 계산하여 탑뷰 상에서 제1 에이밍 포인트(6)의 위치를 계산할 수 있다. 또한, 탑뷰 상의 제2 에이밍 포인트(6')의 위치도 제1 에이밍 포인트(6)와 유사한 방법으로 구할 수 있다.
또한, 제어 모듈(300)은 제1 에이밍 포인트(6)와 제2 에이밍 포인트(6') 간의, 탑뷰 상의 종방향 거리에 기초하여 차량(10)과 벽면(2)과의 거리를 계산하고, 계산된 거리를 이용하여 차량(10)의 헤드 램프(30)의 수직 조정 각도를 계산한다. 여기서, 차량(10)과 벽면(2)과의 거리는 차량(10)에 장착된 카메라(20)와 벽면(2)과의 거리를 의미한다. 제어 모듈(300)은 이동 거리 감지부(310), 조향 각도 감지부(320), 저장부(330) 및 ECU(340)를 포함한다.
이동 거리 감지부(310)는 차량(10)이 이동한 거리를 감지할 수 있다. 다시 말해서, 이동 거리 감지부(310)는 차량(10)이 벽면(2)으로부터 제1 거리(40)에 위치할 때부터 제2 거리(40')에 위치할 때까지 차량(10)이 이동한 거리(d), 즉 제1 거리(40)와 제2 거리(40')의 차이를 감지할 수 있다. 여기서, 차량이 이동한 거리(d)는 ECU, TCU, 휠 센서 또는 스티어링 각도 센서 등으로부터 제공되는 차량의 조향각 정보, 거리 정보 및 속도 정보를 포함한 운행 정보를 검출하여 감지할 수 있다.
조향 각도 감지부(320)는 차량(10)의 핸들 또는 바퀴의 조향 각도를 검출하여 차량(10)의 조향 각도를 감지한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 조향 각도 감지부(320)는 차량(10)이 제1 거리(40)에서 제2 거리(40')로 이동할 때, 핸들 또는 바퀴의 조향 각도를 검출하여 차량(10)의 조향 각도를 감지한다. 여기서, 조향 각도는 헤드 램프(30)의 수평/수직 조정 각도를 기초로 헤드 램프(30)의 에이밍 수행 시 보다 정확한 에이밍이 수행되도록 하기 위해 이용되며, 이하 ECU(350) 설명에서 자세히 설명한다.
저장부(330)는 영상 획득 모듈(100)로부터 획득된 제1 영상(50) 및 제2 영상(50')과, 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6') 를 저장한다. 여기서, 저장부(340)는 캐쉬, RAM, SRAM, DRAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, 플래쉬 메모리 및 하드 디스크 드라이브 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
ECU(340)는 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')를 차량(10)의 상측에서 바라본 탑뷰로 표시했을 때, 탑뷰 상의 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')를 이용하여 차량(10)의 헤드 램프(30)의 수평 조정 각도를 계산하고, 제1 에이밍 포인트(6)와 제2 에이밍 포인트(6') 간의, 탑뷰 상의 종방향 거리에 기초하여 차량(10)과 벽면(2)과의 거리를 계산한다. 여기서, ECU(340)는 차량(10)에서 이용하는 프로세서로 이해될 수 있다.
도 8(a)에 도시된 바와 같이, ECU(340)는 카메라(20)의 소정 지점과 탑뷰 상의 제1 에이밍 포인트(6)를 직선(60)으로 연결하고, 카메라(20)의 소정 지점과 탑뷰 상의 제2 에이밍 포인트(6')를 직선(60')으로 연결한다. 그 다음, 헤드 램프(30)의 소정 지점과 제1 에이밍 포인트(6)를 직선(70)으로 연결하고, 제2 에이밍 포인트(6')와 상기 직선(70) 사이의 횡방향 오프셋을 계산한다. 여기서, 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')는 직선(60 및 60') 상에 한점으로 표시하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 직선(60 및 60')상에 어느 곳이라도 위치 할 수 있다.
도 8(b)에 도시된 바와 같이, ECU(340)는 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')를 각각 직선(60, 60')을 따라 소정 방향으로 시프트 시킨 후, 헤드 램프(30)의 소정 지점과 제1 에이밍 포인트(6)를 직선(70)으로 연결하고, 제2 에이밍 포인트(6')와 직선(70) 사이의 횡방향 오프셋을 계산하는 과정을 반복적으로 수행한다. 여기서, 제1 에이밍 포인트(6)와 제2 에이밍 포인트(6')는 종방향 간격을 동일하게 유지하면서 시프트 된다.
도 8(c)에 도시된 바와 같이, ECU(340)는 제2 에이밍 포인트(6')와 직선(70) 사이의 횡방향 오프셋이 가장 짧은 값을 찾고, 가장 짧은 값을 갖는 제1 에이밍 포인트(6)를 검출할 수 있다. 여기서, 도 8(c)에서 검출된 제 1 에이밍 포인트(6)와 헤드 램프(30)의 소정 지점과의 거리가 차량(10)과 벽면(2)과의 거리, 즉 제1 거리(40)로 이해될 수 있다.
다시 말해서, 헤드 램프(30)의 에이밍이 정확하게 이루어진 경우(즉, 이상적인 경우), 헤드 램프(30)의 소정 지점, 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')는 하나의 직선 상에 위치하게 된다. 이러한 원리에 기초하여, 헤드 램프(30)의 소정 지점과 제1 에이밍 포인트(6)를 이은 직선(70)과 제2 에이밍 포인트(6')의 횡방향 오프셋이 가장 짧다면, 이 경우의 제1 에이밍 포인트(6)와 차량(10)과의 거리가 차량(10)과 벽면(2)과의 거리로 추정할 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에서는 차량(10)이 5m를 이동한 경우를 예를 들어 설명하고 있으므로, 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')의 종방향 거리는 5m 로 이해될 수 있다. 이에, 탑뷰에서 보면 5m 간격으로 시프트되는 것이므로, 제1 에이밍 포인트(6)와 차량(10)과의 거리를 계산할 수 있다.
도 8(c)에 도시된 바와 같이 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')를 1회 시프트시키는 경우 제2 에이밍 포인트(6')가 헤드 램프(30)에 위치하므로 헤드 램프(30)와 제1 에이밍 포인트(6)의 거리는 10m로 계산할 수 있는 것이다. 본원 발명에서 헤드 램프(30)와 카메라(20)의 거리를 알고 있으므로, 차량(10)과 제1 에이밍 포인트(6)의 거리(즉, 차량(10)과 벽면(2)과의 거리)를 계산할 수 있을 것이다.
도 8(c)에 도시된 바와 같이, ECU(340)는 차량(10)의 축을 기준으로 하는 직선(80)과 검출된 제1 에이밍 포인트(6)와 연결된 직선(70) 사이의 각도(즉, 헤드 램프의 수평 조정 각도)를 계산하고, 계산된 각도(예를 들어, 0.5°)를 에이밍 수행 모듈(400)에게 제공한다.
또한, ECU(350)는 계산된 차량(10)과 벽면(2)과의 거리를 기초로 헤드 램프(30)의 수직 조정 각도를 계산할 수 있다.
즉, 도 9(a) 및 도 9(b)에 도시된 바와 같이, D는 벽면(2)에서 카메라(20)까지의 거리를, f는 카메라(20)의 초점 거리를, W는 헤드 램프(30)와 카메라(20)의 거리를, HL 은 헤드 램프(30)의 장착 높이를, Hc 는 카메라(20)의 장착 높이를, s는 이미지 센서의 중심에서 제1 에이밍 포인트(6)의 상이 맺히는 위치까지의 수직(vertical) 방향 거리를 의미한다.
카메라(20)의 높이 방향 위치와 제1 에이밍 포인트(6) 사이의 거리(h1)는 하기의 [수학식 1]로부터 계산할 수 있다.
[수학식1]
h1 = D*f/s
s는 다시 x*c/V로 계산될 수 있는데, 여기서 V는 제1 영상(50)의 세로 방향 전체 픽셀 수이고, x는 제1 영상(50)의 중심에서 제1 에이밍 포인트(6)까지의 픽셀 수 이며, c는 이미지 센서의 물리적 크기(높이)를 의미한다.
한편, 지면과 제1 에이밍 포인트(6) 사이의 거리(h2)는 하기의 [수학식 2]로부터 계산할 수 있다.
[수학식2]
h2 = Hc - h1
헤드 램프(30)의 수직 위치와 제1 에이밍 포인트(6) 위치 사이의 θ 값은 하기 [수학식 3]으로부터 계산할 수 있다. 여기서, 계산된 θ 값(즉, 램프(30)의 수직 조정 각도)를 통해 헤드 램프(30)의 수직 조사 각도를 조정하는 것이다.
헤드 램프(30)의 수직 위치와 제1 에이밍 포인트(6) 사이의 θ 값은 하기 [수학식 3]으로부터 계산할 수 있다.
[수학식3]
θ = tan-1(HL - h2)/(D-W)
즉, 계산된 θ 값은 헤드 램프(30)의 수직 조정 각도이며, θ 값을 통해 헤드 램프(30)의 수직 조사 각도를 조정하는 것이다. 여기서, ECU(340)는 계산된 헤드 램프(30)의 수직 조정 각도를 에이밍 수행 모듈(400)에게 제공한다.
한편, 계산된 θ값을 이용하여 헤드 램프(30)의 수직 조사 각도에 대한 조정 각도를 계산하는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 저장부(330)에 차량(10) 거리에 따른 헤드 램프의 수직 조사 각도가 저장되어 있는 경우, ECU(340)에 의해 계산된 차량(10)과 벽면(2)과의 거리(D)에 대응되는 헤드 램프(30)의 수직 조사 각도를 추출하여 헤드 램프(30)의 수직 조사 각도에 대한 조정 각도를 구할 수도 있다.
또한, ECU(340)는 조향 각도 감지부(320)로부터 감지된 조향 각도를 기초로 차량(10)이 직선으로 이동되도록 조향 각도의 조정한다.
즉, 본원 발명에서 조향 각도를 조정하는 것은 헤드 램프(30)의 에이밍 수행 시 보다 정확한 에이밍을 수행하기 위한 것으로, 본원 발명에서 조향 각도를 조정하는 단계는 ECU(340)가 헤드 램프(30)의 수평 조정 각도 및 차량(10)과 벽면(2)과의 거리를 계산한 단계 이후에 수행될 수 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 헤드 램프(30)의 에이밍을 수행하는 이전 단계 중 어느 단계에서라도 수행될 수 있다.
한편, 본원 발명에서 조향 각도 감지부(320)에 의해 감지된 조향 각도가 차량(10)이 직선으로 이동되는 각도인 경우, 별도의 조향 각도 조정은 수행되지 않는다.
에이밍 수행 모듈(400)은 ECU(340)로부터 제공된 헤드 램프(30)의 수평/수직에 대한 조정 각도를 기초로 헤드 램프(30)의 에이밍을 수행한다.
즉, 에이밍 수행 모듈(400)을 통해 자동으로 최적의 조사 각도가 되도록 헤드 램프(30)의 에이밍이 수행되어 운전자는 편리하게 최적의 시인성을 확보할 수 있다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 램프의 에이밍 장치의 동작 방법이 도시된 순서도이다.
도시된 바와 같이, 영상 획득 모듈(100)은 차량(10)이 벽면(2)으로부터 제1 거리(40)에 위치할 때 헤드 램프(30)의 빛을 조사하고, 벽면(2)에 형성된 빔 패턴에 대한 제1 영상을 획득하고, 차량(10)이 벽면(2)을 향해 소정 거리 이동하여 벽면으로부터 제2 거리(40')에 위치할 때 헤드 램프(30)의 빛을 조사하고, 벽면(2)에 형성된 빔 패턴에 대한 제2 영상을 획득한다(S910).
컷 오프 라인 감지부(210)가 제1 영상(50) 및 제2 영상(50')의 빔 패턴에서 컷 오프 라인(5)을 감지하면, 에이밍 포인트 설정 모듈(200)은 제1 영상(50)의 컷 오프 라인(5) 부근의 임의의 지점에 제1 에이밍 포인트(6)를 설정하고, 제2 영상(50') 내에서 제1 에이밍 포인트(6)에 대응되는 지점에 제2 에이밍 포인트(6')를 구한다(S920).
ECU(340)에서 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')를 차량(10)의 상측에서 바라본 탑뷰로 표시했을 때, 탑뷰 상의 제1 에이밍 포인트(6) 및 제2 에이밍 포인트(6')를 이용하여 차량(10)의 헤드 램프(30)의 수평 조정 각도를 계산한다. 또한, 제1 에이밍 포인트(6)와 제2 에이밍 포인트(6') 간의, 탑뷰 상의 종방향 거리에 기초하여 차량(10)과 벽면(2)과의 거리를 계산한다(S930). 여기서, 차량(10)의 헤드 램프(30)의 수평 조정 각도 및 차량(10)과 벽면(2)과의 거리를 계산하는 과정은 도 8(a) 내지 도 8(c)에서 설명하였으므로, 자세한 설명은 생략한다.
ECU(340)는 조향 각도 감지부(320)로부터 감지된 조향 각도를 기초로 차량(10)이 직선으로 이동되도록 조향 각도의 조정한다(S940). 여기서, 감지된 조향 각도가 차량(10)이 직선으로 이동되는 각도인 경우, 별도로 조향 각도를 조정하지 않는다. 이러한 경우, 단계 S940는 생략될 수 있다.
본원 발명에서 조향 각도를 조정하는 단계(S940)는 단계 S930 이후에 수행되는 것으로 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 단계 S910 내지 단계 S950 중, 어느 단계에서라도 수행될 수 있다.
ECU(350)는 헤드 램프(30)의 수직 조정 각도를 계산하기 위해, [수학식 1] 내지 [수학식 3]을 이용하여 θ 값을 계산하고, 계산된 θ값을 이용하여 헤드 램프(30)의 수직 조사 각도에 대한 조정 각도를 계산한다(S950).
에이밍 수행 모듈(400)은 ECU(340)로부터 제공된 헤드 램프(30)의 수평/수직에 대한 조정 각도를 기초로 차량(10)의 헤드 램프(30)의 에이밍을 수행한다(S960).
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 영상 획득 모듈
200: 에이밍 포인트 설정 모듈
210: 컷-오프 라인 감지부
300: 제어 모듈
310: 이동 거리 감지부
320: 조향 각도 감지부
330: 저장부
340: ECU
400: 에이밍 수행 모듈

Claims (15)

  1. 차량이 서로 다른 위치에 있을 때, 상기 차량의 전방에 위치된 벽면에 각각 조사된 빔 패턴에 대한 제1 영상 및 제2 영상을 획득하는 상기 차량에 탑재된 영상 획득 모듈;
    상기 제1 영상 내의 제1 에이밍 포인트를 설정하고, 상기 제2 영상 내에서 상기 제1 에이밍 포인트에 대응되는 제2 에이밍 포인트를 구하는 에이밍 포인트 설정 모듈;
    상기 제1 에이밍 포인트 및 제2 에이밍 포인트의, 탑뷰(top view) 상의 위치들에 기초하여, 상기 차량의 헤드 램프의 수평 조정 각도를 계산하는 제어 모듈; 및
    상기 계산된 헤드 램프의 수평 조정 각도에 따라 상기 차량의 헤드 램프에 대한 에이밍을 수행하는 에이밍 수행 모듈을 포함하는, 차량용 램프의 에이밍 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어 모듈은
    상기 제1 에이밍 포인트와 상기 제2 에이밍 포인트 간의, 상기 탑뷰 상의 종방향 거리에 기초하여, 상기 영상 획득 모듈과 상기 벽면과의 거리를 계산하는, 차량용 램프의 에이밍 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 계산된 거리를 이용하여 상기 차량의 헤드 램프의 수직 조정 각도를 계산하고, 상기 에이밍 수행 모듈은 상기 계산된 수직 조정 각도에 따라 상기 차량의 헤드 램프에 대한 에이밍을 수행하는, 차량용 램프의 에이밍 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 영상은 상기 차량과 상기 벽면이 제1 거리에 있을 때 획득된 영상이고, 상기 제2 영상은 상기 차량과 상기 벽면이 제2 거리에 있을 때 획득된 영상인, 차량용 램프의 에이밍 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 획득 모듈은 카메라에 포함되며, 상기 카메라는 상기 차량의 내부 전면의 중앙에 설치되는, 차량용 램프의 에이밍 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 에이밍 포인트 설정 모듈은,
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상에 각각 포함된 빔 패턴에서 컷 오프 라인을 감지하는 컷 오프라인 감지부를 포함하는, 차량용 램프의 에이밍 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 에이밍 포인트 및 상기 제2 에이밍 포인트는 상기 컷 오프 라인 상에 설정되는, 차량용 램프의 에이밍 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
    상기 차량이 이동한 거리를 감지하는 이동 거리 감지부; 및
    상기 탑뷰로 표시된 제1 에미밍 포인트와 상기 헤드 램프의 소정 지점을 연결한 직선과, 상기 탑뷰로 표시된 제2 에이밍 포인트 사이의 거리가 가장 짧을 때의 상기 제1 에이밍 포인트를 검출하고, 상기 차량의 축을 기준으로 하는 직선과, 상기 검출된 제1 에이밍 포인트와 연결된 직선 사이의 각도를 이용하여 상기 헤드 램프의 수평 조정 각도를 계산하는 ECU를 포함하는, 차량용 램프의 에이밍 장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 헤드 램프의 수평 조정 각도는
    θ = tan-1(HL - h2)/(D-W)에 따라 계산되는데,
    상기 HL 은 상기 헤드 램프의 장착 높이 이고, 상기 h2는 지면과 상기 제1 에이밍 포인트 사이의 거리이고, 상기 D 는 상기 벽면에서 카메라까지의 거리이고, 상기 W 는 상기 헤드 램프에서 상기 카메라까지의 거리인, 차량용 램프의 에이밍 장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
    상기 차량의 핸들 또는 바퀴의 조향 각도를 검출하여 상기 차량의 조향 각도를 감지하는 조향 각도 감지부를 더 포함하는, 차량용 램프의 에이밍 장치.
  11. 차량이 서로 다른 위치에 있을 때, 상기 차량의 전방에 위치된 벽면에 각각 조사된 빔 패턴에 대한 제1 영상 및 제2 영상을 획득하는 단계;
    상기 제1 영상 내의 제1 에이밍 포인트를 설정하고, 상기 제2 영상 내에서 상기 제1 에이밍 포인트에 대응되는 제2 에이밍 포인트를 구하는 단계;
    상기 제1 에이밍 포인트 및 제2 에이밍 포인트의, 탑뷰(top view) 상의 위치들에 기초하여, 상기 차량의 헤드 램프의 수평 조정 각도를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 헤드 램프의 수평 조정 각도에 따라 상기 차량의 헤드 램프에 대한 에이밍을 수행하는 단계를 포함하는, 차량용 램프의 에이밍 장치의 동작 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 에이밍 포인트와 상기 제2 에이밍 포인트 간의, 상기 탑뷰 상의 종방향 거리에 기초하여, 상기 차량과 상기 벽면과의 거리를 계산하는 단계를 더 포함하는, 차량용 램프의 에이밍 장치의 동작 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 계산된 거리를 이용하여 상기 차량의 헤드 램프의 수직 조정 각도를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 수직 조정 각도에 따라 상기 차량의 헤드 램프에 대한 에이밍을 수행하는 단계를 더 포함하는, 차량용 램프의 에이밍 장치의 동작 방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 차량의 헤드 램프의 수평 조정 각도를 계산하는 단계는,
    상기 차량이 이동한 거리를 감지하는 단계; 및
    상기 탑뷰로 표시된 제1 에미밍 포인트와 상기 헤드 램프의 소정 지점을 연결한 직선과, 상기 탑뷰로 표시된 제2 에이밍 포인트 사이의 거리가 가장 짧을 때의 상기 제1 에이밍 포인트를 검출하고, 상기 차량의 축을 기준으로 하는 직선과, 상기 검출된 제1 에이밍 포인트와 연결된 직선 사이의 각도를 이용하여 상기 헤드 램프의 수평 조정 각도를 계산하는 단계를 포함하는, 차량용 램프의 에이밍 장치의 동작 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 차량의 핸들 또는 바퀴의 조향 각도를 검출하여 상기 차량의 조향 각도를 감지하는 단계를 더 포함하는, 차량용 램프의 에이밍 장치의 동작 방법.
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