KR20240007674A - 자동 헤드라이트 정렬을 갖는 차량들 - Google Patents

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크리스토퍼 피. 차일드
클라리스 마쥐르
커트 알. 스틸
마크 에이. 주르허
미카엘 비. 맨버그
라이언 제이. 가론
샤오펑 탕
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애플 인크.
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Abstract

차량은 헤드라이트들과 같은 조명들을 가질 수 있다. 조명들은 포지셔너를 사용하여 이동될 수 있다. 차량 내의 제어 회로부는 차량을 둘러싸는 환경을 모니터링하기 위해 센서 회로부를 사용할 수 있다. 센서 회로부는 차량 전방의 표면의 형상 및 차량에 대한 표면의 위치를 측정하기 위해 하나 이상의 센서들, 이를테면, 라이다 센서, 레이더 센서, 이미지 센서, 및/또는 다른 센서들을 포함할 수 있다. 센서 회로부의 이러한 센서들 및/또는 다른 센서들은 또한 표면 상의 헤드라이트 조명을 측정한다. 차량 전방의 표면의 알려진 형상 및 차량으로부터 표면의 거리에 기초하여, 제어 회로부는 표면 상에서 헤드라이트가 조준되어야 하는 곳을 예측할 수 있다. 표면 상의 헤드라이트 조명의 예측들을 표면 상의 헤드라이트 조명의 측정들과 비교함으로써, 차량은 헤드라이트를 정렬시키기 위해 포지셔너로 헤드라이트를 어떻게 이동시킬지를 결정할 수 있다.

Description

자동 헤드라이트 정렬을 갖는 차량들
본 출원은 2022년 4월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 제17/721,146호, 2022년 1월 11일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/298,365호, 및 2021년 6월 30일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/216,780호에 대한 우선권을 주장하며, 이들은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 발명은 일반적으로 차량들, 및 보다 구체적으로는 조명들을 갖는 차량들과 같은 시스템들에 관한 것이다.
자동차들 및 다른 차량들은 헤드라이트들과 같은 조명들을 갖는다. 상이한 주행 조건들을 수용하기 위해, 헤드라이트들에는 때때로 로우 빔 및 하이 빔 설정들과 같은 조정가능한 설정들이 제공된다. 일부 헤드라이트들은 동작 동안 도로 곡률을 수용하도록 조향될 수 있다.
차량은 헤드라이트들과 같은 조명들을 가질 수 있다. 차량 내의 센서 회로부는 차량 전방의 표면들의 형상 및 위치를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 센서 회로부는 또한 헤드라이트들로부터의 광이 표면들 상에 투사될 때 헤드라이트들이 표면들을 어떻게 조명하는지를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서 회로부는 표면들 상에서 헤드라이트들이 조준되는 곳을 측정할 수 있고, 헤드라이트 조명이 표면 상에 투사될 때, 표면 상의 헤드라이트들로부터의 광의 패턴을 측정할 수 있다. 이미지 센서 또는 다른 센서로부터의 광 세기 측정들은 피크 헤드라이트 세기 위치를 획득하기 위해 사용될 수 있고, 조명 패턴에서 에지들을 위치파악하기 위해 사용될 수 있으며, 다른 조명 특성들을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
차량 전방의 표면의 3차원 형상에 대한 정보는 헤드라이트들이 어디에 조준되어야 하는지 및 그에 따라 헤드라이트들이 차량에 대해 정렬될 때 표면 상의 헤드라이트들로부터의 조명 패턴을 예측하기 위해 사용될 수 있다. 표면 상의 헤드라이트 조명 세기의 예측을 표면 상의 측정된 헤드라이트 조명 세기와 비교함으로써, 차량은 헤드라이트를 정렬시키기 위해 포지셔너로 헤드라이트를 어떻게 이동시킬지를 결정할 수 있다. 원하는 경우, 차량 전방의 표면의 3차원 형상에 대한 정보가 데이터베이스로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 환경의 3차원 맵은 내비게이션 데이터베이스에 저장될 수 있다. 위성 내비게이션 시스템 센서들 및/또는 다른 내비게이션 센서들로부터의 정보가 차량 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이어서, 알려진 차량 위치는 데이터베이스로부터 대응하는 3차원 표면 형상 정보를 검색하기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 예시적인 차량의 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 예시적인 조정가능한 헤드라이트의 측면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른, 헤드라이트들에 의해 조명되는 타겟을 갖는 예시적인 장면의 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른, 조명된 표면에 걸친 위치의 함수로서 헤드라이트 조명 세기를 측정함으로써 헤드라이트 성능이 모니터링될 수 있는 방법을 도시하는 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 다수의 독립적으로 조정가능한 요소들을 갖는 예시적인 헤드라이트의 측단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른, 도 5의 헤드라이트로부터의 조명에 대해 측정들이 어떻게 이루어질 수 있는지를 도시하는 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 헤드라이트들 및 센서 회로부를 갖는 예시적인 차량의 측단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른, 헤드라이트들을 갖는 차량의 사용에 수반되는 예시적인 동작들의 흐름도이다.
차량 또는 다른 시스템과 같은 시스템은 헤드라이트들 및 다른 조명들과 같이 광을 방출하는 컴포넌트들을 가질 수 있다. 헤드라이트들은 차량 인근의 도로들 및 다른 물체들을 조명하기 위해 사용될 수 있다. 헤드라이트들에 의해 제공되는 조명은 차량 탑승자들이 야간에 또는 다른 어두운 주변 조명 조건들에서 물체들을 볼 수 있게 하고 센서들의 동작을 용이하게 한다. 예를 들어, 가시 및/또는 적외선 파장들의 헤드라이트 조명은 자율 주행 시스템 또는 운전자 보조 시스템에 의해 사용되는 이미지 센서들에 대한 조명을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
차량의 헤드라이트들에 의해 방출되는 조명은 조정가능할 수 있다. 예를 들어, 헤드라이트들은 (예컨대, 도로의 곡선들을 수용하기 위해) 헤드라이트들이 하이-빔 및 로우-빔 모드들에서 동작되고 좌측 및 우측으로 조향될 수 있게 하는 조정가능한 컴포넌트들을 가질 수 있다. 원하는 경우, 헤드라이트들을 교정하기 위해 헤드라이트 조정들이 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로, 시간의 경과에 따른 헤드라이트들의 의도되지 않은 오정렬이 방지될 수 있다.
헤드라이트들이 적절히 정렬되어 원하는 방향들로 광 빔들을 방출하는 것을 보장하는 것을 돕기 위해, 3차원 센서와 같은 차량 센서가 헤드라이트들의 범위 내의 물체에 대한 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 라이다 센서는 차량 전방의 도로 및 도로 상의 물체의 3차원 형상을 맵핑하기 위해 사용될 수 있다. 차량 내의 이미지 센서는 도로 및 물체 상에 떨어지는 헤드라이트들로부터의 조명 패턴을 측정할 수 있다. 헤드라이트 조명의 측정들은 헤드라이트가 포인팅하는 방향을 나타낸다. 예상 조명(예컨대, 예상 헤드라이트 조명 방향)을 측정된 조명(예컨대, 측정된 헤드라이트 조명 방향)과 비교함으로써, 헤드라이트 성능의 변동들이 검출되고 정정 액션이 취해질 수 있다. 예로서, 헤드라이트들이 5° 너무 높게 포인팅된 것으로 결정되면, 헤드라이트들에 결합된 포지셔너는, 이러한 측정된 오정렬을 보상하기 위해, 헤드라이트들을 하향으로 5°만큼 자동으로 기울이도록 지향될 수 있다. 이러한 방식으로, 헤드라이트들은, 헤드라이트들이 만족스럽게 동작하는 것을 보장하기 위해, 차량의 사용 동안 계속해서 조정될 수 있다. 헤드라이트들은 또한, 도로에 대한 차량 배향의 측정된 및 예측된 변화들 및 다른 측정된 및 예측된 조건들에 기초하여 조정될 수 있다.
도 1은 예시적인 차량의 일부의 측면도이다. 도 1의 예에서, 차량(10)은 승객들을 운반할 수 있는 차량의 유형(예컨대, 자동차, 트럭 또는 다른 자동차 차량)이다. 차량(10)이 인간 승객들을 운반하지 않는 로봇(예컨대, 자율 로봇) 또는 다른 차량인 구성들이 또한 사용될 수 있다. 차량들, 이를테면 자동차들이 때때로 예로서 본 명세서에서 설명될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(10)은 도로(14)와 같은 도로들 상에서 동작될 수 있다. 물체(26)와 같은 물체들은 도로(14)와 같은 차량(10) 인근의 다른 구조물들 상에 또는 그 근처에 위치될 수 있다.
차량(10)은 (예컨대, 인간 운전자에 의해) 수동으로 구동될 수 있고, 원격 제어를 통해 동작될 수 있고, 그리고/또는 (예컨대, 자율 주행 시스템 또는 다른 자율 추진 시스템에 의해) 자율적으로 동작될 수 있다. 라이다, 레이더, 가시 및/또는 적외선 카메라들(예컨대, 2차원 및/또는 3차원 카메라들), 근접 (거리) 센서들 및/또는 다른 센서들과 같은 차량 센서들을 사용하여, 차량(10) 내의 자율 주행 시스템 및/또는 운전자 보조 시스템은, 보행자들, 무생물들 및/또는 도로(14) 상의 예시적인 장애물(26)과 같은 다른 외부 구조물들을 회피하는 것을 돕기 위해 자동 제동, 조향 및/또는 다른 동작들을 수행할 수 있다.
차량(10)은 차량 본체(12)와 같은 본체를 포함할 수 있다. 본체(12)는 금속 및/또는 다른 재료들로부터 형성된 본체 패널들과 같은 차량 구조물들을 포함할 수 있고, 도어들, 후드, 트렁크, 펜더들, 휠들이 장착되는 섀시, 루프 등을 포함할 수 있다. 도어들(18)에 (예컨대, 차량 본체(12)의 측면들 상에, 차량(10)의 루프 상에, 및/또는 차량(10)의 다른 부분들에) 창문들이 형성될 수 있다. 창문들, 도어들(18) 및 본체(12)의 다른 부분들은 차량(10)을 둘러싸는 외부 환경으로부터 차량(10)의 내부를 분리시킬 수 있다. 도어들(18)은 사람들이 차량(10)에 들어가고 빠져나갈 수 있게 하도록 개방 및 폐쇄될 수 있다. 시트들 및 다른 구조물들은 차량 본체(12)의 내부에 형성될 수 있다.
차량(10)은 하나 이상의 헤드라이트들(때때로 헤드램프들로 지칭됨), 주행등들, 안개등들, 주간 주행등들, 방향 지시등들, 브레이크 등들 및/또는 다른 조명들과 같은 자동차 조명을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 차량(10)은 조명들(16)과 같은 조명들을 가질 수 있다. 일반적으로, 조명들(16)은 차량(10)의 전방(F), 차량(10)의 후방(R), 차량(10)의 좌측 및/또는 우측(W) 및/또는 본체(12)의 다른 부분들에 장착될 수 있다. 때때로 본 명세서에서 예로서 설명될 수 있는 예시적인 구성에서, 조명들(16)은 헤드라이트들이고, 본체(12)의 전방(F)에 장착된다. 예로서, 전방 방향으로(예컨대, 도 1의 예에서 전방으로 구동될 때 차량(10)이 이동하는 +X 방향으로) 광(20)을 제공하기 위해 차량(10)의 좌측 및 우측 상에 각각 위치된 좌측 및 우측 헤드라이트들(16)이 있을 수 있다. 차량(10) 전방의 물체(26) 및 도로(14)와 같은 외부 표면들(28) 상에 헤드라이트들(16)을 비춤으로써, 차량(10)의 탑승자들은 심지어 어두운 주변 조명 조건들에서도(예컨대, 밤에) 표면들(28)을 볼 수 있다. 차량(10) 내의 센서들, 이를테면 이미지 센서들 및 광을 사용하는 다른 센서들의 동작은 또한, 표면들(28)에 조명을 제공함으로써 지원될 수 있다.
차량(10)은 컴포넌트들(24)을 가질 수 있다. 컴포넌트들(24)은 추진 및 조향 시스템들(예컨대, 수동으로 조정가능한 구동 시스템들 및/또는 본체(12)에 결합된 휠들을 갖는 자율 주행 시스템들, 조향 제어부들, 휠들을 구동하기 위한 하나 이상의 모터들 등), 및 다른 차량 시스템들을 포함할 수 있다. 컴포넌트들(24)은 제어 회로부 및 입출력 디바이스들을 포함할 수 있다. 컴포넌트들(24) 내의 제어 회로부는, 자율 주행 애플리케이션, 내비게이션 애플리케이션(예컨대, 디스플레이 상에 맵들을 디스플레이하기 위한 애플리케이션), 및 차량 실내 온도 제어 디바이스들, 조명, 미디어 재생, 창문 이동, 도어 동작들, 센서 동작들 및/또는 다른 차량 동작들을 제어하기 위한 소프트웨어를 실행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 센서 데이터와 같은 데이터를 사용하여 도로(14)와 같은 도로들 상에서 차량(10)을 자율적으로 구동하는 자율 주행 시스템의 일부를 형성할 수 있다. 제어 회로부는 프로세싱 회로부 및 저장소를 포함할 수 있고, 하드웨어(예컨대, 전용 하드웨어 또는 회로부), 펌웨어 및/또는 소프트웨어를 사용하여 차량(10)에서 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 차량(10)에서의 동작들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드 및 다른 데이터가 제어 회로부의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체들(예컨대, 유형의 컴퓨터 판독가능 저장 매체들) 상에 저장된다. 소프트웨어 코드는 때때로 소프트웨어, 데이터, 프로그램 명령어들, 컴퓨터 명령어들, 명령어들 또는 코드로 지칭될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 비휘발성 메모리, 이를테면 비휘발성 랜덤 액세스 메모리, 하나 이상의 하드 드라이브들(예컨대, 자기 드라이브들 또는 솔리드 스테이트 드라이브들), 하나 이상의 착탈식 플래시 드라이브들 또는 다른 착탈식 매체들, 또는 다른 저장소를 포함할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체들 상에 저장된 소프트웨어는 컴포넌트들(24) 내의 프로세싱 회로부 상에서 실행될 수 있다. 프로세싱 회로부는 프로세싱 회로부, 하나 이상의 마이크로프로세서들, 중앙 프로세싱 유닛(CPU) 또는 다른 프로세싱 회로부를 갖는 주문형 집적 회로들을 포함할 수 있다.
컴포넌트들(24) 내의 입출력 디바이스들은 디스플레이들, 센서들, 버튼들, 발광 다이오드들 및 다른 발광 디바이스들, 햅틱 디바이스들, 스피커들, 및/또는 환경 측정들, 차량 동작들에 대한 정보 및/또는 사용자 입력을 수집하고 출력을 제공하기 위한 다른 디바이스들을 포함할 수 있다. 컴포넌트들(24) 내의 센서들은 주변 광 센서들, 터치 센서들, 힘 센서들, 근접 센서들, 광학 센서들, 이를테면 가시, 적외선 및/또는 자외선 파장들에서 동작하는 카메라들(예컨대, 어안(fisheye) 카메라들, 2차원 카메라들, 3차원 카메라들, 및/또는 다른 카메라들), 용량성 센서들, 저항성 센서들, 초음파 센서들(예컨대, 초음파 거리 센서들), 마이크로폰들, 무선 주파수 센서들, 이를테면 레이더 센서들, 라이다(광 검출 및 레인징) 센서들, 도어 개방/폐쇄 센서들, 좌석 압력 센서들 및 다른 차량 탑승자 센서들, 창문 센서들, 위치, 배향 및 움직임을 모니터링하기 위한 위치 센서들, 속도계들, 위성 포지셔닝 시스템 센서들 및/또는 다른 센서들을 포함할 수 있다. 컴포넌트들(24) 내의 출력 디바이스들은 햅틱 출력, 오디오 출력, 시각적 출력(예컨대, 디스플레이된 콘텐츠, 광 등) 및/또는 다른 적합한 출력을 차량 탑승자들 및 다른 사람들에게 제공하기 위해 사용될 수 있다.
컴포넌트들(24) 내의 3차원 센서들은 입체 깊이 센서로서 함께 동작하는 2차원 이미지 센서들의 쌍들(예컨대, 3차원 카메라에서 형성되는 양안 카메라 쌍)로부터 형성될 수 있다. 3차원 센서들은 또한, 구조화된 광(예컨대, 적외선 및/또는 가시광 파장들의 도트들, 라인들, 그리드들 및/또는 다른 구조화된 광 패턴들의 어레이들)을 방출하고 분석을 위해 이미지들(예컨대, 2차원 이미지들)을 캡처하는 이미지 센서 시스템들을 사용하여 형성될 수 있다. 캡처된 이미지들은 구조화된 광 패턴들에 의해 조명된 3차원 표면들에 의해 구조화된 광 패턴들이 어떻게 왜곡되었는지를 나타낸다. 구조화된 광의 왜곡을 분석함으로써, 표면들의 3차원 형상이 재구성될 수 있다. 원하는 경우, 차량(10)에 대한 3차원 센서들은 하나 이상의 비행 시간 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비행 시간 측정들은 광(예컨대, 라이다 센서 측정들) 및 무선 주파수 신호들(예를 들어, 3차원 레이더)을 사용하여 이루어질 수 있다.
동작 동안, 컴포넌트들(24)의 제어 회로부는, 센서들 및/또는 다른 입출력 디바이스들로부터의 정보, 이를테면, 라이다 데이터, 카메라 데이터(예컨대, 2-차원 이미지들), 레이더 데이터, 및/또는 다른 센서 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 3차원 이미지 데이터는 3차원 이미지 센서(들)를 사용하여 캡처될 수 있다. 2차원 이미지들(예컨대, 도 1의 외부 표면(들)(28)과 같은 하나 이상의 외부 표면들 상의 헤드라이트 조명의 이미지들)이 또한 수집될 수 있다.
차량(10)의 차량 점유자 또는 다른 사용자는 차량(10)의 제어 회로부에 사용자 입력을 제공할 수 있다. 카메라들, 터치 센서들, 물리적 제어부들 및 다른 입력 디바이스들이 사용자 입력을 수집하기 위해 사용될 수 있다. 차량(10)과의 무선 통신들을 사용하여, 원격 데이터 소스들은 컴포넌트들(24)의 제어 회로부에 데이터베이스 정보를 제공할 수 있다. 디스플레이들, 스피커들 및 다른 출력 디바이스들은 사용자들에게 콘텐츠, 이를테면, 상호작용 온-스크린 메뉴 옵션들 및 오디오를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 사용자는 디스플레이 내의 터치 센서에 터치 입력을 공급함으로써 그리고/또는 다른 입력 디바이스들로 사용자 입력을 제공함으로써 이러한 상호작용식 콘텐츠와 상호작용할 수 있다. 원하는 경우, 차량(10)의 제어 회로부는 운전자 보조 정보(예컨대, 도로 상의 인근 장애물들 및/또는 차량(10)을 둘러싼 다른 환경에 관한 정보)를 운전자에게 제공할 때 및/또는 차량(10)을 자율적으로 구동할 때 센서 데이터, 사용자 입력, 원격 데이터베이스들로부터의 정보 및/또는 다른 정보를 사용할 수 있다.
컴포넌트들(24)은 도 1의 전향 센서(들)(24F)에 의해 도시된 바와 같이 전향 센서 회로부를 포함할 수 있다. 전향 센서 회로부는 차량(10) 전방의 표면을 향하는 하나 이상의 센서들(예컨대, 장애물(26) 및 도로(14)와 같은 차량(10) 전방의 구조물들의 표면들(28)을 검출하기 위해 도 1의 +X 방향으로 지향되는 하나 이상의 센서들)을 포함할 수 있다. 차량(10)의 센서들(24F) 및/또는 다른 센서들은 라이다, 레이더, 가시 및/또는 적외선 카메라들, 및/또는 다른 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서들(24F)은 구조화된 광, 양안 비전, 비행 시간(예컨대, 라이다 또는 레이더) 및/또는 다른 3차원 이미징 배열들을 사용하여 동작하는 2차원 이미지 센서들 및/또는 3차원 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 센서들(24F)은 표면(들)(28)의 3차원 형상을 측정하고 선택적으로 표면(들)(28) 상의 헤드라이트들(16)로부터의 헤드라이트 조명의 패턴을 측정하는 3차원 센서를 포함할 수 있다. 원하는 경우, 2차원 이미지 센서는 표면(들)(28) 상의 헤드라이트 조명 패턴을 측정하기 위해 사용될 수 있다(예컨대, 차량(10)의 전향 센서 회로부는 표면 형상들및 헤드라이트 조명 세기를 각각 측정하기 위해 3차원 및 2차원 센서들을 사용할 수 있거나, 또는 이러한 센서들 둘 모두는 표면 형상 및/또는 표면 조명에 관한 정보를 수집할 때 사용될 수 있음).
표면들(28)이 차량(10) 내의 사용자에게 가시적이도록 그리고 센서들(26F)의 가시광 이미지 센서들에 가시적이도록 충분히 잘 조명되는 것을 보장하기 위해, 헤드라이트들(16)은 가시광 조명을 생성할 수 있다. 전향 센서들(24F)의 선택적 적외선 이미지 센서들이 차량(10) 전방의 조명된 구조물들로부터 충분한 반사된 적외선 광을 수신하는 것을 보장하는 것을 돕기 위해, 헤드라이트들(16)은 원하는 경우 적외선 조명을 생성할 수 있다. 헤드라이트 조명을 측정하는 데 사용되는 차량(10)의 전향 센서 회로부는 가시광 및 원하는 경우 적외선 광에 민감할 수 있다.
시간 경과에 따른 헤드라이트들(16)의 오정렬(예컨대, 헤드라이트들(16)에 대한 장착 구조물들의 시프트들, 차량 서스펜션 컴포넌트들의 변경들 등으로 인한 오정렬)을 정정하기 위해, 차량(10)의 제어 회로부는 센서 측정들에 기초하여(예컨대, 헤드라이트 조명의 예상 패턴과 조명의 측정된 패턴 사이의 불일치들에 기초하여) 헤드라이트들(16) 내의 포지셔너들을 동적으로 제어할 수 있다. 예로서, 헤드라이트들(16)이 너무 높게 포인팅되면, 포지셔너는 헤드라이트들(16)이 적절하게 조준되도록 헤드라이트들(16)을 하향으로 기울이기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 헤드라이트들(16)은 오정렬에 대해 자동으로 보상될 수 있고, 차량(10)의 동작 동안 정렬된 상태로 유지될 수 있다.
도 2는 헤드라이트가 본체(12)에 어떻게 장착될 수 있는지를 도시하는 예시적인 헤드라이트의 측단면도이다. 본체(12)는 헤드라이트(16)를 수용하는 공동을 가질 수 있고, 헤드라이트(16)는 본체(12)의 외측 표면에 부착될 수 있고/있거나 헤드라이트(16)는 본체(12)에 의해 달리 지지될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드라이트(16)는 헤드라이트 하우징(30) 및 하나 이상의 렌즈들 또는 다른 광학 컴포넌트들, 이를테면 헤드라이트 렌즈(32)를 포함할 수 있다. 하우징(30)은 헤드라이트(16)의 컴포넌트들을 지지하기 위한 지지 구조물들 및 인클로저 구조물들을 포함할 수 있다. 이러한 구조물들은 본체(12)에 헤드라이트(16)를 장착하는 것을 용이하게 할 수 있다. 하우징(30)은 중합체, 금속, 탄소-섬유 복합재들 및 다른 섬유 복합재들, 유리, 세라믹, 다른 재료들, 및/또는 이들 재료들의 조합들을 포함할 수 있다. 렌즈(32)는 중합체, 유리, 투명 세라믹, 및/또는 가시광 및 적외선 광(예컨대, 근적외선)에 대해 투명한 다른 재료들을 포함할 수 있다. 헤드라이트(16)는 광(20)을 방출하는 광원(40)과 같은 광원을 포함한다. 광(20)은 가시광(예컨대, 400 nm 내지 750 nm의 광)을 포함할 수 있고, 원하는 경우 적외선 광(예컨대, 800 내지 2500 nm의 하나 이상의 파장들의 근적외선 광 또는 다른 적합한 적외선 광)을 포함할 수 있다. 렌즈(32)는 하나 이상의 렌즈 요소들로부터 형성될 수 있고, (예컨대, +X 방향으로 조명 빔을 생성하기 위해) 헤드라이트(16)로부터의 광(20)을 시준하고 원하는 방향들로 광(20)을 지향시키는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다.
광원(40)은 하나 이상의 발광 디바이스들, 이를테면, 발광 다이오드들, 레이저들, 램프들, 또는 광을 방출하는 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 반사기들, 렌즈들, 확산기들, 컬러 요소들, 필터들, 로우-빔 및 하이-빔 조명 패턴들 사이의 헤드라이트(16)의 출력을 조정하기 위한 조정가능한 셔터들 및/또는 다른 광학 컴포넌트들과 같은 광학 요소들이 헤드램프(16)에 포함될 수 있다(예컨대, 이러한 광학 요소들은 하우징(30)에 포함될 수 있다). 독립적으로 조정가능한 발광 다이오드들 및 전기적으로 조정가능한 컴포넌트들, 이를테면 헤드라이트(16)와 연관된 조정가능한 셔터들 및/또는 다른 조정가능한 광학 컴포넌트들은 광(20)의 방향 및 광(20)에 의해 커버되는 영역의 형상을 조정하도록(예컨대, 원하는 로우-빔 또는 하이-빔 조명 패턴 및/또는 다른 조명 패턴(들)을 생성하는 것, 광(20)을 조향하는 것 등을 위해 광(20)을 조정하도록) 차량(10)의 제어 회로부에 의해 조정될 수 있다.
포지셔너(44)와 같은 포지셔너는 본체(12)에 대한 헤드라이트(16)의 위치 및 그에 따른 각도 배향을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 포지셔너(44)는 하나 이상의 전기적으로 조정가능한 액추에이터들, 이를테면 액추에이터들(42)을 포함할 수 있고, 선택적인 수동으로 조정된 포지셔닝 컴포넌트들(예컨대, 헤드라이트(16)의 위치를 조정하기 위해 수동 또는 전동 스크류드라이버로 회전될 수 있는 나사형 부재들)을 포함할 수 있다. 액추에이터들(42)은 하나 이상의 모터들, 솔레노이드들, 및/또는 다른 액추에이터들을 포함할 수 있다. 차량(10)의 제어 회로부로부터의 커맨드들에 응답하여, 액추에이터(들)(42)로 형성된 포지셔너는 X, Y 및/또는 Z 축들 및/또는 다른 축들을 따라 헤드라이트(16)를 병진시키기 위해 사용될 수 있고/있거나 X, Y 및/또는 Z 축들 및/또는 다른 축들을 중심으로 헤드라이트(16)를 회전시키기 위해 사용될 수 있다. 일례로, 액추에이터들(42)은 도 2의 Y 축을 중심으로 헤드라이트(16)를 회전시킴으로써 차량(10) 전방의 구조물들에 대해 헤드라이트(16)를 위아래로 기울일 수 있고, 도 2의 Z 축을 중심으로 좌측 및 우측으로 헤드라이트(16)를 회전시킬 수 있다. 원하는 경우, 헤드라이트(16)에 대한 포지셔너는 상이한 유형들의 위치 조정들(예컨대, X 축을 중심으로 한 회전들, 다른 축에 대한 병진 및/또는 회전 등)을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 헤드라이트(16)를 위/아래로 기울이고 헤드라이트(16)를 우측/좌측으로 회전시키기 위해, 차량(10) 내의 하나 이상의 액추에이터들(42)로부터 형성된, 도 2의 포지셔너(44)와 같은 포지셔너의 사용이 예시적이다.
동작 동안, 차량(10)은 상이한 주행 조건들을 수용하도록 헤드라이트들(16)을 조정할 수 있다. 헤드라이트들(16)의 하나 이상의 조정가능한 셔터들, 조정가능한 발광 디바이스들 및/또는 다른 조정가능한 컴포넌트들은 차량(10)의 제어 회로부에 의해 제어될 수 있다. 원하는 경우, 하이-빔들 또는 로우-빔들은 사용자 입력에 기초하여 그리고/또는 하나 이상의 센서들을 사용하여 검출된 다가오는 트래픽에 기초하여 선택될 수 있다. 다른 예로서, 차량(10)이 주행하고 있는 도로가 좌측으로 만곡하기 시작하고 있다고 (조향 시스템 센서, 위치 센서, 라이다 센서 등으로부터) 결정될 때, 헤드라이트들(16)은 도로가 광(20)에 의해 만족스럽게 조명되는 것을 보장하기 위해 포지셔너에 의해 자동으로 좌측으로 회전될 수 있다. 헤드라이트들(16)은 또한, 측정된 주변 조명 조건들, 날씨, 및 다른 인자들에 기초하여, 턴 온 및 턴 오프되고/되거나 달리 조정될 수 있다.
헤드라이트들(16)의 위치에 대한 조정들은 또한 교정 목적들을 위해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 헤드라이트들(16)이 시간이 지남에 따라 오정렬될 수 있는 위험을 피하기 위해, 차량(10)은 헤드라이트들(16)의 정렬을 모니터링할 수 있다. 차량(10)은 예로서, 차량(10) 전방의 구조물들을 맵핑하고 이러한 구조물들에 대한 조명 패턴을 측정하기 위해 전향 센서 회로부를 사용할 수 있다. 이러한 측정들로부터, 차량(10)의 제어 회로부는 (존재하는 경우) 어떤 정정 액션들이 취해져야 하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 차량(10)은 헤드라이트 정렬의 검출된 변화들을 정정하기 위해 헤드라이트들(16)이 포지셔너(44)에 의해 어떻게 재위치되어야 하는지를 결정할 수 있다.
차량(10) 전방의 구조물들을 맵핑하기 위해, 차량(10)은 구조물들의 3차원 이미지를 수집하기 위해 3차원 센서를 사용할 수 있다. 3차원 센서는 라이다 센서, 레이더 센서, 입체 카메라, 구조화된 광 센서, 또는 3차원 이미지들을 수집할 수 있는 다른 3차원 이미지 센서일 수 있다. 예로서, 도 3의 시나리오를 고려한다. 도 3의 예에서, 차량(10)은 도로(14)(예컨대, 공공 도로, 진입로 등) 상에서 주행하고 있다. 전향 센서(들)(26F)의 3차원 센서는 +X 방향으로 전방을 향하고 있다. 표면들(28)은 차량(10) 및 물체(26) 전방의 도로(14)의 일부와 연관되고 3차원 센서의 시야 내에 있다. 따라서 3차원 센서는 도로(14)의 형상(예컨대, 3차원 내의 위치) 및 물체(26)의 형상(예컨대, 3차원 내의 위치)을 결정하기 위해 표면들(28)의 3차원 이미지를 캡처할 수 있다. 캡처된 형상 정보는 차량(10)과 표면들(28) 사이의 거리에 대한 정보를 포함한다. 도로(14) 및 물체(26)와 같은 물체들은 헤드라이트들(16)로부터 조명을 수신할 수 있고, 따라서 때때로 타겟 물체들 또는 타겟으로 지칭될 수 있다.
표면들(28)의 물체(26)는 미리 결정된 세트의 정합 마크들(50)(때때로 기점들, 광학 타겟들 또는 정렬 마크들로 지칭됨)을 갖는 테스트 타겟일 수 있거나, 또는 임의의 다른 물체(예컨대, 벽, 차고 도어, 차량 또는 다른 구조물과 같은 일상 물체)일 수 있다. 예로서, 물체(26)는 검출가능한 표면 마킹들(54)(예컨대, 3차원 센서가 형상 및 외관 표면들(28)을 감지할 수 있게 하는 시각적으로 명백한 마킹들 또는 다른 특성들)을 포함하는 외부 물체일 수 있다. 마크들(50) 및/또는 다른 마킹들(54)의 존재는 차량(10)이 위치 표면들(28)을 정확하게 측정하는 것을 보조할 수 있다. 예를 들어, 정렬 마크들(50)은 알려진 거리들만큼 서로 분리될 수 있고, 따라서 마크들(50)을 포함하는 이미지의 분석은 차량(10)까지의 물체(26)의 거리를 결정하는 것을 도울 수 있고 차량(10)에 대한 물체(26)의 각도 배향을 결정하는 것을 도울 수 있다. 입체 이미지 센서들에 기초한 3차원 센서들에서, 마크들(50) 및/또는 마킹들(54)의 존재는 2차원 이미지들의 입체 쌍들로부터 3차원 이미지들을 구성하는 것을 도울 수 있다. 원하는 경우, 차량(10)의 전향 센서 회로부 내의 다수의 소스들로부터의 센서 데이터가 조합되어 3차원 표면 형상 측정들을 더 향상시킬 수 있다. 예로서, 라이다 센서로부터의 3차원 이미지 데이터는 입체 카메라로부터의 3차원 데이터, 3차원 레이더 데이터, 및 2차원 센서로부터의 데이터와 조합될 수 있다.
3차원 이미지 센서를 사용하여 캡처된 표면들(28)의 3차원 이미지에 기초하여, 차량(10)은 헤드라이트들(16)로부터 표면들(28) 상으로의 헤드라이트 빔들(조명(20))의 예상 투사를 결정할 수 있다. 센서(들)(24F)의 2차원 이미지 센서 또는 다른 센서(들)가 표면들(28) 상에 투사된 조명(20)의 실제 패턴을 측정할 수 있어서, 실제 및 예상 투사 패턴들이 비교되어 불일치들을 식별할 수 있다.
예로서, 물체(26)가 차량(10) 전방 10 미터에 있고 차량(10)에 수직으로 배향되는 평면 표면인 시나리오를 고려한다. 표면들(28)의 3차원 이미지를 사용하여, 차량(10)은 물체(26)의 위치 및 배향(예컨대, 차량(10) 전방 10 m)을 결정할 수 있고, 도로(14)의 기울기 및/또는 다른 특성들을 결정할 수 있다. 도로(14)의 3차원 이미지는, 예로서, 도로(14)가 평평하고 수평임을 나타낼 수 있다. 표면들(28)의 알려진 형상(예컨대, 차량(10) 및 도로(14)에 대한 물체(26)의 표면의 알려진 위치)에 기초하여, 차량(10)(예컨대, 컴포넌트들(24)의 제어 회로부)은 표면들(28)에 대한 헤드라이트들(16)의 위치를 결정하고, 그에 따라 각각 차량(10)의 좌측 및 우측 헤드라이트들(16)에 의해 생성될 물체(26) 상의 좌측 및 우측 헤드라이트 조명 중심 포인트들(52)의 표면들(28) 상의 위치들을 예측할 수 있다. 원하는 경우, 헤드라이트 동작은 다른 헤드라이트 조명 세기 측정들(예컨대, 헤드라이트 빔의 에지들을 식별하는 측정들, 또는 헤드라이트 조명의 방향을 결정하는 다른 헤드라이트 조명 측정들)을 수행함으로써 특성화될 수 있다.
헤드라이트들(16)에 대한 장착 컴포넌트들의 진동들 및 정상적인 노화 및/또는 시간의 경과에 따른 차량(10)의 다른 변동들로 인해, 헤드라이트들(16)이 완벽한 정렬에서 벗어나는 경향이 있을 수 있다. 예로서, 개입의 부재 시에, 차량(10)의 좌측 및 우측 헤드라이트들은 천천히 공칭보다 더 높게 조준하기 시작할 수 있다. 차량(10)은 헤드라이트들(16)로부터의 물체(26)의 거리 및 헤드라이트들(16)의 공칭(정확한) 배향을 알면, 헤드라이트 조준 포인트들(52)의 정확한 위치를 예측할 수 있다. 헤드라이트들(16)의 투사된 출력의 이미지를 캡처함으로써, 헤드라이트들(16)의 실제 배향(예컨대, 헤드라이트들(16)이 포인팅되는 실제 방향)이 측정될 수 있고, 완벽하게 정렬될 때의 헤드라이트들(16)의 예상 배향(예컨대, 헤드라이트들(16)이 포인팅되어야 하는 예상 방향)과 비교될 수 있다. 예를 들어, 차량(10) 내의 이미지 센서는 표면들(28)이 헤드라이트들(16)로부터의 조명 하에 있는 동안 표면들(28)의 이미지를 캡처할 수 있다. 표면들(28)(예컨대, 물체(26) 및 도로(14)) 상에 투사되는 광(20)의 패턴은, 헤드라이트들(16)이 예상보다 물체(26)의 표면 상에서 10 cm 더 높게 포인팅함(예컨대, 이 예에서 포인트들(52)이 10 cm 너무 높을 수 있음)을 나타낼 수 있다. 표면들(28)의 형상이 알려져 있고 헤드라이트들(16)로부터 물체(26)의 표면까지의 거리가 알려져 있기 때문에, 차량(10)은 포인트들(52)의 측정된 10 cm 수직 오프셋으로부터 (예로서) 헤드라이트들(16)이 2° 너무 높게 포인팅되었다고 결정할 수 있다. 이러한 결정에 기초하여, 포지셔너(44)는 측정된 2°의 각도 오정렬을 보상하기 위해 헤드라이트들(16)을 2°만큼 하향으로 기울이도록 지향될 수 있다. 이는, 헤드라이트들(16)이 예상된 곳을 포인팅하고 물체(26) 상의 포인트들(52)이 이들의 예상 위치들과 일치하도록 헤드라이트들(16)을 정렬시킨다. 이러한 방식으로, 광(20)이 표면들(28)에 부딪칠 때 생성되는 조명의 전체 패턴은 원하는 대로 될 것이다.
헤드라이트 성능을 모니터링할 때, 차량(10)은 헤드라이트 조명(20)의 피크 세기를 측정할 수 있고, 조명(20)의 에지들(예컨대, 조명 패턴의 경계)을 측정할 수 있고, 그리고/또는 헤드라이트들(16)의 출력을 특성화하기 위해 다른 헤드라이트 성능 파라미터들을 측정할 수 있다. 이어서, 이러한 측정된 헤드라이트 성능 파라미터들 중 하나 이상은 대응하는 예측된 헤드라이트 성능 파라미터들과 비교될 수 있다.
예로서, 도 4의 그래프에 도시된 헤드라이트 출력을 고려한다. 도 4의 예에서, 헤드라이트 출력 세기(I)는 거리(예컨대, 도 3의 X 축 또는 Y 축에 평행한 표면들(28)에 걸친 거리)의 함수로서 플로팅되었다. 실선(60)은, 헤드라이트(16)가 적절하게 정렬될 때의 헤드라이트(16)의 예상 출력(예컨대, 표면들(28)의 측정된 형상 및 정렬될 때 헤드라이트들(16)의 알려진 공칭 동작 특성들에 기초한 예측)에 대응한다. 파선(62)은 헤드라이트(16)의 측정된 출력(예컨대, 광(20)에 의해 조명되는 동안 표면들(28)의 이미지를 캡처함으로써 측정된 출력)에 대응한다. 측정된 성능이 예상 성능과 얼마나 다른지를 결정하기 위해, 차량(10)은 각각의 곡선에 대한 세기(I)의 피크의 위치를 결정할 수 있고, 각각의 곡선의 에지들의 위치들을 결정할 수 있고, 그리고/또는 헤드라이트들(16)로부터 출력된 광의 세기 및 위치를 달리 측정할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 예상 세기 곡선(60)은 예상 세기 피크(64)를 갖는 반면, 측정된 곡선(62)은 피크(64)에 대해 거리(DP)만큼 시프트된 측정된 세기 피크(66)를 갖는다. 차량(10)은 DP의 값을 결정하기 위해 포인트들(64 및 66)을 비교할 수 있고/있거나, 차량(10)은 에지 세기들을 비교함으로써 헤드라이트들에 대한 예상 및 측정된 세기 패턴들에 대한 정보를 수집할 수 있다(예컨대, 예상 세기(60)가 세기 임계치(ITH)로 떨어진 경우 헤드라이트 조명 패턴의 에지들의 위치들에 대응하는 포인트들(68) 및 측정된 세기(62)가 세기 임계치(ITH)를 갖는 경우 이러한 에지들의 측정된 위치들에 대응하는 포인트들(70) 참조). 조명 패턴 에지들, 피크들 및/또는 다른 조명 패턴 특성들을 사용하여, 포지셔너(44)가 헤드라이트들(16)을 정렬하기 위해 조정되어야 하는 양을 결정하기 위해, 예측된 및 측정된 헤드라이트 정보(예컨대, 곡선들(60 및 62))가 차량(10)에 의해 비교될 수 있다. 헤드라이트들(16)은 집합적으로 정렬될 수 있거나(예컨대, 좌측 및 우측 헤드라이트들이 조명되는 동안 측정들이 이루어질 수 있음), 또는 개별적으로(예컨대, 좌측 헤드라이트가 조명되지만 우측 헤드라이트가 조명되지 않는 동안 제1 측정을 수행함으로써, 그리고 우측 헤드라이트가 조명되지만 좌측 헤드라이트가 조명되지 않는 동안 제2 측정을 수행함으로써) 정렬될 수 있다.
원하는 경우, 헤드라이트들(16)은 다수의 개별적으로 조정가능한 헤드라이트 요소들을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 헤드라이트(16)는 다수의 헤드라이트 요소들(72)을 가질 수 있으며, 이들 각각은 개별적으로 조정가능하다. 요소들(72)은 독립적으로 조정가능한 광원들을 가질 수 있고(예컨대, 각각의 요소(72)는 별개의 발광 다이오드에 대응할 수 있음) 그리고/또는 요소들(72)은 독립적으로 조정가능한 셔터들 또는 다른 광-조정 디바이스들을 가질 수 있다. 헤드라이트 출력 특성화 측정들의 정확도를 향상시키기 위해, 요소들(72) 중 하나 이상이 조명을 생성하기 위해 사용될 수 있지만, 나머지 요소들(72)은 조명을 생성하지 않는다. 각각의 요소(72)(또는 요소들의 세트)를 순환시킴으로써, 각각의 요소(72)(또는 요소들의 세트)에 대응하는 상이한 대응하는 출력 세기 측정들이 획득될 수 있다. 예로서, 헤드라이트(16)에 3개의 별개의 발광 다이오드들이 있는 시나리오를 고려한다(예컨대, 요소들(72)은 개별적으로 조정가능한 광원들에 대응함). 헤드라이트(16)가 정렬될 필요가 있는지 여부를 결정하기 위해, 결과적인 조명 하에서 표면들(28)의 대응하는 이미지들이 캡처되는 동안, 3개의 발광 다이오드들 각각이 순차적으로 턴 온될 수 있다. 이러한 방식으로, 모든 요소들(72)이 동시에 턴 온된 경우보다 더 상세한 헤드라이트 조명 측정들이 이루어질 수 있다.
도 6은 이러한 유형의 접근법이 다수의 부분적으로 활성화된 헤드라이트 출력 곡선들을 어떻게 생성할 수 있는지를 도시하며, 곡선들 각각은 별개의 개개의 요소(72)의 활성화에 대응한다. 각각의 요소(72)에 대해, 차량(10)은 대응하는 예상 출력 곡선(74)을 생성할 수 있고, 대응하는 실제 출력 세기(곡선(76))를 측정할 수 있다. 이들과 같은 더 세분화된 측정들을 사용하여 헤드라이트 성능 데이터를 수집함으로써, 헤드라이트 성능은 모든 요소들(72)이 함께 활성화될 때보다 더 정확하게 측정될 수 있다. (예컨대, 예상 곡선들(74)이 측정된 곡선들(76)에 대해 얼마나 많이 시프트되었는지를 측정함으로써) 각각의 별개의 요소(72)의 특성화 후에, 임의의 헤드라이트 오정렬이 정확하게 결정될 수 있다. 이어서, 포지셔너(44)는 (예컨대, 헤드라이트(16)의 각도 배향을 조정하기 위해) 헤드라이트(16)를 이동시키기 위해 사용될 수 있고/있거나, 각각의 요소(72)의 상대적인 세기들은 헤드라이트들(16)을 정렬하고 헤드라이트들(16)이 원하는 패턴으로 조명을 제공하는 것을 보장하는 것을 돕기 위해 조정될 수 있다.
차량(10)은 교정 타겟(예컨대, 스크린 또는 등록 마크들(50)을 갖는 다른 물체) 옆에 주차될 때, 벽, 차고 도어 또는 다른 구조물 옆에 주차될 때, 또는 도로 상에서 이동하는 정상 동작 동안(예컨대, 차량(10)이 트래픽을 통해 자율적으로 또는 수동으로 구동되고 있을 때) 표면들(28) 및 표면들(28) 상의 투사된 헤드라이트 조명에 대한 측정들을 수행할 수 있다.
차량(10)에 대한 동작 조건들에 따라, 차량(10)은 도로(14)에 대해 자신의 배향을 기울이거나 달리 변경할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 차량(10)은 감속할 때 전방으로 기울어질 수 있다. 이러한 기울기는 전향 센서들(24F)의 3차원 센서에 의해 검출될 수 있고, 원하는 경우, 센서들(24T)(예컨대, 도로(14)에 대한 차량 본체(12)의 배향을 결정하기 위해 휠들(78)이 차량 본체(12)로부터 얼마나 돌출되는지를 감지하는 서스펜션 변위 센서들)과 같은 센서들을 사용하여 검출될 수 있다. 도로(14)에 대한 차량(10)의 배향을 측정함으로써, 표면들(28) 상의 헤드라이트 조명의 예상 위치가 결정될 수 있다. 예를 들어, 차량(10)이 하향으로 기울어지고 있다고 결정되면, 도 3의 포인트들(52)의 예상 위치는 차량(10)이 상향으로 기울어지고 있다고 결정되는 경우보다 더 낮을 것이다. 따라서, 차량 서스펜션 센서 정보 및/또는 다른 기울기 센서 정보와 같은 센서 정보가 타겟에 대해 출력되는 헤드라이트의 위치를 예측할 때 고려될 수 있다.
원하는 경우, 포지셔너(44)가 제어될 수 있고, 하나 이상의 광원들 및/또는 광 변조 컴포넌트들이 제어될 수 있고(예컨대, 도 5의 요소들(72) 참조), 그리고/또는 (예컨대, 차량(10)이 구동되고 있는 동안) 조명(20)을 조정하기 위해 헤드라이트들(16)과 연관된 다른 조정가능한 컴포넌트들이 제어될 수 있다. 이러한 조정들은 차량 기울기, 도로 특성들, 이를테면 도로(14) 내의 속도 범프들의 존재 또는 예측된 존재(예컨대, 범프(14B) 참조), 날씨(예컨대, 비 또는 다른 강수가 존재하는지 또는 존재하지 않는지), 주변 조명 조건들, 도로(14)에서의 예측된 또는 검출된 회전들, 지리적 차량 위치, 및/또는 주차될 때, 구동되고 있을 때 차량(10)의 다른 조건들 등을 나타내는 센서 측정들에 기초하여 이루어질 수 있다. 원하는 경우, 차량(10)은 센서들(241)과 같은 센서들을 가질 수 있다. 센서들(241)은 예를 들어, 나침반들, 가속도계들 및/또는 자이로스코프들을 포함하는 관성 측정 유닛들일 수 있고, 중력에 대해 차량 본체(12), 전향 센서들(24F) 및/또는 헤드라이트들(16)의 배향을 측정하기 위해 사용될 수 있다.
예로서, 차량(10)이 도로(14)를 따라 좌회전하기 시작하고 있다고 결정하기 위해 차량(10)의 제어 회로부가 센서 또는 다른 데이터 소스를 사용하는 시나리오를 고려한다. 차량(10)은 맵 데이터베이스 또는 데이터베이스화된 다른 외부로부터, 라이다 측정들 또는 다른 전향 센서 측정들로부터, 관성 측정 유닛 측정들로부터, 조향 시스템 컴포넌트들(예컨대, 조향 위치 센서들)로부터, 및/또는 다른 소스들로부터 도로(14)에서의 좌회전에 대한 정보를 획득할 수 있다. 좌측 굽힘부가 존재하거나 다가오는 것을 검출하는 것에 응답하여, 차량(10)은 포지셔너(44)를 사용하여 헤드라이트들(16)을 좌측으로 회전시킬 수 있다. 이는 조명(20)이 도로(14) 상에 존재할 것임을 보장하는 것을 돕는다. 다른 예로서, 범프(14B)와 같은 다가오는 범프가 검출되면, 차량(10)은 헤드라이트 조명(20)에 대한 원하는 방향을 유지하는 것을 돕기 위해 (예컨대, 차량(10)이 범프(14B) 위의 휠들(78)의 이동으로 인해 기울어지더라도, 헤드라이트 조명(20)이 똑바로 전방으로 지향되는 것을 보장하는 것을 돕기 위해) 차량(10)이 범프(14B) 위를 이동할 때 헤드라이트(16)의 위치를 자동으로 조정할 수 있다. 원하는 경우, 헤드라이트들(16)은 로우-빔 및 하이-빔 모드들을 지원할 수 있다. 차량(10)은 차량(10) 내의 센서들, 이를테면 비 센서들(예컨대, 수분 센서들), 주변 광 센서들, 다가오는 헤드라이트 센서들, 트래픽 센서들 및/또는 다른 센서들로부터의 센서 데이터에 기초하여 이러한 모드들 사이에서 스위칭될 수 있다. 헤드라이트 움직임들, 이를테면, 도로에서의 굴곡들을 수용하기 위한 움직임들이 자동 정렬 동작들 동안 고려될 수 있다. 예를 들어, 도로(14)에서의 좌회전의 존재로 인해 헤드라이트들(16)이 좌측으로 회전되었다면, 차량(10)은 헤드라이트 조명(20)이 마찬가지로 표면들(28) 상에서 좌측으로 이동될 것으로 예상할 것이고, 따라서 헤드라이트 정렬을 평가하기 위해 헤드라이트 출력을 측정할 때 이 정보를 고려할 수 있다.
차량(10)의 사용에 수반되는 예시적인 동작들이 도 8에 도시된다.
블록(80)의 동작들 동안, 헤드라이트들(16)은 물체(26), 도로(14)(예컨대, 도 3의 표면들(28))를 조명하기 위해 사용될 수 있다. 좌측 및 우측 헤드라이트들(16)은 동시에 또는 별개로 조명될 수 있다. 각각의 헤드라이트가 도 5의 요소들(72)과 같은 다수의 조정가능한 요소들을 갖는 헤드라이트 구성들에서, 이들 요소들은, 원하는 경우, (예컨대, 헤드라이트들(16)에 의해 공급된 헤드라이트 조명의 상이한 부분들에 대한 이러한 요소들의 개별적인 기여들에 대한 헤드라이트 특성화 동안의 정보를 제공하기 위해) 블록(80)의 동작들 동안 개별적으로 조정될 수 있다.
블록(82)의 동작들 동안, 전향 센서들(24F)의 3차원 센서가 표면들(28)의 이미지들을 캡처하기 위해 사용될 수 있다(예컨대, 3차원 이미지들이 캡처될 수 있음). 물체(26)의 표면과 같은 타겟 표면 상의 정합 마크들(50) 및/또는 마킹들(54)과 같은 다른 검출가능한 특징부들의 존재는 타겟으로부터 만족스러운 3차원 이미지 데이터의 캡처를 용이하게 할 수 있다. 표면들(28)에 대한 3차원 맵(형상)을 획득하는 것에 추가로, 차량(10)은 표면들(28) 상에 존재하는 헤드라이트(들)(16)로부터 헤드라이트 조명의 이미지를 캡처할 수 있다. 예를 들어, 3차원 이미지 센서, 별개의 2차원 이미지 센서 또는 다른 센서로부터의 가시광 이미지 및/또는 적외선 이미지가 캡처될 수 있으며, 이는 헤드라이트 조명의 피크 세기의 위치를 보여주고 그리고/또는 다른 헤드라이트 조명 특징부들(예컨대, 헤드라이트 조명 패턴의 에지들의 위치들)을 보여준다.
원하는 경우, 3차원 형상 정보를 획득하는 것에 추가로 또는 그 대신에, 차량 전방의 표면들의 3차원 형상들에 대한 정보가 로컬(차량 내) 및/또는 원격 내비게이션 시스템 데이터베이스로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 환경의 3차원 맵은 운전 보조 기능들 및/또는 자율 주행 기능들에서 사용하기 위해 내비게이션 데이터베이스에 저장될 수 있다. 내비게이션 시스템 센서들(예컨대, 글로벌 포지셔닝 시스템 회로부 및/또는 다른 위성 내비게이션 시스템 회로부, 관성 측정 유닛들, 라이다, 이미지 인식 시스템들 및/또는 다른 내비게이션 센서들)로부터의 정보는 차량 위치(위치 및 배향)를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 내비게이션 시스템 센서들로부터 획득되는 차량 위치 정보는 데이터베이스로부터 대응하는 3차원 표면 형상 정보(예컨대, 결정된 차량 위치에서의 표면들의 3차원 형상들)를 검색하기 위해 사용될 수 있다.
표면들(28)의 형상을 측정하고 그리고/또는 (예컨대, 데이터베이스로부터 정보를 획득함으로써) 표면들(28)의 형상을 다른 방식으로 결정하고 표면들(28)을 조명하고 있는 헤드라이트 조명(20)의 패턴을 측정한 후에, 차량(10)은, 블록(84)의 동작들 동안, 표면들(28) 상의 헤드라이트 조명의 예상 패턴(예컨대, 헤드라이트 출력의 예상 피크 세기 위치, 헤드라이트 빔 에지들의 예상 위치, 및 헤드라이트 조명이 포인팅할 것으로 예상되는 방향과 연관된 다른 특성들)을 결정할 수 있다. 예상 헤드라이트 조명 패턴은 표면들(28)의 알려진 형상(예컨대, 차량(10)에 대한 표면들(28)의 3차원에서의 위치) 및 헤드라이트들(16)의 알려진 공칭 성능 특성들(예컨대, 각각의 헤드라이트에 의해 방출된 광 빔의 알려진 크기 및 형상)에 기초하여 결정된다. 블록(84) 동안, 차량(10)은 헤드라이트들(16)에 의해 표면들(28) 상에 생성된 실제 헤드라이트 조명 패턴을 측정하고, 측정된 헤드라이트 조명 정보를 예상된 헤드라이트 조명 정보와 비교한다.
예상 및 측정된 조명 패턴들(중심 위치, 에지 위치 등)이 일치하지 않으면, 비교 결과들에 기초하여 헤드라이트들(16)을 정렬시키기 위한 정정 액션이 취해질 수 있다. 예를 들어, 블록(86)의 동작들 동안, 차량(10)의 제어 회로부는 원하지 않는 3° 상향 기울기의 검출에 응답하여 헤드라이트(16)를 3°만큼 하향으로 기울이도록 포지셔너(44)에 지시할 수 있다. 라인(88)에 의해 도시된 바와 같이, 도 8의 자동 정렬 동작들은 (예컨대, 차량(10)이 주차될 때마다, 스케줄에 따라 주기적으로, 차량(10) 전방에서 만족스러운 표면들(28)이 이용가능할 때마다, 사용자 입력 커맨드에 응답하여 그리고/또는 다른 헤드라이트 교정 기준들이 충족되었다는 결정에 응답하여) 반복적으로 수행될 수 있다.
때때로 헤드라이트들의 맥락에서 설명되지만, 차량(10)의 임의의 적합한 광들은 도 8의 접근법을 사용하여 정렬될 수 있다(예컨대, 안개등들, 미등들, 주차 등들, 보조 측면 조명 등). 헤드라이트 정렬 동작들을 수행하는 것에 추가로, 차량(10)의 제어 회로부는, 원하는 경우, 포지셔너(44)와 같은 액추에이터들을 교정하기 위해 센서 측정들을 사용할 수 있다. 예로서, 차량(10)이 주차되어 있을 때, 포지셔너(44)는 이러한 움직임들의 정확도를 평가하기 위해 대응하는 센서 측정들을 수행하면서 이동하도록 포지셔너(44)에 지시함으로써 교정될 수 있다. 보상 교정 동작들이 수행될 수 있도록 액추에이터 성능을 측정하는 데 사용될 수 있는 센서들의 예들은 광 센서들(예컨대, 포지셔너(44)가 4.5°만큼 이동하도록 지시될 때 헤드라이트(16)로부터 출력된 광이 4.5°만큼 이동하는지 여부를 측정하는 이미지 센서) 및 관성 측정 유닛들(예컨대, 교정 동안 포지셔너(44)의 각도 움직임을 측정하는 포지셔너(44)에 결합된 관성 측정 유닛)을 포함한다.
차량(10)이 정지(주차)되어 있는 동안 포지셔너(44)를 교정하는 것은 내비게이션 시스템 정보(관성 측정 유닛 데이터 및 위성 내비게이션 시스템 데이터) 및 다른 데이터에 기초하여 주행할 때 차량(10)이 포지셔너(44)의 조준의 개루프 제어를 보다 정확하게 수행할 수 있게 한다.
일 실시예에 따르면, 차량 본체, 헤드라이트 조명을 생성하도록 구성되는, 차량 본체에 의해 지지되는 헤드라이트, 헤드라이트 조명의 예상 방향과 헤드라이트 조명의 측정된 방향 사이의 차이를 검출하도록 구성된 제어 회로부, 및 검출된 차이에 응답하여 헤드라이트를 정렬시키도록 구성된 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 포함하는 차량이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 차량은 차량 본체의 전방의 표면의 3차원 이미지를 캡처하도록 구성되고 헤드라이트가 표면을 조명할 때 헤드라이트로부터의 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성되는, 차량 본체 상의 전향 센서 회로부를 포함하고, 제어 회로부는 헤드라이트 조명의 예상 방향을 결정할 때 표면 상의 측정된 헤드라이트 조명 및 3차원 이미지를 사용하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 전향 센서 회로부는 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성된 2차원 이미지 센서를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전향 센서 회로부는 3차원 이미지를 캡처하는 라이다 센서를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전향 센서 회로부는 3차원 이미지를 캡처하도록 구성된 3차원 센서를 포함하고, 3차원 센서는, 레이더 센서, 입체 카메라, 및 구조화된 광 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택된 3차원 센서를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 차량은 제어 회로부가 헤드라이트 조명을 변경하기 위해 헤드라이트를 조정하는 동안, 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성된 센서를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 헤드라이트는 다수의 광원들을 포함하고, 센서는 제어 회로부가 상이한 개개의 양들의 광을 생성하기 위해 다수의 광원들을 조정하는 동안 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 헤드라이트는 로우-빔 모드 및 하이-빔 모드에서 동작가능하고, 센서는 제어 회로부가 로우-빔 모드와 하이-빔 모드의 동작 사이에서 헤드라이트를 변경하는 동안 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 차량은 도로에 대한 차량 본체의 기울기를 검출하도록 구성된 센서를 포함하고, 제어 회로부는 검출된 기울기에 기초하여 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 조정하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는 정보에 기초하여 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 조정하도록 구성되고, 정보는 날씨 정보, 차량 위치 정보 및 도로 정보로 이루어진 그룹으로부터 선택된 정보를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 차량은 차량 위치를 결정하도록 구성된 내비게이션 시스템 회로부 - 제어 회로부는 결정된 차량 위치를 사용하여 차량 본체의 전방의 표면에 대응하는 데이터베이스로부터 3차원 표면 형상을 검색하도록 구성됨 -, 및 헤드라이트가 표면을 조명할 때 헤드라이트로부터의 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성된 이미지 센서를 포함하고, 차량 본체 상의 전향 센서 회로부를 더 포함하고, 제어 회로부는 헤드라이트 조명의 예상 방향을 결정할 때 표면 상의 측정된 헤드라이트 조명 및 3차원 표면 형상을 사용하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는 차량 본체가 주차되어 있는 동안 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 교정하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 차량 본체, 차량 본체의 전방의 표면 상에 헤드라이트 조명을 생성하도록 구성된 헤드라이트, 표면 상의 표면 측정을 획득하도록 구성되고 표면 상의 헤드라이트 조명의 헤드라이트 조명 측정을 획득하도록 구성된 센서 회로부, 차량 본체에 대해 헤드라이트를 이동시키도록 구성된 전기적으로 조정가능한 포지셔너, 및 표면 측정 및 헤드라이트 조명 측정에 기초하여 헤드라이트를 정렬시키기 위해 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 조정하도록 구성된 제어 회로부를 포함하는 차량이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 센서 회로부는 3차원 센서를 포함하고, 표면 측정은 3차원 센서에 의해 수집된 3차원 표면 형상을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 3차원 센서는 라이다 센서를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 3차원 센서는 한 쌍의 카메라들을 갖는 입체 센서를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 3차원 센서는 광학 센서를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 3차원 센서는 레이더 센서를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는 표면 상의 헤드라이트 조명의 예상 위치를 결정하기 위해 표면 측정을 사용하도록 구성되고, 예상 위치를 헤드라이트 조명 측정으로부터 획득된 표면 상의 헤드라이트 조명의 측정된 위치와 비교하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는 예상 위치와 측정된 위치의 비교에 기초하여 헤드라이트를 정렬시키기 위해 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 조정하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 차량 본체, 헤드라이트, 본체에 대해 헤드라이트를 이동시키도록 구성된 포지셔너, 차량 본체의 전방에서 물체의 표면을 측정하도록 구성된 3차원 센서, 및 헤드라이트가 포인팅되는 표면 상의 위치를 측정하도록 구성된 이미지 센서 및 제어 회로부를 포함하고, 제어 회로부는, 헤드라이트가 차량 본체에 대해 정렬될 때, 헤드라이트가 조준될 것으로 예상되는 타겟 상의 예측된 위치를 결정하기 위해 측정된 표면을 사용하고, 측정된 위치를 예측된 위치와 비교하고, 비교에 기초하여 헤드라이트를 이동시키기 위해 포지셔너를 사용하도록 구성되는 차량이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 3차원 센서는 3차원에서 표면의 형상 및 차량 본체로부터 표면의 거리를 측정하도록 구성된다.
전술한 것은 단지 예시적인 것이며, 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (22)

  1. 차량으로서,
    차량 본체;
    헤드라이트 조명을 생성하도록 구성되는, 상기 차량 본체에 의해 지지되는 헤드라이트;
    상기 헤드라이트 조명의 예상 방향과 상기 헤드라이트 조명의 측정된 방향 사이의 차이를 검출하도록 구성된 제어 회로부; 및
    상기 검출된 차이에 응답하여 상기 헤드라이트를 정렬시키도록 구성된 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 포함하는, 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량 본체의 전방의 표면의 3차원 이미지를 캡처하도록 구성되고 상기 헤드라이트가 상기 표면을 조명할 때 상기 헤드라이트로부터의 상기 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성되는, 상기 차량 본체 상의 전향 센서 회로부를 더 포함하고, 상기 제어 회로부는 상기 헤드라이트 조명의 예상 방향을 결정할 때 상기 표면 상의 상기 측정된 헤드라이트 조명 및 상기 3차원 이미지를 사용하도록 구성되는, 차량.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전향 센서 회로부는 상기 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성된 2차원 이미지 센서를 포함하는, 차량.
  4. 제2항에 있어서, 상기 전향 센서 회로부는 상기 3차원 이미지를 캡처하는 라이다(lidar) 센서를 포함하는, 차량.
  5. 제2항에 있어서, 상기 전향 센서 회로부는 상기 3차원 이미지를 캡처하도록 구성된 3차원 센서를 포함하고, 상기 3차원 센서는, 레이더 센서, 입체 카메라, 및 구조화된 광 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택된 3차원 센서를 포함하는, 차량.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로부가 상기 헤드라이트 조명을 변경하기 위해 상기 헤드라이트를 조정하는 동안, 상기 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성된 센서를 더 포함하는, 차량.
  7. 제6항에 있어서, 상기 헤드라이트는 다수의 광원들을 포함하고, 상기 센서는 상기 제어 회로부가 상이한 개개의 양들의 광을 생성하기 위해 상기 다수의 광원들을 조정하는 동안 상기 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성되는, 차량.
  8. 제6항에 있어서, 상기 헤드라이트는 로우-빔 모드 및 하이-빔 모드에서 동작가능하고, 상기 센서는 상기 제어 회로부가 상기 로우-빔 모드와 상기 하이-빔 모드의 동작 사이에서 상기 헤드라이트를 변경하는 동안 상기 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성되는, 차량.
  9. 제1항에 있어서, 도로에 대한 상기 차량 본체의 기울기를 검출하도록 구성된 센서를 더 포함하고, 상기 제어 회로부는 상기 검출된 기울기에 기초하여 상기 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 조정하도록 구성되는, 차량.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로부는 정보에 기초하여 상기 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 조정하도록 구성되고, 상기 정보는 날씨 정보, 차량 위치 정보 및 도로 정보로 이루어진 그룹으로부터 선택된 정보를 포함하는, 차량.
  11. 제1항에 있어서,
    차량 위치를 결정하도록 구성된 내비게이션 시스템 회로부 - 상기 제어 회로부는 상기 결정된 차량 위치를 사용하여 상기 차량 본체의 전방의 표면에 대응하는 데이터베이스로부터 3차원 표면 형상을 검색하도록 구성됨 -; 및
    상기 헤드라이트가 상기 표면을 조명할 때 상기 헤드라이트로부터의 상기 헤드라이트 조명을 측정하도록 구성된 이미지 센서를 더 포함하고, 상기 차량 본체 상의 전향 센서 회로부를 더 포함하고, 상기 제어 회로부는 상기 헤드라이트 조명의 예상 방향을 결정할 때 상기 표면 상의 상기 측정된 헤드라이트 조명 및 상기 3차원 표면 형상을 사용하도록 구성되는, 차량.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로부는 상기 차량 본체가 주차되어 있는 동안 상기 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 교정하도록 추가로 구성되는, 차량.
  13. 차량으로서,
    차량 본체;
    상기 차량 본체의 전방의 표면 상에 헤드라이트 조명을 생성하도록 구성된 헤드라이트;
    상기 표면 상의 표면 측정을 획득하도록 구성되고 상기 표면 상의 상기 헤드라이트 조명의 헤드라이트 조명 측정을 획득하도록 구성된 센서 회로부;
    상기 차량 본체에 대해 상기 헤드라이트를 이동시키도록 구성된 전기적으로 조정가능한 포지셔너; 및
    상기 표면 측정 및 상기 헤드라이트 조명 측정에 기초하여 상기 헤드라이트를 정렬시키기 위해 상기 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 조정하도록 구성된 제어 회로부를 포함하는, 차량.
  14. 제13항에 있어서, 상기 센서 회로부는 3차원 센서를 포함하고, 상기 표면 측정은 상기 3차원 센서에 의해 수집된 3차원 표면 형상을 포함하는, 차량.
  15. 제14항에 있어서, 상기 3차원 센서는 라이다 센서를 포함하는, 차량.
  16. 제14항에 있어서, 상기 3차원 센서는 한 쌍의 카메라들을 갖는 입체 센서를 포함하는, 차량.
  17. 제14항에 있어서, 상기 3차원 센서는 광학 센서를 포함하는, 차량.
  18. 제14항에 있어서, 상기 3차원 센서는 레이더 센서를 포함하는, 차량.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제어 회로부는 상기 표면 상의 상기 헤드라이트 조명의 예상 위치를 결정하기 위해 상기 표면 측정을 사용하도록 구성되고, 상기 예상 위치를 상기 헤드라이트 조명 측정으로부터 획득된 상기 표면 상의 상기 헤드라이트 조명의 측정된 위치와 비교하도록 구성되는, 차량.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제어 회로부는 상기 예상 위치와 상기 측정된 위치의 비교에 기초하여 상기 헤드라이트를 정렬시키기 위해 상기 전기적으로 조정가능한 포지셔너를 조정하도록 구성되는, 차량.
  21. 차량으로서,
    차량 본체;
    헤드라이트;
    상기 본체에 대해 상기 헤드라이트를 이동시키도록 구성된 포지셔너;
    상기 차량 본체의 전방에서 물체의 표면을 측정하도록 구성된 3차원 센서; 및
    상기 헤드라이트가 포인팅되는 상기 표면 상의 위치를 측정하도록 구성된 이미지 센서; 및
    제어 회로부를 포함하고, 상기 제어 회로부는,
    상기 헤드라이트가 상기 차량 본체에 대해 정렬될 때, 상기 헤드라이트가 조준될 것으로 예상되는 타겟 상의 예측된 위치를 결정하기 위해 상기 측정된 표면을 사용하고;
    상기 측정된 위치를 상기 예측된 위치와 비교하고; 그리고
    상기 비교에 기초하여 상기 헤드라이트를 이동시키기 위해 상기 포지셔너를 사용하도록 구성되는, 차량.
  22. 제21항에 있어서, 상기 3차원 센서는 3차원에서 상기 표면의 형상 및 상기 차량 본체로부터 상기 표면의 거리를 측정하도록 구성되는, 차량.
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