WO2023181816A1 - 配光制御装置、車両用灯具システムおよび配光制御方法 - Google Patents

Abstract

配光制御装置（６）は、第１撮像装置（４）に基づく画像（ＩＭＧ１）における車幅方向の端部に所定のしきい値より高輝度値の画素線を付加して加工画像を生成し、加工画像から前方車両を含む処理領域を抽出し、処理領域に対ししきい値を用いた高輝度画素の抽出処理を施して抽出画像を生成し、抽出画像に含まれる高輝度画素のペアに基づいて前方車両と重なる遮光部を定め、遮光部を含む配光パターン（ＰＴＮ）を決定する。

Description

配光制御装置、車両用灯具システムおよび配光制御方法

　本発明は、配光制御装置、車両用灯具システムおよび配光制御方法に関する。

　車両の周囲の状態に基づいて配光パターンを動的、適応的に制御するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御が提案されている。ＡＤＢ制御は、高輝度の光照射を避けるべき前方車両の有無をカメラで検出し、前方車両に対応する領域を遮光するものである（例えば、特許文献１参照）。前方車両に対応する領域を遮光することで、前方車両の運転者に与えるグレアを低減しつつ、自車両の運転者の視認性を向上させることができる。

特開２０１５－０６４９６４号公報

　ＡＤＢ制御を実施する上で、遮光部の形成漏れがないことが望まれる。

　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、遮光部形成の確実性を高める技術を提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明のある態様は、配光制御装置である。この配光制御装置は、車両前方を撮像する第１撮像装置に基づく画像における車幅方向の端部に所定のしきい値より高輝度値の画素線を付加して加工画像を生成し、加工画像から前方車両を含む処理領域を抽出し、処理領域に対ししきい値を用いた高輝度画素の抽出処理を施して抽出画像を生成し、抽出画像に含まれる高輝度画素のペアに基づいて前方車両と重なる遮光部を定め、遮光部を含む配光パターンを決定する。

　本発明の他の態様は、車両用灯具システムである。この車両用灯具システムは、前方車両と重なる遮光部を含む配光パターンを形成可能な配光可変ランプと、車両前方を撮像する第１撮像装置と、配光可変ランプによる配光パターンの形成を制御する上記態様の配光制御装置と、を備える。

　また、本発明の他の態様は、配光制御方法である。この配光制御方法は、車両前方を撮像する第１撮像装置に基づく画像における車幅方向の端部に所定のしきい値より高輝度値の画素線を付加して加工画像を生成し、加工画像から前方車両を含む処理領域を抽出し、処理領域に対ししきい値を用いた高輝度画素の抽出処理を施して抽出画像を生成し、抽出画像に含まれる高輝度画素のペアに基づいて前方車両と重なる遮光部を定め、遮光部を含む配光パターンを決定することを含む。

　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

　本発明によれば、遮光部形成の確実性を高めることができる。

車両用灯具システムのブロック図である。 図２（Ａ）～図２（Ｄ）は、実施の形態１に係る配光制御装置の動作を説明する図である。 図３（Ａ）～図３（Ｆ）は、実施の形態１に係る配光制御装置の動作を説明する図である。 図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、実施の形態１に係る配光制御装置の動作を説明する図である。 図５（Ａ）～図５（Ｄ）は、実施の形態２に係る配光制御装置の動作を説明する図である。 図６（Ａ）～図６（Ｆ）は、実施の形態２に係る配光制御装置の動作を説明する図である。 図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、実施の形態２に係る配光制御装置の動作を説明する図である。

　以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

（実施の形態１）
　図１は、車両用灯具システム１のブロック図である。図１では、車両用灯具システム１の構成要素を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

　車両用灯具システム１は、配光可変ランプ２と、第１撮像装置４と、配光制御装置６とを備える。これらは、車両に搭載される。本実施の形態において車両用灯具システム１が搭載される車両は、自動二輪車等の鞍乗型車両である。配光可変ランプ２、第１撮像装置４および配光制御装置６は、全て同じ筐体に内蔵されていてもよいし、いくつかの部材は筐体の外部に設けられてもよい。例えば、配光可変ランプ２、第１撮像装置４および配光制御装置６は、灯室に収容される。灯室は、車両前方側に開口部を有するランプボディと、ランプボディの開口部を覆うように取り付けられた透光カバーとによって区画される。第１撮像装置４および配光制御装置６は、灯室外に配置されてもよい。この場合、第１撮像装置４は車載カメラであってもよい。また、配光制御装置６は、例えば全部または一部が車両ＥＣＵ１６に組み込まれてもよい。

　配光可変ランプ２は、前方車両と重なる遮光部を含む配光パターンＰＴＮを形成可能である。例えば配光可変ランプ２は、強度分布が可変である可視光ビームＬ１を自車両の前方領域に照射する。配光可変ランプ２は、前方領域に並ぶ複数の個別領域Ｒに照射する光の照度を個別に変更可能である。複数の個別領域Ｒは、例えばマトリクス状に配列される。配光可変ランプ２は、配光制御装置６から配光パターンＰＴＮを指示する情報を受け、配光パターンＰＴＮに応じた強度分布を有する可視光ビームＬ１を出射する。これにより、自車前方に配光パターンＰＴＮが形成される。配光パターンＰＴＮは、配光可変ランプ２が自車前方の仮想鉛直スクリーン９００上に形成する照射パターン９０２の２次元の照度分布と把握される。

　配光可変ランプ２の構成は特に限定されず、例えばマトリクス状に配列された複数の光源と、各光源を独立に駆動して点灯させる点灯回路とを含む。光源は特に限定されないが、光源の好ましい例としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザーダイオード）、有機または無機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）等の半導体光源が挙げられる。各個別領域Ｒと各光源とが対応付けられて、各光源から各個別領域Ｒに対して個別に光が照射される。配光可変ランプ２の解像度、言い換えれば配光分解能は、例えば１０００ピクセル～２００万ピクセルである。配光可変ランプ２の解像度は、配光パターンＰＴＮにおいて独立に照度を変更できる単位領域の数を意味する。

　なお、配光可変ランプ２は、配光パターンＰＴＮに応じた照度分布を形成するために、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）や液晶デバイス等のマトリクス型のパターン形成デバイスや、光源光で自車前方を走査するスキャン光学型のパターン形成デバイス等を含んでもよい。

　第１撮像装置４は、可視光領域に感度を有し、自車両の前方領域を繰り返し撮像する。第１撮像装置４は、車両前方の物体による可視光ビームＬ１の反射光を撮像する。また、第１撮像装置４は、先行車および対向車を含む前方車両が照射する光を撮像する。第１撮像装置４が生成した画像ＩＭＧ１は、配光制御装置６に送られる。第１撮像装置４の撮像範囲は、配光可変ランプ２の光照射範囲と一致する。したがって、画像ＩＭＧ１の外縁と配光パターンＰＴＮの形成可能な範囲の外縁とは、互いに重なり合う。

　配光制御装置６が第１撮像装置４から取得する画像ＩＭＧ１は、ＲＡＷ画像データであってもよいし、第１撮像装置４によって所定の画像処理が施された画像データであってもよい。また、第１撮像装置４が生成したＲＡＷ画像データに第１撮像装置４以外の処理装置が画像処理を施した画像データを配光制御装置６が受ける場合も、第１撮像装置４からの画像ＩＭＧ１の取得に該当する。以下の説明において、「第１撮像装置４に基づく画像ＩＭＧ１」は、ＲＡＷ画像データおよび画像処理が施されたデータのどちらであってもよいことを意味する。また、両画像データを区別せずに「画像ＩＭＧ１」と表現する場合もある。

　配光制御装置６は、前方領域に存在する物標に応じて、配光可変ランプ２の配光を動的、適応的に制御するＡＤＢ制御を実行する。配光制御装置６は、第１撮像装置４に基づく画像ＩＭＧ１を用いて、前方車両と重なる遮光部を含む配光パターンＰＴＮを決定する。そして、決定した配光パターンＰＴＮを指示する情報を配光可変ランプ２に送る。配光制御装置６は、デジタルプロセッサで構成することができ、例えばＣＰＵを含むマイコンとソフトウェアプログラムの組み合わせで構成してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specified IC）などで構成してもよい。配光制御装置６は、一例として画像処理部８と、領域設定部１０と、パターン決定部１２と、ランプ制御部１４とを有する。各部は、自身を構成する集積回路が、メモリに保持されたプログラムを実行することで動作する。

　図２（Ａ）～図２（Ｄ）、図３（Ａ）～図３（Ｆ）、ならびに図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、実施の形態１に係る配光制御装置６の動作を説明する図である。まず、図２（Ａ）に示すように、画像処理部８は、第１撮像装置４に基づく画像ＩＭＧ１を取得する。一例として画像ＩＭＧ１には、前方車両２００の右側約半分と、前方車両２００の右側の灯具に由来する１つの光点２０２が左隅に写り込んでいる。前方車両２００の灯具は、先行車であればリアランプ等であり、対向車であればヘッドランプ等である。リアランプは、ストップランプとテールランプとを含む。なお、図２（Ａ）には配光パターンＰＴＮを非形成の状況で撮像された画像ＩＭＧ１を図示しているが、これに限定されない。

　画像処理部８は、画像ＩＭＧ１を取得すると、図２（Ｂ）に示すように画像ＩＭＧ１から加工画像ＩＭＧ１ａを生成する。加工画像ＩＭＧ１ａは、画像ＩＭＧ１における車幅方向の端部に、所定のしきい値より高輝度値（高画素値）の画素線２０を付加した画像である。つまり、加工画像ＩＭＧ１ａは、左辺および右辺が画素線２０で縁取りされている。各画素線２０は、例えば画像ＩＭＧ１の上端から下端にかけて延びる１列の画素で構成される。なお、画素線２０の幅は、１画素に限定されない。また、しきい値は設計者による実験やシミュレーションに基づき予め設定することが可能である。画像処理部８は、加工画像ＩＭＧ１ａの情報を領域設定部１０に送る。

　領域設定部１０は、図２（Ｃ）に示すように、加工画像ＩＭＧ１ａに処理領域ＲＯＩを設定する。処理領域ＲＯＩは、前方車両２００の存在範囲を含む。本実施の形態の領域設定部１０は、処理領域ＲＯＩの情報を外部から取得する。処理領域ＲＯＩの情報には、例えば画像ＩＭＧ１における処理領域ＲＯＩの位置座標や、自車両に対する処理領域ＲＯＩの角度が含まれ得る。一例として領域設定部１０は、車両に搭載される車両ＥＣＵ１６から処理領域ＲＯＩの情報を取得する。

　車両ＥＣＵ１６は、例えば先進運転支援システム（ADAS:Advanced driver-assistance systems）における制御の一環として処理領域ＲＯＩの情報を生成する。例えば車両ＥＣＵ１６は、図２（Ｄ）に示すように、配光可変ランプ２の光照射範囲より広い撮像範囲を有する第２撮像装置１８に基づく広角画像ＩＭＧ２を取得する。そして、広角画像ＩＭＧ２から前方車両２００を検出し、前方車両２００の位置情報を生成する。車両ＥＣＵ１６は、アルゴリズム認識やディープラーニング等を含む公知の方法を用いて広角画像ＩＭＧ２から前方車両２００を検出することができる。

　例えば車両ＥＣＵ１６は、広角画像ＩＭＧ２中の光点２０２の位置やペア性に基づいて、当該光点２０２が前方車両２００の灯具に由来するものであること、換言すれば前方車両２００を検出することができる。光点のペア性とは、複数の光点が互いの距離を保ったまま同じ挙動を示すことを意味する。第２撮像装置１８の撮像範囲は、配光可変ランプ２の光照射範囲、および第１撮像装置４の撮像範囲よりも広い。したがって、第１撮像装置４では前方車両２００の一部分しか捉えられない場合でも、第２撮像装置１８では前方車両２００の全体を捉えられる可能性が高まる。このため、車両ＥＣＵ１６は、広角画像ＩＭＧ２から前方車両２００を検出することができる。

　そして、車両ＥＣＵ１６は、前方車両２００の位置情報に基づいて処理領域ＲＯＩを定め、処理領域ＲＯＩの情報を領域設定部１０に送る。一例としての処理領域ＲＯＩは、前方車両２００の全体と、前方車両２００の周囲の所定範囲を含む領域である。なお、領域設定部１０が広角画像ＩＭＧ２から前方車両２００を検出して処理領域ＲＯＩの情報を生成してもよい。

　領域設定部１０は、処理領域ＲＯＩを設定した加工画像ＩＭＧ１ａを画像処理部８に送る。画像処理部８は、図３（Ａ）に示すように、加工画像ＩＭＧ１ａから処理領域ＲＯＩを抽出する。加工画像ＩＭＧ１ａは、広角画像ＩＭＧ２より撮像範囲の狭い画像ＩＭＧ１に由来する。このため、加工画像ＩＭＧ１ａから抽出した処理領域ＲＯＩには、前方車両２００の一部分のみが含まれる。したがって、当該処理領域ＲＯＩには、右側の灯具に由来する１つの光点２０２のみが含まれる。また、処理領域ＲＯＩには、左側の画素線２０が含まれる。

　画像処理部８は、画素線２０の輝度値の基準としたしきい値を用いて、処理領域ＲＯＩに対し高輝度画素の抽出処理を施す。当該抽出処理には、２値化処理等の公知の画像処理が含まれる。これにより、図３（Ｂ）に示すように、前方車両２００の灯具に由来する光点２０２と、画素線２０とが抽出された抽出画像ＩＭＧ１ｂが生成される。画像処理部８は、生成した抽出画像ＩＭＧ１ｂをパターン決定部１２に送る。

　パターン決定部１２は、抽出画像ＩＭＧ１ｂに含まれる高輝度画素に基づいて前方車両２００と重なる遮光部２８を定める。本実施の形態では、抽出画像ＩＭＧ１ｂにおいて車幅方向に並ぶ高輝度画素のペアに基づいて遮光部２８を定める。一例としてパターン決定部１２は、抽出画像ＩＭＧ１ｂに対し高輝度画素の上方向への膨張処理を施して、上方膨張群２１を含む上方膨張画像ＩＭＧ１ｃを生成する。

　具体的には、パターン決定部１２は、上下方向に長い所定形状の構造要素を用い、当該構造要素の上端の画素を注目画素に対応付けて、抽出画像ＩＭＧ１ｂに上膨張処理を施す。膨張処理では、構造要素が重なるいずれかの画素に高輝度値の画素が含まれる場合、注目画素の輝度値が当該高輝度値に変換される。したがって、上膨張処理では、抽出画像ＩＭＧ１ｂにおいて高輝度画素の上方に位置する画素の輝度値が高輝度画素の輝度値に変換される。この結果、図３（Ｃ）に示すように、上方膨張群２１を含む上方膨張画像ＩＭＧ１ｃが生成される。上方膨張群２１は、光点２０２が上方向に膨張して形成される第１上方膨張群２０２ａと、画素線２０が上方向に膨張して形成される第２上方膨張群２０ａとを含む。なお、抽出画像ＩＭＧ１ｂでは、画素線２０が上端から下端にかけて延びているため、画素線２０と第２上方膨張群２０ａとは同一形状となる。

　続いて、パターン決定部１２は、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃに対し上方膨張群２１の左方向への膨張処理を施して、左方膨張群２２を含む左方膨張画像ＩＭＧ１ｄを生成する。具体的には、パターン決定部１２は、左右方向に長い所定形状の構造要素を用い、当該構造要素の左端の画素を注目画素に対応付けて、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃに左膨張処理を施す。左膨張処理では、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃにおいて高輝度画素の左方に位置する画素の輝度値が高輝度画素の輝度値に変換される。この結果、図３（Ｄ）に示すように、左方膨張群２２を含む左方膨張画像ＩＭＧ１ｄが生成される。左方膨張群２２は、第１上方膨張群２０２ａが左方向に膨張して形成される第１左方膨張群２０２ｂと、第２上方膨張群２０ａが左方向に膨張して形成される第２左方膨張群２０ｂとが結合した形状を有する。なお、第２上方膨張群２０ａは上方膨張画像ＩＭＧ１ｃの左端に位置するため、第２上方膨張群２０ａと第２左方膨張群２０ｂとは同一形状となる。

　また、パターン決定部１２は、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃに対し上方膨張群２１の右方向への膨張処理を施して、右方膨張群２４を含む右方膨張画像ＩＭＧ１ｅを生成する。具体的には、パターン決定部１２は、左右方向に長い所定形状の構造要素を用い、当該構造要素の右端の画素を注目画素に対応付けて、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃに右膨張処理を施す。右膨張処理では、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃにおいて高輝度画素の右方に位置する画素の輝度値が高輝度画素の輝度値に変換される。この結果、図３（Ｅ）に示すように、右方膨張群２４を含む右方膨張画像ＩＭＧ１ｅが生成される。右方膨張群２４は、第１上方膨張群２０２ａが右方向に膨張して形成される第１右方膨張群２０２ｃと、第２上方膨張群２０ａが右方向に膨張して形成される第２右方膨張群２０ｃとが結合した形状を有する。なお、右膨張処理と左膨張処理とは順不同であり、並列処理も可能である。

　そして、パターン決定部１２は、左方膨張画像ＩＭＧ１ｄおよび右方膨張画像ＩＭＧ１ｅを合成する。つまり、左方膨張画像ＩＭＧ１ｄと右方膨張画像ＩＭＧ１ｅとのＡＮＤ演算を行う。これにより、図３（Ｆ）に示すように、合成画素群２６を含む合成画像ＩＭＧ１ｆが生成される。合成画素群２６は、左方膨張群２２および右方膨張群２４が重なる画素領域に相当する。

　パターン決定部１２は、この合成画素群２６に基づいて遮光部２８を定める。例えばパターン決定部１２は、合成画像ＩＭＧ１ｆの各画素の輝度値を反転させて、図４（Ａ）に示す反転画像ＩＭＧ３を生成する。反転画像ＩＭＧ３において、合成画素群２６は低輝度値となり、合成画素群２６を除く領域は高輝度値となる。パターン決定部１２は、ベースとなる配光パターンにおける処理領域ＲＯＩに対応する領域に反転画像ＩＭＧ３を組み込む。そして、ベースとなる配光パターンにおける合成画素群２６そのものを遮光部２８に定める。これにより、図４（Ｂ）に示すように、前方車両２００と重なる遮光部２８を含む配光パターンＰＴＮが決定する。パターン決定部１２は、決定した配光パターンＰＴＮの情報をランプ制御部１４に送る。

　遮光部２８は、配光パターンＰＴＮに設けられる輝度（照度）がゼロの部分、または遮光前よりも輝度（照度）を低下させた、輝度がゼロ超の部分である。ベースとなる配光パターンは、例えばライトスイッチ（図示せず）の操作等による運転者の指示、自車両の走行状態、自車両の周囲の環境等に基づいて決まる配光モードに応じて選択される。例えば、配光モードには、ハイビーム用配光パターンを形成するハイビームモード、ロービーム用配光パターンを形成するロービームモード等が含まれる。図４（Ｂ）には、一例としてハイビーム用配光パターンが示されている。

　ランプ制御部１４は、配光可変ランプ２に対し配光パターンＰＴＮの形成を指示する。ランプ制御部１４は、例えば公知のＬＥＤドライバモジュール（ＬＤＭ）等で構成される。配光可変ランプ２の光源の調光方法がアナログ調光である場合、ランプ制御部１４は、光源に流れる駆動電流の直流レベルを調節する。また、光源の調光方法がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）調光である場合、ランプ制御部１４は、光源に流れる電流をスイッチングし、オン期間の比率を調節することで、駆動電流の平均レベルを調節する。また、配光可変ランプ２がＤＭＤを有する場合、ランプ制御部１４は、ＤＭＤを構成する各ミラー素子のオン／オフ切り替えを制御してもよい。配光可変ランプ２が液晶デバイスを有する場合、ランプ制御部１４は、液晶デバイスの光透過率を制御してもよい。これにより、配光パターンＰＴＮが自車前方に形成される。

　以上説明したように、本実施の形態に係る配光制御装置６は、第１撮像装置４に基づく画像ＩＭＧ１における車幅方向の端部に高輝度の画素線２０を付加して加工画像ＩＭＧ１ａを生成し、加工画像ＩＭＧ１ａから処理領域ＲＯＩを抽出し、処理領域ＲＯＩに高輝度画素の抽出処理を施して抽出画像ＩＭＧ１ｂを生成し、抽出画像ＩＭＧ１ｂにおける高輝度画素に基づいて遮光部２８を定める。

　前方車両２００が第１撮像装置４の撮像範囲の端に位置し、一方の灯具が第１撮像装置４の撮像範囲から外れる場合、他方の灯具に由来する光点２０２のみに基づいて遮光部２８を定めることになる。この場合、一対の灯具間にまたがる有効な遮光部２８を形成することができず、前方車両２００の運転者にグレアを与え得る。第１撮像装置４の撮像範囲を拡げれば、前方車両２００の片側の灯具が撮像範囲から外れる可能性を低減できる。しかしながら、この場合は、第１撮像装置４を広角のものに変更する必要が生じ得る。また、配光制御装置６にかかる処理負荷や必要なメモリの増大を招き得る。

　これに対し、本実施の形態では、画像ＩＭＧ１の左右端に高輝度の画素線２０を付加している。画素線２０は、灯具に由来する光点２０２の代わりとして利用できる。これにより、画像ＩＭＧ１の左右端に光点２０２が必ず存在することになる。このため、前方車両２００の片側の灯具が第１撮像装置４の撮像範囲から左方または右方に外れる場合でも、この前方車両２００に対して有効な遮光部２８を形成できる。よって、遮光部形成の確実性を高めることができる。

　また、本実施の形態では、第１撮像装置４の撮像範囲が配光可変ランプ２の光照射範囲と一致する。また、処理領域ＲＯＩは、配光可変ランプ２の光照射範囲より広い広角画像ＩＭＧ２に基づいて定められる。また、遮光部２８の決定処理では、抽出画像ＩＭＧ１ｂから上方膨張画像ＩＭＧ１ｃを生成し、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃから左方膨張画像ＩＭＧ１ｄおよび右方膨張画像ＩＭＧ１ｅを生成し、左方膨張画像ＩＭＧ１ｄおよび右方膨張画像ＩＭＧ１ｅに基づいて遮光部２８を定めている。このような場合に、画像ＩＭＧ１への画素線２０の付加は特に有効である。

（実施の形態２）
　本実施の形態は、配光制御の内容の一部を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については説明を適宜省略する。図５（Ａ）～図５（Ｄ）、図６（Ａ）～図６（Ｆ）、ならびに図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、実施の形態２に係る配光制御装置６の動作を説明する図である。

　まず、図５（Ａ）に示すように、画像処理部８は、第１撮像装置４に基づく画像ＩＭＧ１を取得する。一例として画像ＩＭＧ１には、右に傾いた前方車両２００の上側約半分と、前方車両２００の左側の灯具に由来する１つの光点２０２が左隅に写り込んでいる。このような画像ＩＭＧ１は、自車両の左右軸が大きく傾斜した状態で、換言すれば自車両がロール方向に大きく傾斜した状態で第１撮像装置４が撮像したときに生成され得る。特に、鞍乗型車両は、曲線道路を走行する際等に左右に大きくバンクする。よって、第１撮像装置４が鞍乗型車両に搭載される場合、このような画像ＩＭＧ１が生成されやすくなる。なお、図５（Ａ）には配光パターンＰＴＮを非形成の状況で撮像された画像ＩＭＧ１を図示しているが、これに限定されない。

　画像処理部８は、画像ＩＭＧ１を取得すると、図５（Ｂ）に示すように画像ＩＭＧ１から加工画像ＩＭＧ１ａを生成する。本実施の形態の画像処理部８は、画像ＩＭＧ１における車幅方向の端部に加え、下端にも画素線２０を付加して、加工画像ＩＭＧ１ａを生成する。したがって、加工画像ＩＭＧ１ａは、左辺、右辺および下辺が画素線２０で縁取りされている。画像処理部８は、加工画像ＩＭＧ１ａの情報を領域設定部１０に送る。

　領域設定部１０は、図５（Ｃ）に示すように、加工画像ＩＭＧ１ａに処理領域ＲＯＩを設定する。本実施の形態の領域設定部１０は、一例として車両ＥＣＵ１６から処理領域ＲＯＩの情報を取得する。車両ＥＣＵ１６は、図５（Ｄ）に示すように、配光可変ランプ２の光照射範囲より広い広角画像ＩＭＧ２から前方車両２００を検出する。そして、前方車両２００の位置情報に基づいて処理領域ＲＯＩを定め、処理領域ＲＯＩの情報を領域設定部１０に送る。

　領域設定部１０は、処理領域ＲＯＩを設定した加工画像ＩＭＧ１ａを画像処理部８に送る。画像処理部８は、図６（Ａ）に示すように、加工画像ＩＭＧ１ａから処理領域ＲＯＩを抽出する。処理領域ＲＯＩには、左側の灯具に由来する１つの光点２０２と下側の画素線２０とが含まれる。画像処理部８は、画素線２０の輝度値の基準としたしきい値を用いて、処理領域ＲＯＩに対し高輝度画素の抽出処理を施す。これにより、図６（Ｂ）に示すように、前方車両２００の灯具に由来する光点２０２と、画素線２０とが抽出された抽出画像ＩＭＧ１ｂが生成される。画像処理部８は、生成した抽出画像ＩＭＧ１ｂをパターン決定部１２に送る。

　パターン決定部１２は、抽出画像ＩＭＧ１ｂに含まれる高輝度画素に基づいて前方車両２００と重なる遮光部２８を定める。本実施の形態では、抽出画像ＩＭＧ１ｂにおいて上下方向に並ぶ高輝度画素のペアに基づいて遮光部２８を定める。一例としてパターン決定部１２は、抽出画像ＩＭＧ１ｂに対し高輝度画素の上方向への膨張処理を施して、図６（Ｃ）に示すように、上方膨張群２１を含む上方膨張画像ＩＭＧ１ｃを生成する。上方膨張群２１は、光点２０２が上方向に膨張して形成される第１上方膨張群２０２ａと、画素線２０が上方向に膨張して形成される第２上方膨張群２０ａとを含む。なお、画素線２０は、抽出画像ＩＭＧ１ｂの下端において左端から右端にかけて延びている。このため、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃは、全体が第２上方膨張群２０ａで覆われた画像となる。

　続いて、パターン決定部１２は、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃに対し上方膨張群２１の左方向への膨張処理を施して、図６（Ｄ）に示すように、左方膨張群２２を含む左方膨張画像ＩＭＧ１ｄを生成する。左方膨張群２２は、第１上方膨張群２０２ａが左方向に膨張して形成される第１左方膨張群２０２ｂと、第２上方膨張群２０ａが左方向に膨張して形成される第２左方膨張群２０ｂとが結合した形状を有する。なお、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃの全体が第２上方膨張群２０ａで覆われているため、左方膨張画像ＩＭＧ１ｄは上方膨張画像ＩＭＧ１ｃと同一画像となる。

　また、パターン決定部１２は、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃに対し上方膨張群２１の右方向への膨張処理を施して、図６（Ｅ）に示すように、右方膨張群２４を含む右方膨張画像ＩＭＧ１ｅを生成する。右方膨張群２４は、第１上方膨張群２０２ａが右方向に膨張して形成される第１右方膨張群２０２ｃと、第２上方膨張群２０ａが右方向に膨張して形成される第２右方膨張群２０ｃとが結合した形状を有する。なお、上方膨張画像ＩＭＧ１ｃの全体が第２上方膨張群２０ａで覆われているため、右方膨張画像ＩＭＧ１ｅは上方膨張画像ＩＭＧ１ｃと同一画像となる。右膨張処理と左膨張処理とは順不同であり、並列処理も可能である。

　そして、パターン決定部１２は、左方膨張画像ＩＭＧ１ｄおよび右方膨張画像ＩＭＧ１ｅを合成する。これにより、図６（Ｆ）に示すように、合成画素群２６を含む合成画像ＩＭＧ１ｆが生成される。合成画素群２６は、左方膨張群２２および右方膨張群２４が重なる画素領域に相当する。

　パターン決定部１２は、この合成画素群２６に基づいて遮光部２８を定める。例えばパターン決定部１２は、合成画像ＩＭＧ１ｆの各画素の輝度値を反転させて、図７（Ａ）に示す反転画像ＩＭＧ３を生成する。そして、パターン決定部１２は、ベースとなる配光パターンに反転画像ＩＭＧ３を組み込み、合成画素群２６そのものを遮光部２８に定める。これにより、図７（Ｂ）に示すように、前方車両２００と重なる遮光部２８を含む配光パターンＰＴＮが決定する。パターン決定部１２は、決定した配光パターンＰＴＮの情報をランプ制御部１４に送る。

　以上説明したように、本実施の形態に係る配光制御装置６は、画像ＩＭＧ１における車幅方向の端部および下端に画素線２０を付加して加工画像ＩＭＧ１ａを生成し、加工画像ＩＭＧ１ａから処理領域ＲＯＩを抽出し、処理領域ＲＯＩから抽出画像ＩＭＧ１ｂを生成し、抽出画像ＩＭＧ１ｂにおける高輝度画素に基づいて遮光部２８を定める。これにより、前方車両２００の片側の灯具が第１撮像装置４の撮像範囲から下方に外れる場合でも、この前方車両２００に対して有効な遮光部２８を形成できる。よって、遮光部形成の確実性を高めることができる。

　以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

　上述した実施の形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［第１項目］
　車両前方を撮像する第１撮像装置（４）に基づく画像（ＩＭＧ１）における車幅方向の端部に所定のしきい値より高輝度値の画素線（２０）を付加して加工画像（ＩＭＧ１ａ）を生成し、
　加工画像（ＩＭＧ１ａ）から前方車両（２００）を含む処理領域（ＲＯＩ）を抽出し、
　処理領域（ＲＯＩ）に対し、しきい値を用いた高輝度画素（２０，２０２）の抽出処理を施して抽出画像（ＩＭＧ１ｂ）を生成し、
　抽出画像（ＩＭＧ１ｂ）に含まれる高輝度画素のペア（２０，２０２）に基づいて前方車両（２００）と重なる遮光部（２８）を定め、遮光部（２８）を含む配光パターン（ＰＴＮ）を決定する、
配光制御装置（６）。
［第２項目］
　画像（ＩＭＧ１）における下端にも画素線（２０）を付加する、
第１項目に記載の配光制御装置（６）。
［第３項目］
　画像（ＩＭＧ１）は、配光パターン（ＰＴＮ）を形成する配光可変ランプ（２）の光照射範囲と一致する撮像範囲の画像であり、
　処理領域（ＲＯＩ）は、光照射範囲より広い撮像範囲を有する第２撮像装置（１８）に基づく広角画像（ＩＭＧ２）から検出される前方車両（２００）の位置情報に基づいて定められる、
第１項目または第２項目に記載の配光制御装置（６）。
［第４項目］
　抽出画像（ＩＭＧ１ｂ）に対し高輝度画素（２０，２０２）の上方向への膨張処理を施して、上方膨張群（２１）を含む上方膨張画像（ＩＭＧ１ｃ）を生成し、
　上方膨張画像（ＩＭＧ１ｃ）に対し上方膨張群（２１）の左方向への膨張処理を施して、左方膨張群（２２）を含む左方膨張画像（ＩＭＧ１ｄ）を生成し、
　上方膨張画像（ＩＭＧ１ｃ）に対し上方膨張群（２１）の右方向への膨張処理を施して、右方膨張群（２４）を含む右方膨張画像（ＩＭＧ１ｅ）を生成し、
　左方膨張群（２２）および右方膨張群（２４）が重なる画素領域（２６）を遮光部（２８）に定める、
第１項目乃至第３項目のいずれかに記載の配光制御装置（６）。
［第５項目］
　第１撮像装置（４）は、鞍乗型車両に搭載される、
第２項目に記載の配光制御装置（６）。
［第６項目］
　前方車両（２００）と重なる遮光部（２８）を含む配光パターン（ＰＴＮ）を形成可能な配光可変ランプ（２）と、
　車両前方を撮像する第１撮像装置（４）と、
　配光可変ランプ（２）による配光パターン（ＰＴＮ）の形成を制御する、第１項目乃至第５項目のいずれかに記載の配光制御装置（６）と、を備える、
車両用灯具システム（１）。
［第７項目］
　車両前方を撮像する第１撮像装置（４）に基づく画像（ＩＭＧ１）における車幅方向の端部に所定のしきい値より高輝度値の画素線（２０）を付加して加工画像（ＩＭＧ１ａ）を生成し、
　加工画像（ＩＭＧ１ａ）から前方車両（２００）を含む処理領域（ＲＯＩ）を抽出し、
　処理領域（ＲＯＩ）に対し、しきい値を用いた高輝度画素（２０，２０２）の抽出処理を施して抽出画像（ＩＭＧ１ｂ）を生成し、
　抽出画像（ＩＭＧ１ｂ）に含まれる高輝度画素のペア（２０，２０２）に基づいて前方車両（２００）と重なる遮光部（２８）を定め、遮光部（２８）を含む配光パターン（ＰＴＮ）を決定することを含む、
配光制御方法。

　本発明は、配光制御装置、車両用灯具システムおよび配光制御方法に利用することができる。

　１　車両用灯具システム、　２　配光可変ランプ、　４　第１撮像装置、　６　配光制御装置、　２０　画素線、　２１　上方膨張群、　２２　左方膨張群、　２４　右方膨張群、　２８　遮光部、　ＩＭＧ１　画像、　ＩＭＧ１ａ　加工画像、　ＩＭＧ１ｂ　抽出画像、　ＩＭＧ１ｃ　上方膨張画像、　ＩＭＧ１ｄ　左方膨張画像、　ＩＭＧ１ｅ　右方膨張画像、　ＲＯＩ　処理領域。

Claims (7)

1. 　車両前方を撮像する第１撮像装置に基づく画像における車幅方向の端部に所定のしきい値より高輝度値の画素線を付加して加工画像を生成し、
   　前記加工画像から前方車両を含む処理領域を抽出し、
   　前記処理領域に対し前記しきい値を用いた高輝度画素の抽出処理を施して抽出画像を生成し、
   　前記抽出画像に含まれる高輝度画素のペアに基づいて前記前方車両と重なる遮光部を定め、前記遮光部を含む配光パターンを決定する、
   配光制御装置。
2. 　前記画像における下端にも前記画素線を付加する、
   請求項１に記載の配光制御装置。
3. 　前記画像は、前記配光パターンを形成する配光可変ランプの光照射範囲と一致する撮像範囲の画像であり、
   　前記処理領域は、前記光照射範囲より広い撮像範囲を有する第２撮像装置に基づく広角画像から検出される前方車両の位置情報に基づいて定められる、
   請求項１または２に記載の配光制御装置。
4. 　前記抽出画像に対し前記高輝度画素の上方向への膨張処理を施して、上方膨張群を含む上方膨張画像を生成し、
   　前記上方膨張画像に対し前記上方膨張群の左方向への膨張処理を施して、左方膨張群を含む左方膨張画像を生成し、
   　前記上方膨張画像に対し前記上方膨張群の右方向への膨張処理を施して、右方膨張群を含む右方膨張画像を生成し、
   　前記左方膨張群および前記右方膨張群が重なる画素領域を遮光部に定める、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配光制御装置。
5. 　前記第１撮像装置は、鞍乗型車両に搭載される、
   請求項２に記載の配光制御装置。
6. 　前方車両と重なる遮光部を含む配光パターンを形成可能な配光可変ランプと、
   　車両前方を撮像する第１撮像装置と、
   　前記配光可変ランプによる前記配光パターンの形成を制御する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配光制御装置と、を備える、
   車両用灯具システム。
7. 　車両前方を撮像する第１撮像装置に基づく画像における車幅方向の端部に所定のしきい値より高輝度値の画素線を付加して加工画像を生成し、
   　前記加工画像から前方車両を含む処理領域を抽出し、
   　前記処理領域に対し前記しきい値を用いた高輝度画素の抽出処理を施して抽出画像を生成し、
   　前記抽出画像に含まれる高輝度画素のペアに基づいて前記前方車両と重なる遮光部を定め、前記遮光部を含む配光パターンを決定することを含む、
   配光制御方法。

Images