WO2024009934A1 - 物標検出装置、配光制御装置および物標検出方法 - Google Patents

物標検出装置、配光制御装置および物標検出方法 Download PDF

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WO2024009934A1
WO2024009934A1 PCT/JP2023/024573 JP2023024573W WO2024009934A1 WO 2024009934 A1 WO2024009934 A1 WO 2024009934A1 JP 2023024573 W JP2023024573 W JP 2023024573W WO 2024009934 A1 WO2024009934 A1 WO 2024009934A1
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WO
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pixel
image
light
target object
target
Prior art date
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PCT/JP2023/024573
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English (en)
French (fr)
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拓弥 片岡
大樹 角谷
Original Assignee
株式会社小糸製作所
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis

Definitions

  • the present invention relates to a target object detection device, a light distribution control device, and a target object detection method.
  • ADB (Adaptive Driving Beam) control has been proposed that dynamically and adaptively controls the light distribution pattern based on the surrounding conditions of the vehicle.
  • ADB control uses a camera to detect the presence or absence of a target object that should be avoided from being irradiated with high-intensity light, and dims the light in an area corresponding to the target object (for example, see Patent Document 1). For example, by detecting the vehicle ahead as a target and reducing the light in the area corresponding to the vehicle ahead, it is possible to improve the visibility of the driver of the own vehicle while reducing the glare given to the driver of the vehicle ahead. .
  • the present invention has been made in view of these circumstances, and one of its purposes is to provide a technology that improves target detection accuracy.
  • an aspect of the present invention detects a target using an image based on an imaging device that has a maximum position and a minimum position of the amount of light incident on the imaging element due to the optical design. It is a detection device.
  • This target detection device generates a corrected image by correcting the pixel value of each pixel of the image used for target detection using a correction coefficient set in advance for each pixel of the image, and extracts light points from the corrected image.
  • the target object is detected based on the extracted light spot.
  • the correction coefficient is obtained by weighting the pixel value of the reference pixel using the distance from the reference pixel corresponding to the maximum position to each pixel and the rate of decrease in the pixel value of each pixel with respect to the pixel value of the reference pixel due to optical design. equal to the number given.
  • This light distribution control device has, as a light distribution pattern formed in the variable light distribution lamp, a light distribution pattern having a light attenuation portion that overlaps with the target detected by the target object detection device of the above aspect when formed in front of the vehicle. stipulate.
  • Another aspect of the present invention is a target object detection method that detects a target using an image based on an imaging device that has a maximum position and a minimum position of the amount of light incident on the imaging element due to the optical design.
  • This target object detection method uses a correction coefficient set in advance for each pixel of the image, corrects the pixel value of each pixel of the image used for target object detection to generate a corrected image, and extracts a light point from the corrected image. This includes extracting the light spot and detecting the target based on the light spot.
  • the correction coefficient is obtained by weighting the pixel value of the reference pixel using the distance from the reference pixel corresponding to the maximum position to each pixel and the rate of decrease in the pixel value of each pixel with respect to the pixel value of the reference pixel due to optical design. It will be done.
  • target detection accuracy can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle lighting system. It is a schematic diagram of an imaging device.
  • FIGS. 3A to 3D are diagrams illustrating unevenness in brightness of an image.
  • FIGS. 4A to 4C are diagrams illustrating the procedure for generating correction coefficients.
  • FIGS. 5A to 5D are diagrams illustrating the results of the brightness correction process.
  • FIG. 3 is a diagram showing a binarized image generated from an image and a binarized image generated from a corrected image.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a light distribution pattern.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle lighting system 1.
  • the components of the vehicle lighting system 1 are depicted as functional blocks. These functional blocks are realized by elements and circuits such as a CPU and memory of a computer as a hardware configuration, and are realized by a computer program and the like as a software configuration. Those skilled in the art will understand that these functional blocks can be implemented in various ways by combining hardware and software.
  • the vehicle lighting system 1 includes a variable light distribution lamp 2, an imaging device 4, a target detection device 6, and a light distribution control device 8.
  • the variable light distribution lamp 2, the imaging device 4, the target object detection device 6, and the light distribution control device 8 may all be built into the same housing, or some members may be provided outside the housing. good.
  • the variable light distribution lamp 2, the imaging device 4, the target object detection device 6, and the light distribution control device 8 are housed in a light chamber.
  • the lamp chamber is defined by a lamp body having an opening on the front side of the vehicle and a transparent cover attached to cover the opening of the lamp body.
  • the imaging device 4, the target object detection device 6, and the light distribution control device 8 may be arranged outside the light room. In this case, the imaging device 4 may be an in-vehicle camera. Further, the target object detection device 6 and the light distribution control device 8 may be configured, for example, in whole or in part by a vehicle ECU.
  • the variable light distribution lamp 2 can form a light distribution pattern PTN having a dimming portion.
  • the variable light distribution lamp 2 irradiates the area in front of the host vehicle with a visible light beam L1 having a variable intensity distribution.
  • the variable light distribution lamp 2 can individually change the illuminance of light irradiated onto a plurality of individual regions R lined up in the front region.
  • the plurality of individual regions R are arranged, for example, in a matrix.
  • the variable light distribution lamp 2 receives information instructing the light distribution pattern PTN from the light distribution control device 8, and emits a visible light beam L1 having an intensity distribution according to the light distribution pattern PTN.
  • a light distribution pattern PTN is formed in front of the host vehicle.
  • the light distribution pattern PTN is understood as the two-dimensional illuminance distribution of the irradiation pattern 902 that the variable light distribution lamp 2 forms on the virtual vertical screen 900 in front of the vehicle.
  • the configuration of the variable light distribution lamp 2 is not particularly limited, and includes, for example, a plurality of light sources arranged in a matrix and a lighting circuit that independently drives each light source to light them.
  • Preferred examples of the light source include semiconductor light sources such as LED (light emitting diode), LD (laser diode), and organic or inorganic EL (electroluminescence).
  • Each individual region R and each light source are associated with each other, and each individual region R is individually irradiated with light from each light source.
  • the resolution of the variable light distribution lamp 2 in other words, the light distribution resolution is, for example, 1000 pixels to 2 million pixels.
  • the resolution of the variable light distribution lamp 2 means the number of unit areas whose illuminance can be independently changed in the light distribution pattern PTN.
  • the variable light distribution lamp 2 uses a matrix pattern forming device such as a DMD (Digital Mirror Device) or a liquid crystal device, or a light source to illuminate the front of the vehicle in order to form an illuminance distribution according to the light distribution pattern PTN. It may also include a scanning optical type pattern forming device that scans.
  • a matrix pattern forming device such as a DMD (Digital Mirror Device) or a liquid crystal device, or a light source to illuminate the front of the vehicle in order to form an illuminance distribution according to the light distribution pattern PTN. It may also include a scanning optical type pattern forming device that scans.
  • the imaging device 4 has sensitivity in the visible light region and repeatedly images the front region.
  • the imaging device 4 images reflected light L2 of the visible light beam L1 from an object in front of the vehicle.
  • the imaging device 4 also captures images of light emitted by vehicles in front including a preceding vehicle and an oncoming vehicle, and light emitted by self-luminous objects such as self-luminous signs, billboards, and street lights.
  • the image IMG generated by the imaging device 4 is sent to the target object detection device 6.
  • the image IMG that the target detection device 6 acquires from the imaging device 4 may be RAW image data, or may be image data that has been subjected to predetermined image processing by the imaging device 4. Furthermore, when the target object detection device 6 receives image data obtained by performing image processing on RAW image data generated by the imaging device 4 by a processing device other than the imaging device 4, this also corresponds to acquisition of the image IMG from the imaging device 4. .
  • image IMG based on the imaging device 4" means that it may be either RAW image data or data that has been subjected to image processing. Further, both image data may be expressed as "image IMG" without distinguishing between them.
  • the target object detection device 6 detects a target object using the image IMG based on the imaging device 4.
  • the target object detection device 6 can detect the presence or absence and position of a target object in the forward region based on the light spots included in the image IMG.
  • the target detection device 6 performs known image processing such as binarization processing on the image IMG to extract light spots from the image IMG. Then, the target object is detected based on the extracted light spot.
  • the target objects detected by the target object detection device 6 are not particularly limited, but include, for example, a preceding vehicle, a self-luminous object, and a light reflecting object.
  • Light reflecting objects include road signs, delineators, billboards, and the like.
  • an example of the light reflecting object is a target object having a retroreflective surface at least in a portion that is visible from the own vehicle.
  • reflected light L2 from the light reflecting object is extracted as a light spot.
  • the lighting equipment of the vehicle ahead is a rear lamp or the like if it is a preceding vehicle, or a headlamp or the like if it is an oncoming vehicle.
  • the rear lamp includes a stop lamp and a tail lamp.
  • the target object detection device 6 sends the detection result to the light distribution control device 8.
  • the target object detection device 6 can be configured with a digital processor, for example, it can be configured with a combination of a microcomputer including a CPU and a software program, or it can be configured with an FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specified IC), etc. may be configured.
  • the target object detection device 6 includes, for example, an information holding section 10, an image processing section 12, and a target object detection section 14. Each part operates when its constituent integrated circuit executes a program stored in memory. The operation of each part will be explained later.
  • the light distribution control device 8 executes ADB control that dynamically and adaptively controls the light distribution of the variable light distribution lamp 2 according to the target object in front of the vehicle.
  • the light distribution control device 8 of this embodiment determines, as the light distribution pattern PTN to be formed on the variable light distribution lamp 2, a light distribution pattern PTN having a light attenuating portion that overlaps with the target when formed in front of the vehicle. Then, the light distribution control device 8 sends information instructing the light distribution pattern PTN to the variable light distribution lamp 2.
  • the light distribution control device 8 can be configured with a digital processor, for example, it can be configured with a combination of a microcomputer including a CPU and a software program, or it can be configured with an FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specified IC), etc. may be configured.
  • the light distribution control device 8 includes, as an example, a pattern determination section 16 and a lamp control section 18. Each part operates when its constituent integrated circuit executes a program stored in memory. The operation of each part will be explained later.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the imaging device 4.
  • FIGS. 3(A) to 3(D) are diagrams illustrating brightness unevenness of image IMG.
  • FIGS. 4A to 4C are diagrams illustrating the procedure for generating correction coefficients.
  • FIGS. 5A to 5D are diagrams illustrating the results of the brightness correction process.
  • the imaging device 4 has a maximum position 26a and a minimum position 26b of the amount of incident light on the imaging element 26 due to the optical design.
  • An example of optical design is lens design.
  • the maximum position 26a is located at the center of the image sensor 26, and the minimum position 26b is located at the four corners of the image sensor 26.
  • a plurality of lenses 28 are combined so that the difference between the amount of incident light at the maximum position 26a and the amount of incident light at the minimum position 26b is as small as possible.
  • FIG. 3(A) is a diagram showing an image IMG based on the imaging device 4 including four lenses 28.
  • FIG. 3(B) is a diagram showing the brightness distribution of the image IMG shown in FIG. 3(A).
  • FIG. 3C is a diagram showing an image IMG based on the imaging device 4 including two lenses 28.
  • FIG. 3(D) is a diagram showing the brightness distribution of the image IMG shown in FIG. 3(C).
  • Each light receiving element of the image sensor 26 shown in FIG. 2 corresponds to each pixel of the image IMG shown in FIGS. 3(A) and 3(C).
  • the horizontal axis indicates the position in the vehicle width direction.
  • the vertical axis indicates the pixel value (luminance value) of each pixel.
  • the black line is the pixel value of each pixel aligned in the vehicle width direction at the vertical center of image IMG
  • the gray line is the pixel value of each pixel aligned in the vehicle width direction at the upper end of image IMG.
  • FIGS. 3(A) to 3(D) As a general tendency, as the number of lenses 28 decreases, an image IMG that is dark in the periphery and bright in the center is obtained. Further, as is clear from a comparison between FIGS. 3(A) and 3(B) and FIGS. 3(C) and 3(D), the smaller the number of lenses 28, the more the peripheral brightness decreases. For example, when there are four lenses 28, the maximum pixel value in the image IMG is 225, and the minimum pixel value is 105. Therefore, the minimum pixel value drops to 46% of the maximum pixel value. On the other hand, when there are two lenses 28, the maximum pixel value in the image IMG is 225, and the minimum pixel value is 36. Therefore, the minimum pixel value is reduced to 16% of the maximum pixel value.
  • the target object detection accuracy of the target object detection device 6 may decrease. For example, if the brightness threshold for the binarization process is determined based on the brightness at the center of the image IMG, there is a risk that light spots around the image will disappear due to the binarization process. As a result, a light spot may not be extracted, and the target object detection accuracy of the target object detection device 6 may decrease. On the other hand, if the brightness threshold value is determined based on the brightness around the image IMG, it is possible to suppress the disappearance of light spots around the image due to the binarization process. However, in this case, there is a risk that excessive light spots may be extracted at the center of the image IMG.
  • the target object detection device 6 reduces the brightness unevenness of the image IMG caused by the optical design by performing the following brightness correction process on the image IMG.
  • a correction coefficient F for each pixel is set in advance and stored. This correction coefficient F can be set by a designer according to the optical design of the imaging device 4.
  • the correction coefficient F of this embodiment is created by the following creation procedure.
  • the pixel corresponding to the position 26a of the maximum amount of incident light on the image sensor 26 is determined as the reference pixel P1. Then, in the image IMG, the distance D from the reference pixel P1 to each pixel is calculated. As an example, as shown in FIG. 4A, a distance image IMG1 is generated in which the pixel value is the normalized distance D of each pixel. In the distance image IMG1 shown in FIG. 4A, the reference pixel P1 is located at the center of the distance image IMG1, and the pixel value (distance D) is 0. Further, the minimum position pixel P2 corresponding to the minimum position 26b of the amount of incident light on the image sensor 26 is located at the four corners of the distance image IMG1, and has a pixel value of 1.
  • the pixel value of the reference pixel P1 is weighted by the distance D from the reference pixel P1 to each pixel, and the reduction ratio M of the pixel value of each pixel with respect to the pixel value of the reference pixel P1 due to optical design.
  • a correction coefficient F for each pixel is obtained.
  • the reduction ratio M corresponds to the extent to which the pixel value of each pixel decreases due to the optical design with respect to the pixel value of the reference pixel P1, that is, the light amount ratio of each pixel to the reference pixel P1.
  • the reduction rate M can be determined by, for example, capturing an image of the screen Sc illuminated with the standard light distribution pattern PTN0 to generate an image IMG, acquiring the pixel value of each pixel in this image IMG, and converting the pixel value of each pixel to the pixel of the standard pixel P1. It can be calculated by dividing by the value. Alternatively, the reduction rate M can also be calculated based on the optical design of the imaging device 4.
  • the image processing unit 12 of the target object detection device 6 uses the correction coefficient F stored in the information storage unit 10 to correct the pixel value of each pixel of the image IMG used for target object detection.
  • the image processing unit 12 of this embodiment multiplies the pixel value of each pixel of the image IMG used for target object detection by the correction coefficient F of each pixel.
  • a weighted image IMG2 is generated in which the weighting value F' is the pixel value of each pixel.
  • the pixel value (weighting value F') of each pixel of weighted image IMG2 is converted into a reciprocal number. That is, the weighting value F' is converted into the correction coefficient F.
  • a correction coefficient image IMG3 having the correction coefficient F as a pixel value is generated.
  • a correction coefficient image IMG3 is stored in the information holding unit 10 as information regarding the correction coefficient F.
  • image processing unit 12 combines correction coefficient image IMG3 with image IMG used for target object detection.
  • a corrected image IMG4 is generated from the image IMG, as shown in FIGS. 5(A) to 5(D).
  • the information storage unit 10 may or may not also store the distance image IMG1 and the weighted image IMG2.
  • FIG. 5(A) is a diagram showing a corrected image IMG4 generated from an image IMG based on the imaging device 4 including four lenses 28.
  • FIG. 5(B) is a diagram showing the brightness distribution of the corrected image IMG4 shown in FIG. 5(A).
  • FIG. 5C is a diagram showing a corrected image IMG4 generated from an image IMG based on the imaging device 4 including two lenses 28.
  • FIG. 5(D) is a diagram showing the brightness distribution of the corrected image IMG4 shown in FIG. 5(C).
  • the horizontal axis, vertical axis, black line, and gray line in FIG. 5(B) and FIG. 5(D) are the same as those in FIG. 3(B) and FIG. 3(D).
  • the luminance difference between the periphery and the center is smaller than before correction. It has become. Therefore, even when binarization processing is performed using the same brightness threshold for all pixels, it is possible to suppress the omission of extraction of light points at the periphery of the image and the overextraction of light points at the center of the image. be able to. Therefore, target object detection accuracy can be improved while avoiding complication of target object detection processing and reduction in processing speed.
  • the image processing section 12 sends the obtained corrected image IMG4 to the target object detection section 14.
  • the target detection unit 14 extracts a light spot from the corrected image IMG4 and detects a target based on the light spot. For example, the target detection unit 14 performs binarization processing on the corrected image IMG4 using a predetermined brightness threshold as described above, and the image after the binarization processing (hereinafter referred to as a binarized image as appropriate).
  • the light spot included in the image is detected as a target.
  • the method of detecting a target based on a light spot is not particularly limited, and any known method can be employed.
  • the brightness threshold can be appropriately set based on experiments and simulations by the designer.
  • FIG. 6 is a diagram showing a binarized image IMG5a generated from the image IMG and a binarized image IMG5b generated from the corrected image IMG4.
  • the binarized image IMG5a obtained by performing the binarization process on the image IMG the light spot 22 included in the image IMG has disappeared. Therefore, the target detection unit 14 could not detect the target forming this light spot 22.
  • the binarized image IMG5b obtained by performing the binarization process on the corrected image IMG4 generated from the image IMG a light spot 22 was extracted. Therefore, the target detection unit 14 was able to detect the target forming this light spot 22.
  • the target detection unit 14 sends the detection results of the target to the light distribution control device 8 .
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the light distribution pattern PTN.
  • the detection results sent to the light distribution control device 8 are acquired by the pattern determining section 16.
  • the pattern determining section 16 sets a light attenuation section 24 that overlaps with the vehicle ahead 20 in the base light distribution pattern PTN. .
  • the light reduction portion 24 is a portion in the light distribution pattern PTN where the brightness (illuminance) is 0, or a portion where the brightness is lower than before dimming and whose brightness exceeds 0.
  • the method of setting the light attenuation unit 24 with respect to the target object is not particularly limited, and a known method can be adopted.
  • the base light distribution pattern is selected according to the light distribution mode determined based on the driver's instructions by operating a light switch (not shown), the driving condition of the vehicle, the environment around the vehicle, etc. Can be done.
  • the light distribution modes include a high beam mode that forms a high beam light distribution pattern, a low beam mode that forms a low beam light distribution pattern, and a town mode that forms a light distribution pattern suitable for driving in an urban area.
  • FIG. 7 shows a high beam light distribution pattern as an example.
  • the pattern determining section 16 sends information on the determined light distribution pattern PTN to the lamp control section 18.
  • the lamp control unit 18 instructs the variable light distribution lamp 2 to form the light distribution pattern PTN.
  • the lamp control unit 18 is composed of, for example, a known LED driver module (LDM).
  • LDM LED driver module
  • the dimming method of the light source of the variable light distribution lamp 2 is analog dimming
  • the lamp control unit 18 adjusts the DC level of the drive current flowing through the light source.
  • the light source dimming method is PWM (Pulse Width Modulation) dimming
  • the lamp control unit 18 switches the current flowing through the light source and adjusts the on-period ratio to adjust the average level of the drive current. Adjust.
  • the variable light distribution lamp 2 includes a DMD
  • the lamp control unit 18 controls on/off switching of each mirror element that constitutes the DMD.
  • the variable light distribution lamp 2 includes a liquid crystal device
  • the lamp control unit 18 controls the light transmittance of the liquid crystal device. Thereby, the light distribution pattern PTN is formed in front of the own vehicle.
  • the target object detection device 6 generates the corrected image IMG4 from the image IMG using the correction coefficient F set in advance for each pixel of the image IMG, and generates the corrected image IMG4 from the corrected image IMG4.
  • the target object is detected based on the light spot 22.
  • the correction coefficient F is the distance D from the reference pixel P1 corresponding to the maximum position 26a of the amount of incident light on the image sensor 26 to each pixel, and the rate of decrease in the pixel value of each pixel with respect to the pixel value of the reference pixel P1 due to optical design.
  • M is equal to the numerical value obtained by weighting the pixel value of the reference pixel P1.
  • the image sensor 26 has a maximum position 26a and a minimum position 26b of the amount of incident light due to the optical design, the extraction of light spots in the image area including the pixel corresponding to the minimum position 26b can be prevented. , it is possible to suppress over-extraction of light spots in the image area including the pixel corresponding to the maximum position 26a. Therefore, the detection accuracy of the target object by the target object detection device 6 can be improved.
  • the bias in the amount of light incident on the image sensor 26 is not only caused by the optical design, but also due to individual differences such as variations in the shape of the lens 28 and variations in the positional relationship between the image sensor 26 and the lens 28. things may also be included. According to the brightness correction process of this embodiment, it is possible to eliminate the bias in the amount of incident light caused by such individual differences. Therefore, it is also possible to suppress a decrease in target detection accuracy due to individual differences in the mounted imaging devices 4.
  • the brightness unevenness of the image IMG caused by the optical design is corrected by image processing, it is possible to easily reduce the cost of the imaging device 4 by reducing the number of lenses. Furthermore, by improving the accuracy of target detection, it is possible to reduce glare on the vehicle ahead and improve visibility for the driver of the own vehicle with higher accuracy. Therefore, vehicle driving safety can be improved.
  • the invention according to the embodiment described above may be specified by the items described below.
  • the target object (20) is detected using an image (IMG) based on the imaging device (4) which has a maximum position (26a) and a minimum position (26b) of the amount of incident light on the imaging device (26) due to the optical design.
  • a target object detection device (6) Using a correction coefficient (F) set in advance for each pixel of the image (IMG), correct the pixel value of each pixel of the image (IMG) used for target object detection to generate a corrected image (IMG4), Extracting a light spot (22) from the corrected image (IMG4) and detecting a target object (20) based on the light spot (22),
  • the correction coefficient (F) is the distance (D) from the reference pixel (P1) corresponding to the maximum position (26a) to each pixel, and the pixel value of each pixel relative to the pixel value of the reference pixel (P1) due to optical design.
  • the correction coefficient (F) is F
  • the distance (D) is D
  • the reduction rate (M) is M
  • the target object detection device (6) generates a corrected image (IMG4) by multiplying the pixel value of each pixel of the image (IMG) used for target object detection by the correction coefficient (F) of each pixel.
  • Target object detection device (6) according to the first item.
  • the light distribution pattern (PTN) formed in the variable light distribution lamp (2) is a target object (20 ) determining a light distribution pattern (PTN) having a light attenuation portion (24) overlapping with Light distribution control device (8).
  • the target object (20) is detected using an image (IMG) based on the imaging device (4) which has a maximum position (26a) and a minimum position (26b) of the amount of incident light on the imaging device (26) due to the optical design.
  • a method for detecting a target object Using a correction coefficient (F) set in advance for each pixel of the image (IMG), correct the pixel value of each pixel of the image (IMG) used for target object detection to generate a corrected image (IMG4), including extracting a light spot (22) from the corrected image (IMG4) and detecting a target object (20) based on the light spot (22);
  • the correction coefficient (F) is the distance (D) from the reference pixel (P1) corresponding to the maximum position (26a) to each pixel, and the pixel value of each pixel relative to the pixel value of the reference pixel (P1) due to optical design. obtained by weighting the pixel value of the reference pixel (P1) by the rate of decrease (M) of Target detection method.
  • the present invention can be used in a target object detection device, a light distribution control device, and a target object detection method.
  • Variable light distribution lamp 4 Imaging device, 6 Target detection device, 8 Light distribution control device, 22 Light spot, 24 Light reduction section, D distance, F correction coefficient, IMG image, IMG4 correction image, M reduction rate, PTN Light distribution pattern, P1 reference pixel.

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Abstract

物標検出装置６は、光学設計に起因して撮像素子に入射光量の最大位置と最小位置とを有する撮像装置４に基づく画像ＩＭＧを用いて物標を検出する。物標検出装置６は、画像ＩＭＧの各画素に対し予め設定される補正係数を用い、物標検出に用いる画像ＩＭＧの各画素の画素値を補正して補正画像を生成し、補正画像から光点を抽出して当該光点に基づいて物標を検出する。補正係数は、最大位置に対応する基準画素から各画素までの距離、および光学設計に起因する基準画素の画素値に対する各画素の画素値の低下割合で、基準画素の画素値を重み付けして得られる数値と等しい。

Description

物標検出装置、配光制御装置および物標検出方法
　本発明は、物標検出装置、配光制御装置および物標検出方法に関する。
　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物標の有無をカメラで検出し、物標に対応する領域を減光するものである（例えば、特許文献１参照）。例えば物標として前方車両を検出し、前方車両に対応する領域を減光することで、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、物標を高精度に検出することが望まれる。
　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、物標の検出精度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、光学設計に起因して撮像素子に入射光量の最大位置と最小位置とを有する撮像装置に基づく画像を用いて物標を検出する物標検出装置である。この物標検出装置は、画像の各画素に対し予め設定される補正係数を用い、物標検出に用いる画像の各画素の画素値を補正して補正画像を生成し、補正画像から光点を抽出して当該光点に基づいて物標を検出する。補正係数は、最大位置に対応する基準画素から各画素までの距離、および光学設計に起因する基準画素の画素値に対する各画素の画素値の低下割合で、基準画素の画素値を重み付けして得られる数値と等しい。
　本発明の他の態様は、配光制御装置である。この配光制御装置は、配光可変ランプに形成させる配光パターンとして、車両前方に形成したときに、上記態様の物標検出装置が検出した物標と重なる減光部を有する配光パターンを定める。
　また、本発明の他の態様は、光学設計に起因して撮像素子に入射光量の最大位置と最小位置とを有する撮像装置に基づく画像を用いて物標を検出する物標検出方法である。この物標検出方法は、画像の各画素に対し予め設定される補正係数を用い、物標検出に用いる画像の各画素の画素値を補正して補正画像を生成し、補正画像から光点を抽出して当該光点に基づいて物標を検出することを含む。補正係数は、最大位置に対応する基準画素から各画素までの距離、および光学設計に起因する基準画素の画素値に対する各画素の画素値の低下割合で、基準画素の画素値を重み付けして得られる。
　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、物標の検出精度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。 撮像装置の模式図である。 図３（Ａ）～図３（Ｄ）は、画像の輝度むらを説明する図である。 図４（Ａ）～図４（Ｃ）は、補正係数の生成手順を説明する図である。 図５（Ａ）～図５（Ｄ）は、輝度補正処理の結果を説明する図である。 画像から生成される２値化画像と、補正画像から生成される２値化画像とを示す図である。 配光パターンの模式図である。
　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。
　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、撮像装置４と、物標検出装置６と、配光制御装置８とを備える。配光可変ランプ２、撮像装置４、物標検出装置６および配光制御装置８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、撮像装置４、物標検出装置６および配光制御装置８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。撮像装置４、物標検出装置６および配光制御装置８は、灯室外に配置されてもよい。この場合、撮像装置４は車載カメラであってもよい。また、物標検出装置６および配光制御装置８は、例えば全部または一部が車両ＥＣＵで構成されてもよい。
　配光可変ランプ２は、減光部を有する配光パターン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８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。
　撮像装置４は、可視光領域に感度を有し、前方領域を繰り返し撮像する。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Ｌ２を撮像する。また、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や、自発光する標識や看板、街路灯などの自発光体が照射する光を撮像する。撮像装置４が生成した画像ＩＭＧは、物標検出装置６に送られる。
　物標検出装置６が撮像装置４から取得する画像ＩＭＧは、ＲＡＷ画像データであってもよいし、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、撮像装置４が生成したＲＡＷ画像データに撮像装置４以外の処理装置が画像処理を施した画像データを物標検出装置６が受ける場合も、撮像装置４からの画像ＩＭＧの取得に該当する。以下の説明において、「撮像装置４に基づく画像ＩＭＧ」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ＩＭＧ」と表現する場合もある。
　物標検出装置６は、撮像装置４に基づく画像ＩＭＧを用いて物標を検出する。物標検出装置６は、画像ＩＭＧに含まれる光点に基づいて、前方領域における物標の有無や位置を検出することができる。例えば物標検出装置６は、２値化処理等の公知の画像処理を画像ＩＭＧに施して、画像ＩＭＧから光点を抽出する。そして、抽出した光点に基づいて物標を検出する。
　物標検出装置６が検出する物標は、特に制限されないが、例えば前方車両、自発光体および光反射物が含まれる。光反射物は、道路標識、視線誘導標（デリニエータ）、看板等を含む。また、一例としての光反射物は、少なくとも自車から視認される部分に再帰性反射面を有する物標である。物標が光反射物である場合、光反射物からの反射光Ｌ２が光点として抽出される。物標が前方車両である場合、前方車両の灯具に対応する２つの光点が抽出される。前方車両の灯具は、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。物標検出装置６は、検出結果を配光制御装置８に送る。
　物標検出装置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。物標検出装置６は、一例として情報保持部１０と、画像処理部１２と、物標検出部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。各部の動作については後に説明する。
　配光制御装置８は、物標検出装置６の検出結果に基づき、自車前方の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。本実施の形態の配光制御装置８は、配光可変ランプ２に形成させる配光パターンＰＴＮとして、車両前方に形成したときに物標と重なる減光部を有する配光パターンＰＴＮを定める。そして、配光制御装置８は、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８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８は、一例としてパターン決定部１６と、ランプ制御部１８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。各部の動作については後に説明する。
　続いて、物標検出装置６および配光制御装置８の動作について説明する。図２は、撮像装置４の模式図である。図３（Ａ）～図３（Ｄ）は、画像ＩＭＧの輝度むらを説明する図である。図４（Ａ）～図４（Ｃ）は、補正係数の生成手順を説明する図である。図５（Ａ）～図５（Ｄ）は、輝度補正処理の結果を説明する図である。
　図２に示すように撮像装置４は、光学設計に起因して、撮像素子２６に入射光量の最大位置２６ａと最小位置２６ｂとを有する。光学設計としては、レンズ設計が例示される。一般的な傾向として、最大位置２６ａは撮像素子２６の中央に位置し、最小位置２６ｂは撮像素子２６の四隅に位置する。通常は、最大位置２６ａにおける入射光量と最小位置２６ｂにおける入射光量との差が極力小さくなるように、複数枚のレンズ２８が組み合わされている。これにより、例えば全体が均一な明るさの配光パターンＰＴＮ（以下では適宜、基準配光パターンＰＴＮ０という）を照射したスクリーンＳｃを撮像した場合、撮像素子２６全体におおよそ均一に光が入射する。
　撮像装置４の低コスト化を図るために、レンズ２８の枚数を減らしたい場合がある。しかしながら、レンズ２８の枚数を減らすと、撮像素子２６への入射光量の入射位置によるばらつきが大きくなってしまう。このため、基準配光パターンＰＴＮ０を照射したスクリーンＳｃを撮像した場合でも、図３（Ａ）～図３（Ｄ）に示すように、輝度むらのある画像ＩＭＧが生成され得る。
　図３（Ａ）は、４枚のレンズ２８を備える撮像装置４に基づく画像ＩＭＧを示す図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す画像ＩＭＧの輝度分布を示す図である。図３（Ｃ）は、２枚のレンズ２８を備える撮像装置４に基づく画像ＩＭＧを示す図である。図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）に示す画像ＩＭＧの輝度分布を示す図である。図２に示す撮像素子２６の各受光素子と、図３（Ａ）および図３（Ｃ）に示す画像ＩＭＧの各画素とが互いに対応している。図３（Ｂ）および図３（Ｄ）において、横軸は車幅方向の位置を示す。また、縦軸は、各画素の画素値（輝度値）を示す。黒線は、画像ＩＭＧの上下方向中央で車幅方向に並ぶ各画素の画素値であり、グレー線は、画像ＩＭＧの上端で車幅方向に並ぶ各画素の画素値である。
　図３（Ａ）～図３（Ｄ）に示すように、一般的な傾向として、レンズ２８の枚数が減ると周辺が暗く中央が明るい画像ＩＭＧが得られる。また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）と、図３（Ｃ）および図３（Ｄ）との比較から明らかなように、レンズ２８の枚数が少ないほど周辺の輝度が大きく低下する。例えば、レンズ２８が４枚の場合、画像ＩＭＧにおいて最大の画素値は２２５であり、最小の画素値は１０５である。したがって、最小の画素値は、最大の画素値の４６％まで低下する。一方、レンズ２８が２枚の場合、画像ＩＭＧにおいて最大の画素値は２２５であり、最小の画素値は３６である。したがって、最小の画素値は、最大の画素値の１６％まで低下する。
　入射位置に応じた撮像素子２６への入射光量のばらつきが大きくなると、物標検出装置６の物標検出精度が低下し得る。例えば、２値化処理の輝度しきい値を画像ＩＭＧの中央の輝度を基準に定めると、２値化処理によって画像周辺の光点が消失してしまうおそれがある。これにより、光点の抽出漏れが生じて、物標検出装置６の物標検出精度が低下し得る。一方、輝度しきい値を画像ＩＭＧの周辺の輝度を基準に定めれば、２値化処理によって画像周辺の光点が消失することは抑制できる。しかしながら、この場合は画像ＩＭＧの中央で過度に光点が抽出されてしまうおそれがある。これにより、物標の誤検出が増加して、物標検出装置６の物標検出精度が低下し得る。また、画像ＩＭＧの画素毎に輝度しきい値を設けることは、物標検出処理が著しく複雑になったり処理速度が低下してしまったりするため、現実的でない。
　そこで、物標検出装置６は、画像ＩＭＧに対して以下の輝度補正処理を施すことで、光学設計に起因する画像ＩＭＧの輝度むらを軽減する。まず、物標検出装置６の情報保持部１０には、各画素の補正係数Ｆが予め設定されて保存されている。この補正係数Ｆは、撮像装置４の光学設計に応じて設計者が設定可能である。本実施の形態の補正係数Ｆは、以下の作成手順により作成される。
　まず、撮像素子２６における入射光量の最大位置２６ａに対応する画素が基準画素Ｐ１に定められる。そして、画像ＩＭＧにおいて、基準画素Ｐ１から各画素までの距離Ｄが算出される。一例として、図４（Ａ）に示すように、正規化された各画素の距離Ｄを画素値とする距離画像ＩＭＧ１が生成される。図４（Ａ）に示す距離画像ＩＭＧ１では、基準画素Ｐ１は、距離画像ＩＭＧ１の中央に位置し、画素値（距離Ｄ）は０である。また、撮像素子２６における入射光量の最小位置２６ｂに対応する最小位置画素Ｐ２は、距離画像ＩＭＧ１の四隅に位置し、画素値は１である。
　次に、基準画素Ｐ１から各画素までの距離Ｄ、および光学設計に起因する基準画素Ｐ１の画素値に対する各画素の画素値の低下割合Ｍで、基準画素Ｐ１の画素値が重み付けされる。これにより、各画素の補正係数Ｆが得られる。本実施の形態の補正係数Ｆは、数式：Ｆ＝１／［１－Ｄ×（１－Ｍ）］に基づいて得られる数値と等しい。また、低下割合Ｍは、基準画素Ｐ１の画素値に対して各画素の画素値が光学設計に起因して低下する程度、つまり基準画素Ｐ１に対する各画素の光量比に相当する。低下割合Ｍは、例えば基準配光パターンＰＴＮ０を照射したスクリーンＳｃを撮像して画像ＩＭＧを生成し、この画像ＩＭＧにおける各画素の画素値を取得し、各画素の画素値を基準画素Ｐ１の画素値で除算することで算出することができる。あるいは、低下割合Ｍは、撮像装置４の光学設計に基づいて計算によって算出することもできる。
　そして、物標検出装置６の画像処理部１２は、情報保持部１０に保存されている補正係数Ｆを用い、物標検出に用いる画像ＩＭＧの各画素の画素値を補正する。本実施の形態の画像処理部１２は、物標検出に用いる画像ＩＭＧの各画素の画素値に、各画素の補正係数Ｆを乗算する。
　一例として、数式：Ｆ’＝１－Ｄ×（１－Ｍ）に基づいて、距離画像ＩＭＧ１の各画素の画素値（距離Ｄ）が重み付け値Ｆ’に変換される。これにより、図４（Ｂ）に示すように、重み付け値Ｆ’を各画素の画素値とする重み付け画像ＩＭＧ２が生成される。続いて、重み付け画像ＩＭＧ２の各画素の画素値（重み付け値Ｆ’）が逆数に変換される。つまり、重み付け値Ｆ’が補正係数Ｆに変換される。これにより、図４（Ｃ）に示すように、補正係数Ｆを画素値とする補正係数画像ＩＭＧ３が生成される。
　重み付け画像ＩＭＧ２において、基準画素Ｐ１の画素値（重み付け値Ｆ’）は、１（Ｆ’＝１－０×（１－１））である。また、例えばレンズ２８が１枚の場合、最小位置画素Ｐ２の低下割合Ｍは０．０９である。したがって、最小位置画素Ｐ２の画素値は、０．０９（Ｆ’＝１－１×（１－０．０９））である。また、補正係数画像ＩＭＧ３において、基準画素Ｐ１の画素値（補正係数Ｆ）は、１（Ｆ＝１／１）である。また、レンズ２８が１枚の場合の最小位置画素Ｐ２の画素値は、１１．１１（Ｆ＝１／０．０９）である。
　情報保持部１０には、補正係数Ｆに関する情報として補正係数画像ＩＭＧ３が保存される。画像処理部１２は、補正係数Ｆを用いた画像ＩＭＧの補正処理として、物標検出に用いる画像ＩＭＧに補正係数画像ＩＭＧ３を合成する。これにより、図５（Ａ）～図５（Ｄ）に示すように、画像ＩＭＧから補正画像ＩＭＧ４が生成される。なお、情報保持部１０には、距離画像ＩＭＧ１および重み付け画像ＩＭＧ２も保存されていてもよいし、保存されていなくてもよい。
　図５（Ａ）は、４枚のレンズ２８を備える撮像装置４に基づく画像ＩＭＧから生成された補正画像ＩＭＧ４を示す図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す補正画像ＩＭＧ４の輝度分布を示す図である。図５（Ｃ）は、２枚のレンズ２８を備える撮像装置４に基づく画像ＩＭＧから生成された補正画像ＩＭＧ４を示す図である。図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）に示す補正画像ＩＭＧ４の輝度分布を示す図である。図５（Ｂ）および図５（Ｄ）における横軸、縦軸、黒線およびグレー線は、図３（Ｂ)および図３（Ｄ）と同様である。
　図３（Ａ）～図３（Ｄ）と図５（Ａ）～図５（Ｄ）との比較から明らかなように、補正画像ＩＭＧ４では、補正前に比べて周辺と中央の輝度差が小さくなっている。このため、全画素に対し一律に同じ輝度しきい値を用いて２値化処理を施した場合でも、画像周辺での光点の抽出漏れや、画像中央での光点の過抽出を抑制することができる。よって、物標検出処理の複雑化や処理速度の低下を回避しながら、物標の検出精度を高めることができる。画像処理部１２は、得られた補正画像ＩＭＧ４を物標検出部１４に送る。
　物標検出部１４は、補正画像ＩＭＧ４から光点を抽出して当該光点に基づいて物標を検出する。例えば物標検出部１４は、上述のように所定の輝度しきい値を用いて補正画像ＩＭＧ４に２値化処理を施し、２値化処理後の画像（以下では適宜、２値化画像という）に含まれる光点を物標として検出する。光点に基づく物標の検出方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができる。輝度しきい値は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。
　図６は、画像ＩＭＧから生成される２値化画像ＩＭＧ５ａと、補正画像ＩＭＧ４から生成される２値化画像ＩＭＧ５ｂとを示す図である。図６に示すように、画像ＩＭＧに２値化処理を施して得られた２値化画像ＩＭＧ５ａでは、画像ＩＭＧに含まれていた光点２２が消失してしまった。このため、物標検出部１４は、この光点２２を形成する物標を検出することができなかった。一方、画像ＩＭＧから生成された補正画像ＩＭＧ４に２値化処理を施して得られた２値化画像ＩＭＧ５ｂでは、光点２２が抽出された。このため、物標検出部１４は、この光点２２を形成する物標を検出することができた。物標検出部１４は、物標の検出結果を配光制御装置８に送る。
　図７は、配光パターンＰＴＮの模式図である。配光制御装置８に送られた検出結果は、パターン決定部１６が取得する。例えば、前方車両２０に由来する光点２２が検出された場合、図７に示すように、パターン決定部１６はベースとなる配光パターンＰＴＮ中に前方車両２０と重なる減光部２４を設定する。これにより、形成すべき配光パターンＰＴＮが決定される。減光部２４は、配光パターンＰＴＮ中の輝度（照度）が０の部分、または減光前よりも輝度を低下させた、輝度が０超の部分である。物標に対する減光部２４の設定方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができる。
　ベースとなる配光パターンは、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することができる。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、市街地の走行に適した配光パターンを形成するタウンモード等が含まれる。図７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。パターン決定部１６は、決定した配光パターンＰＴＮの情報をランプ制御部１８に送る。
　ランプ制御部１８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１８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１８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１８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１８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する。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１８は、液晶デバイスの光透過率を制御する。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物標検出装置６は、画像ＩＭＧの各画素に対し予め設定される補正係数Ｆを用いて画像ＩＭＧから補正画像ＩＭＧ４を生成し、補正画像ＩＭＧ４中の光点２２に基づいて物標を検出する。補正係数Ｆは、撮像素子２６における入射光量の最大位置２６ａに対応する基準画素Ｐ１から各画素までの距離Ｄ、および光学設計に起因する基準画素Ｐ１の画素値に対する各画素の画素値の低下割合Ｍで、基準画素Ｐ１の画素値を重み付けして得られる数値と等しい。
　これにより、光学設計に起因する入射光量の最大位置２６ａと最小位置２６ｂとを撮像素子２６が有する場合であっても、最小位置２６ｂに対応する画素を含む画像領域での光点の抽出漏れや、最大位置２６ａに対応する画素を含む画像領域での光点の過抽出を抑制することができる。よって、物標検出装置６による物標の検出精度を高めることができる。また、撮像素子２６への入射光量の偏りには、光学設計に起因するものだけでなく、レンズ２８の形状のばらつきや、撮像素子２６とレンズ２８との位置関係のばらつきといった個体差に起因するものも含まれ得る。本実施の形態の輝度補正処理によれば、このような個体差に起因する入射光量の偏りも解消することができる。よって、搭載される撮像装置４の個体差によって物標の検出精度が低下することも抑制することができる。
　また、光学設計に起因する画像ＩＭＧの輝度むらを画像処理で補正するため、レンズ枚数の削減による撮像装置４の低コスト化を図りやすくすることができる。また、物標の検出精度の向上により、前方車両に与えるグレアの低減と、自車両の運転者の視認性向上とをより高精度に実現することができる。よって、車両運転の安全性を向上させることができる。
　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］
　光学設計に起因して撮像素子（２６）に入射光量の最大位置（２６ａ）と最小位置（２６ｂ）とを有する撮像装置（４）に基づく画像（ＩＭＧ）を用いて物標（２０）を検出する物標検出装置（６）であって、
　画像（ＩＭＧ）の各画素に対し予め設定される補正係数（Ｆ）を用い、物標検出に用いる画像（ＩＭＧ）の各画素の画素値を補正して補正画像（ＩＭＧ４）を生成し、
　補正画像（ＩＭＧ４）から光点（２２）を抽出して当該光点（２２）に基づいて物標（２０）を検出し、
　補正係数（Ｆ）は、最大位置（２６ａ）に対応する基準画素（Ｐ１）から各画素までの距離（Ｄ）、および光学設計に起因する基準画素（Ｐ１）の画素値に対する各画素の画素値の低下割合（Ｍ）で、基準画素（Ｐ１）の画素値を重み付けして得られる数値と等しい、
物標検出装置（６）。
［第２項目］
　各画素における、補正係数（Ｆ）をＦ、距離（Ｄ）をＤ、低下割合（Ｍ）をＭとするとき、補正係数（Ｆ）は、数式：Ｆ＝１／［１－Ｄ×（１－Ｍ）］に基づいて得られる数値と等しく、
　物標検出装置（６）は、物標検出に用いる画像（ＩＭＧ）の各画素の画素値に各画素の補正係数（Ｆ）を乗算して補正画像（ＩＭＧ４）を生成する、
第１項目に記載の物標検出装置（６）。
［第３項目］
　配光可変ランプ（２）に形成させる配光パターン（ＰＴＮ）として、車両前方に形成したときに、第１項目または第２項目に記載の物標検出装置（６）が検出した物標（２０）と重なる減光部（２４）を有する配光パターン（ＰＴＮ）を定める、
配光制御装置（８）。
［第４項目］
　光学設計に起因して撮像素子（２６）に入射光量の最大位置（２６ａ）と最小位置（２６ｂ）とを有する撮像装置（４）に基づく画像（ＩＭＧ）を用いて物標（２０）を検出する物標検出方法であって、
　画像（ＩＭＧ）の各画素に対し予め設定される補正係数（Ｆ）を用い、物標検出に用いる画像（ＩＭＧ）の各画素の画素値を補正して補正画像（ＩＭＧ４）を生成し、
　補正画像（ＩＭＧ４）から光点（２２）を抽出して当該光点（２２）に基づいて物標（２０）を検出することを含み、
　補正係数（Ｆ）は、最大位置（２６ａ）に対応する基準画素（Ｐ１）から各画素までの距離（Ｄ）、および光学設計に起因する基準画素（Ｐ１）の画素値に対する各画素の画素値の低下割合（Ｍ）で、基準画素（Ｐ１）の画素値を重み付けして得られる、
物標検出方法。
　本発明は、物標検出装置、配光制御装置および物標検出方法に利用することができる。
　２　配光可変ランプ、　４　撮像装置、　６　物標検出装置、　８　配光制御装置、　２２　光点、　２４　減光部、　Ｄ　距離、　Ｆ　補正係数、　ＩＭＧ　画像、　ＩＭＧ４　補正画像、　Ｍ　低下割合、　ＰＴＮ　配光パターン、　Ｐ１　基準画素。

Claims (4)

  1. 　光学設計に起因して撮像素子に入射光量の最大位置と最小位置とを有する撮像装置に基づく画像を用いて物標を検出する物標検出装置であって、
    　前記画像の各画素に対し予め設定される補正係数を用い、物標検出に用いる画像の各画素の画素値を補正して補正画像を生成し、
    　前記補正画像から光点を抽出して当該光点に基づいて物標を検出し、
    　前記補正係数は、前記最大位置に対応する基準画素から各画素までの距離、および前記光学設計に起因する前記基準画素の画素値に対する各画素の画素値の低下割合で、前記基準画素の画素値を重み付けして得られる数値と等しい、
    物標検出装置。
  2. 　各画素における、前記補正係数をＦ、前記距離をＤ、前記低下割合をＭとするとき、前記補正係数は、数式：Ｆ＝１／［１－Ｄ×（１－Ｍ）］に基づいて得られる数値と等しく、
    　前記物標検出装置は、前記物標検出に用いる画像の各画素の画素値に各画素の前記補正係数を乗算して前記補正画像を生成する、
    請求項１に記載の物標検出装置。
  3. 　配光可変ランプに形成させる配光パターンとして、車両前方に形成したときに、請求項１または２に記載の物標検出装置が検出した物標と重なる減光部を有する配光パターンを定める、
    配光制御装置。
  4. 　光学設計に起因して撮像素子に入射光量の最大位置と最小位置とを有する撮像装置に基づく画像を用いて物標を検出する物標検出方法であって、
    　前記画像の各画素に対し予め設定される補正係数を用い、物標検出に用いる画像の各画素の画素値を補正して補正画像を生成し、
    　前記補正画像から光点を抽出して当該光点に基づいて物標を検出することを含み、
    　前記補正係数は、前記最大位置に対応する基準画素から各画素までの距離、および前記光学設計に起因する前記基準画素の画素値に対する各画素の画素値の低下割合で、前記基準画素の画素値を重み付けして得られる、
    物標検出方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012094951A (ja) * 2010-10-25 2012-05-17 Casio Comput Co Ltd 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム
WO2022131043A1 (ja) * 2020-12-14 2022-06-23 株式会社小糸製作所 配光制御装置、車両用灯具システムおよび配光制御方法

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