(57)【要約】【課題】通信データ量削減、信号処理のためのメモリ使用量削減、それに伴う低コスト化を実現することのできる配光制御システムを提供する。【解決手段】車両周囲を撮影したカメラ画像において、配光可変ライト装置のライト非照射領域の輪郭を検出するライト非照射領域検出部と、ライト非照射領域検出部の検出結果に基づいて、ライト非照射領域に対応する遮光装置（遮光フィルタ）における遮光領域の基準点と幅と高さ情報を求める遮光領域判定部と、遮光領域判定部で求めた基準点と幅と高さ情報を配光可変ライト装置に出力する出力部と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周囲を撮影したカメラ画像に基づいて、２次元配置された光量調整装置を有する配光可変ライト装置の配光を制御する配光制御システムであって、
前記カメラ画像において、前記配光可変ライト装置の照射量を調整すべき照射量調整領域の輪郭を検出する照射量調整領域検出部と、
前記照射量調整領域検出部の検出結果に基づいて、前記照射量調整領域に対応する前記光量調整装置における光量調整領域の基準点と幅と高さ情報を求める光量調整領域判定部と、
前記光量調整領域判定部で求めた基準点と幅と高さ情報を前記配光可変ライト装置に出力する出力部と、を備えることを特徴とする配光制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の配光制御システムであって、
前記光量調整領域判定部は、前記カメラ画像と前記光量調整装置とを比較し、前記カメラ画像における前記照射量調整領域の基準点と幅と高さ情報を、前記光量調整装置における前記光量調整領域の基準点と幅と高さ情報に変換することを特徴とする配光制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の配光制御システムであって、
前記光量調整装置における前記光量調整領域の前記基準点は、車両が左側通行である場合は前記光量調整領域の左側角を含み、車両が右側通行である場合は前記光量調整領域の右側角を含むことを特徴とする配光制御システム。
【請求項４】
請求項１に記載の配光制御システムであって、
前記照射量調整領域検出部は、前記照射量調整領域の輪郭の形状を長方形に単純化して検出することを特徴とする配光制御システム。
【請求項５】
請求項１に記載の配光制御システムであって、
前記照射量調整領域検出部は、前記カメラ画像において、歩行者の上部、対向車、または先行車の領域を、前記照射量調整領域として検出することを特徴とする配光制御システム。
【請求項６】
車両周囲を撮影したカメラ画像に基づいて、２次元配置された遮光装置を有する配光可変ライト装置の配光を制御する配光制御システムであって、
前記カメラ画像において、前記配光可変ライト装置のライト非照射領域の輪郭を検出するライト非照射領域検出部と、
前記ライト非照射領域検出部の検出結果に基づいて、前記ライト非照射領域に対応する前記遮光装置における遮光領域の基準点と幅と高さ情報を求める遮光領域判定部と、
前記遮光領域判定部で求めた基準点と幅と高さ情報を前記配光可変ライト装置に出力する出力部と、を備えることを特徴とする配光制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配光制御システムに係り、特に、２次元配置された光量調整装置、例えば光量調整フィルタ（遮光フィルタ）を有する配光可変ライト装置の配光（非照射領域）を制御する配光制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、歩行者の視認性を向上させるため、カメラを用いて得られた歩行者の位置に基づき、歩行者に向けて光が照射されるように、スポットランプによる光の照射を制御する技術がある（下記特許文献１等参照）。
【０００３】
また、自車前方に存在する車両にグレアを与えないように、カメラやレーダなどのセンサを用いて得られた前方車両の位置、距離に基づき、ハイビームの一部の領域を非照射状態にする技術がある（下記特許文献２〜４等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１６６００９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４７１１１号公報
【特許文献３】特開２０１３−１００１１５号公報
【特許文献４】特開２０１０−２３２０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、自動運転システムや走行支援システムを搭載した車両が増加傾向にある。また、それとともに、例えば夜間での歩行者衝突被害軽減ブレーキ（ＡＥＢ）等に関するアセスメント対応の要求が高まっている。そのため、例えば、対向車にグレアを与えないように、対向車は非照射領域とするが、対向車の陰から歩行者が飛び出してくる可能性に備えて、対向車の直ぐ後ろの領域は照射領域になるような配光制御、歩行者にグレアを与えないように、頭部は非照射領域とするが、胴体以下は照射領域になるような配光制御など、より細やかなハイビーム等の配光制御が求められている。
【０００６】
しかし、例えば上記特許文献１〜４に所載の従来技術においては、ハイビーム等で配光制御する領域（グリッド数）は数〜２４領域であったため、より細やかなハイビーム等の配光制御を行うためにグリッド数が数百オーダの光源アレーまたは遮光フィルタ等を用いた場合、各フィルタのＯＮ／ＯＦＦ情報が増加し、通信容量、信号処理におけるメモリ使用量の増加など、ハードウェアリソースが大きくなるという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、通信データ量削減、信号処理のためのメモリ使用量削減、それに伴う低コスト化を実現することのできる配光制御システムを提供することにある。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る配光制御システムは、車両周囲を撮影したカメラ画像に基づいて、２次元配置された光量調整装置（例えば光量調整フィルタ）を有する配光可変ライト装置の配光を制御する配光制御システムであって、前記カメラ画像において、前記配光可変ライト装置の照射量を調整すべき照射量調整領域の輪郭を検出する照射量調整領域検出部と、前記照射量調整領域検出部の検出結果に基づいて、前記照射量調整領域に対応する前記光量調整装置における光量調整領域の基準点と幅と高さ情報を求める光量調整領域判定部と、前記光量調整領域判定部で求めた基準点と幅と高さ情報を前記配光可変ライト装置に出力する出力部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、照射量調整領域（ライト非照射領域）の基準点と幅と高さ情報を元に、配光可変ライト装置の光量調整装置の光量調整領域（光量調整装置が光量調整フィルタの場合、前記光量調整フィルタの光量調整領域、光量調整装置が遮光装置である遮光フィルタの場合、前記遮光フィルタの遮光領域）を決定することにより、配光制御する際の、通信データ量削減、信号処理のためのメモリ使用量削減、それに伴う低コスト化を実現することが可能となる。
【００１０】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る配光制御システムの一実施形態のシステム構成図。
【図２】ライト非照射領域検出部の内部構成図。
【図３】ライト非照射領域検出部によるライト非照射領域抽出処理を説明する図。
【図４】ライト非照射領域検出部による算出処理を説明する図。
【図５】ヘッドライト制御部の内部構成図。
【図６】ヘッドライト制御部による遮光領域判定処理を説明する図。
【図７】本発明に係る配光制御システムの一実施形態の配光制御処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、各処理をプロセッサとメモリを用いて実行されることで実現しているが、プロセッサが行う処理の一部又は全部がハードウェア回路で行われても良い。
【００１３】
図１は、本発明に係る配光制御システムの一実施形態のシステム構成図である。
【００１４】
図示実施形態の配光制御システム１は、カメラ装置１０および配光可変ヘッドライト装置（以下、単にヘッドライト装置という）４０が設置された車両（不図示）に搭載され、カメラ装置１０で得られたカメラ画像１１（図３参照）から、ヘッドライト装置４０に設けられた遮光フィルタ４１の遮光領域を決定することにより、ヘッドライト装置４０（のヘッドライト４２）の配光（照射領域または非照射領域）を制御するものである。この配光制御システム１は、基本的に、カメラ装置１０と、ライト非照射領域検出部２０と、ヘッドライト制御部３０と、配光可変ヘッドライト装置４０とを備える。
【００１５】
カメラ装置１０は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサで構成され、本例では、自車両前方の所定領域を撮影できるようにフロントガラスの内側等に設置されている。カメラ装置１０は、自車両前方を撮影した対象物を含む画像（カメラ画像）を取得してライト非照射領域検出部２０に出力する。対象物としては、例えば、車両（対向車、先行車、駐車車両等）、歩行者、自転車等である。
【００１６】
なお、カメラ装置１０は、単眼カメラでもよいし、ステレオカメラでもよい。また、本実施形態では、カメラ装置１０は、前方カメラ（自車両前方の所定領域を撮影するカメラ）を想定しているが、後方カメラや側方カメラ（自車両後方や自車両側方の所定領域を撮影するカメラ）でもよいことは勿論である。
【００１７】
ライト非照射領域検出部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むＥＣＵで構成されるマイクロコンピュータなどのハードウェアとソフトウェアとを有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現される。このライト非照射領域検出部２０は、図２に示すように、対象物認識部２１と、ライト非照射領域抽出部２２と、算出部２３と、出力部２４とを備える。
【００１８】
対象物認識部２１は、カメラ装置１０が出力するカメラ画像に対し、例えば画素欠陥の補正、輝度の補正、歪補正等を実施し、補正後のカメラ画像から、対象物を認識し、その認識情報をライト非照射領域抽出部２２に出力する。認識情報としては、例えば、自車両に対する対象物の位置情報（水平方向、垂直方向）、自車両から対象物までの距離情報、対象物の種別情報（車両、歩行者、自転車等）などが含まれる。なお、種別情報は、例えばパターンマッチングなどの、任意の手法を用いて取得可能である。
【００１９】
なお、本例では、前述した認識機能をもつ対象物認識部２１がライト非照射領域検出部２０に設けられているが、この認識機能がカメラ装置１０に備わっている場合は、その機能を利用しても良い。
【００２０】
ライト非照射領域抽出部２２は、対象物認識部２１が出力する認識情報に基づき、カメラ装置１０が出力する（補正後の）カメラ画像１１からライト非照射領域の輪郭を抽出し、その抽出情報を算出部２３に出力する。ここで、ライト非照射領域は、ヘッドライト装置４０からライトを照射すべきでないとされる領域である。ライト非照射領域抽出部２２は、例えば、図３に示すように、対向車や先行車にグレアを与えないように、対向車や先行車の領域はライト非照射領域として抽出し、対向車の陰から歩行者が飛び出してくる可能性に備えて、対向車の直ぐ後ろの領域はライト照射領域のままとする。また、歩行者にグレアを与えないように、歩行者の頭部の領域（換言すれば、歩行者上部領域）はライト非照射領域として抽出し、歩行者の胴体以下の領域はライト照射領域のままとする。
【００２１】
ライト非照射領域抽出部２２がライト非照射領域を抽出する際の輪郭は、長方形や台形、平行四辺形、円形、楕円形等のいずれの形状でもよく、例えばライト非照射領域に含まれる対象物の種別情報に従って適宜の形状を選択し得るが、例えば、図３に示す例では、長方形に単純化して検出することにより、処理を簡素化することができる。
【００２２】
算出部２３は、ライト非照射領域抽出部２２が出力する抽出情報に基づき、カメラ画像１１における各ライト非照射領域について、ライト非照射領域の基準点（横方向位置および縦方向位置）と幅（横方向長さ）と高さ（縦方向長さ）の情報を算出し、その算出情報を出力部２４に出力する。
【００２３】
算出部２３が算出する基準点は、ライト非照射領域の任意の点を設定でき、上下左右の角や重心等のいずれの点でもよいが、情報を効果的に得るために、日本等のように車両が左側通行である場合はライト非照射領域の左側角、特に左下側角を含み（図４参照）、米国等のように車両が右側通行である場合はライト非照射領域の右側角、特に右下側角を含むことが望ましい。
【００２４】
出力部２４は、算出部２３が出力する算出情報（カメラ画像１１におけるライト非照射領域の基準点と幅と高さ情報）を含むライト照射領域に関連する情報をヘッドライト制御部３０に出力する。
【００２５】
ヘッドライト制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むＥＣＵで構成されるマイクロコンピュータなどのハードウェアとソフトウェアとを有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現される。このヘッドライト制御部３０は、図５に示すように、遮光領域判定部３１と、出力部３２とを備える。
【００２６】
遮光領域判定部３１は、ライト非照射領域検出部２０（の出力部２４）が出力する情報を取得し、その取得情報に基づき、ヘッドライト装置４０に備えられた遮光フィルタ４１の遮光領域を判定し、その判定結果を出力部３２に出力する。
【００２７】
詳しくは、遮光領域判定部３１は、図６に示すように、予め記憶されたカメラ画像１１のピクセル数やピクセル配列などのピクセル情報（グリッド情報ともいう）と遮光フィルタ４１のピクセル情報とを比較し、遮光フィルタ４１のピクセル上でカメラ画像１１の各ライト非照射領域に対応する領域を探索して、カメラ画像１１のライト非照射領域の基準点と幅と高さ情報を、遮光フィルタ４１の遮光領域の基準ピクセルおよび横／縦ピクセル数に変換することで、前記ライト非照射領域に対応する遮光フィルタ４１における遮光領域の基準点と幅と高さの情報を算出する。前述したように、車両が左側通行である場合に、ライト非照射領域の基準点をライト非照射領域の左側角、特に左下側角とした場合、遮光領域の基準点も遮光領域の左側角、特に左下側角となり、車両が右側通行である場合に、ライト非照射領域の基準点をライト非照射領域の右側角、特に右下側角とした場合、遮光領域の基準点も遮光領域の右側角、特に右下側角となる。
【００２８】
ここで、遮光領域判定部３１は、通常、遮光フィルタ４１のピクセルのＯＮ／ＯＦＦ等の切換えによって、遮光フィルタ４１の遮光領域を判定・設定するので、あるライト非照射領域に対して設定される遮光領域と他のライト非照射領域に対して設定される遮光領域が重なるピクセルに関しては、「遮光する（換言すれば、遮光領域とする）」を選択する。
【００２９】
なお、ライト非照射領域検出部２０（の出力部２４）が出力する情報に、ライト非照射領域の基準点と幅と高さ情報が含まれていない場合、遮光領域判定部３１は、その時点の遮光フィルタ４１において遮光領域を設定しない。
【００３０】
出力部３２は、遮光領域判定部３１が出力する判定結果（遮光フィルタ４１における遮光領域の基準点と幅と高さ情報）をヘッドライト装置４０に出力する。
【００３１】
なお、本例では、前述した遮光領域判定機能をもつ遮光領域判定部３１、あるいは、遮光領域判定部３１および出力部３２がヘッドライト制御部３０側に設けられているが、この遮光領域判定部３１による遮光領域判定、あるいは、遮光領域判定部３１および出力部３２による遮光領域判定・出力は、ライト非照射領域検出部２０側で実施してもよいことは勿論である。つまり、本例では、ライト非照射領域検出部２０とヘッドライト制御部３０が別体（別装置）として構成されているが、ライト非照射領域検出部２０とヘッドライト制御部３０を一体に構成してもよいことは勿論である。
【００３２】
ヘッドライト装置４０は、２次元配置された遮光装置である遮光フィルタ４１を内部に有し、遮光フィルタ４１の各ピクセルのＯＮ／ＯＦＦを制御することで、照射されるヘッドライト４２の配光（照射領域）を制御できるようになっている。
【００３３】
ヘッドライト装置４０の内部構造自体は、公知であるため、ここではその詳細な構造説明は割愛するが、このヘッドライト装置４０は、ヘッドライト制御部３０が出力する情報に基づき、内部に設けられた遮光フィルタ４１の各ピクセルのＯＮ／ＯＦＦを制御した上で、自車両前方に光源としてのヘッドライト４２を照射することで、自車両前方の対象物に応じてヘッドライト４２の配光（照射領域または非照射領域）を制御する。
【００３４】
従来技術のように、遮光フィルタ４１について、各ピクセルごとの制御を行う場合、ヘッドライト制御部３０とヘッドライト装置４０との間の通信データ量は、Ｎｘ（横方向ピクセル数）×Ｎｙ（縦方向ピクセル数）に比例する。一方で、本実施形態のように、遮光領域ごとの制御を行う場合、ヘッドライト制御部３０とヘッドライト装置４０との間の通信データ量は、ｎ（データ数：４）×Ｍ（物標数）に比例する。Ｍ（物標数）は、通常、１０〜２０程度であるため、より細やかな配光制御を行うために遮光フィルタ４１のピクセル数が多くなるに従って、本実施形態は、従来技術と比べて、扱う通信データ量、信号処理のためのメモリ使用量を効果的に削減できる。
【００３５】
なお、本例では、光量調整装置として２次元配置された光量調整フィルタとしての遮光フィルタ４１を例に説明したが、前記光量調整装置として、２次元配置された光源アレーであっても同様の効果が得られる。
【００３６】
図７は、本発明に係る配光制御システムの一実施形態の配光制御処理のフローチャートである。
【００３７】
図７に示すように、ステップＳ１００において、カメラ装置１０からカメラ画像１１が（例えば定期的にもしくは所定のタイミングで）取得され、ステップＳ１０１において、ステップＳ１００で得られたカメラ画像１１から対象物が認識される。
【００３８】
ステップＳ１０２において、ステップＳ１０１で得られた対象物の認識情報から制御対象となる対象物（車両（対向車、先行車、駐車車両等）、歩行者、自転車等）の有無が判断され、制御対象となる対象物が有ると判断された場合には、ステップＳ１０３に進み、制御対象となる対象物が無いと判断された場合には、ステップＳ１０５に進む。
【００３９】
ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で判断した対象物の認識情報に基づき、ステップＳ１００で得られたカメラ画像１１からライト非照射領域の輪郭が抽出される。
【００４０】
ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で抽出された各ライト非照射領域について、ライト非照射領域の基準点と幅と高さの情報が算出される。
【００４１】
ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で算出された情報（カメラ画像１１におけるライト非照射領域の基準点と幅と高さ情報）を、遮光フィルタ４１の遮光領域の基準ピクセルおよび横／縦ピクセル数に変換することで、前記ライト非照射領域に対応する遮光フィルタ４１における遮光領域の基準点と幅と高さの情報が算出される。また、ステップＳ１０２において制御対象となる対象物が無い判断された場合、遮光フィルタ４１において遮光領域を設定しない。これにより、ヘッドライト装置４０に備えられた遮光フィルタ４１における遮光領域が判定される。
【００４２】
ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５で判定された結果に基づき、ヘッドライト装置４０の内部に設けられた遮光フィルタ４１の各ピクセルのＯＮ／ＯＦＦを制御することで、自車両前方の対象物に応じたヘッドライト４２の配光制御が実施される。
【００４３】
以上で説明したように、本実施形態によれば、ライト非照射領域の基準点と幅と高さ情報を元に、ヘッドライト装置４０の遮光装置である遮光フィルタ４１の遮光領域を決定することにより、配光制御する際の、通信データ量削減、信号処理のためのメモリ使用量削減、それに伴う低コスト化を実現することが可能となる。
【００４４】
なお、上記した実施形態では、自車両前方に向けてヘッドライト４２を照射する配光可変ヘッドライト装置４０の配光制御を行う場合を例示して説明しているが、本実施形態は、配光可変ヘッドライト装置４０以外の、配光制御可能なその他の配光可変ライト装置にも適用できることは詳述するまでも無い。
【００４５】
また、上記した実施形態では、カメラ画像１１からライト非照射領域を検出して遮光フィルタ４１の遮光領域を決定する場合を例示して説明しているが、例えば、カメラ画像１１から、周りの領域よりも照射量を抑える（低減する）もしくは照射強度を弱くすべき領域や周りの領域よりも照射量を高くする（増加する）もしくは照射強度を強くすべき領域等（つまり、照射量調整領域）を検出し、その検出結果に対応してヘッドライト装置に設けられたフィルタにおける領域（つまり、光量調整フィルタにおける光量調整領域）を決定する場合にも、本実施形態を適用できることは詳述するまでも無い。したがって、前述した実施形態において、ライト非照射領域は照射量調整領域、遮光フィルタ（遮光装置）４１は光量調整フィルタ（光量調整装置）、遮光領域は光量調整領域などと称することもできる。
【００４６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００４７】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００４８】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  ：配光制御システム
１０：カメラ装置
１１：カメラ画像
２０：ライト非照射領域検出部（照射量調整領域検出部）
２１：対象物認識部
２２：ライト非照射領域抽出部
２３：算出部
２４：出力部
３０：ヘッドライト制御部
３１：遮光領域判定部（光量調整領域判定部）
３２：出力部
４０：配光可変ヘッドライト装置（配光可変ライト装置）
４１：遮光フィルタ（光量調整装置、または、遮光装置）
４２：ヘッドライト（光源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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