(57)【要約】車速、操舵角度など情報を用いて周囲の明るさを判定し、運転者に違和感を与えないオートライト制御を実現する。また、車両走行中に急激な環境変換や及び先行車の影響による誤動作を防止する。周囲環境に応じて車両の照明を自動的に点灯または消灯するオートライトシステムであって、前記車両の前方を撮像し画像データを生成する撮像装置と、該画像データの上部領域と下部領域の明るさに基づいて前記照明の点灯又は消灯を制御するライトモード情報を生成する画像処理部と、該ライトモード情報に基づいて前記照明を制御する照明制御部と、を備えており、前記画像処理部は、前記上部領域に設定した複数の測定領域のうち、前記車両の進行方向の測定領域の重みを重く、他の測定領域の重みを軽くして、前記上部領域の明るさを演算し、該上部領域の明るさに基づいて前記ライトモード情報を生成するオートライトシステム。
2019176604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲環境に応じて車両の照明を自動的に点灯または消灯するオートライトシステムであって、
前記車両の前方を撮像し画像データを生成する撮像装置と、
該画像データの上部領域と下部領域の明るさに基づいて前記照明の点灯又は消灯を制御するライトモード情報を生成する画像処理部と、
該ライトモード情報に基づいて前記照明を制御する照明制御部と、を備えており、
前記画像処理部は、前記上部領域に設定した複数の測定領域のうち、前記車両の進行方向の測定領域の重みを重く、他の測定領域の重みを軽くして、前記上部領域の明るさを演算し、該上部領域の明るさに基づいて前記ライトモード情報を生成することを特徴とするオートライトシステム。
【請求項２】
前記画像処理部は、
演算した上部領域の明るさが第一の閾値より明るいときに、ライトＯＦＦのライトモード情報を生成し、
演算した上部領域の明るさが第一の閾値より暗く第二の閾値より明るいときに、スモールライトＯＮのライトモード情報を生成し、
演算した上部領域の明るさが第二の閾値より暗いときに、ヘッドライトＯＮのライトモード情報を生成することを特徴とする請求項１に記載のオートライトシステム。
【請求項３】
前記画像処理部は、
前記上部領域の平均色相を算出し、
演算した上部領域の明るさが第一の閾値より明るく、かつ、前記平均色相が基準範囲内にあるときに、ライトＯＦＦのライトモード情報を生成し、
演算した上部領域の明るさが第一の閾値より明るく、かつ、前記平均色相が基準範囲外にあるときに、スモールライトＯＮのライトモード情報を生成し、
演算した上部領域の明るさが第一の閾値より暗く第二の閾値より明るいときに、スモールライトＯＮのライトモード情報を生成し、
演算した上部領域の明るさが第二の閾値より暗いときに、ヘッドライトＯＮのライトモード情報を生成することを特徴とする請求項１に記載のオートライトシステム。
【請求項４】
前記画像処理部は、
前記車両の車速が、停止、低速、減速中の何れかであり、かつ、
現状のライトモード情報がライトＯＦＦであるときに、
前記第一の閾値または前記第二の閾値を小さくすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のオートライトシステム。
【請求項５】
前記画像処理部は、
前記画像データに含まれる先行車の車体色が黒色または暗色であるときに、
前記第一の閾値または前記第二の閾値を小さくすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のオートライトシステム。
【請求項６】
さらに、先行車との車間距離を測定する車間距離測定装置を備えており、
前記画像処理部は、
前記車間距離が所定距離より小さいときに、
前記第一の閾値または前記第二の閾値を小さくすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のオートライトシステム。
【請求項７】
前記車間距離測定装置は、
ステレオカメラ、または、レーダ測距装置であることを特徴とする請求項６に記載のオートライトシステム。
【請求項８】
さらに、地図データベースを内蔵した地図連携部を備えており、
前記画像処理部は、前記地図データベース内の道路情報を基に判定された前記車両の進行方向に応じて、各判定領域に対し重み付けを行うことを特徴とする請求項１に記載のオートライトシステム。
【請求項９】
前記ライトモード情報の判定周期は、前記車両の車速が速ければ短くなる周期であることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載のオートライトシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲環境に応じて車両の照明を自動的に点灯または消灯するオートライトシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１６年１０月に改正された道路運送車両の保安基準では、２０２０年４月以降に販売を開始する新型乗用車への「オートライト機能」の搭載を義務付けている。同基準が義務付ける「オートライト機能」は、周囲環境の照度が１０００[ｌｘ]未満の場合に２秒以内に自動点灯し、７０００[ｌｘ]を超えた場合に５〜３００秒の範囲内で自動消灯するというものである。【０００３】
ここで、従来の自動車用オートライトシステムとしては、車載カメラを利用して車外照度を検出し、それに応じてライトを自動点灯、または、自動消灯するものがある。【０００４】
例えば、特許文献１の要約書には、「オートライト装置１は、自車前方を撮像する撮像手段２と、その撮像手段２により撮像した自車前方の画像に基づいてヘッドライト等のライト類を点灯又は消灯するライト制御手段３を有する。そして、撮像手段２により撮像した自車前方の画像に基づいて、運転者が見ている自車前方の明るさを認識し、その自車前方の明るさに基づいて、ライト類１０１を点灯又は消灯させるライト制御を行う。」と記載されており、自車前方の明るさに応じて、ライト類を自動点灯または自動消灯させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１の従来技術は、例えば、同文献の請求項８や図７で説明されるように、主に路面の撮像データを基に、周囲環境光の明るさを予測するものである。この場合、路面ペイントの状態や、建物や高架下の影、或いは、先行車の存在などの影響で、算出される明るさが刻々と変化するため、所定時間の平均化処理などにより、それらのノイズの影響を除去しているが、以下の項目が依然課題として残っている。【０００７】
まず、通常走行中、道路の状況、色や先行車両の影響など道路領域を正しく検知できないとオートライトの誤動作を起こす可能性がある。例えば、急カーブの走行時のように操舵角度が大きい場合は、車載カメラが撮像する路面状態が短時間で大きく変化するため、周囲環境の明るさの判定が不適切となり、ヘッドライトの点灯タイミングが遅れる恐れがある。【０００８】
また、先行車との車間距離が小さく、車載カメラの画像データに占める先行車の割合が大きい場合も、路面を十分に撮像できず、その画像データに基づいて設定したライトモードが適切でなくなる場合がある。【０００９】
本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであり、車両が急カーブを走行する場合や、先行車量との車間距離が小さい場合であっても、適切なライトモードを設定できるオートライトシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明のオートライトシステムは、周囲環境に応じて車両の照明を自動的に点灯または消灯するものであって、前記車両の前方を撮像し画像データを生成する撮像装置と、該画像データの上部領域と下部領域の明るさに基づいて前記照明の点灯又は消灯を制御するライトモード情報を生成する画像処理部と、該ライトモード情報に基づいて前記照明を制御する照明制御部と、を備えており、前記画像処理部は、前記上部領域に設定した複数の測定領域のうち、前記車両の進行方向の測定領域の重みを重く、他の測定領域の重みを軽くして、前記上部領域の明るさを演算し、該上部領域の明るさに基づいて前記ライトモード情報を生成するものとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のオートライトシステムによれば、車両が急カーブを走行する場合や、先行車量との車間距離が小さい場合であっても、適切なライトモードを設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る機能ブロック図
【図２】実施例１に係る画像処理部のブロック図
【図３】オートライト制御の概略を示すフローチャート
【図４】周囲環境光の認識に係るフローチャート
【図５】上部領域及び下部領域の一例
【図６】自車進行方向に基づく上部測定領域の重み付け演算の一例
【図７】自車進行方向に基づく上部測定領域の重み付け演算の一例
【図８Ａ】自車前方の明るさと各ライトモードとの関係図
【図８Ｂ】自車前方の明るさと各ライトモードとの関係図
【図９】上部測定領域に基づくライトモード判定のフローチャート
【図１０】下部測定領域に基づくライトモード判定のフローチャート
【図１１】ライトモード決定のフローチャート
【図１２】各領域のハンチング防止処理のフローチャート
【図１３】先行車接近時の上部判断領域の重み付け演算の一例
【図１４】低速走行時の判定処理のフローチャート
【図１５】消灯時間制御のフローチャート
【図１６】実施例２に係るカメラ装置構成図
【図１７】ステレオカメラによる車間距離計測を示す図
【図１８】実施例２のフローチャート
【図１９】実施例２のフローチャート
【図２０】実施例３に係る機能ブロック図
【図２１】実施例３における画像処理部のブロック図
【図２２】実施例４における機能ブロック図
【図２３】実施例４における画像処理部のブロック図
【図２４】実施例４における地図連携部のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明のオートライトシステムの実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１のオートライトシステムについて、図１〜図１５を用いて説明する。【００１５】
図１は、車両１００に搭載される、本実施例のオートライトシステムの機能ブロック図である。ここに示すように、本オートライトシステムは、撮像部１と、画像処理部２と、車両情報取得部３と、車両制御部４と、照明切換部５と、照明制御部６と、照明部７と、走行系制御部８を備えており、各々は、ビークルバスの一種であるＣＡＮ（Controller Area Network）等を介して相互に接続されている。【００１６】
撮像部１は、車両１００の運転者が運転中に視認すると同様の画像データ１０を生成するものであり、例えば、車両１００の先端に設置した単眼カメラである。撮像部１が撮像した画像データ１０は、画像処理部２に送信され記録される。【００１７】
画像処理部２は、カメラ制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）としても機能するものであり、撮像部１の撮像タイミングや撮像時間等の設定情報を送信することで、撮像部１の挙動を制御する。また、画像処理部２では、画像データ１０に応じたライトモード情報を生成し、照明制御部６に送信するが、これらの処理の詳細は後述する。【００１８】
車両情報取得部３は、上述したＣＡＮ等を介して車両１００の速度や舵角等の車両情報を取得し、車両制御部４に送信する。【００１９】
車両制御部４は、画像処理部２、車両情報取得部３、照明制御部６、走行系制御部８より取得した各種情報（舵角、速度、車間距離、ブレーキなど）に基づいて、各部に適切な指令を出力する。【００２０】
照明切換部５は、運転者の操作に応じて、所望のライトモード情報を生成し、照明制御部６に送信する。【００２１】
照明制御部６は、ランプ制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも称され、画像処理部２や照明切換部５からのライトモード情報を受信する。また、車両制御部４からは車両１００の走行状態等の制御状態に基づくライトモード情報を受信する。照明制御部６は何れかのライトモード情報に基づき、照明部７を適切なライトモードに設定する。【００２２】
照明部７は、車両１００のヘッドライトやスモールライトであり、照明制御部６に入力されたライトモード情報に応じたライトモードに設定される。例えば、ヘッドライトは、ロービーム、ハイビーム、消灯の何れかに設定され、スモールライトは点灯、消灯の何れかに設定される。なお、照明部７は、ハロゲンランプを用いても、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を用いてもよく、ＬＥＤを用いる場合は、照射領域を細かく分割し、照射領域を詳細に規定してもよい。【００２３】
走行系制御部８は、図示しない、エンジン、モータ、ステアリング機構、ブレーキ機構等に接続されたものであり、運転者の操舵操作や加減速操作を車両制御部４に伝達するとともに、車両制御部４からの操舵指令や加減速指令に従って、ステアリング機構、ブレーキ機構等を操作するものである。【００２４】
図２は、上述した画像処理部２の機能ブロック図である。ここに示すように、画像処理部２は、演算装置２１と、後述するプログラム等を記憶した主記憶装置２２と、補助記憶装置２３と、撮像部１と接続される撮像インターフェース（以下、「撮像Ｉ/Ｆ２４」）と、照明制御部６と接続される照明インターフェース（以下、「照明Ｉ/Ｆ２５」）と、車両制御部４と接続される車両インターフェース（以下、車両Ｉ/Ｆ２６」）を備えており、主記憶装置２２から読み出したプログラムを、演算装置２１が補助記憶装置２３内で実行することで、後述する諸機能が実現される。【００２５】
画像処理部２の補助記憶装置２３には、撮像Ｉ/Ｆ２４を介して、撮像部１が撮像した車両前方の画像データ１０が記憶され、演算装置２１は、記憶された画像データ１０に対してプログラムが規定する処理を施す。その結果、演算装置２１は、車両１００の前方の明るさの認識結果に応じたライトモード情報を生成し、照明Ｉ/Ｆ２５を介して照明制御部６に送信する。ライトモード情報を受信した図１の照明制御部６は、受信した情報に基づいて照明部７を制御する。このようにして、本実施例のオートライトシステムでは、撮像部１が撮像した画像データ１０に応じて照明部７のライトモードを自動的に切り替えることができる。【００２６】
次に、図３から図１５を用いて、本実施例の画像処理部２での処理内容を詳細に説明する。【００２７】
図３は、画像処理部２での処理の概略を示すフローチャートである。ここに示すように、画像処理部２では、先ず、画像データ１０と車両情報を取得した後（Ｓ３１）、それらから車両１００の周囲環境光の明るさを認識し（Ｓ３２）、その明るさに応じたライトモードを決定し（Ｓ３３）、それに対応するライトモード情報を照明制御部６に送信する（Ｓ３４）。以下、各々の処理を具体的に説明する。
＜Ｓ３１「画像データ・車両情報の取得」の処理＞
Ｓ３１では、画像処理部２は、撮像Ｉ/Ｆ２５を介して撮像部１からの画像データ１０を取得し、車両制御部４と車両Ｉ/Ｆ２７を介して、車両情報取得部３からの車両情報（速度や舵角等）を取得する。
＜Ｓ３２「周囲環境光の認識」の処理＞
続いて、Ｓ３２では、画像処理部２は、Ｓ３１で取得した画像データ１０と車両情報を利用し、自車前方の周囲環境光を認識する（Ｓ３２）。ここでの周囲環境光の認識は、露光特性と露光値（取得した画像の輝度、シャッタ速度、ゲイン）を基に輝度値を推定することが可能であり、その輝度値は輝度計と同様に検知可能である。【００２８】
Ｓ３２の処理を、図４のフローチャートを用いて詳細に説明する。【００２９】
まず、Ｓ４１では、画像データ１０の上部と下部のそれぞれに判定領域を設定する。図５は、画像データ１０に設定した判定領域の一例であり、主に遠距離の明るさを検出する上部領域１１と、主に近距離の明るさを検出する下部領域１２を設定した例を示している。なお、この例では、画像データ１０を等分し、上半分を上部領域１１とし、下半分を下部領域１２としているが、各々の割合は適宜変更しても良い。【００３０】
上部領域１１は、空の明るさ等に基づいて遠距離の周囲環境光を測定する領域であるため、周囲の木、看板、建物等を写さず、空のみを写すように処理できることが望ましい。そこで、本実施例では、上部領域１１の上部に、画像縦サイズの１／５程度の高さの複数の上部測定領域Ａ０〜Ａ４を設置することで、周囲の木、看板、建物等の影響を低減し、車両前方の空の明るさのみを抽出できるようにした。ただし、各上部測定領域の縦サイズをあまり小さくすると（例えば、１／１０、１／２０）、空の明るさを演算する際の精度が劣化する可能性があるので、その高さを全体画像縦サイズの１／５程度としている。【００３１】
一方、下部領域１２は、車両１００の前方３〜５ｍの路面の明るさ等に基づいて近距離の周囲環境光を測定する領域であるため、周囲の木や白線等を写さず、進行方向にある近距離の道路のみを写すように処理できることが望ましい。そこで、本実施例では、下部領域１２の下部に、画像縦サイズの１／７程度の高さ、かつ、画像横サイズの１／３程度の幅の下部測定領域１２０を設置することで、周囲の木や白線等の影響を低減し、車両前方の路面の明るさのみを抽出できるようにした。【００３２】
続いて、Ｓ４２では、車両情報から舵角θを取得し、車両１００の進行方向を判定する。Ｓ４３では、車両１００の進行方向を考慮し、上部測定領域Ａ０〜Ａ４の各々に進行方向とのずれを考慮した重みｗを割り当てる。Ｓ４４では、車両１００の進行方向の環境光を重み付けて計算する。【００３３】
ここで、図６、図７を用いて、Ｓ４２とＳ４３の処理を具体的に説明する。車両１００が取りうる舵角θは、図６に示す、各々所定の幅を持つ舵角θ０〜θ４の何れかに分類できる。上部領域１１に設定した上部測定領域Ａ０〜Ａ４の夫々は、舵角θ０〜θ４の夫々と対応するため、車両情報から現在の進行方向を示す舵角θを取得すれば、現在の進行方向に対応する何れかの上部測定領域を特定することができる。【００３４】
例えば、図６の矢印に示すように、車両１００が略直進走行している場合、舵角θは舵角θ２に含まれるため、上部測定領域Ａ２を進行方向に対応する領域として特定できる。一方、図７のように、車両１００が左向きの急カーブを走行している場合、舵角θは舵角θ０に含まれるため、上部測定領域Ａ０を進行方向に対応する領域として特定できる。【００３５】
進行方向に対応する上部測定領域を特定すると、各上部測定領域に対し、車両１００の進行方向とのずれを考慮した重みを割り当てる。これは、進行方向に対応する領域に最大の重みを割り当て、進行方向から離れる領域には小さな重みを割り当てるというものである。例えば、図６の例では、進行方向と一致する上部測定領域Ａ２に重みｗ＝３を、これに隣接する上部測定領域Ａ１、Ａ３に重みｗ＝２を、その他の領域に重みｗ＝１を割り当てる。また、図７の例では、進行方向と一致する上部測定領域Ａ０に重みｗ＝３を、これに隣接する上部測定領域Ａ１に重みｗ＝２を、その他の領域に重みｗ＝１を割り当てる。【００３６】
図４のＳ４４では、画像データ１０の上部領域１１の明るさから遠距離の周囲環境光を算出し、下部領域１２の明るさから近距離の周囲環境光を算出する。なお、各測定領域の明るさは、画像データ１０の輝度、シャッタ速度、ゲイン等から算出できるが、他の方法により明るさを求めても良い。【００３７】
Ｓ４４で遠距離の周囲環境光を推定する場合、まず、上部測定領域Ａ０〜Ａ４の各々の明るさの通常平均値を求め、最も暗い領域を除外してから、加重平均値を算出し、それを遠距離の周囲環境光の明るさとする。このように、最も暗い領域のデータを除外することでノイズの影響を排除でき、また、進行方向からのずれの大きさを考慮して加重平均値を求めることで、遠距離の周囲環境光の計算精度を高めることができる。【００３８】
Ｓ４４での遠距離の周囲環境光の具体的な演算は、式１による。【００３９】
【数１】
2019176604.tif 000003
【００４０】
式１において、左辺は周囲環境光の明るさ、右辺のｘｉは各測定領域の明るさの平均値、ｗｉは各測定領域の重み、ｎは上部測定領域の数、ｍｉは最も暗い上部測定領域を除外するためのノイズ除去係数である。【００４１】
また、式１中の、重みｗｉは式２で定義され、ノイズ除去係数ｍｉは式３で定義される。【００４２】
【数２】
2019176604.tif 000004
【００４３】
【数３】
2019176604.tif 000005
【００４４】
また、図７の急カーブ走行例のように、５個の上部測定領域のうち、３個に重みｗ＝１を割り当てる場合、あるいは１個にのみ重みｗ＝２を割り当てる場合は、画像データ１０の奥行成分を無視し、近距離の周囲環境光に相当する下部測定領域１２０も考慮して周囲環境光を計算しても良い。これにより、車両１００が急カーブを走行中であっても、進行方向に相当する上部測定領域の過大評価を避け、周囲環境光を適切に推定できる。【００４５】
なお、図５〜図７では、上部測定領域を５個とした例を説明したが、周囲環境光の検出に求められる精度に応じて上部測定領域の設定数を増減させても良い。例えば、上部測定領域を３個とする場合、重みｗを「１」と「２」の二値とし、各領域の重みｗを式４に従って割り当てても良い。【００４６】
【数４】
2019176604.tif 000006
【００４７】
一方、Ｓ４４で画像データ１０の下部領域１２に基づいて近距離の周囲環境光を推定する場合、その明るさは下部測定領域１２０の輝度平均値で算出される。【００４８】
Ｓ４４で上部、下部の各領域について、周囲環境光の明るさを算出すると、Ｓ４５では、それぞれの周囲環境光の明るさに応じたライトモードを個々に判定する。【００４９】
ここで、図８Ａは、上部領域１１の明るさ[cd/m2]とライトモードの関係を示す概略図であり、その明るさが上閾値th_u1を超えるときに「ライトＯＦＦ」が選択され、上閾値th_u1と上閾値th_u2の間では「スモールライトＯＮ」が選択され、上閾値th_u2未満では「ヘッドライトＯＮ」が選択されることを示している。【００５０】
同様に、図８Ｂは、下部領域１２の明るさ[cd/m2]とライトモードの関係を示す概略図であり、その明るさが下閾値th_d1を超えるときに「ライトＯＦＦ」が選択され、下閾値th_d1と下閾値th_d2の間では「スモールライトＯＮ」が選択され、下閾値th_d2未満では「ヘッドライトＯＮ」が選択されることを示している。【００５１】
すなわち、図８Ａと図８Ｂの何れの場合も、周囲環境が明るければ「ライトＯＦＦ」が、暗ければ「ヘッドライトＯＮ」が選択され、その中間であれば「スモールライトＯＮ」が選択される。なお、上下の閾値は同値である必要はなく、本実施例では、撮像部１のレンズ、シャッタ速度、ゲイン等を考慮し、図８Ａの上閾値th_u1を１５０[cd/m2]、上閾値th_u2を７０[cd/m2]に設定し、図８Ｂの下閾値th_d1を１００[cd/m2]、下閾値th_d2を４０[cd/m2]に設定している。【００５２】
また、Ｓ４５で実行される上部領域１１と下部領域１２のライトモード判定には、図８Ａ、図８Ｂ以外の手法を採用しても良い。図９は上部領域１１のライトモード判定の他手法を示すフローチャートであり、図１０は下部領域１２のライトモード判定の他手法を示すフローチャートである。【００５３】
図９は、上部領域１１で求めた周囲環境光に基づいて、ライトモードを判定するフローチャートである。まず、Ｓ９１では、周囲環境光の明るさが上閾値th_u1以上かを判定し、これを満たすときは、Ｓ９２で、上部測定領域Ａ０〜Ａ４の平均色相を算出する。平均色相の計算は上部測定領域Ａ０〜Ａ４内の全画素数の色相平均ではなく、空を含む画像領域の色相のみを算出する。つまり、上部測定領域Ａ０〜Ａ４内の飽和画素数（R=max, G=255, B=255）を除いて、平均色相を求める。【００５４】
その後、Ｓ９３では、求めた平均色相が所定の色相範囲（180<H<270）かを判定し、これを満たす場合には、周囲環境光が青色であると判定し、すなわち、日中かつ晴天であると推定し、ライトモードを「ライトＯＦＦ」とする（Ｓ９７）。また、Ｓ９３の条件を満たさない場合は、周囲環境光が赤色またはオレンジ色であると判定し、すなわち、夕方であると推定し、ライトモードを「スモールライトＯＮ」とする（Ｓ９８）。【００５５】
また、Ｓ９４では、周囲環境光の明るさが、上閾値th_u1より小さい上閾値th_u2以上かを判定し、これを満たすときは、周囲環境光が薄暗いと判定し、すなわち、雨天等であると推定し、ライトモードを「スモールライトＯＮ」とする（Ｓ９８）。Ｓ９４の条件を満たさない場合は、周囲環境光が僅かと判定し、すなわち、夜間であると推定し、ライトモードを「ヘッドライトＯＮ」とする（Ｓ９９）。【００５６】
一方、図１０は、下部領域１２で求めた周囲環境光に基づいて、ライトモードを判定するフローチャートである。まず、Ｓ１０１では、周囲環境光の明るさが下閾値th_d1以上かを判定し、これを満たすときは、ライトモードを「ライトＯＦＦ」とする（Ｓ１０３）。また、Ｓ１０１の条件を満たさない場合は、Ｓ１０２で、周囲環境光の明るさが、下閾値th_d1より小さい下閾値th_d2以上かを判定し、これを満たすときは、ライトモードを「スモールライトＯＮ」とする（Ｓ１０４）。Ｓ１０２の条件を満たさない場合は、ライトモードを「ヘッドライトＯＮ」とする（Ｓ１０５）。【００５７】
上述した何れかの手法により、上部領域１１、下部領域１２の夫々について、ライトモードを判別し、Ｓ４５の処理が完了すると、図３のＳ３２の全ての処理が完了し、Ｓ３３の「ライトモード決定」の処理へと進む。
＜Ｓ３３「ライトモード決定」の処理＞
図１１は、図３のＳ３３「ライトモード決定」処理の詳細を示すフローチャートである。ここでは、Ｓ３２で求めた上部領域１１と下部領域１２の夫々に基づくライトモードを踏まえ、照明部７に実際に設定するライトモードを決定する。【００５８】
まず、Ｓ１１１の「ライトモードのハンチング防止」では、車両１００の車速を考慮して、ライトモードのハンチング（ライトモードが短期間で次々と切り替わる事象）防止処理を行う。【００５９】
図１２は、図１１のＳ１１１「ライトモードのハンチング防止」処理の詳細を示すフローチャートであり、これに従って、上下領域でのライトモードにハンチング防止処理を施すことで、照明部７のライトモードが短時間で次々に切り替わる不具合を回避する。【００６０】
上述したように、２０１６年１０月改正の保安基準は、周囲の照度が１０００[ｌｘ]未満となった場合、２秒以内の自動点灯を求めているため、点灯要否の判定周期は２秒に固定しても問題はない。しかしながら、判定周期を２秒に固定すると、例えば、高速道路走行時にトンネルに進入しても、相当距離の走行後でなければヘッドライトが点灯しない等、安全面や運転者の感覚面での問題も考えられる。そこで、本実施例では、高速走行中は判定周期を短くし、照明部７の応答を早め、運転者に違和感を与えないようにしている。【００６１】
これを実現するため、図１２のＳ１２１では、車両１００の速度に略反比例するような判定周期ｔを算出する。なお、ここで算出される判定周期ｔは、車速が増すほど短くなり、車速が遅くなるほど２秒に近づくものであり、例えば、式５により算出される。【００６２】
【数５】
2019176604.tif 000007
【００６３】
ここで、右辺のｓは車速[ｍ/秒]、Ｔは２[秒]、αは最短周期を調整するための変数であり、左辺のｔは設定される判定周期である。【００６４】
Ｓ１２１で速度に応じた判定周期ｔを算出すると、Ｓ１２２では、その判定周期ｔ内に、上下領域についてライトモードの変化があったかを判断する。そして、ライトモードが変化した場合は、その領域での判定が不安定と判断し、前回の判定周期のライトモードを維持する（Ｓ１２３）。一方、判定周期ｔ内にライトモードが変化しない場合は、その領域での判定が安定していると判断し、今回の判定周期のライトモードに更新する（Ｓ１２４）。なお、Ｓ１２２の判断は、上下領域の各々に対し独立して行われるため、一方は前周期のライトモードを維持、他方は今周期のライトモードに更新、となる場合もある。【００６５】
次に、Ｓ１２５では、Ｓ１２２〜Ｓ１２４の処理後の上下部領のライトモードを比較し、両者が同一かを判断する。両者が同一であれば、そのライトモードをＳ１１１の出力とする（Ｓ１２６）。一方、両者が相違すれば、前回の判定周期のライトモードをＳ１１１の出力とする（Ｓ１２７）。【００６６】
次に、図１１のＳ１１２の「短車間距離時ライトモード判定」では、先行車との車間距離を踏まえた閾値（図８Ａの上閾値th_u1、th_u2等）を用いて、ライトモードを判定する。【００６７】
一般的に、車両１００の速度と車間距離には関係があり、速度が速ければ車間距離が長くなり、遅ければ車間距離が短くなる傾向がある。図５のように先行車がおらず速度が速い状況では、上部測定領域Ａ０〜Ａ４と下部測定領域１２０の何れにおいても周囲環境光を正確に検出できるが、図１３のように先行車との車間距離が短い状況では、撮像部１が撮像した画像データ１０の大部分が先行車１３で占められ、本来の周囲環境光を正確に検出することが難しい。このため、渋滞時には、晴天時であるにもかかわらず、ライトモードが「ヘッドライトＯＮ」に設定される可能性もある。そこで、Ｓ１１２では、車間距離を考慮してライトモードを判定する際の閾値を調整し、車間距離の大小に拘わらず適当なライトモードを設定できるようにした。【００６８】
図１４は、Ｓ１１２「短車間距離時ライトモード判定」の詳細処理を示すフローチャートである。まず、Ｓ１４１では、条件文１を満たすか否かを判定する。条件文１は、渋滞中に誤ってライトが点灯するのを避けるための条件文であるため、その内容は、次の二分で定義される。
・条件文１ａ：車速は、停止、低速、または、減速中であること
・条件文１ｂ：現状のライトモードが「ライトＯＦＦ」であること
条件文１を満たさないときは、画像データ１０に占める先行車１３の割合は小さく、上下領域から周囲環境光を正確に検出できるか、周囲環境が暗く既に照明部７が点灯している状態と推測できるため、Ｓ１１２の処理が行われない。一方、条件文１を共に満たすときは、渋滞により画像データ１０に占める先行車１３の割合が大きくなっている可能性もあるため、誤って照明部７を点灯しないように、ライトモードを判定するための閾値を補正する（Ｓ１４２）。【００６９】
Ｓ１４２での判定閾値の補正時には、車両１００の速度と画像データ１０中の低輝度画素数を考慮する。ここで言う低輝度画素数とは、上部測定領域Ａ０〜Ａ４に含まれる画素値４０（８ｂｉｔ）以下の低輝度のピクセルの数である。低輝度画素数を考慮して判定閾値を補正する理由は、先行車１３の車体色が反射率の高い白色や明色である場合、渋滞等により先行車１３と近接してもライトモード判定に悪影響がないのに対し、先行車１３の車体色が反射率の低い黒色や暗色である場合は、車間距離がライトモード判定の適否に大きく影響するからである。このため、黒色または暗色の先行車１３との車間距離を上部測定領域Ａ０〜Ａ４中の低輝度画素数から推測し、予測した車間距離に応じて上閾値th_u1、th_u2を補正する（Ｓ１４２）。ここで用いる判定閾値の補正式は式６に示すとおりである。【００７０】
【数６】
2019176604.tif 000008
【００７１】
ここで、th_newは補正した判定閾値、ｔｈは初期の判定閾値、ｓは車速、Ｒは閾値の調整範囲、Ｄは上部測定領域Ａ０〜Ａ４内の低輝度画素数、αは調整変数である。【００７２】
Ｓ１４２で判定閾値ｔｈを補正すると、図９のＳ４５と同様の手法により上部領域１１に対するライトモードを判定し、その後、図１２のＳ１１１と同様の手法によりライトモードのハンチング防止の処理を行う。このようにして先行車１３の車体色、および、先行車１３との車間距離を考慮し、ライトモードの判定に利用する閾値を補正すると、渋滞時に黒色の先行車１３の直後に停止したような状況であっても、誤ってヘッドライトを点灯するような誤動作を回避できる。【００７３】
次に、図１１のＳ１１３の「ライトモード確定」では、Ｓ１１１，Ｓ１１２の処理の出力であるライトモードを基に、照明部７に設定するライトモードを最終的に確定する。【００７４】
図１５は、Ｓ１１３の「ライトモード確定」の詳細処理を示すフローチャートである。ここに示すように、Ｓ１５１では条件文２を満たすか判定する。条件文２は、照明部７を消灯する必要があるかを判断するための条件文であり、次の二文で定義される。
・条件文２ａ：前回最終判定は「スモールライトＯＮ」か「ヘッドライトＯＮ」
・条件文２ｂ：今回最終判定は「ライトＯＦＦ」
条件文２を共に満たすときは、照明部７を点灯から消灯に切り替えるタイミングであるため、車速に応じた消灯までの所要時間を計算する（Ｓ１５２）。ここで計算する消灯時間も点灯時間と同様に、式５を用いて演算できるが、消灯時間の初期値Ｔには、保安基準が定める自動消灯時間を考慮し、５〜３００秒の何れかの値が設定される。【００７５】
Ｓ１５２の処理後、或いは、条件文２を満たさないとき（消灯維持、点灯維持、または、消灯から点灯）には、今回の最終判定が「ライトＯＦＦ」かを判定する（Ｓ１５３）。最終判定が「ライトＯＦＦ」である場合は、経過時間をカウントアップし（Ｓ１５４）、経過時間がＳ１５２で設定した消灯時間に一致したときに（Ｓ１５５）、消灯時間を初期化（Ｓ１５６）し、「ライトＯＦＦ」を出力する（Ｓ１５７）。これにより、所定時間の経過前は照明部７を点灯維持し、所定時間の経過時は照明部７を消灯できる。【００７６】
一方、Ｓ１５３の判定がＮｏである場合、すなわち、最終判定が「スモールライトＯＮ」、「ヘッドライトＯＮ」の何れかである場合には、当面消灯は必要ないので、Ｓ１５２で消灯時間を設定していた場合であってもそれを初期化（Ｓ１５８）し、「スモールライトＯＮ」か「ヘッドライトＯＮ」の何れかを出力する（Ｓ１５９）。【００７７】
図１５の一連の処理（Ｓ１１３）を終えライトモードが確定すると、図１１の一連の処理（Ｓ３３）も終了し、図３のＳ３４の処理に進む。
＜Ｓ３４「照明制御部に送信」の処理＞
図３のＳ３４の「照明制御部に送信」の処理では、Ｓ３３の「ライトモード決定」処理の出力結果である、「ライトＯＦＦ」、「スモールライトＯＮ」、「ヘッドライトＯＮ」の何れかのライトモード情報を照明制御部６に転送し、照明制御部６はそれに応じて、照明部７を点灯または消灯する。【００７８】
以上で説明した本実施例のオートライトシステムによれば、従来方法によれば周囲環境光の明るさを正確に評価できない、急カーブの走行時や、先行車との車間距離が小さい場合等であっても、周囲環境光の明るさを正確に評価できるため、運転者に違和感を与えない、適切なオートライト制御を実現することができる。【００７９】
なお、本実施例では、前方を撮像する撮像部１を用いて、周囲環境光の明るさを測定する例を説明したが、車両１００のリアカメラを用いて、周囲環境光の明るさを測定し、ライトモード情報を生成する構成としても良い。
【実施例２】
【００８０】
次に、本発明の実施例２のオートライトシステムについて説明する。実施例１では撮像部１として単眼カメラを用いたが、本実施例では撮像部１としてステレオカメラを使用し、これを用いて先行車との車間距離を正確に測定し、測定した車間距離を基にライトモードを決定している点が実施例１と異なっている。なお、実施例１との共通点は重複説明を省略する。【００８１】
本実施例の車両１００は、図１６（ａ）、（ｂ）のように、同一の光学系からなる２台のカメラ１ａ、１ｂ（以下「ステレオカメラ」と称する）を備えた構成になっている。図１６（ａ）は車両１００の照明部７にステレオカメラを内蔵した例であり、図１６（ｂ）は車両１００の室内天井部にステレオカメラを取り付けた例である。これら何れかの構成により、本実施例の車両１００では、複数の異なる方向から前方を同時撮像することにより、計測距離の情報も記録できるようにした。【００８２】
このステレオカメラで先行車等の計測対象物１７１までの距離を求めるには、図１７に示すように、三角測量の原理を利用する。すなわち、計測対象物１７１を撮像する場合、左側のカメラ１ａの二次元センサー１７２ａでは計測対象物１７１の画像データ１０ａが撮像され、右側のカメラ１ｂの二次元センサー１７２ｂでは計測対象物１７１の画像データ１０ｂが撮像される。カメラ１ａとカメラ１ｂが、光軸が平行、基線距離がＢ（ｍ）、焦点距離がｆ（画素）であるとき、各画像データ上での計測対象物１７１の同じ部分の撮像位置をそれぞれＸＬ、ＸＲとすると、ステレオカメラから計測対象物１７１までの距離Dsは式７で演算できる。【００８３】
【数７】
2019176604.tif 000009
【００８４】
このように、本実施例ではステレオカメラで先行車両との距離Dsを測定し、この距離Dsが所定の閾値未満の場合に、先行車量が近接していると判断し、点灯又は消灯の判断に用いる周囲環境光の明るさの閾値（上閾値th_u1、th_u2）を補正する。【００８５】
本実施例における具体的な制御を、図１８、図１９を用いて説明する。【００８６】
実施例２のオートライトシステムでも、実施例１の図３と同様に、画像データ１０と車両情報を取得し（Ｓ３１）、周囲環境光を認識する（Ｓ３２）。その後、図１８に示す本実施例のライトモード決定処理（Ｓ３３）を実施し、最後に、本実施例の手法により決定したライトモードに応じて照明部７の点灯／消灯を制御する（Ｓ３４）。【００８７】
図１８に示す本実施例の「ライトモード決定」処理は、実施例１の「ライトモード決定」を説明する、図１１のＳ１１２「低速の判定」を、図１８のＳ１８１「近接先行車の判定」に置換したものである。なお、図１８のＳ１１１の処理、および、Ｓ１１３の処理は、実施例１の図１１と同様であるので以下では重複説明は省略する。【００８８】
図１９は、Ｓ１８１の「近接先行車の判定」処理の詳細を示すフローチャートである。ここに示すように、まず、Ｓ１９１では、車間距離Dsが予め設定された近接車間距離（例えば１５ｍ）の範囲内であるかを判定し、該当しない場合は、ライトモード決定のための閾値を変更することなくＳ１８１の処理を終了する。また、車間距離Dsが予め設定された接近車間距離範囲内である場合、Ｓ１９２では、前回の判定周期に判定されたライトモードが「ライトＯＦＦ」であるかを判定し、該当しない場合（ライトモードが「ヘッドライトＯＮ」、「スモールライトＯＮ」の何れかの場合）は、ライトモード決定のための閾値を変更することなくＳ１８１の処理を終了する。【００８９】
一方、Ｓ１９２で、前回の判定周期で判定されたライトモードが「ライトＯＦＦ」である場合には、Ｓ１９３にて、式８を用いて、判定閾値を再計算する。【００９０】
【数８】
2019176604.tif 000010
【００９１】
ここで、式８のth_newは再計算した判定閾値、ｔｈは当初の判定閾値、Ｒは閾値の調整範囲、Dsは車間距離、Ｄｆは予め設定された距離範囲(接近車判断処理のタイミング)、αは計算の調整変数である。【００９２】
続いて、Ｓ１９４では、式９を用いて、先行車近接時の上部周囲環境光を再計算する。【００９３】
【数９】
2019176604.tif 000011
【００９４】
式９において、左辺は上部周囲環境光、右辺のｘｉは各測定領域の平均明るさ、ｗｉは接近車による各測定領域の重み分布、nは設置の測定領域数である。【００９５】
なお、本実施例では、各測定領域の重み分布ｗｉを式１０で定義する。【００９６】
【数１０】
2019176604.tif 000012
【００９７】
その後、Ｓ１９５では、Ｓ１９３で再計算された閾値と、Ｓ１９４で演算された上部周囲環境光を用いて、上部領域１１のライトモードを選択し、Ｓ１９６では、図１２と同様の手法によりハンチング防止処理を施した後、Ｓ１８１の処理を終了し、図１８のライトモード決定処理（Ｓ１１３）に移行する。【００９８】
実施例１の図１４の処理などでは、単一のカメラを用い、車間距離を演算によって推測し、ライトモードを決定していたが、本実施例では、ステレオカメラを利用することで車間距離を正確に測定し、この正確な車間距離を踏まえて、ライトモードをより適切に設定できる。この結果、実施例１に比べても、ライトを不要に点灯させる状況を抑制でき、バッテリーの浪費を抑制できるとともに、運転者の感覚と一致したライト制御を行うことができる。
【実施例３】
【００９９】
次に、本発明の実施例３のオートライトシステムについて説明する。なお、上述した実施例との共通点は重複説明を省略する。【０１００】
図２０は本実施例のオートライトシステムのブロック図である。実施例２では、ステレオカメラを用いて先行車との車間距離を測定し、それに応じた閾値を用いてライトモードを決定したが、本実施例ではレーダ測距部１Ａを用いて、先行車との車間距離を測定し、それに応じた閾値を用いてライトモードを決定する。本実施例の処理ルーチンは、実施例２の図１８、図１９で説明したものと同様であるため、重複説明は省略する。【０１０１】
レーダ測距部１Ａは、ミリ波レーダやＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）等の光照射とその反射光の受光による測距を行うものである。なお、本実施例の画像処理部２ａは、図２に示した画像処理部２の構成に、レーダ測距部１Ａとの接続のためのレーダ測距Ｉ/Ｆ２７を付加したものである。【０１０２】
以上のように、レーダ測距部１Ａを用いる本実施例の構成においても、実施例２と同様に、車間距離を正確に測定し、この正確な車間距離を踏まえて、ライトモードをより適切に設定できる。この結果、バッテリーの浪費を抑制できるとともに、運転者の感覚と一致したライト制御を行うことができる。
【実施例４】
【０１０３】
次に、本発明の実施例４のオートライトシステムについて説明する。本実施例は、ライトモードを決定する際に、地図情報と自社位置情報を用いる点で上述の実施例と相違する。なお、上述した実施例との共通点は重複説明を省略する。【０１０４】
図２２は、本実施例のオートライトシステムのブロック図である。ここに示すように、本実施例のオートライトシステムは、実施例１の構成に地図連携部３ａを付加したものであり、それに対応し、画像処理部２を画像処理部２ｂに置換したものである。【０１０５】
図２３は、本実施例の画像処理部２ｂを示す機能ブロック図である。本実施例の画像処理部２ｂは、実施例１における画像処理部２とほぼ同等であるが、地図連携部３ａと接続するための地図連携Ｉ/Ｆ２８を備えている。【０１０６】
図２４は、地図連携部３ａの機能ブロック図である。ここに示すように、地図連携部３ａには、演算装置２４１と、地図データベースやプログラムを記憶した主記憶装置２４２と、補助記憶装置２４３と、画像・表示Ｉ/Ｆ２４４と、図示しないＧＰＳ受信機からの測位信号を受信する測位Ｉ/Ｆ２４５と、撮像部１やレーダ測距１Ａからの社外情報を受信するセンシングＩ/Ｆ２４６と、車両Ｉ/Ｆ２４７を備えている。【０１０７】
この地図連携部３ａは、自車情報(速度等)やＧＰＳ衛星受信情報や他のセンシング情報（例えば、自車前方の画像データやレーダ測距等）を補助記憶装置２４３に転送して記憶させるとともに、そこに記憶した情報を基に自車位置・進行方向を推定する。また、演算装置２４１は、主記憶装置２４２に記憶されるプログラムを基に、所望のインターフェースに制御信号を送信する。演算装置２４１が推定した自車位置と進行方向は、地図情報とともに画像・表示Ｉ/Ｆ２３４に送信される。【０１０８】
そして、地図連携部３ａでは、測位信号に基づいて自車位置を絶対座標として算出（測位）するとともに、車外情報に基づいて測位位置からの相対的な変化分として自車位置を算出する。さらに、地図データベースを用いて、算出された自車位置を地図の道路上の位置に補正するマップマッチング処理を行う。これらの処理の結果、地図連携部３ａでは、道路上の自車推定位置と方向情報に基づいて、進行方向を高精度に推定できる。【０１０９】
画像処理部２ｂには、地図連携Ｉ/Ｆ２８を介して、車両１００の進行方向の道路形状や、トンネルの位置に加え、トンネル内の照明位置が入力されるため、これらを用いて、複数の上部測定領域の重みや、ライトモード判定のための閾値を事前に切り替えたり、トンネルなどの点灯が義務付けられる場所で、事前にヘッドライトを点灯しておくこともできるため、上述した実施例に比べ、ライトモードの切り替えを更に適切なものにすることができ、運転者の快適性を更に高めることができる。【０１１０】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例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。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１００  車両、
１  撮像部、
１ａ、１ｂ  カメラ、
１Ａ  レーダ測距部、
２、２ａ、２ｂ  画像処理部、
３  車両情報取得部、
３ａ  地図連携部、
４  車両制御部、
５  照明切換部、
６  照明制御部、
７  照明部、
８  走行系制御部、
１０、１０ａ、１０ｂ  画像データ、
１１  上部領域、
Ａ０〜Ａ４  上部測定領域、
１２  下部領域、
１２０  下部測定領域、
１３  先行車、
２１  演算装置
２２  主記憶装置、
２３  補助記憶装置、
２４  撮像インターフェース、
２５  照明制御インターフェース、
２６  車両インターフェース、
２７  レーダ測距インターフェース、
２８  地図連携インターフェース、
１７１  計測対象物、
１７２ａ、１７２ｂ  二次元センサー
【図１】
2019176604.tif 000013
【図２】
2019176604.tif 000014
【図３】
2019176604.tif 000015
【図４】
2019176604.tif 000016
【図５】
2019176604.tif 000017
【図６】
2019176604.tif 000018
【図７】
2019176604.tif 000019
【図８Ａ】
2019176604.tif 000020
【図８Ｂ】
2019176604.tif 000021
【図９】
2019176604.tif 000022
【図１０】
2019176604.tif 000023
【図１１】
2019176604.tif 000024
【図１２】
2019176604.tif 000025
【図１３】
2019176604.tif 000026
【図１４】
2019176604.tif 000027
【図１５】
2019176604.tif 000028
【図１６】
2019176604.tif 000029
【図１７】
2019176604.tif 000030
【図１８】
2019176604.tif 000031
【図１９】
2019176604.tif 000032
【図２０】
2019176604.tif 000033
【図２１】
2019176604.tif 000034
【図２２】
2019176604.tif 000035
【図２３】
2019176604.tif 000036
【図２４】
2019176604.tif 000037
【国際調査報告】
2019176604.tif 000038
2019176604.tif 000039
2019176604.tif 000040
2019176604.tif 000041