(57)【要約】【課題】悪天候時、自車両が特定対象物から遠方に位置している場合であっても、当該特定対象物を検出できる特定対象物検出装置を提供する。【解決手段】周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号に基づいて駆動される光源１１を備えた特定対象物Ｖ１を、f／Ｄｆｐｓ以上のフレームレートで撮像する撮像手段２１と、前記撮像手段２１が撮像した画像中の相対的に明るい領域を検出する検出手段２２ａと、前記検出手段２２ａが検出した前記相対的に明るい領域の点灯周波数を算出する算出手段２２ｂと、前記算出手段２２ｂが算出した点灯周波数が予め定められた周波数である場合、前記検出手段２２ａが検出した前記相対的に明るい領域が特定対象物であると判定する判定手段２２ｃと、を備える特定対象物検出装置２０であることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号に基づいて駆動される光源を備えた特定対象物を、f／Ｄｆｐｓ以上のフレームレートで撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した画像中の相対的に明るい領域を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記相対的に明るい領域の点灯周波数を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出した点灯周波数が予め定められた周波数である場合、前記検出手段が検出した前記相対的に明るい領域が特定対象物であると判定する判定手段と、を備える特定対象物検出装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記撮像手段が撮像した複数の画像に基づいて、前記検出手段が検出した前記相対的に明るい領域の点灯周波数を算出する請求項１に記載の特定対象物検出装置。
【請求項３】
前記特定対象物は、前記光源を備えた車両である請求項１又は２に記載の特定対象物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定対象物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両の前方を撮像する撮像手段を備え、撮像した画像中から、輝度に基づいて特定対象物（例えば、先行車両のテールランプ）を検出するように構成された車両検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９１４２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の車両検出装置においては、悪天候時（例えば、濃霧発生時）、特定対象物（例えば、先行車両のテールランプ）からの光が霧によって散乱して減衰し、遠方まで届かないため、自車両が特定対象物から遠方に位置している場合、当該特定対象物を検出できないという課題がある。換言すると、悪天候時（例えば、濃霧発生時）、晴天時と比べ、特定対象物の検出が可能となる検出距離（特定対象物と自車両との間の距離）が短くなるという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、悪天候時、自車両が特定対象物から遠方に位置している場合であっても、当該特定対象物を検出できる特定対象物検出装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一つの側面は、周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号に基づいて駆動される光源を備えた特定対象物を、f／Ｄｆｐｓ以上のフレームレートで撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した画像中の相対的に明るい領域を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記相対的に明るい領域の点灯周波数を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した点灯周波数が予め定められた周波数である場合、前記検出手段が検出した前記相対的に明るい領域が特定対象物であると判定する判定手段と、を備える特定対象物検出装置であることを特徴とする。
【０００７】
この側面によれば、悪天候時（例えば、濃霧発生時）、特定対象物検出装置が特定対象物（例えば、先行車両）から遠方に位置している場合であっても、当該特定対象物を検出できる。換言すると、悪天候時（例えば、濃霧発生時）、上記従来技術と比べ、特定対象物の検出が可能となる検出距離（特定対象物と特定対象物検出装置との間の距離）を長くすることができる。
【０００８】
これは、特定対象物が、悪天候時、光をより遠方まで届けるための構成、すなわち、周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号に基づいて駆動される光源を備えていること、そして、特定対象物検出装置が、その光源からの光を検出するための構成、すなわち、周波数f／デューティー比Ｄｆｐｓ以上のフレームレートで撮像する撮像手段を備えていること、によるものである。
【０００９】
また、上記発明において好ましい態様は、前記算出手段は、前記撮像手段が撮像した複数の画像に基づいて、前記検出手段が検出した前記相対的に明るい領域の点灯周波数を算出することを特徴とする。
【００１０】
また、上記発明において好ましい態様は、前記特定対象物は、前記光源を備えた車両であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】特定対象物検出装置２０が使用される環境の一例を説明するための図である。
【図２】（ａ）先行車両Ｖ１に設けられたテールランプ１０の概略構成図、（ｂ）自車両Ｖ０に設けられた特定対象物検出装置２０の概略構成図である。
【図３】テールランプ１０（ＬＥＤ１１）の点灯波形の一例である。
【図４】自車両Ｖ０に搭載された特定対象物検出装置２０の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態である特定対象物検出装置について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
【００１３】
図１は、本実施形態の特定対象物検出装置２０が使用される環境の一例を説明するための図である。図１には、自車両Ｖ０、自車両Ｖ０の前方に存在する先行車両Ｖ１、及び、街路灯３０が示されている。
【００１４】
図１に示すように、先行車両Ｖ１にはテールランプ１０が設けられ、自車両Ｖ０には特定対象物検出装置２０が設けられる。以下、特定対象物が先行車両Ｖ１（テールランプ１０）である例について説明する。
【００１５】
図２（ａ）は、先行車両Ｖ１に設けられたテールランプ１０の概略構成図である。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、テールランプ１０は、ＬＥＤ１１、ＬＥＤ駆動回路１２、制御部１３等を備える。テールランプ１０は、図示しないが、ＬＥＤ１１からの光を制御する光学系、例えば、レンズ、リフレクタを備える。テールランプ１０は、先行車両Ｖ１の後端部に設けられる。
【００１７】
図３は、テールランプ１０（ＬＥＤ１１）の点灯波形の一例である。図３に示すように、テールランプ１０（ＬＥＤ１１）は、例えば、０．００２秒ごとに、０．０００２秒の間、１００ｃｄで点灯し、残りの０．００１８秒の間、消灯する。このようにテールランプ１０（ＬＥＤ１１）を高速に明滅させた場合、人間の目には、暗く点灯しているように（例えば、１０ｃｄで点灯しているように）視認される。
【００１８】
図３に示す点灯波形は、例えば、ＬＥＤ駆動回路１２が備えるバイポーラトランジスタ等のスイッチング素子（図示せず）に、制御部１３が出力する周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号を印加することで実現される。以下、周波数ｆ＝５００Ｈｚ、デューティー比Ｄ＝１０％である例について説明する。なお、ＬＥＤ駆動回路１２としては、例えば、特開２０１７−０８５６７６号公報等に記載の公知のものを用いることができる。
【００１９】
スイッチング素子は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電源（図示せず）とＬＥＤ１１との間に設けられる。スイッチング素子に周波数５００Ｈｚ及びデューティー比１０％のＰＷＭ信号が印加されると、０．００２秒ごとに、０．０００２秒の間、スイッチング素子がオンとなり(その結果、ＬＥＤ１１に電源から駆動電圧が印加され)、残りの０．００１８秒の間、スイッチング素子がオフとなる(その結果、ＬＥＤ１１に電源から駆動電圧が印加されない)。これにより、テールランプ１０は、図３に示すように、０．００２秒ごとに、０．０００２秒の間、１００ｃｄで点灯し、残りの０．００１８秒の間、消灯する。なお、駆動電圧は、例えば、法規が求める最大光度（例えば、１０ｃｄ）／デューティー比Ｄ＝１０／（１０／１００）＝１００ｃｄでテールランプ１０が点灯するように考慮された電圧である。
【００２０】
このように周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号に基づいて印加される駆動電圧でＬＥＤ１１を駆動することで、次の利点を生ずる。
【００２１】
すなわち、上記従来技術においては、テールランプが常に一定の光度、例えば、法規が求める最大光度（例えば、１０ｃｄ）で点灯しているため、悪天候時（特に、濃霧発生時）、テールランプからの光が霧によって散乱して減衰し、遠方まで届かない。そのため、悪天候時、自車両が先行車両から遠方に位置している場合、当該先行車両を検出できない。換言すると、悪天候時（例えば、濃霧発生時）、晴天時と比べ、先行車両Ｖ１の検出が可能となる検出距離（先行車両Ｖ１と自車両Ｖ０との間の距離）が短くなる。
【００２２】
これに対して、本実施形態においては、テールランプ１０が瞬間的に（例えば、０．０００２秒の間）、１００ｃｄで点灯するため（図３参照）、悪天候時、テールランプ１０からの光がより遠方まで届く。そのため、悪天候時、自車両Ｖ０が先行車両Ｖ１から遠方に位置している場合であっても、当該先行車両Ｖ１を検出できる。換言すると、悪天候時（例えば、濃霧発生時）、上記従来技術と比べ、先行車両Ｖ１の検出が可能となる検出距離（先行車両Ｖ１と自車両Ｖ０との間の距離）を長くすることができる。なお、テールランプ１０が瞬間的に（例えば、０．０００２秒の間）、１００ｃｄで点灯しても、ドライバ等にグレアを与えることはない。これは、テールランプ１０（ＬＥＤ１１）を高速に（例えば、５００Ｈｚで）明滅させた場合、人間の目には、暗く点灯しているように（例えば、１０ｃｄで点灯しているように）視認されることによるものである。
【００２３】
なお、ＰＷＭ信号の周波数ｆは、５００Ｈｚに限定されない。ＰＷＭ信号の周波数ｆは、街路灯３０等の交通環境に存在する他の光源とは異なる周波数で、人間の目でちらつきが知覚されない周波数であればよい。また、ＰＷＭ信号のデューティー比Ｄは、１０％に限定されない。ＰＷＭ信号のデューティー比Ｄは、１００％未満であればよい。検出距離を長くする観点では、デューティー比Ｄは小さい方が望ましいが、デューティー比Ｄを小さくするとその分、高出力のＬＥＤが必要となる。この観点から、デューティー比Ｄは、２０％以下が望ましく、５〜２０％が特に望ましい。
【００２４】
制御部１３は、図示しないが、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える。制御部１３のＣＰＵは、ＲＯＭからＲＡＭに読み込まれたプログラムを実行することで、ＬＥＤ駆動回路１２（スイッチング素子）に、周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号を印加する。本実施形態では、周波数５００Ｈｚ及びデューティー比１０％のＰＷＭ信号を印加する。
【００２５】
図２（ｂ）は、自車両Ｖ０に設けられた特定対象物検出装置２０の概略構成図である。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、特定対象物検出装置２０は、撮像手段２１、制御部２２等を備える。
【００２７】
撮像手段２１は、例えば、自車両Ｖ０前方を撮像するカメラ（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を含む）で、自車両Ｖ０の所定箇所（例えば、車室内）に設けられる。なお、撮像手段２１として、フォトダイオードを用いてもよい。
【００２８】
撮像手段２１は、周波数f／デューティー比Ｄｆｐｓ以上のフレームレートで撮像する。本実施形態では、５００／（１０／１００）＝５０００ｆｐｓのフレームレートで撮像する。これにより、０．００２秒ごとに、１００ｃｄで点灯しているテールランプ１０（先行車両Ｖ１）を含む１枚の画像と、消灯しているテールランプ１０（先行車両Ｖ１）を含む９枚の画像と、の合計１０枚の画像を撮像することができる。１００ｃｄで点灯しているテールランプ１０（先行車両Ｖ１）を含む画像は、例えば、図３に示す矢印Ａ１のタイミングで撮像される。消灯しているテールランプ１０（先行車両Ｖ１）を含む画像は、例えば、図３に示す矢印Ａ２〜Ａ１０のタイミングで撮像される。
【００２９】
上記のように撮像手段２１が周波数f／デューティー比Ｄｆｐｓ以上のフレームレートで撮像することで、例えば、テールランプ１０の点灯タイミングと撮像手段２１の撮像タイミングとがズレたとしても、１００ｃｄで点灯しているテールランプ１０（先行車両Ｖ１）を含む画像を確実に撮像することができる。撮像手段２１によって撮像された画像（画像データ）は、制御部２２に入力される。
【００３０】
制御部２２は、図示しないが、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える。
【００３１】
制御部２２のＣＰＵは、ＲＯＭからＲＡＭに読み込まれたプログラムを実行することで、撮像手段２１が撮像した画像中の相対的に明るい領域を検出する検出手段２２ａとして機能する。
【００３２】
相対的に明るい領域は、例えば、撮像手段２１が撮像した画像中の閾値以上の輝度を有する画素領域を検出することで検出することができる。
【００３３】
また、制御部２２のＣＰＵは、ＲＯＭからＲＡＭに読み込まれたプログラムを実行することで、検出手段２２ａが検出した相対的に明るい領域の点灯周波数を算出する算出手段２２ｂとして機能する。
【００３４】
相対的に明るい領域の点灯周波数は、撮像手段２１が撮像した複数の画像に基づいて算出することができる。
【００３５】
例えば、検出手段２２ａが、撮像手段２１が撮像した複数の画像中、１０枚に１枚の割合で、相対的に明るい領域を検出したとする。この場合、相対的に明るい領域を含む画像が出現する間隔は０．００２ｓである。そのため、この場合、相対的に明るい領域の点灯周波数は、１／０．００２＝５００Ｈｚと算出することができる。
【００３６】
また、制御部２２のＣＰＵは、ＲＯＭからＲＡＭに読み込まれたプログラムを実行することで、算出手段２２ｂが算出した点灯周波数が予め定められた周波数であるか否かを判定し、予め定められた周波数である場合、検出手段２２ａが検出した相対的に明るい領域がテールランプ１０（先行車両Ｖ１）であると判定する判定手段２２ｃとして機能する。予め定められた周波数は、例えば、周波数ｆ（ここでは、５００Ｈｚ）で、制御部２２のＲＯＭ等の記憶部に記憶されている。なお、予め定められた周波数は、５００Ｈｚ±１０Ｈｚのように幅のある数値であってもよい。
【００３７】
街路灯３０は、例えば、水銀灯で、先行車両Ｖ１が備えるテールランプ１０とは異なる周波数（例えば、１００Ｈｚ）で点灯する。
【００３８】
図４は、自車両Ｖ０に搭載された特定対象物検出装置２０の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３９】
以下の処理は、主に、制御部２２のＣＰＵがＲＯＭからＲＡＭに読み込まれたプログラムを実行することで実行される。
【００４０】
以下、図１に示すように、夜間、自車両Ｖ０の前方に先行車両Ｖ１、及び、街路灯３０が存在するものとして説明を行う。なお、先行車両Ｖ１のテールランプ１０は図３に示す点灯波形で点灯しており、街路灯３０は先行車両Ｖ１のテールランプ１０とは異なる周波数（例えば、１００Ｈｚ）で点灯しているものとする。
【００４１】
まず、撮像手段２１は、自車両Ｖ０の前方を撮像する（ステップＳ１０）。すなわち、撮像手段２１は、自車両Ｖ０の前方に存在する先行車両Ｖ１（テールランプ１０）、及び、街路灯３０を含む画像を、５０００ｆｐｓのフレームレートで撮像する。
【００４２】
次に、制御部２２のＣＰＵ（検出手段２２ａ）は、撮像手段２１が撮像した画像中の相対的に明るい領域を検出する（ステップＳ１２）。
【００４３】
ここでは、相対的に明るい領域として、先行車両Ｖ１のテールランプ１０に対応する領域と、街路灯３０に対応する領域と、が検出される（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）。
【００４４】
次に、制御部２２のＣＰＵ（算出手段２２ｂ）は、検出手段２２ａが検出した相対的に明るい領域の点灯周波数を算出する（ステップＳ１４）。
【００４５】
例えば、検出手段２２ａが、撮像手段２１が撮像した複数の画像中、１０枚に１枚の割合で、相対的に明るい領域（先行車両Ｖ１のテールランプ１０に対応する領域）を検出したとする。この場合、相対的に明るい領域（先行車両Ｖ１のテールランプ１０に対応する領域）を含む画像が出現する間隔は０．００２ｓである。そのため、この場合、相対的に明るい領域（先行車両Ｖ１のテールランプ１０に対応する領域）の点灯周波数は、１／０．００２＝５００Ｈｚと算出することができる。
【００４６】
同様にして、相対的に明るい領域（街路灯３０に対応する領域）の点灯周波数は、例えば、１００Ｈｚと算出することができる。
【００４７】
次に、制御部２２のＣＰＵ（判定手段２２ｃ）は、算出手段２２ｂが算出した点灯周波数が予め定められた周波数ｆ（ここでは、５００Ｈｚ）であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００４８】
その結果、予め定められた周波数ｆである場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、制御部２２のＣＰＵ（判定手段２２ｃ）は、検出手段２２ａが検出した相対的に明るい領域が先行車両Ｖ１（テールランプ１０）であると判定する（ステップＳ１８）。
【００４９】
ここでは、ステップＳ１４で算出された相対的に明るい領域（先行車両Ｖ１のテールランプ１０に対応する領域）の点灯周波数が５００Ｈｚであり、予め定められた周波数ｆである（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）。そのため、相対的に明るい領域（先行車両Ｖ１のテールランプ１０に対応する領域）が、先行車両Ｖ１（テールランプ１０）であると判定される（ステップＳ１８）。
【００５０】
この場合、判定（検出）した先行車両Ｖ１との衝突の可能性を判断し、自車両Ｖ０において警報を出力してドライバの注意を喚起したり衝突を回避するように自動操舵や自動制動制御を行ってもよい。
【００５１】
一方、ステップＳ１６の判定の結果、予め定められた周波数ｆでない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、制御部２２のＣＰＵ（判定手段２２ｃ）は、検出手段２２ａが検出した相対的に明るい領域が先行車両Ｖ１（テールランプ１０）でないと判定する（ステップＳ２０）。
【００５２】
ここでは、ステップＳ１４で算出された相対的に明るい領域（街路灯３０に対応する領域）の点灯周波数が１００Ｈｚであり、予め定められた周波数ｆでない（ステップＳ１６：Ｎｏ）。そのため、相対的に明るい領域（街路灯３０に対応する領域）が、先行車両Ｖ１（テールランプ１０）でないと判定される（ステップＳ２０）。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、悪天候時（例えば、濃霧発生時）、自車両Ｖ０が先行車両Ｖ１から遠方に位置している場合であっても、当該先行車両Ｖ１を検出できる。換言すると、悪天候時（例えば、濃霧発生時）、上記従来技術と比べ、先行車両Ｖ１の検出が可能となる検出距離（先行車両Ｖ１と自車両Ｖ０との間の距離）を長くすることができる。
【００５４】
これは、先行車両Ｖ１が、悪天候時、テールランプ１０からの光をより遠方まで届けるための構成、すなわち、周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号に基づいて印加される駆動電圧で駆動されるＬＥＤ１１を備えていること、その結果、テールランプ１０が瞬間的に（例えば、０．０００２秒の間）、法規が求める最大光度より高光度（例えば、１００ｃｄ）で点灯すること（図３参照）、そして、自車両Ｖ０が、その高光度の光を検出するための構成、すなわち、周波数f／デューティー比Ｄｆｐｓ以上のフレームレートで撮像する撮像手段２１を備えていること、によるものである。
【００５５】
なお、テールランプ１０が瞬間的に（例えば、０．０００２秒の間）、法規が求める最大光度より高光度（例えば、１００ｃｄ）で点灯しても、ドライバ等にグレアを与えることはない。これは、テールランプ１０（ＬＥＤ１１）を高速に（例えば、５００Ｈｚで）明滅させた場合、人間の目には、暗く点灯しているように（例えば、１０ｃｄで点灯しているように）視認されることによるものである。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、ドライバ等にグレアを与えることなく、悪天候時（例えば、濃霧発生時）、上記従来技術と比べ、先行車両Ｖ１の検出が可能となる検出距離（先行車両Ｖ１と自車両Ｖ０との間の距離）を長くすることができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、街路灯３０等の交通環境に存在する固定光源を、先行車両Ｖ１であると誤って判定するのを防止することができる。
【００５８】
これは、相対的に明るい領域の点灯周波数が予め定められた周波数である場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、当該相対的に明るい領域が先行車両Ｖ１（テールランプ１０）であると判定する（ステップＳ１８）ことによるものである。
【００５９】
次に、変形例について説明する。
【００６０】
上記実施形態では、周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号に基づいて印加される駆動電圧で駆動される光源として、ＬＥＤ１１を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、ＬＥＤ１１に代えて、ＬＤや有機ＥＬパネルを用いてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、特定対象物が先行車両Ｖ１（テールランプ１０）である例について説明したが、これに限らない。例えば、特定対象物は、対向車両（車両用前照灯）であってもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号に基づいて印加される駆動電圧で駆動される光源を備えた車両用灯具がテールランプ１０である例について説明したが、これに限らない。例えば、周波数ｆ及びデューティー比ＤのＰＷＭ信号に基づいて印加される駆動電圧で駆動される光源を備えた車両用灯具は、車両用前照灯（ヘッドランプ）、リアフォグランプ、その他の車両用灯具であってもよい。
【００６３】
上記各実施形態で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。
【００６４】
上記各実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記各実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０…テールランプ、１１…ＬＥＤ、１２…ＬＥＤ駆動回路、１３…制御部、２０…特定対象物検出装置、２１…撮像手段、２２…制御部、２２ａ…検出手段、２２ｂ…算出手段、２２ｃ…判定手段、３０…街路灯、Ｖ０…自車両、Ｖ１…先行車両
【図１】
2019040295.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019040295.tif 000005
【図４】
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