(57)【要約】      （修正有）【課題】路面標示等と誤検出され難くするマーキングビームの照射技術を提供する。【解決手段】点灯製御装置１３は、車両周辺の路面にマーキングビームを照射するための路面照射用ランプユニット１６の点灯状態を制御するための装置であって、車両に搭載された撮像ユニット１０において画像を形成するために外界の光が取り込まれる期間であって間欠的に到来する撮像期間に対応して消灯期間を設定し、マーキングビームを照射中、消灯期間に路面照射用ランプユニット１６を消灯させるよう路面照射用ランプユニット１６を制御する制御手段を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周辺の路面にマーキングビームを照射するためのランプユニットの点灯状態を制御するための装置であって、
前記車両に搭載された撮像装置において画像を形成するために外界の光が取り込まれる期間であって間欠的に到来する撮像期間に対応して消灯期間を設定し、前記マーキングビームを照射中、当該消灯期間に前記ランプユニットを消灯させるよう当該ランプユニットを制御する制御手段を有する、
点灯制御装置。
【請求項２】
前記消灯期間は、少なくとも前記撮像期間と重複する期間を有するように設定される、
請求項１に記載の点灯制御装置。
【請求項３】
前記消灯期間は、前記撮像期間よりも長く設定され、かつ当該消灯期間の始期が前記撮像期間の始期よりも早く到来するように設定される、
請求項２に記載の点灯制御装置。
【請求項４】
前記撮像装置は、前記画像に基づいて前記路面の対象物を検出する機能を有しており、
前記制御手段は、前記マーキングビームの照射期間を徐々にずらして当該マーキングビームを間欠的に照射させるように前記ランプユニットを制御するとともに、前記撮像装置から前記対象物の検出結果を取得し、当該対象物の検出結果に前記マーキングビームに対応する前記対象物が含まれているときの前記照射期間に基づいて前記消灯期間を設定する、
請求項１〜３の何れか１項に記載の点灯制御装置。
【請求項５】
車両周辺の路面にマーキングビームを照射するためのランプユニットの点灯状態を制御するための装置であって、
前記車両に搭載された撮像装置において画像を形成するために外界の光が取り込まれる期間であって間欠的に到来する撮像期間に対応して消灯期間を設定する消灯期間設定部と、
前記マーキングビームを照射中、前記消灯期間設定部により設定される前記消灯期間に前記ランプユニットを消灯させるよう当該ランプユニットを制御するための制御信号を生成する制御信号生成部と、
を含む、点灯制御装置。
【請求項６】
車両周辺の路面にマーキングビームを照射するためのランプユニットの点灯状態を制御するための方法であって、
制御手段が、前記車両に搭載された撮像装置において画像を形成するために外界の光が取り込まれる期間であって間欠的に到来する撮像期間に対応して消灯期間を設定し、前記マーキングビームを照射中、当該消灯期間に前記ランプユニットを消灯させるよう当該ランプユニットを制御する、
点灯制御方法。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載の点灯制御装置と当該点灯制御装置によって制御されるランプユニットと、を含む車両用灯具システム。
【請求項８】
請求項７に記載の車両用灯具システムを備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具の制御技術に関し、特に自車両の前方に存在する対象体（例えば、歩行者等）に向けて注意喚起のための光（いわゆるマーキングビーム）を照射する車両用灯具における制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自車両の前方に存在する対象体（例えば、歩行者等）に向けて注意喚起のための光（いわゆるマーキングビーム）を照射する技術が知られている。この種の従来技術は、例えば、特開２００９−１８４４５０号公報（特許文献１）や特開２０１７−１５９７４７号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００３】
他方、近年では、運転者による運転を補助するために、カメラによって撮影される画像に所定の画像認識処理を行うことによって自車両周辺の情報を検出し、その検出された情報を用いて各種の運転アシストを行う技術が普及し始めている。このようなアシスト技術としては、例えば道路上の白線を検出し、その検出結果を用いて自車両が走行車線から逸脱しないように操舵を補助する技術（いわゆるレーンキープ技術）などがある。この種の従来技術は、例えば特開２０１７−４５３７０号公報（特許文献３）に記載されている。
【０００４】
ところで、上記のアシスト技術を実行するために道路上の白線検出を行っている際に、上記のマーキングビーム照射技術を併用した場合を想定すると、その照射状況（例えば、照射光の強度、色味等）によっては路上に照射されたマーキングビームが白線などの路面標示等として誤検出されてしまう場合があり得ると考えられる。このため、路面標示等と誤検出され難くするマーキングビームの照射技術が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１８４４５０号公報
【特許文献２】特開２０１７−１５９７４７号公報
【特許文献３】特開２０１７−４５３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明に係る具体的態様は、路面標示等と誤検出され難くするマーキングビームの照射技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明に係る一態様の点灯制御装置は、（ａ）車両周辺の路面にマーキングビームを照射するためのランプユニットの点灯状態を制御するための装置であって、（ｂ）前記車両に搭載された撮像装置において画像を形成するために外界の光が取り込まれる期間であって間欠的に到来する撮像期間に対応して消灯期間を設定し、前記マーキングビームを照射中、当該消灯期間に前記ランプユニットを消灯させるよう当該ランプユニットを制御する制御手段を有する、点灯制御装置である。
［２］本発明に係る一態様の点灯制御装置は、（ａ）車両周辺の路面にマーキングビームを照射するためのランプユニットの点灯状態を制御するための装置であって、（ｂ）前記車両に搭載された撮像装置において画像を形成するために外界の光が取り込まれる期間であって間欠的に到来する撮像期間に対応して消灯期間を設定する消灯期間設定部と、（ｃ）前記マーキングビームを照射中、前記消灯期間設定部により設定される前記消灯期間に前記ランプユニットを消灯させるよう当該ランプユニットを制御するための制御信号を生成する制御信号生成部と、を含む、点灯制御装置である。
［３］本発明に係る一態様の点灯制御方法は、（ａ）車両周辺の路面にマーキングビームを照射するためのランプユニットの点灯状態を制御するための方法であって、（ｂ）制御手段が、前記車両に搭載された撮像装置において画像を形成するために外界の光が取り込まれる期間であって間欠的に到来する撮像期間に対応して消灯期間を設定し、前記マーキングビームを照射中、当該消灯期間に前記ランプユニットを消灯させるよう当該ランプユニットを制御する、点灯制御方法である。
［４］本発明に係る一態様の車両用灯具システムは、上記の点灯制御装置と当該点灯制御装置によって制御されるランプユニットと、を含む車両用灯具システムである。
［５］本発明に係る一態様の車両は、上記の車両用灯具システムを備える車両である。
【０００８】
上記構成によれば、路面標示等と誤検出され難くするマーキングビームの照射技術が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、路面照射用ランプユニットの構成例を示す図である。
【図３】図３は、マーキングビームの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、撮像ユニットの撮像タイミングと路面照射用ランプユニットの消灯期間との関係について説明するための図（タイミングチャート）である。
【図５】図５は、撮像タイミングを自律的に検出する原理について説明するための図である。
【図６】図６は、点灯制御装置において撮像タイミングを検出する際の処理手順を示すフローチャートである
【図７】図７は、カメラから撮像タイミングを示す信号を直接的に取得して消灯期間を設定する場合の実施形態について説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示す図である。図示の車両用灯具システムは、車両に搭載されて自車両の前方に存在する対象体（例えば、歩行者等）に向けて注意喚起のための光（いわゆるマーキングビーム）を照射するものであり、撮像ユニット１０、点灯制御装置（制御手段）１３、路面照射用ランプユニット１６を含んで構成されている。なお、詳細な説明を省略するが、上記した運転アシスト機能を実現するためのシステムが併設されており当該システムにおいても撮像ユニット１０が兼用され、制御に必要な情報（例えば白線などの路面標示等）が検出されるものとする。
【００１１】
撮像ユニット１０は、カメラ１１と画像処理部１２を備えている。カメラ１１は、車両の所定位置（例えば車室内のフロントガラス上部）に設置されており、車両の前方を撮影する。画像処理部１２は、カメラ１１によって撮影された画像（映像）に対して所定の画像処理を行うことにより、自車両の前方に存在する対象体を検出する。ここでいう「対象体」とは、例えば歩行者、自転車搭乗者、障害物、路面上の白線等の路面標示などが該当する。
【００１２】
点灯制御装置１３は、撮像ユニット１０による対象体の検出結果に基づいて路面照射用ランプユニット１６の点灯制御を行うためのものであり、制御部１４と制御信号生成部１５を含んで構成されている。
【００１３】
制御部１４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムを用い、この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って実現される。この制御部１４は、機能ブロックとしての照射パターン設定部２０、消灯期間設定部２１および撮像タイミング検出部２２を有する。
【００１４】
照射パターン設定部２０は、撮像ユニット１０によって検出された特定の対象体の位置（自車両との相対的位置）に基づいて、その対象体へ向けて光を照射するための照射パターンを設定する。なお、対象体の種別に応じて照射パターンを可変に設定することも好ましい。
【００１５】
消灯期間設定部２１は、路面照射用ランプユニット１６による対象体へ向けた光照射を間欠的に停止させる期間（消灯期間）を設定する。この消灯期間は、詳細を後述するように撮像ユニット１０のカメラ１１による撮像タイミングに対応するように設定される。
【００１６】
撮像タイミング検出部２２は、消灯期間設定部２１において上記の消灯期間を設定するために必要となるカメラ１１による撮像タイミングを検出する。
【００１７】
制御信号生成部１５は、制御部１３の照射パターン設定部２０により設定される照射パターンおよび消灯期間設定部２１により設定される消灯期間に応じて、路面照射用ランプユニット１６による光照射状態を制御するための制御信号を生成し、当該制御信号を路面照射用ランプユニット１６へ供給する。この制御信号生成部１５は、例えばＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）を用いて構成されている。
【００１８】
路面照射用ランプユニット１６は、点灯制御装置１３の制御信号生成部１５から供給される制御信号に基づいて、種々の照射パターンによって車両の前方の路面へ光照射を行うためのものである。
【００１９】
図２は、路面照射用ランプユニットの構成例を示す図である。図示の路面照射用ランプユニット１６は、半導体発光素子３０、発光素子駆動部３１、ミラー素子３２、ミラー駆動部３３、蛍光体（波長変換部材）３４、レンズ３５を含んで構成されている。
【００２０】
半導体発光素子３０は、例えば励起光として青色域（例えば、発光波長４５０ｎｍ）のレーザ光を放出する半導体発光素子である。
【００２１】
発光素子駆動部３１は、点灯制御装置１３から供給される制御信号に基づいて半導体発光素子３０を駆動する。この発光素子駆動部３１から与えられる駆動電力により、半導体発光素子３０の点消灯や発光輝度などが制御される。
【００２２】
ミラー素子３２は、例えばＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）ミラー素子であり、半導体発光素子３０から入射するレーザ光を二次元方向（水平方向および垂直方向）に走査して蛍光体３４へ入射させる。
【００２３】
ミラー駆動部３３は、点灯制御装置１３から供給される制御信号に基づいてミラー素子３２を駆動する。このミラー駆動部３３から与えられる駆動電力によりミラー素子３２が駆動され、レーザ光の照射方向が制御される。
【００２４】
蛍光体３４は、入射するレーザ光の少なくとも一部を異なる波長に変換して放出する。本実施形態では、蛍光体３４は、レーザ光によって励起されて黄色光を発する蛍光体を備える。この黄色光と、蛍光体３４を透過するレーザ光（青色）との混色により擬似的な白色光が得られる。
【００２５】
レンズ３５は、例えば投影レンズであり、蛍光体３４から出射する光を集光して車両前方へ投影する。
【００２６】
この路面照射用ランプユニット１６においては、点灯制御装置１３から供給される制御信号によってミラー素子３２によるスキャン動作と半導体発光素子３０の点消灯駆動を同期させることにより、制御部１４によって設定された照射パターンに対応する像が形成され、この像がレンズ３５によって自車両前方へ投影されることにより、路面上にマーキングビームが照射される。
【００２７】
図３は、マーキングビームの一例を説明するための図である。同図では道路上を走行中の自車両１００を上方から平面視した様子が模式的に示されている。自車両１００は、図中において矢印の方向へ走行しており、その右前方の路側帯に歩行者１０１が存在するという状況を想定する。図３（Ａ）に示すように、自車両１００に設置された路面照射用ランプユニット１６から歩行者１０１の存在する位置へ向けて延びるマーキングビーム１０２が路上に照射される。このとき、撮像ユニット１０による画像認識によって道路の両側にある白線１０３、１０４、あるいは中央にある白線１０５などの路面標示が検出される際に、マーキングビーム１０２も路面標示として検出される可能性がある。このため、本実施形態の車両用灯具システムでは、図３（Ｂ）に示すように、撮像ユニット１０のカメラ１１による撮像タイミングに対応（同期）して、撮像の間はマーキングビーム１０２が照射されないように路面照射用ランプユニット１６を消灯させる。
【００２８】
図４は、撮像ユニットの撮像タイミングと路面照射用ランプユニットの消灯期間との関係について説明するための図（タイミングチャート）である。図４（Ａ）に撮像ユニット１０のカメラ１１における撮像タイミングを示す。図示のように、撮像ユニット１０のカメラ１１は、一定の撮像周期Ｔ０ごとに間欠的に撮像を行う。このとき、各々の撮像期間（露光期間）Ｔ１は、例えば３．３ｍｓ程度の長さである。カメラ１１は、この撮像期間Ｔ１において外界からの光を取り込んで静止画を生成する。逆にいえば、撮像期間Ｔ１を除く期間（非撮像期間）は外界からの光がカメラ１１の撮像素子に取り込まれない。この撮像期間Ｔ１は、一定の撮像周期Ｔ０（例えば３６．７ｍｓ）ごとに到来する。それにより、一定の撮像周期Ｔ０ごとに生成された静止画の集合体としての動画が得られる。
【００２９】
上記のような撮像タイミングに対して、路面照射用ランプユニット１６は、撮像期間Ｔ１に対応する消灯期間Ｔ２を設け、その消灯期間Ｔ２において消灯する。この消灯期間Ｔ２は、上記のように制御部１４の消灯期間設定部２１により設定される。そして、消灯期間Ｔ２に対応して路面照射用ランプユニット１６を消灯させるための制御信号が制御信号生成部１５によって生成され、路面照射用ランプユニット１６へ供給される。
【００３０】
ここで、消灯期間Ｔ２は、少なくとも撮像期間Ｔ１と同じ長さに設定される。この場合、消灯期間Ｔ２の始期と終期は、撮像期間Ｔ１の始期および終期と同じに設定される。さらに、消灯期間Ｔ２は、撮像期間Ｔ１よりも長く設定されることが好ましく、２倍以上に長く設定されることが好ましい。この場合において、消灯期間Ｔ２の始期は、図示の例のように撮像期間Ｔ１の始期よりも早く到来するように設定される。また、消灯期間Ｔ２の終期は、撮像期間Ｔ１の終期と同じかそれより遅く到来するように設定される。すなわち、撮像期間Ｔ１に対して消灯期間Ｔ２が重複するように設定される。そして、消灯期間Ｔ２は、一定の消灯周期Ｔ３ごとに到来する。この消灯周期Ｔ３の長さは、上記した撮像周期Ｔ０と同じ長さである。
【００３１】
これにより、撮像期間Ｔ１の全てにおいて確実にマーキングビームが照射されていない状態とし、マーキングビームがカメラ１１によって撮像されないようにすることができる。従って、アシスト機能を併用する場合においても撮像ユニット１０においてマーキングビームが路面標示として誤検出され難くすることができる。
【００３２】
ここで、撮像ユニット１０における撮像タイミング（撮像期間Ｔ１の到来するタイミング）が予め分かっている場合にはそれに対応して消灯期間Ｔ２を設定しておけばよいが、そのようにできない場合も考えられる。このため、本実施形態の車両用灯具システムでは、以下に説明する原理に基づいて自律的に撮像タイミングを検出する手段も備えている。
【００３３】
図５は、撮像タイミングを自律的に検出する原理について説明するための図であり、上記図４と同様のタイミングチャートが示されている。上記したように撮像ユニット１０のカメラ１１は、一定の撮像周期Ｔ０ごとに間欠的に撮像を行っている（図５（Ａ）参照）。このとき、図５（Ｂ）に示すように、路面照射用ランプユニット１６を間欠的に点灯させるように制御する。このときの点灯期間Ｔ４は、撮像期間Ｔ１よりも長く設定されることが好ましい。このように点灯期間Ｔ４の始期を徐々に変更していけば、カメラ１１の撮像期間Ｔ１と点灯期間Ｔ４とが重複するタイミングを検出することができる。
【００３４】
このとき、カメラ１１によって撮像される画像は、撮像期間Ｔ１と点灯期間Ｔ４が重複していない場合にはマーキングビーム１０２が含まれない状態となり（上記図３（Ｂ）参照）、撮像期間Ｔ１と点灯期間Ｔ４が重複した場合にマーキングビーム１０２が含まれる状態となる（上記図３（Ａ）参照）。そして、画像にマーキングビーム１０２が含まれる場合には、撮像ユニット１０の画像処理部１２から、このマーキングビーム１０２に対応する位置に白線が検知された旨の検知結果が得られる。この検知結果が得られた際の点灯期間Ｔ４がカメラ１１による撮像タイミングに対応するものとなる。従って、点灯期間Ｔ４の始期を用いて上記した図４に示した消灯期間Ｔ２の始期を設定することができるとともに、ある１つの点灯期間Ｔ４から次の点灯期間Ｔ４までの周期を求めることで消灯期間Ｔ３を設定することができる。
【００３５】
以上の原理に基づく処理が制御部１４の撮像タイミング検出部２２において行われる。この検出処理は、例えば車両のイグニッションスイッチがオンになった時に自律的に行われる。なお、カメラ１１の撮像周期（フレームレート）Ｔ０と路面照射用ランプユニット１６に設定する消灯期間Ｔ３を厳密に一致させることは難しいので、上記原理によるカメラ１１の撮像タイミングの検出は定期的に行われることが好ましい。
【００３６】
図６は、点灯制御装置において撮像タイミングを検出する際の処理手順を示すフローチャートである。なお、処理に矛盾や不整合などを生じない限りにおいて、処理手順を入れ替えることも可能であり、他の処理を追加することも可能であり、そのような態様も排除されない。
【００３７】
撮像タイミング検出部２２は、照射パターン設定部２０にマーキングビームの照射パターンを設定させる（ステップＳ１１）。このときに設定される照射パターンは、撮像タイミング検出用に予め用意された特定の照射パターンであってもよいし、通常時に使用される照射パターンであってもよい。
【００３８】
次に、照射タイミング検出部２２は、上記した点灯期間Ｔ４の始期を可変に設定し（ステップＳ１２）、この設定した点灯期間Ｔ４に対応して路面照射用ランプユニット１６を点灯させるための制御信号を制御信号生成部１５に生成させる。この制御信号が路面照射用ランプユニット１６に供給されることにより、路面照射用ランプユニット１６の点灯制御が行われる（ステップＳ１３）それにより、路面上に所定の照射パターンによるマーキングビームが照射される。
【００３９】
次に、照射タイミング検出部２２は、撮像ユニット１０の画像処理部１２から画像処理結果（白線の検知結果）を取得する（ステップＳ１４）。そして、照射タイミング検出部２２は、画像処理結果の中に、マーキングビームの照射パターンに対応する白線検出結果が存在するか否かを判定する（ステップＳ１５）。例えば、白線が検出されている場合、その白線の位置、長さなどの特徴量がステップＳ１１で設定された照射パターンと合致しているか否かという基準により、照射パターンに対応する白線が存在するか否かを判定することができる。
【００４０】
照射パターンに対応する白線検出結果が存在しない場合には（ステップＳ１５；ＮＯ）、上記したステップＳ１２に戻り、点灯期間Ｔ４の始期が前回値から変更して設定され、それ以降の処理が繰り返される。
【００４１】
照射パターンに対応する白線検出結果が存在する場合には（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、照射タイミング検出部２２は、現在設定されている点灯期間Ｔ４の始期に対応して、その後の通常動作において使用すべき消灯期間Ｔ２の始期を設定する（ステップＳ１６）。設定された消灯期間Ｔ２は、以降の通常動作時において消灯期間設定部２１で用いられる。
【００４２】
以上のような実施形態によれば、撮像ユニットにおける撮像時期に合わせてマーキングビームを消灯させるように制御しているので、マーキングビームを路面標示等と誤検出され難くすることができる。また、当該制御に用いるための消灯期間を自律的に設定することができる。
【００４３】
なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態では画像認識結果を利用して自律的に撮像タイミングを検出して消灯期間を設定していたが、撮像ユニット１０のカメラ１１から撮像タイミングを示す信号を直接的に取得可能である場合には、その取得した信号を用いて消灯期間を設定してもよい。
【００４４】
図７は、カメラ１１から撮像タイミングを示す信号を直接的に取得して消灯期間を設定する場合の実施形態について説明するためのタイミングチャートである。なお、この実施形態においては、カメラ１１と点灯制御装置１３の間に撮像タイミングを示す信号を取得するための専用線を別途設けることも好ましい。
【００４５】
図７（Ａ）は、カメラ１１の撮像タイミングを示す信号に基づいて検出される撮像期間Ｔ１を示している。このとき、カメラ１１からフレームレートＦｆを表す情報を取得することで、ある撮像期間Ｔ１から次の撮像期間Ｔ１までの期間１／Ｆｆが得られる。また、路面照射用ランプユニット１６の消灯期間を上記実施形態と同様にＴ２とする。このとき、ある撮像期間Ｔ１の始期（立ち上がり）から次の撮像期間Ｔ１に対応する消灯期間Ｔ２の始期までの期間をＴｓとすると、Ｔｓは以下のように設定することができる。
Ｔｓ＝１／Ｆｆ−Ｔ２／ｎ
【００４６】
なお、上記関係式におけるｎは任意の数である。このｎを調整することで、撮像期間Ｔ１の始期より先に消灯期間Ｔ２の始期が設定されるようにし、かつその程度を調整することができる。各パラメータの数値の一例を示すと、Ｔｓ＝３０ｍｓ、１／Ｆｆ＝３３．３ｍｓ、Ｔ２＝６．７ｍｓとすることができる。
【００４７】
また、上記した実施形態では、マーキングビームが路面標示と混同される場合を例にして説明を行っていたが、画像認識処理においてマーキングビームを混同され得るものであれば如何なるものを対象としてもよい。例えば、画像認識処理によって路面の凍結部分を検出するような場合において、マーキングビームが凍結部分と混同され得ると考えられるが、本発明を適用することでそのような不都合を回避することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０：撮像ユニット、１１：カメラ、１２：画像処理部、１３：点灯制御装置、１４：制御部、１５：制御信号生成部、１６：路面照射用ランプユニット、２０：照射パターン設定部、２１：消灯期間設定部、２２：撮像タイミング検出部、１００：自車両、１０１：歩行者、１０２：マーキングビーム、１０３、１０４、１０５：白線
【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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