(57)【要約】 【課題】前照灯とカメラの配置位置の相違から生じる照射範囲のずれを補正することができる車両用前照灯装置を提供する。  【解決手段】本発明の車両用前照灯装置は、目標対象物が検出された場合、制御手段６２が、解析手段６１の解析結果に基づいて、照射範囲を変更する車両用前照灯装置であって、車両と目標対象物との離間距離を測定する距離測定手段５と、前照灯２と認識手段４との相対位置情報を記憶する記憶手段６３と、解析手段６１の解析結果、距離測定手段５の測定結果、および、前記相対位置情報に基づいて、制御手段６２により変更される照射範囲を補正する補正手段６４、６５と、を備えることを特徴とする。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方を照射する前照灯と、
前記前照灯の照射範囲を変更する変更手段と、
前記車両のうち前記前照灯とは異なる位置に配置され、前記車両の前方を認識する認識手段と、
前記認識手段から出力されたデータに基づいて、予め設定された目標対象物を検出するとともに前記目標対象物の上下方向および幅方向の位置を算出する解析手段と、
前記変更手段を制御する制御手段と、
を備え、前記目標対象物が検出された場合、前記制御手段が、前記解析手段の解析結果に基づいて、前記照射範囲を変更する車両用前照灯装置であって、
前記車両と前記目標対象物との離間距離を測定する距離測定手段と、
前記前照灯と前記認識手段との相対位置情報を記憶する記憶手段と、
前記解析手段の解析結果、前記距離測定手段の測定結果、および、前記相対位置情報に基づいて、前記制御手段により変更される前記照射範囲を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記解析手段の解析結果、前記距離測定手段の測定結果、および、前記相対位置情報に基づいて、前記制御手段により変更される前記照射範囲と実際の前記照射範囲との間に生じる照射角度のずれ量を算出し、前記制御手段によって変更される前記照射範囲を前記ずれ量に基づいて補正する請求項１に記載の車両用前照灯装置。
【請求項３】
前記認識手段は、カメラである請求項１または２に記載の車両用前照灯装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、さらに、前記前照灯または前記認識手段と前記距離測定手段との相対位置情報を記憶している請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用前照灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用前照灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯装置として例えば特開２００６−２１６３１号公報（特許文献１）には、前照灯の配光パターンを制御し、目標対象物に適した照射範囲で照射する技術が開示されている。照射範囲は、配光パターンにより決定される。つまり、配光パターンを制御することは、照射範囲を制御することと同意である。
【０００３】
車両用前照灯装置は、カメラ等の認識手段により目標対象物が検出された場合、配光パターンを変更して、目標対象物に対して予め設定された所定照射範囲に照射する。例えば、車両用前照灯装置は、ハイビームや中間ビーム（ハイビームとロービームの間のビーム）の際、先行車または対向車を認識すると、先行車または対向車を照射範囲から除いた照射範囲（配光パターン）で前方を照射する。これにより、先行車または対向車の運転手に対する眩惑行為を防ぎつつ、遠方までの照射範囲を確保できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両において、前照灯が配置される位置は、カメラが配置される位置と異なっている。したがって、前照灯と認識手段の配置位置の違いから、認識手段の出力データによって認識される目的対象物に対する照射範囲と、実際の照射されている照射範囲との間で、ずれが生じてしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、前照灯と認識手段の配置位置の相違から生じる照射範囲のずれを補正することができる車両用前照灯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】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、車両の前方を照射する前照灯と、前記前照灯の照射範囲を変更する変更手段と、前記車両のうち前記前照灯とは異なる位置に配置され、前記車両の前方を認識する認識手段と、前記認識手段から出力されたデータに基づいて、予め設定された目標対象物を検出するとともに前記目標対象物の上下方向および幅方向の位置を算出する解析手段と、前記変更手段を制御する制御手段と、を備え、前記目標対象物が検出された場合、前記制御手段が、前記解析手段の解析結果に基づいて、前記照射範囲を変更する車両用前照灯装置であって、前記車両と前記目標対象物との離間距離を測定する距離測定手段と、前記前照灯と前記認識手段との相対位置情報を記憶する記憶手段と、前記解析手段の解析結果、前記距離測定手段の測定結果、および、前記相対位置情報に基づいて、前記制御手段により変更される前記照射範囲を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、前照灯と認識手段との相対位置情報および車両と目的対象物の離間距離から、前照灯と認識手段の配置位置の相違から生じる照射範囲のずれが幾何学的に算出される。そして、補正手段は、当該ずれに基づいて、照射範囲を補正、すなわち変更手段を駆動する。これにより、制御手段が認識している照射範囲と実際の照射範囲とのずれが補正され、より適切な照射範囲が形成される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記補正手段が、前記解析手段の解析結果、前記距離測定手段の測定結果、および、前記相対位置情報に基づいて、前記制御手段により変更される前記照射範囲と実際の前記照射範囲との間に生じる照射角度のずれ量を算出し、前記制御手段によって変更される前記照射範囲を前記ずれ量に基づいて補正することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、補正手段が照射角度のずれ量を算出し、現在制御している照射角度を当該ずれ量に基づいて補正する。これにより、照射角度のずれ量が補正され、実際の照射範囲を狙った照射範囲に変更することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記認識手段がカメラであることを特徴とする。この構成によれば、簡易かつ適切に目的対象物を検出することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記記憶手段が、さらに、前記前照灯または前記カメラと前記距離測定手段との相対位置情報を記憶していることを特徴とする。この構成によれば、ずれ量検出手段が距離測定手段の配置位置をも考慮してずれ量を算出できるため、ずれ量算出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の車両用前照灯装置１の構成を示す構成図である。
【図２】本実施形態の車両用前照灯装置１の照射範囲を説明するための模式図である。
【図３】ずれ量θを説明するための模式図である。
【図４】ずれ量θを説明するための模式図である。
【図５】本実施形態の車両用前照灯装置１の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、好ましい実施形態を挙げ、図１〜図５を参照して、本発明をより詳しく説明する。
【００１５】
本実施形態の車両用前照灯装置１は、図１に示すように、前照灯２と、配光変更部３と、カメラ４と、距離測定部５と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）６と、を備えている。前照灯２は、ヘッドランプであって、図示しない光源および反射板と、スリット板２１と、を備えている。前照灯２は、図２に示すように、車両前部に２箇所、すなわち車両前部の左右に１つずつ設置されている。スリット板２１は、各前照灯２の光源の前方に配置されている。
【００１６】
配光変更部３（「変更手段」に相当する）は、各前照灯２に対して設置されており、駆動モータ３１、レベリングモータ３２およびスイブルモータ３３を備えている。駆動モータ３１は、ＥＣＵ６の指令に基づきスリット板２１を駆動させる。レベリングモータ３２は、ＥＣＵ６の指令に基づき前照灯２の光軸を上下方向に変更する。スイブルモータ３３は、ＥＣＵ６の指令に基づき前照灯２の光軸を左右方向に変更する。
【００１７】
スリット板２１の位置により、前照灯２の光源が覆われる部分が決まり、光源が覆われることで照射範囲に暗い部分（影）を形成することができる。配光パターンは、光軸の上下左右の角度（照射角度）、スリット板２１の位置、および両前照灯２の組み合わせにより決定される。そして、配光パターンにより、前照灯２が照射する照射範囲が決定される。つまり、配光変更部３は、両前照灯２の光軸およびスリット板２１を駆動することで配光パターンを変更し、前照灯２の照射範囲を変更する。
【００１８】
カメラ４（「認識手段」に相当する）は、画像センサであって、車両前方を撮像する。歩行者等の撮像には赤外線が用いられる。カメラ４は、図２に示すように、車両上部に設置されている。カメラ４は、撮像した撮像データをＥＣＵ６に送信する。
【００１９】
距離測定部５は、レーザーセンサであって、車両Ａと目標対象物Ｂとの間の離間距離を測定する。距離測定部５は、図２に示すように、車両前部中央に前照灯２と同じ高さで設置されている。距離測定部５は、測定結果をＥＣＵ６に送信する。
【００２０】
ＥＣＵ６は、ＣＰＵ等を有し、配光変更部３を制御するための電子制御ユニットである。ＥＣＵ６は、機能的に、解析部６１と、制御部６２と、記憶部６３と、ずれ量算出部６４と、補正部６５と、を備えている。
【００２１】
解析部６１は、公知のものであり、カメラ４の撮像データを解析する。解析部６１は、カメラ４の撮像データに基づいて、予め設定された目標対象物Ｂを検出するとともに、目標対象物Ｂの上下方向および車両幅方向（左右方向）の位置を算出する。目標対象物Ｂとは、例えば、図２に示す対向車のヘッドランプや、先行車のテールランプまたは歩行者等である。解析部６１は、カメラ４に内蔵されたカメラ内蔵型でもよい。
【００２２】
制御部６２は、配光変更部３を制御する機能を有している。制御部６２は、解析部６１により目標対象物Ｂが検出された場合、解析部６１の解析結果に基づいて、照射範囲を所定照射範囲に変更する。所定照射範囲とは、目標対象物ごとに予め設定された照射範囲（配光パターン）である。所定照射範囲は、目標対象物の位置に対応し、目標対象物を追跡して変化する範囲である。例えば、図２に示すように、目標対象物Ｂが対向車のヘッドランプである場合、所定照射範囲は、対向車を除いた範囲となる。撮像データ上の目的対象物の移動に伴って、所定照射範囲の除く位置（暗い位置）は変化する。
【００２３】
なお、目標対象物Ｂが先行車のテールランプである場合も同様である。また、目標対象物Ｂが歩行者である場合、運転手が歩行者を視認し易いように、例えば歩行者の足等を照射範囲に積極的に含める。目標対象物および対応する所定照射範囲は、複数設定されていてもよい。
【００２４】
記憶部６３は、ＲＯＭ等であり、車両Ａにおける前照灯２およびカメラ４の配置位置を記憶している。具体的に、記憶部６３は、前照灯２位置を基準としたカメラ４位置までの車両前後方向距離及び車両上下方向距離を記憶している。ただし、基準はカメラ４位置でもよい。すなわち、記憶部６３は、前照灯２とカメラ４との相対位置情報を記憶している。
【００２５】
ずれ量算出部６４（「補正手段」に相当する）は、解析部６１の解析結果、距離測定部５の測定結果、および、記憶部６３に記憶された相対位置情報に基づいて、「制御部６２により制御される照射範囲」と「実際に照射されている照射範囲」との間に生じる照射角度のずれ量を算出する。制御部６２により制御される照射範囲とは、解析部６１の解析結果（カメラ４から見える目標対象物Ｂの上下左右の位置）にのみ基づいて決定された所定照射範囲であって、制御部６２が認識している照射範囲を意味する。
【００２６】
両者の間に生じる照射角度のずれは、前照灯２とカメラ４の配置位置の相違により生じる。前照灯２とカメラ４が同位置に配置されている場合は、制御部６２の認識と実際の照射範囲は一致し、ずれは生じない。
【００２７】
ここで、ずれ量の算出方法について縦方向のずれ量、すなわち車両Ａと目標対象物Ｂとをつなぐ直線を含む鉛直平面上におけるずれ量について説明する。ただし、説明を簡単にするために、ここでは前照灯２とカメラ４の配置位置が上下方向にのみ異なる（前後で一致）とし、目標対象物Ｂと前照灯２とが同じ高さとする。つまり、前照灯２とカメラ４と目標対象物Ｂとの位置関係は、図３に示すように実際には直角三角形とはならないが、前照灯２とカメラ４の前後方向のずれが離間距離ｌ（目的対象物Ｂと前照灯２との離間距離）に比べて小さいため、本実施形態では図４に示すように直角三角形とみなして簡易的に計算する。
【００２８】
図４に示すように、制御部６２（カメラ４）が認識する目標対象物Ｂの位置と、前照灯２から見た目標対象物Ｂの位置は、ずれ量（上下の照射角度）θだけずれている。この照射角度のずれ量は、距離測定部５により求まる車両Ａと目標対象物Ｂの離間距離ｌと、記憶部６３に記憶された相対位置情報から求まる前照灯２とカメラ４との離間距離ｄと、に基づいて算出できる（θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｌ））。
【００２９】
同様に水平面上（横方向）におけるずれ量（左右の照射角度）も算出できる。このように、離間距離ｌ、ｄおよび解析部６１の解析結果から、照射角度のずれ量が幾何学的に算出できる。前照灯２から目標対象物Ｂへの照射角度がθ１で、カメラ４から目標対象物Ｂへの撮像角度がθ２である場合、ずれ量θはθ＝｜θ１−θ２｜となる。なお、本実施形態のように、目標対象物Ｂを、前照灯２とほぼ同じ水平高さのもの（対向車のヘッドランプ、先行車のテールランプ、または歩行者など）に設定することで、ずれ量の計算は容易となる。ずれ量算出部６４は、上記のように照射角度のずれ量を算出する。
【００３０】
補正部（「補正手段」に相当する）６５は、制御部６２によって設定される所定照射範囲を、ずれ量算出部６４で算出されたずれ量に基づいて補正する。具体的に、補正部６５は、ずれ量算出部６４で算出されたずれ量に基づいて、ずれ量θを補正後の配光パターンを算出する。補正部６５は、補正後の配光パターンを形成するように配光変更部３に指令し、照射範囲を補正する。つまり、図４の場合、補正部６５は、両レベリングモータに指令し、ずれ量θを補正する方向（上方）に前照灯２の光軸を変更する。同様に、補正部６５は、両スイブルモータに指令する。ずれ量θは、補正量ともいえる。なお、ＥＣＵ６では、補正部６５が制御部６２に補正後の配光パターンを指令し、制御部６２が配光変更部３に対して照射角度を補正するように設計されていてもよい。つまり、ＥＣＵ６が配光変更部３を制御する。
【００３１】
ここで、車両用前照灯装置１の動作フローを図５を参照して説明する。まず、カメラ４が撮像データをＥＣＵ６に送信し、解析部６１が撮像データを解析する（Ｓ１０１）。解析部６１は、目標対象物Ｂを検出し、その位置を算出する（Ｓ１０２）。続いて、距離測定部５が目標対象物Ｂと車両Ａとの離間距離を算出する（Ｓ１０３）。続いて、ずれ量算出部６４は、記憶部６３から、記憶された相対位置情報を読み出す（Ｓ１０４）。そして、ずれ量算出部６４は、解析された目標対象物Ｂの位置、目標対象物Ｂと車両Ａの離間距離、および前照灯２とカメラ４の相対位置情報から、ずれ量を算出する（Ｓ１０５）。ずれ量算出部６４は、ずれを補正した配光パターンを算出する（Ｓ１０６）。そして、ＥＣＵ６は、配光変更部３に指令し、照射範囲を補正した照射範囲に変更させる（Ｓ１０７）。
【００３２】
上記演算は瞬間的に行われ、制御部６２が配光変更部３を制御するのとほぼ同時に補正部６５が配光変更部３に指令する。もしくは、目標対象物Ｂを検出後（Ｓ１０２）、制御部６２（または補正部６５）が、初めから、ずれ量θ分補正した配光パターン（Ｓ１０３〜Ｓ１０６）で配光変更部３を制御してもよい。
【００３３】
本実施形態によれば、前照灯２とカメラ４の配置位置の違いにより生じる照射範囲のずれを補正することができる。つまり、本実施形態によれば、ずれ量を算出し、ずれを補正することで、実際に照射される照射範囲を、想定された所定照射範囲とすることができる。また、車両Ａが目的対象物Ｂに接近するほど（ｌが小さいほど）ずれ量θが大きくなるが、本実施形態では、当該ずれ量θを補正するため、車両Ａと目的対象物Ｂの離間距離ｌが小さいほど効果は大きくなる。
【００３４】
（変形態様）
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、前照灯２は、スリット板２１を有しないものでもよい。例えば、前照灯２および配光変更部３は、左右のそれぞれに複数の光源を備えたものや、プロジェクタの原理により照射範囲を決定するもの等でもよい。
【００３５】
また、記憶部６３は、さらに距離測定部５の配置位置を記憶していてもよい。つまり、記憶部６３は、前照灯２（またはカメラ４）と距離測定部５との相対位置情報を記憶していてもよい。これにより、距離測定部５と前照灯２およびカメラ４との各離間距離が算出でき、より現実に則した幾何学的な演算が可能となる。すなわち、ずれ量算出手段６４は、より高精度にずれ量を算出できる。
【００３６】
また、距離測定部５は、カメラ（単眼）、カメラ（ステレオ）、ミリ波センサ、赤外線カメラと赤外線投光器、レーダ、超音波センサ、および、ＧＰＳ情報の何れか１つまたは複数の組み合わせであってもよい。距離測定部５は、距離測定機能を有するカメラ４であってもよい。また、ＥＣＵ６は、舵角センサや車輪速センサ等からの情報を受信するように設計されていてもよい。また、カメラ４は、車両前方を認識可能な認識手段の一例であって、認識手段としてはレーザレーダ等であってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１：車両用前照灯装置
２：前照灯、  ３：配光変更部（変更手段）、  ４：カメラ（認識手段）、
５：距離測定部（距離測定手段）、  ６：ＥＣＵ、
６１：解析部（解析手段）、  ６２：制御部（制御手段）、
６３：記憶部（記憶手段）、  ６４：ずれ量算出部（補正手段）、
６５：補正部（補正手段）
Ａ：車両、  Ｂ：目標対象物
【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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