(57)【要約】【課題】通信負荷等の増加を回避しつつ、外部との通信で得る他車両情報に基づいて照明装置の照射範囲の変更タイミングを適切に決定すること。【解決手段】本発明による車両配光制御装置は、自車前方を照明する照明装置と、他車両情報を外部から無線通信により取得する通信手段と、他車両情報に基づいて、現時点から所定時間後の他車両の位置を推測する他車位置推測手段と、現時点から所定時間後におけるハイビームの照射範囲を3次元で推測する照射範囲推測手段と、ハイビームで自車前方を照明している状況下で、現時点から所定時間後の他車両の位置が現時点から所定時間後のハイビームの照射範囲に入るか否かを判定する判定手段と、判定手段により肯定判定された場合に、照明装置のハイビームの照射範囲を制限する又は照明装置のハイビームをロービームに切り換える第１配光制御手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図８
2012166716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車前方を照明する照明装置と、
自車前方の他車両の位置情報及び速度情報を含む他車両情報を、外部から無線通信により取得する通信手段と、
前記他車両情報に基づいて、現時点から所定時間後の前記他車両の位置を推測する他車位置推測手段と、
現時点から所定時間後の自車位置を推測すると共に、該推測した自車位置に基づいて、現時点から所定時間後における前記照明装置によるハイビームの照射範囲を3次元で推測する照射範囲推測手段と、
前記照明装置がハイビームで自車前方を照明している状況下で、前記他車位置推測手段により推測される現時点から所定時間後の前記他車両の位置が、前記照射範囲推測手段により推測される現時点から所定時間後の前記ハイビームの照射範囲に入るか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により肯定判定された場合に、前記照明装置のハイビームの照射範囲を制限する又は前記照明装置のハイビームをロービームに切り換える第１配光制御手段とを備えることを特徴とする、車両配光制御装置。
【請求項２】
前記第１配光制御手段は、前記判定手段により肯定判定された場合に、その時点で前記照明装置のハイビームをロービームに切り換え、
前記所定時間は、前記他車位置推測手段において生じうる推測誤差が考慮された設計値である、請求項１に記載の車両配光制御装置。
【請求項３】
車両前方を撮影するカメラで得られる撮像画像を画像処理し、該撮像画像中における自車前方の他車両からの光を特定することで、自車前方の他車両を検出する他車検出手段と、
前記照明装置がハイビームで自車前方を照明している状況下で、前記他車検出手段により他車両が検出された場合には、前記他車検出手段の検出結果に基づいて、該検出された自車前方の他車両が前記照明装置のハイビームにより照射されないように前記照明装置のハイビームの照射範囲を制限する第２配光制御手段とを更に備え、
前記他車検出手段により他車両が検出されない状況下で前記判定手段により肯定判定された場合に、前記第１配光制御手段は、前記照明装置のハイビームをロービームに切り換える、請求項１に記載の車両配光制御装置。
【請求項４】
自車前方を照明する照明装置の配光制御方法であって、
自車前方の他車両の位置情報及び速度情報を含む他車両情報を、外部から無線通信により取得するステップと、
前記他車両情報に基づいて、現時点から所定時間後の前記他車両の位置を推測する他車位置推測ステップと、
現時点から所定時間後の自車位置を推測すると共に、該推測した自車位置に基づいて、現時点から所定時間後における前記照明装置によるハイビームの照射範囲を3次元で推測する照射範囲推測ステップと、
前記照明装置がハイビームで自車前方を照明している状況下で、前記他車位置推測ステップで推測される現時点から所定時間後の前記他車両の位置が、前記照射範囲推測ステップで推測される現時点から所定時間後の前記ハイビームの照射範囲に入るか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで肯定判定された時点で、前記照明装置のハイビームの照射範囲を制限する又は前記照明装置のハイビームをロービームに切り換えるステップとを備えることを特徴とする、配光制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車前方を照明する照明装置の配光を制御する車両配光制御装置及び配光制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カーブや登坂路の頂上付近等での道路形状に起因して他車両をレーダやカメラ等により検出できない場合を考慮して、自車と他車両との間の車車間通信により他車両の存在および位置状態を検出し、他車両が自車の前照灯の照射領域内に侵入するタイミング等において、他車両の運転者に対して自車の前照灯による照射が眩惑を与えないように、前照灯の照射状態（例えば、照射方向や照射領域等）を変更することにより、自車の運転者の進行方向前方の視認性が低下してしまうことを抑制しつつ、他車両の運転者に眩惑を与えてしまうことを防止しようとする技術が知られている（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】特開２００６−０２１７０６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、他車両との間の車車間通信等のような外部との通信で得る他車両情報は、その取得後の時間の経過に起因して、現時点の他車両の位置を精度良く表わしていない場合があり、他車両が自車の前照灯の照射領域内に侵入するタイミングを精度良く検出できない場合がありうる。かかる場合には、既に他車両が自車の前照灯の照射領域内に侵入してから前照灯の照射状態の制御が実施されうり、他車両の運転者にグレアを与えてしまうことを防止できない場合がありうる。これに対して、短時間の周期で車車間通信を繰り返し行う構成やビーコン等のインフラを短い距離毎に設置すること等が考えられるが、通信負荷やインフラコストが大きくなるという問題がある。
【０００５】
また、登坂路の頂上付近等のような高低差の有する道路環境では、自車の前照灯の照射領域と他車両との関係を１次元又は２次元で考慮するだけでは、他車両が自車の前照灯の照射領域内に侵入するタイミングを精度良く検出できない場合があり、前照灯の照射状態の変更タイミングが不適切となる場合がありうる。
【０００６】
そこで、本発明は、通信負荷等の増加を回避しつつ、外部との通信で得る他車両情報に基づいて照明装置の照射範囲の変更タイミングを適切に決定することができる車両配光制御装置及び配光制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、自車前方を照明する照明装置と、
自車前方の他車両の位置情報及び速度情報を含む他車両情報を、外部から無線通信により取得する通信手段と、
前記他車両情報に基づいて、現時点から所定時間後の前記他車両の位置を推測する他車位置推測手段と、
現時点から所定時間後の自車位置を推測すると共に、該推測した自車位置に基づいて、現時点から所定時間後における前記照明装置によるハイビームの照射範囲を3次元で推測する照射範囲推測手段と、
前記照明装置がハイビームで自車前方を照明している状況下で、前記他車位置推測手段により推測される現時点から所定時間後の前記他車両の位置が、前記照射範囲推測手段により推測される現時点から所定時間後の前記ハイビームの照射範囲に入るか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により肯定判定された場合に、前記照明装置のハイビームの照射範囲を制限する又は前記照明装置のハイビームをロービームに切り換える第１配光制御手段とを備えることを特徴とする、車両配光制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通信負荷等の増加を回避しつつ、外部との通信で得る他車両情報に基づいて照明装置の照射範囲の変更タイミングを適切に決定することができる車両配光制御装置及び配光制御方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両配光制御装置１の一実施例を示す要部構成図である。
【図２】インフラの一例を概略的に示す図である。
【図３】ヘッドランプ５０の一例を示す断面図である。
【図４】ランプシェード７０の一例を概略的に示す斜視図である。
【図５】ランプシェード７０により実現される配光パターンの代表的な例を示す図である。
【図６】ヘッドランプ５０の３次元の照射範囲を模式的に示す図である。
【図７】ヘッドランプ５０の３次元の照射範囲の推測方法（補正方法）の一例を示す図である。
【図８】本実施例の制御ＥＣＵ４０により実現される主要制御の一例を示すフローチャートである。
【図９】前方車両情報に基づく配光切換態様の一例を示す図である。
【図１０】カメラ１０及び画像認識部４２による認識結果に基づくスイブル及び配光切換態様の一例を示す図である。
【図１１】高低差のある道路環境におけるハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えタイミングを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１１】
図１は、車両配光制御装置１の一実施例を示す要部構成図である。図２は、インフラの一例を概略的に示す図である。車両配光制御装置１は、図１に示すように、カメラ１０と、スイッチ２０と、無線通信装置３０と、ＧＰＳ受信機３２と、車輪速センサ３４と、制御ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit)４０と、ヘッドランプ５０とを含む。
【００１２】
カメラ１０は、ＣＣＤ（charge-coupled  device）やＣＭＯＳ（complementary  metal  oxide  semiconductor）等の撮像素子により、車両前方の風景の画像（前方環境画像）を捕捉する。カメラ１０は、車両前方の風景を撮像できるような態様で車両に搭載される。例えば、カメラ１０は、例えばルームミラーの裏側（車両前側の面）に取り付けられる。カメラ１０は、車両走行中にリアルタイムに前方環境画像を取得し、例えば所定のフレーム周期のストリーム形式で制御ＥＣＵ４０に供給するものであってよい。尚、カメラ１０は、以下で説明する車両配光制御用の専用のセンサであってもよいし、他の用途（例えば前方監視カメラ、レーンキープアシスト用カメラ等）と兼用であってもよい。また、カメラ１０は、カラー又はモノクロ画像のいずれを取得するカメラであってもよい。
【００１３】
スイッチ２０は、ヘッドランプ５０のＯＮ／ＯＦＦや、ヘッドランプ５０の配光制御ＯＮ／ＯＦＦなどのヘッドランプ作動関係のスイッチを含む。スイッチ２０は、例えばステアリングコラム等のような車室内の適切な位置に配置されてよい。尚、ヘッドランプ５０の配光制御は、ヘッドランプ５０のＯＮ時に自動的に実行されてもよいし、ハイビームが使用される時に自動的に実行されてもよい。
【００１４】
無線通信装置３０は、外部のインフラから他車両の位置情報及び速度情報を無線通信により取得する。他車両の位置情報は、３次元位置情報であってよく、他車両の速度情報は、３次元での各方向成分（進行方向）を含んでよい。インフラは、図２に示すように、路側に設置されたインフラであってよい。インフラは、設置された道路を走行する各車両を検出し、各車両の位置情報及び速度情報をブロードキャストするように構成されてもよい。尚、無線通信装置３０による他車両の位置情報及び速度情報の取得態様は、他車両の位置情報及び速度情報を取得する限り、任意の態様（取得タイミングや位置情報及び速度情報の種類等）であってよい。無線通信装置３０により取得した他車両の位置情報及び速度情報は、制御ＥＣＵ４０に送信される。尚、図２に示す例では、インフラは、道路に設置された車両検知センサ９２により他車両の走行状態を検知し、その情報を情報処理部９０により処理して、ビーコン９４等により後続の車両（本例では自車）に送信する。尚、車両検知センサ９２は、ビーコン９４に組み込まれていてもよい。即ち、ビーコン９４と車両検知センサ９２は、組として路側に所定位置毎に設置されてもよい。
【００１５】
無線通信装置３０は、外部のインフラに代えて若しくはそれに加えて、他車両との車車間通信により他車両の位置情報及び速度情報を取得してもよい。この場合、他車両の位置情報及び速度情報は、車車間通信の相手である他車両の位置情報及び速度情報であってもよいし、車車間通信の相手である他車両以外の他の他車両の位置情報及び速度情報（車車間通信の相手である他車両が、当該他の他車両との車車間通信により得た位置情報及び速度情報）を含んでもよい。同様に、無線通信装置３０による他車両の位置情報及び速度情報の車車間通信による取得態様は、他車両の位置情報及び速度情報を取得する限り、任意の態様（車車間通信タイミングや位置情報及び速度情報の種類等）であってよい。但し、車車間通信タイミングについては、後述の如く通信負荷等を抑えるために、比較的長い周期毎に実行されてもよいし、例えば自車と他車両とのすれ違いの場合は１回だけであってよい。
【００１６】
ＧＰＳ受信機３２は、ＧＰＳ受信機３２は、ＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星が出力するＧＰＳ信号を受信し、現在の車両位置（３次元座標）を演算する。測位方法は、任意であってよく、干渉測位方法等が採用されてもよい。ＧＰＳ受信機３２に加えて、ジャイロセンサ（図示せず）や車輪速センサ３４が車両位置の検出に利用されてもよい。また、マップマッチング技術を用いて、ＧＰＳ受信機３２が演算した現在の車両位置等を補正してもよい。
【００１７】
車輪速センサ３４は、車両の各輪に取り付けられ、車速パルスを出力する。制御ＥＣＵ４０は、車輪速センサ３４からの車速パルスに基づいて、車両の速度を算出してもよい。
【００１８】
制御ＥＣＵ４０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。制御ＥＣＵ４０は、主なる機能として、推測処理部４１と、画像認識部４２と、ヘッドランプ制御部４４と、ランプシェード制御部４６と、スイブル制御部４８とを含む。これらの各部４１，４２，４４，４６，４８は、ＣＰＵがＲＯＭ等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで実現されてもよい。また、例えば画像認識部４２は、専用のハードウェア回路を用いて実現されてもよい。また、これらの各部４１，４２，４４，４６，４８は、必ずしも同一のＥＣＵユニット内に組み込まれる必要はなく、複数のＥＣＵにより協動して実現されてもよい。推測処理部４１は、他車位置推測部４１Ａと、照射範囲推測部４１Ｂと、判定部４１Ｃとを含む。
【００１９】
ヘッドランプ５０は、車両の前部左右にそれぞれ設けられる。尚、以下で、特に左右のヘッドランプ５０を区別する際には、左側のヘッドランプに符号５０Ｌを付し、右側のヘッドランプに符号５０Ｒを付す。ヘッドランプ５０は、車両前方領域に向けて可視光を照射するロービーム及びハイビームを含む。ロービーム及びハイビームは、それぞれ専用のランプにより構成されてもよいし、単一のランプの照射パターンをランプシェードにより可変することで実現されてもよい（図３参照）。ヘッドランプ５０は、スイブルアクチュエータ５２と、シェード駆動用アクチュエータ５４とを含む。
【００２０】
図３は、ヘッドランプ５０の一例を示す断面図である。
【００２１】
図示のヘッドランプ５０は、プロジェクタ型のヘッドランプであり、主に、光源であるバルブ８０と、投影レンズ８２と、リフレクタ８４と、これらを保持するホルダ８６とを含む。リフレクタ８４と投影レンズ８２との間にはランプシェード７０が設けられる。ヘッドランプ５０は、バルブ８０から出射した光をリフレクタ８４に反射させ、リフレクタ８４から前方に向かう光の一部をランプシェード７０で遮蔽して、車両前方に配光パターンを投影する。バルブ８０は、白熱球やハロゲンランプ、放電球、ＬＥＤ等であってよい。リフレクタ８４は、車両前後方向に延びる光軸を中心軸とする略楕円球面状の反射面を有している。投影レンズ８２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズであり、光軸上に配置されている。
【００２２】
ヘッドランプ５０は、ヘッドランプ５０の光軸の向きを略水平面内で変化させるスイブルアクチュエータ５２を備える。スイブルアクチュエータ５２は、ホルダ８６の下底部に取り付けられ、軸５２ａのまわりにホルダ８６を回動可能に支持している。
【００２３】
ヘッドランプ５０は、バルブ８０から発せられる光の一部を遮蔽した配光パターンを形成するランプシェード７０を備える。ランプシェード７０は、水平方向に二分割されたサブシェードから構成されている（図４参照）。ランプシェード７０は、その開閉状態がシェード駆動用アクチュエータ５４により駆動制御される。図示の例では、各サブシェードの下端には、シェード駆動用アクチュエータ５４により回転駆動される回転体７２が取り付けられている。両方のサブシェードの直立時には、ロービーム用配光パターンが形成される。回転体７２を回転させて両方のサブシェードを略水平に傾斜させると、ハイビーム用配光パターンが形成される。シェードの構造および作用については、図４を参照して詳述する。
【００２４】
図４は、ランプシェード７０の一例を概略的に示す斜視図である。ランプシェード７０は、水平方向に二分割されたサブシェード７０ａ，７０ｂを備える。サブシェード７０ａ，７０ｂの下端には、支持軸７１により回転可能に支持された回転体７２ａ、７２ｂが取り付けられている。支持軸７１は、ホルダ８６に連結されており、ホルダ８６と一体にスイブル可能にされている。各回転体７２ａ、７２ｂは、それぞれに対して設けられるシェード駆動用アクチュエータ５４により回転駆動される。尚、サブシェード７０ａ，７０ｂは、他の態様で駆動されてもよい。サブシェード７０ａ，７０ｂは、例えばソレノイド（シェード駆動用アクチュエータ５４の一例）により駆動されるプランジャの往復動により直立状態と傾斜状態との間で切り換えされてもよい。
【００２５】
図５は、ランプシェード７０により実現される配光パターンの代表的な例を示す図である。尚、図５において、配光パターンは、車両前方の所定位置の仮想的な鉛直スクリーン上に形成される配光パターンとして示されている。また、ラインＶは、鉛直方向のラインを示し、ラインＨは、水平方向のラインを示す。尚、ヘッドランプ５０の中心軸はラインＶ上に位置するものとする。
【００２６】
図５（Ａ）は、右側一部遮光パターンの一例を示す。この右側一部遮光パターンは、ハイビーム光を左側に含むパターンである。右側一部遮光パターンは、左側のヘッドランプ５０Ｌにおけるランプシェード７０のサブシェード７０ａ，７０ｂの一方（車両内側のサブシェード）を略水平に傾斜させ、他方（車両外側のサブシェード）を直立させることにより形成される。或いは、右側一部遮光パターンは、右側のヘッドランプ５０Ｒにおけるランプシェード７０のサブシェード７０ａ，７０ｂの一方（車両外側のサブシェード）を略水平に傾斜させ、他方（車両内側のサブシェード）を直立させることにより形成される。
【００２７】
図５（Ｂ）は、左側一部遮光パターンの一例を示す。この左側一部遮光パターンは、ハイビーム光を右側に含むパターンである。左側一部遮光パターンは、右側のヘッドランプ５０Ｒにおけるランプシェード７０のサブシェード７０ａ，７０ｂの一方（車両内側のサブシェード）を略水平に傾斜させ、他方（車両外側のサブシェード）を直立させることにより形成される。或いは、左側一部遮光パターンは、左側のヘッドランプ５０Ｌにおけるランプシェード７０のサブシェード７０ａ，７０ｂの一方（車両外側のサブシェード）を略水平に傾斜させ、他方（車両内側のサブシェード）を直立させることにより形成される。
【００２８】
図５（Ｃ）は、ヘッドランプ５０により生成されるハイビームパターンの一例を示す。このハイビームパターンは、ヘッドランプ５０の双方のサブシェード７０ａ，７０ｂを略水平に傾斜させることにより形成される。
【００２９】
図５（Ｄ）は、左側のヘッドランプ５０Ｌにより生成されるロービームパターンの一例を示す。このロービームパターンは、ヘッドランプ５０の双方のサブシェード７０ａ，７０ｂを直立させることにより形成される。
【００３０】
ここで、図１を再度参照して、本実施例の制御ＥＣＵ４０について説明する。制御ＥＣＵ４０は、上述の如く、主なる機能として、推測処理部４１と、画像認識部４２と、ヘッドランプ制御部４４と、ランプシェード制御部４６と、スイブル制御部４８とを含む。
【００３１】
推測処理部４１は、他車位置推測部４１Ａと、照射範囲推測部４１Ｂと、判定部４１Ｃとを含む。
【００３２】
他車位置推測部４１Ａは、無線通信装置３０から得られる他車両の位置情報及び速度情報であって、車両前方に存在する前方車両（先行車や対向車）の位置情報及び速度情報（以下、前方車両情報ともいう）に基づいて、現時点から所定時間Δｔ後の前方車両の位置（３次元）を推測する。即ち、無線通信装置３０から得られる前方車両情報が、ある時刻ｔ１での前方車両の位置及び速度を表しているとき、他車位置推測部４１Ａは、当該前方車両情報に基づいて、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２（本例では、現時点から所定時間Δｔ後の時刻ｔ２）での前方車両の位置を推測する。この際、他車位置推測部４１Ａは、前方車両情報で得た前方車両の速度（時刻ｔ１での速度）がその後も維持されるものと仮定して、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２での前方車両の位置を推測してもよい。或いは、他の情報（例えば、ブレーキ操作やアクセル操作の有無、速度履歴、道路形状等）が得られる場合には、他の情報に基づいてその後の減速又は加速若しくは進行方向の変化を推測しつつ、時刻ｔ２での前方車両の位置を推測してもよい。
【００３３】
照射範囲推測部４１Ｂは、自車の位置情報及び速度情報に基づいて、現時点から所定時間Δｔ後の自車の位置を推測すると共に、該推測した自車位置に基づいて、現時点から所定時間Δｔ後におけるヘッドランプ５０の照射範囲（ここでは、図５（Ｃ）に示すようなハイビームパターンの照射範囲）を３次元で推測する。例えば、照射範囲推測部４１Ｂは、ＧＰＳ受信機３２に基づく自車の位置情報と、自車進行方向を表す情報と、車輪速センサ３４に基づく車速情報とに基づいて、現時点から所定時間Δｔ後の自車の位置を推測する。この際、照射範囲推測部４１Ｂは、自車進行方向及び車速情報に基づく車速がその後も維持されるものと仮定して、現時点から所定時間Δｔ後の自車の位置を推測してもよい。自車進行方向は、ＧＰＳ受信機３２からの速度情報を用いて把握されてもよい。また、車輪速センサ３４に基づく車速情報に代えて、ＧＰＳ受信機３２に基づく速度情報が使用されてもよい。ＧＰＳ受信機３２に基づく速度情報は、３次元での各方向成分（進行方向）を含み、ＧＰＳ衛星からの電波のドップラ周波数を用いて導出されてもよいし、自車位置の履歴（時間微分）から導出されてもよい。また、同様に、他の情報（例えば、ブレーキ操作やアクセル操作の有無、速度履歴、道路形状等）に基づいてその後の減速又は加速若しくは進行方向の変化を推測しつつ、現時点から所定時間Δｔ後の自車の位置を推測してもよい。
【００３４】
また、現時点から所定時間Δｔ後のヘッドランプ５０の照射範囲は、ヘッドランプ５０の光軸方向等に基づいて推測されてもよい。この場合、ヘッドランプ５０の照射範囲は、前方車両の運転者にグレアを与えうる照射範囲であってもよい。例えば、前方車両の運転者にグレアを与えうる照射範囲は、本分野で知られているSchmidt‐Clausen  and  Bindelsの式（例えば、益子仁一、森田和元、岡田竹雄、関根道昭「可変配光前照灯（ＡＦＳ）が対向車ドライバに与える眩惑状況の解析」平成１４年度交通安全環境研究所研究発表会講演概要集、ｐ．７９−１９９（２００２）参照）に基づいて決定されてもよい。また、ヘッドランプ５０の３次元の照射範囲Ｓ（図６参照）は、設計データや実験データに基づいて数式化（３次元関数で表現）されてもよい。図６に示す例では、車両の進行方向をＸ方向とし、車両の走行平面をＸＹ平面とした３次元直交座標系（現時点から所定時間Δｔ後の自車位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）での自車の先端部を原点とするローカル座標系）で、ヘッドランプ５０の３次元の照射範囲Ｓが示されている。このようなヘッドランプ５０の３次元の照射範囲Ｓは、自車位置と自車進行方向が決まると、ヘッドランプ５０の光軸方向に応じて一意的に決定することができる。例えば、図７に示すように、ヘッドランプ５０の光軸方向がＸＹ平面内でノミナル方向（自車進行方向）に対してθ２だけ回転されている場合、ヘッドランプ５０の３次元の照射範囲Ｓは、ＸＹ平面内で原点まわりにθ２だけ回転されてよい。
【００３５】
ここで、所定時間Δｔは、実際に前方車両がヘッドランプ５０の３次元の照射範囲Ｓに入るまでにヘッドランプ５０のハイビームパターンをロービームパターン（又は一部遮光パターン）に切り換えるために必要な余裕時間に対応する。所定時間Δｔは、単なる切り替えの制御に要する時間のみならず、他車位置推測部４１Ａ及び照射範囲推測部４１Ｂの推測誤差が吸収されるような態様で設定されてもよい。特に、他車位置推測部４１Ａの推測は、無線通信装置３０から得られる前方車両情報（前方車両の位置情報及び速度情報）に基づくものであるので、取得された時点からの時間の経過に応じて精度が悪くなりうる。従って、所定時間Δｔは、好ましくは、他車位置推測部４１Ａにおいて生じうる推測誤差を考慮して設定される。この場合、他車位置推測部４１Ａにおいて生じうる推測誤差は、試験結果等に基づいて設計段階で導出されてもよい。また、所定時間Δｔは、固定時間であってもよいが、無線通信装置３０からの前方車両情報の取得時点からの時間の経過に応じて長くなるように可変されてもよい。
【００３６】
判定部４１Ｃは、ヘッドランプ５０がハイビームパターンで自車前方を照明している状況下で、他車位置推測部４１Ａにより推測される現時点から所定時間Δｔ後の前方車両の位置（３次元）が、照射範囲推測部４１Ｂにより推測される現時点から所定時間Δｔ後のヘッドランプ５０の照射範囲Ｓ（図６参照）に入るか否かを判定する。尚、このような判定は、他車位置推測部４１Ａにより推測された前方車両の位置（３次元）と、照射範囲推測部４１Ｂにより推測されたヘッドランプ５０の照射範囲Ｓとを、同一の座標系に変換して比較することで実現されてもよい。尚、判定部４１Ｃは、他車位置推測部４１Ａにより推測された前方車両の位置（３次元）が、照射範囲推測部４１Ｂにより推測されたヘッドランプ５０の照射範囲Ｓに対して所定距離内に位置するとき、肯定判定してもよい。
【００３７】
画像認識部４２は、カメラ１０から得られる前方環境画像を画像処理して、車両前方に存在しうる前方車両（先行車や対向車）を検出する。画像中の前方車両を検出する方法は、多種多様であり、任意の方法が採用されてもよい。典型的には、前方車両は、移動体であり、ブレーキランプ（又はテールランプ）やヘッドランプから光を発すると共に、後方から受けた光を反射する反射部（リフレクタ）を車両後部に備える。従って、かかる光の特徴に基づいて、画像中の前方車両を検出してもよい。例えば、画像中の光の特徴が所定の条件（明るさ、色、大きさ、パターン、動き等）を満たす場合に、当該光に関する像が、前方車両として検出（特定）されてもよい。より具体的には、前方車両検出方法の一例として、カメラ１０から得られる前方環境画像を画像処理して、画像中の光（所定輝度以上の画素）を検出し、検出した光の中から、明るさ・光の動き（例えば光の物体の速度、進行方向等）・色（例えば、ブレーキランプの発光色や反射部の反射光の色等）、方向性、属性（例えば２個ペアか否か）、連続性等の要素に基づいて、当該光が前方車両によるものか或いは前方車両以外の外乱光（道路標識の反射板等による反射光）なのかを判断するものであってよい。また、この際、自車の速度、加減速度、ヨーレート、自車のヘッドランプの種類、走行環境（例えば明るい市街地を走行しているか否か等）のような他車両以外の他の要素が考慮されてもよい。画像認識部４２は、前方車両の存在を検出すると、当該前方車両の位置や進行方向等を算出してもよい。
【００３８】
ヘッドランプ制御部４４は、スイッチ２０の状態に基づいて、ヘッドランプ５０のＯＮ／ＯＦＦの切り替え制御を行う。なお、ヘッドランプ制御部４４は、日照センサの出力信号等に基づいて、周囲が暗くなったときに自動的にヘッドランプ５０をオンする制御を実行してもよい。
【００３９】
ランプシェード制御部４６は、スイッチ２０の状態に基づいて、例えばヘッドランプ５０の配光制御がオンであるとき、シェード駆動用アクチュエータ５４を介して配光パターンを制御する。具体的には、ランプシェード制御部４６は、画像認識部４２の前方車両の検出状況に基づいて、シェード駆動用アクチュエータ５４によりランプシェード７０を制御して、ヘッドランプ５０の配光パターンを制御する。基本的には、ランプシェード制御部４６は、画像認識部４２により前方車両の位置及び方向等に基づいて、当該前方車両がハイビームにより照射されないようにサブシェード７０ａ，７０ｂの開閉状態を制御する。これにより、例えば図５に示すような各種配光パターンが選択的に実現される。尚、ランプシェード制御部４６による制御方法の一例は、図１０を参照して後述する。
【００４０】
スイブル制御部４８は、スイッチ２０の状態に基づいて、例えばヘッドランプ５０の配光制御がオンであるとき、スイブルアクチュエータ５２を介して配光パターンの照射方向（ヘッドランプ５０のスイブル角）を制御する。具体的には、スイブル制御部４８は、画像認識部４２の前方車両の検出状況に基づいて、スイブルアクチュエータ５２によりヘッドランプ５０の光軸方向を制御する。基本的には、スイブル制御部４８は、画像認識部４２により前方車両の位置及び方向等に基づいて、当該前方車両がハイビームにより照射されないようにヘッドランプ５０の光軸の向きを制御する。尚、スイブル制御部４８による制御方法の一例は、図１０を参照して後述する。
【００４１】
図８は、本実施例の制御ＥＣＵ４０により実現される主要制御の一例を示すフローチャートである。図８に示す処理は、スイッチ２０の状態に基づいて、ヘッドランプ５０がオンであり、且つ、ヘッドランプ５０の配光制御がオンである場合に、起動されるものであってもよい。
【００４２】
ステップ８００では、ヘッドランプ５０がハイビームパターンで自車前方を照明しているか否かが判定される。ハイビームパターンである場合は、ステップ８０２に進み、ハイビームパターン以外（例えばロービームパターン）の場合は、ハイビームパターンが形成されるまで待機する。
【００４３】
ステップ８０２では、無線通信装置３０によってインフラとの通信若しくは車車間通信を介して取得された前方車両情報が入力される。尚、インフラとの通信若しくは車車間通信が未だ実行されていない状況では、無線通信装置３０によって前方車両情報が取得されるまで待機する。尚、待機中（車車間通信等を介して前方車両情報が取得されていない状況下で）、カメラ１０及び画像認識部４２によって前方車両が検出された場合には（ステップ８０４参照）、ステップ８１８に進むこととしてもよい。待機後、無線通信装置３０によるインフラとの通信若しくは車車間通信を介して前方車両情報が取得されると、制御ＥＣＵ４０に前方車両情報が入力され、ステップ８０４に進む。
【００４４】
ステップ８０４では、カメラ１０及び画像認識部４２によって前方車両（ステップ８０２で得た前方車両情報に係る前方車両）が検出されたか否かが判断される。カメラ１０及び画像認識部４２によって前方車両が検出された場合には、ステップ８１８に進み、検出されていない場合は、ステップ８０６に進む。尚、一般的には、インフラとの通信若しくは車車間通信の場合、カメラ１０及び画像認識部４２によっては検出できないような遠方の前方車両に関する前方車両情報を取得することができる。
【００４５】
ステップ８０６では、他車位置推測部４１Ａは、上記ステップ８０２で得た前方車両情報に基づいて、現時点から所定時間Δｔ後の前方車両の位置（３次元）を推測する。
【００４６】
ステップ８０８では、照射範囲推測部４１Ｂは、上述の如く、最新の自車の位置情報及び速度情報に基づいて、現時点から所定時間Δｔ後の自車の位置を推測すると共に、推測した自車位置に基づいて、現時点から所定時間Δｔ後のヘッドランプ５０の照射範囲を３次元で推測する。
【００４７】
ステップ８１０では、判定部４１Ｃは、上記ステップ８０６にて推測された現時点から所定時間Δｔ後の前方車両の位置（３次元）が、上記ステップ８０８にて推測された現時点から所定時間Δｔ後のヘッドランプ５０の照射範囲Ｓ（図６参照）に入るか否かを判定する。所定時間Δｔ後の前方車両の位置が所定時間Δｔ後のヘッドランプ５０の照射範囲に入る場合には、ステップ８１２に進み、所定時間Δｔ後の前方車両の位置が所定時間Δｔ後のヘッドランプ５０の照射範囲に入らない場合は、ステップ８０４に戻る。
【００４８】
ステップ８１２では、ランプシェード制御部４６は、ランプシェード７０を制御して、配光パターンをハイビームパターン（初期のパターン）からロービームパターンへと変更する。即ち、図５（Ｃ）に示すようなハイビームパターンから、図５（Ｄ）に示すようなロービームパターンへと変更する。
【００４９】
ステップ８１４では、カメラ１０及び画像認識部４２によって前方車両（ステップ８０２で得た前方車両情報に係る前方車両）が検出されたか否かが判断される。カメラ１０及び画像認識部４２によって前方車両が検出された場合には、ステップ８１８に進み、依然として検出されていない場合は、ステップ８１６に進む。
【００５０】
ステップ８１６では、上記ステップ８１２で切り換えたロービームパターンが維持され、ステップ８１４に戻る。このようにして、カメラ１０及び画像認識部４２によって前方車両が前方車両されるまで、ロービームパターンが維持される。
【００５１】
ステップ８１８では、ランプシェード制御部４６及びスイブル制御部４８は、カメラ１０及び画像認識部４２による前方車両の検出結果に基づいて、配光制御を実行する。尚、ランプシェード制御部４６及びスイブル制御部４８による制御方法の一例は、図１０を参照して後述する。
【００５２】
ステップ８２０では、カメラ１０及び画像認識部４２によって検出されていた前方車両が所定の消失状態になったか否かが判定される。即ち前方車両と自車とのすれ違いや追い越しが完了して、配光制御が不要となったか否かが判定される。前方車両が所定の消失状態になった場合は、ハイビームパターンに復帰して終了されてもよい。前方車両が所定の消失状態になっていない場合は、ステップ８１８に戻り、ランプシェード制御部４６及びスイブル制御部４８による配光制御が継続される。
【００５３】
図９は、図８のステップ８１４に関連して本実施例のランプシェード制御部４６により実現される配光制御の一例を示す図である。図９では、左側ヘッドランプ５０Ｌによる配光パターンが記号ＰＬにより指示され、右側ヘッドランプ５０Ｒによる配光パターンが記号ＰＲにより指示されている。尚、本例では、図９に示すように、左右のヘッドランプ５０Ｌ，５０Ｒのハイビームパターン、ロービームパターン及びそれらによる照射領域は略同一であるとする。
【００５４】
図９（Ａ）は、車両前方がハイビームパターンで照射された状態（初期状態）を示す。この状態にて所定時間Δｔ後の前方車両の位置が所定時間Δｔ後のヘッドランプ５０の照射範囲に入ると判定された場合（図８のステップ８１０のＹＥＳ参照）、ランプシェード制御部４６は、右側ヘッドランプ５０Ｒのランプシェード７０を制御して、右側ヘッドランプ５０Ｒ及び左側ヘッドランプ５０Ｌの配光パターンをハイビームパターン（図９（Ａ）の初期のパターン）からロービームパターン（図９（Ｂ））へと変更する。以後、ランプシェード制御部４６は、例えば前方車両がカメラ１０及び画像認識部４２により検出されるまで、ロービームパターン（図９（Ｂ））を維持する（図８のステップ８１６参照）。このようにして、前方車両の運転者にグレアを与えるのを適切に防止することができる。
【００５５】
図１０は、図８のステップ８１８に関連して本実施例のランプシェード制御部４６及びスイブル制御部４８により実現される配光制御の一例を示す図である。図１０では、左側ヘッドランプ５０Ｌによる配光パターンが記号ＰＬにより指示され、右側ヘッドランプ５０Ｒによる配光パターンが記号ＰＲにより指示されている。尚、本例では、左右のヘッドランプ５０Ｌ，５０Ｒのハイビームパターン、ロービームパターン及びそれらによる照射領域は略同一であるとする。
【００５６】
図１０（Ａ）は、車両前方がハイビームパターンで照射された状態（初期状態）を示す。この状態にて前方車両がカメラ１０及び画像認識部４２により検出された場合（図８のステップ８０４のＹＥＳ参照）、スイブル制御部４８は、画像認識部４２から得られる前方車両の位置に基づいて、目標スイブル角を決定し、該目標スイブル角が実現されるようにスイブルアクチュエータ５２によりヘッドランプ５０の光軸方向を変化させる。ここでは、一例として、目標スイブル角は、一部遮光パターンの遮断部分内に前方車両が含まれ、且つ、一部遮光パターンのカットオフラインＣＬ，ＣＲ（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）が前方車両の近接側端部から所定距離離間した位置（方向）に来るように決定される。尚、一部遮光パターンの遮断部分とは、ハイビームパターン（図５（Ｃ）参照）から一部遮光パターン（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）を差し引いた部分に相当する。また、ランプシェード制御部４６は、右側ヘッドランプ５０Ｒのランプシェード７０を制御して、右側ヘッドランプ５０Ｒの配光パターンをハイビームパターン（図１０（Ａ）の初期のパターン）から左側一部遮光パターン（図１０（Ｂ））へと変更する。同様に、左側ヘッドランプ５０Ｌのランプシェード７０を制御して、左側ヘッドランプ５０Ｌの配光パターンをハイビームパターン（図１０（Ａ）の初期のパターン）から右側一部遮光パターン（図１０（Ｂ））へと変更する。以後、スイブル制御部４８は、前方車両が所定の消失状態になるまで、前方車両の位置の変化に応じて、前方車両の右端に右側ヘッドランプ５０Ｒのランプ中心軸が略一致した状態が維持されるように、右側ヘッドランプ５０Ｒのスイブル角を制御・調整してもよい。このようにして、前方車両の運転者にグレアを与えるのを適切に防止することができる。尚、配光制御の態様は、多種多様であり、任意の態様が採用されてもよい。例えばスイブルアクチュエータ５２及びシェード駆動用アクチュエータ５４のうちのいずれか一方のみを用いる態様であってもよい。
【００５７】
以上説明した本実施例の車両配光制御装置１によれば、とりわけ、以下のような優れた効果が奏される。
【００５８】
本実施例の車両配光制御装置１によれば、前方車両情報を通信により得た後で、再度通信を行うことなく、最初の通信で得た前方車両情報に基づいて、ヘッドランプ５０の照射範囲と前方車両との位置関係を推測するので、通信負荷を抑えつつ、前方車両の運転者に与えうるグレアを防止することができる。また、推測誤差を考慮して所定時間Δｔを設定する場合には、推測誤差に起因してハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えが遅れることを防止することができる。これは、前方車両情報と高頻度の通信で得ることができない状況（例えば、インフラを高密度に設置できない状況や、通信負荷を抑えたい状況）において特に有効である。かかる状況では、インフラの整備を必要としない反面又は通信負荷を抑えることができる反面、前方車両情報の取得・更新周期が長くなり、その分だけ推測誤差が大きくなりうるためである。尚、上述の実施例では、一回のすれ違い又は追い越しのシーンに対して通信を一回だけ行っているが、可能な場合は複数回行うことも可能である。
【００５９】
また、本実施例の車両配光制御装置１によれば、ヘッドランプ５０の照射範囲と前方車両との位置関係を３次元で判断するので、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えタイミングを適切に決定することができる。例えば２次元の距離（相対距離）で切り換えタイミングを決定する比較構成では、図１１（Ａ）に示すように、登坂路の頂上付近等のような高低差の有する道路環境では、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えタイミングを適切に決定することができない。即ち、所定時間Δｔ後に図１１（Ａ）に示すようなヘッドランプ５０の照射範囲と前方車両との位置関係が推測された場合に、相対距離（閾値）Ｌ１に基づいて、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えが実行されると、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えが早すぎてしまうことになる。これに対して、本実施例では、所定時間Δｔ後に図１１（Ｂ）に示すようなヘッドランプ５０の照射範囲と前方車両との位置関係が推測された場合（Ｌ２＜Ｌ１）に、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えが実行されるので、登坂路の頂上付近等のような高低差の有する道路環境においても、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えタイミングを適切に決定することができる。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００６１】
例えば、上述の実施例では、前方車両情報に基づく配光制御（図８のステップ８１２、８１６）は、推測誤差を考慮して、ハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えを行う制御であるが、カメラ１０及び画像認識部４２による検出結果に基づく配光制御（図８のステップ８１８、図１０参照）と同様の高度な配光制御であってもよい。
【００６２】
また、上述の実施例では、推測誤差を考慮して所定時間Δｔを設定しているが、所定時間Δｔの設定態様は任意であり、例えば、所定時間Δｔをハイビームパターンからロービームパターンへの切り換えに要する固定時間に設定してもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１    車両配光制御装置
１０    カメラ
２０    スイッチ
３０    無線通信装置
３２    ＧＰＳ受信機
３４    車輪速センサ
４０    制御ＥＣＵ
４１    推測処理部
４１Ａ    他車位置推測部
４１Ｂ    照射範囲推測部
４１Ｃ    判定部
４２    画像認識部
４４    ヘッドランプ制御部
４６    ランプシェード制御部
４８    スイブル制御部
５０（５０Ｌ，５０Ｒ）    ヘッドランプ
５２    スイブルアクチュエータ
５４    シェード駆動用アクチュエータ
７０    ランプシェード
７０ａ，７０ｂ    サブシェード
７１    支持軸
７２（７２ａ，７２ｂ）    回転体
８０    バルブ
８２    投影レンズ
８４    リフレクタ
８６    ホルダ
９０    情報処理部
９２    車両検知センサ
９４    ビーコン
【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】
2012166716.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012166716.tif 000011
【図１０】
2012166716.tif 000012
【図１１】
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