(57)【要約】      （修正有）【課題】カーブ道路において前方車両にグレアを与えることを抑制可能な光照射技術を提供する。【解決手段】車両用前照灯の点灯制御装置は、カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両の位置情報を検出する車両検出部、上記の画像内の照度分布に基づいて最大照度点の位置情報を検出する高照度点検出部、及び前方車両の位置情報及び最大照度点の位置情報に基づいて遮光範囲を定め、当該遮光範囲を有する配光パターンに応じた制御信号を生成して車両用前照灯へ出力する配光制御部を備える。【選択図】図１
2013147111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用前照灯による光照射状態を制御するための点灯制御装置であって、
カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両の位置情報を検出する車両検出部と、
前記画像内の照度分布に基づいて最大照度点の位置情報を検出する高照度点検出部と、
前記前方車両の位置情報及び前記最大照度点の位置情報に基づいて遮光範囲を定め、当該遮光範囲を有する配光パターンに応じた制御信号を生成して前記車両用前照灯へ出力する配光制御部、
を含む、車両用前照灯の点灯制御装置。
【請求項２】
前記高照度点検出部は、前記前方車両の位置情報に基づいて、当該前方車両の両側にそれぞれ所定幅の監視領域を設定し、当該監視領域内の照度分布に基づいて前記最大照度点の位置情報を検出する、請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
【請求項３】
前記高照度点検出部は、前記画像内において複数の相対的に照度の高い点を検出し、その中から前記前方車両に最も近い位置にある点を最大照度点とする、請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
【請求項４】
前記配光制御部は、少なくとも前記前方車両の位置と前記最大照度点の位置を包含する幅で前記遮光範囲を定める、請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の車両用前照灯の点灯制御装置と、
前記点灯制御装置によって制御される車両用前照灯、
を含む、車両用前照灯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前照灯による照射状態を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
夜間に車両を走行させる際に、運転者は、基本的に前照灯によりロービームを路面に照射させ、必要に応じてハイビームを照射させることにより車両の前方を確認する。しかしながら、いわゆるカットオフラインより上側に光を照射すると、対向車や先行車（以下、これらを「前方車両」という。）にグレアを与えるおそれがある。このため近年では、前方車両の位置を検出し、これらの存在する位置に光が照射されないようにハイビームの照射パターンを制御し、グレアを抑制する技術が種々提案されている。例えば、特開２０１０−２３２０８１号公報には、前方車両の位置を検出し、これらの車両に対応する寸法および位置を有するマスク（シェード）を光源の前方に配置し、このマスクを介した光源からの光をプロジェクター（像形成器）によって投影することにより、前方車両へのグレアを抑制する影（カットオフ）を生成する車両用ヘッドランプが開示されている。この先行例においては、マスクの形状が可変に構成されており、このマスクの形状に応じて影となる部分が可変に制御される。前方車両については、自車両に搭載されたカメラで撮影される画像を用いて画像認識処理を行うことによって検出される（例えば、特許第４４１５９９６号公報）。このようにハイビームの照射パターンを適切に制御することにより、前方車両へのグレアを防止しつつそれ以外のエリアには光を照射できるので、歩行者の早期発見や遠方視認性の向上に寄与することができる。
【０００３】
ところで、上記した先行例においては前方車両を検出する際に、前方車両のヘッドランプあるいはテールランプが左右対称かつ自発光する特性に着目し、カメラで撮影した画像において周辺との輝度差およびペア性を利用して前方車両の位置情報を検出している。しかし、このようにして検出された前方車両の位置情報に基づいてハイビームの照射パターンを設定する場合、カーブ道路においては自車両から見た前方車両の視認角度が狭くなってしまうため、前方車両の全体を的確にハイビームの照射範囲から除外することが難しい。具体的には、前方車両の側面についてはハイビームが照射されてしまうことになり、前方車両のサイドミラーやルームミラーによって反射された光により前方車両の搭乗者にグレアを与えてしまう場合がある。この不都合は前方車両がバスやトラック等の大型車である場合に特に顕著となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３２０８１号公報
【特許文献２】特許第４４１５９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、カーブ道路において前方車両にグレアを与えることを抑制可能な光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】
【０００６】
本発明に係る一態様の車両用前照灯の点灯制御装置は、（ａ）カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両の位置情報を検出する車両検出部と、（ｂ）上記の画像内の照度分布に基づいて最大照度点の位置情報を検出する高照度点検出部と、（ｃ）前方車両の位置情報及び最大照度点の位置情報に基づいて遮光範囲を定め、当該遮光範囲を有する配光パターンに応じた制御信号を生成して車両用前照灯へ出力する配光制御部を含む車両用前照灯の点灯制御装置である。
【０００７】
上記構成によれば、自車両の前方に存在する前方車両（対象車両）の位置情報とこの前方車両の周囲に存在する最大照度点、具体的には前方車両のヘッドランプによる照射光によって生じる最大照度点の位置情報を利用して遮光範囲を定めて配光パターンを制御するので、前方車両の進行方向が自車両に対して相対的に傾いている場合にもこの前方車両の側面も遮光範囲とすることができる。したがって、カーブ道路において前方車両にグレアを与えることを抑制可能となる。
【０００８】
上記の車両用前照灯の点灯制御装置において、高照度点検出部は、例えば前方車両の位置情報に基づいて、当該前方車両の両側にそれぞれ所定幅の監視領域を設定し、当該監視領域内の照度分布に基づいて最大照度点の位置情報を検出することが好ましい。
【０００９】
これにより、最大照度点をより精度よく検出することが可能となる。また、照度分布を監視すべき領域を限定できるので、処理負荷を軽減することが可能となる。
【００１０】
なお、上記の車両用前照灯の点灯制御装置において、高照度点検出部は、上記の画像内において複数の相対的に照度の高い点を検出し、その中から前方車両に最も近い位置にある点を最大照度点とすることもできる。
【００１１】
上記の車両用前照灯の点灯制御装置において、配光制御部は、少なくとも前方車両の位置と最大照度点の位置を包含する幅で遮光範囲を定めることが好ましい。なお、この幅よりもさらに幾分広い幅で遮光範囲を設定してもよい。
【００１２】
これにより、自車両からの見かけ上の前方車両の全体に渡る適切な遮光範囲を設定することができる。
【００１３】
本発明に係る一態様の車両用前照灯システムは、上記した車両用前照灯の点灯制御装置と、この点灯制御装置によって制御される車両用前照灯を含んで構成される。
【００１４】
これにより、カーブ道路において前方車両にグレアを与えることを抑制可能な車両用前照灯システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。
【図２】光学ユニットの構成例を示す分解斜視図である。
【図３】配光パターンの具体例を説明するための模式図である。
【図４】車両用前照灯システムの動作手順を示すフローチャートである。
【図５】車両用前照灯システムによる配光制御の様子を模式的に示した図である。
【図６】配光パターンの一例を模式的に示す図である。
【図７】配光パターンの設定時における具体的な数値例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。図１に示す車両用前照灯システムは、カメラ１１によって自車両の前方の空間（対象空間）を撮像して得られる画像に基づいて配光パターンを設定して光照射を行うものであり、中央制御部（点灯制御装置）１０とこれに接続された２つの光学ユニット１５Ｒ、１５Ｌを備える。中央制御部１０は、車両検出部１２、高照度点検出部１３、配光制御部１４を有する。中央制御部１０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する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り実現されるものである。
【００１８】
カメラ１１は、自車両の所定位置（例えば室内ミラー付近）に設置されており、自車両の前方の空間を撮影する。
【００１９】
車両検出部１２は、自車両の前方の空間を撮影して得られた画像（画像データ）をカメラ１１から取得し、この画像に対して画像認識処理を行うことにより、前方車両（対象車両）の位置情報を検出する。ここでいう「前方車両」とは、先行車または対向車である。
【００２０】
高照度点検出部１３は、前方車両の位置情報αに基づいて前方車両の左右の両側に監視領域を設定し、これらの監視領域内の照度分布に基づいて最大照度点を検出し、その位置情報を算出する。
【００２１】
配光制御部１４は、車両検出部１２によって求められる前方車両の位置情報と高照度点検出部１３によって求められる最大照度点の位置情報に基づいて、自車両の前方に存在する前方車両の位置に応じた遮光範囲を有する配光パターンを設定し、この設定した配光パターンに応じて光が照射されるように各光学ユニット１５Ｒ、１５Ｌのそれぞれへ制御信号（配光制御信号）を出力する。
【００２２】
光学ユニット１５Ｒは、自車両の前方右側に設置されて自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものである。同様に、光学ユニット１５Ｌは、自車両の前方左側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものである。図示のように各光学ユニット１５Ｒ、１５Ｌは共通の構成を有しており、具体的には、各々、ユニット側制御部２１、ＬＥＤ点灯回路２２、相互に並列接続された９個のＬＥＤ（発光素子）１〜９を備えている。
【００２３】
ユニット側制御部２１は、配光制御部１４からの制御信号（ＬＥＤ点消灯信号）を受けて、ＬＥＤ点灯回路２２へ制御信号を与えることにより各ＬＥＤ１〜９の点消灯および個々のＬＥＤの光度を個別に制御する。
【００２４】
ＬＥＤ点灯回路２２は、ユニット側制御部２１からの制御信号に基づいて各ＬＥＤ１〜９へ駆動信号（駆動電流）を個別に供給することにより、各ＬＥＤ１〜９の点消灯を制御し、かつ駆動電流の大きさにより各々の光度を制御する。
【００２５】
図２は、光学ユニットの構成例を示す分解斜視図である。図２に示すように、光学ユニット１５Ｒ（または１５Ｌ）は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ４１と、この投影レンズ４１の後側焦点面よりも後方に配置された光源ユニット３０と、投影レンズ４１を所定位置に保持するレンズ保持枠４０と、光源ユニット３０に取り付けられたヒートシンク５０を含んで構成されている。この光学ユニット１５Ｒは、投影レンズ４１がレンズ保持枠４０に取り付けられ、このレンズ保持枠４０がヒートシンク５０にねじ止め固定されることにより一体化される。光源ユニット３０は、複数の導光レンズ部３１を一体化してなる干渉防止部材３２と、一方向（水平方向）に配列された複数のＬＥＤを有して干渉防止部材３２の後方に配置された発光素子基板３３を含んで構成されている。発光素子基板３３に備わった各ＬＥＤが上記したＬＥＤ点灯回路２２と接続された各ＬＥＤ１〜９である。各ＬＥＤから放射される光は、干渉防止部材３２の各導光レンズ部３１によって投影レンズ４１に導かれ、自車両の前方に投影される。このとき、各発光素子の点灯／消灯を個別に制御することにより、ハイビームの照射エリアを部分的に遮光するなど、配光パターンを自在に制御できる。
【００２６】
図３は、配光パターンの具体例を説明するための模式図である。具体的には、図３は自車両から前方を見た場合の風景が模式的に示されている。図３においては、下側に略楕円状のロービーム領域が配置され、このロービーム領域より上側にハイビーム領域が配置されている。なお、図示の都合上、より多くの光が重なり合って照度が高い部分ほど濃いグレーで表現されている。ハイビーム領域は、複数の配光エリアが水平方向に沿って一列に並べられている。これらの１４つの配光エリアは、光学ユニット１５Ｒ、１５Ｌのそれぞれから照射される光を合成して形成される。図３に示す例はハイビーム領域をすべて光照射範囲に設定した場合を示しているが、ハイビーム領域の複数の配光エリアは選択的に照射することが可能である。先行車や対向車の存在する配光エリアを非照射状態とし、他の配光エリアを照射状態とすることで、先行車等への眩惑を防止し、かつ自車両のドライバーの視認性を高めることができる。
【００２７】
以下、本実施形態の車両用前照灯システムの動作を詳細に説明する。図４は、車両用前照灯システムの動作手順を示すフローチャートである。また、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、車両用前照灯システムによる配光制御の様子を模式的に示した図である。
【００２８】
車両検出部１２は、カメラ１１によって撮像された自車両前方の画像に基づいて画像認識処理を実行することにより、前方車両の位置情報αを検出する（ステップＳ１１）。ここでは、前方車両の２つのランプ（テールランプまたはヘッドランプ）が検出される。本実施形態における位置情報αは、自車両を基準とした相対的な角度として表される。
【００２９】
例えば前方車両が先行車である場合には、図５（Ａ）に示すようにこの先行車の２つのテールランプの位置情報αが検出される。仮にこの位置情報αに基づいて配光パターンにおける遮光範囲を設定したならば、例えば図５（Ａ）に示したように先行車の車幅と同じかそれより幾分広い幅の矩形状の遮光範囲（図中、グレーに着色された矩形）が設定される。
【００３０】
次に、高照度点検出部１３は、前方車両の位置情報αに基づいてこの前方車両の左右の両側に、高照度点の有無を監視するための監視領域を設定する（ステップＳ１２）。ここでは、例えば図５（Ｂ）に示すように先行車のランプ位置の両側それぞれに矩形状の監視領域が設定される。監視領域の幅は適宜に設定され、例えば左右の監視領域は同じ幅に設定される。
【００３１】
次に、高照度点検出部１３は、カメラ１１によって撮像された画像を用いて、前方車両の両側に設定した監視領域内の照度分布に基づいて最大照度点を検出する（ステップＳ１３）。例えば図５（Ｂ）に示す例では、先行車の右側に設定された監視領域内においてこの先行車のヘッドランプ近傍、具体的には先行車のヘッドランプに近接した位置に最大照度点が検出される。
【００３２】
次に、高照度点検出部１３は、ステップＳ１３において検出した最大照度点の位置情報βを算出する（ステップＳ１４）。ここでは、最大照度点の位置情報βは自車両を基準とした相対的な角度として表される。
【００３３】
次に、配光制御部１４は、前方車両の位置情報αと最大照度点の位置情報βに基づいて自車両の配光パターンにおける遮光範囲を設定する（ステップＳ１５）。具体的には、図５（Ｃ）に示す例では、前方車両の位置情報αに基づいて設定される遮光範囲（図５（Ａ）参照）をさらに最大照度点の位置まで広げた遮光範囲（図中、グレーに着色された矩形）が設定される。すなわち、前方車両の位置と最大照度点の位置を包含する幅で遮光範囲が設定される。なお、最大照度点の位置よりさらに一定量だけ広げて遮光範囲を設定してもよい。
【００３４】
次に、配光制御部１４は、このようにして設定された遮光範囲を有する配光パターンを設定し、この設定した配光パターンに応じて光が照射されるように各光学ユニット１５Ｒ、１５Ｌのそれぞれへ制御信号（配光制御信号）を出力する（ステップＳ１６）。
【００３５】
図６は、配光パターンの一例を模式的に示す図である。図示のように自車両による配光パターンは、前方車両のランプ位置に基づいて定まる一端と前方車両のヘッドランプによって照射された光による最大照度点の位置に基づいて定まる他端との間に渡ってハイビームの遮光範囲が設定されたものとなる。すなわち、前方車両の側面についても遮光範囲として設定されるので、前方車両のグレアを与えることを防止できる。図７は、配光パターンの設定時における具体的な数値例を示す図である。上記した図６に示したように、自車両および前方車両の走行しているカーブ道路の曲率半径をＲ、前方車両の位置情報をα、最大照度点の位置情報をβとする。例えば、自車両と前方車両の車間距離が４０ｍでカーブ道路の曲率半径Ｒが１００ｍである場合には、α＝４．１°（前方車両の右端を示す位置情報）、β＝７．０°となる。その他の数値例も同様であり、ここでは説明を省略する。
【００３６】
このように本実施形態によれば、前方車両の位置情報とこの前方車両のヘッドランプによる照射光によって生じる高照度点の位置情報を利用して遮光範囲を定めて配光パターンを制御するので、前方車両の進行方向が自車両に対して相対的に傾いている場合にもこの前方車両の側面も遮光範囲とすることができる。したがって、カーブ道路において前方車両にグレアを与えることを抑制可能となる。
【００３７】
なお、本発明は上述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、上述した実施形態では前方車両の左右両側に所定の監視領域を設定し、この監視領域内の照度分布に基づいて最大照度点を検出していたが、監視領域の設定を省略してもよい。この場合には、カメラによって撮像される画像全体において最大照度点を検出すればよい。この場合には、いくつかの相対的に照度の高い点を検出し、その中から前方車両に最も近い位置にある点を最大照度点として検出することがより好ましい。それにより、前方車両に起因しない光（例えば街路灯による光）による高照度点を容易に排除して適切な最大照度点を設定することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１〜９：ＬＥＤ
１０：中央制御部
１１：カメラ
１２：車両検出部
１３：高照度点検出部
１４：配光制御部
１５Ｒ、１５Ｌ：光学ユニット
２１：ユニット側制御部
２２：ＬＥＤ点灯回路
【図１】
2013147111.tif 000003
【図２】
2013147111.tif 000004
【図４】
2013147111.tif 000005
【図３】
2013147111.tif 000006
【図５】
2013147111.tif 000007
【図６】
2013147111.tif 000008
【図７】
2013147111.tif 000009