(57)【要約】【課題】画像処理技術を用いて車両の進行方向を判定する進行方向判定装置において、カメラ等の撮像手段が汚れたり故障したりすることなく、確実に車両の進行方向を判断できるようにする。【解決手段】ライト制御装置においては進行方向判定処理にて、自車両の前方を撮像するカメラによる撮像画像を繰り返し取得し、各撮像画像を画像処理することによって道路形状を繰り返し認識する（Ｓ２１０）。そして、認識された道路形状が変化すると（Ｓ２２０：ＮＯ）、自車両の操舵角を検出する舵角センサから操舵角の情報を取得し（Ｓ２７０）、各操舵角が旋回中に相当する操舵角であるか否かを判定する（Ｓ２８０）。そして、このときの操舵角に応じて、自車両が前進している、または後退していると判定する（Ｓ２９０，Ｓ３１０）。【選択図】図４
2009168504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が前進しているか後退しているかを判断する進行方向判定装置であって、
自車両の前方を撮像する撮像手段による撮像画像を繰り返し取得し、前記各撮像画像を画像処理することによって道路形状を繰り返し認識する道路形状認識手段と、
前記道路形状認識手段により認識された道路形状が変化すると、自車両の操舵角を検出する操舵角検出手段から操舵角の情報を取得し、前記各操舵角が旋回中に相当する操舵角であるか否かを判定する旋回判定手段と、
前記旋回判定手段による判定結果に応じて、自車両が前進している、または後退していると判定する前進後退判定手段と、
を備えたことを特徴とする進行方向判定装置。
【請求項２】
前記前進後退判定手段は、前記道路形状認識手段により認識された道路形状が直線から曲線に変化したときにおいて、前記旋回判定手段による判定結果が旋回中に相当する操舵角であれば自車両が後退していると判定し、前記旋回判定手段による判定結果が旋回中には相当しない操舵角であれば自車両が前進していると判定すること、
を特徴とする請求項１に記載の進行方向判定装置。
【請求項３】
前記道路形状認識手段により認識された道路形状が直線であり、かつ前記旋回判定手段による判定結果が旋回中には相当しない操舵角になるまで、前記前進後退判定手段による作動を禁止する判定禁止手段を備えたこと
を特徴とする請求項２に記載の進行方向判定装置。
【請求項４】
車両における操舵角を検出する操舵角検出手段による検出結果に応じて車両のヘッドライトの光軸の向きを水平方向に移動させるスイブル制御手段を有する車両用前照灯制御装置であって、
自車両が前進しているか、後退しているかを検出する進行方向判定手段と、
前記進行方向判定手段により自車両が後退していると判定された場合に前記スイブル制御手段による作動を禁止するスイブル禁止手段と、
を備え、
前記進行方向判定手段は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の進行方向判定装置として構成されていること
を特徴とする車両用前照灯制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理技術を用いて車両の進行方向を判定する進行方向判定装置、および進行方向判定装置を利用した車両用前照灯制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像処理技術を用いて車両の進行方向を判定する進行方向判定装置として、カメラによってタイヤを撮像し、タイヤのパターンの動きを検出することによって、車両が前進しているか後退しているかを判断するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２９１７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１の装置においてタイヤを撮像するためには、カメラをタイヤハウジング内に配置する必要があるため、泥はねや飛び石等の影響でカメラが汚れたり破損したりする虞があった。
【０００４】
そこで、画像処理技術を用いて車両の進行方向を判定する進行方向判定装置において、カメラ等の撮像手段が汚れたり故障したりすることなく、確実に車両の進行方向を判断できるようにすることを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の進行方向判定装置において、道路形状認識手段は、自車両の前方を撮像する撮像手段による撮像画像を繰り返し取得し、前記各撮像画像を画像処理することによって道路形状を繰り返し認識する。そして、旋回判定手段は、道路形状認識手段により認識された道路形状が変化すると、自車両の操舵角を検出する操舵角検出手段から操舵角の情報を取得し、各操舵角が旋回中に相当する操舵角であるか否かを判定する。さらに、前進後退判定手段は、前記旋回判定手段による判定結果に応じて、自車両が前進している、または後退していると判定する。
【０００６】
従って、このような進行方向判定装置によれば、道路形状の変化と操舵角との関係から車両の進行方向を判定することができる。また、本発明の進行方向判定装置によれば、撮像手段をタイヤハウジング内に配置する必要がなくなるので、撮像手段が汚れたり故障したりすることなく、確実に車両の進行方向を判断することができる。
【０００７】
ところで、請求項１に記載の進行方向判定装置において、前進後退判定手段は、請求項２に記載のように、道路形状認識手段により認識された道路形状が直線から曲線に変化したときにおいて、旋回判定手段による判定結果が旋回中に相当する操舵角であれば自車両が後退していると判定し、旋回判定手段による判定結果が旋回中には相当しない操舵角であれば自車両が前進していると判定するようにしてもよい。
【０００８】
このような進行方向判定装置によれば、道路形状が直線から曲線に変化したときに確実に進行方向（自車両が前進しているか、後退しているか）を検出することができる。
さらに、請求項２に記載の進行方向判定装置においては、請求項３に記載のように、道路形状認識手段により認識された道路形状が直線であり、かつ旋回判定手段による判定結果が旋回中には相当しない操舵角になるまで、前進後退判定手段による作動を禁止する判定禁止手段を備えていてもよい。
【０００９】
このような進行方向判定装置によれば、車両が直線道路を直線走行しているときから進行方向の判定を開始するので、道路形状の変化およびその際の操舵角を確実に検出することができる。よって、進行方向の誤検出を防止することができる。
【００１０】
次に、請求項４に記載の車両用前照灯制御装置において、スイブル禁止手段は、自車両が前進しているか、後退しているかを検出する進行方向判定手段により自車両が後退していると判定された場合にスイブル制御手段による作動を禁止し、進行方向判定手段は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の進行方向判定装置として構成されている。
【００１１】
従って、このような車両用前照灯制御装置によれば、車両の進行方向を確実に検出することができるので、車両の後退中におけるスイブル制御（操舵角に応じて車両のヘッドライトの光軸の向きを水平方向に移動させる制御）を確実に禁止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
図１は本発明が適用されたライト制御装置１の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
このライト制御装置１は、例えば乗用車等の車両に搭載された装置であって、図１に示すように、通信プロトコルＣＡＮ(Controller Area Network)によって通信が実施されるＣＡＮ通信線３を介して接続された演算部１０、カメラ１１（撮像手段）、車速センサ１２、および舵角センサ１３（操舵角検出手段）を備えている。また、演算部１０は、通信プロトコルＬＩＮ(Local Interconnect Network)によって通信が実施されるＬＩＮ通信線５にも接続されており、このＬＩＮ通信線５はヘッドライト２０に接続されている。
【００１４】
カメラ１１は、車内または車外において車両の前方を撮像可能に配置されており、例えば、１秒当たり１０フレーム分の撮像画像をＣＡＮ通信線３を介して演算部１０に送る。
車速センサ１２は、周知の車速センサであって、車速（当該車両の移動速度）の検出結果を、ＣＡＮ通信線３を介して演算部１０に送信する。
【００１５】
舵角センサ１３は、車両におけるハンドルの操舵量を検出する周知のセンサとして構成されており、操舵量（舵角）の検出結果を、ＣＡＮ通信線３を介して演算部１０に送信する。
【００１６】
演算部１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた周知のマイコンとして構成されており、カメラ１１による撮像画像、並びに車速センサ１２および舵角センサ１３による各検出結果を、ＣＡＮ通信線３を介して受信し、該受信した撮像画像および検出結果に応じて、ヘッドライト２０のランプ（図示省略）の光軸（以下、単に「光軸」ともいう。）が向けられるべき角度（照射角度）を決定する処理を実施する。
【００１７】
そして、演算部１０は、この決定した照射角度に実際の光軸が向けられるように、照射角度を指定した制御指令を、ＬＩＮ通信線５を介してヘッドライト２０に対して送信する。なお、この制御指令に含まれる照射角度の情報としては、鉛直方向（車両の進行方向に対して前後方向）における角度の情報と、鉛直方向とは直交する水平方向（車両の進行方向に対して左右方向）における角度の情報とが含まれる。
【００１８】
また、演算部１０にて決定される照射角度は、予め設定された角度（例えば、鉛直方向においては路面に対して平行になる角度。水平方向においては車両の進行方向正面方向の角度）を基準角度として、この基準角度からの角度差を示す値となる。
【００１９】
ここで、ヘッドライト２０は、周知の車両のように、車両の前方における左右２箇所に配置されており、演算部１０による制御指令は、これら左右のヘッドライト２０に対して送信される。なお、図１においては、これら左右のヘッドライト２０のうち、一方のヘッドライト２０のみを図示している。また、各ヘッドライト２０がランプ（図示省略）を点灯させる構成については図示を省略する。
【００２０】
各ヘッドライト２０は、それぞれ、図１に示すように、制御部２１と、鉛直方向制御モータ２３と、水平方向制御モータ２５とを備えている。なお、鉛直方向制御モータ２３が駆動されると、この駆動に応じて光軸が鉛直方向に移動させられることになる。また、水平方向制御モータ２５が駆動されると、この駆動に応じて光軸が水平方向に移動させられることになる。また、各種モータ２３，２５は、例えば、ステッピングモータとして構成されていればよい。
【００２１】
制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた周知のマイコンとして構成されており、演算部１０からの制御指令に基づいて、鉛直方向制御モータ２３、および水平方向制御モータ２５を駆動させる。つまり、制御部２１は、演算部１０による制御指令に含まれる照射角度の情報に基づいて、基準角度に対する現在の光軸の角度と、制御指令に含まれる照射角度との角度差を演算し、この角度差をゼロにするための制御信号を各種モータ２３，２５に送信する。この処理により、実際の光軸の角度が演算部１０による制御指令通りに変更される。
【００２２】
［本実施形態の処理］
上記のように構成されたライト制御装置１（車両用前照灯制御装置）において、ヘッドライトの光軸の向きを制御する処理について、図２を用いて説明する。ただし、以下においてはヘッドライトの光軸の向きを水平方向に変更する場合についてのみを説明し、ヘッドライトの光軸の向きを鉛直方向に変更する場合については説明を省略する。
【００２３】
なお、ヘッドライトの光軸の向きを鉛直方向に変更する場合には、図示しない車高センサ等による検出結果に基づいて車両の前後方向における傾きを検出し、この検出結果に応じて光軸の角度を演算する周知の処理が実施される。
【００２４】
さて、図２は演算部１０がヘッドライトの光軸の向きを水平方向に変更する際に実行するスイブル制御処理を示すフローチャートである。なお、スイブル制御処理において、Ｓ１３０〜Ｓ１６０の処理は、本発明でいうスイブル制御手段に相当する。
【００２５】
スイブル制御処理は、予め設定された周期毎に起動される処理であって、まず、進行方向判定結果を取得する（Ｓ１１０）。この処理においては、演算部１０のＲＡＭに書き込まれた進行方向の情報（「前進」または「後退」）を読み出すのであるが、この進行方向の情報は、後述する進行方向判定処理（図４参照）によって書き込まれる。
【００２６】
続いて、取得した進行方向判定結果が「前進」であるか否か判定する（Ｓ１２０）。
進行方向判定結果が「前進」でなければ（つまり「後退」であれば）（Ｓ１２０：ＮＯ）、ヘッドライトの光軸の向きを水平方向に変更するスイブル制御を停止させ（予め設定された規定の角度（車両の前方正面）に光軸の向きを固定させ）（Ｓ１７０：スイブル禁止手段）、スイブル制御処理を終了する。また、進行方向判定結果が「前進」であれば（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、以下の処理においてスイブル制御を実施する。
【００２７】
即ち、舵角センサ１３から操舵量（舵角）の情報を取得し（Ｓ１３０）、予め設定された操舵量とスイブル角（水平方向の光軸の角度）との関係式に取得した操舵量を当てはめることによってスイブル角θを演算する（Ｓ１４０）。
【００２８】
続いて、ヘッドライト２０の制御部２１が水平方向制御モータ２５に制御信号を送信する際のステップ数を演算する（Ｓ１５０）。この処理においては、演算したスイブル角θを、単位ステップ当たりの制御角度で除算すればよい。
【００２９】
なお、水平方向制御モータ２５がステッピングモータとして構成されていない場合には、現在の光軸の向きを検出し、この向きに応じて水平方向制御モータ２５による変位量を演算すればよい。次に、このステップ数を含む情報を制御指令としてヘッドライト２０に送信し（Ｓ１６０）、スイブル制御処理を終了する。
【００３０】
次に、車両の進行方向を判定する処理について説明する。この処理は、車両の旋回時における俯瞰図（図３）に示すように、車両が直線道路を走行中において、前進時であれば、旋回する前にカメラ１１による撮像画像中の道路形状が曲線道路に変化し、後退時であれば、旋回後にカメラ１１による撮像画像中の道路形状が曲線道路に変化することに着目した処理である。
【００３１】
つまり、撮像画像中の道路形状が直線道路から曲線道路に変化したときの操舵角によって車両の進行方向を検出する。具体的な処理について図４を用いて説明する。図４は演算部１０が実行する進行方向判定処理を示すフローチャートである。なお、進行方向判定処理は、本発明でいう進行方向判定手段に相当する。
【００３２】
進行方向判定処理は、前述のスイブル制御処理と並行して予め設定された周期で実施される処理である。なお、初回起動時（例えば図示しないイグニションスイッチがＯＮされたとき）には進行方向の判定を禁止する旨が演算部１０のＲＡＭに書き込まれているものとする（判定禁止手段）。
【００３３】
この進行方向判定処理は、まず、カメラ１１による撮像画像を画像処理し（Ｓ２１０：道路形状認識手段）、撮像画像中の道路が直線道路であるか否かを判定する（Ｓ２２０）。この処理における画像処理技術は、周知の技術であって、例えば撮像画像中から道路の白線を切り出す処理や、道路の路肩を切り出す処理をすることによって撮像画像中から道路の領域を抽出し、例えば撮像画像中における道路の無限遠点の位置や、切り出した領域が直線によって囲まれているか否か等によって、撮像画像中の道路が直線道路であるか曲線道路であるかを判定する。
【００３４】
撮像画像中の道路が直線道路であれば（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、舵角センサ１３から操舵量（舵角）の情報を取得し（Ｓ２３０）、この操舵量が直進中に相当する操舵量であるか否かを判定する（Ｓ２４０）。なお、直進中に相当する操舵量とは、操舵量が所定量（例えば±１０°）未満（例えばハンドル右回転を正とする。）であることを示す。また、操舵量が所定量以上であれば旋回中に相当するものとする。
【００３５】
操舵量が直進中に相当すれば（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、進行方向の判定を禁止する旨に換えて、進行方向の判定を許可する旨をＲＡＭに書き込み（Ｓ２５０：判定禁止手段）、進行方向判定処理を終了する。また、操舵量が旋回中に相当すれば（Ｓ２４０：ＮＯ））、直ちに進行方向判定処理を終了する。
【００３６】
一方、撮像画像中の道路が曲線道路であれば（Ｓ２２０：ＮＯ）、ＲＡＭを参照することによって進行方向の判定が許可されているか否かを判定する（Ｓ２６０）。進行方向の判定が禁止されていれば（Ｓ２６０：ＮＯ）、直ちに進行方向判定処理を終了する。
【００３７】
また、進行方向の判定が許可されていれば（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、舵角センサ１３から操舵量（舵角）の情報を取得し（Ｓ２７０）、この操舵量が旋回中に相当する操舵量であるか否かを判定する（Ｓ２８０：旋回判定手段）。
【００３８】
操舵量が旋回中に相当すれば（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、進行方向が「後退」であると判定し、その旨を演算部１０のＲＡＭに記録する（Ｓ２９０）。そして、進行方向の判定を許可する旨に換えて、進行方向の判定を禁止する旨をＲＡＭに書き込み（Ｓ３００：判定禁止手段）、進行方向判定処理を終了する。
【００３９】
一方、操舵量が直進中に相当すれば（Ｓ２８０：ＮＯ）、進行方向が「前進」であると判定し、その旨を演算部１０のＲＡＭに記録する（Ｓ３１０）。そして、進行方向の判定を許可する旨に換えて、進行方向の判定を禁止する旨をＲＡＭに書き込み（Ｓ３２０：判定禁止手段）、進行方向判定処理を終了する。
【００４０】
[本実施形態による効果]
以上のように詳述したライト制御装置１において、演算部１０は、スイブル制御処理にて、自車両が前進しているか、後退しているかの検出結果を取得し、この取得結果に基づいて自車両が後退していると判定された場合にスイブル制御を禁止する。ただし、自車両が前進しているか、後退しているかの判定は、進行方向判定処理にて実施する。
【００４１】
即ち、演算部１０は、進行方向判定処理にて、自車両の前方を撮像するカメラ１１による撮像画像を繰り返し取得し、各撮像画像を画像処理することによって道路形状を繰り返し認識する。そして、認識された道路形状が変化すると、自車両の操舵角を検出する舵角センサ１３から操舵角の情報を取得し、各操舵角が旋回中に相当する操舵角であるか否かを判定する。さらに、この操舵角に応じて、自車両が前進している、または後退していると判定する。
【００４２】
従って、このようなライト制御装置１によれば、道路形状の変化と操舵角との関係から車両の進行方向を判定することができる。また、本発明のライト制御装置１によれば、カメラ１１をタイヤハウジング内に配置する必要がなくなるので、カメラ１１が汚れたり故障したりすることなく、確実に車両の進行方向を判断することができる。
【００４３】
さらに、このようなライト制御装置１によれば、車両の進行方向を確実に検出することができるので、車両の後退中におけるスイブル制御（操舵角に応じて車両のヘッドライトの光軸の向きを水平方向に移動させる制御）を確実に禁止させることができる。
【００４４】
また、演算部１０は、進行方向判定処理にて、認識された道路形状が直線から曲線に変化したときにおいて、旋回中に相当する操舵角であれば、自車両が後退していると判定し、旋回中には相当しない操舵角であれば、自車両が前進していると判定する。
【００４５】
従って、このようなライト制御装置１によれば、道路形状が直線から曲線に変化したときに確実に進行方向（自車両が前進しているか、後退しているか）を検出することができる。
【００４６】
さらに、演算部１０は、進行方向判定処理にて、認識された道路形状が直線であり、かつ旋回中には相当しない操舵角になるまで、進行方向の判定を禁止する。
従って、このようなライト制御装置１によれば、車両が直線道路を直線走行しているときから進行方向の判定を開始するので、道路形状が変化およびその際の操舵角を確実に検出することができる。よって、進行方向の誤検出を防止することができる。
【００４７】
[その他の実施形態]
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００４８】
例えば、上記実施形態においては、道路形状が直線から曲線に変化したときに、進行方向を判定する処理を実施したが、道路形状が直線から曲線に変化したときや、曲線における曲率が変化したときに進行方向の判定をしてもよい。ただし、誤判定を防止するためには、上記のように道路形状が直線から曲線に変化したときに進行方向を判定するほうがよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】ライト制御装置１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】スイブル制御処理を示すフローチャートである。
【図３】車両の旋回時における道路形状を示す俯瞰図である。
【図４】進行方向判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１…ライト制御装置、３…ＣＡＮ通信線、５…ＬＩＮ通信線、１０…演算部、１１…カメラ、１２…車速センサ、１３…舵角センサ、２０…ヘッドライト、２１…制御部、２３…鉛直方向制御モータ、２５…水平方向制御モータ。
【図１】
2009168504.tif 000003
【図２】
2009168504.tif 000004
【図３】
2009168504.tif 000005
【図４】
2009168504.tif 000006