JP2021127061A - 車両用前照灯制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 適正な防眩性能が得られるようにする。
【解決手段】 照明ECUは、カメラ画像から検知した物体が注視エリアA内に存在するか否かに応じて、基準範囲(上限輝度Lmax,下限輝度Lmin)を設定する(S17〜S19)。この場合、注視エリアAは、自車線の路面消失点Xに基づいて設定される。上限輝度Lmaxおよび下限輝度Lminは、物体が注視エリアA内に存在する場合には、物体が注視エリアA外に存在する場合に比べて、大きな値に設定される。照明ECUは、物体の検知輝度Lxが上限輝度Lmaxを上回る場合には、LED目標出力P*を減少させる。照明ECUは、減光制御によって物体の検知輝度Lxが下限輝度Lminを下回る場合には、LED目標出力P*を増加させる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、車両の前照灯の配光を制御する車両用前照灯制御装置に関する。
従来から、例えば、特許文献1に提案されているように、カメラによって自車両の前方を撮像し、その撮像されたカメラ画像から、前照灯から照射された光を反射する物体(例えば、交通標識など)を検知し、その検知した物体の明るさに基づいて、前照灯の照射光量を制御する制御装置(従来装置と呼ぶ)が知られている。
この従来装置は、検知した物体の明るさが基準値を上回る場合には、その物体への照射光量を減らすことにより、ドライバーが感じる眩しさを低減する。
EP2508391B1
しかしながら、検知された物体の明るさが同じであっても、その物体が検知されている位置によって、物体からの反射光に対するドライバーの感じる眩しさが異なる。例えば、図5に示すように、ドライバーが注視している領域A(注視エリアAと呼ぶ)に存在する物体Oaと、注視エリアAに存在しない物体Obとでは、その物体Oa,Obからの反射光に対するドライバーの感じる眩しさが異なる。つまり、ドライバーは、検知された物体Oa,Obの明るさが同じであっても、注視エリアA内に存在する物体Oaのほうが、注視エリアA外に存在する物体Obよりも眩しく感じる。
従来装置は、予め設定された基準値(固定値)を使って、検知された物体の明るさと基準値とを比較する。このため、基準値が、注視エリアA内に存在する物体Oaに対するドライバーの眩しさの感じ方に合わせて設定されている場合には、注視エリアA外の物体Obに対する減光開始タイミングが早くなり、物体Obの明るさが、ドライバーが減光する必要が無いと感じる明るさであっても、減光が開始されてしまう。このため、ドライバーが視認したい物体であっても、暗く視認しづらくなってしまう。
一方、基準値が、注視エリアA外に存在する物体Obに対するドライバーの眩しさの感じ方に合わせて設定されている場合には、注視エリアA内の物体Oaに対する減光開始タイミングが遅くなり、物体Oaに対してドライバーが眩しいと感じる時間が長くなってしまう。
更に、注視エリアAの位置は変化する。例えば、図6(a)に示すように、ドライバーが自車両の正面を注視している場合には、正面に存在している物体Oaは、注視エリアA内に入るため、ドライバーにとって眩しく感じられる。一方、図6(b)に示すように、ドライバーが右方向を注視している場合には、正面に物体Obが存在していても、その物体Obについては、注視エリアAに入らないため、ドライバーにとってあまり眩しさを感じない。従って、ドライバーの注視している方向によっても、ドライバーの眩しさの感じ方が変化する。
従来装置は、こうしたドライバーの眩しさの感じ方の変化に対応できない。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、適正な防眩性能が得られるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の車両用前照灯制御装置の特徴は、
自車両の前方に光を照射し、光の照射範囲を区分した照射領域ごとに光の照射量を調整可能な前照灯(20L,20R)と、
前記自車両の前方を撮像する撮像手段(30)と、
前記前照灯によって光が照射されている状況での前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて、前記自車両の前方に検知される物体の明るさを表す指標値(Lx)を取得する指標値取得手段(S21)と、
前記指標値が基準値(Lmax)よりも高い物体である減光対象物体が検知された場合に、前記減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量を減らすように前記前照灯の配光を制御する配光制御手段(S24)と
を備えた車両用前照灯制御装置において、
ドライバーの注視エリアを推定する注視エリア推定手段(S16)と、
前記注視エリア内に検知されている物体については、前記基準値を第1基準値に設定して、前記指標値が前記第1基準値より高い物体を前記減光対象物体とし、前記注視エリア外に検知されている物体については、前記基準値を前記第1基準値よりも大きな第2基準値に設定して、前記指標値が前記第2基準値より高い物体を前記減光対象物体とする基準値可変手段(S18,S19)と
を備えたことにある。
本発明の車両用前照灯制御装置は、前照灯と、撮像手段と、指標値取得手段と、配光制御手段とを備えている。
前照灯は、車両の前方に光を照射し、光の照射範囲を区分した照射領域ごとに光の照射量を調整可能に構成されている。
撮像手段は、自車両の前方を撮像するもので、例えば、車載カメラである。指標値取得手段は、前照灯によって光が照射されている状況での撮像手段によって撮像された画像に基づいて、自車両の前方に検知される物体の明るさを表す指標値を取得する。例えば、指標値取得手段は、撮像手段によって撮像された画像に基づいて、少なくとも前照灯によって照射された光を反射する物体(例えば、交通標識や看板など)を検知し、その検知した物体の明るさを表す指標値を取得する。この場合、検知対象とされる物体としては、他車両を除外するとよい。明るさを表す指標値は、例えば、輝度などを採用することができる。
配光制御手段は、指標値が基準値よりも高い物体である減光対象物体が検知された場合に、減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量を減らすように前照灯の配光を制御する。例えば、遠方で検知された物体が自車両に接近するにつれて、物体の明るさ(物体からの反射光の強度)が増加する。その過程で、指標値が基準値よりも高くなると、その物体が減光対象物体とされ、その減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量が減らされる。従って、物体からの反射光の強度を弱めて、ドライバーが感じる眩しさを低減することができる。
上述したように、検知された物体の明るさが同じであっても、その物体が検知されている位置によって、ドライバーの感じる眩しさが異なる。つまり、ドライバーは、検知された物体の明るさが同じであっても、注視エリア内に存在する物体のほうが、注視エリア外に存在する物体よりも眩しく感じる。そのため、基準値を固定してしまうと、検知された物体の位置に適した配光制御を実施できない。つまり、減光を開始するタイミングを適切に設定できなくなる。
そこで、本発明は、注視エリア推定手段と基準値可変手段とを備えている。
注視エリア推定手段は、ドライバーの注視エリアを推定する。注視エリアは、画像上におけるドライバーが注視しているエリアであって、例えば、画像に映っている自車道路の形状に基づいて推定してもよいし、ドライバーモニタカメラによってドライバーの顔を撮像して、その撮像され画像に基づいてドライバーの視線の向いている方向を特定し、その特定された方向から推定することもできる。
基準値可変手段は、注視エリア内に検知されている物体については、基準値を第1基準値に設定して、指標値が第1基準値より高い物体を減光対象物体とし、注視エリア外に検知されている物体については、基準値を第1基準値よりも大きな第2基準値に設定して、指標値が第2基準値より高い物体を減光対象物体とする。
これにより、注視エリア内に物体が検知されている場合には、注視エリア外に物体が検知されている場合に比べて、その物体の存在する照射領域への光の照射量を低減するタイミングが早められ、ドライバーが眩しいと感じる時間を短くすることができる。
また、注視エリア外に物体が検知されている場合には、注視エリア内に物体が検知されている場合に比べて、その物体の存在する照射領域への光の照射量を低減するタイミングが遅らされるため、必要以上に減光されないようにすることができる。これにより、ドライバーが、その物体を視認しづらいと感じないようにすることができる。
この結果、本発明によれば、適正な防眩性能が得られる。
本発明の一側面の特徴は、
前記注視エリア推定手段は、前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて、前記自車両の走行する道路の路面消失点を取得し、前記路面消失点に基づいて前記注視エリアを推定するように構成されたことにある。
本発明の一側面によれば、画像上の路面消失点に基づいて注視エリアを推定するため、適切に注視エリアを推定することができる。
本発明の一側面の特徴は、
前記配光制御手段は、
前記指標値が前記基準値である基準範囲の上限値よりも高い場合に、前記減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量を減らす減光手段(S22〜S24)と、
前記減光手段によって前記減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量が減らされている状況で前記指標値が基準範囲の下限値よりも低くなった場合に、前記減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量を増やす増光手段(S25〜S27)とを備えたことにある。
本発明の一側面によれば、減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量が減らされている状況で指標値が基準範囲の下限値よりも低くなった場合には、減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量が増加されるため、減光対象物体への光の照射量を一層適切にすることができる。
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
本実施形態に係る車両用前照灯制御装置の概略構成図である。 反射光グレア低減制御ルーチンを表すフローチャートである。 LED光量制御ルーチンを表すフローチャートである。 LED光量制御を実施しない場合における物体の輝度の変化を表すグラフである。 運転席からみた前方の景色のイメージを表す図である。 注視エリアの変化を表す図である。 路面消失点と注視エリアとを示したカメラ画像を表す図である。
以下、本発明の実施形態に係る車両用前照灯制御装置について図面を参照しながら説明する。
図1は、実施形態に係る車両用前照灯制御装置1の概略構成を表す。車両用前照灯制御装置1は、車両(以下において、他の車両と区別するために、「自車両」と呼ばれる場合がある。)に搭載される。この車両用前照灯制御装置1は、アダプティブハイビームシステム(AHS:Adaptive High beam System)を搭載している。アダプティブハイビームシステム(以下、AHSと呼ぶ)は、ハイビームを減光調整して配光パターンを可変にした配光制御システムである。
車両用前照灯制御装置1は、照明ECU10、左ヘッドランプ20L、右ヘッドランプ20R、カメラ装置30、車速センサ40、および、スイッチユニット50を備えている。
照明ECU10は、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置(Electronic Control Unit)である。本明細書において、マイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ及びインターフェースI/F等を含む。CPUはROMに格納されたインストラクション(プログラム、ルーチン)を実行することにより各種機能を実現するようになっている。
左ヘッドランプ20Lおよび右ヘッドランプ20Rは、AHS対応のヘッドランプである。左ヘッドランプ20Lは車両の前端左側に設けられ、右ヘッドランプ20Rは車両の前端右側に設けられる。左ヘッドランプ20Lと右ヘッドランプ20Rとは、左右対称に設けられ、基本的な構成は互いに同一である。
左ヘッドランプ20Lは、左ロービームランプ21Lと左ハイビームランプ22Lとを備えている。右ヘッドランプ20Rは、右ロービームランプ21Rと右ハイビームランプ22Rとを備えている。以下、左ヘッドランプ20Lと右ヘッドランプ20Rとを区別する必要が無い場合には、両者をヘッドランプ20と総称する。また、左ロービームランプ21Lと右ロービームランプ21Rとを区別する必要が無い場合には、両者をロービームランプ21と総称し、左ハイビームランプ22Lと右ハイビームランプ22Rとを区別する必要が無い場合には、両者をハイビームランプ22と総称する。ロービームランプ21は、自車両に近いロービーム領域を照射し、ハイビームランプ22は、自車両から遠方に離れたハイビーム領域を照射する。ロービームランプ21およびハイビームランプ22は、照明ECU10に接続され、照明ECU10によってそれぞれ点灯制御される。
このヘッドランプ20は、ロービームランプ21とハイビームランプ22とのうち、ハイビームランプ22に関して、可変配光式、つまり、配光制御が可能となっている。ロービームランプ21については、配光特性は、固定されている。
ハイビームランプ22は、複数のLED光源(発光ダイオード)23を横一列に並べて構成される。LED光源23の配置については任意に設定することができ、例えば、複数列にてLED光源23を並べるように構成されていてもよい。また、ハイビームランプ22を構成するLED光源23の数についても任意に設定することができる。以下、LED光源23を、単に、LED23と呼ぶ。
ハイビームランプ22を構成する複数のLED23は、それぞれ独立して照明ECU10に接続され、照明ECU10によって選択的に点灯される。また、各LED23は、照明ECU10によって通電される電流が個々に調整されることによって、照射量(光量)がそれぞれ制御可能となっている。各LED23は、それぞれの照射方向が互いに異なるように決められており、全てのLED23が点灯されることによってハイビームランプ22の全体照射領域に光を照射することができる。つまり、ハイビームランプ22の全体照射領域は、車幅方向(左右方向)に複数に(LED23の数だけ)分割され、この分割された領域であるハイビーム分割領域の個々が、それぞれのLED23の担当する照射領域とされる。
従って、任意のLED23についてのみ点灯させることによって、その点灯したLED23の照射領域(ハイビーム分割領域)のみに光を照射することができる。また、全てのLED23の通電量を調整することによって、ハイビームランプ22の全体照射領域における照射量を増減調整することができる。また、任意のLED23の通電量を調整することによって、ハイビームランプ22の任意の照射領域(ハイビーム分割領域)における照射量を増減調整することができる。
カメラ装置30は、フロントガラスの車室側から自車両の前方を撮影できる位置に設けられる。カメラ装置30は、カメラ31および画像処理部32を備えている。カメラ31は、自車両の前方の風景を所定のフレームレートで撮像し、撮像して得られたカメラ画像(フレーム画像)を画像処理部32に送信する。画像処理部32は、カメラ31から送信されたカメラ画像に基づいて、自車両の前方に存在する物体を検知し(認識し)、検知した物体に関する情報を所定の周期で照明ECU10に供給する。
例えば、画像処理部32は、カメラ画像に基づいて、先行車両のテールライト、および、対向車両のヘッドライトを検知することにより点灯中の先行車両および対向車両(他車両と呼ぶ)の存在を認識する。また、画像処理部32は、カメラ画像に基づいて、道路標識および看板など(以下、標示板と呼ぶ)を検知する。こうした標示板は、自車両のヘッドランプ20の照射光を反射する面を有しているため画像上における輝度値が高く、その存在を容易に認識することができる。また、工事用の誘導灯などの自発光体も輝度値が高いため検知される。
また、画像処理部32は、カメラ画像に基づいて、自車両が走行している道路(自車道路)の左右の境界線を検知する。例えば、自車道路の境界線は、白線によって検知される。尚、白線に加えて、縁石、ガードレールなども境界線検知に利用される。
画像処理部32は、自車両の前方に存在する物体に関する位置情報、および、輝度情報を所定の周期で照明ECU10に供給する。位置情報は、極座標によって表される。また、画像処理部32は、自車道路の左右の境界に関する位置情報を所定の周期で照明ECU10に供給する。また、画像処理部32は、カメラ画像に基づいて、自車両の前方の明るさを認識し、明るさに関する情報を所定の周期で照明ECU10に供給する。
車速センサ40は、自車両の車速(車体速度)を検知し、検知した車速を表す車速信号を所定の周期で照明ECU10に供給する。
スイッチユニット50は、ヘッドランプ20の点灯/消灯を切り替える点灯スイッチ、ヘッドランプ20の配光パターン(ハイビームまたはロービーム)を選択するHi/Lo切替スイッチ、自動ハイビーム制御を実施するか否かについて選択する自動ハイビーム制御選択スイッチ、アダプティブハイビーム制御を実施するか否かについて選択するアダプティブハイビーム制御選択スイッチ、および、反射光グレア抑制制御を実施するか否かについて選択する反射光グレア抑制制御選択スイッチを備えている。
スイッチユニット50は、ドライバーの設定操作によって設定された情報を照明ECU10に供給する。尚、これらのスイッチは、必ずしも、スイッチユニット50に一体的に設けられる必要は無く、複数に分割されていてもよく、また、図示しないタッチパネルの操作によって選択設定される構成であってもよい。また、点灯スイッチについては、自車両の周囲の照度を検知する照度センサの信号を用いた自動切替スイッチであってもよい。
次に、照明ECU10が実施する配光制御について説明する。照明ECU10は、自動ハイビーム制御選択スイッチによって自動ハイビーム制御の実施が選択されている場合には、自動ハイビーム制御を実施する。自動ハイビーム制御は、一般に、AHB(Automatic High Beam)と呼ばれる公知の配光制御であって、ヘッドランプ20の点灯中に、配光パターンを自動で切り替える制御である。照明ECU10は、自動ハイビーム制御を実施している間、車速センサ40によって検知される車速と、カメラ装置30から供給される情報(他車両情報、および、明るさ情報)とに基づいて、ハイビーム配光条件が成立するか否かを判定し、ハイビーム配光条件が成立する場合には、配光パターンをハイビームに設定し、ハイビーム配光条件が成立しない場合には、配光パターンをロービームに設定する。
配光パターンがハイビームに設定された場合には、ハイビームランプ22とロービームランプ21との両方が点灯され、配光パターンがロービームに設定された場合には、ハイビームランプ22が消灯されロービームランプ21のみが点灯される。ヘッドランプ20の点灯中においては、ロービームランプ21は、常時、点灯状態とされる。このため、自動ハイビーム制御中では、ハイビームランプ22の点灯/消灯が制御される。
照明ECU10は、アダプティブハイビーム制御選択スイッチによってアダプティブハイビーム制御の実施が選択されている場合には、アダプティブハイビーム制御を実施する。照明ECU10は、アダプティブハイビーム制御を実施している間、車速センサ40によって検知される車速と、カメラ装置30から供給される情報(他車両情報、および、明るさ情報)とに基づいて、ハイビームランプ22の配光を制御する。
ヘッドランプ20の点灯中においては、ロービームランプ21は、常時、点灯状態とされる。このため、アダプティブハイビーム制御においては、ハイビームランプ22を構成する各LED23の光量が個々に制御される。照明ECU10は、アダプティブハイビーム制御の実施中においては、車速が所定速度以上であり、かつ、前方の明るさが所定値以下である場合、基本的には配光パターンをハイビームとするが、自車両の前方の状況に応じて、そのハイビームに対して減光調整された配光パターンを設定する。
例えば、照明ECU10は、カメラ装置30によってランプ点灯中の他車両(テールランプの点灯している先行車両およびヘッドランプの点灯している対向車両)が検知されている場合には、その他車両の存在する方向の照射領域を照射しないように、その照射領域への照射を担当するLED23を消灯させる。これにより、他車両のドライバーが眩惑しないようにすることができる。この場合、照射担当とされるLED23を完全に消灯させずに、その光量を減らすようにしてもよい。
<反射光グレア抑制制御>
照明ECU10は、反射光グレア抑制制御選択スイッチによって反射光グレア抑制制御の実施が選択されている場合には、反射光グレア抑制制御を実施する。照明ECU10は、反射光グレア抑制制御を実施している間、カメラ装置30から供給される情報に基づいて、ハイビームランプ22を構成する各LED23の光量を個々に制御する。従って、反射光グレア抑制制御は、配光パターンがハイビームに設定されている状況において実施される。
例えば、ヘッドランプ20の照射した光が標示板を反射し、その反射光によってドライバーが眩しさを感じるケースがある。標示板からの反射光の強さは、カメラ画像の輝度によって検知することができる。照明ECU10は、反射光グレア抑制制御を実施している間、検知された物体の位置情報および輝度情報を取得し、輝度が基準値を超える物体が検知されている場合には、その物体への照射光量を減らす。従って、輝度が基準値を超える物体が、減光対象物体とされる。この輝度情報は、例えば、カメラ画像における各素子の輝度(cd/m)を表す情報である。
この場合、照明ECU10は、減光対象物体への照射を担当するLED23への通電量を減らしてLED23の出力を下げる。これにより、減光対象物体への照射光量が減らされ、減光対象物体からの反射光の強度が弱められる。従って、ドライバーが感じる眩しさを低減することができる。例えば、遠方で検知された物体が自車両に接近するにつれて、物体からの反射光の強度が増加する。その過程で、物体の輝度が基準値を超えると、その物体が減光対象物体とされ、その減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量が減らされる。
本実施形態においては、上限値と下限値との範囲で表される基準範囲が設定される。この上限値は、それ以上に輝度が高くなるとドライバーにとって眩しさが感じられる閾値であり、下限値は、それ以上に輝度が低くなるとドライバーにとって暗くて見えにくいと感じられる閾値である。反射光グレア抑制制御が実施されると、物体の輝度が基準範囲の上限値を超えている場合には、その物体(減光対象物体)の存在する照射領域への光の照射量が減らされ、減光によって物体の輝度が基準範囲の下限値を下回っている場合には、減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量が増加される。
検知された物体の輝度が同じであっても、その物体が検知されている位置によって、ドライバーの感じる眩しさが異なる。つまり、ドライバーは、検知された物体の輝度が同じであっても、自身が注視しているエリア(注視エリアと呼ぶ)内に存在する物体のほうが、注視エリア外に存在する物体よりも眩しく感じる。このため、物体の位置に関係なく基準範囲を固定してしまうと、適切な光量制御を実施できない。つまり、減光を開始するタイミング、および、増光を開始するタイミングを適切に設定できなくなる。
そこで、本実施形態の反射光グレア抑制制御においては、注視エリア内に存在している物体と、注視エリア外に存在している物体とで、それぞれ別々に基準範囲が設定されている。そのようにするためには、カメラ画像における注視エリアを推定する必要がある。
照明ECU10は、注視エリアを推定するにあたって、図7(a)に示すように、カメラ画像内において自車線LSが消失する点、つまり、路面消失点Xを演算する。図中、符号WLは白線を表し、符号BLは縁石を表す。この路面消失点の演算方法は、種々知られており、例えば、特開平8−159716号に示されている方法を採用することができる。尚、機械学習(例えば、深層学習)によって学習された情報を使って自車線LSの路面領域を認識し、その認識された路面領域の形状に基づいて路面消失点を補正してもよい。
照明ECU10は、図7(b)に示すように、カメラ画像において、路面消失点Xから左境界角度θL(deg)だけ左方向に設けられる縦向きの境界である左境界ALと、路面消失点Xから右境界角度θR(deg)だけ右方向に設けられる縦向きの境界である右境界ARと、路面消失点Xから上境界角度θU(deg)だけ上方向に設けられる横向きの境界である上境界AUと、路面消失点Xから下境界角度θD(deg)だけ下方向に設けられる横向きの境界である下境界ADとから囲まれる領域を、注視エリアAに設定する。これらの、左境界角度θL、右境界角度θR、上境界角度θU、および、下境界角度θDは、実験やシミュレーション等に基づいて予め設定された定数である。例えば、左境界角度θLは右境界角度θRと同じ角度に設定され(θL=θR)、上境界角度θUは下境界角度θDよりも大きな角度に設定される(θU>θD)。
照明ECU10は、基準範囲の上限値Lmaxとして二通りの値(Lmax_inおよびLmax_out)を記憶しており、基準範囲の下限値Lminとして二通りの値(Lmin_inおよびLmin_out)を記憶している。基準範囲の上限値Lmaxは、検知された物体がカメラ画像の注視エリアA内に存在している場合には値Lmax_inに設定され(Lmax←Lmax_in)、検知された物体がカメラ画像の注視エリアA外に存在している場合には値Lmax_outに設定される(Lmax←Lmax_out)。基準範囲の下限値Lminは、検知された物体がカメラ画像の注視エリアA内に存在している場合には値Lmin_inに設定され(Lmin←Lmin_in)、検知された物体がカメラ画像の注視エリアA外に存在している場合には値Lmin_outに設定される(Lmin←Lmin_out)。
値Lmax_inは、値Lmax_outよりも小さな値に設定される。また、値Lmin_inは、値Lmin_outよりも小さな値に設定される。4つの値の大小関係は、図4に示すように、Lmax_out>Lmax_in>Lmin_out>Lmin_inである。
照明ECU10は、カメラ画像から検知される物体の輝度Lxが上限値Lmaxよりも大きい場合(Lx>Lmax)には、その物体の存在する照射領域への光の照射量を一定量ずつ減らす。この場合、照明ECU10は、その物体の存在する照射領域への照射を担当するLED23の目標出力P*を、通常の目標出力P0から一定量ずつ減らしていくことにより、そのLED23から照射される光量を徐々に減らす。これにより、物体からの反射光の強度が低下して、ドライバーの感じる眩しさが低減される。通常の目標出力P0は、例えば、ハイビーム用の目標出力である。このように、LED23の目標出力P*を通常の目標出力P0よりも低下させる制御を減光制御と呼ぶこともある。また、LED23の通常の目標出力P0をLED通常出力P0と呼ぶ。
減光制御の実施中においては、LED23の目標出力P*は、下限値Pminを下回らない範囲に制限される。
物体の輝度Lxが下限値Lminを下回った場合には、物体が暗くなって視認性が低下する。そこで、照明ECUは、LED23の目標出力P*がLED通常出力P0よりも減らされている場合、輝度Lxが下限値Lminを下回っているあいだ、そのLED23の目標出力P*を一定量ずつ増加させる。これにより、物体の明るさが戻されて、ドライバーの視認性が良好となる。
この場合、LED23の目標出力P*は、LED通常出力P0を超えない範囲に制限されて増加される。
<反射光グレア低減制御ルーチン>
次に、反射光グレア低減制御に係る具体的な処理について説明する。図2は、反射光グレア低減制御ルーチンを表す。照明ECU10は、所定の短い演算周期で反射光グレア低減制御ルーチンを繰り返し実施する。尚、反射光グレア低減制御ルーチンにおける処理は、照明ECU10とカメラ装置30の画像処理部32とが共同で行う処理も含まれているが、ここでは、照明ECU10の実施する処理として説明する。照明ECU10と画像処理部32とにおける処理分担は、任意に設定することができる。
反射光グレア低減制御ルーチンが開始されると、照明ECU10は、ステップS11において、カメラ画像を取得し、続く、ステップS12において、カメラ画像から物体を検知する。この検知される物体には、光を反射する物体に加えて自発光体も含まれるが、積極的にそれらを区別して自発光体を除く処理を行わなくてもよい。尚、他車両については、ヘッドライトおよびテールライトの明るさおよび形状、移動方向、移動量などに基づいて、他の物体と区別されて、検知対象物体から除外される。こうした判別にあたっては、機械学習(例えば、深層学習)によって得られた情報が用いられる。
続いて、照明ECU10は、ステップS13において、検知した物体が、前回制御対象の物体か否かを判定する。反射光グレア低減制御ルーチンは、所定の演算周期で繰り返し実施される。この「前回制御対象の物体」とは、1演算周期前の反射光グレア低減制御ルーチンにおいて、後述するLED光量制御(S20)が実施された物体を表す。
反射光グレア低減制御ルーチンの起動時においては、「No」と判定される。この場合、照明ECU10は、その処理をステップS14に進める。
照明ECU10は、ステップS14において、制御開始条件が成立するか否かについて判定する。この制御開始条件は、後述するLED光量制御(S20)の開始条件である。この制御開始条件は、以下のように設定されている。
開始条件1.カメラ画像における物体の位置が、予め設定した制御範囲(deg)内である。
開始条件2.カメラ画像における物体の面積が、予め設定した閾値(pixel)を上回っている。
開始条件1における制御範囲は、LED光量制御が可能な範囲であって、カメラの画角で決まるカメラ画像領域よりもやや狭い範囲(deg)に設定されている。
開始条件2における面積は、検知された物体の領域において、一定の輝度値(cd/m)以上となるピクセルの数で表される。以下、一定の輝度値(cd/m)以上となる領域を高輝度領域と呼ぶ。この一定の輝度値は、例えば、値Lmin_outよりも大きな値に設定されている。
制御開始条件は、開始条件1と開始条件2との両方が成立した場合に成立する。
照明ECU10は、ステップS14において、制御開始条件が成立しないと判定した場合は(物体を検知できなかった場合も含める)、反射光グレア低減制御ルーチンを一旦終了する。照明ECU10は、反射光グレア低減制御ルーチンを所定の演算周期で繰り返す。
照明ECU10は、こうした処理を繰り返して、制御開始条件が成立する物体が検知された場合(S14:Yes)、その処理をステップS16に進めて、路面消失点Xを演算し、この演算した路面消失点Xに基づいて注視エリアAを設定する。
続いて、照明ECU10は、ステップS17において、物体が注視エリアA内に位置するか否かについて判定する。例えば、照明ECU10は、物体の高輝度領域が注視エリアA内に入るか否かについて判定する。この場合、物体の高輝度領域の一部でも注視エリアA内に入っていれば、物体が注視エリアA内に位置していると判定されるようにしてもよいし、物体の高輝度領域の所定割合以上が注視エリアA内に入っていれば、物体が注視エリアA内に位置していると判定されるようにしてもよい。
物体が注視エリアA内に位置する場合(S17:Yes)、照明ECU10は、その処理をステップS18に進めて、基準範囲の上限値Lmaxを値Lmax_inに設定し、基準範囲の下限値Lminを値Lmin_inに設定する。逆に、物体が注視エリアA内に位置しない場合、つまり、物体が注視エリアA外に位置する場合(S17:No)、照明ECU10は、その処理をステップS19に進めて、基準範囲の上限値Lmaxを値Lmax_outに設定し、基準範囲の下限値Lminを値Lmin_outに設定する。以下、上記のように設定された基準範囲の上限値Lmaxを上限輝度Lmaxと呼び、基準範囲の下限値Lminを下限輝度Lminと呼ぶ。
照明ECU10は、上限輝度Lmaxおよび下限輝度Lminの値を設定すると、その処理をステップS20に進めて、LED光量制御を実施する。このLED光量制御は、検知されている物体の存在する照射領域への光照射を担当するLED23の出力を制御するによって、その物体への照射光量を調整する制御である。LED23の出力制御は、LED23に流す電流制御により実施される。
ステップS20のLED光量制御は、図3に示すサブルーチンに沿って実施される。このLED光量制御については、反射光グレア低減制御ルーチンの全体説明の後に説明する。
照明ECU10は、LED光量制御を実施すると、反射光グレア低減制御ルーチンを一旦終了する。照明ECU10は、反射光グレア低減制御ルーチンを所定の演算周期で繰り返す。照明ECU10は、LED光量制御が開始されている物体が検知されている場合(S13:Yes)、その処理をステップS15に進める。
照明ECU10は、ステップS15において、制御終了条件が成立するか否かについて判定する。この制御終了条件は、LED光量制御の終了条件である。この制御終了条件は、以下のように設定されている。
終了条件1.カメラ画像における物体の位置が、予め設定した制御範囲(deg)外である。
終了条件2.カメラ画像における物体の面積が、予め設定した閾値(pixel)を下回っている。
終了条件3.それまで検知されていた物体が検知されなくなった。
制御終了条件は、終了条件1〜終了条件3のうち一つでも成立した場合に成立する。
照明ECU10は、制御終了条件が成立していないと判定した場合(S15:No)、その処理をステップS16に進めて上述した処理を実施する。従って、注視エリアAが再計算され(S16)、その注視エリアAと物体との位置関係に基づいて、基準範囲の上限輝度Lmaxおよび下限輝度Lminの値が設定される(S17,S18,S19)。そして、設定された基準範囲に基づいて、LED光量制御が実施される。
こうした処理が繰り返されて、制御終了条件が成立すると、照明ECU10は、その処理をステップS30に進めてLED光量制御を終了する。従って、通常の配向制御(例えば、ハイビーム制御)に戻される。
尚、カメラ画像に検知される物体は、必ずしも一つではない。照明ECU10は、カメラ画像に複数の物体を検知した場合には、それぞれの物体毎に、ステップS13以降の処理を実施する。
次に、ステップS20のLED光量制御について説明する。
ステップS20のLED光量制御は、図3に示すサブルーチンに従って実施される。
LED光量制御が開始されると、照明ECU10は、ステップS21において、物体の検知輝度Lxを取得する。物体の検知輝度Lxは、物体の明るさを表す指標値であって、例えば、物体の高輝度領域における各ピクセルの輝度値の平均値である。
続いて、照明ECU10は、ステップS22において、物体の検知輝度Lxが上限輝度Lmaxを超えているか否かについて判定する。
物体の検知輝度Lxが上限輝度Lmaxを超えている場合(S22:Yes)、照明ECU10は、その処理をステップS23に進めて、現時点のLED目標出力P*から一定値ΔP(LED出力調整値ΔPと呼ぶ)を減算した値(P*−ΔP)がLED下限出力Pmin以上であるか否かを判定する。LED下限出力Pminは、LED23の予め設定された出力の下限値である。
現時点のLED目標出力P*からLED出力調整値ΔPを減算した値がLED下限出力Pmin以上であれば(S23:Yes)、照明ECU10は、その処理をステップS24に進めて、LED目標出力P*を、現時点のLED目標出力P*からLED出力調整値ΔPだけ減算した値に設定する(P*=P*−ΔP)。つまり、LED目標出力P*をLED出力調整値ΔPだけ小さくしても、LED目標出力P*がLED下限出力Pminを下回らない場合には、LED目標出力P*をLED出力調整値ΔPだけ小さくする。
照明ECU10は、ステップS24の処理を実施するとLED光量制御を終了して、その処理をメインルーチンである反射光グレア低減制御ルーチンに戻す。LED光量制御は、反射光グレア低減制御ルーチンに組み込まれている。従って、LED光量制御が終了する都度、反射光グレア低減制御ルーチンも一旦終了される。
照明ECU10は、反射光グレア低減制御ルーチンを所定の演算周期で繰り返し実施する。従って、その都度算出される基準範囲(上限輝度Lmax,下限輝度Lmin)に基づいてLED光量制御が実施される。
照明ECU10は、物体の検知輝度Lxが上限輝度Lmaxを超えている場合(S22:Yes)、LED目標出力P*をLED出力調整値ΔPだけ低減させる処理を繰り返す(S24)。そして、ステップS23において、現時点のLED目標出力P*からLED出力調整値ΔPだけ減算した値(P*−ΔP)がLED下限出力Pmin未満であると判定した場合、照明ECU10は、ステップS24の処理をスキップする。従って、LED目標出力P*は、物体の検知輝度Lxが上限輝度Lmaxを超えている場合には、LED下限出力Pminを下回らない範囲で低減される。
一方、物体の検知輝度Lxが上限輝度Lmaxを超えていない場合(S22:No)、照明ECU10は、その処理をステップS25に進める。照明ECU10は、ステップS25において、物体の検知輝度Lxが下限輝度Lminを下回っているか否かについて判定する。物体の検知輝度Lxが下限輝度Lminを下回っていなければ、照明ECU10は、LED光量制御を一旦終了する。従って、この場合は、LED23の出力は調整されない。
また、物体の検知輝度Lxが下限輝度Lminを下回っている場合(S25:Yes)、照明ECU10は、その処理をステップS26に進めて、現時点のLED目標出力P*に一定値ΔP(LED出力調整値ΔP)を加算した値(P*+ΔP)がLED通常出力P0以下であるか否かを判定する。
現時点のLED目標出力P*にLED出力調整値ΔPを加算した値がLED通常出力P0以下であれば、減光制御によってLED目標出力P*がLED通常出力P0よりも小さくなっている状況であって、かつ、LED目標出力P*をLED出力調整値ΔPだけ大きくしても、LED目標出力P*がLED通常出力P0を上回らない状況にある。この場合、照明ECU10は、その処理をステップS27に進めて、LED目標出力P*を、現時点のLED目標出力P*にLED出力調整値ΔPを加算した値に設定する(P*=P*+ΔP)。照明ECU10は、ステップS27の処理を実施すると、LED光量制御を一旦終了する。
例えば、減光制御が開始された後、標示板の自車両に対する相対的な向きが変化するなどして、検知輝度Lxが下限輝度Lminを下回ることが考えられる。この場合、LED23の出力が必要以上に下げられている状況であると言える。そこで、検知輝度Lxが下限輝度Lminを下回っている場合には、ステップS27において、物体への光照射量が増加するようにLED目標出力P*が調整される。
一方、現時点のLED目標出力P*にLED出力調整値ΔPを加算した値がLED通常出力P0を超える場合(S26:No)、照明ECU10は、ステップS27の処理をスキップする。従って、LED目標出力P*は、LED通常出力P0を超えない範囲で増加調整される。
照明ECU10は、検知された物体毎に、こうした処理を繰り返し、制御終了条件が成立するとLED光量制御を終了する(S30)。
以上説明した本実施形態に係る車両用前照灯制御装置によれば、ドライバーの注視エリアAが推定され、この注視エリアA内に検知されている物体については、注視エリアA外に検知されている物体に比べて、基準範囲(上限輝度Lmax,下限輝度Lmin)が低く設定される。そして、物体の検知輝度Lxが上限輝度Lmaxを超えると、その物体の存在する照射領域への照射を担当するLED23のLED目標出力P*が低減されて、物体からの反射光の強度が弱められる。
これにより、注視エリアA内に物体が検知されている場合には、注視エリアA外に物体が検知されている場合に比べて、その物体の存在する照射領域への光の照射量を低減するタイミングが早められ、ドライバーが眩しいと感じる時間を短くすることができる。また、注視エリアA外に物体が検知されている場合には、注視エリアA内に物体が検知されている場合に比べて、その物体の存在する照射領域への光の照射量を低減するタイミングが遅らされるため、必要以上に減光されないようにすることができる。これにより、ドライバーが、その物体を視認しづらいと感じないようにすることができる。これらの結果、本実施形態によれば、適正な防眩性能が得られる。
例えば、図4の実線波形は、自車両が物体を通り過ぎるときの自車両のヘッドランプ20の照射による物体の輝度の変化を表す(LED光量制御は実施していない)。物体が注視エリアA内に検知されている場合には、時刻t1で減光制御(LED光量制御)が開始され、物体が注視エリアA外に検知されている場合には、時刻t2で減光制御が開始される。従って、それらの減光制御の開始タイミングを適正に設定することができる。
また、減光制御の実施によって物体の検知輝度Lxが下限輝度Lminを下回った場合には、LED目標出力P*は、LED通常出力P0を超えない範囲で増加調整される。これにより照射光量が増加し、ドライバーが、その物体を視認しづらいと感じないようにすることができる。この場合の下限輝度Lminについても、上限輝度Lmaxと同様に、物体が注視エリアA内に検知されている場合には、物体が注視エリアA外に検知されている場合に比べて低く設定されているため、増光開始タイミングを適正に設定することができる。
また、注視エリアAは、路面消失点Xに基づいて算出される。ドライバーは、運転中に自車両の進行方向の遠方を注視していると考えられるため、本実施形態においては自車線の遠方位置、つまり、自車線の路面消失点X付近を注視しているとみなしている。そして、この路面消失点Xを中心として、上下左右に所定角度以内となる範囲が注視エリアAに設定される。従って、注視エリアAを適正に設定することができる。
以上、本実施形態に係る車両用前照灯制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、各LED23の通電量を調整することによって配光パターンを制御するが、それに代えて、各LED23に可動式遮光部材を設けて、遮光部材の作動によって各LED23から照射される光を遮る程度を調整して配光パターンを制御する構成であってもよい。また、ハイビームランプの光源は、LEDに限るものでは無く、他の光源を使用することもできる。
例えば、本実施形態においては、検知輝度Lxは、物体の高輝度領域における各ピクセルの輝度値の平均値としているが、それに代えて、物体の高輝度領域における各ピクセルの輝度値の合計値などを採用することもできる。
例えば、本実施形態においては、上限輝度Lmaxと下限輝度Lminとの範囲である基準範囲が設定され、検知輝度Lxが基準範囲内に収まるようにLED目標出力P*が調整されるが、それに代えて、上限輝度Lmaxだけが設定され(下限輝度Lminは設定されない)、検知輝度Lxが上限輝度Lmaxを上回る場合にのみLED目標出力P*が調整される構成であってもよい。
例えば、本実施形態においては、カメラ画像から算出される路面消失点Xに基づいて注視エリアを推定するが、それに代えて、ドライバーの顔を撮像するドライバーモニタカメラを設け、このドライバーモニタカメラによって撮像され画像に基づいてドライバーの視線の向いている方向を特定し、その特定された方向から注視エリアを推定するようにしてもよい。
例えば、本実施形態においては、注視エリアAは、路面消失点Xを中心として上下左右に一定角度範囲に設定されるが、路面形状等に応じて、路面消失点Xを中心とした角度範囲が可変される構成であってもよい。例えば、路面消失点Xを中心とした範囲を左右対称に固定せず、路面消失点Xの右側範囲を左側範囲よりも大きく設定したり(θR>θL)、逆に、路面消失点Xの左側範囲を右側範囲よりも大きく設定したり(θL>θR)してもよい。また、自車線の勾配(登り勾配、下り勾配)等に応じて、路面消失点Xの上側範囲と下側範囲との配分比を変更してもよい。
例えば、本実施形態においては、ステップS12において検知される物体は、誘導灯などの自発光体が含まれるが、機械学習等によって自発光体と非自発光体とを区別して認識し、検知対象とする物体から自発光体を除外するようにしてもよい。
1…車両用前照灯制御装置、10…照明ECU、20…ヘッドランプ、21…ロービームランプ、22…ハイビームランプ、23…LED光源、30…カメラ装置、31…カメラ、32…画像処理部、40…車速センサ、50…スイッチユニット、A…注視エリア、Lx…検知輝度、Lmax…上限輝度、Lmin…下限輝度、Oa,Ob…物体、P*…LED目標出力、Pmin…LED下限出力、P0…LED通常出力、ΔP…LED出力調整値、X…路面消失点。

Claims (3)

  1. 自車両の前方に光を照射し、光の照射範囲を区分した照射領域ごとに光の照射量を調整可能な前照灯と、
    前記自車両の前方を撮像する撮像手段と、
    前記前照灯によって光が照射されている状況での前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて、前記自車両の前方に検知される物体の明るさを表す指標値を取得する指標値取得手段と、
    前記指標値が基準値よりも高い物体である減光対象物体が検知された場合に、前記減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量を減らすように前記前照灯の配光を制御する配光制御手段と
    を備えた車両用前照灯制御装置において、
    ドライバーの注視エリアを推定する注視エリア推定手段と、
    前記注視エリア内に検知されている物体については、前記基準値を第1基準値に設定して、前記指標値が前記第1基準値より高い物体を前記減光対象物体とし、前記注視エリア外に検知されている物体については、前記基準値を前記第1基準値よりも大きな第2基準値に設定して、前記指標値が前記第2基準値より高い物体を前記減光対象物体とする基準値可変手段と
    を備えた車両用前照灯制御装置。
  2. 請求項1記載の車両用前照灯制御装置において、
    前記注視エリア推定手段は、前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて、前記自車両の走行する道路の路面消失点を取得し、前記路面消失点に基づいて前記注視エリアを推定するように構成された、車両用前照灯制御装置。
  3. 請求項1または2記載の車両用前照灯制御装置において、
    前記配光制御手段は、
    前記指標値が前記基準値である基準範囲の上限値よりも高い場合に、前記減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量を減らす減光手段と、
    前記減光手段によって前記減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量が減らされている状況で前記指標値が基準範囲の下限値よりも低くなった場合に、前記減光対象物体の存在する照射領域への光の照射量を増やす増光手段と
    を備えた車両用前照灯制御装置。
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