JP3829460B2 - 自動車用ヘッドライトの配光制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ヘッドライトの光軸角を制御することで配光制御を行なう装置に関し、特に走行路の輝度分布に着目してヘッドライトの光軸を変化させる、自動車用ヘッドライトの配光制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用ヘッドライトはハイビームとロービームとの切替が可能に構成されており、このハイビーム／ロービームの切替によりドライバは道路状況に応じてヘッドライトの光軸角を選択できるようになっている。
ところが、このハイビーム／ロービームの切替は、縦方向の光軸角の切替のみを行なうものであり、横方向の光軸角については変化させることはなく、ヘッドライトの光軸は常に車両中心線方向に固定されている。このため、カーブ路等のように、車両が目指す前方道路方向と車両中心線とがずれる場合は、車両の進行しようとする前方の道路面を有効に照らすことができない。また、縦方向の光軸角についても、ハイビーム／ロービームの２段階の調整しか行なうことができず、状況に応じてより細かな光軸角の調整が望まれる。一方、光軸角の調整が細かくできるようになる程、手動による操作は煩わしく、また有効に利用することが難しい。
【０００３】
そこで、このような要望や課題に対応するため、従来より、自動車用ヘッドライトの配光制御に関する様々な提案がなされている。特に、横方向の配光制御を行なう技術としては、特開平６−２０６４９１号公報において、カーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御する技術が開示されている。この技術では、角速度センサと車速センサとを用いて車両の旋回時の回転角速度と車速とを検出し、これらの検出値に基づいて算出されるカーブ半径に応じてヘッドライトの横方向の光軸角を変化させるものである。
【０００４】
また、特開平７−２３２５８９号公報に開示されている技術は、同様にカーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御するものであるが、この技術では、加速度センサと車速センサとを用いて車両の横方向の加速度と車速とを検出し、これらの検出値に基づいて算出されるカーブ半径に応じて横方向の光軸角を変化させるようになっている。
【０００５】
また、縦方向の配光制御を行なうものとしては、特開平１−２７８８４８号公報に開示された装置がある。この装置では、先行車までの距離に応じて光軸の縦方向角度を制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、走行車線は自車両のヘッドランプからの光のみならず、他の車両のヘッドランプからの光や、街路灯からの光等によっても照射されており、時には、これらの自車両のヘッドランプ以外の光によって、走行車線が明るく照らされている場合がある。走行車線が既に十分な照度を有している場合、さらにその上を自車両のヘッドランプで照らすことは効率が悪い。
【０００７】
このような場合、十分な照度を有している場所をさらに照らすのではなく、逆に、相対的に照度が低い場所を照らすことができれば、広範囲を効率よく均一に照らすことができ、ドライバは良好な視認性を確保することができる。
そこで、街路灯等の周辺光源からの照度を考慮して効率よく走行車線を照射できるようヘッドライトの光軸角を制御することも考えられる。
【０００８】
なお、車両前方の走行車線の照度分布に応じてヘッドライトの配光を制御するものとしては、特開平４−６６３４３号公報に開示された技術がある。しかしながら、この技術は対向車からの照射による前方障害物の蒸発現象を防止するため、自車両のヘッドライトの配光を変更しようとするものであり、上記課題の解決手段となるものではない。
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、街路灯等のヘッドライト以外の周辺光源からの照度を考慮して効率よく走行車線を照射できるようにした、自動車用ヘッドライトの配光制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項１）は、ヘッドライトの光軸角を光軸アクチュエータを介して調整する自動車用ヘッドライトの配光制御装置であって、走行路の道路曲率を算出する道路曲率算出手段と、該道路曲率算出手段で算出された該道路曲率に基づいて該ヘッドライトの光軸角目標値を算出する光軸角目標値算出手段と、該光軸角目標値算出手段で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトで照射する自車両前方の該走行路の目標輝度分布を算出し、目標輝度分布マップを作成する目標輝度分布算出手段と、該走行路の実際の輝度分布を検出し、実輝度分布マップを作成する実輝度分布検出手段と、前回の制御周期で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布のヘッドライト対応輝度分布マップを作成するとともに、該実輝度分布マップと該ヘッドライト対応輝度分布マップとの輝度差を算出し、該輝度差をその輝度分布とする補正用輝度分布マップを作成する補正用輝度分布算出手段と、該補正用輝度分布マップの輝度中心から該目標輝度分布マップの輝度中心に向かうベクトルを算出し、該ベクトルの方向に該ヘッドライトの光軸が補正されるように、該補正用輝度分布マップの輝度総和に基づき該光軸角目標値の補正量を設定する輝度分布対応補正手段と、該ヘッドライトの光軸角が、該光軸角目標値算出手段で算出された該光軸角目標値及び該輝度分布対応補正手段で設定された該補正量の和と等しくなるように、該光軸アクチュエータを制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
これにより、街路灯等のヘッドライト以外の光源からの照度を考慮して効率よく走行車線を照らすことが可能となる。
なお、該輝度分布対応補正手段は、該補正用輝度分布マップの輝度の総和が大きいほど、該補正量を大きくすることが好ましい（請求項２）。
また、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項３）は、ヘッドライトの光軸角を光軸アクチュエータを介して調整する自動車用ヘッドライトの配光制御装置であって、走行路の道路曲率を算出する道路曲率算出手段と、該道路曲率算出手段で算出された該道路曲率に基づいて該ヘッドライトの光軸角目標値を算出する光軸角目標値算出手段と、該光軸角目標値算出手段で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトで照射する自車両前方の該走行路の目標輝度分布を算出し、目標輝度分布マップを作成する目標輝度分布算出手段と、該走行路の実際の輝度分布を検出し、実輝度分布マップを作成する実輝度分布検出手段と、前回の制御周期で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布のヘッドライト対応輝度分布マップを作成するとともに、該実輝度分布マップと該ヘッドライト対応輝度分布マップとの輝度差を算出し、該輝度差をその輝度分布とする補正用輝度分布マップを作成する補正用輝度分布算出手段と、該実輝度分布マップの輝度の総和と該目標輝度分布マップの輝度の総和との比を算出し、該目標輝度分布マップの輝度分布へ該比を乗算して、補正目標輝度分布マップを作成する補正目標輝度分布算出手段と、該補正用輝度分布マップと該補正目標輝度分布マップとの輝度差を算出して、該輝度差をその輝度分布とする輝度分布マップを作成し、該輝度分布マップの輝度中心を今回の制御周期における光軸角目標値に設定する輝度分布対応補正手段と、該ヘッドライトの光軸角が、該輝度分布対応補正手段で設定された該今回の制御周期における光軸角目標値と等しくなるように、該光軸アクチュエータを制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
なお、該補正目標輝度分布算出手段は、該実輝度分布マップと該目標輝度分布マップとの画素の解像度が異なる場合には、該実輝度分布マップ及び該目標輝度分布マップの輝度総和の算出において画素の面積に応じた重み付けを行うことが好ましい（請求項４）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図８は本発明の第１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置を示すものである。
本配光制御装置は、図１に示すように、走行レーン（走行車線）に対する自車両の位置を認識するために、車両の前方の道路状態を撮像する撮像手段としてのカメラ２と、カメラ２からの画像情報を適宜処理して前方道路上の左右の白線位置を認識する画像情報処理手段３と、この画像情報処理手段３による白線位置画像情報から車両の走行レーンの道路曲率ρを算出する道路曲率算出手段４Ａとをそなえている。なお、道路曲率算出手段４Ａは、自車両に対する走行レーン（走行車線）の相対位置を推定する走行レーン推定手段４内の機能要素としてそなえられている。
【００１３】
また、本配光制御装置は、道路曲率を算出する手段として、白線位置画像情報に基づいて算出する道路曲率算出手段４Ａの他に、車両の横加速度Ｇと車速Ｖとに基づいて道路曲率（推定道路曲率ρ′）を算出する代用道路曲率算出手段２５をそなえており、さらに、自車両に対する先行車両の相対位置を認識するために、自車両の前方の先行車両の存在を検出する検出手段としてのレーダ（先行車両検出手段）２６と、レーダ２６からのレーダ情報を適宜処理して自車両に対する先行車両の相対位置、即ち、自車両と先行車両との距離ＬF と自車両中心線に対する先行車両の偏角θF とを算出する先行車両位置算出手段２７とをそなえている。
【００１４】
さらに、本配光制御装置は、算出された道路曲率ρ又は推定道路曲率ρ′と、自車両に対する先行車両の位置情報とに基づいて、縦方向光軸角目標値θ1 及び横方向光軸角目標値θ2 を算出する光軸角目標値算出手段５と、ヘッドライト９の光軸を動かす光軸アクチュエータ８と、ヘッドライト９の光軸角がこの光軸角目標値算出手段５で算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 に等しくなるように光軸アクチュエータ８を制御する制御手段（コントローラ）７とをそなえている。
【００１５】
また、光軸角目標値算出手段５における光軸角目標値θ1 ，θ2 の算出に街路灯等の周辺光源による走行車線の照度情報をフィードバックすべく、実際の走行車線の照度、即ち輝度分布を検出する実輝度分布検出手段３Ａと、ヘッドライト９による走行車線の輝度分布を算出する目標輝度分布算出手段５Ｃと、これらの輝度分布を比較する比較処理手段２９とをそなえている。なお、実輝度分布検出手段３Ａは画像情報処理手段３の機能要素であり、目標輝度分布算出手段５Ｃは光軸角目標値算出手段５の機能要素である。
【００１６】
なお、画像情報処理手段３，走行レーン推定手段４，代用道路曲率算出手段２５，先行車両位置算出手段２７，目標輝度分布算出手段２８，比較処理手段２９，光軸角目標値算出手段５，コントローラ７は、ＣＰＵ，入出力インタフェース，ＲＯＭ，ＲＡＭ等をそなえてなる電子制御ユニットとして構成される。
まず、走行レーンの道路曲率ρの算出について説明する。
【００１７】
画像情報処理手段３では、まず、図２に示すように、カメラ２からの原画像３Ａを取り込み、この原画像３Ａから道路白線を抽出して、抽出した道路白線の画像を、鉛直上方から見たような平面視画像３Ｂに変換する。ここで、白線１２Ｌ，１２Ｒの認識について図３を参照しながら説明する。なお、ここでは、走行レーン左端の路側線としての白線１２Ｌの認識について説明するが、走行レーン右端の白線１２Ｒを基準とする場合についても同様であるため、左端の白線１２Ｌについては単に白線１２と称することにする。
【００１８】
画像情報認識手段３では、図３（ａ）に示すように、車両にそなえられたカメラ２により平地において車両前方の範囲の白黒画像情報を取り込み、この画像情報から画面上で縦方向の画像を一部省略する。そして、この画面上で等間隔になるような複数の水平線１１を設定する。
この白黒画像情報の取り込みは、微小な制御周期毎に更新されるようになっており、図３（ｂ）に示すように、それぞれの水平線１１上において前回の画面での白線位置の左右の所要の範囲〔ここでは、左右５０画素（ｄｏｔ）〕を白線探査エリア（処理対象領域）１０として設定する。また、初回の画面は、直線路における白線位置を前回の画面データとして利用する。
【００１９】
そして、図３（ｃ）に示すように、各水平線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図中の符号１４はガードレールである。
ところで、通常の路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、白線１２は通常の路面に比較して輝度が非常に高いので、このように道路の明度を微分すると、通常の路面から白線１２への境界点で輝度変化がプラス、白線１２から通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるような微分データが得られる。このような微分データの一例を図３（ｄ）に示す。
【００２０】
そして、各水平線１１のデータそれぞれについて、微分値のピークが左からプラス，マイナスの順に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線１２として妥当と思われる程度（プラスのピークからマイナスのピークまでの間隔が例えば３０ｄｏｔ以内）に納まっている組み合わせを白線候補として抽出し、通常は、図３（ｅ）に示すように、その中点Ｍを白線候補点１５として保存する。
【００２１】
そして、これらの白線候補点１５のうち、画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両が左側通行の場合、探索エリア１０の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、この通常の道路面に最も近い白線候補点１５が白線１２と判断できる。したがって白線１２よりもさらに左側に、ノイズの原因となる物体（例えばガードレール１４等）が存在する場合であっても、カメラ２により撮像された画像情報から白線１２を確実に認識することができる。
【００２２】
そして、図３（ｆ）に示すように、最後に各水平線データにおける白線候補点１５の上下方向の連続性を画面の下方から順次検証していく。
まず、事前に前画面での白線１２の上下端間の傾きを計算しておく。そして、最下点１５Ａを白線１２とすると、一本だけ上の水平線１１上の候補点１５Ｂが、前回の白線１２の傾き分±５０ｄｏｔの範囲内（誤差範囲内）に入っているかを検証する。
【００２３】
候補点１５Ｂがこの範囲内に入っていればこれを白線とし、入っていないときは候補点１５Ｂは却下されて、上述の傾きから補間計算した座標が白線位置としてみなされる。そして、この検出を各水平線について同様の作業を行なうことにより、連続した白線１２を認識することができるのである。
このような白線認識の作業は、所要の周期で継続して行なわれ、その都度白線１２の認識が更新されるようになっている。
【００２４】
走行レーン右端の路側線としての白線１２Ｒの認識についても、これと同様に行なわれる。
ところで、上述のように誤差範囲内に収まらない候補点１５が存在する場合でも、前画面での白線１２の上下端間の傾きから補間計算することにより白線１２を認識できるようになってはいるが、画面上の候補点１５の多数が誤差範囲内に収まらずに却下されるような場合は、有効に路面上の白線を認識できているとは言えず、このような白線１２に基づいては正確な制御は期待できない。そこで、画像情報処理手段３では、一定数以上の候補点１５が却下された場合は、白線認識が不調であるとして認識ロスト信号を光軸角目標値算出手段５に出力するようになっている。ただし、左右の白線１２Ｌ，１２Ｒの何れか一方が有効に認識できている場合は、その有効に認識されている白線１２に基づいて制御が行なえるため、認識ロスト信号は出力しない。
【００２５】
なお、画像情報処理手段３では、車両前方の道路白線の認識処理を行なうとともに、カメラ２により取り込まれた車両前方の白黒画像情報に基づいて車両前方の道路上の所定範囲における輝度分布を検出するようになっている。この輝度分布の検出は画像情報処理手段３の機能要素である実輝度分布検出手段３Ａが行ない、検出した輝度分布は、２次元の平面マップ、即ち、カメラ２により取り込まれた画像における縦横に配置された各画素毎の輝度マップ（以下、実輝度分布マップという）として得られるようになっている。実輝度分布検出手段３Ａは作成した実輝度分布マップを後述の比較処理手段２９へ入力するようになっている。
【００２６】
走行レーン推定手段４では、上述のように各認識周期で認識された原画像３Ａ上の白線１２Ｒ，１２Ｌを平面視画像３Ｂに変換して、走行レーン左端の白線１２Ｌから推定しうる道路中心線ＬＣL と走行レーン右端の白線１２Ｒから推定しうる道路中心線ＬＣR とに基づいて、道路中心線ＬＣの推定を行なうようになっている。そして、この道路中心線ＬＣに基づいて、道路曲率算出手段４Ａにより車両前方の走行レーンの道路曲率ρを算出するようになっている。
【００２７】
道路曲率算出手段４Ａでは、図４（ａ）に示すように、曲率の異なる複数の照合用円弧パターン３０が記憶されており、これらの照合用円弧パターン３０を平面視画像３Ｂ上の道路中心線ＬＣに重ね合わせて一致するか否か照合するようになっている。
照合方法としては、例えば、曲率が０の円弧パターン（即ち、直線）から順に平面視画像３Ｂ上の道路中心線ＬＣに重ね合わせていく。そして、図４（ｂ）に示すように、例えば、最小二乗法を用いて、画面の下方から順に水平線１１上における照合用円弧パターン３０と道路中心線ＬＣとの間の距離（２点間のドット数）を二乗して積算していき、最上方の水平線１１まで積算された所でその積算値を前回照合を行なった照合用円弧パターン３０における積算値と比較する。
【００２８】
このとき、今回の照合用円弧パターン３０における積算値の方が小さい場合は、再び次の照合用円弧パターン３０との照合を行なうようになっている。一方、今回の照合用円弧パターン３０における積算値の方が大きい場合は、前回の照合用円弧パターン３０が道路中心線ＬＣと一致する円弧パターンと見なして、この円弧パターンの曲率を道路曲率ρとするようになっている。
【００２９】
横ずれ量算出手段４Ｂ，ヨー角算出手段４Ｃでは、道路中心線ＬＣの画像情報とこの道路中心線ＬＣに対する自車両の位置情報とに基づいて、それぞれ横ずれ量ΔＹ，ヨー角βを算出するようになっている。
つまり、横ずれ量算出手段４Ｂは、図５に示すように、車両１に最も近い道路中心線ＬＣ上の地点である第１検出点（ＬＣ１）と自車両中心線との横方向距離（道路幅方向、即ちカメラ画像の横方向の距離）を横ずれ量ΔＹとして算出し、また、ヨー角算出手段４Ｃは、道路中心線ＬＣの第１検出点（ＬＣ１）における接線と自車両中心線とがなす角をヨー角βとして算出するようになっている。
【００３０】
一方、代用道路曲率算出手段２５では、次のようにして推定道路曲率ρ′を算出するようになっている。
つまり、車両に作用する遠心力に基づく横加速度をＧとし、その時の車両の速高速度の大きさをＶとすると、現在、走行中の道路部分の推定道路曲率ρ′は次式で算出される。
【００３１】
ρ′＝Ｇ／Ｖ2 ・・・・・・・・・・・・・（１）
そこで、代用道路曲率算出手段２５では、横加速度Ｇを横加速度センサ（横加速度検出手段）２１により検出し、車速センサ（走行速度検出手段）２０により車速（走行速度）Ｖを検出して、これらの検出値をもとに（１）式より推定道路曲率ρ′を算出するようになっている。
【００３２】
次に、先行車両位置算出手段２７における先行車両位置の算出について説明すると、先行車両位置算出手段２７では、レーダ２６による検出情報に基づいて、自車両前方の先行車両位置を検出するようになっている。
このレーダ２６は車両の前面に方向を少しずつ左右にずらして複数個そなえられており、各レーダ２６より指向性の高いエネルギ（例えば、レーザ，マイクロ波，超音波等）が車両前方に向かって常時所定の周期で発信及び受信されるようになっている。先行車両位置算出手段２７は、レーダ２６におけるエネルギの発信から先行車両からの反射エネルギの受信までの時間に基づいて自車両と先行車両との距離ＬF を測定するとともに、反射エネルギを受信したレーダ２６の方向に基づいて自車両中心線に対する先行車両の偏角θF を測定するようになっている。
【００３３】
光軸角目標値算出手段５では、まず、上述のようにして算出される走行レーンの道路曲率ρ又は推定道路曲率ρ′及び先行車両の距離ＬF ，偏角θF に基づいて縦方向光軸角目標値θ1 ，横方向光軸角目標値θ2 を算出する。
即ち、光軸角目標値算出手段５は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、自車両（原点）からの距離Ｌと自車両中心線（縦軸）に対する偏角θとで表される極座標系からなるマップを有しており、このマップにより光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。つまり、このマップ上に任意の点を取ったとき、その点の縦軸に対する偏角θが横方向の光軸角目標値θ2 となり、また、その点と原点との距離Ｌがヘッドライト９の照射距離ＬH となる。そして、照射距離ＬH はヘッドライト９の地上高と縦方向の光軸角θ1 とで決まるため、このマップ上に照射目標点を取ることにより光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定できるようになっている。例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示す同心円弧に沿って照射目標点を取ると、縦方向の光軸角θ1 を一定にしたまま横方向の光軸角目標値θ2 を変化させることができる。
【００３４】
なお、図６（ａ）〜（ｃ）におけるθL ，θR はそれぞれ左右方向の横方向の光軸角目標値θ2 の限界角度であり、円弧Ｌmax ，Ｌmin はそれぞれ照射距離ＬH の最長距離と最短距離とを示している。したがって、光軸角目標値θ1 ，θ2 はこれらの限界角度θL ，θR ，円弧Ｌmax ，Ｌmin で囲まれた扇形の範囲内（ヘッドライト９が照射可能な範囲に該当し、以下、照射可能範囲Ｓとする）で設定されることになる。なお、最長照射距離Ｌmax は、常に固定でもよく、また、車速Ｖに応じて変化させてもよい。
【００３５】
光軸角目標値算出手段５では、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、道路曲率算出手段４Ａから入力される道路中心線ＬＣの道路曲率ρの情報に応じて、マップ上に自車両位置から延びるように（ここでは、自車両のヨー角や横ずれ量を０と仮定して原点で縦軸に接するものとする）曲率ρの円弧を描き、これとともに、先行車両位置算出手段２７から入力される先行車両の距離ＬF ，偏角θF の情報に基づいて、先行車両が存在すると、その位置をマップ上にプロットする。この先行車両位置については、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、マップ上にＬF ，θF に応じた点ＣF をとり、この点ＣF の周りの所定範囲ＡF 、例えば、点ＣF を中心とする直径ｄF の範囲ＡF を先行車両にグレアが発生する範囲として設定するようになっている。
【００３６】
まず、光軸角目標値算出手段５は、図６（ａ）に示すように、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmin との交点に制御点（ヘッドライトの照射目標点）Ｐの候補点Ｐ1 をとり、原点０から候補点Ｐ1 までの間にグレア発生範囲ＡF が存在しないか検証する。この候補点Ｐ1 においてグレア発生範囲ＡF と干渉していなければ、次は、円弧Ｌmin よりも僅かに大きい円弧と道路中心線ＬＣとの交点を候補点Ｐ2 として、この候補点Ｐ2 におけるグレア発生範囲ＡF との干渉を検証するようになっている。そして、このようにして道路中心線ＬＣに沿ってグレア発生範囲ＡF との干渉を検証していき、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmax との交点Ｐmax まで検証するようになっている。
【００３７】
こうして道路中心線ＬＣと円弧Ｌmin との交点から道路中心線ＬＣと円弧Ｌmax との交点Ｐmax まで検証してグレア発生範囲ＡF との干渉がなければ、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmax との交点Ｐmax を制御点Ｐとして決定し、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。このような場合としては、例えば、先行車両が存在しない場合や、先行車両が存在しても照射可能範囲Ｓよりも前方を走行していたり、自車両の走行車線よりも外側の走行車線を走行している場合が該当する。
【００３８】
一方、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmin との交点から道路中心線ＬＣに沿って候補点Ｐk を移動させ、グレア発生範囲ＡF との干渉を検証していったときに、ある円弧Ｌn と道路中心線ＬＣとの交点に候補点Ｐn をとったとき、その候補点Ｐn において、原点０から候補点Ｐn までの間にグレア発生範囲ＡF と干渉する部分がある場合は、その円弧Ｌn の一つ前の円弧Ｌn-1 と道路中心線ＬＣとの交点Ｐn-1 を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。このような場合としては、例えば、自車両の走行車線前方に先行車両が存在する場合〔図６（ｂ）〕や、自車両の走行車線よりも内側の走行車線を走行している場合〔図６（ｃ）〕が該当する。
【００３９】
なお、図６（ａ）において、道路曲率ρが大きく、道路中心線ＬＣに沿って候補点Ｐk を移動させていったとき、左右の限界角度θL ，θR に達したときは、その点を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。つまり、この場合は横方向の光軸角目標値θ2 は限界角度θL 又はθR となる。
【００４０】
このようにして光軸角目標値θ1 ，θ2 の設定が行なわれるが、実際の走行においては、車両は必ずしも道路中心線ＬＣ上を走行しているとは限らず、図５に示すように、道路中心線ＬＣから横ずれしていたり、道路中心線ＬＣに対して傾いて走行していたりする。そこで、光軸角目標値算出手段５は、上述のようにして算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 の内、特に、横方向光軸角目標値θ2 を対レーン位置対応補正手段５Ｂにより補正するようになっている。
【００４１】
対レーン位置対応補正手段５Ｂは、横ずれ量算出手段４Ｂで算出された車両の横ずれ量ΔＹと、ヨー角算出手段４Ｃで算出された車両が道路中心線ＬＣに対してなすヨー角βとに基づき、横方向光軸角目標値θ2 の補正角ｄθを決定する。つまり、補正角ｄθは次式のように表される。
ｄθ＝β−ΔＹ／Ｌ ・・・・・・・・・・・・・（２）
対レーン位置対応補正手段５Ｂは、この補正角ｄθを横方向光軸角目標値θ2 から除算することにより、車両の道路中心線ＬＣに対する横ずれ及び傾きに応じた補正を行なうになっている。
【００４２】
こうして、対レーン位置対応補正手段５Ｂにより光軸角目標値θ2 に適宜の補正が施され、走行路中央を的確に照射するための縦方向光軸角目標値θ1 ，横方向光軸角目標値θ2 が設定されるようになっている。
光軸角目標値算出手段５は、さらに、設定した光軸角目標値θ1 ，θ2 に周辺環境の照度に応じた補正を行なう。
【００４３】
つまり、光軸角目標値算出手段５は、周辺環境の照度に応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 を補正するための輝度分布対応補正手段５Ｄを機能要素としてそなえている。輝度分布対応補正手段５Ｄは、光軸角目標値算出手段５が設定した光軸角目標値θ1 ，θ2 によるヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布と、カメラ２で検出される実際の輝度分布（実輝度分布）とを比較し、ヘッドライト９以外の照明状態を把握して、より効率よく走行車線を照射できるよう光軸角目標値θ1 ，θ2 を補正するものであり、比較処理手段２９からの情報に基づき補正量を決定するようになっている。
【００４４】
ここで、輝度分布に応じた光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正の一連の処理について説明すると、本配光制御装置では、前述の実輝度分布検出手段３Ａで得られた実輝度分布マップと、光軸角目標値算出手段５で設定された光軸角目標値θ1 ，θ2 によるヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布マップとを比較処理手段２９で比較処理し、その結果に基づき輝度分布対応補正手段５Ｄが光軸角目標値θ1 ，θ2 を補正するようになっている。
【００４５】
さらに詳述すると、光軸角目標値算出手段５の機能要素である目標輝度分布算出手段５Ｃがそなえられており、まず、この目標輝度分布算出手段５Ｃにより、光軸角目標値算出手段５で算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 に基づく目標輝度分布マップを作成するようになっている。つまり、光軸角目標値θ1 ，θ2 が与えられれば、自車両前方の視野範囲における光軸の中心位置（輝度中心）Ｃa がわかり、また、ヘッドライト９からの光量分布は光軸角に応じて既知であるため、これらよりヘッドライト９の照射による走行車線上の輝度分布を推定することができるので、目標輝度分布算出手段５Ｃは、ヘッドライト９の光量と光軸角目標値θ1 ，θ2 とに基づいて目標輝度分布を演算し、実輝度分布検出手段３Ａが作成する実輝度分布マップと同様の２次元の平面マップ（以下、目標輝度分布マップという）を作成するようになっている。なお、この目標輝度分布マップと実輝度分布マップとは、それぞれ自車両前方の視野範囲内の同一範囲における目標輝度分布と実輝度分布とを示すものである。
【００４６】
比較処理手段２９は、図７に示すように、目標輝度分布算出手段５Ｃが作成した目標輝度分布マップＭa と実輝度分布検出手段３Ａが作成した実輝度分布マップＭb とを比較処理するようになっている。この処理について詳述すると、比較処理手段２９は、光軸角目標値を補正するための補正用輝度分布マップＭf を作成する機能（補正用輝度分布マップ作成部）２９Ａと、この補正用輝度分布マップＭF に基づいて光軸角目標値の補正量を算出する機能（補正量算出部）２９Ｂとをそなえており、これらの各機能２９Ａ，２９Ｂを通じて光軸角目標値算出手段５の輝度分布対応補正手段５Ｃにフィードバックすべき補正量情報を算出するようになっている。
【００４７】
まず、補正用輝度分布マップ作成部２９Ａにおいては、実輝度分布マップＭb と前回の制御周期で作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭe との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度として補正用輝度分布マップＭf を作成するようになっている。即ち、ここでは、実際に走行車線が照らされている照度からヘッドライト９を通じて照射しようとする目標の照度を除くことにより、街路灯等のヘッドライト９以外の周辺光源等に起因する照度の偏差を算出する。
【００４８】
一方、補正量算出部２９Ｂでは、補正用輝度分布マップ作成部２９Ａで作成された補正用輝度分布マップＭf の輝度の中心Ｃf 、即ち、マップ上の各画素を輝度で重み付けした場合のマップの重心点を算出し、さらに、補正用輝度分布マップＭf の輝度の総和Σf 、即ち、補正用輝度分布マップＭf 上の全画素上の輝度の総和を算出するようになっている。
【００４９】
そして、さらに、目標輝度分布算出手段５Ｃから入力された目標輝度分布マップＭa の輝度の中心Ｃa を算出し、補正用輝度分布の輝度中心Ｃf から目標輝度分布の輝度中心Ｃa に向かうベクトルＣf Ｃa （ｄｘ，ｄｙ）を算出するようになっている。なお、ｄｘ，ｄｙはそれぞれＸ方向（走行路幅方向），Ｙ方向（走行路進行方向）の両輝度中心Ｃa ，Ｃf の画素数差であり、ここでは、輝度分布マップの左下端をＸＹ座標系の原点としている。
【００５０】
比較処理手段２９は、こうして補正量算出部２９Ｂにおいて算出された補正用輝度分布マップＭfの輝度の総和Σfと、補正用輝度分布の輝度中心Ｃfから目標輝度分布の輝度中心Ｃaに向かうベクトルＣfＣa（ｄｘ，ｄｙ）とを輝度分布対応補正手段５Ｄに入力するようになっている。
つまり、前述の比較処理手段２９から輝度分布対応補正手段５Ｄへ入力される情報とは、この実輝度分布と前回制御周期におけるヘッドライト９による輝度分布との差に基づく補正用輝度分布マップＭfの輝度の総和Σf，補正用輝度分布マップＭfの輝度中心Ｃfから目標輝度分布マップＭaの輝度中心Ｃaに向かうベクトルＣfＣa（ｄｘ，ｄｙ）であり、輝度分布対応補正手段５Ｄはこの輝度総和Σf，ベクトルＣfＣa（ｄｘ，ｄｙ）に基づいて光軸角目標値θ1，θ2の補正を行なうようになっている。
【００５１】
この光軸角目標値θ1，θ2の補正においては、輝度分布対応補正手段５Ｄは、まず、比較処理手段２９から入力されたベクトルＣfＣa（ｄｘ，ｄｙ）の方向にヘッドライトの光軸が補正されるように、光軸角目標値θ1，θ2の補正量ｄθ1，ｄθ2を設定するようになっている。そして、さらに、補正用輝度分布の輝度の総和Σfが大きいほど補正量ｄθ1，ｄθ2も大きくなるように、つまり、外部光源の照度が強いほど補正量ｄθ1，ｄθ2も大きく設定する。
【００５２】
つまり、縦方向の光軸角目標値θ1 の補正量ｄθ1 ，横方向の光軸角目標値θ2 の補正量ｄθ2 はそれぞれ次式のように表されることになる。
ｄθ1 ＝Ａ1 ×Σf ×ｄｙ ・・・・・・・・・（３）
ｄθ2 ＝Ａ2 ×Σf ×ｄｘ ・・・・・・・・・（４）
ただし、Ａ1 ，Ａ2 は適宜の定数である。
【００５３】
輝度分布対応補正手段５Ｄは、上記の（３）式（４）式で定まる補正量ｄθ1 ，ｄθ2 をそれぞれ縦方向の光軸角目標値θ1 ，横方向の光軸角目標値θ2 に加算することにより光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正を行ない、補正された光軸角目標値θ1 ，θ2 が光軸角目標値算出手段５からコントローラ７へ出力されるようになっている。
【００５４】
ところで、画像情報処理手段３による白線認識が不調のときは、画像情報処理手段３から光軸角目標値算出手段５へ認識ロスト信号が入力されるが、この認識ロスト信号が入力されている間は、道路曲線ρは精度の低い道路中心線ＬＣの情報に基づいて算出されるため正確に道路中心線の曲率を表しているとは言いがたい。したがって、この道路曲線ρに基づいて横方向光軸角目標値θ2 を算出してコントローラ７へ出力しても、有効に道路中心線ＬＣに沿った光軸制御を行なえない可能性が大きい。
【００５５】
そこで、光軸角目標値算出手段５は、画像情報処理手段３から認識ロスト信号が入力されると、光軸角目標値算出手段５の機能要素である切替手段５Ａによって、道路曲率算出手段４Ａで算出された道路曲率ρに基づいた横方向光軸角目標値θ2 の算出から、代用道路曲率算出手段２５で算出された推定道路曲率ρ′に基づいた横方向光軸角目標値θ2 の算出へと切り替えるようになっている。
【００５６】
また、対レーン位置対応補正手段５Ｂにおける補正角ｄθも、画像情報に基づいて算出されているため認識ロスト信号が入力されている間はその精度に欠け、適切な補正が行なえるとは言いがたい。このため、光軸角目標値算出手段５は、認識ロスト信号が入力されている間は、対レーン位置対応補正手段５Ｂによる横方向光軸角目標値θ2 の補正を中止するようになっている。
【００５７】
なお、道路曲率ρと推定道路曲率ρ′との誤差により、道路曲率算出手段４Ａから代用道路曲率算出手段２５への切り替え時には横方向光軸角目標値θ2 は急激に変化する可能性がある。このような場合、ドライバは違和感を感じる虞があるが、これに対しては図１に示すように、光軸角目標値算出手段５とコントローラ７との間に介装されたローパスフィルタ６により平滑化処理することで対処している。また、対レーン位置対応補正手段５Ｂによる補正を中止する際も、突然補正角ｄθを０にするのではなく、徐々に補正角ｄθの大きさを０に近づけていくことにより、横方向光軸角目標値θ2 の急激な変化を防止するようになっている。
【００５８】
本発明の第１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置は、上述のように構成されているので、配光制御の処理は、例えば図８に示すように行なわれる。
まず、先行車両位置算出手段２７により、レーダ２６を介して先行車両を検出し、レーダ２６からの情報を基に先行車両の位置、即ち、先行車両と自車両との距離ＬF と自車両中心線に対する偏角θF とを算出する（ステップＳ１０）。
【００５９】
先行車両との距離ＬF ，偏角θF が算出されると、次は、画像情報処理手段３により、カメラ２から入力される車両前方の画像情報を適宜処理して前方道路上の左右の白線位置の認識を行なう。
そして、白線位置を有効に認識できたか否かの判定（レーン認識ロストの判定）が行われて（ステップＳ２０）、白線位置を有効に認識できた場合はステップＳ３０以降の処理を行ない、有効に白線位置を認識できなかった場合（即ち、白線認識ロスト状態）では、ステップＳ６０以降の処理を行なう。
まず、白線位置を有効に認識できた場合は、この白線位置画像情報を基に、道路曲率算出手段４Ａにより道路曲率ρを算出する。
【００６０】
つまり、図２に示すように、走行レーン推定手段４は、画像情報処理手段３で認識された原画像３Ａ上の白線１２Ｒ，１２Ｌを鉛直上方から見たような平面視画像３Ｂに変換して、走行レーン左端の白線１２Ｌから推定しうる道路中心線ＬＣL と走行レーン右端の白線１２Ｒから推定しうる道路中心線ＬＣR とに基づいて、道路中心線ＬＣの推定を行なう。
【００６１】
そして、道路中心線ＬＣが推定されると、道路曲率算出手段４Ａは、照合用円弧パターン３０をこの道路中心線ＬＣに順次重ね合わせていく。そして、図４（ｂ）に示すように、各照合用円弧パターン３０について、画面の下方から順に水平線１１上における照合用円弧パターン３０と道路中心線ＬＣとの間の距離（２点間のドット数）を二乗して積算していき、最上方の水平線１１まで積算された所でその積算値を前回照合を行なった照合用円弧パターン３０における積算値と比較する。このとき、今回の照合用円弧パターン３０における積算値の方が大くなった場合は、前回の照合用円弧パターン３０が道路中心線ＬＣと一致する円弧パターンと見なして、この円弧パターンの曲率を道路曲率ρとする（以上、ステップＳ３０）。
【００６２】
こうして、先行車両との距離ＬF ，偏角θF に加え道路曲率ρが算出されると、光軸角目標値算出手段５は、これらの情報を基に光軸角目標値θ1 ，θ2 を算出する。
即ち、光軸角目標値算出手段５は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、道路曲率算出手段４Ａからの道路中心線ＬＣの道路曲率ρの入力に応じて、マップ上に原点で縦軸に接する曲率ρの円弧（道路中心線ＬＣ）を描く。そして、先行車両位置算出手段５から先行車両の距離ＬF ，偏角θF が入力されると、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、マップ上にＬF ，θF に応じた点ＣF をとり、この点ＣF の周りにグレア発生範囲ＡF を設定する。
【００６３】
まず、光軸角目標値算出手段５は、図６（ａ）に示すように、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmin との交点に制御点Ｐの候補点Ｐ1 をとり、原点０から候補点Ｐ1 までの間にグレア発生範囲ＡF が存在しないか検証する。この候補点Ｐ1 においてグレア発生範囲ＡF との干渉がなければ、次は、円弧Ｌmin よりも僅かに大きい円弧と道路中心線ＬＣとの交点を候補点Ｐ2 とし、この候補点Ｐ2 におけるグレア発生範囲ＡF との干渉を検証する。こうして、道路中心線ＬＣに沿って順次グレア発生範囲ＡF との干渉を検証していき、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmax との交点Ｐmax まで検証してグレア発生範囲ＡF との干渉がなければ、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmax との交点Ｐmax を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定する。
【００６４】
また、道路中心線ＬＣに沿ってグレア発生範囲ＡF との干渉を検証していったとき、ある円弧Ｌn と道路中心線ＬＣとの交点に候補点Ｐn をとったとき、その候補点Ｐn において、原点０から候補点Ｐn までの間にグレア発生範囲ＡF と干渉する部分がある場合は、その円弧Ｌn の一つ前の円弧Ｌn-1 と道路中心線ＬＣとの交点Ｐn-1 を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定する（以上、ステップＳ４０）。
【００６５】
こうして光軸角目標値θ1 ，θ2 が設定されると、光軸角目標値算出手段５の機能要素である対レーン位置対応補正手段５Ｂは、横ずれ量算出手段４Ｂ，ヨー角算出手段４Ｃによりそれぞれ算出された道路中心線ＬＣに対する横ずれ量ΔＹ，ヨー角βに基づいて前記の（２）式から補正角ｄθを算出し横方向光軸角目標値θ2 を補正する（ステップＳ５０）。
【００６６】
さらに、光軸角目標値算出手段５は、その機能要素である輝度分布対応補正手段５Ａにより周辺環境の照度に応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正を行なう。即ち、光軸角目標値算出手段５が設定した光軸角目標値θ1 ，θ2 で得られるであろう目標輝度分布と、カメラ２で検出される実際の輝度分布とを比較し、より効率よく走行車線を照射できるよう光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正を行なうのであるが、その一連の処理は次のようにして行なわれる。
【００６７】
まず、（ｎ−１）回目の制御周期において、光軸角目標値算出手段５から出力された光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)は、コントローラ７を通じて光軸アクチュエータ８に入力される。光軸アクチュエータ８はヘッドライト９の光軸角を光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)に一致するように調整し、ヘッドライト９は、この光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)で車両前方の走行車線を照射する。
【００６８】
走行車線は、ヘッドライト９に照射されるとともに、ヘッドライト９以外の周辺光源、例えば街路灯等によっても照らされており、走行車線上には照射される光量や位置に応じた輝度分布が生じる。カメラ２は、この車両前方の走行車線を白黒画像情報として取り込み、画像情報処理手段３の機能要素である実輝度分布検出手段３Ａにより走行車線上の輝度分布を検出する。実輝度分布検出手段３Ａは、検出した輝度分布を、カメラ２の検出画像の各画素毎の輝度を示した２次元の平面マップ（実輝度分布マップ）Ｍb (n) に加工し、比較処理手段２９へ入力する。
【００６９】
そして、次の（ｎ）回目の制御周期において、光軸角目標値算出手段５は、その機能要素である目標輝度分布算出手段５Ｃにより、道路曲率ρ及び先行車両位置情報（距離ＬF ，偏角θF ）に基づき算出され、横ずれ量ΔＹ，ヨー角βに基づき補正された光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)に基づき、ヘッドライト９以外の周辺光源の無い状態で光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)でヘッドライト９を照射したならば得られるであろう輝度分布を算出し、２次元の平面マップ（目標輝度分布マップ）Ｍa (n) を作成する。そして、作成した目標輝度分布マップＭa (n) を比較処理手段２９へ入力する。
【００７０】
比較処理手段２９は、実輝度分布検出手段３Ａで得られた実輝度分布マップＭb (n) と、目標輝度分布算出手段５Ｃで得られた目標輝度分布マップＭa (n) とを次の手順で比較処理し、光軸角目標値算出手段５（輝度分布対応補正手段５Ｄ）へフィードバックすべき情報を算出する。
まず、比較処理手段２９は、補正用輝度分布マップ作成部２９Ａにより、実輝度分布マップＭb (n) と、（ｎ−１）回目の制御周期において作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭe (n-1) との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度として補正用輝度分布マップＭf (n) を作成する。
【００７１】
次に、補正量算出部２９Ｂにおいて、補正用輝度分布マップ作成部３９Ａで作成された補正用輝度分布マップＭf (n) の輝度の中心Ｃf (n) 、即ち、マップ上の各画素を輝度で重み付けした場合のマップの重心点と、補正用輝度分布マップＭf (n) の輝度の総和Σf (n) 、即ち、補正用輝度分布マップＭr (n) 上の全画素上の輝度の総和とを算出する。
【００７２】
そして、さらに、目標輝度分布算出手段５Ｃから入力された目標輝度分布マップＭa (n) の輝度の中心Ｃa (n) を算出し、補正用輝度分布の輝度中心Ｃf (n) から目標輝度分布の輝度中心Ｃa (n) に向かうベクトルＣf Ｃa (n) 〔ｄｘ(n) ，ｄｙ(n) 〕を算出し、算出した輝度の総和Σf (n) ，Ｃf Ｃa (n) 〔ｄｘ(n) ，ｄｙ(n) 〕を輝度分布対応補正手段５Ｄに入力する。
【００７３】
輝度分布対応補正手段５Ｄは、比較処理手段２９から入力されたベクトルＣf Ｃa (n) 〔ｄｘ(n) ，ｄｙ(n) 〕の方向にヘッドライト９の光軸が補正されるように、かつ、補正用輝度分布の輝度の総和Σf (n) が大きいほど補正量も大きくなるように前記の（３）式（４）式より光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)の補正量ｄθ1(n)，ｄθ2(n)を設定する。そして、設定した補正量ｄθ1(n)，ｄθ2(n)をそれぞれ縦方向の光軸角目標値θ1(n)，横方向の光軸角目標値θ2(n)に加算することにより光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)の補正を行なう。
【００７４】
光軸角目標値算出手段５は、このようにして補正された光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)を今回（ｎ回目）の制御周期における光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)としてコントローラ７へ出力する（以上、ステップＳ６０）。
コントローラ７は、こうして得られた縦方向光軸角目標値θ1 ，横方向光軸角目標値θ2 に基づいて光軸アクチュエータ８を作動させる（ステップＳ７０）。
【００７５】
一方、有効に白線位置を認識できなかった場合、つまり、画像情報処理手段３における白線認識処理において、白線１２の候補点１５の一定数以上がその誤差範囲内に収まらない状態となり却下された場合は、画像情報処理手段３から光軸角目標値算出手段５へロスト信号が入力される。光軸角目標値算出手段５の機能要素である切替手段５Ａは、このロスト信号の入力に応じて、レーン認識ロストと判定され（ステップＳ２０））、道路曲率算出手段４Ａから代用道路曲率算出手段２５へと道路曲率の算出手段を切り替える。
【００７６】
代用道路曲率算出手段２５は、実際に車両１に作用する横加速度Ｇ，車速Ｖをそれぞれ横加速度センサ２１，車速センサ２０で検出し、検出された横加速度Ｇ，車速Ｖに基づいて前記の（１）式より推定道路曲率ρ′を推定する（ステップＳ８０）。
光軸角目標値算出手段５は、この推定道路曲率ρ′と先行車両位置算出手段２７で算出された先行車両との距離ＬF と偏角θF とに基づいて光軸角目標値θ1 ，θ2 を算出し（ステップＳ９０）、輝度分布対応補正手段５Ａにより周辺環境の照度に応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正を行なう（ステップＳ６０）。
【００７７】
こうして、光軸角目標値θ1 ，θ2 が算出されると、コントローラ７は、ヘッドライト９の光軸角が、算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 に一致するように、光軸アクチュエータ８を作動させる（ステップＳ７０）。
このように、本配光制御装置によれば、カメラ２からの道路画像情報を基に画像情報処理手段３で認識された道路上の白線から道路中心線ＬＣを推定し、この推定された道路中心線ＬＣに基づき算出された道路曲率ρに応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 を算出しているので、車両前方の走行車線のカーブ状況に関わらず的確に走行車線上を照射することができるという利点がある。
【００７８】
そして、走行車線が街路灯等により照らされている場合は、カメラ２からの道路画像情報より得られる走行車線の実輝度分布と、光軸角目標値θ1 ，θ2 に基づき算出される目標輝度分布とを比較して、街路灯等の周辺光源による走行車線上の輝度分布を検出することができるので、街路灯等の周辺光源により十分な照らされている部分をさらにヘッドライト９で照らすことなく、他の暗い部分を照らすようにヘッドライト９の光軸角目標値θ1 ，θ2 を調整することができ、走行車線の要部全体を均一に効率よく照らすことができるという利点がある。
【００７９】
次に、本発明の第２実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置について説明する。
本実施形態の自動車用ヘッドライトの配光制御装置は、第１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置とは、光軸角目標値θ1 ，θ2 の設定手段に相違がある。つまり、本配光制御装置では、第１実施形態のように道路曲率や先行車両位置情報に基づき算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 を周辺照度に応じて補正するのではなく、まず、道路曲率や先行車両位置情報に基づき疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′を設定し、この疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′と、カメラ情報から得られる周辺照度情報に基づき、ヘッドライトが実現すべき光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっているのである。
【００８０】
本配光制御装置の構成について詳述すると、疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′の設定手段は第１実施形態における光軸角目標値θ1 ，θ2 の設定手段と同構成であり、また、周辺照度情報の検出手段も第１実施形態と同構成である。したがって、ここでは、第１実施形態の構成を用いて説明を行なう。
本配光制御装置では、図９に示すように、実輝度分布検出手段３Ａで得られた実輝度分布マップＭb と、道路曲率ρ，先行車両位置情報（距離ＬF ，偏角θF ），対レーン情報（横ずれ量ΔＹ，ヨー角β）に基づき設定された疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′によるヘッドライトの光照射のみで得られるであろう目標輝度分布マップＭa とを比較処理手段３９で比較処理し、その結果に基づき輝度分布対応補正手段５Ｄ′により光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。
【００８１】
まず、疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′に基づく目標輝度分布マップは、目標輝度分布算出手段５Ｃにより作成されるようになっている。つまり、疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′が与えられれば、自車両前方の視野範囲における光軸の中心位置（輝度中心）がわかり、また、ヘッドライト９からの光量分布は光軸角に応じて既知であるため、これらよりヘッドライト９の照射による走行車線上の輝度分布を推定することができるので、目標輝度分布算出手段５Ｃは、ヘッドライト９の光量と疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′とに基づいて目標輝度分布を演算し、実輝度分布検出手段３Ａが作成する実輝度分布マップと同様の２次元の平面マップ（以下、目標輝度分布マップという）を作成するようになっている。なお、この目標輝度分布マップと実輝度分布マップとは、それぞれ自車両前方の視野範囲内の同一範囲における目標輝度分布と実輝度分布とを示すものである。
【００８２】
一方、比較処理手段３９は、ヘッドライト９の光量のみで得られる輝度分布マップＭと実輝度分布検出手段３Ａが作成した実輝度分布マップとを比較処理するようになっている。
この処理について詳述すると、比較処理手段３９は、図９に示すように、ヘッドライト９以外の周辺光源に対応した輝度分布マップ（補正用輝度分布マップであり、以下、周辺光源対応輝度分布マップ、とも呼ぶ）Ｍcを作成する機能（周辺光源対応輝度分布マップ作成部）３９Ａと、ヘッドライト９以外の周辺光源の光量に応じて目標輝度分布マップＭaを補正し補正目標輝度分布マップＭdを作成する機能（補正目標輝度分布マップ作成部）３９Ｂと、これらの周辺光源対応輝度分布マップＭcと補正目標輝度分布マップＭdとに基づいてヘッドライト９の光量により実現すべき輝度分布マップ（ヘッドライト対応輝度分布マップ）Ｍeを作成し、光軸角目標値の補正量を算出する機能（補正量算出部）３９Ｃとをそなえており、これらの機能を通じて光軸角目標値算出手段５の輝度分布対応補正手段５Ｄ′にフィードバックすべき補正量情報を算出するようになっている。
【００８３】
まず、周辺光源対応輝度分布マップ作成部（補正用輝度分布算出手段）３９Ａにおいては、実輝度分布マップＭbと、前回の制御周期で作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭeとの対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度として周辺光源対応輝度分布マップＭcを作成するようになっている。即ち、ここでは、実際に走行車線が照らされている照度からヘッドライト９の照射による照度を除くことにより、街路灯等のヘッドライト９以外の周辺光源等に起因する照度の偏差を算出する。
【００８４】
一方、補正目標輝度分布マップ作成部３９Ｂでは、まず、実輝度分布マップＭb ，目標輝度分布マップＭa それぞれの輝度の総和、即ち、マップ上の全画素上の輝度の総和を算出するようになっている。そして、算出した実輝度分布マップＭb の輝度の総和Σb と目標輝度分布マップＭa の輝度の総和Σa との比〔以下、輝度総和比Σb ／Σa という〕を算出し、目標輝度分布マップＭa 上の全画素上の輝度にこの輝度総和比Σb ／Σa を乗算する。
【００８５】
こうして、補正目標輝度分布マップ作成部３９Ｂでは、目標輝度分布マップＭa を補正した補正目標輝度分布マップＭd を作成するようになっている。この補正目標輝度分布マップＭd は、ヘッドライト９の光量と周辺光源による光量とにより走行路の要部全体を均一にむらなく照らすための理想的な輝度分布を示すものである。なお、実輝度分布マップＭb と目標輝度分布マップＭa との画素が一対一対応していない場合、即ち、両マップＭb ，Ｍa の解像度が異なる場合は、輝度の総和の算出において画素の面積に応じた重みづけを行なう。
【００８６】
次に、比較処理手段３９は、補正量算出部３９Ｃにおいて、補正目標輝度分布マップＭd と周辺光源対応輝度分布マップＭc との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度とする輝度分布マップ（ヘッドライト対応輝度分布マップ）Ｍe を作成するようになっている。ここでは、カメラ２で得られる実際の走行車線の輝度分布が、補正目標輝度分布マップＭd で示されるような理想的な輝度分布となるためにヘッドライト９の光量により実現すべき輝度分布の算出を行なう。そして、作成したヘッドライト対応輝度分布マップＭe における輝度の中心Ｃe 、即ち、マップ上の各画素を輝度で重み付けした場合のマップの重心点を算出し、輝度分布対応補正手段５Ｄ′に入力する。
【００８７】
つまり、前述の比較処理手段３９から輝度分布対応補正手段５Ｄ′へ入力される情報とは、実輝度分布と目標輝度分布とに基づき算出されるヘッドライト９の光量により実現すべき輝度分布の輝度中心Ｃe であり、輝度分布対応補正手段５Ｄ′はこの輝度中心Ｃe に基づいて光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようようになっている。輝度分布対応補正手段５Ｄ′は、光軸角目標値とマップ上の輝度中心位置との対応マップを予め記憶しており、比較処理手段３９から入力された輝度中心Ｃe と予め記憶している対応マップと照らし合わせ、比較処理手段３９から入力された輝度中心Ｃe と対応する光軸角目標値θ1 ，θ2 を算出するようになっている。
【００８８】
光軸角算出手段５は、輝度分布対応補正手段５Ｄ′で算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 を、今回の制御周期における光軸角目標値θ1 ，θ2 として、コントローラ７へ入力するようになっている。
本発明の第２実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置は、上述のように構成されているので、周辺環境の照度に応じた光軸角目標値θ1 ，θ2 の設定は次のようにして行なわれる。
【００８９】
まず、（ｎ−１）回目の制御周期において、光軸角目標値算出手段５から出力された光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)は、コントローラ７を通じて光軸アクチュエータ８に入力される。光軸アクチュエータ８はヘッドライト９の光軸角を光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)に一致するように調整し、ヘッドライト９は、この光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)で車両前方の走行車線を照射する。
【００９０】
走行車線は、ヘッドライト９に照射されるとともに、ヘッドライト９以外の周辺光源、例えば街路灯等によっても照らされており、走行車線上には照射される光量や位置に応じた輝度分布が生じる。カメラ２は、この車両前方の走行車線を白黒画像情報として取り込み、画像情報処理手段３の機能要素である実輝度分布検出手段３Ａにより走行車線上の輝度分布を検出する。実輝度分布検出手段３Ａは、検出した輝度分布を、カメラ２の検出画像の各画素毎の輝度を示した２次元の平面マップ（実輝度分布マップ）Ｍb (n) に加工し、比較処理手段３９へ入力する。
【００９１】
そして、次の（ｎ）回目の制御周期において、光軸角目標値算出手段５は、その機能要素である目標輝度分布算出手段５Ｃにより、道路曲率ρ，先行車両位置情報（距離ＬF ，偏角θF ），対レーン情報（横ずれ量ΔＹ，ヨー角β）に基づき算出された疑似光軸角目標値θ1(n)′，θ2(n)′に基づき、ヘッドライト９以外の周辺光源の無い状態で疑似光軸角目標値θ1(n)′，θ2(n)′でヘッドライト９を照射したならば得られるであろう輝度分布を算出し、２次元の平面マップ（目標輝度分布マップ）Ｍa (n) を作成する。そして、作成した目標輝度分布マップＭa (n) を比較処理手段３９へ入力する。
【００９２】
比較処理手段３９は、実輝度分布検出手段３Ａで得られた実輝度分布マップＭb (n) と、目標輝度分布算出手段５Ｃで得られた目標輝度分布マップＭa (n) とを次の手順で比較処理し、光軸角目標値算出手段５（輝度分布対応補正手段５Ｄ′）へフィードバックすべき情報を算出する。
まず、比較処理手段３９は、周辺光源対応輝度分布マップ作成部３９Ａにより、実輝度分布マップＭb (n) と、（ｎ−１）回目の制御周期において作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭe (n-1) との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度とする輝度分布マップ、即ち、街路灯等のヘッドライト９以外の周辺光源による輝度分布マップ（周辺光源対応輝度分布マップ）Ｍc (n) を作成する。
【００９３】
また、補正目標輝度分布マップ作成部３９Ｂにより、実輝度分布マップＭb (n) の輝度の総和Σb と目標輝度分布マップＭa (n) の輝度の総和Σa とを算出し、これらの輝度総和比Σb ／Σa を目標輝度分布マップＭa (n) 上の全画素上の輝度に乗算して補正目標輝度分布マップＭd (n) を作成する。
そして、補正量算出部３９Ｃにより、補正目標輝度分布マップＭd (n) と周辺光源対応輝度分布マップＭc (n) との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度とする輝度分布マップ（ヘッドライト対応輝度分布マップ）Ｍe (n) を作成する。そして、作成したヘッドライト対応輝度分布マップＭe (n) における輝度の中心Ｃe (n) を算出し、輝度分布対応補正手段５Ｄ′に入力する。
【００９４】
輝度分布対応補正手段５Ｄ′は、比較処理手段３９から入力された輝度中心Ｃe (n) と予め記憶している対応マップと照らし合わせ、比較処理手段３９から入力された輝度中心Ｃe (n) に対応する光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)を算出する。そして、この算出した光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)を今回（ｎ回目）の制御周期における光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)としてコントローラ７へ出力する。
【００９５】
このように、本実施形態の配光制御装置によれば、第１実施形態の配光制御装置と同様に周辺光源の照度に応じた配光制御が可能であり、さらに、本実施形態の配光制御装置では、周辺光源による輝度分布に応じて走行路の要部全体を均一に照らすための理想的な輝度分布（補正目標輝度分布）を定め、ヘッドライト９の光が周辺光源とともにこの補正目標輝度分布を達成するよう光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するので、第１実施形態の配光制御装置よりもさらに均一に効率よく走行車線の要部全体を照らすことができるという利点がある。
【００９６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の各実施形態では、周辺環境の照度に応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 の角度補正のみを行なっているが、光軸角目標値θ1 ，θ2 の角度補正とともにヘッドライト９の光量も周辺環境の照度に応じて調整してもよく、或いは、ヘッドライト９の光量のみを調整してもよい。
【００９７】
特に、上述の第２実施形態の配光制御装置のように、走行路の要部全体を均一に照らすためのヘッドライト９の光量が受け持つ輝度分布を定め、この輝度分布を達成するように配光制御する配光制御装置では、ヘッドライト９の光量を調整することは有効である。
また、走行車線上の輝度分布の検出において、上述の実施形態ではカメラ２からの画像情報を利用しているが、専用の照度計により走行車線上の輝度分布を検出するようにしてもよい。
【００９８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項１）によれば、ヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布と、実際の輝度分布とを比較し、ヘッドライト以外の照明状態を把握して、より効率よく走行車線を照射できるよう光軸角目標値を補正するため、走行車線が街路灯等により照らされている場合にも、ヘッドライトにより街路灯等の周辺光源により十分な照らされている部分をさらに強く照らすことなく、他の暗い部分を中心に照らすようにすることができ、走行車線の要部全体をむらなく均一にかつ無駄なくより効率よく照らすことができ、ドライバの視認性の向上に寄与しうる。
また、本発明の自動車用のヘッドライトの配光制御装置（請求項２）によれば、ヘッドライト以外の外部光源の照度が強いほど、補正量を大きく設定することができる。
また、本発明の自動車用のヘッドライトの配光制御装置（請求項３）によれば、周辺光源に応じて走行路の要部全体を均一に照らすための理想的な輝度分布を定め、ヘッドライトの光が周辺光源とともにその理想的な輝度分布を達成するように光軸角目標値を設定するため、さらに均一に効率よく走行車線の要部全体を照らすことができる。
また、本発明の自動車用のヘッドライトの配光制御装置（請求項４）によれば、実輝度分布マップと目標輝度分布マップとの画素の解像度が異なる場合であっても、走行路の要部全体を均一に照らすための理想的な輝度分布を定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる走行レーン認識のための画像処理を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる走行レーン認識を（ａ）〜（ｆ）の順で説明する模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる走行レーンの道路曲率の算出について説明するための説明図であり、（ａ）は道路曲率算出のための照合用円弧パターンを示す図、（ｂ）は照合例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる横ずれ量とヨー角の算出について説明するための説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる先行車両位置と道路曲率とに基づいた光軸角目標値の算出について説明するための説明図であり、（ａ）は先行車両が存在しない場合、（ｂ）は自車両が走行する走行車線上に先行車両が存在する場合、（ｃ）は内側の隣車線上に先行車両が存在する場合を示している。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる走行路上の輝度分布に応じた光軸角目標値の補正について説明するための説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる走行路上の輝度分布に応じた光軸角目標値の補正について説明するための説明図である。
【符号の説明】
２ カメラ
３ 画像情報処理手段
３Ａ 実輝度分布検出手段
４ 走行レーン推定手段
４Ａ 道路曲率算出手段
５ 光軸角目標値算出手段
５Ｃ 目標輝度分布算出手段
５Ｄ，５Ｄ′ 輝度分布対応補正手段
７ コントローラ（制御手段）
８ 光軸アクチュエータ
９ ヘッドライト
２６ レーダ
２７ 先行車両位置算出手段
２９，３９ 比較処理手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ヘッドライトの光軸角を制御することで配光制御を行なう装置に関し、特に走行路の輝度分布に着目してヘッドライトの光軸を変化させる、自動車用ヘッドライトの配光制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用ヘッドライトはハイビームとロービームとの切替が可能に構成されており、このハイビーム／ロービームの切替によりドライバは道路状況に応じてヘッドライトの光軸角を選択できるようになっている。
ところが、このハイビーム／ロービームの切替は、縦方向の光軸角の切替のみを行なうものであり、横方向の光軸角については変化させることはなく、ヘッドライトの光軸は常に車両中心線方向に固定されている。このため、カーブ路等のように、車両が目指す前方道路方向と車両中心線とがずれる場合は、車両の進行しようとする前方の道路面を有効に照らすことができない。また、縦方向の光軸角についても、ハイビーム／ロービームの２段階の調整しか行なうことができず、状況に応じてより細かな光軸角の調整が望まれる。一方、光軸角の調整が細かくできるようになる程、手動による操作は煩わしく、また有効に利用することが難しい。
【０００３】
そこで、このような要望や課題に対応するため、従来より、自動車用ヘッドライトの配光制御に関する様々な提案がなされている。特に、横方向の配光制御を行なう技術としては、特開平６−２０６４９１号公報において、カーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御する技術が開示されている。この技術では、角速度センサと車速センサとを用いて車両の旋回時の回転角速度と車速とを検出し、これらの検出値に基づいて算出されるカーブ半径に応じてヘッドライトの横方向の光軸角を変化させるものである。
【０００４】
また、特開平７−２３２５８９号公報に開示されている技術は、同様にカーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御するものであるが、この技術では、加速度センサと車速センサとを用いて車両の横方向の加速度と車速とを検出し、これらの検出値に基づいて算出されるカーブ半径に応じて横方向の光軸角を変化させるようになっている。
【０００５】
また、縦方向の配光制御を行なうものとしては、特開平１−２７８８４８号公報に開示された装置がある。この装置では、先行車までの距離に応じて光軸の縦方向角度を制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、走行車線は自車両のヘッドランプからの光のみならず、他の車両のヘッドランプからの光や、街路灯からの光等によっても照射されており、時には、これらの自車両のヘッドランプ以外の光によって、走行車線が明るく照らされている場合がある。走行車線が既に十分な照度を有している場合、さらにその上を自車両のヘッドランプで照らすことは効率が悪い。
【０００７】
このような場合、十分な照度を有している場所をさらに照らすのではなく、逆に、相対的に照度が低い場所を照らすことができれば、広範囲を効率よく均一に照らすことができ、ドライバは良好な視認性を確保することができる。
そこで、街路灯等の周辺光源からの照度を考慮して効率よく走行車線を照射できるようヘッドライトの光軸角を制御することも考えられる。
【０００８】
なお、車両前方の走行車線の照度分布に応じてヘッドライトの配光を制御するものとしては、特開平４−６６３４３号公報に開示された技術がある。しかしながら、この技術は対向車からの照射による前方障害物の蒸発現象を防止するため、自車両のヘッドライトの配光を変更しようとするものであり、上記課題の解決手段となるものではない。
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、街路灯等のヘッドライト以外の周辺光源からの照度を考慮して効率よく走行車線を照射できるようにした、自動車用ヘッドライトの配光制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項１）は、ヘッドライトの光軸角を光軸アクチュエータを介して調整する自動車用ヘッドライトの配光制御装置であって、走行路の道路曲率を算出する道路曲率算出手段と、該道路曲率算出手段で算出された該道路曲率に基づいて該ヘッドライトの光軸角目標値を算出する光軸角目標値算出手段と、該光軸角目標値算出手段で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトで照射する自車両前方の該走行路の目標輝度分布を算出し、目標輝度分布マップを作成する目標輝度分布算出手段と、該走行路の実際の輝度分布を検出し、実輝度分布マップを作成する実輝度分布検出手段と、前回の制御周期で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布のヘッドライト対応輝度分布マップを作成するとともに、該実輝度分布マップと該ヘッドライト対応輝度分布マップとの輝度差を算出し、該輝度差をその輝度分布とする補正用輝度分布マップを作成する補正用輝度分布算出手段と、該補正用輝度分布マップの輝度中心から該目標輝度分布マップの輝度中心に向かうベクトルを算出し、該ベクトルの方向に該ヘッドライトの光軸が補正されるように、該補正用輝度分布マップの輝度総和に基づき該光軸角目標値の補正量を設定する輝度分布対応補正手段と、該ヘッドライトの光軸角が、該光軸角目標値算出手段で算出された該光軸角目標値及び該輝度分布対応補正手段で設定された該補正量の和と等しくなるように、該光軸アクチュエータを制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
これにより、街路灯等のヘッドライト以外の光源からの照度を考慮して効率よく走行車線を照らすことが可能となる。
なお、該輝度分布対応補正手段は、該補正用輝度分布マップの輝度の総和が大きいほど、該補正量を大きくすることが好ましい（請求項２）。
また、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項３）は、ヘッドライトの光軸角を光軸アクチュエータを介して調整する自動車用ヘッドライトの配光制御装置であって、走行路の道路曲率を算出する道路曲率算出手段と、該道路曲率算出手段で算出された該道路曲率に基づいて該ヘッドライトの光軸角目標値を算出する光軸角目標値算出手段と、該光軸角目標値算出手段で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトで照射する自車両前方の該走行路の目標輝度分布を算出し、目標輝度分布マップを作成する目標輝度分布算出手段と、該走行路の実際の輝度分布を検出し、実輝度分布マップを作成する実輝度分布検出手段と、前回の制御周期で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布のヘッドライト対応輝度分布マップを作成するとともに、該実輝度分布マップと該ヘッドライト対応輝度分布マップとの輝度差を算出し、該輝度差をその輝度分布とする補正用輝度分布マップを作成する補正用輝度分布算出手段と、該実輝度分布マップの輝度の総和と該目標輝度分布マップの輝度の総和との比を算出し、該目標輝度分布マップの輝度分布へ該比を乗算して、補正目標輝度分布マップを作成する補正目標輝度分布算出手段と、該補正用輝度分布マップと該補正目標輝度分布マップとの輝度差を算出して、該輝度差をその輝度分布とする輝度分布マップを作成し、該輝度分布マップの輝度中心を今回の制御周期における光軸角目標値に設定する輝度分布対応補正手段と、該ヘッドライトの光軸角が、該輝度分布対応補正手段で設定された該今回の制御周期における光軸角目標値と等しくなるように、該光軸アクチュエータを制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
なお、該補正目標輝度分布算出手段は、該実輝度分布マップと該目標輝度分布マップとの画素の解像度が異なる場合には、該実輝度分布マップ及び該目標輝度分布マップの輝度総和の算出において画素の面積に応じた重み付けを行うことが好ましい（請求項４）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図８は本発明の第１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置を示すものである。
本配光制御装置は、図１に示すように、走行レーン（走行車線）に対する自車両の位置を認識するために、車両の前方の道路状態を撮像する撮像手段としてのカメラ２と、カメラ２からの画像情報を適宜処理して前方道路上の左右の白線位置を認識する画像情報処理手段３と、この画像情報処理手段３による白線位置画像情報から車両の走行レーンの道路曲率ρを算出する道路曲率算出手段４Ａとをそなえている。なお、道路曲率算出手段４Ａは、自車両に対する走行レーン（走行車線）の相対位置を推定する走行レーン推定手段４内の機能要素としてそなえられている。
【００１３】
また、本配光制御装置は、道路曲率を算出する手段として、白線位置画像情報に基づいて算出する道路曲率算出手段４Ａの他に、車両の横加速度Ｇと車速Ｖとに基づいて道路曲率（推定道路曲率ρ′）を算出する代用道路曲率算出手段２５をそなえており、さらに、自車両に対する先行車両の相対位置を認識するために、自車両の前方の先行車両の存在を検出する検出手段としてのレーダ（先行車両検出手段）２６と、レーダ２６からのレーダ情報を適宜処理して自車両に対する先行車両の相対位置、即ち、自車両と先行車両との距離ＬF と自車両中心線に対する先行車両の偏角θF とを算出する先行車両位置算出手段２７とをそなえている。
【００１４】
さらに、本配光制御装置は、算出された道路曲率ρ又は推定道路曲率ρ′と、自車両に対する先行車両の位置情報とに基づいて、縦方向光軸角目標値θ1 及び横方向光軸角目標値θ2 を算出する光軸角目標値算出手段５と、ヘッドライト９の光軸を動かす光軸アクチュエータ８と、ヘッドライト９の光軸角がこの光軸角目標値算出手段５で算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 に等しくなるように光軸アクチュエータ８を制御する制御手段（コントローラ）７とをそなえている。
【００１５】
また、光軸角目標値算出手段５における光軸角目標値θ1 ，θ2 の算出に街路灯等の周辺光源による走行車線の照度情報をフィードバックすべく、実際の走行車線の照度、即ち輝度分布を検出する実輝度分布検出手段３Ａと、ヘッドライト９による走行車線の輝度分布を算出する目標輝度分布算出手段５Ｃと、これらの輝度分布を比較する比較処理手段２９とをそなえている。なお、実輝度分布検出手段３Ａは画像情報処理手段３の機能要素であり、目標輝度分布算出手段５Ｃは光軸角目標値算出手段５の機能要素である。
【００１６】
なお、画像情報処理手段３，走行レーン推定手段４，代用道路曲率算出手段２５，先行車両位置算出手段２７，目標輝度分布算出手段２８，比較処理手段２９，光軸角目標値算出手段５，コントローラ７は、ＣＰＵ，入出力インタフェース，ＲＯＭ，ＲＡＭ等をそなえてなる電子制御ユニットとして構成される。
まず、走行レーンの道路曲率ρの算出について説明する。
【００１７】
画像情報処理手段３では、まず、図２に示すように、カメラ２からの原画像３Ａを取り込み、この原画像３Ａから道路白線を抽出して、抽出した道路白線の画像を、鉛直上方から見たような平面視画像３Ｂに変換する。ここで、白線１２Ｌ，１２Ｒの認識について図３を参照しながら説明する。なお、ここでは、走行レーン左端の路側線としての白線１２Ｌの認識について説明するが、走行レーン右端の白線１２Ｒを基準とする場合についても同様であるため、左端の白線１２Ｌについては単に白線１２と称することにする。
【００１８】
画像情報認識手段３では、図３（ａ）に示すように、車両にそなえられたカメラ２により平地において車両前方の範囲の白黒画像情報を取り込み、この画像情報から画面上で縦方向の画像を一部省略する。そして、この画面上で等間隔になるような複数の水平線１１を設定する。
この白黒画像情報の取り込みは、微小な制御周期毎に更新されるようになっており、図３（ｂ）に示すように、それぞれの水平線１１上において前回の画面での白線位置の左右の所要の範囲〔ここでは、左右５０画素（ｄｏｔ）〕を白線探査エリア（処理対象領域）１０として設定する。また、初回の画面は、直線路における白線位置を前回の画面データとして利用する。
【００１９】
そして、図３（ｃ）に示すように、各水平線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図中の符号１４はガードレールである。
ところで、通常の路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、白線１２は通常の路面に比較して輝度が非常に高いので、このように道路の明度を微分すると、通常の路面から白線１２への境界点で輝度変化がプラス、白線１２から通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるような微分データが得られる。このような微分データの一例を図３（ｄ）に示す。
【００２０】
そして、各水平線１１のデータそれぞれについて、微分値のピークが左からプラス，マイナスの順に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線１２として妥当と思われる程度（プラスのピークからマイナスのピークまでの間隔が例えば３０ｄｏｔ以内）に納まっている組み合わせを白線候補として抽出し、通常は、図３（ｅ）に示すように、その中点Ｍを白線候補点１５として保存する。
【００２１】
そして、これらの白線候補点１５のうち、画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両が左側通行の場合、探索エリア１０の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、この通常の道路面に最も近い白線候補点１５が白線１２と判断できる。したがって白線１２よりもさらに左側に、ノイズの原因となる物体（例えばガードレール１４等）が存在する場合であっても、カメラ２により撮像された画像情報から白線１２を確実に認識することができる。
【００２２】
そして、図３（ｆ）に示すように、最後に各水平線データにおける白線候補点１５の上下方向の連続性を画面の下方から順次検証していく。
まず、事前に前画面での白線１２の上下端間の傾きを計算しておく。そして、最下点１５Ａを白線１２とすると、一本だけ上の水平線１１上の候補点１５Ｂが、前回の白線１２の傾き分±５０ｄｏｔの範囲内（誤差範囲内）に入っているかを検証する。
【００２３】
候補点１５Ｂがこの範囲内に入っていればこれを白線とし、入っていないときは候補点１５Ｂは却下されて、上述の傾きから補間計算した座標が白線位置としてみなされる。そして、この検出を各水平線について同様の作業を行なうことにより、連続した白線１２を認識することができるのである。
このような白線認識の作業は、所要の周期で継続して行なわれ、その都度白線１２の認識が更新されるようになっている。
【００２４】
走行レーン右端の路側線としての白線１２Ｒの認識についても、これと同様に行なわれる。
ところで、上述のように誤差範囲内に収まらない候補点１５が存在する場合でも、前画面での白線１２の上下端間の傾きから補間計算することにより白線１２を認識できるようになってはいるが、画面上の候補点１５の多数が誤差範囲内に収まらずに却下されるような場合は、有効に路面上の白線を認識できているとは言えず、このような白線１２に基づいては正確な制御は期待できない。そこで、画像情報処理手段３では、一定数以上の候補点１５が却下された場合は、白線認識が不調であるとして認識ロスト信号を光軸角目標値算出手段５に出力するようになっている。ただし、左右の白線１２Ｌ，１２Ｒの何れか一方が有効に認識できている場合は、その有効に認識されている白線１２に基づいて制御が行なえるため、認識ロスト信号は出力しない。
【００２５】
なお、画像情報処理手段３では、車両前方の道路白線の認識処理を行なうとともに、カメラ２により取り込まれた車両前方の白黒画像情報に基づいて車両前方の道路上の所定範囲における輝度分布を検出するようになっている。この輝度分布の検出は画像情報処理手段３の機能要素である実輝度分布検出手段３Ａが行ない、検出した輝度分布は、２次元の平面マップ、即ち、カメラ２により取り込まれた画像における縦横に配置された各画素毎の輝度マップ（以下、実輝度分布マップという）として得られるようになっている。実輝度分布検出手段３Ａは作成した実輝度分布マップを後述の比較処理手段２９へ入力するようになっている。
【００２６】
走行レーン推定手段４では、上述のように各認識周期で認識された原画像３Ａ上の白線１２Ｒ，１２Ｌを平面視画像３Ｂに変換して、走行レーン左端の白線１２Ｌから推定しうる道路中心線ＬＣL と走行レーン右端の白線１２Ｒから推定しうる道路中心線ＬＣR とに基づいて、道路中心線ＬＣの推定を行なうようになっている。そして、この道路中心線ＬＣに基づいて、道路曲率算出手段４Ａにより車両前方の走行レーンの道路曲率ρを算出するようになっている。
【００２７】
道路曲率算出手段４Ａでは、図４（ａ）に示すように、曲率の異なる複数の照合用円弧パターン３０が記憶されており、これらの照合用円弧パターン３０を平面視画像３Ｂ上の道路中心線ＬＣに重ね合わせて一致するか否か照合するようになっている。
照合方法としては、例えば、曲率が０の円弧パターン（即ち、直線）から順に平面視画像３Ｂ上の道路中心線ＬＣに重ね合わせていく。そして、図４（ｂ）に示すように、例えば、最小二乗法を用いて、画面の下方から順に水平線１１上における照合用円弧パターン３０と道路中心線ＬＣとの間の距離（２点間のドット数）を二乗して積算していき、最上方の水平線１１まで積算された所でその積算値を前回照合を行なった照合用円弧パターン３０における積算値と比較する。
【００２８】
このとき、今回の照合用円弧パターン３０における積算値の方が小さい場合は、再び次の照合用円弧パターン３０との照合を行なうようになっている。一方、今回の照合用円弧パターン３０における積算値の方が大きい場合は、前回の照合用円弧パターン３０が道路中心線ＬＣと一致する円弧パターンと見なして、この円弧パターンの曲率を道路曲率ρとするようになっている。
【００２９】
横ずれ量算出手段４Ｂ，ヨー角算出手段４Ｃでは、道路中心線ＬＣの画像情報とこの道路中心線ＬＣに対する自車両の位置情報とに基づいて、それぞれ横ずれ量ΔＹ，ヨー角βを算出するようになっている。
つまり、横ずれ量算出手段４Ｂは、図５に示すように、車両１に最も近い道路中心線ＬＣ上の地点である第１検出点（ＬＣ１）と自車両中心線との横方向距離（道路幅方向、即ちカメラ画像の横方向の距離）を横ずれ量ΔＹとして算出し、また、ヨー角算出手段４Ｃは、道路中心線ＬＣの第１検出点（ＬＣ１）における接線と自車両中心線とがなす角をヨー角βとして算出するようになっている。
【００３０】
一方、代用道路曲率算出手段２５では、次のようにして推定道路曲率ρ′を算出するようになっている。
つまり、車両に作用する遠心力に基づく横加速度をＧとし、その時の車両の速高速度の大きさをＶとすると、現在、走行中の道路部分の推定道路曲率ρ′は次式で算出される。
【００３１】
ρ′＝Ｇ／Ｖ2 ・・・・・・・・・・・・・（１）
そこで、代用道路曲率算出手段２５では、横加速度Ｇを横加速度センサ（横加速度検出手段）２１により検出し、車速センサ（走行速度検出手段）２０により車速（走行速度）Ｖを検出して、これらの検出値をもとに（１）式より推定道路曲率ρ′を算出するようになっている。
【００３２】
次に、先行車両位置算出手段２７における先行車両位置の算出について説明すると、先行車両位置算出手段２７では、レーダ２６による検出情報に基づいて、自車両前方の先行車両位置を検出するようになっている。
このレーダ２６は車両の前面に方向を少しずつ左右にずらして複数個そなえられており、各レーダ２６より指向性の高いエネルギ（例えば、レーザ，マイクロ波，超音波等）が車両前方に向かって常時所定の周期で発信及び受信されるようになっている。先行車両位置算出手段２７は、レーダ２６におけるエネルギの発信から先行車両からの反射エネルギの受信までの時間に基づいて自車両と先行車両との距離ＬF を測定するとともに、反射エネルギを受信したレーダ２６の方向に基づいて自車両中心線に対する先行車両の偏角θF を測定するようになっている。
【００３３】
光軸角目標値算出手段５では、まず、上述のようにして算出される走行レーンの道路曲率ρ又は推定道路曲率ρ′及び先行車両の距離ＬF ，偏角θF に基づいて縦方向光軸角目標値θ1 ，横方向光軸角目標値θ2 を算出する。
即ち、光軸角目標値算出手段５は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、自車両（原点）からの距離Ｌと自車両中心線（縦軸）に対する偏角θとで表される極座標系からなるマップを有しており、このマップにより光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。つまり、このマップ上に任意の点を取ったとき、その点の縦軸に対する偏角θが横方向の光軸角目標値θ2 となり、また、その点と原点との距離Ｌがヘッドライト９の照射距離ＬH となる。そして、照射距離ＬH はヘッドライト９の地上高と縦方向の光軸角θ1 とで決まるため、このマップ上に照射目標点を取ることにより光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定できるようになっている。例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示す同心円弧に沿って照射目標点を取ると、縦方向の光軸角θ1 を一定にしたまま横方向の光軸角目標値θ2 を変化させることができる。
【００３４】
なお、図６（ａ）〜（ｃ）におけるθL ，θR はそれぞれ左右方向の横方向の光軸角目標値θ2 の限界角度であり、円弧Ｌmax ，Ｌmin はそれぞれ照射距離ＬH の最長距離と最短距離とを示している。したがって、光軸角目標値θ1 ，θ2 はこれらの限界角度θL ，θR ，円弧Ｌmax ，Ｌmin で囲まれた扇形の範囲内（ヘッドライト９が照射可能な範囲に該当し、以下、照射可能範囲Ｓとする）で設定されることになる。なお、最長照射距離Ｌmax は、常に固定でもよく、また、車速Ｖに応じて変化させてもよい。
【００３５】
光軸角目標値算出手段５では、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、道路曲率算出手段４Ａから入力される道路中心線ＬＣの道路曲率ρの情報に応じて、マップ上に自車両位置から延びるように（ここでは、自車両のヨー角や横ずれ量を０と仮定して原点で縦軸に接するものとする）曲率ρの円弧を描き、これとともに、先行車両位置算出手段２７から入力される先行車両の距離ＬF ，偏角θF の情報に基づいて、先行車両が存在すると、その位置をマップ上にプロットする。この先行車両位置については、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、マップ上にＬF ，θF に応じた点ＣF をとり、この点ＣF の周りの所定範囲ＡF 、例えば、点ＣF を中心とする直径ｄF の範囲ＡF を先行車両にグレアが発生する範囲として設定するようになっている。
【００３６】
まず、光軸角目標値算出手段５は、図６（ａ）に示すように、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmin との交点に制御点（ヘッドライトの照射目標点）Ｐの候補点Ｐ1 をとり、原点０から候補点Ｐ1 までの間にグレア発生範囲ＡF が存在しないか検証する。この候補点Ｐ1 においてグレア発生範囲ＡF と干渉していなければ、次は、円弧Ｌmin よりも僅かに大きい円弧と道路中心線ＬＣとの交点を候補点Ｐ2 として、この候補点Ｐ2 におけるグレア発生範囲ＡF との干渉を検証するようになっている。そして、このようにして道路中心線ＬＣに沿ってグレア発生範囲ＡF との干渉を検証していき、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmax との交点Ｐmax まで検証するようになっている。
【００３７】
こうして道路中心線ＬＣと円弧Ｌmin との交点から道路中心線ＬＣと円弧Ｌmax との交点Ｐmax まで検証してグレア発生範囲ＡF との干渉がなければ、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmax との交点Ｐmax を制御点Ｐとして決定し、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。このような場合としては、例えば、先行車両が存在しない場合や、先行車両が存在しても照射可能範囲Ｓよりも前方を走行していたり、自車両の走行車線よりも外側の走行車線を走行している場合が該当する。
【００３８】
一方、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmin との交点から道路中心線ＬＣに沿って候補点Ｐk を移動させ、グレア発生範囲ＡF との干渉を検証していったときに、ある円弧Ｌn と道路中心線ＬＣとの交点に候補点Ｐn をとったとき、その候補点Ｐn において、原点０から候補点Ｐn までの間にグレア発生範囲ＡF と干渉する部分がある場合は、その円弧Ｌn の一つ前の円弧Ｌn-1 と道路中心線ＬＣとの交点Ｐn-1 を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。このような場合としては、例えば、自車両の走行車線前方に先行車両が存在する場合〔図６（ｂ）〕や、自車両の走行車線よりも内側の走行車線を走行している場合〔図６（ｃ）〕が該当する。
【００３９】
なお、図６（ａ）において、道路曲率ρが大きく、道路中心線ＬＣに沿って候補点Ｐk を移動させていったとき、左右の限界角度θL ，θR に達したときは、その点を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。つまり、この場合は横方向の光軸角目標値θ2 は限界角度θL 又はθR となる。
【００４０】
このようにして光軸角目標値θ1 ，θ2 の設定が行なわれるが、実際の走行においては、車両は必ずしも道路中心線ＬＣ上を走行しているとは限らず、図５に示すように、道路中心線ＬＣから横ずれしていたり、道路中心線ＬＣに対して傾いて走行していたりする。そこで、光軸角目標値算出手段５は、上述のようにして算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 の内、特に、横方向光軸角目標値θ2 を対レーン位置対応補正手段５Ｂにより補正するようになっている。
【００４１】
対レーン位置対応補正手段５Ｂは、横ずれ量算出手段４Ｂで算出された車両の横ずれ量ΔＹと、ヨー角算出手段４Ｃで算出された車両が道路中心線ＬＣに対してなすヨー角βとに基づき、横方向光軸角目標値θ2 の補正角ｄθを決定する。つまり、補正角ｄθは次式のように表される。
ｄθ＝β−ΔＹ／Ｌ ・・・・・・・・・・・・・（２）
対レーン位置対応補正手段５Ｂは、この補正角ｄθを横方向光軸角目標値θ2 から除算することにより、車両の道路中心線ＬＣに対する横ずれ及び傾きに応じた補正を行なうになっている。
【００４２】
こうして、対レーン位置対応補正手段５Ｂにより光軸角目標値θ2 に適宜の補正が施され、走行路中央を的確に照射するための縦方向光軸角目標値θ1 ，横方向光軸角目標値θ2 が設定されるようになっている。
光軸角目標値算出手段５は、さらに、設定した光軸角目標値θ1 ，θ2 に周辺環境の照度に応じた補正を行なう。
【００４３】
つまり、光軸角目標値算出手段５は、周辺環境の照度に応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 を補正するための輝度分布対応補正手段５Ｄを機能要素としてそなえている。輝度分布対応補正手段５Ｄは、光軸角目標値算出手段５が設定した光軸角目標値θ1 ，θ2 によるヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布と、カメラ２で検出される実際の輝度分布（実輝度分布）とを比較し、ヘッドライト９以外の照明状態を把握して、より効率よく走行車線を照射できるよう光軸角目標値θ1 ，θ2 を補正するものであり、比較処理手段２９からの情報に基づき補正量を決定するようになっている。
【００４４】
ここで、輝度分布に応じた光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正の一連の処理について説明すると、本配光制御装置では、前述の実輝度分布検出手段３Ａで得られた実輝度分布マップと、光軸角目標値算出手段５で設定された光軸角目標値θ1 ，θ2 によるヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布マップとを比較処理手段２９で比較処理し、その結果に基づき輝度分布対応補正手段５Ｄが光軸角目標値θ1 ，θ2 を補正するようになっている。
【００４５】
さらに詳述すると、光軸角目標値算出手段５の機能要素である目標輝度分布算出手段５Ｃがそなえられており、まず、この目標輝度分布算出手段５Ｃにより、光軸角目標値算出手段５で算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 に基づく目標輝度分布マップを作成するようになっている。つまり、光軸角目標値θ1 ，θ2 が与えられれば、自車両前方の視野範囲における光軸の中心位置（輝度中心）Ｃa がわかり、また、ヘッドライト９からの光量分布は光軸角に応じて既知であるため、これらよりヘッドライト９の照射による走行車線上の輝度分布を推定することができるので、目標輝度分布算出手段５Ｃは、ヘッドライト９の光量と光軸角目標値θ1 ，θ2 とに基づいて目標輝度分布を演算し、実輝度分布検出手段３Ａが作成する実輝度分布マップと同様の２次元の平面マップ（以下、目標輝度分布マップという）を作成するようになっている。なお、この目標輝度分布マップと実輝度分布マップとは、それぞれ自車両前方の視野範囲内の同一範囲における目標輝度分布と実輝度分布とを示すものである。
【００４６】
比較処理手段２９は、図７に示すように、目標輝度分布算出手段５Ｃが作成した目標輝度分布マップＭa と実輝度分布検出手段３Ａが作成した実輝度分布マップＭb とを比較処理するようになっている。この処理について詳述すると、比較処理手段２９は、光軸角目標値を補正するための補正用輝度分布マップＭf を作成する機能（補正用輝度分布マップ作成部）２９Ａと、この補正用輝度分布マップＭF に基づいて光軸角目標値の補正量を算出する機能（補正量算出部）２９Ｂとをそなえており、これらの各機能２９Ａ，２９Ｂを通じて光軸角目標値算出手段５の輝度分布対応補正手段５Ｃにフィードバックすべき補正量情報を算出するようになっている。
【００４７】
まず、補正用輝度分布マップ作成部２９Ａにおいては、実輝度分布マップＭb と前回の制御周期で作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭe との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度として補正用輝度分布マップＭf を作成するようになっている。即ち、ここでは、実際に走行車線が照らされている照度からヘッドライト９を通じて照射しようとする目標の照度を除くことにより、街路灯等のヘッドライト９以外の周辺光源等に起因する照度の偏差を算出する。
【００４８】
一方、補正量算出部２９Ｂでは、補正用輝度分布マップ作成部２９Ａで作成された補正用輝度分布マップＭf の輝度の中心Ｃf 、即ち、マップ上の各画素を輝度で重み付けした場合のマップの重心点を算出し、さらに、補正用輝度分布マップＭf の輝度の総和Σf 、即ち、補正用輝度分布マップＭf 上の全画素上の輝度の総和を算出するようになっている。
【００４９】
そして、さらに、目標輝度分布算出手段５Ｃから入力された目標輝度分布マップＭa の輝度の中心Ｃa を算出し、補正用輝度分布の輝度中心Ｃf から目標輝度分布の輝度中心Ｃa に向かうベクトルＣf Ｃa （ｄｘ，ｄｙ）を算出するようになっている。なお、ｄｘ，ｄｙはそれぞれＸ方向（走行路幅方向），Ｙ方向（走行路進行方向）の両輝度中心Ｃa ，Ｃf の画素数差であり、ここでは、輝度分布マップの左下端をＸＹ座標系の原点としている。
【００５０】
比較処理手段２９は、こうして補正量算出部２９Ｂにおいて算出された補正用輝度分布マップＭfの輝度の総和Σfと、補正用輝度分布の輝度中心Ｃfから目標輝度分布の輝度中心Ｃaに向かうベクトルＣfＣa（ｄｘ，ｄｙ）とを輝度分布対応補正手段５Ｄに入力するようになっている。
つまり、前述の比較処理手段２９から輝度分布対応補正手段５Ｄへ入力される情報とは、この実輝度分布と前回制御周期におけるヘッドライト９による輝度分布との差に基づく補正用輝度分布マップＭfの輝度の総和Σf，補正用輝度分布マップＭfの輝度中心Ｃfから目標輝度分布マップＭaの輝度中心Ｃaに向かうベクトルＣfＣa（ｄｘ，ｄｙ）であり、輝度分布対応補正手段５Ｄはこの輝度総和Σf，ベクトルＣfＣa（ｄｘ，ｄｙ）に基づいて光軸角目標値θ1，θ2の補正を行なうようになっている。
【００５１】
この光軸角目標値θ1，θ2の補正においては、輝度分布対応補正手段５Ｄは、まず、比較処理手段２９から入力されたベクトルＣfＣa（ｄｘ，ｄｙ）の方向にヘッドライトの光軸が補正されるように、光軸角目標値θ1，θ2の補正量ｄθ1，ｄθ2を設定するようになっている。そして、さらに、補正用輝度分布の輝度の総和Σfが大きいほど補正量ｄθ1，ｄθ2も大きくなるように、つまり、外部光源の照度が強いほど補正量ｄθ1，ｄθ2も大きく設定する。
【００５２】
つまり、縦方向の光軸角目標値θ1 の補正量ｄθ1 ，横方向の光軸角目標値θ2 の補正量ｄθ2 はそれぞれ次式のように表されることになる。
ｄθ1 ＝Ａ1 ×Σf ×ｄｙ ・・・・・・・・・（３）
ｄθ2 ＝Ａ2 ×Σf ×ｄｘ ・・・・・・・・・（４）
ただし、Ａ1 ，Ａ2 は適宜の定数である。
【００５３】
輝度分布対応補正手段５Ｄは、上記の（３）式（４）式で定まる補正量ｄθ1 ，ｄθ2 をそれぞれ縦方向の光軸角目標値θ1 ，横方向の光軸角目標値θ2 に加算することにより光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正を行ない、補正された光軸角目標値θ1 ，θ2 が光軸角目標値算出手段５からコントローラ７へ出力されるようになっている。
【００５４】
ところで、画像情報処理手段３による白線認識が不調のときは、画像情報処理手段３から光軸角目標値算出手段５へ認識ロスト信号が入力されるが、この認識ロスト信号が入力されている間は、道路曲線ρは精度の低い道路中心線ＬＣの情報に基づいて算出されるため正確に道路中心線の曲率を表しているとは言いがたい。したがって、この道路曲線ρに基づいて横方向光軸角目標値θ2 を算出してコントローラ７へ出力しても、有効に道路中心線ＬＣに沿った光軸制御を行なえない可能性が大きい。
【００５５】
そこで、光軸角目標値算出手段５は、画像情報処理手段３から認識ロスト信号が入力されると、光軸角目標値算出手段５の機能要素である切替手段５Ａによって、道路曲率算出手段４Ａで算出された道路曲率ρに基づいた横方向光軸角目標値θ2 の算出から、代用道路曲率算出手段２５で算出された推定道路曲率ρ′に基づいた横方向光軸角目標値θ2 の算出へと切り替えるようになっている。
【００５６】
また、対レーン位置対応補正手段５Ｂにおける補正角ｄθも、画像情報に基づいて算出されているため認識ロスト信号が入力されている間はその精度に欠け、適切な補正が行なえるとは言いがたい。このため、光軸角目標値算出手段５は、認識ロスト信号が入力されている間は、対レーン位置対応補正手段５Ｂによる横方向光軸角目標値θ2 の補正を中止するようになっている。
【００５７】
なお、道路曲率ρと推定道路曲率ρ′との誤差により、道路曲率算出手段４Ａから代用道路曲率算出手段２５への切り替え時には横方向光軸角目標値θ2 は急激に変化する可能性がある。このような場合、ドライバは違和感を感じる虞があるが、これに対しては図１に示すように、光軸角目標値算出手段５とコントローラ７との間に介装されたローパスフィルタ６により平滑化処理することで対処している。また、対レーン位置対応補正手段５Ｂによる補正を中止する際も、突然補正角ｄθを０にするのではなく、徐々に補正角ｄθの大きさを０に近づけていくことにより、横方向光軸角目標値θ2 の急激な変化を防止するようになっている。
【００５８】
本発明の第１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置は、上述のように構成されているので、配光制御の処理は、例えば図８に示すように行なわれる。
まず、先行車両位置算出手段２７により、レーダ２６を介して先行車両を検出し、レーダ２６からの情報を基に先行車両の位置、即ち、先行車両と自車両との距離ＬF と自車両中心線に対する偏角θF とを算出する（ステップＳ１０）。
【００５９】
先行車両との距離ＬF ，偏角θF が算出されると、次は、画像情報処理手段３により、カメラ２から入力される車両前方の画像情報を適宜処理して前方道路上の左右の白線位置の認識を行なう。
そして、白線位置を有効に認識できたか否かの判定（レーン認識ロストの判定）が行われて（ステップＳ２０）、白線位置を有効に認識できた場合はステップＳ３０以降の処理を行ない、有効に白線位置を認識できなかった場合（即ち、白線認識ロスト状態）では、ステップＳ６０以降の処理を行なう。
まず、白線位置を有効に認識できた場合は、この白線位置画像情報を基に、道路曲率算出手段４Ａにより道路曲率ρを算出する。
【００６０】
つまり、図２に示すように、走行レーン推定手段４は、画像情報処理手段３で認識された原画像３Ａ上の白線１２Ｒ，１２Ｌを鉛直上方から見たような平面視画像３Ｂに変換して、走行レーン左端の白線１２Ｌから推定しうる道路中心線ＬＣL と走行レーン右端の白線１２Ｒから推定しうる道路中心線ＬＣR とに基づいて、道路中心線ＬＣの推定を行なう。
【００６１】
そして、道路中心線ＬＣが推定されると、道路曲率算出手段４Ａは、照合用円弧パターン３０をこの道路中心線ＬＣに順次重ね合わせていく。そして、図４（ｂ）に示すように、各照合用円弧パターン３０について、画面の下方から順に水平線１１上における照合用円弧パターン３０と道路中心線ＬＣとの間の距離（２点間のドット数）を二乗して積算していき、最上方の水平線１１まで積算された所でその積算値を前回照合を行なった照合用円弧パターン３０における積算値と比較する。このとき、今回の照合用円弧パターン３０における積算値の方が大くなった場合は、前回の照合用円弧パターン３０が道路中心線ＬＣと一致する円弧パターンと見なして、この円弧パターンの曲率を道路曲率ρとする（以上、ステップＳ３０）。
【００６２】
こうして、先行車両との距離ＬF ，偏角θF に加え道路曲率ρが算出されると、光軸角目標値算出手段５は、これらの情報を基に光軸角目標値θ1 ，θ2 を算出する。
即ち、光軸角目標値算出手段５は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、道路曲率算出手段４Ａからの道路中心線ＬＣの道路曲率ρの入力に応じて、マップ上に原点で縦軸に接する曲率ρの円弧（道路中心線ＬＣ）を描く。そして、先行車両位置算出手段５から先行車両の距離ＬF ，偏角θF が入力されると、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、マップ上にＬF ，θF に応じた点ＣF をとり、この点ＣF の周りにグレア発生範囲ＡF を設定する。
【００６３】
まず、光軸角目標値算出手段５は、図６（ａ）に示すように、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmin との交点に制御点Ｐの候補点Ｐ1 をとり、原点０から候補点Ｐ1 までの間にグレア発生範囲ＡF が存在しないか検証する。この候補点Ｐ1 においてグレア発生範囲ＡF との干渉がなければ、次は、円弧Ｌmin よりも僅かに大きい円弧と道路中心線ＬＣとの交点を候補点Ｐ2 とし、この候補点Ｐ2 におけるグレア発生範囲ＡF との干渉を検証する。こうして、道路中心線ＬＣに沿って順次グレア発生範囲ＡF との干渉を検証していき、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmax との交点Ｐmax まで検証してグレア発生範囲ＡF との干渉がなければ、道路中心線ＬＣと円弧Ｌmax との交点Ｐmax を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定する。
【００６４】
また、道路中心線ＬＣに沿ってグレア発生範囲ＡF との干渉を検証していったとき、ある円弧Ｌn と道路中心線ＬＣとの交点に候補点Ｐn をとったとき、その候補点Ｐn において、原点０から候補点Ｐn までの間にグレア発生範囲ＡF と干渉する部分がある場合は、その円弧Ｌn の一つ前の円弧Ｌn-1 と道路中心線ＬＣとの交点Ｐn-1 を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定する（以上、ステップＳ４０）。
【００６５】
こうして光軸角目標値θ1 ，θ2 が設定されると、光軸角目標値算出手段５の機能要素である対レーン位置対応補正手段５Ｂは、横ずれ量算出手段４Ｂ，ヨー角算出手段４Ｃによりそれぞれ算出された道路中心線ＬＣに対する横ずれ量ΔＹ，ヨー角βに基づいて前記の（２）式から補正角ｄθを算出し横方向光軸角目標値θ2 を補正する（ステップＳ５０）。
【００６６】
さらに、光軸角目標値算出手段５は、その機能要素である輝度分布対応補正手段５Ａにより周辺環境の照度に応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正を行なう。即ち、光軸角目標値算出手段５が設定した光軸角目標値θ1 ，θ2 で得られるであろう目標輝度分布と、カメラ２で検出される実際の輝度分布とを比較し、より効率よく走行車線を照射できるよう光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正を行なうのであるが、その一連の処理は次のようにして行なわれる。
【００６７】
まず、（ｎ−１）回目の制御周期において、光軸角目標値算出手段５から出力された光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)は、コントローラ７を通じて光軸アクチュエータ８に入力される。光軸アクチュエータ８はヘッドライト９の光軸角を光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)に一致するように調整し、ヘッドライト９は、この光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)で車両前方の走行車線を照射する。
【００６８】
走行車線は、ヘッドライト９に照射されるとともに、ヘッドライト９以外の周辺光源、例えば街路灯等によっても照らされており、走行車線上には照射される光量や位置に応じた輝度分布が生じる。カメラ２は、この車両前方の走行車線を白黒画像情報として取り込み、画像情報処理手段３の機能要素である実輝度分布検出手段３Ａにより走行車線上の輝度分布を検出する。実輝度分布検出手段３Ａは、検出した輝度分布を、カメラ２の検出画像の各画素毎の輝度を示した２次元の平面マップ（実輝度分布マップ）Ｍb (n) に加工し、比較処理手段２９へ入力する。
【００６９】
そして、次の（ｎ）回目の制御周期において、光軸角目標値算出手段５は、その機能要素である目標輝度分布算出手段５Ｃにより、道路曲率ρ及び先行車両位置情報（距離ＬF ，偏角θF ）に基づき算出され、横ずれ量ΔＹ，ヨー角βに基づき補正された光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)に基づき、ヘッドライト９以外の周辺光源の無い状態で光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)でヘッドライト９を照射したならば得られるであろう輝度分布を算出し、２次元の平面マップ（目標輝度分布マップ）Ｍa (n) を作成する。そして、作成した目標輝度分布マップＭa (n) を比較処理手段２９へ入力する。
【００７０】
比較処理手段２９は、実輝度分布検出手段３Ａで得られた実輝度分布マップＭb (n) と、目標輝度分布算出手段５Ｃで得られた目標輝度分布マップＭa (n) とを次の手順で比較処理し、光軸角目標値算出手段５（輝度分布対応補正手段５Ｄ）へフィードバックすべき情報を算出する。
まず、比較処理手段２９は、補正用輝度分布マップ作成部２９Ａにより、実輝度分布マップＭb (n) と、（ｎ−１）回目の制御周期において作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭe (n-1) との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度として補正用輝度分布マップＭf (n) を作成する。
【００７１】
次に、補正量算出部２９Ｂにおいて、補正用輝度分布マップ作成部３９Ａで作成された補正用輝度分布マップＭf (n) の輝度の中心Ｃf (n) 、即ち、マップ上の各画素を輝度で重み付けした場合のマップの重心点と、補正用輝度分布マップＭf (n) の輝度の総和Σf (n) 、即ち、補正用輝度分布マップＭr (n) 上の全画素上の輝度の総和とを算出する。
【００７２】
そして、さらに、目標輝度分布算出手段５Ｃから入力された目標輝度分布マップＭa (n) の輝度の中心Ｃa (n) を算出し、補正用輝度分布の輝度中心Ｃf (n) から目標輝度分布の輝度中心Ｃa (n) に向かうベクトルＣf Ｃa (n) 〔ｄｘ(n) ，ｄｙ(n) 〕を算出し、算出した輝度の総和Σf (n) ，Ｃf Ｃa (n) 〔ｄｘ(n) ，ｄｙ(n) 〕を輝度分布対応補正手段５Ｄに入力する。
【００７３】
輝度分布対応補正手段５Ｄは、比較処理手段２９から入力されたベクトルＣf Ｃa (n) 〔ｄｘ(n) ，ｄｙ(n) 〕の方向にヘッドライト９の光軸が補正されるように、かつ、補正用輝度分布の輝度の総和Σf (n) が大きいほど補正量も大きくなるように前記の（３）式（４）式より光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)の補正量ｄθ1(n)，ｄθ2(n)を設定する。そして、設定した補正量ｄθ1(n)，ｄθ2(n)をそれぞれ縦方向の光軸角目標値θ1(n)，横方向の光軸角目標値θ2(n)に加算することにより光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)の補正を行なう。
【００７４】
光軸角目標値算出手段５は、このようにして補正された光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)を今回（ｎ回目）の制御周期における光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)としてコントローラ７へ出力する（以上、ステップＳ６０）。
コントローラ７は、こうして得られた縦方向光軸角目標値θ1 ，横方向光軸角目標値θ2 に基づいて光軸アクチュエータ８を作動させる（ステップＳ７０）。
【００７５】
一方、有効に白線位置を認識できなかった場合、つまり、画像情報処理手段３における白線認識処理において、白線１２の候補点１５の一定数以上がその誤差範囲内に収まらない状態となり却下された場合は、画像情報処理手段３から光軸角目標値算出手段５へロスト信号が入力される。光軸角目標値算出手段５の機能要素である切替手段５Ａは、このロスト信号の入力に応じて、レーン認識ロストと判定され（ステップＳ２０））、道路曲率算出手段４Ａから代用道路曲率算出手段２５へと道路曲率の算出手段を切り替える。
【００７６】
代用道路曲率算出手段２５は、実際に車両１に作用する横加速度Ｇ，車速Ｖをそれぞれ横加速度センサ２１，車速センサ２０で検出し、検出された横加速度Ｇ，車速Ｖに基づいて前記の（１）式より推定道路曲率ρ′を推定する（ステップＳ８０）。
光軸角目標値算出手段５は、この推定道路曲率ρ′と先行車両位置算出手段２７で算出された先行車両との距離ＬF と偏角θF とに基づいて光軸角目標値θ1 ，θ2 を算出し（ステップＳ９０）、輝度分布対応補正手段５Ａにより周辺環境の照度に応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正を行なう（ステップＳ６０）。
【００７７】
こうして、光軸角目標値θ1 ，θ2 が算出されると、コントローラ７は、ヘッドライト９の光軸角が、算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 に一致するように、光軸アクチュエータ８を作動させる（ステップＳ７０）。
このように、本配光制御装置によれば、カメラ２からの道路画像情報を基に画像情報処理手段３で認識された道路上の白線から道路中心線ＬＣを推定し、この推定された道路中心線ＬＣに基づき算出された道路曲率ρに応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 を算出しているので、車両前方の走行車線のカーブ状況に関わらず的確に走行車線上を照射することができるという利点がある。
【００７８】
そして、走行車線が街路灯等により照らされている場合は、カメラ２からの道路画像情報より得られる走行車線の実輝度分布と、光軸角目標値θ1 ，θ2 に基づき算出される目標輝度分布とを比較して、街路灯等の周辺光源による走行車線上の輝度分布を検出することができるので、街路灯等の周辺光源により十分な照らされている部分をさらにヘッドライト９で照らすことなく、他の暗い部分を照らすようにヘッドライト９の光軸角目標値θ1 ，θ2 を調整することができ、走行車線の要部全体を均一に効率よく照らすことができるという利点がある。
【００７９】
次に、本発明の第２実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置について説明する。
本実施形態の自動車用ヘッドライトの配光制御装置は、第１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置とは、光軸角目標値θ1 ，θ2 の設定手段に相違がある。つまり、本配光制御装置では、第１実施形態のように道路曲率や先行車両位置情報に基づき算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 を周辺照度に応じて補正するのではなく、まず、道路曲率や先行車両位置情報に基づき疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′を設定し、この疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′と、カメラ情報から得られる周辺照度情報に基づき、ヘッドライトが実現すべき光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっているのである。
【００８０】
本配光制御装置の構成について詳述すると、疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′の設定手段は第１実施形態における光軸角目標値θ1 ，θ2 の設定手段と同構成であり、また、周辺照度情報の検出手段も第１実施形態と同構成である。したがって、ここでは、第１実施形態の構成を用いて説明を行なう。
本配光制御装置では、図９に示すように、実輝度分布検出手段３Ａで得られた実輝度分布マップＭb と、道路曲率ρ，先行車両位置情報（距離ＬF ，偏角θF ），対レーン情報（横ずれ量ΔＹ，ヨー角β）に基づき設定された疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′によるヘッドライトの光照射のみで得られるであろう目標輝度分布マップＭa とを比較処理手段３９で比較処理し、その結果に基づき輝度分布対応補正手段５Ｄ′により光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。
【００８１】
まず、疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′に基づく目標輝度分布マップは、目標輝度分布算出手段５Ｃにより作成されるようになっている。つまり、疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′が与えられれば、自車両前方の視野範囲における光軸の中心位置（輝度中心）がわかり、また、ヘッドライト９からの光量分布は光軸角に応じて既知であるため、これらよりヘッドライト９の照射による走行車線上の輝度分布を推定することができるので、目標輝度分布算出手段５Ｃは、ヘッドライト９の光量と疑似光軸角目標値θ1 ′，θ2 ′とに基づいて目標輝度分布を演算し、実輝度分布検出手段３Ａが作成する実輝度分布マップと同様の２次元の平面マップ（以下、目標輝度分布マップという）を作成するようになっている。なお、この目標輝度分布マップと実輝度分布マップとは、それぞれ自車両前方の視野範囲内の同一範囲における目標輝度分布と実輝度分布とを示すものである。
【００８２】
一方、比較処理手段３９は、ヘッドライト９の光量のみで得られる輝度分布マップＭと実輝度分布検出手段３Ａが作成した実輝度分布マップとを比較処理するようになっている。
この処理について詳述すると、比較処理手段３９は、図９に示すように、ヘッドライト９以外の周辺光源に対応した輝度分布マップ（補正用輝度分布マップであり、以下、周辺光源対応輝度分布マップ、とも呼ぶ）Ｍcを作成する機能（周辺光源対応輝度分布マップ作成部）３９Ａと、ヘッドライト９以外の周辺光源の光量に応じて目標輝度分布マップＭaを補正し補正目標輝度分布マップＭdを作成する機能（補正目標輝度分布マップ作成部）３９Ｂと、これらの周辺光源対応輝度分布マップＭcと補正目標輝度分布マップＭdとに基づいてヘッドライト９の光量により実現すべき輝度分布マップ（ヘッドライト対応輝度分布マップ）Ｍeを作成し、光軸角目標値の補正量を算出する機能（補正量算出部）３９Ｃとをそなえており、これらの機能を通じて光軸角目標値算出手段５の輝度分布対応補正手段５Ｄ′にフィードバックすべき補正量情報を算出するようになっている。
【００８３】
まず、周辺光源対応輝度分布マップ作成部（補正用輝度分布算出手段）３９Ａにおいては、実輝度分布マップＭbと、前回の制御周期で作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭeとの対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度として周辺光源対応輝度分布マップＭcを作成するようになっている。即ち、ここでは、実際に走行車線が照らされている照度からヘッドライト９の照射による照度を除くことにより、街路灯等のヘッドライト９以外の周辺光源等に起因する照度の偏差を算出する。
【００８４】
一方、補正目標輝度分布マップ作成部３９Ｂでは、まず、実輝度分布マップＭb ，目標輝度分布マップＭa それぞれの輝度の総和、即ち、マップ上の全画素上の輝度の総和を算出するようになっている。そして、算出した実輝度分布マップＭb の輝度の総和Σb と目標輝度分布マップＭa の輝度の総和Σa との比〔以下、輝度総和比Σb ／Σa という〕を算出し、目標輝度分布マップＭa 上の全画素上の輝度にこの輝度総和比Σb ／Σa を乗算する。
【００８５】
こうして、補正目標輝度分布マップ作成部３９Ｂでは、目標輝度分布マップＭa を補正した補正目標輝度分布マップＭd を作成するようになっている。この補正目標輝度分布マップＭd は、ヘッドライト９の光量と周辺光源による光量とにより走行路の要部全体を均一にむらなく照らすための理想的な輝度分布を示すものである。なお、実輝度分布マップＭb と目標輝度分布マップＭa との画素が一対一対応していない場合、即ち、両マップＭb ，Ｍa の解像度が異なる場合は、輝度の総和の算出において画素の面積に応じた重みづけを行なう。
【００８６】
次に、比較処理手段３９は、補正量算出部３９Ｃにおいて、補正目標輝度分布マップＭd と周辺光源対応輝度分布マップＭc との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度とする輝度分布マップ（ヘッドライト対応輝度分布マップ）Ｍe を作成するようになっている。ここでは、カメラ２で得られる実際の走行車線の輝度分布が、補正目標輝度分布マップＭd で示されるような理想的な輝度分布となるためにヘッドライト９の光量により実現すべき輝度分布の算出を行なう。そして、作成したヘッドライト対応輝度分布マップＭe における輝度の中心Ｃe 、即ち、マップ上の各画素を輝度で重み付けした場合のマップの重心点を算出し、輝度分布対応補正手段５Ｄ′に入力する。
【００８７】
つまり、前述の比較処理手段３９から輝度分布対応補正手段５Ｄ′へ入力される情報とは、実輝度分布と目標輝度分布とに基づき算出されるヘッドライト９の光量により実現すべき輝度分布の輝度中心Ｃe であり、輝度分布対応補正手段５Ｄ′はこの輝度中心Ｃe に基づいて光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようようになっている。輝度分布対応補正手段５Ｄ′は、光軸角目標値とマップ上の輝度中心位置との対応マップを予め記憶しており、比較処理手段３９から入力された輝度中心Ｃe と予め記憶している対応マップと照らし合わせ、比較処理手段３９から入力された輝度中心Ｃe と対応する光軸角目標値θ1 ，θ2 を算出するようになっている。
【００８８】
光軸角算出手段５は、輝度分布対応補正手段５Ｄ′で算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 を、今回の制御周期における光軸角目標値θ1 ，θ2 として、コントローラ７へ入力するようになっている。
本発明の第２実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置は、上述のように構成されているので、周辺環境の照度に応じた光軸角目標値θ1 ，θ2 の設定は次のようにして行なわれる。
【００８９】
まず、（ｎ−１）回目の制御周期において、光軸角目標値算出手段５から出力された光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)は、コントローラ７を通じて光軸アクチュエータ８に入力される。光軸アクチュエータ８はヘッドライト９の光軸角を光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)に一致するように調整し、ヘッドライト９は、この光軸角目標値θ1(n-1)，θ2(n-1)で車両前方の走行車線を照射する。
【００９０】
走行車線は、ヘッドライト９に照射されるとともに、ヘッドライト９以外の周辺光源、例えば街路灯等によっても照らされており、走行車線上には照射される光量や位置に応じた輝度分布が生じる。カメラ２は、この車両前方の走行車線を白黒画像情報として取り込み、画像情報処理手段３の機能要素である実輝度分布検出手段３Ａにより走行車線上の輝度分布を検出する。実輝度分布検出手段３Ａは、検出した輝度分布を、カメラ２の検出画像の各画素毎の輝度を示した２次元の平面マップ（実輝度分布マップ）Ｍb (n) に加工し、比較処理手段３９へ入力する。
【００９１】
そして、次の（ｎ）回目の制御周期において、光軸角目標値算出手段５は、その機能要素である目標輝度分布算出手段５Ｃにより、道路曲率ρ，先行車両位置情報（距離ＬF ，偏角θF ），対レーン情報（横ずれ量ΔＹ，ヨー角β）に基づき算出された疑似光軸角目標値θ1(n)′，θ2(n)′に基づき、ヘッドライト９以外の周辺光源の無い状態で疑似光軸角目標値θ1(n)′，θ2(n)′でヘッドライト９を照射したならば得られるであろう輝度分布を算出し、２次元の平面マップ（目標輝度分布マップ）Ｍa (n) を作成する。そして、作成した目標輝度分布マップＭa (n) を比較処理手段３９へ入力する。
【００９２】
比較処理手段３９は、実輝度分布検出手段３Ａで得られた実輝度分布マップＭb (n) と、目標輝度分布算出手段５Ｃで得られた目標輝度分布マップＭa (n) とを次の手順で比較処理し、光軸角目標値算出手段５（輝度分布対応補正手段５Ｄ′）へフィードバックすべき情報を算出する。
まず、比較処理手段３９は、周辺光源対応輝度分布マップ作成部３９Ａにより、実輝度分布マップＭb (n) と、（ｎ−１）回目の制御周期において作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭe (n-1) との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度とする輝度分布マップ、即ち、街路灯等のヘッドライト９以外の周辺光源による輝度分布マップ（周辺光源対応輝度分布マップ）Ｍc (n) を作成する。
【００９３】
また、補正目標輝度分布マップ作成部３９Ｂにより、実輝度分布マップＭb (n) の輝度の総和Σb と目標輝度分布マップＭa (n) の輝度の総和Σa とを算出し、これらの輝度総和比Σb ／Σa を目標輝度分布マップＭa (n) 上の全画素上の輝度に乗算して補正目標輝度分布マップＭd (n) を作成する。
そして、補正量算出部３９Ｃにより、補正目標輝度分布マップＭd (n) と周辺光源対応輝度分布マップＭc (n) との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度とする輝度分布マップ（ヘッドライト対応輝度分布マップ）Ｍe (n) を作成する。そして、作成したヘッドライト対応輝度分布マップＭe (n) における輝度の中心Ｃe (n) を算出し、輝度分布対応補正手段５Ｄ′に入力する。
【００９４】
輝度分布対応補正手段５Ｄ′は、比較処理手段３９から入力された輝度中心Ｃe (n) と予め記憶している対応マップと照らし合わせ、比較処理手段３９から入力された輝度中心Ｃe (n) に対応する光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)を算出する。そして、この算出した光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)を今回（ｎ回目）の制御周期における光軸角目標値θ1(n)，θ2(n)としてコントローラ７へ出力する。
【００９５】
このように、本実施形態の配光制御装置によれば、第１実施形態の配光制御装置と同様に周辺光源の照度に応じた配光制御が可能であり、さらに、本実施形態の配光制御装置では、周辺光源による輝度分布に応じて走行路の要部全体を均一に照らすための理想的な輝度分布（補正目標輝度分布）を定め、ヘッドライト９の光が周辺光源とともにこの補正目標輝度分布を達成するよう光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するので、第１実施形態の配光制御装置よりもさらに均一に効率よく走行車線の要部全体を照らすことができるという利点がある。
【００９６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の各実施形態では、周辺環境の照度に応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 の角度補正のみを行なっているが、光軸角目標値θ1 ，θ2 の角度補正とともにヘッドライト９の光量も周辺環境の照度に応じて調整してもよく、或いは、ヘッドライト９の光量のみを調整してもよい。
【００９７】
特に、上述の第２実施形態の配光制御装置のように、走行路の要部全体を均一に照らすためのヘッドライト９の光量が受け持つ輝度分布を定め、この輝度分布を達成するように配光制御する配光制御装置では、ヘッドライト９の光量を調整することは有効である。
また、走行車線上の輝度分布の検出において、上述の実施形態ではカメラ２からの画像情報を利用しているが、専用の照度計により走行車線上の輝度分布を検出するようにしてもよい。
【００９８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項１）によれば、ヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布と、実際の輝度分布とを比較し、ヘッドライト以外の照明状態を把握して、より効率よく走行車線を照射できるよう光軸角目標値を補正するため、走行車線が街路灯等により照らされている場合にも、ヘッドライトにより街路灯等の周辺光源により十分な照らされている部分をさらに強く照らすことなく、他の暗い部分を中心に照らすようにすることができ、走行車線の要部全体をむらなく均一にかつ無駄なくより効率よく照らすことができ、ドライバの視認性の向上に寄与しうる。
また、本発明の自動車用のヘッドライトの配光制御装置（請求項２）によれば、ヘッドライト以外の外部光源の照度が強いほど、補正量を大きく設定することができる。
また、本発明の自動車用のヘッドライトの配光制御装置（請求項３）によれば、周辺光源に応じて走行路の要部全体を均一に照らすための理想的な輝度分布を定め、ヘッドライトの光が周辺光源とともにその理想的な輝度分布を達成するように光軸角目標値を設定するため、さらに均一に効率よく走行車線の要部全体を照らすことができる。
また、本発明の自動車用のヘッドライトの配光制御装置（請求項４）によれば、実輝度分布マップと目標輝度分布マップとの画素の解像度が異なる場合であっても、走行路の要部全体を均一に照らすための理想的な輝度分布を定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる走行レーン認識のための画像処理を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる走行レーン認識を（ａ）〜（ｆ）の順で説明する模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる走行レーンの道路曲率の算出について説明するための説明図であり、（ａ）は道路曲率算出のための照合用円弧パターンを示す図、（ｂ）は照合例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる横ずれ量とヨー角の算出について説明するための説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる先行車両位置と道路曲率とに基づいた光軸角目標値の算出について説明するための説明図であり、（ａ）は先行車両が存在しない場合、（ｂ）は自車両が走行する走行車線上に先行車両が存在する場合、（ｃ）は内側の隣車線上に先行車両が存在する場合を示している。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる走行路上の輝度分布に応じた光軸角目標値の補正について説明するための説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる走行路上の輝度分布に応じた光軸角目標値の補正について説明するための説明図である。
【符号の説明】
２ カメラ
３ 画像情報処理手段
３Ａ 実輝度分布検出手段
４ 走行レーン推定手段
４Ａ 道路曲率算出手段
５ 光軸角目標値算出手段
５Ｃ 目標輝度分布算出手段
５Ｄ，５Ｄ′ 輝度分布対応補正手段
７ コントローラ（制御手段）
８ 光軸アクチュエータ
９ ヘッドライト
２６ レーダ
２７ 先行車両位置算出手段
２９，３９ 比較処理手段
Claims (4)
- ヘッドライトの光軸角を光軸アクチュエータを介して調整する自動車用ヘッドライトの配光制御装置であって、
走行路の道路曲率を算出する道路曲率算出手段と、
該道路曲率算出手段で算出された該道路曲率に基づいて該ヘッドライトの光軸角目標値を算出する光軸角目標値算出手段と、
該光軸角目標値算出手段で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトで照射する自車両前方の該走行路の目標輝度分布を算出し、目標輝度分布マップを作成する目標輝度分布算出手段と、
該走行路の実際の輝度分布を検出し、実輝度分布マップを作成する実輝度分布検出手段と、
前回の制御周期で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布のヘッドライト対応輝度分布マップを作成するとともに、該実輝度分布マップと該ヘッドライト対応輝度分布マップとの輝度差を算出し、該輝度差をその輝度分布とする補正用輝度分布マップを作成する補正用輝度分布算出手段と、
該補正用輝度分布マップの輝度中心から該目標輝度分布マップの輝度中心に向かうベクトルを算出し、該ベクトルの方向に該ヘッドライトの光軸が補正されるように、該補正用輝度分布マップの輝度総和に基づき該光軸角目標値の補正量を設定する輝度分布対応補正手段と、
該ヘッドライトの光軸角が、該光軸角目標値算出手段で算出された該光軸角目標値及び該輝度分布対応補正手段で設定された該補正量の和と等しくなるように、該光軸アクチュエータを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする、自動車用ヘッドライトの配光制御装置。 - 該輝度分布対応補正手段は、該補正用輝度分布マップの輝度の総和が大きいほど、該補正量を大きくする
ことを特徴とする、請求項１記載の自動車用ヘッドライトの配光制御装置。 - ヘッドライトの光軸角を光軸アクチュエータを介して調整する自動車用ヘッドライトの配光制御装置であって、
走行路の道路曲率を算出する道路曲率算出手段と、
該道路曲率算出手段で算出された該道路曲率に基づいて該ヘッドライトの光軸角目標値を算出する光軸角目標値算出手段と、
該光軸角目標値算出手段で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトで照射する自車両前方の該走行路の目標輝度分布を算出し、目標輝度分布マップを作成する目標輝度分布算出手段と、
該走行路の実際の輝度分布を検出し、実輝度分布マップを作成する実輝度分布検出手段と、
前回の制御周期で算出された該光軸角目標値に基づいて該ヘッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布のヘッドライト対応輝度分布マップを作成するとともに、該実輝度分布マップと該ヘッドライト対応輝度分布マップとの輝度差を算出し、該輝度差をその輝度分布とする補正用輝度分布マップを作成する補正用輝度分布算出手段と、
該実輝度分布マップの輝度の総和と該目標輝度分布マップの輝度の総和との比を算出し、該目標輝度分布マップの輝度分布へ該比を乗算して、補正目標輝度分布マップを作成する補正目標輝度分布算出手段と、
該補正用輝度分布マップと該補正目標輝度分布マップとの輝度差を算出して、該輝度差をその輝度分布とする輝度分布マップを作成し、該輝度分布マップの輝度中心を今回の制御周期における光軸角目標値に設定する輝度分布対応補正手段と、
該ヘッドライトの光軸角が、該輝度分布対応補正手段で設定された該今回の制御周期における光軸角目標値と等しくなるように、該光軸アクチュエータを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする、自動車用ヘッドライトの配光制御装置。 - 該補正目標輝度分布算出手段は、該実輝度分布マップと該目標輝度分布マップとの画素の解像度が異なる場合には、該実輝度分布マップ及び該目標輝度分布マップの輝度総和の算出において画素の面積に応じた重み付けを行う
ことを特徴とする、請求項３記載の自動車用ヘッドライトの配光制御装置。
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