JP4318066B2 - Light distribution control device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配光制御装置に係り、例えば、車両に搭載された前照灯（ヘッドランプ）の照射角度を制御する配光制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ナビゲーション装置が有する点列化された電子地図の情報に基づいて自車位置の前方の道路形状を推定し、前方の道路形状がカーブと判断された場合はカーブ入口までの距離に応じてヘッドランプの配光角を制御して、カーブでの視認性を向上させる技術が提案されている（特公平７−７１９０８号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のナビゲーション装置が有する点列化された電子地図の情報は、目的地までの経路の探索や、道路地図を画像表示することを主目的として作成、記憶されている。
このため、従来のナビゲーション装置が備えている電子地図の情報（道路情報を含む）は、離散的な点列情報から構成されており、実際の道路形状を正確に表現したものではなかった。
従って、このような道路形状を正確に表現していない情報を配光を制御する際の基礎情報としているため、実際の道路に適さない場合があり、運転者の意に反した配光制御が行われる可能性がある。
また、上記従来の技術では、自車位置からカーブ入口までの距離に応じて前照灯（ヘッドランプ）の配光角を制御しているためカーブの屈曲の始まる部分に関しては配光の制御を行うことができるが、カーブの入口以降の曲率がきつくなる部分に対応した配光の制御を行うことはできない。
【０００４】
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、実際の道路形状に合った配光制御を行うことを第１の目的とする。
また、カーブの入口だけでなくカーブ入口以降も道路形状に対応した配光制御を行うことを第２の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１記載の発明では、自車位置より前方の走行路の道路形状に応じて前照灯の配光角と照射範囲の少なくとも一方を調整する配光制御装置であって、道路上の地点に関するノード情報を記憶すると共に、カーブの形状をクロソイド曲線と曲率を用いて表現した固有情報を、各カーブの端点と一致するノード情報に関連付けて記憶した道路情報記憶手段と、車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、前記現在位置検出手段で検出した車両現在位置より前方の走行路のノード情報に、カーブの端点と一致するノード情報が存在するか否かを判断する判断手段と、前記判断手段で、カーブの端点と一致するノード情報が存在すると判断された場合に、該ノード情報に関連付けて記憶した固有情報を前記道路情報記憶手段から取得する固有情報取得手段と、前記固有情報取得手段で取得した固有情報に基づいて前記前照灯の配光角と照射範囲の少なくとも一方を制御する配光制御手段とを具備することを特徴とする配光制御装置を提供する。
（２）請求項２記載の発明では、前記配光制御手段は、前記固有情報取得手段で取得した固有情報に基づき、自車位置より前方の走行路に存在するカーブに対して、該走行路の設計条件により定めた区間を設定する区間設定手段と、検出された自車位置が区間設定手段により設定された区間に進入した場合、前記取得した固有情報に基づき前記前照灯の配光角を算出する配光角算出手段と、配光角算出手段で算出した配光角に等しくなるように前記前照灯の配光角を制御する配光角制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の配光制御装置を提供する。
（３）請求項３記載の発明では、前記区間設定手段は、検出された固有情報に基づきクロソイド入口区間、曲率一定区間、クロソイド出口区間を設定することを特徴とする請求項２に記載の配光制御装置を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の配光制御装置における好適な実施の形態について、図１から図１０を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
道路のカーブ形状を設計する場合、入口クロソイド区間、曲率一定区間、出口クロソイド区間に分けて設計される。本実施形態では、カーブの実際の形状をクロソイド係数、曲率半径等の固有情報として格納する。一方、運転者は車速によらず、所定時間Ｔｆ秒経過後の位置を注視する傾向にある。そこで、本実施形態では、所定時間Ｔｆ経過後の位置照射するように、固有情報や車速ｖから配光角θを算出し、前照灯装置を制御する。
具体的には、直線区間、クロソイド曲線区間、円弧区間等、道路の固有情報を電子地図情報に追加し、その固有情報を基に配光方向を制御することで、実際の道路形状に適した配光制御を実施する。
すなわち、主な道路は車両運転のしやすさ等を考慮して所定の設計条件に従って建設されている。一般的には、図１に示されるように、徐々に曲率半径が小さくなり、その後しばらくの間一定の曲率半径（最小曲率半径）が続き、更にその後徐々に曲率半径が大きくなって直進路に続くような設計条件（設計基準）に従って建設されている。
この徐々に曲率半径が小さくなる部分、また徐々に曲率半径が大きくなる部分は、例えば所定の曲線（クロソイド曲線）に近似するように設計される。このため本実施形態では、車両の進行方向Ｐに対して曲率半径が小さくなる部分を「入口クロソイド区間」と呼び、曲率半径が大きくなる部分を「出口クロソイド区間」と呼ぶ。また、曲率半径Ｒが一定の区間を「曲率一定区間」とよぶ。
この入口クロソイド区間及び出口クロソイド区間は、クロソイド曲線に基づく情報として、クロソイド係数と区間距離等の走行路の曲がり度合を示す情報（固有情報）にて特定することができる。クロソイドの形状はクロソイド係数と距離で決められる。
また曲率一定区間の道路形状は、曲率半径（曲率）等の走行路の曲がり度合を示す情報（固有情報）にて特定することができる。
この固有情報は、走行するカーブの形状を表現した情報であり、各カーブはこれら３つの区間で構成されているものとして取り扱う。
そして、各カーブに対する固有情報を保存する。また、ナビゲーション装置の道路情報が有する各ノード情報のうち、入口クロソイド区間の開始点と一致するノード情報には、その後走行するカーブの固有情報が関連づけられている。
【０００７】
このような前提において、本実施形態に係る車両の配光制御装置では、自車位置検出手段で自車両の走行位置（現在位置）を検出し、自車位置より前方の走行路の設計条件から定まる固有情報から入口クロソイド区間、一定曲率半径区間、出口クロソイド区間を特定し、自車位置がいずれの区間に存在するかに応じて（各区間に対応して）前照灯の配光角θを制御する。
一方配光角θは、車両の現在位置から所定時間Ｔｆ経過後の自車位置（Ｔｆ経過後位置）をクロソイド係数等の固有情報から算出し、算出したＴｆ経過後位置を照射するように前照灯の配光角を制御する。これは、一般に運転者は車速によらず、所定時間（本実施形態ではＴｆ＝１．５秒）経過後の位置を注視する傾向にあることに基づく。
その結果、配光角θは、図１（ｂ）に示されるように、車速ｖを一定にした場合、クロソイド係数に従って曲率半径が徐々に変化する入口クロソイド区間と出口クロソイド区間は徐々に配光角θが徐々に変化し、曲率一定区間では配光角θが一定になる。そして、車速ｖが変化する場合、車速が大きいほど配光角θを大きくすることで車両現在地から離れた地点（時間Ｔｆ経過後の車両位置）を照射し、車速が小さいほど配光角θを小さくすることで車両現在地に近い地点（時間Ｔｆ経過後の車両位置）を照射することになる。
【０００８】
（２）実施形態の詳細
図２は本実施形態の配光制御装置の構成例を表したブロック図である。
この図２に例示されるように、本実施形態の配光制御装置１は、ナビゲーション装置１０と、車速センサ３１と、配光制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４０と、前照灯装置５０を備えている。
ナビゲーション装置１０は、ナビゲーション処理部１１と、道路情報記憶手段であるデータ記憶部１２と、現在位置検出部１３と、通信部１５と、入力部１６と、表示部１７と、音声入力部１８と、音声出力部１９とを有している。
【０００９】
ナビゲーション処理部１１は、入力された情報に基づいて、ナビゲーション処理等の各種演算処理を行い、その結果を出力するＣＰＵ（中央制御装置）１１１を備えている。このＣＰＵ１１１には、データバス等のバスラインを介してＲＯＭ１１２とＲＡＭ１１３が接続されている。
ＲＯＭ１１２は、目的地までの予定走行経路の検索、経路中の走行案内、本実施形態における配光角制御処理、配光角演算処理等の処理を行うための各種プログラムが格納されているリード・オンリー・メモリである。ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ１１１が各種演算処理を行う場合のワーキング・メモリとしてのランダム・アクセス・メモリである。
ＲＯＭ１１２には、更に、配光角演算処理において使用される配光角θを算出するための演算式が格納されている。この演算式は、カーブを構成する３区間のそれぞれに対応して格納されている。なお、この演算式については、配光角演算処理プログラムにおいて定義されるようにしてもよい。
なお、本実施形態におけるカーブは、連続する１又は複数のコーナから構成される概念である。コーナは屈曲している場所であり、電子地図上において特定のノードを中心とし、当該ノードとその前後のノードで構成される道路が屈曲している場所をいう。
【００１０】
データ記憶部１２は、地図データファイル、ネットワークデータファイル、固有情報ファイル、目的地データファイルが格納されている。地図データファイルには、地形データ（描画データ）、市街地図データ（詳細描画データ）等が含まれ、ネットワークデータには、マップマッチングや経路案内用のデータとして道路データ、及び交差点データが含まれている。目的地データには、施設データとして名称、位置、住所、写真、施設紹介データ等が含まれている。
【００１１】
道路データは、交差点間を結ぶ道路特性を特定する情報として次のようなデータが格納されている。つまり、道路データには、交差点番号、ノード数、ノード情報、リンク長さ、リンクの交差角、道路幅、道路名称等が格納されている。各リンクには、リンク情報として道路の車線数、トンネルの有無などが格納されている。
また、交差点データとしては、交差点に交差する道路の道路番号、案内対象となる道路かを示す案内対象許可フラグ、ランドマーク位置種別データ、交差点写真データ、高速道路等の出口ランプウェイ案内データ、交差点番号などが格納されている。
ノード情報は、道路上の一地点に関する情報であり、ノード間を接続するものをリンクと呼び、複数のノード列のそれぞれの間をリンクで接続することによって道路が表現される。道路形状はノードやリンクのみならず、標高によって定義することもできる。標高データは、左右上下２５０ｍ間隔のマトリクス状の各点において保持されている。また、ノードにおける道路の曲率半径（ノード半径）は、リンクの交叉角で求めることができる。
【００１２】
図３は、実際の道路に設けられるノードの概念と、道路データとしてデータ記憶部１２に格納されるノード情報の内容を表したものである。
図３（ａ）に例示するように、ノードは道路形状を表現するために所定の間隔毎に取られている。形状が直線の道路はノード間隔が広く取られ、カーブでは曲率半径が小さいほど短い間隔で取られている。
各ノードにはそれぞれ異なるノード番号（ｎａ−１，ｎａ，ｎａ＋１，…，ｎｂ−１，ｎｂ，ｎｂ＋１，…）が付けられている。各ノードは、少なくとも座標（本実施形態では、絶対座標である緯度、経度）によって定義されている。ノード情報には、各ノード位置の座標を指定するデータ、踏切の有無、勾配などのノード情報が各ノード点毎に格納されている。
そして、入口クロソイド区間の始点（カーブの端点）と一致するノードには、配光角制御処理において使用する情報として、当該カーブの形状を表現する固有情報を参照するための固有情報参照番号、進行情報、固有情報フラグがノード情報として対応つけられて、道路データに保存されている。本実施形態において、この入口クロソイド区間の始点と一致するノードを固有情報保有ノードという。
【００１３】
図３（ａ）に示されるように、ノードｎａからノードｎｂまでの区間が固有情報に従って設計されたカーブである場合、カーブの端点であるノードｎａとノードｎｂに固有情報を関連付けるための固有情報参照番号等の情報が保存される。この場合、ノードｎａは、ノードｎａ−１からノードｎａ方向に車両が進行する場合の入口クロソイド区間の始点に該当し、ノードｎｂは、ノードｎｂ＋１からノードｎｂ方向に車両が進行する場合の入口クロソイド区間に該当する。
そして図３（ｂ）に示されるように、ノードｎａとノードｎｂ間の道路は同一の設計条件で設計されているため、同一の固有情報参照番号ｋｘが格納されている。
【００１４】
そして、カーブの端点であるノードｎａ、ｎｂは、入口クロソイド区間の始点であると同時に、逆方向に進行する車両に対しては出口クロソイド区間の終点に該当する。そこで入口クロソイド区間であることを認識するための情報として、当該カーブ内に存在するノード番号が進行方向情報として保存される。すなわち、ノードｎａの進行情報としてノードｎａ＋１が保存されることで、
ノードｎａよりも進行方向前方に進行方向情報のノードｎａ＋１が存在する場合には、車両は当該カーブに向かって走行していると認識し、ノードｎａを入口クロソイド区間の始点を認識することができる。また、車両現在位置とノードｎａとの間に進行方向情報のノードｎａ＋１が存在する場合には、車両は当該カーブから出るところであり、ノードｎａが出口クロソイド区間の終点であるため入口クロソイド区間の始点とは認識しない。
同様に、ノードｎｂの進行方向情報として、ノードｎｂ−１が保存される。
【００１５】
なお、本実施形態において進行方向情報に保存されるノード番号は、当該カーブ内のノードとして、カーブ端点に該当するノード番号の次のノード番号が保存されるが、更に先のノード番号を保存するようにしてもよい。また、カーブ外のノード番号を進行方向情報に保存し、車両現在位置とカーブ端点に該当するノードとの間に進行方向情報のノードが存在する場合にそのカーブ端点のノードを入口クロソイド区間の始点と認識するようにしてもよい。
【００１６】
カーブ端点ノードに対応付けて保存される固有情報フラグには、フラグ”１”又は”０”が格納されている。フラグは、車両が当該カーブを走行する場合にステアリングを右方向に操作する右曲がりカーブの場合にフラグ”１”が保存され、左方向に操作する左曲がりカーブの場合フラグ”０”が保存される。
図３（ａ）に例示した道路のノードｎａに対する固有情報には、進行方向がノードｎａからノードｎａ＋１方向なので右曲がりカーブを表すフラグ”１”が保存され、ノードｎｂに対する固有情報には、進行方向がノードｎｂからノードｎｂ−１方向なので左曲がりカーブを表すフラグ”０”が保存される。
【００１７】
図４は、データ記憶部１２に格納される固有情報ファイルの内容を概念的に表したものである。
この図４に示されるように、固有情報ファイルには、異なる形状に設計されたカーブに対応する固有情報が複数格納されている。各固有情報には異なる固有情報参照番号（ｋｘ、ｋｘ＋１、…）が付けられている。この固有情報参照番号は図３（ｂ）に例示したカーブ入口ノードのノード情報に保存される固有情報参照番号と一致している。
固有情報ファイルには、各カーブに対する固有情報として、クロソイド区間１のクロソイド係数Ａ１とクロソイド区間距離Ｌａ１、曲率一定区間の曲率半径Ｒと円曲線長Ｌｒ、及びクロソイド区間２のクロソイド係数Ａ２とクロソイド区間距離Ｌａ２が格納されている。
このクロソイド区間１、クロソイド区間２は、車両がカーブに進入する側によって異なり、図４（ｂ）に示されるように右カーブで進入（ステアリングを右に操作しながらカーブに進入）する場合には、入口クロソイド区間のクロソイド係数Ａｉ、クロソイド区間距離Ｌａｉとして、クロソイド区間１のクロソイド係数Ａ１、クロソイド区間距離Ｌａ１が使用され、出口クロソイド区間のクロソイド係数Ａｏ、クロソイド区間距離Ｌａｏとして、クロソイド区間２のクロソイド係数Ａ２、クロソイド区間距離Ｌａ２が使用される。逆に、図４（ｃ）に示されるように、車両が左カーブで進入する場合には、入口クロソイド区間のクロソイド係数Ａｉ、クロソイド区間距離Ｌａｉとして、クロソイド区間２のクロソイド係数Ａ２、クロソイド区間距離Ｌａ１が使用され、出口クロソイド区間のクロソイド係数Ａｏ、クロソイド区間距離Ｌａｏとして、クロソイド区間２のクロソイド係数Ａ２、クロソイド区間距離Ｌａ２が使用される。
【００１８】
入口クロソイド区間と出口クロソイド区間のデータとしてクロソイド区間１、クロソイド区間２のいずれを使用するか否かについては、図３（ｂ）に例示した、ノード情報の固有情報フラグから判断される。固有情報ファイルに格納される固有情報は、右カーブを基準とし、その右カーブに進入する場合の入口クロソイド区間をクロソイド区間１、出口クロソイド区間をクロソイド区間２としてデータが格納されている。
従って、固有情報フラグが右カーブを表す”１”である場合には、入口クロソイド区間のデータとしてクロソイド区間１を使用し、出口クロソイド区間のデータとしてクロソイド区間２を使用する。固有情報フラグが左カーブを表す”０”である場合には、入口クロソイド区間のデータとしてクロソイド区間２を使用し、出口クロソイド区間のデータとして出口クロソイド区間１を使用する。
【００１９】
データ記憶部１２には、以上の各データファイルの他、ガソリンスタンド、観光地案内などの各種地域毎との情報が格納された他のデータファイルを備えている。これら各ファイルには、経路探索を行うとともに、探索した経路に沿って案内図を表示したり、交差点や経路中における特徴的な写真やコマ図を出したり、交差点までの残り距離、次の交差点での進行方向を表示したり、その他の案内情報を表示部１７や音声出力部１９から出力するための各種データが格納されている。
これらのファイルに記憶されている情報のうち、通常のナビゲーションにおける経路探索に使用されるのが交差点データ、道路データである。これらデータによって、道路の幅員、勾配、路面の状態、コーナの曲率半径、交差点、Ｔ字路、道路の車線数、車線数の減少する地点、コーナの入口、踏切、高速道路出口ランプウェイ、高速道路の料金所、道路の幅員の狭くなる地点、降坂路、登坂路、その他高速道路からランプウェイヘ進入する分岐路、Ｙ字路などのような分岐道路などを示す道路情報が構成されている。
【００２０】
各ファイルは、例えば、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、光ディスク、磁気テープ、ＩＣカード、光カード等の各種記憶装置が使用される。
なお、各ファイルは記憶容量が大きい、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤの使用が好ましいが、その他のデータファイルのような個別のデータ、地域毎のデータは、ＩＣカードを使用するようにしてもよい。また、通信部１５を用いて、渋滞情報や目的地までの経路情報等のデータを、図示しない外部情報提供手段により、通信で獲得する構成としてもよい。さらに、同様に通信部１５を用いて、前記地図データファイルやネットワークデータファイルを通信で獲得する構成とすることもできる。或いは、ネットワークデータフアイルの更新は、前述した様に、通信にて行うこともできるし、さらに、この更新は、自車の走行軌跡と対応するネットワークデータとを比較することにより、新規道路の認識を行って、新規道路のネットワークデータを作成することにより行われる。
【００２１】
図１における現在位置検出部１３は、ＧＰＳレシーバ１３１、地磁気センサ１３２、距離センサ１３３、ステアリングセンサ１３４、ビーコンセンサ１３５、ジヤイロセンサ１３６とを備えている。
ＧＰＳレシーバ１３１は、人口衛星から発せられる電波を受信して、自車の位置を測定する装置である。
地磁気センサ１３２は、地磁気を検出して自車の向いている方位を求める。距離センサ１３３は、例えば車輪の回転数を検出して計数するものや、加速度を検出して２回積分するものや、その他計測装置等が使用される。
ステアリングセンサ１３４は、例えば、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転抵抗ボリューム等が使用されるが、車輪部に取り付ける角度センサを用いてもよい。
ビーコンセンサ１３５は、路上に配置したビーコンからの位置情報を受信する。ジヤイロセンサ１３６は、車両の回転角速度を検出しその角速度を積分して車両の方位を求めるガスレートジヤイロや振動ジヤイロ等で構成される。また、このジヤイロセンサ１３６によって、車両に加わる横加速度（横Ｇ）を検出することもできる。
【００２２】
現在位置検出部１３のＧＰＳレシーバ１３１とビーコンセンサ１３５は、それぞれ単独で位置測定が可能であるが、その他の場合には、距離センサ１３３で検出される距離と、地磁気センサ１３２、ジヤイロセンサ１３６から検出される方位との組み合わせ、または、距離センサ１３３で検出される距離と、ステアリングセンサ１３４で検出される舵角との組み合わせによって自車の絶対位置（自車の現在地）を検出するようになっている。
本実施形態に基づいて経路毎に検出される精密な走行軌跡データの構築には、現在位置検出部１３で検出された各種情報が使用される。
【００２３】
通信部１５は、ＦＭ送信装置や電話回線等との間で各種データの送受信を行うようになっており、例えば情報センタ等から送信される渋滞などの道路情報や交通事故情報等の各種データを受信するようになっている。
入力部１６は、走行開始時の現在位置の修正や、目的地を入力するように構成されている．入力部１６の構成例としては、表示部１７を構成するディスプレイの画面上に配置され、その画面に表示されたキーやメニューにタッチすることにより情報を入力するタッチパネル、その他、キーボード、マウス、バーコードリーダ、ライトペン、遠隔操作用のリモートコントロール装置などが挙げられる。
【００２４】
表示部１７には、操作案内、操作メニュー、操作キーの表示や、ユーザの要求に応じて設定された案内地点までの経路の表示や、走行する経路に沿った案内図等の各種表示が行われる。表示部１７としては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フロントガラスにホログラムを投影するホログラム装置等を用いることができる。
音声入力部１８はマイクロホン等によって構成され、音声によって必要な情報が入力される。音声出力部１９は、音声合成装置と、スピーカとを備え、音声合成装置で合成される音声の案内情報を出力する。なお、音声合成装置で合成された音声の他に、各種案内情報をテープ等の音声記憶装置に録音しておき、これをスピーカから出力するようにしてもよく、また音声合成装置の合成音と音声記憶装置の音声とを組み合わせてもよい。
【００２５】
以上のように構成されたナビゲーション装置１０は、運転者に車両の現在地周りの道路情報を知らせて、車両の目的地までの走行経路を誘導する。つまり、入力部１６から目的地を入力すると、ナビゲーション処理部１１は、現在位置検出部１３で検出された自車位置に基づき、データ記憶部１２から読み出した道路情報から目的地までの走行経路を選択し、該経路を表示部１７に出力するとともに、該表示部１７に表示された走行経路と、音声出力部１９から出力される音声によって、運転者を目的地まで誘導する。また、ロケーションモードが選択されている場合には、自車位置の周辺の道路情報と自車位置を表示部１７に出力する。
【００２６】
本実施形態におけるナビゲーション装置１０は、車両がカーブに進入しか否かを車両現在位置とノード座標とから判断し、進入た場合には、入口クロソイド区間、曲率一定区間、出口クロソイド区間の各始点からの走行距離と車速ｖとに応じて固有情報から配光角θを算出するようになっている。車速ｖは、車両に配置されている車速センサ３１で検出する車速ｖを取得する。
そして、ナビゲーション装置１０は、算出した配光角θを配光制御装置４０に供給するようになっている。
なお、本実施形態におけるナビゲーション装置１０は経路案内機能やロケーション機能を備えているが、本発明では配光制御するための各機能部分で構成され、他の機能は備わっていなくてもよい。例えば、経路誘導のための表示部１７や音声出力部１９が設けられていなくてもよい。
【００２７】
配光制御装置４０は、ナビゲーション装置１０から供給される配光角θに基づいて前照灯装置５０による配光角θを制御するようになっている。
図５は、前照灯装置５０の構成を表したものである。
本実施形態前照灯装置５０は、車両前方の左右両側に配置される通常の前照灯と兼用するようになっているが、これとは別個に前照灯装置を配置するようにしてもよい。
図５に示されるように、前照灯装置５０は、ランプを収容する筐体は、１面が解放されたランプ本体５１と、このランプ本体の解放面に配置された前面レンズ５２から構成されている。この筐体内には、発光することで照明を行う光源バルブ５３と、光源バルブ５３の発光を車両前方に反射させる可動リフレクタ５４から構成されるランプが配置されている。
また筐体内には、ランプから照射される光束を制御するための駆動機構が設けられている。駆動機構による配光制御は、ランプから照射される光束を拡散・集中させる第１機構と、光束による配光角θを制御する第２機構により行われるようになっている。
【００２８】
第１機構は、光源バルブ５３を支持し、光源バルブ５３を可動リフレクタ５４に対して前後方向に移動させる第１アクチュエータ５５を備えている。第１アクチュエータ５５は、例えば、ラックとピニオン及び駆動モータ等により構成される。
第１アクチュエータは、配光制御ＥＣＵ４０からの制御信号に基づき、通常状態において光源バルブ５３の光源中心５３ａを可動リフレクタ５４の焦点に配置するようになっている。
そして、図６（ａ）に示すように、光束を拡散させる場合、第１アクチュエータ５５は、配光制御ＥＣＵからの制御に基づき、光源バルブ５３を可動リフレクタ５４から離れる方向に移動させる。すなわち、第１アクチュエータ５５は、光源中心５３ａを車両前方（前面レンズ５２側）に移動させ、可動リフレクタ５４の焦点からずらすことで光束を拡散させるようになっている。
【００２９】
第２機構は、ウォーム５６、ウォームホイール５７、及び第２アクチュエータ５８から構成されている。
第２アクチュエータ５８は正転と逆転が可能なモータを備えており、モータの回転軸の先端にウォーム５６が取り付けられている。このウォーム５６と噛み合うウォームホイール５７は、ウォーム５６の回転に伴い、可動軸５７ａを回転中心として回転するようになっている。そして、ウォームホイール５７には可動リフレクタ５４の中心方向にのびる支持部材５７ｂを備えており、この支持部材５７の先端に可動リフレクタ５４が固定されている。
従って、第２機構は、図６（ｂ）に示されるように、例えば、第２アクチュエータを駆動して、可動リフレクタ５４の向きを左方向に変化させることで配光角を左に制御する。すなわち、第２機構は、第２アクチュエータ５８を回動させることで、可動軸５７ａを中心として可動リフレクタ５４が左右方向に回動することで、配光角θを制御するようになっている。
【００３０】
配光制御ＥＣＵ４０は、このように構成された前照灯装置５０に対して、ナビゲーション装置１０から供給される配光角θとなるように、第２駆動機構の第２アクチュエータ５８を駆動制御する。
配光制御ＥＣＵは、可動リフレクタ５４の現在の配光角θ′を記憶する記憶部を備えている。そして配光制御ＥＣＵ４０は、この記憶部に記憶している現在の配光角θ′と新たに供給される配光角θとの差分配光角Δθ＝θ−θ′を算出する。この差分配光角Δθに対応する角度だけ可動リフレクタ５４が移動するように第２アクチュエータ５８のモータを駆動し、配光角θ′の値を配光角θの値に更新する。
【００３１】
次にこのように構成された配光制御装置における動作について説明する。
図７は、配光制御処理の動作を表したフローチャートである。
ナビゲーション装置１０のナビゲーション処理部１１は、まず車両が走行している道路に対するデータベースを検索する（ステップ１０２）。すなわち、ナビゲーション処理部１１は、現在位置検出部１３で検出される車両の現在位置（自車位置）を取得して、車両が現在走行している道路を特定する。そして、ナビゲーション処理部１１は、車両現在位置から前方所定距離Ｔｍの範囲に存在するノードをデータ記憶部１２の道路データから検索する。
本実施形態において、所定距離Ｔｍとしては、自車位置の前方２００ｍが採用されているが、これに限定されるものではなく、車速ｖに応じて所定距離Ｔｍを変更するようにしてもよい例えば、車速ｖが大きいほど所定距離Ｔｍを大きくとり、車速が小さいほど所定距離Ｔｍを小さく取るようにしてもよい。また任意の距離として変更可能にしてもよい。
【００３２】
次にナビゲーション処理部１１は、探索したノードの中に、カーブの固有情報が関連付けられている固有情報保有ノードが存在するか否かを判断する（ステップ１０４）。固有情報保有ノードとは前述したように、カーブの固有情報が関連つけられたノードであり、入口クロソイド区間の始点と一致するノード（カーブの端点と一致するノード）である。
従ってナビゲーション処理部１１は、探索したノードのうち、固有情報参照番号が格納されているノードが存在するか否かを調べし、存在しない場合には固有情報保有ノードが存在しないと判断する。固有情報参照番号が格納されているノードが存在する場合、車両の進行方向を判断する。すなわち、車両の進行方向が、固有情報参照番号が格納されているノードから、当該ノードの進行方向情報として格納されているノード方向である場合には、固有情参照番号が格納されているノードを通過することでカーブに進入すると判断できるので、固有情報保有ノードであると判断する。車両の進行方向が、固有情報参照番号が格納されているノードから、当該ノードの進行方向情報として格納されているノード方向の逆である場合には、固有情参照番号が格納されているノードを通過することでカーブから抜け出る状態であると判断できるので、この場合には固有情報保有ノードではないと判断する。
【００３３】
固有情報保有ノードが車両の前方所定距離Ｔｍ内に存在すると判断した場合（ステップ１０４；Ｙ）、ナビゲーション処理部１１は、固有情報参照番号と固有情報フラグ（図３（ｂ）参照）に基づき、固有情報ファイル（図４参照）から前方に存在するカーブの固有情報を取得する（ステップ１０６）。
すなわち、ナビゲーション処理部１１は、固有情報参照番号の固有情報として、入口クロソイド区間のクロソイド係数Ａｉとクロソイド区間距離Ｌａｉ、曲率一定区間の曲率半径Ｒ、曲率一定区間距離Ｌｒ、及び出口クロソイド区間のクロソイド係数Ａｏとクロソイド区間距離Ｌａｏの値を取得する。
ここで、固有情報フラグが”１”であれば前方に存在するカーブが右カーブであると判断し、例えば、固有情報参照番号をｋｘとした場合、図４（ａ）に示すように、Ａｉ＝Ａ１、Ｌａｉ＝Ｌａ１、Ｒ＝Ｒ、Ｌｒ＝Ｌｒ、Ａｏ＝Ａ２、Ｌａｏ＝Ｌａ２を取得する。一方、固有情報本願発明が”０”であれば前方に存在するカーブが左カーブであると判断し、例えば、固有情報参照番号をｋｘとした場合、図４（ｂ）に示すように、Ａｉ＝Ａ２、Ｌａｉ＝Ｌａ２、Ｒ＝Ｒ、Ｌｒ＝Ｌｒ、Ａｏ＝Ａ１、Ｌａｏ＝Ｌａ１を取得する。
【００３４】
つぎにナビゲーション処理部１１は、現在位置検出部１３で検出される車両現在位置の座標と、カーブ始点座標と、カーブ始点通過後の走行距離とから、カーブに対する自車の相対位置を算出する（ステップ１０８）。
この実施例では、固有情報保有ノード＝カーブ始点としている。
【００３５】
ナビゲーション処理部１１は、車両現在位置を現在位置検出部１３から取得し、固有情報保有ノード（＝カーブ始点）を通過したか否かによりカーブに進入しているか否かを判断し（ステップ１０９）、カーブに進入していなければ（ステップ１０９；Ｎ）、ステップ８に戻る。
一方、カーブに進入している場合（ステップ１０９；Ｙ）、ナビゲーション処理部１１は、車両現在位置からカーブを既に通過したか否かを判断し（ステップ１１０）、通過した場合（ステップ１１０；Ｙ）には配光制御の必要がないので処理を終了する。
【００３６】
一方、車両がカーブを通過していない場合（ステップ１１０；Ｎ）、ナビゲーション処理部１１は、ステップ１０８で算出した自車のカーブに対する相対位置から、自車位置が入口クロソイド区間か、曲率一定区間か、出口クロソイド区間かを判断する。
【００３７】
自車位置が入口クロソイド区間内である場合（ステップ１１４）、ナビゲーション処理部１１は、配光角演算処理Ａ（詳細は後述）により配光角θを算出し、配光制御ＥＣＵ４０に供給する（ステップ１１６）。
自車位置が曲率一定区間内である場合（ステップ１１８）、ナビゲーション処理部１１は、配光演算処理Ｂ（詳細は後述）により配光角θを算出し、配光制御ＥＣＵ４０に供給する（ステップ１２０）。
自車位置が出口クロソイド区間内である場合（ステップ１２２）、ナビゲーション処理部１１は、配光角演算処理（詳細は後述）により配光角θを算出し、配光制御ＥＣＵ４０に供給する（ステップ１２４）。
【００３８】
ナビゲーション処理部１１から供給される配光角θを受信すると、配光制御ＥＣＵ４０は、受信した配光角θに基づき前照灯装置５０に対して配光制御を行う（ステップ１２６）。すなわち、配光制御ＥＣＵ４０は、前照灯装置５０の第２アクチュエータに対して、前照灯装置５０から照射される照射光が配光角θとなるように可動リフレクタ５４の角度を制御する。
以上の配光制御を行った後ステップ１０８に戻りナビゲーション処理部１１による、カーブに対する車両の相対位置に応じた配光角θの算出を繰り返す。なお、ステップ１２６はナビゲーション処理部１１の処理ではなく、配光制御ＥＣＵ４０による処理であるため、ナビゲーション処理部１１は、ステップ１１６、ステップ１２０、又はステップ１２４の処理の後に直ちにステップ１０８に移行するようにしてもよい。
【００３９】
次に、ナビゲーション処理部１１で行われる配光角演算省略Ａ（ステップ１１６）、配光角演算処理Ｂ（ステップ１２０）、配光角演算処理Ｃ（ステップ１２４）において、車速ｖと固有情報とから配光角θを演算する処理について説明する。
図８は、入口クロソイド区間内を車両が走行している場合の配光角θの演算方法（配光角演算処理Ａ）について説明するためのものである。
ナビゲーション処理部１１は、まず、車両現在位置を現在位置検出部から取得し、車両現在位置の曲率半径Ｒｃと接線角τｃを、ステップ１０６で取得した入口クロソイド区間のクロソイド係数Ａｉと、入口クロソイド区間の始点からの走行距離とから算出する。ここで、入口クロソイド区間の始点は固有情報保有ノードの座標点が該当する。
また、入口クロソイド区間の始点からの走行距離（始点通過後の距離）は、距離センサ１３３から供給される信号によりナビゲーション処理部１１が算出する。
【００４０】
いま、入口クロソイド区間の始点を通過後の走行距離をＬｃとした場合、ナビゲーション処理部１１は、車両現在位置の曲率半径Ｒｃをクロソイドの基本式に従って、次の式（１）から算出する。
Ｒｃ＝Ａｉ2／Ｌｃ …（１）
【００４１】
この曲率半径Ｒｃを使用して、ナビゲーション処理部１１は、現在位置の接線角ｔｃを次の式（２）に従って算出する。
ｔｃ＝Ｌｃ／（２Ｒｃ）＝Ｌｃ2／（２×Ａｉ2） …（２）
【００４２】
次にナビゲーション処理部１１は、入口クロソイド座標系における車両現在位置の座標（Ｘｃ、Ｙｃ）をクロソイド曲線の近似式に基づいて次の式（３）、（４）より算出する。ここで、入口クロソイド座標系は、図８に示されるように、入口クロソイド区間の始点を原点（０，０）とし、入口クロソイド区間の始点における接線をＸ軸として座標系を定義する。
Ｘｃ＝Ｌｃ×｛１−Ｌｃ2／（４０×Ｒｃ2）＋Ｌｃ4／（３４５６×Ｒｃ4）｝
…（３）
Ｙｃ＝｛Ｌｃ2／（６×Ｒｃ）｝×｛１−Ｌｃ2／（５６×Ｒｃ2）＋Ｌｃ4／（７０４０×Ｒｃ4）｝ …（４）
【００４３】
次にナビゲーション処理部１１は、入口クロソイド座標系における照射地点の座標を算出する。すなわち、ナビゲーション処理部１１は、車両現在位置に対し、時間Ｔｆ後の地点を照射する場合、車速センサ３１から取得した現在の車速ｖから、車両現在位置から照射地点までの距離Ｌｃｔを次の式（５）から算出する。
Ｌｃｔ＝ｖ×Ｔｆ …（５）
【００４４】
また、ナビゲーション処理部１１は、照射地点における曲率半径Ｒｔと、照射地点の入口クロソイド座標系での座標（Ｘｔ、Ｙｔ）を次の式（６）、（７）、（８）から算出する。
Ｒｔ＝Ａｉ2／（Ｌｃ＋Ｌｃｔ） …（６）
Ｘｔ＝（Ｌｃ＋Ｌｃｔ）×｛１−（Ｌｃ＋Ｌｃｔ）2／（４０×Ｒｔ2）＋（Ｌｃ＋Ｌｃｔ）4／（３４５６×Ｒｔ4）｝ …（７）
Ｙｔ＝｛（Ｌｃ＋Ｌｃｔ）2／（６×Ｒｔ）｝×｛１−（Ｌｃ＋Ｌｃｔ）2／（５６×Ｒｔ2）＋（Ｌｃ＋Ｌｃｔ）4／（７０４０×Ｒｔ4）｝ …（８）
【００４５】
次に、ナビゲーション処理部１１は、入口クロソイド座標系における、車両現在位置座標と、照射位置座標とから照射方位θを次の式（９）から算出する。
θｃｔ＝ｔａｎ-1｛（Ｙｔ−Ｙｃ）／（Ｘｔ−Ｘｃ）｝ …（９）
【００４６】
最後に、ナビゲーション処理部１１は、配光角θを次の式（１０）から算出する。
θ＝θｃｔ−τｃ …（１０）
【００４７】
次に曲率一定区間を車両が走行している場合の配光角θの演算方法（配光角演算処理Ｂ）について、図９を参照しながら説明する。
まずナビゲーション処理部１１は、車両現在位置から照射位置までの距離を算出する。
車両現在位置に対し、時間Ｔｆ後の位置を照射する場合、車速センサ３１から供給される現在の車速ｖを取得して、つぎの式（１１）から照射位置までの距離Ｌｃｔを算出する。
Ｌｃｔ＝ｖ×Ｔｆ …（１１）
次にナビゲーション処理部１１は、配光角θを次の式（１２）に従って算出する。
θ＝Ｌｃｔ／（２×Ｒ） …（１２）
【００４８】
次に出口クロソイド区間を車両が走行している場合の配光角の演算方法（配光角演算処理Ｃ）について、図１０を参照しながら説明する。
本実施形態において、出口クロソイド区間に対しては、図１０に示されるように、出口クロソイド区間の始点と終点を、車両が終点から始点方向に走行するようにとられる。固有情報保有ノードの座標点（カーブの始点）から、入口クロソイド区間のクロソイド区間距離Ｌａｉと曲率一定区間距離Ｌｒとを合計した距離（Ｌａｉ＋Ｌｒ）走行した地点が出口クロソイド区間の終点であり、この終点から更に出口クロソイド区間のクロソイド区間距離Ｌａｏだけ走行した地点が出口クロソイド区間の始点（カーブの終点）である。
そして、出口クロソイド座標系として、図１０に示すように、出口クロソイド区間の始点を原点（０，０）とし、出口クロソイド区間の始点における接線をＸ軸として座標系を定義する。
【００４９】
ナビゲーション処理部１１は、まず、車両現在位置を現在位置検出部から取得し、車両現在位置の曲率半径Ｒｃと接線角τｃを、ステップ１０６で取得した出口クロソイド区間のクロソイド係数Ａｏと、出口クロソイド区間の終点からの走行距離とから算出する。
いま、出口クロソイド区間の終点を通過後の走行距離をＬｃとした場合、ナビゲーション処理部１１は、車両現在位置の曲率半径Ｒｃをクロソイドの基本式に従って、次の式（１３）から算出する。
Ｒｃ＝Ａｏ2／（Ｌａｏ−Ｌｃ） …（１３）
【００５０】
この曲率半径Ｒｃを使用して、ナビゲーション処理部１１は、現在位置の接線角ｔｃを次の式（１４）に従って算出する。
ｔｃ＝（Ｌａｏ−Ｌｃ）／（２Ｒｃ）＝（Ｌａｏ−Ｌｃ）2／（２×Ａｏ2）
…（１４）
【００５１】
次にナビゲーション処理部１１は、出口クロソイド座標系における車両現在位置の座標（Ｘｃ、Ｙｃ）をクロソイド曲線の近似式に基づいて次の式（１５）、（１６）より算出する。
Ｘｃ＝（Ｌａｏ−Ｌｃ）×｛１−（Ｌａｏ−Ｌｃ）2／（４０×Ｒｃ2）＋（Ｌａｏ−Ｌｃ）4／（３４５６×Ｒｃ4）｝ …（１５）
Ｙｃ＝｛（Ｌａｏ−Ｌｃ）2／（６×Ｒｃ）｝×｛１−（Ｌａｏ−Ｌｃ）2／（５６×Ｒｃ2）＋（Ｌａｏ−Ｌｃ）4／（７０４０×Ｒｃ4）｝ …（１６）
【００５２】
次にナビゲーション処理部１１は、出口クロソイド座標系における照射地点の座標を算出する。すなわち、ナビゲーション処理部１１は、車両現在位置に対し、時間Ｔｆ後の地点を照射する場合、車速センサ３１から取得した現在の車速ｖから、車両現在位置から照射地点までの距離Ｌｃｔを次の式（１７）から算出する。
Ｌｃｔ＝ｖ×Ｔｆ …（１７）
【００５３】
また、ナビゲーション処理部１１は、照射地点における曲率半径Ｒｔと、照射地点の出口クロソイド座標系での座標（Ｘｔ、Ｙｔ）を次の式（１８）、（１９）、（２０）から算出する。
Ｒｔ＝Ａｏ2／（Ｌａｏ−Ｌｃ−Ｌｃｔ） …（１８）
Ｘｔ＝（Ｌａｏ−Ｌｃ−Ｌｃｔ）×｛１−（Ｌａｏ−Ｌｃ−Ｌｃｔ）2／（４０×Ｒｔ2）＋（Ｌａｏ−Ｌｃ−Ｌｃｔ）4／（３４５６×Ｒｔ4）｝ …（１９）
Ｙｔ＝｛（Ｌａｏ−Ｌｃ−Ｌｃｔ）2／（６×Ｒｔ）｝×｛１−（Ｌａｏ−Ｌｃ−Ｌｃｔ）2／（５６×Ｒｔ2）＋（Ｌａｏ−Ｌｃ−Ｌｃｔ）4／（７０４０×Ｒｔ4）｝ …（２０）
【００５４】
次に、ナビゲーション処理部１１は、出口クロソイド座標系における、車両現在位置座標と、照射位置座標とから照射方位θを次の式（２１）から算出する。
θｃｔ＝ｔａｎ-1｛（Ｘｔ−Ｘｃ）／（Ｙｔ−Ｙｃ）｝ …（２１）
【００５５】
最後に、ナビゲーション処理部１１は、配光角θを次の式（２２）から算出する。
θ＝θｃｔ＋τｃ−９０ …（２２）
【００５６】
以上説明したように本実施形態の配光制御装置によれば、道路形状を必ずしも正確に表現してはいないナビゲーション用のノードデータ等の道路データからカーブの配光角を算出するのではなく、道路を実際に設計する際に使用される固有情報であるクロソイド係数、曲率半径等を使用するようにしたので、実際の道路形状にあったより正確な配光制御を行うことができる。
【００５７】
また説明した実施形態では、全てのカーブ毎に固有情報を保存するのではなく、同一固有情報で設計されたカーブに対しては、同一の固有情報参照番号を付して固有情報ファイルに保存しているので保存データ量を少なくすることが可能になる。
また説明した実施形態では、カーブの両端点を必ずノードとし、このノード情報に対して固有情報参照番号等の情報を追加保存するようにしたが（図３（ｂ）参照）、既存のナビゲーション用データを使用する場合には、カーブの両端点を端点ノードとし、その端点ノードの座標（Ｘ，Ｙ）と進行方向情報、固有情報フラグを纏めて別ファイルに保存するようにしてもよい。この場合、進行方向情報には、例えば、当該端点ノードと対をなしているカーブ反対側の端点ノードの座標が格納される。
【００５８】
以上、本発明の配光制御装置における１実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
例えば、説明した実施形態では、カーブの固有情報に基づいて照射方向（配光角θ）のみを制御する場合について説明したが、照射範囲のみを制御し、また照射方向と照射範囲の両方を制御するようにしてもよい。
この照射範囲の制御は、例えば、カーブの固有情報に基づき照射位置の曲率半径に応じて照射範囲を制御するようにすることができる。すなわち、曲率半径が小さいほど照射範囲が大きくなるように制御する。照射範囲を制御する場合、ナビゲーション処理部１１が照射位置（例えば、説明した実施形態と同様に、Ｔｆ秒先の地点）の曲率半径から照射範囲を算出し配光制御ＥＣＵ４０に供給する。配光制御ＥＣＵ４０は、供給された照射範囲に基づいて、第１のアクチュエータ５５を制御して照射範囲を制御する。
また、照射方向と照射範囲の両方を制御する場合、ナビゲーション処理部１１は配光角θと、その配光角θでの照射地点における照射範囲（例えば、上記と同様に曲率半径による）を算出し、配光制御ＥＣＵ４０に供給する。配光制御ＥＣＵ４０では、配光角θに従って第２アクチュエータ５８を制御すると共に、照射範囲に従って第１アクチュエータ５５を制御する。
【００５９】
また、説明した実施形態では、カーブがクロソイド曲線に従って設計されている場合の固有情報としてクロソイド係数等のクロソイド曲線に基づく情報を固有情報として保存する場合について説明したが、クロソイド曲線に限らず他の緩和曲線に基づいて設計されている場合には、その緩和曲線による固有の情報を当該カーブの固有情報として固有情報ファイルに格納するようにしてもよい。この場合、カーブによって異なる緩和曲線が使用され、緩和曲線の種類を特定するための曲線情報も併せて固有情報ファイルに保存する。ナビゲーション処理部１１は曲線情報に対応した計算式に従って配光角θ又は／及び照射範囲を算出するようにする。
【００６０】
さらに、配光角θとしては、左右方向の配光角θのみ制御する場合について説明したが、上記変形例を含め、上下方向の配光角θ２も制御するようにしてもよい。この場合、第２駆動機構と同様に駆動する第３機構を可動リフレクタが５４が上下方向に回動可能に配置する。さらに、上下方向の配光角θ２を算出するために、各ノードに高さを表すデータ、例えば、標高データを格納する。
そして、平面を前提としたカーブではなく、上下方向の変化（起伏）も上下カーブととらえて、上下カーブの端点ノードに固有情報参照番号等を格納する。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、実際の道路形状に合った配光制御を行うことができる。また、カーブの入口だけでなくカーブ入口以降も道路形状に対応した配光制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の概要を説明するための説明図である。
【図２】本実施形態の配光制御装置の構成例を表したブロック図である。
【図３】実際の道路に設けられるノードの概念と、道路データとしてデータ記憶部１２に格納されるノード情報の内容を表した説明図である。
【図４】データ記憶部に格納される固有情報ファイルの内容を概念的に表した説明図である。
【図５】前照灯装置の構成を表した図である。
【図６】前照灯装置の動作状態を表した説明図である。
【図７】配光制御処理の動作を表したフローチャートである。
【図８】入口クロソイド区間内を車両が走行している場合の配光角θの演算方法（配光角演算処理Ａ）についての説明図である。
【図９】曲率一定区間を車両が走行している場合の配光角θの演算方法（配光角演算処理Ｂ）についての説明図である。
【図１０】出口クロソイド区間内を車両が走行している場合の配光角θの演算方法（配光角演算処理Ｃ）についての説明図である。
【符号の説明】
１０ ナビゲーション装置
１１ ナビゲーション処理部
１２ データ記憶部
１３ 現在位置検出部
１５ 通信部
１６ 入力部
１７ 表示部
１８ 音声入力部
１９ 音声出力部
３１ 車速センサ
４０ 配光制御ＥＣＵ
５０ 前照灯装置
５１ ランプ本体
５２ 前面レンズ
５３ 光源バルブ
５４ 可動リフレクタ
５５ 第１アクチュエータ
５６ ウォーム
５７ ウォームホイール
５７ａ 可動軸
５７ｂ 支持部材
５８ 第２アクチュエータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light distribution control device, for example, a light distribution control device that controls an irradiation angle of a headlamp mounted on a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the road shape ahead of the vehicle position is estimated based on the information of the electronic map in a point sequence that the navigation device has, and if the road shape ahead is determined to be a curve, depending on the distance to the curve entrance A technique for improving the visibility in a curve by controlling the light distribution angle of the headlamp has been proposed (Japanese Patent Publication No. 7-71908).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the information of the electronic map in the form of a point sequence that the conventional navigation device has is created and stored mainly for the purpose of searching the route to the destination and displaying the road map as an image.
For this reason, the information on the electronic map (including road information) provided in the conventional navigation apparatus is composed of discrete point sequence information, and does not accurately represent the actual road shape.
Therefore, since information that does not accurately represent such road shape is used as basic information for controlling light distribution, it may not be suitable for actual roads, and light distribution control contrary to the will of the driver may occur. Could be done.
Further, in the above conventional technique, the light distribution angle of the headlamp is controlled according to the distance from the vehicle position to the entrance of the curve. Although it can be performed, it is not possible to control the light distribution corresponding to the portion where the curvature after the entrance of the curve is stiff.
[0004]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its first object to perform light distribution control that matches the actual road shape.
A second object is to perform light distribution control corresponding to the road shape not only at the entrance of the curve but also after the entrance of the curve.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(1) The invention according to claim 1 is a light distribution control device that adjusts at least one of the light distribution angle and the irradiation range of the headlamp according to the road shape of the traveling road ahead of the own vehicle position, Road information storage means for storing node information relating to points on the road, and storing unique information expressing the shape of the curve using clothoid curves and curvatures in association with node information matching the end points of each curve; Current position detection means for detecting the current position of the vehicle, and a travel path ahead of the vehicle current position detected by the current position detection means The node information includes a determination means for determining whether there is node information that matches the end point of the curve, and the determination means determines that the node information that matches the end point of the curve exists. Remembered in association with information Specific information From the road information storage means Characteristic information acquisition means for acquiring, and light distribution control means for controlling at least one of a light distribution angle and an irradiation range of the headlamp based on the specific information acquired by the specific information acquisition means, Provided is a light distribution control device.
(2) In the invention according to claim 2, the light distribution control means is arranged on the traveling road ahead of the own vehicle position based on the unique information acquired by the unique information acquisition means. Existing curve On the other hand, when the section setting means for setting the section determined by the design condition of the travel route and the detected vehicle position enter the section set by the section setting means, A light distribution angle calculating means for calculating a light distribution angle of the headlamp, and a light distribution angle control means for controlling the light distribution angle of the headlight so as to be equal to the light distribution angle calculated by the light distribution angle calculation means; The light distribution control device according to claim 1 is provided.
(3) Claim 3 In the described invention, the section setting means sets a clothoid inlet section, a constant curvature section, and a clothoid outlet section based on the detected unique information. 2 The light distribution control device described is provided.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the light distribution control device of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10.
(1) Outline of the embodiment
When designing the curve shape of a road, it is divided into an entrance clothoid section, a constant curvature section, and an exit clothoid section. In this embodiment, the actual shape of the curve is stored as specific information such as clothoid coefficient and curvature radius. On the other hand, the driver tends to watch the position after a predetermined time Tf seconds regardless of the vehicle speed. Therefore, in the present embodiment, the headlight device is controlled by calculating the light distribution angle θ from the unique information and the vehicle speed v so that the position is irradiated after the predetermined time Tf has elapsed.
Specifically, road specific information such as straight sections, clothoid curve sections, arc sections, etc. is added to the electronic map information, and the light distribution direction is controlled based on the specific information, making it suitable for the actual road shape. Implement light distribution control.
That is, the main road is constructed according to predetermined design conditions in consideration of easiness of driving the vehicle. In general, as shown in FIG. 1, the radius of curvature gradually decreases, and after that, a constant radius of curvature (minimum radius of curvature) continues for a while, and then the radius of curvature gradually increases and becomes a straight path. It is constructed according to the following design conditions (design standards).
The portion where the radius of curvature gradually decreases and the portion where the radius of curvature gradually increases are designed to approximate a predetermined curve (clothoid curve), for example. For this reason, in the present embodiment, a portion where the radius of curvature is small with respect to the traveling direction P of the vehicle is referred to as an “entrance clothoid segment”, and a portion where the radius of curvature is large is referred to as an “exit clothoid segment”. A section having a constant curvature radius R is referred to as a “curvature constant section”.
The entrance clothoid section and the exit clothoid section can be specified as information based on the clothoid curve by information (unique information) indicating the degree of curvature of the travel path such as a clothoid coefficient and a section distance. The shape of the clothoid is determined by the clothoid coefficient and distance.
Further, the road shape of the constant curvature section can be specified by information (unique information) indicating the degree of curvature of the traveling road such as a curvature radius (curvature).
This unique information is information representing the shape of the running curve, and each curve is handled as being composed of these three sections.
Then, the unique information for each curve is stored. In addition, among the node information included in the road information of the navigation device, the node information that coincides with the start point of the entrance clothoid section is associated with the specific information of the curve that travels thereafter.
[0007]
Under such a premise, the vehicle light distribution control device according to the present embodiment detects the travel position (current position) of the host vehicle by the host vehicle position detection means, and from the design conditions of the travel path ahead of the host vehicle position. The entrance clothoid section, constant curvature radius section, and exit clothoid section are identified from the specific information that is determined, and the light distribution angle θ of the headlamps depends on which section the vehicle position is in (corresponding to each section) To control.
On the other hand, the light distribution angle θ is calculated so that the vehicle position after the predetermined time Tf has elapsed from the current position of the vehicle (the position after the Tf has elapsed) is calculated from specific information such as clothoid coefficient, and the calculated position after the Tf has elapsed. Controls the light distribution angle of the lighting. This is based on the fact that the driver generally tends to watch the position after a predetermined time (Tf = 1.5 seconds in the present embodiment), regardless of the vehicle speed.
As a result, as shown in FIG. 1B, the light distribution angle θ is gradually distributed between the entrance clothoid section and the exit clothoid section where the radius of curvature gradually changes according to the clothoid coefficient when the vehicle speed v is constant. The angle θ changes gradually, and the light distribution angle θ becomes constant in the constant curvature section. When the vehicle speed v changes, the light distribution angle θ is increased as the vehicle speed increases to irradiate a point far from the current vehicle position (vehicle position after the time Tf has elapsed), and the light distribution angle θ decreases as the vehicle speed decreases. By making it smaller, a point close to the current vehicle location (vehicle position after the elapse of time Tf) is irradiated.
[0008]
(2) Details of the embodiment
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the light distribution control device of this embodiment.
As illustrated in FIG. 2, the light distribution control device 1 of this embodiment includes a navigation device 10, a vehicle speed sensor 31, a light distribution control ECU (Electronic Control Unit) 40, and a headlamp device 50. ing.
The navigation device 10 includes a navigation processing unit 11, a data storage unit 12 that is a road information storage unit, a current position detection unit 13, a communication unit 15, an input unit 16, a display unit 17, and a voice input unit 18. And an audio output unit 19.
[0009]
The navigation processing unit 11 includes a CPU (Central Control Unit) 111 that performs various arithmetic processing such as navigation processing based on the input information and outputs the result. A ROM 112 and a RAM 113 are connected to the CPU 111 via a bus line such as a data bus.
The ROM 112 stores various programs for performing processing such as search for a planned travel route to the destination, travel guidance in the route, light distribution angle control processing in this embodiment, light distribution angle calculation processing, and the like. Only memory. The RAM 113 is a random access memory as a working memory when the CPU 111 performs various arithmetic processes.
The ROM 112 further stores an arithmetic expression for calculating the light distribution angle θ used in the light distribution angle calculation processing. This arithmetic expression is stored corresponding to each of the three sections constituting the curve. This arithmetic expression may be defined in the light distribution angle arithmetic processing program.
In addition, the curve in this embodiment is the concept comprised from 1 or several continuous corners. A corner is a bent place, which is a place where a road composed of a specific node and nodes before and after the node is bent on an electronic map.
[0010]
The data storage unit 12 stores a map data file, a network data file, a unique information file, and a destination data file. The map data file includes terrain data (drawing data), city map data (detailed drawing data), and the like, and the network data includes road data and intersection data as data for map matching and route guidance. Yes. The destination data includes name, position, address, photograph, facility introduction data, etc. as facility data.
[0011]
As road data, the following data is stored as information for specifying road characteristics connecting intersections. That is, the road data stores an intersection number, the number of nodes, node information, link length, link intersection angle, road width, road name, and the like. Each link stores the number of road lanes and the presence / absence of a tunnel as link information.
Also, as intersection data, the road number of the road that intersects the intersection, the guidance object permission flag indicating whether the road is a guidance object, landmark position type data, intersection photo data, exit ramp way guidance data such as expressway, intersection Numbers are stored.
The node information is information relating to one point on the road. A node connecting nodes is called a link, and a road is expressed by connecting each of a plurality of node rows with a link. Road shapes can be defined not only by nodes and links, but also by elevation. Elevation data is held at each point of the matrix at intervals of 250m left and right and up and down. Yes. Further, the radius of curvature of the road at the node (node radius) can be obtained from the cross angle of the link.
[0012]
FIG. 3 shows the concept of nodes provided on actual roads and the contents of node information stored in the data storage unit 12 as road data.
As illustrated in FIG. 3A, nodes are taken at predetermined intervals to express a road shape. The road with a straight line has a wider node interval, and the curve has a shorter interval as the radius of curvature is smaller.
Each node is assigned a different node number (na-1, na, na + 1,..., Nb-1, nb, nb + 1,...). Each node is defined by at least coordinates (in this embodiment, latitude and longitude which are absolute coordinates). The node information stores data for designating the coordinates of each node position, presence / absence of a crossing, node information such as a gradient for each node point.
A node that coincides with the start point of the entrance clothoid section (the end point of the curve), as information used in the light distribution angle control process, a unique information reference number for referring to unique information representing the shape of the curve, progress Information and unique information flags are associated with each other as node information and stored in road data. In the present embodiment, a node that coincides with the start point of the entrance clothoid section is referred to as a unique information holding node.
[0013]
As shown in FIG. 3A, when the section from the node na to the node nb is a curve designed according to the specific information, the specific information for associating the specific information with the node na and the node nb which are the end points of the curve Information such as reference numbers is stored. In this case, the node na corresponds to the start point of the entrance clothoid section when the vehicle travels from the node na-1 to the node na, and the node nb is the entrance clothoid when the vehicle travels from the node nb + 1 to the node nb. Corresponds to the section.
As shown in FIG. 3B, since the road between the node na and the node nb is designed under the same design condition, the same unique information reference number kx is stored.
[0014]
The nodes na and nb, which are the end points of the curve, are not only the start point of the entrance clothoid section but also the end point of the exit clothoid section for a vehicle traveling in the reverse direction. Therefore, as information for recognizing that it is an entrance clothoid section, a node number existing in the curve is stored as traveling direction information. That is, by storing the node na + 1 as the progress information of the node na,
When the node na + 1 of the traveling direction information exists ahead of the traveling direction of the node na, the vehicle can recognize that it is traveling toward the curve, and the node na can recognize the starting point of the entrance clothoid section. . Further, when the node na + 1 of the traveling direction information exists between the current vehicle position and the node na, the vehicle is leaving the curve, and the node na is the end point of the exit clothoid section, so the start point of the entrance clothoid section Not recognized.
Similarly, the node nb-1 is stored as the traveling direction information of the node nb.
[0015]
In this embodiment, the node number saved in the traveling direction information is the node number next to the node number corresponding to the curve end point as a node in the curve, but further saves the previous node number. You may do it. Also, the node number outside the curve is saved in the traveling direction information, and if there is a traveling direction information node between the current vehicle position and the node corresponding to the curve end point, the node at the curve end point is set as the start point of the entrance clothoid section. May be recognized.
[0016]
A flag “1” or “0” is stored in the unique information flag stored in association with the curve end point node. As for the flag, the flag “1” is stored in the case of a right turn curve in which the steering wheel is operated in the right direction when the vehicle is traveling on the curve, and the flag “0” is stored in the case of a left turn curve in which the vehicle is operated in the left direction. The
In the unique information for the node na of the road illustrated in FIG. 3A, the flag “1” representing a right turn curve is stored because the traveling direction is from the node na to the node na + 1, and the unique information for the node nb includes the traveling information. Since the direction is from the node nb to the node nb-1, the flag “0” representing the left curve is stored.
[0017]
FIG. 4 conceptually shows the contents of the unique information file stored in the data storage unit 12.
As shown in FIG. 4, the unique information file stores a plurality of pieces of unique information corresponding to curves designed in different shapes. Each unique information is assigned a different unique information reference number (kx, kx + 1,...). This unique information reference number matches the unique information reference number stored in the node information of the curve entry node illustrated in FIG.
In the inherent information file, as inherent information for each curve, clothoid coefficient A1 and clothoid section distance La1 of clothoid section 1, curvature radius R and circular curve length Lr of constant curvature section, clothoid coefficient A2 and clothoid section of clothoid section 2 The distance La2 is stored.
The clothoid section 1 and the clothoid section 2 differ depending on the side on which the vehicle enters the curve. When the vehicle enters on the right curve as shown in FIG. 4B, the vehicle enters the curve while operating the steering wheel to the right. , The clothoid coefficient Ai and clothoid section distance La1 of the clothoid section 1 are used as the clothoid coefficient Ai and clothoid section distance Lai of the entrance clothoid section, and the clothoid coefficient Ao and clothoid section distance Lao of the exit clothoid section are used. The coefficient A2 and the clothoid interval distance La2 are used. On the contrary, as shown in FIG. 4C, when the vehicle enters a left curve, the clothoid coefficient Ai and clothoid section distance Lai of the entrance clothoid section are used as the clothoid coefficient A2 and clothoid section distance of the clothoid section 2. La1 is used, and the clothoid coefficient A2 and the clothoid section distance La2 of the clothoid section 2 are used as the clothoid coefficient Ao and the clothoid section distance Lao of the exit clothoid section.
[0018]
Whether to use the clothoid section 1 or the clothoid section 2 as the data of the entrance clothoid section and the exit clothoid section is determined from the unique information flag of the node information illustrated in FIG. The unique information stored in the unique information file stores data with reference to the right curve with the entrance clothoid section 1 as the clothoid section 1 and the exit clothoid section 2 as the clothoid section 2 when entering the right curve.
Therefore, when the unique information flag is “1” representing the right curve, clothoid section 1 is used as the data of the entrance clothoid section, and clothoid section 2 is used as the data of the exit clothoid section. When the unique information flag is “0” representing the left curve, the clothoid section 2 is used as the data of the entrance clothoid section, and the exit clothoid section 1 is used as the data of the exit clothoid section.
[0019]
In addition to the above data files, the data storage unit 12 is provided with other data files in which information on various regions such as gas stations and sightseeing spots is stored. In each of these files, a route search is performed, a guide map is displayed along the searched route, a characteristic photograph or a frame diagram is displayed along the intersection, the remaining distance to the intersection, the next intersection Various data for displaying the direction of travel and outputting other guidance information from the display unit 17 and the voice output unit 19 are stored.
Of the information stored in these files, intersection data and road data are used for route search in normal navigation. By these data, road width, slope, road surface condition, corner radius of curvature, intersection, T-shaped road, number of road lanes, number of lanes decreasing, corner entrance, railroad crossing, expressway exit rampway, highway Road information indicating road toll gates, points where road width is narrowed, downhill roads, uphill roads, other branch roads entering the rampway from expressways, and branch roads such as Y-shaped roads are configured. .
[0020]
Each file uses, for example, various storage devices such as a DVD (Digital Versatile Disc), an MO (magneto-optical disc), a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), an optical disc, a magnetic tape, an IC card, and an optical card. .
Each file has a large storage capacity. For example, it is preferable to use a CD-ROM or DVD, but an IC card may be used for individual data such as other data files and data for each region. Moreover, it is good also as a structure which acquires data, such as traffic information and the route information to the destination, by communication using the communication part 15 by the external information provision means which is not shown in figure. Further, similarly, the communication unit 15 may be used to acquire the map data file and the network data file by communication. Alternatively, the network data file can be updated by communication as described above. Furthermore, this update can be performed by comparing the traveling track of the own vehicle with the corresponding network data to recognize the new road. To create network data for new roads.
[0021]
The current position detection unit 13 in FIG. 1 includes a GPS receiver 131, a geomagnetic sensor 132, a distance sensor 133, a steering sensor 134, a beacon sensor 135, and a gyro sensor 136.
The GPS receiver 131 is a device that receives radio waves emitted from artificial satellites and measures the position of the vehicle.
The geomagnetic sensor 132 detects geomagnetism and determines the direction in which the vehicle is facing. As the distance sensor 133, for example, a sensor that detects and counts the number of rotations of a wheel, a sensor that detects acceleration and integrates twice, a measuring device, or the like is used.
As the steering sensor 134, for example, an optical rotation sensor or a rotation resistance volume attached to the rotating portion of the handle is used, but an angle sensor attached to the wheel portion may be used.
The beacon sensor 135 receives position information from beacons placed on the road. The gyro sensor 136 is constituted by a gas rate gyro, a vibration gyro, or the like that detects the rotational angular velocity of the vehicle and integrates the angular velocity to obtain the vehicle direction. The gyro sensor 136 can also detect the lateral acceleration (lateral G) applied to the vehicle.
[0022]
The GPS receiver 131 and the beacon sensor 135 of the current position detector 13 can each independently measure the position. In other cases, the distance detected by the distance sensor 133, the geomagnetic sensor 132, and the gyro sensor 136 are detected. The absolute position of the host vehicle (the current location of the host vehicle) is detected based on the combination of the azimuth and the distance detected by the distance sensor 133 and the steering angle detected by the steering sensor 134. Yes.
Various information detected by the current position detection unit 13 is used to construct precise travel locus data detected for each route based on the present embodiment.
[0023]
The communication unit 15 transmits and receives various data to and from FM transmitters and telephone lines. For example, the communication unit 15 receives various data such as traffic information and traffic accident information transmitted from an information center or the like. It is supposed to receive.
The input unit 16 is configured to correct the current position at the start of traveling and to input a destination. Examples of the configuration of the input unit 16 include a touch panel that is arranged on the screen of a display constituting the display unit 17 and inputs information by touching keys and menus displayed on the screen, as well as a keyboard, a mouse, a bar, and the like. Examples include a code reader, a light pen, a remote control device for remote operation.
[0024]
The display unit 17 displays operation guidance, operation menus, operation keys, a route to a guide point set according to a user's request, and various displays such as a guide map along the travel route. Is called. As the display unit 17, a CRT display, a liquid crystal display, a plasma display, a hologram device that projects a hologram on a windshield, or the like can be used.
The voice input unit 18 is configured by a microphone or the like, and necessary information is input by voice. The voice output unit 19 includes a voice synthesizer and a speaker, and outputs voice guidance information synthesized by the voice synthesizer. In addition to the voice synthesized by the voice synthesizer, various guidance information may be recorded in a voice storage device such as a tape and output from a speaker. You may combine with the audio | voice of an audio | voice storage apparatus.
[0025]
The navigation device 10 configured as described above informs the driver of road information around the current location of the vehicle and guides the travel route to the destination of the vehicle. That is, when the destination is input from the input unit 16, the navigation processing unit 11 determines the travel route from the road information read from the data storage unit 12 to the destination based on the vehicle position detected by the current position detection unit 13. The route is selected and output to the display unit 17, and the driver is guided to the destination by the travel route displayed on the display unit 17 and the voice output from the voice output unit 19. When the location mode is selected, road information around the vehicle position and the vehicle position are output to the display unit 17.
[0026]
The navigation device 10 according to the present embodiment determines whether or not the vehicle only enters the curve from the vehicle current position and the node coordinates. When the vehicle enters, the navigation device 10 starts from the start points of the entrance clothoid section, the constant curvature section, and the exit clothoid section. The light distribution angle θ is calculated from the unique information according to the travel distance and the vehicle speed v. As the vehicle speed v, a vehicle speed v detected by a vehicle speed sensor 31 disposed in the vehicle is acquired.
The navigation device 10 supplies the calculated light distribution angle θ to the light distribution control device 40.
In addition, although the navigation apparatus 10 in this embodiment is provided with the route guidance function and the location function, in this invention, it is comprised by each function part for light distribution control, and other functions may not be provided. For example, the display unit 17 and the voice output unit 19 for route guidance may not be provided.
[0027]
The light distribution control device 40 controls the light distribution angle θ by the headlamp device 50 based on the light distribution angle θ supplied from the navigation device 10.
FIG. 5 shows the configuration of the headlamp device 50.
The headlight device 50 according to the present embodiment is also used as a normal headlight disposed on both the left and right sides in front of the vehicle. However, the headlight device may be disposed separately from this. Good.
As shown in FIG. 5, the headlamp device 50 includes a lamp main body 51 having one surface released and a front lens 52 disposed on the release surface of the lamp main body. ing. In this housing, there are disposed a lamp composed of a light source bulb 53 that illuminates by emitting light and a movable reflector 54 that reflects light emitted from the light source bulb 53 to the front of the vehicle.
A drive mechanism for controlling the light beam emitted from the lamp is provided in the housing. The light distribution control by the drive mechanism is performed by a first mechanism that diffuses and concentrates the light beam emitted from the lamp and a second mechanism that controls the light distribution angle θ by the light beam.
[0028]
The first mechanism includes a first actuator 55 that supports the light source bulb 53 and moves the light source bulb 53 with respect to the movable reflector 54 in the front-rear direction. The first actuator 55 is constituted by, for example, a rack, a pinion, a drive motor, and the like.
The first actuator is arranged to place the light source center 53a of the light source bulb 53 at the focal point of the movable reflector 54 in a normal state based on a control signal from the light distribution control ECU 40.
As shown in FIG. 6A, when the light beam is diffused, the first actuator 55 moves the light source bulb 53 away from the movable reflector 54 based on the control from the light distribution control ECU. That is, the first actuator 55 diffuses the light beam by moving the light source center 53a forward of the vehicle (front lens 52 side) and shifting from the focal point of the movable reflector 54.
[0029]
The second mechanism includes a worm 56, a worm wheel 57, and a second actuator 58.
The second actuator 58 includes a motor capable of normal rotation and reverse rotation, and a worm 56 is attached to the tip of the rotation shaft of the motor. The worm wheel 57 that meshes with the worm 56 rotates around the movable shaft 57a as the worm 56 rotates. The worm wheel 57 includes a support member 57 b extending in the center direction of the movable reflector 54, and the movable reflector 54 is fixed to the tip of the support member 57.
Therefore, as shown in FIG. 6B, the second mechanism controls the light distribution angle to the left by driving the second actuator and changing the direction of the movable reflector 54 to the left, for example. In other words, the second mechanism controls the light distribution angle θ by rotating the second actuator 58 and rotating the movable reflector 54 in the left-right direction about the movable shaft 57a.
[0030]
The light distribution control ECU 40 controls the driving of the second actuator 58 of the second drive mechanism with respect to the headlamp device 50 configured as described above so that the light distribution angle θ supplied from the navigation device 10 is obtained. .
The light distribution control ECU includes a storage unit that stores the current light distribution angle θ ′ of the movable reflector 54. The light distribution control ECU 40 calculates a difference distribution light angle Δθ = θ−θ ′ between the current light distribution angle θ ′ stored in the storage unit and the newly supplied light distribution angle θ. The motor of the second actuator 58 is driven so that the movable reflector 54 moves by an angle corresponding to the difference distribution light angle Δθ, and the value of the light distribution angle θ ′ is updated to the value of the light distribution angle θ.
[0031]
Next, the operation of the light distribution control device configured as described above will be described.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the light distribution control process.
The navigation processing unit 11 of the navigation device 10 first searches a database for the road on which the vehicle is traveling (step 102). That is, the navigation processing unit 11 acquires the current position of the vehicle (own vehicle position) detected by the current position detection unit 13 and identifies the road on which the vehicle is currently traveling. Then, the navigation processing unit 11 searches the road data in the data storage unit 12 for a node existing within a predetermined distance Tm ahead from the current vehicle position.
In the present embodiment, the predetermined distance Tm is 200 m ahead of the vehicle position, but is not limited to this, and the predetermined distance Tm may be changed according to the vehicle speed v. The predetermined distance Tm may be increased as the vehicle speed v is increased, and the predetermined distance Tm may be decreased as the vehicle speed is decreased. Moreover, you may make it changeable as arbitrary distances.
[0032]
Next, the navigation processing unit 11 determines whether or not there is a unique information holding node associated with the unique information of the curve among the searched nodes (step 104). As described above, the unique information holding node is a node associated with the unique information of the curve, and is a node that matches the start point of the entrance clothoid section (a node that matches the end point of the curve).
Therefore, the navigation processing unit 11 checks whether there is a node storing the unique information reference number among the searched nodes, and determines that there is no unique information holding node if it does not exist. When there is a node storing the unique information reference number, the traveling direction of the vehicle is determined. That is, when the traveling direction of the vehicle is the node direction stored as the traveling direction information of the node from the node storing the unique information reference number, the node storing the unique information reference number is changed. Since it can be determined that the vehicle enters the curve by passing, it is determined that the node is a unique information holding node. When the traveling direction of the vehicle is opposite to the node direction stored as the traveling direction information of the node from the node storing the unique information reference number, the node storing the unique information reference number is Since it can be determined that the vehicle exits from the curve by passing, it is determined that the node is not a unique information holding node in this case.
[0033]
When it is determined that the unique information holding node is present within the predetermined distance Tm ahead of the vehicle (step 104; Y), the navigation processing unit 11 uses the unique information reference number and the unique information flag (see FIG. 3B), The unique information of the curve existing ahead is acquired from the unique information file (see FIG. 4) (step 106).
That is, the navigation processing unit 11 uses the clothoid coefficient Ai of the entrance clothoid section and the clothoid section distance Lai, the curvature radius R of the constant curvature section, the curvature constant section distance Lr, and the clothoid of the exit clothoid section as the unique information of the unique information reference number. The values of the coefficient Ao and the clothoid interval distance Lao are acquired.
Here, if the unique information flag is “1”, it is determined that the curve existing ahead is a right curve. For example, when the unique information reference number is kx, as shown in FIG. = A1, Lai = La1, R = R, Lr = Lr, Ao = A2, and Lao = La2. On the other hand, if the unique information invention is “0”, it is determined that the curve existing ahead is a left curve. For example, when the unique information reference number is kx, as shown in FIG. = A2, Lai = La2, R = R, Lr = Lr, Ao = A1, and Lao = La1.
[0034]
Next, the navigation processing unit 11 calculates the relative position of the vehicle with respect to the curve from the coordinates of the vehicle current position detected by the current position detection unit 13, the curve start point coordinates, and the travel distance after passing the curve start point ( Step 108).
In this embodiment, the unique information holding node = curve start point.
[0035]
The navigation processing unit 11 acquires the current vehicle position from the current position detection unit 13 and determines whether or not the vehicle has entered the curve based on whether or not the vehicle has passed the unique information holding node (= curve start point) (step 109). If the vehicle has not entered the curve (step 109; N), the process returns to step 8.
On the other hand, if the vehicle has entered the curve (step 109; Y), the navigation processing unit 11 determines whether or not the vehicle has already passed the curve from the current vehicle position (step 110). ) Terminates the process since there is no need for light distribution control.
[0036]
On the other hand, if the vehicle has not passed the curve (step 110; N), the navigation processing unit 11 determines whether the vehicle position is the entrance clothoid section or the constant curvature section based on the relative position to the vehicle curve calculated in step 108. Or exit clothoid section.
[0037]
When the vehicle position is within the entrance clothoid section (step 114), the navigation processing unit 11 calculates the light distribution angle θ by the light distribution angle calculation process A (details will be described later), and supplies it to the light distribution control ECU 40 ( Step 116).
When the vehicle position is within the constant curvature section (step 118), the navigation processing unit 11 calculates the light distribution angle θ by the light distribution calculation process B (details will be described later) and supplies it to the light distribution control ECU 40 (step). 120).
When the vehicle position is within the exit clothoid section (step 122), the navigation processing unit 11 calculates the light distribution angle θ by the light distribution angle calculation process (details will be described later), and supplies it to the light distribution control ECU 40 (step). 124).
[0038]
When the light distribution angle θ supplied from the navigation processing unit 11 is received, the light distribution control ECU 40 performs light distribution control on the headlamp device 50 based on the received light distribution angle θ (step 126). That is, the light distribution control ECU 40 controls the angle of the movable reflector 54 with respect to the second actuator of the headlight device 50 so that the irradiation light emitted from the headlight device 50 has a light distribution angle θ.
After performing the above light distribution control, the process returns to step 108 and the calculation of the light distribution angle θ according to the relative position of the vehicle with respect to the curve by the navigation processing unit 11 is repeated. Since step 126 is not the processing of the navigation processing unit 11 but the processing by the light distribution control ECU 40, the navigation processing unit 11 immediately shifts to step 108 after the processing of step 116, step 120, or step 124. It may be.
[0039]
Next, in the light distribution angle calculation omitted A (step 116), the light distribution angle calculation process B (step 120), and the light distribution angle calculation process C (step 124) performed in the navigation processing unit 11, the vehicle speed v, the unique information, Will be described.
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of calculating the light distribution angle θ (light distribution angle calculation processing A) when the vehicle is traveling in the entrance clothoid section.
First, the navigation processing unit 11 acquires the current vehicle position from the current position detection unit, the curvature radius Rc and the tangent angle τc of the current vehicle position, the clothoid coefficient Ai of the entrance clothoid section acquired in step 106, and the entrance clothoid section. It is calculated from the travel distance from the starting point. Here, the starting point of the entrance clothoid section corresponds to the coordinate point of the unique information holding node.
Further, the navigation processing unit 11 calculates the travel distance from the start point of the entrance clothoid section (distance after passing through the start point) based on a signal supplied from the distance sensor 133.
[0040]
Now, assuming that the travel distance after passing through the starting point of the entrance clothoid section is Lc, the navigation processing unit 11 calculates the curvature radius Rc of the current vehicle position from the following formula (1) according to the basic formula of the clothoid.
Rc = Ai 2 / Lc (1)
[0041]
Using this curvature radius Rc, the navigation processing unit 11 calculates the tangent angle tc of the current position according to the following equation (2).
tc = Lc / (2Rc) = Lc 2 / (2 x Ai 2 (2)
[0042]
Next, the navigation processing unit 11 calculates the coordinates (Xc, Yc) of the vehicle current position in the entrance clothoid coordinate system from the following expressions (3) and (4) based on the approximate expression of the clothoid curve. Here, as shown in FIG. 8, the entrance clothoid coordinate system defines the coordinate system with the start point of the entrance clothoid section as the origin (0, 0) and the tangent line at the start point of the entrance clothoid section as the X axis.
Xc = Lc × {1-Lc 2 / (40 × Rc 2 ) + Lc Four / (3456 × Rc Four )}
... (3)
Yc = {Lc 2 / (6 × Rc)} × {1-Lc 2 / (56 × Rc 2 ) + Lc Four / (7040 × Rc Four )} ... (4)
[0043]
Next, the navigation processing unit 11 calculates the coordinates of the irradiation point in the entrance clothoid coordinate system. That is, when the navigation processing unit 11 irradiates a point after the time Tf with respect to the current vehicle position, the distance Lct from the current vehicle position to the irradiation point from the current vehicle speed v acquired from the vehicle speed sensor 31 is expressed by the following equation. Calculate from (5).
Lct = v × Tf (5)
[0044]
The navigation processing unit 11 calculates the radius of curvature Rt at the irradiation point and the coordinates (Xt, Yt) in the entrance clothoid coordinate system of the irradiation point from the following equations (6), (7), and (8).
Rt = Ai 2 / (Lc + Lct) (6)
Xt = (Lc + Lct) × {1− (Lc + Lct) 2 / (40 × Rt 2 ) + (Lc + Lct) Four / (3456 × Rt Four )}… (7)
Yt = {(Lc + Lct) 2 / (6 * Rt)} * {1- (Lc + Lct) 2 / (56 × Rt 2 ) + (Lc + Lct) Four / (7040 × Rt Four )}… (8)
[0045]
Next, the navigation processing unit 11 calculates the irradiation direction θ from the following equation (9) from the vehicle current position coordinates and the irradiation position coordinates in the entrance clothoid coordinate system.
θct = tan -1 {(Yt−Yc) / (Xt−Xc)} (9)
[0046]
Finally, the navigation processing unit 11 calculates the light distribution angle θ from the following equation (10).
θ = θct−τc (10)
[0047]
Next, a method for calculating the light distribution angle θ (light distribution angle calculation processing B) when the vehicle is traveling in a constant curvature section will be described with reference to FIG.
First, the navigation processing unit 11 calculates the distance from the current vehicle position to the irradiation position.
When irradiating the position after the time Tf with respect to the current vehicle position, the current vehicle speed v supplied from the vehicle speed sensor 31 is acquired, and the distance Lct from the next equation (11) to the irradiation position is calculated.
Lct = v × Tf (11)
Next, the navigation processing unit 11 calculates the light distribution angle θ according to the following equation (12).
θ = Lct / (2 × R) (12)
[0048]
Next, a light distribution angle calculation method (light distribution angle calculation processing C) when the vehicle is traveling in the exit clothoid section will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, for the exit clothoid section, as shown in FIG. 10, the vehicle travels from the end point to the start point in the start and end points of the exit clothoid section. The end point of the exit clothoid section is the point that travels from the coordinate point (start point of the curve) of the unique information holding node to the distance (Lai + Lr) of the clothoid section distance Lai and the constant curvature section distance Lr of the entrance clothoid section. The starting point of the exit clothoid section (the end point of the curve) is a point traveled by the clothoid section distance Lao of the exit clothoid section.
Then, as the exit clothoid coordinate system, as shown in FIG. 10, the coordinate system is defined with the start point of the exit clothoid section as the origin (0, 0) and the tangent line at the start point of the exit clothoid section as the X axis.
[0049]
The navigation processing unit 11 first obtains the vehicle current position from the current position detection unit, calculates the curvature radius Rc and tangent angle τc of the vehicle current position, the clothoid coefficient Ao of the exit clothoid section acquired in step 106, and the exit clothoid section. It is calculated from the distance traveled from the end point.
Now, when the travel distance after passing through the end point of the exit clothoid section is Lc, the navigation processing unit 11 calculates the curvature radius Rc of the current vehicle position from the following equation (13) according to the basic equation of the clothoid.
Rc = Ao 2 / (Lao-Lc) (13)
[0050]
Using this curvature radius Rc, the navigation processing unit 11 calculates the tangent angle tc of the current position according to the following equation (14).
tc = (Lao-Lc) / (2Rc) = (Lao-Lc) 2 / (2 × Ao 2 )
... (14)
[0051]
Next, the navigation processing unit 11 calculates the coordinates (Xc, Yc) of the vehicle current position in the exit clothoid coordinate system from the following expressions (15) and (16) based on the approximate expression of the clothoid curve.
Xc = (Lao−Lc) × {1− (Lao−Lc) 2 / (40 × Rc 2 ) + (Lao-Lc) Four / (3456 × Rc Four )} ... (15)
Yc = {(Lao-Lc) 2 / (6 × Rc)} × {1- (Lao-Lc) 2 / (56 × Rc 2 ) + (Lao-Lc) Four / (7040 × Rc Four )} ... (16)
[0052]
Next, the navigation processing unit 11 calculates the coordinates of the irradiation point in the exit clothoid coordinate system. That is, when the navigation processing unit 11 irradiates a point after the time Tf with respect to the current vehicle position, the distance Lct from the current vehicle position to the irradiation point from the current vehicle speed v acquired from the vehicle speed sensor 31 is expressed by the following equation. Calculate from (17).
Lct = v × Tf (17)
[0053]
Further, the navigation processing unit 11 calculates the radius of curvature Rt at the irradiation point and the irradiation point. Exit The coordinates (Xt, Yt) in the clothoid coordinate system are calculated from the following equations (18), (19), and (20).
Rt = Ao 2 / (Lao-Lc-Lct) (18)
Xt = (Lao−Lc−Lct) × {1− (Lao−Lc−Lct) 2 / (40 × Rt 2 ) + (Lao-Lc-Lct) Four / (3456 × Rt Four )} ... (19)
Yt = {(Lao-Lc-Lct) 2 / (6 * Rt)} * {1- (Lao-Lc-Lct) 2 / (56 × Rt 2 ) + (Lao-Lc-Lct) Four / (7040 × Rt Four )}… (20)
[0054]
Next, the navigation processing unit 11 calculates the irradiation direction θ from the following equation (21) from the vehicle current position coordinates and the irradiation position coordinates in the exit clothoid coordinate system.
θct = tan -1 {(Xt−Xc) / (Yt−Yc)} (21)
[0055]
Finally, the navigation processing unit 11 calculates the light distribution angle θ from the following equation (22).
θ = θct + τc−90 (22)
[0056]
As described above, according to the light distribution control device of this embodiment, instead of calculating the light distribution angle of the curve from road data such as navigation node data that does not necessarily accurately represent the road shape, Since the clothoid coefficient, the radius of curvature, and the like, which are unique information used when the road is actually designed, are used, more accurate light distribution control that matches the actual road shape can be performed.
[0057]
In the embodiment described above, the unique information is not saved for every curve, but the curves designed with the same unique information are assigned the same unique information reference number and saved in the unique information file. As a result, the amount of stored data can be reduced.
In the embodiment described above, both end points of the curve are always nodes, and information such as a unique information reference number is additionally stored for the node information (see FIG. 3B). When data is used, both end points of the curve may be end point nodes, and the coordinates (X, Y) of the end point nodes, the traveling direction information, and the unique information flag may be collectively stored in a separate file. In this case, the traveling direction information stores, for example, the coordinates of the end point node on the opposite side of the curve that is paired with the end point node.
[0058]
Although one embodiment of the light distribution control device of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in each claim. is there.
For example, in the described embodiment, the case where only the irradiation direction (light distribution angle θ) is controlled based on the unique information of the curve has been described. However, only the irradiation range is controlled, and both the irradiation direction and the irradiation range are controlled. You may make it do.
For example, the irradiation range can be controlled based on the curvature radius of the irradiation position based on the unique information of the curve. That is, control is performed so that the irradiation range becomes larger as the curvature radius is smaller. When controlling the irradiation range, the navigation processing unit 11 calculates the irradiation range from the radius of curvature of the irradiation position (for example, a point ahead of Tf seconds) and supplies it to the light distribution control ECU 40. The light distribution control ECU 40 controls the irradiation range by controlling the first actuator 55 based on the supplied irradiation range.
When both the irradiation direction and the irradiation range are controlled, the navigation processing unit 11 calculates the light distribution angle θ and the irradiation range at the irradiation point at the light distribution angle θ (for example, according to the radius of curvature as described above). And supplied to the light distribution control ECU 40. The light distribution control ECU 40 controls the second actuator 58 according to the light distribution angle θ and also controls the first actuator 55 according to the irradiation range.
[0059]
In the described embodiment, the case where information based on a clothoid curve such as a clothoid coefficient is stored as specific information as specific information when the curve is designed according to a clothoid curve has been described. When the design is based on the relaxation curve, the unique information by the relaxation curve may be stored in the unique information file as the unique information of the curve. In this case, different relaxation curves are used depending on the curve, and curve information for specifying the type of relaxation curve is also stored in the unique information file. The navigation processing unit 11 calculates the light distribution angle θ or / and the irradiation range according to a calculation formula corresponding to the curve information.
[0060]
Furthermore, as the light distribution angle θ, the case of controlling only the light distribution angle θ in the left-right direction has been described. In this case, a third mechanism that is driven in the same manner as the second drive mechanism is arranged so that the movable reflector 54 can rotate in the vertical direction. Furthermore, in order to calculate the vertical light distribution angle θ2, data representing height, for example, elevation data, is stored in each node.
Then, instead of the curve premised on the plane, the vertical change (undulation) is also regarded as the vertical curve, and the unique information reference number is stored in the end point node of the vertical curve.
[0061]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to perform light distribution control that matches the actual road shape. Further, light distribution control corresponding to the road shape can be performed not only at the entrance of the curve but also after the entrance of the curve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an outline of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a light distribution control device of the present embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the concept of nodes provided on an actual road and the contents of node information stored in the data storage unit 12 as road data.
FIG. 4 is an explanatory diagram conceptually showing the contents of a unique information file stored in a data storage unit.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a headlight device.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation state of the headlamp device.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of light distribution control processing.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a method for calculating a light distribution angle θ (light distribution angle calculation processing A) when a vehicle is traveling in an entrance clothoid section.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for calculating a light distribution angle θ (light distribution angle calculation processing B) when the vehicle is traveling in a constant curvature section.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a light distribution angle θ calculation method (light distribution angle calculation processing C) when a vehicle is traveling in an exit clothoid section.
[Explanation of symbols]
10 Navigation device
11 Navigation processor
12 Data storage unit
13 Current position detector
15 Communication Department
16 Input section
17 Display
18 Voice input part
19 Audio output unit
31 Vehicle speed sensor
40 Light distribution control ECU
50 Headlamp device
51 Lamp body
52 Front lens
53 Light source bulb
54 Movable reflector
55 First Actuator
56 Warm
57 Worm wheel
57a Movable shaft
57b Support member
58 Second actuator

Claims (3)

自車位置より前方の走行路の道路形状に応じて前照灯の配光角と照射範囲の少なくとも一方を調整する配光制御装置であって、
道路上の地点に関するノード情報を記憶すると共に、カーブの形状をクロソイド曲線と曲率を用いて表現した固有情報を、各カーブの端点と一致するノード情報に関連付けて記憶した道路情報記憶手段と、
車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
前記現在位置検出手段で検出した車両現在位置より前方の走行路のノード情報に、カーブの端点と一致するノード情報が存在するか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段で、カーブの端点と一致するノード情報が存在すると判断された場合に、該ノード情報に関連付けて記憶した固有情報を前記道路情報記憶手段から取得する固有情報取得手段と、
前記固有情報取得手段で取得した固有情報に基づいて前記前照灯の配光角と照射範囲の少なくとも一方を制御する配光制御手段と
を具備することを特徴とする配光制御装置。A light distribution control device that adjusts at least one of a light distribution angle and an irradiation range of a headlamp according to a road shape of a traveling road ahead of the own vehicle position,
Road information storage means for storing node information relating to points on the road, and storing unique information expressing the shape of the curve using clothoid curves and curvatures in association with node information matching the end points of each curve;
Current position detecting means for detecting the current position of the vehicle;
Determining means for determining whether or not there is node information matching the end point of the curve in the node information of the traveling road ahead of the vehicle current position detected by the current position detecting means ;
Specific information acquisition means for acquiring, from the road information storage means, specific information stored in association with the node information when the determination means determines that there is node information that matches the end point of the curve ;
A light distribution control device comprising: a light distribution control unit that controls at least one of a light distribution angle and an irradiation range of the headlamp based on the unique information acquired by the unique information acquisition unit. 前記配光制御手段は、
前記固有情報取得手段で取得した固有情報に基づき、自車位置より前方の走行路に存在するカーブに対して、該走行路の設計条件により定めた区間を設定する区間設定手段と、
検出された自車位置が区間設定手段により設定された区間に進入した場合、前記取得した固有情報に基づき前記前照灯の配光角を算出する配光角算出手段と、
配光角算出手段で算出した配光角に等しくなるように前記前照灯の配光角を制御する配光角制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の配光制御装置。The light distribution control means includes
Based on the specific information acquired by the specific information acquisition means, a section setting means for setting a section determined by the design conditions of the travel road for a curve existing on the travel road ahead of the vehicle position;
A light distribution angle calculating means for calculating a light distribution angle of the headlamp based on the acquired unique information when the detected vehicle position enters a section set by the section setting means;
The light distribution control according to claim 1, further comprising a light distribution angle control means for controlling a light distribution angle of the headlamp so as to be equal to the light distribution angle calculated by the light distribution angle calculation means. apparatus. 前記区間設定手段は、検出された固有情報に基づきクロソイド入口区間、曲率一定区間、クロソイド出口区間を設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の配光制御装置。The light distribution control device according to claim 2, wherein the section setting means sets a clothoid entrance section, a constant curvature section, and a clothoid exit section based on the detected unique information.
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