JP7442528B2 - Vehicle lighting system, vehicle lighting control device, and vehicle lighting control method - Google Patents
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Description
本発明は、車両用灯具システム、車両用灯具の制御装置および車両用灯具の制御方法に関し、特に自動車などに用いられる車両用灯具システム、車両用灯具の制御装置および車両用灯具の制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle light system, a vehicle light control device, and a vehicle light control method, and more particularly to a vehicle light system, a vehicle light control device, and a vehicle light control method used in automobiles.
従来、赤外線を車両前方に照射して自車前方に存在する障害物や歩行者等の物標を検知し、検知された物標に可視光を照射することでドライバーの運転を支援する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, technology has been available to assist the driver in driving by emitting infrared light in front of the vehicle to detect objects such as obstacles and pedestrians in front of the vehicle, and emitting visible light to the detected objects. It has been proposed (for example, see Patent Document 1).
近年、ドライバーの運転操作を支援するさらなる技術として、先進運転支援システム(ADAS:Advanced driver-assistance systems)や自動運転技術の研究開発が進められている。ADASや自動運転技術では、機械の目であるカメラによって自車周囲の状況を把握して、状況に応じた車両制御を実行する。上述した赤外線を用いた視界支援は、ADASや自動運転技術における機械の目に対しても有効である。このような状況の中、本発明者らは赤外線を用いた視界支援について鋭意検討を重ねた結果、従来の視界支援には車両運転の安全性を高める余地があることを見出した。 In recent years, research and development has been progressing on advanced driver-assistance systems (ADAS) and autonomous driving technology as further technologies to support the driver's driving operations. ADAS and self-driving technology use cameras, which serve as mechanical eyes, to grasp the surroundings of the vehicle and control the vehicle according to the situation. The above-mentioned visibility support using infrared rays is also effective for mechanical eyes in ADAS and automatic driving technology. Under these circumstances, the inventors of the present invention have conducted intensive studies on visibility support using infrared rays, and have found that conventional visibility support has room to improve the safety of vehicle driving.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両運転の安全性を高める技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of these circumstances, and its purpose is to provide a technology that increases the safety of vehicle driving.
上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具システムである。この車両用灯具システムは、自車前方に赤外線を照射する赤外線照射部と、自車前方を撮像する赤外線撮像部および自車前方を撮像する可視光撮像部の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域を検出する低階調領域検出部と、低階調領域に向けて赤外線を照射するよう赤外線照射部を制御する照射制御部と、を備える。 In order to solve the above problems, an aspect of the present invention is a vehicle lighting system. This vehicle lighting system is based on image information obtained from at least one of an infrared irradiation unit that irradiates infrared light to the front of the vehicle, an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle, and a visible light imaging unit that images the area in front of the vehicle. The low gradation area detecting section detects a predetermined low gradation area using the low gradation area, and the irradiation control section controls the infrared ray irradiation section to irradiate the infrared rays toward the low gradation area.
本発明の他の態様は、車両用灯具の制御装置である。この制御装置は、自車前方を撮像する赤外線撮像部および自車前方を撮像する可視光撮像部の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域を検出する低階調領域検出部と、低階調領域に向けて赤外線を照射するよう、自車前方に赤外線を照射する赤外線照射部を制御する照射制御部と、を備える。 Another aspect of the present invention is a control device for a vehicle lamp. This control device detects a predetermined low gradation area based on image information obtained from at least one of an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle and a visible light imaging unit that images the area in front of the vehicle. and an irradiation control section that controls an infrared irradiation section that irradiates infrared rays toward the front of the vehicle so as to irradiate infrared rays toward a low gradation area.
また、本発明の他の態様は、車両用灯具の制御方法である。この制御方法は、自車前方を撮像する赤外線撮像部および自車前方を撮像する可視光撮像部の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域を検出し、低階調領域に向けて赤外線を照射するよう、自車前方に赤外線を照射する赤外線照射部を制御すること、を含む。 Another aspect of the present invention is a method for controlling a vehicle lamp. This control method detects a predetermined low gradation area based on image information obtained from at least one of an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle and a visible light imaging unit that images the area in front of the vehicle, and This includes controlling an infrared ray irradiation unit that radiates infrared rays toward the front of the vehicle so as to radiate infrared rays toward the vehicle.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that arbitrary combinations of the above components and expressions of the present invention converted between methods, devices, systems, etc. are also effective as aspects of the present invention.
本発明によれば、車両運転の安全性を高めることができる。 According to the present invention, vehicle driving safety can be improved.
本発明のある態様は車両用灯具システムである。この車両用灯具システムは、自車前方に赤外線を照射する赤外線照射部と、自車前方を撮像する赤外線撮像部および自車前方を撮像する可視光撮像部の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域を検出する低階調領域検出部と、低階調領域に向けて赤外線を照射するよう赤外線照射部を制御する照射制御部と、を備える。 An embodiment of the present invention is a vehicle lighting system. This vehicle lighting system is based on image information obtained from at least one of an infrared irradiation unit that irradiates infrared light to the front of the vehicle, an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle, and a visible light imaging unit that images the area in front of the vehicle. The low gradation area detecting section detects a predetermined low gradation area using the low gradation area, and the irradiation control section controls the infrared ray irradiation section to irradiate the infrared rays toward the low gradation area.
上記態様において、車両用灯具システムは、自車両の周囲が昼間であることを判定する昼間判定部を備え、低階調領域検出部は、昼間に撮像される画像情報に基づいて低階調領域を検出してもよい。また、上記いずれかの態様において、車両用灯具システムは、自車前方に可視光を照射する可視光照射部を備え、低階調領域検出部は、可視光照射部の消灯中に撮像される画像情報に基づいて低階調領域を検出してもよい。また、上記いずれかの態様において、車両用灯具システムは、自車前方を撮像する赤外線撮像部と、照射制御部により赤外線照射部が制御された状態で赤外線撮像部から得られる画像情報に基づいて、低階調領域に存在する所定の物標を検出する物標解析部と、を備えてもよい。また、上記いずれかの態様において、車両用灯具システムは、自車前方を撮像する可視光撮像部を備え、低階調領域検出部は、可視光撮像部から得られる画像情報に基づいて低階調領域を検出してもよい。また、上記いずれかの態様において、車両用灯具システムは、自車前方を撮像する赤外線撮像部を備え、低階調領域検出部は、赤外線撮像部から得られる画像情報に基づいて低階調領域を検出してもよい。また、上記いずれかの態様において、照射制御部は、赤外線撮像部の露光タイミングと同期して赤外線をパルス照射するよう赤外線照射部を制御してもよい。 In the above aspect, the vehicle lighting system includes a daytime determination unit that determines that the surroundings of the own vehicle are daytime, and the low gradation area detection unit detects the low gradation area based on image information captured in the daytime. may be detected. Further, in any of the above aspects, the vehicle lighting system includes a visible light irradiation unit that irradiates visible light in front of the vehicle, and the low gradation area detection unit captures an image while the visible light irradiation unit is turned off. A low gradation area may be detected based on image information. Further, in any of the above aspects, the vehicle lighting system includes an infrared imaging section that images the area in front of the vehicle, and an infrared irradiation section that captures images based on image information obtained from the infrared imaging section while the infrared irradiation section is controlled by the irradiation control section. , and a target object analysis unit that detects a predetermined target existing in the low gradation area. Further, in any of the above aspects, the vehicle lighting system includes a visible light imaging unit that images the area in front of the vehicle, and the low gradation area detection unit detects a low gray area based on the image information obtained from the visible light imaging unit. The key area may also be detected. Further, in any of the above aspects, the vehicle lighting system includes an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle, and the low gradation area detection unit detects the low gradation area based on the image information obtained from the infrared imaging unit. may be detected. Further, in any of the above aspects, the irradiation control section may control the infrared irradiation section to emit pulsed infrared rays in synchronization with the exposure timing of the infrared imaging section.
本発明の他の態様は、車両用灯具の制御装置である。この制御装置は、自車前方を撮像する赤外線撮像部および自車前方を撮像する可視光撮像部の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域を検出する低階調領域検出部と、低階調領域に向けて赤外線を照射するよう、自車前方に赤外線を照射する赤外線照射部を制御する照射制御部と、を備える。 Another aspect of the present invention is a control device for a vehicle lamp. This control device detects a predetermined low gradation area based on image information obtained from at least one of an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle and a visible light imaging unit that images the area in front of the vehicle. and an irradiation control section that controls an infrared irradiation section that irradiates infrared rays toward the front of the vehicle so as to irradiate infrared rays toward a low gradation area.
また、本発明の他の態様は、車両用灯具の制御方法である。この制御方法は、自車前方を撮像する赤外線撮像部および自車前方を撮像する可視光撮像部の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域を検出し、低階調領域に向けて赤外線を照射するよう、自車前方に赤外線を照射する赤外線照射部を制御すること、を含む。 Another aspect of the present invention is a method for controlling a vehicle lamp. This control method detects a predetermined low gradation area based on image information obtained from at least one of an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle and a visible light imaging unit that images the area in front of the vehicle, and This includes controlling an infrared ray irradiation unit that radiates infrared rays toward the front of the vehicle so as to radiate infrared rays toward the vehicle.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第1」、「第2」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The embodiments are illustrative rather than limiting the invention, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention. Identical or equivalent components, members, and processes shown in each drawing are designated by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted as appropriate. Further, the scale and shape of each part shown in each figure are set for convenience to facilitate explanation, and should not be interpreted in a limited manner unless specifically mentioned. Furthermore, when terms such as "first" and "second" are used in this specification or the claims, unless otherwise specified, these terms do not indicate any order or importance; This is to distinguish between this and other configurations. Further, in each drawing, some members that are not important for explaining the embodiments are omitted.
図1は、実施の形態に係る車両用灯具システムの概略構成を示す図である。図1では、車両用灯具システム1の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのCPUやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle lamp system according to an embodiment. In FIG. 1, some of the components of the
車両用灯具システム1は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置に適用される。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図1には車両用灯具2として一方の前照灯ユニットの構造を示す。 The
車両用灯具システム1が備える車両用灯具2は、車両前方側に開口部を有するランプボディ4と、ランプボディ4の開口部を覆うように取り付けられた透光カバー6と、を備える。透光カバー6は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成される。ランプボディ4と透光カバー6とにより形成される灯室8内には、赤外線照射部10と、可視光照射部12と、赤外線撮像部14と、可視光撮像部16と、制御装置18と、が収容される。 The
赤外線照射部10は、自車前方に赤外線IRを照射する装置である。本実施の形態の赤外線照射部10は、自車前方に並ぶ複数の個別領域R(図3参照)それぞれに照射する赤外線IRの照度(強度)を独立に調節可能であり、所望の形状の赤外線パターンを自車前方に形成することができる。赤外線照射部10は、赤外光源22と、反射光学部材24と、光偏向装置26と、投影光学部材28と、を有する。各部は、図示しない支持機構によりランプボディ4に取り付けられる。 The
赤外光源22は、LED(Light emitting diode)、LD(Laser diode)、EL(Electroluminescence)素子等の半導体発光素子や、電球、白熱灯(ハロゲンランプ)、放電灯(ディスチャージランプ)等を用いることができる。赤外光源22は、例えば波長が0.4μm~4μmの近赤外線あるいは中赤外線を出射する。反射光学部材24は、赤外光源22から出射した赤外線IRを光偏向装置26の反射面に導くように構成される。反射光学部材24は、内面が所定の反射面となっている反射鏡で構成される。なお、反射光学部材24は、中実導光体などであってもよい。また、赤外光源22から出射した赤外線IRを光偏向装置26に直接導くことができる場合は、反射光学部材24を設けなくてもよい。 The
光偏向装置26は、投影光学部材28の光軸上に配置され、赤外光源22から出射された赤外線IRを選択的に投影光学部材28へ反射するように構成される。光偏向装置26は、例えばDMD(Digital Mirror Device)で構成される。すなわち、光偏向装置26は、複数の微小ミラーをアレイ(マトリックス)状に配列したものである。これらの複数の微小ミラーの反射面の角度をそれぞれ制御することで、赤外線IRの反射方向を選択的に変えることができる。つまり、光偏向装置26は、赤外光源22から出射された赤外線IRの一部を投影光学部材28へ向けて反射し、それ以外の赤外線IRを、投影光学部材28によって有効に利用されない方向へ向けて反射することができる。ここで、有効に利用されない方向とは、例えば、投影光学部材28には入射するが赤外線パターンの形成にほとんど寄与しない方向や、図示しない赤外線吸収部材(遮蔽部材)に向かう方向と捉えることができる。 The
図2(A)は、光偏向装置の概略構成を示す正面図である。図2(B)は、図2(A)に示す光偏向装置のA-A断面図である。光偏向装置26は、複数の微小なミラー素子30がマトリックス状に配列されたマイクロミラーアレイ32と、ミラー素子30の反射面30aの前方側(図2(B)に示す光偏向装置26の右側)に配置された透明なカバー部材34と、を有する。カバー部材34は、例えば、ガラスやプラスチック等で構成される。 FIG. 2(A) is a front view showing a schematic configuration of the optical deflection device. FIG. 2(B) is a sectional view taken along line AA of the optical deflection device shown in FIG. 2(A). The
ミラー素子30は略正方形であり、水平方向に延びミラー素子30をほぼ等分する回動軸30bを有する。マイクロミラーアレイ32の各ミラー素子30は、赤外線IRを所望の赤外線パターンの一部として利用されるように投影光学部材28へ向けて反射する第1反射位置(図2(B)において実線で示す位置)と、赤外線IRが有効に利用されないように反射する第2反射位置(図2(B)において点線で示す位置)とを切り替え可能に構成されている。各ミラー素子30は、回動軸30b周りに回動して、第1反射位置と第2反射位置との間で個別に切り替えられる。各ミラー素子30は、オン時に第1反射位置をとり、オフ時に第2反射位置をとる。 The
図3は、自車前方の様子を模式的に示す図である。上述のように赤外線照射部10は、灯具前方に向けて互いに独立に赤外線IRを照射可能な個別照射部としてのミラー素子30を複数有する。赤外線照射部10は、ミラー素子30によって自車前方に並ぶ複数の個別領域Rに赤外線IRを照射することができる。各個別領域Rは、赤外線撮像部14の1ピクセルまたは複数ピクセルの集合に対応する領域である。本実施の形態では各個別領域Rと各ミラー素子30とが1対1で対応付けられている。なお、図2(A)および図2(B)では、図示の便宜上、ミラー素子30の一部を間引いている。 FIG. 3 is a diagram schematically showing the situation in front of the vehicle. As described above, the
また、ミラー素子30および個別領域Rの数は特に限定されない。例えば、マイクロミラーアレイ32の解像度(言い換えればミラー素子30および個別領域Rの数)は1000~30万ピクセルである。また、赤外線照射部10が1つの赤外線パターンの形成に要する時間は、例えば0.1~5msである。すなわち、赤外線照射部10は、0.1~5ms毎に赤外線パターンを変更することができる。 Furthermore, the number of
図1に示すように、投影光学部材28は、例えば、前方側表面および後方側表面が自由曲面形状を有する自由曲面レンズからなる。投影光学部材28は、その後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方に投影する。投影光学部材28は、その後方焦点が車両用灯具2の光軸上、且つマイクロミラーアレイ32の反射面の近傍に位置するように配置される。なお、投影光学部材28は、リフレクタであってもよい。 As shown in FIG. 1, the projection
赤外光源22から出射された赤外線IRは、反射光学部材24で反射されて、光偏向装置26のマイクロミラーアレイ32に照射される。光偏向装置26は、第1反射位置にある所定のミラー素子30によって投影光学部材28へ向けて赤外線IRを反射する。この反射された赤外線IRは、投影光学部材28を通過して灯具前方に進行し、各ミラー素子30に対応する各個別領域Rに照射される。これにより、複数の部分照射領域が集まって構成される、所定形状の赤外線パターンが灯具前方に形成される。 Infrared IR emitted from the infrared
可視光照射部12は、自車前方に可視光VLを照射する装置であり、例えばロービームやハイビーム等を形成する前照灯として機能する灯具ユニットである。図示は省略するが、本実施の形態の可視光照射部12は、赤外線照射部10と同様の構造を有する。つまり、可視光照射部12は、可視光源と、反射光学部材24と、光偏向装置26と、投影光学部材28と、を有する。したがって、可視光照射部12は、複数の個別領域Rそれぞれに照射する可視光VLの照度(強度)を独立に調節可能であり、所望の形状の可視光パターンを自車前方に形成することができる。 The visible
赤外線撮像部14は、自車前方を撮像する装置である。赤外線撮像部14は、赤外線照射部10が照射する赤外線IRの波長に感度を有する赤外線カメラ等で構成される。赤外線撮像部14は、フレームレートが例えば5fps以上10000fps以下(1フレームあたり0.1~200ms)であり、解像度が例えば30万ピクセル以上500万ピクセル未満である。赤外線撮像部14は、全ての個別領域Rを撮像する。 The infrared imaging unit 14 is a device that images the area in front of the vehicle. The infrared imaging unit 14 includes an infrared camera or the like that is sensitive to the wavelength of the infrared IR emitted by the
可視光撮像部16は、自車前方を撮像する装置である。可視光撮像部16は、可視光照射部12が照射する可視光VLの波長に感度を有する可視光カメラ等で構成される。可視光撮像部16は、フレームレートが例えば200fps以上10000fps以下(1フレームあたり0.1~5ms)であり、解像度が例えば500万ピクセル以上である。なお、可視光撮像部16は、例えば200fps以上10000fps以下の比較的高いフレームレート、および例えば30万ピクセル以上500万ピクセル未満の比較的小さい解像度を有する高速カメラと、例えば30fps以上120fps以下の比較的低いフレームレート、および例えば500万ピクセル以上の比較的大きい解像度を有する低速カメラと、の組み合わせで構成されてもよい。可視光撮像部16は、全ての個別領域Rを撮像する。 The visible light imaging unit 16 is a device that images the area in front of the vehicle. The visible light imaging unit 16 includes a visible light camera or the like that is sensitive to the wavelength of the visible light VL emitted by the visible
制御装置18は、低階調領域検出部36と、照射制御部38と、物標解析部40と、昼間判定部42と、を有する。各部は、自身を構成する集積回路が、メモリに保持されたプログラムを実行することで動作することができる。 The
可視光撮像部16が生成する画像情報は、低階調領域検出部36に送られる。低階調領域検出部36は、可視光撮像部16から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域44(図3参照)を検出する。低階調領域44は、例えば昼間に道路脇の建物等によって太陽光SLが遮られることで形成される日陰の場所等である。 The image information generated by the visible light imaging section 16 is sent to the low gradation
例えば低階調領域検出部36は、可視光VLの階調(輝度)に関する第1しきい値を予め保持しており、可視光画像情報において第1しきい値よりも階調の低い領域を低階調領域44として検出する。また、低階調領域検出部36は、低階調領域44の大きさ(面積)に関する第2しきい値をさらに保持し、輝度が第1しきい値よりも低い領域のうち、大きさが第2しきい値以上のものを低階調領域44として検出してもよい。低階調領域検出部36の検出結果、すなわち低階調領域44の位置情報等を示す信号は、照射制御部38に送信される。 For example, the low gradation
なお、低階調領域検出部36は、赤外線撮像部14からも画像情報を取得して、可視光画像情報と赤外線画像情報とのそれぞれにおいて階調(輝度)がしきい値未満の領域を低階調領域44として仮判定し、それぞれの仮判定結果を統合して両方において低階調領域44と判定された領域を低階調領域44として検出してもよい。また、低階調領域検出部36は、赤外線画像情報と可視光画像情報とを公知の画像処理によって合成し、合成画像において低階調領域44を検出してもよい。これらの制御により、低階調領域44の検出精度を高めることができる。 Note that the low gradation
また、低階調領域検出部36は、自車周囲の物の形状等から低階調領域44を創り出し得る物を推定するための機械学習を行った学習モデルを予め保持し、この学習モデルに画像情報を入力することで低階調領域44を検出してもよい。この学習モデルは、公知の機械学習アルゴリズムを利用して生成することができる。つまり、低階調領域検出部36は、ディープラーニング等のAI(Artificial Intelligence)技術を用いて低階調領域44を検出してもよい。 In addition, the low gradation
照射制御部38は、低階調領域44に向けて赤外線IRを照射するよう赤外線照射部10を制御する。具体的には、照射制御部38は、低階調領域44と重なる個別領域Rに対して照射する赤外線IRの強度が他の個別領域Rに対して照射する赤外線IRの強度よりも高い赤外線パターンを決定する。例えば、この赤外線パターンは、低階調領域44と重なる個別領域Rに対して所定強度の赤外線IRを照射し、他の個別領域Rに対して赤外線IRを照射しない(つまり遮光する)赤外線パターンである。 The
そして、照射制御部38は、決定した赤外線パターンを自車前方に形成するように赤外線照射部10を制御する。具体的には、照射制御部38は、赤外光源22の点消灯と、各ミラー素子30のオン/オフ切り替えと、を制御する。照射制御部38は、各個別領域Rに照射する赤外線IRの強度値に基づいて、各ミラー素子30のオンの時間比率(幅や密度)を調節する。これにより、決定された赤外線パターンに応じた強度分布を有する赤外線ビームが赤外線照射部10によって生成される。 The
照射制御部38は、低階調領域44と重なる各個別領域Rに対して同じ強度の赤外線IRを照射してもよいし、画像情報における各個別領域Rの階調に応じて異なる強度の赤外線IRを照射してもよい。例えば、照射制御部38は、低階調領域44において相対的に階調の高い個別領域Rに照射する赤外線IRの強度を相対的に弱め、相対的に階調の低い個別領域Rに照射する赤外線IRの強度を相対的に強めてもよい。つまり、低階調領域44において第1階調である個別領域Rに対して第1強度の赤外線IRが照射され、第1階調よりも低い第2階調である個別領域Rに対して第1強度より強い第2強度の赤外線IRが照射される。これにより、赤外線IRの照射による消費電力を抑えながら、低階調領域44に対する視認性を高めることができる。 The
図4は、赤外線撮像部の露光タイミングと赤外線照射部の照射タイミングとを示すタイミングチャートである。本実施の形態の照射制御部38は、赤外線撮像部14の露光タイミング(撮像タイミング)と同期して赤外線IRをパルス照射するよう赤外線照射部10を制御する。例えば照射制御部38は、赤外線撮像部14が露光しているときに、1回の露光時間よりも短い時間だけ赤外線IRを照射するよう赤外線照射部10を制御する。照射制御部38は、赤外線撮像部14の露光タイミングに基づいて定めた赤外線IRの照射タイミング情報を予め保持し、この情報に基づいて赤外線照射部10を制御する。 FIG. 4 is a timing chart showing the exposure timing of the infrared imaging section and the irradiation timing of the infrared irradiation section. The
物標解析部40は、照射制御部38により赤外線照射部10が制御された状態で赤外線撮像部14から得られる画像情報に基づいて、低階調領域44に存在する所定の物標46を検出する。低階調領域44に対して赤外線IRが照射された状態であるため、赤外線撮像部14は低階調領域44を高精度に撮像することができる。このため、物標解析部40は、得られる赤外線画像情報において低階調領域44内に存在する物標46をより確実に検出することができる。 The
典型的な例として、図3に示すように、低階調領域44は道路脇に設けられた屋根付きのバス停等によって形成され得る。この場合、低階調領域44に潜在する交通参加者(物標46)が道路側に飛び出してくる可能性が考えられる。このため、低階調領域44内の物標46を確実に認識することが望ましい。 As a typical example, as shown in FIG. 3, the
物標解析部40は、検出した物標46の位置等を含む物標情報を示す信号を照射制御部38に送信する。照射制御部38は、この物標情報を車両に設けられる運転制御部48に送る。運転制御部48は、ADASや自動運転において、受領した物標情報に基づいて所定の運転制御を実行する。なお、物標情報は、物標解析部40から直に運転制御部48に送られてもよい。また、物標情報は、車両に設けられる表示部(図示せず)に送られ、物標46に関する情報が表示部に表示されることで運転者に注意喚起がなされてもよい。 The
また、物標解析部40は、低階調領域44以外の領域についても物標46の検出処理を実行してもよい。例えば、物標解析部40は、赤外線撮像部14および可視光撮像部16の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて、自車前方の物標46を検出する。検出対象となる物標46としては、対向車、先行車、歩行者、自車両の走行に支障を来す障害物、道路標識、道路標示、道路形状等が例示される。 Further, the target
物標解析部40は、アルゴリズム認識やディープラーニング等を含む、公知の方法を用いて物標46を検出することができる。例えば、物標46が対向車である場合、物標解析部40は、対向車を示す特徴点を予め保持している。前記「対向車を示す特徴点」とは、例えば対向車の前照灯の推定存在領域に現れる所定光度以上の光点である。昼間など、前照灯が照射されない状況では、対向車の輪郭形状等が特徴点となる。そして、物標解析部40は、画像情報の中に対向車を示す特徴点を含むデータが存在する場合、対向車の位置を認識する。対向車以外の物標46についても同様の処理により検出可能である。 The target
本実施の形態の低階調領域検出部36は、昼間に撮像される画像情報に基づいて低階調領域44を検出する。つまり、低階調領域44に対して赤外線IRを照射する制御は、昼間に実行される。昼間は、太陽光SLに含まれる可視光や赤外線が自車両の周囲に照射される。これにより、赤外線撮像部14や可視光撮像部16での物標認識に必要な撮像コントラストが確保される可能性が高い。このため、一般的に赤外線照射部10からの赤外線照射や可視光照射部12からの可視光照射は行われない。つまり、従来の視界支援では、赤外線IRを用いた物標検知を夜間に実施し、昼間は赤外線IRを照射しないことが通例であった。しかしながら、昼間であっても太陽光SLが遮られることで形成される低階調領域44では、各撮像部での物標認識に必要な撮像コントラストが得られない可能性がある。 The low gradation
このため、低階調領域44に対して赤外線IRを照射する制御は、昼間に実行されることがより効果的である。低階調領域検出部36は、昼間判定部42から判定結果を示す信号を受信することで、現在が昼間であること、および撮像部から取得した画像情報が昼間に撮像されたものであることを判断することができる。 For this reason, it is more effective to perform the control for irradiating the
昼間判定部42は、自車両の周囲が昼間であることを判定する。昼間判定部42は、例えばタイマ(図示せず)によって現在の時刻を検知することで昼間であることを判定することができる。昼間と判定される時刻帯は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。なお、昼間にはいわゆる薄暮時が含まれてもよい。また、昼間と判定する時刻帯は、季節に応じて変化させてもよい。 The
また、昼間判定部42は、例えば自車周囲の照度(環境照度)に基づいて昼間であることを判定することができる。昼間と判定される環境照度は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。環境照度は、車両に設けられる照度センサ50から取得することができる。あるいは、環境照度は、赤外線撮像部14あるいは可視光撮像部16から得られる画像情報における各個別領域Rの階調(例えば全個別領域Rの階調の平均値や所定の上方領域に属する個別領域Rの階調の平均値等)に基づいて導出することができる。なお、照度センサ50は、灯室8内に設けられてもよい。 Further, the
また、低階調領域検出部36は、可視光照射部12の消灯中に撮像される画像情報に基づいて低階調領域44を検出してもよい。昼間は、可視光照射部12を消灯している可能性が高い。このため、可視光照射部12の点灯状態を昼間であるか否かの指標として用いることができる。これにより、低階調領域44に対する赤外線照射制御を昼間に実行することをより簡単に実現することができる。低階調領域検出部36は、例えば照射制御部38から可視光照射部12の消灯を指示する信号を受信することで、あるいは可視光照射部12の点灯を指示する信号を非受信の状態にあることで、可視光照射部12の消灯を検知することができる。なお、ここでは可視光照射部12の消灯を昼間であることの指標として説明しているが、昼間であるか否かの判定とは無関係に、可視光照射部12の消灯中であれば低階調領域44に対する赤外線照射制御が実行されるという態様であってもよい。 Furthermore, the low gradation
また、低階調領域44に対する赤外線照射制御は、昼間に実行することに限定されない。例えば、夜間において街灯等の照明が点灯している状況でも低階調領域44が発生する可能性はある。このため、当該制御を夜間に実行する場合も、低階調領域44に存在する物標46を迅速且つ確実に検出できるという効果を得ることができる。 Further, the infrared irradiation control for the
照射制御部38は、低階調領域44に対して、あるいは低階調領域44に存在する物標46に対して、可視光VLを照射するように可視光照射部12を制御してもよい。これにより、低階調領域44内の物標46に対する視認性をより高めることができる。また、照射制御部38は、物標解析部40による物標46の検出結果に基づいて、各個別領域Rに照射する可視光VLの照度値を設定し、自車前方に形成する可視光パターンを決定してもよい。例えば、物標46が対向車である場合、対向車と重なる個別領域Rに対して特定照度値として「0」を定め、他の個別領域Rに対して所定の照度値を定める。これにより、対向車と重なる個別領域Rは遮光され、他の個別領域Rには所定照度の可視光VLが照射される可視光パターンが決定される。そして、照射制御部38は、決定した可視光パターンを自車前方に形成するように可視光照射部12を制御する。 The
以上説明したように、本実施の形態に係る車両用灯具システム1は、自車前方に赤外線IRを照射する赤外線照射部10と、可視光撮像部16から得られる画像情報、あるいは可視光撮像部16および赤外線撮像部14から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域44を検出する低階調領域検出部36と、低階調領域44に向けて赤外線IRを照射するよう赤外線照射部10を制御する照射制御部38と、を備える。 As described above, the
これにより、ADASや自動運転システム、自車両のドライバーの視界支援が実現され、低階調領域44に潜在する物標46をより迅速且つ確実に検出することが可能となる。このため、車両運転の安全性、ひいては道路交通の安全性を高めることができる。また、低階調領域44に赤外線IRをスポット照射することで、自車前方の全個別領域Rに赤外線IRを照射する場合に比べて、消費電力を低減することができる。また、赤外線IRを照射するため、物標46が人の場合に、当該人にグレアを与えることを回避することができる。 This realizes visual support for ADAS, an automatic driving system, and the driver of the own vehicle, and it becomes possible to more quickly and reliably detect the
また、本実施の形態の車両用灯具システム1は、自車両の周囲が昼間であることを判定する昼間判定部42を備える。そして、低階調領域検出部36は、昼間に撮像される画像情報に基づいて低階調領域44を検出する。これにより、従来はADASや自動運転システム、ドライバーの視界確保を太陽光SLに頼っていた昼間において、視界支援を実現することができる。 Further, the
また、本実施の形態の車両用灯具システム1は、自車前方に可視光VLを照射する可視光照射部12を備える。そして、低階調領域検出部36は、可視光照射部12の消灯中に撮像される画像情報に基づいて低階調領域44を検出する。これにより、低階調領域44に対する赤外線照射制御の実行タイミングを簡単に決定することができる。 Further, the
また、本実施の形態の車両用灯具システム1は、赤外線撮像部14と、物標解析部40と、を備える。物標解析部40は、照射制御部38により赤外線照射部10が制御された状態、つまり低階調領域44に赤外線IRが照射された状態で赤外線撮像部14から得られる画像情報に基づいて、低階調領域44に存在する物標46を検出する。これにより、車両運転の安全性、ひいては道路交通の安全性をより高めることができる。 Further, the
また、本実施の形態の低階調領域検出部36は、可視光撮像部16から得られる画像情報に基づいて低階調領域44を検出する。赤外線撮像部14が生成する撮像画像では、赤外線照射部10からの赤外線IRの照射と非照射との切り替えによって、低階調領域44の有無が変化する。つまり、低階調領域44に対して赤外線IRを照射する制御のもとでは、赤外線画像において赤外線IRの照射による低階調領域44の消失と赤外線IRの非照射による低階調領域44の出現とが交互に繰り返される。 Furthermore, the low gradation
したがって、低階調領域検出部36が赤外線画像を用いて低階調領域44を検出する場合、低階調領域44の検出結果が繰り返し変化する。このため、低階調領域44に対する赤外線照射制御が不安定になりやすい。また、低階調領域44に照射される赤外線IRの強度が平均化して半分になり、低階調領域44に対する視認性の向上が十分に得られない可能性がある。あるいは、十分な視認性を確保するために、赤外線IRの強度をより高める必要が生じ得る。これに対し、赤外線照射の影響を受けない可視光撮像部16によって生成される可視光画像を用いて低階調領域44を検出することで、低階調領域44の検出と赤外線IRの照射とを安定的に実行することができる。また、低階調領域44に対する視認性をより確実に向上させることができる。 Therefore, when the low gradation
なお、低階調領域検出部36は、赤外線撮像部14から得られる画像情報のみを用いて低階調領域44を検出してもよい。この場合、低階調領域44に対する赤外線照射制御を可視光撮像部16を用いずに実現することができる。これにより、車両用灯具システム1の構造の簡素化を図ることができる。つまり、本実施の形態の車両用灯具システム1が備える低階調領域検出部36は、赤外線撮像部14および可視光撮像部16の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域44を検出することができる。 Note that the low gradation
また、本実施の形態の照射制御部38は、赤外線撮像部14の露光タイミングと同期して赤外線IRをパルス照射するよう赤外線照射部10を制御する。これにより、赤外線IRの照射による電力の消費を抑えながら、低階調領域44における物標46の高精度な検出を実現することができる。 Further, the
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。 The embodiments of the present invention have been described above in detail. The embodiments described above merely show specific examples for implementing the present invention. The content of the embodiments does not limit the technical scope of the present invention, and many design changes such as changes, additions, and deletions of constituent elements may be made without departing from the idea of the invention defined in the claims. is possible. A new embodiment with a design change has the effects of each of the combined embodiments and modifications. In the embodiments described above, contents that allow such design changes are emphasized by adding expressions such as "in this embodiment" or "in this embodiment"; Design changes are allowed even if there is no content. Any combination of the above components is also effective as an aspect of the present invention. The hatching added to the cross section of the drawing does not limit the material of the hatched object.
実施の形態では、赤外線撮像部14、可視光撮像部16、低階調領域検出部36、照射制御部38、物標解析部40および昼間判定部42が灯室8内に設けられているが、それぞれは適宜、灯室8外に設けられてもよい。例えば、可視光撮像部16は、車室内に搭載されている既存のカメラを利用することができる。なお、赤外線照射部10、可視光照射部12、赤外線撮像部14および可視光撮像部16は、それぞれの画角が一致していることが望ましい。 In the embodiment, an infrared imaging section 14, a visible light imaging section 16, a low gradation
赤外線照射部10は、DMDである光偏向装置26に代えて、光源光で自車前方を走査するスキャン光学系や、各個別領域Rに対応するLEDが配列されたLEDアレイを備えてもよい。また、可視光照射部12は、各個別領域Rに照射する可視光VLの照度を独立に調節可能な灯具構造を有しないものであってもよい。 The
上述した実施の形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
[項目1]
自車前方を撮像する赤外線撮像部(14)および自車前方を撮像する可視光撮像部(16)の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域(44)を検出する低階調領域検出部(36)と、
低階調領域(44)に向けて赤外線(IR)を照射するよう、自車前方に赤外線(IR)を照射する赤外線照射部(10)を制御する照射制御部(38)と、
を備える車両用灯具(2)の制御装置(18)。
[項目2]
自車前方を撮像する赤外線撮像部(14)および自車前方を撮像する可視光撮像部(16)の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域(44)を検出し、
低階調領域(44)に向けて赤外線(IR)を照射するよう、自車前方に赤外線(IR)を照射する赤外線照射部(10)を制御すること、
を含む車両用灯具(2)の制御方法。 The invention according to the embodiment described above may be specified by the items described below.
[Item 1]
A low gradation system that detects a predetermined low gradation area (44) based on image information obtained from at least one of an infrared imaging unit (14) that images the area in front of the vehicle and a visible light imaging unit (16) that images the area in front of the vehicle. a gradation area detection section (36);
an irradiation control section (38) that controls an infrared irradiation section (10) that irradiates infrared rays (IR) toward the front of the vehicle so as to irradiate infrared rays (IR) toward a low gradation region (44);
A control device (18) for a vehicle lamp (2).
[Item 2]
Detecting a predetermined low gradation area (44) based on image information obtained from at least one of an infrared imaging unit (14) that images the area in front of the vehicle and a visible light imaging unit (16) that images the area in front of the vehicle;
controlling an infrared irradiation unit (10) that irradiates infrared rays (IR) toward the front of the host vehicle so as to irradiate infrared rays (IR) toward the low gradation region (44);
A method for controlling a vehicle lamp (2) including:
本発明は、車両用灯具システム、車両用灯具の制御装置および車両用灯具の制御方法に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for a vehicle lamp system, a vehicle lamp control device, and a vehicle lamp control method.
1 車両用灯具システム、 2 車両用灯具、 10 赤外線照射部、 12 可視光照射部、 14 赤外線撮像部、 16 可視光撮像部、 18 制御装置、 36 低階調領域検出部、 38 照射制御部、 40 物標解析部、 42 昼間判定部、 44 低階調領域、 46 物標。 1 vehicle lamp system, 2 vehicle lamp, 10 infrared irradiation unit, 12 visible light irradiation unit, 14 infrared imaging unit, 16 visible light imaging unit, 18 control device, 36 low gradation area detection unit, 38 irradiation control unit, 40 target analysis unit, 42 daytime determination unit, 44 low gradation area, 46 target.
Claims (9)
自車前方を撮像する赤外線撮像部および自車前方を撮像する可視光撮像部の少なくとも一方から得られる画像情報に基づいて所定の低階調領域を検出する低階調領域検出部と、
前記低階調領域に向けて赤外線を照射するよう前記赤外線照射部を制御する照射制御部と、
を備えることを特徴とする車両用灯具システム。 an infrared irradiation unit that irradiates infrared light to the front of the vehicle;
a low gradation area detection unit that detects a predetermined low gradation area based on image information obtained from at least one of an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle and a visible light imaging unit that images the area in front of the vehicle;
an irradiation control unit that controls the infrared irradiation unit to irradiate the infrared rays toward the low gradation area;
A vehicle lighting system comprising:
前記低階調領域検出部は、昼間に撮像される前記画像情報に基づいて前記低階調領域を検出する請求項1に記載の車両用灯具システム。 The vehicle lighting system includes a daytime determination unit that determines that the area around the host vehicle is daytime,
The vehicular lamp system according to claim 1, wherein the low gradation area detection section detects the low gradation area based on the image information captured during the daytime.
前記低階調領域検出部は、前記可視光照射部の消灯中に撮像される前記画像情報に基づいて前記低階調領域を検出する請求項1または2に記載の車両用灯具システム。 The vehicle lighting system includes a visible light irradiation unit that irradiates visible light in front of the vehicle,
3. The vehicle lamp system according to claim 1, wherein the low gradation area detection unit detects the low gradation area based on the image information captured while the visible light irradiation unit is turned off.
自車前方を撮像する赤外線撮像部と、
前記照射制御部により前記赤外線照射部が制御された状態で前記赤外線撮像部から得られる画像情報に基づいて、前記低階調領域に存在する所定の物標を検出する物標解析部と、
を備える請求項1乃至3のいずれか1項に記載の車両用灯具システム。 The vehicle lighting system includes:
an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle;
a target object analysis unit that detects a predetermined target existing in the low gradation area based on image information obtained from the infrared imaging unit while the infrared irradiation unit is controlled by the irradiation control unit;
The vehicle lighting system according to any one of claims 1 to 3, comprising:
前記低階調領域検出部は、前記可視光撮像部から得られる画像情報に基づいて前記低階調領域を検出する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の車両用灯具システム。 The vehicle lighting system includes a visible light imaging section that images the area in front of the vehicle,
5. The vehicle lamp system according to claim 1, wherein the low gradation area detection section detects the low gradation area based on image information obtained from the visible light imaging section.
前記低階調領域検出部は、前記赤外線撮像部から得られる画像情報に基づいて前記低階調領域を検出する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の車両用灯具システム。 The vehicle lighting system includes an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle,
5. The vehicle lamp system according to claim 1, wherein the low gradation area detection section detects the low gradation area based on image information obtained from the infrared imaging section.
前記低階調領域に向けて赤外線を照射するよう、自車前方に赤外線を照射する赤外線照射部を制御する照射制御部と、
を備えることを特徴とする車両用灯具の制御装置。 a low gradation area detection unit that detects a predetermined low gradation area based on image information obtained from at least one of an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle and a visible light imaging unit that images the area in front of the vehicle;
an irradiation control section that controls an infrared irradiation section that irradiates infrared rays toward the front of the vehicle so as to irradiate infrared rays toward the low gradation region;
A control device for a vehicle lamp, comprising:
前記低階調領域に向けて赤外線を照射するよう、自車前方に赤外線を照射する赤外線照射部を制御すること、
を含むことを特徴とする車両用灯具の制御方法。 detecting a predetermined low gradation area based on image information obtained from at least one of an infrared imaging unit that images the area in front of the vehicle and a visible light imaging unit that images the area in front of the vehicle;
controlling an infrared irradiation unit that irradiates infrared rays toward the front of the vehicle so as to irradiate infrared rays toward the low gradation region;
A method for controlling a vehicle lamp, the method comprising:
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