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公開番号2023036385
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-14
出願番号2021143406
出願日2021-09-02
発明の名称車灯制御装置
出願人個人
代理人
主分類B60Q 1/00 20060101AFI20230307BHJP(車両一般)
要約【課題】従来の車灯制御装置は、各種センサにより視程障害の要因である霧等の発生を予測/検知して点灯制御しているが、実際の視程を比較していないので、確実に視程が改善する車灯制御ができていない問題点がある。
【解決手段】外部環境センサである車載カメラにより撮像される連続(あるいは近接)する判定画像において、外部環境センサである車載カメラと車灯ECUを連動して、点灯制御の選択対象となるヘッドライトとフォグランプの点灯画像を判定画像として撮像し、前記判定画像の視程の画像認識を判定し、視程が最も良好な画像と同じ車灯の点灯状態に車灯を点灯制御する車灯制御装置である。本発明は、運転者等に車灯の点滅の弊害が少なく、運転者に確実に最良の視程を提供でき、自動運転等の車載カメラとオートライト機能の制御部等を流用し、プログラム変更等にて対応することも可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力手段である外部環境センサ、運転状況センサと、出力手段である車灯と、車灯ＥＣＵで構成される車灯制御装置であって、
前記外部環境センサである車載カメラと前記車灯ＥＣＵを連動して、
点灯制御の選択対象となる、無灯火画像、前記車灯であるヘッドライトおよび／またはフォグランプの点灯画像を判定画像として撮像し、
前記フォグランプおよび前記ヘッドライトをＬＥＤとし、
前記車載カメラから前記車灯ＥＣＵへのタイミング信号、および／または、前記車灯ＥＣＵから前記車載カメラへのタイミング信号により、前記判定画像の撮像と前記車灯の点灯を同期し、
前記判定画像の視程の画像認識を判定し、視程が最も良好な前記判定画像と同じ車灯点灯状態に、前記車灯を点灯制御することを特徴とする車灯制御装置。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記車灯であるフォグランプの波長を、ヘッドライトの波長より長くしたことを特徴とする請求項１に記載の車灯制御装置。
【請求項３】
前記判定画像の前記車灯の照射範囲を基準にして視程の画像認識を判定する画像判定エリアを設定し、
前記車載カメラの撮像素子がＣＣＤの場合は、前記判定画像のフレームピッチの最初から、データ伝送部または前記画像判定エリアのデータ伝送部まで、
前記車載カメラの撮像素子がＣＭＯＳの場合は、データ伝送時または前記画像判定エリアのデータ伝送時に、前記ヘッドライトおよび／または前記フォグランプを点灯制御し、点灯制御の選択対象となる前記判定画像を撮像することを特徴とする請求項１または２に記載の車灯制御装置。
【請求項４】
前記外部環境センサと前記運転状況センサからの入力情報により、視程障害モードと運転状況を予想し、変化する運転状況に対応した車灯選択と車灯選択頻度の設定を行うことを特徴とする請求項１～３に記載の車灯制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、霧等の視程障害発生時に、車灯制御により車載カメラで選択車灯の点灯画像を撮像し、各画像認識を比較して最長視程となる車灯を点灯する車灯制御装置に関する。
続きを表示（約 4,100 文字）【背景技術】
【０００２】
周囲の明るさに合わせて車灯の点灯/消灯を自動的に行うオートライト機能があり、暗くなり始めて街灯がつくのとほぼ同じタイミングの明るさ（1,000ルクス未満）になれば自動点灯して、早めに点灯することで事故を防ぐ効果がある。
【０００３】
周囲の明るさとは別に、霧、雨、雪等による視程障害が発生する場合がある。例えば、積もった雪が強い風で巻き上げられて起こるホワイトアウトは晴天でも発生するので、温度、湿度等の外部環境により事前に予測するのが困難なこともある。
車両の運転中に、霧、ホワイトアウト等により突然視程障害が発生し、運転が難しい状況になると、運転者は視程の改善のために、ヘッドライト（前照灯）のロービーム（すれ違い用前照灯）への切換え、あるいはフォグランプ（前部霧灯）の点灯操作を行う。
安全運転のため、運転者は車速の減速により前後の車両との追突を防止し、ガードレール、走行軌跡や車線表示等に沿って車線からの逸脱を防止し、場合によっては、車を目立つ状態にして安全な場所に退避する等の安全運転を行う必要がある。
このような一連の運転操作を適時適切に行う必要があるが、突然発生した視程障害の場合は、咄嗟に車灯の切換え操作ができない場合がある。
また、突然ではなく徐々に視程障害になる場合は、運転者の目が徐々に慣れて車灯の切換え操作タイミングが遅れる場合がある。
【０００４】
可視光は約３８０～８００ｎｍの間で、日中は赤色光等の長波長（約７００ｎｍ）の光は光源である太陽の見た目の大きさの範囲に収まり、短波長（約４７０ｎｍ）の青色光は大気中で散乱するため空は青く見える。
夕方になると光線の入射角が浅くなり、大気層を通過する距離が伸びるので、レイリ散乱により青色光は障害物に衝突する頻度が増し、吸収されるなどの要因から地表に到達しにくくなる。代わって黄（約５８０ｎｍ）、橙（約６１０ｎｍ）、赤などの長波長光線が散乱され、太陽が沈む（または昇る）方向の空が、夕焼け（朝焼け）として赤く見える。
霧やホワイトアウト等の悪天候時には、波長の短い青色光は水の粒に散乱して遮られ、波長の長い赤色光等はそれを通りぬけてより遠くまで届くので霧中透過性が高い。
従って、悪天候時に光の散乱による視界不良が発生する場合は、黄色等の長波長光のフォグランプは視認性を向上させる。しかし、単色光は運転者に錯覚を起こさせ、距離感がつかみにくい、あるいは特定の色が認識しにくい等の現象が発生する問題がある。
対向車、前走車に対して、フォグランプの点灯は迷惑となる場合がある。
ヘッドライトのロービーム（すれ違い用前照灯）は、ハイビーム（走行用前照灯）より照射距離が短いので、対向車や前走車のない場合は、ハイビーム走行が望ましい。
このように、外部環境や運転状況により、車灯を随時適切に制御する必要がある。
【０００５】
車灯であるヘッドライトやフォグランプ等に使用されるＬＥＤライトは、フィラメントを使用しておらず、高い発光効率や熱をあまり発生させないという特徴があり、供給電源が断続すれば、高速度で明滅することができる高応答性であり、消費電力が少なく、安全性も高い。
ＬＥＤ素子単体での応答速度は５０～１００ｎｓ(ナノ秒)であり、これは1億分の5秒～1千万分の1秒である。
人が光を見たとき、残像効果としてその光が消えた後も、それまで見ていた光や映像が残って見える時間残像現象がある。人の目の時間分解能は約５０ｍｓから１００ｍｓ程度であり、この時間よりも短い光の点滅は、連続点灯しているように知覚される。
例えば、地デジ放送は、単位時間（秒）あたりに処理させるフレームレートは３０fps であるが、人にはスムーズな動画として見え、ＬＥＤ式信号機は電源周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に同期して点滅しているが、連続点灯しているように見える。
ＬＥＤの高い応答性と残像効果を利用したダイナミック点灯方式があり、点灯しているＬＥＤを一定周波数で高速に点滅させて消費電力を抑制し、ＬＥＤの寿命が長くなる効果がある。
一般的な車載カメラのフレームレートは２５～６０fpsであり、前記ＬＥＤ素子単体の応答速度が５０～１００ｎｓであるので、前記車載カメラの画像（６０fps）の撮像時間の単純計算で１６６００分の１の時間でＬＥＤを点灯制御できる。
本発明では、車灯の点灯制御と車載カメラ画像の撮像をリンクし、各車灯の点灯画像を撮像し、画像認識の視程を比較する。この各車灯の単独点灯画像を撮像するための車灯がＬＥＤの場合は、点灯制御は前記残像効果により、運転者、歩行者等に知覚されにくい。
【０００６】
ミリ波レーダは、電波であるミリ波を照射して対象物の距離や位置情報を測定するので、天候による環境変化や逆光に強いが、形やサイズなどの詳細を識別するのは困難で、電波の反射率の低いものや近距離検知に対応しづらい。
レーザ光を利用するLiDAR（ライダ）は、先行車、歩行者、建物等の距離や形状、位置関係を正確に把握することが可能であるが、測定可能距離が短く、悪天候に弱い。
運転者の目の役割をする車載カメラは、霧等の悪天候時に光の散乱による視程障害が発生し、逆光等の強い光を受けた場合や、自然光が不足する夜間やトンネル内では、正常に撮像できない問題点がある。しかし、画像認識や障害物の色を認識できるので、歩行者、道路標識、信号などを識別する重要な可視光による受光センサである。対象物の距離の測定はできないが、ステレオカメラのように、２台のカメラにより人間の目と同様に視差画像を生成して距離の簡易測定ができる。
前記各センサは、それぞれ長所短所があり、使用目的や機能等により取捨選択されるが、画像認識や障害物の色を認識できる可視光線の受光センサである車載カメラは、自動車の外部環境センサとして重要なセンサである。
【０００７】
霧等の悪天候時の光の散乱による視程障害が発生する場合に、目的に合った車灯を点灯制御する下記先行技術（特許文献１～４）がある。
車載カメラによって撮像された画像の輝度の変化量を示すエッジ強度の二次元分布図を作成し、その分布図において基準エッジ強度を超えた割合を意味する強エッジ量を算出する。この強エッジ量は画像のぼけ度合いを表しており、その強エッジ量が所定の画像ぼけ判定範囲内の値である場合には、霧または雨であると考えられる。そこで、さらに、ワイパーが駆動しているかどうかを判断し、ワイパーが駆動している場合には天候は霧であると判定する車載霧状態判定装置、及びオートフォグランプシステム（特許文献１）がある。
レーザレーダ装置によって前方にレーザビームを放射し、先行車に反射して戻ってくる反射光を受光して車間距離を計測し、接近しすぎの場合には警報を発する接近警報装置を援用し、有効検知エリアからその境界付近を除外した核検知エリア内の距離データが得られた直後の計測で、有効検知エリア内の距離データが得られなくなった場合には、レーザレーダ装置の検出範囲を上側に変更させて距離計測を行い、それでもレーザレーダ装置の有効検知エリア内の距離データが計測できず、かつ有効検知エリア内の距離データが得られなくなってから一定時間が経過した時には、霧中突入と判断してフォグランプ点灯指令を出力してフォグランプを点灯させる、オートフォグランプ装置（特許文献２）がある。
フォグランプと、自動的に視界不良状態を検知する手段と、湿度検知回路と、光学的可視度検知回路を備え、それらの出力を、加算回路により結合し、この結合信号を処理して、フォグランプの点灯又は消灯を制御する霧の中で使用される照明灯・表示灯制御装置（特許文献３）がある。
電源と、電源を照明・表示ユニットに接続する制御回路とを含み、制御回路は、霧検知回路からの作動信号に応答し、照明・表示ユニットが出した光線の通路において視程が減少している場合に、霧検知回路は作動信号を発生させる霧中で使用するための照明・表示装置（特許文献４）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００６－３４９６３７号公報
特開平１１－１１５６２３号公報
特開平６－９９７７２号公報
特開平５－１８５８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の車灯制御装置は、各種センサにより視程障害の要因である霧等の発生を予測／検知して車灯を点灯制御しているが、実際の視程を比較していないので、最も視程が改善する車灯を選定していない場合があり、更に突然発生する視程障害に即応できない場合がある等の問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１は、入力手段である外部環境センサ、運転状況センサと、出力手段である車灯と、車灯ＥＣＵで構成される車灯制御装置であって、前記外部環境センサである車載カメラと前記車灯ＥＣＵを連動して、点灯制御の選択対象となる、無灯火画像、前記車灯であるヘッドライトおよび／またはフォグランプの点灯画像を判定画像として撮像し、前記フォグランプおよび前記ヘッドライトをＬＥＤとし、前記車載カメラから前記車灯ＥＣＵへのタイミング信号、および／または、前記車灯ＥＣＵから前記車載カメラへのタイミング信号により、前記判定画像の撮像と前記車灯の点灯を同期し、前記判定画像の視程の画像認識を判定し、視程が最も良好な前記判定画像と同じ車灯点灯状態に、前記車灯を点灯制御することを特徴とする車灯制御装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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