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CN112896035A - 车辆用投光控制装置及方法、车辆用投光系统 - Google Patents

车辆用投光控制装置及方法、车辆用投光系统 Download PDF

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CN112896035A
CN112896035A CN202011159946.4A CN202011159946A CN112896035A CN 112896035 A CN112896035 A CN 112896035A CN 202011159946 A CN202011159946 A CN 202011159946A CN 112896035 A CN112896035 A CN 112896035A
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汤地恒太
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Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Abstract

本发明涉及车辆用投光控制装置及方法、车辆用投光系统。得到一种车辆用投光控制装置，在搭载于车辆的投光机构的投光范围内包含反射体的情况下，能够提高针对车辆驾驶员的防眩效果。位置检测部(52)检测对车辆(1)的行进方向进行拍摄而得到的影像内包含的反射体相对于车辆(1)的位置即基准位置。位置推断部(53)基于与上述基准位置相关的位置信息以及车辆(1)的行进信息，推断反射体相对于行进的车辆(1)的相对位置。减光控制部(54)对前照灯单元(2)进行减光控制，以便对向前照灯单元(2)的投光范围中的与上述相对位置对应的范围的投光进行减光。

Description

车辆用投光控制装置及方法、车辆用投光系统
技术领域
本发明涉及车辆用投光控制装置、车辆用投光系统以及车辆用投光控制方法，尤其涉及在搭载于车辆的投光机构的投光范围内包含反射体的情况下，能够提高对于车辆驾驶员的防眩效果的车辆用投光控制装置、车辆用投光系统以及车辆用投光控制方法。
背景技术
在下述专利文献1中公开了与背景技术相关的车辆用前照灯的投光控制方法。根据该方法，当在对车辆前方进行拍摄而得到的图像内包含反射体的情况下，在图像内的反射体的明亮度超过预先设定的规定值的情况下，对前照灯进行减光控制。此外，在图像内的反射体的明亮度小于规定值的情况下，对前照灯进行增光控制。
专利文献1：欧洲专利第2127944号说明书
根据上述专利文献1所公开的投光控制方法，在图像内的反射体的明亮度超过规定值的情况下，对前照灯进行减光控制。由此，能够得到对于车辆驾驶员的防眩效果。
但是，当由于进行减光控制而从反射体到达车辆的反射光强度变弱时，图像内的反射体的明亮度变得小于规定值，因此对前照灯进行增光控制。由此，从反射体到达车辆的反射光强度再次变强，其结果，车辆驾驶员感到眩目。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于得到车辆用投光控制装置、车辆用投光系统以及车辆用投光控制方法，当在搭载于车辆的投光机构的投光范围内包含反射体的情况下，能够提高对于车辆驾驶员的防眩效果。
本发明的一个方式的车辆用投光控制装置为，对搭载于车辆的投光机构进行控制，其特征在于，具备：检测机构，检测对上述车辆的行进方向进行拍摄而得到的影像内包含的反射体相对于上述车辆的位置即基准位置；推断机构，基于与上述基准位置相关的位置信息以及上述车辆的行进信息，推断上述反射体相对于行进的上述车辆的相对位置；以及减光控制机构，对上述投光机构进行减光控制，以便对向上述投光机构的投光范围中的与上述相对位置对应的范围的投光进行减光。
根据该方式，检测机构检测对车辆的行进方向进行拍摄而得到的影像内包含的反射体相对于车辆的位置即基准位置。此外，推断机构基于与基准位置相关的位置信息以及车辆的行进信息，推断反射体相对于行进的车辆的相对位置。而且，减光控制机构对投光机构进行减光控制，以便对向投光机构的投光范围中的与相对位置对应的范围的投光进行减光。因而，即使由于进行减光控制而在拍摄影像内变得不包含与反射体对应的高亮度区域，推断机构也推断出反射体相对于行进的车辆的相对位置，由此减光控制机构能够不解除减光控制而对上述相对位置持续进行减光控制。其结果，在搭载于车辆的投光机构的投光范围内包含反射体的情况下，能够提高对于车辆驾驶员的防眩效果。
在上述方式中优选为，上述减光控制机构持续进行上述减光控制，直到上述相对位置从上述车辆的行进方向的拍摄范围脱离为止。
根据该方式，减光控制机构持续进行减光控制，直到相对位置从车辆的行进方向的拍摄范围脱离为止，因此能够提高对于车辆驾驶员的防眩效果。即，在随着车辆的行进而相对位置从拍摄范围脱离之前，反射体处于注视车辆行进方向的驾驶员的中心视野内，因此通过至少在到相对位置从拍摄范围脱离为止的期间中持续进行减光控制，由此能够更可靠地防止驾驶员感到眩目。另外，在相对位置从拍摄范围脱离之后，反射体已经从注视车辆行进方向的驾驶员的中心视野脱离，驾驶员不会由于来自反射体的反射光而感到眩目，因此减光控制机构也可以不持续进行减光控制。
在上述方式中，优选上述减光控制机构持续进行上述减光控制，直到上述相对位置从上述投光范围脱离为止。
根据该方式，减光控制机构持续进行减光控制直到相对位置从投光范围脱离为止，因此能够提高对于车辆驾驶员的防眩效果。即，在随着车辆的行进而相对位置从投光范围脱离之前，反射体位于注视车辆的行进方向的驾驶员的中心视野内，因此至少在到相对位置从投光范围脱离之前的期间中持续进行减光控制，由此能够更可靠地防止驾驶员感到眩目。另外，在相对位置从投光范围脱离之后，反射体已经从注视车辆的行进方向的驾驶员的中心视野脱离，驾驶员不会由于来自反射体的反射光而感到眩目，因此减光控制机构也可以不持续进行减光控制。
在上述方式中优选为，上述减光控制机构基于上述车辆与上述反射体之间的距离，使上述投光机构的减光程度变化。
根据该方式，减光控制机构基于车辆与反射体之间的距离使投光机构的减光程度变化。因而，能够根据车辆与反射体之间的距离来执行没有过剩或不足的适当的减光控制。
在上述方式中优选为，上述车辆与上述反射体之间的距离越短，则上述减光控制机构越增大上述投光机构的减光程度。
根据该方式，车辆与反射体之间的距离越短，则减光控制机构越增大投光机构的减光程度，由此能够提高减光控制带来的防眩效果。
在上述方式中优选为，上述减光控制机构基于上述影像内包含的上述反射体的大小，使上述投光机构的减光程度变化。
根据该方式，减光控制机构基于影像内包含的反射体的大小来使投光机构的减光程度变化。因而，能够根据影像内包含的反射体的大小来执行没有过剩或不足的适当的减光控制。
在上述方式中优选为，上述影像内包含的上述反射体的大小越大，则上述减光控制机构越增大上述投光机构的减光程度。
根据该方式，影像内包含的反射体的大小越大，则减光控制机构越增大投光机构的减光程度，由此能够提高减光控制带来的防眩效果。
在上述方式中优选为，上述行进信息包含速度信息。
根据该方式，推断机构基于与基准位置相关的位置信息以及车辆的速度信息，推断反射体相对于行进的车辆的相对位置。通过使用车辆的速度信息，对于在直线道路上行驶的车辆能够适当地推断出相对位置。
在上述方式中优选为，上述行进信息还包含偏航率信息。
根据该方式，推断机构基于与基准位置相关的位置信息、车辆的速度信息以及车辆的偏航率信息，推断反射体相对于行进的车辆的相对位置。通过使用车辆的速度信息以及偏航率信息，不仅对于在直线道路上行驶的车辆而且对于在弯道上行驶的车辆也能够适当地推断出相对位置。
在上述方式中优选为，上述检测机构基于登记有上述反射体的设置场所的地图信息以及表示上述车辆的当前位置的位置信息，检测上述基准位置。
根据该方式，检测机构基于登记有反射体的设置场所的地图信息以及表示车辆的当前位置的位置信息，检测基准位置。通过使用登记有反射体的设置场所的地图信息以及表示车辆的当前位置的位置信息，能够准确地检测反射体的基准位置。
在上述方式中优选为，上述推断机构还基于登记有上述反射体的设置场所的地图信息以及表示上述车辆的当前位置的位置信息，推断上述相对位置。
根据该方式，推断机构基于与基准位置相关的位置信息、车辆的行进信息、登记有反射体的设置场所的地图信息以及表示车辆的当前位置的位置信息，推断反射体相对于行进的车辆的相对位置。通过使用登记有反射体的设置场所的地图信息以及表示车辆的当前位置的位置信息，能够准确地推断出相对位置。
本发明的一个方式的车辆用投光系统的特征在于，具备：投光机构，向车辆的行进方向投光；摄像机构，对上述车辆的行进方向进行拍摄；行进检测机构，对上述车辆的行进信息进行检测；以及投光控制机构，上述投光控制机构具有：检测机构，检测由上述摄像机构拍摄的影像内包含的反射体相对于上述车辆的位置即基准位置；推断机构，基于与上述基准位置相关的位置信息以及由上述行进检测机构检测到的上述行进信息，推断上述反射体相对于行进的上述车辆的相对位置；以及减光控制机构，对上述投光机构进行减光控制，以便对向上述投光机构的投光范围中的与上述相对位置对应的范围的投光进行减光。
根据该方式，检测机构检测由摄像机构拍摄的影像内包含的反射体相对于车辆的位置即基准位置。此外，推断机构基于与基准位置相关的位置信息以及由行进检测机构检测到的行进信息，推断反射体相对于行进的车辆的相对位置。而且，减光控制机构对投光机构进行减光控制，以便对向投光机构的投光范围中的与相对位置对应的范围的投光进行减光。因而，即使由于进行减光控制而在拍摄影像内变得不包含与反射体对应的高亮度区域，推断机构也推断出反射体相对于行进的车辆的相对位置，由此减光控制机构能够不解除减光控制而对上述相对位置持续进行减光控制。其结果，当在搭载于车辆的投光机构的投光范围内包含反射体的情况下，能够提高对于车辆驾驶员的防眩效果。
本发明的一个方式的车辆用投光控制方法为，对向车辆的行进方向的投光进行控制，其特征在于，具备：检测对上述车辆的行进方向进行拍摄而得到的影像内包含的反射体相对于上述车辆的位置即基准位置的步骤；基于与上述基准位置相关的位置信息以及上述车辆的行进信息，推断上述反射体相对于行进的上述车辆的相对位置的步骤；以及进行减光控制，以便对向上述车辆的行进方向的投光范围中的与上述相对位置对应的范围的投光进行减光的步骤。
根据该方式，检测对车辆的行进方向进行拍摄而得到的影像内包含的反射体相对于车辆的位置即基准位置。此外，基于与基准位置相关的位置信息以及车辆的行进信息，推断反射体相对于行进的车辆的相对位置。而且，进行减光控制，以便对向车辆的行进方向的投光范围中的与相对位置对应的范围的投光进行减光。因而，即使由于进行减光控制而在拍摄影像内变得不包含与反射体对应的高亮度区域，也推断出反射体相对于行进的车辆的相对位置，由此能够不解除减光控制而对上述相对位置持续进行减光控制。其结果，当在向车辆的行进方向的投光范围内包含反射体的情况下，能够提高对于车辆驾驶员的防眩效果。
发明的效果
根据本发明，在搭载于车辆的投光机构的投光范围内包含反射体的情况下，能够提高对于车辆驾驶员的防眩效果。
附图说明
图1是示意地表示车辆对位于其前方的目标进行检测的方式的图。
图2中的(A)是示意地表示前照灯单元的一例的图，(B)是示意地表示LED阵列的一例的图。
图3是用于说明远光的投光范围的图。
图4中的(R)是例示右远光单元的各LED元件的投光范围的图，(L)是例示左远光单元的各LED元件的投光范围的图。
图5是表示车辆用投光系统的构成的框图。
图6是用于说明位置推断部对第2位置的推断方法的图。
图7是表示ECU执行的处理流程的流程图。
图8是示意地表示正在执行远光的减光控制的状况的一例的图。
图9是表示ECU执行的处理流程的流程图。
图10是表示车辆用投光系统的构成的框图。
图11是表示距离与减光程度之间的关系的一例的图。
图12是表示面积与减光程度之间的关系的一例的图。
符号的说明
1：车辆；2：前照灯单元；3：单眼相机；4：毫米波雷达；5：ECU；15：车速传感器；16：偏航率传感器；17：汽车导航装置；22：远光单元；51：反射体检测部；52：位置检测部；53：位置推断部；54：减光控制部。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在不同的附图中赋予了相同符号的要素表示相同或相应的要素。
[车辆的概要构成]
图1是示意地表示车辆1对位于其前方的目标进行检测的方式的图。车辆1例如是四轮汽车。车辆1具备车身10、搭载在车身10前部的作为投光机构的前照灯单元2、作为对位于车辆1前方的目标进行检测的传感元件的单眼相机3及毫米波雷达4、以及作为对前照灯单元2的动作进行控制的投光控制装置的ECU5(Electronic Control Unit：电子控制单元)。
前照灯单元2具备在夜间等低照度状况下行驶时朝向车辆1的行进方向(前方)投射照射光的投光功能。图1中表示作为目标的一例而道路标识H位于车辆1前方的状况。道路标志H是反射体的一例，包含在前照灯单元2的投光范围内。因而，从前照灯单元2投光的照射光被道路标志H反射，其反射光到达车辆1。
此外，道路标志H也包含在单眼相机3的拍摄范围内。单眼相机3包括CMOS面传感器等拍摄传感器，配置在车辆1的规定位置(例如车室内的后视镜附近)，以规定的视场角拍摄车辆1前方的影像。单眼相机3通过对入射到拍摄传感器的光像(包含道路标识H的光像3H)进行光电转换等处理而生成图像数据，并将该图像数据输入至ECU5。ECU5通过对所输入的图像数据进行分析，能够检测出道路标识H相对于车辆1的位置(距离以及角度)(详细内容将后述)。另外，例如也可以使用立体相机来代替单眼相机3。
此外，道路标志H也包含在毫米波雷达4的照射范围内。毫米波雷达4通过将毫米波段的调制电波朝向车辆1前方发送并接收其反射波，由此检测存在于车辆1前方的目标。毫米波雷达4例如配置在车身10的前端部(前保险杠附近)。毫米波雷达4通过对接收到的反射波(包括来自道路标志H的反射波4H)进行AD转换等处理来生成接收数据，并将该接收数据输入至ECU5。ECU5通过对所输入的接收数据进行分析，能够检测出道路标识H相对于车辆1的位置(距离以及角度)(详细内容将后述)。另外，例如也可以使用激光雷达来代替毫米波雷达4。
图2中(A)是示意地表示前照灯单元2的一例的图。在车辆1中，在车身10前部的左右两端部附近搭载有一对前照灯单元2。图2中(A)仅示出其中一个前照灯单元2。前照灯单元2具备近光单元21以及远光单元22。
近光单元21投射指向车辆1的稍微下方的前方的近光。由此，离车辆1比较近的前方由近光照射。近光单元21具备投射近光的LED光源以及反射镜等。
远光单元22投射指向车辆1的大致水平方向的前方的远光。由此，离车辆1比较远的前方由远光照射。远光单元22作为投射远光的光源而具备LED阵列23。
图2中(B)是示意地表示LED阵列23的一例的图。LED阵列23作为单位光源而包含投光范围(角度)不同的多个LED元件23A。图2中(B)示出在排列成线状的11个分区中分别配置有LED元件23A的例子。在11个分区中，按照从车辆1的中心侧朝向外侧的顺序赋予有1号至11号的封装编号。分区的数量只要为多个即可，可以少于11个，也可以多于11个。在各分区中，作为能够独立地控制光量的单位光源的一例，收纳有LED元件23A。收纳于各分区的LED元件23A的个数可以是1个、也可以是多个。此外，多个分区也可以排列为M行×N列的矩阵状。
图3是用于说明远光的投光范围的图。前照灯单元2具备配置在车身10前部的右端部附近的右前照灯单元2R以及配置在车身10前部的左端部附近的左前照灯单元2L。右前照灯单元2R具有右远光单元22R，左前照灯单元2L具有左远光单元22L。图3示意地表示基于右远光单元22R的右远光投光范围22RA和基于左远光单元22L的左远光投光范围22LA。
此外，在图3中，沿着车辆1直行的情况下的行驶线规定有轴Z，将轴Z的角度定义为0度，并且将以车辆1为中心使轴Z向右侧旋转的方向定义为正方向，将向左侧旋转的方向定义为负方向。
图4中(R)是例示构成右远光单元22R的LED阵列23的各LED元件23A的投光范围的图。此外，图4中(L)是例示构成左远光单元22L的LED阵列23的各LED元件23A的投光范围的图。使用光束的左右两侧外缘相对于角度为0度的轴Z的角度，来规定各LED元件23A的投光范围。
例如，关于右远光单元22R的封装编号1号的LED元件23A，示出如下情况：其光束的左侧外缘相对于轴Z为-10度、右侧外缘相对于轴Z为+2度，即从-10度到+2度的范围是该LED元件23A的投光范围。此外，关于左远光单元22L的封装编号1号的LED元件23A，示出如下情况：其光束的左侧外缘相对于轴Z为-2度、右侧外缘相对于轴Z为+10度，即从-2度到+10度的范围为该LED元件23A的投光范围。因而，右远光单元22R的封装编号1号的LED元件23A的投光范围与左远光单元22L的封装编号1号的LED元件23A的投光范围的一部分重复。其结果，参照图3，右远光投光范围22RA与左远光投光范围22LA的一部分重叠。此外，如图4所示，在右远光单元22R以及左远光单元22L的各自中，相邻的2个LED元件23A的投光范围彼此的一部分重叠。
参照图3、4，右远光投光范围22RA是将右远光单元22R的11个LED元件23A各自的投光范围进行合成而得到的。因而，右远光投光范围22RA相对于Z轴具有-10度到+102度的投光范围。同样，左远光投光范围22LA是将左远光单元22L的11个LED元件23A各自的投光范围进行合成而得到的，相对于Z轴具有-102度到+10度的投光范围。
在右远光单元22R以及左远光单元22L的各自中，能够进行如下那样的控制：使11个LED元件23A中的一个或多个特定的LED元件23A熄灭而使剩余的LED元件23A点亮(以下称为“减光控制”)。例如，对于左远光单元22L，当执行使封装编号5号的LED元件23A熄灭而使剩余的LED元件23A点亮的减光控制时，能够得到-102度到+10度的左远光投光范围22LA中的-42度到-30度的范围被减光的左远光投光范围22LA。
[投光系统的构成]
图5是表示本发明的实施方式的车辆用投光系统100的构成的框图。如图5的连接关系所示，投光系统100具备单眼相机3、毫米波雷达4、车速传感器15、偏航率传感器16、ECU5、前照灯点亮电路24(右前照灯点亮电路24R以及左前照灯点亮电路24L)、前照灯单元2(右前照灯单元2R以及左前照灯单元2L)、以及前照灯开关25。
右前照灯单元2R具备右近光单元21R以及右远光单元22R。左前照灯单元2L具备左近光单元21L以及左远光单元22L。
前照灯点亮电路24基于从ECU5输入的点亮控制信号，生成用于使近光单元21的上述LED光源点亮的驱动信号。近光单元21基于从前照灯点亮电路24输入的驱动信号来驱动上述LED光源，由此投射出近光。此外，前照灯点亮电路24基于从ECU5输入的点亮控制信号，生成用于使远光单元22的各LED元件23A点亮的驱动信号。远光单元22基于从前照灯点亮电路24输入的驱动信号来驱动各LED元件23A，由此投射出远光。
前照灯开关25接受与前照灯的点亮或熄灭的选择、以及在点亮的情况下的远光或近光的选择相关的、来自车辆1的驾驶员的操作。此外，前照灯开关25根据接受到的操作内容，生成使近光单元21和远光单元22分别点亮或熄灭的控制信号，并将该控制信号输入到ECU5。另外，在车辆1搭载有基于车辆1的周围环境的照度测定值来自动控制前照灯单元2的点亮/熄灭的功能、以及基于行人或对向车等的检测结果来自动控制远光/近光的切换的功能的情况下，通过用于执行这些功能的规定的检测电路以及控制电路来代替前照灯开关25。
[投光控制装置的构成]
参照图5，作为车辆用投光控制装置的ECU5构成为，具备处理器等数据处理装置以及ROM或RAM等数据存储装置。通过由数据处理装置执行存储在数据存储装置中的规定的控制程序，由此ECU5作为反射体检测部51、位置检测部52、位置推断部53以及减光控制部54发挥功能。
反射体检测部51为，在从单眼相机3输入到ECU5的影像内包含亮度值为规定的阈值以上的反射体的情况下，通过已知的任意的检测算法来检测出该反射体。作为一例，利用发光体的中心部的少数像素亮度较高而周边部的多数像素亮度较低这样的性质，反射体检测部51通过以下的检测算法而与发光体相区别地检测出反射体。
首先，反射体检测部51将构成影像的1帧的各像素的亮度值与规定的阈值进行比较，由此确定亮度值为阈值以上的多个像素集中的图像区域。接着，反射体检测部51判定该图像区域是由发光体引起的高亮度区域还是由反射体引起的高亮度区域。例如，对于该图像区域制作表示亮度值与像素数之间的关系的频数分布，如果在该频数分布中存在亮度值越高则像素数越减少的倾向，则判定为该图像区域是由发光体引起的高亮度区域。另一方面，如果在该频数分布中不存在上述倾向，则反射体检测部51判定为该图像区域是由反射体引起的高亮度区域，将与该高亮度区域对应的目标检测为反射体。
位置检测部52(检测机构)将由反射体检测部51检测出的反射体作为对象，而检测车辆1与该反射体之间的相对位置即基准位置。例如，位置检测部52检测出与车辆1的位置相对的该反射体的位置(距离以及角度)即第1位置，作为基准位置。
作为第1例，位置检测部52基于从单眼相机3输入到ECU5的影像数据，检测反射体的第1位置。首先，位置检测部52确定从单眼相机3输入的影像的1帧中的、由反射体检测部51检测为反射体的图像区域。接着，位置检测部52通过已知的任意的测距算法，计算出从车辆1到该反射体的距离。例如，首先，位置检测部52利用在对焦位置的前后模糊的形状不同这样的性质，将反射体的图像区域中包含的多个模糊的形状与基准图案进行图案匹配，由此找出对焦位置。接着，位置检测部52基于到所找出的对焦位置为止的距离，计算出从车辆1到反射体的距离。接着，位置检测部52基于计算出的到反射体的距离以及反射体相对于图像中央的位置偏移量，计算出反射体的位置相对于车辆1的位置的角度。
作为第2例，位置检测部52基于从毫米波雷达4输入到ECU5的反射波的接收数据，检测反射体的第1位置。首先，位置检测部52从由毫米波雷达4输入的接收数据中，提取与由反射体检测部51检测到的反射体的位置对应的接收数据。接着，位置检测部52基于提取出的接收数据，检测反射体的位置相对于车辆1的位置的距离以及角度。
另外，也可以将上述第1例与第2例进行组合，在该情况下，位置检测部52基于从单眼相机3输入的影像数据以及从毫米波雷达4输入的反射波的接收数据，检测反射体的第1位置。由此，能够提高第1位置的检测精度。
位置推断部53(推断机构)沿着行进的车辆1的预测轨道来推断车辆1与反射体之间的相对位置。例如，位置推断部53基于由位置检测部52检测到的与第1位置相关的位置信息以及车辆1的行进信息，推断反射体相对于行进的车辆1的相对位置(距离以及角度)即第2位置。在本实施方式的例子中，在行进信息中包含从车速传感器15向ECU5输入的车速信息以及从偏航率传感器16向ECU5输入的偏航率信息。
图6是用于说明位置推断部53对第2位置的推断方法的图。点Q是反射体的位置。点P1是位置检测部52检测到反射体的定时的车辆1的位置，与上述第1位置对应。当将纸面的纵向设为X轴方向，将横向设为Y轴方向时，X轴方向上的点Q与点P1之间的距离为距离X(m)。假设车辆1以恒定的速度v(m/s)以及恒定的偏航率
Figure BDA0002743865510000111
进行运动。关于点P1，表示速度v的箭头的方向是车辆1的正面方向，因此，关于第1位置，反射体相对于车辆1的角度成为角度θi(rad)。点P2是从点P1的位置起经过时间t(s)之后的车辆1的位置，与上述第2位置对应。关于车辆1从点P1向点P2的移动量，在X轴方向上为ΔX(m)，在Y轴方向上为ΔY(m)。
从点P1移动到点P2的车辆1的行驶轨迹的曲率半径R及中心角θR分别由下述式(1)以及式(2)表示。
【式1】
Figure BDA0002743865510000121
【式2】
Figure BDA0002743865510000122
因此，移动量ΔX、ΔY由下述式(3)表示。
【式3】
Figure BDA0002743865510000123
其结果，速度v以及偏航率
Figure BDA0002743865510000128
均恒定的情况下的角度θ(t)由下述式(4)表示。
【式4】
Figure BDA0002743865510000124
在速度v和偏航率
Figure BDA0002743865510000125
随时间变化的情况下，通过将这些参数视为时间函数而以时间t进行积分，由此能够以下述式(5)表示角度θ(t)。
【式5】
Figure BDA0002743865510000126
另外，在车辆1进行直行运动的情况下，只要在式(4)或式(5)中将偏航率
Figure BDA0002743865510000127
的值设为0即可。
位置推断部53通过使用了式(4)或式(5)的运算，推断出反射体相对于行进的车辆1的各位置(即各时刻t)的角度θ(t)。此外，位置推断部53作为距离X与移动量ΔX之间的差分而近似地推断出行进的车辆1的各位置与反射体之间的距离。但是，位置推断部53也可以通过使用三角函数来运算点P2与点Q之间的距离，由此准确地推断出行进的车辆1的各位置与反射体之间的距离。
参照图5，减光控制部54(减光控制机构)对远光单元22进行减光控制，以便对向远光单元22的远光投光范围22RA、22LA中、与由位置推断部53推断出的第2位置对应的范围的投光进行减光。即，当位置推断部53推断出第2位置时，减光控制部54确定远光单元22所具备的全部LED元件23A中的、第2位置包含在投光范围中的一个或多个LED元件23A，并使该确定出的LED元件23A熄灭。第2位置随着车辆1的行进而变化，因此减光控制部54追随第2位置的变化而对熄灭对象的LED元件23A进行更新。
当通过减光控制而与第2位置对应的LED元件23A熄灭时，向反射体照射的远光的强度变弱，因此来自反射体的反射光的强度也变弱。由此，实现对于车辆1的驾驶员的防眩。此外，在减光控制开始之后的单眼相机3的拍摄影像中，与减光控制开始之前的影像相比，反射体的亮度降低。因而，单眼相机3看不到反射体，因此在减光控制开始后，难以或无法基于单眼相机3的拍摄影像来追踪反射体。与此相对，在本实施方式的ECU5中，位置推断部53对变化的第2位置进行追踪并推断，减光控制部54追随第2位置的变化而进行减光控制，因此即使单眼相机3拍摄不到反射体，也能够持续实现对于车辆1的驾驶员的防眩效果。
[投光控制装置的处理流程]
图7是表示在远光的点亮控制信号从前照灯开关25输入到ECU5而远光被通常点亮的状况下、ECU5执行的处理流程的流程图。此处，远光的通常点亮是指远光单元22的全部LED元件23A点亮的状态。在远光被通常点亮的期间，ECU5以规定的时间间隔反复执行图7所示的处理。
首先，在步骤SP01中，反射体检测部51判定在从单眼相机3输入的影像内是否包含光源。例如，反射体检测部51通过将构成影像的1帧的各像素的亮度值与规定的阈值进行比较，由此判定在该帧内是否包含亮度值为阈值以上的多个像素集中的图像区域(高亮度区域)。反射体检测部51在帧内包含这样的高亮度区域的情况下判定为检测到光源，在不包含的情况下判定为未检测到光源。
当在影像内不包含光源的情况下(步骤SP01：否)，接着，在步骤SP07中，ECU5维持远光的通常点亮状态。即，ECU5将远光的点亮控制信号输入到前照灯点亮电路24，前照灯点亮电路24生成使全部LED元件23A点亮的驱动信号，远光单元22基于该驱动信号来驱动全部LED元件23A。由此，从远光单元22投射远光。
另一方面，当在影像内包含光源的情况下(步骤SP01：是)，接着，在步骤SP02中，反射体检测部51判定该光源是否为反射体。如上所述，反射体检测部51为，当在步骤SP01中检测到的图像区域是由发光体引起的高亮度区域的情况下，判定为该光源是发光体，另一方面，当在步骤SP01中检测到的图像区域是由反射体引起的高亮度区域的情况下，判定为该光源是反射体。
在光源是发光体的情况下(步骤SP02：否)，接着，在步骤SP08中，ECU5使远光单元22熄灭并且使近光单元21点亮，由此将远光切换为近光。
另一方面，在光源是反射体的情况下(步骤SP02：是)，接着，在步骤SP03中，位置检测部52将在步骤SP02中检测到的反射体作为对象，检测该反射体相对于车辆1的第1位置。如上所述，位置检测部52基于从单眼相机3输入到ECU5的影像数据、和/或基于从毫米波雷达4输入到ECU5的反射波的接收数据，检测反射体的第1位置。
接着，在步骤SP04中，位置推断部53推断反射体相对于行进的车辆1的相对位置即第2位置。如上所述，位置推断部53基于在步骤SP03中检测到的与第1位置相关的位置信息以及车辆1的行进信息，推断第2位置。
接着，在步骤SP05中，减光控制部54对于在步骤SP04中推断出的第2位置，进行针对远光单元22的减光控制。如上所述，减光控制部54确定远光单元22所具备的全部LED元件23A中的、第2位置包含在投光范围中的一个或多个LED元件23A，并使该确定出的LED元件23A熄灭。第2位置随着车辆1的行进而变化，因此减光控制部54追随第2位置的变化而对熄灭对象的LED元件23A进行更新。
图8是示意地表示正在执行远光的减光控制的状况的一例的图。图8表示在直行的车辆1的左前方存在作为反射体的道路标志H的状况。在时刻t1的时刻，道路标志H相对于车辆1位于大约-20度到-15度的范围。在该情况下，减光控制部54使左远光单元22L的封装编号3号的LED元件23A熄灭，使剩余的LED元件23A点亮。由此，在左远光投光范围22LA内形成包含道路标识H1的位置的减光区域W1。
在从时刻t1起经过了规定时间之后的时刻t2，作为车辆1行进的结果，道路标志H相对于车辆1位于大约-50度～-35度的范围。在该情况下，减光控制部54使左远光单元22L的封装编号5号和6号的LED元件23A熄灭，使剩余的LED元件23A点亮。由此，在左远光投光范围22LA内形成包含道路标识H1的位置的减光区域W2。
参照图7，继步骤SP05之后，在步骤SP06中，减光控制部54判定随着车辆1的行进而反射体是否从单眼相机3的视场角3A脱离。如图3所示，单眼相机3具有与可拍摄范围相当的视场角3A。单眼相机3的视场角3A的最外侧值，被作为相对于轴Z的角度信息而预先示教给ECU5。例如，在使用视场角3A为170度的单眼相机3的情况下，左侧方向的-85度的最外侧值以及右侧方向的+85度的最外侧值，被作为视场角信息而预先示教给ECU5。减光控制部54在通过使用了上述式(4)或式(5)的运算而推断出的角度θ(t)超过了左右任一个最外侧值的情况下，判定为反射体从单眼相机3的视场角3A脱离。
在反射体未从视场角3A脱离的情况下(步骤SP06：否)，ECU5反复进行步骤SP04～SP06的处理。
另一方面，在反射体从视场角3A脱离了的情况下(步骤SP06：是)，接着，在步骤SP07中，ECU5解除针对远光单元22的减光控制而重新开始通常点亮。
另外，在以上的说明中，公开了在前照灯单元2投射远光的状况下ECU5执行远光的减光控制的例子，但并不限定于该例子。在前照灯单元2投射近光的状况下，ECU5也可以执行近光的减光控制。
[作用效果]
根据本实施方式的ECU5，位置检测部52为，在对车辆1的行进方向进行拍摄而得到的影像内包含规定亮度值以上的反射体的情况下，对检测到反射体的时刻的反射体相对于车辆1的相对位置即第1位置(基准位置)进行检测。此外，位置推断部53基于与第1位置相关的位置信息以及车辆1的行进信息，推断反射体相对于行进的车辆1的相对位置即第2位置。而且，减光控制部54对前照灯单元2进行减光控制，以便对向前照灯单元2的投光范围中的与第2位置对应的范围的投光进行减光。因而，即使由于进行减光控制而与反射体对应的高亮度区域变得不包含在拍摄影像内，也能够通过位置推断部53推断出第2位置，由此减光控制部54不解除减光控制而继续对第2位置进行减光控制。其结果，在搭载于车辆1的前照灯单元2的投光范围内包含规定亮度值以上的反射体的情况下，能够提高针对车辆1的驾驶员的防眩效果。
此外，根据本实施方式的ECU5，减光控制部54持续进行减光控制，直到第2位置从车辆1的行进方向的拍摄范围脱离为止。因而，在第2位置从拍摄范围脱离之前减光控制不会被解除，因此能够提高针对车辆1的驾驶员的防眩效果。即，在随着车辆1的行进而第2位置从拍摄范围脱离之后解除减光控制，由此，在该解除的时刻，反射体已经从拍摄范围脱离，从注视车辆1的行进方向的驾驶员的中心视野也充分地脱离。因此，即使减光控制被解除，驾驶员也不会由于来自反射体的反射光而感到眩目，因此能够提高针对驾驶员的防眩效果。而且，由于拍摄范围由单眼相机3的视场角明确规定，因此减光控制部54能够明确且简单地规定解除减光控制的定时。
此外，根据本实施方式的ECU5，位置推断部53基于与第1位置相关的位置信息以及车辆1的速度信息来推断第2位置。通过使用车辆1的速度信息，由此对于在直线道路上行驶的车辆1能够适当地推断出第2位置。
此外，根据本实施方式的ECU5，位置推断部53基于与第1位置相关的位置信息、车辆1的速度信息以及车辆1的偏航率信息来推断第2位置。通过使用车辆1的速度信息以及偏航率信息，由此不仅对于在直线道路上而且对于在弯道上行驶的车辆1也能够适当地推断出第2位置。
[第1变形例]
在上述实施方式中，减光控制部54持续进行针对远光单元22的减光控制，直到第2位置从车辆1的行进方向的拍摄范围(视场角3A)脱离为止。不限定于该例子，减光控制部54也可以持续进行针对远光单元22的减光控制，直到第2位置从远光单元22的投光范围脱离为止。
图9是表示在第1变形例中ECU5执行的处理流程的流程图。继步骤SP05之后，在步骤SP11中，减光控制部54判定随着车辆1的行进而反射体是否从远光单元22的投光范围脱离。如图4所示，右远光投光范围22RA相对于Z轴具有-10度到+102度的投光范围，左远光投光范围22LA相对于Z轴具有-102度到+10度的投光范围。
右远光投光范围22RA以及左远光投光范围22LA被作为相对于轴Z的角度信息而预先示教给减光控制部54。在通过使用了上述式(4)或式(5)的运算而推断出的角度θ(t)超过右远光投光范围22RA以及左远光投光范围22LA中的任一个的最外侧值(+102度或者-102度)的情况下，减光控制部54判定为反射体从远光单元22的投光范围脱离。
在反射体未从投光范围脱离的情况下(步骤SP11：否)，ECU5反复进行步骤SP04～SP06的处理。另一方面，在反射体从投光范围脱离的情况下(步骤SP11：是)，接着，在步骤SP07中，ECU5解除针对远光单元22的减光控制而重新开始通常点亮。
根据本变形例的ECU5，减光控制部54继续进行减光控制，直到第2位置从远光单元22的投光范围脱离为止。因而，在第2位置从远光单元22的投光范围脱离之前减光控制不会被解除，因此能够提高针对车辆1的驾驶员的防眩效果。即，在随着车辆1的行进而第2位置从远光单元22的投光范围脱离之后解除减光控制，由此，在该解除的时刻，反射体已经从远光单元22的投光范围脱离，从注视车辆1的行进方向的驾驶员的中心视野也充分地脱离。因此，即使减光控制被解除，驾驶员也不会由于来自反射体的反射光而感到眩目，因此能够提高针对驾驶员的防眩效果。
[第2变形例]
在上述实施方式中，位置检测部52基于从单眼相机3输入到ECU5的影像数据、和/或从毫米波雷达4输入到ECU5的反射波的接收数据，检测反射体的第1位置。不限定于该例子，位置检测部52也可以代替这些数据或者在这些数据的基础上，基于登记有反射体的设置场所的地图信息以及表示车辆1的当前位置的位置信息来检测第1位置。
图10是表示第2变形例的车辆用投光系统100的构成的框图。投光系统100在图5所示的构成的基础上还具备汽车导航装置17。汽车导航装置17将登记有作为反射体的道路标志H等的设置场所的地图信息以及表示车辆1的当前位置的GPS等的位置信息输入到ECU5。
位置检测部52基于该地图信息以及该位置信息来检测反射体的第1位置。
根据本变形例的ECU5，位置检测部52基于登记有反射体的设置场所的地图信息以及表示车辆1的当前位置的位置信息来检测第1位置。通过使用这些信息，能够准确地检测出反射体的第1位置。
此外，在上述实施方式中，位置推断部53基于与第1位置相关的位置信息以及车辆1的行进信息(车速信息以及偏航率信息)来推断第2位置。不限定于该例子，位置推断部53也可以在这些信息的基础上，基于登记有反射体的设置场所的地图信息以及表示车辆1的当前位置的位置信息来推断第2位置。
参照图10，位置推断部53基于由位置检测部52检测到的与第1位置相关的位置信息、车辆1的行进信息(车速信息以及偏航率信息)、从汽车导航装置17输入的上述地图信息以及上述位置信息，来推断第2位置。
根据本变形例的ECU5，位置推断部53基于与第1位置相关的位置信息、车辆1的行进信息、登记有反射体的设置场所的地图信息、以及表示车辆1的当前位置的位置信息，来推断第2位置。通过使用登记有反射体的设置场所的地图信息以及表示车辆1的当前位置的位置信息，能够准确地推断出第2位置。
[第3变形例]
在上述实施方式中，减光控制部54在针对远光单元22的减光控制中，使与第2位置对应的LED元件23A熄灭。不限定于该例子，减光控制部54也可以不使与第2位置对应的LED元件23A熄灭，而使LED元件23A的照射光量降低。此时，减光控制部54也可以使LED元件23A的照射光量的降低程度(即减光程度)变化。
图11是表示距离与减光程度之间的关系的一例的图。预先制作记述了该关系的表信息或者函数式，并存储于ECU5的内部存储器或者ECU5能够参照的外部存储器。如图11所示，减光控制部54基于第2位置处的车辆1与反射体之间的距离，使与第2位置对应的LED元件23A的减光程度变化。具体而言，第2位置处的车辆1与反射体之间的距离越短，则减光控制部54将LED元件23A的减光程度设定得越大，由此使该LED元件23A的照射光量越大幅度地降低。
根据本变形例的ECU5，减光控制部54基于车辆1与反射体之间的距离，使与第2位置对应的LED元件23A的减光程度变化。因而，能够根据车辆1与反射体之间的距离来执行没有过剩或不足的适当的减光控制。
此外，根据本变形例的ECU5，由于车辆1与反射体之间的距离越短，则LED元件23A的减光程度被设定得越大，因此越能够提高由减光控制带来的防眩效果。
图12是表示面积与减光程度之间的关系的一例的图。预先制作记述了该关系的表信息或者函数式，并存储于ECU5的内部存储器或者ECU5能够参照的外部存储器。如图12所示，减光控制部54基于从单眼相机3输入的影像内的与反射体对应的图像区域的面积，使与第2位置对应的LED元件23A的减光程度变化。具体而言，与反射体对应的图像区域的面积越大，减光控制部54将LED元件23A的减光程度设定得越大，由此使该LED元件23A的照射光量越大幅度地降低。
根据本变形例的ECU5，减光控制部54基于从单眼相机3输入的影像内包含的反射体的大小(在上述例子中为与反射体对应的图像区域的面积)，使与第2位置对应的LED元件23A的减光程度变化。因而，能够根据影像内包含的反射体的大小来执行没有过剩或不足的适当的减光控制。
此外，根据本变形例的ECU5，影像内包含的反射体的大小越大，则LED元件23A的减光程度被设定得越大，因此越能够提高由减光控制带来的防眩效果。

Claims (13)

1.一种车辆用投光控制装置，对搭载于车辆的投光机构进行控制，具备：
检测机构，检测对上述车辆的行进方向进行拍摄而得到的影像内包含的反射体相对于上述车辆的位置即基准位置；
推断机构，基于与上述基准位置相关的位置信息以及上述车辆的行进信息，推断上述反射体相对于行进的上述车辆的相对位置；以及
减光控制机构，对上述投光机构进行减光控制，以便对向上述投光机构的投光范围中的与上述相对位置对应的范围的投光进行减光。
2.如权利要求1所述的车辆用投光控制装置，其中，
上述减光控制机构持续进行上述减光控制，直到上述相对位置从上述车辆的行进方向的拍摄范围脱离为止。
3.如权利要求1所述的车辆用投光控制装置，其中，
上述减光控制机构持续进行上述减光控制，直到上述相对位置从上述投光范围脱离为止。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用投光控制装置，其中，
上述减光控制机构基于上述车辆与上述反射体之间的距离，使上述投光机构的减光的程度变化。
5.如权利要求4所述的车辆用投光控制装置，其中，
上述车辆与上述反射体之间的距离越短，上述减光控制机构越增大上述投光机构的减光的程度。
6.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用投光控制装置，其中，
上述减光控制机构基于上述影像内包含的上述反射体的大小，使上述投光机构的减光的程度变化。
7.如权利要求6所述的车辆用投光控制装置，其中，
上述影像内包含的上述反射体的大小越大，上述减光控制机构越增大上述投光机构的减光的程度。
8.如权利要求1至7中任一项所述的车辆用投光控制装置，其中，
上述行进信息包含速度信息。
9.如权利要求8所述的车辆用投光控制装置，其中，
上述行进信息还包含偏航率信息。
10.如权利要求1至9中任一项所述的车辆用投光控制装置，其中，
上述检测机构基于登记有上述反射体的设置场所的地图信息以及表示上述车辆的当前位置的位置信息，来检测上述基准位置。
11.如权利要求1至10中任一项所述的车辆用投光控制装置，其中，
上述推断机构还基于登记有上述反射体的设置场所的地图信息以及表示上述车辆的当前位置的位置信息，来推断上述相对位置。
12.一种车辆用投光系统，具备：
投光机构，向车辆的行进方向投光；
摄像机构，对上述车辆的行进方向进行拍摄；
行进检测机构，对上述车辆的行进信息进行检测；以及
投光控制机构，
上述投光控制机构具有：
检测机构，检测对上述车辆的行进方向进行拍摄而得到的影像内包含的反射体相对于上述车辆的位置即基准位置；
推断机构，基于与上述基准位置相关的位置信息以及由上述行进检测机构检测到的上述行进信息，推断上述反射体相对于行进的上述车辆的相对位置；以及
减光控制机构，对上述投光机构进行减光控制，以便对向上述投光机构的投光范围中的与上述相对位置对应的范围的投光进行减光。
13.一种车辆用投光控制方法，对向车辆的行进方向的投光进行控制，具备：
检测对上述车辆的行进方向进行拍摄而得到的影像内包含的反射体相对于上述车辆的位置即基准位置的步骤；
基于与上述基准位置相关的位置信息以及上述车辆的行进信息来推断上述反射体相对于行进的上述车辆的相对位置的步骤；以及
进行减光控制，以便对向上述车辆的行进方向的投光范围中的与上述相对位置对应的范围的投光进行减光的步骤。
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