JPH11208366A

JPH11208366A - 自動車用ヘッドライトの配光制御装置

Info

Publication number: JPH11208366A
Application number: JP1167398A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Miichi; 善紀見市; Yuji Kawaguchi; 裕司川口
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2018-01-23
Also published as: JP3627494B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車用ヘッドライトの配光制御装置に関
し、先行車両にグレアを発生させることなく、車両の進
行方向前方の走行車線を照射できるようにする。【解決手段】先行車両検出手段２６により自車両前方
を走行している先行車両を検出し、この検出情報に基づ
き先行車両位置算出手段２７により自車両に対する先行
車両の相対位置を算出する。また、道路曲率算出手段４
Ａにより自車両が走行している走行車線の道路曲率を算
出する。光軸角目標値算出手段５では、先行車両位置算
出手段２７により算出された自車両に対する先行車両の
相対位置と、道路曲率算出手段４Ａにより算出された道
路曲率とに基づいて縦方向光軸角目標値及び横方向光軸
角目標値を算出し、制御手段７は光軸アクチュエータ８
を介してヘッドライト９の縦方向光軸角及び横方向光軸
角がこの算出された縦方向光軸角目標値及び横方向光軸
角目標値に等しくなるよう調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用ヘッドラ
イトの光軸角を制御することで配光制御を行なう装置に
関し、特に道路のカーブ状況や先行車両の位置に応じて
ヘッドライトの光軸を変化させる、自動車用ヘッドライ
トの配光制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用ヘッドライトはハイビ
ームとロービームとの切替が可能に構成されており、こ
のハイビーム／ロービームの切替によりドライバは道路
状況に応じてヘッドライトの光軸角を選択できるように
なっている。ところが、このハイビーム／ロービームの
切替は、縦方向の光軸角の切替のみを行なうものであ
り、横方向の光軸角については変化させることはなく、
ヘッドライトの光軸は常に車両中心線方向に固定されて
いる。このため、カーブ路等のように、車両が目指す前
方道路方向と車両中心線とがずれる場合は、車両の進行
しようとする前方の道路面を有効に照らすことができな
い。また、縦方向の光軸角についても、ハイビーム／ロ
ービームの２段階の調整しか行なうことができず、状況
に応じてより細かな光軸角の調整が望まれる。一方、光
軸角の調整が細かくできるようになる程、手動による操
作は煩わしく、また有効に利用することが難しい。

【０００３】そこで、このような要望や課題に対応する
ため、従来より、自動車用ヘッドライトの配光制御に関
する様々な提案がなされている。特に、横方向の配光制
御を行なう技術としては、特開平６−２０６４９１号公
報において、カーブに対応してヘッドライトの横方向の
光軸角を制御する技術（以下、第１従来技術という。）
が開示されている。この技術では、角速度センサと車速
センサとを用いて車両の旋回時の回転角速度と車速とを
検出し、これらの検出値に基づいて算出されるカーブ半
径に応じてヘッドライトの横方向の光軸角を変化させる
ものである。

【０００４】また、縦方向の配光制御を行なうものとし
ては、特開平１−２７８８４８号公報に開示された装置
（以下、第２従来技術という。）がある。この装置で
は、先行車までの距離に応じて光軸の縦方向角度を制御
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、夜間の運転
においては、ドライバは自車両の進行しようとする前方
の道路面を有効に照射するとともに、より多くの外部情
報が得られるように、できる限り遠くの前方走行車線ま
で照射されることを望む。つまり、前方の道路のカーブ
に対応して横方向光軸角及び縦方向光軸角を調整するこ
とにより、前方の道路がカーブ路であっても、前方道路
のできるだけ遠方まで照射でいるようにしたい。

【０００６】しかし、前方に先行車両が存在する場合に
は、あまり遠くを照射するようヘッドライトの光軸を設
定すると、先行車両のバックミラーに自車両のヘッドラ
イトの光が映り込み、いわゆるグレアが発生してしま
い、先行車両のドライバに眩しさを与え、運転に悪影響
を与える虞もある。このため、ヘッドライトの光軸角は
先行車両にグレアを発生させない範囲で走行車線に沿っ
て調整されることが望まれる。

【０００７】しかしながら、第１従来技術においては、
カーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御
しているため、自車両の進行しようとする前方の道路面
が例えカーブ路であってもこの道路面を有効に照射する
ことはできるが、光軸の縦方向制御を積極的に行なうも
のではないため、その光軸角の設定は先行車両の存在と
は無関係に行なわれ、先行車両にグレアが発生する虞は
避けられない。

【０００８】一方、第２従来技術においては、先行車両
との距離に応じて縦方向の光軸角を制御することができ
るが、横方向の光軸角については制御してないので、カ
ーブに対応して光軸角を制御することはできない。ま
た、対向車への照射を制限する遮光部材が設けられてい
るが、先行車に関しては、自車両が走行する走行車線の
先行車両のみを対象として光軸角を制御しているため、
特にカーブ路においては、隣車線を走行する先行車にグ
レアを発生させてしまう虞がある。

【０００９】また、遮光によって対向車に対するグレア
を防止する場合、光軸調整機構の他に、さらに遮光部材
やこの遮光部材を駆動する機構が必要となりコスト増を
招きやすい。本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、先行車両にグレアを発生させることなく、車両の
進行方向前方の走行車線を照射できるようにした、自動
車用ヘッドライトの配光制御装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の自動
車用ヘッドライトの配光制御装置では、先行車両検出手
段により自車両前方を走行している先行車両を検出し、
この検出情報に基づき先行車両位置算出手段により自車
両に対する先行車両の相対位置を算出する。また、道路
曲率算出手段により自車両が走行している走行車線の道
路曲率を算出する。

【００１１】光軸角目標値算出手段では、先行車両位置
算出手段により算出された自車両に対する先行車両の相
対位置と、道路曲率算出手段により算出された道路曲率
とに基づいて縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標
値を算出し、制御手段は光軸アクチュエータを介してヘ
ッドライトの縦方向光軸角及び横方向光軸角がこの算出
された縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標値に等
しくなるよう調整する。

【００１２】これにより、先行車両にグレアを発生させ
ることなく、走行車線に沿ってヘッドライトの光軸が調
整される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図８は本発明の一実
施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置を
示すものである。本配光制御装置は、図１に示すよう
に、走行レーン（走行車線）に対する自車両の位置を認
識するために、車両の前方の道路状態を撮像する撮像手
段としてのカメラ２と、カメラ２からの画像情報を適宜
処理して前方道路上の左右の白線位置を認識する画像情
報処理手段３と、この画像情報処理手段３による白線位
置画像情報から車両の走行レーンの道路曲率ρを算出す
る道路曲率算出手段４Ａとをそなえている。

【００１４】また、本配光制御装置は、道路曲率を算出
する手段として、白線位置画像情報に基づいて算出する
道路曲率算出手段４Ａの他に、車両の横加速度Ｇと車速
Ｖとに基づいて道路曲率（推定道路曲率ρ′）を算出す
る代用道路曲率算出手段２５をそなえている。なお、道
路曲率算出手段４Ａは、自車両の走行レーンの基準位置
からの横ずれ量ΔＹを算出する横ずれ量算出手段４Ｂと
自車両の走行レーンに対するヨー角βを算出するヨー角
算出手段４Ｃとともに、自車両に対する走行レーン（走
行車線）の相対位置を推定する走行レーン推定手段４内
の機能要素としてそなえられている。

【００１５】さらに、本配光制御装置は、自車両に対す
る先行車両の相対位置を認識するために、自車両の前方
の先行車両の存在を検出する検出手段としてのレーダ
（先行車両検出手段）２６と、レーダ２６からのレーダ
情報を適宜処理して自車両に対する先行車両の相対位
置、即ち、自車両と先行車両との距離Ｌ_Fと自車両中心
線に対する先行車両の偏角θ_Fとを算出する先行車両位
置算出手段２７とをそなえている。

【００１６】そして、本配光制御装置は、道路曲率算出
手段４Ａにより算出された道路曲率ρ又は代用道路曲率
算出手段２５により算出された推定道路曲率ρ′と、先
行車両位置算出手段２７により算出された自車両と先行
車両との距離Ｌ_F，自車両に対する先行車両の偏角θ_F
とに基づいて、縦方向光軸角目標値θ₁及び横方向光軸
角目標値θ₂を算出する光軸角目標値算出手段５と、ヘ
ッドライト９の光軸を動かす光軸アクチュエータ８と、
ヘッドライト９の光軸角がこの光軸角目標値算出手段５
で算出された光軸角目標値θ₁，θ₂に等しくなるよう
に光軸アクチュエータ８を制御する制御手段（コントロ
ーラ）７とをそなえている。

【００１７】なお、画像情報処理手段３，走行レーン推
定手段４（道路曲率算出手段４Ａ，横ずれ量算出手段４
Ｂ，ヨー角算出手段４Ｃ），代用道路曲率算出手段２
５，先行車両位置算出手段２７，光軸角目標値算出手段
５，コントローラ７は、ＣＰＵ，入出力インタフェー
ス，ＲＯＭ，ＲＡＭ等をそなえてなる電子制御ユニット
として構成される。

【００１８】まず、走行レーンの道路曲率ρの算出につ
いて説明する。画像情報処理手段３では、まず、図２に
示すように、カメラ２からの原画像３Ａを取り込み、こ
の原画像３Ａから道路白線を抽出して、抽出した道路白
線の画像を、鉛直上方から見たような平面視画像３Ｂに
変換する。ここで、白線１２Ｌ，１２Ｒの認識について
図３を参照しながら説明する。なお、ここでは、走行レ
ーン左端の路側線としての白線１２Ｌの認識について説
明するが、走行レーン右端の白線１２Ｒを基準とする場
合についても同様であるため、左端の白線１２Ｌについ
ては単に白線１２と称することにする。

【００１９】画像情報認識手段３では、図３（ａ）に示
すように、車両にそなえられたカメラ２により平地にお
いて車両前方の範囲の白黒画像情報を取り込み、この画
像情報から画面上で縦方向の画像を一部省略する。そし
て、この画面上で等間隔になるような複数の水平線１１
を設定する。この白黒画像情報の取り込みは、微小な制
御周期毎に更新されるようになっており、図３（ｂ）に
示すように、それぞれの水平線１１上において前回の画
面での白線位置の左右の所要の範囲〔ここでは、左右５
０画素（ｄｏｔ）〕を白線探査エリア（処理対象領域）
１０として設定する。また、初回の画面は、直線路にお
ける白線位置を前回の画面データとして利用する。

【００２０】そして、図３（ｃ）に示すように、各水平
線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図
中の符号１４はガードレールである。ところで、通常の
路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、
白線１２は通常の路面に比較して輝度が非常に高いの
で、このように道路の明度を微分すると、通常の路面か
ら白線１２への境界点で輝度変化がプラス、白線１２か
ら通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるよ
うな微分データが得られる。このような微分データの一
例を図３（ｄ）に示す。

【００２１】そして、各水平線１１のデータそれぞれに
ついて、微分値のピークが左からプラス，マイナスの順
に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線１２
として妥当と思われる程度（プラスのピークからマイナ
スのピークまでの間隔が例えば３０ｄｏｔ以内）に納ま
っている組み合わせを白線候補として抽出し、通常は、
図３（ｅ）に示すように、その中点Ｍを白線候補点１５
として保存する。

【００２２】そして、これらの白線候補点１５のうち、
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両が左側通行の場合、探索エリア１０
の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、この
通常の道路面に最も近い白線候補点１５が白線１２と判
断できる。したがって白線１２よりもさらに左側に、ノ
イズの原因となる物体（例えばガードレール１４等）が
存在する場合であっても、カメラ２により撮像された画
像情報から白線１２を確実に認識することができる。

【００２３】そして、図３（ｆ）に示すように、最後に
各水平線データにおける白線候補点１５の上下方向の連
続性を画面の下方から順次検証していく。まず、事前に
前画面での白線１２の上下端間の傾きを計算しておく。
そして、最下点１５Ａを白線１２とすると、一本だけ上
の水平線１１上の候補点１５Ｂが、前回の白線１２の傾
き分±５０ｄｏｔの範囲内（誤差範囲内）に入っている
かを検証する。

【００２４】候補点１５Ｂがこの範囲内に入っていれば
これを白線とし、入っていないときは候補点１５Ｂは却
下されて、上述の傾きから補間計算した座標が白線位置
としてみなされる。そして、この検出を各水平線につい
て同様の作業を行なうことにより、連続した白線１２を
認識することができるのである。このような白線認識の
作業は、所要の周期で継続して行なわれ、その都度白線
１２の認識が更新されるようになっている。

【００２５】走行レーン右端の路側線としての白線１２
Ｒの認識についても、これと同様に行なわれる。ところ
で、上述のように誤差範囲内に収まらない候補点１５が
存在する場合でも、前画面での白線１２の上下端間の傾
きから補間計算することにより白線１２を認識できるよ
うになってはいるが、画面上の候補点１５の多数が誤差
範囲内に収まらずに却下されるような場合は、有効に路
面上の白線を認識できているとは言えず、このような白
線１２に基づいては正確な制御は期待できない。そこ
で、画像情報処理手段３では、一定数以上の候補点１５
が却下された場合は、白線認識が不調であるとして認識
ロスト信号を光軸角目標値算出手段５に出力するように
なっている。ただし、左右の白線１２Ｌ，１２Ｒの何れ
か一方が有効に認識できている場合は、その有効に認識
されている白線１２に基づいて制御が行なえるため、認
識ロスト信号は出力しない。

【００２６】なお、このように白線１２を認識できない
場合としては、路面が濡れている場合や、多数の水溜ま
りが存在する場合がある。このような場合は、光が反射
され易いため路面の輝度が高くなり、白線１２との間の
輝度差が小さくなってしまうため、白線１２と通常の路
面との識別が難しくなるのである。また、白線１２が途
中で破綻していたり不鮮明であったり、白線１２の近傍
に白色に近い表示や物体が存在する場合にも、当然なが
ら白線認識は行なえないことがある。

【００２７】走行レーン推定手段４では、このように各
認識周期で認識された原画像３Ａ上の白線１２Ｒ，１２
Ｌを平面視画像３Ｂに変換して、走行レーン左端の白線
１２Ｌから推定しうる道路中心線ＬＣ_Lと走行レーン右
端の白線１２Ｒから推定しうる道路中心線ＬＣ_Rとに基
づいて、道路中心線ＬＣの推定を行なうようになってい
る。そして、この道路中心線ＬＣに基づいて、道路曲率
算出手段４Ａにより車両前方の走行レーンの道路曲率ρ
を算出するようになっている。

【００２８】道路曲率算出手段４Ａでは、図４（ａ）に
示すように、曲率の異なる複数の照合用円弧パターン３
０が記憶されており、これらの照合用円弧パターン３０
を平面視画像３Ｂ上の道路中心線ＬＣに重ね合わせて一
致するか否か照合するようになっている。照合方法とし
ては、例えば、曲率が０の円弧パターン（即ち、直線）
から順に平面視画像３Ｂ上の道路中心線ＬＣに重ね合わ
せていく。そして、図４（ｂ）に示すように、例えば、
最小二乗法を用いて、画面の下方から順に水平線１１上
における照合用円弧パターン３０と道路中心線ＬＣとの
間の距離（２点間のドット数）を二乗して積算してい
き、最上方の水平線１１まで積算された所でその積算値
を前回照合を行なった照合用円弧パターン３０における
積算値と比較する。

【００２９】このとき、今回の照合用円弧パターン３０
における積算値の方が小さい場合は、再び次の照合用円
弧パターン３０との照合を行なうようになっている。一
方、今回の照合用円弧パターン３０における積算値の方
が大きい場合は、前回の照合用円弧パターン３０が道路
中心線ＬＣと一致する円弧パターンと見なして、この円
弧パターンの曲率を道路曲率ρとするようになってい
る。

【００３０】横ずれ量算出手段４Ｂ，ヨー角算出手段４
Ｃでは、道路中心線ＬＣの画像情報とこの道路中心線Ｌ
Ｃに対する自車両の位置情報とに基づいて、それぞれ横
ずれ量ΔＹ，ヨー角βを算出するようになっている。つ
まり、横ずれ量算出手段４Ｂは、図５に示すように、車
両１に最も近い道路中心線ＬＣ上の地点である第１検出
点（ＬＣ１）と自車両中心線との横方向距離（道路幅方
向、即ちカメラ画像の横方向の距離）を横ずれ量ΔＹと
して算出し、また、ヨー角算出手段４Ｃは、道路中心線
ＬＣの第１検出点（ＬＣ１）における接線と自車両中心
線とがなす角をヨー角βとして算出するようになってい
る。

【００３１】一方、代用道路曲率算出手段２５では、次
のようにして推定道路曲率ρ′を算出するようになって
いる。つまり、車両に作用する遠心力に基づく横加速度
をＧとし、その時の車両の速高速度の大きさをＶとする
と、現在、走行中の道路部分の推定道路曲率ρ′は次式
で算出される。

【００３２】 ρ′＝Ｇ／Ｖ² ・・・・・・・・・・・・・（１）そこで、代用道路曲率算出手段２５では、横加速度Ｇを
横加速度センサ（横加速度検出手段）２１により検出
し、車速センサ（走行速度検出手段）２０により車速
（走行速度）Ｖを検出して、これらの検出値をもとに
（１）式より推定道路曲率ρ′を算出するようになって
いる。

【００３３】次に、先行車両位置算出手段２７における
先行車両位置の算出について説明すると、先行車両位置
算出手段２７では、レーダ２６による検出情報に基づい
て、自車両前方の先行車両位置を検出するようになって
いる。このレーダ２６は車両の前面に方向を少しずつ左
右にずらして複数個そなえられており、各レーダ２６よ
り指向性の高いエネルギ（例えば、レーザ，マイクロ
波，超音波等）が車両前方に向かって常時所定の周期で
発信及び受信されるようになっている。先行車両位置算
出手段２７は、レーダ２６におけるエネルギの発信から
先行車両からの反射エネルギの受信までの時間に基づい
て自車両と先行車両との距離Ｌ_Fを測定するとともに、
反射エネルギを受信したレーダ２６の方向に基づいて自
車両中心線に対する先行車両の偏角θ_Fを測定するよう
になっている。

【００３４】光軸角目標値算出手段５では、まず、上述
のようにして算出される走行レーンの道路曲率ρ又は推
定道路曲率ρ′及び先行車両の距離Ｌ_F，偏角θ_Fに基
づいて縦方向光軸角目標値θ₁，横方向光軸角目標値θ
₂を算出する。即ち、光軸角目標値算出手段５は、図６
（ａ）〜（ｃ）に示すように、自車両（原点）からの距
離Ｌと自車両中心線（縦軸）に対する偏角θとで表され
る極座標系からなるマップを有しており、このマップに
より光軸角目標値θ₁，θ₂を設定するようになってい
る。つまり、このマップ上に任意の点を取ったとき、そ
の点の縦軸に対する偏角θが横方向の光軸角目標値θ₂
となり、また、その点と原点との距離Ｌがヘッドライト
９の照射距離Ｌ_Hとなる。そして、照射距離Ｌ_Hはヘッ
ドライト９の地上高と縦方向の光軸角θ₁とで決まるた
め、このマップ上に照射目標点を取ることにより光軸角
目標値θ₁，θ₂を設定できるようになっている。例え
ば、図６（ａ）〜（ｃ）に示す同心円弧に沿って照射目
標点を取ると、縦方向の光軸角θ₁を一定にしたまま横
方向の光軸角目標値θ₂を変化させることができる。

【００３５】なお、図６（ａ）〜（ｃ）におけるθ_L，
θ_Rはそれぞれ左右方向の横方向の光軸角目標値θ₂の
限界角度であり、円弧Ｌ_max，Ｌ_minはそれぞれ照射距
離Ｌ _Hの最長距離と最短距離とを示している。したがっ
て、光軸角目標値θ₁，θ₂はこれらの限界角度θ_L，
θ_R，円弧Ｌ_max，Ｌ_minで囲まれた扇形の範囲内（ヘ
ッドライト９が照射可能な範囲に該当し、以下、照射可
能範囲Ｓとする）で設定されることになる。なお、最長
照射距離Ｌ_maxは、常に固定でもよく、また、車速Ｖに
応じて変化させてもよい。

【００３６】光軸角目標値算出手段５では、図６（ａ）
〜（ｃ）に示すように、道路曲率算出手段４Ａから入力
される道路中心線ＬＣの道路曲率ρの情報に応じて、マ
ップ上に自車両位置から延びるように（ここでは、自車
両のヨー角や横ずれ量を０と仮定して原点で縦軸に接す
るものとする）曲率ρの円弧を描き、これとともに、先
行車両位置算出手段２７から入力される先行車両の距離
Ｌ_F，偏角θ_Fの情報に基づいて、先行車両が存在する
と、その位置をマップ上にプロットする。この先行車両
位置については、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、マ
ップ上にＬ_F，θ_Fに応じた点Ｃ_Fをとり、この点Ｃ_F
の周りの所定範囲Ａ_F、例えば、点Ｃ_Fを中心とする直
径ｄ_Fの範囲Ａ_Fを先行車両にグレアが発生する範囲と
して設定するようになっている。

【００３７】まず、光軸角目標値算出手段５は、図６
（ａ）に示すように、道路中心線ＬＣと円弧Ｌ_minとの
交点に制御点（ヘッドライトの照射目標点）Ｐの候補点
Ｐ₁をとり、原点０から候補点Ｐ₁までの間にグレア発
生範囲Ａ_Fが存在しないか検証する。この候補点Ｐ₁に
おいてグレア発生範囲Ａ_Fと干渉していなければ、次
は、円弧Ｌ_minよりも僅かに大きい円弧と道路中心線Ｌ
Ｃとの交点を候補点Ｐ₂として、この候補点Ｐ₂におけ
るグレア発生範囲Ａ_Fとの干渉を検証するようになって
いる。そして、このようにして道路中心線ＬＣに沿って
グレア発生範囲Ａ_Fとの干渉を検証していき、道路中心
線ＬＣと円弧Ｌ_maxとの交点Ｐ_maxまで検証するように
なっている。

【００３８】こうして道路中心線ＬＣと円弧Ｌ_minとの
交点から道路中心線ＬＣと円弧Ｌ_ma _xとの交点Ｐ_maxま
で検証してグレア発生範囲Ａ_Fとの干渉がなければ、道
路中心線ＬＣと円弧Ｌ_maxとの交点Ｐ_maxを制御点Ｐと
して決定し、この制御点Ｐに対応して光軸角目標値
θ₁，θ₂を設定するようになっている。このような場
合としては、例えば、先行車両が存在しない場合や、先
行車両が存在しても照射可能範囲Ｓよりも前方を走行し
ていたり、自車両の走行車線よりも外側の走行車線を走
行している場合が該当する。

【００３９】一方、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、
道路中心線ＬＣと円弧Ｌ_minとの交点から道路中心線Ｌ
Ｃに沿って候補点Ｐ_kを移動させ、グレア発生範囲Ａ_F
との干渉を検証していったときに、ある円弧Ｌ_nと道路
中心線ＬＣとの交点に候補点Ｐ_nをとったとき、その候
補点Ｐ_nにおいて、原点０から候補点Ｐ_nまでの間にグ
レア発生範囲Ａ_Fと干渉する部分がある場合は、その円
弧Ｌ_nの一つ前の円弧Ｌ_n-1と道路中心線ＬＣとの交点
Ｐ_n-1を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して光軸角
目標値θ₁，θ₂を設定するようになっている。このよ
うな場合としては、例えば、自車両の走行車線前方に先
行車両が存在する場合〔図６（ｂ）〕や、自車両の走行
車線よりも内側の走行車線を走行している場合〔図６
（ｃ）〕が該当する。

【００４０】なお、図６（ａ）において、道路曲率ρが
大きく、道路中心線ＬＣに沿って候補点Ｐ_kを移動させ
ていったとき、左右の限界角度θ_L，θ_Rに達したとき
は、その点を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して光
軸角目標値θ₁，θ₂を設定するようになっている。つ
まり、この場合は横方向の光軸角目標値θ₂は限界角度
θ_L又はθ_Rとなる。

【００４１】このようにして光軸角目標値θ₁，θ₂の
設定が行なわれるが、実際の走行においては、車両は必
ずしも道路中心線ＬＣ上を走行しているとは限らず、図
５に示すように、道路中心線ＬＣから横ずれしていた
り、道路中心線ＬＣに対して傾いて走行していたりす
る。そこで、光軸角目標値算出手段５は、上述のように
して算出された光軸角目標値θ₁，θ₂の内、特に、横
方向光軸角目標値θ₂を光軸角目標値補正手段５Ａによ
り補正するようになっている。

【００４２】光軸角目標値補正手段５Ａは、横ずれ量算
出手段４Ｂで算出された車両の横ずれ量ΔＹと、ヨー角
算出手段４Ｃで算出された車両が道路中心線ＬＣに対し
てなすヨー角βとに基づき、横方向光軸角目標値θ₂の
補正角ｄθを決定する。つまり、補正角ｄθは次式のよ
うに表される。ｄθ＝β−ΔＹ／Ｌ・・・・・・・・・・・・・（２）そして、光軸角目標値補正手段５Ａは、この補正角ｄθ
を横方向光軸角目標値θ₂から除算することにより、車
両の道路中心線ＬＣに対する横ずれ及び傾きに応じた補
正を行なうになっている。

【００４３】光軸角目標値算出手段５は、このようにし
て設定された横方向光軸角目標値θ ₂と、縦方向光軸角
目標値θ₁とをコントローラ７へ入力するようになって
いる。ところで、画像情報処理手段３による白線認識が
不調のときは、画像情報処理手段３から光軸角目標値算
出手段５へ認識ロスト信号が入力されるが、この認識ロ
スト信号が入力されている間は、道路曲線ρは精度の低
い道路中心線ＬＣの情報に基づいて算出されるため正確
に道路中心線の曲率を表しているとは言いがたい。した
がって、この道路曲線ρに基づいて横方向光軸角目標値
θ₂を算出してコントローラ７へ出力しても、有効に道
路中心線ＬＣに沿った光軸制御を行なえない可能性が大
きい。

【００４４】そこで、光軸角目標値算出手段５は、画像
情報処理手段３から認識ロスト信号が入力されると、光
軸角目標値算出手段５の機能要素である切替手段５Ｂに
よって、道路曲率算出手段４Ａで算出された道路曲率ρ
に基づいた横方向光軸角目標値θ₂の算出から、代用道
路曲率算出手段２５で算出された推定道路曲率ρ′に基
づいた横方向光軸角目標値θ₂の算出へと切り替えるよ
うになっている。

【００４５】また、光軸角目標値補正手段５Ａにおける
補正角ｄθも、画像情報に基づいて算出されているため
認識ロスト信号が入力されている間はその精度に欠け、
適切な補正が行なえるとは言いがたい。このため、光軸
角目標値算出手段５は、認識ロスト信号が入力されてい
る間は、光軸角目標値補正手段５Ａによる横方向光軸角
目標値θ₂の補正を中止するようになっている。

【００４６】なお、道路曲率ρと推定道路曲率ρ′との
誤差により、道路曲率算出手段４Ａから代用道路曲率算
出手段２５への切り替え時には横方向光軸角目標値θ₂
は急激に変化する可能性がある。このような場合、ドラ
イバは違和感を感じる虞があるが、これに対しては図１
に示すように、光軸角目標値算出手段５とコントローラ
７との間に介装されたローパスフィルタ６により平滑化
処理することで対処している。また、光軸角目標値補正
手段５Ａによる補正を中止する際も、突然補正角ｄθを
０にするのではなく、徐々に補正角ｄθの大きさを０に
近づけていくことにより、横方向光軸角目標値θ₂の急
激な変化を防止するようになっている。

【００４７】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッ
ドライトの配光制御装置は、上述のように構成されてい
るので、配光制御の処理は、例えば図７に示すように行
なわれる。まず、先行車両位置算出手段２７により、レ
ーダ２６を介して先行車両を検出し、レーダ２６からの
情報を基に先行車両の位置、即ち、先行車両と自車両と
の距離Ｌ_Fと先行車両の自車両中心線に対する偏角θ_F
とを算出する（ステップＳ１０）。

【００４８】先行車両との距離Ｌ_F，偏角θ_Fが算出さ
れると、次は、画像情報処理手段３により、カメラ２か
ら入力される車両前方の画像情報を適宜処理して前方道
路上の左右の白線位置の認識を行なう（ステップＳ２
０）。このとき、白線位置を有効に認識できた場合はス
テップＳ３０〜Ｓ５０の処理を行ない、有効に白線位置
を認識できなかった場合（即ち、白線認識ロスト状態）
では、ステップＳ７０〜８０の処理を行なう。

【００４９】まず、白線位置を有効に認識できた場合
は、この白線位置画像情報を基に、道路曲率算出手段４
Ａにより道路曲率ρを算出する（ステップＳ３０）。つ
まり、図２に示すように、走行レーン推定手段４は、画
像情報処理手段３で認識された原画像３Ａ上の白線１２
Ｒ，１２Ｌを鉛直上方から見たような平面視画像３Ｂに
変換して、走行レーン左端の白線１２Ｌから推定しうる
道路中心線ＬＣ_Lと走行レーン右端の白線１２Ｒから推
定しうる道路中心線ＬＣ_Rとに基づいて、道路中心線Ｌ
Ｃの推定を行なう。

【００５０】そして、道路中心線ＬＣが推定されると、
道路曲率算出手段４Ａは、照合用円弧パターン３０をこ
の道路中心線ＬＣに順次重ね合わせていく。そして、図
４（ｂ）に示すように、各照合用円弧パターン３０につ
いて、画面の下方から順に水平線１１上における照合用
円弧パターン３０と道路中心線ＬＣとの間の距離（２点
間のドット数）を二乗して積算していき、最上方の水平
線１１まで積算された所でその積算値を前回照合を行な
った照合用円弧パターン３０における積算値と比較す
る。このとき、今回の照合用円弧パターン３０における
積算値の方が大くなった場合は、前回の照合用円弧パタ
ーン３０が道路中心線ＬＣと一致する円弧パターンと見
なして、この円弧パターンの曲率を道路曲率ρとする。

【００５１】こうして、先行車両との距離Ｌ_F，偏角θ
_Fに加え道路曲率ρが算出されると、光軸角目標値算出
手段５は、これらの情報を基に光軸角目標値θ₁，θ₂
を算出する（ステップＳ４０）。即ち、光軸角目標値算
出手段５は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、道路曲
率算出手段４Ａからの道路中心線ＬＣの道路曲率ρの入
力に応じて、マップ上に原点で縦軸に接する曲率ρの円
弧（道路中心線ＬＣ）を描く。そして、先行車両位置算
出手段５から先行車両の距離Ｌ_F，偏角θ_Fが入力され
ると、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、マップ上にＬ
_F，θ_Fに応じた点Ｃ_Fをとり、この点Ｃ _Fの周りにグ
レア発生範囲Ａ_Fを設定する。

【００５２】まず、光軸角目標値算出手段５は、図６
（ａ）に示すように、道路中心線ＬＣと円弧Ｌ_minとの
交点に制御点Ｐの候補点Ｐ₁をとり、原点０から候補点
Ｐ₁までの間にグレア発生範囲Ａ_Fが存在しないか検証
する。この候補点Ｐ₁においてグレア発生範囲Ａ_Fとの
干渉がなければ、次は、円弧Ｌ_minよりも僅かに大きい
円弧と道路中心線ＬＣとの交点を候補点Ｐ₂とし、この
候補点Ｐ₂におけるグレア発生範囲Ａ_Fとの干渉を検証
する。こうして、道路中心線ＬＣに沿って順次グレア発
生範囲Ａ_Fとの干渉を検証していき、道路中心線ＬＣと
円弧Ｌ_maxとの交点Ｐ_maxまで検証してグレア発生範囲
Ａ_Fとの干渉がなければ、道路中心線ＬＣと円弧Ｌ_max
との交点Ｐ_maxを制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応し
て光軸角目標値θ₁，θ₂を設定する。

【００５３】また、道路中心線ＬＣに沿ってグレア発生
範囲Ａ_Fとの干渉を検証していったとき、ある円弧Ｌ_n
と道路中心線ＬＣとの交点に候補点Ｐ_nをとったとき、
その候補点Ｐ_nにおいて、原点０から候補点Ｐ_nまでの
間にグレア発生範囲Ａ_Fと干渉する部分がある場合は、
その円弧Ｌ_nの一つ前の円弧Ｌ_n-1と道路中心線ＬＣと
の交点Ｐ_n-1を制御点Ｐとし、この制御点Ｐに対応して
光軸角目標値θ₁，θ ₂を設定する。

【００５４】こうして光軸角目標値θ₁，θ₂が設定さ
れると、光軸角目標値算出手段５の機能要素である光軸
角目標値補正手段５Ａは、横ずれ量算出手段４Ｂ，ヨー
角算出手段４Ｃによりそれぞれ算出された道路中心線Ｌ
Ｃに対する横ずれ量ΔＹ，ヨー角βに基づいて前記の
（２）式から補正角ｄθを算出し横方向光軸角目標値θ
₂を補正する（ステップＳ５０）。

【００５５】コントローラ７は、こうして得られた横方
向光軸角目標値θ₂と縦方向光軸角目標値θ₁とに基づ
いて光軸アクチュエータ８を作動させる（ステップＳ６
０）。一方、ステップＳ２０において有効に白線位置を
認識できなかった場合、つまり、画像情報処理手段３に
おける白線認識処理において、白線１２の候補点１５の
一定数以上がその誤差範囲内に収まらない状態となり却
下された場合は、画像情報処理手段３から光軸角目標値
算出手段５へロスト信号が入力される。光軸角目標値算
出手段５の機能要素である切替手段５Ｂは、このロスト
信号の入力に応じて道路曲率算出手段４Ａから代用道路
曲率算出手段２５へと道路曲率の算出手段を切り替える
（ステップＳ２０）。

【００５６】代用道路曲率算出手段２５は、実際に車両
１に作用する横加速度Ｇ，車速Ｖをそれぞれ横加速度セ
ンサ２１，車速センサ２０で検出し、検出された横加速
度Ｇ，車速Ｖに基づいて前記の（１）式より推定道路曲
率ρ′を推定する（ステップＳ７０）。光軸角目標値算
出手段５は、この推定道路曲率ρ′と先行車両位置算出
手段２７で算出された先行車両との距離Ｌ_Fと偏角θ_F
とに基づいて光軸角目標値θ₁，θ₂を算出する（ステ
ップＳ８０）。

【００５７】つまり、光軸角目標値算出手段５は、ステ
ップＳ４０の処理において、道路曲率算出手段４Ａから
の道路曲率ρの入力の代わりに代用道路曲率算出手段２
５からの推定道路曲率ρ′の入力に応じて、マップ上に
原点で縦軸に接する曲率ρ′の円弧（道路中心線ＬＣ）
を描くとともに、先行車両位置算出手段５からの距離Ｌ
_F，偏角θ_Fの入力に応じてマップ上にグレア発生範囲
Ａ_Fを設定する。

【００５８】そして、円弧Ｌ_minとの交点から円弧Ｌ
_maxとの交点まで道路中心線ＬＣに沿って、原点と道路
中心線ＬＣ上の候補点Ｐ_k とを結ぶ直線がグレア発生範
囲Ａ_Fと干渉しないか検証していき、干渉がなければ道
路中心線ＬＣと円弧Ｌ_minとの交点を制御点Ｐとし、途
中で干渉があればその一つ手前の円弧と道路中心線ＬＣ
との交点を制御点Ｐとして、その制御点Ｐに対応して光
軸角目標値θ₁，θ₂を設定する。

【００５９】なお、画像情報処理手段３の白線認識が不
調な場合は、光軸角目標値補正手段５Ａにおける補正角
ｄθも画像情報に基づいて算出されているため精度に欠
け、適切な補正が行なえるとは言いがたいので、光軸角
目標値算出手段５は、認識ロスト信号が入力されている
間は、光軸角目標値補正手段５Ａによる横方向光軸角目
標値θ₂の補正を中止する。そして、光軸角目標値補正
手段５Ａによる補正を中止する際は、突然補正角ｄθを
０にするのではなく、徐々に補正角ｄθの大きさを０に
近づけていく。

【００６０】こうして、光軸角目標値θ₁，θ₂が算出
されると、コントローラ７は、ヘッドライト９の光軸角
が、算出された光軸角目標値θ₁，θ₂に一致するよう
に、光軸アクチュエータ８を作動させる（ステップＳ６
０）。このように、本配光制御装置によれば、カメラ２
からの道路画像情報を基に画像情報処理手段３で認識さ
れた道路上の白線から道路中心線ＬＣを推定し、この推
定された道路中心線ＬＣに基づき算出された道路曲率ρ
に応じて光軸角目標値θ₁，θ₂を算出しているので、
車両前方の走行車線のカーブ状況に関わらず的確に道路
中心線上を照射することができるという利点がある。

【００６１】そして、車両前方に先行車両が存在する場
合は、レーダ２６からのレーダ情報をもとに先行車両位
置算出手段２７が先行車両の自車両に対する位置を算出
し、この算出された先行車両位置と画像情報から推定さ
れた道路中心線ＬＣとを対照させながら光軸角目標値θ
₁，θ₂を算出するので、先行車両にグレアを発生させ
ることなく道路中心線上の最遠方の地点を照射するよう
にヘッドライト９の光軸角目標値を制御することができ
るという利点がある。

【００６２】なお、先行車両位置の検出に関しては、本
実施形態のようにレーダ２６による検出のみならず、カ
メラ２で得られた車両前方の道路画像情報に基づいて算
出してもよい。つまり、図８に示すように、カメラ２に
より車両前方の範囲の白黒画像情報を取り込んだとき、
先行車両４０のテールランプ４０Ｒ，４０Ｌは、通常の
路面よりりも輝度が断然高く、また白線１２Ｒ，１２Ｌ
に対しても輝度が非常に高い。このため、ある一定値の
輝度を閾値として２値化処理することにより、先行車両
４０のテールランプ４０Ｒ，４０Ｌを認識することがで
きる。したがって、こうして認識された左右のテールラ
ンプ４０Ｒ，４０Ｌの中心４０Ｃを先行車両の中心位置
とみなし、この先行車両中心４０Ｃの自車両１に対する
位置を計測することにより、自車両１との距離Ｌ_Fと自
車両中心線に対する偏角θ_Fとを算出することができる
のである。

【００６３】また、自車両の道路中心線に対する位置姿
勢、即ち、横ずれ量ΔＹ，ヨー角βも、画像情報に基づ
いて把握することができるので、道路曲率ρに基づき算
出される光軸角目標値θ₁，θ₂をこれらの横ずれ量Δ
Ｙ，ヨー角βに応じて補正することにより、車両の道路
中心線に対する位置姿勢に係わらず、常に道路中心線上
を的確に照射するようヘッドライト９の光軸角を制御す
ることができるという利点がある。

【００６４】さらに、画像情報処理手段３における白線
認識が不調の場合、例えば、路面が濡れている場合や、
路面上に多数の水溜まりが存在する場合、又は白線が途
中で破綻していたり不鮮明でる場合等には、画像情報に
基づき道路曲率算出手段４Ａで算出される道路曲率ρに
代えて、横加速度Ｇと車速Ｖとに基づき代用道路曲率算
出手段２５で算出される推定道路曲率ρ′を光軸角目標
値θ₁，θ₂の算出に代用するので、道路状態による白
線認識の不調により配光制御が不連続になりドライバが
違和感を感じることを防止することができるという利点
がある。

【００６５】なお、代用道路曲率算出手段２５では、横
加速度センサ２１により直接横加速度Ｇを検出する他、
ドライバがハンドルを操舵する際の操舵角αに基づいて
横加速度Ｇを算出し、この算出した横加速度Ｇに基づい
て推定道路曲率ρ′を算出することもできる。即ち、車
両の図示しないステアリングシャフトに操舵角センサ２
２をそなえ、この操舵角センサ２２によりハンドルの操
舵角αを検出し、車速センサ２０で検出した車速Ｖとと
もに次式により横加速度Ｇを算出する。

【００６６】Ｇ＝〔α／（ｎ×ｇ）〕×（Ｖ²／ｗｂ）／（１＋ａ×Ｖ²）・・（３）そして、この（３）式を前記の（１）式に代入すること
により、推定道路曲率ρ′が算出される。ただし、ｎ，
ｇ，ｗｂ，ａはそれぞれギヤ比，重力加速度，ホイール
ベース，スタビリティファクタを示す固定値である。さ
らに、本発明は上述した実施形態に限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができる。

【００６７】例えば、上記実施形態では、光軸角目標値
θ₁，θ₂の設定にあたり、図６（ａ）〜（ｃ）に示す
ように、自車両が走行車線に対してヨー角や横ずれ量が
０、即ち、自車両が走行車線の道路中心線ＣＬ上を走行
しているものと仮定して、マップ上に道路中心線ＣＬに
対応する円弧を自車両中心線に接するように描き、この
円弧上に照射目標の候補点Ｐ_kをとって制御点（照射目
標点）Ｐを設定し、この制御点Ｐに基づいて設定した光
軸角目標値θ₁，θ₂をヨー角や横ずれ量で補正するよ
うにしているが、制御点Ｐの設定段階から自車両のヨー
角や横ずれ量を加味するようにしてもよい。

【００６８】つまり、マップ上に道路中心線ＣＬに対応
する円弧を描く際に、自車両のヨー角や横ずれ量に基づ
いて円弧の位置や角度を補正するようにして、マップ上
に描く道路中心線ＣＬに対応する円弧が、実際の自車両
と道路中心線ＣＬとの相対関係に応じるようにするので
ある。このような円弧に基づいて候補点Ｐ_kをとって制
御点Ｐを設定し、この制御点Ｐに基づいて光軸角目標値
θ₁，θ₂を設定すれば、光軸角目標値θ₁，θ₂をそ
の後補正することなくそのまま制御に使用することがで
きる。

【００６９】また、本実施形態では、道路中心線の道路
曲率ρをカメラ２で得られた画像情報に基づいて算出し
ているが、例えば道路側に道路中心線の道路曲率情報を
発する情報発信手段をそなえ、車両側にこの道路曲率情
報を受信する情報受信手段をそなえるようにして、路車
間通信により道路曲率情報を得て、光軸角目標値θ₁，
θ₂の設定を行なうようにしてもよい。

【００７０】この場合の情報の伝達は、電波によるもの
でもよいが、道路側の白線に道路曲率情報を含ませてお
き、車両１側のカメラ２でとらえた画像情報の処理過程
で画像情報からこの道路曲率情報を抽出しこうして得た
道路曲率情報に基づいて光軸角目標値θ₁，θ₂の設定
を行なうようにしてもよい。さらに、道路側に磁気ネイ
ルを備える場合には、この磁気ネイルに道路曲率情報を
含ませておき、車両側の磁気センサでとらえた磁気情報
の処理過程で磁気情報からこの道路曲率情報を抽出して
光軸角目標値θ₁，θ₂の設定を行なうようにしてもよ
い。

【００７１】また、予め道路位置情報を記憶手段に記憶
しておき、ＧＰＳや自律航法により車両の位置情報を検
出するようにして、検出した車両の位置情報と記憶され
た道路位置情報とから自車両に対する走行レーンの情報
を得るようにしてもよい。なお、このような場合でも、
常に路車間通信が可能とは限らず、道路状態により道路
側から道路曲率情報を得ることができなくなる場合もあ
るが、その場合は、前述のように車両に作用する横加速
度Ｇや車速Ｖ等から道路曲率を推定することにより対処
することができる。

【００７２】さらに、先行車両の位置検出においても、
本実施形態では、レーダ２６によるレーダ情報に基づい
て自車両に対する先行車両の距離Ｌ_Fと偏角θ_Fとを算
出しているが、例えば車両の前部及び後部に車両情報を
発する情報発信手段とそれを受信する受信手段とをそな
え、車両間通信によりお互いの位置を把握するようにし
てもよい。また、この場合、車両間通信情報に車両のサ
イズやバックミラーの高さ等のグレア発生に関する情報
も含め、より的確に光軸角目標値θ₁，θ₂の設定を行
なうようにしてもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の自動車用
ヘッドライトの配光制御装置によれば、道路曲率算出手
段で算出された車両前方の走行車線の道路曲率に応じて
縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標値を設定して
いるので、カーブ状況に関わらず的確に道路中心線上を
照射することができる。

【００７４】そして、車両前方に先行車両が存在する場
合は、先行車両検出手段からの検出情報をもとに先行車
両位置算出手段が先行車両の自車両に対する位置を算出
し、この算出された先行車両位置と道路曲率算出手段で
算出された道路曲率とに基づき縦方向光軸角目標値及び
横方向光軸角目標値を算出するので、先行車両にグレア
を発生させることなく走行車線上の最遠方の地点を照射
するようにヘッドライトの縦方向光軸角及び横方向光軸
角を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドラ
イトの配光制御装置の構成を模式的に示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識の
ための画像処理を説明する図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識を
（ａ）〜（ｆ）の順で説明する模式図である。

【図４】走行レーンの道路曲率の算出について説明する
ための説明図であり、（ａ）は道路曲率算出のための照
合用円弧パターンを示す図、（ｂ）は照合例を示す図で
ある。

【図５】横ずれ量とヨー角の算出について説明するため
の説明図である。

【図６】先行車両位置と道路曲率とに基づいた光軸角目
標値の算出について説明するための説明図であり、
（ａ）は先行車両が存在しない場合、（ｂ）は自車両が
走行する走行車線上に先行車両が存在する場合、（ｃ）
はカーブ内側の隣車線上に先行車両が存在する場合を示
している。

【図７】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドラ
イトの配光制御装置の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図８】画像情報に基づく自車両に対する先行車両の相
対位置の算出について説明するための説明図である。

【符号の説明】

２カメラ３画像情報処理手段４走行レーン推定手段４Ａ道路曲率算出手段４Ｂ横ずれ量算出手段４Ｃヨー角算出手段５光軸角目標値算出手段５Ａ光軸角目標値補正手段５Ｂ切替手段６ローパスフィルタ７コントローラ（制御手段）８光軸アクチュエータ９ヘッドライト２０横加速度センサ２１車速センサ２２操舵角センサ２５代用道路曲率算出手段２６レーダ（先行車両検出手段）２７先行車両位置算出手段ＬＣ道路中心線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両前方の走行車線のカーブ状況に応
じてヘッドライトの光軸角を光軸アクチュエータを介し
て調整する自動車用ヘッドライトの配光制御装置であっ
て、該自車両前方の先行車両の存在を検出する先行車両検出
手段と、該先行車両検出手段の検出情報に基づいて該自車両に対
する該先行車両の相対位置を算出する先行車両位置算出
手段と、該自車両の走行する走行車線の道路曲率を算出する道路
曲率算出手段と、該先行車両位置算出手段で算出された該先行車両の相対
位置と該道路曲率算出手段で算出された該道路曲率とに
基づいて縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標値を
算出する光軸角目標値算出手段と、該ヘッドライトの縦方向光軸角及び横方向光軸角が該光
軸角目標値算出手段で算出された該縦方向光軸角目標値
及び該横方向光軸角目標値と等しくなるように該光軸ア
クチュエータを制御する制御手段とをそなえたことを特
徴とする、自動車用ヘッドライトの配光制御装置。