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JP3690099B2 - Light distribution control device for automotive headlights - Google Patents

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JP3690099B2
JP3690099B2 JP782398A JP782398A JP3690099B2 JP 3690099 B2 JP3690099 B2 JP 3690099B2 JP 782398 A JP782398 A JP 782398A JP 782398 A JP782398 A JP 782398A JP 3690099 B2 JP3690099 B2 JP 3690099B2
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To irradiate the running lane of the frontside of a vehicular travel direction precisely, regardless of the road state and the position and direction for a vehicular running lane, on the light distribution control device of the head light for automobile. SOLUTION: The white line on a road is recognized from the road image information of a vehicular frontside by a white line recognition means 3 and the running lane in which own vehicle is running is estimated based on the recognized white line by a running lane estimation means 4. The road curvature of the running lane estimated by the running lane estimation means 4 is calculated by a road curvature calculation means 4A and the side shift amount the vehicular running position from the standard position of the running lane is calculated by a side shift amount calculation means 4B and the yaw angle of the own vehicle center line for the running lane is calculated by a yaw angle calculation means 4C. A optical axis angle target value is calculated base on the calculated road curvature by a optical axis angle target value calculation means 5 and the calculated optical axis angle target value is corrected based on the side shift amount and yaw angle by a optical axis angle target value correction means 5A. The optical axis angle of a head light 9 is adjusted so as to be equal to this corrected optical axis angle target value through a optical axis actuator 8 by a control means 7.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路のカーブ状況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、特開平7−232589号公報に開示されている技術は、同様に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ものであるが、この技術では、加速度センサと車速センサとを用いて車両の横方向の加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横方向の光軸角を変化させるようになっている。
【0005】
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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、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配光制御装置として、上述のようにカーブを走行しているときの自車両の角速度や横加速度からカーブ半径(又は曲率)を推定する手法では、その時点で走行しているカーブ情報は得られるが、これから走行しようとする自車両前方の道路(即ち、ヘッドライトを照射したい道路部分)のカーブ状況についての情報は得られない。そこで、カメラ等による画像情報入力手段を通じて車両前方の道路画像を取込み、この画像情報に基づいて走行車線を推定し、推定した走行車線情報からカーブ半径を算出することが考えられる。
【0007】
この場合、車両が走行車線に沿って走行している場合は、算出されたカーブ半径に応じてヘッドライトの横方向の光軸角を設定することにより走行車線を照らすことができるが、実際は、車両が常に走行車線に沿って走行しているとは限らず、カーブ半径に応じて算出された光軸角に設定しただけでは、的確に走行車線を照らすことができない。
【0008】
そこで、車両の走行車線に対する位置関係に関わらず、常に走行車線上を的確に照射できるようヘッドライトの光軸角を制御したい。
また、画像情報に基づく走行車線の推定は、道路画像上の道路白線をもとに推定するものが一般的であるが、これは、通常の路面は輝度が低く、輝度変化も小さいのに対して、白線は通常の路面に比較して輝度が非常に高いので、道路の明度差に着目することにより容易に白線を認識できるからである。
【0009】
ところが、道路状況により、例えば、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は、光が反射され易いため路面の輝度が高くなり、白線との間の輝度差が小さくなってしまう。このような場合、白線と通常の路面との識別が難しくなり、白線の認識精度が低下して正確にカーブ半径を算出することはできない。そして、このような不正確なカーブ半径に基づきヘッドライトの光軸角を制御しても、的確に走行車線を照射することはできず、また、制御が不安定になりドライバに視覚的に違和感を与える虞がある。
【0010】
ここで、白線認識が不調になった時は、画像情報に基づくヘッドライトの配光制御を中止して光軸を通常の位置に戻すことも考えられるが、制御が不連続となるためドライバに違和感を与えることは避けられず、特に、断続的に白線認識が不調になるような場合はドライバに与える違和感は大きい。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、道路状況や車両の走行車線に対する位置,方向にかかわらず的確に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。
【0011】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置では、撮像手段によって自車両前方の道路情報を撮像し、この撮像された車両の前方の道路画像情報から、白線認識手段により道路上の白線を認識し、ここで認識された白線に基づいて走行車線推定手段により自車両の走行する走行車線の自車両に対する相対位置としての走行車線の道路中心線を推定する。
【0012】
そして、道路曲率算出手段が、走行車線推定手段で推定された走行車線の道路中心線の曲率を算出し、横ずれ量算出手段が、推定された走行車線の道路中心線からの車両中心線の横ずれ量を算出し、ヨー角算出手段で推定された走行車線の道路中心線に対する自車両中心線のヨー角を算出する。
光軸角目標値算出手段では、道路曲率算出手段により算出された道路中心線の曲率に基づいて光軸角目標値を算出し、光軸角目標値補正手段で、光軸角目標値横ずれ量算出手段で算出された横ずれ量とヘッドライトの照射距離との比を加算し、ヨー角算出手段で算出されたヨー角を減算して補正する。
【0013】
そして、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光軸角がこの補正された光軸角目標値に等しくなるよう調整する。
これにより、車両の走行車線に対する位置姿勢に関わらず、走行車線の道路中心線に沿ってヘッドライトの光軸が調整される。
また、請求項2記載の本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置では、白線認識手段における白線認識が不調の場合は、この白線に基づいて道路曲率算出手段により算出される道路曲率の精度も不安定になるが、このときには、横加速度検出手段により車両に加わる横加速度を検出し、走行速度検出手段により車両の走行速度を検出する。
【0014】
そして、光軸角目標値算出手段では、道路曲率算出手段により算出される道路曲率に代えて、横加速度検出手段と走行速度検出手段とによりそれぞれ検出した横加速度と走行速度とに基づいて推定される推定道路曲率に基づき光軸角目標値を算出する。
これにより、白線認識の不調の場合でも制御の連続性が保たれ、ドライバに違和感を与えることなくヘッドライトの光軸制御を行なえる。
また、請求項3記載の本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置では、白線認識手段における白線認識が不調であるときには、白線認識手段により光軸角目標値算出手段へ認識ロスト信号が出力され、光軸角目標値算出手段では光軸角目標値の補正が中止される。
これにより、光軸角目標値の設定において道路状態の影響が除去され、安定した光軸制御を行われる。
また、請求項4記載の本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置では、制御手段と光軸角目標値算出手段との間に介装されたローパスフィルタにより、光軸角目標値の時間変化が平滑化される。
これにより、光軸の不自然な変動によってドライバが違和感を感じることが防止される。
また、請求項5記載の本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置では、光軸角目標値算出手段により、白線認識手段からの認識ロスト信号が入力されると、光軸角目標値が徐々に0に近づけられる。
これにより、光軸の不自然な変動によるドライバの違和感が防止される。
【0015】
【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7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(画像情報入力手段)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(白線認識手段)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。
【0016】
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(走行車線推定手段)4内の機能要素としてそなえられている。
【0017】
さらに、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′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。なお、本実施例においては、縦方向光軸角目標値θ1 はドライバの手動調整(例えば、ハイビーム/ロービームの2段階調整)により設定されるようになっている。
【0018】
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4B,ヨー角算出手段4C),代用道路曲率算出手段25,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。
まず、走行レーンの道路曲率ρの算出について説明する。
【0019】
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。
【0020】
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50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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
走行レーン右端の路側線としての白線12R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。
【0027】
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。
【0028】
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,12L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LCL と走行レーン右端の白線12Rから推定しうる道路中心線LCR 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。
【0029】
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30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。
【0030】
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。
【0031】
横ずれ量算出手段4B,ヨー角算出手段4Cでは、道路中心線LCの画像情報とこの道路中心線LC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。
【0032】
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、その時の車両の走行速度の大きさを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。
【0033】
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。
【0034】
光軸角目標値算出手段5では、上述のようにして算出される走行レーンの道路曲率ρや横ずれ量ΔY,ヨー角β及び推定道路曲率ρ′に基づいて光軸角目標値θ1 ,θ2 (=θ2′)を算出する。なお、横方向光軸角目標値θ2はこの後補正を施すので、補正前と補正後とを区別する場合は、補正前の目標値についてはθ2′と表記する。
即ち、図6に示すように、車両が道路曲率ρの道路中心線LCに沿って走行しながら車両前方の道路中心線LC上を照らそうとした場合、ヘッドライト9の照射距離をLとすると、横方向の光軸角目標値θ2 は、例えば次式で表すことができる。
【0035】
θ2 ≒ρ×L/2 ・・・・・・・・・・・・・(2)
なお、照射距離Lはヘッドライト9の縦方向光軸角目標値θ1 により決まる距離であり、縦方向光軸角目標値θ1 が変化する場合、例えば、ドライバ操作によりハイ/ローと切り替わる場合は、それに応じて照射距離Lも変化するようになっている。
【0036】
したがって、光軸角目標値算出手段5は、まず、ドライバの切り替え操作等により縦方向光軸角目標値θ1 が決まると、この縦方向光軸角目標値θ1 で決まる照射距離Lと画像情報に基づいて算出された道路曲率ρとから(2)式を用いて横方向光軸角目標値θ2 を決定するようになっている。
しかしながら、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。
【0037】
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 ・・・・・・・・・・・・・(3)
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。つまり、横方向光軸角目標値θ2′は次式のように補正される。
【0038】
θ2 =θ2′−dθ ・・・・・・・・・・・・・(4)
光軸角目標値算出手段5は、このようにして補正された横方向光軸角目標値θ2 と、ドライバの手動操作により設定された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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
つまり、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を認識し(ステップS10)、白線位置を有効に認識できた場合はステップS20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)は、ステップS50の処理を行なう。
【0043】
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4Aにより道路曲率ρを算出し、この道路曲率ρに基づいて光軸角目標値算出手段5Aにより横方向光軸角目標値θ2 を算出する(ステップS20)。そして、同じく画像情報に基づいて横ずれ量算出手段4B,ヨー角算出手段4Cによりそれぞれ横ずれ量ΔY,ヨー角βを算出し、これらの横ずれ量ΔY,ヨー角βに基づいて光軸角目標値補正手段5Aにより横方向光軸角目標値θ2 の補正を行なう(ステップS30)。一方、有効に白線位置を認識できなかった場合は、車両の横加速度Gやドライバの操作等に基づいて代用道路曲率算出手段4Aにより推定道路曲率ρ′を算出し、この推定道路曲率ρ′に基づいて光軸角目標値算出手段5Aにより横方向光軸角目標値θ2 を算出する(ステップS50)。そして、ヘッドライト9の光軸角目標値が、算出された横方向光軸角目標値θ2 及びドライバ操作で設定された縦方向光軸角目標値θ1 に一致するように、コントローラ7を通じて、光軸アクチュエータ8を作動させる(ステップS40)。
【0044】
ここで、横方向光軸角目標値θ2 の算出について詳細に説明すると、まず、道路曲率ρを算出する必要がある。本装置では、まず、画像情報処理手段3により、図2に示すように、カメラ2から取り込んだ車両前方道路の原画像3Aを処理して左右の道路白線12R,12Lの認識を行なう。そして、走行レーン推定手段4により、画像情報処理手段3で認識された原画像3A上の白線12R,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LCL と走行レーン右端の白線12Rから推定しうる道路中心線LCR とに基づいて、道路中心線LCの推定を行なう。
【0045】
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。
つまり、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30を記憶しており、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。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。
【0046】
また、このとき横ずれ量算出手段4B,ヨー角算出手段4Cは、道路中心線LCの画像情報と道路中心線LC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。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。
【0047】
こうして道路曲率算出手段4A,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曲率ρ,横ずれ量ΔY,ヨー角βに基づき、光軸角目標値算出手段5は横方向光軸角目標値θ2 を算出する。
まず、光軸角目標値算出手段5は、道路曲率算出手段4Aで算出された道路曲率ρとドライバの手動操作で設定された縦方向光軸角目標値θ1 で決まる照射距離Lとに基づき、前記の(2)式を用いて横方向光軸角目標値θ2 を算出する。
【0048】
しかしながら、実際の走行においては、車両は必ずしも道路中心線上を走行しているとは限らず、道路中心線から横ずれしていたり、道路中心線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LCに対する横ずれ量ΔY,ヨー角βに基づいて横方向光軸角目標値θ2 を補正する。
【0049】
つまり、光軸角目標値補正手段5Aは、横ずれ量ΔY,ヨー角βに基づき、前記の(3)式により横方向光軸角目標値θ2の補正角dθを決定し、前記の(4)式に示すように補正角dθを横方向光軸角目標値θ2から算することにより、車両の道路中心線に対する横ずれ及び傾きに応じた横方向光軸角目標値θ2の補正を行なう。
【0050】
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、これにより、車両が走行レーン上をどのように走行している場合でも、即ち、道路中心線からの横ずれやヨー角に関わらず、ヘッドライト9から照射される光は、常に車両前方の道路中心線上を照らすようになるのである。
【0051】
また、縦方向光軸角目標値θ1 が変化したとき、例えば、ドライバがヘッドライト9の縦方向の光軸をハイからローへ操作した場合等でも、縦方向光軸角目標値θ1 から算出される照射距離Lに応じて横方向光軸角目標値θ2 も変化するので、このような場合でも常に車両前方の道路中心線上を照らすことができる。
ところで、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は、光が反射され易いため路面の輝度が高くなり、白線との間の輝度差が小さくなってしまうため、白線と通常の路面との識別が難しくなる。また、白線が途中で破綻していたり不鮮明であったり、白線の近傍に白色に近い表示や物体が存在する場合には、白線認識を行うことはできない。このような場合、画像情報処理手段3における白線認識処理においては、白線12の候補点15の多数がその誤差範囲内に収まらない状態となり、候補点15からの白線12の認識が行なえず、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の認識を行なう。
【0052】
しかしながら、このように画面上の候補点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、このような精度の低い白線情報に基づいて道路曲率ρを算出したとしても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、有効に道路中心線に沿った光軸制御を行なえない可能性が大きい。
【0053】
そこで、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。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せず、左右の白線12L,12Rの両方が認識できないときのみ認識ロスト信号を出力する。
【0054】
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により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により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。
【0055】
この代用道路曲率算出手段25は、道路曲率算出手段4Aが走行レーン推定手段4で推定された道路中心線LCに基づいて道路曲率ρを算出するのに対し、実際に車両1に作用する横加速度Gと車速Vと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′を推定するので、画像情報処理手段3の白線認識の状態に関係なく光軸制御を行なうことができる。このため、画像情報処理手段3の白線認識が不調な場合に、代用道路曲率算出手段25に切り替えて推定道路曲率ρ′を算出し、この推定道路曲率ρ′から横方向光軸角目標値θ2 を算出することにより、道路状態により光軸制御が不安定になることを防止することができる。
【0056】
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22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。
【0057】
G=〔α/(n×g)〕×(V2 /wb)/(1+a×V2 )・・(5)
そして、この(5)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。 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 が不自然に変動する可能性があるが、これに対しては、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おり、光軸の不自然な変動によるドライバの違和感を防止することができる。
【0058】
また、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。これにより、横方向光軸角目標値θ2 の設定において道路状態の影響が除去され、安定した光軸制御を行なうことができるとともに、徐々に補正角dθを0にしていくことにより、光軸の不自然な変動によるドライバの違和感も防止することができるのである。
【0062】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1記載の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、撮像手段によって自車両前方の道路情報を撮像し、この撮像された車両の前方の道路画像情報に基づいて白線認識手段で認識された道路上の白線から走行車線の道路中心線を推定し、この推定された走行車線に基づき道路曲率を算出しているので、車両前方の走行車線のカーブ状況を的確に把握することができ、しかも、車両の走行車線の道路中心線に対する位置姿勢も、横ずれ量算出手段とヨー角算出手段とにより把握することができるので、道路曲率に基づき算出される光軸角目標値を横ずれ,ヨー角に応じて補正することにより、車両の走行車線に対する位置姿勢に係わらず、常に走行車線の道路中心線を的確に照射するようヘッドライトの光軸角を制御することができる。
【0063】
また、請求項2記載の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、白線認識手段の白線認識が不調のときには、画像情報に基づき道路曲率算出手段で算出される道路曲率に代えて、横加速度検出手段で検出される横加速度と走行速度検出手段で検出される走行速度とに基づき推定される推定道路曲率を光軸角目標値の算出に代用するので、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。
また、請求項3記載の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、光軸角目標値の設定において、道路状態の影響を除去することができ、安定した光軸制御を行なうことができる。
また、請求項4記載の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、光軸の不自然な変動によるドライバの違和感を防止することができる。
また、請求項5記載の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、徐々に補正角dθを0にしていくことにより、光軸の不自然な変動によるドライバの違和感を防止することができる。
【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】横方向の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。
【符号の説明】
2 カメラ(画像情報入力手段)
3 画像情報処理手段(白線認識手段)
4 走行レーン推定手段(走行車線推定手段)
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(横加速度検出手段)
21 車速センサ(走行速度検出手段)
22 操舵角センサ
25 代用道路曲率算出手段
LC 道路中心線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light distribution control device for an automobile headlight that changes the optical axis of the headlight according to the curve state of a road.
[0002]
[Prior art]
In general, a headlight for an automobile is configured to be capable of switching between a high beam and a low beam. By switching between the high beam and the low beam, the driver can select the optical axis angle of the headlight according to road conditions.
However, this high beam / low beam switching only switches the optical axis angle in the vertical direction, and does not change the optical axis angle in the horizontal direction, and the optical axis of the headlight is always in the direction of the vehicle center line. It is fixed to. For this reason, when the front road direction aimed at by the vehicle and the vehicle center line deviate from each other like a curved road, the road surface ahead of the vehicle cannot be effectively illuminated. In addition, the optical axis angle in the vertical direction can only be adjusted in two steps, high beam / low beam, and finer adjustment of the optical axis angle is desired depending on the situation. On the other hand, as the optical axis angle can be finely adjusted, manual operation is troublesome and difficult to use effectively.
[0003]
Therefore, in order to respond to such demands and problems, various proposals related to light distribution control of automobile headlights have been made. In particular, as a technique for performing lateral light distribution control, Japanese Patent Laid-Open No. 6-206491 discloses a technique for controlling the lateral optical axis angle of a headlight corresponding to a curve. In this technology, the angular velocity sensor and the vehicle speed sensor are used to detect the rotational angular velocity and the vehicle speed when the vehicle turns, and the horizontal light axis of the headlight is determined according to the curve radius calculated based on these detected values. It changes the angle.
[0004]
The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-232589 similarly controls the lateral optical axis angle of the headlight corresponding to the curve. In this technique, an acceleration sensor and a vehicle speed sensor are used. Are used to detect the lateral acceleration and vehicle speed of the vehicle, and the lateral optical axis angle is changed in accordance with the curve radius calculated based on these detected values.
[0005]
An apparatus that performs vertical light distribution control is disclosed in JP-A-1-278848. In this apparatus, the vertical angle of the optical axis is controlled according to the distance to the preceding vehicle.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as a light distribution control device that controls the optical axis angle of the headlight in the lateral direction corresponding to the curve, the curve radius (or curvature) is calculated from the angular velocity and lateral acceleration of the vehicle when traveling along the curve as described above. ) Can be used to obtain information about the curve of the vehicle that is running at that time, but information about the curve of the road ahead of the host vehicle (ie, the portion of the road to which the headlight is to be irradiated) is to be obtained. I can't. Therefore, it is conceivable to capture a road image ahead of the vehicle through image information input means such as a camera, estimate the traveling lane based on this image information, and calculate the curve radius from the estimated traveling lane information.
[0007]
In this case, when the vehicle is traveling along the traveling lane, the traveling lane can be illuminated by setting the lateral optical axis angle of the headlight according to the calculated curve radius. The vehicle does not always travel along the travel lane, and the travel lane cannot be accurately illuminated only by setting the optical axis angle calculated according to the curve radius.
[0008]
Therefore, it is desired to control the optical axis angle of the headlight so that the traveling lane can always be accurately irradiated regardless of the positional relationship of the vehicle with respect to the traveling lane.
Also, the estimation of the driving lane based on the image information is generally based on the road white line on the road image, but this is because the normal road surface has low luminance and the luminance change is small. This is because the white line has a very high luminance compared to a normal road surface, and thus it can be easily recognized by paying attention to the difference in lightness of the road.
[0009]
However, depending on the road conditions, for example, when the road surface is wet or when there are a large number of water pools, the light is easily reflected, so the luminance of the road surface increases and the luminance difference from the white line decreases. . In such a case, it becomes difficult to distinguish the white line from the normal road surface, and the recognition accuracy of the white line is lowered, and the curve radius cannot be calculated accurately. And even if the optical axis angle of the headlight is controlled based on such an inaccurate curve radius, it is not possible to accurately irradiate the driving lane, and the control becomes unstable and the driver feels visually uncomfortable. There is a risk of giving.
[0010]
Here, when white line recognition fails, it may be possible to stop the light distribution control of the headlight based on the image information and return the optical axis to the normal position. It is unavoidable to give a sense of incongruity, and particularly when the white line recognition is intermittently malfunctioning, the sense of discomfort given to the driver is large.
The present invention was devised in view of the above-described problems, and is an automobile headlight that can accurately irradiate the traveling lane ahead of the traveling direction of the vehicle regardless of the road conditions and the position and direction of the vehicle with respect to the traveling lane. An object of the present invention is to provide a light distribution control device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  For this reason, in the light distribution control device for an automobile headlight according to the first aspect of the present invention,The road information ahead of the vehicle is imaged by the imaging means,From road image information ahead of the vehicleBy white line recognition meansRecognize white lines on the road,hereA travel lane in which the vehicle travels by travel lane estimation means based on the recognized white lineRoad center line of the driving lane as a relative position of the vehicleIs estimated.
[0012]
  Then, the road curvature calculation means calculates the travel lane estimated by the travel lane estimation means.Road centerlineThe curvature is calculated, and the lateral deviation calculation means calculates the estimated travel lane.Road center lineVehicle fromCenterlineThe travel lane estimated by the yaw angle calculation meansRoad center lineThe yaw angle of the vehicle center line with respect to is calculated.
  In the optical axis angle target value calculation means, the road calculated by the road curvature calculation meansCenterlineThe optical axis angle target value is calculated based on the curvature, and the optical axis angle target value correcting means,lightAxis angle target valueInLateral deviation amount calculation meansAdd the ratio of the amount of lateral deviation calculated in step 1 and the headlight irradiation distance,Yaw angle calculation meansSubtract the yaw angle calculated into correct.
[0013]
  Then, the control means adjusts the optical axis angle of the headlight to be equal to the corrected optical axis angle target value via the optical axis actuator.
  Thus, regardless of the position and orientation of the vehicle relative to the travel lane, the travel laneRoad center lineIs adjusted along the optical axis of the headlight.
  Moreover, the automotive headlight of the present invention according to claim 2 is provided.Light distribution controlIn the apparatus, when the white line recognition by the white line recognition unit is not satisfactory, the accuracy of the road curvature calculated by the road curvature calculation unit based on the white line becomes unstable. In this case, the lateral acceleration detection unit adds to the vehicle. The lateral acceleration is detected, and the traveling speed of the vehicle is detected by the traveling speed detecting means.
[0014]
  Then, the optical axis angle target value calculation means is estimated based on the lateral acceleration and the running speed respectively detected by the lateral acceleration detecting means and the running speed detecting means instead of the road curvature calculated by the road curvature calculating means. An optical axis angle target value is calculated based on the estimated road curvature.
  As a result, the continuity of control is maintained even when white line recognition is unsatisfactory, and the optical axis of the headlight can be controlled without causing the driver to feel uncomfortable.
  According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicle headlight light distribution control device according to the present invention, wherein when the white line recognition by the white line recognition means is unsatisfactory, the white line recognition means outputs a recognition lost signal to the optical axis angle target value calculation means. Then, the optical axis angle target value calculation means stops the correction of the optical axis angle target value.
  Thereby, the influence of the road condition is removed in setting the optical axis angle target value, and stable optical axis control is performed.
  In the vehicle headlight light distribution control device according to the fourth aspect of the present invention, the time of the optical axis angle target value is obtained by a low-pass filter interposed between the control means and the optical axis angle target value calculation means. Changes are smoothed.
  This prevents the driver from feeling uncomfortable due to unnatural fluctuations in the optical axis.
  In the vehicle headlight light distribution control device according to the fifth aspect of the present invention, when the recognition lost signal from the white line recognition means is input by the optical axis angle target value calculation means, the optical axis angle target value is calculated. Gradually approach 0.
  This prevents the driver from feeling uncomfortable due to unnatural fluctuations in the optical axis.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG. 7 show a light distribution control device for a headlight for an automobile as an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the present light distribution control device is a camera (image information input means) that images the road condition ahead of the vehicle in order to recognize the position of the host vehicle with respect to the travel lane (travel lane). ) 2, image information processing means (white line recognition means) 3 for recognizing right and left white line positions on the road ahead by appropriately processing image information from the camera 2, and white line position image information by the image information processing means 3 Road curvature calculation means 4A for calculating the road curvature ρ of the traveling lane of the vehicle is provided.
[0016]
In addition to the road curvature calculation means 4A that is calculated based on the white line position image information, the light distribution control device as a means for calculating the road curvature is based on the road curvature (based on the lateral acceleration G and the vehicle speed V of the vehicle). A substitute road curvature calculating means 25 for calculating an estimated road curvature ρ ′) is provided.
The road curvature calculation unit 4A includes a lateral deviation amount calculation unit 4B that calculates a lateral deviation amount ΔY from the reference position of the traveling lane of the host vehicle and a yaw angle calculation unit 4C that calculates a yaw angle β with respect to the traveling lane of the host vehicle. It is provided as a functional element in travel lane estimation means (travel lane estimation means) 4 for estimating the relative position of the travel lane (travel lane) with respect to the host vehicle.
[0017]
Further, the present light distribution control device determines the longitudinal optical axis angle target value θ based on the road curvature ρ calculated by the road curvature calculation means 4A or the estimated road curvature ρ ′ calculated by the substitute road curvature calculation means 25.1And lateral optical axis angle target value θ2The optical axis angle target value calculating means 5 for calculating the optical axis, the optical axis actuator 8 for moving the optical axis of the headlight 9, and the optical axis of the optical axis angle of the headlight 9 calculated by the optical axis angle target value calculating means 5. Angle target value θ1, Θ2And a control means (controller) 7 for controlling the optical axis actuator 8 so as to be equal to. In this embodiment, the longitudinal optical axis angle target value θ1Is set by manual adjustment of the driver (for example, two-stage adjustment of high beam / low beam).
[0018]
In addition, image information processing means 3, travel lane estimation means 4 (road curvature calculation means 4A, lateral deviation amount calculation means 4B, yaw angle calculation means 4C), substitute road curvature calculation means 25, optical axis angle target value calculation means 5, controller 7 is configured as an electronic control unit including a CPU, an input / output interface, a ROM, a RAM, and the like.
First, calculation of the road curvature ρ of the travel lane will be described.
[0019]
In the image information processing means 3, first, as shown in FIG. 2, an original image 3A from the camera 2 is taken, a road white line is extracted from the original image 3A, and an image of the extracted road white line is viewed from vertically above. Is converted to a planar view image 3B. Here, the recognition of the white lines 12L and 12R will be described with reference to FIG. Here, the recognition of the white line 12L as the roadside line at the left end of the driving lane will be described. However, the same applies to the case where the white line 12R at the right end of the driving lane is used as a reference. I will call it.
[0020]
In the image information recognizing means 3, as shown in FIG. 3 (a), the camera 2 provided in the vehicle captures black and white image information in a range ahead of the vehicle on a flat ground, and a vertical image on the screen is obtained from this image information. Some are omitted. Then, a plurality of horizontal lines 11 are set at equal intervals on this screen.
The capture of the black and white image information is updated every minute control cycle. As shown in FIG. 3B, the left and right required white line positions on the previous screen on each horizontal line 11 are obtained. Is set as a white line search area (processing target area) 10 (here, left and right 50 pixels (dot)). The first screen uses the white line position on the straight road as the previous screen data.
[0021]
Then, as shown in FIG. 3C, the brightness of each horizontal line is differentiated from the left to the lateral direction. Moreover, the code | symbol 14 in a figure is a guardrail.
By the way, a normal road surface has a low luminance and a luminance change is also small. On the other hand, since the brightness of the white line 12 is much higher than that of the normal road surface, when the brightness of the road is differentiated in this way, the brightness change is positive at the boundary point from the normal road surface to the white line 12, and the white line 12 Thus, differential data is obtained in which the change in luminance is negative at the boundary point from to the normal road surface. An example of such differential data is shown in FIG.
[0022]
For each of the data on each horizontal line 11, the differential value peaks appear in the order of plus and minus from the left, and the interval between the peaks seems to be appropriate as the white line 12 (from the plus peak to the minus peak). 3 is extracted as a white line candidate, and normally, the midpoint M is stored as a white line candidate point 15 as shown in FIG.
[0023]
Of these white line candidate points 15, only those closest to the center of the screen are left as final candidate points.
For example, when the vehicle is on the left side, the right side in the search area 10 is a road surface with little normal luminance change, and the white line candidate point 15 closest to the normal road surface can be determined as the white line 12. Therefore, even when an object (for example, a guard rail 14) that causes noise exists on the left side of the white line 12, the white line 12 can be reliably recognized from the image information captured by the camera 2.
[0024]
Then, as shown in FIG. 3F, finally, the continuity in the vertical direction of the white line candidate points 15 in each horizontal line data is sequentially verified from the bottom of the screen.
First, the inclination between the upper and lower ends of the white line 12 on the previous screen is calculated in advance. Then, assuming that the lowest point 15A is the white line 12, it is verified whether the candidate point 15B on the horizontal line 11 that is only one above is within the range of ± 50 dots of the previous white line 12 (within the error range). .
[0025]
If the candidate point 15B falls within this range, it is set as a white line, and if it does not, the candidate point 15B is rejected, and the coordinates calculated by interpolation from the above-described inclination are regarded as the white line position. Then, the same white line 12 can be recognized by performing the same operation for each horizontal line.
Such a white line recognition operation is continuously performed in a required cycle, and the recognition of the white line 12 is updated each time.
[0026]
The white line 12R as the roadside line at the right end of the traveling lane is recognized in the same manner.
By the way, even when there is a candidate point 15 that does not fall within the error range as described above, the white line 12 can be recognized by performing interpolation calculation from the slope between the upper and lower ends of the white line 12 on the previous screen. However, when many of the candidate points 15 on the screen are rejected without falling within the error range, it cannot be said that the white line on the road surface is effectively recognized. Cannot expect accurate control. Therefore, the image information processing means 3 outputs a recognition lost signal to the optical axis angle target value calculation means 5 assuming that white line recognition is not successful when a certain number of candidate points 15 or more are rejected. . However, when either one of the left and right white lines 12L and 12R can be recognized effectively, control can be performed based on the white line 12 that is recognized effectively, and therefore no recognition lost signal is output.
[0027]
In addition, as a case where the white line 12 cannot be recognized in this way, the road surface may be wet or there may be a large number of water pools. In such a case, since the light is easily reflected, the brightness of the road surface is increased and the brightness difference between the white line 12 and the white line 12 is reduced. Therefore, it is difficult to distinguish the white line 12 from the normal road surface. Further, even when the white line 12 is broken or unclear on the way, or when there is a display or object close to white near the white line 12, the white line may not be recognized.
[0028]
The travel lane estimation means 4 converts the white lines 12R, 12L on the original image 3A recognized in each recognition period in this way into a planar view image 3B and can be estimated from the white line 12L at the left end of the travel lane.LRoad center line LC that can be estimated from the white line 12R at the right end of the driving laneRBased on the above, the road center line LC is estimated. Based on the road center line LC, the road curvature calculating means 4A calculates the road curvature ρ of the traveling lane ahead of the vehicle.
[0029]
In the road curvature calculation means 4A, as shown in FIG. 4A, a plurality of matching arc patterns 30 having different curvatures are stored, and these matching arc patterns 30 are stored on the road center line on the planar view image 3B. Whether or not they coincide with each other by being superposed on the LC is checked.
As a collation method, for example, an arc pattern (that is, a straight line) having a curvature of 0 is sequentially superposed on the road center line LC on the planar view image 3B. Then, as shown in FIG. 4B, for example, using the least square method, the distance between the matching arc pattern 30 and the road center line LC on the horizontal line 11 in order from the bottom of the screen (between the two points). The number of dots) is squared and accumulated, and the accumulated value is compared with the accumulated value in the matching arc pattern 30 where the previous collation is performed at the place where the uppermost horizontal line 11 is accumulated.
[0030]
At this time, when the integrated value in the current matching arc pattern 30 is smaller, the matching with the next matching arc pattern 30 is performed again. On the other hand, when the integrated value in the current matching arc pattern 30 is larger, the previous matching arc pattern 30 is regarded as an arc pattern matching the road center line LC, and the curvature of this arc pattern is defined as the road curvature ρ. It is supposed to be.
[0031]
The lateral deviation amount calculation means 4B and the yaw angle calculation means 4C calculate the lateral deviation amount ΔY and the yaw angle β, respectively, based on the image information of the road center line LC and the position information of the host vehicle with respect to the road center line LC. It has become.
That is, as shown in FIG. 5, the lateral deviation amount calculation means 4 </ b> B has a lateral distance (road width) between the first detection point (LC1) that is a point on the road centerline LC closest to the vehicle 1 and the vehicle centerline. Direction, that is, the distance in the horizontal direction of the camera image) is calculated as a lateral deviation amount ΔY, and the yaw angle calculation means 4C is formed by the tangent at the first detection point (LC1) of the road centerline LC and the vehicle centerline. The angle is calculated as the yaw angle β.
[0032]
  On the other hand, the substitute road curvature calculating means 25 calculates the estimated road curvature ρ ′ as follows.
  In other words, the lateral acceleration based on the centrifugal force acting on the vehicle is G, and the vehicle at that timeTravelingIf the magnitude of the speed is V, the estimated road curvature ρ ′ of the currently running road portion is calculated by the following equation.
[0033]
ρ ′ = G / V2              ... (1)
Therefore, the substitute road curvature calculating means 25 detects the lateral acceleration G by the lateral acceleration sensor (lateral acceleration detecting means) 21 and detects the vehicle speed (traveling speed) V by the vehicle speed sensor (traveling speed detecting means) 20. Based on the detected value, the estimated road curvature ρ ′ is calculated from the equation (1).
[0034]
In the optical axis angle target value calculation means 5, the optical axis angle target value θ is calculated based on the road curvature ρ, the lateral deviation amount ΔY, the yaw angle β, and the estimated road curvature ρ ′ calculated as described above.1, Θ2(= Θ2′) Is calculated. The horizontal optical axis angle target value θ2Since this is corrected after this, when distinguishing between before and after correction, the target value before correction is θ2Indicated as ′.
That is, as shown in FIG. 6, when the vehicle travels along the road center line LC with the road curvature ρ and tries to illuminate the road center line LC in front of the vehicle, the irradiation distance of the headlight 9 is L. , Target value θ2Can be expressed, for example, by the following equation.
[0035]
θ2≒ ρ × L / 2 (2)
The irradiation distance L is the longitudinal optical axis angle target value θ of the headlight 9.1This is a distance determined by the longitudinal optical axis angle target value θ1For example, when switching between high and low by a driver operation, the irradiation distance L also changes accordingly.
[0036]
Therefore, the optical axis angle target value calculation means 5 first performs the longitudinal optical axis angle target value θ by a driver switching operation or the like.1Is determined, this longitudinal optical axis angle target value θ1The lateral optical axis angle target value θ using the equation (2) from the irradiation distance L determined by the above and the road curvature ρ calculated based on the image information.2Is to decide.
However, in actual traveling, the vehicle is not necessarily traveling on the road center line LC, and as shown in FIG. It is running at an angle. Therefore, the optical axis angle target value calculation means 5 is the optical axis angle target value θ calculated as described above.1, Θ2In particular, the horizontal optical axis angle target value θ2Is corrected by the optical axis angle target value correcting means 5A.
[0037]
  The optical axis angle target value correcting means 5A converts the vehicle lateral deviation amount ΔY calculated by the lateral deviation amount calculating means 4B and the yaw angle β formed by the vehicle calculated by the yaw angle calculating means 4C with respect to the road center line LC. Based on the horizontal optical axis angle target value θ2The correction angle dθ is determined. That is, the correction angle dθ is expressed as follows:
        dθ = β−ΔY / L (3)
  Then, the optical axis angle target value correcting means 5A converts the correction angle dθ into the horizontal optical axis angle target value θ.2From ′DecreaseBy calculating, correction according to the lateral deviation and inclination of the vehicle with respect to the road center line LC is performed. That is, the horizontal optical axis angle target value θ2′ Is corrected as follows:
[0038]
θ2= Θ2′ −dθ (4)
The optical axis angle target value calculator 5 calculates the lateral optical axis angle target value θ corrected in this way.2And the longitudinal optical axis angle target value θ set by manual operation of the driver1Are input to the controller 7.
By the way, when the white line recognition by the image information processing means 3 is unsatisfactory, a recognition lost signal is input from the image information processing means 3 to the optical axis angle target value calculation means 5, while the recognition lost signal is being input. Since the road curve ρ is calculated based on the information of the road center line LC with low accuracy, it cannot be said that the road curve ρ accurately represents the curvature of the road center line. Therefore, based on this road curve ρ, the lateral optical axis angle target value θ2Even if it is calculated and output to the controller 7, there is a high possibility that the optical axis control along the road center line LC cannot be performed effectively.
[0039]
Therefore, when the recognition lost signal is input from the image information processing unit 3, the optical axis angle target value calculation unit 5 receives the road curvature calculation unit 4 </ b> A by the switching unit 5 </ b> B that is a functional element of the optical axis angle target value calculation unit 5. Lateral optical axis angle target value θ based on road curvature ρ calculated in2From the calculation of the horizontal direction optical axis angle target value θ based on the estimated road curvature ρ ′ calculated by the substitute road curvature calculation means 25.2Switch to the calculation of.
[0040]
Further, the correction angle dθ in the optical axis target value correction means 5A is also calculated based on the image information, so that it is lacking in accuracy while the recognition lost signal is being input, and appropriate correction can be performed. It ’s hard. For this reason, the optical axis angle target value calculation means 5 performs the horizontal optical axis angle target value θ by the optical axis angle target value correction means 5A while the recognition lost signal is input.2The correction is canceled.
[0041]
It should be noted that due to an error between the road curvature ρ and the estimated road curvature ρ ′, the lateral optical axis angle target value θ at the time of switching from the road curvature calculation means 4A to the substitute road curvature calculation means 25.2Can change rapidly. In such a case, the driver may feel uncomfortable, but for this, as shown in FIG. 1, a low-pass filter 6 interposed between the optical axis target value calculation means 5 and the controller 7 is used. It is dealt with by smoothing. Further, when the correction by the optical axis angle target value correcting means 5A is stopped, the lateral angle light is not increased by suddenly making the correction angle dθ close to 0, instead of suddenly setting the correction angle dθ to 0. Axial angle target value θ2To prevent sudden changes.
[0042]
Since the light distribution control device for an automobile headlight as one embodiment of the present invention is configured as described above, the light distribution control processing is performed as shown in FIG. 7, for example.
That is, the image information processing means 3 appropriately processes the image information in front of the vehicle input from the camera 2 to recognize the left and right white line positions on the road ahead (step S10), and can recognize the white line position effectively. If the white line position cannot be effectively recognized (that is, the white line recognition lost state), the process of step S50 is performed.
[0043]
First, when the white line position can be recognized effectively, the road curvature calculation means 4A calculates the road curvature ρ based on the white line position image information, and the optical axis angle target value calculation means 5A is calculated based on the road curvature ρ. The horizontal optical axis angle target value θ2Is calculated (step S20). Similarly, the lateral deviation amount ΔY and the yaw angle β are respectively calculated by the lateral deviation amount calculation means 4B and the yaw angle calculation means 4C based on the image information, and the optical axis angle target value correction is performed based on the lateral deviation amount ΔY and the yaw angle β. Mean optical axis angle target value θ by means 5A2Is corrected (step S30). On the other hand, if the position of the white line cannot be recognized effectively, the estimated road curvature ρ ′ is calculated by the substitute road curvature calculation means 4A based on the lateral acceleration G of the vehicle, the driver's operation, etc., and the estimated road curvature ρ ′ is calculated. On the basis of the optical axis angle target value calculation means 5A, the horizontal optical axis angle target value θ2Is calculated (step S50). Then, the optical axis target value of the headlight 9 is calculated as the calculated horizontal optical axis target value θ.2And the longitudinal optical axis angle target value θ set by the driver operation1So that the optical axis actuator 8 is operated through the controller 7 (step S40).
[0044]
Here, the horizontal optical axis angle target value θ2In detail, the road curvature ρ needs to be calculated. In this apparatus, first, as shown in FIG. 2, the image information processing means 3 processes the original image 3A of the road ahead of the vehicle captured from the camera 2 to recognize the white road white lines 12R and 12L. Then, the travel lane estimation means 4 converts the white lines 12R, 12L on the original image 3A recognized by the image information processing means 3 into a planar view image 3B as viewed from above, and the white line 12L at the left end of the travel lane. Estimated from the road center line LCLRoad center line LC that can be estimated from the white line 12R at the right end of the driving laneRBased on the above, the road center line LC is estimated.
[0045]
Based on the road center line LC, the road curvature calculation means 4A calculates the road curvature ρ of the traveling lane ahead of the vehicle.
That is, in the road curvature calculation means 4A, as shown in FIG. 4A, a plurality of matching arc patterns 30 having different curvatures are stored, and these matching arc patterns 30 are stored on the road on the planar view image 3B. The images are sequentially superimposed on the center line LC. Then, as shown in FIG. 4B, for each matching arc pattern 30, the distance between the matching arc pattern 30 and the road center line LC on the horizontal line 11 in order from the bottom of the screen (dot between two points). The number is squared and accumulated, and the accumulated value is compared with the accumulated value in the collation arc pattern 30 that has been collated last time when the accumulation is performed up to the uppermost horizontal line 11. When the integrated value in the current matching arc pattern 30 is larger, the previous matching arc pattern 30 is regarded as an arc pattern that matches the road center line LC, and the curvature of this arc pattern is defined as the road curvature ρ.
[0046]
At this time, the lateral deviation amount calculation means 4B and the yaw angle calculation means 4C calculate the lateral deviation amount ΔY and the yaw angle β, respectively, based on the image information of the road center line LC and the position information of the vehicle with respect to the road center line LC. To do. That is, as shown in FIG. 5, the lateral deviation amount calculation means 4 </ b> B has a lateral distance (road width) between the first detection point (LC1) that is a point on the road centerline LC closest to the vehicle 1 and the vehicle centerline. Direction, that is, the distance in the horizontal direction of the camera image) is calculated as a lateral deviation amount ΔY, and the yaw angle calculation means 4C is formed by the tangent at the first detection point (LC1) of the road centerline LC and the vehicle centerline. The angle is calculated as the yaw angle β.
[0047]
Based on the road curvature ρ, the lateral deviation amount ΔY, and the yaw angle β calculated by the road curvature calculation unit 4A, the lateral deviation amount calculation unit 4B, and the yaw angle calculation unit 4C, the optical axis angle target value calculation unit 5 calculates the horizontal optical axis. Angle target value θ2Is calculated.
First, the optical axis angle target value calculation means 5 has the road curvature ρ calculated by the road curvature calculation means 4A and the longitudinal optical axis angle target value θ set by the driver's manual operation.1Based on the irradiation distance L determined by the following equation (2), the horizontal optical axis angle target value θ2Is calculated.
[0048]
However, in actual traveling, the vehicle is not necessarily traveling on the road center line, and is deviated from the road center line or is inclined with respect to the road center line. Therefore, the optical axis angle target value correcting means 5A, which is a functional element of the optical axis angle target value calculating means 5, has a lateral deviation amount ΔY with respect to the road center line LC calculated by the lateral deviation amount calculating means 4B and the yaw angle calculating means 4C, respectively. Based on the yaw angle β, the lateral optical axis angle target value θ2Correct.
[0049]
  In other words, the optical axis angle target value correcting means 5A is based on the lateral deviation amount ΔY and the yaw angle β and the horizontal optical axis angle target value θ according to the above equation (3).2The correction angle dθ is determined, and the correction angle dθ is converted into the horizontal optical axis angle target value θ as shown in the above equation (4).2FromDecreaseBy calculating the lateral optical axis angle target value θ according to the lateral deviation and inclination with respect to the road center line of the vehicle2Make corrections.
[0050]
The controller 7 obtains the lateral optical axis angle target value θ thus obtained.2And longitudinal optical axis angle target value θ1The optical axis actuator 8 is actuated on the basis of the above, so that no matter how the vehicle is traveling on the traveling lane, that is, regardless of the lateral deviation or the yaw angle from the road center line, The irradiated light always illuminates the road center line in front of the vehicle.
[0051]
Also, the longitudinal optical axis angle target value θ1For example, even when the driver operates the vertical optical axis of the headlight 9 from high to low, the vertical optical axis angle target value θ1The horizontal optical axis angle target value θ according to the irradiation distance L calculated from2Therefore, even in such a case, the road center line in front of the vehicle can always be illuminated.
By the way, when the road surface is wet or there are many water pools on the road surface, the light is easily reflected and the brightness of the road surface increases, and the difference in brightness from the white line decreases. And the normal road surface becomes difficult to distinguish. Further, when the white line is broken or unclear on the way, or when a display or object close to white exists near the white line, the white line cannot be recognized. In such a case, in the white line recognition processing in the image information processing means 3, many of the candidate points 15 of the white line 12 do not fall within the error range, and the white line 12 from the candidate point 15 cannot be recognized. The white line 12 is recognized by performing interpolation calculation from the slope between the upper and lower ends of the white line 12 on the screen.
[0052]
However, when many of the candidate points 15 on the screen are rejected without falling within the error range, it cannot be said that the white line on the road surface can be recognized effectively, and such an accuracy is high. Even if the road curvature ρ is calculated based on the low white line information, it cannot be said that it accurately represents the curvature of the road centerline. Therefore, based on this road curve ρ, the lateral optical axis angle target value θ2Even if it is calculated and output to the controller 7, there is a high possibility that the optical axis control along the road center line cannot be performed effectively.
[0053]
Therefore, when a certain number or more of candidate points 15 are rejected, a recognition lost signal is output to the optical axis angle target value calculation means 5 because white line recognition is not satisfactory. However, if either one of the left and right white lines 12L and 12R can be recognized effectively, the control can be performed based on the white line 12 that has been effectively recognized, so that the recognition lost signal is not output and the left and right white lines are output. A recognition lost signal is output only when both 12L and 12R cannot be recognized.
[0054]
When the recognition lost signal is input from the image information processing means 3, the optical axis angle target value calculation means 5 is calculated by the road curvature calculation means 4 A by the switching means 5 B that is a functional element of the optical axis angle target value calculation means 5. Horizontal optical axis angle target value θ based on measured road curvature ρ2From the calculation of the horizontal direction optical axis angle target value θ based on the estimated road curvature ρ ′ calculated by the substitute road curvature calculation means 25.2Switch to calculation.
[0055]
This substitute road curvature calculation means 25 calculates the road curvature ρ based on the road center line LC estimated by the travel lane estimation means 4 while the road curvature calculation means 4A calculates the lateral acceleration actually acting on the vehicle 1. G and vehicle speed V are detected by the lateral acceleration sensor 21 and the vehicle speed sensor 20, respectively, and the estimated road curvature ρ 'is estimated from the above equation (1) based on the detected lateral acceleration G and vehicle speed V. Optical axis control can be performed regardless of the white line recognition state of the processing means 3. Therefore, when the white line recognition of the image information processing means 3 is unsatisfactory, the estimated road curvature ρ ′ is calculated by switching to the substitute road curvature calculation means 25, and the lateral optical axis angle target value θ is calculated from the estimated road curvature ρ ′.2It is possible to prevent the optical axis control from becoming unstable due to the road condition.
[0056]
The substitute road curvature calculation means 25 detects the lateral acceleration G directly by the lateral acceleration sensor 21, calculates the lateral acceleration G based on the steering angle α when the driver steers the steering wheel, and calculates the calculated lateral acceleration. An estimated road curvature ρ ′ can also be calculated based on G.
That is, a steering angle sensor 22 is provided on a steering shaft (not shown) of the vehicle, the steering angle sensor 22 detects the steering angle α of the steering wheel, and the lateral acceleration G is calculated by the following equation together with the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 20.
[0057]
G = [α / (n × g)] × (V2/ Wb) / (1 + a × V2(5)
Then, the estimated road curvature ρ ′ is calculated by substituting the equation (5) into the equation (1). Here, n, g, wb, and a are fixed values indicating gear ratio, gravitational acceleration, wheel base, and stability factor, respectively. It should be noted that due to an error between the road curvature ρ and the estimated road curvature ρ ′, the lateral optical axis angle target value θ at the time of switching from the road curvature calculation means 4A to the substitute road curvature calculation means 25.2May be unnaturally fluctuated, but this can be dealt with by performing a smoothing process with a low-pass filter 6 interposed between the optical axis angle target value calculation means 5 and the controller 7. Thus, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable due to an unnatural change in the optical axis.
[0058]
If the white line recognition of the image information processing means 3 is not satisfactory, the correction angle dθ in the optical axis angle target value correction means 5A is also calculated based on the image information, so that the accuracy is lacking and appropriate correction can be performed. Since it is difficult to say, the optical axis target value calculation means 5 performs the horizontal optical axis angle target value θ by the optical axis angle target value correction means 5A while the recognition lost signal is input.2Cancel the correction. Then, when the correction by the optical axis target value correction means 5A is stopped, the correction angle dθ is not suddenly made zero, but the magnitude of the correction angle dθ is gradually brought close to zero. As a result, the horizontal optical axis angle target value θ2In this setting, the influence of the road condition is removed, stable optical axis control can be performed, and the correction angle dθ is gradually reduced to 0, thereby preventing the driver from feeling uncomfortable due to unnatural fluctuations in the optical axis. It can be done.
[0062]
【The invention's effect】
  As described in detail above, according to the light distribution control device for an automotive headlight of the present invention according to claim 1,The imaging means captures road information ahead of the host vehicle, and based on the road image information ahead of the captured vehicle.Driving lane from white line on road recognized by white line recognition meansRoad center lineSince the road curvature is calculated based on the estimated travel lane, the curve condition of the travel lane ahead of the vehicle can be accurately grasped, and the travel lane of the vehicleRoad center lineThe position and orientation of the vehicle can also be grasped by the lateral deviation amount calculation means and the yaw angle calculation means. Therefore, by correcting the target value of the optical axis angle calculated based on the road curvature according to the lateral deviation and the yaw angle, Regardless of the position and orientation relative to the travel lane, the travel lane is alwaysRoad center lineThe optical axis angle of the headlight can be controlled so as to accurately irradiate the light.
[0063]
  According to the light distribution control device for a headlight for an automobile according to the second aspect of the present invention, when the white line recognition by the white line recognition unit is not satisfactory, the road curvature calculated by the road curvature calculation unit based on the image information is replaced. Thus, the estimated road curvature estimated based on the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detecting means and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means is substituted for the calculation of the optical axis angle target value. It is possible to prevent the light distribution control from becoming discontinuous and causing the driver to feel uncomfortable.
  According to the light distribution control device for an automobile headlight according to the third aspect of the present invention, the influence of the road condition can be removed in setting the optical axis angle target value, and stable optical axis control is performed. be able to.
  According to the light distribution control device for an automobile headlight according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable due to an unnatural change in the optical axis.
  According to the fifth aspect of the present invention, the vehicle headlight light distribution control device gradually reduces the correction angle dθ to 0 to prevent the driver from feeling uncomfortable due to unnatural fluctuations in the optical axis. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a light distribution control device for an automotive headlight according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating image processing for travel lane recognition according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating travel lane recognition according to an embodiment of the present invention in the order of (a) to (f).
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining calculation of road curvature of a traveling lane.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining calculation of a lateral shift amount and a yaw angle.
FIG. 6 is an explanatory diagram for describing calculation of a target value of an optical axis angle in the horizontal direction.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the light distribution control device for an automobile headlight as one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Camera (image information input means)
3 Image information processing means (white line recognition means)
4 Travel lane estimation means (travel lane estimation means)
4A Road curvature calculation means
4B lateral deviation amount calculation means
4C Yaw angle calculation means
5 Optical axis angle target value calculation means
5A Optical axis angle target value correction means
5B switching means
6 Low-pass filter
7 Controller (control means)
8 Optical axis actuator
9 Headlight
20 Lateral acceleration sensor (lateral acceleration detection means)
21 Vehicle speed sensor (traveling speed detection means)
22 Steering angle sensor
25 Substitute road curvature calculation means
LC road center line

Claims (5)

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、
該自車両前方の道路状態を撮像する撮像手段と、
撮像手段によって撮像された画像情報から該道路上の白線を認識する白線認識手段と、
該白線認識手段で認識された該白線から該自車両の走行する走行車線の該自車両に対する相対位置として該走行車線の道路中心線を推定する走行車線推定手段と、
該走行車線推定手段で推定された該走行車線の該道路中心線の曲率を算出する道路曲率算出手段と、
該道路曲率算出手段で算出された該曲率に基づいて光軸角目標値を算出する光軸角目標値算出手段と、
該ヘッドライトの光軸角が該光軸角目標値算出手段で算出された該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るとともに、
該走行車線推定手段で推定された該走行車線の道路中心線からの車中心線の横ずれ量を算出する横ずれ量算出手段と、
該走行車線推定手段で推定された該走行車線の道路中心線に対する該車両中心線のヨー角を算出するヨー角算出手段とをそなえ、
該光軸角目標値算出手段に、該横ずれ量算出手段で算出された該横ずれ量と該ヘッドライトの照射距離との比を加算し該ヨー角算出手段で算出された該ヨー角を減算して、該光軸角目標値算出手段で算出された該光軸角目標値を補正する光軸角目標値補正手段が設けられていることを特徴とする、自動車用ヘッドライトの配光制御装置。
A light distribution control device for an automotive headlight that adjusts an optical axis angle of a headlight via an optical axis actuator according to a curve condition of a traveling lane ahead of the host vehicle,
Imaging means for imaging the road condition ahead of the vehicle;
A white line recognition means for recognizing a white line該道road from the image information captured by the imaging means,
Travel lane estimation means for estimating a road center line of the travel lane as a relative position of the travel lane on which the host vehicle travels from the white line recognized by the white line recognition means;
Road curvature calculating means for calculating the curvature of the road center line of the traveling lane estimated by the traveling lane estimating means;
And the optical axis angle target value calculating means for calculating the optical axis angle target value based on the curvature calculated in the road curvature calculating means,
Control means for controlling the optical axis actuator so that the optical axis angle of the headlight is equal to the optical axis angle target value calculated by the optical axis angle target value calculating means;
A lateral deviation amount calculating means for calculating the lateral deviation amount of car both the center line of the road center line of the traffic lane estimated by the traffic lane estimating means,
Yaw angle calculation means for calculating a yaw angle of the vehicle center line with respect to a road center line of the travel lane estimated by the travel lane estimation means;
The optical axis angle target value calculating means adds the ratio of the lateral deviation amount calculated by the lateral deviation amount calculating means to the irradiation distance of the headlight, and subtracts the yaw angle calculated by the yaw angle calculating means. And an optical axis angle target value correcting means for correcting the optical axis angle target value calculated by the optical axis angle target value calculating means. .
該車両に加わる横加速度を検出する横加速度検出手段と、
該車両の走行速度を検出する走行速度検出手段とをそなえ、
該光軸角目標値算出手段は、該白線認識手段における該白線認識が不調のときは、該道路曲率算出手段で算出される該道路曲率に代えて該横加速度検出手段で検出される該横加速度と該走行速度検出手段で検出される該走行速度とに基づいて推定される推定道路曲率に基づいて該光軸角目標値を算出することを特徴とする、請求項1記載の自動車用ヘッドライトの配光制御装置。
Lateral acceleration detecting means for detecting lateral acceleration applied to the vehicle;
A running speed detecting means for detecting the running speed of the vehicle;
When the white line recognition by the white line recognition unit is unsatisfactory, the optical axis angle target value calculation unit replaces the road curvature calculated by the road curvature calculation unit and detects the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detection unit. 2. The automobile head according to claim 1, wherein the optical axis angle target value is calculated based on an estimated road curvature estimated based on an acceleration and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means. Light distribution control device.
該白線認識手段は、該白線認識が不調であるときには認識ロスト信号を該光軸角目標値算出手段へ出力し、The white line recognition means outputs a recognition lost signal to the optical axis angle target value calculation means when the white line recognition is not successful.
該光軸角目標値算出手段は、該認識ロスト信号が入力されている間は該光軸角目標値補正手段による該光軸角目標値の補正を中止するThe optical axis angle target value calculation means stops the correction of the optical axis angle target value by the optical axis angle target value correction means while the recognition lost signal is input.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の自動車用ヘッドライトの配光制御装置。The light distribution control device for an automotive headlight according to claim 1 or 2,
該制御手段と該光軸角目標値算出手段との間に介装されて、該光軸角目標値の時間変化を平滑化するローパスフィルタを備えたA low-pass filter that is interposed between the control unit and the optical axis target value calculation unit and smoothes the temporal change of the optical axis target value is provided.
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の自動車用ヘッドライトの配光制御装置。The light distribution control device for a headlight for an automobile according to any one of claims 1 to 3, wherein
該光軸角目標値算出手段は、該認識ロスト信号が入力されると、該光軸角目標値を補正する補正角の大きさを徐々に0に近づけるWhen the recognition lost signal is input, the optical axis target value calculation means gradually approaches the correction angle for correcting the optical axis target value to 0.
ことを特徴とする、請求項3又は4記載の自動車用ヘッドライトの配光制御装置。The light distribution control device for an automotive headlight according to claim 3 or 4,
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