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CN110859018B - 车辆用灯具 - Google Patents

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CN110859018B CN201910722219.5A CN201910722219A CN110859018B CN 110859018 B CN110859018 B CN 110859018B CN 201910722219 A CN201910722219 A CN 201910722219A CN 110859018 B CN110859018 B CN 110859018B
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Abstract

本发明提供车辆用灯具，其改善降雪时的车辆前方的视觉识别性。配光控制器(140)生成配光图案(PTN)，该配光图案(PTN)包含有在雪粒的周围附加余量区域的遮光部分。配光可变灯(110)能够生成具有与配光图案(PTN)相对应的强度分布的光束。在车辆用灯具(100)中，余量区域的尺寸及形状的至少一者可变。

Description

车辆用灯具
技术领域
本发明涉及车辆用灯具。
背景技术
对于夜间或隧道内的安全行驶，车辆用灯具起到重要的作用。如果优先驾驶员的视觉识别性，将车辆前方以宽范围明亮地照射，则存在下述问题，即，会对存在于本车辆前方的前行车辆、逆向车辆(下面，称为前方车辆)的驾驶员、行人造成炫目。
近年，提出了一种ADB(Adaptive Driving Beam)技术，其基于车辆的周围的状态，将配光图案动态地、适应地进行控制。ADB技术对有无前方车辆、行人进行检测，将与前方车辆或者行人相对应的区域进行减光或者熄灯等，减少对前方车辆的驾驶员、行人造成的炫目。
如果在降雪时(或者降雨时)将前大灯点灯，则存在下述问题，即，光束被雪粒反射而对驾驶员造成炫目，反而不易观察前方。为了解决该问题，本发明人研究了对雪粒进行检测而将其周围遮光的控制。
在能够实现超高速的控制的系统中，能够使遮光区域无限地接近雪粒的尺寸。但是上述这样的系统价格变得非常高，是不现实的。因此在现实的系统中，不得不将对雪粒的周围进行了扩展的范围作为遮光部分。如果遮光部分变大，则不会对在雪粒的背后重叠的物体照射光束，因此存在视觉识别性降低的问题。
发明内容
本发明就是鉴于该状况而提出的，某方式的例示的目的之一在于，改善降雪时的车辆前方的视觉识别性。
本发明的某方式涉及车辆用灯具。车辆用灯具具有：配光控制器，其生成配光图案，该配光图案包含有在雪粒的周围附加余量区域的遮光部分；以及配光可变灯，其能够生成具有与配光图案相对应的强度分布的光束。余量区域的尺寸及形状的至少一者可变。
此外，以上的结构要素的任意的组合是在方法、装置、系统等之间对本发明的表现进行变换而得到的，另外作为本发明的方式是有效的。
发明的效果
根据本发明，能够改善降雪时的车辆前方的视觉识别性。
附图说明
图1是实施方式所涉及的车辆用灯具的框图。
图2的(a)、(b)是对图1的车辆用灯具的动作进行说明的图。
图3的(a)～(c)是遮光部分的放大图。
图4是对基于位置的余量区域的控制进行说明的流程图。
图5是从在降雪时行驶的车辆拍摄到的照片。
图6的(a)、(b)是对针对注视物体的视觉识别性的改善进行说明的图。
图7是一个实施例所涉及的车辆用灯具的框图。
标号的说明
100 车辆用灯具
110 配光可变灯
120 红外照明装置
130 红外线照相机
140 配光控制器
L1 探测光
L2 反射光
L3 光束
具体实施方式
(实施方式的概要)
在本说明书中公开的一个实施方式所涉及的车辆用灯具，其具有：配光控制器，其生成配光图案，该配光图案包含有在雪粒的周围附加余量区域的遮光部分；以及配光可变灯，其能够生成具有与配光图案相对应的强度分布的光束。在如上所述的灯具中，如果增大余量区域，则向雪粒的追随性提高，但雪粒的周围也会变暗而视觉识别性降低。相反地，如果减小余量区域，则能够对雪粒的周围照射光束，因此视觉识别性改善，但向雪粒的追随性降低。因此，通过与状况相应地对余量区域进行控制，从而能够实现追随性和视觉识别性的平衡。
也可以是，余量区域的尺寸及形状的至少一者与雪粒的位置相对应地设定。行驶中的雪粒的轨迹，从消失点起以放射状不断移动。而且越接近本车辆，换言之越远离消失点，则表观上的雪粒的轨迹的长度(每单位时间的移动量)变得越长。因此可以是雪粒越远离消失点，则将余量区域设得越大。由此，能够提高针对接近本车辆的雪粒的追随性。
雪从空中降下而来，因此雪粒的消失点位于图像的上方。因此雪粒的位置越处于上侧，则余量区域的尺寸越小，越处于下侧，则余量区域的尺寸越大。由此能够简化控制。
另外，也可以是，在余量区域的尺寸、形状中反映出车速。由此，能够提高高速行驶中的雪粒的追随性，在低速行驶或者停车中提高视觉识别性。
也可以是，在余量区域的尺寸、形状中反映出雨滴传感器的输出。难以准确地检测雪粒的大小。因此，假定为雨滴传感器的输出和雪粒的大小存在相关性，通过对余量区域进行调节，从而能够将雪粒的大小反映于遮光部分的大小。
在存在前行车辆、逆向车辆、行人等应该注视的物体(下面，称为注视物体)的范围中，有时优选与向雪粒的追随性相比，使注视物体的视觉识别性优先。相反地在不存在注视物体的范围，例如在背景空白或者物体位于远方的范围中，即使优先追随性也没有问题。因此在存在注视物体的范围中，可以减小余量区域的尺寸。
(实施方式)
以上是车辆用灯具的概要。下面，基于适当的实施方式，一边参照附图一边对本发明进行说明。实施方式不对发明进行限定而是例示，在实施方式中记述的全部特征及其组合并不一定限于是发明的本质内容。对各附图所示的相同或者同等的结构要素、部件、处理标注同一标号，适当省略重复的说明。另外，各图所示的各部的比例尺、形状，为了容易说明而方便地设定，只要没有特别言及，并不限定性地解释。另外，在本说明书或者技术方案中使用“第1”、“第2”等用语的情况下，该用语并不是表示任意的顺序、重要度的用语，而是用于对某结构和其它结构进行区分的用语。
图1是实施方式所涉及的车辆用灯具的框图。车辆用灯具100具有配光可变灯110及配光控制器140。
配光可变灯110为白色光源，从配光控制器140接收对配光图案PTN进行指示的数据，将具有与配光图案PTN相对应的强度分布(光束轮廓)的光束L3射出，在车辆前方形成与配光图案PTN相对应的照度分布。配光可变灯110的结构并不特别受到限定，例如可以包含LD(激光二极管)、LED(发光二极管)等半导体光源、以及驱动半导体光源而进行点灯的点灯电路。配光可变灯110为了形成与配光图案PTN相对应的照度分布，例如可以包含DMD(Digital Mirror Device)、液晶器件等的矩阵型的图案形成器件。配光可变灯110具有能够仅对雪粒的部分进行遮光的程度的分辨能力。
配光控制器140对向配光可变灯110供给的配光图案PTN动态地、适应地进行控制。配光图案PTN掌握为配光可变灯110在本车辆前方的假想铅垂屏幕900上形成的白色光的照射图案902的2维的照度分布。配光控制器140能够由数字处理器构成，例如可以由包含CPU的微型计算机和软件程序的组合构成，也可以由FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specified IC)等构成。
在本实施方式中，配光控制器140对雪粒进行检测，生成与雪粒相对应的部分被遮光的配光图案PTN。“对某部分进行遮光”是，除了将该部分的亮度(照度)完全地设为零的情况以外，还包含使该部分的亮度(照度)降低的情况。
对雪粒进行检测的方法不受限定。配光控制器140能够基于由未图示的照相机得到的照相机图像IMG，通过图像处理对雪粒进行检测。雪粒的检测算法并不特别受到限定。配光控制器140可以基于照相机图像IMG的连续的多个帧，对雪粒进行检测。
图2的(a)、(b)是对图1的车辆用灯具100的动作进行说明的图。图2的(a)示出照相机图像IMG，图2的(b)示出与图2的(a)的照相机图像相对应的配光图案PTN。在照相机图像IMG中映入有雪粒6、人8、车辆10。配光控制器140从照相机图像IMG中对雪粒6进行检测，对配光图案PTN的对应的部分(称为遮光部分)7进行遮光。
配光控制器140可以进行所谓的ADB控制，在该情况下，如果检测到以车辆10为代表的不应该造成炫目的目标，则与其对应的部分11也被遮光。
配光图案PTN例如以30fps或者大于或等于30fps的速率进行更新，能够使遮光部分7追随雪粒6而移动。由此，能够减少雪粒6的反射光，能够改善前方的视觉识别性。
图3的(a)～(c)是遮光部分7的放大图。遮光部分7包含雪粒6的部分X和附加在其周围的余量区域Y。遮光部分7能够是将雪粒的移动方向(在图中带有箭头)设为长边，将与其垂直的方向设为短边的矩形。在本实施方式中，余量区域Y的尺寸及形状的至少一者是可变的，被动态地和/或适应地进行控制。图3的(a)的遮光部分7是余量区域Y的尺寸为最小，图3的(b)、(c)是余量区域Y的尺寸依次变大。在图3的(a)～(c)中，将余量区域Y的宽度方向的长度W进行固定，将余量区域Y的长度方向的长度L设为可变。
下面，对余量区域Y的具体的控制进行说明。
1.基于位置的控制
余量区域Y的尺寸及形状的至少一者，能够与雪粒(遮光对象)的位置相应地设为可变。
图4是对基于位置的余量区域的控制进行说明的流程图。通过照相机对车辆前方进行拍摄(S100)。而且基于照相机图像对雪粒进行检测(S102)。而且针对每个雪粒，与其位置相应地对余量区域Y的尺寸、形状进行设定(S104)。而且设置遮光区域，对配光图案进行更新(S106)。重复该动作。
图5是从在降雪时行驶的车辆拍摄到的照片。雪粒从某消失点DP以放射状不断移动。在照片中，雪粒成为曝光时间中的轨迹而被观察到。轨迹的长度是雪粒的每单位时间的表观上的移动距离(表观上的速度)，可以说是接近消失点DP的短，远离消失点DP的长。因此，余量区域Y可以是雪粒越远离消失点，则变得越大。由此，能够提高追随性。
可以与行驶状况相应地，通过图像处理对消失点DP进行检测。或者，由于雪从天空降下而来，所以也可以将雪粒的消失点DP固定地处理。而且可以视作雪粒的位置越处于图像的上侧，则越接近消失点DP，越处于下侧，则越远离消失点DP。基于该假定，余量区域Y的尺寸可以是雪粒的位置越处于上侧则越小，越处于下侧则越大。由此能够简化控制。
在存在前行车辆、逆向车辆、行人等应该注视的物体(下面，称为注视物体)的范围中，有时优选与向雪粒的追随性相比，使注视物体的视觉识别性优先。相反地在不存在注视物体的范围，例如在背景空白或者物体位于远方的范围中，即使优先追随性也没有问题。因此在存在注视物体的范围中，可以减小余量区域的尺寸。
图6的(a)、(b)是对针对注视物体的视觉识别性的改善进行说明的图。图6的(a)示出照相机图像IMG，图6的(b)示出配光图案PTN。注视物体OBJ存在于包含路面在内的区域B的可能性高。相反地，与区域B相比上方的区域A的背景空白(或者处于远方)，因此可以说存在注视物体的可能性低。
因此配光控制器140分割为注视物体可能存在的区域B和不可能存在的区域A，可以关于区域A进行与雪粒的位置相对应的余量区域的控制，关于区域B，从该控制排除在外。关于区域B，余量区域的尺寸优选小。并且来说，关于区域B，可以从基于雪粒的遮光控制排除在外。
2.基于行驶状况的控制
在雪粒的位置的基础上，能够使行驶状况反映于余量区域的控制。作为一个例子，雪粒的表观上的速度为，车速v越快则变得越快，车速v越慢则变得越慢。因此，可以与车速v相应地对余量区域的长度L进行控制。在将雪粒的y坐标设为y，将车速设为v时，余量区域的长度L能够由函数f(y，v)表现。
L＝f(y，v)
配光控制器140可以对函数f(y，v)的值进行计算，可以具有查找表。
可以在车速的基础上，或者取代车速，将雨滴传感器的输出反映于余量区域的控制。在雨滴传感器的输出大时、即在降雪量多时，将余量区域的长度L相对地变大。仅基于照相机图像IMG，难以准确地对雪粒的大小进行检测。因此，假定为雨滴传感器的输出和雪粒的大小存在相关性，通过对余量区域进行调节，从而能够将雪粒的大小反映于遮光部分的大小。
另外，在降雪量多的情况下、即在雪粒的数量多的情况下，如果针对其一个一个地对遮光部分7进行设定，则运算成本变得庞大。因此在雨滴传感器的输出大时，将余量区域的长度L(和/或宽度W)扩大，由此还存在下述优点，即，通过一个遮光部分7，能够将多个雪粒集中处理。
接下来，对雪粒的检测方法进行说明。图7是一个实施例所涉及的车辆用灯具100A的框图。车辆用灯具100A具有红外照明装置120及红外线照相机130。红外照明装置120及红外线照相机130可以内置于车辆用灯具100的框体(灯体)，也可以外置。也可以将红外照明装置120内置于框体，将红外线照相机130安装于后视镜的背面侧。
红外照明装置120是向车辆前方照射红外的探测光L1的探测光源。探测光L1可以是近红外光，也可以是更长波长的光。红外线照相机130对由车辆前方的物体2产生的探测光L1的反射光L2进行拍摄。红外线照相机130只要在至少探测光L1的波长域具有灵敏度即可，优选针对可见光不灵敏。
配光控制器140基于由红外线照相机130得到的照相机图像IMG，通过图像处理对雪粒进行检测。
对车辆用灯具100A的优点进行说明。在雪粒的检测时使用白色(可视)的探测光的情况下，在每次照射出探测光时雪粒发白光而造成炫目，视野变得不佳。根据本实施方式，作为探测光而使用红外线，因此具有能够防止炫目这样的优点。
另外，将红外线用作探测光，因此存在下述优点，即，即使连续地照射出探测光，也不易被驾驶员识别。因此能够追随高速地移动的雪粒而进行检测。
以上，关于本发明，基于实施方式进行了说明。该实施方式为例示，本领域技术人员理解到能够在这些各结构要素、各处理过程的组合中实现各种各样的变形例，另外这样的变形例也处在本发明的范围。下面，对这样的变形例进行说明。
(变形例1)
在实施方式中，对关于雪粒的遮光控制进行了说明，但关于雨粒也可以设为遮光控制的对象。
(变形例2)
在实施方式中，仅余量区域的长度L设为可变，但在此基础上可以将宽度W设为可变，也可以将余量区域的形状设为可变。
(变形例3)
在实施方式中，作为探测光并不限于使用红外线。也能够将配光可变灯110射出的光束L3用作探测光，对雪粒进行检测。在该情况下，如果探测光的照射时间长，则成为对驾驶员的炫目，因此将探测光的发光时间缩短为驾驶员无法检测到反射光L2的程度即可。
(变形例4)
基于实施方式，使用具体的语句对本发明进行了说明，但实施方式只不过示出本发明的原理、应用的一个方案，在实施方式中，在没有脱离权利要求书规定出的本发明的思路的范围中，识别到大量的变形例、配置的变更。

Claims (10)

1.一种车辆用灯具，其特征在于，具有：
配光控制器，其生成配光图案，该配光图案包含有在雪粒的周围附加余量区域的遮光部分；以及
配光可变灯，其能够生成具有与所述配光图案相对应的强度分布的光束，
所述余量区域的尺寸及形状的至少一者可变，
所述余量区域的尺寸及形状的至少一者与所述雪粒的位置相对应，
所述雪粒的位置越处于上侧，则所述余量区域越小，所述雪粒的位置越处于下侧，则所述余量区域越大。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，
在所述余量区域的尺寸及形状的至少一者中反映出车速。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，
在所述余量区域的尺寸及形状的至少一者中反映出雨滴传感器的输出。
4.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述配光控制器基于利用红外线照相机对与由红外照明装置照射出的探测光相应地得到的反射光进行拍摄所得到的图像，对所述雪粒进行检测。
5.一种车辆用灯具，其特征在于，具有：
配光控制器，其生成配光图案，该配光图案包含有在雪粒的周围附加余量区域的遮光部分；以及
配光可变灯，其能够生成具有与所述配光图案相对应的强度分布的光束，
所述余量区域的尺寸及形状的至少一者可变，
所述余量区域的尺寸及形状的至少一者与所述雪粒的位置相对应，
所述雪粒越远离消失点，则所述余量区域越大。
6.根据权利要求5所述的车辆用灯具，其特征在于，
在所述余量区域的尺寸及形状的至少一者中反映出车速。
7.根据权利要求5或6所述的车辆用灯具，其特征在于，
在所述余量区域的尺寸及形状的至少一者中反映出雨滴传感器的输出。
8.根据权利要求5或6所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述配光控制器基于利用红外线照相机对与由红外照明装置照射出的探测光相应地得到的反射光进行拍摄所得到的图像，对所述雪粒进行检测。
9.一种车辆用灯具，其特征在于，具有：
配光控制器，其生成配光图案，该配光图案包含有在雪粒的周围附加余量区域的遮光部分；以及
配光可变灯，其能够生成具有与所述配光图案相对应的强度分布的光束，
所述余量区域的尺寸及形状的至少一者可变，
在所述余量区域的尺寸及形状的至少一者中反映出雨滴传感器的输出。
10.根据权利要求9所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述配光控制器基于利用红外线照相机对与由红外照明装置照射出的探测光相应地得到的反射光进行拍摄所得到的图像，对所述雪粒进行检测。
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