本发明涉及一种控制车辆的前照灯的前照灯控制装置。
背景技术：
作为控制自身车辆的前照灯的前照灯控制的一例，有如下配光控制：在夜间的行驶中，检测前方车辆或对向车辆而将自身车辆的前灯(前照灯)从远光切换为近光，以防止因自身车辆的前灯的远光而引起前行车辆或对向车辆的驾驶员的目眩。在配光控制中，探索高亮度的区域并以光点的形式提取出来，以从由摄像机拍摄到的图像中检测前行车辆的尾灯或者对向车辆的前灯。
在像普通的外界识别应用那样以进行了自动曝光调整的快门拍摄到的图像的情况下，存在曝光时间过长而过曝或者曝光时间过短而无法正确地提取光点的情况。因此，在配光控制中，必须以一定的曝光时间进行拍摄。
但是，在以一定的曝光时间进行拍摄的情况下，适合远方的光源物和邻近的光源物的曝光时间是不一样的。因此，需要像以远方光点用的曝光时间拍摄到的图像和以邻近光点用的曝光时间拍摄到的图像那样多个不同曝光时间的图像。
此外，以光点形式加以提取的对象即前行车辆的尾灯以及对向车辆的前灯的亮度也不一样，因此，适合尾灯和前灯的曝光时间是不一样的。因此，在前行车辆尾灯检测用和对向车辆前灯检测用当中，需要不同曝光时间的图像。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005-92861号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
通常，在车辆识别、行人识别等图像识别处理中，识别对象为行人、车辆等非自发光物，因此需要经自动曝光调整的图像。因此，这些非自发光物的识别处理中使用的图像与配光处理中使用的图像无法使用相同图像。
要在一个系统中同时实现现有的图像识别处理和配光控制功能，就需要识别处理用的图像和配光控制用的图像。要拍摄配光控制用的图像和这以外的图像识别用的图像，就必须交替变更快门的曝光时间。进而，配光控制用的图像需要多张图像，因此若要拍摄所有图像，则拍摄张数会增加。拍摄张数的增加会导致配光控制的执行周期变长，从而使得从检测到车辆起到切换前灯为止的反应时间变长。
因此，本发明的目的在于提供一种一方面兼顾物体检测和配光控制功能、另一方面通过削减配光控制所需的图像张数来抑制配光控制的执行周期的增长的前照灯控制装置。
解决问题的技术手段
解决上述问题的本发明的前照灯控制装置的特征在于，具有：物体检测部，其根据由摄像装置拍摄到的图像来进行物体检测处理；光点提取部，其根据由所述摄像装置拍摄到的图像来进行光点提取处理；以及配光控制部，其根据所述物体检测处理的结果和所述光点提取处理的结果来控制前照灯的照射状态。
发明的效果
根据本发明，一方面能够兼顾物体检测和配光控制功能，另一方面能够通过削减配光控制所需的图像张数来抑制配光控制的执行周期的增长。再者，上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明来加以明确。
附图说明
图1为表示本实施方式的前照灯控制装置的构成的功能框图。
图2为说明本实施方式的前照灯控制装置中的配光控制处理的流程图。
图3为说明本实施方式的配光用图像拍摄的曝光时间设定例的说明图。
图4为说明本实施方式的配光用图像拍摄的曝光时间设定例的说明图。
图5为说明本实施方式的配光用图像拍摄的曝光时间设定例的说明图。
具体实施方式
下面，根据附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
图1为本实施方式中的前照灯控制装置100的构成图。
本实施方式的前照灯控制装置100使用从自身车辆拍摄前方而得的图像来进行将自身车辆的前灯(前照灯)的配光切换为近光或远光的控制，在自身车辆的前方检测到前行车辆或对向车辆等前方车辆的情况下将配光控制为近光，在未检测到前方车辆的情况下将配光控制为远光。检测前方车辆的方法在远方和邻近是不一样的，远方的车辆检测是通过光点提取来进行，邻近的车辆检测是通过物体检测来进行。
根据本实施方式的前照灯控制装置100，由于邻近的车辆检测是通过物体检测来进行，因此可以省略邻近用配光图像的拍摄。因而，能够防止像拍摄远方用配光图像和邻近用配光图像两方作为光点提取用、之后进行前方车辆的检测处理的现有技术那样，通过配光控制来切换配光的时刻发生延迟这一情况。
前照灯控制装置100具有：物体检测部，其根据由摄像装置拍摄到的图像来进行物体检测处理；光点提取部，其根据由摄像装置拍摄到的图像来进行光点提取处理；以及配光控制部，其根据物体检测部的物体检测处理的结果和光点提取部的光点提取处理的结果来控制前照灯的照射状态。
在物体检测部检测到作为物体的前方车辆的情况以及光点提取部提取到前方车辆的尾灯或前灯等光点的情况中的至少一种情况下，配光控制部生成将前灯(前照灯)设为邻近照射状态(近光)的前照灯控制信号。另一方面，在通过物体检测部未检测到物体而且通过光点提取部未提取到光点的情况下，配光控制部生成将前照灯设为远方照射状态(远光)的前照灯控制信号。
如图1所示，前照灯控制装置100具有作为摄像装置的摄像机101、102、图像信号处理部103、存储区域106、识别处理部112以及控制信号输出部118。图像信号处理部103具有视差算出部104和光点提取部105。存储区域106具有图像信息保存部107、视差信息保存部108、立体物信息保存部109、光点信息保存部110及曝光时间保存部111。并且，识别处理部112具有邻近远方区域推定部113、立体物检测部114、车辆光点提取部115、曝光时间算出部116及配光控制判定部117。
在本实施方式中，作为检测邻近的车辆的方法的例子，是列举使用立体摄像机的立体物检测来进行说明，但是，例如也可以仅通过单眼摄像机或者将单眼摄像机与雷达的组合的立体物检测等来加以实施。
此外，在本实施方式中，是对通过提取前行车辆的尾灯的光点来检测远方的车辆的方法进行说明，但是，也可以检测前行车辆的尾灯以及对向车辆的前灯来进行配光控制。
在检测前行车辆的尾灯以及对向车辆的前灯的情况下，所述尾灯的亮度比所述前灯低，难以从以相同曝光时间拍摄到的图像中提取尾灯光点和前灯光点两方。因此，在检测所述尾灯及前灯的情况下，所述配光用图像可以通过使用以用于提取低亮度光点的曝光时间拍摄到的图像以及以用于提取高亮度光点的曝光时间拍摄到的图像来实现。与仅将尾灯光点作为提取对象来进行车辆光点提取的情况相比，执行周期增长，但不管哪一情况下，都将获得邻近车辆检测用配光图像削减的效果。
摄像机101及摄像机102是以能够获得自身车辆的前方的视野的方式设置。在本实施方式中，拍摄算出立体物检测处理中使用的视差信息所需的立体图像以及算出车辆光点提取处理中使用的光点信息所需的配光用图像。
为了检测非自发光物而以通过自动曝光调整设定的第1曝光时间来拍摄立体图像。为了提取光点而以记录在曝光时间保存部111中的第2曝光时间来拍摄配光用图像。配光用图像可使用摄像机101或摄像机102的任一单一图像，也可使用摄像机101及摄像机102两方的图像。所述立体图像和所述配光用图像是在互不相同的时刻拍摄。例如，在拍摄立体图像之后拍摄配光用图像。配光用图像的第2曝光时间与立体图像的第1曝光时间不一样。根据各种条件来控制第1曝光时间和第2曝光时间中的至少一方(曝光时间控制部)。
由摄像机101及摄像机102拍摄到的立体图像被输入至图像信号处理部103。图像信号处理部103的视差算出部104使用从摄像机101及摄像机102输入的立体图像来进行算出视差信息的处理。
由摄像机101及摄像机102拍摄到的图像以及由图像信号处理部103算出的视差信息被送至存储区域106。拍摄到的图像被保存至存储区域106的图像信息保存部107，视差信息以视差图像的状态被保存至存储区域106的视差信息保存部108。继而，所述视差信息被送至识别处理部112。
图像信号处理部103的光点提取部105使用由摄像机101和摄像机102中的至少一方拍摄、并输入的配光用图像来进行光点提取。作为光点提取方法的例子，例如有根据单一图像内的亮度图案来提取光点的方法，具体而言，以亮度值对配光用图像进行二值处理并提取高亮度像素。在前灯的光点的情况下，提取白色的高亮度像素，在尾灯的光点的情况下，提取红色的高亮度像素。对提取到的高亮度像素进行分组处理，将相邻的高亮度像素彼此的集合作为光点。进而，通过光点的形状、纵横比、面积来进行过滤处理而进行精简。
由光点提取部105提取到的光点的信息被送至存储区域106，被保存至存储区域106的光点信息保存部110。光点的信息被送至识别处理部112的车辆光点提取部115。
在识别处理部112的邻近远方区域推定部113中，根据来自视差算出部104的所述视差信息来推定自身车辆的前方的邻近区域和远方区域。立体物检测部114根据所述视差信息来进行立体物检测。立体物检测部114的所述立体物检测结果被送至存储区域106，被保存至立体物信息保存部109。所述立体物检测结果被送至曝光时间算出部116及配光控制判定部117。
曝光时间算出部116根据所述立体物检测结果来算出用以拍摄下一时刻的配光用图像的曝光时间。由曝光时间算出部116算出的曝光时间为第2曝光时间，被送至存储区域106，被保存至曝光时间保存部111。
车辆光点提取部115根据以不同于第1曝光时间的第2曝光时间拍摄到的配光用图像来进行光点提取处理。车辆光点提取部115算出由邻近远方区域推定部113推定出的远方区域内存在的光点当中是否存在前行车辆或对向车辆的前灯、尾灯等车辆光点。车辆光点的提取结果被送至配光控制判定部117。配光控制判定部117根据所述立体物检测结果以及所述车辆光点的提取结果来生成切换自身车辆的前灯的照射状态的前照灯控制信号。控制信号输出部118将由配光控制判定部117决定的控制信号输出至前灯控制部(未图示)。自身车辆的前灯装置根据从配光控制判定部117输出的前照灯控制信号来控制前灯的照射状态。前灯的照射状态至少包括照射距离较长的远方照射状态(远光)和照射距离较短的邻近照射状态(近光)。
图2为表示本实施方式中的配光控制处理的流程的图。
本实施方式中的配光控制处理具有立体物体检测处理流程S201和配光控制处理流程S207。
首先，对立体物体检测处理流程S201(物体检测部)进行说明。图像信号处理部103获取由摄像机101及摄像机102以经自动曝光调整而得的第1曝光时间拍摄到的立体图像(S202)。图像信号处理部103根据S202中获取到的立体图像来算出视差信息(S203)。所述视差信息被保存至存储区域106的视差信息保存部108(S205)。立体物检测部114从视差信息保存部108获取视差信息并根据视差信息进行物体检测，从而进行作为存在于自身车辆的前方的立体物的前方车辆的检测(S204)。作为立体物检测结果的车辆检测结果被保存至存储区域106的立体物信息保存部109(S206)。
接着，对配光控制处理流程S207(配光控制部)进行说明。摄像机101获取曝光时间保存部111中保存的第2曝光时间，以所述第2曝光时间拍摄配光用图像(S208)。在图像信号处理部103中，将以第2曝光时间拍摄到的所述配光用图像送至光点提取部105来进行光点提取(S210)。通过所述光点提取获得的光点信息被保存至存储区域106的光点信息保存部110。
在识别处理部112中，根据视差信息来进行邻近区域和远方区域的推定(S211)。作为邻近区域和远方区域的推定方法的最简单的例子，根据视差信息来算出图像上的各点在现实世界中的距自身车辆的距离。对针对各点求出的距离进行阈值处理，推定比阈值近的点处于邻近、比阈值远的点处于远方。在也有求不出视差而无法算出距离的点的情况下，通过以属于与求出了视差的最近的点相同的区域的方式进行分组，可以推定图像整体的远方区域和邻近区域。
在配光控制判定部117中，从立体物信息保存部109获取作为物体检测处理的结果的立体物信息，从光点信息保存部110获取作为光点提取处理的结果的光点信息，根据所述立体物信息及所述光点信息来设定将自身车辆的前灯设为近光或远光的控制信号。在参考立体物信息而在邻近区域检测到车辆的情况下(S212)，设定将自身车辆的前灯设为近光的控制信号(S215)。前照灯控制装置100在邻近区域通过立体物检测来进行车辆检测、在远方区域通过车辆光点的提取来进行车辆检测。即，邻近区域不是提取车辆光点而是参考立体物信息来进行车辆检测，因此，无须拍摄邻近车辆的光点提取用的配光用图像。因而，能够削减配光控制所需的图像张数、抑制配光处理的执行周期的增长。
此外，在本实施方式中，在根据立体物检测结果而检测到车辆的情况下，可以省略车辆光点提取处理而进行控制信号的切换，因此能够降低处理负载。
在S212中，在判断在邻近区域未检测到车辆的情况下(S212中的否)，在车辆光点提取部105中进行车辆光点的探索(S213)。车辆光点的探索是通过从S211中推定出的远方区域内存在的光点当中提取车辆光点来进行。通过将车辆光点的探索范围限定于所述远方区域，可以减轻处理负载。
继而，在提取到车辆光点的情况下(S213中的是)，设定将自身车辆的前灯设为近光的控制信号(S215)。在S213中未提取到车辆光点的情况下，判断自身车辆的前方没有对向车辆也没有前行车辆，从而设定将自身车辆的前灯设为远光的控制信号(S214)。
为了利用S214或S215中设定的所述控制信号来控制前灯，控制信号输出部118将所述控制信号输出至前灯控制部(S216)。
接着，下面使用图3～图5，对S217中的、用以拍摄光点提取用的配光用图像的曝光时间的调节方法进行说明。图3～图5为说明本实施方式的配光用图像拍摄的曝光时间设定例的说明图。
用以拍摄配光用图像的第2曝光时间是根据立体物检测部114能够检测邻近车辆的可检测距离来加以控制(曝光时间控制部)。调节用以拍摄配光用图像的曝光时间的目的在于调节远方车辆检测的可检测距离。能够提取光点的距离可以通过曝光时间进行调节，曝光时间越长，越能提取远方的光点，曝光时间越短，越能提取邻近的光点。
立体处理下的立体物检测与车辆光点提取相比检测距离较短，检测距离越远，检测性能越不稳定。因而，认为在通过立体物检测来进行的邻近车辆检测与通过车辆光点提取来进行的远方车辆检测的切换附近有车辆检测中断之虞。因此，为了防止邻近车辆检测与远方车辆检测的切换附近的车辆检测中断，进行使邻近车辆检测的可检测距离与远方车辆检测的可检测距离在切换附近部分重复这样的处理。为此，第2曝光时间被控制为，立体物检测部114能够检测立体物的可检测距离与车辆光点提取部115能够提取光点的光点可提取距离部分重复地设定。
在邻近车辆检测和远方车辆检测中均未检测到车辆的情况下，算出能够提取从能进行远方车辆检测的最远位置出现的车辆光点这样的曝光时间。
图3为表示在自身车辆301的前方行驶的前方车辆304朝自身车辆301相对接近的状态的图。图3的(a)中，有自身车辆301和其前方的前方车辆304。箭头306表示自身车辆301与前方车辆304的相对接近。图3的(a)中，距离302为可以通过邻近车辆检测进行检测的距离，距离303为可以通过远方车辆检测进行检测的距离。
在像图3的(a)所示那样通过远方车辆检测而检测到前方车辆304且前方车辆304与自身车辆301正在接近的情况下，认为邻近车辆检测与远方车辆检测的切换附近305的车辆检测有中断之虞。因此，算出像图3的(b)所示那样能以光点形式继续提取前方车辆304的尾灯或前灯这样的曝光时间。
远方车辆检测中使用的配光用图像的曝光时间是根据立体物检测部114(物体检测部)能够检测车辆的可检测距离308来算出。曝光时间算出处理(S217)以远方车辆检测的可检测距离309与邻近车辆检测的可检测距离308部分重复的方式、根据邻近车辆检测的检测结果来算出远方车辆检测的配光用图像的曝光时间。由此，调整远方车辆检测的可检测距离309，从而能以到前方车辆310进入能进行邻近车辆检测的距离308为止无中断的方式进行远方车辆检测。
在像图3的(c)所示那样前方车辆314存在于可以通过邻近车辆检测而稳定地进行检测的距离312之内且前方车辆314与自身车辆311正在接近的情况下，认为前方车辆314会因交错或超车而从图像上消失。因此，为了着眼于车辆314的更前方，设定远方车辆检测的可检测距离成为能够提取从离自身车辆311最远的位置出现的车辆光点的距离这样的曝光时间。
再者，在图3所示的例子中，对检测前方车辆朝与自身车辆的行进方向相同的方向前进的前行车辆的情况进行了说明，但在前方车辆朝与自身车辆的行进方向相反的方向前进的对向车辆的情况下，也可以通过将前灯代替尾灯作为光点来进行远方车辆检测。图4的(a)～(c)为表示前方车辆404逐渐远离自身车辆401的状态的图。图4的(a)～图4的(c)中，有自身车辆401和其前方的前方车辆404。将距离402设为可以通过邻近车辆检测加以检测的距离，将距离403设为可以通过远方车辆检测加以检测的距离。箭头400表示自身车辆401与前方车辆404的背离。在像图4的(a)所示那样通过邻近车辆检测而在距离402的范围内检测到前方车辆404且前方车辆404正离开自身车辆401而去的情况下，邻近车辆检测与远方车辆检测的切换附近的车辆检测也有中断之虞。
因此，根据通过邻近车辆检测算出的到前方车辆404的距离来算出能以光点形式提取前方车辆404的尾灯的曝光时间。由此，以采用车辆光点提取的远方车辆检测的可检测距离403能够包含到前方车辆404的距离的方式进行调整。即，以远方车辆检测的可检测距离403与邻近车辆检测的可检测距离402部分重复的方式、根据邻近车辆检测的检测结果来调节远方车辆检测的配光用图像的曝光时间。再者，为了根据自身车辆401到前方车辆404的距离来算出曝光时间，必须预先以实验方式求出距离与曝光时间的特性。
在像图4的(b)所示那样前方车辆408脱离了邻近车辆可检测距离406的情况下，算出能以光点形式继续提取前方车辆408的尾灯这样的曝光时间。由此，调整远方车辆检测的可检测距离407。
在像图4的(c)所示那样通过远方车辆检测而检测到前方车辆412且前方车辆412与自身车辆409正远离的情况下，以能够继续提取前方车辆的光点直至能进行远方车辆检测的最远位置为止的方式调节远方车辆检测的可检测距离411，为此，算出配光用图像的曝光时间。此外，若能预测通过邻近车辆检测而检测到的车辆的运动，则能够实现基于该预测结果的配光用图像的曝光时间的调整。
图5展示了在自身车辆501的前方存在正在左拐的前方车辆502、进而在其前方行驶有作为前行车辆的前方车辆504的状态。图5中，在前方行驶有车辆502、进而在车辆502的前方行驶有车辆504，两者都是通过邻近车辆检测而检测到的。
配光用图像的曝光时间是根据能以光点形式提取离自身车辆501最近的前方车辆502的尾灯的距离503来设定的。在前方车辆502要左拐的情况下，接着必须着眼于存在于其前方的前方车辆504。因此，若能通过转向灯等来预测车辆502要左拐的运动，则在车辆502移动至画面外之前，根据能以光点形式提取车辆504的尾灯的距离505来设定配光用图像的曝光时间。即，预测前方车辆的运动，根据接着应着眼的距离来调整配光用图像的曝光时间。
以上，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但本发明并不限定于所述实施方式，可以在不脱离权利要求书中记载的本发明的精神的范围内进行各种设计变更。例如，所述实施方式是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以将某一实施方式的构成的一部分替换为其他实施方式的构成，此外，也可以对某一实施方式的构成加入其他实施方式的构成。进而，可以对各实施方式的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。
符号说明
100 前照灯控制装置
101 摄像机1
102 摄像机2
103 图像信号处理部
104 视差算出部
105 光点提取部
106 存储区域
107 图像信息保存部
108 视差信息保存部
109 立体物信息保存部
110 光点信息保存部
111 曝光时间保存部
112 识别处理部
113 邻近远方区域推定部
114 立体物检测部
115 车辆光点提取部
116 曝光时间算出部
117 配光控制判定部
118 控制信号输出部
301、307、311、401、405、409、501 自身车辆
302、308、312、402、405、409 邻近车辆检测的可检测距离
303、309、313、403、407、411、503、505 远方车辆检测的可检测距离
304、310、314、404、408、412、502、502 前方车辆
305 邻近车辆检测与远方车辆检测的切换范围
306 自身车辆与前方车辆的相对运动。