JPH11235949A - 自動車用ヘッドライトの配光制御装置 - Google Patents

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、街路灯等のヘッドライト以外の周辺光源からの照度
を考慮して効率よく走行車線を照射できるようにする。 【解決手段】 目標輝度分布算出手段５Ｃによりヘッド
ライト９で照射する自車両前方の走行路の目標輝度分布
を算出するとともに、実輝度分布検出手段３Ａにより走
行路の実際の輝度分布を検出する。そして、光軸角目標
値算出手段５により目標輝度分布算出手段５Ｃで算出さ
れた目標輝度分布と実輝度分布検出手段３Ａで検出され
た実際の輝度分布とを比較し、比較結果に基づいて実際
の輝度分布を目標輝度分布に近づける光軸角目標値を算
出する。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の光軸角が光軸角目標値算出手段５で算出
された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、特に走行路の輝度分布に着目してヘッドライトの
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、一般に、走
行車線は自車両のヘッドランプからの光のみならず、他
の車両のヘッドランプからの光や、街路灯からの光等に
よっても照射されており、時には、これらの自車両のヘ
ッドランプ以外の光によって、走行車線が明るく照らさ
れている場合がある。走行車線が既に十分な照度を有し
ている場合、さらにその上を自車両のヘッドランプで照
らすことは効率が悪い。

【０００７】このような場合、十分な照度を有している
場所をさらに照らすのではなく、逆に、相対的に照度が
低い場所を照らすことができれば、広範囲を効率よく均
一に照らすことができ、ドライバは良好な視認性を確保
することができる。そこで、街路灯等の周辺光源からの
照度を考慮して効率よく走行車線を照射できるようヘッ
ドライトの光軸角を制御することも考えられる。

【０００８】なお、車両前方の走行車線の照度分布に応
じてヘッドライトの配光を制御するものとしては、特開
平４−６６３４３号公報に開示された技術がある。しか
しながら、この技術は対向車からの照射による前方障害
物の蒸発現象を防止するため、自車両のヘッドライトの
配光を変更しようとするものであり、上記課題の解決手
段となるものではない。

【０００９】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、街路灯等のヘッドライト以外の周辺光源からの照
度を考慮して効率よく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、目標輝度分布算
出手段によりヘッドライトで照射する自車両前方の走行
路の目標輝度分布を算出するとともに、実輝度分布検出
手段により走行路の実際の輝度分布を検出する。そし
て、光軸角目標値算出手段により目標輝度分布算出手段
で算出された目標輝度分布と実輝度分布検出手段で検出
された実際の輝度分布とを比較し、比較結果に基づいて
実際の輝度分布を目標輝度分布に近づける光軸角目標値
を算出する。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光軸角目標値算出手段で算出され
た光軸角目標値に等しくなるよう調整する。

【００１１】これにより、街路灯等のヘッドライト以外
の光源からの照度を考慮して効率よく走行車線を照らす
ことが可能となる。

【００１２】

【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は本発明の第１
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。なお、道路
曲率算出手段４Ａは、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。

【００１３】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をそなえており、さらに、
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。

【００１４】さらに、本配光制御装置は、算出された道
路曲率ρ又は推定道路曲率ρ′と、自車両に対する先行
車両の位置情報とに基づいて、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。

【００１５】また、光軸角目標値算出手段５における光
軸角目標値θ₁ ，θ₂ の算出に街路灯等の周辺光源によ
る走行車線の照度情報をフィードバックすべく、実際の
走行車線の照度、即ち輝度分布を検出する実輝度分布検
出手段３Ａと、ヘッドライト９による走行車線の輝度分
布を算出する目標輝度分布算出手段５Ｃと、これらの輝
度分布を比較する比較処理手段２９とをそなえている。
なお、実輝度分布検出手段３Ａは画像情報処理手段３の
機能要素であり、目標輝度分布算出手段５Ｃは光軸角目
標値算出手段５の機能要素である。

【００１６】なお、画像情報処理手段３，走行レーン推
定手段４，代用道路曲率算出手段２５，先行車両位置算
出手段２７，目標輝度分布算出手段２８，比較処理手段
２９，光軸角目標値算出手段５，コントローラ７は、Ｃ
ＰＵ，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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】なお、画像情報処理手段３では、車両前方
の道路白線の認識処理を行なうとともに、カメラ２によ
り取り込まれた車両前方の白黒画像情報に基づいて車両
前方の道路上の所定範囲における輝度分布を検出するよ
うになっている。この輝度分布の検出は画像情報処理手
段３の機能要素である実輝度分布検出手段３Ａが行な
い、検出した輝度分布は、２次元の平面マップ、即ち、
カメラ２により取り込まれた画像における縦横に配置さ
れた各画素毎の輝度マップ（以下、実輝度分布マップと
いう）として得られるようになっている。実輝度分布検
出手段３Ａは作成した実輝度分布マップを後述の比較処
理手段２９へ入力するようになっている。

【００２６】走行レーン推定手段４では、上述のように
各認識周期で認識された原画像３Ａ上の白線１２Ｒ，１
２Ｌ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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】 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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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 を対レーン位置対応補正手段５Ｂ
により補正するようになっている。

【００４１】対レーン位置対応補正手段５Ｂ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θ
₂ 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） 対レーン位置対応補正手段５Ｂ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。

【００４２】こうして、対レーン位置対応補正手段５Ｂ
により光軸角目標値θ₂ に適宜の補正が施され、走行路
中央を的確に照射するための縦方向光軸角目標値θ₁ ，
横方向光軸角目標値θ₂ が設定されるようになってい
る。光軸角目標値算出手段５は、さらに、設定した光軸
角目標値θ₁ ，θ₂ に周辺環境の照度に応じた補正を行
なう。

【００４３】つまり、光軸角目標値算出手段５は、周辺
環境の照度に応じて光軸角目標値θ ₁ ，θ₂ を補正する
ための輝度分布対応補正手段５Ｄを機能要素としてそな
えている。輝度分布対応補正手段５Ｄは、光軸角目標値
算出手段５が設定した光軸角目標値θ₁ ，θ₂ によるヘ
ッドライトの光照射のみで得られるであろう輝度分布
と、カメラ２で検出される実際の輝度分布（実輝度分
布）とを比較し、ヘッドライト９以外の照明状態を把握
して、より効率よく走行車線を照射できるよう光軸角目
標値θ₁ ，θ₂ を補正するものであり、比較処理手段２
９からの情報に基づき補正量を決定するようになってい
る。

【００４４】ここで、輝度分布に応じた光軸角目標値θ
₁ ，θ₂ の補正の一連の処理について説明すると、本配
光制御装置では、前述の実輝度分布検出手段３Ａで得ら
れた実輝度分布マップと、光軸角目標値算出手段５で設
定された光軸角目標値θ₁ ，θ₂ によるヘッドライトの
光照射のみで得られるであろう輝度分布マップとを比較
処理手段２９で比較処理し、その結果に基づき輝度分布
対応補正手段５Ｄが光軸角目標値θ₁ ，θ₂ を補正する
ようになっている。

【００４５】さらに詳述すると、光軸角目標値算出手段
５の機能要素である目標輝度分布算出手段５Ｃがそなえ
られており、まず、この目標輝度分布算出手段５Ｃによ
り、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 に基づく目標輝度分布マップを作成するよう
になっている。つまり、光軸角目標値θ₁ ，θ₂ が与え
られれば、自車両前方の視野範囲における光軸の中心位
置（輝度中心）Ｃ_a がわかり、また、ヘッドライト９か
らの光量分布は光軸角に応じて既知であるため、これら
よりヘッドライト９の照射による走行車線上の輝度分布
を推定することができるので、目標輝度分布算出手段５
Ｃは、ヘッドライト９の光量と光軸角目標値θ₁ ，θ₂
とに基づいて目標輝度分布を演算し、実輝度分布検出手
段３Ａが作成する実輝度分布マップと同様の２次元の平
面マップ（以下、目標輝度分布マップという）を作成す
るようになっている。なお、この目標輝度分布マップと
実輝度分布マップとは、それぞれ自車両前方の視野範囲
内の同一範囲における目標輝度分布と実輝度分布とを示
すものである。

【００４６】比較処理手段２９は、図７に示すように、
目標輝度分布算出手段５Ｃが作成した目標輝度分布マッ
プＭ_a と実輝度分布検出手段３Ａが作成した実輝度分布
マップＭ_b とを比較処理するようになっている。この処
理について詳述すると、比較処理手段２９は、光軸角目
標値を補正するための補正用輝度分布マップＭ_f を作成
する機能（補正用輝度分布マップ作成部）２９Ａと、こ
の補正用輝度分布マップＭ_F に基づいて光軸角目標値の
補正量を算出する機能（補正量算出部）２９Ｂとをそな
えており、これらの各機能２９Ａ，２９Ｂを通じて光軸
角目標値算出手段５の輝度分布対応補正手段５Ｃにフィ
ードバックすべき補正量情報を算出するようになってい
る。

【００４７】まず、補正用輝度分布マップ作成部２９Ａ
においては、実輝度分布マップＭ_bと前回の制御周期で
作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭ_e との対
応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差をそ
の画素の輝度として補正用輝度分布マップＭ_f を作成す
るようになっている。即ち、ここでは、実際に走行車線
が照らされている照度からヘッドライト９を通じて照射
しようとする目標の照度を除くことにより、街路灯等の
ヘッドライト９以外の周辺光源等に起因する照度の偏差
を算出する。

【００４８】一方、補正量算出部２９Ｂでは、補正用輝
度分布マップ作成部２９Ａで作成された補正用輝度分布
マップＭ_f の輝度の中心Ｃ_f 、即ち、マップ上の各画素
を輝度で重み付けした場合のマップの重心点を算出し、
さらに、補正用輝度分布マップＭ_f の輝度の総和Σ_f 、
即ち、補正用輝度分布マップＭ_f 上の全画素上の輝度の
総和を算出するようになっている。

【００４９】そして、さらに、目標輝度分布算出手段５
Ｃから入力された目標輝度分布マップＭ_a の輝度の中心
Ｃ_a を算出し、補正用輝度分布の輝度中心Ｃ_f から目標
輝度分布の輝度中心Ｃ_a に向かうベクトルＣ_f Ｃ_a （ｄ
ｘ，ｄｙ）を算出するようになっている。なお、ｄｘ，
ｄｙはそれぞれＸ方向（走行路幅方向），Ｙ方向（走行
路進行方向）の両輝度中心Ｃ_a ，Ｃ_f の画素数差であ
り、ここでは、輝度分布マップの左下端をＸＹ座標系の
原点としている。

【００５０】比較処理手段２９は、こうして補正量算出
部２９Ｂにおいて算出された補正用輝度分布マップＭ_f
の輝度の総和Σ_f と、補正用輝度分布の輝度中心Ｃ_f か
ら目標輝度分布の輝度中心Ｃ_a に向かうベクトルＣ_f Ｃ
_a （ｄｘ，ｄｙ）とを輝度分布対応補正手段５Ｄに入力
するようになっている。つまり、前述の比較処理手段２
９から輝度分布対応補正手段５Ｄへ入力される情報と
は、この実輝度分布と前回制御周期におけるヘッドライ
ト９による輝度分布との差に基づく補正用輝度分布マッ
プＭ_f の輝度の総和Σ_f ，補正用輝度分布マップＭ_f の
輝度中心Ｃ_f から目標輝度分布マップＭ_a の輝度中心Ｃ
_a に向かうベクトルＣ_f Ｃ_a （ｄｘ，ｄｙ）であり、輝
度分布対応補正手段５Ａはこの輝度総和Σ_f ，ベクトル
Ｃ_f Ｃ_a （ｄｘ，ｄｙ）に基づいて光軸角目標値θ₁ ，
θ₂の補正を行なうようになっている。

【００５１】この光軸角目標値θ₁ ，θ₂ の補正におい
ては、輝度分布対応補正手段５Ｄ′は、まず、比較処理
手段２９から入力されたベクトルＣ_f Ｃ_a （ｄｘ，ｄ
ｙ）の方向にヘッドライトの光軸が補正されるように、
光軸角目標値θ₁ ，θ₂ の補正量ｄθ₁ ，ｄθ₂ を設定
するようになっている。そして、さらに、補正用輝度分
布の輝度の総和Σ_f が大きいほど補正量ｄθ₁ ，ｄθ₂
も大きくなるように、つまり、外部光源の照度が強いほ
ど補正量ｄθ₁ ，ｄθ₂ も大きく設定する。

【００５２】つまり、縦方向の光軸角目標値θ₁ の補正
量ｄθ₁ ，横方向の光軸角目標値θ ₂ の補正量ｄθ₂ は
それぞれ次式のように表されることになる。 ｄθ₁ ＝Ａ₁ ×Σ_f ×ｄｙ ・・・・・・・・・（３） ｄθ₂ ＝Ａ₂ ×Σ_f ×ｄｘ ・・・・・・・・・（４） ただし、Ａ₁ ，Ａ₂ は適宜の定数である。

【００５３】輝度分布対応補正手段５Ｄは、上記の
（３）式（４）式で定まる補正量ｄθ₁，ｄθ₂ をそれ
ぞれ縦方向の光軸角目標値θ₁ ，横方向の光軸角目標値
θ₂ に加算することにより光軸角目標値θ₁ ，θ₂ の補
正を行ない、補正された光軸角目標値θ₁ ，θ₂ が光軸
角目標値算出手段５からコントローラ７へ出力されるよ
うになっている。

【００５４】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。

【００５５】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５Ａ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。

【００５６】また、対レーン位置対応補正手段５Ｂ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、対レーン位置対応補正手段５Ｂ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。

【００５７】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、対レーン位置対応
補正手段５Ｂによる補正を中止する際も、突然補正角ｄ
θ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。

【００５８】本発明の第１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８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）。

【００５９】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。そして、白線位
置を有効に認識できたか否かの判定（レーン認識ロスト
の判定）が行われて（ステップＳ２０）、白線位置を有
効に認識できた場合はステップＳ３０以降の処理を行な
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Ｓ６０以降の処理を
行なう。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を算出する。

【００６０】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３
Ａ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。

【００６１】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
（以上、ステップＳ３０）。

【００６２】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。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Ｌ
Ｃ）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。

【００６３】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。

【００６４】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（以上、ステップＳ
４０）。

【００６５】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の機能要素である対レ
ーン位置対応補正手段５Ｂ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に基づいて前記
の（２）式から補正角ｄθを算出し横方向光軸角目標値
θ₂ を補正する（ステップＳ５０）。

【００６６】さらに、光軸角目標値算出手段５は、その
機能要素である輝度分布対応補正手段５Ａにより周辺環
境の照度に応じて光軸角目標値θ₁ ，θ₂ の補正を行な
う。即ち、光軸角目標値算出手段５が設定した光軸角目
標値θ₁ ，θ₂ で得られるであろう目標輝度分布と、カ
メラ２で検出される実際の輝度分布とを比較し、より効
率よく走行車線を照射できるよう光軸角目標値θ₁ ，θ
₂ の補正を行なうのであるが、その一連の処理は次のよ
うにして行なわれる。

【００６７】まず、（ｎ−１）回目の制御周期におい
て、光軸角目標値算出手段５から出力された光軸角目標
値θ₁(n-1)，θ₂(n-1)は、コントローラ７を通じて光軸
アクチュエータ８に入力される。光軸アクチュエータ８
はヘッドライト９の光軸角を光軸角目標値θ₁(n-1)，θ
₂(n-1)に一致するように調整し、ヘッドライト９は、こ
の光軸角目標値θ₁(n-1)，θ₂(n-1)で車両前方の走行車
線を照射する。

【００６８】走行車線は、ヘッドライト９に照射される
とともに、ヘッドライト９以外の周辺光源、例えば街路
灯等によっても照らされており、走行車線上には照射さ
れる光量や位置に応じた輝度分布が生じる。カメラ２
は、この車両前方の走行車線を白黒画像情報として取り
込み、画像情報処理手段３の機能要素である実輝度分布
検出手段３Ａにより走行車線上の輝度分布を検出する。
実輝度分布検出手段３Ａは、検出した輝度分布を、カメ
ラ２の検出画像の各画素毎の輝度を示した２次元の平面
マップ（実輝度分布マップ）Ｍ_b (n) に加工し、比較処
理手段２９へ入力する。

【００６９】そして、次の（ｎ）回目の制御周期におい
て、光軸角目標値算出手段５は、その機能要素である目
標輝度分布算出手段５Ｃにより、道路曲率ρ及び先行車
両位置情報（距離Ｌ_F ，偏角θ_F ）に基づき算出され、
横ずれ量ΔＹ，ヨー角βに基づき補正された光軸角目標
値θ₁(n)，θ₂(n)に基づき、ヘッドライト９以外の周辺
光源の無い状態で光軸角目標値θ₁(n)，θ₂(n)でヘッド
ライト９を照射したならば得られるであろう輝度分布を
算出し、２次元の平面マップ（目標輝度分布マップ）Ｍ
_a (n) を作成する。そして、作成した目標輝度分布マッ
プＭ_a (n) を比較処理手段２９へ入力する。

【００７０】比較処理手段２９は、実輝度分布検出手段
３Ａで得られた実輝度分布マップＭ _b (n) と、目標輝度
分布算出手段５Ｃで得られた目標輝度分布マップＭ
_a (n) とを次の手順で比較処理し、光軸角目標値算出手
段５（輝度分布対応補正手段５Ｄ）へフィードバックす
べき情報を算出する。まず、比較処理手段２９は、補正
用輝度分布マップ作成部２９Ａにより、実輝度分布マッ
プＭ_b (n) と、（ｎ−１）回目の制御周期において作成
されたヘッドライト対応輝度分布マップＭ_e (n-1) との
対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝度差を
その画素の輝度として補正用輝度分布マップＭ_f (n) を
作成する。

【００７１】次に、補正量算出部２９Ｂにおいて、補正
用輝度分布マップ作成部３９Ａで作成された補正用輝度
分布マップＭ_f (n) の輝度の中心Ｃ_f (n) 、即ち、マッ
プ上の各画素を輝度で重み付けした場合のマップの重心
点と、補正用輝度分布マップＭ_f (n) の輝度の総和Σ_f
(n) 、即ち、補正用輝度分布マップＭ_r (n) 上の全画素
上の輝度の総和とを算出する。

【００７２】そして、さらに、目標輝度分布算出手段５
Ｃから入力された目標輝度分布マップＭ_a (n) の輝度の
中心Ｃ_a (n) を算出し、補正用輝度分布の輝度中心Ｃ_f
(n)から目標輝度分布の輝度中心Ｃ_a (n) に向かうベク
トルＣ_f Ｃ_a (n) 〔ｄｘ(n)，ｄｙ(n) 〕を算出し、算
出した輝度の総和Σ_f (n) ，Ｃ_f Ｃ_a (n) 〔ｄｘ(n)，
ｄｙ(n) 〕を輝度分布対応補正手段５Ｄに入力する。

【００７３】輝度分布対応補正手段５Ｄは、比較処理手
段２９から入力されたベクトルＣ_fＣ_a (n) 〔ｄｘ(n)
，ｄｙ(n) 〕の方向にヘッドライト９の光軸が補正さ
れるように、かつ、補正用輝度分布の輝度の総和Σ
_f (n) が大きいほど補正量も大きくなるように前記の
（３）式（４）式より光軸角目標値θ₁(n)，θ₂(n)の補
正量ｄθ₁(n)，ｄθ₂(n)を設定する。そして、設定した
補正量ｄθ₁(n)，ｄθ₂(n)をそれぞれ縦方向の光軸角目
標値θ₁(n)，横方向の光軸角目標値θ₂(n)に加算するこ
とにより光軸角目標値θ₁(n)，θ₂(n)の補正を行なう。

【００７４】光軸角目標値算出手段５は、このようにし
て補正された光軸角目標値θ₁(n)，θ₂(n)を今回（ｎ回
目）の制御周期における光軸角目標値θ₁(n)，θ₂(n)と
してコントローラ７へ出力する（以上、ステップＳ６
０）。コントローラ７は、こうして得られた縦方向光軸
角目標値θ₁ ，横方向光軸角目標値θ₂ 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Ｓ７０）。

【００７５】一方、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５Ａは、このロスト信号の入力に応じ
て、レーン認識ロストと判定され（ステップＳ２
０））、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。

【００７６】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Ｓ８０）。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 を算出し（ステッ
プＳ９０）、輝度分布対応補正手段５Ａにより周辺環境
の照度に応じて光軸角目標値θ₁ ，θ₂ の補正を行なう
（ステップＳ６０）。

【００７７】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Ｓ７
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走行
車線上を照射することができるという利点がある。

【００７８】そして、走行車線が街路灯等により照らさ
れている場合は、カメラ２からの道路画像情報より得ら
れる走行車線の実輝度分布と、光軸角目標値θ₁ ，θ₂
に基づき算出される目標輝度分布とを比較して、街路灯
等の周辺光源による走行車線上の輝度分布を検出するこ
とができるので、街路灯等の周辺光源により十分な照ら
されている部分をさらにヘッドライト９で照らすことな
く、他の暗い部分を照らすようにヘッドライト９の光軸
角目標値θ₁ ，θ₂ を調整することができ、走行車線の
要部全体を均一に効率よく照らすことができるという利
点がある。

【００７９】次に、本発明の第２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について説明する。本
実施形態の自動車用ヘッドライトの配光制御装置は、第
１実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装
置とは、光軸角目標値θ₁ ，θ₂ の設定手段に相違があ
る。つまり、本配光制御装置では、第１実施形態のよう
に道路曲率や先行車両位置情報に基づき算出された光軸
角目標値θ₁ ，θ₂ を周辺照度に応じて補正するのでは
なく、まず、道路曲率や先行車両位置情報に基づき疑似
光軸角目標値θ₁ ′，θ₂ ′を設定し、この疑似光軸角
目標値θ₁ ′，θ₂ ′と、カメラ情報から得られる周辺
照度情報に基づき、ヘッドライトが実現すべき光軸角目
標値θ₁ ，θ₂ を設定するようになっているのである。

【００８０】本配光制御装置の構成について詳述する
と、疑似光軸角目標値θ₁ ′，θ₂ ′の設定手段は第１
実施形態における光軸角目標値θ₁ ，θ₂ の設定手段と
同構成であり、また、周辺照度情報の検出手段も第１実
施形態と同構成である。したがって、ここでは、第１実
施形態の構成を用いて説明を行なう。本配光制御装置で
は、図９に示すように、実輝度分布検出手段３Ａで得ら
れた実輝度分布マップＭ_b と、道路曲率ρ，先行車両位
置情報（距離Ｌ_F ，偏角θ_F），対レーン情報（横ずれ
量ΔＹ，ヨー角β）に基づき設定された疑似光軸角目標
値θ₁ ′，θ₂ ′によるヘッドライトの光照射のみで得
られるであろう目標輝度分布マップＭ_a とを比較処理手
段３９で比較処理し、その結果に基づき輝度分布対応補
正手段５Ｄ′により光軸角目標値θ₁ ，θ₂ を設定する
ようになっている。

【００８１】まず、疑似光軸角目標値θ₁ ′，θ₂ ′に
基づく目標輝度分布マップは、目標輝度分布算出手段５
Ｃにより作成されるようになっている。つまり、疑似光
軸角目標値θ₁ ′，θ₂ ′が与えられれば、自車両前方
の視野範囲における光軸の中心位置（輝度中心）がわか
り、また、ヘッドライト９からの光量分布は光軸角に応
じて既知であるため、これらよりヘッドライト９の照射
による走行車線上の輝度分布を推定することができるの
で、目標輝度分布算出手段５Ｃは、ヘッドライト９の光
量と疑似光軸角目標値θ₁ ′，θ₂ ′とに基づいて目標
輝度分布を演算し、実輝度分布検出手段３Ａが作成する
実輝度分布マップと同様の２次元の平面マップ（以下、
目標輝度分布マップという）を作成するようになってい
る。なお、この目標輝度分布マップと実輝度分布マップ
とは、それぞれ自車両前方の視野範囲内の同一範囲にお
ける目標輝度分布と実輝度分布とを示すものである。

【００８２】一方、比較処理手段３９は、ヘッドライト
９の光量のみで得られる輝度分布マップＭと実輝度分布
検出手段３Ａが作成した実輝度分布マップとを比較処理
するようになっている。この処理について詳述すると、
比較処理手段３９は、図９に示すように、ヘッドライト
９以外の周辺光源に対応した輝度分布マップ（周辺光源
対応輝度分布マップ）Ｍ_c を作成する機能（周辺光源対
応輝度分布マップ作成部）３９Ａと、ヘッドライト９以
外の周辺光源の光量に応じて目標輝度分布マップＭ_a を
補正し補正目標輝度分布マップＭ_d を作成する機能（補
正目標輝度分布マップ作成部）３９Ｂと、これらの周辺
光源対応輝度分布マップＭ_c と補正目標輝度分布マップ
Ｍ _d とに基づいてヘッドライト９の光量により実現すべ
き輝度分布マップ（ヘッドライト対応輝度分布マップ）
Ｍ_e を作成し、光軸角目標値の補正量を算出する機能
（補正量算出部）３９Ｃとをそなえており、これらの機
能を通じて光軸角目標値算出手段５の輝度分布対応補正
手段５Ｄ′にフィードバックすべき補正量情報を算出す
るようになっている。

【００８３】まず、周辺光源対応輝度分布マップ作成部
３９Ａにおいては、実輝度分布マップＭ_b と、前回の制
御周期で作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭ
_e との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された輝
度差をその画素の輝度として周辺光源対応輝度分布マッ
プＭ_c を作成するようになっている。即ち、ここでは、
実際に走行車線が照らされている照度からヘッドライト
９の照射による照度を除くことにより、街路灯等のヘッ
ドライト９以外の周辺光源等に起因する照度の偏差を算
出する。

【００８４】一方、補正目標輝度分布マップ作成部３９
Ｂでは、まず、実輝度分布マップＭ _b ，目標輝度分布マ
ップＭ_a それぞれの輝度の総和、即ち、マップ上の全画
素上の輝度の総和を算出するようになっている。そし
て、算出した実輝度分布マップＭ_b の輝度の総和Σ_b と
目標輝度分布マップＭ_a の輝度の総和Σ_a との比〔以
下、輝度総和比Σ_b ／Σ_a という〕を算出し、目標輝度
分布マップＭ_a 上の全画素上の輝度にこの輝度総和比Σ
_b ／Σ_a を乗算する。

【００８５】こうして、補正目標輝度分布マップ作成部
３９Ｂでは、目標輝度分布マップＭ _a を補正した補正目
標輝度分布マップＭ_d を作成するようになっている。こ
の補正目標輝度分布マップＭ_d は、ヘッドライト９の光
量と周辺光源による光量とにより走行路の要部全体を均
一にむらなく照らすための理想的な輝度分布を示すもの
である。なお、実輝度分布マップＭ_b と目標輝度分布マ
ップＭ_a との画素が一対一対応していない場合、即ち、
両マップＭ_b ，Ｍ_a の解像度が異なる場合は、輝度の総
和の算出において画素の面積に応じた重みづけを行な
う。

【００８６】次に、比較処理手段３９は、補正量算出部
３９Ｃにおいて、補正目標輝度分布マップＭ_d と周辺光
源対応輝度分布マップＭ_c との対応する画素上の輝度差
を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度とする輝
度分布マップ（ヘッドライト対応輝度分布マップ）Ｍ_e
を作成するようになっている。ここでは、カメラ２で得
られる実際の走行車線の輝度分布が、補正目標輝度分布
マップＭ_d で示されるような理想的な輝度分布となるた
めにヘッドライト９の光量により実現すべき輝度分布の
算出を行なう。そして、作成したヘッドライト対応輝度
分布マップＭ_eにおける輝度の中心Ｃ_e 、即ち、マップ
上の各画素を輝度で重み付けした場合のマップの重心点
を算出し、輝度分布対応補正手段５Ｄ′に入力する。

【００８７】つまり、前述の比較処理手段３９から輝度
分布対応補正手段５Ｄ′へ入力される情報とは、実輝度
分布と目標輝度分布とに基づき算出されるヘッドライト
９の光量により実現すべき輝度分布の輝度中心Ｃ_e であ
り、輝度分布対応補正手段５Ｄ′はこの輝度中心Ｃ_e に
基づいて光軸角目標値θ₁ ，θ₂ を設定するようように
なっている。輝度分布対応補正手段５Ｄ′は、光軸角目
標値とマップ上の輝度中心位置との対応マップを予め記
憶しており、比較処理手段３９から入力された輝度中心
Ｃ_e と予め記憶している対応マップと照らし合わせ、比
較処理手段３９から入力された輝度中心Ｃ_e と対応する
光軸角目標値θ₁ ，θ₂ を算出するようになっている。

【００８８】光軸角算出手段５は、輝度分布対応補正手
段５Ｄ′で算出された光軸角目標値θ₁ ，θ₂ を、今回
の制御周期における光軸角目標値θ₁ ，θ₂ として、コ
ントローラ７へ入力するようになっている。本発明の第
２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、周辺環境の照
度に応じた光軸角目標値θ₁ ，θ₂の設定は次のように
して行なわれる。

【００８９】まず、（ｎ−１）回目の制御周期におい
て、光軸角目標値算出手段５から出力された光軸角目標
値θ₁(n-1)，θ₂(n-1)は、コントローラ７を通じて光軸
アクチュエータ８に入力される。光軸アクチュエータ８
はヘッドライト９の光軸角を光軸角目標値θ₁(n-1)，θ
₂(n-1)に一致するように調整し、ヘッドライト９は、こ
の光軸角目標値θ₁(n-1)，θ₂(n-1)で車両前方の走行車
線を照射する。

【００９０】走行車線は、ヘッドライト９に照射される
とともに、ヘッドライト９以外の周辺光源、例えば街路
灯等によっても照らされており、走行車線上には照射さ
れる光量や位置に応じた輝度分布が生じる。カメラ２
は、この車両前方の走行車線を白黒画像情報として取り
込み、画像情報処理手段３の機能要素である実輝度分布
検出手段３Ａにより走行車線上の輝度分布を検出する。
実輝度分布検出手段３Ａは、検出した輝度分布を、カメ
ラ２の検出画像の各画素毎の輝度を示した２次元の平面
マップ（実輝度分布マップ）Ｍ_b (n) に加工し、比較処
理手段３９へ入力する。

【００９１】そして、次の（ｎ）回目の制御周期におい
て、光軸角目標値算出手段５は、その機能要素である目
標輝度分布算出手段５Ｃにより、道路曲率ρ，先行車両
位置情報（距離Ｌ_F ，偏角θ_F ），対レーン情報（横ず
れ量ΔＹ，ヨー角β）に基づき算出された疑似光軸角目
標値θ₁(n)′，θ₂(n)′に基づき、ヘッドライト９以外
の周辺光源の無い状態で疑似光軸角目標値θ₁(n)′，θ
₂(n)′でヘッドライト９を照射したならば得られるであ
ろう輝度分布を算出し、２次元の平面マップ（目標輝度
分布マップ）Ｍ_a (n) を作成する。そして、作成した目
標輝度分布マップＭ_a (n) を比較処理手段３９へ入力す
る。

【００９２】比較処理手段３９は、実輝度分布検出手段
３Ａで得られた実輝度分布マップＭ _b (n) と、目標輝度
分布算出手段５Ｃで得られた目標輝度分布マップＭ
_a (n) とを次の手順で比較処理し、光軸角目標値算出手
段５（輝度分布対応補正手段５Ｄ′）へフィードバック
すべき情報を算出する。まず、比較処理手段３９は、周
辺光源対応輝度分布マップ作成部３９Ａにより、実輝度
分布マップＭ_b (n) と、（ｎ−１）回目の制御周期にお
いて作成されたヘッドライト対応輝度分布マップＭ_e (n
-1) との対応する画素上の輝度差を算出し、算出された
輝度差をその画素の輝度とする輝度分布マップ、即ち、
街路灯等のヘッドライト９以外の周辺光源による輝度分
布マップ（周辺光源対応輝度分布マップ）Ｍ_c (n) を作
成する。

【００９３】また、補正目標輝度分布マップ作成部３９
Ｂにより、実輝度分布マップＭ_b (n) の輝度の総和Σ_b
と目標輝度分布マップＭ_a (n) の輝度の総和Σ_a とを算
出し、これらの輝度総和比Σ_b ／Σ_a を目標輝度分布マ
ップＭ_a (n) 上の全画素上の輝度に乗算して補正目標輝
度分布マップＭ_d (n) を作成する。そして、補正量算出
部３９Ｃにより、補正目標輝度分布マップＭ_d (n) と周
辺光源対応輝度分布マップＭ_c (n) との対応する画素上
の輝度差を算出し、算出された輝度差をその画素の輝度
とする輝度分布マップ（ヘッドライト対応輝度分布マッ
プ）Ｍ_e (n) を作成する。そして、作成したヘッドライ
ト対応輝度分布マップＭ_e (n) における輝度の中心Ｃ_e
(n) を算出し、輝度分布対応補正手段５Ｄ′に入力す
る。

【００９４】輝度分布対応補正手段５Ｄ′は、比較処理
手段３９から入力された輝度中心Ｃ _e (n) と予め記憶し
ている対応マップと照らし合わせ、比較処理手段３９か
ら入力された輝度中心Ｃ_e (n) に対応する光軸角目標値
θ₁(n)，θ₂(n)を算出する。そして、この算出した光軸
角目標値θ₁(n)，θ₂(n)を今回（ｎ回目）の制御周期に
おける光軸角目標値θ₁(n)，θ₂(n)としてコントローラ
７へ出力する。

【００９５】このように、本実施形態の配光制御装置に
よれば、第１実施形態の配光制御装置と同様に周辺光源
の照度に応じた配光制御が可能であり、さらに、本実施
形態の配光制御装置では、周辺光源による輝度分布に応
じて走行路の要部全体を均一に照らすための理想的な輝
度分布（補正目標輝度分布）を定め、ヘッドライト９の
光が周辺光源とともにこの補正目標輝度分布を達成する
よう光軸角目標値θ₁，θ₂ を設定するので、第１実施
形態の配光制御装置よりもさらに均一に効率よく走行車
線の要部全体を照らすことができるという利点がある。

【００９６】なお、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。例えば、上述の各実
施形態では、周辺環境の照度に応じて光軸角目標値
θ₁ ，θ₂ の角度補正のみを行なっているが、光軸角目
標値θ₁ ，θ₂ の角度補正とともにヘッドライト９の光
量も周辺環境の照度に応じて調整してもよく、或いは、
ヘッドライト９の光量のみを調整してもよい。

【００９７】特に、上述の第２実施形態の配光制御装置
のように、走行路の要部全体を均一に照らすためのヘッ
ドライト９の光量が受け持つ輝度分布を定め、この輝度
分布を達成するように配光制御する配光制御装置では、
ヘッドライト９の光量を調整することは有効である。ま
た、走行車線上の輝度分布の検出において、上述の実施
形態ではカメラ２からの画像情報を利用しているが、専
用の照度計により走行車線上の輝度分布を検出するよう
にしてもよい。

【００９８】

【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、実輝度分布検出
手段で検出される走行車線の実輝度分布と、目標輝度分
布算出手段で算出される目標輝度分布との比較に基づい
てヘッドライトの光軸角を制御して、実輝度分布を目標
輝度分布に近づけるようにヘッドライトの光軸角を制御
するので、走行車線が街路灯等により照らされている場
合にも、ヘッドライトにより街路灯等の周辺光源により
十分な照らされている部分をさらに強く照らすことな
く、他の暗い部分を中心に照らすようにすることがで
き、走行車線の要部全体をむらなく均一にかつ無駄なく
より効率よく照らすことができ、ドライバの視認性の向
上に寄与しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１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】本発明の第１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】本発明の第１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】本発明の第１実施形態にかかる走行レーンの道
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】本発明の第１実施形態にかかる横ずれ量とヨー
角の算出について説明するための説明図である。

【図６】本発明の第１実施形態にかかる先行車両位置と
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】本発明の第１実施形態にかかる走行路上の輝度
分布に応じた光軸角目標値の補正について説明するため
の説明図である。

【図８】本発明の第１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９】本発明の第２実施形態にかかる走行路上の輝度
分布に応じた光軸角目標値の補正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 ３Ａ 実輝度分布検出手段 ４ 走行レーン推定手段 ４Ａ 道路曲率算出手段 ５ 光軸角目標値算出手段 ５Ｃ 目標輝度分布算出手段 ５Ｄ，５Ｄ′ 輝度分布対応補正手段 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 ２６ レーダ ２７ 先行車両位置算出手段 ２９，３９ 比較処理手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 該ヘッドライトで照射する自車両前方の走行路の目標輝
   度分布を算出する目標輝度分布算出手段と、 該走行路の実際の輝度分布を検出する実輝度分布検出手
   段と、 該目標輝度分布算出手段で算出された目標輝度分布と該
   実輝度分布検出手段で検出された実際の輝度分布との比
   較に基づいて実際の輝度分布を目標輝度分布に近づける
   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。