特許7393433配光制御装置、車両位置検出装置、車両用灯具システム、配光制御方法および車両位置検出方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-28
(45)【発行日】2023-12-06
(54)【発明の名称】配光制御装置、車両位置検出装置、車両用灯具システム、配光制御方法および車両位置検出方法
(51)【国際特許分類】
B60Q 1/14 20060101AFI20231129BHJP
F21V 9/40 20180101ALI20231129BHJP
F21V 7/00 20060101ALI20231129BHJP
F21V 14/04 20060101ALI20231129BHJP
【ＦＩ】
B60Q1/14 A
F21V9/40 400
F21V7/00 590
F21V14/04
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2021551645
(86)(22)【出願日】2020-10-05
(86)【国際出願番号】 JP2020037744
(87)【国際公開番号】W WO2021070783
(87)【国際公開日】2021-04-15
【審査請求日】2023-07-27
(31)【優先権主張番号】P 2019186556
(32)【優先日】2019-10-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019196322
(32)【優先日】2019-10-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001133
【氏名又は名称】株式会社小糸製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100109047
【弁理士】
【氏名又は名称】村田 雄祐
(74)【代理人】
【識別番号】100109081
【弁理士】
【氏名又は名称】三木 友由
(72)【発明者】
【氏名】荒井 健佑
(72)【発明者】
【氏名】片岡 拓弥
【審査官】下原 浩嗣
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１５６２７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２３２４３１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｑ １／１４
Ｆ２１Ｖ ９／４０
Ｆ２１Ｖ ７／００
Ｆ２１Ｖ １４／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の前方領域を撮像する撮像装置から得られる画像の画像解析により前方車両を検出する車両検出部と、前記前方車両の存在領域に対し車幅方向に所定のマージンを加えた処理対象領域を定める領域決定部と、
前記車両検出部による前方車両の検出と並行して、前記撮像装置から得られる画像において、前記処理対象領域に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアの画素値に基づいて遮光部を定め、前記遮光部を含む配光パターンを決定するパターン決定部と、
を備える配光制御装置。
【請求項2】
前記パターン決定部は、前記画像において、前記光点のペアの左側光点に重なる左光点画素と当該左光点画素の上方向に並ぶ所定数の左側上方画素とを左側上方膨張群と定め、右側光点に重なる右光点画素と当該右光点画素の上方向に並ぶ所定数の右側上方画素とを右側上方膨張群と定め、
前記左側上方膨張群と、当該左側上方膨張群から右方向に並ぶ所定数の右列画素とを右方膨張群と定め、
前記右側上方膨張群と、当該右側上方膨張群から左方向に並ぶ所定数の左列画素とを左方膨張群と定め、
前記右方膨張群および前記左方膨張群が重なる画素領域を遮光部に含める請求項１に記載の配光制御装置。
【請求項3】
前記パターン決定部は、前記画像において、前記左側上方画素の画素値を前記左光点画素の画素値に変換し、前記右側上方画素の画素値を前記右光点画素の画素値に変換することで、前記左側上方膨張群および前記右側上方膨張群を含む上方膨張パターン画像を作成し、
前記上方膨張パターン画像において、前記右列画素の画素値を前記左側上方膨張群の画素値に変換することで、前記右方膨張群を含む右方膨張パターン画像を作成し、
前記上方膨張パターン画像において、前記左列画素の画素値を前記右側上方膨張群の画素値に変換することで、前記左方膨張群を含む左方膨張パターン画像を作成し、
前記右方膨張パターン画像および前記左方膨張パターン画像を合成して前記遮光部を定める請求項２に記載の配光制御装置。
【請求項4】
前記領域決定部は、前記車両検出部から得られる同じ検出結果に対して前記処理対象領域を繰り返し定め、前記処理対象領域を定める回数が増えるにつれて前記マージンの大きさを徐々に広げる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配光制御装置。【請求項5】
前記撮像装置は、高速カメラと、前記高速カメラよりもフレームレートの低い低速カメラと、を含み、前記車両検出部は、前記低速カメラから得られる画像に基づいて前記前方車両を検出し、
前記パターン決定部は、前記高速カメラから得られる画像に基づいて前記配光パターンを決定する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配光制御装置。
【請求項6】
車両の前方領域を撮像する撮像装置と、強度分布が可変である可視光ビームを前記前方領域に照射可能な配光可変ランプと、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配光制御装置と、
前記配光パターンを形成するように前記配光可変ランプを制御するランプ制御装置と、を備える車両用灯具システム。
【請求項7】
車両の前方領域を撮像する撮像装置から得られる画像の画像解析により前方車両を検出し、前記前方車両の存在領域に対し車幅方向に所定のマージンを加えた処理対象領域を定め、
前記前方車両の検出と並行して、前記撮像装置から得られる画像において、前記処理対象領域に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアの画素値に基づいて遮光部を定め、前記遮光部を含む配光パターンを決定することを含む配光制御方法。
【請求項8】
前記配光パターンを決定する際、前記画像において、前記光点のペアの左側光点に重なる左光点画素と当該左光点画素の上方向に並ぶ所定数の左側上方画素とを左側上方膨張群と定め、右側光点に重なる右光点画素と当該右光点画素の上方向に並ぶ所定数の右側上方画素とを右側上方膨張群と定め、
前記左側上方膨張群と、当該左側上方膨張群から右方向に並ぶ所定数の右列画素とを右方膨張群と定め、
前記右側上方膨張群と、当該右側上方膨張群から左方向に並ぶ所定数の左列画素とを左方膨張群と定め、
前記右方膨張群および前記左方膨張群が重なる画素領域を遮光部に含める請求項７に記載の配光制御方法。
【請求項9】
前記配光パターンを決定する際、前記画像において、前記左側上方画素の画素値を前記左光点画素の画素値に変換し、前記右側上方画素の画素値を前記右光点画素の画素値に変換することで、前記左側上方膨張群および前記右側上方膨張群を含む上方膨張パターン画像を作成し、
前記上方膨張パターン画像において、前記右列画素の画素値を前記左側上方膨張群の画素値に変換することで、前記右方膨張群を含む右方膨張パターン画像を作成し、
前記上方膨張パターン画像において、前記左列画素の画素値を前記右側上方膨張群の画素値に変換することで、前記左方膨張群を含む左方膨張パターン画像を作成し、
前記右方膨張パターン画像および前記左方膨張パターン画像を合成して前記遮光部を定める請求項８に記載の配光制御方法。
【請求項10】
車両の前方領域を撮像する撮像装置に基づく画像に対し、車幅方向に長い所定形状の第１構造要素を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施して、前記画像に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアが互いにつながった横膨張領域を生成し、前記横膨張領域に基づいて前方車両の位置を検出する車両位置検出装置。
【請求項11】
前記撮像装置に基づく画像に対し、所定形状の第２構造要素を用いた第２収縮処理の回数を相対的に少なくして、所定の第１距離に位置する前記光点のペアと前記第１距離よりも遠い第２距離に位置する前記光点のペアとを含む第１画像を生成し、前記撮像装置に基づく画像に対し、前記第２収縮処理の回数を相対的に多くして、前記第１距離に位置する前記光点のペアを含み、前記第２距離に位置する前記光点のペアを削除した第２画像を生成し、
前記第１画像には車幅方向の長さが相対的に短い前記第１構造要素を用い、前記第２画像には車幅方向の長さが相対的に長い前記第１構造要素を用いて、それぞれの画像に前記第１膨張処理および前記第１収縮処理を施す請求項１０に記載の車両位置検出装置。
【請求項12】
車両の前方領域を撮像する撮像装置と、強度分布が可変である可視光ビームを前記前方領域に照射可能な配光可変ランプと、
請求項１０または１１に記載の車両位置検出装置、および前記車両位置検出装置の検出結果に基づいて遮光部を含む配光パターンを決定するパターン決定部を有する配光制御装置と、
前記配光パターンを形成するように前記配光可変ランプを制御するランプ制御装置と、を備える車両用灯具システム。
【請求項13】
前記パターン決定部は、前記横膨張領域を生成した画像の各画素の画素値を反転させて反転画像を生成し、前記反転画像に対し、上下方向に長い所定形状の第３構造要素を用いて第３収縮処理を施して、前記横膨張領域から上方に延びる上収縮領域を生成し、前記上収縮領域を前記遮光部に含める請求項１２に記載の車両用灯具システム。
【請求項14】
車両の前方領域を撮像する撮像装置に基づく画像に対し、車幅方向に長い所定形状の第１構造要素を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施して、前記画像に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアが互いにつながった横膨張領域を生成し、前記横膨張領域に基づいて前方車両の位置を検出することを含む車両位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配光制御装置、車両用灯具システムおよび配光制御方法に関し、特に自動車などに用いられる配光制御装置、車両用灯具システムおよび配光制御方法に関する。また、本発明は、車両位置検出装置、車両用灯具システムおよび車両位置検出方法に関する。
【背景技術】
【0002】
夜間やトンネル内での安全な走行に車両用灯具が重要な役割を果たす。運転者による視認性を優先させて、車両前方を広範囲に明るく照射すると、自車前方に存在する先行車や対向車の運転者にグレアを与えてしまうという問題がある。
【0003】
近年、車両の周囲の状態に基づいてハイビームの配光パターンを動的、適応的に制御するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＡＤＢ制御は、自車前方に位置する高輝度の光照射を避けるべき遮光対象の有無をカメラで検出し、遮光対象に対応する領域を減光あるいは消灯するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－０６４９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したＡＤＢ制御によれば、先行車や対向車等の前方車両へのグレアを回避しつつ、自車両の運転者の視認性を向上させることができる。視認性向上により、運転者は前方の障害物等をより確実に認識することができるため、運転の安全性が向上する。一方で、安全性のさらなる向上のために、運転者の視認性をより向上させたいという要求は常にある。また、ＡＤＢ制御を実現する上では、前方車両の位置の把握が重要である。
【0006】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、運転者の視認性を向上させる技術を提供することにある。また、本発明の目的の他の一つは、車両位置を検出する新たな技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は配光制御装置である。当該装置は、車両の前方領域を撮像する撮像装置から得られる画像の画像解析により前方車両を検出する車両検出部と、前方車両の存在領域に対し車幅方向に所定のマージンを加えた処理対象領域を定める領域決定部と、車両検出部による前方車両の検出と並行して、撮像装置から得られる画像において、処理対象領域に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアの画素値に基づいて遮光部を定め、遮光部を含む配光パターンを決定するパターン決定部と、を備える。
【0008】
本発明の他の態様は、車両用灯具システムである。当該システムは、車両の前方領域を撮像する撮像装置と、強度分布が可変である可視光ビームを前方領域に照射可能な配光可変ランプと、上記態様の配光制御装置と、配光パターンを形成するように配光可変ランプを制御するランプ制御装置と、を備える。
【0009】
また、本発明の他の態様は、配光制御方法である。当該制御方法は、車両の前方領域を撮像する撮像装置から得られる画像の画像解析により前方車両を検出し、前方車両の存在領域に対し車幅方向に所定のマージンを加えた処理対象領域を定め、前方車両の検出と並行して、撮像装置から得られる画像において、処理対象領域に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアの画素値に基づいて遮光部を定め、遮光部を含む配光パターンを決定することを含む。
【0010】
また、本発明の他の態様は車両位置検出装置である。当該装置は、車両の前方領域を撮像する撮像装置に基づく画像に対し、車幅方向に長い所定形状の第１構造要素を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施して、画像に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアが互いにつながった横膨張領域を生成し、横膨張領域に基づいて前方車両の位置を検出する。
【0011】
また、本発明の他の態様は、車両用灯具システムである。当該システムは、車両の前方領域を撮像する撮像装置と、強度分布が可変である可視光ビームを前方領域に照射可能な配光可変ランプと、上記態様の車両位置検出装置、および車両位置検出装置の検出結果に基づいて遮光部を含む配光パターンを決定するパターン決定部を有する配光制御装置と、配光パターンを形成するように配光可変ランプを制御するランプ制御装置と、を備える。
【0012】
また、本発明の他の態様は、車両位置検出方法である。当該制御方法は、車両の前方領域を撮像する撮像装置に基づく画像に対し、車幅方向に長い所定形状の第１構造要素を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施して、画像に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアが互いにつながった横膨張領域を生成し、横膨張領域に基づいて前方車両の位置を検出することを含む。
【0013】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、運転者の視認性を向上させることができる。また、本発明によれば、車両位置を検出する新たな技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施の形態１に係る車両用灯具システムのブロック図である。
【図2】配光制御装置の動作を説明する図である。
【図5】実施の形態２に係る車両用灯具システムのブロック図である。
【図6】配光制御装置が実行する制御の流れを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【0017】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る車両用灯具システムのブロック図である。図１では、車両用灯具システム１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
図１は、実施の形態１に係る車両用灯具システムのブロック図である。図１では、車両用灯具システム１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【0018】
車両用灯具システム１は、配光可変ランプ２と、撮像装置４と、配光制御装置６と、ランプ制御装置８とを備える。これらは全て同じ筐体に内蔵されていてもよいし、いくつかの部材は筐体の外部、言い換えれば車両側に設けられてもよい。
【0019】
配光可変ランプ２は、強度分布が可変である可視光ビームＬ１を車両の前方領域に照射可能な白色光源である。配光可変ランプ２は、ランプ制御装置８から配光パターンＰＴＮを指示するデータを受け、配光パターンＰＴＮに応じた強度分布を有する可視光ビームＬ１を出射し、車両前方に配光パターンＰＴＮを形成する。配光可変ランプ２の構成は特に限定されず、たとえば、ＬＤ（レーザダイオード）やＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体光源と、半導体光源を駆動して点灯させる点灯回路と、を含み得る。
【0020】
配光可変ランプ２は、配光パターンＰＴＮに応じた照度分布を形成するために、たとえばＤＭＤ（Digital Mirror Device）や液晶デバイス等のマトリクス型のパターン形成デバイスや、光源光で自車前方を走査するスキャン光学型のパターン形成デバイスを含んでもよい。配光可変ランプ２の分解能（解像度）は、例えば１０００～３０万ピクセルである。また、配光可変ランプ２が１つの配光パターンＰＴＮの形成に要する時間は、例えば０．１～５ｍｓである。
【0021】
撮像装置４は、可視光領域に感度を有し、車両の前方領域を撮像する。本実施の形態の撮像装置４は、高速カメラ１０と、低速カメラ１２とを含む。高速カメラ１０は、比較的フレームレートが高く、例えば２００ｆｐｓ～１００００ｆｐｓ（１フレームあたり０．１～５ｍｓ）である。一方、低速カメラ１２は、高速カメラ１０よりもフレームレートが低く、例えば３０ｆｐｓ～１２０ｆｐｓである（１フレームあたり約８～３３ｍｓ）。
【0022】
また、高速カメラ１０は、比較的解像度が小さく、例えば３０万ピクセル～５００万ピクセル未満である。一方、低速カメラ１２は、比較的解像度が大きく、例えば５００万ピクセル以上である。したがって、高速カメラ１０が生成する画像ＩＭＧ１は相対的に低精細であり、低速カメラ１２が生成する画像ＩＭＧ２は相対的に高精細である。つまり、画像ＩＭＧ１は画像ＩＭＧ２よりも低精細であり、画像ＩＭＧ２は画像ＩＭＧ１よりも高精細である。なお、高速カメラ１０および低速カメラ１２の解像度は、上記数値に限定されず、技術的に整合する範囲で任意の値に設定することができる。
【0023】
高速カメラ１０および低速カメラ１２は、車両前方の物体による可視光ビームＬ１の反射光Ｌ２を撮像する。高速カメラ１０および低速カメラ１２は、少なくとも可視光ビームＬ１の波長域に感度を有していればよい。好ましくは、高速カメラ１０および低速カメラ１２は互いの画角が一致するように設けられる。
【0024】
配光制御装置６は、撮像装置４から得られる画像に基づいて、配光可変ランプ２に供給する配光パターンＰＴＮを動的、適応的に制御するＡＤＢ制御を実行する。配光パターンＰＴＮは、配光可変ランプ２が自車前方の仮想鉛直スクリーン９００上に形成する照射パターン９０２の２次元の照度分布と把握される。配光制御装置６は、デジタルプロセッサで構成することができ、例えばＣＰＵを含むマイコンとソフトウェアプログラムの組み合わせで構成してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specified IC）などで構成してもよい。
【0025】
配光制御装置６は、車両検出部１４と、領域決定部１６と、パターン決定部１８とを備える。各部は、自身を構成する集積回路が、メモリに保持されたプログラムを実行することで動作する。図２は、配光制御装置６の動作を説明する図である。上段は車両検出部１４の出力結果であり、中段は領域決定部１６の出力結果であり、下段はパターン決定部１８の出力結果である。また、各段において横に並ぶ４つの図は、時間ｔ１～ｔ４における各部の出力結果である。
【0026】
車両検出部１４は、撮像装置４から得られる画像の画像解析により前方車両１００を検出する。本実施の形態の車両検出部１４は、低速カメラ１２から得られる高精細な画像ＩＭＧ２に基づいて前方車両１００を検出する。前方車両１００には、先行車および対向車が含まれる。前方車両１００は、灯具に対応する光点のペア１０２を有する。光点のペア１０２は、前方車両１００が対向車である場合にはヘッドランプに対応し、前方車両１００が先行車である場合にはリアランプに対応する。リアランプは、ストップランプとテールランプとを含む。光点のペア１０２は、左側光点１０２ａと右側光点１０２ｂとを含む。
【0027】
車両検出部１４は、アルゴリズム認識やディープラーニング等を含む公知の方法を用いて高精度な画像解析を実行し、解析結果を低速に出力する。例えば、車両検出部１４は、３０ｍｓ毎に前方車両１００の検出結果を出力することができる。図２に示す例では、車両検出部１４は、時間ｔ１と時間ｔ４に検出結果を出力している。
【0028】
車両検出部１４は、前方車両１００の検出結果として、自車両に対する前方車両１００の存在領域２０の角度情報を生成する。この角度情報には、前方車両１００の左端部の角度θＬと、前方車両１００の右端部の角度θＲとが含まれる。左端角度θＬおよび右端角度θＲは、低速カメラ１２の画角に対応付けられており、画像ＩＭＧ２上での前方車両１００の左端部および右端部の位置に等しい。車両検出部１４は、検出結果を示す信号を領域決定部１６に送信する。
【0029】
領域決定部１６は、前方車両１００の存在領域２０に対し車幅方向（左右方向）に所定のマージンＭを加えた処理対象領域２２を定める。領域決定部１６は、左端角度θＬに対して左マージンＭＬを加え、右端角度θＲに対して右マージンＭＲを加える。したがって、処理対象領域２２は、前方車両１００の存在領域２０よりも左マージンＭＬおよび右マージンＭＲの分だけ車幅方向に広い。領域決定部１６は、処理対象領域２２の決定結果を示す情報として処理対象領域２２の角度情報を生成し、決定結果を示す信号をパターン決定部１８に送信する。
【0030】
領域決定部１６が実行する処理は、車両検出部１４が定めた存在領域２０に対してマージンＭを付与するだけである。このため、領域決定部１６の処理速度は車両検出部１４の処理速度よりも速く、例えば領域決定部１６は、０．１～５ｍｓ毎に処理対象領域２２の決定結果を出力することができる。図２に示す例では、領域決定部１６は、時間ｔ１～時間ｔ４に決定結果を出力している。
【0031】
パターン決定部１８は、撮像装置４から得られる画像に基づいて、前方車両１００に対応する部分が遮光された配光パターンＰＴＮを決定する。本実施の形態のパターン決定部１８は、高速カメラ１０から得られる画像ＩＭＧ１に基づいて配光パターンＰＴＮを決定する。「ある部分を遮光する」とは、その部分の輝度（照度）を完全にゼロとする場合のほか、その部分の輝度（照度）を低下させる場合も含む。
【0032】
パターン決定部１８は、車両検出部１４による前方車両１００の検出と並行して、画像ＩＭＧ１において処理対象領域２２に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペア１０２の画素値に基づいて、遮光部２４を定める。図３（Ａ）～図３（Ｅ）は、パターン決定部１８の動作を説明する図である。
【0033】
図３（Ａ）に示すように、まずパターン決定部１８は、領域決定部１６から受領した処理対象領域２２の角度情報を画像ＩＭＧ１に対応付けて、画像ＩＭＧ１上で処理対象領域２２を定める。そして、パターン決定部１８は、画像ＩＭＧ１の処理対象領域２２における各画素の画素値、具体的には輝度値または色値に基づいて、光点のペア１０２に対応するペア画素２６を抽出する。ペア画素２６には、左側光点１０２ａに重なる左光点画素２６ａと、右側光点１０２ｂに重なる右光点画素２６ｂとが含まれる。
【0034】
次に、図３（Ｂ）に示すように、パターン決定部１８は、画像ＩＭＧ１において左光点画素２６ａと、左光点画素２６ａの上方向に並ぶ所定数の左側上方画素２８ａとを左側上方膨張群３０ａと定める。また、パターン決定部１８は、画像ＩＭＧ１において右光点画素２６ｂと、右光点画素２６ｂの上方向に並ぶ所定数の右側上方画素２８ｂとを右側上方膨張群３０ｂと定める。
【0035】
本実施の形態のパターン決定部１８は、上下方向に長い所定形状の第１構造要素３２を用い、第１構造要素３２の上端の画素を注目画素３２ａに対応付けて、画像ＩＭＧ１の処理対象領域２２に膨張処理を施す。これにより、画像ＩＭＧ１において、左側上方画素２８ａの画素値が左光点画素２６ａの画素値に変換され、右側上方画素２８ｂの画素値が右光点画素２６ｂの画素値に変換される。この結果、左側上方膨張群３０ａおよび右側上方膨張群３０ｂを含む上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａが作成される。
【0036】
続いて、図３（Ｃ）に示すように、パターン決定部１８は、上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａにおいて、左側上方膨張群３０ａと、左側上方膨張群３０ａから右方向に並ぶ所定数の右列画素３４とを右方膨張群３６と定める。本実施の形態のパターン決定部１８は、車幅方向に長い所定形状の第２構造要素３８を用い、第２構造要素３８の右端の画素を注目画素３８ａに対応付けて、上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａの処理対象領域２２に膨張処理を施す。第２構造要素３８は、少なくとも膨張処理によって左側上方膨張群３０ａと右側上方膨張群３０ｂとがつながる長さを有する。これにより、上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａにおいて、右列画素３４の画素値が左側上方膨張群３０ａの画素値に変換される。この結果、右方膨張群３６を含む右方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｂが作成される。
【0037】
また、図３（Ｄ）に示すように、パターン決定部１８は、上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａにおいて、右側上方膨張群３０ｂと、右側上方膨張群３０ｂから左方向に並ぶ所定数の左列画素４０とを左方膨張群４２と定める。本実施の形態のパターン決定部１８は、車幅方向に長い所定形状の第３構造要素４４を用い、第３構造要素４４の左端の画素を注目画素４４ａに対応付けて、上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａの処理対象領域２２に膨張処理を施す。第３構造要素４４は、少なくとも膨張処理によって左側上方膨張群３０ａと右側上方膨張群３０ｂとがつながる長さを有する。これにより、上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａにおいて、左列画素４０の画素値が右側上方膨張群３０ｂの画素値に変換される。この結果、左方膨張群４２を含む左方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｃが作成される。
【0038】
そして、図３（Ｅ）に示すように、パターン決定部１８は、右方膨張群３６および左方膨張群４２が重なる画素領域４６を遮光部２４に含める。本実施の形態のパターン決定部１８は、右方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｂおよび左方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｃを合成して、つまり右方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｂと左方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｃとのＡＮＤ演算を行って、右方膨張群３６および左方膨張群４２が重なる画素領域４６を特定し、この画素領域４６を含むように遮光部２４を定める（図２参照）。
【0039】
そして、パターン決定部１８は、遮光部２４を含む配光パターンＰＴＮを決定する。例えばパターン決定部１８は、遮光部２４を除く領域に対して所定の第１照度を定め、遮光部２４に対して第１照度よりも低い第２照度を定める。上述のように、第２照度はゼロであってもよいし、ゼロよりも高く第１照度よりも低い照度であってもよい。パターン決定部１８は、配光パターンＰＴＮを指示するデータをランプ制御装置８に送信する。
【0040】
パターン決定部１８の処理対象は、画像ＩＭＧ１中の処理対象領域２２に限定される。また、パターン決定部１８は、画像ＩＭＧ１の画素値（輝度値や色値）に基づいて遮光部２４を決定する。具体的には、パターン決定部１８は、画像ＩＭＧ１に上述した膨張処理を施して各画素の画素値を変換することで、遮光部２４を決定する。したがって、パターン決定部１８が実行する処理は、車両検出部１４が実行する高度な画像解析に比べて短時間で完了する。このため、パターン決定部１８の処理速度は車両検出部１４の処理速度よりも速く、例えばパターン決定部１８は、０．１～５ｍｓ毎に配光パターンＰＴＮの決定結果を出力することができる。図２に示す例では、パターン決定部１８は、時間ｔ１～時間ｔ４に決定結果を出力している。
【0041】
なお、図３（Ｃ）に示す右方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｂの作成処理と、図３（Ｄ）に示す左方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｃの作成処理とは、順不同であり、並列処理も可能である。また、図３（Ｂ）～図３（Ｄ）では、第１構造要素３２～第３構造要素４４を模式的に示しており、第１構造要素３２～第３構造要素４４のそれぞれを構成する画素の数は図示されたものに限定されない。また、存在領域２０および処理対象領域２２は、車幅方向の角度範囲だけでなく、上下方向の角度範囲も規定されてもよい。
【0042】
ランプ制御装置８は、パターン決定部１８が定める配光パターンＰＴＮに応じた強度分布を有する可視光ビームＬ１を出射するように配光可変ランプ２を制御する。例えば、配光可変ランプ２がＤＭＤを含む場合、ランプ制御装置８は光源の点消灯と、ＤＭＤを構成する各ミラー素子のオン／オフ切り替えとを制御する。ランプ制御装置８は、例えば０．１～５ｍｓ毎に配光可変ランプ２に駆動信号を送信することができる。
【0043】
これにより、前方車両１００と重なる遮光部２４を有する配光パターンＰＴＮが形成され、前方車両１００の運転者にグレアを与えることなく自車両の運転者の視認性を高めることができる。上述のように、パターン決定部１８は車両検出部１４に比べて処理速度が速く、車両検出部１４が検出結果を出力する頻度よりも高い頻度で遮光部２４および配光パターンＰＴＮを決定することができる。したがって、車両検出部１４の検出結果から直接に遮光部２４を定める場合に比べて、前方車両１００の移動に対して遮光部２４を高精度に追従させることができる。
【0044】
また、車両検出部１４は、上述のとおり相対的に（つまり領域決定部１６よりも）処理速度が遅く、図２に示す例では時間ｔ１と時間ｔ４に検出結果を出力している。このため、時間ｔ２，ｔ３では、車両検出部１４が定めた存在領域２０に対して前方車両１００がずれている。一方、領域決定部１６は、相対的に（つまり車両検出部１４よりも）処理速度が速く、車両検出部１４が検出結果を出力する頻度よりも短い頻度で処理対象領域２２を決定する。このため、時間ｔ２，ｔ３では、時間ｔ１に車両検出部１４から出力された存在領域２０に対して処理対象領域２２を定める。つまり、領域決定部１６は、所定のタイミング（時間ｔ２，ｔ３）においては、車両検出部１４から得られる同じ検出結果（存在領域２０）に対して処理対象領域２２を繰り返し定める。
【0045】
領域決定部１６は、同じ存在領域２０に対して処理対象領域２２を定める回数が増えるにつれて、マージンＭの大きさを徐々に広げる。したがって、処理対象領域２２は徐々に広がっていく。これにより、存在領域２０に対して前方車両１００がずれてしまっても、前方車両１００が処理対象領域２２からも外れてしまう可能性を低減することができる。よって、前方車両１００をより確実に遮光することができる。また、処理対象領域２２の設定初期においてはマージンＭを小さくすることで、パターン決定部１８の処理速度をより速めることができる。なお、領域決定部１６は、車両検出部１４から新たな検出結果を受領すると、マージンＭを初期値に戻す。
【0046】
パターン決定部１８は、処理対象領域２２に含まれる光点のペア１０２が対向車のヘッドランプであるか先行車のリアランプであるかを特定してもよい。例えば、パターン決定部１８は、処理対象領域２２に対してグレースケール変換処理を施す。続いて、各画素の輝度値を２値化し、これによりヘッドランプを抽出する。また、パターン決定部１８は、処理対象領域２２に対してＨＳＶ変換処理を施す。続いて、各画素の色値を２値化し、これによりリアランプを抽出する。そして、ヘッドランプの抽出結果画像とリアランプの抽出結果画像とのＯＲ演算を行って、ヘッドランプに対応するペア画素２６とリアランプに対応するペア画素２６とを含む画像を生成し、この画像に基づいて左側上方膨張群３０ａおよび右側上方膨張群３０ｂを含む上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａを得る。
【0047】
一例として、パターン決定部１８は、対向車のヘッドランプに対応するペア画素２６に対して遮光部２４を設定する場合は、右方膨張群３６と左方膨張群４２とが重なる画素領域４６を遮光部２４に定める。一方、先行車のリアランプに対応するペア画素２６に対して遮光部２４を設定する場合は、画素領域４６の左右に所定のマージンを加えた領域を遮光部２４とする。この所定のマージンは、先行車のサイドミラーと重なる領域に対応する。これにより、先行車の運転者に与えるグレアをより抑制することができる。
【0048】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、実施の形態１に係る配光制御装置６が実行するＡＤＢ制御の一例を示すフローチャートである。このフローは、例えば図示しないライトスイッチによってＡＤＢ制御の実行指示がなされ、且つイグニッションがオンのときに所定のタイミングで繰り返し実行され、ＡＤＢ制御の実行指示が解除される（あるいは停止指示がなされる）か、イグニッションがオフにされた場合に終了する。また、図４（Ａ）に示すフローと図４（Ｂ）に示すフローとは、並行して実行される。
【0049】
図４（Ａ）に示すように、配光制御装置６は、低速カメラ１２から新たな画像ＩＭＧ２を受領したか判断する（Ｓ１０１）。新たな画像ＩＭＧ２を受領した場合（Ｓ１０１のＹ）、配光制御装置６は、この画像ＩＭＧ２に基づいて前方車両１００を検出し、存在領域２０を更新する（Ｓ１０２）。続いて、配光制御装置６は、得られた存在領域２０に基づいて処理対象領域２２を更新し（Ｓ１０３）、本ルーチンを終了する。低速カメラ１２から新たな画像ＩＭＧ２を受領していない場合（Ｓ１０１のＮ）、配光制御装置６は、既に取得している存在領域２０に基づいて処理対象領域２２を更新する（Ｓ１０３）。
【0050】
また、図４（Ｂ）に示すように、配光制御装置６は、高速カメラ１０から新たな画像ＩＭＧ１を受領したか判断する（Ｓ２０１）。新たな画像ＩＭＧ１を受領していない場合（Ｓ２０１のＮ）、本ルーチンを終了する。新たな画像ＩＭＧ１を受領した場合（Ｓ２０１のＹ）、配光制御装置６は、ステップＳ１０３で更新した処理対象領域２２を画像ＩＭＧ１に設定する（Ｓ２０２）。次いで、配光制御装置６は、処理対象領域２２内の光点、つまりペア画素２６を抽出する（Ｓ２０３）。続いて、配光制御装置６は、膨張処理により遮光部２４を決定する（Ｓ２０４）。そして、配光制御装置６は、新たな配光パターンＰＴＮを指示するデータをランプ制御装置８に送信して配光パターンＰＴＮを更新し（Ｓ２０５）、本ルーチンを終了する。
【0051】
以上説明したように、本実施の形態に係る配光制御装置６は、車両の前方領域を撮像する撮像装置４から得られる画像の画像解析により前方車両を検出する車両検出部１４と、前方車両１００の存在領域２０に対し車幅方向に所定のマージンＭを加えた処理対象領域２２を定める領域決定部１６と、車両検出部１４による前方車両１００の検出と並行して、撮像装置４から得られる画像において、処理対象領域２２に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペア１０２の画素値に基づいて遮光部２４を定め、遮光部２４を含む配光パターンＰＴＮを決定するパターン決定部１８と、を備える。
【0052】
パターン決定部１８は、画像の画素値に基づいて遮光部２４を決定する。このため、パターン決定部１８は、画像解析を実行する車両検出部１４よりも高速に処理を実行することができる。また、パターン決定部１８が処理を実行する画像領域は、処理対象領域２２に限定されている。また、パターン決定部１８は、車両検出部１４とは並行して処理を実行する。よって、本実施の形態の配光制御装置６によれば、配光パターンＰＴＮを高頻度に更新することができる。これにより、前方車両１００の移動に対して遮光部２４を高精度に追従させることができる。
【0053】
画像解析により前方車両を検知し、直にその結果に基づいて遮光部を決定していた従来のＡＤＢ制御では、遮光部の決定処理の遅さに起因する前方車両と遮光部とのずれを考慮して、遮光部にマージンを設けていた。これに対し、本実施の形態によれば、前方車両１００に対して遮光部２４を高精度に一致させることができるため、遮光部に設けるマージンを小さくすることができる。よって、運転者の視認性を向上させることができる。
【0054】
また、本実施の形態のパターン決定部１８は、撮像装置４から得られる画像において、光点のペア１０２の左側光点１０２ａに重なる左光点画素２６ａと左光点画素２６ａの上方向に並ぶ所定数の左側上方画素２８ａとを左側上方膨張群３０ａと定め、右側光点１０２ｂに重なる右光点画素２６ｂと右光点画素２６ｂの上方向に並ぶ所定数の右側上方画素２８ｂとを右側上方膨張群３０ｂと定める。また、パターン決定部１８は、左側上方膨張群３０ａと、左側上方膨張群３０ａから右方向に並ぶ所定数の右列画素３４とを右方膨張群３６と定め、右側上方膨張群３０ｂと、右側上方膨張群３０ｂから左方向に並ぶ所定数の左列画素４０とを左方膨張群４２と定める。また、パターン決定部１８は、右方膨張群３６および左方膨張群４２が重なる画素領域４６を遮光部２４に含める。これにより、配光制御装置６の処理速度をより速めることができる。
【0055】
また、パターン決定部１８は、撮像装置４から得られる画像において、左側上方画素２８ａの画素値を左光点画素２６ａの画素値に変換し、右側上方画素２８ｂの画素値を右光点画素２６ｂの画素値に変換することで、左側上方膨張群３０ａおよび右側上方膨張群３０ｂを含む上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａを作成する。また、パターン決定部１８は、上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａにおいて、右列画素３４の画素値を左側上方膨張群３０ａの画素値に変換することで、右方膨張群３６を含む右方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｂを作成する。また、パターン決定部１８は、上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａにおいて、左列画素４０の画素値を右側上方膨張群３０ｂの画素値に変換することで、左方膨張群４２を含む左方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｃを作成する。また、パターン決定部１８は、右方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｂおよび左方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｃを合成して遮光部２４を定める。これにより、配光制御装置６の処理速度をより速めることができる。
【0056】
また、領域決定部１６は、車両検出部１４から得られる同じ検出結果に対して処理対象領域２２を繰り返し定め、処理対象領域２２を定める回数が増えるにつれてマージンＭの大きさを徐々に広げる。これにより、前方車両１００の存在領域２０をより確実に遮光することができる。
【0057】
また、撮像装置４は、高速カメラ１０と、高速カメラ１０よりもフレームレートの低い低速カメラ１２とを含み、車両検出部１４は低速カメラ１２から得られる画像ＩＭＧ２に基づいて前方車両１００を検出し、パターン決定部１８は高速カメラ１０から得られる画像ＩＭＧ１に基づいて配光パターンＰＴＮを決定する。これにより、ＡＤＢ制御をより高精度に実行することができる。また、車両検出部１４とパターン決定部１８とのそれぞれにカメラを割り当てることで、それぞれの処理に必要とされる性能に特化したカメラを採用することができる。一般に、車両検出部１４の処理とパターン決定部１８の処理とに必要とされる性能を兼ね備えるカメラは高価である。このため、本実施の形態によれば、撮像装置４の低コスト化を図ることができ、ひいては車両用灯具システム１の低コスト化を図ることができる。
【0058】
以上、本発明の実施の形態１について詳細に説明した。前述した実施の形態１は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態１の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態１では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
【0059】
１つのカメラが高速カメラ１０および低速カメラ１２の両方の機能を果たしてもよい。例えば、高速カメラ１０が低速カメラ１２と同等の解像度を有する場合や、高速カメラ１０の解像度が低いままであってもこの低い解像度で十分な車両検出を実施可能なアルゴリズムを車両検出部１４が有する場合には、低速カメラ１２を省略してもよい。これにより、車両用灯具システム１の小型化を図ることができる。
【0060】
上述した実施の形態１に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
【0061】
（項目１）
車両の前方領域を撮像する撮像装置４から得られる画像の画像処理により前方車両１００を検出し、
前方車両１００の存在領域２０に対し車幅方向に所定のマージンＭを加えた処理対象領域２２を定め、
前方車両１００の検出と並行して、撮像装置４から得られる画像において、処理対象領域２２に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペア１０２の画素値に基づいて遮光部２４を定め、遮光部２４を含む配光パターンＰＴＮを決定することを含む配光制御方法。
車両の前方領域を撮像する撮像装置４から得られる画像の画像処理により前方車両１００を検出し、
前方車両１００の存在領域２０に対し車幅方向に所定のマージンＭを加えた処理対象領域２２を定め、
前方車両１００の検出と並行して、撮像装置４から得られる画像において、処理対象領域２２に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペア１０２の画素値に基づいて遮光部２４を定め、遮光部２４を含む配光パターンＰＴＮを決定することを含む配光制御方法。
【0062】
（項目２）
配光パターンＰＴＮを決定する際、
画像において、光点のペア１０２の左側光点１０２ａに重なる左光点画素２６ａと当該左光点画素２６ａの上方向に並ぶ所定数の左側上方画素２８ａとを左側上方膨張群３０ａと定め、右側光点１０２ｂに重なる右光点画素２６ｂと当該右光点画素２６ｂの上方向に並ぶ所定数の右側上方画素２８ｂとを右側上方膨張群３０ｂと定め、
左側上方膨張群３０ａと、当該左側上方膨張群３０ａから右方向に並ぶ所定数の右列画素３４とを右方膨張群３６と定め、
右側上方膨張群３０ｂと、当該右側上方膨張群３０ｂから左方向に並ぶ所定数の左列画素４０とを左方膨張群４２と定め、
右方膨張群３６および左方膨張群４２が重なる画素領域４６を遮光部２４に定める項目１の配光制御方法。
配光パターンＰＴＮを決定する際、
画像において、光点のペア１０２の左側光点１０２ａに重なる左光点画素２６ａと当該左光点画素２６ａの上方向に並ぶ所定数の左側上方画素２８ａとを左側上方膨張群３０ａと定め、右側光点１０２ｂに重なる右光点画素２６ｂと当該右光点画素２６ｂの上方向に並ぶ所定数の右側上方画素２８ｂとを右側上方膨張群３０ｂと定め、
左側上方膨張群３０ａと、当該左側上方膨張群３０ａから右方向に並ぶ所定数の右列画素３４とを右方膨張群３６と定め、
右側上方膨張群３０ｂと、当該右側上方膨張群３０ｂから左方向に並ぶ所定数の左列画素４０とを左方膨張群４２と定め、
右方膨張群３６および左方膨張群４２が重なる画素領域４６を遮光部２４に定める項目１の配光制御方法。
【0063】
（項目３）
配光パターンＰＴＮを決定する際、
画像において、左側上方画素２８ａの画素値を左光点画素２６ａの画素値に変換し、右側上方画素２８ｂの画素値を右光点画素２６ｂの画素値に変換することで、左側上方膨張群３０ａおよび右側上方膨張群３０ｂを含む上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａを作成し、
上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａにおいて、右列画素３４の画素値を左側上方膨張群３０ａの画素値に変換することで、右方膨張群３６を含む右方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｂを作成し、
上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａにおいて、左列画素４０の画素値を右側上方膨張群３０ｂの画素値に変換することで、左方膨張群４２を含む左方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｃを作成し、
右方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｂおよび左方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｃを合成して遮光部２４を定める項目２に記載の配光制御方法。
配光パターンＰＴＮを決定する際、
画像において、左側上方画素２８ａの画素値を左光点画素２６ａの画素値に変換し、右側上方画素２８ｂの画素値を右光点画素２６ｂの画素値に変換することで、左側上方膨張群３０ａおよび右側上方膨張群３０ｂを含む上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａを作成し、
上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａにおいて、右列画素３４の画素値を左側上方膨張群３０ａの画素値に変換することで、右方膨張群３６を含む右方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｂを作成し、
上方膨張パターン画像ＩＭＧ１ａにおいて、左列画素４０の画素値を右側上方膨張群３０ｂの画素値に変換することで、左方膨張群４２を含む左方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｃを作成し、
右方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｂおよび左方膨張パターン画像ＩＭＧ１ｃを合成して遮光部２４を定める項目２に記載の配光制御方法。
【0064】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係る車両用灯具システムのブロック図である。図５では、車両用灯具システム１００１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
図５は、実施の形態２に係る車両用灯具システムのブロック図である。図５では、車両用灯具システム１００１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【0065】
車両用灯具システム１００１は、配光可変ランプ１００２と、撮像装置１００４と、配光制御装置１００６と、ランプ制御装置１００８とを備える。これらは全て同じ筐体に内蔵されてもよいし、いくつかの部材は筐体の外部、言い換えれば車両側に設けられてもよい。
【0066】
配光可変ランプ１００２は、強度分布が可変である可視光ビームＬ１を車両の前方領域に照射可能な白色光源である。配光可変ランプ１００２は、ランプ制御装置１００８から配光パターンＰＴＮを指示するデータを受け、配光パターンＰＴＮに応じた強度分布を有する可視光ビームＬ１を出射し、車両前方に配光パターンＰＴＮを形成する。配光可変ランプ１００２の構成は特に限定されず、たとえば、ＬＤ（レーザダイオード）やＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体光源と、半導体光源を駆動して点灯させる点灯回路と、を含み得る。
【0067】
配光可変ランプ１００２は、配光パターンＰＴＮに応じた照度分布を形成するために、たとえばＤＭＤ（Digital Mirror Device）や液晶デバイス等のマトリクス型のパターン形成デバイス、あるいは光源光で自車前方を走査するスキャン光学型のパターン形成デバイス等を含んでもよい。配光可変ランプ１００２の分解能（解像度）は、例えば１０００～３０万ピクセルである。
【0068】
撮像装置１００４は、可視光領域に感度を有し、車両の前方領域を撮像する。撮像装置１００４は、車両前方の物体による可視光ビームＬ１の反射光Ｌ２を撮像する。撮像装置１００４は、少なくとも可視光ビームＬ１の波長域に感度を有していればよい。
【0069】
配光制御装置１００６は、撮像装置１００４から得られる画像ＩＭＧに基づいて、配光可変ランプ１００２に供給する配光パターンＰＴＮを動的、適応的に制御するＡＤＢ制御を実行する。配光パターンＰＴＮは、配光可変ランプ１００２が自車前方の仮想鉛直スクリーン９００上に形成する照射パターン９０２の２次元の照度分布と把握される。配光制御装置１００６は、デジタルプロセッサで構成することができ、例えばＣＰＵを含むマイコンとソフトウェアプログラムの組み合わせで構成してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specified IC）などで構成してもよい。
【0070】
配光制御装置１００６は、車両位置検出装置１０１０と、パターン決定部１０１２とを有する。各部は、自身を構成する集積回路が、メモリに保持されたプログラムを実行することで動作する。図６は、配光制御装置１００６が実行する制御の流れを説明する図である。図７（Ａ）～図７（Ｃ）、図８（Ａ）～図８（Ｄ）、図９（Ａ）～図９（Ｃ）、図１０（Ａ）～図１０（Ｆ）、図１１（Ａ）～図１１（Ｆ）および図１２（Ａ）～図１２（Ｄ）は、配光制御装置１００６が実行する制御で用いられる構造要素あるいは生成される画像を示す図である。
【0071】
車両位置検出装置１０１０は、撮像装置１００４に基づく画像に所定の画像処理を施して、対向車および先行車を含む前方車両の位置を検出する。撮像装置１００４に基づく画像には、撮像装置１００４から直に得られる画像ＩＭＧだけでなく、当該画像ＩＭＧに所定の画像処理が施された画像、つまり直に得られる画像ＩＭＧに由来する画像も含まれる。
【0072】
まず、車両位置検出装置１０１０は、撮像装置１００４から画像ＩＭＧ（カメラ画像）を取得する（Ｓ１１０１）。図７（Ａ）に示すように、撮像装置１００４から得られる画像ＩＭＧには、先行車のリアランプＲＬに対応する光点（以下、単にリアランプＲＬともいう）と、対向車のヘッドランプＨＬに対応する光点（以下、単にヘッドランプＨＬともいう）とが含まれる。リアランプＲＬは、ストップランプとテールランプとを含む。
【0073】
車両位置検出装置１０１０は、画像ＩＭＧにＨＳＶ変換処理を施し、リアランプＲＬ用の所定の閾値を用いてＨＳＶ画像に２値化処理を施す（Ｓ１１０２）。これにより、図７（Ｂ）に示すように、リアランプＲＬが抽出されたリアランプ画像ＩＭＧａが得られる。リアランプ画像ＩＭＧａにおいて、リアランプＲＬに対応する画素は高画素値であり、その他の画素は低画素値である。
【0074】
また、車両位置検出装置１０１０は、画像ＩＭＧにＨＳＶ変換処理を施し、ヘッドランプＨＬ用の所定の閾値を用いてＨＳＶ画像に２値化処理を施す（Ｓ１１０３）。これにより、図７（Ｃ）に示すように、ヘッドランプＨＬが抽出されたヘッドランプ画像ＩＭＧｂが得られる。ヘッドランプ画像ＩＭＧｂにおいて、ヘッドランプＨＬに対応する画素は高画素値であり、その他の画素は低画素値である。
【0075】
なお、リアランプＲＬの抽出処理（ステップＳ１１０２）およびヘッドランプＨＬの抽出処理（ステップＳ１１０３）は、順不同であり、並列処理も可能である。また、各抽出処理の方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができる。
【0076】
車両位置検出装置１０１０は、図８（Ａ）に示す所定形状の第２構造要素１０１４を用いて、撮像装置１００４に基づく画像、具体的にはリアランプ画像ＩＭＧａに対し、所定回数の第２収縮処理を施す（Ｓ１１０４）。なお、図６ではリアランプ画像ＩＭＧａに施す第２収縮処理の回数を３回としているが、これに限らず、回数は適宜設定することができる。
【0077】
本実施の形態の第２構造要素１０１４は、十字形状を有する。車両位置検出装置１０１０は、第２構造要素１０１４の中心画素を注目画素１０１４ａに対応付けて、リアランプ画像ＩＭＧａに第２収縮処理を施す。なお、図８（Ａ）では第２構造要素１０１４を模式的に示しており、第２構造要素１０１４の中心画素から上下左右に延びる部分を構成する画素の数は、図示されたものに限定されない。
【0078】
第２収縮処理では、第２構造要素１０１４が重なるいずれかの画素に低画素値の画素が含まれる場合、注目画素１０１４ａの画素値が当該低画素値に変換される。したがって、第２収縮処理の回数が増えるにつれて、大きさの小さい光点から順に削除されていく。通常、前方車両のヘッドランプＨＬあるいはリアランプＲＬの大きさは、自車両から近い位置にあるほど大きい。このため、第２収縮処理の回数が増えるにつれて、自車両から遠い位置にある前方車両のヘッドランプＨＬあるいはリアランプＲＬから順に削除されていく。
【0079】
車両位置検出装置１０１０は、リアランプ画像ＩＭＧａに施す第２収縮処理の回数を相対的に少なくして、所定の第１距離に位置するリアランプＲＬのペアと、第１距離よりも遠い第２距離に位置するリアランプＲＬのペアとを含む第１画像を生成する。また、車両位置検出装置１０１０は、第２収縮処理の回数を相対的に多くして、第１距離に位置するリアランプＲＬのペアを含み、第２距離に位置するリアランプＲＬのペアを削除した第２画像を生成する。つまり、第１画像を生成する際の第２収縮処理の回数は第２画像を生成する際の第２収縮処理の回数よりも少なく、第２画像を生成する際の第２収縮処理の回数は第１画像を生成する際の第２収縮処理の回数よりも多い。
【0080】
図８（Ｂ）は、第２収縮処理の回数が０回であるリアランプ画像ＩＭＧａ０である。図８（Ｃ）は、第２収縮処理の回数が１回であるリアランプ画像ＩＭＧａ１である。図８（Ｄ）は、第２収縮処理の回数が３回であるリアランプ画像ＩＭＧａ３である。なお、車両位置検出装置１０１０は、第２収縮処理を２回施したリアランプ画像ＩＭＧａも生成するが、図示は省略する。
【0081】
リアランプ画像ＩＭＧａ０には、所定の第１距離に位置するリアランプＲＬのペアＲＬ１と、第１距離よりも遠い第２距離に位置するリアランプＲＬのペアＲＬ２とが含まれる。一方、リアランプ画像ＩＭＧａ１には、第１距離に位置するリアランプＲＬのペアＲＬ１は含まれるが、第２距離に位置するリアランプＲＬのペアＲＬ２は削除されている。したがって、リアランプ画像ＩＭＧａ０は第１画像に相当し、リアランプ画像ＩＭＧａ１は第２画像に相当する。なお、リアランプ画像ＩＭＧａ０，ＩＭＧａ１には、リアランプＲＬのペアＲＬ１よりも近くに位置するリアランプＲＬのペアＲＬ３も含まれている。
【0082】
また、リアランプ画像ＩＭＧａ１には、所定の第１距離に位置するリアランプＲＬのペアＲＬ３と、第１距離よりも遠い第２距離に位置するリアランプＲＬのペアＲＬ１とが含まれる。一方、リアランプ画像ＩＭＧａ３には、第１距離に位置するリアランプＲＬのペアＲＬ３は含まれるが、第２距離に位置するリアランプＲＬのペアＲＬ１は削除されている。したがって、リアランプ画像ＩＭＧａ１は第１画像に相当し、リアランプ画像ＩＭＧａ３は第２画像に相当する。
【0083】
車両位置検出装置１０１０は、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂに対しても同様の処理を実行する。つまり、車両位置検出装置１０１０は、図８（Ａ）に示す第２構造要素１０１４を用いて、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂに対し所定回数の第２収縮処理を施す（Ｓ１１０５）。なお、図６ではヘッドランプ画像ＩＭＧｂに施す第２収縮処理の回数を５回としているが、これに限らず、回数は適宜設定することができる。
【0084】
車両位置検出装置１０１０は、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂに施す第２収縮処理の回数を相対的に少なくして、所定の第１距離に位置するヘッドランプＨＬのペアと、第１距離よりも遠い第２距離に位置するヘッドランプＨＬのペアとを含む第１画像を生成する。また、車両位置検出装置１０１０は、第２収縮処理の回数を相対的に多くして、第１距離に位置するヘッドランプＨＬのペアを含み、第２距離に位置するヘッドランプＨＬのペアを削除した第２画像を生成する。つまり、第１画像を生成する際の第２収縮処理の回数は第２画像を生成する際の第２収縮処理の回数よりも少なく、第２画像を生成する際の第２収縮処理の回数は第１画像を生成する際の第２収縮処理の回数よりも多い。
【0085】
図９（Ａ）は、第２収縮処理の回数が０回であるヘッドランプ画像ＩＭＧｂ０である。図９（Ｂ）は、第２収縮処理の回数が１回であるヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１である。図９（Ｃ）は、第２収縮処理の回数が５回であるヘッドランプ画像ＩＭＧｂ５である。なお、車両位置検出装置１０１０は、第２収縮処理を２～４回施したヘッドランプ画像ＩＭＧｂも生成するが、図示は省略する。
【0086】
ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ０には、所定の第１距離に位置するヘッドランプＨＬのペアＨＬ１と、第１距離よりも遠い第２距離に位置するヘッドランプＨＬのペアＨＬ２とが含まれる。一方、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１には、第１距離に位置するヘッドランプＨＬのペアＨＬ１は含まれるが、第２距離に位置するヘッドランプＨＬのペアＨＬ２は削除されている。したがって、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ０は第１画像に相当し、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１は第２画像に相当する。なお、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ０，ＩＭＧｂ１には、ヘッドランプＨＬのペアＨＬ１よりも近くに位置するヘッドランプＨＬのペアＨＬ３も含まれている。
【0087】
また、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１には、所定の第１距離に位置するヘッドランプＨＬのペアＨＬ３と、第１距離よりも遠い第２距離に位置するヘッドランプＨＬのペアＨＬ１とが含まれる。一方、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ５には、第１距離に位置するヘッドランプＨＬのペアＨＬ３は含まれるが、第２距離に位置するヘッドランプＨＬのペアＨＬ１は削除されている。したがって、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１は第１画像に相当し、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ５は第２画像に相当する。
【0088】
なお、リアランプ画像ＩＭＧａに対する第２収縮処理（ステップＳ１１０４）およびヘッドランプ画像ＩＭＧｂに対する第２収縮処理（ステップＳ１１０５）は、順不同であり、並列処理も可能である。
【0089】
車両位置検出装置１０１０は、図１０（Ａ）、図１０（Ｃ）および図１０（Ｅ）に示す所定形状の第１構造要素１０１６を用いて、撮像装置１００４に基づく画像、具体的にはリアランプ画像ＩＭＧａ０～ＩＭＧａ３に対し、第１膨張処理および第１収縮処理を施す（Ｓ１１０６）。
【0090】
本実施の形態の第１構造要素１０１６は、車幅方向（横方向）に長い形状を有する。車両位置検出装置１０１０は、第１構造要素１０１６の中心画素を注目画素１０１６ａに対応付けて、リアランプ画像ＩＭＧａ０～ＩＭＧａ３に第１膨張処理を施した後、第１収縮処理を施す。なお、図１０（Ａ）、図１０（Ｃ）および図１０（Ｅ）では第１構造要素１０１６を模式的に示しており、第１構造要素１０１６の中心画素から左右に延びる部分を構成する画素の数は、図示されたものに限定されない。
【0091】
第１膨張処理では、第１構造要素１０１６が重なるいずれかの画素に高画素値の画素が含まれる場合、注目画素１０１６ａの画素値が当該高画素値に変換される。また、第１収縮処理では、第１構造要素１０１６が重なるいずれかの画素に低画素値の画素が含まれる場合、注目画素１０１６ａの画素値が当該低画素値に変換される。これにより、リアランプ画像ＩＭＧａ０～ＩＭＧａ３に含まれる車幅方向に並ぶリアランプＲＬのペアが互いにつながった横膨張領域１０１８が生成される。
【0092】
車両位置検出装置１０１０は、第１画像には車幅方向の長さが相対的に短い第１構造要素１０１６を用い、第２画像には車幅方向の長さが相対的に長い第１構造要素１０１６を用いて、それぞれの画像に第１膨張処理および第１収縮処理を施す。つまり、第１画像に用いる第１構造要素１０１６は第２画像に用いる第１構造要素１０１６より車幅方向に短く、第２画像に用いる第１構造要素１０１６は第１画像に用いる第１構造要素１０１６より車幅方向に長い。言い換えれば、車両位置検出装置１０１０は、第２収縮処理の実施回数が少ない画像ほど、車幅方向の長さが短い第１構造要素１０１６を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施す。
【0093】
図１０（Ａ）は、リアランプ画像ＩＭＧａ０の第１膨張処理および第１収縮処理に用いられる第１構造要素１０１６ｂである。図１０（Ｃ）は、リアランプ画像ＩＭＧａ１の第１膨張処理および第１収縮処理に用いられる第１構造要素１０１６ｃである。図１０（Ｅ）は、リアランプ画像ＩＭＧａ３の第１膨張処理および第１収縮処理に用いられる第１構造要素１０１６ｄである。
【0094】
通常、リアランプＲＬのペアの間隔は、自車両に近づくにつれて徐々に離れていく。このため、車幅方向の長さが短い第１構造要素１０１６を用いた第１膨張処理では、自車両から遠いリアランプＲＬのペアをつなげることはできるが、自車両に近いリアランプＲＬのペアはつなげることができない。したがって、長さの異なる第１構造要素１０１６を用いて第１膨張処理を施すことで、横膨張領域１０１８の生成対象となるペアを自車両からの距離に応じて選別することができる。
【0095】
第１画像であるリアランプ画像ＩＭＧａ０に用いられる第１構造要素１０１６ｂは、第２画像であるリアランプ画像ＩＭＧａ１に用いられる第１構造要素１０１６ｃよりも左右に短い。また、リアランプ画像ＩＭＧａ０は、第２膨張処理の回数が０回であり、自車両に近いリアランプＲＬのペアＲＬ１，ＲＬ３だけでなく、自車両から遠いリアランプＲＬのペアＲＬ２も含まれる。したがって、第１構造要素１０１６ｂを用いてリアランプ画像ＩＭＧａ０に第１膨張処理を施すと、図１０（Ｂ）に示すように、リアランプＲＬのペアＲＬ２はつながって横膨張領域１０１８となるが、ペアＲＬ１，ＲＬ３はつながらずに分離した状態が維持される。
【0096】
一方、第２画像であるリアランプ画像ＩＭＧａ１に用いられる第１構造要素１０１６ｃは、第１構造要素１０１６ｂよりも左右に長い。このため、第１構造要素１０１６ｃを用いてリアランプ画像ＩＭＧａ１に第１膨張処理を施すと、図１０（Ｄ）に示すように、自車両に近いリアランプＲＬのペアＲＬ１がつながって横膨張領域１０１８となる。なお、リアランプＲＬのペアＲＬ１よりも自車両に近いリアランプＲＬのペアＲＬ３は、分離した状態が維持される。
【0097】
また、第１画像であるリアランプ画像ＩＭＧａ１に用いられる第１構造要素１０１６ｃは、第２画像であるリアランプ画像ＩＭＧａ３に用いられる第１構造要素１０１６ｄよりも左右に短い。したがって、第１構造要素１０１６ｃを用いてリアランプ画像ＩＭＧａ１に第１膨張処理を施すと、図１０（Ｄ）に示すように、リアランプＲＬのペアＲＬ１はつながって横膨張領域１０１８となるが、ペアＲＬ３はつながらずに分離した状態が維持される。
【0098】
一方、第２画像であるリアランプ画像ＩＭＧａ３に用いられる第１構造要素１０１６ｄは、第１構造要素１０１６ｃよりも左右に長い。このため、第１構造要素１０１６ｄを用いてリアランプ画像ＩＭＧａ３に第１膨張処理を施すと、図１０（Ｆ）に示すように、自車両に近いリアランプＲＬのペアＲＬ３がつながって横膨張領域１０１８となる。
【0099】
各第１構造要素１０１６の長さは、横膨張領域１０１８の生成対象とする光点のペアの間隔に応じて、適宜設定することが可能である。また、第２収縮処理の回数と第１構造要素１０１６の長さとの対応関係も適宜設定することができる。例えば、各回数の第２収縮処理の後に残る光点のペアのうち最も間隔の短い光点のペアにあわせて、リアランプ画像ＩＭＧａ０～ＩＭＧａ３のそれぞれに用いる第１構造要素１０１６の長さが設定される。
【0100】
リアランプ画像ＩＭＧａ１は、第２収縮処理が施されたことでリアランプＲＬのペアＲＬ２を含まない。このため、第１構造要素１０１６ｃを用いた第１膨張処理によって、リアランプＲＬのペアＲＬ２に由来する横膨張領域１０１８が生成されることを回避することができる。同様に、リアランプ画像ＩＭＧａ３は、第２収縮処理が施されたことでリアランプＲＬのペアＲＬ１，ＲＬ２を含まない。このため、第１構造要素１０１６ｄを用いた第１膨張処理によって、リアランプＲＬのペアＲＬ１，ＲＬ２に由来する横膨張領域１０１８が生成されることを回避することができる。
【0101】
リアランプＲＬのペアＲＬ２に対して相対的に長い第１構造要素１０１６ｃや第１構造要素１０１６ｄを用いて第１膨張処理を施すと、これにより得られる横膨張領域１０１８は、相対的に短い第１構造要素１０１６ｂを用いて得られる横膨張領域１０１８に比べて車幅方向に長くなるおそれがある。
【0102】
例えば、上述した各ランプの抽出処理を施さない場合、つまりヘッドランプＨＬとリアランプＲＬとを含む図７（Ａ）の画像ＩＭＧに対して第１膨張処理を施した場合、相対的に長い第１構造要素１０１６ｃや第１構造要素１０１６ｄを用いると、左右に並ぶリアランプＲＬのペアＲＬ２とヘッドランプＨＬのペアＨＬ２とから１つの横膨張領域１０１８が生成されてしまうおそれがある。
【0103】
あるいは、自車両が片側複数車線の道路を走行している場合などは、図７（Ａ）の画像ＩＭＧにおいて全ての光点がリアランプＲＬとなり得る。この場合、上述したリアランプＲＬの抽出処理を施した場合であっても、つまりリアランプ画像ＩＭＧａに対して第１膨張処理を施した場合であっても、相対的に長い第１構造要素１０１６ｃや第１構造要素１０１６ｄの使用によって、左右に並ぶ２組のリアランプＲＬのペアＲＬ２から１つの横膨張領域１０１８が生成されてしまうおそれがある。
【0104】
これらの場合、実際には２台の車両が前方に並んでいるにもかかわらず、横膨張領域１０１８に基づいた車両位置検出では１台の車両が存在すると判定されてしまう。これに対し、光点のペアの間隔に応じて第１構造要素１０１６の長さを異ならせることで、各前方車両に対応する横膨張領域１０１８をより確実に生成することができる。このため、より正確に車両の位置を検出することが可能となる。
【0105】
車両位置検出装置１０１０は、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂに対しても同様の処理を実行する。つまり、車両位置検出装置１０１０は、図１１（Ａ）、図１１（Ｃ）および図１１（Ｅ）に模式的に示す車幅方向に長い所定形状の第１構造要素１０１６を用いて、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ０～ＩＭＧｂ５に対し第１膨張処理および第１収縮処理を施す（Ｓ１１０７）。車両位置検出装置１０１０は、第１構造要素１０１６の中心画素を注目画素１０１６ａに対応付けて、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ０～ＩＭＧｂ５に第１膨張処理を施した後、第１収縮処理を施す。第１膨張処理および第１収縮処理により、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂに含まれる車幅方向に並ぶヘッドランプＨＬのペアが互いにつながった横膨張領域１０１８が生成される。
【0106】
車両位置検出装置１０１０は、第１画像には車幅方向の長さが相対的に短い第１構造要素１０１６を用い、第２画像には車幅方向の長さが相対的に長い第１構造要素１０１６を用いて、それぞれの画像に第１膨張処理および第１収縮処理を施す。つまり、第１画像に用いる第１構造要素１０１６は第２画像に用いる第１構造要素１０１６より車幅方向に短く、第２画像に用いる第１構造要素１０１６は第１画像に用いる第１構造要素１０１６より車幅方向に長い。
【0107】
図１１（Ａ）は、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ０の第１膨張処理および第１収縮処理に用いられる第１構造要素１０１６ｅである。図１１（Ｃ）は、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１の第１膨張処理および第１収縮処理に用いられる第１構造要素１０１６ｆである。図１１（Ｅ）は、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ５の第１膨張処理および第１収縮処理に用いられる第１構造要素１０１６ｇである。
【0108】
第１画像であるヘッドランプ画像ＩＭＧｂ０に用いられる第１構造要素１０１６ｅは、第２画像であるヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１に用いられる第１構造要素１０１６ｆよりも左右に短い。したがって、第１構造要素１０１６ｅを用いてヘッドランプ画像ＩＭＧｂ０に第１膨張処理を施すと、図１１（Ｂ）に示すように、ヘッドランプＨＬのペアＨＬ２はつながって横膨張領域１０１８となるが、ペアＨＬ１，ＨＬ３はつながらずに分離した状態が維持される。
【0109】
一方、第２画像であるヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１に用いられる第１構造要素１０１６ｆは、第１構造要素１０１６ｅよりも左右に長い。このため、第１構造要素１０１６ｆを用いてヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１に第１膨張処理を施すと、図１１（Ｄ）に示すように、自車両に近いヘッドランプＨＬのペアＨＬ１がつながって横膨張領域１０１８となる。なお、ヘッドランプＨＬのペアＨＬ１よりも自車両に近いヘッドランプＨＬのペアＨＬ３は、分離した状態が維持される。
【0110】
また、第１画像であるヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１に用いられる第１構造要素１０１６ｆは、第２画像であるヘッドランプ画像ＩＭＧｂ５に用いられる第１構造要素１０１６ｇよりも左右に短い。したがって、第１構造要素１０１６ｆを用いてヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１に第１膨張処理を施すと、図１１（Ｄ）に示すように、ヘッドランプＨＬのペアＨＬ１はつながって横膨張領域１０１８となるが、ペアＨＬ３はつながらずに分離した状態が維持される。
【0111】
一方、第２画像であるヘッドランプ画像ＩＭＧｂ５に用いられる第１構造要素１０１６ｇは、第１構造要素１０１６ｆよりも左右に長い。このため、第１構造要素１０１６ｇを用いてヘッドランプ画像ＩＭＧｂ５に第１膨張処理を施すと、図１１（Ｆ）に示すように、自車両に近いヘッドランプＨＬのペアＨＬ３がつながって横膨張領域１０１８となる。
【0112】
ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ１は、第２収縮処理が施されたことでヘッドランプＨＬのペアＨＬ２を含まない。このため、第１構造要素１０１６ｆを用いた第１膨張処理によって、ヘッドランプＨＬのペアＨＬ２に由来する横膨張領域１０１８が生成されることを回避することができる。同様に、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ５は、第２収縮処理が施されたことでヘッドランプＨＬのペアＨＬ１，ＨＬ２を含まない。このため、第１構造要素１０１６ｇを用いた第１膨張処理によって、ヘッドランプＨＬのペアＨＬ１，ＨＬ２に由来する横膨張領域１０１８が生成されることを回避することができる。これらにより、より正確に車両の位置を検出することが可能となる。
【0113】
なお、リアランプ画像ＩＭＧａに対する第１膨張処理および第１収縮処理（ステップＳ１１０６）ならびにヘッドランプ画像ＩＭＧｂに対する第１膨張処理および第１収縮処理（ステップＳ１１０７）は、順不同であり、並列処理も可能である。
【0114】
車両位置検出装置１０１０は、リアランプ画像ＩＭＧａ０～ＩＭＧａ３を合成して、つまり、各リアランプ画像ＩＭＧａのＯＲ演算を行って、各リアランプＲＬのペアに基づく横膨張領域１０１８を含むリアランプ横膨張画像を生成する（Ｓ１１０８）。また、車両位置検出装置１０１０は、ヘッドランプ画像ＩＭＧｂ０～ＩＭＧｂ５を合成して、つまり各ヘッドランプ画像ＩＭＧｂのＯＲ演算を行って、各ヘッドランプＨＬのペアに基づく横膨張領域１０１８を含むヘッドランプ横膨張画像を生成する（Ｓ１１０９）。なお、リアランプ画像ＩＭＧａの合成処理（ステップＳ１１０８）およびヘッドランプ画像ＩＭＧｂの合成処理（ステップＳ１１０９）は、順不同であり、並列処理も可能である。
【0115】
そして、車両位置検出装置１０１０は、リアランプ横膨張画像とヘッドランプ横膨張画像とを合成して、つまり両画像のＯＲ演算を行って、図１２（Ａ）に示す集合横膨張画像ＩＭＧｃを生成する（Ｓ１１１０）。車両位置検出装置１０１０は、集合横膨張画像ＩＭＧｃに含まれる各横膨張領域１０１８に基づいて、前方車両の位置を検出することができる。例えば、車両位置検出装置１０１０は、集合横膨張画像ＩＭＧｃにおける各横膨張領域１０１８の位置そのものを自車両の前方領域における前方車両の位置として検出する。
【0116】
車両位置検出装置１０１０は、検出結果情報として、集合横膨張画像ＩＭＧｃをパターン決定部１０１２に送る。なお、車両位置検出装置１０１０は、集合横膨張画像ＩＭＧｃから前方車両の位置を示す角度情報等を抽出して、抽出結果をパターン決定部１０１２に送ってもよい。また、車両位置検出装置１０１０は、例えば自動運転を司るＥＣＵ等に検出結果情報を送ってもよい。
【0117】
パターン決定部１０１２は、車両位置検出装置１０１０の検出結果に基づいて、前方車両に対応する部分が遮光された配光パターンＰＴＮを決定する。「ある部分を遮光する」とは、その部分の輝度（照度）を完全にゼロとする場合のほか、その部分の輝度（照度）を低下させる場合も含む。
【0118】
本実施の形態のパターン決定部１０１２は、横膨張領域１０１８を生成した画像、つまり集合横膨張画像ＩＭＧｃの各画素の画素値を反転させて、図１２（Ｂ）に示す反転画像ＩＭＧｄを生成する（Ｓ１１１１）。反転画像ＩＭＧｄにおいて、横膨張領域１０１８は低画素値であり、横膨張領域１０１８を除く領域は高画素値である。
【0119】
続いて、パターン決定部１０１２は、図１２（Ｃ）に示す所定形状の第３構造要素１０２０を用いて、反転画像ＩＭＧｄに対し第３収縮処理を施す（Ｓ１１１２）。本実施の形態の第３構造要素１０２０は、上下方向に長い形状を有する。車両位置検出装置１０１０は、第３構造要素１０２０の上端画素を注目画素１０２０ａに対応付けて、反転画像ＩＭＧｄに第３収縮処理を施す。なお、図１２（Ｃ）では第３構造要素１０２０を模式的に示しており、第３構造要素１０２０の上端画素から下方に延びる部分を構成する画素の数は、図示されたものに限定されない。
【0120】
第３収縮処理では、第３構造要素１０２０が重なるいずれかの画素に低画素値の画素が含まれる場合、注目画素１０２０ａの画素値が当該低画素値に変換される。これにより、反転した横膨張領域１０１８の上方に位置する高画素値の領域が上方向に収縮して、図１２（Ｄ）に示す配光パターン画像ＩＭＧｅが生成される。配光パターン画像ＩＭＧｅは、横膨張領域１０１８から上方に延びる上収縮領域１０２２を含む。
【0121】
パターン決定部１０１２は、配光パターン画像ＩＭＧｅに基づいて、遮光部を含む配光パターンＰＴＮを決定する（Ｓ１１１３）。配光パターンＰＴＮの決定において、パターン決定部１０１２は、上収縮領域１０２２を遮光部に含める。例えば、パターン決定部１０１２は、配光パターン画像ＩＭＧｅにおける低画素値の画素群の形状そのものを遮光部と定め、高画素値の画素群の形状そのものを配光パターンＰＴＮの形状と定める。また、パターン決定部１０１２は、遮光部を除く領域に対して所定の第１照度を定め、遮光部に対して第１照度よりも低い第２照度を定める。上述のように、第２照度はゼロであってもよいし、ゼロよりも高く第１照度よりも低い照度であってもよい。
【0122】
パターン決定部１０１２は、配光パターンＰＴＮを指示するデータをランプ制御装置１００８に送信する。ランプ制御装置１００８は、パターン決定部１０１２が定める配光パターンＰＴＮに応じた強度分布を有する可視光ビームＬ１を出射するように配光可変ランプ１００２を制御する。例えば、配光可変ランプ１００２がＤＭＤを含む場合、ランプ制御装置１００８は光源の点消灯と、ＤＭＤを構成する各ミラー素子のオン／オフ切り替えとを制御する。これにより、前方車両と重なる遮光部を有する配光パターンＰＴＮが形成され、前方車両の運転者にグレアを与えることなく自車両の運転者の視認性を高めることができる。
【0123】
なお、パターン決定部１０１２は、反転画像ＩＭＧｄの生成と第３構造要素１０２０を用いた画像処理とを逆の順序で実行してもよい。つまり、パターン決定部１０１２は、集合横膨張画像ＩＭＧｃに対して第３構造要素１０２０を用いて第３膨張処理を施し、横膨張領域１０１８から上方に延びる上膨張領域を生成する。その後、パターン決定部１０１２は、上膨張領域を生成した画像の各画素の画素値を反転させて反転画像ＩＭＧｄを生成し、当該反転画像ＩＭＧｄにおける上膨張領域を遮光部に含める。
【0124】
以上説明したように、本実施の形態に係る車両位置検出装置１０１０は、車両の前方領域を撮像する撮像装置１００４に基づく画像に対し、車幅方向に長い所定形状の第１構造要素１０１６を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施して、画像に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアが互いにつながった横膨張領域１０１８を生成し、横膨張領域１０１８に基づいて前方車両の位置を検出する。これにより、例えば撮像装置１００４の画像ＩＭＧに対してアルゴリズム認識やディープラーニング等を含む画像解析を実行して前方車両を検出する場合に比べて、より簡単に前方車両の位置を検出することができる、新たな検出方法を提供することができる。
【0125】
また、車両位置検出装置１０１０は、撮像装置１００４に基づく画像に対して施す、所定形状の第２構造要素１０１４を用いた第２収縮処理の回数を相対的に少なくして、所定の第１距離に位置する光点のペアと第１距離よりも遠い第２距離に位置する光点のペアとを含む第１画像を生成し、撮像装置１００４に基づく画像に対して施す第２収縮処理の回数を相対的に多くして、第１距離に位置する光点のペアを含み、第２距離に位置する光点のペアを削除した第２画像を生成する。そして、第１画像には車幅方向の長さが相対的に短い第１構造要素１０１６を用い、第２画像には車幅方向の長さが相対的に長い第１構造要素１０１６を用いて、それぞれの画像に第１膨張処理および第１収縮処理を施す。言い換えれば、車両位置検出装置１０１０は、所定回数の第２収縮処理を画像に施して第１画像を生成し、第１画像を生成する際の回数よりも多い回数の第２収縮処理を画像に施して第２画像を生成する。そして、第１画像には所定の車幅方向長さの第１構造要素１０１６を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施し、第２画像には第１画像に用いる第１構造要素１０１６よりも車幅方向に長い第１構造要素１０１６を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施す。
【0126】
つまり、車両位置検出装置１０１０は、第２収縮処理の回数を異ならせることで前方車両の光点を距離に基づいて弁別し、弁別した各光点に対して異なるサイズの第１構造要素１０１６を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施す。これにより、より高精度に前方車両の位置を検出することができる。
【0127】
また、本実施の形態に係る車両用灯具システム１００１は、車両の前方領域を撮像する撮像装置１００４と、強度分布が可変である可視光ビームＬ１を前方領域に照射可能な配光可変ランプ１００２と、車両位置検出装置１０１０、および車両位置検出装置１０１０の検出結果に基づいて遮光部を含む配光パターンＰＴＮを決定するパターン決定部１０１２を有する配光制御装置１００６と、配光パターンＰＴＮを形成するように配光可変ランプ１００２を制御するランプ制御装置１００８と、を備える。これにより、前方車両の運転者へのグレアを回避しつつ、自車両の運転者の視認性を向上させることができる。
【0128】
また、パターン決定部１０１２は、横膨張領域１０１８を生成した画像の各画素の画素値を反転させて反転画像ＩＭＧｄを生成し、反転画像ＩＭＧｄに対し、上下方向に長い所定形状の第３構造要素１０２０を用いて第３収縮処理を施して、横膨張領域１０１８から上方に延びる上収縮領域１０２２を生成し、上収縮領域１０２２を遮光部に含める。これにより、前方車両の運転者へのグレアをより回避することができる。
【0129】
以上、本発明の実施の形態２について詳細に説明した。前述した実施の形態２は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態２の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態２では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
【0130】
上述した実施の形態２に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
（項目４）
車両の前方領域を撮像する撮像装置１００４に基づく画像に対し、車幅方向に長い所定形状の第１構造要素１０１６を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施して、画像に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアが互いにつながった横膨張領域１０１８を生成し、
横膨張領域１０１８に基づいて前方車両の位置を検出する車両位置検出方法。
（項目４）
車両の前方領域を撮像する撮像装置１００４に基づく画像に対し、車幅方向に長い所定形状の第１構造要素１０１６を用いて第１膨張処理および第１収縮処理を施して、画像に含まれる車幅方向に並ぶ光点のペアが互いにつながった横膨張領域１０１８を生成し、
横膨張領域１０１８に基づいて前方車両の位置を検出する車両位置検出方法。
【産業上の利用可能性】
【0131】
本発明は、配光制御装置、車両位置検出装置、車両用灯具システム、配光制御方法および車両位置検出方法に利用することができる。
【符号の説明】
【0132】
１ 車両用灯具システム、 ２ 配光可変ランプ、 ４ 撮像装置、 ６ 配光制御装置、 ８ ランプ制御装置、 １０ 高速カメラ、 １２ 低速カメラ、 １４ 車両検出部、 １６ 領域決定部、 １８ パターン決定部、 ２０ 存在領域、 ２２ 処理対象領域、 ２４ 遮光部、 １００１ 車両用灯具システム、 １００２ 配光可変ランプ、 １００４ 撮像装置、 １００６ 配光制御装置、 １００８ ランプ制御装置、 １０１０ 車両位置検出装置、 １０１２ パターン決定部、 １０１４ 第２構造要素、 １０１６ 第１構造要素、 １０１８ 横膨張領域、 １０２０ 第３構造要素、 １０２２ 上収縮領域。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】