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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Tunnelerkennungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug, sowie eine Lichtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug.
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Die
JP-A-11-139225 beschreibt eine Tunnelerkennungsvorrichtung für ein Fahrzeug,
welche einen Tunnel unter Verwendung einer Bildaufnahmevorrichtung
erkennt. Bei dieser Tunnelerkennungsvorrichtung wird eine weiße Linie
erkannt und ein Bereich, innerhalb dem das betreffende Fahrzeug
fahren wird, wird abgesucht, um einen Bereich mit einer bestimmten
Konzentration zu entnehmen. Weiterhin wird ein bezeichneter Bereich
(Bereich geringer Helligkeit), der die Einfahrt oder die Ausfahrt
aus einem Tunnel angibt, erkannt, und die Höhe dieses Bereichs wird berechnet,
so dass der Tunnel erkannt wird.
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Eine über die
Fahrbahn führende
Brücke kann
bei einer Tunnelerkennungsvorrichtung für Fahrzeuge fehlerhaft als
ein Tunnel identifiziert werden und insbesondere im Fall der Verwendung
eines Fahrzeuglichtsteuersystems erfolgt ein unnötiges Einschalten des Lichts,
wenn das Fahrzeug bei Tageslicht unter einer Brücke hindurch fährt. Falls
bei der Technik gemäß der obigen
Veröffentlichung
das unnötige
kurzzeitige Einschalten des Lichts beim Fahren des Fahrzeugs unterhalb
einer Brücke
verhindert werden soll, nimmt die Komplexität der Logik zu.
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Angesichts
des voranstehenden ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Tunnelerkennungsvorrichtung für
ein Fahrzeug bereitzustellen, welche einfach und sicher einen Tunnel
erkennen kann, wobei insbesondere eine die Fahrbahn oberhalb dieser überkreuzende
Struktur, bei spielsweise eine Brücke
oder dergleichen, nicht fehlerhaft als Tunnel identifiziert werden
soll; weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine zugehörige Lichtsteuervorrichtung
für ein
Fahrzeug zu schaffen.
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Die
Tunnelerkennungsvorrichtung für
das Fahrzeug und die Lichtsteuervorrichtung für das Fahrzeug wird erfindungsgemäß realisiert,
indem der Helligkeit im Inneren des Tunnels bzw. deren Erkennung
Aufmerksamkeit geschenkt wird.
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Gemäß einem
ersten Aspekt wird eine Tunnelerkennungsvorrichtung für ein Fahrzeug
geschaffen, aufweisend: eine Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme von
Bildern eines vorderhalb liegenden Bereiches und eines schräg oberen
Bereiches in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs; eine Erkennungseinheit
für eine
Helligkeitsverminderung in dem schräg oberen Bereich zur Beurteilung,
ob eine durchschnittliche Helligkeit von Bildern in dem schräg oberen
Bereich in Fahrtrichtung, aufgenommen durch die Bildaufnahmeeinheit
niedriger als ein vorbestimmter Wert ist; eine Helligkeitsunterschiedserkennungseinheit zur
Berechnung einer Differenz der durchschnittlichen Helligkeit zwischen
den Bildern der vorderhalb liegenden und der schräg oberen
Bereiche, aufgenommen durch die Bildaufnahmeeinheit, wenn durch die
Erkennungseinheit für
die Helligkeitsverminderung in dem schräg oberen Bereich beurteilt
wird, dass die durchschnittliche Helligkeit des Bildes des schräg oberen
Bereiches niedriger als der bestimmte Wert ist; und eine Tunnelidentifikationseinheit
zur Identifikation eines Tunnels, wenn die Differenz der durchschnittlichen
Helligkeit zwischen dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und
dem Bild des schräg
oberen Bereichs, welche von der Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit
berechnet wurde, niedriger als ein vorbestimmter Wert ist.
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Gemäß dem ersten
Aspekt wird von der Erkennungseinheit für eine Helligkeitsverminderung
in einem schräg
oberen Bereich beurteilt, ob die durchschnittliche Helligkeit des
Bildes in dem schräg
oberen Bereich bezüglich
der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, aufgenommen durch die Bildaufnahmeeinheit,
niedriger als der bestimmte Wert ist. Wenn die durchschnittliche
Helligkeit des Bildes in dem schräg oberen Bereich niedriger
als der vorbestimmte Wert ist, wird beurteilt, dass die in Frage
stehende Struktur ein Tunnel sein kann. Sodann wird die Differenz
der durchschnittlichen Helligkeit zwischen dem Bild in einem vorderhalb
liegenden Bereich und dem Bild in dem schräg oberen Bereich, erhalten
jeweils durch die Bildaufnahmeeinheit, von der Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit
berechnet. Hierbei werden die empfangenen Bilder zwischen einem
Tunnel und einer über
die Straße
führenden
Brücke
oder dergleichen verglichen. Wenn die Beleuchtung in dem Tunnel
in dem Bild des schräg
oberen Bereichs dargestellt wird, wird die Differenz in der durchschnittlichen Helligkeit
zwischen dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und dem Bild
des schräg
oberen Bereichs verringert. Wenn folglich von der Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit
beurteilt wird, dass die Differenz der durchschnittlichen Helligkeit
zwischen dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und dem Bild
des schräg
oberen Bereichs niedriger als der bestimmte Wert ist, identifiziert
die Tunnelidentifikationseinheit, dass die Struktur ein Tunnel ist.
Wie oben beschrieben, wird ein Tunnel von einer über die Straße führenden
Brücke
oder dergleichen unterscheidbar. Folglich kann der Tunnel einfach
und sicher ohne fehlerhafte Identifikation einer über die
Straße
führenden
Struktur oder eines Bauwerks, beispielsweise einer Brücke oder
dergleichen, als Tunnel erkannt werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt wird eine Tunnelerkennungsvorrichtung für ein Fahrzeug
geschaffen, aufweisend:
eine Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme
eines Bildes eines schräg
oberen Bereiches in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs; eine Erkennungseinheit
für eine
Helligkeitsverminderung in dem schräg oberen Bereich zur Beurteilung,
ob eine durchschnittliche Helligkeit des Bildes in dem schräg oberen
Bereich in Fahrtrichtung, erhalten durch die Bildaufnahmeeinheit, niedriger
als ein vorbestimmter Wert ist; eine Extrahiereinheit für einen
Bereich hoher Helligkeit zur Binärisierung
des Bildes des schräg
oberen Bereichs in Fahrtrichtung, erhalten durch die Bildaufnahmeeinheit,
wenn von der Erkennungseinheit für
die Helligkeitsverminderung in dem schräg oberen Bereich beurteilt
wird, dass die durchschnittliche Helligkeit des Bildes des schräg oberen
Bereiches niedriger als der bestimmte Wert ist und zum Extrahieren
eines Bereichs hoher Helligkeit mit einer Helligkeit, welche höher als
eine vorbestimmte Helligkeit ist; und eine Tunnelidentifikationseinheit
zur Identifikation eines Tunnels, wenn von der Extrahiereinheit
für den
Bereich hoher Helligkeit beurteilt wird, dass wenigstens entweder
die Größe oder
die Anzahl der Bereiche hoher Helligkeit mit der bestimmten Helligkeit
oder darüber eine
bestimmte Bedingung erfüllt.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt wird von der Erkennungseinheit für eine Helligkeitsverminderung
in einem schräg
oberen Bereich beurteilt, ob die durchschnittliche Helligkeit des
Bildes in dem schräg
oberen Bereich bezüglich
der Fahrtrichtung, erhalten von der Bildaufnahmeeinheit, niedriger
als der vorbestimmte Wert ist, und wenn die durchschnittliche Helligkeit
des Bildes in dem schräg
oberen Bereich niedriger als der bestimmte Wert ist, wird beurteilt,
dass die in Frage stehende Struktur (das Bauwerk) ein Tunnel sein
kann. Dann kann die Extrahiereinheit für den Bereich hoher Helligkeit
das Bild des schräg oberen
Bereichs bezüglich
der Fahrtrichtung, aufgenommen durch die Bildaufnahmeeinheit, binärisieren, und
kann den Bereich hoher Helligkeit, der eine bestimmte Helligkeit
oder darüber
hat, extrahieren. Hierbei entspricht der Bereich hoher Helligkeit
mit der bestimmten Helligkeit oder einer Helligkeit darüber der
Beleuchtung in dem Tunnel und somit kann die Beleuchtung in dem
Tunnel identifiziert werden, wenn wenigstens die Größe eines
Bereichs hoher Helligkeit oder die Anzahl von Bereichen hoher Helligkeit
eine bestimmte Bedingung erfüllt.
Wenn folglich beurteilt wird, dass wenigstens entweder die Größe oder
die Anzahl von einem Bereich oder von Bereichen hoher Helligkeit
mit der bestimmten Helligkeit oder einer größeren Helligkeit, extrahiert
durch die Extrahiereinheit für
den Bereich hoher Helligkeit, die bestimmte Bedingung erfüllt, identifiziert
die Tunnelidentifikationseinheit den Tunnel. Wie oben beschrieben,
kann der Tunnel von einer Brücke
oder einem anderen Bauwerk oberhalb der Straße unterschieden werden. Folglich
kann der Tunnel einfach und sicher erkannt werden, insbesondere
ohne fehlerhafte Identifikation einer die Fahrbahn überquerende
Brücke oder
dergleichen als Tunnel.
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Gemäß einem
dritten Aspekt wird eine Tunnelerkennungsvorrichtung für ein Fahrzeug
geschaffen, aufweisend:
eine Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme
von Bildern eines vorderhalb liegenden Bereiches und eines schräg oberen
Bereiches in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs; eine Erkennungseinheit
für eine
Helligkeitsverminderung in dem schräg oberen Bereich, um zu beurteilen,
ob eine durchschnittliche Helligkeit der Bilder des schräg oberen
Bereichs, erhalten durch die Bildaufnahmeeinheit in Fahrtrichtung,
niedriger als ein bestimmter Wert ist; eine Extrahiereinheit für einen
Bereich hoher Helligkeit zur Binärisierung des
Bildes des schräg
oberen Bereiches in Fahrtrichtung, wenn von der Erkennungseinheit
für die Helligkeitsverminderung
in dem schräg
oberen Bereich beurteilt wird, dass die durchschnittliche Helligkeit
des Bildes des schräg
oberen Bereiches niedriger als ein bestimmter Wert ist und zum Extrahieren
eines Bereiches hoher Helligkeit mit einer Helligkeit höher als
die bestimmte Helligkeit; eine Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit
zur Berechnung einer Differenz der durchschnittlichen Helligkeit
zwischen dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und dem Bild
des schräg
oberen Bereichs, aufgenommen durch die Bildaufnahmeeinheit, wenn
beurteilt wird, dass wenigstens entweder die Größe oder die Anzahl von Bereichen
hoher Helligkeit mit einer bestimmten Helligkeit oder darüber, extrahiert
von der Extrahiereinheit im Bereich hoher Helligkeit, eine bestimmte
Bedingung erfüllt;
und eine Tunnelidentifikationseinheit zur Identifikation eines Tunnels,
wenn die Differenz in der durchschnittlichen Helligkeit zwischen
dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und dem Bild des schräg oberen
Bereichs, welche von der Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit berechnet
wurde, niedriger als ein bestimmter Wert ist.
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Gemäß dem dritten
Aspekt wird von der Erkennungseinheit für die Helligkeitsverminderung
in dem schräg
oberen Bereich beurteilt, ob die durchschnittliche Helligkeit des
Bildes in dem schräg
oberen Bereich bezüglich
der Fahrtrichtung, aufgenommen von der Bildaufnahmeeinheit, niedriger
als der vorbestimmte Wert ist und wenn die durchschnittliche Helligkeit
des Bildes in dem schräg
oberen Bereich niedriger als der bestimmte Wert ist, wird die Wahrscheinlichkeit
beurteilt, ob die Struktur (das Bauwerk) ein Tunnel ist. Dann wird
das Bild des schräg
oberen Bereichs bezüglich
der Fahrtrichtung, aufgenommen von der Bildaufnahmeeinheit, von
der Extrahiereinheit für
den Bereich hoher Helligkeit binärisiert,
um einen Bereich hoher Helligkeit mit einer bestimmten Helligkeit oder
darüber
zu extrahieren. Hierbei entspricht der Bereich hoher Helligkeit
mit der bestimmten Helligkeit oder einer größeren Helligkeit der Beleuchtung
in dem Tunnel und wenn wenigstens entweder die Größe oder
die Anzahl von einem Bereich oder von Bereichen hoher Helligkeit
die bestimmte Bedingung erfüllt,
wird beurteilt, dass die Beleuchtung im Wesentlichen die Beleuchtung
in dem Tunnel ist.
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Weiterhin,
wenn wenigstens entweder die Größe oder
die Anzahl von Bereichen hoher Helligkeit mit der bestimmten Helligkeit
oder darüber,
extrahiert von der Extrahiereinheit für den Bereich hoher Helligkeit,
die bestimmte Bedingung erfüllt,
wird die Differenz der durchschnittlichen Helligkeit zwischen dem
Bild in dem vorderhalb liegenden Bereich und dem Bild des schräg oberen
Bereichs, aufgenommen von der Bildaufnahmeeinheit, von der Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit
berechnet. In dem Vergleich zwischen dem empfangenen Bild in einem
Tunnel und dem empfangenen Bild unter einer über die Straße führenden
Brücke
oder dergleichen ist, wenn die Beleuchtung in dem Tunnel in dem
Bild des schräg oberen
Bereichs dargestellt wird, die Differenz der durchschnittlichen
Helligkeit zwischen dem Bild im vorderhalb liegenden Bereich und
dem Bild des schräg
oberen Bereichs verringert. Wenn folglich die Differenz in der durchschnittlichen
Helligkeit zwischen dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und
dem Bild des schräg
oberen Bereichs, berechnet durch die Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit, niedriger
als der bestimmte Wert ist, identifiziert die Tunnelidentifikationseinheit
die Struktur oder das Bauwerk als Tunnel. Wie oben beschrieben,
kann der Tunnel von einer Brücke
der dergleichen unterschieden werden. Im Ergebnis kann der Tunnel
einfach und sicher erkannt werden, insbesondere ohne eine die Fahrbahn überquerende
Brücke
oder dergleichen fehlerhafterweise als Tunnel zu identifizieren.
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Gemäß einem
vierten Aspekt wird eine Lichtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug
geschaffen, welche die Fahrzeugbeleuchtung einschaltet, wenn die Tunnelidentifikationseinheit
der Tunnelerkennungsvorrichtung des Fahrzeugs gemäß einem
der ersten bis dritten Aspekte der Erfindung einen Tunnel identifiziert.
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Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen
anhand der Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1 schematisch
den Aufbau einer Lichtsteuervorrichtung (Tunnelerkennungsvorrichtung)
für ein
Fahrzeug gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 ein
Flussdiagramm der Arbeitsweise der Lichtsteuervorrichtung (Tunnelerkennungsvorrichtung)
des Fahrzeugs gemäß der ersten
Ausführungsform;
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3 ein
Flussdiagramm der Arbeitsweise der Lichtsteuervorrichtung (Tunnelerkennungsvorrichtung)
des Fahrzeugs gemäß der ersten
Ausführungsform;
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4 schematisch
ein Fahrzeug, welches sich in der Nähe der Einfahrt eines Tunnels
bewegt;
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5 schematisch
ein Fahrzeug, welches sich in der Nähe der Ausfahrt des Tunnels
bewegt;
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6 schematisch
ein Fahrzeug, welches vor einer über
die Fahrbahn führenden
Brücke
oder dergleichen fährt;
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7 schematisch
ein empfangenes Bild;
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8 schematisch
ein empfangenes Bild;
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9 schematisch
ein empfangenes Bild;
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10 ein
Flussdiagramm der Arbeitsweise einer Lichtsteuervorrichtung (Tunnelerkennungsvorrichtung)
des Fahrzeugs gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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11 schematisch
das Bild nach einer Binärisierungsverarbeitung;
und
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12 ein
Flussdiagramm der Arbeitsweise einer Lichtsteuervorrichtung (Tunnelerkennungsvorrichtung)
des Fahrzeugs gemäß einer
dritten Ausführungsform.
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<Erste Ausführungsform>
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Eine
erste Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Tunnelerkennungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einer
Ausführungsform,
sowie einer Lichtsteuervorrichtung für das Fahrzeug, welche die
Tunnelerkennungsvorrichtung verwendet.
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Gemäß 3 ist
eine Kamera als Bildaufnahmeeinheit an der Rückseite eines Innenspiegels 2 eines
Fahrzeuges 1 angeordnet. Bilder eines vorderhalb liegenden
Bereiches und eines schräg
oberen Bereiches bezüglich
der Fahrtrichtung des Fahrzeuges 1 können von der Kamera 3 aufgenommen werden.
Als Bildaufnahmeelement kann eine CCD oder ein C-MOS verwendet werden.
Die Kamera 3 steht mit einer CPU 4 in Verbindung
und die von der Kamera 3 aufgenommenen Bilder werden der
CPU 4 übertragen.
Die CPU 4 erkennt auf der Grundlage der betreffenden Bilder
einen Tunnel.
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In
dieser Ausführungsform
werden die Bilder des vorderhalb liegenden Bereiches bezüglich der Fahrtrichtung
von einer ersten Kamera aufgenommen, während das Bild des schräg oberen
Bereiches bezüglich
der Fahrtrichtung von einer zweiten Kamera aufgenommen wird.
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Mit
der CPU 4 steht eine elektronische Steuereinheit (ECU) 5 zur
Lichtsteuerung in Verbindung. Ein Fahrzeuglicht 6, beispielsweise
ein Frontscheinwerfer oder dergleichen, kann von der elektronischen Steuereinheit 5 ein-
und ausgeschaltet werden. Die CPU 4 schaltet das Fahrzeuglicht 6 über die
elektronische Steuereinheit 5 ein, wenn das Fahrzeug bei Tag
in einen Tunnel einfährt
und schaltet das Fahrzeuglicht 6 über die elektronische Steuereinheit 5 wieder
aus, wenn das Fahrzeug aus dem Tunnel ausfährt.
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In
dieser Ausführungsform
bildet die CPU 4 eine Erkennungseinheit für eine Helligkeitsverminderung
in dem schräg
oberen Bereich, eine Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit und eine
Tunnelidentifikationseinheit.
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Nachfolgend
wird die Arbeitsweise der Lichtsteuervorrichtung (Tunnelerkennungsvorrichtung)
für das
Fahrzeug gemäß dieser
Ausführungsform
beschrieben.
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Die 2 und 3 sind
Flussdiagramme, welche den Verarbeitungsablauf zeigen, der von der CPU 4 durchgeführt wird. 4 zeigt
ein Fahrzeug, welches benachbart der Einfahrt eines Tunnels fährt, 5 zeigt
das Fahrzeug, welches benachbart der Tunnelausfahrt fährt und 6 zeigt
das Fahrzeug, welches vorderhalb einer über die Straße führenden Brücke fährt.
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In 2 wird
im Schritt 101 ein von der Kamera 3 aufgenommenes
Bild in die CPU 4 eingegeben. 7 zeigt
ein von der Kamera aufgenommenes Bild, wenn das Fahrzeug an einem
Ort fährt,
wo weder ein Tunnel noch eine über
die Straße
führende Brücke vorhanden
sind und Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Fahrbahn und
zeigt auch ein empfangenes Bild (einen Bereich) eines vorderhalb
liegenden Bereiches A1 von 1 und ein
empfangenes Bild (einen Bereich) eines schräg oberen Bereiches A2 von 1.
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Nachdem
die CPU 4 die Bilddaten in einem Speicher gespeichert hat,
gibt die CPU 4 die Bilddaten im Schritt 104 von 2 von
dem Speicher aus, um die durchschnittliche Helligkeit des Bildes
in dem schräg
oberen Bereich zu berechnen. Weiterhin beurteilt im Schritt 103 die
CPU 4, ob die durchschnittliche Helligkeit des Bildes in
dem schräg
oberen Bereich geringer als ein bestimmter Wert ist. Wenn sie gleich
dem bestimmten Wert oder größer (heller)
ist, wird beurteilt, dass sich das Fahrzeug im Tageslicht an einem
Ort befindet, wo weder ein Tunnel noch eine über die Fahrbahn laufende Brücke oder
dergleichen vorhanden ist und damit kehrt der Ablauf zum Schritt 101 zurück.
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Wenn
andererseits die durchschnittliche Helligkeit des Bildes in dem
schräg
oberen Bereich niedriger als ein bestimmter Wert ist (dunkler wird),
beurteilt die CPU 4, dass sich das Fahrzeug einem Tunnel oder
einer sich über
der Fahrbahn befindlichen Brücke
nähern
kann, wie in
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4 oder 6 gezeigt
(eine Struktur oder ein Bauwerk vorderhalb des Fahrzeugs wird als
Tunnel beurteilt) und der Ablauf geht zum Schritt 104,
um die durchschnittliche Helligkeit des Bildes des vorderhalb liegenden
Bereiches in dem Schritt 104 zu berechnen. Weiterhin berechnet
die CPU 4 im Schritt 105 die Differenz (Differenzialwert)
der durchschnittlichen Helligkeit zwischen dem Bild des schräg oberen
Bereiches und des Bildes im vorderhalb liegenden Bereich. Im Schritt 106 beurteilt
die CPU 4, ob der Differenzialwert niedriger als ein bestimmter
Wert ist.
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8 zeigt
ein von der Kamera 3 aufgenommenes Bild, wenn das Fahrzeug
an der Einfahrt eines Tunnels fährt
(Bezugszeichen 11 bezeichnet die Tunnelbeleuchtung). 9 zeigt
ein von der Kamera 3 aufgenommenes Bild, wenn das Fahrzeug
vor einer über
die Fahrbahn laufenden Brücke
fährt (Bezugszeichen 20 bezeichnet
diese Brücke,
welche nachfolgend "kreuzende
Brücke" genannt wird).
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Wenn
der Differenzialwert der durchschnittlichen Helligkeit zwischen
dem Bild des schräg
oberen Bereichs und dem Bild des vorderhalb liegenden Bereiches
im Schritt 106 von 2 kleiner
als der bestimmte Wert ist, beurteilt die CPU 4, dass das
in Frage stehende Bauwerk oder die in Frage stehende Struktur ein
Tunnel ist (Tunneleinfahrt), wie in 4 gezeigt
und schaltet im Schritt 107 das Fahrzeuglicht 6 ein.
Wenn andererseits im Schritt 106 der Differenzialwert der
durchschnittlichen Helligkeit zwischen dem Bild des schräg oberen
Bereichs und dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs gleich oder
größer als
der bestimmte Wert ist, beurteilt die CPU 4, dass die Struktur
oder das Bauwerk die kreuzende Brücke gemäß 6 ist, und
kehrt zum Schritt 101 zurück. Aus diesem Grund wird das
Fahrzeuglicht nicht eingeschaltet.
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Wie
oben beschrieben, wird, indem die Erkennung der Tunnelbeleuchtung
mit berücksichtigt wird,
das Bild der Beleuchtung von der Kamera 3 aufgenommen und
dann der Bildverarbeitung unterworfen. In diesem Fall werden von dem
Tunnel und unter der kreuzenden Brücke von der Kamera 3 aufgenommene
Bilder miteinander verglichen. Wenn die Beleuchtung in dem Tunnel
in dem Bild des schräg
oberen Bereiches dargestellt wird, ist die Differenz der durchschnittlichen
Helligkeit zwischen dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und
dem Bild des schräg
oberen Bereichs verringert. Folglich kann ein Tunnel klar von der
kreuzenden Brücke
unterschieden werden. Im Ergebnis kann der Tunnel einfach und sicher
erkannt werden, wobei insbesondere eine die Fahrbahn überquerende
Struktur oder ein die Fahrbahn überquerendes
Bauwerk, wie beispielsweise eine kreuzende Brücke oder dergleichen nicht
fehlerhaft als Tunnel identifiziert wird. Folglich kann bei der
Lichtsteuervorrichtung für
das Fahrzeug verhindert werden, dass das Fahrzeuglicht unter einer
kreuzenden Brücke
fehlerhafterweise eingeschaltet wird. Da weiterhin die Beleuchtung
des Tunnels erkannt wird, ist es unnötig, eine Fahrstrecke zur Erkennung einer
weißen
Linie zu berechnen und somit wird die Logik vereinfacht. Damit kann
diese Vorrichtung durch einen preiswerten Mikrocomputer implementiert
werden.
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Weiterhin
empfängt
die Kamera das Bild des schräg
oberen Bereichs (d.h. tastet diesen ab oder nimmt ihn auf) und somit
kann der Tunnel (die Beleuchtung in dem Tunnel) erkannt werden und
das Fahrzeuglicht wird eingeschaltet, unmittelbar bevor das Fahrzeug
in den Tunnel einfährt.
Folglich können im
Vergleich zu dem Fall, bei dem das Licht erst nach dem Einfahren
des Fahrzeugs in den Tunnel eingeschaltet wird, unangenehme Empfindungen
für den Fahrer
unterdrückt
werden und die Sicherheit wird verbessert.
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Im
Vergleich zu der Vorgehensweise gemäß der JP-A-11-139225 kann, selbst
wenn ein Hindernis (beispielsweise ein Fahrzeug mit dunkler Farbe)
vorderhalb des Bezugs fahrzeugs vorhanden ist und sich dem Bezugsfahrzeug
oder Eigenfahrzeug nähert, verhindert
werden, dass dieses Hindernis fehlerhaft als Tunnel identifiziert
wird. Weiterhin kann die Tunnelerkennung ungeachtet der Umgebung
wie Hintergrundlicht oder dergleichen durchgeführt werden (die Fahrzeugbeleuchtung
kann an einem fehlerhaften Einschalten auch dann gehindert werden,
wenn beispielsweise ein Berg zu einem Bereich geringer Helligkeit
wird, da er von hinten her von der Sonne beschienen wird und es
somit schwierig wird, die Einfahrt eines Tunnel zu identifizieren).
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 3 der
Ablauf beschrieben, wenn das Fahrzeug in einem Tunnel fährt (oder
in diesem betrieben wird).
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Zunächst gibt
im Schritt 201 die CPU 4 ein von der Kamera 3 empfangenes
Bild ein. Nachdem die CPU 4 die Bilddaten in dem Speicher
gespeichert hat, berechnet die CPU 4 im Schritt 202 die
durchschnittliche Helligkeit im schräg oberen Bereich. Dann beurteilt
die CPU 4 im Schritt 203, ob die durchschnittliche
Helligkeit im schräg
oberen Bereich größer als
ein vorbestimmter Wert ist (d.h. hell ist). Wenn die durchschnittliche
Helligkeit in dem schräg
oberen Bereich gleich oder niedriger als der vorbestimmte Wert (dunkler)
ist, beurteilt die CPU 4, dass das Fahrzeug sich an einem
Ort weiter entfernt von der Ausfahrt aus dem Tunnel bewegt und der
Ablauf kehrt zum Schritt 201 zurück, so dass der eingeschaltete Zustand
der Fahrzeugbeleuchtung beibehalten wird. Wenn die durchschnittliche
Helligkeit in dem schräg oberen
Bereich größer als
der bestimmte Wert (hell) im Schritt 203 ist, beurteilt
die CPU 4, dass die Struktur oder das Bauwerk ein Tunnel
ist und schaltet im Schritt 204 die Fahrzeugbeleuchtung
aus, wie in 5 gezeigt.
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Wie
oben beschrieben, identifiziert die CPU 4 die Ausfahrt
aus dem Tunnel und schaltet die Fahrzeugbeleuchtung aus, wenn die
durchschnittliche Helligkeit des Bildes des schräg oberen Bereichs in Fahrtrichtung
in dem Tunnel, welches von der Kamera 3 aufgenommen wird,
größer als
der vorbestimmte Wert ist.
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<Zweite Ausführungsform>
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Nachfolgend
wird eine zweite Ausführungsform
beschrieben, wobei insbesondere die Unterschiede zur ersten Ausführungsform
hervorgehoben werden.
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10 ist
ein Flussdiagramm der zweiten Ausführungsform, welches das von 2 ersetzen soll.
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In 10 gibt
die CPU 4 im Schritt 101 ein Bild des schräg oberen
Bereich ein, welches von der Kamera 3 aufgenommen wird.
Nach einem Speichern der Bilddaten im Speicher gibt die CPU 4 die Bilddaten
von dem Speicher ein und berechnet im Schritt 102 die durchschnittliche
Helligkeit des Bildes in dem schräg oberen Bereich. Weiterhin
beurteilt im Schritt 103 die CPU 4, ob die durchschnittliche
Helligkeit des Bildes im schräg
oberen Bereich kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die
Helligkeit über dem
vorbestimmten Wert liegt (hell), beurteilt die CPU 4, dass
sich das Fahrzeug bei Tageslicht an einer Stelle bewegt, wo weder
ein Tunnel noch eine über
die Straße
führende
Brücke
oder dergleichen vorhanden ist und der Ablauf kehrt zum Schritt 101 zurück.
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Wenn
andererseits die durchschnittliche Helligkeit des Bildes des schräg oberen
Bereiches unterhalb eines bestimmten Wertes ist (dunkel), beurteilt die
CPU 4, dass sich das Fahrzeug einem Tunnel oder einer über die
Fahrbahn führenden
Brücke
oder dergleichen nähern
kann, wie in 4 oder 6 gezeigt
(es wird beurteilt, dass die Struktur oder das Bauwerk ein Tunnel
sein kann) und geht zum Schritt 110. Im Schritt 110 wird
das Bild des schräg
oberen Bereiches einer Binärisierungsverarbeitung
auf der Grundlage einer bestimmten Dichte (bestimmter Schwellenwert)
unterworfen, um Bereiche hoher Helligkeit zu extrahieren, welche
eine bestimmte Helligkeit oder darüber haben. Folglich kann die
Beleuchtung in dem Tunnel erkannt werden. 11 zeigt
ein Bild, welches durch Binärisierung
der Bilddaten von 8 erhalten wird.
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Die
CPU 4 berechnet die Größe eines
jeden Bereiches hoher Helligkeit, der die bestimmte Helligkeit oder
eine größere Helligkeit
hat (Schritt 111). Wenn die Anzahl von Bereichen hoher
Helligkeit bestimmter oder größerer Größe gleich
oder größer als ein
bestimmter Wert im Schritt 112 ist, identifiziert die CPU 4 im
Schritt 113 den Tunnel (die Einfahrt in den Tunnel) und
schaltet das Fahrzeuglicht 6 ein. Das heißt, der
Bereich hoher Helligkeit mit der bestimmten Helligkeit oder einer
größeren Helligkeit
entspricht der Beleuchtung in dem Tunnel und unter der Bedingung,
dass die Größe und Anzahl
von den Bereichen hoher Helligkeit eine bestimmte Bedingung erfüllen, identifiziert
die CPU 4 die Beleuchtung in dem Tunnel. Wenn beispielsweise
die Anzahl der Bereiche hoher Helligkeit mit der bestimmten oder
einer größeren Größe gleich
4 oder mehr in 11 ist, identifiziert die CPU4
die Beleuchtung in dem Tunnel.
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Andererseits,
wenn die Anzahl von Bereichen hoher Helligkeit mit der bestimmten
Größe oder einer
darüberliegenden
Größe im Schritt 112 niedriger
als der bestimmte Wert ist, beurteilt die CPU 4, dass Regentropfen
an der unteren Fläche
einer über die
Fahrbahn führenden
Brücke
oder dergleichen Licht reflektieren und die CPU4 beurteilt, dass
die Struktur oder das Bauwerk besagte kreuzende Brücke ist,
wie in 6 gezeigt. Daher kehrt die CPU 4 zum
Schritt 101 zurück
und das Fahrzeuglicht wird nicht eingeschaltet.
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Was
die extrahierten Bereiche hoher Helligkeit betrifft, wird in den
Schritten 111 und 112, wenn die Anzahl von Bereichen
hoher Helligkeit, welche eine bestimmte oder größere Größe haben, gleich einem bestimmten
Wert oder darüber
ist, der Tunnel (die Beleuchtung) identifiziert. Wenn jedoch beispielsweise
die Größe eines
Bereiches hoher Helligkeit gleich oder größer als ein bestimmter Wert
ist, kann der Tunnel (die Beleuchtung) identifiziert werden oder,
wenn die Anzahl von Bereichen hoher Helligkeit gleich einer bestimmten
Anzahl oder größer ist,
kann der Tunnel (die Beleuchtung) identifiziert werden. Kurz gesagt,
das Bild des schräg
oberen Bereiches wird einer Binärisierungsverarbeitung
unterworfen, um Bereiche hoher Helligkeit, welche einen bestimmten
Helligkeitswert oder darüber
haben, zu extrahieren und wenn wenigstens entweder die Größe oder
die Anzahl eines Bereiches oder von Bereichen hoher Helligkeit mit
der bestimmten Helligkeit oder darüber eine bestimmte Bedingung
erfüllt,
wird der Tunnel (die Tunneleinfahrt) identifiziert.
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Wie
oben beschrieben, wird, wenn wenigstens entweder die Größe oder
die Anzahl eines Bereiches oder der Bereiche hoher Helligkeit mit
der bestimmten Helligkeit oder darüber die bestimmte Bedingung
erfüllt,
der Tunnel (die Tunneleinfahrt) identifiziert und somit können der
Tunnel oder eine über die
Straße
führende
Brücke
oder ein ähnliches
Bauwerk in unterscheidender Weise identifiziert werden. Folglich
kann ein Tunnel einfach und sicher erkannt werden, wobei insbesondere
eine über
der Fahrbahn befindliche Struktur oder ein über der Fahrbahn befindliches
Bauwerk, beispielsweise eine kreuzende Brücke oder der gleichen nicht
fehlerhaft als Tunnel identifiziert wird. Weiterhin wird ein Bild
des schräg oberen
Bereiches von der Kamera aufgenommen. Somit kann der Tunnel erkannt
werden und das Fahrzeuglicht kann eingeschaltet werden, unmittelbar
bevor das Fahrzeug in den Tunnel einfährt.
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In
dieser Ausführungsform
bildet die CPU 4 die Erkennungseinheit für eine Helligkeitsverminderung
in dem schräg
oberen Bereich, die Extrahiereinheit für den Bereich hoher Helligkeit
und die Tunnelidentifikationseinheit. Die Beurteilung dahingehend, ob
eine Tunnelausfahrt vorliegt, ist gleich wie in 3 und
eine nochmalige Beschreibung erfolgt nicht.
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Weiterhin
kann bei dieser Ausführungsform zumindest
das Bild des schräg
oberen Bereiches in Fahrtrichtung des Fahrzeugs von der Kamera 3 aufgenommen
werden.
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<Dritte Ausführungsform>
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Nachfolgend
wird eine dritte Ausführungsform
beschrieben, wobei insbesondere auf die Unterschiede zu den ersten
und zweiten Ausführungsformen
eingegangen wird.
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12 ist
ein Flussdiagramm der dritten Ausführungsform, welches die 2 und 10 ersetzen
soll.
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In 12 gibt
im Schritt 101 die CPU4 ein von der Kamera 3 aufgenommenes
Bild ein. Nach der Speicherung der Bilddaten in einem Speicher gibt die
CPU 4 die Bilddaten im Schritt 102 von dem Speicher
ein und berechnet die durchschnittliche Helligkeit im Bild des schräg oberen
Bereiches. Weiterhin beurteilt die CPU 4 im Schritt 103,
ob die durchschnittliche Helligkeit des Bildes im schräg oberen Bereich
kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die durchschnittliche
Helligkeit gleich dem bestimm ten Wert oder darüber ist (hell), beurteilt die
CPU 4, dass das Fahrzeug bei Tageslicht an einem Ort fährt, wo
weder ein Tunnel noch ein über
die Straße
führendes
Bauwerk oder dergleichen vorhanden sind, und kehrt zum Schritt 101 zurück.
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Wenn
andererseits die durchschnittliche Helligkeit des Bildes des schräg oberen
Bereiches kleiner als der bestimmte Wert ist (dunkler) beurteilt
die CPU 4, dass sich das Fahrzeug einem Tunnel oder einer über die
Fahrbahn führenden,
kreuzenden Brücke
oder dergleichen nähern
kann (ein Tunnel kann vorhanden sein) und geht zum Schritt 120 weiter.
Im Schritt 120 wird das Bild des schräg oberen Bereiches einem Binärisierungsprozess
unter Verwendung einer bestimmten Dichte (einem bestimmten Schwellenwert)
unterworfen, um Bereich hoher Helligkeit mit einer bestimmten Helligkeit
oder darüber zu
extrahieren, so dass die Beleuchtung im Tunnel erkannt werden kann
(vergl. 11). Weiterhin berechnet die
CPU 4 die Größe eines
jeden Bereiches hoher Helligkeit mit der bestimmten Helligkeit oder mehr
im Schritt 121 und wenn die Anzahl von Bereichen hoher
Helligkeit mit einer bestimmten Größe oder darüber gleich oder höher als
ein bestimmter Wert im Schritt 122 ist, beurteilt die CPU 4,
dass mit hoher Wahrscheinlichkeit die Beleuchtung des Tunnels vorliegt
und geht damit zum Schritt 123 weiter. Insbesondere wenn
in 11 beispielsweise die Anzahl von Bereichen hoher
Helligkeit mit einer bestimmten Größe oder darüber gleich vier oder mehr ist,
beurteilt die CPU 4, dass eine Wahrscheinlichkeit, dass
die Beleuchtung eines Tunnels vorliegt, hoch ist.
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Was
hierbei in den Schritten 121 und 122 den extrahierten
Bereich hoher Helligkeit mit der bestimmten Helligkeit oder darüber betrifft,
kann, wenn die Anzahl von Bereichen hoher Helligkeit, von denen jeder
eine be stimmte Größe oder
darüber
hat, gleich eines bestimmten Wertes oder mehr ist, beurteilt werden,
dass die Wahrscheinlichkeit für
eine Tunnelbeleuchtung hoch ist. Es kann jedoch auch beurteilt werden,
dass die Wahrscheinlichkeit einer Tunnelbeleuchtung hoch ist, wenn
die Größe eines
Bereiches hoher Helligkeit nicht kleiner als der bestimmte Wert ist
oder es kann beurteilt werden, dass die Wahrscheinlichkeit der Tunnelbeleuchtung
hoch ist, wenn die Anzahl von Bereichen hoher Helligkeit gleich
einem bestimmten Wert oder darüber
ist. Kurz gesagt, das Bild des schräg oberen Bereiches wird einer
Binärverarbeitung
unterworfen, um Bereiche hoher Helligkeit mit einer bestimmten Helligkeit
oder darüber
zu extrahieren und wenn wenigstens entweder die Größe oder
die Anzahl der Bereiche hoher Helligkeit mit der bestimmten Helligkeit
oder darüber
eine bestimmte Bedingung erfüllt,
kann beurteilt werden, dass der betreffende Bereich mit hoher Wahrscheinlichkeit
eine Tunnelbeleuchtung ist.
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Die
CPU 4 berechnet die durchschnittliche Helligkeit des Bildes
in dem vorderhalb liegenden Bereich bezüglich der Fahrtrichtung im
Schritt 123. Weiterhin berechnet die CPU 4 die
Differenz der durchschnittlichen Helligkeit zwischen dem Bild des
schräg oberen
Bereichs und dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs im Schritt 124.
Die CPU 4 beurteilt im Schritt 125, ob der Differenzwert
kleiner als ein bestimmter Wert ist. Wenn der Differenzwert der
durchschnittlichen Helligkeit zwischen dem Bild des schräg oberen
Bereichs und dem Bild des vorderhalb liegenden Bereiches kleiner
als der bestimmte Wert ist, identifiziert die CPU 4 den
Tunnel (die Tunneleinfahrt) und schaltet im Schritt 126 die
Fahrzeugbeleuchtung oder das Fahrzeuglicht 6 ein (vergl. 4).
Wenn andererseits der Differenzwert der durchschnittlichen Helligkeit
zwischen dem schräg oberen
Bereich und dem vorderhalb liegenden Bereich im Schritt 125 größer als
ein bestimm ter Wert ist, bestimmt die CPU 4, dass der betreffende
Bereich eine über
die Fahrbahn führende
Brücke
oder dergleichen ist und kehrt somit zum Schritt 101 zurück, ohne
das Fahrzeuglicht einzuschalten (siehe 6).
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Wie
oben beschrieben, wird das Bild des schräg oberen Bereichs in Fahrtrichtung
von der Kamera 3 aufgenommen und der Binärisierungsverarbeitung
unterworfen und Bereiche hoher Helligkeit mit einer bestimmten Helligkeit
oder darüber
werden extrahiert. Hierbei entspricht der Bereich hoher Helligkeit
mit der bestimmten Helligkeit oder darüber der Beleuchtung in dem
Tunnel und wenn wenigstens entweder die Größe oder die Anzahl der Bereiche
hoher Helligkeit eine bestimmte Bedingung erfüllen, kann im Wesentlichen
die Identifikation als Tunnelbeleuchtung erfolgen. Wenn wenigstens
entweder die Größe oder
die Anzahl der Bereiche hoher Helligkeit mit der bestimmten Helligkeit
oder darüber
eine bestimmte Bedingung erfüllt,
wird die Differenz der durchschnittlichen Helligkeit zwischen dem
Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und dem Bild des schräg oberen
Bereichs berechnet. Hierbei werden das in einem Tunnel empfangene
Bild und das unter einer über
der Fahrbahn wegführenden
Brücke
empfangene Bild miteinander verglichen. Wenn die Beleuchtung in
dem Tunnel in dem Bild des schräg
oberen Bereiches dargestellt wird, wird die Differenz der durchschnittlichen
Helligkeit zwischen dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und
dem Bild des schräg
oberen Bereichs verringert. Wenn somit die Differenz der durchschnittlichen
Helligkeit zwischen dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und
dem Bild des schräg
oberen Bereichs kleiner als ein bestimmter Wert ist, kann beurteilt
werden, dass der Bereich ein Tunnel ist.
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Wie
oben beschrieben, erfolgt im Vergleich zu den ersten und zweiten
Ausführungsformen
eine Unterscheidung des Tunnels von einer über die Fahrbahn führenden
Brücke
noch deutlicher. Im Ergebnis kann ein Tunnel sicher und einfach
erkannt werden, wobei insbesondere eine die Fahrbahn überquerende
Struktur oder ein Bauwerk wie eine kreuzende Brücke oder dergleichen nicht
fehlerhaft als Tunnel identifiziert wird. Weiterhin nimmt die Kamera 3 das Bild
des schräg
oberen Bereichs auf und somit kann der Tunnel erkannt werden und
das Fahrzeuglicht kann eingeschaltet werden, bevor das Fahrzeug
in den Tunnel einfährt.
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In
dieser Ausführungsform
bildet die CPU 4 die Erkennungseinheit für die Helligkeitsverminderung
in dem schräg
oberen Bereich, die Extrahiereinheit für den Bereich hoher Helligkeit,
die Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit und die Tunnelidentifikationseinheit.
Die Beurteilung dahingehend, ob die Ausfahrt aus dem Tunnel vorliegt,
erfolgt wie in 3 und eine nochmalige Beschreibung
erfolgt nicht.
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Insoweit
zusammenfassend weist eine Tunnelerkennungsvorrichtung für ein Fahrzeug
eine Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme von Bildern in einem vorderhalb
liegenden Bereich und einem schräg
oberen Bereich in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, eine Erkennungseinheit
für eine
Helligkeitsverminderung in dem schräg oberen Bereich zur Beurteilung,
ob eine durchschnittliche Helligkeit der Bilder in dem schräg oberen
Bereich in Fahrtrichtung, aufgenommen von der Bildaufnahmeeinheit,
niedriger als ein bestimmter Wert ist, eine Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit
zur Berechnung einer Differenz der durchschnittlichen Helligkeit
zwischen den Bildern der vorderhalb liegenden und schräg oberen
Bereiche, erhalten von der Bildaufnahmeeinheit, wenn von der Erkennungseinheit
für die
Helligkeitsverminderung in dem schräg oberen Bereich beurteilt
wird, dass die durchschnittliche Helligkeit des Bildes des schräg oberen
Bereiches niedriger als der bestimmte Wert ist und eine Tunnelidentifizierungseinheit
auf, um einen Tunnel zu identifizieren, wenn die Differenz der durchschnittlichen
Helligkeit zwischen dem Bild des vorderhalb liegenden Bereichs und
dem Bild des schräg
oberen Bereichs, welche von der Helligkeitsdifferenzerkennungseinheit
berechnet wurde, niedriger als ein bestimmter Wert ist.
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In
den ersten bis dritten Ausführungsformen sind
die Merkmale der Erfindung in einer Tunnelerkennungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug und eine Lichtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug unter Verwendung
dieser Tunnelerkennungsvorrichtung implementiert (System zur Erkennung
eines Tunnels und zum Einschalten des Fahrzeuglichts). Diese Merkmale
können
jedoch auch in anderen Systemen implementiert werden, beispielsweise
einem System zum Umschalten einer Außenluftzufuhr in einem Fahrzeuginnenraum-Zirkulationsmodus
einer Klimaanlage, wenn ein Tunnel erkannt wird.