JP4218441B2 - On-vehicle moving body detection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理技術を用いて車両の例えば前方を横切る歩行者などを検出する車載用移動体検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
交通事故防止対策の一つとして、車両に前方障害物検出センサを搭載し、危険な時には非常ブレーキをかけるシステムが研究されている。その一例として、車両の前方を撮影するカメラを車両に搭載し、このカメラから得られた画像を順次記憶し、最新画像を以前の画像と比較して差分をとることにより、撮影エリアを画素毎に物体なし、物体あり、物体退却、物体進入の4値に4値化し、画像中の物体あり、物体退却、物体進入に夫々対応する画素の分布により物体の移動ベクトルを算定し、該移動ベクトルの方向と道路を横断する方向との比較により横断歩道上の歩行者を識別するというものがある(例えば、特許文献1)。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−200986号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献1に記載の装置では、カメラによる撮影画像の全体の広い範囲を対象にして画像処理しなければならないため、移動体の検出処理のために多くの処理時間を必要とし、認識度が悪いという問題があった。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮影手段による撮影画像に基づいて移動体の存否を検出する車載用移動体検出装置において、撮影画像の処理時間を短縮することが可能な車載用移動体検出装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、地図データ取得手段が取得した地図データから、撮影手段による撮影方向の道路の形態を検出し、移動体の存否を検出するための撮影画像の処理を、当該撮影画像の縦、横、斜めの各方向のうちの一方向に対して、道路の形態に応じた範囲に狭めると共に、撮影手段の撮影方向に応じて撮影画像の斜め方向に対して、車速に応じた範囲に狭めて実行する。
このため、本発明によれば、撮影画像の全体を対象にして処理しなくとも済み、処理時間を短縮することができる。
【0007】
この場合、本発明では、画像処理手段が移動体を検出したとき、移動体の存在を報知する報知手段や運転支援手段を設けることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図2に示すように、車両1のルーフ1aの前側部分には、撮影手段としてのビデオカメラ2が設けられている。このビデオカメラ2は、例えばCCD素子を用いたもので、車両1の周囲のうちの一方向である前方向を車両1の上部から撮影する。
【0009】
このビデオカメラ2により撮影された画像は、図1に示すように、画像処理手段としての画像処理装置3に送られる。この画像処理装置3は、図示はしないがマイクロコンピュータ、メモリなどを備えており、ビデオカメラ2から送られてくる画像を、道路輝度パターンと歩行者や車両などの移動体輝度パターンのパターン相関により2値化してこの画像2値化データを順次メモリに記憶するようになっている。そして、画像処理装置3は、最新フレームの画像2値化データと既に記憶されている画像2値化データとの差分をとることにより、撮像エリアを物体なし、物体あり、物体退却、物体進入の4値に画素毎に4値化し、画像中の物体あり、物体退却、物体進入に夫々対応する画素の分布から物体の移動ベクトルを算定し、該移動ベクトルの方向と横断方向の比較に基づいて車両1の前方を横切る人や他車両を識別(移動体検出処理)するようになっている。
【0010】
画像処理装置3は、上記のようにして車両の前方を移動体が横切ることを検出すると、車両1との距離が短い場合、運転支援手段としての車両制御装置4に危険信号を出力する。そして、車両制御装置4は、危険信号を受信することによって、例えば運転者がブレーキペダルを踏んだとき、これをアシストして急ブレーキが掛かるようにブレーキ装置を制御する。なお、画像処理装置3は、撮影画像について、基準位置からの画素数をカウントすることによって車両1から移動体までの距離を演算する(距離演算手段)ようになっている。なお、上記基準位置は、図7に示す撮影画像において、その下端に定められている。但し、基準位置は撮影画像の下端に限られない。
【0011】
この画像処理装置3には、車両1の速度検出手段としての車速計測装置5により計測された車速信号が入力される。車速計測装置5は、例えば図示しない車軸の回転検出装置から当該車軸の回転に伴って出力される単位時間当たりのパルス信号をカウントすることによって車速を演算するようになっている。また、画像処理装置4には、ナビゲーション装置6から自車両1の前方の地図データが入力されるようになっている。
【0012】
ここで、ナビゲーション装置6は、ナビゲーション制御装置7、地図データ記憶装置8、位置検出手段としてのGPS受信機9、スピーカ10、表示装置11、入力装置12などを備えている。GPS受信機9は、GPS衛星からの測位信号を受信して車両1の位置を演算する。制御装置7は、マイクロコンピュータを主体とするもので、GPS受信機9により取得した位置情報に基づいて車両1の周辺の地図データを地図データ記憶装置8から取得して表示装置11に表示する。
【0013】
前記地図データ記憶装置8はDVD及びその読取装置からなり、DVDに記憶された地図データには、道路の種別、横断歩道の位置などの情報が含まれている。
また、ナビゲーション装置6は、GPS受信機9から受信した位置情報を前回受信した位置情報と比較することにより、自車両1の進行方向を検出する(車両進行方向検出手段)。そして、ナビゲーション装置6は、地図データ記憶装置8から取得した自車両1の周辺の地図データより、自車両から進行方向に少なくともビデオカメラ2の撮影範囲までの地図データを選択して画像処理装置3に送信する。なお、この自車両1の進行方向の地図データの選択は、画像処理装置3が行うように構成しても良い。
【0014】
制御装置7は、目的地が入力装置12の操作によって入力されると、現在位置から目的地に至るまでの案内経路を演算し、表示装置11に表示された地図に当該案内経路を色分け表示すると共に、交差点などで右左折方向をスピーカ10から音声にて出力する。また、このスピーカ10は、後述のようにして自車両の前方に歩行者や他車両などの移動体が存在することが検出されたとき、運転者に音声などによって警報を発する。なお、表示装置11は、地図表示手段としてばかりでなく、画像処理装置3の報知手段としても機能し、画像処理装置3が移動体を検出した場合に、画像処理装置3からの信号によって移動体の位置を例えば点滅表示(警告表示)によって報知するようになっている。
【0015】
さて、画像処理装置3は、上記の移動体検出処理時、車速計測装置8の検出速度及びナビゲーション制御装置7からの地図データに基づいて、処理対象とする撮影画像の範囲を狭めるようになっている。この移動体検出処理の内容を図3乃至図5に示すフローチャートをも参照しながら説明する。
【0016】
画像処理装置3が図3に示す運転支援プログラムの実行を開始すると、移動体検出処理ルーチン(ステップS1)に入る。この移動体検出処理ルーチンは
図4に示されている。このルーチンに入ると、画像処理装置3は、まず、ビデオカメラ2の撮影画像を取得する(ステップA1)。次に、画像処理装置3は、車速計測装置5から車速を取得し(ステップA2)、この車速から画像認識縦幅を演算する(ステップA3)。この画像認識縦幅が設定されると、後述のように、画像処理装置3による移動体検出処理は、ビデオカメラ2の撮影画像の全域を対象とすることなく、縦、横、斜めの各方向のうちの縦方向(図7で上下方向;本発明にいう一方向と交差する他方向)については、その画像認識縦幅の範囲に狭めて実行されるようになる。
【0017】
この実施例では、認識縦幅は、撮影画像の基準位置である下端(車両1の直前)から上方(車両1の前方)への幅(画素数)で定められている。この認識縦幅は、本実施例の場合、移動体を発見してからブレーキを操作して車両が止るまでの車両走行距離に定められ、ステップA3では、実際には車速を基にしてその車両停止距離の演算を行うものである。例えば、図7(a)及び(b)は車速の高低の相違による認識縦幅Wの相違を示すもので、同図(a)は車速が遅い場合、同図(b)は車速が早い場合を示している。
【0018】
画像処理装置3が上記の認識縦幅の演算処理を行うと、ナビゲーション制御装置7は、自車両1の位置を取得する(ステップA4)と共に、自車両1の前方の地図データを取得して画像処理装置3に送る(ステップA5)。そして、画像処理装置3は、ナビゲーション制御装置7から送られた自車両1の位置と地図データとから、ビデオカメラ2の撮影画像中に、自車両1の前方に図8(a)、(b)、(c)のような交差点が存在しているか(ステップA6)、同図(d)、(e)、(f)のような分合流点が存在しているか(ステップA7)、同図(g)のような横断歩道が存在しているか(ステップA8,A9)を判断し、その後に横方向認識位置決定処理を実行する(ステップA10〜A13)。
【0019】
このステップA10〜A13の横方向認識位置決定処理は、移動体の存否を検出するための撮影画像の処理対象範囲を横方向(他方向)について設定するためのもので、その処理内容は図5に示されている。即ち、横方向認識位置決定処理のルーチンに入ると、画像処理装置3は、地図データから得られる交差点、分合流点、横断歩道などの特別道路形態が自車両1から何メートル先にあって、それは撮影画像中のどこに相当するかを演算する(ステップB1)。そして、その特別道路形態が撮影画像にないか、または認識縦幅内に入っているか否かを判断し、入っていなければ(ステップB2で「NO」)、画像処理装置3は、移動体検出処理を行わずに図4のルーチンを終了し、図3のステップS2へ移行する。
【0020】
特別道路形態が撮影画像中の認識縦幅内にあるとき(ステップB2で「YES」)、画像処理装置3は、撮影画像の特別道路形態の位置を確定し、画像横方向認識位置設定処理を行う(ステップB3)。この認識位置は、例えば図6に示すように交差点Aが存在していた場合、縦幅W内における縦方向中央の道路の側端Eを中心に左右に等幅Dとなるような範囲に設定される。この場合、幅Dは道路の幅などの道路形態によって適宜定められる。また、走行道路の中央部は幅Fだけ除かれる。走行道路の中央部を幅Fだけ画像処理の対象から外す理由は、運転者が注意を集中する範囲であるからであるが、特に外さなくとも良い。
【0021】
このようにステップA10〜13の画像横方向認識位置決定処理では、夫々の道路形態に応じて横方向認識位置(幅)を決定するものである。なお、図8(a)〜(g)に示した破線は、各道路形態での画像横方向認識位置(範囲)を示す。また、図5のステップB2で「NO」となった場合、横方向認識位置は0(ゼロ)で、画像処理は行わないことを意味する。
【0022】
ステップA10〜13の画像横方向認識位置決定処理を終了すると、その後、画像処理装置3は、前述の移動体検出処理を実行し(ステップB14)、図3のステップS2に移行する。そして、画像処理装置3は、移動体が存在していなかった場合(ステップS2で「NO」)には、元のステップS1に戻る。また、移動体が存在していた場合(ステップS2で「YES」)には、画像処理装置3は、報知処理及び運転支援処理動作を行い、ステップS1に戻る。ここで、報知処理は表示装置11の地図中に移動体の存在位置を表示すると共に、スピーカ10から音声などを発することによって行われる。また、運転支援処理は、車両制御装置4に危険信号を出力し、ブレーキ操作が行われた場合に、車両制御装置4がブレーキ装置を制御して急ブレーキが掛かるようにする
なお、報知処理はブザーを鳴らすことであってよい。
【0023】
このように本実施例によれば、移動体の存否を検出するための横方向(本発明にいう一方向)の画像処理範囲を道路の形態に応じて狭めるようにしてので、移動体の存否を検出するための認識処理を迅速に行うことができる。
特に本実施例では、縦方向についても、車速に応じて画像処理範囲を狭めるので、より一層認識処理を迅速に行うことができる。
【0024】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或は変更が可能である。
本発明は、車両前方の安全性確保のためにビデオカメラで前方を撮影するだけでなく、車両の周囲のうちの一方向を撮影する場合に広く適用できる。例えば、バックミラーやフェンダーミラーの死角となる車両の斜め後方を撮影するようにしても良い。この場合には、画像処理を、撮影画像の横方向の幅を車速に応じて狭めて実行する。また、撮影方向によっては、撮影画像の対角線方向(斜め方向)の幅を車速に応じて狭めて画像処理するようにしても良い。
自車両の周辺の地図データは無線通信手段により地図データベースサーバ(地図センタ)に接続して無線通信網を介して取得する構成としても良い。
自車両の位置は、GPS受信機に限られず、地磁気方位センサ、車両の走行距離センサなどの組み合わせにより取得するものであっても良い。
警報に対する応答動作をしたとき、これを画像処理装置3に伝える手段を設けても良い。例えばアクセルペダルを緩めて車速を落としたとき、これを画像処理装置3が検出して警報を停止するようにしても良い。
自車両の幅から走行道路の幅を予想し、それに合わせて画像処理範囲を変えるようにしても良い。
車速に応じてビデオカメラ2の上下方向の傾きを変えて撮影範囲を変化するようにしても良い。
地図データから住宅地域では、家からの人の飛び出しが多いので、画像処理範囲を家の玄関部分に絞るようにしても良い。
車両の進行方向はジャイロスコープで検出するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示すブロック図
【図2】 車両のビデオカメラの撮影範囲を示す図
【図3】 運転支援のためのフローチャート
【図4】 移動体検出のためのフローチャート
【図5】 撮影画像の横方向の処理範囲を設定するためのフローチャート
【図6】 表示装置に表示された地図の一例を示す図
【図7】 ビデオカメラによる撮影画像の一例を示す図
【図8】 各種の道路形態を示す図
【符号の説明】
1は車両、2はビデオカメラ(撮影手段)、3は画像処理装置(画像処理手段)、4は車両制御装置(運転支援手段)、5は車速計測装置(車速検出手段)、7はナビゲーション制御装置(地図データ取得手段)、9はGPS受信機(位置取得手段)、10はスピーカ(報知手段)、11は表示装置(報知手段)を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle-mounted moving body detection apparatus that detects, for example, a pedestrian crossing the front of a vehicle using an image processing technique.
[0002]
[Prior art]
As one of the measures to prevent traffic accidents, a system that mounts a front obstacle detection sensor on a vehicle and applies an emergency brake when it is dangerous has been studied. As an example, a camera that captures the front of the vehicle is mounted on the vehicle, images obtained from this camera are sequentially stored, the latest image is compared with the previous image, and a difference is obtained, so that the shooting area is set for each pixel. Quaternization into four values of no object, object present, object retreat, and object approach, and a motion vector of the object is calculated based on pixel distributions corresponding to the object in the image, the object retreat, and the object approach, respectively. There is one that identifies a pedestrian on a pedestrian crossing by comparing the direction of the road and the direction crossing the road (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-200906
[Problems to be solved by the invention]
However, in the apparatus described in Patent Document 1 described above, since image processing must be performed on the entire wide range of the image captured by the camera, a large amount of processing time is required for the detection processing of the moving object, There was a problem of poor recognition.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to reduce the processing time of a captured image in a vehicle-mounted mobile body detection device that detects the presence or absence of a mobile body based on a captured image by a capturing unit. An object of the present invention is to provide a vehicle-mounted mobile body detection device that can perform the above-described operation.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention detects a form of a road in a shooting direction by a shooting unit from map data acquired by a map data acquisition unit, and processes a shot image for detecting the presence or absence of a moving object. Is narrowed to a range according to the form of the road with respect to one of the vertical, horizontal, and diagonal directions of the photographed image, and with respect to the oblique direction of the photographed image according to the photographing direction of the photographing means. , to run by narrowing the range corresponding to the vehicle speed.
Therefore, according to the present invention, it is not necessary to process the entire captured image, and the processing time can be shortened.
[0007]
In this case, in the present invention, when the image processing means detects the moving body can be provided with informing means and driving support means for notifying the presence of the moving object.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, a video camera 2 as a photographing unit is provided in the front portion of the roof 1 a of the vehicle 1. The video camera 2 uses, for example, a CCD element, and photographs the front direction, which is one direction around the vehicle 1, from the top of the vehicle 1.
[0009]
As shown in FIG. 1, an image photographed by the video camera 2 is sent to an
[0010]
When the
[0011]
The
[0012]
Here, the
[0013]
The map
Moreover, the
[0014]
When the destination is input by operating the
[0015]
Now, the
[0016]
When the
[0017]
In this embodiment, the recognition vertical width is determined by the width (number of pixels) from the lower end (immediately before the vehicle 1) to the upper side (front of the vehicle 1), which is the reference position of the captured image. In the case of this embodiment, this recognition vertical width is determined as the vehicle travel distance from when the moving body is found to when the brake is operated until the vehicle stops. In step A3, the vehicle is actually based on the vehicle speed. The stop distance is calculated. For example, FIGS. 7A and 7B show the difference in the recognition vertical width W due to the difference in the vehicle speed. FIG. 7A shows the case where the vehicle speed is slow, and FIG. 7B shows the case where the vehicle speed is fast. Is shown.
[0018]
When the
[0019]
The horizontal direction recognition position determination processing in steps A10 to A13 is for setting the processing target range of the captured image for detecting the presence or absence of the moving body in the horizontal direction (other direction). Is shown in That is, when entering the lateral recognition position determination processing routine, the
[0020]
When the special road form is within the recognized vertical width in the photographed image (“YES” in step B2), the
[0021]
As described above, in the image horizontal direction recognition position determination processing in steps A10 to A13, the horizontal direction recognition position (width) is determined according to each road form. In addition, the broken line shown to Fig.8 (a)-(g) shows the image horizontal direction recognition position (range) in each road form. If “NO” is determined in step B2 of FIG. 5, the horizontal direction recognition position is 0 (zero), which means that image processing is not performed.
[0022]
When the image horizontal direction recognition position determination process in steps A10 to 13 is finished, the
[0023]
Thus, according to the present embodiment, since the image processing range in the lateral direction (one direction referred to in the present invention) for detecting the presence or absence of the moving body is narrowed according to the form of the road, the presence or absence of the moving body. The recognition process for detecting can be performed quickly.
Particularly in this embodiment, since the image processing range is narrowed in the vertical direction according to the vehicle speed, the recognition process can be performed more rapidly.
[0024]
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be expanded or changed as follows.
The present invention can be widely applied not only to photographing the front with a video camera in order to ensure safety in front of the vehicle, but also to photographing one direction around the vehicle. For example, you may make it image | photograph the diagonally back of the vehicle used as the blind spot of a rear-view mirror or a fender mirror. In this case, the image processing is executed with the lateral width of the captured image narrowed according to the vehicle speed. Further, depending on the shooting direction, image processing may be performed by narrowing the width of the captured image in the diagonal direction (oblique direction) according to the vehicle speed.
The map data around the host vehicle may be acquired via a wireless communication network by connecting to a map database server (map center) by wireless communication means.
The position of the host vehicle is not limited to the GPS receiver, and may be acquired by a combination of a geomagnetic direction sensor, a vehicle travel distance sensor, and the like.
Means may be provided for notifying the
The width of the traveling road may be predicted from the width of the host vehicle, and the image processing range may be changed accordingly.
The shooting range may be changed by changing the vertical tilt of the video camera 2 in accordance with the vehicle speed.
In the residential area from the map data, there are many people jumping out of the house, so the image processing range may be limited to the entrance of the house.
The traveling direction of the vehicle may be detected by a gyroscope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a shooting range of a vehicle video camera. FIG. 3 is a flowchart for driving support. FIG. 4 is a flowchart for detecting a moving object. FIG. 5 is a flowchart for setting a horizontal processing range of a captured image. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a map displayed on a display device. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a captured image by a video camera. ] Figure showing various road forms 【Explanation of symbols】
1 is a vehicle, 2 is a video camera (photographing means), 3 is an image processing device (image processing means), 4 is a vehicle control device (driving support means), 5 is a vehicle speed measuring device (vehicle speed detecting means), and 7 is navigation control. An apparatus (map data acquisition means), 9 is a GPS receiver (position acquisition means), 10 is a speaker (notification means), and 11 is a display device (notification means).
Claims (3)
この撮影手段による撮影画像を処理して移動体の存否を検出する画像処理手段と、
自車両の位置を取得するための位置取得手段と、
この位置取得手段による検出位置周辺のうち少なくとも前記撮影手段の撮影方向の地図データを取得する地図データ取得手段と、
自車両の速度を検出する速度検出手段とを備え、
前記画像処理手段は、前記地図データ取得手段が取得した地図データから、前記撮影手段による撮影方向の道路の形態を検出し、移動体の存否を検出するための前記撮影画像の処理を、当該撮影画像の縦、横、斜めの各方向のうちの一方向に対して、前記道路の形態に応じた範囲に狭めると共に、前記撮影手段の撮影方向に応じて前記撮影画像の斜め方向に対して、前記速度検出手段により検出された車速に応じた範囲に狭めて実行することを特徴とする車載用移動体検出装置。A photographing means mounted on the vehicle and photographing one set direction around the own vehicle;
Image processing means for detecting the presence or absence of a moving object by processing a photographed image by the photographing means;
Position acquisition means for acquiring the position of the host vehicle;
Map data acquisition means for acquiring map data of at least the imaging direction of the imaging means in the vicinity of the detection position by the position acquisition means;
Speed detecting means for detecting the speed of the host vehicle,
The image processing means detects the form of the road in the shooting direction by the shooting means from the map data acquired by the map data acquisition means, and performs processing of the shot image for detecting the presence or absence of a moving body. For one of the vertical, horizontal, and diagonal directions of the image, narrow the range according to the form of the road, and according to the shooting direction of the shooting means, with respect to the diagonal direction of the shot image, A vehicle-mounted moving body detection apparatus, which is executed by being narrowed to a range corresponding to the vehicle speed detected by the speed detection means.
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