JP4617018B2 - Infrared image processing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線カメラの視軸を舵角に応じて変化させることが可能なように構成された赤外線画像処理装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
夜間走行におけるヘッドライト照射下での情報不足を補うために、赤外線カメラを利用した暗視システムが種々提案されている。この種の暗視システムにおいて、カーブを走行する際に歩行者などをいち早く捉えられるようにするために、舵角に合わせて車両の進行方向へ赤外線カメラを指向させるようにした赤外線画像表示装置が、特開平9−315225号公報などで公知となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、遠距離にある発熱体(歩行者など)を高感度に撮像しようとすると、赤外線カメラの撮像範囲(画角)が比較的狭くなるため、舵角に応じて赤外線カメラの向きを変えるだけの従来の構成によると、図5−aに示すように、車両Aがカーブを走行中に旋回円の外側に居る歩行者P1などを赤外線カメラが捉えても、図5−bに二点鎖線で示すように、歩行者P1が赤外線カメラの画角からたちまち外れて表示画面外へ光像が出てしまうので、歩行者P1の存在を運転者が十分に認識し得ないであろうことが懸念される。
【0004】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、歩行者などの存在を運転者に的確に認識させることが可能なように改良された赤外線画像処理装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明は、赤外線カメラ(1)と、該赤外線カメラの視軸を舵角に応じて変化させるための進行方向撮像制御を行う撮像方向制御手段(8)とを有する赤外線画像処理装置であって、撮像方向制御手段が、車両が旋回中に赤外線カメラの画角内に発熱体を検知したときは、進行方向撮像制御に代えて画角内に発熱体を捉え続けるように赤外線カメラの視軸を制御する追従制御を所定時間行い、その後に前記進行方向撮像制御に戻すことを特徴とするものとした。
【0006】
このようにすれば、車両の旋回方向に赤外線カメラを回動させることで運転者の視線の先を撮像しつつ、赤外線カメラが発熱体(歩行者)を捉えた時は、赤外線カメラの視軸を所定時間発熱体に合わせ続けるので、運転者は表示画面中の歩行者を容易に認識することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【0008】
図1並びに図2は、本発明に基づく車載用赤外線画像処理装置の全体構成を示している。この赤外線画像処理装置は、車体の前部中央部に取り付けられた赤外線カメラ1と、赤外線カメラ1を水平面上で左右に首振り駆動する(例えば電動モータなどの)アクチュエータ2と、ステアリングホイール3の回転角φを検出する舵角センサ4と、後輪(従動輪)5の回転速度から車速Vを検出する車速センサ6と、旋回中の車体に作用するヨーレイト(ヨー角速度)γを検出するヨーレイトセンサ7と、各センサの出力信号と赤外線カメラ1の画像出力とを処理してアクチュエータ2を制御する制御ユニット8と、赤外線カメラ1の捉えた画像を表示する(例えば液晶パネルなどの)ディスプレー9とからなっている。
【0009】
制御ユニット8は、舵角センサ4の出力φと車速センサ6の出力Vとから第1の首振り角度θ1を演算する第1視軸角度演算手段11と、車速センサ6の出力Vとヨーレイトセンサ7の出力γとから第2の首振り角度θ2を演算する第2視軸角度演算手段12と、第1、第2両首振り角度θ1・θ2を比較してその時の走行状況に適合した首振り角度θを決定する視軸角度決定手段13と、赤外線カメラ1の画像データから体熱を発する歩行者などの発熱体を抽出する発熱体判定手段14と、発熱体判定手段14が抽出した発熱体を赤外線カメラ1の画角内に保持するように首振り角度の目標値を出力する追従手段15と、視軸角度決定手段13と追従手段15とのいずれの制御信号を出力するかを選択する制御信号選択手段16とからなっており、選択された制御信号をドライバ17に入力させて首振り用アクチュエータ2を駆動するようになっている。
【0010】
次に本発明装置の制御フローについて図3及び図4を参照して説明する。
【0011】
進行方向撮像処理ルーチン(ステップ1)でアクチュエータ2を制御しつつ車両進行方向を撮像するが、進行方向撮像処理ルーチンにおいては、先ず、舵角センサ4の出力φと、車速センサ6の出力Vとを、第1視軸角度演算手段11に入力し、車速センサ6の出力Vとヨーレイトセンサ7の出力γとを第2視軸角度演算手段12に入力する(ステップ11)。
【0012】
第1視軸角度演算手段では、以下の式によって第1視軸角度θ1を算出する(ステップ12)。
【0013】
θ1=K(V)・φ
【0014】
ここでK(V)は車速に比例する補正係数である。これにより、舵角φと車速Vとに応じた適正な第1視軸角度θ1が得られる。
【0015】
一方、第2視軸角度演算手段12では、先ず、車体に作用するヨーレイトγは車両の旋回角速度に相当するので、車速Vとヨーレイトγから以下の式により車両の旋回半径Rを求める(ステップ13)。
【0016】
R=V/γ
【0017】
次に、道路の路肩の円周を真円の一部と仮定し、車体中心から路肩までの距離をxとし、赤外線カメラ1の視軸を路肩の円周の接線上に向けるものとして以下により第2視軸角度θ2を求める(ステップ14)。
【0018】
θ2=cos−1{(R−x)/R}
【0019】
このようにして求めた第1、第2両視軸角度θ1・θ2を、赤外線カメラ1の視軸角度θを決定する視軸角度決定手段13に入力する。
【0020】
視軸角度θの決定方法は、第1、第2両視軸角度θ1・θ2の符号が一致か否か、つまり、目標首振り方向が同じ方向か否かを判断し(ステップ15)、次いで角度の絶対値を比較する(ステップ16)。その結果、第1、第2両視軸角度θ1・θ2が同じ方向に振れ、かつ第1視軸角度θ1がより大きい場合は、第1視軸角度θ1を赤外線カメラ1の目標視軸角度θとし(ステップ17)、第1、第2両視軸角度θ1・θ2の方向が互いに異なる場合、或いは第2視軸角度θ2がより大きい場合は、第2視軸角度θ2を赤外線カメラ1の目標視軸角度θとする(ステップ18)。このようにして得た目標視軸角度θに基づいてアクチュエータ2を制御する(ステップ19)。
【0021】
以上の処理は、車両の挙動に対して赤外線カメラ1の向きが過剰に変化することを抑制し、運転者に違和感を与えないようにするためのものである。
【0022】
他方、体熱を発する被写体の赤外線画像は、輝度の高い部分として捉えられるので、その光像を抽出し、赤外線カメラ1の画像出力中の高輝度部分の全体が画角内に入った時に、その面積が所定値以上ならば歩行者などの追従制御対象体と判断する(ステップ2)。
【0023】
追従制御対象体、つまり歩行者の存在を認識したならば、追従制御を選択し、高輝度部分の重心を求め、その重心の移動速度に赤外線カメラ1の視軸を追従させるようにアクチュエータ2を制御する(ステップ3)(図5−bの網掛け領域参照)。また発熱体を捉えない限り、通常の進行方向撮影制御を継続する。これにより、運転者は歩行者の存在を確実に認識することができるので、歩行者との安全な距離をとるように早期に回避行動をとることができる。
【0024】
この追従制御を所定時間(1〜2秒)継続した後、通常の進行方向撮像制御に戻し(ステップ4)、次の歩行者検知に備える(図5−cのP2参照)。
【0025】
前方に複数の歩行者が存在する場合は、適宜な距離(例えば30メートル)以上前方に居る歩行者について近い順に優先順位をつけ、各歩行者を捉える時間を1〜2秒程度とし、所定時間経過後は一旦通常制御に戻し、次の歩行者検知に備えるようにすると良い。
【0026】
【発明の効果】
以上詳述した通り本発明によれば、カーブを走行中に歩行者などの発熱体の存在を検知していないときは、車両の進行にしたがって画面が流れるが、発熱体の存在を検知すると、その発熱体を画面中に固定するように赤外線カメラが視軸の向きを変えるので、画面の流れが止まり、歩行者などの存在を運転者は容易に認識することができる。また、車両は進行しているのに画角は固定されることになるので、視線が対象物に固定された形となり、周囲との位置関係も把握し易くなる。したがって本発明により、舵角に合わせて車両の進行方向へカメラを指向させるようにした赤外線画像表示装置の使い勝手を向上する上に多大な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された車両の全体構成図
【図2】本発明の構成を示すブロック図
【図3】本発明のフローチャート
【図4】旋回中の通常制御のフローチャート
【図5】画角変化の様子を示す説明図
【符号の説明】
1 赤外線カメラ
2 アクチュエータ
8 制御ユニット
9 ディスプレー
11 第1視軸角度演算手段
12 第2時事区角度演算手段
13 視軸角度決定手段
14 発熱体判定手段
15 追従手段
16 制御信号選択手段
17 ドライバ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of an infrared image processing apparatus configured to be able to change the visual axis of an infrared camera according to a steering angle.
[0002]
[Prior art]
Various night vision systems using infrared cameras have been proposed in order to compensate for the lack of information under nighttime headlight illumination. In this type of night vision system, there is an infrared image display device in which an infrared camera is directed in the traveling direction of the vehicle in accordance with the rudder angle so that a pedestrian or the like can be quickly captured when traveling on a curve. And JP-A-9-315225.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, if you attempt to image a heating element (such as a pedestrian) at a long distance with high sensitivity, the imaging range (field angle) of the infrared camera becomes relatively narrow, so just change the direction of the infrared camera according to the steering angle. According to the conventional configuration of FIG. 5B, even if the infrared camera captures a pedestrian P1 or the like that is outside the turning circle while the vehicle A is traveling on a curve as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the pedestrian P1 is suddenly out of the angle of view of the infrared camera, and a light image appears outside the display screen. Therefore, the driver may not be able to fully recognize the presence of the pedestrian P1. Concerned.
[0004]
The present invention has been devised to solve such problems of the prior art, and the main purpose of the present invention is improved so that the driver can accurately recognize the presence of a pedestrian or the like. Another object of the present invention is to provide an infrared image processing apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above objects, the present onset Ming, the infrared camera (1), the imaging direction control means for performing the traveling direction imaging control for changing in accordance with the steering angle of the visual axis of the infrared camera (8) When the imaging direction control means detects the heating element within the angle of view of the infrared camera while the vehicle is turning, the heating element within the angle of view is substituted for the traveling direction imaging control. the performed for a predetermined time tracking control for controlling the viewing axis of the infrared camera to continue 捉 example, it was assumed, characterized in that subsequently returned to the traveling direction imaging control.
[0006]
In this way, when the infrared camera captures the heating element (pedestrian) while imaging the tip of the driver's line of sight by rotating the infrared camera in the turning direction of the vehicle, the visual axis of the infrared camera Is kept on the heating element for a predetermined time, so that the driver can easily recognize the pedestrian in the display screen.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0008]
1 and 2 show the overall configuration of an in-vehicle infrared image processing apparatus according to the present invention. The infrared image processing apparatus includes an infrared camera 1 attached to a front center portion of a vehicle body, an
[0009]
The
[0010]
Next, the control flow of the apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0011]
In the traveling direction imaging processing routine (step 1), the vehicle traveling direction is imaged while controlling the
[0012]
The first visual axis angle calculation means calculates the first visual axis angle θ1 by the following equation (step 12).
[0013]
θ1 = K (V) · φ
[0014]
Here, K (V) is a correction coefficient proportional to the vehicle speed. Thus, an appropriate first visual axis angle θ1 corresponding to the steering angle φ and the vehicle speed V is obtained.
[0015]
On the other hand, in the second visual axis angle calculation means 12, first, since the yaw rate γ acting on the vehicle body corresponds to the turning angular velocity of the vehicle, the turning radius R of the vehicle is obtained from the vehicle speed V and the yaw rate γ by the following equation (step 13). ).
[0016]
R = V / γ
[0017]
Next, assuming that the circumference of the road shoulder is part of a perfect circle, the distance from the vehicle body center to the road shoulder is x, and the visual axis of the infrared camera 1 is directed to the tangent line of the road shoulder circumference as follows. A second visual axis angle θ2 is obtained (step 14).
[0018]
θ2 = cos −1 {(R−x) / R}
[0019]
The first and second visual axis angles θ1 and θ2 obtained in this way are input to the visual axis angle determining means 13 that determines the visual axis angle θ of the infrared camera 1.
[0020]
The visual axis angle θ is determined by determining whether or not the signs of the first and second visual axis angles θ1 and θ2 match, that is, whether the target swinging direction is the same direction (step 15). The absolute values of the angles are compared (step 16). As a result, when the first and second visual axis angles θ1 and θ2 swing in the same direction and the first visual axis angle θ1 is larger, the first visual axis angle θ1 is changed to the target visual axis angle θ of the infrared camera 1. (Step 17), when the directions of the first and second visual axis angles θ1 and θ2 are different from each other, or when the second visual axis angle θ2 is larger, the second visual axis angle θ2 is set as the target of the infrared camera 1. The visual axis angle θ is set (step 18). The
[0021]
The above processing is to prevent the direction of the infrared camera 1 from changing excessively with respect to the behavior of the vehicle so as to prevent the driver from feeling uncomfortable.
[0022]
On the other hand, since the infrared image of the subject that generates body heat is captured as a high-luminance portion, when the light image is extracted and the entire high-luminance portion in the image output of the infrared camera 1 falls within the angle of view, If the area is equal to or larger than a predetermined value, it is determined as a follow-up control object such as a pedestrian (step 2).
[0023]
If the presence of the tracking control object, that is, the pedestrian is recognized, the tracking control is selected, the center of gravity of the high-luminance portion is obtained, and the
[0024]
After this follow-up control is continued for a predetermined time (1 to 2 seconds), the normal traveling direction imaging control is returned (step 4) to prepare for the next pedestrian detection (see P2 in FIG. 5-c).
[0025]
When there are a plurality of pedestrians ahead, prioritize the pedestrians ahead of the appropriate distance (for example, 30 meters) in order of closeness, and set the time to capture each pedestrian to about 1 to 2 seconds. After the elapse, it is preferable to return to normal control and prepare for the next pedestrian detection.
[0026]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, when the presence of a heating element such as a pedestrian is not detected while traveling on a curve, the screen flows according to the progress of the vehicle. Since the infrared camera changes the direction of the visual axis so as to fix the heating element in the screen, the flow of the screen stops and the driver can easily recognize the presence of a pedestrian or the like. In addition, since the vehicle is moving, the angle of view is fixed, so that the line of sight is fixed to the object, and the positional relationship with the surroundings can be easily grasped. Therefore, according to the present invention, a great effect can be achieved in improving the usability of the infrared image display device in which the camera is directed in the traveling direction of the vehicle in accordance with the steering angle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle to which the present invention is applied. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 3 is a flowchart of the present invention. Explanatory diagram showing how the angle of view changes [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記撮像方向制御手段が、車両が旋回中に前記赤外線カメラの画角内に発熱体を検知したときは、進行方向撮像制御に代えて前記画角内に前記発熱体を捉え続けるように前記赤外線カメラの視軸を制御する追従制御を所定時間行い、その後に前記進行方向撮像制御に戻すことを特徴とする赤外線画像処理装置。An infrared image processing apparatus having an infrared camera and imaging direction control means for performing imaging control in a traveling direction for changing a visual axis of the infrared camera according to a steering angle,
The imaging direction control means, the vehicle upon detecting a heating element in the angle of view of the infrared camera during turning, the said heating element to said angle of view in place of the traveling direction the imaging control to continue 捉 e An infrared image processing apparatus that performs follow-up control for controlling a visual axis of an infrared camera for a predetermined time and then returns to the traveling direction imaging control .
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