DE10102884A1 - Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Seitenüberwachungsvorrichtung für ein KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Bildaufnahmeeinrichtung (1), die in dem Kraftfahrzeug zum Aufnehmen eines Bildes in Seitenrichtung des Kraftfahrzeuges angebracht ist, einer Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung (41a) zum Erfassen eines sich nähernden Objekts, das sich dem Fahrzeug des Fahrers aus einer sein Fahrzeug kreuzenden Seitenstraße nähert, auf der Basis von zwei Bildern, die zu zwei Zeiten in einem vorgeschriebenen Intervall durch die Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden, und einer Gefahrerkennungseinrichtung (41b) zum Erkennen einer Gefahr auf der Basis des Annäherungsgrades.
Description
Die Erfindung betrifft eine Seitenblick- oder
Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche ein
Objekt, wie eine Person oder ein Fahrzeug, überwachen kann,
welches sich aus einer Seitenstraße nähert, wenn sich das
Fahrzeug des Fahrers einer Kreuzung nähert oder aus einer
Garage in Richtung der Straße herausfährt, wodurch Sicherheit
geschaffen wird.
Wenn sich das Fahrzeug des Fahrers der Kreuzung mit
schlechter Sichtbarkeit nähert oder dieses aus der Garage in
Richtung der Straße herausfährt, stoppt der Fahrer das
Fahrzeug, um sich Sicherheit von links und rechts zu
verschaffen, und wenn der Fahrer entscheidet, daß sich kein
Objekt annähert, nähert er sich der Seitenstraße an, die sein
Fahrzeug kreuzt. Jedoch ist die entfernte Stelle der
Seitenstraße oft schlecht einzusehen, solange sich das Fahrzeug
nicht der Seitenstraße in einem bestimmten Grad nähert. Daher
ist das Objekt, wie ein anderes Fahrzeug, das sich aus der
weiten Entfernung der Seitenstraße annähert, außerhalb der
Sichtweite des Fahrers. In diesem Falle besteht die Gefahr
eines Zusammenstoßes infolgedessen, daß sich das Fahrzeug des
Fahrers der Seitenstraße nähert, ohne das Objekt zu beachten.
Um eine derartige Gefahr zu beseitigen, wurde, wie aus
Fig. 9 ersichtlich, eine Seitenüberwachungsvorrichtung für ein
Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei welcher Bilder, die
beiderseits des Fahrzeuges durch daran angebrachte Kameras
aufgenommen werden, an einer Anzeigevorrichtung angezeigt
werden, damit sich der Fahrer von der Sicht vor dem sich der
Seitenstraße nähernden Fahrzeug vergewissern kann.
Bei der Verwendung der Seitenüberwachungsvorrichtung muß
jedoch der Fahrer zur Feststellung der Sicherheit auf die
Anzeigevorrichtung sehen und kann dabei das andere auf der
Anzeigevorrichtung angezeigte Fahrzeug übersehen. Ferner ist es
für den Fahrer schwierig, wenn er nur die Anzeigevorrichtung
sieht, zu entscheiden, ob das aus der Seitenstraße
näherkommende Objekt mit seinem Fahrzeug zusammenstoßen kann
oder nicht.
Mit der Erfindung wird eine Seitenüberwachungsvorrichtung
für ein Kraftfahrzeug geschaffen, welche automatisch die Gefahr
eines Zusammenstoßes mit einem sich aus einer Seitenstraße
annähernden Objekt unter Verwendung des Bildes erkennt, das
durch eine an dem Fahrzeug angebrachte Bildaufnahmeeinrichtung
gewonnen wird, so daß der gegenwärtige Zustand der Seitenstraße
genau erkannt werden kann.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch eine
Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer
Bildaufnahmeeinrichtung, die in dem Kraftfahrzeug zum Aufnehmen
eines Bildes in Seitenrichtung des Kraftfahrzeuges angebracht
ist, einer Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung zum Erfassen
eines sich nähernden Objekts, das sich dem Fahrzeug des Fahrers
aus einer sein Fahrzeug kreuzenden Seitenstraße nähert, auf der
Basis von zwei Bildern, die zu zwei Zeiten in einem
vorgeschriebenen Intervall durch die Bildaufnahmeeinrichtung
aufgenommen werden, und einer Gefahrerkennungseinrichtung zum
Erkennen einer Gefahr auf der Basis des Annäherungsgrades. Bei
diesem Aufbau kann unter Verwendung der von der im Fahrzeug des
Fahrers angebrachten Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen
Bilder die Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem Objekt, das sich
dem Fahrzeug des Fahrers aus der Seitenstraße nähert,
automatisch erkannt werden.
Vorzugsweise weist die Annäherungsobjekt-Erfassungs
einrichtung eine Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung zum
Extrahieren eines Bewegungsquantums mit einer Komponente einer
Annäherungsrichtung des Fahrzeuges des Fahrers von einem
Bewegungsquantum desselben Objektes zwischen den beiden von der
Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern auf, wobei das
extrahierte Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich
nähernden Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in
Form einer Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich
nähernden Objekts erfaßt wird. Bei diesem Aufbau kann unter
Verwendung der von der im Fahrzeug des Fahrers angebrachten
Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bilder die Gefahr eines
Zusammenstoßes mit dem Objekt, das sich dem Fahrzeug des
Fahrers aus der Seitenstraße nähert, automatisch erkannt
werden.
Vorzugsweise extrahiert die Bewegungsquantum-
Extraktionseinrichtung das Bewegungsquantum des sich nähernden
Objekts durch Erfassen nur des Bewegungsquantums desselben
Objekts mit der Komponente der Annäherungsrichtung des
Fahrzeuges des Fahrers und einer Komponente der sein Fahrzeug
fahrenden oder zu fahrenden Richtung. Bei diesem Aufbau ist es
nicht notwendig, das Bewegungsquantum desselben Objektes in
Richtung entgegengesetzt zu der das Fahrzeug des Fahrers
fahrenden oder zu fahrenden Richtung zu erfassen, wodurch die
notwendige Berechnung in einer kurzen Zeit realisiert wird.
Vorzugsweise weist die Annäherungsobjekt-Erfassungs
einrichtung eine Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung zum
Extrahieren eines Bewegungsquantums desselben Objekts zwischen
den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen
Bildern mit einer Komponente einer das Fahrzeug des Fahrers
fahrenden oder zu fahrenden Richtung auf, wobei das extrahierte
Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich nähernden
Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in Form einer
Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich nähernden
Objekts erfaßt wird. Bei diesem Aufbau kann, selbst wenn die
Bildaufnahmeeinrichtung an einer niedrigen Stelle des
Fahrzeuges vorgesehen ist, die Gefahr eines Zusammenstoßes mit
dem Objekt, das sich dem Fahrzeug des Fahrers nähert,
automatisch erkannt werden, wodurch das Anbringen der
Bildaufnahmeeinrichtung in irgendeiner Höhe ermöglicht wird.
Vorzugsweise extrahiert die Bewegungsquantum-Extraktions
einrichtung das Bewegungsquantum desselben Objekts zwischen den
beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern
abzüglich eines der Bewegung des Fahrzeuges des Fahrers
entsprechenden Änderungsgrades als Bewegungsquantum des sich
nähernden Objekts. Daher kann, selbst wenn das Bewegungsquantum
desselben Objektes wegen einer geringen Bewegung des Fahrzeuges
des Fahrers variiert wird, das Bewegungsquantum des Objektes,
das sich nähert, wenn sich das Fahrzeug des Fahrers der
Seitenstraße nähert, genau erfaßt werden, wodurch ein genaueres
Erkennen der Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich aus der
Seitenstraße nähernden Objekt ermöglicht wird.
Vorzugsweise weist die Annäherungsobjekt-Erfassungs
einrichtung eine FOE-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines
FOE (Erweiterungsfokus) in jedem der Bilder in vorgeschriebenen
Zeitintervallen auf, wobei die Bewegungsquantum-
Extraktionseinrichtung ein Bewegungsquantum des FOE zwischen
den beiden Bildern als Änderungsgrad beseitigt. Bei diesem
Aufbau kann die Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich aus
der Seitenstraße nähernden Objekt genauer erkannt werden.
Vorzugsweise weist die Annäherungsobjekt-Erfassungs
einrichtung eine Bewegungsstrecken-Erfassungseinrichtung zum
Erfassen einer in einer vorgeschriebenen Zeit zurückgelegten
Strecke des Fahrzeuges des Fahrers auf, wobei die
Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung einen der Strecke
entsprechenden Wert als Änderungsgrad aus dem Bewegungsquantum
desselben Objekts beseitigt. Bei diesem Aufbau kann der
Änderungsgrad leicht beseitigt werden.
Vorzugsweise beseitigt die Bewegungsquantum-Extraktions
einrichtung nur den Änderungsgrad, der nicht kleiner als ein
vorgeschriebener Wert ist. Bei diesem Aufbau ist es nicht
erforderlich, den Änderungsgrad zu beseitigen, wenn dieser
kleiner als der vorgeschriebene Wert ist, wodurch die
notwendige Berechnung in einer kurzen Zeit realisiert wird.
Vorzugsweise weist die Annäherungsobjekt-Erfassungs
einrichtung eine FOE-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines
FOE (Erweiterungsfokus) in jedem der Bilder in vorgeschriebenen
Zeitintervallen, und eine Bewegungsquantum-Extraktions
einrichtung zum Extrahieren eines Bewegungsquantums in einer
von dem FOE divergierenden Richtung von einem Bewegungsquantum
desselben Objekts zwischen den beiden von der
Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern auf, wobei das
extrahierte Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich
nähernden Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in
Form einer Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich
nähernden Objekts erfaßt wird. Bei diesem Aufbau kann nur durch
Suchen desselben Objektes in einer einzigen von der FOE
divergierenden Richtung in den beiden in vorgeschriebenen
Zeitintervallen aufgenommenen Bildern das Bewegungsquantum des
sich nähernden Objekts extrahiert werden, wodurch die
notwendige Berechnung in einer kurzen Zeit realisiert wird.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1A und 1B Blockdiagramme, aus denen jeweils eine
Basisanordnung einer Seitenüberwachungsvorrichtung für ein
Kraftfahrzeug gemäß der Erfindung ersichtlich ist;
Fig. 2 ein Blockschema der Seitenüberwachungsvorrichtung
gemäß der Erfindung;
Fig. 3A bis 3C Ansichten zur Erläuterung des Vorgangs des
Erfassens eines optischen Flusses nach einer ersten und einer
zweiten Ausführungsform;
Fig. 4A und 4B Ansichten zur Erläuterung eines
aufgenommenen Bildes und eines daraus abgeleiteten optischen
Flusses zur Zeit t bzw. t+Δt;
Fig. 5A und 5B Ansichten zur Erläuterung des Vorgangs des
Abbrechens, welcher von einer Steuereinrichtung CPU
durchgeführt wird;
Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Ablaufs des
Vorgangs in der CPU;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, aus dem die Details des Vorgangs
des Erfassens eines optischen Flusses aus Fig. 6 ersichtlich
sind, welcher von einem aus einer rechten Seitenstraße sich
nähernden Objekt erzeugt wird;
Fig. 8A bis 8C Ansichten zur Erläuterung des Vorgangs des
Erfassens eines optischen Flusses nach einer dritten
Ausführungsform; und
Fig. 9A und 9B Ansichten zur Erläuterung eines Beispiels
einer herkömmlichen Seitenüberwachungsvorrichtung für ein
Kraftfahrzeug.
Mit Bezug auf die Zeichnung werden verschiedene
Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Seitenüberwachungs
vorrichtung eine Bildaufnahmeeinrichtung 1, welche in einem
Fahrzeug zum Aufnehmen von Bildern in beidseitiger Richtung
angebracht ist, eine Fahrstrecken-Erfassungseinrichtung 2 zum
Erfassen der Fahrstrecke eines Kraftfahrzeuges, eine
Speichereinrichtung 3 zum Speichern des Bildes und anderem,
einen Mikrocomputer 4 (nachfolgend als "µ COM 4" bezeichnet),
eine Anzeigevorrichtung 5 zum Anzeigen des von der
Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildes, und eine
Audioanzeigeeinrichtung 6 zum Abgeben eines Warntons oder einer
Audioanweisung auf.
Die Bildaufnahmeeinrichtung 1 weist eine rechte CCD-Kamera
11R, die an der rechten Seite des Fahrzeuges angebracht ist,
eine linke CCD-Kamera 11L, die an der rechten Seite des
Fahrzeuges angebracht ist, eine rechte Bildebene 12R zum
Fokussieren eines rechten Bildes, das von der rechten CCD-
Kamera 11R aufgenommen wird, und eine linke Bildebene 12L zum
Fokussieren eines linken Bildes auf, das von der linken CCD-
Kamera 11L aufgenommen wird. Nebenbei sind, wie aus Fig. 9A
ersichtlich, die rechte CCD-Kamera 11R und die linke CCD-Kamera
11L an der Vorderseite des Fahrzeuges in beidseitiger Richtung
angebracht, so daß das Bild der Seitenstraße in der Position A
aufgenommen werden kann, wo der Vorderteil des Fahrzeuges in
die Seitenstraße hineinragt.
Die Fahrstrecken-Erfassungseinrichtung 2 kann ein
Fahrsensor (nicht gezeigt) sein, welcher ein Pulssignal
erzeugt, wenn das Fahrzeug die jeweilige Einheitsstrecke fährt.
Die Speichereinrichtung 3 weist einen ersten und einen
zweiten rechten Einzelbildspeicher 31R, 32R, einen ersten und
einen zweiten linken Einzelbildspeicher 31L, 32L, und einen
rechten und einen linken Speicher 33R, 33L für den optischen
Fluß auf. Der erste und der zweite rechte Einzelbildspeicher
31R, 32R speichern temporär Daten von Pixeln mit m Zeilen und n
Spalten aus 512 × 512 Pixeln und Helligkeiten von 0-255
Graustufen, die aus dem auf der rechten Bildebene 12R
fokussierten rechten Bild umgewandelt werden, und führen diese
dem µ COM 4 zu.
Der erste und der zweite rechte Einzelbildspeicher 31R,
32R speichern aufeinanderfolgend Daten von Pixeln mit m Zeilen
und n Spalten, die aus dem rechten Bild umgewandelt werden, das
in Zeitintervallen von Lt derart aufgenommen wird, daß der
Speicher 31R die Pixeldaten in der Zeit t speichert, der
Speicher 32R die Pixeldaten in der Zeit t + Δt speichert, usw.
Gleichfalls speichern der erste und der zweite linke
Einzelbildspeicher 31L, 32L temporär Daten von Pixeln, die aus
dem auf der linken Bildebene 12L fokussierten linken Bild
umgewandelt werden, und führen diese dem µ COM 4 zu.
Der erste und der zweite linke Einzelbildspeicher 31L, 32L
speichern aufeinanderfolgend Daten von Pixeln mit m Zeilen und
n Spalten, die aus dem rechten Bild umgewandelt werden, das in
Zeitintervallen von Δt derart aufgenommen wird, daß der
Speicher 31L die Pixeldaten in der Zeit t speichert, der
Speicher 32L die Pixeldaten in der Zeit t + Δt speichert, usw.
Der rechte und der linke Speicher 34R, 34L für den optischen
Fluß speichern die Daten des optischen Flusses auf der rechten
bzw. der linken Seite und führen diese dem µ COM 4 zu.
Der µ COM 4 weist eine Steuereinrichtung CPU 41, welche
entsprechend einem Steuerprogramm arbeitet, einen Speicher ROM
42, welcher das Steuerprogramm für die CPU 41, vorgeschriebene
Einstellwerte, usw. speichert, und einen Speicher RAM 43 auf,
welcher temporär die Daten speichert, die zum Durchführen des
Betriebs der CPU 41 notwendig sind.
Die CPU 41 führt den Vorgang des Erfassens des optischen
Flusses entsprechend dem Bewegungsquantum desselben Objektes in
den beiden Bildern, die in dem Zeitintervall Δt dazwischen
durch die Kameras 11 gewonnen wurden (Mittel zum Gewinnen des
Bewegungsquantums eines sich nähernden Objektes), den Vorgang
des Erfassens der Strecke eines Fahrzeuges, das sich während
des Zeitintervalls Δt bewegt (Mittel zum Erfassen der
Bewegungsstrecke), und den Vorgang des Abbrechens der Änderung
des optischen Flusses entsprechend der Fahrt des Fahrzeuges
durch, wenn die Bewegungsstrecke nicht kürzer als eine
vorgeschriebene Strecke ist (Mittel zum Gewinnen des
Bewegungsquantums des sich nähernden Körpers).
Die CPU 41 führt den Vorgang des Extrahierens eines
optischen Flusses aus den optischen Flüssen, die von dem oben
genannten Vorgang des Erfassens des optischen Flusses erfaßt
werden, entsprechend dem sich nähernden Körper, wie einem
anderen Fahrzeug oder einer Person, welcher sich aus einer eine
Fahrbahn am Ende kreuzenden Seitenstraße nähert, den Vorgang
des Erkennens der Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich
nähernden Objekt auf der Basis der Lage und Größe des optischen
Flusses (Gefahrerkennungsmittel), und den Vorgang des Abgebens
eines Videowarnsignals und/oder eines Audiowarnsignals an eine
Anzeigevorrichtung 5 und/oder eine Audioanzeigeeinrichtung 6
durch, wenn diese jeweils entscheidet, daß eine Gefahr bei dem
Gefahrerkennungsvorgang vorliegt.
Die Anzeigevorrichtung 5 weist eine Anzeige 51 auf, welche
das von den CCD-Kameras 11R und 11L parallel aufgenommene
rechte Bild und linke Bild oder eine Mitteilung aufzeichnet,
die auf dem Bildwarnsignal basiert, das abgegeben wird, wenn
von dem µ COM 4 entschieden wird, daß eine Gefahr des
Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt vorliegt, wodurch
der Fahrer über die Gefahr durch eine visuelle Information
informiert wird.
Die Audioanzeigeeinrichtung 6 weist einen Lautsprecher 61
auf, welcher eine Audioanweisung oder einen Warnton abgibt, der
auf dem Bildwarnsignal basiert, das abgegeben wird, wenn von
der µ COM 4 entschieden wird, daß eine Gefahr des
Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt vorliegt, wodurch
der Fahrer über die Gefahr durch eine Audioinformation
informiert wird.
Mit Bezug auf die Fig. 3 bis 5 wird eine Erläuterung des
Betriebs der Seitenüberwachungsvorrichtung für ein
Kraftfahrzeug gegeben. Die CPU 41 führt den Vorgang des
Erfassens des optischen Flusses entsprechend dem
Bewegungsquantum desselben Objektes in den beiden in dem
Zeitintervall Δt gewonnenen Bildern durch, um die Gefahr des
Zusammenstoßes mit dem sich aus der rechten Seitenstraße
nähernden Objekt zu bestimmen. Es wird eine Erläuterung des
Vorgangs des Gewinnens des optischen Flusses gegeben. Zuerst
wird bei den aus dem ersten rechten Einzelbildspeicher 31R
gewonnenen Pixeldaten ein Fenster W1 für ein Pixel Q am Ende
des in der Zeit t aufgenommenen rechten Bildes eingestellt
(Fig. 3A). Als nächstes wird bei den aus dem zweiten rechten
Einzelbildspeicher 32R gewonnenen Pixeldaten ein Fenster W2 mit
derselben Größe wie das Fenster W1 für ein Pixel Q am Ende des
in der Zeit t + Δt aufgenommenen rechten Bildes eingestellt,
und ein dem Fenster W1 entsprechender Wert des Fensters W2 wird
berechnet, wenn das Fenster W2 in dem gesamten Bildbereich oder
seinem peripheren Bildbereich bewegt wird (Fig. 3B). Der Punkt
Q in dem Fenster W2, wo der maximale korrelative Wert liegt,
wird als ein dem Punkt P entsprechender Punkt, d. h. der Punkt
an demselben Objekt, genommen. Das Bewegungsquantum PQ
desselben Objektes wird als optischer Fluß erfaßt.
Mit Bezug auf Fig. 4 wird eine Erläuterung des Vorgangs
des Extrahierens nur desjenigen optischen Flusses gegeben, der
von dem sich nähernden Objekt aus dem oben genannten erfaßten
optischen Fluß erzeugt wird. Die Fig. 4A und 4B zeigen die
Bilder, die in den Zeiten t und t + Δt von der rechten CCD-
Kamera 11R aufgenommen werden, wenn das Fahrzeug an der Stelle
anhält, an der nur sein Vorderteil in die Seitenstraße
hineinragt. Wie ersichtlich ist, erzeugt das stationäre Objekt
100, wie ein Verkehrszeichen und entlang der Seitenstraße
gepflanzte Bäume, beim Anhalten des Fahrzeuges ein
unbewegliches Bild, jedoch keinen optischen Fluß.
Das Objekt (nicht gezeigt), an welchem das Fahrzeug des
Fahrers vorbeifährt, bewegt sich auf dem Bild während der
vorgeschriebenen Zeit Δt in Vorbeifahrrichtung 10 und in
Rückwärtsrichtung 40. Daher erzeugt das Objekt einen optischen
Fluß OF, der aus Komponenten der Vorbeifahrrichtung 10 und der
Rückwärtsrichtung 40 zusammengesetzt ist. Andererseits bewegt
sich das sich dem Fahrzeug des Fahrers nähernde Objekt auf dem
Bild während der vorgeschriebenen Zeit Δt in Annäherungs
richtung 20 (Richtung der Annäherung des Fahrzeugs des Fahrers)
und Vorwärtsrichtung 30 (Richtung des Vorrückens des Fahrzeuges
des Fahrers). Daher erzeugt das Objekt den optischen Fluß OF,
der aus der Annäherungsrichtung 20 und der Vorwärtsrichtung 30
zusammengesetzt ist. Daher kann von den erfaßten optischen
Flüssen der optische Fluß mit der Komponente der Annäherungs
richtung 20 oder der Vorwärtsrichtung 30 als aus dem sich
nähernden Objekt erzeugten optischen Fluß extrahiert werden.
Jedoch, wenn die Kameraeinrichtung 1 an einer relativ
niedrigen Stelle des Fahrzeuges befestigt wird, bewegt sich das
sich nähernde Objekt, da sich die Position des FOE
(Erweiterungsfokus) in Annäherungsrichtung 20 bewegt, nicht
etwa in Annäherungsrichtung 20, sondern nur in Vorwärtsrichtung
30. Das Objekt, an dem vorbeigefahren wird, bewegt sich auch
nicht etwa in Vorbeifahrrichtung 10, sondern nur in
Rückwärtsrichtung 40. Daher kann, solange wie die
Kameraeinrichtung 1 an einer relativ hohen Stelle des
Fahrzeuges befestigt ist, der optische Fluß mit der Komponente
der Annäherungsrichtung 20 wie der optische Fluß aus dem sich
nähernden Objekt extrahiert werden. Jedoch, da entsprechend der
Stelle, an der die Kameraeinrichtung 1 befestigt ist, die
Bewegung des sich nähernden Objektes in Annäherungsrichtung
verschwindet, kann der von dem sich nähernden Objekt
tatsächlich erzeugte optische Fluß nicht extrahiert werden.
Inzwischen wird die Kameraeinrichtung 1 immer öfter an
einer niedrigen Stelle des Fahrzeuges, wie der Stoßstange,
befestigt. Daher wird, damit der optische Fluß aus dem sich
nähernden Objekt ungeachtet der Position der Kameraeinrichtung
1 extrahiert werden kann, der optische Fluß mit der
Vorwärtsrichtung 30 vorzugsweise als optischer Fluß des sich
nähernden Objektes extrahiert. Dies wird auch in der folgenden
Beschreibung angenommen.
Wenn das Fahrzeug des Fahrers mit verringerter
Geschwindigkeit in der Nähe der in Fig. 9A gezeigten Position A
fährt, wie aus Fig. 5A ersichtlich ist, ändert sich der von dem
sich nähernden Objekt 200 erzeugte optische Fluß OF2 durch
einen Änderungsgrad ΔS entsprechend der Bewegung des Fahrzeuges
verglichen mit dem des Fahrzeuges im Stillstand. Jedoch, wenn
der Änderungsgrad ΔS gering ist, verschiebt sich der optische
Fluß OF2 nicht in Rückwärtsrichtung, jedoch kann wie der
optische Fluß aus dem sich nähernden Objekt extrahiert werden.
Andererseits, wenn der Änderungsgrad ΔS groß ist, wie aus
Fig. 5B ersichtlich, wird der optische Fluß OF2 aus dem sich
nähernden Objekt durch den nicht unbedeutenden Änderungsgrad ΔS
in Rückwärtsrichtung verschoben. In diesem Falle wird der
optische Fluß, welcher wie der aus dem sich nähernden Objekt
extrahiert werden muß, beseitigt. Daher, wenn der Änderungsgrad
ΔS nicht kleiner als ein vorgeschriebener Grad ist, ist es
erforderlich, daß der Abbrechvorgang des Subtrahierens des
Änderungsgrades von jedem der erfaßten optischen Flüsse OF2
durchgeführt wird, und danach wird der optische Fluß
extrahiert.
Während desselben Vorgangs wird auch der optische Fluß
extrahiert, der aus dem Objekt erzeugt wird, das sich dem
Fahrzeug des Fahrers aus der linken Seitenstraße annähert.
Als nächster Schritt führt die CPU 41 den Vorgang des
Erkennens der Gefahr des Zusammenstoßes mit dem sich nähernden
Objekt durch.
Die Größe des optischen Flusses aus dem sich nähernden
Objekt erhöht sich wie sich die Entfernung zwischen diesem und
dem Fahrzeug des Fahrers verringert, und seine Relativ
geschwindigkeit ist höher. Daher besteht eine größere Gefahr
des Zusammenstoßes, wenn die Größe des optischen Flusses aus
dem sich nähernden Objekt größer ist. Ferner wird, da die
Entfernung zwischen dem Fahrzeug des Fahrers und dem sich
nähernden Objekt kürzer ist und die Relativgeschwindigkeit des
sich nähernden Objektes höher ist, die Position des optischen
Flusses des sich nähernden Objektes in Vorwärtsrichtung 30 auf
dem Bild verschoben. Wenn erkannt wird, daß die Gefahr eines
Zusammenstoßes besteht, wird ein Audiowarnsignal oder ein
Videowarnsignal an die Anzeigeeinrichtung 5 oder die Audio
anzeigeeinrichtung 6 abgegeben. Auf diese Weise kann, da
automatisch angezeigt wird, ob die Gefahr eines Zusammenstoßes
mit dem sich nähernden Objekt besteht oder nicht, basierend auf
der Lage und Größe des optischen Flusses aus dem sich nähernden
Objekt, das aus den von der Kamera 11 aufgenommenen Bildern
extrahiert wird, der Zustand der Seitenstraße genau erkannt
werden.
Mit Bezug auf das in den Fig. 6 und 7 gezeigte
Flußdiagramm, aus dem der Ablauf des Vorgangs in der CPU 41
ersichtlich ist, wird eine ausführliche Erläuterung des
Betriebs der Seitenüberwachungsvorrichtung gegeben, welche oben
grob beschrieben wurde.
Zuerst wird das rechte Bild zur Zeit t, wie aus Fig. 3
ersichtlich ist, aus der rechten CCD-Kamera 11R gewonnen. Die
dem rechten Bild entsprechenden Pixeldaten werden in dem ersten
rechten Einzelbildspeicher 31R gespeichert (Schritt S1).
Gleichfalls werden die dem linken Bild entsprechenden
Pixeldaten in dem ersten linken Einzelbildspeicher 31L
gespeichert (Schritt S2).
Als nächstes werden die dem rechten Bild und dem linken
Bild zur Zeit t + Δt entsprechenden Pixeldaten in dem zweiten
rechten Einzelbildspeicher 32R bzw. dem zweiten linken
Einzelbildspeicher 32L gespeichert (Schritte S3 und S4). Der
aus dem sich nähernden Objekt an der rechten Seitenstraße
erzeugte optische Fluß wird auf der Basis der rechten Bilder zu
den in dem ersten und dem zweiten rechten Speicher 31R, 32R
gespeicherten Zeiten t und t + Δt erfaßt (Schritt S5).
Mit Bezug auf das Flußdiagramm in Fig. 7 wird nun eine
ausführliche Erläuterung des Vorgangs in Schritt S5 gegeben. In
Schritt S51 wird die Bewegung desselben Objektes auf den
rechten Bildern zu den Zeiten t und t + Δt als optischer Fluß
erfaßt. Der daher erfaßte optische Fluß wird in dem rechten
Speicher 33R für den optischen Fluß gespeichert (Schritt S51).
Die Bewegungsstrecke, die sich das Fahrzeug während des
vorgeschriebenen Zeitintervalls Δt bewegt hat, wird auf der
Basis der Fahrstreckeninformation erfaßt, die aus der
Fahrstrecken-Erfassungseinrichtung 2 gewonnen wird (Schritt
S52). Wenn die Bewegungsstrecke länger als eine vorgeschriebene
Strecke ist, wird entschieden, daß der Änderungsgrad ΔS größer
als ein vorgeschriebener Wert ist (JA in Schritt S53). In
diesem Falle wird der Vorgang des Abbrechens durchgeführt
(Schritt S54). Wenn die Bewegungsstrecke nicht größer als die
vorgeschriebene Strecke ist, wird entschieden, daß der
Änderungsgrad ΔS nicht größer als der vorgeschriebene Wert ist.
In diesem Falle geht der Vorgang direkt zu Schritt S55. Auf
diese Weise, da der Vorgang des Abbrechens nicht durchgeführt
wird, wo der Änderungsgrad ΔS nicht größer als der
vorgeschriebene Wert ist, wird das Berechnungsquantum
verringert.
Bei dem Vorgang des Abbrechens wird der Änderungsgrad ΔS
entsprechend der in Schritt S52 gewonnenen Bewegungsstrecke
berechnet. Der Änderungsgrad ΔS wird von jedem der in dem
rechten Speicher 33R für den optischen Fluß gespeicherten
optischen Flüsse subtrahiert (Schritt S54). In Schritt S55 wird
von allen in Schritt S51 erfaßten oder dem Vorgang des
Abbrechens ausgesetzten optischen Flüssen der optische Fluß mit
der Komponente der Annäherungsrichtung 20 extrahiert und der
optische Fluß mit der Komponente der Rückwärtsrichtung 40
beseitigt. Daher wird der optische Fluß aus dem sich nähernden
Objekt extrahiert (Schritt S55). Der Vorgang geht weiter zu
Schritt S6 in Fig. 6.
In Schritt S6 wird derselbe Vorgang wie in Schritt S5 für
das linke Bild durchgeführt, so daß der aus dem sich nähernden
Objekt auf der linken Seitenstraße erzeugte optische Fluß
erfaßt wird. Als nächstes wird auf der Basis der Lage und der
Größe des daher extrahierten optischen Flusses der Vorgang des
Erkennens der Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich
nähernden Objekt durchgeführt (Schritt S7). Wenn entschieden
wird, daß die Gefahr eines Zusammenstoßes besteht (JA in
Schritt S8), wird der Vorgang der Abgabe einer Warnung
durchgeführt (Schritt S9).
Bei dem Vorgang der Abgabe einer Warnung wird entschieden,
ob der optische Fluß aus dem sich nähernden, als "gefährlich"
bestimmten Objekt aus dem rechten Bild oder dem linken Bild
extrahiert wurde oder nicht. Wenn der optische Fluß aus dem
rechten Bild extrahiert wurde, wird entschieden, daß die Gefahr
eines Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt an der
rechten Seitenstraße besteht. Die Videowarnsignal- oder
Audiowarnsignalanzeige dieser Entscheidung wird der
Anzeigeeinrichtung 5 oder der Audioanzeigeeinrichtung 6
zugeführt. In Erwiderung auf ein solches Signal zeigt die
Anzeigeeinrichtung 5 an der Anzeige 51 an, daß "es ein Fahrzeug
gibt, das sich aus der rechten Seitenstraße nähert", und die
Audioanzeigeeinrichtung 6 gibt eine Audioanweisung ab, daß "es
ein Fahrzeug gibt, das sich aus der rechten Seitenstraße
nähert", wodurch der Fahrer über die Gefahr des Zusammenstoßes
informiert wird.
Wenn entschieden wird, daß der optische Fluß aus dem sich
nähernden, als "gefährlich" bestimmten Objekt aus dem linken
Bild extrahiert wurde, wird entschieden, daß die Gefahr eines
Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt an der linken
Seitenstraße besteht. Die Videowarnsignal- oder Audiowarn
signalanzeige dieser Entscheidung wird der Anzeigeeinrichtung 5
oder der Audioanzeigeeinrichtung 6 zugeführt. Der Vorgang kehrt
zurück zu Schritt S3. Andererseits, wenn entschieden wird, daß
keine Gefahr eines Zusammenstoßes bei dem Vorgang des
Entscheidens über die Gefahr besteht (NEIN in Schritt S8);
kehrt der Vorgang direkt zu Schritt S3 zurück.
Bei der ersten oben beschriebenen Ausführungsform wurde
beim Vorgang des Abbrechens die von dem Fahrzeug zurückgelegte
Strecke während des vorgeschriebenen Zeitintervalls Δt erfaßt,
um den Änderungsgrad ΔS zu erfassen. Jedoch kann das
Bewegungsquantum des FOE während des vorgeschriebenen
Zeitintervalls Δt als Änderungsgrad ΔS verwendet werden.
Gleichzeitig dient die CPU 41 als eine FOE-Erfassungs
einrichtung. Zum Beispiel kann der FOE aus dem Schnittpunkt der
verlängerten Ränder der weißen Linien der Seitenstraße erfaßt
werden.
In diesem Falle, da das Bewegungsquantum des FOE gleich
dem Änderungsgrad ΔS ist, kann dieser Änderungsgrad ΔS genau
erfaßt werden. Jedoch wird angemerkt, daß dies die
Bildverarbeitung zum Gewinnen des FOE erfordert.
Bei der ersten oben beschriebenen Ausführungsform wurde,
solange wie die Kameras 1 in einer bestimmten Höhe angeordnet
sind, die Bewegung desselben Objekts zwischen zwei Bildern in
der in Fig. 3 dargestellten Weise erfaßt, und der optische Fluß
mit der Komponente der Annäherungsrichtung wurde wie der aus
dem sich nähernden Objekt extrahiert. Wo der optische Fluß mit
den Komponenten der Vorwärtsrichtung 30 und der
Annäherungsrichtung 20 wie der mit der Komponente der
Annäherungsrichtung 20 extrahiert wird, wie in Fig. 4 gezeigt,
kann jedoch das dem Fenster W1 entsprechende Fenster W2', wie
aus Fig. 3C ersichtlich ist, in Annäherungsrichtung 20 und
Vorwärtsrichtung 30 der von dem Punkt P divergierenden
Richtungen bewegt werden.
Eine solche Erfassung des optischen Flusses erfordert
keine Suche desselben Objektes mit der Komponente in
Rückwärtsrichtung 40. Dies ermöglicht die Verringerung des
Berechnungsquantums und deren hohe Geschwindigkeit im Vergleich
zu der Suche desselben Objekts aus dem gesamten Bild, wie in
Fig. 3A und 3B gezeigt ist.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde die
Bewegung desselben Objekts zwischen den beiden Bildern in der
in den Fig. 3A-3C dargestellten Weise erfaßt. Jedoch kann die
Bewegung unter Verwendung des FOE auf dem Bild erfaßt werden.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 8A bis 5C eine Erläuterung des
Vorgangs des Erfassens der Bewegung desselben Objekts zwischen
den beiden Bildern unter Verwendung des oben genannten FOE
gegeben. Zuerst wird, wie aus Fig. 8A ersichtlich, an dem zur
Zeit T aufgenommenen Bild ein schmales Fenster W1 um einen
bestimmten Punkt P herum in Radialrichtung eines FOE 1
festgelegt (d. h. in Richtung der Verbindung des FOE 1 mit dem
Punkt P).
An dem zur Zeit t + Δt aufgenommenen Bild wird, wenn das
dem Fenster W1 entsprechende Fenster W2 von Punkt zu Punkt in
Radialrichtung von FOE 2 verschoben wird, sein korrelativer
Wert zum Fenster W1 berechnet. Der Punkt Q in dem Fenster W2,
wo der maximale korrelative Wert liegt, wird als der dem Punkt
P entsprechende Punkt genommen, d. h. der Punkt an demselben
Objekt. Das Bewegungsquantum PQ desselben Objekts kann als
optischer Fluß erfaßt werden.
Wenn das Fahrzeug die Geschwindigkeit an dem zur Zeit t +
Δt aufgenommenen Bild verringert, während das Fenster W2', das
durch das Bewegungsquantum zwischen dem FOE 1 und dem FOE 2 (=
Änderungsgrad ΔS) verschoben wird, von dem dem Fenster W1
entsprechenden Fenster W2 von Punkt zu Punkt bewegt wird (P
wird zu P' verschoben), korreliert der Wert des Fensters W2'
mit dem Fenster W1 (Fig. 8C). Der Punkt Q in dem Fenster W2',
wo der korrelative Wert am größten ist, wird als der dem Punkt
P entsprechende Punkt genommen, d. h. der Punkt an demselben
Objekt. Angenommen, daß der Punkt P in dem Fenster W1 von dem
Punkt P' verschoben wurde, kann die Bewegung P'Q desselben
Objektes als optischer Fluß mit dem beseitigten Änderungsgrad
ΔS erfaßt werden.
Auf diese Weise kann, da derselbe Punkt (d. h. desselbe
Objekt) in von dem FOE divergierender Richtung gesucht wird,
sein Berechnungsquantum verringert werden und seine
Geschwindigkeit kann erhöht werden im Vergleich zu dem Fall, wo
derselbe Punkt aus dem gesamten Bild gesucht wird, wie in Fig.
3 dargestellt ist.
Bei der ersten bis dritten oben beschriebenen
Ausführungsform wurden die Kameras an dem vorderen Ende des
Fahrzeuges angebracht. Wenn die Kameras an dem hinteren Ende
des Fahrzeuges angebracht sind, auch wenn der Fahrer das
Fahrzeug durch Rückwärtsbewegung aus einer auf die Seitenstraße
führenden Garage herausfährt, kann jedoch der Fahrer das Bild
in Seitenrichtung überwachen.
Bei der erste bis dritten oben beschriebenen
Ausführungsform wurde der Annäherungsgrad des sich nähernden
Objekts auf der Basis des Bewegungsquantums desselben Objekts
zwischen den beiden zu zwei Zeiten in dem vorgeschriebenen
Zeitintervall aufgenommenen Bildern erfaßt. Jedoch kann zum
Beispiel ein stereophonisches System übernommen werden, bei dem
die Positionen des sich nähernden Objekts durch zwei Kameras
erfaßt werden. Bei diesem stereophonischen System kann der
Annäherungsgrad des sich nähernden Objekts aus den Positionen
des sich nähernden Objekts erfaßt werden, das in den zu zwei
Zeiten in einem vorgeschriebenen Zeitintervall aufgenommenen
Bildern erfaßt ist.
Claims (9)
1. Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
mit einer Bildaufnahmeeinrichtung (1), die in dem Kraftfahrzeug
zum Aufnehmen eines Bildes in Seitenrichtung des
Kraftfahrzeuges angebracht ist, einer Annäherungsobjekt-
Erfassungseinrichtung (41a) zum Erfassen eines sich nähernden
Objekts, das sich dem Fahrzeug des Fahrers aus einer sein
Fahrzeug kreuzenden Seitenstraße nähert, auf der Basis von zwei
Bildern, die zu zwei Zeiten in einem vorgeschriebenen Intervall
durch die Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden, und einer
Gefahrerkennungseinrichtung (41b) zum Erkennen einer Gefahr auf
der Basis des Annäherungsgrades.
2. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
die Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung eine
Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung (41a-1) zum Extrahieren
eines Bewegungsquantums mit einer Komponente einer
Annäherungsrichtung des Fahrzeuges des Fahrers von einem
Bewegungsquantum desselben Objektes zwischen den beiden von der
Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern aufweist, wobei
das extrahierte Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich
nähernden Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in
Form einer Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich
nähernden Objekts erfaßt wird.
3. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei
die Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung das
Bewegungsquantum des sich nähernden Objekts durch Erfassen nur
des Bewegungsquantums desselben Objekts mit der Komponente der
Annäherungsrichtung des Fahrzeuges des Fahrers und einer
Komponente der sein Fahrzeug fahrenden oder zu fahrenden
Richtung extrahiert.
4. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
die Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung eine
Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung zum Extrahieren eines
Bewegungsquantums desselben Objekts zwischen den beiden von der
Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern mit einer
Komponente einer das Fahrzeug des Fahrers fahrenden oder zu
fahrenden Richtung aufweist, wobei das extrahierte
Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich nähernden
Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in Form einer
Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich nähernden
Objekts erfaßt wird.
5. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei
die Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung das Bewegungs
quantum desselben Objekts zwischen den beiden von der
Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern abzüglich eines
der Bewegung des Fahrzeuges des Fahrers entsprechenden
Änderungsgrades als Bewegungsquantum des sich nähernden Objekts
extrahiert.
6. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei
die Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung eine FOE-
Erfassungseinrichtung (41a-2) zum Erfassen eines FOE
(Erweiterungsfokus) in jedem der Bilder in vorgeschriebenen
Zeitintervallen aufweist, wobei die Bewegungsquantum-
Extraktionseinrichtung ein Bewegungsquantum des FOE zwischen
den beiden Bildern als Änderungsgrad beseitigt.
7. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei
die Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung eine
Bewegungsstrecken-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer in
einer vorgeschriebenen Zeit zurückgelegten Strecke des
Fahrzeuges des Fahrers aufweist, wobei die Bewegungsquantum-
Extraktionseinrichtung einen der Strecke entsprechenden Wert
als Änderungsgrad aus dem Bewegungsquantum desselben Objekts
zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung
aufgenommenen Bildern beseitigt.
8. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei
die Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung nur den
Änderungsgrad beseitigt, der nicht kleiner als ein
vorgeschriebener Wert ist.
9. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
die Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung eine FOE-
Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines FOE (Erweiterungs
fokus) in jedem der Bilder in vorgeschriebenen Zeitintervallen,
und eine Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung zum
Extrahieren eines Bewegungsquantums in einer von dem FOE
divergierenden Richtung von einem Bewegungsquantum desselben
Objekts zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung
aufgenommenen Bildern aufweist, wobei das extrahierte
Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich nähernden
Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in Form einer
Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich nähernden
Objekts erfaßt wird.
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