DE10103924A1 - Vorrichtung zur Umgebungsüberwachung eines Fahrzeugs - Google Patents
Vorrichtung zur Umgebungsüberwachung eines FahrzeugsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umgebungsüberwachung eines Fahrzeugs. Hierzu wird die Position eines sich dem Fahrzeug annähernden Objektes auf der Grundlage zweier aufgenommener Bilder ermittelt. Die Bilder werden zu zwei voneinander zeitlich beabstandeten Zeiten in einem vorbestimmten Zeitintervall aufgenommen. Dann wird auf dem sich annähernden Objekt ein unbeweglicher Punkt gesetzt. Ein Anzeige-Rahmen-Bild wird mit Bezug auf den unbeweglichen Punkt erzeugt. Dann wird das Anzeige-Rahmen-Bild auf das aufgenommene Bild projiziert. Das herannahende Objekt kann leicht erkannt werden, da das herannahende Objekt durch einen Rahmen des Anzeige-Rahmen-Bildes eingegrenzt ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Umgebungsüberwachung und insbesondere eine Umgebungs-
Überwachungsvorrichtung, die ein herannahendes Objekt auf der
Grundlage zweier Bilder ermittelt, die durch eine Aufnahme der
Fahrzeugumgebung zu zwei vorbestimmten und zeitlich voneinander
beabstandeten Zeitpunkten aufgenommen sind, und die ein Bild
anzeigt, auf dem das ermittelte herannahende Objekt auf das
aufgenommene Bild überlagert ist.
Mit Bezug auf die Fig. 12A bis 12D wird nachfolgend ein
Umgebungs-Überwachungssystem nach dem Stand der Technik
erklärt.
Die Fig. 12A bis 12C sind Ansichten, die zur
Veranschaulichung einer Veränderung eines durch eine
Videokamera 1 aufgenommenen rückwärtigen Bildes dienen. Fig.
12A zeigt eine Situation mit dem betreffenden Fahrzeug. Fig.
12B zeigt ein durch eine Videokamera 1 in einem Zeitpunkt t
aufgenommenes Bild der Umgebung des betreffenden Fahrzeugs.
Fig. 12C zeigt ein zu einem Zeitpunkt t+δt aufgenommenes Bild.
Es wird nun angenommen, dass das betreffende Fahrzeug auf einer
geraden, flachen Straße fährt. Das im rückwärtigen Bild des
betreffenden Fahrzeuges aus Fig. 12A befindliche Straßenschild
und Gebäude sind aufgenommene Objekte, die gemäß den Fig.
12B und 12C jeweils in einem Zeitpunkt t und t+Δt aufgenommen
wurden. Die Bilder sind in Form aufeinanderfolgender Pixel,
beispielsweise 512 × 512 Pixel, und mit einer Luminanz von
0-255 Einheiten gespeichert. Beim Bilden eines Kontrastes
zwischen den Pixeln mit einer vorbestimmten oder größeren
Helligkeitsdifferenz zum jeweiligen Nachbarpixel auf dem
gespeicherten Bild werden charakteristische Punkte, wie
beispielsweise eine Kontur eines anderen Fahrzeugs extrahiert.
Eine Verbindung der entsprechenden charakteristischen Punkte in
diesen zwei Bildern liefert jeweilige Geschwindigkeitsvektoren,
wie sie in Fig. 12C gezeigt sind. Man spricht hier von
"optischen Fluss- oder Bewegungsvektoren" (Optical Flow).
Diese optischen Flussvektoren erstrecken sich radial von einem
Punkt, den man Expansionsfokus FOE (Focus of Extension) des
Bildes nennt. Dieser Expansionsfokus definiert auch einen
Unendlichkeits- oder sich entfernenden Punkt und er entspricht
einem Punkt, der der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs auf der
Fahrbahn direkt entgegengesetzt ist, wenn das Fahrzeug
geradeaus fährt. Die beim Fahren des Fahrzeugs erhaltenen
optischen Flussvektoren erstrecken sich in Radialrichtung von
dem FOE. Die optischen Flussvektoren, die von einem anderen
Fahrzeug ausgegeben wurden, das dem betreffenden Fahrzeug folgt
oder auf einer angrenzenden Fahrspur fährt, enthalten die
Information der Position und der relativen Geschwindigkeit des
auf der benachbarten Fahrspur fahrenden Fahrzeugs. Wenn der
optische Flussvektor lang ist und vom FOE wegzeigt, ist von
einer großen Gefahr auszugehen.
Wenn der ermittelte optische Flussvektor lang ist und auf den
FOE gerichtet ist, bestimmt eine herkömmliche
Überwachungsvorrichtung, dass sich ein Objekt (nachfolgend
einfach als herannahendes Fahrzeug bezeichnet) dem betreffenden
Fahrzeug nähert und eine hohe Gefahr darstellt. Auf der
Grundlage dieser Bestimmung wird eine die Gefahr anzeigende
Warnung ausgegeben und das sich nähernde Fahrzeug auf einer
Bildschirmanzeige angezeigt.
Im Stand der Technik ist auch eine Suchtechnik entsprechender
Punkte bekannt, bei der zwei Kameras verwendet werden. Ein
charakteristischer Punkt Pa eines Objektes wird durch eine
Helligkeitsdifferenz zwischen benachbarten Pixeln auf dem von
der Kamera aufgenommenen Bild ermittelt. Entsprechend diesem
ermittelten charakteristischen Punkt Pa (nicht gezeigt) wird
ein Punkt Pb (nicht gezeigt) von einer anderen Kamera
aufgenommen. Die Position P des sich herannahenden Fahrzeugs
wird mittels der Pixelkoordinaten von Pa und Pb nach
vorbestimmten Zeitintervallen berechnet. Auf der Grundlage
dieser Position des herannahenden Fahrzeugs wird dem Fahrer ein
Warnsignal gegeben, durch das er auf die Anwesenheit des sich
herannahenden Fahrzeugs aufmerksam gemacht werden soll. Auch in
diesem Fall kann das sich herannahende Fahrzeug auf der
Anzeigevorrichtung angezeigt werden.
Wie in Fig. 13 gezeigt, wird das herannahende Fahrzeug
angezeigt, so dass seine charakteristischen Punkte R dem
aufgenommenen Bild überlagert werden.
Die zu den vorbestimmten Zeitintervallen auf der Grundlage der
Helligkeitsdifferenz gemäß obiger Beschreibung ermittelten
charakteristischen Punkte des aufgenommenen Bildes mit einem
sich in der Helligkeit konstant verändernden Hintergrund
bewegen sich jedoch mit Bezug auf das herannahende Fahrzeug. Da
eine Mehrzahl charakteristischer Punkte für ein einzelnes
herannahendes Fahrzeug erzeugt werden, bewegt sich eine
unbegrenzte Anzahl von Punkten auf dem Bild. Obwohl die
Mehrzahl charakteristischer Punkte für ein einzelnes
herannahendes Fahrzeug erzeugt werden, kann der Fahrer das
herannahende Fahrzeug nicht in einem Blick auf seiner
Anzeigevorrichtung erkennen, da die charakteristischen Punkte
relativ zur Größe des herannahenden Fahrzeugs sehr klein sind.
Unter Beachtung dessen, dass die charakteristischen Punkte als
Objektanhäufung für das einzelne herannahende Fahrzeug erzeugt
werden, könnte man vorschlagen, einen Anzeige-Rahmen F'
vorzusehen, der die Objektanhäufung bezüglich der
charakteristischen Punkte eingrenzt (siehe Fig. 13). Da sich
jedoch die Größe der Objektanhäufung des herannahenden
Fahrzeugs gemäß einer Veränderung des Erscheinungsbildes der
charakteristischen Punkte innerhalb eines Zeitablaufs
verändert, kann der Fahrer das herannahende Fahrzeug nicht mit
einem Blick erkennen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Umgebungs-
Überwachung eines Fahrzeugs zu schaffen, mit der ein
herannahendes Objekt leicht visuell erkannt wird, indem es
unter Verwendung eines Anzeige-Rahmens eingegrenzt wird.
Zur Lösung obiger Aufgabe ist gemäß der Erfindung eine
Vorrichtung zur Umgebungsüberwachung eines Fahrzeugs
vorgesehen, die aufweist:
eine zum Aufnehmen eines Bildes auf einem Fahrzeug montierte Bildaufnahmevorrichtung;
eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des aufgenommenen Bildes;
eine Ermittlungsvorrichtung für ein herannahendes Objekt zum Ermitteln einer Position des sich herannahenden Objektes auf der Grundlage zweier aufgenommener Bilder, die zu zwei Zeitpunkten aufgenommen wurden, die mit einer vorbestimmten zeitlichen Dauer auseinanderliegen;
eine Vorrichtung zum Setzen eines unbeweglichen Punktes auf dem ermittelten herannahenden Objekt;
eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Erstellen eines Bildes mit Anzeigerahmen, der das herannahende Objekt mit Bezug auf den unbeweglichen Punkt eingrenzt; und
eine Überlagerungsvorrichtung zum Überlagern des Anzeigerahmen- Bildes mit dem aufgenommenen Bild.
eine zum Aufnehmen eines Bildes auf einem Fahrzeug montierte Bildaufnahmevorrichtung;
eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des aufgenommenen Bildes;
eine Ermittlungsvorrichtung für ein herannahendes Objekt zum Ermitteln einer Position des sich herannahenden Objektes auf der Grundlage zweier aufgenommener Bilder, die zu zwei Zeitpunkten aufgenommen wurden, die mit einer vorbestimmten zeitlichen Dauer auseinanderliegen;
eine Vorrichtung zum Setzen eines unbeweglichen Punktes auf dem ermittelten herannahenden Objekt;
eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Erstellen eines Bildes mit Anzeigerahmen, der das herannahende Objekt mit Bezug auf den unbeweglichen Punkt eingrenzt; und
eine Überlagerungsvorrichtung zum Überlagern des Anzeigerahmen- Bildes mit dem aufgenommenen Bild.
Da das Anzeigerahmen-Bild mit dem das herannahende Objekt mit
Bezug auf den unbeweglichen Punkt eingrenzenden Rahmen auf dem
herannahenden Objekt vorgesehen ist, kann das von einem
stetigen Anzeigerahmen eingegrenzte aufgenommene Bild angezeigt
werden.
Bevorzugterweise weist die Vorrichtung zum Ermitteln des
herannahenden Objektes eine Vorrichtung zum Extrahieren der
charakteristischen Punkte oder einer Objektanhäufung aus einer
Mehrzahl charakteristischer Punkte auf dem aufgenommenen Bild
zu vorbestimmten Zeitintervallen auf, wobei die
charakteristischen Punkte oder deren Objektanhäufung auf den
beiden aufgenommenen Bildern dazu verwendet werden, die
Position des sich herannahenden Objektes festzustellen; und die
Vorrichtung zum Festlegen des unbeweglichen Punktes legt den
unbeweglichen Punkt auf der Grundlage der Mehrzahl
charakteristischer Punkte fest, die auf dem herannahenden
Objekt erscheinen.
Da in dieser Konfiguration der unbewegliche Punkt auf die
Positionen der Mehrzahl charakteristischer Punkte gesetzt ist,
die an dem herannahenden Objekt erscheinen, kann der
unbewegliche Punkt unter Verwendung der charakteristischen
Punkte gesetzt werden, die extrahiert werden, um das
herannahende Objekt auf dem aufgenommenen Bild zu ermitteln.
Bevorzugterweise weist die Vorrichtung zum Ermitteln eines
herannahenden Objektes eine Vorrichtung zum Ermitteln einer
Mehrzahl von Bewegungen desselben charakteristischen Punktes
oder derselben Objektanhäufung charakteristischer Punkte auf
den zwei aufgenommenen Bildern auf, so dass die Position des
herannahenden Objektes auf dem aufgenommenen Bild auf der
Grundlage der ermittelten Bewegungen festgestellt wird.
Nach dieser Konfiguration kann das herannahende Objekt durch
eine einzige Bildaufnahmevorrichtung ermittelt werden.
Bevorzugterweise setzt die Vorrichtung zum Setzen des
unbeweglichen Punktes einen Mittelpunkt oder ein
Massenschwerpunkts aus einer Mehrzahl von charakteristischen
Punkten, die auf dem herannahenden Objekt erscheinen.
Da hier die durchschnittliche Position der Mehrzahl
charakteristischer Punkte als unbeweglicher Punkt gesetzt
werden kann, wird gemäß dieser Konfiguration, selbst wenn sich
die zu vorbestimmten Zeitintervallen extrahierten
charakteristischen Punkte verändern, diese Veränderung
aufgehoben, um einen im Wesentlichen unbeweglichen Punkt für
das herannahende Objekt vorzusehen.
Die Umgebungs-Überwachungsvorrichtung weist überdies
vorteilhafterweise auf: eine Vorrichtung zum Ermitteln weißer
Linien, um das aufgenommene Bild auf ein Paar weißer Linien zu
untersuchen, die an beiden Seiten der Fahrbahn vorliegen; und
eine Vorrichtung zum Festlegen von Bereichen linker und rechter
angrenzender Fahrbahnen auf der Grundlage der Position obiger
weißer Linien. Die Vorrichtung zum Setzen des unbeweglichen
Punktes umfasst eine Vorrichtung zum Setzen einer geschätzten
Ortskurve des unbeweglichen Punktes auf dem herannahenden
Objekt innerhalb der linken und rechten angrenzenden
Fahrbahnregion, die eine unbewegliche Vertikallinie auf dem
herannahenden Objekt auf der Grundlage der horizontalen
Positionen der charakteristischen Punkte festlegt, die in jeder
Region des linken und rechten benachbarten Fahrbahnbereichs
ermittelt wurden, und sie setzt den Kreuzungspunkt der
unbeweglichen Vertikallinie mit der geschätzten Ortskurve des
unbeweglichen Punktes.
Wenn das herannahende Objekt auf dem aufgenommenen Bild
vertikale Schwingungen ausführt, weil es auf einer unebenen
Straße fährt, kann der unbewegliche Punkt nach dieser
Konfiguration auf der Grundlage von lediglich den
Horizontalpositionen der charakteristischen Punkte in der
linken oder der rechten angrenzenden Fahrbahnregion gesetzt
werden. Somit vibriert der Anzeigerahmen nicht synchron mit der
Vertikalvibration des herannahenden Objektes.
Die Bilderzeugungsvorrichtung schafft vorzugsweise einen
Anzeigerahmen mit einer Größe, die der Position des
unbeweglichen Punktes auf dem aufgenommenen Bild entspricht.
Somit kann das Anzeige-Rahmen-Bild entsprechend der Größe des
herannahenden Objektes erzeugt werden.
Die Umgebungs-Überwachungsvorrichtung für ein Fahrzeug weist
überdies vorteilhafterweise auf:
eine Vorrichtung zum Ermitteln weißer Linien, um auf dem
aufgenommenen Bild ein Paar weiße Linien zu ermitteln, die auf
beiden Seiten der Fahrbahn angeordnet sind; und
eine Vorrichtung zum Setzten einer Region eines linken und
rechten angrenzenden Fahrbahnbereiches auf der Grundlage der
Position der weißen Linien. Die Bilderzeugungsvorrichtung
schafft ein vergrößertes Anzeige-Rahmen-Bild relativ zur
Horizontalposition des unbeweglichen Punktes auf dem
herannahenden Objekt, das sich in der linken oder rechten
angrenzenden Fahrbahnregion dem linken oder rechten Ende des
aufgenommenen Bildes annähert.
Gemäß dieser Konfiguration kann das herannahende Objekt in dem
Anzeige-Rahmen-Bild eingegrenzt sein, dessen Größe genau der
Größe des herannahenden Objektes entspricht.
Die Umgebungs-Überwachungsvorrichtung für ein Fahrzeug weist
vorteilhafterweise auf:
eine Vorrichtung zum Ermitteln weißer Linien, um auf dem aufgenommenen Bild weiße Linien zu ermitteln, die auf beiden Seiten der Fahrbahn vorliegen;
eine Vorrichtung zum Setzen einer Region von einem linken und einem rechten angrenzenden Fahrbahnbereich auf der Grundlage der Positionen der weißen Linien. Die Bilderzeugungsvorrichtung schafft ein vergrößertes Anzeige-Rahmen-Bild relativ zur Vertikalposition des unbeweglichen Punktes auf dem herannahenden Objekt, das in einem Bereich der Fahrbahn ermittelt wurde und sich dem unteren Ende des aufgenommenen Bildes annähert.
eine Vorrichtung zum Ermitteln weißer Linien, um auf dem aufgenommenen Bild weiße Linien zu ermitteln, die auf beiden Seiten der Fahrbahn vorliegen;
eine Vorrichtung zum Setzen einer Region von einem linken und einem rechten angrenzenden Fahrbahnbereich auf der Grundlage der Positionen der weißen Linien. Die Bilderzeugungsvorrichtung schafft ein vergrößertes Anzeige-Rahmen-Bild relativ zur Vertikalposition des unbeweglichen Punktes auf dem herannahenden Objekt, das in einem Bereich der Fahrbahn ermittelt wurde und sich dem unteren Ende des aufgenommenen Bildes annähert.
Gemäß dieser Konfiguration kann das herannahende Objekt von dem
Anzeige-Rahmen-Bild eingegrenzt sein, dessen Größe genau der
Größe des herannahenden Objektes entspricht.
Die Bilderzeugungsvorrichtung schafft bevorzugterweise ein
vorläufiges Anzeige-Rahmen-Bild mit Bezug auf den zuvor
gesetzten unbeweglichen Punkt, wenn das herannahende Objekt
noch nicht ermittelt worden ist, und die Vorrichtung zur
Überlagerung überlagert das vorläufige Anzeige-Rahmen-Bild mit
dem aufgenommenen Bild für eine vorbestimmte Zeit.
Selbst wenn die charakteristischen Punkte nicht extrahiert und
ein Ermitteln des herannahenden Objektes unterbrochen wird,
kann nach dieser Konfiguration der Anzeigerahmen des
herannahenden Objektes kontinuierlich angezeigt werden.
Die Erfindung wird nun nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte
Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:
Fig. 1 ein Grundschaltbild eines Umgebungs-
Überwachungssystems für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform des Umgebungs-Überwachungssystems;
Fig. 3 ein das Verarbeitungsverfahren einer CPU der in Fig.
2 gezeigten Umgebungs-Überwachungsvorrichtung darstellendes
Fließbild;
Fig. 4 ein von einer Kamera aufgenommenes Bild;
Fig. 5 ein durch ein Extrahierverfahren charakteristischer
Punkte von dem aufgenommenen Bild differenziertes Bild;
Fig. 6 eine die Arbeitsweise zur Ermittlung von weißen
Linien erklärende Darstellung;
Fig. 7 eine die Arbeitsweise zum Setzen von Regionen
erklärende Darstellung;
Fig. 8A und 8B die Arbeitsweise zur Ermittlung optischer
Flussvektoren;
Fig. 9 eine das Verfahren zur Ermittlung eines herannahenden
Objektes erläuternde Darstellung;
Fig. 10 auf der Bildanzeige angezeigtes Bild;
Fig. 11 eine die Arbeitsweise zum Setzen eines unbeweglichen
Punktes erläuternde Darstellung;
Fig. 12A bis 12D Ansichten zur Veranschaulichung von
Veränderungen in dem von der Kamera aufgenommenen Bild; und
Fig. 13 eine Ansicht zum Erläutern der Arbeitsweise einer
Anzeigevorrichtung für ein herannahendes Objekt nach dem Stand
der Technik.
Nachfolgend werden nun verschiedene Ausführungsformen der
Erfindung erläutert.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform eines Umgebungs-Überwachungssystems. Wie in
Fig. 2 gezeigt, dient eine Kamera als eine
Bildaufnahmevorrichtung, die an einer Position eines Fahrzeuges
angeordnet ist, an der die Aufnahme der Umgebung des Fahrzeuges
möglich ist. Die Kamera 1 fokussiert ein Bild über einen
Blickwinkel, der durch eine Linse 1a auf der Bildebene 1b
definiert ist.
Ein Speicherabschnitt 2 weist einen ersten Rahmen-Speicher 2a,
einen zweiten Rahmen-Speicher 2b, einen Differenzialrahmen-
Speicher 2c und einen "divergierenden optischen Fluss"-Speicher
2d auf. Der erste und der zweite Rahmen-Speicher 2a und 2b
speichern zeitlich gemäß D2 und D3 die Pixel in einer m-n-
Matrix (z. B. 512 × 512 Pixel mit einer Luminanz von 0-255
Einheiten), die aus den auf der Bildebene 1b der Kamera 1
aufgenommenen Bilddaten D1 konvertiert sind, und die dann an
einen Mikrocomputer 5 weitergegeben wird.
Der erste Rahmen-Speicher 2a und der zweite Rahmen-Speicher 2b
speichern nacheinander die m-n-Pixeldaten D2 und D3, die von
dem aufgenommenen Bild in vorbestimmten Zeitintervallen Δt
konvertiert wurden, so dass sie zu einem Zeitpunkt t in dem
ersten Rahmen-Speicher 2a gespeichert sind, in dem zweiten
Rahmen-Speicher 2b zum Zeitpunkt t+Δt, u. s. w.
Der Differenzialbild-Speicher 2c speichert die differenzierten
Bilddaten D4, die durch Differenzieren der Pixeldaten D2 und D3
erhalten werden. Der Speicher 2d des divergierenden optischen
Flusses speichert optische Flusvektor-Daten D5 in einer
divergierenden Richtung und führt diese an den Mikrocomputer 5.
Der Mikrocomputer 5 ist an einem Fahrtrichtungsmesschalter 4
angeschlossen. Der Fahrtrichtungsmesschalter, der mit einem
Fahrtrichtungsmechanismus des Fahrzeugs verbunden ist, liefert
ein Fahrtrichtungswechselsignal S1, um
Instruktionsinformationen S1 von dem Fahrtrichtungsmechanismus
an den Mikrocomputer 5 zu geben. Der Fahrtrichtungsmechanismus
arbeitet, wenn das Fahrzeug durch einen Fahrer nach rechts oder
nach links gelenkt wird.
Der Warnsignalabschnitt 4 hat einen Lautsprecher 4a und eine
Anzeigevorrichtung 4b. Die Anzeigevorrichtung 4b gibt das
aufgenommene Bild wieder oder zeigt das Bild des herannahenden
Fahrzeugs an, das durch einen Anzeigerahmen auf dem
aufgenommenen Bild eingegrenzt ist, wenn entschieden wurde,
dass eine Gefahr besteht, mit einem anderen Fahrzeug zu
kollidieren, das sich dem betreffenden Fahrzeug abrupt
angenähert hat, wobei der Fahrer durch ein Bild über die Gefahr
informiert wird. Der Lautsprecher 5a gibt ein Warnsignal
wieder, d. h. er erzeugt eine hörbare Anweisung oder warnt auf
der Grundlage eines Schallsignals S2, das von dem Mikrocomputer
5 erzeugt wird, wenn entschieden wurde, dass eine Gefahr
aufgrund einer Kollision oder eines Kontaktes mit einem anderen
Fahrzeug besteht.
Der Mikrocomputer 5 hat eine CPU 5a, die gemäß einem
Steuerprogramm arbeitet, ein ROM 5b zum Speichern des
Steuerprogramms für die CPU 5a und vorbestimmter Werte, und ein
RAM 5c zum temporären Speichern von Daten, die zum Ausführen
des Bearbeitungsprozesses der CPU 5a erforderlich sind.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise eines Umgebungs-
Überwachungssystems mit oben beschriebener Konfiguration
erläutert. Zunächst nimmt die CPU 5a das in Fig. 4 gezeigte
Bild in Form von Bilddaten D1 mit der Kamera 1 auf. Die CPU 5a
veranlasst, die Pixeldaten D2 entsprechend der aufgenommenen
Bilddaten D1 in dem ersten Rahmen-Speicher 2a zu speichern
(Schritt S1). Das aufgenommene Bild besteht aus einer Straße
10, weißen Linien, die auf der Straße 10 aufgezeichnet sind,
und Wänden, die sich auf beiden Seiten der Straße 10 nach oben
erstrecken, welche Bestandteile an einem Zentralpunkt in einer
Horizontalrichtung auf dem Bild verschwinden.
Da die Kamera 1 nach obiger Beschreibung an der rückwärtigen
Seite des Fahrzeugendes angeordnet ist, entspricht deren rechte
Seite der linken Fahrtrichtungsseite, wobei die linke Seite der
Kamera der rechten Fahrtrichtungsseite entspricht.
Die CPU 5a veranlasst, die Pixeldaten D3 des zu einem Zeitpunkt
t+Δt aufgenommenen Bildes in dem zweiten Rahmen-Speicher 2b zu
speichern (Schritt S2). Somit sind die Pixeldaten D2 und D3 der
in vorbestimmten Intervallen aufgenommenen Bildern nacheinander
in dem ersten und in dem zweiten Rahmen-Speicher 2a, 2b
gespeichert.
Die CPU 5a führt eine Verarbeitung der Daten zum Extrahieren
der charakteristischen Punkte (Schritt S3) aus, wie das später
beschrieben wird. Durch den Verarbeitungsprozess mittels der
CPU 5a werden Pixeldaten D2 mit einer Luminanz Im,n für die
Pixel der m-ten Reihe und n-ten Reihe horizontal in Fig. 4
gescannt oder abgetastet, so dass eine Differenz in der
Luminanz (Im,n+1 - Im,n) zwischen dem entsprechenden Pixel und dem
angrenzenden Pixel erhalten wird. Wenn deren Wert größer als
ein vorbestimmter Wert ist, wird eine Luminanz von Im,n = 1
angenommen. Wenn deren Wert kleiner als ein vorbestimmter Wert
ist, wird eine Luminanz von Im,n = 0 angenommen. Die Pixeldaten
D2 werden auf gleiche Weise vertikal gescannt. Auf diese Weise
wird ein differenziertes Bild erzeugt (siehe Fig. 5), das sich
lediglich aus den charakteristischen Punkten zusammensetzt, die
die Kontur des annähernden Fahrzeugs auf dem aufgenommenen Bild
nach Fig. 5 darstellen. In diesem Fall werden die Pixel mit
einer jeweiligen Luminanz von "1" als die charakteristischen
Punkte extrahiert. Die aus diesem differenzierten Bild
gewonnenen differenzierten Bilddaten D4 werden einem
Differntialbild-Speicher 2c zugeführt. Im Schritt S3 dient die
CPU 5a als Vorrichtung zum Extrahieren der charakteristischen
Punkte für die Vorrichtung zum Ermitteln des herannahenden
Objektes.
Nachfolgend führt die CPU 5a das Verfahren zum Ermitteln weißer
Linien (Schritt S4) aus, das nachfolgend beschrieben wird.
Zunächst wird eine Referenzlinie VSL gemäß Fig. 6 in das
differenzierte Bild gesetzt. Die Referenzlinie VSL ist so
gesetzt, dass sie auf dem differenzierten Bild durch den
Mittelpunkt einer Horizontallinie vertikal verläuft. Das heißt,
dass die Referenzlinie VSL in das Zentrum der Horizontallinie
derjenigen Fahrbahn gesetzt ist, auf der das Fahrzeug fährt und
die durch die weißen Linien 12, 13 geschnitten ist.
Nach dem Setzen der Referenzlinie VSL wird ein Suchvorgang der
charakteristischen Punkte eines Paars aus weißen Linien 12 und
13 ausgeführt, die an beiden Seiten der betreffenden Fahrbahn
vorliegen. Der Suchvorgang der charakteristischen Punkte der
weißen Linien 12 und 13 wird von einer Horizontallinie H(LO)
nach oben hin ausgeführt, die am unteren Rand des in Fig. 6
gezeigten Bildschirms angeordnet ist. Die charakteristischen
Punkte werden von dem untersten Ende P(SO) auf der
Referenzlinie VSL in Richtung beider Enden der Horizontallinie
gesucht. Somit wird der den Rand der weißen Linie 12 bildende
charakteristische Punkt P(LO) und der den Rand der weißen Linie
13 bildende charakteristische Punkt P(RO) erhalten, die jeweils
auf der linken Seite und der rechten Seite der Referenzlinie
VSL liegen.
Nachfolgend werden die charakteristischen Punkte von dem Punkt
PS1, der an dem zweiten Punkt vom untersten Ende aus angeordnet
ist, in Richtung beider Enden der Horizontallinie gesucht.
Somit werden die charakteristischen Punkte P(L1) der weißen
Linie 12 und P(R1) der weißen Linie 13 erhalten, die jeweils
auf der linken Seite und der rechten Seite der Referenzlinie
liegen.
Dieser Prozess wird in sukzessiver Weise zum Ermitteln der
charakteristischen Punkte auf dem differenzierten Bild
ausgeführt. Somit werden die charakteristischen Punkte P(L(m+2)).
P(R(m+2)), P(L(m+2)), P(R(m+2)) des dem betreffenden Fahrzeug
folgenden Fahrzeugs ermittelt, so dass nur die
charakteristischen Punkte auf derselben Linie weiter extrahiert
werden. Im Ergebnis werden nur die charakteristischen Punkte
des Paars weißer Linien verfolgt, die auf beiden Seiten
derjenigen Fahrbahn verlaufen, auf der das Fahrzeug fährt.
Näherungsweise ermittelte Linie werden durch die extrahierten
charakteristischen Punkte durch das Gesetz der kleinsten
Quadrate erzeugt und als die weißen Linien 12 und 13 ermittelt.
Folglich kann die CPU 5a als Vorrichtung zur Erkennung weißer
Linien arbeiten.
Die CPU 5a verlängert die angenommenen Linien, um den
Kreuzungspunkt als den FOE zu setzen (FOE-Verfahrensschritt:
Schritt S5). Bei dem FOE-Verfahrensschritt kann die CPU 5a als
Vorrichtung zum Setzen des FOEs arbeiten. In ähnlicher Weise
werden die Pixeldaten D3 des nach der Zeitspanne Δt
aufgenommenen Bildes einem Extrahierverfahren der
charakteristischen Punkte, einem Extrahierverfahren für weiße
Linien und einen FOE-Setzverfahren unterzogen.
Nachfolgend führt die CPU 5a einen Verarbeitungsschritt
(Schritt S6) zum Setzen von Regionen aus, der nachfolgend
erläutert wird. Zunächst dienen die in Schritt S5 gesetzten
weißen Linien 12 und 13 und der gesetzte FOE als Grundlage. Wie
in Fig. 7 gezeigt, wird eine rechte obere Endlinie HUR, die
eine sich in eine Horizontalrichtung von dem FOE nach rechts
erstreckende Grenzlinie ist, und eine linke obere Endlinie HUL
gesetzt, die eine sich in der Horizontalrichtung von dem FOE
nach linkes erstreckende Grenzlinie ist. Unter Verwendung
dieser rechten oberen Endlinie HUR, der linken oberen Endlinie
HUL, und der weißen Linien 12 (OL) und 13 (OR) wird eine
angrenzende rechte Fahrbahnregion SV(R) der betreffenden
Fahrbahn SV(S) und eine angrenzende linke Fahrbahnregion SV(L)
bestimmt. In Schritt S6 kann die CPU 5a als Vorrichtung zum
Bestimmen der Regionen arbeiten.
Nachfolgend führt die CPU 5a ein Ermittlungsprozess eines
optischen Flussvektors zum Aufnehmen der
Fahrtrichtungsänderungs-Information S1 aus, die von der
Fahrtrichtungsmesseinheit 3 erzeugt wird, um den optischen
Fluss für die Region entsprechend der Fahrtrichtungsänderungs-
Information S1 zu ermitteln. Insbesondere dann, wenn die
Fahrtrichtungsänderungs-Information S1 den Wunsch eines
Fahrbahnwechsels auf die rechte angrenzende Fahrbahn anzeigt,
wird der optische Fluss für die rechte angrenzende
Fahrbahnregion SV(R) ermittelt. Wenn die obige Information den
Wunsch eines Fahrbahnwechsels zur linken angrenzende Fahrbahn
darstellt, wird der optische Fluss für die linke angrenzende
Fahrbahnregion SV(L) ermittelt. Ergibt obige Information, dass
die Fahrbahn nicht gewechselt wird, wird der optische Fluss für
die betreffende Fahrbahnregion SV(S) ermittelt.
Mit Bezug auf Fig. 8 wird nun das Verfahren zum Ermitteln des
optischen Flusses erläutert.
Zunächst werden die Pixeldaten D2 von dem ersten Rahmen-
Speicher 2a erhalten und auf dem zu einem Zeitpunkt t
aufgenommenen Bild wird ein kleines Fenster um einen bestimmten
charakteristischen Punkte P in einer Radialrichtung des nach
obiger Beschreibung gesetzten FOE gesetzt (das heißt in der
Richtung der Verbindung des FOE1 zu dem charakteristischem
Punkt P). Nachfolgend werden die Pixeldaten D3 von dem zweiten
Rahmen-Speicher 2b aufgenommen und auf dem zu dem Zeitpunkt
t+Δt aufgenommenen Bild wird während einem Verschieben des
Fensters Punkt um Punkt in der Radialrichtung von dem FOE aus
der Absolutwert der Luminanzdifferenz zwischen jedem der Pixel
berechnet, die das Fenster zum Zeitpunkt t bilden und jedem
entsprechenden Pixel, die zusammen das Fenster zum Zeitpunkt
t+Δt bilden.
Das heißt, dass der Absolutwert der Luminanzdifferenz zwischen
dem charakteristischen Punkt P im Zeitpunkt t (Fig. 8A) und
dem charakteristischen Punkt Q zum Zeitpunkt t+Δt berechnet
wird. Der Grad der Bewegung des Fensters während einer
derartigen Berechnung der Luminanzdifferenzen wird als der
optische Flussvektor des charakteristischen Punktes t genommen.
Obiger Vorgang wird für alle charakteristischen Punkte gemäß
der Fahrtrichtungsänderungs-Information S1 wiederholt, wodurch
die optischen Flussvektoren innerhalb der Region erstellt
werden. Zur Ermittlung der weißen Linie kann in Schritt S7 die
CPU 5a als Vorrichtung zur Feststellung des Bewegungsgrades
fungieren.
Mit Bezug auf die Fig. 8A und 8 ist wird betont, dass obwohl
der Bewegungsgrad des einzelnen charakteristischen Punktes als
der optische Fluss bestimmt wurde, der Bewegungsgrad einer
Gruppe aus einer Mehrzahl charakteristischer Punkte als der
optische Flussvektor genommen werden kann.
Nachfolgend bestimmt die CPU 5a, ob sich auf der Grundlage der
in Schritt S7 erhaltenen optischen Flussvektoren ein Objekt,
wie beispielsweise ein anderes Fahrzeug, annähert (S8). Wenn
der optische Fluss in Richtung des FOE konvergiert, bedeutet
dass, dass ein anderes Fahrzeug auf der benachbarten Fahrbahn
oder dem Fahrzeug auf derselben Fahrbahn folgend mit einer
geringeren Geschwindigkeit fährt, und sich daher dem Fahrzeug
nicht annähert. Divergiert demgegenüber der optische Fluss von
dem FOE, bedeutet das, dass sich das Objekt dem betreffenden
Fahrzeug annähert.
Die optischen Flussvektoren, die durch die umliegende
Landschaft in dem aufgenommenen Bild erzeugt wurden oder
Markierungen auf der Fahrbahn darstellen, konvergieren alle zum
FOE. So können diese Objekte verglichen mit dem anderen
Fahrzeug ausgesondert werden, das sich auf einer angrenzenden
Fahrbahn oder dem betreffenden Fahrzeug folgend annähert. Die
Länge des optischen Flusses, der von dem anderen herannahenden
Fahrzeug aufgenommen wird, ist proportional zu seiner
Geschwindigkeit dem betreffenden Fahrzeug gegenüber. Wenn die
Länge des optischen Flusses, der von dem FOE divergiert, eine
vorbestimmte Länge überschreitet, wird bestimmt, dass das
andere Fahrzeug sich abrupt dem betreffenden Fahrzeug annähert
("ja" in Schritt S8). Um den Fahrer von diesem Tatbestand zu
informieren, wird ein Warnsignal "Annäherung eines Fahrzeuges!"
durch beispielsweise einen Lautsprecher 5a ausgegeben (Schritt
S9).
Nachfolgend wird das Verfahren zum Ermitteln eines
herannahenden Objektes auf der Grundlage der in Schritt S7
ermittelten optischen Flussvektoren ausgeführt (Schritt S10).
In diesem Verfahrensschritt wird die Position des herannahenden
Objektes auf dem aufgenommenen Bild ermittelt. Mit Bezug auf
Fig. 9 wird nachfolgend der Verfahrensschritt zur Ermittlung
des herannahenden Objektes erläutert. Die Erläuterung bezieht
sich dabei auf den Fall, bei dem die Fahrtrichtungsänderungs-
Information S1 den Wunsch eines Fahrbahnwechsels auf die rechte
angrenzende Fahrbahn anzeigt, das heißt wo die optischen
Flussvektoren nur für die rechte angrenzende Fahrbahnregion
ermittelt werden.
Wie in Fig. 9 gezeigt, werden charakteristische Punkte
ermittelt, die den optischen Fluss bilden, der eine
vorbestimmte Länge überschreitet. Wie das gezeigt ist, kann
eine große Anzahl charakteristischer Punkte für ein einzelnes
sich annäherndes Fahrzeug als Objektanhäufung mit einer
bestimmten Größe ermittelt werden. Auf dieser Grundlage können
Objektanhäufungen von charakteristischen Punkten ermittelt
werden. Liegt nur eine einzelne Objektanhäufung von
charakteristischen Punkten vor, bedeutet das, dass ein weiteres
einzelnes annäherndes Fahrzeug vorliegt. Liegen zwei
Objektanhäufungen charakteristischer Punkte vor, bedeutet das,
dass zwei annähernde Fahrzeuge vorliegen. Es kann bestimmt
werden, dass das annähernde Fahrzeug innerhalb eines Bereiches
aufgenommen worden ist, in dem die Objektanhäufung(en)
vorlieg(t)(en).
Im Folgenden wird nun das Verfahren zum Ermitteln der
Objektanhäufung charakteristischer Punkte erläutert. Zunächst
extrahiert die CPU 5a die Reihen und Spalten, in denen die
charakteristischen Punkte in dem aufgenommenen Bild vorliegen.
Auf der Grundlage des Abstands zwischen den extrahierten Reihen
wird eine Reihenanhäufung (s) ermittelt. In gleicher Weise wird
eine Spaltenanhäufung (s) ermittelt. In Fig. 9 wurden
Reihenanhäufungen C1 und C2 und Spaltenanhäufungen C3 und C4
ermittelt. Die Bereiche R1, R2, R3 und R4 werden durch
Überschneidung der jeweiligen Spaltenanhäufungen miteinander
ermittelt. Überdies ist bestimmt, dass ein herannahendes Objekt
in jedem dieser Bereiche R1 und R3 aufgenommen worden ist, in
welchen Bereichen die charakteristischen Punkte gegenwärtig
vorliegen. In dem Schritt der Ermittlung des herannahenden
Objektes fungiert die CPU 5a als eine Vorrichtung zum Ermitteln
eines herannahenden Objektes.
Nachfolgend führt die CPU 5a einen Verarbeitungsschritt zum
Setzen eines unbeweglichen Punktes auf dem herannahenden Objekt
aus, das auf der Grundlage der Positionen der
charakteristischen Punkte innerhalb der Regionen R1 und R3
(Schritt S11) basiert. Beispielsweise wird der Mittelpunkt oder
der Schwerpunkt als unbeweglicher Punkt auf dem herannahenden
Objekt gesetzt. Der Mittelpunkt oder der Schwerpunkt stellt
einen durchschnittlichen Punkt der Positionen der
charakteristischen Punkte dar. So wird selbst dann, wenn eine
Veränderung der charakteristischen Punkte vorliegt, die gemäß
einer zeitlichen Verschiebung extrahiert wurden, die
Veränderung aufgehoben, so dass derjenige Punkt erhalten werden
kann, der einen nahezu unbeweglichen Punkt des herannahenden
Objektes ist. Im Schritt S11 zum Setzen des unbeweglichen
Punktes arbeitet die CPU 5a als eine Vorrichtung zum Setzen
eines unbeweglichen Punktes.
Nachfolgend führt die CPU 5a den Bilderzeugungs-
Verfahrensschritt zum Erzeugen eines Anzeige-Rahmen-Bildes um
den nach obigem Verfahren erhaltenen unbeweglichen Punkt aus,
welcher Rahmen das herannahende Objekt in dem aufgenommenen
Bild eingrenzt (Schritt S12). Der Bilderzeugungs-
Verfahrensschritt für die linke und rechte angrenzende
Fahrbahnregion wird nun nachfolgend erläutert (Schritt S12).
Auf dem aufgenommenen Bild ist nach Fig. 4 zu sehen, dass das
auf der linken oder rechten angrenzenden Fahrbahn fahrende
Fahrzeug sich dem linken oder rechten Ende des Bildes beim
Annähern an das betreffende Fahrzeug nähert. Mit dem Herannahen
des Objektes wird es mit zunehmender Größe aufgenommen.
Unter Beachtung des obigen Tatbestandes wird mit einer
Annäherung des unbeweglichen Punktes in der Horizontalrichtung
auf dem herannahenden Objekt zum linken oder rechten Ende der
Anzeigerahmen vergrößert und das Anzeige-Rahmen-Bild um den
unbeweglichen Punkt erzeugt. Somit kann der Anzeigerahmen mit
der Größe des herannahenden Objektes auf dem aufgenommenen Bild
synchron vergrößert werden. Deshalb kann auch in der linken
oder rechten angrenzenden Fahrbahnregion die Sicht des
herannahenden Objektes weiter verbessert sein.
Nachfolgend wird nun der Bilderzeugungsverfahrensschritt für
die betreffende Fahrbahn erläutert. Auf dem aufgenommenen Bild
folgt dem betreffenden Fahrzeug ein weiteres Fahrzeug auf
derselben Fahrbahn und nähert sich dem unteren Ende des
aufgenommenen Bildes an, wenn es sich dem betreffenden Fahrzeug
(nicht gezeigt) annähert. Das herannahende Objekt wird dabei
mit zunehmender Größe aufgenommen, wenn es sich dem
betreffenden Fahrzeug annähert.
Diesbezüglich vergrößert sich mit dem Herannahen des
unbeweglichen Punktes auf dem herannahenden Objekt in
Vertikalrichtung an das untere Ende des aufgenommenen Bildes
der Anzeigerahmen und das Anzeige-Rahmen-Bild um den
unbeweglichen Punkt wird erzeugt. Somit kann der Anzeigerahmen
mit der Größe des herannahenden Objektes auf dem aufgenommenen
Bild synchron vergrößert werden.
Überdies führt die CPU 5a einen Verfahrensschritt zur
Überlagerung des mithilfe des Bilderzeugungsprozesses
geschaffenen Anzeige-Rahmen-Bildes mit dem aufgenommenen Bild
aus (Schritt S13). In diesem Schritt arbeitet die CPU 5a als
Überlagerungsvorrichtung, die auf der Anzeige 4b das Bild
anzeigen kann, in dem das herannahende Fahrzeug auf dem
aufgenommenen Bild durch einen Anzeigerahmen F11 um einen
unbeweglichen Punkt D1 eingegrenzt ist.
Nach dem Verfahrensschritt der Überlagerung kehrt das Verfahren
zu Schritt S2 zurück.
Wenn die Anwesenheit des herannahenden Objektes nicht in
Schritt S8 ermittelt wurde ("NEIN" in Schritt S8), wird
bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit von dem Zeitpunkt an
durchlaufen worden ist, in dem das herannahende Objekt zuvor
erkannt worden ist ("NEIN" in Schritt S8). Wurde die
vorbestimmte Zeit von dem Zeitpunkt aus, in dem das
herannahende Objekt zuvor erkannt wurde, nicht durchlaufen
("NEIN" in Schritt S14), wird das im vorigen Schritt S12
erzeugte Anzeige-Rahmen-Bild als ein vorläufiges Anzeige-
Rahmen-Bild gesetzt. Das Verfahren fährt dann mit Schritt S13
fort.
Im Verarbeitungsschritt von Schritt S15 wird das vorläufige
Anzeige-Rahmen-Bild auf das aufgenommene Bild projiziert, bis
die vorbestimmte Zeitdauer von dem Zeitpunkt an durchlaufen
ist, in dem kein herannahendes Fahrzeug erkannt wurde. Deshalb
wird selbst dann, wenn kein charakteristischer Punkt extrahiert
wurde und die Ermittlung eines herannahenden Fahrzeugs
unterbrochen wird, der Anzeigerahmen des herannahenden
Fahrzeugs kontinuierlich angezeigt. Überdies kann in Schritt
S15 der unbewegliche Punkt des gegenwärtigen herannahenden
Objektes aufgrund des unbeweglichen Punktes geschätzt werden,
der auf der Grundlage des vorigen Verfahrens zum Setzen eines
unbeweglichen Punktes erhalten wird, um ein vorläufiges
Anzeige-Rahmen-Bild hinsichtlich des geschätzten Rahmens zu
schaffen.
Nach obiger Beschreibung kann das Bild mit dem durch einen
stetigen Anzeigerahmen eingegrenzten herannahenden Objektes
angezeigt werden, selbst wenn eine Mehrzahl charakteristischer
Punkte, die auf dem herannahenden Objekt erscheinen, gemäß
vorbestimmten Zeitabläufen variieren, da das Anzeige-Rahmen-
Bild um den unbeweglichen Punkt auf dem herannahenden Objekt
erzeugt wird.
Wenn das herannahende Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt,
kann es vertikale Schwingungen ausführen. Deshalb vibriert das
Anzeige-Rahmen-Bild vertikal in synchroner Weise mit der
vertikalen Vibration des herannahenden Objektes, wenn, wie bei
der ersten Ausführungsform, der Mittelpunkt oder der
Schwerpunkt der charakteristischen Punkte als unbeweglicher
Punkt gesetzt wird und das Anzeige-Rahmen-Bild um den
unbeweglichen Punkt erzeugt wird. Wenn das Anzeige-Rahmen-Bild
vertikal vibriert, ist der Anzeigerahmen schwer zu sehen, so
dass es schwierig wird, das herannahende Fahrzeug zu erkennen.
Um dieses Problem zu lösen, kann der Verfahrensschritt zum
Setzen des unbeweglichen Punktes für die linke und rechte
angrenzende Fahrbahnregion SV(L) und SV(R) folgendermaßen
ausgeführt werden.
Wie in Fig. 11 gezeigt, wird zunächst eine unbewegliche
Vertikallinie VUD auf dem herannahenden Fahrzeug unter
Verwendung der Mehrzahl charakteristischer Punkte in der
Horizontallinie gesetzt. Die unbewegliche Vertikallinie VUD
kann beispielsweise eine durch den Mittelpunkt oder den
Schwerpunkt der Mehrzahl charakteristischer Punkte verlaufende
Vertikallinie sein.
Der Mittelpunkt oder Schwerpunkt ist ein gemittelter Punkt der
charakteristischen Punkte in der Horizontalrichtung. Deshalb
wird selbst dann, wenn sich die extrahierten charakteristischen
Punkte verändern, diese Veränderung aufgehoben, so dass ein
Punkt auf der unbeweglichen Vertikallinie VUD erhalten werden
kann, die im Wesentlichen für das herannahende Objekt
unbeweglich ist.
Nachfolgend wird eine geschätzte Ortskurve LE des unbeweglichen
Punktes auf dem herannahenden Objekt, der in der linken oder
rechten angrenzenden Fahrbahnregion SV(L) oder SV(R) ermittelt
wurde, auf der Grundlage von beispielsweise der Position der
weißen Linie oder der Position des FOE gesetzt. Der
Kreuzungspunkt der unbeweglichen Vertikallinie VUD und der
geschätzten Ortskurve LE wird als unbeweglicher Punkt D2
gesetzt. Ein Anzeige-Rahmen-Bild F2 wird um den unbeweglichen
Punkt D2 erzeugt. Auf diese Weise vibriert der Anzeigerahmen
nicht in der Vertikalrichtung mit der Vertikalvibration des
herannahenden Fahrzeugs, da der unbewegliche Punkt auf der
Grundlage von lediglich horizontalen Positionen der
charakteristischen Punkte gesetzt ist, wodurch ein stetiges
Anzeige-Rahmen-Bild auf dem aufgenommenen Bild erzeugt wird.
Obwohl gemäß der ersten Ausführungsform der Mittelpunkt oder
der Schwerpunkt der Mehrzahl charakteristischer Punkte des
herannahenden Fahrzeugs als unbeweglicher Punkt gesetzt wurde,
kann beispielsweise im Falle eines kleinen vorbestimmten
Zeitintervalls Δt die durchschnittliche Position der
Mittelpunkte oder Schwerpunkte als unbeweglicher Punkt
verwendet werden, welche Mittelpunkte oder Schwerpunkte mehrere
Male in vorbestimmten Intervallen Δt berechnet werden.
In der ersten und zweiten Ausführungsform wurde das
herannahende Fahrzeug durch Erfassen des Bewegungsgrades
desselben charakteristischen Punktes in den zwei zu zwei
verschiedenen Zeiten innerhalb eines vorbestimmten
Zeitintervalls aufgenommenen Bildern ermittelt. Die Erfindung
kann jedoch auch in dem Fall angewendet werden, wenn sie noch
ein weiteres Fahrzeug dem herannahenden Fahrzeug annähert,
wobei zwei Kameras verwendet werden. Es ist jedoch zu beachten,
dass dann die Kosten höher sind, wenn zwei Kameras verwendet
werden.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Umgebungsüberwachung eines Fahrzeugs,
aufweisend: eine an dem Fahrzeug befestigte
Bildaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen einer Umgebung des
betreffenden Fahrzeuges;
eine Anzeigevorrichtung (4b) zum Anzeigen des aufgenommenen Bildes;
eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Position eines sich an das betreffende Fahrzeug annähernden Objektes auf der Grundlage zweier aufgenommener Bilder, die in einem vorbestimmten zeitlichen Abstand aufgenommen wurden;
eine Vorrichtung zum Setzen eines unbeweglichen Punktes auf dem ermittelten herannahenden Objekt;
eine Bilderzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Anzeige- Rahmen-Bildes, bei dem das herannahende Objekt mit Bezug auf den unbeweglichen Punkt eingegrenzt ist; und
eine Vorrichtung zum Überlagern des Anzeige-Rahmen-Bildes mit dem aufgenommenen Bild.
eine Anzeigevorrichtung (4b) zum Anzeigen des aufgenommenen Bildes;
eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Position eines sich an das betreffende Fahrzeug annähernden Objektes auf der Grundlage zweier aufgenommener Bilder, die in einem vorbestimmten zeitlichen Abstand aufgenommen wurden;
eine Vorrichtung zum Setzen eines unbeweglichen Punktes auf dem ermittelten herannahenden Objekt;
eine Bilderzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Anzeige- Rahmen-Bildes, bei dem das herannahende Objekt mit Bezug auf den unbeweglichen Punkt eingegrenzt ist; und
eine Vorrichtung zum Überlagern des Anzeige-Rahmen-Bildes mit dem aufgenommenen Bild.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur
Ermittlung des herannahenden Objektes eine Vorrichtung zum
Extrahieren eines charakteristischen Punktes
(P(SO), P(LO), P(LO), P(L1), P(R1)) oder einer Anhäufung einer Mehrzahl
charakteristischer Punkte auf dem aufgenommenen Bild zu
vorbestimmten Zeitintervallen aufweist, wobei die
charakteristischen Punkte oder deren Anhäufung auf den zwei
aufgenommenen Bildern dazu verwendet werden, die Position des
herannahenden Objektes zu ermitteln, und wobei die Vorrichtung
zum Setzen des unbeweglichen Punktes den unbeweglichen Punkt
auf der Grundlage der Mehrzahl charakteristischer Punkte
(P(SO), P(LO), P(LO), P(L1), P(R1)) setzt, die auf dem herannahenden
Objekt erscheinen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zum
Ermitteln des herannahenden Objektes eine Vorrichtung zum
Ermitteln eines Bewegungsgrades desselben charakteristischen
Punktes (P(SO), P(LO), P(LO), P(L1), P(R1)) oder derselben Anhäufung
charakteristischer Punkte auf den zwei aufgenommenen Bildern
aufweist, so dass die Position des herannahenden Objektes auf
dem aufgenommenen Bild auf der Grundlage des ermittelten
Bewegungsgrades ermittelt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Vorrichtung
zum Setzen des unbeweglichen Punktes einen Mittelpunkt oder
Schwerpunkt der Mehrzahl charakteristischer Punkte
(P(SO), P(LO), P(LO), P(L1), P(R1)) die auf dem herannahenden Objekt
erscheinen, als den unbeweglichen Punkt setzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, die überdies eine
Vorrichtung zum Ermitteln einer weißen Linie (12, 13), welche
Vorrichtung das aufgenommene Bild verarbeitet, um ein Paar
weißer Linien (12, 13) zu ermitteln, die auf beiden Seiten der
betreffenden Fahrbahn vorliegen und eine Vorrichtung zum Setzen
einer Region (SV(R), SV(L)) in der linken und rechten
angrenzenden Fahrbahn auf der Grundlage der Position der weißen
Linien (12, 13) aufweist,
wobei die Vorrichtung zum Setzen des unbeweglichen Punktes eine
Vorrichtung zum Erzeugen einer geschätzten Ortskurve des
unbeweglichen Punktes auf dem herannahenden Objekt innerhalb
der linken und rechten angrenzenden Fahrbahnregion aufweist,
welche Vorrichtung eine unbewegliche Vertikallinie (V(UD)) auf
dem herannahenden Objekt auf der Grundlage der horizontalen
Positionen der charakteristischen Punkte
(P(SO), P(LO), P(LO), P(L1), P(R1)) setzt, die in der linken und
rechten angrenzenden Fahrbahnregion ermittelt wurden, und die
den Kreuzungspunkt der unbeweglichen Vertikallinie (V(UD)) mit
der geschätzten Ortskurve des unbeweglichen Punktes setzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Bilderzeugungsvorrichtung einen Anzeigerahmen erzeugt, der eine
Größe entsprechend der Position des unbeweglichen Punktes auf
dem aufgenommenen Bild hat.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die überdies aufweist: eine
Vorrichtung zum Ermitteln einer weißen Linie (12, 13), welche
Vorrichtung das aufgenommene Bild verarbeitet, um ein Paar
weißer Linien (12, 13) zu ermitteln, die auf beiden Seiten der
betreffenden Fahrbahn vorliegen; und eine Vorrichtung zum
Setzen einer Region (SV(R), SV(L)) in der linken und rechten
angrenzenden Fahrbahn auf der Grundlage der Position der weißen
Linien (12, 13), wobei die Bilderzeugungsvorrichtung ein
vergrößertes Anzeige-Rahmen-Bild schafft, entsprechend so, wie
sich die Horizontalposition des unbeweglichen Punktes auf dem
herannahenden Objekt, das in der linken oder rechten
angrenzenden Fahrbahnregion ermittelt wurde, dem linken oder
rechten Ende des aufgenommenen Bildes annähert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, die überdies aufweist: eine
Vorrichtung zum Ermitteln einer weißen Linie (12, 13), welche
Vorrichtung das aufgenommene Bild verarbeitet, um ein Paar
weißer Linien (12, 13) zu ermitteln, die auf beiden Seiten der
betreffenden Fahrbahn vorliegen; und eine Vorrichtung zum
Setzen einer linken und rechten angrenzenden Fahrbahn auf der
Grundlage der Position der weißen Linien (12, 13), wobei die
Bilderzeugungsvorrichtung ein vergrößertes Anzeige-Rahmen-Bild
schafft, entsprechend so, wie sich die Vertikalposition des
unbeweglichen Punktes auf dem herannahenden Objekt, das in
einer Region (SV(R), SV(L)) der entsprechenden Fahrbahn
ermittelt wurde, dem unteren Ende des aufgenommenen Bildes
annähert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Bilderzeugungsvorrichtung ein vorläufiges Anzeige-Rahmen-Bild
mit Bezug auf den zuvor gesetzten unbeweglichen Punkt erzeugt,
wenn das herannahende Objekt nicht ermittelt worden ist, und
wobei die Überlagerungsvorrichtung das vorläufige Anzeige-
Rahmen-Bild für eine vorbestimmte Zeit mit dem aufgenommenen
Bild überlagert.
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