-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sichtweitenmessvorrichtung für ein Fahrzeug
und ein Fahrassistenzsystem.
-
Es
ist bekannt, die Sichtweite über
von einem Bildaufnahmemittel (wie beispielsweise einer Kamera) erhaltene
Bildinformation zu messen (wie beispielsweise in der JP 63-188741
A, der JP 2001-84377 A2 und der JP 11-326200 A2, welche der
US 6,128,088 entspricht,
offenbart). Gemäß der JP
63-188741 A wird eine zweifarbige (schwarz-weiße) Anzeige (Index) an einem
Seitenstreifen oder dergleichen installiert und ein Hell-Dunkel-Kontrast aus
einer vorbestimmten Entfernung erfasst. Die Sichtweite wird auf
der Grundlage dieses erfassten Hell-Dunkel-Kontrasts und eines Hell-Dunkel-Kontrasts
bei einer Betrachtung aus einer sehr kurzen Entfernung gemessen.
-
Bei
der JP 2001-84377 A2 wird ein Bild eines vorbestimmten Bereichs,
in dem eine Beurteilungsmarkierung installiert ist, aufgenommen.
Ein Sichtbeurteilungswert wird auf der Grundlage von Bildmerkmalen
(wie beispielsweise einer Leuchtdichte, einer Kantenintensität, einer
Frequenzkomponente und einer Farbkomponente) dieses Beurteilungsmarkierungsbereichs
berechnet.
-
In
der JP 11-326200 A2 werden die Leuchtdichten von Fahrspurtrennmarkierungslinien
an einer Mehrzahl von Punkten mit verschiedenen Abständen zum
Fahrzeug mit Hilfe von Bildsignalen einer an dem Fahrzeug befestigten
Kamera erfasst. Die Sichtweite wird über einen Vergleich unter den
erfassten Leuchtdichten berechnet. Die Sichtweite wird beispielsweise
auf der Grundlage der Leuchtdichten der Bildsignale DgL1 und
DgL2 berechnet, welche den Fahrspurtrennmarkierungslinien
in den Abständen
L1 bzw. L2 von der
Kamera entsprechen.
-
Da
die Sichtweite in der JP 63-188741 A mit Hilfe des Hell-Dunkel-Kontrasts
der Anzeige gemessen wird, die in dem vorbestimmten Abstand von
einer Kamera ent fernt installiert ist, die Bildinformation an einen
Bildprozessor sendet, um den Hell-Dunkel-Kontrast zu berechnen, kann die
Sichtweite jedoch nicht gemessen werden, sofern die Anzeige nicht
im Voraus in dem vorbestimmten Abstand installiert wird. Ferner
wird die Bildinformation über
einen in einem bekannten Abstand von der Kamera stehenden Baum als
die Anzeige betrachtet. Die Sichtweite kann dennoch nicht gemessen
werden, sofern die Position des Baumes bezüglich der Kamera nicht bekannt
ist.
-
Da
in der JP 2001-84377 A2 die Beurteilungsmarkierung verwendet wird,
kann der Sichtbeurteilungswert dort ebenso nicht berechnet werden, sofern
die Beurteilungsmarkierung nicht im Voraus installiert wird. Ferner
werden in der JP 11-326200 A2 die Leuchtdichten der Fahrspurtrennmarkierungslinien
erfasst, so dass die Sichtweite nicht auf einer Straße berechnet
werden kann, auf der keine Fahrspurtrennmarkierungslinie aufgebracht
ist.
-
Folglich
weisen die vorstehend beschriebenen Technologien vom Stand der Technik
den Nachteil auf, dass die Sichtweite nur auf einer bestimmten Straße gemessen
werden kann, auf welcher die Anzeige, die Beurteilungsmarkierung,
die Fahrspurtrennmarkierungslinie oder dergleichen im Voraus installiert
bzw. aufgebracht wird.
-
Es
ist angesichts der vorstehend beschriebenen Nachteile im Stand der
Technik Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Sichtweitenmessvorrichtung
für ein
Fahrzeug bereitzustellen, die eine Sichtweite effektiver berechnet.
Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein eine solche Sichtweitenmessvorrichtung
aufweisendes Fahrassistenzsystem bereitzustellen.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Sichtweitenmessvorrichtung
für ein
Fahrzeug nach dem Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung gelöst. Die
Sichtweitenmessvorrichtung weist ein Bildaufnahmemittel, ein Bildberechnungsmittel und
ein Sichtweitenberechnungsmittel auf. Das Bildaufnahmemittel nimmt
während
einer Fahrt des Fahrzeugs entlang einer Straße ein erstes und ein zweites Bild
der Straße,
von denen jedes ein Zielstraßenrandobjekt
enthält,
an einem ersten bzw. an einem zweiten Bildaufnahmepunkt entlang
der Straße
von dem Fahrzeug aus auf. Das Bildberechnungsmittel berechnet ein
Bildmerkmal des aufgenommenen Zielstraßenrandobjekts in dem ersten
Bild und ein Bildmerkmal des aufgenommenen Zielstraßenrandobjekts
in dem zweiten Bild. Das Sichtweitenberechnungsmittel berechnet
eine Sichtweite von dem Fahrzeug aus auf der Grundlage des Bildmerkmals
des aufgenommenen Zielstraßenrandobjekts
in dem ersten Bild, des Bildmerkmals des aufgenommenen Zielstraßenrandobjekts
in dem zweiten Bild und eines Abstands zwischen dem ersten Bildaufnahmepunkt
und dem zweiten Bildaufnahmepunkt auf der Straße.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner durch ein die Sichtweitenmessvorrichtung
und ein Fahrassistenzmittel aufweisendes Fahrassistenzsystem nach
dem Anspruch 9 gelöst.
Das Fahrassistenzsystem dient dazu, einem Fahrer des Fahrzeugs bei
seiner Fahrtätigkeit
unter Verwendung der von der Sichtweitenmessvorrichtung gemessenen
Sichtweite zu assistieren.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner durch ein die Sichtweitenmessvorrichtung
und ein Frontinformationsbereitstellungsmittel aufweisendes Fahrassistenzsystem
nach dem Anspruch 10 gelöst.
Das Frontinformationsbereit-stellungsmittel dient dazu, einem Fahrer
des Fahrzeugs Information über
einen Zustand vor dem Fahrzeug unter Verwendung der von der Sichtweitenmessvorrichtung
gemessenen Sichtweite bereitzustellen.
-
Die
obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde,
näher ersichtlich
sein. In der Zeichnung zeigt:
-
1 eine
schematische Ansicht des Gesamtaufbaus einer Sichtweitenmessvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine
schematische Ansicht eines Zustands, bei dem Frontbilder, die in
einen Bilderfassungsbereich fallen, der derart festgelegt ist, dass
er während
einer Fahrt des Fahrzeugs ein Straßenrandobjekt enthält, wiederholt
aufgenommen werden;
-
3 ein
Blockdiagramm mit einem Aufbau eines Bildprozessors der Sichtweitenmessvorrichtung;
-
4A eine
veranschaulichende Darstellung eines Fernbildes, das aufgenommen
wird, wenn sich ein Straßenrandobjekt
in großem
Abstand zu dem Fahrzeug befindet;
-
4B eine
veranschaulichende Darstellung eines Nahbildes, das aufgenommen
wird, wenn sich ein in dem Fernbild gezeigtes Straßenrandobjekt neben
dem Fahrzeug befindet;
-
5 ein
schematisches Diagramm mit einem Verhältnis zwischen einem Vorausabstand
bzw. Entfernung zu einem Straßenrandobjekt
und einer Kantenintensität
eines Frontbildes, welches das Straßenrandobjekt bei einer Aufnahme
des Frontbilds von dem Fahrzeug aus erfasst;
-
6 ein
schematisches Diagramm einer Sichtweitenumrechnungsstabelle zur
Berechnung einer Sichtweite über
ein Verhältnis
zwischen einer Kantenintensitätsdifferenz
und eine Fahrstrecke des Fahrzeugs;
-
7 ein
Ablaufdiagramm eines Arbeitsablaufs eines Bildprozessors in der
Sichtweitenmessvorrichtung;
-
8 ein
schematisches Diagramm mit einem Verhältnis zwischen einer Kantenintensitätsdifferenz
und einer Fahrstrecke des Fahrzeugs, wenn für die Kantenintensitätsdifferenz
eine der Fahrstrecke des Fahrzeugs entsprechende Toleranz zulässig ist,
gemäß einer
Ausgestaltung der Ausführungsform;
und
-
9 ein
schematisches Diagramm einer Umrechnungstabelle zur Berechnung einer
Sichtweite über
ein Verhältnis
zwischen einer Frequenzkomponentenwertdiffe renz und einer Fahrstrecke
des Fahrzeugs, gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der Ausführungsform.
-
Nachstehend
wird eine Ausführungsform
einer Sichtweitenmessvorrichtung für ein Fahrzeug unter Bezugnahme
auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben. 1 zeigt den Gesamtaufbau der
Fahrzeugsichtweitenmessvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform.
Die Sichtweitenmessvorrichtung ist, wie in 1 gezeigt,
an einem Fahrzeug 10 befestigt und weist eine Kamera (Bildaufnahmemittel) 20 und
einen Bildprozessor 30 auf. Die Kamera 20 ist beispielsweise
eine optische Kamera mit einem Bildsensor, wie beispielsweise einem
ladungsträgergekoppelten
Baustein (CCD), und in dem Innenraum des Fahrzeugs 10 installiert.
Eine Verwendung der optischen Kamera als die Kamera 20 ermöglicht die Aufnahme
eines Bildes, das einen Zustand erfasst, der dem von dem Fahrer
des Fahrzeugs 10 optisch erfassten Zustand annähernd gleicht.
-
Die
Kamera 20 kann eine Verschlussgeschwindigkeit, eine Bildfrequenz,
eine Verstärkung der
von dem Bildprozessor 30 ausgegebenen Bildsignale und dergleichen
im Ansprechen auf einen Befehl von einem in der Kamera 20 enthaltenen
Controller (nicht gezeigt) regeln. Die Kamera 20 gibt ein
digitales Signal mit Bilddaten, die einen Leuchtdichtegrad (d. h.
Pixelwert) jedes Pixels eines aufgenommenen Bildes anzeigen, zusammen
mit Horizontal- und Vertikalsynchronisierungssignalen des Bildes
an den Bildprozessor 30. Ferner werden dann, wenn der Bildprozessor 30 (der
nachstehend näher
beschrieben wird) eine Sichtweite ausgibt, Einstellwerte (d. h. die
Verschlussgeschwindigkeit, die Bildfrequenz, die Verstärkung der
Bildsignale) eines von dem Bildprozessor 30 ausgegebenen
Bildes gespeichert.
-
Ein
Bilderfassungsbereich der Kamera 20 wird, wie in 2 gezeigt,
derart festgelegt, dass er ein Straßenrandobjekt (Zielstraßenrandobjekt) 40 an einer
sich vor dem Fahrzeug 10 erstreckenden Straße enthält. Die
Kamera 20 nimmt in Intervallen einer Bildaufnahmeperiode τ wiederholt
in den Bilderfassungsbereich fallende Frontbilder auf. Folglich
werden eine Mehrzahl von Bildern, die das gleiche Straßenrandobjekt 40 enthalten,
an einer Mehrzahl von Bildaufnahmepunkten (d. h. X1, X2) in zu dem
Straßenrandobjekt 40 verschiedenen
Abständen
aufgenommen.
-
Der
Bildprozessor 30 weist, wie in 3 gezeigt,
einen Bildeingangsteil 31, einen Bildausschneideteil (Subjektbildbereichsfestlegungsmittel) 32,
einen Bildoperationsverarbeitungsteil (Bildberechnungsmittel) 33,
einen Sichtweitenberechnungsteil (Sichtweitenberechnungsmittel) 34 und
eine Sichtweitenumrechnungstabelle 35 auf. Die Bilddaten (nachstehend
als Frontbilddaten bezeichnet) über die
wiederholt von der Kamera 20 aufgenommenen Frontbilder
werden an den Bildeingangsteil 31 gegeben. Ferner werden
Geschwindigkeitsdaten bezüglich
des Fahrzeugs 10 über
ein Fahrzeug-LAN (nicht gezeigt) oder dergleichen an den Bildeingangsteil 31 gegeben.
Anschließend
korreliert der Bildeingangsteil 31 die empfangenen Frontbilddaten
mit den empfangenen Geschwindigkeitsdaten und speichert sie sequentiell
in einem Speicher (nicht gezeigt). Ferner fragt der Bildeingangsteil 31 auf
den Empfang eines Befehls von dem Bildausschneideteil 32 hin
die Frontbilddaten und die Geschwindigkeitsdaten aus dem Speicher
ab, um sie an den Bildausschneideteil 32 zu geben.
-
Aus
den in dem Speicher des Bildeingabeteils 31 gespeicherten
Frontbilddaten werden eine Mehrzahl von Frontbilddaten über die
Frontbilder, welche das gleiche Straßenrandobjekt 40 enthalten und
in ihren Bildaufnahmepunkten variieren, gewählt und an den Bildausschneideteil 32 gegeben.
Für jedes
der Mehrzahl an Frontbildern legt der Bildausschneideteil 32 einen
entsprechenden Bildbereich fest, und bezüglich jedes Bildbereichs ist
eine Verarbeitung auszuführen,
um ein entsprechendes Bildmerkmal (das nachstehend noch beschrieben
wird) zu erhalten. Anschließend
schneidet der Bildausschneideteil 32 diesen festgelegten
Bildbereich aus und gibt ihn an den Bildoperationsverarbeitungsteil 33.
Nachstehend werden die Verfahren zum Festlegen des Bildbereichs
unter Bezugnahme auf die 4A und 4B beschrieben.
-
4A zeigt
das Frontbild (nachstehend als Fernbild oder erstes Bild bezeichnet),
das aufgenommen wird, wenn sich das Straßenrandobjekt 40 in großem Abstand
zum Fahrzeug 10 befindet (d. h. das an dem Bildaufnahmepunkt
(erster Bildaufnahmepunkt) X1 in der 2 aufgenommen
wird). 4B zeigt das N Bilder bzw. N
Bilder nach einer Aufnahme des Fernbildes der 4A aufgenommene
Frontbild. 4B zeigt das Frontbild (nachstehend
als Nahbild oder als zweites Bild bezeichnet), das aufgenommen wird,
wenn sich das in dem Fernbild erfasste Straßenrand- Objekt 40 neben dem Fahrzeug 10 befindet (d.
h. das an dem Bildaufnahmepunkt (zweiter Bildaufnahmepunkt) X2 in
der 2 aufgenommen wird).
-
Der
Bildausschneideteil 32 legt für das in der 4 gezeigte
Fernbild einen Bildbereich (erster Subjektbildbereich) A1 fest,
der verarbeitet werden soll, um ein Bildmerkmal des Straßenrandobjekts 40 zu
erhalten. Der Bildbereich A1 bestimmt die Position des Straßenrandobjekts 40 in
dem Fernbild nicht, sondern ist um die Peripherie des sich in großem Abstand
zum Fahrzeug 10 befindlichen Straßenrandes herum festgelegt.
Dies hat die folgenden Gründe.
Es sind gewöhnlich
Straßenrandobjekte
verschiedener Art (z. B. ein Baum, ein Straßenschild, eine Leitplanke
und ein Bordstein) im Umfeld des Straßenrandes vorhanden. Durch
ein Festlegen des Bildbereichs A1 um die Peripherie des sich in
großem
Abstand zum Fahrzeug 10 befindlichen Straßenrandes
herum wird wenigstens das Straßenrandobjekt 40 irgendeiner Art
in dem Bildbereich A1 erfasst, da der Bildbereich, in dem die Peripherie
des Straßenrandes
erfasst wird, in dem Frontbild gesichert wird, wenn das Fahrzeug 10 auf
einer ebenen geraden Straße
fährt.
-
Der
Bildausschneideteil 32 legt den Bildbereich A1 um die Peripherie
des sich in hohem Abstand zum Fahrzeug befindlichen Straßenrandes
in Anbetracht von beispielsweise der Auflösung (d. h. dem Auflösevermögen) des
Frontbildes fest. Wenn das Frontbild beispielsweise eine hohe Auflösung aufweist,
kann der Bildbereich A1 mit einer geringen Größe im großen Abstand zum Fahrzeug 10 festgelegt
werden, wohingegen der mit einer großen Größe im geringen Abstand zum
Fahrzeug 10 festgelegt werden kann, wenn das Frontbild
eine geringe Auflösung
aufweist. Ferner kann der Bildbereich A1 dann, wenn erforderliche
Parameter, wie beispielsweise eine Steigung, eine Neigung, ein Krümmungsradius, der
vor dem Fahrzeug 10 befindlichen Straße bekannt sind, angesichts
dieser Parameter festgelegt werden.
-
Wenn
der das Straßenrandobjekt 40 enthaltende
Bildbereich A1 erst einmal, wie in 4A gezeigt,
für das
Fernbild festgelegt ist, kann ein zukünftiger (geometrischer) Ort
des Bildbereichs A1 (d. h. ein zukünftiger Ort des Straßenrandobjekts 40)
geometrisch geschätzt
werden, während
sich das Fahrzeug 10 auf der ebenen gerade Straße auf das
Straßenrandobjekt 40 zu
bewegt. Eine zukünftige
Position des Bildbereichs A1 liegt an einem durch Strichpunktlinie
in der 4A gezeigte Linie. Ferner kann der
zukünftige
Ort des Bildbereichs A1 dann, wenn die erforderlichen Parameter,
wie beispielsweise die Steigung, die Neigung, der Krümmungsradius,
der vor dem Fahrzeug 10 befindlichen Straße bekannt sind,
selbst dann angesichts dieser Parameter berechnet werden, wenn das
Fahrzeug 10 nicht auf der ebenen geraden Straße fährt.
-
Folglich
gewinnt der Bildausschneideteil 32 einen Bildbereich (einen
zweiten Subjektbildbereich) A2 in dem nach Verstreichen einer Zeitspanne
T (T = τ × N) aufgenommenen
Nahbild aus dem zukünftigen Ort
des Bildbereichs A1 in dem Fernbild, wie in 4A gezeigt.
Der Bildbereich A2 wird derart erhalten, dass er in geringem Abstand
zum Fahrzeug 10 liegt und in einen Bereich des Nahbildes
fällt.
Genauer gesagt, über
eine Berechnung eines Abstands L vom Bildbereich A1 zum Bildbereich
A2 mit Hilfe der nachstehenden Gleichung wird eine Position des Bildbereichs
A2 erhalten. Ferner beschreibt eine Variable V in der Gleichung
eine mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen den das Fernbild
betreffenden Geschwindigkeitsdaten und den Geschwindigkeitsdaten,
welche das nach Verstreichen von N Bildern von dem Fernbild an aufgenommene
Frontbild (d. h. das Nahbild) betreffen. L = V × τ × N (1)
-
In
der Gleichung (1) beschreibt L einen Abstand zwischen dem Bildaufnahmepunkt
X1, an dem das Fernbild aufgenommen wird, und dem Bildaufnahmepunkt
X2, an dem das Nahbild N Bilder nach einer Aufnahme des Fernbildes
aufgenommen wird. D. h., L beschreibt eine Fahrstrecke des Fahrzeugs 10 nach
einer Aufnahme des Fernbildes bis zu einer Aufnahme des Nahbildes
(das N Bilder nach einer Aufnahme des Fernbildes aufgenommen wird).
Dies führt
dazu, dass der Abstand zwischen zwei Bildaufnahmepunkten gemessen
werden kann, ohne dass eine Vorrichtung zur Abstandsmessung in der
Sichtweitenmessvorrichtung enthalten sein muss. Alternativ kann
die Fahrstrecke des Fahrzeugs 10 erhalten werden, indem
eine Impulszahl eines Geschwindigkeitsimpulses in eine Entfernung
gewandelt wird.
-
Basierend
auf der Gleichung 1 wird die Anzahl (N) an nach einer Aufnahme des
Fernbildes aufgenommenen Bildern bestimmt. Anschließend werden
die Frontbilddaten über
das N Bilder nach einer Aufnahme des Fernbildes aufgenommene Front bild an
den Bildausschneideteil 32 gegeben. Der Bildausschneideteil 32 legt,
wie in 4B gezeigt, den über den
zukünftigen
Ort des Bildbereichs A1 in dem Fernbild erhaltenen Bildbereich A2
für dieses
eingegebene Frontbild (d. h. das Nahbild) fest.
-
Auf
diese Weise legt der Bildausschneideteil 32 die Bildbereiche
A1 und A2 in dem Fern- und in dem Nahbild fest, die an den Bildaufnahmepunkten X1
bzw. X2 aufgenommen wurden. Anschließend werden die Bildbereiche
A1 und A2 einer Verarbeitung unterzogen, um das entsprechende Bildmerkmal
des identischen Straßenrandobjekts 40 zu
erhalten. Unterdessen wird der Bildbereich A2 auf ein Festlegen
des Bildbereichs A1 für
das Fernbild hin, das an dem Bildaufnahmepunkt X1 im großen Abstand
zum Straßenrandobjekt 40 aufgenommen
wurde, wie vorstehend beschrieben, auf der Grundlage dieser Position
des Bildbereichs A1 und des Abstands zwischen den Bildaufnahmepunkten
X1 und X2, an denen das Fern- bzw. das Nahbild aufgenommen wurden,
für das
Nahbild festgelegt.
-
Hierdurch
kann ein entsprechender Teil des Nahbildes geometrisch bezüglich der
Position des für das
Fernbild festgelegten Bildbereichs A1 erhalten werden, wenn der
Abstand zwischen den zwei Bildaufnahmepunkten, an denen die entsprechenden Frontbilder
(d. h. das Nah- und das Fernbild) aufgenommen werden, erhalten wird.
-
Wenn
der Abstand zwischen den zwei Bildaufnahmepunkten, an denen die
entsprechenden Frontbilder aufgenommen werden, erhalten wird, kann
demgegenüber
ebenso eine Position des Bildbereichs A1 in dem Fernbild, welche
der Position des Bildbereichs A2 in dem Nahbild entspricht, geometrisch
erhalten werden. Folglich kann der Bildbereich A1 dann, wenn der
Bildbereich A2 für
das an dem Bildaufnahmepunkt X2 im geringen Abstand zum Straßenrandobjekt 40 aufgenommene
Nahbild festgelegt wird, auf der Grundlage dieser Position des Bildbereichs
A2 und des Abstands zwischen den Bildaufnahmepunkten X1 und X2,
an denen das Fern- bzw. das Nahbild aufgenommen werden, für das Fernbild
festgelegt werden.
-
Der
Bildoperationsverarbeitungsteil 33 berechnet die Kantenintensität (als das
Bildmerkmal) in jedem der von dem Bildausschneideteil 32 ausgegebenen
Bildbereiche A1 und A2 in horizontaler (oder vertikaler) Richtung
und gibt sie an den Sichtweitenberechnungsteil 34 aus.
Da die Bildbereiche A1 und A2 verschiedene Größen aufweisen, führt der
Bildoperationsverarbeitungsteil 33 beispielsweise eine Normierung
aus, um die Größe des Bildbereichs
A2 auf die des Bildbereichs A1 zu verringern, um dadurch die Kantenintensität zu berechnen.
-
Nachstehend
wird der Begriff Kantenintensität
näher beschrieben.
Die Kantenintensität
beschreibt den Änderungsgrad
des Pixelwerts von jeweils zwei benachbarter Pixel und zeigt ein
Gefühl
für die
Schärfe
bzw. die Schärfe
eines Bildes an. Wird beispielsweise ein Vergleich zwischen einem
Bild (d. h. einem scharfen Bild), in dem das Straßenrandobjekt
auf der sich vor dem Fahrzeug 10 erstreckenden Straße schart
abgebildet ist, und einem Bild (d. h. einem unscharfen Bild), in
dem das Straßenrandobjekt unscharf
abgebildet ist, vorgenommen, so wird die Schärfe (d. h. die Kantenintensität) einer
Grenze, welche das Straßenrandobjekt
von seiner Peripherie trennt, in dem scharfen Bild signifikanter
als in dem unscharfen Bild empfunden. Folglich beschreibt die Kantenintensität die Schärfe (das
Gefühl
für die Schärfe) eines
Bildes.
-
Die
Kantenintensität
kann ferner beispielsweise als Mittelwert des Bildbereichs, aus
dem die Kantenintensität
erhalten wird, oder als statistische Verteilung beschrieben werden.
-
Auf
diese Weise berechnet der Bildoperationsverarbeitungsteil 33 das
Bildmerkmal in dem Bildbereich A1, der in dem Fernbild festgelegt
ist, und das Bildmerkmal in dem Bildbereich A2, der in dem Nahbild
festgelegt ist. Folglich sind die Bildbereiche (bezüglich derer
die Verarbeitung ausgeführt
wurde, um das entsprechende Bildmerkmal zu erhalten) in dem Nah-
und in dem Fernbild auf diese Bereiche beschränkt, in denen das identische
Straßenrandobjekt 40 gezeigt
ist. Folglich kann die Rechenbelastung bezüglich einer Verarbeitung der
Bildmerkmale verringert werden.
-
Der
Sichtweitenberechnungsteil 34 berechnet eine Differenz
(nachstehend als Kantenintensitätsdifferenz
bezeichnet) zwischen der Kantenintensität des Bildbereichs A1 und der
des Bildbereichs A2. Auf der Grundlage der Kantenintensitätsdifferenz wird
die Sichtweite berechnet. 5 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einem Vorausabstand von dem Fahrzeug 10 zum Straßenrandobjekt 40 und
der Kanteninten sität
des von dem Fahrzeug 10 aus aufgenommenen Frontbildes,
in dem das Straßenrandobjekt
erfasst ist. Die gestrichelte Linie in der 5 beschreibt
das Verhältnis
zwischen dem Vorausabstand und der Kantenintensität bei Nebel
vor dem Fahrzeug 10 (d. h. bei geringer Sichtweite). Die durchgezogene
Linie in der 5 beschreibt das Verhältnis zwischen
dem Vorausabstand und der Kantenintensität ohne Nebel vor dem Fahrzeug 10 an (d.
h. bei hoher Sichtweite).
-
Wenn
es nicht neblig ist (d. h. bei hoher Sichtweite) weist die Kantenintensität des Frontbildes,
wie in 5 gezeigt, selbst dann keine deutliche Änderung
auf, wenn der Vorausabstand zunimmt (d. h. selbst dann nicht, wenn
sich das Straßenrandobjekt 40 in
hohem Abstand zum Fahrzeug 10 befindet), so dass eine hohe
Kantenintensität
erzielt werden kann. Wenn es demgegenüber neblig ist (d. h. bei geringer
Sichtweite), weist die Kantenintensität des Frontbildes eine deutliche Änderung
auf, wenn der Vorausabstand zunimmt (d. h. dann, wenn sich das Straßenrandobjekt 40 in
hohem Abstand zum Fahrzeug 10 befindet), so dass die Kantenintensität von einem
hohen zu einem niedrigen Wert wechselt, wenn sich das Straßenrandobjekt 40 in
größere Entfernung
zum Fahrzeug 10 befindet.
-
Folglich
nimmt die Kantenintensitätsdifferenz zwischen
der Kantenintensität
des Bildbereichs A1 des an dem Bildaufnahmepunkt X1 aufgenommenen Fernbildes
und der des Bildbereichs A2 des an dem Bildaufnahmepunkt X2 aufgenommenen
Bildes, während
sich das Fahrzeugs 10 auf der Straße auf das Straßenrandobjekt 40 zu
bewegt, wie in 2 gezeigt, ab, wenn die Sichtweite
zunimmt (d. h. ihre Kantenintensitätsdifferenz nimmt zu bzw. einen
hohen Wert an, wenn die Sichtweite abnimmt bzw. einen geringen Wert
annimmt).
-
Ferner
nimmt die Kantenintensitätsdifferenz zu,
wenn der Abstand (d. h. die Fahrstrecke des Fahrzeugs 10)
zwischen den Bildaufnahmepunkten X1 und X2 zunimmt (d. h. wenn der
Abstand zwischen den Bildaufnahmepunkten X1 und X2 abnimmt, nimmt
die Kantenintensitätsdifferenz
ab). Der obige Verlauf wird bezeichnender, wenn die Sichtweite einem
geringen Wert zustrebt.
-
Folglich
kann die Sichtweite geschätzt
werden, wenn ein Verhältnis
zwischen der Kantenintensitätsdifferenz
und der Fahrstrecke des Fahrzeugs 10 bestimmt wird. Folglich
wird die Sichtweite bei der vorliegenden Ausführungsform über die Kantenintensitätsdifferenz
zwischen den Bildbereichen A1 und A2 und die Fahrstrecke des Fahrzeugs 10 unter
Verwendung einer Umrechnungstabelle (6) berechnet.
-
Der
Sichtweitenberechnungsteil 34 speichert die in der 6 gezeigte
Umrechnungstabelle als Sichtweitenumrechnungstabelle 35 und
berechnet die Sichtweite über
das Verhältnis
zwischen der Kantenintensitätsdifferenz
und der Fahrstrecke des Fahrzeugs 10. Auf eine Berechnung
der Sichtweite hin gibt der Sichtweitenberechnungsteil 34 die
Sichtweite über
das Fahrzeug-LAN (nicht gezeigt) an verschiedene Anwendungssysteme
des Fahrzeugs aus.
-
Nachstehend
wird der Betrieb des Bildprozessors 30 in der Fahrzeugsichtweitenmessvorrichtung
der vorliegenden Ausführungsform
unter Bezugnahme auf das in der 7 gezeigte
Ablaufdiagramm beschrieben. Zunächst
werden in Schritt S10 das Fernbild, das Nahbild und die Geschwindigkeitsdaten
erhalten. In Schritt S20 wird die Fahrstrecke des Fahrzeugs 10 auf
eine Aufnahme des Fernbildes hin bis zur Aufnahme des Nahbildes
berechnet.
-
In
Schritt S30 werden der Bildbereich A1 in dem Fernbild und der Bildbereich
A2 in dem Nahbild festgelegt und ausgeschnitten. In Schritt S40
werden die Bildmerkmale in den Bildbereichen A1 und A2 berechnet.
In Schritt S50 wird die Sichtweite unter Verwendung der Umrechnungstabelle
berechnet und anschließend
in Schritt S60 ausgegeben. Auf den Schritt S60 folgend werden die
Schritte S10 bis S60 wiederholt ausgeführt.
-
Auf
diese Weise legt die Sichtweitenmessvorrichtung für ein Fahrzeug
in den Fern- und in den Nahbildern, in denen ein identisches Straßenrandobjekt 40 erfasst
ist und die an einer Mehrzahl von Bildaufnahmepunkten (X1 bzw. X2)
aufgenommen werden, die jeweiligen Bildbereiche A1 und A2 fest.
Jeder der Bildbereiche A1 und A2 wird der Verarbeitung unterzogen,
um seine entsprechende Kantenintensität des Straßenrandobjekts 40 zu
erhalten. Anschließend
berechnet die Sichtweitenmessvorrichtung die Sichtweite von dem
Fahrzeug aus auf der Grundlage der Kantenintensitätsdifferenz
zwischen den Bildbereichen A1 und A2 und des Abstands (d. h. der
Fahrstrecke des Fahrzeugs 10) zwischen den Bildaufnahmepunkten
X1 und X2. Folglich kann die Sichtweite unabhängig von den vom Fahrzeug 10 befahrenen Straßen berechnet
werden.
-
Vorstehend
wurde die Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern
kann auf verschiedene Weisen verwirklicht werden, ohne ihren Schutzumfang
zu verlassen.
-
(Erste Ausgestaltung)
-
Die
in der 5 gezeigte Kantenintensität offenbart nichtlineare Eigenschaften
sowohl dann, wenn es nicht neblig ist (durchgezogene Linie), als auch
dann, wenn es neblig ist (gestrichelte Linie). Hieraus folgt, dass
die Kantenintensitätsdifferenz trotz
gleichen Abstands (d. h. der Fahrstrecke des Fahrzeugs) zwischen
zwei Bildaufnahmepunkten) in Übereinstimmung
mit Änderungen
in den Positionen beim Starten der Aufnahme des Frontbildes und
beim Beenden der Aufnahme des Bildes variiert. Aus diesem Grund
kann, wie in einer Umrechnungstabelle der 8 gezeigt,
eine bestimmte Toleranz für
die Kantenintensitätsdifferenz,
welche der Fahrstrecke des Fahrzeugs 10 entspricht, berücksichtigt
werden. Mit Hilfe dieser Tabelle kann die Sichtweite angesichts
der nichtlinearen Eigenschaften der Kantenintensität berechnet
werden.
-
(Zweite Ausgestaltung)
-
Die
Sichtweite wird bei der vorliegenden Ausführungsform auf der Grundlage
der Kantenintensitätsdifferenz
zwischen den Bildbereichen A1 und A2 berechnet. Die Sichtweite kann
alternativ auf eine Gewinnung jeder Frequenzkomponente des Pixelwerts
eines entsprechenden einen der Bildbereiche A1 und A2 hin über eine
Differenz (nachstehend als Frequenzkomponentenwertdifferenz) zwischen diesen
Frequenzkomponentenwerten der Bildbereiche A1 und A2 berechnet werden.
-
Wenn
der Vergleich beispielsweise zwischen dem Bild (d. h. dem scharfen
Bild), in welchem das Straßenrandobjekt
auf der sich vor dem Fahrzeug 10 erstreckenden Straße schart
gezeigt ist, und dem Bild (d. h. dem unscharfen Bild), in welchem
das Straßenrandobjekt
unscharf gezeigt ist, wird das Gefühl für die Schärfe (d. h. die Intensität der Kante)
der Grenze, welche das Straßenrandobjekt
von seiner Peripherie trennt, in dem scharfen Bild signifikanter als
in dem unscharfen Bild empfunden. Folglich weist das scharfe Bild
dann, wenn die Frequenzkomponenten der Pixelwerte beider Bilder
analysiert werden, mehr hochfrequente Komponenten als das unscharfe
Bild auf.
-
Hierdurch
kann die Sichtweite mit Hilfe der in der 9 gezeigten
Umrechnungstabelle über
die Frequenzkomponentenwertdifferenz (und nicht über die Kantenintensitätsdifferenz
zwischen den Bildbereichen A1 und A2) zwischen den Pixelwerten der Bildbereiche
A1 und A2 und die Fahrstrecke des Fahrzeugs 10 berechnet
werden.
-
(Dritte Ausgestaltung)
-
Die
Sichtweite wird bei der vorliegenden Ausführungsform über eine Aufnahme des Frontbildes
berechnet. Alternativ kann die Sichtweite über nach hinten aufgenommenes
Bild berechnet werden, indem die Kamera 20 derart in dem
Fahrzeug 10 installiert wird, dass sie ein hinteres Bild
aufnimmt, in dem das hinter dem Fahrzeug 10 befindliche
Straßenrandobjekt
erfasst wird.
-
(Vierte Ausgestaltung)
-
Es
ist ferner möglich,
dass der Fahrer des Fahrzeugs beim Fahren von einem Fahrassistenzmittel
unterstützt
wird, wobei die von der Sichtweitenmessvorrichtung für ein Fahrzeug
berechnete Sichtweite verwendet wird. Bei einer geringen Sichtweite können beispielsweise
Nebelscheinwerfer oder Frontscheinwerfer des Fahrzeugs automatisch
eingeschaltet werden.
-
(Fünfte Ausgestaltung)
-
Ferner
kann mit Hilfe der von der Sichtweitenmessvorrichtung für ein Fahrzeug
gemessenen Sichtweite Information über einen Zustand vor dem Fahrzeug
von einem Frontinformationsbereitstellungsmittel bereitgestellt
werden. Es kann mit Hilfe der Sichtweite beispielsweise Information über einen Zustand
(z. B. eine Kurve, einen Kreuzungspunkt, gestauten Verkehr und entgegenkommenden
Verkehr), der vor dem Fahrzeug vorhanden und für den Fahrzeugführer nicht
sichtbar ist, für
den Fahrzeugführer
bereitgestellt werden. Diese Information kann auf der Grundlage
verschiedener Informationsteile (z. B. die Lage betreffende Information über das Fahrzeug
des Fahrzeugführers
und über
ein Hindernis und Karteninformation), die von anderen Fahrzeugvorrichtungen
(wie beispielsweise einem Navigationssystem und einem Millimeterwellenradar)
erhalten werden, bereitgestellt werden. Ferner kann das Frontinformationsbereitstellungsmittel
ein Informationsbereitstellungszeitpunktänderungsmittel aufweisen. Genauer
gesagt, bei der Bereitstellung der Information über den Zustand vor dem Fahrzeug kann
ein Zeitpunkt, an dem die Information bereitgestellt wird, von dem
Informationsbereitstellungszeitpunktänderungsmittel auf der Grundlage
der Sichtweite geändert
werden. Wenn die Sichtweite beispielsweise gering ist, sorgt ein
früherer
Zeitpunkt zu einer früheren
Bereitstellung der Information über den
Zustand, der vor dem Fahrzeug vorhanden und für den Fahrzeugführer nicht
sichtbar ist, so dass der Fahrzeugführer ein Gefühl von Sicherheit
bekommt.
-
Fachleuten
werden weitere Vorteile und Ausgestaltungen ersichtlich sein. Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die bestimmten Details, die
beispielhafte Vorrichtung und die veranschaulichenden Beispiele,
die unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben wurden, beschränkt.
-
Vorstehend
wurden eine Sichtweitenmessvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Fahrassistenzsystem
offenbart.
-
Eine
Sichtweitenmessvorrichtung für
ein Fahrzeug 10 weist eine Bildaufnahmevorrichtung 20, eine
Bildberechnungsvorrichtung 33 und eine Sichtweitenberechnungsvorrichtung 34 auf.
Die Bildaufnahmevorrichtung 20 nimmt während einer Fahrt des Fahrzeugs
entlang einer Straße
ein erstes und ein zweites Bild der Straße, von denen jedes ein Zielstraßenrandobjekt 40 enthält, an einem
ersten bzw. an einem zweiten Bildaufnahmepunkt entlang der Straße von dem
Fahrzeug 10 aus auf. Die Bildberechnungsvorrichtung 33 berechnet
ein Bildmerkmal des aufgenommenen Zielstraßenrandobjekts 40 in
dem ersten Bild und ein Bildmerkmal des aufgenommenen Zielstraßenrandobjekts 40 in
dem zweiten Bild. Die Sichtweitenberechnungsvor richtung 34 berechnet
eine Sichtweite von dem Fahrzeug 10 aus auf der Grundlage
der Bildmerkmale des aufgenommenen Zielstraßenrandobjekts 40 in
dem ersten und in dem zweiten Bild und eines Abstands zwischen dem
ersten und dem zweiten Bildaufnahmepunkt.