JP2001180404A - 車両の後方監視装置 - Google Patents
車両の後方監視装置Info
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Abstract
おいても静止物を接近車両と誤検出しないようにして車
両の後方を正しく監視できるようにする。 【解決手段】 撮像手段21により車両の後方視界を撮
像し、これにより得られた画像中の監視領域について該
車両の後方監視を行ない、このとき、監視領域変更手段
5Aを通じて旋回状態検出手段21により検出された旋
回状態に応じて監視領域を予め設定された領域から変更
するように構成する。
Description
れた車両後方の画像情報から車両後方視界を監視する、
車両の後方監視装置に関する。
異なる2画像中の同一点の移動ベクトルを算出し、算出
した移動ベクトルから接近する移動物体の存在を検出す
る技術が知られており、特に、自動車の分野において、
カメラ等で自車両の後方を撮像して、後側方(例えば、
隣レーンの後方)から接近してくる他車両の存在を検出
するオプティカルフロー式の車両の後方監視装置が知ら
れている。
視装置としては、例えば特開平7−50769号公報に
開示された技術があり、この技術では、自車両後方の画
像情報に基づいて、画像内の無限遠点FOEから発散す
る方向のオプティカルフローを算出し、その大きさと方
向とから危険を判断するものである。また、特開平8−
83345号公報には、画像中に大きな占有面積の移動
物体が存在する場合でも、確実に移動物体に起因するオ
プティカルフローを算出し、さらに、算出したオプティ
カルフローによりその移動物体が接近しているものか否
かを判定する方法に関する技術が開示されている。さら
に、特開平9−18863号公報には、複数のカメラ又
は旋回可能なカメラをそなえることにより、車両後方の
監視領域を広げて安全性を高めようとするものが開示さ
れている。
接近している他車両の存在を検出すること、さらには、
その結果を自車両のドライバに表示したり警報したりす
ることである。そして、自車両に接近中の他車両は、道
路上、即ち、自車両の走行車線やこれに隣接した走行車
線を走行しているため、接近中の他車両は、自車両後方
の画像の中の特定の領域(道路上に相当する領域)に存
在することになる。
号公報には、自車両後方の画像の全ての領域に対してオ
プティカルフローを算出するのでなく、図7に斜線で示
すように、画像内の特定の領域(即ち、無限遠点FOE
周りL0,無限遠点FOEから画像の下方に放射状に伸
びる自車両走行レーン領域L1,自車両走行レーン領域
L1の走行方向の右側に隣接し無限遠点FOEから左下
方に放射状に伸びる右側隣接レーン領域L2,自車両走
行レーン領域L1の走行方向左側に隣接し無限遠点FO
Eから右下方に放射状に伸びる左側隣接レーン領域L3
の各領域)に限定してオプティカルフローを算出する技
術が提案されている。これにより、オプティカルフロー
の演算処理負担を軽減でき、必要なオプティカルフロー
を速やかに算出できるようになり、装置の性能向上に寄
与する。なお、隣接レーン領域L2,L3は走行レーン
とは限らない。
な従来技術は、いずれも車両が直線状の道路を走行して
いることが前提になっており、車両がカーブ路を走行し
ているときには、得られるオプティカルフローが変化す
るため、道路の路側にある静止物を誤って接近車両と判
定してしまうことがある。
例えば隣接レーンを走行している接近中の車両の存在を
発見しようとする場合、車両が直進していれば、無限遠
点から離れる方向に放射状に向かうオプティカルフロー
を算出して、これに基づいて接近車両の有無や接近車両
の大きさ等を判定することができる。この場合、静止物
は無限遠点に近づく方向に向かうオプティカルフローと
なる。
カーブ路を車両が走行する場合(旋回時)には、走行す
る道路後方(特に、ある程度自車両から遠方)の道路脇
にある静止物も無限遠点FOEから離れる方向に放射状
に向かうオプティカルフローとして算出してしまうこと
がある。つまり、図8(a)に示すように、走行レーン
LL1,LL2,LL3がカーブしていると(なお、W
Lは白線を示す)、図8(a)の画像中の旋回内側に位
置する静止物Aは、次画像では図8(b)に示すよう
に、画像中の位置を変化させることがある。図8(b)
には、図8(a)における静止物Aの位置をA′で示す
が、この結果、静止物AはオプティカルフローF1を生
成することになる。このようなオプティカルフローF1
は、無限遠点から離れる方向に放射状に向かうオプティ
カルフローに近くなりやすいため、接近車両と判別でき
なくなり、静止物を接近車両と誤検出してしまう。特
に、旋回中に更に道路勾配の変化等も加わると、このよ
うな静止物Aにより生成されたオプティカルフローは、
接近車両により生成されるオプティカルフローにより近
くなることがあり、かかる誤検出がより生じやすくな
る。
ので、車両の旋回中においても静止物を接近車両と誤検
出することのないようにして車両の後方を正しく監視で
きるようにした、車両の後方監視装置を提供することを
目的とする。
の本発明の車両の後方監視装置では、撮像手段により車
両の後方視界を撮像し、これにより得られた画像中の監
視領域について該車両の後方監視を行なうが、このと
き、監視領域変更手段を通じて旋回状態検出手段により
検出された旋回状態に応じて監視領域を予め設定された
領域から変更する。これにより、旋回状態に応じて適切
で効率の良い監視を行なうことができるようになる。
監視装置では、監視領域変更手段は、車両の旋回中に旋
回内側に関して監視領域の変更を行なう。これにより、
旋回内側の領域において発生しやすい接近車両の誤検出
等を防止し易くなる。
の形態について説明すると、図1〜図6は本発明の一実
施形態としての車両の後方監視装置を示すものである。
本車両の後方監視装置は、図1に示すように、車両1の
所定の位置(例えば、車体の後部)に自車両後方の道路
状況を撮像する撮像手段としてのCCDカメラ2と、C
CDカメラ2で得られた画像情報(アナログ画像信号)
を処理するECU(電子制御ユニット)10とから構成
されている。
A/D変換器3,第1フレームメモリ4A,第2フレー
ムメモリ4B,監視領域設定手段(監視領域変更手段5
Aを含む)5,オプティカルフロー算出手段(DSP)
6,接近車判定手段7から構成されている。すなわち、
CCDカメラ2から入力されたアナログ画像信号は、ま
ず、A/D変換器3によってデジタル画像信号へ変換処
理されるようになっている。さらに、A/D変換器3で
処理されたデジタル画像信号は、第1フレームメモリ4
A,第2フレームメモリ4Bに交互に周期的に格納され
るようになっている。このデジタル画像信号の格納周期
は、後述のオプティカルフロー(以下、単にフローとも
略す)の算出等の画像処理能力で決まるが、ここでは、
例えば、10フレーム(1フレーム1/30秒)毎に5
フレームの位相差で各フレームメモリ4A,4Bにデジ
タル画像信号が入力されるようになっているものとす
る。
(旋回状態検出手段)21により検出されたハンドル角
θthに基づいて監視領域を設定する。例えば、車両が直
進している時〔ここでは、ハンドル角θthが舵角閾値
(微小なハンドル角値)θth0以内(θth≦θth0 )の
時〕には、図2(a)に示すような監視領域を設定し、
車両が旋回している時〔ここでは、ハンドル角θthが舵
角閾値(微小なハンドル角値)θth0 よりも大(θth>
θth0 )の時〕には、図2(b)に示すような監視領域
を設定する。
斜線で示すように、画像内の無限遠点FOEから画像上
では左下方に放射状に伸びるが自車両の進行方向に対し
ては右隣のレーンに相当する右隣接レーン領域L2と、
無限遠点FOEから画像上では右下方に放射状に伸びる
が自車両の進行方向に対しては左隣のレーンに相当する
左隣接レーン領域L3とを監視領域に設定する。これら
の領域L2,L3は、本実施形態では、無限遠点FOE
のレベル(画像上下方向位置)よりも下方に所定の中心
角に拡がる放射型の領域として設定されている。なお、
図2中、LL1,LL2,LL3は走行レーンを、WL
は白線を示す。また、隣接レーン領域L2,L3は走行
レーンとは限らず、側道等の部分も含むものとする。
線で示すように、直進時の監視領域L2,L3に対し
て、旋回内側に相当する領域について旋回度合いに応じ
て監視領域を変更する。つまり、旋回度合いに応じて画
像の左右端からの距離LL ,L R を設定し、画像の左右
端から距離LL ,LR までの領域を監視領域に設定する
ようにしている。
(画像中では右側)に関する監視領域を規定するもので
あり、距離LR は右隣接レーン領域L2(画像中では左
側)に関する監視領域を規定するものである。これらの
距離LL ,LR は、ハンドル角センサ21により検出さ
れたハンドル角θthに対して、図3(a),(b)に示
すような特性で設定されるようになっている。
離LR は、図3(a)に示すように、ハンドル角θthが
中立及び左側の場合には、最大〔即ち、画像の左端から
左右方向中央(無限遠点FOE位置)に達するまでの距
離〕とされ、ハンドル角θthが右側の場合には、ハンド
ル角θthの大きさが大きくなるほど減少していくように
なっている。
L は、図3(b)に示すように、ハンドル角θthが中立
及び右側の場合には、最大〔即ち、画像の左端から左右
方向中央(無限遠点FOE位置)に達するまでの距離〕
とされ、ハンドル角θthが左側の場合には、ハンドル角
θthの大きさが大きくなるほど減少していくようになっ
ている。
ち、ハンドル角θthが左側の場合には、左隣接レーン領
域L3に関する距離LL が短くされて、左隣接レーン領
域L3′は図2(b)に示すように縮小される。図示し
ないが、車両が右旋回していれば、即ち、ハンドル角θ
thが右側の場合には、右隣接レーン領域L2に関する距
離LR が短くされて、右隣接レーン領域L2′が縮小さ
れる。このため、監視領域設定手段5は、旋回状態に応
じて監視領域を予め設定された領域から変更する監視領
域変更手段5Aとしての機能ももっている。
対して、旋回時に旋回内側の領域内の遠方領域(無限遠
点FOEに近い領域)を監視領域から除外するのは、こ
のような箇所に存在する静止物が接近車両に酷似したオ
プティカルフローをなすため静止物を接近車両と誤検出
してしまうおそれがあり、これを回避するためである。
また、このような誤検出のおそれが高い領域は自車両か
ら離隔した領域なので監視対象から除外しても監視への
影響は少ない。
各フレームメモリ4A,4Bに格納された撮像時間の異
なるデジタル画像信号に基づき、監視領域設定手段5で
設定された監視領域(監視領域変更手段5Aで変更され
た監視領域)に対して、オプティカルフローを算出する
ようになっている。このオプティカルフロー算出手段6
におけるオプティカルフローの算出処理は、従来技術と
同様であり、次のように行なわれる。
た時間tにおける撮像画像(第1フレーム)から着目画
像(画素)を抽出し、続いて、第2フレームメモリ4B
に格納された時間t+Δt〔Δt=5/30秒(5フレ
ーム分)〕における撮像画像(第2フレーム)の着目画
像(画素)を抽出する。この着目画素の設定は、一定の
閾値以上の画素を選定するようにしてもよく、また、撮
像画像上において周囲画素の輝度の平均よりも特に高輝
度の画素を選定するようにしてもよい。
に、異なる時間において、後方から隣車線(以下、隣レ
ーンという)上を接近してくる後続車両101を撮像し
たとする。図4(a)に示す画像100Aを時間tにお
ける撮像画像とし、図4(b)に示す画像100Bを時
間t+Δtにおける撮像画像とすると、それぞれの画像
100A,100Bから例えば着目画素PA1,PA2,P
B1,PB2を抽出する。なお、ここでは、説明の便宜上、
各画像の着目画素は2つとしているが、実際はさらに多
くの着目画素を抽出することになる。
PB1,PB2にウインドウSA1,SA2,SB1,SB2を設定
し、2画面100A,100B間のウインドウSA1,S
A2,SB1,SB2の同一性を検証して、2画面100A,
100B間の対応する着目画素を求めるようになってい
るのである。このウインドウの同一性の検証方法として
は、公知の方法を用いることができ、例えば、特開平8
−83345号公報等に記載されているように、相関法
や勾配法により検証することができる。
応する着目画素が求められると、これらの着目画素を結
んだベクトルがオプティカルフローとなるのである。こ
こでは、ウインドウSA1とSB1とが同一であり、ウイン
ドウSA2とSB2とが同一であるので、着目画素はPA1と
PB1とが対応し、PA2とPB2とが対応しており、それぞ
れを結ぶことによりオプティカルフローf1 ,f2 が求
められる。
ついても対応を検証していくことにより、図4(c)に
示すように、後方を走行する後続車両101に対応した
複数のオプティカルフロー(オプティカルフロー群)F
が得られるのである。なお、後続車両101以外にも、
道路標識102等の周囲風景に対応したオプティカルフ
ローも得られるが、これらは自車両から相対的に遠ざか
るように(いわゆる無限遠点方向に収束するように)移
動しているので、後続車両101に対応するオプティカ
ルフロー群Fとは、ベクトルの向きが逆となる。そこ
で、オプティカルフロー算出手段6では、ベクトルの向
きに閾値を設け、自車両に接近する方向のオプティカル
フローのみ算出するようになっている。
ー算出手段6で算出されたオプティカルフローに基づい
て、自車両に対して後続車両101が接近しているか否
かを判定する。ここでは、自車両に接近する方向のオプ
ティカルフロー群Fとして認識される接近車両が存在す
るか否かを判定して、接近車両が存在したら、警報表示
モニター8に表示して、ドライバに警告するようになっ
ている。なお、自車両に近い位置にある接近車両(これ
は、オプティカルフロー群Fの位置から推定可能であ
る)や接近速度が所定レベル以上に速い接近車両〔これ
は、オプティカルフロー群Fのベクトルの大きさ(大き
さの平均値が好ましい)から推定可能である〕について
は、特別な表示をしてもよい。
視装置は、上述のように構成されているので、例えば、
監視領域については、例えば図5に示すようにして設定
される。つまり、ハンドル角θthに基づいて、図3
(a)に示すようなマップから、右隣接レーン領域L2
に関する距離LR を算出し(ステップS10)、距離L
R に基づいて、右隣接レーン領域L2に関する監視領域
を設定する(ステップS20)。次に、ハンドル角θth
に基づいて、図3(b)に示すようなマップから、左隣
接レーン領域L3に関する距離LL を算出し(ステップ
S30)、距離LL に基づいて、左隣接レーン領域L3
に関する監視領域を設定する(ステップS40)。な
お、図5の各ステップ内に示す側では、ハンドル角θth
が左にθ1になっている場合を示す。
状態に応じて設定されるので、旋回時に、無限遠点から
離れる方向に放射状に向かうオプティカルフローとなり
やすい静止物は監視対象から外されることになり、静止
物を接近車両であるとする誤検出を防止することができ
る。また、このような誤検出のおそれが高い領域は自車
両から離隔した領域なので監視対象から除外しても影響
は少ない。
近車両を精度良く検出することができ、ドライバへの警
告や表示等をより的確に行なえるようになる。また、旋
回曲率が小さければ、車両後方で車両から大きく離隔し
た(即ち、無限遠点FOEに近い)静止物ほど誤検出し
易いが、旋回曲率が大きくなるほど、車両後方で車両に
比較的近い(即ち、無限遠点FOEから離れた)静止物
についても誤検出の対象になってくるが、本実施形態で
は、旋回状態に応じて、ハンドル角が大きいほど、即
ち、旋回曲率が大きいほど、監視対象を自車両に近い位
置のみに制限するので、誤検出の低減を効率よく実現で
きる。
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変更して実施しうるものである。例えば、基本となる
車両の直進時の監視領域L2,L3を、図6(a)に示
すように設定してもよい。つまり、本実施形態では、右
隣接レーン領域L2及び左隣接レーン領域L3を、無限
遠点FOEからこの無限遠点FOEよりも斜め下方の放
射状領域に設定しているが、図6(a)に示すように、
監視領域L2,L3の画像における外側上方の領域を、
無限遠点レベル(画像内で無限遠点FOEと同等の高
さ)まで拡張している。このように、基本となる車両直
進時の監視領域L2,L3は、適宜設定しうるものであ
り、これは例えば車両に搭載するカメラの高さ等に応じ
て設定することが好ましい。なお、車両直進時の監視領
域L2,L3を、図6(a)に示すように設定すると、
右旋回時には、監視領域は例えば図6(b)に示すよう
に変更される。
状態に応じて、画像の左右中央(無限遠点FOEに対応
する位置)から外側に向けて監視しない領域を拡げてい
くようにしているが、これに加えて、図6(c)に示す
ように、旋回状態に応じて(例えばハンドル角に応じ
て)、無限遠点レベル(画像内で無限遠点FOEと同等
の高さ)から下方に向けて監視しない領域(距離LL ′
参照)を拡げていくように設定することも考えられる。
逆に言えば、全監視領域の最前部(画像中では最下部)
から上方に旋回状態に応じた距離HL (又は、HR )だ
けの部分のみを監視領域とすることになる。この場合の
距離HL ,HR は、距離LL ,LR の設定の場合と同様
に、例えば図3に示すような特性で設定することができ
る。また、このような監視領域についての制限を上下方
向のみ行なうようにして、旋回時の監視領域の変更を行
なってもよい。
設定は、旋回度合いが強いほど、つまり、旋回曲率が大
きい(旋回半径が小さい)ほど距離LL ,LR や距離H
L ,HR が小さくなればよく、図3に示すような特性に
限らない。また、旋回度合いは、ハンドル角に限らず、
例えば横Gセンサで検出される横Gを用いて検出しても
よい。
領域は変更していないが、旋回外側の監視領域を旋回内
側に向けて拡張するなど、旋回外側の監視領域を変更す
るようにしてもよい。
発明の車両の後方監視装置によれば、旋回状態に応じて
監視領域を変更するので、旋回状態に応じて適切で効率
の良い監視を行なうことができ、車両の後方監視の精度
を向上させることができる。特に、車両の旋回中には旋
回内側に関して監視領域の変更を行なうことにより、旋
回内側の領域において発生しやすい接近車両の誤検出等
を防止し易くなり、車両の後方監視の精度をより効率よ
く向上させることができる(請求項2)。
置の構成模式的に示すブロッグ図である。
置における監視領域を示す図であり、(a)は車両の直
進時のものを、(b)は車両の旋回時のものを示す。
置における監視領域の変更特性を示す図であり、(a)
は右旋回の場合を、(b)は左旋回の場合を示す。
置におけるオプティカルフローの算出を説明する図であ
り、(a)は時間tにおける撮像画像を示す図、(b)
は時間t+Δtにおける撮像画像を示す図、(c)は
(a),(b)の撮像画像から得られるオプティカルフ
ローを示す図である。
置における監視領域の変更処理を説明するフローチャー
トである。
置における監視領域の変形例を示す図であり、(a)は
第1変形例にかかる車両の直進時のものを示し、(b)
は第2変形例にかかる車両の旋回時のものを示し、
(c)は第2変形例にかかる車両の旋回時のものを示
す。
一例を示す図である。
する図であり、(a),(b)はオプティカルフロー算
出のための画像の一例である。
Claims (2)
- 【請求項1】 車両に設けられ、該車両の後方視界を撮
像する撮像手段と、 該車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、 該旋回状態検出手段により検出された旋回状態に応じて
監視領域を予め設定された領域から変更する監視領域変
更手段とをそなえ、 該撮像手段で得られた画像中の該監視領域について該車
両の後方監視を行なうことを特徴とする、車両の後方監
視装置。 - 【請求項2】 前記監視領域変更手段は、前記車両の旋
回中に旋回内側に関して前記監視領域の変更を行なうこ
とを特徴とする、請求項1記載の車両の後方監視装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36804599A JP3729005B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 車両の後方監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36804599A JP3729005B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 車両の後方監視装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001180404A true JP2001180404A (ja) | 2001-07-03 |
JP3729005B2 JP3729005B2 (ja) | 2005-12-21 |
Family
ID=18490843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36804599A Expired - Lifetime JP3729005B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 車両の後方監視装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3729005B2 (ja) |
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