JP2001186408A

JP2001186408A - 車載用撮像装置

Info

Publication number: JP2001186408A
Application number: JP36443599A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tejima; 高士手嶋; Akihiro Shin; 章宏新
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】車載用撮像装置に関し、撮像手段の光学的特
性を周囲の明るさに応じた最適な光学的特性に設定でき
るようにする。【解決手段】撮像手段２を車両１に設けて車両１より
所定の方向を撮像し、撮像手段２で撮像された画像の明
るさを演算処理手段４により演算する。そして、演算処
理手段４で演算された画像の明るさに基づき切換判定手
段５により撮像手段２の光学的特性の切り換えを判定
し、切換判定手段５による判定結果に応じて切換手段６
により撮像手段２の光学的特性を切り換えるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に設けられた
カメラ等の撮像手段により所定方向を撮像する車載用撮
像装置に関し、特に、オプティカルフローを用いて後側
方から接近する車両の存在を検出する装置に用いて好適
の、車載用撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自車両の後方、特に後側方（例え
ば、隣レーンの後方）から接近してくる車両の存在をド
ライバに知らせる手段として種々のものが提案されてい
る。例えば、レーザレーダや超音波レーダ等のレーダを
用いるものや、カメラ等の撮像手段を用いるものがあ
る。

【０００３】後者の場合、例えば特開平４−１２３９４
６号公報に開示されているように、カメラで撮像した後
側方風景の画像を車室内の画像モニタに表示する装置が
知られている。また、近年では、特開平７−５０７６９
号公報に開示されているように、カメラで撮像された時
刻の異なる２画像中の同一点の移動ベクトル（オプティ
カルフロー）を算出し、このオプティカルフローから後
側方から接近してくる車両の存在を検出する技術も知ら
れている。

【０００４】このオプティカルフローを用いた後側方か
らの接近車両の検出装置は、近年開発が進められている
自動走行制御装置の要素技術としても有望であり、各種
のオプティカルフロー式接近車両検出装置が提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
にオプティカルフローを用いて接近車両の存在を検出す
る場合、その検出精度は撮像するカメラの光学的特性、
すなわち、γ特性，ＡＧＣ（Automatic Gain Control）
最大ゲイン，測光領域等に依存する。したがって、カメ
ラの光学的特性の設定においては、最大の検出精度が得
られるように調整する必要がある。

【０００６】ところが、この検出に最適な光学的特性は
周囲の明るさに依存し、昼間と夜間とでは最適な光学的
特性は異なっている。このため、カメラの光学的特性を
昼間に合わせて設定した場合には、夜間において誤検出
（接近車両が存在しないのに存在を検出してしまうこ
と）が増加してしまい、逆に、夜間に合わせて設定した
場合には、昼間において不検出（接近車両が存在するの
に存在を検出しないこと）が増加してしまう。また、そ
の中間値に設定した場合には上記の不具合はそれぞれ低
減できるものの、装置の本来の能力を発揮させることが
できない。

【０００７】このカメラの光学的特性に関する課題は、
カメラで撮像した後側方風景の画像を車室内の画像モニ
タに表示する場合についても同様であり、カメラの光学
的特性を昼間に合わせて設定した場合には、夜間におい
て鮮明な画像が得られず、逆に、夜間に合わせて設定し
た場合には、昼間においてノイズが大きくなってしま
う。

【０００８】この点に関し、前述した特開平４−１２３
９４６号公報に開示された技術では、カメラの光学的特
性を切り換える切換スイッチを設け、この切換スイッチ
をスモールランプのオン／オフを行なうためのスモール
ランプスイッチに連動させることにより、昼間と夜間と
でカメラの光学的特性を切り切り換えられるようにして
いる。

【０００９】しかしながら、スモールランプを点けるか
否かはドライバの考えに依存するものであり、中には全
くスモールランプを点けないドライバもいる。このよう
な場合には上記の切換スイッチは全く用をなさず、カメ
ラの光学的特性を切り換えることはできない。また、暗
くなるとスモールランプを必ず点けるドライバであって
も、ドライバが感じる明るさとカメラの性能から見た明
るさとは必ずしも一致しないので、最適な切換時期でカ
メラの光学的特性を切り換えることは困難である。

【００１０】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、撮像手段の光学的特性を周囲の明るさに応じた最
適な光学的特性に設定できるようにした、車載用撮像装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の車載
用撮像装置では、撮像手段を車両に設けて車両より所定
の方向を撮像し、撮像手段で撮像された画像の明るさを
演算処理手段により演算する。そして、演算処理手段で
演算された画像の明るさに基づき切換判定手段により撮
像手段の光学的特性の切り換えを判定し、切換判定手段
による判定結果に応じて切換手段により撮像手段の光学
的特性を切り換えるようにする（請求項１）。

【００１２】なお、光学的特性の切換の判定は、演算さ
れた画像の明るさを所定の切換判定値と比較し、その比
較結果に基づき判定するのが好ましい。また、より好ま
しくは、さらに画像の明るさの変化率に基づき切換判定
手段により撮像手段の光学的特性の切り換えを判定する
ようする（請求項２）。そして、この画像の明るさの変
化率に基づく切換判定は、画像の明るさの変化率を所定
の切換判定値と比較し、その比較結果に基づき判定する
のが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図３は本明の一実施
形態としての車載用撮像装置を示すものである。ここで
は、オプティカルフローに基づき後側方からの接近車両
の存在を検出する後側方監視装置（オプティカルフロー
式後側方監視装置）の一部として本車載用撮像装置を構
成した場合について説明する。なお、オプティカルフロ
ーを用いた接近車両の検出方法については特開平７−５
０７６９号公報に開示されているような公知の方法を用
いることができるので、ここでは説明を省略するものと
する。

【００１４】本車載用撮像装置は、図１に示すように、
車両１の所定の位置（例えば、車体後部）に後側方を撮
像する撮像手段としてのビデオカメラ２をそなえてお
り、ビデオカメラ２で得られた画像情報（アナログ画像
信号）は、車両１内部にそなえられたＥＣＵ１０へ入力
されるようになっている。ＥＣＵ１０は、Ａ／Ｄ変換部
３，演算処理部４，モード切換判定部（切換判定手段）
５，モード切換部（切換手段）６から構成されている。
なお、これらの機能要素３〜６は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，Ｒ
ＯＭ，Ｉ／Ｏインタフェース等のハードウェアと、ＲＯ
Ｍ内に記録されたプログラムとの協働により実現される
ものである。

【００１５】ビデオカメラ２から入力されたアナログ画
像信号は、まず、Ａ／Ｄ変換部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。そして、Ａ／
Ｄ変換部３で処理されたデジタル画像信号は、演算処理
部４に入力されるようになっている。演算処理部４は、
入力されたデジタル画像信号に基づきビデオカメラ２が
撮像した画像の明るさ及び明るさの変化率を演算するも
のである。ここでは、明るさの代表値として画像の所定
領域（探索領域）の平均輝度を演算するようになってい
る。すなわち、撮像された画像のうち所定領域の画素に
ついてそれぞれ輝度を算出し、それらの平均輝度を演算
してその値を画像の明るさを代表するパラメータとして
設定するとともに、この平均輝度の時間変化率を演算し
てその値を画像の明るさの変化率を代表するパラメータ
として設定するようになっている。

【００１６】モード切換判定部５は、演算処理部４で演
算された画像の明るさ（平均輝度）と明るさの変化率と
に基づきビデオカメラ２の光学的特性の切り換えを判定
するものである。ここでいう光学的特性とは、γ特性，
ＡＧＣ（Automatic Gain Control）最大ゲイン，測光領
域等を指す。具体的には、本車載用撮像装置では、ビデ
オカメラ２の光学的特性の設定として昼間モードと夜間
モードとの２つの設定モードを有している。昼間モード
は昼間のように光量の大きいときでの撮像に適した光学
的特性の設定であり、夜間モードは夜間のように光量の
少ないときでの撮像に適した光学的特性の設定である。
これらの各モードにおける光学的特性の設定は、想定さ
れる種々の明るさの下でオプティカルフローを用いた接
近車両の検出試験を行なった上で決定するようにする。

【００１７】モード切換判定部５は、上記の試験結果に
基づき作成した切換用マップ（明るさをパラメータとす
るマップ）を有しており、演算処理部４から入力された
明るさの値を上記マップに照合することによって昼間モ
ードと夜間モードとの何れが現在の明るさに適している
かを判定し、設定モードを切り換えるか否かを判定する
ようになっている。

【００１８】このモード切換判定部５における切換判定
の流れを具体的に示したのが図２，図３に示すフローチ
ャートである。以下、図２，図３に示すフローチャート
を用いてモードの切換判定の詳細について説明する。図
２に示すように、モード切換判定部５では、まず、演算
処理部４から入力された明るさの値と所定の閾値（第１
閾値又は昼間モード用閾値）とを比較する。この第１閾
値は上述したように試験結果に基づき決定されるもので
あり、切換用マップに記憶されている（以上、ステップ
Ｓ１０）。

【００１９】ステップＳ１０において明るさの値が第１
閾値よりも大きい場合には、昼間モード用タイマのカウ
ントを開始する（ステップＳ２０）。そして、タイマの
カウント開始から所定時間Ｔ₁（例えば１０秒）経過し
たか否か判定し（ステップＳ３０）、所定時間Ｔ₁経過
したときにはステップＳ４０に進む。一方、ステップＳ
３０において所定時間Ｔ₁経過していないときには図３
に示すステップＳ１３０に進む。

【００２０】ステップＳ４０では、現在のモード設定が
夜間モードか否か判定する。そして、現在が夜間モード
に設定されているときには、ステップＳ５０に進んで昼
間モードへ切り換えるよう判定する。昼間モードへの切
換判定後は、昼間モード用タイマのカウント値をクリア
する（ステップＳ６０）。一方、現在既に昼間モードに
設定されているときには再度切り換える必要はないの
で、そのまま図３に示すステップＳ１３０に進む。

【００２１】なお、上記の昼間モードへの切換判定にお
いて、明るさの値が第１閾値を越えて直ぐに夜間モード
から昼間モードに切り換えるのではなく、上記のように
所定時間Ｔ₁経過してから切り換えるようにしたのは、
夜間の走行時に街灯等の影響により一時的に明るくなる
ような場合を想定したものである。すなわち、街灯等の
影響で一時的に明るくなる場合でもその間の不検出を防
止するためには光学的特性を昼間モードに切り換えるの
が望ましいが、現時点ではビデオカメラ２の光学的特性
の切り換えには多少の時間を要するため、このような短
時間での明るさの変化には切り換えが追いつず、逆に制
御が不安定になってしまうためである。

【００２２】以上が夜間モードから昼間モードへの切換
判定の流れであるが、逆に、ステップＳ１０において明
るさの値が第１閾値以下の場合には、モード切換判定部
５では、演算処理部４から入力された明るさの値と所定
の閾値（第２閾値又は夜間モード用閾値）とを比較する
（ステップＳ７０）。この第２閾値は第１閾値と同様に
試験結果に基づき決定されるものであり、切換用マップ
に記憶されている。なお、第２閾値は第１閾値よりも小
さい値に設定されており、このように第１閾値に加えて
第２閾値設けることにより、第２閾値から第１閾値まで
の間が不感帯となって光学的特性の切換のハンチングが
防止され制御の安定性が保たれるようになっている。

【００２３】そして、ステップＳ７０において明るさの
値が第２閾値よりも小さい場合には、夜間モード用タイ
マのカウントを開始する（ステップＳ８０）。そして、
タイマのカウント開始から所定時間Ｔ₂（例えば５秒，
Ｔ₂＜Ｔ₁）経過したか否か判定し（ステップＳ９０）、
所定時間Ｔ₂経過したときにはステップＳ１００に進
む。一方、ステップＳ９０において所定時間Ｔ₂経過し
ていないときには図３に示すステップＳ１３０に進む。
また、ステップＳ７０において明るさの値が第２閾値よ
りも大きい場合にも、モードの切換は行なわずにそのま
まステップＳ１３０に進む。

【００２４】ステップＳ１００では、現在のモード設定
が昼間モードか否か判定する。そして、昼間モードに設
定されているときには、ステップＳ１１０に進んで夜間
モードへ切り換えるよう判定する。夜間モードへの切換
判定後は、夜間モード用タイマのカウント値をクリアす
る（ステップＳ１２０）。一方、現在既に夜間モードに
設定されているときには再度切り換える必要はないの
で、そのまま図３に示すステップＳ１３０に進む。

【００２５】上記の夜間モードへの切換判定において、
所定時間Ｔ₂経過してから切り換えるようにしたのは、
昼間モードへの切換時と同様の理由である。すなわち、
昼間の走行時に日陰等の影響により一時的に暗くなる場
合でもその間の誤検出を防止するためには光学的特性を
夜間モードに切り換えるのが望ましいが、このような短
時間での明るさの変化には切り換えが追いつかないため
制御の安定性を考慮してモード切換を行なわないように
しているのである。ただし、明るい場所を夜間モードで
走行したときの不検出よりも、暗い場所を昼間モードで
走行したときの誤検出のほうが不具合は大きいため、上
記の所定時間Ｔ₂は昼間モードへの切換時の所定時間Ｔ₁
よりも短く設定している。

【００２６】ステップＳ１３０以降の判定処理は、車両
１がトンネル内に入った時或いはトンネルから出た時に
対応した処理である。上述したように一時的な明るさの
変化に対してはモードの切換判定がされないようにそれ
ぞれ所定時間Ｔ₁，Ｔ₂の不感帯時間が設けられている
が、これによると一時的な明るさの変化でない場合、例
えば長いトンネルに入ったような場合でも所定時間Ｔ₂
はモードが切り換えられないことになる。このため、ト
ンネル内に進入後所定時間Ｔ₂及び脱出後所定時間Ｔ₁は
接近車両を正確に検出することができなくなってしま
う。

【００２７】そこで、モード切換判定部５では、昼間に
車両１がトンネル内に入った時やトンネルから出た時に
は明るさが大きく変化することに着目して、このような
場合には上記の不感帯時間に関係無くモードの切換を判
定するようにしている。すなわち、図３に示すように、
モード切換判定部５では、演算処理部４で算出された明
るさの変化率と所定の閾値（第３閾値又は昼間モード用
変化率閾値）とを比較する。この第３閾値も試験結果に
基づき決定するものであり、切換用マップに記憶されて
いる（以上、ステップＳ１３０）。

【００２８】ステップＳ１３０において明るさの変化率
が第３閾値（第３閾値＞０）よりも大きい場合には、ス
テップＳ１４０に進んで現在のモード設定が夜間モード
か否か判定する。そして、現在が夜間モードに設定され
ているときには、ステップＳ１５０に進んで昼間モード
へ切り換えるよう判定する。一方、現在既に昼間モード
に設定されているときには再度切り換える必要はないの
でそのまま処理を終了する。

【００２９】また、ステップＳ１３０において明るさの
変化率が第３閾値以下の場合には、ステップＳ１６０に
進んで明るさの変化率と所定の閾値（第４閾値又は夜間
モード用変化率閾値）とを比較する。この第４閾値も試
験結果に基づき決定するものであり、切換用マップに記
憶されている。ステップＳ１６０において明るさの変化
率が第４閾値（第４閾値＜０）よりも小さい場合には、
ステップＳ１７０に進んで現在のモード設定が昼間モー
ドか否か判定する。そして、現在が昼間モードに設定さ
れているときには、ステップＳ１８０に進んで夜間モー
ドへ切り換えるよう判定する。一方、現在既に夜間モー
ドに設定されているときには再度切り換える必要はない
のでそのまま処理を終了する。また、明るさの変化率が
第４閾値以上かつ第３閾値以下の場合にはモードを切り
換えるよう判定せずにそのまま処理を終了する。

【００３０】そして、上述したモード切換判定部５によ
る判定の結果はモード切換部６に出力されるようになっ
ている。モード切換部６は、モード切換判定部５での判
定結果に基づきビデオカメラ２に切換信号を出力するも
のである。ビデオカメラ２ではこの切換信号の入力によ
りその光学的特性を昼間モードから夜間モード、或いは
夜間モードから昼間モードに切り換えるようになってい
る。

【００３１】本発明の一実施形態としての車載用撮像装
置は上述のように構成されているので、オプティカルフ
ロー式後側方監視装置の一部として用いることにより次
のような作用及び効果がある。まず、車両１が明るい場
所を走行しているときには、ビデオカメラ２のモード設
定は撮像した画像の明るさに基づき昼間モードに設定さ
れる。これによりビデオカメラ２の光学的特性は光量の
多い状態に適した特性になり、後側方から接近してくる
車両の不検出が防止される。

【００３２】そして、周囲が暗くなってきたときには、
ビデオカメラ２のモード設定は撮像した画像の明るさが
低下することから夜間モードに設定される。これにより
ビデオカメラ２の光学的特性は光量の少ない状態に適し
た特性になり、他のものを後側方から接近してくる車両
と誤検出してしまうことが防止される。また、車両１が
暗い場所を走行しているときに街灯下に入り周囲が一時
的に明るくなったときや、逆に車両１が明るい場所を走
行しているときに日陰等に入り周囲が一時的に暗くなっ
たときは、それぞれ不感帯時間Ｔ₁，Ｔ₂が設けられてい
るのでビデオカメラ２のモード設定の切換は行なわれな
い。これにより、明るさの変化に対する光学的特性の切
換の遅れによる制御の不安定が防止される。

【００３３】一方、車両１がトンネル内から明るい場所
に出た時や、逆に車両１が明るい場所からトンネル内に
入った時は、撮像した画像の明るさの変化率に基づき不
感帯時間Ｔ₁，Ｔ₂にかかわらず直ぐにビデオカメラ２の
光学的特性は夜間モードから昼間モードへ、或いは昼間
モードから夜間モードへ切り換えられる。これによりト
ンネル内からの脱出直後、トンネル内への進入直後は速
やかにビデオカメラ２の光学的特性が切り換えられ、接
近車両の不検出や誤検出が防止される。

【００３４】このように本車載用撮像装置によれば、ビ
デオカメラ２で撮像された画像の明るさに基づきビデオ
カメラ２の光学的特性を昼間モードと夜間モードとで切
り換えるので、周囲の明るさに応じた最適な光学的特性
で車両１の後側方を撮像することができるという利点が
ある。したがって、オプティカルフロー式後側方監視装
置の一部として用いることにより、昼間の不検出や夜間
の誤検出を防止して正確に後側方からの接近車両を検出
することが可能になる。

【００３５】さらに、本車載用撮像装置によれば、ビデ
オカメラ２で撮像された画像の明るさの変化率に基づき
ビデオカメラ２の光学的特性を昼間モードと夜間モード
とで切り換えるので、車両１が日陰等に入って一時的に
暗くなった場合と明るい場所からトンネル内に入った場
合とで切換制御を変えることができる。したがって、オ
プティカルフロー式後側方監視装置の一部として用いる
ことにより、一時的な明るさの変化に対する光学的特性
の切換の遅れにより制御が不安定になるのを防止するこ
とができるとともに、トンネル内からの脱出直後、トン
ネル内への進入直後のようにドライバが後側方からの接
近車両を見落としやすいときでも、オプティカルフロー
に基づき正確に接近車両を検出することが可能になる。

【００３６】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができるものである。例えば、
上述の実施形態ではビデオカメラの光学的特性を昼間モ
ードと夜間モードとの２段階で切り換えるようになって
いるが、より複数段階で切り換えるようにしてもよい。
また、段階的に切り換えるのではなく、画像の明るさに
応じて光学的特性を連続して変化させるようにしてもよ
い。

【００３７】また、上述の実施形態では本車載用撮像装
置をオプティカルフロー式後側方監視装置の一部として
構成した場合について説明したが、本車載用撮像装置は
ビデオカメラ等の撮像手段により車両から所定の方向を
撮像して得られた画像を用いる装置一般に適用できるも
のである。例えば、ビデオカメラで撮像した後側方風景
の画像を車室内の画像モニタに表示する装置に本発明を
適用してもよい。この場合には、画像モニタの表示状態
を周囲の明るさに影響されずに常に最適な表示状態に維
持することが可能になる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の車載用撮
像装置によれば、撮像手段で撮像された画像の明るさに
基づき撮像手段の光学的特性を切り換えることができる
ので、周囲の明るさに応じた最適な光学的特性で車両よ
り所定の方向を撮像することができるという利点がある
（請求項１）。

【００３９】さらに、撮像手段で撮像された画像の明る
さの変化率に基づき撮像手段の光学的特性を切り換える
ことができるので、車両の周囲が一時的に暗くなったり
明るくなったりした場合と、トンネルに出入りした場合
とを区別して光学的特性を切り換えることができるとい
う利点がある（請求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての車載用撮像装置の
構成を模式的に示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態としての車載用撮像装置に
かかる光学的特性の設定モードの切換判定の流れを示す
フローチャートである。

【図３】本発明の一実施形態としての車載用撮像装置に
かかる光学的特性の設定モードの切換判定の流れを示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１車両２ビデオカメラ（撮像手段）３Ａ／Ｄ変換器４演算処理部（演算処理手段）５モード切換判定部（切換判定手段）６モード切換部（切換手段）１０ＥＣＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C022 AA04 AB04 5C054 AA05 CA04 CC03 ED04 ED13 FC04 FC13 HA30 5H180 AA01 CC04 LL02 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に設けられ、該車両より所定の方向
を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像された画像の明るさを演算する演算処
理手段と、該演算処理手段で演算された画像の明るさに基づき該撮
像手段の光学的特性の切り換えを判定する切換判定手段
と、該切換判定手段による判定結果に応じて該撮像手段の光
学的特性を切り換える切換手段とをそなえたことを特徴
とする、車載用撮像装置。
【請求項２】該切換判定手段が、さらに画像の明るさ
の変化率に基づき該撮像手段の光学的特性の切り換えを
判定することを特徴とする、請求項１記載の車載用撮像
装置。