JP2001211449A

JP2001211449A - 車両用画像認識装置

Info

Publication number: JP2001211449A
Application number: JP2000018359A
Authority: JP
Inventors: Kozo Shimamura; 考造嶋村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で車両に搭載した赤外線カメラの
光学系の汚れを検知できるようにした車両用画像認識装
置を提供する。【解決手段】ヘッドライトスイッチ７により、ヘッド
ライト２１Ｒ、２１Ｌの点灯が検出されると、赤外線カ
メラ１Ｒ、１Ｌに近接して配置され、ヘッドライト２１
Ｒ、２１Ｌから発せられる光の反射光を受光するフォト
センサ２Ｒ、２Ｌの受光光量ＩＬＲ，ＩＬＬが所定閾値
ＩＬＲＥＦより小さいか否かを判別し、ＩＬＲ＜ＩＬＲ
ＥＦ及び／またはＩＬＬ＜ＩＬＲＥＦであるとき、赤外
線カメラ１Ｒ及び／または１Ｌの光学系が汚れていると
判定し、運転者に画像のコントラストが不足することを
警告する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載された
赤外線カメラにより得られる画像から、運転に必要な情
報を認識する画像認識装置に関し、特に赤外線カメラの
光学系の汚れを検知する機能を有するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両に赤外線カメラを搭載し、その赤外
線カメラにより得られる画像から、車両の前方に存在す
る対象物を検出し、衝突防止のための警告を行うために
その対象物を認識する装置が提案されている（例えば特
開平１１−３２８３６４号公報）。このような画像認識
装置は、赤外線カメラにより明瞭が画像が得られること
を前提として正常に動作するものであるため、カメラの
カバーなどに汚れがあると、正常な動作が行われなくな
る。そのため、赤外線カメラの光学系の汚れを検知する
機能を備えることが望まれる。

【０００３】赤外線カメラを用いたものではないが、走
行中の車両から路面に光を照射し、その反射光に基づい
て対地速度を検出する光学式の対地速度検出装置が知ら
れており、この装置において、反射光が入射する透明の
プレートが汚れると、正確な速度の検出ができない。そ
こで、光ビームを透明プレートに照射し、透明プレート
内を伝搬して出射された光ビームの光量に基づいて、そ
の透明プレートの汚れを検出する手法が従来より知られ
ている（特開平５−３０２８８７号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の手法では、対地速度検出用の光ビームを出射する光源
とは別に、汚れ検出のために光ビームを出射する光源が
必要であり、構成をより簡略化する上で改善の余地が残
されていた。

【０００５】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、簡単な構成で車両に搭載した赤外線カメラの光学
系の汚れを検知できるようにした車両用画像認識装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、赤外線カメラを備え、該赤外
線カメラにより得られる画像から当該車両の運転に必要
な情報を認識する車両用画像認識装置において、前記赤
外線カメラに近接して配置され、光量を検出するフォト
センサと、前記車両のヘッドライトの点灯により作動を
開始し、前記ヘッドライトから発せられた光の反射光の
光量を前記フォトセンサにより検出し、該検出した光量
に基づいて前記赤外線カメラの汚れを検知する汚れ検知
手段とを備えることを特徴とする。

【０００７】この構成によれば、赤外線カメラに近接し
た配置されたフォトセンサにより、車両のヘッドライト
から発せられた光の反射光量が検出され、該検出した光
量に基づいて赤外線カメラの汚れが検知されるので、汚
れ検出用の光源を設ける必要がなく、簡単な構成で赤外
線カメラの汚れを検知することができる。すなわち、本
発明は、赤外線カメラと、これに近接して配置されたフ
ォトセンサの汚れの度合は、ほぼ同程度であるという点
に着目し、フォトセンサにより検出される光量が所定閾
値より低下したときは、赤外線カメラの光学系も汚れて
いると判定するものである。

【０００８】また前記フォトセンサを前記ヘッドライト
のハウジング内に配置するとともに、前記赤外線カメラ
を前記ヘッドライトに近接して配置するようにしてもよ
い。この構成によれば、ヘッドライトの光源から出射さ
れた光がハウジングに反射してフォトセンサに入射する
ので、ハウジングが汚れるとハウジングによる反射光量
が増加し、フォトセンサにより検出される光量が増加す
る。したがって、検出光量が所定閾値を越えたときは、
ヘッドライトが汚れており、赤外線カメラも汚れている
と判定する。

【０００９】さらに外気温を検出する外気温センサを設
け、外気温が所定温度以上であるときは、赤外線カメラ
により得られる画像のコントラストが低下することを当
該車両の運転者に警告することが望ましい。これによ
り、外気温が高いために赤外線カメラにより得られる画
像のコントラストが低下していること、換言すれば外気
温の低下により正常が画像が得られる可能性が高いこと
を運転者が認識することができる。フォトセンサによる
検出光量の大小を判定するための所定閾値は、様々な汚
れの状態におけるフォトセンサ出力を計測し、実験的に
最適な値に設定される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。（第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態にか
かる車両用画像認識装置の構成を示す図であり、この装
置は、遠赤外線を検出可能な２つの赤外線カメラ１Ｒ，
１Ｌと、赤外線カメラ１Ｒ，１Ｌの汚れを検知するため
に使用されるフォトセンサ２Ｒ，２Ｌと、当該車両のヘ
ッドライトをオンオフするヘッドライトスイッチ７と、
外気温ＴＡを検出する外気温センサ８と、赤外線カメラ
１Ｒ，１Ｌによって得られる画像に基づいて車両前方の
動物等の対象物を検出し、衝突の可能性が高い場合に警
報を発するなどの処理を行うとともに、後述する画像コ
ントラストの不足を検知する処理を実行する画像処理ユ
ニット２と、音声で警告を発するためのスピーカ３と、
カメラ１Ｒまたは１Ｌによって得られる画像を表示する
とともに、画像のコントラスト不足や衝突の可能性が高
い対象物を運転者に認識させるための表示部４とを備え
ている。表示部４は、例えば図３に示すように、当該車
両２０のフロントウインドウの、運転者の前方位置に画
面４ａが表示されるように設けられるヘッドアップディ
スプレイ、あるいはナビゲーションシステムの表示装置
で構成される。

【００１１】赤外線カメラ１Ｒ、フォトセンサ２Ｒ及び
外気温センサ８は、図２に示すカメラハウジング１１Ｒ
に収容されており、赤外線カメラ１Ｌもほぼ同様に構成
されるカメラハウジング１１Ｌに、フォトセンサ２Ｌと
ともに収容されている。カメラハウジング１１Ｒ，１１
Ｌは、図３に示すように、当該車両２０のフロントグリ
ル２２に取り付けられている。

【００１２】カメラハウジング１１Ｒ、１１Ｌは、車両
２０の横方向の中心軸に対してほぼ対象な位置に配置さ
れており、２つのカメラ１Ｒ、１Ｌの光軸が互いに平行
となり、両者の路面からの高さが等しくなるように固定
されている。赤外線カメラ１Ｒ、１Ｌは、対象物の温度
が高いほど、その出力信号レベルが高くなる（輝度が増
加する）特性を有している。また、フォトセンサ２Ｒ，
２Ｌは、ヘッドライト２１Ｒ、２１Ｌの照射領域から反
射される光を受光するように取り付けられており、その
受光光量にほぼ比例する信号を出力する。フォトセンサ
２Ｒ、２Ｌは、例えばフォトダイオード、フォトトラン
ジスタ、またはＣＣＤ（Charge CoupledDevice）などで
構成される。

【００１３】画像処理ユニット２は、入力アナログ信号
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、ディジタ
ル化した画像信号を記憶する画像メモリ、各種演算処理
を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが
演算途中のデータを記憶するために使用するＲＡＭ（Ra
ndom Access Memory）、ＣＰＵが実行するプログラムや
テーブル、マップなどを記憶するＲＯＭ（Read Only Me
mory）、スピーカ３の駆動信号、表示部４の表示信号な
どを出力する出力回路などを備えており、カメラ１Ｒ，
１Ｌ、フォトセンサ２Ｒ，２Ｌ及び外気温センサ８の出
力信号は、ディジタル信号に変換されて、ＣＰＵに入力
されるように構成されている。

【００１４】赤外線カメラにより得られる画像は、１）
外気温ＴＡが動物の体温と同程度となるほど高い場合、
２）赤外線カメラの光学系に泥や雪などの汚れが付着し
た場合、及び３）赤外線カメラにより撮像される対象物
の温度差が小さい場合には、輝度の変化がほとんどない
画像、すなわちコントラストの不足した画像となる。そ
こで、本実施形態では以下に説明する図４の処理によ
り、上記１）及び２）の場合を区別して検知して、運転
者に警告を行う。また赤外線カメラ１Ｒ、１Ｌに汚れが
付着した場合には、これらのカメラに近接した配置した
フォトセンサ２Ｒ、２Ｌの受光光量が低下する点に着目
し、フォトセンサ２Ｒ、２Ｌの受光光量に基づいて、上
記２）の汚れの検知を行う。

【００１５】図４は、画像処理ユニット２のＣＰＵで実
行される画像のコントラスト不足検知処理の手順を示す
フローチャートである。先ずステップＳ１１では、ヘッ
ドライトスイッチ７がオンされるまで待機し、ヘッドラ
イトスイッチ７がオンされ、ヘッドライト２１Ｒ、２１
Ｌが点灯されると、先ず外気温ＴＡが所定温度ＴＡＨ
（例えば３０℃）より高いか否かを判別する（ステップ
Ｓ１２）。ＴＡ≦ＴＡＨであるときは直ちにステップＳ
１４に進み、ＴＡ＞ＴＡＨであるときは、外気温ＴＡが
高いために赤外線カメラ１Ｒ，１Ｌにより得られる画像
のコントラストが不足することを運転者に警告し（ステ
ップＳ１３）、ステップＳ１４に進む。

【００１６】ステップＳ１４では、フォトセンサ２Ｒに
より検出される光量ＩＬＲが、所定閾値ＩＬＲＥＦより
小さい否かを判別し、ＩＬＲ≧ＩＬＲＥＦであるときは
直ちにステップＳ１６に進む一方、ＩＬＲ＜ＩＬＲＥＦ
であるときは、汚れの付着により赤外線カメラ１Ｒによ
り得られる画像のコントラストが不足することを運転者
に警告し（ステップＳ１５）、ステップＳ１６に進む。
ここで、所定閾値ＩＬＲＥＦは、様々な汚れの状態にお
けるフォトセンサ出力を実際に計測し、実験的に最適な
値に設定される。

【００１７】ステップＳ１６及びＳ１７では、ステップ
Ｓ１４，Ｓ１５と同様の処理をフォトセンサ２Ｌにより
検出される光量ＩＬＬについて実行し、ＩＬＬ＜ＩＬＲ
ＥＦであるときは、汚れの付着により赤外線カメラ１Ｌ
により得られる画像のコントラストが不足することを運
転者に警告する（ステップＳ１７）。

【００１８】上記ステップＳ１３，Ｓ１５またはＳ１７
における警告は、例えばスピーカ４を使用した音声によ
り、または表示部５に文字による警告を表示することに
より実行される。以上のように本実施形態では、ヘッド
ライト２１Ｒ、２１Ｌを点灯した状態において、赤外線
カメラ１Ｒ、１Ｌに近接して配置され、ヘッドライトか
ら発せられる光の反射光を受光するフォトセンサ２Ｒ、
２Ｌの受光光量ＩＬＲ，ＩＬＬが所定閾値ＩＬＲＥＦよ
り小さいときは、赤外線カメラ１Ｒ、１Ｌの光学系に汚
れが付着していると判定するようにしたので、汚れ検知
のための新たな光源を使用せずに簡単な構成で汚れを検
知することができる。

【００１９】さらに本実施形態では、カメラの汚れに起
因するコントラスト不足とともに、外気温ＴＡが高いこ
とに起因するコントラスト不足も検知し、両者を区別し
て運転者に警告するようにしたので、画像のコントラス
ト不足が発生した場合に、運転者はカメラの異常（汚
れ）によるものか、外気温が高いことによるものか、あ
るいは単に対象物の温度差が小さいことによるものかを
区別して認識し、汚れの場合には、汚れを拭き取るなど
の適切な措置をとることが可能となる。

【００２０】（第２の実施形態）本実施形態は、赤外線
カメラ２Ｒ、２Ｌをそれぞれヘッドライト２１Ｒ、２１
Ｌに近接して配置するとともに、フォトセンサ２Ｒ、２
Ｌを、図６に示すようにヘッドライト２１Ｒ、２１Ｌの
ハウジング３０の内部に取り付けて、ヘッドライトの光
源３２から出射された光が透過する前面カバー３１の汚
れを検知するようにしたものである。すなわち、ヘッド
ライトの前面カバーに汚れが付着したときは、赤外線カ
メラにも汚れが付着している可能性が高いと推定し、運
転者に警告するものである。

【００２１】図５は、本実施形態におけるカメラハウジ
ング１１Ｒの構成を説明するための斜視図であり、フォ
トセンサ２Ｒは、ワイヤを介してハウジング内の信号入
力端子に接続されている。また同図に示す例では、外気
温センサ８もカメラハウジング１１Ｒから少し離して取
り付けるべく、ワイヤを介してハウジング内の信号入力
端子に接続されている。カメラハウジング１１Ｌも外気
温センサ８を備えていない点を除き、同様に構成されて
いる。

【００２２】フォトセンサ２Ｒは、図６に示すように、
ヘッドライトハウジング３０の内部にブラケット３３に
より取り付けられており、光源３２から出射される光の
うち、前面カバー３１により反射される光４１が、フォ
トセンサ２Ｒに入射するように構成されている。フォト
センサ２Ｌも同様にヘッドライト２１Ｌのハウジング内
部に取り付けられている。

【００２３】図７は、本実施形態におけるコントラスト
不足検知処理の手順を示すフローチャートである。この
処理は、図４の処理においてステップＳ１４及びＳ１６
を、それぞれステップＳ１４ａ及び１６ａに変更したも
のであり、これ以外のステップは図４の処理と同一であ
る。

【００２４】本実施形態では、ヘッドライトハウジング
内にフォトセンサ２Ｒ、２Ｌを配置したので、その受光
量ＩＬＲａ，ＩＬＬａ、すなわち前面カバー３１からの
反射光量は、前面カバー３１の汚れの程度が増加するほ
ど増加する。したがって、ステップＳ１４ａ及びＳ１６
ａでは、受光量ＩＬＲａ、ＩＬＬａが所定閾値ＩＬＲＥ
Ｆａより大きいか否かを判別し、ＩＬＲａ＞ＩＬＲＥＦ
ａであるときは、赤外線カメラ１Ｒに汚れが付着してい
ると判定してカメラ１Ｒにより得られる画像のコントラ
スト不足を警告する（ステップＳ１５）。同様に、ＩＬ
Ｌａ＞ＩＬＲＥＦａであるときは、赤外線カメラ１Ｌに
汚れが付着していると判定してカメラ１Ｌにより得られ
る画像のコントラスト不足を警告する（ステップＳ１
７）。

【００２５】以上の点以外は、第１の実施形態と同一で
ある。本実施形態によれば、ヘッドライト２１Ｒ、２１
Ｌを点灯した状態において、ヘッドライトの光源３２か
ら発せられた光のうち、前面カバー３１に反射してフォ
トセンサ２Ｒ、２Ｌに受光される光の光量ＩＬＲａ，Ｉ
ＬＬａが所定閾値ＩＬＲＥＦａより大きいとき、赤外線
カメラ１Ｒ、１Ｌの光学系に汚れが付着していると判定
するようにしたので、第１の実施形態と同様の効果を得
ることができる。

【００２６】上述した実施形態では、画像処理ユニット
３のＣＰＵが汚れ検知手段を構成し、より具体的には、
図４のステップＳ１１，Ｓ１４〜Ｓ１７または図７のス
テップＳ１１，Ｓ１４ａ，Ｓ１５，Ｓ１６ａ及びＳ１７
が、汚れ検知手段に相当する。

【００２７】なお本発明は上述した実施形態に限るもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、第１の実
施形態においては、カメラハウジング１１Ｒ、１１Ｌ
は、必ずしもヘッドライト２１Ｒ、２１Ｌに近接して配
置する必要はなく、フロントグリル２２の、左右のヘッ
ドライトの中点付近や、アンダーグリル２３に配置する
ようにしてもよい。

【００２８】また第２の実施形態において、赤外線カメ
ラ１Ｒ、１Ｌを収容したカメラハウジング１１Ｒ、１１
Ｌは、ヘッドライト２１Ｒ、２１Ｌに近接したフロント
グリル２２に配置したが、カメラハウジング１１Ｒ、１
１Ｌを、図８に示すようにヘッドライト２１Ｒ、２１Ｌ
（ヘッドライトハウジング３０）と一体に構成し、前面
カバー３１を横方向に若干長くしてその内側にカメラハ
ウジング１１Ｒ、１１Ｌを配置するようにしてもよい。
また赤外線カメラの数は、２個に限るものではなく、１
個あるいは３個以上であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、赤
外線カメラに近接した配置されたフォトセンサにより、
車両のヘッドライトから発せられた光の反射光量が検出
され、該検出した光量に基づいて赤外線カメラの汚れが
検知されるので、汚れ検出用の光源を設ける必要がな
く、簡単な構成で赤外線カメラの汚れを検知することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用画像認識装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】赤外線カメラを収容するカメラハウジング（第
１の実施形態）の斜視図である。

【図３】カメラハウジングの取付位置を説明するための
斜視図である。

【図４】赤外線カメラにより得られる画像のコントラス
ト不足を警告する処理（第１の実施形態）のフローチャ
ートである。

【図５】赤外線カメラを収容するカメラハウジング（第
２の実施形態）の斜視図である。

【図６】フォトセンサの取付位置を説明するための図で
ある。

【図７】赤外線カメラにより得られる画像のコントラス
ト不足を警告する処理（第２の実施形態）のフローチャ
ートである。

【図８】赤外線カメラを収容したカメラハウジングの取
付位置の変形例を説明するため斜視図である。

【符号の説明】

１Ｒ、１Ｌ赤外線カメラ２Ｒ、２Ｌフォトセンサ３画像処理ユニット（汚れ検知手段）４スピーカ５表示部７ヘッドライトスイッチ８外気温センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線カメラを備え、該赤外線カメラに
より得られる画像から当該車両の運転に必要な情報を認
識する車両用画像認識装置において、前記赤外線カメラに近接して配置され、光量を検出する
フォトセンサと、前記車両のヘッドライトの点灯により作動を開始し、前
記ヘッドライトから発せられた光の反射光の光量を前記
フォトセンサにより検出し、該検出した光量に基づいて
前記赤外線カメラの汚れを検知する汚れ検知手段とを備
えることを特徴とする車両用画像認識装置。