JP2002366937A - 車外監視装置 - Google Patents

車外監視装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で適切な車外情報を得ることので
きる車外監視装置を提供する。 【解決手段】 撮像レンズ系５ａ，６ａに魚眼レンズを
有して撮像装置５，６を構成する。画像処理ユニット
７，８は、撮像装置５，６により異なるタイミングで撮
像した２枚の画像間のオプティカルフローに基づいて併
走車や対向車等の移動物を検出し、検出した移動物の代
表点Ａを路面上に設定する。演算ユニット９は、各代表
点Ａが自車の接地面と同一平面上に存在すると仮定し、
各代表点Ａの光軸Ｏ方向からの変位角α，βに基づいて
自車に対する移動物の相対位置を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、魚眼レンズを通し
て撮像された画像に基づいて併走車等の移動物を検出す
る車外監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両の安全性の向上を図るため、
カメラにより捉えた車両前方の風景や物体の画像を処理
して、道路や交通環境等を実用上十分な精度と時間で三
次元的に認識する車外監視装置が数多く提案され実用化
されている。例えば、本出願人による特開平１０−２８
３４６１号公報には、一対のカメラ（ステレオカメラ）
で捉えた画像をステレオ処理して先行車や障害物等を検
出する技術が開示されている。
【０００３】ところで、車両の更なる安全性の向上を図
るためには、自車の前方の車外情報に加え、自車の側方
を走行中の併走車等の情報をドライバに報知することが
望ましい。この場合、自車側方の広範囲にわたる車外情
報を得るためには、自車側方を魚眼レンズを用いた撮像
装置で撮像することが好ましく、例えば特開平９−２０
２１８０号公報には、魚眼カメラを車両側方に向けて設
け、魚眼カメラで撮像した画像を座標変換回路によって
正画像信号に変換し、歪み補正した画像中の任意の領域
をモニタの表示画面に表示する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平９ー２０２１８０号公報に開示された技術は、単に
所定の車外環境をモニタの表示画面に表示しているもの
にすぎないため、自車から併走車までの具体的な距離情
報等をドライバに報知することは困難である。
【０００５】これに対処し、例えば特許公報第２６１１
１７３号に開示されているように、魚眼レンズを用いた
複数の撮像装置により与えられる複数の魚眼画像に基づ
いて、移動目標物の３次元位置座標を算出することで自
車から併走車までの距離情報等を求めることも考えられ
るが、自車前方に比べておおまかなもので事足りる側方
の車外情報を得るために上述のような複雑な構成の装置
を用いることはコスト面等で好ましくない。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成で適切な車外情報を得ることのできる車
外監視装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明による車外監視装置は、撮像レ
ンズ系に魚眼レンズを有する撮像手段と、上記撮像手段
によって異なるタイミングで撮像した画像の一方を基準
画像として２枚の画像間のオプティカルフローに基づく
移動物検出を行うとともに当該移動物の代表点を路面上
に設定する画像処理手段と、画像上における上記代表点
の光軸方向からの変位角に基づいて自車に対する上記移
動物の相対位置を演算する演算手段とを備えたことを特
徴とする。
【０００８】また、請求項２記載の発明による車外監視
装置は、請求項１記載の発明において、上記撮像手段を
車体の左右両側にそれぞれ設けたことを特徴とする。
【０００９】また、請求項３記載の発明による車外監視
装置は、請求項２記載の発明において、上記撮像レンズ
系の光軸を車幅方向に対してやや後方に指向させたこと
を特徴とする。
【００１０】また、請求項４記載の発明による車外監視
装置は、請求項１乃至請求項３記載の発明において、自
車と移動物との相対位置を表示する表示手段を有し、上
記表示手段は、自車に対する移動物の相対速度をベクト
ル表示することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係
わり、図１は車外監視装置の機能ブロック図、図２は撮
像装置による撮像領域の一例を示す説明図、図３は速度
ベクトルの分布状態を簡略化して示す説明図、図４は光
軸方向からの変位角の座標系を示す説明図、図５は自車
と代表点との位置関係を示す説明図、図６は自車から代
表点までの光軸方向の距離算出方法を示す説明図、図７
は表示装置への表示例を示す説明図、図８は撮像装置に
よる撮像領域の他の例を示す説明図である。
【００１２】図１において符号１は自動車等の車体を示
す。この車体１には、車外の設定範囲内の対象を撮像
し、撮像画像から併走車や対向車等の車外の移動物を認
識して監視する車外監視装置２が搭載されている。
【００１３】車外監視装置２は、車体１の左右両側にそ
れぞれ設けられた撮像手段としての撮像装置５，６と、
各撮像装置５，６で撮像された画像を処理して併走車や
対向車等の移動物を検出するとともに検出された移動物
の代表点を路面上に設定する画像処理手段としての画像
処理ユニット７，８と、各画像上の代表点に対し当該代
表点の光軸方向からの変位角に基づいて自車に対する移
動物の相対位置を演算する演算手段としての演算ユニッ
ト９と、演算された自車と移動物との相対位置関係を表
示する表示手段としての表示装置１０とを備えて構成さ
れている。
【００１４】撮像装置５，６は、魚眼レンズを有する撮
像レンズ系５ａ，６ａと、撮像レンズ系５ａ，６ａから
入射された光束を結像する固体撮像素子（図示せず）と
を備えて構成され、車外の対象を１８０度の視野で撮像
可能となっている。
【００１５】ここで、図１，２に示すように、各撮像装
置５，６は、例えば車体１の後方寄りにＨ（ｍ）の高さ
位置で取り付けられるもので、各撮像レンズ系５ａ，６
ａの光軸Ｏは、水平方向であって、車幅方向に対してや
や後方に指向されている。すなわち、図２に示すよう
に、各撮像装置５，６による撮像範囲は、車体１の左右
両側から後方にかけての略全域を網羅するよう設定され
ている。なお、本実施の形態において車体１はワゴン車
の車体であり、この場合、各撮像装置５，６は車体１の
Ｄピラーに設けられることが望ましい。
【００１６】画像処理ユニット７，８には、撮像装置
５，６がそれぞれ接続され、各撮像装置５，６からの撮
像画像が入力されるとともに、車速センサ１１及び舵角
センサ１２が接続され、車速及び舵角が入力される。
【００１７】各画像処理ユニット７，８では、先ず、撮
像装置５，６において異なるタイミングで撮像した連続
する２枚の画像間のオプティカルフローを生成すること
で併走車や対向車等の移動物を検出する。
【００１８】すなわち、画像処理ユニット７，８では、
今回撮像された画像（基準画像）と前回撮像された画像
（比較画像）との間で所定の画素ブロック毎の輝度パタ
ーンのマッチングを行うことにより、各画素ブロックの
速度ベクトルの分布状態を示すオプティカルフローを生
成する。
【００１９】ここで、図３に示すように、各速度ベクト
ルにおいて、路面等の固定物を示す速度ベクトルは自車
の進行方向とは略逆方向に自車速度と略等しい大きさを
有し、併走車や対向車等の移動物を示す速度ベクトルは
自車速度とは異なる大きさを有する。そこで、画像処理
ユニット７，８では、自車速度とは異なる大きさを有し
互いに類似する速度ベクトルの一群を単一の移動物を表
す速度ベクトル群としてとして認識する（移動物検出を
行う）。
【００２０】次いで、画像処理ユニット７，８では、検
出した移動物の速度ベクトル群に基づき、当該移動物の
代表点Ａを路面上に設定する。
【００２１】すなわち、画像処理ユニット７，８では、
移動物の下部で当該移動物の速度ベクトルが固定物の速
度ベクトルと接している位置を移動物と路面との接地点
として設定する。ここで、図３に示すように、移動物が
併走車等の車両である場合には、一般に、移動物の接地
点はタイヤの接地点に略一致する。
【００２２】そして、画像処理ユニット７，８では、接
地点を通り且つ移動物の速度ベクトル群に平行な線分Ｌ
１を画像上に設定するとともに、速度ベクトル群の先端
あるいは後端に位置し自車に最も近い速度ベクトルと視
野中心（光軸Ｏ）とを結ぶ線分Ｌ２を設定し、これらの
交点を移動物の代表点Ａとして設定する。なお、図示の
ように、代表点Ａは、必ずしも車体（移動物）の端部と
一致しないが、その場合の誤差は自車寄り（安全側）と
なる。
【００２３】演算ユニット９には、画像処理ユニット
７，８が接続され、画像上における各移動物の代表点Ａ
に関する情報が入力される。
【００２４】演算ユニット９では、先ず、画像上におけ
る代表点Ａの光軸Ｏに対する上下方向の変位角αと水平
方向の変位角βとを算出する。すなわち、演算ユニット
９には画像上における光軸Ｏ方向からの変位角に関する
座標系が設定されており、演算ユニット９では、この座
標系に基づき代表点Ａの上下方向の変位角α及び水平方
向の変位角βを算出する。
【００２５】そして、演算ユニット９では、変位角α，
βに基づき、代表点Ａまでの光軸Ｏ方向の距離Ｄ１と光
軸Ｏに垂直な方向の距離Ｄ２（図７参照）を算出するこ
とで、自車に対する代表点Ａの相対的な位置を算出す
る。
【００２６】すなわち、図６に示すように、光軸Ｏは高
さＨで路面に水平に指向されているので、代表点Ａが存
在する路面が自車の接地面と同一平面上にあると仮定す
ることにより、距離Ｄ１は、 Ｄ１＝Ｈ・ｔａｎ（９０−α） …（１） で算出される。また、算出された距離Ｄ１を用いて、距
離Ｄ２は、 Ｄ２＝Ｄ１・ｔａｎβ …（２） で算出される。これらにより、自車に対する移動物の相
対的な位置が求まる。
【００２７】なお、図６に示すように、自車の車体１の
一部が撮像レンズ系５ａ，６ａの視野内に写り込む場合
には、例えば車体１と路面との境界部分の変位角α２を
求め、この変位角α２を変位角αのリファレンス情報と
して用いてもよい。すなわち、変位角α２は、撮像装置
５，６の取付位置や車体１の形状等によって一義的に決
定されるものであるが、撮像装置５，６の取付誤差があ
る場合には、変位角α２にズレが生じる。従って、この
変位角α２のズレ量に応じて変位角αを補正することに
より、自車に対する移動物の相対的な位置の検出精度を
向上することができる。
【００２８】また、演算ユニット９では、各移動物の速
度ベクトルや、各移動物の自車に対する相対位置情報等
に基づき、表示装置１０に対する出力信号を生成する。
【００２９】この場合、例えば図７に示すように、表示
装置１０には、自車が表示装置１０の画面中心に表示さ
れ、自車に対する併走車や対向車等の移動物の相対位置
が矩形のブロックで表示される。また、表示装置１０に
は、自車に対する移動物の相対速度がベクトル表示によ
り表示される。なお、自車と移動物との相対距離が所定
値以下となった際には、移動物を点滅表示する等してド
ライバに対する警報を行ってもよい。
【００３０】このような実施の形態によれば、撮像レン
ズ系５ａ，６ａに魚眼レンズを有する撮像装置５，６よ
って車外の対象を対象を撮像することにより、少数の撮
像装置で広範囲の領域を撮像することができる。
【００３１】そして、車外監視装置２では、異なるタイ
ミングで撮像した連続する２枚の画像間のオプティカル
フローを生成することにより、併走車や対向車等の移動
物を容易に検出することができる。
【００３２】また、検出した移動物の代表点Ａを路面上
に設定することにより、光軸Ｏからの変位角に基づいて
自車と移動物との相対位置を容易に算出することができ
る。すなわち、撮像装置５，６の光軸Ｏを水平方向に指
向させるとともに代表点Ａが自車の接地面と同一平面上
にあると仮定することにより、自車から代表点Ａまでの
距離を光軸Ｏからの変位角に基づいて容易に算出するこ
とができる。従って、ステレオ画像処理等を行う必要が
なく、単一の撮像装置５，６で撮像した画像から自車と
移動物との相対位置関係を認識することができ、簡単な
構成で適切な車外情報を得ることができる。
【００３３】この場合、撮像装置５，６を車体１の左右
両側にそれぞれ設けることにより、小数の撮像装置で効
果的に車外監視を行うことができる。
【００３４】また、各撮像装置５，６の光軸Ｏを車幅方
向に対してやや後方に指向させることで、ドライバにと
って視認が困難な領域を効果的に撮像することができ
る。
【００３５】また、表示装置１０に自車と移動物との相
対速度をベクトル表示することにより、併走車や対向車
等を効果的にドライバに認識させることができる。
【００３６】ここで、上述の実施の形態においては、車
体１の左右両側にそれぞれ撮像装置５，６を設けた一例
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、例えば図８に示すように、車体１の左右両側に
撮像装置１５，１６を設けるとともに、車体１の後部に
撮像装置１７を設けて車外監視装置２を構成してもよ
い。この場合、撮像装置１５，１６の光軸Ｏは、車体１
の略中心位置で車幅方向に指向されることが望ましい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、単
一の撮像手段を用いた簡単な構成で適切な車外情報を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車外監視装置の機能ブロック図
【図２】撮像装置による撮像領域の一例を示す説明図
【図３】速度ベクトルの分布状態を簡略化して示す説明
図
【図４】光軸方向からの変位角の座標系を示す説明図
【図５】自車と代表点との位置関係を示す説明図
【図６】自車から代表点までの光軸方向の距離算出方法
を示す説明図
【図７】表示装置への表示例を示す説明図
【図８】撮像装置による撮像領域の他の例を示す説明図
【符号の説明】
１ 車体 ２ 車外監視装置 ５ 撮像装置（撮像手段） ６ 撮像装置（撮像手段） ５ａ 撮像レンズ系 ６ａ 撮像レンズ系 ７ 画像処理ユニット（画像処理手段） ８ 画像処理ユニット（画像処理手段） ９ 演算ユニット（演算手段） １０ 表示装置（表示手段） １５ 撮像装置（撮像手段） １６ 撮像装置（撮像手段） １７ 撮像装置（撮像手段） Ｏ 光軸 α 変位角 β 変位角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 15/00 Ｇ０３Ｂ 15/00 Ｓ Ｗ Ｇ０６Ｔ 7/20 Ｇ０６Ｔ 7/20 Ｂ １００ １００ Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｃ 7/18 7/18 Ｊ Ｋ Ｆターム(参考） 5B057 AA16 CA12 CB13 CB20 CD14 CH01 DA07 DA16 DB03 DC08 DC32 5C022 AA04 AB45 AB61 AC11 AC69 AC78 5C054 AA01 CC02 CE01 CH01 FC13 FE00 HA30 5L096 AA09 BA02 BA04 CA04 DA02 FA67 FA69 HA04 HA07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 撮像レンズ系に魚眼レンズを有する撮像
    手段と、 上記撮像手段によって異なるタイミングで撮像した画像
    の一方を基準画像として２枚の画像間のオプティカルフ
    ローに基づく移動物検出を行うとともに当該移動物の代
    表点を路面上に設定する画像処理手段と、 画像上における上記代表点の光軸方向からの変位角に基
    づいて自車に対する上記移動物の相対位置を演算する演
    算手段とを備えたことを特徴とする車外監視装置。
  2. 【請求項２】 上記撮像手段を車体の左右両側にそれぞ
    れ設けたことを特徴とする請求項１記載の車外監視装
    置。
  3. 【請求項３】 上記撮像レンズ系の光軸を車幅方向に対
    してやや後方に指向させたことを特徴とする請求項２記
    載の車外監視装置。
  4. 【請求項４】 自車と移動物との相対位置を表示する表
    示手段を有し、 上記表示手段は、自車に対する移動物の相対速度をベク
    トル表示することを特徴とする請求項１乃至請求項３記
    載の車外監視装置。
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