JP2003165403A

JP2003165403A - 障害物検出装置

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Publication number: JP2003165403A
Application number: JP2001366497A
Authority: JP
Inventors: Michimasa Ito; 道昌井東; Takashige Ichikawa; 貴茂市川; Masakazu Aoki; 正和青木; Akimasa Suyama; 晃正陶山; Toshiyuki Isotani; 俊之磯谷
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-10
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP3892713B2

Abstract

(57)【要約】【課題】隣接車線を走行する車両を短時間で精度良く
検出する。【解決手段】近接領域に障害物が進入すると、画像デ
ータに基づき障害物の追跡処理を行うと共に障害物の形
状を判定して車両であるか否かを判断する（Ｓ２０，Ｓ
４０，Ｓ７０）。一方、撮像領域のうち近接領域外に障
害物が存在するときは、画像データに基づき障害物の追
跡処理のみを行う（Ｓ８０，Ｓ９０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自己車両が
走行する車線と隣接する車線を走行する他車両等の障害
物を検出するための障害物検出装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】車両の走行中は、運転
手が適宜インナーミラーやアウターミラーを見て後続車
の有無や位置、離間距離等の車両情報を認識しておくこ
とが望ましい。特に、片側２車線以上の道路を走行中に
車線の変更を行おうとする場合には、変更しようとする
隣接車線を後方から走行してくる他車両の存在を見落と
すことがあった。そこで、従来より、車両の後部に超音
波センサやレーザレーダなどの測距センサを取付けて、
車両後方の障害物（後続車両）を検出する障害物検出装
置が知られている。ところが、測距センサは対象物まで
の距離を精度良く測定することはできるが、対象物の形
状を特定することは難しく、道路脇に設けられた看板や
標識等を車両と誤検知してしまう場合があった。また、
超音波センサやレーザレーダは指向性のよい超音波やレ
ーザ光を利用して障害物を検知するものであるため、検
知領域が狭いという欠点がある。

【０００３】これに対して、対象物の形状を特定可能な
撮像センサを車両の後部に取り付けて車両後方の画像を
撮像し、その画像データに基づいて後続車両等の障害物
を検出する障害物検出装置がある。ところが、画像デー
タに基づく障害物の検出処理には時間がかかると共に、
対象物についての距離の情報が乏しいため、自己車両か
ら離れている障害物を自己車両に接近している障害物と
認識してしまう等の誤認識が起こるという問題があっ
た。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は車両に接近する障害物を短時間で精度
良く検出することができる障害物検出装置を提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の障害
物検出装置は、車両に設けられた撮像手段と、前記車両
に設けられ前記撮像手段の撮像領域のうち前記車両近傍
の近接領域に障害物が進入したことを検出する障害物検
出手段と、前記撮像手段により取得された画像データに
基づいて障害物の追跡処理を実行する障害物追跡手段
と、前記障害物検出手段により障害物が近接領域内に進
入したことが検出されたとき、前記撮像手段により取得
された画像データに基づき障害物を推定する障害物推定
手段とを備えることを特徴とする。

【０００６】上記構成によれば、近接領域内に障害物が
進入するまでは、撮像手段により取得された画像データ
に基づき障害物の追跡処理を行い、近接領域内に障害物
が進入すると、画像データに基づき障害物の追跡処理及
び障害物の推定処理を行い、障害物が車両であるか否か
判別する。撮像領域内に近接領域を設けて近接性の高い
障害物についてのみ車両であるか否かの判別を行うよう
にしたので、近接性の低い障害物についての処理時間を
省くことができ、処理の高速化を図ることができる。ま
た、近接領域内に進入する前から他車両の追跡処理を開
始するため、自車両に接近してくる他車両の存在を迅速
且つ確実に認識することができる。

【０００７】前記障害物検出手段は、少なくとも２個の
測距センサから構成することができる（請求項２の発
明）。上記構成によれば、障害物の近接領域内への進入
を簡単な処理で、しかも正確に検出することができる。

【０００８】この場合、前記測距センサは、相互に指向
方向が異なるように構成することが好ましい（請求項３
の発明）。上記構成によれば、測距センサの測定領域が
広がり、近接領域内に進入する障害物の検知漏れを防止
できる。

【０００９】また、前記車両の速度に関する情報を取得
する速度情報取得手段と、前記速度情報取得手段が取得
した速度情報に基づいて前記近接領域を設定する近接領
域設定手段とを備えることも良い構成である（請求項４
の発明）。

【００１０】高速道路では一般道路よりも速いスピード
で走行するため、より離れた位置に存在する他車両を認
識しておくことが好ましい。そして、高速道路を走行し
ているか一般道路を走行しているかは、自己車両の速度
から推定することができる。上記構成によれば、車両の
速度情報、つまり、車両が走行する道路に応じた適宜の
近接領域を設定することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図面を参照しながら説明する。まず、図２及び図３を参
照して障害物検出装置１について述べる。障害物検出装
置１は、自動車（車両に相当）２に搭載され、カメラ３
と、第１及び第２の測距センサ４及び５とを備えてい
る。カメラ３は撮像手段としての撮像素子６例えばＣＣ
ＤイメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサを内蔵し
ている。前記カメラ３は、例えば自動車２のサイドミラ
ー２ａに取り付けられており、自動車１の側方から後側
方に広がる撮像領域Ａ１を有している。

【００１２】第１の測距センサ４は、例えば２個の近距
離用の超音波センサ（図示せず）から構成されている。
２個の近距離用の超音波センサは、自動車２のサイドミ
ラー２ａ及びリアバンパ２ｂに指向方向が互いに異なる
ように取り付けられている。具体的には、サイドミラー
２ａに取り付けられた超音波センサの検知範囲Ｒ１は自
動車２の斜め後方に延び、一方、リアバンパ２ｂに取り
付けられた超音波センサの検知範囲Ｒ２は自動車２から
斜め前方に延びており、両検知範囲Ｒ１，Ｒ２はその端
部付近で交差するように構成されている。このような構
成により、自動車２の側方であって前記撮像領域Ａ１の
前端部付近に、自動車１の側面及び近距離用超音波セン
サの検知範囲Ｒ１，Ｒ２に囲まれた三角形状の測定領域
Ａ２が形成される。

【００１３】第２の測距センサ５は、例えば２個の遠距
離用の超音波センサ（図示せず）から構成されている。
２個の遠距離用の超音波センサは、自動車２のサイドミ
ラー２ａ及びリアバンパ２ｂに指向方向が互いに異なる
ように取り付けられている。また、遠距離用の超音波セ
ンサは、近距離用の超音波センサと指向方向が異なるよ
うに構成されている。具体的には、２個の遠距離用の超
音波センサの検知範囲Ｒ３，Ｒ４は、いずれも自動車２
の斜め後方に延びており、両検知範囲Ｒ３，Ｒ４はその
端部付近で交差するように構成されている。このような
構成により、自動車の後側方に、自動車２の側面及び遠
距離用超音波センサの検知範囲Ｒ３，Ｒ４に囲まれた三
角形状の測定領域Ａ３が形成される。

【００１４】尚、詳しい説明は省略するが、遠距離用の
超音波センサは指向方向を変更可能に構成されている。
測定領域Ａ３、つまり、検知範囲Ｒ３，Ｒ４の交差点と
自動車２の側面との距離Ｌ１及び自動車２の後部との距
離Ｌ２は、遠距離用の超音波センサの指向方向に応じて
設定される。

【００１５】本実施例では、撮像領域Ａ１のうち測定領
域Ａ２及びＡ３を含む測定領域Ａ２及びＡ３の間の領域
が近接領域Ａ４として設定されている。従って、近接領
域Ａ４に進入する障害物及び近接領域Ａ４から退出する
障害物は、第１及び第２の測距センサ４及び５により検
知される。つまり、２第１及び第２の測距センサ４及び
５が、障害物検出手段として機能する。

【００１６】尚、本実施例では、測距センサ４，５をそ
れぞれ２個の超音波センサから構成し、超音波センサの
検知範囲Ｒ１及びＲ２から測定領域Ａ２を、検知範囲Ｒ
３及びＲ４から測定領域Ａ３を構成した。また、測定領
域Ａ２及びＡ３を三角形状に構成した。更に、測定領域
Ａ２，Ａ３の幅を自動車の長さよりも短く設定した。こ
のため、近接領域Ａ４に進入する障害物及び退出する障
害物の検知漏れを極力防止できる。

【００１７】図３は、本実施例に係る障害物検出装置１
の電気的構成をブロック図にて示すものであり、前記カ
メラ３及び前記測距センサ４，５は、自動車２に搭載さ
れた制御装置７に接続されている。前記制御装置７は、
マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）８を
主体として構成されており、画像メモリ９、メモリ１０
を備えている。また、マイコン８はやカウンタ１１を内
蔵している。マイコン８は、障害物追跡手段、障害物推
定手段として機能する。撮像素子６により撮像された画
像データは、画像メモリ９に転送される。マイコン８
は、画像メモリ９から画像データを読み取って画像処理
を行うようになっている。

【００１８】また、制御装置７には、ディスプレイ１２
やスピーカ１３が接続されている。前記ディスプレイ１
２及びスピーカ１３は、例えばＧＰＳナビゲーション装
置１４を構成するものであり、通常時は、地図上での自
車両の現在位置を知らせるようになっている。そして、
前記カメラ３や測距センサ４，５の出力に基づく障害物
検出処理の結果、危険であると判断した場合には、運転
手に対して注意を促すメッセージ等を前記ディスプレイ
１２に表示したり、スピーカ１３から音声ガイダンスや
警報音を発生するようになっている。

【００１９】また、前記制御装置には、ＧＰＳナビゲー
ション装置１４のＧＰＳレシーバ１５が接続されてい
る。マイコン８には、ＧＰＳアンテナ１６を介してＧＰ
Ｓレシーバ１５が取得した現在位置データが入力され
る。マイコン８は、入力された現在位置データに基づき
自動車２の走行速度を判断し、第２の測距センサ５の測
定領域Ａ３を変更する。例えば、自動車２が高速道路に
位置する場合は走行速度が速いと判断して、測定領域Ａ
３の距離Ｌ１及びＬ２がそれぞれ３０ｍ及び７ｍとなる
ように超音波センサの指向方向を変更する。一方、自動
車２が一般道路に位置する場合は走行速度が遅いと判断
し、測定領域Ａ３の距離Ｌ１及びＬ２がそれぞれ１５ｍ
及び３．５ｍとなるように超音波センサの指向方向を変
更する。従って、マイコン８は近接領域設定手段として
機能し、ＧＰＳレシーバ１５は、速度情報取得手段とし
て機能する。

【００２０】次に、本実施例の作用を図１及び図２を参
照しながら説明する。前記制御装置７のメモリ１０に
は、図１にフローチャートで示す障害物検出処理の制御
プログラムが格納されている。マイコン９は、所定時間
毎に図１のフローチャートに従って障害物検出処理を実
行する。まず、ステップＳ１０では、撮像素子６により
撮像された初期画像データを読込む。ステップＳ２０で
は、測距センサ４，５の出力データを読み込む。

【００２１】ステップＳ３０では、測距センサ４，５の
出力に基づき障害物が有るか否かを判断する。ここで
は、測定領域Ａ２，Ａ３に存在する障害物の有無が判断
される。障害物が有るときはステップＳ４０に進み、障
害物が無いときにはステップＳ８０に進む。

【００２２】ステップＳ８０では、近接領域Ａ４内に追
跡処理を行っている障害物が有るか否かを判断する。つ
まり、測定領域Ａ２，Ａ３から外れているが近接領域Ａ
４内に位置する障害物の有無が判断される。そして、近
接領域Ａ４内に障害物が有る場合はステップＳ４０に進
み、障害物が無い場合はステップＳ９０に進む。

【００２３】ステップＳ４０では、処理数の加減算処理
を行う。ここでは、測距センサ４，５の出力或いは、撮
像素子６により撮像された画像データに基づき、近接領
域Ａ４内に障害物が新たに進入した場合には処理数を
「１」加算し、近接領域Ａ４から障害物が退出した場合
には処理数を「１」減算する。

【００２４】ステップＳ５０では、近接領域Ａ４内の障
害物追跡処理を行う。ここでは、まず、得られた画像デ
ータに基づき、障害物の画像をその他の画像と区別して
認識する。障害物の画像認識の手法としては種々の方式
があるが、例えば、画像データについて濃度変化処理
（微分処理）を行って障害物とその他の道路や背景との
輪郭部分、いわゆるエッジを特徴抽出する手法（輪郭線
抽出法）が一般的である。

【００２５】そして、エッジが特徴抽出されたエッジ画
像から障害物の位置、大きさを推定すると共に、推定さ
れた障害物の存在範囲を画像データについて区画し、区
画領域にテンプレートを作成する。前回のテンプレート
と今回のテンプレートとを比較する（テンプレートマッ
チング）ことにより、障害物を追跡する。尚、障害物が
第１の測距センサ４の測定領域Ａ２に入り、近接領域Ａ
４から外れた場合には、障害物の追跡処理を終了する。

【００２６】ステップＳ６０では、近接した障害物があ
るか否かを判断する。ここでは、エッジ画像が車両の特
徴を有するものであるか否かを判断して障害物を推定す
る。そして、その障害物が車両の特徴を有すると判断し
た場合には、自己車両にとって近接性が高いと判断し、
ステップＳ７０に進む。

【００２７】ステップＳ７０では、車線変更を行うため
に方向指示器が作動された場合等に、「車線変更を行う
ことは危険である」旨のメッセージをディスプレイ１２
に表示したり、音声ガイダンスや警報音をスピーカ１３
から出力したりして、運転手に対して警告する。

【００２８】ステップＳ９０及びＳ１００の処理は、近
接領域Ａ４外の撮像領域Ａ１内に位置する近接性が低い
障害物の追跡処理である。即ち、ステップＳ９０では、
画像データに基づき近接領域Ａ４外の障害物の有無を判
断する。

【００２９】そして、近接領域Ａ４外に障害物が有る場
合は、ステップＳ１００にて、その障害物の追跡処理を
行う。ここでは、ステップＳ５０と同様の追跡処理が行
われる。

【００３０】ステップＳ１１０では、新たな画像データ
を読み込む。ステップＳ１２０では、システムエラーの
発生の有無を判断する。そして、エラー無しと判断した
場合には、ステップＳ２０に戻り、上記処理を繰り返し
実行する。

【００３１】このような本実施例によれば、測距センサ
４，５により障害物が近接領域Ａ４に進入したか否かを
検知し、障害物が近接領域Ａ４に進入するまでは、画像
データに基づき障害物のテンプレートを作成し、そのテ
ンプレートを用いたテンプレートマッチングによる障害
物の追跡処理を行う。そして、障害物が近接領域Ａ４に
進入すると、障害物の追跡処理と、障害物のエッジ画像
に基づく形状判定を行い障害物の推定処理を行う。従っ
て、近接性の低い障害物についての処理時間を省くこと
ができ、処理の高速化を図ることができる。

【００３２】また、近接領域Ａ４に進入する前から画像
データの微分処理を行って障害物の輪郭の特徴抽出を行
い、その抽出された輪郭情報に基づき障害物のテンプレ
ートを作成しているため、近接領域Ａ４に進入した障害
物の追跡処理及び推定処理の時間を短縮することができ
る。このため、自己車両に接近する他車両の存在を迅速
且つ確実に認識することができる。

【００３３】更に、本実施例では、近接領域Ａ４の前端
部及び後端部に測定領域Ａ２及びＡ３を有する測距セン
サ４，５を設けた。このため、障害物の近接領域Ａ４へ
の進入及び近接領域Ａ４からの退出を確実に検知するこ
とができる。

【００３４】更にまた、ＧＰＳレシーバ１５からの現在
位置データに基づき自動車２が走行している道路の種類
を判定し、その判定結果に応じて近接領域Ａ４を設定す
るように構成した。つまり、高速道路を走行していると
きは、一般道路を走行しているときよりも大きな近接領
域Ａ４が設定される。これにより、自己車両に対して障
害物の近接性が高いか否かを、走行している道路の種類
に応じて的確に判定することができる。

【００３５】尚、本発明は上記した実施例に限定される
ものではなく、例えば次のような変形、拡張が可能であ
る。近接領域内に他車両が有る場合には、ブザーを鳴動
させたり、シートを振動させたりして運転手に対して危
険報知を行うように構成しても良い。

【００３６】近接性が高い障害物があるか否かの判断
は、前回のテンプレートと今回のテンプレートとの相関
からオプティカルフロー（動きベクトル）を算出し、そ
のオプティカルフローの向きから行っても良い。

【００３７】測距センサは、それぞれ１個の超音波セン
サから構成しても良い。また、測距センサは、超音波セ
ンサの他、赤外線センサやＰＳＤ、レーザレーダから構
成することも可能である。

【００３８】近接領域から障害物が退出したことの判定
は、撮像素子６が取得した画像からその障害物が消失す
ることにより行っても良い。従って、この場合は、第１
の測距センサ４は省略することができる。

【００３９】速度情報取得手段は、ＧＰＳレシーバの
他、自車両の走行速度を検出する車速センサから構成し
ても良い。

【００４０】障害物検出装置は、車両側方及び後側方の
障害物を検出用に限定されない。例えば、車両の前側方
や車両後方の障害物検出用にも適用できる

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の障害物検出装置は、撮像手段の撮像領域内に近接領域
を設けて、近接領域内に存在する障害物についてのみ他
車両であるか否を判定するように構成したので、近接性
の低い障害物についての処理時間を省くことができ、処
理の高速化をはかることができる。また、近接領域内に
進入する前から障害物の追跡処理を開始するため、自車
両に接近してくる障害物の存在を迅速且つ確実に認識す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであり、障害物検
出処理のフローチャート

【図２】障害物検出装置の電気的構成を示すブロック図

【図３】車両と撮像領域及び近接領域との位置関係を説
明するための図

【符号の説明】

図中、１は障害物検出装置、２は自動車、４，５は測距
センサ（障害物検出手段）、６は撮像素子（撮像手
段）、８はマイコン（障害物追跡手段、障害物推定手
段、近接領域設定手段）、１５はＧＰＳレシーバ（速度
情報取得手段）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｂ６０Ｒ 21/00 Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２１Ｈ６２１Ｊ６２２６２２Ｃ６２２Ｄ６２６６２６Ａ６２６Ｂ６２６Ｃ６２６Ｅ６２８６２８Ｃ 1/00 1/00 ＡＧ０１Ｂ 11/00 Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｈ 21/00 21/00 ＣＧ０１Ｓ 17/93 Ｇ０３Ｂ 15/00 ＳＧ０３Ｂ 15/00 Ｈ０４Ｎ 7/18 ＪＨ０４Ｎ 7/18 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｃ // Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０１Ｓ 17/88 Ａ (72)発明者青木正和愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者陶山晃正愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者磯谷俊之愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地株式会社東海理化電機製作所内Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA12 CC00 DD06 FF04 FF61 FF67 JJ03 JJ26 PP01 QQ13 QQ24 QQ28 QQ32 QQ39 QQ51 SS09 2F069 AA02 BB40 GG04 GG09 GG11 GG63 MM04 QQ03 5C054 AA05 CA04 CC03 CE12 CH01 EA01 FC14 FF06 HA30 5H180 AA01 CC04 CC11 CC14 DD02 LL01 LL02 LL06 LL14 5J084 AA02 AB01 AC02 AD05 AD13 CA31 CA65 CA67 DA07 EA05 EA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に設けられた撮像手段と、前記車両に設けられ前記撮像手段の撮像領域のうち前記
車両近傍の近接領域に障害物が進入したことを検出する
障害物検出手段と、前記撮像手段により取得された画像データに基づいて障
害物の追跡処理を実行する障害物追跡手段と、前記障害物検出手段により障害物が近接領域内に進入し
たことが検出されたとき、前記撮像手段により取得され
た画像データに基づき障害物を推定する障害物推定手段
とを備えることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】前記障害物検出手段は、少なくとも２個
の測距センサから構成されていることを特徴とする請求
項１記載の障害物検出装置。
【請求項３】前記測距センサは、相互に指向方向が異
なるように構成されていることを特徴とする請求項２記
載の障害物検出装置。
【請求項４】前記車両の速度に関する情報を取得する
速度情報取得手段と、前記速度情報取得手段が取得した速度情報に基づいて前
記近接領域を設定する近接領域設定手段とを備えること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の障害
物検出装置。