JP2003323627A - 車両検出装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両を構成するエッジ線分の詳細な情報が得
られなくても正確に車両を検出する。 【解決手段】 車両に搭載され、車両周囲を撮像して撮
像画像を撮像部１により生成すると、エッジ画像を作成
して、エッジ画像を用いた他車両検出をする。このと
き、演算処理機能部２では、他車両の撮像画像内での平
滑化サイズ「１」〜「４」を順次設定し、設定した平滑
化サイズに応じて自車両からの距離に相当する距離領域
「１」〜「４」を設定し、設定した距離領域内で、平滑
化サイズの演算領域内にてエッジ画像の画素値を平均
し、平均した画素値が最も高い平滑化領域内の極値位置
を、他車両２１Ａ、２１Ｂの中心位置として検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自車両に搭載され
たカメラ装置で撮像した自車両周辺の撮像画像から他車
両を検出して車両運転者に提示する車両検出装置及び方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両にカメラ装置を搭載し、走行
中の自車両周辺の車両を検出して、自車両と他車両との
位置関係などを車両運転者に提示したり、他車両との車
間距離に応じて警報を発するシステムが開発されてい
る。このようなシステムにおいて、撮像した画像から車
両の有無を判定し、車両が存在する場合の位置を検出す
ることが必要となる。

【０００３】このように撮像画像から他車両を検出する
車両検出装置としては、例えば特開平２０００−１１３
２０１号公報に開示された技術がある。

【０００４】この車両検出装置は、先ず、前方に存在す
る車両後部を撮像して画像データを生成し、この画像デ
ータを用いて画像内の水平エッジ線分及び垂直エッジ線
分を抽出する。そして、抽出した垂直エッジ線分のう
ち、水平方向距離及び垂直方向距離が車幅及び車高に関
する基準条件を満たす垂直エッジ線分の対を選択する。
次に、選択した垂直エッジ線分の対ごとに、水平エッジ
線分のうち、垂直エッジ線分の対の間に存在する水平エ
ッジ線分を選択する。次に、選択した水平エッジの数、
位置、長さに基づいて、垂直エッジ線分の対が車両の両
側端部を表す線分である可能性を示す評価値を算出す
る。そして、車両検出装置では、算出した評価値を基準
値と比較して、垂直エッジ線分の対が車両の両側端部を
表す線分であるか否かを判定することにより、車両を検
出していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車両検出装置において、正確に車両を検出するために
は、画像内にて車両を構成しているエッジ線分の詳細な
情報が必要となってしまう。このため、検出対象となる
車両が遠方に存在する場合や、広い範囲で車両検出する
ために広角レンズを使用した場合など、車両画像を構成
する画素数が少なくなって画像内の車両部分の解像度が
低下すると、エッジ線分の詳細な情報が得られず、車両
検出が困難となってしまうという問題点があった。

【０００６】そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて
提案されたものであり、車両を構成するエッジ線分の詳
細な情報が得られなくても正確に車両を検出することが
できる車両検出装置及び方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、請求項１に係る車両検出装置では、車両に搭載さ
れ、車両周囲を撮像して撮像画像を撮像手段により生成
すると、エッジ画像作成手段により撮像画像に含まれる
物体の輪郭線からなるエッジ画像を作成して、エッジ画
像を用いた他車両検出をする。このとき、車両検出手段
では、他車両の上記撮像画像内での画像サイズを設定
し、設定した画像サイズに応じて自車両からの距離範囲
に相当する画像領域を設定し、設定した画像領域内で、
上記画像サイズの演算領域内にてエッジ画像の画素値を
平均し、平均した画素値が最も高い演算領域内の極値位
置を、他車両の中心位置として検出する。

【０００８】請求項２に係る車両検出装置では、請求項
１に係る車両検出装置であって、上記車両検出手段によ
り他車両を検出するときに、上記画像サイズを次第に小
さくすることにより、画像領域を、自車両から近距離か
ら遠距離に向かって設定することで、近距離から他車両
検出を開始して次第に遠距離の他車両検出をする。

【０００９】請求項３に係る車両検出装置では、請求項
１又は請求項２に係る車両検出装置であって、上記画像
検出手段により上記演算領域内の極値位置を検出した後
に、次の画像領域にて演算領域内の極値位置を検出する
に際して、先に検出した極値位置を中心とする画像サイ
ズの演算領域を除外する。そして、除外した演算領域外
の画像内での他車両検出をする。

【００１０】請求項４に係る車両検出方法では、車両周
囲を撮像して撮像画像を生成すると、撮像画像に画像処
理をして撮像範囲に含まれる物体の輪郭線からなるエッ
ジ画像を作成し、上記エッジ画像内にて他車両を検出す
る画像サイズを設定し、設定した上記画像サイズに応じ
て、自車両からの距離範囲に相当する画像領域を設定
し、設定した画像領域内で、上記画像サイズの演算領域
内にてエッジ画像の画素値を平均し、平均画素値が最も
高い演算領域内の極値位置を、他車両の中心位置として
検出する処理をする。そして、この車両検出方法では、
全画面における他車両を検出するときに、順次画像サイ
ズを更新して、画像領域の更新及びこの画像領域での他
車両検出を繰り返して、上記エッジ画像内の他車両を検
出する。

【００１１】請求項５に係る車両検出装置では、請求項
４に係る車両検出方法であって、上記画像サイズを順次
小さくするように更新をし、自車両から近距離の上記画
像領域から順次遠距離の上記画像領域に向かって他車両
の検出をする。

【００１２】請求項６に係る車両検出装置では、請求項
４又は請求項５に係る車両検出方法であって、上記演算
領域内の極値位置を検出した後、画像領域にて演算領域
内の極値位置を検出するに際して、先に検出した極値位
置を中心とする画像サイズの演算領域を除外することを
特徴とする。

【００１３】

【発明の効果】請求項１に係る車両検出装置によれば、
他車両の撮像画像内での画像サイズを設定し、設定した
画像サイズに応じて自車両からの距離範囲に相当する画
像領域を設定し、設定した画像領域内で、画像サイズの
演算領域内にてエッジ画像の画素値を平均し、平均した
画素値が最も高い演算領域内の極値位置を、他車両の中
心位置として検出するので、他車両を構成するエッジの
詳細な情報が得られない場合や他車両画像が低解像度で
ある場合であっても、正確に車両を検出することができ
る。

【００１４】請求項２に係る車両検出装置によれば、他
車両を検出するときに、画像サイズを次第に小さくする
ことにより、画像領域を、自車両から近距離から遠距離
に向かって設定することで、近距離から他車両検出を開
始して次第に遠距離の他車両検出をすることにより、自
車両から遠距離の他車両を小さい画像サイズにて検出す
ることができ、請求項１の効果を発揮させることができ
る。

【００１５】請求項３に係る車両検出装置によれば、画
像検出手段により演算領域内の極値位置を検出した後
に、次の画像領域にて演算領域内の極値位置を検出する
に際して、先に検出した極値位置を中心とする画像サイ
ズの演算領域を除外するので、過去の検出結果から他車
両を検出する領域を限定して車両を検出することができ
る。

【００１６】請求項４に係る車両検出方法によれば、全
画面における他車両を検出するときに、順次画像サイズ
を更新をすることで画像領域の更新をし、この画像領域
にて画像サイズの演算領域内にてエッジ画像の画素値を
平均し、平均画素値が最も高い演算領域内の極値位置
を、他車両の中心位置として検出するので、他車両を構
成するエッジの詳細な情報が得られない場合や他車両画
像が低解像度である場合であっても、正確に車両を検出
することができる。

【００１７】請求項５に係る車両検出装置によれば、近
距離から他車両検出を開始して次第に遠距離の他車両検
出をすることにより、自車両から遠距離の他車両を小さ
い画像サイズにて検出することができ、請求項４の効果
を発揮させることができる。

【００１８】請求項６に係る車両検出装置によれば、演
算領域内の極値位置を検出した後、画像領域にて演算領
域内の極値位置を検出するに際して、先に検出した極値
位置を中心とする画像サイズの演算領域を除外するの
で、過去の検出結果から他車両を検出する領域を限定し
て車両を検出することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２０】本発明は、例えば図１に示すように構成さ
れた車両検出装置に適用される。

【００２１】［車両検出装置の構成］この車両検出装置
は、自車両周囲を撮像する位置に配設された撮像部１
と、演算処理機能部２として車両内部に配設された画像
記憶部１１、平滑化処理部１２、ピーク位置検出部１
３、初期値設定部１４、平滑化サイズ算出部１５、領域
算出部１６、車両位置記憶部１７、周囲地図生成部１８
と、車両運転者から視認可能な位置に配設された表示部
３とを備える。

【００２２】撮像部１は、車両周囲を撮像するために、
車両前部又は車両後部に設けられる。この撮像部１は、
車両前方又は車両後方を撮像して画像データを生成して
演算処理機能部２に出力する。

【００２３】演算処理機能部２では、例えば所定期間毎
に撮像部１から画像データが入力されると、その画像デ
ータを画像記憶部１１に記憶する。このとき、演算処理
機能部２では、画像データのうち、少なくとも画素の明
るさを示す輝度値データを画像記憶部１１に記憶する。

【００２４】また、演算処理機能部２では、図示しない
エッジ検出処理部によりエッジ検出処理を行い、画像内
に含まれるエッジ線分を画像化したエッジ画像として画
像記憶部１１に記憶する。このとき、演算処理機能部２
では、例えば画像内の縦方向エッジである垂直方向エッ
ジ及び画像内の横方向である水平方向エッジを検出す
る。このエッジ検出処理では、例えば垂直方向及び水平
方向のソーベルフィルタを用いた絶対値加算を行うこと
によりエッジ位置を求め、例えば、エッジ部分の画素値
を「１」とし、エッジ位置でない画素値を「０」とした
エッジ画像を作成する。

【００２５】また、この演算処理機能部２では、自車両
周囲の他車両を検出開始するに際して、初期値設定部１
４により、平滑化サイズ算出部１５にて保持している平
滑化サイズ、及び車両位置記憶部１７にて保持している
他車両位置の初期化がなされる。

【００２６】平滑化サイズを平滑化サイズ算出部１５に
て決定すると、領域算出部１６では、平滑化サイズに相
当するエッジ画像上の距離領域を算出して、画像記憶部
１１に送る。これに応じて、画像記憶部１１では、記憶
したエッジ画像内における演算領域である平滑化領域を
認識して、エッジ画像を平滑化処理部１２に送る。

【００２７】この平滑化領域は、図２に複数の他車両２
１Ａ、２１Ｂが存在する画像を示すように、初期段階に
おいて自車両に最も近い距離領域「１」となり、次第に
自車両から遠い距離領域「２」、「３」、「４」とな
る。また、平滑化サイズは、自車両からの距離領域に応
じた他車両の大きさに相当する画素サイズとなり、自車
両から最近の距離領域「１」では平滑化サイズ「１」と
なり、最近の距離領域「１」から遠くの距離領域
「２」、「３」、「４」になる従って次第に小さい平滑
化サイズ「２」、「３」、「４」となる。

【００２８】ここで、撮像部１にて撮像される画像で
は、レンズの画角と道路面に対する光軸の向きにより、
画像内位置と、カメラと他車両との距離とが対応づけら
れる。また、他車両を前面又は背面から撮像したときの
他車両の画像内の大きさは、自車両と他車両との距離に
応じた大きさとなる。したがって、領域算出部１６で
は、平滑化サイズ算出部１５にて平滑化サイズが決定さ
れると、この平滑化サイズから自車両と他車両との距離
領域を決定する。

【００２９】また、平滑化処理部１２では、画像記憶部
１１からのエッジ画像内であって、領域算出部１６にて
決定された平滑化領域の画素値の平均値を求める平滑化
処理をする。ここで、平滑化領域内に多くのエッジが含
まれる場合には平均値（平滑化値）が高くなり、エッジ
が含まれていない場合には平均値（平滑化値）が小さく
なる。そして、平滑化処理部１２では、各平滑化領域ご
とに演算した平均値を画像メモリ内に蓄積していく。

【００３０】各平滑化領域ごとの平均値が求められる
と、ピーク位置検出部１３では、演算領域内にて平滑化
値が最も高い平滑化領域内におけるピーク位置を検出す
る。このとき、ピーク位置検出部１３では、例えば、エ
ッジ画像を水平方向に微分した画像と、垂直方向に微分
した画像とを作成し、その双方の画素値がゼロとなる領
域を求め、この領域の面積重心を計算してピーク位置と
する。そして、ピーク位置検出部１３は、求めたピーク
位置を画像内における他車両の中心位置とし、この位置
を中心にした平滑化領域を他車両の領域とし、中心位置
及び平滑化サイズを対応させて車両位置記憶部１７に記
憶する。

【００３１】これにより、車両位置記憶部１７には、複
数の車両位置を含む車両位置リストと、平滑化サイズと
を対応づけた情報が格納される。車両位置リストに対応
づけられた平滑化サイズは、自車両と他車両との距離に
相当する。

【００３２】周囲地図生成部１８は、全距離領域（全平
滑化サイズ）にて上述の処理がなされたことに応じて、
車両位置記憶部１７に蓄積されている車両位置及び平滑
化サイズを用いて、他車両の車両位置に対する自車両か
らの距離を求め、鳥瞰図の形式にして、自車両と他車両
との位置関係を示す周囲地図を生成して表示部３に送
る。これにより、車両検出装置では、自車両の周囲に存
在する他車両の位置関係を提示する。

【００３３】［車両検出装置による車両検出処理］つぎ
に、上述したように構成された車両検出装置による車両
検出処理の処理手順について図３のフローチャートを参
照して説明する。

【００３４】演算処理機能部２では、例えば車両走行中
に所定時間ごとに撮像部１にて撮像して生成した画像デ
ータが入力されることに応じてステップＳ１の処理を開
始し、先ず、画像記憶部１１に画像データを記憶させて
ステップＳ２に処理を進める。撮像部１は、例えば図４
に示すよう、他車両２１Ａ、他車両２１Ｂ、道路２２が
含まれる画像の画像データを撮像して画像記憶部１１に
記憶する。

【００３５】ステップＳ２では、ステップＳ１で入力し
た画像データにエッジ検出処理を行うことにより、撮像
範囲に含まれる物体の輪郭を検出してエッジ画像を作成
して、ステップＳ３に処理を進める。これにより、図４
に示すような画像を、図５に示すようなエッジ画像に
し、車両前方に存在する他車両２１Ａ及び２１Ｂ、道路
２２などの輪郭からなるものにする。

【００３６】ステップＳ３では、初期値設定部１４によ
り、平滑化サイズ算出部１５にて決定する平滑化サイズ
を初期値にすると共に、車両位置記憶部１７に記憶され
た車両位置を初期化して、ステップＳ４に処理を進め
る。このとき、初期値設定部１４では、平滑化サイズを
自車両から最近の車両サイズに相当するサイズにし、車
両位置記憶部１７を各平滑化サイズで検出した座標値が
未処理であることを表す数値であって、例えば（０，
０）とする。

【００３７】ステップＳ４では、現在の平滑化サイズに
相当するエッジ画像上の距離領域を領域算出部１６によ
り求めて、ステップＳ５に処理を進め、領域算出部１６
により求めた距離領域における平滑化サイズに応じた平
滑化領域内の平滑化値を平滑化処理部１２により求めて
ステップＳ６に処理を進める。ここで、平滑化処理部１
２は、ステップＳ４にて算出された距離領域において順
次平滑化領域を水平方向にシフトして平滑化値を求める
ことにより、ステップＳ４にて算出された距離領域内に
て複数の平滑化値を求める。

【００３８】ステップＳ６では、ピーク位置検出部１３
により、ステップＳ５にて算出された複数の平滑化値の
うち、最も高い平滑化値が算出された平滑化領域内でピ
ーク位置を検出することで、車両の中心位置（ｘ，ｙ）
及び平滑化サイズを車両位置記憶部１７に記憶してステ
ップＳ７に処理を進める。

【００３９】ステップＳ７では、平滑化サイズが予め設
定した最小サイズであるか否かを判定することで、全距
離領域についてステップＳ４〜ステップＳ６の処理を行
ったか否かを判定して、全距離領域について行っていな
い場合にはステップＳ８に処理を進めて平滑化サイズの
更新をして再度ステップＳ４〜ステップＳ６の処理を繰
り返す。ステップＳ８では、例えば水平方向及び垂直方
向について１画素分だけ平滑化サイズを小さくする。

【００４０】これにより、図６に示すようにステップＳ
４においてステップＳ８にて更新された平滑化サイズに
応じた距離領域３１を算出し、ステップＳ５において算
出した距離領域３１にて平滑化領域の平滑化値を求め、
図７に示すようにステップＳ６において平滑化領域内の
ピーク位置３２を求め、図８に示すように、ピーク位置
３２を中心とした平滑化領域を次の検出対象から除外す
る領域３３にする。以降の処理では、除外した領域３３
を除いて平滑化サイズを更新しながら処理をし、全平滑
化サイズについてステップＳ４〜ステップＳ６の処理を
繰り返すことで、図９に示すような他車両２１Ａ、２１
Ｂに対応するピーク位置３２Ａ、３２Ｂを得る。

【００４１】そして、平滑化サイズ算出部１５にて、ス
テップＳ８にて更新した平滑化サイズが最小サイズであ
ると判定した場合には、ステップＳ７からステップＳ９
に処理を進める。

【００４２】ステップＳ９では、周囲地図生成部１８に
より、図１０に示すように、他車両２１Ａに対応する他
車両検出位置画像４１Ａ、他車両２１Ｂに対応する他車
両検出位置画像４１Ｂ、自車両位置画像４２、自車両か
らの距離目盛を円形にて示す距離画像４３を表示する周
囲地図を作成してユーザに提示してステップＳ１に処理
を戻す。

【００４３】［実施形態の効果］以上詳細に説明したよ
うに、本実施形態に係る車両検出装置によれば、道路画
像を撮像した画像上で、自車両からの距離に応じた他車
両の大きさに相当する平滑化サイズを更新しながら、平
滑化サイズに対応する距離領域にて平滑化領域の平滑化
を行い、平滑化を行った結果、平滑化値が最も大きい平
滑化領域内にてピーク検出を行うことにより他車両の位
置を検出することができる。

【００４４】したがって、この車両検出装置によれば、
例えば他車両が自車両から遠くに位置する場合や広角レ
ンズを用いた場合など、画像内の他車両画像が小さく、
他車両を構成するエッジ線分の詳細な情報が得られない
場合や他車両画像が低解像度である場合であっても、正
確に他車両を検出することができる。

【００４５】また、この車両検出装置によれば、エッジ
線分の詳細な情報を必要としないので、他車両の種類の
相違によるランプ部やバンパ形状の違いや、車両の前面
や背面でのエッジ状態の差異にかかわらず正確に検出す
ることができる。

【００４６】なお、上述の実施の形態は本発明の一例で
ある。このため、本発明は、上述の実施形態に限定され
ることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明
に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に
応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した車両検出装置の機能的な構成
を示すブロック図である。

【図２】距離領域と平滑化サイズとの関係を説明するた
めの図である。

【図３】本発明を適用した車両検出装置の車両検出処理
の処理手順を示すフローチャートである。

【図４】撮像部にて撮像した画像の一例を示す図であ
る。

【図５】図４に示した画像にエッジ検出処理をした後の
エッジ画像を示す図である。

【図６】図５に示したエッジ画像に平滑化サイズを更新
して距離領域を設定することを説明するための図であ
る。

【図７】平滑化領域内のピーク位置を求めることを説明
するための図である。

【図８】ピーク位置を中心とした平滑化領域を次の検出
対象から除外する領域を設定することを説明するための
図である。

【図９】全画面において他車両に対応するピーク位置を
得たことを説明するための図である。

【図１０】周囲地図の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 撮像部 ２ 演算処理機能部 ３ 表示部 １１ 画像記憶部 １２ 平滑化処理部 １３ ピーク位置検出部 １４ 初期値設定部 １５ 平滑化サイズ算出部 １６ 領域算出部 １７ 車両位置記憶部 １８ 周囲地図生成部 ２１ 他車両 ２２ 道路 ３１ 距離領域 ３２ ピーク位置 ３３ 領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA16 BA24 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CD05 CH01 CH11 DA08 DA16 DB02 DB09 DC16 DC22 5H180 AA01 CC04 LL04 5L096 AA06 BA04 CA24 EA03 FA06 FA14 FA32 FA62

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載され、車両周囲を撮像して撮
   像画像を生成する撮像手段と、 上記撮像手段にて生成した撮像画像に画像処理をして、
   撮像画像に含まれる物体の輪郭線からなるエッジ画像を
   作成するエッジ画像作成手段と、 他車両の上記撮像画像内での画像サイズを設定し、設定
   した画像サイズに応じて自車両からの距離範囲に相当す
   る画像領域を設定し、設定した画像領域内で、上記画像
   サイズの演算領域内にてエッジ画像の画素値を平均し、
   平均した画素値が最も高い演算領域内の極値位置を、他
   車両の中心位置として検出する車両検出手段とを備える
   ことを特徴とする車両検出装置。
2. 【請求項２】 上記車両検出手段は、上記画像サイズを
   次第に小さくし、自車両から近距離の上記画像領域から
   順次遠距離の上記画像領域に向かって他車両の検出をす
   ることを特徴とする請求項１に記載の車両検出装置。
3. 【請求項３】 上記画像検出手段は、上記演算領域内の
   極値位置を検出した後に、次の画像領域にて演算領域内
   の極値位置を検出するに際して、先に検出した極値位置
   を中心とする画像サイズの演算領域を除外することを特
   徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両検出装置。
4. 【請求項４】 車両周囲を撮像して撮像画像を生成する
   第１ステップと、 上記第１ステップにて生成した撮像画像に画像処理をし
   て撮像範囲に含まれる物体の輪郭線からなるエッジ画像
   を作成する第２ステップと、 上記エッジ画像内にて他車両を検出する画像サイズを設
   定する第３ステップと、 上記第３ステップにて設定した上記画像サイズに応じ
   て、自車両からの距離範囲に相当する画像領域を設定す
   る第４ステップと、 設定した画像領域内で、上記画像サイズの演算領域内に
   てエッジ画像の画素値を平均し、平均画素値が最も高い
   演算領域内の極値位置を、他車両の中心位置として検出
   する第５ステップとを有し、 上記第３ステップにて順次画像サイズを更新して、上記
   第４ステップ及び上記第５ステップを繰り返して上記エ
   ッジ画像内の他車両を検出することを特徴とする車両検
   出方法。
5. 【請求項５】 上記第３ステップでは、上記画像サイズ
   を順次小さくするように更新をし、自車両から近距離の
   上記画像領域から順次遠距離の上記画像領域に向かって
   他車両の検出をすることを特徴とする請求項４に記載の
   車両検出方法。
6. 【請求項６】 上記第５ステップにて上記演算領域内の
   極値位置を検出した後の、次の第５ステップでは、画像
   領域にて演算領域内の極値位置を検出するに際して、先
   に検出した極値位置を中心とする画像サイズの演算領域
   を除外することを特徴とする請求項４又は請求項５に記
   載の車両検出方法。