JP2006186840A - Driving support system - Google Patents
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Description
この発明は、運転支援システムに関する。 The present invention relates to a driving support system.
自動車などの運転者にとって、路地やガレージなどから道路に出る際は、周りの塀や建物により死角が生じるため、周囲の確認が難しくなる。また、後進するときも、車体により死角が生じるため、周囲の確認が難しくなる。そこで、運転者の死角となる車体の近傍周囲を車載のカメラによって撮像し、得られた画像をカーナビゲーションシステムなどの表示器に表示するようにした運転支援システムが開発されている。 When a driver of an automobile or the like goes out from an alley or a garage, a blind spot is generated by surrounding fences and buildings, so it is difficult to check the surroundings. Also, when moving backward, a blind spot is generated by the vehicle body, making it difficult to check the surroundings. In view of this, a driving support system has been developed in which the vicinity of the vehicle body, which is a blind spot of the driver, is imaged by an in-vehicle camera and the obtained image is displayed on a display such as a car navigation system.
運転支援システムとして、車体の前側に前斜め左方向を撮像するカメラと前斜め右方向を撮像するカメラとを設置し、それらのカメラの撮像画像をそれぞれ2つの画面として表示させるシステムがある。このようなシテスムでは、2つのカメラの撮像画像が別々の画面に表示されるため、空間を認知しにくい。そこで、これらの2台のカメラの撮像画像を合成してパノラマ画像を生成し、得られたパノラマ画像を1つの画面に表示するようにしたシステムも開発されている。このようなシステムでは、人や物体の位置関係が分かりやすくなる。 As a driving support system, there is a system in which a camera that images a front diagonal left direction and a camera that images a front diagonal right direction are installed on the front side of a vehicle body, and the captured images of these cameras are displayed as two screens, respectively. In such a system, the images captured by the two cameras are displayed on separate screens, making it difficult to recognize the space. In view of this, a system has been developed in which panoramic images are generated by combining images captured by these two cameras and the obtained panoramic images are displayed on one screen. Such a system makes it easy to understand the positional relationship between people and objects.
ところで、パノラマ画像を1つの画面に表示する運転支援システムにおいては、車両の進行方向がパノラマ画像の左右方向中央と合致している場合には、パノラマ画像上で車両の進行方向を把握することが容易である。しかしながら、左折、右折のように車両の進行方向が変化する場合には、車両の向きとタイヤの向きとにずれが生じるため、パノラマ画像の左右方向中央がタイヤの向きで決まる車両の進行方向と一致しなくなる。このため、パノラマ画像上で車両の進行方向を把握することが難しくなる。
この発明は、撮像画像または複数の撮像画像の合成画像を表示する運転支援システムにおいて、表示画像上で車両の進行方向を認識しやすくなる運転支援システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a driving support system that makes it easy to recognize the traveling direction of a vehicle on a display image in a driving support system that displays a captured image or a composite image of a plurality of captured images.
請求項1に記載の発明は、車両に搭載された表示器、車両に搭載された撮像装置、上記撮像装置によって撮像された撮像画像を所与のタイミングで取り込む画像取込み手段、上記画像取込み手段によって取り込まれた撮像画像に基づいて、上記撮像画像内の各部の動きを検出する動き検出手段、上記動き検出手段によって検出された撮像画像内の各部の動きに基づいて、撮像画像上での車両の進行方向を推定する移動方向推定手段、ならびに上記移動方向推定手段によって推定された車両の進行方向に基づいて、車両の進行方向を示す指標を撮像画像に合成し、得られた合成画像を上記表示器に表示させる手段を備えていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a display mounted on a vehicle, an imaging device mounted on the vehicle, an image capturing unit that captures a captured image captured by the imaging device at a given timing, and the image capturing unit. Based on the captured image, motion detection means for detecting the motion of each part in the captured image, and based on the motion of each part in the captured image detected by the motion detection means, the vehicle on the captured image Based on the traveling direction estimation means for estimating the traveling direction, and the traveling direction of the vehicle estimated by the traveling direction estimation means, an index indicating the traveling direction of the vehicle is combined with the captured image, and the obtained combined image is displayed on the display It is characterized by having a means to display on a vessel.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記動き検出手段によって検出された撮像画像内の各部の動きに基づいて、車両が所定量以上移動したか否かを判別する判別手段、および上記判別手段によって車両が所定量以上移動したと判別されたときに、今回取り込まれた撮像画像を動き検出のための基準画像として記憶させる基準画像記憶手段を備えており、上記動き検出手段は、上記画像取込み手段によって今回取り込まれた撮像画像と、上記基準画像記憶手段によって最新に記憶された基準画像とに基づいて、撮像画像内の各部の動きを検出するものであり、上記移動方向推定手段は、上記判別手段によって車両が所定量以上移動したと判別された場合に、上記動き検出手段によって検出された撮像画像内の各部の動きに基づいて、撮像画像上での車両の進行方向を推定するものであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, it is determined whether or not the vehicle has moved a predetermined amount or more based on the movement of each part in the captured image detected by the movement detecting means. And a reference image storage means for storing the captured image captured this time as a reference image for motion detection when the determination means determines that the vehicle has moved a predetermined amount or more. The detecting means detects movement of each part in the picked-up image based on the picked-up image captured this time by the image pick-up means and the reference image stored most recently by the reference image storing means. The movement direction estimation means is a movement of each part in the captured image detected by the movement detection means when the determination means determines that the vehicle has moved a predetermined amount or more. Based on, and characterized in that for estimating the traveling direction of the vehicle on the captured image.
請求項3に記載の発明は、車両に搭載された表示器、車両に搭載された複数の撮像装置、上記複数の撮像装置によって撮像された撮像画像を所与のタイミングで取り込む画像取込み手段、上記画像取込み手段によって取り込まれた複数の撮像画像を合成してパノラマ画像を生成するパノラマ画像生成手段、上記パノラマ画像生成手段によって生成されたパノラマ画像に基づいて、上記パノラマ画像内の各部の動きを検出する動き検出手段、上記動き検出手段によって検出されたパノラマ画像内の各部の動きに基づいて、パノラマ画像上での車両の進行方向を推定する移動方向推定手段、ならびに上記移動方向推定手段によって推定された車両の進行方向に基づいて、車両の進行方向を示す指標をパノラマ画像に合成し、得られた合成画像を上記表示器に表示させる手段を備えていることを特徴とする。
The invention described in
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、上記動き検出手段によって検出されたパノラマ画像内の各部の動きに基づいて、車両が所定量以上移動したか否かを判別する判別手段、および上記判別手段によって車両が所定量以上移動したと判別されたときに、今回生成されたパノラマ画像を動き検出のための基準画像として記憶させる基準画像記憶手段を備えており、上記動き検出手段は、上記パノラマ画像生成手段によって今回生成されたパノラマ画像と、上記基準画像記憶手段によって最新に記憶された基準画像とに基づいて、撮像画像内の各部の動きを検出するものであり、上記移動方向推定手段は、上記判別手段によって車両が所定量以上移動したと判別された場合に、上記動き検出手段によって検出されたパノラマ画像内の各部の動きに基づいて、パノラマ画像上での車両の進行方向を推定するものであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the invention, in the third aspect of the invention, it is determined whether or not the vehicle has moved a predetermined amount or more based on the movement of each part in the panoramic image detected by the movement detecting means. A discriminating unit, and a reference image storage unit that stores the panoramic image generated this time as a reference image for motion detection when the discriminating unit determines that the vehicle has moved a predetermined amount or more. The detection means detects movement of each part in the captured image based on the panorama image generated this time by the panorama image generation means and the reference image stored latest by the reference image storage means. The moving direction estimating means is a panorama detected by the motion detecting means when the determining means determines that the vehicle has moved a predetermined amount or more. Based on the movement of each part in the image, and characterized in that for estimating the traveling direction of the vehicle on the panoramic image.
この発明によれば、撮像画像または複数の撮像画像の合成画像を表示する運転支援システムにおいて、表示画像上で車両の進行方向を認識しやすくなる。 According to the present invention, in the driving support system that displays a captured image or a composite image of a plurality of captured images, the traveling direction of the vehicle can be easily recognized on the display image.
以下、図面を参照して、この発明を車両の前方側を撮像して表示する運転支援システムに適用した場合の実施例について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments in the case where the present invention is applied to a driving support system that images and displays the front side of a vehicle will be described below with reference to the drawings.
図1は、自動車に搭載された2台のカメラを示している。 FIG. 1 shows two cameras mounted on an automobile.
自動車の車体10の前側に、前斜め左方向を撮像するカメラ1と前斜め右方向を撮像するカメラ2とが設置されている。各カメラ1、2の視野角θ1、θ2はそれぞれ約90度程度であり、各カメラ1、2の撮像範囲の一部が重なるように、各カメラ1、2は配置されている。
A
図2は、運転支援システムの構成を示している。 FIG. 2 shows the configuration of the driving support system.
運転支援システムは、2台のカメラ1、2、各カメラ1、2の撮像画像をフレーム毎に記憶するフレームメモリ3、4、フレームメモリ3、4に記憶された撮像画像に基づいて、パノラマ画像を生成するとともにパノラマ画像上での車両の進行方向を推定し、パノラマ画像と車両の進行方向を示す指標(マーカ画像)とを合成して提示画像を生成する提示画像生成装置5、提示画像生成装置5によって生成された提示画像を記憶するフレームメモリ6およびフレームメモリ6に記憶されている提示画像を表示するモニタ7を備えている。提示画像生成装置5は、例えば、マイクロコンピュータから構成されている。
The driving support system is a panoramic image based on the captured images stored in the
図3は、提示画像生成装置5による処理手順を示している。
FIG. 3 shows a processing procedure by the presentation
カメラ1によって撮像された画像を第1画像といい、カメラ2によって撮像された画像を第2画像ということにする。
An image captured by the
まず、カメラ1、2によって撮像された画像をフレームメモリ3、4から取り込む(ステップS1)。そして、得られた第1画像および第2画像を合成して視野角がほぼ180度のパノラマ画像を生成する(ステップS2)。この画像合成は、よく知られているように、一方の画像上の点に対応する他方の画像上の位置を求めるための射影変換行列を予め求めておき、この射影変換行列を用いて一方の画像上の各点の座標を他方の画像上の座標に変換することにより行われる。
First, images taken by the
ステップS2で生成されたパノラマ画像が、提示画像生成装置5による今回の処理が開始されてから最初に生成されたパノラマ画像であるか否かを判別する(ステップS3)。ステップS2で生成されたパノラマ画像が、提示画像生成装置5による今回の処理が開始されてから最初に生成されたパノラマ画像である場合には、今回生成されたパノラマ画像を、オプティカルフロー算出のための基準画像として記録した後(ステップS4)、ステップS1に戻る。
It is determined whether or not the panoramic image generated in step S2 is the first panoramic image generated after the present processing by the presentation
上記ステップS3において、ステップS2で生成されたパノラマ画像が、提示画像生成装置5による今回の処理が開始されてから最初に生成されたパノラマ画像ではないと判別された場合には、オプティカルフロー算出のための基準画像として最新に記録されたパノラマ画像(上記ステップS4または後述するステップS7で記録された基準画像であって、最新に記録されたもの)と、今回生成されたパノラマ画像とに基づいて、オプティカルフローを算出する(ステップS5)。オプティカルフローとは、画像上の各点の速度場のことをいい、移動量を表す。オプティカルフローの算出方法としては、例えば、特許第3435084号に記載された方法が用いられる。
If it is determined in step S3 that the panoramic image generated in step S2 is not the first panoramic image generated after the present processing by the presentation
次に、算出されたオプティカルフローに基づいて、基準画像が生成された時点からの車両の移動量が所定値以上であるか否かを判別する(ステップS6)。具体的には、今回算出された各オプティカルフローの水平方向成分(左方向成分または右方向成分)を抽出する。各オプティカルフローの水平方向成分の絶対値の累積値を算出する。そして、各オプティカルフローの水平方向成分の絶対値の累積値が予め定められた閾値以上である場合に、車両の移動量が所定値以上であると判別する。 Next, based on the calculated optical flow, it is determined whether or not the moving amount of the vehicle from the time when the reference image is generated is greater than or equal to a predetermined value (step S6). Specifically, the horizontal component (left component or right component) of each optical flow calculated this time is extracted. The cumulative value of the absolute value of the horizontal component of each optical flow is calculated. Then, when the cumulative value of the absolute value of the horizontal component of each optical flow is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the amount of movement of the vehicle is equal to or greater than a predetermined value.
車両の移動量が所定値未満である場合には、ステップS1に戻る。車両の移動量が所定値以上である場合には、今回生成されたパノラマ画像を、オプティカルフロー算出のための基準画像として記録する(ステップS7)。 If the moving amount of the vehicle is less than the predetermined value, the process returns to step S1. If the moving amount of the vehicle is greater than or equal to a predetermined value, the panoramic image generated this time is recorded as a reference image for optical flow calculation (step S7).
次に、今回生成されたパノラマ画像上での車両の進行方法を推定するための処理を行う(ステップS8)。 Next, a process for estimating the traveling method of the vehicle on the panoramic image generated this time is performed (step S8).
パノラマ画像においては、車両の進行方向(タイヤの向きによって定まる車両の進行方向)の近辺では画像の変化は少なく、速度場(オプティカルフロー)が小さくなる。一方、車両の進行方向に直交する方向、つまり車両の進行方向の左側および右側では、速度場(オプティカルフロー)は大きくなる。そこで、速度場(オプティカルフロー)が最も小さい方位を車両の推定方向として推定する。 In a panoramic image, there is little change in the image in the vicinity of the vehicle traveling direction (the vehicle traveling direction determined by the tire direction), and the velocity field (optical flow) is small. On the other hand, the velocity field (optical flow) increases in the direction orthogonal to the traveling direction of the vehicle, that is, in the left and right sides of the traveling direction of the vehicle. Therefore, the direction with the smallest velocity field (optical flow) is estimated as the estimated direction of the vehicle.
具体的には、上記ステップS5で算出された各オプティカルフローの水平方向成分(左方向成分または右方向成分)を抽出する。パノラマ画像の各方位(最も左側の方位から最も右側の方位までの間の各方位)毎に、オプティカルフローの左方向成分の累積値(以下、左方向成分累積値という)を算出する。また、パノラマ画像の各方位毎に、オプティカルフローの右方向成分の累積値(以下、右方向成分累積値という)を算出する。また、パノラマ画像の各方位毎に、左方向成分累積値(絶対値)と右方向成分累積値(絶対値)とを加算した値(水平方向成分累積値)を算出する。そして、パノラマ画像の各方位毎の水平方向成分累積値が最も小さい方位を、車両の進行方向であると決定する。 Specifically, the horizontal direction component (left direction component or right direction component) of each optical flow calculated in step S5 is extracted. For each azimuth of the panoramic image (each azimuth between the leftmost azimuth and the rightmost azimuth), a cumulative value of the left direction component of the optical flow (hereinafter referred to as a left direction component cumulative value) is calculated. Further, a cumulative value of the right direction component of the optical flow (hereinafter referred to as a right direction component cumulative value) is calculated for each direction of the panoramic image. Further, for each azimuth of the panoramic image, a value (horizontal component cumulative value) obtained by adding the left component cumulative value (absolute value) and the right component cumulative value (absolute value) is calculated. Then, the direction having the smallest horizontal component accumulation value for each direction of the panoramic image is determined to be the traveling direction of the vehicle.
図4は、パノラマ画像の各方位毎に算出された左方向成分累積値(曲線L)と、パノラマ画像の各方位毎に算出された右方向成分累積値(曲線R)とを示している。曲線Lと曲線Rとの交点に対応する方位が、車両の進行方向として決定される。 FIG. 4 shows the left component cumulative value (curve L) calculated for each azimuth of the panoramic image and the right component cumulative value (curve R) calculated for each azimuth of the panoramic image. The direction corresponding to the intersection of the curve L and the curve R is determined as the traveling direction of the vehicle.
このようにして、車両の進行方向が決定されると、上記ステップS7で記録したパノラマ画像に、車両の進行方向を示すマーカ画像を合成し、得られた合成画像をフレームメモリ6に記憶させる(ステップS9)。フレームメモリ6に記憶された画像はモニタ4に表示される。そして、ステップS1に戻る。図5に、パノラマ画像G中に表示されたマーカ画像Mの例を示す。なお、モニタ4上に表示された合成画像は、この後ステップS6でYESとなり、ステップS9で新たに合成画像が生成されてレームメモリ6に記憶されるまで、継続して表示される。
When the traveling direction of the vehicle is determined in this way, a marker image indicating the traveling direction of the vehicle is synthesized with the panoramic image recorded in step S7, and the obtained synthesized image is stored in the frame memory 6 ( Step S9). The image stored in the
上記実施例では、2台のカメラによって撮像された画像を合成することによってパノラマ画像を生成しているが、3台以上のカメラによって撮像された画像を合成することによってパノラマ画像を生成しもよい。また、広角レンズを用いることにより、1台のカメラによって広角画像を撮像するようにしてもよい。この場合には、1台のカメラから取り込んだ画像がパノラマ画像に相当するので、図3のステップS2は省略される。 In the above embodiment, a panoramic image is generated by combining images captured by two cameras. However, a panoramic image may be generated by combining images captured by three or more cameras. . In addition, a wide-angle lens may be used to capture a wide-angle image with a single camera. In this case, since the image captured from one camera corresponds to the panoramic image, step S2 in FIG. 3 is omitted.
また、この発明は、車両の後方側を撮像して表示する運転支援システムにも適用することができる。 The present invention can also be applied to a driving support system that images and displays the rear side of the vehicle.
1,2 カメラ
3,4 フレームメモリ
5 提示画像生成装置
6 フレームメモリ
7 モニタ
1, 2
Claims (4)
車両に搭載された撮像装置、
上記撮像装置によって撮像された撮像画像を所与のタイミングで取り込む画像取込み手段、
上記画像取込み手段によって取り込まれた撮像画像に基づいて、上記撮像画像内の各部の動きを検出する動き検出手段、
上記動き検出手段によって検出された撮像画像内の各部の動きに基づいて、撮像画像上での車両の進行方向を推定する移動方向推定手段、ならびに
上記移動方向推定手段によって推定された車両の進行方向に基づいて、車両の進行方向を示す指標を撮像画像に合成し、得られた合成画像を上記表示器に表示させる手段、
を備えていることを特徴とする運転支援システム。 Indicator mounted on the vehicle,
An imaging device mounted on a vehicle,
Image capturing means for capturing a captured image captured by the imaging apparatus at a given timing;
Motion detection means for detecting the movement of each part in the captured image based on the captured image captured by the image capture means;
Based on the movement of each part in the captured image detected by the motion detecting means, a moving direction estimating means for estimating the traveling direction of the vehicle on the captured image, and the traveling direction of the vehicle estimated by the moving direction estimating means Based on the above, a means for synthesizing an index indicating the traveling direction of the vehicle with the captured image, and displaying the obtained synthesized image on the display unit,
A driving support system characterized by comprising:
上記動き検出手段は、上記画像取込み手段によって今回取り込まれた撮像画像と、上記基準画像記憶手段によって最新に記憶された基準画像とに基づいて、撮像画像内の各部の動きを検出するものであり、上記移動方向推定手段は、上記判別手段によって車両が所定量以上移動したと判別された場合に、上記動き検出手段によって検出された撮像画像内の各部の動きに基づいて、撮像画像上での車両の進行方向を推定するものであることを特徴とする請求項1に記載の運転支援システム。 Based on the movement of each part in the captured image detected by the motion detection means, it is determined that the vehicle has moved a predetermined amount or more, and the determination means determines that the vehicle has moved a predetermined amount or more. A reference image storage means for storing the captured image captured this time as a reference image for motion detection,
The motion detection means detects the movement of each part in the captured image based on the captured image captured this time by the image capture means and the reference image stored latest by the reference image storage means. The movement direction estimation means is configured to detect the movement direction on the captured image based on the movement of each part in the captured image detected by the motion detection means when the determination means determines that the vehicle has moved a predetermined amount or more. The driving support system according to claim 1, wherein the driving direction of the vehicle is estimated.
車両に搭載された複数の撮像装置、
上記複数の撮像装置によって撮像された撮像画像を所与のタイミングで取り込む画像取込み手段、
上記画像取込み手段によって取り込まれた複数の撮像画像を合成してパノラマ画像を生成するパノラマ画像生成手段、
上記パノラマ画像生成手段によって生成されたパノラマ画像に基づいて、上記パノラマ画像内の各部の動きを検出する動き検出手段、
上記動き検出手段によって検出されたパノラマ画像内の各部の動きに基づいて、パノラマ画像上での車両の進行方向を推定する移動方向推定手段、ならびに
上記移動方向推定手段によって推定された車両の進行方向に基づいて、車両の進行方向を示す指標をパノラマ画像に合成し、得られた合成画像を上記表示器に表示させる手段、 を備えていることを特徴とする運転支援システム。 Indicator mounted on the vehicle,
A plurality of imaging devices mounted on a vehicle;
Image capturing means for capturing captured images captured by the plurality of imaging devices at a given timing;
Panoramic image generation means for generating a panoramic image by combining a plurality of captured images captured by the image capture means;
Motion detection means for detecting the motion of each part in the panoramic image based on the panoramic image generated by the panoramic image generating means;
Based on the movement of each part in the panoramic image detected by the motion detecting means, the moving direction estimating means for estimating the traveling direction of the vehicle on the panoramic image, and the traveling direction of the vehicle estimated by the moving direction estimating means A driving support system comprising: means for synthesizing an indicator indicating a traveling direction of the vehicle on the basis of the panoramic image, and displaying the obtained synthesized image on the display device.
上記動き検出手段は、上記パノラマ画像生成手段によって今回生成されたパノラマ画像と、上記基準画像記憶手段によって最新に記憶された基準画像とに基づいて、撮像画像内の各部の動きを検出するものであり、上記移動方向推定手段は、上記判別手段によって車両が所定量以上移動したと判別された場合に、上記動き検出手段によって検出されたパノラマ画像内の各部の動きに基づいて、パノラマ画像上での車両の進行方向を推定するものであることを特徴とする請求項3に記載の運転支援システム。 Based on the movement of each part in the panoramic image detected by the motion detecting means, it is determined that the vehicle has moved a predetermined amount or more, and the determining means determines that the vehicle has moved a predetermined amount or more. And a reference image storage means for storing the panorama image generated this time as a reference image for motion detection,
The motion detection means detects the movement of each part in the captured image based on the panorama image generated this time by the panorama image generation means and the reference image stored latest by the reference image storage means. And the movement direction estimation means is arranged on the panorama image based on the movement of each part in the panorama image detected by the movement detection means when the determination means determines that the vehicle has moved a predetermined amount or more. The driving support system according to claim 3, wherein the traveling direction of the vehicle is estimated.
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