JP2007015667A

JP2007015667A - 道路撮像装置

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Publication number: JP2007015667A
Application number: JP2005202123A
Authority: JP
Inventors: Akira Takashima; 亮高島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2025-07-11
Also published as: JP4940587B2

Abstract

【課題】走行中の道路を切れ目が少ない状態で連続的に撮像できる道路撮像装置を提供する。
【解決手段】バックカメラ３２によって一秒間当たりに撮像される道路長さＤは、バックカメラ３２の車両前後方向の道路撮像長さをｄ、フレームレートをｒとすると、ｄ×ｒとなる。その道路撮像長さｄおよびフレームレートｒがともに一定である場合、車速Ｖが速くなると道路に撮像されない区間が生じる。そこで、バックカメラ３２を車両幅方向に平行な軸心周りに回動させる回動装置を設け、その回動装置を制御することで道路撮像長さｄを拡縮できるようにする。そして、車速Ｖに応じて道路撮像長さｄを変化させる。このようにすることで、走行中の道路を切れ目が少ない状態で連続的に撮像できるようになる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車載カメラによって車両周辺の道路を撮像する道路撮像装置に関する。

車載カメラによって走行中の道路を連続的に撮像する道路撮像装置が知られている。このような道路撮像装置は、たとえば、撮像した道路の画像に基づいて走行中の道路状況を判断するために用いられる。また、撮像した道路の画像に基づいて判断された走行中の道路状況は、さらに、運転支援に用いられる。

運転支援のために走行中の道路を連続的に撮像する装置としては、たとえば、特許文献１に記載の装置がある。特許文献１の装置は、白線等のレーンマークを検出するために、車両に固定された車載カメラによって車両前方を連続的に撮像している。この検出したレーンマークは、車線逸脱に対する警告や、レーンマークに沿った自動運転などに利用するとされている。

また、走行中の道路を連続的に撮像する車載カメラとして、車両後進時に後方を確認するために、車両後部に固定されたバックカメラもよく知られている。そして、運転支援に用いる画像を撮像する車載カメラおよび後進時に後方画像を撮像する車載カメラのいずれも、予め定められた一定のフレームレートで画像を連続的に撮像している。
特開２００４−１８５４２５号公報

上記レーンマークは、交差点内には引かれていない。また、道路上には、「止まれ」表示や自転車横断帯など、所定の位置に設けられている道路標示が存在する。そこで、レーンマークなどの区画線の連続状況や道路標示を画像から検出して、それに基づいて車両位置を検出することが考えられる。これら区画線や道路標示に基づいて車両位置を特定すれば、非常に高精度に車両位置を特定できる可能性がある。

区画線の連続状況や道路標示を確実に検出しようとする場合、路上を切れ目なく、またはそれに近い状態で連続的に撮像する必要が生じる。しかしながら、従来の車載カメラは、固定された撮像範囲を一定のフレームレートで撮像するようになっている。すなわち、車両前後方向の道路の撮像長さ（以下、道路撮像長さという）をｄ（ｍ）、フレームレートｒ（フレーム／秒）とすると、一秒間に撮像できる道路長さの最大値Ｄ（ｍａｘ）はｄ×ｒである。そのため、車速がその最大値Ｄ（ｍａｘ）を超えると道路が連続的に撮像されなくなってしまい、また、その撮像されない区間は、車速が上昇するほど長くなってしまうという問題がある。

また、別の問題として、撮像範囲に他車両が存在すると、その他車両に遮られて道路に撮像されない区間が生じる。この区間は他車両が撮像範囲内において自車両に近いほど長くなる。特許文献１のように、車載カメラの光軸が水平近くに設定されて撮像範囲が比較的遠方まで延びている場合には、他車両が撮像範囲内において自車両の近くに位置しやすいので、他車両の存在によって撮像できない道路区間が長くなる可能性が高い。それに対して、バックカメラは比較的近いところを撮像するように設定されているので、他車両によって道路に撮像されない区間が生じる可能性は比較的低いが、反面、道路撮像長さが比較的短いので、前述の最大値Ｄ（ｍａｘ）が比較的小さい。そのため、比較的低い車速から撮像できない道路区間が生じる。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、走行中の道路を切れ目が少ない状態で連続的に撮像できる道路撮像装置を提供することにある。

その目的を達成するための請求項１記載の発明は、車載カメラによって走行中の道路を連続的に撮像する道路撮像装置であって、前記車載カメラを車両幅方向に平行な軸心周りに回動させることによって、その車載カメラによって撮像される車両前後方向の道路撮像長さを拡縮する撮像長さ拡縮装置と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、車速の増加に応じて前記道路撮像長さが長くなる車速と道路撮像長さとの間の予め設定された対応関係を用い、前記車速検出手段によって検出された実際の車速から前記道路撮像長さを決定する撮像長さ決定手段と、前記道路撮像長さが前記撮像長さ決定手段によって決定された長さとなるように、前記撮像長さ拡縮装置を制御する撮像長さ制御手段とを、含むことを特徴とする。

この請求項１記載の発明によれば、撮像長さ決定手段によって、実際の車速が速いほど道路撮像長さが長い撮像長さに決定され、撮像長さ制御手段では、その撮像長さ決定手段によって決定された道路撮像長さとなるように撮像長さ拡縮装置が制御されるので、車速が変化しても、走行中の道路を切れ目が少ない状態で連続的に撮像することができる。

また、前記目的を達成するための請求項２記載の発明は、車載カメラによって走行中の道路を連続的に撮像する道路撮像装置であって、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、車速の増加に応じてフレームレートが増加する車速とフレームレートとの間の予め設定された対応関係を用い、前記車速検出手段によって検出された実際の車速から前記車載カメラのフレームレートを決定するフレームレート決定手段と、前記車載カメラのフレームレートをそのフレームレート決定手段によって決定されたフレームレートとして、画像を連続的に撮像させる撮像制御手段とを、含むことを特徴とする。

この請求項２記載の発明によれば、フレームレート決定手段によって、実際の車速が速いほど車載カメラのフレームレートが速いレートに決定され、撮像制御手段では、そのフレームレート決定手段によって決定されたフレームレートで画像を連続的に撮像させることから、車速が変化しても、走行中の道路を切れ目が少ない状態で連続的に撮像することができる。

請求項１記載の発明では道路撮像長さを変化させることにより、また、請求項２記載の発明では、フレームレートを変化させることにより、走行中の道路を切れ目が少ない状態で連続的に撮像できるようにしていたが、その両方を変化させてもよい。

さらに、両方を変化させる場合、請求項３のように、他車両が道路撮像範囲に含まれないようにすることもできる。すなわち、請求項３記載の発明は、車載カメラによって走行中の道路を連続的に撮像する道路撮像装置であって、前記車載カメラを車両幅方向に平行な軸心周りに回動させることによって、その車載カメラによって撮像される車両前後方向の道路撮像範囲を車両前後方向へ移動させる撮像範囲移動装置と、前記車載カメラの撮像方向における他車両との間の車間距離を検出する車間距離検出装置と、前記撮像範囲移動装置を制御して、前記車間距離検出装置によって検出された車間距離よりも、前記道路撮像範囲の車両遠方側端部までの距離を短くする撮像範囲制御手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、車速と前記道路撮像範囲とからフレームレートが定まる予め設定されたフレームレート決定関係を用い、前記車速検出手段によって検出された実際の車速および前記撮像範囲制御手段によって制御された実際の前記道路撮像範囲から、前記車載カメラのフレームレートを決定するフレームレート決定手段と、前記車載カメラのフレームレートをそのフレームレート決定手段によって決定されたフレームレートとして、画像を連続的に撮像させる撮像制御手段とを、含むことを特徴とする。

この請求項３記載の発明によれば、撮像範囲制御手段によって、道路撮像範囲の車両遠方側端部までの距離が車間距離検出装置によって検出された車間距離よりも短くなるように撮像範囲移動装置が制御されることから、他車両に遮られて道路が撮像できないという状況が生じるのが防止される。さらに、フレームレート決定手段によって、実際の道路撮像範囲と実際に検出された車速とに基づいてフレームレートが決定され、撮像制御手段では、そのフレームレート決定手段によって決定されたフレームレートで画像が連続的に撮像される。従って、他車両の存在や車速の変化に影響されることなく、走行中の道路を切れ目が少ない状態で連続的に撮像することができる。

また、前記車載カメラは、好ましくは、請求項４記載のように、車両後進時に後方を確認するためにも用いられる。すなわち、車載カメラとしては、所謂、バックカメラを用いることが好ましい。本発明は、主として前進走行時に車載カメラを必要とする一方、バックカメラは後進時にしか利用しないため、カメラを併用できるからである。ただし、車載カメラとして、特許文献１のカメラのように、白線認識のために車両前方を比較的遠い位置まで撮像するように設定されたカメラを用いることもでき、また、専用のカメラを設けても良い。専用のカメラを設ける場合、そのカメラの撮像方向は、車両前方でもよいし、車両後方でもよい。また、車両下方でもよい。車両下方を撮像するようにすると、他車両に遮られて道路が撮像できないということが生じない。

以下、本発明の道路撮像装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用された道路撮像装置１０の構成を示すブロック図である。

道路撮像装置１０は、車速検出手段として機能する車速センサ１２、車間距離検出装置として機能するミリ波レーダ１４、カメラ制御ＥＣＵ１６、画像処理ＥＣＵ２０、バックカメラ３２、回動装置４０およびナビゲーション装置１００を備えており、車速センサ１２、ミリ波レーダ１４、カメラ制御ＥＣＵ１６、画像処理ＥＣＵ２０、およびナビゲーション装置１００は車内ＬＡＮ３０によって相互に接続されている。

カメラ制御ＥＣＵ１６は、図示しない内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータである。カメラ制御ＥＣＵ１６のＣＰＵは、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムを実行することにより、バックカメラ３２を車両幅方向に平行な軸心周りに回動させる回動装置４０を制御し、また、バックカメラ３２の撮像開始・停止、バックカメラ３２のフレームレート等を制御する。

上記回動装置４０は、サーボアンプ４２とサーボモータ４４とからなり、サーボアンプ４２は、カメラ制御ＥＣＵ１６からの角度指令信号およびサーボモータ４４からのフィードバック信号に基づいてサーボモータ４４の回転軸の角度を制御する。サーボモータ４４はバックカメラ３２に連結されており、サーボモータ４４の回転軸が回転させられることによってバックカメラ４４の光軸の水平面に対する角度（傾き）が変更させられる。

バックカメラ３２は、車両後部の所定位置に取り付けられて、後進時に後方が確認できるように車両後方の比較的自車に近い範囲を撮像できるようになっている。ただし、前述のように、バックカメラ３２の光軸の角度は変更可能であり、光軸の角度が変更されると、バックカメラ３２によって撮像される道路の車両前後方向の範囲（以下、道路撮像範囲という）の遠方側端部端および自車側端部の位置が変化すると同時に、バックカメラ３２によって撮像される道路の車両前後方向長さ（すなわち道路撮像長さ）ｄが拡縮する。

図２は、バックカメラ３２の取り付け位置の一例を示すとともに、光軸の角度変化によって前述の道路撮像範囲および道路撮像長さｄが変化することを説明する図である。図２に示す例では、バックカメラ３２は車両５０の後端下部に取り付けられている。このバックカメラ３２は図２には図示しないサーボモータ４４によって矢印Ｃ１、Ｃ２方向へ回動可能となっている。

バックカメラ３２の角度がある角度のときの道路撮像長さをｄ１とする。その角度から、バックカメラ３２が図２に示す矢印Ｃ１方向へ回動させられると、道路撮像長さはたとえばｄ２となり、ｄ１よりも長くなるとともに、道路撮像範囲が全体的に車両５０から遠方側へ移動する。一方、反対方向（矢印Ｃ２方向）へバックカメラ３２が回動させられると、道路撮像長さはたとえばｄ３となり、ｄ１よりも短くなるとともに、道路撮像範囲が全体的に車両５０に近い側へ移動する。このように、バックカメラ３２の回動により、道路撮像長さｄは拡縮するとともに、道路撮像範囲は車両前後方向へ移動するので、バックカメラ３２を回動させる回動装置４０は、撮像長さ拡縮装置および撮像範囲移動装置として機能している。

図１に戻って、ミリ波レーダ１４は、バックカメラ３２の撮像方向である車両後方に向けて所定周波数のミリ波を連続的に出力し、且つ、対象物からの反射波を受信する。画像処理ＥＣＵ２０は、バックカメラ３２によって撮像された撮像画像に対して所定の処理を実行する。この処理については後述する。

図３は、ナビゲーション装置１００の詳細構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１００は、位置検出器１０１、地図データ入力器１０６、操作スイッチ群１０７、外部メモリ１０９、表示装置１１０、送受信機１１１、音声コントローラ１１２、スピーカ１１３、音声認識装置１１４、マイク１１５、リモコンセンサ１１６、リモートコントロール端末(以下、リモコンと称する)１１７と、これら各装置が接続された制御装置１０８とを備えている。

制御装置１０８は、通常のコンピュータであり、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏおよびこれらの構成を接続するためのバスラインを備えている。ＲＯＭには、制御装置１０８が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵ等が所定の演算処理を実行する。

位置検出器１０１は、車両の絶対方位を検出するための地磁気センサ１０２、車両の相対方位を検出するためのジャイロスコープ１０３、車両の走行距離を検出する距離センサ１０４、および衛星からの電波に基づいて車両の位置を測定するグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）のためのＧＰＳ受信機１０５を有しているおり、これらのセンサ等１０２、１０３、１０４、１０５は、いずれも周知のものである。これらのセンサ等１０２、１０３、１０４、１０５は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサ等１０２、１０３、１０４、１０５により各々を補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては、上述したうちの一部で位置検出器１０１を構成してもよく、更に、図示しないステアリングの回転センサ、各転動輪の車速センサ等を用いてもよい。

地図データ入力器１０６は、たとえばＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭなどの図示しない記憶媒体を備え、その記憶媒体には、道路データ、背景データ、文字データおよび施設データなどを含むデジタル地図データが格納されており、それらのデータを制御装置１０８に入力する。

操作スイッチ群１０７は、たとえば表示装置１１０と一体になったタッチスイッチもしくは表示装置１１０の周辺に設けられるメカニカルなスイッチ等からなり、表示装置１１０に表示された地図の縮尺変更、メニュー表示選択、目的地設定、経路探索、経路案内開始、現在位置修正、表示画面変更、音量調整等の各種入力に使用される。また、リモコン１１７には、図示しない複数の操作スイッチが設けられ、その操作スイッチの操作により操作スイッチ群１０７と同様の入力操作が行える。リモコン１１７に入力された入力操作を表す信号は、リモコンセンサ１１６を介して制御装置１０８へ供給される。

リモコン１１７を介してリモコンセンサ１１６から、或いは操作スイッチ群１０７により目的地が設定されると、制御装置１０８は、位置検出器１０１により検出された現在位置からその目的地までの最適な経路を自動的に探索して誘導経路を設定し表示する。このような自動的に最適な経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。

外部メモリ９は、たとえば、メモリカードやハードディスク等であり、書き込み可能な記憶媒体を備えている。この外部メモリ９には、ユーザによって設定された自宅位置や、テキストデータ、画像データ、音声データ等の各種データが記憶される。また、地図データ入力器１０６から入力された地図データの一部を記憶することもできる。

表示装置１１０は、たとえば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイによって構成され、その表示装置１１０の所定の地図表示領域には、車両の現在位置に対応する自車位置マークが地図データによって生成された車両周辺の道路地図上に重畳表示される。また、表示装置１１０には、その他に、現在時刻、渋滞情報などの他の情報表示を付加的に表示することもできる。

送受信機１１１は、外部との通信接続をするための通信機であり、道路に敷設されたビーコンや各地のＦＭ放送局を介して、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）（登録商標）センタから提供される道路交通情報、気象情報、施設情報、広告情報を受信するＶＩＣＳセンサと接続され、この道路交通情報等を制御装置１０８へ送信する。また、上記制御装置１０８で処理した情報を送受信機１１１から出力することもできる。

スピーカ１１３は、音声コントローラ１１２から入力された音声出力信号に基づき所定の音声(案内のための音声や画面操作の説明、音声認識結果等)を外部に出力する。

マイク１１５は、操作者が発声した音声を電気信号として音声認識装置１１４に入力する。音声認識装置１１４は、マイク１１５から入力された操作者の入力音声と、内部に記憶する認識辞書(不図示)中の語彙データ（比較対照パターン）とを照合し、最も一致度の高いものを認識結果として音声コントローラ１１２に入力する。

音声コントローラ１１２は、音声認識装置１１４を制御するとともに、音声入力のあった操作者に対し、スピーカ１１３を通じてトークバック出力制御（音声出力）する。また、音声認識装置１１４の認識結果を制御装置１０８に入力する処理も行う。

制御装置１０８は、音声認識装置１１４からの情報に基づき、操作者の発声に対する所定の処理および操作スイッチ群１０７あるいはリモコン１１７の入力操作に対する所定の処理（たとえば、外部メモリ１０９への地図データの記憶処理、地図縮尺変更処理、メニュー表示選択処理、目的地設定処理、経路探索実行処理、経路案内開始処理、現在位置修正処理、表示画面変更処理、音量調整処理等）を実行する。また、制御装置１０８で処理された経路案内音声情報等は、音声コントローラ１１２を介してスピーカ１１３から適宜報知される。

図４は、上記カメラ制御ＥＣＵ１６の制御機能の要部をフローチャートにして示す図である。なお、本第１実施形態においては、カメラ制御ＥＣＵ１６は予め設定された一定のフレームレートでバックカメラ３２に連続的に画像を撮像させるものとし、図４に示す処理は、画像を連続的に撮像させている間、所定の繰り返し周期で連続的に実行するものである。

図４において、まず、ステップＳ１０では、車速センサ１２から逐次出力される信号に基づいて車速Ｖを検出する。続くステップＳ２０は撮像長さ決定手段に相当し、上記ステップＳ１０で決定した車速Ｖと、図５に示す車速Ｖと道路撮像長さｄとの間の予め設定された対応関係とから、撮像すべき道路撮像長さｄを決定する。この図５に示す関係は、車速Ｖの増加に応じて連続的に道路撮像長さｄが増加する関係であり、前述の一定のフレームレート（フレーム／秒）を前提として、そのフレームレートと道路撮像長さｄの積が、車速Ｖに基づいて定まる１秒間の車両移動距離となるように設定されている。

続くステップＳ３０乃至Ｓ４０は、撮像長さ制御手段に相当する。ステップＳ３０では、図６に示すカメラ角度と自車から道路撮像範囲の端部までの距離との間の予め記憶された対応関係から、カメラ角度を決定する。ここで、カメラ角度は、カメラ先端が垂直方向下向きの状態を基準（０度）として、その先端が車両後方側へ傾く方向（図２のＣ１方向）を正とする角度である。そして、ステップＳ４０では、バックカメラ３２のカメラ角度を上記ステップＳ３０で決定した角度とするための角度指令信号をサーボアンプ４２に出力することにより、バックカメラ３２のカメラ角度を制御する。

なお、図５および図６に示す対応関係は、たとえば、カメラ制御ＥＣＵ１６内の図示しないＲＯＭに記憶されるが、それ以外に、ＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な記憶装置が、カメラ制御ＥＣＵ１６内或いはカメラ制御ＥＣＵ１６と通信可能に設けられている場合には、その記憶装置に記憶されてもよい。

このようにしてカメラ角度が制御された状態で連続的に撮像された画像を表す信号は、画像処理ＥＣＵ２０へ出力される。図７は、画像処理ＥＣＵ２０の制御機能の要部を示す機能ブロック図である。

画像処理ＥＣＵ２０は、画像結合手段２２および道路標示検出手段２４を備えている。画像結合手段２２は、バックカメラ３２から１フレーム毎に供給される撮像画像を車両前後方向に順次結合していき、連続した道路画像を作成する。なお、この結合処理においては、カメラ制御ＥＣＵ１６からその画像撮像時の道路撮像長さｄを取得し、その取得した道路撮像長さｄが長いほど大きな引き伸ばし率で画像を引き伸ばした後に、画像を結合する。

道路標示検出手段２４は、上記画像結合手段２２によって作成された道路画像内に、予め記憶された種類の道路標示（たとえば「止まれ」など）があるか否かを検索することにより、その道路画像から道路標示を検出する。ここで、上記検索方法としては、たとえば、周知のパターンマッチング手法などを用いる。そして、道路標示を検出した場合には、道路標示を検出したことを示す信号を、検出した道路標示の種類を表す信号とともに、ナビゲーション装置１００へ供給する。ナビゲーション装置１００は、道路標示検出手段２４から検出された信号と、地図データに記憶された道路標示の位置とを比較することによって自車位置を決定し、その決定した自車位置に基づいて、位置検出器１によって検出される自車位置を補正する。

以上、説明した本実施形態によれば、ステップＳ２０（撮像長さ決定手段）において、実際の車速Ｖが速いほど道路撮像長さｄが長い撮像長さに決定され（換言すれば、実際の車速Ｖが遅いほど道路撮像長さｄが短い撮像長さに決定され）、ステップＳ３０乃至Ｓ４０（撮像長さ制御手段）では、ステップＳ２０で決定された道路撮像長さｄとなるように回動装置（撮像長さ拡縮装置）４０が制御されるので、車速Ｖが変化しても、走行中の道路を切れ目が少ない状態で連続的に撮像することができる。

また、本実施形態によれば、車載カメラとして、前進走行中には使用しないバックカメラ３２を用いていることから、車両５０に搭載されるカメラの台数を減少させることができる。

また、本実施形態では、フレームレートを制御していないので、画像処理ＥＣＵ２０内のＣＰＵに、フレームレートが速いレートになる（すなわち単位時間当たりの撮像枚数が多くなる）ことに対応できるような高速演算可能なＣＰＵを用いる必要がない。そのため、低コストとなる利点もある。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態を前述の第１実施形態と比較すると、第２実施形態では、回動装置４０が設けられておらず、バックカメラ３２は、予め定められた角度で固定されている点において相違する。従って、道路撮像長さは予め決定することができる一定値（ｄ_０とする）となっている。また、カメラ制御ＥＣＵ１６および画像処理ＥＣＵ２０の制御内容が異なる。その他の構成は第１実施形態と同様である。

図８は、第２実施形態におけるカメラ制御ＥＣＵ１６の制御機能の要部をフローチャートにして示す図である。なお、この図８に示す処理は、比較的短い周期で繰り返し実行するようになっている。

図８において、まず、ステップＳ１００では、車速センサ１２から逐次出力される信号に基づいて車速Ｖを検出する。続くステップＳ１１０はフレームレート決定手段に相当し、上記ステップＳ１００で決定した車速Ｖと、図９に示す車速Ｖとフレームレートｒとの間の予め設定された対応関係とから、バックカメラ３２のフレームレートｒを決定する。この図９に示す関係は、車速Ｖの増加に応じて連続的にフレームレートｒが増加する関係であり、前述のように、道路撮像長さは一定値ｄ_０であるので、その道路撮像長さｄ_０とフレームレートｒとの積が、車速Ｖに基づいて定まる１秒間の車両移動距離となるように設定されている。

上記ステップＳ１１０でフレームレートｒを決定した後は、撮像制御手段に相当するステップＳ１２０において、バックカメラ３２のフレームレートをステップＳ１１０で決定したフレームレートｒとして画像を連続的に撮像させる。

第２実施形態における画像処理ＥＣＵ２０の制御内容において前述の第１実施形態と異なる点は、画像結合手段２２において、第１実施形態では、各画像毎に引き伸ばし処理、すなわち、道路撮像長さｄに応じた引き伸ばし率で画像を引き伸ばす処理を行った後に画像を結合していたが、第２実施形態ではカメラ角度は一定であるので、上記引き伸ばし処理を行わない点において相違するのみである。

以上、説明した第２実施形態によれば、ステップＳ１１０（フレームレート決定手段）において、実際の車速Ｖが速いほどバックカメラ３２のフレームレートｒが速いレートに決定され（換言すれば、実際の車速Ｖが遅いほどバックカメラ３２のフレームレートｒが遅いレートに決定され）、ステップＳ１２０（撮像制御手段）では、ステップＳ１１０で決定したフレームレートで画像を連続的に撮像させることから、車速Ｖが変化しても、走行中の道路を切れ目が少ない状態で連続的に撮像することができる。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態を前述の第１実施形態と比較すると、カメラ制御ＥＣＵ１６の制御内容が異なるのみであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。

図１０は、第３実施形態におけるカメラ制御ＥＣＵ１６の制御機能の要部をフローチャートにして示す図である。なお、この図１０に示す処理は、比較的短い周期で繰り返し実行するようになっている。

まず、ステップＳ２００では、車速センサ１２から逐次出力される信号に基づいて車速Ｖを検出する。続くステップＳ２１０では、上記ステップＳ２００で決定した車速Ｖと、図５に示す車速Ｖと道路撮像長さｄとの間の予め設定された対応関係とから、撮像すべき道路撮像長さｄを決定する。そして、ステップＳ２２０では、ステップＳ２１０で決定した道路撮像長さｄと図６に示す対応関係とから、自車から道路撮像範囲の遠方側端部まで距離を決定する。

続くステップＳ２３０では、ミリ波レーダ１４によって受信された反射波に基づいて、バックカメラ３２の撮像方向である車両後方に他車両が存在するか否か、および、他車両が存在している場合にはその他車両との間の車間距離を検出する。

そして、ステップＳ２４０では、ステップＳ２２０で決定した自車から道路撮像範囲の遠方側端部までの距離と、ステップＳ２３０で検出した車間距離とを比較して、自車から道路撮像範囲の遠方側端部までの距離の方が短いか否かを判断する。

上記ステップＳ２４０の判断が肯定された場合には、他車両に遮られることなく路面を撮像することができるので、ステップＳ２５０では、図６に示す対応関係からカメラ角度を決定し、ステップＳ２６０では、バックカメラ３２のカメラ角度を上記ステップＳ２５０で決定した角度とするための角度指令信号をサーボアンプ４２に出力することにより、バックカメラ３２のカメラ角度を制御する。なお、カメラ角度の意味は、前述の第１実施形態と同様である。

一方、ステップＳ２４０が否定された場合には、ステップＳ２７０において、前述の図６に示す対応関係を用いて、自車から道路撮像範囲の遠方側端部までの距離がステップＳ２３０で検出した車間距離よりも短くなるように、カメラ角度を決定する。なお、図６に示されるように、自車から道路撮像範囲の遠方側端部までの距離に基づいてカメラ角度を決定すると、同時に、自車から道路撮像範囲の自車側端部までの距離も定まることから、道路撮像範囲および道路撮像長さｄが定まることになる。

続くステップＳ２８０では、バックカメラ３２のカメラ角度を上記ステップＳ２７０で決定した角度とするための角度指令信号をサーボアンプ４２に出力することにより、バックカメラ３２のカメラ角度および道路撮像範囲を制御する。なお、図１０において、ステップＳ２４０乃至Ｓ２８０が撮像範囲制御手段に相当する。

続くステップＳ２９０はフレームレート決定手段に相当し、式１に示す道路撮像長さｄ（ｍ）および車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）からフレームレートｒが定まるフレームレート決定関係に、ステップＳ２００で検出した車速ＶおよびステップＳ２７０で決定した道路撮像長さｄを代入して、フレームレートｒを決定（変更）する。
（式１）ｄ×ｒ＝Ｖ×１０００／３６００
ステップＳ２６０またはステップＳ２９０を実行した後は、撮像制御手段に相当するステップＳ３００において、フレームレートｒをこの時点で決定されているフレームレートｒとして、画像を連続的に撮像させる。なお、ステップＳ２９０を一度も実行していないときは、フレームレートｒとして所定の初期値を用いる。

以上、説明した第３実施形態によれば、ステップＳ２４０乃至Ｓ２８０（撮像範囲制御手段）において、道路撮像範囲の車両遠方側端部までの距離がステップＳ２３０で検出された車間距離よりも短くなるように回動装置４０が制御されることから、他車両に遮られて道路が撮像できないという状況が生じるのが防止される。さらに、ステップＳ２９０（フレームレート決定手段）において、ステップＳ２４０乃至Ｓ２８０（撮像範囲制御手段）で制御された道路撮像長さｄとステップＳ２００で検出された車速Ｖに基づいてフレームレートｒが決定され、ステップＳ３００（撮像制御手段）では、ステップＳ２９０で決定したフレームレートｒで画像を連続的に撮像させる。従って、他車両の存在や車速の変化に影響されることなく、走行中の道路を切れ目が少ない状態で連続的に撮像することができる。

なお、この第３実施形態の態様は、比較的遠方の道路を撮像する場合に有効である。比較的遠方を撮像するようにすると、道路撮像長さｄが長くなるので、フレームレートｒを低くすることができ、その結果、画像処理ＥＣＵ２０の演算処理負荷を低減させることができる。一方、前述の第１、第２実施形態の態様は、他車両の影響を受けにくいように、比較的自車に近い道路を撮像するようにすることが好ましい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

たとえば、前述の実施形態では、道路に撮像されない区間が生じないように、道路撮像長さｄおよびフレームレートｒのいずれか一方または両方を制御していたが、目的とする道路標示や区画線の連続状態が許容できる精度で検出できる範囲で、撮像されない道路区間が生じてもよい。

逆に、複数の画像に重複して撮像される道路区間が生じてもよい。この場合には、車速Ｖ、フレームレートｒ、道路撮像長さｄに基づいて重複部分を判断して、重複分を削除する処理を行えばよい。

また、前述の実施形態では、車間距離検出装置としてミリ波レーダ１４を用いていたが、それに代えてレーザーレーダを用いてもよい。また、車間距離を用いない第１、２実施形態の態様の場合には、車間距離検出装置は不要である。

また、前述の実施形態では、車速検出手段として車速センサ１２を用いていたが、画像内における所定の対象物の位置変化から車速を検出してもよい。また、位置検出器１０１によって逐次検出される位置の時間変化から車速を検出してもよい。

本発明が適用された道路撮像装置１０の構成を示すブロック図である。バックカメラ３２の取り付け位置の一例を示すとともに、光軸の角度変化によって道路撮像範囲および道路撮像長さｄが変化することを説明する図である。ナビゲーション装置１００の詳細構成を示すブロック図である。第１実施形態におけるカメラ制御ＥＣＵ１６の制御機能の要部をフローチャートにして示す図である。車速Ｖと道路撮像長さｄとの間の予め設定された対応関係を例示する図である。カメラ角度と自車から道路撮像範囲の端部までの距離との間の予め記憶された対応関係を例示する図である。画像処理ＥＣＵ２０の制御機能の要部を示す機能ブロック図である。第２実施形態におけるカメラ制御ＥＣＵ１６の制御機能の要部をフローチャートにして示す図である。車速Ｖとフレームレートｒとの間の予め設定された対応関係を例示する図である。第３実施形態におけるカメラ制御ＥＣＵ１６の制御機能の要部をフローチャートにして示す図である。

符号の説明

１０：道路撮像装置
１２：車速センサ（車速検出手段）
１４：ミリ波レーダ（車間距離検出装置）
３２：バックカメラ（車載カメラ）
４０：回動装置（撮像長さ拡縮装置、撮像範囲移動装置）
Ｓ２０：撮像長さ決定手段
Ｓ３０乃至Ｓ４０：撮像長さ制御手段
Ｓ１１０：フレームレート決定手段
Ｓ１２０：撮像制御手段
Ｓ２４０乃至Ｓ２８０：撮像範囲制御手段
Ｓ２９０：フレームレート決定手段
Ｓ３００：撮像制御手段

Claims

車載カメラによって走行中の道路を連続的に撮像する道路撮像装置であって、
前記車載カメラを車両幅方向に平行な軸心周りに回動させることによって、その車載カメラによって撮像される車両前後方向の道路撮像長さを拡縮する撮像長さ拡縮装置と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
車速の増加に応じて前記道路撮像長さが長くなる車速と道路撮像長さとの間の予め設定された対応関係を用い、前記車速検出手段によって検出された実際の車速から前記道路撮像長さを決定する撮像長さ決定手段と、
前記道路撮像長さが前記撮像長さ決定手段によって決定された長さとなるように、前記撮像長さ拡縮装置を制御する撮像長さ制御手段と
を、含むことを特徴とする道路撮像装置。
車載カメラによって走行中の道路を連続的に撮像する道路撮像装置であって、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
車速の増加に応じてフレームレートが増加する車速とフレームレートとの間の予め設定された対応関係を用い、前記車速検出手段によって検出された実際の車速から前記車載カメラのフレームレートを決定するフレームレート決定手段と、
前記車載カメラのフレームレートをそのフレームレート決定手段によって決定されたフレームレートとして、画像を連続的に撮像させる撮像制御手段と
を、含むことを特徴とする道路撮像装置。
車載カメラによって走行中の道路を連続的に撮像する道路撮像装置であって、
前記車載カメラを車両幅方向に平行な軸心周りに回動させることによって、その車載カメラによって撮像される車両前後方向の道路撮像範囲を車両前後方向へ移動させる撮像範囲移動装置と、
前記車載カメラの撮像方向における他車両との間の車間距離を検出する車間距離検出装置と、
前記撮像範囲移動装置を制御して、前記車間距離検出装置によって検出された車間距離よりも、前記道路撮像範囲の車両遠方側端部までの距離を短くする撮像範囲制御手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
車速と前記道路撮像範囲とからフレームレートが定まる予め設定されたフレームレート決定関係を用い、前記車速検出手段によって検出された実際の車速および前記撮像範囲制御手段によって制御された実際の前記道路撮像範囲から、前記車載カメラのフレームレートを決定するフレームレート決定手段と、
前記車載カメラのフレームレートをそのフレームレート決定手段によって決定されたフレームレートとして、画像を連続的に撮像させる撮像制御手段と
を、含むことを特徴とする道路撮像装置。
前記車載カメラは、車両後進時に後方を確認するためにも用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の道路撮像装置。