JP2007147608A - 自動車による前面要素の特徴の評価方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】車両２００と、前面要素２０３の間の距離測定の精度を改善する。
【解決手段】直交するマークの第１軸Ｏｘと平行な光軸の、少なくとも１つの第１カメラ２０１と、第２カメラ２０２を介在させ、第１及び第２カメラは、直交するマークの第２軸Ｏｙに沿った第１のずれＬと、第３軸Ｏｚに沿った第２のずれＨを示すように位置決めされることが予定される。第１のずれは、第１の立体計算を行うために利用され、かつ第２のずれは、第２の立体計算を行うために利用され、求める距離は、最終的にこれら２つの立体計算を考慮に入れて作成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、前面要素の特性の自動車による評価方法を対象とする。前面要素とは、利用している道路上で、又はその道路の縁部上で、考慮する車両の前に置かれた、動く又は動かない、生命のある又はないあらゆる対象を指す。例えば、走行中、又は停車中の他の自動車、又は道路を横切る歩行者のことであっても良い。本発明の方法が正確に判定することを可能にする、前面要素の重要な特徴は、前記車両と、考慮する前面要素の間の距離である。本発明による方法のある種の実施態様において、判定される前面要素の追加の特徴は、前面要素の高さである。本発明は、かかる方法を実施できるあらゆる自動車も同様に対象とする。

本発明は、このようにして、第１軸に沿った距離測定と、付随的に第２軸に沿った距離測定の精度を改善する解決策を提案することを本質的に目的とする。第１軸に沿った測定は、立体方法によって作成され、かつ第２軸に沿った測定は、三次元視覚方法によって作成される。

一般的に本発明の分野は、自動車の安全の分野であり、かつ特には考慮する車両による障害物検出の分野である。この分野において、音響、視覚又はその他の信号によって、障害物が近いことと、場合によりこの障害物の性質を、運転者に予告するために、考慮する車両と衝突する危険を有する可能性がある、前面要素の存在をできるだけ速く判定しようと努めている。従って、判定すべき重要な特徴は、特に前面要素から車両を隔てる距離である。大きさ、及び特に高さのような前面要素の他の特徴は、考慮する前面要素をより良く理解するために、判定することが興味深いことが同様に明らかになることがある。

先行技術において、前面要素の特徴を正確に判定することを可能にする、レーダタイプ、又はライダタイプの装置を介在させる解決策が存在する。しかしながら、かかる装置のコストは、多くの場合自動車製造業者にとって重大な障害となる要素である。従って、前面要素の特徴を判定するために提案された大多数の解決策は、少なくとも１つのカメラの使用に立脚している。これらの解決策の中で、単一のカメラを介在させるものが最初に見出される：このタイプの解決策は、この判定の精度を著しく不利にする前提条件に立脚している：この前提条件は、所与の距離に配置されたあらゆる前面要素が、標準幅を特徴とすると、考慮することからなる。暗に、この前提条件は、前面要素が必然的に他の車両であることを意味している。かかる解決策を実施する車両と、歩行者の間の距離判定は、従って、著しく間違っており、かつそれ故に役に立たない。その上、かかる解決策は、車両の安定性（ａｓｓｉｅｔｔｅ）に著しく依存しており、距離評価が急増することを引き起こし得る。

先行技術において提案された解決策の中で、検出された前面要素から考慮する車両を隔てる距離を判定するために、立体計算規則を応用する、２つのカメラを介在させるものも同様に見出される。かかる解決策の一例を、図１に示す。この図で、自動車１００は、概略的に平面図で示される。自動車は、それぞれ左投射装置と、右投射装置の高さに配置された、第１カメラ１０１と、第２カメラ１０２を含む。この図では、以下に続き、かつ本発明の例証に役立つ図でのように、例えば前バンパに位置する、車両の任意の定点に付けられる原点Ｏと、車両１００の移動方向１０４と平行に方向付けられる横軸（Ｏｘ）と、水平立体軸（Ｏｙ）と、垂直縦軸（Ｏｚ）を有する、直交するマーク１０３が考慮される。第１カメラ及び第２カメラは、全体として横軸と平行な光軸を両方とも有するように位置決めされる。「全体として平行な軸」という表現は、考慮する軸が、厳密に平行であるか、数度、最大１０度の角度を、軸が有すること−又は、水平面に対するその直交する投射が有する−を指している。その上、先行技術の例において、使用される２つのカメラは、立体軸に沿ったずれのみを示すように配置される。考慮する車両と、任意の前面要素１０５の間の距離測定を達成することを可能にする、立体計算を行うために使用されるのは、この唯一のずれＤのみである。

しかしながら、このタイプの解決策は、周知の欠陥を有する：すなわち、行われる立体計算は、２つのカメラの非常に正確な位置決めに直接依存する；立体計算のいかなる確認も備えられない。立体軸に沿ったずれの最小の変化でも介在すれば、誤りが、距離の評価に自動的にはね返る。しかるに、かかる変化は、頻繁であり、カメラは、投射装置内に位置決めされたために、大きな温度変化を受ける。その上、使用される２つのカメラの少なくとも一方は、立体計算に専ら当てられ、現在のいかなる応用も、車両前部の各側面に配置される２つの投射装置内の２つのカメラの存在を必要としない。

言及した問題全体に解答することは、本発明の対象である。本発明において、本発明による方法を実施する車両と、前面要素の間の距離測定の精度を改善することを特に可能にする解決策がことが提案されている。本発明の特殊な実施態様において、考慮する前面要素の少なくとも１つの追加の特徴、例えば前記前面要素の高さを作成することが、その上、予定されている。そのために、本発明において、直交するマークの第１軸と全体的に平行な光軸の、少なくとも１つの第１カメラと、第２カメラを介在させ、第１及び第２カメラは、直交するマークの第２軸に沿った第１のずれと、第３軸に沿った第２のずれを示すように位置決めされることが予定される。第１のずれは、第１の立体計算を行うために利用され、かつ第２のずれは、第２の立体計算を行うために利用され、求める距離は、最終的にこれら２つの立体計算を考慮に入れて作成される。好適には、第１カメラと、第２カメラは、考慮する車両で実施される他の用途に介在するカメラである。

立体計算は、先行技術から知られている。その一般的な原理は、同じ物体−本発明の枠内では前面要素である−の２つの異なる画像の同期取り込みに立脚する。本発明に介在する−少なくとも−２つの立体計算の各々は、各々が距離評価を提案するために、適切な三角計算によって２つのずれの一方の知識を組み合わせる。

従って、本発明は、前面要素の特徴を自動車内で評価し、前記自動車が少なくとも第１カメラと、第２カメラを備える方法であって、
− 第１位置に第１カメラを、かつ第２位置に第２カメラを置き、第１位置と、第２位置は、車両の移動方向に平行に方向付けられた横軸と、水平な立体軸と、垂直な縦軸を有する、直交する三次元マークを考慮して、
− 第１カメラと、第２カメラは、横軸と全体的に平行な第１光軸と、第２光軸をそれぞれ有することと、
− 第１カメラと、第２カメラは、立体軸に沿った第１のずれを有することと、
− 第１カメラと、第２カメラは、縦軸に沿った第２のずれを有することを特に特徴とし、
− 第１立体計算を行うために、第１のずれを使用して、前面要素から車両を隔てる距離の第１評価を作成し、
− 第２立体計算を行うために、第２のずれを使用して、前面要素から車両を隔てる距離の第２評価を作成し、
− 第１の距離評価と、第２の距離評価を組み合わせて、前面要素から車両を隔てる距離を判定することからなる様々なステップを含むことを特徴とする方法に、本質的に関する。

本発明による方法は、以上に言及された主要な特徴の補足で、１つ又は幾つかの次の追加の特徴を有することができる：
− 方法は、第１距離評価と、第２距離評価の作成ステップの前に、カメラの相対位置を判定するために、前記カメラの較正作業を行うことからなる追加のステップを含むこと、
− 方法は、行われた各較正作業に関して、カメラの相対位置を記憶させることからなる追加のステップを含むこと、
− 方法は、
− 新規の較正作業の度に、記憶された最後の相対位置と、得られた相対位置を比較することと、
− 予め判定された閾値よりも大きい偏差が、比較作業から生じるならば、前面要素から車両を隔てる距離の判定の推定機能障害を知らせることからなる追加の様々なステップを含むこと、
− 較正作業は、車両が停止されたときにのみ行われること、
− 較正作業は、車両の接触の度に行われること、
− 較正作業は、エンジンが回転して、車両が、速度ゼロに達した後で行われること、
− 前面要素から車両を隔てる距離を判定するために、第１距離評価と、第２距離評価を組み合わせることからなる作業は、第１距離評価と、第２距離評価の加重した平均を出して、行われ、第１距離評価は、第１加重係数に関連し、かつ第２距離評価は、第２加重係数に関連し、第１加重係数、それぞれ第２加重係数は、第１のずれ、それぞれ第２のずれの変化リスク要因によって決まること、
− 第１カメラは、車両のバックミラーの高さに配置され、かつ第２カメラは、車両の前部投射装置の高さに配置されること、
− 第１カメラは、線及び／又は縁部の検出作業に同様に使用され、かつ第２カメラは、照明の機能性に直接関係のある機能性に使用されること、
− 第２のずれは、前面要素の高さを判定するために使用されること。

本発明のもう１つの対象は、前面要素の特徴を立体計算によって判定するために、少なくとも１つの第１カメラと、第２カメラを備えた自動車であって、第１カメラは、第１位置に置かれ、かつ第２カメラは、第２位置に置かれ、第１位置と、第２位置は、車両の移動方向に平行に方向付けられた横軸と、水平な立体軸と、垂直な縦軸を有する、直交する三次元マークを考慮して、
− 第１カメラと、第２カメラは、横軸と全体的に平行な第１光軸と、第２光軸をそれぞれ有することと、
− 第１カメラと、第２カメラは、水平立体軸に沿った第１のずれを有することと、
− 第１カメラと、第２カメラは、垂直縦軸に沿った第２のずれを有することを特に特徴とすることを特徴とする自動車である。

本発明による自動車は、これから言及する様々な計算作業及び／又は記憶を遂行するために必要な、計算機、マイクロプロセッサ、メモリ、データ交換手段等のタイプの要素を特に含む。

本発明及びその様々な魚用は、以下の記載を読み、かつ添付した図面を検討すれば、より良く理解されるであろう。図面は、参考としてのみ示され、いささかも本発明を限定しない。

様々な図で、幾つかの図に共通する要素は、反対の説明がない限り、同一の参照番号を保つ。

図２は、本発明による実施例を行うことができる正面から見た車両２００の例を示す。車両２００は、少なくとも第１カメラ２０１と、第２カメラ２０２と特に備える。図示した例において、第１カメラは、車両２００の内部バックミラー２０３の高さに配置され、かつ第２カメラは、前部投射装置２０４、考慮する例においては右投射装置の高さに配置される。第１カメラ２０１及び／又は第２カメラ２０２は、安定性修正、線及び／又は縁部の検出、雨の検出、霧の検出、照明の管理等のような応用の実施のために使用できる。このように、本発明による方法の実施は、ある種の自動車に既に存在するカメラ、使用が普及してゆくカメラによって行うことができる。従って、本発明による方法を実施するコストは、高くない。

本発明において、直交するマーク１０３を考慮して、第１カメラ２０１と、第２カメラ２０２が、立体軸（Ｏｙ）、それぞれ縦軸（Ｏｚ）に沿って、第１のずれＬと、それぞれ第２のずれＨを示すように第１カメラ２０１と、第２カメラ２０２を配置することが提案される。本発明において、検出されたあらゆる前面要素に関して、２つのカメラ２０１及び２０２の各々によって同じ瞬間に取られた固定画像と、第１偏差Ｌに基づき、第１立体計算を行うことが提案される。このようにして、検出されたあらゆる前面要素に関して、第１距離評価Ｄ１が得られる。次に、２つのカメラ２０１及び２０２の各々によって同じ瞬間に取られた固定画像、場合によっては第１距離評価の計算に役立った固定画像と、第２偏差Ｈになおも基づき、第２立体計算を行って、考慮する前面要素の第２距離評価を行う。このようにして、第２距離評価Ｄ２が得られる。

本発明において、評価Ｄ１及びＤ２の組み合わせをその場合、行う。本発明による方法の幾つかの実施態様において、車両から考慮する前面要素を隔てる距離を判定するために、評価Ｄ１及びＤ２の平均を出す。もう１つの実施例において、出された平均において評価Ｄ１及びＤ２の加重することが提案される。かかる例において、時間が経つにつれて変動する最小の確率を有する偏差から作成された距離評価に、高い加重係数を付ける。偏差Ｌ及び／又はＨの変動は、カメラ２０１及び２０２が受ける熱及び／又は機械応力に直接関連する。

その上、幾つかの実施態様において、考慮する前面要素の高さを判定するために変さＨを利用することを提案する。この判定は、例えば、前面要素２０３の下又は上に見ることができる、取られた各画像に関するピクセル線数の差を利用して、カメラ２０１及び２０２によって同じ瞬間に取られた２つの固定画像の比較によって、三次元視覚の原理に基づき行われる。

図３は、本発明による方法の特殊な実施態様を示すフローチャートである。

第１ステップ３００は、較正条件が満たされるか確認する、決定ステップである。較正作業は、カメラの、一方の他方に対する、又は介在するカメラの数が２以上の時に、一方（複数）の他方（複数）に対する相対位置を正確に定義又は再定義する作業である。特殊なソフトウェアアプリケーションが、今日かかる作業を可能にする。このようにして、カメラによって取られたビデオ画像を、他のカメラによって同じ瞬間に取られた他のビデオ画像に対して再調整することが可能である。概して、較正作業は、車両が停止している時に行われる。

較正条件は、本発明の方法の実施に応じて、次の中の１つ又は幾つかの条件に対応することができる：エンジンが、点火キーの導入に続き始動する；点火キーが導入される；エンジンを回転させたままにして、車両が停止時間を標識化する；最後の較正作業からエンジンを回転させたままにして、車両がｎ回目に停止時間を標識化し、ｎは、予め決定された自然数の整数である。

較正条件が、考慮する車両に関して集められたなら、例えば直交するマーク１０３を参照して、ステップ３０１において、空間内でのカメラの正確な位置を得ることを可能にする、較正作業を実際に行う。

一旦較正作業が行われると、ステップ３０２で、先に記憶されたカメラの相対位置に関するデータと、行われた較正作業の結果を比較する、決定ステップを行う。好適には、較正作業の結果は、記憶されたカメラの最後の相対位置とのみ比較される。

ステップ３０２で介在する比較作業の終了時に、較正作業の結果と、記憶されたカメラの最後の相対位置との間に観察される偏差が、予め記憶された第１の閾値より低いように見えるならば、その場合、較正作業の結果が満足のゆくものであると考えられ、かつステップ３０３でこれらの結果が今度は記憶される。これらの結果は、その場合、その後の較正作業に続く、比較作業に介在する。カメラの位置が、元の位置から離れすぎないか検出するために、好適には、カメラの初期位置の値をメモリに保存し、かつこれらの初期位置と、測定された最後の位置の間の比較を、これらの異なる位置間の偏差が、第２の閾値を超えないか確認するために、定期的に行うことを予定できる。この最後の条件は、幾つかの実施態様において、最後の較正作業が、満足のゆくものであるか明確にし、かつステップ３０３で記憶を行うために必要な条件である。

記憶ステップ３０３の終了時に、決定ステップ３０４が介在し、そこで例えば適切な画像処理の様々なアプリケーションを備えた車両が、前面要素を検出したか判定される。その上、決定ステップ３００の終了時に較正条件が集まっていないと見なされるならば、又は決定ステップ３０２の終了時に最後の較正作業の結果が満足ゆかないと見なされるならば、直接ステップ３０４を利用することができる；後者の場合に、運転者に、記憶された最後の較正作業から、又は初期位置からカメラが著しい移動を受けたことを知らせるために、警告メッセージがステップ３０５で作成され、メッセージは、前記運転者に展示された前面要素の特徴に関する情報を慎重に考慮させる。

前面要素が、実際に検出されたならば、本発明による方法を実施する車両と、検出された前面要素の間の距離を本質的に判定するために、ステップ３０６で、先に記載した様々な立体計算を、場合によって三次元の計算を行う。いかなる前面要素も検出されないならば、方法は、決定ステップ３００に戻される。

今まで記載したような前面要素の特徴判定方法は、介在する他のカメラの光軸と平行な光軸の追加のカメラを介在させて、極めて明白に実行できる。好適には、この第３カメラは、２つの最初のカメラと異なる基準点からの寸法及び高さを有する。第３カメラは、
− カメラの１つが、例えば衝撃後に著しい移動を受けたことを、得られた様々な測定の比較によって、判定するために、この場合に、問題のカメラは、本発明の方法においてもはや使用されず、２つのカメラのみが、今まで記載された原理によって実際に利用される、又は
− ２つの最初のカメラによって先に行われた計算を確認するために、
三次元視覚を完成することを可能にし、かつ同様に有益である追加の立体計算を行うことも同様に可能にする。

既に記載したが、前面要素の隔たりを判定する、先行技術による方法を実施できる車両の略平面図である。 前面要素の特徴を評価する、本発明による方法を実施できる車両の略正面図である。 本発明による方法を実施する例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０３ 直交する三次元マーク
１０４ 車両の移動方向
２００ 自動車
２０１ 第１カメラ
２０２ 第２カメラ
２０３ 前面要素
２０４ 投射装置
３０１ 較正
３０２ 比較
３０３ 記憶
Ｈ 第２のずれ
Ｌ 第１のずれ
Ｏｘ 横軸
Ｏｙ 立体軸
Ｏｚ 縦軸

Claims (12)

1. 前面要素（２０３）の特徴を自動車（２００）内で評価し、前記自動車が少なくとも第１カメラ（２０１）と、第２カメラ（２０２）を備える方法であって、
   − 第１位置に第１カメラを、かつ第２位置に第２カメラを置き、第１位置と、第２位置は、車両の移動方向（１０４）に平行に方向付けられた横軸（Ｏｘ）と、水平な立体軸（Ｏｙ）と、垂直な縦軸（Ｏｚ）を有する、直交する三次元マーク（１０３）を考慮して、
   − 第１カメラと、第２カメラは、横軸と全体的に平行な第１光軸と、第２光軸をそれぞれ有することと、
   − 第１カメラと、第２カメラは、立体軸に沿った第１のずれ（Ｌ）を有することと、
   − 第１カメラと、第２カメラは、縦軸に沿った第２のずれ（Ｈ）を有することを特に特徴とし、
   − 第１立体計算を行うために、第１のずれを使用して、前面要素から車両を隔てる距離の第１評価を作成し、
   − 第２立体計算を行うために、第２のずれを使用して、前面要素から車両を隔てる距離の第２評価を作成し、
   − 第１の距離評価と、第２の距離評価を組み合わせて、前面要素から車両を隔てる距離を判定することからなる様々なステップを含むことを特徴とする方法。
2. 第１距離評価と、第２距離評価の作成ステップの前に、カメラの相対位置を判定するために、前記カメラの較正作業（３０１）を行うことからなる追加のステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 行われた各較正作業に関して、カメラの相対位置を記憶させること（３０３）からなる追加のステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. − 新規の較正作業の度に、記憶された最後の相対位置と、得られた相対位置を比較すること（３０２）と、
   − 予め判定された閾値よりも大きい偏差が、比較作業から生じるならば、前面要素から車両を隔てる距離の判定の推定機能障害を知らせることからなる追加の様々なステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 較正作業は、車両が停止されたときにのみ行われることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の方法。
6. 較正作業は、車両の接触の度に行われることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 較正作業は、エンジンが回転して、車両が、速度ゼロに達した後で行われることを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 前面要素から車両を隔てる距離を判定するために、第１距離評価と、第２距離評価を組み合わせることからなる作業は、第１距離評価と、第２距離評価の加重した平均を出して、行われ、第１距離評価は、第１加重係数に関連し、かつ第２距離評価は、第２加重係数に関連し、第１加重係数、それぞれ第２加重係数は、第１のずれ、それぞれ第２のずれの変化リスク要因によって決まることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. 第１カメラは、車両のバックミラー（２０３）の高さに配置され、かつ第２カメラは、車両の前部投射装置（２０４）の高さに配置されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 第１カメラは、線及び／又は縁部の検出作業に同様に使用され、かつ第２カメラは、照明の機能性に直接関係のある機能性に使用されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 第２のずれは、前面要素の高さを判定するために使用されることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
12. 前面要素（２０３）の特徴を立体計算によって判定するために、少なくとも１つの第１カメラ（２０１）と、第２カメラ（２０２）を備えた自動車（２００）であって、第１カメラは、第１位置に置かれ、かつ第２カメラは、第２位置に置かれ、第１位置と、第２位置は、車両の移動方向（１０４）に平行に方向付けられた横軸（Ｏｘ）と、水平な立体軸（Ｏｙ）と、垂直な縦軸（Ｏｚ）を有する、直交する三次元マーク（１０３）を考慮して、
    − 第１カメラと、第２カメラは、横軸と全体的に平行な第１光軸と、第２光軸をそれぞれ有することと、
    − 第１カメラと、第２カメラは、水平立体軸（Ｏｙ）に沿った第１のずれ（Ｌ）を有することと、
    − 第１カメラと、第２カメラは、垂直縦軸（Ｏｚ）に沿った第２のずれ（Ｈ）を有することを特に特徴とすることを特徴とする自動車。

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