JP2010026845A - 車載カメラ用電子ユニットの評価システム - Google Patents

Abstract

【課題】カメラ画像および／または電波伝搬シミュレータからの信号をコンピュータ上で生成して、各種条件において、運転支援システムをカメラからのフィードバックを含めて評価する評価システムを提供する。
【解決手段】道路、周囲の建物、周囲の車両、天候を含む情報を記憶したモデルコースモデルと、該モデルコースモデルの記憶情報をもとに、車載カメラの画像を生成する３次元コンピュータグラフィックスと、生成したカメラ画像を入力するＥＣＵと、該ＥＣＵからの出力信号を取り込んで車両の挙動（速度、向き）を計算して次の時刻での車両の位置と向きを求める車両モデルと、を備え、車両モデルから３次元コンピュータグラフィックスに次の時刻での車両の位置と向きを入力して、次の時刻でのカメラ画像を生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車載カメラを用いた運転支援システム等に用いられる電子制御ユニットの評価を効率的に行うための評価システムに関し、詳しくは、電子制御ユニットへのカメラ信号を、３次元コンピュータグラフィックスを用いて生成し、室内で実車評価と同等の評価を可能とした車載カメラ用電子ユニット評価システムに関するものである。

車載カメラで撮影した画像をカメラ制御ＥＣＵ（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）で認識し、例えば先行車両との距離が一定以下となったときにカメラ制御ＥＣＵが自動的にブレーキをかける。といった運転支援システムが実用化されている。非特許文献１（運転支援システム用フュージョンセンサの開発）参照。

このような車載カメラを用いた運転支援システムを開発の初期段階で評価する場合、カメラ制御ＥＣＵの入力となるカメラ映像が必要となる。
図４はこのような運転支援システムの従来例を示すものである。図４において車載カメラ１が試験車両４に搭載され、車載カメラで撮影した画像は録画装置２で録画される。

そして、録画装置２とカメラ制御ＥＣＵ３を接続し、室内試験により録画装置２で記録したカメラ映像を再生してカメラ制御ＥＣＵ３に入力して評価を行っていた。
なお、車両の運転システムに関する先行技術としては下記の非特許／特許文献が知られている。

富士通テン技報 ｖｏｌ.１９ＮＯ.１ 運転支援システム用フュージョンセンサの開発。 日立評論 ２００７．０８ ｖｏｌ.８９ＮＯ.０８６ ３８−６３９ 自動車の安全，安心を進化させる外界認識技術 画像認識技術の自動車応用とプラットフォーム開発。 画像の認識 理解シンポジウム（ＭＩＲＵ２００５）２００５年７月「実写画像の合成による運転シミュレーション映像の構築」（予稿集，ｐｐ．９０９−９１６，２００５．） 特開２００６−３２９７８８号公報 特開２００１−０９５０１７号公報

ところで、上述の従来技術においては、次のような課題があった。
車載カメラを用いた運転支援システムの評価を行うために、実際に試験車両を用いて撮影した映像データを用いて行なっていた。その結果、
（１）試験車両で撮影した条件でしか試験ができない。そのため、実際の運転で起こり得る全ての条件を網羅した試験ができない。
（２）天候や時間帯（夜・昼）などの外部条件を希望の状態に制御することが困難。
（３）録画装置２からの画像は固定されているため、カメラ制御ＥＣＵ３からの制御信号により車両の挙動が変化してもそれを評価用画像に反映できず、カメラ画像からのフィードバックの影響が評価できない。
従って本発明は、様々な走行条件の元でのカメラ画像および／またはレーダ信号をコンピュータ上で生成して、各種条件において、運転支援システムをカメラおよびレーダからのフィードバックを含めて評価ができるようにするものである。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、請求項１に記載の車載カメラ用電子ユニットの評価システムの発明においては、
車載カメラを用いた運転支援システムの評価システムにおいて、
道路、周囲の建物、周囲の車両、天候を含む情報を記憶したモデルコースモデルと、該モデルコースモデルの記憶情報をもとに、車載カメラの画像を生成する３次元コンピュータグラフィックスと、生成したカメラ画像を入力するカメラ制御ＥＣＵと、該カメラ制御ＥＣＵからの出力信号を取り込んで車両の挙動（速度、向き）を計算して次の時刻での車両の位置と向きを求める車両モデルと、を備え、
前記車両モデルで前記３次元コンピュータグラフィックスに次の時刻での車両の位置と向きを入力して、次の時刻でのカメラ画像を生成するように構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の車載カメラ用電子ユニットの評価システムの発明においては、
レーダを用いた運転支援システムの評価システムにおいて、
道路、周囲の建物、周囲の車両、天候を含む情報を記憶したモデルコースモデルと、該モデルコースモデルの記憶情報をもとに、電波伝搬シミュレータを用いてレーダ信号を生成する３次元コンピュータグラフィックスと、生成したレーダ信号を入力するカメラ制御ＥＣＵと、該カメラ制御ＥＣＵからの出力信号を取り込んで車両の挙動（速度、向き）を計算して次の時刻での車両の位置と向きを求める車両モデルと、を備え、
前記車両モデルで前記３次元コンピュータグラフィックスに次の時刻での車両の位置と向きを入力して、次の時刻でのレーダ信号を生成するように構成したことを特徴とする。

請求項３に記載の車載カメラ用電子ユニットの評価システムの発明においては
道路、周囲の建物、周囲の車両、天候を含む情報を記憶したモデルコースモデルと、該モデルコースモデルの記憶情報をもとに、車載カメラの画像および電波伝搬シミュレータを用いてレーダ信号を生成する３次元コンピュータグラフィックスと、生成したカメラ画像およびレーダ信号を入力するＥＣＵと、
該ＥＣＵからの出力信号を取り込んで車両の挙動（速度、向き）を計算して次の時刻での車両の位置と向きを求める車両モデルと、を備え、
前記車両モデルで前記３次元コンピュータグラフィックスに次の時刻での車両の位置と向きを入力して、次の時刻でのカメラ画像およびレーダ信号を生成するように構成したことを特徴とする

以上説明したことから明らかなように本発明の請求項１〜３によれば、
カメラ制御ＥＣＵ３の評価を、３次元コンピュータグラフィックス生成部で生成した画像やレーダ信号を用いて行うため、各種のモデルコースモデルを用意することにより、種々の条件での評価が室内で可能となる。

また、カメラ制御ＥＣＵ３から出力される信号を車両モデルにより車両の動きに変換して３次元コンピュータグラフィックス生成部にフィードバックすることにより、カメラ制御ＥＣＵの出力信号を反映した評価画像が生成され、カメラ制御ＥＣＵの動作をより詳しく評価することができる。

図１は本発明の実施形態の一例を示すブロック構成図である。
図１において、３次元コンピュータグラフィックス生成部１２は、道路や周囲の建物、周囲の車両、天候などを記憶したモデルコースモデル１３から、車両の位置・方向に基づいて車載カメラの方向の画像を生成する。

画像生成の例としては、非特許文献３の「実写画像の合成による運転シミュレーション映像の構築」に記載されているような、予め複数台のカメラによって取得・蓄積しておいた対象の複数の視点から見た実画像を補間して任意の視点からの見えを合成することで、その対象を表現する方法が使用可能である。

生成した画像は、カメラモデル１１により、カメラに起因する画像歪やコントラストの変化などを反映したカメラ画像に変換される。カメラ出力模擬部１０は、カメラモデル１１で変換されたカメラ画像を、実際の車載カメラと互換のインターフェースで出力し、カメラ制御ＥＣＵ３に入力する。

カメラ制御ＥＣＵ３は、カメラ出力模擬部１０から入力されたカメラ画像を認識して所定の動作（例えば前方車両との距離が一定以下となったらブレーキＥＣＵにブレーキをかけるように信号を出力する）を行い制御信号を出力する。カメラ制御ＥＣＵ３から出力される制御信号は、ＥＣＵ入出力部１４で取り込まれ、車両モデル１５に入力される。

車両モデル１５は、車両を力学的モデルとして交換しカメラ制御ＥＣＵ３からの制御信号や、外部から入力されるハンドル・アクセル・ブレーキ情報などから車両の速度・進行方向を運動方程式を解くことによって計算し、次のシミュレーション時刻での車両の位置と方向を３次元コンピュータグラフィックス生成部１２に入力する。

ＥＣＵ入出力部１４と車両モデル１５を用いた車両の挙動の計算は、例えば上記特許文献１特開２００６−３２９７８８「車載電装品試験システム及び試験方法」に記載された方法（例えばこの文献の図１に示された車両モデル３と信号変換装置）を用いて行うことができる。
上記動作（即ち、図１に示すように、３次元コンピュータグラフィックス生成部１２は、道路や周囲の建物、周囲の車両、天候などを記憶したモデルコースモデル１３から、車両の位置・方向に基づいて車載カメラの方向の画像を生成する）を、車載カメラのフレーム周期に同期してリアルタイムで行うことにより、カメラ制御ＥＣＵ３の評価を行うことができる。

上述の構成によれば、カメラ制御ＥＣＵ３の評価を、３次元コンピュータグラフィックス生成部１２で生成した画像を用いて行うため、各種のモデルコースモデル１３を用意することにより、種々の条件での評価が室内で可能となる。

また、カメラ制御ＥＣＵ３から出力される信号を車両モデル１５により車両の動きに変換して３次元コンピュータグラフィックス生成部１２にフィードバックすることにより、カメラ制御ＥＣＵ３の出力信号を反映した評価画像が生成され、カメラ制御ＥＣＵ３の動作をより詳しく評価することができる。

図１における実施例は、カメラを用いた運転支援システムについて説明したが、カメラだけではなく、ミリ波レーダや赤外線レーダを用いた運転支援システムにも適用可能である。
図２は例えば、ミリ波レーダを使用した運転支援システムの評価に使用した場合のブロック構成を示すものである。

図２では図１に示す３次元コンピュータグラフィックス生成部１２を電波伝搬シミュレータ１５で、カメラモデル１１をレーダモデル１６で、そしてカメラ出力模擬部１０をレーダ出力模擬部１７で置き換える。
ここで、電波伝搬シミュレータ１５は、モデルコースモデル１３を参照し、車両の位置と向きから、ミリ波レーダの反射波の遅れ時間と強度を計算する。レーダモデル１６は、電波伝搬シミュレータ１５が計算した遅れ時間と強度から、レーダ信号を生成する。そして、レーダ出力模擬部１７が、実際のレーダと互換の信号を生成してカメラ制御ＥＣＵ３に入力する。

また、図３に示すようにカメラ用の３次元コンピュータグラフィックス生成部、カメラモデル、カメラ出力模擬部と、レーダ用の電波伝搬シミュレータ、レーダモデル、レーダ出力模擬部の両方を同時に使用し、カメラとミリ波レーダの両方を用いる運転支援システムの評価を行うことも可能である。

また、図１〜図３に示す実施例では、制御ＥＣＵは実際のハードウェアであり、リアルタイムにカメラ画像の生成を行ったが、制御ＥＣＵをモデル化してソフトウェアでシミュレーションする場合でも、同様の方法で評価用の画像または／およびレーダ信号を生成することができる。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。

本発明の車載カメラ用電子ユニット評価システムの実施形態の一例を示すブロック構成図である。 他の実施例を示す車載カメラ用電子ユニット評価システムのブロック構成図である。 他の実施例を示す車載カメラ用電子ユニット評価システムのブロック構成図である。 従来例を示す車載カメラ用電子ユニット評価システムのブロック構成図である。

符号の説明

１ 車載カメラ
２ 録画装置
３ カメラ制御ＥＣＵ
４ 試験車両
１０ カメラ出力模擬部
１１ カメラモデル
１２ ３次元コンピュータグラフィックス生成部
１３ モデルコースモデル
１４ ＥＣＵ入出力部
１５ 車両モデル
１６ レーダモデル
１７ レーダ出力模擬部

Claims (3)

1. 道路、周囲の建物、周囲の車両、天候を含む情報を記憶したモデルコースモデルと、該モデルコースモデルの記憶情報をもとに、車載カメラの画像を生成する３次元コンピュータグラフィックスと、生成したカメラ画像を入力する電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、該ＥＣＵからの出力信号を取り込んで車両の挙動（速度、向き）を計算して次の時刻での車両の位置と向きを求める車両モデルと、を備え、
   前記車両モデルで前記３次元コンピュータグラフィックスに次の時刻での車両の位置と向きを入力して、次の時刻でのカメラ画像を生成するように構成したことを特徴とする車載カメラ用電子ユニットの評価システム。
2. 道路、周囲の建物、周囲の車両、天候を含む情報を記憶したモデルコースモデルと、該モデルコースモデルの記憶情報をもとに、電波伝搬シミュレータを用いてレーダ信号を生成する３次元コンピュータグラフィックスと、生成したレーダ信号を入力するＥＣＵと、
   該ＥＣＵからの出力信号を取り込んで車両の挙動（速度、向き）を計算して次の時刻での車両の位置と向きを求める車両モデルと、を備え、
   前記車両モデルで前記３次元コンピュータグラフィックスに次の時刻での車両の位置と向きを入力して、次の時刻でのレーダ信号を生成するように構成したことを特徴とする車載カメラ用電子ユニットの評価システム。
3. 道路、周囲の建物、周囲の車両、天候を含む情報を記憶したモデルコースモデルと、該モデルコースモデルの記憶情報をもとに、車載カメラの画像および電波伝搬シミュレータを用いてレーダ信号を生成する３次元コンピュータグラフィックスと、生成したカメラ画像およびレーダ信号を入力するＥＣＵと、
   該ＥＣＵからの出力信号を取り込んで車両の挙動（速度、向き）を計算して次の時刻での車両の位置と向きを求める車両モデルと、を備え、
   前記車両モデルで前記３次元コンピュータグラフィックスに次の時刻での車両の位置と向きを入力して、次の時刻でのカメラ画像およびレーダ信号を生成するように構成したことを特徴とする車載カメラ用電子ユニットの評価システム。

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