JP2011251600A - Device for detecting brake operation - Google Patents

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Takasuke Kikuma
崇介 菊間
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for detecting brake operation, which reduces the number of internal wirings smaller than before.SOLUTION: The brake operation detection device 20 includes: an evaluation value obtainer 21 for obtaining data of a brightness value and intensity values of R, G, B components of a captured image from an output signal of a pre-processor 13 to set the data as each datum of an evaluation value; a threshold value determiner 22 for obtaining data of the brightness value of the captured image from the output signal of the pre-processor 13, a shutter value and a gain value set by the pre-processor 13 to dynamically determine thresholds A, B, C based on the data; and a brake operation determiner 23 for comparing a present frame evaluation value with the thresholds A, B to determine whether the lighting of a brake lamp is detectable, and also when the lighting of the brake lamp is detectable, determining whether an absolute value of a difference between frame evaluation values is equal to or larger than the threshold C.

Description

本発明は、車両の外部を撮像する車載用撮像装置の出力信号を利用して運転手のブレーキ操作を検知するブレーキ操作検知装置に関する。   The present invention relates to a brake operation detection device that detects a driver's brake operation using an output signal of an in-vehicle imaging device that images the outside of a vehicle.

従来、車載用撮像装置の出力信号を利用して運転手のブレーキ操作を検知するものとしては、自車両前方の撮像画像から先行車両のブレーキランプ点灯を検出して先行車両のブレーキ操作を検出する衝突防止装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as a method of detecting a driver's brake operation using an output signal of an in-vehicle imaging device, a brake operation of a preceding vehicle is detected by detecting lighting of a brake lamp of a preceding vehicle from a captured image in front of the host vehicle. A collision prevention device is known (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に開示されたものは、CCDカメラで撮像した画像をイメージプロセッサで処理して距離分布情報を算出する手段と、距離分布情報をコントローラに読み込んで道路形状や複数の立体物の3次元位置を検出して先行車を特定する手段と、先行車の位置情報とCCDカメラで撮像した画像とから先行車のブレーキランプ点灯の有無を検出して先行車の減速状態を判断する手段と、先行車の減速状態と自車両の走行状態とから衝突可能性を判断し、その結果をディスプレイに表示する手段と、を備え、先行車両と自車両との衝突可能性を正確に判断することができるようになっている。   Patent Document 1 discloses a means for calculating distance distribution information by processing an image captured by a CCD camera with an image processor, and reading the distance distribution information into a controller to obtain a three-dimensional road shape or a plurality of three-dimensional objects. Means for detecting the position and identifying the preceding vehicle; means for detecting the presence or absence of the brake lamp on the preceding vehicle from the position information of the preceding vehicle and an image captured by the CCD camera; and determining the deceleration state of the preceding vehicle; Means for determining the possibility of collision from the deceleration state of the preceding vehicle and the traveling state of the host vehicle, and displaying the result on a display, and accurately determining the possibility of collision between the preceding vehicle and the host vehicle. It can be done.

特開平11−39597号公報JP 11-39597 A

しかしながら、特許文献1に開示されたものは、前方を走行する他車のブレーキ操作を検出することを目的としており、自車両のブレーキ操作を検出するものではないので、自車両の運転者のブレーキ操作に連動させて所定の制御を行いたい場合、ブレーキ操作を示す信号を伝達するための内部配線が必要となるという課題があった。   However, what is disclosed in Patent Document 1 is intended to detect a brake operation of another vehicle traveling ahead, and does not detect a brake operation of the own vehicle. When it is desired to perform predetermined control in conjunction with the operation, there has been a problem that an internal wiring for transmitting a signal indicating a brake operation is required.

具体的には、例えば、自車両の運転者のブレーキ操作に連動させて車載用撮像装置を動作させたい場合、従来の手法ではブレーキ操作を示す信号を車載用撮像装置に伝達するため、ブレーキセンサから車載用撮像装置までの内部配線が必要となる。この内部配線の配線作業は、煩雑で手間が掛かるほか、配線部品点数が多くなるのでコストアップの一要因になるという課題があった。   Specifically, for example, when it is desired to operate the in-vehicle image pickup device in conjunction with the brake operation of the driver of the host vehicle, the conventional technique transmits a signal indicating the brake operation to the in-vehicle image pickup device. To the in-vehicle image pickup device. The wiring work of the internal wiring has a problem that it is complicated and time-consuming, and the number of wiring parts increases, which causes a cost increase.

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、内部配線数を従来よりも削減することができるブレーキ操作検知装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a brake operation detection device capable of reducing the number of internal wirings compared to the conventional art.

本発明のブレーキ操作検知装置は、予め定められたフレーム間隔で自車両の外部の被写体を撮像するとともに自車両のブレーキランプの点灯光を感知可能な撮像装置が搭載された車両において運転者のブレーキ操作の有無を検知するブレーキ操作検知装置であって、前記撮像装置が撮像した撮像画像に含まれる複数の色成分のうち少なくとも1つの色成分の強度のフレーム間変化量が予め定められたしきい値を超えたときに前記ブレーキ操作が行われたと判定するブレーキ操作判定部を備えた構成を有している。   The brake operation detection device according to the present invention provides a driver's brake in a vehicle equipped with an imaging device capable of sensing a subject outside the host vehicle at a predetermined frame interval and sensing the lighting light of the brake lamp of the host vehicle. A brake operation detecting device for detecting presence or absence of an operation, wherein an inter-frame change amount of an intensity of at least one color component among a plurality of color components included in a captured image captured by the imaging device is determined in advance. It has the structure provided with the brake operation determination part which determines that the said brake operation was performed when the value was exceeded.

この構成により、本発明のブレーキ操作検知装置は、撮像装置が撮像した撮像画像に含まれる色成分の強度の変化量に基づいてブレーキ操作が行われたか否かを判定するので、ブレーキセンサから撮像装置までの内部配線が不要となる。したがって、本発明のブレーキ操作検知装置は、内部配線数を従来よりも削減することができる。   With this configuration, the brake operation detection device of the present invention determines whether or not the brake operation has been performed based on the amount of change in the intensity of the color component included in the captured image captured by the imaging device. No internal wiring to the device is required. Therefore, the brake operation detecting device of the present invention can reduce the number of internal wires as compared with the conventional case.

また、本発明のブレーキ操作検知装置は、前記しきい値を動的に決定するしきい値決定部を備え、前記撮像装置は、前記被写体を撮像する撮像素子と、前記撮像素子の出力信号に対して利得補正を行う利得補正部と、前記撮像素子のシャッタ値及び前記利得補正部のゲイン値を決定する露光制御部と、を備え、前記しきい値決定部は、前記シャッタ値、前記ゲイン値、前記利得補正部が出力する撮像画像のデータの輝度値に基づいて前記しきい値を動的に決定するものである構成を有している。   In addition, the brake operation detection device of the present invention includes a threshold value determination unit that dynamically determines the threshold value, and the imaging device uses an imaging element that images the subject and an output signal of the imaging element. A gain correction unit that performs gain correction on the image sensor, and an exposure control unit that determines a shutter value of the image sensor and a gain value of the gain correction unit. The threshold value determination unit includes the shutter value and the gain. The threshold value is dynamically determined based on the value and the luminance value of the captured image data output by the gain correction unit.

この構成により、本発明のブレーキ操作検知装置は、被写体の明るさに応じてブレーキランプの点灯又は消灯を検知することができる。   With this configuration, the brake operation detection device of the present invention can detect whether the brake lamp is turned on or off according to the brightness of the subject.

さらに、本発明のブレーキ操作検知装置は、前記しきい値決定部は、前記シャッタ値、前記ゲイン値、前記利得補正部が出力する撮像画像のデータの輝度値に基づいて前記被写体の明るさを認識するものであり、前記ブレーキ操作判定部は、前記被写体の明るさが予め定められた範囲外にあると前記しきい値決定部が認識したとき、前記ブレーキ操作の検知を停止するものである構成を有している。   Further, in the brake operation detection device of the present invention, the threshold value determination unit determines the brightness of the subject based on the shutter value, the gain value, and the brightness value of the data of the captured image output by the gain correction unit. And the brake operation determining unit stops detecting the brake operation when the threshold value determining unit recognizes that the brightness of the subject is outside a predetermined range. It has a configuration.

この構成により、本発明のブレーキ操作検知装置は、被写体が所定の明るさよりも暗い場合又は明るい場合でのブレーキ操作の検知を停止し、被写体が暗すぎる場合や明るすぎる場合での誤検出を防止することができる。   With this configuration, the brake operation detection device of the present invention stops detecting the brake operation when the subject is darker or brighter than the predetermined brightness, and prevents erroneous detection when the subject is too dark or too bright. can do.

さらに、本発明のブレーキ操作検知装置は、前記しきい値決定部は、前記少なくとも1つの色成分の強度が増加する方向において前記ブレーキ操作の有無を判定する第1しきい値と、前記少なくとも1つの色成分の強度が減少する方向において前記ブレーキ操作の有無を判定する第2しきい値とを決定するものである構成を有している。   Furthermore, in the brake operation detection device of the present invention, the threshold value determination unit includes a first threshold value for determining whether or not the brake operation is performed in a direction in which the intensity of the at least one color component increases, and the at least one value. And a second threshold value for determining the presence or absence of the brake operation in a direction in which the intensity of one color component decreases.

この構成により、本発明のブレーキ操作検知装置は、特定の色成分の強度のフレーム間変化量がブレーキランプの点灯時と消灯時とで異なる場合でもブレーキ操作の有無を判定することができる。   With this configuration, the brake operation detection device of the present invention can determine whether or not a brake operation is performed even when the amount of change between frames of the intensity of a specific color component differs between when the brake lamp is turned on and when the brake lamp is turned off.

さらに、本発明のブレーキ操作検知装置は、前記ブレーキ操作判定部は、前記撮像装置が撮像した撮像画像を複数のブロックに分割した画像において、前記複数のブロックのうち前記少なくとも1つの色成分の強度のフレーム間変化量が前記しきい値を超えたブロックがあるとき前記ブレーキ操作が行われたと判定するものである構成を有している。   Furthermore, in the brake operation detection device of the present invention, the brake operation determination unit is configured such that, in an image obtained by dividing the captured image captured by the imaging device into a plurality of blocks, the intensity of the at least one color component among the plurality of blocks. When there is a block in which the amount of change between frames exceeds the threshold value, it is determined that the brake operation has been performed.

この構成により、本発明のブレーキ操作検知装置は、所定ブロックの色成分の強度の変化量に基づいてブレーキ操作の検知を行うことができる。   With this configuration, the brake operation detection device of the present invention can detect the brake operation based on the amount of change in the intensity of the color component of the predetermined block.

また、この構成により、本発明のブレーキ操作検知装置は、撮像装置から被写体までの距離が比較的遠い範囲ではブレーキランプの点灯、消灯の影響を受けにくいため、撮像装置から被写体までの距離が比較的近い範囲に対応する撮像画像のブロックのみにおいて色成分の強度の変化量に基づいてブレーキ操作の検知を行うことができる。   In addition, with this configuration, the brake operation detection device of the present invention is less affected by the lighting and extinguishing of the brake lamp in a range where the distance from the imaging device to the subject is relatively far, so the distance from the imaging device to the subject is compared. It is possible to detect the brake operation based only on the change amount of the intensity of the color component only in the captured image block corresponding to the close range.

本発明は、内部配線数を従来よりも削減することができるという効果を有するブレーキ操作検知装置を提供することができるものである。   The present invention can provide a brake operation detecting device having an effect that the number of internal wirings can be reduced as compared with the prior art.

本発明の一実施形態におけるブレーキ操作検知システムのブロック構成図The block block diagram of the brake operation detection system in one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態におけるブレーキ操作検知システムが有するブレーキ操作検知装置のフローチャートThe flowchart of the brake operation detection apparatus which the brake operation detection system in one Embodiment of this invention has

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本実施形態におけるブレーキ操作検知システムの構成について説明する。   First, the configuration of the brake operation detection system in the present embodiment will be described.

図1に示すように、本実施形態におけるブレーキ操作検知システム1は、撮像装置10と、ブレーキ操作検知装置20と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the brake operation detection system 1 in this embodiment includes an imaging device 10 and a brake operation detection device 20.

撮像装置10は、レンズ部11、撮像素子12、前処理部13、露光制御部14、駆動処理部15、信号処理部16を備え、予め定められたフレーム間隔で被写体を撮像するようになっている。この撮像装置10は、自車両の外部の被写体を撮像することができるとともに、自車両のブレーキランプの点灯光を感知することができるものである。例えば、撮像装置10は、自車両の後方を撮像するバックモニタ用のデジタルビデオカメラであって、左右のブレーキランプの間に設置され、自車両のブレーキランプの点灯光を直接的又は間接的に感知できる構成となっている。ここで、ブレーキランプの点灯光を間接的に感知する例としては、自車両から比較的近い道路からの反射光、自車両を車庫に入庫させる際の車庫の壁からの反射光などによる感知がある。   The imaging device 10 includes a lens unit 11, an imaging element 12, a preprocessing unit 13, an exposure control unit 14, a drive processing unit 15, and a signal processing unit 16, and images a subject at a predetermined frame interval. Yes. The image pickup apparatus 10 can pick up an image of a subject outside the host vehicle and can sense lighting light of a brake lamp of the host vehicle. For example, the imaging device 10 is a digital video camera for a back monitor that captures the rear of the host vehicle, and is installed between the left and right brake lamps, and directly or indirectly emits light from the brake lamps of the host vehicle. It has a perceivable configuration. Here, as an example of indirectly detecting the lighting light of the brake lamp, there are detection by reflected light from a road relatively close to the own vehicle, reflected light from a garage wall when the own vehicle enters the garage, etc. is there.

レンズ部11は、被写体の光を集光し、被写体の像を撮像素子12の撮像面に結像するようになっている。   The lens unit 11 condenses the light of the subject and forms an image of the subject on the imaging surface of the image sensor 12.

撮像素子12は、レンズ部11が結像する被写体の像を撮像して、被写体の撮像画像を生成するようになっている。撮像素子12は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)により構成され、撮像面にマトリクス状に配置されたフォトダイオードを備え、それぞれのフォトダイオードによって画素が構成されている。また、撮像素子12は、画素ごとに異なるカラーフィルタを備え、これらのカラーフィルタによって分光されたアナログ信号を出力するようになっている。この構成において、撮像素子12が、例えば、赤色、緑色、青色の光を透過する可視光フィルタを備えている場合、被写体に含まれる可視光成分の強度を得ることができる。なお、撮像素子12は、CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)型撮像素子であってもよい。   The image sensor 12 captures an image of a subject formed by the lens unit 11 and generates a captured image of the subject. The imaging element 12 is configured by, for example, a CCD (Charge Coupled Device), includes photodiodes arranged in a matrix on the imaging surface, and pixels are configured by the respective photodiodes. The image sensor 12 includes a different color filter for each pixel, and outputs an analog signal dispersed by these color filters. In this configuration, when the imaging device 12 includes, for example, a visible light filter that transmits red, green, and blue light, the intensity of the visible light component included in the subject can be obtained. Note that the imaging device 12 may be a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) type imaging device.

前処理部13は、例えば、相関二重サンプリング回路、自動利得補正回路、ADコンバータ回路等により構成されている。相関二重サンプリング回路は、撮像素子12により生成された撮像画像の雑音を除去するものである。自動利得補正回路は、相関二重サンプリング回路からの信号に対して自動的に利得補正を行うものである。ADコンバータ回路は、自動利得補正回路からのアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。   The preprocessing unit 13 includes, for example, a correlated double sampling circuit, an automatic gain correction circuit, an AD converter circuit, and the like. The correlated double sampling circuit removes noise from the captured image generated by the image sensor 12. The automatic gain correction circuit automatically performs gain correction on the signal from the correlated double sampling circuit. The AD converter circuit converts an analog signal from the automatic gain correction circuit into a digital signal.

露光制御部14は、前処理部13でデジタル化された撮像画像のデータに基づいて、撮像素子12の露光量を算出するようになっている。そして、露光制御部14は、算出した露光量に従って、駆動処理部15に対してシャッタ値の調整等の制御を行うとともに、前処理部13に対してゲイン値調整等の制御を行うようになっている。この露光制御部14を備えたことにより、撮像装置10は、自動露光(AE)制御が可能となる。   The exposure control unit 14 calculates the exposure amount of the image sensor 12 based on the captured image data digitized by the preprocessing unit 13. Then, according to the calculated exposure amount, the exposure control unit 14 controls the drive processing unit 15 such as adjusting the shutter value, and controls the preprocessing unit 13 such as adjusting the gain value. ing. By providing this exposure control unit 14, the imaging apparatus 10 can perform automatic exposure (AE) control.

駆動処理部15は、垂直転送駆動回路やタイミングジェネレータ回路等により構成されている。駆動処理部15は、露光制御部14の制御に従って、シャッタ値の調整等を行い、撮像素子12を駆動するものである。   The drive processing unit 15 includes a vertical transfer drive circuit, a timing generator circuit, and the like. The drive processing unit 15 adjusts the shutter value according to the control of the exposure control unit 14 and drives the image sensor 12.

信号処理部16は、前処理部13によってAD変換されたデジタル信号に対して映像信号を生成するための信号処理を行うようになっている。例えば、信号処理部16は、主に、輝度信号生成、色信号生成、アパーチャ信号生成を行うものであって、その他、OB(Optical black)減算やホワイトバランス調整、ノイズ低減など一般的な映像用の信号処理も行うことができるものである。   The signal processing unit 16 performs signal processing for generating a video signal on the digital signal AD-converted by the preprocessing unit 13. For example, the signal processing unit 16 mainly performs luminance signal generation, color signal generation, and aperture signal generation, and for other general video such as OB (Optical black) subtraction, white balance adjustment, and noise reduction. This signal processing can also be performed.

ブレーキ操作検知装置20は、評価値取得部21、しきい値決定部22、ブレーキ操作判定部23を備え、撮像装置10が撮像する被写体の明るさが予め定められた範囲にあるとき、撮像装置10の撮像画像に基づいてブレーキ操作を検知するようになっている。   The brake operation detection device 20 includes an evaluation value acquisition unit 21, a threshold value determination unit 22, and a brake operation determination unit 23. When the brightness of a subject imaged by the imaging device 10 is within a predetermined range, the imaging device The brake operation is detected based on the ten captured images.

評価値取得部21は、前処理部13の出力信号から撮像画像の輝度値、赤色成分(R成分)、緑色成分(G成分)、青色成分(B成分)の強度値のデータをフレームごとに取得するようになっている。ここで、評価値取得部21は、例えば、RGB各成分の各強度値R、G、Bを求めて、輝度値=(R+2G+B)/4の数式により輝度値を算出する。また、評価値取得部21は、取得した各データをブレーキ操作の有無を判定するための評価値の各データとしてブレーキ操作判定部23に出力するようになっている。   The evaluation value acquisition unit 21 outputs the intensity value data of the captured image, the intensity value of the red component (R component), the green component (G component), and the blue component (B component) from the output signal of the preprocessing unit 13 for each frame. To get. Here, for example, the evaluation value acquisition unit 21 obtains the intensity values R, G, and B of each of the RGB components, and calculates the luminance value using a formula of luminance value = (R + 2G + B) / 4. Further, the evaluation value acquisition unit 21 outputs the acquired data to the brake operation determination unit 23 as evaluation value data for determining the presence or absence of a brake operation.

なお、評価値取得部21は、評価値の各データを、撮像画像を構成する画素ごとに取得してもよいし、撮像画像を複数のブロックに分割してブロックごとに取得する構成としてもよい。また、評価値取得部21は、例えば、ブレーキランプ光の主成分であるR成分のみの強度値のデータを取得するものであってもよい。   The evaluation value acquisition unit 21 may acquire each piece of evaluation value data for each pixel constituting the captured image, or may be configured to acquire the captured image for each block by dividing the captured image into a plurality of blocks. . Further, the evaluation value acquisition unit 21 may acquire, for example, intensity value data of only the R component that is the main component of the brake lamp light.

しきい値決定部22は、前処理部13の出力信号から撮像画像の輝度値をフレームごとに取得するようになっている。例えば、しきい値決定部22は、前述の輝度値算出の数式により、RGB各成分の各強度値R、G、Bから輝度値を算出する。また、しきい値決定部22は、前処理部13が設定したシャッタ値及びゲイン値のデータをフレームごとに取得するようになっている。そして、しきい値決定部22は、現フレームにおける撮像画像の輝度値、シャッタ値、ゲイン値より、撮像装置10が撮像する被写体の明るさを認識するようになっている。   The threshold value determination unit 22 acquires the luminance value of the captured image for each frame from the output signal of the preprocessing unit 13. For example, the threshold value determination unit 22 calculates a luminance value from the intensity values R, G, and B of each RGB component using the above-described formula for calculating the luminance value. Further, the threshold value determination unit 22 acquires the shutter value and gain value data set by the preprocessing unit 13 for each frame. The threshold value determination unit 22 recognizes the brightness of the subject imaged by the imaging device 10 from the luminance value, shutter value, and gain value of the captured image in the current frame.

また、しきい値決定部22は、被写体の明るさが予め定められた範囲にあるか否かを判断するためのしきい値A及びBを、現フレームにおける撮像画像の輝度値、シャッタ値、ゲイン値により動的に決定するようになっている。しきい値A及びBは、それぞれ、被写体の明るさの下限値及び上限値を決定するものであって、撮像画像の輝度値、R成分、G成分、B成分について個々に定められる。このしきい値A及びBによる判定により、ブレーキ操作検知装置20は、被写体が所定の明るさよりも暗い場合又は明るい場合でのブレーキ操作の検知を停止し、被写体が暗すぎる場合や明るすぎる場合での誤検知を防止することができる。   Further, the threshold value determination unit 22 sets the threshold values A and B for determining whether or not the brightness of the subject is in a predetermined range, the brightness value of the captured image in the current frame, the shutter value, It is determined dynamically according to the gain value. The threshold values A and B determine the lower limit value and the upper limit value of the brightness of the subject, and are individually determined for the luminance value, R component, G component, and B component of the captured image. By the determination based on the threshold values A and B, the brake operation detection device 20 stops detecting the brake operation when the subject is darker or brighter than the predetermined brightness, and the subject is too dark or too bright. False detection can be prevented.

さらに、しきい値決定部22は、現フレームにおける撮像画像の輝度値、シャッタ値、ゲイン値により被写体の明るさを認識し、これらの値に応じてブレーキランプが点灯したか否かをフレーム間の評価値の変化量により判定するためのしきい値Cを動的に決定するようになっている。このしきい値Cにより、被写体の明るさに影響を受けることなく、ブレーキランプの点灯、消灯の状態を検出することができることとなる。例えば、しきい値決定部22は、被写体が明るいほどしきい値Cを小さく決定し、被写体が暗いほどしきい値Cを大きく決定する。   Further, the threshold value determination unit 22 recognizes the brightness of the subject from the brightness value, shutter value, and gain value of the captured image in the current frame, and determines whether or not the brake lamp is turned on according to these values. The threshold value C for determination based on the amount of change in the evaluation value is dynamically determined. With this threshold C, it is possible to detect whether the brake lamp is on or off without being affected by the brightness of the subject. For example, the threshold value determination unit 22 determines the threshold value C to be smaller as the subject is brighter, and determines the threshold value C to be larger as the subject is darker.

なお、しきい値A、B、Cの動的な決定手法は、被写体の明るさに応じて、実験やシミュレーションなどによって予め定めておくことができる。   Note that the dynamic determination method of the threshold values A, B, and C can be determined in advance by experiments, simulations, or the like according to the brightness of the subject.

ブレーキ操作判定部23は、評価値取得部21が取得した評価値の各データと、しきい値決定部22が決定したしきい値A、B、Cとに基づいて、車両の運転者がブレーキ操作を行ったか否かを判定するようになっている。   The brake operation determination unit 23 determines whether the driver of the vehicle brakes based on the evaluation value data acquired by the evaluation value acquisition unit 21 and the threshold values A, B, and C determined by the threshold value determination unit 22. It is determined whether or not an operation has been performed.

具体的には、ブレーキ操作判定部23は、まず、ブレーキランプの点灯の検知を行うことができるか否かについて判定する。すなわち、ブレーキ操作判定部23は、現フレームの撮像画像の輝度値、R成分、G成分、B成分の評価値(以下「現フレーム評価値」という。)と、しきい値A及びBとを比較してブレーキランプの点灯の検知を行うことができるか否かについて判定する。例えば、ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値がしきい値A未満のときは被写体が暗すぎると判定し、ブレーキ操作の有無の判定をしない。また、ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値がしきい値Bより大きいときは被写体が明るすぎると判定し、ブレーキ操作の有無の判定をしない。すなわち、ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値がしきい値A以上B以下のときにブレーキ操作の有無を判定する。   Specifically, the brake operation determination unit 23 first determines whether it is possible to detect the lighting of the brake lamp. That is, the brake operation determination unit 23 determines the brightness value, R component, G component, and B component evaluation values (hereinafter referred to as “current frame evaluation values”) of the captured image of the current frame, and threshold values A and B. In comparison, it is determined whether or not the brake lamp can be detected. For example, the brake operation determination unit 23 determines that the subject is too dark when the current frame evaluation value is less than the threshold value A, and does not determine whether or not the brake operation is performed. The brake operation determination unit 23 determines that the subject is too bright when the current frame evaluation value is greater than the threshold value B, and does not determine whether or not the brake operation is performed. In other words, the brake operation determination unit 23 determines whether or not the brake operation is performed when the current frame evaluation value is not less than the threshold value A and not more than B.

また、ブレーキ操作判定部23は、ブレーキランプの点灯の検知を行うことができると判定したとき、フレーム間の評価値の変化量に基づいてブレーキ操作の有無を判定する。   Further, when the brake operation determination unit 23 determines that the lighting of the brake lamp can be detected, the brake operation determination unit 23 determines the presence or absence of the brake operation based on the amount of change in the evaluation value between frames.

具体的には、ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値と、現フレームの1つ前のフレームの評価値(以下「前フレーム評価値」という。)との差分(以下「フレーム間評価値差分」という。)の絶対値がしきい値Cよりも小さいとき、ブレーキ操作が行われていないと判定する。一方、ブレーキ操作判定部23は、フレーム間評価値差分の絶対値がしきい値Cよりも大きいとき、ブレーキ操作が行われたと判定する。   Specifically, the brake operation determination unit 23 determines the difference between the current frame evaluation value and the evaluation value of the frame immediately before the current frame (hereinafter referred to as “previous frame evaluation value”) (hereinafter “interframe evaluation value”). When the absolute value of “difference” is smaller than the threshold value C, it is determined that the brake operation is not performed. On the other hand, when the absolute value of the inter-frame evaluation value difference is larger than the threshold value C, the brake operation determination unit 23 determines that the brake operation has been performed.

なお、ブレーキ操作判定部23は、評価値取得部21が撮像画像を複数のブロックに分割してブロックごとに評価値の各データを取得する構成であるとき、複数のブロックのうち例えばR成分のブロック平均強度のフレーム間変化量がしきい値Cを超えたブロックがあるときにブレーキ操作が行われたと判定する構成としてもよい。この構成により、ブレーキ操作判定部23は、撮像装置10から被写体までの距離が比較的遠い範囲(例えば、空や遠方の建物など)ではブレーキランプの点灯、消灯の影響を受けにくいため、撮像装置10から被写体までの距離が比較的近い範囲(例えば、自車両から近い道路の部分や車庫の壁など)に対応する撮像画像のブロックのみにおいて、所定の色成分の強度の変化量に基づいてブレーキ操作の検知を行うことができる。   The brake operation determination unit 23 is configured such that the evaluation value acquisition unit 21 divides the captured image into a plurality of blocks and acquires each piece of evaluation value data for each block. A configuration may be adopted in which it is determined that a brake operation has been performed when there is a block in which the amount of change in the block average strength between frames exceeds the threshold value C. With this configuration, the brake operation determination unit 23 is not easily affected by the lighting or extinguishing of the brake lamp in a range where the distance from the imaging device 10 to the subject is relatively long (for example, the sky or a distant building). The brake is performed based on the intensity change amount of a predetermined color component only in a block of a captured image corresponding to a range in which the distance from the subject 10 to the subject is relatively close (for example, a portion of a road close to the host vehicle or a garage wall). Operation detection can be performed.

また、しきい値Cについて、特定の色成分の強度が増加する方向と減少する方向とにおいて別個に定めておくことにより、特定の色成分の強度のフレーム間変化量がブレーキランプの点灯時と消灯時とで異なる場合でも、ブレーキ操作判定部23は、ブレーキランプの点灯時と消灯時とを判別することができる。   Further, by separately setting the threshold value C in the direction in which the intensity of the specific color component increases and in the direction in which the intensity of the specific color component decreases, the amount of change between frames of the intensity of the specific color component is Even when it is different from when it is turned off, the brake operation determination unit 23 can determine when the brake lamp is turned on and when it is turned off.

次に、本実施形態におけるブレーキ操作検知システム1の動作について図2を用いて説明する。図2は、ブレーキ操作検知システム1におけるブレーキ操作検知装置20の動作を示すフローチャートである。以下の説明では、撮像装置10は、AE制御を行いながら被写体を撮像し、所定のフレーム間隔で撮像画像のデータをブレーキ操作検知装置20に出力しているものとし、撮像装置10の動作説明は省略する。   Next, operation | movement of the brake operation detection system 1 in this embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the brake operation detection device 20 in the brake operation detection system 1. In the following description, it is assumed that the imaging device 10 images a subject while performing AE control, and outputs captured image data to the brake operation detection device 20 at a predetermined frame interval. Omitted.

評価値取得部21は、前処理部13の出力信号から撮像画像の輝度値、R成分、G成分、B成分の強度値のデータをフレームごとに取得し、取得した各データをブレーキ操作の有無を判定するための評価値の各データとする(ステップS11)。また、評価値取得部21は、評価値の各データをブレーキ操作判定部23に出力する。   The evaluation value acquisition unit 21 acquires the brightness value, R component, G component, and B component intensity values of the captured image from the output signal of the preprocessing unit 13 for each frame, and determines whether the acquired data is a brake operation. It is set as each data of the evaluation value for determining (step S11). Further, the evaluation value acquisition unit 21 outputs each data of the evaluation value to the brake operation determination unit 23.

しきい値決定部22は、前処理部13の出力信号から撮像画像の輝度値と、前処理部13が設定したシャッタ値及びゲイン値のデータとをフレームごとに取得し、被写体の明るさが予め定められた範囲にあるか否かを判断するためのしきい値A及びBと、ブレーキランプが点灯したか否かを判定するためのしきい値Cとを動的に決定する(ステップS12)。   The threshold value determination unit 22 acquires the luminance value of the captured image and the shutter value and gain value data set by the preprocessing unit 13 from the output signal of the preprocessing unit 13 for each frame, and the brightness of the subject is determined. Threshold values A and B for determining whether or not the range is in a predetermined range and threshold value C for determining whether or not the brake lamp is lit are dynamically determined (step S12). ).

ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値(図2では「現評価値」と記す。)と、しきい値A及びBとを比較してブレーキランプの点灯の検知を行うことができるか否かについて判定する(ステップS13)。   Whether the brake operation determination unit 23 can detect the lighting of the brake lamp by comparing the current frame evaluation value (referred to as “current evaluation value” in FIG. 2) with the thresholds A and B. Is determined (step S13).

ステップS13において、ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値がしきい値A未満のときは被写体が暗すぎると判定し、また、現フレーム評価値がしきい値Bより大きいときは被写体が明るすぎると判定し、ブレーキ操作の有無の判定を行わず処理を終了する。   In step S13, the brake operation determination unit 23 determines that the subject is too dark when the current frame evaluation value is less than the threshold value A, and the subject is bright when the current frame evaluation value is greater than the threshold value B. It is determined that it is too much, and the process is terminated without determining whether or not the brake operation is performed.

一方、ステップS13において、ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値がしきい値A以上B以下のときにステップS14に進みブレーキ操作の有無を判定する。   On the other hand, in step S13, the brake operation determination unit 23 proceeds to step S14 when the current frame evaluation value is equal to or greater than the threshold value A and equal to or less than B, and determines the presence or absence of the brake operation.

ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値と、前フレーム評価値(図2では「前評価値」と記す。)とのフレーム間評価値差分の絶対値がしきい値C以上か否かを判定する(ステップS14)。   The brake operation determination unit 23 determines whether the absolute value of the inter-frame evaluation value difference between the current frame evaluation value and the previous frame evaluation value (referred to as “previous evaluation value” in FIG. 2) is greater than or equal to a threshold value C. Determination is made (step S14).

ステップS14において、ブレーキ操作判定部23は、フレーム間評価値差分の絶対値がしきい値C未満であると判定したときはブレーキ操作が行われていないと判定して処理を終了する。   In step S14, when it is determined that the absolute value of the inter-frame evaluation value difference is less than the threshold value C, the brake operation determination unit 23 determines that the brake operation is not performed and ends the process.

一方、ステップS14において、ブレーキ操作判定部23は、フレーム間評価値差分の絶対値がしきい値C以上と判定したときはブレーキ操作が行われたと判定し、ステップS15に進む。   On the other hand, in step S14, the brake operation determination unit 23 determines that the brake operation has been performed when it is determined that the absolute value of the inter-frame evaluation value difference is equal to or greater than the threshold value C, and the process proceeds to step S15.

ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値が前フレーム評価値よりも大きいか否かを判定する(ステップS15)。   The brake operation determination unit 23 determines whether or not the current frame evaluation value is larger than the previous frame evaluation value (step S15).

ステップS15において、ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値が前フレーム評価値よりも大きいと判定したときは、ブレーキランプが消灯状態から点灯状態になったことを示すブレーキ点灯信号を出力する(ステップS16)。   In step S15, when the brake operation determination unit 23 determines that the current frame evaluation value is greater than the previous frame evaluation value, the brake operation determination unit 23 outputs a brake lighting signal indicating that the brake lamp has been turned on from a light-off state ( Step S16).

一方、ステップS15において、ブレーキ操作判定部23は、現フレーム評価値が前フレーム評価値よりも大きいと判定しなかったときは、ブレーキランプが点灯状態から消灯状態になったことを示すブレーキ消灯信号を出力する(ステップS17)。   On the other hand, if the brake operation determination unit 23 does not determine in step S15 that the current frame evaluation value is greater than the previous frame evaluation value, the brake light-off signal indicating that the brake lamp has changed from the on state to the off state. Is output (step S17).

以上のように、本実施形態におけるブレーキ操作検知装置20によれば、撮像装置10が撮像した撮像画像に含まれる色成分の変化量に基づいてブレーキ操作の有無を判定する構成としたので、ブレーキセンサから撮像装置10までの内部配線が不要となる。したがって、本実施形態におけるブレーキ操作検知装置20は、内部配線数を従来よりも削減することができる。   As described above, according to the brake operation detection device 20 in the present embodiment, the brake operation detection device 20 is configured to determine the presence or absence of the brake operation based on the change amount of the color component included in the captured image captured by the imaging device 10. Internal wiring from the sensor to the imaging device 10 becomes unnecessary. Therefore, the brake operation detection device 20 according to the present embodiment can reduce the number of internal wires as compared with the conventional case.

また、本実施形態におけるブレーキ操作検知装置20は、評価値取得部21が、ブレーキランプの主成分であるR成分のみでなく、G成分、B成分の強度値のデータも取得する構成としたので、スペクトルの異なる種々のブレーキランプに対応することができる。   In addition, the brake operation detection device 20 according to the present embodiment is configured such that the evaluation value acquisition unit 21 acquires not only the R component, which is the main component of the brake lamp, but also the G component and B component intensity values. It can correspond to various brake lamps having different spectra.

以上のように、本発明に係るブレーキ操作検知装置は、内部配線数を従来よりも削減することができるという効果を有し、車両の外部を撮像する車載用撮像装置の出力信号を利用して、運転手のブレーキ操作を検知するブレーキ操作検知装置等として有用である。   As described above, the brake operation detection device according to the present invention has an effect that the number of internal wirings can be reduced as compared with the prior art, and uses the output signal of the in-vehicle imaging device that images the outside of the vehicle. It is useful as a brake operation detection device that detects a driver's brake operation.

1 ブレーキ操作検知システム
10 撮像装置
11 レンズ部
12 撮像素子
13 前処理部
14 露光制御部
15 駆動処理部
16 信号処理部
20 ブレーキ操作検知装置
21 評価値取得部
22 しきい値決定部
23 ブレーキ操作判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brake operation detection system 10 Imaging device 11 Lens part 12 Image sensor 13 Preprocessing part 14 Exposure control part 15 Drive processing part 16 Signal processing part 20 Brake operation detection apparatus 21 Evaluation value acquisition part 22 Threshold value determination part 23 Brake operation determination Part

Claims (5)

予め定められたフレーム間隔で自車両の外部の被写体を撮像するとともに自車両のブレーキランプの点灯光を感知可能な撮像装置が搭載された車両において運転者のブレーキ操作の有無を検知するブレーキ操作検知装置であって、
前記撮像装置が撮像した撮像画像に含まれる複数の色成分のうち少なくとも1つの色成分の強度のフレーム間変化量が予め定められたしきい値を超えたときに前記ブレーキ操作が行われたと判定するブレーキ操作判定部を備えたことを特徴とするブレーキ操作検知装置。
Brake operation detection that detects the presence or absence of a driver's brake operation in a vehicle equipped with an imaging device that can image a subject outside the host vehicle at predetermined frame intervals and sense the lighting light of the brake lamp of the host vehicle A device,
It is determined that the brake operation is performed when an inter-frame change amount of the intensity of at least one color component among a plurality of color components included in a captured image captured by the imaging device exceeds a predetermined threshold value. A brake operation detection device comprising a brake operation determination unit that performs the operation.
前記しきい値を動的に決定するしきい値決定部を備え、
前記撮像装置は、前記被写体を撮像する撮像素子と、前記撮像素子の出力信号に対して利得補正を行う利得補正部と、前記撮像素子のシャッタ値及び前記利得補正部のゲイン値を決定する露光制御部と、を備え、
前記しきい値決定部は、前記シャッタ値、前記ゲイン値、前記利得補正部が出力する撮像画像のデータの輝度値に基づいて前記しきい値を動的に決定するものであることを特徴とする請求項1に記載のブレーキ操作検知装置。
A threshold value determining unit for dynamically determining the threshold value;
The imaging apparatus includes an imaging device that images the subject, a gain correction unit that performs gain correction on an output signal of the imaging device, an exposure that determines a shutter value of the imaging device and a gain value of the gain correction unit. A control unit,
The threshold value determination unit dynamically determines the threshold value based on the shutter value, the gain value, and a luminance value of captured image data output by the gain correction unit. The brake operation detection device according to claim 1.
前記しきい値決定部は、前記シャッタ値、前記ゲイン値、前記利得補正部が出力する撮像画像のデータの輝度値に基づいて前記被写体の明るさを認識するものであり、
前記ブレーキ操作判定部は、前記被写体の明るさが予め定められた範囲外にあると前記しきい値決定部が認識したとき、前記ブレーキ操作の検知を停止するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のブレーキ操作検知装置。
The threshold value determination unit recognizes the brightness of the subject based on the shutter value, the gain value, and the luminance value of the data of the captured image output by the gain correction unit,
The brake operation determination unit stops detection of the brake operation when the threshold value determination unit recognizes that the brightness of the subject is outside a predetermined range. The brake operation detection apparatus of Claim 1 or Claim 2.
前記しきい値決定部は、前記少なくとも1つの色成分の強度が増加する方向において前記ブレーキ操作の有無を判定する第1しきい値と、前記少なくとも1つの色成分の強度が減少する方向において前記ブレーキ操作の有無を判定する第2しきい値とを決定するものであることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のブレーキ操作検知装置。   The threshold value determination unit is configured to determine whether or not the brake operation is performed in a direction in which the intensity of the at least one color component increases, and in the direction in which the intensity of the at least one color component decreases. The brake operation detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein a second threshold value for determining presence or absence of a brake operation is determined. 前記ブレーキ操作判定部は、前記撮像装置が撮像した撮像画像を複数のブロックに分割した画像において、前記複数のブロックのうち前記少なくとも1つの色成分の強度のフレーム間変化量が前記しきい値を超えたブロックがあるとき前記ブレーキ操作が行われたと判定するものであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のブレーキ操作検知装置。   In the image obtained by dividing the picked-up image picked up by the image pickup device into a plurality of blocks, the brake operation determination unit is configured such that an amount of change between frames of the intensity of the at least one color component among the plurality of blocks has the threshold value. The brake operation detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the brake operation is determined to be performed when there is an excess block.
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