JP2012038048A

JP2012038048A - 車両用障害物検出装置

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Publication number: JP2012038048A
Application number: JP2010176895A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Oba; 裕樹大場; Koichi Abe; 光一阿部; Kosuke Munakata; 康介棟方; Hiroshi Mori; 大志森
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2012-02-23

Abstract

【課題】カメラレンズに付着した異物等を検出対象の範囲から除外して、障害物の検出精度を向上できる「車両用障害物検出装置」を提供することである。
【解決手段】車両の周囲の障害物検出領域を撮影するカメラと、カメラが撮影した障害物検出領域の画像に基づいて車両の周囲に障害物が存在するか否かを判定する障害物判定手段とを備えた車両用障害物検出装置であって、カメラが撮影した障害物検出領域内の変化しない部分である不動領域を検出する不動領域検出手段（Ｓ１５）と、不動領域検出手段により検出された不動領域から検出不可領域を決定する検出不可領域決定手段（Ｓ１６）と、検出不可領域決定手段により決定された検出不可領域を障害物検出領域から除外する検出不可領域除外手段（Ｓ１８）とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、カメラが撮影した障害物検出領域の画像に基づいて車両の周囲に障害物が存在するか否かを検出する装置に関する。

従来、車両の周囲がＣＣＤカメラにより撮影され、車両の走行状態が車両挙動測定装置により検出され、ＣＣＤカメラで得られた画像が画像認識装置により道路面内の平面画像に変換され、この画像認識装置は画像内の物体が道路上の平面物体であるか否かを識別するように構成された車両用障害物検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このように構成された車両用障害物検出装置では、先ず車載のＣＣＤカメラが、ある時刻Ｔ0の前方画像と、次の時刻Ｔ1の前方画像を撮影する。次いで画像認識装置が、上記時刻の異なるＴ0及びＴ1の前方画像を取得して平面画像にそれぞれ変換する。また車両挙動装置が車両の走行状態を検出し、この検出出力を画像認識装置に供給する。次に画像認識装置は、ある時刻Ｔ0の平面画像と時間Ｔ1−Ｔ0における車両の走行状態に基づいて、画像内の物体が道路上の平面物であると仮定した場合に時刻Ｔ1で得られるであろう予測平面画像を算出する。更に画像認識装置は、時刻Ｔ1における予測平面画像と、実際に時刻Ｔ1で得られた平面画像とを比較して、両者が一致すればその物体が平面物であると判定し、一致しない場合は立体物であると判定する。この結果、道路上の物体が立体物であるか或いは平面物であるか、即ち道路上の物体が車両にとって障害物となり得るか否かを迅速に識別することができる。

特開平１０−２２２６７９号公報

ところで、従来の特許文献１に示された車両用画像処理装置では、ＣＣＤカメラのレンズに泥、雪または雨粒のような異物が付着したり、或いは自車両のバンパー部分がＣＣＤカメラの撮影した画像に映り込んだりした場合、これらは障害物が移動しても、或いは自車両が移動しても、ＣＣＤカメラの撮影した画像上の位置が変わらない。このため、従来の特許文献１に示された車両用画像処理装置では、実際に存在する障害物の一部が上記異物等により遮られたり、或いは上記異物等が障害物と認識されたりして、障害物の検出精度の向上を図ることが難しい場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、カメラレンズに付着した異物とカメラに映り込んだ自車両の一部を検出対象の範囲から除外することにより、障害物の検出精度を向上でき、また検出対象の範囲から除外された異物等の割合に応じて、車両の運転者に警報を発することができ、また自動的に障害物の検出動作を中止できるとともに車両の運転者にその中止を報知することができる車両用障害物検出装置を提供するものである。

本発明に係る車両用障害物検出装置は、車両の周囲の障害物検出領域を撮影するカメラと、前記カメラが撮影した前記障害物検出領域の画像に基づいて前記車両の周囲に障害物が存在するか否かを判定する障害物判定手段とを備えた車両用障害物検出装置であって、前記カメラが撮影した前記障害物検出領域内の変化しない部分である不動領域を検出する不動領域検出手段と、前記不動領域検出手段により検出された前記不動領域から検出不可領域を決定する検出不可領域決定手段と、前記検出不可領域決定手段により決定された前記検出不可領域を前記障害物検出領域から除外する検出不可領域除外手段とを備えた構成とする。

このような構成により、カメラが撮影した障害物検出領域内のうち比較的短い時間が経過しても変化しない部分、即ちカメラのレンズに付着した異物、カメラの撮影画像に映り込んだ自車両の一部、或いは空（そら）が不動領域として検出され、これらの不動領域のうちカメラのレンズに付着した異物とカメラに映り込んだ自車両の一部が検出不可領域として決定され、更にこの検出不可領域が障害物検出領域から除外される。

本発明に係る車両用障害物検出装置において、前記カメラがある時刻に撮影して得られた第１画像と、前記カメラが前記ある時刻から所定時間経過後に撮影して得られた第２画像との差分により、前記不動領域検出手段が前記不動領域を検出するように構成することができる。

このような構成より、カメラが撮影した障害物検出領域内のうち、ある時刻に撮影して得られた第１画像と、ある時刻から所定時間経過後に撮影して得られた第２画像とを比較して、変化しない部分、即ちカメラのレンズに付着した異物、カメラの撮影画像に映り込んだ自車両の一部、或いは空（そら）が不動領域として検出され、これらの不動領域のうちカメラのレンズに付着した異物とカメラに映り込んだ自車両の一部が検出不可領域として決定され、更にこの検出不可領域が障害物検出領域から除外される。

また、本発明に係る車両用障害物検出装置において、前記障害物検出領域に対する前記検出不可領域の割合が第１の割合以上になったか否かを判定する第１割合判定手段と、前記障害物検出領域に対する前記検出不可領域の割合が前記第１の割合より大きい第２の割合以上になったか否かを検出する前記第２割合判定手段と、前記障害物検出領域に対する前記検出不可領域の割合が第１の割合以上であって第２の割合未満になったことを前記第１及び第２割合判定手段が検出したときに前記車両の運転者に警報を発する警報手段とを更に備えてもよい。

このような構成より、障害物検出領域に対する検出不可領域の割合が第１の割合以上であって第２の割合未満になると、カメラのレンズへの異物の付着量が比較的多くなったという警報が車両の運転者に発せられる。但し、上記障害物検出領域に対する検出不可領域の割合を算出する際に、障害物検出領域及び検出不可領域からカメラの撮影画像に映り込んだ自車両の一部は除かれる。

更に、本発明に係る車両用障害物検出装置において、前記障害物検出領域に対する前記検出不可領域の割合が第２の割合以上になったことを前記第２割合判定手段が検出したときに前記障害物の検出を中止する障害物検出中止手段と、前記障害物検出中止手段により前記障害物の検出が中止されたことを前記車両の運転者に報知する中止報知手段とを更に備えることができる。

このような構成により、障害物検出領域に対する検出不可領域の割合が第２の割合以上になると、カメラのレンズへの異物の付着量が極めて多くなって、障害物の検出精度が悪くなったので、自動的に障害物の検出動作が中止されるとともに、車両の運転者にその中止が報知される。但し、上記障害物検出領域に対する検出不可領域の割合を算出する際に、障害物検出領域及び検出不可領域からカメラの撮影画像に映り込んだ自車両の一部は除かれる。

本発明に係る車両用障害物検出装置によれば、カメラが撮影した障害物検出領域内のうち比較的短い時間が経過しても変化しない部分、即ちカメラのレンズに付着した異物、カメラの撮影画像に映り込んだ自車両のバンパー、或いは空（そら）が不動領域として検出され、これらの不動領域のうちカメラのレンズに付着した異物とカメラに映り込んだ自車両の一部が検出不可領域として決定され、更にこの検出不可領域が障害物検出領域から除外される。この結果、障害物の検出精度を向上できる。

本発明の実施の一形態に係る車両用障害物検出装置のカメラを備えた車両の側面図である。図１に示したカメラの撮影範囲を破線で示すカメラの平面図である。図１に示したカメラを含む車両用障害物検出装置の構成を示すブロック図である。その車両用障害物検出装置の処理ユニットによる検出不可領域の除外処理の一例を示すフローチャートである。そのカメラがある時刻に撮影して得られた第１画像を示す図である。そのカメラがある時刻から所定時間経過後に撮影して得られた第２画像を示す図である。第１画像と第２画像との差分により不動領域に斜線を施した画像を示す図である。図６の斜線を施した不動領域のうち検出不可領域のみに斜線を施した画像を示す図である。そのカメラの撮影範囲のうち検出不可領域に斜線を施したカメラの平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係る車両用障害物検出装置１００は、図３に示すように構成される。図３において、車両用障害物検出装置１００は、コンピュータユニット（ＣＰＵを含む）にて構成される処理ユニット１１を有している。処理ユニット１１の制御入力にはカメラ１２及び車速センサ１３の各検出出力が接続され、処理ユニット１１の制御出力には音声出力回路１４及び表示ユニット１５がそれぞれ接続される。また音声出力回路１４にはスピーカ１６が接続されている。

カメラ１２としては、広角レンズを有するＣＣＤカメラ等が挙げられ、このカメラ１２による障害物検出領域は図２の破線で示すように比較的広く設定される。このカメラ１２は、この実施の形態では、図１に示すように、車両２０の前面のうちフロントバンパー２１の直上に設置され、このカメラ１２により車両２０の前方の障害物検出領域を撮影するように構成される。カメラ１２により撮影された画像が検出出力として処理ユニット１１の制御入力に送出される。また車速センサ１３は車両２０の速度を検出するように構成され、表示ユニット１５及びスピーカ１６は車室内にそれぞれ設けられる。更に処理ユニット１１にはカメラ１２の撮影した画像を記憶する記憶部１７が接続されている。なお、上記カメラは車両の後面または側面に設置してもよい。

このように構成された車両用障害物検出装置１００の動作を説明する。処理ユニット１１はカメラ１２の撮影した画像に不動領域が存在するか否かを検出する。このため処理ユニット１１は、先ず障害物検出領域（Ａ：車両前方の半球部の体積（図２の破線で囲まれた部分の体積）または車両前方の長方形部の面積（図５Ａの長方形枠内の部分の面積））を設定する（Ｓ１１）。この障害物検出領域（Ａ）はカメラ１２の撮影した全領域（障害物検出領域）に一致する。次いで処理ユニット１１は、カメラ１２がある時刻に撮影して得られた第１画像（図４中のＳ１２、図５Ａ）と、カメラ１２が上記ある時刻から所定時間経過後（例えば、０．１秒後または０．５秒後）に撮影して得られた第２画像（図４中のＳ１３、図５Ｂ）とを比較する。車両前方に実際に障害物３０が存在する場合にはその障害物３０は第１画像（図５Ａ）より第２画像（図５Ｂ）の方が大きく映し出される。そして、処理ユニット１１は、車両２０が走行していることを車速センサ１３が検出しているときに上記第１画像及び第２画像に基づいて車両２０の前方に障害物３０が存在するか否かを判定する（Ｓ１４：障害物判定手段）。

一方、処理ユニット１１は、第１画像と第２画像で大きさ及び位置が変化しない部分を不動領域（図６の斜線を施した部分）として検出する（Ｓ１５：不動領域検出手段）。この不動領域は、例えば、カメラ１２のレンズに付着した泥、雪または雨粒のような異物に対応した部分３１と、カメラ１２の撮影画像に映り込んだ自車両２０のフロントバンパー２１に対応した部分３２と、カメラ１２の撮影した空（そら）に対応した部分３３とからなる。処理ユニット１１は、これらの不動領域のうち、カメラ１２の撮影した空に対応した部分３３を除く領域（図６）、即ちカメラ１２のレンズ２１に付着した異物に対応した部分３１と、カメラ１２の撮影画像に映り込んだ自車両２０のフロントバンパー２１に対応した部分３２とを検出不可領域（Ｂ：車両前方の円錐部の体積（図７Ｂの斜線を施した部分の体積）または車両前方の楕円形部の面積（図７Ａの斜線を施した部分の面積））と決定する（Ｓ１６：検出不可領域決定手段）。そして、処理ユニット１１は、（Ｂ／Ａ）×１００がα％（第１の割合）未満であると（Ｓ１７でＹＥＳ）、障害物検出領域（Ａ）から検出不可領域（Ｂ）を除外する（Ｓ１８：検出不可領域除外手段）。この結果、障害物３０の検出精度を向上できる。但し、本明細書では、式（Ｂ／Ａ）×１００の計算において、カメラ１２の撮影画像に映り込んだ自車両２０のフロントバンパー２１に対応した部分３２はＢ及びＡから除かれる。

一方、（Ｂ／Ａ）×１００がα％（第１の割合）以上であって（Ｓ１７でＮＯ）、（Ｂ／Ａ）×１００がβ％（第２の割合）未満になると（Ｓ１９でＮＯ）、処理ユニット１１は、音声出力回路１３を制御してカメラ１２のレンズへの異物（部分３１に相当）の付着量が比較的多くなったという警報をスピーカ１６から出力させ（Ｓ２０）、カメラ１２のレンズへの異物の付着量が比較的多くなったことを表示ユニット１５に表示する。また（Ｂ／Ａ）×１００がβ％（第２の割合）以上になると（Ｓ１９でＹＥＳ）、処理ユニット１１は、障害物３０の検出動作を中止するとともに（Ｓ２１）、音声出力回路１３を制御してカメラ１２のレンズへの異物（部分３１に相当）の付着量が極めて多くなって、障害物３０の検出精度が悪くなったため障害物３０の検出動作を中止する旨のメッセージをスピーカ１６から出力させ（Ｓ２２）、更に、このメッセージを表示ユニット１５に表示する。上記メッセージを聞いた運転者は車両２０を停止してカメラ１２のレンズを拭くことができる。これにより（Ｂ／Ａ）×１００がα％（第１の割合）未満になるので（Ｓ１７でＹＥＳ）、処理ユニット１１は障害物３１の検出動作を再開する。このとき再開メッセージをスピーカ１６から発するとともに、表示ユニット１５に表示することが好ましい。

なお、カメラが撮影した空（そら）の部分に、カメラのレンズに付着した異物が存在するときには、この異物の体積または面積は上記Ａ（障害物検出領域：車両前方の半球部の体積（図２の破線で囲まれた部分の体積）または車両前方の長方形部の面積（図５Ａの長方形枠内の部分の面積））及びＢ（検出不可領域：車両前方の円錐部の体積（図７Ｂの斜線を施した部分の体積）にそれぞれ加算してＢ／Ａが算出される。

以上、説明したように、本発明に係る車両用障害物検出装置は、カメラレンズに付着した異物やカメラの撮影画像に映り込んだ自車両の一部を検出対象の範囲から除外することにより、障害物の検出精度を向上でき、また検出対象の範囲から除外された異物等の割合に応じて、車両の運転者に警報を発することができ、また自動的に障害物の検出動作を中止することができるとともに車両の利用者にその中止を報知することができる効果を有し、カメラが撮影した障害物検出領域の画像に基づいて車両の周囲に障害物が存在するか否かを検出する装置として有用である。

１０車両用障害物検出装置
１１処理ユニット
１２カメラ
１３車速センサ
１４音声認識回路
１５表示ユニット
１６スピーカ
１７記憶部
２０車両
２１フロントバンパー
３０障害物
３１異物の画像
３２フロントバンパーの画像
３３空の画像

Claims

車両の周囲の障害物検出領域を撮影するカメラと、
前記カメラが撮影した前記障害物検出領域の画像に基づいて前記車両の周囲に障害物が存在するか否かを判定する障害物判定手段と
を備えた車両用障害物検出装置であって、
前記カメラが撮影した前記障害物検出領域内の変化しない部分である不動領域を検出する不動領域検出手段と、
前記不動領域検出手段により検出された前記不動領域から検出不可領域を決定する検出不可領域決定手段と、
前記検出不可領域決定手段により決定された前記検出不可領域を前記障害物検出領域から除外する検出不可領域除外手段と
を備えたことを特徴とする車両用障害物検出装置。
前記カメラがある時刻に撮影して得られた第１画像と、前記カメラが前記ある時刻から所定時間経過後に撮影して得られた第２画像との差分により、前記不動領域検出手段が前記不動領域を検出するように構成された請求項１記載の車両用障害物検出装置。
前記障害物検出領域に対する前記検出不可領域の割合が第１の割合以上になったか否かを判定する第１割合判定手段と、
前記障害物検出領域に対する前記検出不可領域の割合が前記第１の割合より大きい第２の割合以上になったか否かを検出する第２割合判定手段と、
前記障害物検出領域に対する前記検出不可領域の割合が第１の割合以上であって第２の割合未満になったことを前記第１及び第２割合判定手段が検出したときに前記車両の運転者に警報を発する警報手段と
を更に備えた請求項１または２記載の車両用障害物検出装置。
前記障害物検出領域に対する前記検出不可領域の割合が第２の割合以上になったことを前記第２割合判定手段が検出したときに前記障害物の検出を中止する障害物検出中止手段と、
前記障害物検出中止手段により前記障害物の検出が中止されたことを前記車両の運転者に報知する中止報知手段と
を更に備えた請求項３記載の車両用障害物検出装置。