JP2012086677A - 監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】対向車両がハイビームであるかロービームであるかを検出する手段やハイビームであるときの対策を提供する。
【解決手段】本発明の監視システムは、トンネル内や夜間走行時等に、前方を監視する撮像装置によって、対向車両の前方照明に照らされた領域を撮像し、対向車両が前方照明を上向き（ハイビーム）にした状態で接近してきても、ハイビームであることを検出した場合には、対向車両側に通知して、当該対向車両の前方照明をロービームとするように制御する。即ち、予め前方撮像装置内部の信号処理で発生させた制御信号を前方照明かハイビームの状態で向かってきた対向車の前方照明駆動部に与え、対向車の前方照明を下向きに制御することで、対向車の前方照明からの強い光によって視界不良および被写体情報の損失を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、夜間走行時の車両安全監視システムに関わり、特に、車両の前方照明の監視に関わる。

従来、夜間走行時において車両を運転する際、運転者は、対向車が現れた場合には、車両の前方照明を下向きにすることは周知の通りである。しかし、実際には、夜間走行時、対向車両の運転者は、自車両の前方照明がハイビームになっていても、気付かない場合もある。このような場合、ハイビームの前方照明を浴びた対向車両の運転者は、視界が妨げられ、安全な運転が難かしい状況になる虞があった。

特開２００５−９４８１４号公報

上述の問題に対して、対向車両の前方照明のハイビームによる視界不良を低減し、運転者が安全に運転できる環境とする必要がある。このため、対向車両が一定の距離内に接近してきた場合に、対向車両の前方照明が上向きであるか下向きであるかを検出する手段を設け、対向車両の前方照明が上向き（ハイビーム）になっていた時、対向車両の前方照明を自動的に下向き（ロービーム）に制御させる必要がある。
特許文献１には、夜間走行中の車両を特定するために、明部から暗部までを撮像する撮像装置において、低照度下での車両の形状や塗装色等の視認、および高輝度の照明と低輝度のナンバープレートの視認が可能とするため、撮像素子から出力される信号が時間的、周期的に変化するように、絞りやシャッター速度を変化させる手段を設け、適正レベルにある映像だけを観察する階調幅の大きい被写体撮像記録装置について記載されている。しかし、対向車両がハイビームであるかロービームであるかを検出する手段やハイビームであるときの対策について記載されていない。

本発明の監視システムは、上記の問題に鑑み、トンネル内や夜間走行時等に、前方を監視する撮像装置によって、対向車両の前方照明に照らされた領域を撮像し、対向車両が前方照明を上向き（ハイビーム）にした状態で接近してきても、ハイビームであることを検出した場合には、対向車両側に通知して、当該対向車両の前方照明をロービームとするようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の監視システムは、予め前方撮像装置内部の信号処理で発生させた制御信号を前方照明が上向きの状態で向かってきた対向車の前方照明駆動部に与え、対向車の前方照明を下向きに制御することで、対向車の前方照明からの強い光によって視界不良および被写体情報の損失を抑制する。

本発明によれば、夜間走行時に対向車が前方照明をハイビームにした状態で、近づいてきても、前方撮像装置で前方照明に照らされた領域を撮像して対向車側の前方照明駆動部をレーダ波で制御してロービームにすることで、視界不良や交通事故の低減に寄与することが可能となる。

本発明の監視システムの一実施例を説明するための模式図である。 本発明の監視システムの一実施例における、制御部内におけるデジタル信号処理の流れを説明するためのブロック図である。 撮像装置が撮像したフレームを、ｎフレーム連続した動画像として示した模式図である。 本発明の監視システムにおけるデジタル信号処理手順の一実施例を説明するためのフローチャートである。

本発明の監視システムにおいて、前提条件として夜間時に走行中の車両及び対向車に、それぞれ、予め前方監視用の撮像装置および当該撮像装置を含む監視装置が搭載されている。
そして、本発明の監視システムは、前方を撮像する撮像装置は、対向車両の前方照明が放射する光量を検出し、１画素の信号値ｓ１、入射時間（フレーム数ｎ）ｓ２、および、検出された光を電気信号に光電変換した信号値を１フレーム分の設定した有画素領域での加算値の差分ｓ３から、対向車の前方照明であるか否かを無線通信手段により対向車両に対し、送受信部からアラームを送信して、相手方の送受信部対向車両の返信したアラームによって、対向車両の前方照明がハイビームであると判別した場合、監視装置から電波（レーダ波）を対向車両の監視装置（前方照明駆動部）に送信して、受信した対向車両の監視装置の前方照明駆動部により、対向車両の前方照明をロービームに変更するように制御するものである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、上述の実施例に限定されるわけではなく、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神に基づいて、本発明を修正若しくは変更できる発明が含まれることは勿論である。
なお、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避ける。
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３を使って説明する。

図１は、１は自車両、２は対向車両、３は自車両１の前方を撮像する撮像装置、４は対向車両２の前方を撮像する撮像装置、５はレーダ波、６は自車両１の前方照明の制御部、７は対向車両２の前方照明の制御部、８は自車両１のアラーム送受信部、９は対向車両２のアラーム送受信部、１０は自車両１の距離センサ、１１は対向車両２の距離センサ、１２は自車両１の走行方向、１３は対向車両２の走行方向である。
図１において、自車両１は、道路上を矢印が示す走行方向１２に向かって走行する。また対向車両２は、道路上を矢印が示す走行方向１３に向かって走行する。両車両１、２は、対向車線を走行している。自車両１には、走行方向を撮像することによって対向車両２を撮像し制御部６および図示しないモニタに出力する撮像装置３、本発明の監視システムを制御する制御部６、制御部６の制御によりレーダ波５を送信若しくは受信するアラーム送受信部８、および、自車両１と対向車両２との距離を測定し、測定した距離情報を制御部６に出力する距離センサ１０を備える。同様に、対向車両２には、走行方向を撮像することによって対向する車両（自車両１）を撮像し制御部７および図示しないモニタに出力する撮像装置４、本発明の監視システムを制御する制御部７、制御部７の制御によりレーダ波を送信若しくは受信するアラーム送受信部９、および、対向車両２と対向する車両（自車両１）との距離を測定し、測定した距離情報を制御部７に出力する距離センサ１１を備える。

なお、図１において、運転席に送信ボタンを設け、例えば、運転者が送信ボタンを押すことで、自車両１の、制御部６を介して、若しくは直接アラーム送受信部８から対向車両２に、対向車両２の前方照明を下向きにするように制御する信号を送信するようにしても良い。

図２は、本発明の監視システムの一実施例における、制御部内におけるデジタル信号処理の流れを説明するためのブロック図である。また、図３は、撮像装置１若しくは２が撮像したフレーム画像を、ｎフレーム連続した動画像として示した模式図である。２０１は１画素分の信号値の大きさを判別するための閾値αを出力する閾値α設定部、２０２はデジタル入力信号ｖｉと閾値αとを比較する比較部、２０３はデジタル入力信号ｖｉと閾値αとのセレクタ、２０４は１画素分の信号データを記憶させる記憶部、２０５は加算された画素数およびフレーム数をカウントする計数部、２０６は記憶部２０４に記憶させた信号値とその次の画素信号を加算する加算器、２０７は１フレーム分の信号データを記憶させる記憶部、２０８は減算器、２０９は射光時間（フレーム数）を判別する閾値βを出力する閾値β設定部、２１０は閾値β設定部２０９とフレーム数ｎとの比較部、２１１は閾値γと減算器２０８の出力との比較部、２１２は閾値γ設定部、２１３は論理積ゲートである。また、３０１は１フレーム分の信号データ、３０２は信号データ３０１の次の１フレーム分の信号データ、・・・はフレームである。

図２において、閾値α設定部２０１、閾値β設定部２０９、および閾値γ設定部２１２はそれぞれ、閾値α、β、およびγが予め設定されており、設定された閾値α、β、およびγが、それぞれ周期的に、出力される。閾値α設定部２０１は、閾値αを比較部２０２とセレクタ２０３に出力し、閾値β設定部２０９は、閾値βを比較部２１０に出力し、閾値γ設定部２１２は、閾値γを比較部２１１に出力する。
また、撮像装置１が撮像した映像データが、１画素分ずつ、入力信号ｖｉとして、比較部２０２とセレクタ２０３に入力する。比較部２０２は、信号ｓ１を、セレクタ２０３と論理積ゲート２１３に出力する。セレクタ２０３は、記憶部２０４と計数部２０５に出力信号を出力する。記憶部２０４は、加算器２０６に出力信号を出力する。計数部２０５は、加算器２０６に１フレーム分の映像信号が加算されるようにカウント値を出力し、また、比較部２１０に、ｎフレーム分の映像信号のカウント値を出力する。比較部２１０は、閾値βと計数部２０５の出力結果を比較し、比較結果として論理積ゲート２１３に信号ｓ２を出力する。
加算器２０６は、記憶部２０４から出力される映像信号を１フレーム分加算し、加算した１フレーム分の映像信号を記憶部２０７と減算器２０８に出力する。記憶部２０７は、減算器２０８に現在記憶している信号値を出力し、減算器２０８は、加算器２０６から入力された信号値から記憶部２０７から入力された信号値を減算して比較部２１１に出力する。比較部２１１は、減算器の出力信号値と閾値γを比較し、比較結果を信号ｓ３として論理積ゲート２１３に出力する。
論理積ゲート２１３は、信号ｓ１、ｓ２およびｓ３の論理積を制御信号として出力する。

図１、図２および図４によって、本発明の監視システムの一実施例をさらに説明する。図４は、本発明の監視システムにおけるデジタル信号処理手順の一実施例を説明するためのフローチャートである。以下の処理は、図１の制御部６が監視システムを制御する。
ステップｆ１では、撮像装置３が撮像した１画素分の入力信号ｖｉを、比較部２０２で入射光の強弱を判定する定数（閾値α設定部２０１から出力される）と比較する。ステップｆ２では、信号値ｖｉが閾値α以上の場合にはステップｆ６に進み、信号値ｖｉが閾値α未満の場合にはステップｆ３に進む。

ステップｆ３では、比較部２０２は、入力信号ｖｉを暗い画素信号とみなし、比較部２０２の出力信号ｓ１を“Ｌｏｗ”として、論理積ゲート２１３とセレクタ２０３に出力する。セレクタ２０３は、入力された当該１画素分の入力信号ｖｉを記憶部２０４と計数部２０５に出力する。記憶部２０４は、入力された当該１画素分の入力信号を記憶し、直前に記憶した１画素分の信号を加算器２０６に出力する。計数部２０５は、入力された画素数をカウントし、１フレームに達した場合に、リセット信号を加算器２０６と比較部２１０に出力する。即ち、計数部２０５で１フレーム分の画素数に達するまで加算した後、１フレーム分の信号値として、記憶部２０７に記憶させる。加算器２０６は、記憶部２０４から入力された１画素分の信号を次々と加算し、計数部２０５からリセット信号が入力された場合には、それまで加算した画素信号の加算値を記憶部２０７と減算器２０８に出力し、かつ、加算器２０６内の値をゼロにれセットする。その後、ステップｆ４に進む。

ステップｆ６では、比較部２０２は、入力信号ｖｉを明るい画素信号とみなし、比較部２０２の出力信号ｓ１を“Ｈｉｇｈ”として、論理積ゲート２１３とセレクタ２０３に出力する。セレクタ２０３は、入力された当該１画素分の入力信号ｖｉを記憶部２０４と計数部２０５に出力する。記憶部２０４は、入力された当該１画素分の入力信号を記憶し、直前に記憶した１画素分の信号を加算器２０６に出力する。計数部２０５は、入力された画素数をカウントし、１フレームに達した場合に、リセット信号を加算器２０６と比較部２１０に出力する。即ち、計数部２０５で１フレーム分の画素数に達するまで加算した後、１フレーム分の信号値として、記憶部２０７に記憶させる。加算器２０６は、記憶部２０４から入力された１画素分の信号を次々と加算し、計数部２０５からリセット信号が入力された場合には、それまで加算した画素信号の加算値を記憶部２０７と減算器２０８に出力し、かつ、加算器２０６内の値をゼロにれセットする。その後、ステップｆ７に進む。

ステップｆ７では、計数部２０５において、ｎフレーム目（ｎ回：１フレーム数につき１回）の時、比較部２１０にリセット信号が入力される。比較部２１０は、リセット信号をトリガとして、露光時間の長さ（フレーム数）を判別するために、閾値β設定部２０９から出力されるフレーム数の閾値βと比較する。閾値βよりｎの値が大きい（β≦ｎ）場合には、入射時間が長いものとみなして、比較部２１０の出力信号ｓ２を“Ｈｉｇｈ”として論理積ゲート３１２に出力し、ステップｆ９に進み、逆に低い（β＞ｎ）場合には、ステップｆ８に進む。
ステップｆ８では、瞬時的な入射光（入射時間が短い）とみなして、信号ｓ２を“ＬＯＷ”として論理積ゲート３１２に出力する。
ステップｆ９では、フレーム間の信号値の差分を取るため、次の１フレーム分の信号値を記憶部２０７に記憶させると同時に、減算器２０８により、現在記憶させている信号値を減算処理する。比較部２１１は、減算後の信号値△ｖと、フレーム分の入射光量の変動幅の度合いを判別するための閾値γ設定部２１２から出力される閾値γと比較して、閾値γ以上（△ｖ≧γ）の場合には、比較部２１１の出力を“Ｌｏｗ”にし、閾値γ未満（△ｖ＜γ）の場合には、比較部２１１の出力を“Ｈｉｇｈ”にする。そして、論理積ゲート２１３は、入力されたシリアル信号ｓｌ、ｓ２およびｓ３がすべで“Ｈｉｇｈ”になった場合には、ステップｆ１１に進み、否であれば、ステップｆ１０に進む。
ステップｆ１０では、狭い範囲の光とみなしてステップｆ４に進む。
ステップｆ４では、対向車両２の前方照明が下向きであると判定し、ステップｆ５に進む。

ステップｆ１１では、入射光が上向きの画像であると判定し、ステップｆ１２に進む。
ステップｆ１２では、自車両１の制御部６は、アラーム送受信部８を介して、対向車両２の制御部７に、前方照明が上向きである旨の制御信号（レーダ波５）を送信し、ステップｆ１３に進む。
ステップｆ１３では、入射光量が多く（１フレーム分の信号値が高く）、入射時間が長い（フレーム数が高い）、かつ、入射光量の時間的な変化が緩やかな場合には、自車両１と対向車両２との車間距離が、ある範囲内に近づいた（車間距離の判定は、無線通信手段；例えば、超音波によって距離を算出するものとする）時、対向車両２の前方照明が上向きであると判定する。そして、対向車両２に対して、対向車両２の前方照明が上向きである旨のアラームを発信しステップｆ１４に進む。また、それ以外の場合には、対向車両２の前方照明が下向きであると判定しステップｆ５に進む。
ステップｆ５では、自車両１の制御部６は、対向車両２に制御信号（レーダ波５）を送信しない。
ステップｆ１４では、対向車両２は、対向車両２の前方照明制御部７が制御信号（レーダ波５）を受信して、前方照明が上向きである旨を受信し、受信した旨を、制御部７は、アラーム送受信部９を介して返信し、ステップｆ１５に進む。
ステップｆ１５では、制御部７は、対向車両２の前方照明を下向きに制御する。また制御部７は、一方、前方照明が上向きでない場合には、対向車両２の前方照明を下向きであると判定し、前方照明の向きを下向きのままとし、なにも制御をしない。

上記実施例のように、本発明は、対向車両の前方照明を撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した動画像から、前記対向車両がハイビームであるかロービームであるかを検出し、ハイビームであった場合には制御信号を出力する第１の制御部と、前記制御信号を送信する第１の送信部とを備えた第１の車両監視装置、および、前方照明と、前記第１の車両監視装置から送信される前記制御信号を受信する第２の受信部と、前記第２の受信部が前記制御信号を受信した場合に、前記前方照明をロービームに駆動する第２の制御部とを備えた第２の車両監視装置を有することを特徴とする監視システムである。

上記実施例によれば、夜間走行時に対向車が前方照明をハイビームにした状態で、近づいてきても、前方撮像装置で前方照明に照らされた領域を撮像して対向車側の前方照明駆動部をレーダ波で制御してロービームにすることで、夜間走行時、トンネル内等の暗い視界内走行時、或いは、雨天等気象状況による視界不良時の走行時等に発生し易い、交通事故の低減に寄与することが可能となる。
また、上記実施例は、道路上を走行する車両について記載した。しかし、軌道を走行する列車、定まった航路上を航行する船舶、等にも適用できることは言うまでもない。

なお、上記実施例では、対向車両の前方照明の向きを、反対方向に（例えば、対向車線上を）走行中の車両に搭載する撮像装置が撮像して、前方照明の向きが上向きか下向きかを判定して、上向きであると判定した場合に、対向車両に上向きである旨の情報をレーダ波で送信していた。しかし、走行中の車両が撮像装置で撮像しなくても、例えば、運転者が送信ボタンを押すことで対向車両に送信するようにしても良い。また、直接通信ではなく、道路脇若しくは道路を横断する歩道橋等に中継器を設けて通知しても良い。
またさらに、道路脇に監視用の撮像装置を設け、当該撮像装置の撮像した映像に基づいて、走行中の車両の前方照明が、上向きであるか否かを判定し、上向きである場合には、レーダ波等による通信手段で、走行中の車両に通知するようにしても良い。
また、通信手段は、レーダ波に限定しない。

１：自車両、 ２：対向車両、 ３、４：撮像装置、 ５：レーダ波、 ６、７：前方照明の駆動部、 ８、９：アラーム送受信部、 １０、１１：距離センサ、 １２、１３：走行方向、 ２０１：閾値α設定部、 ２０２：比較部、 ２０３：セレクタ、 ２０４：記億部、 ２０５：計数部、 ２０６：加算器、 ２０７：記憶部、 ２０８：減算器、 ２０９：閾値β設定部、 ２１０、２１１：比較部、 ２１２：閾値γ設定部、 ２１３：論理積ゲート、 ３０１、３０２、・・・：フレーム。

Claims (1)

1. 対向車両の前方照明を撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した動画像から、前記対向車両かハイビームであるかロービームであるかを検出し、ハイビームであった場合には制御信号を出力する第１の制御部と、前記制御信号を送信する第１の送信部とを備えた第１の車両監視装置、および、前方照明と、前記第１の車両監視装置から送信される前記制御信号を受信する第２の受信部と、前記第２の受信部が前記制御信号を受信した場合に、前記前方照明をロービームに駆動する第２の制御部とを備えた第２の車両監視装置を有することを特徴とする監視システム。

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