JP2014507332A - 車両用ドライバ支援システムおよびドライバ支援方法 - Google Patents

Abstract

車両用ドライバ支援システム（１０）は、車両の周辺から画像を取得する撮像手段（１１）と、上記撮像手段（１１）により記録された画像（３０）の画像処理を実行し、上記画像処理の結果として、対向車のヘッドライト（３４）を識別することにより、対向車（３３）を検出するように構成された処理手段１４とを備える。処理手段（１４）は、記録された画像（３０）内で、上記撮像手段（１１）に対して隠れた少なくとも１つの光源（３４）から発生する光のオーラ（３７）を検出し、上記対向車の検出に、上記光のオーラの検出を用いるように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用ドライバ支援システムに関する。本システムは、車両の周辺から画像を取得する撮像手段と、処理手段とを備える。処理手段は、上記画像手段により記録された画像の画像処理を実行し、上記画像処理の結果としてヘッドライトを識別することにより対向車を検出するように構成されている。また、本発明は、対応するドライバ支援方法に関する。

ハイビーム制御システムは、たとえばモノ・カメラなどの撮像手段を備えることが知られている。撮像手段は、記録された画像内の輝点を検出し追跡するように構成されている。輝点は、一般に３００ｍから１０００ｍの検出範囲での対向車のヘッドライトから生じる。検出された輝点が対向車に帰するものとされると、ハイビーム制御装置は、対向車のドライバの目が眩まないように、ハイビームライトをオフにするか、もしくは、ハイビームの光を円錐形状に構成するように操作される。しかし、少なくともヘッドライトの検出が開始されるまでの間は、対向車のドライバの目の眩みを回避することができない。さらに、対向車がたとえば丘、木、建造物などの障害物の背後にあり、もしくは急なカーブのために比較的短い距離まで撮像手段に対して隠れている場合、対向車を十分に早期に検出することが困難となる。そして、対向車のドライバの目が眩むと危険を生じかねない。一般に、対向車をできるだけ早期に、たとえばまぶしさの影響がまだ小さい時点での反応を可能にするような概して１０００ｍを超える距離で既に検出することが望ましい。

本発明は、距離が遠く、さらに／または障害物によって撮像手段から隠れている対向車を検出可能なドライバ支援システムを提供することを目的とする。

本発明は、独立請求項の特徴によって目的を解決する。本発明は、低光量の環境条件下、特に夜間に、記録された画像内に対向車のヘッドライトが特徴的な間接照射もしくはオーラを形成することを実現する。特徴的な間接照射もしくはオーラは、たとえば対向車が丘もしくは木などの障害物によりまだ隠れていたり、あるいはカーブで隠れていたりするためにヘッドライトが未だ直接視認されていない場合でも、撮像システムで感知可能である。これにより、対向車のヘッドライトが直接視認される少し前に対向車を検出可能になる。したがってドライバの目の眩みを本質的に完全に回避可能である。このことは、比較的短い距離まで対向車が撮像手段から隠れていて、対向車のドライバの目が眩んで危険になり得る場合に、特に有効である。

上述の間接光現象もしくはオーラは、対向車のヘッドライトからの光線が空中で散乱することにより生じる。オーラは、典型的な特徴を有する、比較的大きく均一に照射された領域である。したがって、検出された発光対象物が上述のオーラの典型的な特徴に関する１つ以上の条件を満たせば、その対象物は対向車に帰するものと有利に認定される。これらの条件としては、光のオーラがほぼ楕円形もしくは円形の一部分の形状を有すること、光のオーラがその底辺上に立つほぼ単純な楕円形の一部分の形状を有すること、光のオーラが特に（仮想）中心から放射状に減少する放射状の光強度分布を有すること、光のオーラが一般に下部から上部に向かって減少する光強度を有すること、および／または、光のオーラが地面上方の空中に位置すること、がある。

光のオーラが検出されそれが対向車に帰するものとされたときに適切な反応を実行するよう、処理手段は有利に構成されている。たとえば、ハイビーム制御装置は、好ましくは対向車の検出に基づいて作動するとよい。特にハイビームライトは、対向車のドライバの目が眩まないようオフに制御し、もしくは、ハイビームの光を円錐形状に構成するように制御するとよい。しかし通常、オーラが検出されそれが対向車に帰するものとされても、直ちにハイビームライトをオフまたは円錐形状に構成する必要はない。なぜなら、他方の車両が直接視認されない間は、対向車のドライバの目は眩まず、ハイビームライトをもうしばらくの間有利に使用可能だからである。

好ましい実施形態では、光のオーラを検出し、それが対向車に帰するものとされたとき、対向車を事前にマークし、処理手段を確認モードにセットすることが好ましい。確認モードでは、処理手段は、たとえば輝点検出などの従来の手段によって対向車のヘッドライトを探査する。好都合なことに、当該探査は、検出されたオーラの計算上の中心周辺の関心領域に限定して行うことが可能である。さらに、オーラを検出した後は追跡することが好ましく、関心領域は、それに従って更新される。たとえば、対向車が方向を変えたなど何らかの理由でオーラが恒久的に消失した場合、確認モードは終了する。しかし、対向車のヘッドライトがオーラの計算上の中心付近に検出された場合、ハイビーム制御装置はその時点で作動し、特に対向車のドライバの目が眩まないように、ハイビームライトをオフに制御し、もしくは、ハイビームの光を円錐形状に構成するとよい。

処理手段は、地面の真上にある領域を特別考慮に入れるように構成されることが好ましい。なぜなら、当該領域では、自車のヘッドライトからの寄与が小さく示されるからである。

以下、本発明を添付図面を参照しながら、好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。

本発明によるドライバ支援システムの概略図である。 図１に示すドライバ支援システムの撮像手段により記録された画像の一例を示す図である。 図１に示すドライバ支援システムの撮像手段により記録された他の画像の一例を示す図である。

発明の詳細な説明

ドライバ支援システム１０、特にハイビーム支援システムは、車両に搭載される。またドライバ支援システム１０は、たとえば車両の前方領域などの車両の外側領域の画像を取得する撮像手段１１を備える。撮像手段１１は、特に５ミクロン未満の波長を有する近赤外を含む可視域で動作可能な少なくとも１つの光学撮像手段１２、特にカメラを備えることが好ましい。好ましい実施形態では、撮像手段１１は、モノ・カメラ１２、特にＣＭＯＳもしくはＣＣＤカメラを備える。モノ・カメラ１２は、本出願では３００ｍから無限大に至るまでの距離範囲に焦点を合わせることが可能であり、あるいは焦点を合わせてよい。カメラ１２は、この特定の配置に限定されず、たとえば、車両のバックミラー、もしくはその付近に搭載してもよい。カメラ１２に代えて、あるいはカメラ１２に加えて、撮像手段１１は、ステレオカメラシステムを備えていてもよい。この場合、便宜上、３００ｍ未満の範囲内の歩行者を検出するように構成されたステレオカメラシステムを用いてよい。

画像データは電子処理手段１４に提供され、画像処理およびデータ処理が相応のソフトウェアによって実行される。特に処理手段１４は、ヘッドライト検出手段を備えることが好ましい。ヘッドライト検出手段は、撮像手段１１、特に、ハイビーム支援用の上記撮像装置１２によって提供された画像データの画像処理により、一般に３００ｍから１０００ｍの距離範囲の対向車のヘッドライトを検出するように構成される。ヘッドライトの検出は、他のハイビーム支援システムから周知のように、記録された画像中の特に対向車のヘッドライトから発生する輝点の検出および追跡に基づいて行えばよい。ヘッドライト検出手段は、対向車が検出されると直ちに自動的に自車のハイビームをオフにし、もしくはハイビームの光を円錐形状にするよう構成されている。ヘッドライト検出手段は、対向車が視認されなくなると自動的にハイビームを再びオンにし、もしくは、ハイビームの光の円錐形状をリセットするよう構成されている。

電子処理手段１４は、好ましくはプログラムされていて、もしくはプログラム可能であり、便宜上、マイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを備える。電子処理手段１４は、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）で実現可能であれば好ましい。電子処理手段１４および対応する記憶手段２５は、車載電子制御装置（ＥＣＵ）で実現することが好ましく、また、別のケーブルもしくは車両データバスを介して撮像手段１１に接続してよい。他の実施形態では、ＥＣＵおよび撮像装置１２は、単一の装置に統合可能である。撮像、ドライバ支援手段１８の起動もしくは制御のための画像処理からのすべての工程は、リアルタイムで運転中に自動的および継続的に実行する。

処理手段１４は、オーラ検出手段を含む。オーラ検出手段は、撮像手段１１、特に、ハイビーム支援用の上記撮像装置１２によって提供された画像データの画像処理により、光のオーラを検出するように構成される。光のオーラは、一般に３００ｍから無限大、すなわち特に１０００ｍをも超える距離範囲の対向車のヘッドライトから発生する。以下、図２および図３に基づいて、オーラの検出を説明する。

図２は、丘陵環境で撮像装置１２により記録された画像３０を示す。車両前方の道路３１は丘の頂上に向けて上昇し、破線３２で示すように丘の頂上の背後で再び下降する。丘の反対側に対向車３３が接近している。対向車３３のヘッドライト３４は丘の影になっているため撮像装置１２にはまだ視認されていない。しかし対向車３３のヘッドライト３４から発生する光線３５は丘の上方の空中３６で散乱する。その結果として、特徴的な間接光現象もしくは光のオーラと呼ばれる対象物３７となる。

光のオーラ３７は、特定の特徴を有する。この特徴により処理手段は光のオーラを認識し、対向車３３のヘッドライト３４から発生していることを認識できる。特にオーラ３７はほぼ放射状の光強度分布を有する。この光強度分布は、オーラ３７を発生させる光源３４のほぼ中央に位置する（仮想）中心３８から周囲に向けて単調に減少する比較的均質な放射状の光強度分布である。オーラ３７を放つ対向車３３が地上に位置しているため、光のオーラ３７は、一般に、地面から空へ向かって、もしくは記録された画像の下部から上部に向かって減少する光強度を有する。当該特徴によって、たとえば、対向車３３の光のオーラ３７は、上方から照らされる街灯のオーラであって光強度が上部から下部に向かって減少するオーラと識別可能である。さらに、図２および図３にも示すように、光のオーラは、通常、地面の上方の空中３６に位置する。

図３は、対向車３３が建物、木、丘などの障害物３９の背後に隠れている他の状況を示す。

光のオーラ３７の形状は、通常、楕円形もしくは円形の一部分である。光のオーラ３７の形状は、一定の光強度の考察ライン（thought line）により定めてよい。たとえば、図２のライン４０は、オーラのうち最も明るい光強度の３分の１のラインとしてよい。図２に示すように、多くの場合、光のオーラ３７は、ほぼ単純な楕円形の一部分の形状を有している。この形状は、１つの切れ目もしくは底辺を有し、通常、その底辺上に当該楕円部分が立っている。しかし図３から明らかなように、これは必ずしも成り立たない。一般に、光のオーラの形状は、楕円形、長円、もしくは円形のいずれの部分であってもよい。図３はまた、地面付近のオーラの小さな部分は、平均的な光線とは逆に、上部から下部に向かって強度が若干減少し得ることを示す。

光のオーラ３７が検出され、それが対向車３３に帰するものとされたとき、対向車３３を事前にマークし、処理手段１４を確認モードにセットすることが好ましい。確認モードでは、処理手段１４は、たとえば輝点検出などの従来の手段によって対向車３３のヘッドライト３４を探査する。好都合なことに、当該探査は、検出されたオーラの計算上の中心３８周辺の関心領域４１に限定可能である。光のオーラの強度分布は放射状であることが知られている。このため、オーラ３７を発生させる１つ以上の光源３４のほぼ中心に位置する、オーラ３７の（仮想）中心点３８は、処理手段１４により容易に算出可能である。処理手段１４は、光のオーラの中心３８をある期間にわたって追跡するように構成された追跡手段を備えることが好ましい。たとえば矩形の関心領域４１をオーラ３７の中心３８周辺に有利に随時配置してよい。また当該関心領域を、たとえば輝点の検出に基づく上述のヘッドライト検出手段により随時監視してよい。対向車３３が障害物３９もしくは丘の背後から出現すると、そのヘッドライト３４は関心領域４１内で直ちに検出可能である。ヘッドライトの検出は、対向車の検出の確認として、有利に用いられる。

オーラ３７が検出された後、さらに／または対向車３３のヘッドライト３４が直接検出された後は、適切な手段を採用してよい。特に、オーラ３７が検出され、さらに／または対向車までたとえば約１０００ｍ程度の未だ比較的遠い距離があるときは、自車のハイビームは、処理手段１４により自動的に制御してよい。処理手段１４による制御は、ハイビーム制御装置１８を介して、特にハイビームの光の円錐を横向きにして、ハイビームの光の円錐形状が適切に構成されるように行われる。対向車が、たとえば３００ｍ程度のより接近した距離に近づいた場合は、自車のハイビームは、ハイビーム制御装置１８のスイッチを切ることによって、処理手段１４により自動的に制御してよい。

他のドライバ支援手段１８は、上記処理手段１４での上記対向車の検出手段からの出力によって制御してよい。他のドライバ支援手段１８は、適切な視覚、聴覚および／または触覚による警告信号により、ドライバに衝突の警告を提供するように構成された警告手段と、乗員用エアバッグもしくはシートベルトテンショナ、歩行者用エアバッグ、フードリフタなどの１つ以上の拘束システムと、さらに／またはブレーキもしくはステアリング手段のような動的車両制御システムとを備える。

図２に示す状況では、自車のヘッドライトからの寄与が小さい、地面の真上にある領域４２に特別な考慮を与えることが好ましい。たとえば領域４２内で光強度の検査を分けて実行することにより、もしくは、光のオーラ３７に対する当該領域４２の寄与の重み付けを他の領域より高くすることによって特別な考慮を与えてもよい。

Claims (15)

1. 車両用ドライバ支援システム（１０）において、
   車両の周辺から画像を取得する撮像手段（１１）と、
   前記撮像手段（１１）により記録された画像（３０）の画像処理を実行し、該画像処理の結果として対向車のヘッドライト（３４）を識別することにより該対向車（３３）を検出するように構成された処理手段（１４）とを備え、
   前記処理手段（１４）は、記録された画像（３０）内で前記撮像手段（１１）に対して隠れた少なくとも１つの光源（３４）から発生する光のオーラ（３７）を検出し、前記対向車の検出に、前記光のオーラの検出を用いるように構成されていることを特徴とする車両用ドライバ支援システム。
2. 請求項１に記載のドライバ支援システムにおいて、前記光のオーラ（３７）が１つ以上の条件を満たす場合、前記処理手段（１４）は、検出された光のオーラ（３７）を、対向車（３３）に帰するものと認定するように構成されていることを特徴とするドライバ支援システム。
3. 請求項２に記載のドライバ支援システムにおいて、前記条件は、前記光のオーラ（３７）が放射状の光強度分布を有することであることを特徴とするドライバ支援システム。
4. 請求項２または３に記載のドライバ支援システムにおいて、前記条件は、前記光のオーラ（３７）が中心（３８）から放射状に減少する光強度分布を有することであることを特徴とするドライバ支援システム。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載のドライバ支援システムにおいて、前記条件は、前記光のオーラ（３７）がほぼ楕円形または円形の一部分の形状を有することであることを特徴とするドライバ支援システム。
6. 請求項２から５のいずれか１項に記載のドライバ支援システムにおいて、前記条件は、前記光のオーラ（３７）がその底辺上に立つほぼ単純な楕円形の一部分の形状を有することであることを特徴とするドライバ支援システム。
7. 請求項２から６のいずれか１項に記載のドライバ支援システムにおいて、前記条件は、前記光のオーラ（３７）が一般に下部から上部に向かって減少する光強度を有することであることを特徴とするドライバ支援システム。
8. 請求項２から７のいずれか１項に記載のドライバ支援システムにおいて、前記条件は、前記光のオーラ（３７）が地面の上方の空中（３６）に位置することであることを特徴とするドライバ支援システム。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のドライバ支援システムにおいて、ハイビーム制御装置（１８）は、対向車（３３）の検出に基づいて作動することを特徴とするドライバ支援システム。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載のドライバ支援システムにおいて、検出されたオーラ（３７）は、後続の画像フレームで追跡されることを特徴とするドライバ支援システム。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載のドライバ支援システムにおいて、対向車（３３）の前記検出は、対向車（３３）のヘッドライト（３４）を識別する後続の工程により確定されることを特徴するドライバ支援システム。
12. 請求項１１に記載のドライバ支援システムにおいて、対向車（３３）のヘッドライト（３４）を識別する前記工程は、前記ヘッドライト（３４）から発生する、記録された画像（３０）内の輝点の検出に基づいていることを特徴とするドライバ支援システム。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載のドライバ支援システムにおいて、前記処理手段（１４）は、前記光のオーラ（３７）が地面の真上の領域に存在することを確認するように構成されていることを特徴とするドライバ支援システム。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載のドライバ支援システムにおいて、前記撮像手段（１１）は、３００ｍ、好ましくは５００ｍを超える距離に焦点を合わせられるハイビーム支援機能用撮像装置（１２）を備えることを特徴とするドライバ支援システム。
15. 車両用ドライバ支援方法において、
    車両の周辺から画像（３０）を取得すること、
    記録された画像（３０）の画像処理を実行すること、
    前記画像処理の結果として対向車のヘッドライト（３４）を識別することにより該対向車（３３）を検出することを含み、
    記録された画像（３０）内で少なくとも１つの隠れた光源（３４）から発生する光のオーラ（３７）を検出し、
    前記対向車の検出に、前記光のオーラの検出を用いることを特徴とする車両用ドライバ支援方法。

Images