JP2015154337A - 対象範囲設定装置、および対象範囲設定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自車両の周囲を撮像する撮像装置による撮像範囲、または撮像画像において画像処理を行う処理範囲、を表す対象範囲を設定する対象範囲設定装置において、運転者が見落としがちである領域を撮像装置によって補完できるようにする
【解決手段】運転支援装置においては、自車両の現在の旋回度合い、または近い将来における旋回度合いを表す旋回量を取得する（Ｓ１５０）。そして、旋回量に応じて対象範囲を旋回方向の外側に移動させる（Ｓ１７０、Ｓ１９０）。このような運転支援装置によれば、旋回量に応じて対象範囲を旋回方向の外側に移動させるので、運転者が見落としがちな旋回方向外側の領域を撮像装置にて補完することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自車両の周囲を撮像する撮像装置による撮像範囲、または撮像画像において画像処理を行う処理範囲、を表す対象範囲を設定する対象範囲設定装置、および対象範囲設定プログラムに関する。

上記の対象範囲設定装置として、自車両の旋回方向の内側に撮像範囲を設定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３１２８９８号公報

上記対象範囲設定装置においては、自車両の運転者が視認すると予想される方向と同じ方向に撮像範囲を設定するので、自車両の運転者が見落としがちである領域を撮像装置にて補完できない虞がある。

そこで、自車両の周囲を撮像する撮像装置による撮像範囲、または撮像画像において画像処理を行う処理範囲、を表す対象範囲を設定する対象範囲設定装置、および対象範囲設定プログラムにおいて、運転者が見落としがちである領域を撮像装置によって補完できるようにすることを本発明の目的とする。

本発明の対象範囲設定装置において、旋回情報取得手段は、自車両の現在の旋回度合い、または近い将来における旋回度合いを表す旋回量を取得する。そして、対象範囲移動手段は、旋回量に応じて対象範囲を旋回方向の外側に移動させる。

このような対象範囲設定装置によれば、旋回量に応じて対象範囲を旋回方向の外側に移動させるので、運転者が見落としがちな旋回方向外側の領域を撮像装置にて補完することができる。

なお、対象範囲としては、自車両の周囲を撮像する撮像装置による撮像範囲、または撮像装置による撮像画像において画像処理を行う処理範囲とすることができる。
撮像範囲を旋回方向の外側に移動させる構成によれば、運転者が見落としがちな領域を撮像範囲に含めるようにすることができる。また、画像処理を行う処理範囲を外側に移動させる構成であれば、処理範囲を旋回方向の外側に絞ることで撮像画像の画像処理を高速に行うことができる。

さらに、上記目的を達成するためには、コンピュータを、対象範囲設定装置を構成する各手段として実現するための対象範囲設定プログラムとしてもよい。また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。

第１実施形態において、運転支援装置１の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態において、制御部１０のＣＰＵ１１が実行する範囲設定処理を示すフローチャートである。 範囲設定処理のうちの旋回状態判定処理を示すフローチャートである。 各種角度θ１〜θ４の定義を示す鳥瞰図である。 旋回方向θ１の求め方を示す鳥瞰図である。 旋回方向θ１とカメラ軸調整角θ２との関係を示すマップである。 第２実施形態において、運転支援装置２の概略構成を示すブロック図である。 第２実施形態において、制御部１０のＣＰＵ１１が実行する範囲設定処理を示すフローチャートである。 第２実施形態において画像処理範囲の設定の一例を示す画像図である。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
［本実施形態の構成］
本発明が適用された運転支援装置１は、例えば乗用車等の車両（以下、「自車両」ともいう。）に搭載されており、自車両の周囲を撮像した撮像画像に基づいて自車両の運転を支援する機能を備えた装置である。特に、本実施形態の運転支援装置１では、自車両の運転者が見落としがちな、自車両の旋回方向と反対側において他車両や歩行者等を検出し、自車両において警告や車両制御を行う機能を有する。

運転支援装置１は、図１に示すように、制御部１０と、各種センサ２１と、カメラ２２と、カメラ駆動部２３と、表示部２６と、運転支援部２７とを備えている。
各種センサ２１としては、自車両の車速を検出する車速センサ、操舵角を検出する操舵角センサ、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ、アクセル開度を検出する開度センサ、自車両に加わる加速度を検出する加速度センサ、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ等、周知のセンサを備えている。各種センサ２１は、各値の検出結果を制御部１０に送る。

カメラ２２は、自車両前方を撮像領域とする周知のカメラとして構成されている。カメラ２２は、撮像画像を制御部１０に送る。
カメラ駆動部２３は、カメラ２２の撮像軸（カメラの中心軸の向き）を水平方向に移動させるためのアクチュエータとして構成されている。カメラ駆動部２３は、制御部１０から方向（自車両の中心を基準とした水平方向の角度）の指定を受けると、その方向に撮像軸が向くようにカメラ２２の方向を変化させる。

表示部２６は、制御部１０にて生成された表示画像を表示させるディスプレイとして構成されている。この表示部２６としては周知の構成を採用することができる。
運転支援部２７は、制御部１０を介してカメラ２２による撮像画像を取得し、この撮像画像に基づく運転支援を行う。例えば、運転支援部２７は撮像画像中に歩行者や他車両等の自車両にとって危険となる物体を認識し、この認識結果に応じて自車両のアクセル開度、ブレーキ操作量、ハンドル舵角を制御するなどの運転支援を行う。

制御部１０は、ＣＰＵ１１と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ１２とを備えたコンピュータとして構成されている。ＣＰＵ１１は、メモリ１２内のプログラム（表示画像生成プログラムを含む）に基づく後述する表示設定処理を含む各種処理を実施する。

［本実施形態の処理］
このように構成された運転支援装置１において、制御部１０は、図２に示す範囲設定処理を実施する。範囲設定処理は、例えば車両の電源が投入されると開始される処理であり、その後、一定周期毎に繰り返し実施される処理である。

この処理では、まず、各種センサ２１によるセンサ値を取得する（Ｓ１１０）。続いて、旋回状態判定処理を実施する（Ｓ１２０）。旋回状態判定処理は、自車両の走行状態（車両状態）が、直進している直進状態か、旋回している旋回状態か、或いは、旋回しようとしている旋回予測状態かを識別する処理である。

旋回状態判定処理は、図３に示すように、自車両の横方向への加速度を表す車両Ｇｙ、車両のヨーレートを表す車両ヨーレート、車両の総舵角を表すドライバ総舵角、のそれぞれの絶対値と、これらの値毎に設定された閾値（閾値Ａ、閾値Ｂ、閾値Ｃ）とを比較する（Ｓ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２３０）。これらの値の絶対値のうちの何れかが閾値を超えていれば（Ｓ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２３０の何れかでＮＯ）、車両状態が旋回状態である旨をメモリ１２に記録させ（Ｓ２４０）、旋回状態判定処理を終了する。

また、これらの値の絶対値の全てが閾値以下であれば（Ｓ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２３０の全てでＹＥＳ）、ドライバ操舵角速度、Ｘｍ先の路面旋回Ｒ、のそれぞれの絶対値と、これらの値毎に設定された閾値（閾値Ｄ、閾値Ｅ）とを比較する（Ｓ２５０、Ｓ２６０）。ここで、ドライバ操舵角速度は、操舵角センサによる検出結果の変化率を演算することによって求める。

また、Ｘｍ先の路面旋回Ｒとは、自車両が走行中の道路において予め設定された距離であるＸメートル先における曲率半径を示す。なお、Ｘｍ先の路面旋回Ｒは、カメラ２２による撮像画像において白線認識を行い、この白線の曲がり具合から求められてもよいし、ナビゲーション装置（図示省略）等に備えられた地図情報から求められてもよい。

ドライバ操舵角速度の絶対値が閾値を超えているかまたは、Ｘｍ先の路面旋回Ｒが閾値未満の場合（Ｓ２５０、Ｓ２６０の何れかでＮＯ）、車両状態が旋回予測状態である旨をメモリ１２に記録させ（Ｓ２７０）、旋回状態判定処理を終了する。また、ドライバ操舵角速度の絶対値が閾値以下であるかまたは、Ｘｍ先の路面旋回Ｒが閾値以上の場合（Ｓ２５０、Ｓ２６０の両方でＹＥＳ）、車両状態が直進状態である旨をメモリ１２に記録させ（Ｓ２８０）、旋回状態判定処理を終了する。

このような処理が終了すると、図２に戻り、車両状態が旋回状態であるか否かを判定する（Ｓ１３０）。なお、この処理および後述するＳ１４０の処理では、車両状態をメモリ１２から読み出すことで車両状態の判定を行う。車両状態が旋回状態であれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、後述するＳ１５０の処理に移行する。

また、車両状態が旋回状態でなければ（Ｓ１３０：ＮＯ）、車両状態が旋回予測状態であるか否かを判定する（Ｓ１４０）。車両状態が旋回予測状態であれば（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、旋回方向θ１を算出し（Ｓ１５０）、運転者視界θ３とカメラ画角θ４とを取得する（Ｓ１６０）。

ここで、旋回方向θ１、運転者視界θ３、カメラ画角θ４については、図４に示すように定義する。すなわち、図４に示すように、自車両の正面の方向を基準として、例えば水平方向左側を正として、旋回方向θ１を定める。旋回方向θ１については後述する処理において自車両の進行方向に従って設定される。

運転者視界θ３は、運転者の視野の範囲（物体を認識可能な範囲）として予め設定された角度の値である。運転者視界θ３は、図４に示すように、その中心の方向が旋回方向θ１と一致するよう設定する。

カメラ画角θ４は、カメラ２２によって予め設定された画角の広さ（水平方向の撮像領域の範囲）を角度で示した値である。このカメラ画角θ４は、その中心の方向が目標とするカメラ２２の撮像軸の方向を示すカメラ軸調整量θ２の方向となる。

そして、Ｓ１５０の処理では、旋回方向θ１を、図５に示すように定める。すなわち、自車両の走行速度やヨーレート（或いは舵角）等、各種センサ２１による検出結果を利用して、自車両のＴ秒後の重心位置を推定する。なお、時間Ｔは、走行速度が小さくなるにつれて大きく設定される。ただし、時間Ｔは一定であってもよい。

そして、自車両の現在位置および自車両のＴ秒後の位置を結ぶ直線と、自車両の現在位置において自車両の正面の方向とのなす角を旋回方向θ１とする。また、運転者視界θ３およびカメラ画角θ４は予め設定された値（メモリ１２に記録された値）を利用する。

続いて、カメラ軸調整量θ２を算出する（Ｓ１７０）。この処理では、図６に示すマップに従ってカメラ軸調整量θ２を求める。
なお、図６においては、旋回方向θ１が正の場合について説明するが、旋回方向θ１が負の場合については、横軸を旋回方向θ１の絶対値と読み替え、カメラ軸調整量θ２を正負反転させることで同様に適用することができる。

図６に示すマップでは、旋回方向θ１が０から増加すると、旋回方向θ１が閾値［Ａ］に到達するまではカメラ軸調整量θ２を０のままとする。そして、旋回方向θ１が閾値［Ａ］を超え、カメラ軸調整量θ２の下限値となる値［Ｂ］までについては、旋回方向θ１の増加とともにカメラ軸調整量θ２を減少させる。

つまり、旋回方向θ１と反対方向にカメラ軸調整量θ２を設定する。この際のカメラ軸調整量θ２の値は、単調にカメラ軸調整量θ２を減少させるような任意の関数によって設定されていればよい。

ここで、カメラ軸調整量θ２には下限値が設けられており、この下限値は、
θ２＝θ１−（θ３／２＋θ４／２）
と表現できる。

この下限値は、運転者視界θ３となる領域とカメラ画角θ４となる領域の、必ず一部分が重複すること（重複量が目標量０以上となること）を意味する。ここで、この下限値は、
θ２＝θ１−（θ３／Ｘ＋θ４／Ｙ）、Ｘ≧２かつＹ≧２
とし、ＸおよびＹの値を任意に設定することで、運転者視界θ３となる領域とカメラ画角θ４となる領域の重複量を調節することができる。なお、上記ＸおよびＹの値は、運転者によって設定できるようにしてもよい。

旋回方向θ１がカメラ軸調整量θ２の下限値となる値［Ｂ］を超えると、旋回方向θ１の増加に伴ってカメラ軸調整量θ２は増加に転じ、カメラ２２の撮像軸の向きは、自車両の正面方向に戻されることになる。そして、旋回方向θ１が、図６に示す値［Ｃ］になるとカメラ軸調整量θ２は０となり、さらに、旋回方向θ１が値［Ｃ］を超えると、カメラ軸調整量θ２は正となる。

このようにカメラ軸調整量θ２が設定されると、カメラ２２の撮像軸の向きがカメラ軸調整量θ２となるようにカメラ駆動部２３に対して指令を送信する（Ｓ１９０）。このような処理が終了すると、範囲設定処理を終了する。

ところで、Ｓ１４０の処理にて車両状態が旋回予測状態でなければ（Ｓ１４０：ＮＯ）、カメラ軸調整量θ２を０に設定し（Ｓ１８０）、前述のＳ１９０の処理に移行し、この処理が終了すると、範囲設定処理を終了する。

このような処理においてカメラ２２による撮像範囲が設定され、運転支援部２７では、カメラ２２による撮像画像を利用した運転支援が実施されることになる。
［本実施形態による効果］
以上のように詳述した運転支援装置１において、制御部１０は、自車両の現在の旋回度合い、または近い将来における旋回度合いを表す旋回量を取得する。そして、制御部１０は、旋回量に応じて対象範囲を旋回方向の外側に移動させる。

このような運転支援装置１によれば、旋回量に応じて対象範囲を旋回方向の外側に移動させるので、運転者が見落としがちな旋回方向外側の領域を撮像装置にて補完することができる。

なお、対象範囲としては、自車両の周囲を撮像する撮像装置による撮像範囲、または撮像装置による撮像画像において画像処理を行う処理範囲とすることができる。
撮像範囲を旋回方向の外側に移動させる構成によれば、運転者が見落としがちな領域を撮像範囲に含めるようにすることができる。また、画像処理を行う処理範囲を外側に移動させる構成であれば、処理範囲を旋回方向の外側に絞ることで撮像画像の画像処理を高速に行うことができる。

また、上記運転支援装置１において制御部１０は、旋回量が予め設定された下限値未満である場合、対象範囲を旋回方向の外側に移動させることを禁止する。
このような運転支援装置１によれば、旋回量が下限値を超えてから対象範囲を移動させるので、旋回量が小さいときには運転者の視線方向を撮像装置にて補完し、運転者の視線方向が大きく変化すると予想される際に、運転者の視線方向とは反対側を撮像装置にて補完するよう設定することができる。

さらに、上記運転支援装置１において制御部１０は、旋回量に基づいて自車両の運転者による視認可能範囲を推定し、対象範囲と視認可能範囲との重複量が予め設定された目標量以上となるように対象範囲を設定する。

このような運転支援装置１によれば、対象範囲と視認可能範囲との重複量（重複する割合）が目標量以上となるようにするので、対象範囲と視認可能範囲との間において、対象範囲にも視認可能範囲にもならない不感範囲が設けられることを抑制することができる。

また、上記運転支援装置１において制御部１０は、旋回量が増加するにつれて対象範囲を旋回方向の外側に移動させる移動量を増加させる。
このような運転支援装置１によれば、旋回量に応じて適切な目標率に設定することができる。

さらに、上記運転支援装置１において制御部１０は、自車両における舵角、ヨーレート、横方向の加速度、車速の少なくとも何れか表す車両状態量を用いて旋回量を演算する。
このような運転支援装置１によれば、既存の車両において検出可能な車両状態量を用いて旋回量を求めるので、簡素な構成で旋回量を演算することができる。

また、上記運転支援装置１において制御部１０は、予め設定された時間後の自車両の予想位置および自車両の現在値を結ぶ直線と、自車両の正面方向への直線とのなす角の大きさによって旋回量を設定する。

すなわち、自車両の運転者は、未来の自車両の位置（予想位置）に応じて視線を変化させる傾向があるため、視線の位置を正確に予測するために上記のような構成にしている。このような運転支援装置１によれば、予想位置の方向に従って旋回量を演算するので、運転者の視線の位置に応じた旋回量を得ることができる。

さらに、上記運転支援装置１において制御部１０は、車速が小さくなるにつれて判定時間が大きくなるよう設定する。
このような運転支援装置１によれば、車速が小さいときに演算される旋回量が運転者の視線方向よりも小さくなる傾向を改善することができる。

［第２実施形態］
次に、別形態の運転支援装置２について説明する。本実施形態（第２実施形態）では、第１実施形態の運転支援装置１と異なる箇所のみを詳述し、第１実施形態の運転支援装置１と同様の箇所については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施形態の運転支援装置１では、自車両の旋回中または旋回が予想される際に、カメラ２２による撮像範囲を移動させるよう構成したが、本実施形態（第２実施形態）の運転支援装置２では、撮像画像において画像処理を行う処理範囲を移動させる。

詳細には、本実施形態の運転支援装置２では、図７に示すように、第１実施形態の運転支援装置１に備えられていたカメラ駆動部２３が不要となる。そして、範囲設定処理においては、図８に示す範囲設定処理を実施する。

すなわち、本実施形態の範囲設定処理においては、第１実施形態の範囲設定処理におけるＳ１７０〜Ｓ１９０の処理に換えて、Ｓ３１０〜Ｓ３３０の処理を実施する。具体的には、図８に示すように、車両状態が旋回状態または旋回予測状態である場合において、Ｓ１６０の処理が終了すると、画像処理範囲を「外側」に設定する（Ｓ３１０）。一方、車両状態が直進状態である場合には（Ｓ１４０：ＮＯ）、画像処理範囲を「標準」に設定する。

ここで、画像処理範囲とは、運転支援部２７が取得したカメラ２２による撮像画像から物体を認識するときの処理範囲を示す。この画像処理範囲は、例えば図９に示すように、自車両の正面における領域αを前述の「標準」としての領域とし、領域αよりも旋回方向の外側の領域を含む領域βを前述の「外側」としての領域とする。

なお、領域αおよび領域βは、重点的に処理を行う領域とし、領域αおよび領域β以外の領域（他の領域）について画像処理を行うよう設定してもよい。この場合、重点的に処理を行う領域とは、他の領域よりも処理時間や処理プロセスを多く設定する領域とし、処理の精度を高める領域を示す。

このような運転支援装置２においても、旋回量が下限値を超えてから対象範囲を移動させるので、旋回量が小さいときには運転者の視線方向を撮像装置にて補完し、運転者の視線方向が大きく変化すると予想される際に、運転者の視線方向とは反対側を撮像装置にて補完するよう設定することができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

例えば、上記実施形態において、旋回方向θ１、カメラ軸調整量θ２は上記に例示した以外に任意に設定することができる。例えば、旋回方向θ１は舵角だけから求めることもできる。また、カメラ軸調整量θ２は、旋回方向θ１と同じだけ旋回方向の反対側に設定する等、簡素な構成とすることもできる。

さらに、運転者視界θ３は旋回方向θ１と対応する必要はなく、例えば運転者の眼球の向きを検出し、この眼球の向きから推定されてもよい。
［実施形態の構成と本発明の手段との対応関係］
上記実施形態において運転支援装置１，２は本発明でいう対象範囲設定装置に相当する。また、上記実施形態において制御部１０が実施する処理のうちのＳ１５０の処理は、本発明でいう旋回情報取得手段、旋回量演算手段、および判定時間設定手段に相当し、Ｓ１７０の処理は本発明でいう禁止手段に相当する。

さらに、上記実施形態におけるＳ１７０、Ｓ１９０の処理は本発明でいう対象範囲移動手段に相当する。

１，２…運転支援装置、１０…制御部、１１…ＣＰＵ、１２…メモリ、２１…各種センサ、２２…カメラ、２３…カメラ駆動部、２６…表示部、２７…運転支援部。

Claims (10)

1. 自車両に搭載され、自車両の周囲を撮像する撮像装置による撮像範囲、または前記撮像装置による撮像画像において画像処理を行う処理範囲、を表す対象範囲を設定する対象範囲設定装置（１）であって、
   自車両の現在の旋回度合い、または近い将来における旋回度合いを表す旋回量を取得する旋回情報取得手段（Ｓ１５０）と、
   前記旋回量に応じて前記対象範囲を前記旋回方向の外側に移動させる対象範囲移動手段（Ｓ１７０、Ｓ１９０）と、
   を備えたことを特徴とする対象範囲設定装置。
2. 請求項１に記載の対象範囲設定装置において、
   前記旋回量が予め設定された下限値未満である場合、前記対象範囲を旋回方向の外側に移動させることを禁止する禁止手段（Ｓ１７０）、を備えたこと
   を特徴とする対象範囲設定装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の対象範囲設定装置において、
   前記対象範囲移動手段は、前記旋回量に基づいて自車両の運転者による視認可能範囲を推定し、前記対象範囲と前記視認可能範囲との重複量が予め設定された目標量以上となるように前記対象範囲を設定すること
   を特徴とする対象範囲設定装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の対象範囲設定装置において
   前記対象範囲移動手段は、前記旋回量が増加するにつれて前記対象範囲を前記旋回方向の外側に移動させる移動量を増加させること
   を備えたことを特徴とする対象範囲設定装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の対象範囲設定装置において、
   自車両における舵角、ヨーレート、横方向の加速度、車速の少なくとも何れかを表す車両状態量を用いて前記旋回量を演算する旋回量演算手段（Ｓ１５０）、
   を備えたこと
6. 請求項５に記載の対象範囲設定装置において、
   前記旋回量演算手段は、前記車両状態量を用いて予想される予め設定された判定時間後の自車両の予想位置および自車両の現在値を結ぶ直線と、自車両の正面方向への直線とのなす角の大きさによって前記旋回量を設定すること
   を特徴とする対象範囲設定装置。
7. 請求項６に記載の対象範囲設定装置において、
   前記車速が小さくなるにつれて前記判定時間が大きくなるよう設定する判定時間設定手段（Ｓ１５０）、
   を備えたことを特徴とする対象範囲設定装置。
8. 請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の対象範囲設定装置において、
   前記対象範囲移動手段は、前記旋回量に応じて、前記対象範囲として前記撮像範囲を前記旋回方向の外側に移動させること
   を特徴とする対象範囲設定装置。
9. 請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の対象範囲設定装置において、
   前記対象範囲移動手段は、前記旋回量に応じて、前記対象範囲として前記処理範囲を前記旋回方向の外側に移動させること
   を特徴とする対象範囲設定装置。
10. コンピュータを、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の対象範囲設定装置を構成する各手段として機能させるための対象範囲設定プログラム。

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