JP2016043756A - 駐車支援装置及び駐車枠の横線検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、駐車枠後端の横白線を精度よく検出する駐車支援装置及び駐車枠の横線検出方法を提案することを目的としている。
【解決手段】このため、撮像手段と横線検出手段とを備えた駐車支援装置において、車両移動検出手段と、車両の移動に伴って横線が画像上で移動したことを含む横線判定手段とを備える。また、駐車支援装置において、バックランプから出射される光に起因する縞が車体横方向になるように設定して、横線検出手段は横線の輝度がしきい値よりも大きい場合に横線と判定し、しきい値は縞の輝度よりも大きい値であるとともに、駐車枠の横線の中で最も薄い横線の輝度と縞の輝度とを加算した輝度よりも小さい値である。更に、予め設定された条件を満たす場合に駐車枠の横線であると判定する駐車枠の横線検出方法であって、車両の移動に伴って画像上で横線の移動が検出されたことを条件として含む。
【選択図】図１

Description

この発明は駐車支援装置及び駐車枠の横線検出方法に係り、特に駐車枠後端の横白線の検出精度の向上を図る駐車支援装置及び駐車枠の横線検出方法に関するものである。

車両に搭載されるバックカメラを用いて、車両の後方画像を俯瞰画像（車両を真上から見た画像）に切り換え、後ろ向き駐車を支援する技術がある。
例えば、駐車支援装置としては、駐車枠へ後進する車両に対し、駐車枠の適切な位置で後方画像を俯瞰画像に切り換える機能を提案している（図３、図４参照。）。
また、後述の特許文献１に開示される駐車枠の横線検出方法及び駐車支援装置では、駐車枠後端の横白線を白線と路面の輝度差から検出し、車両と横白線との距離に基づき後方画像から俯瞰画像へ自動で切り換える方法を提案している。
このとき、適切な位置で車両の後方画像を俯瞰画像へ切り換えるためには、駐車枠後端を精度良く検出することが重要となる。

特開２０１２−０３５７２３号公報

ところで、従来の特許文献１に開示される駐車枠の横線検出方法及び駐車支援装置では、駐車枠後端の横白線を白線と路面の輝度差から検出し、車両と横白線との距離に基づき後方画像から俯瞰画像へ自動で切り換える方法を提案していた。
しかしながら、特許文献１に開示されるものは、夜間に後ろ向き駐車をする際に、車両によってはバックランプのリフレクタやレンズにより、路面に横白線状の配光縞（単に「縞」ともいう。）が描かれることとなってしまい、この配光縞を駐車枠後端の横白線と誤検知する場合があり、本来の横白線が所定の位置（例えば、車両後端から１．６ｍ近傍）に接近していないにも関わらず俯瞰画像に切り換わるという不都合がある。

本来、駐車枠後端の横白線は、白線と路面の輝度差が所定のしきい値を超えると検出されるものであるが、配光縞の明暗の輝度差がしきい値を超える場合には、上述の問題が発生してしまう。
この問題を回避する単純な対処法としては、横白線検出のしきい値を配光縞の輝度差より大きい値に設定する方法があるが、これでは配光縞により俯瞰する誤動作を抑えることはできても、「配光縞より薄い実際の横白線を検出できない」という不都合がある。

この発明は、駐車枠後端の横白線を精度よく検出する駐車支援装置及び駐車枠の横線検出方法を提案することを目的とする。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、車両の後方を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像上で横線を検出する横線検出手段とを備えた駐車支援装置において、車両の移動を検出する車両移動検出手段と、駐車枠の横線であるか否かという判定条件に、少なくとも、前記車両移動検出手段により検出された車両の移動に伴って、前記横線検出手段により検出された横線が画像上で移動したことを含む横線判定手段とを備えることを特徴とする。
また、車両の後方を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像上で横線を検出する横線検出手段とを備えた駐車支援装置において、バックランプから出射される光に起因する縞が車体横方向になるように設定して、前記横線検出手段は、横線の輝度が予め設定されたしきい値よりも大きい場合に横線と判定し、前記しきい値は、バックランプから出射される光に起因する縞の輝度よりも大きい値であるとともに、検出するように設定された駐車枠の横線の中で最も薄い横線の輝度と前記縞の輝度とを加算した輝度よりも小さい値であることを特徴とする。
更に、予め設定された条件を満たす場合に駐車枠の横線であると判定する駐車枠の横線検出方法であって、車両の移動に伴って、画像上で横線の移動が検出されたことを条件として含むことを特徴とする。

この発明によれば、駐車枠後端の横線を精度よく検出することができる。バックランプのリフレクタやレンズを介して出射される光に、縞として認識される輝度ムラが含まれていても、駐車枠後端の横線を検出することができる。

図１は駐車支援装置及び駐車枠の横線検出方法の制御用フローチャートである。（実施例１） 図２は駐車支援装置のシステム図である。（実施例１） 図３は駐車支援装置の後方画像から俯瞰画像へ自動で切り換える機能を示す図である。（実施例１） 図４は駐車支援装置の後方画像から俯瞰画像までの画像遷移を示す図である。（実施例１） 図５は配光縞による誤検知を抑える方法を示す図である。（実施例１） 図６は駐車支援装置の制御用フローチャートである。（実施例２） 図７は駐車支援装置のシステム図である。（実施例２） 図８は配光縞と横白線の位置による輝度分布の違いを示す図である。（実施例２） 図９は配光縞の影響抑制と薄い横白線検知を両立するしきい値の範囲を示す図である。（実施例２）

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図５はこの発明の実施例１を示すものである。
図２において、１は車両に搭載される駐車支援装置である。
この駐車支援装置１は、車両の後方を撮像する撮像手段２と、この撮像手段２により撮像された画像上で横線を検出する横線検出手段３とを備えている。
そして、前記駐車支援装置１は、図２に示す如く、入力側に、前記撮像手段２と、シフトレバー（図示せず）のシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段４と、車速を検出する車速検出手段５と、ステアリング（図示せず）の操作状態を検出するステアリング操作検出手段６とを備えている。
また、上述した入力側の各手段２、４〜６からの検出信号などを入力する前記駐車支援装置１は、制御部７を有している。
この駐車支援装置１の制御部７は、前記横線検出手段３と、車両の移動を検出する車両移動検出手段８と、駐車枠の横線であるか否かという判定条件に、少なくとも、前記車両移動検出手段８により検出された車両の移動に伴って、前記横線検出手段３により検出された横線が画像上で移動したことを含む横線判定手段９とを備えている。
詳述すれば、この横線判定手段９は、前記駐車支援装置１の動作中に車両と同じ動きをする白線候補（画像上は動かない配光縞等）を検出対象から除外するものである。
追記すれば、前記駐車支援装置１の駐車枠の横線検出方法おいて、予め設定された条件を満たす場合に駐車枠の横線であると判定する駐車枠の横線検出方法を実現するものであって、車両の移動に伴って、画像上で横線の移動が検出されたことを条件として含んでいるものである。
これにより、駐車枠後端の横線を精度よく検出することができる。
また、バックランプのリフレクタやレンズを介して出射される光に、縞として認識される輝度ムラが含まれていても、駐車枠後端の横線を検出することができる。

また、前記駐車支援装置１は、前記撮像手段２により撮像した後方画像を俯瞰画像に変換する画像変換手段１０と、画像を表示する表示手段１１と、駐車枠の横線と車両との距離に基づいて、前記表示手段１１に表示する画像を俯瞰画像に切り換える表示切換制御手段１２とを備えている。
つまり、前記駐車支援装置１において、制御部７は、図２に示す如く、前記画像変換手段１０と、表示切換制御手段１２とを備えている。
また、前記駐車支援装置１は、出力側に、前記表示手段１１を備えている。
これにより、俯瞰画像表示の誤切り換えを抑制することができる。

追記すれば、この実施例１においては、前記駐車支援装置１の動作中に車両と同じ動きをする白線候補（画像上は動かない配光縞等）を検出対象から除外する機能を実現するものである。
ここで、具体的に説明すると、夜間にバックランプが路面を明るく照らすようになると、バックランプのレンズカットにより、路面に明暗のムラ、縞が描かれることとなる。
このとき、図３に示すように、車両の後方画像を自動で俯瞰画像に切り換わる機能は、横白線が車両後端からの距離が、例えば１．６ｍ付近に近づいたタイミングで作動する。
つまり、車両が後進して駐車枠へ接近し、予想軌跡が表示された状態から、図３（ａ）のように駐車枠と平行な状態となり、図３（ｂ）のように車両が駐車枠内へ侵入した際に後方画像が仮想視点からの俯瞰画像に自動的に切り換えられる。
このときの画像遷移は、図４（ａ）に示す車両が駐車枠に入っていない状態から、図４（ｂ）に示す如く、車両が後進して車両後端が駐車枠に入った状態となり、その後に図４（ｃ）に示す如く、車両が車両後端からの距離が、例えば１．６ｍの位置に到達した状態で自動的に後方画像を俯瞰画像に切り換えている。
そのため、図４（ａ）〜（ｃ）に示す如く、この縞、ムラが車両後端からの距離が、例えば１．６ｍ内に相当する位置に映った場合、明暗のコントラストの大きさによって、予め定めたしきい値を超え、前記画像変換手段１０によって後方画像から俯瞰画像への切り換えが行われる。
そこで、
（１）「配光縞は車両の移動とともに移動することはない」
（２）「俯瞰画像への切り換えは、横白線が車両後端からの距離が、例えば１．６ｍ近傍にさしかかった時に動作」
という特徴と条件を利用し、以下のような判断を加える。
つまり、前記駐車支援装置１は、
「車両後端からの距離が、例えば１．６ｍ近傍に映るパターンに注目し、このエリアで横白線状のパターンが検出され、それが車両の移動にも関わらず画像上で移動しない場合には、当該パターンは路面に描かれた白線ではない。」
と判断するものである。
このような判断を加えることにより、当該白線とその位置を俯瞰画像への切り換え判断に使用しないという選択が可能となり、誤検知による誤動作を抑制できる。
図５（ａ）に配光縞が誤検知による俯瞰画像への切り換えを誘発し易いシーンを示し、図５（ｂ）には配光縞によってできる偽の横白線候補の発生を監視するエリアとを示す。

次に、図１の前記駐車支援装置１及び駐車枠の横線検出方法の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。

この駐車支援装置１及び駐車枠の横線検出方法の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、撮像した画像を記録する処理（１０２）に移行する。
この処理（１０２）においては、前記撮像手段２によって車両の後方を撮像した後に、撮像した画像を前記駐車支援装置１が記録している。
上述の撮像した画像を記録する処理（１０２）の後には、横線検出の処理（１０３）に移行する。
この処理（１０３）においては、前記横線検出手段３が前記撮像手段２により撮像されて記録された画像上で横線を検出している。
そして、横線検出の処理（１０３）の後には、監視エリアに横線有りか否かの判断（１０４）に移行する。
この判断（１０４）においては、前記横線検出手段３によって、車両後端からの距離が、例えば１．６ｍ付近までを確認し、この距離内における横線の有無を判断している。
監視エリアに横線有りか否かの判断（１０４）において、この判断（１０４）がＮＯの場合には、後述する前記駐車支援装置１及び駐車枠の横線検出方法の制御用プログラムのリターン（１１２）に移行する。
上述の監視エリアに横線有りか否かの判断（１０４）がＹＥＳの場合には、車両移動検出の処理（１０５）に移行する。
この処理（１０５）においては、前記駐車支援装置１の制御部７に前記シフトレンジ検出手段４や車速検出手段５、ステアリング操作検出手段６などからの各種検出信号を入力し、前記車両移動検出手段８によって車両の移動状態を検出している。
また、車両移動検出の処理（１０５）の後には、車両移動有りか否かの判断（１０６）に移行する。
この判断（１０６）においては、前記駐車支援装置１の制御部７に入力される前記シフトレンジ検出手段４や車速検出手段５、ステアリング操作検出手段６などからの各種検出信号に基づいて、前記車両移動検出手段８によって、車両が移動しているか否かを判断している。
車両移動有りか否かの判断（１０６）において、この判断（１０６）がＮＯの場合には、前記駐車支援装置１及び駐車枠の横線検出方法の制御用プログラムのリターン（１１２）に移行する。
上述の車両移動有りか否かの判断（１０６）がＹＥＳの場合には、車両移動に伴い横線移動か否かの判断（１０７）に移行する。
この判断（１０７）においては、前記車両移動検出手段８により検出された車両の移動に伴って、前記横線検出手段３により検出された横線が画像上で移動しているか否かを前記横線判定手段９によって判断している。
車両移動に伴い横線移動か否かの判断（１０７）において、この判断（１０７）がＮＯの場合には、車両の移動に伴って、横線が画像上で移動していないため、駐車枠の横線ではないと判定する処理（１０８）に移行し、その後に、前記駐車支援装置１及び駐車枠の横線検出方法の制御用プログラムのリターン（１１２）に移行する。
また、車両移動に伴い横線移動か否かの判断（１０７）がＹＥＳの場合には、車両の移動に伴って、横線が画像上で移動しているため、駐車枠の横線であると判定する処理（１０９）に移行する。
この駐車枠の横線であると判定する処理（１０９）の後には、俯瞰画像に変換する処理（１１０）に移行する。
この処理（１１０）においては、前記撮像手段２により撮像した後方画像を前記画像変換手段１０によって俯瞰画像に変換している。
そして、俯瞰画像に変換する処理（１１０）の後には、俯瞰画像に表示切換する処理（１１１）に移行する。
この処理（１１１）においては、前記表示切換制御手段１２によって、前記表示手段１１に表示される画像を、後方画像から俯瞰画像に切り換えている。
俯瞰画像に表示切換する処理（１１１）の後には、前記駐車支援装置１及び駐車枠の横線検出方法の制御用プログラムのリターン（１１２）に移行する。

図６〜図９はこの発明の実施例２を示すものである。
この実施例２において、上述実施例１のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。

この実施例２の特徴とするところは、図７の駐車支援装置２１において、横線検出手段２２に横線の輝度が予め設定されたしきい値よりも大きい場合に横線と判定する機能を付加した点にある。

すなわち、前記駐車支援装置２１は、車両の後方を撮像する撮像手段２と、この撮像手段２により撮像された画像上で横線を検出する横線検出手段２２とを備えている。
また、前記駐車支援装置２１は、図７に示す如く、入力側に前記撮像手段２を備える一方、この入力側の撮像手段２から検出信号を入力する制御部２３を有している。
この駐車支援装置２１の制御部２３は、前記横線検出手段２２を備えている。

そして、横線検出手段２２は、バックランプから出射される光に起因する縞が車体横方向になるように設定され、横線の輝度が予め設定されたしきい値よりも大きい場合に横線と判定する。
このとき、しきい値は、バックランプから出射される光に起因する縞の輝度よりも大きい値であるとともに、検出するように設定された駐車枠の横線の中で最も薄い横線の輝度と前記縞の輝度とを加算した輝度よりも小さい値とする。
これにより、駐車枠後端の横線を精度よく検出することができる。
また、バックランプのリフレクタやレンズを介して出射される光に、縞として認識される輝度ムラが含まれていても、駐車枠後端の横線を検出することができる。
更に、バックランプから出射される光に起因する縞の輝度よりも駐車枠の横線の輝度が小さい場合であっても、駐車枠の横線を検出することができる。

また、前記駐車支援装置２１は、前記撮像手段２により撮像した後方画像を俯瞰画像に変換する画像変換手段１０と、画像を表示する表示手段１１と、駐車枠の横線と車両との距離に基づいて、前記表示手段１１に表示する画像を俯瞰画像に切り換える表示切換制御手段１２とを備えている。
つまり、前記駐車支援装置２１において、制御部２３は、図７に示す如く、前記画像変換手段１０と、表示切換制御手段１２とを備えている。
また、前記駐車支援装置１は、出力側に、前記表示手段１１を備えている。
これにより、俯瞰画像表示の誤切り換えを抑制することができる。

追記すれば、この実施例２においては、車両後端からの距離が、例えば１．６ｍ後方の路面に配光縞の明るいところが横一線になるようにバックランプの光学系を設計する一方、横白線検出の輝度のしきい値は、検出したい薄い横白線と配光縞とが重なってできる輝度差より小さく、かつ、配光縞の輝度差より大きい値に設定するものである。
ここで、具体的に説明すると、図８に１．６ｍ近傍に配光縞を投影した時の画像とその時の輝度を示す。
路面は輝度が小さく、白線部は輝度が大きい。
配光縞はその中間である。
このとき、図８（ａ）に、横白線と配光縞とが重ならない場合の輝度分布を示し、図８（ｂ）には、横白線と配光縞とが重なる場合の輝度分布を示す。
この図８（ａ）及び（ｂ）においては、輝度のしきい値を設定することで、範囲内に示すような配光縞そのものを検知しない動作を実現することができる。
このとき、しきい値は、配光縞の輝度では検知されないような水準とする。
こうすることで、配光縞の影響を抑制できる。
しかし、配光縞と同程度の薄い横白線を検知できなくなる問題が残る。
そこで、検知したい横白線のうち最も薄いものの輝度をあらかじめ測定し、輝度のしきい値は、
配光縞の輝度 ＜ 輝度のしきい値 ＜ 配光縞の輝度＋薄い横白線の輝度
の範囲に設定する。
こうすることで、薄い横白線が配光縞に重なった時点で検知することが可能になり、従来方法では検知できなかった、配光縞よりも薄い横白線も確実に検知することができる。
図９には、上述の輝度としきい値の関係をまとめて開示した。
追記すれば、図９（ａ）及び（ｂ）に示す如く、配光縞の輝度や配光縞の輝度＋薄い横白線の輝度、そして、明瞭な横白線の輝度は、
配光縞の輝度 ＜ 配光縞の輝度＋薄い横白線の輝度 ＜ 明瞭な横白線の輝度
の関係となっている。
このため、配光縞の輝度と配光縞の輝度＋薄い横白線の輝度との間に輝度のしきい値を設定することで、配光縞の誤認識抑制と薄い横白線の検知とを両立させることが可能である。

次に、図６の前記駐車支援装置２１の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。

この駐車支援装置２１の制御用プログラムがスタート（２０１）すると、撮像した画像を記録する処理（２０２）に移行する。
この処理（２０２）においては、前記撮像手段２によって車両の後方を撮像した後に、撮像した画像を前記駐車支援装置２１が記録している。
上述の撮像した画像を記録する処理（２０２）の後には、駐車枠の横線検出の処理（２０３）に移行する。
この処理（２０３）においては、前記横線検出手段２２が前記撮像手段２により撮像されて記録された画像上で横線を検出している。
そして、駐車枠の横線検出の処理（２０３）の後には、駐車枠の横線有りか否かの判断（２０４）に移行する。
この判断（２０４）においては、バックランプから出射される光に起因する縞が車体横方向になるように設定されているため、横線の輝度が予め設定されたしきい値よりも大きい場合に、前記横線検出手段２２によって横線と判定している。
なお、このときのしきい値は、バックランプから出射される光に起因する縞の輝度よりも大きい値とするとともに、検出するように設定された駐車枠の横線の中で最も薄い横線の輝度と前記縞の輝度とを加算した輝度よりも小さい値としている。
駐車枠の横線有りか否かの判断（２０４）において、この判断（２０４）がＮＯの場合には、後述する前記駐車支援装置２１の制御用プログラムのリターン（２０７）に移行する。
上述の駐車枠の横線有りか否かの判断（２０４）がＹＥＳの場合には、俯瞰画像に変換する処理（２０５）に移行する。
この処理（２０５）においては、前記撮像手段２により撮像した後方画像を前記画像変換手段１０によって俯瞰画像に変換している。
そして、俯瞰画像に変換する処理（２０５）の後には、俯瞰画像に表示切換する処理（２０６）に移行する。
この処理（２０６）においては、前記表示切換制御手段１２によって、前記表示手段１１に表示される画像を、後方画像から俯瞰画像に切り換えている。
俯瞰画像に表示切換する処理（２０６）の後には、前記駐車支援装置２１の制御用プログラムのリターン（２０７）に移行する。

なお、この発明は上述実施例１及び２に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。

例えば、この発明の実施例２においては、横線検出手段２２によって横線を判定する際に、横線の輝度が予め設定されたしきい値よりも大きいか否かを判断する構成としたが、しきい値の設定を明暗の輝度差によって増減するように変化させる特別構成とすることも可能である。
すなわち、配光縞が作る明るい部分の輝度のしきい値は、絶対値ではなく明暗の輝度差をとるのが望ましい。
このため、セレクトレバーを「Ｒ」レンジにシフトしたタイミングで配光縞の明暗の輝度差をバックカメラの画像から計測して置くロジックを組み込み、明るさの条件に対するロバスト性を向上する方法との併用を図るものである。

更に、配光縞が描かれる部分をマスクして横白線検知の対象エリアとしない、という特別構成とすることも可能である。
なお、このような特別構成とした際には、配光縞の影響を抑える効能は高いものであるが、本来の横白線も検知しないこととなってしまうため、俯瞰画像に切り換える距離を、「車両後端から１．６ｍ近傍」ではない数値に変更するという、改善が必要である。

更にまた、バックランプの灯体表面に、光を拡散するシートを貼付して配光縞の影響を抑える特別構成とすることも可能である。
なお、バックランプの路面に対する配光量を減少させてしまうので、路面の照度は低くなってしまうため、この点の改善は必要である。

１ 駐車支援装置
２ 撮像手段
３ 横線検出手段
４ シフトレンジ検出手段
５ 車速検出手段
６ ステアリング操作検出手段
７ 制御部
８ 車両移動検出手段
９ 横線判定手段
１０ 画像変換手段
１１ 表示手段
１２ 表示切換制御手段

Claims (4)

1. 車両の後方を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像上で横線を検出する横線検出手段とを備えた駐車支援装置において、車両の移動を検出する車両移動検出手段と、駐車枠の横線であるか否かという判定条件に、少なくとも、前記車両移動検出手段により検出された車両の移動に伴って、前記横線検出手段により検出された横線が画像上で移動したことを含む横線判定手段とを備えることを特徴とする駐車支援装置。
2. 車両の後方を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像上で横線を検出する横線検出手段とを備えた駐車支援装置において、バックランプから出射される光に起因する縞が車体横方向になるように設定して、前記横線検出手段は、横線の輝度が予め設定されたしきい値よりも大きい場合に横線と判定し、前記しきい値は、バックランプから出射される光に起因する縞の輝度よりも大きい値であるとともに、検出するように設定された駐車枠の横線の中で最も薄い横線の輝度と前記縞の輝度とを加算した輝度よりも小さい値であることを特徴とする駐車支援装置。
3. 前記撮像手段により撮像した後方画像を俯瞰画像に変換する画像変換手段と、画像を表示する表示手段と、駐車枠の横線と車両との距離に基づいて、前記表示手段に表示する画像を俯瞰画像に切り換える表示切換制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駐車支援装置。
4. 予め設定された条件を満たす場合に駐車枠の横線であると判定する駐車枠の横線検出方法であって、車両の移動に伴って、画像上で横線の移動が検出されたことを条件として含むことを特徴とする駐車枠の横線検出方法。