JP2021005820A - Outside recognition device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外界を撮像する撮像素子を備えた外界認識装置に係り、特に撮像素子の故障検知に関する。 The present invention relates to an outside world recognition device provided with an image pickup element that images the outside world, and particularly relates to failure detection of the image pickup element.
車両制御装置には、ある機能、部品が故障した場合に生じる事象を回避する安全機構が必要になる。車両制御装置には、外界を認識するセンサと、センサによって得た信号を処理して情報を得る認識系マイコンと、その情報をもとに他の車両制御装置と通信して、制御指令を送る制御系マイコンの2種類を備えるものがある。車両制御手段を持った外界認識装置の故障による事象の例として、撮像素子の故障によって異常な画像データが出力された場合に、車両制御を誤り、意図しない急制動が発生する場合がある。この解決策として、外界認識装置が起動する際に、特定のデータを撮像素子に送り、期待通りのデータが戻ってくるがどうかを判別することによって、故障を検知する方法がある。 The vehicle control device needs a safety mechanism that avoids an event that occurs when a certain function or part fails. The vehicle control device sends a control command by communicating with a sensor that recognizes the outside world, a recognition system microcomputer that processes a signal obtained by the sensor to obtain information, and another vehicle control device based on the information. Some have two types of control microcomputers. As an example of an event caused by a failure of an external world recognition device having a vehicle control means, when abnormal image data is output due to a failure of an image sensor, the vehicle control may be mistaken and unintended sudden braking may occur. As a solution to this, there is a method of detecting a failure by sending specific data to the image sensor when the external world recognition device is activated and determining whether or not the expected data is returned.
上記方法を、外界認識装置が起動した後に行う場合、一度外界認識の機能を止めた後に、特定のデータを送らなければ、診断することができない。車両制御する場合には、起動後に外界認識の機能を止めることはできないため、車両が動いている時の外界認識装置の故障を検出することができない。 When the above method is performed after the external world recognition device is activated, diagnosis cannot be performed unless the external world recognition function is stopped and specific data is sent. In the case of vehicle control, since the external world recognition function cannot be stopped after activation, it is not possible to detect a failure of the external world recognition device when the vehicle is moving.
外界認識装置が起動後に故障検出を行う場合、撮像素子の故障を判断できない場合がある。撮像素子の故障としては、画像データを出力できなくなる、または、撮像素子から出力された画像データ(複数のビット)を伝送する複数の信号線(以下、画像データ線)のいずれかが異物によってGNDと短絡しLowレベルに固着することが考えられる。一方、前方が確認できないほど外界が暗い場合も、撮像素子から出力される画像データを構成する複数のビットのうち上位側の1または複数のビット(以下、上位側ビット)を伝送する画像データ線がLowレベルに固着する。そのため、画像データの上位側ビットを伝送する画像データ線がLowレベルに固着した場合、それが撮像素子の故障に起因するものか外界が暗闇であることに起因するものか区別がつかない。よって、画像データの上位側ビットを伝送する画像データ線がLowレベルで固着した場合、外界認識装置が正常か故障かを判別することができない。 When the external world recognition device detects a failure after it is activated, it may not be possible to determine the failure of the image sensor. As a failure of the image sensor, image data cannot be output, or one of a plurality of signal lines (hereinafter, image data lines) for transmitting image data (multiple bits) output from the image sensor is GND due to a foreign substance. It is conceivable that it will short-circuit and stick to the Low level. On the other hand, even when the outside world is so dark that the front cannot be confirmed, an image data line that transmits one or more bits on the upper side (hereinafter, higher side bits) among the plurality of bits constituting the image data output from the image sensor. Sticks to the Low level. Therefore, when the image data line that transmits the upper bit of the image data is fixed at the Low level, it is indistinguishable whether it is due to a failure of the image sensor or due to the darkness of the outside world. Therefore, when the image data line that transmits the upper bit of the image data is fixed at the Low level, it is not possible to determine whether the external world recognition device is normal or defective.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外界の撮像中に撮像素子の故障を検出できると共に、外界が暗闇である場合に撮像素子の故障を誤検出することを防止できる外界認識装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to be able to detect a failure of an image sensor during imaging of the outside world and to erroneously detect a failure of the image sensor when the outside world is dark. The purpose is to provide an outside world recognition device that can prevent the above.
上記目的を達成するために、本発明は、外界を撮像する画素からの電圧信号を複数のビットからなるビット列に変換して出力する複数の撮像素子と、前記複数の撮像素子から出力されるビット列に基づいて前記外界の画像を形成する第1のコントローラとを備えた外界認識装置において、前記第1のコントローラは、前記複数の撮像素子のうちの少なくとも1つの撮像素子が出力するビット列のうち最上位ビットから数えて1つまたは複数のビットからなる上位側ビットが所定時間Lowレベルに固着しなかった場合に、前記複数の撮像素子から出力されるビット列に基づいて前記複数の撮像素子の故障判定を実行し、前記複数の撮像素子の全ての上位側ビットが前記所定時間Lowレベルに固着した場合に、前記複数の撮像素子の故障判定を実行しないものとする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of image pickup elements that convert a voltage signal from a pixel that images the outside world into a bit string consisting of a plurality of bits and outputs the image sensor, and a bit string that is output from the plurality of image pickup devices. In an external world recognition device including a first controller that forms an image of the external world based on the above, the first controller is the most of the bit strings output by at least one of the plurality of image pickup elements. Failure determination of the plurality of image pickup devices based on the bit strings output from the plurality of image pickup elements when the upper bit consisting of one or a plurality of upper bits is not fixed to the Low level for a predetermined time. Is executed, and when all the upper bits of the plurality of image pickup elements are fixed to the Low level for the predetermined time, the failure determination of the plurality of image pickup elements is not executed.
以上のように構成した本発明によれば、複数の撮像素子のうちの少なくとも1つの撮像素子の上位側ビットが所定時間Lowレベルに固着しなかった場合(外界が暗闇でない場合)に、複数の撮像素子から出力されるビット列に基づいて複数の撮像素子の故障判定が実行され、複数の撮像素子の全ての上位側ビットが前記所定時間Lowレベルに固着した場合(外界が暗闇である場合)に、複数の撮像素子の故障判定が実行されない。これにより、外界の撮像中に撮像素子の故障を検出できると共に、外界が暗闇である場合に撮像素子の故障を誤検出することを防止できる。 According to the present invention configured as described above, when the upper bit of at least one of the plurality of image pickup devices is not fixed to the Low level for a predetermined time (when the outside world is not dark), a plurality of image pickup devices are configured. When the failure determination of a plurality of image pickup elements is executed based on the bit strings output from the image pickup elements, and all the upper bits of the plurality of image pickup elements are fixed to the Low level for the predetermined time (when the outside world is dark). , Failure determination of multiple image sensors is not executed. As a result, it is possible to detect a failure of the image sensor during imaging of the outside world, and it is possible to prevent erroneous detection of a failure of the image sensor when the outside world is dark.
発明に係る外界認識装置によれば、外界の撮像中に撮像素子の故障を検出できると共に、外界が暗闇である場合に撮像素子の故障を誤検出することを防止できる。 According to the external world recognition device according to the present invention, it is possible to detect a failure of the image sensor during imaging of the outside world, and it is possible to prevent erroneous detection of a failure of the image sensor when the outside world is dark.
以下、本発明の実施の形態に係る車両制御装置としてステレオカメラを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。 Hereinafter, a stereo camera will be taken as an example of the vehicle control device according to the embodiment of the present invention, and will be described with reference to the drawings. In each figure, the same members are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate.
図1は、本実施の形態に係るステレオカメラの全体概略構成図であり、図2は、本実施の形態に係るステレオカメラの概略回路構成図である。 FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a stereo camera according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic circuit configuration diagram of the stereo camera according to the present embodiment.
図1、図2に示すように、本発明の実施の形態に係るステレオカメラ101は、外界情報を取得する撮像素子102,103と、撮像素子102,103から画像データ線201,202を介して受信した12ビットD0〜D11からなる画像データを処理して、人や車などの立体物や車線情報を出力する認識系マイコン104と、認識系マイコン104から出力された情報をもとに車両制御指令を生成し、出力する制御系マイコン105とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施の形態では、認識系マイコン104は、撮像素子102,103から出力される画像データを伝送する画像データ線201,202のそれぞれが一定時間閾値電圧を越えなかった場合に固着と判定する固着判定部203,204と、固着判定部203,204の判定結果をもとに撮像素子102,103の故障を判定する故障判定部205と、外部からの入力によって認識系マイコン104をリセットするリセット部206とを備える。
In the present embodiment, the
制御系マイコン105は、故障判定部205からの故障判定をもとに、他の車両制御装置に故障を通知する故障通知部207と、認識系マイコン104のリセット信号を出力するリセット信号出力部208を備える。
The
次に、どのように故障を検知するかについて説明する。撮像素子102,103の故障としては、画像データを出力できなくなる、または、撮像素子102,103から出力された画像データ(複数のビット)を伝送する画像データ線201,202のいずれかが異物によってGNDと短絡しLowレベルに固着することが考えられる。
Next, how to detect a failure will be described. As a failure of the
一方、前方が確認できないほど外界が暗い場合も、撮像素子102,103から出力される画像データを構成する複数のビットD0〜D11のうち上位側の1または複数のビット(以下、上位側ビット)を伝送する画像データ線がLowレベルに固着する。例えば、本実施の形態では、撮像素子102,103から出力される画像データを構成する複数のビットD0〜D11のうち、上位側の2ビットD10,D11がLowレベルに固着するものとする。
On the other hand, even when the outside world is so dark that the front cannot be confirmed, one or a plurality of upper bits (hereinafter, upper bits) among the plurality of bits D0 to D11 constituting the image data output from the
そのため、一方の撮像素子から出力される画像データの上位側ビットD11,D10を伝送する画像データ線がLowレベルに固着した場合、それが前記一方の撮像素子の故障に起因するものか外界が暗闇であることに起因するものか区別がつかない。しかし、複数の撮像素子102,103が同時に故障することは考えにくく、一方の撮像素子が故障することによって複数の撮像素子102,103の上位側ビットを伝送する画像データ線が同時にLowレベルに固着することは通常あり得ない。
Therefore, when the image data line transmitting the upper bits D11 and D10 of the image data output from one of the image sensors is fixed at the Low level, it is due to the failure of the one image sensor or the outside world is dark. It is indistinguishable whether it is due to the fact that. However, it is unlikely that a plurality of
そこで、本実施の形態では、撮像素子102,103のどちらか一方の画像データ線のみがLowレベルに固着した場合は、故障判定部205は画像データ線がLowレベルに固着した方の撮像素子を故障と判定し、撮像素子102,103の双方の画像データ線がLowレベルに固着した場合は、故障判定部205は外界が暗闇であると判定し、撮像素子102,103の故障判定を行わないこととする。本実施の形態では、ステレオカメラ101を動作させた状態での画像データを基に故障判定を行っているので、車両が動いている時に撮像素子102,103の故障を検知することが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, when only one of the image data lines of the
図3は、ステレオカメラ101の故障判定に関わる動作を示すフローチャートである。以下、各ステップを順に説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation related to failure determination of the
まず、ステップS1において、認識系マイコン104の固着判定部203は、撮像素子102の上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着しているか否かを判定し、判定結果を故障判定部205へ出力する。
First, in step S1, the
ステップS1でYES(撮像素子102の上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着している)と判定された場合は、認識系マイコン104の固着判定部204は、撮像素子103の上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着しているか否かを判定し、判定結果を認識系マイコン104の故障判定部205へ出力する(ステップS2)。
If YES (the upper bits D11 and D10 of the
ステップS2でYES(撮像素子103の上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着している)と判定された場合は、故障判定部205は、外界が暗闇であると判定し、判定結果を制御系マイコン105の故障通知部207へ出力する(ステップS3)。
If YES (the upper bits D11 and D10 of the
ステップS3に続き、故障通知部207は、他の車両制御装置がステレオカメラ101からの車両制御の指令を実行しないように、他の車両制御装置にステレオカメラ101の機能停止を通知し(ステップS4)、ステップS1に戻る。
Following step S3, the
ステップS1でNO(撮像素子102の上位側ビットD11,D10のいずれかが所定時間Lowレベルに固着していない)と判定された場合は、故障判定部205は、外界が暗闇でないと判定し、判定結果を故障通知部207へ出力する(ステップS6)。
If it is determined in step S1 that NO (one of the upper bits D11 and D10 of the
ステップS6に続き、故障通知部207は、他の車両制御装置がステレオカメラ101の機能を利用できるように、他の車両制御装置にステレオカメラ101の機能停止の通知を解除する(ステップS7)。
Following step S6, the
ステップS7に続き、固着判定部203は、撮像素子102のビットD11〜D0のいずれかが所定時間Lowレベルに固着しているか否かを判定する(ステップS8)。
Following step S7, the sticking
ステップS8でYES(撮像素子102のビットD11〜D0のいずれかが所定時間Lowレベルに固着している)と判定された場合は、故障判定部205は、撮像素子102を故障と判定し、判定結果を故障通知部207へ出力する(ステップS9)。
If it is determined in step S8 that YES (one of the bits D11 to D0 of the
ステップS9に続き、故障通知部207は、撮像素子102の故障を制御系マイコン105のリセット信号出力部208および他の車両制御装置に通知する(ステップS10)。
Following step S9, the
ステップS10に続き、リセット信号出力部208は、認識系マイコン104のリセット部206へリセット信号を出力し、認識系マイコン104を停止させ(ステップS11)、処理を終了する。認識系マイコン104を停止させることで、認識系マイコン104から誤った認識結果が出力されることを防止できる。仮に、故障から復帰し画像データが出力されたとしても、一度故障した撮像素子からの画像データで処理を行わないように、認識系マイコン104は復帰させず、故障通知はそのまま保持する。この状態がステレオカメラ101をシャットダウンするまで続く。
Following step S10, the reset
ステップS8でNO(撮像素子102のビットD11〜D0のいずれも所定時間Lowレベルに固着していない)と判定された場合は、固着判定部204は、撮像素子103のビットD11〜D0のいずれかが所定時間Lowレベルに固着しているか否かを判定し、判定結果を故障判定部205へ出力する(ステップS12)。
When it is determined in step S8 that NO (neither of the bits D11 to D0 of the
ステップS12でYES(撮像素子103のビットD11〜D0のいずれかが所定時間Lowレベルに固着している)と判定された場合は、故障判定部205は、撮像素子103を故障と判定し、判定結果を故障通知部207へ出力する(ステップS13)。
If it is determined in step S12 that YES (one of the bits D11 to D0 of the
ステップS13に続き、故障通知部207は、撮像素子103の故障をリセット信号出力部208および他の車両制御装置に通知し(ステップS14)、ステップS11へ進む。
Following step S13, the
本実施の形態では、外界を撮像する画素からの電圧信号を複数のビットからなるビット列に変換して出力する複数の撮像素子102,103と、複数の撮像素子102,103から出力されるビット列に基づいて前記外界の画像を形成する第1のコントローラ104とを備えた外界認識装置101において、第1のコントローラ104は、複数の撮像素子102,103のうちの少なくとも1つの撮像素子が出力するビット列のうち最上位ビットD11から数えて1つまたは複数のビットからなる上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着しなかった場合に、複数の撮像素子102,103から出力されるビット列D0〜D11に基づいて複数の撮像素子102,103の故障判定S8,S12を実行し、複数の撮像素子102,103の全ての上位側ビットD11,D10が前記所定時間Lowレベルに固着した場合に、複数の撮像素子102,103の故障判定S8,S12を実行しない。
In the present embodiment, the voltage signals from the pixels that image the outside world are converted into a bit string composed of a plurality of bits and output to the plurality of
以上のように構成した本実施の形態によれば、複数の撮像素子102,103のうちの少なくとも1つの撮像素子の上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着しなかった場合(外界が暗闇でない場合)に、複数の撮像素子102,103から出力されるビット列D0〜D11に基づいて複数の撮像素子102,103の故障判定S8,S12が実行され、複数の撮像素子102,103の全ての上位側ビットD11,D10が前記所定時間Lowレベルに固着した場合(外界が暗闇である場合)に、複数の撮像素子102,103の故障判定S8,S12が実行されない。これにより、外界の撮像中に撮像素子102,103の故障を検出できると共に、外界が暗闇である場合に撮像素子102,103の故障を誤検出することを防止できる。なお、本実施の形態では、上位側ビットを2ビットで構成したが、上位側ビットは外界が暗闇の場合に確実にLowレベルに固着するビットであれば良く、最上位ビットD11の1ビットのみ、または最上位ビットD11を含む連続する3ビット以上で構成しても良い。
According to the present embodiment configured as described above, when the upper bits D11 and D10 of at least one of the plurality of
また、第1のコントローラ104は、複数の撮像素子102,103の全ての上位ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着した場合に、外界が暗闇であると判定する。これにより、画像データ線201,202のいずれかがLowレベルに固着した場合に、それが故障によるものか外界が暗闇であることによるものかを識別することが可能となる。
Further, the
また、本実施の形態に係る外界認識装置101は、第2のコントローラ105を備え、第2のコントローラ105は、第1のコントローラ104が一の撮像素子を故障と判定した場合に、第1のコントローラ104をリセットし、第1のコントローラ104が外界を暗闇と判定した場合に、第1のコントローラ104をリセットしない。これにより、外界が暗闇であって撮像素子102,103の故障判定が行われない場合に、第1のコントローラ104の動作を継続させ、撮像素子102,103のいずれかが故障と判定された場合に、第1のコントローラ104を停止させることができる。
Further, the external
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々の変形例や応用例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 Although the examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and includes various modifications and applications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the described configurations.
101…ステレオカメラ(外界認識装置)、102,103…撮像素子、104…認識系マイコン(第1のコントローラ)、105…制御系マイコン(第2のコントローラ)、201,202…画像データ線、203,204…固着判定部、205…故障判定部、206…リセット部、207…故障通知部、208…リセット信号出力部、D0〜D9…ビット、D10,D11…ビット(上位側ビット)。 101 ... Stereo camera (external world recognition device), 102, 103 ... Image sensor, 104 ... Recognition system microcomputer (first controller), 105 ... Control system microcomputer (second controller), 201, 202 ... Image data line, 203 , 204 ... Sticking determination unit, 205 ... Failure determination unit, 206 ... Reset unit, 207 ... Failure notification unit, 208 ... Reset signal output unit, D0 to D9 ... Bits, D10, D11 ... Bits (upper bit).
Claims (3)
前記複数の撮像素子から出力されるビット列に基づいて前記外界の画像を形成する第1のコントローラとを備えた外界認識装置において、
前記第1のコントローラは、
前記複数の撮像素子のうちの少なくとも1つの撮像素子が出力するビット列のうち最上位ビットから数えて1つまたは複数のビットからなる上位側ビットが所定時間Lowレベルに固着しなかった場合に、前記複数の撮像素子から出力されるビット列に基づいて前記複数の撮像素子の故障判定を実行し、
前記複数の撮像素子の全ての上位側ビットが前記所定時間Lowレベルに固着した場合に、前記複数の撮像素子の故障判定を実行しない
ことを特徴とする外界認識装置。 Multiple image sensors that convert voltage signals from pixels that image the outside world into bit strings consisting of multiple bits and output them.
In an external world recognition device including a first controller that forms an image of the external world based on bit strings output from the plurality of image pickup elements.
The first controller is
When the upper bit consisting of one or more bits counting from the most significant bit in the bit string output by at least one of the plurality of image pickup elements is not fixed to the Low level for a predetermined time, the above-mentioned The failure determination of the plurality of image sensors is executed based on the bit strings output from the plurality of image sensors.
An external world recognition device, characterized in that failure determination of the plurality of image pickup elements is not executed when all the upper bits of the plurality of image pickup elements are fixed to the Low level for a predetermined time.
前記第1のコントローラは、前記複数の撮像素子の全ての上位側ビットが所定時間Lowレベルに固着した場合に、前記外界が暗闇であると判定する
ことを特徴とする外界認識装置。 In the external world recognition device according to claim 1,
The first controller is an external world recognition device, characterized in that, when all the upper bits of the plurality of image pickup elements are fixed to the Low level for a predetermined time, the outside world is determined to be dark.
第2のコントローラを備え、
前記第2のコントローラは、
前記第1のコントローラが前記複数の撮像素子のいずれかを故障と判定した場合に、前記第1のコントローラをリセットし、
前記第1のコントローラが前記外界を暗闇と判定した場合に、前記第1のコントローラをリセットしない
ことを特徴とする外界認識装置。 In the external world recognition device according to claim 2,
Equipped with a second controller
The second controller is
When the first controller determines that any of the plurality of image pickup elements is a failure, the first controller is reset.
An outside world recognition device, characterized in that, when the first controller determines that the outside world is dark, the first controller is not reset.
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