JP3227776B2 - 車両の撮像装置 - Google Patents

車両の撮像装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両の撮像装置に関し、
特に車両の前方又は後方の路面状態をTVカメラによっ
て監視するための車両の撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1は従来より用いられている一般的な
撮像装置をブロック図で示したものであり、図示のよう
にカメラ装置1と画像処理部2と表示部3とで構成され
ており、更にカメラ装置1はレンズ11と該レンズ11
の出力光を開閉制御する絞り12と該絞り12からの出
力光を電気信号に変換して画像処理部2に与える撮像素
子13とで構成され、この内の絞り12は画像処理部2
によって制御されるようになっている。
【0003】このような撮像装置における画像処理部2
の制御フローが図6に示されており、画像処理部2では
撮像素子13から得られる映像信号出力のピーク値又は
平均値vを算出し(ステップT1)、このvが基準値B
1より小さいか否かを判定し(ステップT2)、v<1
のときにはレンズ11への光入力が小さいと判断して絞
り12を開くように制御し(ステップT3)、vが基準
値B1より大きいときには更に該基準値B1より大きい
基準値B2と比較し(ステップT4)、v>2のときに
はレンズ11への光入力は大き過ぎると判断して絞り1
2を閉じるように制御し(ステッブT5)、v<B2の
ときにはvが基準値B1とB2との間の適切な光入力レ
ベル状態に在ると判断して絞り12をそのままにする
(ステップT6)。
【0004】このようにしてカメラ装置1からの映像信
号のピーク値又は平均値が一定の範囲内に収まるように
絞り12を制御している。
【0005】しがしながら、このような撮像装置の場合
には画面全体の明るさに対応して絞り制御行っているた
め、画面内から所定の被写体を抽出する画像処理におい
ては該被写体に対する絞り状態が適切でなく、場合によ
っては該被写体が抽出不可能となることがある。
【0006】そこで、特開平1−194768号公報に
おいては、予め所定の被写体の輝度レベルとこれよりも
やや高い輝度レベルとを設定し、これら二つの輝度レベ
ルに対応する領域数の差から撮像状態を判断して該被写
体に対する絞り制御を行っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような特開平1ー
194768号公報においては、撮像装置として通常の
如く人が見る画像を目的としているため、所定の被写体
は画面の中心に位置することを前提としており、このよ
うな撮像装置を車両に搭載して車両前方又は後方の路面
状態、例えば路面の両側に位置する白線を監視・検出し
て、これに対応した絞り制御を行うようなことが出来な
いという問題点があった。
【0008】従って本発明は、所定の被写体が画面のど
のような位置に在っても好ましい絞り制御を行うことの
出来る車両の撮像装置を実現することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る車両の撮像装置では、車両前方又は後
方を撮影すると共に絞り開閉機構を有するカメラ装置
と、該カメラ装置から得られた画像において水平走査す
ることにより路面上の予め分かっている所定の被写体の
画像レベルが連続する実際の画素数を抽出して該被写体
の理論上の画素数と比較し、その大小関係に応じて該カ
メラ装置の絞りを開閉制御する画像処理部と、を備えて
いる。
【0010】
【作用】本発明に係る車両の撮像装置においては、カメ
ラ装置から得られた画像に対して画像処理部が例えば周
知の2値化処理等を施し、この処理結果に基づいて車両
が進行する路面上の予め形状等が分かっている所定の被
写体を抽出するため、水平走査により該被写体の画像レ
ベル(例えば白線の場合には白レベル)が連続する実際
の画素数を抽出する。
【0011】このような所定画像レベルの連続する画素
数で抽出された被写体は真の被写体であるかどうかは分
からないので、画像処理部は被写体の理論上の画素数を
求め、この理論上の画素数と実際に抽出した画素数とを
比較し、その大小関係に高じてカメラ装置の絞りを開閉
制御する。
【0012】即ち、理論上の画素数よりも実際に抽出し
た画素数の方が大きい時には画面が明る過ぎるときであ
り、この様な場合には絞りを閉じ、又逆に理論上の画素
数の方が実際の画素数よりも大きい時には画面が暗過ぎ
ると言うことになるので絞りを開く様に制御するもので
ある。
【0013】この様にして本発明では車両の前方又は後
方における例えば白線などの走行路の両側、即ち画面の
両側に位置する被写体に対して最適な絞り制御を行うこ
とが出来る。
【0014】
【実施例】本発明に係る車両の撮像装置の構成は、図1
に示した従来の撮像装置の構成と同様の構成を用いるこ
とが出来るが、そのうち画像処理部2については図2及
び図3に示す制御アルゴリズムを用いる点で異なってい
る。
【0015】従って、本発明に係る車両の撮像装置の実
施例の説明を図2及び図3を参照して以下に説明する。
尚、図2と図3とを組み合わせることにより一つの制御
アルゴリズムを形成している。
【0016】まず図2において、例えば、カメラ装置1
の真下から10m離れた地点における白線の画素数を求
めるには、図4に示すような道路上線の座標の計算法を
用いて10m先の地点に対応する画面上の座標bをY
〔i〕として算出する(ステップS1)。
【0017】即ち、図4(1)に示すように、車両に搭
載されたカメラ装置1の視野角βを24.7°としたと
き、このカメラ装置1の真下からy〔m〕の地点におけ
るカメラ画像におけるカメラ中心線からの縦座標b
はその縦座標bまでの角度をαとした時に、次の式で表
される。
【0018】
【数1】
【0019】また、この時のカメラ装置1の真下からの
距離yは上記の角度αを用いると次の式のように求めら
れる。
【0020】
【数2】
【0021】従って、y=10mとし、カメラ装置1の
高さを1.2mとして上記の式(2)に代入する事により
tanαが求まり、これを式(1) に代入することにより
縦座標bを求めることが出来る。
【0022】図2に戻り、画像処理部2は次に2値化処
理を行う(ステップS2)。尚、この2値化処理は、周
知の技術であるので詳細はここでは省くこととする。
【0023】そして、ステップS3及びステップS4に
おいてパラメータiとカウンタ値C R 及びCL を0に初
期化しておく。
【0024】次に、ステップS1で算出したy〔i〕
(即ち、画面の縦座標b)の位置において中央から画面
の右側へ向かって連続するハイレベル(白レベル)の画
素数W R を求める(ステップS5)。この白レベルは路
面上の被写体としての白線の画像レベルに対応するもの
である。
【0025】この様子が図5(1)に示されており、こ
の実施例で利用する画面は水平512×垂直483=凡
そ25万画素数の分解能を持ったものであり、その中心
点Oから垂直の座標位置bにおいて中心点Oより右方向
に水平走査することにより白レベルが連続する画素数W
R を求めることが出来る。
【0026】そして、この様にして求めた画素数WR
理論上の画素数xi と比較する(ステップS6)。
【0027】この場合の理論的な画素数xi をどの様に
して求めるかを図4(2)により説明すると、カメラ装
置1の水平方向の視野角は32.9°であり、これに基
づいてカメラ装置1からy〔m〕先の被写体については
水平方向に撮影可能な最大幅Wを求める事が出来る。こ
の幅Wは画面上における画像の全幅に対応すため、これ
を水平方向の画素数512(図4(1)参照)で割るこ
とにより画面上のy=10mに相当する地点での画面縦
座標bにおける水平方向の1画素数が実際の距離の何メ
ートルに対応するかを決定することができ、このことか
らカメラ装置1から10mの地点における所定の白線の
幅(15cm)が何画素数であるかを理論的に求める事が
出来る。
【0028】この様にして求めた理論上の画素数xi
実際に求めた白ベレルが連続する画素数WR より小さい
ときには中央からの画素数が255.5(=511/
2)を越えたか否かを判定し(ステップS7)、25
5.5を越えていないときには(ステップS5)に戻っ
て同じステップを繰り返すが、中央からの画素数が25
5.5を越えた時には画面の右端まで操作が終わったと
してこの時には、画面が暗すぎる場合で有るので画像処
理部2に内蔵したカウンタCR (図示せず)を1だけデ
クリメントし(ステップS8)、ステップS11に進
む。
【0029】一方、ステップS6において実際の白ベレ
ルが連続する画素数WR が理論上の画素数xi より大き
いことが分かった時には、今度はステップS9において
この実際の画素数WR が理論上の画素数xi +d(dは
余裕量)よりも小さいか否かを判定し、WR <xi +d
の時にはステップS11に進むが、そうでない時には画
面が明る過ぎる事になるのでカウンタCR を“1”だけ
インクリメントし(ステップS10)、ステップS11
に進む。
【0030】この後に実行されるステップS11からス
テップS16までは、上記のステップS5からステップ
S10までの各ステップに対応するものであり、これら
のステップでは画面の中央から左側へ向かって同様の判
定処理を行うこととなる。
【0031】そして、ステップS17ではパラメータi
を“1”だけインクリメントし、ステップS18におい
てサンプル点の数DATAを越えたかどうかを判定し、
このサンプル点の数DATAを越えていない時には上記
のステップS5〜S17を繰り返すが、このサンプル点
の数DATAを越えたことが分かった時にはステップS
19に進む。
【0032】また、上記のステップS17及びS18の
イメージが図5(2)に示されており、図5(1)に示
す画面縦座標bを図示のように四つに分けて変化させた
場合には同図(2)に示すようになり、これらの場合に
はサンプル点数DATAは「4」であり、i=1〜4と
なる間、白レベルの実際の画素数WR 及びWL は図示の
ようにWR1〜WR4及びWL1〜WL4が求められることとな
る。
【0033】図2のステップS18から図3に示すステ
ップS19に進むと、カウンタCR並びにCL が共に絞
りを開くためのカウンタ閾値CO を越えたか否かを判定
し、両方のカウンタCR 及びCL が共にカウンタ閾値C
O を越えている時には図1に示した絞り12を開き(ス
テップS20)、カウンタ閾値CO を少なくともいずれ
かのカウンタCR ,CL が下回ったときには今度はステ
ップS21において絞りを閉じるためのカウンタ閾値C
C と比較し、カウンタCR 及びCL が共に絞りを閉じる
ためカウンタ閾値CC を下回ったことが分かった時には
絞りを閉じ(ステップS22)、そうでないときには正
常な光入力であるとして絞り12をそのままにする(ス
テップS23)。
【0034】尚、ステップS19及びS21で用いるカ
ウンタ閾値CO 及びCC は色々な明るさの路面において
処理を行った結果、カウンタCR ,CL の値がどの程度
になるかを求め、その値から絞りを閉じるべき場合の閾
値CC と絞りを開けるべき場合の閾値CO とを実験によ
り求めたものである。また、絞り12については単純に
開くか閉じるかの制御を行うものである。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車両
の撮像装置によれば、車両前方又は後方を撮影するカメ
ラ装置から得られた画像において水平走査することによ
り路面上の予め分かっている所定の被写体の画像レベル
が連続する実際の画素数を抽出して該被写体の理論上の
画素数と比較し、その大小関係に応じて該カメラ装置の
絞りを開閉制御するように構成したので、日照条件や照
明条件が時々刻々変化しても、また、車両の進行方向や
路面の影等の抽出面の変化が変化しても画面上のどの様
な位置に有る被写体に対しても最適な絞り制御を行うこ
とが出来る。
【0036】この結果、路面上の白線等の走行のガイド
を行うと共に、かかる白線を外れた走行が行われた様な
場合には警報を発する装置に適応する事も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明及び従来技術に用いる撮像装置を概略的
に示したブロック図である。
【図2】本発明に係る車両の撮像装置における画像処理
部で実行される制御プログラムを示したフローチャート
図(その1)である。
【図3】本発明に係る車両の撮像装置に用いる画像処理
部で実行される制御プログラムのフローチャート図(そ
の2)である。
【図4】本発明に係る車両の撮像装置で被写体を撮影し
たときにその被写体が画面上でどの様な座標で示される
かを計算するための図である。
【図5】本発明に係る車両の撮像装置において被写体を
道路上の白線としたときの本発明の抽出処理を説明する
ための図である。
【図6】従来例における画像処理部の制御アルゴリズム
を説明するためのフローチャート図である。
【符号の説明】
1 カメラ装置 2 画像処理部 11 レンズ 12 絞り 13 撮像装置 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/225 - 5/247 H04N 7/18 B60R 21/00 - 21/00 630 G05D 1/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両前方又は後方を撮影すると共に絞り
    開閉機構を有するカメラ装置と、該カメラ装置から得ら
    れた画像において水平走査することにより路面上の予め
    分かっている所定の被写体の画像レベルが連続する実際
    の画素数を抽出して該被写体の理論上の画素数と比較
    し、その大小関係に応じて該カメラ装置の絞りを開閉制
    御する画像処理部と、を備えたことを特徴とする車両の
    撮像装置。
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