JP3649327B2 - Stereo exterior monitoring system with fail-safe function - Google Patents

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JP3649327B2
JP3649327B2 JP2002052067A JP2002052067A JP3649327B2 JP 3649327 B2 JP3649327 B2 JP 3649327B2 JP 2002052067 A JP2002052067 A JP 2002052067A JP 2002052067 A JP2002052067 A JP 2002052067A JP 3649327 B2 JP3649327 B2 JP 3649327B2
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至 瀬田
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Fuji Jukogyo KK
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステレオカメラにより撮像された画像対に異常が生じた場合に、フェールセーフを行うステレオ式車外監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、CCD等の固体撮像素子を内蔵した車載カメラを用いたステレオ式車外監視装置が注目されている。この装置は、左右のカメラ(ステレオカメラ)により撮像された画像対から、ある対象物の位置的なズレ、すなわち視差を求め、三角測量の原理を用いて、その対象物までの距離(距離情報)を算出する。そして、算出された距離に基づいて、走行環境(例えば、車外の対象物と自車輌との間の距離等)を認識し、必要に応じて、ドライバーに注意を喚起したり、シフトダウン等の車輌制御を行うものである。
【0003】
このようなステレオ式の車外監視装置を実用化するにあたっては、装置の安全動作を保証するために、フェールセーフ機能を設ける必要がある。この類の装置で検出すべきフェールの一つとして、ステレオカメラにより撮像された画像対(ステレオ画像)の明るさに関して、外因によるアンバランスが生じているような状況が挙げられる。すなわち、ステレオ法による距離の算出や前方の立体物の認識等に関する精度を確保するため、本来、左右画像の明るさはバランスが取れた状態、すなわち、画像対の全体的な輝度がほぼ同じなるような状態に設定されている。そのため、何かの外因により画像対の明るさのバランスがずれると、正常な車外監視を行うことができない。このような異常状態が生じる外因としては、例えば、ステレオカメラを構成する一方のカメラの視野が目隠しされてしまった場合がある。また、一方のカメラの光学系(特にレンズ)が汚れている場合や曇っている場合においても生じ得る。さらに、フロントガラスを介して前方の景色を撮像する場合、フロントガラスの部分的な汚れや曇り、さらには、雨滴による乱反射等においても生じることがある。ステレオ式車外監視装置の安全性を高い次元で確保するという観点でいえば、左右の画像対に関して、明るさのアンバランスが生じているような状況では、監視制御を一時的に中断させるフェールセーフ機能を働かせる必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ステレオ式車外監視装置の実用化において不可欠なフェールセーフ機能が確立されておらず、装置の安全性を高い次元で確保するための課題が残されていた。
【0005】
そこで、本発明の目的は、ステレオ画像に関して、明るさのアンバランスが生じ、適切にステレオ処理を行うことができないような状況が生じた場合、それを正確に検出することにより、確実なフェールセーフを行い得るステレオ式車外監視装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明は、フェールと判定された場合にフェールセーフを行うステレオ式車外監視装置において、車外の景色を撮像することにより、一対の撮像画像を得るステレオ撮像手段と、ステレオ撮像手段により撮像された一方の画像領域内に設定された第1の監視領域の全体的な輝度の大きさと、ステレオ撮像手段により撮像された他方の画像領域内に設定された第2の監視領域の全体的な輝度の大きさとを求める算出手段と、第1の監視領域における輝度の大きさと第2の監視領域における輝度の大きさとが異なる場合に、フェールと判定する判定手段とを有している。そして、他方の画像領域における第2の監視領域は、一方の画像領域における第1の監視領域と位置的に対応して設定されている。
【0007】
ここで、他方の画像領域における第2の監視領域の位置は、一方の画像領域における第1の監視領域の位置に対して、ステレオマッチングの方向にオフセットしていることが好ましい。これにより、第1および第2の監視領域に映し出される景色がほぼ同一になるので、正常な状態における両者の全体的な輝度は、ほぼ同じ大きさになる。
【0008】
また、第1の監視領域および第2の監視領域のそれぞれを、複数の監視領域で構成してもよい。すなわち、第1の監視領域は、一方の画像領域において異なる位置に設定されている。また、第2の監視領域は、他方の画像領域において異なる位置に設定され、それぞれが第1の監視領域を構成する監視領域と位置的に対応した複数の監視領域で構成されている。この場合、各監視領域のオフセット量が異なることが好ましい。これにより、各監視領域内に映し出される可能性が高い立体物の視差に応じて、各監視領域のオフセット量を決定できるため、正常な状態における両者の全体的な輝度の大きさに関する同一性を高めることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、本実施例にかかるステレオ式車外監視装置のブロック図である。CCD等のイメージセンサを内蔵した一対のカメラ1,2は、自動車等の車両の車幅方向において所定の間隔で、ルームミラーの近傍に取り付けられており、フロントガラスを介して車両前方の景色を撮像する。車輌の進行方向に向かって右側に配置されたメインカメラ1は、ステレオ処理を行う際に必要な基準画像(右画像)を撮像し、左側に配置されたサブカメラ2は、この処理における比較画像(左画像)を撮像する。互いの同期している状態において、カメラ1,2から出力された各アナログ画像は、A/Dコンバータ3,4により、所定の輝度階調(例えば、256階調のグレースケール)のデジタル画像に変換される。デジタル化された画像は、画像補正部5において、輝度の補正や画像の幾何学的な変換等が行われる。通常、一対のカメラ1,2の取付位置は、程度の差こそあれ誤差があるため、それに起因したずれが左右の画像に存在している。このずれを補正するために、アフィン変換等を用いて、画像の回転や平行移動等の幾何学的な変換が行われる。このようにして補正された基準画像および比較画像は、元画像メモリ8に格納される。
【0010】
一方、ステレオ画像処理部6は、画像補正部5により補正された基準画像および比較画像から、画像中に映し出されたある対象物の三次元位置(自車両から対象物までの距離を含む)を算出する。この距離は、左右画像における同一対象物の位置に関する相対的なズレ(視差)から、三角測量の原理に基づき算出することができる。このようにして算出された画像の距離情報は、距離データメモリ7に格納される。
【0011】
マイコン9は、元画像メモリ8および距離データメモリ7に格納された各情報に基づき、車両前方の道路状態等を認識したり(道路認識部10)、車両前方の立体物(走行車)等を認識する(立体物認識部11)。そして、処理部13は、これらの認識部10,11からの情報から警報が必要と判定された場合、モニタやスピーカー等の警報装置19によりドライバーに対して注意を促したり、或いは、必要に応じて、各種制御部14〜18を制御する。例えば、AT(自動変速機)制御部14に対して、シフトダウンを実行する旨を指示する。また、エンジン制御部18に対してエンジン出力を低下する旨指示してもよい。その他にも、アンチロックブレーキシステム(ABS)制御部15、トラクションコントロールシステム(TCS)制御部16、或いは、各車輪のトルク配分や回転数を制御する車輌挙動制御部17に対して、適切な車輌制御を指示することも可能である。
【0012】
さらに、フェール判定部12は、元画像メモリ8に記憶された元画像情報に基づいて、後述するルーチンに従ってフェール判定を行う。フェールと判定されている期間、すなわち、後述するフェール判定ルーチンによりフェールフラグNGが1にセットされている期間は、道路や立体物の誤認識にともなう装置の誤動作等を防ぐために、上述した車輌制御等が一時的に中断される。
【0013】
図2は、明るさアンバランスによるフェール判定ルーチンを示したフローチャートである。このフローチャートは、所定の制御周期(例えば100ms)ごとに繰り返し実行される。このルーチンにより、フェールフラグNGが1にセットされた場合、フェール判定部12は、処理部13に対してその旨を指示し、処理部13は本車外監視装置のフェールセーフを実行する。
【0014】
まず、ステップ1において、ステレオ画像対(基準画像および比較画像)の輝度状態を調べるために、監視領域内の各画素の輝度値が読み出される(ステップ1)。図3は、ステレオ画像対の画像領域中に設定された監視領域を説明するための図である。基準画像である右画像は、一例として、200×512画素(縦横)のサイズを有しており、その上領域、中領域、および下領域に、監視領域R1,R2,R3がそれぞれ設定されている。一方、比較画像である左画像は、一例として、200×640画素(縦横)のサイズを有しており、その上領域、中領域、および下領域に、監視領域R4,R5,R6がそれぞれ設定されている。ここで、画像の横方向に関して、右画像よりも左画像の方が画素数が多く設定されている理由は、ステレオマッチングを考慮しているからである。ステレオ法は、基準画像中のある対象物とマッチングする対象物を、比較画像を探索し、両画像におけるその対象物の視差(ステレオマッチング方向のオフセット量)から、対象物の三次元的な距離を求める手法である。カメラから対象物までの距離が小さいほど、ステレオマッチング方向のオフセット量が大きくなる。したがって、右画像の右端に位置した対象物の距離を算出するために、左画像の右端をステレオマッチングの方向に拡張しておく必要がある。
【0015】
監視領域R1,R2,R3は、左画像中の監視領域R4,R5,R6と「位置的に対応」している。本明細書において、「位置的に対応」とは、左右の監視領域が完全に同じ位置に設定されている場合はもとより、ステレオマッチングを考慮して、位置的に若干オフセットして設定されている場合も含むという広い意味で用いている。このオフセット量は、それぞれの監視領域内に一般的に存在するであろう対象物の視差の傾向を考慮して決定することが好ましい。例えば、車両の前方を監視する車外監視において、画像領域の上側に設定された監視領域R1,R4には、通常、空(無限遠)や比較的遠方の立体物(例えばビル等)が映し出される傾向がある。したがって、この領域内において算出される視差は、比較的小さくなる傾向にある。そこで、画像上部に映し出される立体物等の距離の傾向を考慮して、監視領域R1,R4に関するオフセット量は小さめに設定しておく。例えば、図3のように、監視領域R1に対して監視領域R4をステレオマッチング方向に15画素分だけオフセットさせている。また、画像領域の中側に設定された監視領域R2,R5には、通常、前方を走行中の車等が映し出される傾向があるため、この領域内における視差は中程度になる傾向にある。したがって、このような画像中部に映し出される風景の傾向を考慮して、監視領域R2,R5に関するオフセット量は中程度に設定しておく。これに関する実験結果から、30〜40m程度の距離を想定することが好ましい。一例として、図3のように、監視領域R2に対して監視領域R5をステレオマッチング方向に25画素分だけオフセットさせている。さらに、画像領域の下側に設定された監視領域R3,R6には、通常、道路等の地表が映し出される傾向があるため、この領域内における視差は比較的大きくなる傾向にある。したがって、このような画像下部に映し出される景色の傾向を考慮して、監視領域R3,R6に関するオフセット量は比較的大きめに設定しておく。例えば、図3のように、監視領域R3に対して監視領域R6をステレオマッチング方向に30画素分だけオフセットさせている。このようにして、各領域内に映し出される景色の距離的な傾向を考慮して、各監視領域をステレオマッチング方向にオフセットさせている。それにより、位置的に対応した左右の監視領域対が、同一の対象物を映し出すようにできるため、正常な撮像状況では、各監視領域対はほぼ同じ輝度状態となる。
【0016】
ステップ1に続くステップ2において、第1の監視領域の輝度の大きさと第2の監視領域の輝度の大きさとが算出される。すなわち、右画像領域内の第1の監視領域R1,R2,R3内に存在する各画素の輝度値の平均値A1を求める。同様に、左画像領域内の第2の監視領域R4,R5,R6内に存在する各画素の輝度値の平均値A2を求める。なお、監視領域内に存在するすべての画素の輝度値の平均値を求めてもよいが、それに伴う演算量の増大を避けるために、本実施例では、その領域内に均一に分散するような画素をサンプルとして輝度平均値A1,A2を算出している。一例として、縦方向については4画素ごと、横方向については8画素ごとにサンプルを抽出し、それらの平均値を、監視領域全体における輝度の大きさとしている。
【0017】
そして、ステップ3において、第1の監視領域の輝度平均値A1と第2の監視領域の輝度平均値A2との差(絶対値)が、所定の判定値以上であるか否かが判断される(ステップ3)。上述したように、左右の監視領域内には、ほぼ同一の景色が映し出されている。したがって、左右の画像の明るさのバランスがとれている正常な状況では、左右の監視領域の輝度平均値A1,A2は、ほぼ等しくなる。したがって、正常な状況では、このステップで否定判定されるため、フェールフラグNGが0にセットされる(ステップ4)。これにより、車外監視に関する通常の制御が継続される。これに対して、外乱によって明るさのアンバランスが生じた異常な状況では、このステップにおいて肯定判定され、フェールフラグNGが1にセットされる(ステップ5)。これにより、通常の監視制御を一時的に停止するフェールセーフが実行される。
【0018】
なお、実際の制御においては、車外監視の信頼性を確保するために、NGフラグの切り換えは所定のサイクル分だけ継続した場合に行うようにすることが好ましい。例えば、フェールフラグNGを0から1にセットする場合、ステップ3における肯定判定が5サイクル(0.5秒)継続した場合に変更する。また、フェールフラグNGを1から0にセットする場合、ステップ3における否定判定が20サイクル(2.0秒)継続した場合に変更する。
【0019】
このように、本実施例にかかるフェール判定では、左右の画像に関する明るさのバランスが取れているか否かをリアルタイムでモニタリングしている。そして、このバランスが取れていない場合にフェールと判定している。これにより、例えば、一方のカメラだけが目隠しされてしまい正常画像を得られないような状況が生じたとしても、明るさのバランスをモニタリングすることにより、それを的確に検出することができる。また、一方のカメラのレンズやフロントガラス等の部分的な汚れや曇り、或いは、雨滴による乱反射等によって、正常画像を得られないような状況においても同様である。その結果、これらの外因による異常画像が生じた場合であっても、それに的確に対応したフェールセーフを行えるため、ステレオ式車外監視装置の安全性を高い次元で確保することができる。
【0020】
また、本実施例では、画像全体を参照するのではなく、その一部分の画像データに基づいてフェール判定を行っている。したがって、フェール検出をリアルタイムで行い得るほどに少ない演算量で、フェール判定を行うことができる。
【0021】
さらに、各監視領域の設定に関して、その領域内における視差の傾向を考慮して、左右の監視領域のオフセット量を決定しているので、フェール判定の精度を一層向上させることができるという効果もある。
【0022】
【発明の効果】
このように、本発明では、左右の画像の明るさのバランスがとれずステレオ処理に適さないような状況が発生した場合、それに的確に応答したフェールセーフを行うことができるため、ステレオ式車外監視装置の安全性をより高い次元で確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例にかかるステレオ式車外監視装置のブロック図
【図2】明るさアンバランスによるフェール判定ルーチンを示したフローチャート
【図3】ステレオ画像に設定された監視領域を説明するための図
【符号の説明】
1 メインカメラ
2 サブカメラ
3,4 A/Dコンバータ
5 画像補正部
6 ステレオ画像処理部
7 距離画像メモリ
8 元画像メモリ
9 マイコン
10 道路認識部
11 立体物認識部
12 フェール判定部
13 処理部
14 AT制御部
15 ABS制御部
16 TCS制御部
17 トルクバランス制御部
18 エンジン制御部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stereo-type vehicle exterior monitoring device that performs fail-safe when an abnormality occurs in an image pair captured by a stereo camera.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a stereo-type outside vehicle monitoring apparatus using an in-vehicle camera incorporating a solid-state imaging device such as a CCD has been attracting attention. This apparatus obtains a positional shift, that is, a parallax, of a target object from a pair of images captured by left and right cameras (stereo cameras), and uses the principle of triangulation to measure the distance to the target object (distance information). ) Is calculated. Based on the calculated distance, the vehicle recognizes the driving environment (for example, the distance between the object outside the vehicle and the vehicle), and alerts the driver or downshifts as necessary. Vehicle control is performed.
[0003]
In putting such a stereo-type vehicle exterior monitoring device into practical use, it is necessary to provide a fail-safe function in order to ensure safe operation of the device. One of the failures to be detected by this type of apparatus is a situation in which an imbalance due to an external factor has occurred with respect to the brightness of an image pair (stereo image) captured by a stereo camera. In other words, in order to ensure accuracy related to the calculation of the distance by the stereo method and the recognition of the front three-dimensional object, the brightness of the left and right images is originally balanced, that is, the overall brightness of the image pair is substantially the same It is set to such a state. For this reason, if the brightness balance of the image pair is shifted due to some external cause, normal outside monitoring cannot be performed. As an external cause that causes such an abnormal state, for example, the field of view of one of the cameras constituting the stereo camera may be blinded. It can also occur when the optical system (especially the lens) of one camera is dirty or cloudy. Further, when a front scene is imaged through the windshield, the windshield may be partially soiled or clouded, or may be caused by irregular reflection due to raindrops. From the viewpoint of ensuring the safety of stereo-type vehicle exterior monitoring devices at a high level, fail-safe that temporarily interrupts monitoring control in situations where brightness imbalance occurs with respect to the left and right image pairs. It is necessary to make the function work.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, the fail-safe function that is indispensable for the practical application of stereo-type vehicle exterior monitoring devices has not been established, and there remains a problem to ensure the safety of the device at a high level.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to reliably detect fail-safe situations by accurately detecting stereo situations where brightness imbalance occurs and appropriate stereo processing cannot be performed. It is to provide a stereo type outside vehicle monitoring device capable of performing the above.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention provides a stereo imaging unit that obtains a pair of captured images by imaging a scene outside the vehicle in a stereo-type vehicle exterior monitoring device that performs fail-safe when it is determined to be a failure. The overall luminance level of the first monitoring area set in one image area imaged by the stereo imaging means and the second monitoring set in the other image area imaged by the stereo imaging means. Calculating means for determining the overall brightness level of the area, and determination means for determining a failure when the brightness level in the first monitoring area is different from the brightness level in the second monitoring area. ing. Then, the second monitoring area in the other image area is set in correspondence with the first monitoring area in one image area.
[0007]
Here, it is preferable that the position of the second monitoring area in the other image area is offset in the stereo matching direction with respect to the position of the first monitoring area in the one image area. As a result, since the scenes projected on the first and second monitoring areas are substantially the same, the overall luminance of both in a normal state is approximately the same.
[0008]
Further, each of the first monitoring area and the second monitoring area may be composed of a plurality of monitoring areas. That is, the first monitoring area is set at a different position in one image area. In addition, the second monitoring area is set at a different position in the other image area, and each of the second monitoring areas includes a plurality of monitoring areas corresponding to the monitoring areas constituting the first monitoring area. In this case, it is preferable that the offset amount of each monitoring area is different. As a result, the offset amount of each monitoring area can be determined according to the parallax of the three-dimensional object that is highly likely to be projected in each monitoring area, so that the same regarding the magnitude of the overall luminance in the normal state can be obtained. Can be increased.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram of a stereo type vehicle exterior monitoring apparatus according to the present embodiment. A pair of cameras 1 and 2 incorporating an image sensor such as a CCD are mounted in the vicinity of the rearview mirror at predetermined intervals in the vehicle width direction of a vehicle such as an automobile. Take an image. The main camera 1 arranged on the right side in the traveling direction of the vehicle picks up a reference image (right image) necessary for performing stereo processing, and the sub camera 2 arranged on the left side compares images in this processing. (Left image) is captured. In a state of being synchronized with each other, each analog image output from the cameras 1 and 2 is converted into a digital image of a predetermined luminance gradation (for example, 256 gradation gray scale) by the A / D converters 3 and 4. Converted. The digitized image is subjected to brightness correction, image geometric conversion, and the like in the image correction unit 5. Usually, there is an error in the mounting position of the pair of cameras 1 and 2 to some extent, and a shift caused by the difference exists in the left and right images. In order to correct this deviation, geometrical transformation such as image rotation or translation is performed using affine transformation or the like. The reference image and the comparison image corrected in this way are stored in the original image memory 8.
[0010]
On the other hand, the stereo image processing unit 6 determines the three-dimensional position (including the distance from the host vehicle to the target object) of a certain object displayed in the image from the reference image and the comparison image corrected by the image correction unit 5. calculate. This distance can be calculated based on the principle of triangulation from the relative shift (parallax) regarding the position of the same object in the left and right images. The distance information of the image calculated in this way is stored in the distance data memory 7.
[0011]
The microcomputer 9 recognizes a road condition or the like in front of the vehicle based on each information stored in the original image memory 8 and the distance data memory 7 (road recognition unit 10), or a three-dimensional object (running vehicle) in front of the vehicle. Recognize (three-dimensional object recognition unit 11). Then, when it is determined from the information from the recognition units 10 and 11 that an alarm is necessary, the processing unit 13 alerts the driver with an alarm device 19 such as a monitor or a speaker, or as necessary. Then, the various control units 14 to 18 are controlled. For example, an AT (automatic transmission) control unit 14 is instructed to execute a downshift. Further, the engine control unit 18 may be instructed to reduce the engine output. In addition, an appropriate vehicle for the anti-lock brake system (ABS) control unit 15, the traction control system (TCS) control unit 16, or the vehicle behavior control unit 17 that controls the torque distribution and the rotation speed of each wheel. It is also possible to instruct control.
[0012]
Further, the fail determination unit 12 performs fail determination according to a routine described later based on the original image information stored in the original image memory 8. The vehicle control described above is performed in order to prevent malfunction of the device due to erroneous recognition of roads and three-dimensional objects during a period in which a failure is determined, that is, a period in which the failure flag NG is set to 1 in the failure determination routine described later. Etc. are temporarily interrupted.
[0013]
FIG. 2 is a flowchart showing a failure determination routine based on brightness imbalance. This flowchart is repeatedly executed every predetermined control cycle (for example, 100 ms). When the fail flag NG is set to 1 by this routine, the fail determination unit 12 instructs the processing unit 13 to do so, and the processing unit 13 executes fail-safe of the vehicle exterior monitoring device.
[0014]
First, in step 1, in order to examine the luminance state of the stereo image pair (reference image and comparative image), the luminance value of each pixel in the monitoring area is read (step 1). FIG. 3 is a diagram for explaining a monitoring area set in an image area of a stereo image pair. The right image, which is the reference image, has a size of 200 × 512 pixels (vertical and horizontal) as an example, and monitoring areas R1, R2, and R3 are set in the upper area, the middle area, and the lower area, respectively. Yes. On the other hand, the left image as the comparative image has a size of 200 × 640 pixels (vertical and horizontal) as an example, and monitoring regions R4, R5, and R6 are set in the upper region, the middle region, and the lower region, respectively. Has been. Here, the reason why the left image has a larger number of pixels than the right image in the horizontal direction of the image is that stereo matching is taken into consideration. In the stereo method, a comparison image is searched for an object that matches an object in a reference image, and the three-dimensional distance of the object from the parallax (offset amount in the stereo matching direction) of the object in both images. This is a method for obtaining. The smaller the distance from the camera to the object, the greater the offset amount in the stereo matching direction. Therefore, in order to calculate the distance of the object located at the right end of the right image, it is necessary to extend the right end of the left image in the stereo matching direction.
[0015]
The monitoring areas R1, R2, and R3 “positionally correspond” with the monitoring areas R4, R5, and R6 in the left image. In this specification, “corresponding to position” is set not only when the left and right monitoring areas are set to the same position, but also with a slight offset in consideration of stereo matching. It is used in a broad sense to include cases. This offset amount is preferably determined in consideration of the tendency of the parallax of the object that would generally exist in each monitoring area. For example, in the outside monitoring for monitoring the front of the vehicle, the monitoring areas R1 and R4 set on the upper side of the image area usually display the sky (infinity) or a relatively distant three-dimensional object (such as a building). Tend. Accordingly, the parallax calculated in this region tends to be relatively small. Therefore, in consideration of the tendency of the distance of the three-dimensional object or the like displayed on the upper part of the image, the offset amount regarding the monitoring areas R1 and R4 is set to be small. For example, as shown in FIG. 3, the monitoring region R4 is offset by 15 pixels in the stereo matching direction with respect to the monitoring region R1. In addition, in the monitoring areas R2 and R5 set in the middle of the image area, normally, there is a tendency for a car or the like traveling ahead to be displayed, so that the parallax in this area tends to be medium. Therefore, in consideration of the tendency of the landscape displayed in the middle of the image, the offset amount for the monitoring areas R2 and R5 is set to a medium level. From the experimental results regarding this, it is preferable to assume a distance of about 30 to 40 m. As an example, as shown in FIG. 3, the monitoring region R5 is offset by 25 pixels in the stereo matching direction with respect to the monitoring region R2. Furthermore, since the monitoring areas R3 and R6 set below the image area usually tend to display the ground surface such as a road, the parallax in this area tends to be relatively large. Therefore, in consideration of such a tendency of the scenery displayed in the lower part of the image, the offset amount regarding the monitoring areas R3 and R6 is set to be relatively large. For example, as shown in FIG. 3, the monitoring region R6 is offset by 30 pixels in the stereo matching direction with respect to the monitoring region R3. In this way, each monitoring area is offset in the stereo matching direction in consideration of the distance tendency of the scenery projected in each area. As a result, the left and right monitoring area pairs corresponding to each other can project the same object, and therefore, in a normal imaging situation, each monitoring area pair has substantially the same luminance state.
[0016]
In step 2 following step 1, the brightness level of the first monitoring area and the brightness level of the second monitoring area are calculated. That is, the average value A1 of the luminance values of the respective pixels existing in the first monitoring areas R1, R2, and R3 in the right image area is obtained. Similarly, the average value A2 of the luminance values of the respective pixels existing in the second monitoring areas R4, R5, R6 in the left image area is obtained. Although the average value of the luminance values of all the pixels existing in the monitoring area may be obtained, in order to avoid an increase in the amount of calculation associated therewith, in this embodiment, the average value is uniformly distributed in the area. Luminance average values A1 and A2 are calculated using pixels as samples. As an example, samples are extracted every 4 pixels in the vertical direction and every 8 pixels in the horizontal direction, and the average value thereof is set as the luminance level in the entire monitoring area.
[0017]
In step 3, it is determined whether or not the difference (absolute value) between the average luminance value A1 of the first monitoring area and the average luminance value A2 of the second monitoring area is equal to or greater than a predetermined determination value. (Step 3). As described above, almost the same scenery is displayed in the left and right monitoring areas. Therefore, in a normal situation where the brightness of the left and right images is balanced, the average luminance values A1 and A2 of the left and right monitoring areas are substantially equal. Therefore, in a normal situation, a negative determination is made at this step, so the fail flag NG is set to 0 (step 4). As a result, normal control related to outside vehicle monitoring is continued. On the other hand, in an abnormal situation where the brightness is unbalanced due to disturbance, an affirmative determination is made in this step, and the fail flag NG is set to 1 (step 5). As a result, fail-safe for temporarily stopping normal monitoring control is executed.
[0018]
In actual control, it is preferable to perform the switching of the NG flag when a predetermined cycle is continued in order to ensure the reliability of the outside monitoring. For example, when the fail flag NG is set from 0 to 1, it is changed when the affirmative determination in step 3 continues for 5 cycles (0.5 seconds). Further, when the fail flag NG is set from 1 to 0, it is changed when the negative determination in step 3 continues for 20 cycles (2.0 seconds).
[0019]
As described above, in the fail determination according to the present embodiment, whether or not the brightness of the left and right images is balanced is monitored in real time. And when this balance is not taken, it determines with a failure. Thereby, for example, even if a situation occurs in which only one camera is blinded and a normal image cannot be obtained, it is possible to accurately detect it by monitoring the brightness balance. The same applies to a situation where a normal image cannot be obtained due to partial dirt or cloudiness of the lens or windshield of one camera, or irregular reflection due to raindrops. As a result, even when an abnormal image is generated due to these external causes, fail-safe corresponding to it can be accurately performed, so that the safety of the stereo-type vehicle exterior monitoring device can be ensured at a high level.
[0020]
Further, in this embodiment, the failure determination is performed based on a part of the image data instead of referring to the entire image. Therefore, the fail determination can be performed with a small amount of calculation so that the fail detection can be performed in real time.
[0021]
Further, regarding the setting of each monitoring area, the offset amount of the left and right monitoring areas is determined in consideration of the tendency of parallax in the area, so that the accuracy of fail determination can be further improved. .
[0022]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, when a situation occurs in which the brightness of the left and right images cannot be balanced and is not suitable for stereo processing, it is possible to perform fail-safe in response to the situation appropriately. It becomes possible to ensure the safety of the apparatus at a higher level.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a stereo-type vehicle exterior monitoring apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing a failure determination routine based on brightness imbalance. FIG. 3 is a diagram for explaining a monitoring area set in a stereo image. [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main camera 2 Sub camera 3, 4 A / D converter 5 Image correction part 6 Stereo image processing part 7 Distance image memory 8 Original image memory 9 Microcomputer 10 Road recognition part 11 Three-dimensional object recognition part 12 Fail judgment part 13 Processing part 14 AT Control unit 15 ABS control unit 16 TCS control unit 17 Torque balance control unit 18 Engine control unit

Claims (4)

車両前方を監視すると共に、フェールと判定された場合にフェールセーフを行うステレオ式車外監視装置において、
車両前方における車外の景色を撮像することにより、一対の撮像画像を得るステレオ撮像手段と、
前記一対の撮像画像の画像情報を格納する元画像メモリと、
前記一対の撮像画像における同一対象物の位置に関する相対的なズレを算出することにより、距離情報を算出するステレオ画像処理部と、
前記距離情報を格納する距離データメモリと、
前記元画像メモリに格納された画像情報と、前記距離データメモリに格納された距離情報とに基づいて、対象物を認識する認識部と、
前記認識部からの情報に基づいて、監視制御を行う処理部と、
前記元画像メモリに格納された画像情報に基づいて、フェール判定を行い、フェールと判定した場合、前記処理部に対して、監視制御の一時的な中断を指示するフェール判定部とを有し、
前記フェール判定部は、
前記ステレオ撮像手段により撮像された一方の画像領域内に設定された第1の監視領域の全体的な輝度の大きさと、前記ステレオ撮像手段により撮像された他方の画像領域内に設定された第2の監視領域の全体的な輝度の大きさとを求める算出手段と、
前記第1の監視領域における前記輝度の大きさと前記第2の監視領域における前記輝度の大きさとが異なる場合に、フェールと判定する判定手段とを有し、
前記第1の監視領域は、車両前方を監視する際に、前記第1の監視領域内に映し出される景色に特定の距離的な傾向がでるように、所定の位置に予め設定されており、
前記第2の監視領域は、前記特定の距離的な傾向を考慮した上で設定された一定値であるオフセット量で、前記第1の監視領域の位置に対してステレオマッチングの方向にオフセットした所定の位置に予め設定されていることを特徴とするフェールセーフ機能を有するステレオ式車外監視装置。
In the stereo-type vehicle exterior monitoring device that monitors the front of the vehicle and performs fail-safe when it is determined to fail,
Stereo imaging means for obtaining a pair of captured images by imaging a scene outside the vehicle in front of the vehicle;
An original image memory for storing image information of the pair of captured images;
A stereo image processing unit that calculates distance information by calculating a relative shift related to the position of the same object in the pair of captured images;
A distance data memory for storing the distance information;
A recognition unit for recognizing an object based on image information stored in the original image memory and distance information stored in the distance data memory;
Based on information from the recognition unit, a processing unit that performs monitoring control;
Based on the image information stored in the original image memory, when performing a fail determination, and determining a failure, a failure determination unit that instructs the processing unit to temporarily suspend monitoring control,
The fail determination unit
The overall luminance level of the first monitoring area set in one image area imaged by the stereo imaging means and the second luminance value set in the other image area imaged by the stereo imaging means. Calculating means for obtaining the overall luminance magnitude of the monitoring area;
Determining means for determining a failure when the luminance magnitude in the first monitoring area is different from the luminance magnitude in the second monitoring area;
The first monitoring area is set in advance at a predetermined position so that when monitoring the front of the vehicle, a specific distance tendency appears in the scenery displayed in the first monitoring area,
The second monitoring area is a predetermined offset amount that is a fixed value set in consideration of the specific distance tendency and is offset in the stereo matching direction with respect to the position of the first monitoring area. A stereo-type vehicle exterior monitoring device having a fail-safe function, characterized in that it is preset at the position .
前記第1の監視領域は、前記一方の画像領域における上下方向の異なる位置に設定された複数の監視領域で構成されており、
前記第2の監視領域は、前記他方の画像領域における上下方向の異なる位置に設定されていると共に、それぞれが前記第1の監視領域を構成する前記監視領域と位置的に対応した複数の監視領域で構成されており、かつ、
前記監視領域のそれぞれのオフセット量が異なることを特徴とする請求項1に記載されたフェールセーフ機能を有するステレオ式車外監視装置。
The first monitoring area is composed of a plurality of monitoring areas set at different positions in the vertical direction in the one image area,
The second monitoring area is set at different positions in the vertical direction in the other image area, and each of the plurality of monitoring areas corresponds to the monitoring area constituting the first monitoring area. And consisting of
The stereo-type vehicle exterior monitoring apparatus having a fail-safe function according to claim 1 , wherein offset amounts of the monitoring areas are different.
上側の監視領域のオフセット量は、前記上側の監視領域の方が下側の監視領域のオフセット量よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載されたフェールセーフ機能を有するステレオ式車外監視装置。Offset of the upper monitoring region, a stereoscopic vehicle surroundings monitoring apparatus having a fail-safe function as described in claim 2, towards the upper monitoring region being less than the offset amount of the lower side of the monitoring area . 前記監視領域の全体的な輝度の大きさは、前記監視領域内に存在する輝度の輝度平均であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載されたフェールセーフ機能を有するステレオ式車外監視装置。The stereo system having a fail-safe function according to any one of claims 1 to 3 , wherein the overall luminance level of the monitoring area is an average luminance of luminance existing in the monitoring area. Outside monitoring device.
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