JP4257535B2 - 自動車夜間視認システムの表示領域 - Google Patents

Description

本発明は、複数の領域を含む自動車夜間視認システムによる周囲検知方法に関する。

悪天候の場合あるいは暗闇におけるドライバーの視界を改善する最初のドライバー支援システムは既に市販されている。これらは、赤外線センサーを利用することにより前方の車両周囲を検出する夜間視認システムである。検出された周囲に関するデータは、データ処理ユニットの支援により処理され画像が形成されるとともに、ドライバーのために車両の光学的ディスプレイ上に表示される。この場合、ドライバーは光学的ディスプレイを見て情報を拾い出し、適切な場合、危険な交通状況を検出することができる。

非特許文献１には、赤外線カメラとヘッドアップ・ディスプレイを含む自動車夜間視認システムが示されている。この場合、ヘッドアップ・ディスプレイは、赤外線カメラにより検出され、車両前方に存在する周囲に関するデータを仮想的にフロントガラス上に投影するために利用される。この場合、このシステムは、ドライバーに対しロービームの典型的な視距離より大きい３〜５倍の視距離の実現性を提供する。この結果、時速６０マイルの車両速度において、ロービームで３．５秒の最大反応時間をこの夜間視認により１７．５秒の反応時間まで上げられる。
特許文献１には、自動車両用の視認性改善のための装置が提案されており、ここでは赤外線カメラが、ドライバーにより視認されるとともに赤外線放射体により照射される視野範囲を検出する。赤外線カメラにより出力された信号は、赤外線カメラの画像を虚像として、車両周囲画像の上に視覚的に重畳させる表示装置に供給される。この場合、カメラにより検出することができる領域（検知領域）は、表示装置により表示される領域（表示領域）と同一であり、この検知領域は特にハイビームヘッドライトの輝度特性により決定される。

夜間運転中のドライバーの視野を支援するシステムについては、非特許文献２に示されている。この場合、近赤外線において高感度なカメラは周囲を検出するとともに、ドライバーに対して、該周囲をヘッドアップ・ディスプレイ上に表示する。ロービームで、上記システムは、車両ライトの円錐領域の前方に存在し認識が困難な道路の進路はもとよりその周囲にある人間、車両、および障害物を表示する。この目的のために、ロービームのライト円錐領域には、夜間視認システムの支援により認識可能となる領域が隣接される。評価可能な領域は、理想的には約１００ｍに設置されており、最大約１５０ｍまでしか到達しない。上記システムは、特にハイビームでの運転が不可能な状況において長距離を視認するための支援として役立つ。ドライバーがハイビームで運転している場合に、上記システムは直視では認識が困難な物体を映し出すことにより前方に存在する情報を提供する。上記システムは、近赤外線を使用することにより、道路状況、道路上の落下物、その他、道路に関する情報を表示することができる。約１８０ｍの範囲で規定されるハイビームのライト円錐領域には、この目的のために、夜間視認システムの支援により検出可能な領域が隣接される。検出可能な領域は約２００ｍであり、約２５０ｍで規定される。すべての従来の市販の夜間視認システムは、できるだけ離れた物体を表示できるように設計されている。しかしながら、上記システムは、視界が悪い状態かあるいは暗闇において、夜間視認システムが無い場合に可能である速さよりも速く運転するようにドライバーを導いてしまうという大きな危険性を伴っている。

独国特許出願公開第４０３２９２７Ａ１号明細書 ＩＥＥＥコンピュータグラフィックスと応用、１９９９年９月／１０月、６ページ：「夜間視認：赤外線、道路に入る」（ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ／Ｏｃｔｏｂｅｒ，１９９９，ｐａｇｅ ６：「Ｎｉｇｈｔ Ｖｉｓｉｏｎ：Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔａｋｅｓ ｔｏ ｔｈｅ Ｒｏａｄ」） トヨタ自動車株式会社ウェブサイト（ｗｗｗ．ｔｏｙｏｔａ．ｃｏ．ｊｐ／Ｓｈｏｗｒｏｏｍ／Ａｌｌ ｔｏｙｏｔａ ｌｉｎｅｕｐ／ＬａｎｄＣｒｕｉｓｅｒＣｙｇｎｕｓ／ｓａｆｅｔｙ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）

したがって本発明の目的は、自動車夜間視認システムにより周囲を検知する方法であって、該システムの支援により、いつの間にか盲目的に走行する事態に導くことなく、前方周囲に関する情報をドライバーに表示する方法を提供することである。

本発明によれば、本目的は請求項１の特徴を有する方法により達成される。本発明の好適な改良と展開は従属項に示される。

本発明では、自動車夜間視認システムにより周囲を検出する方法が提供される。周囲に関するデータを検出するために、本システムは複数の領域を含む。これらの領域としては、夜間視認システムが非可視のＩＲ（赤外線）波長の光放射に対して高感度であるとともに、周囲に関するデータが検出されることを特徴とする検知領域が挙げられる。上記システムは、また表示領域を含み、夜間視認システムの支援により検出された周囲に関するデータをドライバーのために光学的ディスプレイ上に表示する。本発明の一面では、この場合、上記夜間視認システムの表示領域は、せいぜい車両ハイビーム領域のライト円錐領域しか含まない。この表示領域の制約のために、上記ディスプレイは、従来のハイビームを作動させた際に見ることとなるであろう周囲に関するデータのみをドライバーに示すことになる。

本システムは、特に好適には評価領域を含み、該評価領域において夜間視認システムによって検出された周囲に関するデータは評価、特に物体認識されることになる。

さらに好適には、公差領域を上記夜間視認システムの表示領域に隣接させる。この場合、該公差領域をカバーする周囲に関するデータも同様に、光学的ディスプレイによりドライバーのために表示される。本発明の一実施態様では、この公差領域は恒久的に規定されるものとする。この場合、急激な分離線がハイビーム領域と検知領域の間には存在しないので、一方ではこの公差領域は好適である。他方では、ハイビーム領域の境界線は、カメラの角度範囲及び空間方向に対応した各画素の角度範囲のために十分な精度で確定することはできない。しかしながら、さらに車両変数あるいは周囲の変数、例えば運転速度に基づいて上記公差領域を自動的に制御することも考え得る。しかしながら、本発明の特に好ましい実施態様において、この公差領域は、周囲に関するデータの評価関数として設定される。例えば、対象物が現在の表示領域内に部分的にしか位置しない時はいつも、公差領域は常に自動的に拡大される。この場合、上記公差領域は、対象物が完全に表示領域及び公差領域によってカバーされるように拡大される。

車両の運転方向において、上記表示領域は少なくともロービーム領域の一部を含む。この場合、ドライバーは夜間視認システム無しでもこれらの対象物を見ることができるので、車両のすぐ前方の領域の対象物を表示しないことが好ましい。この場合、表示領域は必ずしも横方向である必要はない。この場合、好ましくは、夜間視認システムの開口角度は、その側面でハイビーム領域のローブを侵入しないように選択される。

夜間視認システムの評価領域は、好適には、少なくとも車両のハイビーム領域を含むように設計される。評価目的のためには、評価領域において検出された周囲に関するデータは、次に、画像処理方法及び分類方法と関連して、データ処理ユニットによって物体認識されることになる。認識された対象物が評価領域内に部分的にしか見出されない場合、評価領域は、好適に、自動的に拡大される。この目的のため、例えば、閉じた対象物の輪郭が存在するかどうかを設定することが可能である。この場合、評価領域は、対象物を完全に評価し終えるまで拡大される。また一方、特に好適には、評価領域は、夜間視認システムの全検知領域を含み、これにより遠方に位置する対象物も検出できるように設計される。また、評価の演算時間を節約するために、車両の直ぐ前方に位置する対象物を認識しないことも有利な方法として考え得る。

本発明の有利な実施態様では、表示領域における評価により検出された対象物は、その表示が強調される。この目的のためには対象物に色をつけることが望ましい。この場合、検出された対象物を予め分類し、次にこれらの分類要素（例えば歩行者、車両、等）を用いてそれらに異なる色をつけることは好適である。対象物の輪郭だけを表示し、これに応じて色をつけることも考え得る。

本発明のさらに有利な実施態様では、評価領域における評価中に検出された対象物に関連する情報を、さらに詳しい評価をするために内部車両システムに利用させることができる。この場合、情報は、例えば初期の段階で安全性に関連するシステム類を作動させたり、あるいはそれらが作動されるよう準備させる目的に役立てることができる。

本発明のさらなる特徴と利点は図を参照した以下の例示的な実施態様の説明から明らかになる。この場合、これらの図は、本発明の可能な改良態様をすべて示すものではなく、さらなる改良態様は特にこれらの組み合わせから好適に生じる。

本発明による自動車夜間視認システム（４）の表示領域を、図１に一例として示す。ここでは、表示領域（斜線で図示）はロービーム領域（１）とハイビーム領域（２）を完全に含んでいる。この場合、表示領域は運転方向においてハイビーム領域（２）と検知領域（３）との間の境界まで広がる。

図２は、自動車夜間視認システム（４）の表示領域を示し、この場合、図１に示す表示領域と比較するとハイビーム領域（２）の横方向の制限がない。カメラの開口角度は、公差領域（網掛けで図示）が側面でハイビーム領域（２）に隣接するように選択される。

図３では、夜間視認システム（４）は、図１に示す表示領域と比較すると、図３の表示領域が好ましくはロービーム領域（１）の一部のみを含むという点でその表示領域が異なるように設計される。また、ここでは、公差領域はその側面で制限され、夜間視認システム（４）の開口角度がハイビーム領域のローブに侵入しないように選択される。

図４は、表示領域のさらなる改良態様を一例として示し、図３に規定した表示領域と比較するとより大きな公差領域を有する。したがって、この表示領域は、ハイビーム領域（２）と検知領域（３）の間の境界で終了せず、検知領域（３）の運転方向にさらに広がっている。

ロービームとハイビーム領域を完全に含む夜間視認システムの表示領域を示す。 ハイビーム領域と横方向の公差領域を含む夜間視認システムの表示領域を示す。 ロービームとハイビーム領域を部分的に含む夜間視認システムの表示領域を示す。 運転方向のハイビーム領域と、付加的な公差領域とを含む夜間視認システムの表示領域を示す。

Claims (7)

1. 自動車夜間視認システムによる周囲検知方法であって、
   前記夜間視認システムが、少なくとも赤外線波長領域の光放射を感知して周囲に関するデータを検知する検知領域と、
   前記検知領域で検知された周囲に関するデータからの情報を表示装置により光学的に表示させる表示領域と、を備え、
   前記表示領域は、運転方向において前記検知領域より少ない範囲を有するように制限され、前記表示領域を、運転方向においてハイビーム領域までに限定することを特徴とする方法。
2. 公差領域を前記表示領域に隣接させて表示装置により表示させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記表示領域は、ロービーム領域の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記夜間視認システムにより検知された周囲に関するデータを評価し、物体認識する評価領域を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記評価領域は、少なくとも前記ハイビーム領域を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記表示領域と重なる検出された対象物を、前記評価領域における評価に基づき光学的表示で強調させることを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
7. 前記評価領域における評価中に検出された対象物に関連する情報を、さらに詳しい評価をするために、内部車両システムで利用できるようにすることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。

Images