JP6246052B2 - 道路勾配検出装置、運転支援装置及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
図1aに、本実施形態に係る運転支援装置1の構成を示す。
運転支援装置1は、自動車に搭載される装置であり、自動車の駆動系その他の各部の制御を行うECU2と、光軸の上下方向角度を調整可能に設けられている自動車の前照灯の光軸方向を変更する光軸方向変更アクチュエータ3とに接続している。
以下、この垂直角度テーブルの内容について説明する。
図2aに示すように、垂直角度テーブルは、カメラ11が撮影する画像上の各画素の座標を定める座標系Ix-Iy上の座標である画像空間座標(Ix、Iy)の各々に対して垂直対前後投影角度θを登録したものである。
すなわち、図2bに示すように、XY平面を平坦な地面、Z方向を高さ方向として、XY平面の各XY座標にZ方向に延びる垂直物を立てて、XY平面上Y方向を前方向として配置した自動車のカメラ11で撮影を行った場合に得られる図2cの画像を想定する。
なお、実際には、各画像空間座標(Ixi、Iyj)に登録する角度θは、画像の各画素の画像空間座標(Ixi、Iyj)について、使用するカメラ11の実空間の画像への投影特性に従って計算により求めるようにしてよい。
以下、制御部13が走行中の道路の前方区間の勾配を算出するために行う道路勾配算出処理について説明する。
図3に、この道路勾配算出処理の手順を示す。
図示するように、制御部13は、自動車が直進中であるかどうかを、ECU2から自動車の舵角の情報取得して判定する(ステップ302)。
そして、自動車が直進中であれば(ステップ302)、画像メモリ12からカメラ11が撮影した最新の画像を取得し(ステップ304)、画像中に移り込んでいる、電柱やガードレール柱などの、ほぼ垂直な物体の像のエッジを垂直エッジVeとして抽出する(ステップ306)。
すなわち、まず、垂直エッジVeと、左右方向について同側にある、垂直エッジVeの下端付近を通る道路境界線や道路境界段差などの道路境界の像のエッジを道路エッジReとして抽出する(ステップ310)。ここで、垂直エッジVeと左右方向について同側にある道路境界の像とは、垂直エッジVeの下端が画像の左右方向中央より右側にあれば、画像の左右方向中央より右側にある道路境界の像を指し、垂直エッジVeの下端が画像の左右方向中央より左側にあれば、画像の左右方向中央より左側にある道路境界の像を指す。また、ここで、抽出する道路エッジReは、エッジを延長した場合に、垂直エッジVeの下端付近を通るものであればよい。また、抽出した垂直エッジVeと抽出した道路エッジReとが交わらない場合には、両者が交わるように各エッジを延長する。
以下、このような道路勾配算出処理の処理例について説明する。
図4a1は、自動車が直進中であって、走行中の道路の前方が平坦である場合に自動車のカメラ11によって撮影された画像を表している。
道路勾配算出処理では、図4a1に示した画像から、たとえば、図4a2に示すように右側の電柱の像のエッジを垂直エッジVeとして抽出し、垂直エッジVeの下端付近を通る道路境界の段差の像のエッジを道路エッジReとして抽出する。
道路勾配算出処理では、図5a1に示した画像から、たとえば、図5a2に示すように左側の電柱の像のエッジを垂直エッジVeとして抽出し、垂直エッジVeの下端付近を通る道路境界線の像のエッジを道路エッジReとして抽出する。
道路勾配算出処理では、図5b1に示した画像から、たとえば、図5b2に示すように右側の電柱の像のエッジを垂直エッジVeとして抽出し、垂直エッジVeの下端付近を通る道路境界の段差の像のエッジを道路エッジReとして抽出する。
以上のように道路勾配算出処理によれば、道路の各地点の勾配が登録された地図データを必要とすることなしに、カメラ11で撮影した自動車前方の画像のみを用いて、自動車が走行中の道路の前方区間の勾配を検出することができる。
図6に、この坂道運転支援処理の手順を示す。
図示するように、また、坂道運転支援処理では、自動車のECU2がオートクルーズ、すなわち、自動定速走行の制御を実行している期間中は(ステップ602)、自動車の上り坂の開始地点への到達(ステップ604)と、自動車の上り坂終了地点への到達(ステップ606)とを監視する。
このように前照灯の光軸の上下方向角度を調整することにより、前方で開始する上り坂や下り坂を、より前方まで前照灯で照明することができるようになる。また、前方で開始する下り坂の対向車の運転者に与える眩光を抑制することができる。
Claims (8)
- 自動車に搭載された道路勾配検出装置であって、
前記自動車前方を撮影するカメラと、
前カメラが撮影した画像に含まれる鉛直に設置された物体の鉛直方向のエッジを垂直エッジとして抽出する垂直エッジ抽出部と、
前記画像に含まれる前記垂直エッジの下端付近を通る道路境界の道路延伸方向の像のエッジを道路エッジとして抽出する道路エッジ抽出部と、
前記垂直エッジが前記道路エッジに対して成す角の角度を検出角度として算出する角度算出部と、
前記検出角度が、垂直エッジを抽出した前記物体が前記道路エッジを抽出した道路境界に対して成す、前記自動車の進行方向について手前方向側の角度である実角度が鈍角であることを表している場合に、走行中の道路の前方の前記物体が設置されている区間は上り坂であると判定し、前記検出角度が前記実角度が鋭角であることを表している場合に、走行中の道路の前方の前記物体が設置されている区間は下り坂であると判定する勾配判定部とを有することを特徴とする道路勾配検出装置。 - 請求項1記載の道路勾配検出装置であって、
前記画像上の各位置について、当該位置に前記自動車の前方が平坦である場合に投影される地点を通る鉛直方向のラインが、当該地点を通る前記自動車の前後方向のラインに対して成す、前記自動車の進行方向について手前方向側の角度に対応する、前記画像上の前記鉛直方向のラインの像が前記前後方向のラインの像に対して成す角度を、当該位置の参照値として定義する角度情報を予め記憶した記憶部を有し、
前記勾配判定部は、前記垂直エッジが前記道路エッジに対して成す角が、前記垂直エッジと前記道路エッジの交点の位置の前記角度情報が定義する参照値より、所定レベル以上大きい場合に、走行中の道路の走行中の道路の前方の前記物体が設置されている区間は上り坂であると判定し、所定レベル以上小さい場合に走行中の道路の前方の前記物体が設置されている区間は下り坂であると判定することを特徴とする道路勾配検出装置。 - 請求項2記載の道路勾配検出装置であって、
前記勾配判定部は、前記垂直エッジが前記道路エッジに対して成す角と、前記垂直エッジと前記道路エッジの交点の位置の前記角度情報が定義する参照値との差分の大きさを走行中の道路の前方の前記物体が設置されている区間の勾配の大きさとして算出することを特徴とする道路勾配検出装置。 - 請求項1、2または3記載の道路勾配検出装置を備えた運転支援装置であって、
前記道路勾配検出装置が上り坂であると判定した区間の開始地点に前記自動車が接近しているときに、前記自動車の前照灯の光軸の上下方向角度を、より上方の角度に変更する光軸制御部を有することを特徴とする運転支援装置。 - 請求項1、2または3記載の道路勾配検出装置を備えた運転支援装置であって、
前記道路勾配検出装置が上り坂であると判定した区間の開始地点に前記自動車が到達したときに、前記自動車の駆動力を増加する駆動力制御部を有することを特徴とする運転支援装置。 - 自動車に搭載されたコンピュータによって読み取られ実行されるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記自動車前方を撮影するカメラが撮影した画像に含まれる鉛直に設置された物体の鉛直方向のエッジを垂直エッジとして抽出する垂直エッジ抽出ステップと、
前記画像に含まれる前記垂直エッジの下端付近を通る道路境界の道路延伸方向の像のエッジを道路エッジとして抽出する道路エッジ抽出ステップと、
前記垂直エッジが前記道路エッジに対して成す角の角度を検出角度として算出する角度算出ステップと、
前記検出角度が、垂直エッジを抽出した前記物体が前記道路エッジを抽出した道路境界に対して成す、前記自動車の進行方向について手前方向側の角度である実角度が鈍角であることを表している場合に、走行中の道路の前方の前記物体が設置されている区間は上り坂であると判定し、前記検出角度が、前記実角度が鋭角であることを表している場合に、走行中の道路の前方の前記物体が設置されている区間は下り坂であると判定する勾配判定ステップとを実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項6記載のコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータには、前記画像上の各位置について、当該位置に前記自動車の前方が平坦である場合に投影される地点を通る鉛直方向のラインが、当該地点を通る前記自動車の前後方向のラインに対して成す、前記自動車の進行方向について手前方向側の角度に対応する、前記画像上の前記鉛直方向のラインの像が前記前後方向のラインの像に対して成す角度を、当該位置の参照値として定義する角度情報を予め記憶されており、
前記勾配判定ステップにおいて、前記垂直エッジが前記道路エッジに対して成す角が、前記垂直エッジと前記道路エッジの交点の位置の前記角度情報が定義する参照値より、所定レベル以上大きい場合に、走行中の道路の走行中の道路の前方の前記物体が設置されている区間は上り坂であると判定し、所定レベル以上小さい場合に走行中の道路の前方の前記物体が設置されている区間は下り坂であると判定することを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項7記載のコンピュータプログラムであって、
前記勾配判定ステップにおいて、前記垂直エッジが前記道路エッジに対して成す角と、前記垂直エッジと前記道路エッジの交点の位置の前記角度情報が定義する参照値との差分の大きさを走行中の道路の前方の前記物体が設置されている区間の勾配の大きさとして算出することを特徴とするコンピュータプログラム。
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