JP7035339B2 - ブレーキ判定方法及びブレーキ判定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、尾灯位置のブレーキランプの点灯を検出しにくい走行状況でも、ブレーキランプの点灯を検出し易くすることを目的とする。
ブレーキランプ2は、先行車1の後部の横方向幅の中央付近のやや上方に設けられている。以下、ブレーキランプ2を「ハイマウントストップランプ2」と表記する。
左ブレーキランプ3及び右ブレーキランプ4は、尾灯5及び6付近の位置にそれぞれ設けられている。ここで、尾灯(いわゆるテールランプ)の用語は、前照灯(ヘッドライト)と連動して前照灯の点灯に合わせて点灯するランプを意味し、左ブレーキランプ3及び右ブレーキランプ4と区別して使用する。
図2を参照する。運転支援装置10は、自車両の走行速度を設定された車速に自動的に制御するとともにセンサを用いて検出した先行車1との車間距離を所定の間隔に制御する定速走行・車間距離制御(AAC:Adaptive Cruise Control)を行う。
また、運転支援装置10は、先行車1がブレーキをかけたことを検知して自車両のブレーキをかける自動ブレーキにより、自車両を減速し又は自動停止する。
運転支援装置10は、運転者の運転操作によらずに転舵機構を自動的に動作させる自動運転制御を行ってもよい。運転支援装置10は、自動運転制御中に先行車1がブレーキをかけたことを検知して自動ブレーキや自動操舵を実施してもよい。
ブレーキ判定装置11は、自車両前方の先行車1を検出し、先行車1がブレーキをかけたか否か、すなわち先行車1のブレーキランプが点灯したか否かを判定する。ブレーキ判定装置11は、先行車1のブレーキ判定結果を車両走行コントローラ12へ出力する。
アクチュエータ群13は、ブレーキアクチュエータ14と、アクセル開度アクチュエータ15と、ステアリングアクチュエータ16を備える。
ブレーキアクチュエータ14は、自車両のブレーキ装置を動作させる。
ステアリングアクチュエータ16は、自車両の転舵機構を動作させる。
先行車1のブレーキが点灯したとブレーキ判定装置11が判定した場合、車両走行コントローラ12は、ブレーキアクチュエータ14へ指令信号を出力し、ブレーキアクチュエータ14を駆動して自動的にブレーキをかける。または車両走行コントローラ12は、ステアリングアクチュエータ16へ指令信号を出力し、ステアリングアクチュエータ16を駆動して自動的に転舵機構を動作させる。
先行車検出センサ20は、先行車1を検出するために自車両の前方の状況を検出するセンサである。先行車検出センサ20は、自車両に搭載されて自車両の前方を撮影して得られる画像を生成するカメラ21や、自車両の前方の物体の位置を検出するレーダ(レーザレーダであってもよい)22を備えてよい。
カメラ21は、生成した自車両の前方の画像情報をコントローラ40に出力する。レーダ22は、自車両の前方の物体の検出結果をコントローラ40に出力する。カメラ21が生成した画像を、単に「撮像画像」と表記する。
先行車1が検出された場合、コントローラ40は、撮像画像内に、先行車1のブレーキランプを検出する探索領域を設定し、探索領域内の光源を抽出することにより探索領域から先行車1のブレーキランプの点灯を検出して、ブレーキランプの点灯を判定する。
コントローラ40は、プロセッサと、記憶装置の周辺部品を含んでよい。プロセッサは、例えばCPU(Central Processing Unit)、やMPU(Micro-Processing Unit)であってよい。
記憶装置には、プロセッサ上で実行されて、先行車検出部41、探索領域設定部42、光源抽出部43、点灯判定部44、探索領域記憶部45、及び追跡判定部46の機能をコントローラ40で実現するためのコンピュータプログラムが記憶される。
先行車検出部41は、先行車1の位置情報に基づいて先行車1の撮像画像上の存在領域を特定する。例えば先行車検出部41は、カメラ21の取り付け位置、光軸方向及び画角に基づいて、検出した先行車1の3次元実空間中の位置を、撮像画像上の点に投影することによって先行車1の存在領域を特定してよい。
先行車検出部41は、特定した存在領域の情報を探索領域設定部42へ出力する。
図1を参照する。破線7、8及び9で囲まれた範囲は、それぞれハイマウントストップランプ2、左ブレーキランプ3、及び右ブレーキランプ4を探索する探索領域の候補を示す。
なお、ここで「先行車1の横方向」の用語は、図3に示すように実物の先行車1の横方向(すなわち車幅方向)を意味し、撮像画像の横方向とは区別して使用する。
探索領域設定部42は、後部表面50の3次元実空間中の位置に基づいて、先行車1の横方向の幅の中心付近の範囲Rhに第1領域7の3次元実空間中の位置を決定してよい。同様に、第2領域8及び第3領域9の3次元実空間中の位置を決定してよい。
そして、探索領域設定部42は、第1~3領域7~9の3次元実空間中の位置を撮像画像上の点に投影することによって、第1~3領域7~9の撮像画像上の範囲を特定してよい。
例えば、左ブレーキランプ3及び右ブレーキランプ4は、尾灯5及び6付近の位置に設けられる。
先行車1の前照灯の点灯に合わせて点灯する尾灯か否かは、周囲の明るさが閾値未満になった場合(例えば夕暮れ)や、周囲の明るさの低下量が閾値以上の場合(例えばトンネル内に入った場合)に点灯が開始して所定時間よりも長く点灯が続くか否かにより判定してよい。
まず、撮像画像内の先行車1の後部の光源の位置を特定及び記憶しておく。そして、周囲の明るさが閾値未満になった場合や、周囲の明るさの低下量が閾値以上の場合に、記憶した位置の輝度変化に応じて前照灯の点灯時に明るさの変化がない光源であるか否かを判定してよい。
このとき探索領域設定部42は、撮像画像中の先行車1の存在領域から先行車1の後部の光源の点灯を検出する。例えば、探索領域設定部42は、先行車1の後部が写った撮像画像の画素の輝度の時間変化や画素の色に基づいて光源の点灯を検出してよい。
例えば、先行車1の車体の反射光や、赤信号、緊急車両の赤色灯などの外乱があった場合には、撮像画像にはブレーキランプ以外の光源が現れる。
このため探索領域設定部42は、閾値以上の輝度の画素を検出して、これらの画素のうち隣接する画素をラベリング処理により1つの領域にまとめて、各々の光源を検出してよい。探索領域設定部42は、撮像画像に現れる光源の数が閾値以上である場合に、撮像画像のノイズが多く、撮像画像に現れる光源の数が閾値未満である場合に、撮像画像のノイズが少ないと判定する。
例えば探索領域設定部42は、撮像画像やレーダ22の検出結果に基づいて先行車1の走行軌跡を求め、先行車1の走行軌跡や自車両の前方の地図情報に基づいて、先行車1が直進中か、左カーブ路を走行中か、右カーブ路を走行中か、交差点で左折しようとしているか、右折しようとしているかを判定してよい。
(1)撮像画像のノイズが少ないと判定した場合には、ハイマウントストップランプ2の第1領域7のみを探索領域に設定する。ハイマウントストップランプ2は尾灯5及び6から離れているため、前照灯の自動点灯に伴う尾灯5及び6の点灯によってブレーキランプの点灯を誤って検出するのを防ぐことができる。
ハイマウントストップランプ2は車両のルーフ付近にあるため、反射光や、赤信号、緊急車両の赤色灯などの外乱による光源をハイマウントストップランプ2の点灯と誤検出しやすい。
また、左ブレーキランプ3や右ブレーキランプ4といった尾灯位置のブレーキランプだけでなく、ハイマウントストップランプ2の点灯を合わせて検出することにより、これら尾灯位置のブレーキランプの球切れや泥汚れなどがあった場合にもブレーキランプの点灯を検出することができる。
(2)先行車1の状態が第1状態である場合には、第1~3領域7~9の全てを探索領域に設定する。すなわち第1~3領域7~9の全てにおいてブレーキランプの点灯が光源として同時に検出された場合に、先行車1のブレーキランプが点灯したと判断される。
例えば、先行車1が直進している場合に、先行車1の状態が第1状態であると判定される。
例えば、左カーブ路を走行している場合には、先行車1の状態が第2状態であると判定される。図4に示すように、左カーブ路を走行している場合には右ブレーキランプ4が撮像画像に写りにくくなる。そこで、右ブレーキランプ4の第3領域9を使用しないことにより、ブレーキランプの点灯を検出し損なうのを防止する。
また、先行車1が交差点を右折しており、且つ先行車1及び自車両の間の距離が閾値未満の場合も、先行車1の状態が第2状態であると判定される。
先行車1が自車両の近くで右折する場合には、右ブレーキランプ4がカメラ21の画角からフレームアウトするおそれがある。このため、右ブレーキランプ4の第3領域9を使用しないことにより、ブレーキランプの点灯を検出し損なうのを防止する。
例えば、右カーブ路を走行している場合には、先行車1の状態が第3状態であると判定される。
また、先行車1が交差点を右折しており、且つ先行車1及び自車両の間の距離が閾値以上の場合も、先行車1の状態が第3状態であると判定される。
また、先行車1が交差点を左折しており、且つ先行車1及び自車両の間の距離が閾値未満の場合も、先行車1の状態が第3状態であると判定される。
光源抽出部43は、撮像画像中の探索領域の中に点灯した光源があるか否かを判定し、撮像画像中の探索領域の中の点灯した光源を抽出する。すなわち、探索領域内のブレーキランプの点灯を検出する。光源抽出部43は、抽出した光源の情報、すなわち点灯したブレーキランプの情報を点灯判定部44へ出力する。
また、点灯判定部44は、先行車1のブレーキランプが点灯したと判定した場合、探索領域設定部42により設定された探索領域の位置情報を探索領域記憶部45へ記憶する。
なお、点灯判定部44は、第1~3領域7~9の全ての位置情報を探索領域記憶部45へ記憶してもよい。例えば、撮像画像のノイズが多いと判定された場合には、点灯判定部44は、第1~3領域7~9の全ての位置情報を探索領域記憶部45へ記憶してもよい。
例えば追跡判定部46は、先行車検出部41が検出した先行車1の位置の変化が閾値未満の場合に同一の先行車1を検出し続けていると判定してよい。
すなわち、ある探索領域において光源の点灯(すなわちブレーキランプの点灯)を検出することにより先行車1のブレーキランプが点灯したと判定された場合には、探索領域記憶部45に探索領域の位置情報が記憶され、探索領域設定部42はこの探索領域を再度設定する。つまり、探索領域の位置を維持してブレーキランプの点灯が検出される。
なお点灯判定部44は、探索領域の位置情報に代えて、どの探索領域であるかを示す識別情報を探索領域記憶部45に記憶してもよい。探索領域設定部42は、探索領域記憶部45から識別情報を読み出し、識別情報が示す探索領域の撮像画像上の範囲を新たに特定して探索領域として設定もよい。
なお、本実施形態では、光源抽出部43は、カメラ21で生成した撮像画像を用いて点灯した光源があるか否かを判定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。カメラ21の代わりに指向性を有する受光素子を用い、光源を探索する探索領域に向けられた受光素子に光源からの光が入射するか否かに応じて、点灯した光源があるか否かを判定してもよい。
次に、ブレーキ判定装置11の動作を説明する。図5を参照する。例えば、自車両のイグニッションスイッチ(図5においてIGNと表記する)がオンになった場合や、自動運転モードがオンになった場合にブレーキ判定装置11の動作が開始する。これに加えて又はこれに代えて、定速走行・車間距離制御や自動緊急ブレーキ制御がオンになった場合にブレーキ判定装置11の動作を開始してもよい。
ステップS1において先行車検出部41は、先行車1を検出する。先行車検出部41は、撮像画像中の先行車1の存在領域を特定する。
ステップS2において探索領域設定部42は、先行車1の状態を判定する。
ステップS4において探索領域設定部42は、光源の点灯を検出した撮像画像に基づいて撮像画像のノイズを判定する。
ステップS5において探索領域設定部42は、先行車1の光源を撮像画像から探索する探索領域を決定する探索領域決定処理を実行する。
ステップS21において探索領域設定部42は、探索領域記憶部45に記憶された探索領域の位置情報をリセットする。その後に処理はステップS20へ戻る。
ステップS23において探索領域設定部42は、先行車1の状態が第1状態であると判定する。その後に処理はステップS34へ進む。
ステップS25において探索領域設定部42は、先行車1の状態が第2状態であると判定する。その後に処理はステップS34へ進む。
ステップS27において探索領域設定部42は、先行車1の状態が第3状態であると判定する。その後に処理はステップS34へ進む。
ステップS29において探索領域設定部42は、先行車1と自車両との車間距離が閾値Th以上か否かを判定する。車間距離が閾値Th以上の場合(ステップS29:Y)に処理はステップS30に進む。車間距離が閾値Th未満の場合(ステップS29:N)に処理はステップS32に進む。
ステップS31において探索領域設定部42は、先行車1と自車両との車間距離が閾値Th以上か否かを判定する。車間距離が閾値Th以上の場合(ステップS31:Y)に処理はステップS32に進む。車間距離が閾値Th未満の場合(ステップS31:N)に処理はステップS33に進む。
ステップS33において探索領域設定部42は、先行車1の状態が第2状態であると判定する。その後に処理はステップS34へ進む。
ステップS35において探索領域設定部42は、探索領域記憶部45に記憶された探索領域の位置情報を読み出す。その後に処理はステップS37へ進む。
ステップS37において探索領域設定部42は、ステップS35で読み出した領域又はステップS36で選択した領域を探索領域として設定する。その後に処理は終了する。
ステップS41において探索領域設定部42は、撮像画像のノイズが少ないか否かを判定する。撮像画像のノイズが少ない場合(ステップS41:Y)に処理はステップS42に進む。撮像画像のノイズが多い場合(ステップS41:N)に処理はステップS45に進む。
ステップS43において点灯判定部44は、第1領域7の位置情報を探索領域記憶部45に記憶する。その後に処理はステップS44へ進む。
ステップS44において点灯判定部44は、先行車1のブレーキランプが点灯したと判定する。その後に処理は終了する。
ステップS46において点灯判定部44は、第1~3領域7~9の位置情報を探索領域記憶部45に記憶する。その後に処理はステップS44へ進む。
ステップS49において点灯判定部44は、点灯したのは尾灯であると判定する。すなわち先行車1のブレーキランプが点灯しないと判定する。その後に処理は終了する。
ステップS8において車両走行コントローラ12は、自動ブレーキによる減速、自動停止、先行車1を回避する自動操舵等の走行支援制御を行う。その後に処理はステップS9へ進む。
(1)先行車検出部41は、自車両前方の先行車1を検出し、探索領域設定部42は、先行車1の光源の有無を探索する探索領域を、先行車1の横方向の幅の中心付近に設定する。光源抽出部43は、設定した探索領域からブレーキランプの点灯を検出する。
このため、尾灯位置のブレーキランプを検出しづらい走行状況であっても、先行車1の横方向の幅の中心付近でハイマウントストップランプ2を検出することができるようになる。したがって、ブレーキランプの点灯を検出しやすくなる。
このため、尾灯位置のブレーキランプを検出しづらい走行状況であっても、先行車1の尾灯位置よりも上部でブレーキランプの点灯を検出できるようになるため、ブレーキランプの点灯を検出しやすくなる。
このため、尾灯位置のブレーキランプを検出しづらい走行状況であっても、先行車1の左右の尾灯位置の間でブレーキランプの点灯を検出できるようになるため、ブレーキランプの点灯を検出しやすくなる。
一般的にブレーキランプは、前照灯の点灯に合わせて点灯する尾灯位置付近に配置される。このため、先行車1の光源のうち、前照灯点灯に合わせて点灯する尾灯位置に探索領域を設定することによりブレーキランプの点灯を検出しやすくなる。
ハイマウントストップランプ2は、前照灯が点灯しても点灯しない。前照灯の点灯時に明るさの変化がない光源の位置に探索領域を設定することにより、ハイマウントストップランプ2の点灯を検出しやすくなる。
このように、複数の探索領域から複数のブレーキランプの点灯を検出した場合に、ブレーキランプが点灯したと判定するため、ブレーキランプの点灯を確実に検出できるようになる。
これにより、確実に検出できる位置でブレーキランプの検出を継続することができるようになる。
これにより、例えば、先行車1がカーブ路を走行したり交差点で右左折した場合のように尾灯位置のブレーキランプが検出しにくい場合でも、適切な位置に探索範囲を設定することができるようになるため、ブレーキランプの点灯を検出しやすくなる。
これにより、例えば、先行車1との車間距離が大きい場合は、先行車1の微小な挙動でブレーキランプの挙動が検出しにくくなるが、この場合であってもブレーキランプを検出しやすくなる。また、例えば、先行車1との車間距離が小さい場合は、ブレーキランプ点灯を検出するためのセンサの検出範囲に、ブレーキランプが収まらないことがあるが、この場合であってもブレーキランプを検出しやすくなる。
Claims (10)
- センサが、自車両前方の先行車を検出し、
コントローラが、前記先行車の光源の有無を探索する第1の探索領域を、前記先行車の横方向の幅の中心付近に設定し、前記先行車の光源の有無を探索する第2の探索領域を前記先行車の左の尾灯位置に設定し、前記先行車の光源の有無を探索する第3の探索領域を前記先行車の右の尾灯位置に設定し、前記先行車の進行方向が左右のいずれであるかを判定し、前記先行車の進行方向に応じて前記第2及び第3の探索領域のうち何れか一方の探索領域を選択し、前記第1の探索領域と前記一方の探索領域の両方においてブレーキランプの点灯が検出されたか否かを判定し、前記第1の探索領域と前記一方の探索領域の両方においてブレーキランプの点灯が検出された場合に、前記先行車のブレーキランプが点灯したと判定する、
ことを特徴とするブレーキ判定方法。 - 前記コントローラが、前記第1の探索領域を前記先行車の尾灯位置よりも上方に設定することを特徴とする請求項1記載のブレーキ判定方法。
- 前記コントローラが、前記第1の探索領域を前記先行車の左右の尾灯位置の間に設定することを特徴とする請求項1又は2に記載のブレーキ判定方法。
- 前記コントローラが、前記第2及び第3の探索領域を、前記先行車の光源のうち、前照灯の点灯に合わせて点灯する尾灯位置にさらに設定す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ブレーキ判定方法。
- 前記コントローラが、前記第1の探索領域を、前記先行車の光源のうち、前照灯の点灯時に明るさの変化がない光源の位置に設定することを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のブレーキ判定方法。
- 前記第1~第3の探索領域におけるブレーキランプの点灯の検出により前記ブレーキランプの点灯が点灯したと判定した場合は、前記コントローラが、前記第1~第3の探索領域の位置を維持してブレーキランプの点灯を検出することを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のブレーキ判定方法。
- 前記コントローラが、
前記先行車との車間距離を判定し、
前記先行車の進行方向と前記車間距離とに応じて前記第2及び第3の探索領域のうち何れか一方の探索領域を選択する、
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のブレーキ判定方法。 - 前記コントローラが、前記先行車の進行方向が左であり前記車間距離が閾値以上の場合には前記第2の探索領域を選択し、前記先行車の進行方向が左でありかつ前記車間距離が前記閾値未満の場合には前記第3の探索領域を選択し、前記先行車の進行方向が右でありかつ前記車間距離が前記閾値以上の場合には前記第3の探索領域を選択し、前記先行車の進行方向が右でありかつ前記車間距離が前記閾値未満の場合には前記第2の探索領域を選択することを特徴とする請求項7に記載のブレーキ判定方法。
- 前記コントローラが、
前記自車両前方の撮像画像から前記先行車を検出し、
前記撮像画像に含まれるノイズが所定量以上であるか否かを判定し、
前記撮像画像に含まれるノイズが所定量以上である場合に、前記第1の探索領域と前記一方の探索領域の両方においてブレーキランプの点灯が検出されたか否かを判定して、前記第1の探索領域と前記一方の探索領域の両方においてブレーキランプの点灯が検出された場合に、前記先行車のブレーキランプが点灯したと判定し、
前記撮像画像に含まれるノイズが所定量未満である場合に、前記第1の探索領域のみにおいてブレーキランプの点灯が検出されたか否かを判定して、前記第1の探索領域においてブレーキランプの点灯が検出された場合に、前記先行車のブレーキランプが点灯したと判定する、
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のブレーキ判定方法。 - 自車両前方の先行車を検出するセンサと、
前記センサにより検出された前記先行車の光源の有無を探索する第1の探索領域を、前記先行車の横方向の幅の中心付近に設定し、前記先行車の光源の有無を探索する第2の探索領域を前記先行車の左の尾灯位置に設定し、前記先行車の光源の有無を探索する第3の探索領域を前記先行車の右の尾灯位置に設定し、前記先行車の進行方向が左右のいずれであるかを判定し、前記先行車の進行方向に応じて前記第2及び第3の探索領域のうち何れか一方の探索領域を選択し、前記第1の探索領域と前記一方の探索領域の両方においてブレーキランプの点灯が検出されたか否かを判定し、前記第1の探索領域と前記一方の探索領域の両方においてブレーキランプの点灯が検出された場合に、前記先行車のブレーキランプが点灯したと判定するコントローラと、
を備えることを特徴とするブレーキ判定装置。
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