JP7251714B2 - 車両識別装置 - Google Patents

Description

本発明は、夜間、車両の前方にある車両を識別する車両識別装置に関する。

夜間、車両の走行中に、前方にある光源を検出し、その光源が車両のものであるか否かを識別して、ヘッドランプ制御を含む運転支援システム等の車両制御が行われている。車両の前方の光源としては、前走車のテールランプ、対向車のヘッドランプの他に路側に設置された反射板からの反射光がある。これらの光源を識別するために、特許文献１では、先行車のテールランプの赤色光と反射板や外乱光の白色光を判別して、車両を認識している。

特開２００７－３０００５４号公報

車両以外の光源から発せられた光が車両のテールランプからの光と同色であった場合、車両以外の光源を車両の光源と誤って判別するおそれがあり、識別の精度が悪くなる。精度よく識別するには、車両以外の光源に関する情報を取得して、車両以外の光源を特定しなければならず、処理が煩雑となる。

本発明は、上記に鑑み、夜間の走行中に前方の車両を簡易に精度よく識別できる車両識別装置の提供を目的とする。

本発明の車両識別装置は、車両の前方を撮像する撮像部と、撮像部からの撮像情報により光源を検出する光源検出部と、検出された光源から車両を識別する車両判定部とを有するものであって、検出された光源の中から車幅方向で隣り合う光源をペアリングするペアリング部を有し、車両判定部は、ペアリングした光源の高さ方向の重なり具合に基づいて車両か否かを判別する。

光源が車両の場合、車幅方向に隣り合う光源は水平方向に並び、高さ方向のずれがない。そのため、ペアリングされた光源の高さ方向の重なり具合が大きくなり、光源は車両のものと判別できる。路側の反射板による光源では、高さ方向にずれながら並んでいる。そのため、ペアリングされた光源は高さ方向にずれがあるので、ペアリングされた光源の高さ方向の重なり具合が小さくなる。この場合、光源は反射板等の車両以外のものと判別できる。

本発明によると、夜間の走行中に、撮像された画像に映った光源からでは車両か車両以外の物体が判別できない場合でも、各光源の高さ方向の位置関係に基づいて車両を確実に識別することができる。

本発明の実施形態の車両識別装置の概略構成図 前方の車両と反射板およびセンタラインの位置関係を示す図 車両のテールランプおよび路側の反射板による光源が映った画像を示す図 撮像された画像から車両を識別するときのフローチャート ペアリングした光源を示す図 隣り合う光源の重なり率を説明する図

本発明の実施形態に係る運転支援システム等の車両制御に使用される車両識別装置を図１に示す。車両の前方の物体を識別するための車両識別装置は、夜間の走行中における車両制御の１つとしてヘッドランプ１の作動を制御するヘッドランプ制御装置２に接続され、車両の前方を撮像する撮像部３と、撮像部３によって撮像された撮像情報を解析して、前走車等の車両を含む物体を識別する画像処理装置４とを備えている。撮像部３は、車室の前側に設置されるステレオカメラとされる。画像処理装置４は、ＣＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサ、メモリ、車内通信インターフェースによって構成される。

そして、夜間に車両の前方の物体を識別するために、画像処理装置４は、撮像部３からの撮像情報に基づいて光源を検出して、検出された光源に基づいて車両と車両以外の物体とを識別する。そのため、画像処理装置４は、撮像部３が撮像した画像から光源を検出する光源検出部５と、検出された光源の位置関係から前方の物体を識別する車両判定部６とを有する。撮像部３はステレオカメラにより３次元的な画像を撮像するが、上記の画像処理装置４は、平面画像で処理する。そのため、１つのカメラで撮像した画像を取得して解析処理する。これにより、処理時間を短縮でき、すばやく車両を識別することができる。

図２に示すように、左側通行では、走行中の車両の前方に存在する物体として、前走車１０、対向車１１といった車両の他に、路側に設置された反射板１２、照明灯等があり、前走車１０のテールランプ１３、対向車１１のヘッドランプ１４、照明灯のように自ら光を発する物体、自車のヘッドランプ１からの光を反射する反射板１２が光源となる。反射板１２には、走行している車線の路側の反射板１２以外に、対向車線の路側の反射板１５やセンタライン１６がある。

光源検出部５は、撮像された画像において歪補正等の画像前処理を行ってから、明るい領域を探して、光源を検出する。すなわち、光源検出部５は、所定以上の大きさおよび所定の輝度以上を有する明るい領域を探して、その領域を光源として抽出し、その領域の色を判別することにより、光源を識別する。車両判定部６は、光源の色に基づいて車両か車両以外の物体かを判別する。光源の色が赤色の場合、前走車１０であると判定する。光源の色が白色の場合、輝度に基づいて明るい光源は対向車１１であると判定する。光源の輝度が小さい場合、さらに光源の位置に基づいて、反射板１２，１５あるいはセンタライン１６と判定する。

通常、光源の色としては、前走車１０のテールランプ１３は赤色、対向車１１のヘッドランプ１４は白色、反射板１２，１５は白色あるいはオレンジ色、センタライン１６は白色が考えられるが、国、地域によっては、反射板１２から反射される光がテールランプ１３と同じ赤色の場合がある。この場合、光源の色は同じとなり、前走車１０のテールランプ１３と路側の反射板１２との判別が困難となる。

ここで、撮像された画像では、遠近法によって車幅方向の一側に向かうほど車線の外側に向かっていく。左側通行の場合、左上側が車線の外側になる。図３に示すように、走行している車線側の反射板１２は、左下側から右斜め上方向に向かって並んで見える。前走車１０に対して、反射板１２は常に左側から左上側にかけて位置する。そして、前走車１０のテールランプ１３、対向車１１のヘッドランプ１４のように自車から等距離にある光源は水平方向に並んで映り、高さ方向のずれが生じない。反射板１２同士あるいは反射板１２と車両のように自車からの距離が異なる光源の場合、自車から遠い光源ほど高い位置に映り、自車からの距離が異なる光源には、高さ方向のずれが生じる。

このように、車両の光源と車両以外の光源には、高さ方向にずれがあることに着目して、夜間の走行中に検出された光源から車両と車両以外の物体を識別することができる。そのため、画像処理装置４は、検出された光源の中から車幅方向で隣り合う光源をペアリングするペアリング部７を有している。車両判定部６は、ペアリングした光源の高さ方向の重なり具合に基づいて車両か否かを判別する。左右の２つの光源の重なり具合が大きい場合、車両の光源とされ、重なり具合が小さい場合、車両以外の光源、あるいは少なくとも一方が車両以外の光源とされる。

夜間に車両が走行しているとき、撮像部３が車両の前方を撮像する。画像処理装置４は撮像部３から撮像情報を取得する。図４に示すように、光源検出部５は、撮像された画像において歪補正等の画像前処理を行ってから、所定の条件を満たす明るい領域を抽出して、光源を検出する。すなわち、光源検出部５は、所定値以上の輝度を有する所定の大きさ以上の領域を抽出して、この領域が発する光の色を判別して、この領域を光源として識別する。これにより、撮像された画像における光源の位置と色が検出される。

ペアリング部７は、撮像された画像に同じ色の光源が複数ある場合、同じ色の光源をグループ化し、車幅方向（水平方向）に隣り合う光源をペアリングする。図５に示すように、同色の反射板１２の光源と前走車１０のテールランプ１３の光源について、ａ～ｈのペアが作成される。

車両判定部６は、光源の色および明るさ、各光源に対する周囲の光源の位置に基づいて車両と車両以外の物体を判別する。ペアリングされた赤色の光源に対して、車両判定部６は、左右の光源の高さ方向の重なり具合をチェックする。図６に示すように、左右の光源の最下位置と最上位置の高さ方向の差を車両高さＨとし、左右の光源の高さ方向に重なっている部分の高さを重なり高さＬとする。車両高さＨと重なり高さＬより重なり率Ｘ（＝Ｌ／Ｈ）を算出する。例えばａのペアでは、重なり率Ｘ＝０．１１となる。車両判定部６は、重なり率Ｘを閾値Ｓと比較し、重なり具合を判断する。閾値Ｓとして、例えば０．６が設定されている。この場合、重なり率Ｘは閾値Ｓ以下であるので、重なり具合が小さいと判断される。この閾値Ｓは、車両の傾きなどを考慮して設定される。

次に、車両判定部６は、左右の光源の高さ位置に基づいて、光源が車両か反射板１２かを判別する。ａのペアでは、左側の光源が右側の光源よりも低い位置にあるので、２つの光源は反射板１２と判断される。ｂ～ｈのペアについても同様に、重なり率を算出して、左右の光源の高さ位置に基づき、光源が車両か反射板１２か判別される。ｂ～ｆのペアでは、２つの光源は反射板１２と判断される。ｇのペアでは、左側の光源が右側の光源よりも高い位置にあるので、左側の光源が反射板１２、右側の光源が車両と判断される。ｈのペアでは、重なり率Ｘ＝１となるので、２つの光源は車両のものとなる。そして、左右の光源は同じ高さにあるので、前走車１０のテールランプ１３と判断される。

白色の光源に対しては、センタライン１６による光源および対向車１１のヘッドランプ１４による光源がペアリングされる。車両判定部６は、重なり具合が大きく、左右の光源が同じ高さにあると、対向車１１のヘッドランプ１４と判断する。重なり具合が小さく、左側の光源が右側の光源よりも高い位置にあると、センタライン１４による光源と判断する。また、反対車線の路側に反射板１５がある場合、赤色の光源がペアリングされ、左右の光源の重なり具合が小さく、左側の光源が右側の光源よりも高い位置にあると、各光源は反射板１５であると判断される。

上記のように、前方の車両が識別されると、画像処理装置４は、ボディＥＣＵからなるヘッドランプ制御装置２にハイビーム制御信号を出力し、ヘッドランプ１の作動が制御される。ヘッドランプ１は、配光可変ヘッドランプ（ＡＤＢ）とされ、ヘッドランプ制御装置２は、ハイビーム制御信号が入力されると、前走車１０や対向車１１などの前方に存在する車両に応じてハイビームの配光パターンを自動的に制御する。すなわち、車両以外の領域はハイビームとし、車両がある領域はロービームにする、あるいはハイビームを遮光する。

このように、車両が発する光と同色の光を発する車両以外の物体とを正しく識別できるので、車両の光源とよく似た光源を間違って車両と誤判断することを防止できる。したがって、車両と路側の反射板１２とを正しく判別して、ヘッドランプ制御を精度よく行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。撮像部３はステレオカメラに限らず、単眼カメラであってもよい。上記の車両識別装置をヘッドランプ制御に限らず、運転支援システムに関する車両制御に使用してもよい。さらに、本発明の車両識別装置では、平面画像処理を行う安価な画像処理装置を活用できるが、３次元的な画像処理を行える画像処理装置を採用してもよく、より判定精度を上げることができる。

上記実施形態では、左側通行の場合であるが、右側通行の場合でも同様に適用できる。夜間の走行中、光源検出部５は、撮像された画像から光源を検出する。ペアリング部７は、車幅方向で隣り合う同じ色の光源をペアリングする。車両判定部６は、ペアリングした光源の重なり具合と高さ位置に基づいて車両と車両以外の物体を判別する。白く明るい光源で重なり具合が大きいとき、対向車１１のヘッドランプ１４と判断される。赤い光源で重なり具合が大きいとき、車両と判断される。赤い光源で重なり具合が小さく、右側の光源が左側の光源よりも低い位置にあるとき、左右の光源は反射板１２と判断される。赤い光源で重なり具合が小さく、右側の光源が左側の光源よりも高い位置にあるとき、反射板１２と車両と判断される。ヘッドランプ制御装置２は、前方に存在する車両に応じてハイビームの配光パターンを自動的に制御する。

また、光源の色を判別せずに、検出された光源の中から隣り合う光源をペアリングして、光源が車両か否かを判別してもよい。すなわち、ペアリングされた光源の重なり具合と左右の光源の高さ位置に基づいて、光源が車両のものであるか車両以外のものであるかを判断することができる。

１ ヘッドランプ
２ ヘッドランプ制御装置
３ 撮像部
４ 画像処理装置
５ 光源検出部
６ 車両判定部
７ ペアリング部
１０ 前走車
１１ 対向車
１２ 反射板
１３ テールランプ
１４ ヘッドランプ
１５ 反射板
１６ センタライン

Claims (1)

1. 車両の前方を撮像する撮像部と、撮像部からの撮像情報により光源を検出する光源検出部と、検出された光源から車両を識別する車両判定部とを有する車両識別装置であって、検出された光源の中から車幅方向で隣り合う光源をペアリングするペアリング部を有し、車両判定部は、ペアリングした光源の高さ方向の重なり具合に基づいて車両か否かを判別することを特徴とする車両識別装置。

Images