JPH04137112A - 移動車の環境認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像処理にて車両の走行路環境を認識する移
動車の環境認識装置に関する。

（従来の技術） 従来、走行路面上の障害物の３次元形状を認識する場合
、複数のビデオカメラにてステレオ視している。

（発明が解決しようとしている課題） しかしながら、上記従来例では、路面上の障害物の認識
のため、例えば、２つのカメラにて捕らえた画像から対
応点を抽出することに対しては困難が多い。

また、特に、夜間における障害物の認識は、画像として
走行路面の何らかの模様が捕えられていても、その特徴
点がはっきりせず、路面の形状変化や段差、障害物を識
別するのは、不可能に近いという問題がある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上述の課題を解決することを目的として成さ
れたもので、上述の課題を解決する手段として以下の構
成を備える。

即ち、外界認識のための画像入力手段を備えた移動車の
環境認識装置であって、車両前方に光を照射する少なく
とも２つの投光手段と、前記画像入力手段での画像フレ
ーム取込み周期に同期して、前記投光手段を交互にオン
、オフ制御する手段と、前記投光手段の一方がオンのと
きに前記画像入力手段にて取込んだ画像と、前記投光手
段の他方がオンのときに取込んだ画像とを比較する手段
と、前記比較結果に基づいて走行路上の障害物を認識す
る手段とを備える。

（作用） 以上の構成において、照射光による路面上の影の差をも
とに障害物を認識できる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な一実施例
を詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る一実施例である移動車の環境認
識装置（以下、装置という）のブロック図である。

本装置は、自車前方の走行路環境（主に路面状況）を、
第１図に示したＣＯＤカメラ等からなる画像入力カメラ
１にて捕え、それを画像情報として画像メモリ４に格納
する。

Ａ照明部２、およびＢ照明部３は、共に車両前方を照ら
す照明であり、後述するように照明切換部６の制御によ
りオン、オフを繰り返す。また、タイミング発生部５は
、画像入力カメラ１にて画像フレームを取込むタイミン
グ（フレーム取込み周期）と照明切換部６がＡ照明部２
、およびＢ照明部３に対してオン／オフの制御を行なう
タイミングとを発生する。尚、フレーム取込み周期と照
明のオン／オフ制御タイミングは、後述するように互い
に同期している。

画像処理部７は画像メモリ４から画像情報を受け、所定
の画像処理を行なってからフレーム間画像を比較する。

その比較結果は、主制御部８に出力される。

主制御部８は、装置全体を制御すると共に、画像処理部
７からの情報をもとに路面上の障害物の有無を判断した
り、その結果に基づく車両の制御を行なう。

第２図は、実際の車体に画像入力カメラとＡ照明部、お
よびＢ照明部を設置した様子を示す。同図に示すように
、車体ｌＯの前面に路面２０の近傍から順に、Ｂ照明部
３、Ａ照明部２、そして画像入力カメラ１が配置されて
いる。Ａ照明部２、およびＢ照明部３については、Ｂ照
明部３からの照明光３ａの方が、Ａ照明部２からの照明
光２ａより遠くを照射するよう設置されている。

また、画像入力カメラ１は、上記の両照明部が照射する
範囲の画像を捕えられる角度に設置されている。

第３図は、照明切換部６によるＡ照明部２、およびＢ照
明部３のオン／オフ切換タイミングと画像入力カメラ１
によるフレーム取込み周期との関係を示すタイミングチ
ャートである。

第３図に示すように、Ａ照明部２とＢ照明部３は、互い
に同時にオン、あるいはオフとなることなく、交互にオ
ン／オフを繰り返す。そして、その繰り返し周期は、画
像入力カメラ１による画像１フレームの取込み周期に同
期している。即ち、画像入力カメラ１が、Ａ照明部２が
オンのときに画像１フレームを取込む場合、Ａ照明部２
がオンでＢ照明部３はオフであり、逆にＢ照明部３がオ
ンのときに画像１フレームを取込む場合は、Ｂ照明部３
がオンでＡ照明部２がオフとなるよう制御されている。

次に、本実施例における走行路上の障害物の認識につい
て説明する。

第４図（ａ）　〜（ｄ）は、Ａ照明部２とＢ照明部３の
オン／オフを切換えながら、画像入力カメラ１にて捕え
た車両前方の画像である。

第４図（ａ）は、Ａ照明部２がオンのときの車両前方の
画像で、画像入力カメラ１は、Ａ照明部２からの照射光
２ａにより形成される、路面上の物体１１の影１１ａを
捕える。また、第４図（ｂ）は、Ｂ照明部３がオンのと
きの車両前方の画像であり、Ｂ照明部３からの照射光３
ａにより形成される路面上の物体１１の影１１ｂを捕え
る。

第４図（Ｃ）は、Ａ照明部２がオンのときの車両前方の
画像であるが、画像入力カメラ１は、Ａ照明部２からの
光による路面上の物体１１のみを捕えている。また、第
４図（ｄ）は、Ｂ照明部３がオンのときの車両前方の画
像であるが、第４図（ｃ）の場合と同様、Ｂ照明部３か
らの光による路面上の物体１１のみが捕えられている。

そこで、第５図に示したフローチャートに従い、第４図
（ａ）〜（ｄ）を参照しつつ、本実施例における障害物
の認識処理を説明する。

第５図において、照明切換部６は、ステップＳ１でＡ照
明部２をオンにし、ステップＳ２では、画像入力カメラ
１にて捕えたＡフレームの画像が画像メモリ４に取込ま
れる。また、ステップＳ３で、照明切換部６はＢ照明部
３をオンにし、続（ステップＳ４で、画像入力カメラ１
にて捕えたＢフレームの画像が画像メモリ４に取込まれ
る。

ステップＳ５では、画像処理部７が、上記ステップＳ２
．Ｓ４で取込まれた画像フレームが所定のフレーム数に
達したか否かの判定をする。尚、ここでは各画像フレー
ムを２フレームずつ取込む。

このステップＳ５での判定結果がＮｏであれば、再びス
テップＳ１に戻り、フレームの取込みを行なうが、判定
がＹＥＳであればステップＳ６に進み、Ａフレーム画像
の平均画像（以下、Ａ照明画像という）を算出する。続
くステップＳ７ではＢフレーム画像の平均画像（以下、
Ｓ照明画像という）を算出する。

ステップＳ８では、ステップＳ６．Ｓ７で求めたＡ照明
画像とＳ照明画像の比較を行なう。つまり、第４図（ａ
）の画像をＡ照明画像、第４図（ｂ）の画像をＳ照明画
像とみなし、両画像を比較すると、それらの相違点は、
路面上の物体１１の影１１ａとｌｌｂの大きさだけであ
ることがわかる。そして、これらの影の大きさに違いが
あるということは、物体１１に対して、Ａ照明部２やＢ
照明部３以外の他の方向からの共通の光により、その影
が形成されたものではなく、Ａ照明部２からの照明光２
ａ、及びＢ照明部３からの照明光３ａの照射範囲の違い
によるものと判断できる。

そこで、ステップＳ９では、主制御部８がＡ照明画像と
Ｓ照明画像の比較の結果をもとに、物体１１は路面上の
突起物、即ち、障害物であると判定する。

一方、第４図（ｃ）と第４図（ｄ）とを比較した場合、
双方の画像に物体１１による影が存在しないので、物体
１１は路面からは突出していない、路面上の模様である
と判定する。

以上説明したように、本実施例によれば、１台の画像入
力カメラと、光の照射範囲を異にし、交互にオン、オフ
する２つの照明とを同期させて走行路の画像をとり、得
られた画像を比較することで、照明による影の差から路
面上の障害物を簡単に検出できるという効果がある。

また、画像入力カメラを１台のみ使用することで、ステ
レオ視の場合に必要な複数のカメラ間のキャリブレーシ
ョンが不要となるので、装置の取り扱いが簡単になると
いう効果がある。

さらに、ステレオ画像を処理する場合に比べて情報量を
大幅に削減できるので、高速で障害物検出ができるとい
う効果がある。

尚、上記実施例では、Ａ照明部とＢ照明部のオン、オフ
制御を照明切換部にて行なっているが、面照明部をオン
のままにしておき、シャッターによる遮蔽の開閉機構を
設けて照明のオン、オフ制御をしてもよい。

また、照明切換部によるＡ照明部、およびＢ照明部のオ
ン／オフ切換えタイミングと画像入力カメラによるフレ
ーム取込み周期を、そのときの車速と関連づけて可変に
してもよい。こうすることで、車両の移動に起因する画
像フレーム間における路面上の物体の影の変化を最小に
抑え、より確実な影の把握が可能になるので、装置が距
離計測機能を持つことが可能になると共に、走行路上の
障害物の検出精度を向上できる。また、障害物が路面か
ら突き出ている高さの程度、即ち、車両がそれを越えら
れるかどうかということを認識することも可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、複数のカメラに
よるステレオ視を用いることなく、１台のカメラにて容
易に、特に夜間での走行路上の障害物を認識することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例である移動車の環境認識
装置のブロック図、 第２図は車両に画像入力カメラと照明部を設置した様子
を示す図、 第３図はＡ照明部２、およびＢ照明部３のオン／オフ切
換タイミングとフレーム取込み周期との関係を示すタイ
ミングチャート、 第４図（ａ）、（Ｃ）はＡ照明部がオンのときの車両前
方の画像を示す図、 第４図（ｂ）、（ｄ）はＢ照明部がオンのときの車両前
方の画像を示す図、 第５図は本実施例における障害物の認識処理を示すフロ
ーチャートである。 図中、ｌ・・・画像入力カメラ、２・・・Ａ照明部、２
ａ、３ａ・・・照明光、３・・・Ｂ照明部、４・・・画
像メモリ、５・・・タイミング発生部、６・・・照明切
換部、７・・・画像処理部、８・・・主制御部、１０・
・・車体、１１・・・路面上の物体、ｌｌａ、ｌｌｂ・
・・影、２０・・・路面である。 特許出願人　　　マツダ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外界認識のための画像入力手段を備えた移動車の環境認
   識装置であつて、 車両前方に光を照射する少なくとも２つの投光手段と、 前記画像入力手段での画像フレーム取込み周期に同期し
   て、前記投光手段を交互にオン、オフ制御する手段と、 前記投光手段の一方がオンのときに前記画像入力手段に
   て取込んだ画像と、前記投光手段の他方がオンのときに
   取込んだ画像とを比較する手段と、 前記比較結果に基づいて走行路上の障害物を認識する手
   段とを備えたことを特徴とする移動車の環境認識装置。