JPH09266572A - 車輛の外界監視装置用カメラ - Google Patents
車輛の外界監視装置用カメラInfo
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- JPH09266572A JPH09266572A JP8074280A JP7428096A JPH09266572A JP H09266572 A JPH09266572 A JP H09266572A JP 8074280 A JP8074280 A JP 8074280A JP 7428096 A JP7428096 A JP 7428096A JP H09266572 A JPH09266572 A JP H09266572A
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Abstract
する撮像手段を実現すると共に、ゴーストの影響を低減
する。 【解決手段】 車外の対象を撮像した画像を処理して外
界情報を得る車外監視装置に用いられる外界認識用のC
CDカメラ11は、CCD31の前方に被写体像をCC
D31の撮像面に結像する対物レンズ系32が配置され
て構成されている。対物レンズ系32の前面部には、所
定の偏光成分の光線のみを透過して不要な光線を除去す
る偏光フィルタ33が、また、対物レンズ系32の後面
部には、該対物レンズ系32の焦点距離を変更するコン
バージョンレンズ34が、それぞれ光路中に挿脱自在に
設けられている。
Description
おいて、車外の対象を撮像し、撮像した対象の画像認識
を行って外界情報を得るための車輛の外界監視装置用カ
メラに関する。
安全性の飛躍的向上を図るため、積極的に運転操作をア
シストする総合的な運転支援システム(ADA,Active
DriveAssist system)が開発されている。このシステ
ムでは、車輛の外部環境を認識することが必要不可欠で
あるが、従来より、カメラ等の撮像手段を車輌に搭載
し、複数のカメラによりとらえた車輛前方の風景や物体
の画像情報を処理して、道路、交通環境等の車外の状態
を認識・監視する技術の開発が進められている。例え
ば、特開平3−225513号公報には、テレビカメラ
でとらえた進行方向前方の道路帯画像を画像処理して道
路情報を抽出し、走行制御を行う技術が開示されてい
る。
と共に、より詳細な画像を得ることが外界認識率を向上
して安全性を高める上で重要である。一般的には、低速
ではより広い視野を確保し、高速においてはより遠方を
監視することにより、外界認識率をより向上させること
ができ、このためには、車速に応じた適切な焦点距離で
車外の対象を撮像し、この撮像時の焦点距離に基づいて
画像処理を行う必要がある。
視用のシステムでは、車速に応じた適切な焦点距離で車
外の対象を撮像するためには、低速時に広い視野の画像
を得るための広角用と、高速時に遠方の詳細な画像を得
るための望遠用とにそれぞれ専用の二種類のカメラが必
要である。二つのカメラを用いてステレオ観察を行い対
象を立体的に認識する、いわゆるステレオ法による画像
認識システムでは、上記目的を達成するために広角用と
望遠用とで二つずつ合計四つのカメラを用意する必要が
あり、撮像手段に多くのコストがかかるという問題点が
ある。
場合は、フロントウィンドウに車室内のダッシュボード
やインストルメントパネルなどの物体の反射像が映り込
むゴーストが生じ、このゴーストがカメラに入射して撮
像されることがあり、このようなゴーストのために、認
識エラーとなったり、実体とは異なる状態を認識してし
まうなどの誤認識が起きるおそれがあった。
もので、その第1の目的は、広い視野角を得るための広
角用と詳細な画像を得るための望遠用の二つの特性を有
する撮像手段を低コストで実現することができる車輛の
外界監視装置用カメラを提供することにある。
に映り込むゴーストの影響を低減でき、ゴーストによる
誤認識を防止することができる車輛の外界監視装置用カ
メラを提供することにある。
撮像し、撮像した画像を処理して外界情報を得る車輛の
外界監視装置用カメラにおいて、撮像手段に被写体像を
結像する撮像光学系の光路中に、該撮像光学系に入射す
る光線のうち所定の偏光成分の光線のみを透過する偏光
フィルタと、前記撮像光学系の焦点距離を望遠用と広角
用とに切り換える焦点切換レンズと、を挿脱自在に設け
たことを特徴とする。
施の形態を説明する。図1ないし図11は本発明の一実
施形態に係り、図1は車外監視装置の全体構成図、図2
は車輛の正面図、図3はカメラと被写体との関係を示す
説明図、図4はカメラの光学系の概略構成を示す説明
図、図5はカメラの実際の車輛における設置例を示す説
明図、図6は偏光フィルタの回転機構の構成例を示す平
面図、図7は偏光フィルタの挿脱機構の第1の構成例を
示す説明図、図8は偏光フィルタの挿脱機構の第2の構
成例を示す説明図、図9はカメラの光学系の作用説明
図、図10はコンバージョンレンズの挿脱機構の第1の
構成例を示す説明図、図11はコンバージョンレンズの
挿脱機構の第2の構成例を示す説明図である。
であり、この車輌1に、車外の対象を撮像し、撮像した
画像を処理して外界情報を得る車外監視装置2が搭載さ
れている。
離から遠距離に渡って撮像可能な撮像手段10と、この
撮像手段10によって撮像した画像を撮像時の焦点距離
に基づいて処理し、画像全体に渡る距離分布を算出して
外界情報を得る画像処理手段20と、車速センサ5で検
出した車輌1の車速に応じて適正な焦点距離を設定し、
この焦点距離の設定値を前記撮像手段10及び前記画像
処理手段20へ出力して撮像手段10を広角用または望
遠用に切り換える焦点距離設定手段15とを備えてい
る。
としては、先ず、車外の対象までの距離情報があり、こ
の距離情報に基づいて道路形状や立体物等の認識が行わ
れる。そして、認識した立体物が自車輌に対して障害物
となる場合、図示しないアクチュエータ類を制御する外
部装置を接続することにより、運転者に対する警告、車
体の自動衝突回避等の動作を行うことが可能となってい
る。
象を異なる位置から撮像した1組の画像に対し、対応す
る位置のずれ量から三角測量の原理によって距離を求め
る、いわゆるステレオ法による画像処理で三次元の距離
情報を得るものであり、前記撮像手段10は、左右画像
用として、例えば電荷結合素子(CCD)等の固体撮像
素子を用いた2台のカメラにより構成されている。
0として2台のCCDカメラ11a,11b(代表して
CCDカメラ11と表記する場合もある)が、それぞれ
車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられて
いる。ここで、車室内のCCDカメラ11の取付位置
を、例えば、車輌1のボンネット先端から2mとする
と、例えば、直近から100m遠方までを撮像する場
合、実際には前方2mから100mまでの位置を撮像す
ることになる。
Dカメラ11a、11bの取付間隔をrとして、2台の
カメラ11a,11bの設置面から距離Zにある点Pを
撮影すると、2台のカメラ11a,11bの焦点距離を
共にfとして、点Pの像は、それぞれのカメラについて
焦点位置からfだけ離れた投影面に写る。
る像の位置から左のCCDカメラ11aにおける像の位
置までの距離は、r+δとなり、このδをずれ量とする
と、点Pまでの距離Zは、ずれ量δから以下の(1)式
で求めることができる。
ける同一物体の像を見つけ出す必要があり、本実施形態
の画像処理手段20では、画像を小領域に分割し、それ
ぞれの小領域内の輝度あるいは色のパターンを左右画像
で比較して一致する領域を見つけ出し、全画面に渡って
距離分布を求める。
番目画素の輝度(色を用いても良い)を、それぞれ、A
i、Biとすると、例えば、以下の(2)式に示すシテ
ィブロック距離Hによって評価することができる。
距離分布を求め、得られた距離情報より車外の道路形状
や立体物等の状態認識を行う。
成例を説明する。図4はCCDカメラ11の光学系の概
略構成を示したものである。
CD31が設けられ、このCCD31の前方に被写体像
をCCD31の撮像面に結像する撮像光学系としての対
物レンズ系32が配置されている。対物レンズ系32の
前面部には、所定の偏光成分の光線のみを透過して不要
な光線を除去する偏光フィルタ33が光路中に挿脱自在
に設けられている。また、対物レンズ系32の光路中
(図では対物レンズ系32の後面部)には、該対物レン
ズ系32の焦点距離を変更する焦点切換レンズとしての
コンバージョンレンズ34が挿脱自在に設けられてい
る。なお、図中の各レンズは模擬的に描いたものであ
り、実際のものとは異なっている。
必要に応じて偏光フィルタ33を設けることにより、フ
ロントウィンドウに映り込んだ車室内のインストルメン
トパネル上部やダッシュボードなどの物体の反射像のゴ
ーストが対物レンズ系32及びCCD31に入射するこ
とを防ぐことができ、CCDカメラ11へのゴーストの
映り込みを低減できる。また、必要に応じてコンバージ
ョンレンズ34を設けることにより、広角用と望遠用の
二種類の光学系を構成でき、一つのカメラで広い視野角
を持つ画像と遠方の詳細な画像とを得ることができる。
における設置例を示したものであり、CCDカメラ11
のレンズ部35の周囲に、前方に突出して遮光用のフー
ド36が設けられ、レンズ部35の前面に、偏光フィル
タ33が上部のルーフ側の回動軸37を中心にして回動
可能に取り付けられている。偏光フィルタ33を配置す
ると、CCDカメラ11への入射光量が減少するため、
ゴーストの影響が少なく必要の無いときは、偏光フィル
タ33を図中破線で示すように対物レンズ系32の光路
中から外すようにする。
フ側に設けることにより、偏光フィルタ33の退避時に
フィルタ上に埃が付着しにくくすることができる。な
お、図5の例とは逆に、下側に偏光フィルタ33の回動
軸37を設けることもでき、この場合、偏光フィルタ3
3の退避時にフィルタ自体が下側のフードの代わりの機
能を持つため、長いフードを設けなくともフロントウィ
ンドウ下部のダッシュボード近傍等、下方からの映り込
みを防止するのに有効である。
を図6に示す。偏光フィルタ33は、外周部にウォーム
ホイル38を備えたフィルタ枠39に固定され、このフ
ィルタ枠39と共にフィルタケース40に対して回転可
能に取り付けられている。そして、フィルタケース40
の一端に前記回動軸37が設けられ、フィルタケース4
0全体が回動軸37を中心に回動するようになってい
る。フィルタケース40の端部近傍には、図示しないモ
ータ等の駆動手段に連結された一組のかさ歯車41a,
41bが設けられ、かさ歯車41bの他端にピニオン4
2が設けられており、このピニオン42が前記フィルタ
枠39のウォームホイル38に噛合している。ここで、
かさ歯車41aの回転軸は、フィルタケース40の回動
軸37の延長上に軸が一致するよう配置され、この軸に
対して垂直にかさ歯車41bの回転軸が配置されてい
る。
1aを回転させることにより、かさ歯車41b,ピニオ
ン42,ウォームホイル38を介してフィルタ枠39を
回転させ、フィルタケース40自体の回転位置によら
ず、偏光フィルタ33を所望の偏光角度となるよう位置
させることができ、効果的にゴーストの偏光成分を除去
できる。
を図7及び図8に示す。図7に示す第1の構成例では、
フィルタケース40を押引駆動するアクチュエータ43
が設けられ、アクチュエータ43の一端がフィルタケー
ス40の中間部に接続され、他端はフード等に固定され
ている。レンズ部35前端の下部近傍には、偏光フィル
タ33の移動範囲を規制する位置決め用のストッパ44
が配置されている。図8に示す第2の構成例では、フィ
ルタケース40の回動軸37に扇形歯車45が取り付け
られ、図示しないモータ等の駆動手段に連結された平歯
車46に噛合している。
なる挿脱機構によって、フィルタケース40を駆動して
回動させ、偏光フィルタ33をレンズ部35の光路中に
ストッパ44で位置決めしてセットしたり、光路中から
退避させたりすることができる。
ように同一の対象を左右のカメラで撮像し、一組の画像
に対し左右方向の画像のズレを検出して対象の距離情報
を得るようになっている。ゴーストによって左右のカメ
ラに異なる画像が撮像された場合、ゴーストを除去しな
いと画像判定時にミスマッチが起き、誤認識してしまう
おそれがある。車内にCCDカメラを設置した構成の場
合、特に、フロントウィンドウ近傍において昼間の真上
から照る光の反射光によるゴーストが多く発生するた
め、正常な画像認識を行うにはこのようなゴーストの影
響を除去する必要がある。
て、画像認識の際に左右の画像のミスマッチを検出し
て、ミスマッチがあった場合にゴーストが発生したと判
断し、偏光フィルタ33によってゴーストの影響を除去
する。画像処理手段20は、ゴーストの有無に応じてC
CDカメラ11へ指示を送って偏光フィルタ33を対物
レンズ系32の前面に挿入、退避させる。このとき、図
7または図8に示すような挿脱機構によって偏光フィル
タ33を光路中に配置させると共に、図6に示すような
回転機構によって偏光フィルタ33を回転させ、適正な
偏光位置となるように偏光フィルタ33をセットする。
この偏光位置合わせは、所定の範囲内で偏光フィルタ3
3を少しずつ回転させながら撮像された画像の認識を行
い、ゴーストの影響の少ない最適位置を求めるようにす
る。
用を図9に基づいて説明する。本実施形態では、CCD
カメラ11の対物レンズ系32を予め広角用に設定して
おき、図9の(a)に示すように近距離の対象について
広い視野角を確保できるようにする。遠距離の対象を詳
細に観察する場合は、図9の(b)に示すように対物レ
ンズ系32の光路中にコンバージョンレンズ34を挿入
し、望遠用の光学系を構成する。この場合、コンバージ
ョンレンズ34は凹レンズ系のもので構成され、対物レ
ンズ系32の焦点距離を延長する作用を持っている。
を逆にして、対物レンズ系32を予め望遠用に設定して
おき、広角用の光学系を構成する場合には対物レンズ系
32の光路中に焦点距離を短縮する作用を持った凸レン
ズ系のコンバージョンレンズを挿入するような構成とし
ても良い。
の構成例を図10及び図11に示す。図10に示す第1
の構成例では、コンバージョンレンズ34は一側部にラ
ック51を備えたレンズケース52に固定され、このレ
ンズケース52のラック51が図示しないモータ等の駆
動手段に連結されたピニオン53に噛合しており、レン
ズケース52が図中左右方向に移動可能になっている。
なお、左右方向に限らず、上下方向に移動可能な構成と
しても良い。
ース52を左右または上下方向に押引駆動するアクチュ
エータ54及びリンク55が設けられ、リンク55の一
端がレンズケース52の一端部に接続され、他端はフー
ド等に固定されたアクチュエータ54に接続されてい
る。
部が三角状に突出した形状に形成されており、このレン
ズケース52の挿入方向には、前記突出部と当接し係合
する三角状の凹部を有しコンバージョンレンズ34の移
動範囲を規制する位置決め用のストッパ56が配置され
ている。図のようにレンズケース52がストッパ56に
当接した位置において、コンバージョンレンズ34の光
軸57と対物レンズ系32の光軸中心とが一致するよう
になっており、ストッパ56にレンズケース52を押し
当てることによって自動的に光軸合わせを行うことがで
きる。
5で検出した車速に応じて、焦点距離設定手段15によ
りCCDカメラ11へ指示を送って図10または図11
に示すような挿脱機構を駆動し、コンバージョンレンズ
34を光路中に挿入、退避させる。例えば、時速40km
を境にして、時速40km以下の低速時は広角側に、時速
40kmより速い高速時は望遠側に、それぞれ対物レンズ
系32の焦点距離をセットする。
CCDカメラのみで、広角用と望遠用のカメラを構成で
き、外界認識の際に、近点においてより広い視野角を確
保することができ、かつ、遠点においてより詳細な画像
認識を行うことが可能となる。従って、ステレオ法によ
る外界監視用の画像認識システムにおいて、広角用と望
遠用とに専用の複数組のカメラを設けることなく、低コ
ストでこれら二つの特性を有する撮像手段を実現でき、
近距離から遠距離まで幅広く対応可能で、状況に応じて
十分な視野角と解像度を持った外界の画像を得ることが
できる。
フィルタによってフロントウィンドウの反射光の映り込
みをより効果的に低減でき、ゴーストによる誤認識を防
止することができる。また、偏光フィルタを配設する対
物レンズ系の周囲に保護用のフードを設けることによ
り、ゴースト除去効果を強化させることができる。ま
た、偏光フィルタの退避時に、フィルタを上側に格納す
ることにより、偏光フィルタへの埃等の付着を防止する
ことができる。
い視野角を得るための広角用と詳細な画像を得るための
望遠用の二つの特性を有する撮像手段を低コストで実現
できる効果がある。また、フロントウィンドウに映り込
むゴーストの影響を低減でき、ゴーストによる誤認識を
防止できる効果がある。
略構成を示す説明図
図
説明図
説明図
成例を示す説明図
成例を示す説明図
Claims (3)
- 【請求項1】 車外の対象を撮像し、撮像した画像を処
理して外界情報を得る車輛の外界監視装置用カメラにお
いて、 撮像手段に被写体像を結像する撮像光学系の光路中に、
該撮像光学系に入射する光線のうち所定の偏光成分の光
線のみを透過する偏光フィルタと、前記撮像光学系の焦
点距離を望遠用と広角用とに切り換える焦点切換レンズ
と、を挿脱自在に設けたことを特徴とする車輛の外界監
視装置用カメラ。 - 【請求項2】 車外の対象を撮像し、撮像した画像を処
理して外界情報を得る車輛の外界監視装置用カメラにお
いて、 撮像手段に被写体像を結像する撮像光学系の光路中に、
該撮像光学系に入射する光線のうち所定の偏光成分の光
線のみを透過する偏光フィルタを挿脱自在に設けたこと
を特徴とする車輛の外界監視装置用カメラ。 - 【請求項3】 車外の対象を撮像し、撮像した画像を処
理して外界情報を得る車輛の外界監視装置用カメラにお
いて、 撮像手段に被写体像を結像する撮像光学系の光路中に、
該撮像光学系の焦点距離を望遠用と広角用とに切り換え
る焦点切換レンズを挿脱自在に設けたことを特徴とする
車輛の外界監視装置用カメラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07428096A JP3630833B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 車輛の外界監視装置用カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07428096A JP3630833B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 車輛の外界監視装置用カメラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09266572A true JPH09266572A (ja) | 1997-10-07 |
JP3630833B2 JP3630833B2 (ja) | 2005-03-23 |
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ID=13542553
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP07428096A Expired - Fee Related JP3630833B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 車輛の外界監視装置用カメラ |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3630833B2 (ja) |
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- 1996-03-28 JP JP07428096A patent/JP3630833B2/ja not_active Expired - Fee Related
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