米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 計算機;電気通信 -> 日産自動車株式会社

発明の名称 接近物体検出装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−233802(P2003−233802A)
公開日 平成15年8月22日(2003.8.22)
出願番号 特願2002−32654(P2002−32654)
出願日 平成14年2月8日(2002.2.8)
代理人 【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也 (外2名)
【テーマコード(参考)】
5B057
5H180
5L096
【Fターム(参考)】
5B057 AA16 AA19 BA02 DA07 DA15 DB02 DC08 DC30 DC34 DC36 
5H180 AA01 CC04 LL04 LL07
5L096 DA03 FA34 GA19 HA03 HA04 MA05
発明者 山田 勝規 / 田中 智規
要約 課題
自車両に接近する物体が自車線上にあることを容易に検出できるようにすること。

解決手段
自車両後方の画像を単眼カメラ1で撮像して警報用コントローラ2に出力し、その警報用コントローラ2内で接近警報処理を実行して、入力された画像を左右の領域に分割し、それらの領域から自車両に接近する物体の画像を個別に検出すると共に、その個別に検出された画像間の対称性を判断し、その判断結果に基づいて自車両に接近する物体が自車線上にあることを推定する。
特許請求の範囲
【請求項1】 自車両後方又は前方の画像を撮像する撮像手段と、その撮像手段で撮像された画像を左右の領域に分割する領域分割手段と、その領域分割手段で分割された左右の領域から自車両に接近する物体の画像を個別に検出する接近物体検出手段と、その接近物体検出手段で個別に検出された画像間の対称性を判断する対称性判断手段と、その対称性判断手段の判断結果に基づいて自車両に接近する物体が自車線上にあることを推定する物体存在車線推定手段と、を備えたことを特徴とする接近物体検出装置。
【請求項2】 前記対称性判断手段は、前記接近物体検出手段で個別に検出された画像間の相関値を所定のしきい値と大小比較し、その結果に応じて、それらの画像間の対称性を判断することを特徴とする請求項1に記載の接近物体検出装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自車両後方又は前方の道路を監視して、自車両に接近する他車両等を検出する接近物体検出装置。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置としては、例えば特開2000−315255号公報に記載されている「車両用後側方監視装置及び車両用後側方監視警報装置」が知られている。この従来例には、自車両後方の道路画像を撮像し、その道路画像に対して、図9に示すように、隣接車線に監視領域を設定し、その監視領域内にある物体の画像のオプティカルフローを算出して、自車両の後側方から接近してくる後続車両を検出する技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来例にあっては、自車両後方の道路画像に対して、隣接車線に監視領域を設定するようになっているため、図10(a)に示すように、例えば自車線上の後続車両が自車両に接近して、その後続車両の画像の一部が隣接車線の画像と重なるときには、図10(b)に示すように、その隣接車線と重なる部分の画像のオプティカルフローが算出されて、当該部分が自車両の後側方から接近してくる後続車両として検出され、隣接車線に後続車両があると誤判断する恐れがあった。
【0004】そこで本発明は上記従来の技術の未解決の問題点に着目してなされたものであって、自車両に接近する物体が自車線上にあることを容易に検出できる接近物体検出装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項1に係る発明である接近物体検出装置は、自車両後方又は前方の画像を撮像する撮像手段と、その撮像手段で撮像された画像を左右の領域に分割する領域分割手段と、その領域分割手段で分割された左右の領域から自車両に接近する物体の画像を個別に検出する接近物体検出手段と、その接近物体検出手段で個別に検出された画像間の対称性を判断する対称性判断手段と、その対称性判断手段の判断結果に基づいて自車両に接近する物体が自車線上にあることを推定する物体存在車線推定手段と、を備えたことを特徴とする。
【0006】また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の接近物体検出装置において、前記対称性判断手段は、前記接近物体検出手段で個別に検出された画像間の相関値を所定のしきい値と大小比較し、その結果に応じて、それらの画像間の対称性を判断することを特徴とする。
【0007】
【発明の効果】したがって、請求項1に係る発明である接近物体検出装置にあっては、自車両後方又は前方の画像を撮像して、その画像を左右の領域に分割し、それらの領域から自車両に接近する物体の画像を個別に検出して、その個別に検出された画像間の対称性を判断し、その判断結果に基づいて自車両に接近する物体が自車線上にあることを推定するため、例えば自車両後方の画像を撮像する場合、隣接車線上の後続車両が接近してくるときには、その後続車両の画像が左右の領域の一方にのみ撮像されて当該画像の対称性が小さく検出され、且つ、自車線上の後続車両が接近してくるときには、その後続車両の画像がほぼ中央に撮像されて当該画像の対称性が大きく検出されるので、前記対称性の検出結果に基づいて、自車両に接近する物体が自車線上にあることを容易に検出することができる。
【0008】また、請求項2に係る発明である接近物体検出装置にあっては、個別に検出された画像間の対称性を判断するため、例えば左右の領域から個別に検出された物体の画像間で、互いに対応する画素の濃度の相関値を算出し、その相関値を所定のしきい値と大小比較した結果から、当該画像間の対称性を判断するというように、前記画像間の対称性を容易に判断することができる。なお、上記のように相関値としきい値とに基づいて判断するようにしたときは、例えば自車両後方等の画像を撮像する撮像手段の性能に応じて当該しきい値を設定すればよい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る接近物体検出装置で、自車両後側方から接近する後続車両を検出する例を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態を示す概略構成図であり、図1において、トランクリッドの後端部内側には、車両後方の映像を撮像するCCDカメラ等の単眼カメラ1が埋設されており、自車両後方の道路画像を警報用コントローラ2に出力するようになっている。
【0010】この警報用コントローラ2は、図示しないマイクロコンピュータ等の離散化されたディジタルシステムで構成され、後述する接近警報処理を実行し、単眼カメラ1で撮像された道路画像に基づいて、車両後側方から接近する後続車両を検出し、車室内に設けられている警報ブザー3を鳴らすようになっている。本実施の形態における接近警報処理は、方向指示器スイッチが操作されることによって実行される処理であって、具体的には、その処理の手順の概要を表すフローチャートである、図2に示すように、先ずそのステップS101では、単眼カメラ1から車両後方の画像を読み込み、その画像を警報用コントローラ2内の所定領域に第1画像として格納し、ステップS102に移行する。
【0011】前記ステップS102では、単眼カメラ1から画像を読み込み、その画像を警報用コントローラ2内の所定領域に第2画像として格納し、ステップS103に移行する。なお、このステップS102では、前記ステップS101が実行されてから所定時間経過後に第2画像を読み込むようになっており、前記ステップS101を実行した直後に前記ステップS102を実行する場合と、後述するステップS103〜S108を経た後に再び前記ステップS102を実行する場合とで、第1画像を読み込んでから第2画像を読み込むまでの時間間隔を一定にするようになっている。
【0012】前記ステップS103では、所定領域に格納されている第1画像と第2画像とに基づいてオプティカルフローを算出し、ステップS104に移行する。具体的には、第1画像を複数の小領域に分割して、各小領域毎に、第2画像上の複数の所定地点との相関値を算出し、それらの相関値のうちに所定の設定値以上のものがあるときには、当該相関値が最大となる地点までの距離と方向を算出する。
【0013】前記ステップS104では、前記ステップS103で算出されたオプティカルフローに基づいて第2画像の対称性の程度を表す左右領域相関値を算出する後述の相関値算出処理を実行し、ステップS105に移行する。なお、相関値算出処理では、第2画像の対称性の程度が大きいときほど左右領域相関値を小さく算出するようになっている。
【0014】前記ステップS105では、前記ステップS104で算出された左右領域相関値が所定のしきい値より大きいか否か判定し、大きいときには(Yes)ステップS106に移行し、そうでないときには(No)ステップS108に移行する。なお、しきい値を設定する方法としては、どのようなものでもよいが、例えば単眼カメラ1の性能が低く、撮像された画像の濃度値等に誤差が予測されるときには、当該しきい値を大きめに設定しておけば、誤判定を抑制防止することができる。
【0015】前記ステップS106では、前記ステップS103で算出されたオプティカルフローに基づいて、自車両後側方から接近する後続車両を検出し、ステップS107に移行する。具体的には、第2画像上のカメラ消失点から離れる方向に向いているオプティカルフローが隣接車線上にあるか検出し、そのようなオプティカルフローが検出されたときには、自車両後側方から接近する後続車両があると判断する。 前記ステップS107では、前記ステップS106で自車両後側方から接近する後続車両があると判断されたか否か判定し、そのような後続車両があると判断されたときには警報ブザー3を鳴らす警報処理を実行してから、ステップS108に移行する。
【0016】前記ステップS108では、所定の領域に格納されている第2画像を第1画像として格納してから、前記ステップS102に移行する。次に、接近警報処理のステップS104で実行される相関値算出処理を図3のフローチャートに基づいて詳細に説明する。まず、この処理が実行されると、ステップS201に移行するようになっており、そのステップS201では、前記ステップS103で算出されたオプティカルフローのうちから任意のものを選択すると共に、選択したオプティカルフローがカメラ消失点から離れる方向に向いているか否か判定し、離れる方向に向いているときには(Yes)ステップS203に移行し、そうでないときには(No)ステップS202に移行する。
【0017】前記ステップS202では、前記ステップS201で選択したオプティカルフローのデータを削除してから、前記ステップS203に移行する。前記ステップS203では、前記接近警報処理のステップS103で算出した全てのオプティカルフローに対して、前記ステップS201の判定を実行したか否か判定し、実行したときには(Yes)ステップS204に移行し、そうでないときには(No)前記ステップS201に移行する。
【0018】前記ステップS204では、図4に示すように、第2画像の左端を原点とし且つ当該画像に正対して右方向に軸線を有するX座標軸を設定すると共に、前記ステップS201〜S203で削除されなかったオプティカルフローに対応する第2画像上の地点を算出し、それらの地点のうちで最も大きいX座標値を最大X座標として設定し、ステップS205に移行する。
【0019】前記ステップS205では、図5に示すように、第2画像において左側の隣接車線が撮像されている領域を左側接近物体領域とすると共に、図4に示すように、その左側接近物体領域のうち前記ステップS204で算出した最大X座標値より小さい領域を左側相関領域とし、前記左側接近物体領域のうち前記左側相関領域を除く領域の画素の濃度値を“−1”としてから、ステップS206に移行する。
【0020】前記ステップS206では、図4に示すように、前記ステップS201〜S203で削除されなかったオプティカルフローに対応する第2画像上の地点を算出し、それらの地点のうちで最も小さいX座標値を最小X座標として設定し、ステップS207に移行する。前記ステップS207では、図5に示すように、第2画像において右側の隣接車線が撮像されている領域を右側接近物体領域とすると共に、図4に示すように、その右側接近物体領域のうち前記ステップS206で算出した最小X座標値より大きい領域を右側相関領域とし、前記右側接近物体領域のうち前記右側相関領域を除く画素の濃度値を“−1”としてから、ステップS206に移行する。
【0021】前記ステップS208では、図6に示すように、カメラ消失点のX座標を中心として、第2画像上の右側相関領域内にある画像を折り返して反転させた反転画像を算出し、ステップS209に移行する。前記ステップS209では、前記ステップS205で設定した左側相関領域内にある画像と、前記ステップS208で算出した反転画像とに基づいて、第2画像の対称性の程度を表す左右領域相関値を算出し、この演算処理を終了する。
【0022】具体的には、左側相関領域内にある画像のX軸方向の大きさと、反転画像のX軸方向の大きさとを比較し、図7に示すように、小さい方の画像をX軸方向へ所定画素分移動してから、左側相関領域内にある画像と反転画像との対応する画素間の濃度差の平均値を算出するという手順を、その移動する画素数を変化させて繰り返し実行し、算出された平均値のうちで最も小さいものを左右領域相関値とする。なお、濃度値が“−1”である画素や濃度値のデータがない画素は当該平均値の算出には利用しない。
【0023】また、小さい方の画像をX軸方向へ所定画素分移動するときには、同時に、左側相関領域内にある画像の上下方向の大きさと前記ステップS208で算出された反転画像の上下方向の大きさとを比較し、図8(a)、(b)に示すように、小さい方の画像を上下方向へ所定画素分移動してから、左側相関領域内にある画像と反転画像との対応する画素間の濃度差の平均値も算出し、左右領域相関値の算出に利用する。
【0024】次に本実施形態の動作を具体的状況に基づいて詳細に説明する。まず、自車両を車線変更しようとして乗員が方向指示器スイッチを操作したときに、隣接車線上の後続車両が接近してきたとする。すると、警報用コントローラ2で接近警報処理が実行されて、先ずそのステップS101で、単眼カメラ1から車両後方の画像が読み込まれて、その画像が警報用コントローラ2内の所定領域に第1画像として格納され、第1画像が読み込まれてから所定時間経過後に、ステップS102で、単眼カメラ1から画像が読み込まれて、その画像が警報用コントローラ2内の所定領域に第2画像として格納され、ステップS103で、所定領域に格納されている第1画像と第2画像とに基づいて、自車両後側方から接近してくる後続車両等のオプティカルフローが算出され、ステップS104で相関値算出処理が実行される。
【0025】相関値算出処理が実行されると、まずステップS201で、前記ステップS103で算出されたオプティカルフローのうちから任意のものが選択されて、その選択されたオプティカルフローが道路標識等によるものであって第2画像上のカメラ消失点に近づくものであるときには、当該ステップS201の判定が「No」となり、ステップS202で、前記ステップS201で選択されたオプティカルフローのデータが削除され、またステップS203の判定が「No」となって、前記ステップS201から上記フローが繰り返し実行される。
【0026】上記フローが繰り返されて、前記接近警報処理のステップS103で算出された全てのオプティカルフローに対して、前記ステップS201の判定が実行され、後続車両以外のものによるオプティカルフローが全て削除されたとすると、ステップS203の判定が「Yes」となり、ステップS204で、図4に示すように、前記ステップS201〜S203で削除されなかったオプティカルフローに対応する第2画像上の地点が算出され、それらの地点のうちで最も大きいX座標値が最大X座標として設定され、ステップS205で、図4に示すように、左側接近物体領域のうち前記ステップS204で算出された最大X座標値より小さい領域が左側相関領域とされ、前記左側接近物体領域のうち前記左側相関領域を除く領域の画素の濃度値が“−1”とされる。
【0027】また、ステップS206で、図4に示すように、前記ステップS201〜S203で削除されなかったオプティカルフローに対応する第2画像上の地点が算出され、それらの地点のうちで最も小さいX座標値が最小X座標として設定され、ステップS207で、図4に示すように、右側接近物体領域のうち前記ステップS206で算出された最小X座標値より大きい領域が右側相関領域とされ、前記右側接近物体領域のうち前記右側相関領域を除く画素の濃度値が“−1”とされ、ステップS208で、図6に示すように第2画像上のカメラ消失点のX座標を中心として、右側相関領域内にある画像を折り返して反転させた反転画像が算出される。
【0028】そして、ステップS209では、まず左側相関領域内にある画像と反転画像との対応する画素間の濃度差の平均値が算出される。次いで、左側相関領域内にある画像のX軸方向の大きさと、反転画像のX軸方向の大きさとが比較されて、左右の隣接車線を走行している後続車両の画像の大きさが比較され、図7に示すように、小さい後続車両の画像がX軸方向へ所定画素分移動されて、上記平均値が同様の手順で算出され、それらの平均値のうちで最も小さいものが左右領域相関値とされて、この演算処理が終了される。
【0029】このように、本実施形態では、左側相関領域内にある画像と右側相関領域内にある画像との相関関係に基づいて、それらの画像間の対称性を検出するようにしたため、前記画像間の対称性を容易に検出することができる。また、小さい方の画像がX軸方向へ所定画素分移動されるのと同時に、左側相関領域内にある画像の上下方向の大きさと前記ステップS208で算出された反転画像の上下方向の大きさとが比較され、図8(a)、(b)に示すように、小さい方の画像が上下方向へ所定画素分移動されて、左側相関領域内にある画像と反転画像との対応する画素間の濃度差の平均値も算出され、左右領域相関値の算出に利用される。
【0030】このように、本実施形態では、小さい方の画像を上下方向に所定画素分移動することによって、単眼カメラ1が傾いて取り付けられていても左右領域相関値を適切に算出することができる。相関値算出処理が終了されると接近警報処理に戻るが、自車両の後両側方から後続車両が接近してくるときの画像は対称性が小さく、前記ステップS104で算出された左右領域相関値は所定のしきい値より大きくなるので、ステップS105の判定は「Yes」となり、ステップS106で、前記ステップS103で算出されたオプティカルフローに基づいて、自車両の後両側方から接近する隣接車線上の後続車両が検出され、ステップS107の警報処理で警報ブザー3が鳴らされ、ステップS108で、所定の領域に格納されている第2画像が第1画像として格納されてから、上記フローが前記ステップS102から繰り返し実行される。
【0031】一方、自車両を車線変更しようとして乗員が方向指示器スイッチを操作したときに、自車線上の後続車両が接近してきたとする。すると、警報用コントローラ2で接近警報処理が実行されて、ステップS101〜S103を経て、ステップS104で相関値算出処理が実行される。相関値算出処理が実行されると、ステップS201〜S208を経て、ステップS209で、まず自車線上の後続車両の画像がほぼ中央に撮像されているときに小さい値が算出されるように、左側相関領域内にある画像と反転画像との対応する画素間の濃度差の平均値が算出される。次いで、左側相関領域内にある画像のX軸方向の大きさと、反転画像のX軸方向の大きさとが比較されて、自車線後方の後続車両の画像の大きさが比較され、図7に示すように、小さい方の画像がX軸方向へ所定画素分移動されて、上記平均値が同様の手順で算出され、それらの平均値のうちで最も小さいものが左右領域相関値とされて、この演算処理が終了される。
【0032】このように、本実施形態では、小さい方の画像をX軸方向に所定画素分移動するようにしたため、自車線の後続車両が左右いずれかに偏って撮像されているときにも左右領域相関値を適切に算出することができる。相関値算出処理が終了されると接近警報処理に戻るが、自車線上の後続車両が接近してくるときの画像は対称性が大きく、前記ステップS104で算出された左右領域相関値は所定のしきい値より小さくなるので、ステップS105の判定は「No」となり、警報ブザー3を鳴らさずに、ステップS108を経て、上記フローが前記ステップS102から繰り返し実行される。
【0033】以上説明したように、本実施形態では、隣接車線上の後続車両が接近してくるときには画像の対称性が小さく検出され、且つ、自車線上の後続車両が接近してくるときには、その後続車両の画像がほぼ中央に撮像されて当該画像の対称性が大きく検出されるので、前記対称性の検出結果に基づいて、自車両に接近する物体が自車線上にあることを容易に検出することができる。
【0034】なお、上記実施形態では、撮像手段は単眼カメラ1に対応し、領域分割手段はカメラ消失点に対応し、接近物体検出手段はステップS103に対応し、対称性判断手段及び物体存在車線推定手段はステップS105及びS209に対応する。また、上記実施の形態は本発明の接近物体検出装置の一例を示したものであり、装置の構成等を限定するものではない。
【0035】例えば、上記実施形態では、自車両後方の画像を撮像して、接近してくる後続車両が自車線上にあることを検出する例を示したが、後続車両に限定されるものではなく、例えば自車両前方の画像を撮像して、減速等して自車両に接近する先行車両が自車線上にあることを検出するようにしてもよい。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013