(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後方を撮影するカメラと、
車両の運転席に配置されたモニタと、
車両のシフトポジションがパーキングあるいはニュートラルのときに前記カメラにより基準画像を撮影し、撮影した基準画像の濃度レベルに対する画素数のヒストグラムを作成し、作成したヒストグラムに基づいてコントラストを強調するための画像濃度変換テーブルを作成し、シフトポジションが後退のときに前記カメラにより比較画像を撮影して前記モニタに表示し、基準画像及び比較画像を前記画像濃度変換テーブルに基づいてそれぞれ濃度変換し、濃度変換された基準画像及び比較画像を互いに比較することにより物体検出を行う画像処理装置と、
前記画像処理装置により物体が検出されると車両の運転者に警告を発する警告装置と
を備えたことを特徴とする車両後退支援装置。
【請求項２】
前記画像処理装置は、作成したヒストグラムにおける濃度レベルの両端の一部をそれぞれ削除してこれを所定の濃度レベル範囲に拡大するような画像濃度変換テーブルを作成することを特徴とする請求項１に記載の車両後退支援装置。
【請求項３】
前記画像処理装置は、作成したヒストグラムの重心が濃度レベルの中心より小さい場合には暗部を強調するような画像濃度変換テーブルを、ヒストグラムの重心が濃度レベルの中心より大きい場合には明部を強調するような画像濃度変換テーブルをそれぞれ作成することを特徴とする請求項１に記載の車両後退支援装置。
【請求項４】
車両の後方を撮影するカメラと、
車両の運転席に配置されたモニタと、
車両のシフトポジションがパーキングあるいはニュートラルのときに前記カメラにより基準画像を撮影し、撮影した基準画像からコントラストを強調するための画像濃度変換テーブルを作成し、基準画像を前記画像濃度変換テーブルに基づいて濃度変換し、シフトポジションが後退状態であるときに前記カメラにより比較画像を撮影して前記モニタに表示し、比較画像を前記画像濃度変換テーブルに基づいて濃度変換し、濃度変換された基準画像及び比較画像を互いに比較することにより物体検出を繰り返し行う画像処理装置と、
前記画像処理装置により物体が検出されると車両の運転者に警告を発する警告装置と
を備えたことを特徴とする車両後退支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両後退支援装置に係り、特に車両の後方を撮影し、その画像を処理して物体検出を行い、運転者に警告を発する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の後進時に運転者が車両の死角により目標とする場所が見えなくなった場合に、モニタに車両の後方視界を写し出し、後方に物体を検出すると運転者に警告する装置が提案されている。この装置の動作について図９のフローチャートを参照して説明する。
【０００３】
まず、ステップＳ１で車両のシフトポジションがパーキング（Ｐ）及びニュートラル（Ｎ）のいずれかであることが判定されると、ステップＳ２で車両後部に取り付けられたテレビカメラにより車両後方の視界が撮影され、これが基準画像とされる。続くステップＳ３で運転席のドアが開けられたかどうか判定され、一旦開けられた場合にはステップＳ４に進んで新たに車両後方の視界が撮影され、これにより基準画像の更新を行う。その後、ステップＳ５で車両のシフトポジションが後退（Ｒ）にあるか否か判定され、後退ポジションになければ、ステップＳ６で今度はシフトポジションがパーキング（Ｐ）及びニュートラル（Ｎ）のいずれかにあるかが判定される。パーキングかニュートラルであれば、ステップＳ３〜Ｓ５が繰り返され、パーキングでもニュートラルでもなければ、処理を終了する。なお、ステップＳ３で運転席のドアが開けられていない場合には、ステップＳ４の基準画像の更新を行うことなく、ステップＳ５へと進む。
【０００４】
ステップＳ５においてシフトポジションが後退にあると判定されると、ステップＳ７に進んでテレビカメラにより車両後方の視界が撮影され、これが比較画像とされる。さらに、ステップＳ８で比較画像が基準画像と比較され、物体の検出が行われる。物体が検出されると、運転者に警告が発せられる。続くステップＳ９及びＳ１０で車速が０で且つシフトポジションが後退にある間は比較画像の撮影（ステップＳ７）及び物体検出・警告（ステップＳ８）が繰り返される。車速が０でなくなる、あるいはシフトポジションが後退以外のポジションになると、この一連の処理が終了される。
このようにして、車両の後退時に車両後方の物体を検出し、運転者に警告を発することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テレビカメラによりステップＳ２あるいはＳ４で撮影した基準画像とステップＳ７で撮影した比較画像をそのまま使用して物体の検出を行うため、天候等の影響により画像のコントラストが低い場合には、車両後方に物体が存在するにも拘わらず、ステップＳ８で物体が検出されない惧れがあった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、画像のコントラストが低い場合であっても確実に物体の検出を行うことができる車両後退支援装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に記載の車両後退支援装置は、車両の後方を撮影するカメラと、車両の運転席に配置されたモニタと、車両のシフトポジションがパーキングあるいはニュートラルのときにカメラにより基準画像を撮影し、撮影した基準画像の濃度レベルに対する画素数のヒストグラムを作成し、作成したヒストグラムに基づいてコントラストを強調するための画像濃度変換テーブルを作成し、シフトポジションが後退のときにカメラにより比較画像を撮影してモニタに表示し、基準画像及び比較画像を画像濃度変換テーブルに基づいてそれぞれ濃度変換し、濃度変換された基準画像及び比較画像を互いに比較することにより物体検出を行う画像処理装置と、画像処理装置により物体が検出されると車両の運転者に警告を発する警告装置とを備えたものである。
【０００７】
請求項２に記載の車両後退支援装置は、請求項１の装置において、画像処理装置が、ヒストグラムにおける濃度レベルの両端の一部をそれぞれ削除してこれを所定の濃度レベル範囲に拡大するような画像濃度変換テーブルを作成するものである。
請求項３に記載の車両後退支援装置は、請求項１の装置において、画像処理装置が、ヒストグラムの重心が濃度レベルの中心より小さい場合には暗部を強調するような画像濃度変換テーブルを、ヒストグラムの重心が濃度レベルの中心より大きい場合には明部を強調するような画像濃度変換テーブルをそれぞれ作成するものである。
請求項４に記載の車両後退支援装置は、車両の後方を撮影するカメラと、車両の運転席に配置されたモニタと、車両のシフトポジションがパーキングあるいはニュートラルのときにカメラにより基準画像を撮影し、撮影した基準画像からコントラストを強調するための画像濃度変換テーブルを作成し、基準画像を画像濃度変換テーブルに基づいて濃度変換し、シフトポジションが後退状態であるときにカメラにより比較画像を撮影してモニタに表示し、比較画像を画像濃度変換テーブルに基づいて濃度変換し、濃度変換された基準画像及び比較画像を互いに比較することにより物体検出を繰り返し行う画像処理装置と、画像処理装置により物体が検出されると車両の運転者に警告を発する警告装置とを備えたものである。
【０００８】
請求項１に記載の車両後退支援装置では、シフトポジションがパーキングあるいはニュートラルのときに車両後方の基準画像が撮影されると共に撮影された基準画像の濃度レベルに対する画素数のヒストグラムが作成され、作成されたヒストグラムに基づいてコントラストを強調するための画像濃度変換テーブルが作成され、シフトポジションが後退になるとカメラにより撮影された比較画像がモニタに表示され、画像濃度変換テーブルに基づいてそれぞれ濃度変換された基準画像及び比較画像を互いに比較することにより物体検出が行われる。このため、画像のコントラストが低い場合でも、物体検出の精度が向上する。物体が検出されると警告装置により車両の運転者に警告が発せられる。
【０００９】
請求項２に記載の車両後退支援装置では、請求項１の装置において、ヒストグラムにおける濃度レベルの上端及び下端の一部をそれぞれ削除した残りの領域を所定の濃度レベル範囲に拡大するような画像濃度変換テーブルが作成される。この画像濃度変換テーブルを用いて濃度変換することによりコントラストの強調がなされる。
請求項３に記載の車両後退支援装置では、請求項１の装置において、ヒストグラムの重心が濃度レベルの中心より小さい場合には暗部を強調するような画像濃度変換テーブルが、ヒストグラムの重心が濃度レベルの中心より大きい場合には明部を強調するような画像濃度変換テーブルがそれぞれ作成される。このように濃度レベルが集中している部分を特に強調する画像濃度変換テーブルを用いることにより物体の検出がより容易となる。
また、請求項４に記載の車両後退支援装置では、シフトポジションがパーキングあるいはニュートラルのときに車両後方の基準画像が撮影されると共にこの基準画像からコントラストを強調するための画像濃度変換テーブルが作成され、画像濃度変換テーブルに基づいて基準画像が濃度変換され、シフトポジションが後退状態になるとカメラにより撮影された比較画像がモニタに表示され、画像濃度変換テーブルに基づいて比較画像が濃度変換され、濃度変換された基準画像及び比較画像を互いに比較することにより物体検出が行われる。このため、画像のコントラストが低い場合でも、物体検出の精度が向上する。物体が検出されると警告装置により車両の運転者に警告が発せられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、車両１の後部に車両１の後方の視界を撮影するテレビカメラ２が取り付けられている。カメラ２の視界範囲の近接側端部に車両１の後部バンパー３が入っている。車両１の運転席にはカラータイプの液晶ディスプレイからなるモニタ４が配置されており、通常はナビゲーション装置の表示装置として使用され、運転席に設けられたシフトレバー５が後進ポジションに操作されるとカメラ２による映像が表示されるようになっている。
【００１１】
図２にこの発明の実施の形態に係る車両後退支援装置の構成を示す。カメラ２に画像処理装置６が接続され、この画像処理装置６にモニタ用コントローラ７を介してモニタ４が接続されている。また、車両１にはシフトレバー５がいずれのポジションに切り換えられたかを検知するシフトポジションスイッチ８が設けられ、このシフトポジションスイッチ８が画像処理装置６に接続されている。さらに、後退時に車両の後方に物体が存在することを運転者に警告する警告装置９が画像処理装置６に接続されている。警告装置９としては、音声、画像、振動等の各種の手段によって運転者に警告するものを用いることができる。
【００１２】
モニタ用コントローラ７は、通常は図示しないナビゲーション装置からの表示信号を入力してモニタ４に表示させるが、画像処理装置６から表示信号を入力すると、この画像処理装置６からの表示信号に基づいてモニタ４に表示を行う。
画像処理装置６は、ＣＰＵ１０と、制御プログラムを記憶したＲＯＭ１１と、カメラ２からの映像データを処理する画像処理用プロセッサ１２と、画像処理用プロセッサ１２で処理された映像データが格納される画像メモリ１３と、作業用のＲＡＭ１４とを備えている。
【００１３】
次に、図３のフローチャートを参照してこの実施の形態に係る車両後退支援装置の作用について説明する。ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１に記憶された制御プログラムに基づいて動作し、ステップＳ１１でシフトポジションスイッチ８により車両のシフトポジションがパーキング（Ｐ）及びニュートラル（Ｎ）のいずれかであることが検知されると、ステップＳ１２で車両後部に取り付けられたカメラ２により車両後方の視界が撮影され、これが基準画像とされる。
【００１４】
続くステップＳ１３で、図４に示されるように、基準画像の濃度レベルに対する画素数のヒストグラムが作成される。ステップＳ１４では、このヒストグラムにおける濃度レベルの最大値ｍａｘ及び最小値ｍｉｎが求められ、ヒストグラムの上端及び下端からそれぞれ全画素数のＱ％の画素数（図４の斜線部）が除去され、濃度レベルの最大値及び最小値がＭＡＸ及びＭＩＮに更新される。さらに、ステップＳ１５で、最小値ＭＩＮから最大値ＭＡＸまでの範囲を所定の濃度レベル範囲、例えば０〜２５５の範囲に拡大するような画像濃度変換テーブルを作成する。なお、ヒストグラムの両端から除去する画素数は、例えば上端及び下端からそれぞれ全画素数の５％程度とすることができる。
【００１５】
このとき、新しい画素値Ｚ’は変換前の画素値をＺとして次の変換式により算出される。
Ｚ’  ＝  （Ｚｍａｘ−Ｚｍｉｎ）（Ｚ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＋Ｚｍｉｎ  ＝  ２５５（Ｚ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ）
ただし、Ｚｍａｘは許容濃度レベルの最大値、Ｚｍｉｎは許容濃度レベルの最小値であり、この実施の形態においては、Ｚｍａｘ＝２５５、Ｚｍｉｎ＝０である。これは線形変換であり、入力濃度レベル及び出力濃度レベルの関係は図５のようになる。この式から画像濃度変換テーブルを求め、画像の各画素に対して新しい画素値を与えることで濃度変換が行われる。
ステップＳ１６では、このようにしてステップＳ１５で作成された画像濃度変換テーブルを用いて基準画像の濃度変換が行われる。
【００１６】
ステップＳ１７で運転席のドアが開けられたかどうか判定され、開けられた場合にはステップＳ１２〜Ｓ１６へ戻って基準画像の撮影及び濃度変換が改めて行われる。ステップＳ１７で運転席のドアが開けられていない場合には、ステップＳ１８でシフトポジションスイッチ８により車両のシフトポジションが後退（Ｒ）にあるか否か検知され、後退ポジションになければ、ステップＳ１９で今度はシフトポジションがパーキング（Ｐ）及びニュートラル（Ｎ）のいずれかにあるかが検知される。パーキングかニュートラルであれば、ステップＳ１７へ戻り、パーキングでもニュートラルでもなければ、処理を終了する。
【００１７】
ステップＳ１８においてシフトポジションが後退にあると検知されると、ステップＳ２０に進んでテレビカメラにより車両後方の視界が撮影され、これが比較画像とされる。さらに、ステップＳ２１ではステップＳ１５で作成された画像濃度変換テーブルを用いて比較画像の濃度変換が行われ、続くステップＳ２２において、濃度変換された基準画像と比較画像とが比較され、物体の検出が行われる。物体が検出されると、警告装置９から運転者に警告が発せられる。ステップＳ２３及びＳ２４で車速が０で且つシフトポジションが後退にある間はステップＳ２０〜Ｓ２２が繰り返される。車速が０でなくなる、あるいはシフトポジションが後退以外のポジションになると、この一連の処理を終了する。
【００１８】
なお、図６に示されるように、カメラ２で撮影された車両１の後方視界には車両後端である後部バンパー３が入っているため、この後部バンパー３を除いた斜線部の領域１５についてヒストグラムを作成することが好ましい。
【００１９】
ステップＳ１３で作成したヒストグラムの形状に応じて画像濃度変換テーブルを作成するための変換式を変えることもできる。例えば、図７（ａ）に示されるように、ヒストグラムの重心Ｇ（画素数が５０％となる点）が濃度レベルの中心１２７より小さい場合には、図７（ｂ）に示されるような入出力関係の変換式によって暗部を強調する画像濃度変換テーブルを用いることができる。また、図８（ａ）に示されるように、ヒストグラムの重心Ｇが濃度レベルの中心１２７より大きい場合には、図８（ｂ）に示されるような入出力関係の変換式によって明部を強調する画像濃度変換テーブルを用いることができる。これらの変換式は、指数関数、一次関数等を組み合わせることにより得られる。このように、濃度レベルが集中している部分を特に強調する画像濃度変換テーブルを用いれば、物体の検出がより容易となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の車両後退支援装置によれば、シフトポジションがパーキングあるいはニュートラルのときに車両後方の基準画像が撮影され、撮影された基準画像の濃度レベルに対する画素数のヒストグラムが作成され、作成されたヒストグラムに基づいてコントラストを強調するための画像濃度変換テーブルが作成され、基準画像と後退時に撮影された比較画像が濃度変換された後、互いに比較されることにより物体が検出されるので、画像のコントラストが低い場合でも、物体検出の精度が向上し、信頼性の高い後退支援を行うことができる。画像濃度変換テーブルは基準画像が撮影される毎に更新されるため、その時々の状況に応じた濃度変換が行われ、安定した物体検出が可能となる。
請求項２に記載の車両後退支援装置によれば、ヒストグラムにおける濃度レベルの上端及び下端の一部をそれぞれ削除した残りの領域が所定の濃度レベル範囲に拡大されるため、幅広い状況下でコントラストの強調をなすことができる。
請求項３に記載の車両後退支援装置によれば、ヒストグラムの重心が濃度レベルの中心より小さい場合には暗部を強調するような画像濃度変換テーブルが、ヒストグラムの重心が濃度レベルの中心より大きい場合には明部を強調するような画像濃度変換テーブルがそれぞれ作成されるので、濃度レベルが集中している部分が特に強調されることとなり、物体検出の精度が向上する。
請求項４に記載の車両後退支援装置によれば、シフトポジションがパーキングあるいはニュートラルのときに車両後方の基準画像が撮影されると共にこの基準画像からコントラストを強調するための画像濃度変換テーブルが作成され、画像濃度変換テーブルに基づいて基準画像が濃度変換され、シフトポジションが後退状態になるとカメラにより撮影された比較画像がモニタに表示され、画像濃度変換テーブルに基づいて比較画像が濃度変換され、濃度変換された基準画像及び比較画像を互いに比較することにより物体の検出を行うので、画像のコントラストが低くても、物体検出の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る車両後退支援装置を搭載した車両を示す側面図である。
【図２】実施の形態に係る車両後退支援装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態係る車両後退支援装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態における濃度変換の方法を示す図である。
【図５】実施の形態における画像濃度変換テーブルの入出力関係を示す図である。
【図６】実施の形態におけるモニタ画面を示す図である。
【図７】他の実施の形態における濃度変換の方法を示し、（ａ）はヒストグラム、（ｂ）は画像濃度変換テーブルである。
【図８】さらに他の実施の形態における濃度変換の方法を示し、（ａ）はヒストグラム、（ｂ）は画像濃度変換テーブルである。
【図９】従来の車両後退支援装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  車両、２  カメラ、４  モニタ、５  シフトレバー、６  画像処理装置、７  モニタ用コントローラ、８  シフトポジションスイッチ、９  警告装置、１０  ＣＰＵ、１１  ＲＯＭ、１２  画像処理用プロセッサ、１３  画像メモリ、１４  ＲＡＭ。
【図１】
0003608033.tif 000002
【図２】
0003608033.tif 000003
【図３】
0003608033.tif 000004
【図４】
0003608033.tif 000005
【図５】
0003608033.tif 000006
【図６】
0003608033.tif 000007
【図７】
0003608033.tif 000008
【図８】
0003608033.tif 000009
【図９】
0003608033.tif 000010