(57)【要約】【課題】  自ら発光する信号機および自ら発光しない交通標識の両方を鮮明に撮像して認識できるようにする。【解決手段】  交差点の位置および該交差点における信号機１９の有無を含む地図情報と、その地図上の自車位置とに基づいて定めたタイミングで信号機１９あるいは交通標識２０を外界カメラ１３で撮像する際に、撮像の対象が自ら発光する信号機１９である場合には固定の露光量を設定するので、夜間であっても昼間であっても信号機１９の発光部の色を確実に認識でき、また撮像の対象が自ら発光しない交通標識２０である場合には外界の明るさに応じた可変の露光量を設定するので、自ら発光しない交通標識２０であってもその種類を確実に認識できる。これにより、露光量が大き過ぎて信号機１９の発光部の色の認識が困難になったり、露光量が小さ過ぎて交通標識２０の形状や絵柄の認識が困難になったりするのを防止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載した撮像手段（１３）で撮像した画像に基づいて信号機（１９）および交通標識（２０）を認識する運転支援装置において、
交差点の位置および該交差点における信号機（１９）の有無を含む地図情報を記憶した地図情報記憶手段（１２）と、
自車位置を特定する自車位置特定手段（１１）と、
前記地図情報記憶手段（１２）に記憶した地図情報および前記自車位置特定手段（１１）で特定した自車位置に基づいて定めたタイミングで交差点に存在する前記信号機（１９）あるいは前記交通標識（２０）を撮像する撮像手段（１３）と、
撮像の対象が前記信号機（１９）であるか前記交通標識（２０）であるかに応じて前記撮像手段の露光量を制御する制御手段（Ｍ３）と、
を備えることを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
前記制御手段（Ｍ３）は、撮像の対象が前記信号機（１９）である場合には固定の露光量を設定し、撮像の対象が前記交通標識（２０）である場合には環境に応じた可変の露光量を設定することを特徴とする、請求項１に記載の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載した撮像手段で撮像した画像に基づいて信号機および交通標識を認識する運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両にカラーカメラを搭載して信号機や交通標識を撮影し、信号機の点灯している発光部の色が赤なら「止まれ」、黄色なら「注意」、青なら「進め」を判断し、その情報を運転者に報知して運転支援を行い、また前記カラーカメラで交通標識を撮影し、その撮像した交通標識の形状をメモリに記載された形状と比較することで、逆三角形ならば「一時停止」、円形ならば「進入禁止」の交通標識であると判断し、その情報を運転者に報知して運転支援を行うものが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開平１１−３０６４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に記載されたものは、カラーカメラの露光時間が一律に設定されているため、昼間に交通標識を鮮明に撮像できるように露光時間を設定すると夜間に露光時間が不足して交通標識の種類を認識できなくなる可能性があった。また夜間に交通標識を鮮明に撮像すべく露光時間を長く設定すると、信号機の状態を認識する際に、特に重要な赤信号の色が飛んでしまって黄信号として誤認識される可能性があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自ら発光する信号機および自ら発光しない交通標識の両方を鮮明に撮像して確実に認識できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両に搭載した撮像手段で撮像した画像に基づいて信号機および交通標識を認識する運転支援装置において、交差点の位置および該交差点における信号機の有無を含む地図情報を記憶した地図情報記憶手段と、自車位置を特定する自車位置特定手段と、前記地図情報記憶手段に記憶した地図情報および前記自車位置特定手段で特定した自車位置に基づいて定めたタイミングで前記信号機あるいは前記交通標識を撮像する撮像手段と、撮像の対象が前記信号機であるか前記交通標識であるかに応じて前記撮像手段の露光量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする運転支援装置が提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御手段は、撮像の対象が前記信号機である場合には固定の露光量を設定し、撮像の対象が前記交通標識である場合には環境に応じた可変の露光量を設定することを特徴とする運転支援装置が提案される。
【０００７】
尚、実施の形態のナビゲーション装置１１は本発明の自車位置特定手段に対応し、実施の形態の外界カメラ１３は本発明の撮像手段に対応し、実施の形態の露光時間設定部Ｍ３は本発明の制御手段に対応する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、交差点の位置および該交差点における信号機の有無を含む地図情報と、その地図上の自車位置とに基づいて定めたタイミングで信号機あるいは交通標識を撮像手段で撮像する際に、撮像の対象が自ら発光する信号機であるか自ら発光しない交通標識であるかに応じて撮像手段の露光量を制御するので、露光量が大き過ぎて信号機の発光部の色の認識が困難になったり、露光量が小さ過ぎて交通標識の形状や絵柄の認識が困難になったりするのを防止することができる。
【０００９】
また請求項２の構成によれば、撮像の対象が自ら発光する信号機である場合には固定の露光量を設定するので、夜間であっても昼間であっても信号機の発光部の色を確実に認識できる。また撮像の対象が交通標識である場合には環境に応じた可変の露光量を設定するので、昼間は露光量を小さく設定して夜間は露光量を大きく設定することで、自ら発光しない交通標識であってもその種類を確実に認識できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１および図２は本発明の実施の形態に係るもので、図１は運転支援装置のブロック図、図２は外界カメラの露光時間設定のフローチャートである。
【００１２】
図１に示すように、車両に搭載される運転支援装置は、周知のナビゲーション装置１１と、交差点における信号機１９の有無を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段１２と、自車前方を画像を撮像するカラーカメラよりなる外界カメラ１３と、交通標識２０の形状や色を記憶する形状データ記憶手段１４と、外界の明るさを検出する照度センサ１５と、車速、ヨーレート、ブレーキペダルの操作、操舵角等の自車状態を検出する複数のセンサから構成される自車状態検出部１６と、車輪ブレーキを自動的に作動させる制動装置１７と、ブザー、チャイム、音声等で運転者に警報を発する警報装置１８とを備えており、それらは電子制御ユニットＵに接続される。
【００１３】
電子制御ユニットＵは、交差点位置判定部Ｍ１と、信号機有無判定部Ｍ２と、露光時間設定部Ｍ３と、信号機状態判定部Ｍ４と、交通標識種別判定部Ｍ５と、走行制御部Ｍ６とを備える。交差点位置判定部Ｍ１にはナビゲーション装置１１および地図情報記憶手段１２が接続され、露光時間設定部Ｍ３には外界カメラ１３および照度センサ１５が接続され、信号機状態判定部Ｍ４には外界カメラ１３が接続され、交通標識種別判定部Ｍ５には外界カメラ１３および形状データ記憶手段１４が接続され、走行制御部Ｍ６には自車状態検出部１６、制動装置１７および警報装置１８が接続される。
【００１４】
電子制御ユニットＵの交差点位置判定部Ｍ１は、ナビゲーション装置１１から得た自車位置と、地図情報記憶手段１２から得た交差点の位置とから、自車が交差点に接近したことを判定する。信号機有無判定部Ｍ２は、地図情報記憶手段１２に記憶されたデータから、自車が接近する交差点における信号機１９の有無を判定する。露光時間設定部Ｍ３は、信号機有無判定部Ｍ２が信号機１９が存在すると判定した場合には、照度センサ１５で検出した外界の明るさに関わらずに、つまり昼間であっても夜間であっても、一定の露光時間で外界カメラ１３を作動させる。
【００１５】
その理由は、信号機１９が存在する交差点では、交通標識２０が同時に存在する場合であっても、交通標識２０に優先して信号機１９を撮像する必要があるからである。信号機１９は自己発光するため、外界の明るさによらずに一定の露光時間を設定することで、何れの色の発光部が点灯しているかを確実に認識できる。信号機１９の赤、青、黄の発光部のうち、認識する必要があるのは赤色の発光部であるが、露光時間が長すぎると赤色が白色に近づいてしまい、逆に露光時間が短すぎると赤色が黒色に近づいてしまい、何れも誤検出の原因となる。
【００１６】
また露光時間設定部Ｍ３は、信号機有無判定部Ｍ２が信号機１９が存在しないと判定した場合には、照度センサ１５で検出した外界の明るさに応じて決まる所定の露光時間で外界カメラ１３を作動させる。この露光時間は、照度センサ１５で検出した照度をパラメータとしてマップ検索されるもので、外界の明るさが異なっても交通標識２０を鮮明に撮像できる値に設定される。
【００１７】
その理由は、自己発光する信号機１９に対し、交通標識２０は自己発光せずに外界の光を反射するものであるため、外界が明るい場合には露光時間を短くし、外界が暗い場合には露光時間を長くすることで、交通標識２０を鮮明に撮像できるからである。
【００１８】
このようにして外界カメラ１３が撮像した信号機１９が存在する交差点の画像データが入力された信号機状態判定部Ｍ４は、ＲＧＢ（赤、緑、青）色空間から、ＨＳＶ（色相、彩度、輝度）表色系への変換を行い、変換された画像データにＨＳＶ表色系での二値化処理を行うことで所定の赤色あるいは所定輝度以上の画素を抽出する。そして抽出された所定の赤色あるいは所定輝度以上の画素が、信号機１９の発光部に対応する円形であり、かつ信号機１９の発光部が設置されている高さ方向にあれば、赤信号が点灯していると判定する。
【００１９】
また外界カメラが撮像した信号機１９が存在しない交差点の画像データが入力された交通標識種別判定部Ｍ５は、画像データを構成する画素の明暗に応じたエッジ抽出処理によりエッジ画像を生成し、そのエッジ画像を形状データ記憶手段１４に記憶した交通標識２０の形状と比較するパターンマッチング処理を行うとともに、エッジ画像の内部の画素の色を認識することにより、逆三角形で赤地に白文字の「一時停止」の交通標識２０や、円形で赤地に白線の「進入禁止」の交通標識２０を判定する。
【００２０】
一方、自車状態検出部１６で検出した車速、ヨーレート、ブレーキペダルの操作、操舵角等が入力される走行制御部Ｍ６は、交差点の信号機１９が赤信号である場合、あるいは交差点に「一時停止」や「進入禁止」の交通標識２０が存在する場合に、自車が速度超過の状態にあって交差点の手前で停止しない可能性があると判断すると、警報装置１８を作動させて運転者に制動を促す警報を発するとともに、その警報に反応して運転者が制動操作を行わないときには、車輪ブレーキを自動的に作動させるべく制動装置１７を作動させて交差点の手前で車両を停止させる。
【００２１】
次に、電子制御ユニットＵの交差点位置判定部Ｍ１、信号機有無判定部Ｍ２および露光時間設定部Ｍ３の作用を、図２のフローチャートを参照して更に説明する。
【００２２】
先ずステップＳ１でナビゲーション装置１１により自車が地図上の何れの位置に存在するかを判定し、ステップＳ２で自車の前方に交差点が存在するとき、ステップＳ３でその交差点に信号機１９が存在しなければ、ステップＳ４で外界カメラ１３の露光時間を交通標識２０の撮像に適した値（外界の明るさに応じた可変値）に設定し、前記ステップＳ３でその交差点に信号機１９が存在すれば、ステップＳ５で外界カメラ１３の露光時間を信号機１９の撮像に適した値（外界の明るさに無関係の固定値）に設定し、ステップＳ６で前記設定された露光時間で外界カメラ１３による撮像を実行する。
【００２３】
以上のように、交差点に信号機１９が存在する場合には、外界カメラ１３の露光時間を固定値に設定するので、夜間であっても昼間であっても自ら発光する信号機の発光部の色を確実に認識できる。また交差点に信号機１９が存在しないために交通標識２０を撮像する場合には、外界カメラ１３の露光時間を外界の明るさに応じて設定するので、昼間は露光量を小さく設定して夜間は露光量を大きく設定することで、自ら発光しない交通標識２０であってもその種類を確実に認識できる。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２５】
例えば、実施の形態では外界カメラ１３の露光量を露光時間で制御しているが、それを絞り値で制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】運転支援装置のブロック図
【図２】外界カメラの露光時間設定のフローチャート
【符号の説明】
【００２７】
１１        ナビゲーション装置（自車位置特定手段）
１２        地図情報記憶手段
１３        外界カメラ（撮像手段）
１９        信号機
２０        交通標識
Ｍ３        露光時間設定部（制御手段）
【図１】
2008262467.tif 000003
【図２】
2008262467.tif 000004