(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の後方を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による撮像によって得られた画像に含まれる高輝度領域に基づいて、自車線または隣接車線において自車両に接近する他の車両を検出する車両検出手段と、
自車両の運転者に対して、前記他の車両の接近を知らせる所定の警報を行う警報手段と、
前記車両検出手段によって前記他の車両を検出したときに、前記警報手段による警報を開始させる警報開始判定手段と、
前記撮像手段による複数回の撮像によって得られた画像に前記高輝度領域が含まれる回数を計数する計数手段と、
前記高輝度領域の面積を算出する面積算出手段と、
前記計数手段によって計数した回数が減少し、かつ、前記面積算出手段によって算出された前記面積が所定値以下になったときに、前記警報手段による警報を停止させる警報停止判定手段と、
を備えることを特徴とする車両検知警報装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記撮像手段は、所定のフレームレートで撮像を行っており、
前記計数手段は、現在までのＮ回分のフレームの画像の中から前記高輝度領域が含まれるフレーム数を前記回数として計数することを特徴とする車両検知警報装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記警報停止判定手段は、前記計数手段による前記回数の複数回の計数結果に基づいて、前記計数手段によって計数した前記回数が減少したか否かを判定することを特徴とする車両検知警報装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記警報停止判定手段は、前記計数手段による複数回の前記回数の傾きを最小二乗法を用いて算出し、この傾きが負のときに、前記計数手段によって計数した前記回数が減少した旨の判定を行うことを特徴とする車両検知警報装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、
前記警報開始判定手段は、前記計数手段によって計数した前記回数が所定値に達したときに警報を開始する旨の判定を行うことを特徴とする車両検知警報装置。
【請求項６】
自車両の後方を撮像手段によって撮像するステップと、
前記撮像手段による撮像によって得られた画像に含まれる高輝度領域に基づいて、自車線または隣接車線において自車両に接近する他の車両を車両検出手段によって検出するステップと、
自車両の運転者に対して、前記他の車両の接近を知らせる所定の警報を警報手段によって行うステップと、
前記車両検出手段によって前記他の車両を検出したときに、前記警報手段による警報を警報開始判定手段によって開始させるステップと、
前記撮像手段による複数回の撮像によって得られた画像に前記高輝度領域が含まれる回数を計数手段によって計数するステップと、
前記高輝度領域の面積を面積算出手段によって算出するステップと、
前記計数手段によって計数した回数が減少し、かつ、前記面積算出手段によって算出された前記面積が所定値以下になったときに、前記警報手段による警報を警報停止判定手段によって停止させるステップと、
を有することを特徴とする車両検知警報方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、夜間等に走行中の車両の後方から他の車両が接近したときに警報を行う車両検知警報装置および車両検知警報方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カメラ画像を利用することにより、夜間における車両の灯火類の色情報を用いた車両検出を行う方式が知られている（例えば、特許文献１の「背景技術」参照。）。これにより、隣接車線において自車両の後方から他の車両が接近してきたときに、自車両の運転者に対して所定の警報を行うことが可能となる。この警報は、他の車両が自車両を追い越すまで継続する必要がある。また、後方から接近してくる他の車両の検出を行うためにこの車両の前照灯の色情報（輝度情報）を用いることになるが、撮像した画像の中からこの色情報が消失したときに、他の車両が自車両を追い越したものとして警報を終了させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した特許文献１に開示された方式では、他の車両が自車両を追い越した場合であっても、その後の撮像画像中に点灯した街灯やトンネル内の照明等が存在すると、これらを追い越し車両の前照灯と誤検出し、警報を終了させるタイミングが遅れる場合があるという問題があった。
【０００５】
なお、上述した特許文献１には、画像中の高輝度領域の外形形状を抽出し、この抽出された外形形状のうち、円形もしくは円形に類似した形状からなる第１の形状、縦長楕円形もしくは縦長楕円形に類似した形状からなる第２の形状、または第１の形状と第２の形状とが上下または左右に結合した形状からなる第３の形状を有する高輝度領域について、撮像された画像中における時間経過に伴う位置および動きを追跡し、その結果に基づいて他の車両の接近判定を行う旨の記載が含まれる。しかし、この手法を用いた場合には、特定形状をパターン認識によって区別する必要があるため処理が複雑になるとともに、路面状態等によっては第２の形状や第３の形状の区別が難しい場合があり、他の車両が自車両を追い越していったときに確実に警報を終了させることができる手法が望まれている。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、他の車両の前照灯を利用して他の車両の接近を検知して警報を行うとともに、他の車両が自車両を追い越していった際に確実に警報を終了させることができる車両検知警報装置および車両検知警報方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の車両検知警報装置は、自車両の後方を撮像する撮像手段と、撮像手段による撮像によって得られた画像に含まれる高輝度領域に基づいて、自車線または隣接車線において自車両に接近する他の車両を検出する車両検出手段と、自車両の運転者に対して、他の車両の接近を知らせる所定の警報を行う警報手段と、車両検出手段によって他の車両を検出したときに、警報手段による警報を開始させる警報開始判定手段と、撮像手段による複数回の撮像によって得られた画像に高輝度領域が含まれる回数を計数する計数手段と、高輝度領域の面積を算出する面積算出手段と、計数手段によって計数した回数が減少し、かつ、面積算出手段によって算出された面積が所定値以下になったときに、警報手段による警報を停止させる警報停止判定手段とを備えている。
【０００８】
また、本発明の車両検知警報方法は、自車両の後方を撮像手段によって撮像するステップと、撮像手段による撮像によって得られた画像に含まれる高輝度領域に基づいて、自車線または隣接車線において自車両に接近する他の車両を車両検出手段によって検出するステップと、自車両の運転者に対して、他の車両の接近を知らせる所定の警報を警報手段によって行うステップと、車両検出手段によって他の車両を検出したときに、警報手段による警報を警報開始判定手段によって開始させるステップと、撮像手段による複数回の撮像によって得られた画像に高輝度領域が含まれる回数を計数手段によって計数するステップと、高輝度領域の面積を面積算出手段によって算出するステップと、計数手段によって計数した回数が減少し、かつ、面積算出手段によって算出された面積が所定値以下になったときに、警報手段による警報を警報停止判定手段によって停止させるステップとを有している。
【０００９】
夜間時やトンネル走行時等において他の車両の前照灯に対応する高輝度領域を検出することで、他の車両の接近を検知して警報を開始することが可能となる。また、高輝度領域を計数した回数が減少し、かつ、高輝度領域の面積が所定値以下になった時点で警報を終了させることにより、車両の前照灯以外の街灯やトンネル内照明などの周辺光による影響を少なくすることができ、他の車両が自車両を追い越していった際に確実に警報を終了させることが可能となる。
【００１０】
また、上述した撮像手段は、所定のフレームレートで撮像を行っており、計数手段は、現在までのＮ回分のフレームの画像の中から高輝度領域が含まれるフレーム数を回数として計数することが望ましい。これにより、周辺光を高輝度領域として検出して警報を行う誤動作を防止することができる。
【００１１】
また、上述した警報停止判定手段は、計数手段による回数の複数回の計数結果に基づいて、計数手段によって計数した回数が減少したか否かを判定することが望ましい。特に、上述した警報停止判定手段は、計数手段による複数回の回数の傾きを最小二乗法を用いて算出し、この傾きが負のときに、計数手段によって計数した回数が減少した旨の判定を行うことが望ましい。これにより、一時的な誤検出等の影響を排除して、自車両を他の車両が追い越していったことを高い精度で判定し、適切なタイミングで警報を終わらせることができる。
【００１２】
また、上述した警報開始判定手段は、計数手段によって計数した回数が所定値に達したときに警報を開始する旨の判定を行うことが望ましい。これにより、他の車両が自車両に確実に接近したときに警報を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の車両検知警報装置の構成を示す図である。
【図２】後方カメラの搭載位置と撮像範囲を示す図である。
【図３】後方カメラによる撮像によって得られた画像と、その中の左側部分画像と右側部分画像との関係を示す図である。
【図４】自車両後方から後方車両が接近した場合に警報動作を開始する動作手順を示す流れ図である。
【図５】警報動作が開始された後にこの警報動作を終了させる動作手順を示す流れ図である。
【図６】警報動作の終了時点を決定する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両検知警報装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車両検知警報装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車両検知警報装置１は、後方カメラ１０、画像メモリ１２、検出対象範囲画像抽出部１４、高輝度領域検出部１６、集計部１８、車両検出部２０、警報開始判定部２２、警報処理部２４、方向指示判定部２６、表示部２８、スピーカ３０、面積算出部３２、回数減少判定部３４、警報終了判定部３６を備えている。
【００１５】
この車両検知警報装置１は、車両に搭載されており、運転者の死角となる左右後側方から接近する他の車両を検出したときに自車両の運転者に対して所定の警報を開始し、この他の車両が自車両を追い越していったときに警報を終了する。
【００１６】
後方カメラ１０は、車両後方に取り付けられており、自車両の走行車線や左右の隣接車線が含まれる撮像範囲を有する。例えば、ＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子を用いるとともに、魚眼レンズを取り付けて画角を広くしたカメラを用いることが望ましい。
【００１７】
図２は、後方カメラ１０の搭載位置と撮像範囲を示す図である。また、図３は後方カメラ１０による撮像によって得られた画像と、その中の左側部分画像と右側部分画像との関係を示す図である。
【００１８】
図２に示すように、自車両Ｇの後方中央、例えばナンバープレート上部に後方カメラ１０が取り付けられている。この後方カメラ１０は、画角Ａが１８０度に近い角度に設定されており、その一部の角度範囲Ｂ（＜Ａ）が左側隣接車線を含む左側検出対象範囲を撮像するために用いられ、他の一部の角度範囲Ｃ（＝Ｂ）が右側隣接車線を含み右側検出対象範囲を撮像するために用いられている。この後方カメラ１０は、自車両後退時に車両後方の画像を車室内の表示装置に表示するためのものであり、自車両走行時にはその撮像範囲の一部が左側検出対象範囲や右側検出対象範囲に割り当てられている。
【００１９】
また、図３において、長方形領域Ｈは後方カメラ１０のフレームバッファを、一部が欠けた円形領域Ｃは魚眼レンズを通して撮像される自車両後方の画像をそれぞれ示している。このような画像の中で、左側の隣接車線を走行中の後方車両の位置が自車位置に対して斜め後ろとなる範囲Ｓ１が左側部分画像として抽出される。同様に、このような画像の中で、右側の隣接車線を走行中の他の車両の位置が自車位置に対して斜め後ろとなる範囲Ｓ２が右側部分画像として抽出される。
【００２０】
なお、本実施形態では、１台の後方カメラ１０を用いて左側検出対象範囲や右側検出対象範囲を撮像したが、自車両Ｇの左側面（例えば左側のドアミラー下部）に左カメラを搭載して左側検出対象範囲を撮像し、右側面（例えば右側のドアミラー下部）に右カメラを搭載して右側検出対象範囲を撮像するようにしてもよい。
【００２１】
画像メモリ１２は、後方カメラ１０の撮像によって得られた画像を所定のフレームレート（例えば、３０フレーム／秒）でフレーム毎に格納する。
【００２２】
検出対象範囲画像抽出部１４は、後方カメラ１２によって撮像されて画像メモリ１２に格納されたフレーム毎の画像を読み出し、この画像の中から、左側検出対象範囲に対応する左側部分画像Ｓ１と、右側検出対象範囲に対応する右側部分画像Ｓ２を抽出する。
【００２３】
高輝度領域検出部１６は、検出対象範囲画像抽出部１４によって抽出された左側部分画像Ｓ１と右側部分画像Ｓ２のそれぞれに含まれる高輝度領域（輝度が所定値以上の画素群からなる領域）を検出する。この高輝度領域としては、左側あるいは右側の隣接車線を走行中の他の車両（後方車両）の点灯中の前照灯を想定しているが、これ以外に点灯中の街灯やトンネル内の照明など周辺光が含まれる場合もある。
【００２４】
集計部１８は、現在までのＮ回分のフレームの画像（例えば、連続して得られた２０枚のフレーム画像）の中から高輝度領域が含まれるフレームの回数（フレーム数）を集計する。このフレーム数の集計は、新たなフレームの画像が得られる毎に繰り返される。また、このフレーム数の集計は、左側部分画像と右側部分画像のそれぞれについて別々に行われる。例えば、最新のフレームに含まれる左側部分画像（あるいは右側部分画像）に後方車両の点灯中の前照灯に対応する高輝度領域が含まれ、それ以前の１９枚のフレームの画像にこの高輝度領域が含まれない場合には、集計したフレーム数として１が得られる。以後、この後方車両が自車両に接近してくる場合には、それ以後の各フレームには同じ後方車両の点灯中の前照灯に対応する高輝度領域が含まれることになるため、集計したフレーム数が２、３、４、・・・と増加し、２０に達した後はこの値を維持することになる。
【００２５】
車両検出部２０は、後方カメラ１０による撮像によって得られた画像に含まれる高輝度領域に基づいて、隣接車線において自車両に接近する他の車両を検出する。具体的には、集計部１８によって集計されたフレーム数が所定値（例えば１９）に達したときに、接近中の後方車両を検出する。
【００２６】
警報開始判定部２２は、車両検出部２０によって接近中の後方車両を検出したときに、警報処理部２４に対して所定の警報動作を開始させる指示を行う。
【００２７】
警報処理部２４は、自車両の運転者に対して後方車両の接近を知らせる所定の警報を行う。具体的には、警報処理部２４は、警報開始判定部２２から警報動作を開始する指示が出されたときに、運転者に所定の警報を行う。例えば、警報処理部２４は、後方車両の接近を知らせる所定の表示を表示部２８を用いて行う。例えば、表示部２８は、運転席前方に設ける場合や、左右のドアミラーの一部を利用して取り付ける場合などが考えられる。また、警報処理部２４は、後方車両が接近中の隣接車線に向けて自車両の車線変更が行われる場合（方向指示判定部２６によって、後方車両が接近中の隣接車線に向けて方向指示器が作動中であることを判定した場合）に、スピーカ３０から所定の警報音を出力する。警報処理部２４による警報動作は、警報終了判定部３６から警報動作を終了させる指示が行われるまで維持される。
【００２８】
方向指示判定部２６は、自車両の方向指示器（ウインカー）の動作状態（作動中である否か）と、作動中の場合には指している方向（右／左）を判定する。この判定結果は通知処理部２４に送られる。
【００２９】
面積算出部３２は、高輝度領域検出部１６によって検出された高輝度領域の面積（例えば画素数）を算出する。この算出は、最新のフレームの画像に対応する高輝度領域を用いて行われる。
【００３０】
回数減少判定部３４は、集計部１８の集計によって得られたフレーム数が減少したか否かを判定する。具体的には、回数減少判定部３４は、集計部１８の集計によって得られたＭ回（例えば１０回）分のフレーム数の傾きを最小二乗法を用いて算出し、この傾きが負のときに、集計部１８の集計によって得られたフレーム数が減少した旨の判定を行う。
【００３１】
警報終了判定部３６は、回数減少判定部３４によってフレーム数が減少した旨の判定が行われ、かつ、面積算出部３２によって算出された面積が所定値以下になったときに、警報処理部２４に対して警報動作を終了させる指示を行う。この所定値は、自車両を追い越す際の後方車両の前照灯の大きさを想定して設定されており、この前照灯の大きさよりも小さく、周辺光に対応する高輝度領域よりも大きくなる値が用いられる。
【００３２】
上述した後方カメラ１０が撮像手段に、検出対象範囲画像抽出部１４、高輝度領域検出部１６、車両検出部２０が車両検出手段に、警報処理部２４、表示部２８、スピーカ３０が警報手段に、警報開始判定部２２が警報開始判定手段に、集計部１８が計数手段に、面積算出部３２が面積算出手段に、回数減少判定部３４、警報終了判定部３６が警報停止判定手段にそれぞれ対応する。
【００３３】
本実施形態の車両検知警報装置１はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
【００３４】
図４は、自車両後方から後方車両が接近した場合に警報動作を開始する動作手順を示す流れ図である。図４に示す動作は、後方カメラ１０の撮像によって各フレームの画像が取得される毎に繰り返される。
【００３５】
後方カメラ１０によって車両後方が１フレーム分撮像される（ステップ１００）。得られた画像は画像メモリ１２に格納される。この画像の中から検出対象範囲画像抽出部１４によって左側部分画像Ｓ１と右側部分画像Ｓ２が抽出された後、高輝度領域検出部１６は、左側部分画像Ｓ１と右側部分画像Ｓ２のそれぞれに含まれる高輝度領域を検出する（ステップ１０２）。
【００３６】
また、集計部１８は、現在までのＮ回分のフレームの画像の中から高輝度領域が含まれるフレーム数を集計する（ステップ１０４）。この集計動作および後述する各動作は、左側部分画像Ｓ１と右側部分画像Ｓ２のそれぞれについて行われる。
【００３７】
次に、車両検出部２０は、集計によって得られたフレーム数が所定値に達したか否かを判定する（ステップ１０６）。達していない場合には否定判断が行われ、警報動作開始を判定する一連の動作が終了する。また、集計したフレーム数が所定値に達した場合にはステップ１０６の判定において肯定判断が行われる。この場合には、車両検出部２０は、接近中の後方車両の存在を検出する（ステップ１０８）。
【００３８】
警報開始判定部２２は、車両検出部２０によって接近中の後方車両が検出されると、警報動作を開始する旨を決定し（ステップ１１０）、警報処理部２４に対して警報動作を開始する指示を行う。これにより、警報処理部２４による警報動作が開始される（ステップ１１２）。
【００３９】
図５は、警報動作が開始された後にこの警報動作を終了させる動作手順を示す流れ図である。図５に示す動作手順は、図４に示した動作手順と同様に、後方カメラ１０の撮像によって各フレームの画像が取得される毎に繰り返される。
【００４０】
後方カメラ１０によって車両後方が１フレーム分撮像される（ステップ２００）。得られた画像は画像メモリ１２に格納される。この画像の中から検出対象範囲画像抽出部１４によって左側部分画像Ｓ１と右側部分画像Ｓ２が抽出された後、高輝度領域検出部１６は、左側部分画像Ｓ１と右側部分画像Ｓ２のそれぞれに含まれる高輝度領域を検出する（ステップ２０２）。集計部１８は、現在までのＮ回分のフレームの画像の中から高輝度領域が含まれるフレーム数を集計する（ステップ２０４）。なお、図４に示す動作手順と図５に示す動作手順は、各フレームの画像について並行して（順番は前後してもよい）行われるものであり、図４に示すステップ１００、１０２、１０４の動作と、図５に示すステップ２００、２０２、２０４の動作は同じであって、どちらか一方の動作を省略することができる。
【００４１】
次に、回数減少判定部３４は、集計部１８の集計によって得られたＭ回分のフレーム数の傾きを最小二乗法を用いて算出し（ステップ２０６）、この傾きが負になったか否かを判定する（ステップ２０８）。傾きが負にならない場合には否定判断が行われ、警報動作が継続される。また、フレーム数の傾きが負になった場合にはステップ２０８の判定において肯定判断が行われる。
【００４２】
次に、面積算出部３２は、最新のフレームの画像に対応して高輝度領域の面積を算出する（ステップ２１０）。警報終了判定部２１２は、この算出された面積が所定値以下か否かを判定する（ステップ２１２）。所定値以下でない場合には否定判断が行われ、警報動作が継続される。また、算出された面積が所定値以下の場合にはステップ２１２の判定において肯定判断が行われる。
【００４３】
次に、警報終了判定部３６は、警報動作を終了する旨を決定し（ステップ２１４）、警報処理部２４に対して警報動作を終了させる指示を行う。これにより、警報処理部２４による警報動作が終了する（ステップ２１６）。
【００４４】
図６は、警報動作の終了時点を決定する説明図である。図６（Ａ）には集計部１８による集計によって得られたフレーム数の変化の様子が示されている。このフレーム数が所定値に達したときに、後方車両が検出されて警報動作が開始される。また、図６（Ｂ）には図６（Ａ）に示したフレーム数の変化の傾きであって、回数減少判定部３４による算出によって得られた傾きの変化の様子が示されている。さらに、図６（Ｃ）には面積算出部３２による算出によって得られた面積の変化の様子が示されている。
【００４５】
警報終了判定部３６は、図６（Ｂ）に示す傾きが負になったときに（必ずしも負になった直後である必要はなく、傾きが０よりも若干小さい値（例えば、−０．３）以下になったときを「負になったとき」として扱うようにしてもよい）、図６（Ｃ）に示す面積が所定値（例えば５０）以下であることを確認して、警報動作を終了させる旨の決定を行っている。
【００４６】
このように、本実施形態の車両検知警報装置１では、夜間時やトンネル走行時等において後方車両の前照灯に対応する高輝度領域を検出することで、後方車両の接近を検知して警報を開始することが可能となる。また、高輝度領域を計数した回数が減少し、かつ、高輝度領域の面積が所定値以下になった時点で警報を終了させることにより、後方車両の前照灯以外の街灯やトンネル内照明などの周辺光による影響を少なくすることができ、後方車両が自車両を追い越していった際に確実に警報を終了させることが可能となる。
【００４７】
また、後方カメラ１０は、所定のフレームレートで撮像を行っており、集計部１８は、現在までのＮ回分のフレームの画像の中から高輝度領域が含まれるフレーム数を集計している。これにより、周辺光を高輝度領域として検出して警報を行う誤動作を防止することができる。
【００４８】
また、回数減少判定部３４は、集計部１８による集計によって得られたＭ回のフレーム数の傾きを最小二乗法を用いて算出し、この傾きが負のときに、集計したフレーム数が減少した旨の判定を行っている。これにより、一時的な誤検出等の影響を排除して、自車両を他の車両が追い越していったことを高い精度で判定し、適切なタイミングで警報を終わらせることができる。
【００４９】
また、警報開始判定部２２は、集計部１８による集計によって得られた回数が所定値に達したときに警報を開始する旨の判定を行っている。これにより、後方車両が自車両に確実に接近したときに警報を開始することができる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、警報動作として警報音出力と所定の表示を行うようにしたが、どちらか一方の動作のみを行うようにしてもよい。
【００５１】
また、上述した実施形態では、自車両の走行車線（自車線）に隣接する隣接車線において自車両に接近する後方車両を検出して警報を行うようにしたが、自車線において自車両に接近する後方車両を検出したとき、あるいは、自車線および隣接車両のいずれかにおいて自車両に接近する後方車両を検出したときに警報を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
上述したように、本発明によれば、夜間時やトンネル走行時等において他の車両の前照灯に対応する高輝度領域を検出することで、他の車両の接近を検知して警報を開始することが可能となる。また、高輝度領域を計数した回数が減少し、かつ、高輝度領域の面積が所定値以下になった時点で警報を終了させることにより、車両の前照灯以外の街灯やトンネル内照明などの周辺光による影響を少なくすることができ、他の車両が自車両を追い越していった際に確実に警報を終了させることが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１  車両検知警報装置
１０  後方カメラ
１２  画像メモリ
１４  検出対象範囲画像抽出部
１６  高輝度領域検出部
１８  集計部
２０  車両検出部
２２  警報開始判定部
２４  警報処理部
２６  方向指示判定部
２８  表示部
３０  スピーカ
３２  面積算出部
３４  回数減少判定部
３６  警報終了判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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