(57)【要約】【課題】安価にシステムを構築することができ、自車の走行状態に応じて撮像条件を設定して良好に接近車両を検出できる車両検出システム、及び車両検出装置の提供。【解決手段】情報系ＬＡＮ、ボディ系ＬＡＮを通じて取得した車速情報、角速度情報に基づいて撮像条件の調整処理を行い（Ｓ１）、撮像装置にて撮像画像を取得する（Ｓ２）。画像処理装置は、取得した撮像画像に基づいて検出エリアを設定し（Ｓ３）、検出エリア内の車両画像を抽出して、その車両画像の特徴点を算出し（Ｓ４）、メモリに記憶する（Ｓ５）。そして、画像処理装置は、各撮像画像について得られた特徴点の位置座標に基づいて、接近車両を検出したか否かを判断し（Ｓ７）、接近車両を検出した場合、警告を出力する（Ｓ８）。【選択図】      図９
2004206312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車外を撮像する撮像装置と、該撮像装置により車外を時系列的に撮像して得られた複数の画像データに基づき、自車に接近する接近車両を検出する検出装置とを備える車両検出システムにおいて、
前記撮像装置及び前記検出装置は車内通信線により接続されており、前記撮像装置は、車外を撮像して得られた画像データを前記車内通信線を介して前記検出装置へ送信する手段を備え、前記検出装置は、前記撮像装置から送信された画像データを受信する手段を備え、該手段により受信した各画像データに基づき接近車両を検出すべくなしてあることを特徴とする車両検出システム。
【請求項２】
前記車内通信線は、ＩＥＥＥ１３９４に準拠した通信線であることを特徴とする請求項１に記載の車両検出システム。
【請求項３】
前記検出装置は、受信した画像データから背景画像を抽出する手段と、抽出した背景画像に基づいて、接近車両を検出すべき１又は複数の検出領域を設定する検出領域設定手段と、設定した検出領域に含まれる車両画像を抽出する手段と、前記検出領域内における前記車両画像の位置座標を算出する手段と、算出した位置座標を記憶する手段と、記憶した各画像データにおける車両画像の位置座標に基づき、接近車両の有無を判定する手段とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両検出システム。
【請求項４】
前記検出領域設定手段は、背景画像に含まれる道路画像を抽出する手段と、抽出した道路画像から道路に沿う複数の線画像を抽出する手段と、抽出した線画像の交点を求める手段とを備え、求めた交点の周囲に前記検出領域を設定すべくなしてあることを特徴とする請求項３に記載の車両検出システム。
【請求項５】
自車の進行方向を検出する手段と、該手段が検出した進行方向に応じて、接近車両を検出すべき検出領域を切替える手段とを更に備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車両検出システム。
【請求項６】
自車の走行速度を検出する速度検出器を更に備え、前記撮像装置は、前記速度検出器により検出された走行速度に基づいて、撮像する際の画角を調整する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の車両検出システム。
【請求項７】
自車の角速度を検出する角速度検出器を更に備え、前記撮像装置は、前記角速度検出器により検出された角速度に基づいて、撮像方向を調整する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の車両検出システム。
【請求項８】
前記検出装置は、接近車両を検出した旨の情報を報知する手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の車両検出システム。
【請求項９】
車外を時系列的に撮像した複数の画像データを外部から取得し、取得した画像データに基づき、自車に接近する接近車両を検出する車両検出装置において、
取得した画像データから背景画像を抽出する手段と、抽出した背景画像に基づいて、接近車両を検出すべき１又は複数の検出領域を設定する検出領域設定手段と、設定した検出領域に含まれる車両画像を抽出する手段と、前記検出領域内における前記車両画像の位置座標を算出する手段と、算出した位置座標を記憶する手段と、記憶した各画像データにおける車両画像の位置座標に基づき、接近車両の有無を判定する手段とを備えることを特徴とする車両検出装置。
【請求項１０】
前記検出領域設定手段は、背景画像に含まれる道路画像を抽出する手段と、抽出した道路画像から道路に沿う複数の線画像を抽出する手段と、抽出した線画像の交点を求める手段とを備え、求めた交点の周囲に前記検出領域を設定すべくなしてあることを特徴とする請求項９に記載の車両検出装置。
【請求項１１】
自車の進行方向に係る情報を外部から取得する手段と、該手段が取得した進行方向の情報に応じて、接近車両を検出すべき検出領域を切替える手段とを更に備えることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の車両検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車外を撮像して得られた画像データに基づいて、自車に接近する車両を検出する車両検出システム、及び車両検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からレーザ若しくは超音波等の発振装置、又はビデオカメラ等の撮像装置を車両内に搭載して、走行中の他車を検出する車両検出システムが提案されている。このような車両検出システムは、特に自車の後方を走行している車両、隣接する車線を走行している車両等を検出するときに利用され、衝突の危険性、車線変更に伴う危険性がある場合にドライバに報知するようにして、交通事故防止のために役立てられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
レーザ、超音波等の発振装置を利用した車両検出システムでは、他車と自車との距離及び相対速度を計測することが可能であるが、これらは指向性が強く、カーブ又は曲がり角を走行しているときに検出が困難となる問題点を有していた。
【０００４】
これに対し、ビデオカメラ等の撮像装置を利用する場合、車外を撮像して得られた画像データを解析することにより車両の有無を検出するため、広い範囲を一度に検出することができ、前述のものと比較して利点を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２８５２４５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮像装置を用いた車両検出システムでは、一般にＮＴＳＣコンポジット（NTSC : National Television System Committee）のようなアナログ形式で出力された画像データを利用するため、画像処理を実行する前にアナログ形式のデータをデジタル形式に変換する必要があり、ＡＤ変換器が必須の構成要素となっている。このことは車両検出システム全体のコストを押し上げる一因となっており、安価な車両検出システムの提供が望まれていた。特に、近年では、撮像装置にてデジタル形式の画像データを出力できるものが車両内に搭載されるようになってきており、高品質の画像データをアナログ形式に変換することなく、そのまま利用して精度良く検出処理を行える車両検出システムの開発が望まれていた。
【０００７】
また、従来の車両検出システムでは自車がカーブ又は曲がり角を走行する際、撮像装置の視野から検出対象の車両が外れる場合があり、良好に検出できないという問題点も有していた。
【０００８】
更に、高速走行時には他車を遠くから検出する必要があり、低速走行時には近くにおいてのみ検出すれば良いため、他車に対する検出距離は自車の走行速度に応じて調節できることが望ましいが、従来の車両検出システムでは検出距離は一定であるため、前述の要求を満たすことはできなかった。特に、高速走行時では車間距離を十分にとることが多いため、撮像画像に映された車両画像は小さくなり、十分な画素数が確保できず、画像処理による解析では十分な精度が得られないという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、撮像装置と検出装置とを車内通信線により接続し、撮像装置は車外を撮像して得られた画像データを検出装置へ送信し、検出装置は、受信した画像データに基づいて接近車両の有無を検出する構成とすることにより、コストの上昇を抑えることができ、検出精度を高めることができる車両検出システムを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的は、車内通信線としてＩＥＥＥ１３９４に準拠した車内通信線を利用することにより、コストの上昇を抑えることができ、検出精度を高めることができる車両検出システムを提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、検出装置にて受信した画像データから背景画像を抽出し、抽出した背景画像に基づいて接近車両を検出すべき検出領域を設定し、設定した検出領域内にて車両画像を抽出し、その車両画像の位置座標を各撮像画像毎に記憶させ、記憶させた位置座標に基づいて接近車両の有無を判定する構成とすることにより、車両検出に要する演算量を低く抑えることができ、検出精度を高めることができる車両検出システム、及び車両検出装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、背景画像に含まれる道路画像を抽出し、道路画像から道路に沿う複数の線画像を抽出して、抽出した線画像の交点の周囲に検出領域を定める構成とすることにより、車両検出に要する演算量を低く抑えることができ、検出精度を高めることができる車両検出システム、及び車両検出装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、自車の進行方向を検出し、検出した進行方向に応じて検出領域を切替える構成とすることにより、自車の走行状況に影響されずに良好に車両検出が行える車両検出システム、及び車両検出装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、自車の走行速度に基づいて、車外を撮像する際の画角を調整する構成とすることにより、自車の走行状況に影響されずに良好に車両検出が行える車両検出システムを提供することにある。
【００１５】
本発明の更に他の目的は、自車の角速度に基づいて、車外を撮像する際の撮像方向を調整する構成とすることにより、自車の走行状況に影響されずに良好に車両検出が行える車両検出システムを提供することにある。
【００１６】
本発明の更に他の目的は、近接車両を検出した旨の情報を報知する手段を更に備える構成とすることにより、検出結果を報知することができる車両検出システムを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る車両検出システムは、車外を撮像する撮像装置と、該撮像装置により車外を時系列的に撮像して得られた複数の画像データに基づき、自車に接近する接近車両を検出する検出装置とを備える車両検出システムにおいて、前記撮像装置及び前記検出装置は車内通信線により接続されており、前記撮像装置は、車外を撮像して得られた画像データを前記車内通信線を介して前記検出装置へ送信する手段を備え、前記検出装置は、前記撮像装置から送信された画像データを受信する手段を備え、該手段により受信した各画像データに基づき接近車両を検出すべくなしてあることを特徴とする。
【００１８】
第１発明にあっては、撮像装置と検出装置とを車内通信線により接続し、撮像装置により得られた画像データを通信により検出装置へ送信するようにしている。車内通信線としてデジタル方式の規格に準拠した通信線を利用することで、検出装置にアナログ処理用の回路が不要となるため、コストを抑えることが可能となる。また、検出装置を車内通信線に接続するだけでシステムの構築が可能であるため、システムの導入が容易である。
【００１９】
第２発明に係る車両検出システムは、第１発明に係る車両検出システムにおいて、前記車内通信線は、ＩＥＥＥ１３９４に準拠した通信線であることを特徴とする。
【００２０】
第２発明にあっては、ＩＥＥＥ１３９４に準拠した通信線を利用しているため、検出装置にアナログ処理用の回路が不要となるため、コストを抑えることが可能となる。また、検出装置を車内通信線に接続するだけでシステムの構築が可能であるため、システムの導入が容易である。
【００２１】
第３発明に係る車両検出システムは、第１発明又は第２発明に係る車両検出システムにおいて、前記検出装置は、受信した画像データから背景画像を抽出する手段と、抽出した背景画像に基づいて、接近車両を検出すべき１又は複数の検出領域を設定する検出領域設定手段と、設定した検出領域に含まれる車両画像を抽出する手段と、前記検出領域内における前記車両画像の位置座標を算出する手段と、算出した位置座標を記憶する手段と、記憶した各画像データにおける車両画像の位置座標に基づき、接近車両の有無を判定する手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
第３発明にあっては、抽出した背景画像に基づいて１又は複数の検出領域を設定し、設定した検出領域内で車両画像を抽出し、その車両画像の位置座標に基づいて接近車両の有無を判定するようにしている。したがって、撮像して得られた撮像画像の全面に亘って画像処理を行って接近車両を検出せずに済むため検出処理に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
第４発明に係る車両検出システムは、第３発明に係る車両検出システムにおいて、前記検出領域設定手段は、背景画像に含まれる道路画像を抽出する手段と、抽出した道路画像から道路に沿う複数の線画像を抽出する手段と、抽出した線画像の交点を求める手段とを備え、求めた交点の周囲に前記検出領域を設定すべくなしてあることを特徴とする。
【００２４】
第４発明にあっては、道路画像から抽出した線画像の交点を求め、その交点の周囲に検出領域を設定するようにしているため、自車の走行状態に応じて適切に他車を検出することができる検出領域の設定が可能となる。
【００２５】
第５発明に係る車両検出システムは、第３発明又は第４発明に係る車両検出システムにおいて、自車の進行方向を検出する手段と、該手段が検出した進行方向に応じて、接近車両を検出すべき検出領域を切替える手段とを更に備えることを特徴とする。
【００２６】
第５発明にあっては、進行方向を検出し、その検出結果に応じて接近車両の検出領域を切替えるようにしているため、例えば、車線変更の際に方向指示器からの信号を受けて検出領域を切替えることができる。また、自車の進行方向に応じて検出領域を自動的に切替えるため、無駄な領域を検出せずに済むため車両検出に要する時間を短縮することが可能となる。
【００２７】
第６発明に係る車両検出システムは、第１発明乃至第５発明の何れかの車両検出システムにおいて、自車の走行速度を検出する速度検出器を更に備え、前記撮像装置は、前記速度検出器により検出された走行速度に基づいて、撮像する際の画角を調整する手段を備えることを特徴とする。
【００２８】
第６発明にあっては、自車の走行速度を検出し、検出された走行速度に基づいて撮像する際の画角を調整するため、車両速度に応じて検出距離を変えることができると共に、例えば、検出領域内での車両画像の大きさを略一定にするこができるため、検出精度を一定以上に保つことができる。
【００２９】
第７発明に係る車両検出システムは、第１発明乃至第６発明の何れかの車両検出システムにおいて、自車の角速度を検出する角速度検出器を更に備え、前記撮像装置は、前記角速度検出器により検出された角速度に基づいて、撮像方向を調整する手段を備えることを特徴とする。
【００３０】
第７発明にあっては、自車の角速度を検出し、検出された角速度に基づいて撮像する際の撮像方向を調整するようにしているため、自車がカーブ又は曲がり角を走行している場合であっても、確実に検出すべき車両を検出領域内に収めることができ、良好に車両検出を行うことが可能となる。
【００３１】
第８発明に係る車両検出システムは、第１発明乃至第７発明の何れかの車両検出システムにおいて、前記検出装置は、接近車両を検出した旨の情報を報知する手段を更に備えることを特徴とする。
【００３２】
第８発明にあっては、接近車両を検出した場合、その旨の情報を報知できるため、ドライバに車両が接近していることを知らしめることが可能となる。
【００３３】
第９発明に係る車両検出装置は、車外を時系列的に撮像した複数の画像データを外部から取得し、取得した画像データに基づき、自車に接近する接近車両を検出する車両検出装置において、取得した画像データから背景画像を抽出する手段と、抽出した背景画像に基づいて、接近車両を検出すべき１又は複数の検出領域を設定する検出領域設定手段と、設定した検出領域に含まれる車両画像を抽出する手段と、前記検出領域内における前記車両画像の位置座標を算出する手段と、算出した位置座標を記憶する手段と、記憶した各画像データにおける車両画像の位置座標に基づき、接近車両の有無を判定する手段とを備えることを特徴とする。
【００３４】
第９発明にあっては、抽出した背景画像に基づいて１又は複数の検出領域を設定し、設定した検出領域内で車両画像を抽出し、その車両画像の位置座標に基づいて接近車両の有無を判定するようにしている。したがって、撮像して得られた撮像画像の全面に亘って画像処理を行って接近車両を検出せずに済むため検出処理に要する時間を短縮することができる。
【００３５】
第１０発明に係る車両検出装置は、第９発明に係る車両検出装置において、前記検出領域設定手段は、背景画像に含まれる道路画像を抽出する手段と、抽出した道路画像から道路に沿う複数の線画像を抽出する手段と、抽出した線画像の交点を求める手段とを備え、求めた交点の周囲に前記検出領域を設定すべくなしてあることを特徴とする。
【００３６】
第１０発明にあっては、道路画像から抽出した線画像の交点を求め、その交点の周囲に検出領域を設定するようにしているため、自車の走行状態に応じて適切に他車を検出することができる検出領域の設定が可能となる。
【００３７】
第１１発明に係る車両検出装置は、第９発明又は第１０発明に係る車両検出装置において、自車の進行方向に係る情報を外部から取得する手段と、該手段が取得した進行方向の情報に応じて、接近車両を検出すべき検出領域を切替える手段とを更に備えることを特徴とする。
【００３８】
第１１発明にあっては、進行方向を検出し、その検出結果に応じて接近車両の検出領域を切替えるようにしているため、例えば、車線変更の際に方向指示器からの信号を受けて検出領域を切替えることができる。また、自車の進行方向に応じて検出領域を自動的に切替えるため、無駄な領域を検出せずに済むため車両検出に要する時間を短縮することが可能となる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本実施の形態に係る車両検出システムで得られる撮像画像について説明する模式図である。図１（ａ）は道路５を真上から眺めた模式図であり、図中１は、走行車線５ａを走行している車両であり、車両１は自車の後方を撮像する撮像装置１１を備えている。車両１では、撮像装置１１により得られる撮像画像に基づいて、後方を走行中の車両２、又は追越車線５ｂを走行中の車両３を検出して、自車に接近して衝突の虞がある場合に自車のドライバに報知するようにしている。
撮像装置１１は、自車の後方を撮像したときに道路５上に引かれている白線５ｃ，５ｅ、センタライン５ｄ等を含めて撮像できるような角度で車両１に設置されており、撮像装置１１により得られた撮像画像は、例えば、図１（ｂ）に示した如き画像となる。
【００４０】
撮像画像５０には、自車の後方を走行する車両２を映した車両画像５２、追越車線を走行する車両３を映した車両画像５３が含まれる他、道路の両脇に引かれた白線５ｃ，５ｅを映した白線画像５０ｃ，５０ｅ、センタライン５ｄを映したセンタライン画像５０ｄ等が含まれる。
本実施の形態では、白線画像５０ｃ，５０ｅ、及びセンタライン画像５０ｄが一点で交わる点に基づいて消失点を推定し、その消失点を基準にして車両を検出する際の検出エリアを設定するようにしている。このように検出エリアを撮像画像５０の一部に限定することにより、処理速度の向上を図ることができる。
なお、撮像画像５０から消失点を推定する際、白線５ｃ，５ｅ又はセンタライン５ｄから白線画像５０ｃ，５０ｅ又はセンタライン画像５０ｄを抽出する代わりに、黄線、又は車道と歩道との境界線等を抽出するようにしてもよい。
【００４１】
図２は本実施の形態に係る車両検出システムの構成を示す模式図である。車両１の内部には情報系ＬＡＮ１０及びボディ系ＬＡＮ２０が構築されており、これら２つのＬＡＮがゲートウェイ装置１００を介して接続されている。
情報系ＬＡＮ１０は、ＩＥＥＥ１３９４規格のような比較的高速のデジタル回線網であり、前述の撮像装置１１の他、画像処理装置１２、ナビゲーション装置１４、通信装置１５、オーディオ装置１６等の各種情報機器が接続されている。例えば、ＩＥＥＥ１３９４の産業用デジタルカメラ仕様による通信プロトコルを利用することによって、撮像装置１１により得られる画像データ用の伝送媒体と、前述の各種情報機器から出力される各種データ用の伝送媒体とを共用することが可能となる。
【００４２】
撮像装置１１は、ＣＣＤ素子（CCD : Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ素子（CMOS : Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を備えており、車両１の後方をで撮像し、所定のフレームレートで画像データを生成して画像処理装置１２へ送信する。画像処理装置１２は、受信した画像データに対して後述する画像処理を施した後、当該画像データを表示装置１３へ送出し、表示装置１３にて表示させる。表示装置１３は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等である。
撮像装置１１としては、ＧＶＩＦ（Gigabit Video Interface）、ＹＵＶフォーマットのようなデジタル形式の画像データを生成して出力可能なものを利用することができる。撮像装置１１が、ＮＴＳＣコンポジットのようなアナログ形式の画像データを生成する場合には、ＡＤ変換器によりデジタル形式に変換し、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）によりＧＶＩＦ，ＹＵＶフォーマットに変換して出力するようにする。生成する画像データは例えば、６４０×４８０の画素の集合からなるデータである。
【００４３】
画像処理装置１２では、撮像装置１１から送信された画像データを受信するための通信インタフェース、受信した画像データに対して画像処理を施すための画像処理ＡＳＩＣ（Application Specified Integrated Circiut）等を備えており（図４参照）、自車に接近する車両の検出を行う。
【００４４】
ナビゲーション装置１４は、ＧＰＳ信号（GPS : Global Positioning System）を受信するための受信アンテナ、該受信アンテナにて受信したＧＰＳ信号に基づいて自車の位置情報を算出する演算装置、該演算装置が算出した位置情報が含まれる地図データを読取る読取装置等を備えている。地図データは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体を利用して提供されるものであってもよく、ハードディスクのような記憶装置を利用して提供するものであってもよい。
【００４５】
通信装置１５は、路側に設置された路側無線機（不図示）等と通信可能な携帯電話機、無線機、ＤＳＲＣ無線機（DSRC : Dedicated Short Range Communication）等であり、通信装置１５を利用することにより外部から文字データ、画像データ等の各種情報を取得することができると共に、車内で生成された情報を外部へ発信することもできる。
【００４６】
オーディオ装置１６は、音楽データを記録してあるＣＤ、ＭＤ、カセットテープ等の記録媒体から音楽データを読取る読取装置を備えており、前記読取装置により読取られた音楽データを再生する。また、車外の通信網から送信された音楽データを通信装置１５により取得し、取得した音楽データをオーディオ装置１６にて再生する構成であってもよい。
【００４７】
ボディ系ＬＡＮ２０は、比較的低速の通信回線網であり、ボディＥＣＵ２１（ECU : Electric Control Unit）、制御パネル２２等の車両１の各部を制御する制御機器が接続されている。
ボディＥＣＵ２１は、エンジンの始動、車速の制御等を指示する制御部を備えているとともに、図に示していない車速センサ、方向指示器、舵角センサ等に接続されており、車速情報、ウインカ信号、舵角情報等の車両１の走行状態に係る各種の情報を取得することができる。これらの各種情報は、ゲートウェイ装置１００を介して情報系ＬＡＮ１０に接続された情報機器へ送信される。ゲートウェイ装置１００は、情報系ＬＡＮ１０とボディ系ＬＡＮ２０との間で送受信される情報、信号等を中継すると共に、送信先の通信網に適合したフォーマットに変換する。
制御パネル２２は、図に示していない空気調整機、曇り止め防止用ヒータ等のオン・オフ制御を受付けるスイッチ類、前記ボディＥＣＵ２１によって取得した車速情報等を表示する表示ディスプレイ等を備えている。
【００４８】
図３は撮像装置１１の内部構成を示すブロック図である。撮像装置１１は、マイクロコンピュータ１１１を備えており、マイクロコンピュータ１１１には、通信インタフェース１１２、撮像部１１３、メモリ１１４、駆動制御部１１５、駆動部１１６等を備えている。
【００４９】
通信インタフェース１１２は、情報系ＬＡＮ１０に接続された情報機器、又はボディ系ＬＡＮ２０に接続された制御機器と撮像装置１１との間の通信における物理層及びデータリンク層の処理を実行するＬＳＩを備えており、前記情報機器及び制御機器とデータ、制御信号等の送受信を行う。
【００５０】
撮像部１１３はＣＣＤ素子、ＣＭＯＳ素子等の撮像素子を備えており、ＧＶＩＦ、ＹＵＶ等のデジタル形式の画像データ、又はＮＴＳＣコンポジット等のアナログ形式のものをデジタル変換して得られた画像データを所定のフレームレートで生成して出力する。
【００５１】
駆動制御部１１５には、撮像部１１３を水平面内にて回転駆動させる駆動部１１６が接続されている。駆動部１１６は例えばステッピングモータであり、駆動制御部１１５は駆動部１１６の回転駆動を制御するために、マイクロコンピュータ１１１からの指示に応じて制御信号を生成する。駆動制御部１１５が生成する制御信号には、回転駆動を開始させる駆動開始信号、回転角度に応じたパルスを与える回転制御信号、回転駆動を停止させる駆動停止信号等が含まれる。
【００５２】
メモリ１１４には各種の制御プログラムが記憶されており、マイクロコンピュータ１１１は必要に応じてこれらの制御プログラムを読込み、各種の処理を実行する。マイクロコンピュータ１１１が実行指示する具体的な処理は、撮像部１１３に対して撮像開始の指示を与える処理、撮像部１１３が出力した画像データを画像処理装置１２へ送信する処理、駆動制御部１１５に対して駆動制御の指示を与える処理等を含んでいる。
【００５３】
図４は画像処理装置１２の内部構成を示すブロック図である。画像処理装置１２は、マイクロコンピュータ１２１を備えており、通信インタフェース１２２、メモリ１２３、画像処理ＡＳＩＣ１２４、警報出力部１２７等が接続されている。
【００５４】
通信インタフェース１２２は、情報系ＬＡＮ１０に接続された情報機器、又はボディ系ＬＡＮ２０に接続された制御機器と画像処理装置１２との間の通信における物理層及びデータリンク層の処理を実行するＬＳＩを備えており、前記情報機器及び制御機器とデータ、制御信号等の送受信をすることができる。
【００５５】
メモリ１２３には各種の制御プログラムが記憶されており、マイクロコンピュータ１２１は必要に応じてこれらの制御プログラムを読込み、画像処理ＡＳＩＣ１２４に指示を与えて各種の処理を実行する。マイクロコンピュータ１２１が実行指示する具体的な処理は、通信インタフェース１２２を通じて受信した画像データから白線画像５０ｃ，５０ｅ、センタライン画像５０ｄを抽出する処理、抽出した白線画像５０ｃ，５０ｅ、センタライン画像５０ｄから消失点を算出する処理、算出した消失点に基づいて検出エリアを設定する処理、検出エリアに含まれる車両画像５２，５３を抽出する処理、抽出した車両画像５２，５３の特徴点を算出する処理、算出した特徴点の位置座標に基づいて接近車両の有無を検出する処理等である。これらの各処理については後に詳述することにする。
【００５６】
画像処理ＡＳＩＣ１２４は画像処理専用のＩＣであり、フレームメモリ１２５及び映像出力端子１２６が接続されている。フレームメモリ１２５には、画像処理を施すべき画像データが一時的に記憶され、画像処理ＡＳＩＣ１２４は、マイクロコンピュータ１２１からの指示に応じてフレームメモリ１２５に記憶された画像データの画像処理を実行する。画像処理が施された画像データは、映像出力端子１２６を介して表示装置１３へ送出される。
【００５７】
警報出力部１２７は、マイクロコンピュータ１２１の指示に応じて音又は光を出力するブザー又はＬＥＤランプ等を備えており、画像処理装置１２にて接近車両を検出したときに音又は光を出力して自車のドライバにその旨を報知する。
【００５８】
以下では、画像処理装置１２を利用して接近車両を検出する際の検出手順について説明する。
図５は検出エリアの設定手順を説明する模式図である。撮像装置１１により撮像画像５０が得られた場合、画像処理装置１２は、まず撮像画像５０から白線５ｃ，５ｅ、センタライン５ｄの画像を抽出し、それらを細線化して道路５に沿った抽出線５４ｃ，５４ｄ，５４ｅを得る。白線５ｃ，５ｅ、センタライン５ｄの画像の抽出は、例えば、白線５ｃ，５ｅ、及びセンタライン５ｄが白色であるという予備知識を利用して、画像全体からＲＧＢ値が略白色となる領域を抽出した後、抽出した領域が線状となるものを選び出すことによって行うことができる。求める抽出線の数は３本に限定されるものではなく、２本以上の抽出線を求めるようすれば良い。また、抽出線は曲線であってもよく、その場合、２次曲線、自由曲線等により近似して交点を求めもよい。
【００５９】
そして、得られた抽出線５４ｃ，５４ｄ，５４ｅの交点を求めて消失点５５を定め、その消失点５５を基準にして接近する車両を検出するための検出エリアを設定する。検出エリアとしては自車と同じ車線を走行中の後方車両を検出するための長方形状の後方エリア５６と、隣接する車線を走行中の車両を検出するための台形状の側方エリア５７とを設定することができる。
なお、後方エリア５６及び側方エリア５７の中心に消失点５５が位置している必要はなく、また、後方エリア５６及び側方エリア５７内に消失点５５が含まれている必要もない。消失点５５の近傍に映されている車両は自車から十分な距離を空けて走行しているため、本車両検出システムにより検出する必要はないからである。したがって、後方車両を検出するための後方エリア５６は消失点５５を中心にして設定するのではなく、消失点５５から下側（自車へ接近する方向）へずらした位置に設定することが望ましい。
【００６０】
自車の後方車両を検出する後方エリア５６と、隣接する車線を走行中の車両を検出する側方エリア５７との切替えは自車が車線変更する際に行う。当該エリアの切替えを行うために、方向指示器を点灯させた際に出力されるウインカ信号をボディＥＣＵ２１から画像処理装置１２へ送信させるようにしておく。そして、画像処理装置１２が方向指示器から出力されたウインカ信号を受信した場合、当該エリアの切替えを行うようにする。
このように後方エリア５６及び側方エリア５７を切替えることによって、車線変更時の接近車両の存在をドライバに報知することができる。
【００６１】
次いで、画像処理装置１２は車両画像５２を特徴付ける特徴点を抽出する。図６は車両画像５２から抽出した特徴点の一例を示す模式図である。画像処理装置１２の画像処理ＡＳＩＣ１２４は、マイクロコンピュータ１２１からの指示に応じて車両画像５２を抽出する。車両画像５２の抽出には従来技術を利用することができ、例えば、車両画像５２と背景画像との輝度の違いを用いて抽出することができ、また、各フレーム間の差分画像を利用して抽出することも可能である。
そして、画像処理ＡＳＩＣ１２４は、車両画像５２から特徴点を抽出する。図６に示した例では、車両画像５２のエッジを抽出してそのエッジの端点Ｐ１〜Ｐ８を特徴点として定めている。このように複数の特徴点を抽出するようにしてもよく、また、車両画像５２を代表させるような特徴点を１つだけ求めるようにしてもよい。抽出した特徴点の位置座標はメモリ１２３に記憶される。
【００６２】
更に、本実施の形態では、前述のような車両検出を実行するにあたって、撮像装置１１のズームの制御、及び撮像方向の制御を行い、撮像装置１１により得られる撮像画像の調整を行っている。例えば、高速走行時には遠くから車両の接近を検出する必要があり、また低速走行時には近くの車両を検出する必要がある。すなわち、車両検出には車両速度に応じた適切な検出距離が存在し、検出精度を一定以上に保つために本実施の形態では撮像装置１１のズームを制御することによって対処している。
また、自車がカーブ又は曲がり角を走行しているときには、検出すべき車両が前述の後方エリア５６から外れる場合があるため、本実施の形態では、駆動部１１６の回転駆動を制御して撮像方向を調整するようにしている。
【００６３】
以下では、自車の走行状態に伴う撮像条件の調整について説明する。
図７は撮像装置１１により得られる撮像画像の一例を示す模式図である。高速走行時には、一般に低速又は中速走行時と比較して車間距離を広くとるため、撮像装置１１により得られた撮像画像５０では、後方エリア５６の中で車両画像５２の占める割合が小さくなる（図７（ａ）参照）。そのとき、車両画像５２の抽出、及び車両画像５２の特徴点の抽出を良好に行えない場合が生じるため、撮像装置１１のズームを制御して撮像画像５０の画角を調節する。
具体的には、車両速度と適切な画角と間の対応関係を規定したテーブルを画像処理装置１２のメモリ１２３に記憶させておき、ボディＥＣＵ２１を通じて入力された車速情報を画像処理装置１２が受信したときに、当該テーブルを参照して車速に応じた画角を定め、画角の調整を要求する制御信号を撮像装置１１に対して送信するようにしている。
すなわち、低速走行時から高速走行時において車両画像５２が略同一の大きさとなるように制御するようにしており、画角を調整した後の撮像画像は、図７（ｂ）のようになる。また、そのとき、道路画像５０ａ，５０ｂの消失点が撮像画像５０から外れないようにズームの制御を行う必要がある。
【００６４】
なお、車両検出中に画角を拡大した場合、車両があたかも接近したかのように検出されることがあるため、画角の変更を実行しているときには車両検出の処理を一時的に中止することが望ましい。また、車両速度に応じて逐次的に画角を変更したときには、車両検出が困難となる場合があるため、段階的（例えば、２０ｋｍ／ｈｒｓ毎）に画角を変更するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、画像処理装置１２から撮像装置１１へ制御信号を送信して画角を調整するようにしているが、車両速度と画角と間の対応関係を規定したテーブルを撮像装置１１のメモリ１１４に持たせおき、車速情報を直接的に撮像装置１１へ送信させ、撮像装置１１のマイクロコンピュータ１１１の制御により画角を調整するようにしてもよい。
【００６５】
図８は撮像装置１１により得られる撮像画像の他の例を示す模式図である。車両１がカーブを走行しているときに車両１の真後ろを撮像した撮像画像５０は、例えば、図８（ａ）に示したようになり、検出すべき車両の車両画像５２が設定された後方エリア５６から外れる場合が生じる。したがって、画像処理装置１２は、走行中の自車の角速度に応じて撮像方向を調整することが望ましい。
本実施の形態では、自車の角速度はナビゲーション装置１４にて算出することが可能であるため、ナビゲーション装置１４から所定周期で角速度の情報を撮像装置１１へ送信するようにしておき、角速度の情報を受けた撮像装置１１は角速度の大きさに応じて撮像方向を定め、駆動部１１６により定めた撮像方向の撮像画像が得られるように制御するようにしている。
撮像方向を調節することにより、後方エリア５６から外れていた車両画像５２を撮像画像５０内の中央近傍に持ってくることができるため、後方エリア５６内にて良好に車両検出を行うことができる。
【００６６】
なお、ナビゲーション装置１４が算出した角速度情報を利用する代わりに、ボディＥＣＵ２１に接続された舵角センサによる舵角情報を取得して撮像方向を調整するようにしてもよい。また、ドライブレコーダのように走行履歴を記憶する装置を情報系ＬＡＮ１０に接続し、当該装置からの走行履歴の情報を取得して撮像方向を調整するようにしてもよい。また、ナビゲーション装置１４の位置情報を通信により取得し、その位置情報に基づいて相対位置を計算して撮像方向を調整することも可能である。
また、画角の調整方法と同様に、角速度情報を画像処理装置１２にて受信するようにしておき、受信した角速度情報に基づいて撮像方向に関する制御信号を生成し、撮像装置１１へ送信して調整するようにしてもよい。
【００６７】
図９は本車両検出システムによる車両検出処理の処理手順を説明するフローチャートである。
まず、撮像装置１１は情報系ＬＡＮ１０を介して取得した情報等に基づいて撮像条件の調整処理を実行する（ステップＳ１）。ここで撮像装置１１は、ボディＥＣＵ２１を通じて入力された車速情報に基づいてズームの制御を行い、ナビゲーション装置１４にて算出された角速度情報に基づいて撮像方向の調整を行う。
次いで、画像処理装置１２は撮像装置１１から送信された撮像画像を取得し（ステップＳ２）、検出エリアの設定処理を行う（ステップＳ３）。検出エリアの設定は、前述したように、取得した撮像画像から消失点を推定し、その消失点の周囲に後方エリア５６又は側方エリア５７を設定することによって行う。
【００６８】
次いで、画像処理装置１２のマイクロコンピュータ１２１は、撮像画像から車両画像を抽出し、そのエッジを抽出することによって車両画像の特徴点を算出する（ステップＳ４）。算出した特徴点の位置座標は画像処理装置１２のメモリ１２３内に記憶される（ステップＳ５）。
【００６９】
次いで、マイクロコンピュータ１２１は、接近車両を検出する際の閾値を設定する（ステップＳ６）。設定する閾値は、他車の接近速度に対する閾値であり、自車の車両速度に応じて閾値を設定する。具体的には、画像処理装置１２のメモリ１２３に自車の車両速度と閾値との間の対応関係を規定するテーブルを記憶させておき、そのテーブル内で該当する閾値を読込むことにより設定する。
【００７０】
次いで、マイクロコンピュータ１２１は、設定した閾値に基づいて衝突のおそれがある接近車両を検出したか否かを判断する（ステップＳ７）。画像処理装置１２は、各撮像画像において車両画像を抽出した場合、その車両画像が持つ特徴点の位置座標をメモリ１２３に記憶させているので、位置座標の変化と自車の車両速度とから接近車両の車両速度を見積もることができる。すなわち、撮像した際の画角を参照することにより位置座標の変化から検出対象となる車両の実際の移動距離を推定することができ、また、撮像画像間のフレーム周期を参照することにより、移動に要した時間を計測することができるため、推定した移動距離を計測時間で除算して車両速度を見積もることができる。
接近車両の検出は、検出対象の車両の速度が閾値を超えて自車に接近しているか否かを判断することによって行う。
【００７１】
接近車両を検出した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ１２１は警告出力部１２７に指示を与えて警告を出力し（ステップＳ８）、接近車両を検出しない場合（Ｓ７：ＮＯ）、当該撮像画像による車両検出を終了して、次の撮像画像を受信するまで待機する。
【００７２】
図１０は撮像条件の調整処理を説明するフローチャートである。
画像処理装置１２は、ボディＥＣＵ２１に入力された車速情報をゲートウェイ装置１００及び情報系ＬＡＮ１０を介して取得する（ステップＳ１１）。そして、画像処理装置１２のマイクロコンピュータ１２１は、取得した車速情報に基づいて車速が変化したか否かを判断し（ステップＳ１２）、車速が変化したと判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、撮像装置１１に対して画角の調整を要求する制御信号を送信してズームの制御を行う（ステップＳ１３）。
【００７３】
ステップＳ１３にてズームの制御を行った後、又はステップＳ１２にて車速の変化がないと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、角速度情報を撮像装置１１にて取得し（ステップＳ１４）、撮像装置１１のマイクロコンピュータ１１１は、取得した角速度情報に基づき、角速度の変化があるか否かを判断し（ステップＳ１５）、角速度の変化があると判断した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、駆動部１１６の回転動作を制御することにより撮像方向を調整する（ステップＳ１６）。角速度の変化がない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、撮像条件の調整処理を終了する。
【００７４】
図１１は検出エリアの設定処理を説明するフローチャートである。まず、画像処理装置１２の画像処理ＡＳＩＣ１２４は、取得した撮像画像に基づいて道路の白線を抽出する（ステップＳ２１）。抽出対象は白線に限定する必要はなく、センタライン、黄線、車道と歩道との境界線等を抽出してもよいことは勿論である。なお、次のステップにて消失点を推定するため、２本以上の白線を抽出する必要がある。
次いで、抽出した複数の白線の画像を細線化し、それらの交点を求めることによって消失点を推定する（ステップＳ２２）。抽出した白線が３本以上ある場合、撮像画像に含まれるノイズ等の影響によりそれらが１点で交わらないことがあるが、そのときは異なる２本間の交点を全ての組合わせについて求め、求めた交点の重心を消失点と推定する。
【００７５】
次いで、画像処理装置１２のマイクロコンピュータ１２１は、ウインカ信号の入力があるか否かを判断し（ステップＳ２３）、ウインカ信号の入力が無い場合（Ｓ２３：ＮＯ）、自車と同じ車線を走行中の後方車両を検出するための後方エリアを設定し（ステップ：Ｓ２４）、ウインカ信号の入力がある場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、隣接する車線を走行中の車両を検出する側方エリアを設定する（ステップＳ２５）。
【００７６】
【発明の効果】
以上、詳述したように、第１発明による場合は、撮像装置と検出装置とを車内通信線により接続し、撮像装置により得られた画像データを通信により検出装置へ送信するようにしている。車内通信線としてデジタル方式の規格に準拠した通信線を利用することで、検出装置にアナログ処理用の回路が不要となるため、コストを抑えることが可能となる。また、検出装置を車内通信線に接続するだけでシステムの構築が可能であるため、システムの導入が容易である。
【００７７】
第２発明による場合は、ＩＥＥＥ１３９４に準拠した通信線を利用しているため、検出装置にアナログ処理用の回路が不要となるため、コストを抑えることが可能となる。また、検出装置を車内通信線に接続するだけでシステムの構築が可能であるため、システムの導入が容易である。
【００７８】
第３発明及び第９発明による場合は、抽出した背景画像に基づいて１又は複数の検出領域を設定し、設定した検出領域内で車両画像を抽出し、その車両画像の位置座標に基づいて接近車両の有無を判定するようにしている。したがって、撮像して得られた撮像画像の全面に亘って画像処理を行って接近車両を検出せずに済むため検出処理に要する時間を短縮することができる。
【００７９】
第４発明及び第１０発明による場合は、道路画像から抽出した線画像の交点を求め、その交点の周囲に検出領域を設定するようにしているため、自車の走行状態に応じて適切に他車を検出することができる検出領域の設定が可能となる。
【００８０】
第５発明及び第１１発明による場合は、進行方向を検出し、その検出結果に応じて接近車両の検出領域を切替えるようにしているため、例えば、車線変更の際に方向指示器からの信号を受けて検出領域を切替えることができる。また、自車の進行方向に応じて検出領域を自動的に切替えるため、無駄な領域を検出せずに済むため車両検出に要する時間を短縮することが可能となる。
【００８１】
第６発明による場合は、自車の走行速度を検出し、検出された走行速度に基づいて撮像する際の画角を調整するため、車両速度に応じて検出距離を変えることができると共に、例えば、検出領域内での車両画像の大きさを略一定にするこができるため、検出精度を一定以上に保つことができる。
【００８２】
第７発明による場合は、自車の角速度を検出し、検出された角速度に基づいて撮像する際の撮像方向を調整するようにしているため、自車がカーブ又は曲がり角を走行している場合であっても、確実に検出すべき車両を検出領域内に収めることができ、良好に車両検出を行うことが可能となる。
【００８３】
第８発明による場合は、接近車両を検出した場合、その旨の情報を報知できるため、ドライバに車両が接近していることを知らしめることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る車両検出システムで得られる撮像画像について説明する模式図である。
【図２】本実施の形態に係る車両検出システムの構成を示す模式図である。
【図３】撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】画像処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図５】検出エリアの設定手順を説明する模式図である。
【図６】車両画像から抽出した特徴点の一例を示す模式図である。
【図７】撮像装置により得られる撮像画像の一例を示す模式図である。
【図８】撮像装置により得られる撮像画像の他の例を示す模式図である。
【図９】本車両検出システムによる車両検出処理の処理手順を説明するフローチャートである。
【図１０】撮像条件の調整処理を説明するフローチャートである。
【図１１】検出エリアの設定処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０  情報系ＬＡＮ
１１  撮像装置
１２  画像処理装置
１３  表示装置
１４  ナビゲーション装置
１５  通信装置
１６  オーディオ装置
２０  ボディ系ＬＡＮ
２１  ボディＥＣＵ
２２  制御パネル
１００  ゲートウェイ装置
１１１  マイクロコンピュータ
１１２  通信インタフェース
１１３  撮像部
１１４  メモリ
１１５  駆動制御部
１１６  駆動部
１２１  マイクロコンピュータ
１２２  通信インタフェース
１２３  メモリ
１２４  画像処理ＡＳＩＣ
１２５  フレームメモリ
１２６  映像出力端子
【図１】
2004206312.tif 000003
【図２】
2004206312.tif 000004
【図３】
2004206312.tif 000005
【図４】
2004206312.tif 000006
【図５】
2004206312.tif 000007
【図６】
2004206312.tif 000008
【図７】
2004206312.tif 000009
【図８】
2004206312.tif 000010
【図９】
2004206312.tif 000011
【図１０】
2004206312.tif 000012
【図１１】
2004206312.tif 000013