(57)【要約】【課題】シンプルな構成でありながら車両前方の輝度に急激な変化があっても適正露出の画像をすばやく得る車載監視カメラの露出制御方法を提供する。【解決手段】車載監視カメラの電源スイッチをオンにすると、測光センサによる測光が行なわれる。この測光信号に基づいてＣＣＤの電子シャッタの露出時間が決定され、この露出時間を基準としてオートブラケティング撮影が行なわれる。ＣＣＤから出力された画像信号は各種の処理を経てメモリに入力される。メモリに入力された３個の画像データから適正露出となる画像データまたは適正露出に最も近い画像データが選択され、これが画像処理部に入力されるとともに新たな基準露出時間に設定され、次のオートブラケティング撮影が行なわれる。画像処理部は入力された画像データに基づいて画像処理を行ない、その処理結果を走行制御装置に出力し、走行制御装置が車両を白線に沿って走行させるなどの走行制御を行なう。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の露出値を基準露出値として段階的に露出を変えながら複数コマの撮影を連続して行なうオートブラケティング撮影の機能を有する車載監視カメラの露出制御方法において、
前記オートブラケティング撮影によって得られた複数コマの画像データから適正露出又は適正露出に最も近い画像データを選択する第１ステップと、
この第１ステップで選択された画像データの露出値を新たな基準露出値としてオートブラケティング撮影を行なう第２ステップと
からなり、以下、前記第１ステップと第２ステップとを交互に繰り返すことを特徴とする車載監視カメラの露出制御方法。
【請求項２】
前記車載監視カメラに電源を投入後、最初のオートブラケティング撮影を行なう際の基準露出値は、前記車載監視カメラに設けられた測光センサによって測光された測光値に基づいて決められる露出時間であることを特徴とする請求項１記載の車載監視カメラの露出制御方法。
【請求項３】
前記第１ステップで選択された適正露出又は適正露出に最も近い画像データは、この画像データに基づいて撮影画面内の特定対象物の認識を行なう画像処理部に入力されることを特徴とする請求項１または２記載の車載監視カメラの露出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前方の画像を撮像する車載監視カメラの露出を制御する露出制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の自動走行制御装置として、車載監視カメラで撮像した車両前方の画像を処理して、道路に描かれている白線を認識し、その認識結果に基づき、エンジン、ブレーキ、ステアリング等を制御することにより、車両を道路上の白線に沿って自動走行させるものや、車載監視カメラで撮像した車両前方の画像を処理して、先行車両との距離を認識し、その認識結果に基づき、エンジン、ブレーキ等を制御することにより、先行車両との距離を一定に保つように車両を自動走行させるものが知られている（例えば特許文献１，２）。
【０００３】
このような自動走行制御装置に使用される車載監視カメラには、内蔵した光センサによって周囲の照度を検出し、その照度に応じて自動的にカメラの露出を制御する、いわゆるオート露出機能を有しているものがある。
【０００４】
ところが、車両が走行中にトンネル等に出入して、車両周囲の照度が急激に変化した場合、露出オート機能を有する車載監視カメラでは、周囲の照度が変化した後にしか露出制御が行われないため、車載監視カメラの露出が周囲の急激な照度変化に追従できず、一定時間、画像処理に必要となる鮮明な画像が取得できなくなって、自動走行制御のための画像処理が一時的に不正確になるという問題がある。
【０００５】
このような問題点を改善するものとして、特許文献３に記載されたような車載監視カメラの露出制御装置が知られている。この露出制御装置は、車両走行中に、受光角度の広い上方光センサで検出した車両周囲照度と受光角度の狭い前方光センサで検出した車両前方照度とから、露出制御部で車両進行方向の照度変化を予測し、トンネルの出入口のように周囲照度が急激に変化する場合に、その直前で予め車両監視のための撮像部の露出を変更することにより、撮像部で、周囲照度変化直後（例えば、トンネル進入直後）の画像を撮像することができる。
【特許文献１】特開２０００−２４２７６９号公報
【特許文献２】特許第２７１５４４２号公報
【特許文献３】特開２００５−１６７８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献３記載の露出制御装置は、車載監視カメラに設けられている光センサの他に、受光角度の広い上方光センサと受光角度の狭い前方光センサとの２つのセンサを必要とするため、部品点数の増加とこれに伴うコストの上昇及び制御の複雑化を招くという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、従来の車載監視カメラになんらの部品も追加することなく、きわめてシンプルな構成でありながら、トンネルの出入り口などのように車両前方の輝度に急激な変化があっても、適正露出の画像をすばやく得ることができる車載監視カメラの露出制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車載監視カメラの露出制御方法は、所定の露出値を基準露出値として段階的に露出を変えながら複数コマの撮影を連続して行なうオートブラケティング撮影の機能を有する車載監視カメラの露出制御方法において、前記オートブラケティング撮影によって得られた複数コマの画像データから適正露出又は適正露出に最も近い画像データを選択する第１ステップと、この第１ステップで選択された画像データの露出値を新たな基準露出値としてオートブラケティング撮影を行なう第２ステップとからなり、以下、前記第１ステップと第２ステップとを交互に繰り返すことを特徴とする。
【０００９】
また、前記車載監視カメラに電源を投入後、最初のオートブラケティング撮影を行なう際の基準露出値は、前記車載監視カメラに設けられた測光センサによって測光された測光値に基づいて決められる露出時間であることを特徴とする。また、前記第１ステップで選択された適正露出又は適正露出に最も近い画像データは、この画像データに基づいて撮影画面内の特定対象物の認識を行なう画像処理部に入力されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車載監視カメラの露出制御方法によれば、所定の露出値を基準露出値としてオートブラケティング撮影を行なった後、得られた複数個の画像データから適正露出又は適正露出に最も近い画像データを選択して新たな基準露出値とし、前記オートブラケティング撮影を繰り返すようにしたので、従来の車載監視カメラになんらの部品も追加することなく、きわめてシンプルな構成でありながら、トンネルの出入り口などのように車両前方の輝度に急激な変化があっても、適正露出の画像をすばやく得ることができる。
【００１１】
また、最初に基準とされる所定の露出値は、前記車載監視カメラに設けられた測光センサによって測光された測光値に基づいて決められる露出時間とするのが好ましい。また、前記適正露出又は適正露出に最も近い画像データは、この画像データに基づいて撮影画面内の特定対象物の認識を行なう画像処理部に入力されるので、例えば道路の白線や先行車両などの特定対象物の認識を確実に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の露出制御方法を適用した車載監視カメラ１０の電気的な構成を示す図１において、車両の前方に向けられる撮影レンズ１２の背後には、周知のＣＣＤ１４が設けられている。撮影レンズ１２は、パンフォーカスタイプの広角レンズであり、ＣＣＤ１４の光電面に常に被写体画像が結像される。
【００１３】
ＣＣＤ１４には、その光電面上に赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の微小なマイクロカラーフィルタがマトリクス状に配列され、その背後にそれぞれＭＯＳダイオード（ＭＯＳキャパシタ）が配置されている。各ＭＯＳダイオードに蓄積された信号電荷は、ＣＣＤドライバ１５から与えられるパルスに基づいて信号電荷に応じたＲＧＢ各色の輝度情報を有する電圧信号（画像信号）として順次読み出される。
【００１４】
ＣＣＤ１４は、シャッタゲートパルスのタイミングによって各ＭＯＳダイオードの電荷蓄積時間（露出時間）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有しており、本発明では、図２に示すように、所定の露出時間を基準として露出時間が例えば±１ＥＶずれるように露出を段階的に変えながら３コマの撮影を連続して行なうオートブラケティング撮影を行なう。
【００１５】
前記基準となる所定の露出時間は、電源を投入した直後には、測光センサ１６によって測光された車両前方の輝度に基づいて決定される。以後は、直前のオートブラケティング撮影によって得られた３個の画像データのうち適正露出となった露出時間または適正露出に最も近い露出時間が次のオートブラケティング撮影での基準露出時間とされる。なお、前記適正露出か否かの判定については後述する。
【００１６】
ＣＣＤ１４から出力された画像信号は、アナログ信号処理回路１７に送られる。アナログ信号処理回路１７は、サンプリングホールド回路、色分離回路、ゲイン調整回路等の信号処理回路を含み、このアナログ信号処理回路１７において、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整（プリホワイトバランス処理）が行われる。
【００１７】
アナログ信号処理回路１７から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換器１８によりデジタル信号に変換された後、メモリ２０に格納される。タイミングジェネレータ（ＴＧ）２２は、システムコントローラ２４の指令に従ってＣＣＤドライバ１５、アナログ信号処理回路１７及びＡ／Ｄ変換器１８に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。
【００１８】
前記システムコントローラ２４は、車載監視カメラ１０全体の各回路を統括制御する制御部である。システムコントローラ２４は、電源スイッチ２６がオンにされると、ＲＯＭ２７に格納されたプログラムに従って各部の動作を制御する。また、測光センサ１６は、電源スイッチ２６がオンにされた直後に、車両前方の輝度を測光して、その測光データをシステムコントローラ２４に入力する。
【００１９】
前記システムコントローラ２４は、前記オートブラケティング撮影によって撮影され、メモリ２０に格納された３個の画像データを比較し、この中から適正露出となる画像データを選択する。この画像データが適正露出であるか否かの判定は、画像の平均濃度と１８％グレーの濃度とを比較し、両者が一致する場合を適正露出とする。また、適正露出となる画像データがない場合には、適正露出に最も近い画像データを選択する。ここで、「適正露出に近い」とは、例えば適正露出から±２ＥＶ以内とする。
【００２０】
そして、前記システムコントローラ２４は、前記選択した画像データを撮影したときの露出時間（シャッタスピード）を次のオートブラケティング撮影での基準露出時間とし（図２参照）、前記選択した画像データをＣＣＤドライバ１５に送る。また同時に、同じ画像データを画像処理部３０に送る。
【００２１】
前記画像処理部３０は、入力された画像データに基づいて、特定対象物である道路の白線の認識や先行車両との距離の認識などの画像処理を行ない、その処理結果を走行制御装置３１に出力する。この走行制御装置３１は、車両が白線に沿って走行したり、先行車両との距離を一定に保つようにするなどの自動走行制御に必要となる、エンジン制御信号、ブレーキ制御信号、ステアリング制御信号等を各制御部３２へ出力する。
【００２２】
次に、上記実施形態の作用について、図３のフローチャートを参照して説明する。車載監視カメラ１０の電源スイッチをオンにすると（ｓｔ１）、ＲＯＭ２７から所定の制御プログラムがシステムコントローラ２４に読み込まれ、車載監視カメラ１０の制御が開始される。まず、測光センサ１６による測光が行なわれ（ｓｔ２）、この測光信号がシステムコントローラ２４に入力される。
【００２３】
システムコントローラ２４は、前記測光信号に基づいてＣＣＤ１４の電子シャッタの露出時間（シャッタスピード）を決定し、ＣＣＤドライバ１５に送出する。ＣＣＤドライバ１５は、ＣＣＤ１４を制御し、前記露出時間を基準として３コマのオートブラケティング撮影を行なう（ｓｔ３）。
【００２４】
ＣＣＤ１４から出力された画像信号は、アナログ信号処理回路１７，Ａ／Ｄ変換回路１８を経てメモリ２０に入力される。システムコントローラ２４は、メモリ２０に入力された３個の画像データから適正露出となる画像データを選択し（ｓｔ４）、画像処理部３０に送る。
【００２５】
適正露出となる画像データがない場合には、適正露出に最も近い画像データを選択し（ｓｔ５）、画像処理部３０に送る。また、可能性としてはきわめて低いが、適正露出に近い画像データさえもない場合、例えば暗過ぎて画像が黒くつぶれている場合や明る過ぎて白くとんでいる場合には、再度、測光センサ１６による測光をやり直す（ｓｔ２）。
【００２６】
画像処理部３０は、入力された画像データについて所定の画像処理を行ない（ｓｔ６）、その処理結果を走行制御装置３１に出力する。走行制御装置３１は、エンジン制御信号、ブレーキ制御信号、ステアリング制御信号等を各制御部３２に送り、車両が白線に沿って走行したり、標識／信号を認識して走行速度を変更したり、また先行車両との距離を一定に保つようにするなどの自動走行制御を行なう（ｓｔ７）。
【００２７】
車載監視カメラ１０の電源をオフにしない限り（ｓｔ８）、システムコントローラ２４は、前記適正露出となる画像データまたは適正露出に近い画像データの露出時間を新たな基準露出時間として、ＣＣＤドライバ１５を介してＣＣＤ１４を駆動し、オートブラケティング撮影を行なう（ｓｔ９）。そして、前記ステップ４（ｓｔ４）に戻って、以下同様のシーケンスを車載監視カメラ１０の電源をオフにするまで繰り返し行なう。
【００２８】
このように基準露出時間を中心にオートブラケティング撮影を行なうので、トンネルの出入り口などのように車両前方の輝度に急激な変化があっても、適正露出の画像データが得られやすく、たとえ適正露出の画像データが得られなかった場合でも、適正露出に近い画像データの露出時間を基準としてさらにオートブラケティング撮影を継続して行なうから、従来の測光センサだけによる測光よりも迅速に適正露出の画像データを得ることができる。したがって、適正露出の画像をすばやく得ることができ、白線認識や標識／信号認識の速度を向上させることができ、より高い精度での自動走行制御を行なうことができる。
【００２９】
以上説明した実施形態では、適正露出に近い画像データさえもない場合に測光センサによる測光をやり直すようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えばアナログ信号処理回路のゲイン調整回路によりゲインを変更するようにしてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、オートブラケティング撮影を基準露出時間を中心に±１ＥＶの３回としたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば±１ＥＶと±２ＥＶの合計５回としてもよい。また、オートブラケティング撮影の振り幅（露出差）を±１ＥＶとしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば±１／２ＥＶとしてもよい。
【００３１】
また、上記実施形態では、車載監視カメラの電源を独立して設けたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば自動車のエンジンキーと連動させ、エンジンを起動した直後に車載監視カメラの電源をオンとし、エンジンを停止させると同時に車載監視カメラの電源をオフにするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】車載監視カメラの電気的な構成を示すブロック図である。
【図２】オートブラケティング撮影を示すタイムチャートである。
【図３】露出制御のシーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  車載監視カメラ
１４  ＣＣＤ
１６  測光センサ
２０  メモリ
２４  システムコントローラ
３０  画像処理部
３１  走行制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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