(57)【要約】【課題】  車両内外の対象物に関する情報を複数の撮像手段を用いて検出する対象物検出システムにつき、当該対象物検出システムの合理化を図るのに有効な技術を提供する。【解決手段】  車両に搭載される対象物検出システム１００では、車両内外の対象物に関する情報を第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０が、対象物に関する情報を検出する制御を行う制御装置１３０と、車両バッテリ２０から供給された電力を各カメラへと供給する電源装置１４０のうちの少なくとも一方を共有する構成とされる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内外の領域のうち、第１領域の対象物の画像を撮影する第１撮像手段と、前記第１領域とは異なる第２領域の対象物の画像を撮影する第２撮像手段と、
各撮像手段にて撮影された前記対象物の画像に基づいて、当該対象物に関する情報を検出する制御を行う制御手段と、
車両バッテリと各撮像手段との間に介在して、当該車両バッテリから供給された電力を各撮像手段へと供給する電源手段と、
を有する対象物検出システムであって、
前記第１撮像手段及び第２撮像手段が、前記制御手段及び電源手段のうちの少なくとも一方を共有する構成であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項２】
請求項１に記載の対象物検出システムであって、
最大電流の使用時期が異なる前記第１撮像手段及び第２撮像手段が、前記電源手段を共有する構成であり、当該電源手段から供給される各撮像手段に関する最大電流の供給時期が、前記第１撮像手段と前記第２撮像手段とで異なる構成であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の対象物検出システムであって、
前記第１撮像手段及び第２撮像手段が、前記制御手段を共有する構成であり、当該制御手段は、検出した前記対象物に関する情報及び車両に関する情報の少なくとも一方に基づいて、各撮像手段による対象物検出性能の占有率を可変とする構成であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項４】
請求項３に記載の対象物検出システムであって、
前記第１撮像手段は、前記第１領域としての車内領域に向かう視野を形成し、前記第２撮像手段は、前記第２領域としての車外領域に向かう視野を形成する構成であり、
前記制御手段は、車両が停車状態である場合には、前記第２撮像手段よりも前記第１撮像手段による対象物検出性能の占有率が高い第１の設定モードにて制御される一方、当該車両が走行状態である場合には、前記第２撮像手段による占有率が前記第１の設定モード時よりも高い第２の設定モードにて制御される構成であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項５】
請求項３に記載の対象物検出システムであって、
前記第１撮像手段は、前記第１領域としての車内領域の運転席に向かう視野を形成し、前記第２撮像手段は、前記第２領域としての車内領域の助手席に向かう視野を形成する構成であり、
前記制御手段は、助手席乗員よりも運転席乗員の動作が大きい場合には、前記第２撮像手段よりも前記第１撮像手段による対象物検出性能の占有率が高い第１の設定モードにて制御される一方、運転席乗員よりも助手席乗員の動作が大きい場合には、前記第１撮像手段よりも前記第２撮像手段による対象物検出性能の占有率が高い第２の設定モードにて制御される構成であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の対象物検出システムであって、
前記第１撮像手段及び第２撮像手段は、いずれも各対象物の立体形状を検出する３Ｄカメラとして構成されることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の対象物検出システムであって、
前記第１撮像手段を収容する収容部と、前記第２撮像手段を収容する収容部が単一の筐体によって構成されることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項８】
請求項７に記載の対象物検出システムであって、
前記第１撮像手段及び第２撮像手段を収容する前記単一の筐体に、更に前記制御手段及び電源手段が収容された一体化構造であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項９】
請求項８に記載の対象物検出システムであって、
車両の各部位のうちのサイドミラー周辺部或いはインナーリヤビューミラー周辺部に前記単一の筐体が取り付けられる構成であることを特徴とする対象物検出システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の対象物検出システムと、
駆動対象と、
前記対象物検出システムの制御手段において検出された情報に基づいて、前記駆動対象を駆動制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項１１】
エンジン走行系統と、電装系統と、前記エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御手段と、車両バッテリと、車両内外の領域の複数の対象物に関する情報を検出する対象物検出手段、を有し、
前記対象物検出手段は、請求項１〜９のいずれかに記載の対象物検出システムを用いて構成されることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される対象物検出システムに係り、詳しくは車両内外の対象物に関する情報を検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等の撮像手段を用いて、車両シート上の着座物に関する情報を検出する種々の技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、車両乗員の前方に設置した単一のカメラを用い、当該車両乗員の位置を検出しようとする乗員検知装置の構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２９４８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載の乗員検知装置のように、車両においてカメラ等の撮像手段を用いて車両周辺の対象物を撮影する技術は、対象物に関する情報を検出するのに有効とされるが、この種の対象物検出技術に関しては、車両内外の対象物に関する情報を複数の撮像手段を用いて合理的に検出するシステムを構築する要請がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両内外の対象物に関する情報を複数の撮像手段を用いて検出する対象物検出システムにつき、当該対象物検出システムの合理化を図るのに有効な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するために、本発明が構成される。本発明は、典型的には自動車において、車両内外の対象物に関する情報を撮像手段を用いて検出する対象物検出システムに適用することができるが、自動車以外の車両、例えば航空機、船舶、電車、バス等に関する対象物検出システムの構築技術に対しても同様に、本発明を適用することが可能である。
【０００５】
（本発明の第１発明）
前記課題を解決する本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項１に記載のこの対象物検出システムは、第１撮像手段及び第２撮像手段、制御手段、電源手段を少なくとも備える。本発明では、第１撮像手段及び第２撮像手段に加え、更に別の撮像手段を設けることもできる。
本発明の第１撮像手段は、車両内外の領域のうち、第１領域の対象物の画像を撮影する手段として構成される。本発明の第２撮像手段は、第１領域とは異なる第２領域の対象物の画像を撮影する手段として構成される。このとき、第１領域及び第２領域の両方が、車両の領域または車外の領域とされてもよいし、或いは第１領域が車内の領域とされ、第２領域が車外の領域とされてもよいし、或いは第１領域が車外の領域とされ、第２領域が車内の領域とされてもよい。これらの撮像手段として３Ｄ式の複眼カメラ、３Ｄ式の単眼カメラ、２Ｄ式のカメラを適宜用いることができる。
【０００６】
本発明の制御手段は、各撮像手段にて撮影された対象物の画像に基づいて、当該対象物に関する情報を検出する制御を行う手段として構成される。この制御手段は、具体的には、画像処理手段、記憶手段、入出力手段を少なくとも備える。
画像処理手段は、品質の良い画像を得るための各撮像手段の制御や、撮影した画像を加工分析するための画像処理制御を行う機能を有する。撮像手段の制御においては、フレームシート、シャッター時間、感度調整、精度補正が行われ、ダイナミックレンジや輝度、ホワイトバランスなどが調整される。また、画像処理制御においては、画像の回転補正やレンズ歪み補正、フィルター演算、差分演算などの画像前処理演算と、形状判定やトラッキングなどの画像認識処理演算が実行される。また、この画像処理手段では、本実施の形態のように３Ｄ式の複眼カメラを用いる場合には視差演算を行い、３Ｄ式の単眼カメラを用いる場合には時間差演算を行う。更に、この画像処理手段の機能には、距離補正演算、レンジゲート演算や立体グループ化演算、対象物をトラッキングする移動ベクトル演算などの対象物の認識演算と制御信号を出力するための判断演算が含まれる。
記憶手段は、演算制御ソフトウエアに加えて、補正用のデータや前処理用のバッファーフレームメモリー、認識演算のための定義データや基準パターンを記録（記憶）する機能を有する。
入出力手段は、車両全体に関する制御を行うＥＣＵとの間で、車両に関する情報、周辺の交通状況に関する情報、天候や時間帯に関する情報などが入力され認識結果を出力する。車両に関する情報の例としては、車両ドアの開閉、シートベルトの装脱着、ブレーキの作動、車速、ステアリング操舵角度などがある。
【０００７】
本発明の電源手段は、車両バッテリと各撮像手段との間に介在して、当該車両バッテリから供給された電力を少なくとも各撮像手段へと供給する手段として構成される。すなわち、この電源手段は、車両バッテリに接続されており、当該車両バッテリの電源を電圧変換したのちに各撮像手段に供給する、電圧変換部としての機能を有する。従って、この電源手段が対象物検出システムの実質的な電源とされる。この電源手段は、各撮像手段に加えて制御手段に対する電源として構成されるのが好ましい。
【０００８】
特に、本発明では、第１撮像手段及び第２撮像手段が、制御手段及び電源手段のうちの少なくとも一方を共有する構成を採用している。ここでいう「共有」に関しては、制御手段及び電源手段のいずれか一方を共有する態様や、制御手段及び電源手段の両方を共有すする態様を採用することができる。典型的には、第１撮像手段及び第２撮像手段に関する制御が、同一の制御手段によって行なわれる構成や、第１撮像手段及び第２撮像手段に同一の電源手段から電力が供給される構成を用いる。また、第１撮像手段及び第２撮像手段に加え１または複数の別の撮像手段に関する制御が、同一の制御手段によって行なわれる構成や、第１撮像手段及び第２撮像手段に加え１または複数の別の撮像手段に同一の電源手段から電力が供給される構成を用いることもできる。
【０００９】
ここで、本発明の制御手段に関しては、当該制御手段は、対象物検出システムの各構成要素の中でも比較的高価で、且つ発熱量が多い構成要素である。従って、この制御手段を共有することによって、システム性能を低下させることなくコスト及びシステム全体の大きさを抑えることが可能となる。一方、本発明の電源手段に関しては、当該電源手段は撮像手段の電子システムの性能を決める重要な部分である。従って、この電源手段を共有することは、第１撮像手段及び第２撮像手段によるシステムを一体化設計することに等しく、システム全体の大きさを抑えるとともに、省電力を実現するのに有効である。
従って、請求項１に記載の発明によれば、特に第１撮像手段及び第２撮像手段が、制御手段及び電源手段のうちの少なくとも一方を共有する構成によって、対象物検出システムの合理化を図ることが可能となる。
【００１０】
（本発明の第２発明）
前記課題を解決する本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項２に記載のこの対象物検出システムは、請求項１に記載の構成において、最大電流の使用時期が異なる第１撮像手段及び第２撮像手段が、電源手段を共有する構成とされる。また、電源手段から供給される各撮像手段に関する最大電流の供給時期が、第１撮像手段と第２撮像手段とで異なる構成とされる。
このような構成によれば、電源手段を共有したうえで、第１撮像手段と第２撮像手段との電源使用の最大電流（ピーク電流）使用時のタイミングを分けることによって、電源手段の最大供給電流が抑えられ電源を有効利用することができる。また、電源手段のサイズの小型化によって更にシステム全体の大きさを抑えることが可能となる。
【００１１】
（本発明の第３発明）
前記課題を解決する本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項３に記載のこの対象物検出システムでは、請求項１または請求項２に記載の第１撮像手段及び第２撮像手段が、制御手段を共有する構成とされる。そして、この制御手段は、検出した対象物に関する情報及び車両に関する情報の少なくとも一方に基づいて、各撮像手段による対象物検出性能の占有率を可変とする。ここでいう「検出した対象物に関する情報」には、車内については車両乗員の乗降動作の情報、車両乗員の体格の情報、車外については、前方車両や側方車両、自転車、歩行者、障害物等の有無の情報、前方車両や側方車両の車速の情報などが包含される。また、ここでいう「車両に関する情報」には、車両が走行中か否かの情報、車速の情報、車両ドアの開閉の情報、シートベルト装脱着の情報などが包含される。これらの対象物に関する情報や、車両に関する情報は、対象物検出性能の占有率を第１撮像手段と第２撮像手段とにいかなる割合で割り当てるのが適切であるかを判断するのに有効な情報とされる。
従って、このような構成によれば、検出した対象物に関する情報及び車両に関する情報の少なくとも一方に基づいて、各撮像手段による対象物検出性能の占有率を可変とすることによって、対象物検出システムの更なる合理化を図ることが可能となる。
【００１２】
（本発明の第４発明）
前記課題を解決する本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項４に記載のこの対象物検出システムは、請求項３に記載の構成において、第１撮像手段は、第１領域としての車内領域に向かう視野を形成し、第２撮像手段は、第２領域としての車外領域に向かう視野を形成する。
【００１３】
また、この対象物検出システムにおいて、請求項３に記載の制御手段は、車両が停車状態である場合には、第２撮像手段よりも第１撮像手段による対象物検出性能の占有率が高い第１の設定モードにて制御される。すなわち、この第１の設定モードでは、車両が停車中（エンジン停止中或いはアイドリング状態での車両停止中）であるという情報によって、車外を撮影する側の撮像手段よりも、車内を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能を多く割り当てる設定とされる。これは、車両が停車状態である場合には、車外の情報を検出する必要性が低いという考えに基づくものである。これにより、第２撮像手段による車外画像の更新を高速で行う必要がなく、その分第１撮像手段による車内画像の品質を向上させることができるため合理的である。このとき、車外を撮影する側の撮像手段よりも、車内を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能が多く割り当てられれば、その配分比率は必要に応じて適宜設定可能である。
【００１４】
一方、制御手段は、当該車両が走行状態である場合には、第２撮像手段による占有率が第１の設定モード時よりも高い第２の設定モードにて制御される。すなわち、この第２の設定モードでは、車両が走行中であるという情報によって、車外を撮影する側の撮像手段に割り当てる対象物検出性能を第１の設定モード時よりも高く設定する。これは、車両が走行状態である場合には、車外の情報を検出する必要性が第１の設定モード時よりも高まっているという考えに基づくものである。これにより、第２撮像手段による車外画像の品質を向上させることができるため合理的である。このとき、車外を撮影する側の撮像手段に割り当てる対象物検出性能が第１の設定モード時よりも高く設定されれば、その配分比率は必要に応じて適宜設定可能である。例えば、この第２の設定モードにおいて、車外を撮影する側の撮像手段よりも、車内を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能が多く割り当てられる場合や、車内を撮影する側の撮像手段よりも、車外を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能が多く割り当てられる場合があってもよい。
従って、請求項４に記載の発明によれば、車内と車外とで使用目的が異なる２つの撮像手段に関し、各々が最大能力で画像処理を要求するタイミングを分離することができ、対象物検出性能低下を招くことなく制御手段の共有が可能となる。
【００１５】
なお、本発明では、制御手段による上記第１の設定モードや第２の設定モードに加え、更に別の設定モードを設けることもできる。例えば、車外の対象物との衝突の危険性が高まったという情報に基づいて、車内を撮影する側の撮像手段よりも、車外を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能を多く割り当てる設定モードを設けることができる。また、車外の対象物との衝突が回避できないという情報に基づいて、車外を撮影する側の撮像手段よりも、車内を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能を多く割り当てる設定モードを設けることができる。そして、車内を精度良く撮影し乗員の位置や動きを高速で検出した結果、警報出力やブレーキ等により車両衝突を防止する或いは軽減させるべく作動する衝突防止装置や衝突軽減装置、エアバッグやシートベルトにより乗員を拘束するべく作動する乗員拘束装置を乗員の状態に応じて適正に作動させることが可能となる。
【００１６】
（本発明の第５発明）
前記課題を解決する本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項５に記載のこの対象物検出システムは、請求項３に記載の構成において、第１撮像手段は、第１領域としての車内領域の運転席に向かう視野を形成し、第２撮像手段は、第２領域としての車内領域の助手席に向かう視野を形成する。
【００１７】
また、この対象物検出システムにおいて、請求項３に記載の制御手段は、助手席乗員よりも運転席乗員の動作が大きい場合には、第２撮像手段よりも第１撮像手段による対象物検出性能の占有率が高い第１の設定モードにて制御される。すなわち、この第１の設定モードでは、助手席乗員よりも運転席乗員が大きく動作しているという情報によって、助手席を撮影する側の撮像手段よりも、運転席を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能を多く割り当てる設定とされる。これは、大きく動作をしている運転席乗員の方が助手席乗員よりも精度良く検出する必要性が高いという考えに基づくものである。例えば車両乗員の乗降時の動作や通常時の姿勢の変化に関し、運転席乗員と助手席乗員の動作を比較することによって、当該動作の大小が判断される。これにより、第２撮像手段による助手席画像の更新を高速で行う必要がなく、その分第１撮像手段による運転席画像の品質を向上させることができるため合理的である。このとき、助手席を撮影する側の撮像手段よりも、運転席を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能が多く割り当てられれば、その配分比率は必要に応じて適宜設定可能である。
【００１８】
一方、制御手段は、運転席乗員よりも助手席乗員の動作が大きい場合には、第１撮像手段よりも第２撮像手段による対象物検出性能の占有率が高い第２の設定モードにて制御される。すなわち、この第２の設定モードでは、運転席乗員よりも助手席乗員が大きく動作しているという情報によって、運転席を撮影する側の撮像手段よりも、助手席を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能を多く割り当てる設定とされる。これは、大きく動作をしている助手席乗員の方が運転席乗員よりも精度良く検出する必要性が高いという考えに基づくものである。これにより、第１撮像手段による運転席画像の更新を高速で行う必要がなく、その分第２撮像手段による助手席画像の品質を向上させることができるため合理的である。このとき、運転席を撮影する側の撮像手段よりも、助手席を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能が多く割り当てられれば、その配分比率は必要に応じて適宜設定可能である。
従って、請求項５に記載の発明によれば、運転席と助手席とで使用目的が異なる２つの撮像手段に関し、各々が最大能力で画像処理を要求するタイミングを分離することができ、対象物検出性能低下を招くことなく制御手段の共有が可能となる。
【００１９】
なお、本発明では、制御手段による上記第１の設定モードや第２の設定モードに加え、更に別の設定モードを設けることもできる。例えば、運転席乗員と助手席乗員を検出した結果、当該検出結果の信頼度を判定したうえで、信頼度の低い方の乗員を撮影する側の撮像手段に対象物検出性能を多く割り当てるように制御する設定モードを設けることができる。このような制御モードによって、信頼度の低い方の乗員の検出精度を向上させることが可能となる。
【００２０】
（本発明の第６発明）
前記課題を解決する本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項６に記載のこの対象物検出システムでは、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の第１撮像手段及び第２撮像手段は、いずれも各対象物の立体形状（立体表面形状）を検出する３Ｄカメラとして構成される。このような構成によれば、特に対象物までの距離を複数回計測する３Ｄカメラを用いることによって、各対象物の精度の高い認識が可能となる。また、３Ｄカメラとして複眼カメラを用いて対象物までの距離を計測する構成では、制御手段（画像処理手段）にて行う視差演算のボリュームが大きく、従って第１撮像手段及び第２撮像手段が制御手段を共有するメリットが大きい。また、３Ｄカメラとして単眼カメラを用いて対象物までの距離を計測する構成では、照明（イルミネータ）の電力消費が大きく、従って各撮像手段ごとに照明の作動タイミングをかえて電源電流を極力平坦化するように制御すれば、第１撮像手段及び第２撮像手段が電源手段を共有するメリットが大きい。これにより、ノイズの発生を抑えるとともに、電源手段のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００２１】
（本発明の第７発明）
前記課題を解決する本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項７に記載のこの対象物検出システムでは、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の構成において、第１撮像手段を収容する収容部と、第２撮像手段を収容する収容部が単一の筐体によって構成される。このような構成によれば、少なくとも第１撮像手段及び第２撮像手段が単一の筐体に収容された一体化構造が実現されることとなり、システム全体のコンパクト化を図ることが可能となる。
なお、本発明には、第１撮像手段、第２撮像手段、制御手段及び電源手段を全て単一の筐体に収容する構成や、第１撮像手段及び第２撮像手段を第１の筐体に収容し、制御手段及び電源手段を、第１の筐体とは別の第２の筐体に収容する構成等が包含される。
【００２２】
（本発明の第８発明）
前記課題を解決する本発明の第８発明は、請求項８に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項８に記載のこの対象物検出システムは、請求項７に記載の構成において、第１撮像手段及び第２撮像手段を収容する単一の筐体に、更に制御手段及び電源手段が収容された一体化構造とされる。このような構成によれば、複第１撮像手段及び第２撮像手段に加え、制御手段及び電源手段までもが単一の筐体に収容された一体化構造が実現されることとなり、対象物検出システム全体の更なるコンパクト化を図ることが可能となる。
【００２３】
（本発明の第９発明）
前記課題を解決する本発明の第９発明は、請求項９に記載されたとおりの対象物検出システムである。
請求項９に記載のこの対象物検出システムは、請求項８に記載の構成において、車両の各部位のうちのサイドミラー周辺部或いはインナーリヤビューミラー周辺部に単一の筐体が取り付けられる構成とされる。サイドミラー周辺部として、例えばサイドミラー取り付け部のドア枠パネルを選択することができ、インナーリヤビューミラー周辺部として、例えばセンターコンソールの照明ユニットを選択することができる。このようなサイドミラー周辺部やインナーリヤビューミラー周辺部は、車内や車外への視野を確保するのに有効な部位であり、とりわけ車内の乗員に向かう広い視野を形成するのに効果的な部位である。従って、単一の筐体によって一体化構造とされた対象物検出システムを、サイドミラー周辺部或いはインナーリヤビューミラー周辺部に組み込むことによって、当該対象物検出システムの合理的な配置が実現されることとなる。
【００２４】
（本発明の第１０発明）
前記課題を解決する本発明の第１０発明は、請求項１０に記載されたとおりの駆動装置である。
請求項１０に記載のこの駆動装置は、請求項１〜９のいずれかに記載の対象物検出システム、駆動対象、駆動制御手段を少なくとも備える。本発明の駆動対象には、警報出力やブレーキ等により車両衝突を防止する或いは軽減させるべく作動する衝突防止装置や衝突軽減装置、エアバッグやシートベルトにより乗員を拘束するべく作動する乗員拘束装置などが包含される。本発明の駆動制御手段は、対象物検出システムの制御手段において検出された情報に基づいて、駆動対象を駆動制御する手段として構成される。
このような構成によれば、対象物検出システムの制御手段による対象物の検出結果に応じた適正な態様で駆動対象を駆動制御することで、駆動対象のきめ細かい制御が可能となる。
【００２５】
（本発明の第１１発明）
前記課題を解決する本発明の第１１発明は、請求項１１に記載されたとおりの車両である。
請求項１１に記載のこの車両は、エンジン走行系統、電装系統、駆動制御装置、車両バッテリ、対象物検出手段を少なくとも備える。エンジン走行系統は、エンジン及び車両の走行に関与する系統として構成される。電装系統は、車両に使われる電機部品に関与する系統として構成される。駆動制御装置は、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う機能を有する装置として構成される。対象物検出手段は、車両内外の領域の複数の対象物に関する情報を検出する手段として構成される。本発明では、この対象物検出手段が、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の対象物検出システムを用いて構成される。
このような構成によれば、合理化された対象物検出システムを搭載する車両が提供されることとなる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、車両内外の対象物に関する情報を第１撮像手段及び第２撮像手段を用いて検出する対象物検出システムにつき、特に第１撮像手段及び第２撮像手段が、対象物に関する情報を検出する制御を行う制御手段と、車両バッテリから供給された電力を各撮像手段へと供給する電源手段のうちの少なくとも一方を共有する構成によって、対象物検出システムの合理化を図ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１〜図３を参照しながら、本発明における「対象物検出システム（対象物検出手段）」の一実施の形態である対象物検出システム１００の構成を説明する。
【００２８】
本実施の形態に係る車両搭載用の対象物検出システム１００の構成が図１に示される。
図１に示すように、本実施の形態の対象物検出システム１００は、単一の筐体１０１に、第１カメラ１１０、第２カメラ１２０、制御装置１３０、電源装置１４０が少なくとも収容される一体化構造とされる。すなわち、本実施の形態では、各カメラを収容する２つの収容部が単一の筐体１０１によって構成されており、この単一の筐体１０１が、本発明における「単一の筐体」に相当する。
【００２９】
本実施の形態の第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０は、いずれもＣ−ＭＯＳ又はＣＣＤ（電荷結合素子）を用いたうえで、光センサをアレイ状（格子状）に配置した３Ｄ（３次元画像）式のカメラ（「モニター」といもいう）として構成される。本実施の形態では、これら各カメラとして、対象物までの距離を複数回計測することによって当該対象物の立体形状（立体表面形状）を検出する３Ｄ式の複眼カメラ（「３Ｄカメラ」ともいう）を用いており、撮影デバイス（投影レンズなど）及びデータ転送回路を含む構成とされる。なお、この３Ｄ式の複眼カメラにかえて、３Ｄ式の単眼カメラを用いることもできる。詳細については後述するが、第１カメラ１１０は、車内領域に向けて配置され、前席や後席の車両シートに着座した車両乗員、前席や後席の車両シートに装着されたチャイルドシートやジュニアシート、前席や後席の車両シートに載置された載置物などの画像を撮影することが可能とされる。一方、第２カメラ１２０は、車外領域に向けて配置され、歩行者、自転車、車両、障害物などの画像を撮影することが可能とされる。ここで、第１カメラ１１０が、本発明における「第１撮像手段」に相当し、第２カメラ１２０が、本発明における「第２撮像手段」に相当する。また、第１カメラ１１０が向けられる車内領域が、本発明における「第１領域」に相当し、第２カメラ１２０が向けられる車外領域が、本発明における「第２領域」に相当する。
【００３０】
本実施の形態の制御装置１３０は、画像処理手段（演算処理手段）、記憶手段、入出力手段等によって構成される。この制御装置１３０が、本発明における「制御手段」に相当する。本実施の形態では、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０がこの制御装置１３０を共有する構成を用いている。
【００３１】
制御装置１３０の画像処理手段は、品質の良い画像を得るためのカメラ制御や、撮影した画像を加工分析するための画像処理制御を行う手段として構成される。具体的には、カメラ制御においては、フレームシート、シャッター時間、感度調整、精度補正が行われ、ダイナミックレンジや輝度、ホワイトバランスなどが調整される。また、画像処理制御においては、画像の回転補正やレンズ歪み補正、フィルター演算、差分演算などの画像前処理演算と、形状判定やトラッキングなどの画像認識処理演算が実行される。また、この画像処理手段では、本実施の形態のように３Ｄ式の複眼カメラを用いる場合には視差演算を行い、３Ｄ式の単眼カメラを用いる場合には時間差演算を行う。更に、この画像処理手段の機能には、距離補正演算、レンジゲート演算や立体グループ化演算、対象物をトラッキングする移動ベクトル演算などの対象物の認識演算と制御信号を出力するための判断演算が含まれる。この画像処理手段では、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０が上記各演算の全部又は一部を共有することができ、また各演算の占有率を可変とすることができる。例えば、視差演算や画像前処理演算を共有とする場合は、静止画（フレーム）のフレームレートを割り振ることによって占有率が可変とされる。また、認識演算を共有とする場合には、認識レベルや精度、演算時間を割り振ることによって占有率が可変とされる。
【００３２】
なお、詳細については後述するが、本実施の形態の画像処理手段では、第１カメラ１１０と第２カメラ１２０による対象物検出性能の占有率（ＳＦ）が、車両に関する情報（車両が走行中か否かの情報、車速の情報、車両ドアの開閉の情報、シートベルト装脱着の情報など）や、対象物に関する情報（車両乗員の乗降動作の情報、車両乗員の体格の情報など）に基づいて可変とされるように設定されている。
【００３３】
制御装置１３０の記憶手段は、演算制御ソフトウエアに加えて、補正用のデータや前処理用のバッファーフレームメモリー、認識演算のための定義データや基準パターンを記録（記憶）する手段として構成される。
【００３４】
制御装置１３０の入出力手段は、車両全体に関する制御を行うＥＣＵ３０との間で、車両に関する情報、周辺の交通状況に関する情報、天候や時間帯に関する情報などが入力され認識結果を出力する。車両に関する情報の例としては、車両ドアの開閉、シートベルトの装脱着、ブレーキの作動、車速、ステアリング操舵角度などがある。本実施の形態では、この入出力手段から出力された情報に基づいて、ＥＣＵ３０が駆動対象４０に対し駆動制御信号を出力する構成とされる。この駆動対象４０としては、警報出力やブレーキ等により車両衝突を防止する或いは軽減させるべく作動する衝突防止装置や衝突軽減装置、エアバッグやシートベルトにより乗員を拘束するべく作動する乗員拘束装置などがあげられる。この駆動対象４０が、本発明における「駆動対象」に相当し、この駆動対象４０を駆動制御するＥＣＵ３０が、本発明における「駆動制御手段」に相当する。
【００３５】
本実施の形態の電源装置１４０は、車両バッテリ２０と第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０との間に介在して、第１カメラ１１０、第２カメラ１２０及び制御装置１３０に対し駆動用の電力を供給するための装置として構成される。本実施の形態では、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０が、この電源装置１４０を共有する構成を用いている。この電源装置１４０は、車両バッテリ２０に接続されており、車両バッテリ２０の電源を電圧変換したのちに第１カメラ１１０、第２カメラ１２０及び制御装置１３０に供給する、電圧変換部としての機能を有する。従って、この電源装置１４０は、対象物検出システム１００の実質的な電源であり、本発明における「電源手段」を構成する。また、車両バッテリ２０が、本発明における「車両バッテリ」に相当する。
【００３６】
また、本実施の形態では、第１カメラ１１０と第２カメラ１２０とで最大電流の使用時期が異なる構成とされており、これら第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０に関し電源装置１４０が共有とされている。そして、この電源装置１４０から供給される各カメラに関する最大電流の供給時期が、第１カメラ１１０と第２カメラ１２０とで異なる構成になっている。このような構成によれば、電源装置１４０を共有化したうえで、第１カメラ１１０と第２カメラ１２０の電源使用の最大電流（ピーク電流）使用時のタイミングを分けることによって、電源装置１４０の最大供給電流が抑えられ電源を有効利用することができる。また、電源装置１４０のサイズの小型化によって更に対象物検出システム全体の大きさを抑えることが可能となる。
【００３７】
ここで、上記構成の対象物検出システム１００の具体的な配置態様が図２及び図３に示される。図２には本実施の形態の対象物検出システム１００の第１の配置態様において、車両１０を上方から視た様子が示され、図３には本実施の形態の対象物検出システム１００の第１の配置態様において、車両１０のサイドミラー１４周辺部を車内から視た様子が示される。
【００３８】
図２及び図３に示すように、本発明の「車両」としての自動車の車両１０において、車両の各領域のうちのサイドミラー（「ドアミラー」ともいう）１４周辺部に本実施の形態の対象物検出システム１００を配置することができる。具体的には、サイドミラー１４取り付け部のドア枠パネルに、一体構造の対象物検出システム１００が組み込まれている。この部位は、Ａピラー１２とドア枠パネルとの境界部分として構成される。
図２では、車両左側のサイドミラー１４周辺部に対象物検出システム１００を設置する場合について記載しているが、車両右側或いは車両両側のサイドミラー１４周辺部に対象物検出システム１００を設置することもできる。
【００３９】
このような第１の配置態様によって配置された対象物検出システム１００によれば、第１カメラ１１０によって車内へと向かう視野１１２が形成される。この視野１１２は、運転席シート、助手席シート及び後席シートの全体を見渡せる広い視野（例えば、ＦＯＶが１２０度の視野）とされる。これにより、前席シート（運転席シート、助手席シート）及び後席シートが撮影され、シート上の車両乗員、チャイルドシート、載置物などの大きさ、形状、位置、有無、種類などの情報が検出されることとなる。一方、第２カメラ１２０によって車外側方へと向かう視野１２２（例えば、ＦＯＶが６０度の視野）が形成される。これにより、車両側方に存在する歩行者、自転車、他の車両（追い越し車両）、障害物などの大きさ、形状、位置、有無、種類などの情報が検出されることとなる。例えば、ブラインドスポットの検出、側方衝突の可能性、側方衝突の発生などがこの第２カメラ１２０によってチェックされる。なお、この第２カメラ１２０を、その視野１２２が車外前方へ向けて形成されるように構成することもできる。
【００４０】
また、当該車両１０は、特に図示しないものの、エンジン及び車両の走行に関与する系統であるエンジン走行系統、車両に使われる電機部品に関与する系統である電装系統、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御装置、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０により得られる情報を駆動制御装置にて処理する処理手段（前述のＥＣＵ３０）等を備える。
【００４１】
また、上記構成の対象物検出システム１００の具体的な配置態様に関し、図２及び図３に示す配置態様とは別の配置態様が図４及び図５に示される。図４には本実施の形態の対象物検出システム１００の第２の配置態様において、車両１０を上方から視た様子が示され、図５には本実施の形態の対象物検出システム１００の第２の配置態様において、車両１０のインナーリヤビューミラー１６周辺部を車内から視た様子が示される。
図４及び図５に示すように、車両１０において、車両の各領域のうちのインナーリヤビューミラー１６周辺部に本実施の形態の対象物検出システム１００を配置することができる。具体的には、センターコンソールの照明ユニットに、一体構造の対象物検出システム１００が組み込まれている。この部位は、インナーリヤビューミラー１６の周辺領域であって、フロントウインドシールド上部と天井パネル前部との境界部分として構成される。
【００４２】
このような第２の配置態様によって配置された対象物検出システム１００によれば、第１カメラ１１０によって車内へと向かう視野１１２が形成される。この視野１１２は、運転席シート、助手席シート及び後席シートの全体を左右バランスよく見渡せる広い視野（例えば、ＦＯＶが１２０度の視野）とされる。これにより、前席シート（運転席シート、助手席シート）及び後席シートが撮影され、シート上の車両乗員、チャイルドシート、載置物などの大きさ、形状、位置、有無、種類などの情報が検出されることとなる。一方、第２カメラ１２０によって車外前方へと向かう視野１２２（例えば、ＦＯＶが６０度の視野）が形成される。これにより、車両前方に存在する歩行者、自転車、他の車両（前走車両や対向車両）、障害物などの大きさ、形状、位置、有無、種類などの情報が検出されることとなる。例えば、前走車両の動きや、対向車両の自走行車線への割り込み、前方衝突の可能性、前方衝突の発生などがこの第２カメラ１２０によってチェックされる。なお、この第２カメラ１２０を、その視野１２２が車外側方へ向けて形成されるように構成することもできる。
【００４３】
次に、上記構成の対象物検出システム１００の動作を説明する。
車両１０のイグニッションキーがＯＮ操作されると、電源装置１４０が作動し、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０の作動が開始される。
本実施の形態では、上述のように制御装置１３０の画像処理手段における演算を共有化するとともに、その演算に係る占有率（実質的には各カメラの対象物検出性能の割り振り）を、車両に関する情報（車両が走行中か否かの情報、車速の情報、車両ドアの開閉の情報、シートベルト装脱着の情報など）や、対象物に関する情報（車両乗員の乗降動作の情報、車両乗員の体格の情報など）に基づいて可変とする設定になっている。そこで、一例として、第２カメラ１２０の演算に関する占有率（ＳＦ）が、次の４つの設定モードにて制御される場合を想定する。第２カメラ１２０の対象物検出性能に関し、その占有率が第１モード（Ｌモード）において（０％〜３０％）に設定され、第２モード（Ｍモード）において（３０％〜６０％）に設定され、第３モード（Ｈモード）において（６０％〜９０％）に設定され、第４モード（Ｆモード）において（９０％〜１００％）に設定されるものとする。
【００４４】
このような設定において、まず、車両１０の始動時や車両乗員が乗り変わったとき、またシートベルト（バックル）が脱着されたときなどには、第２カメラ１２０の占有率が第１モード（Ｌモード）に設定される。この場合は、車外の情報を検出する必要性が極めて低いため、第２カメラ１２０の検出精度が最小となるように（カメラの検知周期（フレームレート）が最小となるように）設定する一方、第１カメラ１１０による車両乗員の検出精度が最大となるように（カメラの検知周期（フレームレート）が最大となるように）設定して、乗員状態の検出信頼度を上げることができる。
【００４５】
また、車両１０の停車中または低速走行時には、車両前方に移動物体がない限り、第２カメラ１２０の占有率が第２モード（Ｍモード）に設定される。この場合は、車外の情報を検出する必要性が車内の情報を検出する必要性と同等か或いは低いため、第２カメラ１２０の検出精度が相対的に低くなるように（カメラの検知周期（フレームレート）が低くなるように）設定する一方、第１カメラ１１０による車両乗員の検出精度が相対的に高くなるように（カメラの検知周期（フレームレート）が高くなるように）設定することができる。この第２モードが、請求項４における「第１の設定モード」に相当する。
【００４６】
また、車両１０の中高速走行時には、第２カメラ１２０の占有率が第３モード（Ｈモード）に設定される。この場合には、車外の情報を検出する必要性が車内の情報を検出する必要性よりも高いため、第２カメラ１２０の検出精度が相対的に高くなるように設定する一方、第１カメラ１１０による車両乗員の検出精度が相対的に低くなるように設定することができる。なお、この中高速走行時であっても、直線定速走行で前方に先行車が無い場合には、定期的に第２カメラ１２０の占有率を第２モード（Ｍモード）に設定し、車両乗員の検出精度を上げることができる。この第３モードが、請求項４における「第２の設定モード」に相当する。
【００４７】
先行車の急停車による衝突の危険性や、対向車との衝突の危険性を、第２カメラ１２０を介して周期的に評価し、このような危険性が検出されると、運転者に対し警報を出力するともに、第２カメラ１２０の占有率を第４モード（Ｆモード）に設定して、評価周期を早めたり、演算精度を高めることで、当該危険性が更に増大するか否かを監視する。衝突の危険性が高まると、その出力に応じて、車両衝突を防止する或いは軽減させる例えば警報装置やプリブレーキ装置が作動し、また乗員を拘束する例えばシートベルト装置が作動する（シートベルトの巻き取りを行う）。
【００４８】
衝突の危険性が更に高まり、衝突が回避できないと判断した場合には、衝突不可避信号の出力によって、第２カメラ１２０の占有率が第１モード（Ｌモード）に設定されて、第１カメラ１１０による車両乗員の検出精度が最大となるように（カメラの検知周期（フレームレート）が最大となるように）引き上げられる。また、当該衝突不可避信号の出力によって、乗員を拘束する例えばエアバッグ装置を作動させるとともに、エアバッグが展開する瞬間に車両乗員の位置を精度良く検出して、当該エアバッグを車両乗員の検出位置に見合った態様で適正に作動させる。衝突発生後の車両停止状態では、第２カメラ１２０の占有率が第２モード（Ｍモード）に設定され、車両乗員の動きを検出するとともに、車両の周辺状況を監視する。
このように、本実施の形態では、制御装置１３０による対象物の検出結果に応じた適正な態様で駆動対象（警報装置、プリブレーキ装置、シートベルト装置、エアバッグ装置など）を駆動制御することで、当該駆動対象のきめ細かい制御が可能となる。
【００４９】
なお、上記実施の形態のように、第１カメラ１１０によって車内を撮影し、第２カメラ１２０によって車外を撮影する構成にかえて、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０の両方が、車内或いは車外を撮影する構成を採用することもできる。
【００５０】
一例として、第１カメラ１１０が運転席を撮影し、第２カメラ１２０が助手席を撮影する構成を用いる。
この構成において、車両乗員の乗降時の動作や通常時の姿勢の変化に関し、運転席乗員と助手席乗員の動作を比較することによって、当該動作の大小が判断し、動作の大きい側の乗員を撮影するカメラに対象物検出性能を多く割り当てる設定を採用することができる。例えば、大きく動作をしている運転席乗員の方が助手席乗員よりも精度良く検出する必要性が高いと判断した場合には、第１カメラ１１０に対象物検出性能を多く割り当てる。この設定モードが、請求項５における「第１の設定モード」に相当する。これにより、第２カメラ１２０による助手席画像の更新を高速で行う必要がなく、その分第１カメラ１１０による運転席画像の品質を向上させることができるため合理的である。
一方、大きく動作をしている助手席乗員の方が運転席乗員よりも精度良く検出する必要性が高いと判断した場合には、第２カメラ１２０に対象物検出性能を多く割り当てる。この設定モードが、請求項５における「第２の設定モード」に相当する。これにより、第１カメラ１１０による運転席画像の更新を高速で行う必要がなく、その分第２カメラ１２０による助手席画像の品質を向上させることができるため合理的である。
【００５１】
また、車両乗員が変則的な姿勢をした場合や、車両乗員の動きが早い場合、また異常な光の反射があった場合など、車両乗員の検出信頼度が低下することがある。この検出信頼度は、カメラにおけるノイズ量や検出結果によるばらつき量、過去フレームとの連続性等から判断される。従って、第１カメラ１１０による運転席乗員の撮影と、第２カメラ１２０による助手席乗員の撮影の結果、検出信頼度の大小によって、信頼度の低い乗員側への処理の割り当てを多くして検出精度を向上させるようにすることができる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態の対象物検出システム１００によれば、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０が、制御装置１３０及び電源装置１４０の両方を共有することによって、当該対象物検出システム１００の合理化を図ることが可能となる。すなわち、該制御装置１３０は、対象物検出システム１００の各構成要素の中でも比較的高価で、且つ発熱量が多い構成要素であり、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０がこの制御装置１３０を共有することによって、システム性能を低下させることなくコスト及びシステム全体の大きさを抑えることが可能となる。また、電源装置１４０は第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０電子システムの性能を決める重要な部分である。従って、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０がこの電源装置１４０を共有することは、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０によるシステムを一体化設計することに等しく、システム全体の大きさを抑えるとともに、省電力を実現するのに有効である。
【００５３】
また、本実施の形態の対象物検出システム１００では、単一の筐体１０１に、第１カメラ１１０、第２カメラ１２０、制御装置１３０、電源装置１４０が収容される一体化構造を採用しているため、対象物検出システム全体のコンパクト化を図ることが可能となる。また、このような構成によれば、一体化された対象物検出システムごと車両の任意の部位に比較的容易に装着可能である。
【００５４】
また、本実施の形態では、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０として３Ｄカメラを用いることによって、各対象物までの距離が計測され、当該対象物の精度の高い認識が可能となる。また、３Ｄカメラとして複眼カメラを用いて対象物までの距離を計測する構成では、制御装置（画像処理手段）１３０にて行う視差演算のボリュームが大きく、従って第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０がこの制御装置１３０を共有するメリットが大きい。また、３Ｄカメラとして単眼カメラを用いて対象物までの距離を計測する構成では、照明（イルミネータ）の電力消費が大きく、従って第１カメラ１１０と第２カメラ１２０とで照明の作動タイミングをかえて電源電流を極力平坦化するように制御すれば、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０がこの電源装置１４０を共有するメリットが大きい。これにより、ノイズの発生を抑えるとともに、電源装置１４０のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００５５】
（他の実施の形態）
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００５６】
上記実施の形態では、第１カメラ１１０と第２カメラ１２０の２つのカメラを備える対象物検出システム１００について記載したが、本発明では、単一の対象物検出システムに複数のカメラを搭載することが可能である。これら複数のカメラとして、３Ｄ式の複眼カメラ、３Ｄ式の単眼カメラ、２Ｄ式のカメラを適宜採用することができる。
【００５７】
また、上記実施の形態では、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０が、制御装置１３０及び電源装置１４０の両方を共有する構成について記載したが、本発明では、第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０を含む複数の撮像手段が、制御装置及び電源装置の少なくとも一方を共有する構成を採用することができる。
【００５８】
また、上記実施の形態では、単一の筐体１０１に第１カメラ１１０、第２カメラ１２０、制御装置１３０、電源装置１４０が収容される構成について記載したが、本発明では、少なくとも第１カメラ１１０及び第２カメラ１２０を含む複数の撮像手段が単一の筐体に収容される構成を採用することができる。
【００５９】
また、上記実施の形態では、対象物検出システム１００を車両の各部位のうちサイドミラー１４周辺部やインナーリヤビューミラー１６周辺部に組み込む構成について記載したが、本発明では、対象物検出システムを組み込む部位は、必要に応じて適宜選択可能である。例えば、ＡピラーとＢピラーの中間部、ダッシュボードの左右センター部分などに対象物検出システムを組み込むこともできる。
【００６０】
また、上記実施の形態では、自動車に装着される対象物検出システムの構成について記載したが、自動車をはじめ、航空機、船舶、電車、バス等の各種の車両に装着される対象物検出システムの構成に対し本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施の形態に係る車両搭載用の対象物検出システム１００の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態の対象物検出システム１００の第１の配置態様において、車両１０を上方から視た様子を示す図である。
【図３】本実施の形態の対象物検出システム１００の第１の配置態様において、車両１０のサイドミラー１４周辺部を車内から視た様子を示す図である。
【図４】本実施の形態の対象物検出システム１００の第２の配置態様において、車両１０を上方から視た様子を示す図である。
【図５】本実施の形態の対象物検出システム１００の第２の配置態様において、車両１０のインナーリヤビューミラー１６周辺部を車内から視た様子を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０…車両
１２…Ａピラー
１４…サイドミラー
１６…インナーリヤビューミラー
２０…車両バッテリ
３０…ＥＣＵ
４０…駆動対象
１００…対象物検出システム
１１０…筐体
１１０…第１カメラ
１１２，１２２…視野
１２０…第２カメラ
１３０…制御手段
１４０…電源手段
【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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