(57)【要約】【課題】コスト低減を図った新規な構成で車載カメラの撮影画像から障害物の衝突可能性を安定して正確に算出する。【解決手段】バックカメラ２により、自車両１の周辺としての後方を撮影し、算出処理部３の設定手段により、バックカメラ２の撮影画像上に自車両１からの距離の異なる複数の基準位置を設定し、算出処理部３の算出手段により、オプティカルフローのベクトルの向き及び大きさ等を算出することなく、障害物としての後続車両が到達した基準位置間の区間距離を後続車両が通過するのに要した時間から後続車両の相対速度を算出し、後続車両が到達した基準位置と自車両１との距離および相対速度から衝突可能性を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両に対する障害物の衝突可能性を算出し、算出した衝突可能性に基づいて運転支援制御を行なう運転支援制御装置であって、
自車両の周辺を撮影する車載カメラと、
前記車載カメラの撮影画像上に自車両からの距離の異なる複数の基準位置を設定する設定手段と、
前記障害物が到達した前記基準位置間の区間距離を前記障害物が通過するのに要した時間から前記障害物の相対速度を算出し、前記障害物が到達した前記基準位置と自車両との距離および前記相対速度から前記衝突可能性を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする運転支援制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の運転支援制御装置において、
前記設定手段は、前記基準位置間の各区間距離を自車両からの距離に応じて異ならせることを特徴とする運転支援制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自車両に対する障害物の衝突可能性を算出し、その衝突可能性に基づいて運転支援制御を行なう運転支援制御装置に関し、詳しくは、衝突可能性を算出する新規な構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両に後方や前方から接近する車両等の障害物との衝突（追突）回避等を行うため、警報をはじめとする種々の運転支援制御が提案されているが、これらの運転支援制御を行うには、衝突可能性として、障害物が自車両に到達する時間（ＴＴＣ：Ｔｉｍｅ−Ｔｏ−Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を算出し、把握する必要がある。
【０００３】
ＴＴＣは（自車両から障害物までの距離）／（障害物の相対速度）から算出することができ、従来、自車両に搭載されたバックカメラ等の車載カメラのフレーム周期の撮影画像のオプティカルフローを算出し、さらに、そのベクトルの向き及び大きさから相対的に接近する障害物の時々刻々の相対速度を算出し、この相対速度と自車両から障害物までの時々刻々の距離とからＴＴＣを求めることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９９１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のように、衝突可能性であるＴＴＣを、車載カメラの撮影画像のオプティカルフローに基づいて算出する場合、撮影画像から算出される障害物（移動物）のオプティカルフローは、その向きや大きさが周囲の背景（静止物）等の影響を受け易く、ちらついて変動することが多いので、安定して精度よく求めることが困難である。そのため、障害物のＴＴＣを安定して正確に算出することは困難であり、適切な運転支援制が行えない可能性がある。また、撮影画像のオプティカルフローのベクトルの向き及び大きさを算出する膨大で複雑な演算処理を迅速に行うため、処理能力が高い高性能で高価なＣＰＵ等が必要になり、コストアップを招来する。
【０００６】
本発明は、コスト低減を図った新規な構成で車載カメラの撮影画像から障害物の衝突可能性を安定して正確に算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、本発明の運転支援制御装置は、自車両に対する障害物の衝突可能性を算出し、算出した衝突可能性に基づいて運転支援制御を行なう運転支援制御装置であって、自車両の周辺を撮影する車載カメラと、前記車載カメラの撮影画像上に自車両からの距離の異なる複数の基準位置を設定する設定手段と、前記障害物が到達した前記基準位置間の区間距離を前記障害物が通過するのに要した時間から前記障害物の相対速度を算出し、前記障害物が到達した前記基準位置と自車両との距離および前記相対速度から前記衝突可能性を算出する算出手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
前記設定手段は、前記基準位置間の各区間距離を自車両からの距離に応じて異ならせるよことが好ましい（請求項２）。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、設定手段により車載カメラの撮影画像上に自車両からの距離が異なる複数の基準位置を設定することにより、障害物が自車両に相対的に接近して各基準位置に到達したことを撮影画像から容易に把握できる。そして、算出手段は、障害物が到達した前記基準位置間の区間距離を障害物が通過するのに要した時間から障害物の相対速度を簡単に算出することができ、障害物が到達した基準位置と自車両との距離および前記相対速度とから衝突可能性（例えばＴＴＣ）を容易に算出することができる。
【００１０】
この場合、撮影画像のオプティカルフローのベクトルの向き及び大きさを算出する膨大で複雑な演算処理は不要であり、コスト低減を図った新規な構成で、衝突可能性としてオプティカルフローからＴＴＣを算出する場合等に比して、安定して正確に障害物の衝突可能性を算出することができ、算出した衝突可能性に基づいて適切な運転支援制御が行える。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、基準位置間の各区間距離が自車両からの距離に応じて異なるので、例えば障害物が接近するにしたがって区間距離を短くして衝突可能性をより短い間隔で正確に算出することができ、一層適切な運転支援制御が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の運転支援制御装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】図１の車載カメラの撮影画像上に設定される基準位置の一例の説明図である。
【図３】図１のＴＴＣの算出の説明図である。
【図４】図１の動作説明用のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図１〜図４を参照して詳述する。
【００１４】
図１は自車両１の搭載された本実施形態の運転支援制御装置を示し、図中の２は自車両１の後部に取り付けられたバックカメラ（本発明の車載カメラに相当）であり、単眼のカラーまたはモノクロのＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラからなり、障害物を後方から接近する後続車両として、自車両１の周辺である車外後方をフレーム周期で連続的に撮影し、フレーム周期の撮影画像を出力する。
【００１５】
３は本発明の設定手段、算出手段を形成するＣＰＵ構成の算出処理部であり、バックカメラ２の毎フレームの撮影画像を取り込み、本発明の衝突可能性として、後続車両の時間変化するＴＴＣを算出する。
【００１６】
４は算出処理部３が算出したＴＴＣが入力されるＣＰＵ構成の支援制御部であり、ＴＴＣに基づいて認識した衝突可能性に応じて、警報指令をダッシュボードのメータパネルの警報表示器やブザー等に出力したり、衝突回避制御等を行なう。
【００１７】
算出処理部３の設定手段は、毎フレームの撮影画像（またはその微分二値化処理で得られたエッジ画像）から、テンプレートマッチング処理等で画像中の車両候補から後方車両を検出、あるいは、オプティカルフローのベクトルの向き等から、相対的に自車両１に接近するものを後続車両として検出する等、後方車両を検出するか、接近物を検出する処理を行うとともに、撮影画像上の自車両１から後続車両までの間に例えばほぼ等間隔に複数の基準位置を設定する。なお、撮影画像上では遠くなる程距離が圧縮されるので、等間隔の各基準位置は撮影画像上では後続車両に近いもの程、間隔が狭くなる。また、各基準位置は撮影画像が変わっても自車両１からの同じ距離の位置に設定されるので、自車両１および後続車両が前方に走行していると、撮影画像上ではしだいに後方にずれて間隔が狭くなり、後続車両より後ろに位置するようになると撮影画面上からは消失する。
【００１８】
図２は撮影画像Ｐ上の基準位置の設定例を示し、αは自車両１からの距離が異なる複数の基準位置の線（基準線）であり、βは後続車両である。なお、各基準位置は、撮影画像Ｇ上に実際に基準線αや点で描画してもよいが、実際には、計算上で仮想される仮想線上の位置である。また、図２のｌは前後する各基準位置間の区間距離である。
【００１９】
算出処理部３の算出手段は、障害物である後続車両βが到達した基準位置間の区間距離ｌを後続車両βが通過するのに要した時間から後続車両βの相対速度を算出する。
【００２０】
より具体的に説明すると、算出処理部３の算出手段は、後続車両βが到達した現在（最新）の基準位置と、その直前に到達して通過した一つ前の基準位置との間の区間距離ｌを後続車両βが通過するのに要した時間をＴとすると、この時間Ｔに基づき、到達した現在の基準位置での後続車両βの相対速度Ｖｒを、Ｖｒ＝Ｄ／Ｔの計算から算出し、さらに、後続車両βが到達した基準位置と自車両１との距離をＬとすると、距離Ｌと相対速度Ｖｒとに基づき、ＴＴＣをＴＴＣ＝Ｌ／Ｖｒの計算から算出する。
【００２１】
図３は上記の演算を模式的に示し、同図においては、自車両１および後続車両βがそれぞれ白抜きの矢印に示すように前方に走行し、撮影画像上で車両間の後続車両β側から順の略等間隔の各基準位置ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｘに基準線αが引かれている。
【００２２】
各基準線α間の区間を、後続車両β側から順にＡ区間、Ｂ区間、Ｃ区間、Ｄ区間および、最も自車両１に近い基位置ｅの基準線αから自車両１の後端（正確にはバックカメラ２）の間のＸ区間とすると、Ａ区間〜Ｃ区間の区間距離ｌは例えば４ｍで等しく、自車両１にかなり接近したＤ区間の区間距離ｌはＡ区間〜Ｃ区間の区間距離ｌより若干短く、たとえば３ｍ〜３．５ｍである。さらに、Ｘ区間の区間距離ｌは、後続車両βがＸ区間まで接近すると衝突が避けられないと考えられる距離であり、例えば１ｍ〜０．５ｍである。
【００２３】
そして、基準位置ａと自車両１との距離が１６ｍ、基準位置ｂと自車両１との距離が１２ｍで、後続車両βが、時刻ｔａに基準位置ａに到達してその基準線αを通り、その後、時刻ｔｂに基準位置ｂに到達してその基準線αを通ったとすると、算出処理部３の算出手段は、基準位置ｂでの後続車両βの相対速度Ｖｒを下記数１の（１）式から算出し、ＴＴＣを下記数２の（２）式から算出する。なお、基準位置ｃ、ｄ、ｘでの後続車両βの相対速度Ｖｒ、ＴＴＣも同様にして求めることができる。
【００２４】
【数１】
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【００２５】
【数２】
2012098796.tif 000004
【００２６】
図４は算出処理部３の処理手順例を示し、新たなフレームの撮影画像Ｐが得られる毎にステップＳ１からステップＳ２に移行して撮影画像Ｐ上に各基準位置ａ〜ｄ、ｘを設定し、つぎに、ステップＳ３に移行して後続車両βが到達した最新の基準位置での相対速度Ｖｒを算出し、この相対速度Ｖｒを用いてＴＴＣを算出する。
【００２７】
この場合、算出処理部３の設定手段によりバックカメラ２の撮影画像Ｐ上に自車両１からの距離が異なる複数の基準位置ａ〜ｄ、ｘを設定することにより、障害物である後続車両βが自車両１に相対的に接近して各基準位置ａ〜ｄ、ｘに到達したことを撮影画像から容易に把握できる。そして、算出処理部３の算出手段は、後続車両βが到達した基準位置ｂ〜ｄ、ｘ間の区間距離ｌを後続車両βが通過するのに要した時間から後続車両βの基準位置ｂ〜ｄ、ｘでの相対速度Ｖｒを簡単に算出して衝突可能性としてのＴＴＣを容易に算出することができる。
【００２８】
そして、衝突可能性としてのＴＴＣの算出に、撮影画像Ｐのオプティカルフローのベクトルの向き及び大きさを算出する膨大で複雑な演算処理は不要であり、接近する後続車両βの検出に撮影画像Ｐのオプティカルフローを利用するとしても、そのベクトルの向きだけを求めればよく、算出処理部３のＣＰＵの処理負担が少なく、コスト低減を図った新規な構成で、安定して正確に後続車両βのＴＴＣを算出することができ、算出したＴＴＣに基づき、支援制御部４によって適切な運転支援制御が行える。
【００２９】
なお、設定手段により、基準位置ａ〜ｄ、ｘ間の各区間距離ｌを自車両１からの距離に応じて異ならせ、例えば、Ｄ区間、Ｘ区間のように、自車両１側程短くすると、後続車両βが接近する程、ＴＴＣを算出する回数が増えて一層細かな設定が可能になり、警報等の精度が向上する。
【００３０】
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、本発明の車載カメラを自車両１の前方を撮影する単眼カメラにより形成し、その撮影画像から前記実施形態と同様にして、相対的に接近する先行車両、対向車両等の前方の障害物の衝突可能性としてのＴＴＣを算出するようにしてもよいのは勿論である。なお、自車両１にバックカメラ２と前方を撮影する単眼カメラとを搭載すれば、後方および前方の衝突可能性の算出が行なえる。
【００３１】
また、障害物は車両に限るものではない。さらに、衝突可能性は、ＴＴＣ以外の指標（例えば衝突可能性の確率等）で算出してもよい。
【００３２】
つぎに、基準位置の数や区間距離ｌの長さ等は適当に設定してよく、基準位置を多く設定する程、ＴＴＣを算出する回数が増えて警報判断等の一層細かな設定が可能になり、衝突可能性の警報の遅れ等を防止できる。
【００３３】
また、例えば基準位置ａ〜ｄを遠方に設定する程、ＴＴＣの算出範囲が遠距離範囲になり、相対速度Ｖｒのカバー率が増加する利点がある。
【００３４】
そして、本発明は、種々の車両の運転支援制御装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    自車両
２    バックカメラ
３    算出処理部
Ｐ    撮影画像
ｌ    区間距離
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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