(57)【要約】      （修正有）【課題】単眼カメラによる距離検出と単眼カメラ以外の構成による距離検出とを切替えて、車両周囲の対象物の位置を追跡するときに、対象物の距離検出の信頼性が低下することを防止した車両周辺監視装置を提供する。【解決手段】単眼距離検出部１１による検出距離が切替距離以下になった後は、ステレオ距離検出部１２により車両１と対象物間の距離を検出して対象物の位置を追跡し、走行状況検知部１５により検知されている車両１の走行状況が、単眼距離検出部１１による距離検出精度を低下させるおそれがある精度低下懸念状況であるときは、切替距離hを、精度低下懸念状況でないときよりも長く設定する対象物位置追跡部１３を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された１台のカメラにより撮像された対象物の画像部分に基づいて、該車両と該対象物との距離を検出する単眼距離検出部と、
前記単眼距離検出部と異なる構成により前記車両と対象物間の距離を検出し、前記車両から所定距離以内の範囲での距離検出精度が前記単眼距離検出部よりも高い第２の距離検出部と、
前記単眼距離検出部により前記車両と対象物間の距離を検出して該対象物の位置を追跡し、前記単眼距離検出部による検出距離が所定の切替距離以下になった後は、前記第２の距離検出部により前記車両と該対象物間の距離を検出して、該対象物の位置を追跡する対象物位置追跡部と、
前記車両の走行状況を検知する走行状況検知部とを備え、
前記対象物位置追跡部は、前記走行状況検知部により検知されている前記車両の走行状況が、前記単眼距離検出部による距離検出精度を低下させるおそれがある精度低下懸念状況であるときは、前記切替距離を、該精度低下懸念状況でないときよりも長く設定することを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両周辺監視装置において、
前記第２の距離検出部は、前記車両に搭載された２台のカメラにより撮像された同一対象物の画像部分の視差に基づいて、前記車両と対象物との距離を検出するステレオ距離検出部であることを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両周辺監視装置において、
前記走行状況検知部は、前記走行状況として、前記車両に搭載されたヘッドライトの点灯／消灯と該ヘッドライトのハイビーム／ロービームの設定とを検知し、前記精度低下懸念状況は、該ヘッドライトがハイビーム設定で点灯した状態からロービーム設定で点灯した状態に切替えられた状況であることを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の車両周辺監視装置において、
前記走行状況検知部は、前記走行状況として前記車両の挙動変化を検知し、前記精度低下懸念状況は、前記車両の挙動変化が所定レベル以上の状況であることを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の車両周辺監視装置において、
前記走行状況検知部は、前記走行状況として雨天を検出し、前記精度低下懸念状況は雨天時であることを特徴とする車両周辺監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単眼カメラによる距離検出と単眼カメラ以外の構成による距離検出とを切替えて、車両と対象物間の距離を検出する車両周辺監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両に搭載された２台のカメラ（ステレオカメラ）により車両周囲を撮像し、各カメラの撮像画像から抽出された同一対象物の画像部分のずれ（視差）に基づいて、三角測量の原理により車両と対象物間の距離を算出する車両周辺監視装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車両に搭載された１台のカメラ（単眼カメラ）により車両周囲を撮像し、このカメラの時系列の撮像画像から抽出された同一対象物の画像部分の大きさの変化率に基づいて、車両と対象物間の距離を算出する車両周辺監視装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８４０５７号公報
【特許文献２】特許第４２６７６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステレオカメラによる距離検出と単眼カメラによる距離検出とを比較した場合、演算量は単眼カメラによる方が少なくなる一方で、検出精度はステレオカメラによる方が高くなる。
【０００６】
そこで、先ずは単眼カメラによる距離検出により車両と対象物との距離を検出することで、演算量を抑制して対象物の位置を追跡し、車両と対象物との距離が予め設定された切替距離以下になった時に、ステレオカメラによる距離検出に切替えて、車両に接近した対象物の位置をより精度よく認識するようにすることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、本願発明者らは、このように予め設定された切替距離により、単眼カメラによる距離検出とステレオカメラによる距離検出とを切替えた場合に、対象物の距離検出の信頼性が低下する場合があることを知見した。このような対象物の距離検出の信頼性の低下は、単眼カメラによる距離検出とレーダ（レーザーレーダ、ミリ波レーダ等）装置等による距離検出を切替える場合にも、同様に生じ得る。
【０００８】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、単眼カメラによる距離検出と単眼カメラ以外の構成よる距離検出とを切替えて、車両周囲の対象物の位置を認識するときに、対象物の距離検出の信頼性が低下することを防止した車両周辺監視装置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】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、車両に搭載された１台のカメラにより撮像された対象物の画像部分に基づいて、該車両と該対象物との距離を検出する単眼距離検出部と、前記単眼距離検出部と異なる構成により前記車両と対象物間の距離を検出し、前記車両から所定距離以内の範囲での距離検出精度が前記単眼距離検出部よりも高い第２の距離検出部と、前記単眼距離検出部により前記車両と対象物間の距離を検出して該対象物の位置を追跡し、前記単眼距離検出部による検出距離が所定の切替距離以下になった後は、前記第２の距離検出部により前記車両と該対象物間の距離を検出して、該対象物の位置を追跡する対象物位置追跡部と、前記車両の走行状況を検知する走行状況検知部とを備え、前記対象物位置追跡部は、前記走行状況検知部により検知されている前記車両の走行状況が、前記単眼距離検出部による距離検出精度を低下させるおそれがある精度低下懸念状況であるときは、前記切替距離を、該精度低下懸念状況でないときよりも長く設定することを特徴とする（第１発明）。
【００１０】
第１発明によれば、前記対象物位置追跡部は、前記単眼距離検出部による検出距離により対象物の位置を追跡しているときに、前記走行状況検知部により前記精度低下懸念状況であることが検知されたときには、前記切替距離を、前記精度低下懸念状況でないときよりも長く設定する。
【００１１】
これにより、前記第２の距離検出部による距離検出を行う範囲が広がって、前記単眼距離検出部による距離検出から前記ステレオ距離検出部による距離検出に切替わる地点が、前記車両から遠くなる。そのため、前記精度低下懸念状況での前記単眼距離検出部による距離検出の精度の低下により、前記第２の距離検出部による距離検出への切替タイミングが遅れて、前記車両に接近した対象物の距離検出の信頼性が低下することを防止することができる。
【００１２】
また、第１発明において、前記第２の距離検出部は、前記車両に搭載された２台のカメラにより撮像された同一対象物の画像部分の視差に基づいて、前記車両と対象物との距離を検出するステレオ距離検出部であることを特徴とする（第２発明）。
【００１３】
第２発明によれば、前記単眼距離検出部による距離検出と前記ステレオ距離検出部による距離検出とを切替えて、前記車両と対象物との距離を検出する場合に、距離検出の信頼性が低下することを防止することができる。
【００１４】
また、第１発明又は第２発明において、前記走行状況検知部は、前記走行状況として、前記車両に搭載されたヘッドライトの点灯／消灯と該ヘッドライトのハイビーム／ロービームの設定とを検知し、前記精度低下懸念状況は、該ヘッドライトがハイビーム設定で点灯した状態からロービーム設定で点灯した状態に切替えられた状況であることを特徴とする（第３発明）。
【００１５】
第３発明によれば、前記車両のヘッドライトがハイビームからロービームに切替えられて、遠方の対象物が撮像され難くなり、前記単眼距離検出部による距離検出精度が低下するおそれがある状況となった場合に、前記ステレオ距離検出部による距離検出範囲を広げて、前記車両と対象物間の距離検出の信頼性が低下することを防止することができる。
【００１６】
また、第１発明から第３発明のうちのいずれかにおいて、前記走行状況検知部は、前記走行状況として前記車両の挙動変化を検知し、前記精度低下懸念状況は、前記車両の挙動変化が所定レベル以上の状況であることを特徴とする（第４発明）。
【００１７】
第４発明によれば、前記車両の上下方向の揺れ等の挙動変化の影響により、前記カメラの時系列の撮像画像間での対象物の画像部分の形状が変化し、前記単眼距離検出部による距離検出精度が低下するおそれがある状況となった場合に、前記ステレオ距離検出部による距離検出範囲を広げて、前記車両と対象物間の距離検出の信頼性が低下することを防止することができる。
【００１８】
また、第１発明から第４発明のいずれかにおいて、前記走行状況検知部は、前記走行状況として雨天を検出し、前記精度低下懸念状況は雨天時であることを特徴とする（第５発明）。
【００１９】
第５発明によれば、雨で濡れた路面の反射率が高くなって、歩行者等の対象物の接地点（対象物が路面に接している点）が画像上で識別し難くなり、前記単眼距離検出部による距離検出精度が低下するおそれがある状況となった場合に、前記ステレオ距離検出部による距離検出範囲を広げて、前記車両と対象物間の距離検出の信頼性が低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】車両周辺監視装置の実施形態の説明図。
【図２】車両周辺監視装置の構成図。
【図３】対象物位置追跡部のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の車両周辺監視装置の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の車両周辺監視装置１０は、車両１に搭載して使用される。車両周辺監視装置１０は、左カメラ２１及び右カメラ２２の撮像画像に基づいて、車両１の前方に存在する対象物Ｐ（歩行者等）を監視する。
【００２２】
車両周辺監視装置１０は、車両１と対象物Ｐ間の距離を所定の制御周期毎に検出して、対象物Ｐの位置を追跡し、対象物Ｐが車両１と接触するおそれがあるときに、表示器４２に警報表示を行うと共にスピーカ４１から警報音を出力して、車両１の運転者に注意を促す。図中、Ｐ（ｔ１）は時刻ｔ１でのＰの検出位置、Ｐ（ｔ２）は時刻ｔ２でのＰの検出位置、Ｐ（ｔ３）は時刻ｔ３でのＰの検出位置を示している。
【００２３】
左カメラ２１及び右カメラ２２は赤外線カメラであり、車両１の横方向（車幅方向）の中心軸に対してほぼ対象な位置に配置されている。そして、左カメラ２１と右カメラ２２は、光軸が互いに並行となり、路面からの高さが等しくなるように固定されている。
【００２４】
次に、図２を参照して、車両周辺監視装置１０には、左カメラ２１及び右カメラ２２の映像信号が入力される。また、車両１に搭載されたヨーレートセンサ３１、車速センサ３２、ブレーキセンサ３３、雨滴センサ３４、及び車高センサ３５の各検出信号が、車両周辺監視装置１０に入力される。
【００２５】
さらに、車両周辺監視装置１０には、車両１のヘッドライトの点灯と消灯を切替えるヘッドライトスイッチ４３の操作信号と、ヘッドライトの照射範囲をロービーム（例えば、前方４０ｍまでを照射）とハイビーム（例えば、前方１００ｍまでを照射）に切替えるロービーム／ハイビーム切替スイッチ４４の操作信号が入力される。また、車両周辺監視装置１０から出力される制御信号により、スピーカ４１の出力と表示器４２の表示が制御される。
【００２６】
車両周辺監視装置１０は、図示しないＣＰＵ、メモリ、インターフェース回路等により構成された電子回路ユニットであり、メモリに保持された車両周辺監視用のプログラムをＣＰＵで実行することによって、左カメラ２１又は右カメラ２２のいずれか一方（単眼カメラ）の時系列の撮像画像に基づいて、車両１と対象物間の距離を検出する単眼距離検出部１１、左カメラ２１及び右カメラ２２の双方（ステレオカメラ）の同時点での撮像画像に基づいて、車両１と対象物間の距離を検出するステレオ距離検出部１２（本発明の第２の距離検出部に相当する）、単眼距離検出部１１又はステレオ距離検出部１２による検出距離に基づいて対象物の位置を追跡する対象物位置追跡部１３、車両１と対象物との接触可能性を判定する接触判定部１４、及び、車両１の走行状況を検知する走行状況検知部１５として機能する。
【００２７】
単眼距離検出部１１は、左カメラ２１又は右カメラ２２の時系列の撮像画像（単眼カメラによる時系列の撮像画像）から、同一対象物の画像部分を抽出し、時系列の撮像画像間における同一対象物の画像部分の大きさの変化率を算出する。そして、この変化率と車速センサ３２により検出される車両１の走行速度とに基づいて、車両１と対象物間の距離を算出する。
【００２８】
なお、単眼カメラの時系列の撮像画像間における同一対象物の画像部分の大きさの変化率と、車両１の走行速度とに基づいて、車両１と対象物間の距離を算出する具体的な処理については、上掲した特許第４２６７６５７号公報等に記載された公知のものであるので、ここでは説明を省略する。
【００２９】
ステレオ距離検出部１２は、左カメラ２１及び右カメラ２２により同時刻に撮像された各画像（ステレオカメラによる撮像画像）から同一対象物の画像部分を抽出して、この同一対象物の画像部分間の視差を算出する。そして、この視差に基づいて車両１と対象物間の距離を算出する。
【００３０】
なお、ステレオカメラの撮像画像における同一対象物の画像部分間の視差に基づいて、車両１と対象物間の距離を算出する処理は、上掲した特開２００３−２８４０５７号公報等に記載された公知のものであるので、ここでは説明を省略する。
【００３１】
対象物位置追跡部１３は、図１を参照して、車両１との距離が切替距離Ｄch（例えば、５０ｍに設定される）を越える範囲である第１領域ＡＲ１に存在する対象物Ｐとの距離を、単眼距離検出部１１により検出する。そして、対象物位置追跡部１３は、この距離を用いて、撮像画像上の対象物Ｐの画像部分の位置を実空間座標に座標変換することにより、対象物の実空間位置を算出して対象物Ｐの位置を追跡する。
【００３２】
対象物Ｐが、車両１との距離が切替距離Ｄch以下の範囲である第２領域ＡＲ２に入った後は、対象物位置追跡部１３は、ステレオ距離検出部１２により車両１と対象物Ｐとの距離を検出して、対象物Ｐの位置を追跡する。
【００３３】
接触判定部１４は、対象物位置追跡部１３により追跡されている対象物の位置から算出される対象物の移動ベクトルが、予め車両１の近傍に設定された接触判定領域内に、車両１に接近する方向で入ったときに、スピーカ４１からの音声出力と表示器４２への警報表示とにより、運転者に注意を促す報知を行なう。
【００３４】
走行状況検知部１５は、雨滴センサ３４及び車高センサ３５の検出信号と、ヘッドライトスイッチ４３及びロービーム／ハイビーム切替スイッチ４４の操作信号とに基づいて、(1)ヘッドライトが点灯していて、ヘッドライトの照射範囲がハイビームからロービームに切替えられた状況、(2)車両のピッチング量が所定レベル以上である状況、(3)雨天状況、を検知する。なお、この(1)〜(3)の状況は、本発明の単眼距離検出部１１による距離検出の精度を低下させるおそれがある精度低下懸念状況に相当する。
【００３５】
次に、図３に示したフローチャートに従って、対象物位置追跡部１３による対象物の位置追跡の処理について説明する。
【００３６】
ＳＴＥＰ１で、対象物位置追跡部１３は、単眼距離検出部１１により、車両１と第１領域ＡＲ１（図１参照）に存在する対象物Ｐ間の距離Ｄ１を検出して、対象物Ｐの位置を算出する。また、続くＳＴＥＰ２で、対象物位置追跡部１３は、走行状況検知部１５により、車両１の走行状況を検知する。
【００３７】
次のＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ５により、対象物位置追跡部１３は、走行状況検知部１５により、上記(1)〜(3)の状況が検知されているか否かを検知する。先ず、ＳＴＥＰ３で、対象物位置追跡部１３は、ヘッドライトが点灯していて、ヘッドライトの照射範囲がハイビームからロービームに切替えられた状況であるか否かを判断する。そして、ヘッドライトがこの状況であるときはＳＴＥＰ２０に分岐し、この状況でないときにはＳＴＥＰ４に進む。
【００３８】
ＳＴＥＰ４で、対象物位置追跡部１３は、車両１のピッチング量が所定レベル以上の状況であるか否かを判断する。そして、車両１のピッチング量が所定レベル以上であるときはＳＴＥＰ２０に分岐し、ピッチング量が所定レベルよりも少ないときにはＳＴＥＰ５に進む。
【００３９】
ＳＴＥＰ５で、対象物位置追跡部１３は、雨天の状況であるか否かを判断する。そして、雨天の状況であるときはＳＴＥＰ２０に分岐し、雨天の状況でないときにはＳＴＥＰ６に進む。
【００４０】
ＳＴＥＰ６に進んだときは、上記(1)〜(3)の精度低下懸念状況となっておらず、単眼距離検出部１１による距離検出の精度が低下するおそれが少ない。そのため、対象物位置追跡部１３は、単眼距離検出部１１による距離検出からステレオ距離検出部１２による距離検出に切替える境界距離である切替距離Ｄch（図１参照）を、通常のＤch1に設定して、ＳＴＥＰ７に進む。
【００４１】
一方、ＳＴＥＰ２０に分岐したときには、上記(1)〜(3)の精度低下懸念状況のいずれかになっており、単眼距離検出部１１による距離検出の精度が低下するおそれがある。そこで、対象物位置追跡部１３は、切替距離Ｄchを通常のＤch1よりも長いＤch2（＞Ｄch1）に設定して、ＳＴＥＰ７に進む。
【００４２】
そして、これにより、単眼距離検出部１１による距離検出からステレオ距離検出部１２による距離検出への切替を早めて、ステレオ距離検出部１２による距離検出の範囲である第２領域ＡＲ２を拡大する。第２領域ＡＲ２を拡大することによって、単眼距離検出部１１による距離検出の精度低下により、ステレオ距離検出部１２による距離検出への切替が遅れて、車両１の付近の対象物Ｐの距離検出の信頼性が低下することを防止することができる。
【００４３】
ＳＴＥＰ７で、対象物位置追跡部１３は、単眼距離検出部１１により検出された車両１と対象物Ｐ間の距離Ｄ１が、切替距離Ｄch以下であるか否かを判断する。そして、車両１と対象物Ｐ間の距離Ｄ１が切替距離Ｄch以下であるときはＳＴＥＰ８に進み、対象物位置追跡部１３は、以後はステレオ距離検出部１２により車両１と対象物間の距離Ｄ１を検出して、対象物の位置を追跡する。
【００４４】
一方、ＳＴＥＰ７で、単眼距離検出部１１により検出された車両１と対象物Ｐ間の距離Ｄ１が切替距離Ｄchを越えているときにはＳＴＥＰ１に戻り、対象物位置追跡部１３は、単眼距離検出部１１により車両１と対象物Ｐ間の距離Ｄ１を検出して、対象物Ｐの位置を追跡する。
【００４５】
なお、本実施形態では、車両１の挙動変化として、車高センサ３５により車両１のピッチング量を検出したが、ヨーレートセンサ３１により検出される車両１の回動、車速センサ３２により検出される車両１の速度又は加減速等を、車両１の挙動変化として検出してもよい。
【００４６】
そして、このようにして検出される車両１の挙動変化が所定レベル以上であるときに、単眼距離検出部１１による距離検出からステレオ距離検出部１２による距離検出に切替える境界距離である、切替距離Ｄchを通常のＤch1よりも長くするようにしてもよい。
【００４７】
また、単眼距離検出部１１による車両１と対象物間の距離検出の精度が低下するおそれがある精度低下懸念状況として、車両１の走行速度が所定速度以下である低速走行状況、対象物Ｐの画像部分の形状変化が大きい状況（例えば、対象物が横断歩行者である場合）等も、判断するようにしてもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、左カメラ２１及び右カメラ２２に赤外線カメラを用いたが、可視光カメラを用いてもよい。
【００４９】
また、本実施形態において、単眼距離検出部１１は、単眼カメラの時系列の撮像画像間における同一対象物の画像部分の大きさの変化率と、車両１の走行速度とに基づいて、車両１と対象物間の距離を検出したが、他の手法により車両１と対象物間の距離を検出してもよい。他の手法としては、例えば、画像部分のサイズを、予め用意した特定種別（歩行者等）の画像部分のサイズと距離との対応マップに適用して、車両１と対象物間の距離を求める手法や、撮像画像における対象物の画像部分の位置（接地点）から、車両１と対象物間の距離を求める手法を用いることができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、本発明の第２の距離検出部としてステレオ距離検出部１２を備え、単眼距離検出部１１による距離検出と、ステレオ距離検出部１２による距離検出とを切替えたが、ステレオカメラに替えてレーダ（レーザーレーダ、ミリ波レーダ等）装置等の測距装置を備え、この測距装置により車両１と対象物との距離を検出する第２の距離検出部を備えてもよい。この場合は、遠方領域については単眼距離検出部１１により対象物との距離を検出し、至近領域についてはレーダ等の測距装置を用いた第２の距離検出部により対象物との距離を検出することで、本発明の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…車両、１０…車両周辺監視装置、１１…単眼距離検出部、１２…ステレオ距離検出部（第２の距離検出部）、１３…対象物位置追跡部、１４…接触判定部、１５…走行状況検知部、２１…左カメラ、２２…右カメラ、３１…ヨーレートセンサ、３２…車速センサ、３３…ブレーキセンサ、３４…雨滴センサ、３５…車高センサ、４３…ヘッドライトスイッチ、４４…ロービーム／ハイビーム切替スイッチ。
【図１】
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【図２】
2013058829.tif 000004
【図３】
2013058829.tif 000005