(57)【要約】【課題】車両が尻下がりの姿勢になった場合に、車両前方にある物標を認識できなくなるおそれを低減できる車載カメラ装置を提供する。【解決手段】車両前方を撮像するカメラを用いた車載カメラ装置であって、カメラによって撮像された光軸調整用の画像から、画像に含まれる調整用ターゲットを認識する認識部と、認識部で認識された調整用ターゲットに基づいて、カメラの光軸を調整する調整部と、調整部で調整されたカメラの光軸に対応する画像上の光軸位置を、画像下方へ移動して補正する補正部と、補正部によって補正された光軸位置に基づいて、画像上で物標の認識処理を行う認識範囲を設定する設定部とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方を撮像するカメラを用いて車両前方にある物標の認識を行う車載カメラ装置であって、
所定の光軸補正量を記憶する記憶部と、
光軸調整用の画像を用いて予め調整された前記カメラの光軸に対応する撮像画像上の光軸位置を、前記光軸補正量に従って画像下側へ移動して補正する補正部と、
前記補正部によって補正された光軸位置に基づいて、撮像画像上で前記物標の認識処理を行う認識範囲を設定する設定部とを備える、車載カメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前方を撮像するカメラを用いた車載カメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ドライバーによる車両の運転を支援するためのシステムが、車両に様々搭載されている。このうち、走行車線の維持や車線変更などを支援するシステムでは、道路上に描かれた白線および黄線などの走行車線を区切る区画線などの道路標示、規制標識などの道路標識、および歩行者などの物標の認識が行われる。
【０００３】
物標を認識する装置としては、例えば特許文献１に記載されている技術がある。この特許文献１に記載された技術では、車両に取り付けられた車載カメラで車両の前方を撮像し、この撮像した画像から白線を認識することを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４２８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車載カメラの光軸は、製造工場やディーラーなどにおいて、車両に重量物などが積載されていない状態で調整される。しかしながら、市場でのユーザーの車両の使い方によっては、車載カメラの光軸が上下する。特に、車両後方の積載物などによって車両後部が沈み込み、いわゆる尻下がりの姿勢になった場合に、車載カメラの光軸が大きく上に向く。よって、車両が尻下がりの姿勢になった場合、車両前方にある物標、例えば道路上に描かれた白線などの道路標示が車載カメラの認識範囲から外れるおそれもある。
【０００６】
上述した特許文献１に記載された技術では、車両の姿勢を考慮することなく、車両前方にある物標、例えば白線などの道路標示の認識を行っている。従って、特許文献１に記載の技術は、車両が尻下がりの姿勢になった場合に、車両前方にある物標、例えば道路上に描かれた白線などの道路標示を認識できなくなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みて、車両が尻下がりの姿勢になった場合に、車両前方にある物標、を認識できなくなるおそれを低減できる車載カメラ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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の車両前方を撮像するカメラを用いて車両前方にある物標の認識を行う車載カメラ装置は、所定の光軸補正量を記憶する記憶部と、光軸調整用の画像を用いて予め調整されたカメラの光軸に対応する撮像画像上の光軸位置を、光軸補正量に従って画像下側へ移動して補正する補正部と、補正部によって補正された光軸位置に基づいて、撮像画像上で物標の認識処理を行う認識範囲を設定する設定部とを備える、ことを特徴としている。
【０００９】
この本発明の車載カメラ装置によれば、製造工場などで入力された光軸補正量を記憶部に記憶している。この光軸補正量は、車両が尻下がりの姿勢になった場合に車両前方にある物標、例えば道路上に描かれた道路標示を認識できなくなるおそれを低減させるための値である。例えば、尻下がり姿勢時に想定される車両の仰角などに基づいて、光軸補正量が求められる。そして、物標の認識処理を行うにあたって、光軸調整用の画像を用いて予め調整された後のカメラの光軸に対応した撮像画像上の光軸位置を、この光軸補正量に従って画像下側へ移動して補正する。従来では、調整後のカメラの光軸に対応する画像上の光軸位置をそのまま用いるが、本発明ではその光軸位置からさらに画像下側へ移動した光軸位置（補正光軸位置）を用いる。これにより、補正光軸位置に基づいて設定される認識範囲も、画像下側の例えば道路面へ近づいた位置に設定される。従って、車両が尻下がりの姿勢になってカメラの光軸が大きく上に向いた場合に、車両前方にある物標、例えば道路上に描かれた白線などの道路標示がカメラの認識範囲から外れることを抑制できる。よって、本発明の認識範囲を用いて画像上で物標の認識処理を行えば、車両前方にある物標、例えば道路上に描かれた白線などの道路標示を認識できなくなるおそれを低減できる。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたように、本発明の車載カメラ装置によれば、車両が尻下がりの姿勢になった場合に、車両前方にある物標、例えば道路上に描かれた道路標示を認識できなくなるおそれを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載カメラ装置の構成例を示す図
【図２】カメラの光軸を調整する処理手順を示すフローチャート
【図３】カメラ光軸位置および認識範囲を撮像画像に表示した一例を示す図
【図４】本発明の補正後のカメラ光軸位置ＦＯＥ’に基づいて設定した認識範囲による、車両尻下がり姿勢での作用を説明する図
【図５】従来のカメラ光軸位置ＦＯＥに基づいて設定した認識範囲による、車両尻下がり姿勢での作用を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る車載カメラ装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
本発明に係る車載カメラ装置は、実際の使用状況において車両が尻下がりの姿勢になることを想定して、車両前方にある物標、例えば画像上に設けられる白線などの道路標示の認識処理を行う認識範囲を、標準位置よりも路面側に近づけた位置に予め設定しておく。これにより、車両が尻下がりの姿勢になって車載カメラの光軸が上向きになった場合に、車両前方にある物標、例えば道路上に描かれた白線などの道路標示を認識できなくなるおそれを低減できる。
【００１４】
［車載カメラ装置の構成］
まず、本発明の一実施形態に係る車載カメラ装置１の概略構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車載カメラ装置１の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る車載カメラ装置１は、カメラ１１と、車載カメラＥＣＵ１２と、記憶部１３とを備えている。
【００１５】
カメラ１１は、例えばＣＣＤ（Charged Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）のイメージセンサ、あるいは光学レンズを備えたカメラなどである。このカメラ１１は、車両の前方を撮像する位置に設置される。例えば、車両のフロントガラスの上部内側や車両のルーフ下面などに、車両前方を向いて設置される。撮像した画像は、車載カメラＥＣＵ１２へ送出される。
【００１６】
記憶部１３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される。この記憶部１３は、カメラ１１の光軸に基づいて算出される撮像画像上におけるカメラの光軸位置（後述するカメラ光軸位置ＦＯＥと光軸補正量または補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’のみ）を記憶する。このカメラの光軸位置は、車載カメラＥＣＵ１２へ送出され、物標の認識処理を行う画像領域を定める認識範囲の設定に用いられる。なお、本実施形態で説明する物標には、道路上に描かれた白線および黄線などの走行車線を区切る区画線などの道路標示、規制標識や案内標識などの道路標識、および歩行者や先行者や対向車などの移動体、が含まれる。
【００１７】
車載カメラＥＣＵ１２は、車載カメラ装置１の中枢となる電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）であり、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、メモリ、および入出力インタフェース（図示せず）などで構成されている。この車載カメラＥＣＵ１２は、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが読み出して解釈実行することにより、後述する認識部１２ａ、調整部１２ｂ、補正部１２ｃ、および設定部１２ｄとしての機能を発揮する。車載カメラＥＣＵ１２で得られた車両に関するデータは、後段の運転支援ＥＣＵなどに出力されて利用される。
【００１８】
［カメラの光軸調整］
次に、図２を参照して、車載カメラ装置１が実行するカメラ１１の光軸を調整する処理について説明する。図２は、カメラ１１の光軸を調整する処理手順を示すフローチャートである。この図２に示す処理は、例えば、製造工場（メーカー）において車両の出荷前に行われたり、整備工場（ディーラーなど）において車両の整備のときに行われたりする処理である。
【００１９】
まず、カメラ１１を搭載した車両を、工場内などに設けられた光軸調整作業を行う設備に移動させ、予め定められた位置に停止させる（ステップＳ２１）。次に、設備内で停止している車両の前方に、カメラ１１の光軸を調整するための指標として用いられる調整用ターゲットが設置される（ステップＳ２２）。調整用ターゲットとしては、周知のものを用いることができる。なお、調整用ターゲットは、光軸調整作業を行う設備に車両が移動する前に設置されていてもよい。
【００２０】
次に、車載カメラ装置１の車載カメラＥＣＵ１２に対して、光軸調整処理を実行するにあたっての初期パラメータが入力される（ステップＳ２３）。この初期パラメータは、調整用ターゲットとカメラ１１との間に生じている位置の誤差をなくすためのものである。例えば、光軸調整作業を行う設備における調整用ターゲットの設置場所（ステージ床からの高さ位置など）、および車両内におけるカメラ１１の取り付け位置（ステージ床からの高さ位置、車両中心軸に対する左右位置など）が、初期パラメータとして入力される。
【００２１】
次に、車載カメラ装置１の車載カメラＥＣＵ１２に対して、車両積載情報が入力される（ステップＳ２４）。この車両積載情報とは、積載された重量物によって車両の高さが鉛直方向に変化する量を示すものであり、典型的には光軸調整処理を行う作業者に関係する。具体的に説明する。光軸調整処理では、上述したステップＳ２１において、作業者が車両を運転して設備内の停止位置まで移動させる。しかし、その後は、その作業者が車両に搭乗した状態で光軸調整処理が行われる場合も、その作業者が車両から降りて搭乗者がいない状態で光軸調整処理が行われる場合もある。１人の作業者だけでも、もちろん車両の姿勢が変化する。そこで、ステップＳ２４では、光軸調整処理を行う車両に作業者が搭乗しているか否かに基づいて、車両の高さが鉛直方向に変化する量、つまり撮像画像上におけるカメラ１１の光軸位置の上下方向の変化量が入力される。なお、作業者の搭乗で車両の高さが鉛直方向にどれだけ変化するのかについては、車両の構造や仕様などに基づいて算出される。
【００２２】
本実施形態に係る車載カメラ装置１では、次に、車両が尻下がりの姿勢になった場合に車両前方にある物標、例えば道路上に描かれた道路標示を認識できなくなるおそれを低減させるための光軸補正量が、車載カメラＥＣＵ１２に対して入力される（ステップＳ２５）。例えば、市場での使用状況において、車両が仰角２°の尻下がり姿勢となることが想定される場合、この車両が仰角２°の尻下がり姿勢になったときに撮像画像上におけるカメラ１１の光軸位置が上方へ移動する量を、光軸補正量として車載カメラＥＣＵ１２に入力しておく。なお、仰角２°はあくまで一例であって、光軸補正量は、車両の形状や大きさ、カメラ１１の車両搭載位置などに基づいて適宜決定される。光軸補正量は、記憶部１３に記憶される。
【００２３】
初期パラメータおよび車両積載情報が入力されると、車載カメラＥＣＵ１２の認識部１２ａによって、調整用ターゲットの認識処理が行われる（ステップＳ２６）。この認識処理では、例えば、カメラ１１によって撮像された調整用ターゲットを含む範囲の画像（光軸調整用の画像）から、調整用ターゲットがある位置（指標）が抽出され、光軸調整の基準点が検出される。典型的には、上下左右の４箇所にある調整用ターゲットの位置が抽出され、上下のターゲットを結ぶ直線と左右のターゲットを結ぶ直線との交点（ターゲットの中心）が、光軸調整の基準点として算出される。
【００２４】
調整用ターゲットの認識処理が終わると、車載カメラＥＣＵ１２の調整部１２ｂによって、認識処理の結果、初期パラメータ、および車両積載情報に従って、カメラの光軸が調整される（ステップＳ２７）。具体的には、初期パラメータおよび車両積載情報に従って、調整用ターゲットの認識処理によって算出された光軸調整の基準点およびカメラ１１の光軸をそれぞれ較正する。そして、較正後のカメラ１１の光軸を調整して、カメラ１１の光軸と光軸調整の基準点とを一致させる。そして、この調整後のカメラ１１の光軸に基づいて、この光軸に対応した撮像画像上におけるカメラ光軸位置ＦＯＥが算出される（ステップＳ２７）。このカメラ光軸位置ＦＯＥを撮像画像３１に表示した一例を、図３（ａ）に示す。カメラ光軸位置ＦＯＥは、記憶部１３に記憶される。
【００２５】
そして、撮像画像におけるカメラ光軸位置ＦＯＥが算出されると、車載カメラＥＣＵ１２の補正部１２ｃによって、上記ステップＳ２５で入力され記憶部１３に記憶された光軸補正量に基づいたカメラ光軸位置ＦＯＥの補正が行われる（ステップＳ２８）。具体的には、カメラ光軸位置ＦＯＥを、画像上において路面側となる下方へ、光軸補正量の値だけ移動させる。例えば、カメラ１１による撮像画像３１が、図３（ｂ）に示すＸＹ座標系（Ｙ軸が鉛直方向）で表現されているとする。この場合、カメラ光軸位置ＦＯＥが座標（ｘ，ｙ）にあり、光軸補正量としてａが入力されていれば、座標（ｘ，ｙ−ａ）の位置を補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’として決定する。
【００２６】
以上の処理により、カメラ１１の光軸調整が行われ、調整された光軸に車両の尻下がり姿勢を考慮した補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’が求められる。この補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’は、記憶部１３に記憶されてもよい。
【００２７】
［認識範囲の設定］
車載カメラＥＣＵ１２の設定部１２ｄによって、物標の認識処理が行われる画像領域を特定する認識範囲が設定される。この認識範囲は、上述したカメラの光軸調整処理で算出された補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’を基準に設定される。撮像画像３１に設定された認識範囲３２の一例を、図３（ｃ）に示す。認識範囲３２の形状は、車両が走行車線の中央を走行している状態で車線の左右に存在する物標の１つである白線および黄線などを検出しやすい、ハの字形状としている。
【００２８】
なお、認識範囲を大きく設定すればするほど物標の認識処理にとって有利だと考えてしまいがちである。しかし、認識範囲を大きくすれば、誤認識率の上昇や処理負荷の増大という新たな問題が生じるため、好ましくない。
【００２９】
［実施形態の作用および効果］
本発明による補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’に基づいて設定した認識範囲（図４）と、従来のカメラ光軸位置ＦＯＥに基づいて設定した認識範囲（図５）とについて、作用および効果の違いを説明する。図４の例では、補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’が、カメラ光軸位置ＦＯＥから仰角２°相当分補正されている。また、図４および図５は共に、左右に白線３３が引かれた走行車線３４を走行している車両が、カメラ１１で撮像した撮像画像３１を示している。
【００３０】
（１）車両の姿勢が道路と略平行である場合
本発明の装置では、図４（ａ）に示すように、補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’に基づいて設定した認識範囲３２に白線３３が掛かるので、白線３３を認識することができる。従来の装置でも、図５（ａ）に示すように、カメラ光軸位置ＦＯＥに基づいて設定した認識範囲３２に白線３３が掛かるので、白線３３を認識することができる。
【００３１】
（２）車両の姿勢が尻下がりである場合（道路面から仰角３°で車両が傾いた例）
本発明の装置では、図４（ｂ）に示すように、補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’が、カメラ光軸位置ＦＯＥから予め仰角２°相当分補正されている。よって、車両が道路面から仰角３°で傾いた場合でも、撮像画面上でのカメラ１１の光軸は、実質的に仰角１°相当しか傾いていないことになる。よって、車両が尻下がり姿勢になったとしても、補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’に基づいて設定した認識範囲３２に白線３３が掛かるので、白線３３を認識することができる。一方、従来の装置では、図５（ｂ）に示すように、車両が道路面から仰角３°で傾いた場合には、撮像画面上でのカメラ１１の光軸がそのままの角度で影響する。よって、車両が尻下がり姿勢になった場合には、カメラ光軸位置ＦＯＥに基づいて設定した認識範囲３２には白線３３が掛からないので、白線３３を認識することができない。
【００３２】
以上のように、本発明の車載カメラ装置１によれば、車両前方にある物標、例えば白線などを含む道路標示の認識処理を行う画像領域を定める認識範囲３２を、これまでのカメラ光軸位置ＦＯＥよりも道路面に近づけるように補正した補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’に予め設定しておく。これにより、実際の使用状況において車両が尻下がりの姿勢になった場合でも、車両前方にある物標、例えば道路上に描かれた物標を認識できなくなるおそれを低減できる。
【００３３】
［変形例］
上記実施形態では、製造工場などにおいて入力した光軸補正量に基づいてカメラ１１の光軸が調整され、補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’が設定される手法を説明した。しかし、光軸補正量は、補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’が設定された後でも、入力（書き替え）できるようにしてもよい。このようにすれば、例えば、製造工場で設定した補正カメラ光軸位置ＦＯＥ’が市場における実使用状況に適合していなかった場合などに、ユーザーが任意に修正することができるようになる。
【００３４】
また、上記実施形態では、製造工場などにおいてカメラ１１の光軸調整処理が行われる都度、光軸補正量が付与される手法を説明した。しかし、この光軸補正量は、カメラ１１自体が予め有していてもよい。すなわち、カメラのメーカーが、カメラ本体に光軸補正量の情報を記憶させてから、市場に出荷するのである。これにより、製造工場などにおける光軸調整処理の手間が少し簡素化できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の車載カメラ装置は、車両が尻下がりの姿勢になった場合などの車両前方にある物標、例えば道路上に描かれた白線などの道路標示を認識できなくなるおそれを低減したい場合に有用である。
【符号の説明】
【００３６】
１      車載カメラ装置
１１    カメラ
１２    車載カメラＥＣＵ
１２ａ  認識部
１２ｂ  調整部
１２ｃ  補正部
１２ｄ  設定部
１３    記憶部
３１    撮像画像
３２    認識範囲
３３    白線
３４    走行車線
【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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