JP6087240B2 - 車両周辺監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された物体検出装置を用いて、車両の周辺に存在する対象物を監視する車両周辺監視装置に関する。

従来より、車両に搭載されたカメラやレーダ等の物体検出装置により、車両の周辺に存在する対象物（歩行者等の監視対象物）を検知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）。

特許文献１に記載された車両周辺監視装置は、赤外線カメラにより撮像された画像から対象物の実空間位置を算出して、車両との接触可能性を判定している。そして、車両との接触可能性が高い対象物が存在するときに、警報を行って運転者に注意を促すようにしている。

特開２００１−６０９６号公報

特許文献１に記載された車両周辺監視装置においては、車両（自車両）と接触する可能性が高い対象物に対する警報を行うことによって、運転者による運転操作を補助することができる。

しかしながら、本願発明者らは、車両の走行環境によっては、運転者にとって煩わしい警報が出力されてしまう場合があることを知見した。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、運転者にとって煩わしい警報が出力されることを抑制した車両周辺監視装置を提供することを目的とする。

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、本発明の車両周辺監視装置は、
車両に搭載された物体検出装置による検出情報から、該車両の周辺に存在する歩行者又は動物である対象物の位置を認識する対象物位置認識部と、
前記車両の走行速度を検知する走行速度検知部と、
前記対象物位置認識部により認識された対象物の位置と前記走行速度検知部により検知された前記車両の走行速度とに基づく、前記対象物が前記車両に接触するまでの予測時間が、所定の余裕時間以下であるときに、警報を行う警報制御部と、
前記車両の車外の明るさを判定する走行環境判定部と、
前記走行環境判定部により判定された明るさが第１範囲であるときは、前記余裕時間を第１余裕時間に設定し、前記走行環境判定部により判定された明るさが前記第１範囲よりも暗い第２範囲であるときには、前記余裕時間を前記第１余裕時間よりも長い第２余裕時間に設定する余裕時間設定部と、
前記車両に備えられたヘッドライトが、ロービームとハイビームのうちのどちらに設定されているかを認識するヘッドライト設定認識部とを備え、
前記余裕時間設定部は、前記ヘッドライト設定認識部により前記ヘッドライトがハイビームに設定されていると認識されているときの前記第２余裕時間を、前記ヘッドライト設定認識部により前記ヘッドライトがロービームに設定されていると認識されているときの前記第２余裕時間よりも短く設定する
ことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記走行環境判定部により前記車両の外部の明るさが判定され、明るさが前記第１範囲（明るい側の範囲）であるときの前記第１余裕時間よりも、明るさが前記第２範囲（暗い側の範囲）であるときの前記第２余裕時間の方が長く設定されている。このように設定することにより、前記車両の外部が明るく運転者の視認性が高いと想定される状況下では、前記車両の外部が暗い状況下よりも警報が行われるタイミングが遅くなる。そのため、運転者が視認できている対象物について頻繁に警報が行われることによって、運転者に煩わしさを感じさせることを抑制することができる。
さらに、本発明において、ヘッドライトがハイビームに設定されているときは、前記車両の運転者が視認可能である範囲が広く、遠方の対象物についての視認し難さを感じていないと想定される。そのため、前記ヘッドライト設定認識部によりヘッドライトがハイビームに設定されていると認識されているときの前記第２余裕時間を、ヘッドライトがロービームに設定されているときよりも短くすることによって、前記車両の運転者にとって煩わしい警報が行われることを抑制することができる。

また、前記走行環境判定部により判定された明るさが前記第２範囲であるときは、該明るさに応じて前記第２余裕時間を変更して設定する判定時間変更部を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、前記車両の車外が暗いときに、暗さに応じて警報が行われるタイミングを変更することができるため、運転者にとって煩わしさを感じさせる警報が行われることをより効果的に抑制することができる。

また、前記第１範囲は昼間を想定して設定された明るさの範囲であり、前記第２範囲は夜間を想定して設定された明るさの範囲であることを特徴とする。

この構成によれば、前記走行環境判定部は、時刻情報等に基づいて、現在が昼間である前記第１判定範囲であるか、夜である前記第２範囲であるかを容易に判定することができる。

また、前記走行環境判定部は、前記車両に備えられて前記車両の車外の照度を検出する照度センサの検出信号に基づいて、前記車両の外部の明るさを判定することを特徴とする。

この構成によれば、前記走行環境認識部は、前記車両において、車外の照度に応じてヘッドライト等の点灯と消灯を自動的に切り替えるオートライト機能等を実現するために備えられる前記照度センサを転用することによって、前記車両の外部の明るさを容易に判定することができる。

車両周辺監視装置の構成及び接近判定領域の説明図。 車両周辺監視装置の制御ブロック図。 注意喚起処理のフローチャート。 接近判定領域の設定処理のフローチャート。 照度による警報判定時間の設定の説明図。

本発明の車両周辺監視装置の実施形態の一例について、図１〜図５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、左カメラ２１及び右カメラ２２（ステレオカメラ、本発明の物体検出装置に相当する）による撮像画像（本発明の検出情報に相当する）に基づいて、車両１の前方周辺に存在する対象物（歩行者、動物等）を認識する。

車両周辺監視装置１０は、車両１と車両１の前方に存在する対象物間の距離を所定の制御周期毎に検出して、対象物の位置（車両１からの相対位置）を測定する。そして、対象物が車両１と接触するおそれがあるときに、車両周辺監視装置１０は、表示器４２ａ（後述するナビゲーション装置４２に備えられている）に警報表示を行うと共に、スピーカ４１から警報音を出力する警報処理を行って、車両１の運転者に対象物に対する注意を促す。

車両周辺監視装置１０は、左カメラ２１及び右カメラ２２の撮像範囲ＡＲ０内の、車両１の進行方向に設定した接近判定領域ＡＲ１内に存在する対象物（図１ではＰ１を例示）を認識したときに、警報処理を行う。
接近判定領域ＡＲ１は、車両１の進行方向に設定したＺ軸のＺ１（後述する余裕時間Ｔｓと車両１の走行速度により決定される）よりも近い範囲で、車両１の車幅方向に設定したＸ軸方向に車両１の幅αに左右の余裕βを加えた幅を持つ領域である。接近判定領域ＡＲ１内に存在する対象物は、車両１に接触するまでの予測時間が余裕時間Ｔｓ以下となる。

また、車両周辺監視装置１０は、接近判定領域ＡＲ１の左右に設定された進入判定領域ＡＲ２，ＡＲ３内に存在する対象物（図１ではＰ２，Ｐ３を例示）が、接近判定領域ＡＲ１内に進入する可能性があるときにも、注意喚起処理を行う。なお、以下では、接近判定領域ＡＲ１及び進入判定領域ＡＲ２，ＡＲ３を合わせた領域を、適宜、監視領域という。

左カメラ２１及び右カメラ２２は可視光カメラであり、車両１の横方向（車幅方向，Ｘ軸方向）の中心軸（Ｚ軸）に対してほぼ対称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、光軸が互いに平行となり、路面からの高さが等しくなるように固定されている。

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、車両周辺監視装置１０には、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、及び照度センサ３４の各検出信号が入力される。

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の出力とナビゲーション装置４２の表示器４２ａの表示が制御される。ナビゲーション装置４２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信した測位情報と、ＨＤＤやＤＶＤ等の記憶媒体に記憶された地図情報及び施設情報のデータベースとに基づいて、運転者が目的地として設定した施設への経路を探索し、探索した経路を表示器４２ａに表示する。

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実行することによって機能する、撮像画像取得部１１、対象物検知部１２、対象物位置認識部１３、走行速度検知部１４、走行環境判定部１５、余裕時間設定部１６、警報制御部１７、及びヘッドライト設定認識部１８を備えている。

撮像画像取得部１１は、左カメラ２１及び右カメラ２２から出力される映像信号をデジタル信号に変換し、左カメラ２１及び右カメラ２２による撮像画像のデータとして画像メモリ（図示しない）に保持する。対象物検知部１２は、左カメラ２１及び右カメラ２２の撮像画像から歩行者等の対象物を検知する。

対象物位置認識部１３は、左カメラ２１及び右カメラ２２の視差に基づいて、車両１から対象物までの距離を算出し、この距離に基づいて車両１に対する対象物の相対位置を認識する。走行速度検知部１４は、車速センサ３２の検出信号に基づいて、車両１の走行速度を検知する。

走行環境判定部１５は、照度センサ３４の検出信号に基づいて、車両１の車外の明るさを判定する。余裕時間設定部１６は、走行環境判定部１５により判定された明るさに応じて、車両１と対象物の接触回避のための警報を行うか否かを判断するための余裕時間Ｔｓを設定する。

警報制御部１７は、車両１の走行速度と対象物の位置とにより予測される対象物が車両１に接触するまでの予測時間が、余裕時間Ｔｓ以下になったときに警報を行う。ヘッドライト設定認識部１８は、車両１に取り付けられたヘッドライト（図示しない）が点灯されているときに、ヘッドライトがロービームに設定されているかハイビームに設定されているかを認識する。

次に、図３及び図４に示したフローチャートに従って、車両周辺監視装置１０による車両１の前方に存在する対象物に対する警報処理について説明する。車両周辺監視装置１０は、所定の制御サイクル毎に図３及び図４のフローチャートによる処理を実行して、車両１の前方に存在する対象物との接触可能性を判定し、必要に応じて運転者に対する警報を行う。

図３のＳＴＥＰ１は、上述した監視領域（接近判定領域及び進入判定領域）を設定する「監視領域設定処理」である。「監視領域設定処理」については、図４のフローチャートを参照して後述する。

続くＳＴＥＰ２は、撮像画像取得部１１による処理である。撮像画像取得部１１は、左カメラ２１及び右カメラ２２から出力される映像信号をデジタル信号に変換し、左カメラ２１及び右カメラ２２の撮像画像（グレースケール画像）として画像メモリに保持する。

続くＳＴＥＰ３は対象物検知部１２による処理である。対象物検知部１２は、右カメラ２２の撮像画像を基準画像とし、そのグレースケール画像の各画素について、輝度が所定の閾値以上である画素を「１」（白）とし、輝度が閾値よりも小さい画素を「０」（黒）とする２値化処理を行って２値画像を取得する。そして、対象物検知部１２は、２値画像中の白の各領域のランレングスデータを算出し、ラベリング処理等を行って対象物の画像部分（探索画像）を抽出する。

続くＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６は対象物位置認識部１３による処理である。対象物位置認識部１３は、ＳＴＥＰ４で、左カメラ２１の撮像画像から探索画像に対応する画像（対応画像）を抽出する。そして、探索画像と対応画像の視差から、車両１と対象物間の距離を算出する。

次のＳＴＥＰ５で、対象物位置認識部１３は、車両１と対象物間の距離に基づいて、撮像画像における対象物の画像部分の位置（カメラ座標）を、実空間位置（実空間座標）に変換することによって、実空間における対象物の位置を認識する。なお、ＳＴＥＰ４における車両１と対象物間の距離の算出処理と、ＳＴＥＰ５における対象物位置の認識処理は、例えば、特開２００１−６０９６号公報に記載された手法を用いて行う。

続くＳＴＥＰ６で、対象物位置認識部１３は、時系列の撮像画像により、同一の対象物についての前回の撮像時の実空間位置と今回の撮像時の実空間位置から、対象物と車両１との相対移動ベクトルに対応する近似曲線を求める。なお、過去の複数の時点における対象物の実空間位置を用いて、相対移動ベクトルを求めるようにしてもよい。近似曲線の算出についても、前掲の特開２００１−６０９６号公報に記載された手法を用いて行うことができる。

次のＳＴＥＰ７及びＳＴＥＰ２０は、警報制御部１７による処理である。警報制御部１７は、ＳＴＥＰ７で、警報を行う必要がある対象物が存在するか否かを判断する。ここで、警報を行う必要がある対象物とは、図１を参照して、接近判定領域ＡＲ１内に存在する対象物、及び進入判定領域ＡＲ２，３から接近判定領域ＡＲ１に向かって進んでいる対象物（移動ベクトルにより判断される）である。

そして、警報を行う必要がある対象物が存在しているとき（ＳＴＥＰ７でＹＥＳ）はＳＴＥＰ２０に分岐し、警報制御部１７は、左カメラ２１又は右カメラ２２の撮像画像（グレースケール画像）に、検知された対象物の画像部分について、画像部分を囲む検知枠を重畳して表示器４２ａに表示する。さらに、警報制御部１７は、スピーカ４１から警報ブザー音を出力して、車両１に対象物が接近していることを運転者に報知する。

一方、警報を行う必要がある対象物が存在していないとき（ＳＴＥＰ７でＮＯ）はＳＴＥＰ９に進み、この場合には、警報制御部１７はＳＴＥＰ２０による警報表示及びブザーによる報知は行わない。

次に、図４を参照して、「監視領域設定処理」について説明する。図４のＳＴＥＰ３０は、走行環境判定部１５による処理である。走行環境判定部１５は、照度センサ３４から出力される検出信号により、車両１の車外の照度Ｔｈを検出する。

続くＳＴＥＰ３１〜ＳＴＥＰ３３、ＳＴＥＰ４０〜ＳＴＥＰ４１、及びＳＴＥＰ５０は、余裕時間設定部１６による処理である。余裕時間設定部１６は、ＳＴＥＰ３１で、ＳＴＥＰ３０で検出された照度Ｔｈ（以下、検出照度Ｔｈとい）が昼間判定レベルＴｈ１以上であるか否かを判断する。

検出照度Ｔｈが昼間判定レベルＴｈ１以上であったときはＳＴＥＰ３２に進み、余裕時間設定部１６は、Ｔ１（本発明の第１余裕時間に相当する）を余裕時間Ｔｓに設定する。そして、ＳＴＥＰ３３に進み、余裕時間設定部１６は、余裕時間Ｔｓに基づいて監視領域（接近判定領域ＡＲ１及び進入判定領域ＡＲ２，ＡＲ３、図１参照）を設定する。具体的には、図１に示した接近判定領域ＡＲ１のＺ軸方向の境界であるＺ１を、車両１の走行速度Ｖcar×余裕時間Ｔs＝Ｚ１となるように設定する。

この場合、図３のＳＴＥＰ７で、警報制御部１７により対象物が接近判定領域ＡＲ１内に存在すると判定されたときは、対象物が車両１に接触するまでの想定時間が余裕時間Ｔｓ以内であることになる。

一方、ＳＴＥＰ３１で、検出照度Ｔｈが昼間判定レベルＴh1よりも低いときには、ＳＴＥＰ４０に分岐する。そして、余裕時間設定部１６は、ＳＴＥＰ４０で、検出照度Ｔｈが夜間区分レベルＴｈ２以上であるか否かを判断する。

そして、検出照度Ｔｈが夜間区分レベルＴｈ２以上であるときはＳＴＥＰ４１に進み、余裕時間設定部１６は、Ｔ２（＞Ｔ１、本発明の第２余裕時間に相当する）を余裕時間Ｔｓに設定してＳＴＥＰ３３に進む。一方、検出照度Ｔｈが夜間区分レベルＴｈ２よりも低いときにはＳＴＥＰ５０に分岐し、余裕時間設定部１６は、Ｔ３（＞Ｔ２、本発明の第２余裕時間に相当する）を余裕時間Ｔｓに設定してＳＴＥＰ３３に進む。

ここで、図５を参照して、昼間判定レベルＴｈ１及び夜間区分レベルＴｈ２について説明する。検出照度Ｔｈが昼間判定レベルＴｈ１以上である範囲（Ｔｈ１≦Ｔｈ、本発明の第１範囲に相当する）は、昼間の明るさを想定して設定されている。

また、検出照度Ｔｈが昼間判定レベルＴｈ１よりも低く、且つ夜間区分レベルＴｈ２以上である範囲（Ｔｈ２≦Ｔｈ＜Ｔｈ１、本発明の第２範囲に相当する）は、明るい夜間（夜間の市街地で道路を走行しているような状況）を想定して設定されている。また、検出照度Ｔｈが夜間区分レベルＴｈ２よりも低い範囲（Ｔｈ＜Ｔｈ２、本発明の第２範囲に相当する）は、暗い夜間（夜間の郊外で道路を走行しているような状況）を想定して設定されている。

昼間のように、車両１の車外が十分に明るいときは、運転者が視認可能な車両１の前方距離が長く、車両１の前方に存在する対象物を容易に視認して注意を払っていると想定される。そのため、この場合に余裕時間Ｔｓを長く設定して、対象物が検知されたときに早い段階から警報を行うと、運転者に煩わしさを感じさせてしまうおそれがある。

それに対して、夜間のように、車両１の車外が暗いときには、運転者が視認可能な車両１の前方距離が短くなり、運転者が車両１の前方に存在する対象物に気付き難くなっていると想定される。そのため、この場合に余裕時間Ｔｓを短く設定すると、運転者に対する注意喚起のタイミングが遅れてしまう。

そこで、余裕時間設定部１６は、図５に示したように、昼間（Ｔｈ１≦Ｔｈ）の余裕時間Ｔｓを短いＴ１に設定し、夜間（Ｔｈ＜Ｔｈ１）の余裕時間Ｔｓを長いＴ２，Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）に設定する。このように設定することによって、昼間の警報タイミングを遅くして運転者にとって煩わしい警報が行われることを抑制しつつ、夜間の警報タイミングを早くして運転者に対する注意喚起が遅れることを防止することができる。

また、夜間において、車両１の車外が暗くなるほど余裕時間Ｔｓを長く変更して設定し、対象物に対する警報タイミングを早くすることにより、運転者が視認可能な前方距離が短くなるのに応じて、効果的な注意喚起を行うことができる。

なお、夜間における余裕時間Ｔｓの設定を、ヘッドライト設定認識部１８により認識されるヘッドライトの配向（ハイビーム／ロービーム）の設定に応じて、ハイビームに設定されているときの余裕時間Ｔｓが、ロービームに設定されているときの余裕時間Ｔｓよりも短くなるようにしてもよい。

また、本実施形態では、左カメラ２１及び右カメラ２２（ステレオカメラ）を備えた構成を示したが、１台のカメラ（単眼カメラ）を備えて、時系列画像間での同一対象物の画像部分の大きさの変化率等により、自車両と対象物の距離を検出する構成を採用してもよい。

また、本実施形態では、可視光カメラ２１，２２を用いたが、撮像対象の温度が高いほど輝度が高くなる赤外線カメラを用いた構成においても、本発明の適用が可能である。

また、本実施形態では、本発明の物体検出装置としてカメラを用いたが、車両周辺に存在する対象物の位置を検出することできる装置であれば、レーダ等の他の種類の物体検出装置を用いてもよい。
また、昼間、夜間を区別して認識するために時刻情報等を使用してもよい。

１…車両、１０…車両周辺監視装置、１１…撮像画像取得部、１２…対象物検知部、１３…対象物位置認識部、１４…走行速度検知部、１５…走行環境判定部、１６…余裕時間設定部、１７…警報制御部、１８…ヘッドライト設定認識部。

Claims (4)

1. 車両に搭載された物体検出装置による検出情報から、該車両の周辺に存在する歩行者又は動物である対象物の位置を認識する対象物位置認識部と、
   前記車両の走行速度を検知する走行速度検知部と、
   前記対象物位置認識部により認識された対象物の位置と前記走行速度検知部により検知された前記車両の走行速度とに基づく、前記対象物が前記車両に接触するまでの予測時間が、所定の余裕時間以下であるときに、警報を行う警報制御部と、
   前記車両の車外の明るさを判定する走行環境判定部と、
   前記走行環境判定部により判定された明るさが第１範囲であるときは、前記余裕時間を第１余裕時間に設定し、前記走行環境判定部により判定された明るさが前記第１範囲よりも暗い第２範囲であるときには、前記余裕時間を前記第１余裕時間よりも長い第２余裕時間に設定する余裕時間設定部と、
   前記車両に備えられたヘッドライトが、ロービームとハイビームのうちのどちらに設定されているかを認識するヘッドライト設定認識部とを備え、
   前記余裕時間設定部は、前記ヘッドライト設定認識部により前記ヘッドライトがハイビームに設定されていると認識されているときの前記第２余裕時間を、前記ヘッドライト設定認識部により前記ヘッドライトがロービームに設定されていると認識されているときの前記第２余裕時間よりも短く設定する
   ことを特徴とする車両周辺監視装置。
2. 請求項１に記載の車両周辺監視装置において、
   前記余裕時間設定部は、前記走行環境判定部により判定された明るさが前記第２範囲であるときは、該明るさに応じて前記第２余裕時間を変更して設定することを特徴とする車両周辺監視装置。
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、
   前記第１範囲は昼間を想定して設定された明るさの範囲であり、前記第２範囲は夜間を想定して設定された明るさの範囲であることを特徴とする車両周辺監視装置。
4. 請求項１から請求項３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、
   前記走行環境判定部は、前記車両に備えられて前記車両の外部の照度を検出する照度センサの検出信号に基づいて、前記車両の車外の明るさを判定することを特徴とする車両周辺監視装置。

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