JP2014101068A - 誤検知判定装置および車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載されたカメラによる撮像に基づくカメラデータが誤検知データか否かを短時間に判定する誤検知判定装置および車両制御システムを提供する。
【解決手段】誤検知判定装置は、車両に搭載されたカメラによる撮像に基づくカメラ情報を取得するカメラ情報取得部と、カメラ情報取得部により取得されたカメラ情報に基づいて、車両に関わる制御を行うための制御信号を生成し出力する車両制御部と、車両の挙動を示す挙動情報を取得する挙動情報取得部と、挙動情報取得部により取得された挙動情報に基づいて、カメラ情報取得部により取得されたカメラ情報が誤検知情報であるか否かを判定する誤検知判定部を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載されたカメラによる誤検知を判定する技術に関する。

従来、自車両に搭載されたカメラから送られてくる画像データ、あるいは当該画像データを解析することにより取得した車線情報、前方車両位置情報、歩行者位置情報等のデータ（以下、これらのデータを総称して「カメラデータ」という）をＥＣＵ（制御部）に入力し、当該カメラデータに基づいて生成した制御データをランプユニット等の制御対象に出力することにより、車両制御を行うシステム（たとえば、ナイトビジョン、オートハイビーム、レーンキープ、ＡＤＢ、障害物・人検知等のシステム）が知られている（例えば特許文献１参照）。

これらのシステムは、基本的にはカメラから入力されたカメラデータを正しいものとして、これに基づいて必要な制御を実施している。例えば、ＡＤＢシステムでは、前方車両の位置情報をカメラから入力して、当該前方車両の位置が遮光範囲となるように自車両からの光照射パターンを制御している。また、マーキングライトシステムでは、カメラデータから歩行者を検知して、その歩行者の位置に自車両からマーキング光を照射することにより、運転者に歩行者の早期発見を促している。

しかし、カメラからは正常なデータのみではなく、誤検知による誤ったデータも送られてくる場合があるため、ＥＣＵ側においては誤ったカメラデータに基づく誤った車両制御を行わないことが望まれる。これについて、例えば、特許文献２には、自車両のピッチ角（前後方向への傾斜角）を検出し、当該ピッチ角を用いて、カメラにより検出された前方車両の位置座標を補正することにより、前方車両の正確な位置座標を算出する配光制御システムが記載されている。

しかし、車体の振動に起因するカメラの振動等により、ピッチ角による補正では正確な補正が難しい誤検知データが突発的に発生する場合がある。高性能なカメラでは独自にブレ防止機構を備えるものや、画像処理により誤検知を少なくする機構を備えるものもあるが、ＥＣＵ側では、カメラデータの正しさを判定することができない。このような誤検知データをＥＣＵ側で排除するために、従来は例えば時系列的に入力される前方車両の位置情報等の移動平均処理を行っていた。

しかし、移動する物体（車両、歩行者など）を検知して車両制御を行うシステムにおいては、車両前方に物体を検知してから、車両制御（ランプの光を消す、警告音を出す、ブレーキをかける等）を行うまでにタイムラグがあると、車両制御の効果が大きく低減する。したがって、短時間で、入力されるカメラデータから制御データを得る必要がある。これに対し、従来のように移動平均処理を行う場合にはタイムラグを助長してしまうという不都合がある。

特開２０１１−５７１６０号公報 特開２０１１−３１８０８号公報

本発明に係る具体的態様は、カメラデータが誤検知データか否かを短時間に判定し得る誤検知判定装置を提供することを目的の１つとする。
本発明に係る具体的態様は、誤検知データに基づく不適切な制御を低減することが可能な車両制御システムを提供することを他の目的の１つとする。

本発明に係る一態様の誤検知判定装置は、車両に搭載されたカメラによる撮像に基づくカメラ情報を取得するカメラ情報取得部と、カメラ情報取得部により取得されたカメラ情報に基づいて、車両に関わる制御を行うための制御信号を生成し出力する車両制御部と、車両の挙動を示す挙動情報を取得する挙動情報取得部と、挙動情報取得部により取得された挙動情報に基づいて、カメラ情報取得部により取得されたカメラ情報が誤検知情報であるか否かを判定する誤検知判定部と、を備えた誤検知判定装置である。

上記構成によれば、挙動情報に基づいてカメラ情報取得部により取得されたカメラ情報が誤検知情報であるか否かを判定するため、例えば車両に顕著な挙動変化が生じた場合にはそれに基づいてカメラ情報が誤検知情報であることを短時間で判定することができる。

上記の誤検知判定装置において、車両制御部は、誤検知判定部によりカメラ情報が誤検知情報でないと判定された場合にのみ、カメラ情報に基づいて制御信号を生成し出力する、ことが好ましい。

上記構成によれば、車両に関わる制御をより適切に実行することができる。

上記の誤検知判定装置において、挙動情報取得部は、例えば挙動情報として車両の車高情報を取得することができる。

上記構成によれば、車両の挙動を容易に取得することができる。また、一般的な車両には車高センサーが備わっている場合が多く、その場合には新たに車高センサーを設ける必要がないため、誤検知判定装置の低コスト化に寄与する。

上記の誤検知判定装置において、誤検知判定部は、挙動情報取得部により取得された挙動情報に基づいて車両の一定時間内における車高値の高低差が予め定められた閾値を超えていると判断した場合に、一定時間内に取得されたカメラ情報を誤検知情報と判定する、ことも好ましい。

一定時間内の車高の変化が大きい場合には、車体の上下動によりカメラが振動し、これに起因してカメラ情報が誤検知情報となり易いと考えられるため、上記構成によれば誤検知情報を適切に判定することができる。

本発明に係る一態様の車両制御システムは、上記した誤検知判定装置と、この誤検知判定部から出力される制御信号に応じて動作する車両搭載装置と、を備える。ここで、車両搭載装置とは、車両の任意の位置に搭載されて車両の運行に関わる動作を行うものである。車両搭載装置の一例としては、制御信号に応じて光照射範囲を可変に設定して光照射を行う車両用灯具が挙げられる。

これにより、車両の周辺の状況に応じて車両搭載装置の制御を短時間内に誤りを少なく行うことが可能な車両制御システムが提供される。

図１は、一実施形態の車両制御システムの構成を示すブロック図である。 図２（Ａ）は車体の上下振動が小さい場合の車高の時間変化例を示すグラフである。図２（Ｂ）は車体の上下振動が大きい場合の車高の時間変化例を示すグラフである。図２（Ｃ）は車両が走行する路面の高さの時間変化と、路面の高さの変化による車高変化の例を示すグラフである。 図３は、車両制御システムの制御部の動作手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。一例として、車両制御システムが自車両の前方の空間を撮像して得られる画像データを解析して車両と歩行者の位置を検出し、当該検出結果に基づいてランプユニットからの光照射を制御する場合について説明する。

図１は、一実施形態の車両制御システムの構成を示すブロック図である。図１に示す車両制御システムは、撮像部１０と、車高センサー１１と、制御部１２と、ランプユニット１３を含んで構成される。撮像部１０は、カメラ１０１と車両／歩行者検出部１０２を含んで構成される。制御部１２は、カメラデータ取得部１２１、センサーデータ取得部１２２、誤検知判定部１２３および車両制御部（配光制御部）１２４を含んで構成される。なお、制御部１２が「誤検知判定装置」に相当する。

カメラ１０１は、自車両の所定位置（例えば室内バックミラー付近）に設置されており、自車両の前方の空間を所定周期で撮影してその画像を示す画像データを生成して出力する。

車両／歩行者検出部１０２は、カメラ１０１から出力される画像データを用いて画像処理を行うことにより、撮像された前方の空間に前方車両と歩行者それぞれが存在するか否かを検出し、存在する場合にはその位置情報を制御部１２へ出力する。ここでの「前方車両」とは、先行車両または対向車両をいう。この車両／歩行者検出部１０２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現される。

なお、車両／歩行者検出部１０２は、カメラ１０１と一体に構成されていてもよい。また、車両／歩行者検出部１０２の機能は制御部１２において実現されてもよい。

車高センサー１１は、例えば車体の前あるいは後のサスペンション付近に配置されており、車高（例えば、車体の路面からの高さ）を検出する。車高センサー１１は、公知の任意のものを用いることができる。例えば、シリンダとピストンロッドとの相対ストロークを車高として検出するものであってもよいし、車体からレーザ光を路面に照射して反射光をフォト検知器上の光点ずれとして捉えて三角法で路面との変位を演算するものであってもよい。

制御部１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を内蔵するコンピュータであり、ＣＰＵが所定の動作プログラムを実行することにより、図１に示す機能ブロックとしてのカメラデータ取得部１２１、センサーデータ取得部１２２、誤判定検知部１２３および車両制御部１２４が実現される。なお、カメラデータ取得部１２１が「カメラ情報取得部」に対応し、センサーデータ取得部１２２が「挙動情報取得部」に対応する。

カメラデータ取得部１２１は、撮像部１０の車両／歩行者検出部１０２から車両および歩行者の位置情報を取得する。本実施形態では、少なくとも車両の位置情報が「カメラデータ」に相当する。

センサーデータ取得部１２２は、車高センサー１１から出力される、車高を示すセンサーデータ（車高情報）を取得する。このセンサーデータが「挙動情報」に対応する。

誤検知判定部１２３は、センサーデータ取得部１２２により取得されたセンサーデータに基づいて一定時間（例えば１秒間）における車高差が予め定められた閾値を超えたと判断した場合に、この一定時間内にカメラデータ取得部１２１により取得されたカメラデータを誤検知データと判定する。

図２（Ａ）は、車体の上下振動が小さい場合の車高の時間変化の例を示すグラフである。このグラフでは、時間変化による車体の高低差は小さく、カメラ１０１による誤検知はほとんど発生しないと考えられる。図２（Ｂ）は、車体の上下振動が大きい場合の車高の時間変化の例を示すグラフである。このグラフでは、Ｔ１、Ｔ２の時間帯では車高差が大きくなっており、カメラ１０１による誤検知が発生し易いと考えられる。上記の「所定時間」や「閾値」は、このようなグラフに示される実測値を解析することにより予め決定しておくことができる。

なお、誤検知データと判定するための条件は上記に限定されることなく、例えば、車高の変化度合が予め定められた変化度合よりも大きい場合に、そのタイミングで取得されたカメラデータを誤検知データと判定してもよい。

図２（Ｃ）は、車両が走行する道路（路面）の高さの時間変化と、道路の高さの変化による車高変化の例を示すグラフである。このグラフにおける点線で囲んだ部分Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に示されるように、路面の傾斜度が変化する位置では車高の変化量も大きくなっており、カメラ１０１による誤検知が発生すると考えられる。したがって、路面の傾斜度、すなわち車両のピッチ角の変化度合を測定して、この傾斜度が予め定められた所定値を超えたときに、取得したカメラデータを誤検知データと判定することもできる。

車両制御部１２４は、誤検知判定部１２３によりカメラデータが誤検知データでないと判定された場合に、そのカメラデータに基づいて車両のランプユニット１３の配光を制御する。具体的には、車両制御部１２４は、歩行者の位置および前方車両の位置に対応して、光の照射範囲／非照射範囲とすべき領域を判定し、当該判定した光の照射範囲に基づいて配光パターンを決定し、その配光パターンに応じた制御信号を生成してランプユニット１３へ出力する。

ランプユニット１３は、自車両の前方左右にそれぞれ設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤドライバ１３１およびマトリクスＬＥＤ１３２を有する。なお、ここでは１つのランプユニット１３のみを図示する。

ＬＥＤドライバ１３１は、車両制御部１２４から出力される制御信号に基づいて、マトリクスＬＥＤ１３２に含まれる複数のＬＥＤ（発光ダイオード）に対して駆動信号を供給することにより、各ＬＥＤを選択的に点灯させる。

マトリクスＬＥＤ１３２は、マトリクス状に配列された複数のＬＥＤを備えており、ＬＥＤドライバ１３１から供給される駆動信号に基づいて複数のＬＥＤが選択的に点灯する。このマトリクスＬＥＤ２２は、複数のＬＥＤをそれぞれ独立に点灯させ、かつその照射強度（明るさ）を制御することが可能である。

ここで、例えば撮像部１０から制御部１２へのカメラデータの入力周期が４０ミリ秒間周期であり、カメラデータから制御データを生成するのに要する演算時間が１０ミリ秒間であるとした場合、従来のように１０回分のカメラデータで移動平均処理を実施して誤検知判定をする場合、１０回分のカメラデータの入力時間は４００ミリ秒間（４０ミリ秒間×１０回）かかるため、１０回分のカメラデータを入力して演算を行い、制御データを出力するまでに要する時間は最大で４５０（＝４０＋４００＋１０）ミリ秒間必要となる。

これに対して、上述した実施形態では、制御部１２がカメラデータおよびセンサーデータの入力を受けると、ほぼリアルタイムで誤検知判定を行うことができるため、カメラデータを入力してから制御データを出力するまでの時間は、最大で５０（＝４０＋１０）ミリ秒間となり、従来に比較して９倍の応答速度となる。

次に、図３に示すフローチャートを参照して、本実施形態の車両制御システムの動作手順を説明する。

まず、撮像部１０のカメラ１０１は、自車両の前方を所定周期で撮像し、その撮像により生成された画像データを車両／歩行者検出部１０２に出力する。撮像部１０の車両／歩行者検出部１０２は、カメラ１０１から入力される画像データを解析して、前方車両および歩行者の位置を検出し、その検出内容（位置情報）を示すカメラデータを制御部１２に出力する。

制御部１２のカメラデータ取得部１２１は、撮像部１０から出力されるカメラデータを取得する（ステップＳ１１）。また、制御部１２のセンサーデータ取得部１２２は、車高センサー１１からセンサーデータを取得する（ステップＳ１２）。

誤検知判定部１２３は、センサーデータ取得部１２２により取得されたセンサーデータを解析して、現在から過去の一定時間内における車高の最大値と最小値を検出する（ステップＳ１３）。

次に、誤検知判定部１２３は、一定時間内における車高の高低差が予め定められた閾値を超えているか否かを判定することにより、一定時間内に取得されたカメラデータを誤検知データであるか否かを判定する（ステップＳ１４）。車高の高低差が閾値を超えており、カメラデータが誤検知データであると判定した場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）ステップＳ１１に戻る。

一方、一定時間内に取得されたカメラデータが誤検知データでないと判定した場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、車両制御部１２４は、カメラデータに基づいてランプユニット１３の配光を制御する制御信号を生成し、ランプユニット１３に出力する（ステップＳ１５）。具体的には、車両制御部１２４は、カメラデータで示される歩行者や前方車両の位置に対応して光照射範囲とすべき領域を設定し、この光照射範囲に基づいて配光パターンを設定し、配光パターンに応じた制御信号を生成してランプユニット１３に出力する。ランプユニット１３のＬＥＤドライバ１３１は、制御信号に基づいてマトリクスＬＥＤ１３２の配光パターンを制御する。

以上のように、本実施形態では挙動情報の一例である車高情報に基づいてカメラデータが誤検知データであるか否かを判定するため、車両に顕著な挙動変化が生じた場合にはそれに基づいてカメラデータが誤検知データであることを短時間で判定することができる。そして、車両の周辺の状況に応じて車両搭載装置の一例であるランプユニットの制御を短時間内に誤りなく行うことが可能になる。

また、カメラデータの誤検知判定のために必要な車高センサーは多くの車両において予め搭載されているので、それを利用することでコストを削減することができる。また、カメラ側では誤検知防止機能が不要となるため、そのような機能を備えない安価なカメラを使用することができる。

なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、車両搭載装置の一例としてランプユニットについて説明したが、車両搭載装置は車両に搭載されて車両の運行に関わる何らかの動作を行うものであればよく、例えば、警報機やブレーキであってもよい。

また、車両の挙動情報は車高センサーにより得られる車高情報に限定されることはなく、例えば、ジャイロセンサーによって得られる水平面内での車両の向きや鉛直方向に対する傾斜角度（例えば、車両重心の上下方向軸回りの回転角であるヨー角等）および傾斜角度の変化量（例えば、ヨーレート）等でもよいし、傾斜センサーによって得られる車両重心の水平軸周りの回転角であるピッチ角およびピッチ角の変化量等でもよいし、速度センサーや加速度センサーにより得られる車速、加速度でもよい。すなわち、各種センサーを用いて検出可能な車両の挙動情報であればよい。

１０：撮像部
１０１：カメラ
１０２：車両／歩行者検出部
１１： 車高センサー
１２：制御部
１２１：カメラデータ取得部
１２２：センサーデータ取得部
１２３：誤判定検知部
１２４：車両制御部
１３：ランプユニット
１３１：ＬＥＤドライバ
１３２：マトリクスＬＥＤ

Claims (5)

1. 車両に搭載されたカメラによる撮像に基づくカメラ情報を取得するカメラ情報取得部と、
   前記カメラ情報取得部により取得された前記カメラ情報に基づいて、前記車両に関わる制御を行うための制御信号を生成し出力する車両制御部と、
   前記車両の挙動を示す挙動情報を取得する挙動情報取得部と、
   前記挙動情報取得部により取得された前記挙動情報に基づいて、前記カメラ情報取得部により取得された前記カメラ情報が誤検知情報であるか否かを判定する誤検知判定部と、
   を含む、誤検知判定装置。
2. 前記車両制御部は、前記誤検知判定部により前記カメラ情報が前記誤検知情報でないと判定された場合にのみ、前記カメラ情報に基づいて前記制御信号を生成し出力する、
   請求項１に記載の誤検知判定装置。
3. 前記挙動情報取得部は、前記挙動情報として前記車両の車高情報を取得する、
   請求項１または２に記載の誤検知判定装置。
4. 前記誤検知判定部は、前記挙動情報取得部により取得された前記挙動情報に基づいて前記車両の一定時間内における車高値の高低差が予め定められた閾値を超えている場合に、前記一定時間内に取得された前記カメラ情報を誤検知情報と判定する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の誤検知判定装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の誤検知判定装置と、
   前記誤検知判定部から出力される制御信号に応じて動作する車両搭載装置と、
   を含む、車両制御システム。

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