JP3351340B2 - オプティカルフロー式後方情報検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等で撮像さ
れた画像上の移動ベクトル（オプティカルフロー）を用
いて後方（特に、後側方）から接近する車両を検出す
る、オプティカルフロー式後方情報検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カメラ等で撮像された時刻の
異なる２画像中の同一点の移動ベクトルを算出し、算出
した移動ベクトルから接近する移動物体の存在を検出す
る技術が知られており、特に、自動車の分野において、
カメラ等で自車両の後方を撮像して、後側方（例えば、
隣レーンの後方）から接近してくる他車両の存在を検出
するオプティカルフロー式後方情報検出装置が知られて
いる。

【０００３】このオプティカルフロー式後方情報検出装
置は、近年、開発が進められている自動走行制御装置、
即ち、走行中の道路に対する車両の位置姿勢や他車両と
の相対的関係の把握を行ない、これに基づいて自動車の
自動走行制御を行なう装置の要素技術としても有望であ
り、各種のオプティカルフロー式後方情報検出装置が提
案されている。

【０００４】例えば、特開平８−８３３４５号公報に開
示された技術（第１従来技術）は、画像中に大きな占有
面積の移動物体が存在する場合でも、確実に移動物体に
起因するオプティカルフローを抽出し、さらに、抽出し
たオプティカルフローによりその移動物体が接近してい
るものか否かを判定する方法に関する技術である。ま
た、特開平９−１８８６３号公報に開示された技術（第
２従来技術）は、複数のカメラ又は旋回可能なカメラを
そなえることにより、車両後方の監視領域を広げて安全
性を高めようとするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来よ
りオプティカルフロー式後方情報検出装置について種々
の研究開発が行なわれているが、その多くはオプティカ
ルフローにより物体の移動を把握することを主目的とし
ており、オプティカルフロー自身が如何なる情報を有し
ており、それをどう活用するかについての検討は進んで
いないのが現状である。例えば、上述の第１従来技術で
は、移動物体が接近していると判定された時には、警報
信号を出力するようになっているが、ここでは、オプテ
ィカルフローは単に移動物体が接近しているか否かの判
定基準として利用されているにすぎず、単に移動物体が
接近しているからといって、必ずしも警報を出すべきも
のとは限らない。

【０００６】ところで、隣レーンに車線変更をしようと
する時は、ドライバは、隣レーンの後方から走行してく
る後続車両を確認し、危険かどうか判断してから車線変
更を行なっている。このとき、ドライバは、後続車両と
自車両との車間距離や相対速度を、距離計や速度計で計
測して危険かどうか判断している分けではない。バック
ミラー等を介してドライバ自身の目に映った後続車両の
大きさや動きから、車線変更の危険度を判断しているの
である。

【０００７】このドライバの目に映る後続車両の大きさ
や動きは、オプティカルフローにも反映され、後続車両
が接近してくると、その後続車両に対応したオプティカ
ルフローの発生数も増加し、また、オプティカルフロー
の大きさ（ベクトルの長さ）も大きくなる。したがっ
て、この点に着目すれば、オプティカルフローの変化を
通して、後方から接近する後続車両に対する危険度を判
定することは可能であると考えられる。

【０００８】第２従来技術では、後続車両に対応する発
散方向のオプティカルフローに対して、その大きさに重
み付けをし、重み付けをした値が或るしきい値を越えた
ら危険と判断するようになっている。ところが、この第
２従来技術では、オプティカルフローと危険度とがどの
ように対応しているのか明確でなく、また、如何なる重
み付けをするのかも記載がない。つまり、オプティカル
フローの大きさに重み付けをした値を危険度判定と結び
付ける具体的妥当性に欠けており、また、オプティカル
フローの性質、即ち、撮像角度等の微妙な変化により消
失，発生し、連続的には変化しない点についての考慮は
されていない。

【０００９】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、オプティカルフローの有する危険度に関する情報
としての有用性に着目し、常に安定した危険度判定を行
なえるようにした、オプティカルフロー式後方情報検出
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のオプ
ティカルフロー式後方情報検出装置では、撮像手段によ
り所定周期で撮像された自車両後方の複数画像からオプ
ティカルフロー算出手段によりオプティカルフローを算
出して、自車両に接近する物体を検出するが、そのと
き、演算手段により自車両に接近する物体に対応するオ
プティカルフローの大きさの平均値を物体の接近の危険
度を示す代表値として演算し、危険度判定手段によりオ
プティカルフローの大きさの平均値に基づき物体の接近
の危険度を判定する。

【００１１】これにより、オプティカルフローの有する
危険度に関する情報が有効活用されるとともに、常に安
定した危険度判定が行なわれる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図８は本発明の一実
施形態としてのオプティカルフロー式後方情報検出装置
（以下、単に後方情報検出装置という）を示すものであ
る。本後方情報検出装置は、図１に示すように、車両１
の所定の位置（例えばリヤウインドウの上部又は下部）
に自車両後方の道路状況を撮像する撮像手段としてのＣ
ＣＤカメラ２をそなえており、ＣＣＤカメラ２で得られ
た画像情報（アナログ画像信号）は、車両１内部にそな
えられたＥＣＵ１０へ入力されるようになっている。

【００１３】ＥＣＵ１０は、Ａ／Ｄ変換器３，第１フレ
ームメモリ４Ａ，第２フレームメモリ４Ｂ，オプティカ
ルフロー算出手段（ＤＳＰ）５，演算手段６，危険度判
定手段７から構成されており、ＣＣＤカメラ２から入力
されたアナログ画像信号は、まず、Ａ／Ｄ変換器３によ
ってデジタル画像信号へ変換処理されるようになってい
る。

【００１４】そして、Ａ／Ｄ変換器３で処理されたデジ
タル画像信号は、第１フレームメモリ４Ａ，第２フレー
ムメモリ４Ｂに交互に周期的に格納されるようになって
いる。このデジタル画像信号の格納周期は、後述のオプ
ティカルフロー（以下、単にフローとも略す）の算出等
の画像処理能力で決まるが、ここでは、例えば、１０フ
レーム（１フレーム１／３０秒）毎に５フレームの位相
差で各フレームメモリ４Ａ，４Ｂにデジタル画像信号が
入力されるようになっているものとする。

【００１５】オプティカルフロー算出手段５は、各フレ
ームメモリ４Ａ，４Ｂに格納された撮像時間の異なるデ
ジタル画像信号に基づきオプティカルフローを算出する
ようになっている。このオプティカルフロー算出手段５
におけるオプティカルフローの算出処理について説明す
ると、次のようになる。まず、第１フレームメモリ４Ａ
に格納された時間ｔにおける撮像画像（第１フレーム）
から着目画像（画素）を抽出し、続いて、第２フレーム
メモリ４Ｂに格納された時間ｔ＋Δｔ〔Δｔ＝５／３０
秒（５フレーム分）〕における撮像画像（第２フレー
ム）の着目画像（画素）を抽出する。この着目画素の設
定は、一定の閾値以上の画素を選定するようにしてもよ
く、また、撮像画像上において周囲画素の輝度の平均よ
りも特に高輝度の画素を選定するようにしてもよい。

【００１６】ここで、図２（ａ），（ｂ）に示すよう
に、異なる時間において、後方から隣車線（以下、隣レ
ーンという）上を接近してくる後続車両１０１を撮像し
たとする。図２（ａ）に示す画像１００Ａを時間ｔにお
ける撮像画像とし、図２（ｂ）に示す画像１００Ｂを時
間ｔ＋Δｔにおける撮像画像とすると、それぞれの画像
１００Ａ，１００Ｂから例えば着目画素Ｐ_A1，Ｐ_A2，Ｐ
_B1，Ｐ_B2を抽出する。なお、ここでは、説明の便宜上、
各画像の着目画素は２つとしているが、実際はさらに多
くの着目画素を抽出することになる。

【００１７】そして、それぞれの着目画素Ｐ_A1，Ｐ_A2，
Ｐ_B1，Ｐ_B2にウインドウＳ_A1，Ｓ_A2，Ｓ_B1，Ｓ_B2を設定
し、２画面１００Ａ，１００Ｂ間のウインドウＳ_A1，Ｓ
_A2，Ｓ_B1，Ｓ_B2の同一性を検証して、２画面１００Ａ，
１００Ｂ間の対応する着目画素を求めるようになってい
るのである。このウインドウの同一性の検証方法として
は、公知の方法を用いることができ、例えば、特開平８
−８３３４５号公報に記載されているように、相関法や
勾配法により検証することができる。

【００１８】そして、２画面１００Ａ，１００Ｂ間の対
応する着目画素が求められると、これらの着目画素を結
んだベクトルがオプティカルフローとなるのである。こ
こでは、ウインドウＳ_A1とＳ_B1とが同一であり、ウイン
ドウＳ_A2とＳ_B2とが同一であるので、着目画素はＰ_A1と
Ｐ_B1とが対応し、Ｐ_A2とＰ_B2とが対応しており、それぞ
れを結ぶことによりオプティカルフローｆ₁ ，ｆ₂ が求
められる。

【００１９】このようにして、他の対応する着目画素に
ついても対応を検証していくことにより、図２（ｃ）に
示すように、後方を走行する後続車両１０１に対応した
複数のオプティカルフロー（オプティカルフロー群）Ｆ
が得られるのである。なお、後続車両１０１以外にも、
道路標識１０２等の周囲風景に対応したオプティカルフ
ローも得られるが、これらは自車両から相対的に遠ざか
るように（いわゆる無限遠点方向に収束するように）移
動しているので、後続車両１０１に対応するオプティカ
ルフロー群Ｆとは、ベクトルの向きが逆となる。そこ
で、オプティカルフロー算出手段５では、ベクトルの向
きに閾値を設け、自車両に接近する方向のオプティカル
フローのみ算出するようになっている。

【００２０】ところで、ここで得られたオプティカルフ
ローＦは、実際の車両と後続車両１０１との位置関係に
対してどのように対応しているのか説明すると、図３に
示すような幾何学的関係で表すことができる。図３は、
水平面内での幾何学的関係を表したものであるが、隣車
線までの距離をＷ、自車両１から後続車両１０１までの
距離をＺとし、ＣＣＤカメラ２の画面上での横方向距離
をＸ、ＣＣＤカメラ２の焦点距離をＤとしている。ここ
で、Ｎフレーム間（Ｎ／３０秒間）での後続車両１０１
の相対移動距離をｄｚ、ＣＣＤカメラ２の画面上での横
方向移動距離をｄｘとすると、画面上横方向移動距離ｄ
ｘは、次のように表される。 ｄｘ＝Ｗ×Ｄ×（１／（Ｚ−ｄｚ）−１／Ｚ） ・・・・・・・・（１） また、自車両に対する後続車両１０１Ａの相対速度をＶ
s とすると、Ｎフレーム間での後続車両１０１の相対移
動距離ｄｚは（Ｖs ／３０）×Ｎとなるので、画面上水
平方向移動距離ｄｘは、次のように表すことができる。 ｄｘ＝Ｗ×Ｄ×（３０／（３０×Ｚ−Ｖs ×Ｎ）−１／Ｚ）・・・・・（２） この画面上水平方向移動距離ｄｘを画素単位であらわし
た、フレームメモリ上の水平移動距離ｄＰx(pixel)は、
ＣＣＤカメラ２の水平有効サイズをＬ１、水平画素数を
ｎ１とすると、次式のように表すことができる。 ｄＰx(pixel)＝ｄｘ×（ｎ１／Ｌ１） ＝Ｗ×Ｄ×（３０／（３０×Ｚ−Ｖs ×Ｎ）−１／Ｚ） ×（ｎ１／Ｌ１） ・・・・・・・・（３） 同様に、フレームメモリ上の垂直移動距離ｄＰy(pixel)
は、ＣＣＤカメラ２の設置高さをＨ、ＣＣＤカメラ２の
垂直有効サイズをＬ２、垂直画素数をｎ２とすると、次
式のように表すことができる。 ｄＰy(pixel)＝Ｈ×Ｄ×（３０／（３０×Ｚ−Ｖs ／Ｎ）−１／Ｚ） ×（ｎ２／Ｌ２） ・・・・・・・・（４） ここで、フレームメモリ上のオプティカルフローの大き
さｄＰａは、水平移動距離ｄＰx(pixel)，垂直移動距離
ｄＰy(pixel)を用いると、 ｄＰa ＝（ｄＰx²＋ｄＰy²）^1/2 ・・・・・・・・（５） であらわすことができるので、（３）式，（４）式に示
す水平移動距離ｄＰx(pixel)，垂直移動距離ｄＰy(pixe
l)と相対速度Ｖs ，車間距離Ｚとの関係から、相対速度
Ｖs が大きく、車間距離Ｚが短いほど、オプティカルフ
ローの大きさ（以下、単にフローの大きさという）ｄＰ
ａは大きくなることがわかる。つまり、仮に相対速度Ｖ
s が一定ならば、フローの大きさｄＰａが大きくなるほ
ど、自車両１と後続車両１０１との車間距離Ｚが詰まっ
てきていると判定することができる。

【００２１】このフローの大きさｄＰａの算出は、演算
手段６において行なわれ、演算手段６は、後方を走行す
る後続車両１０１に対応する全てのオプティカルフロー
（オプティカルフロー群）Ｆについて、それらの大きさ
ｄＰａを算出するようになっている。また、演算手段６
は、後続車両１０１に対応するオプティカルフローの総
数（以下、単にフローの総数という）Ｍ、即ち、後続車
両１０１に対応する着目画素の総数を算出するようにな
っている。なお、このフローの総数Ｍは、被検出車両の
前面面積をＡ、ＣＣＤカメラ２の総画素数をＡc 、ＣＣ
Ｄカメラ２の水平画角をθ１、ＣＣＤカメラ２の垂直画
角をθ２としたとき、次式のように算出することができ
る。 Ｍ＝Ａ×Ａc ／（４×ｔａｎ（θ１／２）×ｔａｎ（θ２／２））／Ｚ² ・・・・・・・・（６） さらに、演算手段６は、先に算出した後続車両１０１に
対応するＭ個のフローの大きさｄＰa の総和、即ち、後
続車両１０１に対応するオプティカルフローの総量（以
下、単にフローの総量という）ΣｄＰa を算出するよう
になっている。そして、算出したフローの総数Ｍ、フロ
ーの総量ΣｄＰa から、フローの大きさｄＰa の平均値
ｄＰave.（ｄＰave.＝ΣｄＰa ／Ｍ）を算出するように
なっている。

【００２２】こうして演算手段６において演算されたフ
ローの大きさの平均値ｄＰave.は、危険度判定手段７に
おいて、自車両に対する後続車両１０１の危険度、即
ち、自車両が後続車両１０１の走行する隣車線へ車線変
更する際の危険度を判定する際の基準とされる。つま
り、危険度判定手段７は、フローの大きさの平均値ｄＰ
ave.が所定値を越えたときには、隣車線への車線変更は
危険と判定して警報表示モニター８を作動させるように
なっているのである。なお、警報表示モニター８は、フ
ローの大きさの平均値ｄＰave.に基づく危険度が段階的
に示されるようになっており、危険度が所定値を越えた
時には、警報音や警報表示によってドライバに警告する
ようになっている。

【００２３】ここで、フローの大きさの平均値ｄＰave.
を危険度判定の基準に適用する意義について説明する
と、まず、その前に危険度情報として一般に用いられる
減速度関数について説明する必要がある。通常、２台の
車両が前後に連なって走行する場合の安全走行距離Ｄs
は、先行車両がブレーキをかけた場合を想定して次式の
ように定められている。 Ｄs ＝Ｖr ×Ｔm ＋Ｖr²／２／Ａr −Ｖf²／２／Ａf ・・・・・・・（７） 上式においてＴm は車間時間であり、Ｖf ，Ｖr はそれ
ぞれ自車両（即ち、先行車両）, 後続車両の車速、Ａf
，Ａr はそれぞれ自車両（即ち、先行車両）,後続車両
の減速度を示している。

【００２４】ここで、高速道路での通常走行では、車間
時間Ｔm は１〜２秒、一般的なドライバが踏める最大減
速度は６．０m/s²と言われており、車間時間Ｔm を１．
３秒、自車両の減速度Ａf を６．０m/s²とすると、後続
車両の減速度Ａr は次式で表すことができる。 Ａr ＝（Ｖr²／２）／（Ｄs −１．３×Ｖr ＋Ｖf²／１２）・・・・・（８） 上式は、車速Ｖf で走行中の自車両が、通常考えられる
最大減速度（６．０m/s²）で急減速した時に、一般的な
車間時間１．３秒の安全車間距離Ｄs を保つのに必要
な、車速Ｖr で走行中の後続車に要求される減速度Ａr
に対応しており、この減速度Ａr が一般的に危険度とし
て用いられている減速度関数である。

【００２５】この減速度関数Ａr により表される危険度
は、（８）式からもわかるように、車間距離Ｄs が短い
ほど、また、車両間の速度差（即ち、Ｖr −Ｖf ）が大
きいほど、大きくなっており、実際の走行におけるドラ
イバの感覚にも適合したものである。したがって、この
減速度関数により表される危険度と同様の特性をもった
危険度判定のパラメータを設定することが有意義と考え
られる。

【００２６】ところで、（３）式〜（５）式で表される
フローの大きさｄＰa も、前述のように相対速度Ｖs が
大きいほど、また、車間距離Ｚが短いほど、大きくなっ
ているので、減速度関数Ａr により表される危険度とそ
の特性が一致している。ところが、オプティカルフロー
の算出基準となる画像上の着目画素は、輝度差に基づい
て設定されるため、光の反射具合等により突然消失する
ことがある。このような場合、オプティカルフローも消
失してしまうため、任意の一つのオプティカルフローに
着目しただけでは、連続的にフローの大きさｄＰa の評
価を行ない危険度を判定することはできない。

【００２７】一方、前述のフローの総数Ｍやフローの総
和ΣｄＰa を危険度判定のパラメータとして適用するこ
とも考えられる。しかしながら、フローの総数Ｍは、
（６）式に示すように、車間距離Ｚが短いほど大きくな
る点では、減速度関数Ａr により表される危険度と特性
が一致するが、被検出車両の前面面積Ａの影響を受け、
また、相対速度とは無関係である。このため、フローの
総数Ｍが大きくなったとしても、それが車間距離が短く
なったためなのか、それとも被検出車両が大きいためな
のか区別がつかない。また、実際の走行では、オプティ
カルフローの発生総数は被検出車両の前面面積の他に、
車両の形状や色の影響も受け、さらには、前述のよう
に、オプティカルフローの一つ一つは、光の反射具合等
により消失したり発生したりするため、正確な危険度判
定をすることはできない。

【００２８】同様に、フローの総量ΣｄＰa では、
（３）式〜（６）式から分かるように、相対速度Ｖs が
大きいほど、また、車間距離Ｚが短いほど大きくなる点
では、減速度関数Ａr により表される危険度と一致する
が、被検出車両の前面面積Ａの影響を受ける点ではフロ
ーの総数Ｍと同様であり、相対速度Ｖs ，車間距離Ｚに
基づく正確な危険度判定をすることはできない。

【００２９】これに対し、フローの大きさの平均値ｄＰ
ave.では、フローの総和ΣｄＰa をフローの総数Ｍで除
算することにより、被検出車両の前面面積Ａや車両の形
状や色等の影響は排除される。また、複数のフローの大
きさｄＰa の平均であるため、仮に着目画素の一つが画
面上から消失したとしても、フローの大きさの平均値ｄ
Ｐave.の連続性が失われたり、大きく変化したりするこ
とはない。

【００３０】そして、図４に示すように、フローの大き
さの平均値ｄＰave.の車間距離Ｚに対する特性は、減速
度関数Ａr により表される危険度の特性と一致してい
る。なお、ここでは、フローの大きさの平均値ｄＰave.
を（３）式〜（５）式から算出されるフローの大きさｄ
Ｐa で表しており、（３）式，（４）式における各変数
の値は次の値を用いている。Ｗ：３．５ｍ，Ｈ：１．４
ｍ，Ｄ：０．００１５ｍ，Ｎ：５フレーム，ｎ１：２５
６pixel ，ｎ２：２４０pixel ，Ｌ１：０．００６５４
ｍ，Ｌ２：０．００４８９ｍ，Ｖs ：４０ｋｍ／ｈ。ま
た、減速度関数により表される危険度Ａr の算出にあた
り（８）式における各変数は次の値を用いている。Ｖf
：８０ｋｍ／ｈ，Ｖr ：１２０ｋｍ／ｈ。

【００３１】つまり、フローの大きさの平均値ｄＰave.
を危険度判定の基準とすることにより、減速度関数Ａr
により表される危険度と同様に、車間距離Ｚが短いほ
ど、また、相対速度Ｖs が大きいほど危険度が大きくな
るという、実際の走行におけるドライバの感覚にも適合
した危険度判定を行なうようになっているのである。こ
こで、図５，図６は、実際に車両に本オプティカルフロ
ー式後方情報検出装置を搭載し実験した結果を示すもの
である。

【００３２】まず、図５は、フローの総数Ｍの理論値と
実験値とを比較したものであり、実線は（６）式で示さ
れるフローの総数Ｍの理論値であり、□は相対速度Ｖs
を４０ｋｍ／ｈに設定した場合の実験値、▲は相対速度
Ｖs を５ｋｍ／ｈに設定した場合の実験値である。図５
に示すように、車間距離Ｚが短いほどフローの総数Ｍも
増加傾向にはあるが、理論値にはのっておらず、また、
相対速度Ｖs が小さいほど不安点になっている。したが
って、この実験結果からも、フローの総数Ｍは危険度と
しては不適当であることがわかる。また、実験データに
はないが、フローの総量ΣｄＰa も同様のことが言え
る。

【００３３】一方、図６は、フローの大きさの平均値ｄ
Ｐave.の理論値と実験値とを比較したものであり、実線
は（３）式〜（５）式で示されるフローの大きさｄＰav
e.の理論値であり、□が実験で得られたフローの大きさ
の平均値ｄＰave.である。図６に示すように、危険度の
高い状況、即ち、相対速度が大きく車間距離が狭い状況
でも、フローの大きさの平均値ｄＰave.は安定して理論
値にのっており、フローの大きさの平均値ｄＰave.を危
険度として用いることが可能であることが、この実験結
果からも確認できる。

【００３４】本発明の一実施形態としてのオプティカル
フロー式後方情報検出装置は上述のように構成されてい
るので、例えば、図７，図８に示すような流れで危険度
判定処理が行なわれる。図７に示すように、まず、ＣＣ
Ｄカメラ２より時間ｔにおいて撮像した後方画像を、Ａ
／Ｄ変換器３でＡ／Ｄ変換して第１フレームメモリ４Ａ
に格納する（ステップＳ１００）。次いで、そのΔｔ時
間〔例えば、５／３０秒（５フレーム分）〕後に撮像し
た後方画像を第２フレームメモリ４Ｂに格納する（ステ
ップＳ２００）。

【００３５】オプティカルフロー算出手段５では、各フ
レームメモリ４Ａ，４Ｂに格納されたそれぞれの画像か
ら輝度差に基づいて着目画素を抽出し、２つの画像間に
おける着目画素の対応を求める（ステップＳ３００）。
そして、対応する着目画素を結んだベクトルとしてのオ
プティカルフローを得る。このとき、ＣＣＤカメラ２で
撮像される画像には、後続車両等の他に道路標識等の周
囲風景も含まれるが、オプティカルフロー算出手段５で
は、２画面間の対応着目画素を結んだベクトルの向きに
閾値を設け、後続車両等の自車両に接近する移動物体に
対応するオプティカルフローのみを算出する（以上、ス
テップＳ４００）。

【００３６】演算手段６では、オプティカルフロー算出
手段５で算出された後続車両に対応するオプティカルフ
ローに基づき危険度、即ち、オプティカルフローの大き
さの平均値ｄＰave.を算出する（ステップＳ５００）。
この危険度（平均値）ｄＰave.の算出においては、図８
に示すように、まず、後続車両に対応する各オプティカ
ルフローの大きさｄＰa を算出するとともに（ステップ
Ｓ５１０）、後続車両に対応するオプティカルフローの
総数Ｍを算出する（ステップＳ５２０）。次に、後続車
両に対応するＭ個のフローの大きさｄＰa の総和、即
ち、フローの総量ΣｄＰa を算出し（ステップＳ５３
０）、算出したフローの総数Ｍ、フローの総量ΣｄＰa
から、フローの大きさｄＰa の平均値ｄＰave.（ｄＰav
e.＝ΣｄＰa／Ｍ）を算出して危険度とする（ステップ
Ｓ５３０）。

【００３７】危険度判定手段７では、演算手段６におい
て演算された危険度（フローの大きさの平均値ｄＰav
e.）を予め設定した所定値と比較し（ステップＳ６０
０）、危険度が所定値を越えたときには、隣レーンへの
車線変更は危険と判定して警報表示モニター８に警報表
示させる。（ステップＳ７００） このように、本オプティカルフロー式後方情報検出装置
では、オプティカルフローの大きさｄＰａに基づき隣レ
ーンへの車線変更時の危険度判定を行なっているが、オ
プティカルフローの大きさｄＰａ自体は、フローの総数
Ｍやフローの総量ΣｄＰa のように後続車両の大きさの
影響を受けず、また、オプティカルフローの大きさｄＰ
a と減速度関数Ａr による危険度との相対速度Ｖs ，車
間距離Ｚに対する特性は一致しているので、被検出車両
の大きさによらず均一に、かつ、ドライバの感覚にも適
合した危険度判定を行なうことができる。

【００３８】また、一つのオプティカルフローの大きさ
ｄＰa を基準とするのではなく、後続車両に対応する全
てのオプティカルフローの大きさの平均値ｄＰave.を基
準として危険度判定を行なっているので、光の反射具合
の変化等によりオプティカルフローが消失したり、ま
た、後続車両の接近によりオプティカルフローが増加し
たような場合でも、それらの影響を受けずに、常に安定
した危険度判定を行なうことが可能である。

【００３９】特に、危険度が高い場面、即ち、後続車両
と自車両との車間距離Ｚが非常に狭くなっており、かつ
相対速度Ｖs が大きいような場合には、危険度に関する
情報も安定性が強く要求される。このような場合、ＣＣ
Ｄカメラ２上での後続車両の画像も大きくなるので、平
均化処理のサンプルとなる後続車両に対応するオプティ
カルフローの総数も増加し、また、相対速度Ｖs が大き
いほどオプティカルフローの大きさｄＰa も大きくなる
ので、オプティカルフローの大きさの平均値ｄＰave.の
算出精度も向上し、より安定した危険度判定が可能とな
る。

【００４０】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができることは言うまでもな
い。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のオプティ
カルフロー式後方情報検出装置によれば、オプティカル
フローの大きさの平均値に基づき危険度判定を行なって
いるので、光の反射具合の変化等の撮像状況によるオプ
ティカルフローの消失，発生や、移動物体の大きさによ
るオプティカルフローの総数の大小の影響を受けること
なく、後側方から接近してくる移動物体に対する危険度
を均一かつ安定して判定することができる。

【００４２】また、オプティカルフローの大きさと、一
般に減速度関数による危険度との相対速度，車間距離に
対する特性は一致しているので、ドライバの感覚にも適
合した危険度判定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのオプティカルフロ
ー式後方情報検出装置の構成を模式的に示すブロック図
である。

【図２】本発明の一実施形態としてのオプティカルフロ
ー式後方情報検出装置にかかるオプティカルフローの算
出方法について説明するための図であり、（ａ）は時間
ｔにおける撮像画像を示す図、（ｂ）は時間ｔ＋Δｔに
おける撮像画像を示す図、（ｃ）は（ａ），（ｂ）の撮
像画像から得られるオプティカルフローを示す図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態としてのオプティカルフロ
ー式後方情報検出装置にかかる実際の自車両及び後続車
両の位置関係とオプティカルフローとの幾何学的な対応
関係を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態としてのオプティカルフロ
ー式後方情報検出装置にかかるオプティカルフローの大
きさの平均値と車間距離との関係と、減速度関数による
危険度と車間距離との関係とを一つのグラフ上に表し、
それらの一致性を示す図である。

【図５】オプティカルフローの総数の実験値と理論値と
の対応関係を示す図である。

【図６】本発明の一実施形態としてのオプティカルフロ
ー式後方情報検出装置にかかるオプティカルフローの大
きさの平均値の実験値と理論値との対応関係を示す図で
ある。

【図７】本発明の一実施形態としてのオプティカルフロ
ー式後方情報検出装置の危険度判定処理の全体の流れを
説明するためのフローチャートである。

【図８】本発明の一実施形態としてのオプティカルフロ
ー式後方情報検出装置のオプティカルフローの大きさの
平均値の算出処理の流れを説明するためのフローチャー
トである。

【符号の説明】

２ ＣＣＤカメラ（撮像手段） ３ Ａ／Ｄ変換器 ４Ａ 第１フレームメモリ ４Ｂ 第２フレームメモリ ５ オプティカルフロー算出手段（ＤＳＰ） ６ 演算手段 ７ 危険度判定手段 ８ 警報表示モニター １０ ＥＣＵ １００Ａ，１００Ｂ 撮像画像 Ｐ_A1，Ｐ_A2，Ｐ_B1，Ｐ_B2 着目画素 Ｓ_A1，Ｓ_A2，Ｓ_B1，Ｓ_B2 ウインドウ ｆ₁ ，ｆ₂ オプティカルフロー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−50769（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−86314（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−18863（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−312819（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−292203（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−241855（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−314262（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 330 B60R 21/00 621 G06T 7/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自車両後方を所定周期で撮像する撮像手
   段と、該撮像手段で得られた複数画像からオプティカル
   フローを算出するオプティカルフロー算出手段とをそな
   え、該オプティカルフロー算出手段で算出された該オプ
   ティカルフローから該自車両に接近する移動物体を検出
   するオプティカルフロー式後方情報検出装置において、 該移動物体に対応するオプティカルフローの大きさの平
   均値を演算する演算手段と、 該演算手段で演算されたオプティカルフローの大きさの
   平均値を該移動物体の接近の危険度を示す代表値とし
   て、該平均値の大きさから該物体の接近の危険度を判定
   する危険度判定手段とをそなえたことを特徴とする、オ
   プティカルフロー式後方情報検出装置。