JP4013856B2 - 後側方警報装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両の近傍に存在する障害物を検出して、必要な場合に警報動作を行う後側方警報装置に関する。

従来より、車両の運転操作の安全性を高めることを目的として、走行している自車両の側方に存在する障害物を検出し、運転者に対して報知する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１には、自車両の側方に視軸を向けたビデオカメラで撮像した信号に基づいて側方車両を監視する車両側方監視装置が開示されている。この特許文献１にて開示される車両側方監視装置は、撮像した画像の各フレームから特徴点を抽出し、この特徴点がフレーム間に画像中を移動する移動量に基づいて、自車両の側方の画像におけるオプティカルフローを算出する。また、自車両の速度に基づいて、当該自車両が移動することによる画像の移動量に相当する移動フロー長を算出する。そして、算出されたオプティカルフローと移動フロー長とを比較して、両者が異なる場合には、自車両の側方に車両が存在するものと判定し、警報を発するようにしている。
特開平７−２９６２９７号公報

ところで、上述した特許文献１に記載された従来の技術においては、輝度分布といった画像情報に基づいて画像のフレーム毎に抽出した特徴点から、同一の特徴点を判別する必要がある。しかしながら、自車両の側方に存在する車両の輝度分布等の画像情報は、当該車両と自車両との相対的位置の変化による投影面の違いや、周囲の構造物による陰影の変化等に応じて、一定とならないものである。したがって、従来の技術においては、同一の特徴点であることを画像のフレーム間で判別することができない事態を招来し、この場合には、オプティカルフローを算出することができず、結果として、側方に存在する車両を検出することができなくなることがあった。

また、この種の従来の技術においては、計算処理に要する負荷が大きく、安価なＣＰＵ（Central Processing Unit）によって処理を実行せざるを得ない環境下では処理を行うことは困難であり、検出システムを構築するために要するコストの高騰を招来するという問題もあった。

特に、この種の従来技術は、撮像手段によって撮像される画像を用いた画像処理により、撮像手段の視野内に障害物が存在することを判定するようにしており、障害物が撮像手段の視野内から逸脱した場合にも同様の画像処理で障害物の存在を判定しようとすると、判定のためのアルゴリズムが更に複雑となって、ＣＰＵに極めて高い処理能力が要求され、コストアップが避けられない。

本発明は、以上のような従来の実情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で自車両の近傍に存在する障害物を精度良く検出して適切な警報動作を行うことができ、低コスト化を図ることができる後側方警報装置を提供することを目的としている。

本発明に係る後側方警報装置は、自車両後側方を視野範囲とする撮像手段により撮像された画像を用いて障害物を検出し、必要に応じて警報動作を行うものであり、障害物が撮像手段の視野範囲から逸脱するときにはこれを検出して、そのときに撮像手段により撮像される画像における垂直端面の輝度変化を観測し、その輝度の時間変化の変曲点に基づいて障害物の通過速度を算出して、撮像手段の視野範囲外における障害物の位置を予測することを特徴とする。

本発明に係る後側方警報装置によれば、障害物全体が撮像手段の視野範囲内に存在している場合には所定の画像処理手法を用いて当該障害物を検出する一方で、障害物全体が撮像手段の視野範囲から逸脱した後は、画像処理による検出を行わずに、画像における垂直端面の輝度の時間変化の変曲点をもとに障害物の通過速度を算出し、当該障害物の位置を予測して、これに基づいた警報動作を行うようにしているので、計算処理に要する負荷を低減して低コスト化を実現しながら、必要な場合に適切な警報動作を行うことができる。

以下、本発明を適用した後側方警報装置の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明を適用した後側方警報装置は、自車両に搭載されたカメラ（撮像手段）により撮像された画像を用いて、走行する自車両の後側方に存在する障害物を検出し、必要な場合に警報動作を行うものである。そして、特にこの後側方警報装置では、障害物全体がのカメラの視野範囲から逸脱した後は、一般的なテンプレートマッチング等の画像処理による検出を行わず、逸脱直後の障害物の通過速度等に基づいて当該障害物の位置を予測するようにしている。

（第１の実施形態）
まず、本発明を適用した第１の実施の形態の後側方警報装置について説明する。

図１に示すように、本実施形態の後側方警報装置は、自車両１０に搭載されたカメラ２１と、このカメラ２１によって撮像された画像に対して画像処理を施す画像処理装置２２と、カメラ２１の視野範囲外における障害物の位置を予測する位置予測装置２３と、警報動作を行う警報制御装置２４と、自車両１０におけるステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ２５と、自車両１０におけるウィンカを動作させるウィンカスイッチ２６と、所定の警報音を出力する警報ブザー２７と備えて構成される。

なお、これら各部のうち、画像処理装置２２は、障害物がカメラ２１の視野範囲から逸脱することを検出する障害物逸脱検出手段と、障害物がカメラ２１の視野範囲から逸脱する際に撮像される画像における垂直端面の輝度変化を観測する輝度変化観測手段とを構成し、位置予測装置２３は、輝度変化観測手段による観測結果に基づいて、カメラ２１の視野範囲外における障害物の位置を予測する位置予測手段を構成し、警報制御装置２４は、カメラ２１の視野範囲内における障害物の位置又は位置予測手段によって予測した障害物の位置と、運転者による自車両１０の操舵操作方向と、運転者によるウィンカの操作方向とに基づいて、警報動作を行う警報手段を構成するものである。

カメラ２１は、同図中斜線部Ａで示す領域、すなわち自車両１０の右後側方における所定の視野角からなる領域が視野範囲となるように、自車両１０に搭載されている。このカメラ２１は、自車両１０の右側を移動体障害物としての追越車両３０が追い越していく場合には、当該追越車両３０が自車両１０の右後方に到達した際に当該追越車両３０を含む画像を撮像することが可能とされる。このカメラ２１から出力される画像信号は、画像処理装置２３に供給される。

画像処理装置２２は、カメラ２１から出力される画像信号に対して所定の画像処理を施すことにより、カメラ２１の視野範囲内に進入した追越車両３０等の障害物を検出する。また、画像処理装置２２は、追越車両３０等の障害物がカメラ２１の視野範囲から逸脱する場合にそれを検出して、その検出信号を位置予測装置２３に供給する。

位置予測装置２３は、画像処理装置２２から供給された検出信号に基づいて、カメラ２１の視野範囲外における障害物の位置を予測する。位置予測装置２３は、予測した障害物の位置を示す予測信号を警報制御装置２４に供給する。

警報制御装置２４は、画像処理装置２２によって検出されたカメラ２１の視野範囲内における障害物の位置、または位置予測装置２３によって予測されたカメラ２１の視野範囲外における障害物の位置と、操舵角センサ２５によって検出された検出信号と、ウィンカスイッチ２６から供給されたウィンカ操作方向信号とに基づいて、自車両１０と追越車両３０等の障害物との接近状態を判定して、両者が接近状態にあると判定した場合には障害物警報ブザー２７を動作させることにより、警報動作を行う。

操舵角センサ２５は、運転者による図示しないステアリングの操舵角を検出する。この操舵角センサ２５によって検出された検出信号は、警報制御装置２４に供給される。

ウィンカスイッチ２６は、運転者による図示しないウィンカの操作方向に応じたウィンカ操作方向信号を生成する。このウィンカスイッチ２６によって生成されたウィンカ操作方向信号は、警報制御装置２４に供給される。

警報ブザー２７は、警報制御装置２４の制御のもとに、所定の警報音を出力する。

以上のように構成される後側方警報装置では、図２及び図３に示すような一連の処理を経ることで、障害物の検出及び警報動作を行う。

まず、後側方警報装置は、図２に示すように、ステップＳ１において、カメラ２１から出力される画像信号に基づいて画像処理装置２２において画像処理を行って、カメラ２１の視野範囲内に障害物が存在するかどうかを判断し、カメラ２１の視野範囲内に障害物が存在する場合にはその障害物の画像内での位置を算出する。この手法としては、例えば、いわゆるテンプレートマッチングやオプティカルフローの算出による処理等が考えられるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の負荷を可能な限り軽減し、安価なＣＰＵを用いたシステム構成とするために、計算負荷が高いオプティカルフローの算出よりもテンプレートマッチングを採用するのが望ましい。具体的には、後側方警報装置は、例えば、タイヤ間隔やヘッドライト間隔といったように、後方から当該自車両１０を追い越していく障害物の正面を捉えた画像から抽出できる特徴量をテンプレートとして設定して、このテンプレートを用いたマッチング処理により当該障害物の画像内における位置を算出する。

続いて、後側方警報装置は、ステップＳ２において、画像内での障害物の位置を実際の空間的な位置に変換する。この変換処理は、一般的な幾何学的変換手法を用いて容易に実現可能である。この変換処理を行うことで、後側方警報装置は、自車両１０に対する相対的な障害物の位置を設定することができる。

続いて、後側方警報装置は、ステップＳ３において、画像処理装置２２によって障害物が引き続きカメラ２１の視野範囲内に存在するか否かを判定する。すなわち、後側方警報装置は、画像処理装置２２によって障害物がカメラ２１の視野範囲から逸脱することを検出する。このとき、後側方警報装置は、ステップＳ２にて自車両１０と障害物との空間的な位置関係を把握していることから、この空間的な位置においてカメラ２１の視野角を比較することにより、障害物がカメラ２１の視野範囲から逸脱し始める瞬間を容易に観測することができる。

ここで、後側方警報装置は、障害物が引き続きカメラ２１の視野範囲内に存在しているものと判定した場合には、図３中ステップＳ１４へと処理を移行する。

一方、後側方警報装置は、障害物がカメラ２１の視野範囲から逸脱したものと判定した場合には、ステップＳ４へと処理を移行し、画像処理装置２２により、障害物がカメラ２１の視野範囲から逸脱する際に撮像される画像における垂直端面の縦方向輝度変化を観測する。すなわち、例えば図４（Ａ）に示すように、カメラ２１の視野範囲から障害物としての追越車両３０が逸脱しようとしている際に撮像される画像は、同図（Ｂ）に示すようなものとなるが、後側方警報装置は、この画像における追越車両３０の進行方向に対応する垂直端面ＥＤの縦方向輝度変化を観測する。

続いて、後側方警報装置は、ステップＳ５において、位置予測装置２３により、ステップＳ４における観測結果を時系列に並べて得られる輝度の時間変化のグラフの変曲点を求め、輝度変化が生じ始めた時刻から変曲点が生じた時刻までの時間Ｔｙを算定する。

具体的に説明すると、カメラ２１により例えば図５（Ａ）乃至同図（Ｃ）に示す画像が撮像された場合、垂直端面ＥＤの縦方向に輝度変化が生じるのは追越車両１００が垂直端面ＥＤに現れたときであるから、同図（Ａ）に示す画像が得られた時刻が、輝度変化が生じ始めた時刻となる。後側方警報装置は、この時刻を基準として、画像における垂直端面ＥＤの輝度変化を時系列で求めると、例えば同図（Ｄ）に示すグラフを得ることができる。なお、同図（Ｄ）に示すグラフは、縦軸に８ビット階調で表した輝度を示し、横軸に時間（又は追越車両３０の相対速度）を示したものである。また、このグラフにおけるａで表す部分は、同図（Ａ）に示す画像の垂直端面ＥＤ内における画素の輝度を示し、ｂで表す部分は、同図（Ｂ）に示す画像の垂直端面ＥＤ内における画素の輝度を示し、ｃで表す部分は、同図（Ｃ）に示す画像の垂直端面ＥＤ内における画素の輝度を示している。

後側方警報装置は、位置予測装置２３により、同図（Ｄ）に示すようなグラフから変曲点、すなわち、ｂで表す部分を求め、輝度変化が生じ始めた時刻から変曲点が生じた時刻までの時間Ｔｙを算定する。

また、後側方警報装置は、ステップＳ６において、位置予測装置２３によって障害物の通過速度を算出する。一般に、車両の正面の幅は１．７ｍであることが多いので、後側方警報装置は、この値を障害物の幅寸法のデフォルト値として定めておき、この値をステップＳ５にて算定した時間Ｔｙを除すことにより、障害物が画像における垂直端面ＥＤを通過する際の速度を算出する。なお、後側方警報装置は、例えば、カメラ２１の視野範囲内に存在する障害物の全体を検出したときに、テンプレートから得られたタイヤ幅や正面横方向の車両輪郭幅等に基づいて障害物の幅寸法を求めるようにしてもよい。

続いて、後側方警報装置は、ステップＳ７において、位置予測装置２３により、障害物がステップＳ６にて得られた通過速度で等速運動をしているものと仮定して、ステップＳ５にて求めた変曲点が生じた後、障害物が自車両１０を通過していくまでの間の当該障害物の相対的位置を予測する。具体的には、後側方警報装置は、ステップＳ６にて通過速度Ｖが得られた場合には、例えば図６に示すように、変曲点が生じた時間Ｔに通過速度Ｖを乗じることにより、相対的な位置をカメラ２１の視野範囲端面から算出して設定する。

続いて、後側方警報装置は、ステップＳ８において、自車両１０の速度を観測し、ステップＳ９において、自車両１０の速度がステップＳ６における障害物の通過速度の算出を行ったときよりも減速しているか否かを判定する。

ここで、後側方警報装置は、自車両１０の速度が減速しているものと判定した場合には、障害物の速度が自車両１０の速度に比べて相対的に速くなることから、ステップＳ１０において、減速分の速度δＶ×Ｔを、ステップＳ６における通過速度Ｖに加算して、図３中ステップＳ１３の処理へと移行する。

一方、後側方警報装置は、自車両１０の速度が減速していないものと判定した場合には、図３に示すように、ステップＳ１１において、自車両１０の速度がステップＳ６における障害物の通過速度の算出を行ったときよりも加速しているか否かを判定する。

ここで、後側方警報装置は、自車両１０の速度が加速していないものと判定した場合には、ステップＳ１３の処理へと移行する。

一方、後側方警報装置は、自車両１０の速度が加速しているものと判定した場合には、障害物の速度が自車両１０の速度に比べて相対的に遅くなることから、ステップＳ１２において、加速分の速度δＶ×Ｔを、ステップＳ６における通過速度Ｖから減算する。

そして、後側方警報装置は、ステップＳ１３において、予測した位置が予め設定した範囲内にあるか否かを判定する。

ここで、後側方警報装置は、予測した位置が予め設定した範囲内にあるものと判定した場合には、図２中ステップＳ７からの処理を繰り返す一方で、予測した位置が予め設定した範囲内にないものと判定した場合には、障害物が既にカメラ２１の視野範囲から逸脱したものと判定し、ステップＳ１４以降の後側方警報としての処理に移行する。

後側方警報装置は、後側方警報としての処理に移行すると、ステップＳ１４において、自車両１０と障害物との距離を算出し、ステップＳ１５において、運転者によって自車両１０が障害物に近付く方向を指示するウィンカが操作されたか否かを判定する。

ここで、後側方警報装置は、ウィンカが操作されたものと判定した場合には、ステップＳ１７へと処理を移行する一方で、ウィンカが操作されていないものと判定した場合には、ステップＳ１６において、運転者によって自車両１０が障害物に近付く方向へと操舵操作されたか否かを判定する。

そして、後側方警報装置は、操舵操作されていないものと判定した場合には、障害物との接触の可能性がないものと判定し、図２中ステップＳ１から処理を繰り返す。

一方、後側方警報装置は、操舵操作されたものと判定した場合には、ステップＳ１７において、ステップＳ１４にて算出した自車両１０と障害物との距離が所定値よりも小さいか否かを判定する。

そして、後側方警報装置は、自車両１０と障害物との距離が所定値以上であると判定した場合には、障害物との接触の可能性がないものと判定し、図２中ステップＳ７からの処理を繰り返す。

一方、後側方警報装置は、自車両１０と障害物との距離が所定値よりも小さいものと判定した場合には、走行レーンのチェンジ時に障害物との接触の可能性があるものと判定し、ステップＳ１８において、運転者の注意を喚起すべく、後側方警報装置２４を用いて所定の警報動作を行い、一連の処理を終了する。

後側方警報装置は、以上のような一連の処理を経ることにより、自車両１０の後側方に存在する障害物を検出して、自車両１０が障害物と接触する可能性がある場合に適切な警報動作を行うことができる。

なお、以上では、説明の便宜上、障害物が自車両１０の後方から前方へと追い越していき、当該障害物がカメラ２１の視野範囲端面を通過する際の相対的な速度変化は一切ないものと仮定しているが、側方車両通過の形態としては、自車両１０が側方に存在する車両を追い越すことも考えられる。

このように自車両１０が側方に存在する車両を追い越す場合には、車両の後方がセンサの視野範囲内に進入してくることになる。ただし、この場合、運転者は、斜め前方の車両を認識することは容易である。したがって、後側方警報装置は、自車両１０が障害物を追い越していく場合には利用する必要はなく、障害物が完全にセンサの視野範囲内に進入するまでは、この後側方警報装置の機能を停止させておいても問題ない。

運転者にとって後側方警報にて注意すべき範囲は、カメラ２１の視野範囲内に後方から運転者に気付かないように接近してきた障害物の位置と、カメラ２１の視野範囲から逸脱して正面画角が２０°程度まで前方の範囲に障害物が移動した場合と考えられる。したがって、後側方警報装置は、後方から接近してきた障害物については確実に検出できるようにして、当該障害物の存在に対応することができるようにすればよいと考えられる。

一方、後側方警報装置においては、画像における垂直端面を障害物が通過する際には、一律に単純な変曲点が認められる保証はない。すなわち、画像における垂直端面の縦方向輝度変化の観測結果を時系列に並べて得られる輝度の時間変化のグラフは、当該障害物が端面を通過する際の相対的な速度変化に応じて、例えば図７に示すように、複数の変曲点が生じるものとなる場合がある。

このような場合、後側方警報装置は、図２中ステップＳ７の処理を変更し、図７に示した輝度の変化の傾きが複数の変曲点を経てなだらかになった場面を検出すればよい。

この輝度の変化の傾きがなだらかになった場面は、相対的な速度変化が生じた場合であっても、障害物の正面の全てがカメラ２１の視野範囲外に逸脱したことを意味している。したがって、後側方警報装置は、この輝度の変化の傾きがなだらかになった時刻から位置を基準にして、障害物の位置を予測するようにすればよい。この場合、後側方警報装置は、障害物の挙動予測のための速度として、傾きが変化するまでの時間を車両幅から除し、加減速があったなかでの平均的な値を用いる。

以上詳細に説明したように、第１の実施の形態として示した後側方警報装置は、画像処理装置２２を用いて、障害物がカメラ２１の視野範囲から逸脱することを検出するとともに、障害物がカメラ２１の視野範囲から逸脱する際に撮像される画像における垂直端面の輝度変化を観測し、この観測結果に基づいて、位置予測装置２３を用いてカメラ２１の視野範囲外における障害物の位置を予測する。すなわち、この後側方警報装置は、通常であれば、障害物全体がカメラ２１の視野範囲内に存在している場合には所定の画像処理手法を用いて当該障害物を検出する一方で、障害物がカメラ２１の視野範囲から逸脱した場合には必要なアルゴリズムが複雑となることに起因して高いＣＰＵの性能が要求される他の画像処理手法を用いる必要があるところ、障害物全体がカメラ２１の視野範囲から逸脱した後は、画像処理による検出を行わずに当該障害物の位置を予測する。したがって、この後側方警報装置は、単純なセンサ演算構成を実現することができる。

また、この後側方警報装置は、位置予測装置２３により、画像における垂直端面の輝度の時間変化の変曲点を求め、この変曲点に基づいて、障害物の通過速度を算出する。すなわち、この後側方警報装置は、障害物全体がカメラ２１の視野範囲から逸脱する直前の速度パラメータを視野角端面の単純な時間的変化に基づいて算出することができる。したがって、この後側方警報装置は、安価なＣＰＵ環境下であっても、容易に障害物の位置を予測することが可能となり、また、カメラ２１の視野範囲から逸脱する直前の障害物の速度を測定することにより、位置の予測精度を向上させることができる。

さらに、この後側方警報装置は、位置予測装置２３によって予測した障害物の位置と、運転者による自車両１０の操舵操作方向と、運転者によるウィンカの操作方向とに基づいて、警報制御装置２４の制御のもとに警報動作を適宜行うことから、運転者に対して適切に注意を喚起することができる。

以上のように、この後側方警報装置は、単純な構成のもとに高精度且つ確実に自車両の後側方に存在する障害物を検出することができ、低コスト化を実現しながら、必要な場合に適切な警報動作を行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を適用した第２の実施の形態の後側方警報装置について説明する。本実施形態の後側方警報装置は、カメラ２１により撮像された画像からテンプレートマッチングによってカメラ２１の視野範囲内に存在する障害物を検出する際に、基本的にはカメラ２１の視野範囲の両端にマッチングのためのウィンドウを設定し、求められるべき変曲点が所定時間内に求められなかった場合や、変曲点が所定時間内に多数求められた場合等には、ウィンドウ幅を拡げて視野範囲を広い範囲でスキャンするようにしたものである。以下、本実施形態の後側方警報装置に特徴的な部分を中心に説明し、第１の実施の形態と同様の部分については、同一の符号及び同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態の後側方警報は、自車両１０に搭載されたカメラ２１、画像処理装置２２、位置予測装置２３、警報制御装置２４、操舵角センサ２５、ウィンカスイッチ２６、警報ブザー２７の他、テンプレートマッチングを行う際のウィンドウを設定するウィンドウ設定装置２８と、画像処理装置２２において視野端面の輝度変化を観測した結果に基づいてこのウィンドウ設定装置２８に対して設定ウィンドウの幅を指定するウィンドウ幅指定装置２９とを備えて構成される。

ウィンドウ設定装置２８は、画像処理装置２２においてカメラ２１の視野範囲内に存在する障害物を検出するためのテンプレートマッチングを行う範囲（ウィンドウ）を設定するものである。また、ウィンドウ幅指定装置２９は、ウィンドウ設定装置２８に対して設定するウィンドウの幅を指定するものであり、特にこのウィンドウ幅指定装置２９は、図２中ステップＳ７にて求められるべき変曲点が所定時間内に求められなかった場合や、変曲点が所定時間内に多数求められた場合等には、カメラ２１の視野両端以外の広い領域もスキャンされるように、ウィンドウ設定装置２８に対して、広い幅でウィンドウの設定を行うように指定する。

このような後側方警報装置は、自車両１０の後側方に存在する障害物を検出するために、基本的には先に図２及び図３に示した一連の処理と同様の処理を行うが、図２中ステップＳ１での処理の中で、ウィンドウ設定装置２８によるウィンドウ設定についての処理が行われるとともに、図２中ステップＳ７の処理の後段に、ウィンドウ幅指示装置２９によるウィンドウ幅を指定する処理が付加される。

すなわち、本実施形態の後側方警報装置は、図２中ステップＳ１の処理の中で、テンプレートマッチングを行うためのウィンドウを設定する。ここで、後側方警報装置は、カメラ２１の視野範囲内に障害物が存在しない場合には、障害物がカメラ２１の視野範囲の両端から進入してくることを考慮して、カメラ２１の視野範囲の両端にウィンドウを設定し、視野範囲の両端（カメラ２１により撮像された画像の両端）をスキャンして、障害物が視野範囲内に進入することを監視する。

具体的には、図９に示すように、ステップＳ３１において、ウィンドウ幅指定装置２９が指定するウィンドウ幅をウィンドウ設定装置２８が読み込み、テンプレートマッチングのためのウィンドウを設定する。そして、ステップＳ３２において、カメラ２１の視野両端に設定したウィンドウ内の領域をスキャンした結果、障害物が出現したか否かを判定する。

ここで、後側方警報装置は、障害物が出現していないものと判定した場合には、ステップＳ３２の処理を繰り返す一方で、障害物が出現したものと判定した場合には、ステップＳ３３において、設定したウィンドウ内をテンプレートマッチングし、図２中ステップＳ２以降へと処理を移行する。

そして、後側方警報装置は、図２中ステップＳ２乃至ステップＳ７の処理を終了すると、図１０に示すように、ステップＳ５１において、ウィンドウ幅指定装置２９により、変曲点が求められたか否かを判定する。

ここで、後側方警報装置は、変曲点が求められていないものと判定した場合には、ステップＳ５２において、ウィンドウ幅指定装置２９により、図９にて設定したウィンドウ幅を大きく設定した後、図２中ステップ８以降へと処理を移行する。

一方、後側方警報装置は、変曲点が求められたものと判定した場合には、ステップＳ５３において、ウィンドウ幅指定装置２９により、図９にて設定したウィンドウ幅を小さく設定し、図２中ステップ８以降へと処理を移行する。

このように、後側方警報装置は、変曲点を監視する機能を利用して、テンプレートマッチングを行う際に、ウィンドウ設定装置２８によってウィンドウを設定し、求められるべき変曲点が所定時間内に求められなかった場合や、変曲点が所定時間内に多数求められた場合等には、ウィンドウ幅指定装置２９からウィンドウ設定装置２８に対して広いウィンドウ幅での設定を行うように指定する。

後側方警報装置は、広いウィンドウ幅での設定を指定した場合には、光学的外乱等の影響により、画像から障害物の挙動を検出しにくい状態であることを把握しており、検出の信頼性を向上させるべく、画像処理装置２２によってカメラ２１の視野範囲内の全ての領域を改めてスキャンする。

このとき、後側方警報装置は、ＣＰＵの処理速度を低速に抑え、安価にシステムを実現すべく、常時スキャンするのではなく、特異的な異常が発生した場合のみ、特別な処理を行うようにする。

後側方警報装置は、上述した場合においても、視野内の全ての領域をスキャンして障害物を検出した場合には、その時点から、第１の実施の形態として示した後側方警報装置における図２中ステップＳ１の処理を行う。この場合、後側方警報装置は、後側方警報の処理においては後側方に複数の障害物が存在した場合であっても、自車両１０に影響が大きいもののみに注目すればよいことから、小さなウィンドウ幅のウィンドウを用いて当該障害物のみをトレースすることになる。

以上詳細に説明したように、第２の実施の形態として示した後側方警報装置は、変曲点が所定時間内に求められなかった場合や、変曲点が所定時間内に多数求められた場合には、画像処理装置２２によってカメラ２１の視野範囲内の全ての領域を改めてスキャンすることから、光学的外乱等の影響により、変曲点に基づく障害物の速度算出を行うことができず、画像から当該障害物の挙動を検出しにくい場合であっても、確実に当該障害物を検出することができ、検出の信頼性を向上させることができる。

また、この後側方警報装置は、カメラ２１によって撮像された画像からテンプレートマッチングによって障害物を検出する際に、マッチングを行うウィンドウを設定し、このウィンドウの幅を適宜変更できるようにしているので、自車両１０に影響が大きい障害物のみに注目して適切なウィンドウ幅のウィンドウを用いて当該障害物のみをトレースすることが可能となり、ＣＰＵの負荷を軽減することができる。

以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明が上述した実施の形態に限定されるものではないことは勿論である。例えば、上述した各実施の形態では、所定の警報音を出力することによって警報動作を行うものとして説明したが、本発明は、所定の視覚的な情報を表示画面に表示することによって警報動作を行うようにしてもよく、警報動作としては任意の手法を適用することができる。

また、上述した実施の形態では、後側方警報装置を構成する各部が恰も物理的に別個の装置であるものとして説明したが、本発明は、例えばＣＰＵ等によって実行可能なソフトウェアとして構成することもできることは勿論である。その他、本発明は、上述した実施の形態以外の形態であっても、当該本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはいうまでもない。

第１の実施形態の後側方警報装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の後側方警報装置で自車両の後側方に存在する障害物を検出して接触の可能性がある場合に警報動作を行う一連の処理を説明するフローチャートである。 第１の実施形態の後側方警報装置で自車両の後側方に存在する障害物を検出して接触の可能性がある場合に警報動作を行う一連の処理を説明するフローチャートである。 障害物がカメラの視野範囲から逸脱する際の画像における垂直端面の縦方向輝度変化を観測する様子を説明するための図であり、（Ａ）はカメラの視野範囲から障害物としての追越車両が逸脱しようとしている様子を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す状況でカメラにより撮像される画像を示す図である。 障害物がカメラの視野範囲から逸脱する際の画像における垂直端面の縦方向輝度変化を観測した結果を分析する処理を説明するための図であり、（Ａ）は輝度変化が生じ始めた時刻に撮像された画像を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す画像よりも後の時刻に撮像された画像を示す図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に示す画像よりもさらに後の時刻に撮像された画像を示す図であり、（Ｄ）は（Ａ）乃至（Ｃ）で示す画像における垂直端面の輝度変化を時系列で求めたグラフを示す図である。 図５（Ｄ）に示す変曲点が生じた後、障害物が自車両を通過していくまでの間の当該障害物の相対的位置を予測する処理を説明するための図である。 画像における垂直端面の輝度変化を時系列で求めたグラフを示す図であって、複数の変曲点が生じている様子を説明するための図である。 第２の実施形態の後側方警報装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の後側方警報装置でカメラの視野範囲内に存在する障害物を検出する処理を説明するフローチャートである。 第２の実施形態の後側方警報装置で輝度変化の観測結果に応じて設定ウィンドウ幅の指定を行う処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ 自車両
２１ カメラ
２２ 画像処理装置
２３ 位置予測装置
２４ 警報制御装置
２５ 操舵角センサ
２６ ウィンカスイッチ
２７ 警報ブザー
２８ ウィンドウ設定装置
２９ ウィンドウ幅指定装置
３０ 追越車両

Claims (4)

1. 自車両の後側方を視野範囲とする撮像手段により撮像された画像を用いて障害物を検出し、必要に応じて警報動作を行う後側方警報装置において、
   障害物が前記撮像手段の視野範囲から逸脱することを検出する障害物逸脱検出手段と、
   前記障害物が前記撮像手段の視野範囲から逸脱する際に撮像される画像における垂直端面の輝度変化を観測する輝度変化観測手段と、
   前記輝度変化観測手段による観測結果に基づいて、前記撮像手段の視野範囲外における前記障害物の位置を予測する位置予測手段とを備え、
   前記位置予測手段は、前記画像における垂直端面の輝度の時間変化の変曲点を求め、この変曲点に基づいて、前記障害物の通過速度を算出することを特徴とする後側方警報装置。
2. 前記変曲点が所定時間内に求められなかった場合、又は前記変曲点が所定時間内に多数求められた場合には、前記画像内の全ての領域が改めてスキャンされて、前記撮像手段の視野範囲内に前記障害物が存在するか否かが確認されることを特徴とする請求項１に記載の後側方警報装置。
3. 前記撮像手段の視野範囲内における前記障害物の位置を算出するためのテンプレートマッチングを行うウィンドウを設定するウィンドウ設定手段と、
   前記輝度変化観測手段による観測結果に基づいて、前記ウィンドウ設定手段に対して設定ウィンドウの幅を指定するウィンドウ幅指定手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の後側方警報装置。
4. 前記撮像手段の視野範囲内における前記障害物の位置又は前記位置予測手段によって予測した前記撮像手段の視野範囲外における前記障害物の位置と、運転者による前記自車両の操舵操作方向と、前記運転者によるウィンカの操作方向とに基づいて、警報動作を行う警報手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の後側方警報装置。

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