JPH0610839B2 - 前方車両の警報ランプの認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自動車を運転する際に、特に前方を走行す
る車両の制動状態を監視して、車間距離等が安全に保た
れるように運転者の注意を喚起する前方車両の警報ラン
プの認識装置に関する。

［背景技術］ 自動車を運転する際に使用される安全装置としては種々
のものが開発されているものであり、例えば居眠り運転
防止手段、後方視認装置等が考えられている。しかし、
これらの安全装置は充分に満足するものが得られないも
のであり、特に前方を走行する車両の状態、例えば相互
の車間距離、およびこの車間距離の変化状態を認識する
ことができない。

例えば、前方を走行する車両と自分の車両との走行速度
の差が大きく、急速に前方車両に近接しているような場
合、あるいは前方を走行する車両が方向指示ランプで右
折あるいは左折することを報知した場合、運転者は正確
にその状態を認識して運転操作をしなければならない。
そして、このような状態を確実に運転者に報知し、注意
を喚起させるようにすることによって、充分な安全運転
の目的が達成されるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、前方
を走行する車両の制動ランプ方向指示ランプの点灯状態
を認識して、前方車両の状態を特に運転者に対して知ら
せて、運転者の不注意による事故等の発生が効果的に防
止できるようにする前方車両の警報ランプの認識装置を
提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、この発明に係る前方車両の警報ランプの認識
装置は、車両前方を撮影するカラー撮像装置を備えるも
ので、この撮像装置で撮影したカラー画像の映像信号か
ら、例えば制動ランプの色彩に相当する色のカラー画像
信号を特徴抽出する。そして、この特徴抽出されたカラ
ー画像信号に基づいて、前方を走行する車両の例えば制
動ランプの点灯状態を認識する。この場合、この制動ラ
ンプの画像パターンは前方車両との距離の変化に対応し
て変化するものであり、その時間経過に伴うパターン変
化によって車間距離の変化状態を算出し、危険を予測で
きる状態で、運転者に報知するようにしているものであ
る。

［作用］ 上記のように構成される装置にあっては、例えば前方車
両の制動ランプのパターンを認識した場合、前方車両と
の車間距離が小さくなってくる場合には、この制動ラン
プの色を特徴抽出した特徴画像のパターンが変化するよ
うになる。具体的には、制動ランプは一対の赤色の点で
表現されるものであるが、車間距離が短くなるように変
化している場合には、上記一対の赤色の点の間隔が時間
の経過と共に大きくなり、その間隔の変化状態から相互
の車両の速度差が判別できるようになり、追突の危険性
も予測できるようになる。したがって、このような危険
の予測できた状態で、運転者に音響、ランプ等によって
報知するようにすれば、運転者はこれに効果的に対処で
きるようになるものである。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第１図はその構成を示したもので、カラー撮像装置とし
てのカラーテレビジョンカメラ11を備える。このテレビ
ジョンカメラ11は、例えば第２図で示すように車両10の
前方に取り付け設定されているもので、特に前方を走行
する車両10a の後方が効果的に撮影できるように設定さ
れている。

テレビジョンカメラ11で撮影されたカラー映像に基づく
カラー映像（ビデオ）信号は、デコーダ12に供給され、
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラー画像信号として
このデコーダ12から出力されるようにする。

このデコーダ12からのＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は、画像信
号処理部13に送られる。この画像信号処理部13は、上記
画像信号に基づいてテレビジョンカメラ11で撮影された
映像から前方を走行する車両の点灯された制動ランプの
映像、方向指示ランプの映像、さらにこれら映像から前
方車両との車間距離さらに相対速度等を認識するもので
あり、この信号処理部13からの出力信号は判断部14に送
られる。

この判断部14には、さらに車速センサ15からの車速信
号、ブレーキペダル16からのブレーキの操作状態の情報
が供給されているもので、これらの情報に基づいて報知
部17に報知指令を発して、運転者に知らせるか否かを判
断するものである。

第３図は上記のように構成される装置の特に画像信号処
理部13における動作の流れを示すもので、まずこの車両
のイグニッションスイッチの投入に対応してステップ10
1 で初期設定される。すなわち、撮影される映像の画面
上の走査部分の設定や、色彩上の特徴抽出条件等の設定
を行なう。これらの設定条件等はＲＯＭ等の記憶手段に
ストアされている。そして、次にステップ102 でデコー
ダ12から出力されるＲ、Ｇ、Ｂのカラー画像データを取
り込むようになる。

ここで、画像信号処理部13は第４図に示すように構成さ
れている。すなわち、デコーダ12からのＲ、Ｇ、Ｂのカ
ラー画像信号は特徴抽出部131 に入力される。この特徴
抽出部131 では、制動ランプの赤色、方向指示ランプの
黄色の特徴を抽出するもので、入力画像データを２値化
して認識する対象、すなわち制動ランプおよび方向指示
ランプに関する情報のみを取り出すようにする。具体的
には、制動ランプの点灯時のように赤の発光色は、赤
（Ｒ）の値が他の緑（Ｇ）および青（Ｂ）の２倍以上の
状態となるものであるため、制動ランプの画像の特徴の
抽出条件式は、 Ｒ＞２Ｇ、およびＲ＞２Ｂ………（１） となる。また方向指示ランプの場合は黄色の発光色であ
り、その条件式は、 Ｒ＞２Ｂ、およびＧ＞２Ｂ………（２） となる。

すなわち、ステップ102 で画像データを入力した後、ス
テップ103 で上記のような特徴抽出を実行するものであ
り、この特徴抽出データはステップ104 で示すようにメ
モリ132 にストアされる。このようなデータのストア動
作、すなわちこの処理ルーチンは例えば０．５秒毎に実
行される。

次にステップ105 では、メモリ132 にストアされた画像
データを認識部133 に送るもので、このメモリ132 にス
トアされた画像データが制動ランプのものであるか否か
を判断する。この判断は認識部133 で行われるもので、
この認識部133 における判断の基準としては、例えば第
５図で示すように画面上の道路に対応する設定範囲20内
に、同じ高さの２つの赤い色の点映像21a 、21b が存在
するか否かによるものであり、このような同じ高さの赤
い映像が確認されたならば、これを制動（ブレーキ）ラ
ンプと判断してステップ106 に進む。このステップ106
では、上記制動ランプと判断された画像データを計算部
134 に入力させるようになるもので、この計算部134 で
はステップ107 で示すように上記認識された制動ランプ
の設定された前方の車両との車間距離、さらに自分の車
両との相対速度を計算する。

具体的には、上記認識動作は０．０５秒毎に実行される
ものであり、計算部134 には０．０５秒毎に制動ランプ
と認識された画像データが入力されるようになる。そし
て、計算部134 では制動ランプの２つの映像21a および
21b の間の距離ｒを計算する。そして、このこの距離ｒ
から前方車両との車間距離を計算する。

例えばテレビジョンカメラ11の焦点距離をｆ、このテレ
ビジョンカメラ11のレンズから前方車両の制動ランプま
での距離をＺ、カメラ11の倍率をβとすると、 β＝ｆ／Ｚ……………………（３） の関係が成立している。また、制動ランプ相互間の距離
をＲとすると、上記βが「１」の場合には次の関係が成
立つ。

β＝ｒ／Ｒ……………………（４） したがって、上記（３）および（４）式から車間距離Ｚ
は次の式で求められる。

Ｚ／ｆＲ／ｒ…………………（５） 制動ランプの相互間の距離は車種によって差があるが、
その差は小さなものであり、上記（５）式によって車間
距離がおおよそ算出されるようになる。

また、上記したように０．０５秒毎に画像データが計算
部134 に入力されるようになるものであり、例えば第５
図で示した画像データが入力された後０．０５秒後に第
６図に示すような画像データが計算部134 に入力される
ようになる。この場合、前方車両との間の車間距離が変
化している場合には、赤の映像21a と21b との距離ｒ２
が変化するようになる。具体的には、車間距離が小さく
なった場合には、上記距離ｒ２がそれより ０．０５秒以前に撮影した第５図に示した映像の距離ｒ
より大きくなる。このように０．０５後に得られた画像
データに基づいて求めた車間距離をＺ１とすると、この
前方車両との相対速度Ｖは次の式で求められる。

Ｖ＝（Ｚ−Ｚ１）／０．０５……（６） すなわち、画像信号処理部13では上記のようにして前方
車両との車間距離さらに相対速度が計算され、その計算
結果が出力されるようになるもので、この計算結果はス
テップ108 に示すように判断部14に送られるようにな
る。この判断部14には、上記車間距離、相対速度等の計
算結果の他に、車速センサ15からの絶対速度、およびブ
レーキペダル16からの制動操作を実行しているか否かの
各情報が供給されている。そしてステップ109 で上記判
断部14に供給される各種データに基づいて、運転者に報
知するか否かを判断する。

例えば０．０５秒毎の車間距離データと相対速度の変化
状態から、前方車両に追突するまでの時間を予測し、例
えば１５秒以内に追突すると予測された状態で制動操作
が実行されていない場合には、運転者に報知すると判断
してステップ110 に進み、ブザー等の音響によって運転
者の注意を喚起するものである。この場合、追突するま
での予測時間が小さいほど、ブザー音を大きくするよう
に制御すれば、より効果的な警報が実行されることにな
る。

前記ステップ105 でメモリ132 にストアされた画像デー
タが、制動ランプではないと判断された場合にはステッ
プ111 に進む。このステップ111 では、特徴抽出された
メモリ132 にストアされた画像データが方向指示（ター
ンシグナル）ランプの映像であるか否かを判断するもの
で、この判断は黄色の特徴色の発光体が例えば０．５秒
おきの等時間間隔で点滅しているか否かによって実行す
る。

次にステップ112 で前方車両との相対速度を計算するも
ので、この計算は例えば発光体の面積ｓに基づき実行さ
れる。すなわち、実際の方向指示ランプによる発光体面
積をＳとし、倍率を「１」とした場合、相対速度Ｚは次
の式で求められる。

Ｚ＝ｆＳ／ｓ……………………（７） ステップ113 では、この計算された相対速度が例えば２
０Ｋｍ／ｈ以上のときに運転者に報知するように判断す
るもので、この判断結果にしたがってステップ110 で運
転者に報知する。この場合、例えば制動操作が実行され
た場合には、この報知動作を停止させるようにすれば効
果的である。

尚、車両前方を撮影するカラー撮像手段は、車両前方を
撮影できればよいものであり、第２図で示したような例
に限られるものではない。また、この撮像装置の取り付
け角度を可変できるようにし、常に前方を走行する車両
が撮影画面内に設定されるように、例えばステアリング
角度に対応して、撮像装置の撮影方向が自動的に調節さ
れるようにしてもよい。また、前方の車両との追突時間
予測は、実施例で説明したように車間距離および相対速
度から単純に計算するようにしてもよいが、例えば０．
０５秒毎の相対速度の変化から、曲線近似によって計算
するようにしてもよい。この場合、絶対速度が大きい程
制動距離が長くなるものであるため、この絶対速度が大
きい程報知する時期を速めるようにすると効果的であ
る。また、運転者に対する報知手段も、ブザーに限らず
音声合成で形成されるような音声によるものであっても
よく、またランプ等の光を使用するものを併用するよう
にしてもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る認識装置によれば、前方を
走行する車両の走行状態が常時監視される状態となるも
のであり、特にその車両が停止あるいは減速する状態と
なった場合に、制動ランプを認識することによって確実
にこれを検出できるものである。また、この前方の車両
が折曲しようとしている場合も方向指示ランプを識別す
ることによって自動的に認識できるものであり、このよ
うな認識結果が運転者に報知されるようになって、特に
追突事故の防止等の安全運転を実行するために大きな効
果が発揮されるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る警報ランプの認識装
置を説明する構成図、第２図は上記装置の取り付けられ
る車両の状態を説明する図、第３図は上記装置の動作の
流れを説明するフローチャート、第４図は上記装置の画
像信号処理部の構成を示す図、第５図および第６図はそ
れぞれ上記装置で得られる認識画像の状態を示す図であ
る。 10……車両、11……カラーテレビジョンカメラ、12……
デコーダ、13……画像信号処理部、14……判断部、15…
…車速センサ、16……ブレーキペダル、17……報知部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の前方を撮影するように設定したカラ
   ー撮像装置と、 この撮像装置で撮影されたカラー映像信号から特定され
   る色彩のカラー画像信号を抽出する特徴抽出手段と、 この特徴抽出手段で抽出されたカラー画像信号に基づい
   て、その画像が車両の警報ランプであるか否かを判別す
   る認識手段と、 この認識されたカラー画像信号の時間経過に伴う変化に
   よって前方車両との距離並びに相対速度を演算する手段
   と、 この手段で演算された結果に基づき駆動される警報発生
   手段とを具備し、 この警報発生手段で運転者に前方車両との近接を報知す
   るようにしたことを特徴とする車両の警報ランプの認識
   装置。