JP2940118B2 - トンネル検出装置 - Google Patents

トンネル検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、トンネル検出装置に関する。この装置は、
オートライトコントロール装置、カーエアコンの外気自
動切換装置、自動車電話の中断警告装置等に適用するこ
とができる。
[従来の技術] 従来の車両用オートライトコントロール装置は、照度
変化により作動するのでトンネルと橋桁との区別がつか
ず橋桁通過時に点灯してしまう不具合がある。
この欠点を解消するために、特開昭60−151521号公報
及び特公昭63−7977号公報は音波(騒音)により、特開
昭54−158962号公報は自己発射超音波により、特開昭60
−240545号公報は二次元イメージセンサを用いて、トン
ネルを検出している。
[発明が解決しようとする課題] 二次元映像信号を用いてトンネルを検出する方式は、
音波方式に比べてより早期の検出が可能な利点がある
が、トンネルの二次元形状には多様なパターンがありそ
の判別には大規模な画像処理装置が必要となり、また、
画像処理にかかる時間が無視できない。
例えば、トンネルの上方部分は空であったり、コンク
リートの垂直面であったり、樹木面又は岩石面であった
り、トンネル部分だけを二値化映像信号の黒レベルとす
ることは容易ではなくどうしてもノイズが混入する。更
に、この二値化二次元映像信号から各種断面形状のトン
ネル部分を正確に判別するのも容易ではない。
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、
高速判別が可能でありしかも簡単な装置構成にもかかわ
らず高い判別精度が得られるトンネル検出装置を提供す
ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明のトンネル検出装置は、車両進行方向に向けて
車両に搭載され横方向に撮像する一次元撮像装置と、該
一次元撮像装置から出力される一次元映像信号を二値化
する二値化手段と、該二値化手段から出力される二値化
映像信号を処理してトンネルを判別するトンネル判別手
段とを備え、前記トンネル判別手段は、前記二値化映像
信号の黒レベル信号が連続する連続黒レベル領域が、前
記一次元撮像装置の撮像領域の中央部に所定幅で存在す
る場合に、及び、前記一次元撮像装置の撮像領域の中央
部の所定微幅の両側に所定幅で対に存在する場合に、ト
ンネル検出信号を出力することを特徴としている。
前記水平方向に撮像する一次元撮像装置としては、ほ
ぼ水平方向に1行の映像信号得られるものであればよ
く、エリアイメージセンサの1画素行を使用することも
可能である。
[作用] 画素行が横方向に配される一次元撮像装置でトンネル
を撮像して得られた一次元映像信号を二値化手段によっ
て二値化すると、二値化映像信号の連続黒レベル領域は
一次元撮像装置の撮像領域の中央部に所定幅で存在する
か、又は、一次元撮像装置の撮像領域の中央部の所定微
幅の両側に所定幅で対に存在する。
したがって、この二つの一次元画像パタンが発生する
場合にトンネルと判別することができる。
[実施例] [第1実施例] 第1実施例のトンネル検出装置を第1図に示す。
この装置は、一次元撮像装置1と、二値化処理手段と
してのコンパレータ2と、トンネル判別手段としてのマ
イコン3と、マイコン3により駆動されるオートライト
コントロール装置4とを備えている。
一次元撮像装置1は、第5図に示すように車両のダッ
シュボード上に装着されており、ケースには512画素のC
CDリニアイメージセンサ1b及びレンズ系1aが設けられて
いる。レンズ系1aの光軸は車両進行方向に向けてほぼ水
平に伸びており、CCDリニアイメージセンサ1bの画素行
は車両信号方向に略水平方向に配されている。
フロントガラス越しに入射した光はレンズ系1aにより
CCDリニアイメージセンサ1bの画素行上に結像し、CCDリ
ニアイメージセンサ1bは一次元映像信号Vsをコンパレー
タ2に出力する。ちなみに、CCDリニアイメージセンサ1
bの走査周期は64.5μ秒である。コンパレータ2は一次
元映像信号Vsを所定のしきい値電圧Vrefと比較し、二値
化一次元映像信号(以下、単に二値化信号という)Vdを
出力する。マイコン3は二値化信号Vdを処理してトンネ
ルを判別し、トンネル判別時に点灯信号をオートライト
コントロール装置4に出力する。
ここで、しきい値電圧Vrefはトンネル内部を撮像する
画素の出力信号電圧を0とするレベルに設定されてい
る。
次に、マイコン3の動作を第4図のフローチャートに
より説明する。
まず、奇数走査期間にコンパレータ2から1画素行分
の二値化信号Vdを受取り、内蔵の記憶領域に一時蓄積す
る(S10)。
次の偶数走査期間に、一時蓄積された上記二値化信号
Vdを処理して、全ての連続黒レベル領域Rbを抽出し、そ
の始点、終点を記憶する(S12)。なお、連続黒レベル
領域Rbの始点座標は左側に隣接する画素が白レベルであ
り自身が黒レベルである画素の座標であり、連続黒レベ
ル領域Rbの終点座標は左側に隣接する画素が黒レベルで
あり自身が白レベルである画素の座標であり、そして、
連続黒レベル領域Rbは上記始点から上記終点までの画素
領域を意味する。
次に、各連続黒レベル領域Rbの中央座標(始点と終点
との間の中間座標)の少なくとも一つが全画素領域(線
状)の中央部に存在するかどうかを調べ(S14)、中央
部に存在すれば、その連続黒レベル領域Rbの幅が所定値
以上(ここでは全画素領域幅の半分以上)かどうかを調
べる。もし全画素領域幅の半分以上であれば、トンネル
であるとしてS22にてオートライトコントロール装置を
点灯し、そうでなければS28に進む。またS14にて全ての
連続黒レベル領域Rbの中央座標が全画素領域の中央部に
なければ、連続黒レベル領域Rbが全画素領域の中央部の
微幅を挟んで一対存在するかどうかを調べ、存在すれば
S20へ、存在しなければS28に進む。ここで全画素領域の
中央部は全画素領域の最中央画素の近傍範囲を意味し、
微幅は比較的小さな幅(ここでは全画素数の10%以下の
画素数とする)を意味する。当然、この微幅の画素は白
レベルとなっている。
S20では、これら一対の連続黒レベル領域Rbが所定幅
(ここではそれぞれ20%以下の画素数とする)かどうか
を調べ、以上であれば点灯を指令し(S22)、以上でな
ければS28に進む。
点灯後(S22)、全画素領域がほぼ白レベルかどうか
を調べる(S24)。ここで、ほぼ白レベルというのは、
連続する数画素以下の連続黒レベル領域Rbを含むものと
する。もし全画素領域がほぼ白レベルであれば、消灯指
令をオートライトコントロール装置に出して消灯し、そ
うでなければS28に進む。
S28では、上記した偶数走査期間の終了(次の奇数走
査期間の開始)まで待機し、次にS10にリターンする。
第2図にトンネル5の撮像状態を示し、第3図の橋桁
6の撮像状態を示す。
第2図からわかるように、水平方向に画素が配列され
たリニアイメージセンサ1bでトンネル5を撮像すると、
連続黒レベル領域Rbはリニアイメージセンサ1bの画素領
域1cの中央領域に所定幅以上の幅で存在するか、又は、
一付の連続黒レベル領域Rbが全画素領域の中央部に位置
する所定幅以下の微幅を挟んで存在する。ここでこの微
幅はトンネル出口を撮像した白レベル領域である。一
方、点灯すべきでない橋桁通過時(もしくは短トンネル
通過時)には、一対の連続黒レベル領域Rbが全画素領域
の中央部に位置する所定幅以上の白レベル領域Rwを挟ん
で存在する。この実施例のトンネル検出装置は、リニア
イメージセンサ1bによりトンネル5と橋桁6を撮像した
場合における上記画像信号の差に着目してなされたもの
である。
この実施例に好適な集積化チップの一例を第6図に示
す。
このチップには、リニアイメージセンサ11、1画素行
のバッファメモリを含むマイコン(もしくは画像処理領
域)12、入出力インターフェイス13が集積されている。
リニアイメージセンサ11は製造プロセス整合性の点から
MOSシフトレジスタ駆動型式のものが好適である。
この実施例の装置によりフロントガラスに付着した雨
粒やワイパーブレードの作動を検出することもできる。
例えば第7図に示すように、フロントガラス7にに付着
した雨粒8を通過してリニアイメージセンサ1bに結像し
た光は互いに近接する一対の白レベル領域Rbを形成す
る。これは光が雨粒8の左右傾斜部分で屈折により集光
され、リニアイメージセンサ1bに入射する光量が増加す
るためである。一方、ワイパーブレード9は小幅の連続
黒レベル領域Rbが画素領域1c上を往復する画像となる。
したがって、この装置によれば雨粒やワイパーブレー
ドの作動を検出することもできる。
[第2実施例] 本発明の第2実施例を説明する。
この実施例の装置は第1図の装置と同一であり、た
だ、マイコン3の動作が異なる。
この実施例のマイコン3の動作を第10図のフローチャ
ートに示す。
すなわち、S16又はS20で静止又は相対移動状態の連続
黒レベル領域Rbを検出した場合、検出した連続黒レベル
領域Rbが拡大中かどうか(すなわち、車両とトンネルと
の距離が縮小しているかどうか)を調べる。具体的に説
明すると、今回抽出された連続黒レベル領域Rbの幅を求
め、次に、前回に抽出された連続黒レベル領域Rbの幅
(メモリに記憶しておく)と比較する。幅が所定幅以上
増大していれば、連続黒レベル領域Rbが拡大中であるこ
とがわかる。
そして、連続黒レベル領域Rbの幅が増大していれば、
点灯し(S22)、そうでなければS28に進む。
このようにすれば、車両がトンネル直前で停止してい
る場合や、黒色の前走車によって点灯が生じることが防
止できる。
なお上記各実施例では、コンパレータ2のしきい値電
圧Vtを一定としたが、外部照度に連動してしきい値電圧
Vrefを変更してもよい。
[発明の効果] 以上説明したように本発明のトンネル検出装置は、画
素行が横方向に配される一次元撮像装置の二値化映像信
号の連続黒レベル領域が一次元撮像装置の撮像領域の中
央部に所定幅で存在する場合、及び、一次元撮像装置の
撮像領域の中央部の所定微幅の両側に所定幅で対に存在
する場合に、それをトンネルと判別するトンネル判別手
段を有している。
したがって本発明によれば、二次元映像信号を用いて
トンネルを検出する方式に比べて格段に簡単な装置構成
で高速判別が可能となり、しかも高い判別精度が得られ
る。
すなわち、本発明はトンネルを横方向に小幅にスライ
スすると、連続黒レベル領域が撮像領域の中央部に所定
幅で存在するパタン、又は、撮像領域の中央部の所定微
幅(トンネル出口に相当する)の両側に所定幅で対に存
在するパタンに集約することができ、したがってこれら
二つの特徴パタンに対してトンネルと判別すれば、簡単
な装置構成で高速高精度に判別できる点に着目したもの
である。
更に本発明によれば、トンネルの下方の道路面や、ト
ンネル上方の各種壁面(又は空)などの画像処理を行わ
ないので、種々の画像パタンをもつこれらの面による誤
判別を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示すブロック図、第2図
はトンネル撮像状態を示す説明図、第3図は橋桁撮像状
態を示す説明図、第4図は第1実施例の動作を示すフロ
ーチャート、第5図はトンネル検出装置の配置を示す模
式側面図、第6図は集積化チップの模式平面図、第7図
は雨粒撮像状態を示す説明図、第8図はワイパーブレー
ド撮像状態を示す説明図、第9図は第2実施例の装置の
動作を説明する一部フローチャートである。 1……一次元撮像装置 2……コンパレータ(二値化手段) 3……マイコン(トンネル判別手段)
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 7/18 H04N 7/18 W (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 1/00 G06T 7/00 - 7/60 B60T 1/00 - 1/34 B60Q 1/00 - 1/56 G08G 1/00 - 1/16 H04N 7/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両進行方向に向けて車両に搭載され横方
    向に撮像する一次元撮像装置と、 該一次元撮像装置から出力される一次元映像信号を二値
    化する二値化手段と、 該二値化手段から出力される二値化映像信号を処理して
    トンネルを判別するトンネル判別手段とを備え、 前記トンネル判別手段は、 前記二値化映像信号の黒レベル信号が連続する連続黒レ
    ベル領域が、前記一次元撮像装置の撮像領域の中央部に
    所定幅で存在する場合に、及び、前記一次元撮像装置の
    撮像領域の中央部の所定微幅の両側に所定幅で対に存在
    する場合に、トンネル検出信号を出力することを特徴と
    するトンネル検出装置。
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