JPH09326096A - 車両用人的障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出精度を向上させた人的障害物検出装置と
する。 【解決手段】 赤外線カメラ１は車両前方の赤外線映像
信号を障害物検知部２に出力する。ナビゲーションシス
テム３は、車両の走行路情報を刻々地図メモリから読み
出して検出領域設定部４へ出力する。検出領域設定部４
では、入力された道路情報を元に赤外線映像の中の自車
が走行する道路の位置を算出する。その走行路上におい
て３つの検出領域は距離に対応して設定され、各検出領
域の大きさはその内の検出サイズとともに距離の遠近に
対応して設定される。障害物検知部２では、人の露出部
の温度をしきい値として映像を２値化して、図形検出を
行なう。検出された図形をその検出領域の検出サイズと
比較して人的障害物か否かを検出する。人的障害物は表
示位置設定部５を経てヘッドアップディスプレイ部６に
より位置表示を行なう。これにより、検出精度が向上す
る効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車の安全走行に用
いられ、車両前方の赤外線映像を画像処理によって人的
障害物を検出する装置の構成に関し、とくに透視関係を
利用して映像からの検出精度を向上させたものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、人的障害物を検知できる装置とし
ては、例えば特開平６−２３０１３２号公報に記載され
ているような車両用障害物検出装置がある。この障害物
検出装置では、例えば波長１０μｍ付近に感度を有する
赤外線カメラを使用し、人体温度の２次元的な赤外線強
度の変化を検知して、その温度画像から人体露出部の表
面温度である３２℃±１℃の温度範囲をそのしきい値と
するコンパレータにより選択し人的障害物を検出する。
またコンパレータ選択の結果から、検出の信頼性を向上
させるために、人体の顔のようなまるい形の赤外線源を
検知目標として、例えば縦長、横長などを含む四角形状
の赤外線源を予め除去するような画像処理が付加される
ようになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のものにあっては、まるい形の赤外線源とし
ては、太陽光の建造物による反射や、人体以外の熱源が
たまたま円形で、かつ人体温度に近いものが道路上に多
数存在し、それを除外しないでの検出は、検出結果に誤
検出を含むことになる。これを回避するために、例えば
しきい値範囲を狭めることが容易に考えられるが、検出
率の低下をもたらす新たな問題が生ずる。本発明は、上
記の問題点に鑑み、さらに検出精度を高めた車両用人的
障害物検出装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、車
両の進行方向を撮像し赤外線映像を得る撮像手段と、前
記赤外線映像上に前記車両からの距離に対応して人的障
害物の検出領域を設定する検出領域設定手段と、前記設
定された検出領域から前記距離に対応して近いほど大き
い検出サイズで人的障害物を検知する障害物検出手段と
を有するものとした。

【０００５】前記検出領域設定手段は、前記距離が近い
ほど、検出領域を前記赤外線映像の上方に、かつ大きく
設定することが望ましい。また、前記検出領域設定手段
が、走行領域検出手段を含み、該走行領域検出手段は前
記赤外線映像において自車の走行する領域を検出し、検
出された走行領域上に前記検出領域を設定することもで
きる。前記検出領域設定手段は、道路幅などの走行路情
報を記憶してある地図メモりを内蔵したナビゲーション
システムを備え、ナビゲーションシステムの測位により
読み出される道路幅をもとに前記赤外線映像上の走行領
域を検出することもできる。そして、前記検出領域設定
手段は、前記走行路情報に含まれる走行路カーブや起伏
情報に対応して前記検出領域を調整することもできる。

【０００６】

【作用】本発明によれば、赤外線映像上の人的検出領域
が車両からの距離に対応して設定され、各設定された検
出領域ごとに距離が近いほど大きい検出サイズで人的障
害物を検出するようにしたので、検出領域は限定された
位置に、しかも小さく設定することできるとともに、透
視関係に基づいた検出サイズの変化により、高検出率を
維持しながら、誤検出を低く抑さえることができる。ま
た、赤外線映像上の検出領域を車両の走行領域に限定す
ることにより、車両の走行に影響を与える人のみ障害物
として検出され、運転者が回避または警報などの措置を
とるための判断が容易となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て実施例により説明する。図１は本発明の第１の実施例
の構成を示す。 車両前方に向けて赤外線カメラ１が設
けられている。赤外線カメラ１は、赤外線を集光する光
学系と、光学系の焦点位置に配置され赤外線光像を電気
信号に変えて出力する赤外線センサからなり、赤外線セ
ンサは分解能の高いもの、例えば温度分解能０．１℃、
画素数８００００、波長８〜１４μｍに感度を有するも
のが用いられる。赤外線カメラの出力は障害物検知部２
に送られ、ここで人的障害物の検出が行なわれる。

【０００８】車両には、ナビゲーションシステム３が取
り付けられており、ＧＰＳレシーバ３１は衛星からのＧ
ＰＳ電波信号を受信することにより、緯度、経度を示す
車両の現在位置データを生成する。コントローラ３２は
その位置データに基づき道路の幅などを含めた地図情報
を地図メモリ３３から読み出して検出領域設定部４へ出
力する。一方ナビゲーションシステム３には、車両の位
置を自立的に測定するジャイロ３４と車速センサ３５が
備えられ、その測定値とＧＰＳレシーバ１１による位置
データとが状況により使い分けられ、あるいは併用され
て、測位する現在位置の精度を高めるようにしている。

【０００９】検出領域設定部４では、ナビゲーションシ
ステム３からの道路情報をもとに赤外線カメラ１がとら
えた赤外線映像の中の自車が走行する道路の位置を算出
する。その道路の上方に距離の遠近に対応して検出領域
を設定する。障害物検知部２では、入力される赤外線映
像上において各検出領域から透視関係に基づいた検出サ
イズで人的障害物の検出を行なう。そして検出した人的
障害物の位置データを接続されている表示位置設定部５
を経てヘッドアップディスプレイ部６に出力する。

【００１０】ヘッドアップディスプレイ部６は複数の表
示ユニットを有し、各表示ユニットが例えば横方向に所
定の距離を隔ててインストルメントパネルに配置され、
それぞれインストルメントパネル上面に形成される開口
部からフロントウインドシールドに向けて投影するよう
になっている。表示位置設定部５は人的障害物の位置デ
ータに基づき、検出された人的障害物の近傍の表示ユニ
ットを選択し点灯させて人的障害物の位置を示すように
なっている。

【００１１】次に、人的障害物の検出原理について説明
する。図２は赤外線カメラがとらえた車両前方の様子を
模式的に示したものである。人ａ、人ｂ、人ｃがそれぞ
れ離れて立っている。近くの人ａは、画面の上部に顔が
あり、かつ大きい。車両からの距離が遠く離れるにした
がって人ｂ、人ｃのように顔は画面消失点方向に移動
し、しかも小さくなっていく。したがって、頭部のみの
検出の場合は、検出範囲を映像の上部に大きく設定し、
距離が離れるにしたがって消失点に近づき、しかも小さ
く設定することができる。本実施例では、処理の簡略化
を考慮して路上を近、中、遠距離の３つの領域に分割す
ることとし、各領域の境界を１５ｍ、３５ｍとする。な
お５ｍ未満と５０ｍ以上は赤外線カメラの視野外である
ため検出領域を設定しない。

【００１２】一方人間の頭はほぼ円形であるため、その
図形の外接四角形に対する割合である充填率は比較的高
く７０％以上である。したがって７０％未満の充填率の
検出図形は人間でないと判断できる。また極端に縦長や
横長の図形は人間の頭や顔ではない。本実施例ではそれ
を判断するため１：３未満の判断条件が用いられる。

【００１３】また、人の体の露出表面の温度は３２℃±
２℃の範囲内にあり、夏冬の差は若干あるものの個人差
は小さい。また頭や顔のサイズは大人と子供の差は多少
あるものの、大人どうしなら個人差は小さい。したがっ
て、その図形の検出を行なうにあたっては３２℃±２℃
に相当する赤外線輝度の範囲をもってしきい値とし、赤
外線映像上に３２℃±２℃範囲内の輝度にあるものを
白、その他の範囲のものを黒と表示する。白で表示され
たかたまりを検出し、その外周に接する四角の面積に対
する充填率が７０％以上、かつ、そのサイズ（面積）が
車両からの距離ごとに設定された範囲内であれば、人間
と判断することができる。なお、もし季節を限定すれば
３２℃±１℃に相当する赤外線輝度の範囲をもってしき
い値とすることもできる。

【００１４】図３、図４は上記の処理を詳細に示すフロ
ーチャートである。すなわち、ステップ１００におい
て、赤外線カメラ１より車両前方の赤外線映像を障害物
検知部２に読み込む。ステップ１０１では、読み込まれ
た映像に３２℃±２℃の範囲を持ったしきい値をかけ映
像の２値化を行なう。これにより、３２℃±２℃内を
白、その他は黒で表示する２値化画像が作成される。

【００１５】ステップ１０２では、２値化画像において
かたまった白い部分を図形として検出する。ステップ１
０３では、検出された図形をラベル付けしてその総数が
算出される。ステップ１０４において、ラベルカウンタ
がセットされるとともに、図形の入力が始まる。

【００１６】ステップ１０５では、極端に大きいものあ
るいは雑音のような小さいものを除くために、入力され
た図形の面積が規定サイズ内か否かの判断が行なわれ
る。規定サイズ以内ならば、ステップ１０６へ進む。規
定サイズ以外ならば、ステップ１２３へ進む。これによ
り、検出対象となるサイズのものが抜き出されて検出候
補となる。ステップ１０６においては、検出候補となる
検出図形の外周に接する四角形を生成する。ステップ１
０７では、生成される四角形に対して検出図形の面積充
填率が７０％以上かの判断を行なう。以上の場合は、ス
テップ１０８で四角形の縦横比が１：３より小さいかの
判断を行なう。小さい場合はステップ１０９へ進む。上
記ステップ１０７、ステップ１０８における判定のいず
れかが否定の場合はステップ１２３へ進む。

【００１７】ステップ１０９では、ナビゲーションシス
テム３が自車の位置を測定し、ステップ１１０において
走行している道路情報を入力し道路幅情報を得る。ステ
ップ１１１において、検出領域設定部４は道路幅情報と
赤外線カメラの取り付け高さとレンズの焦点距離に基づ
き赤外線画像上の道路位置を算出する。ステップ１１２
においては、二値化映像を図２のように距離の遠近に対
応して、５ｍ〜１５ｍ、１５ｍ〜３５ｍ、３５〜５０ｍ
のように領域１、領域２、領域３という３つの領域に分
け、距離の近い領域は映像の上方に、遠い領域は下方に
それぞれ映像上の道路幅に対応させて設定される。各領
域の図形検出サイズの検出範囲は、赤外線カメラ１の取
り付け高さとレンズ焦点距離によって近距離は大きく、
遠距離は小さく設定される。

【００１８】ステップ１１３では、図形が領域１内かど
うかの判断が行なわれる。領域１内であるならば、ステ
ップ１１４において領域１に対応した図形の大きさの範
囲（検出範囲１）が出力される。領域１内でないなら
ば、ステップ１１５へ進む。ステップ１１５では、図形
が領域２内かどうかの判断が行なわれる。領域２内であ
るならば、ステップ１１６において領域２に対応した図
形の大きさの範囲（検出範囲２）が出力される。領域２
内でないならば、ステップ１１７において図形が領域３
内かの判断が行なわれる。領域３内であれば、ステップ
１１８において領域３に対応した図形の大きさの範囲
（検出範囲３）が出力される。領域３内でなければ、ス
テップ１２３へ進む。ステップ１１９において、図形の
面積（サイズ）が上記入力された検出範囲内かどうかの
判断が行なわれる。規定範囲内の場合、ステップ１２０
で図形の重心座標が算出される。ステップ１２１では、
表示位置設定部５において図形の重心位置に最も近い表
示ユニットが選択され、この表示ユニットに制御信号が
出力される。

【００１９】ステップ１２２において、ヘッドアップデ
ィスプレイ部６の上記選択された表示ユニットが警報マ
ークを点灯する。その後、ステップ１２３において、ラ
ベルカウンタをインリクメントする。ステップ１２４
で、ラベルカウンタ値がラベル総数より大きいかの判断
を経て、ステップ１０５に戻って、次の図形に対する判
断が行なわれる。ラベルカウンタ値がラベル総数より大
きいと判断されるとフローを終了する。

【００２０】本実施例は、以上のように構成され、人的
障害物の検出領域を３つに分け、距離の遠近に対応して
各検出領域と検出領域内の検出サイズを設定する。そし
て露出している頭部を検出対象として赤外線映像を２値
化して、頭部の特徴である円型をその外接四角形に対す
る充填率と、四角形の縦横比判断を行なって候補を検出
する。検出されたものはさらにその検出領域によって所
定の検出範囲内かの判断が行なわれるため、走行にとっ
て障害とならない走行路外は検知対象からはずされ、走
行路上においては人的障害物が確実に検出できる効果が
得られる。

【００２１】次に、第２の実施例について説明する。第
１の実施例は、検出領域設定部４での走行路の幅に対応
して検出領域の設定を示したが、本実施例では、検出領
域設定部４の代わりに検出領域設定部４’を用いて車両
進行方向の道路の傾斜や、曲がりに対応して検出領域を
位置変更できるようにしている。

【００２２】具体的な動作を図５に基づいて説明する。
図５の（ａ）は直線路を示し、（ｂ）と（ｃ）はカーブ
路を示している。例えば、車両進行方向１００ｍ先に右
カーブがある場合、自車位置情報とナビゲーションシス
テムの地図情報からこれを認知する。人的障害物の最大
検知距離は５０ｍであるため、車両が５０ｍまで進むと
（ｂ）のように右カーブの道路が検知範囲３の右端に交
差することになる。したがってこのときから、走行路幅
に対応して算出される検出領域３を画面の右方向にシフ
トし、検出領域が直線走行路と右カ−ブ走行路を含むよ
うに位置変更する。さらに車両が進み、カーブの３５ｍ
手前になったところから１５ｍ〜３５ｍに相当する検出
領域２を右方向にシフト、この検出領域２が直線走行路
と右カ−ブ走行路を含むように位置変更する。

【００２３】カーブまで１５ｍ未満となったところで
は、図５の（ｃ）のように５ｍ〜１５ｍに相当する検出
領域１を右側にシフトし、直線走行路と右カ−ブ走行路
を含むように位置変更する。またカーブから出て直線路
に戻る場合もすべての検出領域が直線走行路と右カ−ブ
走行路を含むよう画面上の図形検出領域を左右に動か
す。なお、図５において、点線は、検出領域を変更する
まえの位置を示し、実線は変更後の状態を示している 以上は右カーブを例にしたが左カーブの場合も同様に画
像処理の検出領域を反対方向へシフトすればよい。

【００２４】本実施例は以上のように構成され、道路の
カーブ状況に対応して検出領域の位置を変更するように
したので、検出領域を拡大せず、走行路映像の変化に対
応でき、適用範囲が拡大される効果が得られる。なお、
本実施例では、カーブについて説明したが、このほか例
えば走行路起伏などにも上記と同様な方法で対応でき
る。なお。上記では、車両前方の道路環境を認識する手
段としてナビゲーションの持つ地図情報を利用して説明
したが、これに限らず赤外線画像や他の可視カメラか
ら、道路上の白線を検知し、この曲がり具合から、カー
ブや起伏などの道路環境を認識し、その認識結果に基づ
いて検出領域を決めることもできる。検出領域としては
さらに多く分割したり、あるいは距離に対応して無段階
に変化させることも可能である。。

【００２５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、赤外線映像上の人的検出領域が車両からの距離に対
応して設定され、各設定された検出領域に応じて距離が
近いほど大きい検出サイズで人的障害物を検出するよう
にしたので、検出領域は限定された位置に、しかも小さ
く設定することができるとともに、透視関係に基づいた
検出サイズの変化により、高検出率を維持しながら、誤
検出を低く抑さえることができる。また、赤外線映像上
の、検出領域を車両の走行領域に限定するときには、車
両の走行に影響を与える人のみ検出され、運転者が回避
または警報などの措置をとるための判断が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】検出範囲の設定を説明するための図である。

【図３】人的障害物の検出動作を示すフローチャートで
ある。

【図４】人的障害物の検出動作を示すフローチャートで
ある。

【図５】第２の実施例を説明図である。

【符号の説明】

１ 赤外線カメラ ２ 障害物検知部 ３ ナビゲーションシステム ４（４’） 検出領域設定部 ５ 表示位置設定部 ６ ヘッドアップディスプレイ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の進行方向を撮像し赤外線映像を得
   る撮像手段と、前記赤外線映像上に前記車両からの距離
   に対応して人的障害物の検出領域を設定する検出領域設
   定手段と、前記設定された検出領域ごとに前記距離に対
   応して近いほど大きい検出サイズで人的障害物を検知す
   る障害物検出手段とを有することを特徴とする車両用人
   的障害物検出装置。
2. 【請求項２】 前記検出領域設定手段は、前記距離が近
   いほど、検出領域を前記赤外線映像の上方に、かつ大き
   く設定することを特徴とする請求項１記載の車両用人的
   障害物検出装置。
3. 【請求項３】 前記検出領域設定手段は、走行領域検出
   手段を含み、該走行領域検出手段は前記赤外線映像にお
   いて自車の走行する領域を検出し、検出された走行領域
   上に前記検出領域を設定することを特徴とする請求項２
   記載の車両用人的障害物検知装置。
4. 【請求項４】 前記検出領域設定手段は、道路幅などの
   走行路情報を記憶してある地図メモりを内蔵したナビゲ
   ーションシステムを有し、ナビゲーションシステムの測
   位により読み出される道路幅をもとに前記赤外線映像上
   の走行領域を検出することを特徴とする請求項３記載の
   車両用人的障害物検知装置。
5. 【請求項５】 前記検出領域設定手段は、前記走行路情
   報に含まれる走行路カーブや起伏情報に対応して前記検
   出領域を調整することを特徴とする請求項４記載の車両
   用人的障害物検知装置。