JPS62231190A - 衝突警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車輌等の移動体に搭載され、この移動体を原点
として対象物の相対的三次元座標を自動的に計測し、こ
の対象物と移動体とが衝突する可能性が高まったときに
所定の警報を行う衝突警報装置に関するものである。

〔従来の技術〕

対象物との衝突の可能性を判断するためには、対象物の
相対的三次元座標を算出する必要があり、三次元座標を
計測する方法として、２つ以上のカメラを用いて立体視
し、視差に基づいて物体までの距離を計算する方法や、
レーダーを用いる方法が既に考えられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前者の方法では各カメラの捕らえた画像中の同
一物を認識するための計算が困難であり長時間を要する
。したがって、時々刻々と変化する対象物の三次元座標
を瞬時に認識して対象物の運動方向や速度を求めるには
この方法は不適当である。また、この方法では対象物が
遠方になるにしたがって視差が非常に小さくなるため、
十数ｍ以上遠方にある対象物に対しては距離測定精度が
悪い。したがって、このような対象物の三次元座標の計
測にも不適当である。

一方、後者の方法による場合も、１つの立体画面を得る
のに時間がかかり、運動中の物体に対応するのに限界が
ある。

そのため、これらの三次元座標計測方法を利用した従来
の衝突警報装置は、信頼性に乏しいものであった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の衝突警報装置は上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、移動体に取り付けられ所定の視野範囲を光学
的に走査して画像信号を出力するカメラと、前記画像信
号に基づいて画面から特徴的な領域を抽出する画像処理
手段と、画像処理手段で抽出された領域が予め定めた物
体であるか否かを判定する物体認識手段と、物体認識手
段により所定物体を示すものと判定された画像領域の内
部にある適当な点の二次元座標を算出する二次元座標算
出手段と、前記二次元座標に基づいて決定される方向に
存在する物体と当該移動体との距離を測定する距離測定
手段と、距離測定手段の測定した距離データと二次元座
標算出手段の算出した二次元座標データとに基づいて三
次元座標を算出する三次元座標算出手段と、三次元座標
算出手段が算出した三次元座標データの時間的推移から
当該物体の将来の相対運動状態および位置を予測し、当
該物体と当該移動体との衝突の可能性が高まった場合に
警報信号を出力する物体運動予測手段と、前記警報信号
に基づいて所定の警報を行う警報手段とを備えたもので
ある。

〔作用〕

カメラのとらえた画像から種々の物体に対応する画像領
域が抽出され、抽出された画像領域が特定の対象物であ
ると認定されると、当該領域内の適当な点の二次元座標
が求められ、その二次元座標点に対応する実際の点まで
の距離が測定され、その結果から対象物の三次元座標が
算出される。

そして、その三次元座標の推移から対象物の将来の運動
および位置を予測し、移動体との衝突の可能性が高まっ
た時点で警報が発せられる。

〔実施例〕

以下、実施例と共に本発明の詳細な説明する。

図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

カメラ１は公知のＴＶカメラであり、車輌や船舶等の移
動体に取り付けられている。このカメラｌは所定の視野
範囲を光学的に走査してアナログの画像信号を出力する
ものであり、この画像信号は画像処理手段２に供給され
る。

画像処理手段２は、カメラ１の捕らえた１画面を４８０
ｘ５１２画素に分解して把握するものであり、画素毎に
カメラｌからのアナログ画像信号を８ビツト（２５６レ
ベル）のディジタル画像信号に変換し、１画面分をフレ
ームメモリに記憶する。さらに、画像処理手段２は輝度
レベルの共通部分を拾ったり、輝度レベルの変化点の軌
跡を追ったりして、画面上に現れているいくつかの閉じ
た領域を抜き出す。このようにして抜き出された閉じた
領域に関するデータは、物体認識手段３に供給される。

物体認識手段３では、画像処理手段２からのいくつかの
閉じた領域に関するデータと予め記憶されている各種の
物体に関するデータとを比較し、閉じた領域が三次元座
標を測定すべき物体を表す画像であるか否かを判定する
。なお、いかなる物体を三次元座標を測定すべき物体と
するかについては予め定められている。三次元座標を測
定すべき物体すなわち対象物の画像であると判定された
閉じた領域に関するデータは二次元位置算出手段４に供
給される。

二次元座標算出手段４では、入力データに基づいて対象
物に関する閉じた領域の幾何学上の重心点の座標を算出
して、その算出結果を三次元座標算出手段５および距離
センサ制御手段６に対して出力する。

距離センサ制御手段６は距離センサ７の測定方向および
測定タイミングを制御するものであり、距離センサ制御
手段６および距離センサ７とで距離測定手段１０が構成
されている。距離センサ７はカメラｌの近傍において移
動体に取り付けられており、レーザ光射出部７ａ、レー
ザ光受光部７ｂおよび可動反射器であるビームスキャナ
部７ｃから構成されている。距離センサ制御手段６の指
示に基づいてレーザ光射出部７ａから射出されたレーザ
光はビームスキャナ部７ｃの反射鏡で反射される。こと
ときの反射鏡の角度は距離センサ制御手段６によって反
射光が対象物に向かうように定められている。対象物で
反射されたレーザ光の一部は入射光と同じ光路を逆に進
み、ビームスキャナ部７ｃの反射鏡で反射されてレーザ
光受光部７ｂに入射する。距離センサ７はレーザ光射出
部７ａから射出されたレーザ光がレーザ光受光部７ｂに
戻ってくるまでの時間を計測し、光速との関係から対象
物までの距離を算出する。対象物までの距離データは三
次元座標算出手段５に供給される。

三次元座標算出手段５では、二次元座標算出手段４から
の二次元座標データおよび距離センサ７からの距離デー
タに基づいて三次元座標を算出する。

以上説明したカメラｌ、画像処理手段２、物体認識手段
３、二次元座標算出手段４、三次元座標算出手段５、距
離測定手段１０によって三次元座標計測装置８が構成さ
れている。

三次元座標算出手段５で算出された三次元座標データは
、さらに物体運動予測手段９に供給される。物体運動予
測手段９では一時点前あるいはそれ以前の同一対象物に
関する三次元座標データを記憶しおり、これらのデータ
と最新の三次元座標データとを比較して、本装置が搭載
されている移動体を原点として当該対象物の相対移動速
度や相対移動方向を算出する。そして、さらに、算出さ
れた相対移動速度や相対移動方向に基づいて移動体を原
点とする対象物の将来の運動や将来の到達点を予測する
。かかる予測に基づいて、移動体と対象物とが衝突する
可能性が高まったと判断した場合には、警報信号を出力
する。たとえば、移動体からみた対象物の方向（角度）
が時間の経過に係わらず変化せず、その間の距離だけが
短縮している場合にはいずれ衝突することが考えられる
。

また、対象物との距離が時間経過と共に徐々に短縮して
おり、予め定められた所定の距離（ガードライン）より
も短くなった場合には衝突する可能性が高まったという
ことがいえる。また、このとき、警報信号だけでなく対
象物の将来の運動や将来の到達点の予測結果から、衝突
を回避するための情報を作り出すこともできる。衝突回
避情報には、移動体の移動すべき方向を示唆する情報や
、速度の増減を示唆する情報等が含まれる。

警報手段１１は、表示手段１２と警報音発生手段１３と
で構成されており、物体運動予測手段９からの警報信号
に基づいて表示手段１２は警報表示を行い、警報音発生
手段１３は警報音を発生する。なお、表示手段１２は物
体運動予測手段９がらの衝突回避情報に基づいて移動体
の移動すべき方向等をモニタ表示することができる。

つぎに、このような衝突警報装置を車輌に搭載した場合
の具体的動作について説明する。

カメラ１は前方に広がる所定の視野範囲を走査し、画像
信号を出力する。この画像信号は画像処理手段２におい
て画素毎にディジタル化され、１画面分がフレームメモ
リに記憶される。画像処理手段２ではさらにフレームメ
モリ内のデータに基づき、画面上から閉じた領域を捜し
出す。いま、例えば前方に本車輌と同一方向に移動する
車輌がいたとすると、その車輌の背面形状が閉じた領域
の一つとして抽出される。もちろん、視野範囲内のその
他の様々な物体の形状も閉じた領域として同時に抽出さ
れる。このようにして抽出された複数の閉じた領域に関
するデータは物体認識手段３に供給される。本例の物体
認識手段３は抽出された閉じた領域が車輌か否かを判断
するように予め設定されており、形状や明るさ等から車
輌と判定した閉じた領域についてのデータを二次元座標
算出手段４に供給する。二次元座標算出手段４ではその
領域の重心点を算出し、その重心点の二次元座標を距離
センサ制御手段６に供給する。距離センサ７は距離セン
サ制御手段６により、前記二次元座標点を狙ってレーザ
光を射出する。物体認識手段３での判定に誤りがなけれ
ば、このレーザ光は前方を走る車輌のある部分に入射し
、その反射光の一部がレーザ光受光部７ｂに戻る。これ
によって、前方を走る車輌までの相対距離が測定され、
その距離データが三次元座標算出手段５に供給される。

三次元座標算出手段５では二次元座標算出手段４からの
二次元座標データとこの距離データとから三次元座標を
算出する。この三次元座標データは物体運動予測手段９
に供給され、過去の同一対象物に関する三次元座標デー
タと比較される。物体運動予測手段９ではこれらのデー
タから対象物の将来の運動等を予測して、衝突の可能性
を判断し、衝突の可能性が高まれば警報信号を出力する
。警報手段１１ではこの警報信号に基づいて所定の警報
を実行する。

なお、カメラ１の視野範囲内に複数台の車輌が存在する
場合は、画像処理手段２において各車輌に対応する閉じ
た領域が抽出されるとと共に、物体認識手段３において
それぞれの領域が車輌であると判別されることから、距
離センサ７によって各車輌に対してそれぞれ１回ずつ距
離測定を行うことになる。１画面中にて抽出された車輌
と思われる領域の三次元座標の算出は、およそ０．５秒
程度で行われることが望ましく、本装置によれば容易に
達成することが可能である。０．５秒毎に前方を走る車
輌の三次元座標を測定すれば、その三次元座標の変化か
ら当該車輌の運動方向や相対速度を容易に導くことがで
きる。

なお、カメラｌとしてカラーＴＶカメラを用いれば、画
像処理手段２における領域の抽出や物体認識手段３にお
ける対象物の認定において、色彩の違いを利用すること
ができる。

また、二次元座標算出手段４では、演算の容易性から、
選択された領域の重心点の二次元座標を算出しているが
、重心点でなくともよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の衝突警報装置によれば、カ
メラを用いて測定すべき物体の存在およびその二次元座
標を検出した後、距離測定手段を用いて当該物体までの
距離を測定することにより三次元座標を算出し、この三
次元座標データに基づいて衝突を予測するものであるの
で、短時間に精度良く衝突を予測することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すブロック図である。 １・・・カメラ、２・・・画像処理手段、３・・・物体
認識手段、４・・・二次元座標算出手段、５・・・三次
元座標算出手段、６・・・距離センサ制御手段、７・・
・距離センサ、８・・・三次元座標計測装置、物体運動
予測手段９、ＩＯ・・・距離測定手段、１１・・・警報
手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　移動体に取り付けられ所定の視野範囲を光学的に走査
   して画像信号を出力するカメラと、前記画像信号に基づ
   いて画面から特徴的な領域を抽出する画像処理手段と、
   画像処理手段で抽出された領域が予め定めた物体である
   か否かを判定する物体認識手段と、物体認識手段により
   所定物体を示すものと判定された画像領域の内部にある
   適当な点の二次元座標を算出する二次元座標算出手段と
   、前記二次元座標に基づいて決定される方向に存在する
   物体と当該移動体との距離を測定する距離測定手段と、
   距離測定手段の測定した距離データと二次元座標算出手
   段の算出した二次元座標データとに基づいて三次元座標
   を算出する三次元座標算出手段と、三次元座標算出手段
   が算出した三次元座標データの時間的推移から当該物体
   の将来の相対運動状態および位置を予測し、当該物体と
   当該移動体との衝突の可能性が高まった場合に警報信号
   を出力する物体運動予測手段と、前記警報信号に基づい
   て所定の警報を行う警報手段とを備えた衝突警報装置。