JP3503230B2 - 夜間用車両認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載されて、他
の車両を夜間において検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】夜間に自動車を運転中、対向車とすれ違
う際に、前照灯の角度を自動的に切り替える装置が提案
されている。こうした装置においては対向車の接近を正
しく検知する必要があるが、例えば、特開昭６１−２８
５１５３号には、車両の前方に受光素子を水平方向に並
べ、各受光素子により検出された受光量のばらつきから
対向車を検出する、という装置が示されている。この装
置によれば、対向車が接近したときには、ヘッドライト
に直面した受光素子は大量に受光するが、その受光素子
から離れるほど照射方向と角度が付いて受光量が激減す
るので、各受光素子の受光量に大きなばらつきが生じ
る。これに対し、ガードレール等によって反射された自
分の車のヘッドライトを受光したときは、受光量はほぼ
一様となるので対向車を検出できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装
置によれば、街路灯や装飾灯を受光した場合にも受光量
は大きなばらつきを呈し、街路灯等を対向車と誤認識し
てしまう。本発明は、この課題に鑑み、街路灯等を誤認
識することなく、夜間に他車の発する光を認識すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明の請求項１に記載の発明は、車両に搭
載され、夜間において他車を検出する車両認識装置であ
って、走行する上記車両の前方の画像を所定の画素に分
割し、各画素について明るさを検知することにより縦横
２次元の輝度情報として撮影する撮像手段と、該撮像手
段により撮影された輝度情報を明暗に基づいて２値化画
像を生成する光源抽出手段と、上記２値化画像を記憶す
るための画像記憶部と、上記２値化画像を上記画像記億
部に格納する画像格納手段と、上記画像格納手段によっ
て、上記走行中の互いに異なる時刻に上記画像記憶部に
格納された２個の上記２値化画像を比較することにより
各光源の挙動を調べ、該各光源が他の車両の有する光源
によるものであるか否かを各々判定する車両認識手段
と、上記光源抽出手段により抽出された各光源の、輪郭
線を抽出し、該輪郭線の画像中における縦方向長さ及び
横方向長さを算出する測定手段と、該測定手段により算
出された縦方向長さ及び横方向長さが略同じである２つ
の光源を光源対として抽出する光源対生成手段と、該光
源対生成手段により抽出された各光源対について、光源
対をなす両光源間の画像上の距離及び／又は両光源を結
ぶ線分の画像上の傾斜、を算出する算出手段とを備え、
上記車両認識手段が、上記光源対生成手段により抽出さ
れた各光源対について、前記算出手段により算出された
上記距離並びに上記傾斜に基づき、２個の上記２値化画
像間で対応させることを試み、対応できたか否かによっ
て該光源対が他の車両の有する光源によるものであるか
否かを各々判定し、２つの光源間に第３の光源が位置し
ている場合には該２つの光源を光源対とはみなさないも
のであることを特徴とする。

【０００５】

【０００６】 更に、請求項２記載の発明は、請求項１
に記載の夜間用車両認識装置において、上記光源対生成
手段が、上記光源対の抽出を、まず一つの上記光源を抽
出し、次に、該光源と結んだ線分の傾きが略水平とな
り、且つ該光源からの距離が、上記測定部により測定さ
れた該光源についての縦方向長さ又は横方向長さに応じ
た値以内である、光源を検索することにより行なうもの
であることを特徴とする。

【０００７】 請求項３に記載の発明は、請求項１〜請
求項２にいずれか記載の夜間用車両認識装置において、
上記車両認識手段が、光源対をなす両光源の中点位置
を、該光源対の位置とし、一方の上記２値化画像におけ
る光源対の位置を基準として該光源対をなす両光源問の
距離に対応する縦横サイズの長方形領域を設定し、上記
光源対の挙動を調べるために２つの上記２値化画像を比
較する際に、上記長方形領域内の２値化画像のみから調
べるものであることを特徴とする。

【０００８】 請求項４に記載の発明は、請求項１〜請
求項３にいずれか記載の夜間用車両認識装置において、
上記算出手段により算出された該光源対の光源間距離に
基づき、該他の車両と当該夜間用車両認識装置の搭載さ
れた車両との距離を算出する車間距離算出手段を更に設
け、上記車両認識手段が、他の車両の有する光源による
ものと判定された光源対に対して、車間距離算出手段に
より算出された車間距離の変化に基づき、対向車の有す
る光源によるものであるか、先行車の有する光源による
ものであるかを判定するものであることを特徴とする。

【０００９】

【作用及び発明の効果】本願発明の請求項１に記載の夜
間用車両認識装置は、撮像手段が、車両前方の画像を縦
横２次元の輝度情報として撮影する。この輝度情報は、
光源抽出手段によって明るい部分と暗い部分とに２値化
されて２値化画像となり、画像格納手段によって、画像
記憶部に格納されて行く。こうして格納されて行った２
個の２値化画像を比較することにより、明るい部分（す
なわち光源）の存否及び光源の挙動が得られる。この比
較結果に基づき、車両認識手段によって、その光源が他
の車両によるものであるか否かが判定される。

【００１０】つまり、請求項１に記載の夜間用車両認識
装置においては、車両前方の輝度情報を縦横２次元情
報、すなわち平面の情報として取り込むので、その平面
における光源の位置を、水平方向だけでなく垂直方向に
も把握することができる。換言すると、受光素子を水平
に並べた認識装置では、水平方向の位置が同じであるた
めに同一視されてしまう複数の光源を、それらの垂直方
向の位置の違いにより個々に把握することができる。

【００１１】更に、画像格納手段が、光源抽出手段によ
って２値化画像となった上記輝度情報を画像記憶部に格
納するので、異なる時刻に格納された２つの２値化画像
を比較することにより光源の位置変化を調査することが
できる。この調査を車両認識手段がすることにより、そ
の光源が車両によるものであるか否かを判定できる。こ
の判定の方法としては例えば、以下のような方法が挙げ
られる。

【００１２】すなわち、車両前方に存在する光源として
は主に、対向車のヘッドライト、先行車のテールラン
プ、街路灯等がある。当該夜間用車両認識装置を搭載し
た車両に対するこれらの相対速度の大きさは、走行中に
おいては一般に、対向車のヘッドライト、街路灯、先行
車のテールランプの順序になるため、画像上におけるこ
れらの挙動の激しさの順序もこれと同じになる。従い、
挙動の激しさ、すなわち光源の位置変化の大きさを評価
することにより、これら３者を互いに判別できる。ま
た、撮像手段が２次元の輝度情報として前方の画像を取
り込んでいるため、光源の挙動だけでなく、光源の大き
さ（例えば、縦方向長さ及び横方向長さ、又は面積等）
も評価することができる。この大きさに基づいて同一画
面における各光源の識別、或は上記２個の２値画像間に
おいて対応する光源の同一視等を行なうことができる。

【００１３】そして、測定手段が、光源抽出手段により
抽出された光源の、輪郭線を抽出し、該輪郭線の画像中
における縦方向長さ及び横方向長さを算出する。そして
光源対生成手段が、上記算出値の略同じ２個の光源を光
源対として抽出し、算出手段が、抽出された各光源対を
なす両光源間の画像中における距離並びに両光源を結ぶ
線分の傾斜を算出する。

【００１４】車両認識手段は、光源対生成手段により抽
出された各光源対について、算出手段により算出された
上記距離並びに上記傾斜に基づいて、２個の上記２値化
画像間で対応させることを試み、対応できたか否かによ
って該光源対が他の車両の有する光源によるものである
か否かを各々判定する。

【００１５】つまり、画像記憶部に格納された光源を対
にしたものである光源対を単位としてその抽出するた
め、対をなさない街路灯等による光源を抽出対象から外
し、以降の２値化画面間の対応を効率良く行なえる。そ
の光源対が車両の光源によるものであれば、撮像された
時刻が近接した２個の２値化画面においては、上記距離
及び傾きは略等しいので、これら距離及び／若しくは傾
きに基づいて２個の２値化画面間の対応を試みることに
より、その光源対が車両の光源によるものであるか否か
の判定を行なうことができる。

【００１６】この対応を試みる際、両光源の距離のみに
ついて対応を試みれば、不当に距離が長い（若しくは短
い）光源対が、車両の光源によるものと判定されるのを
防止でき、同じく傾きのみについて対応を試みれば不当
に傾きの大きい光源対が、車両の光源によるものと判定
されるのを防止でき、距離と傾き両方について対応を試
みれば、距離と傾きの少なくとも一方が夫々上記のよう
な不適な値を呈するすべての光源対を、判定対象から外
すことができ、判定の信頼度が高まる。

【００１７】 そして、請求項１に記載の夜間用車両認
識装置においては、車両認識手段が、光源対として抽出
した２つの光源間に第３の光源が位置している場合には
その光源対を光源対とはみなされない。つまり、２つの
ライトが車両の光源によるペアとすると、これら２つの
ライトの間には第３のライトが位置することはない。そ
こで他のライトの存在禁止領域を設定し、この領域に他
のライトが存在するときは、２つのライトを光源対とは
見なさない。存在禁止領域の他に光源のあるものは排除
されるため、２つのライトが他車の光源によるものであ
る可能性が極めて高い。更に、請求項２記載の夜間用車
両認識装置においては、光源対生成手段が、まず一つの
光源を抽出し、次に該光源を基準として他方の光源を検
索することにより光源対を抽出する。しかもこの検索
は、基準とした光源と結んだ線分の傾きが略水平とな
り、且つ該光源からの距離が、上記測定部により測定さ
れた該光源についての縦方向長さ又は横方向長さに応じ
た値以内であるという条件の下に行われる。従い、２つ
の光源を結んだ線分の傾斜が車両の光源によるものとし
ては大き過ぎるもの、２つの光源の大きさに比して両光
源間の距離が車両の光源によるものとしては大き過ぎる
ものは光源対として抽出されない。

【００１８】 つまり、請求項２に記載の夜間用車両認
識装置においては、光源の検索を画像全体から行なわ
ず、上記条件を満たす光源対のみが抽出されるため、車
両の光源による光源対として不適切なものが排除され、
抽出される光源対の数を絞ることができる。従って、光
源対が抽出された後に２個の２値化画面間で試みられる
光源対の対応も、効率よく行なうことができる。

【００１９】 また更に、請求項３に記載の夜間用車両
認識装置においては、２個の２値化画像間において光源
対の対応を試みる際に、一方の上記２値化画像における
光源対の位置を基準として該光源対をなす両光源間の距
離に対応する縦横サイズの長方形領域を他方の２値化画
像上の同じ位置に設定して、その領域内で上記基準とし
た光源対と対応する光源対を検索する。なお、光源対の
位置は、該光源対をなす両光源位置の中点で代表する。

【００２０】 つまり、請求項３に記載の夜間用車両認
識装置においては、光源対の位置が上記領域から外れる
ほど異なる光源対は検索の対象から排除され、その光源
対が車両の光源によるものであるか否かの判定を、更に
効率よく行なえ、しかも信頼性の高いものとすることが
できる。

【００２１】 請求項４に記載の夜間用車両認識装置に
おいては、車間距離算出手段が、算出手段により算出さ
れた該光源対の光源間距離に基づき、該他の車両と当該
夜間用車両認識装置の搭載された車両との距離、所謂車
間距離を算出する。そして車両認識手段によって他の車
両の有する光源によるものと判定された光源対に対し
て、２個の２値化画面間における車間距離の変化を求
め、その光源対が対向車によるものか先行車によるもの
かを判定する。すなわち、この車間距離が縮まっていれ
ば対向車の光源によるもの、殆ど変化がなければ先行車
の光源によるもの、と判定する。

【００２２】 つまり、請求項４に記載の夜間用車両認
識装置によれば、車間距離算出手段によって、車両によ
るものと判定された各光源対との車間距離が求められ、
この距離の変化の様子から対向車と先行車とを判別する
ことができる

【００２３】

【実施例】本発明の実施例を図面とともに説明する。図
２は、本発明の夜間用車両認識装置を適用したヘッドラ
イト角度自動切り換え装置１の全体の構成を示す概略構
成図である。

【００２４】ヘッドライト角度自動切り換え装置１は、
車両３の前方画像５を撮影する本発明の撮像手段として
のカメラ１１と、夜間車両認識を行なうＥＣＵ１３と、
車両のヘッドライト１５と、図示しないヘッドライト１
５の切り換えを行なうアクチュエータとからなる。

【００２５】ＥＣＵ１３の内部構成を図３に示す。ＥＣ
Ｕ１３は、ＣＰＵ２１と、ＣＰＵバス２３と、２値化し
きい値発生回路２５と、そのしきい値に基づいてカメラ
１１から入って来る映像信号２７の２値化を行ない２値
化画像を生成するコンパレータ２９と、画像バス３１
と、２値化された画像を記憶する本発明の画像記憶部と
しての２値化画像メモリ３３と、２値化された画像の輪
郭線を抽出するための３×３フィルタ演算ＬＳＩ３５
と、３×３フィルタ演算ＬＳＩ３５の演算用データを記
憶する３×３フィルタデータＲＯＭ３７と、デジタル・
シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）用のプログラムデータ
を記憶するＲＡＭ３９と、デジタル・シグナル・プロセ
ッサ（ＤＳＰ）４１とからなる。

【００２６】なお、ヘッドライト切り換え信号４３は、
ＣＰＵバス２３を介して図示しないヘッドライト切換部
に送信され、この信号によりヘッドライト１５の走行ビ
ーム、すれ違いビーム（図２参照）の切り換えを行な
う。以下、本装置の行なう処理について図４のフローチ
ャート及び図５の説明図を用いて説明する。なお、図４
は、２値化画像メモリ３３に格納された２値化画像が処
理されて行く様子を視覚的に示したものである。この処
理は、所定時間間隔の周知のタイマ割り込みにより起動
されるものとする。

【００２７】まずステップ６０１にて、画像入力を行な
う。これは図２のカメラ１１からの映像信号を図９の映
像信号２７に入力することである。次にステップ６０２
にて、入力された画像を２値化する。これは図３のコン
パレータ２９の非反転側の入力端子に映像信号２７を入
力し、２値化しきい値発生回路２５にて発生させた２値
化しきい値信号４５をコンパレータ２９の反転側の入力
端子に入力して２値化映像信号４７を作り、この信号を
画像バス３１を通して２値化画像として２値化画像メモ
リ３３に記憶する。すなわち、２値化しきい値発生回路
２５及びコンパレータ２９が本発明の光源抽出手段に相
当し、２値化画像メモリ３３に記憶する部分が画像格納
手段の行なう処理に相当する。この２値化画像が図５の
画像１０１である。

【００２８】次に、２値化された画像の輪郭線抽出をス
テップ６０３にて行なう。これは、図３の３×３フィル
タ演算ＬＳＩ３５が２値化画像メモリ３３に記憶された
２値化画像を画像バス３１を通してアクセスし、３×３
フィルタデータＲＯＭ３７に記憶されたフィルタデータ
に基づいて２値化画像の輪郭線を抽出する。抽出された
２値化画像の輪郭線画像は、画像バス３１を通してＤＳ
Ｐ用ＲＡＭ３９に記憶される。この様子が図５の画像１
０２であり、画像１０１の明るい部分が輪郭線に囲まれ
る。なお、この輪郭線で囲まれた部分（画像１０１にお
いては明るい部分）は、対向車のヘッドライト、先行車
のテールランプ、街路灯等であるが、以下、これらを総
じて単にライトと呼ぶことにする。

【００２９】次にステップ６０４にて、輪郭線画像から
ライトの大きさを計算する、本発明の測定手段としての
処理を行なう。これは図３のＤＳＰ４１がＤＳＰ用ＲＡ
Ｍ３９に記憶された輪郭線画像を処理することによって
計算される。ライトの大きさとは図５の画像１０３に示
すライトの縦長さ及び横長さのことである。これら縦長
さ、横長さはＤＳＰ用ＲＡＭ３９に記憶させる。

【００３０】次にステップ６０５にて、ライトの対称性
抽出を行なう。これは図３のＤＳＰ用ＲＡＭ３９に記憶
されたライトの縦長さ、横長さをもとにＤＳＰ４１が計
算するもので、本発明の光源対生成手段としての処理に
相当する。この様子を図５の画像１０４に示す。

【００３１】次にステップ６０６にて２個の２値化画像
にわたる対称性の追跡を行なう。これは、本発明の車両
認識手段が行なう光源対の対応を試みる処理に相当する
ものである。図３のＤＳＰ用ＲＡＭ３９に記憶されたペ
アのデータ（どのライトとどのライトがペアであるとい
うデータ）をもとにＤＳＰ４１が計算する。この様子を
図５の画像１０５に示す。

【００３２】次にステップ６０７にて、距離計算を行な
う。この距離計算は、図５の画像１０６のように、対称
となるペアの画像上の見かけの幅からこの画像を撮影し
たときに用いたレンズ系の倍率を考慮して逆算して行な
う。なお、この方法では、ペアを画像上に作った車両の
ヘッドライト（又はテールランプ）の真の幅を知らない
限り、正確な距離を求めることができないが、代表的な
車両のヘッドライト（又はテールランプ）の幅を用いて
逆算することにより、およその距離を求めることができ
る。ヘッドライトの切り換えを行なう本装置の場合には
正確な距離は不要であるので、この方法でも実用に耐え
る。

【００３３】次にステップ６０８にてヘッドライトの切
り換えを行なう。ステップ６０７で計算されたおよその
距離が一定値以下（たとえば１００ｍ）であれば対向車
または先行車との車間距離が近いと判断してヘッドライ
トを走行ビームからすれ違いビームへ切り換え、本処理
を終了する。

【００３４】上記ステップ６０５における対称性の抽出
について、その詳細を図６のフローチャート及びその処
理内容を視覚的に示した図７に従って説明する。なお、
ここでは説明を簡便にするために、基準となるライトを
ライト４９（図７参照）一つにしてこれとペアになるラ
イトを検索する処理に限って説明を行なう。

【００３５】まず、ステップ７０１で各ライトの横方向
長さＬｘ（図７参照）と縦方向長さＬｙ（図７参照）の
大きいほうをＬとする。続くステップ７０２では、ライ
ト４９とペアとなるライトの検索範囲の横方向を規定す
るものとして、検索範囲の幅を上記Ｌの値に応じて設定
する。ここでは、この幅をＬに比例定数Ｋをかけた長さ
Ｋ・Ｌとし、図７に示すようにライト４９の中心位置の
両側に振り分ける。なお、ライトの中心位置とは、各ラ
イトの縦方向長さを２等分する直線と、同じく横方向長
さを２等分する直線との交点とし以下、各ライトの位置
は、この中心位置で代表するものとする。

【００３６】次にステップ７０３にて、ライト４９とペ
アとなるライトの検索範囲の縦方向を規定するものとし
て角度領域を定める。この角度領域とは、ペアとなるラ
イトとライト４９とを結んだ線分が略水平となるように
するもので、ライト４９を中心として水平方向から上下
に許容角度を設定することにより定められる。ここで
は、図７に示すように上下へ８度ずつ、計１６度の角度
領域をライト４９の左右両側に定める。こうして定めら
れた角度領域と、ステップ７０２で設定された検索範囲
の横幅とにより、２つの三角形からなる検索範囲５１
ａ、５１ｂ（図７参照）ができる。

【００３７】次にステップ７０４にて検索範囲５１ａ、
５１ｂ内に中心位置が位置するライトを抽出する。ここ
では、図７ではライト４９の検索範囲内に中心位置があ
るライト５３が抽出される。ライト５３が抽出される
と、続くステップ７０５において、各ライトの横方向の
大きさ、すなわちステップ６０４にて求めた横長さをチ
ェックする。ライト４９とライト５３とが同じ車両の光
源によるペアであれば、ライト４９の横長さＬｘとライ
ト５３の横長さＬｘ’（図７参照）とはほぼ等しいの
で、このチェックを行なうことによりそのペアが車両の
光源によるものであるか否かを判定する。ここでは、比
例定数ＫＬrxmax、ＫＬrxminを設定し、ＫＬrxmax・Ｌx
≧Ｌｘ’≧ＫＬrxmin・Ｌxを満たすかどうかをチェック
する。

【００３８】次に、ステップ７０６にて、同様に各ライ
トの縦方向の大きさ、すなわち上記縦長さをチェックす
る。すなわち、ライト４９の縦長さＬｙとライト５３の
縦長さＬｙ'（図７参照）とについて、ＫＬrymax・Ｌy
≧Ｌy'≧ＫＬrymin・Ｌyを満たすかどうかをチェックす
る（ＫＬrymax、ＫＬryminは比例定数）。

【００３９】続いてステップ７０７では、他のライトの
存在禁止領域を設定する。ライト４９とライト５３とが
車両の光源によるペアとすると、これら２つのライトの
間には第３のライトが位置することはない。そこで他の
ライトの存在禁止領域５５（図７参照）を設定し、この
領域に他のライトが存在するときは、ライト４９とライ
ト５３とを光源対とは見なさない（ステップ７０８）。

【００４０】以上のチェック項目をすべて満足したとき
に、ライト４９とライト５３を同一の車両の光源による
ものの候補（以下、単にペアとなるライトという）とし
て抽出し（ステップ７０９）、当該対称性の抽出処理を
終了する。続いて、上記ステップ６０６における対称性
の追跡について、その詳細を図８のフローチャート及び
その処理内容を視覚的に示した図９に従って説明する。
なお、対称性の追跡とは、上記ステップ６０５にて抽出
された、ペアとなるライトが、次の画像５９（図９参
照）ではどこに移動したかを調べることである。次の画
像５９とは、上記ステップ６０１〜ステップ６０３と同
様の処理を行なって得られる２値化画像であり、対称性
の抽出を行なった現画像５７（図９参照）に対して、こ
れまで列記した処理に要した時間分だけ後の画像とな
る。

【００４１】まず、抽出されたペアとなるライトを特徴
づける量として、２つのライトの中心位置間の画面上の
距離Ｗ（図９参照）、及び同じく中心位置を結ぶ線分が
画面上の水平線とのなす角θ（図９参照）を計算する
（ステップ８０１）。また、この２つのライトについ
て、既に上記ステップ６０４にて測定されている縦方向
長さ、横方向長さも、このペアの特徴を示す量とする。
以下、このペアをなすライトの内、右側のライトの横方
向長さをＬrx、縦方向長さをＬry、左側のライトの横方
向長さをＬlx、縦方向長さをＬlyとする（いずれも図９
参照）。つまりステップ８０１にて行なう処理は、本発
明の算出手段の行なう処理に相当する。

【００４２】次にステップ８０２にて、横方向検索範囲
計算を行なう。これは、次の画像５９において、抽出さ
れたペアとなるライトに対応するライトを次の画像５９
において検索する際にその検索範囲の横方向サイズを規
定するものである。そのペアが光源対であれば、幅Ｗが
大きいペアほど次の画像５９で大きく移動すると考えら
れるので、比例定数をＫx'として、次の画像５９上で２
つのライトの中点（x,y）を中心にＫx'・Ｗを振り分
け、横方向検索範囲とする。

【００４３】続くステップ８０３では、ステップ８０２
と同様にして、縦方向検索範囲計算を行なう。すなわ
ち、比例定数をＫy' として、次の画像５９上で中点
（x,y）を中心にＫy'・Ｗを振り分け、縦方向検索範囲
とする。次にステップ８０４にて上下動、左右動を考慮
して次の画像５９の検索範囲を補正する。カメラ１１を
車両に搭載した場合、車両３のピッチ、ロールによって
画面内の光源対の位置が画像ごとにずれると考えられ
る。そこで画像内のペアの上下動をΔy、左右動をΔxと
して、新たにＫx'・Ｗ＋Δxを横方向検索範囲、Ｋy'・
ＷΔyを縦方向検索範囲とする。以上、ステップ８０２
〜ステップ８０４にて縦横両方向の検索範囲が設定され
ると、図９に示すような長方形の検索範囲６１が生成さ
れる。

【００４４】次にステップ８０５にて、次の画像５９に
おいて検索範囲６１に、２つのライトの中点位置が位置
する次画面のペアを抽出する。例えば、図９では検索範
囲６１内の座標（x',y'）に中点が位置するペアを抽出
する。こうして抽出されたペアについて、特徴を表す量
の抽出を行なう（ステップ８０６）。すなわち、ステッ
プ８０１にて行なった処理と同様にして中心位置間の距
離Ｗ'、傾きθ'（ともに図９参照）を算出し、また、右
ライトの横方向長さＬrx'、縦方向長さＬry'、左ライト
の横方向長さＬlx'、縦方向長さＬly'も同時に算出する
（いずれも図９参照）。

【００４５】次に、ステップ８０７にて右ライトの大き
さチェックを行なう。次の画像５９で抽出された中点位
置（x',y'）であるペアが、現画像５７において中点位
置（x,y）の光源対が移動したものであるとすれば、右
ライトの大きさが急激に変化することはないと考えられ
る。例えば、横方向についてはは比例定数をＫＬrxma
x、ＫＬrxminとしてＫＬrxmax・Ｌrx≧Ｌrx'≧ＫＬrxmi
n・Ｌrxを満足するかをチェックし、縦方向についても
同様に、許容範囲に入っているか否かをチェックする。

【００４６】続いて左ライトの大きさチェックをステッ
プ８０８にて行なう。これは、右ライトの大きさチェッ
クと同様な考え方で、行なうもので、縦方向ならば、比
例定数をＫＬrymax、ＫＬryminとしてＫＬrymax・Ｌry
≧Ｌry'≧ＫＬrymin・Ｌryを満足するかをチェックし、
横方向についても同様に許容範囲に入っているか否かを
チェックする。

【００４７】更にステップ８０９にてペアの傾きチェッ
クを行なう。次の画像５９で抽出された中点位置（x',
y'）であるペアが、現画面で抽出された中点位置（x,
y）のペアが移動したものであるとすれば、ペアの傾き
が急激に変化することはないと考えられる。そこで比例
定数をＫθmax、ＫθminとしてＫθmax・θ≧θ'≧Ｋθ
min ・θを満足するかをチェックする。

【００４８】ステップ８０７〜ステップ８０９のチェッ
クをすべて満足したペアを同一の車両の光源によるペア
として選択し（ステップ８１０）、ライトの対称性の追
跡を行なう本処理を終了する。以上、図４〜図９に沿っ
て説明してきた処理に従い、ヘッドライト１５の切り換
えを行なった例を図１０に示す。対向車が接近しつつあ
る状態では、すれ違いビームに切り換えられていたヘッ
ドライトが、対向車が検知されなくなると走行ビームに
切り換えられ、再び対向車が検知され、接近して来る
と、当該認識装置が設置された車両との距離が約１７０
ｍになった時点で再度、すれ違いビームに切り換えられ
る様子が示されている。

【００４９】上記の方法によれば、ステップ６０１にて
車両前方の明るさに関する情報が２次元データである画
像として得られるため、その画像中に明るい部分を呈す
るライトの大きさをステップ６０４にて算出することが
できる。こうして算出されたライトの大きさが略同じに
なるように、ステップ７０５及びステップ７０６にてチ
ェックするので、明るい部分の大きさが異なる街路灯、
装飾灯等は排除される。

【００５０】また、このペアにする際、基準となるライ
ト４９の大きさに基づき横方向の検索範囲を定めて（ス
テップ７０２）、もう一方のライトを検索するため、他
車の光源によるものとしては２つのライトの間隔が広過
ぎるものが検索対象から排除され、検索が効率的にでき
る。

【００５１】更に、２つのライトを結んだ線分の傾きが
略水平となるよう、ステップ７０３にて角度領域を定め
るため、他車の光源によるものとしては上記線分の傾き
が大き過ぎるものが排除され（ステップ７０５、７０
６）、検索をより効率的に行なうことができる。従い、
街路灯等によって画像中にできた明るい部分の大きさと
他車のライトの大きさとが、偶然同じになっても、この
検索範囲の設定によって排除される可能性が高い。

【００５２】しかも、存在禁止領域５５が設定されて
（ステップ７０７）この領域に他の光源のあるものは排
除される（ステップ７０８）ため、既にこの段階におい
て２つのライトが他車の光源によるものである可能性が
極めて高い。この、他車の光源によるライトである可能
性が極めて高いペアを、次の画像５９において追跡し、
その挙動を調べる（ステップ６０６）ため、ステップ６
０５までの処理の後、街路灯等による明るい部分が、な
お上記チェックを切り抜けて残っていたとしても、その
挙動を調べることにより排除できる。

【００５３】例えば、街路灯が画像中に作った明るい部
分の大きさが他車のライトによる明るい部分の大きさと
略等しく、そのライトとの距離も車両のヘッドライト又
はテールランプの距離として妥当であり、且つそのライ
トと結んだときの線分の成す角が略水平であったという
偶然が重なって、街路灯がペアをなすライトの片側とし
て抽出されたとする。この場合にも、次の画像５９にお
いて街路灯は、他車のライトとは全く異なる挙動を示す
ので、他車のライトと見なされることがない。全く異な
る挙動とは、例えば、他車の光源によるペアは、次の画
像５９においても両光源の傾斜を略水平を保ちつつ、画
像中を移動するのに対し、街路灯は車両とは異なる相対
速度で移動しているために上記傾斜が徐々に大きくな
る。従い、ステップ８０９におけるチェックに引っ掛か
り、排除することができる。

【００５４】次の画像５９における光源対の追跡は、光
源対をなす両ライトの中点位置を検索することにより行
なうが、この検索を行なう際にも検索範囲６１を定める
ので、効率よく追跡を行なうことができる。すなわち、
ステップ８０２及びステップ８０３にて夫々横方向及び
縦方向の検索範囲６１を光源対をなす両光源の距離Ｗに
応じて定めるため、次の画像５９における移動の許容範
囲を、光源対の大きさに応じて設定でき、移動量の大き
過ぎるものを検索対象から排除することができる。

【００５５】しかもこの検索範囲６１は、車両３のピッ
チ及びロールを考慮して左右動Δｘ及び上下動Δｙを含
んだものとなっているため、車両３が揺れても検索でき
る。つまり、本ヘッドライト角度自動切り換え装置１に
よれば、車両３の前方の画像中におけるライトの大き
さ、２つのライト間の距離、２つのライトを結んだ線分
の水平度、及び２つのライトの挙動から、そのライトが
他車のライトによるものであるか否かを判断するので、
街路灯、装飾灯等を誤認識することがなく、ヘッドライ
ト１５が過度に切り換わるということがない。

【００５６】以上、本発明の夜間用車両認識装置を適用
したヘッドライト角度自動切り換え装置１について説明
してきたが、本発明は上記適用例に限らず、様々な態様
で実施し得る。例えば、上記実施例では本発明をヘッド
ライト角度自動切り換え装置１に適用したが、対向車の
接近を知らせる装置に適用しても良い。すなわち、対向
車の接近を感知すると、運転者に音等で知らせ、注意を
促す装置を構成することができる。このような装置によ
れば、夜間の運転をより安全に行なうことができる。

【００５７】また、先行車との車間距離を検知し、近づ
き過ぎると、やはり音等で運転者に知らせ、注意を促す
装置を構成することができる。このような装置によれ
ば、夜間の運転をより安全に行なうことができる。更
に、対称となるペアの画面上の見かけの幅（Ｌlx／２）
＋Ｗ＋（Ｌrx／２）をＷｃとすればＷｃの単位時間あた
りの変化率ｄＷｃ／ｄｔはカメラの撮影位置からのペア
の相対速度に比例する。従って、カメラ系の倍率によっ
て決まる比例定数をＫｗとするとＫｗ・ｄＷｃ／ｄｔ
は、カメラの設置位置から計測される車両の速度にな
る。これを使って夜間の車両速度計測装置に使うことが
できる。

【００５８】上記実施例では、ペアとなるライトの追跡
を行なうための次の画像５９を改めて入力すると説明し
たが、このような方法によらず、画像入力は上記ステッ
プ６０１に相当する処理のみで行なっても良い。この場
合、例えば最初にとられた画像に関しては対称性の追跡
を行なわず、以降の画像に関しては前回入力された画像
と比較し、対称性の追跡を行なうようにすれば良い。

【００５９】また、ステップ８０７〜ステップ８０９の
処理で抽出されたペアのチェックを行なうが、更に加え
て、ペアをなす光源間の距離のチェックを行なっても良
い。例えば、この距離をＷ'、比例定数をＫＷmax、ＫＷ
minとしてＫＷmax・Ｗ≧Ｗ'≧ＫＷmin・Ｗ を満足する
かをチェックする。このようにすると、ステップ８０７
〜ステップ８０９のチェックを満たすが、車両による光
源にしてはＷ' が広すぎるものを誤検出することがなく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の夜間用車両認識装置を例示するブロ
ック対応図である。

【図２】 本発明の実施例であるヘッドライト角度自動
切り換え装置１の全体の構成を示す概略構成図である。

【図３】 実施例のＥＣＵ１３の内部構成を示す説明図
である。

【図４】 実施例のＥＣＵ１３が行なう処理を示すフロ
ーチャートである。

【図５】 実施例のＥＣＵ１３が行なう処理によって、
２値化画像メモリ３３に格納された２値化画像が変化し
て行く様子を視覚的に示した説明図である。

【図６】 実施例における、ライトの対称性抽出処理を
示すフローチャートである。

【図７】 実施例における、対称性の抽出処理に関する
説明図である。

【図８】 実施例における、対称性の追跡処理を示すフ
ローチャートである。

【図９】 実施例における、対称性の追跡処理に関する
説明図である。

【図１０】 実施例のヘッドライト角度自動切り換え装
置１によって、対向車が検知される様子とヘッドライト
１５が切り換えられる様子とを例示するグラフである。

【符号の説明】

１…ヘッドライト角度自動切り換え装置 ３…車両 ５…前方画像 １１…カメラ １３…ＥＣＵ １５…ヘッドライト ２１…ＣＰＵ ３３…２値
化画像メモリ ４９…基準となるライト ５１ａ、５１ｂ…検索範囲 ５３…検索されたライト ５５…存在禁止領域 ５７…現画像 ５９…次の画像 ６１…検索範囲 １０１〜１０６…画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01C 3/00 - 3/32 G06T 1/00 - 9/40 B60Q 1/00 - 1/56

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載され、夜間において他車を検
   出する車両認識装置であって、 走行する上記車両の前方の画像を所定の画素に分割し、
   各画素について明るさを検知することにより縦横２次元
   の輝度情報として撮影する撮像手段と、 該撮像手段により撮影された輝度情報を明暗に基づいて
   ２値化画像を生成する光源抽出手段と、 上記２値化画像を記憶するための画像記憶部と、 上記２値化画像を上記画像記億部に格納する画像格納手
   段と、 上記画像格納手段によって、上記走行中の互いに異なる
   時刻に上記画像記憶部に格納された２個の上記２値化画
   像を比較することにより各光源の挙動を調べ、該各光源
   が他の車両の有する光源によるものであるか否かを各々
   判定する車両認識手段と、 上記光源抽出手段により抽出された各光源の、輪郭線を
   抽出し、該輪郭線の画像中における縦方向長さ及び横方
   向長さを算出する測定手段と、 該測定手段により算出された縦方向長さ及び横方向長さ
   が略同じである２つの光源を光源対として抽出する光源
   対生成手段と、 該光源対生成手段により抽出された各光源対について、
   光源対をなす両光源間の画像上の距離及び／又は両光源
   を結ぶ線分の画像上の傾斜、を算出する算出手段とを備
   え、 上記車両認識手段が、 上記光源対生成手段により抽出された各光源対につい
   て、前記算出手段により算出された上記距離並びに上記
   傾斜に基づき、２個の上記２値化画像間で対応させるこ
   とを試み、対応できたか否かによって該光源対が他の車
   両の有する光源によるものであるか否かを各々判定し、
   ２つの光源間に第３の光源が位置している場合には該２
   つの光源を光源対とはみなさないものであることを特徴
   とする夜間用車両認識装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の夜間用車両認識装置に
   おいて上記光源対生成手段が、 上記光源対の抽出を、まず一つの上記光源を抽出し、 次に、該光源と結んだ線分の傾きが略水平となり、且つ
   該光源からの距離が、上記測定部により測定された該光
   源についての縦方向長さ又は横方向長さに応じた値以内
   である、光源を検索することにより行なうものであるこ
   とを特徴とする夜間用車両認識装置。
3. 【請求項３】 請求項１〜請求項２にいずれか記載の夜
   間用車両認識装置において、上記車両認識手段が、 光源対をなす両光源の中点位置を、該光源対の位置と
   し、 一方の上記２値化画像における光源対の位置を基準とし
   て該光源対をなす両光源問の距離に対応する縦横サイズ
   の長方形領域を設定し、 上記光源対の挙動を調べるために２つの上記２値化画像
   を比較する際に、上記長方形領域内の２値化画像のみか
   ら調べるものであることを特徴とする夜間用車両認識装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３にいずれか記載の夜
   間用車両認識装置において、 上記算出手段により算出された該光源対の光源間距離に
   基づき、該他の車両と当該夜間用車両認識装置の搭載さ
   れた車両との距離を算出する車間距離算出手段を更に設
   け、 上記車両認識手段が、 他の車両の有する光源によるものと判定された光源対に
   対して、車間距離算出手段により算出された車間距離の
   変化に基づき、対向車の有する光源によるものである
   か、先行車の有する光源によるものであるかを判定する
   ものであることを特徴とする夜間用車両認識装置。