车载摄像机和车载摄像机系统

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车载摄像机和车载摄像机系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及用立体摄像机拍摄车辆的周围，根据拍摄的图像避免与障碍物的碰撞或减轻损害的车载摄像机和车载摄像机系统。\n背景技术\n[0002] 近年来，用立体摄像机检测行人或车辆、护栏等障碍物，进行警报和制动辅助的装置得以实用化。\n[0003] 但是，基于立体摄像机的视差计算对于没有图案的平面或均匀地描绘了相同图案的墙壁等存在不能获得视差的可能性，在这样的情况下存在不能防止向障碍物的碰撞的危险。\n[0004] 为了解决上述问题，例如如专利文献1中所示，公开了对离合机构向后方操作的情况下对车辆后方照射图案光，对没有图案的车库的墙壁等也能获得视差的方法。\n[0005] 现有技术文献\n[0006] 专利文献\n[0007] 专利文献1：日本特开2003-2138号公报\n发明内容\n[0008] 发明要解决的课题\n[0009] 但是，因为上述的现有技术中与离合机构的后方操作联动，总是进行图案光的照射，可能会使周围眩目。图案光是不可见光的情况下可能对同样的摄像机系统造成影响，且消耗电力也增大。\n[0010] 此外，因为总是进行一定的图案光的照射，根据对象的图案存在不能计算视差的可能性。进而，拍摄对象的亮度较高的情况下，存在用上述拍摄单元拍摄的图像饱和，反而难以计算视差的情况。\n[0011] 根据以上所述，本发明的目的在于，提供一种车载摄像机和车载摄像机系统，其在用立体摄像机难以计算视差的状况下拍摄没有图案的平面和均匀地描绘了相同图案的墙壁等的情况下，也能正确地检测障碍物，进行防撞和减轻损害。\n[0012] 用于解决课题的方案\n[0013] 本发明鉴于上述课题，构成为具有：对车辆外部进行拍摄的多个图像拍摄装置；\n视差计算部，其根据多个图像拍摄装置拍摄到的多个图像计算视差信息；距离计算部，其根据视差计算部计算出的视差信息计算到存在于车辆外的对象物的距离信息；照射时刻判断部，其判断视差计算部是否在预先规定的设定时间内计算出视差信息，根据判断结果判断是否向车辆外部照射不可见光或可见光的图案光；和碰撞判断部，其根据距离计算部计算出的距离信息判断碰撞可能性，距离计算部，即使在视差计算部未在预先规定的设定时间内计算出视差信息的情况下，也在照射时刻判断部输出照射图案光的信号之后用多个图像拍摄装置拍摄照射区域，在根据拍摄到的图像数据用视差计算部计算出视差信息的情况下，根据视差信息计算距离信息。\n[0014] 本说明书包含记载于本申请的优先权基础的日本国专利申请2011-047070号的说明书和/或附图的内容。\n[0015] 发明效果\n[0016] 能够提供在用立体摄像机难以计算视差的状况下拍摄没有图案的平面和均匀地描绘了相同图案的墙壁等的情况下，也正确地检测障碍物，进行防撞和减轻损害的车载摄像机和车载摄像机系统。\n附图说明\n[0017] 图1是表示本发明的车载摄像机和车载摄像机系统的一个实施例的功能模块的图。\n[0018] 图2是表示将本发明的车载摄像机和车载摄像机系统搭载到车辆的情况的实施例的图。\n[0019] 图3是表示本发明的车载摄像机和车载摄像机系统的动作例的流程图。\n[0020] 图4是举例表示没有图案光的照射的情况下难以计算视差的情况的图。\n具体实施方式\n[0021] 以下用附图说明本发明的实施方式。图1表示本发明的车载摄像机10和具备车载摄像机10的车载摄像机系统的一例。\n[0022] 在本实施例中，车载摄像机10是立体摄像机，如图所示，具备对用第一图像拍摄装置1和第二图像拍摄装置2取得的图像数据进行图像处理的图像处理部3、根据用第一图像拍摄装置1和第二图像拍摄装置2取得的两个图像数据进行视差的计算的视差计算部\n4、根据计算出的视差计算到对象物的距离的距离计算部5、根据计算出的距离判断碰撞的可能性的碰撞判断部6、根据用视差计算部4计算出的视差和从车辆信息取得装置31取得的车辆信息判断照射图案光的时刻的照射时刻判断部7、判断对于计算视差最有效的种类的图案光的图案光种类判断部8。\n[0023] 车载摄像机10与用于照射图案光的光源即图案光照射装置21连接，车载摄像机\n10向图案光照射装置21输出用车载摄像机10内的照射时刻判断部7判断的照射时刻（照射信息）和用图案光种类判断部8判断的图案光种类。该输出可以使照射时刻与图案光种类关联并作为一个图案光信息向图案光照射装置21输出，也可以作为不同的信息输出。\n[0024] 车载摄像机10与车辆信息取得装置31连接，能够取得车速、横摆角速度、舵角等车辆信息。\n[0025] 此外，车载摄像机10也与根据碰撞判断部6的判断结果控制车辆的控制装置即控制ECU41、和根据碰撞判断部6的判断结果发出警报的警报装置42连接。例如碰撞判断部\n6的判断结果是碰撞可能性较高的情况下，控制ECU41进行刹车、松开加速器、抑制发动机输出等进行防撞、减轻损害的车辆控制。警报装置42使警报鸣响、在汽车导航系统等画面上显示警报信息、对安全带或方向盘等施加振动等，对用户进行警告。\n[0026] 本发明中用车载摄像机10拍摄车辆的周围、例如前方或后方。此处，图2表示对车辆前方应用本发明的情况下的车载摄像机系统的实施例。\n[0027] 用车载摄像机10拍摄的范围即拍摄范围51和用图案光照射装置21照射的范围即照射范围52需要朝向同一方向。\n[0028] 图2所示的示例中图案光照射装置21转用作车辆的前灯，也可以使用雾灯或其他光源。此外，后方的情况下同样可以转用作车辆的尾灯或后雾灯。\n[0029] 图3是表示本实施例的车载摄像机10的动作例的流程图。以下根据该流程图说明车载摄像机10的动作。\n[0030] 首先，在步骤S1中用第一图像拍摄装置1和第二图像拍摄装置2取得图像数据。\n第一图像拍摄装置1和第二图像拍摄装置2需要同步或已知相互的拍摄时间的差异。\n[0031] 接着，在步骤S2中从车辆信息取得装置31取得车辆信息。车辆信息是包括车速、横摆角速度、舵角等的信息。\n[0032] 接着，在步骤S3中对取得的图像数据进行图像特征分析。图像特征指的是边缘的量和方向、浓度值等特征量。图像特征分析用图像处理部3进行处理。此处，图像特征分析可以对第一图像拍摄装置1和第二图像拍摄装置2拍摄到的图像数据分别进行，也可以仅对某一方进行。\n[0033] 在步骤S4中，用视差计算部4计算第一图像拍摄装置1和第二图像拍摄装置2拍摄到的图像数据之间的视差。其中，关于视差的计算方法，有SSDA法和面积相关法等已经公知的技术，所以本实施例中省略详细的说明。\n[0034] 其中，步骤S2、S3、S4可以按照上述顺序进行处理，也可以并行处理。\n[0035] 接着，在步骤S5中用照射时刻判断部7执行进行图案光的照射的时刻的判断也即是否要照射图案光的判断。\n[0036] 立体摄像机存在对于图4（A）所示的没有颜色深浅的墙壁或图4（B）所示的连续描绘了相同图案的面等不能检测对应点而不能进行视差的计算的情况。这样的情况下通过进行图案光的照射能够有效地计算视差是公知的。但是，总是对拍摄对象照射图案光可能使周围眩目，此外，具有电力的消耗量较大等问题。所以，通过进行需要照射的时刻的判断，仅在该时刻进行照射，能够减轻上述问题。\n[0037] 具体而言，视差计算部4在规定时间以上未能计算出视差信息的情况下进行图案光的照射。照射的时间最短为第一图像拍摄装置1和第二图像拍摄装置2的一个曝光周期。\n一般的拍摄装置中三十分之一秒以下的照射时间即可，所以能够较大地减轻上述问题。\n[0038] 此外，也可以在发动机起动后等前方或后方的状况不明确的情况下照射图案光。\n由此能够更高精度地实现防止因起动时的换档错误或刹车与加速的踩踏错误引发的事故的功能。\n[0039] 因此，视差计算部4在不到规定时间内计算出视差信息的情况下不照射图案光，在步骤S6中用距离计算部5进行到拍摄的图像中存在的对象物的距离的计算。距离能够根据视差计算部4计算出的视差、第一图像拍摄装置1和第二图像拍摄装置2的内部参数和外部参数计算。\n[0040] 之后，在步骤S7中判断计算出的距离是否在预先规定的设定距离内，即设定距离内是否存在障碍物，进行前方或后方的碰撞可能性的判断。设定距离内存在障碍物的情况下，判断具有碰撞可能性（步骤S13），设定距离内不存在障碍物的情况下，判断不具有碰撞可能性（步骤S14）。\n[0041] 接着，对控制ECU41和警报装置42通知步骤S7中的碰撞信息的判断结果。判断具有碰撞的可能性的情况下，控制ECU41生成并输出进行刹车也就是使各车轮产生制动力的控制信号，抑制发动机的输出等，能够避免和减少事故。此外，警报装置42能够对用户用声音、影像、振动等通知危险。\n[0042] 在步骤S5中判断为需要图案光的照射的情况下，在步骤S8中进行图案光的选择。\n如上述图4所示，立体摄像机存在不能计算视差的情况，因为已知在各种情况下哪一种图案光是有效的，所以能够根据步骤S3中分析出的图像特征决定照射的图案光的种类。\n[0043] 接着，在步骤S9中，在步骤S5中判断的时刻，输出为了用步骤S8中选择的图案光对用第一图像拍摄装置1和第二图像拍摄装置2拍摄的方向（本实施例中是车辆前方）进行图案光的照射的照射信息。\n[0044] 接着在步骤S10中，再次用第一图像拍摄装置1和第二图像拍摄装置2拍摄图像。\n此处拍摄图像的时刻是在照射图案光时进行曝光。\n[0045] 在步骤S11中，对于步骤S10中拍摄的图像进行视差的计算。视差的计算用视差计算部4进行。照射图案光的情况下的视差计算易于检测立体视图的对应点，所以与不照射图案光的情况相比能够良好地计算视差。\n[0046] 步骤S12中，判断步骤S11中视差的计算是否成功、是否计算出了视差。判断的结果为视差的计算成功的情况下，视为车辆前方存在障碍物，在步骤6中根据步骤10中拍摄到的图像数据计算到障碍物的距离。判断的结果为视差的计算失败，即未计算出视差的情况下，视为车辆前方不存在障碍物，判断没有碰撞可能性（步骤S14）。\n[0047] 通过反复上述处理，能够使图案光的照射引起的问题成为最小限度，同时能够有效地进行障碍物的检测。即，在用立体摄像机难以计算视差的状况下拍摄的情况下，也能够正确地检测障碍物，实现防撞和减少损害。\n[0048] 符号说明\n[0049] 1 第一图像拍摄装置\n[0050] 2 第二图像拍摄装置\n[0051] 3 图像处理部\n[0052] 4 视差计算部\n[0053] 5 距离计算部\n[0054] 6 碰撞判断部\n[0055] 7 照射时刻判断部\n[0056] 8 图案光种类判断部\n[0057] 10 车载摄像机\n[0058] 21 图案光照射装置\n[0059] 31 车辆信息取得装置\n[0060] 41 控制ECU\n[0061] 42 警报装置\n[0062] 51 拍摄范围\n[0063] 52 照射范围\n[0064] 本说明书中引用的所有的刊物、专利和专利申请保持原样作为参考引入本说明书。