DE10102884A1 - Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

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DE10102884A1
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Hiroyuki Ogura
Naoto Ishikawa
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    • G08G1/166—Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes
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    • B60T2201/08—Lane monitoring; Lane Keeping Systems
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    • B60T2201/089—Lane monitoring; Lane Keeping Systems using optical detection

Abstract

Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Bildaufnahmeeinrichtung (1), die in dem Kraftfahrzeug zum Aufnehmen eines Bildes in Seitenrichtung des Kraftfahrzeuges angebracht ist, einer Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung (41a) zum Erfassen eines sich nähernden Objekts, das sich dem Fahrzeug des Fahrers aus einer sein Fahrzeug kreuzenden Seitenstraße nähert, auf der Basis von zwei Bildern, die zu zwei Zeiten in einem vorgeschriebenen Intervall durch die Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden, und einer Gefahrerkennungseinrichtung (41b) zum Erkennen einer Gefahr auf der Basis des Annäherungsgrades.

Description

Die Erfindung betrifft eine Seitenblick- oder Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche ein Objekt, wie eine Person oder ein Fahrzeug, überwachen kann, welches sich aus einer Seitenstraße nähert, wenn sich das Fahrzeug des Fahrers einer Kreuzung nähert oder aus einer Garage in Richtung der Straße herausfährt, wodurch Sicherheit geschaffen wird.
Wenn sich das Fahrzeug des Fahrers der Kreuzung mit schlechter Sichtbarkeit nähert oder dieses aus der Garage in Richtung der Straße herausfährt, stoppt der Fahrer das Fahrzeug, um sich Sicherheit von links und rechts zu verschaffen, und wenn der Fahrer entscheidet, daß sich kein Objekt annähert, nähert er sich der Seitenstraße an, die sein Fahrzeug kreuzt. Jedoch ist die entfernte Stelle der Seitenstraße oft schlecht einzusehen, solange sich das Fahrzeug nicht der Seitenstraße in einem bestimmten Grad nähert. Daher ist das Objekt, wie ein anderes Fahrzeug, das sich aus der weiten Entfernung der Seitenstraße annähert, außerhalb der Sichtweite des Fahrers. In diesem Falle besteht die Gefahr eines Zusammenstoßes infolgedessen, daß sich das Fahrzeug des Fahrers der Seitenstraße nähert, ohne das Objekt zu beachten.
Um eine derartige Gefahr zu beseitigen, wurde, wie aus Fig. 9 ersichtlich, eine Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei welcher Bilder, die beiderseits des Fahrzeuges durch daran angebrachte Kameras aufgenommen werden, an einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden, damit sich der Fahrer von der Sicht vor dem sich der Seitenstraße nähernden Fahrzeug vergewissern kann.
Bei der Verwendung der Seitenüberwachungsvorrichtung muß jedoch der Fahrer zur Feststellung der Sicherheit auf die Anzeigevorrichtung sehen und kann dabei das andere auf der Anzeigevorrichtung angezeigte Fahrzeug übersehen. Ferner ist es für den Fahrer schwierig, wenn er nur die Anzeigevorrichtung sieht, zu entscheiden, ob das aus der Seitenstraße näherkommende Objekt mit seinem Fahrzeug zusammenstoßen kann oder nicht.
Mit der Erfindung wird eine Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug geschaffen, welche automatisch die Gefahr eines Zusammenstoßes mit einem sich aus einer Seitenstraße annähernden Objekt unter Verwendung des Bildes erkennt, das durch eine an dem Fahrzeug angebrachte Bildaufnahmeeinrichtung gewonnen wird, so daß der gegenwärtige Zustand der Seitenstraße genau erkannt werden kann.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch eine Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Bildaufnahmeeinrichtung, die in dem Kraftfahrzeug zum Aufnehmen eines Bildes in Seitenrichtung des Kraftfahrzeuges angebracht ist, einer Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines sich nähernden Objekts, das sich dem Fahrzeug des Fahrers aus einer sein Fahrzeug kreuzenden Seitenstraße nähert, auf der Basis von zwei Bildern, die zu zwei Zeiten in einem vorgeschriebenen Intervall durch die Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden, und einer Gefahrerkennungseinrichtung zum Erkennen einer Gefahr auf der Basis des Annäherungsgrades. Bei diesem Aufbau kann unter Verwendung der von der im Fahrzeug des Fahrers angebrachten Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bilder die Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem Objekt, das sich dem Fahrzeug des Fahrers aus der Seitenstraße nähert, automatisch erkannt werden.
Vorzugsweise weist die Annäherungsobjekt-Erfassungs­ einrichtung eine Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung zum Extrahieren eines Bewegungsquantums mit einer Komponente einer Annäherungsrichtung des Fahrzeuges des Fahrers von einem Bewegungsquantum desselben Objektes zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern auf, wobei das extrahierte Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich nähernden Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in Form einer Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich nähernden Objekts erfaßt wird. Bei diesem Aufbau kann unter Verwendung der von der im Fahrzeug des Fahrers angebrachten Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bilder die Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem Objekt, das sich dem Fahrzeug des Fahrers aus der Seitenstraße nähert, automatisch erkannt werden.
Vorzugsweise extrahiert die Bewegungsquantum- Extraktionseinrichtung das Bewegungsquantum des sich nähernden Objekts durch Erfassen nur des Bewegungsquantums desselben Objekts mit der Komponente der Annäherungsrichtung des Fahrzeuges des Fahrers und einer Komponente der sein Fahrzeug fahrenden oder zu fahrenden Richtung. Bei diesem Aufbau ist es nicht notwendig, das Bewegungsquantum desselben Objektes in Richtung entgegengesetzt zu der das Fahrzeug des Fahrers fahrenden oder zu fahrenden Richtung zu erfassen, wodurch die notwendige Berechnung in einer kurzen Zeit realisiert wird.
Vorzugsweise weist die Annäherungsobjekt-Erfassungs­ einrichtung eine Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung zum Extrahieren eines Bewegungsquantums desselben Objekts zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern mit einer Komponente einer das Fahrzeug des Fahrers fahrenden oder zu fahrenden Richtung auf, wobei das extrahierte Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich nähernden Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in Form einer Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich nähernden Objekts erfaßt wird. Bei diesem Aufbau kann, selbst wenn die Bildaufnahmeeinrichtung an einer niedrigen Stelle des Fahrzeuges vorgesehen ist, die Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem Objekt, das sich dem Fahrzeug des Fahrers nähert, automatisch erkannt werden, wodurch das Anbringen der Bildaufnahmeeinrichtung in irgendeiner Höhe ermöglicht wird.
Vorzugsweise extrahiert die Bewegungsquantum-Extraktions­ einrichtung das Bewegungsquantum desselben Objekts zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern abzüglich eines der Bewegung des Fahrzeuges des Fahrers entsprechenden Änderungsgrades als Bewegungsquantum des sich nähernden Objekts. Daher kann, selbst wenn das Bewegungsquantum desselben Objektes wegen einer geringen Bewegung des Fahrzeuges des Fahrers variiert wird, das Bewegungsquantum des Objektes, das sich nähert, wenn sich das Fahrzeug des Fahrers der Seitenstraße nähert, genau erfaßt werden, wodurch ein genaueres Erkennen der Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich aus der Seitenstraße nähernden Objekt ermöglicht wird.
Vorzugsweise weist die Annäherungsobjekt-Erfassungs­ einrichtung eine FOE-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines FOE (Erweiterungsfokus) in jedem der Bilder in vorgeschriebenen Zeitintervallen auf, wobei die Bewegungsquantum- Extraktionseinrichtung ein Bewegungsquantum des FOE zwischen den beiden Bildern als Änderungsgrad beseitigt. Bei diesem Aufbau kann die Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich aus der Seitenstraße nähernden Objekt genauer erkannt werden.
Vorzugsweise weist die Annäherungsobjekt-Erfassungs­ einrichtung eine Bewegungsstrecken-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer in einer vorgeschriebenen Zeit zurückgelegten Strecke des Fahrzeuges des Fahrers auf, wobei die Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung einen der Strecke entsprechenden Wert als Änderungsgrad aus dem Bewegungsquantum desselben Objekts beseitigt. Bei diesem Aufbau kann der Änderungsgrad leicht beseitigt werden.
Vorzugsweise beseitigt die Bewegungsquantum-Extraktions­ einrichtung nur den Änderungsgrad, der nicht kleiner als ein vorgeschriebener Wert ist. Bei diesem Aufbau ist es nicht erforderlich, den Änderungsgrad zu beseitigen, wenn dieser kleiner als der vorgeschriebene Wert ist, wodurch die notwendige Berechnung in einer kurzen Zeit realisiert wird.
Vorzugsweise weist die Annäherungsobjekt-Erfassungs­ einrichtung eine FOE-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines FOE (Erweiterungsfokus) in jedem der Bilder in vorgeschriebenen Zeitintervallen, und eine Bewegungsquantum-Extraktions­ einrichtung zum Extrahieren eines Bewegungsquantums in einer von dem FOE divergierenden Richtung von einem Bewegungsquantum desselben Objekts zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern auf, wobei das extrahierte Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich nähernden Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in Form einer Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich nähernden Objekts erfaßt wird. Bei diesem Aufbau kann nur durch Suchen desselben Objektes in einer einzigen von der FOE divergierenden Richtung in den beiden in vorgeschriebenen Zeitintervallen aufgenommenen Bildern das Bewegungsquantum des sich nähernden Objekts extrahiert werden, wodurch die notwendige Berechnung in einer kurzen Zeit realisiert wird.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1A und 1B Blockdiagramme, aus denen jeweils eine Basisanordnung einer Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß der Erfindung ersichtlich ist;
Fig. 2 ein Blockschema der Seitenüberwachungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 3A bis 3C Ansichten zur Erläuterung des Vorgangs des Erfassens eines optischen Flusses nach einer ersten und einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 4A und 4B Ansichten zur Erläuterung eines aufgenommenen Bildes und eines daraus abgeleiteten optischen Flusses zur Zeit t bzw. t+Δt;
Fig. 5A und 5B Ansichten zur Erläuterung des Vorgangs des Abbrechens, welcher von einer Steuereinrichtung CPU durchgeführt wird;
Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Ablaufs des Vorgangs in der CPU;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, aus dem die Details des Vorgangs des Erfassens eines optischen Flusses aus Fig. 6 ersichtlich sind, welcher von einem aus einer rechten Seitenstraße sich nähernden Objekt erzeugt wird;
Fig. 8A bis 8C Ansichten zur Erläuterung des Vorgangs des Erfassens eines optischen Flusses nach einer dritten Ausführungsform; und
Fig. 9A und 9B Ansichten zur Erläuterung eines Beispiels einer herkömmlichen Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Mit Bezug auf die Zeichnung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
Ausführungsform 1
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Seitenüberwachungs­ vorrichtung eine Bildaufnahmeeinrichtung 1, welche in einem Fahrzeug zum Aufnehmen von Bildern in beidseitiger Richtung angebracht ist, eine Fahrstrecken-Erfassungseinrichtung 2 zum Erfassen der Fahrstrecke eines Kraftfahrzeuges, eine Speichereinrichtung 3 zum Speichern des Bildes und anderem, einen Mikrocomputer 4 (nachfolgend als "µ COM 4" bezeichnet), eine Anzeigevorrichtung 5 zum Anzeigen des von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildes, und eine Audioanzeigeeinrichtung 6 zum Abgeben eines Warntons oder einer Audioanweisung auf.
Die Bildaufnahmeeinrichtung 1 weist eine rechte CCD-Kamera 11R, die an der rechten Seite des Fahrzeuges angebracht ist, eine linke CCD-Kamera 11L, die an der rechten Seite des Fahrzeuges angebracht ist, eine rechte Bildebene 12R zum Fokussieren eines rechten Bildes, das von der rechten CCD- Kamera 11R aufgenommen wird, und eine linke Bildebene 12L zum Fokussieren eines linken Bildes auf, das von der linken CCD- Kamera 11L aufgenommen wird. Nebenbei sind, wie aus Fig. 9A ersichtlich, die rechte CCD-Kamera 11R und die linke CCD-Kamera 11L an der Vorderseite des Fahrzeuges in beidseitiger Richtung angebracht, so daß das Bild der Seitenstraße in der Position A aufgenommen werden kann, wo der Vorderteil des Fahrzeuges in die Seitenstraße hineinragt.
Die Fahrstrecken-Erfassungseinrichtung 2 kann ein Fahrsensor (nicht gezeigt) sein, welcher ein Pulssignal erzeugt, wenn das Fahrzeug die jeweilige Einheitsstrecke fährt.
Die Speichereinrichtung 3 weist einen ersten und einen zweiten rechten Einzelbildspeicher 31R, 32R, einen ersten und einen zweiten linken Einzelbildspeicher 31L, 32L, und einen rechten und einen linken Speicher 33R, 33L für den optischen Fluß auf. Der erste und der zweite rechte Einzelbildspeicher 31R, 32R speichern temporär Daten von Pixeln mit m Zeilen und n Spalten aus 512 × 512 Pixeln und Helligkeiten von 0-255 Graustufen, die aus dem auf der rechten Bildebene 12R fokussierten rechten Bild umgewandelt werden, und führen diese dem µ COM 4 zu.
Der erste und der zweite rechte Einzelbildspeicher 31R, 32R speichern aufeinanderfolgend Daten von Pixeln mit m Zeilen und n Spalten, die aus dem rechten Bild umgewandelt werden, das in Zeitintervallen von Lt derart aufgenommen wird, daß der Speicher 31R die Pixeldaten in der Zeit t speichert, der Speicher 32R die Pixeldaten in der Zeit t + Δt speichert, usw. Gleichfalls speichern der erste und der zweite linke Einzelbildspeicher 31L, 32L temporär Daten von Pixeln, die aus dem auf der linken Bildebene 12L fokussierten linken Bild umgewandelt werden, und führen diese dem µ COM 4 zu.
Der erste und der zweite linke Einzelbildspeicher 31L, 32L speichern aufeinanderfolgend Daten von Pixeln mit m Zeilen und n Spalten, die aus dem rechten Bild umgewandelt werden, das in Zeitintervallen von Δt derart aufgenommen wird, daß der Speicher 31L die Pixeldaten in der Zeit t speichert, der Speicher 32L die Pixeldaten in der Zeit t + Δt speichert, usw. Der rechte und der linke Speicher 34R, 34L für den optischen Fluß speichern die Daten des optischen Flusses auf der rechten bzw. der linken Seite und führen diese dem µ COM 4 zu.
Der µ COM 4 weist eine Steuereinrichtung CPU 41, welche entsprechend einem Steuerprogramm arbeitet, einen Speicher ROM 42, welcher das Steuerprogramm für die CPU 41, vorgeschriebene Einstellwerte, usw. speichert, und einen Speicher RAM 43 auf, welcher temporär die Daten speichert, die zum Durchführen des Betriebs der CPU 41 notwendig sind.
Die CPU 41 führt den Vorgang des Erfassens des optischen Flusses entsprechend dem Bewegungsquantum desselben Objektes in den beiden Bildern, die in dem Zeitintervall Δt dazwischen durch die Kameras 11 gewonnen wurden (Mittel zum Gewinnen des Bewegungsquantums eines sich nähernden Objektes), den Vorgang des Erfassens der Strecke eines Fahrzeuges, das sich während des Zeitintervalls Δt bewegt (Mittel zum Erfassen der Bewegungsstrecke), und den Vorgang des Abbrechens der Änderung des optischen Flusses entsprechend der Fahrt des Fahrzeuges durch, wenn die Bewegungsstrecke nicht kürzer als eine vorgeschriebene Strecke ist (Mittel zum Gewinnen des Bewegungsquantums des sich nähernden Körpers).
Die CPU 41 führt den Vorgang des Extrahierens eines optischen Flusses aus den optischen Flüssen, die von dem oben genannten Vorgang des Erfassens des optischen Flusses erfaßt werden, entsprechend dem sich nähernden Körper, wie einem anderen Fahrzeug oder einer Person, welcher sich aus einer eine Fahrbahn am Ende kreuzenden Seitenstraße nähert, den Vorgang des Erkennens der Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt auf der Basis der Lage und Größe des optischen Flusses (Gefahrerkennungsmittel), und den Vorgang des Abgebens eines Videowarnsignals und/oder eines Audiowarnsignals an eine Anzeigevorrichtung 5 und/oder eine Audioanzeigeeinrichtung 6 durch, wenn diese jeweils entscheidet, daß eine Gefahr bei dem Gefahrerkennungsvorgang vorliegt.
Die Anzeigevorrichtung 5 weist eine Anzeige 51 auf, welche das von den CCD-Kameras 11R und 11L parallel aufgenommene rechte Bild und linke Bild oder eine Mitteilung aufzeichnet, die auf dem Bildwarnsignal basiert, das abgegeben wird, wenn von dem µ COM 4 entschieden wird, daß eine Gefahr des Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt vorliegt, wodurch der Fahrer über die Gefahr durch eine visuelle Information informiert wird.
Die Audioanzeigeeinrichtung 6 weist einen Lautsprecher 61 auf, welcher eine Audioanweisung oder einen Warnton abgibt, der auf dem Bildwarnsignal basiert, das abgegeben wird, wenn von der µ COM 4 entschieden wird, daß eine Gefahr des Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt vorliegt, wodurch der Fahrer über die Gefahr durch eine Audioinformation informiert wird.
Mit Bezug auf die Fig. 3 bis 5 wird eine Erläuterung des Betriebs der Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gegeben. Die CPU 41 führt den Vorgang des Erfassens des optischen Flusses entsprechend dem Bewegungsquantum desselben Objektes in den beiden in dem Zeitintervall Δt gewonnenen Bildern durch, um die Gefahr des Zusammenstoßes mit dem sich aus der rechten Seitenstraße nähernden Objekt zu bestimmen. Es wird eine Erläuterung des Vorgangs des Gewinnens des optischen Flusses gegeben. Zuerst wird bei den aus dem ersten rechten Einzelbildspeicher 31R gewonnenen Pixeldaten ein Fenster W1 für ein Pixel Q am Ende des in der Zeit t aufgenommenen rechten Bildes eingestellt (Fig. 3A). Als nächstes wird bei den aus dem zweiten rechten Einzelbildspeicher 32R gewonnenen Pixeldaten ein Fenster W2 mit derselben Größe wie das Fenster W1 für ein Pixel Q am Ende des in der Zeit t + Δt aufgenommenen rechten Bildes eingestellt, und ein dem Fenster W1 entsprechender Wert des Fensters W2 wird berechnet, wenn das Fenster W2 in dem gesamten Bildbereich oder seinem peripheren Bildbereich bewegt wird (Fig. 3B). Der Punkt Q in dem Fenster W2, wo der maximale korrelative Wert liegt, wird als ein dem Punkt P entsprechender Punkt, d. h. der Punkt an demselben Objekt, genommen. Das Bewegungsquantum PQ desselben Objektes wird als optischer Fluß erfaßt.
Mit Bezug auf Fig. 4 wird eine Erläuterung des Vorgangs des Extrahierens nur desjenigen optischen Flusses gegeben, der von dem sich nähernden Objekt aus dem oben genannten erfaßten optischen Fluß erzeugt wird. Die Fig. 4A und 4B zeigen die Bilder, die in den Zeiten t und t + Δt von der rechten CCD- Kamera 11R aufgenommen werden, wenn das Fahrzeug an der Stelle anhält, an der nur sein Vorderteil in die Seitenstraße hineinragt. Wie ersichtlich ist, erzeugt das stationäre Objekt 100, wie ein Verkehrszeichen und entlang der Seitenstraße gepflanzte Bäume, beim Anhalten des Fahrzeuges ein unbewegliches Bild, jedoch keinen optischen Fluß.
Das Objekt (nicht gezeigt), an welchem das Fahrzeug des Fahrers vorbeifährt, bewegt sich auf dem Bild während der vorgeschriebenen Zeit Δt in Vorbeifahrrichtung 10 und in Rückwärtsrichtung 40. Daher erzeugt das Objekt einen optischen Fluß OF, der aus Komponenten der Vorbeifahrrichtung 10 und der Rückwärtsrichtung 40 zusammengesetzt ist. Andererseits bewegt sich das sich dem Fahrzeug des Fahrers nähernde Objekt auf dem Bild während der vorgeschriebenen Zeit Δt in Annäherungs­ richtung 20 (Richtung der Annäherung des Fahrzeugs des Fahrers) und Vorwärtsrichtung 30 (Richtung des Vorrückens des Fahrzeuges des Fahrers). Daher erzeugt das Objekt den optischen Fluß OF, der aus der Annäherungsrichtung 20 und der Vorwärtsrichtung 30 zusammengesetzt ist. Daher kann von den erfaßten optischen Flüssen der optische Fluß mit der Komponente der Annäherungs­ richtung 20 oder der Vorwärtsrichtung 30 als aus dem sich nähernden Objekt erzeugten optischen Fluß extrahiert werden.
Jedoch, wenn die Kameraeinrichtung 1 an einer relativ niedrigen Stelle des Fahrzeuges befestigt wird, bewegt sich das sich nähernde Objekt, da sich die Position des FOE (Erweiterungsfokus) in Annäherungsrichtung 20 bewegt, nicht etwa in Annäherungsrichtung 20, sondern nur in Vorwärtsrichtung 30. Das Objekt, an dem vorbeigefahren wird, bewegt sich auch nicht etwa in Vorbeifahrrichtung 10, sondern nur in Rückwärtsrichtung 40. Daher kann, solange wie die Kameraeinrichtung 1 an einer relativ hohen Stelle des Fahrzeuges befestigt ist, der optische Fluß mit der Komponente der Annäherungsrichtung 20 wie der optische Fluß aus dem sich nähernden Objekt extrahiert werden. Jedoch, da entsprechend der Stelle, an der die Kameraeinrichtung 1 befestigt ist, die Bewegung des sich nähernden Objektes in Annäherungsrichtung verschwindet, kann der von dem sich nähernden Objekt tatsächlich erzeugte optische Fluß nicht extrahiert werden.
Inzwischen wird die Kameraeinrichtung 1 immer öfter an einer niedrigen Stelle des Fahrzeuges, wie der Stoßstange, befestigt. Daher wird, damit der optische Fluß aus dem sich nähernden Objekt ungeachtet der Position der Kameraeinrichtung 1 extrahiert werden kann, der optische Fluß mit der Vorwärtsrichtung 30 vorzugsweise als optischer Fluß des sich nähernden Objektes extrahiert. Dies wird auch in der folgenden Beschreibung angenommen.
Wenn das Fahrzeug des Fahrers mit verringerter Geschwindigkeit in der Nähe der in Fig. 9A gezeigten Position A fährt, wie aus Fig. 5A ersichtlich ist, ändert sich der von dem sich nähernden Objekt 200 erzeugte optische Fluß OF2 durch einen Änderungsgrad ΔS entsprechend der Bewegung des Fahrzeuges verglichen mit dem des Fahrzeuges im Stillstand. Jedoch, wenn der Änderungsgrad ΔS gering ist, verschiebt sich der optische Fluß OF2 nicht in Rückwärtsrichtung, jedoch kann wie der optische Fluß aus dem sich nähernden Objekt extrahiert werden.
Andererseits, wenn der Änderungsgrad ΔS groß ist, wie aus Fig. 5B ersichtlich, wird der optische Fluß OF2 aus dem sich nähernden Objekt durch den nicht unbedeutenden Änderungsgrad ΔS in Rückwärtsrichtung verschoben. In diesem Falle wird der optische Fluß, welcher wie der aus dem sich nähernden Objekt extrahiert werden muß, beseitigt. Daher, wenn der Änderungsgrad ΔS nicht kleiner als ein vorgeschriebener Grad ist, ist es erforderlich, daß der Abbrechvorgang des Subtrahierens des Änderungsgrades von jedem der erfaßten optischen Flüsse OF2 durchgeführt wird, und danach wird der optische Fluß extrahiert.
Während desselben Vorgangs wird auch der optische Fluß extrahiert, der aus dem Objekt erzeugt wird, das sich dem Fahrzeug des Fahrers aus der linken Seitenstraße annähert.
Als nächster Schritt führt die CPU 41 den Vorgang des Erkennens der Gefahr des Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt durch.
Die Größe des optischen Flusses aus dem sich nähernden Objekt erhöht sich wie sich die Entfernung zwischen diesem und dem Fahrzeug des Fahrers verringert, und seine Relativ­ geschwindigkeit ist höher. Daher besteht eine größere Gefahr des Zusammenstoßes, wenn die Größe des optischen Flusses aus dem sich nähernden Objekt größer ist. Ferner wird, da die Entfernung zwischen dem Fahrzeug des Fahrers und dem sich nähernden Objekt kürzer ist und die Relativgeschwindigkeit des sich nähernden Objektes höher ist, die Position des optischen Flusses des sich nähernden Objektes in Vorwärtsrichtung 30 auf dem Bild verschoben. Wenn erkannt wird, daß die Gefahr eines Zusammenstoßes besteht, wird ein Audiowarnsignal oder ein Videowarnsignal an die Anzeigeeinrichtung 5 oder die Audio­ anzeigeeinrichtung 6 abgegeben. Auf diese Weise kann, da automatisch angezeigt wird, ob die Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt besteht oder nicht, basierend auf der Lage und Größe des optischen Flusses aus dem sich nähernden Objekt, das aus den von der Kamera 11 aufgenommenen Bildern extrahiert wird, der Zustand der Seitenstraße genau erkannt werden.
Mit Bezug auf das in den Fig. 6 und 7 gezeigte Flußdiagramm, aus dem der Ablauf des Vorgangs in der CPU 41 ersichtlich ist, wird eine ausführliche Erläuterung des Betriebs der Seitenüberwachungsvorrichtung gegeben, welche oben grob beschrieben wurde.
Zuerst wird das rechte Bild zur Zeit t, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, aus der rechten CCD-Kamera 11R gewonnen. Die dem rechten Bild entsprechenden Pixeldaten werden in dem ersten rechten Einzelbildspeicher 31R gespeichert (Schritt S1).
Gleichfalls werden die dem linken Bild entsprechenden Pixeldaten in dem ersten linken Einzelbildspeicher 31L gespeichert (Schritt S2).
Als nächstes werden die dem rechten Bild und dem linken Bild zur Zeit t + Δt entsprechenden Pixeldaten in dem zweiten rechten Einzelbildspeicher 32R bzw. dem zweiten linken Einzelbildspeicher 32L gespeichert (Schritte S3 und S4). Der aus dem sich nähernden Objekt an der rechten Seitenstraße erzeugte optische Fluß wird auf der Basis der rechten Bilder zu den in dem ersten und dem zweiten rechten Speicher 31R, 32R gespeicherten Zeiten t und t + Δt erfaßt (Schritt S5).
Mit Bezug auf das Flußdiagramm in Fig. 7 wird nun eine ausführliche Erläuterung des Vorgangs in Schritt S5 gegeben. In Schritt S51 wird die Bewegung desselben Objektes auf den rechten Bildern zu den Zeiten t und t + Δt als optischer Fluß erfaßt. Der daher erfaßte optische Fluß wird in dem rechten Speicher 33R für den optischen Fluß gespeichert (Schritt S51).
Die Bewegungsstrecke, die sich das Fahrzeug während des vorgeschriebenen Zeitintervalls Δt bewegt hat, wird auf der Basis der Fahrstreckeninformation erfaßt, die aus der Fahrstrecken-Erfassungseinrichtung 2 gewonnen wird (Schritt S52). Wenn die Bewegungsstrecke länger als eine vorgeschriebene Strecke ist, wird entschieden, daß der Änderungsgrad ΔS größer als ein vorgeschriebener Wert ist (JA in Schritt S53). In diesem Falle wird der Vorgang des Abbrechens durchgeführt (Schritt S54). Wenn die Bewegungsstrecke nicht größer als die vorgeschriebene Strecke ist, wird entschieden, daß der Änderungsgrad ΔS nicht größer als der vorgeschriebene Wert ist. In diesem Falle geht der Vorgang direkt zu Schritt S55. Auf diese Weise, da der Vorgang des Abbrechens nicht durchgeführt wird, wo der Änderungsgrad ΔS nicht größer als der vorgeschriebene Wert ist, wird das Berechnungsquantum verringert.
Bei dem Vorgang des Abbrechens wird der Änderungsgrad ΔS entsprechend der in Schritt S52 gewonnenen Bewegungsstrecke berechnet. Der Änderungsgrad ΔS wird von jedem der in dem rechten Speicher 33R für den optischen Fluß gespeicherten optischen Flüsse subtrahiert (Schritt S54). In Schritt S55 wird von allen in Schritt S51 erfaßten oder dem Vorgang des Abbrechens ausgesetzten optischen Flüssen der optische Fluß mit der Komponente der Annäherungsrichtung 20 extrahiert und der optische Fluß mit der Komponente der Rückwärtsrichtung 40 beseitigt. Daher wird der optische Fluß aus dem sich nähernden Objekt extrahiert (Schritt S55). Der Vorgang geht weiter zu Schritt S6 in Fig. 6.
In Schritt S6 wird derselbe Vorgang wie in Schritt S5 für das linke Bild durchgeführt, so daß der aus dem sich nähernden Objekt auf der linken Seitenstraße erzeugte optische Fluß erfaßt wird. Als nächstes wird auf der Basis der Lage und der Größe des daher extrahierten optischen Flusses der Vorgang des Erkennens der Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt durchgeführt (Schritt S7). Wenn entschieden wird, daß die Gefahr eines Zusammenstoßes besteht (JA in Schritt S8), wird der Vorgang der Abgabe einer Warnung durchgeführt (Schritt S9).
Bei dem Vorgang der Abgabe einer Warnung wird entschieden, ob der optische Fluß aus dem sich nähernden, als "gefährlich" bestimmten Objekt aus dem rechten Bild oder dem linken Bild extrahiert wurde oder nicht. Wenn der optische Fluß aus dem rechten Bild extrahiert wurde, wird entschieden, daß die Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt an der rechten Seitenstraße besteht. Die Videowarnsignal- oder Audiowarnsignalanzeige dieser Entscheidung wird der Anzeigeeinrichtung 5 oder der Audioanzeigeeinrichtung 6 zugeführt. In Erwiderung auf ein solches Signal zeigt die Anzeigeeinrichtung 5 an der Anzeige 51 an, daß "es ein Fahrzeug gibt, das sich aus der rechten Seitenstraße nähert", und die Audioanzeigeeinrichtung 6 gibt eine Audioanweisung ab, daß "es ein Fahrzeug gibt, das sich aus der rechten Seitenstraße nähert", wodurch der Fahrer über die Gefahr des Zusammenstoßes informiert wird.
Wenn entschieden wird, daß der optische Fluß aus dem sich nähernden, als "gefährlich" bestimmten Objekt aus dem linken Bild extrahiert wurde, wird entschieden, daß die Gefahr eines Zusammenstoßes mit dem sich nähernden Objekt an der linken Seitenstraße besteht. Die Videowarnsignal- oder Audiowarn­ signalanzeige dieser Entscheidung wird der Anzeigeeinrichtung 5 oder der Audioanzeigeeinrichtung 6 zugeführt. Der Vorgang kehrt zurück zu Schritt S3. Andererseits, wenn entschieden wird, daß keine Gefahr eines Zusammenstoßes bei dem Vorgang des Entscheidens über die Gefahr besteht (NEIN in Schritt S8); kehrt der Vorgang direkt zu Schritt S3 zurück.
Bei der ersten oben beschriebenen Ausführungsform wurde beim Vorgang des Abbrechens die von dem Fahrzeug zurückgelegte Strecke während des vorgeschriebenen Zeitintervalls Δt erfaßt, um den Änderungsgrad ΔS zu erfassen. Jedoch kann das Bewegungsquantum des FOE während des vorgeschriebenen Zeitintervalls Δt als Änderungsgrad ΔS verwendet werden. Gleichzeitig dient die CPU 41 als eine FOE-Erfassungs­ einrichtung. Zum Beispiel kann der FOE aus dem Schnittpunkt der verlängerten Ränder der weißen Linien der Seitenstraße erfaßt werden.
In diesem Falle, da das Bewegungsquantum des FOE gleich dem Änderungsgrad ΔS ist, kann dieser Änderungsgrad ΔS genau erfaßt werden. Jedoch wird angemerkt, daß dies die Bildverarbeitung zum Gewinnen des FOE erfordert.
Ausführungsform 2
Bei der ersten oben beschriebenen Ausführungsform wurde, solange wie die Kameras 1 in einer bestimmten Höhe angeordnet sind, die Bewegung desselben Objekts zwischen zwei Bildern in der in Fig. 3 dargestellten Weise erfaßt, und der optische Fluß mit der Komponente der Annäherungsrichtung wurde wie der aus dem sich nähernden Objekt extrahiert. Wo der optische Fluß mit den Komponenten der Vorwärtsrichtung 30 und der Annäherungsrichtung 20 wie der mit der Komponente der Annäherungsrichtung 20 extrahiert wird, wie in Fig. 4 gezeigt, kann jedoch das dem Fenster W1 entsprechende Fenster W2', wie aus Fig. 3C ersichtlich ist, in Annäherungsrichtung 20 und Vorwärtsrichtung 30 der von dem Punkt P divergierenden Richtungen bewegt werden.
Eine solche Erfassung des optischen Flusses erfordert keine Suche desselben Objektes mit der Komponente in Rückwärtsrichtung 40. Dies ermöglicht die Verringerung des Berechnungsquantums und deren hohe Geschwindigkeit im Vergleich zu der Suche desselben Objekts aus dem gesamten Bild, wie in Fig. 3A und 3B gezeigt ist.
Ausführungsform 3
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde die Bewegung desselben Objekts zwischen den beiden Bildern in der in den Fig. 3A-3C dargestellten Weise erfaßt. Jedoch kann die Bewegung unter Verwendung des FOE auf dem Bild erfaßt werden. Nun wird mit Bezug auf die Fig. 8A bis 5C eine Erläuterung des Vorgangs des Erfassens der Bewegung desselben Objekts zwischen den beiden Bildern unter Verwendung des oben genannten FOE gegeben. Zuerst wird, wie aus Fig. 8A ersichtlich, an dem zur Zeit T aufgenommenen Bild ein schmales Fenster W1 um einen bestimmten Punkt P herum in Radialrichtung eines FOE 1 festgelegt (d. h. in Richtung der Verbindung des FOE 1 mit dem Punkt P).
An dem zur Zeit t + Δt aufgenommenen Bild wird, wenn das dem Fenster W1 entsprechende Fenster W2 von Punkt zu Punkt in Radialrichtung von FOE 2 verschoben wird, sein korrelativer Wert zum Fenster W1 berechnet. Der Punkt Q in dem Fenster W2, wo der maximale korrelative Wert liegt, wird als der dem Punkt P entsprechende Punkt genommen, d. h. der Punkt an demselben Objekt. Das Bewegungsquantum PQ desselben Objekts kann als optischer Fluß erfaßt werden.
Wenn das Fahrzeug die Geschwindigkeit an dem zur Zeit t + Δt aufgenommenen Bild verringert, während das Fenster W2', das durch das Bewegungsquantum zwischen dem FOE 1 und dem FOE 2 (= Änderungsgrad ΔS) verschoben wird, von dem dem Fenster W1 entsprechenden Fenster W2 von Punkt zu Punkt bewegt wird (P wird zu P' verschoben), korreliert der Wert des Fensters W2' mit dem Fenster W1 (Fig. 8C). Der Punkt Q in dem Fenster W2', wo der korrelative Wert am größten ist, wird als der dem Punkt P entsprechende Punkt genommen, d. h. der Punkt an demselben Objekt. Angenommen, daß der Punkt P in dem Fenster W1 von dem Punkt P' verschoben wurde, kann die Bewegung P'Q desselben Objektes als optischer Fluß mit dem beseitigten Änderungsgrad ΔS erfaßt werden.
Auf diese Weise kann, da derselbe Punkt (d. h. desselbe Objekt) in von dem FOE divergierender Richtung gesucht wird, sein Berechnungsquantum verringert werden und seine Geschwindigkeit kann erhöht werden im Vergleich zu dem Fall, wo derselbe Punkt aus dem gesamten Bild gesucht wird, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
Bei der ersten bis dritten oben beschriebenen Ausführungsform wurden die Kameras an dem vorderen Ende des Fahrzeuges angebracht. Wenn die Kameras an dem hinteren Ende des Fahrzeuges angebracht sind, auch wenn der Fahrer das Fahrzeug durch Rückwärtsbewegung aus einer auf die Seitenstraße führenden Garage herausfährt, kann jedoch der Fahrer das Bild in Seitenrichtung überwachen.
Bei der erste bis dritten oben beschriebenen Ausführungsform wurde der Annäherungsgrad des sich nähernden Objekts auf der Basis des Bewegungsquantums desselben Objekts zwischen den beiden zu zwei Zeiten in dem vorgeschriebenen Zeitintervall aufgenommenen Bildern erfaßt. Jedoch kann zum Beispiel ein stereophonisches System übernommen werden, bei dem die Positionen des sich nähernden Objekts durch zwei Kameras erfaßt werden. Bei diesem stereophonischen System kann der Annäherungsgrad des sich nähernden Objekts aus den Positionen des sich nähernden Objekts erfaßt werden, das in den zu zwei Zeiten in einem vorgeschriebenen Zeitintervall aufgenommenen Bildern erfaßt ist.

Claims (9)

1. Seitenüberwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Bildaufnahmeeinrichtung (1), die in dem Kraftfahrzeug zum Aufnehmen eines Bildes in Seitenrichtung des Kraftfahrzeuges angebracht ist, einer Annäherungsobjekt- Erfassungseinrichtung (41a) zum Erfassen eines sich nähernden Objekts, das sich dem Fahrzeug des Fahrers aus einer sein Fahrzeug kreuzenden Seitenstraße nähert, auf der Basis von zwei Bildern, die zu zwei Zeiten in einem vorgeschriebenen Intervall durch die Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden, und einer Gefahrerkennungseinrichtung (41b) zum Erkennen einer Gefahr auf der Basis des Annäherungsgrades.
2. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung eine Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung (41a-1) zum Extrahieren eines Bewegungsquantums mit einer Komponente einer Annäherungsrichtung des Fahrzeuges des Fahrers von einem Bewegungsquantum desselben Objektes zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern aufweist, wobei das extrahierte Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich nähernden Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in Form einer Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich nähernden Objekts erfaßt wird.
3. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung das Bewegungsquantum des sich nähernden Objekts durch Erfassen nur des Bewegungsquantums desselben Objekts mit der Komponente der Annäherungsrichtung des Fahrzeuges des Fahrers und einer Komponente der sein Fahrzeug fahrenden oder zu fahrenden Richtung extrahiert.
4. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung eine Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung zum Extrahieren eines Bewegungsquantums desselben Objekts zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern mit einer Komponente einer das Fahrzeug des Fahrers fahrenden oder zu fahrenden Richtung aufweist, wobei das extrahierte Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich nähernden Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in Form einer Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich nähernden Objekts erfaßt wird.
5. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung das Bewegungs­ quantum desselben Objekts zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern abzüglich eines der Bewegung des Fahrzeuges des Fahrers entsprechenden Änderungsgrades als Bewegungsquantum des sich nähernden Objekts extrahiert.
6. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung eine FOE- Erfassungseinrichtung (41a-2) zum Erfassen eines FOE (Erweiterungsfokus) in jedem der Bilder in vorgeschriebenen Zeitintervallen aufweist, wobei die Bewegungsquantum- Extraktionseinrichtung ein Bewegungsquantum des FOE zwischen den beiden Bildern als Änderungsgrad beseitigt.
7. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung eine Bewegungsstrecken-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer in einer vorgeschriebenen Zeit zurückgelegten Strecke des Fahrzeuges des Fahrers aufweist, wobei die Bewegungsquantum- Extraktionseinrichtung einen der Strecke entsprechenden Wert als Änderungsgrad aus dem Bewegungsquantum desselben Objekts zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern beseitigt.
8. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung nur den Änderungsgrad beseitigt, der nicht kleiner als ein vorgeschriebener Wert ist.
9. Seitenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Annäherungsobjekt-Erfassungseinrichtung eine FOE- Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines FOE (Erweiterungs­ fokus) in jedem der Bilder in vorgeschriebenen Zeitintervallen, und eine Bewegungsquantum-Extraktionseinrichtung zum Extrahieren eines Bewegungsquantums in einer von dem FOE divergierenden Richtung von einem Bewegungsquantum desselben Objekts zwischen den beiden von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern aufweist, wobei das extrahierte Bewegungsquantum das Bewegungsquantum des sich nähernden Objektes darstellt, und wobei der Annäherungsgrad in Form einer Lage oder Größe des Bewegungsquantums des sich nähernden Objekts erfaßt wird.
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