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公開番号2021005820
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210114
出願番号2019119461
出願日20190627
発明の名称外界認識装置
出願人日立オートモティブシステムズ株式会社
代理人特許業務法人開知国際特許事務所
主分類H04N 5/232 20060101AFI20201211BHJP(電気通信技術)
要約【課題】外界の撮像中に撮像素子の故障を検出できると共に、外界が暗闇である場合に撮像素子の故障を誤検出することを防止できる外界認識装置を提供する。
【解決手段】第1のコントローラ104は、複数の撮像素子102,103のうちの少なくとも1つの撮像素子が出力するビット列D11〜D0のうち最上位ビットD11から数えて1つまたは複数のビットからなる上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着しなかった場合に、複数の撮像素子102,103に対して故障判定を実行し、複数の撮像素子102,103の全ての上位側ビットD11,D10が前記所定時間Lowレベルに固着した場合に、複数の撮像素子102,103に対して故障判定を実行しない。
【選択図】 図3
特許請求の範囲【請求項1】
外界を撮像する画素からの電圧信号を複数のビットからなるビット列に変換して出力する複数の撮像素子と、
前記複数の撮像素子から出力されるビット列に基づいて前記外界の画像を形成する第1のコントローラとを備えた外界認識装置において、
前記第1のコントローラは、
前記複数の撮像素子のうちの少なくとも1つの撮像素子が出力するビット列のうち最上位ビットから数えて1つまたは複数のビットからなる上位側ビットが所定時間Lowレベルに固着しなかった場合に、前記複数の撮像素子から出力されるビット列に基づいて前記複数の撮像素子の故障判定を実行し、
前記複数の撮像素子の全ての上位側ビットが前記所定時間Lowレベルに固着した場合に、前記複数の撮像素子の故障判定を実行しない
ことを特徴とする外界認識装置。
続きを表示(約 330 文字)【請求項2】
請求項1に記載の外界認識装置において、
前記第1のコントローラは、前記複数の撮像素子の全ての上位側ビットが所定時間Lowレベルに固着した場合に、前記外界が暗闇であると判定する
ことを特徴とする外界認識装置。
【請求項3】
請求項2に記載の外界認識装置において、
第2のコントローラを備え、
前記第2のコントローラは、
前記第1のコントローラが前記複数の撮像素子のいずれかを故障と判定した場合に、前記第1のコントローラをリセットし、
前記第1のコントローラが前記外界を暗闇と判定した場合に、前記第1のコントローラをリセットしない
ことを特徴とする外界認識装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、外界を撮像する撮像素子を備えた外界認識装置に係り、特に撮像素子の故障検知に関する。
続きを表示(約 5,100 文字)【背景技術】
【0002】
車両制御装置には、ある機能、部品が故障した場合に生じる事象を回避する安全機構が必要になる。車両制御装置には、外界を認識するセンサと、センサによって得た信号を処理して情報を得る認識系マイコンと、その情報をもとに他の車両制御装置と通信して、制御指令を送る制御系マイコンの2種類を備えるものがある。車両制御手段を持った外界認識装置の故障による事象の例として、撮像素子の故障によって異常な画像データが出力された場合に、車両制御を誤り、意図しない急制動が発生する場合がある。この解決策として、外界認識装置が起動する際に、特定のデータを撮像素子に送り、期待通りのデータが戻ってくるがどうかを判別することによって、故障を検知する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2008−190868号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記方法を、外界認識装置が起動した後に行う場合、一度外界認識の機能を止めた後に、特定のデータを送らなければ、診断することができない。車両制御する場合には、起動後に外界認識の機能を止めることはできないため、車両が動いている時の外界認識装置の故障を検出することができない。
【0005】
外界認識装置が起動後に故障検出を行う場合、撮像素子の故障を判断できない場合がある。撮像素子の故障としては、画像データを出力できなくなる、または、撮像素子から出力された画像データ(複数のビット)を伝送する複数の信号線(以下、画像データ線)のいずれかが異物によってGNDと短絡しLowレベルに固着することが考えられる。一方、前方が確認できないほど外界が暗い場合も、撮像素子から出力される画像データを構成する複数のビットのうち上位側の1または複数のビット(以下、上位側ビット)を伝送する画像データ線がLowレベルに固着する。そのため、画像データの上位側ビットを伝送する画像データ線がLowレベルに固着した場合、それが撮像素子の故障に起因するものか外界が暗闇であることに起因するものか区別がつかない。よって、画像データの上位側ビットを伝送する画像データ線がLowレベルで固着した場合、外界認識装置が正常か故障かを判別することができない。
【0006】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外界の撮像中に撮像素子の故障を検出できると共に、外界が暗闇である場合に撮像素子の故障を誤検出することを防止できる外界認識装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明は、外界を撮像する画素からの電圧信号を複数のビットからなるビット列に変換して出力する複数の撮像素子と、前記複数の撮像素子から出力されるビット列に基づいて前記外界の画像を形成する第1のコントローラとを備えた外界認識装置において、前記第1のコントローラは、前記複数の撮像素子のうちの少なくとも1つの撮像素子が出力するビット列のうち最上位ビットから数えて1つまたは複数のビットからなる上位側ビットが所定時間Lowレベルに固着しなかった場合に、前記複数の撮像素子から出力されるビット列に基づいて前記複数の撮像素子の故障判定を実行し、前記複数の撮像素子の全ての上位側ビットが前記所定時間Lowレベルに固着した場合に、前記複数の撮像素子の故障判定を実行しないものとする。
【0008】
以上のように構成した本発明によれば、複数の撮像素子のうちの少なくとも1つの撮像素子の上位側ビットが所定時間Lowレベルに固着しなかった場合(外界が暗闇でない場合)に、複数の撮像素子から出力されるビット列に基づいて複数の撮像素子の故障判定が実行され、複数の撮像素子の全ての上位側ビットが前記所定時間Lowレベルに固着した場合(外界が暗闇である場合)に、複数の撮像素子の故障判定が実行されない。これにより、外界の撮像中に撮像素子の故障を検出できると共に、外界が暗闇である場合に撮像素子の故障を誤検出することを防止できる。
【発明の効果】
【0009】
発明に係る外界認識装置によれば、外界の撮像中に撮像素子の故障を検出できると共に、外界が暗闇である場合に撮像素子の故障を誤検出することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本発明の実施の形態に係るステレオカメラの全体概略構成図である。
本発明の実施の形態に係るステレオカメラの概略回路構成図である。
本発明の実施の形態に係るステレオカメラの故障判定に関わる動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態に係る車両制御装置としてステレオカメラを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
【0012】
図1は、本実施の形態に係るステレオカメラの全体概略構成図であり、図2は、本実施の形態に係るステレオカメラの概略回路構成図である。
【0013】
図1、図2に示すように、本発明の実施の形態に係るステレオカメラ101は、外界情報を取得する撮像素子102,103と、撮像素子102,103から画像データ線201,202を介して受信した12ビットD0〜D11からなる画像データを処理して、人や車などの立体物や車線情報を出力する認識系マイコン104と、認識系マイコン104から出力された情報をもとに車両制御指令を生成し、出力する制御系マイコン105とを備える。
【0014】
本実施の形態では、認識系マイコン104は、撮像素子102,103から出力される画像データを伝送する画像データ線201,202のそれぞれが一定時間閾値電圧を越えなかった場合に固着と判定する固着判定部203,204と、固着判定部203,204の判定結果をもとに撮像素子102,103の故障を判定する故障判定部205と、外部からの入力によって認識系マイコン104をリセットするリセット部206とを備える。
【0015】
制御系マイコン105は、故障判定部205からの故障判定をもとに、他の車両制御装置に故障を通知する故障通知部207と、認識系マイコン104のリセット信号を出力するリセット信号出力部208を備える。
【0016】
次に、どのように故障を検知するかについて説明する。撮像素子102,103の故障としては、画像データを出力できなくなる、または、撮像素子102,103から出力された画像データ(複数のビット)を伝送する画像データ線201,202のいずれかが異物によってGNDと短絡しLowレベルに固着することが考えられる。
【0017】
一方、前方が確認できないほど外界が暗い場合も、撮像素子102,103から出力される画像データを構成する複数のビットD0〜D11のうち上位側の1または複数のビット(以下、上位側ビット)を伝送する画像データ線がLowレベルに固着する。例えば、本実施の形態では、撮像素子102,103から出力される画像データを構成する複数のビットD0〜D11のうち、上位側の2ビットD10,D11がLowレベルに固着するものとする。
【0018】
そのため、一方の撮像素子から出力される画像データの上位側ビットD11,D10を伝送する画像データ線がLowレベルに固着した場合、それが前記一方の撮像素子の故障に起因するものか外界が暗闇であることに起因するものか区別がつかない。しかし、複数の撮像素子102,103が同時に故障することは考えにくく、一方の撮像素子が故障することによって複数の撮像素子102,103の上位側ビットを伝送する画像データ線が同時にLowレベルに固着することは通常あり得ない。
【0019】
そこで、本実施の形態では、撮像素子102,103のどちらか一方の画像データ線のみがLowレベルに固着した場合は、故障判定部205は画像データ線がLowレベルに固着した方の撮像素子を故障と判定し、撮像素子102,103の双方の画像データ線がLowレベルに固着した場合は、故障判定部205は外界が暗闇であると判定し、撮像素子102,103の故障判定を行わないこととする。本実施の形態では、ステレオカメラ101を動作させた状態での画像データを基に故障判定を行っているので、車両が動いている時に撮像素子102,103の故障を検知することが可能となる。
【0020】
図3は、ステレオカメラ101の故障判定に関わる動作を示すフローチャートである。以下、各ステップを順に説明する。
【0021】
まず、ステップS1において、認識系マイコン104の固着判定部203は、撮像素子102の上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着しているか否かを判定し、判定結果を故障判定部205へ出力する。
【0022】
ステップS1でYES(撮像素子102の上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着している)と判定された場合は、認識系マイコン104の固着判定部204は、撮像素子103の上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着しているか否かを判定し、判定結果を認識系マイコン104の故障判定部205へ出力する(ステップS2)。
【0023】
ステップS2でYES(撮像素子103の上位側ビットD11,D10が所定時間Lowレベルに固着している)と判定された場合は、故障判定部205は、外界が暗闇であると判定し、判定結果を制御系マイコン105の故障通知部207へ出力する(ステップS3)。
【0024】
ステップS3に続き、故障通知部207は、他の車両制御装置がステレオカメラ101からの車両制御の指令を実行しないように、他の車両制御装置にステレオカメラ101の機能停止を通知し(ステップS4)、ステップS1に戻る。
【0025】
ステップS1でNO(撮像素子102の上位側ビットD11,D10のいずれかが所定時間Lowレベルに固着していない)と判定された場合は、故障判定部205は、外界が暗闇でないと判定し、判定結果を故障通知部207へ出力する(ステップS6)。
【0026】
ステップS6に続き、故障通知部207は、他の車両制御装置がステレオカメラ101の機能を利用できるように、他の車両制御装置にステレオカメラ101の機能停止の通知を解除する(ステップS7)。
【0027】
ステップS7に続き、固着判定部203は、撮像素子102のビットD11〜D0のいずれかが所定時間Lowレベルに固着しているか否かを判定する(ステップS8)。
【0028】
ステップS8でYES(撮像素子102のビットD11〜D0のいずれかが所定時間Lowレベルに固着している)と判定された場合は、故障判定部205は、撮像素子102を故障と判定し、判定結果を故障通知部207へ出力する(ステップS9)。
【0029】
ステップS9に続き、故障通知部207は、撮像素子102の故障を制御系マイコン105のリセット信号出力部208および他の車両制御装置に通知する(ステップS10)。
【0030】
ステップS10に続き、リセット信号出力部208は、認識系マイコン104のリセット部206へリセット信号を出力し、認識系マイコン104を停止させ(ステップS11)、処理を終了する。認識系マイコン104を停止させることで、認識系マイコン104から誤った認識結果が出力されることを防止できる。仮に、故障から復帰し画像データが出力されたとしても、一度故障した撮像素子からの画像データで処理を行わないように、認識系マイコン104は復帰させず、故障通知はそのまま保持する。この状態がステレオカメラ101をシャットダウンするまで続く。
(【0031】以降は省略されています)

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