CN104019802A - 车辆间距离计算装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了车辆间距离计算装置和方法。计算距对象车辆的距离。为了实现这一点，对前方行驶的对象车辆进行成像，并且确定对象车辆的图像属于哪个车辆组，诸如轻型车辆组、标准乘用车或重型车辆组。在每车辆组的基础上，将代表性车辆宽度存储在车辆组表中。使用与所判定的车辆组相对应的车辆宽度来计算从其自身车辆到对象车辆的距离。

Description

车辆间距离计算装置和方法

技术领域

本发明涉及车辆间距离计算装置和方法。

背景技术

为防止车辆事故，车辆间距离的计算很重要。为了实现这一点，提供了诸如检测例如前方行驶的车辆的牌照板并且计算距该车辆的距离的系统（专利文献1至3）。也已经考虑了各种其他的方法（专利文献4至9）。

[专利文献1]：日本专利申请公开No.61-155909

[专利文献2]：日本专利申请公开No.2007-15525

[专利文献3]：日本专利申请公开No.6-229759

[专利文献4]：日本专利申请公开No.2011-150417

[专利文献5]：日本专利申请公开No.2010-19589

[专利文献6]：日本专利申请公开No.7-111712

[专利文献7]：日本专利申请公开No.11-166811

[专利文献8]：日本专利申请公开No.2002-327635

[专利文献9]：日本专利申请公开No.2005-321872

然而，在专利文献1至9中阐述的所有技术在降低开发成本和缩短处理时间方面均不令人满意。例如，在专利文献3中，使用图像中的车辆的宽度来计算车辆间距离，但是由于车辆宽度根据车辆而有所不同，所以这使得有必要预先存储所有车辆的宽度。因此，只要有新车辆上市，就有必要存储该车辆的宽度，并且因此，无法降低开发成本。此外，由于当计算车辆间距离时，需要执行与所有车辆有关的检测，所以无法缩短处理时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在降低开发成本同时缩短处理时间的车辆间距离计算装置。

根据本发明的车辆间距离计算装置包括：成像控制设备（成像控制装置），用于控制已经安装在其自身车辆上的相机，以便于对出现在其自身车辆前方的对象车辆进行成像；车辆组判定设备（车辆组判定装置），用于基于通过相机成像所获得的图像来判定该对象车辆属于哪一组；对象车辆像素计数计算设备（对象车辆像素数计算装置），用于计算在通过由相机成像获得的图像中包含的对象图像的宽度或高度像素的数目；以及距离计算设备（距离计算装置），用于基于由车辆组判定设备判定的车辆组的代表性车辆宽度或车辆高度、由对象车辆像素计数计算设备所计算的像素数目、以及通过由相机成像获得的图像的宽度或高度像素的数目，来计算与对象车辆的距离。

本发明还提供了一种车辆间距离计算方法。具体地，本发明提供了一种计算车辆间距离的方法，包括下述步骤：控制已经安装在其自身车辆上的相机，以便于对出现在其自身车辆的前方的对象车辆进行成像；基于通过由相机成像获得的图像来判定对象车辆属于哪一组；计算在通过相机成像所获得的图像中包含的对象图像的宽度或高度像素的数目；以及基于所判定的车辆组的代表性车辆宽度或车辆高度、所计算的像素的数目、以及通过相机成像所获得的图像的宽度或高度像素的数目，来计算与对象车辆的距离。

根据本发明，对位于其自身车辆前方的对象车辆进行成像，并且从通过成像获得的图像来判定对象车辆属于哪一车辆组。此外，计算在通过成像获得的图像中包含的对象车辆的图像的宽度或高度像素的数目。基于所判定的车辆组的代表性车辆宽度或车辆高度、所计算的对象车辆的宽度或高度像素的数目、以及通过成像获得的图像的宽度或高度像素的数目，来计算从其自身车辆（相机）到对象车辆的距离。车辆组是根据车辆的宽度或高度进行分类的组，诸如轻型汽车、标准乘用车、诸如卡车或公共汽车的重型车辆、摩托车或自行车，并且可以认为对应于驾驶执照的类别。根据本发明，判定对象车辆属于哪一组，并且利用所判定的车辆组的代表性车辆宽度或高度来计算与对象车辆的距离。这意味着，没有必要预先存储所有车辆的宽度等。能缩减开发成本。此外，因为没有必要找出对象车辆与预先存储的车辆当中的哪个车辆相对应，所以能够缩短处理时间。

该装置可以进一步包括车辆存储器，其中已经基于每个车辆组预先存储了代表性车辆宽度或车辆高度。在该情况下，距离计算设备可以基于由车辆组判定设备在存储在车辆存储器中的代表性车辆宽度或车辆高度当中判定的车辆组的代表性车辆宽度或车辆高度、由对象车辆像素计数计算设备所计算的像素的数目、以及通过相机成像所获得的图像的宽度或高度像素的数目，来计算与对象车辆的距离。

从下述结合附图进行的描述中，本发明的其他特征和优点将是显而易见的，其中，在附图中相同的附图标记表示相同或类似的部件。

附图说明

图1图示了其自身车辆和对象车辆之间的关系；

图2是图示车辆间距离计算装置的电气配置的框图；

图3是通过成像所获得的图像的示例；

图4是车辆组表的示例；

图5A和图5B图示了在其自身车辆和对象车辆之间的关系；以及

图6和图7图示了驾驶倾向。

具体实施方式

图1以侧视图表示在其自身车辆2和在车辆2前方行驶的对象车辆1之间的关系。

其自身车辆（机动车辆2）在道路3上行驶，并且要计算其车辆间距离y的对象车辆（机动车辆1）在其自身车辆2的前方行驶。

相机10在其自身车辆2的顶部附近的前端处被安装在该车辆内。由相机10对前方行驶的对象车辆1成像。基于所捕获的图像来计算从其自身车辆2（相机10）到对象车辆1的车辆间距离y。无需说明的是，由于车辆间距离y是从相机10到对象车辆的距离，所以可以根据其自身车辆2的发动机罩的长度来对该距离校正。

图2是图示车辆间距离计算装置的电气配置的框图。

控制单元20控制车辆间距离计算装置的整体操作。

成像控制单元23控制相机10。由相机10来对其自身车辆2前方行驶（停止）的对象车辆1成像。

图3是通过成像所获得的图像30的示例。

在图像30中，在表示道路3的道路图像3（用与道路3相同的附图标记表示）上表示前方行驶的对象车辆1的对象车辆图像1（用与对象车辆1相同的附图标记表示）。对象车辆图像1还包括牌照板的图像1A。示出了包围对象车辆图像1的车辆行车道边界框的图像4和道路的中心线的图像5。

如稍后所述，车辆检测处理基于图像30来执行，以由此检测对象车辆图像1。在图3中还示出了指示已经检测到对象车辆图像1的事实的车辆框40。

再次参考图2，表示由相机10捕获的图像30的图像数据被输入到车辆图像检测电路11。在车辆图像检测电路11中，如上所述，从图像30内检测对象车辆图像1。将表示检测到的对象车辆图像1的数据应用于车辆组判定电路12。

车辆组判定电路12根据表示对象车辆图像1的输入的数据来检测在其自身车辆2前方行驶的对象车辆1的车辆组。（由于车辆组指示对应于车辆大小的车辆的类别，所以在本实施例中，组被分类成轻型汽车、标准轿车、诸如卡车或公共汽车的重型车辆、摩托车或自行车）。当判定车辆组时，通过参考图4来确定该车辆组的代表性宽度w。

图4是包含在车辆宽度存储器13中的车辆组表的示例。

车辆组的代表性车辆宽度与车辆组相对应地被存储在车辆表中。无需说明的是，已经存储在车辆组表中的车辆组对应于可以在车辆组判定电路12中判定的车辆组。已经与车辆组，即轻型汽车、标准轿车、重型车辆（卡车或公共汽车）、摩托车和自行车，相关联地存储了车辆宽度w1、w2、w3、w4和w5。

当将表示在车辆组判定电路12中判定的车辆组的数据输入到车辆宽度存储器（车辆存储器）13中时，从车辆宽度存储器13输出表示与该车辆组相对应的代表性车辆宽度的数据。将表示车辆宽度的数据应用于距离计算电路14。

当判定车辆组时，还计算指示对象车辆图像1（见图3）的底侧的宽度的像素的数目Na。

图5A是图示在特定时间t1在其自身车辆2和对象车辆1之间的位置关系的平面图。在图5A中，已经判定了相机10的视角θ，并且还判定了指示输出图像30的宽度的像素的数目Nw。如果使x1表示在对象车辆图像1的后端的位置处的由相机成像的实际宽度，并且使y1表示从对象车辆1到其自身车辆2的距离，那么以下等式1成立。

y1=x1/[2tan(θ/2)]   …等式1

此外，由于Nw:x1=Na:w成立，所以得到以下等式2。

x1=Nw×w/Na   …等式2

从等式1和2获得以下等式3，并且能够从等式3计算车辆间距离y1。

y1=Nw×w/[2×Na×tan(θ/2)]   …等式3

图5B是图示从时间t开始单位时间流逝后所达到的时间t2处的其自身车辆2和对象车辆1之间的位置关系的平面图。

如果使y2表示从其自身车辆2到对象车辆1的车辆间距离，那么可以以以上述方式来从以下等式4计算时间t2处的车辆间距离y2。

y2=Nw×w/[2×Na×tan(θ/2)] …等式4

将表示每单位时间的车辆间距离的数据输入到碰撞时间计算电路16、时间测量电路17和驾驶显示电路25。

时间测量电路17进行检查以确定车辆间距离小于碰撞的危险将会发生的危险距离的状态是否已经持续达特定程度。如果车辆间距离小于危险距离的状态持续达特定程度，则将指示该事实的数据从时间测量电路17应用到警告单元18。警告单元18以警告声或警告显示等的方式向车辆2的驾驶员发出警告。此外，记录控制单元21被控制为使得在记录单元22中，使得将由相机10捕获的图像数据作为指示危险驾驶的运动图像数据和作为连续静态图像数据存储在记录单元22中。

当每单位时间地将表示车辆间距离的数据应用于碰撞时间计算电路16时，碰撞时间计算电路16预测车辆间距离将变为0的时间。如果碰撞预测时间达到预定时间，则碰撞时间计算电路16将用于此的数据应用于警告单元18。警告单元18以上述方式发出警告。此外，以不会发生碰撞的方式控制发动机控制电路19，并且由此减小其自身车辆2的速度。

此外，由速度检测电路24检测其自身车辆2的速度。将指示检测到的速度的数据应用于驾驶显示电路25。

驾驶显示电路25显示指示驾驶员的驾驶倾向的图，这指示在其自身车辆2的行驶速度和车辆间距离之间的关系。

图6和图7是驾驶倾向的显示的示例。在两个示例中，水平轴是行驶速度的图，并且垂直轴是车辆间距离的图。

在图6和图7中，图G指示在行驶速度和车辆间距离之间认为行驶安全的关系。

由图G图示的行驶速度和车辆间距离之间的关系根据行驶速度而改变。如果行驶速度低，则相对短的车辆间距离是可接受的。然而，如果行驶速度为中速，那么相对较大的车辆间距离是必要的。当行驶速度高时，长的车辆间距离是必要的。

如果车辆间距离大于由图G图示的车辆间距离而使得车辆间距离和行驶速度之间的关系落在由阴影所示的区域S1内时，那么这指示安全行驶模式。另一方面，如果车辆间距离和行驶速度之间的关系落在区域S2内而使得车辆间距离小于由图G指示的车辆间距离，那么这指示危险驾驶模式。根据行驶速度来获得这些模式。

图6图示了基于散布图的安全驾驶和危险驾驶的倾向。

如上所述，图示了指示在行驶速度和车辆间距离之间的关系的多个点50。根据点50的分布，可以理解驾驶员的驾驶倾向。在图6中，在行驶速度低的情况下，驾驶员进行基本安全的驾驶，但是当行驶速度上升到中速时，车辆间距离缩短并且所图示的倾向是危险驾驶中的一种。此外，应当理解，当行驶速度高时，车辆间距离变长，并且所指示的倾向是安全驾驶中的一种。例如，可以采用计算特定行驶速度下的在所需车辆间距离和实际车辆间距离之间的差Δ1并且向该驾驶员通知该差Δ1的存在的布置。

图7图示了使用直方图的驾驶员倾向。

由直方图的多个条51至55图示了在行驶速度和车辆间距离之间的关系。应当理解，在行驶速度低时得到的条51、52指示必要的车辆间距离存在，在行驶速度为中速时得到的条53、54指示车辆间距离短于必要的车辆间距离，并且因此，该驾驶是危险的。此外，应当理解，当行驶速度高时得到的条55指示车辆间距离是必要的车辆间距离，并且该驾驶相对安全。

因此，驾驶显示电路25显示驾驶员的驾驶倾向。驾驶员能够在查看到该显示的同时，使自己进行安全驾驶。

此外，可以采用提取指示在所计算的行驶速度和车辆间距离之间的关系的数据并且在驾驶结束时在驾驶员的家里或办公室等呈现上述驾驶显示的布置。

在上述实施例中，从对象车辆图像的宽度来判定对象车辆的车辆组，并且基于对应于该判定的车辆组的车辆宽度来计算距对象车辆的距离。然而，可以采用检测对象车辆图像的高度、从检测到的高度来判定对象车辆的组以及基于对应于所判定的车辆组的车辆高度来计算与对象车辆的距离的布置。在该情况下，除了使用车辆宽度存储器13，使用存储每一车辆组的车辆高度的车辆高度存储器。

对于诸如轻型车辆、标准乘用车和重型车辆的，牌照板不同。因此，可以采用车辆图像检测电路11，以便于检测对象车辆的牌照的图像并且从所检测到的牌照板的图像来判定对象车辆的车辆组。此外，可以布置成使得在不能由车辆组判定电路12确定车辆组的情况下，通过参考牌照板的图像来确定车辆组。

在不背离本发明的精神和范围的情况下，能做出本发明的许多表面上很大不同的实施例，应理解到除如在附加权利要求中所限定的外，本发明不限于其具体的实施例。

Claims (3)

1.一种车辆间距离计算装置，包括：

成像控制设备，所述成像控制设备用于控制已经安装在其自身车辆上的相机，以便于对出现在其自身车辆前方的对象车辆进行成像；

车辆组判定设备，所述车辆组判定设备用于基于通过由所述相机成像所获得的图像来判定所述对象车辆属于哪一组；

对象车辆像素计数计算设备，所述对象车辆像素计数计算设备用于计算在通过由所述相机成像获得的图像中包含的对象图像的宽度或高度像素的数目；以及

距离计算设备，所述距离计算设备用于基于由所述车辆组判定设备判定的车辆组的代表性车辆宽度或车辆高度、由所述对象车辆像素计数计算设备计算的像素的数目、以及通过由所述相机成像获得的所述图像的宽度或高度像素的数目，来计算距所述对象车辆的距离。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括车辆存储器，其中，在每车辆组的基础上预先存储了代表性车辆宽度或车辆高度；

其中，所述距离计算设备基于由所述车辆组判定设备从已经存储在所述车辆存储器中的代表性车辆宽度或车辆高度当中判定的所述车辆组的代表性车辆宽度或车辆高度、由所述对象车辆像素计数计算设备所计算的像素的数目、以及通过由所述相机成像获得的所述图像的宽度或高度像素的数目，来计算距所述对象车辆的距离。

3.一种车辆间距离计算方法，包括下述步骤：

控制已经安装在其自身车辆上的相机，以便于对出现在其自身车辆前方的对象车辆进行成像；

基于通过由所述相机成像获得的图像来判定所述对象车辆属于哪一组；

计算在通过由所述相机成像获得的图像中包含的对象图像的宽度或高度像素的数目；以及

基于所判定的车辆组的代表性车辆宽度或车辆高度、所计算的像素的数目、以及通过由所述相机成像获得的图像的宽度或高度像素的数目，来计算距所述对象车辆的距离。