JP2002114117A

JP2002114117A - 車間距離推定装置

Info

Publication number: JP2002114117A
Application number: JP2000306936A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Yamamura; 智弘山村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2002-04-16

Abstract

(57)【要約】【課題】レーダとカメラとを搭載する車両にあって、カ
メラから得た画像に基づいて正確な車間距離の推定を行
う。【解決手段】レーダ車間距離ＤＬが所定値Ｌ１未満にな
ったら、カメラ画像における前方車両のリヤバンパ下端
部を水平エッジＨＥとして検出し、そのＹ座標ＹＥと無
限遠点Ｙ座標Ｙ０とをそのときの車間距離ＤＬ（＝出力
車間距離Ｄｏｕｔ）と関連づけて記憶し、レーダ車間距
離ＤＬが所定値Ｌ２未満となったら、前回の出力車間距
離Ｄｏｕｔと今回の水平エッジＹ座標ＹＥと無限遠点Ｙ
座標Ｙ０十を用いて推定車間距離ＤＣを算出する。水平
エッジＨＥの両横にはピッチ角検出ウインドウを設定
し、その水平濃度平均値の上下ずれから、ピッチ角変化
を算出し、無限遠点Ｙ座標Ｙ０を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばレーダと
カメラとを備え、カメラが捉えた画像から、自動制動な
どのために前方車両との車間距離を推定する車間距離推
定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような車間距離推定装置としては、
例えば特公平６−３４２８０号公報に記載されるものが
ある。この車間距離推定装置は、前方車両の画像を記憶
し、この画像をスケーリングして、前方車両の画像を追
尾し、そのときの前方車両の変位から当該前方車両まで
の車間距離を推定するものである。また、本出願人が先
に提案した特開平１０−１４３７９９号公報に記載され
る車間距離推定装置は、前方車両の一部をテンプレート
として記憶し、過去数回分のスケーリングの実績から現
在の前方車両の画像位置をおおよそ予測し、その位置に
切り出したウインドウに一致するようにテンプレートを
スケーリングして車間距離を推定するものである。ま
た、例えば特開平１０−９７６９９号公報に記載される
車間距離推定装置は、水平エッジと垂直エッジとで囲ま
れる領域に前方車両（障害物）があると想定して、その
領域までの距離から前方車両までの車間距離を推定する
ものである。

【０００３】また、例えば本出願人が先に提案した特開
平１１−４４５３３号公報に記載される車間距離設定装
置は、レーザレーダが前方車両までの車間距離を検出し
ている間に、当該前方車両の一部をテンプレートとして
記憶し、レーザレーダが前方車両までの車間距離を検出
できなくなったら、ＣＣＤカメラで捉えた画像の中に、
テンプレートに最も類似する画像領域を相関処理によっ
て求め、その中心の位置までの距離を車間距離として推
定するものである。

【０００４】なお、カメラとレーダとを併用する車間距
離推定装置は、以下の理由からカメラで撮像された画像
から前方車両までの車間距離を推定する。例えばレーザ
レーダやミリ波レーダでは、比較的遠距離（〜１００ｍ
程度）までの車間距離を検出するためにレーザ光やミリ
波を伝播する範囲に制限があり、逆に自車両の極く近傍
（１０ｍ以内）では検出可能範囲が狭くなる。一方、マ
イクロ波レーダや超音波センサでは、自車両近傍でも比
較的広い検出範囲があるものの、検出可能な距離が短い
ため、遠くにある前方車両に対しては車間距離が検出で
きない。これらの欠点を補うため、カメラで撮像された
画像から前方車両までの車間距離を推定するのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
公平６−３４２８０号公報に記載される車間距離推定装
置のように、カメラで撮像される前方車両の外形を検出
するものでは、前方車両との車間距離が短い場合に、前
方車両外形が画像からはみ出してしまい、車両外形が検
出できなくなって車間距離を推定することができなくな
るという問題がある。

【０００６】また、テンプレートマッチングで必要とな
るスケーリングは、計算量の増大と、処理コストの増大
につながる。また、テンプレートに最も類似する画像領
域を求めているうちに、画像の明るさなどの変化によっ
て、求めた画像領域が、本来のテンプレート相当の画像
領域を異なる方向に移動してしまう恐れがある。また、
これらとは個別に、カメラによる画像は、例えば制動時
に車両がピッチ運動することによって変化し、前方車両
の画像にも歪みが生じる恐れがある。このようなピッチ
運動による画像への影響を補正する発明として、特開平
１０−４０４９９号公報に記載される従来技術がある。
この従来技術は、カメラで捉えた前方画像中の道路左右
のレーンマーカ（白線）を検出し、このレーンマーカと
カメラの相対位置関係からカメラのピッチ角を推定し、
それを用いて前方車両までの車間距離を補正するもので
ある。しかしながら、この従来技術でも、前方車両まで
の車間距離が短い場合には、前方車両の画像によって前
方道路のレーンマーカが遮蔽されて検出できなくなる恐
れがあり、そのようなときにはピッチ角を検出できず、
車間距離の補正もできないことになる。

【０００７】本発明は、これらの諸問題を解決すべく開
発されたものであり、カメラが捉えた画像の中から、最
も検出し易い横エッジからなる基準エッジ画像を検出
し、その基準エッジ画像と、レーダで検出された車間距
離とを関連づけて記憶し、次に検出した基準エッジ画像
と同等の画像の位置と前記基準エッジ画像の位置とから
求まる上下方向への変位量から車間距離を推定すること
によって、車間距離を容易に推定することができ、また
車両のピッチ運動による影響を、簡易にして且つ精度よ
く補正することができる車間距離推定装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に係る車間距離推定装置は、
自車両から前方車両までの車間距離を検出する車間距離
検出手段と、自車両の前方の画像を撮像する撮像手段
と、前記撮像手段の画像から、少なくとも前方車両の一
部を含む基準エッジ画像を検出する基準エッジ画像検出
手段と、前記撮像手段の画像における前記基準エッジ画
像の上下方向の位置を検出する基準エッジ画像上下方向
位置検出手段と、前記基準エッジ画像検出手段が以前に
基準エッジ画像を検出したときの車間距離検出手段で検
出された車間距離と、そのときに前記基準エッジ画像上
下方向位置検出手段で検出された基準エッジ画像の上下
方向の位置と現在の基準エッジ画像の上下方向の位置と
から、現在の前方車両までの車間距離を算出する車間距
離算出手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明のうち請求項２に係る車間距
離推定装置は、前記請求項１の発明において、前記基準
エッジ画像検出手段で検出する基準エッジ画像は、横方
向に長手の横エッジであり、前記基準エッジ画像をなす
横エッジが検出される領域の外側にピッチ運動量検出領
域を設定するピッチ運動量検出領域設定手段と、このピ
ッチ運動量検出領域における画像の上下方向への変化か
ら自車両のピッチ運動量を算出するピッチ運動量算出手
段とを備えると共に、前記車間距離算出手段は、前記ピ
ッチ運動量算出手段で算出された自車両のピッチ運動量
を用いて前記前方車両までの車間距離を補正することを
特徴とするものである。

【００１０】また、本発明のうち請求項３に係る車間距
離推定装置は、前記請求項２の発明において、前記ピッ
チ運動量検出領域設定手段は、前記基準エッジ画像をな
す横エッジの両横に一対のピッチ運動量検出領域を設け
ると共に、前記ピッチ運動量算出手段は、前記一対のピ
ッチ運動量検出領域の夫々における画像の上下方向への
変化から自車両のピッチ運動量を算出することを特徴と
するものである。

【００１１】また、本発明のうち請求項４に係る車間距
離推定装置は、前記請求項２又は３の発明において、前
記ピッチ運動量算出手段は、前記ピッチ運動量検出領域
の横方向の平均濃度値の上下分布を求め、その平均濃度
値の上下分布の変化から画像の上下方向への変化を検出
することを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の効果】而して、本発明のうち請求項１に係る車
間距離推定装置によれば、少なくとも前方車両の一部を
含む基準エッジ画像を検出可能とすると共に、基準エッ
ジ画像の上下方向の位置を検出可能とし、以前に基準エ
ッジ画像を検出したときに検出された車間距離と、その
ときに検出された基準エッジ画像の上下方向の位置と現
在の基準エッジ画像の上下方向の位置とから、現在の前
方車両までの車間距離を算出する構成としたため、自車
両前方の画像の中で、車間距離に応じて、上下方向に移
動する前方車両の基準エッジ画像と、検出される車間距
離とを関連づけすることにより、検出される基準エッジ
画像の上下方向への移動量から車間距離を推定すること
が可能となり、車間距離の推定が容易になる。

【００１３】また、本発明のうち請求項２に係る車間距
離推定装置によれば、前方車両の一部を含む基準エッジ
画像を、横方向に長手の横エッジとすることにより、例
えば前方車両のリヤバンパのように濃淡差の大きい横エ
ッジからなる基準エッジ画像を検出し易くなる。そし
て、この基準エッジ画像をなす横エッジが検出される領
域の外側にピッチ運動量検出領域を設定し、このピッチ
運動量検出領域における画像の上下方向への変化から自
車両のピッチ運動量を算出し、この自車両のピッチ運動
量を用いて前方車両までの車間距離を補正する構成とし
たため、個別のピッチ運動量センサを設けることなく、
確実且つ速やかに車間距離を補正し、その分だけ車間距
離の推定精度を向上することができる。

【００１４】また、本発明のうち請求項３に係る車間距
離推定装置によれば、基準エッジ画像をなす横エッジの
両横に一対のピッチ運動量検出領域を設けると共に、こ
の一対のピッチ運動量検出領域の夫々における画像の上
下方向への変化から自車両のピッチ運動量を算出する構
成としたため、自車両のロール運動によるノイズを除去
し、より正確にピッチ運動量を検出して、その分だけ車
間距離の推定精度を向上することができる。

【００１５】また、本発明のうち請求項４に係る車間距
離推定装置によれば、ピッチ運動量検出領域の横方向の
平均濃度値の上下分布を求め、その平均濃度値の上下分
布の変化から画像の上下方向への変化を検出する構成と
したため、ピッチ運動量検出領域の画像の上下方向への
変化を容易に検出することができ、その分だけピッチ運
動量を正確且つ速やかに検出することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の車間距離設定装置
を展開した自動制動装置付き車両のシステム構成図であ
る。前輪１Ｆ及び後輪１Ｒへの制動力は、ホイールシリ
ンダ３Ｆ、３Ｒへの制動流体圧を、制動流体圧制御装置
３からの指令値に基づいて制動流体圧アクチュエータで
創成することによって制御される。なお、本実施形態に
おいて非駆動輪である前輪１Ｆには車輪速センサ２が設
けられており、その車輪速センサ２で検出された車輪速
を車速として検出するように構成されている。

【００１７】一方、キャビンのフロントガラス寄りに
は、撮像手段としてのＣＣＤカメラ５が設けられてい
る。このＣＣＤカメラ５は、上下方向に２０°程度の画
角を有する。従って、相当の急制動時に、車体がノーズ
ダイブしても、前方車両を撮像し続けることが可能であ
る。このＣＣＤカメラ５で撮像された自車両前方の画像
は、画像処理装置６に取り込まれ、ここで必要な画像処
理が施される。なお、ＣＣＤカメラ５で撮像することか
ら、自車両前方の前方車両が遠くにあるとき、つまり車
間距離が大きいときには、撮像される前方車両の画像が
小さいことから、それを検出しにくいという特性があ
る。

【００１８】また、車両の前方には、車間距離検出手段
としてのレーザレーダ７が設けられている。そして、こ
のレーザレーダ７はコントローラ機能を具備したもので
あり、このレーザレーダ７では、検出した自車両前方の
距離情報から前方車両の検出と、その前方車両までの測
距、即ち車間距離の検出が行われる。なお、レーザレー
ダ７は、限られたパワーでより遠方まで測距する必要が
あるため、上下方向の検出角度は３〜４°程度である。
そのため、車両が大きくノーズダイブすると、前方車両
を検出できなくなる可能性がある。また、前述したよう
に、レーザレーダ７の特性として、遠くにある前方車両
は正確に検出できるが、前方車両が近すぎると、検出範
囲の狭さから、かえって車間距離を正確に検出できない
ことがある。

【００１９】そして、車間距離検出装置１１は、前記車
輪速センサ４で検出された車速、画像処理装置６で撮像
された自車両前方の画像情報、レーザレーダ７で検出さ
れた前方車両情報並びに車間距離を読込み、前記自車両
前方の画像情報から推定車間距離ＤＣを算出し、それを
前記制動流体圧制御装置に向けて出力する。この算出さ
れた推定車間距離ＤＣを読込んだ制動流体圧制御装置で
は、例えば自車両の前方に、それまでの前方車両と異な
る車両が割り込み、車間距離Distが急変した場合など
に、自車両が、その前方車両に衝突するのを回避すべ
く、目標減速度又は目標制動力を設定し、その目標減速
度又は目標制動力が達成されるように制動流体圧を制御
する。なお、このような制動流体圧制御については、例
えば特開平７−１４４５８８号公報に記載されるものを
適用することができる。

【００２０】次に、前記車間距離検出装置１１で行われ
る推定車間距離ＤＣ算出のための演算処理を示す図３の
フローチャートの前に、本実施形態で行う車間距離推定
の概略構成について図２を用いて説明する。本実施形態
では、ＣＣＤカメラ５で捉えた自車両前方画像から、前
方車両の基準エッジ画像として水平エッジ（横エッジ）
を検出し、その水平エッジまでの車間距離と、その垂直
座標位置（上下方向位置）とを用い、新たに検出された
水平エッジの垂直座標位置に応じて車間距離の推定を行
う。水平エッジとしては、底部が影になって濃淡差が大
きく表れるリヤバンパの下部を捉える。また、これと同
時に、自車両のピッチ角（ピッチ運動量）を検出し、そ
のピッチ角に応じて推定車間距離の補正を行う。しかし
ながら、前述のようにＣＣＤカメラ５による自車両前方
の画像において、車間距離が大きいときには、前方車両
の検出が困難であることから、前記レーザレーダ５で検
出される車間距離ＤＬが所定値Ｌ１以上であるときに
は、ＣＣＤカメラ５からの画像情報に基づく車間距離の
推定（水平エッジ検出及びピッチ角補正の処理）を行わ
ない。勿論、出力はレーザレーダ５で検出された車間距
離ＤＬとなる。これに対し、前記レーザレーダ５で検出
される車間距離ＤＬが前記所定値Ｌ１から、それより小
さい所定値Ｌ２までの間では、ＣＣＤカメラからの画像
情報に基づく車間距離の推定（水平エッジ検出及びピッ
チ角補正の処理）を行いながら、出力としてはレーザレ
ーダ５で検出された車間距離ＤＬを出力する。一方、前
記レーザレーダで検出される車間距離ＤＬが前記所定値
Ｌ２未満か、若しくはレーダロスト（前方車両までの車
間距離を検出できないの意）である場合には、ＣＣＤカ
メラからの画像情報に基づく車間距離の推定（水平エッ
ジ検出及びピッチ角補正の処理）を行い、その算出値で
ある推定車間距離ＤＣを出力する。なお、前記レーザレ
ーダ５では、前方車両をロスとした場合に、ロストを意
味する“０”が出力される。

【００２１】次に、推定車間距離ＤＣを算出すると共
に、最終的な車間距離を出力するための図２の演算処理
について説明する。この車間距離検出装置１１は、例え
ばマイクロコンピュータなどの演算処理装置を備えてお
り、その演算処理装置内で所定のサンプリング時間（こ
の場合は１００msec. ）毎にタイマ割込処理される。な
お、このフローチャートでは、特に通信のためのステッ
プを設けていないが、例えばフローチャート中で得られ
た情報は随時記憶装置に記憶されるし、必要な情報は随
時記憶装置から読出される。また、各装置間も相互通信
を行っており、必要な情報は、主として制御を司ってい
る装置から常時読み込まれ、送られてきた情報は、随時
記憶装置に記憶される。

【００２２】この演算処理のステップＳ１では、同ステ
ップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記画像処
理装置６からＣＣＤカメラ５で撮像した自車両前方の全
画面情報を読込み、ディジタルフィールドなどからなる
配列に入力する。本実施形態では、例えば図６に示すよ
うに、全画像の左下隅部を原点とし、右上方に向けて、
横座標（水平座標）をＸ座標、縦座標（垂直座標）をＹ
座標として、各画素毎に色合い、明度、輝度等の情報を
記憶する。

【００２３】次にステップＳ２に移行して、前記レーザ
レーダ７で検出された前方車両までの車間距離ＤＬ、車
輪速センサ４で検出された車速Ｖを読込む。次にステッ
プＳ３に移行して、後述する図４の制御マップに従っ
て、推定開始車間距離所定値Ｌ１を設定する。次にステ
ップＳ４に移行して、前記ステップＳ２で読込んだレー
ダ車間距離ＤＬが前記推定開始車間距離所定値Ｌ１以上
であるか否かを判定し、当該レーダ車間距離ＤＬが推定
開始車間距離所定値Ｌ１以上である場合にはステップＳ
５に移行し、そうでない場合にはステップＳ６に移行す
る。

【００２４】前記ステップＳ６では、後述する図５の演
算処理に従って、水平エッジ検出処理を行ってからステ
ップＳ７に移行する。前記ステップＳ７では、前記ステ
ップＳ２で読込んだレーダ車間距離ＤＬが予め設定され
た推定車間距離出力開始所定値Ｌ２以上であるか否かを
判定し、当該レーダ車間距離ＤＬが推定車間距離出力開
始所定値Ｌ２以上である場合には前記ステップＳ５に移
行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。な
お、推定車間距離出力開始所定値Ｌ２は前記推定開始車
間距離所定値Ｌ１より小さいものとする。

【００２５】前記ステップＳ８では、後段に詳述する算
出方法に従って、推定車間距離ＤＣを算出してからステ
ップＳ９に移行する。前記ステップＳ９では、出力車間
距離Ｄｏｕｔに前記推定車間距離ＤＣを設定してからス
テップＳ１０に移行する。一方、前記ステップＳ５で
は、出力車間距離Ｄｏｕｔにレーダ車間距離ＤＬを設定
してから前記ステップＳ１０に移行する。

【００２６】前記ステップＳ１０では、同ステップ内で
行われる個別の演算処理に従って、前記ステップＳ５又
はステップＳ９で設定された出力車間距離Ｄｏｕｔの出
力を行ってからステップＳ１１に移行する。前記ステッ
プＳ１１では、出力車間距離Ｄｏｕｔ、水平エッジ位置
ＹＥ、無限遠点座標Ｙ０、分布Ｓ（Ｙ）を記憶してから
メインプログラムに復帰する。

【００２７】次に、前記ステップＳ３で用いられる図４
の制御マップについて説明する。前述したように、本実
施形態では、前記レーザ車間距離ＤＬが前記推定開始車
間距離所定値Ｌ１未満になったときに推定車間距離ＤＣ
の算出を開始し、当該レーザ車間距離ＤＬが前記推定車
間距離出力開始所定値Ｌ２未満になったときに推定車間
距離ＤＣの出力を開始する。今、前方車両の車速が一定
であるとすると、自車両の車速Ｖが大きいほど、前方車
両との相対速度によって、自車両が前方車両に近づく速
度が大きくなる。つまり、より早く前方車両に接近する
ことを意味する。従って、自車両の車速Ｖが大きいほ
ど、前記推定開始車間距離所定値Ｌ１未満となってか
ら、推定車間距離出力開始車間距離所定値Ｌ２未満とな
るまでの時間が短い可能性が高い。これは、例えば場合
によっては、二つの所定値の間で必要な車間距離と前方
車両、即ち基準エッジ画像である水平エッジの位置との
相関を十分に得ることができないことを意味する。本実
施形態では、両者の相関に従って車間距離を推定するの
で、車間距離と水平エッジの位置との相関が十分にとれ
るように、車速Ｖが大きいほど、推定開始車間距離所定
値Ｌ１を大きく設定する。図４では、車速Ｖが低速所定
値Ｖ₀以下の領域では推定開始車間距離所定値Ｌ１は比
較的小さな所定値Ｌ１₀一定であり、車速Ｖが高速所定
値Ｖ₁以上の領域では推定開始車間距離所定値Ｌ１は比
較的大きな所定値Ｌ１₁一定であり、二つの所定値の間
で、車速Ｖの増加に伴って推定開始車間距離所定値Ｌ１
がリニアに増加するようになっている。

【００２８】なお、前記推定車間距離出力開始所定値Ｌ
２は、前記レーザレーダ７の検出能力から決定される。
つまり、レーザレーダ７だけで、前方車両までの車間距
離をほぼ確実に且つ精度よく検出可能な最長車間距離
を、当該所定値Ｌ２に設定すればよい。次に、前記図３
の演算処理のステップＳ６で行われる水平エッジ検出処
理のための演算処理について、図５のフローチャートを
用いて説明する。

【００２９】この演算処理では、まずステップＳ６０１
で、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、
前記配列に入力された画像に対し、水平エッジを検出す
るためのフィルタ処理を施す。具体的には、例えば下記
１式のような垂直ソーベル演算子を施し、更に絶対値処
理を施すことにより、水平なエッジ成分のみを抽出する
ことができる。

【００３０】１２１垂直ソーベル演算子０００ ……… (1) −１ −２ −１次にステップＳ６０２に移行して、同ステップ内で行わ
れる個別の演算処理に従って、水平エッジ検出ウインド
ウＨＥＷの設定を行う。この水平エッジ検出ウインドウ
ＨＥＷは、例えば図６に示すように、前方車両で最も濃
淡差が大きく且つ光の影響を受けにくいリヤバンパの下
部近傍に設定する。即ち、このリヤバンパの下部におい
て、濃淡差が最も大きく生じる部分、つまり影との境界
線が、求める水平エッジになる。この水平エッジ検出ウ
インドウＨＥＷの設定は、既に水平エッジを検出してい
るか否か、つまり水平エッジ検出の連続処理か又は初期
処理かによってやや異なる。

【００３１】水平エッジ検出初期処理の場合には、以下
のようにして水平エッジ検出ウインドウＨＥＷを設定す
る。即ち、この水平エッジ検出ウインドウＨＥＷは、前
述のように、前方車両のリヤバンパ下部に設定すべきも
のであり、前方車両の大きさは、或る程度、限定でき、
しかもその前方車両のリヤバンパの高さも、或る程度、
限定できることから、当該前方車両までの車間距離が分
かれば、当該ウインドウＨＥＷの下側の境界線を、或る
程度、限定することができる。即ち、例えば図６の画像
においては、前方車両は、車間距離が大きければ大きい
ほど、小さく、且つ上方に捉えられる。このため、前記
レーダ車間距離ＤＬに基づいて前方車両の位置と大きさ
が検出できるので、その前方車両の後方面の位置する路
面から所定の高さの部分に水平エッジ検出ウインドウＨ
ＥＷの下側境界線を設定する。また、上側境界線は、実
測値で、前記下側境界線から１ｍ程度上方の位置に設定
する。また、水平エッジ検出ウインドウＨＥＷの幅は、
大型の前方車両でも、その後方面全域にウインドウが設
定されるように、大きめに設定してよい。また、レーザ
レーダ７には、前方車両が自車両に対してどれぐらい横
方向にずれているか、所謂前方車両の横位置を検出する
機能があるので、当該前方車両の横位置に応じて水平エ
ッジ検出ウインドウＨＥＷを横方向にずらして設定して
もよい。

【００３２】これに対して、水平エッジ検出連続処理の
場合は、前回検出した水平エッジの周りに、比較的小さ
な上下幅を持たせた水平エッジ検出ウインドウＨＥＷを
設定すればよい。次にステップＳ６０３に移行して、同
ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記ス
テップＳ６０１のフィルタ処理によって明瞭となった水
平エッジＨＥを、前記ステップＳ６０２で設定された水
平エッジ検出ウインドウＨＥＷ内部に検出する。具体的
には、前記水平エッジ検出ウインドウＨＥＷ内の横方向
に濃度値を平均し、その濃度値の平均値が所定値を超え
且つ最大となる位置を水平エッジＨＥとして検出する。

【００３３】次にステップＳ６０４に移行して、同ステ
ップ内で行われる個別の演算処理に従って、例えば図７
に示すように、前記ステップＳ６０３で検出した水平エ
ッジＨＥの垂直座標値ＹＥ、即ち上下方向位置を算出す
る。次にステップＳ６０５に移行して、同ステップ内で
行われる個別の演算処理に従って、例えば図８に示すよ
うに、前記ステップＳ６０３で検出した水平エッジＨＥ
の左右（横）幅Ｗ_HEを検出し、その横方向端点座標Ｘ
Ｌ、ＸＲを算出する。

【００３４】次にステップＳ６０６に移行して、同ステ
ップ内で行われる個別の演算処理に従って、ピッチ角
（ピッチ運動量）検出ウインドウを設定する。この実施
形態では、例えば図８に示すように、前記水平エッジＨ
Ｅの左端点座標ＸＬの左方の上下方向全領域及び右端点
座標ＸＲの右方の上下方向全領域を、夫々、ピッチ角検
出領域ＬＰＡＷ、ＲＰＡＷに設定する。つまり、前記水
平エッジＨＥの両横に一対のピッチ運動量検出領域が設
定されることになる。

【００３５】次にステップＳ６０７に移行して、同ステ
ップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記各ピッ
チ角検出領域ＬＰＡＷ、ＲＰＡＷの夫々の水平（横方
向）平均濃度値分布Ｓ（Ｙ）を算出する。例えば、図９
は、左方ピッチ角検出領域ＬＰＡＷであり、その水平平
均濃度値を縦座標、即ちＹ座標に沿って示したのが水平
平均濃度値分布Ｓ（Ｙ）になる。

【００３６】次にステップＳ６０８に移行して、同ステ
ップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記水平平
均濃度値分布Ｓ（Ｙ）の相関計算によりピッチ角変化ｄ
Ｐを算出する。具体的には、例えば図９に示すように、
記憶されている前回の水平平均濃度値分布Ｓ₀（Ｙ）と
今回の水平平均濃度値分布Ｓ（Ｙ）との相関計算を行
い、両者のずれをピッチ角変化ｄＰとする。なお、図
は、左方ピッチ角検出領域ＬＰＡＷのピッチ角変化であ
るので、左方ピッチ角変化ｄＰＬとして表した。右方ピ
ッチ角検出領域ＲＰＡＷでも、同様にして右方ピッチ角
変化ｄＰＲを算出する。

【００３７】次にステップＳ６０９に移行して、同ステ
ップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記ステッ
プＳ６０８で算出した左右ピッチ角検出領域ＬＰＡＷ、
ＲＰＡＷにおけるピッチ角変化ｄＰＬ、ｄＰＲを用い
て、無限遠点Ｙ座標Ｙ０を算出する。具体的には、前記
ステップＳ６０８で算出された左右ピッチ角変化ｄＰ
Ｌ、ｄＰＲは、直接Ｙ座標のずれを表しており、平均的
なピッチ角変化は左右ピッチ角変化ｄＰＬ、ｄＰＲの和
の半分値であるから、記憶されている前回の無限遠点Ｙ
座標Ｙ０₀にピッチ角変化平均値（ｄＰＬ＋ｄＰＲ）／
２を和して今回の無限遠点Ｙ座標Ｙ０となる。なお、無
限遠点とは、前記ＣＣＤカメラ５で撮像された自車両前
方画像の消失点である。

【００３８】次にステップＳ６１０に移行して、同ステ
ップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記ステッ
プＳ６０４で算出した水平エッジＹ座標ＹＥ及び無限遠
点Ｙ座標Ｙ０を出力してから、前記図３の演算処理のス
テップＳ７に移行する。次に、前記図３の演算処理のス
テップＳ８で行われる推定車間距離ＤＣの算出方法につ
いて、図７、図１０を用いて説明する。

【００３９】図１０は、自車両と前方車両との相対関係
を側方から模式的に示している。また、図７は、ＣＣＤ
カメラ５によって捉えられた前方車両を含む自車両前方
画像である。夫々の図中の符号は以下の通り。Ｈｃ：ＣＣＤカメラ取付け高さＨｅ：前方車両の水平エッジ（リヤバンパ下端部）の
路面からの高さｄＨ：ＣＣＤカメラ取付け高さと水平エッジの高さの
差ｄＨ＝Ｈｃ−Ｈｅ ……… (2) ＤＬ：レーザレーダで検出された前方車両までの車間
距離Ｄ０：レーザレーダとＣＣＤカメラとの取付け位置の
前後方向距離ＤＣ’：ＣＣＤカメラから前方車両後端までの距離ＤＣ’＝ＤＬ＋Ｄ０ ……… (3) Ｙ０：自車両前方画像における無限遠点のＹ座標値ＹＥ：自車両前方画像における水平エッジのＹ座標値ｄＹ：自車両前方画像における水平エッジの無限遠点
からの相対Ｙ座標値ｄＹ＝Ｙ０−ＹＥ ……… (4) ここで、ＣＣＤカメラによるＹ座標値“１”あたりの角
度分解能をΔθとすると、図７、図１０の幾何学的関係
より、下記５式が成立する。

【００４０】ｄＹ＝ｄＨ／ＤＣ’／Δθ ……… (5) 前記２式〜４式を変形して、下記６式を得る。Ｈｅ＝Ｈｃ−（Ｙ０−ＹＥ）・Δθ・（ＤＬ＋Ｄ０） ……… (6) 変形して、下記７式を得る。ＤＬ＝（Ｈｃ−Ｈｅ）／（Ｙ０−ＹＥ）／Δθ−Ｄ０ ……… (7) 従って、ＣＣＤカメラ５で捉えた自車両前方画像から無
限遠点Ｙ座標Ｙ０及び水平エッジＹ座標ＹＥを求め、そ
のときのレーダ車間距離ＤＬが得られれば、前記６式か
ら、検出している水平エッジの路面からの高さＨｅが分
かる。逆に、ＣＣＤカメラ５で捉えた自車両前方画像か
ら無限遠点Ｙ座標Ｙ０及び水平エッジＹ座標ＹＥを求
め、予め水平エッジの路面からの高さＨｅが分かってい
れば、前記７式よりレーダ車間距離ＤＬ（算出されるの
は推定車間距離ＤＣ）を求めることができる。本実施形
態では、レーダ車間距離ＤＬが前記車間距離推定開始所
定値Ｌ１から推定車間距離出力開始所定値Ｌ２までの間
に、当該レーダ車間距離ＤＬを用いて、前記６に従って
前方車両の水平エッジの路面からの高さＨｅを求めてお
き、レーザ車間距離ＤＬが推定車間距離出力開始所定値
Ｌ２以下になるか、或いはレーダがロストしたら、この
前方車両の水平エッジの路面からの高さＨｅを用いて、
自車両前方画像の無限遠点Ｙ座標Ｙ０及び水平エッジＹ
座標ＹＥから前記レーダ車間距離ＤＬの代わりに推定車
間距離ＤＣを算出する。

【００４１】なお、前記求めた水平エッジの路面からの
高さＨｅが、常識的な所定範囲（例えば０〜１ｍ）に存
在しない場合には、前方車両ではなく、別の物体を誤検
出している可能性があるため、検出結果を棄却し、ＣＣ
Ｄカメラによる車間距離推定を停止するようにしてもよ
い。本実施形態では、前回に出力され且つ記憶されてい
る出力車間距離Ｄｏｕｔ₀を用いて、下記８式に従って
推定車間距離ＤＣを算出するようにした。

【００４２】ＤＣ＝Ｄｏｕｔ₀・（Ｙ０₀−ＹＥ₀）／（Ｙ０−ＹＥ）−Ｄ０……… (8) このように、本実施形態の車間距離推定装置によれば、
車間距離に応じて、レーザレーダ７で検出された車間距
離ＤＬと、ＣＣＤカメラ５による自車両前方画像の前方
車両水平エッジ高さＨｅから求まる推定車間距離ＤＣと
を使い分けて出力することにより、安定した車間距離出
力が可能となる。

【００４３】また、水平エッジの両横に設定された一対
のピッチ角検出ウインドウＬＰＡＷ、ＲＰＡＷの上下方
向への変化から、ロール分を除去して自車両のピッチ角
を検出することができ、このピッチ角を用いて無限遠点
の高さを補正することで、ピッチ角変化による自車両前
方画像の歪みを補正し、個別のピッチ運動量センサを設
けることなく、確実且つ速やかに車間距離を補正し、推
定車間距離ＤＣの算出精度を向上することができる。な
お、個別のピッチ運動量センサを用いないことによるメ
リットは、単にコスト的に有利である以外にも、以下の
ようなメリットがある。即ち、ピッチ角センサは車体に
取付けられるが、実際に検出したいのはカメラのピッチ
角であり、カメラの車体側取付け精度が悪いと、カメラ
のピッチ角を正確に検出できない。また、センサ信号の
ノイズを除去するためにフィルタリング処理を施すと、
一般的に応答性が低下し、特に撮像された画像フレーム
毎にピッチ角補正を行うことを考慮すると、極めて影響
度が大きい。また、特に車体前後の路面からの高さを、
例えばレーザ距離計などで検出し、その高さの差或いは
比からピッチ角を検出する場合には、路面の微妙な凹凸
の影響によって、車体のピッチ角を正確に検出できない
という問題もある。

【００４４】また、車間距離の推定開始する車間距離
（所定値Ｌ１）を、車速の増大に応じて、大きく設定す
るようにしているので、車速が高く、前方車両への接近
度合いが大きい場合でも、車間距離と前方車両エッジ位
置との相関をとりやすく、画像からの推定車間距離の算
出を安定させることができる。また、ピッチ角検出ウイ
ンドウＬＰＡＷ、ＲＰＡＷの水平濃度平均値分布Ｓ
（Ｙ）を用い、その相関から簡易に上下方向への変化を
検出し、もって速やかにピッチ角変化を検出することが
可能となる。なお、ウインドウ内でのピッチ角変化は、
周知のように、ウインドウ内の或る部分をテンプレート
として切り取り、そのテンプレートをパターンマッチン
グ法によって探索、抽出し、その移動量からピッチ角変
化を求める方法もある。

【００４５】以上より、前記レーザレーダ７が、本発明
の車間距離検出手段を構成し、以下同様に、前記ＣＣＤ
カメラ５及び画像処理装置６が撮像手段を構成し、前記
図３の演算処理のステップＳ６で行われる図５の演算処
理のステップＳ６０１〜ステップＳ６０３が基準エッジ
画像検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップ
Ｓ６で行われる図５の演算処理のステップＳ６０４が基
準エッジ画像上下方向位置検出手段を構成し、前記図３
の演算処理のステップＳ８が車間距離算出手段を構成
し、前記図３の演算処理のステップＳ６で行われる図５
の演算処理のステップＳ６０５、ステップＳ６０６がピ
ッチ運動量検出領域設定手段を構成し、前記図３の演算
処理のステップＳ６で行われる図５の演算処理のステッ
プＳ６０７、ステップＳ６０８がピッチ運動量算出手段
を構成している。

【００４６】なお、前記下記実施形態では、夫々の演算
処理装置にマイクロコンピュータを用いたが、これに代
えて各種の論理回路を用いることも可能である。また、
レーザレーダに代えて、ミリ波レーダなどの各種のレー
ダを使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車間距離推定装置の一実施形態を示す
車両構成図である。

【図２】図１の実施形態の車間距離推定装置の作用の概
略説明図である。

【図３】車間距離検出の演算処理の一例を示すフローチ
ャートである。

【図４】図３の演算処理で用いられる制御マップであ
る。

【図５】図３の演算処理で行われるマイナプログラムの
フローチャートである。

【図６】図５の演算処理で設定される水平エッジ検出ウ
インドウの説明図である。

【図７】図５の演算処理で算出される無限遠点から水平
エッジまでの相対距離の説明図である。

【図８】図５の演算処理で設定されるピッチ角検出ウイ
ンドウの説明図である。

【図９】図５の演算処理で設定される水平濃度平均値と
その相関計算で求まるピッチ角変化によるずれの説明図
である。

【図１０】自車両と前方車両との側方からの模式図であ
る。

【符号の説明】

１Ｆ、１Ｒは車輪２は車輪速センサ５はＣＣＤカメラ６は画像処理装置７はレーザレーダ１１は車間距離検出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｔ 7/60 １８０Ｇ０６Ｔ 7/60 １８０Ｂ // Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両から前方車両までの車間距離を検
出する車間距離検出手段と、自車両の前方の画像を撮像
する撮像手段と、前記撮像手段の画像から、少なくとも
前方車両の一部を含む基準エッジ画像を検出する基準エ
ッジ画像検出手段と、前記撮像手段の画像における前記
基準エッジ画像の上下方向の位置を検出する基準エッジ
画像上下方向位置検出手段と、前記基準エッジ画像検出
手段が以前に基準エッジ画像を検出したときの車間距離
検出手段で検出された車間距離と、そのときに前記基準
エッジ画像上下方向位置検出手段で検出された基準エッ
ジ画像の上下方向の位置と現在の基準エッジ画像の上下
方向の位置とから、現在の前方車両までの車間距離を算
出する車間距離算出手段とを備えたことを特徴とする車
間距離推定装置。
【請求項２】前記基準エッジ画像検出手段で検出する
基準エッジ画像は、横方向に長手の横エッジであり、前
記基準エッジ画像をなす横エッジが検出される領域の外
側にピッチ運動量検出領域を設定するピッチ運動量検出
領域設定手段と、このピッチ運動量検出領域における画
像の上下方向への変化から自車両のピッチ運動量を算出
するピッチ運動量算出手段とを備えると共に、前記車間
距離算出手段は、前記ピッチ運動量算出手段で算出され
た自車両のピッチ運動量を用いて前記前方車両までの車
間距離を補正することを特徴とする請求項１に記載の車
間距離推定装置。
【請求項３】前記ピッチ運動量検出領域設定手段は、
前記基準エッジ画像をなす横エッジの両横に一対のピッ
チ運動量検出領域を設けると共に、前記ピッチ運動量算
出手段は、前記一対のピッチ運動量検出領域の夫々にお
ける画像の上下方向への変化から自車両のピッチ運動量
を算出することを特徴とする請求項２に記載の車間距離
推定装置。
【請求項４】前記ピッチ運動量算出手段は、前記ピッ
チ運動量検出領域の横方向の平均濃度値の上下分布を求
め、その平均濃度値の上下分布の変化から画像の上下方
向への変化を検出することを特徴とする請求項２又は３
に記載の車間距離推定装置。