JP2003139858A - 車外監視装置 - Google Patents

車外監視装置

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JP2003139858A JP2001338094A JP2001338094A JP2003139858A JP 2003139858 A JP2003139858 A JP 2003139858A JP 2001338094 A JP2001338094 A JP 2001338094A JP 2001338094 A JP2001338094 A JP 2001338094A JP 2003139858 A JP2003139858 A JP 2003139858A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】画像情報とレーザレーダ情報とを基に前方に存
在する立体物の認識を、不必要な処理を行うことなく素
早く正確に行う。 【解決手段】距離データ統合部５ｃはレーザ距離データ
と画像距離データを統合し、立体物検出処理部５ｄは、
４０ｍ未満と、４０ｍ以上とにおける特異点の削除を行
って、前回の立体物の検出結果に基づいた立体物のコー
ナ点・コーナ状立体物の検出を行い、グルーピング処理
を行い立体物を認識処理する。ここで、４０ｍ未満にお
ける特異点の削除は、自車からほぼ等距離の立体物の間
にある遠方の立体物を特異点として削除する。また、４
０ｍ以上における特異点の削除は、レーザレーダで検出
した２つの距離データが、２ｍ間隔以内の値で且つ距離
値の差が０．５ｍ以内の場合、２つの距離データの間に
存在する２つの距離データより所定以上遠方の画像によ
る距離データを特異点とし削除する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報とレーザ
レーダ情報とを基に前方に存在する立体物と自車両との
距離を検出する車外監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車にＴＶカメラやレーザレー
ダ等を搭載して前方の車両や障害物を検知し、それらに
衝突する危険度を判定して運転者に警報を発したり、自
動的にブレーキを作動させて停止させる、或いは、先行
車との車間距離を安全に保つよう自動的に走行速度を増
減する等のＡＳＶ（Advanced Safety Vehicle；先進安
全自動車）に係わる技術の開発が積極的に進められ、一
部実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
技術では、立体物の認識をカメラからの画像による距離
データとレーザレーダからの距離データを統合して行う
場合、特に遠方の立体物を認識する際には、画像による
距離データとレーザレーダからの距離データのそれぞれ
の特性の違いにより、それぞれの測距差から１つの物体
を複数の異なる物体として誤認識してしまう可能性があ
る。例えば遠方の先行車両をレーザレーダで距離検出し
た場合、そのリフレクタを主に検出するのに対し、画像
で距離検出した場合は誤差が大きくなり、より遠方に立
体物があるように検出することがある。そして、このよ
うに距離データの差が大きく異なっていると、１つの物
体であるにもかかわらず、複数の立体物が存在するよう
に演算処理するため、演算処理時間が不必要に多くなっ
てしまうという問題が生じる。
【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、画像情報とレーザレーダ情報とを基に前方に存在す
る立体物の認識を、不必要な処理を行うことなく素早く
正確に行うことが可能な車外監視装置を提供することを
目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の本発明による車外監視装置は、車両前方
の画像情報を基に前方に存在する立体物と自車両との距
離データを検出する画像距離検出手段と、車両前方への
レーザレーダ情報を基に前方に存在する立体物と自車両
との距離データを検出するレーザ距離検出手段と、上記
画像距離検出手段で検出した距離データと上記レーザ距
離検出手段で検出した距離データとに基づき、前方に存
在する立体物を認識する立体物認識手段を備えた車外監
視装置であって、上記立体物認識手段は、上記画像距離
検出手段で検出した距離データと上記レーザ距離検出手
段で検出した距離データとを統合し、水平方向に存在す
る上記レーザ距離検出手段で検出した２つの距離データ
が、予め設定した幅以内の値であり、且つ、距離値の差
が予め設定した距離値以内の場合、上記２つの距離デー
タの間に存在する該２つの距離データより所定以上遠方
の上記画像距離検出手段で検出した距離データを無効と
して立体物の認識を行うことを特徴としている。
【０００６】すなわち、上記請求項１記載の車外監視装
置では、画像距離検出手段で車両前方の画像情報を基に
前方に存在する立体物と自車両との距離データを検出
し、レーザ距離検出手段で車両前方へのレーザレーダ情
報を基に前方に存在する立体物と自車両との距離データ
を検出し、立体物認識手段で画像距離検出手段で検出し
た距離データとレーザ距離検出手段で検出した距離デー
タとに基づき、前方に存在する立体物を認識する。この
際、立体物認識手段は、画像距離検出手段で検出した距
離データとレーザ距離検出手段で検出した距離データと
を統合し、水平方向に存在するレーザ距離検出手段で検
出した２つの距離データが、予め設定した幅以内の値で
あり、且つ、距離値の差が予め設定した距離値以内の場
合、２つの距離データの間に存在するこの２つの距離デ
ータより所定以上遠方の画像距離検出手段で検出した距
離データを無効として立体物の認識を行う。このため、
先行車両のリフレクタと見なせるレーザ距離検出手段で
検出した２つの距離データの間の不要な画像距離検出手
段で検出した距離データが処理から削除されるので、画
像情報とレーザレーダ情報とを基に前方に存在する立体
物の認識を、不必要な処理を行うことなく素早く正確に
行うことが可能となる。
【０００７】また、請求項２記載の本発明による車外監
視装置は、請求項１記載の車外監視装置において、上記
立体物認識手段は、上記２つの距離データが予め設定し
た距離以上の距離データの際に、上記２つの距離データ
の間に存在する該２つの距離データより所定以上遠方の
上記画像距離検出手段で検出した距離データを無効とし
て立体物の認識を行うことを特徴とし、予め設定した距
離以上の距離データでは、先行車両をレーザレーダで距
離検出した場合、そのリフレクタを主に検出するため、
この点に着目し、請求項１の処理を遠方に存在する立体
物にのみ実行するようにして精度を向上させる。
【０００８】更に、請求項３記載の本発明による車外監
視装置は、請求項１又は請求項２記載の車外監視装置に
おいて、上記立体物認識手段は、上記統合した距離デー
タが予め設定した距離未満の距離データの際には、該距
離データを基準とするサーベイエリアを予め設定し、上
記サーベイエリアより遠方に存在する距離データは無効
として立体物の認識を行うことを特徴とし、予め設定し
た距離未満の距離データでは、先行車両をレーザレーダ
で距離検出した場合、レーザレーダによる距離検出は画
像による距離検出と同様にリフレクタ以外も検出するた
め、画像距離検出手段で検出した距離データとレーザ距
離検出手段で検出した距離データの両方について無効な
データの削除を行う。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１乃至図１０は本発明の実施の
形態を示し、図１は車外監視装置を備えた車両用運転支
援装置の概略構成図、図２は車両用運転支援装置の機能
ブロック図、図３はＣＣＤカメラによる距離データ検出
とレーザレーダによる距離データ検出の説明図、図４は
画像距離データの区分の説明図、図５は削除する特異点
の説明図、図６は前方監視プログラムのフローチャー
ト、図７は画像距離データとレーザ距離データとの統合
処理ルーチンのフローチャート、図８はグルーピングに
よる立体物検出処理ルーチンのフローチャート、図９は
４０ｍ以上における特異点の削除処理ルーチンのフロー
チャート、図１０は距離データ診断処理ルーチンのフロ
ーチャートである。
【００１０】図１において、符号１は自動車等の車両
（自車両）であり、この自車両１に、前方の立体物との
衝突、接触の可能性を判定し、必要に応じて警報を発す
る車両用運転支援装置（ＡＤＡ装置）２が搭載されてい
る。尚、ＡＤＡ装置２は、一般に、この衝突接触防止機
能の他に、車線逸脱防止等の機能も有しているが、本発
明の実施の形態では、衝突接触防止機能についてのみ説
明し、他の機能の説明は省略する。
【００１１】ＡＤＡ装置２は、ステレオ光学系として例
えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた
１組の（左右の）ＣＣＤカメラ３を有し、これら左右の
ＣＣＤカメラ３は、それぞれ車室内の天井前方に一定の
間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点か
らステレオ撮像し、コントローラ５に入力する。
【００１２】また、車両１のバンパ構造材の上部には、
レーザビームの投射・受光と左右方向への走査機能を有
する、レーザヘッドを備えたレーザ投光ユニット４が取
り付けられ、コントローラ５と接続されている。このレ
ーザ投光ユニット４からはレーザビームが水平に投射さ
れ、道路表面より高い位置にある立体物のみが検出され
ると共に、このレーザ投光ユニット４からのレーザビー
ムは左右方向に走査され、所定の走査範囲で一定の間隔
毎にレーザビームが投光・受光されて距離を検出する動
作が繰り返され、立体物の二次元分布が計測される。
【００１３】本実施の形態の場合、例えば、図３に示す
ように、ＣＣＤカメラ３からは前方の左右２６゜の範囲
の画像がコントローラ５に入力され、一方、レーザ投光
ユニット４では０．１５度間隔で８０方向の走査が行わ
れて前方の左右１２゜の範囲のデータが０．１秒周期で
コントローラ５に出力される。
【００１４】また、自車両１には、車速Ｖを検出する車
速センサ６と、舵角δを検出する舵角センサ７が設けら
れており、この車速Ｖと舵角δはコントローラ５に入力
される。
【００１５】コントローラ５は、ＣＣＤカメラ３からの
画像、レーザ投光ユニット４による走査結果、車速Ｖ、
及び、舵角δが入力され、ＣＣＤカメラ３からの画像に
基づく前方立体物との距離と、レーザ投光ユニット４に
よる走査結果に基づく前方立体物との距離とをそれぞれ
独立して求め、これらの距離データを統合して、この統
合したデータを基に最終的に前方立体物との距離を求
め、自車両１との衝突危険性や接触可能性を判断し、必
要に応じてコンビネーションメータ８の衝突警報ランプ
８ａを点灯させ警報を発するようになっている。また、
コントローラ５は、ＣＣＤカメラ３からの画像に基づく
前方立体物との距離の検出と、レーザ投光ユニット４に
よる走査結果に基づく前方立体物との距離の検出の状
態、すなわち、検出能力の低下を判定し、検出能力が低
下している場合にはコンビネーションメータ８の検出状
態表示ランプ８ｂを点灯させてドライバに報知する。
【００１６】すなわち、コントローラ５は、車外監視装
置としての機能を備えて構成されており、図２に示すよ
うに、画像データ処理部５ａ、レーザ測距データ処理部
５ｂ、距離データ統合部５ｃ、立体物検出処理部５ｄ、
距離データ診断部５ｅ、及び、警報制御部５ｆを有して
構成されている。
【００１７】画像データ処理部５ａは、画像距離検出手
段として設けられており、ＣＣＤカメラ３からの画像
を、図４に示すように、左右方向に１２８等分に区分
し、これに対応した配列Ｃzlnを設定する。そして、区
分毎に代表的な画素ずれ数を求め、この画素ずれ数から
立体物までの距離を算出し、画像距離データＣzln[0~12
7]として保存する。例えば、Ｃzln[3]は、区分番号３番
の距離データを示し、無効データの場合は９９９０００
とされる。
【００１８】レーザ測距データ処理部５ｂは、レーザ距
離検出手段として設けられており、レーザービームの投
光受光の所要時間から物体までの距離を計算し、また、
レーザビームを走査する方向から物体の二次元の位置
（全８０区分）を計算してレーザ距離データＬzln[0~7
9]として保存する。例えば、Ｌzln[3]は、区分番号３番
の距離データを示し、無効データの場合は９９９０００
とされる。
【００１９】距離データ統合部５ｃは、８０区分のレー
ザ距離データＬzln[0~79]を、１２８区分の画像距離デ
ータ座標に変換（レーザ距離データlzrzln[0~127]）
し、この変換したレーザ距離データlzrzln[0~127]を画
像距離データＣzln[0~127]と統合する。
【００２０】レーザ距離データＬzln[0~79]のレーザ距
離データlzrzln[0~127]への変換は、例えば、以下のよ
うにｘ座標、ｚ座標を演算して実行する。 ｘ座標＝レーザ距離データ・sink[k-kv+50]＋レーザヘッドｘ座標 …（１） ｚ座標＝レーザ距離データ＋レーザヘッドｚ座標 …（２） ここで、sink[k]＝sin((k-50)・0.155゜)のデータテー
ブルであり、ｋ＝（レーザヘッドの中心軸があるレーザ
区分番号）−（レーザの中心軸がある画像区分番号）
で、「５０」はデータテーブルの中心の区分番号、０．
１５５はレーザの８０区分の１ステップである。
【００２１】また、変換したレーザ距離データlzrzln[0
~127]と画像距離データＣzln[0~127]との統合は、以下
のように実行される。尚、 [fln]のｆｌｎは、０〜１
２７の各区分を示す。
【００２２】１．レーザ距離データlzrzln[fln]が有効
な場合でレーザ距離データlzrzln[fln]が遠方（２０ｍ
以上）の場合、最終的な距離データzln[fln]は、レーザ
距離データlzrzln[fln]とする。すなわち、zln[fln]＝l
zrzln[fln]。
【００２３】２．レーザ距離データlzrzln[fln]が有効
な場合でレーザ距離データlzrzln[fln]が中間距離（１
０ｍ以上２０ｍ未満）の場合、画像距離データＣzln[fl
n]が有効で、且つ、画像距離データＣzln[fln]とレーザ
距離データlzrzln[fln]との差が所定値（例えば２．５
ｍ）以内の場合は、最終的な距離データzln[fln]は、レ
ーザ距離データlzrzln[fln]と画像距離データＣzln[fl
n]との平均値とする。すなわち、zln[fln]＝（lzrzln[f
ln]＋Ｃzln[fln]）／２。
【００２４】３．レーザ距離データlzrzln[fln]が有効
な場合でレーザ距離データlzrzln[fln]が中間距離（１
０ｍ以上２０ｍ未満）の場合、上記２以外の場合は、最
終的な距離データzln[fln]は、レーザ距離データlzrzln
[fln]とする。すなわち、zln[fln]＝lzrzln[fln]。
【００２５】４．レーザ距離データlzrzln[fln]が有効
な場合でレーザ距離データlzrzln[fln]が近距離（３ｍ
以上１０ｍ未満）の場合、最終的な距離データzln[fln]
は、画像距離データＣzln[fln]とする。すなわち、zln
[fln]＝Ｃzln[fln]。
【００２６】５．レーザ距離データlzrzln[fln]が有効
な場合でレーザ距離データlzrzln[fln]が極近距離（３
ｍ未満）の場合、最終的な距離データzln[fln]は、レー
ザ距離データlzrzln[fln]とする。すなわち、zln[fln]
＝lzrzln[fln]。
【００２７】６．レーザ距離データlzrzln[fln]が無効
な場合は、最終的な距離データzln[fln]は、画像距離デ
ータＣzln[fln]とする。すなわち、zln[fln]＝Ｃzln[fl
n]。
【００２８】すなわち、一般に、画像に基づく距離デー
タは、遠方では誤差が大きく近距離の場合は誤差が小さ
くなり、更に、極近距離ではリヤゲート越しに先の物体
を捉えてしまいやすい。また、レーザレーダに基づく距
離データは、遠方では比較的誤差が小さく近距離の場合
は誤差が大きくなる。このため、上述の１〜６のよう
に、予め、最終的に採用するデータを選別し、最終的に
正確な距離データが得られるようにするのである。
【００２９】そして、画像距離データＣzln[0~127]はzl
n1[0~127]として、また、変換したレーザ距離データlzr
zln[0~127]はzln2[0~127]として保管・出力され、更
に、統合された最終的な距離データzln[0~127]は立体物
検出処理部５ｄに出力される。
【００３０】立体物検出処理部５ｄは、４０ｍ未満にお
ける特異点の削除と、４０ｍ以上における特異点の削除
を行って、前回の立体物の検出結果に基づいた立体物の
コーナ点・コーナ状立体物の検出を行って、最終的な距
離データzln[0~127]のグルーピング処理を行い立体物を
認識処理する。従って、距離データ統合部５ｃと、この
立体物検出処理部５ｄとで立体物認識手段が構成されて
いる。
【００３１】立体物検出処理部５ｄは、具体的には、４
０ｍ未満における特異点の削除は、立体物が複雑に混在
し、手前の立体物の間から遠方の立体物が見える状況等
において、自車からほぼ等距離の立体物の間にある遠方
の立体物を特異点として削除する。
【００３２】すなわち、図５に示すように、４０ｍ未満
にある最終的な距離データzln[fln]を基準点Ｐ０（ｚ
０，ｘ０）として、以下の条件を全て満たす点を等距離
の点として定め、これら２点の間にある遠方の点を特異
点として削除する。尚、削除される点の距離データに
は、無効データと同じく９９９０００が代入される。
【００３３】図５の例では、基準点Ｐ０に対し、斜線部
内に存在する点Ｐ４，Ｐ５が基準点Ｐ０と等距離にある
点として認識される。この斜線部の領域は、ｚ方向とｘ
方向が、例えば、以下のように設定される。 ｚ方向：基準点±ｄｚ０（＝ｚ０・（１６４／４０９
６）＋２００）ｍｍ ｘ方向：基準点＋０．７ｍ 従って、図５の例では、斜線の領域より遠方のＰ１，Ｐ
２が特異点として削除され、斜線の領域より前に位置す
るＰ３は削除されない。こうして、４０ｍ未満にある最
終的な距離データzln[fln]は、その距離データが、画像
に基づくデータ、或いは、レーザレーダに基づくデータ
にかかわらず、特異点の削除が行われ、データ処理の簡
素化が図られている。
【００３４】また、４０ｍ以上における特異点の削除で
は、遠方の立体物を検出した場合、レーザレーダによる
距離データは、先行車両の左右のリフレクタを検出す
る。従って、左右のリフレクタ間にある画像の距離デー
タは、そのデータを特異点とし削除する。
【００３５】例えば、最終的な距離データzln[0~127]
が、図４に示すように得られた場合、ｆ１とｆ３とが以
下の条件を全て満足する場合、ｆ１とｆ３とを先行車両
のリフレクタと判断する。
【００３６】１．ｆ１とｆ３がレーザレーダによる距離
データである。２．ｆ１の値が４０ｍ以上である。３．
ｆ１とｆ３の縦方向の差が±０．５ｍ以内である。４．
ｆ１とｆ３の横方向の間隔が２ｍ以内である。
【００３７】そして、ｆ２が次の２つの条件を満足する
とき、ｆ２の距離データを特異点として削除し、９９９
０００を代入する。
【００３８】１．ｆ２が画像による距離データである。
２．ｆ２がｆ１より遠方に存在する。
【００３９】このように４０ｍ以上の距離データでは、
先行車両をレーザレーダで距離検出した場合、レーザレ
ーダによる距離検出では、先行車両のリフレクタを主に
検出するため、この点に着目し、レーザレーダによる距
離データの間に存在する、不要、或いは、誤差が大きい
と判断できる、より遠方の画像に基づく距離データを特
異点として削除することにより、立体物の認識を精度良
く速やかに行えるようにする。
【００４０】そして、立体物検出処理部５ｄは、前回検
出されたコーナ状立体物のコーナ点を中心にサーベイエ
リアを設け、今回検出された上述の如く特異点を削除し
た最終的な距離データzln[0~127]を調べて、新たなコー
ナ点の有無を検出する。
【００４１】その後、このデータのグルーピング処理、
すなわち、閾値を定めて、その閾値内にあるzln[fln]を
グループ化し、このグループ化したデータの傾き等から
側壁データの抽出を行い、グループ化されたデータの分
割と統合を行って、立体物ならびに側壁を検出する。こ
うして、検出された立体物情報は、距離データ診断部５
ｅ、警報制御部５ｆに出力される。
【００４２】距離データ診断部５ｅは、最終的に検出し
た立体物が、画像距離データＣzln[0~127]（zln1[0~12
7]）と、変換したレーザ距離データlzrzln[0~127]（zln
2[0~127]）の両方で検出されているか判定し、画像距離
データzln1[0~127]で検出されていない場合は、画像測
距性能低下とし、コンビネーションメータ８の検出状態
表示ランプ８ｂを所定に点灯させてドライバに報知す
る。また、最終的に検出した立体物が、レーザ距離デー
タzln2[0~127]で検出されていない場合は、レーザ測距
性能低下としコンビネーションメータ８の検出状態表示
ランプ８ｂを所定に点灯させてドライバに報知する。
【００４３】この測距性能の判定は、舵角が−１０°〜
＋１０°で、車両が略直線路を走行する際に行われる。
これは、画像による距離検出では、ガードレールや側壁
を認識することができるが、レーザレーダによる距離検
出では、レーザビームが傾いて照射されるため反射せず
立体物を認識しづらいことを考慮したものである。
【００４４】また、測距性能の判定を行う立体物のサー
ベイエリアは、レーザレーダと画像の視野が重なる部分
とし、判定に用いる立体物は、距離４０〜７０ｍ前方に
存在する、幅５０ｃｍ以上のものとする。ここで、距離
４０〜７０ｍ前方に存在する立体物としたのは、これ以
上遠方の立体物をも対象とすると、画像による距離デー
タ及びレーザレーダによる距離データの誤差が大きくな
るためである。また、４０ｍ未満前方の立体物の距離デ
ータでは、測距性能の低下が極めて少なく判定を行えな
いためである。更に、立体物を幅５０ｃｍ以上のものと
するのは、先行車両が複数存在する場合、画像では立体
物間の何も無い空間に立体物を誤認識することがあるた
めである。
【００４５】そして、立体物に対して画像距離データzl
n1[0~127]が存在するか否か判定し、存在しない場合
は、画像無し立体物数ｎ１にカウントし、同じく、立体
物に対してレーザ距離データzln2[0~127]が存在するか
否か判定し、存在しない場合は、レーザレーダ無し立体
物数ｎ２にカウントする。こうして、対象とする立体物
の総数ｎ０と画像無し立体物数ｎ１とから画像の立体物
不検出率を演算し（＝（ｎ１／ｎ０）・１００％）、レ
ーザレーダの立体物不検出率を演算する（＝（ｎ２／ｎ
０）・１００％）。
【００４６】そして、画像の立体物不検出率が、予め設
定する検出率閾値ｋ６以上であれば、画像の能力判定タ
イマをインクリメントし、検出率閾値ｋ６未満であれば
画像の能力判定タイマをデクリメントして、能力判定タ
イマの値が予め設定した出力閾値ｋ１を超えた場合に画
像による測距能力低下と判定して検出状態表示ランプ８
ｂを所定に点灯させる。また、能力判定タイマの値が、
予め設定した解除閾値ｋ２（＜ｋ１）以下となった際に
は検出状態表示ランプ８ｂの点灯を解除する。
【００４７】同様に、レーザレーダの立体物不検出率
が、予め設定する検出率閾値ｋ５以上であれば、レーザ
レーダの能力判定タイマをインクリメントし、検出率閾
値ｋ５未満であればレーザレーダの能力判定タイマをデ
クリメントして、能力判定タイマの値が予め設定した出
力閾値ｋ３を超えた場合にレーザレーダによる測距能力
低下と判定して検出状態表示ランプ８ｂを所定に点灯さ
せる。また、能力判定タイマの値が予め設定した解除閾
値ｋ４（＜ｋ３）以下となった際には検出状態表示ラン
プ８ｂの点灯を解除する。
【００４８】このように、最終的に検出された立体物を
対象として、これを検出する画像とレーザレーダのそれ
ぞれの距離データがあるか否かで、画像とレーザレーダ
の測距能力の低下を判定するようになっているので、画
像とレーザレーダの測距能力の低下を素早く正確に判定
することが可能になっている。
【００４９】警報制御部５ｆは、立体物検出処理部５ｄ
からの立体物情報や車速センサ６からの車速Ｖ等を基
に、自車線と隣接する左右の車線上に存在する他の自動
車や障害物等を抽出し、抽出した物体の位置と大きさ、
位置の時間変化による自車両１との相対速度等から、自
車両１との衝突の可能性や接触の可能性を判断し、その
結果を必要に応じて、コンビネーションメータ８の衝突
警報ランプ８ａを点灯させ警報を発する。
【００５０】次に、上述のコントローラ５で実行される
前方監視プログラムを図６以下図１０のフローチャート
を用いて説明する。図６は前方監視プログラムの全体の
流れを示すフローチャートであり、ます、ステップ（以
下「Ｓ」と略称）１０１で必要なパラメータを読み込
む。
【００５１】そして、Ｓ１０２に進み、画像からグルー
ピング用データ（画像距離データＣzln[0~127]）を作成
する。すなわち、ＣＣＤカメラ３からの画像を、図４に
示すように、左右１２８等分に区分し、これに対応した
配列Ｃzlnを設定する。そして、区分毎に代表的な画素
ずれ数を求め、この画素ずれ数から立体物までの距離を
算出し、画像距離データＣzln[0~127]として保存する。
例えば、Ｃzln[3]は、区分番号３番の距離データを示
し、無効データの場合は９９９０００とされる。
【００５２】次いで、Ｓ１０３に進み、レーザ距離デー
タＬzln[0~79]を作成する。すなわち、レーザービーム
の投光受光の所要時間から物体までの距離を計算し、ま
た、レーザビームを走査する方向から物体の二次元の位
置（全８０区分）を計算してレーザ距離データＬzln[0~
79]として保存する。例えば、Ｌzln[3]は、区分番号３
番の距離データを示し、無効データの場合は９９９００
０とされる。
【００５３】その後、Ｓ１０４に進むと、図７のフロー
チャートに示す画像距離データとレーザ距離データとの
統合処理が実行される。
【００５４】図７のフローチャートでは、まず、Ｓ２０
１で、８０区分のレーザ距離データＬzln[0~79]を、１
２８区分の画像距離データ座標に変換（レーザ距離デー
タlzrzln[0~127]）することが行われる。このレーザ距
離データＬzln[0~79]のレーザ距離データlzrzln[0~127]
への変換は、例えば、前記（１）式、（２）式により変
換される。
【００５５】次いで、Ｓ２０２に進み、画像距離データ
Ｃzln[0~127]はzln1[0~127]として、また、変換したレ
ーザ距離データlzrzln[0~127]はzln2[0~127]として保管
した後、Ｓ２０３に進む。
【００５６】Ｓ２０３では、対象とする区分のレーザ距
離データlzrzln[fln]が有効か否か判定される。尚、以
下「fln」は、対象とするデータの区分を示し、後述の
Ｓ２１２に対応して０〜１２７の全１２８区分となって
いる。
【００５７】このＳ２０３の判定の結果、レーザ距離デ
ータlzrzln[fln]が無効であれば、Ｓ２０４に進み、最
終的な距離データzln[fln]は、画像距離データＣzln[fl
n]とする。すなわち、zln[fln]＝Ｃzln[fln]。
【００５８】また、Ｓ２０３の判定の結果、レーザ距離
データlzrzln[fln]が有効であれば、Ｓ２０５に進み、
レーザ距離データlzrzln[fln]が遠方（２０ｍ以上）か
否か判定される。
【００５９】そして、Ｓ２０５の判定の結果、レーザ距
離データlzrzln[fln]が遠方（２０ｍ以上）でなければ
Ｓ２０６に進み、レーザ距離データlzrzln[fln]が中間
距離（１０ｍ以上２０ｍ未満）か否か判定される。
【００６０】Ｓ２０６の判定の結果、レーザ距離データ
lzrzln[fln]が中間距離（１０ｍ以上２０ｍ未満）でな
ければＳ２０７に進み、レーザ距離データlzrzln[fln]
が近距離（３ｍ以上１０ｍ未満）か、或いは、レーザ距
離データlzrzln[fln]が極近距離（３ｍ未満）か判定さ
れる。
【００６１】上述のＳ２０５〜Ｓ２０７の判定におい
て、まず、Ｓ２０５でレーザ距離データlzrzln[fln]が
遠方（２０ｍ以上）と判定された場合は、Ｓ２０８に進
み、最終的な距離データzln[fln]は、遠方では比較的誤
差が小さいレーザ距離データlzrzln[fln]とする。すな
わち、zln[fln]＝lzrzln[fln]。
【００６２】また、上述のＳ２０５〜Ｓ２０７の判定に
おいて、Ｓ２０６で、レーザ距離データlzrzln[fln]が
中間距離（１０ｍ以上２０ｍ未満）と判定された場合
は、Ｓ２０９に進み、画像距離データＣzln[fln]が有効
か否か判定され、画像距離データＣzln[fln]が無効の場
合はＳ２０８に進み、最終的な距離データzln[fln]は、
レーザ距離データlzrzln[fln]とする。すなわち、zln[f
ln]＝lzrzln[fln]。
【００６３】また、Ｓ２０９で画像距離データＣzln[fl
n]が有効である場合は、Ｓ２１０に進み、画像距離デー
タＣzln[fln]とレーザ距離データlzrzln[fln]との差が
２．５ｍ以内か否か判定し、２．５ｍより大きければＳ
２０８に進んで、最終的な距離データzln[fln]は、レー
ザ距離データlzrzln[fln]とする。すなわち、zln[fln]
＝lzrzln[fln]。
【００６４】また、Ｓ２１０で、画像距離データＣzln
[fln]とレーザ距離データlzrzln[fln]との差が２．５ｍ
以内の場合は、Ｓ２１１に進み、最終的な距離データzl
n[fln]は、レーザ距離データlzrzln[fln]と画像距離デ
ータＣzln[fln]との平均値とする。すなわち、zln[fln]
＝（lzrzln[fln]＋Ｃzln[fln]）／２。
【００６５】一方、上述のＳ２０５〜Ｓ２０７の判定に
おいて、Ｓ２０７で、レーザ距離データlzrzln[fln]が
近距離（３ｍ以上１０ｍ未満）と判定された場合は、Ｓ
２０４に進み、最終的な距離データzln[fln]は、近距離
では比較的誤差の小さい画像距離データＣzln[fln]とす
る。すなわち、zln[fln]＝Ｃzln[fln]。
【００６６】また、Ｓ２０７で、レーザ距離データlzrz
ln[fln]が極近距離（３ｍ未満）と判定された場合は、
Ｓ２０８に進み、最終的な距離データzln[fln]は、レー
ザ距離データlzrzln[fln]とする。すなわち、zln[fln]
＝lzrzln[fln]。
【００６７】こうして、Ｓ２０４、Ｓ２０８、或いは、
Ｓ２１１により最終的な距離データzln[fln]の設定を行
った後は、Ｓ２１２に進み、０〜１２７の全１２８区分
の対象とする区分のレーザ距離データlzrzln[fln]につ
いて、統合処理を完了したか否か判定し、完了していれ
ばルーチンを抜け、完了していないのであれば次の区分
について、上述のＳ２０３〜Ｓ２１１の処理を繰り返
す。
【００６８】このように、本実施の形態の画像距離デー
タとレーザ距離データとの統合処理によれば、予め検出
した距離により誤差の少ないデータを優先して用いるよ
うにしているので、レーザレーダによる測距値と画像に
よる測距値との最適な統合を複雑な演算等することなく
素早く行って、前方の立体物データとして素早く出力す
ることが可能になっている。
【００６９】上述のＳ１０４の画像距離データとレーザ
距離データとの統合処理を行った後は、Ｓ１０５に進
み、図８に示すグルーピングによる立体物の検出処理を
行う。
【００７０】図８のフローチャートでは、まず、Ｓ３０
１で、４０ｍ未満における特異点の削除を行う。すなわ
ち、立体物が複雑に混在し、手前の立体物の間から遠方
の立体物が見える状況等において、自車からほぼ等距離
の立体物の間にある遠方の立体物を特異点として削除す
る。図５に示すように、４０ｍ未満にある最終的な距離
データzln[fln]を基準点Ｐ０（ｚ０，ｘ０）として、以
下の条件を全て満たす点を等距離の点として定め、これ
ら２点の間にある遠方の点を特異点として削除する。
尚、削除される点の距離データには、無効データと同じ
く９９９０００が代入される。こうして、４０ｍ未満に
ある最終的な距離データzln[fln]は、その距離データ
が、画像に基づくデータ、或いは、レーザレーダに基づ
くデータにかかわらず、特異点の削除が行われ、データ
処理の簡素化が図られている。
【００７１】次いで、Ｓ３０２に進み、後述の図９に示
す４０ｍ以上における特異点の削除の処理を実行する。
【００７２】次いで、Ｓ３０３に進み、前回検出された
コーナ状立体物のコーナ点を中心にサーベイエリアを設
け、今回検出された、Ｓ３０１とＳ３０２で特異点を削
除した最終的な距離データzln[0~127]を調べて、新たな
コーナ点の有無を検出する。
【００７３】その後、Ｓ３０４に進んで、データのグル
ーピング処理、すなわち、閾値を定めて、その閾値内に
あるzln[fln]をグループ化し、このグループ化したデー
タの傾き等から側壁データの抽出を行い、グループ化さ
れたデータの分割と統合を行って、立体物ならびに側壁
を検出する。
【００７４】上述のＳ３０２で実行される４０ｍ以上に
おける特異点の削除の処理は、図９のフローチャートで
示すように、まず、Ｓ４０１で対象とする区分の距離デ
ータzln[fls]は４０ｍ以上のデータで、且つ、この区分
のレーザ距離データlzrzln[fls]が有効であるか否か判
定される。尚、以下「fls」は、対象とするデータの区
分を示し、後述のＳ４１０に対応して０〜１２７の全１
２８区分となっている。
【００７５】そして、このＳ４０１での判定の結果、距
離データzln[fls]が４０ｍ未満、或いは、この区分のレ
ーザ距離データlzrzln[fls]が無効の少なくともどちら
かの場合はＳ４１０にジャンプして、０〜１２７の全１
２８区分の対象とする区分の距離データzln[fls]につい
て、処理を完了したか否か判定し、完了していればルー
チンを抜け、完了していないのであれば次の区分につい
て、再びＳ４０１からの処理を行う。
【００７６】Ｓ４０１での判定の結果、距離データzln
[fls]は４０ｍ以上のデータで、且つ、この区分のレー
ザ距離データlzrzln[fls]が有効であると判定した場合
はＳ４０２に進み、この区分のレーザ距離データlzrzln
[fls]を基準とするサーベイエリアの決定を行い、サー
ベイエリアのもう一方の端部の区分zln[fle]には、zln
[fls]から右方向に２ｍ離れた位置に対応する区分が設
定される。
【００７７】そして、Ｓ４０３に進み、zln[fls]からzl
n[fle]までの区分のサーベイエリアで、zln[fls]との距
離の差が０．５ｍ以内（すなわち、｜zln[fls]−zln[fl
n]｜≦０．５ｍ：「fln」は「fls」から「fle」までの
区分番号）で、且つ、そのレーザ距離データlzrzln[fl
n]が有効か否か判定される。
【００７８】Ｓ４０３の判定の結果、上述の条件を満た
す場合は、Ｓ４０４に進み、その区分はzln[fls]と等距
離の同一立体物の区分と判定し、zln[fls]に対応する右
端の区分データzln[f０]として設定する。すなわち、ｆ
０＝ｆｌｎ。
【００７９】そして、Ｓ４０４でzln[fls]に対応する右
端の区分データzln[f０]を設定した場合、或いは、Ｓ４
０３で上述の条件を満たさないと判定された場合は、Ｓ
４０５に進み、「fls」から「fle」までの区分番号全て
に判定を完了したか否か判定し、判定を完了していなけ
れば再びＳ４０３に戻って、「fls」から「fle」までの
間で、次の区分についての判定を行なう。
【００８０】こうして、Ｓ４０５で、「fls」から「fl
e」までの全区分についての判定が完了した場合、Ｓ４
０６に進んで、zln[fls]に対応する右端の区分データzl
n[f０]が設定されたか否か判定される。この結果、右端
の区分データzln[f０]が設定されていない場合は、Ｓ４
１０にジャンプし、０〜１２７の全１２８区分の対象と
する区分の距離データzln[fls]について、処理を完了し
たか否か判定し、完了していればルーチンを抜け、完了
していないのであれば次の区分について、再びＳ４０１
からの処理を行う。
【００８１】また、Ｓ４０６でzln[fls]に対応する右端
の区分データzln[f０]が設定されたと判定された場合は
Ｓ４０７へと進む。Ｓ４０７では、「fls＋１」から
「ｆ０−１」までの区分（「fls」から「ｆ０」までの
間の区分）のデータにおいて、距離データzln[fln]は、
zln[fls]＋０．５ｍより遠方のデータで、且つ、そのレ
ーザ距離データlzrzln[fln]が無効か否か判定される。
【００８２】そして、Ｓ４０７において、上述の条件を
満たす場合は、Ｓ４０８に進み、そのデータzln[fln]を
特異点として削除する。
【００８３】Ｓ４０８で「fls」から「ｆ０」までの間
の区分を特異点として削除し、或いは、Ｓ４０７で上述
の条件を満足しない場合はＳ４０９に進んで、「fls」
から「ｆ０」までの間の区分の全てについて判定が完了
したか否か判定する。
【００８４】そして、Ｓ４０９で、「fls」から「ｆ
０」までの間の区分の全てについて判定が未だ完了して
いない場合は、「fls」から「ｆ０」までの間の次の区
分についてＳ４０７からの判定を実行し、「fls」から
「ｆ０」までの間の区分の全てについて判定が完了して
いる場合はＳ４１０に進み、０〜１２７の全１２８区分
の対象とする区分の距離データzln[fls]について、処理
を完了したか否か判定し、完了していればルーチンを抜
け、完了していないのであれば次の区分について、再び
Ｓ４０１からの処理を行う。
【００８５】このように、本実施の形態によれば、４０
ｍ以上の距離データでは、先行車両をレーザレーダで距
離検出した場合、レーザレーダによる距離検出では、先
行車両のリフレクタを主に検出するため、この点に着目
し、レーザレーダによる距離データの間に存在する、不
要、或いは、誤差が大きいと判断できる、より遠方の画
像に基づく距離データを特異点として削除することによ
り、立体物の認識を精度良く速やかに行えるようにす
る。
【００８６】上述の如く、Ｓ１０５で図８に示すグルー
ピングによる立体物の検出処理を行った後は、Ｓ１０６
に進み、図１０に示す距離データの診断処理を行う。
【００８７】図１０のフローチャートでは、まず、Ｓ５
０１で舵角が−１０°〜１０°で、車両が略直線路を走
行しているか否か判定され、舵角が−１０°〜１０°よ
り大きい場合は、診断処理は行わず、そのままルーチン
を抜ける。これは、画像による距離検出では、ガードレ
ールや側壁を認識することができるが、レーザレーダに
よる距離検出では、レーザビームが傾いて照射されるた
め反射せず立体物を認識しづらいため、診断処理の結果
が正確に得られない可能性があるためである。
【００８８】Ｓ５０１の判定の結果、舵角が−１０°〜
１０°で、車両が略直線路を走行している場合は、Ｓ５
０２へと進み、立体物の判定対象の総数ｎ０、画像無し
立体物数ｎ１、及び、レーザレーダ無し立体物数ｎ２の
初期値を設定する。
【００８９】そして、Ｓ５０３に進み、立体物が診断の
対象とする立体物であるか否か判定する。これは、レー
ザレーダと画像の視野が重なる部分の立体物であり、且
つ、距離４０〜７０ｍ前方に存在する、幅５０ｃｍ以上
の立体物であるか否かの判定で行う。
【００９０】Ｓ５０３の判定の結果、上述の条件を満足
せず立体物が診断の対象とする立体物ではないと判定し
た場合はＳ５１０にジャンプし、その立体物は対象外と
決定する。
【００９１】一方、Ｓ５０３の判定の結果、立体物が診
断の対象とする立体物である場合はＳ５０４へと進み、
立体物の判定対象の総数ｎ０をカウントし（ｎ０＝ｎ０
＋１）、Ｓ５０５に進んで、立体物を形成するグルーピ
ングしたデータから、それに対応する画像距離データzl
n1（Ｓ２０２で保管したデータ）と、レーザ距離データ
zln2（Ｓ２０２で保管したデータ）を読み出す。
【００９２】そして、Ｓ５０６に進み、その立体物に対
応する画像距離データzln1が有り、且つ、その立体物に
対応するレーザ距離データzln2が無いか判定し、この条
件を満たす場合はＳ５０７に進んで、レーザレーダ無し
立体物数ｎ２をカウントする（ｎ２＝ｎ２＋１）。
【００９３】また、Ｓ５０６での判定条件を満たさない
場合は、Ｓ５０８に進み、その立体物に対応する画像距
離データzln1が無く、且つ、その立体物に対応するレー
ザ距離データzln2が有るか否か判定し、この条件を満た
す場合はＳ５０９に進んで、画像無し立体物数ｎ１をカ
ウントする（ｎ１＝ｎ１＋１）。
【００９４】そして、Ｓ５０８の条件をも満足しない場
合、すなわち、その立体物に対応する画像距離データzl
n1もレーザ距離データzln2も無い場合、或いは、その立
体物に対応する画像距離データzln1もレーザ距離データ
zln2も有る場合はＳ５１０に進み、その立体物を診断対
象外とする。
【００９５】Ｓ５０７、Ｓ５０９、或いは、Ｓ５１０の
処理を行った後は、Ｓ５１１に進み、全ての立体物につ
いて判定したか否か判定し、未だ全ての立体物に対して
判定を終了していない場合はＳ５０３へと戻り、上述の
処理を繰り返す。
【００９６】全ての立体物について判定が終了している
場合は、Ｓ５１１からＳ５１２へと進み、対象とする立
体物の総数ｎ０と画像無し立体物数ｎ１とから画像の立
体物不検出率を演算し（＝（ｎ１／ｎ０）・１００
％）、レーザレーダの立体物不検出率を演算する（＝
（ｎ２／ｎ０）・１００％）。
【００９７】次いで、Ｓ５１３に進み、画像の立体物不
検出率が、予め設定する検出率閾値ｋ６以上であれば、
画像の能力判定タイマをインクリメントし、検出率閾値
ｋ６未満であれば画像の能力判定タイマをデクリメント
する。同様に、レーザレーダの立体物不検出率が、予め
設定する検出率閾値ｋ５以上であれば、レーザレーダの
能力判定タイマをインクリメントし、検出率閾値ｋ５未
満であればレーザレーダの能力判定タイマをデクリメン
トする。
【００９８】そして、Ｓ５１４に進み、画像の能力判定
タイマの値が予め設定した出力閾値ｋ１を超えているか
判定し、出力閾値ｋ１を超えている場合はＳ５１５に進
んで、画像による測距能力低下と判定して検出状態表示
ランプ８ｂを所定に点灯させる。また、Ｓ５１４で画像
の能力判定タイマの値が予め設定した解除閾値ｋ２（＜
ｋ１）以下となっている際にはＳ５１５に進んで検出状
態表示ランプ８ｂの点灯を解除する。
【００９９】また、Ｓ５１４に進むと、レーザレーダの
能力判定タイマの値が予め設定した出力閾値ｋ３を超え
ているか判定し、出力閾値ｋ３を超えている場合はＳ５
１５に進んで、レーザレーダによる測距能力低下と判定
して検出状態表示ランプ８ｂを所定に点灯させる。ま
た、Ｓ５１４でレーザレーダの能力判定タイマの値が予
め設定した解除閾値ｋ４（＜ｋ３）以下となっている際
にはＳ５１５に進んで検出状態表示ランプ８ｂの点灯を
解除する。
【０１００】このように、本実施の形態によれば、最終
的に検出された立体物を対象として、これを検出する画
像とレーザレーダのそれぞれの距離データがあるか否か
で、画像とレーザレーダの測距能力の低下を判定するよ
うになっているので、画像とレーザレーダの測距能力の
低下を素早く正確に判定することが可能になっている。
尚、本実施の形態では、診断の対象とする立体物に対し
て、単に、画像距離データzln1、或いは、レーザ距離デ
ータzln2が存在するか否かで診断するようになっている
が、他の方法、例えば、診断の対象とする立体物と画像
距離データzln1との差と、診断の対象とする立体物とレ
ーザ距離データzln2との差を比較することでも簡単に診
断できる。
【０１０１】上述のＳ１０６の距離データ診断の処理を
行った後は、Ｓ１０７に進み、衝突・接触警報制御を行
う。すなわち、立体物検出処理部５ｄからの立体物情報
や車速センサ６からの車速Ｖ等を基に、自車線と隣接す
る左右の車線上に存在する他の自動車や障害物等を抽出
し、抽出した物体の位置と大きさ、位置の時間変化によ
る自車両１との相対速度等から、自車両１との衝突の可
能性や接触の可能性を判断し、その結果を必要に応じ
て、コンビネーションメータ８の衝突警報ランプ８ａを
点灯させ警報を発する。
【０１０２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像情報とレーザレーダ情報とを基に前方に存在する立体
物の認識を、不必要な処理を行うことなく素早く正確に
行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車外監視装置を備えた車両用運転支援装置の概
略構成図
【図２】車両用運転支援装置の機能ブロック図
【図３】ＣＣＤカメラによる距離データ検出とレーザレ
ーダによる距離データ検出の説明図
【図４】画像距離データの区分の説明図
【図５】削除する特異点の説明図
【図６】前方監視プログラムのフローチャート
【図７】画像距離データとレーザ距離データとの統合処
理ルーチンのフローチャート
【図８】グルーピングによる立体物検出処理ルーチンの
フローチャート
【図９】４０ｍ以上における特異点の削除処理ルーチン
のフローチャート
【図１０】距離データ診断処理ルーチンのフローチャー
ト
【符号の説明】
１ 自車両 ２ 車両用運転支援装置 ３ ＣＣＤカメラ ４ レーザ投光ユニット ５ コントローラ（車外監視装置） ５ａ 画像データ処理部（画像距離検出手段） ５ｂ レーザ測距データ処理部（レーザ距離検出手段） ５ｃ 距離データ統合部（立体物認識手段） ５ｄ 立体物検出処理部（立体物認識手段） ５ｅ 距離データ診断部 ５ｆ 警報制御部 ８ｂ 検出状態表示ランプ
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） Ｇ０１Ｓ 17/93 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｃ Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｊ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ６０Ｒ 11/02 Ｃ // Ｂ６０Ｒ 11/02 11/04 11/04 Ｇ０１Ｓ 17/88 Ａ Ｆターム(参考） 2F112 AC03 AC06 BA05 BA06 CA05 FA03 FA45 3D020 BA04 BA20 BB01 BC02 BC04 BD05 BE03 5C054 AA05 CA04 CC03 CE12 CH01 EA01 FC15 FF06 HA30 5H180 AA01 CC03 CC04 CC14 LL00 LL01 LL04 LL08 5J084 AA02 AA05 AA10 AB01 AC02 AD01 AD05 BA03 BA11 BA34 BA49 CA65 CA67 DA01 DA07 EA05 EA22

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両前方の画像情報を基に前方に存在す
    る立体物と自車両との距離データを検出する画像距離検
    出手段と、 車両前方へのレーザレーダ情報を基に前方に存在する立
    体物と自車両との距離データを検出するレーザ距離検出
    手段と、 上記画像距離検出手段で検出した距離データと上記レー
    ザ距離検出手段で検出した距離データとに基づき、前方
    に存在する立体物を認識する立体物認識手段を備えた車
    外監視装置であって、 上記立体物認識手段は、上記画像距離検出手段で検出し
    た距離データと上記レーザ距離検出手段で検出した距離
    データとを統合し、水平方向に存在する上記レーザ距離
    検出手段で検出した２つの距離データが、予め設定した
    幅以内の値であり、且つ、距離値の差が予め設定した距
    離値以内の場合、上記２つの距離データの間に存在する
    該２つの距離データより所定以上遠方の上記画像距離検
    出手段で検出した距離データを無効として立体物の認識
    を行うことを特徴とする車外監視装置。
  2. 【請求項２】 上記立体物認識手段は、上記２つの距離
    データが予め設定した距離以上の距離データの際に、上
    記２つの距離データの間に存在する該２つの距離データ
    より所定以上遠方の上記画像距離検出手段で検出した距
    離データを無効として立体物の認識を行うことを特徴と
    する請求項１記載の車外監視装置。
  3. 【請求項３】 上記立体物認識手段は、上記統合した距
    離データが予め設定した距離未満の距離データの際に
    は、該距離データを基準とするサーベイエリアを予め設
    定し、上記サーベイエリアより遠方に存在する距離デー
    タは無効として立体物の認識を行うことを特徴とする請
    求項１又は請求項２記載の車外監視装置。
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