JP2007046949A - Vehicle-mounted ground speed measuring apparatus and ground-speed measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載用の対地速度計測装置および対地速度計測方法に関し、詳しくは、車両の対地速度を精度良く計測してABSやVSC等に利用するためのものに関する。 The present invention relates to an on-vehicle ground speed measuring device and a ground speed measuring method, and more particularly to an apparatus for accurately measuring a ground speed of a vehicle and using it for ABS, VSC, or the like.
自動車の走行安定性等を向上させるためのシステムとして、ABS(Anti-lock Brake System)やVSC(Vehicle Stability Control)等の技術が既に実施されている。これらのシステムに用いる車速計測装置は、車輪の回転数から車速を算出するものが一般的である。しかし、実際には走行中の車輪はスリップや変形や空気圧変動等を伴うため、自動車ボディの重心の対地速度を正確に測定できない場合があり、現状は四輪のそれぞれの速度測定値から正しいであろう対地速度を推定する方法を採っている。そうすると、前記推定された対地速度と各車輪の速度との間に差が存在した場合に、スリップが発生したと判定することになり、判定誤差が大きくなる恐れがある。実際の車両の走行速度(対地速度)を正確に測定することは、前記安全システムの性能向上に不可欠であり、車輪のスリップや変形等に影響を受けずに正確に車速が計測できることが望まれる。 Technologies such as ABS (Anti-lock Brake System) and VSC (Vehicle Stability Control) have already been implemented as systems for improving the running stability of automobiles. A vehicle speed measuring device used in these systems generally calculates a vehicle speed from the number of rotations of a wheel. In reality, however, running wheels are subject to slipping, deformation, air pressure fluctuation, etc., so the ground speed at the center of gravity of the car body may not be measured accurately. A method to estimate the ground speed will be used. Then, if there is a difference between the estimated ground speed and the speed of each wheel, it is determined that a slip has occurred, and there is a possibility that the determination error will increase. Accurate measurement of the actual vehicle traveling speed (ground speed) is indispensable for improving the performance of the safety system, and it is desired that the vehicle speed can be accurately measured without being affected by wheel slip or deformation. .
例えば、特開平5−273346号公報では、路面に対して超音波を当てて、その反射波の速度による周波数変動分から車両速度を測定している(特許文献1)。特開平7−120554号公報では、地面に向けて電磁波ビームを送出し、反射されたビームの周波数差またはパルス幅の変化から車速を推定している(特許文献2)。特開平9−178854号公報では、レーザを地面に照射して、反射波のドップラー効果により車両速度を測定している(特許文献3)。
しかしながら、前記各公報のように、超音波やビームやレーザを地面に照射したときの反射を測定する技術を用いた場合には、地面の凹凸の影響により反射が乱れて、場合によっては反射の進行方向が変わることも考えられ、周波数変化等を誤認識してしまうという問題がある。
However, as described in each of the above publications, when a technique for measuring reflection when an ultrasonic wave, a beam, or a laser is irradiated on the ground is used, the reflection is disturbed due to the unevenness of the ground, and in some cases, the reflection The traveling direction may change, and there is a problem that a frequency change or the like is erroneously recognized.
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、路面の凹凸の影響を受けることなく精度良く車両の対地速度を計測できるようにすることを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to enable accurate measurement of the ground speed of a vehicle without being affected by road surface unevenness.
前記課題を解決するため、本発明は第1に、路面に対する車両の走行速度(対地速度)を計測する車載用の対地速度計測装置であって、
路面に対して所定の時間間隔でスポット状のマーキングを行うマーキング手段と、
前記マーキング手段によりマーキングされる路面を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段で撮影された画像上の複数のマーキング間の距離を、前記マーキング手段のマーキング時間間隔で除算して車両の対地速度を算出する演算手段と
を備えていることを特徴とする車載用の対地速度計測装置を提供している。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention firstly is an in-vehicle ground speed measuring device for measuring a traveling speed (ground speed) of a vehicle with respect to a road surface,
Marking means for performing spot-like marking on the road surface at predetermined time intervals;
Photographing means for photographing the road surface marked by the marking means;
An in-vehicle device, comprising: an arithmetic unit that calculates a ground speed of a vehicle by dividing a distance between a plurality of markings on an image photographed by the photographing unit by a marking time interval of the marking unit. A ground speed measuring device is provided.
前記構成とすると、マーキング手段により路面に付されたマーキングを撮影した画像を用いて車両の路面に対する速度を求めているので、路面に凹凸等があっても画像上のマーキング間の距離には影響がなく、路面の凹凸による測定誤差の発生を防止することが可能となる。
なお、撮影されたマーキングに残像が生じている場合には、前記各マーキング間の距離には各マーキングの一端間の距離を用いるとよい。また、マーキング手段としては、後述する熱源照射手段や、塗料等をスポット状に吐出する色材吐出手段などが挙げられる。
With the above configuration, since the speed relative to the road surface of the vehicle is obtained using an image obtained by photographing the marking attached to the road surface by the marking means, the distance between the markings on the image is affected even if the road surface is uneven. It is possible to prevent the occurrence of measurement errors due to road surface irregularities.
In addition, when the afterimage has arisen in the image | photographed marking, it is good to use the distance between the one ends of each marking for the distance between each said marking. Examples of the marking means include a heat source irradiation means, which will be described later, and a color material discharge means for discharging paint or the like in a spot shape.
前記マーキング手段には、前記マーキング時間間隔を制御する制御手段に接続され、
前記制御手段は、前記演算手段で取得される複数のマーキング間の距離の値に応じて前記マーキング時間間隔を変更する機能を備えていると好ましい。
The marking means is connected to a control means for controlling the marking time interval,
The control means preferably has a function of changing the marking time interval in accordance with a distance value between a plurality of markings acquired by the calculation means.
具体的には、前記制御手段は、前記演算手段で取得された複数のマーキング間の距離が所定の閾値以上となった場合に前記マーキング手段のマーキング時間間隔を短縮する一方、該距離が所定の閾値未満となった場合にマーキング時間間隔を延長する制御を行うとよい。 Specifically, the control unit shortens the marking time interval of the marking unit when the distance between the plurality of markings acquired by the calculation unit is equal to or greater than a predetermined threshold, while the distance is a predetermined level. When it becomes less than a threshold value, it is good to perform control which extends a marking time interval.
前記構成とすると、車両の走行速度が上がってくると撮影手段で撮影された画像内に複数のマーキングが収まらない可能性が出てくるが、その場合に、マーキング時間間隔を短縮する制御を行うことで、1画像内に複数のマーキングを撮影することができる。一方、車両の走行速度が下がってくると撮影手段で撮影された画像内に多数のマーキングが撮影されて各マーキング間の距離が十分に確保できない可能性が出てくるが、その場合に、マーキング時間間隔を延長する制御を行うことで、1画像内に適切な数のマーキングを撮影することができる。 With the above configuration, when the traveling speed of the vehicle increases, there is a possibility that a plurality of markings may not be included in the image captured by the imaging means. In this case, control is performed to shorten the marking time interval. Thus, a plurality of markings can be taken in one image. On the other hand, when the traveling speed of the vehicle decreases, there may be a possibility that a large number of markings are captured in the image captured by the imaging means and the distance between the markings cannot be sufficiently secured. By performing control to extend the time interval, an appropriate number of markings can be taken in one image.
前記演算手段は、前記撮影手段で撮影された画像上の複数のマーキングが円周上にのる仮想円の曲率半径を車両の旋回半径として算出する機能、あるいは/および、
前記仮想円上における前記各マーキング間の周長をマーキング時間間隔で除算して周速度を算出する機能を備えていると好ましい。
The computing means has a function of calculating a radius of curvature of a virtual circle on which a plurality of markings on an image photographed by the photographing means are on the circumference, or / and
It is preferable to have a function of calculating the peripheral speed by dividing the peripheral length between the markings on the virtual circle by the marking time interval.
前記構成とすると、車両旋回時に撮影された画像上の複数のマーキングを結ぶ仮想円を求めるだけで、旋回半径や周速度を簡単に求めることができる。車両側としては、これらの情報を利用することにより、車両の各車輪のスリップを把握したり、カーナビゲーションシステムから取得される地図上のコーナー角度に車両の運転が沿っているか等の検知を行うことができ、精度の高い走行安定性に寄与することができる。 With the above configuration, the turning radius and the peripheral speed can be easily obtained simply by obtaining a virtual circle that connects a plurality of markings on the image photographed when the vehicle turns. By using these pieces of information, the vehicle side grasps the slip of each wheel of the vehicle, or detects whether the vehicle is driving along the corner angle on the map acquired from the car navigation system. Can contribute to high-accuracy running stability.
本発明は第2に、路面に対する車両の走行速度(対地速度)を計測する車載用の対地速度計測装置であって、
路面に対して所定の時間間隔でスポット状のマーキングを行うマーキング手段と、
前記マーキング手段によりマーキングされる路面を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段で撮影された画像上に表示されるマーキング長さを、前記撮影手段の露光時間で除算して対地速度を算出する演算手段と
を備えていることを特徴とする車載用の対地速度計測装置を提供している。
Secondly, the present invention is an in-vehicle ground speed measuring device for measuring a traveling speed (ground speed) of a vehicle with respect to a road surface,
Marking means for performing spot-like marking on the road surface at predetermined time intervals;
Photographing means for photographing the road surface marked by the marking means;
An on-vehicle ground speed comprising: an arithmetic means for calculating a ground speed by dividing a marking length displayed on an image photographed by the photographing means by an exposure time of the photographing means A measuring device is provided.
前記構成とすると、前記同様にマーキング手段により路面に付されたマーキングを撮影した画像を用いて車両の路面に対する速度を求めているので、路面に凹凸等があっても画像上のマーキング長さには影響がなく、路面の凹凸による測定誤差の発生を防止することが可能となる。 With the above configuration, since the speed with respect to the road surface of the vehicle is obtained using an image obtained by photographing the marking applied to the road surface by the marking means in the same manner as described above, the marking length on the image is obtained even if there is unevenness on the road surface. Has no effect, and it is possible to prevent the occurrence of measurement errors due to road surface irregularities.
前記マーキング手段には、前記マーキング時間間隔を制御する制御手段が接続され、
前記制御手段は、前記演算手段で取得されたマーキング長さに応じて前記撮影手段の露光時間を変更する機能を備えていると好ましい。
Control means for controlling the marking time interval is connected to the marking means,
The control means preferably has a function of changing the exposure time of the photographing means in accordance with the marking length acquired by the calculating means.
具体的には、前記制御手段は、前記演算手段で取得されたマーキング長さが所定の閾値以上となった場合に前記撮影手段の露光時間を短縮する一方、前記マーキング長さが所定の閾値未満となった場合に露光時間を延長する制御を行うとよい。 Specifically, the control unit shortens the exposure time of the photographing unit when the marking length acquired by the calculation unit is equal to or greater than a predetermined threshold, while the marking length is less than the predetermined threshold. In such a case, it is preferable to perform control to extend the exposure time.
前記構成とすると、車両の走行速度が上がってくると撮影手段で撮影された画像内にマーキング残像の全長が収まらない可能性が出てくるが、その場合に、露光時間を短縮する制御を行うことで、1画像内にマーキングの残像を収めることができる。一方、車両の走行速度が下がってくると撮影手段で撮影された画像上におけるマーキングの残像が十分に確保できない可能性が出てくるが、その場合に、露光時間を延長する制御を行うことで、画像上に適切な長さの残像を発生させることができる。 With the above configuration, there is a possibility that the full length of the marking afterimage will not fit within the image captured by the imaging means when the vehicle traveling speed increases. In this case, control is performed to reduce the exposure time. Thus, an afterimage of marking can be contained in one image. On the other hand, if the running speed of the vehicle decreases, there is a possibility that an afterimage of the marking on the image taken by the photographing means cannot be secured sufficiently. In that case, by performing control to extend the exposure time. An afterimage having an appropriate length can be generated on the image.
前記演算手段は、前記撮影手段で撮影された画像上のマーキングが円周上にのる仮想円の曲率半径を車両の旋回半径として算出する機能、あるいは/および、
前記仮想円上における前記マーキング長さを露光時間で除算して周速度を算出する機能を備えていると好ましい。
前記構成とすると、車両旋回時に撮影された画像上のマーキングがのる仮想円を求めるだけで、旋回半径や周速度を簡単に求めることができる。
The calculation means has a function of calculating a radius of curvature of a virtual circle on which a marking on an image photographed by the photographing means is on the circumference, or / and
It is preferable to have a function of calculating a peripheral speed by dividing the marking length on the virtual circle by an exposure time.
With the above configuration, the turning radius and the peripheral speed can be easily obtained simply by obtaining the virtual circle on which the marking on the image photographed when the vehicle turns.
前記マーキング手段は熱源照射手段としていると共に、前記撮影手段は熱分布撮影手段としていると好ましい。 Preferably, the marking means is a heat source irradiation means, and the imaging means is a heat distribution imaging means.
前記構成とすると、熱源照射手段を用いて路面より温度の高い熱源を路面に対してスポット状に照射することで、路面にスポット状の加熱点を発生させることができ、熱分布撮影手段で熱分布を撮影した画像により加熱点であるマーキングを認識することができる。また、加熱点は時間経過と共に通常の路面温度に回復するだけであるので、路面を汚したり傷めたりしないという利点がある。なお、熱源照射手段は路面より温度の低い冷熱媒体を照射するようにしてもよい。 With the above configuration, a spot-like heating point can be generated on the road surface by irradiating the road surface with a heat source having a temperature higher than the road surface using the heat source irradiating means. A marking that is a heating point can be recognized from an image obtained by photographing the distribution. Further, since the heating point only recovers to the normal road surface temperature with time, there is an advantage that the road surface is not soiled or damaged. The heat source irradiation means may irradiate a cold medium having a temperature lower than that of the road surface.
具体的には、前記熱源照射手段はレーザ発信器とし、前記熱分布撮影手段は遠赤外線カメラとしていると好ましい。
前記構成のようにレーザ発信器を用いると、レーザは指向性が良いため路面の狙った点に正確に加熱点を発生させることができ、加熱点形状も安定するという利点がある。また、マーキングのための熱源や塗料等を貯留するタンクが必要ないので、車両の重量増加を抑制することができ燃費向上が図れると共に車両小型化にも貢献する。
Specifically, it is preferable that the heat source irradiation unit is a laser transmitter and the heat distribution photographing unit is a far infrared camera.
When a laser transmitter is used as in the above configuration, since the laser has good directivity, there is an advantage that a heating point can be accurately generated at a target point on the road surface and the shape of the heating point is stabilized. Further, since a tank for storing a heat source, paint, or the like for marking is not required, an increase in the weight of the vehicle can be suppressed, fuel efficiency can be improved, and the vehicle can be downsized.
本発明は第3に、路面に対する車両の走行速度を測定する対地速度計測方法であって、
前記車両側から路面に対して所定の時間間隔でスポット状のマーキングを行う工程と、
前記路面に付された複数のマーキングを車載された撮影手段で撮影する工程と、
前記撮影した画像上の複数のマーキング間の距離をマーキング時間間隔で除算することで車両の対地速度を算出する工程とを備えていることを特徴とする車両の対地速度計測方法を提供している。
Thirdly, the present invention is a ground speed measurement method for measuring a traveling speed of a vehicle with respect to a road surface,
Performing spot-shaped markings at predetermined time intervals on the road surface from the vehicle side;
A step of photographing a plurality of markings attached to the road surface with a photographing means mounted on a vehicle;
And a method of calculating a ground speed of the vehicle by dividing a distance between a plurality of markings on the captured image by a marking time interval. .
本発明は第4に、路面に対する車両の走行速度を測定する対地速度計測方法であって、
前記車両側から路面に対して所定の時間間隔でスポット状のマーキングを行う工程と、
前記路面に付されたマーキングを車載された撮影手段で撮影する工程と、
前記撮影した画像に表示されるマーキング長さを前記撮影手段の露光時間で除算することで車両の対地速度を算出する工程とを備えていることを特徴とする車両の対地速度計測方法を提供している。
Fourthly, the present invention is a ground speed measurement method for measuring a traveling speed of a vehicle with respect to a road surface,
Performing spot-shaped markings at predetermined time intervals on the road surface from the vehicle side;
A step of photographing the marking attached to the road surface with an on-vehicle photographing means;
And a step of calculating a ground speed of the vehicle by dividing a marking length displayed on the photographed image by an exposure time of the photographing means. ing.
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、マーキング手段により路面に付されたマーキングを撮影した画像を用いて車両の路面に対する速度を求めているので、路面に凹凸等があっても画像上のマーキング間の距離には影響がなく、路面の凹凸による測定誤差の発生を防止できる。 As is clear from the above description, according to the present invention, the speed relative to the road surface of the vehicle is obtained using an image obtained by photographing the marking attached to the road surface by the marking means. The distance between markings on the image is not affected, and measurement errors due to road surface unevenness can be prevented.
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は車両Cに搭載された対地速度計測装置10を示している。
対地速度計測装置10は、車両Cの床下に露出して設置されたレーザ発信器11(マーキング手段)と、車両Cの床下に露出してレーザ発信器11の真後ろに設置された遠赤外線カメラ12(撮影手段)と、遠赤外線カメラ12で撮影された画像に基づいて路面Gに対する車両の走行速度を算出する演算手段13と、レーザ発信器11の発信タイミングを制御するレーザ制御手段14と、演算手段13での演算結果である車速を外部機器に出力する出力部15とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a ground
The ground
レーザ発信器11は、レーザ熱源を直下の路面Gに所定の時間間隔で間欠的に照射して、路面G上に点状の加熱点P1、P2、P3(マーキング)を発生させる構成としている。
遠赤外線カメラ12は、レーザ発信器11によりレーザ熱源が照射される路面Gを撮影するもので、L×Wの画素数からなる画像範囲を撮像している。なお、Lは車両Cの前後方向の長さで、Wは車両Cの幅方向の長さである。
The
The far-
演算手段13は、図2に示すように、遠赤外線カメラ12で撮影された画像20上の複数の加熱点像Q1、Q2、Q3間の距離lをレーザ発信器11の発信時間間隔で除算することで車速を算出する構成としている。
レーザ制御手段14は、演算手段13で取得された複数の加熱点像Q1、Q2、Q3間の距離lが所定の閾値以上となった場合にレーザ発信器11のレーザ照射時間間隔tを短縮する一方、該距離lが所定の閾値未満となった場合にレーザ照射時間間隔tを延長する制御を行う。
出力部15は、演算手段13で算出された車速データをABSやVSC等の外部システムに出力している。
As shown in FIG. 2, the calculation means 13 divides the distance l between the plurality of heating
The
The
次に、図3に基づいて対地速度計測装置10の動作について説明する。
車両Cの走行中に、レーザ発信器11は発信時間間隔tで間欠的にレーザを路面Gに対して照射し、1画像中にn+1個の加熱点P1、P2、P3が収まるようにしている(ステップS1)。この時、レーザが路面Gに当たることで発生する加熱点P1、P2、P3が点状になるように、1回のレーザ照射時間を十分に短くしている。
レーザ照射された路面Gを遠赤外線カメラ12で撮影すると、図2に示すような画像20が取得される(ステップS2)。画像20は、車両Cの直進時に撮像されたものであり、遠赤外線カメラ12の露光時間T(フレーム取り込み時間)に依存した残像長さlsが発生し、ライン状の加熱点像Q1、Q2、Q3が間隔をあけて表示される。したがって、加熱点P1、P2、P2の間の距離を取得するために、加熱点像Q1、Q2、Q3の一端同士の距離lを取得することとしている。
Next, the operation of the ground
While the vehicle C is traveling, the
When the road surface G irradiated with the laser is photographed by the far-
t>T、Vmax×nt<α×Lのとき、即ち、露光時間Tが十分に短く、画像20の所定エリア内に測定対象の距離lの全てが収まるように撮影される場合を考える。
なお、nは平均をとる距離lの数、αは画像のエリアに余裕をもたせる有効係数(<1)、Vmaxは最大測定可能速度、Vは車速としている。
まず、画像20の加熱点像Q1、Q2、Q3を画像処理で認識し、各加熱点像Q1、Q2、Q3の一端間の距離li(本実施形態ではi=1、2)を取得し、数式1で平均の距離lを算出する。
Consider a case where t> T and V max × nt <α × L, that is, a case where the exposure time T is sufficiently short and the entire distance to be measured l falls within a predetermined area of the
Note that n is the number of
First, the heating point images Q1, Q2, and Q3 of the
次いで、数式2により、距離lをレーザの発信時間間隔tで除算することで、車速Vを算出することができる(ステップS3)。
ここで、制御手段14は、先に演算手段13で取得された距離lがl<(αL/2n)の条件を満たしている場合には(ステップS4)、画像20の前後長Lに対して距離lが狭くなりすぎていると判断し、レーザの発信時間間隔tをt=2tとして延長する制御を行う(ステップS5)。
また、先に演算手段13で取得された距離lがl<(αL/2n)の条件を満たしていない場合であって(ステップS4)、l<(αL/n)の条件を満たしている場合には(ステップS6)、画像20の前後長Lに対して距離lが適切な範囲であると判断し、レーザの発信時間間隔tをt=tとして変更しない(ステップS7)。
また、先に演算手段13で取得された距離lがl<(αL/n)の条件を満たしていない場合には(ステップS6)、画像20の前後長Lに対して距離lが大きくなりすぎていると判断し、レーザの発信時間間隔tをt=t/2として短縮する制御を行う(ステップS8)。
Here, when the distance l previously obtained by the computing means 13 satisfies the condition of l <(αL / 2n) (step S4), the control means 14 determines the longitudinal length L of the
Further, when the distance l previously obtained by the computing means 13 does not satisfy the condition of l <(αL / 2n) (step S4), and satisfies the condition of l <(αL / n) In step S6, it is determined that the distance l is within an appropriate range with respect to the longitudinal length L of the
If the distance l previously obtained by the computing means 13 does not satisfy the condition of l <(αL / n) (step S6), the distance l becomes too large with respect to the longitudinal length L of the
次に、車両Cがカーブを走行している場合の旋回半径rや周速度Vlの算出手順について説明する。
図4に示すように、車両Cがカーブを曲がっている場合には、遠赤外線カメラ12で撮影された画像21上では加熱点像Q4、Q5、Q6は仮想円弧状に並んで撮像される。この時、演算手段13では、3つの加熱点像Q4、Q5、Q6が周上に配置される仮想円を設定することで、該仮想円の曲率半径を旋回半径rとして求めることができる。
また、車両Cの周速度Vlについては、まず、隣接する加熱点像Q4、Q5の間を結ぶ仮想円弧の周長lを以下の数式3で算出する。
Next, a procedure for calculating the turning radius r and the peripheral speed V 1 when the vehicle C is traveling on a curve will be described.
As shown in FIG. 4, when the vehicle C is curved, the heating point images Q4, Q5, and Q6 are imaged side by side in a virtual arc shape on the
For the peripheral speed V 1 of the vehicle C, first, the peripheral length l of the virtual arc connecting the adjacent heating point images Q4 and Q5 is calculated by the following Equation 3.
次いで、以下の数式4で周長lをレーザの発信時間間隔tで除算することにより、周速度Vlを算出することができる。
以上の構成によれば、レーザ発信器11により路面Gにスポット状の加熱点P1、P2、P3を発生させて、それを撮影した画像20を用いること車両Cの路面Gに対する速度Vを求めているので、路面Gに凹凸等があっても画像上の加熱点像Q1、Q2、Q3間の距離lには影響がなく、路面Gの凹凸による測定誤差の発生が防止される。
また、路面Gへのマーキング手段としてレーザ発信器11を採用しているので、加熱点P1、P2、P3は時間が経つと通常の路面温度に回復するだけとなり、路面を汚したり傷めたりしないメリットがある。
According to the above configuration, spot-like heating points P1, P2, and P3 are generated on the road surface G by the
Further, since the
さらに、車両Cの走行速度が上がってくると遠赤外線カメラ12で撮影された画像20内に全ての加熱点像Q1、Q2、Q3が収まらない可能性が出てくるが、その場合に、レーザ制御手段14においてレーザの発信時間間隔tを短縮する制御を行っているので、1画像内に複数の加熱点P1、P2、P3を撮影することができる。一方、車両Cの走行速度が下がってくると遠赤外線カメラ12で撮影された画像20内に多数の加熱点P1、P2、P3が撮影されて互いの距離が十分に確保できない可能性が出てくるが、その場合に、レーザの発信時間間隔tを延長する制御を行うことで、1画像内に適切な数の加熱点P1、P2、P3を撮影することができる。
Furthermore, when the traveling speed of the vehicle C increases, there is a possibility that all the heating point images Q1, Q2, Q3 will not fit in the
また、遠赤外線カメラ12は、加熱点P1、P2、P3のある一定範囲の温度を感知することができればよいので、撮像素子の感度は必ずしも高性能である必要はなく、安価な構成で実現することができる。
なお、遠赤外線カメラ12は、撮影画像の車両幅方向Wの画素数を1としたラインセンサとしてもよい。即ち、直進時の加熱点像Q1、Q2、Q3の間の距離lを測定するには幅方向の画素は最低1列でよいので、安価なラインセンサで距離lを測定することができる。但し、その場合には直進車速を求めることはできるが周速度や旋回半径は求めることはできない。
Further, since the far-
The far-
また変形例として、レーザ制御手段14でレーザ発信器11のレーザ強度を路面Gの温度に応じて調節するようにしても好適である。
即ち、遠赤外線カメラ12では加熱点P1、P2、P3以外の路面温度も検出できるので、レーザ制御手段14が演算手段13で求められた路面温度に応じて、冬場の路面低温時にはレーザ強度を低減する一方、夏場の路面高温時にはレーザ強度を高める制御を行うと、最適な撮像結果を得ることができ画像処理の負荷等を軽減することができる。
As a modification, it is preferable that the laser intensity of the
That is, since the far-
図5乃至図7は第2実施形態を示す。
第1実施形態との相違点は、撮影された画像における加熱点像Q7の残像長さls(マーキング長さ)を基に車速を算出している点である。
5 to 7 show a second embodiment.
The difference from the first embodiment is that the vehicle speed is calculated based on the afterimage length l s (marking length) of the heating point image Q7 in the photographed image.
車両Cの走行中に、レーザ発信器11は発信時間間隔tで間欠的にレーザを路面Gに対して照射し、1画像中に1つの加熱点P1が収まるようにしている。そして、レーザ照射された路面Gを遠赤外線カメラ12により露光時間Tで撮影すると、図5に示すような画像30が取得される(ステップS11)。画像30は、車両Cの直進時に撮像されたものであり、遠赤外線カメラ12の露光時間T(フレーム取り込み時間)に依存した残像長さlsが発生し、ライン状の加熱点像Q7が表示される。
While the vehicle C is traveling, the
t<T、Vmax×T<α×Lのとき、即ち、露光時間Tが長く、画像30の所定エリア内に測定対象である残像長さlsの全長が収まるように撮影される場合を考える。
まず、画像30の加熱点像Q7を画像処理で認識し、加熱点像Q7の残像長さlsを取得する。次いで、数式5により距離lsをレーザ発信器11の露光時間Tで除算することで、車速Vを算出する(ステップS12)。
t <T, when the V max × T <α × L , i.e., longer exposure time T, the case where the total length of the afterimage length l s to be measured within a predetermined area of the
First, recognize heated point
制御手段14は、先に演算手段13で取得された残像長さlsがls<(αL/2)の条件を満たしている場合には(ステップS13)、画像30の前後長Lに対して残像長さlsが短くなりすぎていると判断し、露光時間TをT=2Tとして延長する制御を行う(ステップS14)。
また、先に演算手段13で取得された残像長さlsがls<(αL/2)の条件を満たしていない場合であって(ステップS13)、ls<(αL)の条件を満たしている場合には(ステップS15)、画像30の前後長Lに対して残像長さlsが適切な範囲であると判断し、露光時間TをT=Tとして変更しない(ステップS16)。
また、先に演算手段13で取得された残像長さlsがls<(αL)の条件を満たしていない場合には(ステップS15)、画像30の前後長Lに対して残像長さlsが大きくなりすぎていると判断し、露光時間TをT=T/2として短縮する制御を行う(ステップS17)。
When the afterimage length l s previously acquired by the
Further, the afterimage length l s previously acquired by the computing means 13 does not satisfy the condition of l s <(αL / 2) (step S13), and satisfies the condition of l s <(αL). if it is (step S15), and afterimage length l s with respect to the longitudinal length L of the
If the afterimage length l s previously obtained by the computing means 13 does not satisfy the condition of l s <(αL) (step S15), the afterimage length l with respect to the longitudinal length L of the
次に、車両Cがカーブを走行している場合の旋回半径rや周速度Vlの算出手順について説明する。
車両Cがカーブを曲がっている場合には、図7に示すように、遠赤外線カメラ12で撮影された画像31上では加熱点像Q8は円弧状に撮像される。この時、演算手段13では、加熱点像Q8が周上に配置される仮想円を設定することで、該仮想円の曲率半径を旋回半径rとして求めることができる。
また、車両Cの周速度Vlについては、以下の数式5で示すように、加熱点像Q8の周長lを露光時間Tで除算することにより、周速度Vlを算出することができる。
When the vehicle C is curved, the heating point image Q8 is captured in an arc shape on the
As for the peripheral velocity V l of the vehicle C, as shown in
図8は第3実施形態を示す。
第1、第2実施形態との相違点は、路面Gにレーザを照射する代わりに、エンジン43で発生する排気熱を利用している点である。
FIG. 8 shows a third embodiment.
The difference from the first and second embodiments is that instead of irradiating the road surface G with laser, exhaust heat generated by the
本実施形態の対地速度計測装置40は、車載されたエンジン43からの排気ガスを排気路から分離圧縮する排気分離圧縮手段42と、車両Cの床下に露出して設置された排気噴射手段41(熱源照射手段)とを備えている。
排気噴射手段41は、排気分離圧縮手段42から供給される高圧・高熱の排気ガスをバルブ開閉等により間欠的に噴射することで、路面Gにスポット状の加熱点P1、P2、P3を発生させている。
前記構成とすると、車両C内で生成される廃熱を路面Gの加熱源として有効利用しているので、熱源を別途用意する必要がなく低コスト化を図れるという利点がある。なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
The ground
The exhaust injection means 41 generates spot-like heating points P1, P2, and P3 on the road surface G by intermittently injecting high-pressure and high-temperature exhaust gas supplied from the exhaust separation and compression means 42 by opening and closing a valve or the like. ing.
With the above configuration, since the waste heat generated in the vehicle C is effectively used as a heating source for the road surface G, there is an advantage that it is not necessary to prepare a separate heat source and the cost can be reduced. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
10 対地速度計測装置
11 レーザ発信器(マーキング手段)
12 遠赤外線カメラ(撮影手段)
13 レーザ制御手段
14 演算手段
15 出力部
20、21、30、31 撮影画像
41 排気噴射手段
42 排気分離圧縮手段
43 エンジン
C 車両
P1〜P3 加熱点
S1〜S8 加熱点像
10 Ground
12 Far-infrared camera (photographing means)
13 Laser control means 14 Calculation means 15
Claims (10)
路面に対して所定の時間間隔でスポット状のマーキングを行うマーキング手段と、
前記マーキング手段によりマーキングされる路面を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段で撮影された画像上の複数のマーキング間の距離を、前記マーキング手段のマーキング時間間隔で除算して車両の対地速度を算出する演算手段と
を備えていることを特徴とする車載用の対地速度計測装置。 An on-vehicle ground speed measuring device that measures the traveling speed (ground speed) of a vehicle with respect to a road surface,
Marking means for performing spot-like marking on the road surface at predetermined time intervals;
Photographing means for photographing the road surface marked by the marking means;
An in-vehicle device, comprising: an arithmetic unit that calculates a ground speed of a vehicle by dividing a distance between a plurality of markings on an image photographed by the photographing unit by a marking time interval of the marking unit. Ground speed measuring device.
前記制御手段は、前記演算手段で取得される複数のマーキング間の距離の値に応じて前記マーキング時間間隔を変更する機能を備えている請求項1に記載の車載用の対地速度計測装置。 The marking means is connected to a control means for controlling the marking time interval,
The on-vehicle ground speed measuring device according to claim 1, wherein the control unit has a function of changing the marking time interval according to a distance value between a plurality of markings acquired by the calculation unit.
前記仮想円上における前記各マーキング間の周長をマーキング時間間隔で除算して周速度を算出する機能を備えている請求項1または請求項2に記載の車載用の対地速度計測装置。 The computing means has a function of calculating a radius of curvature of a virtual circle on which a plurality of markings on an image photographed by the photographing means are on the circumference, or / and
The in-vehicle ground speed measuring device according to claim 1 or 2, further comprising a function of calculating a peripheral speed by dividing a peripheral length between the markings on the virtual circle by a marking time interval.
路面に対して所定の時間間隔でスポット状のマーキングを行うマーキング手段と、
前記マーキング手段によりマーキングされる路面を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段で撮影された画像上に表示されるマーキング長さを、前記撮影手段の露光時間で除算して対地速度を算出する演算手段と
を備えていることを特徴とする車載用の対地速度計測装置。 An on-vehicle ground speed measuring device that measures the traveling speed (ground speed) of a vehicle with respect to a road surface,
Marking means for performing spot-like marking on the road surface at predetermined time intervals;
Photographing means for photographing the road surface marked by the marking means;
An on-vehicle ground speed comprising: an arithmetic means for calculating a ground speed by dividing a marking length displayed on an image photographed by the photographing means by an exposure time of the photographing means Measuring device.
前記制御手段は、前記演算手段で取得されたマーキング長さに応じて前記撮影手段の露光時間を変更する機能を備えている請求項4に記載の車載用の対地速度計測装置。 Control means for controlling the marking time interval is connected to the marking means,
The in-vehicle ground speed measuring device according to claim 4, wherein the control unit has a function of changing an exposure time of the imaging unit according to a marking length acquired by the calculation unit.
前記仮想円上における前記マーキング長さを露光時間で除算して周速度を算出する機能を備えている請求項4または請求項5に記載の車載用の対地速度計測装置。 The calculation means has a function of calculating a radius of curvature of a virtual circle on which a marking on an image photographed by the photographing means is on the circumference, or / and
The in-vehicle ground speed measuring device according to claim 4 or 5, further comprising a function of calculating a peripheral speed by dividing the marking length on the virtual circle by an exposure time.
前記車両側から路面に対して所定の時間間隔でスポット状のマーキングを行う工程と、
前記路面に付された複数のマーキングを車載された撮影手段で撮影する工程と、
前記撮影した画像上の複数のマーキング間の距離をマーキング時間間隔で除算することで車両の対地速度を算出する工程と
を有することを特徴とする車両の対地速度計測方法。 A ground speed measurement method for measuring a traveling speed of a vehicle with respect to a road surface,
Performing spot-shaped markings at predetermined time intervals on the road surface from the vehicle side;
A step of photographing a plurality of markings attached to the road surface with a photographing means mounted on a vehicle;
And calculating a ground speed of the vehicle by dividing a distance between a plurality of markings on the photographed image by a marking time interval.
前記車両側から路面に対して所定の時間間隔でスポット状のマーキングを行う工程と、
前記路面に付されたマーキングを車載された撮影手段で撮影する工程と、
前記撮影した画像に表示されるマーキング長さを前記撮影手段の露光時間で除算することで車両の対地速度を算出する工程と
を有することを特徴とする車両の対地速度計測方法。 A ground speed measurement method for measuring a traveling speed of a vehicle with respect to a road surface,
Performing spot-shaped markings at predetermined time intervals on the road surface from the vehicle side;
A step of photographing the marking attached to the road surface with an on-vehicle photographing means;
And a step of calculating a ground speed of the vehicle by dividing a marking length displayed on the photographed image by an exposure time of the photographing means.
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