JP2007240316A - 車載測距装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物が比較的遠方にあっても、障害物までの距離を精度良く計測することができる車載測距装置を提供する。
【解決手段】自車両の前方の画像を取得する画像取得部と、自車両が走行しているレーンを検出するレーン幅計測部と、自車両前方の障害物を検出する物体検出部と、基準位置でのレーン幅と障害物が検出された位置でのレーン幅を計測するレーン幅計測部と、基準位置でのレーン幅と障害物が検出された位置でのレーン幅を比較し、自車両から障害物までの距離を推定する距離推定部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自車両前方の障害物までの距離を計測する車載測距装置に関するものである。

近年、車両等において障害物との衝突を回避するために、障害物を検出し、その障害物までの距離を計測し、障害物と衝突する可能性が高い場合には、運転者に警告する車載測距装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された装置は、１対のＴＶカメラをＸ軸方向に一定間隔で配置し、１対のＴＶカメラ画像を照合処理し、視差に基づいて障害物までの距離を計測している。

また、距離値と信頼度とを対にした距離画像を算出し、距離画像から障害物領域の推定対象とする小領域を選択し、選択された小領域を含む領域候補を形状データに基づいて求めている。領域内の小領域と領域内の評価部分との連続の可能性を各々の距離値、信頼度の大きさ、濃淡画像の特徴から判断し、連続の可能性が大きい小領域の値が大きくなる判定値を求め、判定値が大きい部分を障害物領域として推定するようにしている。
特開平７−１２９８９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来の車載測距装置は、複数のカメラの視差を利用して障害物までの距離を計測しているので、障害物が比較的遠方にある場合には、距離の測定精度が低下するという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、自車両前方の障害物までの距離を精度良く計測することができる車載測距装置を提供することを目的とする。

本発明の車載測距装置は、自車両の前方の画像を取得する画像取得手段と、前記画像に基づいて前記自車両が走行しているレーンを検出するレーン幅計測手段と、自車両前方の障害物を検出する障害物検出手段と、予め設定された基準位置でのレーン幅と前記障害物が検出された位置でのレーン幅を計測するレーン幅計測手段と、前記基準位置でのレーン幅と前記障害物が検出された位置でのレーン幅を比較し、前記自車両から前記障害物までの距離を推定する距離推定手段とを備える構成を有している。

この構成により、障害物が比較的遠方にあっても、自車両から障害物までの距離を精度良く計測することができる。

本発明の車載測距装置は、前記レーン幅計測手段が、前記レーンの検出結果を記憶し、前記レーンが検出できないとき、前記記憶したレーンの検出結果に基づいて前記レーンを推定する構成を有している。

この構成により、路上の白線等が消えかかっていたり、途切れていたりしてもレーンを推定できるので、障害物までの距離を精度良く計測することができる。

本発明の車載測距装置は、前記レーン幅計測手段が、前記レーンを検出したのか推定したのかに応じてレーン位置情報の確かさが示された確度情報を生成する構成を有している。

この構成により、履歴情報に基づいてレーンを推定したのか、画像上でレーンが認識できたのかを示すことができる。

本発明の車載測距装置は、前記レーン幅を計測した前記基準位置までの距離を計測する近距離計測手段をさらに備え、前記距離推定手段が、前記近距離計測手段が計測した距離に基づいて前記自車両から前記障害物までの距離を推定する構成を有している。

この構成により、障害物が比較的遠方にあっても、自車両から障害物までの距離を精度良く計測することができる。

本発明の車載測距装置は、前記レーン幅計測手段が、前記レーン幅計測手段が生成した確度情報に基づいて前記計測したレーン幅に対する確度情報を生成する構成を有している。

この構成により、推定したレーンからレーン幅を計測したのか、画像上で認識したレーンからレーン幅を計測したのかを示すことができる。

本発明の車載測距装置は、前記距離推定手段が、前記レーン幅計測手段が生成した確度情報に基づいて前記自車両から前記障害物までの距離に対する確度情報を生成する構成を有している。

この構成により、推定したレーンから障害物までの距離を計測したのか、画像上で認識したレーンから障害物までの距離を計測したのかを示すことができる。

本発明の車載測距装置は、更に、前記自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記距離推定手段が推定した距離と前記自車走行状態検出手段が検出した自車の走行状態とに基づいて前記障害物との衝突の可能性について判断する衝突判断手段と、前記衝突判断手段が判断した判断結果に基づいて前記障害物との衝突を警告する警告出力手段とを備える構成を有している。

この構成により、障害物が比較的遠方にあっても、障害物との衝突の可能性について正確に判断することができる。

本発明の車載測距装置は、前記衝突判断手段が、前記距離推定手段が生成する確度情報に基づいて前記判断に対する確度情報を生成する構成を有している。

この構成により、自車両と障害物との衝突の可能性についての判断がどの程度確かなものか示すことができる。

本発明の車載測距装置は、前記警告出力手段が、前記衝突判断手段が生成する確度情報に基づいて警告レベルを変更する構成を有している。

この構成により、判断の正確さに応じた警告で運転を支援することができる。

本発明は、自車両から障害物までの距離を精度良く計測することができ、障害物が比較的遠方にあっても、障害物との衝突の可能性を正確に判断できるという効果を有する車載測距装置を提供することができるものである。

以下、図面を参照し、本発明の一実施の形態の車載測距装置について説明する。

車載測距装置１は、車両や他の乗り物に搭載され、この車両が走行しているとき、この車両前方にある障害物（他車両、通行している人、或いは路面上の落下物等）までの距離を計測し、障害物と衝突するおそれがあるとき、運転者に警告するようになっている。

車載測距装置１は、図１に示すように、画像取得部１１と、物体検出部１２と、レーン幅計測部１３と、近距離計測部１４と、他車走行状態認識部１５と、自車走行状態認識部１６と、衝突判断部１７と、警告出力部１８とを備えている。

画像取得部１１は、撮像手段として２つのカメラを有し、自車両前方の画像を取得し、取得した画像が示された画像データを物体検出部１２と近距離計測部１４に転送するようになっている。

本実施例では、画像取得部１１が２つのカメラを有しているが、カメラの数はひとつでも構わない。また、画像取得部１１のカメラの数に上限はなく、幾つ備えていても良い。また、複数のカメラは、上下方向に並べて配置されても、水平方向に並べて配置されても、斜め方向に並べて配置されても構わない。

物体検出部１２は、画像取得部１１からの画像データから自車両前方の障害物と自車両が走行しているレーンとを検出し、障害物の位置情報とレーンの位置情報を生成するようになっている。

本実施例では、物体検出部１２が、路面上の白線を検出することで自車両が走行しているレーンを認識するようにしているが、路上の黄色線、点線、或いは路側帯等を検出し、自車両が走行しているレーンを認識するようにしても良い。

また、物体検出部１２では、長方形のエッジ形状で、障害物（車両）を検出し、２本の直線のエッジ形状で、路面上の白線を検出するようにしている。

また、物体検出部１２は、障害物の位置が示された位置情報を他車走行状態認識部１５に出力し、自車両が走行しているレーンが示された位置情報をレーン幅計測部１３に出力するようになっている。

自車両の前方を走行している複数の他車両を同時に検知出きることが望ましく、また、自車両が走行しているレーンは、左右一対の境界線が検出できることが望ましい。

物体検出部１２は、更に、自車両が走行しているレーンの位置の確度が示された確度情報を生成するようになっている。例えば、物体検出部１２が、画面上のレーンが占める割合を計測し、この割合が多ければ確度を高く設定し、割合が少なければ、確度を低く設定するようにしても良い。

また物体検出部１２は、レーンについてのこれまでの検出履歴を保存できるようにする。そして、現在の画像データからレーンを検出できなかった場合でも、これまでの検出履歴をもとに、レーンの位置を推定して出力するようにして良い。推定による出力を行った場合、実際の画像における点から検出した場合と比較して、確度をより低く設定して良い。

物体検出部１２は、自車両が走行しているレーンの位置情報とその確度情報をレーン幅計測部１３に出力するようになっている。

レーン幅計測部１３は、物体検出部１２からの位置情報と確度情報とに基づいて自車両が走行している車線を認識し、レーン幅を計測し、レーン幅情報を出力するようになっている。

レーン幅計測部１３は、自車から近距離圏内における基準位置と、障害物が存在する位置とにおいて、レーン幅情報を取得するようになっている。

このレーン幅情報は、具体的には、近距離計測部１４を用いて、左レーンと右レーンにおいて同じ距離の位置を特定し、それら位置の間のピクセル数を計算する。

レーン幅計測部１３は、レーン幅を計測するとき、そのレーン幅に対する確度が示された確度情報を生成するようになっている。例えば、物体検出部１２がレーンを推定した場合には、レーン幅に対する確度を低く設定するようにしている。

また、レーン幅計測部１３は、レーン幅情報と確度情報を他車走行状態認識部１５に出力するようになっている。

近距離計測部１４は、画像取得部１１が取得した画像をもとに、自車位置からの距離を計測するようになっている。

本実施例では距離計測にカメラ画像を用いたステレオ測量を用いるものとし、左右２個のカメラで同時刻に取得され、その撮影領域がオーバーラップした２枚１組の画像を用いるものとする。

ステレオ測量の場合、左右画像における同一物体に対して、その位置の違いからその物体までの距離を算出する。本実施例では、左のカメラ画像を基準として、右のカメラ画像から同一物体を検出するものとする。左のカメラ画像における物体は、その物体までの距離が近ければ近いほど、右のカメラ画像において、左のカメラ画像における物体位置と比較してより左に離れて検出される。この左カメラと右カメラにおける物体を捕らえた位置の差（視差）をもとに、実際の距離に換算する。

本実施例では、近距離計測部１４が、２台のカメラを用いてステレオ測量の方法で距離を計測するようにしているが、この方法で距離を計測することに限定するものではない。近距離計測部１４が、１台のカメラだけで距離を計測しても良いし、レーダのように電磁波を対象物に向けて照射し、対象物から反射して戻って来る電磁波を受け取り、距離を計測するようにしても良い。

また、１台のカメラを用いる方法として、カメラが撮像する画像の縦方向の位置と距離の組合せのデータテーブルを保持し、対象物の画像上の位置に応じてデータテーブルから距離を取得するようにしても良い。

また、対象物の種類と大きさの組合せのデータテーブルを保持し、対象物の種類を特定し、画像上の対象物の大きさに応じてデータテーブルから距離を取得するようにしても良い。

他車走行状態認識部１５は、レーン幅計測部１３からのレーン情報に基づいて自車両が走行しているレーン上及びレーン付近の障害物までの距離を計測するようになっている。

また、他車走行状態認識部１５は、障害物までの距離の計測履歴を保存するようになっている。この構成により、障害物までの距離や自車両が走行するレーンの形状が一時的に測定できないときでも、これまでの計測履歴から障害物までの距離を推定することが可能となる。

また、他車走行状態認識部１５は、計測又は推定した距離に対する確度情報を生成するようになっている。例えば、レーン幅計測部１３でのレーンの形状認識の確度が低い場合や、障害物（車両等）までの距離が推定による場合に、確度情報で障害物までの距離の確度が低いことを示している。

また、他車走行状態認識部１５は、障害物までの距離が示された距離情報と距離の確度が示された確度情報を衝突判断部１７に転送するようになっている。

自車走行状態認識部１６は、車速センサやＧＰＳセンサといった各種センサの出力信号から、自車両の走行状態（本実施例では自車両の速度）を計測し、自車両の速度が示された速度情報を衝突判断部１７へ転送するようになっている。

衝突判断部１７は、他車走行状態認識部１５からの位置情報及び確度情報と自車走行状態認識部１６からの速度情報とに基づいて自車両前方の障害物との衝突の可能性を判断するようになっている。また、衝突判断部１７は、この判断結果に対する確度情報を生成するようになっている。また、衝突判断部１７は、判断結果と確度情報とを警告出力部１８に転送するようになっている。この確度情報により、障害物（車両等）までの距離の確度が高い場合には、障害物との衝突の可能性についての判断結果の確度が高く、障害物（車両等）までの距離の確度が低い場合には、障害物との衝突の可能性についての判断結果の確度が低くなるようにしている。

警告出力部１８は、衝突判断部１７による判断結果に基づいて、自車両が前方の障害物と衝突するおそれがあることを運転者に警告するようになっている。また、音、映像、画像の何れの方法で警告するか選択可能であっても良い。

警告出力部１８は、自車両が前方の障害物と衝突するおそれがあることを運転者に警告するとき、衝突判断部１７による確度情報に基づいて警告レベルを変更しても良い。例えば、車両前方の障害物との衝突の確度が高い場合には大きい音を出力し、車両前方の障害物との衝突の確度が低い場合には小さい音を出力するといった具合に、音が大きいか小さいかで警告レベルを区別しても良い。

図２を参照し、車載測距装置の距離計測の動作概要について説明する。

前方の他車両は、自車両が走行しているレーン上にあり、自車両と衝突の危険性のある障害物として検出される。次いで、レーン幅計測部１３が認識したレーンは、レーンの左右端の線２２、２３で示される。次いで、自車両前方の近距離圏内で、レーン幅Ｗ１がピクセル数で計測される。また、レーン幅Ｗ１を計測した位置までの距離が計測される。次いで、障害物（本実施例では前方の他車両）２１の位置でのレーン幅Ｗ２がピクセル数で計測される。本実施例では、レーン幅Ｗ１及びＷ２は、ピクセル数で表わされるが、実際の距離に換算されても良い。また、他の方法で計測されても良い。次いで、レーン幅Ｗ１及びＷ２とレーン幅Ｗ１を計測した位置までの距離からレーン幅Ｗ２までの距離が算出される。

図３を参照し、本実施の形態の車載測距装置の動作について説明する。

画像取得部１１では、カメラを用いて自車両前方の画像が取得され、物体検出部１２に転送される。次いで、物体検出部１２では、画像が分析され、自車両が走行しているレーンと自車両前方の障害物が検出され（Ｓ１０１）、自車両が走行しているレーンの位置が示されたレーン位置情報はレーン幅計測部１３に転送され、障害物の位置が示された障害物位置情報は、レーン幅計測部１３と他車走行状態認識部１５に転送される（Ｓ１０２）。

自車両が走行しているレーンが検出できる場合、近距離計測部１４では、近距離圏内でレーン位置までの距離Ｄ１が計測される（Ｓ１０３）。次いで、レーン幅計測部１３では、距離Ｄ１でのレーン幅Ｗ１（画像上で何ピクセルか）が計測され（Ｓ１０４）、障害物が検出された位置（画像上の位置）でのレーン幅Ｗ２（画像上で何ピクセルか）も計測される（Ｓ１０５）。

自車両が走行しているレーンが検出できない場合、物体検出部１２では、これまでのレーン幅計測の履歴を検索し、自車両が走行しているレーンの形状が推定される（Ｓ１０６）。次いで、推定されたレーン形状に基づいて距離Ｄ１が計測される（Ｓ１０７）。次いで、距離Ｄ１でのレーン幅Ｗ１（画像上で何ピクセルか）が計測され（Ｓ１０８）、障害物の位置（画像上の位置）でのレーン幅Ｗ２（画像上で何ピクセルか）も計測される（Ｓ１０９）。

他車走行状態認識部１５では、レーン幅Ｗ１とレーン幅Ｗ２とを比較し、自車両から障害物までの距離Ｄ２が算出される（Ｓ１１０）。この距離Ｄ２は、例えば、Ｄ２＝Ｗ１×Ｄ１／Ｗ２で計算することができる。この計算式は一例であり、他の方法で算出しても良い。

衝突判断部１７では、他車走行状態認識部１５が出力した障害物までの距離Ｄ２と自車走行状態認識部１６が出力した自車両の走行状態（本実施例では自車両の速度）とに基づいて自車両が障害物と衝突する可能性が判断される。この判断結果は、警告出力部１８に出力され、判断結果に基づいて運転者に警告される（Ｓ１１１）。

以上説明したように、本発明の一実施の形態の車載測距装置は、自車両の前方の画像を取得する画像取得部と、画像に基づいて自車両が走行しているレーンを検出するレーン幅計測部と、自車両前方の障害物を検出する物体検出部と、予め設定された基準位置でのレーン幅と障害物が検出された位置でのレーン幅を計測するレーン幅計測部と、基準位置でのレーン幅と障害物が検出された位置でのレーン幅を比較し、自車両から障害物までの距離を推定する距離推定部とを備えているので、障害物が比較的遠方にあっても、障害物までの距離を精度良く計測することができる。

また、本発明の一実施の形態の車載測距装置は、レーン幅計測部が、レーンの検出結果を記憶し、レーンが検出できないとき、記憶したレーンの検出結果に基づいてレーンを推定するようになっているので、路上の白線等が消えかかっていたり、途切れていたりしてもレーンを推定できるので、障害物までの距離を精度良く計測することができる。

また、本発明の一実施の形態の車載測距装置は、レーン幅計測部が、レーンを検出したのか推定したのかに応じてレーン位置情報の確かさが示された確度情報を生成するようになっているので、履歴情報に基づいてレーンを推定したのか、画像上でレーンが認識できたのかを示すことができる。

また、本発明の一実施の形態の車載測距装置は、レーン幅を計測した基準位置までの距離を計測する近距離計測部をさらに備え、距離推定部が、近距離計測部が計測した距離に基づいて自車両から障害物までの距離を推定するようになっているので、障害物が比較的遠方にあっても、自車両から障害物までの距離を精度良く計測することができる。

また、本発明の一実施の形態の車載測距装置は、レーン幅計測部が、レーン幅計測部が生成した確度情報に基づいてレーン幅に対する確度情報を生成するようになっているので、推定したレーンからレーン幅を計測したのか、画像上で認識したレーンからレーン幅を計測したのかを示すことができる。

また、本発明の一実施の形態の車載測距装置は、距離推定部が、レーン幅計測部が生成した確度情報に基づいて自車両から障害物までの距離に対する確度情報を生成するようにしているので、推定したレーンから障害物までの距離を計測したのか、画像上で認識したレーンから障害物までの距離を計測したのかを示すことができる。

また、本発明の一実施の形態の車載測距装置は、自車両の走行状態を検出する走行状態認識部と、距離推定部が推定した距離と自車走行状態認識部が検出した自車の走行状態とに基づいて障害物との衝突の可能性について判断する衝突判断部と、衝突判断部が判断した判断結果に基づいて障害物との衝突を警告する警告出力部とを備えているので、障害物が比較的遠方にあっても、障害物との衝突の可能性について正確に判断することができる。

また、本発明の一実施の形態の車載測距装置は、衝突判断部が、距離推定部が生成する確度情報に基づいて判断に対する確度情報を生成するようになっているので、自車両と障害物との衝突の可能性についての判断がどの程度確かなものであるのか示すことができる。

また、本発明の一実施の形態の車載測距装置は、警告出力部が、衝突判断部が生成する確度情報に基づいて警告レベルを変更するようになっているので、判断の正確さに応じた警告で運転を支援することができる。

本発明は、障害物が比較的遠方にあっても、障害物までの距離を精度良く計測することができるという効果を有し、自車両と障害物との衝突を警告する車載測距装置として有用である。

本発明の一実施の形態の車載測距装置の概略構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の車載測距装置の距離計測動作を説明するために、自車両前方の画像が模式的に示された図 本発明の一実施の形態の車載測距装置の動作を示すフローチャート

符号の説明

１ 車載測距装置
１１ 画像取得部（画像取得手段）
１２ 物体検出部（障害物検出手段とレーン幅計測手段）
１３ レーン幅計測部（レーン幅計測手段）
１４ 近距離計測部（近距離計測手段）
１５ 他車走行状態認識部（距離推定手段）
１６ 自車走行状態認識部（走行状態検出手段）
１７ 衝突判断部（衝突判断手段）
１８ 警告出力部（警告出力手段）

Claims (9)

1. 自車両の前方の画像を取得する画像取得手段と、
   前記画像に基づいて前記自車両が走行しているレーンを検出するレーン幅計測手段と、
   自車両前方の障害物を検出する障害物検出手段と、
   予め設定された基準位置でのレーン幅と前記障害物が検出された位置でのレーン幅を計測するレーン幅計測手段と、
   前記基準位置でのレーン幅と前記障害物が検出された位置でのレーン幅を比較し、前記自車両から前記障害物までの距離を推定する距離推定手段とを備えることを特徴とする車載測距装置。
2. 前記レーン幅計測手段は、前記レーンの検出結果を記憶し、前記レーンが検出できないとき、前記記憶したレーンの検出結果に基づいて前記レーンを推定することを特徴とする請求項１に記載の車載測距装置。
3. 前記レーン幅計測手段は、前記レーンを検出したのか推定したのかに応じて情報の確かさが示された確度情報を生成することを特徴とする請求項２に記載の車載測距装置。
4. 前記レーン幅を計測した前記基準位置までの距離を計測する近距離計測手段をさらに備え、
   前記距離推定手段は、前記近距離計測手段が計測した距離に基づいて前記自車両から前記障害物までの距離を推定することを特徴とする請求項１に記載の車載測距装置。
5. 前記レーン幅計測手段は、前記レーン幅計測手段が生成した確度情報に基づいて前記計測したレーン幅に対する確度情報を生成することを特徴とする請求項３に記載の車載測距装置。
6. 前記距離推定手段は、前記レーン幅計測手段が生成した確度情報に基づいて前記自車両から前記障害物までの距離に対する確度情報を生成することを特徴とする請求項５に記載の車載測距装置。
7. 前記自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記距離推定手段が推定した距離と前記自車走行状態検出手段が検出した自車の走行状態とに基づいて前記障害物との衝突の可能性について判断する衝突判断手段と、
   前記衝突判断手段が判断した判断結果に基づいて前記障害物との衝突を警告する警告出力手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項６までの何れかに記載の車載測距装置。
8. 前記衝突判断手段は、前記距離推定手段が生成する確度情報に基づいて前記判断に対する確度情報を生成することを特徴とする請求項７に記載の車載測距装置。
9. 前記警告出力手段は、前記衝突判断手段が生成する確度情報に基づいて警告レベルを変更することを特徴とする請求項８に記載の車載測距装置。

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