JP2671611B2 - 追尾式車間距離センサ - Google Patents
追尾式車間距離センサInfo
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- JP2671611B2 JP2671611B2 JP564091A JP564091A JP2671611B2 JP 2671611 B2 JP2671611 B2 JP 2671611B2 JP 564091 A JP564091 A JP 564091A JP 564091 A JP564091 A JP 564091A JP 2671611 B2 JP2671611 B2 JP 2671611B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両に搭載さ
れ、前方を走行する車両までの車間距離を追尾しながら
計測する追尾式車間距離センサに関するものである。
れ、前方を走行する車両までの車間距離を追尾しながら
計測する追尾式車間距離センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の車間距離センサとしては、例えば
特開昭６１−１３９７１５号公報に開示されたものがあ
り、その構成を図２に示す。図において、１，２は基線
長Ｌだけ離して設けられた光学系、３，４は２次元のイ
メージセンサ、５，６はイメージセンサ３，４の画像信
号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器、
７，８は画像信号を記憶するメモリ、９は先行車両、１
０は記憶された画像信号で相関演算を行ない、三角測量
の原理に従って距離を演算する画像信号処理装置であ
る。
特開昭６１−１３９７１５号公報に開示されたものがあ
り、その構成を図２に示す。図において、１，２は基線
長Ｌだけ離して設けられた光学系、３，４は２次元のイ
メージセンサ、５，６はイメージセンサ３，４の画像信
号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器、
７，８は画像信号を記憶するメモリ、９は先行車両、１
０は記憶された画像信号で相関演算を行ない、三角測量
の原理に従って距離を演算する画像信号処理装置であ
る。
【０００３】次に、上記構成の従来の車間距離センサの
動作について説明する。一対の光学系１，２は前方の像
を結像し、イメージセンサ３，４は光学系１，２で結像
された像を撮像する。撮像された画像信号はアナログデ
ジタル変換器５，６によりデジタル化され、メモリ７，
８に記憶される。イメージセンサ３，４により撮像され
た一対の画面は図３に示すように位置が少しずれた画像
になっている。そこで、画素ｍ行、ｎ列あるとして、ｉ
行ｊ列の画像信号をそれぞれＳ i,j ，Ｓ′ i,j とすると、
画像信号処理装置１０は数１に示すような演算ｘをパラ
メータとして順次行う。
動作について説明する。一対の光学系１，２は前方の像
を結像し、イメージセンサ３，４は光学系１，２で結像
された像を撮像する。撮像された画像信号はアナログデ
ジタル変換器５，６によりデジタル化され、メモリ７，
８に記憶される。イメージセンサ３，４により撮像され
た一対の画面は図３に示すように位置が少しずれた画像
になっている。そこで、画素ｍ行、ｎ列あるとして、ｉ
行ｊ列の画像信号をそれぞれＳ i,j ，Ｓ′ i,j とすると、
画像信号処理装置１０は数１に示すような演算ｘをパラ
メータとして順次行う。
【０００４】
【数１】
【０００５】即ち、２枚の画像を少しづつずらしながら
重ね合せ、各画素信号の差をとり、その総和を求めたも
のである。従って、２枚の画像が良く一致した時には、
上記Ｐxが最小値となる。ここで、Ｐxが最小になる時の
ｘの値をｘ0、画素ピッチをａ、光学系の焦点距離を
ｆ、基線長をＬとすると、対象物までの距離Ｒは数２で
求められる。
重ね合せ、各画素信号の差をとり、その総和を求めたも
のである。従って、２枚の画像が良く一致した時には、
上記Ｐxが最小値となる。ここで、Ｐxが最小になる時の
ｘの値をｘ0、画素ピッチをａ、光学系の焦点距離を
ｆ、基線長をＬとすると、対象物までの距離Ｒは数２で
求められる。
【０００６】
【数２】
【０００７】画像信号処理装置１０は以上のような演算
を行なう回路又はマイクロコンピュータにより構成され
ている。
を行なう回路又はマイクロコンピュータにより構成され
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の車間距離センサ
は以上のように構成されており、その画像の中に距離測
定を行ないたい対象物の外に背景も含むので求められた
距離の誤差が大きくなった。又、画像中の全画素に対し
て演算処理をくり返し行なうので処理時間が長くなり、
車両の追尾走行制御、車間距離制御、衝突防止制御など
に応用するためにリアルタイムで処理しようとすれば、
高価で大形の信号処理装置が必要になるという課題があ
った。
は以上のように構成されており、その画像の中に距離測
定を行ないたい対象物の外に背景も含むので求められた
距離の誤差が大きくなった。又、画像中の全画素に対し
て演算処理をくり返し行なうので処理時間が長くなり、
車両の追尾走行制御、車間距離制御、衝突防止制御など
に応用するためにリアルタイムで処理しようとすれば、
高価で大形の信号処理装置が必要になるという課題があ
った。
【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、誤差が少なく、かつ処理時間
が短かくて小形安価な追尾式車間距離センサを得ること
を目的とする。
めに成されたものであり、誤差が少なく、かつ処理時間
が短かくて小形安価な追尾式車間距離センサを得ること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る追尾式車
間距離センサは、記憶された一対の画像信号による一方
の画像の中に対象物を含むウインドウを設定する手段
と、このウインドウ内における画像信号と他方の画像と
を比較し画像信号のずれ量から三角測量の原理により対
象物までの距離を算出する手段と、微少時間経過後に撮
像された一方の画像内に算出された対象物までの距離に
応じて追尾する対象物のサーチ範囲を定める手段と、上
記ウインドウ内の画像を参照画像として微少時間経過後
に撮像された一方の画像内の上記サーチ範囲から上記参
照画像と最も良く一致する画像を探し出して新たなウイ
ンドウとする手段を設けたものである。
間距離センサは、記憶された一対の画像信号による一方
の画像の中に対象物を含むウインドウを設定する手段
と、このウインドウ内における画像信号と他方の画像と
を比較し画像信号のずれ量から三角測量の原理により対
象物までの距離を算出する手段と、微少時間経過後に撮
像された一方の画像内に算出された対象物までの距離に
応じて追尾する対象物のサーチ範囲を定める手段と、上
記ウインドウ内の画像を参照画像として微少時間経過後
に撮像された一方の画像内の上記サーチ範囲から上記参
照画像と最も良く一致する画像を探し出して新たなウイ
ンドウとする手段を設けたものである。
【００１１】また、請求項２に係る追尾式車間距離セン
サは、記憶された一対の画像信号による一方の画像の中
に対象物を含むウインドウを設定する手段と、このウイ
ンドウ内における画像信号と他方の画像とを比較し画像
信号のずれ量から三角測量の原理により対象物までの距
離を算出する手段と、微少時間経過後に撮像された一方
の画像内に算出された対象物までの距離と画像のサンプ
リング間隔に応じて追尾する対象物のサーチ範囲を定め
る手段と、上記ウインドウ内の画像を参照画像として微
少時間経過後に撮像された一方の画像内の上記サーチ範
囲から上記参照画像と最も良く一致する画像を探し出し
て新たなウインドウとする手段を備えたものである。
サは、記憶された一対の画像信号による一方の画像の中
に対象物を含むウインドウを設定する手段と、このウイ
ンドウ内における画像信号と他方の画像とを比較し画像
信号のずれ量から三角測量の原理により対象物までの距
離を算出する手段と、微少時間経過後に撮像された一方
の画像内に算出された対象物までの距離と画像のサンプ
リング間隔に応じて追尾する対象物のサーチ範囲を定め
る手段と、上記ウインドウ内の画像を参照画像として微
少時間経過後に撮像された一方の画像内の上記サーチ範
囲から上記参照画像と最も良く一致する画像を探し出し
て新たなウインドウとする手段を備えたものである。
【００１２】また、請求項３に係る追尾式車間距離セン
サは、請求項２において、画像のサンプリング間隔を画
像の演算処理時間に応じて設定したものである。
サは、請求項２において、画像のサンプリング間隔を画
像の演算処理時間に応じて設定したものである。
【００１３】また、請求項４に係る追尾式車間距離セン
サは、車両に所定の距離だけ離して設置され、対象物を
撮像する一対の撮像手段と、撮像手段により撮像された
一対の画像信号を記憶するメモリと、記憶された一対の
画像信号による一方の画像の中に対象物を含むウインド
ウを設定する手段と、このウインドウ内における画像信
号を所定量ずつずらせて他方の画像信号と比較し画像信
号のずれ量から対象物 までの距離を算出する手段と、近
距離に相当する演算では上記所定量を大きく設定する手
段を備えたものである。
サは、車両に所定の距離だけ離して設置され、対象物を
撮像する一対の撮像手段と、撮像手段により撮像された
一対の画像信号を記憶するメモリと、記憶された一対の
画像信号による一方の画像の中に対象物を含むウインド
ウを設定する手段と、このウインドウ内における画像信
号を所定量ずつずらせて他方の画像信号と比較し画像信
号のずれ量から対象物 までの距離を算出する手段と、近
距離に相当する演算では上記所定量を大きく設定する手
段を備えたものである。
【００１４】
【作用】この発明においては、記憶された一対の画像信
号による画像の中に対象物を含むウインドウが設定さ
れ、このウインドウ内における一対の画像信号のずれ量
から対象物までの距離が算出される。又、この算出され
た距離またはこの距離と画像のサンプリング間隔に応じ
て追尾する対象物のサーチ範囲が定められ、上記ウイン
ドウ内の画像を参照画像として微小時間経過後に撮像さ
れた画像内の上記サーチ範囲から上記参照画像と最も良
く一致した画像が探し出されて新たなウインドウとされ
る。この場合、画像のサンプリング間隔を画像の演算処
理時間に応じて設定することによりサーチ範囲を小さく
することができる。 また、距離算出のため一方の画像信
号をずらして信号比較を行う場合、このずらし量を近距
離相当時に大きくすることにより、演算処理時間を短縮
することができる。
号による画像の中に対象物を含むウインドウが設定さ
れ、このウインドウ内における一対の画像信号のずれ量
から対象物までの距離が算出される。又、この算出され
た距離またはこの距離と画像のサンプリング間隔に応じ
て追尾する対象物のサーチ範囲が定められ、上記ウイン
ドウ内の画像を参照画像として微小時間経過後に撮像さ
れた画像内の上記サーチ範囲から上記参照画像と最も良
く一致した画像が探し出されて新たなウインドウとされ
る。この場合、画像のサンプリング間隔を画像の演算処
理時間に応じて設定することによりサーチ範囲を小さく
することができる。 また、距離算出のため一方の画像信
号をずらして信号比較を行う場合、このずらし量を近距
離相当時に大きくすることにより、演算処理時間を短縮
することができる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面とともに説明
する。この実施例による追尾式車間距離センサの構成は
図２に示す通りである。次に、図１(a),(b)を参照して
上記構成の動作を説明する。従来と同様に対象物である
先行車両９は光学系１，２及びイメージセンサ３，４に
より撮像され、この一対の画像信号はアナログデジタル
変換器５，６によりデジタル信号に変換され、メモリ
７，８に記憶された後、画像信号処理装置１０に送られ
る。
する。この実施例による追尾式車間距離センサの構成は
図２に示す通りである。次に、図１(a),(b)を参照して
上記構成の動作を説明する。従来と同様に対象物である
先行車両９は光学系１，２及びイメージセンサ３，４に
より撮像され、この一対の画像信号はアナログデジタル
変換器５，６によりデジタル信号に変換され、メモリ
７，８に記憶された後、画像信号処理装置１０に送られ
る。
【００１６】画像信号処理装置１０においては、まず、
入力された一対の画像信号による画像の中に対象物を含
むウインドウを設定する。次に、このウインドウ内のｋ
行ｌ列から始まるｐ行ｑ列の画素信号Ｓ i,j と他方の画
像の画素信号Ｓ′ i,j とからｘをパラメータとして数３
のような演算を行う。
入力された一対の画像信号による画像の中に対象物を含
むウインドウを設定する。次に、このウインドウ内のｋ
行ｌ列から始まるｐ行ｑ列の画素信号Ｓ i,j と他方の画
像の画素信号Ｓ′ i,j とからｘをパラメータとして数３
のような演算を行う。
【００１７】
【数３】
【００１８】ここで、０≦ｘ≦ｎ−ｑ−ｌである。ｘを
１から順次変化させてＰxを計算し、Ｐxの最小値を求め
る。距離Ｒは数２に示すようにＰxが最小になるときの
ｘの値の逆数に比例するので、距離の分解能はｘが大き
くなるほど良くなり、従ってｘが大きくなるにしたがっ
てパラメータｘの間隔を大きくとることにより、演算回
数を減らして演算処理時間を短縮することができる。
又、ウインドウを設けることにより画像の中に背景があ
まり含まれなくなり、誤差を小さくすることができる。
こうして、三角測量の原理によりウインドウ内の対象物
までの距離が求められる。
１から順次変化させてＰxを計算し、Ｐxの最小値を求め
る。距離Ｒは数２に示すようにＰxが最小になるときの
ｘの値の逆数に比例するので、距離の分解能はｘが大き
くなるほど良くなり、従ってｘが大きくなるにしたがっ
てパラメータｘの間隔を大きくとることにより、演算回
数を減らして演算処理時間を短縮することができる。
又、ウインドウを設けることにより画像の中に背景があ
まり含まれなくなり、誤差を小さくすることができる。
こうして、三角測量の原理によりウインドウ内の対象物
までの距離が求められる。
【００１９】次に、追尾動作について説明する。前回演
算のために画像をサンプリングした時刻をｔ0とする
と、今回微小時間Δｔだけ経過したｔ0＋Δｔの時刻に
画像をサンプリングするものとする。従って、対象物は
Δｔの間に画面上で移動している。その移動量はサンプ
リング間隔Δｔと対象物までの距離Ｒとに依存してい
る。このため、追尾する対象物の画像におけるサーチ範
囲はΔｔとＲに対応して決定する。このサーチ範囲をｋ
−ｒ行ｌ−ｓ列を起点とし、ｐ＋２ｒ行ｑ＋２ｓ列の中
とすると、ｘ，ｙをパラメータ、ｔ 0 ＋Δｔでの画像の
画素信号をＳ″ i,j として次の演算を行う。
算のために画像をサンプリングした時刻をｔ0とする
と、今回微小時間Δｔだけ経過したｔ0＋Δｔの時刻に
画像をサンプリングするものとする。従って、対象物は
Δｔの間に画面上で移動している。その移動量はサンプ
リング間隔Δｔと対象物までの距離Ｒとに依存してい
る。このため、追尾する対象物の画像におけるサーチ範
囲はΔｔとＲに対応して決定する。このサーチ範囲をｋ
−ｒ行ｌ−ｓ列を起点とし、ｐ＋２ｒ行ｑ＋２ｓ列の中
とすると、ｘ，ｙをパラメータ、ｔ 0 ＋Δｔでの画像の
画素信号をＳ″ i,j として次の演算を行う。
【００２０】
【数４】
【００２１】ただし、−ｒ≦ｘ≦ｒ，−ｓ≦ｙ≦ｓであ
る。この結果、Ｐx,yが最小になるときのｘ，ｙを求
め、その値をｘ0，ｙ0とすると、ｕ＝ｉ＋ｘ0行、ｖ＝
ｊ＋ｙ0列を起点としたｐ行ｑ列の領域を新しいウイン
ドウと定める。即ち、上記ウインドウ内の画像を参照画
像として、微小時間経過後に撮像された画像内の上記サ
ーチ範囲から上記参照画像と最も良く一致する画像を探
し出してこの領域を新たなウインドウとする。このよう
に新しいウインドウを設定した後、数３の演算により対
象物との距離を算出する。このような処理を時系列的に
順次行うことにより、最初設定したウインドウの中の対
象物を追尾しながら距離を測定することができる。
る。この結果、Ｐx,yが最小になるときのｘ，ｙを求
め、その値をｘ0，ｙ0とすると、ｕ＝ｉ＋ｘ0行、ｖ＝
ｊ＋ｙ0列を起点としたｐ行ｑ列の領域を新しいウイン
ドウと定める。即ち、上記ウインドウ内の画像を参照画
像として、微小時間経過後に撮像された画像内の上記サ
ーチ範囲から上記参照画像と最も良く一致する画像を探
し出してこの領域を新たなウインドウとする。このよう
に新しいウインドウを設定した後、数３の演算により対
象物との距離を算出する。このような処理を時系列的に
順次行うことにより、最初設定したウインドウの中の対
象物を追尾しながら距離を測定することができる。
【００２２】このように、サーチ範囲を最小限に狭める
と共に距離演算で近距離に相当する部分の演算ではパラ
メータｘを大きく動かすことにより、演算処理時間を短
縮すると、サンプリング間隔Δｔが小さくなる。Δｔが
小さくなると、サーチ範囲をさらに狭めることができ、
さらに処理時間が短縮され、距離計測時間をリアルタイ
ムに近づけることができる。なお、当然ながら、必ずし
も演算処理時間に応じてサンプリング間隔Δｔを変える
必要はない。即ち、サンプリング間隔Δｔを一定の値に
設定するようにしてもよい。従って、この場合は、サー
チ範囲は対象物までの距離Ｒのみに応じて決定すること
になる。なお、図では一対の光学系１，２及びイメージ
センサ３，４を水平に設置しているが、これは垂直に設
置してもよいし、斜めに設置してもよい。
と共に距離演算で近距離に相当する部分の演算ではパラ
メータｘを大きく動かすことにより、演算処理時間を短
縮すると、サンプリング間隔Δｔが小さくなる。Δｔが
小さくなると、サーチ範囲をさらに狭めることができ、
さらに処理時間が短縮され、距離計測時間をリアルタイ
ムに近づけることができる。なお、当然ながら、必ずし
も演算処理時間に応じてサンプリング間隔Δｔを変える
必要はない。即ち、サンプリング間隔Δｔを一定の値に
設定するようにしてもよい。従って、この場合は、サー
チ範囲は対象物までの距離Ｒのみに応じて決定すること
になる。なお、図では一対の光学系１，２及びイメージ
センサ３，４を水平に設置しているが、これは垂直に設
置してもよいし、斜めに設置してもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ウイン
ドウを設定することにより、誤差を少なくすることがで
きると共に、画像の処理、演算時間を短縮することがで
きる。又、ウインドウの設定におけるサーチ範囲を対象
物までの距離または当該距離と画像のサンプリング間隔
に応じて定めるようにしたので、演算処理時間が短くな
って画像のサンプリング間隔を小さくした場合あるいは
対象物までの距離が長くて画像上での動きが少なくなっ
た場合にサーチ範囲を狭めることができ、これによりさ
らに演算処理時間を短かくすることができ、距離計測を
リアルタイムに近づけることができるとともに、高速な
処理装置を必要としないので小形安価にすることができ
る。また、距離算出のため一方の画像信号をずらしてい
く場合、そのずらし量を近距離相当時に大きく設定する
ようにしたので、その分、演算処理時間の短縮が可能と
なる。
ドウを設定することにより、誤差を少なくすることがで
きると共に、画像の処理、演算時間を短縮することがで
きる。又、ウインドウの設定におけるサーチ範囲を対象
物までの距離または当該距離と画像のサンプリング間隔
に応じて定めるようにしたので、演算処理時間が短くな
って画像のサンプリング間隔を小さくした場合あるいは
対象物までの距離が長くて画像上での動きが少なくなっ
た場合にサーチ範囲を狭めることができ、これによりさ
らに演算処理時間を短かくすることができ、距離計測を
リアルタイムに近づけることができるとともに、高速な
処理装置を必要としないので小形安価にすることができ
る。また、距離算出のため一方の画像信号をずらしてい
く場合、そのずらし量を近距離相当時に大きく設定する
ようにしたので、その分、演算処理時間の短縮が可能と
なる。
【図１】この発明による追尾式車間距離センサのｔ＝ｔ
0 、及びｔ＝ｔ0 ＋Δｔにおける動作説明図である。
0 、及びｔ＝ｔ0 ＋Δｔにおける動作説明図である。
【図２】追尾式車間距離センサの構成図である。
【図３】従来の車間距離センサの動作説明図である。
１，２ 光学系 ３，４ イメージセンサ ７，８ メモリ ９ 先行車両 １０ 画像信号処理装置
Claims (4)
- 【請求項１】 車両に所定の距離だけ離して設置され、
対象物を撮像する一対の撮像手段と、撮像手段により撮
像された一対の画像信号を記憶するメモリと、記憶され
た一対の画像信号による一方の画像の中に対象物を含む
ウインドウを設定する手段と、このウインドウ内におけ
る画像信号と他方の画像とを比較し画像信号のずれ量か
ら三角測量の原理により対象物までの距離を算出する手
段と、微少時間経過後に撮像された一方の画像内に算出
された対象物までの距離に応じて追尾する対象物のサー
チ範囲を定める手段と、上記ウインドウ内の画像を参照
画像として微少時間経過後に撮像された一方の画像内の
上記サーチ範囲から上記参照画像と最も良く一致する画
像を探し出して新たなウインドウとする手段を備えたこ
とを特徴とする追尾式車間距離センサ。 - 【請求項２】 車両に所定の距離だけ離して設置され、
対象物を撮像する一対の撮像手段と、撮像手段により撮
像された一対の画像信号を記憶するメモリと、記憶され
た一対の画像信号による一方の画像の中に対象物を含む
ウインドウを設定する手段と、このウインドウ内におけ
る画像信号と他方の画像とを比較し画像信号のずれ量か
ら三角測量の原理により対象物までの距離を算出する手
段と、微少時間経過後に撮像された一方の画像内に算出
された対象物までの距離と画像のサンプリング間隔に応
じて追尾する対象物のサーチ範囲を定める手段と、上記
ウインドウ内の画像を参照画像として微少時間経過後に
撮像された一方の画像内の上記サーチ範囲から上記参照
画像と最も良く一致する画像を探し出して新たなウイン
ドウとする手段を備えたことを特徴とする追尾式車間距
離センサ。 - 【請求項３】 画像のサンプリング間隔を画像の演算処
理時間に応じて設定したことを特徴とする請求項２に記
載の追尾式車間距離センサ。 - 【請求項４】 車両に所定の距離だけ離して設置され、
対象物を撮像する一対の撮像手段と、撮像手段により撮
像された一対の画像信号を記憶するメモリと、記憶され
た一対の画像信号による一方の画像の中に対象物を含む
ウインドウを設定する手段と、このウインドウ内におけ
る画像信号を所定量ずつずらせて他方の画像信号と比較
し画像信号のずれ量から対象物までの距離を算出する手
段と、近距離に相当する演算では上記所定量を大きく設
定する手段を備えたことを特徴 とする追尾式車間距離セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP564091A JP2671611B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 追尾式車間距離センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP564091A JP2671611B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 追尾式車間距離センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04261000A JPH04261000A (ja) | 1992-09-16 |
| JP2671611B2 true JP2671611B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=11616737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP564091A Expired - Fee Related JP2671611B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 追尾式車間距離センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671611B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3156817B2 (ja) * | 1994-03-14 | 2001-04-16 | 矢崎総業株式会社 | 車両周辺監視装置 |
| JP3373331B2 (ja) * | 1995-06-09 | 2003-02-04 | 三菱電機株式会社 | 車間距離検出装置 |
-
1991
- 1991-01-22 JP JP564091A patent/JP2671611B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04261000A (ja) | 1992-09-16 |
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