JP2966683B2 - 車両用障害物検出装置 - Google Patents

車両用障害物検出装置

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JP2966683B2 JP5058645A JP5864593A JP2966683B2 JP 2966683 B2 JP2966683 B2 JP 2966683B2 JP 5058645 A JP5058645 A JP 5058645A JP 5864593 A JP5864593 A JP 5864593A JP 2966683 B2 JP2966683 B2 JP 2966683B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は走行する車両の前方障
害物あるいは後方から接近してくる他の車両等を検出す
る光学式の車両用障害物検出装置に関し、特に障害物ま
での距離及び障害物の大きさを確実に検出することので
きる車両用障害物検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、イメージセンサ等を用いた光
学式の車両用障害物検出装置は、例えば、特開平4−1
51343号公報または特開平4−161810号公報
などで提案されている。
【0003】前者の特開平4−151343号公報にお
いては、撮像手段で撮像された車両周辺の画像から、こ
の画像内の水平方向エッジおよび鉛直方向エッジを抽出
し、水平方向エッジおよび鉛直方向エッジの両方が存在
する領域を障害物と判断し、障害物を検出するように構
成されている。
【0004】また、後者の特開平4−161810号公
報においては、一対のイメージセンサで撮像された車両
周辺の画像に対して撮像画面上の所定位置に複数のウイ
ンドウを設定し、これらのウインドウにより捕えられた
対象物までの距離を検出し、ウインドウの位置とウイン
ドウ毎に検出された距離情報とに基づき障害物の有無を
識別するように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用障害物検
出装置は以上のように、特開平4−151343号公報
に開示された装置においては、撮像画面内の水平方向エ
ッジおよび鉛直方向エッジという平面的な情報に基づい
て立体的な障害物を検出しているので、障害物までの距
離や障害物の大きさを正確に判別することができないと
いう問題点があった。
【0006】また、特開平4−161810号公報に開
示された装置においては、ウインドウで障害物を捕えて
も、鉛直方向エッジがウインドウ内に入っていない場合
や、ウインドウ内の画像にコントラストが無い場合には
距離検出ができないので、大きな障害物を捕えた場合に
は、その大きさを検知することができないという問題点
があった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、障害物までの距離並びに障害物
の大きさを正確に識別することができる車両用障害物検
出装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る障害物検
出装置は、車両周辺を撮像する左右一対のイメージセン
サと、イメージセンサにより撮像された撮像画面内の所
定位置に複数のウインドウを設定するウインドウ設定手
段と、ウインドウにより捕えられた対象物までの距離を
各ウインドウ毎に検出する距離検出手段と、撮像画面内
の水平方向エッジを抽出する水平方向エッジ抽出手段
と、水平方向エッジの両端に位置するウインドウの位置
と両端のウインドウにおける対象物までの距離検出値と
に基づいて車両周辺の障害物の大きさを識別する障害物
識別手段とを備えたものである。
【0009】
【作用】この発明においては、撮像画面内で障害物の有
無を監視する必要のある位置に設定された複数のウイン
ドウにより、障害物までの距離を検出する。このとき、
障害物を捕えているウインドウのうち、障害物の鉛直方
向エッジを捕えているウインドウ内の画像については、
コントラストが強いので、安定した距離を検出すること
ができる。そして、撮像画面より抽出された水平方向エ
ッジの長さは、障害物の横幅を表しているので、障害物
の鉛直方向エッジを捕えているウインドウの距離情報を
組合せると、障害物の横幅及び高さ、並びに、障害物ま
での距離を検知することができる。
【0010】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例1を図について説明
する。図1はこの発明の実施例1を示す構成図であり、
車両用障害物検出装置を自車両に搭載し、前方を走行す
る先行車を検出する場合を示す。図において、1および
2はステレオカメラを構成する左右一対のレンズ、3お
よび4はレンズ1および2にそれぞれ対応して配設され
た2次元のイメージセンサ、5は自車両の前方を走行す
る先行車である。
【0011】6および7はイメージセンサ3および4か
らの画像信号をそれぞれデジタル信号に変換するアナロ
グ・デジタル変換器、8および9はデジタル変換された
左右一対の画像信号をそれぞれ格納するメモリ、10は
メモリ8および9から画像信号を取り込むとともに処理
後の画像信号をメモリ8および9に書き込むマイロクコ
ンピュータである。
【0012】11は例えば右側のイメージセンサ4によ
り撮像された基準画像となる撮像画像を表示する表示装
置、12は障害物の有無を監視する領域を撮像画像上で
指定するためのウインドウを設定するウインドウ設定手
段である。これらの表示装置11およびウインドウ設定
手段12はマイロクコンピュータ10により制御されて
いる。
【0013】図2は、ウインドウ設定手段12により設
定された複数のウインドウ14a〜14m、15a〜1
5m、16a〜16m、および、17a〜17mを示す
説明図である。これらのウインドウ14a〜17mは、
表示装置11の撮像画面内で障害物の有無を監視する必
要のある所定位置にマトリクス状にあらかじめ配置され
ている。13は撮像画面内の水平方向エッジを抽出する
水平方向エッジ抽出手段である。
【0014】マイクロコンピュータ10は、各ウインド
ウ内の画像の鉛直方向エッジを抽出する鉛直方向エッジ
抽出手段と、各ウインドウにより捕えられた対象物まで
の距離をウインドウ毎に検出する距離検出手段と、水平
方向エッジの両端に位置するウインドウの位置と両端の
ウインドウにおける対象物までの距離検出値とに基づい
て自車両周辺の障害物の大きさを識別する障害物識別手
段とを備えている。
【0015】次に、図2〜図5を参照しながら、図1に
示したこの発明の実施例1の動作について説明する。こ
こでは、上記構成において、例えば、右側のイメージセ
ンサ4により撮像された自車両前方の画像の中に、図3
に示すように、障害物として先行車5の像5iが表示さ
れた場合を例にとって説明する。
【0016】まず、マイロクコンピュータ10は、先行
車像5iを捕えているウインドウ14e内の画像をメモ
リ9から読み出し、これを距離演算の基準画像信号とす
る。続いて、マイロクコンピュータ10は、左側のイメ
ージセンサ3の画像信号が格納されているメモリ8の中
で、ウインドウ14eに対応する領域を選択する。そし
て、ウインドウ14e内の基準画像信号に対して、メモ
リ8側のウインドウ14e内の画像を1画素づつ順次シ
フトしながら、ウインドウ14e内の画像と最も整合す
る画像の位置を求める。
【0017】このとき、画素のシフト量をn、画素のピ
ッチをP、ステレオカメラのレンズ1および2の間の基
線長をL、レンズ1および2の焦点距離をfとすれば、
ウインドウ14eにおける先行車5までの距離R14
は、次の式で求められる。
【0018】R14e=f・L/(n・P) …(1)
【0019】こうして、ウインドウ14eで捕えている
対象物すなわち先行車5までの距離R14eが距離検出値
として算出される。同様にして、(1)式より、他のウ
インドウで捕えている対象物までの距離R14f〜R16
を各ウインドウ14f〜16h毎に算出することができ
る。なお、このように各ウインドウでそれぞれ捕えてい
る対象物までの距離を検出する手法は、例えば特開平4
−113212号公報または前述の特開平4−1618
10号公報などに記載されているように、公知である。
【0020】ところで、上記のように左右方向に配置し
た一対のイメージセンサ3および4で撮像された画像を
用いて距離Rの演算を行う場合、基準画像に対して左右
方向に画像シフトし、基準画像と最も整合する従属画像
(左側)の画素位置を求めている。したがって、図3に
示すように、先行車像5iの鉛直方向のエッジ成分を含
んだ画像を捕えているウインドウ14e〜16eおよび
14h〜16hについては、先行車5までの距離Rを演
算することができる。
【0021】しかし、先行車像5iを捕えているウイン
ドウであっても、ウインドウ14f内の画像とウインド
ウ14g内の画像との関係のように、左右方向に酷似の
画像がある場合は、画素を左右にシフトしても変化が生
じないため距離演算が困難となる。
【0022】したがって、先行車像5iの鉛直方向エッ
ジを捕えているウインドウ14e〜16eおよび14h
〜16hのみで距離Rの検出を行うと、図4に示すよう
に、距離Rの位置に、ウインドウ14e〜16eと14
h〜16hとの2ケ所に分散して障害物があると判断さ
れることになる。
【0023】そこで、水平エッジ抽出手段13は、図3
の撮像画面内の水平方向エッジを抽出し、図5に示すよ
うに、先行車像5iの水平方向エッジ18を得る。この
水平方向エッジ18の左右端に位置するウインドウは、
それぞれ2ケ所に分散しているウインドウ14e〜16
eおよび14h〜16hとなる。
【0024】この結果、水平方向エッジ18の長さは先
行車像5iの横幅を示し、水平方向エッジ18の両端に
位置するウインドウの距離演算値は先行車5までの距離
Rを示し、同じ距離演算値を示すウインドウ14e〜1
6eの鉛直方向の個数(この場合は3個)が先行車像5
iの高さを示すことになる。したがって、障害物例えば
先行車5の大きさと、先行車5までの距離Rを検知する
ことができる。
【0025】なお、水平方向エッジ18を抽出する手法
は、例えば前述の特開平4−151343号公報などに
記載されているように、周知のものである。こうして、
図3に示すように、撮像画面11内で障害物の監視を必
要とする位置に、複数のウインドウ14a〜14m、1
5a〜15m、16a〜16m、および、17a〜17
mが設定される。
【0026】以下、図3のウインドウが設定された後の
動作手順について、図6のフローチャートを参照しなが
ら説明する。まず、図3に示す複数のウインドウによっ
てそれぞれ捕えられた対象物までの距離が順次演算され
る(ステップ101)。このとき、距離演算が困難なウ
インドウはエラーとして処理され、このウインドウ内の
画像データは以後の演算処理には使用されない。
【0027】次に、撮像画面の水平方向エッジを抽出し
(ステップ102)、連続した水平方向エッジの長さを
障害物の横幅として検出する(ステップ103)。ま
た、水平方向エッジの両端に位置するウインドウの距離
演算値を上記障害物までの距離として検出し(ステップ
104)、さらに、このウインドウに隣接し且つ同じ距
離演算値を示す鉛直方向のウインドウの個数を障害物の
高さとして検出する(ステップ105)。
【0028】これらのステップ101〜105はくり返
し実行され、障害物の大きさと、その障害物までの距離
が常に検出される。図3の場合、障害物を捕えているウ
インドウ14e〜16hのうち、障害物の鉛直方向エッ
ジを捕えているウインドウ15e、16e、15hおよ
び16h内の画像については、コントラストが強いの
で、安定した距離を検出することができる。
【0029】また、撮像画面より抽出された水平方向エ
ッジの長さは、障害物の横幅を表しているので、障害物
の鉛直方向エッジを捕えているウインドウの距離情報を
組合せると、障害物の横幅及び高さ、並びに、障害物ま
での距離を検知することができる。したがって、自車両
に干渉し得る大きさの障害物が接近するなど、危険な状
況が生じた場合には、信頼性の高い警報を直ちに発生す
ることができる。
【0030】実施例2.なお、上記実施例1では、図1
のように、マイクロコンピュータ10とは別に水平方向
エッジ抽出手段13を設けたが、マイクロコンピュータ
10内に水平方向エッジ抽出手段13の機能を含めても
よい。
【0031】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、車両周
辺を撮像する左右一対のイメージセンサと、イメージセ
ンサにより撮像された撮像画面内の所定位置に複数のウ
インドウを設定するウインドウ設定手段と、ウインドウ
により捕えられた対象物までの距離を各ウインドウ毎に
検出する距離検出手段と、撮像画面内の水平方向エッジ
を抽出する水平方向エッジ抽出手段と、水平方向エッジ
の両端に位置するウインドウの位置と両端のウインドウ
における対象物までの距離検出値とに基づいて車両周辺
の障害物の大きさを識別する障害物識別手段とを備え、
各ウインドウ毎に障害物までの距離を検出するとともに
ウインドウ位置から障害物の大きさを識別するようにし
たので、障害物の大きさの誤判断を防止し、障害物まで
の距離並びに障害物の大きさを正確に識別することがで
きる車両用障害物検出装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す構成図である。
【図2】図1内のウインドウ設定手段により設定される
ウインドウの配列例を示す説明図である。
【図3】図1内の表示装置に表示される撮像画面の例を
示す説明図である。
【図4】図3内の撮像画面から抽出された鉛直方向エッ
ジのみから得られる障害物位置を示す説明図である。
【図5】図3内の撮像画面から抽出される水平方向エッ
ジのみから得られる障害物位置を示す説明図である。
【図6】この発明の実施例1の動作を示すフローチャー
トである。
【符号の説明】
3、4 イメージセンサ 5 先行車(障害物) 10 マイクロコンピュータ 12 ウインドウ設定手段 14a〜17m ウインドウ R 距離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G05D 1/02 G06F 15/62 415 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01C 3/00 - 3/32 G06T 1/00 G06T 7/00 G08G 1/16 B60R 21/00 620 G05D 1/02 G01B 11/00 - 11/30 102

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両周辺を撮像する左右一対のイメージ
    センサと、 前記イメージセンサにより撮像された撮像画面内の所定
    位置に複数のウインドウを設定するウインドウ設定手段
    と、 前記ウインドウにより捕えられた対象物までの距離を各
    ウインドウ毎に検出する距離検出手段と、 前記撮像画面内の水平方向エッジを抽出する水平方向エ
    ッジ抽出手段と、 前記水平方向エッジの両端に位置するウインドウの位置
    と前記両端のウインドウにおける前記対象物までの距離
    検出値とに基づいて前記車両周辺の障害物の大きさを識
    別する障害物識別手段とを備えた車両用障害物検出装
    置。
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JPH10132562A (ja) * 1996-10-31 1998-05-22 Nippon Denki Ido Tsushin Kk 距離測定装置
JP5942343B2 (ja) * 2011-05-25 2016-06-29 株式会社リコー 撮像装置
JP2019160251A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 株式会社リコー 画像処理装置、物体認識装置、機器制御システム、移動体、画像処理方法およびプログラム

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