JP3043227B2 - 車間距離計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の走行中に前方車
両との距離を計測する車間距離計測装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、高速道路上での居眠り運転や脇見
運転による追突事故などを未然に防止することを目的と
してレーダを用いた警報装置が提案されている。この種
の車間距離計測装置としては、特開平５−２９０２９８
号公報に記載されているように複数のビームを用いてそ
れぞれの領域毎の距離を計測し警報を出力する。また、
この測定距離を監視し距離の変化に基づきカーブ路リフ
レクタを認識して誤警報を出力しないようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な車間距離計測装置では、検知した前方車両が走行中の
レーン内の車両か否かを正確に判定することができない
という問題を有していた。

【０００４】本発明は上記のような問題を解決するもの
で、前方車両が自車と同一レーン内に存在するか否かを
道路画像を用いて判定する車間距離計測装置を提供する
ことを第１の目的としている。

【０００５】また、走行中のレーン内に存在する前方車
両についてのみ衝突の可能性を判定するする車間距離計
測装置を提供することを第２の目的としている。さら
に、走行中のレーン内に存在する前方車両と衝突の可能
性がある場合にのみ運転者に警報を促す車間距離計測装
置を第３の目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の車間距離計測装置は、車両に装着されたス
キャン式レーダにより前方車両までの距離と方向を計測
するレーダ測距手段と、車両に装着され車両前方の道路
画像を撮像するビデオカメラと、前記ビデオカメラから
取り込まれた道路画像を用いて路面に描かれたレーンマ
ーカーを検出し自車が走行中のレーンを検出する走行レ
ーン検出手段と、前記レーダー測距手段により計測した
情報を画像座標系に座標変換した座標変換結果と前記走
行レーン検出手段により検出したレーン検出結果とを比
較して前方車両が自車と同一レーン内に存在するか否か
を判断する前方車両判定手段とを備え、前記座標変換結
果と前記レーン検出結果とを比較して前方車両が自車と
同一レーン内に存在するか否かを判断し自車と同一レー
ン内に存在する前方車両についてのみ車間距離を計測す
るものである。

【０００７】また、請求項２記載の車間距離計測装置
は、請求項１において、自車両の速度を検出する速度検
出手段と、前記速度検出手段により検出された自車両の
速度と前記前方車両判定手段により同一レーン内に存在
すると判断された前方車両までの車間距離を相対速度の
定数ａ倍と前記自車両の速度の定数ｂ倍と定数ｃとを加
えた結果を用いて追突の可能性を判断する衝突判定手段
とを備え、同一レーン内に存在する前方車両についての
み衝突の可能性を判定するようにしたものである。

【０００８】さらに、本発明の請求項３記載の車間距離
計測装置は、請求項２において、衝突判定手段により衝
突の可能性が有ると判断された場合に警報を促す警報手
段を付加し、同一レーン内に存在する前方車両と衝突の
可能性がある場合に運転者に警報を促すようにしたもの
である。

【０００９】

【作用】本発明は上記の構成により、検知した前方車両
が走行中のレーン内の車両か否かを正確に判定すること
ができ、また、自車両と同一レーン内の前方車両につい
てのみ衝突の可能性を判定することができ、さらに、走
行中のレーン内に存在する先行車両と衝突の可能性があ
る場合にのみ運転者に警報を促すことができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例の車間距離計測
装置を図１の基本構成を示すブロック図を参照しながら
説明する。図１において、レーダー測距手段１は前方車
両までの距離と方向を検知する。ビデオカメラ２は車両
前方の道路を撮像し道路画像を得るものであり、走行レ
ーン検出手段３はビデオカメラ２によって得られた道路
画像を用いて走行中のレーンを検出する。前方車両判定
手段４はレーダ測距手段１により検知された前方車両ま
での距離と方向および走行レーン検出手段により検出さ
れたレーンマーカの位置を用いて前方車両が自車と同一
レーン内の車両であるかどうかを判断するものである。

【００１１】上記構成において、図２動作フローチャー
トを参照しながら動作を説明する。まず、装置が始動さ
れると、ステップ１１において、スキャン式レーザレー
ダによりスキャン角度毎の物体までの距離が算出され
る。スキャン式レーザレーダは図３に示すように車両前
部に取り付けられ、所定の拡がり角δの領域内を所定の
レーザビームによってスキャンし、そのレーザビームが
送信されてから物体によって反射して返ってくるまでの
時間より物体までの距離をスキャン角度毎に算出する。
算出された角度毎の距離は前方車両判定処理ステップ１
８に送られる。

【００１２】また、装置が始動されると同時に、ステッ
プ１２において、ビデオカメラ２から車両前方の道路画
像が取り込まれる。ＣＣＤカメラは、図６（ａ）に示す
ように、光軸が車両進行方向からθだけ下向きになるよ
うに取り付けられている。図４にビデオカメラ２から取
り込まれた道路画像を示している。

【００１３】次にステップ１３に進み、走行レーン検出
手段３の中のエッジ抽出処理が行われ、取り込まれた道
路画像からエッジ成分が抽出される。エッジの抽出はｓ
ｏｂｅｌフィルタなどのエッジ抽出フィルタを用いて行
うことができる。

【００１４】次にステップ１４に進み、走行レーン検出
手段３の中の閾値設定処理が行われる。閾値は白線輪郭
を示すエッジ成分を抽出できるように、エッジ強度を用
いて設定する。たとえば、ｃを０＜ｃ＜１を満たす定数
として、あらかじめ設定した走査線におけるエッジ強度
最大値のｃ倍とエッジ強度平均値の（１−ｃ）倍の和と
して閾値を設定することができる。

【００１５】次にステップ１５に進み、走行レーン検出
手段３の中の白線輪郭抽出処理が行われる。図５に示す
ように、白線の抽出はエッジ画像中央から左右各々の外
側に向かってステップ１４で設定した閾値を越える画素
を検索し、最初に閾値を越えた画素を白線輪郭として抽
出することによって行うことができる。

【００１６】次にステップ１６に進み、走行レーン検出
手段３の中の直線近似処理が行われる。直線近似処理は
たとえば直線検出アルゴリズムの１つであるＨｏｕｇｈ
変換や最小２乗法などの手法をステップ１５で得られた
白線輪郭に用いて行うことができる。図５に直線近似さ
れた白線を示す。また、白線輪郭の近似処理は、折れ線
や２次曲線で近似を行っても良い。

【００１７】次にステップ１７に進み、前方車両判定手
段４の中の座標系変換処理が行われる。座標系変換処理
はステップ１１で算出された前方車両までの角度と距離
をステップ１２で得られる画像座標系に変換する。ここ
で世界座標系と画像座標系の関係式を以下に示す。図６
（ａ）、（ｂ）に示すような世界座標系および画像座標
系を用いる。世界座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は車両に対して
固定された座標系で、原点Ｏ（０、０、０）はビデオカ
メラから真下の地面上に設定し、進行方向をＺとする左
手座標系とする。また画像座標系（ｘ，ｙ）のｘ軸は世
界座標系のＸ軸に平行で、ｙ軸はＹ軸と角度θだけ傾い
ているとする。なお画像座標系の原点ｏ（０、０）は画
像底辺の中央に設定する。地面からのカメラの距離を
Ｈ、カメラの焦点距離をＦとすると、画素（ｘ，ｙ）と
世界座標系（Ｘ，Ｙ、Ｚ）の関係は次のようになる。

【００１８】

【数１】

【００１９】

【数２】

【００２０】 Ｙ ＝ Ｈ …（３） ステップ１１により算出された距離と方向よりＸ，Ｚ座
標を算出し、Ｙ＝０として画像座標系に変換したものを
図７に示す。また、カメラとレーザレーダのＸ座標は等
しい位置に設置されている。

【００２１】次にステップ１８に進み、前方車両判定手
段４の中の前方車両判定処理が行われる。前方車両判定
処理はステップ１７で画像座標系に変換された前方車両
の距離データが、ステップ１６で直線近似した左右の白
線の間に存在するかどうかを調べる。左右の白線の間に
存在する場合は同一レーン内の先行車両であると判断す
ることができる。

【００２２】以上説明したように本実施例によれば、検
知した前方車両が走行中のレーン内の車両か否かを正確
に判定し、自車と同一レーン内の先行車についてのみ車
間距離を計測することができる。

【００２３】次に、本発明の第２の実施例の車間距離計
測装置すなわち、同一レーン内に存在する前方車両につ
いてのみ衝突の可能性を判定することを特徴とする車間
距離計測装置について図８のブロック図を参照しながら
説明する。図８において、レーダー測距手段１は前方車
両までの距離と方向を検知するものである。ビデオカメ
ラ２は車両前方の道路を撮像し道路画像を得るものであ
り、走行レーン検出手段３はビデオカメラ２によって得
られた道路画像を用いて走行中のレーンを検出する。前
方車両判定手段４はレーダ測距手段１により検知された
前方車両までの距離と方向および走行レーン検出手段に
より検出されたレーンマーカの位置を用いて前方車両が
自車と同一レーン内の車両であるかどうかを判断するも
のである。速度検出手段５は自車両の車速を取り込むも
のであり、衝突判定手段６は前方車両判定手段４により
同一レーン内の先行車と判断された車両に対して、先行
車までの距離、自車両の車速、先行車と自車両との相対
速度から衝突の可能性を判定するものである。

【００２４】上記構成において、図９の動作フローチャ
ートを参照しながら動作を説明する。まず、装置が始動
されると第１の実施例と同様に、ステップ１１で前方車
両との距離がスキャン角度毎に計測され、ステップ１２
で道路画像が取り込まれる。その後ステップ１８まで同
様の処理が行われる。また、装置が始動されるとステッ
プ１９で速度検出手段による自車両の速度検出処理がな
される。

【００２５】次にステップ２０に進み、衝突判定手段６
による衝突判定処理が行われる。衝突の判定はステップ
１８で同一レーン内の先行車と判断された車両までの距
離を、ステップ１９で入力された自車速度と、衝突判定
手段６に記憶されている過去数回の先行車までの距離デ
ータの履歴から計算した相対速度を用いて（４）式を満
たさなくなった場合に衝突の可能性があると判断する。
なお、相対速度は先行車に接近する場合を正とする。

【００２６】 （車間距離）＞ ａ×（相対速度）＋ｂ×（自車速度）＋ｃ …（４） ここで定数ａ，ｂ，ｃは自車両の車種、性能等によって
設定するものである。以上説明したように本実施例によ
れば、自車両と同一レーン内の前方車両について衝突の
可能性を判定することができる。

【００２７】次に、本発明の第３の実施例の車間距離計
測装置、すなわち、同一レーン内に存在する前方車両に
ついて衝突の可能性がある場合にのみ運転者に警報を促
すことを特徴とする車間距離計測装置について図１０の
ブロック図を参照しながら説明する。図１０において、
レーダー測距手段１は前方車両までの距離と方向を検知
するものである。ビデオカメラ２は車両前方の道路を撮
像し道路画像を得るものであり、走行レーン検出手段３
はビデオカメラ２によって得られた道路画像を用いて走
行中のレーンを検出する。前方車両判定手段４はレーダ
測距手段１により検知された前方車両までの距離と方向
および走行レーン検出手段により検出されたレーンマー
カの位置を用いて前方車両が自車と同一レーン内の車両
であるかどうかを判断するものである。速度検出手段５
は自車両の車速を取り込むものであり、衝突判定手段６
は前方車両判定手段４により同一レーン内の先行車と判
断された車両に対して、先行車までの距離、自車両の車
速、先行車と自車両との相対速度から衝突の可能性を判
定するものである。警報手段７は衝突判定手段６により
衝突の可能性があると判断された場合に運転者に警報を
促すものである。

【００２８】上記構成において、図１１の動作フローチ
ャートを参照しながら動作を説明する。まず、装置が始
動されると第２の実施例と同様に、ステップ２０までの
処理がなされ、同一レーン内の先行車両との衝突の可能
性が判定される。

【００２９】次にステップ２１に進み、警報手段７によ
る警報処理が行われる。警報処理は、ステップ２０にお
いて先行車両と衝突の可能性があると判断された場合
に、音声により運転者に警報を促す。

【００３０】以上説明したように本実施例によれば、自
車両と同一レーン内の前方車両について衝突の可能性が
ある場合にのみ運転者に警報を促すことができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、幅広く計
測するスキャン式のレーダを用いたレーダー測距手段に
より計測した前方車両候補の情報を画像座標系に座標変
換し、画像座標系において自車両と同一のレーン内に存
在する前方車両のみを選択することによって、自車両と
同一レーン内に存在する前方車両についてのみ車間距離
を計測するので、画像内の情報とレーダーによる計測結
果が画像座標系において直接に比較することができ、前
方の道路がカーブであっても自車両の近傍から遠方まで
正確に前方車両の判定が行なえ、自車と同一レーンの前
方車両のみについて車間距離を計測することができるの
で、前方車両が走行中のレーン内の車両か否かを正確に
判定し、同一レーン内の先行車についてのみ車間距離を
計測することが可能である。

【００３２】また、自車両と同一レーン内の前方車両に
ついてのみ衝突の可能性を判定することが可能である。
さらに、走行中のレーン内に存在する先行車両と衝突の
可能性がある場合にのみ運転者に警報を促すことが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の車間距離計測装置の基
本構成を示すブロック図

【図２】同第１の実施例の車間距離計測装置における動
作フローチャート

【図３】同第１の実施例の車間距離計測装置におけるス
キャン式レーザレーダを説明する図

【図４】同第１の実施例の車間距離計測装置におけるビ
デオカメラから取り込まれた道路画像を示す図

【図５】同第１の実施例の車間距離計測装置における白
線輪郭抽出処理を説明する図

【図６】同第１の実施例の車間距離計測装置における座
標系変換処理を説明する図

【図７】同第１の実施例の車間距離計測装置における座
標系を変換した距離画像を示す図

【図８】本発明の第２の実施例の車間距離計測装置の基
本構成を示すブロック図

【図９】同第２の実施例の車間距離計測装置における動
作フローチャート

【図１０】本発明の第３の実施例の車間距離計測装置の
基本構成を示すブロック図

【図１１】同第３の実施例の車間距離計測装置における
動作フローチャート

【符号の説明】

１ レーダ測距手段 ２ ビデオカメラ ３ 走行レーン検出手段 ４ 前方車両判定手段 ５ 速度検出手段 ６ 衝突判定手段 ７ 警報手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に装着されたスキャン式レーダにより
   前方車両までの距離と方向を計測するレーダ測距手段
   と、 車両に装着され車両前方の道路画像を撮像するビデオカ
   メラと、前記ビデオカメラから取り込まれた道路画像を
   用いて路面に描かれたレーンマーカーを検出し自車が走
   行中のレーンを検出する走行レーン検出手段と、前記レーダー測距手段により計測した情報を画像座標系
   に座標変換した座標変換結果と前記走行レーン検出手段
   により検出したレーン検出結果とを比較して前方車両が
   自車と同一レーン内に存在するか否かを判断する前方車
   両判定手段とを備え、前記座標変換結果と前記レーン検
   出結果とを比較して前方車両が自車と同一レーン内に存
   在するか否かを判断し自車と同一レーン内に存在する前
   方車両 についてのみ車間距離を計測するようにしたこと
   を特徴とする車間距離計測装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の車間距離計測装置におい
   て、 自車両の速度を検出する速度検出手段と、 前記速度検出手段により検出された自車両の速度と前記
   前方車両判定手段により同一レーン内に存在すると判断
   された前方車両までの車間距離を相対速度の定数ａ倍と
   前記自車両の速度の定数ｂ倍と定数ｃとを加えた結果を
   用いて追突の可能性を判断する衝突判定手段とを備え、
   同一レーン内に存在する前方車両についてのみ衝突の可
   能性を判定するようにしたことを特徴とする車間距離計
   測装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の車間距離計測装置におい
   て、 衝突判定手段により衝突の可能性が有ると判断された場
   合に警報を促す警報手段を付加し、同一レーン内に存在
   する前方車両と衝突の可能性がある場合に運転者に警報
   を促すようにしたことを特徴とする車間距離計測装置。