JP3110191B2 - 車間距離測定装置 - Google Patents

車間距離測定装置

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JP3110191B2
JP3110191B2 JP05036579A JP3657993A JP3110191B2 JP 3110191 B2 JP3110191 B2 JP 3110191B2 JP 05036579 A JP05036579 A JP 05036579A JP 3657993 A JP3657993 A JP 3657993A JP 3110191 B2 JP3110191 B2 JP 3110191B2
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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、車両に取り付けら
れ、先行車両と自車両との車間距離を測定する車間距離
測定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などの撮像手段
を利用した光学式の車間距離測定装置は、例えば特公昭
63−38085号、特公昭63−46363号などに
より知られている。これらはいずれも、図8に示すよう
に左右2つの光学系を有して構成され、左右に基線長L
だけ離れて配置されたレンズ1,2と、これらレンズ
1,2の焦点距離fの位置にそれぞれ配置されたイメー
ジセンサ3,4と、これらイメージセンサ3,4に接続
された信号処理装置20とを備えている。
【0003】このような従来の車間距離測定装置におけ
る距離測定は、信号処理装置20においてイメージセン
サ3,4の画像信号を順次シフトしながら電気的に重ね
合わせ、上記2つの画像信号が最もよく一致したときの
シフト量Mから三角測量の原理より対象物21までの距
離RをR=f・L/Mとして求めている。
【0004】他方、イメージセンサ等で撮像された先行
車両像を画像追尾する技術は特公昭60−33352号
公報で開示されている。この技術によれば、表示画面上
で追尾したい目標を囲む追尾ゲート(ウインドウ)をオ
ペレータが表示画面を見ながら設定することにより、上
記目標を画像追尾するように構成している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来装置を用いて、自車両と先行車両との車間
距離が安全車間距離となるように自車両の速度を制御す
る車間距離制御を行うような場合、道路形状推定ができ
ないので自車両がオーバースピードでカーブや下り坂に
突入する恐れがあり、またこれがために運転者に不安感
を与える等の問題点があった。また先行車両が車線変更
した時などは車線の異なる車両を画像追尾してしまうと
いう問題点もあった。
【0006】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、先行車両と自車両の車間距離が
測定できると共に、先行車両の画像上の位置から自車両
前方の道路形状を推定することができ、先行車両が車線
変更したような場合に画像追尾を中止できる車両用車間
距離測定装置を得ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る車間距離測定装置は、先行車両を撮像する撮像手段
と、この撮像手段により撮像された画像上に画像追尾用
ウインドウを設定するウインドウ設定手段と、このウイ
ンドウにより上記先行車両を画像追尾する画像追尾手段
と、上記ウインドウの画像上における位置を測定する位
置測定手段と、上記ウインドウにより捕らえられた上記
先行車両と自車両との車間距離を上記撮像手段の画像信
号に基づいて連続的に測定する距離測定手段と、上記位
置測定手段で得られたウインドウ位置と上記距離測定手
段で得られた車間距離により上記自車両前方の道路形状
を推定する道路形状推定手段とを備えたものである。
【0008】また、この発明の請求項2に係る車間距離
測定装置は、先行車両を撮像する撮像手段と、この撮像
手段により撮像された画像上に画像追尾用ウインドウを
設定するウインドウ設定手段と、このウインドウにより
上記先行車両を画像追尾する画像追尾手段と、上記ウイ
ンドウの画像上における位置を測定する位置測定手段
と、上記ウインドウにより捕らえられた上記先行車両と
自車両との車間距離を上記撮像手段の画像信号に基づい
連続的に測定する距離測定手段と、上記位置測定手段
で得られたウインドウ位置と上記距離測定手段で得られ
た車間距離により上記自車両前方の道路形状を推定する
道路形状推定手段と、上記自車両のハンドル操作量に応
じた信号を出力するハンドル操作量検出手段と、このハ
ンドル操作量検出手段から得られた道路形状と上記道路
形状推定手段から得られた上記道路形状が一致しない場
合に上記先行車両が車線変更等を行ったと判断し上記ウ
インドウによる先行車両の画像追尾を中止する画像追尾
中止手段とを備えたものである。
【0009】
【作用】この発明の請求項1に係る車間距離測定装置に
よれば、ウインドウ設定手段により、運転者が追尾した
い先行車両をウインドウで指定すると、画像追尾手段に
よりこのウインドウによる先行車両像の画像追尾作用が
開始される。次にウインドウにより捕らえられた先行車
両までの距離を連続的に測定する距離測定手段によりウ
インドウ内に捕らえられている先行車両との車間距離測
定が行われる。次にウインドウの画像上の位置を測定す
る位置測定手段により得られたウインドウ位置の測定が
行われる。それらによって得られた車間距離測定値とウ
インドウ位置測定値より自車両前方の道路形状の推定が
道路形状推定手段によって行われる。
【0010】更に、この発明の請求項2に係る車間距離
測定装置によれ、上記先行車両が車線変更した場合
は、ハンドル操作量から得られた道路形状値と道路形状
推定値が一致しないので画像追尾手段によって画像追尾
が中止される。
【0011】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例を図面について説明
する。なお、各図において同一符号は同一の対象を示
す。図1は実施例1を示すブロック図である。この車間
距離測定装置は、自車両に搭載され、左右の光学系を構
成するレンズ1,2と、これらのレンズ1,2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3,4
と、これらイメージセンサ3,4にそれぞれ接続された
アナログ・デジタル変換器6,7と、これらアナログ・
ディジタル変換器6,7にそれぞれ接続されたメモリ
8,9と、これらメモリ8,9が接続されたマイクロコ
ンピュータ10と、このマイクロコンピュータ10及び
メモリ9に接続され、マイクロコンピュータ10によっ
て制御されて右側のイメージセンサ4により撮像された
画面を表示するディスプレイ11と、マイクロコンピュ
ータ10に接続され、画像追尾用のウインドウを形成す
るためのウインドウ形成装置12、ハンドルの操作量に
応じた信号を出力するハンドル角センサ14、車速を測
定するための車速センサ15とを備えている。ウインド
ウ形成装置12には運転者によって操作される画像追尾
スイッチ13が設けられている。尚、5は追尾すべき先
行車両を示している。
【0012】マイクロコンピュータ10は、例えばその
一例を図2のブロック図に示すように、メモリ8,9、
ウインドウ形成装置12、及びディスプレイ11に接続
された画像追尾手段10A、及び距離測定手段10C、
画像追尾手段10Aに接続された位置測定手段10B、
この位置測定手段10B及び距離測定手段10Cに接続
された道路形状推定手段10D、この道路形状推定手段
10D及びハンドル角センサ14に接続された画像追尾
中止手段10Eとを備えている。
【0013】以上の構成において、図3に示すように、
例えば右側のイメージセンサ4の画像に追尾すべき先行
車両の像5aが入ってきて、ディスプレイ11Aに表示
されたとする。ここで、運転者が画像追尾スイッチ13
を操作すると、ディスプレイ11Aの画面上でウインド
ウ17が先行車両を囲む。このウインドウ17は先行車
両像5aがどの様に移動してもこの先行車両像5aに付
随して移動し、ウインドウ17による先行車両像5aの
画像追尾作用が自動的に行われる。この画像追尾につい
ては例えば特公昭60−33352号公報、あるいは特
公平1−35305号公報で開示されている従来装置と
同様であり、ここでは詳述を省く。
【0014】次に自車両と先行車両との車間距離測定に
ついて説明する。まず、マイクロコンピュータ10は先
行車両像5aを追尾しているウインドウ17内の画素信
号をメモリ9から読み出し、車間距離演算の基本画像信
号とする。そして、左側のイメージセンサ3の画像信号
がメモリされているメモリ8の中で上記ウインドウ17
に対応する領域をマイクロコンピュータ10が選択し
て、上記基準画像信号に対してメモリ8の画像信号を1
画素づつ順次シフトしながら左右画素毎の信号の差の絶
対値の総和を演算していく。すなわちウインドウ17内
の画ともっとも整合する画の位置を1画素づつ順次シフ
トしながら求めるのである。この時、演算に関与する領
域は図4に示すようにウインドウ17内の基準画像信号
に対してメモリ8内の画像は領域18が対応する。上記
のように左右の画素を比較し、その差信号の絶対値の総
和が最小になるときの画素のシフト量をn画素、画素の
ピッチをPとし、光学系の基線長をL、レンズ1、2の
焦点距離をf、先行車両5までの距離をRとすれば、R
は次の式で求められる。
【0015】R=f・L/(n・P)
【0016】このようにして、先行車両5が移動しても
それを追尾して自車両との車間距離を連続して求めるこ
とができる。
【0017】上述したように、先行車両5の画像追尾が
開始され自車両との車間距離が連続的に測定されている
とき、マイクロコンピュータ10はウインドウ17の画
像上の位置と車間距離測定値により自車両が走行してい
る道路の前方の道路形状を推定する。図5に示すように
先行車両が自車両からみて前方R1の距離、θの向きに
存在する時、道路の曲率半径rは次の式で推定できる。
【0018】r=R1/sin2θ
【0019】ただし、R1は車間距離測定値であり、レ
ンズ1,2と2次元イメージセンサ3,4の光学的仕様
において最大画素数がNmax、最大画角がθmaxと
すると先行車両の存在する方向θはウインドウの画素位
置測定値Nから次の式で求めることができる。
【0020】 θ=|θmax(N/Nmax−R1/2)│
【0021】また道路勾配についても同様にして上記式
で推定することができる。
【0022】尚、この道路形状の推定は、他にも図6に
示すように、先行車両5を追尾しているウインドウが画
像中心から移動を開始したときの車間距離Roと、車速
センサ15から入力された速度vを記憶しておき、それ
から時間tだけ経過したときの車間距離Rnと先行車両
の存在する方向θから、次の式で表される自車両前方L
nの距離に曲率半径rの道路が存在するとすることによ
って推定するようにしても良い。
【0023】Ln=Ro−v・t r=(Rn−Ln)/sin2θ´
【0024】ここでθ´は
【0025】 tanθ´=1n・tanθ/(Rn−Ln)
【0026】で表される。また道路勾配についても同様
にして上記式で推定することができる。
【0027】この様にイメージセンサを利用した光学式
の車間距離測定装置において画像追尾させて距離測定を
行う場合、他に特別な装置を必要とせず簡単に道路形状
を推定することができる。また、上記車間距離測定装置
を用いて自車両と先行車両との車間距離が安全車間距離
となるように自車両の速度を制御することによって車間
距離制御を行うような場合は、道路形状推定ができるの
で自車両がオーバースピードでカーブや下り坂に突入し
てしまう等の問題点や運転者に不安感を与える等の問題
点を解決することができる。
【0028】さて、上記のように先行車両5を画像追尾
しながら道路形状を推定している時に先行車両4が走行
車線を変更した場合などは、車線の異なる先行車両によ
り道路形状を推定することになるので、道路形状の推定
が不正確なものになってしまう。
【0029】そこで、マイクロコンピュータ10は、上
述のようにして推定した道路形状とハンドル角センサ1
4から入力されたハンドル角から得られる道路形状とを
比較し、それが異なれば先行車両5は異なる車線を走行
または車線変更を行ったと判断し、追尾スイッチ13を
操作することで先行車両5の画像追尾を中止する。
【0030】この様にすれば、先行車両5が車線変更を
行ったことによって、道路形状の推定が不正確なものと
なることを防ぐことができ、すばやく自車両が走行して
いる車線上の先行車両に画像追尾を移行させることがで
きる。
【0031】図7は、以上に説明したマイクロコンピュ
ータ10の動作を示すフローチャートである。以下にこ
のフローチャートについて説明すると、まずステップS
1において画像追尾スイッチ13がオンか否かが判断さ
れ、オンの場合はステップS2に移り、ウインドウによ
る画像追尾を開始する。次にステップS3では車間距離
を測定し、ステップS4で画像上におけるウインドウ位
置を測定する。そしてステップS5においてウインドウ
位置と車間距離とから道路形状を推定するための計算を
行い、ステップS6においてハンドル角センサからハン
ドル角の値を入力し、ステップS7においてハンドル角
値より道路形状を計算する。そしてステップS8におい
てステップS5で推定した道路形状とステップS7で計
算した道路形状が一致しているか否かを判断し、一致し
ている場合はステップS2に戻る。一方、ステップS8
において道路形状が一致して以内場合はステップS9に
移り、画像追尾を中止し、一連の動作を終了する。ま
た、ステップS1にいおいて、画像追尾スイッチ13が
オンされていない場合もこの動作を終了する。
【0032】なお、上記実施例1ではハンドル操作量検
出手段としてハンドル操作角度を測定するハンドル角セ
ンサで構成したものを示したが、ヨーレートセンサある
いは前輪方向センサ等実際の道路形状に対応した出力信
号が得られるものであれば良く、上記実施例に限定され
るものではない。
【0033】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1に係
る車間距離測定装置によれば、先行車両を撮像する撮像
手段と、この撮像手段により撮像された画像上に画像追
尾用ウインドウを設定するウインドウ設定手段と、この
ウインドウにより上記先行車両を画像追尾する画像追尾
手段と、上記ウインドウの画像上における位置を測定す
る位置測定手段と、上記ウインドウにより捕らえられた
上記先行車両と自車両との車間距離を上記撮像手段の画
像信号に基づいて連続的に測定する距離測定手段と、上
記位置測定手段で得られたウインドウ位置と上記距離測
定手段で得られた車間距離により上記自車両前方の道路
形状を推定する道路形状推定手段とを備えたため、先行
車両と自車両の車間距離が測定できると共に先行車両の
位置から道路形状を推定することができるという効果を
奏する。また、例えば自車両の先行車両との車間距離が
安全車間距離となるように自車両の速度を制御すること
によって車間距離制御を行う場合は、道路形状推定がで
きるので自車両がオーバースピードでカーブや下り坂に
突入してしまう等の問題点や運転者に不安感を与える等
の問題点を解決することができるという効果をも奏す
る。更に、複数のウインドウで測距する必要が無く演算
負荷を低減できるので、測距周期を短くできると共に装
置を安価に構成できる効果を奏する。
【0034】また、この発明の請求項2に係る車間距離
測定装置によれば、先行車両を撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段により撮像された画像上に画像追尾用ウイン
ドウを設定するウインドウ設定手段と、このウインドウ
により上記先行車両を画像追尾する画像追尾手段と、上
記ウインドウの画像上における位置を測定する位置測定
手段と、上記ウインドウにより捕らえられた上記先行車
両と自車両との車間距離を上記撮像手段の画像信号に基
づいて連続的に測定する距離測定手段と、上記位置測定
手段で得られたウインドウ位置と上記距離測定手段で得
られた車間距離により上記自車両前方の道路形状を推定
する道路形状推定手段と、上記自車両のハンドル操作量
に応じた信号を出力するハンドル操作量検出手段と、こ
のハンドル操作量検出手段から得られた道路形状と上記
道路形状推定手段から得られた上記道路形状が一致しな
い場合に上記先行車両が車線変更等を行ったと判断し上
記ウインドウによる先行車両の画像追尾を中止する画像
追尾中止手段とを備えたため、上記効果に加え、先行車
両が車線変更を行った時などはそれをすばやく判断で
き、道路形状の推定が不正確になることを防ぎ、すばや
く自車両が走行している車線上の先行車両に画像追尾を
移行させることができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示すブロック図である。
【図2】マイクロコンピュータの一構成例を示すブロッ
ク図である。
【図3】画像追尾作用を示した説明図である。
【図4】ウインドウの判定手順を示した説明図である。
【図5】前方の道路形状の推定についての説明図であ
る。
【図6】前方の道路形状の推定についての説明図であ
る。
【図7】実施例の動作を示すフローチャートである。
【図8】従来のイメージセンサを利用した車間距離測定
装置のブロック図である。
【符号の説明】
1,2 レンズ 3,4 イメージセンサ 5 先行車両 10 マイクロコンピュータ 10A 画像追尾手段 10B 位置測定手段 10C 距離測定手段 10D 道路形状推定手段 10E 画像追尾中止手段 12 ウインドウ形成装置 14 ハンドル角センサ 17 ウインドウ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G08G 1/16 H04N 7/18 D G06F 15/62 380 H04N 7/18 415 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/00 - 3/32 B60R 21/00 620 - 624 G06T 1/00 G06T 7/00 G08G 1/16 H04N 7/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先行車両を撮像する撮像手段と、この撮
    像手段により撮像された画像上に画像追尾用ウインドウ
    を設定するウインドウ設定手段と、このウインドウによ
    り上記先行車両を画像追尾する画像追尾手段と、上記ウ
    インドウの画像上における位置を測定する位置測定手段
    と、上記ウインドウにより捕らえられた上記先行車両と
    自車両との車間距離を上記撮像手段の画像信号に基づい
    連続的に測定する距離測定手段と、上記位置測定手段
    で得られたウインドウ位置と上記距離測定手段で得られ
    た車間距離により上記自車両前方の道路形状を推定する
    道路形状推定手段と、を備えたことを特徴とする車間距
    離測定装置。
  2. 【請求項2】 先行車両を撮像する撮像手段と、この撮
    像手段により撮像された画像上に画像追尾用ウインドウ
    を設定するウインドウ設定手段と、このウインドウによ
    り上記先行車両を画像追尾する画像追尾手段と、上記ウ
    インドウの画像上における位置を測定する位置測定手段
    と、上記ウインドウにより捕らえられた上記先行車両と
    自車両との車間距離を上記撮像手段の画像信号に基づい
    連続的に測定する距離測定手段と、上記位置測定手段
    で得られたウインドウ位置と上記距離測定手段で得られ
    た車間距離により上記自車両前方の道路形状を推定する
    道路形状推定手段と、上記自車両のハンドル操作量に応
    じた信号を出力するハンドル操作量検出手段と、このハ
    ンドル操作量検出手段から得られた道路形状と上記道路
    形状推定手段から得られた上記道路形状が一致しない場
    合に上記先行車両が車線変更等を行ったと判断し上記ウ
    インドウによる先行車両の画像追尾を中止する画像追尾
    中止手段と、を備えたことを特徴とする車間距離測定装
    置。
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