JP3225500B2 - 距離測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、距離特に自車の前
方に位置する物体例えば車両との間の距離を測定する装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両走行時の安全性を高める技術の開発
が進められており、例えば追突事故を未然に回避するた
め、走行の妨げの怖れとなる可能性を有する物体との間
の距離を測定して、所定の距離よりも近づいた場合に
は、運転者に注意を与えたり、走行速度を自動的に低下
させる等の制御を行わせる技術がある（例えば特公平3-
44005号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】斯る装置に搭載され
て、前記距離を測定する装置としては、電荷結合素子
（ＣＣＤ）等のイメージセンサを用いたカメラを車両前
方に左右一対に設け、各々のカメラの画像上における物
体の位置のずれを算出する三角測量の原理に基づいた所
謂ステレオ法により距離を求める技術が知られている
（例えば特開平7- 43149号公報）が、データ量が多く処
理方法が複雑になる問題があり、これを処理するための
演算装置にも性能が高い高価なものが必要とされる問題
がある。

【０００４】また、垂直方向に隣接する物体までの測定
距離の差が、閾値よりも小さいときに物体があるとの判
断を行う技術もあるが（例えば特開平7- 71916号公
報）、例えばセンターラインのように幅は小さくとも長
さが長いものを物体として判断し、警報を発する等の誤
動作を行いやすいという問題がある。

【０００５】このような問題に着目し、本出願の発明者
は、データ量が少なくて処理方法も簡単な構成で、しか
も誤動作の心配が少ない距離測定装置を提案した（平成
７年８月25日付提出の特許願「整理番号P950825N03」
（以下「先願」という））。

【０００６】この先願は、水平方向に並んだ複数のライ
ン及び垂直方向に並んだ複数のウインドの格子状に設定
された複数の測距ポイントに対応して配置された一対の
センサで得られる画像信号から位相差を算出して前記測
距ポイントにおける測定距離を求め、前記測距ポイント
の少なくとも３個で画定される二次元領域からなる検出
エリヤの各頂点に位置する前記測距ポイント間の前記測
定距離の差の絶対値を算出し、この算出値（判定値）の
全てが基準値よりも小さいときにその前記検出エリヤを
物体が存在するボックスとして抽出し、このボックスを
構成する前記測距ポイントの前記測定距離を用いて前記
物体までの距離を求めるものであり、ボックスが複数個
抽出されても、その内の１個（例えば判定値が最小のボ
ックス）を選択して距離を求めるため、前記物体の正確
な距離を算出しにくく、また、１つの物体しか認識でき
ないという問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、水平方向に並んだ複数のライン及び垂直
方向に並んだ複数のウインドの格子状に設定された複数
の測距ポイントに対応して配置された一対のセンサで得
られる画像信号から位相差を算出して前記測距ポイント
における測定距離を求め、前記測距ポイントの少なくと
も３個で画定される二次元領域からなる検出エリヤの前
記測定距離に基づく判定値を算出し、この判定値が基準
値よりも小さいときにその前記検出エリヤを物体が存在
するボックスとして抽出し、前記判定値の内の最小値を
有する前記ボックスと、このボックスに隣接する他の前
記ボックスとを選択してグループを作成し、このグルー
プを構成する前記測距ポイントの前記測定距離から前記
物体までの距離を算出する、ものである。

【０００８】また、本発明は、水平方向に並んだ複数の
ライン及び垂直方向に並んだ複数のウインドの格子状に
設定された複数の測距ポイントに対応して配置された一
対のセンサで得られる画像信号から位相差を算出して前
記測距ポイントにおける測定距離を求め、前記測距ポイ
ントの少なくとも３個で画定される二次元領域からなる
検出エリヤの前記測定距離に基づく判定値を算出し、こ
の判定値が基準値よりも小さいときにその前記検出エリ
ヤを物体が存在するボックスとして抽出し、このボック
スを構成する前記測距ポイントの前記測定距離から前記
ボックスの距離を算出し、この距離の内の最小値を有す
る前記ボックスと、前記最小値に対して一定の範囲値の
内にある前記距離を有すると共に前記最小値を有する前
記ボックスに隣接する前記ボックスとを選択してグルー
プを作成し、このグループを構成する前記測距ポイント
の前記測定距離から前記物体までの距離を算出する、も
のである。

【０００９】また、本発明は、前記検出エリヤは、前記
測距ポイントの４個で画定される投影形状が四角形の二
次元領域からなり、各頂点に位置する前記測距ポイント
間の前記測定距離の差の絶対値を求め、前記四角形の対
向する辺に対応する前記絶対値毎に各々加算し、その２
組の加算結果を乗算した値を判定値として算出し、この
判定値が前記基準値よりも小さいときにその前記検出エ
リヤを前記ボックスとして抽出する、ものである。

【００１０】また、本発明は、前記検出エリヤは、前記
測距ポイントの４個で画定される投影形状が四角形の二
次元領域からなり、各頂点に位置する前記測距ポイント
間の前記測定距離の差の絶対値を判定値として算出し、
これにより得られる６つの前記判定値の全てが前記基準
値よりも小さいときにその前記検出エリヤを前記ボック
スとして抽出する、ものである。

【００１１】また、本発明は、前記グループが複数個得
られた場合には、前記各グループの距離を算出し、この
算出された距離の差が一定距離以下の場合には前記各グ
ループを同グループとして統合し、そうでない場合には
別グループとして認識する、ものである。

【００１２】また、本発明は、前記グループが複数個得
られた場合には、前記各グループの水平方向の内側の間
隔を算出し、この算出された間隔が一定間隔以下の場合
には前記各グループを同グループとして統合し、そうで
ない場合には別グループとして認識する、ものである。

【００１３】また、本発明は、前記グループが複数個得
られた場合には、前記各グループの水平方向の外側の間
隔を算出し、この算出された間隔が一定間隔以下の場合
には前記各グループを同グループとして統合し、そうで
ない場合には別グループとして認識する、ものである。

【００１４】また、本発明は、前記グループが複数個得
られた場合には、前記各グループの間に位置する前記測
定ポイントの前記測定距離が、前記各グループの距離に
対して一定距離以下の場合には前記各グループを同グル
ープとして統合し、そうでない場合には別グループとし
て認識する、ものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】水平方向に並んだ複数のラインｍ
及び垂直方向に並んだ複数のウインドｎの格子状に設定
された複数の測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）に対応して配置
された一対のセンサ12Ｌ，12Ｒで得られる画像信号から
位相差を算出して測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）における測
定距離Ｄ（ｍ，ｎ）を求め、測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）
の少なくとも３個で画定される二次元領域からなる検出
エリヤＡ（ｍ，ｎ）の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）に基づく判
定値を算出し、この判定値が基準値Ｓよりも小さいとき
にその検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）を物体20，21，22が存在
するボックスＢ（ｍ，ｎ）として抽出し、判定値の内の
最小値を有するボックスＢ（ｍ，ｎ）と、この最小値を
有するボックスＢ（ｍ，ｎ）に隣接する他のボックスＢ
（ｍ，ｎ）とを選択してグループＧ１，Ｇ２を作成し、
このグループＧ１，Ｇ２を構成する測距ポイントＰ
（ｍ，ｎ）の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）から物体20，21，22
までの距離ＤＩＳＴを算出する、ことにより、物体20，
21，22の全体像を捕らえられ、正確な距離ＤＩＳＴを算
出することができる。

【００１６】また、水平方向に並んだ複数のラインｍ及
び垂直方向に並んだ複数のウインドｎの格子状に設定さ
れた複数の測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）に対応して配置さ
れた一対のセンサ12Ｌ，12Ｒで得られる画像信号から位
相差を算出して測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）における測定
距離Ｄ（ｍ，ｎ）を求め、測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）の
少なくとも３個で画定される二次元領域からなる検出エ
リヤＡ（ｍ，ｎ）の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）に基づく判定
値を算出し、この判定値が基準値Ｓよりも小さいときに
その検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）を物体20，21，22が存在す
るボックスＢ（ｍ，ｎ）として抽出し、このボックスＢ
（ｍ，ｎ）を構成する測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）の測定
距離Ｄ（ｍ，ｎ）からボックスＢ（ｍ，ｎ）の距離を算
出し、この距離の内の最小値を有するボックスＢ（ｍ，
ｎ）と、前記最小値に対して一定の範囲値Ｔの内にある
前記距離を有すると共に前記最小値を有するボックスＢ
（ｍ，ｎ）に隣接するボックスＢ（ｍ，ｎ）とを選択し
てグループＧ１，Ｇ２を作成し、このグループＧ１，Ｇ
２を構成する測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）の測定距離Ｄ
（ｍ，ｎ）から物体20，21，22までの距離ＤＩＳＴを算
出する、ことにより、物体20，21，22の全体像を捕らえ
られ、正確な距離ＤＩＳＴを算出することができると共
に、物体20，21，22が重なっていたとしても、物体20，
21，22の個々の距離ＤＩＳＴを算出することができる。

【００１７】また、検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）は、測距ポ
イントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，ｎ＋１）の４個で画
定される投影形状が四角形の二次元領域からなり、各頂
点に位置する測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，
ｎ＋１）間の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）〜Ｄ（ｍ＋１，ｎ＋
１）の差の絶対値を求め、前記四角形の対向する辺に対
応する前記絶対値毎に各々加算し、その２組の加算結果
を乗算した値を判定値として算出し、この判定値が基準
値Ｓよりも小さいときにその検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）を
ボックスＢ（ｍ，ｎ）として抽出する、ことにより、簡
単な計算によりボックスＢ（ｍ，ｎ）を抽出することが
できる。

【００１８】また、検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）は、測距ポ
イントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，ｎ＋１）の４個で画
定される投影形状が四角形の二次元領域からなり、各頂
点に位置する測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，
ｎ＋１）間の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）〜Ｄ（ｍ＋１，ｎ＋
１）の差の絶対値を判定値として算出し、これにより得
られる６つの前記判定値の全てが基準値Ｓよりも小さい
ときにその検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）をボックスＢ（ｍ，
ｎ）として抽出する、ことにより、検出エリヤＡ（ｍ，
ｎ）を構成する測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋
１，ｎ＋１）の全ての関係を見ることができ、密接な位
置関係にある測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，
ｎ＋１）からなる検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）をボックスＢ
（ｍ，ｎ）とすることにより、望ましいボックスＢ
（ｍ，ｎ）を抽出することができる。

【００１９】また、グルーＧ１，Ｇ２が複数個得られた
場合には、各グループＧ１，Ｇ２の距離ＤＩＳＴＧ１，
ＤＩＳＴＧ２を算出し、この算出された距離ＤＩＳＴＧ
１，ＤＩＳＴＧ２の差が一定距離Ｗ１以下の場合には各
グループＧ１，Ｇ２を同グループとして統合し、そうで
ない場合には別グループとして認識する、ことにより、
物体20，21，22の位置関係、特に重なり具合等を認識す
ることができる。

【００２０】また、グループＧ１，Ｇ２が複数個得られ
た場合には、各グループＧ１，Ｇ２の水平方向の内側の
間隔を算出し、この算出された間隔が一定間隔Ｗ２以下
の場合には各グループＧ１，Ｇ２を同グループとして統
合し、そうでない場合には別グループとして認識する、
ことにより、物体20，21，22の位置関係、特に重なり具
合等を認識することができる。

【００２１】また、グループＧ１，Ｇ２が複数個得られ
た場合には、各グループＧ１，Ｇ２の水平方向の外側の
間隔を算出し、この算出された間隔が一定間隔Ｗ３以下
の場合には各グループＧ１，Ｇ２を同グループとして統
合し、そうでない場合には別グループとして認識する、
ことにより、物体20，21，22の位置関係、特に重なり具
合等を認識することができる。

【００２２】また、グループＧ１，Ｇ２が複数個得られ
た場合には、各グループＧ１，Ｇ２の間に位置する測距
ポイントＰ（ｍ，ｎ）の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）が、各グ
ループＧ１，Ｇ２の距離ＤＩＳＴＤＧ１，ＤＩＳＴＧ２
に対して一定距離Ｗ４以下の場合には各グループＧ１，
Ｇ２を同グループとして統合し、そうでない場合には別
グループとして認識する、ことにより、物体20，21，22
の位置関係、特に重なり具合等を認識することができ
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を自車の前方に位置する物体と
の間の距離を測定する装置として適用する場合を想定し
た添付図面に記載の実施例に基づき説明する。

【００２４】図１は、実施例の構成を示すブロック図で
あり、10は格子状に設定された複数の測距ポイントＰ
（ｍ，ｎ）に対応した自車の前方に位置する物体（車
両）20を含む画像信号を得る測距ユニット（カメラ）で
あり、センサとして左右一対のレンズ11Ｌ，11Ｒの基線
方向に一致した垂直方向を有するＣＣＤからなるイメー
ジセンサ12Ｌ，12Ｒが配置され、イメージセンサ12Ｌ，
12Ｒの夫々のアナログの出力信号は、増幅器13Ｌ，13Ｒ
で増幅され、ＡＤ変換器14Ｌ，14Ｒで所定周期のサンプ
リングによりデジタルの変換信号となり、夫々メモリ15
Ｌ，15Ｒに記憶され、このメモリ15Ｌ，15Ｒで記憶され
た画像信号は、測距ユニット10の後段に接続されるマイ
クロコンピュータ30へ出力され、車両20までの距離を算
出する演算が行われる。

【００２５】図２は、図１の測距ユニット10のイメージ
センサ12Ｌ，12Ｒで測定される測距ポイントＰ（ｍ，
ｎ）の配列を説明する図であり、本実施例では、水平方
向に並んだラインは16個、垂直方向に並んだウインドは
７個の合計 112個の測距ポイントＰ（１，１）〜Ｐ（1
6，７）を設定しており、これら測距ポイントＰ（１，
１）〜Ｐ（16，７）は、ライン及びウインドに規則的に
並んだ格子状で、測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋
１，ｎ）のライン間角度は0.56度（下記の数１の
「Ｋ」）、測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ，ｎ＋
１）のウインド間角度は0.97度となっている。なお、測
距ポイントＰ（ｍ，ｎ）の「ｍ」はラインの左側からの
順位、「ｎ」はウインドの下側からの順位であり、ｍ＝
8.5 の位置が自車の中心（下記の数１の「ｍＯ」）とな
るように設定されている。イメージセンサ12Ｌ，12Ｒ
は、駆動パルス信号により走査されて測距ポイントＰ
（ｍ，ｎ）毎に順次読み出されるもので、例えばｎ＝１
の測距ポイントＰ（１，１）〜Ｐ（16，１）がラインの
左端から１個ずつ読み出され、ｎ＝２の測距ポイントＰ
（１，２）〜Ｐ（16，２）、ｎ＝３の測距ポイントＰ
（１，３）〜Ｐ（16，３）のように最終のｎ＝７の測距
ポイントＰ（１，７）〜Ｐ（16，７）まで済むと、この
一連の走査が所定周期で繰り返される。

【００２６】図３は、実際の測定状態を示したもので、
20は自車の前方の車両である物体、21は自車の前々方の
車両である物体、22は対向車線の車両である物体を夫々
捕らえている。

【００２７】図４は、マイクロコンピュータ30での処理
を説明する流れ図であり、図１のイメージセンサ12Ｌ，
12Ｒから得られた測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）の画像信号
は、マイクロコンピュータ30へ出力されて、三角測量の
原理に基づき図３の測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）の測定距
離Ｄ（ｍ，ｎ）を算出する測定を行う（図４のステップ
100 ）。このときの測定結果を図５で示すが、同図にお
いて、測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）の空白個所は、測定距
離Ｄ（ｍ，ｎ）が100 メートル以上であった個所で、こ
のような値はこれ以降の処理においては用いないため省
略してある。

【００２８】次に、図６の拡大図で示すように、隣接す
る４個の測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，ｎ＋
１）で画定される二次元領域からなる検出エリヤＡ
（ｍ，ｎ）の各頂点に位置する測距ポイントＰ（ｍ，
ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，ｎ＋１）の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）〜
Ｄ（ｍ＋１，ｎ＋１）の差の絶対値を算出し、この算出
値である判定値の全てが基準値よりも小さいときにその
検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）を物体が存在するボックスＢ
（ｍ，ｎ）として抽出する（図４のステップ200 ）。

【００２９】図７は、図４のステップ200 で示したボッ
クス抽出処理の具体的な処理内容を説明する流れ図であ
り、１番目のラインを選択するべく「ｍ＝１」とし（ス
テップ201 ）、ボックスの有無を示すフラグを「なし」
の「ＢＯＸ＝０」にセットする（ステップ202 ）。次
に、１番目のウインドを選択するべく「ｎ＝１」として
（ステップ203 ）、隣接する４個の測距ポイントＰ
（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，ｎ＋１）で画定される二次元
領域からなる検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）の各頂点に位置す
る測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，ｎ＋１）の
測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）〜Ｄ（ｍ＋１，ｎ＋１）の差の絶
対値を算出して判定値とし、基準値Ｓと比較し（ステッ
プ204 ）、この判定値が基準値Ｓよりも小さいときにそ
の検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）を物体が存在するボックスＢ
（ｍ，ｎ）として抽出する（ステップ205 ）と共に、ボ
ックスの有無を示すフラグを「あり」の「ＢＯＸ＝１」
にセットする（ステップ206 ）。

【００３０】一方、測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ
＋１，ｎ＋１）の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）〜Ｄ（ｍ＋１，
ｎ＋１）の差の判定値を算出し、基準値Ｓと比較して判
定値が基準値Ｓを超えるときには、その検出エリヤＡ
（ｍ，ｎ）に物体が存在しないとしてフラグを「ＢＯＸ
＝０」にセットする（ステップ207 ）。

【００３１】そして、「ｎ＝６」になるまでｎを１ずつ
増加させて（ステップ208，209）上記の処理を繰り返
し、「ｎ＝６」となったら今度はｍを１ずつ増加させて
「ｍ＝15」になるまで上記の処理を繰り返す（ステップ
210，211）ことにより、検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）の全て
についてボックスの有無を検出する。

【００３２】なお、図７において、基準値Ｓは1.00メー
トルに設定しているが、この値は実験等により使用環境
等を考慮して適宜任意に設定されるもので、この実施例
のように固定値を用いるものに限らず、後述する絶対値
と相対値との組合せとしても良い。

【００３３】また、ボックスＢ（ｍ，ｎ）の抽出方法と
しては、測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，ｎ＋
１）の４個で画定される投影形状が四角形の二次元領域
を検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）とし、各頂点に位置する測距
ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，ｎ＋１）間の測定
距離Ｄ（ｍ，ｎ）〜Ｄ（ｍ＋１，ｎ＋１）の差の絶対値
を求め、前記四角形の対向する辺に対応する前記絶対値
毎に各々加算し、その２組の加算結果を乗算した値を判
定値として算出し、基準値Ｓと比較していたが、これ以
外にも、例えば前記先願で用いている方法（先願の図５
参照）のように、前記と同じ検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）の
各頂点に位置する測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋
１，ｎ＋１）間の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）〜Ｄ（ｍ＋１，
ｎ＋１）の差の絶対値を判定値として算出し、これによ
り得られる６つの前記判定値の全てを基準値Ｓと比較す
る方法でも良く、これによれば、検出エリヤＡ（ｍ，
ｎ）を構成する測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋
１，ｎ＋１）の全ての関係を見ることができ、密接な位
置関係にある測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，
ｎ＋１）からなる検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）をボックスＢ
（ｍ，ｎ）とすることにより、望ましいボックスＢ
（ｍ，ｎ）を抽出することができる。

【００３４】次に、ボックスＢ（ｍ，ｎ）があるか否か
判定し（図４のステップ300 ）、なかった場合には距離
ＤＩＳＴ及び方向ＡＮＧＬを「０」として出力する（図
４のステップ400 ）。すなわち、これは当面、注意を要
する物体が存在しない場合である。

【００３５】ボックスＢ（ｍ，ｎ）がある場合には、各
ボックスＢ（ｍ，ｎ）の判定値の最小値を探し、それを
有するボックスＢ（ｍ，ｎ）を選択する（図４のステッ
プ500 ）。本実施例では、図５のＢ（12，２）が選択さ
れた。

【００３６】この最小値の判定値を有するボックスＢ
（12，２）に隣接する他のボックスＢ（ｍ，ｎ）をまと
めてグループ化する（図４のステップ600 ）。本実施例
では、図５のグループＧ１が作成された。

【００３７】次に、グループＧ１における距離ＤＩＳＴ
Ｇ１及び方向ＡＮＧＬＧ１を求めるが、距離ＤＩＳＴＧ
１は、グループＧ１を構成する全ての測距ポイントＰ
（ｍ，ｎ）の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）の平均値とし、方向
ＡＮＧＬＧ１は、数１で示す計算により求める（図４の
ステップ700 ）。本実施例では、図５のグループＧ１の
距離ＤＩＳＴＧ１＝22.20 メートル、方向ＡＮＧＬＧ１
＝3.08度（自車の中心よりも右側に位置する物体22を検
出したことを意味する。図５のｍＳは物体22の中心を示
す。）。なお、数１において、ｍＬはグループＧ１の左
端のライン、ｍＲはグループＧ１の右端のラインであ
る。

【００３８】

【数１】

【００３９】本実施例では、グループＧ１における距離
ＤＩＳＴＧ１は、平均を求める方法を用いているが、全
ての測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）における測定距離Ｄ
（ｍ，ｎ）の最小値を採る方法、あるいは、ボックスＢ
（ｍ，ｎ）を構成する測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ
（ｍ＋１，ｎ＋１）の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）〜Ｄ（ｍ＋
１，ｎ＋１）からそのボックスＢ（ｍ，ｎ）における距
離（測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）〜Ｄ（ｍ＋１，ｎ＋１）の平
均値又は最小値）を求め、全てのボックスＢ（ｍ，ｎ）
の距離の平均値又は最小値を採る方法でも良い。

【００４０】ところで、測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）は、距離
の２乗に比例して誤差が大きくなることから、遠距離程
誤差が大きくなってしまい、基準値Ｓとして前記実施例
のように固定値を用いると、遠距離の測定距離Ｄ（ｍ，
ｎ）は、近距離の測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）に比べて正しく
判定することが困難となる。そのため、基準値Ｓを判定
する測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）に応じて設定することが望ま
しい。この場合の基準値Ｓは、下記の数２が好適であ
り、加算記号の前項は一定の絶対値、後項は判定する測
定距離Ｄ（ｍ，ｎ）に基づいて定まる相対値であり、例
えばａ＝1.00メートル、ｂ＝10として設定する。

【００４１】

【数２】

【００４２】次に、全てのボックスＢ（ｍ，ｎ）がグル
ープ化されたか否か判定する（図４のステップ800 ）。
グループＧ１に属さない他のボックスＢ（ｍ，ｎ）がな
ければグループ数＝１となって処理を終了する（図４の
ステップ900 ）。この場合には、グループＧ１における
距離ＤＩＳＴＧ１＝距離ＤＩＳＴ、グループＧ１におけ
る方向ＡＮＧＬＧ１＝方向ＡＮＧＬとなる。しかし、本
実施例では、グループＧ１に属さない他のボックスＢ
（ｍ，ｎ）が存在している。これは、複数の物体が存在
する可能性が高いことを意味する。

【００４３】そこで、残ったボックスＢ（ｍ，ｎ）の判
定値の最小値を探し、それを有するボックスＢ（ｍ，
ｎ）を選択する（図４のステップ1000）。本実施例で
は、図５のボックスＢ（５，３）が選択された。

【００４４】このボックスＢ（５，３）において、図４
のステップ600，700を行うことにより、グループ２にお
ける距離ＤＩＳＴＧ２及び方向ＡＮＧＬＧ２を求める。
本実施例では、図５のグループＧ２の距離ＤＩＳＴＧ２
＝20.89 メートル、方向ＡＮＧＬＧ２＝−2.52度（自車
の中心よりも左側に位置する物体20を検出したことを意
味する。図５のｍＳは物体20の中心を示す。）。

【００４５】これで全てのボックスＢ（ｍ，ｎ）がグル
ープ化されて、本実施例では、２つのグループＧ１，Ｇ
２が作成された。次にグループの統合化判定処理を行う
（図４のステップ1100）。これは、低いコントラスト等
により、近い値の距離が得られなかった場合にボックス
Ｂ（ｍ，ｎ）が形成されず、同一物体を捕らえているに
もかかわらずグループが別になることがあり、複数個の
グループＧ１，Ｇ２が夫々別の物体22，20を捕らえてい
るか否かを判定し、もしも、同一の物体を捕らえている
のであればグループＧ１，Ｇ２を統一する必要があるか
らである。

【００４６】判定の方法としては、「ａ：各グループの
距離を算出し、この算出された距離の差がある一定距離
Ｗ１（例えば1.00メートル）以下の場合には同グループ
とする。」「ｂ：各グループの水平方向の内側の間隔を
算出し、この算出された間隔が一定間隔Ｗ２（例えば車
体幅＝1.70メートル）以下の場合には同グループとす
る。」「ｃ：各グループの水平方向の外側の間隔を算出
し、この算出された間隔が一定間隔Ｗ３（例えばＷ２と
同じ値）以下の場合には同グループとする。」「ｄ：各
グループの間に位置する測定ポイントの測定距離が、各
グループの距離に対して一定距離Ｗ４（例えば1.00メー
トル）以下の場合には同グループとする。」等の判定式
が考えられ、これらの一つ以上を用いて判定することが
できる。本実施例のグループＧ１，Ｇ２では、前記判定
式ａ〜ｄの個々について計算すると、以下のように判定
することができる。

【００４７】判定式ａによれば、｜ＤＩＳＴＧ１−ＤＩ
ＳＴＧ２｜＝｜22.20−20.89｜＝1.31＞Ｗ１＝1.00とな
り、グループＧ１，Ｇ２は、別グループと判定されるこ
ととなる。

【００４８】判定式ｂによれば、グループＧ１及びグル
ープＧ２の平均距離×tan （Ｋ×グループＧ１とグルー
プＧ２のライン差）＝（（22.20＋20.89）／２）×tan
（0.58×５）＝21.545×tan 2.8 ＝1.06＜Ｗ２＝1.70と
なり、グループＧ１，Ｇ２は、同グループと判定される
こととなる。

【００４９】判定式ｃによれば、グループＧ１及びグル
ープＧ２の平均距離×tan （Ｋ×（グループＧ１の外側
（右側）ライン−グループＧ２の外側（左側）ライ
ン））＝（（22.20＋20.89）／２）×tan （0.58×（16
−１）＝21.545×tan 8.4 ＝3.19＞Ｗ３＝Ｗ２＝1.70と
なり、グループＧ１，Ｇ２は、別グループと判定される
こととなる。

【００５０】判定式ｄによれば、グループＧ１，Ｇ２の
間に距離46.24 メートルの測距ポイントＰ（８，３）や
距離26.25 メートルの測距ポイントＰ（11，２）が存在
することから、グループＧ１，Ｇ２は、別グループと判
定されることとなる。

【００５１】本実施例では、判定式ａ〜ｄの結果の全体
から、グループＧ１，Ｇ２は、別グループと判定する。
もしも、複数個のグループがステップ1100で統合された
場合には、ステップ700 と同様の処理により、統合され
たグループの距離及び方向を計算して（図４のステップ
1200，1300）、これらを物体の距離ＤＩＳＴ及び方向Ａ
ＮＧＬとするが、本実施例では、ステップ1100でグルー
プＧ１，Ｇ２が別グループと判定されたことにより、ス
テップ1200で処理を終え、グループＧ１の距離ＤＩＳＴ
Ｇ１及び方向ＡＮＧＬＧ１とグループＧ２の距離ＤＩＳ
ＴＧ２及び方向ＡＮＧＬＧ２が、夫々物体22，20の距離
ＤＩＳＴ及び方向ＡＮＧＬの候補となるが、このような
場合には、距離ＤＩＳＴＧ１と距離ＤＩＳＴＧ２の内の
小さい方を距離ＤＩＳＴとしたり、あるいは、方向ＡＮ
ＧＬＧ１と方向ＡＮＧＬＧ２の内の絶対値の小さい方
（自車の正面に近い方）を有する距離ＤＩＳＴＧ１又は
距離ＤＩＳＴＧ２を距離ＤＩＳＴとする。

【００５２】こうして測定され得られた物体20，22まで
の距離ＤＩＳＴは、図１で示すように、車両のＥＣＵ
（エンジンコントロールユニット）やメータ側へ送られ
て、従来の技術と同様、運転者に注意を与えたり、走行
速度を自動的に下げる等の制御を行わせる情報として利
用することができる。

【００５３】図８は、マイクロコンピュータ30での処理
を説明する他の流れ図であり、図４の「最小の判定値選
択（ステップ500 ）」の代わりに「ボックスの距離算出
（ステップ501 ）」及び「最小の距離選択（ステップ50
2 ）」、図４の「判定値に基づくボックスのグループ化
（ステップ600 ）」の代わりに「距離に基づくボックス
のグループ化（ステップ601 ）」、図４の「残ったボッ
クスでの最小の判定値選択（ステップ1000）」の代わり
に「残ったボックスでの最小の距離選択（ステップ100
1）」を用いている以外は、図４と同じである。以下、
図４との差異を中心に説明する。

【００５４】図８では、ステップ200 で抽出したボック
スの距離（ボックスＢ（ｍ，ｎ）を構成する測距ポイン
トＰ（ｍ，ｎ）〜Ｐ（ｍ＋１，ｎ＋１）の測定距離Ｄ
（ｍ，ｎ）〜Ｄ（ｍ＋１，ｎ＋１）の平均値又は最小
値）を算出し（図８のステップ501 ）、最小の距離を選
択する（図８のステップ502 ）。図５で示した前記測定
結果と同じ測定結果の図９を用いて説明すると、ボック
スＢ（１，３）の距離＝20.05 メートルが選択される。

【００５５】そして、このボックスＢ（１，３）に隣接
する他のボックスＢ（ｍ，ｎ）をまとめてグループ化す
るが、隣接する他のボックスＢ（ｍ，ｎ）の全部をまと
めるのではなく、ボックスＢ（１，３）の距離＝20.05
メートルを中心として一定の範囲値Ｔ（例えば2.00メー
トル）内の距離を有するボックスＢ（ｍ，ｎ）によりグ
ループ化する（図８のステップ601 ）。本実施例では、
図９のグループＧ２が作成された。

【００５６】また、残ったボックスＢ（ｍ，ｎ）の距離
の最小値を探し、それを有するボックスＢ（ｍ，ｎ）を
選択する（図４のステップ1001）。本実施例では、図９
のＢ（13，２）が選択された。そして、前記同様グルー
プ化が行われ（図８のステップ601 ）。本実施例では、
図９のグループＧ１が作成された。

【００５７】このようにして得られたグループＧ１，Ｇ
２は、図８のステップ700 以下で前記実施例と同じ処理
が行われ、物体20，22までの距離ＤＩＳＴが算出される
こととなる。ところで、この方法による利点は、以下の
通りである。

【００５８】物体20，21が、自車の前方において、それ
らの中心が近接して距離差が小さい図10のような状態に
あり、その時の測定により測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）の
測定距離Ｄ（ｍ，ｎ）が図11のように得られた場合、図
４による方法（判定値に基づく方法）では、ボックスＢ
（１，３）〜Ｂ（８，３）の判定値が何れも0.00である
ことから、ボックスＢ（１，３）〜Ｂ（８，３）は一つ
のグループＧ３として認識されてしまい、実際の物体2
0，21の状態に合わない測定結果を出力することとな
る。この場合、自車の前方11.94 メートルの地点に、一
つの物体（物体20，21を区別していない）が存在するこ
とを出力することとなる。なお、その物体の方向は自車
の左1.96度（ＡＮＧＬＧ３）として得られている。

【００５９】しかし、図８による方法（距離に基づく方
法）では、最小の距離＝10.00 メートルを有するボック
スＢ（１，３）〜Ｂ（４，３）と範囲値Ｔ（＝2.00メー
トル）よりも小さい差の距離＝11.25 メートルを有する
ボックスＢ（５，３）は一つのグループＧ３と認識さ
れ、ボックスＢ（５，３）の距離＝11.25 メートルとボ
ックスＢ（６，３）の距離＝13.75 メートルとの差は範
囲値Ｔより大きいことからボックスＢ（５，３）とボッ
クスＢ（６，３）とは区別され、距離＝13.75 メートル
を有するボックスＢ（６，３）と範囲値Ｔより小さい差
の距離＝15.00 メートルを有するボックスＢ（７，３）
〜Ｂ（８，３）は一つのグループＧ４と認識されること
となり、実際の物体20，21の状態に沿った測定結果を出
力することとなる。この場合、自車の前方10.00 メート
ルの地点に一つの物体20が存在し、また、同15.00 メー
トルの地点に他の物体21が存在することを出力する。な
お、物体20の方向は自車の左2.80度（ＡＮＧＬＧ３）、
物体21の方向は自車の左0.56度（ＡＮＧＬＧ４）として
得られている。

【００６０】このように、距離に基づく方法によれば、
自車の前方に複数の物体20，21が存在したとしても、そ
れらの個々の距離を算出することができる。

【００６１】本発明は、以上述べた各実施例に限定され
るものではなく、格子状に設定された複数の測距ポイン
トＰ（ｍ，ｎ）は、その個数を任意とすることができ
る。また、ライン及びウインドが垂直及び水平方向に沿
わない歪んだ状態例えば４個の測距ポイントＰ（ｍ，
ｎ）で画定される投影形状が菱形の二次元領域を検出エ
リヤとするように設定しても良いが、物体20等の多くを
占める車両が水平方向及び垂直方向のエッジ（距離の切
変わり部分）を多く有することから、これらのエッジを
効率良く検出する構成としては、測距ポイントＰ（ｍ，
ｎ）を垂直及び水平方向に沿わせた格子状に設定するこ
とが望ましい。

【００６２】また、測距ユニット10のイメージセンサ11
Ｌ，11Ｒの代わりに、センサとして例えばフォトダイオ
ード等の光センサを二次元的に配置したもの等でも良い
が、測距ユニット10を小型にすることができる点におい
てＣＣＤが望ましい。また、これら所謂パッシブ型に対
し、光ビームを障害物に照射してその反射光を受けて距
離を測定する所謂アクティブ型も利用することができる
が、小型，低消費電力の点から前記パッシブ型が望まし
い。

【００６３】また、検出エリヤＡ（ｍ，ｎ）は、少なく
とも３個の測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）で画定される二次
元領域であれば良く、更に、隣接する測距ポイントＰ
（ｍ，ｎ）でなく１ライン又は１ウインドを飛ばして次
の測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）とで画定しても良い。しか
し、多数の測距ポイントＰ（ｍ，ｎ）を用いると処理を
複雑にし、本発明者等による実験によれば、４個程度に
設定することが、処理を複雑にしないで物体20等の実際
の位置関係を略正確に測定することができることを発見
した。

【００６４】

【発明の効果】本発明は、水平方向に並んだ複数のライ
ン及び垂直方向に並んだ複数のウインドの格子状に設定
された複数の測距ポイントに対応して配置された一対の
センサで得られる画像信号から位相差を算出して前記測
距ポイントにおける測定距離を求め、前記測距ポイント
の少なくとも３個で画定される二次元領域からなる検出
エリヤの前記測定距離に基づく判定値を算出し、この判
定値が基準値よりも小さいときにその前記検出エリヤを
物体が存在するボックスとして抽出し、前記判定値の内
の最小値を有する前記ボックスと、このボックスに隣接
する他の前記ボックスとを選択してグループを作成し、
このグループを構成する前記測距ポイントの前記測定距
離から前記物体までの距離を算出する、ことにより、前
記物体の全体像を捕らえられ、正確な距離を算出するこ
とができる。

【００６５】また、本発明は、水平方向に並んだ複数の
ライン及び垂直方向に並んだ複数のウインドの格子状に
設定された複数の測距ポイントに対応して配置された一
対のセンサで得られる画像信号から位相差を算出して前
記測距ポイントにおける測定距離を求め、前記測距ポイ
ントの少なくとも３個で画定される二次元領域からなる
検出エリヤの前記測定距離に基づく判定値を算出し、こ
の判定値が基準値よりも小さいときにその前記検出エリ
ヤを物体が存在するボックスとして抽出し、このボック
スを構成する前記測距ポイントの前記測定距離から前記
ボックスの距離を算出し、この距離の内の最小値を有す
る前記ボックスと、前記最小値に対して一定の範囲値の
内にある前記距離を有すると共に前記最小値を有する前
記ボックスに隣接する前記ボックスとを選択してグルー
プを作成し、このグループを構成する前記測距ポイント
の前記測定距離から前記物体までの距離を算出する、こ
とにより、前記物体の全体像を捕らえられ、正確な距離
を算出することができると共に、前記物体が重なってい
たとしても、前記物体の個々の距離を算出することがで
きる。

【００６６】また、本発明は、前記検出エリヤは、前記
測距ポイントの４個で画定される投影形状が四角形の二
次元領域からなり、各頂点に位置する前記測距ポイント
間の前記測定距離の差の絶対値を求め、前記四角形の対
向する辺に対応する前記絶対値毎に各々加算し、その２
組の加算結果を乗算した値を判定値として算出し、この
判定値が前記基準値よりも小さいときにその前記検出エ
リヤを前記ボックスとして抽出する、ことにより、簡単
な計算により前記ボックスを抽出することができる。

【００６７】また、本発明は、前記検出エリヤは、前記
測距ポイントの４個で画定される投影形状が四角形の二
次元領域からなり、各頂点に位置する前記測距ポイント
間の前記測定距離の差の絶対値を判定値として算出し、
これにより得られる６つの前記判定値の全てが前記基準
値よりも小さいときにその前記検出エリヤを前記ボック
スとして抽出する、ことにより、望ましい前記ボックス
を抽出することができる。

【００６８】また、本発明は、前記グループが複数個得
られた場合には、前記各グループの距離を算出し、この
算出された距離の差が一定距離以下の場合には前記各グ
ループを同グループとして統合し、そうでない場合には
別グループとして認識する、ことにより、前記物体の位
置関係、特に重なり具合等を認識することができる。

【００６９】また、本発明は、前記グループが複数個得
られた場合には、前記各グループの水平方向の内側の間
隔を算出し、この算出された間隔が一定間隔以下の場合
には前記各グループを同グループとして統合し、そうで
ない場合には別グループとして認識する、ことにより、
前記物体の位置関係、特に重なり具合等を認識すること
ができる。

【００７０】また、本発明は、前記グループが複数個得
られた場合には、前記各グループの水平方向の外側の間
隔を算出し、この算出された間隔が一定間隔以下の場合
には前記各グループを同グループとして統合し、そうで
ない場合には別グループとして認識する、ことにより、
前記物体の位置関係、特に重なり具合等を認識すること
ができる。

【００７１】また、本発明は、前記グループが複数個得
られた場合には、前記各グループの間に位置する前記測
定ポイントの前記測定距離が、前記各グループの距離に
対して一定距離以下の場合には前記各グループを同グル
ープとして統合し、そうでない場合には別グループとし
て認識する、ことにより、前記物体の位置関係、特に重
なり具合等を認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図。

【図２】同上実施例における測距ポイントの配列の説明
図。

【図３】同上実施例による実際の測定状態を示す説明
図。

【図４】同上実施例における処理の説明をする流れ図。

【図５】同上実施例による測定結果を示す説明図。

【図６】図２の一部を拡大した説明図。

【図７】図４の一部を説明する流れ図。

【図８】同上実施例における処理の説明をする流れ図。

【図９】同上実施例による測定結果を示す説明図。

【図10】同上実施例による実際の測定状態を示す説明
図。

【図11】同上実施例による測定結果を示す説明図。

【図12】同上実施例による測定結果を示す説明図。

【符号の説明】

10 測距ユニット 20 物体（前方の車両） 21 物体（前々方の車両 22 物体（対向車線の車両） 30 マイクロコピュータ Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４ グループ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−222117（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−266828（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−273170（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−129898（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−304389（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−327353（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 3/06 G08G 1/00 - 1/16

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に並んだ複数のライン及び垂直
   方向に並んだ複数のウインドの格子状に設定された複数
   の測距ポイントに対応して配置された一対のセンサで得
   られる画像信号から位相差を算出して前記測距ポイント
   における測定距離を求め、前記測距ポイントの少なくと
   も３個で画定される二次元領域からなる検出エリヤの前
   記測定距離に基づく判定値を算出し、この判定値が基準
   値よりも小さいときにその前記検出エリヤを物体が存在
   するボックスとして抽出し、前記判定値の内の最小値を
   有する前記ボックスと、このボックスに隣接する他の前
   記ボックスとを選択してグループを作成し、このグルー
   プを構成する前記測距ポイントの前記測定距離から前記
   物体までの距離を算出する、ことを特徴とする距離測定
   装置。
2. 【請求項２】 水平方向に並んだ複数のライン及び垂直
   方向に並んだ複数のウインドの格子状に設定された複数
   の測距ポイントに対応して配置された一対のセンサで得
   られる画像信号から位相差を算出して前記測距ポイント
   における測定距離を求め、前記測距ポイントの少なくと
   も３個で画定される二次元領域からなる検出エリヤの前
   記測定距離に基づく判定値を算出し、この判定値が基準
   値よりも小さいときにその前記検出エリヤを物体が存在
   するボックスとして抽出し、このボックスを構成する前
   記測距ポイントの前記測定距離から前記ボックスの距離
   を算出し、この距離の内の最小値を有する前記ボックス
   と、前記最小値に対して一定の範囲値の内にある前記距
   離を有すると共に前記最小値を有する前記ボックスに隣
   接する前記ボックスとを選択してグループを作成し、こ
   のグループを構成する前記測距ポイントの前記測定距離
   から前記物体までの距離を算出する、ことを特徴とする
   距離測定装置。
3. 【請求項３】 前記検出エリヤは、前記測距ポイントの
   ４個で画定される投影形状が四角形の二次元領域からな
   り、各頂点に位置する前記測距ポイント間の前記測定距
   離の差の絶対値を求め、前記四角形の対向する辺に対応
   する前記絶対値毎に各々加算し、その２組の加算結果を
   乗算した値を判定値として算出し、この判定値が前記基
   準値よりも小さいときにその前記検出エリヤを前記ボッ
   クスとして抽出する、ことを特徴とする請求項１又は請
   求項２に記載の距離測定装置。
4. 【請求項４】 前記検出エリヤは、前記測距ポイントの
   ４個で画定される投影形状が四角形の二次元領域からな
   り、各頂点に位置する前記測距ポイント間の前記測定距
   離の差の絶対値を判定値として算出し、これにより得ら
   れる６つの前記判定値の全てが前記基準値よりも小さい
   ときにその前記検出エリヤを前記ボックスとして抽出す
   る、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の距
   離測定装置。
5. 【請求項５】 前記グループが複数個得られた場合に
   は、前記各グループの距離を算出し、この算出された距
   離の差が一定距離以下の場合には前記各グループを同グ
   ループとして統合し、そうでない場合には別グループと
   して認識する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２
   に記載の距離測定装置。
6. 【請求項６】 前記グループが複数個得られた場合に
   は、前記各グループの水平方向の内側の間隔を算出し、
   この算出された間隔が一定間隔以下の場合には前記各グ
   ループを同グループとして統合し、そうでない場合には
   別グループとして認識する、ことを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載の距離測定装置。
7. 【請求項７】 前記グループが複数個得られた場合に
   は、前記各グループの水平方向の外側の間隔を算出し、
   この算出された間隔が一定間隔以下の場合には前記各グ
   ループを同グループとして統合し、そうでない場合には
   別グループとして認識する、ことを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載の距離測定装置。
8. 【請求項８】 前記グループが複数個得られた場合に
   は、前記各グループの間に位置する前記測定ポイントの
   前記測定距離が、前記各グループの距離に対して一定距
   離以下の場合には前記各グループを同グループとして統
   合し、そうでない場合には別グループとして認識する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の距離測
   定装置。