JP3289554B2 - イメージセンサによる距離検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は１対のイメージセンサに
より対象までの距離を検出する方法，とくに衝突防止の
ため先行自動車等である検出対象の距離を検出するに適
するイメージセンサによる距離検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】１対のイメージセンサにより捉えた対象
の映像相互間の視差を利用して距離を検出するいわゆる
パッシブ方式の距離検出方法は、赤外線や超音波の反射
時間を利用して距離を検出するいわゆるアクティブ方式
より遠距離の検出に適し，かつイメージセンサの視界内
の特定された対象の距離だけを正確に検出できる優れた
特長があるため、例えば自動焦点カメラのファインダで
ねらわれる被写体までの距離の検出に広く採用されるに
至っている。

【０００３】この従来方法を上述の自動車の衝突防止に
利用する場合は対象をファインダを介して特定すること
なく正面にある対象までの距離を検出するのが通常であ
る。しかし、検出対象である先行自動車がいつでも真正
面にあるとは限らないから、正面から所定の角度をもつ
方向にある対象の距離を検出する必要が生じることがあ
り、このための技術は例えば特公平3-67203 号公報や特
開平3-141311号公報に開示されている。以下、かかる従
来技術による距離検出方法の原理および概要を図４を参
照して簡単に説明する。

【０００４】図４の上部に示す自動車である対象１が正
面から角度θの方向にあり、１対のレンズ11と12によっ
てその映像I1とI2が１対のイメージセンサ21と22上に互
いに異なる光路L1とL2を介してそれぞれ結像されるもの
とする。対象１が無限遠点にあれば映像I1とI2はレンズ
11と12の光軸と角度θをなす斜めの線に対応する図にP1
とP2で示す基準点に結像されるはずであるが、対象１の
距離ｄが有限の場合の映像I1とI2は図のようにこれら基
準点P1とP2からそれぞれσ１とσ２だけ両側にずれた位
置に結像される。いま、レンズ11と12の光軸間の距離を
基線長ｂとし,それらの焦点距離をｆとすると、対象１
までの距離ｄはごく簡単な三角測距法の原理から角度θ
に関せず次式で表される。

【０００５】 ｄ＝ｂｆ／σ (1) ただし、σ＝σ１＋σ２であって、基準点P1とP2が角度
θに対応する位置にあるときのイメージセンサ21と22上
の映像I1とI2間の相対的なずれである。もちろん基線長
ｂと焦点距離ｆは距離ｄに依存しない定数なので、この
相対的なずれσを検出すれば距離ｄが直ちに求まること
になるが、実用上ではこの相対的ずれσを距離を示す指
標としてそのまま用いるのが通例である。

【０００６】この距離指標σを求めるためには、イメー
ジセンサ21と22からそれらが受ける対象１とその背景の
映像のパターンがもつ光強度の分布を表す映像データID
１とID２をその下側に模式的に示すようにそれぞれ取り
出した上で、この１対の映像データID１とID２からそれ
ぞれその部分群d1とd2を図のように位置を順次交互にず
らせながら抽出して部分群の組み合わせC0,C1,C2等を複
数個作り、かかる組み合わせCk (ただし,k=0〜km) ごと
に両部分群d1とd2間の相関度を検定して行き、その中か
ら最高相関を示す組み合わせ番号koを求める。

【０００７】このようにして最高相関を示す組み合わせ
番号koがわかると、それから前述の映像I1とI2間の相対
的ずれとしての距離の指標σを簡単に求めることができ
る。その要領は映像データID１とID２から部分群d1とd2
を抽出する大きさ等に応じて異なってくるが、組み合わ
せ番号koに対して加減算を行なうだけで距離指標σをご
く簡単に計算できる。例えば、映像データID１とID２か
らそれぞれ抽出すべき部分群d1やd2の大きさ，つまりそ
れに含ませる光強度データの個数を映像データID１とID
２内のレンズL1とL2の光軸と対応する位置よりも内側の
光強度データの個数の和に等しくなるよう設定すれば、
最高相関を示す組み合わせ番号koをそのまま距離指標σ
＝koとすることでよい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の距離検
出の従来方法を自動車の衝突防止等に適用して見ると、
イメージセンサがもつ視界内に存在する対象以外の物体
に惑わされて検出誤差が発生することがあり、とくに遠
近差が若干ある物体が検出対象に近接してないし重なり
合って存在する場合に検出誤差が大きくなる傾向がある
ことが判明した。衝突防止の場合は道路上に検出対象で
ある先行自動車のほかに複数台の自動車が走行中である
ことが多く、かつそれらが対象に始終近づいたり遠ざか
ったりするので、距離検出結果がこのように対象と遠近
が混在する物体の影響をできるだけ受けないようにする
必要がある。

【０００９】また、従来の距離検出方法では前述のよう
に対象を捉える方向を特定してその距離を検出すること
はできるが、その逆に対象が存在する方向を特定するこ
とはできず、ましてその方向が時間的に変化するとそれ
に対応できない問題がある。衝突防止の場合は検出対象
の方向や距離が絶えず変化しているのがふつうであるか
ら、衝突防止装置を実用化するには距離検出方法をこの
ような使用条件に充分対応できる距離検出方法が要求さ
れる。

【００１０】本発明はかかる問題点を解決して、イメー
ジセンサの視界内に検出対象以外の物体，とくに検出対
象と遠近が混在する物体に影響されることなく対象の距
離を正確に検出できるようにすることを第１の目的と
し、さらに対象自体の方向等の状態が絶えず変化する場
合にも変化に対応ないしは追従して対象を捉えて距離を
検出できるようにすることを第２の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、対象の映像
を互いに異なる光路を介して受けそのパターンを表す映
像データをそれぞれ発する１対のイメージセンサ手段
と、映像データから視野部分を抽出して各イメージセン
サ手段により対象の映像を捉える視野を設定する視野設
定手段と、視野部分内の対象の映像を含む部分の両視野
部分間の相対的なずれから対象の距離を検出し，かつか
かる映像部分の両視野部分間の相関を表す相関値を発す
る距離検出手段とを用い、その第１の方法では距離検出
手段による相関値が所定レベルより低相関を示したとき
視野設定手段により映像データから抽出する視野部分の
大きさを相関値がそのレベルより高相関を示すよう調整
することにより上述の第１の目的を達成し、その第２の
方法では距離検出手段による相関値が所定レベルより低
相関を示したとき視野設定手段により視野部分を映像デ
ータから抽出する位置を相関値がそのレベルより高相関
を示すようにずらせることにより上述の第２の目的を達
成する。

【００１２】上記の第１の方法では相関値が所定レベル
より低い相関を示したとき視野設定手段により映像デー
タから抽出する視野部分の大きさをふつうは縮小して対
象を捉える視野を狭めて行くことでよい。また、第２の
方法では相関値が低い相関を示したとき視野部分の抽出
位置をまず任意の方向にずらせて見る試行を行ない，そ
のとき相関値が増減した傾向から視野部分の抽出位置を
ずらせる方向を決めるのが実際的である。または、距離
検出手段による相関値に対応する視野部分内の対象の映
像を含む部分の視野部分対間の相対的なずれを一定に保
った条件で視野部分の抽出位置を順次ずらせながらその
つど距離検出手段に相関値を計算させ，その際に相関値
が変化する傾向から視野部分の抽出位置をずらせる方向
を決め、さらにはずらせるべき程度も決めるのがより合
理的である。

【００１３】もちろん、上述の第１と第２の方法を組み
合わせて相関値が所定のレベルより低相関を示したとき
に視野部分を映像データから抽出すべき大きさを調整す
るとともに抽出位置もずらせるようにしてもよく、この
場合はまず第１の方法により視野部分を抽出する大きさ
を調整して見た上でまだ相関値が所定レベルより低い相
関を示したときに限って第２の方法により視野部分の抽
出位置をずらせて行くようにするのが有利である。

【００１４】

【作用】前述のように従来の方法ではイメージセンサが
もつ視界内で対象を捉えていたのであるが、本発明によ
る距離検出方法では各イメージセンサの視界から一部を
視野として抽出してその中で対象を従来よりシャープに
捉えて距離を検出するとともに，この検出距離の確実性
を正確に評価するため各視野内の対象を含む映像部分の
１対の視野間の検出距離に対応する相関値を必ず計算す
るようにし、この相関値が所定のないし所期のレベルよ
り低い相関を示した場合に第１の方法では視野の大きさ
を調整し，第２の方法では視野の抽出位置をずらせるこ
とによって相関値が所定のレベルより高い相関を示すよ
うにし，従って検出距離の信頼性が保証されるようにし
たものである。

【００１５】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明による距離検出方法の実施に適するハ
ードウエアの構成例をイメージセンサ手段の視界ととも
に示すブロック回路図，および映像データから視野部分
を抽出する要領をレンズやイメージセンサとともに示す
模式図、図２は本発明方法で用いる視野設定手段と距離
検出手段の動作例を示す流れ図、図３は本発明方法によ
り計算した相関値を例示する分布特性図である。なお、
図示の実施例ではすべて自動車の衝突防止のために対象
までの距離が検出されるものとする。

【００１６】図１(a) の上部は対象１を含む全体的な視
界の例を示し、これには道路RD上を走行中の自動車であ
る検出対象１とそれと重なって見える先行自動車1aのほ
かに道路RDの両側に存在する樹木TRや建物BD等が含まれ
ている。その下側に示された１対のレンズ11と12は図４
と同様に基線長ｂである光軸間距離をもち、図の全体視
界の映像をその焦点距離ｆの個所に配置された１対のイ
メージセンサ手段20の上にそれぞれ結像する。各イメー
ジセンサ手段20内に実際には複数個のイメージセンサを
組み込んでおいてそれらを切り換え使用するのが通例で
あるが、図には互いに対応する各１個のイメージセンサ
21と22だけが示されており、この１対のイメージセンサ
21と22が全体視界の中でもつ視界がＶで示されている。
対象１はレンズ11と12から距離ｄだけ離れた位置にある
が、常にそれらの正面にあるとは限らず一般にはそれか
ら角度θだけ傾いた斜め方向に存在する。

【００１７】各イメージセンサ手段20は例えばＣＣＤの
イメージセンサ21や22を作り込んだ１チップの集積回路
装置であって、その中に組み込んだ増幅器23によりイメ
ージセンサ21や22内の各光センサにより光強度を検出し
たアナログな信号を増幅し,ＡＤ変換器24により例えば
８ビットのディジタルな光強度データに順次変換した上
で, メモリ25内に一連の光強度データからなる映像デー
タとして一時記憶しておいて必要に応じ随時出力できる
ようになっている。

【００１８】本発明方法の実施に当たってはこの１対の
イメージセンサ手段20にその下側に示す小形のプロセッ
サ60を組み合わせて、上述の映像データID１とID２を図
示のようにその中にまず読み取るのがよい。本発明の前
述の第１の方法で用いる視野設定手段30や第２の方法で
用いる視野設定手段40もこのプロセッサ60内にソフトウ
エアの形で装荷するのが便利である。距離検出手段50は
高速動作が必要なのでプロセッサ60とは別の専用の集積
回路装置とする場合もあるが、この実施例ではプロセッ
サ60にソフトウエアとして装荷されるものとする。

【００１９】視野設定手段30と40の動作の概要を図１
(b) を参照して説明する。図の上部にレンズ11と12によ
りイメージセンサ21と22上に結像される対象１の映像I1
とI2を台形で示し、それに接して先行自動車1aの映像を
簡略に示す。その下側に便宜上同じ長さで示す映像デー
タID１とID２は各Ｍ個の光強度データを含み、その内の
対象１がある角度θの方向に対応する検出上の基準位置
のデータ番号をirとjrで示す。視野設定手段30と40は映
像データID１とID２から下側に示すｍ個の光強度データ
を含む視野部分D1とD2をそれぞれ抽出して対象１を捉え
る視野を設定するもので、図にはこの設定視野を視野角
φ１とφ２で示す。視野部分D1とD2は同じデータ数とす
るが視野角φ１とφ２は場合により若干異なってくる。

【００２０】距離検出手段50はかかる視野部分D1とD2内
の対象１の映像I1やI2を含む部分の両者間の相対的なず
れを前に図４で説明したような要領で距離指標σとして
検出するものである。ただし、本発明では視野部分D1と
D2を図４の映像データID１とID２のかわりに用い、それ
らから部分群d1とd2を位置を交互にずらせながらそれぞ
れ抽出して組み合わせCkを順次作り、そのつどに両部分
群d1とd2間の相関値を計算して行って相関値が最高の相
関を示した組み合わせ番号koから距離指標σを前述のよ
うに例えばσ＝koとして求めることでよい。

【００２１】さらに、本発明ではこの距離指標σの信頼
度を判定するためにこの最高相関を示した組み合わせ番
号koに対応する部分群d1とd2間の相関値を距離検出手段
50に発生させてそれが所期のレベルより高い相関を示す
か否かをチェックする。その結果が然りであれば距離指
標σをそのまま採用してよいが、否の場合はその値が誤
差を含むおそれがあるので第１の方法では映像データID
１とID２から抽出する視野部分D1とD2の大きさを視野設
定手段30によって調整し、第２の方法では視野部分D1と
D2を抽出する位置を視野設定手段40によってずらせる。
相関値が所定のレベルより高相関を示すようにするに
は、もちろん第１と第２の方法のいずれを用いてもよい
が、必要に応じて両方法を併用するのが望ましい。

【００２２】次に、このような視野設定手段30と40のよ
り具体的な動作例を図２の流れ図を参照して距離検出手
段50と関連させて説明する。図２ではこれら手段はそれ
ぞれ一点鎖線で囲んで示されている。図示の実施例では
第１と第２の方法を併用して第１の方法により視野部分
D1とD2の大きさを調整して見てもなお相関値が所定のレ
ベルより低い相関を示すときに第２の方法により視野部
分D1とD2の抽出位置をずらせるものとする。

【００２３】なお、以下の説明の都合上図１(b) のよう
に映像データID１と視野部分D1内のデータ番号を示す変
数をｉとし，映像データID２と視野部分D2内のデータ番
号の変数をｊとする。また、視野部分D1とD2の先頭デー
タ番号をisとjs, 末尾データ番号をieとjeとし、それら
の映像データID１とID２内の前述の基準位置のデータ番
号irとjrより先頭側にあるデータの個数をそれぞれm1と
m2とする。

【００２４】図２の左側の列の流れは準備ステップであ
って、最初のステップS1では上述の基準データ番号ir,
jrに対し初期値iro, jroを設定しかつそれらに初期化す
る。これは図１(a) の角度θの設定に当たるが、対象１
の方向が予測できないときは基準位置をθ＝0 のレンズ
11と12の光軸位置に初期化する。次のステップS2では相
関値の許容レベルＬを所定値に設定する。視野設定手段
30用のステップS3では視野部分D1とD2のデータ数ｍに対
する初期値moを設定してそれに初期化し、かつその調整
分dmと調整限界mmを設定する。視野設定手段40用のステ
ップS4では視野部分D1とD2をずらせる回数ｒの上限rmを
設定する。ステップS5では動作モードの指定フラグMFに
視野設定手段30の動作を指定する０を入れる。

【００２５】次の動作は視野設定手段30としての動作に
入り、その最初のステップＳ31では視野部分D1とD2の前
述の先頭側データ数m1とm2をまず設定し、それに応じて
先頭データ番号is, jsと末尾データ番号ie, jeとを設定
する。容易にわかるように、is＝ir−m1, js＝jr−m2と
し、ie＝is＋ｍ−１, je＝js＋ｍ−１とすればよい。な
お、図１(b) の視野部分D1とD2内の基準データ番号ir,
jrより内側のデータの個数の和であるｍ−m1＋m2が図４
の部分群d1やd2のデータ数ｎと等しくなるよう先頭側デ
ータ数m1とm2をこのステップＳ31で設定しておけば、距
離検出手段50により部分群d1やd2間の相関値が最高相関
を示した前述の組み合わせ番号koが検出されたときその
値をそのまま距離指標σとすることができる。

【００２６】ついで動作は距離検出手段50としてのステ
ップＳ51に一旦移り、前に説明したような要領で距離指
標σを検出し、さらにその信頼性を示す指標としてこの
距離指標σに対応する図４の部分群d1やd2間の相関値Vm
を出力する。この実施例では相関値Vmは部分群d1やd2間
の対応するデータの差の絶対値の和として計算され、従
ってその値が小さいほど高い相関を示すものとする。次
の動作は再び視野設定手段30に入ってそのステップＳ32
で相関値Vmが許容レベルＬより小さいか否かを判定す
る。然りの場合は距離指標σの値が信頼できるからステ
ップＳ33でそれを出力しかつ流れの制御上の都合からモ
ード指定フラグMFに０を入れた上で動作を最初のステッ
プＳ31に戻して同じ動作を継続する。

【００２７】しかし、ステップＳ32の判定結果が否と出
て距離指標σが信頼できない場合は動作をステップＳ34
に移す。ここではモード指定フラグMFが０か否かを調べ
るがいまは０であるから動作はステップＳ35に入り、視
野部分D1とD2のデータ数ｍを調整分dmだけ変化, この実
施例では減少させることにより視野の広さを調整し、次
のステップＳ36でデータ数ｍが調整限界mmより大なこと
を確かめた上で流れをステップＳ31に戻して調整後の広
さの視野で距離を検出する。

【００２８】このように、対象１を捉える視野の広さを
視野設定手段30により調整しながら距離検出手段50に相
関値Vmが許容レベルＬを下回る高相関を示すようになる
まで距離指標σを計算させて行き、成功の場合は視野部
分D1とD2のデータ数ｍをそのときの値にもちろん固定す
るが、失敗してデータ数ｍが限界mmを下回ると流れはス
テップＳ36から第２の方法としての視野指定手段40の動
作に移る。

【００２９】この図２の実施例の視野設定手段40では相
関値Vmが増減する傾向から視野部分D1とD2の抽出位置を
ずらせるべき方向を決定する。また、その動作の一部に
視野設定手段30内の動作ステップが利用される。最初の
ステップＳ41ではまずモード指定フラグMFに第２の方法
の動作に入ったことを示す１を立て、それまでに計算さ
れている相関値Vmを前回の相関値Voとして記憶し、抽出
位置をずらせる方向の指定フラグDFとずらせるべき正し
い方向が見付かった旨を示すフラグＦとに０を入れ、か
つずらせた回数を示す変数ｒの値を０に初期化する。

【００３０】ついで動作はステップＳ42に入ってずらせ
回数ｒに１を加え、ステップＳ43でその値が上限rm以下
であることを確かめた上で動作をステップＳ44に移す。
このステップでは方向指定フラグDFが０か否かを判定す
るが、いまは然りであるから動作はステップＳ45に入っ
て基準データ番号ir, jrを所定数だけ歩進させて視野部
分D1とD2をまず図１(b) の右の方にずらせて見ることを
指定する。これにより対象１を捉える視野の方向の角度
θが調整されることになる。

【００３１】ステップＳ45の後に動作は視野設定手段30
の先頭ステップＳ31に入り、ついでステップＳ51で距離
検出手段50により距離指標σと相関値Vmが計算される。
この相関値Vmが許容レベルＬより小であれば距離指標σ
を採用してよいから、動作をステップＳ32からステップ
Ｓ33に入れてこの距離指標σを出力しかつモード指定フ
ラグMFを０に戻す。しかし、相関値Vmがまだ許容レベル
Ｌを下回らない場合は動作をステップＳ34を経由して視
野設定手段40のステップＳ46に移し、今回計算された相
関値Vmが前回の相関値Voより小か否かを判定する。

【００３２】ステップＳ46の判定結果が然りであれば視
野部分D1とD2をずらせて見た方向が正しかったのである
から、ステップＳ47でフラグＦに１を立ててずらせる方
向が見付かった旨を登録し、さらに前回の相関値Voを相
関値Vmに更新した上で動作をステップＳ42に入れてそれ
以降は同じ動作を繰り返す。しかし、ステップＳ46の判
定結果が否の場合はずらせて見た方向が正しくなかった
のであるから、動作をそれからステップＳ48とステップ
Ｓ49を経由してステップＳ50に移し、方向指定フラグDF
に１を立てて逆方向にずらせるべきことを指定し、基準
データ番号ir,jrを歩退させて当初の値に一旦戻し、さ
らにずらせ回数ｒを０に初期化した上で前述のステップ
Ｓ42に動作を移す。

【００３３】ステップＳ42以降の動作は前述と同様であ
るが、こんどは方向指定フラグDFに１が立っているから
ステップＳ44の判定が否と出て動作はステップＳ51に移
る。このステップ51では基準データ番号ir, jrを所定数
ずつ歩退させてこんどは視野部分D1とD2を図１(b) の左
側に向けてずらせた状態で前と同様に流れを視野指定手
段30のステップＳ31に入れる。この逆方向にずらせた状
態で距離検出手段50のステップＳ51で計算された相関値
Vmが許容レベルＬより小であれば対応する距離指標σを
採用してステップＳ33で出力させ、そうでない場合には
ステップＳ46で今回の相関値Vmを前回の相関値Voと比較
するのは前と同じである。また、前者が後者より小さい
場合はステップＳ47でフラグＦに１を立てかつ前回の相
関値Voを更新して上で動作をステップＳ42に入れるのも
同じである。

【００３４】このように視野部分D1とD2をずらせるべき
方向は見付かったが相関値Vmが許容レベルＬを下回らな
い場合は、相関値Vmの減少傾向が続いている限り相関値
Vmが許容レベルＬを下回って距離指標σが信頼できるよ
うになるまでステップＳ45やステップＳ51により視野部
分D1とD2を所定の方向に順次ずらせて行く。しかし、そ
の途中で相関値Vmが減少しなくなると動作はステップＳ
46からステップＳ48に入り、フラグＦに１が立っている
からさらにステップＳ52に動作が移る。また、相関値Vm
の減少傾向は続いているがずらせ回数ｒがその上限rmに
達してしまった場合にもステップＳ43から動作をステッ
プＳ52に移す。

【００３５】ステップＳ52では、それまでに視野部分D1
とD2が当初の位置からかなりずれている可能性があるの
で、データ数ｍに初期値moを入れた上で流れをステップ
S5に戻す。これにより、視野部分D1とD2の位置は当初か
らずれているがその大きさを当初に戻した状態で以上に
説明した動作が再開される。なお、視野設定手段40によ
り視野部分D1とD2を最初の方向およびその逆方向のいず
れにずらせて見ても、相関値Vmが許容レベルＬおよび前
回の相関値Voのいずれをも下回らない場合は、フラグＦ
が０のままであるから動作はステップＳ46からステップ
Ｓ48を経由してステップＳ49に入り、そのときには方向
指定フラグDFにもちろん１が立っているからさらにステ
ップS6に移り、距離検出が不能になった旨を報知した上
で動作を中止させる。本発明方法では対象１の距離や方
向が変化しやすいのでかかる検出不能の場合を除いて図
２の動作を絶えず継続させる。

【００３６】図３に以上説明した本発明方法において距
離検出手段50に計算させた相関値の例を示す。図の横軸
は図４の部分群d1とd2の組み合わせCkの組み合わせ番号
ｋであり、縦軸はこの各番号ｋに対応する相関値Vkであ
る。特性Ａは当初に距離検出手段50により計算された相
関値Vkの分布で、特性Ｂは視野設定手段30と40および距
離検出手段50を動作させた結果の相関値Vkの分布であ
り、これら特性ＡとＢの相関値Vkがそれぞれ最小をとる
前述の組み合わせ番号koが距離指標σａとσｂの検出値
とされる。ただし、両特性ＡとＢについて組み合わせ番
号ｋの変化範囲が同じになるよう、かつ距離指標σがσ
＝koとなるよう部分群d1とd2の大きさ等が設定されてい
るものとする。

【００３７】図示のように、本発明方法の実施前である
特性Ａでは最高相関に対応する最小相関値Vmａがその許
容レベルＬを越えており、距離指標σａの付近の相関値
Vkの変化が緩やかである。これに対して、本発明方法の
実施後である特性Ｂでは最小相関値Vmｂが許容レベルＬ
を下回っており、かつ距離指標σｂ付近の相関値Vkの変
化が非常に急峻である。これから見て、相関値Vmａに対
応する距離指標σａは若干の検出誤差を含んでおり、相
関値Vmｂに対応する距離指標σｂの方を正しい検出結果
として採用すべきものと判断される。

【００３８】このように特性ＡとＢの相関値VmａとVmｂ
が大きく異なる理由は次のとおりと考えられる。特性Ａ
の場合は図１(b) の視野角φ１やφ２や視野の方向θが
まだ不適正で視野内に対象１以外にそれと距離，従って
視差が異なる先行自動車1aや背景の映像がかなり含まれ
ており、この視差が異なる余分な映像を表すデータが混
入するため相関値Vmａが低相関を示すが、特性Ｂの場合
は視野角と視野方向が適正化されて余分な映像データの
混入がほぼなくなるので相関値Vmｂが高相関を示すよう
になり、それに応じて距離指標σｂの精度も向上する。

【００３９】以上説明した実施例に限らず本発明は種々
な態様で実施をすることができる。例えば、視野設定手
段30を用いる図２の流れによる第１の方法では、相関値
Vmが許容レベルＬより小か否かだけに応じて視野部分D1
とD2のデータ数ｍを調整するようにしたが、視野設定手
段40を用いる第２の方法と同様に相関値Vmが増減する傾
向に応じてそのデータ数ｍを減少させる動作を停止さ
せ, あるいは逆にそれを増加させるようにすることもで
きる。

【００４０】また、第２の方法では、図２に示した視野
設定手段40の動作のかわりに、視野部分D1とD2内の相関
値Vmに対応する部分群d1とd2間の相対的なずれとしての
距離指標σを一定に保持した条件で映像データID１とID
２から視野部分D1とD2を抽出する位置をずらせながら相
関値Vmを計算して行ってその分布状態を調べるようにす
れば、この分布中の相関値Vmが許容レベルＬよりも高き
相関を示した範囲から視野部分D1とD2の抽出位置をずら
せるべき方向と程度を図示の実施例より正確に決定する
ことができる。

【００４１】さらに、図２の実施例では本発明の第１の
方法と第２の方法を併用するようにしたが、場合によっ
てないしは必要に応じてその一方だけを用いるようにし
ても本発明方法を実施できることはもちろんである。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明による距離検
出方法では、検出対象の映像を互いに異なる光路を介し
て受けそのパターンを表す映像データをそれぞれ発する
１対のイメージセンサ手段と, 各映像データから視野部
分を抽出して各イメージセンサ手段により検出対象を捉
えるべき視野を設定する視野設定手段と, 視野部分内の
対象の映像を含む部分の両視野部分間の相対的なずれか
ら対象の距離を検出し，かつこの映像部分の両視野部分
間の相関を表す相関値を発する距離検出手段とを用い、
距離検出手段による相関値が許容レベルより低相関を示
したときに第１の方法では視野設定手段に映像データか
ら抽出させる視野部分の大きさを調整し、第２の方法で
は視野設定手段によって映像データから視野部分を抽出
する位置をずらせることにより、次の効果を挙げること
ができる。

【００４３】(a) 従来は対象をイメージセンサの視界内
で捉えていたのに対し、本発明では視野設定手段により
各イメージセンサの視界から抽出した一部を視野として
検出対象をシャープに捉え、かつ距離検出手段による相
関値に応じて視野の大きさを調整し、あるいは視野の方
向をずらることにより検出対象と視差が異なる余分な映
像の混入を極力排除するようにしたので、検出対象以外
の物体，とくにそれと遠近が混在する紛らわしい物体に
惑わされることなく距離を常に正確に検出することがで
き、さらには検出対象の方向が絶えず変化する場合にも
変化に対処して対象を確実に捉えて距離を検出すること
ができる。

【００４４】(b) 距離の検出と同時にその確実性を正確
に評価するために対応する相関値を必ず計算し、それが
許容レベルより低相関を示す場合は高相関を示すように
なるまで視野の大きさを調整し，あるいはその抽出位置
をずらせるようにしたので、本発明により検出された距
離の信頼性を保証することができる。 (c) 検出対象を捉えるために従来のようにイメージセン
サによる映像データを全部用いるかわりにその一部を抽
出した視野部分を用いるので、相関値の計算と距離の検
出に用いるデータベースが従来よりもずっと少なくなっ
て、距離検出に要する時間を従来の数分の１に短縮する
ことができる。

【００４５】かかる特長を備える本発明方法は自動車の
衝突防止のための距離検出にとくに適し、距離の検出精
度と検出速度の格段の向上，検出上の妨害要素の混入排
除，対象の状態変化に対する適応性等の諸点で従来から
の技術的難点を解決してその実用化に貢献し得るもので
ある。なお、本発明の第１の方法において相関値が許容
レベルより低い相関を示したときに映像データから抽出
すべき視野部分の大きさを縮小して行く実施態様は、対
象を狭い視野内にシャープに捉えて距離検出の精度を向
上できる効果がある。また、第２の方法において相関値
が低い相関を示したとき視野部分の抽出位置をまず任意
の方向にずらせる試行を行ない，そのときに相関値が増
減する傾向から視野部分の抽出位置をずらせる方向を決
める実施態様は第２の方法の動作時間を短縮できる点で
有利であり、検出距離に対応する視野部分内の対象の映
像を含む部分の視野部分対間の相対的なずれを一定に保
った条件で視野部分の抽出位置を順次ずらせながらその
つど距離検出手段に相関値を計算させ，その際の相関値
の変化傾向から視野部分の抽出位置をずらせる方向と程
度を決定する実施態様は、計算に若干の時間を要するが
第２の方法の動作を確実にする効果を有する。

【００４６】本発明の第１と第２の方法を組み合わせて
相関値が許容レベルより低い相関を示すとき視野部分を
映像データから抽出する大きさを調整しかつ位置もずら
せる実施態様は、対象を最適な視野で捉えて検出精度を
高め得る効果があり、第１の方法により視野部分の大き
さをまず調整して見た上で相関値がまだ低相関を示すと
きに限り第２の方法により視野部分の抽出位置をずらせ
る実施態様は、むだな動作を省いて最適視野を短時間内
に設定できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の距離検出方法の実施に適するハードウ
エアの構成例と映像データから視野部分を抽出する要領
例を示し、同図(a) はハードウエアの構成例をイメージ
センサ手段の視界とともに示すブロック回路図，同図
(b) は映像データから視野部分を抽出する要領例をレン
ズやイメージセンサとともに示す模式図である。

【図２】本発明の第１の方法と第２の方法で用いる視野
設定手段および距離検出手段の動作例を示す流れ図であ
る。

【図３】本発明方法により計算した相関値を例示するそ
の分布特性図である。

【図４】従来方法におけるイメージセンサとそれによる
映像データ, および距離検出に際して相関値を計算する
ため映像データから部分群を抽出する要領を検出対象の
映像を結像させるレンズとともに示す模式図である。

【符号の説明】

１ 検出対象としての自動車 1a 検出対象に近接する先行自動車 11,12 イメージセンサに検出対象の映像を結像する
レンズ 20 １対のイメージセンサ手段 21,22 イメージセンサ 30 第１の方法で用いる視野設定手段 40 第２の方法で用いる視野設定手段 50 距離検出手段 60 プロセッサ ｂ 距離検出上の基線長 ｄ 検出対象の距離 D1,D2 視野部分 ｆ レンズの焦点距離 ｉ 映像データID１と視野部分D1内のデータ番号
変数 I1,I2 検出対象の映像 ID1,ID2 １対の映像データ ie 視野部分D1内の末尾データ番号 ir 映像データID１内の基準位置のデータ番号 is 視野部分D1内の先頭データ番号 ｊ 映像データID2 と視野部分D2内のデータ番号
変数 je 視野部分D2内の末尾データ番号 jr 映像データID２内の基準位置のデータ番号 js 視野部分D2内の先頭データ番号 Ｍ 映像データ内のデータ数 ｍ 視野部分内のデータ数 Ｖ イメージセンサの視界 σ 検出対象の距離の指標 σ1,σ2 距離指標σの一部 θ 視野の方向の正面からの傾き角度 φ1,φ2 検出対象を捉える視野角

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−201379（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−243491（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−157558（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−113211（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 3/06 G08G 1/16 G01B 11/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対象の映像を互いに異なる光路を介して受
   けてそのパターンを表す映像データをそれぞれ発する１
   対のイメージセンサ手段と、映像データから視野部分を
   抽出して各イメージセンサ手段により対象の映像を捉え
   るべき視野を設定する視野設定手段と、視野部分内の対
   象の映像を含む部分の両視野部分間の相対的ずれから対
   象の距離を検出するとともに，この映像部分の両視野部
   分間の相関を表す相関値を発する距離検出手段とを用
   い、距離検出手段による相関値が所定レベルより低相関
   を示したとき視野設定手段により映像データから抽出す
   る視野部分の大きさを相関値がそのレベルより高相関を
   示すように調整するようにしたことを特徴とするイメー
   ジセンサによる距離検出方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、距離検出
   手段による相関値が所定レベルより低相関を示したとき
   視野設定手段により映像データから抽出する視野部分の
   大きさを縮小して対象を捉える視野を狭めるようにした
   ことを特徴とするイメージセンサによる距離検出方法。
3. 【請求項３】対象の映像を互いに異なる光路を介して受
   け映像のパターンを表す映像データをそれぞれ発する１
   対のイメージセンサ手段と、映像データから視野部分を
   抽出して各イメージセンサ手段により対象の映像を捉え
   るべき視野を設定する視野設定手段と、視野部分内の対
   象の映像を含む部分の両視野部分間の相対的ずれから対
   象の距離を検出するとともに，この映像部分の両視野部
   分間の相関を表す相関値を発する距離検出手段とを用
   い、距離検出手段による相関値が所定のレベルより低相
   関を示したとき視野設定手段により視野部分を映像デー
   タから抽出する位置を相関値がそのレベルより高相関を
   示すようにずらせることを特徴とするイメージセンサに
   よる距離検出方法。
4. 【請求項４】請求項３に記載の方法において、視野部分
   の抽出位置を任意の方向にずらせる試行を行ない，その
   ときに距離検出手段による相関値が増減する傾向から視
   野設定手段により視野部分の抽出位置をずらせるべき方
   向を決定するようにしたことを特徴とするイメージセン
   サによる距離検出方法。
5. 【請求項５】請求項３または４に記載の方法において、
   距離検出手段による相関値に対応する視野部分内の対象
   の映像を含む部分の視野部分対間の相対的なずれを一定
   に保った条件で視野部分の抽出位置をずらせて行き、相
   関値が所定のレベルより高相関を示すよう抽出位置をず
   らせるべき方向と程度を決めるようにしたことを特徴と
   するイメージセンサによる距離検出方法。
6. 【請求項６】対象の映像を互いに異なる光路を介して受
   け映像のパターンを表す映像データをそれぞれ発する１
   対のイメージセンサ手段と、映像データから視野部分を
   抽出して各イメージセンサ手段により対象の映像を捉え
   るべき視野を設定する視野設定手段と、視野部分内の対
   象の映像を含む部分の両視野部分間の相対的ずれから対
   象の距離を検出するとともに，この映像部分の両視野部
   分間の相関を表す相関値を発する距離検出手段とを用
   い、距離検出手段による相関値が所定のレベルより低相
   関を示したとき視野設定手段により視野部分の映像デー
   タから抽出すべき大きさを調整し、かつその抽出位置を
   ずらせるようにしたことを特徴とするイメージセンサに
   よる距離検出方法。
7. 【請求項７】請求項６に記載の方法において、視野部分
   を抽出する大きさの調整により相関値が所定レベルより
   なお低い相関を示すとき抽出位置をずらせるようにした
   ことを特徴とするイメージセンサによる距離検出方法。