JP3324859B2 - Inter-vehicle distance control device - Google Patents

Inter-vehicle distance control device

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JP3324859B2
JP3324859B2 JP01556594A JP1556594A JP3324859B2 JP 3324859 B2 JP3324859 B2 JP 3324859B2 JP 01556594 A JP01556594 A JP 01556594A JP 1556594 A JP1556594 A JP 1556594A JP 3324859 B2 JP3324859 B2 JP 3324859B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、渋滞時等に先行車との
車間距離を自動的に一定に保つ車間距離制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inter-vehicle distance control device for automatically maintaining a constant inter-vehicle distance with a preceding vehicle during a traffic jam or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、自動車等の車輌を運転中に、渋
滞等により先行車との車間距離が詰まってくると、運転
者は頻繁にアクセルペダルやブレーキを操作し、車輌の
発進・停止を繰り返さなければならなくなる。このよう
な状況が長時間に及ぶ場合、運転者に大きな負担とな
り、精神的、肉体的な疲労を生じて安全性の面からも好
ましくない。
2. Description of the Related Art In general, when driving a vehicle such as an automobile, if the distance between the vehicle and a preceding vehicle becomes short due to traffic congestion or the like, the driver frequently operates an accelerator pedal or a brake to start / stop the vehicle. You have to repeat. If such a situation lasts for a long time, a heavy burden is imposed on the driver, and mental and physical fatigue occurs, which is not preferable in terms of safety.

【0003】このため、最近では、車輌にカメラや超音
波センサ等を搭載して先行車を検出し、エンジンのスロ
ットルバルブやブレーキに取り付けた自動制御機構によ
り、渋滞時等における運転者の操作を一部自動化するこ
とにより、運転者の負担を軽減しようとする装置が提案
されている。
[0003] For this reason, recently, a vehicle, a camera, an ultrasonic sensor or the like is mounted on a vehicle to detect a preceding vehicle, and an automatic control mechanism attached to a throttle valve or a brake of an engine is used to control a driver in a traffic jam or the like. There has been proposed a device that attempts to reduce the burden on the driver by partially automating it.

【0004】例えば、特開平2−95931号公報に
は、渋滞走行時等に、運転者がブレーキを踏み込んでい
なければ、アクセルペダルの踏み込み量に無関係にコン
ピュータユニットにより所定の車速となるようにスロッ
トル弁駆動装置を駆動して、スロットル弁の制御を行な
い、前方に人や車が近づくと、自動的にブレーキを作動
させて車輌を停止させる装置が開示されている。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-95931 discloses that if a driver does not depress a brake during traffic congestion or the like, a predetermined vehicle speed is set by a computer unit regardless of the amount of depression of an accelerator pedal. A device is disclosed in which a throttle valve driving device is driven to control a throttle valve, and when a person or a vehicle approaches forward, a brake is automatically activated to stop the vehicle.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、ブレーキを自動的に作動させるのは、先行車
に追突する危険が生じた緊急時のみであり、渋滞時の通
常走行ではスロットルの制御を自動的に行なうのみで、
ブレーキの操作は運転者が行なう必要があるため、運転
者の負担を十分に軽減するには至らない。
However, in the conventional device, the brakes are automatically operated only in an emergency when there is a danger of a collision with a preceding vehicle. Only automatically
Since the operation of the brake must be performed by the driver, the burden on the driver cannot be sufficiently reduced.

【0006】また、実際の渋滞時等における状況下で
は、全体の流れの走行速度はたえず変化するものであ
り、車速が所定の値となるようにエンジンのスロットル
開度を制御する従来の装置では、先行車より速過ぎるか
遅過ぎるかにのいずれかになり、対応が困難となる。
Further, under actual traffic jam conditions, the traveling speed of the entire flow is constantly changing, and in the conventional device for controlling the throttle opening of the engine so that the vehicle speed becomes a predetermined value. It is either too fast or too slow for the preceding vehicle, making it difficult to respond.

【0007】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、頻繁なアクセルやブレーキの操作から運転者を開放
し、自動的に先行車との車間距離を一定に保って運転者
の負担を軽減し、安全性を向上することのできる車間距
離制御装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and releases a driver from frequent operations of an accelerator or a brake, and automatically reduces a burden on the driver by maintaining a constant inter-vehicle distance with a preceding vehicle. It is another object of the present invention to provide an inter-vehicle distance control device capable of improving safety.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】発明は、自車輌の進行
方向に存在する先行車を検出し、先行車と自車輌との車
間距離及び自車輌に対する先行車の相対速度を算出する
先行車検出手段と、エンジンのスロットルバルブをアク
チュエータで駆動することで速度制御を行う第1の制御
装置と、パーキングブレーキをアクチュエータで駆動す
ることで減速制御及び停止制御を行う第2の制御装置と
を有する車輌において、自車輌の速度に基づいて目標車
間距離を設定し、前記先行車検出手段で算出した車間距
離及び相対速度から前記第1乃至第2の制御装置のいず
れかを選択し、先行車との車間距離を前記目標車間距離
に保つ車間距離制御を行うと共に、所望の速度以下のと
き、前記第1の制御装置のスロットルが全閉となる状態
において、減速制御若しくは停止制御が必要と判断され
る際には、前記第2の制御装置を用いて制御を行うこと
を特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention detects a preceding vehicle existing in the traveling direction of a subject vehicle and calculates a distance between the preceding vehicle and the subject vehicle and a relative speed of the preceding vehicle with respect to the subject vehicle. Release means and throttle valve of the engine.
First control for speed control by driving with a tutor
Drive the device and the parking brake with an actuator
A second control device that performs deceleration control and stop control by
A target inter-vehicle distance is set based on the speed of the own vehicle, and any of the first and second control devices is determined based on the inter-vehicle distance and the relative speed calculated by the preceding vehicle detecting means.
Select the distance between the vehicle and the preceding vehicle
While maintaining the following distance control and keeping the speed below the desired speed.
When the throttle of the first control device is fully closed.
Deceleration control or stop control is deemed necessary
When performing control using the second control device.
It is characterized by.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【作用】発明では、エンジンのスロットルバルブをア
クチュエータで駆動することで速度制御を行う第1の制
御装置と、パーキングブレーキをアクチュエータで駆動
することで減速制御及び停止制御を行う第2の制御装置
とを有し、先行車と自車両との車間距離を自車輌の速度
に基づいて設定した目標車間距離に保つ車間距離制御
を、先行車と自車輌との車間距離及び相対速度から第1
乃至第2の制御装置のいずれかを選択して行うと共に、
所望の速度以下のとき、第1の制御装置のスロットルが
全閉となる状態において、減速制御若しくは停止制御が
必要と判断される際には、第2の制御装置を用いて制御
を行う。
According to the present invention, the throttle valve of the engine is opened.
The first control that controls the speed by driving with a actuator
Control device and parking brake driven by actuator
Control device that performs deceleration control and stop control by performing
The distance between the preceding vehicle and the own vehicle is determined by the speed of the own vehicle.
Distance control to keep at the target distance set based on the vehicle
Is calculated based on the following distance and the relative speed between the preceding vehicle and the own vehicle.
And any one of the second control device is selected and performed.
When below the desired speed, the throttle of the first control device
When fully closed, deceleration control or stop control
When it is determined necessary, control is performed using the second control device.
I do.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1〜図40は本発明の第1実施例に係わり、図
1は車間距離制御装置の全体構成図、図2は車間距離制
御装置の回路ブロック図、図3はパーキングブレーキア
クチュエータ周辺の構成を示す説明図、図4はディスプ
レイの画面を示す説明図、図5は他のディスプレイユニ
ットの外観を示す説明図、図6は車輌の正面図、図7は
カメラと被写体との関係を示す説明図、図8はイメージ
プロセッサの詳細回路図、図9はシティブロック距離計
算回路の説明図、図10は最小値検出回路のブロック
図、図11は車載のCCDカメラで撮像した画像の例を
示す説明図、図12は距離画像の例を示す説明図、図1
3は車輌の上面図、図14は車輌の側面図、図15は画
像処理・車間距離制御用コンピュータの機能ブロック
図、図16は道路モデルの例を示す説明図、図17は3
次元ウインドウの形状を示す説明図、図18は2次元ウ
インドウの形状を示す説明図、図19は直線要素とデー
タのずれ量を示す説明図、図20はずれ量と重み係数の
関係を示す説明図、図21は検出した道路形状の例を示
す説明図、図22は画像の区分方法を示す説明図、図2
3は検出物体とヒストグラムの関係を示す説明図、図2
4は物体の存在領域の検出結果と検出距離の例を示す説
明図、図25は物体検出用の3次元ウインドウの形状を
示す説明図、図26は物体検出用の2次元ウインドウの
形状を示す説明図、図27は物体の輪郭を構成するデー
タの例を示す説明図、図28は物体の輪郭像と検出され
た外径寸法の例を示す説明図、図29はスロットル開度
決定の概念を示す説明図、図30はイメージプロセッサ
の動作を示すフローチャート、図31はシフトレジスタ
内の保存順序を示す説明図、図32はシティブロック距
離計算回路の動作を示すタイミングチャート、図33は
ずれ量決定部の動作を示すタイミングチャート、図34
はイメージプロセッサの動作を示すタイミングチャー
ト、図35及び図36は道路検出処理のフローチャー
ト、図37及び図38は物体検出処理のフローチャー
ト、図39はスロットル制御処理のフローチャート、図
40はパーキングブレーキ制御処理のフローチャートで
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 40 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram of an inter-vehicle distance control device, FIG. 2 is a circuit block diagram of the inter-vehicle distance control device, and FIG. 3 is a configuration around a parking brake actuator. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a screen of a display, FIG. 5 is an explanatory diagram showing an appearance of another display unit, FIG. 6 is a front view of a vehicle, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a camera and a subject. 8, FIG. 8 is a detailed circuit diagram of the image processor, FIG. 9 is an explanatory diagram of a city block distance calculating circuit, FIG. 10 is a block diagram of a minimum value detecting circuit, and FIG. 11 is an example of an image captured by a vehicle-mounted CCD camera. FIG. 12 is an explanatory view showing an example of a distance image.
3 is a top view of the vehicle, FIG. 14 is a side view of the vehicle, FIG. 15 is a functional block diagram of an image processing / inter-vehicle distance control computer, FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of a road model, and FIG.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing the shape of a two-dimensional window, FIG. 19 is an explanatory diagram showing a deviation between a linear element and data, and FIG. 20 is an explanatory diagram showing the relationship between the deviation and a weighting factor. FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example of the detected road shape, FIG. 22 is an explanatory diagram showing a method of dividing the image, and FIG.
3 is an explanatory diagram showing the relationship between the detected object and the histogram, FIG.
4 is an explanatory diagram showing an example of a detection result and a detection distance of a region where an object exists, FIG. 25 is an explanatory diagram showing a shape of a three-dimensional window for object detection, and FIG. 26 is a diagram showing a shape of a two-dimensional window for object detection. FIG. 27 is an explanatory view showing an example of data constituting an outline of an object, FIG. 28 is an explanatory view showing an example of an outline image of an object and detected outer diameter dimensions, and FIG. 29 is a concept of determining a throttle opening. FIG. 30 is a flowchart showing the operation of the image processor, FIG. 31 is an explanatory diagram showing the storage order in the shift register, FIG. 32 is a timing chart showing the operation of the city block distance calculation circuit, and FIG. FIG. 34 is a timing chart showing the operation of the unit.
Is a timing chart showing the operation of the image processor, FIGS. 35 and 36 are flowcharts of road detection processing, FIGS. 37 and 38 are flowcharts of object detection processing, FIG. 39 is a flowchart of throttle control processing, and FIG. 40 is parking brake control processing. It is a flowchart of FIG.

【0017】図1において、符号1は自動車等の車輌で
あり、この車輌1に搭載される車間距離制御装置300
には、自車輌の進行方向に存在する先行車を検出し、先
行車と自車輌との車間距離及び自車輌に対する先行車の
相対速度を算出する先行車検出手段としての機能を実現
するステレオ光学系10及び画像処理ユニット100が
備えられ、この画像処理ユニット100に、エンジンの
スロットルバルブをアクチュエータで駆動することで速
度制御を行う第1の制御装置、及び、パーキングブレー
キをアクチュエータで駆動することで減速制御及び停止
制御を行う第2の制御装置の機能を実現する車間距離制
御ユニット200が接続されている。この車間距離制御
ユニット200は、自車輌の速度に基づいて目標車間距
離を設定し、前記先行車検出手段で算出した車間距離及
び相対速度から第1乃至第2の制御装置の何れかを選択
し、先行車との車間距離を前記目標車間距離に保つ車間
距離制御を行うと共に、所望の速度以下のとき、第1の
制御装置のスロットルが全閉となる状態において、減速
制御若しくは停止制御が必要と判断される際には、第2
の制御装置を用いて制御を行う。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vehicle such as an automobile, and an inter-vehicle distance control device 300 mounted on the vehicle 1
A stereo optical system that realizes a function as a preceding vehicle detecting unit that detects a preceding vehicle existing in the traveling direction of the own vehicle and calculates a distance between the preceding vehicle and the own vehicle and a relative speed of the preceding vehicle to the own vehicle. A system 10 and an image processing unit 100 are provided .
Speed is controlled by driving the throttle valve with an actuator.
Control device for performing degree control, and parking brake
Deceleration control and stop by driving key with actuator
Inter-vehicle distance control that realizes the function of a second control device that performs control
The control unit 200 is connected. This inter-vehicle distance control
The unit 200 sets a target inter-vehicle distance based on the speed of the own vehicle, and selects one of the first and second control devices from the inter-vehicle distance and the relative speed calculated by the preceding vehicle detecting means.
The distance between vehicles that keeps the distance to the preceding vehicle at the target distance
While performing distance control, when the speed is equal to or less than a desired speed, the first
When the throttle of the control unit is fully closed, decelerate
When it is determined that control or stop control is necessary,
Is controlled by using the control device.

【0018】前記ステレオ光学系10は、車外の対象を
撮像する撮像系としての左右1組のカメラからなり、こ
れらの左右1組のカメラが接続される前記画像処理ユニ
ット100では、前記ステレオ光学系10によって撮像
した左右1組のステレオ画像対を処理して画像全体に渡
る3次元の距離分布を算出し、その距離分布情報から、
道路形状や複数の立体物の3次元位置を高速で検出す
る。そして、検出した道路形状と各立体物の位置を比較
して自車輌の先行車を特定し、車速センサ8からの信号
に基づいて先行車との車間距離及び相対速度を前記車間
距離制御ユニット200に出力する。
The stereo optical system 10 includes a pair of left and right cameras as an image pickup system for picking up an object outside the vehicle. In the image processing unit 100 to which the pair of right and left cameras is connected, the stereo optical system 10 is used. 10 is processed to calculate a three-dimensional distance distribution over the entire image by processing a pair of left and right stereo images captured by 10. From the distance distribution information,
A road shape and three-dimensional positions of a plurality of three-dimensional objects are detected at high speed. Then, the preceding vehicle is identified by comparing the detected road shape with the position of each three-dimensional object, and the inter-vehicle distance and relative speed with respect to the preceding vehicle are determined based on a signal from the vehicle speed sensor 8. Output to

【0019】また、前記車間距離制御ユニット200に
は、エンジン(図示せず)のスロットルバルブ2の開度
を制御するためのスロットルアクチュエータ3と、パー
キングブレーキハンドル(ハンドブレーキ)4と並列に
接続され、前記車間距離制御ユニット200からの信号
によってパーキングブレーキ5を作動させるパーキング
ブレーキアクチュエータ6と、運転者が本装置の作動及
び作動解除を行なうため車室内に設けた切換スイッチ7
と、前記車速センサ8と、自車輌の制御状態を運転者に
報知するために運転者の前方に設置されたディスプレイ
9とが接続されており、運転者に対する高度な支援制御
を行なうアクティブドライブアシスト(ADA)システ
ムの一機能として、渋滞走行時等における先行車との車
間距離を自動的に一定に保ち、運転者の負担を軽減して
安全を確保するようになっている。
The inter-vehicle distance control unit 200 is connected in parallel with a throttle actuator 3 for controlling the opening of a throttle valve 2 of an engine (not shown) and a parking brake handle (hand brake) 4. A parking brake actuator 6 for activating the parking brake 5 in response to a signal from the inter-vehicle distance control unit 200, and a changeover switch 7 provided in the vehicle compartment for the driver to activate and deactivate the device.
When the vehicle speed sensor 8, a display 9 which is installed in front of the driver in order to notify the control state of the host vehicle to the driver are connected, the active drive assist to perform advanced assist control to the driver One function of the (ADA) system is to automatically maintain a constant inter-vehicle distance with a preceding vehicle during traffic congestion, etc., thereby reducing the burden on the driver and ensuring safety.

【0020】尚、本装置は、自車輌1の車速が設定値
(例えば20km/h)以上の状態では、運転者が前記
切換スイッチ7をONにしても本装置は作動しないよう
になっており、本装置が作動中に、運転者がメインブレ
ーキペダルあるいはアクセルペダルを操作した場合に
も、本装置の作動は解除される。
Note that, when the vehicle speed of the own vehicle 1 is equal to or higher than a set value (for example, 20 km / h), the present device does not operate even if the driver turns on the changeover switch 7. Also, when the driver operates the main brake pedal or the accelerator pedal while the present device is operating, the operation of the present device is released.

【0021】前記車間距離制御ユニット200は、前記
車速センサ8から得られる自車輌の走行速度から適切な
車間距離の目標値を設定し、前記画像処理ユニット10
0で算出した先行車との車間距離及び相対速度から、自
車輌1の発進、加速、減速、停止等の判断を行ない、対
応する信号を前記スロットルアクチュエータ3、前記パ
ーキングブレーキアクチュエータ6に出力する。
The inter-vehicle distance control unit 200 sets an appropriate inter-vehicle distance target value based on the traveling speed of the own vehicle obtained from the vehicle speed sensor 8, and the image processing unit 10
The start, acceleration, deceleration, stop, etc. of the own vehicle 1 are determined from the inter-vehicle distance and the relative speed with respect to the preceding vehicle calculated at 0, and corresponding signals are output to the throttle actuator 3 and the parking brake actuator 6.

【0022】これにより、サーボモータあるいは空気圧
によって作動する前記スロットルアクチュエータ3が駆
動されて前記スロットルバルブ2の開度が制御され、エ
ンジン出力が調節されて発進や速度の制御が行なわれ
る。また、前記パーキングブレーキアクチュエータ6が
駆動され、前記パーキングブレーキハンドル4と前記パ
ーキングブレーキアクチュエータ6とを並列結合するワ
イヤ結合器13を介して前記パーキングブレーキ5が制
御される。
As a result, the throttle actuator 3, which is operated by a servo motor or air pressure, is driven to control the opening of the throttle valve 2, and the engine output is adjusted to control the starting and speed. Further, the parking brake actuator 6 is driven, and the parking brake 5 is controlled via a wire coupler 13 that connects the parking brake handle 4 and the parking brake actuator 6 in parallel.

【0023】前記パーキングブレーキアクチュエータ6
は、例えば、図3に示すように、電動モータ14と、こ
の電動モータ14によって回動されるウォームギヤ15
とからなり、前記ウォームギヤ15のウォームホイール
中心に、アーム16の一端が取り付けられ、このアーム
16の他端にワイヤケーブル6aが取り付けられてい
る。また、前記ウォームギヤ15のウォームホイール外
周には、アーム16の回転位置を検出し、その回動範囲
を規制するための2個のリミットスイッチ17a,17
bが対向設置されている。
The parking brake actuator 6
As shown in FIG. 3, for example, an electric motor 14 and a worm gear 15 rotated by the electric motor 14
One end of an arm 16 is attached to the center of the worm wheel of the worm gear 15, and a wire cable 6a is attached to the other end of the arm 16. Two limit switches 17a and 17 are provided on the outer periphery of the worm wheel of the worm gear 15 to detect the rotational position of the arm 16 and regulate the rotation range.
b is installed facing.

【0024】そして、前記アーム16に取り付けられた
ワイヤケーブル6aと、前記パーキングブレーキハンド
ル4から延出されるワイヤケーブル4aとが、前記ワイ
ヤ結合器13の一方の側に、それぞれ、長孔13a,1
3bを介して連結されるとともに、前記ワイヤ結合器1
3の他方の側に、前記パーキングブレーキ5に接続され
るワイヤケーブル5aが係止され、前記パーキングブレ
ーキハンドル4及び前記パーキングブレーキアクチュエ
ータ6のどちらか一方から索引されると、前記ワイヤ結
合器13を介して前記ワイヤケーブル5aが索引され、
前記パーキングブレーキ5が作動する機構となってい
る。
A wire cable 6a attached to the arm 16 and a wire cable 4a extending from the parking brake handle 4 are provided on one side of the wire coupler 13 with long holes 13a, 1a, respectively.
3b and the wire coupler 1
3, a wire cable 5a connected to the parking brake 5 is locked. When the wire cable 5a is indexed from either the parking brake handle 4 or the parking brake actuator 6, the wire coupler 13 is disconnected. The wire cable 5a is indexed through
The parking brake 5 is operated.

【0025】この場合、前記パーキングブレーキアクチ
ュエータ6はON・OFF的な動作を行ない、前記パー
キングブレーキアクチュエータ6をONにすると、電動
モータ14が回転し、ウォームギヤ15に連結したアー
ム16が回転してワイヤケーブル6aを引張る。そし
て、アーム16がリミットスイッチ17aの位置にくる
とリミットスイッチ17aがONになり、電動モータ1
4が停止してワイヤケーブル6aを引張り続けた状態と
なり、パーキングブレーキ5を作動状態に保持する。
In this case, the parking brake actuator 6 performs an ON / OFF operation. When the parking brake actuator 6 is turned on, the electric motor 14 rotates, and the arm 16 connected to the worm gear 15 rotates to move the wire. Pull the cable 6a. When the arm 16 reaches the position of the limit switch 17a, the limit switch 17a is turned on, and the electric motor 1
4 stops, the wire cable 6a is kept pulled, and the parking brake 5 is maintained in the operating state.

【0026】また、前記パーキングブレーキアクチュエ
ータ6をOFFにすると、電動モータ14がアーム16
の位置がリミットスイッチ17bの位置にくるまで回転
し、ワイヤケーブル6aの引張りが無い状態になってパ
ーキングブレーキ5が解除される。
When the parking brake actuator 6 is turned off, the electric motor 14
Is rotated until the position of (1) reaches the position of the limit switch 17b, and the parking brake 5 is released with no tension on the wire cable 6a.

【0027】このパーキングブレーキ5による車輌1の
制動では、発生できる減速度には限界があり、例えば、
先行車が急ブレーキをかけたような場合においては、先
行車に異常接近するおそれがある。従って、前記車間距
離制御ユニット200では、このような事態を予め推測
し、前記ディスプレイ9に表示して運転者に警告を発す
ることにより、図示しないメインブレーキの操作を促
す。
In the braking of the vehicle 1 by the parking brake 5, there is a limit to the deceleration that can be generated.
When the preceding vehicle applies sudden braking, there is a possibility that the preceding vehicle abnormally approaches. Therefore, the inter-vehicle distance control unit 200 presumes such a situation and displays it on the display 9 to warn the driver, thereby urging the driver to operate a main brake (not shown).

【0028】前記ディスプレイ9の画面には、図4に示
すように、車輌前方の風景を、後述する距離画像の状態
で表示するモニタ部9aが中央部に設けられており、こ
のモニタ部9aの側部に、ADAの各モード(例えば、
高速道路等の定速走行時における先行車との車間距離を
自動的に適正に制御するクルーズモード、前方の左右に
存在する物体と自車輌側部との左右の隙間を表示するガ
イドモード、渋滞時等に先行車との車間距離を自動的に
適正に制御する渋滞モード、障害物との衝突の危険を警
報するアシストモード等)を表示するモード表示部9b
が設けられ、前記切換スイッチ7から規定の信号が入力
されると、渋滞走行時等の設定車速以下のとき、先行車
との車間距離を制御する渋滞モードが選択され、前記モ
ード表示部9bの該当する“渋滞”表示が点灯するよう
になっている。
As shown in FIG. 4, a monitor 9a for displaying the scenery ahead of the vehicle in a state of a distance image, which will be described later, is provided at the center of the screen of the display 9. On the side, each mode of ADA (for example,
A cruise mode that automatically and properly controls the distance to the preceding vehicle when driving at a constant speed on a highway, a guide mode that displays the left and right gaps between the object existing on the left and right ahead and the side of the vehicle, traffic jams A mode display section 9b for displaying a traffic jam mode for automatically appropriately controlling the inter-vehicle distance to a preceding vehicle, an assist mode for warning a danger of collision with an obstacle, etc.
When a prescribed signal is input from the changeover switch 7, when the vehicle speed is equal to or less than a set vehicle speed during traffic congestion or the like, a congestion mode for controlling an inter-vehicle distance with a preceding vehicle is selected, and the mode display portion 9b is displayed. The corresponding "traffic jam" display is turned on.

【0029】また、前記モニタ部9aの上部には、デー
タ表示部9cと、楕円を4分割した形状で車輌の前後左
右を表わす位置表示部9dとが設けられ、前記モニタ部
9a下部には、ADAの各モードにおける文字及び数値
を表示するモードデータ表示部9eが設けられ、渋滞モ
ードが選択されると、図4に示すように、車間距離、速
度の文字の下に、算出した数値が表示され、前記位置表
示部9dの前後部分が点灯する。この位置表示部9d
は、通常は緑色で点灯され、先行車に異常接近するおそ
れがある場合に、例えば赤色で点灯される。これによ
り、運転者に警告を与えてブレーキ操作を促す。
A data display section 9c and a position display section 9d representing the front, rear, left and right of the vehicle in a shape obtained by dividing an ellipse into four parts are provided above the monitor section 9a. A mode data display section 9e for displaying characters and numerical values in each mode of the ADA is provided. When the congestion mode is selected, the calculated numerical values are displayed below the characters of the following distance and the speed as shown in FIG. Then, the front and rear portions of the position display section 9d are turned on. This position display section 9d
Is normally illuminated in green, and is illuminated, for example, in red when there is a possibility of abnormally approaching the preceding vehicle. Thus, a warning is given to the driver to urge the driver to perform the brake operation.

【0030】尚、簡易的には、前記ディスプレイ9に代
えて、例えば図5に示すような、切換スイッチSW、ラ
ンプLP1〜LP5が前面に配設された表示器18を採
用しても良い。この表示器18では、先行車が検出され
ていない状態でランプLP1を点灯し、前記スロットル
アクチュエータ3が作動している状態でランプLP2を
点灯する。また、前記スロットルアクチュエータ3がス
ロットル全閉動作、且つ前記パーキングブレーキアクチ
ュエータ6がOFFの状態ではランプLP3を点灯し、
前記パーキングブレーキアクチュエータ6が作動してい
る状態でランプLP4を点灯する。さらに、先行車に異
常接近するおそれがあり、警報が発生している状態で
は、ランプLP5を点灯する。また、このように複数の
ランプLP1〜LP5によって表示する内容を区別する
代わりに、複数の色を表示できるランプを取り付け、ラ
ンプの色によって表示内容を区別しても良く、さらに
は、ランプによる警報に代えて、ブザー等の音による警
報あるいは音声による警報としても良い。
For simplicity, the display 9 may be replaced with a display 18 having a changeover switch SW and lamps LP1 to LP5 disposed on the front face as shown in FIG. The display 18 turns on the lamp LP1 when no preceding vehicle is detected, and turns on the lamp LP2 when the throttle actuator 3 is operating. Further, when the throttle actuator 3 is in the fully-closed throttle operation and the parking brake actuator 6 is OFF, the lamp LP3 is turned on,
The lamp LP4 is turned on while the parking brake actuator 6 is operating. Further, there is a possibility that the vehicle may abnormally approach the preceding vehicle, and the lamp LP5 is turned on in a state where an alarm is generated. Instead of distinguishing the contents displayed by the plurality of lamps LP1 to LP5 in this manner, a lamp capable of displaying a plurality of colors may be attached, and the displayed contents may be distinguished by the colors of the lamps. Instead, a warning by a sound such as a buzzer or a warning by sound may be used.

【0031】このように、本装置では、渋滞時等のノロ
ノロ運転における繁雑なブレーキ、アクセル操作の繰返
しから運転者を開放して運転者の負担を大幅に軽減する
ことができ、また、作動状態が常にディスプレイ9に表
示され、先行車への異常接近の可能性が事前に推測され
て警報が発せられるため、運転者の運転操作に十分な時
間的余裕を与えてより安全性を高めることができる。ま
た、万一、トラブルが発生した場合においても、運転者
が容易に状況を把握することができ、迅速な対応操作を
可能とすることができる。
As described above, according to the present apparatus, the driver can be released from the repetition of the complicated brake and accelerator operations in the sloppy driving during traffic jams and the like, and the burden on the driver can be greatly reduced. Is always displayed on the display 9 and the possibility of abnormal approach to the preceding vehicle is estimated in advance and an alarm is issued. Therefore, it is possible to give a sufficient time margin to the driver's driving operation to enhance safety. it can. Also, even in the event of a trouble, the driver can easily grasp the situation and can perform a quick response operation.

【0032】さらに、本装置では、車輌の停止・減速に
パーキングブレーキを使用するため、既存の車輌への適
用が容易であり、コストを最小限に押さえ、高い信頼性
を確保することができるのである。
Further, in this device, since the parking brake is used for stopping and decelerating the vehicle, it can be easily applied to an existing vehicle, the cost can be minimized, and high reliability can be secured. is there.

【0033】次に、前記画像処理ユニット100及び前
記車間距離制御ユニット200のハードウエア構成につ
いて説明する。
Next, the hardware configuration of the image processing unit 100 and the following distance control unit 200 will be described.

【0034】前記画像処理ユニット100に接続される
前記ステレオ光学系10は、例えば電荷結合素子(CC
D)等の固体撮像素子を用いたCCDカメラを用いて構
成され、後述するように、遠距離用としての左右1組の
CCDカメラ11a,11b、及び、近距離用としての
左右1組のCCDカメラ12a,12bが備えられてい
る。
The stereo optical system 10 connected to the image processing unit 100 includes, for example, a charge-coupled device (CC)
D), and a pair of left and right CCD cameras 11a and 11b for a long distance and a pair of right and left CCD cameras for a short distance as described later. Cameras 12a and 12b are provided.

【0035】前記画像処理ユニット100及び車間距離
制御ユニット200は、具体的には、前記ステレオ光学
系10で撮像した画像を処理し、画像のような形態をし
た距離分布データ(距離画像)を出力するイメージプロ
セッサ20と、このイメージプロセッサ20からの距離
画像から先行車を検出し、その車間距離を一定に制御す
る処理を行なう画像処理・車間距離制御用コンピュータ
110とから構成されている。
The image processing unit 100 and the inter-vehicle distance control unit 200 specifically process an image captured by the stereo optical system 10 and output distance distribution data (distance image) in the form of an image. And an image processing / inter-vehicle distance control computer 110 for performing processing for detecting a preceding vehicle from the distance image from the image processor 20 and controlling the inter-vehicle distance to be constant.

【0036】前記イメージプロセッサ20は、前記ステ
レオ光学系10で撮像した2枚のステレオ画像対に対し
て微小領域毎に同一の物体が写っている部分を探索し、
対応する位置のずれ量を求めて物体までの距離を算出す
る距離検出回路20a、及び、この距離検出回路20a
の出力である距離分布データを記憶する距離画像メモリ
20bからなり、前記画像処理・車間距離制御用コンピ
ュータ110は、主として道路形状を検出する処理を行
なうマイクロプロセッサ110aと、主として個々の立
体物を検出する処理を行なうマイクロプロセッサ110
bと、主として先行車との車間距離を制御する処理を行
なうマイクロプロセッサ110cがシステムバス111
を介して並列に接続されたマルチマイクロプロセッサの
システム構成となっている。
The image processor 20 searches the two stereo image pairs picked up by the stereo optical system 10 for a portion where the same object is shown for each minute area,
A distance detection circuit 20a for calculating a distance to an object by obtaining a shift amount of a corresponding position; and the distance detection circuit 20a
The image processing / inter-vehicle distance control computer 110 comprises a distance image memory 20b for storing distance distribution data which is an output of the microcomputer. The microprocessor 110a mainly performs processing for detecting a road shape, and mainly detects individual three-dimensional objects. 110 that performs processing
b and a microprocessor 110c that mainly performs processing for controlling the inter-vehicle distance to the preceding vehicle
And a system configuration of a multi-microprocessor connected in parallel via the.

【0037】そして、前記システムバス111には、前
記距離画像メモリ20bに接続されるインターフェース
回路112と、制御プログラムを格納するROM113
と、計算処理途中の各種パラメータを記憶するRAM1
14と、処理結果のパラメータを記憶する出力用メモリ
115と、前記ディスプレイ(DISP)9を制御する
ためのディスプレイコントローラ(DISP.CON
T.)116と、前記切換スイッチ7、前記車速センサ
8、ステアリングの操舵角を検出する舵角センサ19等
のセンサ・スイッチ類からの信号を入力するとともに、
前記スロットルアクチュエータ3、前記パーキングブレ
ーキアクチュエータ6等のアクチェータ類に制御信号を
出力する入出力(I/O)インターフェース回路117
とが接続されている。
The system bus 111 has an interface circuit 112 connected to the distance image memory 20b and a ROM 113 for storing a control program.
And a RAM 1 for storing various parameters during calculation processing
14, an output memory 115 for storing processing result parameters, and a display controller (DISP.CON) for controlling the display (DISP) 9.
T. ) 116 and signals from sensor switches such as the changeover switch 7, the vehicle speed sensor 8, and a steering angle sensor 19 for detecting a steering angle of steering.
An input / output (I / O) interface circuit 117 for outputting control signals to actuators such as the throttle actuator 3 and the parking brake actuator 6.
And are connected.

【0038】前記画像処理・車間距離制御用コンピュー
タ110においては、各マイクロプロセッサ110a,
110b,110cが使用するメモリの領域が分けられ
ており、各マイクロプロセッサ110a,110bで前
記イメージプロセッサ20からの距離情報に基づいて道
路形状検出処理、立体物検出処理を実行し、検出した道
路形状と各立体物の位置、先行車との車間距離及び相対
速度等のデータを出力用メモリ115に出力する。
In the image processing / inter-vehicle distance control computer 110, each microprocessor 110a,
The areas of the memory used by 110b and 110c are divided, and the microprocessors 110a and 110b execute a road shape detection process and a three-dimensional object detection process based on the distance information from the image processor 20, and detect the detected road shape. And data such as the position of each three-dimensional object, the inter-vehicle distance to the preceding vehicle, and the relative speed are output to the output memory 115.

【0039】前記出力用メモリ115に記憶されたデー
タは、前記マイクロプロセッサ110cに読み込まれ、
先行車との車間距離を一定に保つため前記スロットルア
クチュエータ3とパーキングブレーキアクチュエータ6
とを制御し、また、先行車へ異常接近する可能性を事前
に推測し、警報を発する処理を行なう。
The data stored in the output memory 115 is read by the microprocessor 110c,
The throttle actuator 3 and the parking brake actuator 6 are used to keep the distance between the vehicle and the preceding vehicle constant.
And a process of estimating in advance the possibility of abnormally approaching the preceding vehicle and issuing an alarm.

【0040】以下、前記イメージプロセッサ20、前記
画像処理・車間距離制御用コンピュータ110の機能に
ついて説明する。
The functions of the image processor 20 and the image processing / inter-vehicle distance control computer 110 will be described below.

【0041】前記ステレオ光学系10を構成する左右1
組のカメラは、図6に示すように、遠距離の左右画像用
としての2台のCCDカメラ11a,11b(代表して
CCDカメラ11と表記する場合もある)が、それぞれ
車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられる
とともに、近距離の左右画像用としての2台のCCDカ
メラ12a,12b(代表してCCDカメラ12と表記
する場合もある)が、それぞれ、遠距離用のCCDカメ
ラ11a,11bの内側に一定の間隔をもって取り付け
られている。
The left and right 1 constituting the stereo optical system 10
As shown in FIG. 6, the pair of cameras includes two CCD cameras 11a and 11b (which may be represented as CCD cameras 11) for long-distance left and right images, respectively. Are mounted at regular intervals, and two CCD cameras 12a and 12b for the left and right images at a short distance (which may be represented by the CCD camera 12 as a representative) are respectively CCD cameras 11a for a long distance. , 11b are attached at regular intervals.

【0042】前記ステレオ光学系10として、直近から
例えば100m遠方までの距離計測を行なう場合、車室
内のCCDカメラ11、12の取付位置を、例えば、車
輌1のボンネット先端から2mとすると、実際には前方
2mから100mまでの位置を計測できれば良い。
When the stereo optical system 10 measures a distance from the nearest to a distance of, for example, 100 m, if the mounting positions of the CCD cameras 11 and 12 in the vehicle compartment are, for example, 2 m from the end of the hood of the vehicle 1, actually Should be able to measure the position from 2 m to 100 m in front.

【0043】そこで、近距離用のCCDカメラ12a,
12bでは、前方2mから20mまでの位置を計測し、
遠距離用のCCDカメラ11a,11bでは、前方10
mから100mまでの位置を計測すれば、近距離用CC
Dカメラ12と遠距離カメラ11とで前方10mから2
0mの間にオーバラップを有して信頼性を確保しつつ、
全ての範囲を計測することができる。
Therefore, the short distance CCD camera 12a,
In 12b, the position from 2m to 20m in front is measured,
In the long distance CCD cameras 11a and 11b,
If you measure the position from m to 100m, it will be CC for short distance
D camera 12 and long distance camera 11 from 10m ahead 2
While ensuring reliability with an overlap between 0m,
All ranges can be measured.

【0044】なお、本実施例では、渋滞時等の低速時に
比較的近距離の先行車を検出するために、遠距離用CC
Dカメラ11によるデータと近距離用CCDカメラ12
によるデータとを適宜選択して用いる。
In this embodiment, in order to detect a relatively short-distance preceding vehicle at a low speed such as in a traffic jam, a long-distance CC is used.
Data from the D camera 11 and the CCD camera 12 for short distance
Is appropriately selected and used.

【0045】以下に、イメージプロセッサ20による距
離の算出を、遠距離用CCDカメラ11で代表して説明
するが、近距離用CCDカメラ12に対しても同様の処
理により距離の算出が行われる。
Hereinafter, the calculation of the distance by the image processor 20 will be described using the long-distance CCD camera 11 as an example. The distance is also calculated for the short-distance CCD camera 12 by the same processing.

【0046】すなわち、図7に示すように、遠距離用の
2台のCCDカメラ11a、11bの取付間隔をrとし
て、2台のカメラ11a,11bの設置面から距離Dに
ある点Pを撮影する場合、2台のカメラ11a,11b
の焦点距離を共にfとすると、点Pの像は、それぞれの
カメラについて焦点位置からfだけ離れた投影面に写
る。
That is, as shown in FIG. 7, a point P at a distance D from the installation surface of the two cameras 11a and 11b is photographed, where r is an attachment interval between the two long distance CCD cameras 11a and 11b. The two cameras 11a and 11b
If both the focal lengths of the cameras are f, the image of the point P is projected on the projection plane separated by f from the focal position for each camera.

【0047】このとき、右のCCDカメラ11bにおけ
る像の位置から左のCCDカメラ11aにおける像の位
置までの距離は、r+xとなり、このxをずれ量とする
と、点Pまでの距離Dは、ずれ量xから以下の式で求め
ることができる。
At this time, the distance from the position of the image on the right CCD camera 11b to the position of the image on the left CCD camera 11a is r + x, and if x is a shift amount, the distance D to the point P is shifted. It can be obtained from the quantity x by the following equation.

【0048】 D=r×f/x … (1) この左右画像のずれ量xは、エッジ、線分、特殊な形
等、何らかの特徴を抽出し、それらの特徴が一致する部
分を見つけ出すことによっても検出できるが、情報量の
低下を避けるため、前記イメージプロセッサ20では、
左右画像における同一物体の像を見つけ出す際に画像を
小領域に分割し、それぞれの小領域内の輝度あるいは色
のパターンを左右画像で比較して対応する領域を見つけ
出すことにより、小領域毎の距離分布を全画面に渡って
求める。
D = r × f / x (1) The shift amount x between the left and right images is obtained by extracting some feature such as an edge, a line segment, or a special shape, and finding a portion where the feature matches. Can be detected, but in order to avoid a decrease in the amount of information,
When finding the image of the same object in the left and right images, the image is divided into small regions, and the brightness or color pattern in each small region is compared with the left and right images to find the corresponding region, so that the distance for each small region Find the distribution over the entire screen.

【0049】左右画像の一致度の評価すなわちステレオ
マッチングは、右画像、左画像のi番目画素の輝度(色
を用いても良い)を、それぞれ、Ai、Biとすると、例
えば、以下の(2)式に示すシティブロック距離Hによ
って行なうことができ、左右画像の各小領域間のシティ
ブロック距離Hの最小値が所定の条件を満たすとき、互
いの小領域が対応すると判断することができる。
The evaluation of the degree of coincidence of the left and right images, that is, stereo matching, is as follows. Assuming that the luminance (color may be used) of the i-th pixel of the right image and the left image is Ai and Bi, respectively, )), And when the minimum value of the city block distance H between the small areas of the left and right images satisfies a predetermined condition, it can be determined that the small areas correspond to each other.

【0050】 H=Σ|Ai−Bi| … (2) このシティブロック距離Hによるステレオマッチングで
は、平均値を減算することによる情報量の低下もなく、
乗算がないことから演算速度を向上させることができる
が、分割すべき小領域の大きさが大き過ぎると、その領
域内に遠方物体と近くの物体が混在する可能性が高くな
り、検出される距離が曖昧になる。従って、画像の距離
分布を得るためにも領域は小さい方が良いが、小さ過ぎ
ると逆に一致度を調べるための情報量が不足する。この
ため、例えば、100m先にある幅1.7mの車輌が、
隣の車線の車輌と同じ領域内に含まれないように、4つ
に分割される画素数を領域横幅の最大値とすると、前記
ステレオ光学系10に対して4画素となる。この値を基
準に最適な画素数を実際の画像で試行した結果、縦横共
に4画素となる。
H = Σ | Ai−Bi | (2) In the stereo matching based on the city block distance H, the information amount does not decrease due to the subtraction of the average value.
Although there is no multiplication, the calculation speed can be improved.However, if the size of the small area to be divided is too large, the possibility that a distant object and a nearby object are mixed in the area increases, and the detection is performed. The distance becomes ambiguous. Therefore, to obtain the distance distribution of the image, the smaller the area, the better. However, if the area is too small, the amount of information for checking the degree of coincidence will be insufficient. Therefore, for example, a vehicle with a width of 1.7 m 100 m ahead,
If the number of pixels divided into four is set to the maximum value of the area width so as not to be included in the same area as the vehicle in the adjacent lane, there are four pixels for the stereo optical system 10. As a result of trying the optimum number of pixels on an actual image based on this value, the number of pixels becomes 4 in both the vertical and horizontal directions.

【0051】以下の説明では、画像を4×4画素の小領
域で分割して左右画像の一致度を調べるものとし、ステ
レオ光学系10は、遠距離用のCCDカメラ11a,1
1bで代表するものとする。
In the following description, it is assumed that the image is divided into small areas of 4.times.4 pixels to check the degree of coincidence between the left and right images. The stereo optical system 10 includes a long-distance CCD camera 11a, 1
1b.

【0052】前記イメージプロセッサ20の回路詳細
は、図8に示され、この回路では、距離検出回路20a
に、前記ステレオ光学系10で撮像したアナログ画像を
デジタル画像に変換する画像変換部30、この画像変換
部30からの画像データに対し、左右画像のずれ量xを
決定するためのシティブロック距離Hを画素を一つずつ
ずらしながら次々と計算するシティブロック距離計算部
40、シティブロック距離Hの最小値HMIN及び最大値
HMAXを検出する最小・最大値検出部50、この最小・
最大値検出部50で得られた最小値HMINが左右小領域
の一致を示すものであるか否かをチェックしてずれ量x
を決定するずれ量決定部60が備えられており、また、
距離画像メモリ20bとしてデュアルポートメモリ90
が採用されている。
The details of the circuit of the image processor 20 are shown in FIG.
An image conversion unit 30 for converting an analog image captured by the stereo optical system 10 into a digital image, and a city block distance H for determining a shift amount x between left and right images with respect to the image data from the image conversion unit 30. Is calculated one after another while shifting the pixels one by one, a minimum / maximum value detector 50 for detecting the minimum value HMIN and the maximum value HMAX of the city block distance H,
It is checked whether or not the minimum value HMIN obtained by the maximum value detection unit 50 indicates the coincidence of the left and right small areas, and the deviation x
Is provided, and a shift amount determination unit 60 for determining
Dual port memory 90 as distance image memory 20b
Has been adopted.

【0053】前記画像変換部30では、左右画像用のC
CDカメラ11a,11bに対応してA/Dコンバータ
31a,31bが備えられ、各A/Dコンバータ31
a,31bに、データテーブルとしてのルックアップテ
ーブル(LUT)32a,32b、前記CCDカメラ1
1a,11bで撮像した画像を記憶する画像メモリ33
a,33bが、それぞれ接続されている。尚、前記画像
メモリ33a,33bは、後述するように、シティブロ
ック距離計算部40で画像の一部を繰り返し取り出して
処理するため、比較的低速のメモリから構成することが
でき、コスト低減を図ることができる。
In the image conversion section 30, C for left and right images
A / D converters 31a and 31b are provided corresponding to the CD cameras 11a and 11b, respectively.
Look-up tables (LUTs) 32a and 32b as data tables, and the CCD camera 1
Image memory 33 for storing images captured in 1a and 11b
a and 33b are connected respectively. The image memories 33a and 33b can be composed of relatively low-speed memories because the city block distance calculation unit 40 repeatedly extracts and processes a part of the image, as described later, thereby reducing costs. be able to.

【0054】各A/Dコンバータ31a,31bは、例
えば8ビットの分解能を有し、左右のCCDカメラ11
a,11bからのアナログ画像を、所定の輝度階調を有
するデジタル画像に変換する。すなわち、処理の高速化
のため画像の二値化を行なうと、左右画像の一致度を計
算するための情報が著しく失われるため、例えば256
階調のグレースケールに変換するのである。
Each of the A / D converters 31a and 31b has a resolution of, for example, 8 bits,
The analog image from a and 11b is converted into a digital image having a predetermined luminance gradation. That is, if binarization of an image is performed to speed up processing, information for calculating the degree of coincidence between the left and right images is significantly lost.
It is converted to a gray scale of gradation.

【0055】また、LUT32a,32bはROM上に
構成され、前記A/Dコンバータ31a,31bでデジ
タル量に変換された画像に対し、低輝度部分のコントラ
ストを上げたり、左右のCCDカメラ11a,11bの
特性の違いを補正する。そして、LUT32a,32b
で変換された信号は、一旦、画像メモリ33a,33b
に記憶される。
The LUTs 32a and 32b are formed on a ROM. The LUTs 32a and 32b increase the contrast of the low-brightness portion of the image converted into digital amounts by the A / D converters 31a and 31b, and the left and right CCD cameras 11a and 11b. To correct the difference in characteristics. And the LUTs 32a and 32b
Are converted into image memories 33a and 33b once.
Is stored.

【0056】前記シティブロック距離計算部40では、
前記画像変換部30の左画像用の画像メモリ33aに、
共通バス80を介して2組の入力バッファメモリ41
a,41bが接続されるとともに、右画像用の画像メモ
リ33bに、共通バス80を介して2組の入力バッファ
メモリ42a,42bが接続されている。
In the city block distance calculating section 40,
In the image memory 33a for the left image of the image conversion unit 30,
Two sets of input buffer memories 41 via a common bus 80
a and 41b are connected, and two sets of input buffer memories 42a and 42b are connected to the image memory 33b for the right image via the common bus 80.

【0057】前記左画像用の各入力バッファメモリ41
a,41bには、2組の例えば8段構成のシフトレジス
タ43a,43bが接続され、右画像用の各入力バッフ
ァメモリ42a,42bには、同様に、2組の例えば8
段構成のシフトレジスタ44a,44bが接続されてい
る。さらに、これら4組のシフトレジスタ43a,43
b,44a,44bには、シティブロック距離を計算す
るシティブロック距離計算回路45が接続されている。
Each input buffer memory 41 for the left image
Two sets of, for example, eight-stage shift registers 43a, 43b are connected to the input buffer memories 42a, 42b for the right image.
Shift registers 44a and 44b having a stage configuration are connected. Further, these four sets of shift registers 43a, 43
A city block distance calculation circuit 45 for calculating a city block distance is connected to b, 44a, and 44b.

【0058】また、前記右画像用のシフトレジスタ44
a、44bには、後述するずれ量決定部60の2組の1
0段構成のシフトレジスタ64a,64bが接続されて
おり、次の小領域のデータ転送が始まると、シティブロ
ック距離Hの計算の終わった古いデータはこれらのシフ
トレジスタ64a,64bに送られ、ずれ量xの決定の
際に用いられる。
The right image shift register 44
a and 44b include two sets of ones of the shift amount determination unit 60 described later.
The shift registers 64a and 64b having a zero-stage configuration are connected, and when the data transfer of the next small area starts, the old data for which the calculation of the city block distance H has been completed is sent to the shift registers 64a and 64b and shifted. Used in determining the quantity x.

【0059】また、シティブロック距離計算回路45
は、加減算器に入出力ラッチをつなげてワンチップ化し
た高速CMOS型演算器46を組み合わせており、図9
に詳細が示されるように、演算器46を16個ピラミッ
ド状に接続したパイプライン構造で、例えば8画素分を
同時に入力して計算するようになっている。このピラミ
ッド型構造の初段は、絶対値演算器、2段〜4段は、そ
れぞれ、第1加算器、第2加算器、第3加算器を構成
し、最終段は総和加算器となっている。尚、図8におい
ては、絶対値計算と1,2段目の加算器は半分のみ表示
している。
The city block distance calculation circuit 45
9 combines a high-speed CMOS type arithmetic unit 46 which is made into one chip by connecting an input / output latch to an adder / subtracter.
As shown in detail in FIG. 2, a pipeline structure in which 16 arithmetic units 46 are connected in a pyramid shape is used, for example, to simultaneously input eight pixels and calculate. The first stage of the pyramid structure has an absolute value arithmetic unit, the second to fourth stages constitute a first adder, a second adder, and a third adder, respectively, and the last stage is a sum adder. . In FIG. 8, only half of the absolute value calculation and the first and second adders are shown.

【0060】また、前記各入力バッファメモリ41a,
41b,42a,42bは、シティブロック距離計算の
速度に応じた比較的小容量の高速タイプであり、入出力
が分離し、クロック発生回路85から供給されるクロッ
クに従って、#1アドレスコントローラ86によって発
生されるアドレスが共通に与えられる。また、4組のシ
フトレジスタ43a,43b,44a,44bとの転送
は、#2アドレスコントローラ87によって制御され
る。
Each of the input buffer memories 41a, 41a,
41b, 42a, and 42b are relatively small-capacity high-speed types corresponding to the speed of calculating the city block distance. The inputs and outputs are separated and generated by the # 1 address controller 86 in accordance with the clock supplied from the clock generation circuit 85. Address is given in common. The transfer to and from the four sets of shift registers 43a, 43b, 44a, 44b is controlled by a # 2 address controller 87.

【0061】前記最小・最大値検出部50は、シティブ
ロック距離Hの最小値HMINを検出する最小値検出回路
51とシティブロック距離Hの最大値HMAXを検出する
最大値検出回路52とを備えており、前記シティブロッ
ク距離計算回路45と同様の高速CMOS型演算器を最
小値、最大値検出用として2個使用した構成となってお
り、シティブロック距離Hの出力と同期が取られるよう
になっている。
The minimum / maximum value detecting section 50 includes a minimum value detecting circuit 51 for detecting the minimum value HMIN of the city block distance H and a maximum value detecting circuit 52 for detecting the maximum value HMAX of the city block distance H. In this configuration, two high-speed CMOS type arithmetic units similar to the city block distance calculation circuit 45 are used for detecting the minimum value and the maximum value, so that the output of the city block distance H is synchronized. ing.

【0062】図10に示すように、最小値検出回路51
は、具体的には、Aレジスタ46a、Bレジスタ46
b、及び、算術論理演算ユニット(ALU)46cから
なる演算器46に、Cラッチ53,ラッチ54,Dラッ
チ55を接続して構成され、シティブロック距離計算回
路45からの出力が、Aレジスタ46aと、Cラッチ5
3を介してBレジスタ46bとに入力され、ALU46
cの出力の最上位ビット(MSB)がラッチ54に出力
される。このラッチ54の出力は、Bレジスタ46b及
びDラッチ55に出力され、演算器46での最小値計算
の途中の値が、Bレジスタ46bに保存されるととも
に、そのときのずれ量δがDラッチ55に保存されるよ
うになっている。尚、最大値検出回路52については、
論理が逆になることと、ずれ量δを保存しないこと以外
は、最小値検出回路51と同様の構成である。
As shown in FIG. 10, the minimum value detecting circuit 51
Specifically, the A register 46a and the B register 46
b and an arithmetic unit 46 comprising an arithmetic and logic operation unit (ALU) 46c connected to a C latch 53, a latch 54, and a D latch 55. The output from the city block distance calculation circuit 45 is supplied to an A register 46a. And C latch 5
3 and the ALU 46b.
The most significant bit (MSB) of the output of c is output to latch 54. The output of the latch 54 is output to the B register 46b and the D latch 55, and the value in the middle of the calculation of the minimum value in the arithmetic unit 46 is stored in the B register 46b. 55. In addition, regarding the maximum value detection circuit 52,
The configuration is the same as that of the minimum value detection circuit 51 except that the logic is reversed and the deviation amount δ is not preserved.

【0063】前述したようにシティブロック距離Hは、
一つの右画像小領域に対し、左画像小領域を1画素ずつ
ずらしながら順次計算されていく。そこで、シティブロ
ック距離Hの値が出力される毎に、これまでの値の最大
値HMAX、最小値HMINと比較、更新することによって、
最後のシティブロック距離Hの出力とほぼ同時に、その
小領域におけるシティブロック距離Hの最大値HMAX、
最小値HMINが求まるようになっている。
As described above, the city block distance H is
With respect to one right image small area, the calculation is sequentially performed while shifting the left image small area by one pixel. Therefore, each time the value of the city block distance H is output, the value is compared with the maximum value HMAX and the minimum value HMIN of the previous values, and updated.
Almost simultaneously with the output of the last city block distance H, the maximum value HMAX of the city block distance H in the small area,
The minimum value HMIN is determined.

【0064】前記ずれ量決定部60は、比較的小規模の
RISCプロセッサとして構成され、演算器61を中心
として、2本の16ビット幅データバス62a,62
b、ずれ量xを保持するラッチ63a、第1の規定値と
してのしきい値HAを保持するラッチ63b、第2の規
定値としてのしきい値HBを保持するラッチ63c、第
3の規定値としてのしきい値HCを保持するラッチ63
d、右画像の輝度データを保持する2組のシフトレジス
タ64a,64b、演算器61の出力を受けてずれ量x
または”0”を出力するスイッチ回路65、そして出力
された結果を一時保存する出力バッファメモリ66a,
66b、回路の動作タイミングや演算器61の機能の制
御プログラムが書き込まれた16ビット幅のROM67
が備えられている。
The shift amount determining unit 60 is configured as a relatively small-scale RISC processor, and has two 16-bit data buses 62 a and 62
b, a latch 63a for holding a shift amount x, a latch 63b for holding a threshold value HA as a first specified value, a latch 63c for holding a threshold value HB as a second specified value, and a third specified value Latch 63 holding the threshold value HC as a threshold value
d, two sets of shift registers 64a and 64b that hold the luminance data of the right image, and the shift amount x
Or a switch circuit 65 for outputting "0", and an output buffer memory 66a for temporarily storing the output result.
66b, a 16-bit width ROM 67 in which a control program of the operation timing of the circuit and the function of the arithmetic unit 61 is written
Is provided.

【0065】前記演算器61は、ALU70を中心とし
て、Aレジスタ71、Bレジスタ72、Fレジスタ7
3、及び、セレクタ74からなり、前記データバス62
a(以下、Aバス62aとする)にAレジスタ71が接
続されるとともに、前記データバス62b(以下、Bバ
ス62bとする)にBレジスタ72が接続され、ALU
70の演算結果で前記スイッチ回路65を作動し、ずれ
量xまたは“0”が前記出力バッファメモリ66a,6
6bに格納されるようになっている。
The arithmetic unit 61 has an A register 71, a B register 72, an F register 7
3 and a selector 74, and the data bus 62
a (hereinafter referred to as A bus 62a), an A register 71 is connected, and the data bus 62b (hereinafter referred to as B bus 62b) is connected to a B register 72.
The switch circuit 65 is operated according to the calculation result of 70, and the shift amount x or "0" is stored in the output buffer memories 66a and 66.
6b.

【0066】前記Aバス62aには、各しきい値HA、
HB、HCを保持するラッチ63b,63c,63d、前
記最大値検出回路52が接続され、前記Bバス62bに
は、前記最小値検出回路51が接続されている。さら
に、前記Aバス62a及びBバス62bには、前記各シ
フトレジスタ64a,64bが接続されている。
Each of the threshold values HA,
Latches 63b, 63c, 63d for holding HB and HC and the maximum value detection circuit 52 are connected, and the minimum value detection circuit 51 is connected to the B bus 62b. Further, the shift registers 64a and 64b are connected to the A bus 62a and the B bus 62b.

【0067】また、前記スイッチ回路65には、前記演
算器61が接続されるとともに、前記ラッチ63aを介
して前記最小値検出回路51が接続され、後述する3つ
のチェック条件が演算器61で判定され、その判定結果
に応じて前記出力バッファメモリ66a,66bへの出
力が切り換えられる。
The computing circuit 61 is connected to the switch circuit 65, and the minimum value detecting circuit 51 is connected to the switching circuit 65 via the latch 63a. The output to the output buffer memories 66a and 66b is switched according to the determination result.

【0068】このずれ量決定部60では、得られたシテ
ィブロック距離Hの最小値HMINが本当に左右小領域の
一致を示しているものかどうかチェックを行い、条件を
満たしたもののみ、出力バッファメモリ66a,66b
の対応する画素の位置にずれ量xを出力する。
The shift amount determining section 60 checks whether or not the obtained minimum value HMIN of the city block distance H really indicates the coincidence of the left and right small areas. 66a, 66b
Is output to the position of the pixel corresponding to.

【0069】すなわち、シティブロック距離Hが最小と
なるずれ量が求めるずれ量xとなる訳であるが、以下の
3つのチェック条件を満足した場合にずれ量xを出力
し、満足しない場合には、データを採用せずに“0”を
出力する。
That is, the displacement amount at which the city block distance H is the minimum is the displacement amount x to be obtained. If the following three check conditions are satisfied, the displacement amount x is output. Output "0" without using data.

【0070】(1)HMIN ≦HA (HMIN >HA のとき
には距離を検出できず。) (2)HMAX −HMIN ≧HB (得られた最小値HMIN が
ノイズによる揺らぎより明らかに低くなっていることを
チェックするための条件であり、最小値HMIN の近傍の
値との差でなく、最大値HMAX との差をチェック対象と
することにより、曲面等の緩やかに輝度の変わる物体に
対しても距離検出が行なえる。) (3)右画像の小領域内の横方向の隣接画素間の輝度差
>HC (しきい値HC を大きくするとエッジ検出となる
が、輝度が緩やかに変化している場合にも対応可能なよ
うに、しきい値HC は通常のエッジ検出レベルよりはず
っと低くしてある。この条件は、輝度変化のない部分で
は、距離検出が行なえないという基本的な原理に基づい
ており、小領域中の画素毎に行なわれるため、小領域の
中でも実際に距離の検出された画素のみが採用されるこ
とになり、自然な結果が得られる。) このずれ量決定部60から出力される最終結果である距
離分布情報は、距離画像メモリ20bとしてのデュアル
ポートメモリ90へ共通バス80を介して書き込まれ
る。
(1) HMIN ≦ HA (The distance cannot be detected when HMIN> HA.) (2) HMAX−HMIN ≧ HB (It is clear that the obtained minimum value HMIN is clearly lower than the fluctuation due to noise. This is a condition for checking. By detecting not the difference from the value near the minimum value HMIN but the difference from the maximum value HMAX, the distance can be detected even for an object such as a curved surface whose brightness changes slowly. (3) Luminance difference between adjacent pixels in the horizontal direction in the small area of the right image> HC (When the threshold value HC is increased, edge detection is performed, but when the luminance changes slowly, The threshold value HC is much lower than the normal edge detection level, which is based on the basic principle that distance detection cannot be performed in a portion where there is no change in luminance. , For each pixel in a small area Therefore, only the pixels for which the distance is actually detected are used in the small area, and a natural result is obtained.) The distance distribution information which is the final result output from the shift amount determination unit 60 Is written to the dual port memory 90 as the distance image memory 20b via the common bus 80.

【0071】以上のイメージプロセッサ20から出力さ
れる距離分布情報は、画像のような形態をしており(距
離画像)、CCDカメラ11で撮影した画像、例えば図
11に示すように、立体物を撮像した画像(図11は片
方のカメラで撮像した画像を示す)を前記イメージプロ
セッサ20で処理すると、図12のような画像となる。
The distance distribution information output from the image processor 20 is in the form of an image (distance image), and an image captured by the CCD camera 11, for example, as shown in FIG. When the captured image (FIG. 11 shows an image captured by one camera) is processed by the image processor 20, an image as shown in FIG. 12 is obtained.

【0072】図12に示す距離画像の例では、画像サイ
ズは横400画素×縦200画素であり、距離データを
持っているのは黒点の部分で、これは図11の画像の各
画素のうち、左右方向に隣合う画素間で明暗変化が大き
い部分である。画像上の座標系は、図12に示すよう
に、左上隅を原点として横方向をi座標軸,縦方向をj
座標軸とし、単位は画素である。
In the example of the distance image shown in FIG. 12, the image size is 400 pixels horizontally × 200 pixels vertically, and the portion having the distance data is a black dot portion, which is one of the pixels of the image shown in FIG. This is a portion where the change in brightness is large between pixels adjacent in the left-right direction. As shown in FIG. 12, the coordinate system on the image has an origin at the upper left corner and an i coordinate axis in the horizontal direction and j in the vertical direction.
The coordinate axis is used, and the unit is a pixel.

【0073】この距離画像は、画像処理・車間距離制御
用コンピュータ110に読み込まれ、前方に存在する他
の車輌や障害物等の複数の物体が検出され、その位置と
大きさ、位置の時間変化による自車との相対速度等が算
出され、さらに、検出した物体の輪郭像が抽出される。
This distance image is read into the image processing / inter-vehicle distance control computer 110, and a plurality of objects such as other vehicles and obstacles present ahead are detected, and the position, size, and time change of the position are detected. , A relative speed with respect to the own vehicle is calculated, and a contour image of the detected object is extracted.

【0074】この場合、前記画像処理・車間距離制御用
コンピュータ110では、物体の3次元的な位置情報を
利用し、道路と物体の区別は道路表面からの高さによっ
て行い、物体と背景の区別は距離の値によって行なう。
そのため、前記画像処理・車間距離制御用コンピュータ
110では、まず、前記イメージプロセッサ20からの
距離画像の座標系を、自車(車輌1)を取り巻く実空間
の座標系に変換し、検出した立体物に対し、位置や大き
さを計算する。
In this case, the image processing / inter-vehicle distance control computer 110 uses the three-dimensional position information of the object to distinguish between the road and the object based on the height from the road surface, and to distinguish between the object and the background. Is performed according to the value of the distance.
Therefore, the image processing / inter-vehicle distance control computer 110 first converts the coordinate system of the distance image from the image processor 20 into a coordinate system of a real space surrounding the own vehicle (vehicle 1), and detects the detected three-dimensional object. Then, the position and size are calculated.

【0075】すなわち、図13及び図14に示すよう
に、実空間の座標系を車輌1固定の座標系とし、X軸を
車輌1の右側側方、Y軸を車輌1の上方、Z軸を車輌1
の前方、原点を2台のCCDカメラ11a(12b),
11b(12b)の中央の真下の道路面とすると、XZ
平面(Y=0)は、道路が平坦な場合、道路面と一致す
ることになり、画像中の距離情報(i,j,Z)から被
写体の3次元位置(X,Y,Z)を算出するには、以下
の(3),(4)式により一種の座標変換を行なう。
That is, as shown in FIGS. 13 and 14, the coordinate system in the real space is a fixed coordinate system of the vehicle 1, the X axis is on the right side of the vehicle 1, the Y axis is above the vehicle 1, and the Z axis is Vehicle 1
In front of the camera, the origin is set to two CCD cameras 11a (12b),
Assuming that the road surface is just below the center of 11b (12b), XZ
When the road is flat, the plane (Y = 0) coincides with the road surface, and the three-dimensional position (X, Y, Z) of the subject is calculated from the distance information (i, j, Z) in the image. To do so, a kind of coordinate transformation is performed by the following equations (3) and (4).

【0076】 Y=CH−Z×PW×(j−JV) … (3) X=r/2+Z×PW×(i−IV) … (4) ここで、 CH :CCDカメラ11(CCDカメ
ラ12)の取付け高さ、 PW :1画素当たりの視野角、 JV,IV:車輌1の真正面の無限遠点の画像上の座標
である。
Y = CH−Z × PW × (j−JV) (3) X = r / 2 + Z × PW × (i−IV) (4) where CH: CCD camera 11 (CCD camera 12) , PW: viewing angle per pixel, JV, IV: coordinates of an infinity point in front of the vehicle 1 on the image.

【0077】また、実空間の3次元座標(X,Y,Z)
から画像上の位置(i,j)を算出する式も、前記
(3),(4)式を変形し、次のようになる。
Also, the three-dimensional coordinates (X, Y, Z) of the real space
The equation for calculating the position (i, j) on the image from the above equation is also obtained by modifying the equations (3) and (4).

【0078】 j=(CH−Y)/(Z×PW)+JV … (5) i=(X−r/2)/(Z×PW)+IV … (6) 尚、CCDカメラ11の取り付け位置を、前記実空間の
XYZ座標系で示すと、例えば、右側のCCDカメラ1
1bは、X=0.45m,Y=1.24m,Z=0.0
m(CCDカメラ12bはXのみ相違し、X=0.20
m)であり、左側のCCDカメラ11aは、X=−0.
45m,Y=1.24m,Z=0.0m(CCDカメラ
12aは、X=−0.20m)となる。
J = (CH−Y) / (Z × PW) + JV (5) i = (X−r / 2) / (Z × PW) + IV (6) The mounting position of the CCD camera 11 is In the XYZ coordinate system of the real space, for example, the right CCD camera 1
1b: X = 0.45m, Y = 1.24m, Z = 0.0
m (CCD camera 12b differs only in X, X = 0.20
m), and the left CCD camera 11a sets X = −0.
45m, Y = 1.24m, Z = 0.0m (X = -0.20m for the CCD camera 12a).

【0079】図15は、前記画像処理・車間距離制御用
コンピュータ110の機能構成を示すものであり、主と
して、マイクロプロセッサ110aによる道路検出部1
30と、マイクロプロセッサ110bによる物体認識部
140と、マイクロプロセッサ110cによる車間距離
制御部160とに大別され、道路検出部130及び物体
認識部140の処理結果が、出力用メモリ115からな
る道路・立体物パラメータ記憶部150に記憶され、前
記マイクロプロセッサ110cによる車間距離制御部1
60、及び、ADAのための図示しない他の装置に読み
込まれる。
FIG. 15 shows a functional configuration of the image processing / inter-vehicle distance control computer 110. The road detector 1 mainly includes a microprocessor 110a.
30, an object recognition unit 140 by the microprocessor 110b, and an inter-vehicle distance control unit 160 by the microprocessor 110c. The processing results of the road detection unit 130 and the object recognition unit 140 The inter-vehicle distance control unit 1 is stored in the three-dimensional object parameter storage unit 150 and is controlled by the microprocessor 110c.
60 and other devices (not shown) for ADA.

【0080】さらに、前記道路検出部130の機能は、
道路形状推定部131、3次元ウインドウ発生部13
2、直線要素検出部133、道路形状判定部134に細
分され、前記物体認識部140の機能は、物体検出部1
41、3次元ウインドウ発生部142、物体輪郭像抽出
部143に細分される。また、前記車間距離制御部16
0の機能は、車間距離制御手段の機能を実現するための
スロットル制御部161及びブレーキ制御部162、警
報出力手段の機能を実現するための警報判断部163に
細分される。
Further, the function of the road detector 130 is as follows.
Road shape estimation unit 131, three-dimensional window generation unit 13
2. The function of the object recognition unit 140 is subdivided into a linear element detection unit 133 and a road shape determination unit 134.
41, a three-dimensional window generator 142 and an object contour image extractor 143. The inter-vehicle distance control unit 16
The function of 0 is subdivided into a throttle control unit 161 and a brake control unit 162 for realizing the function of the inter-vehicle distance control unit, and an alarm determination unit 163 for realizing the function of the alarm output unit.

【0081】前記道路検出部130では、距離画像メモ
リ20bに記憶された距離画像による3次元的な位置情
報を利用し、実際の道路上の白線だけを分離して抽出
し、内蔵した道路モデルのパラメータを、実際の道路形
状と合致するよう修正・変更して道路形状を認識する。
The road detecting section 130 uses the three-dimensional position information based on the distance image stored in the distance image memory 20b to separate and extract only the white line on the actual road, and extracts the built-in road model. The road shape is recognized by modifying / changing the parameters to match the actual road shape.

【0082】実際の画像では、道路上の白線に先行車な
どが重なって写るが、画像に写った道路の白線を2次元
的な特徴を頼りに検出する従来の多くの装置では、白線
と立体物とを2次元的な特徴によって分離することは困
難な場合が多いが、本装置では、白線の3次元的な位置
情報を利用することにより、確実に白線と立体物とを分
離することができる。すなわち、3次元空間では白線は
道路の平面上にあり、一方、先行車などの立体物は道路
平面より高い位置にある。そこで、道路面からの高さに
よって白線と立体物を区別するのである。
In an actual image, a preceding vehicle or the like overlaps with a white line on the road. However, in many conventional devices that detect the white line of the road in the image by relying on two-dimensional features, a white line and a three-dimensional image are detected. In many cases, it is difficult to separate an object from the object by two-dimensional characteristics. However, this apparatus can reliably separate the three-dimensional object from the white line by using the three-dimensional position information of the white line. it can. That is, in the three-dimensional space, the white line is on the plane of the road, while a three-dimensional object such as a preceding vehicle is located higher than the road plane. Therefore, the white line and the three-dimensional object are distinguished by the height from the road surface.

【0083】さらに、道路検出部130には道路モデル
が内蔵されており、この道路モデルは、認識対象範囲ま
での道路の自車線を、設定した距離によって複数個の区
間に分け、各区間毎に左右の白線を、後述する3次元の
直線式で近似して折れ線状に連結したものであり、左右
の折れ線で囲まれた範囲を自車輌の走行車線と判断す
る。道路形状の認識とは、3次元の直線式のパラメータ
を導出するプロセスともいえる。
Further, a road model is built in the road detecting unit 130. This road model divides the own lane of the road up to the recognition target range into a plurality of sections according to the set distances. The left and right white lines are approximated by a three-dimensional linear expression described later and connected in a polygonal line shape, and the area surrounded by the left and right polygonal lines is determined as the traveling lane of the vehicle. Recognition of a road shape can be said to be a process of deriving parameters of a three-dimensional linear equation.

【0084】図16は道路モデルの例であり、例えば、
前方84mまでの道路を、第0区間R0,第1区間R1,
第2区間R2,…,第6区間R6の7区間に分け、左カー
ブを近似表現したものである。この道路モデルでは、7
個の区間で道路を近似表現することにより、直線路のみ
でなくカーブやS字路も十分な精度で表現でき、また、
各区間は直線で表現されるため、計算処理や取扱いが簡
単である。さらに、後述するように、各区間は、水平方
向及び垂直方向の直線式で表され、道路の上り下りや凹
凸などの、道路の上下方向の形状も表現できる。
FIG. 16 shows an example of a road model.
The road up to 84 m ahead is defined as the 0th section R0, the 1st section R1,
It is divided into seven sections of a second section R2,..., And a sixth section R6, and the left curve is approximately expressed. In this road model, 7
By approximating the road in the number of sections, not only straight roads but also curves and S-shaped roads can be expressed with sufficient accuracy.
Since each section is represented by a straight line, calculation processing and handling are easy. Further, as will be described later, each section is represented by a straight line in the horizontal direction and the vertical direction, and can also represent the vertical shape of the road, such as up and down and unevenness of the road.

【0085】尚、前記道路モデルの各区間を区切る距離
の値は、走行する道路のカーブの曲率に応じて変更する
必要がある。一般の高速道路ではカーブの半径は最小で
230m程度に設計されているため、このような場合、
各区間の区切り距離を、10m,17m,25m,35
m,48m,64m,84mにすると良好な結果が得ら
れる。
The value of the distance separating each section of the road model needs to be changed according to the curvature of the curve of the road on which the vehicle runs. On ordinary highways, the radius of the curve is designed to be at least 230 m, so in such a case,
The break distance of each section is 10m, 17m, 25m, 35
Good results are obtained with m, 48 m, 64 m and 84 m.

【0086】次に、前記道路検出部130の機能を詳細
に説明する。道路形状推定部131では、前回(Δts
ec前)の道路形状の認識結果を基にし、車速センサ
8、舵角センサ19からの出力信号を使ってΔt秒間の
車輌1の動きを算出し、Δt秒後の車輌1の位置から見
た道路形状を推定する。
Next, the function of the road detector 130 will be described in detail. In the road shape estimating unit 131, the previous time (Δts
Based on the recognition result of the road shape (before ec), the movement of the vehicle 1 for Δt seconds is calculated using output signals from the vehicle speed sensor 8 and the steering angle sensor 19, and the movement of the vehicle 1 is viewed from the position of the vehicle 1 after Δt seconds. Estimate the road shape.

【0087】すなわち、車速センサ8の出力信号をV
(m/sec)、ステアリングコラムに取り付けた舵角
センサ19の出力信号(操舵角)をη(rad)とする
と、Δt秒間の車輌1の前進量ΔZ(m)と回転角(ヨ
ー角)Δθ(rad)は、一般に次式で概算できる。
That is, the output signal of the vehicle speed sensor 8 is
(M / sec), assuming that the output signal (steering angle) of the steering angle sensor 19 attached to the steering column is η (rad), the advance amount ΔZ (m) and the rotation angle (yaw angle) Δθ of the vehicle 1 for Δt seconds. (Rad) can be generally estimated by the following equation.

【0088】 ΔZ=V×Δt … (7) Δθ=ΔZ×tan(η/rs)×1/wb … (8) ここで、rs:ステアリングと前輪の回転比、 wb:車輌のホイールベースである。ΔZ = V × Δt (7) Δθ = ΔZ × tan (η / rs) × 1 / wb (8) where, rs: the rotation ratio between the steering wheel and the front wheel, wb: the wheelbase of the vehicle. .

【0089】従って、前回の処理で検出した道路形状を
ΔZだけ手前に移動し、さらに、Δθだけ車輌1の回転
と逆方向に道路形状を回転させることにより、Δt秒後
の道路の概略の位置と形状が推定できるのである。
Accordingly, the road shape detected in the previous process is moved forward by ΔZ, and the road shape is rotated by Δθ in the direction opposite to the rotation of the vehicle 1, so that the approximate position of the road after Δt seconds is obtained. And the shape can be estimated.

【0090】3次元ウインドウ発生部132では、推定
した道路形状RDを表す左右の折れ線の内の一つの直線
要素Ldを中心として、図17に示すような直方体状の
3次元空間領域すなわち3次元ウインドウWD3Aを設定
し、この設定した3次元ウインドウWD3Aが、図18に
示すように、2次元の画像上でどのように見えるかを計
算し、ウインドウ輪郭線の内側(図18中の斜線部分)
を2次元ウインドウWD2Aとし、この中のデータのみを
検出対象とする。
The three-dimensional window generating unit 132 has a rectangular parallelepiped three-dimensional space area as shown in FIG. 17 around one linear element Ld of the left and right polygonal lines representing the estimated road shape RD, that is, a three-dimensional window. WD3A is set, and what the set three-dimensional window WD3A looks like on a two-dimensional image as shown in FIG. 18 is calculated, and the inside of the window outline (shaded portion in FIG. 18)
Is a two-dimensional window WD2A, and only the data in this is a detection target.

【0091】3次元ウインドウWD3Aから2次元ウイン
ドウWD2Aを求めるには、3次元ウインドウWD3Aの8
個の頂点の各座標(Xn,Yn,Zn)から、前述した
(5)(6)式を用いて画像上の座標(in,jn)を
計算し、これらの点を包絡する多角形を計算する。
To obtain the two-dimensional window WD2A from the three-dimensional window WD3A, the 8
From the coordinates (Xn, Yn, Zn) of the vertices, the coordinates (in, jn) on the image are calculated using the above-described equations (5) and (6), and a polygon that envelopes these points is calculated. I do.

【0092】この3次元ウインドウWD3Aは、長さを各
区間の区切り距離(例えば、第1区間R1では前方10
〜17m)と等しくし、一方、高さと幅は、車速などの
状況に応じて変化させるが、道路形状の推定に誤差があ
り、実際の白線の位置とのずれが予想される場合には、
高さや幅を大きくして検出する範囲を広くする。しか
し、ウインドウを大きくし過ぎると、道路周辺の縁石や
草木なども検出してしまい、誤認識の原因となるため、
ウインドウの大きさを適切に選定することは重要であ
る。一般の高速道路の走行では、試験の結果、高さ0.
4m〜0.8m、幅0.4〜1.6mの範囲で変化させ
ると良いことがわかっている。
The three-dimensional window WD3A has a length corresponding to the section distance of each section (for example, 10
17m), while the height and width are changed according to the conditions such as the vehicle speed. However, when there is an error in estimating the road shape and a deviation from the actual position of the white line is expected,
Increase the height and width to widen the detection range. However, if the window is too large, curbs and vegetation around the road will also be detected, causing false recognition.
It is important to properly select the size of the window. When traveling on a general highway, the test result showed that the height was 0.1 mm.
It has been found that it is better to change the width in the range of 4 m to 0.8 m and the width of 0.4 to 1.6 m.

【0093】このように、2次元の画像上では道路の白
線と立体物が重なり合っていても、3次元ウィンドウを
設定して道路の表面付近のデータのみを抽出することに
より、白線を立体物と区別して検出できる。また、道路
周辺には縁石や草木などもあるが、3次元ウィンドウを
設定して白線があると推定される位置の近辺のデータの
みを抽出することによって、道路上の白線をこれらの縁
石や草木などと区別して検出できる。さらには、2次元
ウィンドウを設定することにより、探索する領域及びデ
ータ数を少なくして処理時間を短縮することができるの
である。
As described above, even when the white line of the road and the three-dimensional object overlap on the two-dimensional image, the three-dimensional window is set and only the data near the road surface is extracted, so that the white line can be regarded as the three-dimensional object. Can be detected separately. In addition, there are curbs and vegetation around the road. By setting a three-dimensional window and extracting only data near the position where the white line is presumed to be present, the white line on the road can be used to convert these curbs and vegetation. And can be detected separately. Furthermore, by setting a two-dimensional window, the area to be searched and the number of data can be reduced, and the processing time can be shortened.

【0094】直線要素検出部133では、先に推定した
道路形状の直線要素Ldに対し、被写体の3次元位置の
X方向のずれ量ΔX、Y方向のずれ量ΔYを計算し、こ
のずれ量ΔX,ΔYに応じて設定した重み係数を各デー
タに掛け、最小自乗法により、水平方向(XZ方向)及
び垂直方向(YZ)方向の直線式を導出してパラメータ
を求める。
The linear element detecting section 133 calculates the X-axis deviation amount X in the X direction and the Y-axis deviation amount ΔY of the three-dimensional position of the subject with respect to the linear element Ld of the road shape estimated previously, and calculates the deviation amount ΔX , ΔY are multiplied to each data, and a linear equation in the horizontal direction (XZ direction) and the vertical direction (YZ) direction is derived by the least square method to obtain parameters.

【0095】詳細には、まず、2次元ウインドウWD2A
内の画素を順次サーベイして行き、距離データを持って
いる画素について、前述の(3),(4)式を用いて被
写体の3次元位置(X,Y,Z)を計算し、距離Zの値
が3次元ウインドウWD3Aの長さの範囲(例えば、第1
区間R1ではZ=10〜17m)の外にある距離データ
は検出対象から除外する。
More specifically, first, the two-dimensional window WD2A
Are sequentially surveyed, and the three-dimensional position (X, Y, Z) of the subject is calculated for the pixels having the distance data using the above-described equations (3) and (4), and the distance Z is calculated. Is in the range of the length of the three-dimensional window WD3A (for example, the first
In the section R1, distance data outside Z = 10 to 17 m) is excluded from detection targets.

【0096】すなわち、3次元ウインドウWD3Aの向こ
う側や手前側にある物体の画像は、2次元ウインドウW
D2A内に写り込むため、2次元ウインドウWD2A内でサ
ーベイされる被写体は、3次元ウインドウWD3Aに包含
されるとは限らない。そこで、各画素の被写体の3次元
位置(X,Y,Z)を計算し、3次元ウインドウWD3A
に含まれるか否かを判別するのである。
That is, the image of the object on the other side or the near side of the three-dimensional window WD3A is
The subject surveyed in the two-dimensional window WD2A is not necessarily included in the three-dimensional window WD3A because the subject is reflected in the D2A. Therefore, the three-dimensional position (X, Y, Z) of the subject of each pixel is calculated, and the three-dimensional window WD3A is calculated.
Is determined.

【0097】続いて、先に推定した道路形状の直線要素
Ldと被写体の3次元位置を比較して図19に示すよう
なデータDiのX方向、Y方向のずれ量ΔXi、ΔYi
を計算し、3次元ウインドウWD3Aの幅、高さの範囲内
にあるデータのみを選別した後、X方向、Y方向のずれ
量ΔXi、ΔYiに応じたデータDiの重み係数を決定
する。
Subsequently, the three-dimensional position of the subject is compared with the straight-line element Ld of the road shape estimated previously, and the deviation amounts ΔXi, ΔYi in the X and Y directions of the data Di as shown in FIG.
Is calculated, and only data within the range of the width and height of the three-dimensional window WD3A is selected. Then, the weight coefficient of the data Di according to the shift amounts ΔXi and ΔYi in the X and Y directions is determined.

【0098】前記重み係数は、図20に示すように、例
えば、中心を1.0、周辺を0.0とする放物線状で、
X方向の重み係数fxとY方向の重み係数fyの積を、
そのデータDiの重み係数としている。また、重み係数
が0.0以上となるX方向、Y方向の範囲は、3次元ウ
インドウWD3Aの幅、高さと同一とするか、あるいは、
これらより大きくする。
As shown in FIG. 20, the weight coefficient is, for example, a parabola having a center at 1.0 and a periphery at 0.0.
The product of the weight coefficient fx in the X direction and the weight coefficient fy in the Y direction is
The weight coefficient of the data Di is used. Further, the range in the X direction and the Y direction in which the weight coefficient is 0.0 or more is the same as the width and height of the three-dimensional window WD3A, or
Make them larger.

【0099】各データDiに対して、前記重み係数を掛
けた後、最小自乗法を用いて、以下の(9),(10)
式に示す水平方向及び垂直方向の直線式を導出し、パラ
メータa,b,c,dを求め、これを新しい直線要素L
dの候補とする。
After multiplying each data Di by the weighting coefficient, the following equations (9) and (10) are obtained using the least squares method.
The horizontal and vertical linear equations shown in the equations are derived, and parameters a, b, c, and d are obtained.
d is a candidate.

【0100】 水平方向:X=a×Z+b … (9) 垂直方向:Y=c×Z+d … (10) 同時に、重み係数が設定値(例えば、0.05〜0.1
程度)以上のデータについて、その個数と、それらのデ
ータが分布する距離Zの範囲を調べ、データ数が設定値
(例えば、10個程度)以下の場合、または距離Zの範
囲が3次元ウインドウWD3Aの長さ(例えば、第1区間
R1ではZ=10m〜17mの長さ7m)の1/2以下の場
合には、正確な直線要素Ldの候補は得られていないと
判断し、前記で求めた直線式は棄却し、候補なしとす
る。
Horizontal direction: X = a × Z + b (9) Vertical direction: Y = c × Z + d (10) At the same time, the weight coefficient is set to a set value (for example, 0.05 to 0.1).
The number of data and the range of the distance Z over which the data is distributed are examined. If the number of data is equal to or smaller than a set value (for example, about 10), or the range of the distance Z is three-dimensional window WD3A. (For example, Z = 10 m to 17 m in the first section R 1, length 7 m) or less, it is determined that an accurate candidate for the linear element Ld has not been obtained. The rejected straight line formula is rejected and there is no candidate.

【0101】以上の処理を、左右および手前側から遠方
側の区間に向かって順次行い、道路モデルを構成する全
ての直線要素Ldの候補を求める。この場合、3次元ウ
ィンドウの幅の設定が大き過ぎると、道路周辺の縁石や
草木などが3次元ウィンドウの端に掛かって来る場合が
あるが、前記直線要素検出部133では、各データに重
み係数を掛けて3次元ウィンドウの周辺部の重みを小さ
くすることにより、万一、縁石や草木などが掛かってき
た場合にも、これらの影響を小さくし、安定して白線の
直線式が導出できるのである。
The above processing is sequentially performed from the left and right and the near side to the far side section, and candidates for all the linear elements Ld constituting the road model are obtained. In this case, if the width of the three-dimensional window is set too large, a curb or a plant around the road may hang over the edge of the three-dimensional window. By reducing the weight of the periphery of the three-dimensional window by multiplying it, even if curbs or vegetation are applied, these effects can be reduced, and the linear equation of the white line can be derived stably. is there.

【0102】道路形状判定部134では、各区間につい
て、左右両方の直線要素Ldの候補について、水平方向
及び垂直方向の平行度から妥当性を判定する。その判定
の結果、妥当と判定した場合には、両方を新しい直線要
素Ldの候補として採用し、一方、左右いずれかの直線
要素Ldの候補が正確でないと判定した場合には、直線
要素Ldの代用、補完を行なう。そして、求められた各
直線要素Ldのパラメータを道路・立体物パラメータ記
憶部150に出力する。
The road shape determination unit 134 determines the validity of each of the left and right straight line element Ld candidates from the horizontal and vertical parallelism for each section. As a result of the determination, if both are adopted as candidates for a new linear element Ld, if both are adopted as candidates for a new linear element Ld, and if it is determined that the candidate for one of the left and right linear elements Ld is not accurate, Perform substitution and completion. Then, the obtained parameters of each linear element Ld are output to the road / solid object parameter storage unit 150.

【0103】具体的には、まず、左側の直線要素Ldに
対する(9)式のパラメータ(以下、左側を表すL、右
側を表すRを各パラメータに付加して示す)aLと、右
側の直線要素Ldに対する(9)式のパラメータaRと
の差異から、水平方向の平行度を調べ、設定値(例え
ば、5°程度)以上の場合には、左右いずれかの直線要
素Ldは不正確であると判定する。同様にして、パラメ
ータcRとパラメータcLの差異から垂直方向の平行度
を調べ、設定値(例えば、1°程度)以上の場合は、い
ずれかの直線要素は不正確であると判定する。
Specifically, first, a parameter aL of the equation (9) (hereinafter, L representing the left side and R representing the right side are added to each parameter) for the left side linear element Ld, and a right side linear element Ld From the difference between Ld and the parameter aR in the equation (9), the parallelism in the horizontal direction is checked. If the parallelism is equal to or larger than a set value (for example, about 5 °), it is determined that the right or left linear element Ld is incorrect judge. Similarly, the degree of parallelism in the vertical direction is checked from the difference between the parameters cR and cL, and if it is equal to or greater than a set value (for example, about 1 °), it is determined that any of the linear elements is incorrect.

【0104】この判定の結果、水平方向及び垂直方向い
ずれの平行度も条件を満たす場合には、両方が新しい直
線要素として採用されるが、左右いずれかの直線要素L
dが不正確と判定されると、左右の各々の直線要素Ld
の候補と先に推定した道路形状の位置とを比較し、ずれ
量が少ない方を新しい直線要素Ldとして採用し、他方
は棄却して候補なしとする。
As a result of this determination, if the parallelism in both the horizontal direction and the vertical direction satisfies the conditions, both are adopted as new linear elements.
If it is determined that d is incorrect, each of the left and right linear elements Ld
Is compared with the position of the road shape estimated previously, and the one with the smaller amount of deviation is adopted as a new linear element Ld, and the other is rejected to be no candidate.

【0105】そして、平行度の判定により左右いずれか
の直線要素Ldが候補なしとされた場合、あるいは、道
路上の白線が破線状であったり、障害物に隠れて見えな
いためにデータが不足して左右いずれかの直線要素Ld
が候補なしと判定された場合には、検出された側の直線
要素Ldを車線の幅だけ並行移動して代用する。さら
に、左右両方の直線要素Ldが候補なしの場合には、先
に推定した道路形状の直線要素Ldを代用する。これに
より、部分的に直線要素の検出失敗や誤検出が起こって
も、全体としては安定した道路形状が得られるのであ
る。
Then, if either of the left and right straight line elements Ld is determined to be no candidate by the determination of the parallelism, or if the white line on the road is a broken line or hidden behind obstacles, data is insufficient. And either straight line element Ld
Is determined that there is no candidate, the linear element Ld on the detected side is moved in parallel by the width of the lane and substituted. Further, when both the left and right straight line elements Ld have no candidate, the straight line element Ld of the previously estimated road shape is substituted. As a result, even if partial linear element detection failure or erroneous detection occurs, a stable road shape can be obtained as a whole.

【0106】図21は、道路検出部130によって検出
された道路形状を図式化した説明図あり、左右の白線に
沿って直線要素が検出されている。前方の車輌に隠れて
見えない部分も、上述したように補完することによって
良好に推定される。尚、左右の直線要素の間の横線は、
各区間の境界である。
FIG. 21 is an explanatory diagram schematically showing the road shape detected by the road detecting section 130, in which linear elements are detected along left and right white lines. A portion that is hidden by a vehicle ahead and cannot be seen is satisfactorily estimated by complementing as described above. The horizontal line between the left and right linear elements is
This is the boundary of each section.

【0107】次に、前記物体認識部140における物体
検出部141、3次元ウインドウ発生部142、及び、
物体輪郭像抽出部143の各機能を詳細に説明する。
Next, the object detection unit 141, the three-dimensional window generation unit 142 in the object recognition unit 140, and
Each function of the object contour image extraction unit 143 will be described in detail.

【0108】物体検出部141では、イメージプロセッ
サ20からの距離画像を格子状に所定の間隔(例えば、
8〜20画素間隔)で区分し、各領域毎に、走行の障害
となる可能性のある立体物のデータのみを選別し、その
検出距離を算出する。
In the object detection section 141, the distance images from the image processor 20 are arranged at predetermined intervals (for example,
(8 to 20 pixel intervals), and for each region, only data of a three-dimensional object that may be an obstacle to traveling is selected and its detection distance is calculated.

【0109】図22は、車輌1から前方風景を撮像した
明暗画像の上に、格子状の領域を設定した説明図であ
り、実際には、図12の距離画像を、このように区分す
る。本実施例では、12画素間隔で33個の小領域に区
分する。すなわち、画像を多数の領域に分割して物体を
探すことにより、複数の物体を同時に検出することがで
きるようになっている。
FIG. 22 is an explanatory diagram in which a grid-like area is set on a bright and dark image obtained by capturing a scene in front of the vehicle 1, and the distance image in FIG. 12 is actually divided in this way. In this embodiment, the area is divided into 33 small areas at intervals of 12 pixels. That is, a plurality of objects can be detected simultaneously by dividing an image into a large number of regions and searching for objects.

【0110】各領域における被写体は、画像上の座標
(i,j)と距離データZから、前述の(3),(4)
式を使って実空間の3次元位置(X,Y,Z)が算出さ
れ、さらに、先に検出した道路形状の式(10)を使っ
て、距離Zに於ける道路表面の高さYrが計算される。
被写体の道路表面からの高さHは、次の(11)式で計
算することができる。
The subject in each area is determined from the coordinates (i, j) on the image and the distance data Z as described in (3) and (4) above.
The three-dimensional position (X, Y, Z) of the real space is calculated using the equation, and the height Yr of the road surface at the distance Z is calculated using the equation (10) of the road shape detected earlier. Is calculated.
The height H of the subject from the road surface can be calculated by the following equation (11).

【0111】 H=Y−Yr … (11) 高さHが0.1m程度以下の被写体は、道路上の白線や
汚れ、影などであり、走行の障害になる物体ではないと
考えられるため、この被写体のデータは棄却する。ま
た、車輌1の高さより上にある被写体も、歩道橋や標識
などと考えられるので棄却し、道路上の障害となる立体
物のデータのみを選別する。これにより、2次元の画像
上で物体が道路などと重なり合っていても、道路表面か
らの高さによってデータを区別し、物体のみを検出でき
る。
H = Y−Yr (11) A subject having a height H of about 0.1 m or less is a white line, a dirt, a shadow, or the like on a road, and is not considered to be an obstacle to traveling. The data of this subject is rejected. In addition, subjects above the height of the vehicle 1 are also discarded because they are considered to be pedestrian bridges and signs, and only data of three-dimensional objects that become obstacles on the road are selected. Thus, even if an object overlaps a road or the like on a two-dimensional image, data can be distinguished based on the height from the road surface, and only the object can be detected.

【0112】次に、このようにして抽出された立体物の
データに対して、予め設定された距離Zの区間に含まれ
るデータの個数を数え、距離Zを横軸とするヒストグラ
ムを作成する。図23は先行車輌500を検出物体とす
るヒストグラムである。
Next, with respect to the data of the three-dimensional object extracted in this manner, the number of data included in the section of the preset distance Z is counted, and a histogram having the distance Z as a horizontal axis is created. FIG. 23 is a histogram with the preceding vehicle 500 as the detection object.

【0113】設定する距離Zの区間の長さや区間の個数
は、距離Zの検出限界や精度および検出対象の物体の形
状などを考慮して決定する必要があり、例えば高速道路
の走行を対象にする場合には、区間長さは、10m前方
では約1.5m、100m前方では約15m程度にする
と良い。
The length and the number of sections of the distance Z to be set need to be determined in consideration of the detection limit and accuracy of the distance Z, the shape of the object to be detected, and the like. In this case, the section length should be about 1.5 m 10 m ahead and about 15 m 100 m ahead.

【0114】前記ヒストグラムにおいては、入力される
距離画像中の距離データには、誤って検出された値も存
在するので、実際には物体の存在しない位置にも多少の
データが現れる。しかし、ある程度の大きさの物体があ
ると、その位置の度数は大きな値を示し、一方、物体が
何も存在しない場合には、誤った距離データのみによっ
て発生する度数は小さな値となる。
In the above-mentioned histogram, since the distance data in the input distance image includes a value which is erroneously detected, some data appears at a position where no object actually exists. However, if there is an object of a certain size, the frequency at that position shows a large value, while if there is no object, the frequency generated only by incorrect distance data has a small value.

【0115】従って、作成されたヒストグラムの度数
が、予め設定した判定値以上かつ最大値をとる区間があ
れば、その区間に物体が存在すると判断し、度数の最大
値が判定値以下の場合は、物体が存在しないと判断する
ことにより、画像のデータに多少のノイズが含まれてい
る場合においても、ノイズの影響を最小限にして物体を
検出できる。
Therefore, if there is a section where the frequency of the created histogram is equal to or greater than a predetermined judgment value and has a maximum value, it is determined that an object exists in that section, and if the maximum value of the frequency is equal to or less than the judgment value, By judging that the object does not exist, the object can be detected while minimizing the influence of the noise even when the image data includes some noise.

【0116】物体が存在すると判断されると、検出され
た区間と、その前後に隣接する区間に含まれている立体
物のデータの距離Zの平均値を計算し、この値を物体ま
での距離と見なす。
When it is determined that an object exists, the average value of the distance Z between the detected section and the data of the three-dimensional object included in the preceding and succeeding sections is calculated, and this value is calculated as the distance to the object. Is considered.

【0117】このような物体までの距離検出の処理を全
領域について行なった後、各領域の物体の検出距離を調
べ、隣接する領域において物体までの検出距離の差異が
設定値以下の場合は同一の物体と見なし、一方、設定値
以上の場合は別々の物体と見なす。
After such a process of detecting the distance to the object has been performed for all the regions, the detection distance of the object in each region is checked. If the difference in the detection distance to the object in the adjacent region is equal to or smaller than the set value, the distance is the same. Are regarded as separate objects, while if the set value is exceeded, they are regarded as separate objects.

【0118】具体的には、まず、左端の領域AR1を調
べ、物体が検出されている場合には、それを物体S1、
距離をZ1とする。次に右隣の領域AR2を調べ、物体が
検出されていない場合には、物体S1は領域AR1の内部
とその近辺に存在し、その距離はZ1と判定し、物体が
検出され、その検出距離がZ2である場合には、距離Z1
とZ2の差を調べる。
More specifically, first, the area AR1 at the left end is examined, and if an object is detected, it is detected as an object S1,
Let the distance be Z1. Next, the area AR2 on the right side is examined, and if no object is detected, the object S1 exists inside and near the area AR1, the distance is determined to be Z1, the object is detected, and the detection distance is determined. Is Z2, the distance Z1
And the difference between Z2.

【0119】そして、距離Z1とZ2の差が設定値以上の
場合、領域AR2で検出された物体は、先に検出された
物体S1とは異なると判定し、新たに物体S2、距離Z2
とし、さらに右隣の領域を調べて行く。
If the difference between the distances Z1 and Z2 is equal to or larger than the set value, it is determined that the object detected in the area AR2 is different from the previously detected object S1.
And then check the area on the right.

【0120】一方、距離Z1とZ2の差が設定値以下の場
合には、領域AR2で検出された物体は、先に検出され
た物体S1であると判定し、その距離はZ1とZ2の平均
値とし、さらに右隣の領域を順次調べて行き、連続して
物体S1があると判定されれば、距離と存在領域を更新
してゆく。
On the other hand, if the difference between the distances Z1 and Z2 is equal to or smaller than the set value, the object detected in the area AR2 is determined to be the previously detected object S1, and the distance is the average of Z1 and Z2. Then, the area on the right side is sequentially examined, and if it is determined that the object S1 is continuously present, the distance and the existing area are updated.

【0121】従来、2次元の画像上で物体の周囲に遠方
の背景が写っている場合には物体のデータだけを抽出す
ることは困難であったが、本装置では、以上のような処
理を左端の領域AR1から右端の領域AR33まで行なっ
て距離の値によってデータを区別することにより、複数
の物体とその距離、存在領域を背景と区別して検出する
ことができ、さらには、2次元の画像上で複数の物体が
重なり合って写っている場合においても、各々の物体の
距離の違いによって、それらを区別して検出できるので
ある。
Conventionally, it has been difficult to extract only the data of an object when a distant background is present around the object on a two-dimensional image. By performing data from the left end area AR1 to the right end area AR33 and distinguishing data according to the distance value, a plurality of objects, their distances, and existence areas can be detected separately from the background. Even in the case where a plurality of objects are photographed overlapping each other, the objects can be distinguished and detected depending on the difference in the distance between the objects.

【0122】尚、前記設定値は、自動車を検出する場合
には4m〜6m程度、歩行者を検出する場合には1m〜
2m程度にすると良いことが実験的に得られている。
The set value is about 4 m to 6 m when detecting an automobile, and 1 m to 6 m when detecting a pedestrian.
It has been experimentally obtained that the distance should be about 2 m.

【0123】図24は、以上の処理で検出した物体の存
在領域を枠線で示したものであり、この例では3個の物
体が検出されている。尚、図の下側の数値は各物体の検
出距離である。
FIG. 24 shows the existence area of the object detected by the above processing by a frame line. In this example, three objects are detected. In addition, the numerical value on the lower side of the figure is the detection distance of each object.

【0124】3次元ウインドウ発生部142では、前記
物体検出部141で検出された各々の物体について、図
25に示すような3次元空間で、検出物体(先行車輌)
500を包含する直方体状の3次元空間領域すなわち3
次元ウインドウWD3Bを設定し、この設定した3次元ウ
インドウWD3Bが、2次元の画像上でどのように見える
かを計算し、ウインドウ輪郭線の内側を2次元ウインド
ウWD2Bとして、この中のデータのみを検出対象とす
る。
In the three-dimensional window generating section 142, each object detected by the object detecting section 141 is detected in a three-dimensional space as shown in FIG.
Cuboidal three-dimensional space region containing 500, ie, 3
Set a three-dimensional window WD3B, calculate how the three-dimensional window WD3B looks on a two-dimensional image, detect the data inside the two-dimensional window WD2B inside the window outline set to target.

【0125】前記物体検出用の3次元ウインドウWD3B
の横幅は、物体の存在領域より左右に1領域分だけ拡張
した範囲とする。これは、ある領域に物体の左右端の一
部分のみが掛かっている場合には、その物体はヒストグ
ラム上で大きな値とならず、別の物体が検出される可能
性があるため、このような場合を考慮してウインドウの
範囲を拡大しておくものである。
The three-dimensional window WD3B for detecting the object
Is a range extended by one region to the left and right from the region where the object exists. This is because, if only a part of the left and right edges of an object is over a certain area, that object does not have a large value on the histogram and another object may be detected. In consideration of the above, the range of the window is expanded.

【0126】また、3次元ウインドウWD3Bの距離Z方
向の長さは、その物体の検出距離におけるヒストグラム
の区間長さを、その検出距離の前後に加えた範囲とす
る。3次元ウインドウWD3Bの下端は、道路表面の高さ
に約0.1mを加えた位置とし、上端は物体検出のため
に区分した各領域の上端とする。
The length of the three-dimensional window WD3B in the distance Z direction is a range obtained by adding the section length of the histogram at the detection distance of the object before and after the detection distance. The lower end of the three-dimensional window WD3B is a position obtained by adding about 0.1 m to the height of the road surface, and the upper end is the upper end of each area divided for object detection.

【0127】尚、物体検出用の3次元ウインドウWD3B
から物体検出用の2次元ウインドウWD2Bを求める処理
は、先に道路検出部130の3次元ウインドウ発生部1
32において説明した処理と同様である。
The three-dimensional window WD3B for object detection
The processing for obtaining the two-dimensional window WD2B for object detection from the three-dimensional window generation unit 1 of the road detection unit 130 is first performed.
32.

【0128】図26は、先に図24で示した3個の検出
物体の内の1個について、2次元ウインドウWD2Bを設
定した例を示したものである。
FIG. 26 shows an example in which a two-dimensional window WD2B is set for one of the three detected objects shown in FIG.

【0129】物体輪郭像抽出部143では、前記2次元
ウインドウWD2B内の各データを順次サーベイし、3次
元ウインドウWD3Bに含まれるデータのみを選別し、検
出した物体の輪郭像を抽出する処理を行ない、検出物体
の位置、速度、加速度など自車輌との位置関係量を検出
して自車輌1に対する先行車を特定し、その車間距離及
び相対速度を算出する。
The object contour image extracting section 143 performs a process of sequentially surveying each data in the two-dimensional window WD2B, selecting only data included in the three-dimensional window WD3B, and extracting a contour image of the detected object. Then, the position of the detected object, such as the position, speed, and acceleration, of the positional relationship with the own vehicle is detected, the preceding vehicle with respect to the own vehicle 1 is specified, and the inter-vehicle distance and the relative speed are calculated.

【0130】すなわち、まず、物体毎に2次元ウインド
ウWD2B内の各データを順次サーベイし、距離データを
持っている画素について、前述の(3),(4)式を用
いて3次元位置(X,Y,Z)を計算した後、距離や高
さの値が3次元ウインドウWD3Bの範囲内にあるデータ
のみを抽出し、他は棄却する。
That is, first, each data in the two-dimensional window WD2B is surveyed sequentially for each object, and the three-dimensional position (X) of the pixel having the distance data is calculated by using the above-mentioned equations (3) and (4). , Y, Z), only data whose distance and height values are within the range of the three-dimensional window WD3B are extracted, and the others are rejected.

【0131】このようにして抽出したデータを、2次元
の画像上に投影して表示すると図27のようになる。さ
らに、これらのデータの外形を線分で連結すると、図2
8に示すような物体の輪郭像が得られる。この輪郭像の
左右端および上端の画像上での座標(i,j)を検出
し、続いて、その物体の検出距離Zと(3),(4)式
を用いて、3次元空間での物体の左右端と上端の位置を
算出すると、左右端の位置から物体の横幅が求まり、上
端の位置から物体の高さが求まる。図28においては、
幅1.7m、高さ1.3mの物体と判別できる。
FIG. 27 shows the data extracted in this manner projected onto a two-dimensional image and displayed. Furthermore, by connecting the outlines of these data with line segments, FIG.
The contour image of the object as shown in FIG. 8 is obtained. The coordinates (i, j) of the left and right ends and the upper end of this contour image on the image are detected, and subsequently, using the detection distance Z of the object and the equations (3) and (4), the three-dimensional space is obtained. When the positions of the left and right ends and the upper end of the object are calculated, the lateral width of the object is obtained from the positions of the left and right ends, and the height of the object is obtained from the upper end position. In FIG. 28,
It can be determined that the object is 1.7 m in width and 1.3 m in height.

【0132】また、物体の左右端の中心位置(X,Z)
を計算し、これの距離Zの時間的な変化から、自車輌1
から見た物体の前後方向の相対速度が算出され、また、
位置Xの左右方向の時間的な変化から左右方向の相対速
度が算出される。さらに、車速センサ8から入力される
自車の走行速度に物体の相対速度を加算すると、道路面
に対する物体の走行速度が算出され、この走行速度の時
間変化から各物体の加速度が算出される。
The center position (X, Z) of the left and right ends of the object
Is calculated, and from the time change of the distance Z, the own vehicle 1
The relative velocity in the front-back direction of the object viewed from is calculated, and
The relative speed in the left-right direction is calculated from the temporal change in the position X in the left-right direction. Further, when the relative speed of the object is added to the traveling speed of the vehicle input from the vehicle speed sensor 8, the traveling speed of the object with respect to the road surface is calculated, and the acceleration of each object is calculated from the time change of the traveling speed.

【0133】続いて、検出した各物体の位置と先に検出
した道路の車線の位置を比較し、その物体が自車線上に
あるのか、あるいは左右の車線上にあるのか、或いは道
路外にあるのかを調べ、それぞれに分類する。例えば、
前方を複数の車輌が走行し、さらに、道路がカーブして
いる場合には、その道筋に沿って各物体の位置を比較
し、自車線上で最も手前に存在する物体を先行車と判断
し、その物体までの距離を車間距離とする。
Subsequently, the position of each detected object is compared with the position of the previously detected lane of the road, and whether the object is on the own lane, on the left or right lane, or outside the road. Investigate and classify each. For example,
If multiple vehicles are traveling ahead and the road is curved, the position of each object is compared along the path, and the object located closest in the own lane is determined to be the preceding vehicle. , And the distance to the object is the inter-vehicle distance.

【0134】以上のようにして求められた各物体の位
置、形状、速度、加速度、及び、これらのデータから特
定される先行車との車間距離等のパラメータが、道路・
立体物パラメータ記憶部150に記憶されると、これら
のデータが前記車間距離制御部160に読み込まれ、車
間距離制御が行なわれる。
The parameters such as the position, shape, speed, and acceleration of each object obtained as described above, and the inter-vehicle distance to the preceding vehicle specified from these data are set on the road / road.
When stored in the three-dimensional object parameter storage unit 150, these data are read into the inter-vehicle distance control unit 160, and inter-vehicle distance control is performed.

【0135】前記車間距離制御部160では、スロット
ル制御部161によるスロットルアクチュエータ3の制
御処理と、ブレーキ制御部162によるパーキングブレ
ーキアクチュエータ6の制御処理とを相互に実行して先
行車との車間距離を一定に保つとともに、これらの処理
に並行して警報判断部163による先行車への異常接近
の可能性を予測する処理を行ない、異常接近の可能性が
ある場合には、前記ディスプレイ9により警報を発す
る。以下、これらの処理について説明する。
The inter-vehicle distance control section 160 mutually executes the control processing of the throttle actuator 3 by the throttle control section 161 and the control processing of the parking brake actuator 6 by the brake control section 162 to determine the inter-vehicle distance with the preceding vehicle. At the same time, the alarm judging section 163 performs a process of predicting the possibility of abnormal approach to the preceding vehicle in parallel with these processes. If there is a possibility of abnormal approach, an alarm is issued by the display 9. Emit. Hereinafter, these processes will be described.

【0136】まず、前記スロットル制御部161では、
車速センサ8から自車輌1の走行速度Ve を入力し、先
行車との相対速度Vr から、先行車の走行速度VQを以
下の(12)式で算出すると、次に、目標とする車間距
離Dsを、例えば、以下の(13)式で求める。
First, in the throttle control section 161,
The traveling speed Ve of the own vehicle 1 is input from the vehicle speed sensor 8 and the traveling speed VQ of the preceding vehicle is calculated from the relative speed Vr with respect to the preceding vehicle according to the following equation (12). Is obtained, for example, by the following equation (13).

【0137】 VQ=Ve +Vr … (12) Ds =DsQ−Ve2/(2.0×Ae) +VQ2/(2.0×AQ)+Dm … (13) ここで、(13)式の第1項DsQは、自車及び先行車が
停止した状態での目標車間距離(例えば4m程度の値)
であり、第2項(Ve2/2.0×Ae)は、自車輌1が
速度Veから減速度Aeで制動した時の制動距離である。
減速度Aeは、パーキングブレーキ5の制動能力や、運
転者の乗り心地などを考慮して設定され、例えば−1.
0m/s2程度の値である。尚、パーキングブレーキア
クチュエータ6は、ブレーキ作動時に発生する減速度A
eがこのような値となるように、予めワイヤケーブル6
aの長さ等を調節しておく。
VQ = Ve + Vr (12) Ds = DsQ−Ve 2 /(2.0×Ae)+VQ 2 /(2.0×AQ)+Dm (13) Here, the first expression of the expression (13) The term DsQ is a target inter-vehicle distance when the own vehicle and the preceding vehicle are stopped (for example, a value of about 4 m).
The second term (Ve 2 /2.0×Ae) is the braking distance when the vehicle 1 brakes at the deceleration Ae from the speed Ve.
The deceleration Ae is set in consideration of the braking capacity of the parking brake 5, the ride comfort of the driver, and the like.
The value is about 0 m / s 2 . Incidentally, the parking brake actuator 6 is provided with a deceleration A generated when the brake is operated.
In order for e to be such a value, wire cable 6
Adjust the length of a and the like.

【0138】また、(13)式の第3項(Ve2/2.0
×AQ)は、先行車が減速度AQで制動を加えたと仮定し
た場合の推定制動距離である。ここでAQの値は、例え
ば、先行車が急ブレーキを掛けた状態を想定して、−
6.0m/s2程度の値(一定値)に設定しておく。さ
らに、第4項のDmは、車間距離の余裕であり、例えば
2m〜5m程度に設定しておく。
The third term (Ve 2 /2.0) in the equation (13)
× AQ) is an estimated braking distance when it is assumed that the preceding vehicle brakes at the deceleration AQ. Here, the value of AQ is, for example, assuming a state where the preceding vehicle has suddenly braked,
It is set to a value of about 6.0 m / s 2 (constant value). Further, Dm in the fourth term is a margin of the inter-vehicle distance, and is set to, for example, about 2 m to 5 m.

【0139】次に、以上のようにして設定した目標車間
距離Dsと現在の車間距離Drとの差及び相対速度Vrか
ら先行車の状態が自車輌の速度を制御する速度制御モー
ドのいずれに該当するかを判断し、該当する速度制御モ
ードに応じてスロットルバルブ2の開度Tsを決定す
る。速度制御モード判断についての概念を、車間距離を
縦軸、相対速度を横軸とする図29を使って説明する。
Next, from the difference between the target inter-vehicle distance Ds set as described above and the current inter-vehicle distance Dr and the relative speed Vr, the state of the preceding vehicle corresponds to any of the speed control modes for controlling the speed of the own vehicle. Is determined, and the opening degree Ts of the throttle valve 2 is determined according to the corresponding speed control mode. The concept of speed control mode determination will be described with reference to FIG. 29 where the distance between vehicles is the vertical axis and the relative speed is the horizontal axis.

【0140】図29において、相対速度Vrが正で車間
距離が0である点と目標車間距離Dsとを両端点とする
境界線S1を、以下の(14)式で設定し、相対速度V
rが負で先行車の検出限界距離に位置する点と目標車間
距離Ds とを両端点とする境界線S2を以下の(15)
式で設定する。
In FIG. 29, a boundary line S1 having both ends of the point where the relative speed Vr is positive and the inter-vehicle distance is 0 and the target inter-vehicle distance Ds is set by the following equation (14).
A boundary line S2 having both ends of the point where r is negative and located at the detection limit distance of the preceding vehicle and the target inter-vehicle distance Ds is as follows (15).
Set by expression.

【0141】 Dr =Ds −Vr2/(2.0×Aa) … (14) Dr =Ds −Vr2/(2.0×Ac) … (15) ここで、(14)式におけるAaは、自車輌1がスロッ
トルバルブ2を開いて加速した場合に発生する加速度の
推定値であり、例えば、0.2m/s2程度の値であ
る。また、(15)式におけるAcは、自車輌1がスロ
ットルバルブ2を全閉とし、エンジンブレーキによって
減速した場合に発生する減速度であり、例えば−0.2
m/s2程度の値である。
Dr = Ds−Vr 2 /(2.0×Aa) (14) Dr = Ds−Vr 2 /(2.0×Ac) (15) Here, Aa in the equation (14) is This is an estimated value of acceleration generated when the vehicle 1 accelerates by opening the throttle valve 2, and is, for example, a value of about 0.2 m / s 2 . Ac in the equation (15) is a deceleration that occurs when the vehicle 1 decelerates by the engine brake by fully closing the throttle valve 2 and, for example, −0.2.
The value is about m / s 2 .

【0142】そして、前記各境界線S1,S2の左下側
を領域R3、前記境界線S2より上側を領域R2、境界
線S1より上側を領域R1、先行車なしと判断される検
出限界距離以上を領域R4とし、検出される先行車との
車間距離Dr及び相対速度Vrがどの領域に位置するかに
応じて、スロットルバルブ2の開度を決定する。
The lower left side of each of the boundary lines S1 and S2 is a region R3, the upper side of the boundary line S2 is a region R2, the upper side of the boundary line S1 is a region R1, and the detection limit distance which is determined to be no preceding vehicle is longer than the detection limit distance. The opening degree of the throttle valve 2 is determined in accordance with the region R4 and the region where the detected inter-vehicle distance Dr and the relative speed Vr to the preceding vehicle are located.

【0143】すなわち、先行車が領域R3の中に存在す
る場合には、スロットルバルブ2は全閉として減速を行
なう速度制御モードであり、先行車が領域R2内に存在
する場合には、スロットル開度Tsは、例えば以下の
(16)式のように、車間距離Drと目標値Dsとの差に
比例させる速度制御モードである。
That is, when the preceding vehicle exists in the region R3, the throttle valve 2 is in the speed control mode in which the throttle valve 2 is fully closed to decelerate. When the preceding vehicle exists in the region R2, the throttle is opened. The degree Ts is a speed control mode that is proportional to the difference between the inter-vehicle distance Dr and the target value Ds, for example, as in the following equation (16).

【0144】 Ts =K2 ×(Dr −Ds )+Tv … (16) ここで、(16)式におけるTv は、現在の速度Veを
維持するのに必要なスロットル開度であり、それぞれの
車輌特性によって決まる値である。従って、車輌毎に予
め特性を計測しておき、速度Veとスロットル開度Tvと
の関係を求めておく。K2は比例定数で、やはり車輌毎
に適切な値を決定しておく。
Ts = K2 × (Dr−Ds) + Tv (16) Here, Tv in the equation (16) is a throttle opening required to maintain the current speed Ve, and depends on each vehicle characteristic. It is a determined value. Therefore, characteristics are measured in advance for each vehicle, and the relationship between the speed Ve and the throttle opening Tv is determined. K2 is a proportional constant, and an appropriate value is determined for each vehicle.

【0145】また、先行車が領域R1内に存在する場
合、スロットル開度Ts は、例えば以下の(17)式及
び(18)式によって決定される速度制御モードであ
る。
When the preceding vehicle exists in the region R1, the throttle opening Ts is in a speed control mode determined by the following equations (17) and (18), for example.

【0146】 Ts =K2 ×(Dr′−Ds)+Tv … (17) Dr′=Dr +Vr2/(2.0×Aa) … (18) (18)式のDr′は、自車輌1を加速度Aaで加速し
た場合に、先行車との相対速度Vrが減少し、ついには
0となった場合の車間距離の推定値であり、このDr′
を前述の(15)式中のDrをDr′に置き換えることに
より、(17)式が得られるのである。
Ts = K2 × (Dr′−Ds) + Tv (17) Dr ′ = Dr + Vr 2 /(2.0×Aa) (18) Dr ′ in the equation (18) is the acceleration of the vehicle 1. This is an estimated value of the inter-vehicle distance when the relative speed Vr with respect to the preceding vehicle decreases when the vehicle accelerates at Aa and finally becomes zero.
Is replaced with Dr 'in the above equation (15) to obtain equation (17).

【0147】さらに、先行車が検出限界距離以上である
領域R4では、自車輌1は所定の速度(例えば10km
/h)で一定となるようにスロットル開度Tsを制御す
る速度制御モードとなる。尚、領域R1,R2でスロッ
トル開度Tsを制御する場合にも、速度に制限値(例え
ば10km/h)を設け、この速度を超えないようにす
る。
Further, in a region R4 where the preceding vehicle is longer than the detection limit distance, the own vehicle 1 moves at a predetermined speed (for example, 10 km).
/ H) is a speed control mode for controlling the throttle opening Ts so as to be constant at / h). In the case where the throttle opening Ts is controlled in the regions R1 and R2, a limit value (for example, 10 km / h) is provided for the speed so that the speed is not exceeded.

【0148】以上のようにしてスロットル開度Tsを決
定し、サーボモータあるいは空気圧によって動作するス
ロットルアクチュエータ3に信号を送り、スロットルバ
ルブ2の開度を制御する。
As described above, the throttle opening Ts is determined, and a signal is sent to the throttle actuator 3 which is operated by a servomotor or air pressure to control the opening of the throttle valve 2.

【0149】一方、前記ブレーキ制御部162では、車
間距離Dr、先行車の速度VQ,自車の速度Veなどの計
測値から、パーキングブレーキ5を作動させる速度制御
モードの判断を行なう。
On the other hand, the brake control unit 162 determines the speed control mode for operating the parking brake 5 from measured values such as the following distance Dr, the speed VQ of the preceding vehicle, and the speed Ve of the own vehicle.

【0150】まず、パーキングブレーキ5の制御に必要
な車間距離Dnを、以下の(19)式で計算する。この
(19)式は、前述の(13)式から、車間距離の余裕
Dm(第4項)を除いたものである。
First, an inter-vehicle distance Dn required for controlling the parking brake 5 is calculated by the following equation (19). This equation (19) is obtained by removing the allowance Dm (fourth term) of the following distance from the above-mentioned equation (13).

【0151】 Dn =DsQ−Ve2/(2.0×Ae) +VQ2/(2.0×AQ) … (19) 次に、現在の車間距離Drが必要車間距離Dnより小さい
か否かを調べ、Dr<Dnならばパーキングブレーキアク
チュエータ6を作動させて減速あるいは停止を行ない、
一方、Dr≧Dnならば、パーキングブレーキアクチュエ
ータ6は解除する。
Dn = DsQ−Ve 2 /(2.0×Ae)+VQ 2 /(2.0×AQ) (19) Next, it is determined whether or not the current inter-vehicle distance Dr is smaller than the required inter-vehicle distance Dn. If Dr <Dn, the parking brake actuator 6 is operated to decelerate or stop,
On the other hand, if Dr ≧ Dn, the parking brake actuator 6 is released.

【0152】以上のスロットル制御部161におけるス
ロットル制御と、ブレーキ制御部162におけるブレー
キ制御においては、スロットルを制御する時の目標車間
距離Dsを計算する(13)式と、ブレーキを制御する
時の必要車間距離Dnを計算する(19)式を比較する
とわかるように、目標車間距離Dsは、必要車間距離Dn
よりも余裕Dmだけ大きな値となる。
In the throttle control in the throttle control section 161 and the brake control in the brake control section 162, the formula (13) for calculating the target inter-vehicle distance Ds for controlling the throttle and the necessity for controlling the brake are provided. As can be seen by comparing equation (19) for calculating the inter-vehicle distance Dn, the target inter-vehicle distance Ds is equal to the required inter-vehicle distance Dn.
It becomes a value larger by the margin Dm than that.

【0153】従って、先行車との車間距離Drが減少し
て必要車間距離Dnに達し、パーキングブレーキアクチ
ュエータ6を作動させる時点では、既に、先行車との車
間距離Drは、目標車間距離Dsより小さくなっている。
この時点では、スロットルバルブ2は全閉状態に制御さ
れており、スロットルアクチュエータ3とパーキングブ
レーキアクチュエータ6とが同時に作動することはな
い。
Therefore, when the inter-vehicle distance Dr with the preceding vehicle decreases to reach the required inter-vehicle distance Dn and the parking brake actuator 6 is actuated, the inter-vehicle distance Dr with the preceding vehicle is already smaller than the target inter-vehicle distance Ds. Has become.
At this time, the throttle valve 2 is controlled to be fully closed, and the throttle actuator 3 and the parking brake actuator 6 do not operate simultaneously.

【0154】しかしながら、フェイル・セーフの観点に
立ち、ブレーキ制御部162からのパーキングブレーキ
アクチュエータ作動信号はスロットル制御部161にも
入力され、スロットル制御部161では、パーキングブ
レーキアクチュエータ作動信号が入力されると、スロッ
トルバルブ2を全閉にするよう制御する。
However, from the viewpoint of fail-safe, the parking brake actuator operation signal from the brake control unit 162 is also input to the throttle control unit 161, and the throttle control unit 161 receives the parking brake actuator operation signal. , So that the throttle valve 2 is fully closed.

【0155】さらに、前記警報判断部163では、自車
輌1を減速度Aeで減速させたときの所定時間経過後の
推定車間距離を、警報を発する警報車間距離Dw として
以下の(20)式で計算し、現在の車間距離Drが警報
車間距離Dwより小さければ、運転者に警報を発する。
Further, the warning judging section 163 sets the estimated inter-vehicle distance after a lapse of a predetermined time when the own vehicle 1 is decelerated at the deceleration Ae as an alarm inter-vehicle distance Dw at which an alarm is issued by the following equation (20). After the calculation, if the current inter-vehicle distance Dr is smaller than the warning inter-vehicle distance Dw, a warning is issued to the driver.

【0156】 Dw =Dsw−Ve2/(2.0×Ae) +VQ2/(2.0×AQ) … (20) (20)式の第1項Dswは、前述の(19)式の第1項
DsQを置き換えたものであり、自車及び先行車が停止し
た状態での車間距離である。例えば、(19)式の第1
項DsQが4m程度に設定されるのに対し、(20)式の
第1項Dswは、(19)式の第1項DsQより小さく、1
m程度に設定される。
Dw = Dsw−Ve 2 /(2.0×Ae)+VQ 2 /(2.0×AQ) (20) The first term Dsw in equation (20) is the first term Dsw in equation (19). This is a replacement of the first term DsQ, and is an inter-vehicle distance when the host vehicle and the preceding vehicle are stopped. For example, the first of equation (19)
While the term DsQ is set to about 4 m, the first term Dsw of the equation (20) is smaller than the first term DsQ of the equation (19), and 1
m.

【0157】すなわち、先行車への異常接近の可能性を
事前に推測して警報を発することにより、運転者のブレ
ーキ操作に十分な時間的余裕を与えることができ、より
安全性を高めることができるのである。
That is, by estimating in advance the possibility of an abnormal approach to the preceding vehicle and issuing an alarm, a sufficient time margin can be given to the driver's brake operation, and safety can be further improved. You can.

【0158】次に、本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0159】図30は、イメージプロセッサ20の動作
の流れを示すフローチャートであり、まず、ステップS1
01で左右のCCDカメラ11a,11bによって撮像し
た画像を入力すると、ステップS102で、入力したアナロ
グ画像をA/Dコンバータ31a,31bで所定の輝度
階調を有するデジタル画像にA/D変換した後、LUT
32a,32bで、低輝度部分のコントラスト増強、左
右のCCDカメラ11a,11bの特性補償等を行な
い、画像メモリ33a,33bに記憶する。
FIG. 30 is a flowchart showing the flow of the operation of the image processor 20. First, at step S1
When images captured by the left and right CCD cameras 11a and 11b are input in 01, in step S102, the input analog images are A / D converted into digital images having predetermined luminance gradations by the A / D converters 31a and 31b. , LUT
At 32a and 32b, the contrast of the low luminance portion is enhanced, the characteristics of the left and right CCD cameras 11a and 11b are compensated, and the like are stored in the image memories 33a and 33b.

【0160】これらの画像メモリ33a,33bに記憶
される画像は、CCDカメラ11a,11bのCCD素
子の全ラインのうち、その後の処理に必要なラインのみ
であり、例えば0.1秒に1回の割合(テレビ画像で3
枚に1枚の割合)で書き換えられる。
The images stored in the image memories 33a and 33b are only the lines necessary for the subsequent processing among all the lines of the CCD elements of the CCD cameras 11a and 11b, for example, once every 0.1 second. Percentage (3 in TV image)
(One per sheet).

【0161】次に、ステップS103へ進むと、左右画像用
の画像メモリ33a,33bから入力バッファメモリ4
1a,41b,42a,42bへ、共通バス80を介し
て、例えば4ラインずつ左右画像データが読み込まれ、
読み込んだ左右画像のマッチング、すなわち一致度の評
価が行なわれる。
Next, when the flow advances to step S103, the input buffer memory 4 is transferred from the image memories 33a and 33b for the left and right images.
Left and right image data are read into, for example, four lines at 1a, 41b, 42a, and 42b via the common bus 80,
Matching of the read left and right images, that is, evaluation of the degree of coincidence is performed.

【0162】その際、左右の画像毎に、前記画像メモリ
33a,33bから前記入力バッファメモリ41a,4
1b,42a,42bへの読み込み動作と、シフトレジ
スタ43a,43b,44a,44bに対する書き込み
動作とが交互に行なわれる。例えば、左画像では、画像
メモリ33aから一方の入力バッファメモリ41aに画
像データが読み込まれている間に、他方の入力バッファ
メモリ41bからシフトレジスタ43bへ読み込んだ画
像データの書き出しが行なわれ、右画像では、画像メモ
リ33bから一方の入力バッファメモリ42aに画像デ
ータが読み込まれている間に、他方の入力バッファメモ
リ42bからシフトレジスタ44bへ読み込んだ画像デ
ータの書き出しが行なわれる。
At this time, for each of the left and right images, the input buffer memories 41a, 41b are read from the image memories 33a, 33b.
1b, 42a, 42b, and write operations to the shift registers 43a, 43b, 44a, 44b are performed alternately. For example, in the case of the left image, while the image data is being read from the image memory 33a to one input buffer memory 41a, the image data read from the other input buffer memory 41b to the shift register 43b is written out, and the right image is read. In the process, while the image data is being read from the image memory 33b to the one input buffer memory 42a, the image data read from the other input buffer memory 42b to the shift register 44b is written.

【0163】図31に示すように、前記シフトレジスタ
43a,43b,44a,44bには、左右の4×4画
素の小領域の画像データ(1,1)…(4,4)が保存
され、一方のシフトレジスタ43a(44a)には1、
2ラインのデータが、もう一方のシフトレジスタ43b
(44b)には3、4ラインのデータが、それぞれ1画
素毎に奇数ライン、偶数ラインの順序で入る。前記各シ
フトレジスタ43a,43b,44a,44bは、それ
ぞれが独立した転送ラインを持ち、4×4画素のデータ
は例えば8クロックで転送される。
As shown in FIG. 31, the shift registers 43a, 43b, 44a and 44b store image data (1, 1)... (4, 4) of a small area of right and left 4 × 4 pixels. One shift register 43a (44a) has 1,
Two lines of data are stored in the other shift register 43b.
In (44b), data of lines 3 and 4 are entered in order of odd lines and even lines for each pixel. Each of the shift registers 43a, 43b, 44a, and 44b has an independent transfer line, and data of 4 × 4 pixels is transferred at, for example, eight clocks.

【0164】そして、これらのシフトレジスタ43a,
43b,44a,44bから8段のうちの偶数段の内容
が同時にシティブロック距離計算回路45に出力され、
シティブロック距離Hの計算が始まると、右画像のデー
タはシフトレジスタ44a,44b内に保持されて、ク
ロック毎に奇数ライン、偶数ラインのデータが交互に出
力され、一方、左画像のデータはシフトレジスタ43
a,43bに転送され続け、奇数ライン、偶数ラインの
データが交互に出力されつつ、2クロック毎に1画素分
右のほうにずれたデータに置き換わっていく。この動作
を、例えば100画素分ずれるまで(200クロック)
繰り返す。
The shift registers 43a, 43a
43b, 44a, and 44b simultaneously output the contents of the even-numbered stages among the eight stages to the city block distance calculation circuit 45,
When the calculation of the city block distance H starts, the data of the right image is held in the shift registers 44a and 44b, and the data of the odd lines and the even lines are output alternately every clock, while the data of the left image is shifted. Register 43
a, 43b, while the data of the odd-numbered lines and the even-numbered lines are alternately output, and are replaced by data shifted to the right by one pixel every two clocks. This operation is performed until, for example, 100 pixels are shifted (200 clocks).
repeat.

【0165】その後、一つの小領域に対する転送が終了
すると、#2アドレスコントローラ87内の左画像用ア
ドレスカウンタに右画像用アドレスカウンタの内容(次
の4×4画素の小領域の先頭アドレス)がセットされ、
次の小領域の処理が始まる。
Thereafter, when the transfer to one small area is completed, the contents of the right image address counter (the head address of the next 4 × 4 pixel small area) are stored in the left image address counter in the # 2 address controller 87. Set,
Processing of the next small area starts.

【0166】シティブロック距離計算回路45では、図
32のタイミングチャートに示すように、まず、ピラミ
ッド型構造初段の絶対値演算器に8画素分のデータを入
力し、左右画像の輝度差の絶対値を計算する。すなわ
ち、右画素の輝度から対応する左画素の輝度を引き算
し、結果が負になった場合、演算命令を変えることによ
り、引く方と引かれる方を逆にして再び引き算を行なう
ことにより、絶対値の計算を行なう。従って、初段では
引き算を2回行なう場合がある。
In the city block distance calculation circuit 45, as shown in the timing chart of FIG. 32, first, data of 8 pixels is input to the absolute value calculator of the first stage of the pyramid structure, and the absolute value of the luminance difference between the left and right images is obtained. Is calculated. In other words, the luminance of the corresponding left pixel is subtracted from the luminance of the right pixel, and if the result is negative, the arithmetic instruction is changed so that the subtraction and the subtraction are performed in reverse, and the subtraction is performed again. Calculate the value. Therefore, the subtraction may be performed twice in the first stage.

【0167】次いで、初段を通過すると、2段目から4
段目までの第1ないし第3加算器で二つの同時入力デー
タを加算して出力する。そして、最終段の総和加算器で
二つの連続するデータを加え合わせて総和を計算し、必
要とする16画素分のシティブロック距離Hを2クロッ
ク毎に最小・最大値検出部50へ出力する。
Next, after passing through the first stage, 4
The first to third adders up to the second stage add and output two simultaneous input data. Then, the total sum adder at the final stage adds two consecutive data to calculate the sum, and outputs the required city block distance H for 16 pixels to the minimum / maximum value detection unit 50 every two clocks.

【0168】次に、ステップS104へ進み、前記ステップ
S103で算出したシティブロック距離Hの最大値HMAX、
最小値HMINを検出する。前述したように、この最大値
HMAXの検出と最小値HMINの検出とは、互いに論理が逆
になることと、ずれ量を保存しないこと以外は、全く同
じであるため、以下、代表して最小値HMINの検出につ
いて説明する。
Next, the process proceeds to step S104, wherein
The maximum value HMAX of the city block distance H calculated in S103,
The minimum value HMIN is detected. As described above, the detection of the maximum value HMAX and the detection of the minimum value HMIN are exactly the same except that the logic is reversed and the deviation amount is not preserved. The detection of the value HMIN will be described.

【0169】まず、最初に出力されてきたシティブロッ
ク距離H(ずれ量x=0)が、図10に示す最小値検出
回路51のCラッチ53を介して、演算器46のBレジ
スタ46bに入力される。次のクロックで出力されてき
たシティブロック距離H(ずれ量δ=1)は、Cラッチ
53と演算器46のAレジスタ46aとに入れられ、演
算器46では、同時に、Bレジスタ46bとの比較演算
が始まる。
First, the city block distance H (shift amount x = 0) output first is input to the B register 46b of the arithmetic unit 46 via the C latch 53 of the minimum value detection circuit 51 shown in FIG. Is done. The city block distance H (displacement amount δ = 1) output at the next clock is input to the C latch 53 and the A register 46a of the arithmetic unit 46, and the arithmetic unit 46 simultaneously compares it with the B register 46b. The operation starts.

【0170】前記演算器46での比較演算の結果、Bレ
ジスタ46bの内容よりもAレジスタ46aの内容の方
が小さければ、次のクロックのときに、Cラッチ53の
内容(すなわちAレジスタ46aの内容)がBレジスタ
46bに送られ、このときのずれ量δがDラッチ55に
保存される。このクロックで同時に、次のシティブロッ
ク距離H(ずれ量δ=2)がAレジスタ46aとCラッ
チ53に入れられ、再び比較演算が始まる。
As a result of the comparison operation by the arithmetic unit 46, if the content of the A register 46a is smaller than the content of the B register 46b, the content of the C latch 53 (ie, the content of the A register 46a) is obtained at the next clock. Is transferred to the B register 46b, and the shift amount δ at this time is stored in the D latch 55. Simultaneously with this clock, the next city block distance H (shift amount δ = 2) is input to the A register 46a and the C latch 53, and the comparison operation starts again.

【0171】このようにして、計算途中での最小値が常
にBレジスタ46bに、そのときのずれ量δがDラッチ
55に保存されながら、ずれ量δが100になるまで計
算が続けられる。計算が終了すると(最後のシティブロ
ック距離Hが出力されてから1クロック後)、Bレジス
タ46bとDラッチ55の内容はずれ量決定部60に読
み込まれる。
In this way, the calculation is continued until the shift amount δ reaches 100 while the minimum value during the calculation is always stored in the B register 46b and the shift amount δ at that time is stored in the D latch 55. When the calculation is completed (one clock after the last city block distance H is output), the contents of the B register 46b and the D latch 55 are read into the shift amount determining unit 60.

【0172】この間に、前述したシティブロック距離計
算回路45では次の小領域の初期値が読み込まれ、時間
の無駄を生じないようになっており、一つのシティブロ
ック距離Hを計算するのに、例えば4クロックかかる
が、パイプライン構造をとっているため、2クロック毎
に新たな計算結果が得られる。
In the meantime, the above-mentioned city block distance calculation circuit 45 reads the initial value of the next small area so that time is not wasted. To calculate one city block distance H, For example, although it takes four clocks, a new calculation result is obtained every two clocks because of the pipeline structure.

【0173】そして、前記ステップ104でシティブロッ
ク距離Hの最小値HMIN、最大値HMAXが確定すると、ス
テップS105では、ずれ量決定部60にて、前述した3つ
の条件がチェックされ、ずれ量xが決定される。
When the minimum value HMIN and the maximum value HMAX of the city block distance H are determined in step 104, in step S105, the above-described three conditions are checked by the shift amount determining unit 60, and the shift amount x is determined. It is determined.

【0174】すなわち、図33のタイミングチャートに
示すように、Bバス62bを介して最小値HMINが演算
器61のBレジスタ72にラッチされるとともに、この
Bレジスタ72の値と比較されるしきい値HAがAバス
62aを介してAレジスタ71にラッチされる。そして
ALU70で両者が比較され、しきい値HAよりも最小
値HMINの方が大きければ、スイッチ回路65がリセッ
トされ、以後のチェックの如何に係わらず常に0が出力
されるようになる。
That is, as shown in the timing chart of FIG. 33, the minimum value HMIN is latched by the B register 72 of the arithmetic unit 61 via the B bus 62b and is compared with the value of the B register 72. The value HA is latched in the A register 71 via the A bus 62a. The two are compared by the ALU 70, and if the minimum value HMIN is larger than the threshold value HA, the switch circuit 65 is reset, and 0 is always output regardless of the subsequent check.

【0175】次に、Aレジスタ71に最大値HMAXがラ
ッチされ、このAレジスタ71にラッチされた最大値H
MAXとBレジスタ72に保存されている最小値HMINとの
差が計算されて、その結果がFレジスタ73に出力され
る。次のクロックでAレジスタ71にしきい値HBがラ
ッチされ、Fレジスタ73の値と比較される。Aレジス
タ71にラッチされたしきい値HBよりもFレジスタ7
3の内容の方が小さければ同様にスイッチ回路65がリ
セットされる。
Next, the maximum value HMAX is latched in the A register 71, and the maximum value H
The difference between MAX and the minimum value HMIN stored in the B register 72 is calculated, and the result is output to the F register 73. At the next clock, the threshold value HB is latched in the A register 71 and compared with the value of the F register 73. F register 7 is higher than threshold value HB latched in A register 71.
If the content of 3 is smaller, the switch circuit 65 is similarly reset.

【0176】次のクロックからは、隣接画素間の輝度差
の計算が始まる。輝度データが保存されている2組のシ
フトレジスタ64a,64bは10段構成であり、それ
ぞれ、シティブロック距離計算部40の1,2ライン用
のシフトレジスタ44aと、3,4ライン用のシフトレ
ジスタ44bの後段に接続されている。前記シフトレジ
スタ64a,64bの出力は最後の段とその2つ手前の
段から取り出され、それぞれが、Aバス62aとBバス
62bとに出力される。
The calculation of the luminance difference between adjacent pixels starts from the next clock. The two sets of shift registers 64a and 64b in which the luminance data are stored have a ten-stage configuration. The shift registers 44a for the first and second lines of the city block distance calculator 40 and the shift registers for the third and fourth lines are respectively provided. It is connected to the subsequent stage of 44b. The outputs of the shift registers 64a and 64b are taken from the last stage and the stage immediately before the last stage, and output to the A bus 62a and the B bus 62b, respectively.

【0177】輝度差の計算が始まるとき、前記シフトレ
ジスタ64a,64bの各段には小領域中の各場所の輝
度データが保持されており、初めに前回の小領域の第4
行第1列の輝度データと、今回の小領域の第1行第1列
の輝度データとが、演算器61のAレジスタ71とBレ
ジスタ72とにラッチされる。
When the calculation of the luminance difference starts, the luminance data of each location in the small area is held in each stage of the shift registers 64a and 64b.
The luminance data of the first row and the first column and the luminance data of the first row and the first column of the current small area are latched by the A register 71 and the B register 72 of the arithmetic unit 61.

【0178】そして、Aレジスタ71の内容とBレジス
タ72の内容の差の絶対値が計算され、結果がFレジス
タ73に保存される。次のクロックでAレジスタ71に
しきい値HCがラッチされ、Fレジスタ73の値と比較
される。
Then, the absolute value of the difference between the contents of the A register 71 and the contents of the B register 72 is calculated, and the result is stored in the F register 73. At the next clock, the threshold value HC is latched in the A register 71 and is compared with the value of the F register 73.

【0179】前記演算器61での比較結果、Aレジスタ
の内容(しきい値HC)よりもFレジスタ73の内容
(輝度差の絶対値)のほうが大きければ、前記スイッチ
回路65からずれ量xあるいは”0”が出力され、、A
レジスタの内容よりもFレジスタ73の内容のほうが小
さければ”0”が出力されて、出力バッファメモリ66
a,66bの該当する小領域の第1行第1列に当たる位
置に書き込まれる。
As a result of the comparison in the arithmetic unit 61, if the content (absolute value of the luminance difference) of the F register 73 is larger than the content (threshold value HC) of the A register, the shift amount x or "0" is output and A
If the content of the F register 73 is smaller than the content of the register, "0" is output and the output buffer memory 66
a, 66b are written at the positions corresponding to the first row and first column of the corresponding small area.

【0180】前記演算器61で隣接画素間の輝度差とし
きい値HCとの比較が行なわれている間に、シフトレジ
スタ64a,64bは1段シフトする。そして今度は、
前回の小領域の第4行第2列と、今回の小領域の第1行
第2列の輝度データに対して計算を始める。このように
して小領域の第1列、第2列に対し交互に計算を行なっ
た後、第3列、第4列に対して同様に計算を進める。
While the arithmetic unit 61 compares the luminance difference between adjacent pixels with the threshold value HC, the shift registers 64a and 64b shift one stage. And this time,
The calculation is started for the fourth row and second column of the previous small area and the luminance data of the first row and second column of the current small area. After the calculation is alternately performed on the first and second columns of the small area in this manner, the calculation is similarly performed on the third and fourth columns.

【0181】計算中は、シフトレジスタ64a,64b
の最終段と最初の段がつながってリングレジスタになっ
ており、小領域全体を計算した後にシフトクロックが2
回追加されるとレジスタの内容が計算前の状態に戻り、
次の小領域の輝度データが転送され終わったときに、最
終段とその前の段に今回の小領域の第4行のデータが留
められる。
During the calculation, the shift registers 64a, 64b
And the first stage are connected to form a ring register. After calculating the entire small area, the shift clock becomes 2
When the register is added twice, the contents of the register return to the state before calculation,
When the transfer of the luminance data of the next small area is completed, the data of the fourth row of the current small area is retained in the last stage and the previous stage.

【0182】このように、ずれ量決定のための計算中に
次のデータをAバス62a,Bバス62bに用意した
り、結果の書き込みを行なうため、計算に必要な2クロ
ックのみで一つのデータが処理される。この結果、初め
に行なう最小値HMIN、最大値HMAXのチェックを含めて
も、例えば43クロックで全ての計算が終了し、一つの
小領域に対して、シティブロック距離Hの最小値HMI
N、最大値HMAXを求めるのに要する時間は充分に余裕が
あり、さらに機能を追加することも可能となっている。
As described above, during the calculation for determining the shift amount, the next data is prepared on the A bus 62a and the B bus 62b and the result is written. Is processed. As a result, even if the minimum value HMIN and the maximum value HMAX are checked first, all calculations are completed at, for example, 43 clocks, and the minimum value HMI of the city block distance H is calculated for one small area.
N, the time required to find the maximum value HMAX has ample room, and it is possible to add more functions.

【0183】そして、ずれ量xが決定されると、ステッ
プS106で、出力バッファメモリ66a,66bからデュ
アルポートメモリ90へ、ずれ量xを距離分布情報とし
て出力し、イメージプロセッサ20における処理が終了
する。
When the shift amount x is determined, the shift amount x is output as distance distribution information from the output buffer memories 66a and 66b to the dual port memory 90 in step S106, and the processing in the image processor 20 ends. .

【0184】この出力バッファメモリ66a,66b
は、前述した入力バッファメモリ41a,41b,42
a,42bと同様、例えば4ライン分の容量があり、2
組の一方に書き込んでいる間にもう一方から前記デュア
ルポートメモリ90へ距離分布情報を送り出す。
The output buffer memories 66a and 66b
Are the input buffer memories 41a, 41b, 42 described above.
a, 42b, for example, has a capacity for four lines,
While writing to one of the sets, distance distribution information is sent from the other to the dual port memory 90.

【0185】前記デュアルポートメモリ90へ書き込ま
れた距離分布情報からは、CCDカメラ11,12の取
付け位置と焦点距離等のレンズパラメータとから、各画
素に対応する物体のXYZ空間における3次元位置を算
出することができ、情報量の低下なく車外の対象物まで
の距離を正確に検出することができる。
From the distance distribution information written in the dual port memory 90, the three-dimensional position of the object corresponding to each pixel in the XYZ space can be determined from the mounting positions of the CCD cameras 11 and 12 and lens parameters such as the focal length. The distance to the object outside the vehicle can be accurately detected without a decrease in the amount of information.

【0186】ここで、イメージプロセッサ20の全体の
タイミングについて、図34に示すタイミングチャート
に従って説明する。
Here, the overall timing of the image processor 20 will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

【0187】まず初めに、同期を取っている左右のCC
Dカメラ11a,11bからのフィールド信号を0.1
秒毎(3画面に1画面の割合)に、画像メモリ33a,
33bに書き込む。
First, the left and right CCs that are synchronized
The field signals from the D cameras 11a and 11b are
Every second (the ratio of one screen to three screens), the image memory 33a,
Write to 33b.

【0188】次に、取り込み終了信号を受けて、4ライ
ン毎のブロック転送が始まる。この転送は、右画像、左
画像、結果の距離分布像の順に3ブロック転送する。
Next, upon receiving the capture end signal, block transfer for every four lines starts. In this transfer, three blocks are transferred in the order of the right image, the left image, and the resulting distance distribution image.

【0189】この間に、一方の入出力バッファメモリに
対してずれ量δの計算が行われる。そして、ずれ量δの
計算時間を考慮し、所定時間待機してからもう一方の入
出力バッファメモリに対して転送を始める。
In the meantime, the deviation amount δ is calculated for one input / output buffer memory. Then, in consideration of the calculation time of the deviation amount δ, the transfer to the other input / output buffer memory is started after waiting for a predetermined time.

【0190】一つの右画像の4×4画素の小領域に対す
るシティブロック距離Hの計算は、左画像について10
0画素ずらしながら計算するため、100回行われる。
一つの領域のシティブロック距離Hが計算されている間
に、その前の領域のずれ量δが各チェックを経て距離分
布として出力される。
The calculation of the city block distance H for a small area of 4 × 4 pixels of one right image is performed by 10
It is performed 100 times to calculate while shifting by 0 pixel.
While the city block distance H of one area is being calculated, the shift amount δ of the previous area is output as a distance distribution through each check.

【0191】処理すべきライン数を200とすると4ラ
イン分の処理を50回繰り返すことになり、計算の開始
時に最初のデータを転送するための4ライン分の処理時
間、計算終了後に最後の結果を画像認識部に転送するた
めの4ライン分の処理時間と、計8ライン分の処理時間
がさらに必要となる。
Assuming that the number of lines to be processed is 200, the processing for four lines is repeated 50 times, the processing time for four lines for transferring the first data at the start of the calculation, and the final result after the calculation is completed. , And a processing time for a total of eight lines is required.

【0192】最初の入力画像ラインの転送を開始してか
ら最後の距離分布を転送し終わるまでの時間は、実際の
回路動作の結果、0.076秒である。
The time from the start of the transfer of the first input image line to the end of the transfer of the last distance distribution is 0.076 seconds as a result of the actual circuit operation.

【0193】一方、図35及び図36のフローチャート
は、マイクロプロセッサ110aで実行される道路検出
処理であり、まず、ステップS201で、前回(Δtsec
前)の道路形状パラメータを読み込むと、次いで、ステ
ップS202へ進み、車速センサ8の出力信号V、舵角セン
サ19の出力信号ηを読み込む。
On the other hand, the flowcharts of FIGS. 35 and 36 show the road detection processing executed by the microprocessor 110a. First, in step S201, the previous (Δtsec
After reading the road shape parameter of the previous), the process proceeds to step S202, and the output signal V of the vehicle speed sensor 8 and the output signal η of the steering angle sensor 19 are read.

【0194】次に、ステップS203へ進むと、前記ステッ
プS202で読み込んだ車速センサ8の出力信号と舵角セン
サ19の出力信号ηを使ってΔt秒間の車輌1の位置を
算出し、ステップS204で、Δt秒後の車輌1の位置から
見た道路形状を推定して道路形状パラメータを修正す
る。
Next, in step S203, the position of the vehicle 1 for Δt seconds is calculated using the output signal of the vehicle speed sensor 8 and the output signal η of the steering angle sensor 19 read in step S202. , The road shape viewed from the position of the vehicle 1 after Δt seconds is estimated, and the road shape parameters are corrected.

【0195】以上の道路形状推定処理が終わると、3次
元ウインドウ発生処理へ移行し、ステップS205で、道路
モデルの第1区間R1の左側の直線要素Ldのパラメー
タ(a,b,c,d)を読み込むと、ステップS206で、
この直線要素Ldを中心とする3次元ウインドウWD3A
を設定する。
When the above road shape estimation processing is completed, the processing shifts to a three-dimensional window generation processing. In step S205, the parameters (a, b, c, d) of the straight line element Ld on the left side of the first section R1 of the road model. Is read, in step S206,
Three-dimensional window WD3A centered on this linear element Ld
Set.

【0196】その後、ステップS207へ進み、前記ステッ
プS206で設定した3次元ウインドウWD3Aから2次元画
像上での2次元ウインドウWD2Aを設定し、次のステッ
プS208以降へ進む。
Thereafter, the flow advances to step S207 to set a two-dimensional window WD2A on a two-dimensional image from the three-dimensional window WD3A set in step S206, and then to the next step S208 and subsequent steps.

【0197】ステップS208〜ステップS217は、直線要素
検出処理であり、ステップS208で、2次元ウインドウW
D2A内のデータを読み込むと、ステップS209で、各デー
タの3次元位置を計算し、ステップS210で、距離Zの値
が3次元ウインドウWD3Aの長さの範囲内にあるデータ
を選別する。
Steps S208 to S217 are linear element detection processing. In step S208, the two-dimensional window W
When the data in D2A is read, the three-dimensional position of each data is calculated in step S209, and in step S210, data whose distance Z is within the length of the three-dimensional window WD3A is selected.

【0198】そして、ステップS211へ進み、先に推定し
た道路形状の直線要素Ldと被写体の3次元位置を比較
してX方向、Y方向の位置のずれ量ΔX、ΔYを計算
し、ステップS212で、これらのずれ量ΔX,ΔYが、3
次元ウインドウWD3Aの幅、高さの範囲内にあるデータ
のみを選別し、他は除外する。
Then, the flow advances to step S211 to compare the straight line element Ld of the road shape estimated previously with the three-dimensional position of the subject to calculate the displacement amounts ΔX and ΔY in the X and Y directions, and in step S212. , These deviation amounts ΔX, ΔY are 3
Only data within the range of the width and height of the dimension window WD3A are selected, and others are excluded.

【0199】その後、ステップS213へ進み、前記ステッ
プS212で計算したX方向、Y方向のずれ量ΔX,ΔYに
応じて、そのデータの重み係数を決定し、各データに、
ずれ量ΔX,ΔYに応じた重み係数を付加する。
Thereafter, the process proceeds to step S213, where the weighting factors of the data are determined in accordance with the deviation amounts ΔX and ΔY in the X and Y directions calculated in step S212, and
Weighting factors corresponding to the deviation amounts ΔX and ΔY are added.

【0200】次に、ステップS214へ進むと、最小自乗法
を用いて水平方向(XZ平面)および垂直方向(YZ平
面)の直線式を導出し、パラメータ(a,b,c,d)
を求め、これを新しい直線要素Ldの候補とする。
Next, in step S214, the linear equations in the horizontal direction (XZ plane) and the vertical direction (YZ plane) are derived using the least squares method, and the parameters (a, b, c, d) are obtained.
Is obtained, and this is set as a candidate for a new linear element Ld.

【0201】そして、ステップS215で、道路モデルの右
側のラインの直線要素Ldの候補が求められたか否かを
調べ、その結果がNOの場合には、ステップS216で、右
側の直線要素Ldのパラメータを読み込んで前述のステ
ップS206へ戻り、結果がYESの場合には、ステップS2
17へ進む。
At step S215, it is checked whether or not a candidate for the straight line element Ld of the right line of the road model has been obtained. If the result is NO, at step S216, the parameter of the right straight line element Ld is determined. And returns to step S206 described above. If the result is YES, step S2
Proceed to 17.

【0202】ステップS217では、求めた直線要素Ldの
候補が最終区間の右側のものであるか否かを調べ、最終
区間でない場合には、ステップS218で、次の区間の左側
の直線要素Ldのパラメータを読み込んで、前述のステ
ップS206へ戻り、同様の処理を繰り返す。
In step S217, it is checked whether or not the obtained candidate for the linear element Ld is on the right side of the last section. If not, in step S218, the linear element Ld on the left side of the next section is determined. After reading the parameters, the process returns to step S206, and the same process is repeated.

【0203】一方、前記ステップS217で、求めた直線要
素Ldの候補が最終区間の右側のものであり、道路モデ
ルを構成する全ての直線要素Ldの候補を求め終えた場
合には、前記ステップS217からステップS219以降へ進
み、道路形状判定処理を実行する。
On the other hand, if it is determined in step S217 that the candidate for the linear element Ld obtained is the one on the right side of the final section, and all candidates for the linear element Ld constituting the road model have been obtained, the processing proceeds to step S217. Then, the process proceeds from step S219 to execute the road shape determination processing.

【0204】すなわち、ステップS219で、第1区間R1
の直線要素Ldのパラメータを読み込むと、ステップS2
20で、左右の直線要素Ldの水平方向の平行度を調べ
て、その妥当性を判定し、ステップS221で、左右の直線
要素Ldの垂直方向の平行度を調べ、その妥当性を判定
する。
That is, in step S219, the first section R1
When the parameters of the linear element Ld are read, step S2
In step 20, the horizontal parallelism of the left and right linear elements Ld is checked to determine their validity. In step S221, the vertical parallelism of the left and right linear elements Ld is checked to determine their validity.

【0205】その後、ステップS222へ進み、前記ステッ
プS220,S221における判定の結果、左右いずれかの直線
要素が妥当でないと判定された場合、あるいは、道路上
の白線が破線状であったり、障害物に隠れて見えないた
めにデータが不足して、左右いずれかの直線要素の候補
がない場合に対し、検出された側の直線要素を車線の幅
だけ並行移動して代用することにより、欠落する直線要
素を補完し、ステップS223へ進む。
Thereafter, the process proceeds to step S222, and as a result of the determination in steps S220 and S221, when it is determined that either the right or left straight line element is not valid, or the white line on the road is a broken line or an obstacle. In the case where there is no data because there is no candidate for the right or left linear element because it is hidden behind and cannot be seen, the linear element on the detected side is lost by moving in parallel by the width of the lane and substituted. The linear element is complemented, and the process proceeds to step S223.

【0206】尚、左右両方の直線要素が無しの場合に
は、先に推定した道路形状の直線要素を代用する。
When there are no left and right straight line elements, the straight line elements of the road shape estimated earlier are substituted.

【0207】ステップS223では、最終区間か否かを調
べ、最終区間でない場合には、ステップS224で、次の区
間の左右の直線要素Ldのパラメータを読み込んで前述
のステップS220へ戻り、最終区間の場合には、ステップ
S223からステップS225へ進んで、各直線要素Ldのパラ
メータを出力用メモリに115へ書き込んで処理を終了
する。
At step S223, it is checked whether or not it is the last section. If not, at step S224, the parameters of the left and right straight line elements Ld of the next section are read, and the process returns to step S220. If so, step
Proceeding from S223 to step S225, the parameters of each linear element Ld are written into the output memory 115, and the process ends.

【0208】次に、マイクロプロセッサ110bによる
物体認識処理について図37及び図38のフローチャー
トに従って説明する。この物体認識処理では、ステップ
S301で道路形状パラメータを読み込むと、ステップS302
で、イメージプロセッサ20からの距離画像を格子状の
領域に区分し、ステップS303で、最初の領域のデータを
読み込む。
Next, the object recognition processing by the microprocessor 110b will be described with reference to the flowcharts of FIGS. In this object recognition process, step
When the road shape parameters are read in S301, step S302
Then, the distance image from the image processor 20 is divided into grid-like areas, and in step S303, the data of the first area is read.

【0209】次に、ステップS304へ進んで、領域内の最
初のデータをセットすると、ステップS305で、被写体の
3次元位置(X,Y,Z)、すなわち距離と高さを算出
し、ステップS306で、距離Zに於ける道路表面の高さを
算出し、ステップS307で、道路面より上にあるデータを
選別する。
Next, the process proceeds to step S304, where the first data in the area is set. In step S305, the three-dimensional position (X, Y, Z) of the subject, that is, the distance and height are calculated. Then, the height of the road surface at the distance Z is calculated, and in step S307, data located above the road surface is selected.

【0210】そして、ステップS308へ進んで最終データ
か否かを調べ、最終データでない場合、ステップS309で
領域内の次のデータをセットすると、前述のステップS3
05へ戻って処理を繰り返し、最終データの場合にはステ
ップS308からステップS310へ進む。
The flow advances to step S308 to check whether or not the data is the last data. If the data is not the last data, the next data in the area is set in step S309.
Returning to step 05, the process is repeated, and in the case of the last data, the process proceeds from step S308 to step S310.

【0211】ステップS310〜ステップS315は、物体検出
処理であり、ステップS310で、ヒストグラムを作成する
と、ステップS311で、このヒストグラムの度数が判定値
以上で、かつ最大値となる区間を検出し、ヒストグラム
の度数が判定値以上で、かつ最大値となる区間が検出さ
れた場合、ステップS312で、その区間に物体が存在する
と判断し、その物体までの距離を検出する。
Steps S310 to S315 are object detection processing. When a histogram is created in step S310, in step S311, a section where the frequency of the histogram is equal to or greater than the determination value and has the maximum value is detected, and the histogram is determined. If a section in which the frequency is equal to or more than the determination value and has the maximum value is detected, in step S312, it is determined that an object exists in the section, and the distance to the object is detected.

【0212】そして、ステップS313で、最終領域か否か
を調べ、最終領域でない場合には、ステップS314で、次
の領域のデータを読み込み、前述のステップS304へ戻っ
て同様の処理を続行し、最終領域である場合には、ステ
ップS315へ進み、各物体の距離と存在領域の検出を終了
し、ステップS316〜S318の3次元ウインドウ発生処理へ
進む。
Then, in step S313, it is checked whether or not it is the last area. If it is not the last area, the data of the next area is read in step S314, and the flow returns to step S304 to continue the same processing. If it is the last area, the process proceeds to step S315, where the detection of the distance and the existence area of each object ends, and the process proceeds to the three-dimensional window generation processing of steps S316 to S318.

【0213】ステップS316では、最初の物体のパラメー
タをセットし、次いで、ステップS317で、3次元ウイン
ドウWD3Bの下端の高さ及び距離範囲を設定し、ステッ
プS318で、この3次元ウインドウWD3Bに基づいて2次
元ウインドウWD2B形状を算出してステップS319へ進
む。
In step S316, the parameters of the first object are set. Next, in step S317, the height and the distance range of the lower end of the three-dimensional window WD3B are set. In step S318, the three-dimensional window WD3B is used. The shape of the two-dimensional window WD2B is calculated, and the process proceeds to step S319.

【0214】ステップS319以下は、物体輪郭抽出処理で
あり、まず、ステップS319で、2次元ウインドウWD2B
内のデータを読み出すと、ステップS320で、被写体の3
次元位置を算出し、ステップS321で、3次元ウインドウ
WD3B内に含まれるデータを選別して抽出する。
The steps following step S319 are the object contour extraction processing. First, at step S319, the two-dimensional window WD2B
When the data in is read out, in step S320, the 3
The dimension position is calculated, and in step S321, data included in the three-dimensional window WD3B is selected and extracted.

【0215】その後、ステップS322へ進み、前記ステッ
プS321で抽出したデータを2次元の画像上に投影する
と、ステップS323で、各データを線分で連結して輪郭像
を作成する。続いて、ステップS324で、物体の形状、寸
法、位置、速度を算出し、ステップS325で、道路の車線
と物体との位置関係を算出する。
Thereafter, the process proceeds to step S322, where the data extracted in step S321 is projected onto a two-dimensional image. In step S323, each data is connected by a line segment to create a contour image. Subsequently, in step S324, the shape, size, position, and speed of the object are calculated, and in step S325, the positional relationship between the lane of the road and the object is calculated.

【0216】そして、ステップS326で、最終物体か否か
を調べ、最終物体でない場合には、ステップS327で次の
物体のパラメータをセットして前述のステップS317へ戻
り、最終物体である場合には、ステップS328へ進んで、
先行車を含む各物体の位置、形状、速度、加速度、これ
らのデータから特定される先行車との車間距離及び相対
速度等のパラメータを出力用メモリ115に書き込み、
処理を終了する。
At step S326, it is checked whether or not the object is the final object. If the object is not the final object, the parameters of the next object are set at step S327, and the process returns to step S317. Proceed to step S328,
The position, shape, speed, acceleration of each object including the preceding vehicle, parameters such as the inter-vehicle distance to the preceding vehicle and the relative speed specified from these data are written in the output memory 115,
The process ends.

【0217】以上の処理により、前方に存在する先行車
が検出され、自車輌1との車間距離及び相対速度が算出
されると、画像処理・車間距離制御用コンピュータ11
0で、図39のスロットル制御処理と図40のパーキン
グブレーキ制御処理のプログラムとが並列に所定時間毎
に実行される。
By the above processing, the preceding vehicle existing ahead is detected, and the distance between the vehicle and the vehicle 1 and the relative speed with respect to the own vehicle 1 are calculated.
At 0, the program of the throttle control process of FIG. 39 and the program of the parking brake control process of FIG. 40 are executed in parallel at predetermined time intervals.

【0218】まず、スロットル制御処理では、ステップ
S401で、パーキングブレーキアクチュエータ6がOFF
か否かを調べ、パーキングブレーキアクチュエータ6が
ONでパーキングブレーキ作動状態の場合、ステップS4
02へ分岐してスロットル開度Tsを全閉(Ts=0.0)
としてステップS416へ進む。
First, in the throttle control processing, step
In S401, the parking brake actuator 6 is turned off
It is checked whether or not the parking brake actuator 6 is ON and the parking brake is in the operating state.
Branches to 02 and fully closes the throttle opening Ts (Ts = 0.0)
To step S416.

【0219】一方、前記ステップS401で、パーキングブ
レーキアクチュエータ6がOFFであり、パーキングブ
レーキ解除状態の場合には、前記ステップS401からステ
ップS403へ進み、自車輌1と先行車の状態、すなわち、
出力用メモリ115に記憶されている先行車との車間距
離Dr及び相対速度Vrの検出値、車速センサ8からの自
車輌1の速度Veの検出値等を入力する。
On the other hand, in step S401, if the parking brake actuator 6 is OFF and the parking brake is released, the process proceeds from step S401 to step S403, where the state of the own vehicle 1 and the preceding vehicle, that is,
The detected values of the inter-vehicle distance Dr and the relative speed Vr from the preceding vehicle stored in the output memory 115, the detected value of the speed Ve of the vehicle 1 from the vehicle speed sensor 8, and the like are input.

【0220】次いで、ステップS404へ進み、入力したデ
ータから先行車が検出されていない場合あるいは自車輌
1の速度Veが制限値(例えば10km/h)より高い
場合に該当するか否かを調べ、該当する場合には、ステ
ップS405で、自車輌1の速度Veが前記制限値(例えば
10km/h)で一定となるスロットル開度Tsを計算
してステップS416へ進み、該当しない場合、すなわち、
先行車が検出されているときには、ステップS406で、先
行車の走行速度VQと目標車間距離Dsとを前述の(1
2),(13)式により計算してステップS407へ進む。
Next, the process proceeds to step S404, where it is determined whether or not the preceding vehicle is not detected from the input data or if the speed Ve of the own vehicle 1 is higher than a limit value (for example, 10 km / h). If so, in step S405, the throttle opening Ts at which the speed Ve of the vehicle 1 becomes constant at the limit value (for example, 10 km / h) is calculated, and the process proceeds to step S416.
When the preceding vehicle is detected, in step S406, the traveling speed VQ of the preceding vehicle and the target inter-vehicle distance Ds are compared with the aforementioned (1).
The calculation is performed using the expressions 2) and (13), and the process proceeds to step S407.

【0221】ステップS407では、先行車の相対速度Vr
が正であるか負であるかを調べ、Vr>0.0、すなわ
ち先行車が自車輌1から遠ざかって行く場合には、ステ
ップS408へ進み、現在の車間距離Drが前述の(14)
式によって計算される図29の境界線S1上の車間距離
に対して大きいか否か、すなわち、図29における境界
線S1の上側の領域R1に分類されるか、境界線S1の
下側の領域R3に分類されるかを判断する。そして、前
記ステップS408で、Ds−Vr2/(2×Aa)<Drの場
合には、ステップS409で、先行車の状態は領域R1に分
類されるとして前述の(17),(18)式によりスロ
ットル開度Tsを計算してステップS416へ進み、Ds−V
r2/(2×Aa)≧Drの場合には、ステップS410で、
先行車の状態は領域R3に分類されるとしてスロットル
開度Tsを全閉(Ts=0.0)としてステップS416へ進
む。
In step S407, the relative speed Vr of the preceding vehicle
Is positive or negative. If Vr> 0.0, that is, if the preceding vehicle is moving away from the own vehicle 1, the process proceeds to step S408, and the current inter-vehicle distance Dr is set as described in (14) above.
29 is larger or smaller than the inter-vehicle distance on the boundary line S1 in FIG. 29 calculated by the equation, that is, is classified into the region R1 above the boundary line S1 in FIG. 29 or the region below the boundary line S1. It is determined whether it is classified as R3. If Ds−Vr2 / (2 × Aa) <Dr in step S408, it is determined in step S409 that the state of the preceding vehicle is classified into the region R1 according to the above equations (17) and (18). Calculate the throttle opening Ts and proceed to step S416, where Ds-V
If r2 / (2 × Aa) ≧ Dr, in step S410,
Since the state of the preceding vehicle is classified into the region R3, the throttle opening Ts is fully closed (Ts = 0.0), and the process proceeds to step S416.

【0222】一方、前記ステップS407で、Vr≦0.
0、すなわち自車輌1が先行車に接近して行く場合に
は、前記ステップS407からステップS411へ分岐し、現在
の車間距離Drが前述の(15)式によって計算される
図29の境界線S2上の車間距離に対して大きいか否
か、すなわち、図29における境界線S2の上側の領域
R2に分類されるか、境界線S2の下側の領域R3に分
類されるかを判断する。
On the other hand, in step S407, Vr ≦ 0.
0, that is, when the own vehicle 1 approaches the preceding vehicle, the process branches from step S407 to step S411, and the current inter-vehicle distance Dr is calculated by the aforementioned equation (15). It is determined whether or not the distance is larger than the upper inter-vehicle distance, that is, whether the area is classified into the area R2 above the boundary line S2 in FIG. 29 or the area R3 below the boundary line S2.

【0223】その結果、前記ステップS411で、Ds−Vr
2/(2×Ac)<Drの場合には、ステップS412で、先
行車の状態は領域R2に分類されるとして前述の(1
6)式によりスロットル開度Tsを計算してステップS41
6へ進み、Ds−Vr2/(2×Ac)≧Drの場合には、
ステップS413で、先行車の状態は領域R3に分類される
としてスロットル開度Tsを全閉(Ts=0.0)として
ステップS416へ進む。
As a result, in step S411, Ds-Vr
If 2 / (2 × Ac) <Dr, in step S412, it is determined that the state of the preceding vehicle is classified into the region R2, and the aforementioned (1) is determined.
The throttle opening Ts is calculated by the equation 6), and step S41 is performed.
Proceed to 6 and if Ds−Vr2 / (2 × Ac) ≧ Dr,
In step S413, the state of the preceding vehicle is classified into the region R3, the throttle opening Ts is fully closed (Ts = 0.0), and the process proceeds to step S416.

【0224】そして、以上のステップS402,S405,S409,S
410,S412,S413のいずれかのステップからステップS416
へ進むと、該当するステップで計算されたスロットル開
度Tsをスロットルアクチュエータ3に出力し、プログ
ラムを抜ける。これにより、スロットルバルブ2が所定
の開度に制御される。
Then, the above steps S402, S405, S409, S
Step S416 from any of steps 410, S412, S413
When the process proceeds to step (3), the throttle opening Ts calculated in the corresponding step is output to the throttle actuator 3, and the program exits. Thereby, the throttle valve 2 is controlled to a predetermined opening.

【0225】一方、以上のスロットル制御処理に対し、
図40のパーキングブレーキ制御処理のプログラムが並
列に実行され、パーキングブレーキアクチュエータ6が
制御されるとともに先行車との車間距離の異常接近の可
能性が事前に検出され、異常接近の可能性がある場合に
は警報が発せられる。
On the other hand, with respect to the above throttle control processing,
When the program of the parking brake control process of FIG. 40 is executed in parallel, the parking brake actuator 6 is controlled, and the possibility of an abnormal approach of the inter-vehicle distance to the preceding vehicle is detected in advance, and there is a possibility of abnormal approach. Is alerted.

【0226】このパーキングブレーキ制御処理では、ス
テップS501で、出力用メモリ115に記憶されている先
行車との車間距離Dr及び相対速度Vrの検出値、車速セ
ンサ8からの自車輌1の速度Veの検出値等の自車輌1
と先行車の状態を入力し、次いで、ステップS502で、入
力したデータから先行車の走行速度VQ、必要車間距離
Dn、警報車間距離Dwを、それぞれ、前述の(12),
(19),(20)式により計算すると、ステップS503
で、現在の車間距離Drが必要車間距離Dnより小さいか
否かを調べる。
In this parking brake control process, in step S501, the detected values of the inter-vehicle distance Dr and the relative speed Vr from the preceding vehicle stored in the output memory 115 and the speed Ve of the vehicle 1 from the vehicle speed sensor 8 are calculated. Own vehicle 1 such as detection value
Then, in step S502, the traveling speed VQ, the required inter-vehicle distance Dn, and the warning inter-vehicle distance Dw of the preceding vehicle are input from the input data in step S502, respectively.
When calculated by the equations (19) and (20), step S503 is performed.
Then, it is checked whether or not the current inter-vehicle distance Dr is smaller than the required inter-vehicle distance Dn.

【0227】前記ステップS503において、Dr<Dnの場
合には、ステップS504で、パーキングブレーキアクチュ
エータ6をONしてパーキングブレーキ5を作動させ、
自車輌1の減速あるいは停止を行ない、Dr≧Dnの場合
には、ステップS505で、パーキングブレーキアクチュエ
ータ6をOFFしてパーキングブレーキ5を解除とす
る。
If Dr <Dn in step S503, the parking brake actuator 6 is turned on to activate the parking brake 5 in step S504.
The vehicle 1 is decelerated or stopped. If Dr ≧ Dn, the parking brake actuator 6 is turned off to release the parking brake 5 in step S505.

【0228】そして、前記ステップS504あるいは前記ス
テップS505からステップS506へ進み、現在の車間距離D
rと警報車間距離Dwを比較し、Dr≧Dwであり、自車輌
1が先行車に異常接近するおそれがない場合には、プロ
グラムを抜け、Dr<Dwで、このままでは、自車輌1が
先行車に異常接近する可能性があるときには、ステップ
S507へ進んで、警報を発生してディスプレイ9に出力
し、前述したように、例えばディスプレイ9の位置表示
部9dを赤色で点灯して運転者に警告し、メインブレー
キの操作を促す。
Then, the process proceeds from step S504 or step S505 to step S506, where the current inter-vehicle distance D
r is compared with the warning inter-vehicle distance Dw. If Dr ≧ Dw, and there is no possibility that the own vehicle 1 will abnormally approach the preceding vehicle, the program exits and Dr <Dw. If there is a possibility of approaching the car abnormally,
Proceeding to S507, an alarm is generated and output to the display 9, and as described above, for example, the position display section 9d of the display 9 is lit in red to warn the driver and urge the operation of the main brake.

【0229】[0229]

【0230】[0230]

【0231】[0231]

【0232】図4〜図4は本発明の第実施例に係
わり、図4は車間距離制御装置の全体構成図、図4
は車間距離制御装置の回路ブロック図、図4はレーザ
ビームの走査方法を側面から示す説明図、図4はレー
ザビームの走査方法を上面から示す説明図、図4はレ
ーザレーダ測距ユニットで計測される立体物の2次元分
布を示す説明図である。
[0232] Figure 4 1 to 4 5 relates to a second embodiment of the present invention, FIG 4 1 general block diagram of a distance control device, FIG 2
A circuit block diagram of a distance control device, FIG. 4 3 is an explanatory view showing a method of scanning a laser beam from the side, illustrating 4 4 showing a scanning method of laser beam from the top, 4 5 Laser radar ranging It is explanatory drawing which shows the two-dimensional distribution of the three-dimensional object measured by a unit.

【0233】本実施例の車輌600に搭載される車間距
離制御装置300Bは、図4に示すように、前述の第
1実施例に対し、ステレオ光学系10及び画像処理ユニ
ット100に代えて、レーザ投光ユニット601及びレ
ーザ・レーダ測距ユニット610を先行車検出手段とし
て採用するものであり、他の構成は前述の第1実施例と
同様である。
[0233] inter-vehicle distance control device 300B mounted on a vehicle 600 of this embodiment, as shown in FIG. 4 1, with respect to the first embodiment described above, instead of the stereoscopic optical system 10 and the image processing unit 100, A laser projection unit 601 and a laser radar ranging unit 610 are employed as preceding vehicle detection means, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.

【0234】前記レーザ・レーダ測距ユニット610
は、レーザビームを投射し、このレーザビームが物体に
当たって反射してくる光を受光し、この所要時間から物
体までの距離を測定するものであり、周知の装置を適用
することができ、前記レーザ・レーダ測距ユニット61
0によって得られる立体物の2次元分布の位置情報を前
述の第1実施例と同様の方法で処理し、車間距離を制御
することができる。
The laser radar ranging unit 610
Is a device that projects a laser beam, receives light reflected by the laser beam hitting an object, and measures the distance from the required time to the object.A known device can be applied,・ Radar ranging unit 61
The position information of the two-dimensional distribution of the three-dimensional object obtained by 0 can be processed in the same manner as in the first embodiment to control the inter-vehicle distance.

【0235】すなわち、本実施例では、レーザビームの
投射・受光と左右方向への走査機能を有するレーザ投光
ユニット601が車輌600の前部に取り付けられてお
り、図4に示すように、レーザ・レーダ測距ユニット
610は、レーザビームの投光受光の所要時間から物体
までの距離を計算し、また、レーザビームを走査する方
向から物体の2次元の位置を計算する距離検出回路62
0a、検出された物体の2次元の位置を書き込む2次元
分布メモリ620bからなる測距回路620に、第1実
施例の画像処理・車間距離制御用コンピュータ110が
接続されて構成され、前記2次元分布メモリ620bに
書き込まれた2次元分布情報から先行車を検出し、その
車間距離及び相対速度が算出される。
[0235] That is, in this embodiment, the laser projection unit 601 having a scanning function of the projection-receiving a laser beam in the lateral direction is mounted to the front of the vehicle 600, as shown in FIG. 4 2, The laser / radar ranging unit 610 calculates the distance to the object from the time required for projecting and receiving the laser beam, and calculates the two-dimensional position of the object from the direction in which the laser beam is scanned.
0a, the image processing / inter-vehicle distance control computer 110 of the first embodiment is connected to a distance measuring circuit 620 comprising a two-dimensional distribution memory 620b for writing a two-dimensional position of a detected object. The preceding vehicle is detected from the two-dimensional distribution information written in the distribution memory 620b, and the inter-vehicle distance and the relative speed are calculated.

【0236】図4に示すように、前記レーザ投光ユニ
ット601からはレーザビームが水平に投射され、道路
表面より高い位置にある立体物のみが検出される。ま
た、図4に示すように、レーザビームは左右方向に走
査され、所定の走査範囲で一定の間隔毎にレーザビーム
が投光・受光されて距離を検出する動作が繰り返され、
立体物の2次元分布が計測される。
[0236] As shown in FIG. 4 3, wherein the laser beam is projected horizontally from the laser projection unit 601, only the three-dimensional object on the higher road surface position is detected. Further, as shown in FIG. 4 4, the laser beam is scanned in the lateral direction, the operation of the laser beam to detect the distance are the light projecting and receiving every predetermined intervals in a predetermined scanning range is repeated,
A two-dimensional distribution of the three-dimensional object is measured.

【0237】例えば、前方に他の車輌がある状況を前記
レーザ・レーダ測距ユニット610で計測すると、図4
に示すような立体物の2次元分布のデータが得られ
る。従って、これらのデータに対し、第1実施例と同様
の物体検出処理を行なうことにより先行車を検出し、そ
の車間距離及び相対速度を算出することができる。
For example, when the situation where another vehicle is ahead is measured by the laser radar ranging unit 610, FIG.
The data of the two-dimensional distribution of the three-dimensional object as shown in FIG. 5 is obtained. Therefore, the preceding vehicle can be detected by performing the same object detection processing as in the first embodiment on these data, and the inter-vehicle distance and the relative speed can be calculated.

【0238】本実施例においても、前述の第1実施例と
同様、渋滞走行時等において繁雑なブレーキ、アクセル
操作の繰返しから運転者を開放して運転者の負担を大幅
に軽減することができる。
[0238] In this embodiment, similarly to the first actual施例described above, clumsy brake in a traffic jam during running or the like, it is possible to reduce greatly the opening to the driver burden driver from repeated accelerator operation it can.

【0239】[0239]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、渋
滞時などにおける頻繁なアクセルやブレーキの操作から
運転者を開放し、自動的に先行車との車間距離を一定に
保って運転者の負担を軽減し、安全性を向上することが
できる。
As described above, according to the present invention, the driver is released from the frequent operation of the accelerator or the brake during a traffic jam or the like, and the inter-vehicle distance with the preceding vehicle is automatically fixed. , The burden on the driver can be reduced , and safety can be improved .

【0240】[0240]

【0241】[0241]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1〜図40は本発明の第1実施例に係り、図
1は車間距離制御装置の全体構成図
FIGS. 1 to 40 relate to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is an overall configuration diagram of an inter-vehicle distance control device.

【図2】車間距離制御装置の回路ブロック図FIG. 2 is a circuit block diagram of an inter-vehicle distance control device;

【図3】パーキングブレーキアクチュエータ周辺の構成
を示す説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration around a parking brake actuator.

【図4】ディスプレイの画面を示す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing a screen of a display.

【図5】他のディスプレイユニットの外観を示す説明図FIG. 5 is an explanatory view showing the appearance of another display unit.

【図6】車輌の正面図FIG. 6 is a front view of the vehicle.

【図7】カメラと被写体との関係を示す説明図FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a camera and a subject.

【図8】イメージプロセッサの詳細回路図FIG. 8 is a detailed circuit diagram of the image processor.

【図9】シティブロック距離計算回路の説明図FIG. 9 is an explanatory diagram of a city block distance calculation circuit.

【図10】最小値検出回路のブロック図FIG. 10 is a block diagram of a minimum value detection circuit.

【図11】車載のCCDカメラで撮像した画像の例を示
す説明図
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of an image captured by a vehicle-mounted CCD camera;

【図12】距離画像の例を示す説明図FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a distance image.

【図13】車輌の上面図FIG. 13 is a top view of the vehicle.

【図14】車輌の側面図FIG. 14 is a side view of the vehicle.

【図15】画像処理・車間距離制御用コンピュータの機
能ブロック図
FIG. 15 is a functional block diagram of a computer for image processing and inter-vehicle distance control.

【図16】道路モデルの例を示す説明図FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of a road model.

【図17】3次元ウインドウの形状を示す説明図FIG. 17 is an explanatory diagram showing the shape of a three-dimensional window.

【図18】2次元ウインドウの形状を示す説明図FIG. 18 is an explanatory diagram showing the shape of a two-dimensional window.

【図19】直線要素とデータのずれ量を示す説明図FIG. 19 is an explanatory diagram showing a deviation amount between a linear element and data.

【図20】ずれ量と重み係数の関係を示す説明図FIG. 20 is an explanatory diagram showing a relationship between a shift amount and a weight coefficient.

【図21】検出した道路形状の例を示す説明図FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example of a detected road shape.

【図22】画像の区分方法を示す説明図FIG. 22 is an explanatory diagram showing a method of dividing an image.

【図23】検出物体とヒストグラムの関係を示す説明図FIG. 23 is an explanatory diagram showing a relationship between a detected object and a histogram.

【図24】物体の存在領域の検出結果と検出距離の例を
示す説明図
FIG. 24 is an explanatory diagram showing an example of a detection result and a detection distance of an existing area of an object;

【図25】物体検出用の3次元ウインドウの形状を示す
説明図
FIG. 25 is an explanatory diagram showing the shape of a three-dimensional window for object detection.

【図26】物体検出用の2次元ウインドウの形状を示す
説明図
FIG. 26 is an explanatory diagram showing the shape of a two-dimensional window for object detection.

【図27】物体の輪郭を構成するデータの例を示す説明
FIG. 27 is an explanatory diagram showing an example of data constituting an outline of an object;

【図28】物体の輪郭像と検出された外径寸法の例を示
す説明図
FIG. 28 is an explanatory diagram showing an example of a contour image of an object and detected outer diameter dimensions.

【図29】スロットル開度決定の概念を示す説明図FIG. 29 is an explanatory diagram showing the concept of throttle opening determination.

【図30】イメージプロセッサの動作を示すフローチャ
ート
FIG. 30 is a flowchart showing the operation of the image processor.

【図31】シフトレジスタ内の保存順序を示す説明図FIG. 31 is an explanatory diagram showing a storage order in a shift register.

【図32】シティブロック距離計算回路の動作を示すタ
イミングチャート
FIG. 32 is a timing chart showing the operation of the city block distance calculation circuit.

【図33】ずれ量決定部の動作を示すタイミングチャー
FIG. 33 is a timing chart showing the operation of a shift amount determination unit.

【図34】イメージプロセッサの動作を示すタイミング
チャート
FIG. 34 is a timing chart showing the operation of the image processor.

【図35】道路検出処理のフローチャートFIG. 35 is a flowchart of a road detection process.

【図36】道路検出処理のフローチャート(続き)FIG. 36 is a flowchart of a road detection process (continued).

【図37】物体検出処理のフローチャートFIG. 37 is a flowchart of an object detection process.

【図38】物体検出処理のフローチャート(続き)FIG. 38 is a flowchart of an object detection process (continued).

【図39】スロットル制御処理のフローチャートFIG. 39 is a flowchart of a throttle control process.

【図40】パーキングブレーキ制御処理のフローチャー
FIG. 40 is a flowchart of a parking brake control process.

【図41】図4〜図4は本発明の第実施例に係わ
り、図4は車間距離制御装置の全体構成図
[41] Figure 4 1 to 4 5 relates to a second embodiment of the present invention, the overall configuration diagram in FIG. 4. 1 inter-vehicle distance control device

【図42】車間距離制御装置の回路ブロック図FIG. 42 is a circuit block diagram of an inter-vehicle distance control device.

【図43】レーザビームの走査方法を側面から示す説明
FIG. 43 is an explanatory view showing a laser beam scanning method from the side.

【図44】レーザビームの走査方法を上面から示す説明
FIG. 44 is an explanatory diagram showing a laser beam scanning method from above.

【図45】レーザ・レーダ測距ユニットで計測される立
体物の2次元分布を示す説明図
FIG. 45 is an explanatory diagram showing a two-dimensional distribution of a three-dimensional object measured by a laser radar ranging unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ステレオ光学系(先行車検出手段) 100 画像処理ユニット(先行車検出手段) 200 車間距離制御ユニット Reference Signs List 10 stereo optical system (preceding vehicle detecting means) 100 image processing unit (preceding vehicle detecting means) 200 inter-vehicle distance control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−11523(JP,A) 特開 平5−225498(JP,A) 特開 昭63−180531(JP,A) 特開 平5−262164(JP,A) 特開 平5−274036(JP,A) 特開 平2−95931(JP,A) 特開 平6−305340(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 1/00 - 1/16 B60K 31/00 G05D 1/02 B60R 21/00 610 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-11523 (JP, A) JP-A-5-225498 (JP, A) JP-A-63-180531 (JP, A) JP-A-5-215 262164 (JP, A) JP-A-5-274036 (JP, A) JP-A-2-95931 (JP, A) JP-A-6-305340 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G08G 1/00-1/16 B60K 31/00 G05D 1/02 B60R 21/00 610

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】自車輌の進行方向に存在する先行車を検出
し、先行車と自車輌との車間距離及び自車輌に対する先
行車の相対速度を算出する先行車検出手段と、エンジン
のスロットルバルブをアクチュエータで駆動することで
速度制御を行う第1の制御装置と、パーキングブレーキ
をアクチュエータで駆動することで減速制御及び停止制
御を行う第2の制御装置とを有する車輌において、 自車輌の速度に基づいて目標車間距離を設定し、前記先
行車検出手段で算出した車間距離及び相対速度から前記
第1乃至第2の制御装置のいずれかを選択し、先行車と
の車間距離を前記目標車間距離に保つ車間距離制御を行
うと共に、 所望の速度以下のとき、前記第1の制御装置のスロット
ルが全閉となる状態において、減速制御若しくは停止制
御が必要と判断される際には、前記第2の制御装置を用
いて制御を行う ことを特徴とする車間距離制御装置。
A preceding vehicle detecting means for detecting a preceding vehicle existing in the traveling direction of the own vehicle and calculating a distance between the preceding vehicle and the own vehicle and a relative speed of the preceding vehicle to the own vehicle, and an engine.
By driving the throttle valve of the
A first control device for performing speed control, and a parking brake
The actuator is driven by an actuator to control deceleration and stop.
In vehicle and a second control device for performing control to set the target inter-vehicle distance based on the speed of the own vehicle, the inter-vehicle distance and the relative speed calculated by the preceding vehicle detection means
Select one of the first and second control devices, and
Inter-vehicle distance control to keep the inter-vehicle distance at the target inter-vehicle distance
And when the speed is below the desired speed, the slot of the first control device
Deceleration control or stop control when the
When it is determined that control is necessary, the second control device is used.
And an inter-vehicle distance control device for performing control.
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