JP3354447B2 - 車両用距離測定装置 - Google Patents
車両用距離測定装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用距離測定装
置に関し、特に、一対の光学系によりイメージセンサ上
に結像した一対の画像のうちウインド内の画像信号を比
較して両画像の光軸からのずれ量を電気的に検出し、三
角測量の原理に基づく演算を前記ずれ量を用いて実行し
て対象物までの距離を測定する車両用距離測定装置に関
する。
置に関し、特に、一対の光学系によりイメージセンサ上
に結像した一対の画像のうちウインド内の画像信号を比
較して両画像の光軸からのずれ量を電気的に検出し、三
角測量の原理に基づく演算を前記ずれ量を用いて実行し
て対象物までの距離を測定する車両用距離測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、かかる距離測定装置では、一対の
イメージセンサ上に結像した画像の一致度（ずれ量）
を、両画像信号のウインド内での比較によって求めるよ
うにしており、ウインドの設定にあたって、たとえば特
公平３−６７２０３号公報では測定すべき対象物の方向
に応じてウインドの基準位置が複数設定され、たとえば
特開平３−２４６４１２号公報では画像領域全体が複数
に分割され、たとえば特開平４−１２２１８号公報では
画像領域全体が複数に分割されて成る分割撮像領域がさ
らに複数の細分割撮像領域に分割されている。また特開
平３−２６９２１１号公報では、前回得られた画像情報
に基づいて新たなウインドが設定されている。
イメージセンサ上に結像した画像の一致度（ずれ量）
を、両画像信号のウインド内での比較によって求めるよ
うにしており、ウインドの設定にあたって、たとえば特
公平３−６７２０３号公報では測定すべき対象物の方向
に応じてウインドの基準位置が複数設定され、たとえば
特開平３−２４６４１２号公報では画像領域全体が複数
に分割され、たとえば特開平４−１２２１８号公報では
画像領域全体が複数に分割されて成る分割撮像領域がさ
らに複数の細分割撮像領域に分割されている。また特開
平３−２６９２１１号公報では、前回得られた画像情報
に基づいて新たなウインドが設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特公平
３−６７２０３号公報、特開平３−２４６４１２号公報
および特開平４−１２２１８号公報で開示されたもの
は、対象物との相対距離および相対位置にかかわらず定
まった複数のウインドで相関を求め、求めた相関に基づ
いて距離を演算するようにしているので、複数の距離出
力から対象物までの距離を定める処理が複雑となり、処
理時間も大となる。また特開平３−２６９２１１号公報
で開示されたものでは、或る時刻で得られた画像情報
と、それから短時間が経過した後の画像情報とを比較
し、先の時刻の画像に最も近似した画像を捜し出して仮
のウインドを設定し、そのウインド内の画像の対称性を
判定して新たなウインドを設定するようにしているの
で、相関演算を行なうまでの処理が複雑であり、時間を
要することになる。
３−６７２０３号公報、特開平３−２４６４１２号公報
および特開平４−１２２１８号公報で開示されたもの
は、対象物との相対距離および相対位置にかかわらず定
まった複数のウインドで相関を求め、求めた相関に基づ
いて距離を演算するようにしているので、複数の距離出
力から対象物までの距離を定める処理が複雑となり、処
理時間も大となる。また特開平３−２６９２１１号公報
で開示されたものでは、或る時刻で得られた画像情報
と、それから短時間が経過した後の画像情報とを比較
し、先の時刻の画像に最も近似した画像を捜し出して仮
のウインドを設定し、そのウインド内の画像の対称性を
判定して新たなウインドを設定するようにしているの
で、相関演算を行なうまでの処理が複雑であり、時間を
要することになる。
【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、距離測定を行なうにあたってウインドを簡単
に設定し得るようにし、処理速度を高速化した車両用距
離測定装置を提供することを目的とする。
のであり、距離測定を行なうにあたってウインドを簡単
に設定し得るようにし、処理速度を高速化した車両用距
離測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一対の光学系によりイメージセンサ上に
結像した一対の画像のうちウインド内の画像信号を比較
して両画像の光軸からのずれ量を電気的に検出し、三角
測量の原理に基づく演算を前記ずれ量を用いて実行して
対象物までの距離を測定する車両用距離測定装置におい
て、予め設定された上下および左右の視野パラメータ、
前記両光学系の取付位置および姿勢、ならびに前回測定
された距離データに基づいて前記両イメージセンサ上に
それぞれ結像した画像信号のウインドの大きさまたは位
置を決定するウインド決定手段を備えることを特徴とす
る。
に、本発明は、一対の光学系によりイメージセンサ上に
結像した一対の画像のうちウインド内の画像信号を比較
して両画像の光軸からのずれ量を電気的に検出し、三角
測量の原理に基づく演算を前記ずれ量を用いて実行して
対象物までの距離を測定する車両用距離測定装置におい
て、予め設定された上下および左右の視野パラメータ、
前記両光学系の取付位置および姿勢、ならびに前回測定
された距離データに基づいて前記両イメージセンサ上に
それぞれ結像した画像信号のウインドの大きさまたは位
置を決定するウインド決定手段を備えることを特徴とす
る。
【０００６】このような構成によれば、予め設定された
上下および左右の視野パラメータ、両光学系の取付位置
および姿勢、ならびに前回測定された距離データに基づ
いてウインドの大きさまたは位置がウインド決定手段で
定められるので、ウインドが容易にかつ速やかに定めら
れることになり、距離測定処理速度を高速化することが
可能となる。
上下および左右の視野パラメータ、両光学系の取付位置
および姿勢、ならびに前回測定された距離データに基づ
いてウインドの大きさまたは位置がウインド決定手段で
定められるので、ウインドが容易にかつ速やかに定めら
れることになり、距離測定処理速度を高速化することが
可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００８】図１ないし図７は本発明の第１実施例を示
すものであり、図１は距離測定装置の構成を示すブロッ
ク図、図２は距離測定原理を説明するための図、図３は
上下方向の設定視野パラメータを説明するための図、図
４は光学系の上下方向取付位置および姿勢を説明するた
めの図、図５は左右方向の設定視野パラメータを説明す
るための図、図６は光学系の左右方向取付位置および姿
勢を説明するための図、図７は距離に応じたウインドの
変化を示す図である。
すものであり、図１は距離測定装置の構成を示すブロッ
ク図、図２は距離測定原理を説明するための図、図３は
上下方向の設定視野パラメータを説明するための図、図
４は光学系の上下方向取付位置および姿勢を説明するた
めの図、図５は左右方向の設定視野パラメータを説明す
るための図、図６は光学系の左右方向取付位置および姿
勢を説明するための図、図７は距離に応じたウインドの
変化を示す図である。
【０００９】先ず図１において、上下一対の撮像手段１
Ａ1 ，１Ｂ1 が、車両の車室内でたとえばフロントガラ
スの後方側に配置されており、これらの撮像手段１
Ａ1 ，１Ｂ1 で得られた先行車両等の対象物４の画像信
号は、個別のＡ／Ｄ変換器５Ａ，５Ｂでデジタル信号に
変換され、さらに個別の画像記憶手段６Ａ，６Ｂにそれ
ぞれ記憶される。
Ａ1 ，１Ｂ1 が、車両の車室内でたとえばフロントガラ
スの後方側に配置されており、これらの撮像手段１
Ａ1 ，１Ｂ1 で得られた先行車両等の対象物４の画像信
号は、個別のＡ／Ｄ変換器５Ａ，５Ｂでデジタル信号に
変換され、さらに個別の画像記憶手段６Ａ，６Ｂにそれ
ぞれ記憶される。
【００１０】画像記憶手段６Ａ，６Ｂにストアされた画
像信号のうち、ウインド決定手段７で決定されたウイン
ドの画像信号だけが切出され、相関演算手段８において
相関演算が実行され、その相関演算結果に基づいて距離
演算手段９で対象物４までの距離Ｄが演算される。
像信号のうち、ウインド決定手段７で決定されたウイン
ドの画像信号だけが切出され、相関演算手段８において
相関演算が実行され、その相関演算結果に基づいて距離
演算手段９で対象物４までの距離Ｄが演算される。
【００１１】図２において、両撮像手段１Ａ1 ，１Ｂ1
は、レンズを含む光学系２Ａ，２Ｂと、それらの光学系
２Ａ，２Ｂの焦点距離ｆだけ後方に配置されるイメージ
センサ３Ａ1 ，３Ｂ1 とでそれぞれ構成されるものであ
り、両光学系２Ａ，２Ｂは、基線長ＢＬだけ上下に間隔
をあけて配置される。
は、レンズを含む光学系２Ａ，２Ｂと、それらの光学系
２Ａ，２Ｂの焦点距離ｆだけ後方に配置されるイメージ
センサ３Ａ1 ，３Ｂ1 とでそれぞれ構成されるものであ
り、両光学系２Ａ，２Ｂは、基線長ＢＬだけ上下に間隔
をあけて配置される。
【００１２】このような撮像手段１Ａ1 ，１Ｂ1 によれ
ば、自車の前方に存在する先行車両等の対象物４が光学
系２Ａ，２Ｂによりイメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 上に
結像されることになるが、イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ
1 は、たとえば多数の画素が二次元平面に分散された二
次元のＣＣＤやＰＤである。
ば、自車の前方に存在する先行車両等の対象物４が光学
系２Ａ，２Ｂによりイメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 上に
結像されることになるが、イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ
1 は、たとえば多数の画素が二次元平面に分散された二
次元のＣＣＤやＰＤである。
【００１３】ウインド決定手段７では、距離演算手段９
で前回得られた距離Ｄ、予め設定された上下および左右
の視野パラメータ、ならびに両光学系２Ａ，２Ｂの取付
位置および姿勢に基づいて次のようにウインドの位置お
よび大きさが定められる。
で前回得られた距離Ｄ、予め設定された上下および左右
の視野パラメータ、ならびに両光学系２Ａ，２Ｂの取付
位置および姿勢に基づいて次のようにウインドの位置お
よび大きさが定められる。
【００１４】先ず距離演算手段９で前回得られた距離Ｄ
に基づいて設定距離Ｄ１が定められるものであり、距離
Ｄの前回値をＤ0 とし、一定の処理時間内に対象物４が
自車に対して相対移動し得る距離をαとしたときに、設
定距離Ｄ１は、たとえば（Ｄ１＝Ｄ0 −α）として定め
られる。
に基づいて設定距離Ｄ１が定められるものであり、距離
Ｄの前回値をＤ0 とし、一定の処理時間内に対象物４が
自車に対して相対移動し得る距離をαとしたときに、設
定距離Ｄ１は、たとえば（Ｄ１＝Ｄ0 −α）として定め
られる。
【００１５】また設定距離Ｄ１だけ自車の前方で上下方
向の設定視野ｈを確保するための光学系２Ａ，２Ｂの上
下視野角θｈ１，θｈ２が求められるのであるが、図３
において、上下方向の設定視野ｈは、光学系２Ａ，２Ｂ
の路面からの取付高さｈｓに、設定距離Ｄ１だけ前方に
おいて路面よりも下方側に確保すべき視野ｈ１と、設定
距離Ｄ１だけ前方において取付高さｈｓよりも上方側に
確保すべき視野ｈ２とを加算したもの（ｈ＝ｈ１＋ｈｓ
＋ｈ２）である。また光学系２Ａ，２Ｂの光軸の水平方
向からの傾き角度をθｈとしたときに、上下視野角θｈ
１，θｈ２は、次の演算式によりそれぞれ求められる。
向の設定視野ｈを確保するための光学系２Ａ，２Ｂの上
下視野角θｈ１，θｈ２が求められるのであるが、図３
において、上下方向の設定視野ｈは、光学系２Ａ，２Ｂ
の路面からの取付高さｈｓに、設定距離Ｄ１だけ前方に
おいて路面よりも下方側に確保すべき視野ｈ１と、設定
距離Ｄ１だけ前方において取付高さｈｓよりも上方側に
確保すべき視野ｈ２とを加算したもの（ｈ＝ｈ１＋ｈｓ
＋ｈ２）である。また光学系２Ａ，２Ｂの光軸の水平方
向からの傾き角度をθｈとしたときに、上下視野角θｈ
１，θｈ２は、次の演算式によりそれぞれ求められる。
【００１６】 θｈ１＝ｔａｎ-1｛（ｈｓ＋ｈ１）／Ｄ１｝−θｈ θｈ２＝ｔａｎ-1（ｈ２／Ｄ１）＋θｈ 図４において、上下視野角θｈ１，θｈ２が求められる
と、イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 上での上下視野Ｐｙ
１，Ｐｙ２が、次の演算式によりそれぞれ求められる。
と、イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 上での上下視野Ｐｙ
１，Ｐｙ２が、次の演算式によりそれぞれ求められる。
【００１７】 Ｐｙ１＝ｆ×ｔａｎθｈ１ Ｐｙ２＝ｆ×ｔａｎθｈ２ 図５において、設定距離Ｄ１だけ自車の前方で左右方向
の設定視野ｗを確保するための光学系２Ａ，２Ｂの左右
視野角θｗ１，θｗ２が求められるのであるが、自車の
前後方向に対する光学系２Ａ，２Ｂの光軸の横方向での
傾き角度をθｗとしたときに、左右視野角θｗ１，θｗ
２は、次の演算式によりそれぞれ求められる。
の設定視野ｗを確保するための光学系２Ａ，２Ｂの左右
視野角θｗ１，θｗ２が求められるのであるが、自車の
前後方向に対する光学系２Ａ，２Ｂの光軸の横方向での
傾き角度をθｗとしたときに、左右視野角θｗ１，θｗ
２は、次の演算式によりそれぞれ求められる。
【００１８】 θｗ１＝ｔａｎ-1（Ｗ／２Ｄ１）−θｗ θｗ２＝ｔａｎ-1（ｗ／２Ｄ１）＋θｗ 図６において、左右視野角θｗ１，θｗ２が求められる
と、イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 上での左右視野Ｐｘ
１，Ｐｘ２が、次の演算式によりそれぞれ求められる。
と、イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 上での左右視野Ｐｘ
１，Ｐｘ２が、次の演算式によりそれぞれ求められる。
【００１９】 Ｐｘ１＝ｆ×ｔａｎθｗ１ Ｐｘ２＝ｆ×ｔａｎθｗ２ このようにして、光軸からの上下視野Ｐｙ１，Ｐｙ２お
よび左右視野Ｐｘ１，Ｐｘ２が定められることにより、
ウインドの位置および大きさが定められることになり、
そのウインドの位置および大きさが、距離演算手段９で
前回得られた距離Ｄに基づくものであることにより、図
７で示すように、イメージセンサ３Ａ1，３Ｂ1 で得ら
れる画像領域のうち斜線で示すウインドの領域が、自車
および対象物４間の距離に応じて変化することになり、
近距離であるほどウインドが大きく、遠距離であるほど
ウインドが小さく設定されることになる。
よび左右視野Ｐｘ１，Ｐｘ２が定められることにより、
ウインドの位置および大きさが定められることになり、
そのウインドの位置および大きさが、距離演算手段９で
前回得られた距離Ｄに基づくものであることにより、図
７で示すように、イメージセンサ３Ａ1，３Ｂ1 で得ら
れる画像領域のうち斜線で示すウインドの領域が、自車
および対象物４間の距離に応じて変化することになり、
近距離であるほどウインドが大きく、遠距離であるほど
ウインドが小さく設定されることになる。
【００２０】ウインド決定手段７で設定されたウインド
分だけの画像信号は画像記憶手段６Ａ，６Ｂから相関演
算手段８に入力されることになり、該相関演算手段８に
おいては、図２で示すように、両イメージセンサ３
Ａ1 ，３Ｂ1 から得られた輝度データの相関が最も一致
する点でのシフト量ｎを得るための演算が実行される。
すなわち両イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 の画像の一方
をシフトさせるか、両イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 の
画像の両方を交互にシフトさせるようにして、両画像信
号の引き算を実行し、両画像データが最も一致したと
き、すなわち相関値が最小となったときのシフト量ｎを
得る演算が相関演算手段８で行なわれる。而して、前記
シフト量ｎは、下方のイメージセンサ３Ａ1 から得られ
た画像信号の光学系２Ａの光軸からのずれ量ｎＡと、上
方のイメージセンサ３Ｂ1 から得られた画像信号の光学
系２Ｂの光軸からのずれ量ｎＢとの和として得られるこ
とになる。また上記シフト量ｎの算出にあたって、イメ
ージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 での画素間の間隔により分解
能が定まってしまうので、分解能を向上するために前記
間隔間の補間を行なってシフト量ｎを補正するようにし
てもよい。
分だけの画像信号は画像記憶手段６Ａ，６Ｂから相関演
算手段８に入力されることになり、該相関演算手段８に
おいては、図２で示すように、両イメージセンサ３
Ａ1 ，３Ｂ1 から得られた輝度データの相関が最も一致
する点でのシフト量ｎを得るための演算が実行される。
すなわち両イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 の画像の一方
をシフトさせるか、両イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 の
画像の両方を交互にシフトさせるようにして、両画像信
号の引き算を実行し、両画像データが最も一致したと
き、すなわち相関値が最小となったときのシフト量ｎを
得る演算が相関演算手段８で行なわれる。而して、前記
シフト量ｎは、下方のイメージセンサ３Ａ1 から得られ
た画像信号の光学系２Ａの光軸からのずれ量ｎＡと、上
方のイメージセンサ３Ｂ1 から得られた画像信号の光学
系２Ｂの光軸からのずれ量ｎＢとの和として得られるこ
とになる。また上記シフト量ｎの算出にあたって、イメ
ージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 での画素間の間隔により分解
能が定まってしまうので、分解能を向上するために前記
間隔間の補間を行なってシフト量ｎを補正するようにし
てもよい。
【００２１】距離演算手段９では、三角測量法の原理に
基づく距離演算が実行されるものであり、対象物４まで
の距離Ｄは、 Ｄ＝（ＢＬ×ｆ）／ｎ として距離演算手段９で得られることになる。この際、
イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 の近傍に感温素子を配置
しておき、その感温素子で得た温度情報に基づいて距離
Ｄの補正を行なうようにしてもよい。
基づく距離演算が実行されるものであり、対象物４まで
の距離Ｄは、 Ｄ＝（ＢＬ×ｆ）／ｎ として距離演算手段９で得られることになる。この際、
イメージセンサ３Ａ1 ，３Ｂ1 の近傍に感温素子を配置
しておき、その感温素子で得た温度情報に基づいて距離
Ｄの補正を行なうようにしてもよい。
【００２２】このような第１実施例によれば、予め設定
された上下および左右の視野パラメータとしての設定視
野ｈ，Ｗ、両光学系２Ａ，２Ｂの取付位置および姿勢、
ならびに前回測定された距離データＤ0 に基づいてウイ
ンドの大きさまたは位置がウインド決定手段７で定めら
れるので、相関演算手段８での相関演算を行なうための
ウインドが容易にかつ速やかに定められることになり、
距離測定処理速度を高速化することが可能となる。
された上下および左右の視野パラメータとしての設定視
野ｈ，Ｗ、両光学系２Ａ，２Ｂの取付位置および姿勢、
ならびに前回測定された距離データＤ0 に基づいてウイ
ンドの大きさまたは位置がウインド決定手段７で定めら
れるので、相関演算手段８での相関演算を行なうための
ウインドが容易にかつ速やかに定められることになり、
距離測定処理速度を高速化することが可能となる。
【００２３】図８ないし図１３は本発明の第２実施例を
示すものであり、図８は距離測定装置の構成を示すブロ
ック図、図９は距離に応じたウインドの変化を示す図、
図１０は微分波形成形を説明するための図、図１１は相
関演算を説明するための図、図１２は補間演算を説明す
るための図、図１３は信頼度評価を説明するための図で
ある。
示すものであり、図８は距離測定装置の構成を示すブロ
ック図、図９は距離に応じたウインドの変化を示す図、
図１０は微分波形成形を説明するための図、図１１は相
関演算を説明するための図、図１２は補間演算を説明す
るための図、図１３は信頼度評価を説明するための図で
ある。
【００２４】先ず図８において、上下一対の撮像手段１
Ａ2 ，１Ｂ2 で得られた先行車両等の対象物４の画像信
号は、個別のＡ／Ｄ変換器５Ａ，５Ｂでデジタル信号に
変換され、さらに個別の画像記憶手段６Ａ，６Ｂにそれ
ぞれ記憶される。
Ａ2 ，１Ｂ2 で得られた先行車両等の対象物４の画像信
号は、個別のＡ／Ｄ変換器５Ａ，５Ｂでデジタル信号に
変換され、さらに個別の画像記憶手段６Ａ，６Ｂにそれ
ぞれ記憶される。
【００２５】撮像手段１Ａ2 ，１Ｂ2 は、図９で示すよ
うなイメージセンサ３Ａ2 ，３Ｂ2を備えるものであ
り、これらのイメージセンサ３Ａ2 ，３Ｂ2 は、複数の
上下に延びるラインＣＣＤが横方向に間隔をあけて配置
されて成る一次元のイメージセンサである。
うなイメージセンサ３Ａ2 ，３Ｂ2を備えるものであ
り、これらのイメージセンサ３Ａ2 ，３Ｂ2 は、複数の
上下に延びるラインＣＣＤが横方向に間隔をあけて配置
されて成る一次元のイメージセンサである。
【００２６】ウインド決定手段７では、上述の第１実施
例と同様にウインドが定められるのであるが、イメージ
センサ３Ａ2 ，３Ｂ2 が上下に延びる複数のラインＣＣ
Ｄから成るものであることにより、ウインド決定手段７
で定められたウインド内に在るラインＣＣＤ（図９にお
いて斜線で示す部分）の画像信号が画像記憶手段６Ａ，
６Ｂから切出される。この際、上下方向視野Ｐｙに相当
する領域が各ラインのウインドとなるが、左右方向視野
Ｐｘが比較的大きいものであって該視野Ｐｘに含まれる
ライン数が所定数を超える場合には図９において白抜き
で示すように処理時間短縮のためにラインを間引くこと
も可能である。
例と同様にウインドが定められるのであるが、イメージ
センサ３Ａ2 ，３Ｂ2 が上下に延びる複数のラインＣＣ
Ｄから成るものであることにより、ウインド決定手段７
で定められたウインド内に在るラインＣＣＤ（図９にお
いて斜線で示す部分）の画像信号が画像記憶手段６Ａ，
６Ｂから切出される。この際、上下方向視野Ｐｙに相当
する領域が各ラインのウインドとなるが、左右方向視野
Ｐｘが比較的大きいものであって該視野Ｐｘに含まれる
ライン数が所定数を超える場合には図９において白抜き
で示すように処理時間短縮のためにラインを間引くこと
も可能である。
【００２７】画像記憶手段６Ａ，６Ｂから切出された各
ラインの画像信号は、相関演算手段８1 ，８2 …８n に
それぞれ入力され、それらの相関演算手段８1 〜８n に
おいて、相互に対応するラインの組み合わせ毎の画像信
号の相関演算が実行されることになる。
ラインの画像信号は、相関演算手段８1 ，８2 …８n に
それぞれ入力され、それらの相関演算手段８1 〜８n に
おいて、相互に対応するラインの組み合わせ毎の画像信
号の相関演算が実行されることになる。
【００２８】相関演算を行なうにあたって、夕暮れ時や
日影等で画像のコントラストが劣ることに起因して相関
一致度が低下し、ひいては距離測定精度が低下すること
を回避するために、各相関演算手段８1 〜８n では、図
１０で示すように、ラインからの画像信号の輝度を読み
込んで輝度波形を成形し、次いで、上下に複数画素たと
えば９画素おきの輝度を引き算して微分波形を成形す
る。
日影等で画像のコントラストが劣ることに起因して相関
一致度が低下し、ひいては距離測定精度が低下すること
を回避するために、各相関演算手段８1 〜８n では、図
１０で示すように、ラインからの画像信号の輝度を読み
込んで輝度波形を成形し、次いで、上下に複数画素たと
えば９画素おきの輝度を引き算して微分波形を成形す
る。
【００２９】各相関演算手段８1 〜８n での相関演算
は、たとえば両イメージセンサ３Ａ2，３Ｂ2 での相互
に対応するラインの微分された輝度データの一方を固定
しておき他方を１つずつシフトしながら引き算を行なう
ようにして実行される。すなわち図１１（Ａ）で示すよ
うに、イメージセンサ３Ｂ2 側の輝度データを固定して
おき、イメージセンサ３Ａ2 側の輝度データを上下に１
つずつシフトしながらイメージセンサ３Ｂ2 側の輝度デ
ータから引き算することにより、図１１（Ｂ）で示すよ
うに相関値に対応したシフト量が得られることになり、
相関値が最も小さいときのシフト量が画像信号の光軸か
らのずれ量に対応した値として求められる。
は、たとえば両イメージセンサ３Ａ2，３Ｂ2 での相互
に対応するラインの微分された輝度データの一方を固定
しておき他方を１つずつシフトしながら引き算を行なう
ようにして実行される。すなわち図１１（Ａ）で示すよ
うに、イメージセンサ３Ｂ2 側の輝度データを固定して
おき、イメージセンサ３Ａ2 側の輝度データを上下に１
つずつシフトしながらイメージセンサ３Ｂ2 側の輝度デ
ータから引き算することにより、図１１（Ｂ）で示すよ
うに相関値に対応したシフト量が得られることになり、
相関値が最も小さいときのシフト量が画像信号の光軸か
らのずれ量に対応した値として求められる。
【００３０】さらに各相関演算手段８1 〜８n では、各
イメージセンサ３Ａ2 ，３Ｂ2 でのラインＣＣＤの画素
間に間隔が在るものであることにより、画素相互間の補
間を行なってイメージセンサ３Ａ2 ，３Ｂ2 での分解能
力を向上するための補間演算が実行される。この補間演
算にあたっては、図１２で示すように、最小相関値であ
る第１点Ｐ１と、最小相関値に近い相関値である第２お
よび第３点Ｐ２，Ｐ３との３点が用いられ、第１点Ｐ１
と第２および第３点Ｐ２，Ｐ３の一方Ｐ３とを通る直線
Ｌ１と、該直線Ｌ１と同一の傾きで第２および第３点Ｐ
２，Ｐ３の他方Ｐ２を通る直線Ｌ２との交点が補間値と
して得られることになり、この補間値がシフト量ｎ′と
して用いられる。尚、鎖線で示すように、第１点Ｐ１お
よび第２点Ｐ２を通る直線と、第３点Ｐ３を通る直線と
の交点も得られるが、この交点は最小相関値よりも大き
な相関値となるので補間値としては採用されない。
イメージセンサ３Ａ2 ，３Ｂ2 でのラインＣＣＤの画素
間に間隔が在るものであることにより、画素相互間の補
間を行なってイメージセンサ３Ａ2 ，３Ｂ2 での分解能
力を向上するための補間演算が実行される。この補間演
算にあたっては、図１２で示すように、最小相関値であ
る第１点Ｐ１と、最小相関値に近い相関値である第２お
よび第３点Ｐ２，Ｐ３との３点が用いられ、第１点Ｐ１
と第２および第３点Ｐ２，Ｐ３の一方Ｐ３とを通る直線
Ｌ１と、該直線Ｌ１と同一の傾きで第２および第３点Ｐ
２，Ｐ３の他方Ｐ２を通る直線Ｌ２との交点が補間値と
して得られることになり、この補間値がシフト量ｎ′と
して用いられる。尚、鎖線で示すように、第１点Ｐ１お
よび第２点Ｐ２を通る直線と、第３点Ｐ３を通る直線と
の交点も得られるが、この交点は最小相関値よりも大き
な相関値となるので補間値としては採用されない。
【００３１】このようにして、補間後のシフト量ｎ′が
得られた後に、各相関演算手段８1〜８n にそれぞれ対
応した距離演算手段９1 〜９n において、三角測量法の
原理に基づく距離演算がそれぞれ実行される。すなわ
ち、対象物４までの距離Ｄが、 Ｄ＝（ＢＬ×ｆ）／ｎ′ として得られることになる。
得られた後に、各相関演算手段８1〜８n にそれぞれ対
応した距離演算手段９1 〜９n において、三角測量法の
原理に基づく距離演算がそれぞれ実行される。すなわ
ち、対象物４までの距離Ｄが、 Ｄ＝（ＢＬ×ｆ）／ｎ′ として得られることになる。
【００３２】距離演算手段９1 〜９n での距離演算にあ
たって、イメージセンサ３Ａ2 ，３Ｂ2 の近傍に配置さ
れる感温素子で得られる温度情報に基づいて距離Ｄが補
正されるようにしてもよい。
たって、イメージセンサ３Ａ2 ，３Ｂ2 の近傍に配置さ
れる感温素子で得られる温度情報に基づいて距離Ｄが補
正されるようにしてもよい。
【００３３】このようにして各ライン毎に距離演算手段
９1 〜９n で得られた距離Ｄの信頼度は信頼度評価手段
１１1 〜１１n でそれぞれ評価される。而して各信頼度
評価手段１１1 〜１１n では、次のようにして信頼度評
価が行なわれる。すなわち図１３で示すように、最も小
さな相関値から所定値だけ大きなしきい値が設定され、
相関値の極小値が１つであり、しかも最小相関値のシフ
ト量から所定シフト量ΔＳだけずれた位置で相関値がし
きい値よりも大きいとき、すなわち図１３（Ａ）で示す
状態のときが信頼度が高いと評価される。それに対し、
相関値の極小値が１つであっても最小相関値のシフト量
から所定シフト量ΔＳだけずれた位置で相関値がしきい
値よりも小さいとき、すなわち図１３（Ｂ）で示す状態
のときには信頼度が低いと評価され、また相関値の極小
値が複数あるとき、すなわち図１３（Ｃ）で示す状態の
ときには信頼度が低いと評価される。而して図１３
（Ｂ）で示す状態は、両イメージセンサ３Ａ，３Ｂの画
像信号の輝度ずれやノイズ等に基づいて最小相関値付近
で相関値の傾きがシャープでなくなることにより生じる
ものであり、相関一致度が低下して距離測定精度が低下
するので信頼度評価を低くするものであり、また図１３
（Ｃ）で示す状態は、遠近混在や縞模様に代表されるパ
ターン画像により生じるものであり、場合によっては対
象物４以外の距離を測定してしまう可能性があるので信
頼度評価を低くするものである。
９1 〜９n で得られた距離Ｄの信頼度は信頼度評価手段
１１1 〜１１n でそれぞれ評価される。而して各信頼度
評価手段１１1 〜１１n では、次のようにして信頼度評
価が行なわれる。すなわち図１３で示すように、最も小
さな相関値から所定値だけ大きなしきい値が設定され、
相関値の極小値が１つであり、しかも最小相関値のシフ
ト量から所定シフト量ΔＳだけずれた位置で相関値がし
きい値よりも大きいとき、すなわち図１３（Ａ）で示す
状態のときが信頼度が高いと評価される。それに対し、
相関値の極小値が１つであっても最小相関値のシフト量
から所定シフト量ΔＳだけずれた位置で相関値がしきい
値よりも小さいとき、すなわち図１３（Ｂ）で示す状態
のときには信頼度が低いと評価され、また相関値の極小
値が複数あるとき、すなわち図１３（Ｃ）で示す状態の
ときには信頼度が低いと評価される。而して図１３
（Ｂ）で示す状態は、両イメージセンサ３Ａ，３Ｂの画
像信号の輝度ずれやノイズ等に基づいて最小相関値付近
で相関値の傾きがシャープでなくなることにより生じる
ものであり、相関一致度が低下して距離測定精度が低下
するので信頼度評価を低くするものであり、また図１３
（Ｃ）で示す状態は、遠近混在や縞模様に代表されるパ
ターン画像により生じるものであり、場合によっては対
象物４以外の距離を測定してしまう可能性があるので信
頼度評価を低くするものである。
【００３４】各信頼度評価手段１１1 〜１１n で高い信
頼度評価が得られたラインの距離は車間距離演算手段１
２に入力され、この車間距離演算手段１２において、信
頼度評価が高かったラインの距離Ｄのうち、前回得られ
た距離から一定距離以上離れた距離のものが除かれ、最
後に残ったラインの距離Ｄが平均化され、その平均化さ
れた距離Ｄが対象物４までの距離として車間距離演算手
段１２から出力され、この車間距離演算手段１２で得ら
れた距離が、ウインド決定のためのパラメータとしてウ
インド決定手段７に入力される。
頼度評価が得られたラインの距離は車間距離演算手段１
２に入力され、この車間距離演算手段１２において、信
頼度評価が高かったラインの距離Ｄのうち、前回得られ
た距離から一定距離以上離れた距離のものが除かれ、最
後に残ったラインの距離Ｄが平均化され、その平均化さ
れた距離Ｄが対象物４までの距離として車間距離演算手
段１２から出力され、この車間距離演算手段１２で得ら
れた距離が、ウインド決定のためのパラメータとしてウ
インド決定手段７に入力される。
【００３５】この第２実施例によっても上記第１実施例
と同様の効果を奏することができ、特にイメージセンサ
３Ａ2 ，３Ｂ2 として、上下に延びる複数のラインＣＣ
Ｄが配置されて成る比較的安価な一次元のイメージセン
サを用いることが可能であるので、コスト低減を図るこ
とが可能となる。
と同様の効果を奏することができ、特にイメージセンサ
３Ａ2 ，３Ｂ2 として、上下に延びる複数のラインＣＣ
Ｄが配置されて成る比較的安価な一次元のイメージセン
サを用いることが可能であるので、コスト低減を図るこ
とが可能となる。
【００３６】図１４は本発明の第３実施例を示すもので
あり、この第３実施例で用いられるイメージセンサ３Ａ
3 ，３Ｂ3 は、複数の横方向に延びるラインＣＣＤが上
下に間隔をあけて配置されて成る一次元のイメージセン
サである。
あり、この第３実施例で用いられるイメージセンサ３Ａ
3 ，３Ｂ3 は、複数の横方向に延びるラインＣＣＤが上
下に間隔をあけて配置されて成る一次元のイメージセン
サである。
【００３７】而してウインド内に在るラインＣＣＤ（図
１４において斜線で示す部分）の画像信号のみが相関演
算および距離演算に用いられる。この際、左右方向視野
Ｐｘに相当する領域が各ラインのウインドとなるが、上
下方向視野Ｐｙが比較的大きいものであって該視野Ｐｙ
に含まれるライン数が所定数を超える場合には図１４に
おいて白抜きで示すように処理時間短縮のためにライン
を間引くことも可能である。
１４において斜線で示す部分）の画像信号のみが相関演
算および距離演算に用いられる。この際、左右方向視野
Ｐｘに相当する領域が各ラインのウインドとなるが、上
下方向視野Ｐｙが比較的大きいものであって該視野Ｐｙ
に含まれるライン数が所定数を超える場合には図１４に
おいて白抜きで示すように処理時間短縮のためにライン
を間引くことも可能である。
【００３８】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【００３９】たとえば上記実施例では、一対の撮像手段
が上下に間隔をあけて配置される距離測定装置について
説明したが、本発明は、一対の撮像手段が左右に間隔を
あけて配置される距離測定装置に関連して実施すること
も可能である。またウインド決定手段７において、ウイ
ンドの位置および大きさのいずれか一方が定められるよ
うにしてもよい。
が上下に間隔をあけて配置される距離測定装置について
説明したが、本発明は、一対の撮像手段が左右に間隔を
あけて配置される距離測定装置に関連して実施すること
も可能である。またウインド決定手段７において、ウイ
ンドの位置および大きさのいずれか一方が定められるよ
うにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、予め設定
された上下および左右の視野パラメータ、両光学系の取
付位置および姿勢、ならびに前回測定された距離データ
に基づいてウインドの大きさまたは位置がウインド決定
手段で定められることにより、ウインドが容易にかつ速
やかに定められることになり、距離測定処理速度を高速
化することが可能となる。
された上下および左右の視野パラメータ、両光学系の取
付位置および姿勢、ならびに前回測定された距離データ
に基づいてウインドの大きさまたは位置がウインド決定
手段で定められることにより、ウインドが容易にかつ速
やかに定められることになり、距離測定処理速度を高速
化することが可能となる。
【図１】第１実施例の距離測定装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】距離測定原理を説明するための図である。
【図３】上下方向の設定視野パラメータを説明するため
の図である。
の図である。
【図４】光学系の上下方向取付位置および姿勢を説明す
るための図である。
るための図である。
【図５】左右方向の設定視野パラメータを説明するため
の図である。
の図である。
【図６】光学系の左右方向取付位置および姿勢を説明す
るための図である。
るための図である。
【図７】距離に応じたウインドの変化を示す図である。
【図８】第２実施例の距離測定装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図９】距離に応じたウインドの変化を示す図である。
【図１０】微分波形成形を説明するための図である。
【図１１】相関演算を説明するための図である。
【図１２】補間演算を説明するための図である。
【図１３】信頼度評価を説明するための図である。
【図１４】第３実施例の図９に対応した図である。
２Ａ，２Ｂ・・・光学系 ３Ａ1 ，３Ａ2 ，３Ａ3 ，３Ｂ1 ，３Ｂ2 ，３Ｂ3 ・・
・イメージセンサ ７・・・ウインド決定手段
・イメージセンサ ７・・・ウインド決定手段
フロントページの続き (72)発明者 千坂 和人 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平９−42957（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−107540（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−138851（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 3/06 G01B 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】 一対の光学系（２Ａ，２Ｂ）によりイメ
ージセンサ（３Ａ1，３Ｂ1 ；３Ａ2 ，３Ｂ2 ；３
Ａ3 ，３Ｂ3 ）上に結像した一対の画像のうちウインド
内の画像信号を比較して両画像の光軸からのずれ量を電
気的に検出し、三角測量の原理に基づく演算を前記ずれ
量を用いて実行して対象物（４）までの距離を測定する
車両用距離測定装置において、予め設定された上下およ
び左右の視野パラメータ、前記両光学系（２Ａ，２Ｂ）
の取付位置および姿勢、ならびに前回測定された距離デ
ータに基づいて前記両イメージセンサ（３Ａ1 ，３
Ｂ1 ；３Ａ2 ，３Ｂ2 ；３Ａ3 ，３Ｂ3 ）上にそれぞれ
結像した画像信号のウインドの大きさまたは位置を決定
するウインド決定手段（７）を備えることを特徴とする
車両用距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21074897A JP3354447B2 (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 車両用距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21074897A JP3354447B2 (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 車両用距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151639A JPH1151639A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3354447B2 true JP3354447B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=16594480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21074897A Expired - Fee Related JP3354447B2 (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 車両用距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3354447B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7167716B2 (ja) * | 2019-01-07 | 2022-11-09 | トヨタ自動車株式会社 | 車外から車両を操作するためのプログラム |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP21074897A patent/JP3354447B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1151639A (ja) | 1999-02-26 |
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