JP3373363B2 - 車両用障害物検出装置 - Google Patents

車両用障害物検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両が走行する
道路上の障害物を検出する車両用障害物検出装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来よりイメージセンサを用いた距離検
出装置は特公昭63−38085号公報、特公昭63−
46363号公報等により開示されている。これらはい
ずれも図7に示すようにレンズ1、2をそれぞれ備えた
左右二つの光学系を有しており、この光学系は基線長L
だけ離れて配置したステレオカメラを構成している。
【0003】レンズ1、2の焦点距離fの位置にはそれ
ぞれ別々のイメージセンサ3、4を設け、信号処理装置
30においてイメージセンサ3、4の画像信号を順次シ
フトしながら電気的に重ね合わせ、上記二つの画像信号
が最もよく一致した時のシフト量Sから三角測量の原理
により対象物31までの距離RをR=f・L/Sとして
求めている。
【0004】上記と同様、三角測量の原理で対象物まで
の距離を測定する場合に、画像信号の所定部分に複数個
のウインドウを設けて、これらのウインドウにより捕ら
えられた対象物までの距離を検出する方法が特開平4−
113212号公報で開示されている。
【0005】また、走行路面上に描かれている交通標識
などを障害物と誤認識しないようにするため、自車輌か
ら所定の走行路面までの距離と、実際の対象物を検出し
た検出距離との長短により、障害物か交通標識等の路面
上に描かれたものかを判別している方法が特開平6−2
29758号公報に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の光学式の距離検
出装置は以上のように構成されているので、上記特公昭
63−38085号公報、特公昭63−46363号公
報、特開平4−113212号公報等に開示されたもの
を車両の前方障害物検出装置として利用する場合、車両
前方の走行路面上に描かれている交通標識や路面上の汚
れ、影などを障害物と誤認識して検出するという問題点
があった。
【0007】また、上記特開平6−229758号公報
のように車輌がピッチングしない場合は、路面上に描か
れた交通標識と立体的障害物とを区別できるが、車輌が
ピッチングにより前方に傾くと、車輌から所定の走行路
面までの距離よりも路面上に描かれた交通標識などを検
出した距離が短くなるので、路面上に描かれた交通標識
を立体的障害物と誤認識してしまうという問題点があっ
た。
【0008】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、車輌のピッチングの有無に拘ら
ず、走行路面上の立体的な障害物のみを検出することが
できる光学式の障害物検出装置を得ることを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】
(1)この発明に係る障害物検出装置は、一対の光学系
により、イメージセンサ上にそれぞれ結像された画像を
比較し、これら画像のずれに応じて自車輌が走行する道
路上の障害物までの距離を測定し障害物の有無を検出す
る車両用障害物検出装置において、上記画像の所定箇所
に道路上の走行区分帯(白線、中央分離帯など)の所定
位置までの距離を検出するための測距ウインドウと、こ
の測距ウインドウに対応して上記画面の走行路面に相当
する所定箇所に設定された障害物検出ウインドウと、上
記測距ウンイドウにより画像として捕らえた道路上の走
行区分帯の所定位置までの測距値と、上記障害物検出ウ
インドウにより画像として捕らえられた道路上の対象物
までの測距値との比較に応じてその対象物が障害物か否
かを判断する障害物検出手段とを備えたものである。
【0010】(2)また、上記(1)において、測距ウ
インドウは道路上の走行区分帯の各々異なる所定位置ま
での距離を検出する複数の測距ウインドウとし、障害物
検出ウインドウは上記複数の測距ウインドウに各々対応
する複数の障害物検出ウインドウとし、障害物検出手段
は上記各々対応する両ウインドウ毎に障害物か否かを判
断するようにしたものである。
【0011】(3)また、上記(1)または(2)にお
いて、対応する測距ウインドウと障害物検出ウインドウ
とは実質上同じ距離を検出するようそれぞれ画像の所定
箇所に配置し、障害物検出手段は、上記障害物検出ウイ
ンドウでの測距値が上記対応する測距ウインドウでの測
距値より短くなると障害物があると判断する手段とした
ものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の一実施例を図について
説明する。図1は車両用障害物検出装置を示すブロック
図であり、図中1、2はステレオカメラを構成する上下
または左右一対に設けられたレンズ、3、4はレンズ
1、2にそれぞれ対応して配設された二次元のイメージ
センサ、5、6は自車両が走行している道路上に描かれ
ている白線(走行区分帯)を示す。
【0013】7、8はイメージセンサ3、4のそれぞれ
に接続されたアナログ・デジタル変換器、9、10はア
ナログ・デジタル変換器7、8に接続されたメモリ、1
1はメモリ9、10等に接続されたマイクロコンピュー
タ、12はイメージセンサ4により撮像された画像を表
示する表示画面であり、マイクロコンピュータ11によ
り制御されている。
【0014】13はウインドウ設定装置で、自車両前方
の所定距離にある白線までの距離を検出するための測距
ウインドウと、走行路面上の障害物を検出するための障
害物検出ウインドウとを画面上に設定する装置である。
【0015】図2に示すように、ウインドウ設定装置1
3により設定された複数の測距ウインドウ15、16、
17、18と、これらの測距ウインドウに対応して設定
された複数の障害物検出ウインドウ19、20、21、
22は、表示画面12の所定位置に予め配置されてい
る。
【0016】以上の構成において、例えばイメージセン
サ4により撮像された自車両の前方の画面12の中に、
図3に示すように道路上に描かれている白線像5a、6
aおよび立体的な障害物像の23aが表示されたとする
と、マイクロコンピュータ11は白線像6aを捕らえて
いる測距ウインドウ15内の画素信号をメモリ10から
読み出し、距離演算の基準画像信号とする。
【0017】そして、他方のイメージセンサ3の画像信
号が記憶されているメモリ9の中で測距ウインドウ15
に対応する領域をマイクロコンピュータ11が選択し
て、上記基準画像信号に対してメモリ9の画像信号を1
画素づつ順次シフトしながら測距ウインドウ15内の画
と最も整合する画の位置を求める。
【0018】この時の画素のシフト数をn画素、画素の
ピッチをP(シフト量S=nP)とし、ステレオカメラ
の基線長をL、レンズ1、2の焦点距離をf、白線まで
の距離をAとすれば、Aは次の式で求められる。 A=f・L/n・P ……………(1)
【0019】このようにして測距ウインドウ15で捕ら
えている車両前方の白線位置までの距離が、マイクロコ
ンピュータ11、上式(1)を演算するための処理回
路、およびプログラムなどで構成された距離検出手段に
よって検出される。
【0020】同様にして、測距ウインドウ16、17、
18で捕らえられている白線までの距離も検出される。
他方、障害物検出ウインドウ19、20が捕らえられて
いる路面には模様が無いので距離を検出することが出来
ないが、障害物検出ウインドウ21、22は障害物23
を捕らえているので、それぞれ障害物23までの距離V
を検出する。もちろん、上記障害物検出ウインドウ1
9、20が路面に描かれている道路標識や影などを捕ら
えると路面までの距離をそれぞれ検出する。
【0021】上記測距ウインドウ15および障害物検出
ウインドウ19の画面内における設定位置Eは、図4に
示すように、路面から高さHの位置に車載配設されたス
テレオカメラの垂直方向の視野角Kに対し、レンズ2か
らの距離Aの位置に対応し、視野角Mが測距ウインドウ
15および障害物検出ウインドウ19の幅に対応する。
【0022】同様に、測距ウインドウ16および障害物
検出ウインドウ20の画面内における設定位置Gは、レ
ンズ2からの距離Bの位置に対応し、視野角Nが測距ウ
インドウ16および障害物検出ウインドウ20の幅に対
応し、同じく測距ウインドウ17と障害物検出ウインド
ウ21および測距ウインドウ18と障害物検出ウインド
ウ22の位置は、図4においてはレンズ2からの距離C
およびDに、そして視野角JおよびTが、測距ウインド
ウ17と障害物検出ウインドウ21、および測距ウイン
ドウ18と障害物検出ウインドウ22の幅にそれぞれ対
応する。
【0023】ところで、上記車載されたステレオカメラ
が車両のピッチングなどで、例えば前方に傾いた場合
は、図5に示すように、高さHの位置に配設された視野
角Kのステレオカメラが前方にθ傾くことにより、上記
画面に設定された測距ウインドウ15、16、17、1
8、および障害物検出ウインドウ19、20、21、2
2の対応する視野角の路面までの距離A、B、C、Dは
それぞれ短くなる。
【0024】その結果、障害物検出ウインドウ21、2
2により障害物23を捕らえることが出来なくなり、障
害物23までの距離Vよりも障害物検出ウインドウ2
1、22が捕らえている路面までの距離C、Dが短くな
る。
【0025】したがって、障害物検出ウインドウ19、
20、21、22が検出した距離は路面までの距離か、
あるいは障害物23までの距離かを判断することが必要
である。そこで、この発明では路面に描かれている白線
6を捕らえている測距ウインドウ15、16、17、1
8のそれぞれの測距値を路面までの距離とし、上記測距
ウインドウにそれぞれ対応して設定されている障害物検
出ウインドウ19、20、21、22の測距値とそれぞ
れ比較し、障害物検出ウインドウが路面までの距離を検
出しているか否かを判断するようにした。
【0026】すなわち、図3における障害物検出ウイン
ドウ22は障害物23までの距離Vを検出するが、この
障害物検出ウインドウ22に対応する測距ウインドウ1
8は路面に描かれている白線を捕らえているので、路面
までの距離Dを検出する。
【0027】図4に示すように、上記距離Vは距離Dよ
りも短いので、障害物検出ウインドウ22は障害物を検
出したと判断することができる。そして障害物検出ウイ
ンドウ22の枠を点滅表示して、障害物があることを運
転者に知らせる。
【0028】他方、障害物検出ウインドウ19は模様の
ない路面を捕らえているので、測距不能であり路面には
障害物らしき物は無いと判断できる。この障害物検出ウ
インドウ19が路面に描かれている道路表示あるいは路
面上の影を捕らえた場合は、路面までの距離Aを検出す
るが、このウインドウ19に対応する測距ウインドウ1
5は路面に描かれている白線6までの距離Aを検出して
おり、障害物検出ウインドウ19と同じ路面までの距離
Aとなるので、障害物ウインドウ19は障害物を検出し
ていないと判断する。
【0029】各測距ウインドウ15、16、17、18
により白線までの距離、すなわち路面までの距離を検出
した時点からの上記実施の形態の動作手順をフローチャ
ートで示すと図6のようになる。
【0030】(1)まず、測距ウインドウ15、16、
17、18により捕らえられた白線位置までの距離がそ
れぞれ検出される(ステップS101)。 (2)次に、障害物検出ウインドウ19、20、21、
22 によりそれぞれ捕らえられた対象物までの距離が
検出される(ステップS102)。
【0031】(3)そして障害物検出ウインドウ19の
測距値が測距ウインドウ15の測距値より小さいか否か
判断され(ステップS103)、 (4)小さいと判断されると障害物検出ウインドウ19
が障害物を捕らえていることをウインドウ19の枠を点
滅し運転者に知らせる(ステップS104)。
【0032】(5)さらに、障害物検出ウインドウ20
の測距値が測距ウインドウ16の測距値より小さいか否
か判断され(ステップS105)、 (6)小さいと判断されると、障害物検出ウインドウ2
0が障害物を捕らえていることをウインドウ20の枠を
点滅して運転者に知らせる(ステップS106)。
【0033】(7)次に、障害物検出ウインドウ21の
測距値が測距ウインドウ17の測距値より小さいか否か
判断され(ステップS107)、 (8)小さいと判断されると、障害物ウインドウ21が
障害物を捕らえていることをウインドウ21の枠を点滅
して運転者に知らせる(ステップS108)。
【0034】(9)さらに、障害物検出ウインドウ22
の測距値が測距ウインドウ18の測距値より小さいか否
か判断され(ステップS109)、 (10)小さいと判断されると、障害物検出ウインドウ
22が障害物を捕らえていることをウインドウ22の枠
を点滅して運転者に知らせる(ステップS110)。 (11)これらの動作は繰り返し実行される。
【0035】
【発明の効果】
(1)以上のように、この発明によれば、測距ウンイド
ウにより画像として捕らえた道路上の走行区分帯の所定
位置までの測距値と、障害物検出ウインドウにより画像
として捕らえられた道路上の対象物までの測距値との比
較に応じてその対象物が障害物か否かを判断するように
したので、車両がピッチングなどで前方に傾いた場合で
も、路面上に描かれている交通標識や路面上の汚れ、影
などを障害物と誤認識して検出することを防止し、立体
的な障害物のみを検出することができる。
【0036】(2)また、複数の測距ウインドウとこの
測距ウインドウに対応する複数の障害物検出ウインドウ
とを用いて距離を検出して比較判断するようにしたの
で、障害物を検出する距離範囲を広くすることができ
る。
【0037】(3)また、測距ウインドウと対応する障
害物検出ウインドウとが同じ距離を検出するようにして
おき、この両ウインドウの測距値の長短に応じて障害物
を判断するようにしたので、路面上に描かれている交通
標識や路面上の汚れ、影などを障害物と誤認識して検出
することを防止し、立体的な障害物のみを検出すること
が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による車両用障害物
検出装置のブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による表示画面に複
数個の測距ウインドウおよび障害物検出ウインドウが設
定された状態を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態1による測距ウインド
ウおよび障害物検出ウインドウが設定された表示画面に
自車両が走行する斜線の走行区分帯の像(白線像)が入
った状態を示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態1による測距ウインド
ウおよび障害物検出ウインドウの視野とこれらのウイン
ドウにより捕らえられている路面までの実質的な距離の
関係を説明する図である。
【図5】 この発明の実施の形態1によるステレオカメ
ラが前方に傾いた時の測距ウインドウおよび障害物検出
ウインドウにより捕らえられている路面までの実質的な
距離の関係を説明する図である。
【図6】 この発明の実施の形態1による動作手順を示
すフローチャートである。
【図7】 従来装置の構成図である。
【符号の説明】
1、2 レンズ、3、4 イメージセンサ、5、6 白
線 11 マイクロコンピュータ、15、16、17、18
測距ウインドウ、19、20、21、22 障害物検
出ウインドウ、23 障害物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/06 G08G 1/00 - 9/02 G01B 11/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の光学系により、イメージセンサ上
    にそれぞれ結像された画像を比較し、これら画像のずれ
    に応じて自車輌が走行する道路上の障害物までの距離を
    測定し障害物の有無を検出する車両用障害物検出装置に
    おいて、 上記画像の所定箇所に道路上の走行区分帯(白線、中央
    分離帯など)の所定位置までの距離を検出するための測
    距ウインドウと、この測距ウインドウに対応して上記画
    面の走行路面に相当する所定箇所に設定された障害物検
    出ウインドウと、上記測距ウンイドウにより画像として
    捕らえた道路上の走行区分帯の所定位置までの測距値
    と、上記障害物検出ウインドウにより画像として捕らえ
    られた道路上の対象物までの測距値との比較に応じてそ
    の対象物が障害物か否かを判断する障害物検出手段とを
    備えたことを特徴とする車両用障害物検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の車両用障害物検出装置におい
    て、測距ウインドウは道路上の走行区分帯の各々異なる
    所定位置までの距離を検出する複数の測距ウインドウと
    し、障害物検出ウインドウは上記複数の測距ウインドウ
    に各々対応する複数の障害物検出ウインドウとし、障害
    物検出手段は上記各々対応する両ウインドウ毎に障害物
    か否かを判断するようにしたことを特徴とする車両用障
    害物検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2の車両用障害物
    検出装置において、対応する測距ウインドウと障害物検
    出ウインドウとは実質上同じ距離を検出するようそれぞ
    れ画像の所定箇所に配置し、障害物検出手段は、上記障
    害物検出ウインドウでの測距値が上記対応する測距ウイ
    ンドウでの測距値より短くなると障害物があると判断す
    る手段としたことを特徴とする車両用障害物検出装置。
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WO2008024639A2 (en) 2006-08-11 2008-02-28 Donnelly Corporation Automatic headlamp control system
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