JP3456843B2 - Front inter-vehicle distance measurement device - Google Patents

Front inter-vehicle distance measurement device

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JP3456843B2
JP3456843B2 JP19186996A JP19186996A JP3456843B2 JP 3456843 B2 JP3456843 B2 JP 3456843B2 JP 19186996 A JP19186996 A JP 19186996A JP 19186996 A JP19186996 A JP 19186996A JP 3456843 B2 JP3456843 B2 JP 3456843B2
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horizontal edge
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は上下2台のカメラで
前方を走行する自動車等の走行物を撮影してその走行物
との車間距離を計測するものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for photographing a moving object such as an automobile running in front with two upper and lower cameras to measure an inter-vehicle distance to the moving object.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速道路で走行中に車両運転者が疲労し
たとき、前方車への追突を未然に防止することが要望さ
れる。また道路が渋滞しているとき、前方車との車間距
離を自動的に計測し、追突を防止することがこれまた要
望されている。
2. Description of the Related Art When a driver of a vehicle becomes tired while traveling on a highway, it is required to prevent a rear-end collision with a vehicle ahead. Further, when the road is congested, it is also required to automatically measure the inter-vehicle distance to the preceding vehicle and prevent a rear-end collision.

【0003】近年ABS(アンチロック・ブレーキ・シ
テスム)やエアーバック等のユーザの安全確保を目的と
した装備が自動車に実装されるようになったが、これら
の装備は事故が起きた時での安全を考慮したものにすぎ
ず、事故の発生を未然に防止するものではない。
Recently, equipment such as ABS (anti-lock / brake / system) and airbag for the purpose of ensuring user's safety has been installed in automobiles. However, these equipment can be installed at the time of accident. It is only a consideration of safety and does not prevent the occurrence of an accident.

【0004】一方、事故を未然に防ぐ技術としては、人
間の視覚機能を代替する技術として画像処理技術を使っ
た運転支援手段が脚光を浴びている。その中でも超音波
やレーダ等のセンサーでは渋滞時での前方車間距離計測
について計測誤差が大きいため、このような渋滞時での
前方車間距離計測は、画像処理技術による方法が有効で
ある。
On the other hand, as a technique for preventing an accident, a driving support means using an image processing technique as a technique for substituting a human visual function is in the spotlight. Among them, sensors such as ultrasonic waves and radar have a large measurement error in measuring the distance between the vehicles ahead when the traffic is congested. Therefore, the method based on the image processing technique is effective for measuring the distance between the vehicles forward when the traffic is congested.

【0005】この画像処理による前方車間距離計測で
は、2台のカメラから前方車の視差を求め、三角測量の
原理で前方車間を計測するステレオ法が主流であるが、
特許出願人は先に特願平7−83816号としてカメラ
を縦に設置するステレオ法による計測装置を出願した。
In the distance measurement of the front vehicle by the image processing, a stereo method is generally used in which the parallax of the front vehicle is obtained from two cameras and the distance between the front vehicles is measured by the principle of triangulation.
The patent applicant previously applied for a measurement device by a stereo method in which a camera is installed vertically as Japanese Patent Application No. 7-83816.

【0006】カメラを横に設置するステレオ法は、カメ
ラを縦に設置するステレオ法に比較して下記の点で劣っ
ている。 1.カメラを横に設置したステレオ方式の場合は、車の
垂直エッジを指標にしている。カメラを横に設置したと
き水平エッジを指標にすると奥行き方向の距離が得られ
ない。しかも、図13(A)に太線で示す車の水平エッ
ジに比較して、同図(B)に太線で示す垂直エッジは数
が少ないだけでなく、長さが短い。水平エッジの数に比
較して数が少ないのみならず、エッジの長さが短いの
で、横方向にぶれたときや、車が陰に入ったとき等の環
境変化で抽出できない確率が3倍以上になる。これは垂
直エッジ長がリアウインドウの横のエッジとか、バンパ
ーのエッジ等の水平エッジの長さの1/3以下しかない
ことによる。従って水平エッジを利用するため、カメラ
を縦に位置することが必要となる。
The stereo method of installing the camera horizontally is inferior to the stereo method of installing the camera vertically in the following points. 1. In the case of a stereo system with a camera installed horizontally, the vertical edge of the car is used as an index. If the horizontal edge is used as an index when the camera is installed horizontally, the distance in the depth direction cannot be obtained. Moreover, in comparison with the horizontal edge of the car shown by the thick line in FIG. 13 (A), the number of vertical edges shown by the heavy line in FIG. 13 (B) is not only small, but also short. The number of horizontal edges is smaller than the number of horizontal edges, and the length of the edges is short, so there is more than three times the probability that extraction will not be possible due to changes in the environment such as when the vehicle shakes laterally or when the car is in the shade. become. This is because the vertical edge length is only 1/3 or less of the horizontal edge of the rear window or the horizontal edge such as the bumper edge. Therefore, it is necessary to position the camera vertically to utilize horizontal edges.

【0007】2.カメラを横に設置した場合、車間距離
は垂直エッジにより得られるが、その高さが正確に出な
い。カメラを縦に配置したときは、指標に対する高さと
距離が正確に出る。高さが正確に測定できると、路面に
文字等が記入されていても、その高さにより路面に近い
ものを除くことができる。すなわち路面のマークや影を
取り除くことが出来る。
2. When the camera is installed horizontally, the distance between vehicles can be obtained by the vertical edge, but the height is not accurate. When the camera is placed vertically, the height and distance with respect to the index are accurate. If the height can be measured accurately, even if characters or the like are written on the road surface, it is possible to exclude objects close to the road surface due to the height. That is, marks and shadows on the road surface can be removed.

【0008】3.前方に、例えば2台の車があり、これ
らが重なって見える場合、一番手前の車を検出しようと
したとき、2台の車が重なって途切れがないため、どこ
までが手前の車か判断できないまま距離を算出すること
になる。このため2台の車が重なって見えたとき、どち
らが手前の車かを識別するアルゴリズムと組み合わせる
ことが必要となるため、手前の車の検出の高速化ができ
ない。これに対してカメラを縦に配置したとき、水平エ
ッジにより計測を行うので、車が重なった場合でも、一
番手前の水平エッジからチェックすることにより、もっ
とも近い車のものより計測することになり、分離するた
めのアルゴリズムが不要となるので、その計測を高速で
行うことができる。
3. For example, if there are two cars in front and they seem to overlap, when trying to detect the frontmost car, the two cars overlap and there is no interruption, so it is not possible to determine how far in front The distance will be calculated as it is. For this reason, when two cars appear to overlap each other, it is necessary to combine it with an algorithm for identifying which is the front car, so that the speed of detection of the front car cannot be increased. On the other hand, when the cameras are placed vertically, the horizontal edge is used for measurement, so even if cars overlap, by checking from the frontmost horizontal edge, you can measure from the nearest car. Since the algorithm for separating is unnecessary, the measurement can be performed at high speed.

【0009】このように前記の縦配置ステレオ方式で
は、従来の横配置ステレオ方式に比較して優れている。
次にこの縦配置のステレオ方式について図14に基づき
説明する。図14において、前方の車Vを、その後方の
車において縦方向に配置したカメラCA、CBで撮像
し、その距離L(m)を求めるものである。ここでカメ
ラCA、CBの焦点距離をf(m)とし、各カメラの解
像度(縦)をF(m/pixel)とし、カメラCBの
高さをH(m)とし、カメラCA、CB間の垂直距離つ
まりベースラインをB(m)とし、車Vの高さh(m)
に位置した水平エッジの1点をP2 とし、カメラCAの
光軸をLAとし、カメラCBの光軸をLBとし、点
1 、P3 、P4 を図14に示したものとするとき、三
角形P1 、P2 、P4 により下記(1)式が成立する。
As described above, the vertically arranged stereo system is superior to the conventional horizontally arranged stereo system.
Next, the vertically arranged stereo system will be described with reference to FIG. In FIG. 14, the vehicle V in front is imaged by the cameras CA and CB vertically arranged in the vehicle behind and the distance L (m) is obtained. Here, the focal lengths of the cameras CA and CB are f (m), the resolution (vertical) of each camera is F (m / pixel), the height of the camera CB is H (m), and the distance between the cameras CA and CB is The vertical distance, that is, the baseline is B (m), and the height h (m) of the vehicle V is
When one point of the horizontal edge located at is P 2 , the optical axis of the camera CA is LA, the optical axis of the camera CB is LB, and the points P 1 , P 3 , and P 4 are as shown in FIG. , Triangles P 1 , P 2 and P 4 satisfy the following equation (1).

【0010】 f:Fb=L:(H+B)−h ・・・(1) また三角形P3 、P2 、P4 により下記(2)式が成立
する。 f:Fa=L:(H−h) ・・・・・(2) (1)式より
F: Fb = L: (H + B) -h (1) Further, the following formula (2) is established by the triangles P 3 , P 2 and P 4 . f: Fa = L: (H−h) (2) From equation (1)

【0011】[0011]

【数1】 [Equation 1]

【0012】が得られ、(2)式より f(H−h)=
LFaが得られるので、下記の(3)式により距離Lが
得られる。
From the equation (2), f (H−h) =
Since LFa is obtained, the distance L is obtained by the following equation (3).

【0013】[0013]

【数2】 [Equation 2]

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】前記の如く、縦ステレ
オ方式は従来の横ステレオ方式よりも優れているが、唯
一問題となるのは、図14におけるカメラ間の距離、即
ち、縦方向に配置したときのカメラ間の距離であるベー
スラインBの長さが十分確保できないことである。
As described above, the vertical stereo system is superior to the conventional horizontal stereo system, but the only problem is the distance between the cameras in FIG. 14, that is, the vertical arrangement. That is, the length of the baseline B, which is the distance between the cameras at the time, cannot be sufficiently secured.

【0015】前記(3)式からも明らかなように、この
ベースラインの長さは計測誤差に大きく影響し、例えば
20m先の前方車までの距離を誤差/m以内で計測する
には、少なくともベースラインBは20cmは必要であ
る。
As is clear from the above equation (3), the length of this baseline has a great influence on the measurement error, and for example, in order to measure the distance to the preceding vehicle 20 m ahead within the error / m, at least Baseline B requires 20 cm.

【0016】横ステレオ方式では、この長さはフロント
ガラス上部に確保できるが、縦ステレオ方式では、フロ
ントガラス上部のルームミラーを挟む5cm程度の長さ
しか確保できないという問題点がある。従って、本発明
の目的は、このベースラインBの長さを十分に確保でき
る縦ステレオ方式の前方車間距離計測装置を提供するこ
とである。
In the horizontal stereo system, this length can be secured in the upper part of the windshield, but in the vertical stereo system, there is a problem in that only a length of about 5 cm can be secured so as to sandwich the rearview mirror in the upper part of the windshield. Therefore, an object of the present invention is to provide a longitudinal stereo type front inter-vehicle distance measuring device capable of sufficiently securing the length of the baseline B.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、図1に示す如く、カメラCAとカメラ
CBを垂直方向にベースラインBだけ離して配置すると
ともに、水平方向にも段差X(m)だけ離して位置させ
る。これにより一方のカメラCBを例えばルームミラー
上部に設置し、他方のカメラCAをダッシュボード上に
設置することができる。これにより運転者の邪魔になら
ずに、小型車でも25cm以上の長いベースラインBを
確保できる。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, as shown in FIG. 1, a camera CA and a camera CB are arranged vertically apart from each other by a baseline B, and a step is also formed horizontally. Position X (m) apart. As a result, one camera CB can be installed, for example, above the room mirror, and the other camera CA can be installed on the dashboard. As a result, a long baseline B of 25 cm or more can be secured even in a small car without disturbing the driver.

【0018】この配置により、下記の如く、前方の車V
との距離L(m)を求めることが出来る。図1におい
て、三角形P1 、P2 、P4 により前記(1)式が成立
し、(1)式より下記の(4)式が得られる。
With this arrangement, the vehicle V in front is as follows.
It is possible to obtain the distance L (m) from In FIG. 1, the above equation (1) is established by the triangles P 1 , P 2 , and P 4, and the following equation (4) is obtained from the equation (1).

【0019】 f(H−h)=L・Fb−fB・・・・(4) また三角形P5 、P2 、P6 により下記の(5)式が得
られる。 f:Fa=(L−X):(H−h)・・・・(5) (5)式より f(H−h)=Fa(L−X)・・・・・・(6) が得られ、この(6)式に(4)式のf(H−h)=L
・Fb−fBを代入して(7)式を得る。
F (H−h) = L · Fb−fB ... (4) Further, the following formula (5) is obtained from the triangles P 5 , P 2 and P 6 . f: Fa = (L−X) :( H−h) ... (5) From the equation (5), f (H−h) = Fa (L−X). Then, f (H-h) = L in the equation (4) is obtained in the equation (6).
-Substituting Fb-fB to obtain equation (7).

【0020】 L・Fb−fB=Fa(L−X)・・・・・(7) これにより下記(8)式により前車との距離Lが得られ
る。
L · Fb−fB = Fa (L− X) (7) Thus, the distance L to the preceding vehicle can be obtained by the following equation (8).

【0021】[0021]

【数3】 [Equation 3]

【0022】このようにして、カメラCAとカメラCB
の位置を垂直方向に離して配置するのみでなく、さらに
水平方向にも離して位置しても、前車との距離を計測す
ることができる。
In this way, the camera CA and the camera CB are
The distance from the front vehicle can be measured not only by arranging the positions in the vertical direction, but also by arranging the positions in the horizontal direction.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態を図2
〜図7に基づき説明する。図2は本発明に基づく2台の
カメラの設置状態説明図、図3は本発明の第1の実施の
形態図、図4は自車レーン検出状態説明図、図5はエッ
ジオペレータ及び走査状態説明図、図6は水平エッジヒ
ストグラム生成部動作説明図、図7はヒストグラム対応
部動作説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention.
~ It demonstrates based on FIG. FIG. 2 is an explanatory view of an installation state of two cameras based on the present invention, FIG. 3 is a first embodiment diagram of the present invention, FIG. 4 is an explanatory view of a vehicle lane detection state, and FIG. 5 is an edge operator and a scanning state. FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the horizontal edge histogram generation unit, and FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the histogram corresponding unit.

【0024】図2に示す如く、本発明においては、2台
のカメラCA、CBを設置するとき、カメラCAはダッ
シューボードDB上に設置し、他のカメラCBはルーム
ミラーRMの上部に設置する。なお図2においてHはハ
ンドル、FWはフロントウインドウである。カメラC
A、CBはその焦点距離、画角等の特性が同一のものを
使用し、カメラCAの光軸LAと、カメラCBの光軸L
Bとはいずれも地面に平行になるように設置する。
As shown in FIG. 2, in the present invention, when two cameras CA and CB are installed, the camera CA is installed on the dashboard DB and the other camera CB is installed on the upper part of the room mirror RM. To do. In FIG. 2, H is a steering wheel and FW is a windshield. Camera C
A and CB have the same characteristics such as focal length and angle of view, and the optical axis LA of the camera CA and the optical axis L of the camera CB are used.
Install B so that it is parallel to the ground.

【0025】また図3において、1はカメラ部、2−
0、2−1は水平エッジ抽出部、3−0、3−1は自車
レーン検出保持部、4−0、4−1は水平エッジヒスト
グラム生成部、5はヒストグラム対応部、6は距離計算
部である。
In FIG. 3, reference numeral 1 is a camera unit, and 2-
0, 2-1 is a horizontal edge extraction unit, 3-0, 3-1 is a vehicle lane detection and holding unit, 4-0, 4-1 is a horizontal edge histogram generation unit, 5 is a histogram corresponding unit, 6 is distance calculation It is a department.

【0026】カメラ部1は前方車との距離を計測するた
め、前方の車等の画像を撮影するカメラCA、CBによ
り構成されるものであって、図2に示す如く、カメラC
A、CBは縦段差設置されている。
The camera section 1 is composed of cameras CA and CB for taking an image of a vehicle in front in order to measure the distance to the vehicle in front, and as shown in FIG.
A and CB have vertical steps.

【0027】水平エッジ抽出部2−0は、カメラCBの
撮影した画像を自車レーン検出用エッジオペレータある
いは水平エッジ抽出用エッジオペレータで走査するもの
である。同様に水平エッジ抽出部2−1はカメラCAの
撮影した画像を自車レーン検出用のエッジオペレータあ
るいは水平エッジ抽出用のエッジオペレータで走査する
ものである。
The horizontal edge extraction unit 2-0 scans the image captured by the camera CB with the edge operator for detecting the vehicle lane or the edge operator for horizontal edge extraction. Similarly, the horizontal edge extraction unit 2-1 scans the image captured by the camera CA with an edge operator for detecting the vehicle lane or an edge operator for horizontal edge extraction.

【0028】自車レーン検出保持部3−0は、水平エッ
ジ抽出部2−0においてカメラCBの撮影した画像を自
車レーン検出用エッジオペレータで走査したデータに基
づき、後述するように、自車レーンの画像領域を検出し
これを保持するものである。同様に自車レーン検出保持
部3−1は、水平エッジ抽出部2−1においてカメラC
Aの撮影した画像を自車レーン検出用エッジオペレータ
で走査したデータに基づき自車レーンの画像領域を検出
し、これを保持するものである。前記水平エッジ抽出部
2−0、2−1において水平エッジ抽出用のエッジオペ
レータで走査する場合、自車レーン検出保持部3−0、
3−1で保持された各自車レーン間を走査する。
The own vehicle lane detection / holding unit 3-0 uses the own vehicle lane detection edge operator to scan the image taken by the camera CB in the horizontal edge extraction unit 2-0 on the basis of the data scanned by the own vehicle lane, as will be described later. The image area of the lane is detected and held. Similarly, the vehicle lane detection and holding unit 3-1 includes a camera C in the horizontal edge extraction unit 2-1.
The image area of the own vehicle lane is detected based on the data obtained by scanning the photographed image of A by the edge operator for detecting the own vehicle lane, and this is held. When scanning is performed by an edge operator for horizontal edge extraction in the horizontal edge extraction units 2-0 and 2-1, the own vehicle lane detection holding unit 3-0,
Scan between the own vehicle lanes held in 3-1.

【0029】水平エッジヒストグラム生成部4−0は、
水平エッジ抽出部3−0において水平エッジ抽出用のエ
ッジオペレータを走査して得られたエッジオペレータの
出力値つまりエッジ強度を画像に垂直な軸に対して投影
し、累積加算するものである。同様に水平エッジヒスト
グラム生成部4−1は、水平エッジ抽出部3−1におい
て水平エッジ抽出用のエッジオペレータを走査して得ら
れたエッジオペレータの出力値を画像に垂直な軸に対し
て投影し、累積加算してヒストグラムを作成するもので
ある。
The horizontal edge histogram generator 4-0
In the horizontal edge extraction unit 3-0, the output value of the edge operator obtained by scanning the edge operator for horizontal edge extraction, that is, the edge strength is projected on the axis vertical to the image and cumulatively added. Similarly, the horizontal edge histogram generation unit 4-1 projects the output value of the edge operator obtained by scanning the edge operator for horizontal edge extraction in the horizontal edge extraction unit 3-1 onto the axis vertical to the image. , Is cumulatively added to create a histogram.

【0030】ヒストグラム対応部5は、水平エッジヒス
トグラム生成部4−0、4−1で作成した各ヒストグラ
ムからエッジ強度の高いものをそれぞれ例えば10個抽
出し、例えば画像下部より順にその強度差を求め、その
差がある一定値以内のとき対応関係にあるものと判定す
る。
The histogram correspondence unit 5 extracts, for example, 10 histograms each having a high edge strength from each of the histograms created by the horizontal edge histogram generators 4-0 and 4-1. , If the difference is within a certain value, it is determined that there is a correspondence.

【0031】距離計算部6は、対応させたヒストグラム
の位置から、前記(8)式に基づき車間距離Lを計算す
る。即ち(8)式において、f、F、Xは既知であり、
対応させたヒストグラムの位置からa、bを求めること
により、前記(8)式の演算を行い車間距離Lを計算す
る。
The distance calculation unit 6 calculates the inter-vehicle distance L from the corresponding positions of the histogram based on the equation (8). That is, in the formula (8), f, F, and X are known,
By calculating a and b from the corresponding histogram positions, the equation (8) is calculated to calculate the inter-vehicle distance L.

【0032】 画像の地面からの高さhを計算つまり路面上のものか否
かが判断できるので、路面上のものについては距離計算
は行わず、次の対応したヒストグラムにもとづき車間距
離計算を行う。
[0032] Since the height h of the image from the ground can be calculated, that is, whether or not it is on the road surface can be determined, the distance calculation is not performed on the road surface, and the inter-vehicle distance calculation is performed based on the following corresponding histogram.

【0033】次に、図3における水平エッジ抽出部2−
0、2−1〜距離計算部6の動作について更に詳述す
る。例えばカメラCBにより撮影された、図4(A)に
示す画像を例えば256階調でディジタル化してこれを
保持し、先ず水平エッジ抽出部2−0により、図4
(B)に示す3×1ビットの自車レーン検出用のエッジ
オペレータEOにより、先ず予め定められた図4(A)
の縦軸Y1 の位置の画像中央より左側に走査する。そし
てエッジオペレータEOの演算値とその横軸の位置を順
次自車レーン検出保持部3−0で保持し、画像の左端ま
で走査する。
Next, the horizontal edge extraction unit 2- in FIG.
The operation of 0, 2-1 to distance calculation unit 6 will be described in more detail. For example, the image shown in FIG. 4A taken by the camera CB is digitized with 256 gradations and held, and the horizontal edge extraction unit 2-0 first causes the image shown in FIG.
FIG. 4A, which is predetermined by the edge operator EO for detecting the own vehicle lane of 3 × 1 bits shown in FIG.
Scan to the left of the image center at the position of the vertical axis Y 1 . Then, the calculated value of the edge operator EO and the position of the horizontal axis thereof are sequentially held by the own vehicle lane detection holding unit 3-0, and scanning is performed to the left end of the image.

【0034】自車レーン検出保持部3−0は、このよう
にして伝達されるエッジオペレータEOの値のうちより
最大値を抽出し、その値が予め定められた閾値か否かを
チェックし、閾値以内のときその横軸方向の値X1 を保
持する。もし最大値が閾値以上のとき、Y1 より少し上
のY1 ′の位置より同様の走査を行い、最大値が閾値以
内の点のX1 ′を得る。
The vehicle lane detection / holding unit 3-0 extracts the maximum value from the values of the edge operator EO thus transmitted, and checks whether or not the value is a predetermined threshold value. When it is within the threshold value, the value X 1 in the horizontal axis direction is held. If when the maximum value is not less than the threshold value, 'performs the same scan from the position of, X 1 of a point within the maximum value of the threshold' Y 1 slightly above Y 1 obtained.

【0035】次にY1 より予め定められた縦方向の距離
だけ離れた、図4(A)の縦軸Y2の位置の画像中央よ
りエッジオペレータEOを同様にして左側に走査し、そ
の最大値を抽出し、それが閾値以内のときその横軸方向
の値X2 を保持し、もし最大値が閾値以上のとき、Y2
より少し上のY2 ′の位置より同様の走査を行い、最大
値が閾値以内の点のX2 ′を得る。
Next, the edge operator EO is similarly scanned to the left from the center of the image at the position of the vertical axis Y 2 in FIG. 4A, which is separated from Y 1 by a predetermined vertical distance, and its maximum A value is extracted, and when it is within the threshold value, the value X 2 in the horizontal axis direction is held, and when the maximum value is equal to or greater than the threshold value, Y 2
Similar scanning is performed from the position of Y 2 ′, which is slightly higher, and X 2 ′ of the point whose maximum value is within the threshold value is obtained.

【0036】それから自車レーン検出部3−0は、この
ように得られた(Y1 、X1 )、(Y2 、X2 )あるい
は(Y1 ′、X1 ′)、(Y2 ′、X2 ′)等よりY1
軸、Y2 軸あるいはその近くの2つの点のX座標Y座標
より左側の自車レーンLW0を算出し、これを保持す
る。
The vehicle lane detector 3-0 then obtains (Y 1 , X 1 ), (Y 2 , X 2 ), or (Y 1 ′, X 1 ′), (Y 2 ′) thus obtained. , X 2 ′) and so on Y 1
The vehicle lane LW 0 on the left side is calculated from the X-coordinate Y-coordinates of two points near the axis, the Y 2 axis, or the axes, and this is held.

【0037】同様にして図4(A)に示す画像に対し、
エッジオペレータEOを予め定められた縦軸Y1 の位置
の画像中央より右側に走査し、エッジオペレータEOの
演算値とその横軸の位置を順次自車レーン検出保持部3
−0に送出し、右端まで走査したとき、その最大値が閾
値以内か否かチェックし、閾値以内のときその最大値の
横軸位置X3 とY1 を保持する。次にエッジオペレータ
EOを縦軸Y2 の位置の画像中央より右端まで走査し
て、その最大値が閾値以内か否かチェックし、閾値以内
のときその最大値の横軸位置X4 とY2 を保持する。閾
値を越えたとき、ΔYだけ縦位置を移動して、これを求
める。
Similarly, for the image shown in FIG.
The edge operator EO is scanned to the right from the center of the image at the position of the predetermined vertical axis Y 1 , and the calculated value of the edge operator EO and the position of the horizontal axis thereof are sequentially detected by the vehicle lane detecting and holding unit 3.
When it is sent to −0 and scanned to the right end, it is checked whether the maximum value is within the threshold value, and if it is within the threshold value, the horizontal axis positions X 3 and Y 1 of the maximum value are held. Next, the edge operator EO is scanned from the center of the image at the position of the vertical axis Y 2 to the right end, and it is checked whether the maximum value is within the threshold value. If it is within the threshold value, the horizontal axis positions X 4 and Y 2 of the maximum value are checked. Hold. When it exceeds the threshold, the vertical position is moved by ΔY to obtain this.

【0038】車線によっては、自車レーンLW1-1 とL
1-2 との間のように空隙が存在するが、このときは最
大値が予め定めた値に達しないので、縦位置を大きく移
動して自車レーンの検出を行う。このようにして得られ
た2点により、右側の自車レーンW1 を算出し、これを
保持する。
Depending on the lane, own lanes LW 1-1 and L
Although there is a gap such as between W 1-2 , the maximum value does not reach the predetermined value at this time, so the vertical position is greatly moved to detect the vehicle lane. The own vehicle lane W 1 on the right side is calculated from the two points thus obtained and held.

【0039】水平エッジ抽出部2−1、自車レーン検出
保持部3−1においても、カメラCAにより撮影された
画像データに対し、同様の処理が行われ、左側の自車レ
ーンと右側の自車レーンが得られる。
In the horizontal edge extraction section 2-1 and the own vehicle lane detection holding section 3-1, the same processing is performed on the image data photographed by the camera CA, and the own vehicle lane on the left side and the own vehicle lane on the right side. You get a car lane.

【0040】次に水平エッジ抽出部2−0は、図5
(A)に示す如く、水平エッジ抽出用のエッジオペレー
タE1によりカメラCBで撮影された画像データのう
ち、前記自車レーン検出保持部3−0で保持されている
左側の自車レーンと右側の自車レーンの間の、図5
(B)に示す車線領域AR内を走査する。
Next, the horizontal edge extracting section 2-0 is set to the one shown in FIG.
As shown in (A), of the image data captured by the camera CB by the edge operator E1 for horizontal edge extraction, the left vehicle lane and the right vehicle lane held by the vehicle lane detection holding unit 3-0 are displayed. Figure 5 between the vehicle lanes
The inside of the lane area AR shown in (B) is scanned.

【0041】水平エッジ抽出用のエッジオペレータE1
は、縦が「1」と「−1」の2ビット、横がnビット構
成であり、例えばn=11ビットの2×11画素サイズ
である。水平エッジを検出するためには、横幅つまりn
がある程度長い方が好ましい。n=11の場合、エッジ
オペレータE1の例えば上側の中央の画素のエッジ強度
として、このエッジオペレータE1の各係数とその下の
画像値との積の和をそのエッジオペレータE1の計算値
つまりエッジ強度として、エッジオペレータE1の走査
位置の縦位置とともに、走査毎に順次水平エッジヒスト
グラム生成部4−0に出力する。
Edge operator E1 for horizontal edge extraction
Has a 2-bit configuration of “1” and “−1” in the vertical direction and an n-bit configuration in the horizontal direction, and has a size of 2 × 11 pixels with n = 11 bits, for example. To detect horizontal edges, the width, or n
Is preferably long to some extent. In the case of n = 11, for example, as the edge strength of the upper center pixel of the edge operator E1, the sum of the products of the respective coefficients of the edge operator E1 and the image value thereunder is calculated, that is, the edge strength. As the vertical position of the scanning position of the edge operator E1, it is sequentially output to the horizontal edge histogram generation unit 4-0 for each scanning.

【0042】これにより、図6に示す如く、画像データ
の左側の自車レーンLW0 と右側の自車レーンLW1
の間に水平エッジH0、H1、H2・・・が存在すると
き、エッジオペレータE1により水平エッジH0を走査
するとき、エッジオペレータE1からそのエッジオペレ
ータの走査位置Y0 とともに、順次エッジ強度ES0
ES1 ・・・が出力される。そして水平エッジヒストグ
ラム生成部4−0は、これらの出力を受けて、エッジ強
度の累積値HS0を HS0=ES0+ES1+・・・・ として算出し、画像データの縦軸位置Y0 に累積値HS
0を記入したヒストグラムを作成する。
As a result, as shown in FIG. 6, when horizontal edges H0, H1, H2, ... Are present between the left vehicle lane LW 0 and the right vehicle lane LW 1 of the image data, the edges are generated. When the horizontal edge H0 is scanned by the operator E1, the edge operator E1 scans the edge position ES 0 along with the scanning position Y 0 of the edge operator E 0 ,
ES 1 ... Is output. Then, the horizontal edge histogram generation unit 4-0 receives these outputs and calculates the cumulative value HS0 of the edge strength as HS0 = ES0 + ES1 + ..., And the cumulative value HS is set at the vertical axis position Y 0 of the image data.
Create a histogram with 0 entered.

【0043】水平エッジ抽出部2−0は同様にして水平
エッジH1 を走査したときその縦軸位置Y1 とエッジ強
度を順次出力し、水平ヒストグラム生成部4−0はこれ
らの出力を受けて、画像データの縦軸位置Y1 に累積値
HS1を記入したヒストグラムを作成する。このように
して、図6に示す如き水平エッジH0、H1、H2・・
・に対応して、その水平エッジの縦軸位置Y0 、Y1
2 ・・・にエッジ強度の累積値HS0、HS1、HS
2・・・が記入された水平エッジのヒストグラムが作成
される。即ち、画像データに対して垂直な軸に、エッジ
強度を投影し、累積加算したものを作成することができ
る。
Similarly, when the horizontal edge extraction unit 2-0 scans the horizontal edge H 1 , the vertical axis position Y 1 and the edge strength thereof are sequentially output, and the horizontal histogram generation unit 4-0 receives these outputs. , A histogram is created in which the cumulative value HS1 is entered in the vertical axis position Y 1 of the image data. In this way, the horizontal edges H0, H1, H2 ... As shown in FIG.
Corresponding to, the vertical position Y 0 , Y 1 , of the horizontal edge,
Accumulated value HS0 edge strength Y 2 ···, HS1, HS
A horizontal edge histogram in which 2 ... Is entered is created. That is, the edge intensity can be projected on the axis perpendicular to the image data and the result of cumulative addition can be created.

【0044】カメラCAにより投影された画像データに
対しても、水平エッジ抽出部2−1、自車レーン検出保
持部3−1、水平エッジヒストグラム生成部4−1によ
り、同様な制御が行われ、水平エッジのヒストグラムが
作成される。
Similar control is performed on the image data projected by the camera CA by the horizontal edge extraction section 2-1, the vehicle lane detection / holding section 3-1, and the horizontal edge histogram generation section 4-1. , A horizontal edge histogram is created.

【0045】このようにして水平エッジヒストグラム生
成部4−0及び4−1により作成されたヒストグラムの
対応をヒストグラム対応部5が求める。まずヒストグラ
ム対応部5は上の方に配置されたカメラCBによる画像
に基づき、水平エッジヒストグラム生成部4−0で得ら
れたエッジ強度のヒストグラムにおいてエッジ強度の高
いものを例えば10個抽出する。図7の左側の図はその
うち下方位置から選択された5個を示す。同様に下の方
に配置されたカメラCAによる画像にもとづき、水平エ
ッジヒストグラム生成部4−1で得られたエッジ強度の
ヒストグラムにおいてエッジ強度の高いものを例えば1
0個抽出する。図7の右側の図はそのうち下方位置から
選択された5個を示す。
The histogram correspondence unit 5 finds the correspondence of the histograms created by the horizontal edge histogram generation units 4-0 and 4-1 in this way. First, the histogram correspondence unit 5 extracts, for example, 10 high edge intensity histograms from the edge intensity histogram obtained by the horizontal edge histogram generation unit 4-0 based on the image captured by the camera CB arranged on the upper side. The diagram on the left side of FIG. 7 shows five selected from the lower position. Similarly, based on the image from the camera CA arranged on the lower side, in the histogram of the edge strength obtained by the horizontal edge histogram generation unit 4-1, one having a high edge strength is, for example, 1
Extract 0 pieces. The diagram on the right side of FIG. 7 shows five selected from the lower position.

【0046】それからヒストグラム対応部5は各ヒスト
グラムのうち、一番下から上に向かって順に対応させ
る。例えば図7において、エッジ強度HS0とhs0の
各ヒストグラムを対応させそのエッジ強度差|HS0−
hs0|を求め、これがある一定値HT以内か否かチェ
ックする。一定値HT以内のとき、これらのヒストグラ
ムは対応するもの、即ち同一水平エッジに対するものと
して判別する。
Then, the histogram correspondence unit 5 makes the histograms correspond in order from the bottom to the top. For example, in FIG. 7, the histograms of the edge strengths HS0 and hs0 are made to correspond to each other, and the edge strength difference | HS0−
hs0 | is calculated, and it is checked whether this is within a certain value HT. When it is within the constant value HT, these histograms are discriminated as corresponding ones, that is, for the same horizontal edge.

【0047】対応するものと判断された各ヒストグラム
は、それぞれの縦軸位置Y0 、y0が距離計算部6に伝
達される。縦軸位置Y0 は、図1のbに相当し、縦軸位
置y 0 は図1のaに相当するので、これにより前記
(8)式の演算を行い前車との距離Lが得られる。なお
これに先立ち、前記の如く、距離計算部6において、こ
れらa、bに解像度Fを乗じて、これらのヒストグラム
が路面上のものか否かを判断する。
Histograms determined to correspond
Is the vertical position Y of each0, Y0Is transmitted to the distance calculator 6.
Reached Vertical position Y0Corresponds to b in FIG. 1 and the vertical axis position
Setting y 0Corresponds to a in FIG.
Equation (8) is calculated to obtain the distance L to the preceding vehicle. Note that
Prior to this, in the distance calculation unit 6, as described above,
Multiplying these a and b by the resolution F, these histograms
To determine whether is on the road.

【0048】本発明の第2の実施の形態を図8〜図12
に基づき説明する。図8は本発明の第2の実施の形態の
説明図、図9はカメラが傾いて設置されているときの距
離算出説明図、図10は本発明の第2の実施の形態の構
成図、図11はカメラの光軸が地面と水平のときの無限
遠点(消失点)の画像上位置の説明図、図12はカメラ
が傾いた場合の消失点の位置と俯角の説明図である。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It will be explained based on. FIG. 8 is an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention, FIG. 9 is an explanatory diagram of distance calculation when the camera is tilted, and FIG. 10 is a configuration diagram of the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is an explanatory diagram of the position on the image of the point at infinity (vanishing point) when the optical axis of the camera is horizontal to the ground, and FIG. 12 is an explanatory diagram of the position of the vanishing point and the depression angle when the camera is tilted.

【0049】本発明の第2の実施の形態では、図8に示
す如く、カメラCA、CBを設置するとき、それぞれの
光軸LA、LBを地面と水平ではなく、俯角α、βだけ
傾けて設置した場合において、前方の車Vとの距離Lを
求めるものである。
In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, when the cameras CA and CB are installed, their optical axes LA and LB are not horizontal to the ground but are inclined by depression angles α and β. When installed, the distance L to the vehicle V ahead is obtained.

【0050】図9において、カメラCを俯角αだけ傾斜
して取付け、地面よりhの高さにある物体との距離をL
としたとき、下記の式が成立する。図9においてαはカ
メラCの傾き(rad)、HはカメラCの高さ(m)、
fはカメラCの焦点距離(m)、LはカメラCと物体と
の距離(m)、aFは画像面での物体の位置(m)であ
り、ここでaは画像での位置(pixel)、Fは解像
度(縦方向)(m/pixel)である。
In FIG. 9, the camera C is mounted so as to be inclined by the depression angle α, and the distance to an object located at a height h above the ground is L.
Then, the following formula is established. In FIG. 9, α is the inclination (rad) of the camera C, H is the height (m) of the camera C,
f is the focal length of the camera C (m), L is the distance between the camera C and the object (m), aF is the position of the object on the image plane (m), where a is the position in the image (pixel). , F is the resolution (vertical direction) (m / pixel).

【0051】[0051]

【数4】 [Equation 4]

【0052】図8に示す上方に配置されたカメラCBで
は、図8より明らかな如く、前記(9)式のHをB+H
とし、αをβとし、aをbとする。即ち、
In the upper camera CB shown in FIG. 8, as is clear from FIG. 8, H in the equation (9) is changed to B + H.
, Α is β, and a is b. That is,

【0053】[0053]

【数5】 [Equation 5]

【0054】同様に図8に示す下方に配置されたカメラ
CAでは、前記(9)式のLをL−Xとする。即ち
Similarly, in the camera CA arranged in the lower part shown in FIG. 8, L in the equation (9) is L-X. I.e.

【0055】[0055]

【数6】 [Equation 6]

【0056】前記(10)式及び(11)式からH−h
を相殺して、Lについて整理すると、
From the equations (10) and (11), Hh
If you offset L and arrange about L,

【0057】[0057]

【数7】 [Equation 7]

【0058】となる。さらに整理を進めるとIt becomes If you proceed with further organization

【0059】[0059]

【数8】 [Equation 8]

【0060】となり、(12)式により前方の車Vとの
距離Lを得る。このようにして、図8に示す如く、カメ
ラCAとCBがそれぞれ地面に対して俯角α、βだけ傾
斜して設置されていても前方の車Vとの距離Lを計測す
ることができる。この場合、カメラCA、CBは、その
焦点距離、画角等の特性が同一のものを使用する。
[Mathematical formula-see original document] Then, the distance L to the vehicle V ahead is obtained from the equation (12). In this way, as shown in FIG. 8, the distance L to the vehicle V ahead can be measured even if the cameras CA and CB are installed with inclinations α and β with respect to the ground, respectively. In this case, the cameras CA and CB have the same characteristics such as focal length and angle of view.

【0061】このようにカメラCA、CBを傾斜して配
置しても前方の車Vとの距離Lを測定可能とするため、
本発明の第2の実施の形態では、図10に示す如く、構
成される。図10において、10はカメラ部、11−
0、11−1はカメラ傾き抽出部、12−0、12−1
は水平エッジ抽出部、13−0、13−1は自車レーン
保持部、14−0、14−1は水平エッジヒストグラム
生成部、15はヒストグラム対応部、16は距離計算部
である。
Since the distance L to the vehicle V ahead can be measured even if the cameras CA and CB are arranged so as to be inclined as described above,
The second embodiment of the present invention is configured as shown in FIG . In FIG. 10, 10 is a camera unit, 11-
Reference numerals 0 and 11-1 are camera tilt extraction units, 12-0 and 12-1.
Is a horizontal edge extraction unit, 13-0 and 13-1 are own vehicle lane holding units, 14-0 and 14-1 are horizontal edge histogram generation units, 15 is a histogram correspondence unit, and 16 is a distance calculation unit.

【0062】カメラ部10は前車との距離を計測するた
め、前方との車等の画像を撮影するカメラCA、CBよ
り構成されるものであって、図8に示す如く、カメラC
A、CBは上下位置に垂直に、かつ横方向にはXだけ離
れた縦段差設置され、しかもカメラCAは俯角αで、カ
メラCBは俯角βで水平方向に対してそれぞれ傾斜して
設置されている。
The camera section 10 is composed of cameras CA and CB for taking an image of a vehicle in front of the vehicle in order to measure the distance to the vehicle in front, and as shown in FIG.
A and CB are installed vertically at vertical positions and vertically apart from each other by X, and the camera CA is installed at a depression angle α and the camera CB is installed at a depression angle β and inclined with respect to the horizontal direction. There is.

【0063】カメラ傾き抽出部11−0は、カメラCB
の俯角βを算出したり、自車レーンを算出するものであ
る。先ず俯角の算出方法について説明する。図11に示
す如く、カメラの光軸が地面と水平のとき、車線のよう
な平行線を車線中央位置より撮影した画像に基づき数学
的に車線の交点D0 を求めると、画像の中心水平線上に
位置する。車線は平行線のため、無限遠点で交叉するも
のとなる。この左側の自車レーンと右側の自車レーンの
延長線による画像上の交差点を消失点という。
The camera inclination extracting unit 11-0 is arranged to detect the camera CB.
It calculates the depression angle β of the vehicle and the own vehicle lane. First, the method of calculating the depression angle will be described. As shown in FIG. 11, when the optical axis of the camera is horizontal to the ground, mathematically obtaining the intersection D 0 of the lane based on the image obtained by taking a parallel line such as a lane from the center position of the lane Located in. Since the lanes are parallel lines, they cross at the point at infinity. The intersection on the image by the extension line of the left vehicle lane and the right vehicle lane is called a vanishing point.

【0064】従って、カメラ傾き抽出部11−0は、カ
メラCBの撮影した画像をディジタル化したものを、例
えば図4(B)に示す如き自車レーン検出用エッジオペ
レータ、図5(A)に示す如きエッジオペレータを使用
して、図12(A)に示す如く、走査線S0 、S1 、S
2 、S3 ・・・により白線探索のために水平走査する。
この白線の探索は、画像の下半分の領域で行い、走査線
0 、S1 、S3 の如く複数の点で水平方向に輝度が+
になる点のうち、最大値とその次の点のものが左側ある
いは右側の白線の位置になる。従って、右→左の水平方
向に走査しても、あるいは中央から左方向又は右方向に
走査する等の手法により、走査線S0 に関しては白線L
0 の左端位置P0 及び白線LW1 の右端位置P0 ′を
求める。
Therefore, the camera tilt extraction unit 11-0 digitizes the image photographed by the camera CB and displays it in the vehicle lane detection edge operator as shown in FIG. 4B, for example in FIG. 5A. Using the edge operator as shown, scan lines S 0 , S 1 , S as shown in FIG.
2, the horizontal scanning for the white line search by S 3 · · ·.
The search for the white line is performed in the lower half area of the image, and the brightness is + in the horizontal direction at a plurality of points such as the scanning lines S 0 , S 1 , and S 3.
The point with the maximum value and the point next to it becomes the position of the left or right white line. Therefore, the scanning line S 0 can be scanned in the horizontal direction from right to left, or by scanning from the center to the left or right, or the like.
Request W right end position P 0 of the left end position P 0 and white line LW 1 0 '.

【0065】このようにして走査線S1 については白線
LW0 の左端位置P1 及び白線W1の右端位置P1 ′が
求められ、走査線S3 についても、白線LW0 の左端位
置P 3 及び白線W1 の右端位置P3 ′が求められる。し
かし走査線S2 については、白線LW0 の左端位置P2
は検出したものの、走査線S2 は右端の車線については
空白部分に存在するため白線LW1 の右端位置は検出で
きない。
In this way, the scanning line S1For the white line
LW0Left end position P of1And white line W1Right end position P1'But
Required, scan line S3Also for white line LW0Leftmost position
Setting P 3And white line W1Right end position P3′ Is required. Shi
Scanning line S2For the white line LW0Left end position P of2
Detected, but scan line S2For the rightmost lane
White line LW because it exists in the blank area1The rightmost position of
I can't come.

【0066】このようにして得られたP0 、P1 ・・・
あるいはP0 ′、P1 ′・・・を使用して、つまり中央
から左の白線の点と、右の白線の点が2点以上抽出され
たとき、それぞれ最小二乗法で直線近似し、図12
(A)に示す如く、それぞれの直線の交点D1 を求め、
求めた交点D1 と画像の中心水平線との垂直方向の長さ
dからカメラの傾きβを求める。
P 0 , P 1 ...
Alternatively, when P 0 ′, P 1 ′, etc. are used, that is, when two or more points of the white line on the left and the points on the right of the center are extracted, linear approximation is performed by the least squares method, respectively. 12
As shown in (A), find the intersection D 1 of each straight line,
The inclination β of the camera is obtained from the length d in the vertical direction between the obtained intersection D 1 and the center horizontal line of the image.

【0067】即ち、図12(B)において、カメラCB
の焦点距離をf(m)、解像度をF(m/pixe
l)、傾斜したときの俯角をβ(rad)、光軸LBが
地面水平のときの光軸Lbとβだけ傾斜したとき焦点面
における画像のズレをd(pixel)としたとき、次
式が成立する。
That is, in FIG. 12B, the camera CB
F (m) for the focal length and F (m / pixel for the resolution
l), when the inclination angle is β (rad), and when the optical axis LB is inclined by the optical axis Lb and β when the ground is horizontal and the image shift on the focal plane is d (pixel), To establish.

【0068】[0068]

【数9】 [Equation 9]

【0069】このようにしてカメラ傾き抽出部11−0
では、(13)式により俯角βを算出し、これを距離計
算部16に送出する。このとき、前記の如く算出した白
線LW0 及びLW1 を自車レーンとして、自車レーン保
持部13−0に保持し、この白線LW0 及びLW1 の間
の領域を水平エッジ抽出部12−0において、水平エッ
ジを抽出するために、図5(A)に示すエッジオペレー
タE1により走査する領域とする。
In this way, the camera tilt extraction unit 11-0
Then, the depression angle β is calculated by the equation (13), and this is sent to the distance calculation unit 16. At this time, the white lines LW 0 and LW 1 calculated as described above are held as the own vehicle lane in the own vehicle lane holding unit 13-0, and the area between the white lines LW 0 and LW 1 is stored in the horizontal edge extraction unit 12-. At 0, the area is scanned by the edge operator E1 shown in FIG. 5A to extract the horizontal edge.

【0070】カメラ傾き抽出部11−1は、カメラ傾き
抽出部11−0と同様にしてカメラCAの俯角αを検出
するものであり、これを距離計算部16に送出する。そ
してこの俯角αを算出するときに得られた自車レーンを
自車レーン保持部13−1で保持し、水平エッジ抽出部
12−1において水平エッジを抽出するために、図5
(A)に示すエッジオペレータE1により走査する領域
とする。
The camera tilt extraction unit 11-1 detects the depression angle α of the camera CA in the same manner as the camera tilt extraction unit 11-0, and sends this to the distance calculation unit 16. In order to hold the own vehicle lane obtained when calculating the depression angle α in the own vehicle lane holding unit 13-1 and to extract the horizontal edge in the horizontal edge extraction unit 12-1,
The area is scanned by the edge operator E1 shown in FIG.

【0071】水平エッジ抽出部12−0は、カメラCB
の撮影した画像を、図5(A)に示す如き水平エッジ抽
出用のエッジオペレータE1により、自車レーン保持部
13−0により保持された領域を走査するものである。
この場合、例えばn=11とする。
The horizontal edge extraction unit 12-0 is connected to the camera CB.
The image captured by is scanned by the edge operator E1 for horizontal edge extraction as shown in FIG. 5 (A) in the area held by the vehicle lane holding unit 13-0.
In this case, for example, n = 11.

【0072】水平エッジ抽出部12−1は、カメラCA
の撮影した画像を、同じく水平エッジ抽出用のエッジオ
ペレータE1により、自車レーン保持部13−1により
保持された領域を走査するものである。
The horizontal edge extraction section 12-1 is connected to the camera CA.
The image captured by is scanned by the edge operator E1 for horizontal edge extraction in the area held by the vehicle lane holder 13-1.

【0073】水平エッジヒストグラム生成部14−0
は、前記図3に示す水平エッジヒストグラム生成部4−
0と同様に動作するものである。また水平エッジヒスト
グラム生成部14−1は、前記水平エッジヒストグラム
生成部4−1と同様に動作するものである。
Horizontal edge histogram generator 14-0
Is the horizontal edge histogram generation unit 4- shown in FIG.
It operates similarly to 0. The horizontal edge histogram generation unit 14-1 operates similarly to the horizontal edge histogram generation unit 4-1.

【0074】ヒストグラム対応部15は、前記ヒストグ
ラム対応部5と同様に動作するものである。距離計算部
16は、前記カメラ傾き抽出部11−0より伝達された
俯角βと、カメラ傾き抽出部11−1より伝達された俯
角αと、カメラCA、CBの焦点距離f、解像度F、ベ
ースラインB、カメラCA、CBの水平方向の段差X、
画像位置a、b等に基づき、前記(12)式の演算を行
い、前方の車との距離Lを算出する。
The histogram corresponding section 15 operates similarly to the histogram corresponding section 5. The distance calculation unit 16 receives the depression angle β transmitted from the camera tilt extraction unit 11-0, the depression angle α transmitted from the camera tilt extraction unit 11-1, the focal length f of the cameras CA and CB, the resolution F, and the base. Line B, horizontal step X of cameras CA and CB,
Based on the image positions a, b, etc., the above formula (12) is calculated to calculate the distance L to the vehicle ahead.

【0075】即ち、車の運転者は、まず、車を運転し
て、自車レーンの撮影可能な状態になったとき、まず、
自車レーンを抽出して、各カメラCA、CBの俯角α、
βを演算し、それから水平エッジ抽出部12−0〜距離
計算部16を動作させ、前記の如く前方の車との距離L
を得ることが出来る。
That is, when the driver of the car first drives the car and becomes ready to take a picture of the vehicle lane,
The vehicle lane is extracted, and the depression angle α of each camera CA, CB,
β is calculated, and then the horizontal edge extraction unit 12-0 to the distance calculation unit 16 are operated, and the distance L to the vehicle ahead is calculated as described above.
Can be obtained.

【0076】本発明の前方車間距離計測装置によれば縦
ステレオ方式の特徴を活かしつつ、カメラの実装の問題
を解決することができる。またヒストグラムを縦軸に従
って、つまり1次方向にアクセスすることにより、簡単
に所望のデータを得て、演算できる。また運用時に車の
振動などでカメラの傾きが変わっても、傾き角の測定を
行い、次に車間距離を計測させることにより、このカメ
ラの傾きの変化を補正して車間距離を正確に計測するこ
とが出来る。
According to the front inter-vehicle distance measuring apparatus of the present invention, it is possible to solve the problem of mounting the camera while utilizing the characteristics of the vertical stereo system. By accessing the histogram according to the vertical axis, that is, in the primary direction, desired data can be easily obtained and calculated. In addition, even if the camera tilt changes due to vehicle vibration during operation, the tilt angle is measured and the inter-vehicle distance is measured next to correct this camera tilt change to accurately measure the inter-vehicle distance. You can

【0077】[0077]

【発明の効果】請求項1に記載された本発明によれば、
カメラを縦方向に位置をずらして配置するのみでなく、
段差を設けて配置するので、カメラを車に実装する場合
に一台は例えばルームミラーの近くに設置し、他の一台
をダッシュボード上に配置するなど、ベースラインの長
さを大きくすることが可能となり、その結果車間距離を
非常に正確に計測することが可能となった。
According to the present invention described in claim 1,
Not only are the cameras vertically offset,
When installing the camera in a car, one unit should be installed near the rearview mirror and the other unit should be placed on the dashboard, for example, to increase the length of the baseline. As a result, it has become possible to measure the inter-vehicle distance very accurately.

【0078】請求項2に記載された本発明によれば、各
カメラの光軸を地面に水平になるように配置したので、
車間距離を求めるための演算式が簡単になり、その結果
ハード構成を簡単なものとすることが出来る。
According to the present invention described in claim 2, since the optical axis of each camera is arranged to be horizontal to the ground,
The calculation formula for obtaining the inter-vehicle distance is simplified, and as a result, the hardware configuration can be simplified.

【0079】請求項3に記載された本発明によれば、各
カメラの光軸が斜めになっても車間距離を算出すること
が出来るので、実際の運用において、例えば振動のため
カメラの取付角度が変わっても、この変化した角度に応
じて車間距離を演算することが出来るので、カメラの傾
きの変化に影響を受けることなく、車間距離を正しく計
測することが出来る。
According to the present invention as set forth in claim 3, the inter-vehicle distance can be calculated even if the optical axis of each camera is slanted. Therefore, in actual operation, for example, due to vibration, the mounting angle of the camera Even if is changed, the inter-vehicle distance can be calculated according to the changed angle, so that the inter-vehicle distance can be accurately measured without being affected by the change in the tilt of the camera.

【0080】請求項4に記載された本発明によれば、各
カメラの撮影したそれぞれの画像から消失点の位置を求
めることにより、各カメラの傾きを計算できるので、非
常に簡単な手法で、各カメラの傾きを求めることが出
来、そのためカメラの傾きに変化があってもその補正を
短時間で行うことが出来る。
According to the present invention described in claim 4, since the tilt of each camera can be calculated by obtaining the position of the vanishing point from each image taken by each camera, the method is very simple. Since the tilt of each camera can be obtained, even if the tilt of the camera changes, the correction can be performed in a short time.

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

【図1】本発明の原理図を示す。FIG. 1 shows a principle diagram of the present invention.

【図2】本発明に基づく2台のカメラの設置状態説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an installation state of two cameras according to the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図4】自車レーン検出状態説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a vehicle lane detection state.

【図5】エッジオペレータ及びその走査状態説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an edge operator and its scanning state.

【図6】水平エッジヒストグラム生成部動作説明図であ
る。
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of a horizontal edge histogram generation unit.

【図7】ヒストグラム対応部動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of a histogram corresponding unit.

【図8】本発明の第2の実施の形態の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention.

【図9】カメラが傾いているときの距離算出説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of distance calculation when the camera is tilted.

【図10】本発明の第2の実施の形態の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図11】カメラの光軸が地面と水平のときのデフォル
トでの無限遠点の画像位置の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a default image position of an infinite point when the optical axis of the camera is horizontal to the ground.

【図12】カメラが傾いた場合の無限遠点の位置と俯角
説明図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the position and depression angle of the point at infinity when the camera is tilted.

【図13】車のエッジ説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a vehicle edge.

【図14】従来例説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カメラ部 2−0、2−1 水平エッジ抽出部 3−0、3−1 自車レーン検出保持部 4−0、4−1 水平エッジヒストグラム生成部 5 ヒストグラム対応部 6 距離計算部 10 カメラ部 11−0、11−1 カメラ傾き抽出部 12−0、12−1 水平エッジ抽出部 13−0、13−1 自車レーン保持部 14−0、14−1 水平エッジヒストグラム生成部 15−ヒストグラム対応部 16 距離計算部 1 camera section 2-0, 2-1 Horizontal edge extraction unit 3-0, 3-1 Own vehicle lane detection holding unit 4-0, 4-1 Horizontal edge histogram generation unit 5 Histogram corresponding part 6 Distance calculator 10 camera section 11-0, 11-1 Camera tilt extraction unit 12-0, 12-1 Horizontal edge extraction unit 13-0, 13-1 Own vehicle lane holder 14-0, 14-1 Horizontal edge histogram generation unit 15-Histogram corresponding part 16 Distance calculator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/00 - 3/32 G01B 11/00 - 11/30 102 G06T 1/00 - 9/40 B60R 21/00 - 21/00 630 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01C 3/00-3/32 G01B 11/00-11/30 102 G06T 1/00-9/40 B60R 21 / 00-21/00 630

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】高さの異なる位置に設けられ、前方車の画
像撮影を行う複数のカメラを具備した前方車間距離計測
装置において、 カメラの撮影画像から水平エッジを抽出する水平エッジ
抽出手段と、 抽出された水平エッジの強度の累積値を撮影画像の垂直
軸に投影されたヒストグラムとして作成する水平エッジ
ヒストグラム生成手段と、2つの水平エッジヒストグラム生成手段より得られたエ
ッジ強度のヒストグラムにおいてエッジ強度の高いヒス
トグラムを各々複数個抽出し、前記抽出された各ヒスト
グラムのうち下から上に向かって順に対応させてエッジ
強度差を求め、これが一定値以内のときこれらのヒスト
グラムは同一水平エッジに対するものとして判別するこ
とにより、 作成されたヒストグラムより両カメラの垂直
軸の視点を対応するヒストグラム対応手段と、 このヒストグラム対応手段から伝達された対応する視点
の垂直軸上の位置と、カメラの垂直方向の位置の差であ
るベースラインと、カメラの水平方向の位置の差である
段差に基づき前方車との距離を算出する計算手段を具備
したことを特徴とする前方車間距離計測装置。
1. A front edge distance measuring device having a plurality of cameras for taking images of a front vehicle, which are provided at different heights, and horizontal edge extracting means for extracting a horizontal edge from an image captured by the cameras, A horizontal edge histogram generating means for generating a cumulative value of the intensity of the extracted horizontal edges as a histogram projected on the vertical axis of the captured image, and an error obtained by the two horizontal edge histogram generating means.
Edge hist with high edge strength
Totograms are each extracted, and each extracted hist
Corresponding edges from bottom to top in the gram
The strength difference is calculated, and when this is within a certain value, these hist
Grams can be identified as for the same horizontal edge.
According to, the histogram correspondence means that corresponds the viewpoints of the vertical axes of both cameras from the created histogram, the difference between the position on the vertical axis of the corresponding viewpoints transmitted from this histogram correspondence means, and the vertical position of the camera A front inter-vehicle distance measuring device, comprising: a calculating means for calculating a distance from a front vehicle based on a step which is a difference between the baseline and the horizontal position of the camera.
【請求項2】前記カメラの光軸を地面に対してそれぞれ
平行になるように配置したことを特徴とする請求項1記
載の前方車間距離計測装置。
2. The front inter-vehicle distance measuring device according to claim 1, wherein the optical axes of the cameras are arranged so as to be parallel to the ground.
【請求項3】高さの異なる位置に設けられ、前方車の画
像撮影を行う複数のカメラを具備した前方車間距離計測
装置において、 カメラの撮影画像からそのカメラの傾き角を抽出するカ
メラ傾き抽出手段と、 カメラの撮影画像から水平エッジを抽出する水平エッジ
抽出手段と、 抽出された水平エッジの強度の累積値を撮影画像の垂直
軸に投影されたヒストグラムとして作成する水平エッジ
ヒストグラム生成手段と、2つの水平エッジヒストグラム生成手段より得られたエ
ッジ強度のヒストグラムにおいてエッジ強度の高いヒス
トグラムを各々複数個抽出し、前記抽出された各ヒスト
グラムのうち下から上に向かって順に対応させてエッジ
強度差を求め、これが一定値以内のときこれらのヒスト
グラムは同一水平エッジに対するものとして判別するこ
とにより、 作成されたヒストグラムより両カメラの垂直
軸の視点を対応するヒストグラム対応手段と、 前記カメラ傾き抽出手段から伝達されたカメラの傾き
と、前記ヒストグラム対応手段から伝達された対応する
ヒストグラムのそれぞれの垂直軸上の位置と、カメラの
垂直方向の位置の差であるベースラインと、カメラの水
平方向の位置の差である段差に基づき前方車との距離を
算出する計算手段を具備したことを特徴とする前方車間
距離計測装置。
3. A front vehicle distance measuring device having a plurality of cameras for taking images of a front vehicle, which are provided at different heights, and a camera inclination extraction for extracting a tilt angle of the camera from a captured image of the camera. Means, a horizontal edge extraction means for extracting horizontal edges from the captured image of the camera, and a horizontal edge histogram generation means for creating a cumulative value of the intensities of the extracted horizontal edges as a histogram projected on the vertical axis of the captured image, The error obtained from the two horizontal edge histogram generating means.
Edge hist with high edge strength
Totograms are each extracted, and each extracted hist
Corresponding edges from bottom to top in the gram
The strength difference is calculated, and when this is within a certain value, these hist
Grams can be identified as for the same horizontal edge.
According to, the histogram corresponding means corresponding to the viewpoints of the vertical axes of both cameras from the created histogram, the camera inclination transmitted from the camera inclination extracting means, and the corresponding histogram transmitted from the histogram corresponding means, respectively. The position on the vertical axis of the camera and the baseline, which is the difference in the vertical position of the camera, and the step that is the difference in the horizontal position of the camera. Characteristic forward distance measurement device.
【請求項4】前記カメラ傾き抽出手段は、カメラの撮影
画像から左右の車線の消失点の位置を求め、画像の中心
水平線とこの消失点との位置の差よりカメラの傾きを演
算することを特徴とする請求項3記載の前方車間距離計
測装置。
4. The camera tilt extraction means obtains the positions of vanishing points of the left and right lanes from the image taken by the camera, and calculates the tilt of the camera from the difference between the center horizontal line of the image and the vanishing points. The front inter-vehicle distance measuring device according to claim 3.
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