JP3468428B2 - 車輌用距離検出装置 - Google Patents

車輌用距離検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、撮像系の感度を調整し
て適正な画像信号にすることにより、距離検出の精度を
向上する車輌用距離検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】人や物を運ぶ手段の１つである自動車等
の車輌は、その利便性と快適性から現代社会においてな
くてはならない存在となっている。そこで、自動車の持
つ優れた点を犠牲にすることなく、自動的に事故を回避
することのできる技術の開発が従来より進められてい
る。
【０００３】自動車の衝突を自動的に回避するために
は、走行の障害となる物体を検出することがまず第一に
重要であり、一方、自動車の走行には、検出した障害物
が道路上の何処に存在しているのかを知る必要がある。
【０００４】従って、最近では、電荷結合素子（ＣＣ
Ｄ）等の固体撮像素子を用いたカメラ等を車輌に搭載し
て車外の対象風景を撮像し、この撮像した画像を画像処
理して車輌から対象物までの距離を求める計測技術が有
力な手段として採用されるようになっており、例えば、
特開昭５９−１９７８１６号公報には、２台のＴＶカメ
ラを車輌前方に取り付け、各々のＴＶカメラの画像につ
いて、２次元的な輝度分布パターンから障害物を検出
し、次に、２つの画像上における障害物の位置のずれを
求め、三角測量の原理によって障害物の３次元位置を算
出する、いわゆるステレオ法による車間距離検出装置が
開示されている。
【０００５】この場合、前記ステレオ法のような２台以
上のカメラを使用して左右画像における同一物体の位置
の相対的なずれから距離を求める技術では、左右画像の
マッチングを取る際に、各カメラ間で感度のばらつきが
あると左右画像で輝度差が生じ、距離検出の精度が低下
する。
【０００６】このため、従来では、図２６に示すよう
に、オートアイリスレンズ１００を備えたＣＣＤカメラ
１０１を使用して絞りを自動調整するものが多く、この
オートアイリスレンズ１００は、レンズ内に絞り制御回
路と絞り駆動用モータを内蔵し、明るいとき振幅大、暗
いとき振幅小のアイリス信号をＣＣＤカメラ１０１から
絞り制御回路に与えると、振幅が所定範囲になるように
絞りを自動調整するようになっている。
【０００７】尚、特開平１−１８８１７８号公報には、
走行路及び後続車輌等の走行に関する画像情報の信号値
が予め設定された基準値よりも大であることが比較手段
において検出されたときには、補正手段がこの大である
信号値を有する特定領域、すなわち高輝度領域の信号値
を所定の値に設定して、輝度補正を行なうことにより、
夜間の走行時においても、後続車のヘッドランプによる
眩惑を防止して後続車を確実に捕らえることのできる車
輌用画像情報表示装置が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
カメラを用いて左右画像における同一物体の位置の相対
的なずれから距離を求める場合にオートアイリスレンズ
を使用すると、同一アイリス信号でも、絞り量、絞りの
開く時間に固体差があるため、左右画像に僅かな輝度差
を生じて距離検出誤差の原因となる。さらに、オートア
イリスによるカメラの感度調整では、応答速度が遅く、
逆光や真昼の非常に照度の高い状態からトンネル内に進
入したときのように、急激に照度が変化するような状態
に対応することができない。
【０００９】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、車外の対象を撮像する撮像手段の感度を適切に維持
することにより、外界の照度変化にも迅速に対応して適
正な画像を得、距離検出の精度を向上することのできる
車輌用距離検出装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、車輌に搭
載した撮像系によって車外の対象を撮像して画像メモリ
に記録し、この画像メモリに記録した画像データを処理
して画像全体に渡る距離分布を算出する車輌用距離検出
装置において、前記撮像系で撮像した画像をサンプルす
るため、前記画像メモリと並列に接続したメモリと、前
記メモリに記録した画像を複数の領域に分割し、各領域
毎の画像データの平均値と現在のシャッタースピードと
をパラメータとして各領域毎の適切なシャッタースピー
ドレベルをマップ検索により設定し、設定した領域毎の
シャッタースピードレベルの総和から前記撮像系のシャ
ッタースピードを制御することにより、車外の照度変化
に対応して適正な画像を撮像できるよう前記撮像系の感
度を調整する感度調整手段とを備えたことを特徴とす
る。
【００１１】第２の発明は、車輌に搭載した撮像系によ
って車外の対象を撮像して画像メモリに記録し、この画
像メモリに記録した画像データを処理して画像全体に渡
る距離分布を算出する車輌用距離検出装置において、前
記撮像系で撮像した画像をサンプルするため、前記画像
メモリと並列に接続したメモリと、前記メモリに記録し
た画像に対して特定の領域を設定し、この特定の領域の
画像データから作成したヒストグラムのうちの最大及び
最小の分類の度数に基づいて現在のシャッタースピード
レベルに対する制御量を演算して適切なシャッタースピ
ードレベルを設定し、設定したシャッタースピードレベ
ルで前記撮像系のシャッタースピードを制御することに
より、車外の照度変化に対応して適正な画像を撮像でき
るよう前記撮像系の感度を調整する感度調整手段とを備
えたことを特徴とする。
【００１２】
【００１３】
【作用】第１の発明では、車輌に搭載した撮像系で撮像
した画像を、画像メモリと並列に接続したメモリに記録
してサンプルし、このサンプルした画像を複数の領域に
分割し、各領域毎の画像データの平均値と現在のシャッ
タースピードとをパラメータとして各領域毎の適切なシ
ャッタースピードレベルをマップ検索により設定し、設
定した領域毎のシャッタースピードレベルの総和から撮
像系のシャッタースピードを制御することにより、車外
の照度変化に対応して適正な画像を撮像できるよう撮像
系の感度を調整する。
【００１４】第２の発明では、車輌に搭載した撮像系で
撮像した画像を、画像メモリと並列に接続したメモリに
記録し、このメモリに記録した画像に対して特定の領域
を設定し、この特定の領域の画像データから作成したヒ
ストグラムの最大及び最小の分類の度数に基づいて現在
のシャッタースピードレベルに対する制御量を演算して
適切なシャッタースピードレベルを設定し、設定したシ
ャッタースピードレベルで撮像系のシャッタースピード
を制御することにより、車外の照度変化に対応して適正
な画像を撮像できるよう撮像系の感度を調整する。
【００１５】
【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２３は本発明の第１実施例に係わり、図
１は車輌用距離検出装置の回路構成図、図２は距離検出
装置の全体構成図、図３は車輌の正面図、図４はカメラ
と被写体との関係を示す説明図、図５は分割領域例を示
す説明図、図６は特定領域例を示す説明図、図７は領域
毎の平均値例を示す説明図、図８は領域Ｉに対するシャ
ッタースピード変更マップを示す説明図、図９は領域Ｉ
Ｉに対するシャッタースピード変更マップを示す説明
図、図１０は領域ＩＩＩに対するシャッタースピード変
更マップを示す説明図、図１１は領域ＩＶ，Ｖに対する
シャッタースピード変更マップを示す説明図、図１２は
領域ＶＩ，ＶＩＩに対するシャッタースピード変更マッ
プを示す説明図、図１３はシティブロック距離計算回路
の説明図、図１４は最小値検出回路のブロック図、図１
５はシャッタースピード制御処理のフローチャート、図
１６は平均化処理のフローチャート、図１７は距離検出
処理のフローチャート、図１８はシフトレジスタ内の保
存順序を示す説明図、図１９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２０はずれ量
決定部の動作を示すタイミングチャート、図２１は全体
の動作を示すタイミングチャート、図２２は車載のＣＣ
Ｄカメラで撮像した画像の例を示す説明図、図２３は距
離画像の例を示す説明図である。
【００１７】図２において、符号１は自動車などの車輌
であり、この車輌１に、車外の設置範囲内の対象を撮像
して距離を検出する距離検出装置２が搭載されている。
この距離検出装置２は、例えば図示しない道路・障害物
認識装置などに接続されて障害物監視装置を構成し、運
転者に対する警告、車体の自動衝突回避等の動作を行な
うようになっている。
【００１８】前記距離検出装置２は、車外の対象を撮像
する撮像系としてのステレオ光学系１０と、このステレ
オ光学系１０の感度を調整して適正な画像を撮像できる
よう制御するためのシャッタースピード制御装置１５
と、前記ステレオ光学系１０によって撮像した画像を処
理し、画像全体に渡る距離分布を算出するステレオ画像
処理装置２０とを備えており、このステレオ画像処理装
置２０で算出した３次元の距離情報が、例えば道路・障
害物認識装置等に取り込まれ、道路形状及び車輌１に対
する障害物が認識される。
【００１９】前記ステレオ光学系１０は、例えば電荷結
合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いたカメラによ
り構成され、図３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Ｃ
ＣＤ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。
【００２０】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。
【００２１】すなわち、図４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。
【００２２】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。 Ｄ＝ｒ・ｆ／ｘ （１）
【００２３】この左右画像のずれ量ｘを検出するには、
左右画像における同一物体の像を見つけ出す必要があ
り、次に述べるステレオ画像処理装置２０では、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一致する領域を見つけ
出し、全画面に渡って距離分布を求める。すなわち、従
来のように、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
とによる情報量の低下を避けるのである。
【００２４】左右画像の一致度は、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、Ａ
ｉ、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によって評価することができ、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。 Ｈ＝Σ｜Ａｉ−Ｂｉ｜ （２）
【００２５】また、分割すべき小領域の大きさとして
は、大きすぎると、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。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、小さすぎると、一致度を調べるための情報量が
不足する。
【００２６】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。
【００２７】以下の説明では、画像を４×４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１１で代表する
ものとする。
【００２８】図１に示すように、ステレオ画像処理装置
２０は、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一致度計算部としての
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
を備えている。
【００２９】前記画像変換部３０には、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ＣＣＤカメラ１１ａ，１
１ｂからのアナログ信号が、各Ａ／Ｄコンバータ３１
ａ，３１ｂでデジタル信号に変換され、さらに、各Ａ／
Ｄコンバータ３１ａ，３１ｂの出力がルックアップテー
ブル（ＬＵＴ）３２ａ，３２ｂに入力されるようになっ
ている。
【００３０】前記Ａ／Ｄコンバータ３１ａ，３１ｂは、
例えば８ビットの分解能を有し、ＣＣＤカメラ１１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。
【００３１】また、前記ＬＵＴ３２ａ，３２ｂはＲＯＭ
上に構成され、前記各Ａ／Ｄコンバータ３１ａ，３１ｂ
でデジタル量に変換されたデジタル画像のデータのビッ
ト数と同じビット数のアドレスをそれぞれ有し、入力デ
ータと等しいアドレスの内容に、輝度補正やＣＣＤアン
プの固有ゲインの補正を施したデータが書き込まれてい
る。従って、例えば８ビットの画像データを、前記ＬＵ
Ｔ３２ａ，３２ｂのアドレスとして与えると、低輝度部
分のコントラストを上げたり、左右のＣＣＤカメラ１１
ａ，１１ｂの特性の違いを補正した８ビットのデータを
読み出すことができる。
【００３２】そして、ＬＵＴ３２ａ，３２ｂで変換され
たデジタル画像信号は、後述する＃１アドレスコントロ
ーラ８６によってアドレス指定され、画像メモリ３３
ａ，３３ｂ（以下、代表して画像メモリ３３と記す場合
もある）に記録されるとともに、シャッタースピード制
御装置１５のデュアルポートメモリ１６にサンプル画像
として記録される。尚、後述するように、前記画像メモ
リ３３は、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。
【００３３】ここで、前記シャッタースピード制御装置
１５について説明する。前記シャッタースピード制御装
置１５は、＃１アドレスコントローラ８６によってアド
レス指定されるデュアルポートメモリ１６と、前記ＣＣ
Ｄカメラ１１ａ，１１ｂのシャッタースピードを制御す
ることにより、車外の照度変化に対応して適正な画像を
撮像できるよう感度を調整する感度調整手段としてのマ
イクロコンピュータ等からなるＣＣＤコントローラ１７
とから構成されており、前記デュアルポートメモリ１６
に記録されたサンプル画像に基づいて、ＣＣＤコントロ
ーラ１７で現在の各ＣＣＤカメラ１１ａ，１１ｂのシャ
ッタースピードが適切か否かを判断し、適切でないと判
断した場合、各ＣＣＤカメラ１１ａ，１１ｂのシャッタ
ースピードを変更して左右の感度差をなくすよう調整す
る。
【００３４】サンプル画像に基づいて現在のシャッター
スピードが適切か否かを判断するには、どこの空間を処
理するのかといった領域を決定し、さらに、どのような
データ処理を行なうのかを決定する必要がある。詳細に
は、以下に示すように、領域についての項目と、データ
処理についての項目とを組み合わせることにより、処理
手法を決定する。 ［１］領域 （１）全領域 … サンプルした画像データ全
体 （２）分割領域 … サンプルした画像を数領域
に分割（例えば、図５に示すように、領域Ｉ〜ＶＩＩに
分割） （３）特定領域 … サンプルした画像のある特
定領域（例えば、図６参照） ［２］データ処理 （１）単純平均 … 当該領域内の全データの単
純平均 （２）ＭIN・ＭAX法 … 当該領域内の最小値・最大
値を検出 （３）ヒストグラム法 … 当該領域内のヒストグラム
を取る
【００３５】本実施例では、［１］の領域について
（２）の分割領域を採用し、また、［２］のデータ処理
について（１）の単純平均を採用した場合について説明
する。図５に示す各領域は、 ○領域Ｉ … ほぼ全域が空の領域 ○領域ＩＩ … 道路表面の比較的遠方の領域 ○領域ＩＩＩ … 道路表面の比較的近傍の領域 ○領域ＩＶ・Ｖ … 自車輌が走行している左右の
車線 ○領域ＶＩ・ＶＩＩ … 自車輌が走行している車線を
示す白線データが存在する領域 を意味し、これらの７つの各領域に対し、各領域毎に、
輝度データの単純平均とシャッタースピードとをパラメ
ータとして、適切なシャッタースピードレベルを予め実
験等により求めておく。そして、各領域に対して求めた
適切なシャッタースピードレベルのデータを、各領域毎
に、輝度の平均値とシャッタースピードとをパラメータ
とするシャッタースピード変更マップにストアしてお
く。
【００３６】従って、現在のシャッタースピード及びサ
ンプル画像の対応する各領域の輝度データを単純平均し
た値がわかれば、前記シャッタースピード変更マップを
参照することにより適切なシャッタースピードレベルを
知ることができ、左右のＣＣＤカメラ１１ａ，１１ｂの
シャッタースピードを適切な値に制御することによっ
て、例えば、逆光や真昼の非常に照度の高い状態からト
ンネル内に進入したときのように、急激に照度が変化す
るような状態においても、リアルタイムに感度を調整す
ることができ、しかも、左右のＣＣＤカメラ間にずれを
生じることがない。また、夜にも対応することができ
る。
【００３７】例えば、現在のシャッタースピードが１／
１０００ｓｅｃであるとき、各領域の画像データの平均
値が、図７に示すような値になっているとすると、図８
〜図１２に示す各領域のシャッタースピード変更マップ
から、各領域が要求するシャッタースピードレベルＳＳ
Ｌ（Ｉ）〜ＳＳＬ（ＶＩＩ）は、以下の通りとなる。 ＳＳＬ（Ｉ） ＝＋１ ＳＳＬ（ＩＩ） ＝−１ ＳＳＬ（ＩＩＩ）＝０ ＳＳＬ（ＩＶ） ＝−１ ＳＳＬ（Ｖ） ＝−１ ＳＳＬ（ＶＩ） ＝０ ＳＳＬ（ＶＩＩ）＝０ これらのシャッタースピードレベルＳＳＬ（Ｉ）〜ＳＳ
Ｌ（ＶＩＩ）の総和ΣＳＳＬを取ると、ΣＳＳＬ＝−２
となり、現在のシャッタースピード１／１０００ｓｅｃ
を２レベル下げた１／２５０ｓｅｃのシャッタースピー
ドが適正なシャッタースピードとなる。
【００３８】一方、ステレオ画像処理装置２０のシティ
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４１ａ，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。
【００３９】前記各入力バッファメモリ４１ａ，４１
ｂ，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入出力が分離した高速タイプで
あり、これらの入力バッファメモリ４１ａ，４１ｂ，４
２ａ，４２ｂ、画像メモリ３３ａ，３３ｂ、及び、前述
したシャッタースピード制御装置１５のデュアルポート
メモリ１６に、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から発生
されるアドレスが共通に与えられる。
【００４０】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が接続されており、
これら４組のシフトレジスタ４３ａ，４３ｂ，４４ａ，
４４ｂと前記各入力バッファメモリ４１ａ，４１ｂ，４
２ａ，４２ｂとの間のデータ転送は、＃２アドレスコン
トローラ８７によって制御される。
【００４１】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。
【００４２】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１
３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。
【００４３】尚、図１３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。
【００４４】このシティブロック距離Ｈの計算をコンピ
ュータのソフトウエアで行なう場合、右画像の一つの小
領域に対して左画像の小領域を次々に探索し、これを右
画像の小領域全部について行なう必要があり、この計算
を例えば０．０８秒で行なうとすると、一画素当たり例
えば５ステップのプログラムで、５００ＭＩＰＳ（Mega
Instruction Per Second ）の能力が要求される。これ
は現在の一般的なシスク（ＣＩＳＣ）タイプのマイクロ
プロセッサでは実現不可能な数字であり、リスク（ＲＩ
ＳＣ）プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳ
Ｐ）、あるいは、並列プロセッサなどを用いなければな
らなくなる。
【００４５】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で使用する演算器４６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。
【００４６】図１４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
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ｘがＤラッチ５５に保存されるように
なっている。
【００４７】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ｘ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。
【００４８】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ＨMA
X 、最小値ＨMIN が求まるようになっている。
【００４９】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。
【００５０】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。
【００５１】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。
【００５２】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。
【００５３】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。
【００５４】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。
【００５５】（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、曲面など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。） 尚、このずれ量決定の処理も、通常のマイクロプロセッ
サでソフト的に行おうとすると、例えば２７ＭＩＰＳの
速さが必要となり、実行不可能である。
【００５６】以上のずれ量決定部６０から出力される最
終結果である距離分布情報は、道路・障害物認識装置な
どの外部装置へのインターフェースとなるデュアルポー
トメモリ９０へ共通バス８０を介して書き込まれる。
【００５７】次に、距離検出装置２の動作について説明
する。
【００５８】図１７は、ステレオ画像処理装置２０にお
ける距離検出処理のフローチャートであり、まず、ステ
ップS301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S302で、Ａ／Ｄコ
ンバータ３１ａ，３１ｂにより、入力したアナログ画像
をデジタル量にＡ／Ｄ変換する。このＡ／Ｄ変換された
画像データは、ＬＵＴ３２ａ，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
の特性補償等が行なわれ、画像メモリ３３ａ，３３ｂに
記録されるとともに、シャッタースピード制御装置１５
のデュアルポートメモリ１６にサンプル画像として記録
される。前記画像メモリ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。
【００５９】このとき、前記シャッタースピード制御装
置１５では、デュアルポートメモリ１６に記録されたサ
ンプル画像を調べて左右のＣＣＤカメラ１１ａ，１１ｂ
のシャッタースピードが適切なものであるか否かを判断
し、シャタースピードが適切でない場合、シャッタース
ピードを適切な値に変更する。すなわち、走行状態にお
ける外界照度が大きく変化した場合においても、左右の
ＣＣＤカメラ１１ａ，１１ｂの感度が適切に調整され、
前記画像メモリ３３ａ，３３ｂには、左右のＣＣＤカメ
ラ１１ａ，１１ｂの感度差のない画像が記録される。
【００６０】ここで、前記シャッタースピード制御装置
１５によるシャッタースピード制御処理について、図１
５及び図１６のフローチャートに従って説明する。
【００６１】図１５は、ＣＣＤコントローラ１７におけ
るメインルーチンであり、ステップS101で初期化を行な
うと、ステップS102で、デュアルポートメモリ１６から
サンプル画像を入力し、ステップS103で、データ処理の
サブルーチンを実行して画像データの平均化処理を行な
い、適切なシャッタースピードを計算する。次いで、ス
テップS104へ進んで計算したシャッタースピードを出力
すると、前述のステップS102へ戻り、同様の過程を繰り
返す。
【００６２】前記ステップS103におけるデータ処理のサ
ブルーチンは、図１６に示され、ステップS201〜S207の
各ステップで、図５に示す各領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，Ｉ
Ｖ，Ｖ，ＶＩ，ＶＩＩにおける画像データを平均化し、
その平均値と、現在のシャッタースピードとをパラメー
タとして、図８〜図１２に示す各領域毎のシャッタース
ピード変更マップを参照し、各シャッタースピードレベ
ルＳＳＬ（Ｉ），ＳＳＬ（ＩＩ），ＳＳＬ（ＩＩＩ），
ＳＳＬ（ＩＶ），ＳＳＬ（Ｖ），ＳＳＬ（ＶＩ），ＳＳ
Ｌ（ＶＩＩ）を求めた後、ステップS208へ進み、求めた
シャッタースピードレベルＳＳＬ（Ｉ）〜ＳＳＬ（ＶＩ
Ｉ）の総和ΣＳＳＬを計算してメインルーチンへ戻る。
【００６３】以上のようにして適切なシャッタースピー
ドに制御され、左右のＣＣＤカメラ１１ａ，１１ｂの感
度調整がなされた状態で撮像された画像が各画像メモリ
３３ａ，３３ｂに記録されると、ステレオ画像処理装置
２０における距離検出処理のステップS303で、左右画像
用の画像メモリ３３ａ，３３ｂから入力バッファメモリ
４１ａ，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。
【００６４】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。
【００６５】そして、図１８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（４４
ａ）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。
【００６６】前記各シフトレジスタ４３ａ，４３ｂ，４
４ａ，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。そして、これらのシフトレジスタ４３ａ，４３ｂ，
４４ａ，４４ｂは、８段のうちの偶数段の内容を同時に
シティブロック距離計算回路４５に出力し、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４３ａ，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１
００画素分ずれるまで（２００クロック）繰り返す。
【００６７】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。シティブロック距離計算回
路４５では、図１９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。
【００６８】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。
【００６９】次に、ステップS304へ進み、前記ステップ
S303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。
【００７０】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１４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ｘ＝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。
【００７１】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ｘ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ｘ＝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。
【００７２】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ｘがＤラッチ
５５に保存されながら、ずれ量ｘ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。
【００７３】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。
【００７４】ステップS305では、前記ステップS304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、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。
【００７５】すなわち、図２０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。
【００７６】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
７３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。
【００７７】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。
【００７８】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。
【００７９】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。
【００８０】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。
【００８１】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。
【００８２】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。
【００８３】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する。す
なわち、一つの小領域に対して、シティブロック距離Ｈ
の最小値ＨMIN 、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
である。
【００８４】そして、ずれ量ｘが決定されると、ステッ
プS306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、ステレオ画像処理装置２０における処理が終
了する。前記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，４２ａ，４
２ｂ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。
【００８５】次に、ステレオ画像処理装置２０のシステ
ム全体のタイミングについて、図２１に示すタイミング
チャートに従って説明する。
【００８６】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。
【００８７】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。
【００８８】この間に、一方の入出力バッファメモリに
対してずれ量ｘの計算が行われる。そして、ずれ量ｘ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。
【００８９】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ｘが各チェックを経て距離分
布として出力される。
【００９０】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。
【００９１】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。
【００９２】以上説明したステレオ画像処理装置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）、左右２台のＣＣＤカメラ１１ａ，１
１ｂで撮影した画像、例えば図２２に示すような画像
（図２２は片方のカメラで撮像した画像を示す）を前記
ステレオ画像処理装置２０で処理すると、図２３のよう
な画像となる。
【００９３】図２３に示す画像例では、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２２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２３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。
【００９４】この場合、図２２に示す画像は、シャッタ
ースピード制御装置１５により、左右のＣＣＤカメラ１
１ａ，１１ｂのシャッタースピードを適切な値に制御し
て撮像した画像であり、この画像を記録した画像メモリ
３３のデータを処理して得られる図２３の距離画像は、
照度が急激に変化するような状況であっても、正確な距
離分布を示すものとなっている。
【００９５】そして、この距離画像からは、ＣＣＤカメ
ラ１１の取付け位置と焦点距離などのレンズパラメータ
を用いて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。
【００９６】尚、前記ずれ量ｘによる距離分布情報から
ＸＹＺ空間における３次元位置への計算は、ステレオ画
像処理装置２０内で処理しても良く、ステレオ画像処理
装置２０から外部に出力されるデータ形式は、接続する
外部装置との兼ね合いで定めれば良い。
【００９７】図２４及び図２５は本発明の第２実施例に
係わり、図２４は特定領域内の輝度ヒストグラムを示す
説明図、図２５はヒストグラムによるデータ処理のフロ
ーチャートである。
【００９８】本実施例は、前述の第１実施例のＣＣＤコ
ントローラ１７によるシャッタースピード制御処理にお
いて、ステップS103のデータ処理を変更するもであり、
前述したように、サンプル画像に基づいて現在のシャッ
タースピードが適正か否かを判断する際に、特定領域
（図６参照）内のデータからヒストグラムを作成する処
理手法を採用するものである。
【００９９】この場合、特定領域としては自車の走行線
及び障害物の認識にとって最も重要な領域を設定し、こ
の特定領域に対し、図２４に示すような輝度のヒストグ
ラムを作成して現在のシャッタースピードレベルが適正
であるか否かを判断する。以下、図２５のフローチャー
トに従って本実施例におけるデータ処理について説明す
る。
【０１００】まず、全サンプル数ｎ、各画素の階調デー
タを分類する輝度の幅ｃ、時間ｔ、シャッタースピード
レベル数Ｌとして特定領域を探索し、図２４に示すよう
なヒストグラムを作成すると、ステップS301で、ヒスト
グラムの最大の分類の度数（暗い部分の度数）Ｆi(ｔ)
を演算し、ステップS302で、ヒストグラムの最小の分類
の度数（明るい部分の度数）Ｆj(ｔ)を演算する。
【０１０１】次に、ステップS303へ進み、最大の分類の
度数Ｆi(ｔ)と最小の分類の度数Ｆj(ｔ)との差を演算す
ることにより特定領域における輝度の分布を調べ、これ
を現在のシャッタースピードが適正であるか否かを表わ
す評価関数Ｆi-j(ｔ)としてステップS304へ進む。
【０１０２】ステップS304では、前記ステップS303で演
算した評価関数Ｆi-j(ｔ)からシャッタースピードレベ
ル制御量ΔＳＳＬ(ｔ)を演算する。このシャッタースピ
ードレベル制御量ΔＳＳＬ(ｔ)は、シャッタースピード
レベル数Ｌに対する比率として求められ、以下に示すよ
うに、評価関数Ｆi-j(ｔ)が特定領域のどの辺に分布し
ているかに応じ、予め実験等によって求められた適正な
値に決定される。 Ｆi-j(ｔ)＜−ｎ／２ → ΔＳＳＬ(ｔ)＝ Ｌ／２ −ｎ／２≦Ｆi-j(ｔ)＜−ｎ／４ → ΔＳＳＬ(ｔ)＝ Ｌ／４ −ｎ／４≦Ｆi-j(ｔ)＜−ｎ／８ → ΔＳＳＬ(ｔ)＝ Ｌ／８ ： ： ： ： ｎ／８≦Ｆi-j(ｔ)＜ ｎ／４ → ΔＳＳＬ(ｔ)＝−Ｌ／８ ｎ／４≦Ｆi-j(ｔ)＜ ｎ／２ → ΔＳＳＬ(ｔ)＝−Ｌ／４ ｎ／２≦Ｆi-j(ｔ) → ΔＳＳＬ(ｔ)＝−Ｌ／２
【０１０３】以上のシャッタースピードレベル制御量Δ
ＳＳＬ(ｔ)は、評価関数Ｆi-j(ｔ)の値をパラメータと
するテーブル検索あるいは条件判断を伴う演算によって
行なわれ、シャッタースピードレベル制御量ΔＳＳＬ
(ｔ)が決定されると、ステップS305で、以下の（３）式
に示すように時間ｔのシャッタースピードレベルＳＳＬ
(ｔ)に決定したシャッタースピードレベル制御量ΔＳＳ
Ｌ(ｔ)を加算し、時間ｔ＋１のシャッタースピードレベ
ルＳＳＬ(ｔ＋１)を求める。 ＳＳＬ(ｔ＋１)＝ＳＳＬ(ｔ)＋ΔＳＳＬ(ｔ) （３） そして、このシャッタースピードレベルＳＳＬ(ｔ＋１)
により、現在のシャッタースピードが適切でない場合に
はシャッタースピードが何段階か上下されて適正化され
る。
【０１０４】従って、前述の第１実施例同様、照度が急
激に変化するような状況に対しても、左右のＣＣＤカメ
ラ１１ａ，１１ｂの感度差のない画像が得られ、正確な
距離分布が得られるが、本実施例においては、特定領域
のみを探索するため、前述の第１実施例に対し、より処
理速度を早くすることができるという利点がある。
【０１０５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
外の対象を撮像する撮像手段の感度を適切に維持し、外
界の照度変化にも迅速に対応して適正な画像を得ること
ができ、距離検出の精度を向上することができる等優れ
た効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１〜図２３は本発明の第１実施例に係わり、
図１は車輌用距離検出装置の回路構成図
【図２】距離検出装置の全体構成図
【図３】車輌の正面図
【図４】カメラと被写体との関係を示す説明図
【図５】分割領域例を示す説明図
【図６】特定領域例を示す説明図
【図７】領域毎の平均値例を示す説明図
【図８】領域Ｉに対するシャッタースピード変更マップ
を示す説明図
【図９】領域ＩＩに対するシャッタースピード変更マッ
プを示す説明図
【図１０】領域ＩＩＩに対するシャッタースピード変更
マップを示す説明図
【図１１】領域ＩＶ，Ｖに対するシャッタースピード変
更マップを示す説明図
【図１２】領域ＶＩ，ＶＩＩに対するシャッタースピー
ド変更マップを示す説明図
【図１３】シティブロック距離計算回路の説明図
【図１４】最小値検出回路のブロック図
【図１５】シャッタースピード制御処理のフローチャー
ト
【図１６】平均化処理のフローチャート
【図１７】距離検出処理のフローチャート
【図１８】シフトレジスタ内の保存順序を示す説明図
【図１９】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２０】ずれ量決定部の動作を示すタイミングチャー
ト
【図２１】全体の動作を示すタイミングチャート
【図２２】車載のＣＣＤカメラで撮像した画像の例を示
す説明図
【図２３】距離画像の例を示す説明図
【図２４】図２４及び図２５は本発明の第２実施例に係
わり、図２４は特定領域内の輝度ヒストグラムを示す説
明図
【図２５】ヒストグラムによるデータ処理のフローチャ
ート
【図２６】従来の感度調節機構を示す説明図
【符号の説明】
１０ ステレオ光学系（撮像系） １６ デュアルポートメモリ（メモリ） １７ ＣＣＤコントローラ（感度調整手段） ３３ 画像メモリ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車輌に搭載した撮像系によって車外の対
    象を撮像して画像メモリに記録し、この画像メモリに記
    録した画像データを処理して画像全体に渡る距離分布を
    算出する車輌用距離検出装置において、 前記撮像系で撮像した画像をサンプルするため、前記画
    像メモリと並列に接続したメモリと、 前記メモリに記録した画像を複数の領域に分割し、各領
    域毎の画像データの平均値と現在のシャッタースピード
    とをパラメータとして各領域毎の適切なシャッタースピ
    ードレベルをマップ検索により設定し、設定した領域毎
    のシャッタースピードレベルの総和から前記撮像系のシ
    ャッタースピードを制御することにより、車外の照度変
    化に対応して適正な画像を撮像できるよう前記撮像系の
    感度を調整する感度調整手段とを備えたことを特徴とす
    る車輌用距離検出装置。
  2. 【請求項２】 車輌に搭載した撮像系によって車外の対
    象を撮像して画像メモリに記録し、この画像メモリに記
    録した画像データを処理して画像全体に渡る距離分布を
    算出する車輌用距離検出装置において、 前記撮像系で撮像した画像をサンプルするため、前記画
    像メモリと並列に接続したメモリと、 前記メモリに記録した画像に対して特定の領域を設定
    し、この特定の領域の画像データから作成したヒストグ
    ラムの最大及び最小の分類の度数に基づいて現在のシャ
    ッタースピードレベルに対する制御量を演算して適切な
    シャッタースピードレベルを設定し、設定したシャッタ
    ースピードレベルで前記撮像系のシャッタースピードを
    制御することにより、車外の照度変化に対応して適正な
    画像を撮像できるよう前記撮像系の感度を調整する感度
    調整手段とを備えたことを特徴とする 車輌用距離検出装
    置。
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