JP3530803B2 - 車両検出装置 - Google Patents
車両検出装置Info
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Description
を用いた光学系により算出したレーンマーカと距離分布
から、自車両の前方あるいは後方に割り込む車両の検出
を行う車両検出装置に関するものである。
測技術は、様々な分野で応用されている。例えば、「ス
テレオ画像の三次元自動解析(情報処理学会誌Vol.22,
No.9 pp.846-855, Sep. 1981)」には、ステレオ写真を
計算機により解析・応用する技術が解説されている。こ
こで、視差をもつ左右の画像から画像上の所望の点の距
離を求める原理として、三角測量の原理が知られてい
る。そして、画像上で細かく区切ったメッシュの各々に
ついて三角測量の原理で距離を求めることにより、画像
に映った対象の距離分布を得ることができる。
車両検出装置を示す構成図である。図において、レンズ
1及び2は基線長Lだけ離れて配置され、一対の光学系
すなわちステレオカメラを構成している。イメージセン
サ3及び4はレンズ1及び2の焦点距離fの位置に配置
され、レンズ1及び2で撮像された画像が個別に結像さ
れる。アナログ・ディジタル変換部(A/D)6及び7
はイメージセンサ3及び4のアナログ出力信号をディジ
タル変換する。メモリ8及び9はこのA/D変換部6及
び7のデジタル出力信号を記憶する。距離分布算出手段
10はマイクロコンピュータ等で構成された信号処理装
置であり、各メモリ8及び9の内容からレンズに結像し
た先行車5の距離分布を算出する役割を果す。
作について説明する。まず、先行車5の画像は基線長L
だけ離れて配置されたレンズ1及び2を介して、イメー
ジセンサ3及び4に個別に結像される。イメージセンサ
3及び4の画像信号はA/D変換器6及び7によりディ
ジタル変換されてメモリ8及び9に記憶される。距離分
布算出手段10は、メモリ8及び9の一方の画像を基準
として、他方の画像に画素単位で左右方向に順次シフト
させながら重ね合わせる。そして、各画像が最も良く一
致した時のシフト量Sから対象物(先行車5)までの距
離Rを三角測量原理に基づく下記の式(A1)により求
める。
Lはレンズ1及び2の基線長であり、シフト量Sはシフ
ト画素数×画素ピッチにより求められる。
に、割り込み車両がある場合はこれを検出して割込み判
定を行う装置が、特開平3−269212号公報に開示
されている。図9はこの装置の構成を示すブロック図で
ある。図において、先行する自動車40の像は一対のイ
メージセンサ31,32によって撮像され、その画像は
メモリ33,34に記憶される。また、この画像は表示
装置38にも送られ表示画面を通して見ることができ
る。更に、ウインドウ設定装置39によりウインドウの
位置及び大きさを指定すれば、これをマイクロプロセッ
サ36が読み取り表示装置38上に表示すると共に、メ
モリ33,34,35の対応するアドレスを指定する。
31,32の一方のウインドウ内の画像と他方の画像を
比較することにより、ウインドウ内の対象物までの距離
を測定すると共に割り込み車両を判定する。詳しくは、
ある時刻のウインドウ内の画像とそれから短時間経過し
た時刻の画像とを比較し、先の時刻のウインドウ内の画
像と最も良く似た画像を後の時刻の画像から探し出し、
その左右対称性を、ウインドウを左右に所定値だけ動か
しながら判定し、最も対称性の高いウインドウを後の時
刻のウインドウとして設定して対象物までの距離を演算
する。そして、演算された対象物までの距離が時間とと
もに短くなり、図10のようにウインドウ41内の画像
の対象性が悪化し、その対称性演算値が所定値を越えた
場合に対称物との間に割込みがあったと判定する。
3−269212号公報に記載されている従来の装置で
は、ウィンドウ内に入らなければ割り込み車両を検出で
きず、また、割り込み車両が検出された時点ではすでに
自車両との車間距離はかなり短くなっている可能性があ
り、ドライバに注意を促すにはタイミング的に遅いとい
う問題点があった。
るためになされたものであり、割り込み車両を確実かつ
迅速に検出することにより、ドライバに対し早めに注意
を促すことができる車両検出装置を提供することを目的
とする。
の発明は、一対の光学系を介して一対のイメージセンサ
上に結像し、結像した上記一対のイメージセンサの画像
をメッシュ状に分割し、各メッシュ毎に画像のずれを検
出し、三角測量の原理で各メッシュの距離を測定する距
離分布算出手段と、道路上のレーンマーカを検出するレ
ーンマーカ検出手段と、このレーンマーカ検出手段によ
って検出されたレーンマーカ上の距離分布の変化率を算
出する距離変化率算出手段と、この距離変化率算出手段
によって算出されたレーンマーカ上の距離分布の変化か
ら、レーンマーカを跨がって自車両の前方又は後方に割
り込む車両を検出する割り込み車両検出手段とを備えた
ことを特徴とする。
により検出したレーンマーカ上の距離分布の変化と理論
値との誤差が所定値以上となった場合に、割り込み車両
が存在すると判定することを特徴とする。
は、上記いずれか一方のイメージセンサにより撮像され
た画像を用いて道路上のレーンマーカを検出することを
特徴とする。
は、上記イメージセンサの画像データ内に所定の探索ラ
インを設定し、この探索ライン上のレーンマーカ位置を
エッジ画像若しくはトップハット画像から検出し、予め
用意された道路モデルのパラメータを同定する処理を行
うことによりレーンマーカを検出することを特徴とす
る。
割り込み車両を検出した場合、ドライバに警報を発する
手段を設けたことを特徴とする。
よる車両検出装置の構成を示すブロック図である。図1
において、レンズ1及び2は基線長Lだけ離れて車両に
搭載され、一対の光学系すなわちステレオカメラを構成
している。イメージセンサ3及び4はレンズ1及び2で
撮像された画像が個別に結像される2次元のセンサであ
り、レンズ1及び2の焦点距離fの位置に配置されてい
る。アナログ・ディジタル変換部(A/D)6及び7は
イメージセンサ3及び4の画像信号を入力してディジタ
ル変換する。メモリ8及び9は上記A/D変換部6及び
7からのデジタル信号を記憶する。距離分布算出手段1
0は、各メモリ8及び9に記憶された画像をメッシュ状
に区切り、各メッシュ毎に画像をずれを電気的に検出
し、各メッシュの距離を算出する役割を果す。
のいずれか一方のデジタル信号を記憶し、レーンマーカ
検出部12はメモリ11に記憶された内容から道路上の
レーンマーカを検出する役割を果す。また、距離変化率
算出部13は距離分布算出部10の出力およびレーンマ
ーカ検出部12の出力に基づいてレーンマーカ上の距離
分布の変化率を算出する。更に、割り込み車両検出部1
4は距離変化率算出部13の出力に基づいて割り込み車
両を検出する。
について説明する。なお、以下の説明では、1組の光学
系であるレンズ1及び2は車両の前部に搭載され、その
基線長方向が水平線方向に向くように置かれているもの
とする。
オ画像の三角測量に基づいて距離分布算出手段10によ
り下記のようにして求められる。
されたレンズ1及び2を介して、イメージセンサ3及び
4に個別に結像される。イメージセンサ3及び4の画像
信号はA/D変換器6及び7によりディジタル変換され
てメモリ8及び9に記憶される。
データをメッシュ状の領域に分割する。このメッシュの
1つに着目すると、そのメッシュに映った対象物までの
距離Rは、三角測量の原理を用いて、次の(A)式で求
められる。
の画素ピッチである。このとき、nは、対象とするメッ
シュの画像がメモリ8とメモリ9とでn画素離れている
ことを意味する。すなわち、レンズ1及び2で撮像した
映像での視差がn×Pとなる。具体的にnを求める方法
としては、相関法を用いることができる。まず、一方の
メモリ8を基準として対象とするメッシュを決定し、他
方のメモリ9でそのメッシュと同じ位置の領域を選択す
る。そしてメモリ8、9の対応する領域内のデータを読
み出し、メモリ8,9の対応する位置のデータの各々の
差分絶対値の総和を計算する。そして、メモリ9の領域
を基線長方向に1画素ずつ順次シフトしながら、メモリ
8の対象となるメッシュのデータとの差分絶対値の総和
を同様にして求める。この差分絶対値の総和が最小とな
るときのシフト量がnとなる。メッシュの各々につい
て、同様に距離を求めることにより、距離分布が得られ
る。なお、個々のメッシュの領域は重複している部分を
含んでいてもかまわない。
リ11にも記憶され、このメモリ11に記憶された画像
データを用いて、レーンマーカ検出部12により自車両
が走行している左右のレーンマーカを検出する。レーン
マーカの検出方法としては様々な手法が存在する。ここ
では、例えば図6に示すように画像データ内に所定の探
索ライン26を何本か設定し、この探索ライン26上の
レーンマーカ位置をエッジ画像やトップハット画像から
検出し、各探索ライン26で検出されたレーンマーカ位
置をもとに、予め用意しておいた道路モデルのパラメー
タを同定する処理を行うことにより、レーンマーカを検
出する。
検出部12の結果から、検出されたレーンマーカ上の距
離分布の変化率を距離変化率算出部13により算出す
る。そして、この距離変化率算出部13で算出された距
離分布の変化率を用いて、割り込み車両検出部14では
レーンマーカを跨いで割り込む車両が存在するかどうか
を判定する。
化から割り込み車両を検出する方法について説明する。
像された画像データであり、車両の前方を撮像した例を
示している。ここで、上述のレーンマーカ検出部12に
より検出されたレーンマーカ位置21上の距離分布の変
化は、図3のグラフ22の様になる。ただし、図3にお
いて縦軸は図2の画像データ上の垂直座標vを表し、横
軸はこの垂直座標に対応するレーンマーカ位置上の距離
分布Dを示す。図2の場合、右隣のレーンの車両はレー
ンマーカを跨いでいないため、レーンマーカ上の距離分
布を表すグラフ22も連続で滑らかな変化をしている。
た焦点距離fのカメラにより撮像した画像上の座標vと
前方距離Dとの関係は図7を用いて、以下のような式
(B)で表されることがわかる。
示す。簡単のためθ=0とすると、式(B)は、式
(C)のようになる。
は、グラフ22のようになることがよくわかる。
車両23がレーンマーカ24を跨いだ場合を考える。こ
の場合、レーンマーカ24上の距離分布の変化は図5の
グラフ25のようになる。このグラフ25では割り込み
車両が存在する部分のグラフが大きく変化しているのが
わかる。
は、例えば図3や図5の様に得られたレーンマーカ上の
距離分布のグラフと、式(B)で表されるグラフとの一
致度を算出し、式(B)からの誤差の総和が所定値以上
になった場合に、割り込み車両が存在すると判定するよ
うにする。
車両を検出した際は、例えば音声、警報音等を用いてド
ライバに通知する等の処理を行う。
したレーンマーカ上の距離分布の変化から割り込み車両
を検出するため、車両の割り込みを早いタイミングで検
出でき、警報音等でドライバに通知することによって接
触事故等を未然に防止することができる。
ラを構成するレンズ1及び2並びにイメージセンサ3及
び4を、その基線長方向が走行路の水平線方向に向くよ
うに配置したが、走行路面に対して垂直方向に配置して
も良い。
によれば、一対の光学系を介して一対のイメージセンサ
上に結像した画像信号に基づき三角測量の原理によって
画像の距離分布を測定すると共に、道路上のレーンマー
カを検出してレーンマーカ上の距離分布の変化率を算出
し、その距離分布の変化からレーンマーカを跨がって自
車両の前方又は後方に割り込む車両を検出するようにし
たので、割り込み車両を確実かつ迅速に検出することが
できる。
イバに警報を発する手段を設けることにより、割り込み
車両による接触事故等を未然に防止することができる。
構成を示すブロック図である。
おいて、割り込み車両が存在しない場合の画像例を示す
図である。
おいて、割り込み車両が存在しない場合の検出レーンマ
ーカ上での距離分布の変化を示す図である。
おいて、割り込み車両が存在する場合の画像例を示す図
である。
おいて、割り込み車両が存在する場合の検出レーンマー
カ上での距離分布の変化を示す図である。
レーンマーカ検出部の処理内容を示す図である。
導出する際のカメラの搭載状態を示す図である。
である。
構成を示すブロック図である。
検出状態を示す図である。
両、6,7 A/D変換部、8,9,11 メモリ、1
0 距離分布算出部、12 レーンマーカ検出部、13
距離変化率算出部、14 割り込み車両検出部、2
1,24 検出されたレーンマーカ位置、22 割り込
み車両が存在しない場合のレーンマーカ上の距離分布の
変化曲線、23 割り込み車両、25 割り込み車両が
存在する場合のレーンマーカ上の距離分布の変化曲線、
26 レーンマーカ検出時の探索ライン。
Claims (5)
- 【請求項1】 一対の光学系を介して一対のイメージセ
ンサ上に結像し、結像した上記一対のイメージセンサの
画像をメッシュ状に分割し、各メッシュ毎に画像のずれ
を検出し、三角測量の原理で各メッシュの距離を測定す
る距離分布算出手段と、道路上のレーンマーカを検出す
るレーンマーカ検出手段と、このレーンマーカ検出手段
によって検出されたレーンマーカ上の距離分布の変化率
を算出する距離変化率算出手段と、この距離変化率算出
手段によって算出されたレーンマーカ上の距離分布の変
化から、レーンマーカを跨がって自車両の前方又は後方
に割り込む車両を検出する割り込み車両検出手段とを備
えたことを特徴とする車両検出装置。 - 【請求項2】 上記レーンマーカ検出手段により検出し
たレーンマーカ上の距離分布の変化と理論値との誤差が
所定値以上となった場合に、割り込み車両が存在すると
判定することを特徴とする請求項1に記載の車両検出装
置。 - 【請求項3】 上記レーンマーカ検出手段は、上記いず
れか一方のイメージセンサにより撮像された画像を用い
て道路上のレーンマーカを検出することを特徴とする請
求項1又は請求項2に記載の車両検出装置。 - 【請求項4】 上記レーンマーカ検出手段は、上記イメ
ージセンサの画像データ内に所定の探索ラインを設定
し、この探索ライン上のレーンマーカ位置をエッジ画像
若しくはトップハット画像から検出し、予め用意された
道路モデルのパラメータを同定する処理を行うことによ
りレーンマーカを検出することを特徴とする請求項1か
ら請求項3のいずれか1項に記載の車両検出装置。 - 【請求項5】 上記割り込み車両検出部が割り込み車両
を検出した場合、ドライバに警報を発する手段を設けた
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項
に記載の車両検出装置。
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