JP3592531B2

JP3592531B2 - Vehicle distance measuring device

Info

Publication number: JP3592531B2
Application number: JP16937498A
Authority: JP
Inventors: 章寺内; 博光湯原; 雅和坂
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: JP2000002528A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の光学系と、それらの光学系からの画像をそれぞれ結像せしめる一対のイメージセンサと、両イメージセンサ上に結像した一対の画像の画像信号を比較して両画像の光軸からのずれ量を演算する相関演算手段と、該相関演算手段で得た前記ずれ量を用いた三角測量の原理に基づく演算により対象物までの距離を演算する距離演算手段とを備える車両用距離測定装置に関し、特に、自車の前方に先行車が存在するか否かを確認する手段を備えた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は、たとえば特開平６−２５５３９１号公報等で既に知られており、この従来技術では、対象物までの距離の一定制御周期毎の変化に基づいて、自車の前方に先行車が存在するか否かを確認している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものでは、先行車までの演算距離に間違いが少ないと思われる場合でも、先行車確認のためには一定の時間がかかってしまい、自車および先行車間の距離が短いときに先行車確認後の処理が遅れることがある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、先行車までの距離演算の信頼度が高いときには先行車の確認に要する時間を極力短縮し得るように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、請求項１記載の発明は、一対の光学系と、それらの光学系からの画像をそれぞれ結像せしめる一対のイメージセンサと、両イメージセンサ上に結像した一対の画像の画像信号を比較して両画像の光軸からのずれ量を演算する相関演算手段と、両光学系で定まる視野内での演算対象となる領域である追尾ウインドを相関演算手段での相関演算にあたって設定するウインド決定手段と、相関演算手段で得た前記ずれ量を用いた三角測量の原理に基づく演算により追尾ウインド内の対象物までの距離を演算する距離演算手段とを備える車両用距離測定装置において、前記距離演算手段による演算で対象物までの距離を得ている状態の持続時間が確認時間を超えるのに応じて先行車を確認する先行車確認手段と、前記距離演算手段による演算距離の信頼性を判定する距離信頼性判定手段と、該距離信頼性判定手段で演算距離の信頼性が高いと判断したときには前記確認時間を短くするようにして前記先行車確認手段による確認時間を変更する確認時間変更手段とを含み、前記距離演算手段は、前記両イメージセンサ上にそれぞれ結像した前記追尾ウインド内の画像を複数に分割して設定した複数の計算ウインドについて距離演算を個別に実行可能であり、前記距離信頼性判定手段は、前回の演算距離との距離差を所定範囲内として今回の距離を演算した計算ウインドの個数が大となるほど信頼性が高いと判定するようにして前記信頼性を判定することを特徴とする。
【０００６】
かかる構成によれば、距離信頼性判定手段による判定結果に応じて、先行車確認手段による先行車の確認時間が変更されることになり、距離演算手段による演算距離の信頼性が高いときには先行車の確認を速やかに行なうことができる。また特に距離信頼性判定手段は、ウインド決定手段で設定した追尾ウインド内の画像のうちで前回の演算距離との距離差が所定範囲内にある部分が大となるほど信頼性が高いと判断することになり、先行車までの距離が短くなるにつれて先行車の像が前記画像内に占める割合が大となるので、先行車までの距離が近いほど信頼性が高いとして距離演算の信頼性を確実に判定することができる。
【００１０】
【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。
【００１１】
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はウインド配置を示す図、図４は距離判定を説明するための図３に対応した図、図５はウインド決定手段での追尾ウインド設定手順を示すフローチャート、図６は先行車確認手段での先行車確認処理手順を示すフローチャート、図７は信頼性による確認時間の変化を示すグラフである。
【００１２】
先ず図１において、上下一対の撮像手段１Ａ，１Ｂ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１Ａ，１Ｂ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。
【００１３】
図２において、両撮像手段１Ａ，１Ｂ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３Ａ，３Ｂ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。
【００１４】
このような撮像手段１Ａ，１Ｂ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３Ａ，３Ｂ上に結像されることになるが、イメージセンサ３Ａ，３Ｂ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。
【００１５】
両光学系２Ａ，２Ｂのイメージセンサ３Ａ，３Ｂで得られた全体画像中に、画像記憶手段６Ａ，６Ｂにストアされた画像信号のうち一部を切り取って距離演算の対象とするための追尾ウインドＷＰが、図３で示すように、ウインド決定手段７により定められ、この追尾ウインドＷＰ内の画像信号が画像記憶手段６Ａ，６Ｂから相関演算手段８に入力される。
【００１６】
しかも光学系２Ａ，２Ｂで定まる視野には、図３で示すように、予め複数の計算ウインドＷＣ…が設定されており、相関演算手段８では、追尾ウインドＷＰ内の各計算ウインドＷＣ…、たとえば図３にあっては、ＷＣ１〜ＷＣ８毎に、両イメージセンサ３Ａ，３Ｂ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。
【００１７】
すなわち相関演算手段８では、各計算ウインドＷＣ１〜ＷＣ８毎に両イメージセンサ３Ａ，３Ｂの画像の一方をシフトさせるか、両イメージセンサ３Ａ，３Ｂ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を得る演算が行なわれる。而して、前記シフト量ｎは、図２で示すように、下方のイメージセンサ３Ａ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３Ｂ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３Ａ，３Ｂ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。
【００１８】
距離演算手段９は、個別演算部１０と、距離記憶部１１と、距離判定部１２とを備える。
【００１９】
個別演算部１０は、追尾ウインドＷＰ内における各計算ウインドＷＣ１〜ＷＣ８毎に三角測量法の原理に基づく距離演算を実行するものであり、各計算ウインドＷＣ１〜ＷＣ８毎の対象物４までの距離Ｄが、次の第(1) 式
Ｄ＝（ＢＬ×ｆ）／ｎ……(1)
に基づいて個別演算部１０で演算される。この際、イメージセンサ３Ａ，３Ｂ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。
【００２０】
距離記憶部１１は、個別距離換算部１０で得られた各計算ウインドＷＣ１〜ＷＣ８毎の距離Ｄ…を記憶するものであり、距離判定部１２では、距離記憶部１１に保存されている各計算ウインドＷＣ１〜ＷＣ８毎の距離Ｄ…に基づき、次の第(2) 式に基づいて対象物４までの距離ＤＣを判定する。
【００２１】
ＤＣ＝（ΣＤ_i×Ｆ_i）／ΣＦ_i……(2)
上記第(2) 式において、Ｄ_iは各計算ウインドＷＣ１〜ＷＣ８のうちｉ番目の計算ウインドでの距離Ｄを示すものであり、Ｆ_iは、各計算ウインドＷＣ１〜ＷＣ８のいずれを対象物４までの距離演算に採用するか否かを示す採用数フラグであり、今回のＤ_iと前回のＤ_iもくしは仮対象物距離との差の絶対値が２．５ｍ未満のときには「１」、その他の場合には「０」と設定される。すなわち演算処理サイクルの経過に応じて、前回の距離演算値と今回の距離演算値との間に大きな距離変化量（２．５ｍ以上）が生じている場合には、距離演算には用いられないことになる。たとえばＷＣ１〜ＷＣ８の８個の計算ウインドのうち、第１番目の計算ウインドＷＣ１、第５番目の計算ウインドＷＣ５および第８番目の計算ウインドＷＣ８での演算距離が、図４の白抜きで示すように不採用となった場合には、
ＤＣ＝（Ｄ₂＋Ｄ₃＋Ｄ₄＋Ｄ₆＋Ｄ₇）／５
として、対象物４までの距離ＤＣが演算されることになる。
【００２２】
ウインド決定手段７は、距離演算手段９で得られた距離ＤＣに基づいて、図５で示す処理手順に従って、追尾ウインドＷＰを定め、その追尾ウインドＷＰが相関演算手段８に与えられる。
【００２３】
図５のステップＳ１では、対象物４を前回検知したか否かを確認し、前回検知していると確認したときには、ステップＳ２において、対象物４までの前回演算距離ＤＣに予め定めた大きさ（たとえば幅が１．８ｍ、高さが１．５ｍ）の車両が存在するものとして、その前回演算距離ＤＣに応じた追尾ウインドＷＰを設定する。
【００２４】
またステップＳ１において、対象物４を前回検知しなかったことを確認したときには、ステップＳ３において、予め定めた間隔の距離毎に対象物４を探知して仮対象物検知距離を定める。すなわち自車からの距離を最初にたとえば５ｍと設定し、その距離に対象物４が存在するか否かを判定し、存在しなかった場合には、１０ｍ、１５ｍ、２０ｍ…と順次距離を延ばして対象物４を探し、対象物４を探知した距離を仮対象物検知距離として定める。
【００２５】
次のステップＳ３では、ステップＳ２で定めた仮対象物検知距離に、予め定めた大きさ（たとえば幅が１．８ｍ、高さが１．５ｍ）の車両が存在するものとして、その仮対象物検知距離に応じた追尾ウインドＷＰを設定する。
【００２６】
このようなウインド決定手段７による追尾ウインドＷＰの設定にあたって、白線などの路面情報を検出する手段を設けておき、カーブに沿った追尾ウインドＷＰを設定することも可能である。また追尾ウインドの設定にあたって地図情報を利用することも可能である。
【００２７】
距離演算手段９における距離判定部１２で得られた距離ＤＣは、先行車確認手段１３に与えられるとともに距離信頼性判定手段１５に与えられるものであり、先行車確認手段１３は、距離演算手段９の距離判定部１２で対象物４までの距離ＤＣを得ている状態の持続時間が確認時間を超えるのに応じて先行車を確認するものであり、先行車確認手段１３による確認結果は、演算距離ＤＣとともに車両走行制御装置１４に入力され、この車両走行制御装置１４により、先行車に追随して自車を走行させるための制御が実行される。
【００２８】
先行車確認手段１３は、図６で示す手順に従って先行車を確認するものであり、ステップＳ１１では対象物４の検知の有無を確認し、対象物４を検知していなかったときにはステップＳ１２で先行車確認カウンタＴt をクリアする。またステップＳ１１において、対象物４を検知していることを確認したときには、ステップＳ１３において、先行車確認カウンタＴｔを「１」だけインクリメントする。
【００２９】
次のステップＳ１４では、先行車確認カウンタＴt が確認時間Ｔｄを超える（Ｔｔ＞Ｔｄ）か否かを確認し、超えていると判断したときにステップＳ１５で対象物４を先行車と確認する。
【００３０】
このような処理によれば、先行車確認手段１３は、距離演算手段９で対象物４までの距離ＤＣを得ている状態の持続時間が確認時間Ｔｄを超えるのに応じて先行車を確認することになる。
【００３１】
一方、距離信頼性判定手段１５は、距離演算手段９による演算距離ＤＣの信頼性を判定するものであり、光学系２Ａ，２Ｂで定まる視野内に配置される複数（この実施例では３０個）の計算ウインドＷＣ…のうち、前回の演算距離との距離差を所定範囲内として今回の距離を演算した計算ウインドＷＣ…の個数が大となるほど信頼性が高いと判定する。
【００３２】
この距離信頼性判定手段１５での距離信頼性判定にあたっては、たとえば計算ウインドＷＣ…の総個数をＮ（この実施例では３０個）としたときに、信頼性Ｐを、｛Ｐ＝（ΣＦ_i／Ｎ）×１００｝なる演算式によって演算するか、もしくは（Ｐ＝ΣＦ_i）として演算する。これにより、図４で示したように、ＷＣ２，ＷＣ３，ＷＣ４，ＷＣ６，ＷＣ７の５個の計算ウインドＷＣ…で採用数フラグＦ_iが「１」となっているときには、信頼性ＰがＰ＝（５／３０）×１００（％）もしくは「５」として演算されることになる。
【００３３】
距離信頼性判定手段１５で得た信頼性Ｐは、確認時間変更手段１６に入力されており、この確認時間変更手段１６は、図７で示すように、信頼性Ｐが大となるにつれて確認時間Ｔｄを短くするようにして確認時間Ｔｄを変更して、先行車確認手段１３に入力する。
【００３４】
したがって、先行車確認手段１３は、距離演算手段９による演算距離の信頼性が高いときには先行車を確認するための確認時間Ｔｄを短くして先行車の確認を行なうことになる。なお、信頼性Ｐが予め設定された閾値Ｐｔ以下である場合には、先行車確認手段１３においては、先行車がないと判定することになる。
【００３５】
また先行車確認手段１３において、確認時間Ｔｄを超えて継続して対象物４までの距離を演算し得たどうかに応じて先行車の確認を行なう際に、先行車が確認できなかったことにより先行車なしと単純に判断するだけでなく、確認時間Ｔｄの長さに応じて先行車の確認レベルを分けることもできる。たとえば(1) 確認時間Ｔｄが長い場合（信頼性が低い場合）には警報等の情報表示を走行制御装置１４で実行させるレベルと、(2) 上記(1) よりも短い確認時間Ｔｄの場合（信頼性が中程度の場合）には先行車速度推定および先行車の走行軌跡推定演算の開始等の走行制御の準備を行なうようにするレベルと、(3) 確認時間Ｔd が最も短い場合（信頼性が高い場合）には走行制御を実行する対象となる先行車であると判断して走行制御装置１４で走行制御を実行せしめるレベルとの３つのレベルにに分けることも可能である。
【００３６】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、距離信頼性判定手段１５による判定結果に応じて、先行車確認手段１３による先行車の確認時間Ｔｄが変更されるものであり、距離信頼性判定手段１５に信頼性Ｐが高いと判断したときには上記確認時間Ｔｄが短くなるので、距離演算手段９による演算距離の信頼性が高いときには先行車の確認を速やかに行なうことができる。
【００３７】
また距離演算手段９は、両イメージセンサ３Ａ，３Ｂ上にそれぞれ結像した全体画像を複数に分割して設定した複数の計算ウインドＷＣ…のうち追尾ウインドＷＰ内の各計算ウインドＷＤＣ…についてそれぞれ距離演算を実行するものであり、距離信頼性判定手段１５は、前回の演算距離との距離差を所定範囲内として今回の距離を演算した計算ウインドＷＣ…の個数が大となるほど信頼性Ｐが高いと判定するようにしているので、距離信頼性判定手段１５は、追尾ウインドＷＰ内の画像のうちで前回の演算距離との距離差が所定範囲内にある部分が大となるほど信頼性が高いと判断することになる。しかも先行車までの距離が短くなるにつれて先行車の像が追尾ウインドＷＰ内の画像の内に占める割合が大となるので、先行車までの距離が近いほど信頼性Ｐが高いとして距離演算の信頼性を確実に判定することができる。
【００３８】
図８および図９は上記第１実施例の変形例を示すものであり、図８は先行車確認手段での先行車確認処理手順を示すフローチャート、図９は信頼性によるカウントアップ数の変化を示すグラフである。
【００３９】
先行車確認手段１３（図１参照）は、図８で示す手順に従って先行車を確認するものであり、ステップＳ２１では対象物４の検知の有無を確認し、対象物４を検知していなかったときにはステップＳ２２で先行車確認カウンタＴt をクリアする。またステップＳ２１において、対象物４を検知していることを確認したときには、ステップＳ２３において、先行車確認カウンタＴｔにカウントアップ数Ｔｃを加算する。この際、カウントアップ数Ｔｃは、確認時間変更手段１６（図１参照）において図９で示すように設定されるものであり、信頼性Ｐが高くなるにつれて大となるものである。
【００４０】
次のステップＳ２４では、先行車確認カウンタＴt が予め定めた一定の確認カウント値Ｔｃｎｔを超える（Ｔｔ＞Ｔｃｎｔ）か否かを確認し、超えていると判断したときにステップＳ２５で対象物４を先行車と確認する。
【００４１】
この変形例によっても、距離演算手段９による演算距離の信頼性が高いときには、一定の確認カウント値Ｔｃｎｔに達するまでの時間、すなわち先行車を確認するための確認時間Ｔｄを短くして先行車の確認を行なうことになる。
【００４２】
図１０および図１１は本発明の第２実施例を示すものであり、図１０は距離測定装置の構成を示すブロック図、図１１はウインド配置を示す図である。
【００４３】
この距離測定装置は、上記第１実施例における撮像手段１Ａ，１Ｂ、Ａ／Ｄ変換器５Ａ，５Ｂ、画像記憶手段６Ａ，６Ｂ、相関演算手段８、距離演算手段９、先行車確認手段１３、距離信頼性判定手段１５および確認時間変更手段１６に加えて、他物体検出手段１７および確認抑制手段１８を備える。
【００４４】
しかもウインド決定手段７は、距離演算手段９で得られた距離ＤＣに基づいて追尾ウインドＷＰを定めて相関演算手段８に与えるだけでなく、図１１で示すように、追尾ウインドＷＰの下部を含む視野内の下部に他物体を検出するための他物体検出ウインドＷＯを設定する機能をも有する。この場合、他物体検出ウインドＷＯは車線を超えない範囲で設定されることが望ましい。
【００４５】
他物体検出手段１７は、距離演算手段９における距離判定部１２と同様の処理を行なって、他物体検出ウインドＷＯ内の計算ウインドＷＣ…毎に演算して距離記憶部１１に保存されている距離に基づき、他物体検出ウインドＷＯ内の他物体までの距離を得るとともに、その距離が距離演算手段９で得られている距離ＤＣよりも小さく、かつ他物体検出ウインドＷＯ内の各計算ウインドＷＣ…のうち設定値以上たとえば５０％以上の計算ウインドＷＣ…で距離を得ているときに他物体が存在すると判定するものである。
【００４６】
確認抑制手段１８は、前記他物体検出手段１７による他物体の検出に応じて先行車確認手段１３による先行車確認を抑制する抑制信号を出力するものであり、その抑制信号は、他物体検出手段１７から他物体が有ることを示す信号の入力から設定時間たとえば５秒間継続して確認抑制手段１８から出力される。
【００４７】
一方、先行車確認手段１３は、確認抑制手段１８からの抑制信号の入力に応じて、図６および図８で示した先行車確認カウンタＴｔをクリアすることで、先行車の確認を抑制する。
【００４８】
この第２実施例によれば、追尾ウインドＷＰで捕捉している対象物４と、自車との間に他物体が存在するか否かを検出し、他物体を他物体検出手段１７で検出したときに先行車確認手段１３による確認が抑制される。したがって追尾ウインドＷＰ内に対象物を捕捉している限り、他物体検出ウインドＷＯ内に他物体を検出しなければ、先行車確認を継続することができる。
【００４９】
しかも確認抑制手段１８は、抑制信号を所定時間継続して出力するので、先行車両に比べて小さくかつ検出が不安定である自動二輪車や自転車等が自車および先行車両間に存在し、自動二輪車や自転車等を一時的に検出できなくなった場合にも先行車の確認抑制を継続することができる。
【００５０】
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。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、距離信頼性判定手段による判定結果に応じて先行車確認手段による先行車の確認時間を変更するようにして、距離演算手段による演算距離の信頼性が高いときには先行車の確認を速やかに行なうことができる。また特に距離信頼性判定手段は、ウインド決定手段で設定した追尾ウインド内の画像のうちで前回の演算距離との距離差が所定範囲内にある部分が大となるほど信頼性が高いと判断することになり、先行車までの距離が短くなるにつれて先行車の像が前記画像内に占める割合が大となるので、先行車までの距離が近いほど信頼性が高いとして距離演算の信頼性を確実に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】距離測定原理を説明するための図である。
【図３】ウインド配置を示す図である。
【図４】距離判定を説明するための図３に対応した図である。
【図５】ウインド決定手段での追尾ウインド設定手順を示すフローチャートである。
【図６】先行車確認手段での先行車確認処理手順を示すフローチャートである。
【図７】信頼性による確認時間の変化を示すグラフである。
【図８】第１実施例の変形例の先行車確認手段での先行車確認処理手順を示すフローチャートである。
【図９】信頼性によるカウントアップ数の変化を示すグラフである。
【図１０】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。
【図１１】ウインド配置を示す図である。
【符号の説明】
２Ａ，２Ｂ・・・光学系
３Ａ，３Ｂ・・・イメージセンサ
４・・・・対象物
７・・・・ウインド決定手段
８・・・・相関演算手段
９・・・・距離演算手段
１３・・・先行車確認手段
１５・・・距離信頼性判定手段
１６・・・確認時間変更手段
１７・・・他物体検出手段
１８・・・確認抑制手段
ＷＣ・・・計算ウインド
ＷＯ・・・他物体検出ウインド
ＷＰ・・・追尾ウインド[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention compares a pair of optical systems, a pair of image sensors that respectively form images from the optical systems, and an image signal of the pair of images formed on the two image sensors to compare the light signals of the two images. A vehicle comprising: a correlation calculating means for calculating a shift amount from an axis; and a distance calculating means for calculating a distance to an object by a calculation based on the principle of triangulation using the shift amount obtained by the correlation calculating means. The present invention relates to a distance measuring device, and more particularly, to a vehicle distance measuring device provided with means for confirming whether or not a preceding vehicle exists in front of the own vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, such a distance measuring device is already known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-255391. In this conventional technology, a distance to an object is changed in front of the own vehicle based on a change in a constant control cycle. Checks if there is a preceding vehicle.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional vehicle, even when it is considered that there is little error in the calculation distance to the preceding vehicle, it takes a certain time to confirm the preceding vehicle, and when the distance between the own vehicle and the preceding vehicle is short, Processing after confirmation of the preceding vehicle may be delayed.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a vehicle distance measuring device that can minimize the time required to confirm a preceding vehicle when the reliability of distance calculation to the preceding vehicle is high. The purpose is to:
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a pair of optical systems, a pair of image sensors that form images from the optical systems, and a pair of image sensors formed on both image sensors. Correlation calculation means for comparing the image signals of the images to calculate the amount of deviation of the two images from the optical axis, and correlation between the tracking window, which is the calculation target area within the field of view determined by the two optical systems, by the correlation calculation means A vehicle distance comprising: a window determining means to be set for the calculation; and a distance calculating means for calculating a distance to an object in the tracking window by a calculation based on the principle of triangulation using the deviation obtained by the correlation calculating means. In the measuring device, preceding vehicle confirmation means for confirming a preceding vehicle according to the duration of a state in which the distance to the object is obtained by the calculation by the distance calculation means exceeds a confirmation time; Distance reliability determining means for determining the reliability of the calculated distance by the calculating means; and when the distance reliability determining means determines that the reliability of the calculated distance is high, the checking time is shortened so that the preceding vehicle checking means is reduced. Checking time changing means for changing the checking time by the distance calculating means, wherein the distance calculating means sets a distance for a plurality of calculation windows set by dividing the image in the tracking window formed on the two image sensors into a plurality of images. The calculations can be executed individually, and the distance reliability determination means determines that the greater the number of calculation windows that have calculated the current distance with the distance difference from the previous calculation distance within a predetermined range, the higher the reliability is. The reliability is determined as described above .
[0006]
According to this configuration, the confirmation time of the preceding vehicle by the preceding vehicle confirmation means is changed in accordance with the result of the determination by the distance reliability determination means. Can be promptly confirmed . Further, particularly, the distance reliability determining means determines that the reliability is higher as the portion of the image in the tracking window set by the window determining means whose distance difference from the previous calculation distance is within a predetermined range is larger. Since the proportion of the image of the preceding vehicle in the image increases as the distance to the preceding vehicle decreases, the reliability of the distance calculation is reliably determined as the closer to the preceding vehicle, the higher the reliability. Can be determined.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0011]
1 to 7 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a distance measuring device, FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of distance measurement, and FIG. 3 is a window arrangement. FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 3 for explaining distance determination. FIG. 5 is a flowchart showing a tracking window setting procedure by the window determination means. FIG. 6 is a preceding vehicle confirmation processing by the preceding vehicle confirmation means. A flowchart showing the procedure, and FIG. 7 is a graph showing a change in the confirmation time due to reliability.
[0012]
First, in FIG. 1, a pair of upper and lower imaging means 1A, 1B are arranged in a vehicle interior, for example, behind a windshield, and an object 4 such as a preceding vehicle obtained by these imaging means 1A, 1B. Are converted into digital signals by the individual A / D converters 5A and 5B, and stored in the individual image storage units 6A and 6B, respectively.
[0013]
In FIG. 2, both imaging means 1A and 1B are respectively composed of optical systems 2A and 2B including lenses, and image sensors 3A and 3B arranged behind the optical systems 2A and 2B by a focal length f. The two optical systems 2A and 2B are arranged at intervals above and below the base line length BL.
[0014]
According to such imaging means 1A and 1B, an object 4 such as a preceding vehicle existing in front of the own vehicle is imaged on the image sensors 3A and 3B by the optical systems 2A and 2B. The sensors 3A and 3B are, for example, two-dimensional CCDs or PDs in which many pixels are dispersed in a two-dimensional plane.
[0015]
A tracking window for cutting out a part of the image signal stored in the image storage means 6A, 6B from the entire image obtained by the image sensors 3A, 3B of the two optical systems 2A, 2B and making it a target of distance calculation. The WP is determined by the window determining means 7 as shown in FIG. 3, and the image signal in the tracking window WP is input from the image storage means 6A and 6B to the correlation calculating means 8.
[0016]
Moreover, in the field of view determined by the optical systems 2A and 2B, as shown in FIG. 3, a plurality of calculation windows WC... Are set in advance, and the correlation calculation means 8 calculates each calculation window WC in the tracking window WP, for example. In FIG. 3, for each of WC1 to WC8, a calculation is performed to obtain a shift amount n at a point where the correlation between the luminance data obtained from both image sensors 3A and 3B is the best.
[0017]
That is, the correlation calculating means 8 shifts one of the images of the two image sensors 3A and 3B for each calculation window WC1 to WC8, or alternately shifts both of the images of the two image sensors 3A and 3B. The subtraction of the signal is performed, and an operation is performed to obtain the shift amount n when the two image data are most matched, that is, when the correlation value is the minimum. As shown in FIG. 2, the shift amount n is obtained from the shift amount nA of the image signal obtained from the lower image sensor 3A from the optical axis of the optical system 2A and the shift amount nA from the upper image sensor 3B. The obtained image signal is obtained as the sum of the shift amount nB of the image signal from the optical axis of the optical system 2B. In calculating the shift amount n, the resolution is determined by the interval between pixels in the image sensors 3A and 3B. Therefore, in order to improve the resolution, the shift amount n is corrected by performing interpolation between the intervals. You may.
[0018]
The distance calculation means 9 includes an individual calculation unit 10, a distance storage unit 11, and a distance determination unit 12.
[0019]
The individual calculation unit 10 executes a distance calculation based on the principle of the triangulation method for each of the calculation windows WC1 to WC8 in the tracking window WP, and a distance D to the object 4 for each of the calculation windows WC1 to WC8. Is given by the following equation (1): D = (BL × f) / n (1)
Is calculated by the individual calculation unit 10 based on At this time, a temperature sensing element may be arranged near the image sensors 3A and 3B, and the distance D may be corrected based on temperature information obtained by the temperature sensing element.
[0020]
The distance storage unit 11 stores the distances D for each of the calculation windows WC1 to WC8 obtained by the individual distance conversion unit 10, and the distance determination unit 12 calculates each calculation window stored in the distance storage unit 11. Based on the distance D for each of the windows WC1 to WC8, the distance DC to the object 4 is determined based on the following equation (2).
[0021]
DC = (ΣD _i × F _i ) / ΣF _i (2)
In the second (2), D _i is shows the distance D in the i-th calculation window of each calculation window WC1～WC8, F _i are all objects of the calculation window WC1～WC8 4 an adoption number flag indicating whether or not to adopt the distance calculation to, when the D _i visual of this D _i and the previous absolute value of the difference between the temporary target distance is less than 2.5m "1" In other cases, it is set to “0”. That is, if a large distance change amount (2.5 m or more) occurs between the previous distance calculation value and the current distance calculation value according to the progress of the calculation processing cycle, the distance calculation value is not used for the distance calculation. Will be. For example, among the eight calculation windows WC1 to WC8, the calculation distances in the first calculation window WC1, the fifth calculation window WC5, and the eighth calculation window WC8 are as shown in white in FIG. If you are rejected,
DC = (D ₂ + D ₃ + D ₄ + D ₆ + D ₇ ) / 5
As a result, the distance DC to the object 4 is calculated.
[0022]
The window determining means 7 determines the tracking window WP based on the distance DC obtained by the distance calculating means 9 according to the processing procedure shown in FIG. 5, and the tracking window WP is given to the correlation calculating means 8.
[0023]
In step S1 of FIG. 5, it is checked whether or not the object 4 has been detected last time. If it is confirmed that the object 4 has been detected last time, in step S2, the previously calculated distance DC to the object 4 is set to a predetermined value. Assuming that a vehicle having a width of, for example, 1.8 m and a height of 1.5 m exists, a tracking window WP corresponding to the previous calculation distance DC is set.
[0024]
When it is confirmed in step S1 that the target object 4 has not been detected last time, in step S3, the target object 4 is detected at a distance of a predetermined interval to determine a temporary target object detection distance. That is, the distance from the own vehicle is initially set to, for example, 5 m, and it is determined whether or not the object 4 exists at that distance. If not, the distance is sequentially increased to 10 m, 15 m, 20 m,. The object 4 is searched for, and the distance at which the object 4 is detected is determined as the temporary object detection distance.
[0025]
In the next step S3, assuming that a vehicle having a predetermined size (for example, a width of 1.8 m and a height of 1.5 m) exists at the temporary object detection distance determined in step S2, the temporary object is detected. The tracking window WP is set according to the detection distance.
[0026]
In setting the tracking window WP by the window determining means 7, a means for detecting road surface information such as a white line may be provided, and the tracking window WP along the curve may be set. It is also possible to use map information in setting a tracking window.
[0027]
The distance DC obtained by the distance determination unit 12 in the distance calculation means 9 is provided to the preceding vehicle confirmation means 13 and also to the distance reliability determination means 15. The preceding vehicle is confirmed as the duration of the state in which the distance DC to the object 4 is obtained by the distance determination unit 12 exceeds the confirmation time, and the confirmation result by the preceding vehicle confirmation means 13 is calculated. The distance DC is input to the vehicle travel control device 14, and the vehicle travel control device 14 controls the vehicle to travel following the preceding vehicle.
[0028]
The preceding vehicle confirming means 13 confirms the preceding vehicle in accordance with the procedure shown in FIG. 6. In step S11, it confirms whether or not the object 4 has been detected. If the object 4 has not been detected, it proceeds in step S12. Clear the car confirmation counter Tt. When it is confirmed in step S11 that the object 4 is detected, in step S13, the preceding vehicle confirmation counter Tt is incremented by "1".
[0029]
In the next step S14, it is checked whether or not the preceding vehicle check counter Tt exceeds the check time Td (Tt> Td). If it is determined that the time has exceeded, the object 4 is checked in step S15 as the preceding vehicle.
[0030]
According to such processing, the preceding vehicle confirmation unit 13 confirms the preceding vehicle as the duration of the state in which the distance calculation unit 9 obtains the distance DC to the object 4 exceeds the confirmation time Td. Will be.
[0031]
On the other hand, the distance reliability determining means 15 determines the reliability of the distance DC calculated by the distance calculating means 9, and is arranged in a field of view determined by the optical systems 2A and 2B (30 in this embodiment). Of the calculation windows WC... Within the predetermined range, the greater the number of calculation windows WC... For which the current distance has been calculated, the higher the reliability is determined.
[0032]
When the distance reliability determination at this distance reliability determining unit 15, for example, a calculation window WC ... total number of when the N (30 pieces in this embodiment), the reliability P, {P = (ΣF _i / N) × 100} or as (P = {F _i ). Thus, as shown in FIG. 4, WC2, WC3, WC4, WC6, when WC7 5 amino calculation window WC ... adopted number flag F _i in is set to "1", the reliability P is P = It is calculated as (5/30) × 100 (%) or “5”.
[0033]
The reliability P obtained by the distance reliability determining means 15 is input to the confirmation time changing means 16, and as shown in FIG. 7, the confirmation time changing means 16 changes the confirmation time as the reliability P increases. The confirmation time Td is changed so as to shorten Td, and is input to the preceding vehicle confirmation means 13.
[0034]
Therefore, when the reliability of the distance calculated by the distance calculating means 9 is high, the preceding vehicle checking means 13 shortens the checking time Td for checking the preceding vehicle and checks the preceding vehicle. If the reliability P is equal to or less than the preset threshold value Pt, the preceding vehicle checking means 13 determines that there is no preceding vehicle.
[0035]
Also, when the preceding vehicle confirmation means 13 confirms the preceding vehicle depending on whether the distance to the object 4 has been calculated continuously beyond the confirmation time Td, the preceding vehicle cannot be confirmed. In addition to simply determining that there is no preceding vehicle, the confirmation level of the preceding vehicle can be divided according to the length of the confirmation time Td. For example, (1) when the confirmation time Td is long (when reliability is low), the level at which information such as an alarm is displayed by the traveling control device 14 and (2) when the confirmation time Td is shorter than the above (1) (If the reliability is medium), the level at which preparations for traveling control such as the start of the preceding vehicle speed estimation and the traveling locus estimation calculation of the preceding vehicle are made, and (3) the confirmation time Td is the shortest ( In the case where the reliability is high), it is also possible to divide into three levels, that is, a level at which it is determined that the vehicle is a preceding vehicle for which the travel control is to be executed and the travel control device 14 executes the travel control.
[0036]
Next, the operation of the first embodiment will be described. In accordance with the result of determination by the distance reliability determining means 15, the preceding vehicle confirmation time Td by the preceding vehicle confirmation means 13 is changed. When the means 15 determines that the reliability P is high, the confirmation time Td becomes short. Therefore, when the reliability of the distance calculated by the distance calculation means 9 is high, the preceding vehicle can be promptly checked.
[0037]
Further, the distance calculation means 9 calculates a distance for each calculation window WDC in the tracking window WP among a plurality of calculation windows WC set by dividing the entire image formed on both image sensors 3A and 3B into a plurality. The distance reliability determination means 15 sets the distance difference from the previous calculation distance within a predetermined range, and the reliability P increases as the number of calculation windows WC... Therefore, the distance reliability determination unit 15 determines that the larger the portion of the image in the tracking window WP whose distance difference from the previous calculation distance is within the predetermined range is higher, the higher the reliability is. You will decide. Moreover, as the distance to the preceding vehicle decreases, the proportion of the image of the preceding vehicle in the image in the tracking window WP increases, so that the shorter the distance to the preceding vehicle is, the higher the reliability P is. Sex can be determined reliably.
[0038]
FIGS. 8 and 9 show a modification of the first embodiment. FIG. 8 is a flowchart showing a preceding vehicle confirmation processing procedure by the preceding vehicle confirmation means. FIG. 9 shows a change in the count-up number due to reliability. It is a graph shown.
[0039]
The preceding vehicle checking means 13 (see FIG. 1) checks the preceding vehicle according to the procedure shown in FIG. 8, and in step S21, checks whether or not the object 4 has been detected, and has not detected the object 4. In some cases, the preceding vehicle confirmation counter Tt is cleared in step S22. When it is confirmed in step S21 that the target object 4 has been detected, the count-up number Tc is added to the preceding vehicle confirmation counter Tt in step S23. At this time, the count-up number Tc is set in the confirmation time changing means 16 (see FIG. 1) as shown in FIG. 9, and increases as the reliability P increases.
[0040]
In the next step S24, it is checked whether or not the preceding vehicle check counter Tt exceeds a predetermined fixed check count value Tcnt (Tt> Tcnt). Check with the preceding car.
[0041]
Also according to this modification, when the reliability of the distance calculated by the distance calculating means 9 is high, the time required to reach a certain confirmation count value Tcnt, that is, the confirmation time Td for confirming the preceding vehicle, is shortened to reduce the preceding vehicle. Confirmation will be performed.
[0042]
10 and 11 show a second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring device, and FIG. 11 is a diagram showing a window arrangement.
[0043]
This distance measuring device includes the imaging means 1A and 1B, the A / D converters 5A and 5B, the image storage means 6A and 6B, the correlation calculation means 8, the distance calculation means 9, the preceding vehicle confirmation means 13, In addition to the distance reliability determination unit 15 and the confirmation time change unit 16, the other object detection unit 17 and the confirmation suppression unit 18 are provided.
[0044]
Moreover, the window determining means 7 not only determines the tracking window WP based on the distance DC obtained by the distance calculating means 9 and gives it to the correlation calculating means 8, but also includes the lower part of the tracking window WP as shown in FIG. It also has a function of setting another object detection window WO for detecting another object in the lower part of the field of view. In this case, it is desirable that the other object detection window WO be set within a range not exceeding the lane.
[0045]
The other object detection means 17 performs the same processing as the distance determination section 12 in the distance calculation means 9 to calculate for each calculation window WC in the other object detection window WO and stores the distance stored in the distance storage section 11. , The distance to the other object in the other object detection window WO is obtained, the distance is smaller than the distance DC obtained by the distance calculation means 9, and each calculation window WC in the other object detection window WO is obtained. When the distance is obtained with the calculation window WC... That is equal to or more than the set value, for example, 50% or more, it is determined that another object exists.
[0046]
The confirmation suppression means 18 outputs a suppression signal for suppressing the preceding vehicle confirmation by the preceding vehicle confirmation means 13 in response to the detection of another object by the other object detection means 17, and the suppression signal is output from the other object detection means. From the input of a signal indicating the presence of another object from 17, the signal is output from the confirmation suppression means 18 continuously for a set time, for example, 5 seconds.
[0047]
On the other hand, the preceding vehicle confirmation unit 13 suppresses the confirmation of the preceding vehicle by clearing the preceding vehicle confirmation counter Tt shown in FIGS. 6 and 8 in response to the input of the suppression signal from the confirmation suppression unit 18.
[0048]
According to the second embodiment, it is detected whether or not another object exists between the subject 4 captured by the tracking window WP and the own vehicle, and the other object is detected by the other object detecting means 17. Then, the confirmation by the preceding vehicle confirmation means 13 is suppressed. Therefore, as long as the target object is captured in the tracking window WP, if the other object is not detected in the other object detection window WO, the preceding vehicle check can be continued.
[0049]
Moreover, since the confirmation suppression means 18 continuously outputs the suppression signal for a predetermined time, a motorcycle or a bicycle which is smaller than the preceding vehicle and whose detection is unstable exists between the own vehicle and the preceding vehicle. Even when it becomes impossible to temporarily detect a vehicle or a bicycle, the suppression of the confirmation of the preceding vehicle can be continued.
[0050]
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. It is possible.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the confirmation time of the preceding vehicle by the preceding vehicle confirmation means is changed according to the determination result by the distance reliability determination means, and the reliability of the computation distance by the distance computation means is changed. When the vehicle has high performance, the preceding vehicle can be quickly confirmed. The particular distance reliability determining means determine that the high part Daito indeed reliable distance difference is within a predetermined range of the previous calculated distance among the images in the tracking window set by the window determining means Since the proportion of the image of the preceding vehicle in the image increases as the distance to the preceding vehicle decreases , the reliability of the distance calculation is reliably determined as the shorter the distance to the preceding vehicle, the higher the reliability. Can be determined.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a distance measuring device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram for explaining a principle of distance measurement.
FIG. 3 is a diagram showing a window arrangement.
FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 3 for explaining distance determination.
FIG. 5 is a flowchart showing a tracking window setting procedure in a window determination unit.
FIG. 6 is a flowchart showing a preceding vehicle confirmation processing procedure by a preceding vehicle confirmation unit.
FIG. 7 is a graph showing a change in confirmation time depending on reliability.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a preceding vehicle confirmation processing procedure in a preceding vehicle confirmation unit according to a modification of the first embodiment.
FIG. 9 is a graph showing a change in a count-up number depending on reliability.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a distance measuring device according to a second embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a window arrangement.
[Explanation of symbols]
2A, 2B ... optical systems 3A, 3B ... image sensor 4 ... object 7 ... window determination means 8 ... correlation calculation means 9 ... distance calculation means 13 ... · Preceding vehicle confirmation means 15 · · · distance reliability determination means 16 · · · confirmation time changing means 17 · · · other object detection means 18 · confirmation suppression means WC · calculation window WO · · · other object detection Wind WP: Tracking window

Claims

A pair of optical systems (2A, 2B), a pair of image sensors (3A, 3B) for forming images from the optical systems (2A, 2B), and a pair of image sensors (3A, 3B). Correlation calculation means (8) for comparing the image signals of a pair of formed images and calculating the amount of deviation of the two images from the optical axis, and the calculation target within the visual field determined by the two optical systems (2A, 2B). A window determining means (7) for setting a tracking window (WP), which is an area, in the correlation operation by the correlation operation means (8), and a principle of triangulation using the deviation obtained by the correlation operation means (8). A distance calculating means (9) for calculating the distance to the object (4) in the tracking window (WP) by a calculation based on the distance.
Preceding vehicle confirmation means (13) for confirming a preceding vehicle according to the duration of the state in which the distance to the object (4) is obtained by the calculation by the distance calculation means (9) exceeding the confirmation time; The distance reliability determining means (15) for determining the reliability of the calculated distance by the distance calculating means (9) and the confirmation time is determined when the distance reliability determining means (15) determines that the reliability of the calculated distance is high. Checking time changing means (16) for changing the checking time of said preceding vehicle checking means (13) so as to shorten the time,
The distance calculation means (9) is configured to divide the image in the tracking window (WP) formed on each of the two image sensors (3A, 3B) into a plurality of calculation windows (WC). Calculations can be performed individually,
The distance reliability determining means (15) determines that the reliability is higher as the number of calculation windows (WC) for which the current distance is calculated with the distance difference from the previous calculation distance within a predetermined range is larger. characterized in that said determining reliability, distance measuring equipment vehicle Te.