JPH0236359A - 車速計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は車両等に搭載されて当該車両の進行速度を計測
する車速計測装置に関するものである。

（従来の技術） 車両等では自車両の進行速度を計測する必要が生じる。

従来の車速計測装置では、エンジンからの駆動力を伝達
するための車軸の回転数を計測し、この車軸の回転数か
ら車輪の円周の長さ等を考慮して車速、すなわち車両の
進行速度を求めるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、急なブレーキ操作等によって車輪がロッ
クした場合には正確な車速を求めることができなかった
。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車輪がロッ
クした状態においても正確に車速を計測することのでき
る車速計測装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、車両の進行方向に対
して略平行に配列される複数の撮像素子によって形成さ
れ、当該車両の走行路面を撮像する撮像手段と、この撮
１象手段によって当該車両の進行に伴って得られる前記
走行路面に係るデータから、このデータの変化量を検出
する検出手段と、この検出手段で検出される変化量と時
間経過に対する変化量とから当該車両の進行速度を演算
する演算手段とを有して構成した。

（作用） 本発明は車両の進行に伴なう走行路面を撮像するための
撮像手段を有している。この撮像手段は複数の撮像素子
で形成され、当該撮像素子を車両の進行方向に対して平
行に配置している。また、検出手段は、撮像手段によっ
て、当該車両の進行に伴って得られる走行路面に係るデ
ータから、このデータの変化量を検出する。さらにこの
データに基づいて演算手段が車両の進行速度を演算する
。

具体的にはデータの前記進行方向に対する変化量と時間
経過に対する変化量に基づいて正確な車速が演算される
。

（実施例） 以下、発明に係る一実施例を図面を参照して詳細に説明
する。

まず第１図を参照して構成を説明する。路面１に対して
所定の高さの位置にレンズ３が配置されている。このレ
ンズ３によって路面１の画像が結像される位置、例えば
レンズ３の焦点等にＣＣＤセンサ５を配置している。こ
のＣＣＤセンサ５は車両の進行に伴なう走行路面の画像
を撮像するための撮像手段である。具体的には複数の撮
像素子を直線状に配列したラインセンサにより形成され
、この直線状のラインセンサを車両の進行方向に対して
平行に配置している。換言すると、複数の画素の配列方
向が車両の進行方向と同一方向となるようにＣＣＤセン
サ５を設置している。まなＣＣＤセンサ５とレンズ３と
で成る検出部７は第２図に示すように車両９の横幅の中
央部で且つ後輪の中央付近若しくはわずかに前輪側に設
けることが望ましい。

また路面１の被撮像部１ａを照射するための照明装置１
１を設けており、照明装置１１からの照射光が被撮像部
１ａに対して斜め方向から投光される。

読み出し制御回路２１はＣＣＤセンサ５と接続されてお
り、ＣＣＤセンサ５からの画像データ５ａを所定周期毎
に順次読取るための読取手段である。また読み出し制御
回路２１はＡ／Ｄ変換回路を内蔵しており、アナログ信
号である画像データ５ａをディジタル信号に変換する。

メモリ制御回路２３は、読み出し制御回路２１と接続さ
れるとともに、メモリ２５と接続されており、ディジタ
ル信号に変換された画像データ２１ａを入力すると、こ
の画像データ２１ａをメモリ２５の所定のアドレスへ格
納する。

メモリ２５はいわゆる二次元メモリの構造を有しており
、第３図に示すように横軸方向はＣＣＤセンサ５の画素
数、例えばラインセンサを形成する撮像素子数に対応し
、縦軸方向は時間の経過に対応する０例えば、時刻ｔ１
に得られたラインーセンサからの画像データをアドレス
ＡＤＩに格納し、時刻ｔ２に得られたラインセンサから
の画像データをアドレスＡＤ２に格納し、時刻ｔ３に得
られたラインセンサからの画像データをアドレスＡＤ３
へ順次格納する。また時刻ｔ３経過後の時刻ｔ４に得ら
れたラインセンサからの画像データはアドレスＡＤＩへ
格納する。以上の如く所定周期ｎに得られたラインセン
サからの各画像データは、アドレスＡＤＩ、ＡＤ２．Ａ
Ｄ３の順番で順次格納される。

演算回路２７は読み出し制御回路２１及びメモリ２５の
それぞれと接続されており、読み出し、制御回路２１か
らの現在時刻における画像データ２１ｂを入力するとと
もに、メモリ２５からの過去の画像データ２５ａを入力
する。演算回路２７はこれらの入力した画像データに基
づいて車両の進行速度を演算する。具体的には画像デー
タの時間経過に対する変化量と、車両の進行方向に対す
る変化量に基づいて車速を演算する。

出力表示回路２９は演算回路２７と接続されており、演
算回路２７からの演算結果に基づいて車速を表示する。

次に動作を説明する。

読み出し制御回路２１からの所定周期Δを毎の読み出し
パルスに基づいてラインセンサの画像データが順次読み
出される。例えば車両９が一定の速度ｖ”’（″走行し
ている場合には第４図に示すように初回に得られたライ
ンセンサからの画像データＣ１の特定の画素のデータｇ
１が時間△を経過後に得られた画像データＣ２では画素
データｇ２として得られ、更に画像データＣ３、Ｃ４で
はそれぞれ画素データｇ３　、ｇ４として得られる。こ
れらの画素データｇｌ　、ｇ２　、ｇ３　、ｇ４は直線
３１上に得られる。この直線３１の傾きの値は速度Ｖに
比例する。

次に数式を用いて具体的に説明する。読み出し制御回路
２１によって読み出された各画素のアナログ量、例えば
濃度に相応する量をｆ　（ｘ）とし、時刻ｔにおける濃
度をｆ（ｘ、ｔ、）とする。

前述した直線３１の傾きは時間経過に対する変化量と、
車両の進行方向に対する変化量とに基づいて求めること
ができる。

従って、速度Ｖは次の第（１）式のように示される。

・・・（１） 但しに：比例定数 すなわち特定の画素データの値ｆ　（ｘ）の時間経過に
対する変化量を、この値ｆ　（ｘ）の車両の進行方向に
対する変化量で除算することにより求めることができる
。

更に第（１）式に示した値を全画素数Ｎで平均化するこ
とにより車両９の平均車速ＶＱを求めることができる。

・・（２） 但しＮはＣＣＤセンサ５の全画素数である６第１式及び
第（２）弐に示した微分式は以下のようにして求められ
る。

δｆ（ｘ、ｔ、）／δｔ＝ ｆ　　（ｘ、　　ｔ　）　　−ｆ　　（ｘ、、　　ｔ−
△ｔ）δｆ（ｘ、ｔ）、／δｘ＝ｆ（ｘ、ｔ、、）−ｆ
（ｘ−１，ｔ）　　　　　　　　　　　・・・（３）ま
た、次の第（４）式に示すように現在時刻（１，）と、
前回（ｔ−Δｔ）と、前々回（Ｌ−２Δｔ）との３回分
の画像データに基づいて更に正確に求めることができる
。

δｆ　（ｘ、ｔ）／δｔ− ｆ　（ｘ−１，ｔ）十ｆ　（ｘ、ｔ） ＋ｆ　（ｘ−１−１，ｔ）　−ｆ　＜ｘ−１，ｔ−２Δ
ｔ）ｆ（ｘ、ｔ−２Δｔ）−ｆ（ｘ±１．ｔ−Δｔ）δ
ｆ　（ｘ、ｔ）／δＸ− ｆ（ｘ−１，ｔ−２Δｔ） ＋ｆ（ｘ−１，ｔ−Δも）−ｔ−ｆ　（ｘ−１，ｔ）ｆ
（ｘ＋１．ｔ−２Δｔ） −ｆ　（ｘ＋１．を−Δｔ）−ｆ（ｘ上１．ｔ）・・・
（４） 次に濃度ｆ　（ｘ、ｔ）の変化量が小さい場合の速度Ｖ
の平均化処理を説明する 但し とすればよい、５（ｘＪは、濃度の変化量がある閾値Ｔ
ｈより大きい時に１となる関数である。したがって、所
定量以上の濃度変化を有する画素のみで平均化される。

また、比例定数にはＣＣＤセンサ５の単位画素の大きさ
と、この単位画素で撮はされる被撮像体の長さとの比で
あり、予め計測する必要がある。

次に第５図及び第６図を参照して本発明に係る他の実施
例を説明する。

第５図及び第６図に示す例では、レンズ３及びＣＣＤセ
ンサ５の光軸３３と垂線３５とのなす角度φをモータ等
によって任意の値に設定したことを特徴とする。

具体的に説明すると、第５図に示すステップ４１では車
両９の速度Ｖを算出し、速度Ｖが所定値以下の低速の領
域であるか所定値以上の高速の領域であるかを認識する
。ステップ４３では算出した速度Ｖの値に応じて図示し
ないモータを駆動することによりＣＣＤセンサ５及びレ
ンズ３で成る検出手段を回転させて光軸３３と垂線３５
とのなす角度φを調整する０例えば角度φは係数δと速
度■との積で得られ高速状態では大きな値に、逆に低速
領域では小さな値に設定される。ステップ４５ではＣＣ
Ｄセンサ５からの画像データを読み出すとともに、この
読み出した画像データを順次メモリ２５へ格納する。

次に第６図を参照して作用を説明する。

光軸３３及び路面１との交点を点Ｏとし、レンズ３の中
心点からの垂線３５と路面１との交点をＰＩ　とし、点
０と点ＰＩ　との距離をＤとし、垂線３５の長さをｈと
し、レンズ３の焦点距離をｆＯ１路面１の座標をＸとす
るとｔａｎφ、ｔａｎθ、ｔａｎ（φ＋θ）　、　ｊａ
ｎ（φ−θ）のそれぞれは次のように求められる。

ｔａｎ　　φ；　　　　　　　　　　　　　　　　・・
・（６）ｔａｎ　　θ＝　ｘ　／　ｆ　　　　　　　　
　　　　　　　−（７）ｔａｎｆφ＋θ）＝（Ｘ＋Ｄ）
　／ｈ　　　　　　　　・（８）Ｄ　　　　　　　ｘ ｆ −Ｄ−ｘ 従って、路面１の座標Ｘと、ＣＣＤセンサ５のＸ座標、
すなわち車両９の進行方向との関係は次の第（幻）式の
如く示される。

また、座標Ｘの時間ｔに関する変化量が速度Ｖであるこ
とから、 （１−Ｏｘ）２ δｔ ・・・（１１） 従って速度■は次式のように求められる。

・・・（至） 以上の如く第５図及び第６図に示す例では、車両の走行
速度に応じて光学系で成る検出手段の光軸の角度制御を
実行するようにしたことから、車両の走行速度を更に高
精度で算出することができる。

また、ＣＣＤセンサからの画像データの読み出し周期Δ
ｔを車両の速度に応じて変化させると、例えば車両の速
度が大である場合に読み出し周期Δｔを短かい値に設定
すると、車両の走行速度を更に正確に算出することがで
きる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、画像データの
変化量、すなわち車両の進行方向に対する変化量と、時
間経過に対する変化量とに基づいて車両の速度を演算す
るようにしたことから、車輪がロックした状態であって
も車両の速度を高精度で算出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第２図は光
学系で成る検出手段の取付位置を示した説明図、第３図
はメモリにおける画１象データの格納されるアドレスを
示した説明図、第４図はＣＣＤセンサから読み取られた
画像データを示した説明図、第５図及び第６図は本発明
の他の実施例を示した説明図である。 ３・・・レンズ ５・・・ＣＣＤセンサ ２１・・・読み出し制御回路 ２７・・・演算回路 代理人　　弁理士　　三　好　　保　男一一一−Ｘ 第３図 八を 第 図 第１図 第２図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　車両の進行方向に対して略平行に配列される複数の撮
   像素子によって形成され、当該車両の走行路面を撮像す
   る撮像手段と、 この撮像手段によって当該車両の進行に伴って得られる
   前記走行路面に係るデータから、このデータの変化量を
   検出する検出手段と、 この検出手段で検出される変化量と時間経過に対する変
   化量とから当該車両の進行速度を演算する演算手段と、 を有することを特徴とする車速計測装置。