JPH04262500A - 車間距離検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はイメージセンサを用い
た光学式の距離検出装置、特に先行車と自車両との車間
距離を連続的に測定する車間距離検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来よりイメージセンサを用いた光学式
の距離検出装置は例えば特公昭６３−３８０８５号公報
、特公昭６３−４６３６３号公報などにより開示されて
いる。これらはいずれも図８に示すように左右２つの光
学系を有しており、この左右の光学系は基線長Ｌだけ離
れて配置したレンズ１，２で構成されている。レンズ１
，２の焦点距離ｆの位置にはそれぞれ別々のイメージセ
ンサ３，４を設け、信号処理装置３０によってイメージ
センサ３，４の画像信号を順次シフトしながら電気的に
重ね合わせ、上記２つの画像信号が最もよく一致したと
きのシフト量ｎから三角測量の原理により対象物３１ま
での距離Ｒを式（１）　で求めている。

【０００３】 　　　　　　　　Ｒ＝ｆ×Ｌ／ｎ　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　……（１）

【０００４】一方、イメージセンサ等で撮像された先行
車像を画像追尾する方法は例えば特公昭６０−３３３５
２号公報で開示されている。これによれば表示画面上で
追尾したい目標を囲む追尾ゲート（ウインドウ）をオペ
レータが表示画面を見ながら設定することにより上記目
標を画像追尾するように構成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の距離検出装置は
、左右一対の光学系により撮像された画像を比較して対
象物までの距離を求めるようにしているので、これらを
自車両に搭載して走行中に先行車との車間距離を測定し
ようとした場合、先行の左側または右側を別車両が走行
していると、どの車両との車間距離を測定しているのか
運転者にはわからないという課題があった。

【０００６】また、自車両に搭載した撮像装置により撮
像された先行車像を画像追尾する場合に、走行路面の凹
凸により自車両がバウンドすると先行車像を画像追尾し
ているウインドウが先行車像に対し上下方向にずれて安
定した画像追尾ができなくなるなどの課題があった。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、従来の光学式の車間距離検出装置
と先行車の画像追尾装置を組み合わせた構成となってお
り、いったん目標物を定めると、その目標物が動いてい
ても視野内にある限り連続的にその目標物までの距離を
計測できるとともに、複数の先行車両が走行している場
合でも車間距離を測定している対象の先行車がどれかが
わかる車間距離検出装置を得ることを目的とする。さら
に、先行車の画像追尾を安定して行うことができる車間
距離検出装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車間距離
検出装置は、実質的に上下一対の光学系により、イメー
ジセンサ上に結像した画像信号を比較し、両画像のずれ
を電気的に検出して、三角測量の原理で自車両前方の先
行車までの距離を測定する車間距離検出装置であって、
下側のイメージセンサにより撮像された先行車像を表示
する表示手段と、この先行車像を囲む第１のウインドウ
と、この第１のウインドウにより先行車像を画像追尾す
る画像追尾手段と、第１のウインドウ内の画像信号を基
準信号として上下の対応する画像信号のずれを検出して
自車両と先行車との車間距離を演算する第１の距離検出
手段と、上記第１のウインドウ内の一部分に設定された
第２のウインドウと、この第２のウインドウ内の画像信
号を基準信号として上下の対応する画像信号のずれを検
出して第２のウインドウで指定された対象物までの距離
を演算する第２の距離検出手段と、上記第１及び第２の
距離検出手段により検出された距離情報をもとに上記先
行車像を囲む第１のウインドウの位置を補正するウイン
ドウ位置補正手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】この発明においては、第１の距離検出手段は、
第１のウインドウ内の画像信号を基準信号として上下の
対応する画像信号のずれを検出して自車両と先行車との
車間距離を演算する。また、第２の距離検出手段は、第
２のウインドウ内の画像信号を基準信号として上下の対
応する画像信号のずれを検出することにより上記第２の
ウインドウに囲まれた対象物までの距離を演算する。そ
して、第１のウインドウの位置補正手段は、上記距離演
算結果をもとに画像追尾手段により設定される第１のウ
インドウの位置を監視し、正しい位置に補正する作用を
する。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１において、１，２は上下の光学系を構成するレ
ンズ、３，４はレンズ１，２にそれぞれ対応して配設さ
れた２次元のイメージセンサ、５は追従すべき先行車を
示す。６，７はアナログ・デジタル変換器、８，９はメ
モリ、１０はマイクロコンピュータ、１１は下側のイメ
ージセンサ３により撮像された画像を表示する表示画面
であり、マイクロコンピュータによって制御されている
。

【００１１】１２は図３に示すように表示画面１１上で
先行車像５ａを画像追尾する第１のウインドウ１５と、
この第１のウインドウ１５内の一部分に設定されている
第２のウインドウ１６を形成するとともに、上記第１の
ウインドウ１５により囲まれた先行車像５ａを画像追尾
するための画像追尾装置である。１３は運転者により操
作される画像追尾指示スイッチである。１４はマイクロ
コンピュータ１０で演算された距離情報をもとに、画像
追尾装置１２により設定される第１のウインドウ１５の
設定位置を補正するウインドウ位置補正装置である。

【００１２】つぎに動作について説明する。例えば、下
側のイメージセンサ３の画像に追従すべき先行車の像５
ａが入ってきて、図２に示すように、第１、第２のウイ
ンドウ１５，１６が設定されている表示画面に表示され
たとすると、運転者は自車両を運転して先行車５と自車
両の相対位置を変えて、上記先行車像５ａが第１のウイ
ンドウ１５内に入る位置に移動する。

【００１３】そして、図３に示すように第１のウインド
ウ１５内に先行車像５ａが入ったときに運転者により画
像追尾指示スイッチ１３が操作されると、その後は表示
画面１１内で先行車像５ａがどのように移動しても第１
のウインドウ１５はそれに付随して移動し、第１のウイ
ンドウ１５による先行車像５ａの画像追尾作用が自動的
に行われる。この画像追尾作用による第１のウインドウ
１５の移動にともなって第２のウインドウ１６も一緒に
移動する。なお、上記画像追尾作用は例えば特公昭６０
−３３３５２号公報、あるいは、特公平１−３５３０５
号公報で開示されている従来装置と同様のものであり詳
細な説明は省略する。

【００１４】つぎに、自車両と先行車との車間距離検出
方法について説明する。まず、マイクロコンピュータ１
０は先行車像５ａを追尾している第１のウインドウ１５
内の画素信号をメモリ８から読み出し、車間距離演算の
基準画像信号とする。そして、上側のイメージセンサ４
の画像信号が記憶されているメモリ９の中で第１のウイ
ンドウ１５に対応する領域をマイクロコンピュータ１０
が選択して上記基準画像信号に対してメモリ９の画像信
号を１画素ずつ順次シフトしながら上下画素毎の信号の
差の絶対値の総和を演算していく。すなわち、第１のウ
インドウ１５内の画と最も整合する画の位置を１画素ず
つ順次シフトしながら求めるものである。このとき、演
算に関与するメモリ９内の領域は、図４に示すように第
１のウインドウ１５の位置に対応する領域１７である。 なお、図４において、Ｍ９はメモリ９内の画像信号によ
る画像を示し、Ｍ８はメモリ８内の画像信号による画像
を示す。

【００１５】上記のように上下の画素を比較し、その差
信号の絶対値の総和が最小になるときの画素のシフト量
をｎ画素、画素のピッチをＰとし、光学系の基線長をＬ
、レンズ１，２の焦点距離をｆとすると、先行車までの
距離Ｒは式（２）　で求められる。

【００１６】 　　　　　　　　Ｒ＝ｆ×Ｌ／ｎ×Ｐ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　……（２）

【００１７】このようにして、いったんウインドウを設
定した先行車に対し、たとえ先行車５が左右に移動して
も、それを追尾して自車両との車間距離を連続して求め
ることができる。そして、先行車像５ａを追尾している
第１のウインドウ１５内の一部分に設定された第２のウ
インドウ１６により捕えられている対象物までの距離が
上記と同様にして求められる。すなわち、図４に示すよ
うに第１のウインドウ１５が先行車像５ａを囲んでいる
と第２のウインドウ１６内には先行車像５ａの屋根及び
リヤウインドウの部分が入ってくる。

【００１８】マイクロコンピュータ１０は上記の第２の
ウインドウ１６内の画素信号をメモリ８から読み出し距
離演算の基準画像信号とする。そして、上側のイメージ
センサ４の画像信号が記憶されているメモリ９の中で第
２のウインドウ１６に対応する領域１７をマイクロコン
ピュータ１０が選択して上記基準画像信号に対して領域
１７内の画像信号を１画素ずつ順次シフトしながら上記
画素毎の信号の差の絶対値の総和を演算して第２のウイ
ンドウ１６内の画と最も整合する画の位置を求める。そ
して、上下画素毎の信号の差の絶対値の総和が最小にな
るときの画素のシフト量をｍ画素とすると、第２のウイ
ンドウ１６が捕えている対象物までの距離Ａは上記式（
２）　と同様に次の式で求められる。

【００１９】 　　　　　　　　Ａ＝ｆ×Ｌ／ｍ×Ｐ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　……（３）

【００２０】このようにして検出された車間距離Ｒと第
２のウインドウ１６で捕えた対象物までの距離Ａの情報
は、時々刻々、ウインドウ位置補正装置１４に入力され
る。そして、図５に示すように先行車像５ａに対して第
１のウインドウ１５が上方にずれた場合、第２のウイン
ドウ１６内に背景の山の像１８が入ってきて第２のウイ
ンドウ１６により背景までの距離Ａが検出されＡがＲよ
りも大きくなると、上記ウインドウ位置補正装置１４は
第１のウインドウ１５の位置を先行車像５ａに対して下
方に移動する作用を始め、図６に示すように第２のウイ
ンドウ１６は先行車像５ａの屋根及びリヤウインドウの
部分を捕えるようになる。そして、上記のＡとＲがほぼ
等しくなると上記ウインドウ位置補正装置１４は第１の
ウインドウ１５の位置を先行車像５ａに対して上方に移
動する作用を始める。そして、第１のウインドウ１５が
上方へ移動しすぎると再びＡがＲよりも大きくなる。

【００２１】以上のようにして第１のウインドウ１５の
上下の移動作用が繰り返し行われる。その結果、先行車
像５ａを画像追尾している第１のウインドウ１５の位置
が先行車像５ａに対して上下方向に極端にずれることを
防止することができ、安定した画像追尾が可能となる。

【００２２】ところで、上記第２のウインドウ１６によ
り捕えられる先行車５の背景が、例えば、雲のない空一
色になった場合は、図４の領域１７内で第２のウインド
ウ１６内の画と整合する画の位置が多数存在することに
なる。すなわち、図７に示すように領域１７内で第２の
ウインドウ１６内の画と整合する画の位置は比較領域１
６ａ一箇所だけでなく、領域１７内の空の部分のすべて
が第２のウインドウ１６内の画と整合することになる。 そして、車間距離演算の基準画像を撮像するイメージセ
ンサ３に対してこの基準画像と比較される比較画像を撮
像するイメージセンサ４が本発明のように上側に配置さ
れている場合は、図７に示すように領域１７内の空の部
分、例えば、比較領域１６ｂはイメージセンサ４の画素
のシフト量ｍが小さくなる方向に位置する。

【００２３】したがって、上記式（３）　で示した背景
までの距離Ａが本来の比較領域１６ａで演算されるより
も遠距離となる位置に多数の整合する画が存在すること
になる。一方、上記イメージセンサ３の下側に比較画像
を撮像するイメージセンサ４ａを配置した場合は、比較
領域１６ｂの部分はイメージセンサ４ａの画素シフト量
ｍａ　が大きくなる方向に位置する。したがって、上記
式（３）　で計算される背景までの距離Ａが本来の比較
領域１６ａで演算されるよりも近距離となる位置に多数
の整合する画が存在することになる。

【００２４】この発明は上記のように背景までの距離Ａ
が車間距離Ｒよりも大きいことを利用して第１のウイン
ドウ１５の位置を補正するようにしているので、背景ま
での距離Ａは遠距離側に誤差があっても実用上問題はな
いが、背景までの距離Ａが車間距離Ｒよりも短くなるよ
うな誤差は許容できない。したがって、この発明では距
離演算の基準画像を得るためのイメージセンサ３を比較
画像を得るためのイメージセンサ４の下側に配置してい
るのである。また、光学系やイメージセンサの配置は上
下ばかりでなく、左右でも斜めであっても良く、また、
イメージセンサは１つであっても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明では実質的に上
下一対の光学系により先行車像を撮像するイメージセン
サと、このイメージセンサにより撮像された先行車を表
示する表示手段と、上記先行車像を囲む第１のウインド
ウと、この第１のウインドウにより先行車像を画像追尾
する画像追尾手段と、第１のウインドウ内の一部分に設
定された第２のウインドウと、上記第１のウインドウ及
び第２のウインドウで囲まれたそれぞれの対象物までの
距離を演算する第１及び第２の距離検出手段と、これら
の距離検出手段により検出された距離情報をもとに上記
先行車像を囲む第１のウインドウの位置を補正するウイ
ンドウ位置補正手段とを備えたので、複数の先行車が走
行している場合でも目標の先行車はウインドウによって
示されており、運転者は自車両が追従して車間距離を検
出している先行車を容易に知ることができる。また、第
１と第２のウインドウで検出された距離情報をもとに先
行車像を囲む第１のウインドウの位置を補正するように
したので、自車両のバウンドなどによる先行車像と上記
第１のウインドウとの位置のずれを防止することができ
、安定した画像追尾を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による車間距離検出装置の
構成図である。

【図２】表示画面上に先行車像が入ってきた状態を示す
図である。

【図３】先行車像が第１のウインドウ内に入った状態を
示す図である。

【図４】第１のウインドウ内の画像と比較される画像領
域を示す図である。

【図５】先行車像に対して第１のウインドウが上方にず
れた状態を示す図である。

【図６】先行車像に対して第１のウインドウを下方に移
動した状態を示す図である。

【図７】距離演算の基準画像を撮像するイメージセンサ
に対し、比較画像を撮像するイメージセンサを上側に配
置する場合と下側に配置する場合とを示した説明図であ
る。

【図８】従来の距離検出装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１，２　　レンズ ３，４　　イメージセンサ ５　　先行車 ８，９　　メモリ １０　　マイクロコンピュータ １１　　表示画面（表示手段） １２　　画像追尾装置（画像追尾手段）１３　　画像追
尾指示スイッチ １４　　ウインドウ位置補正装置（ウインドウ位置補正
手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　実質的に上下一対の光学系により、イ
   メージセンサ上に結像した画像信号を比較し、両画像の
   ずれを電気的に検出して、三角測量の原理で自車両前方
   の先行車までの距離を測定する車間距離検出装置であっ
   て、下側のイメージセンサにより撮像された先行車像を
   表示する表示手段と、この先行車像を囲む第１のウイン
   ドウと、この第１のウインドウにより先行車像を画像追
   尾する画像追尾手段と、第１のウインドウ内の画像信号
   を基準信号として上下の対応する画像信号のずれを検出
   して自車両と先行車との車間距離を演算する第１の距離
   検出手段と、上記第１のウインドウ内の一部分に設定さ
   れた第２のウインドウと、この第２のウインドウ内の画
   像信号を基準信号として上下の対応する画像信号のずれ
   を検出して第２のウインドウで指定された対象物までの
   距離を演算する第２の距離検出手段と、上記第１及び第
   ２の距離検出手段により検出された距離情報をもとに上
   記先行車像を囲む第１のウインドウの位置を補正するウ
   インドウ位置補正手段とを備えたことを特徴とする車間
   距離検出装置。