JPH05113482A - 車載用追突防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】走行車両の進行路の状態を前方の視界の画像よ
り推定することにより、道路の曲がり具合をカーブ手前
で正確に測定することを可能とする。 【構成】走行車両に搭載される追突防止装置であって、
距離測定器１，画像入力装置６，画像処理装置７，情報
処理装置２，警報器３を有する。距離測定器１は前方車
との車間距離などを計測し、画像入力装置６は前方の視
界を撮像して画像を生成する。画像処理装置７は画像を
処理して路面上の白線などを検出し、前方の進行路の曲
がり具合を推定する。情報処理装置２の計測領域設定器
８は前記推定結果に応じて距離測定器１の計測領域を設
定する。情報判断装置９は距離測定器１による計測結果
から前方車との追突の可能性を判断して、その判断に基
づき警報器３を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車などの走行車
両に搭載され、前方車との追突事故の発生を未然に防止
する車載用追突防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来その種追突防止装置として、図１２
に示すように、距離測定器１と情報処理装置２と警報器
３とから成るものが存在する。この追突防止装置は、前
記距離測定器１により前方車との車間距離などを計測
し、その計測情報を用いて情報処理装置２により前方車
との追突の可能性を予測した後、その予測結果に応じて
警報器３を作動させるものである。前記距離測定器１と
してレーザレーダなどが用いられ、前方車の後部のリフ
レクタに対しレーザ光を照射し、その反射光を検出する
ことにより前方車の存在を確認し、前方車との車間距離
や相対速度を算出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
の追突防止装置では、前方の進行路が左右いずれかにカ
ーブしている場合に、距離測定器１が発するレーザ光の
直進性のために、前方車だけでなく、道路沿いに設置さ
れたリフレクタなども検出し、必要時以外に警報器３が
作動する。

【０００４】この対策として視界前方の進行路の曲がり
具合に応じて前記距離測定器１の計測距離を変更するレ
ンジカット法やビームスキャン法などが提案されている
が、道路の曲がり具合を正確に測定するのが困難である
ため、この種方法が実施された追突防止装置はいまだ実
用化されていない。

【０００５】また道路の曲がり具合を走行車両のステア
リング角度から求めることも可能であるが、この方法で
は、走行車両がカーブ路に入らないと、道路の曲がり具
合が判明せず、カーブ路の手前で警報器が作動してしま
う。

【０００６】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、進行路の状態を前方の視界の画像より推定する
ことにより、道路の曲がり具合をカーブ路の手前で正確
に測定できる車載用追突防止装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の車載用追突防
止装置は、前方車との車間距離を計測する距離測定器を
備え、前記距離測定器で得られた計測情報を用いて前方
車との追突を予測しかつ追突の発生を防止するものであ
って、車両の進行方向に対して前方に観測視野が設定さ
れる画像入力手段と、前記画像入力手段により得られた
前方の視界の画像より道路に沿う観測対象物を検出して
進行路の状態を推定する推定手段と、前記推定手段で得
られた推定結果と前記距離測定器で得られた計測結果と
から前方車との追突を予測する情報処理手段とを備えた
ものである。

【０００８】

【作用】前方の視界を撮像して得られた画像より道路に
沿う観測対象物、例えば白線や道路沿いに設置されたリ
フレクタ群を検出して進行路の状態を推定するので、道
路の曲がり具合をカーブ路の手前で正確に測定でき、前
方車と障害物とを区別して運転者に報知することが可能
である。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明にかかる追突防止装置が搭
載された車両４と前方車５との位置関係を示すもので、
前記車両４の前部の適所、例えばバンパには距離測定器
１が、その下方には画像入力装置５が、それぞれ配備し
てある。

【００１０】前記距離測定器１はレーザレーダ，電波レ
ーダ，超音波レーダなどであって、前方車５との車間距
離ｄや前方車５に対する車両４の相対速度などを計測す
ることが可能である。前記画像入力装置６はＣＣＤカメ
ラ，赤外線カメラ，電磁波カメラなどであって、車両４
の進行方向に対して前方に観測視野が設定され、観測視
野内の前方の視界を撮像して濃淡画像を生成する。

【００１１】図２は、この発明の追突防止装置の基本構
成を示すもので、距離測定器１，画像入力装置６，画像
処理装置７，情報処理装置２，警報器３を構成として含
んでいる。

【００１２】前記画像処理装置７は、前記画像入力装置
６により得られた前方の視界の画像を処理して道路に沿
う観測対象物（例えば路面に引かれた白線やカードレー
ルに一定間隔で設置されたリフレクタ群）を検出し、後
記する方法で前方の進行路の状態を推定する。なお画像
処理装置７は、図示していないが、濃淡画像や２値画像
を記憶させる画像メモリ，制御・演算の主体であるＣＰ
Ｕ，プログラムが格納されるＲＯＭ，データの読み書き
に供されるＲＡＭなど、画像処理に必要な公知の各構成
を具備することは勿論である。前記情報処理装置２は、
計測領域設定器８と情報判断装置９とから成るもので、
計測領域設定器８は画像処理装置７による推定結果に応
じて距離測定器１の計測領域を設定する。

【００１３】図３〜図５は、距離測定器１の計測領域を
設定する方法の具体例を示す。図３(1) は、前方の進行
路が直線的でありかつ前方にガードレールなどの障害物
が存在していない場合の計測領域Ａを示しており、この
場合には距離測定器１の検出ビームａは前方の真っ直ぐ
な方向に放射される。これに対し進行路が右側にカーブ
すると推定された場合は、図３(2) に示すように、検出
ビームａの放射方向が進行路の曲がり具合に応じて右方
向へ所定の角度θだけ傾けて設定される。

【００１４】図４(1) は、前方の進行路が直線的であり
かつ前方にカードレールなどの障害物が存在していない
場合の計測領域Ａを示しており、図３(1) の場合と同
様、距離測定器１の検出ビームａは前方の真っ直ぐな方
向に放射される。これに対し進行路が左右のいずれかに
カーブすると推定された場合は、図４(2) に示すよう
に、レンジカットを行って計測領域Ｓは障害物までの距
離以下の範囲ｆに制限される。

【００１５】図５は、３本の検出ビームａ，ｂ，ｃを用
いた距離計測方式であって、前方の進行路が直線的であ
りかつ前方にガードレールなどの障害物が存在していな
い場合は、図５(1) に示すように、放射方向が真っ直ぐ
な検出ビームａに対し左右の検出ビームｂ，ｃの放射方
向を左右に適当角度だけ振ることにより合成された計測
領域Ａ＋Ｂ＋Ｃを設定している。これに対し進行路が左
右のいずれかにカーブすると推定された場合は、図５
(2) に示すように、レンジカットを行って計測領域Ｓは
障害物までの距離以下の範囲ｆに制限される。

【００１６】図２に戻って、前記情報処理装置２の情報
判断装置９は、距離測定器１による計測結果（車間距離
ｄや前方車に対する相対速度）を入力して前方車との追
突の可能性を予測する。警報器３は前記判断装置９によ
る判断結果に基づいて警報音を発生したり、警報灯を点
滅させたりして、運転者に報知する。

【００１７】なおこの実施例では、前記画像処理装置７
は距離測定器１の計測領域を設定するための手段として
用いると共に、前記情報判断装置９は距離測定器１によ
る計測結果から前方車との追突の可能性を予測して警報
判断を行うようにしているが、距離測定器１による計測
結果と画像処理装置７による画像処理結果とを情報判断
装置９へ与えて、より複雑な警報判断を行うようにして
もよい。

【００１８】図６および図７は、前記画像処理装置７に
より前方の進行路の状態を推定するための具体的方法を
示し、また図８および図９は、それぞれの方法を実施す
るための前記画像処理装置７におけるＣＰＵの制御手順
を示す。

【００１９】図６および図７は、前記画像入力装置５で
得られた走行車両から見た前方の視界の画像１０，１１
を示すもので、図６が昼間における画像１０であり、ま
た図７が夜間における画像１１である。図６の１２は高
速道路などにおける路面の画像部分、１３が路面側部に
引かれた連続する白線の画像部分、１４が路面中央に引
かれた断続する白線の画像部分である。また図７の１５
は路面の画像部分、１６，１７が画像に現れていない路
面側部および路面中央の各白線の画像部分、１８が進行
路沿いに設けられたリフレクタの画像部分である。

【００２０】図示例の方法は、これら画像１０，１１か
ら進行路上の特徴点Ｍ１，Ｍ２の座標を求めてその座標
位置から進行路の曲がり具合を推定する方法であるが、
路面が平面であると仮定した場合、画像入力装置６の光
軸が既知であれば、画像１０，１１上の任意の点の座標
について、三角測量により奥行き方向（ｙ方向）の距離
と画像中心線からの左右方向（ｘ方向）の距離とを一意
に求めることが可能である。なお画像１０，１１上の各
点のｘｙ座標は、ｘ＝０〜Ｘ₀，Ｙ＝０〜Ｙ₀ の範囲に
ある。

【００２１】まず昼間における画像１０より進行路の曲
がり具合を推定する方法を図８に示す制御手順に従って
説明すると、図８のステップ１（図中、「ＳＴ１」で示
す）において、画像入力装置６より画像処理装置７へ濃
淡画像信号が取り込まれて１フレーム分の画像１０が画
像メモリに記憶される。

【００２２】この画像１０では直前の視界の画像部分が
路面である確率がきわめて高いことから、画像１０の直
前の視界の画像部分に適当な大きさの矩形状のウィンド
ウＷ１を設定し、そのウィンドウＷ１内の濃度の平均値
を計測した後、その計測値に所定の値を加算して得た値
を２値化しきい値として算出し、その２値化しきい値に
より濃淡画像を２値化して路面の画像部分１２と白線の
画像部分１３，１４とを分離する（ステップ２）。

【００２３】つぎに２値画像につき（Ｘ₀ ／２，０）の
位置に基準点Ｒを設定し、この基準点Ｒより正負のｘ方
向へ白線の画像部分１３，１４を探索して白線の画像部
分１３，１４に相当する所定幅の領域を検出する（ステ
ップ３）。なお路面中央の白線の画像部分１４について
は途切れが存在するため、必要に応じて基準点Ｒをｙ方
向に移動しつつ同様の探索を行うことになる。

【００２４】上記の探索処理において、両方の白線の画
像部分１３，１４が検出されなかったとき、ステップ４
の判定が「ＮＯ」となり、処理対象である現フレームの
画像を無効とし、再度、画像入力装置６より画像処理装
置７に新たな濃淡画像を取り込んで同様の探索を実行す
る（ステップ１〜３）。

【００２５】両方の白線の画像部分１３，１４が検出さ
れると、ステップ４の判定は「ＹＥＳ」となり、各白線
の画像部分１３，１４上にｘ方向の幅が各白線の画像部
分１３，１４の幅よりやや大きくかつｙ方向の幅が
「１」のウィンドウＷ２を設定し、そのウィンドウＷ２
を奥行き方向（ｙ方向）へ移動させつつ白線の画像部分
１３，１４を追跡する（ステップ５）。この場合に路面
中央の白線の画像部分１４には途切れが存在するが、追
跡過程において白線の画像部分１４の中心点のｘ座標値
の差分とその平均値とをその都度求め、最新の差分デー
タとそれまでの平均値との差が所定のしきい値以下であ
れば、最新の差分データに基づいてウィンドウＷ２の設
定位置を更新してゆく。

【００２６】このようにして実際の距離が既知である予
め定められたｙ座標位置Ｙ_S まで白線の画像部分１３，
１４の追跡が行われると、ステップ６の判定が「ＹＥ
Ｓ」となり、つぎのステップ７でｙ座標位置Ｙ_S に水平
線Ｌ０を設定し、その水平線Ｌ０上における各白線の画
像部分１３，１４間の中点を特徴点Ｍ１として算出す
る。この特徴点Ｍ１の座標を（Ｘ_M ，Ｙ_S ）とすると、
中心線からの位置ずれ量（Ｘ_M −Ｘ₀ ／２）に相当する
実際の距離Ｅと前記ｙ座標位置Ｙ_S までの実際の距離Ｄ
とから進行路の曲がり具合を推定し、つぎの式の演算
を実行して得た角度θだけ図１０に示すように距離測定
器１の検出ビームの投射方向を変更する（ステップ
８）。

【００２７】

【数１】

【００２８】図１１は、距離測定器１の計測領域の他の
設定方法を示している。同図中、２１，２２は画像２０
における路面側部および中央部の白線の画像部分であっ
て、点Ｐが路面側部の白線の画像部分２１とｘ座標位置
Ｘ₀ ／２に設定された垂直線Ｌ１との交点、また点Ｑ，
Ｔが両白線の画像部分２１，２２と検出ビームの到達距
離Ｄに相当するｙ座標位置Ｙ_S に設定された水平線Ｌ２
との交点である。また点Ｍ１は特徴点であって、水平線
Ｌ２上における各白線の画像部分２１，２２間の中点に
相当する。

【００２９】この例では、点Ｐのｙ座標値に相当する実
際の距離を算出し、その距離までは進行路が直線である
推定してレンジカットを行い、距離測定器１の計測領域
を設定する。また前記特徴点Ｍ１の座標を（Ｘ_M ，
Ｙ_S ）とすると、垂直線Ｌ１からの位置ずれ量（Ｘ_M −
Ｘ₀ ／２）に相当する実際の距離Ｅと前記検出ビームの
到達距離Ｄとから進行路の曲がり具合を推定し、前記
式の演算を実行して得た角度θだけ距離測定器１の検出
ビームの投射方向を変更してもよい。

【００３０】つぎに夜間における画像１１（図７に示
す）より進行路の曲がり具合を推定する方法を図９に示
す制御手順に従って説明する。なお昼間における制御手
順（図８）から夜間における制御手順（図９）への切換
えは、車両の適所に設置した日射センサの出力が所定の
しきい値より小さくなりかつ車両のヘッドライトがオン
状態になったことを条件として行うものである。

【００３１】まず図９のステップ１において、画像入力
装置６より画像処理装置７へ濃淡画像信号を取り込んで
１フレーム分の濃淡画像を画像メモリに記憶する。つぎ
のステップ２では、濃淡画像をソーベルフィルタなどを
用いて微分処理した後、所定の２値化しきい値で２値化
して、進行路沿いに設けられた複数のリフレクタの画像
１８のエッジを抽出する。

【００３２】つぎに各リフレクタのエッジ画像につき外
接四辺形を求めると共に、その外接四辺形の中心点を求
めて、それらの各点をリフレクタの設置位置の候補とし
て抽出する（ステップ３）。

【００３３】つぎにｙ座標値が最も小さな候補点Ｎに着
目し、その着目点に対し４５度および１３５度の各方向
にウィンドウＷ３を設定し、各ウィンドウＷ３内に候補
点が存在するか否かをチェックする。いずれか方向に設
定したウィンドウＷ３内に候補点が存在しておれば、さ
らにその方向に同様のウィンドウＷ３を設定し、そのウ
ィンドウＷ３内に候補点が存在するか否かをチェックす
る。この場合に両方向のウィンドウＷ３内に候補点が存
在しておれば、両方向について次々にウィンドウ設定を
行って同様のチェックを実施する。

【００３４】かくして同方向に候補点が所定個数存在し
ておれば、それら候補点の集まりをリフレクタの設置位
置の候補群として抽出する（ステップ４）。この候補点
の追跡チェックは候補点がなくなるまで繰り返し実施
し、最後の候補点を基準点とする。複数の候補点群が抽
出された場合、候補点数の多いものを、もし候補点数が
同じであれば前記基準点のｙ座標値が大きいものを、も
し基準点のｙ座標値が同じであればｘ座標値がＸ₀ ／２
に近いものを、一連のリフレクタの設置位置と認定する
（ステップ５）。

【００３５】つぎにステップ６において、ステップ５で
認定した候補群の各候補点を通る直線Ｌ_c を近似した
後、ｘ座標位置Ｘ₀ ／２に垂直線Ｌ１を、検出ビームの
到達距離Ｄに相当するｙ座標位置Ｙ_S に水平線Ｌ２を、
それぞれ設定すると共に、前記直線Ｌ_c と前記垂直線Ｌ
１および水平線Ｌ２との各交点Ｐ，Ｑを求める。

【００３６】しかる後、点Ｐのｙ座標値に相当する実際
の距離を算出し、その距離までは進行路がほぼ直線であ
る推定してレンジカットを行い、距離測定器１の計測領
域を設定する。また点Ｑよりｘ方向に所定値だけシフト
した点を特徴点Ｍ１とし、その特徴点Ｍ１の垂直線Ｌ１
からの位置ずれ量に相当する実際の距離Ｅと前記検出ビ
ームの到達距離Ｄとから進行路の曲がり具合を推定し、
前記式の演算を実行して得た角度θだけ距離測定器１
の検出ビームの投射方向を変更してもよい。

【００３７】

【発明の効果】この発明は上記の如く、前方の視界の画
像より道路に沿う観測対象物を検出して進行路の状態を
推定し、その推定結果と距離測定器で得られた計測結果
とから前方車との追突を予測するようにしたから、道路
の曲がり具合をカーブ路の手前で正確に測定することが
可能であり、前方車と障害物とを区別して運転者に報知
できるなど、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の追突防止装置が搭載された車両と前
方車との関係を示す正面図である。

【図２】この発明の追突防止装置の基本構成を示すブロ
ック図である。

【図３】距離測定器の計測領域の設定方法を示す説明図
である。

【図４】距離測定器の計測領域の設定方法を示す説明図
である。

【図５】距離測定器の計測領域の設定方法を示す説明図
である。

【図６】昼間における前方の進行路の状態を推定する具
体的方法を示す説明図である。

【図７】夜間における前方の進行路の状態を推定する具
体的方法を示す説明図である。

【図８】図６の方法を実施するための画像処理装置の制
御手順を示すフローチャートである。

【図９】図７の方法を実施するための画像処理装置の制
御手順を示すフローチャートである。

【図１０】距離測定器の検出ビームの投射方向を変更し
た状態を示す説明図である。

【図１１】昼間における前方の進行路の状態を推定する
他の具体的方法を示す説明図である。

【図１２】従来の追突防止装置の基本構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 距離測定器 ２ 情報処理装置 ３ 警報器 ６ 画像入力装置 ７ 画像処理装置 ８ 計測領域設定器 ９ 情報判断装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方車との車間距離を計測する距離測定
   器を備え、前記距離測定器で得られた計測情報を用いて
   前方車との追突を予測しかつ追突の発生を防止する車載
   用追突防止装置であって、 車両の進行方向に対して前方に観測視野が設定される画
   像入力手段と、 前記画像入力手段により得られた前方の視界の画像より
   道路に沿う観測対象物を検出して進行路の状態を推定す
   る推定手段と、 前記推定手段で得られた推定結果と前記距離測定器で得
   られた計測結果とから前方車との追突を予測する情報処
   理手段とを備えて成る車載用追突防止装置。