JPH06138233A

JPH06138233A - 追尾式距離検出装置

Info

Publication number: JPH06138233A
Application number: JP4292975A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Maekawa; ひろ子前川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】先行車両が撮像装置の視野にある限りこの先
行車両の画像データに追尾ウィンドを設定して追尾し、
さらに追尾ウィンド内に捕捉された先行車両までの距離
を車載レーダで測定する。【構成】車両搭載の撮像手段にて撮像した画像を表示
装置１１に表示させると共に、この表示された画像と予
め設定されたメモリ８Ａに格納した先行車両を示す基準
画像とを比較し、前記表示画像の内より基準画像に一致
する画像に追尾ウィンドを設定し、メモリ８Ａ中の基準
画像を前記追尾ウィンドを設定した画像に更新するＣＰ
Ｕ１０と、追尾ウィンドを設定した先行車両５までの距
離を測定する車載レーダ１５とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は距離検出装置に関し、
特に車両前方を走行する先行車両を画像追尾しながら車
間距離を測定する追尾式距離検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図４は例えば特開平３ー１９５９１６号
公報に開示されたイメージセンサ利用による従来の追尾
式距離検出装置の全体構成を示すブロック図である。図
において、１、２は基線長Ｌだけ離隔して左右対称に配
置された一対のレンズであり、距離Ｒ前方に位置する先
行車両５の像を焦点距離ｆ後方に位置するイメージセン
サ３、４に結像する。６、７はイメージセンサ３、４よ
りの出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、８，
８Ａ，９はＡ／Ｄ変換６、７から出力されたデジタル信
号列を先行車両５の画像データとして記憶するメモリで
ある。尚、メモリ８，８Ａは画像データを交互に格納す
ることで現在画像表示されている画像の前の画像データ
が基準画像データとしてメモリ８Ａに格納される。

【０００３】１０はＣＰＵであり、メモリ８，８Ａ，或
いは９より読み出した画像データを処理して画像表示デ
ータを生成し、先行車両５を含む車両前方の物体の画像
を表示装置１１に表示させると共に、先行車両５を追尾
対象物とした場合先行車両５までの距離を演算する。１
２は追尾ウィンド設定装置であり、表示装置１１の画面
上に表示された先行車両５に追尾ウィンドを設定するよ
うにＣＰＵ１０へ指示を出す。

【０００４】次に従来の追尾式距離検出装置の動作につ
いて説明する。先ずＣＰＵ１０による先行車両５までの
距離測定方法を説明する。ＣＰＵ１０はメモリ８、９を
通してイメージセンサ３、４の各左上端に配置された画
素から画像信号ａ１，ｂ１をそれぞれ読み出し、それら
画像信号の差の絶対値ｃ１１＝｜ａ１−ｂ１｜を求め
る。更にイメージセンサ３、４の左端から１つ右側に配
置された画素から画像信号ａ２，ｂ２をそれぞれ読み出
し、それら画像信号の差の絶対値ｃ１２＝｜ａ２−ｂ２
｜を求める。このような操作を各イメージセンサ１１、
１２の全画素に対して行い、総ての絶対値の総和ｓ１＝
Σｃ１ｉを求める。

【０００５】以上のように絶対値の総和ｓ１が求められ
たならば、次にＣＰＵ１０はメモリ８からイメージセン
サ３の左上端に配置された画素から画像信号ａ１を読み
出と共に、メモリ９からイメージセンサ４の左上端から
１つ右側に配置された画素から画像信号ｂ２を読み出
し、それら画像信号の差の絶対値ｃ２１＝｜ａ１−ｂ２
｜を求める。更にイメージセンサ３の左上端から１つ右
側に配置された画素から画像信号ａ２を読み出すと共
に，イメージセンサ４の左上端から２つ右側に配置され
た画素から画像信号ｂ３をそれぞれ読み出し、それら画
像信号の差の絶対値ｃ２２＝｜ａ２−ｂ３｜を求める。
このような操作を各イメージセンサ３、４の全画素に対
して行い、総ての絶対値の総和ｓ２＝Σｃ２ｉを求め
る。

【０００６】上記のようにＣＰＵ１０はメモリ８、９を
通してイメージセンサ３、４の各画素をｎ（ｎ＝１．
２．３．．）づつシフトしながら繰り返し画像信号を読
み出して各画像信号の差の絶対値の総和を求める。そし
てこのようなパターンマッチング方法により差の絶対値
の総和レベルが最も高くなった時が双方のイメージセン
サにおける画像信号が最も一致したと判定し、その時の
イメージセンサのシフト数ｎと共にレンズ１、２間の基
線長Ｌ、レンズ１、２の焦点距離ｆ、イメージセンサ
３、４を形成する画素間のピッチ幅ｐを以下の（１）式
に代入し三角測量の原理によりレンズ１、２から先行車
両５までの距離即ち車間距離Ｒを求める。

【０００７】Ｒ＝（ｆ＊Ｌ）／（ｎ＊ｐ）・・・（１）

【０００８】更に、自車両の運転手が表示画面を見なが
ら新たな追尾対象である先行車両５を探し出し、この先
行車両５に新たに追尾ウィンドを設定する場合は追尾ウ
ィンド設定装置１２を操作してＣＰＵ１０に対しウィン
ド設定を指示する。ＣＰＵ１０によるウィンド設定方法
とは以下のようなものである。

【０００９】メモリ８Ａに格納された基準画像データ
は、メモリ８に格納された画像データより時間的に１つ
前の画像データが格納されている。したがってメモリ８
Ａに先行車両の画像データが基準画像データとして格納
されていた場合、ＣＰＵ１０は前記距離測定方法に用い
たパターンマッチング方法により各メモリ８、８Ａより
画像信号をシフトしながら公知のアルゴリズムによりメ
モリ８に格納された画像データの内メモリ８Ａに格納さ
れた基準画像データに最も一致した画像に追尾ウィンド
を設定する。

【００１０】更に画像信号処理によらず他の方法で先行
車両までの距離を測定する方法としては、特公昭５５ー
１５３３７号公報に開示されているように自車両より先
行車両に対してレーザレーダ装置よりレーザ光を照射
し、その反射光を得るまでの時間に基づいて自車両と先
行車両間の距離を測定する方法がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の追尾式距離検出
装置は、（１）式より明らかなように追尾対象までの測
定距離（測距）の分解能は焦点距離ｆ、基線長Ｌ、及び
イメージセンサのピッチ幅ｐにより規定されてしまうた
め追尾するのに十分な視野を確保し、かつ測距分解能を
向上させるためには基線長Ｌを長くする必要があった。
しかしながら基線長Ｌを長くするということは装置の大
型化につながり、そのため測距精度を向上させしかも装
置を車載可能なように小型化するという２つの要求を同
時に満たすことができないといった問題点があった。

【００１２】更に上記のような光学的な制約を受けない
レーザ光により測距を行うと、レーザ光は単指向性なた
め自車両がカーブを曲がった時に照射されたレーザ光が
ガードレール等に当たり反射してくると、ガードレール
を距離測定対象物と判定しガードレールまでの測定距離
を車間距離として表示してしまう可能性があり信頼性に
欠けるといった問題点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、装置の小型化が計れると共に測
距精度の向上を実現できる追尾式距離検出装置を得るこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る追
尾式距離検出装置は、車両に搭載され、車外を撮像する
撮像手段と、この撮像手段より出力された画像信号に基
づき画像を画像表示手段に表示させると共に、この表示
された画像と予め設定された基準画像とを比較し、前記
表示画像の内より前記基準画像に一致する画像に追尾ウ
ィンドを設定し、前記基準画像を追尾ウィンドを設定し
た画像に更新する画像処理手段と、前記追尾ウィンド設
定画像に対応する撮像物体から自車両までの距離を測定
する距離測定手段とを備えたものである。

【００１５】請求項２の発明に係る追尾式距離検出装置
は、車両に搭載され。車外を撮像する撮像手段と、この
撮像手段より出力された画像信号に基づき画像を画像表
示手段に表示させると共に、この表示された画像と予め
設定された基準画像とを比較し、前記表示画像の内より
前記基準画像に一致する画像に追尾ウィンドを設定し、
前記基準画像を追尾ウィンドを設定した画像に更新する
画像処理手段と、前記追尾ウィンド設定画像に対応する
撮像物体から自車両までの距離を測定する距離測定手段
と、この測定距離の所定時間の変動率を演算し変動率が
所定値以上であると判定された時、前記追尾ウィンドの
設定を解除する変動率演算手段とを備えたものである。

【００１６】

【作用】請求項１の発明における追尾式距離検出装置
は、先行車両を示す画像データに追尾ウィンドウを設定
して追尾対象を明確にすると共に、追尾ウィンドウを設
定した先行車両までの距離を距離測定手段にて測定する
ことで追尾ウィンドウを設定してある限り確実に先行車
両までの距離を検出することができる。

【００１７】請求項２の発明における追尾式距離検出装
置は、追尾ウィンドウを設定した先行車両までの単位時
間当たりの距離の変動率を演算し、距離変動率が一定値
以上であると判定されたならば先行車両は自車両に向か
ってくる対向車両であるとして追尾ウィンドウを解除す
る。

【００１８】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は本実施例における追尾式距離検出装置の全
体構成を示すブロック図である。尚、図中図４と同一符
号は同一又は相当部分を示す。図において１０Ａは本実
施例におけるＣＰＵであり、その機能として従来の機能
に加え車速センサ１４より入力した自車両の速度を基に
先行車両５に対する安全車間距離を演算すると共に、車
載レーダ１５より照射されたレーザ光が反射光として戻
ってくるまでの時間より先行車両５までの距離を演算す
る。尚、イメージセンサ１、レンズ３より撮像手段、Ｃ
ＰＵ１０Ａとメモリ８より画像処理手段、ＣＰＵ１０Ａ
と表示装置より画像表示手段、更にＣＰＵ１０Ａと車載
レーダ１５より距離測定手段を構成する。

【００１９】次に本実施例の動作について説明する。こ
の動作説明では追尾ウィンド更新処理と測距処理に注目
して説明する。先ず自車両の運転手は表示装置１１の画
像をみて画像中に追尾対象となる先行車両５の画像を認
めたならばその画像に対し追尾ウィンド２０をかけるよ
うウィンド形成装置１２を通してＣＰＵ１０Ａへ指示す
る。その結果ＣＰＵ１０Ａは時刻ｔ＝ｔ₁に追尾ウィン
ド２０を設定した先行車両の画像データ（図２（１））
を基準画像データとしてメモリ８Ａに格納する。

【００２０】基準画像データ格納後の時刻ｔ＝ｔ₂に、
ＣＰＵ１０Ａはメモリ８に格納された画像データとメモ
リ８Ａに格納された基準画像データとを比較し、画像デ
ータより基準画像データに最も一致する画像データに追
尾ウィンド２０（図２（２））を設定する。このとき画
像比較領域２１は前回（ｔ＝ｔ₁時）に設定した追尾ウ
ィンド位置の垂直方向に±ｘビット、水平方向に±ｙビ
ットの範囲である。追尾ウィンド２０が設定された画像
は新たな基準画像データとしてメモリ８Ａに格納されメ
モリ内容が更新される。従って、撮像手段の視野内に先
行車両５が入っている限り、メモリ８Ａ内には先行車両
の画像が基準画像データとして記憶されるため先行車両
画像に追尾ウィンド２０が設定され続ける。

【００２１】このように先行車両画像に追尾ウィンド２
０（図３（１））が設定されたならば、ＣＰＵ１０Ａは
車載レーダ１５を用いて追尾ウィンド２０内の先行車両
５までの距離測定動作に入る。その動作として撮像手段
の視野内に図３（２）に示すように複数の測距ポイント
２２〜２６を設定し、その測距ポイント毎に車両に搭載
した車載レーダ１５のレーザ光照射角度を合わせレーザ
光を照射する。ＣＰＵ１０Ａはレーザ光照射時刻とレー
ザ光が反射して車載レーダ１５に戻って来た時刻との時
間差より自車両と各測距ポイント間の距離を算出する。

【００２２】更にＣＰＵ１０Ａは上記ｔ＝ｔ₂に設定し
た画像比較領域の位置に基づき追尾ウィンド２０内の先
行車両５の位置に最も近い測距ポイントを選択し、その
測距ポイントで測距された距離を自車両と先行車両５間
の車間距離Ｒとする。この実施例においては測距ポイン
ト２４までの距離が車間距離Ｒとなる。次に測距された
車間距離Ｒが安全車間距離Ｒ₀であるか否かを以下の
（２）式の演算結果との比較より決める。

【００２３】Ｒ₀＝Ｖ＊（Ｔｄ＋Ｔｘ）・・・・・（２）Ｖ：自車速度Ｔｄ：ペダル踏み替え時間Ｔｘ：余裕判断時間

【００２４】このとき車間距離Ｒが安全車間距離Ｒ₀以
下であれば警報表示または警報音によって運転手に危険
を報知する。また単に危険を報知するだけでなくブレー
キ或いはアクセルを直接制御して車両を安全走行制御し
ても良い。

【００２５】実施例２．上記実施例１は、撮像手段の視
野内に先行車両を捕捉した時に先行車両に対して追尾ウ
ィンドを設定する構成を採ったが、実際捕捉した車両が
対向車両であることも考えられ、そのような場合不要な
追尾ウィンド設定となる。そこで、先行車両までの距離
の単位時間当たりの変動率を変動率演算手段にて演算
し、変動率が一定値以上であり距離が縮まってきたこと
を判定すると検出車両を対向車両と判定し追尾ウィンド
の設定を取り消すことで対向車が即座に判断できと共
に、無駄な追尾ウィンド設定を排除し効率よく追尾ウィ
ンドを設定することができる。尚、変動率演算手段はＣ
ＰＵ１０Ａがその機能を有する。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、車両に搭載さ
れ車外を撮像する撮像手段と、この撮像手段より出力さ
れた画像信号に基づき画像を画像表示手段に表示させる
と共に、この表示された画像と予め設定された基準画像
とを比較し前記表示画像の内より前記基準画像に一致す
る画像に追尾ウィンドを設定し前記基準画像を追尾ウィ
ンドを設定した画像に更新する画像処理手段と、前記追
尾ウィンド設定画像に対応する撮像物体から自車両まで
の距離を測定する距離測定手段とを備えたので、装置全
体を小型化できると共に、追尾動作を高速化できるとい
う効果がある。

【００２７】請求項２の発明によれば、車両に搭載され
車外を撮像する撮像手段と、この撮像手段より出力され
た画像信号に基づき画像を画像表示手段に表示させると
共に、この表示された画像と予め設定された基準画像と
を比較し前記表示画像の内より前記基準画像に一致する
画像に追尾ウィンドを設定し前記基準画像を追尾ウィン
ドを設定した画像に更新する画像処理手段と、前記追尾
ウィンド設定画像に対応する撮像物体から自車両までの
距離を測定する距離測定手段と、この測定距離の所定時
間の変動率を演算し変動率が所定値以上であると判定さ
れた時、前記追尾ウィンドの設定を解除する変動率演算
手段とを備えたので、装置全体を小型化できると共に、
追尾動作の高速化及び追尾性能の向上を計ることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による追尾式距離検出装置に一実施例
の全体構成を示すブロック図である。

【図２】各時間毎にウィンド８Ａに捕捉された画像デー
タを示す図である。

【図３】追尾ウィンド２０に対応する測距ポイントを示
す図である。

【図４】従来の追尾式距離検出装置の全体構成を示すブ
ロック図である

【符号の説明】

１、２レンズ３、４イメージセンサ５先行車両８、８Ａ，９メモリ１０ＡＣＰＵ１３表示装置１５車載レーダ２０追尾ウィンド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載され、車外を撮像する撮像手
段と、この撮像手段より出力された画像信号に基づき画像を画
像表示手段に表示させると共に、この表示された画像と
予め設定された基準画像とを比較し、前記表示画像の内
より前記基準画像に一致する画像に追尾ウィンドを設定
し、前記基準画像を追尾ウィンドを設定した画像に更新
する画像処理手段と、前記追尾ウィンド設定画像に対応する撮像物体から自車
両までの距離を測定する距離測定手段とを備えたことを
特徴とする追尾式距離検出装置。
【請求項２】車両に搭載され、車外を撮像する撮像手
段と、この撮像手段より出力された画像信号に基づき画像を画
像表示手段に表示させると共に、この表示された画像と
予め設定された基準画像とを比較し、前記表示画像の内
より前記基準画像に一致する画像に追尾ウィンドを設定
し、前記基準画像を追尾ウィンドを設定した画像に更新
する画像処理手段と、前記前記ウィンドを設定した画像に対応する撮像物体か
ら自車両までの距離を測定する距離測定手段と、この測定距離の所定時間の変動率を演算し、変動率が所
定値以上であると判定された時、前記追尾ウィンドの設
定を解除する変動率演算手段とを備えたことを特徴とす
る追尾式距離検出装置。