JPH06249653A - 車間距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両前方の道路形状を推定することができる
車間距離測定装置を得る。 【構成】 先行車両を撮像するイメージセンサと、イメ
ージセンサにより撮像された画像上に画像追尾用ウイン
ドウを設定するウインドウ設定装置１２と、ウインドウ
により上記先行車両を画像追尾する画像追尾手段１０Ａ
と、ウインドウの画像上における位置を測定する位置測
定手段１０Ｃと、上記ウインドウにより捕らえられた先
行車両と自車両との車間距離を測定する距離測定手段１
０Ｃと、位置測定手段１０Ｂで得られたウインドウ位置
と距離測定手段１０Ｃで得られた車間距離により上記自
車両前方の道路形状を推定する道路形状推定手段１０Ｄ
とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両に取り付けら
れ、先行車両と自車両との車間距離を測定する車間距離
測定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などの撮像手段
を利用した光学式の車間距離測定装置は、例えば特公昭
６３−３８０８５号、特公昭６３−４６３６３号などに
より知られている。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構成され、左右に基線長Ｌ
だけ離れて配置されたレンズ１，２と、これらレンズ
１，２の焦点距離ｆの位置にそれぞれ配置されたイメー
ジセンサ３，４と、これらイメージセンサ３，４に接続
された信号処理装置２０とを備えている。

【０００３】このような従来の車間距離測定装置におけ
る距離測定は、信号処理装置２０においてイメージセン
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Ｍから三角測量の原理より対象物２１までの距
離ＲをＲ＝ｆ・Ｌ／Ｍとして求めている。

【０００４】他方、イメージセンサ等で撮像された先行
車両像を画像追尾する技術は特公昭６０−３３３５２号
公報で開示されている。この技術によれば、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】しかしながら、上述し
たような従来装置を用いて、自車両と先行車両との車間
距離が安全車間距離となるように自車両の速度を制御す
る車間距離制御を行うような場合、道路形状推定ができ
ないので自車両がオーバースピードでカーブや下り坂に
突入する恐れがあり、またこれがために運転者に不安感
を与える等の問題点があった。また先行車両が車線変更
した時などは車線の異なる車両を画像追尾してしまうと
いう問題点もあった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、先行車両と自車両の車間距離が
測定できると共に、先行車両の画像上の位置から自車両
前方の道路形状を推定することができ、先行車両が車線
変更したような場合に画像追尾を中止できる車両用車間
距離測定装置を得ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る車間距離測定装置は、先行車両を撮像する撮像手段
と、この撮像手段により撮像された画像上に画像追尾用
ウインドウを設定するウインドウ設定手段と、このウイ
ンドウにより上記先行車両を画像追尾する画像追尾手段
と、上記ウインドウの画像上における位置を測定する位
置測定手段と、上記ウインドウにより捕らえられた上記
先行車両と自車両との車間距離を上記撮像手段の画像信
号に基づいて測定する距離測定手段と、上記位置測定手
段で得られたウインドウ位置と上記距離測定手段で得ら
れた車間距離により上記自車両前方の道路形状を推定す
る道路形状推定手段とを備えたものである。

【０００８】また、この発明の請求項２に係る車間距離
測定装置は、先行車両を撮像する撮像手段と、この撮像
手段により撮像された画像上に画像追尾用ウインドウを
設定するウインドウ設定手段と、このウインドウにより
上記先行車両を画像追尾する画像追尾手段と、上記ウイ
ンドウの画像上における位置を測定する位置測定手段
と、上記ウインドウにより捕らえられた上記先行車両と
自車両との車間距離を上記撮像手段の画像信号に基づい
て測定する距離測定手段と、上記位置測定手段で得られ
たウインドウ位置と上記距離測定手段で得られた車間距
離により上記自車両前方の道路形状を推定する道路形状
推定手段と、上記自車両のハンドル操作量に応じた信号
を出力するハンドル操作量検出手段と、このハンドル操
作量検出手段から得られた道路形状と上記道路形状推定
手段から得られた上記道路形状が一致しない場合に上記
先行車両が車線変更等を行ったと判断し上記ウインドウ
による先行車両の画像追尾を中止する画像追尾中止手段
とを備えたものである。

【０００９】

【作用】この発明の請求項１に係る車間距離測定装置に
よれば、ウインドウ設定手段により、運転者が追尾とた
い先行車両をウインドウで指定すると、画像追尾手段に
よりこのウインドウによる先行車両像の画像追尾作用が
開始される。次にウインドウにより捕らえられた先行車
両までの距離を測定する距離測定手段によりウインドウ
内に捕らえられている先行車両との車間距離測定が行わ
れる。次にウインドウの画像上の位置を測定する位置測
定手段により得られたウインドウ位置の測定が行われ
る。それらによって得られた車間距離測定値とウインド
ウ位置測定値より自車両前方の道路形状の推定が道路形
状推定手段によって行われる。

【００１０】更に、この発明の請求項２に係る車間距離
測定装置によれは、上記先行車両が車線変更した場合
は、ハンドル操作量から得られた道路形状値と道路形状
推定値が一致しないので画像追尾手段によって画像追尾
が中止される。

【００１１】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例を図面について説明
する。なお、各図において同一符号は同一の対象を示
す。図１は実施例１を示すブロック図である。この車間
距離測定装置は、自車両に搭載され、左右の光学系を構
成するレンズ１，２と、これらのレンズ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３，４
と、これらイメージセンサ３，４にそれぞれ接続された
アナログ・デジタル変換器６，７と、これらアナログ・
ディジタル変換器６，７にそれぞれ接続されたメモリ
８，９と、これらメモリ８，９が接続されたマイクロコ
ンピュータ１０と、このマイクロコンピュータ１０及び
メモリ９に接続され、マイクロコンピュータ１０によっ
て制御されて右側のイメージセンサ４により撮像された
画面を表示するディスプレイ１１と、マイクロコンピュ
ータ１０に接続され、画像追尾用のウインドウを形成す
るためのウインドウ形成装置１２、ハンドルの操作量に
応じた信号を出力するハンドル角センサ１４、車速を測
定するための車速センサ１５とを備えている。ウインド
ウ形成装置１２には運転者によって操作される画像追尾
スイッチ１３が設けられている。尚、５は追尾すべき先
行車両を示している。

【００１２】マイクロコンピュータ１０は、例えばその
一例を図２のブロック図に示すように、メモリ８，９、
ウインドウ形成装置１２、及びディスプレイ１１に接続
された画像追尾手段１０Ａ、及び距離測定手段１０Ｃ、
画像追尾手段１０Ａに接続された位置測定手段１０Ｂ、
この位置測定手段１０Ｂ及び距離測定手段１０Ｃに接続
された道路形状推定手段１０Ｄ、この道路形状推定手段
１０Ｄ及びハンドル角センサ１４に接続された画像追尾
中止手段１０Ｅとを備えている。

【００１３】以上の構成において、図３に示すように、
例えば右側のイメージセンサ４の画像に追尾すべき先行
車両の像５ａが入ってきて、ディスプレイ１１Ａに表示
されたとする。ここで、運転者が画像追尾スイッチ１３
を操作すると、ディスプレイ１１Ａの画面上でウインド
ウ１７が先行車両を囲む。このウインドウ１７は先行車
両像５ａがどの様に移動してもこの先行車両像５ａに付
随して移動し、ウインドウ１７による先行車両像５ａの
画像追尾作用が自動的に行われる。この画像追尾につい
ては例えば特公昭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
同様であり、ここでは詳述を省く。

【００１４】次に自車両と先行車両との車間距離測定に
ついて説明する。まず、マイクロコンピュータ１０は先
行車両像５ａを追尾しているウインドウ１７内の画素信
号をメモリ９から読み出し、車間距離演算の基本画像信
号とする。そして、左側のイメージセンサ３の画像信号
がメモリされているメモリ８の中で上記ウインドウ１７
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８の画像信号を１
画素づつ順次シフトしながら左右画素毎の信号の差の絶
対値の総和を演算していく。すなわちウインドウ１７内
の画ともっとも整合する画の位置を１画素づつ順次シフ
トしながら求めるのである。この時、演算に関与する領
域は図４に示すようにウインドウ１７内の基準画像信号
に対してメモリ８内の画像は領域１８が対応する。上記
のように左右の画素を比較し、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、先行車両５までの距離をＲとすれば、Ｒ
は次の式で求められる。

【００１５】Ｒ＝ｆ・Ｌ／（ｎ・Ｐ）

【００１６】このようにして、先行車両５が移動しても
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。

【００１７】上述したように、先行車両５の画像追尾が
開始され自車両との車間距離が連続的に測定されている
とき、マイクロコンピュータ１０はウインドウ１７の画
像上の位置と車間距離測定値により自車両が走行してい
る道路の前方の道路形状を推定する。図５に示すように
先行車両が自車両からみて前方Ｒ１の距離、θの向きに
存在する時、道路の曲率半径ｒは次の式で推定できる。

【００１８】ｒ＝Ｒ１／ｓｉｎ２θ

【００１９】ただし、Ｒ１は車間距離測定値であり、レ
ンズ１，２と２次元イメージセンサ３，４の光学的仕様
において最大画素数がＮｍａｘ、最大画角がθｍａｘと
すると先行車両の存在する方向θはウインドウの画素位
置測定値Ｎから次の式で求めることができる。

【００２０】 θ＝｜θｍａｘ（Ｎ／Ｎｍａｘ−Ｒ１／２）│

【００２１】また道路勾配についても同様にして上記式
で推定することができる。

【００２２】尚、この道路形状の推定は、他にも図６に
示すように、先行車両５を追尾しているウインドウが画
像中心から移動を開始したときの車間距離Ｒｏと、車速
センサ１５から入力された速度ｖを記憶しておき、それ
から時間ｔだけ経過したときの車間距離Ｒｎと先行車両
の存在する方向θから、次の式で表される自車両前方Ｌ
ｎの距離に曲率半径ｒの道路が存在するとすることによ
って推定するようにしても良い。

【００２３】Ｌｎ＝Ｒｏ−ｖ・ｔ ｒ＝（Ｒｎ−Ｌｎ）／ｓｉｎ２θ´

【００２４】ここでθ´は

【００２５】 ｔａｎθ´＝１ｎ・ｔａｎθ／（Ｒｎ−Ｌｎ）

【００２６】で表される。また道路勾配についても同様
にして上記式で推定することができる。

【００２７】この様にイメージセンサを利用した光学式
の車間距離測定装置において画像追尾させて距離測定を
行う場合、他に特別な装置を必要とせず簡単に道路形状
を推定することができる。また、上記車間距離測定装置
を用いて自車両と先行車両との車間距離が安全車間距離
となるように自車両の速度を制御することによって車間
距離制御を行うような場合は、道路形状推定ができるの
で自車両がオーバースピードでカーブや下り坂に突入し
てしまう等の問題点や運転者に不安感を与える等の問題
点を解決することができる。

【００２８】さて、上記のように先行車両５を画像追尾
しながら道路形状を推定している時に先行車両４が走行
車線を変更した場合などは、車線の異なる先行車両によ
り道路形状を推定することになるので、道路形状の推定
が不正確なものになってしまう。

【００２９】そこで、マイクロコンピュータ１０は、上
述のようにして推定した道路形状とハンドル角センサ１
４から入力されたハンドル角から得られる道路形状とを
比較し、それが異なれば先行車両５は異なる車線を走行
または車線変更を行ったと判断し、追尾スイッチ１３を
操作することで先行車両５の画像追尾を中止する。

【００３０】この様にすれば、先行車両５が車線変更を
行ったことによって、道路形状の推定が不正確なものと
なることを防ぐことができ、すばやく自車両が走行して
いる車線上の先行車両に画像追尾を移行させることがで
きる。

【００３１】図７は、以上に説明したマイクロコンピュ
ータ１０の動作を示すフローチャートである。以下にこ
のフローチャートについて説明すると、まずステップＳ
１において画像追尾スイッチ１３がオンか否かが判断さ
れ、オンの場合はステップＳ２に移り、ウインドウによ
る画像追尾を開始する。次にステップＳ３では車間距離
を測定し、ステップＳ４で画像上におけるウインドウ位
置を測定する。そしてステップＳ５においてウインドウ
位置と車間距離とから道路形状を推定するための計算を
行い、ステップＳ６においてハンドル角センサからハン
ドル角の値を入力し、ステップＳ７においてハンドル角
値より道路形状を計算する。そしてステップＳ８におい
てステップＳ５で推定した道路形状とステップＳ７で計
算した道路形状が一致しているか否かを判断し、一致し
ている場合はステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ８
において道路形状が一致して以内場合はステップＳ９に
移り、画像追尾を中止し、一連の動作を終了する。ま
た、ステップＳ１にいおいて、画像追尾スイッチ１３が
オンされていない場合もこの動作を終了する。

【００３２】なお、上記実施例１ではハンドル操作量検
出手段としてハンドル操作角度を測定するハンドル角セ
ンサで構成したものを示したが、ヨーレートセンサある
いは前輪方向センサ等実際の道路形状に対応した出力信
号が得られるものであれば良く、上記実施例に限定され
るものではない。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１に係
る車間距離測定装置によれば、先行車両を撮像する撮像
手段と、この撮像手段により撮像された画像上に画像追
尾用ウインドウを設定するウインドウ設定手段と、この
ウインドウにより上記先行車両を画像追尾する画像追尾
手段と、上記ウインドウの画像上における位置を測定す
る位置測定手段と、上記ウインドウにより捕らえられた
上記先行車両と自車両との車間距離を上記撮像手段の画
像信号に基づいて測定する距離測定手段と、上記位置測
定手段で得られたウインドウ位置と上記距離測定手段で
得られた車間距離により上記自車両前方の道路形状を推
定する道路形状推定手段とを備えたため、先行車両と自
車両の車間距離が測定できると共に先行車両の位置から
道路形状を推定することができるという効果を奏する。
また、例えば自車両の先行車両との車間距離が安全形状
推定ができるので自車両がオーバースピードでカーブや
下り坂に突入してしまう等の問題点や運転者に不安感を
与える等の問題点を解決することができるという効果を
も奏する。

【００３４】また、この発明の請求項２に係る車間距離
測定装置によれば、先行車両を撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段により撮像された画像上に画像追尾用ウイン
ドウを設定するウインドウ設定手段と、このウインドウ
により上記先行車両を画像追尾する画像追尾手段と、上
記ウインドウの画像上における位置を測定する位置測定
手段と、上記ウインドウにより捕らえられた上記先行車
両と自車両との車間距離を上記撮像手段の画像信号に基
づいて測定する距離測定手段と、上記位置測定手段で得
られたウインドウ位置と上記距離測定手段で得られた車
間距離により上記自車両前方の道路形状を推定する道路
形状推定手段と、上記自車両のハンドル操作量に応じた
信号を出力するハンドル操作量検出手段と、このハンド
ル操作量検出手段から得られた道路形状と上記道路形状
推定手段から得られた上記道路形状が一致しない場合に
上記先行車両が車線変更等を行ったと判断し上記ウイン
ドウによる先行車両の画像追尾を中止する画像追尾中止
手段とを備えたため、上記効果に加え、先行車両が車線
変更を行った時などはそれをすばやく判断でき、道路形
状の推定が不正確になることを防ぎ、すばやく自車両が
走行している車線上の先行車両に画像追尾を移行させる
ことができるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すブロック図である。

【図２】マイクロコンピュータの一構成例を示すブロッ
ク図である。

【図３】画像追尾作用を示した説明図である。

【図４】ウインドウの判定手順を示した説明図である。

【図５】前方の道路形状の推定についての説明図であ
る。

【図６】前方の道路形状の推定についての説明図であ
る。

【図７】実施例の動作を示すフローチャートである。

【図８】従来のイメージセンサを利用した車間距離測定
装置のブロック図である。

【符号の説明】

１，２ レンズ ３，４ イメージセンサ ５ 先行車両 １０ マイクロコンピュータ １０Ａ 画像追尾手段 １０Ｂ 位置測定手段 １０Ｃ 距離測定手段 １０Ｄ 道路形状推定手段 １０Ｅ 画像追尾中止手段 １２ ウインドウ形成装置 １４ ハンドル角センサ １７ ウインドウ

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【作用】この発明の請求項１に係る車間距離測定装置に
よれば、ウインドウ設定手段により、運転者が追尾した
い先行車両をウインドウで指定すると、画像追尾手段に
よりこのウインドウによる先行車両像の画像追尾作用が
開始される。次にウインドウにより捕らえられた先行車
両までの距離を測定する距離測定手段によりウインドウ
内に捕らえられている先行車両との車間距離測定が行わ
れる。次にウインドウの画像上の位置を測定する位置測
定手段により得られたウインドウ位置の測定が行われ
る。それらによって得られた車間距離測定値とウインド
ウ位置測定値より自車両前方の道路形状の推定が道路形
状推定手段によって行われる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】更に、この発明の請求項２に係る車間距離
測定装置によれば、上記先行車両が車線変更した場合
は、ハンドル操作量から得られた道路形状値と道路形状
推定値が一致しないので画像追尾手段によって画像追尾
が中止される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１に係
る車間距離測定装置によれば、先行車両を撮像する撮像
手段と、この撮像手段により撮像された画像上に画像追
尾用ウインドウを設定するウインドウ設定手段と、この
ウインドウにより上記先行車両を画像追尾する画像追尾
手段と、上記ウインドウの画像上における位置を測定す
る位置測定手段と、上記ウインドウにより捕らえられた
上記先行車両と自車両との車間距離を上記撮像手段の画
像信号に基づいて測定する距離測定手段と、上記位置測
定手段で得られたウインドウ位置と上記距離測定手段で
得られた車間距離により上記自車両前方の道路形状を推
定する道路形状推定手段とを備えたため、先行車両と自
車両の車間距離が測定できると共に先行車両の位置から
道路形状を推定することができるという効果を奏する。
また、例えば自車両の先行車両との車間距離が安全車間
距離となるように自車両の速度を制御することによって
車間距離制御を行うような場合は、道路形状推定ができ
るので自車両がオーバースピードでカーブや下り坂に突
入してしまう等の問題点や運転者に不安感を与える等の
問題点を解決することができるという効果をも奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３８０ 9287−5Ｌ ４１５ 9287−5Ｌ Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｅ 2105−3Ｈ Ｄ 2105−3Ｈ Ｃ 2105−3Ｈ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｄ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行車両を撮像する撮像手段と、 この撮像手段により撮像された画像上に画像追尾用ウイ
   ンドウを設定するウインドウ設定手段と、 このウインドウにより上記先行車両を画像追尾する画像
   追尾手段と、 上記ウインドウの画像上における位置を測定する位置測
   定手段と、 上記ウインドウにより捕らえられた上記先行車両と自車
   両との車間距離を上記撮像手段の画像信号に基づいて測
   定する距離測定手段と、 上記位置測定手段で得られたウインドウ位置と上記距離
   測定手段で得られた車間距離により上記自車両前方の道
   路形状を推定する道路形状推定手段と、 を備えたことを特徴とする車間距離測定装置。
2. 【請求項２】 先行車両を撮像する撮像手段と、 この撮像手段により撮像された画像上に画像追尾用ウイ
   ンドウを設定するウインドウ設定手段と、 このウインドウにより上記先行車両を画像追尾する画像
   追尾手段と、 上記ウインドウの画像上における位置を測定する位置測
   定手段と、 上記ウインドウにより捕らえられた上記先行車両と自車
   両との車間距離を上記撮像手段の画像信号に基づいて測
   定する距離測定手段と、 上記位置測定手段で得られたウインドウ位置と上記距離
   測定手段で得られた車間距離により上記自車両前方の道
   路形状を推定する道路形状推定手段と、 上記自車両のハンドル操作量に応じた信号を出力するハ
   ンドル操作量検出手段と、 このハンドル操作量検出手段から得られた道路形状と上
   記道路形状推定手段から得られた上記道路形状が一致し
   ない場合に上記先行車両が車線変更等を行ったと判断し
   上記ウインドウによる先行車両の画像追尾を中止する画
   像追尾中止手段と、 を備えたことを特徴とする車間距離測定装置。