JPH07119606B2 - 追尾式車間距離検出装置 - Google Patents

追尾式車間距離検出装置

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JPH07119606B2
JPH07119606B2 JP2071383A JP7138390A JPH07119606B2 JP H07119606 B2 JPH07119606 B2 JP H07119606B2 JP 2071383 A JP2071383 A JP 2071383A JP 7138390 A JP7138390 A JP 7138390A JP H07119606 B2 JPH07119606 B2 JP H07119606B2
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/12Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves
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    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16Anti-collision systems
    • G08G1/166Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、イメージセンサを用いて光学式で先行車と
自車両との車間距離を連続的に測定する追尾式車間距離
検出装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来よりイメージセンサを用いた距離検出装置は特公昭
63−38085号公報、特公昭63−46363号等により開示され
ている。これらはいずれも第4図に示すように左右1対
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、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、それぞれ別のイメ
ージセンサ3,4を設け、信号処理装置16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、上記二つの画像信号が最も良く一致した
時のシフト量aから三角測量の原理により対象物17まで
の距離Rを次式によって求めている。
また、イメージセンサで撮像した先行車の像を追尾する
方法は、例えば特公昭60−33352号公報に開示されてい
る。これによれば、表示画面上で追尾したい目標と類似
形状のウインドウをオペレータが表示画面を見ながら任
意に指定できる構成としている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のイメージセンサを用いた光学式の距離検出装置と
先行車画像追尾装置を組み合わせて追従したい先行車と
の車間距離を連続的に検出するように構成した車間距離
検出装置では、前記特公昭60−33352号公報で開示され
ているような運転者が車両運転中にジョイスティック、
あるいはトラックボール、マウス等を使って先行車像を
囲むよに類似形状のウインドウを作成する方法は、実際
には安全性などを考えてみても不可能である。
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、前方を走行する追尾目標までの正確な距離を
測定するとともに、追尾開始時に目標画像に対して適切
なウインドウを自動的に設定する追尾式車間距離検出装
置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る追尾式車間距離検出装置は、イメージセ
ンサの第1部分により撮像される画像に大きさ可変なウ
インドウを設定してイメージセンサの第2部分により撮
像された画像と比較することによりウインドウ内の物体
までの距離を検出する手段と、所定の第1時刻のウイン
ドウ内の画像と、それから短時間経過した第2時刻の画
像とを比較し、第1時刻のウインドウ内の画像と最も良
く似た画像を探索する手段と、ウインドウを動かしなが
ら左右対称性を判定し最も対称性の良い画像に対し新た
なウインドウを設定し、先行車を追尾する手段と、追尾
開始時に所定の大きさのウインドウを設定して正面付近
での先行車までの仮の距離を検出し、その距離に応じた
大きさのウインドウを設定し左右対称画像を探し出して
ウインドウの設定位置を自動的に決定する手段とを設け
たものである。
〔作 用〕
この発明における追尾式車間距離検出装置は、イメージ
センサの第1部分により撮像した画像にウインドウを設
定し、イメージセンサの第2部分で撮像された画像を比
較してウインドウ内の物体までの測距を行い、所定の第
1時刻のウインドウ内の画像と時間系列でウインドウの
画像を比較することにより先行車像を追尾することがで
きる。
また、追尾開始時に先行車までの距離に応じてウインド
ウの大きさを決定し、左右対称画像を探すことによりウ
インドウの設定位置が自動的に決定される。
〔実施例〕
以下、この発明の追尾式車間距離検出装置の実施例を図
について説明する。第1図はその一実施例の構成を示す
ブロック図である。この第1図において、第4図と同一
部分には同一符号を付して述べる。
第1図において、1,2はそれぞれ左右の光学系を構成す
るレンズ、3,4はレンズ1,2にそれぞれ対応して配置され
たイメージセンサ、5,6はイメージセンサ3,4により撮像
された画像を記憶する記憶装置である。
また、7は記憶装置5から転送された画像の記憶装置、
8はマイクロコンピュータ、9は記憶装置5〜7に保持
されているデータをマイクロコンピュータ8の制御の基
に画像処理を行う画像処理装置であり、10はマイクロコ
ンピュータ8の指示により画像の表示を行う表示装置、
11は画像追尾用ウインドウ形成装置、12は運転者に操作
される画像追尾指示スイッチ、13は目標である先行車で
ある。
次に動作について説明する。前方の先行車13の像はイメ
ージセンサ3,4によって撮像され、記憶装置5,6にそれぞ
れ記憶され、この画像は表示装置10に送られ、CRTなど
の画面で見ることができる。
また、運転者が画像追尾スイッチ12を操作すると、画像
追尾用ウインドウ形成装置11により、ウインドウが設定
され、マイクロコンピュータ8がこのウインドウの画像
を読み取り、表示装置10上に表示するとともに、記憶装
置の対応するアドレスを指定する。
いま、t=t0でウインドウを設定し、追尾および距離測
定を開始したときの手順を第2図(a)〜第2図(c)
に示す。この第2図(a)〜第2図(c)において、画
像の縦方向をi、横方向をjとしておく。
ひま、画像追尾指示スイッチ12が操作されると、第2図
(a)に示すように、左画像中に座標(p0,q0)を基準
点としてi方向、j方向の大きさがそれぞれs0,t0の大
きさ(以下s0×t0と表わす)のウインドウ14が設定さ
れ、これに対応するアドレスが記憶装置5の中で指定さ
れる。
次に、第2図(b)に示すように、右画像のp0行からp0
+t0行までの領域15からウインドウ14の大きさに相当す
る画像をマイクロコンピュータ8により記憶装置6から
順次取り出して比較する。すなわち、左右両画像の信号
をそれぞれSij,Tijとし、 の演算を画像処理装置9で行ない、信号の差の絶対値Ak
を算出する。
この結果、この絶対値Akの値が最小になったときのkと
p0との差が(1)式のシフト量aに相当し、これを使っ
てマイクロコンピュータ8で距離を演算する。
次に、上記のように算出された距離に応じてウインドウ
14の大きさを決定する。いま、レンズ1,2の焦点距離f
が一定である場合、s0×t0の大きさのウインドウ14は先
行車13との距離がR0のときのものであるとしておき、距
離測定の結果がRであったとすると、ウインドウ14の大
きさを に設定しなおす。この演算はマイクロコンピュータ8で
行う。
次に距離を測定する対象物が自動車の場合には、後方か
ら見ると左右対称であることが多い。したがって、左右
対称性の最も良い画像が先行車像であるものとして記憶
装置5の画像より左右対称画像を探し出し、ウインドウ
の設定位置を決定する。すなわち、上記で決定されたウ
インドウの大きさをs×tとすると、 でk,lを順次変化させて画像処理装置9で演算を行な
う。ただし、 である。
この結果、Bklが最小となるとこが最も対称性が良いこ
とになり、その時のk,lの値がそれぞれ第2図(c)に
示すように、p,qであるとすると、座標(p,q)を基準点
として新たにウインドウ14aが設定される。
次に、記憶装置5の信号は記憶装置7へ転送され、続い
てある時間経過した時刻t=t1での画像信号を記憶装置
5,6に読み込む。そして、記憶装置7のt=t0における
画像に対して設定されたウインドウ14a内の画像を基準
にして記憶装置5の画像と比較し、最も似ている画像を
探すことにより、t=t1時点での先行車の画像内での位
置を定めることができる。すなわち、t=t1の信号を
S′ijとすると、先ほど設定されたウインドウ14aは基
準点が(p,q)、大きさがs×tであるから でk,lを順次変化させてCklを算出する。
この演算は画像処理装置9で行なう。このCklが最小に
なったときのk,lがウインドウのシフト量で、すなわ
ち、t=t1では、ウインドウ14aは第3図(a)に示さ
れるように基準点が(p+k,q+l)の位置に大きさs
×tで仮に設定される。
さらに、その設定位置を中心として上下、左右にウイン
ドウ14aを動かしながら再び(3)式に示した対称性の
判定を行ない、第3図(b)に示すように、(p1,q1
を基準点としてウインドウ14aの設定位置を補正するこ
とにより正確な追尾ができる。
このようにして、新たにウインドウ14aが設定された
後、(2)式に示した方法を用いて先行車までの距離R
を求める。
なお、光学系は左右1対としたが、言葉の表現上の問題
であり、上下1対、または斜め1対でもよく、基線を水
平にするか斜めにするかの問題であって実質的にはいず
れも同様の効果を示すので左右1対として代表して述べ
たにすぎない。
また、イメージセンサ3,4は第1図では左右別々のセン
サを記しているが、1個のセンサの領域を左右に分割し
ても良い。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、画像の中にウインドウ
を設け時間的に順次ウインドウ内の画像の次の時刻の画
像とを比較し、似た画像を探すとともに、その検索した
画像の対称性を判定して対称性の良いものが先行車であ
ると判定して、ウインドウを設定するようにしたので、
自動車のような左右対称のものを確実に追尾し、先行車
との車間距離を正確に測定できる。
また、追尾開始時には正面付近で仮の距離を検出し、そ
の距離に応じてウインドウの大きさを定め、左右対称画
像を探し出す手段を構成したので、運転者は追尾指示ス
イッチを操作するだけで、自動的にウインドウが設定さ
れるようになり、運転の安全性を阻害しなくなる効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による追尾式車間距離検出
装置の構成図、第2図(a)は同上実施例により先行車
の追尾開始時のウインドウ内の基準画像の説明図、第2
図(b)は同上実施例により先行車の追尾時に基準画像
と比較される画像領域の説明図、第2図(c)は同上実
施例により追尾される先行車をウインドウに入れるため
に新たに設定されるウインドウの説明図、第3図(a)
は同上実施例により先行車の追尾時のウインドウの設定
の説明図、第3図(b)は同上実施例による先行車の追
尾時のウインドウの補正の説明図、第4図は従来の距離
検出装置の構成を示す構成図である。 1,2……レンズ、3,4……イメージセンサ、5〜7……記
憶装置、8……マイクロコンピュータ、9……画像処理
装置、10……表示装置、11……画像追尾用ウインドウ形
成装置、12……画像追尾指示スイッチ、13……先行車。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】先行車を撮像するイメージセンサと、この
    イメージセンサの第1部分で撮像された画像内に大きさ
    可変な画像追尾用のウインドウを持ち、そのウインドウ
    内の像と上記イメージセンサの第2部分で撮像された画
    像を比較することによりウインドウ内の先行車までの距
    離を測定する手段と、所定の第1時刻の上記ウインドウ
    内の画像とそれから短時間経過した第2時刻の画像とを
    比較し、上記第1時刻のウインドウ内の画像と最も良く
    似た画像を探索し、かつ上記ウインドウを上下、左右に
    所定量だけ動かしながら左右対称性を判定して最も対称
    性の高いウインドウを後の時刻のウインドウとして設定
    して先行車を追尾する手段と、上記先行車の追尾開始時
    に所定の大きさのウインドウを設定して正面付近での先
    行車までの仮の距離を検出するとともに、その距離に応
    じて上記ウインドウを先行車像の概形とほぼ同一の大き
    さに決定した後に左右対称画像を探索してウインドウの
    設定位置を自動的に決定する手段とを備えた追尾式車間
    距離検出装置。
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