JPH07146137A - 車間距離計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間での距離計測が可能な車間距離計測装
置を提供する。 【構成】 基準ビデオカメラ１およびビデオカメラ２か
ら１組の車両前方画像をステレオ画像として取り込み、
走行レーン抽出手段３によって基準画像内の走行レーン
抽出処理を行い、影領域抽出手段４によって基準画像の
走行レーン領域内における影領域の抽出を行い、基準領
域設定手段５によって影領域の両端を中心線として影領
域の高さ方向の分布を全て含むような２つの正方領域を
基準領域として設定し、相関算出手段６によって相関算
出処理を行い、距離算出手段７により距離算出手段を行
う。車両下部の影領域を利用して相関算出に用いる基準
領域を設定するため、必要な領域だけを抽出して処理を
行うことが可能となり、高速な車間距離計測を実現する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、先行車両までの車間距
離を計測するために用いられる車間距離計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車間距離計測装置として
は、特開平４−３１３１９９号公報に記載されているよ
うに、車両全体を含むウインドウを基準領域としてステ
レオ画像間の相関を求め、算出した視差に三角測量の原
理を用いて距離を計測したり、あるいは特開平２−２３
２５１５号公報に記載されているように、車両のテール
ランプの間隔を用いて距離を算出するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車間距離計測装置では、車両全体を一つのウ
インドウで据えているために近距離の場合には処理領域
を大きくとる必要があり、処理速度が遅くなるという問
題を有していた。また、テールランプの間隔を利用する
方法においては、車種によってテールランプの間隔が一
定でないなどの理由により正確な距離を計測することが
困難であるという問題を有していた。

【０００４】本発明は以上のような課題を解決するもの
で、短時間での距離計測が可能な車間距離計測装置を提
供するとともに、距離計測を正確に行うことができる車
間距離計測装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の第１の課題解決手段は、車両に装着され車両
前方の道路および先行車両を撮像する基準撮像装置と、
前記基準撮像装置と水平または垂直になるように車両に
装着され車両前方の道路および先行車両を撮像する撮像
装置と、前記基準撮像装置から取り込まれた画像から自
車両が走行中の走行レーンを抽出する走行レーン抽出手
段と、前記基準撮像装置から取り込まれた画像の前記走
行レーン抽出手段によって抽出された走行レーン領域内
にある影の領域を抽出する影領域抽出手段と、前記影領
域抽出手段によって抽出された影領域の分布を用いて前
記基準撮像装置から取り込まれた画像内に相関算出に用
いる基準領域を設定する基準領域設定手段と、前記基準
領域設定手段によって設定された基準領域と前記撮像装
置から取り込まれた画像内の領域との相関を計算する相
関算出手段と、前記相関算出手段によって算出された相
関の計算結果から先行車両までの車間距離を算出する距
離算出手段とを備えたものである。

【０００６】また、本発明の第２の課題解決手段は、上
記第１の課題解決手段において、走行レーン抽出手段に
よって抽出された基準画像の自車両走行レーン領域内に
ある水平エッジを抽出する水平エッジ抽出手段を設け、
前記水平エッジ抽出手段によって抽出された水平エッジ
の分布を用いて基準領域設定手段により基準領域を設定
する構成としたものである。

【０００７】また、本発明の第３の課題解決手段は、上
記第１の課題解決手段において、基準領域設定手段によ
って設定された基準領域と基準撮像装置から取り込まれ
た画像の相関を利用して基準領域を更新する基準領域更
新手段を設けたものである。

【０００８】また、本発明の第４の課題解決手段は、上
記第１の課題解決手段において、複数の基準領域に対し
て相関算出手段により個々に相関を計算して算出された
相関結果からヒストグラムを生成するヒストグラム生成
手段を設け、このヒストグラム生成手段により生成した
ヒストグラムを用いて距離算出手段により車間距離を算
出するものである。

【０００９】また、本発明の第５の課題解決手段は、上
記第１の課題解決手段において、影領域抽出手段によっ
て抽出された影領域の形状や分布状態を解析する影領域
解析手段を設け、この影領域解析手段の解析結果に基づ
いて基準領域設定手段により基準領域を設定する構成と
したものである。

【００１０】また、本発明の第６の課題解決手段は、車
両に装着され車両前方の道路および先行車両を撮像する
基準撮像装置と、前記基準撮像装置と水平または垂直に
なるように車両に装着され車両前方の道路および先行車
両を撮像する撮像装置と、前記基準撮像装置および前記
撮像装置から取り込まれた画像から自車両が走行中の走
行レーンを個々に抽出する走行レーン抽出手段と、前記
走行レーン抽出手段によって個々に抽出された走行レー
ンの位置を用いて画像内の走査線位置と実距離の対応を
求める距離設定手段と、前記基準撮像装置から取り込ま
れた画像の前記走行レーン抽出手段によって抽出された
走行レーン領域内にある影の領域を抽出する影領域抽出
手段と、前記影領域抽出手段によって抽出された影領域
の位置と前記距離設定手段によって設定された距離情報
とから先行車両までの車間距離を算出する距離算出手段
とを備えたものである。

【００１１】また、本発明の第７の課題解決手段は、車
両に装着され車両前方の道路および先行車両を撮像する
基準撮像装置と、前記基準撮像装置と水平または垂直に
なるように車両に装着され車両前方の道路および先行車
両を撮像する撮像装置と、前記基準撮像装置および前記
撮像装置から取り込まれた画像から先行車両のテールラ
ンプを抽出するテールランプ抽出手段と、前記テールラ
ンプ抽出手段によって抽出されたテールランプを用いて
視差を算出する視差算出手段と、前記視差算出手段によ
って算出された視差から実距離を算出する距離算出手段
とを備えたものである。

【００１２】さらに、本発明の第８の課題解決手段は、
上記第７の課題解決手段において、テールランプ抽出手
段によって抽出された複数のテールランプに対する組合
せを設定する組合せ設定手段と、各々の組合せについて
算出された距離から適切な距離結果を選択する距離選択
手段とを備えたものである。

【００１３】またさらに、本発明の第９の課題解決手段
は、上記第１〜第７のいずれかの課題解決手段におい
て、離散的に算出される相関値を補間する相関補間手段
を備えたものである。

【００１４】

【作用】上記第１、第２の課題解決手段により、車両下
部の影領域や車両の特徴の１つである水平エッジを用い
て先行車両の一部のみを含む基準領域を設定することに
よって高速な車間距離の計測を行うことができる。

【００１５】また、上記第３の課題解決手段により、基
準領域を先行車両の切り出した特徴に追従させることに
よって安定した車間距離の計測を行うことができる。ま
た、上記第４の課題解決手段により、ヒストグラムから
複数の基準領域に対する距離の内で最適なものを選択す
ることによって信頼性のある車間距離の計測を行うこと
ができる。

【００１６】また、上記第５の課題解決手段により、車
両下部に生じる影領域の形状を解析することによって先
行車両の後方を走行する二輪車に対する車間距離を計測
することができる。

【００１７】また、上記第６の課題解決手段により、画
像内の各走査線に対応する実距離をあらかじめ算出して
おくことによって先行車の画像内での位置のみから簡単
に車間距離を計測することができる。

【００１８】さらに、上記第７、第８の課題解決手段に
より、画像内におけるテールランプの位置を用いて測距
を行うことによって夜間においても確実に車間距離の計
測を行うことができる。

【００１９】さらにまた、上記第９の課題解決手段によ
り、離散的に得られる相関結果を補間して連続的に処理
することによって真値に近い視差を求め、正確な車間距
離の計測を行うことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１に示すように、本発明の第１の実施例にかかる
車間距離計測装置は、基準撮像装置としての基準ビデオ
カメラ１と撮像装置としてのビデオカメラ２と走行レー
ン抽出手段３と影領域抽出手段４と基準領域設定手段５
と相関算出手段６と距離算出手段７とから構成されてい
る。

【００２１】基準ビデオカメラ１は車両前方の画像を基
準画像として撮像するものであり、車両に設置される。
ビデオカメラ２は基準ビデオカメラ１と同様に車両前方
の画像を撮像するものであり、基準ビデオカメラ１と一
定の間隔を隔てて車両に設置される。ここで２台のビデ
オカメラ１，２は各々のビデオカメラ１，２の光軸が平
行であればどのように設置されても良いが、水平あるい
は垂直方向に並べて設置するほうが画像間の視差を求め
易いという点で望ましい。本実施例においては、２台の
ビデオカメラ１，２が路面に対して水平に設置されてい
るものとして説明する。

【００２２】走行レーン抽出手段３は基準ビデオカメラ
１から得られた基準画像内における走行レーンを抽出す
るものであり、影領域抽出手段４は走行レーン抽出手段
３によって抽出された基準画像の走行レーン内に存在す
る車両下部の影領域を抽出するものである。基準領域設
定手段５は影領域抽出手段４によって抽出された基準画
像内の影領域の分布状態をもとにステレオ視における視
差を算出する基準となる基準領域を設定するものであ
り、相関算出手段６は基準領域設定手段５によって設定
された基準領域とビデオカメラ２から得られた画像内領
域との相関を計算するものである。また、距離算出手段
７は相関算出手段６によって計算された相関結果から求
めた視差を用いて先行車両までの実距離を算出するもの
である。

【００２３】図２を参照しながら、この車間距離計測装
置の動作を説明する。まず、車間距離計測装置が始動さ
れると、ステップ１１において基準ビデオカメラ１およ
びビデオカメラ２から１組の車両前方画像がステレオ画
像として取り込まれる。図３により基準ビデオカメラ１
およびビデオカメラ２から取り込まれた１組のステレオ
画像を示す。

【００２４】次にステップ１２に進み、走行レーン抽出
手段３によって基準画像内の走行レーン抽出処理が行わ
れる。走行レーンの抽出は、白線の輪郭をエッジフィル
タや輝度のコントラストを用いて検出し、それを直線で
近似するなどの処理を行うことによって実現することが
できる。図４に基準画像から切り出された走行レーンの
領域の画像を示す。

【００２５】次にステップ１３に進み、影領域抽出手段
４によって基準画像の走行レーン領域内における影領域
の抽出が行われる。影領域の抽出は、影が路面に比べて
輝度レベルが極度に低いことから単純に画像を２値化す
ることによって実現することが可能である。図５により
基準画像の走行レーン領域内に抽出された影領域を示
す。

【００２６】次にステップ１４に進み、走行レーン内に
影領域が抽出されたかどうかを判断する。この判断は、
影領域として抽出された領域の大きさを調べることによ
って行うことができ、影領域として抽出された画素数が
基準値以上であれば車両に対する影が抽出されたと判断
する。ここで、影領域が抽出されなかった場合にはステ
ップ１１に戻って次の画像を取り込み、影領域が抽出さ
れた場合にはステップ１５に進む。

【００２７】ステップ１５では、基準領域設定手段５に
よる基準領域設定処理が行われる。基準領域の設定は、
ステップ１３で抽出された影領域の分布を用いて行うこ
とができるが、ここでは影領域の両端を中心線とし、影
領域の高さ方向の分布を全て含むような２つの正方領域
を基準領域として設定するものとする。図５に示した影
領域に対して設定された基準領域を図６に示す。

【００２８】次にステップ１６に進み、相関算出手段６
による相関算出処理が行われる。相関の算出はステップ
１５で設定された基準領域とビデオカメラ２から取り込
まれた画像内の領域とを比較することによって行うこと
ができる。この比較は画像全体の領域について行うこと
もできるが、本実施例のように２台のビデオカメラ１，
２を水平に設置している場合には等距離の物体が２枚の
画像内で同じ高さに撮影されることを利用し、ビデオカ
メラ２から取り込まれた画像を基準画像内の基準領域が
設定されている領域と同じ高さの範囲に限定して処理を
行うことが可能である。図７に図６に示した基準領域Ｌ
に対応する高さを持つ領域だけを切り出した例を示す。
ここで、基本的には図６に示した２つの基準領域に対し
て個々に領域限定がなされるものとし、図６に示した基
準領域Ｒに対しては別途領域が限定されるものとする。
また相関の算出には種々の方法が考えられるが、例えば
基準領域内の画素の輝度をｐｌ（ｉ，ｊ）、他方の画像
の対応領域内の画素の輝度をｐｒ（ｉ，ｊ）として、相
関係数Ｓ（ｘ）を、

【００２９】

【数１】

【００３０】上記（式１）のように算出するものとし、
対応領域を１画素づつシフトしながらＳ（ｘ）を求める
ことができる。図８において図６に示した各々の基準領
域に対して算出された相関結果を示す。ここで図８から
も明らかなように、（式１）のように相関を計算した場
合には領域が最も一致したところで相関値が最小とな
る。すなわち、基準領域Ｌについては図７に示したｘｌ
の位置で、基準領域Ｒについてはｘｒの位置で各々の相
関値が最小となる。

【００３１】次にステップ１７に進み、距離算出手段７
による距離算出手段が行われる。距離の算出は三角測量
の原理を利用し、ステップ１６で算出された相関結果か
ら相関が最小になる位置を求め、その位置を視差として
用いることによって以下の（式２）により算出すること
ができる。

【００３２】

【数２】

【００３３】ここで、ビデオカメラの設置間隔は基準ビ
デオカメラ１とビデオカメラ２との間の間隔であり、レ
ンズ焦点距離はビデオカメラ１，２に取り付けられるレ
ンズの焦点距離である。また距離変換定数はシステムに
よって一意に決まる定数であり、視差のずれを対応する
距離に変換するものである。この距離算出処理では、各
々の基準領域に対して求められた視差から算出される距
離を個々に出力することも可能であるが、求めた距離の
内で最小のもの、あるいは全体の平均距離を車間距離と
して出力することもできる。

【００３４】以上の処理が行われると再びステップ１１
に戻り、次の画像に対して同様の処理が行われる。以上
説明したように本実施例によれば、車両下部の影領域を
利用して相関算出に用いる基準領域を設定するため、必
要な領域だけを抽出して処理を行うことが可能となり、
高速な車間距離計測を実現することができる。

【００３５】次に、本発明の第２の実施例、すなわち、
水平エッジ成分を用いて相関算出のための基準領域を設
定する車間距離計測装置の実施例を図９〜図１２を参照
しながら説明する。

【００３６】図９に示すように、この車間距離計測装置
においては、上記第１の実施例の影領域抽出手段４の代
わりに水平エッジ抽出手段２１が設けられている。基準
ビデオカメラ１より取り込まれた車両前方の基準画像か
ら第１の実施例と同様の処理により走行レーン領域が抽
出される。水平エッジ抽出手段２１は走行レーン抽出手
段３によって抽出された基準画像の走行レーン領域内に
ある水平エッジを抽出するものであり、水平エッジ抽出
手段２１によって抽出された水平エッジの位置を用いて
基準領域設定手段５が相関算出に用いる基準領域を設定
する。相関算出手段６は基準領域設定手段５によって設
定された基準領域とビデオカメラ２から得られた画像内
領域との相関を計算し、距離算出手段７は相関算出手段
６によって計算された相関結果から求めた視差を用いて
先行車両までの実距離を算出するものである。

【００３７】図１０を参照しながら、この車間距離計測
装置の動作を説明する。まず、上記第１の実施例と同様
に、ステップ１１において基準ビデオカメラ１およびビ
デオカメラ２から１組の車両前方画像がステレオ画像と
して取り込まれる。

【００３８】次にステップ１２において、上記第１の実
施例と同様に基準画像内の走行レーン領域が抽出され、
ステップ２２に進む。ステップ２２では水平エッジ抽出
手段２１により基準画像水平エッジ抽出処理が行われ
る。一般に車両の後部は水平エッジ成分を多く含むが、
レーン内で下方に存在する水平エッジのみを抽出するこ
とにより、影または車両の後部バンパーの位置を抽出す
ることが可能である。また水平エッジの抽出は、ｓｏｂ
ｅｌフィルタ等のエッジ抽出フィルタを用いて行うこと
ができる。図１１に基準画像の走行レーン領域内に抽出
された下から２本目までの水平エッジを示す。

【００３９】次にステップ２３に進み、走行レーン内に
水平エッジが抽出されたかどうかが判断される。この判
断は、水平エッジとして抽出された画素の数を調べるこ
とによって行うことができ、水平エッジが抽出されなか
った場合にはステップ１１に戻って次の画像を取り込
み、水平エッジが抽出された場合にはステップ１５に進
む。

【００４０】ステップ１５では、上記第１の実施例と同
様に基準領域設定手段５による基準領域設定処理が行わ
れる。ただしここでは水平エッジ抽出手段２１によって
抽出された下から２本の水平エッジの両端に水平エッジ
間の距離を考慮した２つの正方領域を設定するものとす
る。第１１図に示した水平エッジに対して設定された基
準領域を図１２に示す。

【００４１】次にステップ１６およびステップ１７へと
進み、第１の実施例と同様にして前方車両までの距離が
計測される。以上説明したように本実施例によれば、基
準画像の走行レーン内にある水平エッジを用いて相関算
出に用いる基準領域を設定するため、必要な領域だけを
抽出して処理を行うことが可能となり、高速な車間距離
計測を実現することができる。

【００４２】次に、本発明の第３の実施例、すなわち、
相関算出に用いる基準領域を前回の基準領域を利用して
更新する車間距離計測装置の実施例を図１３〜図１５を
参照しながら説明する。

【００４３】図１３に示すように、この車間距離計測装
置においては、上記第１の実施例のの各構成手段に加え
て基準領域更新手段３０が設けられている。基準ビデオ
カメラ１より取り込まれた車両前方の基準画像から第１
の実施例と同様の処理により走行レーン領域が抽出さ
れ、さらに走行レーン領域内にある影領域が抽出され
る。基準領域設定手段５は上記第１の実施例と同様の処
理により基準画像内に基準領域を設定し、基準領域更新
手段３０に基準領域データが渡される。基準領域更新手
段３０は最初の処理では基準領域設定手段５によって設
定された基準領域をそのまま次の処理に用いる基準領域
として設定するが、次のループ以降の処理では前回設定
された基準領域を用いて直接基準領域を更新する。基準
領域が設定された後の処理については上記第１の実施例
と同様にして行われ、前方車両までの距離が算出され
る。

【００４４】図２および図１４を参照しながら、この車
間距離計測装置の動作を説明する。まず、最初のループ
では図２の流れにしたがって上記第１の実施例と同様に
距離が計測される。ただし、基準領域設定手段５が設定
した基準領域データが基準領域更新手段３０を経由して
相関算出手段６に渡され、ここで設定した基準領域デー
タが基準領域更新手段３０によって記憶されるところが
異なる。最初のループで基準領域が設定された後は図１
４に示した流れにしたがって処理が行われる。

【００４５】まず、ステップ３１において基準ビテオカ
メラ１およびビデオカメラ２から１組の車両前方画像が
ステレオ画像として取り込まれる。次にステップ３２に
進み、基準領域更新手段３０による基準領域の更新が行
われる。基準領域の更新は図１５に示すように、前回設
定された基準領域を中心とした基準領域更新候補領域内
で、基準領域更新手段３０が記憶している前回の基準領
域データと最も一致する領域を新たな基準領域として設
定することによって行うことができる。ここで、領域の
一致は相関や特徴点の一致性を評価することによって実
現される。

【００４６】次にステップ３３において、基準領域が信
頼性を持って更新されたかどうかが判断される。この判
断は、相関値の大きさあるいは特徴点の一致した割合な
どを利用して行うことができ、更新された結果の信頼性
が低い場合には図２のステップ１２へ戻り、最初のルー
プと同様に基準領域が設定され、更新された基準領域が
信頼できる場合にはステップ３４に進む。

【００４７】ステップ３４およびステップ３５ではステ
ップ１６およびステップ１７と同様の処理が行われ、第
１の実施例と同様にして前方車両までの距離が計測され
る。以上説明したように本実施例によれば、前回の基準
領域を参照しながら基準領域の更新を行うため、基準領
域を特定の部分に追従させることが可能であり、安定し
て距離の計測を行うことができる。

【００４８】次に、本発明の第４の実施例、すなわち、
複数の基準領域に対して相関算出を行い、その結果から
生成したヒストグラムを利用して距離算出に用いる視差
を求める車間距離計測装置の実施例を図１６〜図１９を
参照しながら説明する。

【００４９】図１６に示すように、この車間距離計測装
置においては、上記第１の実施例のの各構成手段に加え
てヒストグラム生成手段４０が設けられている。基準ビ
デオカメラ１から取り込まれた画像は第１の実施例と同
様に処理され、設定された基準領域とビデオカメラ２か
ら取り込まれた画像内の領域との相関が算出される。こ
こで上記第１の実施例と異なる点は、抽出された影領域
の分布にしたがって基準領域設定手段５が複数の基準領
域を設定し、設定された各々の基準領域について相関が
算出される点である。ここで、ヒストグラム生成手段４
０は各々の基準領域に対して算出された相関結果の最小
値の位置を累積し、距離算出手段７は累積結果の最も多
い位置を視差として距離の算出を行う。

【００５０】図１７を参照しながら、この車間距離計測
装置の動作を説明する。まずステップ１１からステップ
１４まで上記第１の実施例と同様の処理が行われる。

【００５１】次にステップ１５に進み、影領域の分布を
用いた基準領域設定手段５による基準領域設定処理が行
われるが、本実施例においては図１８に示すように複数
の基準領域が設定される。複数の基準領域の設定につい
ては、その個数および位置を影領域の大きさおよび分布
状態によって可変的に決定することができるが、ここで
は影領域の周辺にあらかじめ定められた大きさ持つ正方
領域を基準領域として配置するものとする。

【００５２】次にステップ１６に進み、ステップ１５で
設定された各基準領域に対してビデオカメラ２から取り
込まれた画像内の領域との相関の算出が行われる。次に
ステップ４１に進み、ヒストグラム生成手段４０による
ヒストグラム生成処理が行われる。ヒストグラムの生成
は、各基準領域に対して算出された相関結果の最小位置
を求め、その位置から得られる視差を累積することによ
って行うことができる。図１９にて、生成されたヒスト
グラムの例を示す。

【００５３】次にステップ１７に進み、距離算出手段７
による距離算出手段が行われる。ここで距離はステップ
４１で生成されたヒストグラムから抽出された最大度数
を持つ視差を用いて上記第１の実施例と同様に算出され
る。

【００５４】以上説明したように本実施例によれば、複
数の基準領域から得られた視差のうちで最も多く抽出さ
れたものを用いることにより、信頼性の高い距離の計測
を行うことができる。

【００５５】次に、本発明の第５の実施例、すなわち、
影領域の形状を解析することによって車両後方の二輪車
に対する距離の計測を行う車間距離計測装置の実施例を
図２０〜図２４を参照しながら説明する。

【００５６】図２０に示すように、この車間距離計測装
置においては、上記第１の実施例のの各構成手段に加え
て影領域解析手段５０が設けられている。基準ビデオカ
メラ１から取り込まれた画像が第１の実施例と同様に処
理され、影領域の抽出が行われる。影領域解析手段５１
は抽出された影領域の形状を解析し、車両後方に二輪車
が存在するかどうかが判断される。基準領域設定手段５
は影領域解析手段５０の影領域解析結果に基づいて基準
領域を設定し、上記第１の実施例と同様に距離が算出さ
れる。

【００５７】図２１を参照しながら、この車間距離計測
装置の動作を説明する。まず、ステップ１１からステッ
プ１４まで上記第１の実施例と同様の処理が行われる。

【００５８】次に、ステップ１４で影領域があると判断
された場合にはステップ５１に進み、影領域解析手段５
０による影領域解析手段が行われる。影領域の解析は、
抽出された影領域に対してラベリング処理などを行い、
各々に分類された領域の重心座標が画像内のどの位置に
存在するかを判断することによって行うことができる。
図２２は車両後方に二輪車が存在する場合の基準画像を
示し、図２３は図２２に示した基準画像の走行レーン内
に抽出された影領域を示す。図２３に示すように、車両
後方に二輪車が存在する場合には車両下部の影領域に対
して画像内下側に二輪車の影領域が存在するため、抽出
された影領域の重心座標の画像内での高さを用いて二輪
車下部の影領域を分離することが可能である。

【００５９】次にステップ１５に進むが、ステップ１４
において車両あるいは二輪車が単独で走行している場合
には影領域が１つだけ抽出されるか、あるいは画像内の
同じ高さに抽出されるため、上記第１の実施例と同様に
処理を行い距離を算出することができる。図２３に示す
ように、車両と二輪車が分離された場合には、二輪車を
示す下側の影領域に対してその上側に基準領域を設定
し、必要に応じて車両に対する基準領域を上記第１の実
施例と同様に設定することができる。図２４は図２３に
示した影領域に対して設定された基準領域の例を示す。

【００６０】次にステップ１７に進み、上記第１の実施
例と同様の処理により車両および二輪車の各々について
距離が計測される。以上説明したように本実施例によれ
ば、抽出された各々の影領域の重心座標の画像内での高
さから車両の後方を走行している二輪車を分離するた
め、二輪車が車両と重なっている場合においても正確に
距離を計測することができる。

【００６１】次に、本発明の第６の実施例、すなわち、
走行レーンの抽出結果から求めた距離情報を用いて車両
までの距離を計測する車間距離計測装置の実施例を図２
５〜図２４を参照しながら説明する。

【００６２】図２５に示すように、この車間距離計測装
置は、基準ビデオカメラ１とビデオカメラ２と走行レー
ン抽出手段３と影領域抽出手段４と距離決定手段６０と
距離算出手段６１とから構成されている。

【００６３】基準ビデオカメラ１およびビデオカメラ２
から取り込まれた画像から、走行レーン抽出手段３によ
って各々の走行レーンが抽出される。距離決定手段６０
は走行レーン抽出手段３によって抽出された走行レーン
を用いて画像内の各走査線に対応する距離を算出するも
のであり、一度画像内の各走査線に対応する距離が算出
された後は、上記第１の実施例と同様に、基準ビデオカ
メラ１から取り込まれた画像の走行レーン内に抽出され
た影領域の画像内での位置から距離算出手段６２が距離
を決定する。

【００６４】図２６および図２７を参照しながら、この
車間距離計測装置の動作を説明する。まず、最初の距離
設定を行うにあたりステップ１１においてステレオ画像
の取り込みが行われる。

【００６５】次にステップ６２に進み、距離設定手段６
０による距離設定処理が行われる。距離の設定はステッ
プ６２に進み、上記第１の実施例と同様に走行レーン抽
出処理が行われる。ただし本実施例においては基準画像
だけではなく、ステレオ画像として取り込まれた２枚の
画像の各々から走行レーンが抽出される。図２８は図３
に示したステレオ画像から抽出された走行レーンを示
す。

【００６６】次にステップ６３に進み、距離設定手段６
０による距離設定処理が行われる。距離の設定は、ステ
ップ６２で抽出された走行レーンを用い、各走査線に対
する走行レーン間のずれを視差として用いることによっ
て算出した距離を基準画像の各走査線に割り当てること
によって行うことができる。

【００６７】一度距離が設定された後は、図２７の流れ
に従って処理が行われる。まず、ステップ６４において
基準ビデオカメラ１から画像が取り込まれる。次にステ
ップ１２からステップ１４において上記第１の実施例と
同様の処理により、基準画像の走行レーン内にある影領
域が抽出される。ここで、影領域が存在しない場合には
ステップ６４に戻り、次の画像が取り込まれ、影領域が
存在する場合にはステップ６５に進む。

【００６８】ステップ６５においては距離算出手段６１
による距離算出処理が行われる。本実施例における距離
の算出は、ステップ１３で抽出された影領域の最下端の
位置を求め、それが位置する走査線に割り当てられた距
離を前方車両までの距離として算出することによって行
われる。

【００６９】また、設定距離更新は随時行うものとし、
常に距離情報の補正を行うようにすることもできる。以
上説明したように本実施例によれば、走行レーン抽出結
果から求めた距離情報を基準画像の各走査線に割り当て
ることにより、影領域の位置のみから距離を得ることが
できるため簡単に距離の計測を行うことができる。ここ
で、本実施例においては影領域の下端位置を用いて距離
を算出したが、上記第２の実施例で用いた水平エッジを
利用することも可能である。

【００７０】次に、本発明の第７の実施例、すなわち、
車両のテールランプの抽出結果を用いて距離の計測を行
う車間距離計測装置の実施例を図２９〜図３１を参照し
ながら説明する。

【００７１】図２９に示すように、この車間距離計測装
置は、基準ビデオカメラ１とビデオカメラ２とテールラ
ンプ抽出手段７０と視差算出手段７１と距離算出手段７
とから構成されている。

【００７２】基準ビデオカメラ１およびビデオカメラ２
から取り込まれた画像から、テールランプ抽出手段７０
によって各々テールランプの抽出が行われる。視差算出
手段７１は抽出されたテールランプの画像内におけるず
れを求めるものであり、求められた視差を用いて距離算
出手段７が距離を算出する。

【００７３】図３０を参照しながら、この車間距離計測
装置の動作を説明する。まず、ステップ１１においてス
テレオ画像の取り込みが行われる。次にステップ７２に
進み、テールランプ抽出手段７０によるテールランプ抽
出処理が行われる。テールランプの抽出は、テールラン
プが赤であることを利用し、画像内から赤色の領域を抽
出することによって行うことができる。また、夜間にお
いてはテールランプの輝度が高いことを利用し、輝度情
報のみを用いて画像内からテールランプを抽出すること
も可能である。図３１は抽出されたテールランプの例を
示す。

【００７４】次にステップ７３に進み、抽出された領域
が画像内の位置に対して十分な面積を持っているかどう
かを調べることにより、テールランプが抽出されたかど
うかが判断される。また、車両に対しては、同じ面積を
持つ領域が画像内の同じ高さに抽出されたかどうかを判
断基準に加えることもできる。ここでテールランプが抽
出されなかった場合には、ステップ１１に戻って次の画
像が取り込まれ、抽出された場合にはステップ７４に進
む。

【００７５】ステップ７４では視差算出手段７１による
視差算出処理が行われる。視差の算出は、ステップ７２
で抽出されたテールランプ領域の画像間でのずれを視差
として抽出することによって行うことができるが、ここ
での領域間のずれは、各領域の重心座標あるいは左右端
の座標を用いて算出される。また、一般的には１台の車
両に対してテールランプが２つ抽出されるが、図３１に
示すＬＬとＲＬおよびＬＲとＲＲのように領域の重心座
標が近いものどうしについての視差が算出され、そのど
ちらか一方あるいは平均値をこの時間における視差とし
て用いるものとする。また、テールランプが１つだけ抽
出された場合にはその領域に対して算出された視差をそ
のまま採用する。

【００７６】次に、ステップ１７に進み、ステップ７４
で算出された視差から上記第１の実施例と同様に前方車
両までの距離が算出される。以上説明したように本実施
例によれば、画像内に抽出したテールランプのずれを用
いて視差の算出を行うため、夜間においても距離の計測
を行うことができる。

【００７７】次に、本発明の第８の実施例、すなわち、
抽出した複数の車両のテールランプの視差から適切な組
合せを求めることにより、複数の車両、特に車両後方を
走行する二輪車を分離して距離を計測することが可能な
車間距離計測装置の実施例を図３２〜図３４を参照しな
がら説明する。

【００７８】図３２に示すように、この車間距離計測装
置は、基準ビデオカメラ１とビデオカメラ２とテールラ
ンプ抽出手段７０と組合せ設定手段８０と視差算出手段
７１と距離算出手段７と距離選択手段８１とから構成さ
れている。

【００７９】上記第７の実施例と同様に、ステレオ画像
からテールランプが抽出される。組合せ設定手段８０は
抽出されたテールランプの組合せを設定し、視差算出手
段７１は設定された組合せに従って視差を算出する。距
離算出手段７は各々の視差に対する距離を算出し、距離
選択手段８１が算出された複数の距離から最終的な距離
を選択するものである。

【００８０】図３３を参照しながら、この車間距離計測
装置の動作を説明する。まず、ステップ１１からステッ
プ７３まで、上記第７の実施例と同様に処理が行われ
る。

【００８１】次にテールランプが抽出された場合にはス
テップ８２に進み、組合せ設定手段８０による組合せ設
定処理が行われる。組合せの設定は、抽出されたテール
ランプの内の任意の２つを順に取り出し、テーブルを作
成することによって行われる。またここで、車両のテー
ルランプが車両幅に近い間隔で水平に配置されているこ
とを利用することにより、明らかに不適当な組合せは除
外することも可能である。図３４に示すように、３つの
テールランプが抽出された場合には、ＬＬとＲＬ、ＬＬ
とＲＲ、ＬＬとＲＣ、ＬＲとＲＬ、ＬＲとＲＲ、ＬＲと
ＲＣ、ＬＣとＲＬ、ＬＣとＲＲ、ＬＣとＲＣの組合せが
考えられるが、ＬＬとＲＣ、ＬＲとＲＣ、ＬＣとＲＬ、
ＬＣとＲＲは画像内上下方向の位置が異なるためあらか
じめ除外され、残りの５組が設定される。

【００８２】次にステップ７４に進み、上記第７の実施
例と同様に視差の算出が行われる。ただし、本実施例に
おいてはステップ８２で設定された組合せの全てに対し
て視差が算出される。

【００８３】次にステップ１７に進み、上記第７の実施
例と同様の処理により、全ての組合せに対して求められ
た視差から距離の算出が行われる。次にステップ８３に
進み、距離選択手段８１による距離選択処理が行われ
る。距離の選択はステップ１７で算出された距離から適
切な距離を選択するものであり、ステップ８２で設定さ
れた組合せの内、２つ以上が近い距離を持つものを順次
選択し、それらの平均値を求めることにより複数の前方
車両までの距離を順次得ることができる。そしてすでに
選択されたテールランプを含まない組については単独の
組として処理が行われる。図３４に示した例の場合には
ＬＬとＲＬ、ＬＲとＲＲの組が近い距離を持ち、前方車
両として識別され、２つの距離の平均値が車両までの距
離計測結果となり、残ったＬＣとＲＣの組が単独に処理
され二輪車までの距離が計測される。

【００８４】以上説明したように本実施例によれば、ス
テレオ画像から抽出されたテールランプの組合せを考慮
することにより、夜間においても距離計測が可能であ
り、複数の車両が前方に存在する場合、特に車両後方を
二輪車が走行している場合においても個々に距離を計測
することができる。

【００８５】次に、本発明の第９の実施例、すなわち、
離散的に得られる相関値を補間することによって真値に
近い視差を得る車間距離計測装置の実施例を図３５〜図
３９を参照しながら説明する。

【００８６】図３５に示すように、この車間距離計測装
置においては、上記第１の実施例のの各構成手段に加え
て相関補間手段９０が設けられている。基準ビデオカメ
ラ１から取り込まれた画像が第１の実施例と同様に処理
され、設定された基準領域とビデオカメラ２から取り込
まれた画像内の領域との相関が算出される。相関補間手
段９０は離散的に算出された相関を補間し、連続的に表
現するものであり、連続的な相関結果から抽出された視
差に基づいて距離が算出されるものである。

【００８７】図３６を参照しながら、この車間距離計測
装置の動作を説明する。まずステップ１１からステップ
１６まで上記第１の実施例と同様の処理が行われ、相関
が算出される。

【００８８】次にステップ９１に進み、相関補間手段９
０による相関補間処理が行われる。補間処理は一般的に
知られている補間関数を用いて行うことができ、相関の
全体あるいは必要な部分のみを連続表現に変えることに
よって行われる。図３７は視差の算出に必要な領域に対
して補間処理を行った例を示す。もちろんここで必要と
なるのは相関が最小値あるいは最大値を示す位置である
ので、図３８に示すように最小値あるいは最大値付近の
２点を各々直線で結ぶことによって離散的な相関結果か
らその間にある真の最小値位置に近い位置を求めること
も可能である。

【００８９】次にステップ１７に進み、連続的に算出さ
れた相関の最小値位置から得られた視差を用いて上記第
１の実施例と同様に距離が算出される。以上説明したよ
うに本実施例によれば、離散的に得られる相関を補間す
ることによって連続的に処理し、真の値に近い視差を得
ることができるため、精度の高い距離の計測を行うこと
ができる。

【００９０】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、車両下部に生じる影領域や車両の特徴である
水平エッジを用いて部分的にステレオ視に用いる基準領
域を設定することにより、相関算出処理の負担を軽減
し、高速に車間距離を計測することができる。

【００９１】また、基準領域に追従機能を持たせること
により、目標を定めた安定性の高い車間距離の計測を行
うことができる。また、複数の基準領域から得られた距
離をヒストグラムにとることにより、誤計測の可能性を
排除し、信頼性のある車間距離の計測を行うことができ
る。

【００９２】また、車両下部に生じる影領域の形状を解
析することにより、車両後方を走行する二輪車を分離し
て距離の計測を行うことができる。また、走行レーン抽
出結果から求めた各走査線に対応する距離をあらかじめ
記憶しておくことにより、車両の位置のみから簡単に車
間距離を計測することができる。

【００９３】さらに、テールランプを抽出して視差を求
めることにより、夜間においても距離の計測を行うこと
ができる。さらにまた、離散的に得られた相関を補間し
てその最小値や最大値の位置を求めることにより、真の
値に近い視差を用いた車間距離の計測を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例にかかる車間距離計測装
置の基本構成を示すブロック図

【図２】同車間距離計測装置の動作フローチャート

【図３】同車間距離計測装置のビデオカメラから取り込
まれたステレオ画像を示す図

【図４】同車間距離計測装置の基準画像内の走行レーン
領域を示す図

【図５】同車間距離計測装置の基準画像の走行レーン領
域内に抽出された影領域を示す図

【図６】同車間距離計測装置の影領域に設定された基準
領域を示す図

【図７】同車間距離計測装置の相関算出に用いられる画
像領域を示す図

【図８】同車間距離計測装置の相関算出結果を示す図

【図９】本発明の第２の実施例にかかる車間距離計測装
置の基本構成を示すブロック図

【図１０】同車間距離計測装置の動作フローチャート

【図１１】同車間距離計測装置の基準画像の走行レーン
領域内に抽出された水平エッジを示す図

【図１２】同車間距離計測装置の水平エッジに設定され
た基準領域を示す図

【図１３】本発明の第３の実施例にかかる車間距離計測
装置の基本構成を示すブロック図

【図１４】同車間距離計測装置の動作フローチャート

【図１５】同車間距離計測装置の基準領域更新候補領域
を示す図

【図１６】本発明の第４の実施例にかかる車間距離計測
装置の基本構成を示すブロック図

【図１７】同車間距離計測装置の動作フローチャート

【図１８】同車間距離計測装置の影領域に設定された基
準領域を示す図

【図１９】同車間距離計測装置のヒストグラムを示す図

【図２０】本発明の第５の実施例にかかる車間距離計測
装置の基本構成を示すブロック図

【図２１】同車間距離計測装置の動作フローチャート

【図２２】同車間距離計測装置の車両後方を二輪車が走
行する基準画像を示す図

【図２３】同車間距離計測装置の基準画像の走行レーン
領域内に抽出された影領域を示す図

【図２４】同車間距離計測装置の影領域に設定された基
準領域を示す図

【図２５】本発明の第６の実施例にかかる車間距離計測
装置の基本構成を示すブロック図

【図２６】同車間距離計測装置の動作フローチャート

【図２７】同車間距離計測装置の動作フローチャート

【図２８】同車間距離計測装置のステレオ画像から抽出
された走行レーンを示す図

【図２９】本発明の第７の実施例にかかる車間距離計測
装置の基本構成を示すブロック図

【図３０】同車間距離計測装置の動作フローチャート

【図３１】同車間距離計測装置のステレオ画像から抽出
されたテールランプを示す図

【図３２】本発明の第８の実施例にかかる車間距離計測
装置の基本構成を示すブロック図

【図３３】同車間距離計測装置の動作フローチャート

【図３４】同車間距離計測装置のステレオ画像から抽出
されたテールランプを示す図

【図３５】本発明の第９の実施例にかかる車間距離計測
装置の基本構成を示すブロック図

【図３６】同車間距離計測装置の動作フローチャート

【図３７】同車間距離計測装置の相関算出結果を示す図

【図３８】同車間距離計測装置の相関算出結果を示す図

【符号の説明】

１ 基準ビデオカメラ（基準撮像手段） ２ ビデオカメラ（撮像手段） ３ 走行レーン抽出手段 ４ 影領域抽出手段 ５ 基準領域設定手段 ６ 相関算出手段 ７，６１ 距離算出手段 ２１ 水平エッジ抽出手段 ３０ 基準領域更新手段 ４０ ヒストグラム生成手段 ５０ 影領域解析手段 ６０ 距離設定手段 ７０ テールランプ抽出手段 ７１ 視差算出手段 ８０ 組合せ設定手段 ８１ 距離選択手段 ９０ 相関補間手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｃ 7531−3Ｈ Ｅ 7531−3Ｈ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に装着され車両前方の道路および先
   行車両を撮像する基準撮像装置と、前記基準撮像装置と
   水平または垂直になるように車両に装着され車両前方の
   道路および先行車両を撮像する撮像装置と、前記基準撮
   像装置から取り込まれた画像から自車両が走行中の走行
   レーンを抽出する走行レーン抽出手段と、前記基準撮像
   装置から取り込まれた画像の前記走行レーン抽出手段に
   よって抽出された走行レーン領域内にある影の領域を抽
   出する影領域抽出手段と、前記影領域抽出手段によって
   抽出された影領域の分布を用いて前記基準撮像装置から
   取り込まれた画像内に相関算出に用いる基準領域を設定
   する基準領域設定手段と、前記基準領域設定手段によっ
   て設定された基準領域と前記撮像装置から取り込まれた
   画像内の領域との相関を計算する相関算出手段と、前記
   相関算出手段によって算出された相関の計算結果から先
   行車両までの車間距離を算出する距離算出手段とを備え
   た車間距離計測装置。
2. 【請求項２】 走行レーン抽出手段によって抽出された
   基準画像の自車両走行レーン領域内にある水平エッジを
   抽出する水平エッジ抽出手段を設け、前記水平エッジ抽
   出手段によって抽出された水平エッジの分布を用いて基
   準領域設定手段により基準領域を設定する構成とした請
   求項１記載の車間距離計測装置。
3. 【請求項３】 基準領域設定手段によって設定された基
   準領域と基準撮像装置から取り込まれた画像との相関を
   利用して基準領域を更新する基準領域更新手段を設けた
   請求項１記載の車間距離計測装置。
4. 【請求項４】 複数の基準領域に対して相関算出手段に
   より個々に相関を算出した相関結果からヒストグラムを
   生成するヒストグラム生成手段を設け、このヒストグラ
   ム生成手段により生成したヒストグラムを用いて距離算
   出手段により先行車両までの車間距離を算出する請求項
   １記載の車間距離計測装置。
5. 【請求項５】 影領域抽出手段によって抽出された影領
   域の形状や分布状態を解析する影領域解析手段を設け、
   この影領域解析手段の解析結果に基づいて基準領域設定
   手段により基準領域を設定する構成とした請求項１記載
   の車間距離計測装置。
6. 【請求項６】 車両に装着され車両前方の道路および先
   行車両を撮像する基準撮像装置と、前記基準撮像装置と
   水平または垂直になるように車両に装着され車両前方の
   道路および先行車両を撮像する撮像装置と、前記基準撮
   像装置および前記撮像装置から取り込まれた画像から自
   車両が走行中の走行レーンを個々に抽出する走行レーン
   抽出手段と、前記走行レーン抽出手段によって個々に抽
   出された走行レーンの位置を用いて画像内の走査線位置
   と実距離の対応を求める距離設定手段と、前記基準撮像
   装置から取り込まれた画像の前記走行レーン抽出手段に
   よって抽出された走行レーン領域内にある影の領域を抽
   出する影領域抽出手段と、前記影領域抽出手段によって
   抽出された影領域の位置と前記距離設定手段によって設
   定された距離情報とから先行車両までの車間距離を算出
   する距離算出手段とを備えた車間距離計測装置。
7. 【請求項７】 車両に装着され車両前方の道路および先
   行車両を撮像する基準撮像装置と、前記基準撮像装置と
   水平または垂直になるように車両に装着され車両前方の
   道路および先行車両を撮像する撮像装置と、前記基準撮
   像装置および前記撮像装置から取り込まれた画像から先
   行車両のテールランプを抽出するテールランプ抽出手段
   と、前記テールランプ抽出手段によって抽出されたテー
   ルランプを用いて視差を算出する視差算出手段と、前記
   視差算出手段によって算出された視差から実距離を算出
   する距離算出手段とを備えた車間距離計測装置。
8. 【請求項８】 テールランプ抽出手段によって抽出され
   た複数のテールランプに対する組合せを設定する組合せ
   設定手段と、各々の組合せについて算出された距離から
   適切な距離結果を選択する距離選択手段とを備えた請求
   項７記載の車間距離計測装置。
9. 【請求項９】 離散的に算出される相関値を補間する相
   関補間手段を備えた請求項１〜８の何れかに記載の車間
   距離計測装置。