JPH0755451Y2 - Inter-vehicle distance detector - Google Patents

Inter-vehicle distance detector

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JPH0755451Y2
JPH0755451Y2 JP15099989U JP15099989U JPH0755451Y2 JP H0755451 Y2 JPH0755451 Y2 JP H0755451Y2 JP 15099989 U JP15099989 U JP 15099989U JP 15099989 U JP15099989 U JP 15099989U JP H0755451 Y2 JPH0755451 Y2 JP H0755451Y2
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shaped
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歳康 勝野
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【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は車間距離検出装置、特に単一の検出装置によっ
て正確に隣接車両までの車間距離を計測する装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to an inter-vehicle distance detecting device, and more particularly to a device for accurately measuring an inter-vehicle distance to an adjacent vehicle by a single detecting device.

[従来の技術] 従来より、車両の安全走行を目的とした種々のシステム
が考案されており、前方車との車間距離や自動速を測定
して安全に前方車に追従走行する自動追従システムもそ
の一つである。このような自動追従システムは、車速や
走行路がほぼ一定である高速道路等の自動車専用道路を
走行する時に特に好適であり、運転者はアクセル操作や
ブレーキ操作に煩わされることなく目的地まで安全かつ
容易に走行することができる利点を持っているが、この
ように安全かつ確実に自動追従走行を行うためには、前
方車との車間距離や自動速等の制御パラメータを高精度
に検出しなければならない。
[Prior Art] Conventionally, various systems have been devised for the purpose of safe driving of a vehicle, and there is also an automatic tracking system that measures the inter-vehicle distance to the preceding vehicle and the automatic speed to safely follow the preceding vehicle. It is one of them. Such an automatic tracking system is particularly suitable for traveling on a motorway such as a highway where the vehicle speed and the traveling route are almost constant, and the driver can safely reach the destination without being bothered by the accelerator operation and the brake operation. Although it has the advantage that it can travel easily, in order to perform automatic follow-up driving safely and reliably in this way, it is necessary to accurately detect control parameters such as the distance to the vehicle ahead and the automatic speed. There must be.

そこで、従来より、高精度に前方車との車間距離、より
一般的には前方物体までの距離を測定するための種々の
装置が考えられている。その一例として、特開昭63−13
7216号公報のオートフォーカスシステムを設けたカメラ
に開示されたいわゆる位相差方式は知られている。
Therefore, conventionally, various devices have been conceived for highly accurately measuring the inter-vehicle distance to the front vehicle, more generally, the distance to the front object. As one example thereof, Japanese Patent Laid-Open No. 63-13
The so-called phase difference method disclosed in the camera provided with the autofocus system of 7216 is known.

この方式においては、レンズ、セパレータレンズ及びCC
D等からなる検出素子が順次同一光軸上に配置され、被
写体の像はセパレータレンズによって検出素子上に2個
の像として結像される。そして、レンズと被写体との距
離の変化に伴って検出素子上に結像される被写体の2個
の像の検出素子上の結像間隔が変化することを利用して
被写体までの距離を計測し、デフォーカス量を算出する
ものである。そして、被写体の複数個所の測距を行う際
には、その都度セパレータ及び検出素子を前記光軸から
ずらすことによって測距すべき個所を検出素子上に結像
させて行うのである。
In this system, the lens, separator lens and CC
Detection elements such as D are sequentially arranged on the same optical axis, and the image of the subject is formed as two images on the detection element by the separator lens. Then, the distance to the object is measured by utilizing the fact that the image formation interval on the detection element of the two images of the object formed on the detection element changes as the distance between the lens and the object changes. , The defocus amount is calculated. Then, when performing distance measurement at a plurality of locations on the subject, the separator and the detection element are displaced from the optical axis each time, and the location to be measured is imaged on the detection element.

また、従来においては、アイティーイージェイテクニカ
ルレポートVoL.12.No.24,PP.1〜6,アイシーエス'880−2
9,アイビーエー'88−32(Jun,1988)に開示されている
ように、ステレオ視による車間距離計測法も提案されて
いる。この方法は所定間隔離れた位置に設定された2台
のビデオカメラによって前方車両を撮影し、2台のビデ
オカメラの視差を利用して前方車両までの車間距離を算
出するものである。
Also, in the past, ITJ Technical Report VoL.12.No.24, PP.1-6, ICS '880-2
As disclosed in 9, IBI A'88-32 (Jun, 1988), a method of measuring the distance between vehicles by stereo vision has been proposed. In this method, a front vehicle is photographed by two video cameras set at positions separated by a predetermined distance, and the inter-vehicle distance to the front vehicle is calculated by using the parallax of the two video cameras.

すなわち、第8図(A)に示すように、まず所定間隔h
だけ上下に離れた2台の車載ビデオカメラによって自車
両からDだけ離れた前方車両を撮影する。そして、得ら
れた2画像を白黒の二値画像に変換して前方車両の水平
成分を抽出する。
That is, as shown in FIG. 8 (A), first, the predetermined interval h
Two vehicle-mounted video cameras that are vertically separated from each other capture a front vehicle that is D away from the vehicle. Then, the obtained two images are converted into a black and white binary image to extract the horizontal component of the front vehicle.

ここで、第8図(B)に示すように三次元空間XYZ中の
点Pを上下2画面にそれぞれ投影した点をPH(xH
yH)、PL(xL,yL)とすると、上下2画面が存在するXY
平面から点Pまでの距離Dは、その幾何学的関係から三
角測量の原理を用いて次式で求めることができる。
Here, as shown in FIG. 8 (B), the points P in the three-dimensional space XYZ are projected on upper and lower two screens respectively, and P H (x H ,
y H ), P L (x L , y L ), there are two upper and lower screens XY
The distance D from the plane to the point P can be obtained from the following equation using the principle of triangulation from its geometrical relationship.

D=f・h/(γ・dv) dv=|xL−xH| ………(1) 但し、D :距離 f :ビデオカメラの焦点距離 h :2台のビデオカメラの間隔 γ:画面の大きさに依存する係数 dv:視差 従って、2台のビデオカメラの焦点距離f、ビデオカメ
ラの間隔hが既知であり、2台のビデオカメラによって
得られた画像から抽出された水平成分の視差dvを算出す
ることにより、前方車両までの距離Dを(1)式に基づ
いて求めることができる。
D = f · h / (γ · dv) dv = | x L −x H | ……… (1) where D: distance f: focal length of video camera h: distance between two video cameras γ: screen The coefficient dv: parallax depending on the size of the, therefore, the focal length f of the two video cameras and the distance h between the video cameras are known, and the parallax of the horizontal component extracted from the images obtained by the two video cameras is By calculating dv, the distance D to the vehicle in front can be obtained based on the equation (1).

[考案が解決しようとする課題] しかしながら、このような従来技術にはいくつかの問題
があった。特開昭63−137216号公報に開示ざれた方式で
は、前述したようにセパレータレンズと検出素子を光軸
から機械的にずらすことにより被写体の複数個所の測距
を行うことが可能であるが、本質的には前方被写体のあ
る1個所のみの測距を行う一次元測距であり、従って構
造上位置によって輝度が大きく変化する車両の測距に用
いた場合にはその都度測距に適した位置を選択しなけれ
ばならず、十分な測距ができない問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, there are some problems in such a conventional technique. In the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-137216, it is possible to perform distance measurement at a plurality of positions of a subject by mechanically shifting the separator lens and the detection element from the optical axis as described above. Essentially, it is a one-dimensional distance measurement in which the distance measurement is performed only at one location where there is a subject in front. Therefore, when it is used for distance measurement of a vehicle whose brightness changes greatly depending on the structural position, it is suitable for distance measurement each time. There was a problem that the distance had to be selected because the position had to be selected.

また、2台のビデオカメラを用いて測距を行う装置にお
いては、基本的に三角測量法の原理に基づいているた
め、2台のビデオカメラの光軸が互いに平行となるよう
に設置しなければならない。そして、2台のビデオカメ
ラを例えば自車両のフロント部に上下に平行に設置した
場合には、走行時の車両振動によって撮影された画像に
ブレが生じてしまい、正確な測距を行い得ないという問
題があった。
In addition, an apparatus for performing distance measurement using two video cameras is basically based on the principle of triangulation, so the optical axes of the two video cameras must be installed parallel to each other. I have to. When two video cameras are installed vertically parallel to each other, for example, on the front part of the own vehicle, the vibration of the vehicle causes a blur in the captured image, which prevents accurate distance measurement. There was a problem.

更に、前方車両が普通乗用車の場合にはトラック等の大
型車両に比べてその車高が低く、このため前方車両に対
する上下方向のビデオカメラの視野角が狭くなり(例え
ば前方車両の車高1.4m、車間距離50mの時、視野角1.6
°となる。)測距レンジを十分大きく取れないという問
題があった。
Furthermore, when the front vehicle is a normal passenger vehicle, its vehicle height is lower than that of a large vehicle such as a truck, and therefore the vertical viewing angle of the video camera with respect to the front vehicle is narrowed (for example, the vehicle height of the front vehicle is 1.4 m). , When the distance between vehicles is 50 m, the viewing angle is 1.6
It becomes °. ) There was a problem that the range could not be made large enough.

もちろん、2台のビデオカメラを上下ではなく左右に所
定距離離して設置することも考えられるが、この場合に
は得られた前方車両画像から垂直方向成分を抽出しなけ
ればならず、構造上垂直方向の輝度変化が少ない車両に
対してはその抽出が極めて困難となり、高精度な測距が
行い得ないという問題が生じてしまう。
Of course, it is conceivable to install the two video cameras at a predetermined distance apart from each other in the horizontal direction instead of in the vertical direction, but in this case, the vertical direction component must be extracted from the obtained front vehicle image, and the vertical structure is required. Extraction is extremely difficult for a vehicle with a small change in luminance in the direction, which causes a problem that high-precision distance measurement cannot be performed.

本考案は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は単一の検出装置によって前方車両等の隣接車両
までの車間距離を高精度に計測することが可能な車間距
離検出装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide an inter-vehicle distance detecting device capable of highly accurately measuring an inter-vehicle distance to an adjacent vehicle such as a vehicle in front by a single detecting device. To do.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本考案の車間距離検出装置
は、同一平面内で互いに一直線上に対向配置された一対
の扇形アナモルフィックレンズを前記平面内に放射状に
複数対隣接配置して形成され、前記一対の扇形アナモル
フィックレンズにより視差を伴なう隣接車両画像を結像
する非球面レンズと、この非球面レンズにて結像された
隣接車両画像を光電変換する固体撮像素子と、この固体
撮像素子にて光電変換された隣接車両画像の視差に基づ
き隣接車両までの距離を算出する演算処理装置とを有
し、放射状に配列された複数対の扇形アナモルフィック
レンズにより隣接車両までの距離を検出することを特徴
としている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the inter-vehicle distance detecting device of the present invention includes a pair of fan-shaped anamorphic lenses arranged in the same plane so as to face each other in the same plane. An aspherical lens which is formed by radially arranging a plurality of adjacent pairs and forms an image of an adjacent vehicle with parallax by the pair of fan-shaped anamorphic lenses, and an adjacent vehicle image formed by the aspherical lens A solid-state image sensor for photoelectric conversion, and an arithmetic processing unit for calculating the distance to the adjacent vehicle based on the parallax of the adjacent vehicle image photoelectrically converted by the solid-state image sensor, and a plurality of pairs of radially arranged The fan-shaped anamorphic lens detects the distance to the adjacent vehicle.

[作用] 本考案の車間距離検出装置はこのような構成を有してお
り、特に非球面レンズの構造に特徴がある。すなわち、
本考案の非球面レンズは複数対の扇形アナモルフィック
レンズから構成されており、各一対の扇形アナモルフィ
ックレンズは互いに対向配置されている。周知のごと
く、アナモルフィックレンズは結像面内の異なった方向
に対して異なった倍率を有するレンズであり、従って一
対の扇形アナモルフィックレンズは点光源の像を帯状の
像として結像させ、かつ対向配置された互いの物理的間
隔によって視差を伴ない結像させる。
[Operation] The inter-vehicle distance detecting device of the present invention has such a configuration, and is particularly characterized by the structure of the aspherical lens. That is,
The aspherical lens of the present invention is composed of a plurality of pairs of fan-shaped anamorphic lenses, and each pair of fan-shaped anamorphic lenses is arranged to face each other. As is well known, anamorphic lenses are lenses having different magnifications in different directions in the image plane, and therefore a pair of fan-shaped anamorphic lenses form an image of a point light source as a band-shaped image. , And the images are imaged without parallax due to the physical distances between the oppositely arranged elements.

そして、このような一対の扇形アナモルフィックレンズ
が放射状に複数対配置しているため、光源の像は複数方
向に放射状に広がる帯状の像として結像することとな
る。
Since a plurality of such pairs of fan-shaped anamorphic lenses are radially arranged, the image of the light source is formed as a band-shaped image radially spreading in a plurality of directions.

本考案の非球面レンズはこのような特性を有しているの
で、光源を隣接車両とした場合、隣接車両の各位置の像
は互いに対向配置している帯状結像領域の所定位置にそ
の視差に応じて結像することとなる。そして、隣接車両
との距離が変化した場合には、視差がその距離変化に応
じて変化するため結像位置がずれることとなる。
Since the aspherical lens of the present invention has such a characteristic, when the light source is an adjacent vehicle, the images at respective positions of the adjacent vehicle are located at predetermined positions in the strip-shaped image forming areas which are arranged to face each other. The image is formed in accordance with. Then, when the distance to the adjacent vehicle changes, the parallax changes according to the change in the distance, so that the image formation position shifts.

従って、結像された隣接車両画像を固体撮像素子にて光
電変換し結像位置の変化を演算処理装置にて検出するこ
とにより、隣接車両の各位置からの距離を同時に算出す
ることができるので、単一の装置で隣接車両の複数個所
の測距が可能となる。
Therefore, the distance from each position of the adjacent vehicle can be calculated at the same time by photoelectrically converting the formed image of the adjacent vehicle by the solid-state image sensor and detecting the change in the image forming position by the arithmetic processing device. , It is possible to measure the distances of multiple adjacent vehicles with a single device.

[実施例] 以下、図面を用いながら本考案に係る車間距離検出装置
の好適な実施例を説明する。
[Embodiment] A preferred embodiment of an inter-vehicle distance detecting apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第4図は本実施例の構成ブロック図である。非球面レン
ズ10からの画像情報はスリット12、熱源によるノイズを
除去するための赤外線カットフィルタ14を経て二次元配
列されたCCD固体撮像素子16上に結像する。そして、こ
のCCD固体撮像素子16にて光電変換された画像情報は演
算処理装置18に送られ、車間距離を算出するための演算
が行われる構成である。
FIG. 4 is a configuration block diagram of this embodiment. The image information from the aspherical lens 10 is imaged on a CCD solid-state image pickup device 16 which is two-dimensionally arranged through a slit 12 and an infrared cut filter 14 for removing noise due to a heat source. Then, the image information photoelectrically converted by the CCD solid-state image pickup device 16 is sent to the arithmetic processing unit 18, and the calculation for calculating the inter-vehicle distance is performed.

第1図(A)は非球面レンズ10を光軸方向から見た平面
図であり、一対の扇形アナモルフィックレンズ10aをそ
の中心の回りに複数対放射状に隣接配置して構成されて
いる。
FIG. 1 (A) is a plan view of the aspherical lens 10 as viewed from the optical axis direction, and is formed by arranging a plurality of pairs of fan-shaped anamorphic lenses 10a adjacent to each other in a radial pattern around the center thereof.

前述したように、アナモルフィックレンズは結像面内の
異なった方向に対して、異なった倍率を有するレンズで
あり、例えば円柱レンズの場合には点光源の像は円柱の
母船に平行な直線となる。
As described above, the anamorphic lens is a lens having different magnification in different directions in the image plane. For example, in the case of a cylindrical lens, the image of the point light source is a straight line parallel to the cylindrical mother ship. Becomes

本実施例における一対の扇形アナモルフィックレンズ10
aはそのb−b断面が第1図(B)に示すようにその中
央部から周縁部に向けて所定の傾斜面が形成され、かつ
第1図(D)のd−d断面図に示すように、半径方向に
曲率はなく半径に垂直な円周方向に所定の曲率を有する
凸レンズによって形成されている。本実施例における一
対の扇形アナモルフィックレンズ10aはこのような構造
であり、その半径方向及び半径方向に垂直な方向はレン
ズとしての屈折作用を生じるため、点光源の像をその半
径方向に平行な帯状領域として結像する。
A pair of fan-shaped anamorphic lenses 10 in this embodiment
a has a predetermined inclined surface formed in the bb section from the central portion toward the peripheral edge as shown in FIG. 1 (B), and is shown in the dd sectional view of FIG. 1 (D). As described above, the convex lens has no curvature in the radial direction and has a predetermined curvature in the circumferential direction perpendicular to the radius. The pair of fan-shaped anamorphic lenses 10a in the present embodiment has such a structure, and the radial direction and the direction perpendicular to the radial direction cause refraction as a lens, so that the image of the point light source is parallel to the radial direction. The image is formed as a strip-shaped area.

そして、このような一対の扇形アナモルフィックレンズ
10aが第1図(A)に示すようにその中心の回りに複数
対(本実施例においては6対)隣接配置しているため、
点光源の像は各一対の扇形アナモルフィックレンズ10a
の半径方向に伸長された6方向の帯状像となる。
And such a pair of fan-shaped anamorphic lenses
As shown in FIG. 1 (A), 10a are arranged adjacent to each other in a plurality of pairs (6 pairs in this embodiment).
The image of the point light source is a pair of fan-shaped anamorphic lenses 10a.
It becomes a strip image in 6 directions that is extended in the radial direction of.

なお、本実施例の非球面レンズの形成方法としては種々
考えられるが、例えばポリメチルメタクリレート(PMM
A)樹脂を用いて射出成形法により一体成形することが
可能である。
There are various conceivable methods for forming the aspherical lens of this embodiment. For example, polymethylmethacrylate (PMM
A) It is possible to perform integral molding using resin by injection molding.

そして、この非球面レンズ10からの画像はスリット12に
入射する。
Then, the image from this aspherical lens 10 enters the slit 12.

第2図はこのスリット12を光軸方向から見た平面図であ
り、非球面レンズ10の一対の扇形アナモルフィックレン
ズ10aにそれぞれ対応させて設けられた透過孔12aが複数
対形成されており、各一対の透過孔12aの中心軸と非球
面レンズ10の一対の扇形アナモルフィックレンズ10aの
中心軸とが一致するように配設されている。
FIG. 2 is a plan view of the slit 12 as seen from the optical axis direction, in which a plurality of pairs of transmission holes 12a provided corresponding to the pair of fan-shaped anamorphic lenses 10a of the aspherical lens 10 are formed. The center axes of the pair of transmission holes 12a and the pair of fan-shaped anamorphic lenses 10a of the aspherical lens 10 are arranged so as to coincide with each other.

このため、第4図に示すように光源ABから出射した光は
非球レンズ10の一対の扇形アナモルフィックレンズ10a
によって屈折され、それぞれ所定幅を有する2個の結像
A′B′、A″B″としてCCD固体撮像素子16上に結像
する。従って、このような光学系を例えば車両のフロン
トグリル部に設置し、前方車両の後部ナンバープレート
にその光軸を合わせた場合、第5図に示すように前方車
両の後部ナンバープレートを中心として6方向に放射状
に広げる複数の帯状像が得られることとなる。
Therefore, as shown in FIG. 4, the light emitted from the light source AB is a pair of fan-shaped anamorphic lenses 10a of the aspherical lens 10.
The light is refracted by the image forming device and is imaged on the CCD solid-state image pickup device 16 as two images A′B ′ and A ″ B ″ each having a predetermined width. Therefore, when such an optical system is installed in, for example, the front grill part of a vehicle and its optical axis is aligned with the rear license plate of the front vehicle, as shown in FIG. A plurality of band-shaped images that radially spread in the direction will be obtained.

一方、CCD固体撮像素子16は第3図に示すように複数のC
CD画素が配列されて構成される扇形撮像領域がスリット
12の透過孔12aに対応させて設けられており、スリット1
2を透過した光を光電変換して演算処理装置18に入力す
る。
On the other hand, the CCD solid-state image sensor 16 has a plurality of Cs as shown in FIG.
Slit-shaped fan-shaped imaging area composed of arrayed CD pixels
The slits 1 are provided corresponding to the 12 transmission holes 12a.
The light transmitted through 2 is photoelectrically converted and input to the arithmetic processing unit 18.

演算処理装置18はCCD固体撮像素子16からの電気信号を
以下のように処理して前方車両までの車間距離を算出す
る。
The arithmetic processing unit 18 processes the electric signal from the CCD solid-state imaging device 16 as follows to calculate the inter-vehicle distance to the vehicle in front.

第6図はCCD固体撮像素子16のe−e断面を示したもの
である。前述したように、このCCD固体撮像素子16は複
数のCCD素子が配列して扇形撮像領域16aを構成してお
り、いま、この扇形撮像領域16aを構成する各CCD素子に
順次a1,a2,…anと番号を付す。対向配置されている他
方の扇形撮像領域にも同様にして順次各CCD素子にb1,b
2,…bnと番号を付す。そして、このように番号付けさ
れた各扇形撮像領域のCCD素子複数個を組にしてk組に
分割する。
FIG. 6 shows the ee cross section of the CCD solid-state imaging device 16. As described above, the CCD solid-state image sensor 16 has a plurality of CCD elements arrayed to form a fan-shaped image pickup area 16a. Now, the CCD elements constituting the fan-shaped image pickup area 16a are sequentially a 1 , a 2 respectively. ,… A n are numbered. Similarly, for the other fan-shaped imaging area that is arranged oppositely, b 1 , b
Number them as 2 ,… b n . Then, a plurality of CCD elements in each fan-shaped imaging area thus numbered are grouped and divided into k groups.

ここで、前方車両との車間距離がD0なる時、CCD固体撮
像素子16の扇形撮像領域16aに結像される帯状像が第6
図においてa3〜an-2及びb3〜bn-2であるとする。この状
態から前方車両との車間距離がD1(D1>D0)に変化した
時、非球面レンズ10の一対の扇形アナモルフィックレン
ズ10aによって結像される像はその視差が減少するた
め、CCD固体撮像素子16の撮像領域16aに結像する領域は
中央部にシフトしてa5〜an、及びb1〜bn〜4と変化す
る。一方、前方車両との車間距離がD2(D2<D0)と変化
した時には視差が増大するため、CCD固体撮像素子の扇
形撮像領域16aに結像する領域は縁部方向にシフトし、a
1〜an-4、及びb4〜bnと変化する。このように、前方車
両との車間距離によってCCD固体撮像素子16の互いに対
向配置された一対の撮像領域16aに結像する像が視差の
変化によりシフトするため、各領域での変化量を求める
ことにより前方車両までの距離を測定することができ
る。
Here, when the inter-vehicle distance to the vehicle in front is D 0 , the strip-shaped image formed in the fan-shaped imaging region 16a of the CCD solid-state imaging device 16 is the sixth image.
In the figure, a 3 to a n-2 and b 3 to b n-2 are assumed. When the distance to the vehicle ahead changes from this state to D 1 (D 1 > D 0 ), the parallax of the image formed by the pair of fan-shaped anamorphic lenses 10a of the aspherical lens 10 decreases. , areas formed on the imaging region 16a of the CCD image sensor 16 is shifted to the central part a 5 ~a n, and b 1 vary with ~b n~4. On the other hand, when the inter-vehicle distance to the vehicle in front changes with D 2 (D 2 <D 0 ), the parallax increases, so the area imaged in the fan-shaped imaging area 16a of the CCD solid-state imaging device shifts in the edge direction, a
It varies from 1 to a n-4 , and b 4 to b n . In this way, the amount of change in each area is obtained because the images formed in the pair of imaging areas 16a of the CCD solid-state imaging device 16 that are arranged to face each other shift due to the change in parallax depending on the vehicle-to-vehicle distance from the vehicle in front. Can measure the distance to the vehicle ahead.

第7図はこのようにして各領域において算出された距離
をプロットしたものである。前方車両の後部ナンバープ
レートは光軸上にあるため、CCD固体撮像素子16の撮像
領域16aにおいてほぼ中央部に結像され、番号1から中
央部の番号k/2に向かって距離は順次減じて行き、最小
値をとった後再び番号kに向けて増加するプロファイル
を示す。従って、このようにして求められた距離プロフ
ァイルの最小値を求めることにより、前方車両までの車
間距離を検出することが可能となる。
FIG. 7 is a plot of the distance thus calculated in each region. Since the rear license plate of the front vehicle is on the optical axis, the image is formed almost at the center in the imaging area 16a of the CCD solid-state image sensor 16, and the distance is gradually reduced from the number 1 to the number k / 2 in the center. A profile is shown which goes to the number k and then increases again toward the number k. Therefore, by obtaining the minimum value of the distance profile thus obtained, the inter-vehicle distance to the vehicle in front can be detected.

なお、このようにして求められた距離プロファイルより
前方車両までの車間距離のみならず、前方車両の形状や
相対速度やあるいは相対ヨーレート等を検出することも
できる。
It is possible to detect not only the inter-vehicle distance to the front vehicle, but also the shape, relative speed, relative yaw rate, etc. of the front vehicle from the distance profile thus obtained.

すなわち、このような距離プロファイルを所定時間毎に
求め、この所定時間内における距離変化を算出すること
により前方車両との相対速度を測定することができ、ま
たこの距離プロファイルの所定時間内における横変位を
求めることにより相対ヨーレートを算出することもでき
る。
That is, such a distance profile is obtained at every predetermined time, and the relative speed with respect to the vehicle in front can be measured by calculating the distance change within this predetermined time, and the lateral displacement of this distance profile within the predetermined time can be measured. The relative yaw rate can also be calculated by obtaining

そして、これらの値を算出するに際しては、本実施例の
演算処理装置を用いても良いが、所定のしきい値を有す
る形式ニューロンを複数組み合わせたニューラルネット
ワークを用いることもできる。周知のごとく、形式ニュ
ーロンは多入力−1出力の非線形素子であり、各入力の
重み付け加算が所定のしきい値を越えた時のみパルスを
出力する素子である。そして、この形式ニューロンの各
入力信号の重付け係数及びしきい値を適宜設定すること
により、ANDゲートやORゲート、NOTゲート等の論理ゲー
トを構成することができる。従って、この形式ニューロ
ンを組み合わせて形成されるニューラルネットワーク
は、その組み合わせを適宜変更することにより種々の演
算処理を行うことが可能であり、このニューラルネット
ワークによって前述の相対速度や相対ヨーレートを算出
しても良い。
Then, when calculating these values, the arithmetic processing unit of the present embodiment may be used, but it is also possible to use a neural network in which a plurality of formal neurons having a predetermined threshold value are combined. As is well known, a formal neuron is a multi-input-1 output non-linear element and outputs a pulse only when the weighted addition of each input exceeds a predetermined threshold value. Then, by appropriately setting the weighting coefficient and the threshold value of each input signal of this type neuron, a logic gate such as an AND gate, an OR gate, and a NOT gate can be configured. Therefore, a neural network formed by combining these formal neurons can perform various arithmetic processing by appropriately changing the combination, and the relative speed and the relative yaw rate are calculated by the neural network. Is also good.

[考案の効果] 以上説明したように、本考案に係る車間距離検出装置に
よれば、単一の装置で前方車両等の隣接車両の複数個所
の測距が可能であり、車種によらず車間距離を高精度に
検出することが可能となる。
[Advantages of the Invention] As described above, according to the inter-vehicle distance detecting device of the present invention, it is possible to measure the distance between a plurality of adjacent vehicles such as a front vehicle and the like with a single device. It is possible to detect the distance with high accuracy.

また、本考案に係る車間距離検出装置は隣接車両の複数
個所の同時測距が可能であり、従って隣接車両の三次元
情報を得ることができ、車間距離のみならず、隣接車両
の車両形状、相対速度、相対ヨーレートを検出すること
も可能となる。
In addition, the inter-vehicle distance detecting device according to the present invention is capable of simultaneously measuring the distance between a plurality of adjacent vehicles, and thus can obtain the three-dimensional information of the adjacent vehicles. It is also possible to detect the relative speed and the relative yaw rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案に係る車間距離検出装置の一実施例にお
ける非球面レンズ説明図、 第2図は同実施例におけるスリットの平面図、 第3図は同実施例におけるCCD固体撮像素子の平面図、 第4図は同実施例の構成ブロック図、 第5図は同実施例における測距範囲を示す説明図、 第6図は同実施例におけるCCD固体撮像素子の分割領域
説明図、 第7図は同実施例における前方車までの車間距離を示す
距離プロファイル図、 第8図は従来の車間距離検出装置の説明図である。 10…非球面レンズ 12…スリット 14…赤外線カットフィルタ 16…CCD固体撮像素子 18…演算処理装置
FIG. 1 is an explanatory view of an aspherical lens in an embodiment of an inter-vehicle distance detecting device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of a slit in the embodiment, and FIG. 3 is a plane of a CCD solid-state image pickup device in the embodiment. 4 and 5 are configuration block diagrams of the same embodiment, FIG. 5 is an explanatory view showing a range-finding range in the same embodiment, FIG. 6 is a divided area explanatory view of a CCD solid-state image sensor in the same embodiment, and FIG. FIG. 8 is a distance profile diagram showing an inter-vehicle distance to a vehicle ahead in the embodiment, and FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional inter-vehicle distance detecting device. 10 ... Aspherical lens 12 ... Slit 14 ... Infrared cut filter 16 ... CCD solid-state image sensor 18 ... Arithmetic processing unit

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】同一平面内で互いに一直線上に対向配置さ
れた一対の扇形アナモルフィックレンズを前記平面内に
放射状に複数対隣接配置して形成され、前記一対の扇形
アナモルフィックレンズにより視差を伴なう隣接車両画
像を結像する非球面レンズと、 この非球面レンズにて結像された隣接車両画像を光電変
換する固体撮像素子と、 この固体撮像素子にて光電変換された隣接車両画像の視
差に基づき隣接車両までの距離を算出する演算処理装置
と、 を有し、放射状に配列された複数対の扇形アナモルフィ
ックレンズにより隣接車両までの距離を検出することを
特徴とする車間距離検出装置。
1. A pair of fan-shaped anamorphic lenses, which are arranged so as to face each other in a straight line in the same plane, are radially arranged adjacent to each other in the plane, and the parallax is formed by the pair of fan-shaped anamorphic lenses. An aspherical lens for forming an image of an adjacent vehicle accompanied by a solid-state image sensor for photoelectrically converting an image of the adjacent vehicle formed by the aspherical lens, and an adjacent vehicle photoelectrically converted by the solid-state image sensor And an arithmetic processing unit that calculates the distance to the adjacent vehicle based on the parallax of the image, and the distance to the adjacent vehicle is detected by a plurality of pairs of fan-shaped anamorphic lenses radially arranged. Distance detection device.
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