JPH08136249A - 距離検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】検出対象１までの距離を三角測距法を利用して
検出するパッシブな距離検出装置の誤検出の危険を減少
させ，かつ距離検出の速度を高める。 【構成】検出対象１の映像を互いに異なる光路L1とL2を
介して受ける一対の映像検出手段20内に複数個の光セン
サアレイ21を設けてその光センサ22から検出信号Sdを発
生させ、アレイ選択手段30により左右の光センサアレイ
21の対を所望個数選択し、これにより選択されたアレイ
対による検出信号Sdを量子化手段40によりディジタルな
検出データDdに変換し、この検出データDdの中から必要
な範囲のみを視野選択手段50に選択させ、アレイ選択手
段30により選択したアレイ対に対応しかつ視野選択手段
50により選択した左右の検出データDdの群が表す一対の
映像データの左右のアレイ21上の相対的な位置ずれから
検出対象１までの距離を表す距離データDDを距離演算手
段60に演算させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車等の移動体の衝突
防止等のために用いられるいわゆるパッシブ方式の距離
検出装置であって、先行する自動車等である検出対象の
映像を互いに異なる光路を介して受けるＣＣＤ装置等の
光センサアレイを含む一対の映像検出手段による検出対
象の映像検出結果からそれまでの距離を三角測距法を利
用して検出するために移動体に搭載される距離検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述の移動体の衝突防止等の目的には検
出対象までの距離とその変化を正確にかつ高速で検出す
ることが必要であり、このための距離検出には超音波や
赤外線レーザ光を用いるいわゆるアクティブ方式も知ら
れているが、検出可能な距離が限定されやすく、検出対
象とそれ以外の物体の区別が付け難い等の問題があり、
検出対象が発する光を利用する上述のパッシブ方式の距
離検出法がかかる問題がずっと少ない点で実用性が高
く、将来性が嘱目されている。このパッシブ方式の距離
検出では三角測距法を利用するのが通例であり、よく知
られていることではあるが図４を参照してその概要を説
明する。

【０００３】図４(a) に示すように、三角測距法により
検出対象１までの距離ｄを検出するため基線長ｂだけ相
互に離れた一対のレンズ11と12によりその短い焦点距離
ｆの仮称に置かれた一対の光センサアレイ21の上に検出
対象１の映像I1とI2を互いに異なる光路L1とL2を介して
結像させる。検出対象１が正面にあるレンズ11による映
像I1の結像位置は距離ｄに関せず一定であるが、レンズ
12による映像I2の結像位置は検出対象１が無限遠点にあ
るときの基準位置からｓだけずれる。従って、かかるず
れｓを検出すれば検出対象１までの距離ｄは簡単な三角
測距法の原理によりｄ＝ｂｆ／ｓの式から計算できる。
ただし、この距離ｄをわざわざ計算する必要は必ずしも
なく、基線長ｂと焦点距離ｆが定数であるから距離ｄの
かわりに光センサアレイ21内の光センサ22の配列ピッチ
を単位とする位置ずれｓを距離を代表する指標として用
いるのが通例である。

【０００４】光センサアレイ21の各光センサ22は映像I1
やI2のパターンに応じた光の強度を表す検出信号をそれ
ぞれ発するが、上述の位置ずれｓを正確に検出するため
この検出信号をディジタルな検出データにＡＤ変換した
上でＲＡＭ等の記憶手段内にアレイごとに多数の検出デ
ータからなる映像データとして記憶させる。これから位
置ずれｓを検出する際には、映像I2を表す映像データを
１光センサ分ずつ順次ずらせながらそのつど映像I1を表
す映像データとの相関を検定し、最大の相関が検定され
るまでに映像I2の映像データをずらせた光センサの個数
を位置ずれｓとする。映像データのずらせ数に対する相
関値が表す関数に対し補間計算を施せばこの位置ずれｓ
の検出精度を向上することができる。

【０００５】しかし、移動体の搭載装置により以上のよ
うな距離検出を衝突防止等のために行なう場合はそれに
特有の問題が派生してくる。これを図４(b) を参照して
説明する。図４(b) は前の図４(a) がxz面に関するに対
しyz面に関する点が異なる。検出対象１である自動車ま
での距離を検出するためにレンズ10によりその映像を光
センサアレイ21に結像させるが、移動体の姿勢が図の矢
印Ｒで示すように僅かでも変わると、光センサアレイ21
がそれまで検出対象１の例えば上部1aを捉えていたのに
特徴のない下部1bを捉えるようになって距離の検出に支
障が生じたり、あるいは検出対象１の前にある別の自動
車２の上部を捉えるようになって誤った距離を検出して
しまう不都合が生じる。

【０００６】このため、移動体に搭載する距離検出装置
では光センサアレイ21を図のように複数個設け、それら
を切り換えて使用しながら距離検出を行なう工夫が従来
からなされており( 例えば特公平3-72930 号公報を参
照) 、さらには複数の光センサアレイのかわりに光セン
サを二次元配列したものを使用する工夫がなされてきて
いる (例えば特公平4-67607 号公報を参照) 。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、移動体に搭載
される従来の距離検出装置には誤測距の危険防止の点や
距離検出速度の点でまだ必ずしも充分といえない問題が
ある。すなわち、上述の特公平3-72930 号公報に記載の
技術では、複数対の光センサアレイごとに左右のアレイ
による映像の検出信号全体を相互比較するので拡がりの
ある物体の検出に便利であるが、逆にアレイの視野内に
検出対象以外の物体が混入するとこの妨害物体までの距
離を誤検出してしまう危険を排除できず、アレイ対ごと
に距離演算結果を求めて, それらの結果の履歴から判断
して距離を求めても誤検出の危険を充分に排除するのは
困難と考えられる。

【０００８】また、上述の特公平4-67607 号公報に記載
の従来技術では、光センサを二次元配置した照度分布測
定手段を利用して二次元的な拡がりをもつ多方向に存在
する物体までの距離を算出するが、複数方向の距離の算
出に必要な検出信号を一対の照度分布測定手段から順次
読み出してＡＤ変換するのにかなり時間を要し、かつ二
次元的な各方向の距離の算出にも複雑な計算を要するの
で、距離検出の速度を衝突防止の目的に則して高めるこ
とが容易でないと考えられる。

【０００９】本発明の目的は従来技術がもつ上述のよう
な問題点を極力解決して、従来より検出対象を誤検出す
る危険が少なく, かつ距離検出の速度を高めることがで
きる距離検出装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記の目
的は、検出対象から映像を前述のように互いに異なる光
路を介して受ける一対の映像検出手段のそれぞれ内に互
いに平行に配列された複数の光センサアレイと、映像検
出手段相互間で対応する光センサアレイの対を選択する
アレイ選択手段と、各映像検出手段ごとに設けられてア
レイ選択手段により選択された光センサアレイの各光セ
ンサによる検出信号をディジタルな検出データに変換す
る量子化手段と、アレイ選択手段により選択されたアレ
イによる検出データ群から抽出すべき範囲を選択する視
野選択手段と、アレイ選択手段により選択された光セン
サアレイの対に対応しかつ視野選択手段により選択され
た検出データ群が表す一対の映像データの両アレイに関
する相対的な位置ずれから検出対象までの距離を表す距
離データを演算する距離演算手段とを含む距離検出装置
によって達成される。

【００１１】上記の構成にいう光センサアレイにはＣＣ
Ｄ装置ないしは電荷蓄積形のフォトダイオードを光セン
サとするアレイを用いることができ、各映像検出手段内
にはかかる光センサアレイを複数個相互間に隙間を置い
て互いに平行に配列するのがよい。また、映像検出手段
内の隣合う光センサアレイでは光センサの内部配列を各
アレイ内の配列ピッチの半分ずつ相互にずらせるのが有
利であり、このように光センサの配列を相互にずらせた
光センサアレイは２個ずつ近接させて映像検出手段内に
配置するのがよい。

【００１２】本発明ではアレイ選択手段によって複数の
光センサアレイの対を選択するのがよく、さらにこれに
応じ量子化手段と視野選択手段と距離演算手段をアレイ
対の選択数と同じ個数ずつ設けるのが望ましい。本発明
では、このアレイ選択手段による光センサアレイ対の選
択を移動体の姿勢に応じて，あるいは場合によっては距
離演算手段による距離データに応じて切り換えるように
するのが有利である。さらに、衝突防止用の場合は視野
選択手段により選択する検出データ群の範囲を移動体の
速度に応じて切り換えるのが合理的である。

【００１３】距離演算手段は上述のように複数個設けて
アレイ選択手段によって選択された光センサアレイ対ご
とに距離データを同時並行して演算させるのがよく、さ
らにこれにより演算される複数の距離データ中の最短距
離を示すデータを検出対象に対する距離データとして採
用するのが有利である。この距離演算手段には一対の光
センサアレイに対応する一対の映像データの相対的位置
ずれを表すアレイ上の光センサ数を距離データとして出
力させるのがよい。さらには、距離演算手段に一対の映
像データが表す検出対象の映像の一対のアレイ上の位置
から検出対象の両アレイの正面からの水平方向ずれの角
度を示す指標を距離データの一部として演算させるのが
よく、かかる指標に応じて視野選択手段により検出デー
タ群から抽出する範囲を切り換えるのが合理的である。

【００１４】本発明による距離検出の速度を高める上で
は、光センサアレイに電荷蓄積形のフォトダイオードを
光センサとするアレイを用いて、その各光センサに電荷
蓄積時間を示す時間信号を検出信号として一斉に発生さ
せ、かつ量子化手段にこれら時間信号をクロックで刻む
ことにより同時に並行してディジタルな検出データに変
換させるのが非常に有利である。また、量子化手段によ
るかかる変換に用いるクロックの周期は複数個の時間信
号中の１個〜数個の最短時間に応じて設定するのが合理
的である。なお、このように量子化手段により複数個の
時間信号を検出データに一斉に変換する場合は、視野選
択手段をこの量子化手段内に組み込んでしまうのが便利
である。

【００１５】

【作用】本発明装置は、アレイ選択手段により検出対象
の映像を受ける一対の映像検出手段のそれぞれ複数の光
センサアレイから対応するアレイ対を選択し，かつ選択
されたアレイごとに視野選択手段によりその視野を選択
することにより、対象を見付ける際は広い視野でアレイ
対を選択しながら見落としなく発見し，検出対象までの
距離を追跡する際は狭い視野でアレイ対を切り換えなが
ら妨害対象に惑わされず正確に距離を検出できるように
して誤検出の危険を減少させるとともに、量子化手段を
映像検出手段ごとに，ないしアレイ選択手段により複数
の光センサアレイ対を同時選択する場合はアレイごとに
設けることにより、検出対象までの距離の検出速度を格
段に高めることに成功したものである。

【００１６】

【実施例】以下、図を参照しながら本発明の実施例を説
明する。図１は光センサアレイにＣＣＤ装置を用いる本
発明の距離検出装置の実施例を，図２は光センサアレイ
にフォトダイオードアレイを用いる実施例をそれぞれ示
し、図３は本発明の場合の三角測距法を説明するための
図４(a) に対応するその原理構成図である。

【００１７】図１において、左右一対の映像検出手段20
はそれらの相互間に適宜な基線長を置いて, かつ基線を
ふつうは水平方向に，場合により上下方向や斜め方向に
してそれぞれに対応する小レンズ11と12とともに移動体
に取り付けられ、図の上部に示された先行する自動車等
である検出対象１の映像を互いに異なる光路L1とL2を介
して受ける。各映像検出手段20内には光センサアレイ21
としてこの実施例ではＣＣＤ装置を複数個, 例えば数〜
十数個互いに平行に並べて配設し、各光センサアレイ21
をふつう数十〜百数十個の光センサ22で構成する。各映
像検出手段20内の光センサアレイ21は駆動回路23により
同時起動され, かつその各光センサ22に対応するアナロ
グな検出信号Sdをシリアルに出力する。

【００１８】なお、本発明では映像検出手段20内にこれ
らの光センサアレイ21を図のように相互間に隙間を例え
ばアレイの幅と同程度ないしは若干広いめに置いて配列
するのがよい。さらに、この実施例では隣接する２個の
光センサアレイ21の相互間で光センサ22を図のようにそ
のアレイ内の配列ピッチの半分に当たるδずつ相互にず
らせて配列することにより、検出対象１のパターンが一
方によって明瞭に検出できない場合でも他方により容易
に検出できるようにして、光センサアレイ20の映像の解
像度を実質的に高める。なお、このように光センサ22の
配列をずらせる光センサアレイ21は２個ずつ近接配置す
るのが一層望ましい。

【００１９】この実施例では、これら一対の映像検出手
段20のそれぞれに対してアレイ選択手段30と量子化手段
40と視野選択手段50とを対称的に設けるとともに、それ
らに対して共通に距離演算手段60を設け、さらにこれら
から構成される本発明の距離検出装置および移動体の全
体制御のためにマイクロプロセッサ70を設けて、距離演
算手段60から距離データDDをこれに受け, 映像検出手段
20の駆動回路23に起動指令Psを, アレイ選択手段30にア
レイ番号指定Dnを, 視野選択手段50にアドレス指定Daを
それぞれこれから与えるようにする。

【００２０】アレイ選択手段30は両映像検出手段20の相
互間の対応する光センサアレイ対を選択するもので、複
数の光センサアレイ21による検出信号Sd中から上述のア
レイ番号指定Dnに対応するものだけを出力する選択スイ
ッチ回路として構成される。図の例ではこれにより３個
の検出信号Sdを同時に選択して、例えば検出対象１の３
個の部分1a,1b,1cを捉えながら距離演算手段60に３個の
距離データDDを同時に並行して演算させ得るようになっ
ている。

【００２１】量子化手段40はこのアレイ選択手段30によ
り選択された各光センサアレイ21の各光センサ22による
アナログ検出信号Sdをシリアルに受けてそれをディジタ
ルな検出データDdに順次に変換するＡＤ変換回路として
構成することでよく、図示の例では上述の３個の検出信
号Sdに対応して３個のＡＤ変換回路から構成される。な
お、光センサアレイ21がＣＣＤ装置であるこの実施例で
は量子化手段40に検出信号Sdを３〜５ビット構成の検出
データDdに変換させるのがよい。

【００２２】視野選択手段50はアレイ選択手段30によっ
て選択された各光センサアレイ21に対応する一連の検出
データDdを量子化手段40から順次受けてその中から距離
演算手段60に与える抽出範囲を前述のアドレス指定Daに
応じて選択するものであり、図の例では上述の３種の検
出データDdに対応して３個の部分からなる。この視野選
択手段50もスイッチ回路として構成することでよく、各
アドレス指定Daにより一連の検出データDdから抽出すべ
き範囲を例えば対応する光センサのアレイ内の先頭アド
レスとデータの個数により指定するのがよい。

【００２３】距離演算手段60はアレイ選択手段30により
選択された光センサアレイ対ごとに視野選択手段50によ
り選択された範囲の左右の検出データ群Ddが表す一対の
映像データから検出対象１までの距離を表す距離データ
DDを演算するもので、簡単な小形プロセッサとして構成
するのがよく、図示の例では前述のように３個の距離デ
ータDDを同時並行して演算するために３個の部分から構
成される。距離を演算する要領は後に図３を参照して具
体的に説明するが、原理的には左右一対の映像データの
両アレイ上の相対的な位置ずれを検出するために両者を
１検出データ分ずつ相互に順次ずらせながらそのつど両
者間の相関を検定して行き、最大相関が検定されるまで
にずらせた回数, すなわち両映像データ間の相対的な位
置ずれを表すアレイ上の光センサ数を距離データDDとす
ることでよい。

【００２４】距離演算手段60により演算されたこの実施
例の３個の距離データDDはマイクロプロセッサ70に読み
取られる。衝突防止の際にはこれらの距離データDD中の
最短距離を採用することにより検出対象１を見付けた後
に引き続きそれまでの距離を追跡する。この追跡用には
１〜２個の光センサアレイ対を指定して残りを新しい対
象の発見用に割り当て、追跡対象よりも短い距離を示す
距離データDDがあれば追跡対象をこの新しい検出対象１
に直ちに切り換えるのがよい。また、追跡中の距離デー
タDDが急に得られなくなったときは検出対象１の上部1
a, 中部1bないし下部1cを捉えるようアレイ選択手段30
による光センサアレイ対の選択を変更し、あるいは追跡
中の検出対象１が所定距離よりも近づき, または遠ざか
ったことが判明したときにもアレイ対の選択をそれに応
じて切り換えて検出対象１に対する追跡を継続して行く
のがよい。

【００２５】アレイ選択手段30と視野選択手段50の選択
内容は移動体の速度や姿勢に応じて調整するのが望まし
く、このために図１の実施例では速度検出手段81と姿勢
検出手段82がマイクロプロセッサ70に接続される。移動
体の速度はその可制動距離に大きく影響するので、衝突
防止のためには速度に応じた距離にある検出対象１を発
見できるようアレイ選択手段30に光センサアレイ対を選
択させ、発見後は視野選択手段50にその距離にある検出
対象１の追跡に適した広さの視野を選択させるのがよ
い。また、移動体に生じやすい振動や傾きによって追跡
中の検出対象１を見失ってしまうことがあるので、姿勢
検出手段82の検出結果に応じてアレイ選択手段30の選択
内容を調整するのが望ましい。

【００２６】以上のように本発明の距離検出装置では、
検出対象１を見付ける際にはアレイ選択手段30により光
センサアレイ対を選択しながら視野選択手段50により例
えば広い視野を選択して対象を見落としなく発見でき、
検出対象１を追跡する際には視野をそれに絞りかつ必要
に応じてアレイ対の選択を切り換えながら妨害対象に惑
わされることなく距離を正確に, かつ実施例からわかる
ように従来より高速で検出できる。図１のマイクロプロ
セッサ70はこの検出結果である距離データDDを監視しな
がら移動体を制御し、衝突防止のためにはその時間的な
経過ないし履歴から見て必要な場合に減速手段91または
急制動手段92を動作させ、さらに場合によってはハンド
ル制御手段93を動作させる役目を果たす。

【００２７】図２に示す実施例では光センサアレイ21に
フォトダイオードアレイを用いる。この図２の図１と対
応する部分には同じ符号が付けられているので、重複部
分の説明は適宜省略することとする。一対の距離検出手
段20内の光センサアレイ21はマイクロプロセッサ70から
起動指令Psを受けて一斉に動作を開始するが、図１の実
施例と異なりフォトダイオードであるその各光センサ22
は電荷蓄積時間を示す時間信号を検出信号Sdとして並列
に出力する。この時間信号はそれが所定の論理状態をと
る時間により各光センサ22が受ける光強度に応じた電荷
蓄積時間を示すものである。アレイ選択手段30は上述の
ように並列に発生する検出信号Sdの切り換え選択に適す
る例えばマルチプレクサであり、この実施例では２個の
光センサアレイ21を選択して必要に応じて検出対象１の
上部1aと下部1bを同時に捉え得るように構成されてい
る。

【００２８】これに応じて量子化手段45は２個の部分か
ら構成されるが、図２の実施例ではその中に図１の視野
選択手段50が組み込まれる。この量子化手段45は上述の
起動指令Psを受けて動作を開始して、検出信号Sdとして
の各時間信号が示す電荷蓄積時間を所定の短い周期をも
つクロックで刻むことによりそれぞれ検出データDdに同
時並行的に変換する。このようにこの図２の実施例では
光センサアレイ21内の複数の光センサ22が検出信号Sdを
一斉に発生し, 量子化手段45がそれらを同時に並行して
検出データDdに変換するので、図１の実施例よりずっと
短時間内に検出データDdが得られる。

【００２９】また、映像検出手段20によって検出対象１
の映像のパターンを捉え得る精度は例えば直射日光中と
トンネル照明内のように視野の明るさの影響を受けて低
下しやすいが、この実施例では量子化手段45が時間信号
を刻むべきクロックの周期を視野の明るさに応じて調整
することによりこの点を解決できる。このためには、各
光センサアレイ21から並列に出力される複数個の検出信
号Sdが示す最短の電荷蓄積時間，ないし短い方の数個の
電荷蓄積時間に比例するようクロックの周期を設定する
のが実際的である。このように周期を調整したクロック
を用いる量子化手段45では、光センサアレイ21が受ける
平均光強度が３桁程度ないしはそれ以上変動しても検出
信号Sdないし時間信号を４〜８ビットの高精度で検出デ
ータDdに変換することができる。

【００３０】この実施例の量子化手段45では上述のよう
な検出データDdをそれぞれラッチに一旦記憶させるの
で、視野選択機能もこれに組み込んでしまうのが便利で
ある。量子化手段45はマイクロプロセッサ70から受ける
アドレス指定Daに応じた範囲の検出データDdだけを距離
演算手段60に与える。この距離演算手段60はアレイ選択
手段30のアレイ対の選択個数に応じてこの実施例では２
個の部分からなり、その動作は図１の実施例と同じであ
る。

【００３１】以上説明した図２の実施例による距離検出
装置は構成が図１の実施例よりやや複雑にはなるが、前
述のようにそれよりずっと短時間内に検出データDd, 従
って距離データDDが得られ、かつ検出データDdが高精度
なので正確な距離データDDが得られる特長があり、かつ
前に図１の実施例で説明した本発明の利点をそのまま具
備している。

【００３２】次に、図３を参照して本発明において三角
測距法により距離を検出する要領を説明する。図３には
図４(a) と同様に検出対象１と, 一対の小レンズ11, 12
と,一対の光センサアレイ21と, それらの上に結像され
る検出対象１の映像I1とI2が示されている。ただし、本
発明では図４(a) と異なり左右の光センサアレイ21に同
じものが用いられる。また、図３には検出対象１が左右
の光センサアレイ21の正面, つまり左右の小レンズ11と
12間の基線長ｂに対する垂直な２等分線である中心線CL
から角度θだけ外れた方向の両レンズから距離ｄだけ離
れた個所にある場合が示されている。

【００３３】検出対象１が無限遠点にある場合にはその
映像I1とI2はレンズ11や12の光軸に対応する各アレイ21
の基準位置に結像されるが、検出対象１が図示の位置に
ある場合は検出対象１の光路L1とL2を介する映像I1とI2
がこの基準位置からそれぞれs1とs2だけずれた位置に結
像される。これらのずれs1とs2は簡単な三角測距上の計
算から次式で表される。

【００３４】 s1＝(fb/d)＋ftanθ, s2＝(fb/d)−ftanθ 従って、いま仮にｓ＝s1＋s2, ds＝s1−s2と置くと、検
出対象１までの距離ｄとその正面からの外れ角度θは、 ｄ＝fb／ｓ, tanθ＝ds／2f によってそれぞれ求まることになる。

【００３５】距離演算手段60には距離データDDとしては
前述のように距離ｄのかわりにその指標として両アレイ
21上の映像I1とI2に対応する映像データの相対的位置ず
れを表す上述のｓをアレイ上の光センサ数の形で出力さ
せるのがよく、このためには左右の映像データを互いに
近付くように交互に１データ分ずつずらせながらそのつ
ど両映像データ間の相関を検定し、最大相関が検定され
たときまでにずらせた回数をこの位置ずれｓとすること
でよい。

【００３６】さらに、本発明では検出対象１である自動
車等が例えば道路のカーブに入った場合にその追跡を容
易にするため、距離演算手段60に検出データDDの一部と
して検出対象１の正面からの外れ角度θの指標として前
述のずれの差dsを出力させるのが望ましい。このずれの
差dsを求めるには、例えば左右の映像データを相互にず
らせる程度を常に全体では前述の位置ずれｓになるよう
に, かつ両者をともに１データ分ずつ順次にずらせなが
らそのつどに相関を検定して行き、その結果が前述の最
大相関に一致したときの各映像データのずれをそれぞれ
s1とs2と置いてそれらの差をdsとすることでよい。かか
るdsの演算に要する時間は位置ずれｓの演算時間の２〜
数分の１でよい。

【００３７】検出対象１を追跡する上ではこの角度の指
標dsに応じ図１の視野選択手段50や図２の量子化手段45
に与えるアドレス指定Daを調整するのが望ましい。図３
にはこのように選択された視野が両光センサアレイ21上
の窓Ｗの形で示されている。実際にはこれらの窓Ｗの位
置を角度指標dsに応じて選択するとともに、それらの幅
をほぼ検出対象１だけを捉えるように距離指標ｓに応じ
て選択するのがよい。かかる角度指標dsの利用により、
検出対象１の正面からの外れ角度θが変化する場合にも
それまでの距離ｄを一層正確に検出することができる。

【００３８】なお、マイクロプロセッサ70には本発明の
距離検出装置に以上説明したような機能を発揮させるに
適したアルゴリズムのソフトウエアを装荷して必要に応
じて使い分けできるようにしておくのがよい。このほか
にも本発明の距離検出装置は種々の態様で実施をするこ
とができる。例えば、視野選択手段50の機能を量子化手
段40に組み込む実施例を説明したが、これを距離演算手
段60の方に組み込んで同じ光センサアレイ対を視野が狭
い検出対象１の距離検出用と視野が広い新しい対象の発
見用に二重に利用することも可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明による距離検
出装置では、検出対象の映像を異なる光路を介して受け
る一対の映像検出手段内にそれぞれ複数個の光センサア
レイを平行に配列し、アレイ選択手段に左右の映像検出
手段から光センサアレイの対を選択させ、量子化手段を
各映像検出手段ごとに設けてアレイ選択手段が選択した
光センサアレイ内の各光センサによる検出信号をディジ
タルな検出データに変換させ、これらの検出データの群
から所望の範囲だけを視野選択手段に選択させ、かつ距
離演算手段により視野選択手段が選択した検出データ群
が表す一対の映像データの両光センサアレイ上の相対的
な位置ずれから検出対象までの距離を表す距離データを
演算することにより、次の効果を上げることができる。

【００４０】(a) アレイ選択手段により左右の映像検出
手段から検出信号を取り出すアレイ対を自由に選択し，
視野選択手段によりこの選択アレイごとにその視野を自
由に選択できるようにしたので、検出対象を見付ける際
にはアレイ対を選択しながら例えば広い視野で見落とし
なく見付け，その距離を追跡する際には必要に応じてア
レイ対を切り換えながら狭い視野で妨害対象に惑わされ
ずに距離を正確に検出することができ、これにより検出
対象ないしそれまでの距離を誤検出する危険を従来より
格段に減少させることができる。

【００４１】(b) 映像検出手段ごとに，あるいはアレイ
選択手段によって複数個の光センサアレイ対を同時に選
択する場合は各アレイごとに量子化手段を設けて左右の
検出信号を並行して検出データに変換させるようにした
ので、検出対象の追跡の際に視野を絞って距離演算手段
が扱う一対の映像データ内の検出データ数を減少させ得
ることと併せて、距離の検出速度を従来より高めること
ができる。

【００４２】とくに、アレイ選択手段に複数の光センサ
アレイ対を選択させ、これに応じて量子化手段と視野選
択手段と距離演算手段とをそれぞれ複数の部分から構成
する本発明の実施態様では、選択された光センサアレイ
対ごとに距離演算手段により距離データが同時並行して
演算されるので、複数個の距離データ中の最短距離を示
すデータだけを採用してその距離データとしての信頼性
を高め、あるいは現在追跡中の検出対象の距離を検出し
ながら別のアレイ対を用いて新しい検出対象の発見を同
時に進めることができる。

【００４３】また、距離演算手段に検出データ群が表す
左右の映像データの一対の光センサアレイ上の位置から
検出対象の両アレイの正面からの外れ角度を示す指標を
距離データの一部として演算させる実施態様は、この角
度指標に応じ視野選択手段による視野の選択を調整しな
がら道路のカーブ等により外れ角度が急速に変化する場
合にも追跡中の検出対象を見逃さないように追跡を確実
にし，かつそれまでの距離を正確に検出できる効果を有
する。

【００４４】さらに、光センサアレイとして電荷蓄積形
フォトダイオードを光センサとするアレイを用いて，光
センサにその電荷蓄積時間を示す時間信号を検出信号と
して一斉に発生させ、量子化手段によりこれら検出信号
を同時並行してディジタルな検出データに変換する実施
態様は、従来よりも格段に高い速度で検出信号を検出デ
ータに変換でき、しかも視野の明るさが大きく変動する
場合にも検出データの精度を容易に高めることができる
ので、距離検出の速度と精度を従来より高めることがで
きる効果を有する。

【００４５】なお、映像検出手段内の隣接する光センサ
アレイ内の光センサを配列ピッチの半分ずつ相互にずら
せて配列する態様は、アレイを必要に応じて切り換えて
使用することにより検出対象の映像がもつパターンを確
実に捉えて距離検出の精度を高め得る利点がある。ま
た、移動体の速度に応じて視野選択手段により選択する
視野や，アレイ選択手段により選択するアレイ対を切り
換える態様には移動体の衝突を防止する上でその可制動
距離に相応した距離範囲内に存在する検出対象の発見お
よび追跡を確実にする効果があり、移動体の姿勢に応じ
アレイ選択手段による光センサアレイの対の選択を切り
換える態様は移動体が振動ないし揺動した際にも検出対
象の追跡を確実にする効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】光センサアレイとしてＣＣＤ装置を用いる本発
明の実施例を関連するマイクロプロセッサ等とともに示
す回路図である。

【図２】光センサアレイとしてフォトダイオードアレイ
を用いる本発明の実施例を関連するマイクロプロセッサ
等とともに示す回路図である。

【図３】本発明で用いる三角測距法を示す原理構成図で
ある。

【図４】従来の距離検出法の概要を示し、同図(a) は三
角測距法による距離検出の原理構成図、同図(b) はこれ
を側方から見た模式構成図である。

【符号の説明】

１ 検出対象ないしは自動車 11,12 光センサアレイに映像を結像するレンズ 20 映像検出手段 21 光センサアレイ 22 光センサ 30 アレイ選択手段 40 量子化手段 45 視野選択手段が組み込まれた量子化手段 50 視野選択手段 60 距離演算手段 70 マイクロプロセッサ 81 移動体の速度検出手段 82 移動体の姿勢検出手段 91 移動体の減速手段 92 移動体の急制動手段 93 移動体のハンドル制御手段 ｂ 左右のレンズ間の基線長 DD 距離データ Da 視野選択手段に対するアドレス指定 Dd 検出データ Dn アレイ選択手段に対するアレイ番号指定 ｄ 検出対象までの距離 δ 隣接する光センサアレイ間の光センサのずれ ｆ レンズの焦点距離 I1,I2 検出対象の左右の映像 L1,L2 光路 Ps 映像検出手段に対する起動指令 ｓ 距離の指標としての一対の映像の位置ずれ s1,s2 左右の映像の基準位置からのずれ θ 検出対象の正面からの外れ角度

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検出対象の映像を互いに異なる光路を介し
   て受ける一対の映像検出手段による映像検出結果から検
   出対象までの距離を検出するために移動体に搭載される
   装置であって、各映像検出手段内に平行に配列された複
   数の光センサアレイと、映像検出手段相互間の対応する
   光センサアレイの対を選択するアレイ選択手段と、各映
   像検出手段ごとに設けられてアレイ選択手段により選択
   された光センサアレイ内の各光センサによる検出信号を
   ディジタルな検出データに変換する量子化手段と、アレ
   イ選択手段により選択された光センサアレイに対応する
   検出データ群から抽出すべき範囲を選択する視野選択手
   段と、アレイ選択手段により選択された光センサアレイ
   の対に対応しかつ視野選択手段により選択された検出デ
   ータ群が表す一対の映像データの両アレイ上の相対的な
   位置ずれから検出対象までの距離を表す距離データを演
   算する距離演算手段とを備えてなることを特徴とする距
   離検出装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の装置において、光センサ
   アレイとしてＣＣＤ装置を用いることを特徴とする距離
   検出装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の装置において、各映像検
   出手段内の複数個の光センサアレイを相互間に隙間を置
   いて互いに平行に配列するようにしたことを特徴とする
   距離検出装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の装置において、映像検出
   手段内の互いに隣接する光センサアレイの光センサを配
   列ピッチの半分ずつ相互にずらせて配列するようにした
   ことを特徴とする距離検出装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の装置において、視野選択
   手段により選択する検出データ群の範囲を移動体の速度
   に応じて変えるようにしたことを特徴とする距離検出装
   置。
6. 【請求項６】請求項１に記載の装置において、アレイ選
   択手段により複数の光センサアレイの対を選択し、距離
   演算手段により光センサアレイ対ごとに距離データを同
   時並行して演算するようにしたことを特徴とする距離検
   出装置。
7. 【請求項７】請求項６に記載の装置において、距離検出
   手段による複数個の距離データ中の最短距離を示すデー
   タを検出対象に対する距離データとして採用するように
   したことを特徴とする距離検出装置。
8. 【請求項８】請求項１に記載の装置において、距離演算
   手段が演算した距離データに応じてアレイ選択手段によ
   る光センサアレイの対の選択を変えるようにしたことを
   特徴とする距離検出装置。
9. 【請求項９】請求項１に記載の装置において、移動体の
   姿勢に応じてアレイ選択手段による光センサアレイの対
   の選択を変えるようにしたことを特徴とする距離検出装
   置。
10. 【請求項１０】請求項１に記載の装置において、アレイ
    選択手段により選択された一対の光センサアレイに対応
    する検出データ群が表す検出対象の映像の両光センサア
    レイ上の位置から距離演算手段に距離データの一部とし
    て検出対象の両アレイの正面からの水平方向のずれの角
    度を示す指標を演算させ、この指標に応じて視野選択手
    段により検出データ群から抽出する範囲の選択を変える
    ようにしたことを特徴とする距離検出装置。
11. 【請求項１１】請求項１に記載の装置において、光セン
    サアレイとして電荷蓄積形のフォトダイオードを光セン
    サとするアレイを用い、光センサにその電荷蓄積時間を
    示す時間信号を検出信号として一斉に発生させ、量子化
    手段によってこれらの検出信号を同時並行してディジタ
    ルな検出データに変換するようにしたことを特徴とする
    距離検出装置。
12. 【請求項１２】請求項１１に記載の装置において、量子
    化手段内に視野選択手段を組み込むようにしたことを特
    徴とする距離検出装置。