JPH08138036A

JPH08138036A - 先行車両認識装置

Info

Publication number: JPH08138036A
Application number: JP6302841A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Yamamura; 智弘山村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】先行車を確実に検出できる装置とする。【構成】ビデオカメラ１０で撮像された前方道路画像
は、画像処理装置１１に入力され、ここで前方道路画像
に画像処理を施して、自車走行車線を検出し、検出され
た走行車線内において水平エッジ成分を検出することに
よって先行車を検出し、先行車までの車間距離Ｒを検出
する。警報レベル判断装置１２はその車間距離Ｒと車速
センサ１３によって検出した自車速Ｖｆをもとに警報距
離Ｒｓを算出し、車間距離Ｒを比較することにより、先
行車への接近度合を判断し警報を発するように作動信号
を出力する。警報装置はその作動信号に従って警報を発
し運転者に注意を促す。画像処理装置１１では、先行車
の影を検出する際に用いるしきい値を、実際の走行路面
の画像状況に合わせて遠方に対して近傍を相対的に小さ
く設定することにより、車間距離によらず先行車を確実
に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、前方車への接近しす
ぎを未然に防止する車間距離警報装置や、走行中の車間
距離を自動的に安全な距離に制御する車間距離制御装置
に用いるための、自車両の前方道路画像から先行車の存
在を認識し検出する先行車両認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の先行車両認識装置としては、例え
ば特開平３−２７３５００号に開示されているものがあ
る。図２９は、その構成を示すブロック図である。道路
画像入力手段１００はビデオカメラ等のものであり、自
車両の前方の道路画像を撮像する。画像処理手段１０１
は、道路画像入力手段により入力した道路画像に画像処
理の手法を用いて、画像内の車線表示ラインを検出す
る。走行車線検出手段１０２は、検出された車線表示ラ
インから自車両が走行中の車線（走行レーン）を検出す
る。

【０００３】水平エッジ抽出手段１０３は、検出された
自車走行車線内の水平エッジ成分を取り出す。先行車影
検出手段１０４は、検出された水平エッジ成分の内、最
も画面下方（道路上で最も近い）に存在する水平エッジ
成分を車影として検出する。先行車検出手段１０５は、
検出した先行車の影から、先行車に関する情報を検出
し、例えば、車間距離警報装置や車間距離制御装置等に
対して車間距離をその距離データとしてそれらに出力す
る。

【０００４】ここで、車間距離の検出は、先行車の画面
上の上下位置ｄと、ビデオカメラの焦点距離ｆ、及びビ
デオカメラの幾何的な取り付け条件に基づいて行なわれ
る。先行車の画面上位置ｄの検出については、まず図３
０で示すような前方道路画像に対し、画像処理を行なう
ことにより、図３１で示すようなエッジ画像を作成す
る。その抽出された水平エッジ成分として、図３０の先
行車の影７２による水平エッジ成分７４と、先行車７１
の車体自身の例えばバンバーなどによる水平エッジ成分
７５と、走行領域７３による走行車線エッジ７６があ
り、正確な車間距離を水平エッジの位置から算出するた
めには、検出される水平エッジの対象が路面上に存在
し、路面に対しての高さがゼロであるという仮定が必要
であるから、水平エッジ成分の内より最も画面下方に存
在する車影の水平エッジ成分が検出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の先行車両認識装置にあっては、車影の検出は
その濃度変化を反映したエッジ成分の画面の上下位置に
基づいて行なわれるため、以下のような問題点があっ
た。すなわち、実際の道路環境においては、自車走行車
線内に存在する水平エッジは、先行車とその影以外にも
いくつも見られる。例えば、図３２に示すような橋梁部
における路面の継ぎ目８１や、図３３に示すような、運
転者に車間距離を認知させ安全運転を促すための車間距
離認識用白線９１、９１’等があり、このような紛わし
い類似情報の検出を排除し、先行車の影だけを正確に検
出するためには、水平エッジ成分を検出するためのしき
い値（スレッショルド）を適切に設定し、先行車の影だ
けを検出する範囲に決める必要がある。従来の先行車両
認識装置においては、このしきい値は一定の値に設定さ
れていた。

【０００６】実際に使用される屋外の道路環境下におけ
る画面を撮影してみると、図３４に示すように、先行車
両が存在しなければ、遠方程道路領域内の平均濃度値は
大きくなり、明かるい値を示す。これは主に、遠方であ
る程反射光の影響が大きくなるためであり、このような
状態において、先行車が存在すると、道路領域内の平均
濃度値と、その上下方向に対する微分値である水平エッ
ジ濃度の分布は、図３５、図３６のような分布を示す。

【０００７】すなわち、図３５のような先行車位置が遠
方の場合には、先行車の影が存在する場所の道路内の平
均濃度値が明かるいため、道路と影の濃度値の差は非常
に大きく、それによって発生する水平エッジ成分の濃度
値も非常に大きな値を示す。それに対し、図３６のよう
な先行車位置が近い場合には、先行車の影が存在する場
所の道路の平均濃度値が暗く、さらに先行車の影自身も
上下方向に伸びることによって、コントラストが悪くな
り、道路と影の濃度値の差は、先行車が遠方にある場合
に比較して相対的に小さくなり、それによって発生する
水平エッジ成分の濃度値も相対的に小さくなる。

【０００８】このため、例えば、先行車をより確実に認
識することを狙って、水平エッジ成分検出のしきい値を
小さい値に設定すると、図３６のような近い距離で道路
と影の濃度差が小さい場面でも、確実に先行車を検出す
ることが可能である一方、先の図３２で示した道路の継
ぎ目などのような比較的濃度差の小さい水平エッジも検
出してしまい、誤検出してしまう可能性がある。逆に、
誤検出を少なくして、先行車だけを認識するように、水
平エッジ成分検出のしきい値を大きな値に設定すると、
図３６のような近い距離で道路と影の濃度差が小さい場
面では、先行車の影の位置では正確に水平エッジ成分を
検出することができず、先行車のバンパー位置やトラン
ク位置等の誤った位置で水平エッジ成分を検出してしま
う。つまり図３１における処理画面上でも、先行車の影
による水平エッジ成分７４を検出することができず、比
較的濃度変化が急な先行車車体上のバンパーなどによる
水平エッジ成分７５を検出してしまう。従って、先行車
上下位置ｄの値が誤った値となるため、その後の車間距
離検出値も誤った値となってしまうわけである。以上の
ように、従来のように水平エッジ成分検出のしきい値を
一定の値に設定すると、どのような値に設定したとし
も、道路の継ぎ目などによる誤検出と、近い領域での間
違った距離算出という問題の何れかを生じ、先行車の認
識性能を両立させることは困難であった。

【０００９】この発明は、上記のような従来の問題点に
鑑み、先行車の遠近によらず、確実な検出ができる先行
車両認識装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の本発明は、図１で示すように、走行中の前方道路画
像を入力する道路画像入力手段１と、前方道路画像より
自車の走行車線領域を検出する走行車線検出手段２と、
自車走行車線領域内で先行車の車影候補を検出する先行
車影検出手段３と、検出した車影候補より先行車を検出
する先行車検出手段４とを備える先行車両認識装置にお
いて、前記自車走行車線領域内から水平方向の画像エッ
ジ成分を抽出する水平エッジ抽出手段５と、車影候補を
検出するためのエッジ濃度値のしきい値を、画面上方ほ
ど大きくなるように設定するしきい値設定手段６とを有
し、前記先行車影検出手段３は、画面の上下位置に応じ
て前記しきい値を選択して用いて前記車影候補検出を行
なうものとした。

【００１１】請求項２に記載の発明は、図２で示すよう
に、走行中の前方道路画像を入力する道路画像入力手段
１と、前方道路画像より自車の走行車線領域を検出する
走行車線検出手段２と、自車走行車線領域内で先行車の
車影候補を検出する先行車影検出手段３と、検出した車
影候補より先行車を検出する先行車検出手段４とを備え
る先行車両認識装置において、前記自車走行車線領域か
ら水平方向の画像エッジ成分を抽出する水平エッジ抽出
手段５と、前記自車走行車線領域の上下方向の濃度分布
を検出する走行車線領域濃度分布検出手段７と、車影候
補を検出するためのエッジ濃度値のしきい値を、前記走
行車線領域濃度分布検出手段による前回の入力画像にお
ける濃度分布に基づいて設定するしきい値設定手段６Ａ
とを有し、前記先行車影検出手段３は、画面の上下位置
に応じて前記しきい値を選択して用いて前記車影候補検
出を行なうものとした。

【００１２】請求項３に記載の発明は、図３で示すよう
に、走行中の前方道路画像を入力する道路画像入力手段
１と、前方道路画像より自車の走行車線領域を検出する
走行車線検出手段２と、自車走行車線領域内で先行車の
車影候補を検出する先行車影検出手段３Ａと、検出した
車影候補より先行車を検出する先行車検出手段４とを備
える先行車両認識装置において、前記自車走行車線領域
から水平方向の画像エッジ成分を抽出する水平エッジ抽
出手段５と、前記道路画像を水平走査ライン毎に画面下
方の水平走査ラインほど相対的にコントラストを増強す
るように補正するコントラスト補正手段８と、車影候補
を検出するためのエッジ濃度値のしきい値を設定するし
きい値設定手段６Ｂとを有し、前記先行車影検出手段３
Ａは、前記しきい値を用いて前記車影候補検出を行なう
ものとした。

【００１３】請求項４に記載の発明は、図４で示すよう
に、走行中の前方道路画像を入力する道路画像入力手段
１と、前方道路画像より自車の走行車線領域を検出する
走行車線検出手段２と、自車走行車線領域内で先行車の
車影候補を検出する先行車影検出手段３Ａと、検出した
車影候補より先行車を検出する先行車検出手段４とを備
える先行車両認識装置において、前記自車走行車線領域
から水平方向の画像エッジ成分を抽出する水平エッジ抽
出手段５と、自車走行車線領域の上下方向の濃度分布を
検出する走行車線領域濃度分布検出手段７Ａと、前記道
路画像を水平走査ライン毎に画面下方の水平走査ライン
ほど相対的にコントラストを増強するように補正し、そ
の補正量を前記走行車線領域濃度分布検出手段による前
回の入力画像における濃度分布に基づいて設定するコン
トラスト補正手段８Ａと、車影候補であると検出するた
めのエッジ濃度値のしきい値を設定するしきい値設定手
段６Ｂとを有し、前記先行車影検出手段３Ａは、前記し
きい値を用いて前記車影候補検出を行なうものとした。

【００１４】請求項５に記載の発明は、図５で示すよう
に、走行中の前方道路画像を入力する道路画像入力手段
１と、前方道路画像より自車の走行車線領域を検出する
走行車線検出手段２と、自車走行車線領域内で先行車の
車影候補を検出する先行車影検出手段３Ｂと、検出した
車影候補より先行車を検出する先行車検出手段４とを備
える先行車両認識装置について、自車走行車線領域の上
下方向の濃度分布を検出する走行車線領域濃度分布検出
手段７を有し、前記先行車影検出手段３Ｂは、該走行車
線領域濃度分布に基づいて前記車影候補検出を行なうも
のとした。

【００１５】

【作用】請求項１に記載の本発明は、撮像された道路画
像から走行車線を検出した後、画像処理によって先行車
の車影を含めた水平エッジが検出され、しきい値設定手
段では実際の画面状況に合わせて画面の上方程しきい値
を大きく設定し、先行車影検出手段では水平エッジの所
在位置による上記設定されたしきい値を用いて車影検出
を行なう。これにより、車影の検出は確実のものにな
り、先行車は遠近に問わず正確に検出される。

【００１６】請求項２に記載のものでは、上記しきい値
の決定は、走行車線領域内の濃度分布に応じて決定する
ので、遠方道路が暗くなったときにも、しきい値がそれ
に応じて調整される。これにより、路面状況が変化して
も、それに対応することができ、先行車が確実に検出さ
れる。

【００１７】請求項３に記載のものでは、道路画像に対
してコントラスト補正が行なわれるので、車影のエッジ
強度は画像の上下位置によらず、しきい値設定手段は画
像の明かるさに応じてしきい値を固定に設定することが
できる。これによりしきい値設定にかかる時間が短縮さ
れるとともに先行車が確実に検出される。

【００１８】請求項４記載のものでは、走行車線領域の
濃度分布を検出し、その検出値をコントラスト補正に用
いられるので、コントラストの補正が確実かつ迅速に行
なわれる。これにより、画像明かるさ分布が急に変化し
ても、十分対応することができる。

【００１９】請求項５に記載のものでは、走行車線領域
内の濃度分布を検出し、その分布から直接先行車影を検
出するので、エッジ処理にかかる時間が省略され、リア
ルタイム処理が容易となる。

【００２０】

【実施例】図６は、この発明を接近警報装置に適用した
第１の実施例の構成を示す図である。ビデオカメラ１０
で撮像された前方道路画像は、画像処理装置１１に入力
される。画像処理装置１１では、前方道路画像に画像処
理を施して、自車走行車線を検出し、検出された走行車
線内において水平エッジ成分を検出することによって先
行車を検出し、先行車までの車間距離Ｒを検出する。警
報レベル判断装置１２はその車間距離Ｒを入力するとと
もに、車速センサ１３によって自車速Ｖｆを入力し、そ
れらの信号をもとに警報距離Ｒｓを算出する。その後、
警報距離Ｒｓと車間距離Ｒを比較することにより、先行
車への接近度合を判断し、接近し過ぎの場合警報を発す
るように作動信号を出力する。この作動信号を受けて警
報装置では、警報ランプなどによる視覚的な呈示、警報
音の発生などの聴覚的な呈示を行なって運転者に注意を
促す。

【００２１】図７は、画像処理装置１１における概略処
理フローを示す。まず、ステップ２０で、ビデオカメラ
１０で撮影された前方道路画像を入力する。ステップ２
１では、入力された前方道路画像より走行車線領域を検
出する。その後ステップ２２で走行車線領域において先
行車の影を検出し、検出された影からステップ２３にて
先行車の形状を検出しその形状から先行車の存在を検出
することによって、車影は確かであることを確認する。
ステップ２４にて先行車が存在するかどうかのチェック
を行ない、先行車が存在する場合にはステップ２５にて
車間距離Ｒを算出し、ステップ２６で車間距離Ｒを次の
警報レベル判断装置１２へ出力する。

【００２２】次は上記処理内容の詳細を示す。図８は、
ステップ２１における走行車線領域の検出の詳細を示す
ものである。まず、ステップ２１０で、取り込まれた前
方道路画像に対してエッジ抽出等の画像処理を施し、車
線表示ライン（レーンマーカ）を検出しやすい画像を作
成する。ここで、エッジ抽出の処理は、例えば、垂直方
向のエッジを強調して抽出できるＳｏｂｅｌオペレータ
等のフィルタ処理を施せばよい。

【００２３】次にステップ２１１で、画像処理された画
像から、車線表示ラインを検出する。これには、画面中
心から左右方向に向かって、直線の垂直エッジ成分が存
在するところを探索すればよい。また、特開平３−２７
６３１１に示されるような、道路構造令などで定められ
る道路構造を模擬できるモデルを想定して、それに対し
て最もよく当てはまる車線表示ラインを検出する方法な
ども用いることも可能であり、特に直線を検出すること
にこだわる必要はない。その後、ステップ２１２で、検
出された走行車線ラインで囲まれた領域を自車の走行車
線領域として検出する。

【００２４】図９は、ステップ２２での先行車の影検出
の詳細を示すものである。上記ステップ２１で自車の走
行車線領域が検出された後、まず、ステップ２２０に
て、検出された走行車線領域に対して、画像処理を施し
水平エッジ成分を抽出する。ここでは、水平エッジを抽
出するために例えば、横方向のＳｏｂｅｌオペレータを
用いることができる。具体的Ｓｏｂｅｌオペレータは以
下のようになる。 −１ −２ −１０００１２１

【００２５】次にステップ２２１にて、抽出した水平エ
ッジ成分を水平エッジしきい値Ｖ（ｙ）と比較し、先行
車の影である可能性が高い水平エッジを抜き出す。ここ
で、水平エッジしきい値Ｖ（ｙ）は、図１０の（ａ）の
画像に対して、相対的に遠方程大きく、近傍程小さい値
となるような、画面上下位置に対する関数であり、画面
上下位置をｙとすると、（ｂ）で示すように以下の式で
表わすことができる。Ｖ（ｙ）＝ａ×ｙ＋ｂ（１）

【００２６】ここで、ａ、ｂは正の定数である。画像の
明かるさが低いとき、値Ｖ（ｙ）が全体的に小さくなる
ように、ｂの値（切片）を小さくする。例えば、カメラ
がオートアイリスの場合には、アイリス制御信号は画面
の明かるさの指標となるので、この制御信号に合わせ
て、ｂの値をコントロールすることができる。なお、こ
こでは、画面上下位置ｙの１次関数の形で示したが、こ
の式の形状は１次関数にこだわらず、水平エッジしきい
値Ｖ（ｙ）が道路遠方ほど（画面上方ほど）大きくなる
関数であればよいので、画像状況に合わせて適切な式の
形状を選定することができる。

【００２７】検出された水平エッジ成分は、その水平エ
ッジの画面上での位置ｙに応じて、水平エッジしきい値
Ｖ（ｙ）とそれぞれ比較され、水平エッジしきい値Ｖ
（ｙ）以上のものだけが選択される。次にステップ２２
２にて、選択された水平エッジの中で、最も画面下方に
存在するものを選択し、先行車の影として検出する。最
後にステップ２２３で、その影の画面上下位置ｙから、
車間距離Ｒを算出するのに必要な画面上での上下位置ｄ
を、ｄ＝ｙとすることで算出する。

【００２８】上記のように、水平エッジ検出しきい値は
影を検出するのに最適な値に設定され、自車走行車線内
に存在する影は確実に検出され車影として認識された
が、一方走行路道路上では先行車による水平エッジの
他、例えば、図１１に示すような、道路の上にある橋梁
の影や、図１２で示すような隣車線を走行している車両
の影は、車影とほぼ同様のエッジ濃度を示している。こ
れによる誤検出を防ぐために、ステップ２３では、先行
車の形状を検出しその形状から先行車の存在を確認す
る。

【００２９】次はステップ２３における処理の詳細を図
１３のフローチャートに従って説明する。まず、ステッ
プ２３０では、影の検出が有ったかどうか判断し、影の
検出がなければ、ステップ２３５で先行車無しと判断す
る。先行車がある場合には、ステップ２３１にて、検出
された影の上方に車両形状を検出するためのウインドウ
を設定する。このウインドウ設定は、図１４で示すよう
に、検出された影２０１のすぐ上方に影の左右幅よりも
やや広めの横方向に細長いウインドウ２０２を設定す
る。次にステップ２３２で、ウインドウの左右両端に存
在する垂直エッジ２０３を１組の水平エッジとして抽出
する。

【００３０】これは、車両形状の特徴として、特に車体
の下の部分には、左右の隅にタイヤが存在するため、両
端に垂直エッジが検出されることを利用して、車両を検
出しようとするものである。ここでは、さらに正確を期
するため、検出された垂直エッジの間隔Ｗと、既に検出
済みの先行車影の上下位置ｄから、実際の先行車の車幅
ＷＣを計算し、ＷＣが明らかに車両では有り得ない幅、
例えば１ｍ以下や３ｍ以上であれば、車両ではないと判
断することもできる。

【００３１】１組の垂直エッジが抽出されたかどうかを
ステップ２３３で判断し、抽出されれば、ステップ２３
４で先行車有りと判断し、検出されない場合にはステッ
プ２３５で先行車無しと判断する。ステップ２３４、２
３５の判断結果がさらにステップ２４でチェックされ
る。その後、ステップ２５において、画像処理装置１１
は、検出された先行車影の上下位置ｄを用いて、以下の
式から、車間距離Ｒを算出する。Ｒ＝Ｆ・Ｈ／（Ｄ０−Ｄ）（２）ここで、Ｆ：ビデオカメラ１２１の焦点距離Ｈ：ビデオカメラ１２１の路面からの取り付け高さＤ０：画面上での道路消失点のＹ座標値

【００３２】ここに、Ｄ０は定数としたが、例えば、前
記ステップ２１で行なう走行車線検出において、道路消
失点が求められるのであれば、毎回の処理においてその
値を用いることによって、例えば、車両のピッチ角変動
等の影響を小さくできるため、精度を向上できる。車間
距離Ｒが算出されれば、ステップ２６で警報レベル判断
装置１２へ車間距離Ｒを出力し、初めへ戻って、処理を
繰り返す。

【００３３】図１５は、警報レベル判断装置１２におけ
る処理フローである。まず、ステップ１７１で車速セン
サ１３からの自車速Ｖｆ及び画像処理装置１１からの車
間距離Ｒを読み込む。そして、ステップ１７２において
車間距離Ｒの変化率を算出することで自車と先行車の相
対速度Ｖｒ＝ｄＲ／ｄｔを求める。この相対速度を求め
る手法は精度の高い最小二乗法などを用いてもよい。

【００３４】その後、ステップ１７３へと進み、警報距
離を算出する。警報距離は１次警報用の警報距離Ｒｓ１
と、２次警報用の警報距離Ｒｓ２をそれぞれ算出する。
この警報距離は以下の式に基づいて計算される。

【数１】

【数２】ステップ１７４では、車間距離Ｒと１次警報距離Ｒｓ１
を比較して、以下の式で接近度を判別する。Ｒ≦Ｒｓ１（３）この式が成立する場合には１次警報距離以下であるとい
うことになり、ステップ１７５以降の１次警報もしくは
２次警報を発生させる。式（３）が成立しない場合には
ステップ１７１へと戻る。

【００３５】ステップ１７５では、さらに２次警報距離
Ｒｓ２と車間距離Ｒを比較し、２次警報距離Ｒｓ２より
も車間距離Ｒが小さい場合にはステップ１８０へと進
み、２次警報音と、ステップ１８１での警報ランプを作
動するように警報装置１４へ指令値を出力する。２次警
報距離Ｒｓ２よりも車間距離Ｒが大きい場合には、ステ
ップ１７６を経て、１次警報を発生させる。ステップ１
７６では、現在の時刻Ｔｎと警報発生時点ＴＦ１から、
警報時間Δｔが経過したかどうかを判断して、警報時間
Δｔ以内であれば、ステップ１７７で１次警報用の警報
音を発生し、ステップ１７８で１次警報用の警報ランプ
を点灯するように警報装置１４へ指令値を出力する。警
報時間Δｔを越えていれば、ステップ１７９で１次警報
用の警報音は停止され、警報ランプのみ点灯されること
となる。１次警報、または２次警報を発生後は、ステッ
プ１７１へと戻り、処理を繰り返す。

【００３６】本実施例は、以上のように構成され、車影
を検出するに際しては、しきい値を、実際の走行路面の
画像状況に合わせて、遠方に対して近傍を相対的に小さ
くし、遠方と近傍で先行車の影だけを検出できるように
したため、車間距離によらずに先行車を良好に検出で
き、継ぎ目などの誤検出や、車間距離の誤算出を防止
し、それにより車間距離警報の精度を向上できるという
効果が得られる。また、影を検出した後に先行車両の形
状に特有な、１組の垂直エッジを検出することで先行車
を確認するため、道路上の橋梁の影や、隣接車線走行車
両の影等による誤認識の可能性を排除することができ、
先行車認識のロバスト性が向上する。

【００３７】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。本実施例は、図６で示した第１の実施例の画像処
理装置１１の代わりに処理内容の一部を変え、他の処理
手法を用いた画像処理装置１１’を用いたものである。
その他の構成は第１の実施例と同様である。図１６は、
画像処理装置１１’での処理内容を示すフローチャート
である。ステップ３０〜３４では第１の実施例と同様
に、入力される画像から走行車線領域が検出されるとと
もに走行車線領域においてしきい値処理で先行車の影検
出が行なわれる。それに関しての詳細な説明は第１の実
施例と同じであるから省略する。

【００３８】ステップ３４で先行車有無のチェックを行
なった後、ステップ３５、４０で走行車線領域の上下方
向の濃度分布を検出する。ここでは、図１７に示すよう
に、ステップ３１で検出された走行車線領域１６におい
て、各ｙ座標における平均濃度値Ｄを求める。続いて、
ステップ３６、４１では、この平均濃度値とｙ座標値と
の相関式を、例えば最小二乗法を用いて求める。平均濃
度値Ｄ（ｙ）の相関式を以下の形式で求め、係数ｃの値
を求める。Ｄ（ｙ）＝ｃ×ｙ＋ｄ（４）

【００３９】その後ステップ３７、４２において、係数
ｃに応じて、水平濃度しきい値ｖ（ｙ）算出式（１）
の、係数ａを算出する。係数ｃが大きいということは、
近傍に対して遠方の濃度値の大きくなる度合が大きい
（遠方にいくほど明かるくなる傾きが大きい）というこ
とであるから、遠方の近傍に対する検出し易さの度合は
相対的に大きくなり、係数ａを大きくすることが可能で
ある。つまり、係数ｃが大きい程係数ａが大きくなる。
上記ステップ３４では、先行車が有った場合には、先行
車の存在位置よりも画面下方のみの道路領域だけで、平
均濃度値を算出する。つまり、ｙ座標の範囲を｛０，
ｄ｝に限定する。その後、ステップ３８で車間距離を検
出し、ステップ３９で警報レベル判断装置１４に対して
出力して、ステップ３０に戻る。先行車無しと判定され
た場合には走行車線領域の全域で平均値濃度値を検出し
て構わない。検出した後ステップ３０に戻る。なお、係
数ｃから係数ａの算出については、予め図１８で示すよ
うなマップを持たせればよい。次回の先行車影の検出に
おいては、図から求められた係数ａを用いた前記式
（１）によって、水平エッジしきい値ｖ（ｙ）が求めら
れるようになる。

【００４０】本実施例では、第１の実施例と同様に、先
行車の影を走行車線内の水平エッジ成分として抽出する
場合のしきい値を、遠方に対して近傍を相対的に小さく
し、遠方と近傍で先行車の影だけを検出できるようにし
たため、車間距離によらずに先行車を良好に検出でき、
継ぎ目などの誤検出や、車間距離の誤算出を防止し、そ
れによる車間距離警報の精度を向上できるという効果が
得られる。

【００４１】また、第１の実施例と同様の効果に加え
て、本実施例では、走行車線内の濃度分布を検出し、そ
の傾きをもとに次回の水平エッジしきい値を算出する際
の係数を変更するようにしたため、例えば、走行中に山
の影に入ったり、天候が変化したりなど、周囲の光環境
が変化した場合でも、良好な検出性能を確保できる。さ
らに、この変更は、前回の検出結果という直前の画像情
報に基づいて行なわれるため、このような光環境の急速
な変化にも、対応可能である。

【００４２】図１９は、本発明の第３の実施例を示す。
この実施例は図６に示した第１の実施例にコントラスト
補正装置１５を加えたものであり、他の構成は第１の実
施例と同様である。ビデオカメラ１０で撮像された前方
道路画像は、コントラスト補正装置１５に入力され、画
面下方程コントラストが強調されるように、水平走査ラ
イン毎のコントラスト補正を施して、画像処理装置１１
Ａへと出力される。画像処理装置１１Ａでは、自車走行
車線を検出し、走行車線内での水平エッジ成分を検出
し、先行車を検出することによって先行車までの車間距
離Ｒを検出する。

【００４３】また、車速センサ１３によって自車速Ｖｆ
を検出する。警報レベル判断装置１２では、これら２つ
の信号をもとに、警報距離Ｒｓを算出する。その後、警
報距離Ｒｓと車間距離Ｒを比較することにより先行車へ
の接近度合を判断し、接近し過ぎの場合に警報を発生す
るように作動信号を出力する。この作動信号を受けて警
報装置１４では、警報を発生する。この警報の発生方法
は、例えば、警報ランプ等による視覚的呈示、警報音の
発生等の聴覚的な呈示を行なう。

【００４４】次に、コントラスト補正装置１５での具体
的作用を図２０及び図２１に基づいて説明する図２０は
コントラスト補正装置１５に入力された前方道路画像で
あり、この入力画像は水平走査ライン毎にコントラスト
補正処理が行なわれる。例えば画面の上方（ｙ座標が最
大）では、図２１の（ａ）のように、補正画像濃度値は
入力画像濃度値と同一の値を示すが、画面下方に行く
（ｙ座標値が小さくなる）に従って、図２１の（ｂ）の
ように、入力画像濃度値に対して補正画像濃度値ではコ
ントラストが強調される。ここで、コントラストの補正
は、図２１の（ｂ）のグラフにおける傾きｇと切片ｈを
図２２に示すように決める。

【００４５】つまり、傾きｇは（ａ）のように、１ｙ＝０のときｇ＝ｇ０（ｇ０は１より大
きい定数）２０＜ｙ＜ｄ０のときｙがおおきくなるほど小さ
くなる３ｄ０≦ｙのときｇ＝１とし、切片ｈは（ｂ）のように、１ｙ＝０のときｈ＝ｈ０（ｈ０は定数、０
＜ｈ０＜１２８）２０＜ｙ＜ｄ０のときｙが大きくなるほど小さく
なる３ｄ０≦ｙのときｈ＝０となるように設定する。ここで、定数ｄ０は、道路消失
点のｙ座標値であり、ビデオカメラ１０の取り付け角度
によって定まる。ｄ０≦ｙの領域は、道路領域ではない
ため、コントラスト補正をする必要がないため、ｇ＝
１、ｈ＝０としている。

【００４６】次に、画像処理装置１１Ａの処理内容を図
２３のフローチャートで示す。画像処理装置１１Ａにお
ける処理内容は、基本的に図７で示した第１の実施例の
と同様であるが、その異なった部分は処理画像にある。
すなわち、第１の実施例では、ビデオカメラ１０からの
画像をそのまま入力するのに対し、本実施例のステップ
５１ではコントラスト補正を施した画像を入力する。ま
たそれに合わせてステップ５３で先行車の影を検出する
際に用いる水平エッジしきい値に固定値を用いる。その
ほかは図７に示された第１の実施例の処理フローと同じ
である。詳細な説明は省略する。

【００４７】本実施例は、以上のように構成され、画像
処理装置１１Ａの前に、水平ラインごとのコントラスト
補正装置１５を設け、画像処理装置への画像に遠方に対
して相対的に近傍の画像コントラストが強調されるよう
にしたため、車間距離によらずに先行車を良好に検出が
でき、継ぎ目などの誤検出や、車間距離の誤算出を防止
して、車間距離警報の精度を向上できるという効果が得
られる。また、第１の実施例と同様の効果に加え、本実
施例では、画像取り込みの時点で補正を施すことができ
るため、先行車影の検出のための処理はしきい値を固定
の値にして処理内容の簡素化することができるし、コン
トラスト補正装置と画像処理装置とを直列的に配置して
いる、いわゆるパイプライン処理構成としているので、
実質的に処理時間の増大は非常に小さく抑さえることが
でき、リアルタイム性を損なわない。

【００４８】図２４は、本発明の第４の実施例を示す。
ビデオカメラ１０で撮像された前方道路画像は、コント
ラスト補正装置１５Ａに入力され、画面下方ほどコント
ラストが増強されるように、水平走査ラインごとのコン
トラスト補正を施して、画像処理装置１１Ｂへと出力さ
れる。画像処理装置１１Ｂでは、自車走行車線を検出
し、走行車線内での水平エッジ成分を検出し、先行車を
検出することによって先行車までの車間距離Ｒを検出す
ると同時に走行車線領域の上下方向の濃度分布を検出
し、コントラスト補正装置１５Ａへ出力する。

【００４９】コントラスト補正装置１５Ａでは、この走
行車線濃度分布の出力を受けて、次回のコントラスト補
正を施す係数を変更する。警報レベル判断装置１２は、
車速センサ１３からの自車速Ｖｆと車間距離Ｒの信号を
入力するとともにそれらをもとに警報距離Ｒｓを算出す
る。その後、警報距離Ｒｓと車間距離Ｒを比較すること
により、先行車への接近度合を判断し、接近し過ぎの場
合警報を発するように作動信号を出力する。この作動信
号を受けて警報装置では、警報ランプなどによる視覚的
な呈示、警報音の発生などの聴覚的な呈示を行なって運
転者に注意を促す。

【００５０】図２５は、画像処理装置１１Ｂでの処理内
容を示すフローチャートである。ステップ６０〜６４で
は第１の実施例と同様に、入力される画像から走行車線
領域が検出されるとともに走行車線領域においてしきい
値処理で先行車の影検出が行なわれる。それに関しての
詳細説明は第１の実施例と同じであるから省略する。

【００５１】ステップ６４で先行車の有無をチェックし
た後、ステップ６５、６９で走行車線領域の上下方向の
濃度分布を検出する。これは、ステップ６１で検出され
た走行車線領域において、先の図１７に示したように、
各ｙ座標における平均濃度値を求め、この平均濃度値と
ｙ座標値との相関式を求めて、ｃ、ｄを定める。その
後、ステップ６６、７０で、係数ｃ、ｄの値をコントラ
スト補正装置１５Ａへと出力する。

【００５２】上記ステップ６４で、先行車が有った場合
には、先行車の存在位置よりも画面下方のみの道路領域
だけで、平均濃度値を算出する。つまり、ｙ座標の範囲
を｛０，ｄ｝に限定する。その後、ステップ６７で車間
距離Ｒを検出し、ステップ６８で警報レベル判断装置１
２に対して出力して、ステップ６０に戻る。先行車が無
かった場合には走行車線領域の全域で平均値濃度値を検
出して構わない。検出した後ステップ６０に戻る。

【００５３】次に、コントラスト補正装置１５Ａでの係
数変更要領について説明する。基本的には、第３の実施
例と同様に、水平走査ラインごとにコントラストを補正
するが、その補正係数ｇ、ｈは、前回の取込画像に対す
る画像処理装置１１Ｂの出力である係数ｃ、ｄの値に応
じて決定される。その決定方法は図２６に基づいて説明
する。

【００５４】検出された係数ｃが大きい場合、走行領域
遠方の明かるくなる度合が大きいので、遠方のコントラ
ストは近傍に対して相対的に強くなる。従って、近傍で
よりコントラストを強調するように、傾きｇのグラフを
図２６の（ａ）のように３０１から３０３の方向へと補
正する。また係数ｄが大きい場合、走行領域全体の濃度
は大きい（明かるい）ため、切片ｈが全体的に小さくな
るように（画面全体の濃度値が小さくなるように）、
（ｂ）のように３０２から３０４の方向へと補正する。

【００５５】本実施例は、以上のように構成され、走行
車線内の濃度分布を検出し、その傾きをもとに次回のコ
ントラスト補正装置の補正係数を変更するようにしたた
め、例えば走行中に山の影に入ったり、天候が変化した
りなど、周囲の光環境が変化した場合でも、良好な検出
性能を確保できる。さらに、この変更は、前回の検出結
果という、直前の画像情報に基づいて行なわれるため、
このような光環境の急速な変化にも、対応可能である。

【００５６】次に第５の実施例について説明する。本実
施例は、図６で示した第１の実施例の画像処理装置１１
の代わりに処理内容の一部を変え、他の処理手法を用い
た画像処理装置１１”を用いたものである。その他の構
成は第１の実施例と同様である。

【００５７】図２７は、画像処理装置１１”内の処理内
容を示すフローチャートである。まずステップ８０でビ
デオカメラ１０によって撮影された前方道路画像を入力
する。ステップ８１では、前方道路画像から走行車線領
域を検出する。この検出方法は第１の実施例で説明した
方法と同様である。その後、ステップ８２で走行車線領
域における上下方向の濃度分布を検出する。平均濃度値
を検出する領域は、ｙ座標が｛０，ｄ０｝なる全走行車
線領域で行なう。

【００５８】次にステップ８３において、検出した濃度
分布より先行車の影を検出する。この検出は、図２８で
示すように行なわれる。すなわち、（１）、検出した平
均濃度値の内、走行車線のごく自車両近傍のデータであ
る、０＜ｙ≦ｙ０の範囲のデータを基に、平均濃度値と
ｙ座標値の相関式Ｄ（ｙ）＝ｅ×ｙ＋ｆを求める。（２）、相関式に対して、切片ｆを所定値ｂ０だけ減じ
た式Ｅ（ｙ）＝ｅ×ｙ＋（ｆ−ｂ０）を設け、この値Ｅ（ｙ）を検出のしきい値とする。

【００５９】検出した平均濃度値がしきい値Ｅ（ｙ）以
下となるデータを求め、そのうちで最も座標値が小さい
（画面下方にあるもの）を、先行車の影として検出す
る。その後、検出された先行車の影からステップ８４に
て先行車の形状を検出する。この処理は、第１の実施例
において説明した処理と同様である。ステップ８５に
て、先行車が存在するかどうかの判断を行ない、先行車
が存在する場合にはステップ８６にて車間距離Ｒを算出
し、ステップ８７で車間距離Ｒを警報レベル判断装置１
２へ出力する。

【００６０】本実施例は以上のように構成され、先行車
の検出に当たっては、まず検出された先行車線内の上下
方向の濃度分布を検出し、その濃度分布から、先行車の
影である部分を直接求めるようにしたので、水平エッジ
の抽出処理を伴なわない。そのため、処理内容が簡素化
でき、処理時間の短縮を図ることができる。また、走行
車線領域内の濃度分布を常に計測して、その結果に基づ
き先行車の影の検出を行なうため、前記の実施例と同様
に、光環境の急速な変化に対応も可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、先行車を検出するために用いるしきい値は、実際の
走行路面の画像状況に合わせて、遠方に対して近傍を相
対的に小さく設定するから、車間距離によらずに先行車
を良好に検出でき、継ぎ目などの誤検出や、車間距離の
誤検出を防止し、それによる車間距離警報の精度を向上
できる効果が得られる。そして、上記しきい値を走行車
線領域内の濃度分布に応じて決定するときには、画像状
況が変化しても上記の検出効果が確保される。

【００６２】また、先行車の検出として、路面画像を画
面下方ほどコントラストを強調するように補正して、し
きい値を画面の明かるさに応じて設定するから、車間距
離によらず良好な検出ができるほか、かかる処理時間が
少ない。そしてさらに、上記コントラスト補正は、走行
車線領域内の濃度分布に応じて行なうときには、画像状
況が変化しても上記の検出効果が確保される。

【００６３】また、先行車の検出として、走行車線領域
の濃度分布からしきい値を決定し、その分布から検出す
ることにより、エッジ処理が不要で、高速処理ができる
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の他の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の他の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明の他の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】本発明の他の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明の第１の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】本発明の第１の実施例の処理の流れを示す
フローチャートである。

【図８】走行車線の検出の流れを示すフローチャー
トである。

【図９】先行車の影候補の検出の流れを示すフロー
チャートである。

【図１０】しきい値設定の説明図である。

【図１１】跨道橋があるときの走行路図である

【図１２】隣車道を橋路走る先行車の車影があるとき
の走行路図である。

【図１３】先行車の検出の流れを示すフローチャート
である。

【図１４】ウインドウ設定の説明図である。

【図１５】警報発生の流れを示すフローチャートであ
る。

【図１６】本発明の第２の実施例における処理の流れ
を示すフローチャートである。

【図１７】濃度分布によるしきい値設定の説明図であ
る。

【図１８】しきい値の設定マップである。

【図１９】本発明の第３の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２０】コントラスト補正対象の道路画像を示す図
である。

【図２１】コントラスト補正の要領を示す画像濃度説
明図である

【図２２】補正濃度レベルと画像上下位置の関係を示
す図である。

【図２３】第３の実施例における処理の流れを示すフ
ローチャートである。

【図２４】本発明の第４の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２５】第４の発明における処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図２６】コントラスト補正量および補正濃度レベル
の補正様子変化を示す図である。

【図２７】本発明の第５の実施例における処理の流れ
を示すフローチャートである。

【図２８】車影候補検出の様子を示す説明図である

【図２９】従来例の構成を示すブロック図である。

【図３０】前方道路画像である。

【図３１】前方道路の水平エッジ画像図である。

【図３２】道路継ぎ目が現われる時の前方道路図であ
る。

【図３３】車間距離確認ためのマークが現われるとき
の前方道路図である。

【図３４】前方道路の明かるさと画像位置の説明図で
ある。

【図３５】先行車が遠方にあるときにおける濃度値及
び水平エッジ濃度を示す図である。

【図３６】先行車が近方にあるときにおける濃度値及
び水平エッジ濃度を示す図である。

【符号の説明】

１道路画像入力手段、２走行車線検出手段、３、３Ａ、３Ｂ先行車影検出手段、４先行車検出手段５水平エッジ抽出手段、６、６Ａ、６Ｂしきい値設定手段、７、７Ａ走行車線領域濃度分布検出手段、８、８Ａコントラスト補正手段、１０ビデオカメラ、１１、１１’、１１” 画像処理装置、１１Ａ、１１Ｂ画像処理装置、１２警報レベル判断装置、１３車速センサ、１４警報装置１５、１５Ａコントラスト補正装置、１６走行領域、７１先行車、７２、２０１車影７４車影のエッジ画像、７５バンバーのエッジ画像、７６自車走行車線、８１道路継ぎ目画像、９１、９１’ 車間距離確認ためのマーク画像、２０２ウインドウ、２０３１組の垂直エッジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行中の前方道路画像を入力する道路画
像入力手段と、前方道路画像より自車の走行車線領域を
検出する走行車線検出手段と、自車走行車線領域内で先
行車の車影候補を検出する先行車影検出手段と、検出し
た車影候補より先行車を検出する先行車検出手段とを備
える先行車両認識装置において、前記自車走行車線領域
内から水平方向の画像エッジ成分を抽出する水平エッジ
抽出手段と、車影候補を検出するためのエッジ濃度値の
しきい値を、画面上方ほど大きくなるように設定するし
きい値設定手段とを有し、前記先行車影検出手段は、画
面の上下位置に応じて前記しきい値を選択して用いて前
記車影候補検出を行なうことを特徴とする先行車両認識
装置。
【請求項２】走行中の前方道路画像を入力する道路画
像入力手段と、前方道路画像より自車の走行車線領域を
検出する走行車線検出手段と、自車走行車線領域内で先
行車の車影候補を検出する先行車影検出手段と、検出し
た車影候補より先行車を検出する先行車検出手段とを備
える先行車両認識装置において、前記自車走行車線領域
から水平方向の画像エッジ成分を抽出する水平エッジ抽
出手段と、前記自車走行車線領域の上下方向の濃度分布
を検出する走行車線領域濃度分布検出手段と、車影候補
を検出するためのエッジ濃度値のしきい値を、前記走行
車線領域濃度分布検出手段による前回の入力画像におけ
る濃度分布に基づいて設定するしきい値設定手段とを有
し、前記先行車影検出手段は、画面の上下位置に応じて
前記しきい値を選択して用いて前記車影候補検出を行な
うことを特徴とする先行車両認識装置。
【請求項３】走行中の前方道路画像を入力する道路画
像入力手段と、前方道路画像より自車の走行車線領域を
検出する走行車線検出手段と、自車走行車線領域内で先
行車の車影候補を検出する先行車影検出手段と、検出し
た車影候補より先行車を検出する先行車検出手段とを備
える先行車両認識装置において、前記自車走行車線領域
から水平方向の画像エッジ成分を抽出する水平エッジ抽
出手段と、前記道路画像を水平走査ライン毎に画面下方
の水平走査ラインほど相対的にコントラストを増強する
ように補正するコントラスト補正手段と、車影候補を検
出するためのエッジ濃度値のしきい値を設定するしきい
値設定手段とを有し、前記先行車影検出手段は、前記し
きい値を用いて前記車影候補検出を行なうことを特徴と
する先行車両認識装置。
【請求項４】走行中の前方道路画像を入力する道路画
像入力手段と、前方道路画像より自車の走行車線領域を
検出する走行車線検出手段と、自車走行車線領域内で先
行車の車影候補を検出する先行車影検出手段と、検出し
た車影候補より先行車を検出する先行車検出手段とを備
える先行車両認識装置において、前記自車走行車線領域
から水平方向の画像エッジ成分を抽出する水平エッジ抽
出手段と、自車走行車線領域の上下方向の濃度分布を検
出する走行車線領域濃度分布検出手段と、前記道路画像
を水平走査ライン毎に画面下方の水平走査ラインほど相
対的にコントラストを増強するように補正し、その補正
量を前記走行車線領域濃度分布検出手段による前回の入
力画像における濃度分布に基づいて設定するコントラス
ト補正手段と、車影候補を検出するためのエッジ濃度値
のしきい値を設定するしきい値設定手段とを有し、前記
先行車影検出手段は、前記しきい値を用いて前記車影候
補検出を行なうことを特徴とする先行車両認識装置。
【請求項５】走行中の前方道路画像を入力する道路画
像入力手段と、前方道路画像より自車の走行車線領域を
検出する走行車線検出手段と、自車走行車線領域内で先
行車の車影候補を検出する先行車影検出手段と、検出し
た車影候補より先行車を検出する先行車検出手段とを備
える先行車両認識装置において、自車走行車線領域の上
下方向の濃度分布を検出する走行車線領域濃度分布検出
手段を有し、前記先行車影検出手段は、該走行車線領域
濃度分布に基づいて前記車影候補検出を行なうことを特
徴とする先行車両認識装置。