JPH0827188B2 - 車間距離検出装置 - Google Patents

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、先行車と自車
両との車間距離を連続的に測定する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光学式の距離検出装
置は、特公昭63−38085号公報、特公昭63−46363号公報
などにより開示されている。これらの距離検出装置は、
いずれも第７図に示すように、左右二つの光学系を有し
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。

このレンズ1,2の焦点距離ｆの位置には、それぞれ別
々のイメージセンサ3,4を設け、信号処理装置30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よく
一致したときのシフト量ｌから三角測量の原理により、
対象物31までの距離Ｒを、 として求めている。

他方、イメージセンサなどで撮像された先行車像を画
像追尾する方法は、特公昭60−33352号公報で開示され
ている。この公報によれば、表示画面上で追尾したい目
標をかこむ追尾ゲート（ウインドウ）をオペレータが表
示画面を見ながら設定することにより、上記目標を画像
追尾するように構成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の距離検出装置は、左右１対の光学系により撮像
された画像を比較して、対象物までの距離を求めるよう
にしているので、これらを自車両に搭載して、走行中に
先行車との車間距離を測定しようとした場合、先行車の
左側または右側を別車両が走行していると、どの車両と
の車間距離を測定しているのか、運転者にはわからない
という課題があった。

また、自車両に搭載した撮像装置により撮像された先
行車像を画像追尾する場合に、走行路面の凹凸により、
自車両がバウンドすると、先行車像を画像追尾している
ウインドウが先行車像に対して、上下方向にずれて、安
定した画像追尾ができなくなるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、一旦目標物を定めると、それが動いても視野
内にある限り連続的にその目標物までの距離を計測でき
るとともに、複数の先行車両が走行している場合でも、
車間距離を測定している対象の先行車がどれかわかると
ともに、先行車の画像追尾を安定して行うことができる
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〕

この発明に係る車間距離検出装置は、一対の光学系に
より先行車を撮像するイメージセンサと、このイメージ
センサの一方により撮像された先行車像を囲む第１のウ
インドウおよびこの第１のウインドウから所定方向に第
２のウインドウを設定する手段と、上記第１のウインド
ウにより上記先行車像を追尾する手段と、上記第１のウ
インドウ内の画像信号を基準信号として他方の画像信号
のずれを検出して自車両と先行車との車間距離を演算す
る第１の距離検出手段と、上記第２のウインドウ内の画
像信号を基準信号として他方の画像信号のずれを検出し
て上記第２のウインドウ内の対象物までの距離を演算す
る第２の距離検出手段と、上記第１および第２の距離検
出手段により検出された距離情報をもとに上記先行車像
を囲む第１のウインドウの上記所定方向の位置を補正す
るウインドウ位置補正手段とを設けたものである。

〔作用〕

この発明における第１の距離検出手段は、第１のウイ
ンドウ内の画像信号を基準信号として、上下の対応する
画像信号のずれを検出して自車両と先行車との車間距離
を演算する。

また、第２の距離検出手段は、第２のウインドウ内の
画像信号を基準信号として、上下の対応する画像信号の
ずれを検出することにより、第２のウインドウに囲まれ
た対象物までの距離を演算する。

第１のウインドウの位置を補正する手段は上記距離演
算結果をもとに、画像追尾手段により設定される第１の
ウインドウの位置を監視し、正しい位置を補正するよう
に作用する。

〔実施例〕

以下、この発明の車間距離検出装置の実施例について
図面に基づき説明する。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７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、上下の光学系を構成するレンズ1,2
は基線長Ｌだけ離れて配置されており、これらのレンズ
1,2の焦点距離ｆの位置に、２次元のイメージセンサ3,4
が配置されている。５は追従すべき先行車を示す。

また、イメージセンサ3,4で撮像した先行車５の撮像
画像はアナログ・ディジタル（以下、A/Dという）変換
器6,7でそれぞれディジタル化され、メモリ8,9に記憶さ
れるようになっている。

このメモリ8,9の書込み，読出しはマイクロコンピュ
ータ10により制御されるようになっている。また、この
マイクロコンピュータ10の制御により上側のメモリ０で
記憶された撮像画像は表示画面11で表示されるようにな
っている。

一方、13は運転者により操作される画像追尾指示スイ
ッチである。この画像追尾指示スイッチ13は画像追尾装
置12に接続されている。

画像追尾装置12は、第３図に示すように、表示画面11
上で先行車像5aを画像追尾する第１のウインドウ15、こ
の第１のウインドウ15の周辺に設定されている第２のウ
インドウ16を形成するとともに、第１のウインドウ15に
囲まれた先行車像5aを画像追尾するものである。

また、マイクロコンピュータ10で演算された距離情報
をもとに画像追尾装置12により設定される第１のウイン
ドウ15の設定位置をウインドウ位置補正手段14で補正す
るようになっている。

次に動作について説明する。例えば、上側のイメージ
センサ４の画像に追従すべき先行車５の先行車像5aが入
ってきて、第２図に示すように、第1,第２のウインドウ
15,16が設定されている表示画面11に表示されたとする
と、運転者は自車両を運転して、先行車５と自車両の相
対位置を変えて、上記先行車像5aが第１のウインドウ15
内に入る位置に移動する。

次に、第３図に示すように、第１のウインドウ15内に
先行車像5aが入ったときに、運転者により画像追尾指示
スイッチ13が操作されると、その後は表示画面11内で先
行車像5aがどのように移動しても、第１のウインドウ15
は付随して移動し、第１のウインドウ15による先行車像
5aの画像追尾作用が自動的に行われる。

この画像追尾作用による第１のウインドウ15の移動に
ともなって、第２のウインドウ16も一緒に移動する。

なお、上記画像追尾作用は特公昭60−33352号公報あ
るいは特公平１−35305号公報で開示されている従来の
装置と同様のものであり、詳細な説明は省略する。

次に、自車両と先行車との車間距離検出方法について
説明する。まず、マイクロコンピュータ10は先行車像5a
を追尾している第１のウインドウ15内の画素信号をメモ
リ９から読み出し、車間距離演算の基準画像信号とす
る。そして、下側のイメージセンサ３の画像信号が記憶
されているメモリ８の中で第１のウインドウ15に対応す
る領域をマイクロコンピュータ10が選択して、上記基準
画像信号に対してメモリ８の画像信号を１画素ずつ順次
シフトしながら上下画素毎の信号の差の絶対値の総和を
演算していく。

すなわち、第１のウインドウ15内の画と最も整合する
画の位置を１画素ずつ順次シフトしながら求める。

このとき、演算に関与する領域は第４図に示すよう
に、第１のウインドウ15内の基準画像信号に対してメモ
リ８内の画像は第１のウインドウ15の位置に対応する領
域17である。

上記のように、上下の画素を比較し、その差信号の絶
対値の総和が最小になるときの画素のシフト量をｎ画
素、画素のピッチをｐとし、光学系の基線長をＬ、レン
ズ1,2の焦点距離をｆ、先行車５までの距離をＲとすれ
ば、距離Ｒは次の（２）式により求められる。

このようにして、一旦設定した先行車に対し、たとえ
先行車５が左右に移動しても、それを追尾して自車両と
の車間距離を連続して求めることができる。

先行車５を追尾している第１のウインドウ15の周辺に
設定された第２のウインドウ16により捕えられている先
行車の背景までの距離が上記と同様にして求められる。

すなわち、第４図に示すように、背景に「山」があっ
た場合には、第２のウインドウ16内に山の像18が入って
くる。マイクロコンピュータ10は上記第２のウインドウ
16内の画素信号をメモリ９から読み出し、距離演算の基
準画像信号とする。

下側のイメージセンサ３の画像信号が記憶されている
メモリ８の中で第２のウインドウ16に対応する領域17を
マクロコンピュータ10が選択して、上記基準画像信号に
対して領域17内の画像信号を１画素ずつ順次シフトしな
がら上下画素毎の信号の差の絶対値の総和を演算して第
２のウインドウ16内の画と最も整合する画の位置を求め
る。

上下画素毎の信号の差の絶対値の総和が最小になると
きの画素のシフト量をｍ画素とすると、上記（２）式と
同様に背景の山までの距離Ａは次の式で求められる。

このようにして検出された車間距離Ｒと第２のウイン
ドウ16で捕えられた対象物までの距離Ａの情報は時々刻
々ウインドウ位置補正手段14に入力される。

このウインドウ位置補正手段14は距離Ａが距離Ｒより
も大きいときは、第１ウインドウ15の位置を先行車像5a
に対して下方に移動する作用をする。その結果第５図に
示すように、第２のウインドウ16内に先行車像5aの一部
が入ってきて、第２のウインドウ16により、先行車５ま
での車間距離が検出されるようになる。

また、上記距離ＡとＲが等しくなると、ウインドウ位
置補正手段14は第１のウインドウ15の位置を先行車像5a
に対して上方に移動する作用を始める。その結果、第６
図に示すように、再び第２のウインドウ16は背景の山の
像18のみを捕え、背景の山までの距離Ａを検出するよう
になり、距離Ａが距離Ｒよりも大きくなる。

以上のようにして、第１のウインドウ15の上下移動作
用が繰り返し行われる。その結果、先行車像5aを画像追
尾している第１のウインドウ15の位置が先行車像5aに対
し、上下方向に極端にずれることを防止することがで
き、安定した画像追尾が可能となる。

なお、上記実施例では、第１のウインドウ15の上方に
第２のウインドウ16を設定した場合を示したが、第１の
ウインドウ15の左側あるいは右側に設定して、第１のウ
インドウ15の左右方向のずれを防止することもできる。

また、第１のウインドウ15、第２のウインドウ16の大
きさ，形状は対象物に応じてそれぞれ任意に変えてもよ
く、上記実施例に限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、先行車を画像追尾
する第１のウインドウの周辺に第２のウインドウを設定
し、第１のウインドウと第２のウインドウで囲まれたそ
れぞれの対象物までの距離を第1,第２の距離検出手段で
演算し、この第1,第２の距離検出手段で検出された距離
情報をもとに先行車像を囲む第１および第２のウインド
ウの位置補正をウインドウ位置補正手段で補正するよう
にしたので、複数の先行車が走行している場合でも、目
標の先行車はウインドウで表示されることになり、運転
者は自車両が追従して車間距離を検出している先行車を
容易に知ることができるとともに、自車両のバウンドな
どによる先行車像と第１のウインドウとの位置ずれを防
止することができ、安定した画像追尾ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による車間距離検出装置の
構成を示すブロック図、第２図は同上実施例における表
示画面上に先行車像が入ってきた状態を示す説明図、第
３図は同上実施例における表示画面上に先行車像が第１
のウインドウ内に入った状態を示す説明図、第４図は同
上実施例における表示画面上の第１のウインドウ内の画
像と比較される画像領域を示す説明図、第５図は同上実
施例における表示画面上の先行車像に対して第１のウイ
ンドウを下方に移動した状態を示す図、第６図は同上実
施例における表示画面上の先行車像に対して第１のウイ
ンドウを上方に移動した状態を示す説明図、第７図は従
来の車間距離検出装置の構成説明図である。 1,2……レンズ、3,4……イメージセンサ、５……先行
車、6,7……A/D変換器、8,9……メモリ、10……マイク
ロコンピュータ、11……表示画面、12……画像追尾装
置、14……ウインドウ位置補正手段。 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】一対の光学系により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一方により撮像さ
   れた先行車像を囲む第１のウインドウおよびこの第１の
   ウインドウから所定方向に第２のウインドウを設定する
   手段と、上記第１のウインドウにより上記先行車像を追
   尾する手段と、上記第１のウインドウ内の画像信号を基
   準信号として他方の画像信号のずれを検出して自車両と
   先行車との車間距離を演算する第１の距離検出手段と、
   上記第２のウインドウ内の画像信号を基準信号として他
   方の画像信号のずれを検出して上記第２のウインドウ内
   の対象物までの距離を演算する第２の距離検出手段と、
   上記第１および第２の距離検出手段により検出された距
   離情報をもとに上記先行車像を囲む第１のウインドウの
   上記所定方向の位置を補正するウインドウ位置補正手段
   とを備えた車間距離検出装置。