JPH0942956A - 距離測定装置 - Google Patents

距離測定装置

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JPH0942956A
JPH0942956A JP21519595A JP21519595A JPH0942956A JP H0942956 A JPH0942956 A JP H0942956A JP 21519595 A JP21519595 A JP 21519595A JP 21519595 A JP21519595 A JP 21519595A JP H0942956 A JPH0942956 A JP H0942956A
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JP
Japan
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distance
distance measuring
measuring points
detection area
pmn
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JP21519595A
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English (en)
Inventor
Junichi Maruyama
淳一 丸山
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Nippon Seiki Co Ltd
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Nippon Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠距離及び近距離に位置する車両等の障害物
を良好に補足して距離を測定することのできる距離測定
装置を提供する。 【解決手段】 格子状に設定された複数の測距ポイント
P11〜P11(Pmn)に対応して配置された一対のセンサ
で得られる画像信号から位相差を算出して測距ポイント
Pmnの測定距離からなる距離分布を求め、前記距離分布
から測距ポイントPmnの相関関係を求め、前記相関関係
を用いて測距ポイントPmnの少なくとも3個で画定され
る二次元領域からなる検出エリヤの判定値を算出し、前
記判定値が設定値よりも小さいときにその前記検出エリ
ヤに車両20a,車両20b等の障害物が存在することを判
定し、前記検出エリヤを画定する測距ポイントPmnの前
記距離分布を用いて前記障害物までの距離を求め、測距
ポイントPmnは、垂直方向に隣接する他の測距ポイント
Pmnとの上下間隔が、上側で狭く、下側で広くなってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、距離特に自車の前
方に位置する障害物例えば車両との間の距離を測定する
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両走行時の安全性を高める技術の開発
が進められており、例えば追突事故を未然に回避するた
め、走行の妨げの怖れとなる可能性を有する障害物との
間の距離を測定して、所定の距離よりも近づいた場合に
は、運転者に注意を与えたり、走行速度を自動的に低下
させる等の制御を行わせる技術(例えば特公平3- 44005
号公報参照)がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】斯る装置に搭載され
て、前記距離を測定する装置としては、電荷結合素子
(CCD)等のイメージセンサを用いたカメラを車両前
方に左右一対に設け、各々のカメラの画像上における障
害物の位置のずれを算出する三角測量の原理に基づいた
所謂ステレオ法により距離を求める技術(例えば特開平
7- 43149号公報参照)が知られているが、データ量が多
く処理方法が複雑になる問題があり、これを処理するた
めの演算装置にも性能が高い高価なものが必要とされる
問題がある。
【0004】また、垂直方向に隣接する対象物までの測
定距離の差が、閾値よりも小さいときに障害物があると
の判断を行う技術(例えば特開平7- 71916号公報参照)
もあるが、例えばセンターラインのように幅は小さくと
も長さが長いものを障害物として判断し、警報を発する
等の誤動作を行いやすいという問題がある。このような
問題に着目し、本出願の発明者は、データ量が少なくて
処理方法も簡単な構成で、しかも誤動作の心配が少ない
距離測定装置及び距離測定方法を提案(特願平7-155272
号)したが、本発明はその改良に係る距離測定装置の提
供を目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、格子状に設定された複数の測距ポイント
に対応して配置された一対のセンサで得られる画像信号
から位相差を算出して前記測距ポイントの測定距離から
なる距離分布を求め、前記距離分布から前記測距ポイン
トの相関関係を求め、前記相関関係を用いて前記測距ポ
イントの少なくとも3個で画定される二次元領域からな
る検出エリヤの判定値を算出し、前記判定値が設定値よ
りも小さいときにその前記検出エリヤに障害物が存在す
ることを判定し、前記検出エリヤを画定する前記測距ポ
イントの前記距離分布を用いて前記障害物までの距離を
求め、前記測距ポイントは、垂直方向に隣接する他の測
距ポイントとの上下間隔が異なっているものである。
【0006】また、本発明は、格子状に設定された複数
の測距ポイントに対応して配置された一対のセンサで得
られる画像信号から位相差を算出して前記測距ポイント
の測定距離からなる距離分布を求め、前記距離分布から
前記測距ポイントの相関関係を求め、前記相関関係を用
いて前記測距ポイントの少なくとも3個で画定される二
次元領域からなる検出エリヤの判定値を算出し、前記判
定値が設定値よりも小さいときにその前記検出エリヤに
障害物が存在することを判定し、前記検出エリヤを画定
する前記測距ポイントの前記距離分布を用いて前記障害
物までの距離を求め、前記測距ポイントは、垂直方向に
隣接する他の測距ポイントとの上下間隔が、上側で狭
く、下側で広くなっているものである。
【0007】特に、本発明は、前記測距ポイントの上下
間隔は、上側に位置する遠距離用の狭い第1の間隔、下
側に位置する近距離用の広い第2の間隔、及び、前記2
つの側の中間に位置する前記2つの間隔の間の間隔であ
る中距離用の第3の間隔とからなるものである。
【0008】
【発明の実施の形態】測距ポイントは、垂直方向に隣接
する他の測距ポイントとの上下間隔が異なり、例えば垂
直方向に隣接する他の測距ポイントとの上下間隔が、上
側で狭く、下側で広くなっていることにより、同一線上
の遠距離に位置する車両は、近距離に位置する車両に比
べて運転者の視線方向の上方に位置するが、多くの測距
ポイントが位置する確率が高くなり、従来のものと比較
して測定精度を高めることができる。また、同一線上の
近距離に位置する白線は、運転者の視線方向の下方にお
いて幅が広く見えるが、測距ポイントが位置する確率が
低くなり、従来のものと比較して白線を障害物と認識し
て誤った警報を発する等の誤動作の心配を一層低減する
ことができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を自車の前方に位置する障害物
との間の距離を測定する場合を想定した添付図面に記載
の実施例に基づき説明する。
【0010】図1は、実施例の構成を示すブロック図で
あり、10は後述する格子状に設定された複数の測距ポイ
ントPに対応した自車の前方に位置する車両(障害物)
20を含む画像信号を得る測距ユニット(カメラ)であ
り、センサとして左右一対のレンズ11L,11Rの基線方
向に一致した垂直方向を有するCCDからなるイメージ
センサ12L,12Rが配置され、イメージセンサ12L,12
Rのアナログの出力信号は増幅器13L,13Rで増幅さ
れ、AD(アナログデジタル)変換器14L,14Rで所定
周期のサンプリングによりデジタルの変換信号となり、
夫々メモリ15L,15Rに記憶され、このメモリ15L,15
Rで記憶された画像信号は、測距ユニット10の後段に接
続されるマイクロコンピュータ30へ出力され、車両20ま
での距離を算出する演算が行われるが、斯るマイクロコ
ンピュータ30の処理方法については後述する。
【0011】図2は、測距ユニット10のイメージセンサ
12L,12Rで測定される測距ポイントPの配列を説明す
る図であり、本実施例では、垂直方向及び水平方向に夫
々7個の合計49個の測距ポイントP11〜P77を設定して
おり、これら測距ポイントP11〜P77は、垂直方向及び
水平方向に規則的に並んだ格子状となっているが、垂直
方向に隣接する測距ポイントPmnの上下間隔が異なって
おり、例えば、上側で狭く、下側で広くなっている。具
体的には、30メートル離れた位置における上下間隔が、
測距ポイントP1n〜P2n及び測距ポイントP2n〜P3nは
0.2〜0.3メートル(第1の間隔)、測距ポイントP5n〜
P6n及び測距ポイントP6n〜P7nは0.8〜0.9メートル
(第2の間隔)、測距ポイントP3n〜P4n及び測距ポイ
ントP4n〜P5nは0.5〜0.6メートル(第3の間隔)とな
っている。
【0012】また、30メートル離れた位置における測距
ポイントPm1〜Pm7の左右間隔は0.5〜0.6メートルとな
っている。なお、測距ポイントPmnの「m」は垂直方向
(行)の下側からの任意の順位、「n」は水平方向
(列)の左側からの任意の順位を夫々意味する。そし
て、イメージセンサ12L,12Rは、駆動パルス信号によ
り走査されて1個の測距ポイントPmn毎に順次読み出さ
れ、例えば1行目の測距ポイントP11〜P17が水平方向
に左側から右側へ1個ずつ読み出され、2行目の測距ポ
イントP21〜P27、3行目の測距ポイントP31〜P37の
ように最終の7行目の測距ポイントP71〜P77まで済む
と、この一連の走査が所定周期で繰り返される。こうし
て得られた測距ポイントPmnの画像信号は、マイクロコ
ンピュータ30へ出力される。
【0013】本実施例のマイクロコンピュータ30は、以
下の処理を行う。まず、測距ポイントPmnの距離分布を
求めるため、左右の画像の一方を固定して他方を順次ず
らし、そのずらし量に対応して左右の比較を行い、左右
の像が最も良いときのずらし量、すなわち画像信号から
位相差を算出して各測距ポイントPmnの測定距離Dmnを
求める演算を行う。
【0014】次に、前記距離分布から測距ポイントPmn
の相関関係を求めるが、例えば測距ポイントPmn間の測
定距離Dmnの差の絶対値を得ることにより前記相関関係
を求める。
【0015】次に、前記相関関係を用いて測距ポイント
Pmnの少なくとも3個で画定される二次元領域からなる
検出エリヤAの判定値Sを算出するが、例えば検出エリ
ヤAを画定する測距ポイントPmnの前記相関関係を用い
て所定の演算式にて処理することにより判定値Sを求め
る。図3(a)は、図2の不特定の一部を抽出した拡大
図であり、測距ポイントPmnの近接する4個の測距ポイ
ントPaa,Pab,Pba,Pbb(a,bは夫々1〜7)で画定
される投影形状が四角形の二次元領域を検出エリヤAと
し、各頂点に位置する測距ポイントPaa,Pab,Pba,
Pbb間の測定距離Daa,Dab,Dba,Dbbの差の絶対値
を求め、前記四角形の対向する辺に対応する前記絶対値
毎に各々加算した後、その2組の加算結果を乗算する演
算式(数1)に基づき処理することにより、全部の検出
エリヤAにおける判定値Sを求める。
【0016】
【数1】
【0017】図3(b)は、図2の不特定の一部を抽出
した拡大図であり、判定値Sの求め方として、3個の測
距ポイントPaa,Pab,Pbaで画定される投影形状が三
角形の二次元領域を検出エリヤAとし、各頂点に位置す
る測距ポイントPaa,Pab,Pba間の測定距離Daa,D
ab,Dba,Dbbの差の絶対値を乗算する演算式(数2)
に基づき処理することにより、全部の検出エリヤAにお
ける判定値Sを求めることもできる。この場合は、4個
の測距ポイントPaa,Pab,Pba,Pbbを用いる場合に
比べて、検出エリヤAの個数が2倍と多く、各検出エリ
ヤAの面積が小さくなることから、分解能が向上して精
度を高めることができる。
【0018】
【数2】
【0019】次に、判定値Sが、判定の際の閾値となる
予め設定された設定値例えば「10」よりも小さいとき
に、その検出エリヤAに障害物たる車両20が存在するこ
とを判定する。
【0020】そして、検出エリヤAを画定する測距ポイ
ントPaa,Pab,Pba,Pbbの前記距離分布を用いて車
両20までの距離Dを求めるが、例えば検出エリヤAを構
成する測距ポイントPaa,Pab,Pba,Pbbの測定距離
Daa,Dab,Dba,Dbbの内から最小値を選択すること
により車両20までの距離Dを求める。
【0021】図4は、前記実施例の4個の測距ポイント
Pmnと数1を用いた測距ポイントPmnの距離分布及び検
出エリヤAの判定値Sの実験結果を説明する図であり、
図中の測距ポイントPmnの数値はその測距ポイントPmn
の測定距離Dmnを示している。この例では、検出エリヤ
A1〜A6の判定値S1〜S6が設定値の「10」よりも
小さくなって、検出エリヤA1〜A6に車両20が存在す
ることが分かる。そして、この時の距離Dは、最小判定
値S1の検出エリヤA1を画定する測距ポイントPmnの
内で最小の測距ポイントP35の測定距離D35=27.31 メ
ートルを採る。なお、「x」印の付された測距ポイント
Pmnは、測定距離Dmnが50メートル以上であったことを
示している。
【0022】路面の白線21に対応する測距ポイントP1
6,P26(図4参照)でも所定の数値(測定距離)が得
られるが、これらを含む検出エリヤAは何れも判定値S
が設定値よりも大きくなることから、自車の走行に障害
となる障害物ではないと判断でき、誤った警報を発する
等の誤動作の心配を低減することができる。
【0023】こうして測定され得られた車両20までの距
離Dは、車両のECU(エンジンコントロールユニッ
ト)やメータ側へ送られて、従来の技術のように、運転
者に注意を与えたり、走行速度を自動的に下げる等の制
御を行わせる情報として利用することができる。
【0024】ところで、図5で示すように、同一線上の
遠距離に位置する車両20aは、近距離に位置する車両20
bに比べて運転者の視線方向の上方に位置するが、本実
施例では、測距ポイントPmnの上下間隔は、上側で狭く
なっているため、図6(a)で示すように遠距離に位置
する車両20aに多くの測距ポイントPmnが位置する確率
が高くなり、測距ポイントPmnが車両20aから外れる確
率の高い図6(b)で示すような上下間隔が広い従来の
ものと比較して、測定精度を高めることができる。
【0025】また、本実施例では、測距ポイントPmnの
上下間隔は、下側で広くなっているため、図7(a)で
示すように白線21に測距ポイントPmnが位置する確率が
低くなり、測距ポイントPmnが白線21に入る確率の高い
図7(b)で示すような上下間隔が狭い従来のものと比
較して、白線21を障害物と認識して誤った警報を発する
等の誤動作の心配を一層低減することができる。
【0026】なお、前記実施例において、測距ポイント
Pmnの上下間隔は、上側に位置する遠距離用の狭い第1
の間隔、下側に位置する近距離用の広い第2の間隔、及
び、前記2つの側の中間に位置する前記2つの間隔の間
の間隔である中距離用の第3の間隔とから構成したが、
必ずしも3段階にする必要はなく、上側に位置する遠距
離用の狭い第1の間隔と下側に位置する近距離用の広い
第2の間隔との2段階、あるいは、4段階以上としても
良い。ただし、本発明者の実験によれば、前記実施例の
3段階が測定精度(多段階の方が精度高い)及び製造の
手間(少段階の方が調節簡単)を考慮した場合に最もバ
ランスの採れた実用的であることを確認した。
【0027】更に、垂直方向に隣接する測距ポイントP
mnの上下間隔が異なっているものとして、上側に位置す
る遠距離用の狭い第1の間隔、下側に位置する近距離用
の広い第2の間隔、及び、前記2つの側の中間に位置す
る前記2つの間隔の間の間隔である中距離用の第3の間
隔とからなるものを示したが、必ずしも垂直方向に隣接
する測距ポイントPmnの上下間隔が、上側で狭く、下側
で広くなっている必要はなく、例えば、前記実施例と同
じ3段階に区分けしても、中間距離を重点的に監視する
目的のために、中間の間隔が最小で、その上下の間隔が
広い設定としても良く、この距離測定装置の利用状況に
合わせて任意に設定することができるものである。
【0028】
【発明の効果】本発明は、格子状に設定された複数の測
距ポイントに対応して配置された一対のセンサで得られ
る画像信号から位相差を算出して前記測距ポイントの測
定距離からなる距離分布を求め、前記距離分布から前記
測距ポイントの相関関係を求め、前記相関関係を用いて
前記測距ポイントの少なくとも3個で画定される二次元
領域からなる検出エリヤの判定値を算出し、前記判定値
が設定値よりも小さいときにその前記検出エリヤに障害
物が存在することを判定し、前記検出エリヤを画定する
前記測距ポイントの前記距離分布を用いて前記障害物ま
での距離を求め、前記測距ポイントは、垂直方向に隣接
する他の測距ポイントとの上下間隔が異なっているもの
で、利用状況に合わせて任意に設定することができ、使
い勝手の良好な距離測定装置となる。
【0029】また、本発明は、格子状に設定された複数
の測距ポイントに対応して配置された一対のセンサで得
られる画像信号から位相差を算出して前記測距ポイント
の測定距離からなる距離分布を求め、前記距離分布から
前記測距ポイントの相関関係を求め、前記相関関係を用
いて前記測距ポイントの少なくとも3個で画定される二
次元領域からなる検出エリヤの判定値を算出し、前記判
定値が設定値よりも小さいときにその前記検出エリヤに
障害物が存在することを判定し、前記検出エリヤを画定
する前記測距ポイントの前記距離分布を用いて前記障害
物までの距離を求め、前記測距ポイントは、垂直方向に
隣接する他の測距ポイントとの上下間隔が、上側で狭
く、下側で広くなっているもので、同一線上の遠距離に
位置する車両は、近距離に位置する車両に比べて運転者
の視線方向の上方に位置するが、多くの測距ポイントが
位置する確率が高くなり、従来のものと比較して測定精
度を高めることができる。また、同一線上の近距離に位
置する白線は、運転者の視線方向の下方において幅が広
く見えるが、測距ポイントが位置する確率が低くなり、
従来のものと比較して白線を障害物と認識して誤った警
報を発する等の誤動作の心配を一層低減することがで
き、精度の高い距離測定装置となる。
【0030】特に、本発明は、前記測距ポイントの上下
間隔は、上側に位置する遠距離用の狭い第1の間隔、下
側に位置する近距離用の広い第2の間隔、及び、前記2
つの側の中間に位置する前記2つの間隔の間の間隔であ
る中距離用の第3の間隔とからなるもので、測定精度及
び製造の手間を考慮した場合に最もバランスの採れた実
用的な距離測定装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示すブロック図。
【図2】同上実施例における測距ポイントの配列を説明
する図。
【図3】図2の不特定の一部を抽出した拡大図。
【図4】同上実施例に基づく実験結果を説明する図。
【図5】同上実施例の距離測定方法を説明する図。
【図6】同上実施例と従来の技術との比較を説明する
図。
【図7】同上実施例と従来の技術との比較を説明する
図。
【符号の説明】
10 測距ユニット 20,20a,20b 車両(障害物) 30 マイクロコンピュータ P 測距ポイント A 検出エリヤ D 距離

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 格子状に設定された複数の測距ポイント
    に対応して配置された一対のセンサで得られる画像信号
    から位相差を算出して前記測距ポイントの測定距離から
    なる距離分布を求め、前記距離分布から前記測距ポイン
    トの相関関係を求め、前記相関関係を用いて前記測距ポ
    イントの少なくとも3個で画定される二次元領域からな
    る検出エリヤの判定値を算出し、前記判定値が設定値よ
    りも小さいときにその前記検出エリヤに障害物が存在す
    ることを判定し、前記検出エリヤを画定する前記測距ポ
    イントの前記距離分布を用いて前記障害物までの距離を
    求め、前記測距ポイントは、垂直方向に隣接する他の測
    距ポイントとの上下間隔が異なっていることを特徴とす
    る距離測定装置。
  2. 【請求項2】 格子状に設定された複数の測距ポイント
    に対応して配置された一対のセンサで得られる画像信号
    から位相差を算出して前記測距ポイントの測定距離から
    なる距離分布を求め、前記距離分布から前記測距ポイン
    トの相関関係を求め、前記相関関係を用いて前記測距ポ
    イントの少なくとも3個で画定される二次元領域からな
    る検出エリヤの判定値を算出し、前記判定値が設定値よ
    りも小さいときにその前記検出エリヤに障害物が存在す
    ることを判定し、前記検出エリヤを画定する前記測距ポ
    イントの前記距離分布を用いて前記障害物までの距離を
    求め、前記測距ポイントは、垂直方向に隣接する他の測
    距ポイントとの上下間隔が、上側で狭く、下側で広くな
    っていることを特徴とする距離測定装置。
  3. 【請求項3】 前記測距ポイントの上下間隔は、上側に
    位置する遠距離用の狭い第1の間隔、下側に位置する近
    距離用の広い第2の間隔、及び、前記2つの側の中間に
    位置する前記2つの間隔の間の間隔である中距離用の第
    3の間隔とからなることを特徴とする請求項2に記載の
    距離測定装置。
JP21519595A 1995-07-31 1995-07-31 距離測定装置 Pending JPH0942956A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004279031A (ja) * 2003-03-12 2004-10-07 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 距離分布検知装置及び距離分布検知方法

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