JPH1062162A - 障害物検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前方頭上の障害物の高さを自動検出して自車
が通り抜けられるかどうか自動的に判断する。 【解決手段】 この障害物検出装置は、２台のカメラ2
a,2b によって前方の情景を撮影し、一方のカメラ2bが
撮影した画像を分析して、障害物検出部４が前方頭上の
障害物の下端縁の一部を検出すると、マッチング処理部
５がその障害物の下端縁の一部が撮影されている領域と
対応する領域を他方のカメラ2aの撮影した画像から探索
する。そして２枚の相対応する画像領域それぞれの座標
値と２台のカメラの焦点距離とそれらのカメラの位置関
係に基づいて距離算出部６が障害物までの距離を算出
し、高さ算出部７が障害物の地上面からの高さを算出す
る。そして高さ比較部８が障害物の高さと自車両の高さ
とを比較して通過可能かどうかの判断結果を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載した２台のカ
メラの撮影した画像のステレオ画像処理によって障害物
の頭上高さと、左右の障害物間の間隔の自動検出を行う
障害物検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の前方頭上に障害物が存在す
る場合にその下を自車両が通過可能か不可能か自動的に
判断する障害物検出装置は見られていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで従来は、ドライ
バがそのような障害物が存在する場所に設置されている
標識を見て自車の車高と比較して通過可能か不可能かを
自ら判断せねばならなかった。

【０００４】ところが、このような判断をドライバに委
ねる場合、前方頭上に障害物があるのを発見する度にド
ライバがその近くに設置されている標識を目で探し、表
示内容と自車の車高とを比較判断する必要があり、加え
て、ドライバが自車の車高やアンテナの高さまで常に記
憶しておく必要があり、ドライバの負担が大きい問題点
があった。

【０００５】そこで、車載レーダ装置を用いて前方頭上
の障害物までの距離を測距し、その距離と仰角から前方
頭上の障害物の高さを自動的に求めるようにすることが
考えられるが、このようなレーダ装置を用いる場合、障
害物の存在をまずサーチし、その後にその障害物にちょ
うどレーダ信号が向かうように仰角を設定する手順をと
らなければならず、この角度設定の自動化が困難であっ
て実現が難しい問題点があった。

【０００６】加えて、レーダ装置によって頭上障害物の
高さを検出しようとすると、通常、車載レーダ装置は水
平前方の障害物をサーチするものであるため、頭上障害
物の検出には別途に専用のレーダ装置を搭載しなければ
ならない問題点もあった。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、車両にあらかじめ所定の位置関係を持
たせて設置した２台のカメラによって前方の映像を撮影
し、その画像信号のステレオ画像処理によって前方頭上
の障害物を判別し、かつその地上面からの高さを自動的
に検出する障害物検出装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】本発明はまた、自車両の車高を前方頭上の
障害物の高さと比較し、車高の方が高い場合に自動的に
警報を発し、あるいはブレーキをかける障害物検出装置
を提供することを目的とする。

【０００９】本発明はさらに、自車のアンテナの高さを
前方頭上の障害物の高さと比較し、アンテナの方が高い
場合に自動的にアンテナを降ろさせることができる障害
物検出装置を提供することを目的とする。

【００１０】またさらに本発明は、前方左右に存在する
障害物間の間隔を自動検出して自車両が通り抜けできる
かを自動的に判断する障害物検出装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の障害物
検出装置は、車両に搭載され、各々の撮像面の垂直軸が
同一ライン上に乗るように設置された前方撮影用の２台
のカメラと、前記２台のカメラのうちの一方の撮影した
画像から前方頭上の障害物の下端縁の一部を検出する障
害物検出手段と、前記障害物検出手段の検出した障害物
の下端縁の一部が撮影されている領域と対応する領域を
前記２台のカメラのうちの他方の撮影した画像から探索
する画像探索手段と、前記２枚の相対応する画像領域そ
れぞれの座標値と前記２台のカメラそれぞれの焦点距離
と前記２台のカメラの位置関係とに基づいて、これらの
２台のカメラから前記障害物の一部に至るまでの距離を
算出する距離演算手段と、前記距離演算手段の算出した
前記障害物の一部に至るまでの距離と当該障害物の一部
が撮影されている前記画像上の垂直軸方向の座標値と前
記２台のカメラそれぞれの焦点距離に基づいて前記障害
物の一部の地上面からの高さを算出する高さ演算手段
と、前記高さ演算手段の算出した前記障害物の一部の地
上面からの高さと前記自車両の高さとの大小関係を比較
してその結果を出力する比較手段とを備えたものであ
る。

【００１２】この請求項１の発明の障害物検出装置で
は、各々の撮像面の垂直軸が同一ライン上に乗るように
設置された前方撮影用の２台のカメラによって前方の情
景を撮影し、障害物検出手段により２台のカメラのうち
の一方の撮影した画像を分析する。

【００１３】そこで障害物検出手段が、一方のカメラの
撮影した画像から前方頭上の障害物の下端縁の一部を検
出すると、画像探索手段がその障害物の下端縁の一部が
撮影されている領域と対応する領域を他方のカメラの撮
影した画像から探索する。そして、画像から検出された
前方頭上の障害物の下端縁の一部に対する２枚の画像領
域それぞれの座標値と、２台のカメラそれぞれの焦点距
離と、２台のカメラの位置関係とに基づいて、距離演算
手段が２台のカメラから障害物の一部に至るまでの距離
を算出し、さらにこの距離演算手段の算出した障害物の
一部に至るまでの距離と、当該障害物の一部が撮影され
ている画像上の垂直軸方向の座標値と、２台のカメラそ
れぞれの焦点距離とに基づいて、高さ演算手段が障害物
の一部の地上面からの高さを算出する。

【００１４】こうして前方頭上の障害物の高さが検出さ
れると、比較手段によって自車両の高さと障害物の高さ
との大小関係を比較してその結果を出力する。

【００１５】したがって前方頭上の障害物の高さ検出の
ために機械系を操作することなく、一定の視野角で前方
の情景を撮影している２台のカメラの撮影した画像に対
して演算処理を行うことによって前方頭上の障害物の高
さを自動的に検出し、自車の車高と比較してその結果を
出力することができる。そしてこの比較結果を速度制御
ユニットや警報ユニットを作動させるのに利用すること
により、前方頭上の障害物の高さが低い時に自動的にブ
レーキをかけたり、警報によってドライバに知らせるこ
とができるようになり、ドライバが自車の車高を覚えて
おく負担を軽減することができる。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の障害物検出
装置において、さらに、前記比較手段の比較結果に基づ
き、前記障害物の一部の地上面からの高さが前記自車両
の高さよりも低い場合に警報を発する警報手段を備えた
ものであり、これによって、前方頭上の障害物の地上面
からの高さが自車両の高さよりも低い場合に自動的に警
報を発してドライバに知らせることができる。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１の障害物検出
装置において、さらに前記比較手段の比較結果に基づ
き、前記障害物の一部の地上面からの高さが前記自車両
の高さよりも低い場合に自動的にブレーキをかける自動
ブレーキ手段を備えたものであり、これによって、前方
頭上の障害物の地上面からの高さが自車両の高さよりも
低い場合に自動的にブレーキをかけて頭上障害物への衝
突を防止することができる。

【００１８】請求項４の発明の障害物検出装置は、車両
に搭載され、各々の撮像面の垂直軸が同一ライン上に乗
るように設置された前方撮影用の２台のカメラと、前記
２台のカメラのうちの一方の撮影した画像から前方頭上
の障害物の下端縁の一部を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段の検出した障害物の下端縁の一部が
撮影されている領域と対応する領域を前記２台のカメラ
のうちの他方の撮影した画像から探索する画像探索手段
と、前記２枚の相対応する画像領域それぞれの座標値と
前記２台のカメラそれぞれの焦点距離と前記２台のカメ
ラの位置関係とに基づいて、これらの２台のカメラから
前記障害物の一部に至るまでの距離を算出する距離演算
手段と、前記距離演算手段の算出した前記障害物の一部
に至るまでの距離と当該障害物の一部が撮影されている
前記画像上の垂直軸方向の座標値と前記２台のカメラそ
れぞれの焦点距離に基づいて前記障害物の一部の地上面
からの高さを算出する高さ演算手段と、自車のアンテナ
の出し入れ状態を検知するアンテナ状態検知手段と、前
記高さ演算手段の算出した前記障害物の一部の地上面か
らの高さと前記アンテナの高さとの大小関係を比較する
アンテナ高さ比較手段と、前記アンテナ高さ比較手段の
比較結果に基づき、前記障害物の一部の地上面からの高
さが前記アンテナの高さよりも低い場合に自動的に前記
アンテナを下げるアンテナ降下手段とを備えたものであ
る。

【００１９】この請求項４の発明の障害物検出装置で
は、請求項１の発明と同じ方法によって前方頭上の障害
物の高さを自動的に検出し、併せて自車のアンテナが上
げられているかどうかも自動的に判断し、アンテナが上
げられていてその高さが前方頭上の障害物の高さよりも
高くなっていれば自動的に降下させてアンテナが障害物
に接触するのを防止する。

【００２０】請求項５の発明は、請求項２または請求項
３の障害物検出装置において、さらに、自車のアンテナ
の出し入れ状態を検知するアンテナ状態検知手段と、前
記高さ演算手段の算出した前記障害物の一部の地上面か
らの高さと前記アンテナの高さとの大小関係を比較する
アンテナ高さ比較手段と、前記アンテナ高さ比較手段の
比較結果に基づき、前記障害物の一部の地上面からの高
さが前記アンテナの高さよりも低い場合に自動的に前記
アンテナを下げるアンテナ降下手段とを備えたものであ
る。

【００２１】この請求項５の発明の障害物検出装置で
は、請求項２または請求項３の発明と同様の方法で前方
頭上の障害物の高さを自動的に検出して自車の車高と比
較し、通過可能かどうかを自動的に判断し、通過不可能
であれば自動的に警報を発してドライバに知らせ、また
は自動的にブレーキをかけて頭上障害物への衝突を防止
すると共に、自車のアンテナが上げられているかどうか
も自動的に判断し、アンテナが上げられていてその高さ
が障害物の高さよりも高くなっていれば自動的に降下さ
せて障害物への接触を防止する。

【００２２】請求項６の発明は、請求項１〜請求項５の
いずれかの障害物検出装置において、さらに、前記２台
のカメラのうちの一方の撮影した画像から、前記障害物
までの距離に相当する位置の前方路面を検出する路面検
出手段と、前記路面検出手段の検出した路面が撮影され
ている領域と対応する領域を前記２台のカメラのうちの
他方の撮影した画像から探索する路面画像探索手段と、
前記路面に対する前記２枚の相対応する画像領域それぞ
れの座標値と前記２台のカメラそれぞれの焦点距離と前
記２台のカメラの位置関係とに基づいて、これらの２台
のカメラから前記路面に至るまでの距離を算出する路面
距離演算手段と、前記路面距離演算手段の算出した前記
路面に至るまでの距離と前記障害物までの距離とを比較
してその大小関係に基づいて前記障害物の存在する位置
の路面の傾斜を判断する傾斜判断手段と、前記傾斜判断
手段が傾斜ありと判断する時に、前記障害物の存在する
位置の路面と自車の存在する位置の路面との間の高低差
を算出する高低差演算手段と、前記高さ演算手段の算出
した前記障害物の高さに対してこの高低差演算手段の算
出した高低差を補正することによって前記障害物の実高
さを算出する高さ補正手段とを備えたものである。

【００２３】この請求項６の発明の障害物検出装置で
は、請求項１〜請求項５それぞれの発明と同様の方法で
前方頭上の障害物を検出してそれまでの距離と路面から
の高さとを自動的に算出すると共に、次の方法によって
前記障害物の位置の路面と自車位置の路面との高低差を
も算出して、この高低差に基づいて障害物の正確な高さ
を割り出し、自車の車高あるいはアンテナの高さと比較
し、通り抜け可不可を判断する。

【００２４】すなわち、２台のカメラのうちの一方の撮
影した画像から、路面検出手段により障害物までの距離
に相当する位置の前方路面を検出し、路面画像探索手段
により前記路面が撮影されている領域と相対応する領域
を他方のカメラの撮影した画像から探索し、路面距離演
算手段によりこれら路面に対する２枚の相対応する画像
領域それぞれの座標値と２台のカメラそれぞれの焦点距
離とそれらの位置関係とに基づいて、２台のカメラから
前記路面に至るまでの距離を算出する。

【００２５】そして傾斜判断手段により前記路面に至る
までの距離と障害物までの距離とを比較してその大小関
係に基づいて障害物の存在する位置の路面の傾斜を判断
し、傾斜ありと判断される時には、高低差演算手段によ
り障害物の存在する位置の路面と自車の存在する位置の
路面との間の高低差を算出し、高さ補正手段により高さ
演算手段の算出した障害物の高さに対して前記高低差を
加減補正することによって障害物の実際の高さを算出
し、この補正後の実高さを用いて高さ比較手段において
自車の車高と比較させ、またはアンテナ高さ比較手段に
おいてアンテナ高さと比較させる。

【００２６】これにより、障害物の位置する路面に勾配
があってもその頭上高さを正確に検出して自車の車高あ
るいはアンテナ高さと比較して通り抜けの可不可をより
正確に判断する。

【００２７】請求項７の発明は、請求項１〜請求項６の
いずれかの障害物検出装置において、さらに、前記２台
のカメラのうちの一方の撮影した画像から前方路上の障
害物の一部を検出する路上障害物検出手段と、前記路上
障害物検出手段の検出した路上障害物の一部が撮影され
ている領域と対応する領域を前記２台のカメラのうちの
他方の撮影した前記画像から探索する路上障害物画像探
索手段と、前記路上障害物に対する前記２枚の相対応す
る画像領域それぞれの座標値と前記２台のカメラそれぞ
れの焦点距離と前記２台のカメラの位置関係とに基づい
て、これらの２台のカメラから前記路上障害物の一部に
至るまでの距離を算出する路上障害物距離演算手段と、
前記路上障害物距離演算手段の算出した前記路上障害物
に至るまでの距離を所定の比較値と比較し、当該比較値
よりも小さい時に自車速度の減速制御をなす速度制御手
段とを備えたものである。

【００２８】この請求項７の発明の障害物検出装置で
は、請求項１〜請求項５の発明と同様の方法で、さらに
は請求項６の発明と同様の方法で前方頭上の障害物の路
面からの高さを自動的に、かつ正確に検出すると共に、
次の方法によって先行車のような前方路上の障害物との
距離をも自動的に検出し、その路上障害物までの距離が
近すぎれば自動的に速度制御して衝突を防止する。

【００２９】すなわち、路上障害物検出手段により２台
のカメラの一方の撮影した画像から前方路上の障害物の
一部を検出し、路上障害物画像探索手段により前記路上
障害物の一部が撮影されている領域と相対応する領域を
他方のカメラの撮影した画像から探索し、路上障害物距
離演算手段によりこれら路上障害物に対する２枚の相対
応する画像領域それぞれの座標値と２台のカメラそれぞ
れの焦点距離とそれらの位置関係とに基づいて、２台の
カメラから路上障害物の一部に至るまでの距離を算出す
る。そして速度制御手段により路上障害物に至るまでの
距離を所定の比較値と比較し、当該比較値よりも小さい
時に自車速度の減速制御を行う。

【００３０】こうして前方頭上の障害物の高さを自動的
に検出して自車の通り抜けの可不可、またアンテナ接触
の可能性を判断すると共に、前方路上の障害物までの距
離も自動的に検出して近すぎれば自動的に減速制御して
衝突を予防する。

【００３１】請求項８の発明は、請求項１〜請求項６の
障害物検出装置において、さらに、前記２台のカメラの
うちの一方の撮影した画像から前方路上の障害物の一部
を検出する路上障害物検出手段と、前記路上障害物検出
手段の検出した路上障害物の一部が撮影されている領域
と対応する領域を前記２台のカメラのうちの他方の撮影
した前記画像から探索する路上障害物画像探索手段と、
前記路上障害物に対する前記２枚の相対応する画像領域
それぞれの座標値と前記２台のカメラそれぞれの焦点距
離と前記２台のカメラの位置関係とに基づいて、これら
の２台のカメラから前記路上障害物の一部に至るまでの
距離を算出する路上障害物距離演算手段と、前記路上障
害物距離演算手段の新たに算出した前記路上障害物に至
るまでの距離と前記路上障害物距離演算手段の前回に算
出した前記距離との時間変化から相対速度を算出する相
対速度演算手段と、前記相対速度演算手段の算出した相
対速度を所定の比較値と比較し、自車が前記前方路上の
障害物に急接近していると判断した時に自車速度の減速
制御をなす速度制御手段とを備えたものである。

【００３２】この請求項８の発明の障害物検出装置で
は、請求項１〜請求項５の発明と同様の方法で、さらに
は請求項６の発明と同様の方法で前方頭上の障害物の路
面からの高さを自動的に、かつ正確に検出すると共に、
次の方法によって先行車のような前方路上の障害物に急
接近しているかどうかをも自動的に判断し、その路上障
害物に急接近していれば自動的に速度制御して衝突を防
止する。

【００３３】すなわち、請求項７の発明と同様の方法で
前方路上の障害物の一部に至るまでの距離を繰り返し算
出し、さらに相対速度演算手段により前記路上障害物距
離演算手段の新たに算出した路上障害物に至るまでの距
離と前回算出した距離との時間変化を相対速度として算
出し、速度制御手段によりこの相対速度を所定の比較値
と比較し、自車が前方路上の障害物に急接近しているか
どうか判断し、急接近していると判断した時には自車速
度の減速制御を行う。

【００３４】こうして前方頭上の障害物の高さを自動的
に検出して自車の通り抜けの可不可、またアンテナ接触
の可能性を判断すると共に、先行車のような前方路上の
障害物に対して急接近しているかどうかも判断し、急接
近している時には自動的に減速制御して衝突を予防す
る。

【００３５】請求項９の発明は、請求項１〜請求項６の
障害物検出装置において、さらに、前記２台のカメラの
うちの一方の撮影した画像から前方路上の障害物の一部
を検出する路上障害物検出手段と、前記路上障害物検出
手段の検出した路上障害物の一部が撮影されている領域
と対応する領域を前記２台のカメラのうちの他方の撮影
した前記画像から探索する路上障害物画像探索手段と、
前記路上障害物に対する前記２枚の相対応する画像領域
それぞれの座標値と前記２台のカメラそれぞれの焦点距
離と前記２台のカメラの位置関係とに基づいて、これら
の２台のカメラから前記路上障害物の一部に至るまでの
距離を算出する路上障害物距離演算手段と、前記路上障
害物距離演算手段の算出した前記路上障害物に至るまで
の距離を所定の比較値と比較し、当該比較値よりも小さ
い時に自車速度の減速制御をなす速度制御手段と、前記
障害物検出手段と前記路上障害物検出手段とのいずれか
一方を選択的に動作させる制御選択手段とを備えたもの
である。

【００３６】この請求項９の発明の障害物検出装置で
は、制御選択手段の選択操作により、請求項１〜請求項
５の発明と同様の方法で、さらには請求項６の発明と同
様の方法で前方頭上の障害物の路面からの高さを自動的
に、かつ正確に検出し、自車の通り抜けの可不可を判断
し、あるいはアンテナの接触の可能性を判断し、衝突防
止の制御を行うか、それとも前方路上の障害物までの距
離を自動的に検出し、近づきすぎている時には速度制御
によって衝突回避する制御を行うかを選択する。

【００３７】したがって、例えば、駐車場に進入するよ
うな場合には前方頭上の障害物の高さを自動検出する制
御を選択し、高速道路を走行するような場合には前方路
上の障害物に対する距離を自動検出する制御を選択する
というように、道路状況に応じた制御を選択することが
できる。

【００３８】請求項１０の発明は、請求項１〜請求項６
の障害物検出装置において、さらに、前記２台のカメラ
のうちの一方の撮影した画像から前方路上の障害物の一
部を検出する路上障害物検出手段と、前記路上障害物検
出手段の検出した路上障害物の一部が撮影されている領
域と対応する領域を前記２台のカメラのうちの他方の撮
影した前記画像から探索する路上障害物画像探索手段
と、前記路上障害物に対する前記２枚の相対応する画像
領域それぞれの座標値と前記２台のカメラそれぞれの焦
点距離と前記２台のカメラの位置関係とに基づいて、こ
れらの２台のカメラから前記路上障害物の一部に至るま
での距離を算出する路上障害物距離演算手段と、前記路
上障害物距離演算手段の新たに算出した前記路上障害物
に至るまでの距離と前記路上障害物距離演算手段の前回
に算出した前記距離との時間変化から相対速度を算出す
る相対速度演算手段と、前記相対速度演算手段の算出し
た相対速度を所定の比較値と比較し、自車が前記前方路
上の障害物に急接近していると判断した時に自車速度の
減速制御をなす速度制御手段と、前記障害物検出手段と
前記路上障害物検出手段とのいずれか一方を選択的に動
作させる制御選択手段とを備えたものである。

【００３９】この請求項１０の発明の障害物検出装置で
は、制御選択手段の選択操作により、請求項１〜請求項
５の発明と同様の方法で、さらには請求項６の発明と同
様の方法で前方頭上の障害物の路面からの高さを自動的
に、かつ正確に検出し、自車の通り抜けの可不可を判断
し、あるいはアンテナの接触の可能性を判断し、衝突防
止の制御を行うか、それとも前方路上の障害物との相対
速度を自動的に検出し、急接近している時には速度制御
によって衝突を回避する制御を行うかを選択する。

【００４０】したがって、例えば、駐車場に進入するよ
うな場合には前方頭上の障害物の高さを自動検出する制
御を選択し、高速道路を走行するような場合には前方路
上の障害物に対する相対速度を自動検出する制御を選択
するというように、道路状況に応じた制御を選択するこ
とができる。

【００４１】請求項１１の発明の障害物検出装置は、車
両に搭載され、各々の撮像面の水平軸が同一ライン上に
乗るように設置された前方撮影用の２台のカメラと、前
記２台のカメラのうちの一方の撮影した画像から前方右
側と前方左側の障害物それぞれの一部を検出する障害物
検出手段と、前記障害物検出手段の検出した前記前方右
側と前方左側の障害物それぞれの一部が撮影されている
領域と対応する領域を前記２台のカメラのうちの他方の
撮影した画像から探索する画像探索手段と、前記２枚の
相対応する画像領域それぞれの座標値と前記２台のカメ
ラそれぞれの焦点距離と前記２台のカメラの位置関係と
に基づいて、これらの２台のカメラから前記前方右側と
前方左側の障害物それぞれの一部に至るまでの距離を算
出する距離演算手段と、前記距離演算手段の算出した前
記前方右側と前方左側の障害物それぞれの一部に至るま
での距離と当該障害物の一部が撮影されている前記画像
上の水平軸方向の座標値と前記２台のカメラそれぞれの
焦点距離とに基づいて前記前方右側の障害物の一部と前
方左側の障害物の一部との間の間隔を算出する障害物間
隔演算手段と、前記障害物間隔演算手段の算出した前記
前方右側の障害物の一部と前方左側の障害物の一部との
間の間隔と前記自車両の幅との大小関係を比較してその
結果を出力する比較手段とを備えたものである。

【００４２】この請求項１１の発明の障害物検出装置で
は、各々の撮像面の水平軸が同一ライン上に乗るように
設置された前方撮影用の２台のカメラによって前方の情
景を撮影し、障害物検出手段により２台のカメラのうち
の一方の撮影した画像を分析する。

【００４３】そこで障害物検出手段が、一方のカメラの
撮影した画像から前方右側と前方左側とに存在する障害
物それぞれの一部を検出すると、画像探索手段がそれら
の障害物の一部が撮影されている領域と対応する領域を
他方のカメラの撮影した画像から探索する。そして、画
像から検出された前方右側の障害物の一部と前方左側の
障害物の一部とに対するそれぞれ２枚の画像領域の座標
値と、２台のカメラそれぞれの焦点距離と、２台のカメ
ラの位置関係とに基づいて、距離演算手段が２台のカメ
ラから前方右側と前方左側の障害物それぞれまでの距離
を算出し、さらにこの距離演算手段の算出した前方左右
の障害物に至るまでの距離と、当該障害物の一部が撮影
されている画像上の水平軸方向の座標値と、２台のカメ
ラそれぞれの焦点距離とに基づいて、障害物間隔演算手
段が前方左右の障害物間の間隔を算出する。

【００４４】こうして前方左右の障害物間の間隔が検出
されると、比較手段によって自車両の幅障害物間の間隔
との大小関係を比較してその結果を出力する。

【００４５】したがって前方左右の障害物間の間隔の検
出のために機械系を操作することなく、一定の視野角で
前方の情景を撮影している２台のカメラの撮影した画像
に対して適当な演算処理を行うことによって前方左右の
障害物間の間隔を検出し、自車幅と比較してその結果を
出力することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように請求項１〜３の発明によれ
ば、前方頭上の障害物の高さ検出のために機械系を操作
することなく、一定の視野角で前方の情景を撮影してい
る２台のカメラの撮影した画像に対して適当な演算処理
を行うことによって前方頭上の障害物の高さを検出し、
自車の車高と比較してその結果を出力することができ、
さらにこの比較結果に基づいて、前方頭上の障害物の高
さが自車両の高さよりも低い場合に警報を発してドライ
バに知らせ、あるいは自動的にブレーキをかけて障害物
への衝突を防止することができる。

【００４７】請求項４の発明によれば、前方頭上の障害
物の高さ検出のために機械系を操作することなく、一定
の視野角で前方の情景を撮影している２台のカメラの撮
影した画像に対して適当な演算処理を行うことによって
前方頭上の障害物の高さを検出し、自車のアンテナが上
げられていてその高さが前方頭上の障害物の高さよりも
高くなっていれば自動的に降下させることによってアン
テナの障害物への接触を防止することができる。

【００４８】請求項５の発明によれば、前方頭上の障害
物の高さを自動的に検出して自車の車高と比較し、通過
可能かどうかを自動的に判断し、通過不可能であれば自
動的に警報を発してドライバに知らせ、または自動的に
ブレーキをかけて頭上障害物への衝突を防止すると共
に、自車のアンテナが上げられているかどうかも自動的
に判断し、アンテナが上げられていてその高さが前方頭
上の障害物の高さよりも高くなっていれば自動的に降下
させて障害物への接触を防止することができる。

【００４９】請求項６の発明によれば、前方頭上の障害
物を検出してそれまでの距離と路面からの高さとを自動
的に算出すると共に、前方頭上の障害物の位置の路面と
自車位置の路面との高低差をも算出して、この高低差に
基づいて前方頭上の障害物の正確な高さを割り出し、自
車の車高あるいはアンテナの高さと比較し、通り抜け可
不可を判断するので、前方頭上の障害物の位置する路面
に勾配があってもその頭上高さを正確に検出して自車の
車高あるいはアンテナ高さと比較して通り抜けの可不可
をより正確に判断することができる。

【００５０】請求項７の発明によれば、請求項１〜請求
項６の発明の効果に加えて、先行車のような前方路上の
障害物との距離をも自動的に検出し、その路上障害物ま
での距離が近すぎれば自動的に速度制御して衝突を防止
することができる。

【００５１】請求項８の発明によれば、請求項１〜請求
項６の発明の効果に加えて、先行車のような前方路上の
障害物に急接近しているかどうかをも自動的に判断し、
その路上障害物に急接近していれば自動的に速度制御し
て衝突を防止することができる。

【００５２】請求項９の発明によれば、例えば、駐車場
に進入するような場合には前方頭上の障害物の高さを自
動検出する制御を選択し、高速道路を走行するような場
合には前方路上の障害物に対する距離を自動検出する制
御を選択することにより、道路状況に応じて必要な制御
を選択することができる。

【００５３】請求項１０の発明によれば、例えば、駐車
場に進入するような場合には前方頭上の障害物の高さを
自動検出する制御を選択し、高速道路を走行するような
場合には前方路上の障害物に対する相対速度を自動検出
する制御を選択することにより、道路状況に応じて必要
な制御を選択することができる。

【００５４】請求項１１の発明によれば、前方左右の障
害物間の間隔の検出のために機械系を操作することな
く、一定の視野角で前方の情景を撮影している２台のカ
メラの撮影した画像に対して適当な演算処理を行うこと
によって前方左右の障害物間の間隔を検出し、自車幅と
比較して通り抜けの可不可を判断することができる。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の請求項１〜請求項５
の共通する実施の形態（第１の実施の形態）の機能構成
を示しており、この実施の形態の障害物検出装置は、車
両の前後方向Ｚ軸、上下方向をＹ軸、左右方向をＸ軸と
して、この車両の前部のＹ軸方向に所定距離Ｄだけ離れ
た上下２箇所にＺ軸方向を光軸１ａ，１ｂとするカメラ
２ａ，２ｂが設置されており、これらのカメラ２ａ，２
ｂそれぞれの撮影した車両前方の画像をディジタル画像
に変換して記憶する画像メモリ３ａ，３ｂと、これらの
いずれかのカメラ（以下、カメラ２ｂとして説明する）
が撮影して画像メモリ３ｂに保存されている画像データ
を処理して前方頭上の障害物の有無を検出する障害物検
出部４を備えている。

【００５６】この第１の実施の形態の障害物検出装置は
また、一方のカメラ２ｂの画像メモリ３ｂの画像データ
に基づいて障害物検出部４が前方頭上の障害物を検出し
た時に、両カメラ２ａ，２ｂの画像データに基づいて障
害物の特定の同じ部分を撮像している同じ大きさの領域
を画像メモリ３ａ，３ｂから取出して視差を求めるマッ
チング処理部５と、このマッチング処理部５が特定した
障害物のある特定部分の画像の視差に基づいてその障害
物のまでの距離を算出する距離算出部６と、前方頭上の
障害物の地上からの高さＨを算出する高さ算出部７と、
あらかじめ登録されている自車の車高Ｈc と障害物の高
さＨとの大小を比較する高さ比較部８を備えている。

【００５７】さらにこの第１の実施の形態の障害物検出
装置は、比較部８が車高Ｈc の方が障害物の高さＨより
も高い時にその障害物との衝突を避けるためにドライバ
に警報を与える警報制御部９と、同じように車高Ｈc の
方が高い時に自動的に車両にブレーキをかけるブレーキ
制御部１０を備えている。

【００５８】加えて、この第１の実施の形態の障害物検
出装置は、自車のアンテナが出ているかどうか判断する
アンテナ状態判定部１１と、このアンテナ状態判定部１
１がアンテナが出ていると判定している時にあらかじめ
登録されている自車のアンテナ高さＨatと高さ算出部７
が算出する障害物の高さＨとの大小を比較するアンテナ
高さ比較部１２と、このアンテナ高さ比較部１２が自車
のアンテナの高さＨatが障害物の高さＨよりも高いと判
断する時にアンテナを自動的に降下させるアンテナ制御
部１３を備えている。

【００５９】次に、上記構成の第１の実施の形態の障害
物検出装置の動作について説明する。図２は車両に搭載
された２台のカメラ２ａ，２ｂと前方の頭上に存在する
障害物２１との関係を示している。２台のカメラＡ２ａ
とカメラＢ２ｂとは、それらの光軸１ａ，１ｂが前後方
向Ｚ軸を含む同一の垂直面に乗り、かつ２枚の撮像面２
２ａ，２２ｂのＹ軸が同一垂直ライン上に乗るように設
置されている。これらの２台のカメラ２ａ，２ｂそれぞ
れが前方頭上の障害物２１を撮影し、撮像面２２ａ，２
２ｂそれぞれに投影される画像Ａ、画像Ｂは図３のよう
になる。

【００６０】これらの図２、図３において示した３つの
座標系は、カメラＡ２ａの画像座標系Ｘａ−Ｙａと、カ
メラＢ２ｂの画像座標系Ｘｂ−Ｙｂと、カメラ座標系Ｘ
−Ｙ−Ｚである。そしてカメラＡ，Ｂそれぞれの画像座
標系は、光軸１ａ，１ｂと撮像面２２ａ，２２ｂとの交
点を原点とし、水平方向右向きにＸａ，Ｘｂ軸をとり、
垂直方向下向きにＹａ，Ｙｂをとるように定義されてい
る。またカメラ座標系Ｘ−Ｙ−ＺはカメラＡ，Ｂそれぞ
れのレンズ中心を結ぶ線分の中間点を原点とし、Ｘ軸を
撮像面２２ａのＸａ軸、撮像面２２ｂのＸｂ軸と平行と
し、Ｙ軸を撮像面２２ａのＹａ軸、撮像面２２ｂのＹｂ
軸と平行とし、さらにＺ軸をカメラＡ，Ｂそれぞれの光
軸１ａ，１ｂと平行となるように定義されている。

【００６１】そして障害物２１のある点、ここでは車両
から見て手前側最低点ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）をカメラＡ，Ｂ
によって撮影すれば、撮像面２２ａ，２２ｂ上の点ａと
点ｂに投影され、これらの点ａ，ｂはカメラ座標系では
（ｘａ，ｙａ，−Ｆ），（ｘｂ，ｙｂ，−Ｆ）と表わさ
れ、画像座標系ではそれぞれ、（Ｘａ，Ｙａ），（Ｘ
ｂ，Ｙｂ）と表わされる。

【００６２】図４は図２をＸ軸方向から見たときの図で
あり、ステレオ画像処理での検出対象位置までの距離算
出の原理と、そのうちの１台のカメラ２ｂによって撮影
した画像を用いてステレオ画像出力で求めたある点ｐま
での距離ｚと、この点ｐがカメラＡ，Ｂのレンズにより
撮像面２２ａ，２２ｂ上に投影される点ａ，ｂのＹ軸方
向の位置ｙａ，ｙｂと、カメラのレンズの焦点距離Ｆ
と、カメラＡの地面からの設置高さｈ、カメラＡ，Ｂ間
の距離Ｄから、前方ｚの位置に存在する頭上の障害物２
１の地面からの高さＨを算出する方法を示している。

【００６３】まず図４に基づいて、障害物２１のｐ点の
自車両からの水平距離ｚを求める方法について説明す
る。２台のカメラＡ，Ｂのレンズ中心間の距離（眼間距
離）Ｄと、２台のカメラＡ，Ｂの等しい焦点距離Ｆと、
カメラ座標系における撮像点ａ，ｂのＹ座標ｙａ，ｙｂ
との間には、

【数１】（ｚ＋Ｆ）：ｚ＝（ｙｂ−ｙａ）：Ｄ という関係がある。ただしここでは、ｙａ≦ｙｂとなる
ようにカメラＡ，Ｂを配置している。

【００６４】したがって、点ｐから２台のカメラＡ，Ｂ
それぞれのレンズ中心を結ぶ線分までの距離ｚは、次の
（１）式によって求めることができる。

【００６５】

【数２】 また図４においてカメラＡ２ａのみに注目すると、点ｐ
までの距離ｚ、画像座標系における点ａのＹａ座標Ｙ
ａ、点ｐからカメラＡの光軸１ａまでの高さＨ´には、
つぎの（２）式の関係がある。

【００６６】

【数３】 つまり、路面２０から光軸１ａまでの高さｈであれば、
前方の点ｐの路面２０からの高さは、次の（３）式によ
り求めることができる。

【００６７】

【数４】 そこでこの第１の実施の形態の障害物検出装置では、ま
ずステレオ画像処理によって（１）式により前方頭上の
障害物２１までの距離ｚを算出し、次にこの距離ｚと、
障害物２１の撮像面２２ａにおける画像座標系Ｘａ−Ｙ
ａにおけるｐ点のＹａ座標Ｙａとから（３）式に基づ
き、ｐ点の路面２０からの高さＨを自動演算し、これを
自車の車高Ｈc と比較して障害物２１を自車両が通過す
ることができるかどうかを自動判断し、通過できない場
合には自動的に警報を発してドライバに知らせ、またこ
れと同時に、あるいはこれに代えて自動的にブレーキを
作動させて障害物の場所への進入を防止し、さらにはア
ンテナを出している時にはアンテナ高さＨatと障害物２
１の高さＨとも比較してアンテナが障害物に引っかから
ないで通過できるかを判断し、アンテナが引っかかる時
にはアンテナを降ろして通過するように制御する。

【００６８】このために、まず前方頭上の障害物の有無
とその一部分の位置の判別処理について説明する。ここ
では以下、前方頭上の障害物として駐車場の屋根を想定
し、この屋根付き駐車場への進入可不可を自動判断する
時の動作を例にして説明する。

【００６９】カメラＡ２ａ、カメラＢ２ｂそれぞれが撮
影し、画像メモリ３ａ，３ｂに保存された前方の情景の
画像Ａ，Ｂは図５に示すようになっているとする。障害
物検出部４による前方の屋根の検出はステレオ画像のど
ちらか片方の画像データを利用するのであるが、ここで
は画像Ｂを用いて行うものとする。そこで図６に示すよ
うに、画像Ｂにおいて前方頭上が撮像されている部分３
箇所にウィンドウ左ｗｌ、ウィンドウ中央ｗｍ、ウィン
ドウ右ｗｒを切り、このウィンドウ内を垂直微分する。
そして微分画像のうち、中央に切ったウィンドウ中央ｗ
ｍの微分画像を用いて下から上へ向けてＸｂ軸とほぼ平
行なエッジを探索する。

【００７０】そしてエッジを見つけたなら、そのＹｂ軸
座標値Ｙｒを記憶し、その左右両隣に切ったウィンドウ
左ｗｌ、ウィンドウ右ｗｒのうち、Ｙ＝Ｙｒ付近でウィ
ンドウ中央ｗｍで見つけたエッジとその微分値の正負が
同じで、かつほぼＸｂ軸に平行なエッジを探索する。３
つのウィンドウｗｌ，ｗｍ，ｗｒすべてにおいてほぼ同
じＹｂ座標上に符号が同じであり、かつＸｂ軸にほぼ平
行なエッジを見つけたなら、そのＹｂ座標上に路面２０
と平行な長いエッジが存在すると見なし、その位置を屋
根の下側のエッジであると判定する。

【００７１】次に、検出した屋根の一部までの距離をマ
ッチング処理部５と距離算出部６によって算出する。こ
れにはまず、画像Ｂ内で見つけたエッジと対応するエッ
ジが画像Ａ内のどの位置にあるかをマッチング処理部５
において決定する。その方法は次の通りである。

【００７２】図７に示すように、屋根の検出に用いた画
像Ｂにおいて検出した屋根のエッジがほぼ中央に位置す
るようにステレオ画像処理用のウィンドウｗｂを切り、
このウィンドウｗｂ内の画像をテンプレート（Ｍ×Ｎマ
トリクス）として、これと最も類似度の高い画像が存在
する位置を、他方の画像Ａより求める。ここで類似度
は、例えば、正規化相関法によって求める。すなわち、
画像Ｂより切り取ったテンプレートの各画素の輝度値を
Ｂijとし、画像Ａより切り取った任意のＭ×Ｎマトリク
ス部分の画像ｗａの輝度値をＡijとすると、テンプレー
トｗｂと画像Ａから切り取った画像ｗａとの類似度Ｍ
は、次の（４）式によって算出する。

【００７３】

【数５】 この（４）式の値が大きくなるほど類似度Ｍは高くな
る。そこで画像Ａから位置をずらしながらテンプレート
ｗｂと同じ大きさの画像ｗａを切り取り、（４）式を用
いてテンプレートｗｂと画像Ａから切り取った画像ｗａ
との類似度Ｍを演算し、最も類似度Ｍの高い位置を同じ
対象物が撮像されている位置と決定する。ここでは、こ
のマッチング処理によって画像Ｂのテンプレートｗｂと
画像Ａから切り取った画像ｗａの始点のＹａ座標、Ｙｂ
座標位置をそれぞれＹａ，Ｙｂとし、画像Ａ、画像Ｂ内
で互いに同じ対象物が撮像されている位置とする。これ
は図２におけるｐ点に対応するものである。ただし、こ
の値は画像Ａ、画像Ｂの画像座標系から見た位置である
ので、前述の（１）式に代入するためにはこの値をカメ
ラ座標系から見た値に変換する必要がある。

【００７４】この変換を行うためには、まず単位を合わ
せる必要がある。いまの場合、座標Ｙａ，Ｙｂの単位が
画素であり、眼間距離Ｄや焦点距離Ｆは距離を表す単
位、例えば「ｍｍ」などで表わされるためである。そこ
で、カメラの撮像画面上の１画素の大きさ（１画素の１
辺の長さ）が何ｍｍに相当するかを求めればよい。これ
は、次の方法によって行う。図８に示すように、焦点距
離Ｆのカメラを用いてそのカメラからｚ（ｍｍ）離れた
位置に１辺がＷ（ｍｍ）の正方形をカメラの撮像面と平
行になるように置いて撮像する。この時に撮像面２２ｂ
に撮像されている正方形の大きさが何画素であるかが分
かれば、撮像面２２ｂ上の１画素の大きさＡを次の
（５）式より求めることができる。

【００７５】

【数６】 ここで、ｘは画像上の正方形の１辺の大きさ（単位は画
素）である。

【００７６】画像上の正方形の大きさは、プラスエッジ
とマイナスエッジから成る互いに平行な２本の直線を検
出し、それらの直線間の距離を調べることで求められ
る。２本の直線の検出は、屋根の位置の検出と同じ方法
で２本の長いエッジを検出することによって行える。

【００７７】例示してみると、カメラＢからｚ＝１００
０ｍｍ離れた位置に１辺がＷ＝５０ｍｍの正方形を置
き、焦点距離Ｆ＝２０ｍｍのカメラＢで撮像した時に、
正方形の１辺がｘ＝１０画素の大きさに撮像されていれ
ば、

【数７】 １画素の大きさＡ＝Ｗ×Ｆ／（ｚ×ｘ） ＝５０×２０／（１０００×１０） ＝０．１ｍｍ となる。

【００７８】このような方法で１画素の大きさを求め、
これを（１）式に利用する（あらかじめ距離算出部６に
登録しておく）ことによって実際の障害物までの距離を
算出することができるのである。

【００７９】いま、１画素の大きさがｅ（ｍｍ）とする
と、カメラ座標系から見たマッチング位置のＹ軸方向の
座標は、次のようになる。

【００８０】

【数８】 これを用いることによって、（１）式は次の（６）式の
ように変形することができる。ただし、ｙａ≦ｙｂであ
る。

【００８１】

【数９】 ここで、Ｙａ，Ｙｂは画面座標系で表わされた値であ
る。

【００８２】つまり、図７で説明したマッチング処理で
求めた対応する座標Ｙａ，Ｙｂ（単位は画素）を（６）
式に代入することによってカメラから屋根までの距離ｚ
を算出することができるのである。

【００８３】次に、屋根の高さの算定方法について説明
する。図４に基づいて前述したように、カメラＡ，Ｂの
焦点距離ＦとカメラＡ，Ｂから対象物までの距離ｚおよ
び路面２０からカメラＡの光軸１ａまでの高さｈと画像
上での対象物が撮像されているＹ軸方向の位置とが分か
れば、前述の（３）式に当てはめることによって求める
ことができる。

【００８４】そこで高さ算出部７はこの障害物である屋
根の高さを次の手順によって算出する。障害物検出部４
から対象物である屋根の下側のエッジのＹ軸座標Ｙｒを
得る。これは、図６に示したカメラＢの画像Ｂに対する
ステレオ画像処理によりすでに求められている。ただ
し、画素単位であるので、このＹｒを距離ｚを求めた時
に同様にｍｍ単位に変換する必要がある。

【００８５】１画素の大きさがｅ（ｍｍ）であるとき、
カメラ座標系から見た屋根のエッジ位置のＹ座標は、ｅ
×Ｙｒ（ｍｍ）となる。したがって、この値を（３）式
に代入することによって、次の（７）式により路面２０
から屋根までの高さＨを求めることができる。

【００８６】

【数１０】 こうして高さ算出部７において前方頭上の障害物である
屋根の高さＨを算出することができると、車両高さ比較
部８は自車の車高Ｈc と屋根の高さＨとを比較し、屋根
の高さＨよりも車高Ｈc の方が小さければ駐車場への進
入可能と判断し、逆に屋根の高さＨよりも車高Ｈc の方
が高ければ駐車場への進入不可能と判断する。

【００８７】そして駐車場への進入不可能との判断結果
は警報制御部９とブレーキ制御部１０に出力され、警報
を鳴動させることによってドライバに屋根が低くて進入
不可能であることを気付かせ、また自動的にブレーキを
かけることによって無理な進入を防止する。

【００８８】これと並行して、第１の実施の形態では高
さ算出部７の演算結果はアンテナ高さ比較部１２にも与
えられる。アンテナ状態判定部１１ではアンテナが上げ
られているか下げられたままであるかどうかの判定結果
をアンテナ高さ比較部１２に与えており、アンテナが上
げられている時には、アンテナ高さ比較部１２は高さ算
出部７から与えられる前方頭上の障害物の高さＨを自車
のアンテナ高さＨatと比較する。そしてアンテナ高さＨ
atの方が屋根よりも高ければ、アンテナ制御部１３に指
令を出し、アンテナ制御部１３は上げられているアンテ
ナを強制的に下げる動作を行う。

【００８９】以上の一連の動作を図９のフローチャート
に基づいて説明する。このフローチャートの処理は電源
投入と同時に繰り返し、周期的に実行されるもので、カ
メラＡ２ａ、カメラＢ２ｂにより自車両の前方の情景を
撮影した画像を周期的に入力して画像メモリ３ａ，３ｂ
にディジタル化して保存し（ステップＳ１）、これを障
害物検出部４において前方頭上障害物の有無を判定し、
障害物を検出しない時には通過ＯＫであるので何もしな
い（ステップＳ２）。

【００９０】しかしながら前方頭上の障害物を検出した
時には、マッチング処理部５において２枚の画像Ａ，Ｂ
間のマッチング処理をなし、障害物の同じ一部分を撮像
した画像から視差を算出し（ステップＳ３，Ｓ４）、さ
らに距離算出部６において障害物までの距離ｚを算出す
る（ステップＳ５）。続いて高さ算出部７において障害
物の路面２０からの高さＨを算出する（ステップＳ
６）。

【００９１】そして高さ比較部８において障害物の路面
２０からの高さＨと自車の車高Ｈｃとを比較し、自車が
障害物をすり抜けることができるか判断し（ステップＳ
７）、すり抜けることができない場合には警報を発して
ドライバに知らせ、同時にブレーキをかけて衝突を避け
る（ステップＳ８）。

【００９２】これと共に、アンテナが上げられている時
にはアンテナ高さ比較部１２においてアンテナの高さＨ
atと障害物の高さＨとを比較して障害物にアンテナが引
っかからないかどうかも判定し（ステップＳ９）、アン
テナが高くて引っかかるようであれば強制的にアンテナ
を下げさせて障害物を通過できるようにする（ステップ
Ｓ１０）。

【００９３】このようにして第１の実施の形態の障害物
検出装置では、２台のカメラＡ，Ｂを前後方向の１つの
ラインを含む垂直面に光軸が共に乗り、かつそれらの撮
像面のＹ軸が垂直方向の同一ラインに乗るように設置
し、これらの撮影する前方の情景の画像データを処理し
て前方頭上の障害物の存在の有無を自動的に検出し、前
方頭上に障害物が存在する場合にはその障害物を自車両
がすり抜けることができる高さかどうかも自動的に見極
め、衝突しそうであれば警報をドライバに発して警告
し、またブレーキを自動的にかけるようにして、前方頭
上の障害物に対する車両の衝突を防止するのである。

【００９４】なお、上記の第１の実施の形態では自車両
の車高Ｈｃが前方頭上の障害物の高さＨよりも高い時に
自動的に警報を発し、ブレーキもかけるようにしたが、
構成を簡素化するためには警報を発するだけ、あるいは
ブレーキをかけるだけの構成にしてもよい。

【００９５】また警報ユニットやブレーキユニットを頭
上障害物検出機構と別ユニットとすることもあるので、
ユニット化する場合にはこれらの機能をいずれも省略
し、前方頭上障害物の高さＨと車高Ｈｃとの比較におい
て車高の方が高いと判断した時にその判断結果を出力す
るだけの構成とすることもできる。

【００９６】またさらに、上記の第１の実施の形態では
アンテナ高さも前方頭上障害物の高さと比較し、アンテ
ナの方が高い場合には強制的に下げる機構を持たせた
が、この機能は必要に応じて付加することができるもの
であり、構成を簡素にしてコストを下げるためにはアン
テナ状態判定部、アンテナ高さ比較部、アンテナ制御部
を省略することができる。

【００９７】さらに加えて、自車の車高と前方頭上の障
害物との高さ比較機能は省略し、自車のアンテナの高さ
と障害物の高さとだけを比較し、アンテナが高ければ低
く下げる機能だけを備えた構成とすることも可能であ
る。

【００９８】次に、本発明の請求項６の発明の実施の形
態（第２の実施の形態）について説明する。この第２の
実施の形態の障害物検出装置の特徴は、路面２０に勾配
がある場合にも前方頭上の障害物の高さを自動検出する
機能を備えた点にある。

【００９９】図１０に第２の実施の形態の障害物検出装
置の機能構成を示してあり、図１に示した第１の実施の
形態の構成要素に対して、さらに画像メモリ３ｂに保存
されているカメラＢ２ｂの画像データに基づいて障害物
の直下の路面とみなされる部分の検出処理を行う路面検
出部１４と、この路面検出部１４の検出する路面部分ま
での距離ｑと距離算出部６の算出する障害物までの距離
ｚとの比較により路面２０の勾配、つまり登り勾配か下
り勾配かを判断する傾斜判断部１５と、この傾斜判断部
１５の判断結果に基づいて障害物２１の直下の路面部分
と現在の車両位置との間の高低差を演算する高低差算出
部１６と、高さ算出部７が算出した画像データに基づい
て自動認識される高さＨｑと高低差算出部１６の算出し
た高低差ｈ´から障害物の実際の高さＨを算出する実高
さ算出部１７を付加的に備えている。

【０１００】次に、上記構成の第２の実施の形態の障害
物検出装置の動作について説明する。図１１は下り勾配
のある路面２０で前方の陸橋の高さＨを検出する手順を
示し、図１２は登り勾配のある路面２０で前方の陸橋の
高さＨを検出する手順を示している。

【０１０１】まず図１１に示す路面２０が下り勾配の場
合、前方の陸橋の見かけ上の高さＨｑが実際の高さＨよ
り低く認識される。また図１２に示す路面２０が登り勾
配の場合、陸橋の見かけ上の高さＨｑが実際の高さＨよ
りも高く認識される。このような状況での陸橋の実際の
高さＨの正確な検出を行う動作について説明する。な
お、ここでは、自車両の走行している場所では路面２０
が水平であり、少し前方に進むと下り勾配になる場合、
逆に自車両の走行している場所では路面２０が水平であ
り、少し前方に進むと上り勾配になる場合について説明
する。

【０１０２】この第２の実施の形態の障害物検出装置に
よる前方頭上障害物である陸橋の高さＨを検出する方法
は次の通りである。すなわち、路面検出部１４によって
障害物である陸橋２１の存在する付近の路面上のある点
ｑまでの距離を認識し、傾斜判断部１５において路面の
傾斜状態を判断し、さらに高低差算出部１６において点
ｑがカメラＢ２ｂによって撮影され、撮像面２２ｂに投
影される画像上のＹ座標位置とカメラＢ２ｂから点ｑま
での距離ｚとから、第１の実施の形態で前方頭上の障害
物の高さＨを求めたときと同じ原理を用いて自車位置の
路面高さと前方の路面上の点ｑとの高低差ｈ´を求め、
さらに実高さ算出部１７において高さ算出部７で第１の
実施の形態と同じ方法で求めた障害物の高さ（ここでは
見かけ上の高さＨｑとなる）をこの高低差ｈ´によって
補正することによって陸橋２１の実際の高さＨを求める
のである。

【０１０３】そこでまず、前方道路の自車位置の路面２
０に対する傾斜の有無を求める。これには、障害物検出
部４が第１の実施の形態と同様の方法により前方の陸橋
２１の存在を検出し、マッチング処理部５がステレオ画
像のマッチング処理によって陸橋２１の手前下側エッジ
の同じ一部分の画像領域を抽出して視差を求め、距離算
出部６がこのマッチング処理で得られた視差に基づき、
（１）式によって陸橋までの距離ｚを算出する。

【０１０４】次に下り勾配の路面であれば、陸橋２１の
先の路面上の点ｑが撮像されている路面上の位置を求め
る。この場合、路面２０全体が平坦であればカメラＢか
らｚだけ前方の路面上の点ｑは図１３に示す関係となる
ので、撮像面２２ｂにおける点ｑの投影点のＹ座標Ｙｑ
は、

【数１１】 ここで、Ｙｑの単位は画素、ｅは画素の１辺の大きさ
（ｍｍ）である。

【０１０５】の位置に投影される。この原理を用いて、
Ｙ＝Ｙｑの位置に投影されている路面までの距離ｚ´が
図１３に示されている距離ｚと等しいかどうかによって
前方の道路の傾斜状態を判断する。

【０１０６】それにはまず、撮像面２２ｂ上のＹ＝Ｙｑ
の位置に対応する路面２０上の点を検出する必要があ
る。画像メモリ３ｂにおけるＹ＝Ｙｑのライン上には路
面以外の物体の映像も含まれているので、路面を検出す
るためには、例えば、路面２０を示す特徴の１つである
白線を検出することによって行う。図１４に示すように
ステレオ画像の画像Ｂを用いて平坦路であれば前方ｚの
路面が撮像されているべき位置であるＹｑ＝（ｈｂ×
Ｆ）／（ｚ×ｅ）の位置上に、Ｘｂ軸方向に沿って数カ
所にウィンドウを切り、このウィンドウ内を微分する。
そして微分画像それぞれにおいてプラスエッジから成る
直線（直線Ｌ）とマイナスエッジから成る直線Ｍを１本
ずつ検出し、それらの直線の式を求める。この直線の式
は、例えば、直線を認識対象としたＨｏｕｇｈ変換によ
って求める。こうして求めたウィンドウ内の２本の直線
Ｌ，Ｍがあるしきい値以上のエッジから成り、かつほぼ
平行である場合に道路上の白線と見なし、そのウィンド
ウを路面２０の白線上の点ｑが投影されている位置と見
なす。

【０１０７】次に、点ｑまでの距離を求めることになる
が、これには第１の実施の形態で前方頭上障害物である
駐車場の屋根までの距離を求めた方法と同じ処理を用い
る。つまり、白線を検出したウィンドウをテンプレート
とし、正規化相関法によって他方の画像Ａでのマッチン
グ位置を求め、点ｑまでの距離ｚ´を求めるのである。
このウィンドウは距離ｚ先にある平坦な道路の路面が投
影される位置Ｙｑ＝（ｈｂ×Ｆ）／（ｚ×ｅ）に切った
ものであるので、前方の道路が図１３に示したように平
坦であればｚ´＝ｚとなるはずである。

【０１０８】しかしながら、前方の道路が自車位置の路
面に対して下り坂であると図１１に示すようにｚ´＞
ｚ、登り坂であると図１２に示すようにｚ´＜ｚとな
る。そこで傾斜判断部１５においてｚ´とｚとを比較す
ることによって下り坂、登り坂、平坦路の判断をする。

【０１０９】そして高低差算出部１６では下り坂、登り
坂それぞれに応じて前述の高低差ｈ´を算出し、実高さ
算出部１７では高さ算出部７が算出した陸橋２１の見か
け上の高さＨｑに対してこの高低差ｈ´を補正すること
によって陸橋２１の実際の正確な高さＨを算出し、第１
の実施の形態と同様の車両高さ比較部８とアンテナ高さ
比較部１２とに渡すのである。

【０１１０】いま点ｑの光軸１ｂに対する高さｈｂ´
は、前述の（２）式に当てはめることにより、次の（２
´）式のようになる。

【０１１１】

【数１２】 したがって、点ｑの光軸１ｂに対する高さｈｂ´とカメ
ラＢの路面からの高さｈｂとの差から、陸橋２１の存在
する位置の路面の高さと自車位置の路面の高さとの高低
差ｈ´は、次の（８）式のようになる。

【０１１２】

【数１３】 ただし、図１１および図１２から分かるように陸橋２１
は、実際にはカメラＢ２ｂから距離ｚ´の位置ではなく
ｚの位置にある。そのため、本来の陸橋の存在する付近
の位置の路面の高さと自車位置の路面の高さとの高低差
は図示したｈ″のようになるが、このｈ″とｈ´とは図
からも明らかなようにほぼ等しい値と見なすことができ
る。したがって、画像処理で求めた陸橋２１の見かけ上
の高さＨｑであれば、実際の陸橋の高さＨは、次の
（９）式によって求めることができることになる。

【０１１３】

【数１４】 以上の一連の処理を図１５に示したフローチャートによ
って説明すると、次のようになる。このフローチャート
の処理は電源投入と同時に繰り返し、周期的に実行され
るもので、ステップＳ２１〜Ｓ２６までの処理、ステッ
プＳ３４〜Ｓ３７の処理は第１の実施の形態のフローチ
ャートと同様である。

【０１１４】まずカメラＡ２ａ、カメラＢ２ｂにより自
車両の前方の情景を撮影した画像を周期的に入力して画
像メモリ３ａ，３ｂにディジタル化して保存し（ステッ
プＳ２１）、これを障害物検出部４において前方頭上障
害物の有無を判定し、障害物を検出しない時には通過Ｏ
Ｋであるので何もしない（ステップＳ２２）。

【０１１５】しかしながら前方頭上の障害物を検出した
時には、マッチング処理部４において２枚の画像Ａ，Ｂ
間のマッチング処理をなし、障害物の同じ一部分を撮像
した画像から視差を算出し（ステップＳ２３，Ｓ２
４）、さらに距離算出部６において障害物までの距離ｚ
を算出する（ステップＳ２５）。続いて高さ算出部７に
おいて障害物の路面２０からの高さＨを算出する（ステ
ップＳ２６）。

【０１１６】続いて、図１４に示した処理に基づき、路
面検出部１４において距離ｚ前方付近の路面の白線（つ
まり、図１１〜図１３で説明したＹｑ位置のウィンドウ
内の白線）を検出し（ステップＳ２７）、マッチング処
理部４において路面画像のマッチング処理を行い（ステ
ップＳ２８）、距離算出部６で視差を算出した後、路面
上の点ｑまでの距離ｚ´を算出する（ステップＳ２９，
Ｓ３０）。

【０１１７】続いて、傾斜判断部１５においてｚとｚ´
との大小比較によって障害物の存在するｚ前方の路面の
傾斜の有無を判断し（ステップＳ３１）、傾斜がなけれ
ば補正値ｈ´の算出が不要となるので、実高さ算出部１
７では高さ算出部７がステップＳ２６において算出した
高さＨを実高さと見なし、ステップＳ３４以下の処理に
移る。

【０１１８】しかしながら、ステップＳ３１で傾斜判断
部１５が傾斜ありと判断すれば、高低差算出部１６にお
いて高低差ｈ´を前述した方法で算出し（ステップＳ３
２）、実高さ算出部１７において高さ算出部７の算出し
た障害物２１の見かけ上の高さＨを補正して実際の高さ
を算出する（ステップＳ３３）。

【０１１９】こうして前方の障害物２１が存在する位置
の道路に傾斜がある場合には自車位置の路面と障害物の
位置の路面との高低差ｈ´を求めて高さ算出部７が算出
した見かけ上の高さを補正して前方頭上の障害物２１の
正確な高さＨを得た後は、高さ比較部８において障害物
の路面２０からの高さＨと自車の車高Ｈｃとを比較し、
自車が障害物をすり抜けることができるか判断し（ステ
ップＳ３４）、すり抜けることができない場合には警報
を発してドライバに知らせ、同時にブレーキをかけて衝
突を避ける（ステップＳ３５）。

【０１２０】これと共に、アンテナが上げられている時
にはアンテナ高さ比較部１２においてアンテナの高さＨ
atと障害物の高さＨとを比較して障害物にアンテナが引
っかからないかどうかも判定し（ステップＳ３６）、ア
ンテナが高くて引っかかるようであれば強制的にアンテ
ナを下げさせて障害物を通過できるようにする（ステッ
プＳ３７）。

【０１２１】このようにして第２の実施の形態によれ
ば、前方の道路が自車位置に対して傾斜を持つ場合でも
正確に前方頭上の障害物の実際に高さＨを自動的に検出
することができ、自車の車高Ｈｃと比較して通り抜ける
ことができるかどうか判断し、衝突しそうであれば警報
を発し、またブレーキをかけることによって衝突を防止
し、またアンテナが引っかかるかどうかも判断して引っ
かかるようであれば強制的にアンテナを下げることによ
って破損を防止することができるのである。

【０１２２】なお、上記の第２の実施の形態でも自車両
の車高Ｈｃが前方頭上の障害物の高さＨよりも高い時に
自動的に警報を発し、ブレーキもかけるようにしたが、
構成を簡素化するためには警報を発するだけ、あるいは
ブレーキをかけるだけの構成にしてもよい。

【０１２３】また警報ユニットやブレーキユニットを頭
上障害物検出機構と別ユニットとすることもあるので、
ユニット化する場合にはこれらの機能をいずれも省略
し、前方頭上障害物の高さＨと車高Ｈｃとの比較におい
て車高の方が高いと判断した時にその判断結果を出力す
るだけの構成とすることもできる。

【０１２４】またさらに、第２の実施の形態でもアンテ
ナ高さも前方頭上障害物の高さと比較し、アンテナの方
が高い場合には強制的に下げる機構を持たせたが、この
機能は必要に応じて付加することができるものであり、
構成を簡素にしてコストを下げるためにはアンテナ状態
判定部、アンテナ高さ比較部、アンテナ制御部を省略す
ることができる。

【０１２５】さらに加えて、自車の車高と前方頭上の障
害物との高さ比較機能は省略し、自車のアンテナの高さ
と障害物の高さとだけを比較し、アンテナが高ければ低
く下げる機能だけを備えた構成とすることも可能であ
る。

【０１２６】次に、本発明の請求項７の発明の実施の形
態（第３の実施の形態）について、図１６以下に基づい
て説明する。この第３の実施の形態の障害物検出装置の
特徴は、第１の実施の形態と同様に前方の頭上の障害物
を自動検出して自車の車高あるいはアンテナの高さと比
較して車高が高すぎる場合に自動的に警報を発し、ブレ
ーキをかけ、またアンテナを下げる制御を行う機能を有
するのに加えて、前方路上の先行車などの障害物との距
離を検出し、車間距離が短すぎる時、また自車との相対
速度から急接近していると判断した時に安全な速度とな
るように自動的に速度制御する機能を有している点にあ
る。

【０１２７】この第３の実施の形態の障害物検出装置
は、図１６の機能ブロック図に示すように第１の実施の
形態と同様、２台のカメラＡ２ａとカメラＢ２ｂと、こ
れらのカメラ２ａ，２ｂの画像をディジタル画像に変換
して記憶する画像メモリ３ａ，３ｂと、障害物の有無を
検出する障害物検出部４と、障害物を検出した時に両カ
メラ２ａ，２ｂの画像のマッチング処理を行うマッチン
グ処理部５と、障害物（頭上障害物と共に路上障害物も
含む）までの距離を算出する距離算出部６と、障害物の
地上からの高さＨを算出する高さ算出部７と、自車の車
高Ｈc と障害物の高さＨとを比較する高さ比較部８と、
この高さ比較部８の比較結果によってドライバに警報を
与える警報制御部９と、自動的に車両にブレーキをかけ
るブレーキ制御部１０と、自車のアンテナが出ているか
どうか判断するアンテナ状態判定部１１と、自車のアン
テナ高さＨatと障害物の高さＨとを比較するアンテナ高
さ比較部１２と、このアンテナ高さ比較部１２の比較結
果によりアンテナを自動的に降下させるアンテナ制御部
１３を備えている。

【０１２８】そして第３の実施の形態の特徴部分とし
て、カメラＢ２ｂが撮像して画像メモリ３ｂに記憶され
ている画像データに対して後述する画像処理を行い、先
行車の有無を検出する先行車検出部３１と、距離算出部
７によって得られた先行車までの距離の時間変化から相
対速度を算出する相対速度算出部３２と、この相対速度
算出部３２の算出する相対速度に基づいて自車の速度制
御を行う速度制御部３３を備えている。

【０１２９】次に、上記構成の第３の実施の形態の障害
物検出装置の動作について説明する。前方頭上の障害物
２１に対する高さＨの自動検出動作は第１の実施の形態
と同様であり、図９のフローチャートにしたがう。そし
て前方路上の障害物との間の相対速度を自動検出して急
接近していると判断した時に速度を緩めるように自動速
度制御する動作は、次の手順により行う。

【０１３０】図１７にカメラＡ２ａ、カメラＢ２ｂが撮
影し、撮像面２２ａ，２２ｂに映る前方の情景の画像
Ａ，Ｂを示しているが、いまカメラＢの画像Ｂを用いて
障害物検出部４と先行車検出部３１とがそれぞれ前方頭
上の障害物２１の検出と先行車２４の検出とを行う。障
害物検出部４は図５および図６に示した第１の実施の形
態と同様の方法で画像Ｂ上のあらかじめ定められたＹｂ
座標Ｙ１に切ったウィンドウｗｕから水平なエッジ部分
を検出する。そして先行車検出部３１は同じ画像Ｂ上の
あらかじめ定められたＹｂ座標Ｙ２に切ったウィンドウ
ｗｄから水平なエッジ部分を検出する。

【０１３１】これらのＹｂ座標上のウィンドウｗｕ，ｗ
ｄの位置Ｙ１，Ｙ２それぞれは図１８に示す原理から次
のようにしてあらかじめ設定しておく。路面２０からカ
メラＢの光軸１ｂまでの高さｈｂ、前方ｚの位置に存在
するある高さｇの点ｐが撮像面２２ｂに投影される位置
のＹｂ座標値Ｙは、１画素の大きさがｅである場合、次
の（１０）式によって求めることができる。

【０１３２】

【数１５】 そこで、この式（１０）のｇに頭上障害物２１のだいた
いの高さＨｅと先行車２４のだいたいの高さＨｄとをそ
れぞれ代入することによってあらかじめＹ１，Ｙ２を算
出し、その値に設定しておくのである。

【０１３３】またこれらのウィンドウｗｕ，ｗｄのＸｂ
座標値は図１９に示す白線検出処理の結果から定義す
る。まずＹ２の高さ位置上にＸｂ軸に沿って複数個のウ
ィンドウを切り、これらのウィンドウを用いて白線検出
を行う。この白線検出の方法そのものは図１４を用いて
説明した第２の実施の形態の方法と同じである。ただ
し、この第３の実施の形態では１つの車線の両側、つま
り左右２本の白線の検出を行う必要があり、図１９にお
いて左側のウィンドウから順に白線の有無を検出し、白
線が存在したならそのウィンドウのＸｂ座標値Ｘ2lを記
憶し、さらに右側にウィンドウの白線検出処理を進め、
あるウィンドウで再び白線を検出したならそのウィンド
ウのＸｂ座標値Ｘ2rを記憶する。

【０１３４】自車はこの左右の白線の間の車線を走行し
ているので、前方の障害物となるものはこれらの白線の
間の車線上に存在しているものに限ることができる。そ
こで図１９に示すように、検出した左右の白線の座標値
をもとにして陸橋のような前方頭上の障害物２１の認識
用のウィンドウ位置の始点の（Ｘｂ，Ｙｂ）座標を
（（Ｘ2l＋Ｘ2r）／２，Ｙ１）とし、また先行車の認識
用のウィンドウ位置の始点の座標を（（Ｘ2l＋Ｘ2r）／
２，Ｙ２）と定義する。

【０１３５】こうして決定して２つのウィンドウｗｕ，
ｗｄを用いて頭上障害物となる陸橋２１の高さの認識と
先行車２４までの距離認識を行う。

【０１３６】まず先行車２４までの距離認識処理は次の
通りである。ウィンドウｗｄを用いて先行車２４の有無
を図１７に示した方法で行う。ここでは、ウィンドウｗ
ｄの中央部においてウィンドウｗｄの最下部から最上部
（Ｙｂ＝Ｙ２）まで下から上へ向けてあるしきい値以上
である一定の長さを有する水平なエッジを探索し、ウィ
ンドウｗｄ内にそのような水平なエッジを発見したな
ら、それを先行車２４と見なす。

【０１３７】こうして先行車２４を見つけると、次に先
行車２４までの距離Ｚを算出する。この距離算出方法は
第１の実施の形態における障害物２１までの距離算出の
方法と同じであり、正規化相関法による。つまり、画像
Ｂのウィンドウｗｄ内に先行車２４を検出すると、マッ
チング処理部５において第１の実施の形態と同様に図７
に示した方法によって画像Ａにおいて画像Ｂのウィンド
ウｗｄに対応するウィンドウの位置を探索し、その始点
の座標（（Ｘa2l ＋Ｘa2r ）／２，Ｙa2）を求める。

【０１３８】そしてこれらの画面のＹ座標値Ｙｂ＝Ｙ
２，Ｙａ＝Ｙa2を（３）式に代入することによって先行
車２４までの距離（車間距離となる）Ｚを次の式（１
１）によって算出する。

【０１３９】

【数１６】 こうして距離算出部６で先行車２４との距離Ｚを算出す
ると、次に相対速度算出部３２において前回に算出した
距離（距離算出部６の車間距離Ｚの算出の度にその値を
記憶している）との間で時間微分することによって相対
速度Ｖre（＝ΔＺ／Δｔ；ここでΔｔは演算処理周期）
を算出し、距離Ｚとこの相対速度Ｖreとを速度制御部３
３に渡す。速度制御部３３では距離Ｚ、相対速度Ｖreそ
れぞれをあらかじめ登録されているそれぞれのしきい値
と比較し、車間距離Ｚが狭すぎる時にはブレーキを自動
的にかけ、さらに相対速度が大きくて急接近している時
にはスロットルバルブを閉じることによって速度を落と
すなど、速度を緩めるための制御を行う。

【０１４０】これに続いて、第１の実施の形態と同様に
前方頭上の障害物２１の有無の判定と、その距離ｚ、高
さＨの算出をそれぞれ距離算出部６、高さ算出部７にお
いて行い、高さ比較部８において障害物２１の高さＨと
自車の車高Ｈｃと比較する。そして、障害物２１の高さ
Ｈよりも車高Ｈｃの方が高ければ衝突を避ける必要があ
るために、警報制御部９とブレーキ制御部１０に出力し
て、警報を鳴動させることによって障害物２１への進入
が不可能であることをドライバに気付かせ、また自動的
にブレーキをかけることによって無理な進入を防止す
る。またこれと並行して、高さ算出部７の演算結果はア
ンテナ高さ比較部１２にも与えられ、前方頭上の障害物
２１の高さＨを自車のアンテナ高さＨatと比較によって
アンテナ高さＨatの方が障害物２１の高さＨよりも高け
れば、アンテナ制御部１３に指令を出し、上げられてい
るアンテナを強制的に下げる動作を行わせる。

【０１４１】以上の一連の動作を図２０のフローチャー
トに基づいて説明すると、カメラＡ2aとカメラＢ２ｂに
よって周期的に前方の情景を撮影して画像メモリ３ａ，
３ｂに保存していく（ステップＳ４１）。

【０１４２】そしてこのカメラＢが撮像した画像メモリ
３ｂの画像Ｂを利用して、図１９に示した方法により前
方の左右の白線を検出してウィンドウ座標を定義する
（ステップＳ４２）。

【０１４３】この後、先行車検出部３１において図１７
に示した方法によって先行車２４の有無を検出し（ステ
ップＳ４３）、先行車２４が存在すれば画像Ａ，Ｂ間の
マッチング処理を行って視差を算出し（ステップＳ４
４，Ｓ４５）、続いて先行車２４までの車間距離Ｚを算
出する（ステップＳ４６）。

【０１４４】得られた車間距離Ｚについて、前回に算出
された車間距離との間で時間微分を行って相対速度Ｖre
を算出し、今回の車間距離Ｚとこの相対速度Ｖreとをそ
れぞれあらかじめ登録されているしきい値と比較し、車
間距離Ｚが狭すぎる時にはブレーキを自動的にかけ（ス
テップＳ４７，Ｓ４８）、さらに相対速度が大きくて急
接近している時にはスロットルバルブを閉じることによ
って速度を落とすなど、速度を緩めるための制御を行う
（ステップＳ４９，Ｓ５０）。

【０１４５】これに続いて、障害物検出部４において前
方頭上障害物２１の有無を判定し、障害物を検出しない
時には通過ＯＫであるので何もしない（ステップＳ５
２）。しかしながら前方頭上の障害物２１を検出した時
には、２枚の画像Ａ，Ｂ間のマッチング処理をなし、障
害物の同じ一部分を撮像した画像から視差を算出し（ス
テップＳ５３，Ｓ５４）、さらに障害物までの距離ｚを
算出し（ステップＳ５５）、続いて障害物の路面２０か
らの高さＨを算出する（ステップＳ５６）。

【０１４６】そして障害物２１の路面からの高さＨと自
車の車高Ｈｃとを比較し、自車が障害物をすり抜けるこ
とができるか判断し（ステップＳ５７）、すり抜けるこ
とができない場合には警報を発してドライバに知らせ、
同時にブレーキをかけて衝突を避ける（ステップＳ５
８）。これと共に、アンテナが上げられている時にはア
ンテナの高さＨatと障害物の高さＨとを比較して障害物
にアンテナが引っかからないかどうかも判定し（ステッ
プＳ５９）、アンテナが高くて引っかかるようであれば
強制的にアンテナを下げさせて障害物を通過できるよう
にする（ステップＳ６０）。

【０１４７】このようにして第３の実施の形態の障害物
検出装置では、２台のカメラＡ，Ｂを前後方向の１つの
ラインを含む垂直面に光軸が共に乗り、かつそれらの撮
像面のＹ軸が垂直方向の同一ラインに乗るように設置
し、これらの撮影する前方の情景の画像データを処理し
て路上の障害物である先行車との距離を自動的に認識
し、車間距離がしきい値よりも狭い場合や急接近してい
る場合には速度を緩める制御を行い、また前方頭上の障
害物の存在の有無を自動的に検出し、前方頭上に障害物
が存在する場合にはその障害物を自車両がすり抜けるこ
とができる高さかどうかも自動的に見極め、衝突しそう
であれば警報をドライバに発して警告し、またブレーキ
を自動的にかけるようにして、前方頭上の障害物に対す
る車両の衝突を防止するのである。

【０１４８】なお、上記の第３の実施の形態でも自車両
の車高Ｈｃが前方頭上の障害物の高さＨよりも高い時に
自動的に警報を発し、ブレーキもかけるようにしたが、
構成を簡素化するためには警報を発するだけ、あるいは
ブレーキをかけるだけの構成にしてもよい。

【０１４９】また警報ユニット、ブレーキユニット、速
度制御ユニットを頭上障害物検出機構や路上障害物検出
機構と別ユニットとすることもあるので、ユニット化す
る場合にはこれらの機能をいずれも省略し、前方路上障
害物との距離がしきい値よりも狭い場合、また急接近し
ている場合にはその判断結果を出力し、また前方頭上障
害物の高さＨと車高Ｈｃとの比較において車高の方が高
いと判断した時にその判断結果を出力するだけの構成と
することもできる。

【０１５０】またさらに、上記の第３の実施の形態でも
アンテナ高さも前方頭上障害物の高さと比較し、アンテ
ナの方が高い場合には強制的に下げる機構を持たせた
が、この機能は必要に応じて付加することができるもの
であり、構成を簡素にしてコストを下げるためにはアン
テナ状態判定部、アンテナ高さ比較部、アンテナ制御部
を省略することができる。

【０１５１】次に、本発明の請求項８の発明の１つの実
施の形態（第４の実施の形態）について図２１に基づい
て説明する。この第４の実施の形態は、図１６に示した
第３の実施の形態に対して、制御選択部３４を追加し、
前方頭上の障害物２１と前方路上の障害物２４とのいず
れか一方の検出機能を選択し、その障害物までの距離認
識と速度制御を行うようにしたことを特徴とする。な
お、この第４の実施の形態において、第３の実施の形態
と同一の符号を付した部分は同一の働きをするものであ
る。

【０１５２】例えば、車両が駐車場に入ろうとする場合
には先行車との距離検出はほとんど不要であるが、駐車
場入り口天井のような前方頭上の障害物の高さを検出し
て自車が進入できるかどうか判定する機能は重要になっ
てくる。また逆に、高速道路を走行している場合には頭
上の障害物の検出はほとんど不要であるが、先行車との
車間距離や相対速度の検出機能は重要になってくる。そ
こでこの第４の実施の形態では制御選択部３４を設置す
ることによって、ドライバの選択操作により前方頭上の
障害物の検出機能と先行車の検出機能とのいずれか一方
をあらかじめ選択して働かせるようにしているのであ
る。

【０１５３】次に、本発明の請求項９の発明の１つの実
施の形態（第５の実施の形態）を図２２〜図２５に基づ
いて説明する。この第５の実施の形態の障害物検出装置
の特徴は、自車両の前方の左右に存在する左右の障害物
２５Ｌ，２５Ｒ間の間隔Ｗを自動的に検出して自車の幅
Ｗｃと比較し、障害物間の間隔Ｗよりも自車幅Ｗｃの方
が広い場合にはその判断結果を出力するようにした点に
ある。

【０１５４】図２２の機能ブロック図に示すように、こ
の第５の実施の形態の障害物検出装置は車両の前方の左
右に光軸１−１，１−２が１つの水平面上に乗るような
位置関係で２台のカメラ２−１，２−２が設置されてい
て、これらのカメラ２−１，２−２それぞれが撮影し、
撮像面２２−１，２２−２それぞれに投影される画像
Ａ，Ｂをディジタル化して記憶する画像メモリ３−１，
３−２を備えている。

【０１５５】またこれらの画像メモリ３−１，３−２の
一方に保存されている画像データを用いて前方左右の障
害物２５Ｌ，２５Ｒの存在の有無を検出する障害物検出
部４´と、前方左右に障害物２５Ｌ，２５Ｒが存在する
時には左右の画像Ａ，Ｂのマッチング処理によって視差
を算出するマッチング処理部５´と、このマッチング処
理部５´の算出した視差に基づいて前方左右の障害物２
５Ｌ，２５Ｒまでの距離ｚを算出する距離算出部６´
と、算出された距離ｚとあらかじめ登録されている固有
のパラメータとに基づいて障害物間の間隔Ｗを算出する
障害物間距離算出部７´と、算出された障害物間の間隔
Ｗと自車幅Ｗｃとを比較し、その比較結果を出力する幅
比較部８´とを備えている。

【０１５６】次に、上記構成の第５の実施の形態の動作
について説明する。左右２台のカメラ２−１，２−２に
よって同時に周期的に撮影される画像Ａ，Ｂが画像メモ
リ３−１，３−２それぞれに保存される。図２３は左側
のカメラ２−１の画像Ａ、右側のカメラ２−２の画像Ｂ
としてそれらの画像Ａ，Ｂを示している。

【０１５７】障害物検出部４´では、画像Ａにおいて左
側の障害物２５Ｌと右側の障害物２５Ｒとを第１の実施
の形態で図６に示した頭上の障害物の水平なエッジを検
出する手法を縦エッジの検出に用いることによって行
う。すなわち、図２３に示す画像Ａにおいて自車両のボ
ディの一番幅が部分の高さ位置に対応するＹ座標位置に
おいて、Ｘ軸方向に左から右に水平微分する。そして微
分画像を用いて左から右へ向けてＹ１軸とほぼ平行なエ
ッジを探索する。

【０１５８】そしてエッジを見つけたなら、その位置Ｘ
l1，Ｘr1を左右の障害物２５Ｌ，２５Ｒそれぞれの内側
の縦エッジであると判定する。

【０１５９】次に、検出した左右の障害物２５Ｌ，２５
Ｒまでの距離ｚをマッチング処理部５´と距離算出部６
´によって算出する。これには第１の実施の形態におい
て用いた図７の示すマッチング処理と同様に、画像Ａ内
で見つけた縦エッジと対応するエッジがカメラ２−２の
画像Ｂ内のどの位置にあるかをマッチング処理部５´に
おいて決定する。

【０１６０】そこではまず、図２４に示すように、画像
Ａにおいて検出した左右の障害物２５Ｌ，２５Ｒそれぞ
れの縦エッジがほぼ中央に位置するようにステレオ画像
処理用の左ウィンドウｗｌと右ウィンドウｗｒを切り、
このウィンドウｗｌ，ｗｒそれぞれの中の画像をテンプ
レートとして、これと最も類似度の高い画像が存在する
位置を、他方の画像Ｂより求める。ここで類似度は、正
規化相関法によって求める。この類似度の計算手法は前
述の（４）式による。

【０１６１】そこで画像Ｂにおいて位置をずらしながら
テンプレートｗｌ，ｗｒそれぞれと同じ大きさのウィン
ドウ画像ｗ2l，ｗ2rを画像Ｂから順次切り取りながら、
（４）式を用いてテンプレートｗｌ，ｗｒ各々との類似
度Ｍを演算し、最も類似度Ｍの高い位置を同じ対象物が
撮像されている位置と決定する。

【０１６２】このマッチング処理によって画像Ａのテン
プレートｗｌ，ｗｒ各々と画像Ｂから切り取った画像ｗ
2l，ｗ2r各々の始点のＸ１座標、Ｘ２座標位置をそれぞ
れＸl1，Ｘl2；Ｘr1，Ｘr2とし、画像Ａ、画像Ｂ内で互
いに同じ対象物が撮像されている位置とする。これは図
２５におけるｐｌ，ｐｒ点に対応するものである。

【０１６３】そしてこれらを第１の実施の形態と同様に
（６）式に代入することによって、次の（６´）式によ
ってカメラから前方左右の障害物２５Ｌ，２５Ｒそれぞ
れまでの距離ｚｌ，ｚｒを算出する。ここでは左右の障
害物に対する距離は共にｚ（＝ｚｌ＝ｚｒ）であったと
する。

【０１６４】

【数１７】 次に、障害物間距離算出部７´において左右の障害物間
の間隔Ｗを算定する。図２５に示すように画像Ａまたは
画像Ｂ（以下、ここでは画像Ａを用いる）上の左右の障
害物２５Ｌ，２５Ｒ間の距離（Ｘl1−Ｘr1）と障害物ま
での距離ｚとから、次の（１２）式により障害物間の間
隔Ｗを求めることができる。

【０１６５】

【数１８】 こうして障害物間距離算出部７´において障害物間の間
隔Ｗを算出すると、幅比較部８´においてあらかじめ登
録されている自車の幅Ｗｃと障害物間距離Ｗとを比較
し、障害物間距離Ｗの方が自車幅Ｗｃよりも狭ければ車
両進入不可能と判断し、その判断結果を出力する。

【０１６６】なお、こうして幅比較部８´において車両
進入不可能と判断した結果は、図１に示した第１の実施
の形態の警報制御部９やブレーキ制御部１０のような警
報ユニットやブレーキユニットに渡して自動的に警報を
発し、またブレーキを自動的にかけて進入を防止するの
に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の機能ブロック図。

【図２】上記の実施の形態の動作原理の説明図。

【図３】上記の実施の形態のステレオ画像の説明図。

【図４】上記の実施の形態の前方頭上の障害物までの距
離算定の原理の説明図。

【図５】上記の実施の形態のマッチング処理による視差
算定の原理の説明図。

【図６】上記の実施の形態における障害物検出部による
前方頭上の障害物の検出動作の説明図。

【図７】上記の実施の形態におけるマッチング処理部の
マッチング処理動作の説明図。

【図８】上記の実施の形態におけるカメラ座標系と画像
座標系との間の座標変換処理の説明図。

【図９】上記の実施の形態の動作のフローチャート。

【図１０】本発明の第２の実施の形態の機能ブロック
図。

【図１１】上記の実施の形態の障害物の位置の路面の下
り傾斜判別原理を示す説明図。

【図１２】上記の実施の形態の障害物の位置の路面の登
り傾斜判別原理を示す説明図。

【図１３】上記の実施の形態の障害物の位置の路面の平
坦判別原理を示す説明図。

【図１４】上記の実施の形態における路面検出部の路面
検出動作の説明図。

【図１５】上記の実施の形態の動作のフローチャート。

【図１６】本発明の第３の実施の形態の機能ブロック
図。

【図１７】上記の実施の形態における障害物検出部と先
行車検出部との前方頭上障害物、先行車それぞれの検出
動作の説明図。

【図１８】上記の実施の形態の前方頭上障害物の高さ検
出と先行車の距離検出の動作原理の説明図。

【図１９】上記の実施の形態における障害物検出部と先
行車検出部との動作の説明図。

【図２０】上記の実施の形態の動作のフローチャート。

【図２１】本発明の第４の実施の形態の機能ブロック
図。

【図２２】本発明の第５の実施の形態の機能ブロック
図。

【図２３】上記の実施の形態における障害物検出部の前
方左右の障害物の検出動作の説明図。

【図２４】上記の実施の形態におけるマッチング処理部
のマッチング処理動作の説明図。

【図２５】上記の実施の形態の動作原理の説明図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 光軸 １−１，１−２ 光軸 ２ａ，２ｂ カメラ ２−１，２−２ カメラ ３ａ，３ｂ 画像メモリ ３−１，３−２ 画像メモリ ４ 障害物検出部 ４´ 障害物検出部 ５，５´ マッチング処理部 ６，６´ 距離算出部 ７ 高さ算出部 ７´ 障害物間距離算出部 ８ 高さ比較部 ８´ 幅比較部 ９ 警報制御部 １０ ブレーキ制御部 １１ アンテナ状態判定部 １２ アンテナ高さ比較部 １３ アンテナ制御部 １４ 路面検出部 １５ 傾斜判断部 １６ 高低差算出部 ２０ 路面 ２１ 障害物 ２２ａ，２２ｂ 撮像面 ２２−１，２２−２ 撮像面 ２４ 先行車 ２５Ｌ，２５Ｒ 障害物 ３１ 先行車検出部 ３２ 相対速度算出部 ３３ 速度制御部 ３４ 制御選択部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載され、各々の撮像面の垂直軸
   が同一ライン上に乗るように設置された前方撮影用の２
   台のカメラと、 前記２台のカメラのうちの一方の撮影した画像から前方
   頭上の障害物の下端縁の一部を検出する障害物検出手段
   と、 前記障害物検出手段の検出した障害物の下端縁の一部が
   撮影されている領域と対応する領域を前記２台のカメラ
   のうちの他方の撮影した画像から探索する画像探索手段
   と、 前記２枚の相対応する画像領域それぞれの座標値と前記
   ２台のカメラそれぞれの焦点距離と前記２台のカメラの
   位置関係とに基づいて、これらの２台のカメラから前記
   障害物の一部に至るまでの距離を算出する距離演算手段
   と、 前記距離演算手段の算出した前記障害物の一部に至るま
   での距離と当該障害物の一部が撮影されている前記画像
   上の垂直軸方向の座標値と前記２台のカメラそれぞれの
   焦点距離に基づいて前記障害物の一部の地上面からの高
   さを算出する高さ演算手段と、 前記高さ演算手段の算出した前記障害物の一部の地上面
   からの高さと前記自車両の高さとの大小関係を比較して
   その結果を出力する比較手段とを備えて成る障害物検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記比較手段の比較結果に基づき、前記
   障害物の一部の地上面からの高さが前記自車両の高さよ
   りも低い場合に警報を発する警報手段を備えて成る請求
   項１記載の障害物検出装置。
3. 【請求項３】 前記比較手段の比較結果に基づき、前記
   障害物の一部の地上面からの高さが前記自車両の高さよ
   りも低い場合に自動的にブレーキをかける自動ブレーキ
   手段を備えて成る請求項１記載の障害物検出装置。
4. 【請求項４】 車両に搭載され、各々の撮像面の垂直軸
   が同一ライン上に乗るように設置された前方撮影用の２
   台のカメラと、 前記２台のカメラのうちの一方の撮影した画像から前方
   頭上の障害物の下端縁の一部を検出する障害物検出手段
   と、 前記障害物検出手段の検出した障害物の下端縁の一部が
   撮影されている領域と対応する領域を前記２台のカメラ
   のうちの他方の撮影した画像から探索する画像探索手段
   と、 前記２枚の相対応する画像領域それぞれの座標値と前記
   ２台のカメラそれぞれの焦点距離と前記２台のカメラの
   位置関係とに基づいて、これらの２台のカメラから前記
   障害物の一部に至るまでの距離を算出する距離演算手段
   と、 前記距離演算手段の算出した前記障害物の一部に至るま
   での距離と当該障害物の一部が撮影されている前記画像
   上の垂直軸方向の座標値と前記２台のカメラそれぞれの
   焦点距離に基づいて前記障害物の一部の地上面からの高
   さを算出する高さ演算手段と、 自車のアンテナの出し入れ状態を検知するアンテナ状態
   検知手段と、 前記高さ演算手段の算出した前記障害物の一部の地上面
   からの高さと前記アンテナの高さとの大小関係を比較す
   るアンテナ高さ比較手段と、 前記アンテナ高さ比較手段の比較結果に基づき、前記障
   害物の一部の地上面からの高さが前記アンテナの高さよ
   りも低い場合に自動的に前記アンテナを下げるアンテナ
   降下手段とを備えて成る障害物検出装置。
5. 【請求項５】 自車のアンテナの出し入れ状態を検知す
   るアンテナ状態検知手段と、 前記高さ演算手段の算出した前記障害物の一部の地上面
   からの高さと前記アンテナの高さとの大小関係を比較す
   るアンテナ高さ比較手段と、 前記アンテナ高さ比較手段の比較結果に基づき、前記障
   害物の一部の地上面からの高さが前記アンテナの高さよ
   りも低い場合に自動的に前記アンテナを下げるアンテナ
   降下手段とを備えて成る請求項２または３記載の障害物
   検出装置。
6. 【請求項６】 前記２台のカメラのうちの一方の撮影し
   た画像から、前記障害物までの距離に相当する位置の前
   方路面を検出する路面検出手段と、 前記路面検出手段の検出した路面が撮影されている領域
   と対応する領域を前記２台のカメラのうちの他方の撮影
   した画像から探索する路面画像探索手段と、 前記路面に対する前記２枚の相対応する画像領域それぞ
   れの座標値と前記２台のカメラそれぞれの焦点距離と前
   記２台のカメラの位置関係とに基づいて、これらの２台
   のカメラから前記路面に至るまでの距離を算出する路面
   距離演算手段と、 前記路面距離演算手段の算出した前記路面に至るまでの
   距離と前記障害物までの距離とを比較してその大小関係
   に基づいて前記障害物の存在する位置の路面の傾斜を判
   断する傾斜判断手段と、 前記傾斜判断手段が傾斜ありと判断する時に、前記障害
   物の存在する位置の路面と自車の存在する位置の路面と
   の間の高低差を算出する高低差演算手段と、 前記高さ演算手段の算出した前記障害物の高さに対して
   この高低差演算手段の算出した高低差を補正することに
   よって前記障害物の実高さを算出する高さ補正手段とを
   備えて成る請求項１〜５のいずれか記載の障害物検出装
   置。
7. 【請求項７】 前記２台のカメラのうちの一方の撮影し
   た画像から前方路上の障害物の一部を検出する路上障害
   物検出手段と、 前記路上障害物検出手段の検出した路上障害物の一部が
   撮影されている領域と対応する領域を前記２台のカメラ
   のうちの他方の撮影した画像から探索する路上障害物画
   像探索手段と、 前記路上障害物に対する前記２枚の相対応する画像領域
   それぞれの座標値と前記２台のカメラそれぞれの焦点距
   離と前記２台のカメラの位置関係とに基づいて、これら
   の２台のカメラから前記路上障害物の一部に至るまでの
   距離を算出する路上障害物距離演算手段と、 前記路上障害物距離演算手段の算出した前記路上障害物
   に至るまでの距離を所定の比較値と比較し、当該比較値
   よりも小さい時に自車速度の減速制御をなす速度制御手
   段とを備えて成る請求項１〜請求項６のいずれか記載の
   障害物検出装置。
8. 【請求項８】 前記２台のカメラのうちの一方の撮影し
   た画像から前方路上の障害物の一部を検出する路上障害
   物検出手段と、 前記路上障害物検出手段の検出した路上障害物の一部が
   撮影されている領域と対応する領域を前記２台のカメラ
   のうちの他方の撮影した画像から探索する路上障害物画
   像探索手段と、 前記路上障害物に対する前記２枚の相対応する画像領域
   それぞれの座標値と前記２台のカメラそれぞれの焦点距
   離と前記２台のカメラの位置関係とに基づいて、これら
   の２台のカメラから前記路上障害物の一部に至るまでの
   距離を算出する路上障害物距離演算手段と、 前記路上障害物距離演算手段の新たに算出した前記路上
   障害物に至るまでの距離と前回前記路上障害物距離演算
   手段の前回に算出した前記距離との時間変化から相対速
   度を算出する相対速度演算手段と、 前記相対速度演算手段の算出した相対速度を所定の比較
   値と比較し、自車が前記前方路上の障害物に急接近して
   いると判断した時に自車速度の減速制御をなす速度制御
   手段とを備えて成る請求項１〜請求項６のいずれか記載
   の障害物検出装置。
9. 【請求項９】 前記２台のカメラのうちの一方の撮影し
   た画像から前方路上の障害物の一部を検出する路上障害
   物検出手段と、 前記路上障害物検出手段の検出した路上障害物の一部が
   撮影されている領域と対応する領域を前記２台のカメラ
   のうちの他方の撮影した画像から探索する路上障害物画
   像探索手段と、 前記路上障害物に対する前記２枚の相対応する画像領域
   それぞれの座標値と前記２台のカメラそれぞれの焦点距
   離と前記２台のカメラの位置関係とに基づいて、これら
   の２台のカメラから前記路上障害物の一部に至るまでの
   距離を算出する路上障害物距離演算手段と、 前記路上障害物距離演算手段の算出した前記路上障害物
   に至るまでの距離を所定の比較値と比較し、当該比較値
   よりも小さい時に自車速度の減速制御をなす速度制御手
   段と、 前記障害物検出手段と前記路上障害物検出手段とのいず
   れか一方を選択的に動作させる制御選択手段とを備えて
   成る請求項１〜請求項６のいずれか記載の障害物検出装
   置。
10. 【請求項１０】 前記２台のカメラのうちの一方の撮影
    した画像から前方路上の障害物の一部を検出する路上障
    害物検出手段と、 前記路上障害物検出手段の検出した路上障害物の一部が
    撮影されている領域と対応する領域を前記２台のカメラ
    のうちの他方の撮影した画像から探索する路上障害物画
    像探索手段と、 前記路上障害物に対する前記２枚の相対応する画像領域
    それぞれの座標値と前記２台のカメラそれぞれの焦点距
    離と前記２台のカメラの位置関係とに基づいて、これら
    の２台のカメラから前記路上障害物の一部に至るまでの
    距離を算出する路上障害物距離演算手段と、 前記路上障害物距離演算手段の新たに算出した前記路上
    障害物に至るまでの距離と前回前記路上障害物距離演算
    手段の前回に算出した前記距離との時間変化を算出する
    相対速度演算手段と、 前記相対速度演算手段の算出した相対速度を所定の比較
    値と比較し、自車が前記前方路上の障害物に急接近して
    いると判断した時に自車速度の減速制御をなす速度制御
    手段と、 前記障害物検出手段と前記路上障害物検出手段とのいず
    れか一方を選択的に動作させる制御選択手段とを備えて
    成る請求項１〜請求項６のいずれか記載の障害物検出装
    置。
11. 【請求項１１】 車両に搭載され、各々の撮像面の水平
    軸が同一ライン上に乗るように設置された前方撮影用の
    ２台のカメラと、 前記２台のカメラのうちの一方の撮影した画像から前方
    右側と前方左側の障害物それぞれの一部を検出する障害
    物検出手段と、 前記障害物検出手段の検出した前記前方右側と前方左側
    の障害物それぞれの下端縁の一部が撮影されている領域
    と対応する領域を前記２台のカメラのうちの他方の撮影
    した画像から探索する画像探索手段と、 前記２枚の相対応する画像領域それぞれの座標値と前記
    ２台のカメラそれぞれの焦点距離と前記２台のカメラの
    位置関係とに基づいて、これらの２台のカメラから前記
    前方右側と前方左側の障害物それぞれの一部に至るまで
    の距離を算出する距離演算手段と、 前記距離演算手段の算出した前記前方右側と前方左側の
    障害物それぞれの一部に至るまでの距離と当該障害物の
    一部が撮影されている前記画像上の水平軸方向の座標値
    と前記２台のカメラそれぞれの焦点距離に基づいて前記
    前方右側の障害物の一部と前方左側の障害物の一部との
    間の間隔を算出する障害物間隔演算手段と、 前記障害物間隔演算手段の算出した前記前方右側の障害
    物の一部と前方左側の障害物の一部との間の間隔と前記
    自車両の幅との大小関係を比較してその結果を出力する
    比較手段とを備えて成る障害物検出装置。