JPH1075398A - 車両前方監視用イメージセンサおよび車両前方監視用イメージセンサの受光部の縦横比設定方法 - Google Patents
車両前方監視用イメージセンサおよび車両前方監視用イメージセンサの受光部の縦横比設定方法Info
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- JPH1075398A JPH1075398A JP8229642A JP22964296A JPH1075398A JP H1075398 A JPH1075398 A JP H1075398A JP 8229642 A JP8229642 A JP 8229642A JP 22964296 A JP22964296 A JP 22964296A JP H1075398 A JPH1075398 A JP H1075398A
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S11/12—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Navigation (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 上下の不必要な部分を撮影することなく、自
動車の前方監視に適した部分のみの撮影を行うことがで
きる小型で縦横比の大きい横長の車両前方監視用イメー
ジセンサを得るとともに、車両前方監視用イメージセン
サにおける受光部の最適な縦横比を得るための縦横比設
定方法を得る。 【解決手段】 イメージセンサが搭載された車両が走行
する道路の前方監視を行うために車両前方の道路の撮影
を行うイメージセンサを、道路の設計速度、曲率最小半
径Ｒ、縦断勾配Ｓ、当該車両の停止距離Ｄおよび、撮影
車線数に応じて受光部の縦横比を１：１.８〜１：３.１
の範囲の横長に形成している。ここで、受光部の縦横比
は、道路の設計速度および車両が走行する車線を含めた
撮影車線数を条件として１：１.８〜１：３.１の範囲に
設定する。
動車の前方監視に適した部分のみの撮影を行うことがで
きる小型で縦横比の大きい横長の車両前方監視用イメー
ジセンサを得るとともに、車両前方監視用イメージセン
サにおける受光部の最適な縦横比を得るための縦横比設
定方法を得る。 【解決手段】 イメージセンサが搭載された車両が走行
する道路の前方監視を行うために車両前方の道路の撮影
を行うイメージセンサを、道路の設計速度、曲率最小半
径Ｒ、縦断勾配Ｓ、当該車両の停止距離Ｄおよび、撮影
車線数に応じて受光部の縦横比を１：１.８〜１：３.１
の範囲の横長に形成している。ここで、受光部の縦横比
は、道路の設計速度および車両が走行する車線を含めた
撮影車線数を条件として１：１.８〜１：３.１の範囲に
設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の前方を監視
するためのイメージセンサに関し、さらには、自動車の
自動運転システムにおいて有効に用いることができる車
両前方監視用イメージセンサに関するとともに、このイ
メージセンサにおける適切な縦横比を求める車両前方監
視用イメージセンサの受光部の縦横比設定方法に関する
ものである。
するためのイメージセンサに関し、さらには、自動車の
自動運転システムにおいて有効に用いることができる車
両前方監視用イメージセンサに関するとともに、このイ
メージセンサにおける適切な縦横比を求める車両前方監
視用イメージセンサの受光部の縦横比設定方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の自動運転システムにおいては、
車両前方の障害物を検出して車両の制動制御を行った
り、道路上の白線を検出して操舵制御を行ったりすると
ともに、前走車両の検出を行ってこの前走車両に追従し
ていくような作動制御を行ったりする。これらの制御を
行うための障害物等の検出は、車両の前方をイメージセ
ンサによって撮影し、撮影した画像データを処理装置で
処理することによってなされる。イメージセンサとして
は、ＮＴＳＣ方式のカメラ（いわゆる普通のカラービデ
オカメラ）が多く用いられているが、このようなカメラ
においては、撮影画面の縦横比（アスペクトレシオ）が
３：４に設定されている。
車両前方の障害物を検出して車両の制動制御を行った
り、道路上の白線を検出して操舵制御を行ったりすると
ともに、前走車両の検出を行ってこの前走車両に追従し
ていくような作動制御を行ったりする。これらの制御を
行うための障害物等の検出は、車両の前方をイメージセ
ンサによって撮影し、撮影した画像データを処理装置で
処理することによってなされる。イメージセンサとして
は、ＮＴＳＣ方式のカメラ（いわゆる普通のカラービデ
オカメラ）が多く用いられているが、このようなカメラ
においては、撮影画面の縦横比（アスペクトレシオ）が
３：４に設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ここで、道路のカーブ
等を考慮すると、自動車の前方監視用としては必要横画
角（横方向視野角）が２０°〜１００°程度必要とな
る。このため、ＮＴＳＣ方式のカメラによってこの画角
をカバーしようとすると、空の映像等、自動運転システ
ムにおける制御に不必要な上下方向の映像が多く撮影さ
れてしまい、撮影された画像データの処理を行う場合に
不必要な処理エリアが増えるという問題があった。
等を考慮すると、自動車の前方監視用としては必要横画
角（横方向視野角）が２０°〜１００°程度必要とな
る。このため、ＮＴＳＣ方式のカメラによってこの画角
をカバーしようとすると、空の映像等、自動運転システ
ムにおける制御に不必要な上下方向の映像が多く撮影さ
れてしまい、撮影された画像データの処理を行う場合に
不必要な処理エリアが増えるという問題があった。
【０００４】ビデオカメラとしては、ハイビジョン用の
カメラもあり、このようなカメラにおいては、撮影画面
のアスペクトレシオは９：１６に設定されている。従っ
て、自動運転システム用のイメージセンサとしてハイビ
ジョン用のカメラを用いれば上下方向の不必要な部分の
撮影範囲を減少させることができるが、道路の曲がり等
によっては、それでも多くの不必要な部分が撮影されて
しまう。また、ハイビジョン用のカメラは、ＮＴＳＣ方
式のカメラに比べて解像度の高い撮像素子（受光部）を
有しているため、撮影した映像の詳細なデータを得るこ
とができるが、高価であるという問題もあった。
カメラもあり、このようなカメラにおいては、撮影画面
のアスペクトレシオは９：１６に設定されている。従っ
て、自動運転システム用のイメージセンサとしてハイビ
ジョン用のカメラを用いれば上下方向の不必要な部分の
撮影範囲を減少させることができるが、道路の曲がり等
によっては、それでも多くの不必要な部分が撮影されて
しまう。また、ハイビジョン用のカメラは、ＮＴＳＣ方
式のカメラに比べて解像度の高い撮像素子（受光部）を
有しているため、撮影した映像の詳細なデータを得るこ
とができるが、高価であるという問題もあった。
【０００５】なお、特開平５−２１９４４号公報や特開
平６−２０５２９８号公報には、必要に応じてアスペク
トレシオを変更することができる撮像装置（イメージセ
ンサ）が開示されている。しかしながら、これらの撮像
装置においては、いずれも３：４のアスペクトレシオ
と、９：１６のアスペクトレシオとの切り替えを行うこ
とを前提としているため、水平方向の寸法が長い（広ア
スペクトレシオの）画像を得ることはできない。ここ
で、上記の各公報に開示されている技術と同様の技術を
用いて既存の撮影装置の上下の部分をカットして広アス
ペクトレシオのイメージセンサを得るようにするという
ことも考えられるが、このようにすると不必要にイメー
ジセンサが大型化するとともに高価になるという問題が
生じる。
平６−２０５２９８号公報には、必要に応じてアスペク
トレシオを変更することができる撮像装置（イメージセ
ンサ）が開示されている。しかしながら、これらの撮像
装置においては、いずれも３：４のアスペクトレシオ
と、９：１６のアスペクトレシオとの切り替えを行うこ
とを前提としているため、水平方向の寸法が長い（広ア
スペクトレシオの）画像を得ることはできない。ここ
で、上記の各公報に開示されている技術と同様の技術を
用いて既存の撮影装置の上下の部分をカットして広アス
ペクトレシオのイメージセンサを得るようにするという
ことも考えられるが、このようにすると不必要にイメー
ジセンサが大型化するとともに高価になるという問題が
生じる。
【０００６】また、上記のような自動運転システム用の
カメラにおいては、走行している道路に急カーブが存在
する可能性がある場合には必要横画角（左右方向の撮影
範囲）を大きく取る必要がある等、自動走行制御を行う
ために適切な撮影範囲は変化する。このため、安全且つ
確実な自動走行制御を行うためには、道路状況等に応じ
た受光部の縦横比を設定する必要があった。
カメラにおいては、走行している道路に急カーブが存在
する可能性がある場合には必要横画角（左右方向の撮影
範囲）を大きく取る必要がある等、自動走行制御を行う
ために適切な撮影範囲は変化する。このため、安全且つ
確実な自動走行制御を行うためには、道路状況等に応じ
た受光部の縦横比を設定する必要があった。
【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、上下の不必要な部分を撮影することな
く、自動車の前方監視に適した部分のみの撮影を行うこ
とができる小型で縦横比の大きい横長の車両前方監視用
イメージセンサを提供するとともに、このような車両前
方監視用イメージセンサにおける受光部の最適な縦横比
を得るための縦横比設定方法を提供することを目的とし
ている。
たものであり、上下の不必要な部分を撮影することな
く、自動車の前方監視に適した部分のみの撮影を行うこ
とができる小型で縦横比の大きい横長の車両前方監視用
イメージセンサを提供するとともに、このような車両前
方監視用イメージセンサにおける受光部の最適な縦横比
を得るための縦横比設定方法を提供することを目的とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の車両前方監視用イメージセンサは、当該イ
メージセンサが搭載された車両が走行する道路の前方監
視を行うために、車両前方の道路の撮影を行うものであ
る。そして、このイメージセンサは、受光部の縦横比が
１：１.８〜１：３.１の範囲にある横長に形成されてい
る。
に、本発明の車両前方監視用イメージセンサは、当該イ
メージセンサが搭載された車両が走行する道路の前方監
視を行うために、車両前方の道路の撮影を行うものであ
る。そして、このイメージセンサは、受光部の縦横比が
１：１.８〜１：３.１の範囲にある横長に形成されてい
る。
【０００９】このように形成されたイメージセンサによ
れば、撮影対象の道路がカーブしている場合や、車線が
複数ある場合であっても、自動運転システムにおける車
両前方の映像の撮影等、車両の前方監視に必要な横方向
視野角を得ることができるとともに、車両の前方監視に
は不必要な空等の上方の映像はカットすることができ
る。
れば、撮影対象の道路がカーブしている場合や、車線が
複数ある場合であっても、自動運転システムにおける車
両前方の映像の撮影等、車両の前方監視に必要な横方向
視野角を得ることができるとともに、車両の前方監視に
は不必要な空等の上方の映像はカットすることができ
る。
【００１０】なお、上記のイメージセンサにおいては、
受光部の縦横比を１：１.８に設定することが好まし
い。ここで、１：１.８の縦横比とは、自動運転システ
ムによる車両の走行制御を行いやすい高速道路において
車両前方の監視を行う範囲に適した画面のサイズであ
る。従って、受光部の縦横比を１：１.８に設定するこ
とにより、自動運転システムに適した車両前方監視用イ
メージセンサを得ることができる。
受光部の縦横比を１：１.８に設定することが好まし
い。ここで、１：１.８の縦横比とは、自動運転システ
ムによる車両の走行制御を行いやすい高速道路において
車両前方の監視を行う範囲に適した画面のサイズであ
る。従って、受光部の縦横比を１：１.８に設定するこ
とにより、自動運転システムに適した車両前方監視用イ
メージセンサを得ることができる。
【００１１】また、上記のイメージセンサにおいては、
受光部の縦横比を、道路の設計速度および車両が走行す
る車線を含めた撮影車線数を条件として１：１.８〜
１：３.１の範囲に設定することが好ましい。ここで、
適切な縦横比を得るためには、道路の曲率最小半径、縦
断勾配および車両の停止距離等を条件とする必要がある
が、曲率最小半径と縦断勾配は道路構造令によって設計
速度に基づいて定められている。また、停止距離も車両
の走行速度によって定まるため、設計速度に基づいて一
義的に求めることができる。このため、道路の設計速度
および車両が走行する車線を含めた撮影車線数を条件と
することにより、適切な縦横比を求めることができる。
受光部の縦横比を、道路の設計速度および車両が走行す
る車線を含めた撮影車線数を条件として１：１.８〜
１：３.１の範囲に設定することが好ましい。ここで、
適切な縦横比を得るためには、道路の曲率最小半径、縦
断勾配および車両の停止距離等を条件とする必要がある
が、曲率最小半径と縦断勾配は道路構造令によって設計
速度に基づいて定められている。また、停止距離も車両
の走行速度によって定まるため、設計速度に基づいて一
義的に求めることができる。このため、道路の設計速度
および車両が走行する車線を含めた撮影車線数を条件と
することにより、適切な縦横比を求めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の好ましい実施の形態である車両前方監視用イメージセ
ンサを、自動車の自動運転システムにおけるカメラとし
て用いた場合について説明する。自動運転システムによ
って自動車の自動運転制御を行う場合には、前記のよう
に車両の前方を撮影する必要がある。このため、図４に
示すように、自動運転を行う自動車（自車）１０の運転
キャビンの天井部に車両前方の撮影が可能にカメラＣを
固定する。なお、このカメラＣは、受光部としてＭＯＳ
形の撮像デバイスを有して構成されている。
の好ましい実施の形態である車両前方監視用イメージセ
ンサを、自動車の自動運転システムにおけるカメラとし
て用いた場合について説明する。自動運転システムによ
って自動車の自動運転制御を行う場合には、前記のよう
に車両の前方を撮影する必要がある。このため、図４に
示すように、自動運転を行う自動車（自車）１０の運転
キャビンの天井部に車両前方の撮影が可能にカメラＣを
固定する。なお、このカメラＣは、受光部としてＭＯＳ
形の撮像デバイスを有して構成されている。
【００１３】このカメラＣによって撮影された映像は、
自車１０に設けられた画像処理装置（図示せず）によっ
て処理され、この処理データに基づいて操舵装置や制動
装置等の作動制御を行うことにより、自車１０の自動走
行制御を行う。このような自動走行制御を安全に行うた
めには、撮影された画像データの処理を迅速に行う必要
がある。このため、カメラＣにおいては受光部を横長に
形成することにより、空の映像等の自動走行制御に不必
要な部分は撮影しないようにし、自動走行制御を行うた
めの撮影画像データの処理速度を上げるようにしてい
る。
自車１０に設けられた画像処理装置（図示せず）によっ
て処理され、この処理データに基づいて操舵装置や制動
装置等の作動制御を行うことにより、自車１０の自動走
行制御を行う。このような自動走行制御を安全に行うた
めには、撮影された画像データの処理を迅速に行う必要
がある。このため、カメラＣにおいては受光部を横長に
形成することにより、空の映像等の自動走行制御に不必
要な部分は撮影しないようにし、自動走行制御を行うた
めの撮影画像データの処理速度を上げるようにしてい
る。
【００１４】ここで、自動運転制御に必要な車両前方の
撮影範囲（必要横画角θHおよび必要縦画角θV）は、自
車１０の走行速度や走行している道路のカーブや傾斜等
の状態によって異なる。すなわち、自車１０の走行時に
おいて前方に障害物がある場合、カメラＣによって障害
物を認識してから自車１０の制動を行ったときに障害物
に接触することなく停止できるようにしなければならな
い。このため、自車１０が走行している道路が平坦な一
車線の直線道路である場合には、障害物は自車１０の前
方に位置することとなり、撮影する範囲は狭くてもよ
い。
撮影範囲（必要横画角θHおよび必要縦画角θV）は、自
車１０の走行速度や走行している道路のカーブや傾斜等
の状態によって異なる。すなわち、自車１０の走行時に
おいて前方に障害物がある場合、カメラＣによって障害
物を認識してから自車１０の制動を行ったときに障害物
に接触することなく停止できるようにしなければならな
い。このため、自車１０が走行している道路が平坦な一
車線の直線道路である場合には、障害物は自車１０の前
方に位置することとなり、撮影する範囲は狭くてもよ
い。
【００１５】しかしながら、カーブしている道路の先に
障害物があるときは、横方向を広く撮影する必要があ
り、前方が上り坂である場合には、ある程度上方も撮影
しなければならない。さらに、自車１０の走行速度が速
い場合には、停止距離が長くなるためより遠方の障害物
を検出することができるように、撮影範囲を広くしなけ
ればならない。
障害物があるときは、横方向を広く撮影する必要があ
り、前方が上り坂である場合には、ある程度上方も撮影
しなければならない。さらに、自車１０の走行速度が速
い場合には、停止距離が長くなるためより遠方の障害物
を検出することができるように、撮影範囲を広くしなけ
ればならない。
【００１６】従って、自動運転システムにおいて必要な
撮影範囲は、走行している道路の曲率最小半径Ｒ、縦断
勾配Ｓおよび、走行している自車１０の停止距離Ｄによ
って定まる。ここで、曲率最小半径Ｒおよび縦断勾配Ｓ
は、道路構造令によって道路の設計速度に対応して定め
られている。
撮影範囲は、走行している道路の曲率最小半径Ｒ、縦断
勾配Ｓおよび、走行している自車１０の停止距離Ｄによ
って定まる。ここで、曲率最小半径Ｒおよび縦断勾配Ｓ
は、道路構造令によって道路の設計速度に対応して定め
られている。
【００１７】まず、停止距離Ｄ（ｍ）の算出方法につい
て説明する。停止距離Ｄは、空走時間Δｔを１（ｓｅ
ｃ）、減速加速度αを０.５（Ｇ）、減速前の走行速度
Ｖ（ｋｍ／ｈ）を、道路の設計速度＋２０（ｋｍ／ｈ）
として、以下の式１によって求められる。
て説明する。停止距離Ｄは、空走時間Δｔを１（ｓｅ
ｃ）、減速加速度αを０.５（Ｇ）、減速前の走行速度
Ｖ（ｋｍ／ｈ）を、道路の設計速度＋２０（ｋｍ／ｈ）
として、以下の式１によって求められる。
【００１８】
【数１】
【００１９】次に、必要横画角θH（°）の算出方法に
ついて説明する。必要横画角θHは、図２に示すように
道路がカーブしているときに、停止距離Ｄだけ前方に障
害物が有った場合、その障害物が自車１０が走行する車
線内に有るか否か判断できる角度に等しいとして、道路
の曲率最小半径Ｒと自車１０が走行している道路の車線
中心までの偏差Ｌ（ｍ）を使って以下の式２より求め
る。
ついて説明する。必要横画角θHは、図２に示すように
道路がカーブしているときに、停止距離Ｄだけ前方に障
害物が有った場合、その障害物が自車１０が走行する車
線内に有るか否か判断できる角度に等しいとして、道路
の曲率最小半径Ｒと自車１０が走行している道路の車線
中心までの偏差Ｌ（ｍ）を使って以下の式２より求め
る。
【００２０】
【数２】
【００２１】偏差Ｌは道路の車線数と、その道路の設計
速度に対応して定められた幅員によって変化する。すな
わち、図３（Ａ）に示すように道路が一車線である場合
には、偏差Ｌは、自車１０が位置する道路の中心ＣＬか
ら、その道路の内側までの距離、すなわち、幅員をＷと
した場合にはＷ／２となる。また、（Ｂ）に示すように
自車１０が二車線の道路におけるカーブの外側の車線を
走行しているときは、Ｗ／２に内側の車線の幅員Ｗを加
えたＷ＋Ｗ／２が偏差Ｌとなる。さらに、（Ｃ）に示す
ように、三車線の道路の一番外側を走行している場合に
は、偏差Ｌは、２Ｗ＋Ｗ／２となる。
速度に対応して定められた幅員によって変化する。すな
わち、図３（Ａ）に示すように道路が一車線である場合
には、偏差Ｌは、自車１０が位置する道路の中心ＣＬか
ら、その道路の内側までの距離、すなわち、幅員をＷと
した場合にはＷ／２となる。また、（Ｂ）に示すように
自車１０が二車線の道路におけるカーブの外側の車線を
走行しているときは、Ｗ／２に内側の車線の幅員Ｗを加
えたＷ＋Ｗ／２が偏差Ｌとなる。さらに、（Ｃ）に示す
ように、三車線の道路の一番外側を走行している場合に
は、偏差Ｌは、２Ｗ＋Ｗ／２となる。
【００２２】なお、設計速度が８０ｋｍ／ｈ以上の道路
においてはＷ＝３.５ｍ、設計速度が６０ｋｍ／ｈの道
路においてはＷ＝３.２５ｍ、設計速度が５０および４
０ｋｍ／ｈの道路においてはＷ＝３ｍ、設計速度が２０
ｋｍ／ｈの道路においてはＷ＝２.７５ｍとして、上記
の必要横画角θHを求める。
においてはＷ＝３.５ｍ、設計速度が６０ｋｍ／ｈの道
路においてはＷ＝３.２５ｍ、設計速度が５０および４
０ｋｍ／ｈの道路においてはＷ＝３ｍ、設計速度が２０
ｋｍ／ｈの道路においてはＷ＝２.７５ｍとして、上記
の必要横画角θHを求める。
【００２３】次に、図４を参照して必要縦画角θVを求
める方法について説明する。まず、カメラＣの中心から
上方の縦画角である上方縦画角θV 1の求め方について
（Ａ）を参照して説明する。上方縦画角θV 1は、道路構
造令で定められた縦断勾配Ｓ（％）の坂Ｋが自車１０の
直前から始まっているものとして、停止距離Ｄ（ｍ）だ
け前方の位置において、地面ＧからカメラＣまでの高さ
である１.２ｍ上方の点を見ることができる角度であ
り、以下の式３によって求められる。
める方法について説明する。まず、カメラＣの中心から
上方の縦画角である上方縦画角θV 1の求め方について
（Ａ）を参照して説明する。上方縦画角θV 1は、道路構
造令で定められた縦断勾配Ｓ（％）の坂Ｋが自車１０の
直前から始まっているものとして、停止距離Ｄ（ｍ）だ
け前方の位置において、地面ＧからカメラＣまでの高さ
である１.２ｍ上方の点を見ることができる角度であ
り、以下の式３によって求められる。
【００２４】
【数３】
【００２５】また、カメラＣの中心から下方の縦画角で
ある下方縦画角θV 2は、カメラＣから５ｍ前方の地面Ｇ
の点をカメラＣから見ることができる角度であり、以下
の式４により求められる。
ある下方縦画角θV 2は、カメラＣから５ｍ前方の地面Ｇ
の点をカメラＣから見ることができる角度であり、以下
の式４により求められる。
【００２６】
【数４】
【００２７】従って、上方縦画角θV 1に下方縦画角θV 2
を加えることにより、必要縦画角θV（°）を求めるこ
とができる。
を加えることにより、必要縦画角θV（°）を求めるこ
とができる。
【００２８】このようにして求めた結果を図１にまとめ
て表す。図１において最左欄に示すように、道路の設計
速度は１２０ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈまで８種類に分
けられており、曲率最小半径Ｒおよび縦断勾配Ｓも各設
計速度に対応して定められている。また、停止距離Ｄも
各設計速度に対応して求められている。従って、これら
の各数値を上記の式１から式４に当てはめることによ
り、各々の設計速度等に対応した必要横画角θHおよび
必要縦画角θVを求めることができる。なお、必要横画
角θHについては、複数の車線がある道路において、何
車線隣まで撮影するかによって（撮影車線数に応じて）
それぞれ別個に算出される。
て表す。図１において最左欄に示すように、道路の設計
速度は１２０ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈまで８種類に分
けられており、曲率最小半径Ｒおよび縦断勾配Ｓも各設
計速度に対応して定められている。また、停止距離Ｄも
各設計速度に対応して求められている。従って、これら
の各数値を上記の式１から式４に当てはめることによ
り、各々の設計速度等に対応した必要横画角θHおよび
必要縦画角θVを求めることができる。なお、必要横画
角θHについては、複数の車線がある道路において、何
車線隣まで撮影するかによって（撮影車線数に応じて）
それぞれ別個に算出される。
【００２９】なお、図１において「自車線」とは、自車
が走行している車線（一車線）の撮影が可能に構成され
ている場合をいう。また、「一車線隣」とは、自車線と
少なくとも左隣の車線あるいは、自車線と少なくとも右
隣の車線もしくは、自車線と左右両隣の車線（合わせて
三車線分）の撮影が可能に構成されている場合をいう。
同様に、「二車線隣」とは、自車線と少なくとも左隣の
二車線あるいは、自車線と少なくとも右隣の二車線もし
くは、自車線と左右それぞれ二車線（合わせて五車線
分）の撮影が可能に構成されている場合をいい、「三車
線隣」とは、自車線と少なくとも左隣の三車線あるい
は、自車線と少なくとも右隣の三車線もしくは、自車線
と左右それぞれ三車線（合わせて七車線分）の撮影が可
能に構成されている場合をいう。
が走行している車線（一車線）の撮影が可能に構成され
ている場合をいう。また、「一車線隣」とは、自車線と
少なくとも左隣の車線あるいは、自車線と少なくとも右
隣の車線もしくは、自車線と左右両隣の車線（合わせて
三車線分）の撮影が可能に構成されている場合をいう。
同様に、「二車線隣」とは、自車線と少なくとも左隣の
二車線あるいは、自車線と少なくとも右隣の二車線もし
くは、自車線と左右それぞれ二車線（合わせて五車線
分）の撮影が可能に構成されている場合をいい、「三車
線隣」とは、自車線と少なくとも左隣の三車線あるい
は、自車線と少なくとも右隣の三車線もしくは、自車線
と左右それぞれ三車線（合わせて七車線分）の撮影が可
能に構成されている場合をいう。
【００３０】このようにして、必要横画角θHおよび必
要縦画角θVを求めた後は、図１において最右欄に示す
ように、求めた各画角θH、θVをカバーすることができ
る縦横比（必要縦画角と必要横画角との比）を撮影車線
数に応じて決定する。なお、前記の条件を全て当てはめ
ると、区分Ｖに示すように１：３.５〜最大１：４.６の
アスペクトレシオが必要となる場合があるが、これは、
設計速度が２０ｋｍ／ｈの生活道路において三車線隣ま
でを撮影するというような条件であり、実効があるとは
いえない。そこで、本発明に係るイメージセンサにおい
ては、実効があるアスペクトレシオとして、１：１.３
〜１：３.１の範囲に設定することとした。
要縦画角θVを求めた後は、図１において最右欄に示す
ように、求めた各画角θH、θVをカバーすることができ
る縦横比（必要縦画角と必要横画角との比）を撮影車線
数に応じて決定する。なお、前記の条件を全て当てはめ
ると、区分Ｖに示すように１：３.５〜最大１：４.６の
アスペクトレシオが必要となる場合があるが、これは、
設計速度が２０ｋｍ／ｈの生活道路において三車線隣ま
でを撮影するというような条件であり、実効があるとは
いえない。そこで、本発明に係るイメージセンサにおい
ては、実効があるアスペクトレシオとして、１：１.３
〜１：３.１の範囲に設定することとした。
【００３１】ここで、走行している道路の状況や、自車
１０の走行速度は逐次変化するため、カメラＣにおける
アスペクトレシオは、走行する環境に応じてＩ〜ＩＶの
区分で示すように四種類程度に限定することが好まし
い。例えば、区分Ｉに示す１：１.３〜１：１.８のアス
ペクトレシオは、高速道路を走行するときの撮影範囲に
適している。従って、高速道路の走行時に自動運転シス
テムによる自動運転制御を行う場合には、設計速度が高
くて撮影車線数が少ない場合に多少上方に不必要な撮影
部分を生じることとなるが、受光部のアスペクトレシオ
を１：１.８に設定する。
１０の走行速度は逐次変化するため、カメラＣにおける
アスペクトレシオは、走行する環境に応じてＩ〜ＩＶの
区分で示すように四種類程度に限定することが好まし
い。例えば、区分Ｉに示す１：１.３〜１：１.８のアス
ペクトレシオは、高速道路を走行するときの撮影範囲に
適している。従って、高速道路の走行時に自動運転シス
テムによる自動運転制御を行う場合には、設計速度が高
くて撮影車線数が少ない場合に多少上方に不必要な撮影
部分を生じることとなるが、受光部のアスペクトレシオ
を１：１.８に設定する。
【００３２】また、区分ＩＩに示す１：１.９〜１：２.
３のアスペクトレシオは、郊外の一般道路を走行すると
きの撮影範囲に適している。従って、郊外の一般道路の
走行時に自動運転システムによる自動運転制御を行う場
合には、受光部のアスペクトレシオを１：２.３に設定
する。同様に、区分ＩＩＩに示す１：２.５〜１：２.６
のアスペクトレシオは、一般的な街路を走行するときに
適しているため、街路の走行時に自動運転システムによ
る自動運転制御を行う場合には、受光部のアスペクトレ
シオを１：２.６に設定する。さらに、区分ＩＶに示す
１：２.８〜１：３.１のアスペクトレシオは、いわゆる
生活道路を走行するときに適しているため、生活道路の
走行時に自動運転システムによる自動運転制御を行う場
合には、受光部のアスペクトレシオを１：３.１に設定
する。
３のアスペクトレシオは、郊外の一般道路を走行すると
きの撮影範囲に適している。従って、郊外の一般道路の
走行時に自動運転システムによる自動運転制御を行う場
合には、受光部のアスペクトレシオを１：２.３に設定
する。同様に、区分ＩＩＩに示す１：２.５〜１：２.６
のアスペクトレシオは、一般的な街路を走行するときに
適しているため、街路の走行時に自動運転システムによ
る自動運転制御を行う場合には、受光部のアスペクトレ
シオを１：２.６に設定する。さらに、区分ＩＶに示す
１：２.８〜１：３.１のアスペクトレシオは、いわゆる
生活道路を走行するときに適しているため、生活道路の
走行時に自動運転システムによる自動運転制御を行う場
合には、受光部のアスペクトレシオを１：３.１に設定
する。
【００３３】ここで、図５および図６を参照しながら、
カメラＣにおける受光部について説明する。図５に示す
カメラＣにおいては、表面に複数の受光素子２１ａによ
って形成された受光部２１を有する半導体チップ２０が
配設され、レンズＬＥを介してこの受光部２１に光を受
ける。受光部２１は、半導体チップ２０における表面の
中央部に形成され、表面における受光部２１の外周には
受光部２１（受光素子２１ａ）のための回路部２２が形
成されている。
カメラＣにおける受光部について説明する。図５に示す
カメラＣにおいては、表面に複数の受光素子２１ａによ
って形成された受光部２１を有する半導体チップ２０が
配設され、レンズＬＥを介してこの受光部２１に光を受
ける。受光部２１は、半導体チップ２０における表面の
中央部に形成され、表面における受光部２１の外周には
受光部２１（受光素子２１ａ）のための回路部２２が形
成されている。
【００３４】そして、上記の「受光部のアスペクトレシ
オ」とは、半導体チップ２０の外形のアスペクトレシオ
ではなく、受光部２１のアスペクトレシオをいい、図６
においては、受光部のアスペクトレシオが１：１.８の
場合を表している。
オ」とは、半導体チップ２０の外形のアスペクトレシオ
ではなく、受光部２１のアスペクトレシオをいい、図６
においては、受光部のアスペクトレシオが１：１.８の
場合を表している。
【００３５】以上のように、走行する道路の状況に合わ
せてアスペクトレシオの設定を行ったカメラＣによれ
ば、上方に無駄な撮影部分を生じることがないため、撮
影された画像の処理を迅速に行うことができ、より安全
に自動運転システムによる自動運転制御を行うことがで
きる。また、受光部の上下寸法を小さく形成することが
できるため、カメラＣを小型化することができ、運転キ
ャビン内にカメラＣを設置した場合であっても運転者等
の邪魔になることがない。
せてアスペクトレシオの設定を行ったカメラＣによれ
ば、上方に無駄な撮影部分を生じることがないため、撮
影された画像の処理を迅速に行うことができ、より安全
に自動運転システムによる自動運転制御を行うことがで
きる。また、受光部の上下寸法を小さく形成することが
できるため、カメラＣを小型化することができ、運転キ
ャビン内にカメラＣを設置した場合であっても運転者等
の邪魔になることがない。
【００３６】また、上記のように形成されたカメラＣに
よれば、左右方向を広範囲に撮影することができるた
め、カメラを左右方向に水平旋回させるための水平旋回
機構が不要になり、広範囲を撮影可能なカメラＣを安価
に得ることができる。
よれば、左右方向を広範囲に撮影することができるた
め、カメラを左右方向に水平旋回させるための水平旋回
機構が不要になり、広範囲を撮影可能なカメラＣを安価
に得ることができる。
【００３７】なお、上記のような自動運転システムにお
いては、車両の目前から百数十メートル先までの対象物
の撮影を行うことができなければならないため、カメラ
Ｃには解像度の高い撮像素子（受光部）を使わなければ
ならない。このような撮像素子は高価であるため、面積
が大きくなるとカメラ自体が大変高価なものとなってし
まう。従って、上記のように撮影条件に適したアスペク
トレシオで受光部を製作することにより、受光部を必要
最小限の大きさに設定することができるため、解像度の
高い撮像素子を有するカメラを安価に得ることができ
る。
いては、車両の目前から百数十メートル先までの対象物
の撮影を行うことができなければならないため、カメラ
Ｃには解像度の高い撮像素子（受光部）を使わなければ
ならない。このような撮像素子は高価であるため、面積
が大きくなるとカメラ自体が大変高価なものとなってし
まう。従って、上記のように撮影条件に適したアスペク
トレシオで受光部を製作することにより、受光部を必要
最小限の大きさに設定することができるため、解像度の
高い撮像素子を有するカメラを安価に得ることができ
る。
【００３８】なお、本発明に係る車両前方監視用イメー
ジセンサは、自動運転システムにおいてのみ用いるもの
ではなく、車両前方の障害物（先行車両）等の検出を行
って、運転者に注意を喚起する衝突防止装置等に用いる
ようにしてももちろんよい。また、受光部の構成は上記
のように受光素子としてＭＯＳ形の撮像デバイスを用い
た構成に限られるものではなく、ＣＣＤ等の撮像デバイ
スを用いた他のアレイ型受光素子を有して構成したもの
や、撮像管を用いた構成のものであってもよい。
ジセンサは、自動運転システムにおいてのみ用いるもの
ではなく、車両前方の障害物（先行車両）等の検出を行
って、運転者に注意を喚起する衝突防止装置等に用いる
ようにしてももちろんよい。また、受光部の構成は上記
のように受光素子としてＭＯＳ形の撮像デバイスを用い
た構成に限られるものではなく、ＣＣＤ等の撮像デバイ
スを用いた他のアレイ型受光素子を有して構成したもの
や、撮像管を用いた構成のものであってもよい。
【００３９】
【実施例】次に、図７を参照して本発明の好ましい実施
例について説明する。図７には、右にカーブしている片
側三車線の高速道路を走行している自車１０の前方の景
色を表しており、実線Ｆで囲った部分は、カメラＣの受
光部のアスペクトレシオが１：１.８である場合の撮影
範囲を表している。１：１.８のアスペクトレシオは、
前記のように高速道路における自動運転制御に適した撮
影範囲を得ることができるアスペクトレシオであり、自
動運転制御は状況変化の少ない高速道路において行うこ
とが好ましい。そこで、本実施例においては、主に高速
道路において自動運転システムにおいて前方を監視する
ための撮影を行うイメージセンサ用にアスペクトレシオ
を設定した。
例について説明する。図７には、右にカーブしている片
側三車線の高速道路を走行している自車１０の前方の景
色を表しており、実線Ｆで囲った部分は、カメラＣの受
光部のアスペクトレシオが１：１.８である場合の撮影
範囲を表している。１：１.８のアスペクトレシオは、
前記のように高速道路における自動運転制御に適した撮
影範囲を得ることができるアスペクトレシオであり、自
動運転制御は状況変化の少ない高速道路において行うこ
とが好ましい。そこで、本実施例においては、主に高速
道路において自動運転システムにおいて前方を監視する
ための撮影を行うイメージセンサ用にアスペクトレシオ
を設定した。
【００４０】図７に表している道路は、設計速度が１０
０ｋｍ／ｈ、曲率最小半径が３８０ｍの道路（いわゆる
高規格道路）である。そして、上記のように構成された
カメラＣによれば、自車の走行している中央の車線の７
１ｍ前方に、高さ１.２３ｍ、幅１.７ｍ、長さ４.５ｍ
の先行車両Ｔがある場合には、斜線部分で示すような大
きさで写し出される。従って、このように構成されたカ
メラＣによれば、道路上方の空等、自動走行制御に不必
要な部分の撮影は行わずに、車体の直前からカーブの先
までを十分に撮影することができて、遠方の障害物も確
実に認識することができる。
０ｋｍ／ｈ、曲率最小半径が３８０ｍの道路（いわゆる
高規格道路）である。そして、上記のように構成された
カメラＣによれば、自車の走行している中央の車線の７
１ｍ前方に、高さ１.２３ｍ、幅１.７ｍ、長さ４.５ｍ
の先行車両Ｔがある場合には、斜線部分で示すような大
きさで写し出される。従って、このように構成されたカ
メラＣによれば、道路上方の空等、自動走行制御に不必
要な部分の撮影は行わずに、車体の直前からカーブの先
までを十分に撮影することができて、遠方の障害物も確
実に認識することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る車両前方監
視用イメージセンサによれば、受光部の縦横比が１：
１.８〜１：３.１の範囲にある横長に形成されているた
め、車両の前方監視においては不必要な上下の部分をカ
ットして撮影することができ、撮影した画像データの処
理を行う場合にその処理を迅速に行うことができる。ま
た、受光部を小型化することができるため、イメージセ
ンサを安価に製作することができるとともに、小型化す
ることもできる。
視用イメージセンサによれば、受光部の縦横比が１：
１.８〜１：３.１の範囲にある横長に形成されているた
め、車両の前方監視においては不必要な上下の部分をカ
ットして撮影することができ、撮影した画像データの処
理を行う場合にその処理を迅速に行うことができる。ま
た、受光部を小型化することができるため、イメージセ
ンサを安価に製作することができるとともに、小型化す
ることもできる。
【００４２】なお、車両前方監視用イメージセンサとし
ては、受光部の縦横比を１：１.８に設定することが好
ましい。このような縦横比の構成とすることにより、高
速道路の走行時に、自動運転システムを用いて自動運転
制御を行う場合に適したイメージセンサを得ることがで
きる。
ては、受光部の縦横比を１：１.８に設定することが好
ましい。このような縦横比の構成とすることにより、高
速道路の走行時に、自動運転システムを用いて自動運転
制御を行う場合に適したイメージセンサを得ることがで
きる。
【００４３】また、本発明に係る車両前方監視用イメー
ジセンサの受光部の縦横比設定方法は、イメージセンサ
の受光部の縦横比を、道路の設計速度および車両が走行
する車線を含めた撮影車線数を条件として１：１.８〜
１：３.１の範囲に設定している。これにより、車両の
前方監視に適した、すなわち、車両が走行する道路状況
に応じた縦横比の受光部を有するイメージセンサを得る
ことができる。
ジセンサの受光部の縦横比設定方法は、イメージセンサ
の受光部の縦横比を、道路の設計速度および車両が走行
する車線を含めた撮影車線数を条件として１：１.８〜
１：３.１の範囲に設定している。これにより、車両の
前方監視に適した、すなわち、車両が走行する道路状況
に応じた縦横比の受光部を有するイメージセンサを得る
ことができる。
【図１】道路の設計速度等に対応する縦横比の表であ
る。
る。
【図２】必要横画角を求めるときの参考図である。
【図３】必要横画角を求めるときの参考図である。
【図４】上側の必要縦画角を求める時の参考図を（Ａ）
に示し、下側の必要縦画角を求める時の参考図を（Ｂ）
に示している。
に示し、下側の必要縦画角を求める時の参考図を（Ｂ）
に示している。
【図５】本発明に係るイメージセンサの一例であるカメ
ラＣの概念図である。
ラＣの概念図である。
【図６】上記カメラに設けられた半導体チップの斜視図
である。
である。
【図７】車両前方の景色および１：１.８の縦横比の撮
影範囲である。
影範囲である。
１０ 自車 ２０ 半導体チップ ２１ 受光部 Ｃ カメラ（イメージセンサ） Ｆ 撮影範囲 Ｔ 先行車両
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】道路の設計速度等に対応する縦横比の図表であ
る。
る。
【図２】必要横画角を求めるときの参考図である。
【図３】必要横画角を求めるときの参考図である。
【図４】上側の必要縦画角を求める時の参考図を（Ａ）
に示し、下側の必要縦画角を求める時の参考図を（Ｂ）
に示している。
に示し、下側の必要縦画角を求める時の参考図を（Ｂ）
に示している。
【図５】本発明に係るイメージセンサの一例であるカメ
ラＣの概念図である。
ラＣの概念図である。
【図６】上記カメラに設けられた半導体チップの斜視図
である。
である。
【図７】車両前方の景色および１：１.８の縦横比の撮
影範囲である。
影範囲である。
【符号の説明】 １０ 自車 ２０ 半導体チップ ２１ 受光部 Ｃ カメラ（イメージセンサ） Ｆ 撮影範囲 Ｔ 先行車両
Claims (3)
- 【請求項１】 車両が走行する道路の前方を監視するた
めの撮影を行うイメージセンサであって、 前記イメージセンサの受光部の縦横比が１：１.８〜
１：３.１の範囲にある横長に形成されていることを特
徴とする車両前方監視用イメージセンサ。 - 【請求項２】 前記受光部の縦横比が１：１.８である
ことを特徴とする請求項１に記載の車両前方監視用イメ
ージセンサ。 - 【請求項３】 車両が走行する道路の前方を監視するた
めの撮影を行うイメージセンサにおいて、 前記イメージセンサの受光部の縦横比を、前記道路の設
計速度および前記車両が走行する車線を含めた撮影車線
数を条件として１：１.８〜１：３.１の範囲に設定する
車両前方監視用イメージセンサの受光部の縦横比設定方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22964296A JP4084857B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 自動車の前方監視システムにおけるイメージセンサの縦横比設定方法 |
| US08/920,952 US6037975A (en) | 1996-08-30 | 1997-08-29 | Image sensor for monitoring vehicle's forward view and method for setting aspect ratio for photosensitive portion of such image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22964296A JP4084857B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 自動車の前方監視システムにおけるイメージセンサの縦横比設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075398A true JPH1075398A (ja) | 1998-03-17 |
| JP4084857B2 JP4084857B2 (ja) | 2008-04-30 |
Family
ID=16895405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22964296A Expired - Fee Related JP4084857B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 自動車の前方監視システムにおけるイメージセンサの縦横比設定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6037975A (ja) |
| JP (1) | JP4084857B2 (ja) |
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| US5877897A (en) | 1993-02-26 | 1999-03-02 | Donnelly Corporation | Automatic rearview mirror, vehicle lighting control and vehicle interior monitoring system using a photosensor array |
| US6891563B2 (en) | 1996-05-22 | 2005-05-10 | Donnelly Corporation | Vehicular vision system |
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Non-Patent Citations (2)
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| "'95 産業用ＣＣＤカメラ阿仕様一覧", 映像情報, JPNX007049988, 1 July 1995 (1995-07-01), JP, pages 77, ISSN: 0000893074 * |
| "95産業用ＣＣＤカメラ仕様一覧", 映像情報, JPN4006024423, 1 May 1995 (1995-05-01), JP, pages 77, ISSN: 0000804732 * |
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