JPH1139597A

JPH1139597A - 車両の衝突防止装置

Info

Publication number: JPH1139597A
Application number: JP9192803A
Authority: JP
Inventors: Keiji Hanawa; 圭二塙
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 1999-02-12
Anticipated expiration: 2017-07-17
Also published as: JP3872179B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自車両前方の撮像画像から先行車両のブレー
キランプ点灯を検出して先行車両の減速状態を的確に検
出し、先行車両と自車両との衝突可能性を正確に判断す
る。【解決手段】ＣＣＤカメラ１０ａ，１０ｂで撮像した
画像をイメージプロセッサ２０で処理して距離分布情報
を算出すると、その距離分布情報をコントローラ３０に
読み込んで道路形状や複数の立体物（車両や障害物等）
の３次元位置を検出して先行車を特定する。そして、先
行車の位置情報とＣＣＤカメラ１０ａで撮像した画像と
から先行車のブレーキランプ点灯の有無を検出して先行
車の減速状態を判断し、この先行車の減速状態と車速セ
ンサ４や舵角センサ５等によって検出した自車両の走行
状態とから衝突可能性を判断し、その結果をディスプレ
イ９に表示してドライバに知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自車両の進行路上
に存在する先行車両を検出して衝突判断を行う車両の衝
突防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、自動車にＴＶカメラやレーザ
・レーダ等を搭載して前方の車両や障害物を検知し、そ
れらに衝突する危険度を判定してドライバに警報を発し
たり、自動的にブレーキを作動させて停止させる、ある
いは、先行車両との車間距離を安全に保つよう自動的に
走行速度を増減する等のＡＳＶ（Advanced Safety Vehi
cle；先進安全自動車）に係わる技術の開発が積極的に
進められている。

【０００３】先行車両と自車両との衝突可能性を判断し
て衝突警報を発する技術としては、従来、スキャン式レ
ーザ・レーダ等によって先行車両との車間距離及び相対
速度を計測し、車間距離が予め設定した警報距離を下回
ったとき、衝突警報を発する技術が提案されている。

【０００４】しかしながら、交通事故で比較的多いパタ
ーンとして、先行車の急ブレーキによる追突があり、こ
のような状況に対しては、先行車両の減速度を検出する
ことが重要となる。このため、先行車両との車間距離を
レーザ・レーダによって計測し、車間距離の変化のパタ
ーンから先行車両の減速の開始を検出して警報を発する
技術が提案されている。

【０００５】また、先行車両を検出する技術として、特
開平２−１９０９７８号公報には、自車両前方の先行車
両を含む風景を、赤色光のみを通すフィルタを介してＴ
Ｖカメラで撮像し、この撮像画像から先行車両の赤いテ
ールランプを検出する技術が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自車両
と先行車両との車間距離の計測値には、誤差やバラツキ
が含まれており、現実の複雑な交通状況においては、先
行車両の減速度を精度高く検出することは困難である。
このため、先行車両の減速度を誤検出し、減速度がそれ
ほど大きくないにも拘わらず衝突警報が発せられる虞が
あった。

【０００７】従って、先行車の減速状態を確実に検出す
るため、先行車両のテールランプの点滅状態からブレー
キ操作を検出することも考えられるが、前述したテール
ランプを検出する先行技術では、先行車両が白色である
場合、白色光の中に赤色光の成分も含まれているため、
フィルタを通しても車両の映像が映ってしまい、赤いテ
ールランプのみを検出することは困難であり、ブレーキ
操作に伴うテールランプの点滅を検出することもできな
い。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、自車両前方の撮像画像から先行車両のブレーキラン
プ点灯を検出して先行車両の減速状態を的確に検出し、
先行車両と自車両との衝突可能性を正確に判断すること
のできる車両の衝突防止装置を提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
自車両の走行方向に存在する先行車両を検出し、この先
行車両と自車両との衝突可能性を判断する車両の衝突防
止装置において、自車両前方の撮像画像に、上記先行車
両の位置情報に基づいて上記先行車のテールランプ検出
領域を設定し、このテールランプ検出領域の輝度変化あ
るいは面積変化によって上記先行車両のブレーキランプ
点灯を検出する手段と、上記ブレーキランプの点灯の有
無に応じて上記先行車両の減速状態を判断し、上記先行
車両と自車両との衝突可能性を判断する手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記先行車両の減速状態を、上記ブレーキ
ランプの点灯と上記先行車両の減速度の計測値とによっ
て判断することを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記先行車両の減速状態を、上記ブレーキ
ランプの点灯の有無のみによって判断することを特徴と
する。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１，２，３
のいずれか一に記載の発明において、上記先行車と自車
両との現在の車間距離が、上記先行車の減速状態に応じ
て変更される警報距離以下になったとき、衝突の可能性
有りと判断して警報を発することを特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、自車両前方を撮像した一対の画像からステ
レオ画像処理によって上記先行車両の位置情報を取得す
るとともに、上記一対の画像の一方に上記テールランプ
検出領域を設定することを特徴とする。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明において、レーザ・レーダの走査によって上記先行車
両の位置情報を取得するとともに、単眼のＴＶカメラに
よって撮像した自車両前方の画像に、上記テールランプ
検出領域を設定することを特徴とする。

【００１５】すなわち、本発明の車両の衝突防止装置で
は、検出した先行車両の位置情報に基づいて自車両前方
の撮像画像に先行車のテールランプ検出領域を設定し、
このテールランプ検出領域の輝度変化あるいは面積変化
によって先行車両のブレーキランプ点灯を検出する。そ
して、このブレーキランプの点灯の有無に応じて先行車
両の減速状態を判断し、先行車両と自車両との衝突可能
性を判断する。この際、先行車両の減速状態は、ブレー
キランプの点灯と先行車両の減速度の計測値とによって
判断しても良く、ブレーキランプの点灯の有無のみによ
って判断しても良い。

【００１６】また、先行車と自車両との現在の車間距離
が警報距離以下になったとき、衝突の可能性有りと判断
して警報を発することが望ましく、この警報距離は、先
行車のブレーキランプの点灯と減速度の計測値とによ
り、あるいは、ブレーキランプの点灯の有無のみによっ
て変更される。

【００１７】また、先行車のブレーキランプ点灯を検出
する際には、自車両前方を撮像した一対の画像をステレ
オ画像処理して先行車の位置情報を取得し、一対の画像
の一方にテールランプ検出領域を設定しても良く、ある
いは、レーザ・レーダの走査によって先行車両の位置情
報を取得し、単眼のＴＶカメラによって撮像した自車両
前方の画像にテールランプ検出領域を設定しても良い。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図９は本発明の実施の第１
形態に係わり、図１は衝突防止装置の全体構成図、図２
は衝突防止装置の回路ブロック図、図３はブレーキラン
プ点灯検出及び衝突判断処理に係わる機能ブロック図、
図４は車載のカメラで撮像した画像の例を示す説明図、
図５は距離画像の例を示す説明図、図６は距離画像の区
分を示す説明図、図７は道路・立体物の認識結果を示す
説明図、図８は先行車の検出結果を示す説明図、図９は
テールランプの検出結果を示す説明図である。

【００１９】図１において、符号１は自動車等の車両で
あり、この車両１に、進行方向に存在する障害物や先行
車両等を認識して衝突の危険性を判断し、衝突の危険性
がある場合、衝突回避の警報を発して安全を確保する衝
突防止装置２が搭載されている。

【００２０】上記衝突防止装置２は、車外の対象物を異
なる位置から撮像するためのステレオ光学系１０、この
ステレオ光学系１０で撮像した画像を処理して三次元の
距離分布情報を算出するイメージプロセッサ２０、及
び、このイメージプロセッサ２０からの距離情報を入力
し、その距離情報から道路形状や複数の立体物の三次元
位置を高速で検出し、その検出結果に基づいて先行車や
障害物を特定して衝突警報の判断処理等を行うコントロ
ーラ３０等から構成されている。

【００２１】また、上記コントローラ３０には、車速セ
ンサ４、舵角センサ５等の現在の車両の走行状態を検出
するためのセンサが接続され、認識された物体が自車両
１の障害物となる場合、ドライバの前方に設置されたデ
ィスプレイ９へ表示してドライバに対する警告を行う
他、図示しないアクチュエータ類を制御する外部装置を
接続することで車体の自動衝突回避制御等が可能となっ
ている。

【００２２】上記ステレオ光学系１０は、電荷結合素子
（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた左右１組のＣＣＤ
カメラ１０ａ，１０ｂからなり、例えば、ＣＣＤカメラ
１０ａを、上記イメージプロセッサ２０でステレオ画像
処理する際の基準画像側のカメラ、ＣＣＤカメラ１０ｂ
を比較画像側のカメラとして、所定の間隔を持って配設
されている。

【００２３】上記イメージプロセッサ２０では、上記Ｃ
ＣＤカメラ１０ａ，１０ｂで撮像した１対の画像の相関
を求め、同一物体に対する視差から三角測量の原理によ
って距離を算出し、画像全体に渡る３次元の距離分布を
出力するとともに、上記コントローラ３０での後述する
衝突判断処理において先行車両のブレーキランプ点灯を
検出するため、基準画像側のＣＣＤカメラ１０ａの元画
像をデジタル化して記憶する。

【００２４】上記コントローラ３０では、上記イメージ
プロセッサ２０からの距離分布情報を読み込んで道路形
状や複数の立体物（車両や障害物等）の３次元位置を高
速で検出して先行車を特定し、上記車速センサ４や上記
舵角センサ５等によって検出した自車両の走行状態に基
づいて先行車との衝突や接触可能性を判断し、その結果
を上記ディスプレイ９に表示してドライバに知らせる。

【００２５】この際、上記コントローラ３０では、ＣＣ
Ｄカメラ１０ａで撮像した元画像に基づいて先行車のブ
レーキランプ点灯を検出するようにしており、この先行
車のブレーキランプ点灯と先行車の減速度（負の加速
度）とから急ブレーキ状態を検出し、衝突可能性を判断
するようにしている。

【００２６】上記イメージプロセッサ２０及び上記コン
トローラ３０は、詳細には、図２に示すハードウエア構
成となっている。

【００２７】上記イメージプロセッサ２０には、上記Ｃ
ＣＤカメラ１０ａ，１０ｂで撮像した１組のステレオ画
像対に対して所定の小領域毎に同一の物体が写っている
部分を探索し、対応する位置のずれ量を求めて物体まで
の距離を算出し、三次元の距離分布情報として出力する
距離検出回路２０ａ、この距離検出回路２０ａから出力
される距離分布情報を記憶する距離画像メモリ２０ｂ、
基準画像側のＣＣＤカメラ１０ａで撮像したアナログ画
像を、所定の輝度階調（例えば、２５６階調）のデジタ
ル画像に変換するＡ／Ｄ変換器２１ａ、このＡ／Ｄ変換
器２１ａで変換したデジタル画像を記憶する元画像メモ
リ２１ｂ等が備えられている。

【００２８】上記距離検出回路２０ａから出力される距
離分布情報は、画像のような形態をしており（距離画
像）、左右２台のＣＣＤカメラ１１ａ，１１ｂで撮影し
た画像、例えば図４に模式的に示すような画像を、上記
距離検出回路２０ａで処理すると、基準となるＣＣＤカ
メラ１０ａの画像から図５のような距離画像が生成され
る。

【００２９】図５に示す距離画像の例では、画像サイズ
は横６００画素×縦２００画素であり、距離データを持
っているのは黒点の部分で、これは図４の画像の各画素
のうち、左右方向に隣合う画素間で明暗変化が大きい部
分である。上記距離検出回路２０ａでは、この距離画像
を１ブロックを４×４画素の小領域として横１５０×縦
５０のブロックからなる画像として扱い、各ブロック毎
に距離（画素ズレ数）の算出を行う。

【００３０】一方、上記コントローラ３０は、道路形状
等の検出処理を主とするマイクロプロセッサ３０ａと、
検出した道路形状に基づいて個々の立体物を検出する処
理を主とするマイクロプロセッサ３０ｂと、検出した立
体物の位置情報に基づいて先行車や障害物を特定し、衝
突や接触危険性を判断する処理を主とするマイクロプロ
セッサ３０ｃと、先行車のブレーキランプの点灯を検出
する処理を主とするマイクロプロセッサ３０ｄとがシス
テムバス３１を介して並列に接続されたマルチマイクロ
プロセッサのシステム構成となっている。

【００３１】そして、上記システムバス３１には、上記
距離画像メモリ２０ｂ及び上記元画像メモリ２１ｂに接
続されるインターフェース回路３２と、制御プログラム
を格納するＲＯＭ３３と、計算処理途中の各種パラメー
タを記憶するＲＡＭ３４と、処理結果のパラメータを記
憶する出力用メモリ３５と、上記ディスプレイ（ＤＩＳ
Ｐ）９を制御するためのディスプレイコントローラ（Ｄ
ＩＳＰ．ＣＯＮＴ．）３６と、上記車速センサ４、上記
舵角センサ５等からの信号を入力するＩ／Ｏインターフ
ェース回路３７とが接続されている。

【００３２】上記コントローラ３０では、画素を単位と
する距離画像上の座標系を、図５に示すように、左下隅
を原点として横方向をｉ座標軸，縦方向をｊ座標軸とし
て扱い、画素ズレ数をｄｐとする距離画像上の点（ｉ，
ｊ，ｄｐ）を実空間の座標系に変換し、道路形状の認識
や立体物の位置検出等の処理を行う。

【００３３】すなわち、実空間の三次元の座標系を、自
車（車両１）固定の座標系とし、Ｘ軸を車両１の進行方
向右側側方、Ｙ軸を車両１の上方、Ｚ軸を車両１の前
方、原点をＣＣＤカメラ１０ａ，１０ｂの中央の真下の
道路面とすると、Ｘ−Ｚ平面（Ｙ＝０）は、道路が平坦
な場合、道路面と一致することになり、以下の(1)〜(3)
式により、距離画像上の点（ｉ，ｊ，ｄｐ）を、実空間
上の点（ｘ，ｙ，ｚ）に座標変換することができる。ｘ＝ＣＤ／２＋ｚ・ＰＷ・（ｉ−ＩＶ） …(1) ｙ＝ＣＨ＋Ｚ・ＰＷ・（ｊ−ＪＶ） …(2) ｚ＝ＫＳ／ｄｐ …(3) 但し、ＣＤ：カメラ取り付け間隔ＰＷ：１画素当たりの視野角ＣＨ：カメラ取付け高さＩV，ＪV：車両１の真正面の無限遠点の画像上の座標
（画素）ＫＳ：距離係数（ＫＳ＝ＣＤ／ＰＷ）尚、実空間上の点（ｘ，ｙ，ｚ）から画像上の点（ｉ，
ｊ，ｄｐ）を算出する式は、上記(1)〜(3)式を変形し、
次のようになる。ｉ＝（ｘ−ＣＤ／２）／（ｚ・ＰＷ）＋ＩＶ …(4) ｊ＝（ｙ−ＣＨ）／（ｚ・ＰＷ）＋ＪＶ …(5) ｄｐ＝ＫＳ／ｚ …(6)

【００３４】次に、上記コントローラ３０における個々
の処理について説明する。まず、上記マイクロプロセッ
サ３０ａによる道路検出処理では、距離画像メモリ２０
ｂに記憶された距離画像からの３次元的な位置情報を利
用して実際の道路上の白線だけを分離して抽出し、内蔵
した道路モデルのパラメータを実際の道路形状と合致す
るよう修正・変更して道路形状を認識する。

【００３５】上記道路モデルは、認識対象範囲までの道
路の自車線を、設定した距離によって複数個の区間に分
け、各区間毎に左右の白線を３次元の直線式で近似して
折れ線状に連結したものであり、実空間の座標系におけ
る水平方向の直線式のパラメータａ，ｂ、及び、垂直方
向の直線式のパラメータｃ，ｄを求め、以下の(7)式に
示す水平方向の直線式、及び、以下の(8)式に示す垂直
方向の直線式を得る。ｘ＝ａ・ｚ＋ｂ …(7) ｙ＝ｃ・ｚ＋ｄ …(8)

【００３６】実際には、上記(7),(8)式の直線式によ
り、左右の白線をそれぞれ近似することになり、各区間
毎に、進行方向左側の白線に対する直線式のパラメータ
ａＬ，ｂＬ，ｃＬ，ｄＬを求めるとともに、進行方向右
側の白線に対する直線式のパラメータａＲ，ｂＲ，ｃ
Ｒ，ｄＲを求め、ＲＡＭ３４にストアする。

【００３７】また、上記マイクロプロセッサ３０ｂによ
る物体検出処理では、距離画像を、図６に示すように、
格子状に所定間隔で区分し、各区分毎に、上記マイクロ
プロセッサ３０ａによって算出された道路形状の直線式
(7),(8)から距離ｚに於ける道路表面の高さを求め、こ
の道路表面の高さより上にある距離データを立体物デー
タとして抽出する。そして、各区分毎に、抽出されたデ
ータを用いてヒストグラムを作成し、このヒストグラム
から各区分を代表する立体物の存在位置と、その距離を
求める。

【００３８】その後、各区分の立体物の検出距離を調
べ、隣接する区分において立体物までの検出距離の差異
が設定値以下の場合は同一の立体物と見なし、一方、設
定値以上の場合は別々の立体物と見なす。そして、検出
した立体物を包含する三次元ウィンドウを設定し、さら
に、この設定した三次元ウインドウが二次元の画像上で
どのように見えるかを計算して二次元ウィンドウを設定
する。そして、この二次元ウインドウ内の各データを順
次サーベイし、距離データを持っている画素について、
前述の(1)〜(3)式を用いて三次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）を
計算した後、距離や高さの値が三次元ウインドウの範囲
内にあるデータのみを抽出し、他は棄却する。

【００３９】このようにして抽出したデータを、二次元
の画像上に投影し、これらのデータの外形を線分で連結
して立体物の輪郭像を求め、この輪郭像の左右端および
上端の画像上での座標（ｉ，ｊ，ｄｐ）から、その立体
物の検出距離（Ｚ座標）、左右端位置（Ｘ座標）、上端
の位置（Ｙ座標）を算出し、さらに、左右端位置から立
体物の横幅を求め、上端の位置から物体の高さを求め、
ＲＡＭ３４にストアする。

【００４０】尚、以上の距離画像を生成する処理、距離
画像から道路形状を検出する処理、距離画像の区分毎の
立体物の距離データから複数の立体物を検出する処理に
ついては、本出願人によって先に提出された特開平５−
２６５５４７号公報に詳述されている。

【００４１】一方、上記マイクロプロセッサ３０ｃによ
る衝突判断処理では、検出した道路形状と立体物の位置
とを比較して先行車を特定し、この先行車と自車両との
相対速度や先行車の減速度を算出する。同時に、上記マ
イクロプロセッサ３０ｄによって先行車のブレーキラン
プ点灯が検出されたか否かを調べ、この先行車のブレー
キランプ点灯の検出結果と、先行車の相対速度や減速度
の算出結果とから衝突の危険性を判断し、その結果を上
記ディスプレイ９に表示してドライバに警告を発する等
の処理を行う。

【００４２】以下、上記マイクロプロセッサ３０ｃにお
ける衝突判断処理及び上記マイクロプロセッサ３０ｄに
よるブレーキランプ点灯検出処理について詳述する。

【００４３】図３は、マイクロプロセッサ３０ｃによる
衝突判断部４０、マイクロプロセッサ３０ｄによるブレ
ーキランプ点灯検出部５０の機能構成を示すものであ
り、衝突判断部４０は、先行車検出部４１、急ブレーキ
検出部４２、衝突危険度判定部４３から構成され、ブレ
ーキランプ点灯検出部５０は、サーベイ範囲設定部５
１、テールランプ検出部５２、ブレーキランプ点灯判断
部５３から構成されている。尚、マイクロプロセッサ３
０ａによる道路検出部６０、マイクロプロセッサ３０ｂ
による立体物検出部７０の各機能については前述した通
りであり、説明を省略する。

【００４４】以上の機能構成による処理では、衝突判断
部４０において、まず、先行車検出部４１で、検出され
た立体物の自車からの距離Ｚｉ、左端の位置ＸｉＬ、右
端の位置ＸｉＲを用い、先行車を特定する。この先行車
の特定に際しては、最初に、道路形状のデータから距離
Ｚｉにおける左右の白線の位置ＸＬ，ＸＲ（Ｘ座標）
を、以下の(9),(10)式で計算する。左白線：ＸＬ＝ａＬ・Ｚｉ＋ｂＬ …(9) 右白線：ＸＲ＝ａＲ・Ｚｉ＋ｂＲ …(10)

【００４５】次いで、上記(9),(10)式で算出した左右の
白線の位置ＸＬ，ＸＲと、立体物の左右端の位置Ｘｉ
Ｌ，ＸｉＲとを、それぞれ比較し、白線の内側に掛かっ
ている立体物を先行車の候補として選別すると、選別し
た先行車の候補の中から、自車両との距離が最も近いも
のを先行車として特定する。この先行車の位置のデータ
は、ＲＡＭ３４にストアされ、ブレーキランプ点灯検出
部５０に伝達される。

【００４６】そして、先行車を特定すると、次に、急ブ
レーキ検出部４２で、上記先行車検出部４１で特定した
先行車と自車両との間の車間距離の時間変化から、先行
車の自車両に対する相対速度を算出し、この相対速度に
自車両の走行速度を加算して先行車の走行速度を求め
る。

【００４７】さらに、先行車の走行速度の時間変化から
先行車の加減速度を算出し、先行車の減速度（絶対値）
が判定値（例えば、５ｍ／ｓｅｃ²）以上で、且つ、ブ
レーキランプ点灯検出部５０によって先行車のブレーキ
ランプ点灯が検出されている場合、先行車が急ブレーキ
を掛けた状態であると判断する。

【００４８】ここで、ブレーキランプ点灯検出部５０に
おける先行車のブレーキランプ点灯検出処理について説
明する。

【００４９】ブレーキランプ検出部５０では、まず、サ
ーベイ範囲設定部５１で先行車のテールランプ点灯を検
出するためのサーベイ範囲を、元画像メモリ２１ｂに記
憶されているデジタル画像、すなわち、距離画像を生成
する際に基準となる側のＣＣＤカメラ１０ａで撮像した
アナログ画像に対し、各画素の明るさ（輝度）を例えば
２５６階調にデジタル化した画像上に設定する。

【００５０】先行車の検出枠は、図４の元画像上では図
７のようになり、左右の枠線及び上下の枠線のデジタル
画像上の位置（ｉ，ｊ座標）は、先行車の左右端のＸ，
Ｚ座標から前述の(4)式によってｉ座標を算出すること
ができ、下側の枠線を道路面上の位置（ｙ＝０）、上側
の枠線を検出された先行車の高さとして、前述の(5)式
によってｊ座標を算出することができる。

【００５１】このような先行車の検出枠に対し、図８の
破線で示すように、検出誤差を考慮して余裕を見込んだ
少し広い範囲（例えば、＋０．３〜０．６ｍ程度）を、
テールランプのサーベイ範囲として設定する。

【００５２】次に、テールランプ検出部５２では、上記
サーベイ範囲設定部５１で設定したサーベイ範囲内の画
素の輝度平均値を計算し、平均値より高い輝度（例え
ば、平均値の１．５倍）を閾値として設定すると、サー
ベイ範囲内で閾値より明るい画素を抽出し、画像を２値
化する。さらに、この２値化画像で明るさの連続する領
域毎にラベルを付けるラベリング処理を行って隣接する
画素を領域にまとめ、各領域の面積、重心点のｉ，ｊ座
標、領域内の輝度の平均値等を計算して先行車のテール
ランプが点灯しているか否かを判断する。

【００５３】すなわち、先行車のテールランプが点灯し
ていない場合には、上記サーベイ範囲内に明るい領域が
存在しないか、あるいは、先行車の特に明るい部分が不
定形な領域として現れるのみであるが、テールランプが
点灯している場合には、例えば、図９に示すように、テ
ールランプの部分が大きな明るい領域として抽出され
る。従って、車両のテールランプの大きさ、形状、位置
等を考慮し、以下の３つの条件を全て満足する場合、先
行車のテールランプが点灯していると判断することがで
きる。

【００５４】条件１：明るい領域の面積が判定値（例え
ば、０．０２ｍ²程度の面積）より大きい。

【００５５】条件２：サーベイ範囲の左側と右側との両
方に同じ面積の領域が存在する。

【００５６】条件３：上記左右２つの領域の画像上の高
さ（ｊ座標）が等しい。

【００５７】以上の処理により、先行車のテールランプ
点灯の有無、テールランプの２つの領域の面積の合計
値、輝度の平均値等のデータがＲＡＭ３４にストアさ
れ、これらのデータから、ブレーキランプ点灯判断部５
３で先行車のブレーキランプ点灯を判断する。

【００５８】ここで、テールランプが点灯するのは、夜
間等でスモールランプが点灯されている場合と、ブレー
キを踏んでブレーキランプが点灯する場合である。この
場合、スモールランプよりブレーキランプの方が明る
く、カメラの特性に余裕がある場合には、スモールラン
プが点灯されている状態でブレーキランプが点灯する
と、画像上では、テールランプ部分の輝度が高くなる。

【００５９】しかしながら、スモールランプ点灯の時点
でカメラの感度が飽和し、テールランプ部分の輝度が飽
和値に達しているような状況では、ブレーキランプが点
灯して更に明るくなると、画像上では、テールランプ部
分の輝度が飽和したまま、明るい部分が周囲に滲んで面
積が拡大する。

【００６０】従って、ブレーキランプ点灯判断部５３で
は、上記テールランプ検出部５２による今回の検出結果
と前回の検出結果と比較し、以下のように、ブレーキラ
ンプが点灯しているか否かを判断する。

【００６１】（ａ）前回の検出結果がテープランプ非点
灯の場合、今回の検出結果がテールランプ点灯であれ
ば、ブレーキランプ点灯と判断する。

【００６２】（ｂ）前回の検出結果がテールランプラン
プ点灯の場合、次の(i),(ii)のいずれかでブレーキラン
プ点灯と判断する。

【００６３】(i)今回の検出結果、テールランプの領域
の輝度が判定値（例えば、前回の輝度の１．２倍）以上
に高くなった。

【００６４】(ii)今回の検出結果、テールランプの領域
の面積が判定値（例えば、前回の面積の１．２倍）以上
に拡大した。

【００６５】このブレーキランプ点灯の判断結果は、Ｒ
ＡＭ３４にストアされて上記急ブレーキ検出部４２に伝
達され、前述した処理によって先行車の急ブレーキが検
出される。次に、衝突危険度判定部４３では、先行車の
急ブレーキの有無に応じて警報距離を設定し、現在の車
間距離が、この警報距離以下のとき、衝突警報をディス
プレイ９に表示する等してドライバに警告を発する。

【００６６】先行車が急ブレーキを掛けていない場合の
警報距離Ｄｗ1は、自車の走行速度Ｖｅ、先行車の走行
速度Ｖｉから、例えば、以下の(11)式によって算出する
ことができる。但し、以下の(11)式におけるｔ1，Ａ，
Ｂは、予め設定した定数であり、例えば、ｔ1＝０．２
５、Ａ＝０．１２、Ｂ＝０．５４程度の値である。Ｄｗ1＝ｔ1・Ｖｅ＋Ａ・Ｖｅ・(Ｖｅ−Ｖｉ)＋Ｂ・（Ｖｅ−Ｖｉ) …(11)

【００６７】一方、先行車が急ブレーキを掛けた状態で
あると判断された場合、上記(11)式による警報距離Ｄｗ
1を、以下の（12)式に示すように、自車の走行速度Ｖｅ
に応じて延長した警報距離Ｄｗ2とする。Ｄｗ2＝Ｄｗ1＋ｔ2・Ｖｅ …(12)

【００６８】上記(12)における定数ｔ2は、例えば、
０．５〜１．０程度の値であり、この延長によって衝突
警報の発生タイミングが概ねｔ2秒だけ早くなり、ドラ
イバに危険をより早く報知することができる。尚、この
衝突危険度判定部４３を自動ブレーキ装置等に連動さ
せ、衝突の危険度がより大きい場合、自車両を自動的に
減速・停止させることが望ましい。

【００６９】すなわち、従来では、車間距離の計測値に
含まれるバラツキや誤差のため、先行車の減速度の計算
値が大きくばらつき、衝突判断の際の判断基準が安全側
に片寄りすぎて的確性に欠ける嫌いがあったが、本発明
では、先行車のブレーキランプ点灯を検出しているた
め、より正確な衝突判断を行うことができ、信頼性を向
上することができる。

【００７０】さらに、先行車のブレーキランプ点灯に対
して減速度があまり大きくない場合であっても、先行車
のブレーキランプ点灯と減速度とを組み合わせるため、
先行車の減速状態を的確に検出することができる。

【００７１】図１０は本発明の実施の第２形態に係わ
り、ブレーキランプ点灯検出及び衝突判断処理に係わる
機能ブロック図である。

【００７２】本形態は、混雑した道路で車間距離が十分
に取れないような状況に対し、先行車のブレーキ操作を
いち早く検出するため、前述の第１形態における急ブレ
ーキ検出部４２の処理内容を変更するものである。

【００７３】すなわち、本形態の衝突判断部４０Ａは、
図１０に示すように、第１形態の急ブレーキ検出部４２
をブレーキ検出部４２Ａに変更し、このブレーキ検出部
４２Ａにおいて、ブレーキランプ検出部５０で先行車の
ブレーキランプ点灯を検出したとき、先行車の減速度を
計算することなく、直ちに、先行車が減速を開始したと
判断する。

【００７４】そして、第１形態と同様、衝突危険度判定
部４３で、先行車の減速の有無に応じた警報距離を設定
し、現在の車間距離が、この警報距離以下のとき、衝突
警報をディスプレイ９に表示する等してドライバに警告
を発する。

【００７５】本形態では、先行車の減速度を計算するこ
となく、ブレーキランプ点灯のみで先行車の減速を判断
するため、直ちに先行車の減速開始を検出することがで
き、衝突警報の発生タイミングが早まり、特に、渋滞時
等に有効である。

【００７６】図１１は本発明の実施の第３形態に係わ
り、ブレーキランプ点灯検出及び衝突判断処理に係わる
機能ブロック図である。

【００７７】本形態は、前述の第１形態の衝突判断処理
に第２形態の処理を組み込み、互いの長所を取り入れた
ものである。このため、本形態の衝突判断部４０Ｂは、
図１１に示すように、第１形態に対し、急ブレーキ検出
部４２、衝突危険度判定部４３を変更し、ブレーキ検出
部４２Ｂ、衝突危険度判断部４３Ｂとする。

【００７８】ブレーキ検出部４２Ｂでは、ブレーキラン
プ検出部５０で先行車のブレーキランプ点灯を検出した
場合に先行車がブレーキ操作をしたと判断し、先行車の
減速度を算出する。そして、先行車の減速度を判定値
（例えば、５ｍ／ｓｅｃ²）と比較し、先行車の減速度
が判定値より小さい場合には、先行車のブレーキ操作に
よる警戒状態、先行車の減速度が判定値以上の場合、先
行車が急ブレーキを掛けた状態と判断する。

【００７９】衝突危険度判断部４３Ｂでは、先行車のブ
レーキランプが非点灯の場合、通常の警報距離Ｄｗ1
を、第１形態と同様、前述の（11)式によって算出し、
現在の車間距離が、この警報距離Ｄｗ1以下のとき、衝
突警報をディスプレイ９に表示する等してドライバに警
告を発する。

【００８０】一方、先行車のブレーキランプ点灯が検出
された場合には、ブレーキ操作による警戒状態と急ブレ
ーキ状態とで警報距離を２つの段階に分けて設定する。
すなわち、先行車のブレーキ操作による警戒状態では、
以下の(13)式によって通常の警報距離Ｄｗ1を延長した
警報距離Ｄｗ3とし、先行車の急ブレーキ状態では、以
下の(14)式によって通常の警報距離Ｄｗ1を延長した警
報距離Ｄｗ4とする。Ｄｗ3＝Ｄｗ1＋ｔ3・Ｖｅ …(13) Ｄｗ4＝Ｄｗ1＋ｔ4・Ｖｅ …(14)

【００８１】上記(13),(14)式におけるｔ3,ｔ4は、定数
であり、ｔ3＞ｔ4となるよう設定する。例えば、ｔ3＝
０．５、ｔ4＝１．０とすると、自車両の走行速度Ｖｅ
が５０ｋｍ／ｈ（１４．９ｍ／ｓｅｃ）の場合には、通
常の警報距離Ｄｗ1が先行車のブレーキランプ点灯で
７．５ｍ延長され、さらに、急ブレーキ検出時には１
４．９ｍ延長される。

【００８２】すなわち、車間距離が警報距離に対してぎ
りぎりで余裕が無い状態での走行中には、先行車のブレ
ーキランプ点灯のみで衝突警報が発せられ、ドライバの
注意が喚起される。一方、車間距離に多少の余裕がある
状態での走行中には、先行車の急ブレーキが検出された
場合にのみ、衝突警報が発せられる。

【００８３】本形態では、衝突距離が先行車のブレーキ
操作による警戒状態と急ブレーキ状態との２つの段階に
分けて延長されるため、実際の交通状況やドライバの運
転感覚に適合した衝突警報を発することができる。

【００８４】図１２〜図１４は本発明の実施の第４形態
に係わり、図１２は衝突防止装置の全体構成図、図１３
はレーザビームの走査方法を側面から示す説明図、図１
４はレーザビームの走査方法を上面から示す説明図であ
る。

【００８５】図１２に示すように、本形態の車両８０に
搭載される衝突防止装置８１は、２台のカメラによるス
テレオ画像処理に代えて単眼のＣＣＤカメラ９０を採用
し、この単眼のＣＣＤカメラ９０で撮像した画像と、所
定の走査範囲で一定の間隔毎にレーザビームを投光・受
光するスキャン式レーザ・レーダ９１からの信号とを、
コントローラ１００で処理し、車外の障害物や先行車両
等を認識して衝突判断を行うものである。

【００８６】すなわち、上記コントローラ１００では、
図１４，１５に示すように、上記スキャン式レーザ・レ
ーダ９１からレーザビームを投射し、この投射したレー
ザビームが物体に当たって反射してくる光を受光するま
での所要時間から物体までの距離を測定する処理を左右
方向に繰り返して前方の複数の障害物や車両の２次元分
布を求めるとともに、上記ＣＣＤカメラ９０によって撮
像した画像を解析して左右の白線の位置を検出する。

【００８７】そして、前述した各形態と同様、検出した
複数の立体物の位置と道路形状を比較して先行車を特定
するとともに、この先行車の位置情報とＣＣＤカメラ９
０で撮像した画像とから先行車のブレーキランプ点灯の
有無を検出して先行車の減速状態を判断し、この先行車
の減速状態と車速センサ４や舵角センサ５等によって検
出した自車両の走行状態とから衝突可能性を判断し、そ
の結果をディスプレイ９に表示してドライバに知らせ
る。この先行車のブレーキランプ点灯検出及び衝突判断
処理は、前述の第１〜３形態のいずれを適用することも
可能である。

【００８８】本形態においても、前述の各形態と同様、
先行車の減速状態を的確に検出して不必要な警報を発す
ることなく、信頼性高く衝突の危険性を判断することが
できる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
車両前方の撮像画像から先行車両のブレーキランプ点灯
を検出しているため、先行車両の減速状態を的確に検出
することができ、先行車両と自車両との衝突可能性をよ
り正確に判断することができ、信頼性を向上することが
できる。

【００９０】また、先行車のブレーキランプ点灯と減速
度とを考慮することにより、減速度の計測値に誤差があ
っても先行車の急ブレーキ状態等を確実に検出すること
ができるばかりでなく、先行車のブレーキランプ点灯に
対して減速度があまり大きくない場合であっても、先行
車の減速状態を的確に検出することができる。

【００９１】一方、渋滞時等には、先行車の減速度を計
測することなくブレーキランプ点灯のみで先行車の減速
を判断することで、迅速に先行車の減速開始を検出する
ことができる。

【００９２】さらに、先行車と自車両との現在の車間距
離が警報距離以下になったときの衝突警報の発生に際
し、先行車のブレーキランプの点灯と減速度の計測値と
によって、あるいは、ブレーキランプの点灯の有無のみ
によって、警報距離を変更することで、実際の交通状況
やドライバの運転感覚に適合した警報とすることができ
る等優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、衝突防止装
置の全体構成図

【図２】同上、衝突防止装置の回路ブロック図

【図３】同上、ブレーキランプ点灯検出及び衝突判断処
理に係わる機能ブロック図

【図４】同上、車載のカメラで撮像した画像の例を示す
説明図

【図５】同上、距離画像の例を示す説明図

【図６】同上、距離画像の区分を示す説明図

【図７】同上、道路・立体物の認識結果を示す説明図

【図８】同上、先行車の検出結果を示す説明図

【図９】同上、テールランプの検出結果を示す説明図

【図１０】本発明の実施の第２形態に係わり、ブレーキ
ランプ点灯検出及び衝突判断処理に係わる機能ブロック
図

【図１１】本発明の実施の第３形態に係わり、ブレーキ
ランプ点灯検出及び衝突判断処理に係わる機能ブロック
図

【図１２】本発明の実施の第４形態に係わり、衝突防止
装置の全体構成図

【図１３】同上、レーザビームの走査方法を側面から示
す説明図

【図１４】同上、レーザビームの走査方法を上面から示
す説明図

【符号の説明】

１ …自車両２ …衝突防止装置４０…衝突判断部４１…先行車検出部４２…急ブレーキ検出部４３…衝突危険度判定部５０…ブレーキランプ点灯検出部５１…サーベイ範囲設定部５２…テールランプ検出部５３…ブレーキランプ点灯判断部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両の走行方向に存在する先行車両を
検出し、この先行車両と自車両との衝突可能性を判断す
る車両の衝突防止装置において、自車両前方の撮像画像に、上記先行車両の位置情報に基
づいて上記先行車のテールランプ検出領域を設定し、こ
のテールランプ検出領域の輝度変化あるいは面積変化に
よって上記先行車両のブレーキランプ点灯を検出する手
段と、上記ブレーキランプの点灯の有無に応じて上記先行車両
の減速状態を判断し、上記先行車両と自車両との衝突可
能性を判断する手段とを備えたことを特徴とする車両の
衝突防止装置。
【請求項２】上記先行車両の減速状態を、上記ブレー
キランプの点灯と上記先行車両の減速度の計測値とによ
って判断することを特徴とする請求項１記載の車両の衝
突防止装置。
【請求項３】上記先行車両の減速状態を、上記ブレー
キランプの点灯の有無のみによって判断することを特徴
とする請求項１記載の車両の衝突防止装置。
【請求項４】上記先行車と自車両との現在の車間距離
が、上記先行車の減速状態に応じて変更される警報距離
以下になったとき、衝突の可能性有りと判断して警報を
発することを特徴とする請求項１，２，３のいずれか一
に記載の車両の衝突防止装置。
【請求項５】自車両前方を撮像した一対の画像からス
テレオ画像処理によって上記先行車両の位置情報を取得
するとともに、上記一対の画像の一方に上記テールラン
プ検出領域を設定することを特徴とする請求項１記載の
車両の衝突防止装置。
【請求項６】レーザ・レーダの走査によって上記先行
車両の位置情報を取得するとともに、単眼のＴＶカメラ
によって撮像した自車両前方の画像に、上記テールラン
プ検出領域を設定することを特徴とする請求項１記載の
車両の衝突防止装置。