JPH1148885A - 車両用距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一対の光学系によりイメージセンサ上に結像し
た一対の画像のうちウインド内の画像信号を比較して両
画像の光軸からのずれ量を電気的に検出し、三角測量の
原理に基づく演算を前記ずれ量を用いて実行して対象物
までの距離を測定する車両用距離測定装置において、割
込み車両のすり抜けが生じたときには前方車両の距離を
確実に測定する。 【解決手段】ウインドで定まる画像領域内に車両が複数
存在するときに距離検出の対象であった車両の車線変更
が生じているか否かが判定されるとともに、距離検出の
対象であった車両および自車間に他の車両が割込んだか
否かが判定され、車線変更と判定されたときに距離測定
の対象が車線変更車両以外の車両に変更され、割込みと
判定されたときに距離測定の対象が割込み車両に変更さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用距離測定装
置に関し、特に、一対の光学系によりイメージセンサ上
に結像した一対の画像のうちウインド内の画像信号を比
較して両画像の光軸からのずれ量を電気的に検出し、三
角測量の原理に基づく演算を前記ずれ量を用いて実行し
て対象物までの距離を測定する車両用距離測定装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる距離測定装置は、たとえば
特開平５−２９６７６７号公報で既に知られており、こ
のものでは、距離測定の対象が変化する状況、すなわち
先行車および自車間への車両の割込みが生じたときに対
処するために、対象とするウインドについて画像の左右
対称性を判定して画像の追尾を行なうとともに、さらに
複数のウインドの情報も加えて、前方車両の動きを推定
するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものでは、先行車が停止中に該先行車および自車間に割
込んできた車両が先行車の脇をすり抜ける場合には、そ
のすり抜けた車両を対象物として追尾し続け、車両のす
り抜け後に前方に存在する先行車ではなく、割込み車両
の距離を出力し続けることが生じ得る。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、割込み車両のすり抜けが生じたときには前方
車両の距離を確実に測定し得るようにした車両用距離測
定装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一対の光学系によりイメージセンサ上に
結像した一対の画像のうちウインド内の画像信号を比較
して両画像の光軸からのずれ量を電気的に検出し、三角
測量の原理に基づく演算を前記ずれ量を用いて実行して
対象物までの距離を測定する車両用距離測定装置におい
て、前記ウインドで定まる画像領域内に対象物である車
両が複数存在するときに距離検出の対象であった車両の
車線変更が生じているか否かを判定する車線変更判定手
段と、前記ウインドで定まる画像領域内に対象物である
車両が複数存在するときに距離検出の対象であった車両
および自車間に他の車両が割込んだか否かを判定する割
込み判定手段と、車線変更判定手段で車線変更と判定さ
れたときに距離測定の対象を車線変更車両以外の車両に
変更するとともに前記割込み判定手段で割込みと判定さ
れたときに距離測定の対象を割込み車両に変更する対象
切換手段とを備えることを特徴とする。

【０００６】このような構成によれば、ウインドで定ま
る画像領域内に対象物である車両が複数存在するとき
に、車線変更判定手段により車線変更が判定されるとと
もに割込み判定手段により車両の割込みが判定され、車
線変更であると判定されたときには車線変更車両以外の
車両を距離測定の対象車両として選択し、また車両の割
込みであると判定されたときには割込み車両を距離測定
の対象として選択するので、自車および先行車間に車両
が割込んできたときにはその割込み車両の距離を測定す
ることができ、また割込み車両が車線変更により割込み
車両の前方に存在していた他の先行車両の脇をすり抜け
たときには、距離測定の対象車両を、すり抜けた割込み
車両から、自車の前方に存在する他の先行車両に切換え
ることが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

【０００８】図１ないし図７は本発明の一実施例を示す
ものであり、図１は距離測定装置の構成を示すブロック
図、図２はイメージセンサの画面上での対象物およびウ
インドの配置を示す図、図３はマイクロコンピュータに
よる処理手順を示すフローチャート、図４は距離測定原
理を説明するための図、図５は相関演算を説明するため
の図、図６は割込み状態を説明するための図、図７は車
線変更状態を説明するための図である。

【０００９】先ず図１において、この車両用距離測定装
置は、車両の車室内でたとえばフロントガラスの後方側
に配置される上下一対の撮像手段１Ａ，１Ｂと、これら
の撮像手段１Ａ，１Ｂで得られた先行車両等の対象物４
の画像信号をデジタル信号にそれぞれ変換するＡ／Ｄ変
換器５Ａ，５Ｂと、デジタル信号化された画像情報をそ
れぞれ記憶する画像記憶手段６Ａ，６Ｂと、画像記憶手
段６Ａ，６Ｂにストアされた画像信号に基づいて対象物
４までの距離を演算するマイクロコンピュータ８と、距
離等を記憶すべくマイクロコンピュータ８に付設される
メモリ９とを備え、マイクロコンピュータ８による距離
演算結果は、自車の走行を制御する車両走行制御装置１
０に入力され、この車両走行制御装置１０は、たとえば
自車の前方の先行車両に追随して自車を走行させるため
の制御を実行する。

【００１０】両撮像手段１Ａ，１Ｂは、レンズを含む光
学系２Ａ，２Ｂと、それらの光学系２Ａ，２Ｂの焦点距
離ｆだけ後方に配置されるイメージセンサ３Ａ，３Ｂと
でそれぞれ構成されるものであり、両光学系２Ａ，２Ｂ
は、基線長ＢＬだけ上下に間隔をあけて配置される。

【００１１】このような撮像手段１Ａ，１Ｂによれば、
自車の前方に存在する先行車両等の対象物４が光学系２
Ａ，２Ｂによりイメージセンサ３Ａ，３Ｂ上に結像され
ることになるが、イメージセンサ３Ａ，３Ｂは、たとえ
ば図２で示すように、たとえば相互に平行に延びる複数
の上下に延びるラインＣＣＤ７，７…が横方向に間隔を
あけて配置されて成る一次元のイメージセンサである。

【００１２】マイクロコンピュータ８は、前記イメージ
センサ３Ａ，３Ｂで定まる画面上で複数のウインドＷ，
Ｗ…（図２の斜線で示す部分）を定めるウインド決定手
段、両イメージセンサ３Ａ，３Ｂで定まる画面上で相互
に対応するウインドＷ，Ｗ…の組み合わせ毎の相関演算
を実行する相関演算手段、該相関演算手段の演算結果に
基づいて対象物４までの距離を演算する距離演算手段、
前記各ウインドＷ，Ｗ…で定まる画像領域内に対象物４
である車両が複数存在するときに距離検出の対象であっ
た車両の車線変更が生じているか否かを判定する車線変
更判定手段、前記ウインドＷ，Ｗ…で定まる画像領域内
に対象物４である車両が複数存在するときに距離検出の
対象であった車両および自車間に他の車両が割込んだか
否かを判定する割込み判定手段、ならびに車線変更判定
手段で車線変更と判定されたときに距離測定の対象を車
線変更車両以外の車両に変更するとともに前記割込み判
定手段で割込みと判定されたときに距離測定の対象を割
込み車両に変更する対象切換手段の機能を果すものであ
る。

【００１３】マイクロコンピュータ８では、図３で示す
ような処理手順が設定されており、ステップＳ１では、
図２で示したように定まった各ウインドＷ，Ｗ…に対応
した画像信号を画像記憶手段６Ａ，６Ｂから切出す。こ
のウインドＷ，Ｗ…の切出しは、対象物４である先行車
両の像以外の道路、背景および他の物体等の像を距離演
算から排除するためのものであり、次のステップＳ２
で、相互に対応するウインドＷ，Ｗの組み合わせ毎の画
像信号の距離演算を実行する。

【００１４】距離演算にあたっては、相互に対応したウ
インドＷ，Ｗの組み合わせ毎の相関演算を先ず実行する
ものであり、該相関演算によって、図４で示すように、
両イメージセンサ３Ａ，３Ｂから得られた輝度データの
相関が最も一致する点でのシフト量ｎを得ることができ
る。該相関演算は、たとえば相互に対応するウインド
Ｗ，Ｗの輝度データの一方を固定しておき他方を１つず
つシフトしながら引き算を行なうようにして実行され
る。すなわち図５（Ａ）で示すように、イメージセンサ
３Ｂ側の輝度データを固定しておき、イメージセンサ３
Ａ側の輝度データを上下に１つずつシフトしながらイメ
ージセンサ３Ｂ側の輝度データから引き算することによ
り、図５（Ｂ）で示すように相関値に対応したシフト量
が得られることになり、相関値が最も小さいときのシフ
ト量ｎを画像信号の光軸からのずれ量に対応した値とし
て求めることができる。而して、該シフト量ｎは、下方
のイメージセンサ３Ａから得られた画像信号の光学系２
Ａの光軸からのずれ量ｎＡと、上方のイメージセンサ３
Ｂから得られた画像信号の光学系２Ｂの光軸からのずれ
量ｎＢとの和である。

【００１５】相互に対応した各ウインドＷ，Ｗの組み合
わせ毎に得られたずれ量ｎに基づいて、各ウインドＷ，
Ｗの組み合わせ毎に三角測量法の原理に基づく距離演算
をそれぞれ実行することになり、対象物４までの距離Ｄ
_W を Ｄ_W ＝（ＢＬ×ｆ）／ｎ に基づいて、各ウインドＷ，Ｗの組み合わせ毎に得るこ
とになる。

【００１６】ステップＳ２で各ウインドＷ，Ｗの組み合
わせ毎に距離Ｄ_W を得た後のステップＳ３では、追尾フ
ラグＦ_P が「１」であるか否かを判定する。この追尾フ
ラグＦ_P は、自車の前方に存在する対象物４を追尾して
いるときに「１」、追尾していないときには「０」とな
るものであり、Ｆ_P ＝０であったとき、すなわち非追尾
中であったときにはステップＳ３からステップＳ４に進
む。

【００１７】ステップＳ４では、ステップＳ２で得た各
ウインドＷ，Ｗの組み合わせ毎の距離Ｄ_W …、前回まで
の先行車の距離および方向の時間的連続性に基づいて先
行車の距離および方向を判定する。この先行車の判定に
あたっては、距離Ｄ_W が一定の近い範囲内の値を有して
相互に隣接したウインドＷ，Ｗの組み合わせを採用する
とともに、距離Ｄ_W が前記範囲から外れたウインドＷ，
Ｗの組み合わせや、相関が検出できるほど画像にコント
ラストがなかったウインドＷ，Ｗの組み合わせを排除す
るものであり、時間的連続性については距離変化量が一
定時間連続して一定値以下であることにより判定するも
のである。また各ウインドＷ，Ｗの組み合わせの一定数
以上で先行車までの距離を得られないときには先行車を
判定不可能であるとする条件を付加するようにしてもよ
く、そうすれば、自車の前方に存在する車両が斜めにな
っている状態での距離測定を回避することができ、割込
み途中などの状況での距離測定性能向上に寄与すること
が可能である。さらに先行車の方向については、先行車
距離を得ることができたウインドＷの画面上での分布に
基づいて判定すればよく、この際、図２で示したよう
に、各ウインドＷ，Ｗ…が縦長に延びる形状に設定して
おけば、横方向位置の検出精度を向上することができ
る。

【００１８】ステップＳ５では、ステップＳ４で得た先
行車の距離と、車両フラグＦ_V により追尾可能性の判定
を実行する。前記車両フラグＦ_V は、後述のステップＳ
１４での車両判定を実行した結果によって得られるもの
であり、自動二輪車等の一定幅以下の車両の場合には、
前記車両フラグＦ_V は「０」となるものであり、ステッ
プＳ１４で自車の前方にある対象物４が車両であるか否
かを判定した結果、車両フラグＦ_V が「０」となってい
る状態で、ステップＳ４で得た距離が一定値以下であっ
た場合には追尾しないと判定するが、それ以外のときに
は追尾すると判定する。すなわち自車の前方の比較的近
い位置に自動二輪車が存在する場合には追尾しないが、
自車の前方の比較的遠い位置に自動二輪車が存在する場
合、また自車の前方に乗用車両やトラック等の車幅が一
定値を超す車両が存在する場合には追尾することなにな
る。このステップＳ５での判定結果に基づいて、ステッ
プＳ６では、追尾すると判定したときにフラグＦ_P を
「１」に設定し、非追尾のときにフラグＦ_P を「０」に
設定する。

【００１９】ステップＳ６を経過した後のステップＳ７
では、ステップＳ４で得た先行車の距離を出力する。

【００２０】ステップＳ３でフラグＦ_P が「１」であっ
たとき、すなわち自車の前方の比較的遠い位置に存在す
る自動二輪車や、自車の前方に存在する乗用車両やトラ
ック等を追尾中であったときには、ステップＳ８におい
て、先行車の距離を判定する。この距離の判定にあたっ
ては、各ウインドＷ，Ｗ…の組み合わせ毎の距離Ｄ_W、
追尾中の先行車に関してそれまで得ていた距離および方
向に基づいて距離判定を実行するものであり、前述のス
テップＳ４と同様の処理を行なって、追尾中の先行車ま
での距離を判定する。

【００２１】ステップＳ９では、先行車までの距離を得
たウインドＷ，Ｗの組み合わせ以外のウインドＷ，Ｗの
組み合わせによる距離Ｄ_W により、先行車よりも自車に
近い側に近距離物体が存在するか否かを判定する。すな
わち先行車までの距離は、追尾中の先行車に関してそれ
まで得ていた距離に連続した値であり、先行車を隠すよ
うにして他の物体が自車および先行車間に入ってきたと
きに、先行車までの距離とは所定値以上離れた小さい距
離を検出することで近距離物体の判定を行なうことにな
る。

【００２２】ステップＳ９で近距離物体が存在しないと
判定したことをステップＳ１０で確認したときには、ス
テップＳ１０からステップＳ７に進んで先行車までの距
離を出力し、またステップＳ９で近距離物体が存在する
と判定したことをステップＳ１０で確認したときには、
ステップＳ１０からステップＳ１１に進む。

【００２３】ステップＳ１１では、ステップＳ９で判定
した近距離物体の距離および方向を一旦保持し、その後
のステップＳ１２で車線変更を判定する。この車線変更
にあたっては、先行車の距離と、近距離物体の距離とを
比較し、両距離がほぼ近い値であり、しかも先行車の車
両フラグＦ_V が「０」である場合に現在追尾中の先行車
が車線変更をしたと判定する。これは、現在追尾中の先
行車（現先行車）が以前割り込んできた車両が、車両幅
が一定以下である自動二輪車等であり、その割込み前に
自車の前方に存在していた先行車（前先行車）が自車か
ら比較的近い位置に存在する状況を検出したことになる
からである。

【００２４】ステップＳ１２で車線変更なしと判定した
ことをステップＳ１３で確認したときには、ステップＳ
１４で車両判定を実行する。この車両判定は、自動二輪
車等の一定幅以下の車両の場合には、車両フラグＦ_V を
「０」とするが、それ以外の車両の場合には車両フラグ
Ｆ_V を「１」と設定するものであり、現先行車が自動二
輪車等であってＦ_V ＝０であることをステップＳ１５で
確認したときにはステップＳ７に進み、またＦ_V ＝１で
あることをステップＳ１５で確認したときにはステップ
Ｓ１６に進む。

【００２５】ステップＳ１６では、ステップＳ１１で保
持した近距離物体の距離および方向に基づいて割込み判
定を実行する。すなわち自車の前方への割込みは、左右
いずれか一方から始まるものであり、イメージセンサ３
Ａ，３Ｂで定まる画面上で近距離物体が左右いずれかの
端部から連続した距離値を有して横方向に移動してくる
ことを検出することにより割込み判定を実行することに
なる。

【００２６】ステップＳ１６で割込みが生じていると判
定したことをステップＳ１８で確認したときには、ステ
ップＳ１８に進み、このステップＳ１８で近距離物体の
距離を出力することになる。すなわち割込みが生じてい
ると判定したときには、それまで先行車の距離を出力し
ていたのに代えて、近距離物体である割込み車の距離を
出力することになる。

【００２７】またステップＳ１３で車線変更が生じてい
ることを確認したときには、ステップＳ１９で追尾フラ
グＦ_P を「０」としてステップＳ１８に進むことにな
る。すなわち車線変更が生じたときには、車線変更後に
自車の前方に出現した車両（割込み前に追尾していた車
両）について、改めてステップＳ３〜Ｓ７の処理を実行
するために追尾フラグＦ_P を「０」に設定する。

【００２８】次にこの実施例の作用について説明する
と、図６で示すように、たとえば渋滞等で停止している
自車および先行車間に自動二輪車等が割込んできたとき
には、各ウインドＷ，Ｗ…で定まる画像領域内に対象物
４である車両が複数存在することになり、この際、マイ
クロコンピュータ８が備える割込み判定手段としての機
能（図３のステップＳ１６）により車両の割込みが判定
され、マイクロコンピュータ８が備える対象切換手段と
しての機能（図３のステップＳ１７）により先行車の距
離に代えて割込み車両の距離がマイクロコンピュータ８
から車両走行制御装置１０に与えられる。

【００２９】また図７で示すように、自動二輪車等の割
込み車両（現先行車）が車線変更をしたときには、マイ
クロコンピュータ８が備える車線変更判定手段としての
機能（図３のステップＳ１２）により車線変更が判定さ
れ、マイクロコンピュータ８が備える対象切換手段とし
ての機能（図３のステップＳ１３）により車線変更した
車両より自車に近い側に在る近距離物体すなわち割り込
みが生じる前に自車の前方に存在した前先行車の距離
が、割込み車両の距離に代えてマイクロコンピュータ８
から車両走行制御装置１０に与えられる。

【００３０】このようにして、割込み車両のすり抜けが
生じたときには、すり抜け後に自車の前方に存在する前
方車両の距離を確実に測定してマイクロコンピュータ８
から車両走行制御装置１０に入力することができ、割込
み発生および割込み車両の車線変更に応じて、ドライバ
ーが意識していると想定される先行車両の距離をスムー
ズに切換えて測定することができる。

【００３１】ところで、上記実施例は、一定の車幅以上
の車両が割込むことが困難であるが自動二輪車等の車幅
の狭い車両が割込むことが可能な距離を自車および先行
車間にあけて先行車に追随した車両の走行制御を行なう
場合について説明したのであるが、自車および先行車間
に一定の車幅以上の車両が割込むことが可能である場合
には、ステップＳ１２での車線変更判定の条件に、車両
フラグＦ_V が「０」であることを含むことは不要であ
り、またステップＳ１６の割込み判定についても、車両
フラグＦ_V が「０」であることは必須ではなく、車線変
更判定と平行して割込み判定を行なうようにすればよ
い。

【００３２】また上記実施例では、マイクロコンピュー
タ８で相関演算を実行するようにしたが、たとえばゲー
トアレイ等の専用演算回路によって相関演算を実行して
演算の高速化を図ってもよく、先行車の距離を車間距離
警報装置を与えるようにしてもよく、マイクロコンピュ
ータ８に危険車間判定手段および警報装置を付加し、測
定距離を車間距離警報装置に用いることも可能である。
さらにイメージセンサ３Ａ，３Ｂとして、多数の画素が
平面上に分散配置されて成る二次元のイメージセンサを
用いるようにしてもよい。

【００３３】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、自車およ
び先行車間に割り込んだ割込み車両の距離を測定するこ
とができ、また割込み車両が車線変更により割込み車両
の前方に存在していた他の先行車両の脇をすり抜けたと
きには、距離測定の対象車両を、すり抜けた割込み車両
から自車の前方に存在する他の先行車両に切換えること
が可能であり、割込み発生および割込み車両の車線変更
に応じて、ドライバーが意識していると想定される先行
車両の距離をスムーズに切換えて測定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】距離測定装置の構成を示すブロック図である。

【図２】イメージセンサの画面上での対象物およびウイ
ンドの配置を示す図である。

【図３】マイクロコンピュータによる処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図４】距離測定原理を説明するための図である。

【図５】相関演算を説明するための図である。

【図６】割込み状態を説明するための図である。

【図７】車線変更状態を説明するための図である。

【符号の説明】

２Ａ，２Ｂ・・・光学系 ３Ａ，３Ｂ・・・イメージセンサ ４・・・対象物 ８・・・車線変更判定手段、割込み判定手段および対象
切換手段の機能を有するマイクロコンピュータ Ｗ・・・ウインド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千坂 和人 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の光学系（２Ａ，２Ｂ）によりイメ
   ージセンサ（３Ａ，３Ｂ）上に結像した一対の画像のう
   ちウインド（Ｗ）内の画像信号を比較して両画像の光軸
   からのずれ量を電気的に検出し、三角測量の原理に基づ
   く演算を前記ずれ量を用いて実行して対象物（４）まで
   の距離を測定する車両用距離測定装置において、前記ウ
   インド（Ｗ）で定まる画像領域内に対象物（４）である
   車両が複数存在するときに距離検出の対象であった車両
   の車線変更が生じているか否かを判定する車線変更判定
   手段（８）と、前記ウインド（Ｗ）で定まる画像領域内
   に対象物（４）である車両が複数存在するときに距離検
   出の対象であった車両および自車間に他の車両が割込ん
   だか否かを判定する割込み判定手段（８）と、車線変更
   判定手段（８）で車線変更と判定されたときに距離測定
   の対象を車線変更車両以外の車両に変更するとともに前
   記割込み判定手段（８）で割込みと判定されたときに距
   離測定の対象を割込み車両に変更する対象切換手段
   （８）とを備えることを特徴とする車両用距離測定装
   置。