JPS61139713A - 車間距離計測表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車の前部に設けられた左右１対のビデ
オカメラにより、その前方の像を撮像し、これにより得
られるビデオ信号を処理することにより、自動車の前方
の像までの距離を求め表示する車間距離計測表示装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

まず、距離計測の原理を第５図に基づいて説明する。こ
の第５図において、ターゲット３の映像はレンズを含む
二つの光学系ＩＲ，ＩＬによってイメージセンサ２Ｒ，
２Ｌの上に結像される。

ここで、ターゲット３を近づけると、このイメージセン
サ２Ｒ，２Ｌの上の像は、ターゲット３が無限遠に置か
れたときの像の位置からそれぞれＡおよびＢだけずれる
が、このとき距ｇｌＲはレンズから像までの距離をｆと
し、二つの光学系の基線長、すなわち、二つのレンズの
中心間の距離をＬとすると次式にて表わされる。

Ｒ＝ｆ　−Ｌ／　（Ａ＋Ｂ）・・・・・・・・・・・・
・・・・・（１）したがって、このずれの量（Ａ＋Ｂ）
を求めることにより距ｇｌＲが算出されることとなる。

次に、この種の従来の車間距離計測表示装置について説
明する。第６図はたとえば特公昭５７−３７８０７号公
報に示された従来の距１１１ｉ！定装置を示すブロック
図であり、この第６図において、ＩＬ、ＩＲはレンズを
含む光学系、２Ｌ、２Ｒはこの光学系ＩＬ、ＩＲにより
結像されたターゲット３の像を電気信号に変換する複数
の画素感光部の列よりなる１次元イメージセンサである
。

このイメージセンサ２Ｌ、２Ｒの信号を読み出すために
、発振器４１よりイメージセンサ２Ｌ。

２Ｒにシフトパルスを与えるようになっており、このシ
フトパルスにより、イメージセンサ２Ｌ。

２Ｒの信号を時系列的に１画素毎に順次読み出すように
なっている。

また、このイメージセンサ２Ｌには、スタートパルス発
生Ｍ４２からスタートパルスＰ１を与えるようにしてい
る。このスタートパルスＰ１はイメージセンサ２Ｌの信
号の読み出しの開始タイミングを設定するためのもので
ある。

さらに、このスタートパルスＰ１は可変遅延回路４３に
入力され、そこで遅延されるようになっている。可変遅
延回路４３はこのスタートパルスＰ１を遅延させて、イ
メージセンサ２ＲにスタートパルスＰ２を与えるように
なっている。

二つのイメージセンサ２Ｌ、２Ｒから出力される出力波
形は比較晋５で比較するようになっている。

次に動作について説明する。光学系ＩＬ、ＩＲにより結
像されたターゲット３のイメージセンサＩＬ、ＩＲの位
置は、先に述べたように、無限遠における像の位置から
互いに相返する方向へずれる。

このため、イメージセンサ２Ｌ、２Ｒから時系列的に１
［素ごとに順次読み出される信号の相互の時間的なずれ
は、イメージセンサ２Ｌ、２Ｒからターゲット３までの
距離に比例する。

イメージセンサ２Ｌ、２Ｒは発１ｉ器４１からともにシ
フトパルスが加えられ、出力信号が１［素ごとに順次読
み出されるのであるが、その読み出しの走査はイメージ
センサ２Ｌにおいては、スタートパルス発生器４２によ
り出力されるスタートパルスＰ１にヨ’）ＩＩｌ始され
、イメージセンサ２Ｒにおいては、このスタートパルス
Ｐ１を可変遅延回路４３により遅延して得られるスター
トパルスＰ２により開始される。

したがって、この可変遅延＠ａ１４３の遅延時間を順次
可変し、かつそれに対応して二つのイメージセンサ２Ｌ
、２Ｒの出力信号を比較＠Ｓにて比較すれば、この、比
較＠Ｂ５にて一致が検出されたときの遅延回路４３の遅
延時間より、ターゲット３までの距離が測定される。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上説明したように、従来の距離計測装置では、ターゲ
ット３の像を検出するセンサとして一次元のイメージセ
ンサ２Ｌ、２Ｒを使用しているのであるが、この場合、
ターゲット３の像の一部を線状に検出することしかでき
ず、したがって、検出されたターゲット３の像のその部
分に映像のｉ１１淡が無い場合、距離の検出が行えない
という問題があった。

たとえば、この従来の距離計測装置を自ｇＪＪＩＨに搭
載し、前方車までの車間距離計測に使用した場合、夜間
走行においては、通常前方車のテールライトしか見えな
いのであるが、このテールライトは面積的に小さいため
、この映像を上記１次元イメージセンサにて常時検出す
ることは不可能である。

第７図はその様子を示すものであって、同図において、
６０はターゲット（前方車）、６１ばそのテールライト
、ｚｌおよびＺ２は１次元イメージセンサにより検出し
帰る領域である。

この領域が図中２１にて示すところである場合には、テ
ールライトの映像を捕えているので距離検出は可能であ
るが、領域ｚ２にある場合には不可能である。

また、上記従来の距離計測装置においては、イメージセ
ンサに印加する１クートバルスＰ２を遅延させ、この遅
延時間より距離を計測しているのであるが、この方式で
は、左右の像の一致を検出するまでに幾度となく走査を
行なわねばならず、その間にターゲット３が移動した場
合、またはターゲット３の像が変化した場合、検出結果
に誤差を生じるという問題点があった。

ざらに、上記従来の距離計測装置は、これをたとえばカ
メラの距離針列装置として使用した場合、測定者はカメ
ラのファインダよりターゲットを確認することが可能な
のであるが、この装置を自動車に搭載した場合、測定者
すなわち運転者は、たとえばカメラにおけるファインダ
のような手段によ吊逐−ターゲットを確認することは実
際上不可能であるため、針目された距離が、どこまでの
距離であるかが容易にはわからないという問題点があっ
た。

この発明は、かかる問題点を解決するためにな・された
もので、ターゲラにの一部にしか映像の濃淡が無い場合
にも距離の測定を可能とし、またターゲットが高速にて
移動する場合にも計測誤差を含むことなく、さらには、
容易にターゲットの確認をすることができる車間距離計
測表示装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る車間距離計測表示装置は、２次元イメー
ジセンサより得られろビデオ信号をＡ／Ｄ変ｍｕにてデ
ィジタル値に変換した後メモリに記憶させ、そのメモリ
の内容を比較することにより左右の像の一致検出をして
距離を求めるとともに、この求められた距離情報とイメ
ージセンサにて得られるターゲットのビデオ信号とをあ
わせて表示装置に表示するようにしたものである。

〔作　用〕

この発明においては、イメージセンサとして２次元イメ
ージセンサを使用し、ターゲットの像をその広い範囲に
わたり捕え、映像の濃淡がターゲットの一部にしかない
場合にも距離の検出を行い、イメージセンサより得られ
るビデオ信号を一部メモリに格納した後、左右の一致検
出を行い、この検出処理の間にターゲ・リドが移動した
としてもその影’ＪＪを受けないようにし、イメージセ
ンサにて得られろビデオ信号と算出された距離情報とを
あわせて表示装置に表示することにより、求められた距
離が、ターゲットのどの部分までの距離であるかを表示
する。

〔実施例〕

以下、この発明の車間距離計測表示装置の実施例を図に
ついて説明する。第１図はその一実施例の構成を示すブ
ロック図である。この第１図において、第５図および第
６図と同一部分には同一符号を付して述べる。

第１図において、６０はターゲットである。このターゲ
ット６０は図では前方車を後方より見た場合を示してい
る。このターゲット６０をレンズを含む左右１対の光学
系ＩＬ、ＩＲを介して２次元のイメージセンサ２Ｌ、２
Ｒを介して撮像するようにしている。

イメージセンサ２Ｌ、２Ｒから出力されるビデオ信号は
増幅器７Ｌ、７Ｒを介してＡ／Ｄ変換器８Ｌ、８Ｒに入
力されるようになっている。このＡ／Ｄ変換＠８Ｌ、８
Ｒは増幅１１１？Ｌ、７Ｒで増幅された左右１対のビデ
オ信号をしかるべき周期にて、サンプリングし、ディジ
タル値に変換するものであり、その出力はメモリ９Ｌ、
９Ｒに記憶するようになっている。

メモリ９Ｌ、９Ｒはディジタル化されたビデオ信号を左
右の光学系ＩＬ、ＩＲに対応して記憶するものであり、
このメモリ９Ｌ、９Ｒに記憶された左右１対のディジタ
ル化されたビデオ信号は比較器５で比較するようになっ
ている。

比較器５の出力はマイクロプロセッサ１０に転送するよ
うになっている。このマイクロプロセッサにはメモリ９
Ｌ、９Ｒに記憶されたビデオ信号の内、どの領域を比較
するのかの設定を行ない、その比較結果を読み取り、こ
の結果から距離を算出している。

このマイクロプロセッサ１０により算出された距離を表
わす画像パターンを画像パターン発生晋１１で発生する
ようになっ、ている。こめ画像パターンとイメージセン
サ２Ｒより得られるビデオ信号（増幅器７Ｒの出力）は
合成器１２で合成するようになっており、この合成＃１
２で合成された信号を表示装Ｗ１３で表示するようにな
っている。

表示装置１３としては、たとえばＣＩ’ＬＴ　（カソー
ド・レイ・チューブ）表示装置などが使用されている。

ここで、２次元イメージセンサ２Ｌ、２Ｒは１次元イメ
ージセンサと帽り被写体を線走査し、その被写体の画像
の濃淡に応じた電気信号を得るものであるが、１次元の
場合は画素感光部が直線上に配列されていたのに対し、
２次元においては、平面上に配列されている。

第２図はこの２次元イメージセンサの画素感光部？配列
を模式的に示し、たものである。ｍＸｎ個からなる複数
の画素感光部（２１１〜２ｍｎ）は平面上に配列され、
ここで得られた電気信号は、外部より印加されるセンサ
駆動パルス（Ｗ：Ｉ示せず）に応じて、ｌｌｉ素ごとに
唄次２．．−２□＝・・・２、＝２□−２□−２２２−
・・・−２゜４２．２・・・−２，。の順番にて読み出
されるようになっている。

次に以上のように構成されたこの発明の車間距離計測表
示装置の動作について説明する。ターゲット６０の像は
光学系ＩＬ、ＩＲによゆイメージセンサ２Ｌ、２Ｒ上に
結像される。

このとき、結像されるイメージセンサ２Ｌ、２Ｒ上の位
置は、従来例の項で述べたように、ターゲット６０を無
限遠に置いたときの位置から、基線方向、すなわち左右
のレンズの中心を結ぶ方向を互いに反対向きへずれる。

第３図（ａｌ、第３図（ｂｌは、この結像のずれを示し
たものであって、第３図１ａｌはイメージセンサ２Ｌの
結像のずれを示し、ｊｌＩ３図（ｂｌはイメージセンサ
２Ｒの結像のずれを示している。この第３図（ａｌ、第
３図（ｂｌの両図中、一点鎖線はイメージセンサ２Ｌ、
２Ｒの中心を表わしている。

このようにして、イメージセンサ２Ｌ、ＺＲ上に結ばれ
た像の濃淡はイメージセンサ２Ｌ、２Ｒにて電気信号に
変換される。この電気信号は１画素ごとに順次読み出さ
れ、増幅器７Ｌ、７Ｒにより増幅された後、Ａ／ｒ）変
換＠ＩＩＩＬ、８Ｒにｒディジタル値に変換され、左右
１対の光学系ＩＬ。

ＩＲに対して設けられているメモリ９Ｌ、９Ｒに記憶さ
れる。

このＡ／Ｄ変換のサンプリング動作およびメモリ９Ｌ、
９Ｒへの記憶は、イメージセンサの１画面（２１１〜２
．、、）について行なわれ、１画面のビデオ信号が記憶
されたならば以降、距離の算出が終了するまで、メモリ
９Ｌ、９Ｒの内容は保持される。

メモリ９Ｌ、９Ｒに記憶、保持されたビデオ信号は以降
、比較器５に読み出され、左と右との比較が行なわれる
。

比較Ｍ５は、このビデオ信号の１画素ごとに右と左との
差の絶対値を求め、１画面全体について、その総和を算
出している。これを前記第２図に即して述べると、一つ
一つの画素について左右の差の絶対値を求め、これをイ
メージセンサ全体について積算している。そしてこの左
右の差を求める演算を、第３図（ａｌ、第３図山）につ
いて述べろと、画像をその基、線方向に互いに少しずつ
シフトして行ない、各シフト量について、左右の差の絶
対値の総和を求めている。

第４図は、この比較結果の一例を示すグラフであって、
横軸Ｎはこのシフト量、すなわち何画素ずらしたか、を
表わし、縦軸Ｓは左右の差の絶対値の総和を表わしてい
る。

この第４図の場合、シフト量ＮがＮｐのとき、左右が最
もよく一致している。すなわち、左右の像の基線方向の
ずれの量はこのＮｐで与えられることを示している。こ
こでこのシフト量Ｎは前記マイクロプロセッサ１０にて
設定されている。

この比較ＭＳによる比較結果はマイクロプロセッサ１０
に読み込まれる。マイクロプロセッサ１０ば上述したＮ
ｐ、すなわち左右の像のずれを求め、これより距離を算
出している。

算出された距離データはパターン発生器′１１に転送さ
れる。パターン発生Ｎ１１は、イメージセンサ２Ｌ、２
Ｒの駆動パルスに同期に上記算出された距離を表わす画
像パターンを発生する。この画像パターンは、イメージ
センサ２Ｒより得られるビデオ信号と合成されＣＲ７表
示装置１３へ表示される。

なお、第１図に示すＣＲ７表示装置１１３の表示例では
距離を表わす画像パターンとして７２３ｍＪという数字
を挙げているが、これは、たとえばバーグラフのような
、グラフィックな画像パターンにすることも容易に可能
である。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとお咋、イメージセンサとして
、２次イメージセンサを使用し、そのビデオ信号出力を
一部メモリで記憶した後、距離を算出するようにし、こ
の距離を表わす画像パターンとビデオ信号とをあわせて
表示装置に表示するようにしたので、画像の濃淡があま
り無い被写体の距離検出も可能である。

また、被写体が高速にて移動した場合にも計測誤差を含
まず、さらにはターゲットの確認が容易に行なえろとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の車間距離計測表示装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は同上車間距離計測表示装置に
おける２次元のイメージセンサの画素配列を示す配列図
、第３図（ａｌ、第３図［ｂｌはそれぞれ同上イメージ
センサ上の結像例を示す説明図、第４図は同上車間距離
計測表示装置におけろ比較器の動作を示すグラフ、第５
図は、１次元のイメージセンサを使用した距離計測装置
の動作原理を示す原理図、第６図は従来の距離計測装置
のブロック図、第７図は従来の距離計測装置の動作例を
示す説明図である。 ＬＬ、ＩＲ・光学系、２Ｌ、２Ｒ・・イメージセンサ、
５・・比較器、８Ｌ、８Ｒ−・Ａ／Ｄ変換器、９Ｌ、９
Ｒ・・メモリ、１０山マイクロプロセツサ、１１・・・
画像パターン発生器、１２・・・合成器、１３・・・表
示装置、６０・・・ターゲット。 なお、図中、同一符号１よ同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自動車の前部に設けられた、その前方の像を結像するレ
   ンズを含む左右１対の光学系と、この光学系にて結ばれ
   た像を撮像する２次元のイメージセンサと、このイメー
   ジセンサより出力される左右１対のビデオ信号をディジ
   タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器
   にて変換されたディジタル信号を、前記左右１対の光学
   系に対応して記憶する１対のメモリと、このディジタル
   化されメモリに記憶された左右１対のビデオ信号の左と
   右との相関関数を求める第１の演算手段と、この第１の
   演算手段により求められた相関関数より前記自動車の前
   方の像までの距離を算出する第２の演算手段と、この第
   ２の演算手段により算出された距離を表わす画像パター
   ンを発生する画像パターン発生器と、この画像パターン
   と前記イメージセンサより出力されるビデオ信号とを合
   成する合成器と、この合成器で合成された映像信号を表
   示する表示装置とを備えた車間距離計測表示装置。