JP2973765B2 - Obstacle detection device for vehicles - Google Patents
Obstacle detection device for vehiclesInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、走行する車両の前方
障害物を検出する光学式の車両用障害物検出装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical vehicle obstacle detecting device for detecting an obstacle ahead of a running vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来よりイメージセンサを用いた光学式
の距離検出装置は特公昭６３−３８０８５号公報、特公
昭６３−４６３６３号公報等により開示されている。こ
れらは、いずれも図８に示すように、レンズ１，２をそ
れぞれ備えた左右２つの光学系を有しており、この左右
の光学系は基線長Ｌだけ離れて配置したステレオカメラ
を構成している。レンズ１，２の焦点距離ｆの位置には
それぞれ別々のイメージセンサ３，４を設け、信号処理
装置３０においてイメージセンサ３，４の画像信号を順
次シフトしながら電気的に重ね合わせ、上記２つの画像
信号が最もよく一致したときのシフト量ｌから三角測量
の原理により対象物３１までの距離ＲをＲ＝ｆ・Ｌ／ｌ
として求めている。2. Description of the Related Art Hitherto, an optical distance detecting device using an image sensor has been disclosed in Japanese Patent Publication Nos. 63-38085 and 63-46363. As shown in FIG. 8, each of these has two left and right optical systems provided with lenses 1 and 2, respectively, and these left and right optical systems constitute a stereo camera arranged at a distance of the base line length L. ing. Separate image sensors 3 and 4 are provided at the positions of the focal lengths f of the lenses 1 and 2, and the image signals of the image sensors 3 and 4 are electrically overlapped while sequentially shifting the image signals in the signal processing device 30. From the shift amount l when the image signal best matches, the distance R to the object 31 is calculated by the principle of triangulation as R = f · L / l.
Asking.
【０００３】なお、三角測量の原理で対象物までの距離
を測定する場合に、画像信号の所定部分に複数個のウイ
ンドウを設け、これらのウインドウによりそれぞれ捕ら
えられた対象物までの距離を検出する方法について、特
開平４−１１３２１２号公報に開示されている。When measuring the distance to an object by the principle of triangulation, a plurality of windows are provided in a predetermined portion of an image signal, and the distances to the object captured by the windows are detected by these windows. The method is disclosed in JP-A-4-113212.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光学式の距離検出装置は以上のように構成されているの
で、これらを車両用障害物検出装置として利用する場
合、車両前方の走行路面上に描かれている横断歩道等の
交通標識や路面上の汚れ，影などを障害物と誤認識して
検出するという問題があった。However, since the conventional optical distance detecting devices are configured as described above, when these devices are used as an obstacle detecting device for a vehicle, they are placed on a traveling road surface in front of the vehicle. There is a problem that traffic signs such as pedestrian crossings and dirt and shadows on the road surface are erroneously recognized as obstacles and detected.
【０００５】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、走行路面上
に描かれている交通標識や路面上の汚れ，影などを障害
物と誤認識することのない車両用障害物検出装置を提供
することにある。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to mistake a traffic sign drawn on a traveling road surface, a dirt or a shadow on the road surface as an obstacle. An object of the present invention is to provide an obstacle detecting device for a vehicle that cannot be recognized.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、走行路面を含む車両の前方を撮像
するイメージセンサと、このイメージセンサにより撮像
された画像内の走行路面像を含む所定位置にウインドウ
を設定するウインド設定手段と、このウインド設定手段
により設定されたウインドウにより捕らえられた対象物
までの距離を検出する距離検出手段と、この距離検出手
段により検出された対象物までの距離が上記ウインドウ
の視野角内の走行路面部分の前縁までの距離よりも短い
場合その対象物を障害物と判断する障害物判断手段とを
備えたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides an image sensor for imaging the front of a vehicle including a traveling road surface, and a traveling road surface image in an image captured by the image sensor. Window setting means for setting a window at a predetermined position including: a distance detecting means for detecting a distance to an object captured by the window set by the window setting means; and an object detected by the distance detecting means. And an obstacle judging means for judging the object as an obstacle when the distance to the window is shorter than the distance to the front edge of the traveling road surface portion within the viewing angle of the window.
【０００７】[0007]
【作用】したがってこの発明によれば、ウインドウによ
り捕らえられた対象物までの距離がウインドウの視野角
内の走行路面部分の前縁までの距離よりも短い場合にの
み、すなわち走行路面上に立体的な対象物が存在する場
合にのみ、その対象物が障害物と判断される。Therefore, according to the present invention, only when the distance to the object captured by the window is shorter than the distance to the front edge of the traveling road surface portion within the viewing angle of the window, that is, three-dimensionally on the traveling road surface. Only when an object exists, the object is determined to be an obstacle.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
【０００９】図１は本発明の一実施例を示す車両用障害
物検出装置の構成図であり、自車両に搭載して前方を走
行する先行車との車間距離を検出している状況を示して
いる。同図において、１，２はステレオカメラを構成す
る一対のレンズ、３，４はレンズ１，２にそれぞれ対応
して配設された２次元のイメージセンサ、５は自車両の
前方を走行する先行車を示す。FIG. 1 is a block diagram of a vehicle obstacle detecting apparatus showing an embodiment of the present invention, and shows a situation where an inter-vehicle distance to a preceding vehicle which is mounted on an own vehicle and runs ahead is detected. ing. Referring to FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote a pair of lenses constituting a stereo camera, reference numerals 3 and 4 denote two-dimensional image sensors disposed in correspondence with the lenses 1 and 2, respectively, and reference numeral 5 denotes a preceding vehicle traveling in front of the vehicle. Indicates a car.
【００１０】６，７はアナログ・デジタル変換器、８，
９はメモリ、１０はマイクロコンピュータ、１１はイメ
ージセンサ４により撮像された画像を表示する表示画面
であり、マイクロコンピュータ１０により制御される。
１２は障害物の有無を監視する領域を画像上で指定する
ためのウインドウを設定するウインドウ設定装置であ
る。本実施例においては、ウインドウ設定装置１２によ
り、図２に示す如く、表示画面１１の所定位置に第１の
ウインドウ１４および第２のウインドウ１５が予め設定
される。１３は例えばブザーで構成された警報装置であ
る。6, 7 are analog / digital converters;
Reference numeral 9 denotes a memory, 10 denotes a microcomputer, and 11 denotes a display screen for displaying an image picked up by the image sensor 4, which is controlled by the microcomputer 10.
Reference numeral 12 denotes a window setting device for setting a window for specifying an area for monitoring the presence or absence of an obstacle on an image. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the first window 14 and the second window 15 are set in predetermined positions on the display screen 11 by the window setting device 12. Reference numeral 13 denotes an alarm device constituted by a buzzer, for example.
【００１１】以上の構成において、例えばイメージセン
サ４により撮像された自車両前方の走行路面を含む画像
の中に図３に示すように障害物として先行車の像５ａが
表示されたとする。この場合、マイクロコンピュータ１
０は、先行車像５ａを捕らえている第２ウインドウ１５
内の画素信号をメモリ９から読み出し、車間距離演算の
基準画像信号とする。そして、マイクロコンピュータ１
０は、他方のイメージセンサ３の画像信号がメモリされ
ているメモリ８の中で第２ウインドウ１５に対応する領
域を選択して、上記基準画像信号に対してメモリ８の画
像信号を１画素ずつ順次シフトしながら、第２ウインド
ウ５内の画と最も整合する画の位置を求める。この時の
画素のシフト量をｎ画素、画素のピッチをＰとし、ステ
レオカメラの基線長をＬ、レンズ１，２の焦点距離を
ｆ、先行車５までの距離をＲとすれば、Ｒは次の式で求
められる。 Ｒ＝ｆ・Ｌ／（ｎ・Ｐ） ・・・（１）In the above configuration, for example, it is assumed that an image 5a of a preceding vehicle is displayed as an obstacle as shown in FIG. 3 in an image including a traveling road surface ahead of the own vehicle, which is captured by the image sensor 4. In this case, the microcomputer 1
0 is the second window 15 capturing the preceding vehicle image 5a.
Are read from the memory 9 and used as reference image signals for the calculation of the following distance. And the microcomputer 1
0 selects an area corresponding to the second window 15 in the memory 8 in which the image signal of the other image sensor 3 is stored, and converts the image signal of the memory 8 by one pixel with respect to the reference image signal. While shifting sequentially, the position of the image that most closely matches the image in the second window 5 is determined. If the pixel shift amount at this time is n pixels, the pixel pitch is P, the base line length of the stereo camera is L, the focal length of the lenses 1 and 2 is f, and the distance to the preceding vehicle 5 is R, R is It is obtained by the following equation. R = f · L / (n · P) (1)
【００１２】このようにして、第２ウインドウ１５で捕
らえている先行車５までの距離が検出される。In this way, the distance to the preceding vehicle 5 captured in the second window 15 is detected.
【００１３】第１ウインドウ１４で先行車像５ａを捕ら
えた場合も、第２ウインド１５で捕らえた場合と同様に
して、先行車５までの距離が検出される。When the preceding vehicle image 5a is captured in the first window 14, the distance to the preceding vehicle 5 is detected in the same manner as in the case where the image is captured in the second window 15.
【００１４】なお、ウインドウ１４，１５で捕らえてい
る対象物までの距離を検出する方法は、特開平４−１１
３２１２号公報、特開平４−１１３２１３号公報にも示
されている。A method for detecting the distance to the object captured by the windows 14 and 15 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
No. 3212 and JP-A-4-113213.
【００１５】そして、マイクロコンピュータ１０は、検
出された距離が短くなると、警報装置１３を作動させ
て、障害物に異常接近したことを運転者に知らせる。When the detected distance becomes short, the microcomputer 10 activates the alarm device 13 to notify the driver that the vehicle has approached an obstacle abnormally.
【００１６】ところで、図４に示すように、障害物では
なく走行路面１６上に描かれた横断歩道等の交通標識１
７あるいは路面上の汚れ，影などを第１または第２のウ
インドウ１４，１５が捕らえると、これら対象物までの
距離を検出し、障害物と誤認識することがある。By the way, as shown in FIG. 4, a traffic sign 1 such as a pedestrian crossing drawn on a running road surface 16 is not an obstacle.
When the first or second windows 14 and 15 catch dirt or shadows on the road surface 7 or the road surface, the distances to these objects are detected and may be erroneously recognized as obstacles.
【００１７】このような誤認識を防止するために、本実
施例では、図５に示すような走行路面１６から高さＨの
位置に配設されたステレオカメラの視野角ｋに対し、図
４に示す第１ウインドウ１４の幅Ｗに対応する第１ウイ
ンドウの視野角Ｎ内の走行路面部分Ａ０の前縁までの距
離Ａを定め、第１ウインドウ１４で捕らえられた対象物
までの検出距離がＡより短い場合、その対象物を障害物
であると判断するようにしている。また、第２ウインド
ウ１５の幅Ｖに対応する第２ウインドウの視野角Ｍ内の
走行路面部分Ｂ０の前縁までの距離Ｂを定め、第２ウイ
ンドウ１５で捕らえられた対象物までの検出距離がＢよ
り短い場合、その対象物を障害物であると判断するよう
にしている。In order to prevent such an erroneous recognition, in the present embodiment, the viewing angle k of the stereo camera arranged at a height H from the traveling road surface 16 as shown in FIG. , The distance A to the front edge of the traveling road surface portion A0 within the viewing angle N of the first window corresponding to the width W of the first window 14 is determined, and the detection distance to the object captured by the first window 14 is If it is shorter than A, the object is determined to be an obstacle. Further, the distance B to the front edge of the traveling road surface portion B0 within the viewing angle M of the second window corresponding to the width V of the second window 15 is determined, and the detection distance to the object captured by the second window 15 is determined. If it is shorter than B, the object is determined to be an obstacle.
【００１８】すなわち、第１ウインドウ１４において、
Ａ０の部分に描かれた上記交通標識１７などまでの距離
はＡより短くなることはないので、また第２ウインドウ
１５において、Ｂ０の部分に描かれた上記交通標識１７
などまでの距離はＢより短くなることはないので、これ
らを障害物として誤判断することが防がれる。That is, in the first window 14,
Since the distance to the traffic sign 17 and the like drawn on the portion A0 is not shorter than A, the traffic sign 17 drawn on the portion B0 in the second window 15 is also displayed.
Is not shorter than B, so that erroneous determination as an obstacle is prevented.
【００１９】図６は第２ウインドウ１５の視野角Ｍおよ
び第１ウインドウ１４の視野角Ｎ内に先行車５が入って
きた状態を示す。この時、第１ウインドウ１４および第
２ウインドウ１５はそれぞれ先行車５を捕らえているの
で、マイクロコンピュータ１０は、上記（１）式によ
り、それぞれ先行車５までの距離Ｒを検出する。しか
し、検出距離ＲはＡより長いので、第１ウインドウ１４
で捕らえている対象物は障害物ではないと判断する。こ
れに対し、第２ウインドウ１５が検出した距離ＲはＢよ
り短いので、第２ウインドウ１５で捕らえている対象物
は障害物であると判断する。走行路面１６上に描かれた
上記交通標識１７などまでの距離は、第１ウインドウ１
４においてＡ以下とならないので、また第２ウインドウ
１５においてＢ以下とならないので、何れのウインドウ
でも障害物として判断されることはない。FIG. 6 shows a state in which the preceding vehicle 5 has entered the viewing angle M of the second window 15 and the viewing angle N of the first window 14. At this time, since the first window 14 and the second window 15 respectively capture the preceding vehicle 5, the microcomputer 10 detects the distance R to the preceding vehicle 5 by the above equation (1). However, since the detection distance R is longer than A, the first window 14
It is determined that the object captured by is not an obstacle. On the other hand, since the distance R detected by the second window 15 is shorter than B, the object captured by the second window 15 is determined to be an obstacle. The distance to the traffic sign 17 or the like drawn on the traveling road surface 16 is the first window 1
4 does not fall below A, and in the second window 15 does not fall below B, no window is determined as an obstacle.
【００２０】このようして、走行路面上に描かれた横断
歩道等の交通標識１７あるいは路面上の汚れや影などが
除かれ、走行路面１６上に立体的な対象物が存在する場
合にのみ、その対象物が障害物と判断される。そして、
このようにして判断された障害物までの距離に応じて警
報装置１３が作動され、運転者に対し障害物の接近が警
告される。In this manner, the traffic sign 17 such as a pedestrian crossing drawn on the road surface or the dirt or shadow on the road surface is removed, and only when the three-dimensional object exists on the road surface 16. , The object is determined to be an obstacle. And
The warning device 13 is activated according to the distance to the obstacle determined in this way, and the driver is warned of the approach of the obstacle.
【００２１】なお、上記実施例では複数のウインドウ１
４，１５を設定するものとしたが、１つのウインドウで
もよく、またウインドウの大きさや形状も検出すべき障
害物に応じて任意に変えてもよく、上記実施例に限定さ
れるものではない。In the above embodiment, a plurality of windows 1
Although 4 and 15 are set, one window may be used, and the size and shape of the window may be arbitrarily changed according to the obstacle to be detected, and are not limited to the above embodiment.
【００２２】第１ウインドウ１４および第２ウインドウ
１５により捕らえられた対象物までの距離を検出した時
点からの上記動作手順をフローチャートで示すと図７の
ようになる。FIG. 7 is a flowchart showing the above-described operation procedure from the time when the distance to the target captured by the first window 14 and the second window 15 is detected.
【００２３】先ず、第１ウインドウ１４により捕らえら
れた対象物までの距離Ｓを検出すると（ステップ１０
１）、検出距離Ｓと第１ウインドウ１４が捕らえている
走行路面部分の前縁までの所定距離Ａとを比較する（ス
テップ１０２）。検出距離Ｓが所定距離Ａより小さい時
は前方距離Ｓの位置に障害物が有ると判断し、警報装置
１３を作動して２次警報を出し、障害物に異常接近した
ことを運転者に知らせ減速を促す（ステップ１０３）。First, when the distance S to the object captured by the first window 14 is detected (step 10).
1) Compare the detected distance S with a predetermined distance A to the front edge of the traveling road surface portion captured by the first window 14 (step 102). When the detected distance S is smaller than the predetermined distance A, it is determined that there is an obstacle at the position of the forward distance S, and the alarm device 13 is activated to issue a secondary alarm to notify the driver that the vehicle has approached the obstacle abnormally. The deceleration is prompted (step 103).
【００２４】一方、検出距離Ｓが所定距離Ａよりも大き
い時は、第１ウインドウ１４で捕らえている対象物は障
害物ではないと判断し、つぎに第２ウインドウ１５によ
り捕らえられた対象物までの距離Ｄを検出する（ステッ
プ１０４）。そして、この検出距離Ｄと第２ウインドウ
１５が捕らえている走行路面部分の前縁までの所定距離
Ｂとを比較する（ステップ１０５）。検出距離Ｄが所定
距離Ｂより小さ時は前方距離Ｄの位置に障害物が有ると
判断し、警報装置１３を作動して１次警報を出し、運転
者に知らせる（ステップ１０６）。検出距離Ｄが所定距
離Ｂより大きい時は、前方距離Ｂ以内には障害物はない
と判断する。これらの動作は繰り返し実行される。On the other hand, when the detection distance S is larger than the predetermined distance A, it is determined that the object captured by the first window 14 is not an obstacle, and then the object captured by the second window 15 Is detected (step 104). Then, the detected distance D is compared with a predetermined distance B to the front edge of the traveling road surface portion captured by the second window 15 (step 105). When the detection distance D is smaller than the predetermined distance B, it is determined that there is an obstacle at the position of the forward distance D, and the alarm device 13 is activated to issue a primary alarm to notify the driver (step 106). When the detection distance D is larger than the predetermined distance B, it is determined that there is no obstacle within the front distance B. These operations are repeatedly performed.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、ウインドウにより捕らえられた対象物ま
での距離がウインドウの視野角内の走行路面部分の前縁
までの距離よりも短い場合にのみ、すなわち走行路面上
に立体的な対象物が存在する場合にのみ、その対象物が
障害物と判断されるものとなり、走行路面上に描かれて
いる交通標識や路面上の汚れ，影などを障害物として誤
認識することが防止される。As is apparent from the above description, according to the present invention, when the distance to the object captured by the window is shorter than the distance to the front edge of the traveling road surface portion within the viewing angle of the window. Only when there is a three-dimensional object on the traveling road surface, the object is determined to be an obstacle, and traffic signs, dirt and shadows on the traveling road surface are drawn. This prevents erroneous recognition of such as an obstacle.
【図１】本発明の一実施例を示す車両用障害物検出装置
の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle obstacle detection device showing one embodiment of the present invention.
【図２】表示画面に複数のウインドウが設定された状態
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which a plurality of windows are set on a display screen.
【図３】表示画面に設定されたウインドウに先行車が入
った状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state in which a preceding vehicle has entered a window set on the display screen.
【図４】表示画面に設定されたウインドウに路面に描か
れた交通標識の像が入った状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state where an image of a traffic sign drawn on a road surface is included in a window set on a display screen.
【図５】ウインドウの視野角とウインドウにより捕らえ
られている走行路面部の前縁までの所定距離との関係を
示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a viewing angle of a window and a predetermined distance to a front edge of a traveling road surface portion captured by the window.
【図６】ウインドウの視野の中に先行車が入った状態を
示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a state in which a preceding vehicle has entered a field of view of a window.
【図７】ウインドウにより捕らえられた対象物までの距
離を検出した時点からの動作手順を示すフローチャート
である。FIG. 7 is a flowchart showing an operation procedure from the time when a distance to an object captured by a window is detected.
【図８】従来の距離検出装置の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional distance detection device.
１，２ レンズ ３，４ イメージセンサ １０ マイクロコンピュータ １１ 表示画面 １２ ウインドウ設定装置 １４ 第１ウインドウ １５ 第２ウインドウ 1, 2 lens 3, 4 image sensor 10 microcomputer 11 display screen 12 window setting device 14 first window 15 second window
Claims (1)
メージセンサと、 このイメージセンサにより撮像された画像内の走行路面
像を含む所定位置にウインドウを設定するウインド設定
手段と、 このウインド設定手段により設定されたウインドウによ
り捕らえられた対象物までの距離を検出する距離検出手
段と、 この距離検出手段により検出された対象物までの距離が
前記ウインドウの視野角内の走行路面部分の前縁までの
距離よりも短い場合その対象物を障害物と判断する障害
物判断手段とを備えたことを特徴とする車両用障害物検
出装置。1. An image sensor for capturing an image of the front of a vehicle including a traveling road surface, a window setting means for setting a window at a predetermined position including a traveling road surface image in an image captured by the image sensor, and a window setting means. Distance detecting means for detecting the distance to the object captured by the window set by the distance detecting means, and the distance to the object detected by the distance detecting means is set to the front edge of the road portion within the viewing angle of the window. An obstacle detecting device for a vehicle, comprising: an obstacle judging means for judging an object as an obstacle when the distance is shorter than the distance of the vehicle.
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|---|---|---|---|
| JP5015587A JP2973765B2 (en) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | Obstacle detection device for vehicles |
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|---|---|
| JPH06229758A JPH06229758A (en) | 1994-08-19 |
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1993
- 1993-02-02 JP JP5015587A patent/JP2973765B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH06229758A (en) | 1994-08-19 |
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