JP3211732B2 - Distance measuring device - Google Patents
Distance measuring deviceInfo
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- JP3211732B2 JP3211732B2 JP18995697A JP18995697A JP3211732B2 JP 3211732 B2 JP3211732 B2 JP 3211732B2 JP 18995697 A JP18995697 A JP 18995697A JP 18995697 A JP18995697 A JP 18995697A JP 3211732 B2 JP3211732 B2 JP 3211732B2
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- sensor array
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Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は先行車などの対象物
までの距離を光センサアレイを有する受光器を用いて求
める距離測定装置であって、特に受光窓の曇りや汚れ、
霧などによる動作不良に基づく障害や、光センサアレイ
内の不良の光センサ素子に基づく障害を検出する機能を
備えた距離測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device for determining the distance to an object such as a preceding vehicle by using a photodetector having an optical sensor array.
The present invention relates to a distance measuring device having a function of detecting a failure based on an operation failure due to fog or the like and a failure based on a defective optical sensor element in an optical sensor array.
【0002】なお以下各図において同一の符号は同一も
しくは相当部分を示す。[0002] In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
【0003】[0003]
【従来の技術】先ず先行車との距離を測定する車間距離
測定装置の従来技術を説明する。従来の車間距離測定装
置としては、左右の2つの光学系により結像された像を
電気的に比較して、三角測量により測距を行うものが知
られている。図16は、この種の従来の車間距離測定装
置を示す図である。同図において、結像レンズ1,2は
光軸間隔Bを隔てて配置されている。光センサアレイ3
A,4Aは例えばCCDリニアセンサアレイであり、夫
々結像レンズ1,2に対して焦点距離fの位置に配置さ
れている。これらの光センサアレイ3A,4Aは結像レ
ンズ1,2により各々結像された対象物16Aの像を像
信号30A,40Aに変換し、信号処理部5に出力す
る。2. Description of the Related Art First, a prior art of an inter-vehicle distance measuring device for measuring a distance from a preceding vehicle will be described. 2. Description of the Related Art As a conventional inter-vehicle distance measuring apparatus, an apparatus that electrically compares images formed by two right and left optical systems and measures a distance by triangulation is known. FIG. 16 is a diagram showing this type of conventional inter-vehicle distance measuring apparatus. In FIG. 1, the imaging lenses 1 and 2 are arranged at an optical axis interval B. Optical sensor array 3
Reference numerals A and 4A denote, for example, CCD linear sensor arrays, which are arranged at focal lengths f with respect to the imaging lenses 1 and 2, respectively. These optical sensor arrays 3A and 4A convert the images of the object 16A formed by the imaging lenses 1 and 2 into image signals 30A and 40A, respectively, and output them to the signal processing unit 5.
【0004】信号処理部5は増幅器51,52、A/D
変換器53,54、記憶装置55からなる。光センサア
レイ3A,4Aからの像信号30A,40Aは増幅器5
1,52により増幅されてA/D変換器53,54によ
りディジタルデータに変換され、像データ31A,41
Aとして記憶装置55に出力される。信号処理部5の出
力側に設けられた距離検出回路6は、マイクロコンピュ
ータにより構成されており、記憶装置55に記憶された
左右の像データ31A,41Aを比較して対象物16A
までの距離を算出し、距離信号11として外部に出力す
る。The signal processing unit 5 includes amplifiers 51 and 52, A / D
It comprises converters 53 and 54 and a storage device 55. The image signals 30A and 40A from the optical sensor arrays 3A and 4A are
, And is converted into digital data by A / D converters 53 and 54, and is converted into image data 31A and 41.
A is output to the storage device 55 as A. The distance detection circuit 6 provided on the output side of the signal processing unit 5 is configured by a microcomputer, compares the left and right image data 31A and 41A stored in the storage device 55, and compares the left and right image data 31A and 41A.
Is calculated and output to the outside as a distance signal 11.
【0005】次に、距離算出の原理を図17を用いて説
明する。各結像レンズ1,2の中点を原点Oとして横軸
X,縦軸Yを設定し、結像位置L1 ,R1 の座標を夫々
(−aL1−B/2,−f),(aR1+B/2,−f)と
する。ここで、aL1,aR1は図示するように光センサア
レイ3A,4A上の距離である。結像レンズ1の中心点
OL の座標は(−B/2,0)、結像レンズ2の中心点
OR の座標は(B/2,0)であり、対象物16Aの点
Mの座標を(x,y)とすれば、点MからX軸に下ろし
た垂線とX軸との交点Nの座標は(x,0)、点OL か
ら光センサアレイ3Aに下ろした垂線の位置L0 の座標
は(−B/2,−f)、点OR から光センサアレイ4A
に下ろした垂線の位置R0 の座標は(B/2,−f)で
ある。このとき、ΔMOL NとΔOL L1 L0 ,ΔMO
R NとΔO R R1 R0 は夫々相似であるから、次の数式
1,2が成り立つ。Next, the principle of distance calculation will be described with reference to FIG.
I will tell. Horizontal axis with the midpoint of each imaging lens 1 and 2 as the origin O
X and the vertical axis Y are set, and the imaging position L1, R1The coordinates of
(-AL1-B / 2, -f), (aR1+ B / 2, -f) and
I do. Where aL1, AR1Is the optical sensor
This is the distance on the rays 3A and 4A. Center point of imaging lens 1
OLIs (-B / 2,0), the center point of the imaging lens 2.
ORIs (B / 2,0), and the point of the object 16A is
If the coordinates of M are (x, y), drop from point M to the X axis
The coordinates of the intersection N between the perpendicular and the X axis are (x, 0), and the point OLOr
L of the perpendicular line dropped to the optical sensor array 3A0Coordinates
Is (−B / 2, −f), point ORTo light sensor array 4A
Position R of the perpendicular line0Is (B / 2, -f)
is there. At this time, ΔMOLN and ΔOLL1L0, ΔMO
RN and ΔO RR1R0Are similar, so the following equation
1, 2 holds.
【0006】[0006]
【数1】 (x+B/2)f=(aL1+B/2−B/2)y(X + B / 2) f = (a L1 + B / 2−B / 2) y
【0007】[0007]
【数2】 (−x+B/2)f=(aR1+B/2−B/2)y 数式1,2から次の数式3を得ることができる。この数
式3により、結像位置L1 ,R1 に関する距離aL1,a
R1がわかれば、対象物16Aまでの距離yを算出するこ
とができる。(−x + B / 2) f = (a R1 + B / 2−B / 2) y From Expressions 1 and 2, the following Expression 3 can be obtained. According to Equation 3, the distances a L1 and a L with respect to the imaging positions L 1 and R 1 are obtained.
If R1 is known, the distance y to the target 16A can be calculated.
【0008】[0008]
【数3】y=B・f/(aL1+aR1) 次に距離検出回路6の動作の詳細を説明する。距離検出
回路6は、図18の実線に示すような、左右の像データ
3AL,4ARを、別途設定した測定ウィンドウの部分
について比較し、像が一致しなければ同図の破線のよう
に、例えば左の像データ3ALを右に、右の像データ4
ARを左に順次シフトしていき、左右の像データが一致
したときのシフト量を検出する。Y = B ・ f / (a L1 + a R1 ) Next, the operation of the distance detection circuit 6 will be described in detail. The distance detection circuit 6 compares the left and right image data 3AL and 4AR as shown by the solid line in FIG. 18 with respect to a separately set measurement window portion. If the images do not match, as shown by a broken line in FIG. Left image data 3AL to right, right image data 4
AR is sequentially shifted to the left, and the shift amount when the left and right image data match is detected.
【0009】なお、この左右の像データ3AL,4AR
の一致度を判定するには、次に述べる評価関数が用いら
れる。即ち評価関数は左右の光センサアレイ3A,4A
の中に夫々設定された測定ウィンドウ内の対応する座標
に位する画素(この例ではCCD素子)同士の画素デー
タの差の絶対値を測定ウィンドウ内の全画素について加
算したもので、この左右の測定ウィンドウを順次シフ
ト、即ち左の測定ウィンドウは左へシフト(従って左の
像データ3ALは等価的に右にシフトされることにな
る)し、右の測定ウィンドウは右へシフト(従って右の
像データ4ARは等価的に左にシフトされることにな
る)しつつ、この評価関数の値を調べ、この関数値が最
小になるときに左右の像データが一致したと判定する。The left and right image data 3AL, 4AR
The following evaluation function is used to determine the degree of coincidence. That is, the evaluation function is the left and right optical sensor arrays 3A and 4A.
Is the sum of the absolute values of the pixel data differences between the pixels (in this example, the CCD elements) located at the corresponding coordinates in the measurement window set for each pixel in the measurement window. The measurement windows are sequentially shifted, ie, the left measurement window is shifted to the left (therefore, the left image data 3AL is equivalently shifted to the right), and the right measurement window is shifted to the right (therefore, the right image). While the data 4AR is equivalently shifted to the left), the value of this evaluation function is examined, and when this function value is minimized, it is determined that the left and right image data match.
【0010】前述した左右の結像位置L1 ,R1 に関す
る距離aL1,aR1はこのシフト量に一致するので、距離
検出回路6はシフト量aL1,aR1から、対象物16Aま
での距離yを前記数式3により算出する。図19は、先
行車16との車間距離検出における正常時の画像を示す
模式図である。同図において、測定視野22内に測距範
囲23を設定し、測距範囲23内の対象物つまり先行車
16に対する距離を、前述の距離検出の原理に基づき車
間距離として検出する。Since the distances a L1 and a R1 with respect to the left and right image forming positions L 1 and R 1 coincide with this shift amount, the distance detection circuit 6 sets the distance from the shift amounts a L1 and a R1 to the object 16A. The distance y is calculated by the above equation (3). FIG. 19 is a schematic diagram illustrating an image in a normal state in the detection of the inter-vehicle distance to the preceding vehicle 16. In the figure, a distance measurement range 23 is set in a measurement visual field 22, and a distance to an object in the distance measurement range 23, that is, a preceding vehicle 16 is detected as an inter-vehicle distance based on the above-described distance detection principle.
【0011】ところで上述した従来技術では、次のよう
な不都合が起こりうる。例えば図20に示すように、道
路上には先行車以外にも標識や横断歩道の塗分け模様な
どがあり、測距範囲23内に現れるこれらの画像までの
距離を測っている場合が度々生じる。また、道路脇にも
看板,標識等が多く、特に道路がカーブしているような
場合はこれらがセンサの視野の中央に見えるため先行車
と誤認しやすい。従って、車間距離測定装置としては、
先行車を正しく認識すると共にこの先行車までの正確な
距離情報のみを出力することが求められる。In the above-described conventional technique, the following inconvenience may occur. For example, as shown in FIG. 20, there are signs and pedestrian crossing patterns other than the preceding vehicle on the road, and the distance to these images appearing in the distance measurement range 23 is often measured. . Also, there are many signs and signs on the side of the road, and particularly when the road is curved, these can be seen in the center of the field of view of the sensor, so that it is easy to mistakenly identify the preceding vehicle. Therefore, as an inter-vehicle distance measuring device,
It is necessary to correctly recognize the preceding vehicle and to output only accurate distance information to the preceding vehicle.
【0012】この要求に答えるべく、CCDセンサの濃
淡画像情報を用い、画像データのエッジを抽出して2値
化した後、領域分割を行って対象認識を行うといった画
像処理による対象認識方法がある。しかし、こういった
画像処理は2値化までの濃淡画像のフィルタ処理等によ
るノイズの除去や画像の差分等によるエッジの抽出等の
前処理に時間を要してしまい、仮に高速な画像処理装置
を用いて処理を行うにしても装置のコスト増加,大型化
は避けられず、実用化が困難である。In order to respond to this demand, there is an object recognition method based on image processing in which the edges of the image data are extracted and binarized using the grayscale image information of the CCD sensor, and then the area is divided to perform object recognition. . However, such image processing requires time for pre-processing such as removal of noise by filtering processing of a grayscale image up to binarization and extraction of an edge due to image difference and the like. However, even if processing is performed by using the method, an increase in cost and an increase in size of the apparatus are inevitable, and practical use is difficult.
【0013】この問題を解決しようとする技術の一例と
しては本出願人の先願(便宜上、第1の先願という)に
なる特開平8−210848号の提案がある。次にこの
第1の先願の技術内容を簡単に説明する。この先願では
先行車との車間距離のような先行対象物までの距離を、
光センサアレイを有する受光器を用いて安定,正確かつ
簡単に求め、距離測定装置を低コスト化しようとするも
のである。As an example of a technique for solving this problem, there is a proposal of Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-210848 filed by the present applicant as a prior application (referred to as a first prior application for convenience). Next, the technical contents of the first prior application will be briefly described. In this earlier application, the distance to the preceding object, such as the distance between the preceding vehicle,
An object of the present invention is to stably, accurately and easily obtain a distance measuring device using a photodetector having an optical sensor array, thereby reducing the cost of a distance measuring device.
【0014】図6はこの第1の先願の技術を車間距離測
定装置に適用した場合の構成例を示すものであり、車間
距離を測定すべき先行対象物としての先行車16が、図
示されていない自車両と同一の車線を走行している。結
像レンズ1,2は光軸間隔Bを隔てて配置され、受光器
3,4は焦点距離f(便宜上、図示せず)の位置に配置
される。受光器3は、光軸に対して垂直な平面内に平行
に配設されたm本の光センサアレイ31〜3mからな
り、同様に受光器4は、光軸に対して垂直な平面内に平
行に配設されたm本の光センサアレイ41〜4mからな
り、31と41,3iと4i,3mと4mが同一の視野
を有するように並設されている。FIG. 6 shows an example of a configuration in which the technology of the first prior application is applied to an inter-vehicle distance measuring apparatus. A preceding vehicle 16 as a preceding object whose inter-vehicle distance is to be measured is illustrated. You are traveling in the same lane as your own vehicle. The imaging lenses 1 and 2 are arranged at an optical axis interval B, and the light receivers 3 and 4 are arranged at a focal length f (not shown for convenience). The light receiver 3 is composed of m light sensor arrays 31 to 3m arranged in parallel in a plane perpendicular to the optical axis. Similarly, the light receiver 4 is located in a plane perpendicular to the optical axis. It comprises m optical sensor arrays 41 to 4m arranged in parallel, and 31 and 41, 3i and 4i, and 3m and 4m are juxtaposed so as to have the same field of view.
【0015】結像レンズ1により結像された対象物の像
は、受光器3の光センサアレイ31〜3mにより像信号
301〜30mに変換され、同様に結像レンズ2により
結像された対象物の像は、受光器4の光センサアレイ4
1〜4mにより像信号401〜40mに変換され、夫々
信号処理部5に出力される。信号処理部5は増幅器51
1〜51m及び521〜52m,A/D変換器531〜
53m及び541〜54m,記憶装置55からなり、受
光器3の光センサアレイ31〜3mからの像信号301
〜30mは増幅器511〜51mにより増幅され、A/
D変換器531〜53mによりディジタルデータに変換
されて像データ311〜31mとして記憶装置55に格
納される。The image of the object formed by the imaging lens 1 is converted into image signals 301 to 30 m by the optical sensor arrays 31 to 3 m of the light receiver 3, and similarly, the object formed by the imaging lens 2. The image of the object is stored in the light sensor array 4 of the light receiver 4.
The image signals are converted into image signals 401 to 40 m by 1 to 4 m and output to the signal processing unit 5 respectively. The signal processing unit 5 includes an amplifier 51
1 to 51 m and 521 to 52 m, A / D converter 531
53 m and 541 to 54 m and a storage device 55, and image signals 301 from the optical sensor arrays 31 to 3 m of the light receiver 3.
To 30 m are amplified by amplifiers 511 to 51 m.
The data is converted into digital data by the D converters 531 to 53m and stored in the storage device 55 as image data 311 to 31m.
【0016】同様に、受光器4の光センサアレイ41〜
4mからの像信号401〜40mは増幅器521〜52
mにより増幅され、A/D変換器541〜54mにより
ディジタルデータに変換されて像データ411〜41m
として記憶装置55に格納される。距離検出回路6は、
図16と同様にマイクロコンピュータによつて構成され
ており、記憶装置55に記憶された左右の像データ31
1,411、31i,41i、31m,41mから各光
センサアレイ31,41、3i,4i、3m,4mの測
定視野内で測距範囲内の対象物までの距離を算出する。Similarly, the optical sensor arrays 41 to 41 of the light receiver 4
The image signals 401 to 40 m from the 4 m are amplified by the amplifiers 521 to 52.
m, and is converted into digital data by A / D converters 541 to 54m, and the image data 411 to 41m
Is stored in the storage device 55. The distance detection circuit 6
The left and right image data 31 stored in the storage device 55 is constituted by a microcomputer as in FIG.
The distance from 1,411, 31i, 41i, 31m, 41m to the object within the distance measurement range within the measurement visual field of each optical sensor array 31, 41, 3i, 4i, 3m, 4m is calculated.
【0017】距離ブロック図抽出部7では、図10及び
図11に示すように測定視野22内の測距範囲23をm
×n(m:片側の光センサアレイ数を示す自然数、n:
光センサアレイ内の測定ウィンドウ数を示す自然数)個
の距離ブロックとして番地付けし、各ブロックにおける
測定距離情報を集めた距離ブロック図24を作成する。
この距離ブロック図はm×n個の測距データの集まりと
いうことができる。As shown in FIGS. 10 and 11, the distance block diagram extraction unit 7 sets the distance measurement range 23 in the measurement visual field 22 to m.
× n (m: natural number indicating the number of optical sensor arrays on one side, n:
A distance block diagram 24 is created in which the blocks are addressed as (a natural number indicating the number of measurement windows in the optical sensor array) distance blocks and measurement distance information in each block is collected.
This distance block diagram can be said to be a collection of m × n distance measurement data.
【0018】ここでは、例として光センサアレイ数mが
7、光センサアレイ長手方向の測定ウィンドウ数nが1
2の場合を図10,図11によって説明する。これらの
図において、測距範囲23の上から順に光センサアレイ
A1〜A7とし、左から順に光センサアレイ長手方向の
測定点をW1〜W12とし、光センサアレイAi上の測
定点Wjにおける測定距離をLijで表す。図示例では
測定視野22内の7×12の距離検出が可能であり、そ
の結果、図11のような距離ブロック図24が抽出され
る。Here, as an example, the number m of optical sensor arrays is 7, and the number n of measurement windows in the longitudinal direction of the optical sensor array is 1.
The case of No. 2 will be described with reference to FIGS. In these figures, the optical sensor arrays A1 to A7 are arranged in order from the top of the distance measuring range 23, the measuring points in the longitudinal direction of the optical sensor array are set to W1 to W12 in order from the left, and the measuring distance at the measuring point Wj on the optical sensor array Ai is measured. Is represented by Lij. In the illustrated example, 7 × 12 distance detection in the measurement visual field 22 is possible, and as a result, a distance block diagram 24 as shown in FIG. 11 is extracted.
【0019】ここで光センサアレイ長手方向の複数点の
測距原理を図12を用いて説明する。この場合の距離測
定装置の構成は図16と全く同様であり、異なるのは各
センサアレイが複数の領域(測定ウィンドウ)に区画さ
れることである。図12では光センサアレイが3つの領
域,,に区画された場合の例を示している。な
お、このような測定ウィンドウの領域,,は、測
定ウィンドウの領域間で光センサアレイを構成する光セ
ンサ素子(この例ではCCD素子)の一部が重複する
(つまりこの一部のCCD素子が隣り合う2つの測定ウ
ィンドウの領域に属する)形で設定される場合もある。Here, the principle of distance measurement of a plurality of points in the longitudinal direction of the optical sensor array will be described with reference to FIG. The configuration of the distance measuring device in this case is exactly the same as that of FIG. 16 except that each sensor array is divided into a plurality of regions (measurement windows). FIG. 12 shows an example in which the optical sensor array is divided into three regions. In such a measurement window area, a part of the optical sensor elements (in this example, the CCD elements) constituting the optical sensor array overlap between the measurement window areas (that is, some of the CCD elements (Belonging to the area of two adjacent measurement windows).
【0020】距離測定の対象物O1 ,O2 ,O3 が距離
測定装置の一点鎖線で示された3つの方向、即ち中心線
方向とその両側の角度αの方向とに、夫々距離L1 ,L
2 ,L3 を隔てて位置するものとする。各光センサアレ
イ3,4の夫々、互いに対となる領域,,は、夫
々対象物O1 ,O2 ,O3 に対応する。換言すれば、各
光センサアレイ3,4の対の領域に同時に結像するの
が中心線の左側の角度αの方向にある対象物O1 に関す
るものであり、同様に対の領域,に同時に結像する
のが夫々中心線方向、右側の角度αの方向にある対象物
O2 ,O3 に関するものである。そして、各対象物
O1 ,O2 ,O3 までの距離L1 ,L2 ,L3 は次の数
式4〜数式6によって表される。なお、これらの数式に
おける各距離B,f,U11,U12,U13,U2
1,U22,U23は図12に示す通りである。The objects O 1 , O 2 , and O 3 for distance measurement are separated in three directions indicated by alternate long and short dash lines, that is, the center line direction and the direction of the angle α on both sides of the distance L 1. , L
It shall be located at a 2, L 3. The regions of each of the optical sensor arrays 3 and 4 that are paired with each other correspond to the objects O 1 , O 2 and O 3 , respectively. In other words, to simultaneously imaged on a pair of regions of the optical sensor arrays 3 and 4 relates to the object O 1 in the direction of the left angle α of the center line, as well as a pair of regions, at the same time The images are formed on the objects O 2 and O 3 located in the direction of the center line and the right angle α, respectively. Then, the distances L 1 , L 2 , L 3 to the respective objects O 1 , O 2 , O 3 are represented by the following equations (4) to (6). The distances B, f, U11, U12, U13, U2 in these equations
1, U22 and U23 are as shown in FIG.
【0021】[0021]
【数4】L1 =B・f/(U21−U11)L 1 = B · f / (U21−U11)
【0022】[0022]
【数5】L2 =B・f/(U22+U12)L 2 = B · f / (U22 + U12)
【0023】[0023]
【数6】L3 =B・f/(U13−U23) 各光センサアレイ3,4の像データに基づいて、各シフ
ト量(U21,U11,U22,U12,U13,U2
3)は距離検出回路6によって求められるから、数式4
〜数式6によって各距離L1 ,L2 ,L3 を求めること
ができる。L 3 = B · f / (U13−U23) Each shift amount (U21, U11, U22, U12, U13, U2) based on the image data of each of the optical sensor arrays 3 and 4.
Since 3) is obtained by the distance detection circuit 6, Equation 4
The distances L 1 , L 2 , and L 3 can be obtained by Expressions (6).
【0024】このようにして得られた距離ブロック図抽
出部7からの距離信号12は、図6における距離選択部
8へ出力される。距離選択部8では、距離信号12の距
離度数分布をとり、距離信号12の中から先行車16ま
での距離のみを選択し、距離信号13として移動平均処
理部9へと出力する。次に、距離選択部8の動作原理を
図13を参照しつつ説明する。図13において、横軸に
階級幅ΔLを持つ距離階級Kを設け、縦軸は夫々の階級
に属する度数値Yを示す。このようにして距離信号12
を分別する。ここで、図14に示されるように、測距範
囲23内における先行車16の占める大きさは先行車1
6までの車間距離によって異なり、従って先行車16ま
での距離を測っていると考えられる測定データの点数も
車間距離によって異なってくる。The distance signal 12 thus obtained from the distance block diagram extracting unit 7 is output to the distance selecting unit 8 in FIG. The distance selection unit 8 obtains the distance frequency distribution of the distance signal 12, selects only the distance to the preceding vehicle 16 from the distance signal 12, and outputs the distance signal 13 to the moving average processing unit 9. Next, the operation principle of the distance selection unit 8 will be described with reference to FIG. In FIG. 13, a distance class K having a class width ΔL is provided on the horizontal axis, and a frequency value Y belonging to each class is shown on the vertical axis. Thus, the distance signal 12
Sort. Here, as shown in FIG. 14, the size occupied by the preceding vehicle 16 in the distance measurement range 23 is
6, the score of the measurement data considered to measure the distance to the preceding vehicle 16 also differs depending on the inter-vehicle distance.
【0025】一般に、車間距離がn倍になると測定範囲
内における先行車16の占める大きさは相似の関係から
(1/n)2 になる。即ち、先行車16までの距離を測
定している測定データの点数も(1/n)2 になると容
易に推測される。従って、ある距離で先行車16までの
距離を測定している測定データの点数、つまり度数値は
次の数式7により与えられる。Generally, when the inter-vehicle distance becomes n times, the size occupied by the preceding vehicle 16 in the measurement range becomes (1 / n) 2 from a similar relationship. That is, it is easily estimated that the number of points of the measurement data for measuring the distance to the preceding vehicle 16 is also (1 / n) 2 . Therefore, the score of the measurement data measuring the distance to the preceding vehicle 16 at a certain distance, that is, the frequency value is given by the following equation (7).
【0026】[0026]
【数7】Y=a/K2 (Y:度数値,a:定数,K:
距離階級(距離)) 定数aは先行車16そのものの大きさや距離測定装置の
形状によって決まるものであり、ここではその具体的な
求め方についての記述は省略する。この曲線Yを図13
に破線で示し、この曲線Yの上領域まで伸びている度数
値を持つ距離階級Kの中央値L(=(K2+K3)/
2)を先行車16までの測定距離の候補値とし、距離信
号13として移動平均処理部9へ出力する。Y = a / K 2 (Y: numeric value, a: constant, K:
Distance class (distance)) The constant a is determined by the size of the preceding vehicle 16 itself and the shape of the distance measuring device, and a description of a specific method for obtaining the constant a is omitted here. This curve Y is shown in FIG.
, A median L (= (K2 + K3) / of a distance class K having a frequency value extending to an upper region of the curve Y.
2) is set as a candidate value of the measured distance to the preceding vehicle 16 and output to the moving average processing unit 9 as the distance signal 13.
【0027】移動平均処理部9では、距離信号13に基
づいて前述した7×12の距離ブロックの大きさの範囲
内で移動平均処理を行い、各移動平均位置での距離平均
値,標準偏差/距離平均値の移動平均処理結果14を、
先行対象物認識部としての先行車認識部10に送信す
る。移動平均処理の演算原理を図15を用いて説明す
る。先ず、距離信号13(距離階級の中央値L)から移
動平均をとるi×j(i:m以下の自然数,j:n以下
の自然数)の距離ブロックの大きさを決定する。この距
離ブロックの大きさは、距離信号13による先行車16
までの車間距離,先行車16そのものの大きさ,距離測
定装置の形状によって決まるものであり、ここではその
具体的な求め方についての記述は省略する。The moving average processing section 9 performs moving average processing within the range of the size of the 7 × 12 distance block described above based on the distance signal 13, and calculates the distance average value, standard deviation / standard deviation at each moving average position. The moving average processing result 14 of the distance average value is
This is transmitted to the preceding vehicle recognition unit 10 as the preceding object recognition unit. The operation principle of the moving average process will be described with reference to FIG. First, the size of a distance block of i × j (i: a natural number equal to or less than m, j: a natural number equal to or less than n), which is a moving average, is determined from the distance signal 13 (median value L of the distance class). The size of this distance block is determined by the distance
The distance is determined by the distance between the vehicles, the size of the preceding vehicle 16 itself, and the shape of the distance measuring device.
【0028】以下では、前述した7×12の距離ブロッ
ク図を例にとって移動平均処理を説明する。ここで移動
平均をとる距離ブロックの大きさを3×6とした場合、
図15(a)の移動平均をとった結果は図15(b)〜
(d)で表される。Lijをi番目のセンサアレイ上の
j番目のウィンドウ位置における測定距離とすると、図
15(b),(c),(d)におけるAij,Sij,
Dijは下記の数式8〜数式10にて表される。Hereinafter, the moving average processing will be described with reference to the 7 × 12 distance block diagram described above as an example. Here, when the size of the distance block for taking the moving average is 3 × 6,
The results of taking the moving average of FIG. 15A are shown in FIGS.
(D). Assuming that Lij is a measurement distance at a j-th window position on the i-th sensor array, Aij, Sij, and Aij in FIGS. 15B, 15C, and 15D are used.
Dij is represented by Equations 8 to 10 below.
【0029】[0029]
【数8】Aij={i+2,j+5 Σi,j (Lij)}/(3
×6)=AVGAij = { i + 2, j + 5 } i, j (Lij)} / (3
× 6) = AVG
【0030】[0030]
【数9】Sij=〔{i+2,j+5 Σj,j (Lij−AV
G)2 }/(3×6)〕1/2 Sij = [9 i + 2, j + 5 Σ j, j (Lij−AV
G) 2 } / (3 × 6)] 1/2
【0031】[0031]
【数10】Dij=Sij/Aij なお、数式8において、AVGは距離平均値である。例
えば、図15(a)において斜線部の距離の平均値が図
15(b),標準偏差が図15(c),標準偏差/距離
平均値が図15(d)の夫々斜線部で表される領域であ
る。Dij = Sij / Aij In Expression 8, AVG is an average distance value. For example, in FIG. 15A, the average value of the distance in the hatched portion is shown in FIG. 15B, the standard deviation is shown in FIG. 15C, and the standard deviation / average distance value is shown in the hatched portion in FIG. Area.
【0032】先行対象物認識部としての先行車認識部1
0は、移動平均処理部9と接続されており、移動平均処
理部9から送信された移動平均処理結果14としての距
離平均値,標準偏差,標準偏差/距離平均値に基づき、
前方の測定対象物が先行車16であるか否かを判定す
る。この判定には移動平均をとる距離ブロックの左上を
LijとするDijの値が用いられ、この値がある規格
値bよりも小さい場合には、測定視野内のLijにおけ
る移動平均位置において、距離平均値Aijにより表さ
れる車間距離に先行車16があると判定し、先行車16
の位置及び先行車16までの車間距離を先行車の情報1
5として外部の警報装置等へ出力する。A preceding vehicle recognition unit 1 as a preceding object recognition unit
0 is connected to the moving average processing unit 9 and based on the distance average value, the standard deviation, and the standard deviation / distance average value as the moving average processing result 14 transmitted from the moving average processing unit 9,
It is determined whether or not the measurement object ahead is the preceding vehicle 16. For this determination, the value of Dij with the upper left corner of the distance block taking the moving average being Lij is used. If this value is smaller than a certain standard value b, the distance average is calculated at the moving average position of Lij in the measurement visual field. It is determined that the preceding vehicle 16 exists at the inter-vehicle distance represented by the value Aij,
Of the preceding vehicle and the inter-vehicle distance to the preceding vehicle 16
5 is output to an external alarm device or the like.
【0033】上述した例における処理のフローチャート
を図7に示す。即ち、距離検出回路6は信号処理部5の
記憶装置55内のデータを用いてm×n個の測定距離情
報を算出し(S1)、これに基づいて距離ブロック図抽
出部7が距離ブロック図を作成する(S2)。その後、
距離選択部8は距離度数分布をとり(S3)、距離階級
Kの中央値Lを抽出する(S4)。FIG. 7 shows a flowchart of the processing in the above-described example. That is, the distance detecting circuit 6 calculates m × n pieces of measured distance information using the data in the storage device 55 of the signal processing unit 5 (S1), and based on this, the distance block diagram extracting unit 7 Is created (S2). afterwards,
The distance selection unit 8 obtains a distance frequency distribution (S3), and extracts a median L of the distance class K (S4).
【0034】移動平均処理部9は、上記中央値Lに基づ
いて移動平均をとる距離ブロックの大きさi×jを決定
し(S5)、このi×jのエリアによりm×nのエリア
の移動平均を求める(S6)。次に、各移動平均位置で
の距離平均値,標準偏差,標準偏差/距離平均値を算出
し,これらを先行車認識部10に送信する(S7)。The moving average processing section 9 determines the size i × j of the distance block for which the moving average is to be calculated based on the median L (S5), and moves the m × n area by the i × j area. An average is obtained (S6). Next, a distance average value, a standard deviation, and a standard deviation / distance average value at each moving average position are calculated and transmitted to the preceding vehicle recognition unit 10 (S7).
【0035】先行車認識部10では、標準偏差/距離平
均値と規格値bとを比較し(S8)、その結果、先行車
ありと判断された場合(S91)には移動平均位置を先
行車の位置、距離平均値を先行車までの車間距離として
出力する(S10)。また、先行車なしと判断された場
合(S92)にはそのまま処理を終了する。ところで、
上記の装置を実現させるには、先行車16を確実にとら
えるために測定視野ができるだけ広いことが望ましい。
このために光センサアレイを長手方向に長くする、光セ
ンサアレイの一対を複数個、数多く配置するといったこ
とが考えられるが、このような方法では装置が大きくな
る、受光器の端の部分で結像レンズの収差により像のぼ
けが大きくなり特性が劣化する、増幅器,A/D変換器
等の処理回路が複雑になるといった問題がある。The preceding vehicle recognizing section 10 compares the standard deviation / average distance value with the standard value b (S8). As a result, when it is determined that there is a preceding vehicle (S91), the moving average position is determined by the preceding vehicle. Is output as the inter-vehicle distance to the preceding vehicle (S10). If it is determined that there is no preceding vehicle (S92), the process ends. by the way,
In order to realize the above-described device, it is desirable that the measurement field of view be as wide as possible in order to reliably catch the preceding vehicle 16.
For this purpose, it is conceivable to lengthen the optical sensor array in the longitudinal direction, or to arrange a large number of pairs of optical sensor arrays, but in such a method, the device becomes large, and the optical sensor array is connected at the end portion of the light receiver. There is a problem that the blurring of the image is increased due to the aberration of the image lens, the characteristics are deteriorated, and the processing circuits such as an amplifier and an A / D converter are complicated.
【0036】従って、図8の構成例では距離測定装置本
体01を、その光軸線が放射状方向をとるように揺動さ
せる構成としている。図8において、制御回路部18は
距離測定装置揺動用モータ17と信号処理部5とに接続
され、制御信号19,20をモータ17と信号処理部5
に送信している。モータ17は距離測定装置本体01と
機械的に接続されており、制御信号19に基づいて光軸
線を放射状方向にとるように距離測定装置本体01を揺
動させる。Accordingly, in the configuration example of FIG. 8, the distance measuring device main body 01 is configured to swing so that the optical axis thereof takes a radial direction. In FIG. 8, a control circuit 18 is connected to the distance measuring device swing motor 17 and the signal processing unit 5 and controls signals 19 and 20 by the motor 17 and the signal processing unit 5.
Is sending to. The motor 17 is mechanically connected to the distance measuring device main body 01, and swings the distance measuring device main body 01 based on the control signal 19 so as to take the optical axis in a radial direction.
【0037】また、図9の構成例では距離測定装置を、
定置される距離測定装置本体01と、この距離測定装置
本体01に放射状方向からの光を入射させるべく揺動す
る反射ミラー21とを有する構成としている。制御回路
部18は反射ミラー駆動用モータ17と信号処理部5と
に接続され、制御信号19,20をモータ17と信号処
理部5に出力している。モータ17は反射ミラー21に
機械的に接続されており、制御信号19に基づいて距離
測定装置本体01に放射状方向からの光を入射させるよ
うに反射ミラー21を揺動させる。In the configuration example of FIG. 9, the distance measuring device is
The distance measuring device main body 01 is fixed, and the reflecting mirror 21 swings so that light from the radial direction is incident on the distance measuring device main body 01. The control circuit section 18 is connected to the reflection mirror driving motor 17 and the signal processing section 5, and outputs control signals 19 and 20 to the motor 17 and the signal processing section 5. The motor 17 is mechanically connected to the reflection mirror 21, and swings the reflection mirror 21 based on the control signal 19 so that light from the radial direction is incident on the distance measuring device main body 01.
【0038】受光器3,4の視野の中で先行車の存在領
域を特定しようとする技術としては、上述した第1の先
願の技術の他にも同じく本出願人の先願(便宜上、第2
の先願という)になる特開平7−280563号の提案
がある。この第2の先願の技術を簡潔に述べれば、ライ
ン検出部によって少なくとも一方の受光器の各光センサ
アレイ上の光量分布が極大値をとる位置における像が、
車線に関わるラインとして検出される。次に測距範囲検
出部によってライン検出部からのラインの位置を表す信
号に基づき、先行車の水平方向の可能位置範囲が検出さ
れる。次に距離検出部によって、その可能位置範囲内に
おける先行車の結像位置に基づき、三角測量法を用いて
その先行車との車間距離が演算されて求められる。As a technique for specifying the existing area of the preceding vehicle in the field of view of the light receivers 3 and 4, in addition to the technique of the first prior application described above, the prior application of the present applicant (for convenience, Second
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-280563. To briefly describe the technology of the second prior application, an image at a position where the light amount distribution on each optical sensor array of at least one of the light receivers takes a maximum value by the line detection unit is
It is detected as a line related to the lane. Next, based on the signal indicating the position of the line from the line detection unit, the possible position range of the preceding vehicle in the horizontal direction is detected by the distance measurement range detection unit. Next, based on the image formation position of the preceding vehicle within the possible position range, the distance detection unit calculates and calculates the inter-vehicle distance to the preceding vehicle using triangulation.
【0039】なお、ライン検知方式として次の3つの方
法がとられる。その第1は、光量分布の極大値をとる結
像位置が設定時間だけ設定範囲内に維持されるときの像
をラインとして検出する方法、その第2は、各受光器で
2つの光センサアレイ上の光量分布の極大値をとる結像
位置を結んだ直線が、他の光センサアレイ上の光量分布
の極大値をとる結像位置を中心として設定した範囲内を
通るときの像をラインとして検出する方法、その第3
は、光量分布の極大値をとる結像位置から求められる対
象物までの距離とその像の幅とから求められる対象物の
幅が設定範囲内にあるときの、その像をラインとして検
出する方法である。なお、ここで言うラインとは白線や
他の種類のライン、例えば黄線なども含むものとする。The following three methods are used as the line detection method. The first is a method of detecting an image as a line when the image forming position having the maximum value of the light quantity distribution is maintained within a set range for a set time, and the second is a method of detecting two optical sensor arrays in each light receiver. As a line, the image when the straight line connecting the image forming positions that take the maximum value of the light amount distribution above passes through the range set around the image forming position that takes the maximum value of the light amount distribution on the other optical sensor array is the center. The third way to detect
Is a method of detecting the image as a line when the width of the object obtained from the distance to the object obtained from the imaging position having the maximum value of the light amount distribution and the width of the image is within the set range. It is. The line referred to here includes a white line and other types of lines, for example, a yellow line.
【0040】[0040]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな距離測定装置においては、レンズの前面を保護する
透明なカバーガラスやレンズなどが曇ったり汚れたりす
ることにより、あるいは霧の発生等によって視界が不良
となった場合には、測距が不正確または不能となる問題
があり、光センサアレイ内の画素としての光センサ素子
(この例ではCCD素子)が不良になった場合、この不
良素子の出力を用いる評価関数の値は異常となり、正確
な距離演算ができないという問題がある。However, in the distance measuring apparatus as described above, the visibility is increased due to fogging or fouling of a transparent cover glass or lens for protecting the front surface of the lens, or fog. If the optical sensor element becomes defective, the distance measurement becomes inaccurate or impossible. If the optical sensor element (CCD element in this example) as a pixel in the optical sensor array becomes defective, the defective element is detected. The value of the evaluation function using the output of (1) becomes abnormal, and there is a problem that accurate distance calculation cannot be performed.
【0041】そこで本発明は上記の問題を解決し、正確
な距離演算が可能な距離測定装置を提供することを課題
とする。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a distance measuring device capable of performing accurate distance calculation.
【0042】[0042]
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1の距離測定装置は、互いに平行な1対の
光軸を持つ光学系(カバーガラスCG、結像レンズ1,
2など)の各光軸に対応する結像面上に夫々1又は複数
の光センサアレイ(31〜3m,41〜4m)を所定間
隔で並列に配置してなる受光器の1対(3,4)が光セ
ンサアレイの長手方向に配置され、この対の受光器の光
センサアレイの像データ(311〜31m,411〜4
1m)から(車領域検出・測距部91などを介し)前方
の対象物(先行車16など)との距離を求める距離測定
装置において、光センサアレイ内に設定された複数個の
各測定ウィンドウ内の光センサ素子の出力の低コントラ
スト状態が、所定時間以上継続した場合にはアラーム信
号(102)を出力する視界不良検出手段(101)を
備え、前記低コントラスト状態を示す複数個の測定ウィ
ンドウの個数が所定値を越え、且つこのような複数個の
測定ウィンドウが1対の受光器に共に存在するときは、
前記視界不良検出手段は前記アラーム信号を光学系のく
もり(F)又は霧による動作不良を警告する信号とす
る。 In order to solve the above-mentioned problems, a distance measuring apparatus according to a first aspect of the present invention includes an optical system having a pair of optical axes parallel to each other (a cover glass CG, an imaging lens 1,
2), one or a plurality of photosensors (31 to 3m, 41 to 4m) arranged in parallel at predetermined intervals on the image plane corresponding to each optical axis of (3, 3). 4) are arranged in the longitudinal direction of the optical sensor array, and the image data (311 to 31m, 411 to 4m) of the optical sensor array of this pair of light receivers.
1m), a plurality of measurement windows set in the optical sensor array in a distance measurement device for obtaining a distance from a preceding object (such as the preceding vehicle 16) (via the vehicle area detection / ranging unit 91). low contrast state of the output of the optical sensor element of the inner is, the alarm signal is when a predetermined time or longer
Signal (102) is output by the poor visibility detection means (101).
A plurality of measurement windows indicating the low contrast state.
The number of windows exceeds a predetermined value, and
When a measurement window is present on a pair of receivers,
The poor visibility detection means transmits the alarm signal to an optical system.
A signal to warn of malfunction due to mist (F) or fog
You.
【0043】互いに平行な1対の光軸を持つ光学系(カ
バーガラスCG、結像レンズ1,2など)の各光軸に対
応する結像面上に夫々1又は複数の光センサアレイ(3
1〜3m,41〜4m)を所定間隔で並列に配置してな
る受光器の1対(3,4)が光センサアレイの長手方向
に配置され、この対の受光器の光センサアレイの像デー
タ(311〜31m,411〜41m)から(車領域検
出・測距部91などを介し)前方の対象物(先行車16
など)との距離を求める距離測定装置において、光セン
サアレイ内に設定された複数個の各測定ウィンドウ内の
光センサ素子の出力の低コントラスト状態、又は複数個
の各測定ウィンドウについて求めた評価関数の異常な状
態が、所定時間以上継続した場合にはアラーム信号(1
02)を出力する視界不良検出手段(101)を備え、
前記低コントラスト状態を示す複数個の測定ウィンドウ
の個数が当該の光センサアレイ内の全測定ウィンドウ数
に満たず、且つこのような複数個の測定ウィンドウが1
つの受光器にのみ存在するとき、又は当該の光センサア
レイ内の全測定ウィンドウ数に満たない複数個の測定ウ
ィンドウについて求めた評価関数が前記の異常状態であ
るときは、前記視界不良検出手段は前記アラーム信号を
光学系の汚れ(SP)による動作不良を警告する信号と
する。 An optical system having a pair of optical axes (parallel to each other )
Bar glass CG, imaging lenses 1, 2, etc.)
One or more light sensor arrays (3
1-3 m, 41-4 m) are arranged in parallel at a predetermined interval.
(3, 4) of photodetectors are in the longitudinal direction of the optical sensor array
And the image data of the optical sensor array of this pair of receivers.
(311 to 31m, 411 to 41m)
The object ahead (via the leading vehicle 16 via the output / ranging unit 91)
Distance measurement device to determine the distance to
Within each measurement window set in the array
Low contrast state of the output of the optical sensor element, or multiple
State of the evaluation function obtained for each measurement window
If the state continues for more than a predetermined time, an alarm signal (1
02) that outputs poor visibility.
A plurality of measurement windows indicating the low contrast state
Is the total number of measurement windows in the photosensor array.
And such a plurality of measurement windows is 1
When only one receiver is present, or
Multiple measurement windows less than the total number of measurement windows in a ray
The evaluation function obtained for the window is
When the poor visibility detection means outputs the alarm signal,
A signal to warn of an operation failure due to contamination of the optical system (SP)
I do.
【0044】また、請求項3の距離検出装置は、互いに
平行な1対の光軸を持つ光学系(結像レンズ1,2な
ど)の各光軸に対応する結像面上に夫々1又は複数の光
センサアレイ(31〜3m,41〜4m)を所定間隔で
並列に配置してなる受光器の1対(3,4)が光センサ
アレイの長手方向に配置され、この対の受光器の光セン
サアレイの像データ(311〜31m,411〜41
m)を用い、(距離検出回路6Aなどを介し)各対の光
センサアレイ内に設定された各対の測定ウィンドウにつ
いての評価関数(FE)を演算し、前方の対象物(先行
車16など)との距離を検出する距離測定装置におい
て、前記距離の検出に先立って前記光センサアレイの像
データから、光センサアレイ内の当該の光センサ素子
(P k )とこの光センサ素子に隣接する光センサ素子
(P k+1 又は(及び)P k-1 )との間の像データの差分
の絶対値(|P k+1 −P k |又は(及び)|P k −P
k-1 |)が所定のしきい値(THa)を上回るような光
センサ素子(Pk )を不良画素として検出し、少なくと
もこの不良画素の位置を特定する不良画素位置情報(不
良画素情報202)を出力する不良画素検出手段(20
1)を備えたものとする。 Further, the distance detecting devices according to the third aspect of the present invention can
An optical system having a pair of parallel optical axes (imaging lenses 1 and 2
) On the image plane corresponding to each optical axis.
Sensor arrays (31-3m, 41-4m) at predetermined intervals
One pair (3, 4) of photo detectors arranged in parallel is an optical sensor
The optical sensors of this pair of receivers are
Subarray image data (311 to 31m, 411 to 41
m) and each pair of lights (via distance detection circuit 6A etc.)
For each pair of measurement windows set in the sensor array
Calculation of the evaluation function (FE) of the
In a distance measuring device that detects the distance to the car 16 etc.)
Prior to the detection of the distance,
From the data, the corresponding light sensor element in the light sensor array
(P k ) and an optical sensor element adjacent to the optical sensor element
(P k + 1 or (and) P k-1 )
The absolute value of (| P k + 1 −P k | or (and) | P k −P
k-1 |) exceeds a predetermined threshold value (THa).
The sensor element (Pk) is detected as a defective pixel, and at least
The defective pixel position information (non-
Defective pixel detecting means (20) for outputting good pixel information 202)
1) shall be provided.
【0045】また、請求項4の距離検出装置は、前記不
良画素位置情報に基づいて、この不良画素を前記距離検
出の際の評価関数の演算から除外する手段(距離検出回
路6A)とを備えたものとする。また請求項5の距離測
定装置は、請求項4に記載の距離測定装置において、前
記不良画素検出手段が、前記不良画素の検出をこの距離
測定装置の電源の投入時、又は(及び)電源の投入中の
所定期間ごとに行うようにする。 Further, the distance detecting device according to claim 4 is characterized in that
Based on good pixel position information, this defective pixel is detected by the distance detection.
Means to exclude from the calculation of the evaluation function when
Road 6A). The distance measurement according to claim 5
The distance measuring device according to claim 4, wherein
The defective pixel detecting means detects the defective pixel by this distance.
When the measuring device is switched on, and / or
It is performed every predetermined period.
【0046】また請求項6の距離測定装置は、請求項3
または5に記載の距離測定装置において、前記不良画素
検出手段が、前記不良画素位置情報と共に不良画素の存
在を警告するアラーム信号(203)を出力するように
する。また請求項7の距離測定装置は、請求項1ないし
6の何れかに記載の距離測定装置において、距離を検出
する前記の前方の対象物を車両とする。 Further, the distance measuring device of claim 6 is
Or in the distance measuring device according to 5, wherein the defective pixel
Detecting means for detecting the presence of the defective pixel together with the defective pixel position information;
Output alarm signal (203) to warn you
I do. Further, the distance measuring device according to claim 7 is based on claims 1 to
6. The distance is detected by the distance measuring device according to any one of 6.
The object ahead of the vehicle is a vehicle.
【0047】また互いに平行な1対の光軸を持つ光学系
(カバーガラスCG、結像レンズ1,2など)の各光軸
に対応する結像面上に夫々1又は複数の光センサアレイ
(31〜3m,41〜4m)を所定間隔で並列に配置し
てなる受光器の1対(3,4)が光センサアレイの長手
方向に配置され、この対の受光器の光センサアレイの像
データ(311〜31m,411〜41m)から(車領
域検出・測距部91などを介し)前方の対象物(先行車
16など)との距離を求める距離測定装置において、光
センサアレイ内に設定された複数個の各測定ウィンドウ
内の光センサ素子の出力の最大値と最小値の差が所定の
しきい値以下であることまたは光センサアレイ内に設定
された複数個の各測定ウィンドウ内の隣り合う光センサ
素子の出力の差分の絶対値の和が所定のしきい値以下で
あることによる低コントラスト状態、、又は複数個の各
測定ウィンドウについて求めた評価関数の異常な状態
が、所定時間以上継続した場合にはアラーム信号(10
2)を出力する視界不良検出手段(101)を備えたも
のとする。 An optical system having a pair of optical axes parallel to each other
Each optical axis of (cover glass CG, imaging lenses 1, 2, etc.)
One or more optical sensor arrays on the imaging plane corresponding to
(31-3m, 41-4m) are arranged in parallel at predetermined intervals.
The pair of light receivers (3, 4) is the length of the optical sensor array
Image of the light sensor array of this pair of receivers arranged in the direction
From the data (311 to 31m, 411 to 41m)
Target object (preceding vehicle) via the area detection / ranging unit 91
16 etc.) in a distance measuring device
Multiple measurement windows set in the sensor array
The difference between the maximum value and the minimum value of the output of the optical sensor
Below threshold or set in photosensor array
Optical sensors in each of the multiple measurement windows
If the sum of the absolute values of the differences
Due to the low contrast state, or multiple each
Abnormal state of evaluation function found for measurement window
Is longer than a predetermined time, an alarm signal (10
2) equipped with poor visibility detecting means (101) for outputting 2)
And
【0048】[0048]
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例としての
車間距離測定装置の要部の構成図で図6に対応するもの
である。図1において、CGは結像レンズ1,2の前面
に設けられた光学系保護用の透明なカバーガラス、91
は記憶装置55に格納された像データから先行車の存在
し得る領域を検出し、この領域における先行車に該当す
ると推定される対象物の距離を検出し、この距離を示す
距離信号96を出力する車領域検出・測距部で、この車
領域検出・測距部91は図6の手段6〜10を包含した
ものである。そして距離信号96は図6で先行車ありと
判断されたときの移動平均位置における距離平均値によ
り表される車間距離に相当する。つまり図1の距離信号
96は図6の先行車情報15に含まれるものである。ま
た101は本発明の主体となる視界不良検出手段であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a main part of an inter-vehicle distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. In FIG. 1, reference numeral CG denotes a transparent cover glass provided on the front surface of the imaging lenses 1 and 2 for protecting an optical system;
Detects an area where a preceding vehicle can exist from the image data stored in the storage device 55, detects a distance of an object estimated to correspond to the preceding vehicle in this area, and outputs a distance signal 96 indicating the distance. The vehicle area detection / distance measuring section 91 includes the means 6 to 10 shown in FIG. The distance signal 96 corresponds to an inter-vehicle distance represented by a distance average value at the moving average position when it is determined that there is a preceding vehicle in FIG. That is, the distance signal 96 in FIG. 1 is included in the preceding vehicle information 15 in FIG. Reference numeral 101 denotes a visibility defect detection unit which is a main component of the present invention.
【0049】図2は視界不良検出手段101の動作の第
1の実施例(以下実施例1という)を説明するための、
視界不良時における光センサアレイ内のCCD素子出力
の分布を示す図で、同図の(A)はカバーガラスCGが
くもった状態の例を示し、FはこのカバーガラスCGの
前面への微細な水滴等の付着に基づくくもりである。ま
た同図の(B)はこのようにカバーガラスCGあるいは
結像レンズ1,2がくもったり、又は霧によって視界が
きかなくなった場合における、左右の受光器3,4の光
センサアレイ(31〜3m,41〜4mの対となる何れ
か)内の各CCD素子の出力分布、つまりCCD素子出
力(縦軸)とそのCCD素子の配列座標としての画素番
号(画素NO.と略記、横軸)との関係の例を示す。即
ち、左右の光センサアレイ共に全体としてCCD素子間
に出力の差が少なく、いわゆる低コントラストの状態と
なっている。FIG. 2 is a view for explaining a first embodiment (hereinafter referred to as a first embodiment) of the operation of the visibility defect detecting means 101.
FIG. 4A is a diagram showing a distribution of outputs of CCD elements in an optical sensor array when visibility is poor, wherein FIG. 4A shows an example of a state in which a cover glass CG is clouded, and FIG. It is cloudy based on adhesion of water droplets and the like. FIG. 3B shows the optical sensor arrays (31 to 31) of the left and right light receivers 3 and 4 when the cover glass CG or the imaging lenses 1 and 2 are fogged or the view becomes invisible due to fog. 3m, any one of pairs of 41 to 4m), the output distribution of each CCD element, that is, the output of the CCD element (vertical axis) and the pixel number as an array coordinate of the CCD element (abbreviated as pixel NO., Horizontal axis) The following shows an example of the relationship with. That is, both the left and right optical sensor arrays have a small output difference between the CCD elements as a whole, and are in a so-called low contrast state.
【0050】本実施例1では、視界不良検出手段101
は、光センサアレイ内に設定された前述した測定ウィン
ドウの所定数以上の複数個の各測定ウィンドウ内のCC
D素子の出力の低コントラスト状態が左右の受光器3,
4に共に存在し、且つこの状態が所定時間以上継続した
場合にはくもり又は霧による動作不良と判定し、その旨
を示すアラーム信号102を出力する。In the first embodiment, the poor visibility detecting means 101
Is the CC in each of a plurality of measurement windows equal to or more than a predetermined number of the aforementioned measurement windows set in the optical sensor array.
The low contrast state of the output of the D element is the left and right light receivers 3,
4, and if this state continues for a predetermined time or longer, it is determined that the operation is defective due to fogging or fog, and an alarm signal 102 indicating this is output.
【0051】なお、測定ウィンドウ内のCCD素子の出
力の低コントラスト状態とは次のような状態をいう。 (a)測定ウィンドウ内のCCD素子の出力の最大値と
最小値の差が所定のしきい値以下である。 (b)数式11に示すように、測定ウィンドウ内のCC
D素子の出力の差分の絶対値の和が所定のしきい値以下
である。Note that the low contrast state of the output of the CCD element in the measurement window means the following state. (A) The difference between the maximum value and the minimum value of the output of the CCD element in the measurement window is equal to or less than a predetermined threshold. (B) As shown in Equation 11, CC in the measurement window
The sum of the absolute values of the differences between the outputs of the D elements is equal to or less than a predetermined threshold.
【0052】即ちi番目の画素の画素値(CCD素子出
力)をPi 、測定ウィンドウの先頭画素の番号をi0 、
測定ウィンドウの画素数で表した幅をW、この判定のし
きい値をCとすると、数式11は次のように表される。That is, the pixel value of the i-th pixel (CCD element output) is P i , the number of the head pixel of the measurement window is i 0,
Assuming that the width of the measurement window represented by the number of pixels is W and the threshold for this determination is C, Equation 11 is expressed as follows.
【0053】[0053]
【数11】i0+W-1 Σi=i0|Pi+1 −Pi | ≦ C 図3は視界不良検出手段101の動作の第2の実施例
(以下実施例2という)を説明するための、視界不良時
における光センサアレイ内のCCD素子出力の分布を示
す図で、同図の(A)はカバーガラスCGの一部に汚れ
SPが付着した例を示し、同図の(B)はこの汚れSP
の像SPaにかかっている、この例では左側の受光器3
の光センサアレイ内のCCD素子出力の画素NO.別の
分布と、この光センサアレイと対になる右側の受光器4
の光センサアレイ内のCCD素子出力の画素NO.別の
分布とを対比して示す。この図に示すように、左側の光
センサアレイのCCD素子出力分布内の汚れの像SPa
にかかっている部分は、前述した低コントラストの状態
になっている。Equation 11] i0 + W-1 Σ i = i0 | P i + 1 -P i | ≦ C Figure 3 illustrates the second embodiment of the operation of the visibility detecting means 101 (hereinafter referred to as Example 2) FIG. 7A is a diagram showing the distribution of the CCD element output in the optical sensor array when the visibility is poor. FIG. 7A shows an example in which the dirt SP is attached to a part of the cover glass CG, and FIG. ) Is this dirt SP
, Which is on the left side of the light receiver 3 in this example.
The pixel NO. Another distribution and the right receiver 4 paired with this photosensor array
The pixel NO. This is shown in comparison with another distribution. As shown in this figure, a dirt image SPa in the CCD element output distribution of the left optical sensor array.
Is in the low-contrast state described above.
【0054】また、光学系に汚れSPが存在する場合、
この汚れSPは一般に左右の光学系に等しい形では存在
しないので、汚れの像SPaを含む左右の画像が異な
る。このように左右の画像が異なる場合、又は汚れに基
づく上述の低コントラストの場合には、左右の像の一致
度を判定する前述の評価関数が異常となる。ここで「評
価関数が異常」とは次のような場合をいう。 (a)評価関数に最小値がない(つまり評価関数が単調
に増加又は減少する)。 (b)評価関数に極小値が複数あって、最小値が決めら
れない。 (c)評価関数の最小値付近の傾きが所定のしきい値よ
り小さい。 (d)評価関数の最小値が所定のしきい値より大きい
(つまり左右の像の一致度が悪い)。When dirt SP exists in the optical system,
Since the stain SP generally does not exist in the same form in the left and right optical systems, the left and right images including the stain image SPa are different. As described above, when the left and right images are different, or in the case of the above-described low contrast based on dirt, the above-described evaluation function for determining the degree of coincidence between the left and right images becomes abnormal. Here, "the evaluation function is abnormal" means the following case. (A) The evaluation function has no minimum value (that is, the evaluation function monotonously increases or decreases). (B) The evaluation function has a plurality of minimum values, and the minimum value cannot be determined. (C) The slope near the minimum value of the evaluation function is smaller than a predetermined threshold. (D) The minimum value of the evaluation function is larger than a predetermined threshold (that is, the coincidence between the left and right images is poor).
【0055】本実施例2では、視界不良検出手段101
は、当該の光センサアレイ内の全測定ウィンドウ数に満
たない複数個の各測定ウィンドウ内のCCD素子の出力
の低コントラスト状態が左右の受光器3,4のいずれか
一方のみに存在し、且つこの状態が所定時間以上継続し
た場合、又は当該の光センサアレイ内の全測定ウィンド
ウ数に満たない複数個の各測定ウィンドウについて求め
た評価関数の前記した異常な状態が所定時間以上継続し
た場合には汚れによる動作不良と判定し、その旨を示す
アラーム信号102を出力する。これによりオペレータ
等にカバーガラスCGの清掃を促すことができる。In the second embodiment, poor visibility detecting means 101
The low contrast state of the output of the CCD element in each of the plurality of measurement windows less than the total number of measurement windows in the optical sensor array exists in only one of the left and right light receivers 3 and 4, and When this state continues for a predetermined time or more, or when the above-mentioned abnormal state of the evaluation function obtained for each of a plurality of measurement windows less than the total number of measurement windows in the optical sensor array continues for a predetermined time or more Determines that the operation is defective due to dirt, and outputs an alarm signal 102 indicating that. This can prompt the operator or the like to clean the cover glass CG.
【0056】図4は本発明の一実施例としての車間距離
測定装置の要部の構成図で図6に対応するものである。
図4においては図6に対し、距離検出回路が6Aに置換
わると共に、記憶装置55と距離検出回路6Aとの間に
不良画素検出手段201が並設されている。この不良画
素検出手段201は記憶装置55内の左右の受光器3,
4の光センサアレイ31〜3m,41〜4mの像データ
311〜31m,411〜41mから予め不良画素を検
出し、その座標等を含む不良画素情報202を距離検出
回路6Aへ送ると共に、アラーム信号203を出力して
オペレータ等に不良画素の存在を警告する。FIG. 4 is a block diagram of a main part of an inter-vehicle distance measuring apparatus as one embodiment of the present invention, and corresponds to FIG.
In FIG. 4, the distance detection circuit is replaced with 6A in FIG. 6, and the defective pixel detection means 201 is provided in parallel between the storage device 55 and the distance detection circuit 6A. The defective pixel detecting means 201 is provided with the right and left light receivers 3 in the storage device 55.
The defective pixel is detected in advance from the image data 311 to 31m and 411 to 41m of the photosensor arrays 31 to 3m and 41 to 4m, and defective pixel information 202 including its coordinates is sent to the distance detection circuit 6A, and an alarm signal is output. 203 is output to warn an operator or the like of the presence of a defective pixel.
【0057】距離検出回路6Aは、基本的には図6の距
離検出回路6と同様の機能を持ち、記憶装置55内の像
データ311〜31m,411〜41mから、距離検出
のために左右対の各光センサアレイに設定された対の各
測定ウィンドウの対応画素同士の像データの差分により
評価関数を求め、各当該測定ウィンドウ内の画像に関わ
る対象物の距離を検出するが、この際、前記不良画素情
報202に基づいて不良画素を除いた対応画素同士の像
データの差分を用いて評価関数を求める点のみが図6の
距離検出回路6と異なる。The distance detection circuit 6A has basically the same function as the distance detection circuit 6 of FIG. 6, and uses the image data 311 to 31m and 411 to 41m in the storage device 55 to detect the distance between the left and right. The evaluation function is determined by the difference between the image data of the corresponding pixels of each measurement window of the pair set in each optical sensor array, and the distance of the object related to the image in each measurement window is detected. The only difference from the distance detection circuit 6 in FIG. 6 is that the evaluation function is obtained using the difference between the image data of the corresponding pixels excluding the defective pixel based on the defective pixel information 202.
【0058】図5は不良画素検出手段201の動作説明
用の画像分布図で、同図(A)は左右の受光器3,4の
或る対となる光センサアレイ内に夫々設定された或る対
の測定ウィンドウ内の画像分布の例を示す。この図
(A)の2つの画像分布図の横軸はCCD素子の座標と
しての画素番号(画素NO.と略記、iは番号値を表す
パラメータ)、左側の画像分布図の縦軸のPLiは左側
の光センサアレイのi番目の画素の画素値(像データ)
としてのCCD素子出力、同じく右側の画像分布図の縦
軸のPRiは右側の光センサアレイのi番目の画素の画
素値(像データ)としてのCCD素子出力である。そし
てこの例では右側の光センサアレイの画像のピーク部分
に、たまたま画素値の極めて小さい不良画素Pkが存在
している場合を示している。FIG. 5 is an image distribution diagram for explaining the operation of the defective pixel detecting means 201. FIG. 5A is a diagram showing an example in which the left and right photodetectors 3 and 4 are set in a pair of optical sensor arrays. 5 shows an example of an image distribution within one pair of measurement windows. The horizontal axis of the two image distribution diagrams in FIG. 9A is the pixel number (abbreviated as pixel number, i is a parameter representing the number value) as the coordinates of the CCD element, and the vertical axis PLi of the left image distribution diagram is PLi. Pixel value (image data) of the i-th pixel of the left optical sensor array
Similarly, PRi on the vertical axis of the image distribution diagram on the right side is the CCD element output as the pixel value (image data) of the i-th pixel of the right photosensor array. In this example, a case is shown where a defective pixel Pk having an extremely small pixel value happens to be present at the peak portion of the image of the right optical sensor array.
【0059】評価関数は左右対の測定ウィンドウの対応
する画素同士の画素値の差分の絶対値を当該測定ウィン
ドウの全画素について加算した値として定義され、いま
左右対の測定ウィンドウの夫々の始点に位する画素の番
号をls,rs、測定ウィンドウの画素番号で表した幅
をWとすると、評価関数FEは次の数式12で表され
る。The evaluation function is defined as a value obtained by adding the absolute value of the difference between the pixel values of the corresponding pixels of the left and right measurement windows for all the pixels in the measurement window. Assuming that the numbers of the pixels located are ls and rs, and the width of the measurement window represented by the pixel number is W, the evaluation function FE is expressed by the following equation 12.
【0060】[0060]
【数12】FE= W-1Σi=0 |PLls+i −PRrs+i| 従って評価関数FEに不良画素Pkの画素値が組み込ま
れると、対象物の正しい距離を検出できないことは明か
である。図5の(B)は、同図(A)の右側の画像分布
に対応して、右側の光センサアレイ内の隣接画素同士の
画素値の差分の絶対値|PRi+1 −PRi |の分布を示
したものである。この図に示すように隣接画素同士の画
素値の差分絶対値は通常、不良画素部分で不連続に所定
のしきい値THaより大きい突出値を示す。そこで本発
明の不良画素検出手段201は予めこの距離測定装置の
電源投入時などに光センサアレイ内の隣接画素同士の画
素値の差分の絶対値を求め、次の数式13又は(及び)
数式14の演算により不良画素を検出する。FE = W- 1Σi = 0 | PL ls + i -PR rs + i | Therefore, if the pixel value of the defective pixel Pk is incorporated into the evaluation function FE, it is impossible to detect the correct distance to the object. It is clear. FIG. 5B shows the absolute value | PR i + 1 −PR i | of the pixel value difference between adjacent pixels in the right photosensor array corresponding to the image distribution on the right side of FIG. Is shown. As shown in this figure, the absolute value of the difference between the pixel values of adjacent pixels usually indicates a protrusion value that is discontinuously larger than a predetermined threshold value THa in a defective pixel portion. Therefore, the defective pixel detecting means 201 of the present invention obtains the absolute value of the difference between the pixel values of adjacent pixels in the optical sensor array in advance when the power of the distance measuring device is turned on, and obtains the following Expression 13 or (and)
A defective pixel is detected by the operation of Expression 14.
【0061】即ち不良画素の画素値を一般にPk、その
画素NO.をkとすると、この不良画素に関わる隣接画
素との画素値の差分絶対値が数式13,数式14のよう
に所定のしきい値THa以上であることから不良画素P
kが特定される。That is, the pixel value of the defective pixel is generally Pk, Is k, the absolute value of the difference between the pixel value of the defective pixel and the adjacent pixel is equal to or larger than the predetermined threshold value THa as shown in Expressions 13 and 14, and the defective pixel P
k is specified.
【0062】[0062]
【数13】|Pk+1 −Pk | ≧ THa| P k + 1 −P k | ≧ THa
【0063】[0063]
【数14】|Pk −Pk-1 | ≧ THa そして不良画素検出手段201は、この不良画素の座標
k等を含む不良画素情報202を距離検出回路6Aに与
えると共に、アラーム信号203を出力してオペレータ
等に不良画素の存在を警告する。| P k −P k−1 | ≧ THa The defective pixel detection means 201 supplies the defective pixel information 202 including the coordinates k of the defective pixel to the distance detection circuit 6A and outputs an alarm signal 203. To warn an operator or the like of the presence of a defective pixel.
【0064】この不良画素情報202に基づいて、距離
検出回路6Aは前述のように当該の不良画素を除いた、
左右の計測ウィンドウの各対応画素について評価関数の
演算を行う。Based on the defective pixel information 202, the distance detection circuit 6A removes the defective pixel as described above.
The evaluation function is calculated for each corresponding pixel in the left and right measurement windows.
【0065】[0065]
【発明の効果】本発明によれば、距離測定装置の受光器
の光センサアレイに設定された複数の測定ウィンドウ内
のCCD素子出力が低コントラストである状態、又は複
数の測定ウィンドウについて求めた評価関数の異常な状
態が所定時間以上継続したとき、あるいは不良画素を検
出したとき、アラーム信号を出力するようにしたので、
オペレータ等へ警告することができ、動作不良,不良画
素に対応する動作を行わせることができる。また低コン
トラスト状態の複数の測定ウィンドウの個数が所定数以
上であって、且つこのような測定ウィンドウが対の受光
器に共に存在する場合には、前記アラーム信号をくもり
もしくは霧による動作不良を警告する信号とし、低コン
トラスト状態の複数の測定ウィンドウの個数が当該の光
センサアレイの全測定ウィンドウ数に満たず、且つこの
ような低コントラスト状態の複数の測定ウィンドウが1
つの受光器のみに存在する場合、または当該の光センサ
アレイの全測定ウィンドウ数に満たぬ複数の測定ウィン
ドウについて求めた評価関数が異常な場合には前記アラ
ーム信号を汚れによる動作不良を警告する信号としたの
で、オペレータに夫々の動作不良に対応する動作を行わ
せることができる。According to the present invention, the state where the output of the CCD element in the plurality of measurement windows set in the optical sensor array of the light receiving device of the distance measuring device is low contrast, or the evaluation obtained for the plurality of measurement windows. When an abnormal state of the function continues for more than a predetermined time or when a defective pixel is detected, an alarm signal is output.
A warning can be given to an operator or the like, and an operation corresponding to a malfunction or a defective pixel can be performed. Further, when the number of the plurality of measurement windows in the low contrast state is equal to or more than a predetermined number, and such a measurement window is present in both of the paired light receivers, the alarm signal is clouded or a malfunction due to fog is warned. And the number of the plurality of measurement windows in the low contrast state is less than the total number of measurement windows of the optical sensor array, and the plurality of measurement windows in the low contrast state is one.
If there is only one photodetector, or if the evaluation function obtained for a plurality of measurement windows less than the total number of measurement windows of the optical sensor array is abnormal, the alarm signal is used as a signal to warn of malfunction due to dirt. Therefore, it is possible to cause the operator to perform an operation corresponding to each operation failure.
【0066】また、左右対の受光器の光センサアレイの
像データを用い、各対の光センサアレイ内に夫々設定さ
れた各対の測定ウィンドウについての評価関数を演算
し、先行車16などの前方の対象物との距離を検出する
際、この距離検出に先立って前記光センサアレイの像デ
ータから、光センサアレイ内の隣接画素同士の像データ
の差分の絶対値を求め、この差分の絶対値が所定のしき
い値を上回るような画素を不良画素として検出し、この
不良画素を前記距離検出の際の評価関数の演算から除外
すると共に、アラーム信号によって不良画素の存在をオ
ペレータ等へ警告するようにしたので、前方の対象物と
の距離を正確に検出するために、不良画素の修復、例え
ば光学系の清掃等を促すことができる。Using the image data of the photosensor arrays of the left and right photodetectors, an evaluation function is calculated for each pair of measurement windows set in each pair of photosensor arrays, and When detecting the distance to the object ahead, the absolute value of the difference between the image data of adjacent pixels in the photosensor array is obtained from the image data of the photosensor array prior to the detection of the distance, and the absolute value of the difference is calculated. A pixel whose value exceeds a predetermined threshold value is detected as a defective pixel, the defective pixel is excluded from the calculation of the evaluation function at the time of the distance detection, and the presence of the defective pixel is warned to an operator or the like by an alarm signal. Therefore, in order to accurately detect the distance to the object ahead, repair of a defective pixel, for example, cleaning of an optical system can be prompted.
【図1】本発明の一実施例としての要部の構成を示すブ
ロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part as one embodiment of the present invention.
【図2】受光器のカバーガラスのくもりまたは霧による
視界不良時における光センサアレイ内のCCD素子出力
分布の例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of a CCD element output distribution in an optical sensor array when visibility is poor due to cloudiness or fog of a cover glass of a light receiving device.
【図3】受光器のカバーガラスの汚れによる視界不良時
における光センサアレイ内のCCD素子出力分布の例を
示す図FIG. 3 is a diagram showing an example of a CCD element output distribution in an optical sensor array when visibility is poor due to dirt on a cover glass of a light receiver.
【図4】本発明の一実施例としての要部の構成を示すブ
ロック図FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a main part as one embodiment of the present invention.
【図5】図1の不良画素検出手段の動作説明用の画像分
布図FIG. 5 is an image distribution diagram for explaining the operation of the defective pixel detection means in FIG. 1;
【図6】第1の先願の技術に基づく車間距離測定装置の
構成例を示す図FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of an inter-vehicle distance measuring device based on the technology of the first prior application;
【図7】図6の装置の処理を示すフローチャートFIG. 7 is a flowchart showing processing of the apparatus in FIG. 6;
【図8】図6の撮像機構部の異なる例を示す構成図FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a different example of the imaging mechanism unit in FIG. 6;
【図9】図6の撮像機構部の他の異なる例を示す構成図FIG. 9 is a configuration diagram illustrating another different example of the imaging mechanism unit in FIG. 6;
【図10】図6の測定視野と測距範囲の説明図FIG. 10 is an explanatory diagram of a measurement visual field and a distance measurement range in FIG. 6;
【図11】図6の距離ブロック図を示す模式図FIG. 11 is a schematic diagram showing a distance block diagram of FIG. 6;
【図12】図6の光センサアレイ長手方向の複数点の測
距原理を示す図FIG. 12 is a diagram illustrating a principle of distance measurement of a plurality of points in the longitudinal direction of the optical sensor array in FIG. 6;
【図13】図6の距離選択部の動作原理を示す図FIG. 13 is a diagram illustrating the operation principle of the distance selection unit in FIG. 6;
【図14】図6の測定視野内の先行車の大きさを示す図FIG. 14 is a diagram showing the size of a preceding vehicle in the measurement visual field of FIG. 6;
【図15】図6の移動平均処理部の動作原理を示す図FIG. 15 is a diagram showing the operation principle of the moving average processing unit in FIG. 6;
【図16】先願以前の技術に基づく車間距離測定装置の
構成図FIG. 16 is a configuration diagram of an inter-vehicle distance measuring device based on a technology prior to the prior application.
【図17】図16の距離算出の原理を示す図FIG. 17 is a diagram showing the principle of distance calculation in FIG. 16;
【図18】図16の距離検出回路の動作原理を示す図FIG. 18 is a diagram showing the operation principle of the distance detection circuit in FIG.
【図19】図16の車間距離検出における正常時の画像
を示す図FIG. 19 is a diagram showing an image in a normal state in the following distance detection in FIG. 16;
【図20】図16の車間距離検出における不都合を示す
図FIG. 20 is a diagram showing inconvenience in the following distance detection in FIG. 16;
1,2 結像レンズ 3,4 受光器 31〜3m,41〜4m 光センサアレイ 5 信号処理部 6A 距離検出回路 7 距離ブロック図抽出部 8 距離選択部 9 移動平均処理部 10 先行車認識部 11〜13 距離信号 14 移動平均処理結果 15 先行車の情報 16 先行車 301〜30m,401〜40m 像信号 311〜31m,411〜41m 像データ(光量分
布データ) 531〜53m,541〜54m A/D変換器 55 記憶装置 91 車領域検出・測距部 96 距離信号 101 視界不良検出手段 102 アラーム信号 201 不良画素検出手段 202 不良画素情報 203 アラーム信号 FE 評価関数 CG カバーガラス F くもり SP 汚れ SPa 汚れの像1, 2 imaging lens 3, 4 light receiver 31 to 3m, 41 to 4m optical sensor array 5 signal processing unit 6A distance detection circuit 7 distance block diagram extraction unit 8 distance selection unit 9 moving average processing unit 10 preceding vehicle recognition unit 11 1313 Distance signal 14 Moving average processing result 15 Information on preceding vehicle 16 Information on preceding vehicle 301 to 30m, 401 to 40m Image signal 311 to 31m, 411 to 41m Image data (light amount distribution data) 531 to 53m, 541 to 54m A / D Converter 55 Storage device 91 Vehicle area detection / ranging unit 96 Distance signal 101 Visibility detection means 102 Alarm signal 201 Defective pixel detection means 202 Defective pixel information 203 Alarm signal FE Evaluation function CG Cover glass F Cloudy SP Dirty SPa Dirty image
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−280563(JP,A) 特開 昭58−161816(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/06 G01B 11/00 G01J 1/02 G01M 11/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-280563 (JP, A) JP-A-58-161816 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01C 3/06 G01B 11/00 G01J 1/02 G01M 11/00
Claims (8)
光軸に対応する結像面上に夫々1又は複数の光センサア
レイを所定間隔で並列に配置してなる受光器の1対が光
センサアレイの長手方向に配置され、この対の受光器の
光センサアレイの像データから前方の対象物との距離を
求める距離測定装置において、 光センサアレイ内に設定された複数個の各測定ウィンド
ウ内の光センサ素子の出力の低コントラスト状態が、所
定時間以上継続した場合にはアラーム信号を出力する視
界不良検出手段を備え、前記低コントラスト状態を示す
複数個の測定ウィンドウの個数が所定値を越え、且つこ
のような複数個の測定ウィンドウが1対の受光器に共に
存在するときは、前記視界不良検出手段は前記アラーム
信号を光学系のくもり又は霧による動作不良を警告する
信号とするものであることを特徴とする距離測定装置。1. A photodetector comprising: an optical system having a pair of optical axes parallel to each other; one or a plurality of optical sensor arrays arranged in parallel at predetermined intervals on an image plane corresponding to each optical axis; In a distance measuring device in which one pair is arranged in the longitudinal direction of the optical sensor array, and a distance to an object in front is obtained from image data of the optical sensor array of the pair of photodetectors, a plurality of pairs set in the optical sensor array low contrast state of the output of the optical sensor elements in each measurement window is, where
If an alarm continues for more than the specified time,
The low-contrast state.
If the number of measurement windows exceeds a predetermined value and
Multiple measurement windows such as
When present, the poor visibility detection means outputs the alarm
Signals warning of malfunction due to cloudy or fog of optical system
A distance measuring device, which is a signal .
光軸に対応する結像面上に夫々1又は複数の光センサア
レイを所定間隔で並列に配置してなる受光器の1対が光
センサアレイの長手方向に配置され、この対の受光器の
光センサアレイの像データから前方の対象物との距離を
求める距離測定装置において、 光センサアレイ内に設定された複数個の各測定ウィンド
ウ内の光センサ素子の出力の低コントラスト状態、又は
複数個の各測定ウィンドウについて求めた評価関数の異
常な状態が、所定時間以上継続した場合にはアラーム信
号を出力する視界不良検出手段を備え、前記低コントラ
スト状態を示す複数個の測定ウィンドウの個数が当該の
光センサアレイ内の全測定ウィンドウ数に満たず、且つ
このような複数個の測定ウィンドウが1つの受光器にの
み存在するとき、又は当該の光センサアレイ内の全測定
ウィンドウ数に満たない複数個の測定ウィンドウについ
て求めた評価関数が前記の異常状態であるときは、前記
視界不良検出手段は前記アラーム信号を光学系の汚れに
よる動作不良を警告する信号とするものである ことを特
徴とする距離測定装置。2. An optical system having a pair of optical axes parallel to each other.
One or more optical sensor antennas are respectively provided on the image plane corresponding to the optical axis.
A pair of light receivers, in which rays are arranged in parallel at predetermined intervals,
It is located along the length of the sensor array and
From the image data of the optical sensor array, determine the distance to the object ahead.
In the distance measurement device to be sought, a plurality of measurement windows set in the optical sensor array
(C) a low contrast state of the output of the light sensor element in
Differences in the evaluation function obtained for each of the multiple measurement windows
If the normal state continues for more than the specified time, an alarm signal
Signal detection means for outputting a low contrast signal.
The number of measurement windows indicating the
Less than the total number of measurement windows in the optical sensor array, and
Such multiple measurement windows can be
Only when present or all measurements in the relevant photosensor array
For multiple measurement windows less than the number of windows,
When the evaluation function obtained in the above is an abnormal state,
The poor visibility detection means converts the alarm signal into a dirty optical system.
A distance measuring device, which serves as a signal to warn of a malfunction caused by the distance measurement.
光軸に対応する結像面上に夫々1又は複数の光センサア
レイを所定間隔で並列に配置してなる受光器の1対が光
センサアレイの長手方向に配置され、この対の受光器の
光センサアレイの像データを用い、各対の光センサアレ
イ内に設定された各対の測定ウィンドウについての評価
関数を演算し、前方の対象物との距離を検出する距離測
定装置において、 前記距離の検出に先立って前記光センサアレイの像デー
タから、光センサアレイ内の当該の光センサ素子とこの
光センサ素子に隣接する光センサ素子との間の像データ
の差分の絶対値が所定のしきい値を上回るような光セン
サ素子を不良画素として検出し、少なくともこの不良画
素の位置を特定する不良画素位置情報を出力する不良画
素検出手段を備えたことを特徴とする距離測定装置。3. A photodetector having one or a plurality of optical sensor arrays arranged in parallel at a predetermined interval on an image plane corresponding to each optical axis of an optical system having a pair of optical axes parallel to each other. One pair is arranged in the longitudinal direction of the optical sensor array, and using the image data of the optical sensor array of this pair of photodetectors, calculates an evaluation function for each pair of measurement windows set in each optical sensor array. And a distance measuring device for detecting a distance to a forward object, wherein, prior to the detection of the distance, the image data of the optical sensor array is used to determine the distance between the relevant optical sensor element in the optical sensor array and the optical sensor element. A light sensor element whose absolute value of the difference between the image data and the detected light sensor element exceeds a predetermined threshold value is detected as a defective pixel, and at least defective pixel position information for specifying the position of the defective pixel is output. Bad picture A distance measuring device comprising element detection means.
距離検出の際の評価関数の演算から除外する手段とを備
えたことを特徴とする距離測定装置。 4. The distance measuring device according to claim 3, wherein said defective pixel is determined based on said defective pixel position information.
Means to exclude from the calculation of the evaluation function when detecting the distance.
A distance measuring device characterized by the following.
離測定装置の電源の投入時、又は(及び)電源の投入中
の所定期間ごとに行うことを特徴とする距離測定装置。 5. The distance measuring apparatus according to claim 3, wherein said defective pixel detecting means detects said defective pixel by using said distance.
When the power of the remote measuring device is turned on, or (and) the power is turned on
The distance measuring device is performed every predetermined period.
おいて、 前記不良画素検出手段が、前記不良画素位置情報と共に
不良画素の存在を警告するアラーム信号を出力すること
を特徴とする距離測定装置。 6. A distance measuring apparatus according to claim 3, wherein
In the above, the defective pixel detecting means is provided together with the defective pixel position information.
Output an alarm signal to warn of the presence of a defective pixel
A distance measuring device characterized by the above-mentioned.
定装置において、 距離を検出する前記の前方の対象物を車両としたことを
特徴とする距離測定装置。 7. The distance measurement according to claim 1,
In the fixed device, the object in front of which the distance is detected is a vehicle.
Characteristic distance measuring device.
光軸に対応する結像面上に夫々1又は複数の光センサア
レイを所定間隔で並列に配置してなる受光器の1対が光
センサアレイの長手方向に配置され、この対の受光器の
光センサアレイの像データから前方の対象物との距離を
求める距離測定装置において、 光センサアレイ内に設定された複数個の各測定ウィンド
ウ内の光センサ素子の出力の最大値と最小値の差が所定
のしきい値以下であることまたは光センサアレイ内に設
定された複数個の各測定ウィンドウ内の隣り合う光セン
サ素子の出力の差分の絶対値の和が所定のしきい値以下
であることによる低コントラスト状態、 又は複数個の各
測定ウィンドウについて求めた評価関数の異常な状態
が、所定時間以上継続した場合にはアラーム信号を出力
する視界不良検出手段を備えたことを特徴とする距離測
定装置。 8. An optical system having a pair of optical axes parallel to each other.
One or more optical sensor antennas are respectively provided on the image plane corresponding to the optical axis.
A pair of light receivers, in which rays are arranged in parallel at predetermined intervals,
It is located along the length of the sensor array and
From the image data of the optical sensor array, determine the distance to the object ahead.
In the distance measurement device to be sought, a plurality of measurement windows set in the optical sensor array
C The difference between the maximum and minimum output of the optical sensor element in
Below the threshold value or installed in the optical sensor array.
Adjacent light sensors in each of the specified measurement windows.
The sum of the absolute values of the output differences of the
Low contrast conditions due to a, or a plurality of each
Abnormal state of evaluation function found for measurement window
However, an alarm signal is output if it continues for a predetermined time or more.
Distance measurement device comprising
Setting device.
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JP8-186496 | 1997-04-16 | ||
JP9-99361 | 1997-04-16 | ||
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