JPH07280563A - 車間距離検出装置 - Google Patents
車間距離検出装置Info
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- JPH07280563A JPH07280563A JP7016602A JP1660295A JPH07280563A JP H07280563 A JPH07280563 A JP H07280563A JP 7016602 A JP7016602 A JP 7016602A JP 1660295 A JP1660295 A JP 1660295A JP H07280563 A JPH07280563 A JP H07280563A
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 24
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
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- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
- G01S11/12—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】先行車との車間距離を、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る。 【構成】車間距離を測定すべき先行車１１が、白線１２
によって区画された車線を走行している。結像レンズ１
を前置した受光器３と、結像レンズ２を前置した受光器
４との一対が水平方向に並設され、その後段に白線１２
を検出する白線検出回路６と、検出された白線１２を基
準として先行車１１の可能位置範囲を検出し規定する測
距範囲検出回路８と、この範囲内における結像位置に基
づき三角測量法を用いて車間距離を演算する距離検出回
路７とが設けられる。なお、受光器３，４は、それぞれ
平行に配設された３組の光センサアレイからなる。
る受光器を用いて、安定、正確かつ簡単に求める。 【構成】車間距離を測定すべき先行車１１が、白線１２
によって区画された車線を走行している。結像レンズ１
を前置した受光器３と、結像レンズ２を前置した受光器
４との一対が水平方向に並設され、その後段に白線１２
を検出する白線検出回路６と、検出された白線１２を基
準として先行車１１の可能位置範囲を検出し規定する測
距範囲検出回路８と、この範囲内における結像位置に基
づき三角測量法を用いて車間距離を演算する距離検出回
路７とが設けられる。なお、受光器３，４は、それぞれ
平行に配設された３組の光センサアレイからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光センサアレイを有
する受光器を用いて、先行車との車間距離を安定かつ簡
単に求める車間距離検出装置に関する。
する受光器を用いて、先行車との車間距離を安定かつ簡
単に求める車間距離検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車間距離を検出する車間距離検出装置と
して、左右２つの光学系により結像された像を電気的に
比較し、三角測量の原理により車間距離の測定をおこな
う装置が既に知られている。図１２は従来の車間距離検
出装置を示すブロック図で、この図で、結像レンズ１，
２は光軸間隔Ｂで配置され、光センサアレイ３Ａ，４Ａ
は、たとえば、ＣＣＤリニアアレイセンサであり、それ
ぞれ結像レンズ１，２に対して焦点距離ｆだけ離れた位
置に配置されている。光センサアレイ３Ａ，４Ａは、結
像レンズ１，２によって、おのおの結像された対象物１
１Ａの像を像信号３０Ａ，４０Ａに変換し信号処理部５
に出力する。信号処理部５は増幅器５１，５２、Ａ／Ｄ
変換器５３，５４、記憶装置５５からなり、光センサア
レイ３Ａ，４Ａからの像信号３０Ａ，４０Ａは増幅器５
１，５２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器５３，５４でデジタ
ルデータに変換され、像データ３１Ａ，４１Ａとして記
憶装置５５に出力される。距離検出回路７は、マイクロ
コンピュータからなる回路であって、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
象物までの距離を算出し、距離信号１０として外部に出
力する。
して、左右２つの光学系により結像された像を電気的に
比較し、三角測量の原理により車間距離の測定をおこな
う装置が既に知られている。図１２は従来の車間距離検
出装置を示すブロック図で、この図で、結像レンズ１，
２は光軸間隔Ｂで配置され、光センサアレイ３Ａ，４Ａ
は、たとえば、ＣＣＤリニアアレイセンサであり、それ
ぞれ結像レンズ１，２に対して焦点距離ｆだけ離れた位
置に配置されている。光センサアレイ３Ａ，４Ａは、結
像レンズ１，２によって、おのおの結像された対象物１
１Ａの像を像信号３０Ａ，４０Ａに変換し信号処理部５
に出力する。信号処理部５は増幅器５１，５２、Ａ／Ｄ
変換器５３，５４、記憶装置５５からなり、光センサア
レイ３Ａ，４Ａからの像信号３０Ａ，４０Ａは増幅器５
１，５２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器５３，５４でデジタ
ルデータに変換され、像データ３１Ａ，４１Ａとして記
憶装置５５に出力される。距離検出回路７は、マイクロ
コンピュータからなる回路であって、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
象物までの距離を算出し、距離信号１０として外部に出
力する。
【０００３】次に、距離算出の原理を図１３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 の座標をそ
れぞれ（−ａL1−Ｂ／２，−ｆ）、（ａR1＋Ｂ／２，−
ｆ）とする。また結像レンズ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１１Ａ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。ここ
で、ａL1は点Ｌ0 と点Ｌ1 の距離を表し、ａR1は点Ｒ0
と点Ｒ1 の距離を表す。このとき△ＭＯL Ｎと△ＯL Ｌ
1 Ｌ0 、△ＭＯR Ｎと△ＯR Ｒ1 Ｒ0はそれぞれ相似で
あるから、
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 の座標をそ
れぞれ（−ａL1−Ｂ／２，−ｆ）、（ａR1＋Ｂ／２，−
ｆ）とする。また結像レンズ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１１Ａ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。ここ
で、ａL1は点Ｌ0 と点Ｌ1 の距離を表し、ａR1は点Ｒ0
と点Ｒ1 の距離を表す。このとき△ＭＯL Ｎと△ＯL Ｌ
1 Ｌ0 、△ＭＯR Ｎと△ＯR Ｒ1 Ｒ0はそれぞれ相似で
あるから、
【０００４】
【数１】 （Ｘ＋Ｂ／２）ｆ＝ａL1・ｙ …(1)
【０００５】
【数２】 （Ｘ−Ｂ／２）ｆ＝−ａR1・ｙ …(2) 各式(1) ，(2) から
【０００６】
【数３】 ｙ＝Ｂ・ｆ／（ａL1＋ａR1） …(3) となり、左の結像位置Ｌ1 と点Ｌ0 の距離ａL1と、右の
結像位置Ｒ1 と点Ｒ0 の距離ａR1の各値がわかれば、式
(3) を用いて対象物１１Ａまでの距離ｙを求めることが
できる。
結像位置Ｒ1 と点Ｒ0 の距離ａR1の各値がわかれば、式
(3) を用いて対象物１１Ａまでの距離ｙを求めることが
できる。
【０００７】次に距離検出回路７の動作の詳細を説明す
る。距離検出回路７は、図１４の実線に示すような、左
右の像データ３１Ａ，４１Ａを、別途設定した測距範囲
９の部分について（図１５，図１６参照）、比較して像
が一致しなければ、図１４の破線のように、例えば左の
像データ３１Ａを右に、右の像データ４１Ａを左に順次
シフトして比較していき、左右の像データが一致したと
きのシフト量を検出する。左の結像位置Ｌ1 と点Ｌ0 の
距離ａL1と、右の結像位置Ｒ1 と点Ｒ0 の距離ａR1は、
このシフト量に一致するので、距離検出回路７は、シフ
ト量ａL1、ａR1から、対象物までの距離ｙを式(3) によ
り算出できる。
る。距離検出回路７は、図１４の実線に示すような、左
右の像データ３１Ａ，４１Ａを、別途設定した測距範囲
９の部分について（図１５，図１６参照）、比較して像
が一致しなければ、図１４の破線のように、例えば左の
像データ３１Ａを右に、右の像データ４１Ａを左に順次
シフトして比較していき、左右の像データが一致したと
きのシフト量を検出する。左の結像位置Ｌ1 と点Ｌ0 の
距離ａL1と、右の結像位置Ｒ1 と点Ｒ0 の距離ａR1は、
このシフト量に一致するので、距離検出回路７は、シフ
ト量ａL1、ａR1から、対象物までの距離ｙを式(3) によ
り算出できる。
【０００８】図１５は先行車１１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、同図において視野内
に測距範囲９を設定し、測距範囲９内の対象物つまり先
行車１１に対して、前述の距離検出の原理に基づいて、
車間距離として検出する。
ける正常時の画像を示す模式図で、同図において視野内
に測距範囲９を設定し、測距範囲９内の対象物つまり先
行車１１に対して、前述の距離検出の原理に基づいて、
車間距離として検出する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来例では、次のよう
な場合に不具合が起こる。図１６は先行車１１との車間
距離検出における異常時の画像を示す模式図である。車
間距離検出時には図１６に示されるような先行車１１や
自車両（検出する車）の揺動、またはカーブでの進路変
更によって、測距範囲９から先行車１１の一部が逸脱す
る状態が起こり得る。または、同じ測距範囲９内に、先
行車１１の一部と、別の車線の車１３の一部とが同時に
含まれる、といった状態が起こりうる。このような場合
には、車間距離の検出が不安定、不正確になるだけでな
く、その検出自体が意味をなさないことになる。
な場合に不具合が起こる。図１６は先行車１１との車間
距離検出における異常時の画像を示す模式図である。車
間距離検出時には図１６に示されるような先行車１１や
自車両（検出する車）の揺動、またはカーブでの進路変
更によって、測距範囲９から先行車１１の一部が逸脱す
る状態が起こり得る。または、同じ測距範囲９内に、先
行車１１の一部と、別の車線の車１３の一部とが同時に
含まれる、といった状態が起こりうる。このような場合
には、車間距離の検出が不安定、不正確になるだけでな
く、その検出自体が意味をなさないことになる。
【００１０】その改善策として、測距範囲が常に先行車
だけを捉えるように、自動追尾する方式がとられること
がをある。しかし、この自動追尾方式には、追尾のため
の画像処理に時間を要するため、先行車が一定速度で走
行するときならよいが、一般にはそれは期待できず、そ
の速度変化に充分対応して車間距離を検出することがで
きない、という問題がある。この問題は高速の画像処理
方式をとれば技術的には解決可能であるが、その場合に
は装置の大型化やコストの増大が避けられず、実用化は
不可能に近い。
だけを捉えるように、自動追尾する方式がとられること
がをある。しかし、この自動追尾方式には、追尾のため
の画像処理に時間を要するため、先行車が一定速度で走
行するときならよいが、一般にはそれは期待できず、そ
の速度変化に充分対応して車間距離を検出することがで
きない、という問題がある。この問題は高速の画像処理
方式をとれば技術的には解決可能であるが、その場合に
は装置の大型化やコストの増大が避けられず、実用化は
不可能に近い。
【００１１】この発明が解決すべき課題は、従来の技術
がもつ以上の問題点を解消し、先行車との車間距離を、
光センサアレイを有する受光器を用いて安定、正確かつ
簡単に求める車間距離検出装置を提供することにある。
がもつ以上の問題点を解消し、先行車との車間距離を、
光センサアレイを有する受光器を用いて安定、正確かつ
簡単に求める車間距離検出装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、一または二
以上の平行な光センサアレイを有する受光器の一対が車
線を走行する先行車に対し光センサアレイの長手方向に
並設され（この並設は演算の容易化のために実際には水
平におこなわれるが、とくに水平だけに限定されな
い）、その対をなす光センサアレイの各組の上の結像位
置に基づき先行車との車間距離を求める装置であって、
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を車線に係るライン
として検出するライン検出部と；このライン検出部から
のラインの位置を表す信号に基づき、自車両が走行中の
車線範囲を検出する測距範囲検出部と；光センサアレイ
の各組の上で、測距範囲検出部からの、車線範囲を表す
信号によって表される範囲内における先行車の結像位置
に基づき、その先行車との車間距離を演算する距離検出
部と；を備えるというものである。
以上の平行な光センサアレイを有する受光器の一対が車
線を走行する先行車に対し光センサアレイの長手方向に
並設され（この並設は演算の容易化のために実際には水
平におこなわれるが、とくに水平だけに限定されな
い）、その対をなす光センサアレイの各組の上の結像位
置に基づき先行車との車間距離を求める装置であって、
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を車線に係るライン
として検出するライン検出部と；このライン検出部から
のラインの位置を表す信号に基づき、自車両が走行中の
車線範囲を検出する測距範囲検出部と；光センサアレイ
の各組の上で、測距範囲検出部からの、車線範囲を表す
信号によって表される範囲内における先行車の結像位置
に基づき、その先行車との車間距離を演算する距離検出
部と；を備えるというものである。
【００１３】ここで、ライン検出手段には三つの方式が
あり、その第一は、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
として検出する方式、その第二は、各受光器で二つの光
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式、その第三は、光量分
布の極大値をとる結像位置から求められる、その像に対
応する対象との距離と、その像幅とから求められる対象
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
出する方式である。
あり、その第一は、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
として検出する方式、その第二は、各受光器で二つの光
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式、その第三は、光量分
布の極大値をとる結像位置から求められる、その像に対
応する対象との距離と、その像幅とから求められる対象
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
出する方式である。
【００１４】
【作用】この発明では、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、車線に係るラインとし
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。なお、ライン検知方式とし
て、次の三つの方法がとられる。その第一は、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
二は、各受光器で二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、その第三は、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、たとえば黄線な
ども含むものとする。
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、車線に係るラインとし
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。なお、ライン検知方式とし
て、次の三つの方法がとられる。その第一は、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
二は、各受光器で二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、その第三は、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、たとえば黄線な
ども含むものとする。
【００１５】
【実施例】この発明に係る車間距離検出装置の実施例に
ついて、以下に図を参照しながら説明する。なお、以下
の実施例では、ラインとして白線を適用した場合で説明
する。図１はこの実施例の構成図で、この図において、
車間距離を測定すべき先行車１１が、図示していない自
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で配置され、受光器３，４は焦点距離ｆ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３本の光センサアレイ３ａ〜３ｃ
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３本の光センサアレイ４ａ〜４ｃ
からなり、同じく３ａと４ａ、３ｂと４ｂ、３ｃと４ｃ
が同一の視野を有するように配置される。結像レンズ１
により結像された対象物（先行車１１，白線１２など）
の像は受光器３の光センサアレイ３ａ〜３ｃにより、像
信号３０ａ〜３０ｃ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４ａ〜４ｃにより、像信号４０ａ〜４０ｃに変換され
て、それぞれ信号処理部５に出力される。
ついて、以下に図を参照しながら説明する。なお、以下
の実施例では、ラインとして白線を適用した場合で説明
する。図１はこの実施例の構成図で、この図において、
車間距離を測定すべき先行車１１が、図示していない自
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で配置され、受光器３，４は焦点距離ｆ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３本の光センサアレイ３ａ〜３ｃ
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３本の光センサアレイ４ａ〜４ｃ
からなり、同じく３ａと４ａ、３ｂと４ｂ、３ｃと４ｃ
が同一の視野を有するように配置される。結像レンズ１
により結像された対象物（先行車１１，白線１２など）
の像は受光器３の光センサアレイ３ａ〜３ｃにより、像
信号３０ａ〜３０ｃ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４ａ〜４ｃにより、像信号４０ａ〜４０ｃに変換され
て、それぞれ信号処理部５に出力される。
【００１６】信号処理部５は、増幅器５１ａ〜５１ｃと
同じく５２ａ〜５２ｃ、Ａ／Ｄ変換器５３ａ〜５３ｃと
同じく５４ａ〜５４ｃ、および記憶装置５５からなる。
受光器３の光センサアレイ３ａ〜３ｃから出力された像
信号３０ａ〜３０ｃは、それぞれ増幅器５１ａ〜７１ｃ
により増幅され、Ａ／Ｄ変換器５３ａ〜５３ｃによりデ
ジタルデータに変換された後、像データ３１ａ〜３１ｃ
として記憶装置５５に出力される。また、受光器４の光
センサアレイ４ａ〜４ｃから出力された像信号４０ａ〜
４０ｃは、増幅器５２ａ〜５２ｃにより増幅され、Ａ／
Ｄ変換器５４ａ〜５４ｃによりデジタルデータに変換さ
れた後、像データ４１ａ〜４１ｃとして記憶装置５５に
出力される。
同じく５２ａ〜５２ｃ、Ａ／Ｄ変換器５３ａ〜５３ｃと
同じく５４ａ〜５４ｃ、および記憶装置５５からなる。
受光器３の光センサアレイ３ａ〜３ｃから出力された像
信号３０ａ〜３０ｃは、それぞれ増幅器５１ａ〜７１ｃ
により増幅され、Ａ／Ｄ変換器５３ａ〜５３ｃによりデ
ジタルデータに変換された後、像データ３１ａ〜３１ｃ
として記憶装置５５に出力される。また、受光器４の光
センサアレイ４ａ〜４ｃから出力された像信号４０ａ〜
４０ｃは、増幅器５２ａ〜５２ｃにより増幅され、Ａ／
Ｄ変換器５４ａ〜５４ｃによりデジタルデータに変換さ
れた後、像データ４１ａ〜４１ｃとして記憶装置５５に
出力される。
【００１７】距離検出回路７は、従来例と同様に、マイ
クロコンピュータからなる回路で、記憶装置５５に記憶
された左右の像データの３１ａと４１ａ、同じく３１ｂ
と４１ｂ、同じく３１ｃと４１ｃとから、各光センサア
レイ３ａと４ａ、同じく３ｂと４ｂ、同じく３ｃと４ｃ
の視野内で、後述のように設定される測距範囲９ａ〜９
ｃ内の対象物までの距離を算出する。
クロコンピュータからなる回路で、記憶装置５５に記憶
された左右の像データの３１ａと４１ａ、同じく３１ｂ
と４１ｂ、同じく３１ｃと４１ｃとから、各光センサア
レイ３ａと４ａ、同じく３ｂと４ｂ、同じく３ｃと４ｃ
の視野内で、後述のように設定される測距範囲９ａ〜９
ｃ内の対象物までの距離を算出する。
【００１８】白線検出回路６はマイクロコンピュータか
らなる回路であり、自車両が走行する車線の白線１２を
検出するもので、その方法は各受光器３、４の少なくと
も一方の各光センサアレイ上の光量分布が極大値をとる
位置における像をもって白線１２とする。図２は白線検
出に必要な極大値の位置の検出方法の模式図である。図
２において、左側の受光器３の光センサアレイ３ａ〜３
ｃの視野は同図(a) のようになり、同図(b) に示す左の
像データ３１ａ〜３１ｃが得られ、記憶装置５５に記憶
される。白線検出回路６は、記憶装置５５に記憶された
像データ３１ａ〜３１ｃを入力し、光センサアレイの１
画素ごとに長手方向に差分をおこない、同図(c) のよう
な差分データ３２ａ〜３２ｃを得る。差分データ３２ａ
〜３２ｃの中で、正から負にかわる零点を検出し、その
ときの画素の位置を極大値の位置Ｐ１〜Ｐ８として検出
して格納する。これらの極大値の位置Ｐ１〜Ｐ８からの
白線の検出には、次の三つの方式がある。なお、ここで
述べた白線検出方法は、左側の受光器３からの入力に対
するものであったが、右側の受光器４からの入力に対し
ても同様の方法を用いて処理することができる。
らなる回路であり、自車両が走行する車線の白線１２を
検出するもので、その方法は各受光器３、４の少なくと
も一方の各光センサアレイ上の光量分布が極大値をとる
位置における像をもって白線１２とする。図２は白線検
出に必要な極大値の位置の検出方法の模式図である。図
２において、左側の受光器３の光センサアレイ３ａ〜３
ｃの視野は同図(a) のようになり、同図(b) に示す左の
像データ３１ａ〜３１ｃが得られ、記憶装置５５に記憶
される。白線検出回路６は、記憶装置５５に記憶された
像データ３１ａ〜３１ｃを入力し、光センサアレイの１
画素ごとに長手方向に差分をおこない、同図(c) のよう
な差分データ３２ａ〜３２ｃを得る。差分データ３２ａ
〜３２ｃの中で、正から負にかわる零点を検出し、その
ときの画素の位置を極大値の位置Ｐ１〜Ｐ８として検出
して格納する。これらの極大値の位置Ｐ１〜Ｐ８からの
白線の検出には、次の三つの方式がある。なお、ここで
述べた白線検出方法は、左側の受光器３からの入力に対
するものであったが、右側の受光器４からの入力に対し
ても同様の方法を用いて処理することができる。
【００１９】第一の方式について、図３、図４を参照し
ながら説明する。図３は白線検出部６の動作、白線検出
(1) を示すフローチャート、図４は白線検出の第一の方
式における検出信号を示す模式図である。図１における
白線検出回路６は、極大値の位置Ｐ１〜Ｐ８を検出する
（図３のステップＳ１〜Ｓ４参照、以下同じ）。その
後、予め定められた設定時間ｔ後（Ｓ５）、同様の動作
を繰り返し（Ｓ６→Ｓ１〜Ｓ５）、検出された極大値の
位置Ｐ１’〜Ｐ８’を、図４に示すように格納された極
大値の位置Ｐ１〜Ｐ８と比較し（Ｓ７）、位置の差が予
め設定した値ｄよりも小さい場合にだけ、極大値の位置
を白線の位置として出力する（Ｓ８）。図４において
は、Ｐ４〜Ｐ８が白線の位置として検出される。
ながら説明する。図３は白線検出部６の動作、白線検出
(1) を示すフローチャート、図４は白線検出の第一の方
式における検出信号を示す模式図である。図１における
白線検出回路６は、極大値の位置Ｐ１〜Ｐ８を検出する
（図３のステップＳ１〜Ｓ４参照、以下同じ）。その
後、予め定められた設定時間ｔ後（Ｓ５）、同様の動作
を繰り返し（Ｓ６→Ｓ１〜Ｓ５）、検出された極大値の
位置Ｐ１’〜Ｐ８’を、図４に示すように格納された極
大値の位置Ｐ１〜Ｐ８と比較し（Ｓ７）、位置の差が予
め設定した値ｄよりも小さい場合にだけ、極大値の位置
を白線の位置として出力する（Ｓ８）。図４において
は、Ｐ４〜Ｐ８が白線の位置として検出される。
【００２０】第二の方式について、図５、図６を参照し
ながら説明する。図５は白線検出部６の動作、白線検出
(2) を示すフローチャート、図６は白線検出の第二の方
式における検出信号を示す模式図である。白線検出回路
６は、図６のように極大値の位置Ｐ１〜Ｐ８を検出後さ
らに、光センサアレイ３ｃ，３ｂに係る極大値の位置Ｐ
７と位置Ｐ５，Ｐ６、位置Ｐ８と位置Ｐ５，Ｐ６の各点
を結ぶ直線Ｌ１〜Ｌ４を求め（図５のステップＳ１〜Ｓ
５参照）、次に光センサアレイ３ａ上の通過点を求め
（Ｓ６）、この通過点と光センサアレイ３ａに係る極大
値の位置Ｐ１〜Ｐ４を比較して（Ｓ７）、予め定められ
た設定範囲ｄ内を通る直線を検出し、その直線に関する
極大値の位置を白線の位置として出力する（Ｓ８）。図
６では、直線Ｌ１，Ｌ４が検出され、それに関する極大
値の位置Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５〜Ｐ８を白線の位置として出
力する。
ながら説明する。図５は白線検出部６の動作、白線検出
(2) を示すフローチャート、図６は白線検出の第二の方
式における検出信号を示す模式図である。白線検出回路
６は、図６のように極大値の位置Ｐ１〜Ｐ８を検出後さ
らに、光センサアレイ３ｃ，３ｂに係る極大値の位置Ｐ
７と位置Ｐ５，Ｐ６、位置Ｐ８と位置Ｐ５，Ｐ６の各点
を結ぶ直線Ｌ１〜Ｌ４を求め（図５のステップＳ１〜Ｓ
５参照）、次に光センサアレイ３ａ上の通過点を求め
（Ｓ６）、この通過点と光センサアレイ３ａに係る極大
値の位置Ｐ１〜Ｐ４を比較して（Ｓ７）、予め定められ
た設定範囲ｄ内を通る直線を検出し、その直線に関する
極大値の位置を白線の位置として出力する（Ｓ８）。図
６では、直線Ｌ１，Ｌ４が検出され、それに関する極大
値の位置Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５〜Ｐ８を白線の位置として出
力する。
【００２１】第三の方式について、図７、図８を参照し
ながら説明する。図７は白線検出部６の動作、白線検出
(3) を示すフローチャート、図８は白線検出の第三の方
式における検出信号を示す模式図である。白線検出回路
６は、図７のステップＳ１〜Ｓ９の手順によって、図８
のように極大値の位置Ｐｌを検出した後、同様に左の像
データ３１ｃに対応する右の像データ４１ｃから極大値
の位置Ｐｒを検出し、左右の像データ３１ｃ，４１ｃの
極大値の位置から、極大値に係る対象物までの距離Ｓを
前述の距離検出の原理に基づいて算出する。また、像デ
ータ３１ｃまたは像データ４１ｃから、極大値に係る像
の幅ｗを検出する（Ｓ１０，Ｓ１１）。ここで、極大値
Ｐl またはＰr に対応する像データのピーク点から、所
定の値ｈ（たとえばピーク値の半分）だけ小さい値を示
す像データの位置（Ｐw とＰw'）によって幅ｗが決定さ
れる。この幅ｗは、極大値Ｐl またはＰr の前後で、極
大値のたとえば半分以上の値に対応するセンサの数とセ
ンサピッチの積によって求めることもできる。図９の対
象物の幅の検出原理に示すように、対象物の実際の幅Ｗ
は、対象物までの距離Ｓと像の幅ｗと結像レンズの焦点
距離ｆとから、Ｗ＝ｗ・Ｓ／ｆ、として求めることがで
きる。そして、この幅Ｗが予め定められた白線の幅の設
定範囲に含まれる場合に、極大値の位置Ｐｌを白線の位
置として出力する（Ｓ１２，Ｓ１３）。
ながら説明する。図７は白線検出部６の動作、白線検出
(3) を示すフローチャート、図８は白線検出の第三の方
式における検出信号を示す模式図である。白線検出回路
６は、図７のステップＳ１〜Ｓ９の手順によって、図８
のように極大値の位置Ｐｌを検出した後、同様に左の像
データ３１ｃに対応する右の像データ４１ｃから極大値
の位置Ｐｒを検出し、左右の像データ３１ｃ，４１ｃの
極大値の位置から、極大値に係る対象物までの距離Ｓを
前述の距離検出の原理に基づいて算出する。また、像デ
ータ３１ｃまたは像データ４１ｃから、極大値に係る像
の幅ｗを検出する（Ｓ１０，Ｓ１１）。ここで、極大値
Ｐl またはＰr に対応する像データのピーク点から、所
定の値ｈ（たとえばピーク値の半分）だけ小さい値を示
す像データの位置（Ｐw とＰw'）によって幅ｗが決定さ
れる。この幅ｗは、極大値Ｐl またはＰr の前後で、極
大値のたとえば半分以上の値に対応するセンサの数とセ
ンサピッチの積によって求めることもできる。図９の対
象物の幅の検出原理に示すように、対象物の実際の幅Ｗ
は、対象物までの距離Ｓと像の幅ｗと結像レンズの焦点
距離ｆとから、Ｗ＝ｗ・Ｓ／ｆ、として求めることがで
きる。そして、この幅Ｗが予め定められた白線の幅の設
定範囲に含まれる場合に、極大値の位置Ｐｌを白線の位
置として出力する（Ｓ１２，Ｓ１３）。
【００２２】図１における測距範囲検出回路８は、マイ
クロコンピュータからなる回路で、白線検出回路６によ
り検出された白線の位置に基づいて、自車両の走行する
車線に相当する白線を認識し、その白線に囲まれた範囲
を測距範囲として、距離演算回路７に出力する。以下に
図１０、図１１を参照しながら、測距範囲検出回路８の
動作を説明する。図１０は測距範囲検出回路８の動作を
示すフローチャート、図１１は測距範囲検出の模式図で
ある。測距範囲検出回路８は、図１１に示すような白線
の位置Ｐ１〜Ｐ９を白線検出回路６より入力し（図１０
のステップＳ１参照）、光センサアレイ３１ａ〜３１ｃ
の中心位置Ｑ１〜Ｑ３から最も近い白線の位置を、自車
両の走行する車線に相当する白線１２として認識し（図
１１におけるＰ２，Ｐ５，Ｐ８，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ９）、
各光センサアレイ３１ａ〜３１ｃの白線の位置で挟まれ
た領域を、測距範囲信号９ａ〜９ｃとして、距離検出回
路７に出力する（Ｓ２〜Ｓ５）。ここで、中心位置Ｑ１
〜Ｑ３からみて左または右側に白線の位置が無い場合
（Ｓ３３→ＹＥＳ）には、光センサアレイの左端部また
は右端部までを測距範囲として、距離検出回路７に出力
する（Ｓ２〜Ｓ５で、Ｓ４を飛ばす）。距離検出回路７
は、測距範囲信号９ａ〜９ｃに基づいて、測距範囲内の
像から前述の距離測定原理に基づいて距離を演算し、距
離信号１０を出力する。
クロコンピュータからなる回路で、白線検出回路６によ
り検出された白線の位置に基づいて、自車両の走行する
車線に相当する白線を認識し、その白線に囲まれた範囲
を測距範囲として、距離演算回路７に出力する。以下に
図１０、図１１を参照しながら、測距範囲検出回路８の
動作を説明する。図１０は測距範囲検出回路８の動作を
示すフローチャート、図１１は測距範囲検出の模式図で
ある。測距範囲検出回路８は、図１１に示すような白線
の位置Ｐ１〜Ｐ９を白線検出回路６より入力し（図１０
のステップＳ１参照）、光センサアレイ３１ａ〜３１ｃ
の中心位置Ｑ１〜Ｑ３から最も近い白線の位置を、自車
両の走行する車線に相当する白線１２として認識し（図
１１におけるＰ２，Ｐ５，Ｐ８，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ９）、
各光センサアレイ３１ａ〜３１ｃの白線の位置で挟まれ
た領域を、測距範囲信号９ａ〜９ｃとして、距離検出回
路７に出力する（Ｓ２〜Ｓ５）。ここで、中心位置Ｑ１
〜Ｑ３からみて左または右側に白線の位置が無い場合
（Ｓ３３→ＹＥＳ）には、光センサアレイの左端部また
は右端部までを測距範囲として、距離検出回路７に出力
する（Ｓ２〜Ｓ５で、Ｓ４を飛ばす）。距離検出回路７
は、測距範囲信号９ａ〜９ｃに基づいて、測距範囲内の
像から前述の距離測定原理に基づいて距離を演算し、距
離信号１０を出力する。
【００２３】ところで、実施例における白線検出回路
６、距離検出回路７、測距範囲検出回路８は、機能的に
区分して表現した要素であるが、実際上は共通なマイク
ロコンピュータを用いた回路で構成することになる。
６、距離検出回路７、測距範囲検出回路８は、機能的に
区分して表現した要素であるが、実際上は共通なマイク
ロコンピュータを用いた回路で構成することになる。
【００２４】
【発明の効果】この発明によれば、ライン検出部によっ
て、車線に係るラインが検出され、次に測距範囲検出部
によって、先行車の水平方向の存在可能位置範囲が検出
され、次に距離検出部によって、その存在可能位置範囲
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。
したがって、カーブなどで、先行車の結像位置がずれる
ような場合でも、安定して正確な車間距離を検出するこ
とができる。また、ライン検出部による同じ車線に係る
ラインの検出が、光センサアレイ上の光量分布の極大値
に基づいておこなわれる。したがって、従来の自動追尾
方式に必要な画像処理が不要となるため、信号処理の時
間短縮を図れる。また、信号処理回路が小規模で簡単に
なるから、信頼性向上とコスト低減が図れる。
て、車線に係るラインが検出され、次に測距範囲検出部
によって、先行車の水平方向の存在可能位置範囲が検出
され、次に距離検出部によって、その存在可能位置範囲
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。
したがって、カーブなどで、先行車の結像位置がずれる
ような場合でも、安定して正確な車間距離を検出するこ
とができる。また、ライン検出部による同じ車線に係る
ラインの検出が、光センサアレイ上の光量分布の極大値
に基づいておこなわれる。したがって、従来の自動追尾
方式に必要な画像処理が不要となるため、信号処理の時
間短縮を図れる。また、信号処理回路が小規模で簡単に
なるから、信頼性向上とコスト低減が図れる。
【図１】この発明に係る実施例の構成図
【図２】白線検出に必要な極大値の位置の検出方法に関
し、(a) は視野画像の模式図、(b) は左の像データの模
式図、(c) は差分データの模式図
し、(a) は視野画像の模式図、(b) は左の像データの模
式図、(c) は差分データの模式図
【図３】第一白線検出方式における白線検出回路の動作
を示すフローチャート
を示すフローチャート
【図４】第一白線検出方式における検出信号を示す模式
図
図
【図５】第二白線検出方式における白線検出回路の動作
を示すフローチャート
を示すフローチャート
【図６】第二白線検出方式における検出信号を示す模式
図
図
【図７】第三白線検出方式における白線検出回路の動作
を示すフローチャート
を示すフローチャート
【図８】第三白線検出方式における検出信号を示す模式
図
図
【図９】白線検出に必要な対象物の幅の検出原理を示す
模式図
模式図
【図１０】測距範囲検出回路の動作を示すフローチャー
ト
ト
【図１１】測距範囲検出の模式図
【図１２】従来の車間距離検出装置の構成図
【図１３】距離算出の原理を示す模式図
【図１４】左右の像データの模式図
【図１５】従来例の車間距離検出における正常時の画像
を示す模式図
を示す模式図
【図１６】従来例の車間距離検出における異常時の画像
を示す模式図
を示す模式図
１，２ 結像レンズ ３，４ 受光器 ３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃ 光センサアレイ ５ 信号処理装置 ６ 白線検出回路 ７ 距離検出回路 ８ 測距範囲検出回路 １１ 先行車 １２ 白線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０５Ｄ 1/02 Ｓ (72)発明者 清水 秀雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】一または二以上の平行な光センサアレイを
有する受光器の一対が、車線を走行する先行車に対し光
センサアレイの長手方向に並設され、その対をなす光セ
ンサアレイの各組の上の結像位置に基づき先行車との車
間距離を求める装置であって、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
における像を車線に係るラインとして検出するライン検
出部と；このライン検出部からのラインの位置を表す信
号に基づき、自車両が走行中の車線範囲を検出する測距
範囲検出部と；光センサアレイの各組の上で、測距範囲
検出部からの、車線範囲を表す信号によって表される範
囲内における先行車の結像位置に基づき、その先行車と
の車間距離を演算する距離検出部と；を備えることを特
徴とする車間距離検出装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の装置において、ライン検
出部は、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
することを特徴とする車間距離検出装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の装置において、ライン検
出部は、各受光器で二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
ることを特徴とする車間距離検出装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の装置において、ライン検
出部は、光量分布の極大値をとる結像位置から求められ
る、その像に対応する対象との距離と、その像幅とから
求められる対象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ことを特徴とする車間距離検出装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01660295A JP3205477B2 (ja) | 1994-02-17 | 1995-02-03 | 車間距離検出装置 |
| DE19505244A DE19505244C2 (de) | 1994-02-17 | 1995-02-16 | Vorrichtung zur Bestimmung des Abstandes zwischen Fahrzeugen |
| US08/916,743 US5929784A (en) | 1994-02-17 | 1997-08-19 | Device for determining distance between vehicles |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-20065 | 1994-02-17 | ||
| JP2006594 | 1994-02-17 | ||
| JP01660295A JP3205477B2 (ja) | 1994-02-17 | 1995-02-03 | 車間距離検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280563A true JPH07280563A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3205477B2 JP3205477B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=26352978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01660295A Expired - Lifetime JP3205477B2 (ja) | 1994-02-17 | 1995-02-03 | 車間距離検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5929784A (ja) |
| JP (1) | JP3205477B2 (ja) |
| DE (1) | DE19505244C2 (ja) |
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