JPH0996525A

JPH0996525A - 車載用距離測定装置

Info

Publication number: JPH0996525A
Application number: JP7276495A
Authority: JP
Inventors: Shinya Motosugi; 進也本杉
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JP3612821B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自車の走行状態にかかわらず一定の精度で距
離の測定を行うこと。【解決手段】撮像手段１０，１２によって撮像された
画像データに対して複数の計算エリアを設定する計算エ
リア設定手段１５と、この計算エリア設定手段１５によ
って設定された複数の計算エリア部分の画像データを抽
出する計算エリアデータ抽出手段１４と、この計算エリ
アデータ抽出手段１４によって抽出された計算エリアデ
ータを計算エリア毎に比較する比較手段１６と、この比
較手段１６によって抽出された比較データに基づいて当
該比較データ毎に対象障害物との距離を算出する距離算
出手段１８とを備え、計算エリア設定手段１５に、自車
のハンドル舵角等の走行状態を捕捉する走行状態捕捉手
段１３を併設し、さらに、計算エリア設定手段１５が、
走行状態捕捉手段１３から出力された走行状態情報に基
づいて計算エリアの位置を算出する計算エリア位置算出
部３０を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載用距離測定装
置に係り、特に、画像データに設定される複数の計算エ
リアを用いて自車両の前方の障害物までの距離を測定す
る車載用距離測定装置に関する。

【０００２】車載用距離測定装置は、車載用の追突警報
装置や、車間距離センサに用いられる。

【０００３】

【従来の技術】従来より追突警報装置や車間距離センサ
は種々のものが提案されている。

【０００４】例えば、ステレオ画像処理を行い、左右そ
れぞれ４８０×５１２画素に対して、９×９画素でマッ
チングを行う手法がある。また、撮像手段で撮像した画
像に対して白線検出処理を専用のＥＣＵにより行い、自
車両が走行しているレーンの左右２本の輪郭線を抽出す
ることで対象範囲を確定し、さらに障害物の検出をスキ
ャン型のレーザレーダで行う手法がある。

【０００５】この例では、白線認識処理は、撮像した画
像に対して空間微分処理を行い階調差のエッジを強調し
た処理をしたのち、輪郭線を抽出することで白線を認識
している。

【０００６】また、画像処理により自車前方の画像を認
識する手法としては、撮像した画像に対して、垂直方向
の階調差（輝度差）の大きいエッジ部分を抽出し、これ
を二値化してラベリング等の処理を行い、その処理後の
ラベルの特徴から自車の前方を走行する車両の認識を行
うものがある。

【０００７】また、撮像した画像を複数の計算エリアに
分割し、各計算エリア毎の測定結果に基づいて自車両の
前方の車両を認識する手法が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この複
数の計算エリアを用いて前方車両の認識を行う手法で
は、撮像方向について遠い部分を粗くとらえるため、距
離測定の対象物の精度を上げるためには計算エリアを小
さくする必要が生じる。しかし、監視ライン数および監
視ウインドウ数を増加させると、処理時間が余分に必要
となってしまい、リアルタイムで測距することが困難と
なる。このように、複数の計算エリアを用いて前方車両
との距離を測距する手法では、認識精度の向上に一定の
限界がある、という不都合があった。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、画像データ中の複数の計算エリア毎に対
象物体との距離を測定する手法において、自車の走行状
態にかかわらず一定の精度で距離の測定を行うことので
きる車載用距離測定装置を提供することを、その目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、第
１の手段として、自車の走行中に当該自車の前方を撮像
する２つの撮像手段と、これら撮像手段によって撮像さ
れた画像データに対して複数の計算エリアを設定する計
算エリア設定手段と、この計算エリア設定手段によって
設定された複数の計算エリア部分の画像データを抽出す
る計算エリアデータ抽出手段と、この計算エリアデータ
抽出手段によって抽出された計算エリアデータを計算エ
リア毎に比較する比較手段と、この比較手段によって抽
出された比較データに基づいて当該比較データ毎に対象
障害物との距離を算出する距離算出手段とを備えてい
る。しかも、計算エリア設定手段に、自車のハンドル舵
角などの走行状態を捕捉する走行状態捕捉手段を併設し
ている。さらに、計算エリア設定手段が、走行状態捕捉
手段から出力された走行状態情報に基づいて計算エリア
の位置を算出する計算エリア位置算出部を備えた。

【００１１】走行状態とは、進行方向の変化又は道路に
対する瞬間的な傾斜など、道路を走行している際の自車
の状態をいう。具体的には、ハンドル舵角や、自車の道
路に対する傾斜角や、ウインカ信号による自車の進行方
向や、車速センサによる自車の車速などによって定まる
自車の走行状態をいう。

【００１２】第１の手段では、走行状態捕捉手段が、自
車の走行状態を捕捉する。この自車の走行状態情報は計
算エリア設定手段に出力される。計算エリア設定手段で
は、計算エリア位置算出部が、当該走行状態情報に基づ
いて計算エリアの位置を算出する。計算エリア設定手段
は、この計算エリア位置算出部の算出結果に基づいて、
撮像手段から出力される画像データに計算エリアを設定
する。

【００１３】計算エリアデータ抽出手段は、この計算エ
リア設定手段によって設定された複数の計算エリア部分
の画像データを抽出する。即ち、自車の走行状態に応じ
て設定された計算エリア部分の画像データを抽出する。
さらに、比較手段は、この計算エリアデータ抽出手段に
よって抽出された計算エリアデータを計算エリア毎に比
較し、距離算出手段は、比較手段によって抽出された比
較データに基づいて当該比較データ毎に対象障害物との
距離を算出する。このため、自車の走行状態に応じて適
切な方向の障害物との距離を算出する。

【００１４】第２の手段として、第１の手段を特定する
事項に加え、走行状態捕捉手段が、自車のハンドル舵角
を検出するヨーイング検出部を備え、計算エリア設定手
段が、ヨーイング検出部から出力されたハンドル舵角情
報に基づいて画像データに設定するそれぞれの計算エリ
ア毎に左右方向の位置を算出するウィンドウ位置算出部
を備えた。

【００１５】この第２の手段では、ヨーイング検出部
が、自車のハンドル舵角を捕捉し、ウインドウ算出部
が、ヨーイング検出部から出力されたハンドル舵角情報
に基づいて各計算エリア毎に当該計算エリアの左右方向
の位置を算出する。計算エリア設定手段は、このウイン
ドウ算出部の算出結果に基づいて画像データに計算エリ
アを設定する。

【００１６】第３の手段として、第１の手段を特定する
事項に加え、走行状態捕捉手段が、道路に対する自車の
傾斜角を検出するピッチング検出部を備え、計算エリア
設定手段が、ピッチング検出部から出力された傾斜角情
報に基づいて画像データに設定するそれぞれの計算エリ
アの上下方向の位置を算出するライン位置算出部を備え
た。

【００１７】この第３の手段では、ピッチング検出部
が、道路に対する自車の傾斜角を検出し、ライン位置算
出部が、ピッチング検出部から出力された傾斜角情報に
基づいて各計算エリア毎に当該計算エリアの上下方向の
位置を算出する。計算エリア設定手段は、このウインド
ウ算出部の算出結果に基づいて画像データに計算エリア
を設定する。

【００１８】第４の手段として、第１の手段を特定する
事項に加え、計算エリア設定手段が、撮像手段によって
撮像される実空間での撮像方向について等しい間隔とな
る間隔で、画像データの測定対象範囲について上端と下
端との間の計算エリアの垂直方向の間隔を設定する垂直
方向比率算出部と、撮像手段によって撮像される実空間
での撮像方向について等しい間隔となる間隔で、画像デ
ータの測定対象範囲について左端と右端との間の計算エ
リアの水平方向の間隔を設定する水平方向比率算出部と
を備えた。

【００１９】本発明は、これらの各手段により、前述し
た目的を達成しようとするものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明による車載用距離
測定装置の構成を示すブロック図である。車載用距離測
定装置は、自車の走行中に当該自車の前方を撮像する２
つの撮像手段１０，１２と、これら撮像手段１０，１２
によって撮像された画像データに対して複数の計算エリ
アを設定する計算エリア設定手段１５と、この計算エリ
ア設定手段１５によって設定された複数の計算エリア部
分の画像データを抽出する計算エリアデータ抽出手段１
４と、この計算エリアデータ抽出手段１４によって抽出
された計算エリアデータを計算エリア毎に比較する比較
手段１６と、この比較手段によって抽出された比較デー
タに基づいて当該比較データ毎に対象障害物との距離を
算出する距離算出手段１８とを備えている。

【００２１】しかも、計算エリア設定手段１５に、自車
のハンドル舵角などの走行状態を捕捉する走行状態捕捉
手段１３を併設している。さらに、計算エリア設定手段
１５が、走行状態捕捉手段１３から出力された走行状態
情報に基づいて計算エリアの位置を算出する計算エリア
位置算出部３０を備えた。

【００２２】撮像手段としてのＣＣＤカメラ１０，１２
は、自車の左側に設置された第１のＣＣＤカメラ１０
と、自車の右側に設置された第２のＣＣＤカメラ１２と
からなる。２つのＣＣＤカメラ１０，１２は、７０［ｍ
ｍ］離れた位置に設置されている。

【００２３】図２に示すように、走行状態捕捉手段１３
が、自車のハンドル舵角を検出するヨーイング検出部３
２を備え、計算エリア設定手段１５が、ヨーイング検出
部３２から出力されたハンドル舵角情報に基づいて画像
データに設定するそれぞれの計算エリア毎に左右方向の
位置を算出するウィンドウ位置算出部３４を備えてい
る。

【００２４】さらに、走行状態捕捉手段１３は、道路に
対する自車の傾斜角を検出するピッチング検出部３３を
備えている。これに応じて、計算エリア設定手段１５
は、ピッチング検出部３３から出力された傾斜角情報に
基づいて画像データに設定するそれぞれの計算エリアの
上下方向の位置を算出するライン位置算出部３５を備え
た。

【００２５】これを詳細に説明する。

【００２６】本実施形態は、多段リモートセンサを用い
て自車両前方の障害物（前方走行車両等）との距離を測
定するものであり、図３及び図４は多段リモートセンサ
による測距原理を説明するための説明図である。

【００２７】図３は第１及び第２のＣＣＤセンサ１０，
１２からの画像データ（監視エリアデータ）の一例を示
す図である。ここでは、各ＣＣＤセンサにより撮像され
たデータを画像データといい、この画像データのうち測
定対象範囲１に対応するデータを監視エリアデータとい
う。計算エリアデータ抽出手段１４は、これら監視エリ
アデータから計算エリアデータを抽出する。図３に示す
例では、第１のＣＣＤセンサによって撮像された監視エ
リアデータ１０ａに対して、監視ライン１４ｂを５本、
各監視ライン１４ｂについて監視ウインドウ１４ｃを５
個監視エリアデータ上で等間隔に設けている。

【００２８】ここでは、各監視ライン１４ｂの１つの監
視ウインドウ１４ｃを、計算エリア１４ａとしている。
図３に示す例では、２５個の計算エリア１４ａは監視エ
リアデータ上での等間隔に位置付けられている。

【００２９】計算エリアデータ抽出手段１４は、各計算
エリア毎に監視エリアデータから計算エリアデータを切
り出す。ここでは、画像データは複数階調（輝度）のモ
ノクロデータであるため、計算エリアデータは、図４
（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、輝度データとなる。ま
た、カラーデータの色相の差などを比較するようにして
も良い。

【００３０】計算エリア１４ａ内に対象物体のエッジが
撮像されている場合、図４に示すように、各ＣＣＤセン
サ１０，１２の設置位置の違いにより計算エリアデータ
は異なるものとなる。

【００３１】比較手段１６は、図４（Ｃ）に示すよう
に、第１のＣＣＤセンサ１０による計算エリアデータ
と、対応する同一位置の計算エリア１４ａについての第
２のＣＣＤセンサ１２による計算エリアデータとを比較
する。例えば、輝度の最大値となる位置を比較すると、
各計算エリア毎に図４（Ｃ）に示すような比較データ１
６ａを得ることができる。

【００３２】距離算出手段１８は、図４（Ｃ）に示す比
較データ１６に基づいて、三角測量の原理により対象物
までの距離を算出する。測距結果は、対象物が撮像され
た計算エリアの数と同一数得られる。

【００３３】しかし、車両の走行状態によっては、例え
ば、車両が傾斜している場合や、ハンドルを操舵した場
合には、ＣＣＤセンサ１０，１２の視野が自車の進行方
向から外れてしまう。

【００３４】このため、本実施形態では、図１及び図２
に示したように、計算エリア設定手段１５に、自車の走
行状態を捕捉する走行状態捕捉手段１３を併設し、さら
に、計算エリア設定手段１５が、この走行状態捕捉手段
１３から出力される走行状態情報に基づいて、最適な計
算エリア位置を算出する計算エリア位置算出部３０を備
えている。

【００３５】自車の走行状態情報としては、ハンドル舵
角や、ウインカ信号による自車の進行方向など左右方向
（ウインドウ位置）に関する走行状態情報と、自車の道
路に対する傾斜角や、車速センサによる自車の車速など
によって定まる上下方向（ライン位置）に関する走行状
態情報とがある。

【００３６】以下、図５乃至図８を参照して計算エリア
の位置算出処理について説明する。ここでは、後述する
手法によりライン位置及びウインドウ位置の間隔比率が
定められている。まず、ウインドウ位置の設定について
説明する。

【００３７】ヨーイング検出部３２は、ステアリングシ
ャフト部分などに取り付けられたエンコーダ等の出力に
基づいて、ハンドルの舵角を測定する。ヨーイング検出
部３２は、捕捉したハンドル舵角情報をウインドウ位置
算出部３４に出力する。

【００３８】ウインドウ位置算出部３４、ハンドルの舵
角ｘ［度］に対してΔｘだけウインドウの中心位置を移
動させるため、次式（１），（２）が成り立つようにｗ
₃ｉを算出する。Δｘはｘに依存し、比例関係となるよ
うにする。また、ウインドウの中心線３４ａから算出対
象のウインドウｉの位置３４ｂまでの距離ｗ₂ｉと、中
心線３４ａからウインドウの端３４ｃまでの距離ｗ₁と
の比率を一定にしたままウインドウ位置を変更するよう
にしている。

【００３９】

【数１】

【００４０】

【数２】

【００４１】図５に示すように、直進時にはウインドウ
位置は中心線を挟んで対象となる。右にハンドルを切っ
たときには、図６に示す如くとなる。式（１）は、新し
い中心線よりも右側の領域のウインドウ位置の算出に用
い、式（２）は、新しい中心線よりも左側の領域算出に
用いる。これによると、予め設定されたウインドウの間
隔比率を変更せずに、ハンドルの操舵に応じて、自車の
進行方向側のウインドウが狭くなり、反対側のウインド
ウは広くなる。

【００４２】このようにハンドル舵角に応じてウインド
ウ位置を再設定すると、自車の進行方向については細か
い計算エリアで障害物を捕捉する。従って、車間距離の
警報などの場合に、より必要な方向の障害物を的確に捕
捉することができる。

【００４３】次に、ライン位置の設定について説明す
る。

【００４４】ピッチング検出部３３は、道路に対する自
車の傾きを検出する。例えば、前輪と後輪のサスペンシ
ョンの沈みの差などによって道路に対する自車の傾きを
検出する。道路に対して車体がフロント上がりにｙ
［度］傾いていたとすると、ライン位置算出部３５は、
ライン位置を以下のように算出する。

【００４５】まず、車両の傾きｙ［度］に対して、Δｙ
だけ一番下のライン位置を移動する。Δｙはｙに依存
し、比例関係にある。また、図７に示すように、常にラ
インの間隔の比を等しくする。

【００４６】車両がｙ［度］ピッチングしているとき
は、図８に示す如くとなる。このとき、次式（３）が成
り立つようにｈ₃ｊを算出する。なお、ｊはラインの番
号である。車体がリア上がりになったときも同様の処理
を行う。この場合、一番下のラインは移動させずに、一
番上のラインを移動させる。

【００４７】

【数３】

【００４８】図９は図１及び図２に示した構成での計算
エリアの設定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ヨーイング検出部３２は、ハンドルが中立である
か否かを確認する（ステップＳ１）。ハンドルが中立で
はない場合、ウインドウ位置算出部３４は、ハンドル舵
角情報に応じてウインドウ位置を算出する（ステップＳ
２）。さらに、計算エリア設定手段１５は、このウイン
ドウ位置算出部３４によって算出された各ウインドウ位
置に基づいて、計算エリアを再設定する（ステップＳ
３）。

【００４９】一方、ステップＳ１でハンドルが中立であ
ると判定された場合には、ピッチング検出部１３は、自
車のピッチングの有無を確認する（ステップＳ４）。ピ
ッチングしている場合、即ち、道路に対して自車が傾斜
しているときには、ライン位置算出部３５が、ピッチン
グに応じてライン位置を計算する（ステップＳ５）。さ
らに、計算エリア設定手段１５は、このライン位置算出
部３５によって算出されたライン位置に基づいて計算エ
リアを再設定する（ステップＳ６）。

【００５０】このようにハンドル舵角又はピッチングに
基づいて計算エリアの位置の再設定を行った後、各計算
エリア毎に距離を測定し、また、当該距離が測定された
障害物に対する危険度を算出する。自車の走行状態とし
て車速を用いる場合、高速走行中であれば遠方の障害物
との関係が車間距離警報等では必要となるため、監視ラ
インを車速に応じて上部に移動させるようにすると良
い。

【００５１】ウインカ信号により走行状態を捕捉する場
合、これは自車が進行しようとしている方向を予め知る
手段であるため、車速に応じてウインカ信号が車線変更
であるかそれとも右左折であるかを判定し、それに応じ
てウインドウ位置を変化させるようにすると良い。

【００５２】上述したように本実施形態によると、常に
最適なライン位置、またウインドウ位置とすることがで
き、従って、前方車両などの対象物を距離に関係なく認
識できることとなる。また、カメラを縦置きにしても、
ピッチングによりウインドウ位置を変更し、ヨーイング
によりライン位置を変更することにより、同様に最適な
ライン位置及びウインドウ位置を算出することができ
る。

【００５３】次に、計算エリアの大きさを実空間に合わ
せる手法について説明する。

【００５４】図３に示す監視ライン及び監視ウインドウ
の設定では、遠くの対象物にとっては粗く、近くの対象
物にとってはエッジが良好に抽出されなくなる程度に細
かい。この不都合を解消すべく、本実施例では、計算エ
リアデータ抽出手段１４には、計算エリア設定手段１５
が併設されている。

【００５５】図１０は、測定時の位置関係を示す側面図
である。道路５に対する撮像範囲２は、ＣＣＤセンサ１
０，１２の俯角、視野角及び設置高さとにより一義的に
定まる。監視エリアデータに定義される計算エリア１４
ａのうち、上端と下端との間は、道路上では測定対象範
囲１となる。

【００５６】この測定対象範囲１を撮像方向について等
間隔に分割すると図１０に示す如くとなる。図示する例
では、基準間隔３で配置される５本のラインにより４カ
所に分割される。測定対象範囲内１での基準間隔による
当該ラインの間隔は、ＣＣＤセンサ１０，１２の撮像面
では等間隔とならない。

【００５７】ＣＣＤセンサ１０，１２の撮像面と平行な
監視スクリーン４を図１０のように想定すると、図示す
るように、監視スクリーン４上では、ラインの間隔は測
定距離が遠くなるほど狭くなる。

【００５８】このため、監視エリアデータに定義する計
算エリアを監視エリアデータ上で等間隔に設定すると、
測定距離が遠い障害物に対しては粗いものとなり、一
方、測定距離が短い接近した障害物に対しては細かすぎ
るものとなる。

【００５９】このような関係は水平方向についても生じ
る。図１１は、測定時の位置関係を示す平面図である。
図１１は測定時の様子を真上から見たものであり（右半
分）監視スクリーン４上で、ウインドウ位置は左右対称
でウインドウ間隔が中心にいくほど狭くなっている。

【００６０】計算エリア設定手段１５は、監視エリアデ
ータに定義する計算エリア１４ａの垂直方向及び水平方
向の間隔比率を算出する。即ち、図１０及び図１１に示
した監視スクリーン４上の間隔比率で計算エリア１４ａ
を設定する。以下、計算エリア設定手段１５による監視
スクリーン４での間隔比率の算出手法の一例を説明す
る。

【００６１】図１２乃至図１４は、計算エリア設定手段
１５による計算エリア１４ａの垂直方向の間隔を算出す
る処理を説明するための説明図である。

【００６２】図１２に示すように、ＣＣＤセンサ１０，
１２の視野角をθyとし、焦点位置でのＣＣＤセンサ１
０，１２の高さをｈとする。ここでの視野角θyは、撮
像の最大範囲ではなく、図１０に示した測定対象範囲１
に対応するものである。

【００６３】さらに、道路上の測定対象範囲１について
最もＣＣＤセンサ１０，１２に近い位置と焦点位置とを
通る直線と、道路との交点を原点Ｃとする。また、道
路と直線とが成す角をαとする。ＣＣＤセンサ１０，
１２の俯角は、α−θy／２［度］となる。直線は、
道路上の測定対象範囲１の最もＣＣＤセンサ１０，１２
から遠い位置と焦点位置とを通る直線である。

【００６４】図１２に示す定義よると、ＣＣＤセンサ１
０，１２の焦点位置の座標は（ｋ，ｈ）となる。ここで
は説明のため簡略に表示しているが、実際には、撮像面
１１には反転した画像が投影される。

【００６５】図１２に示す座標では、直線は次式
（４）で表され、直線は次式（５）で表される。

【００６６】

【数４】

【００６７】

【数５】

【００６８】式（５）では、まず、直線と道路とが成
す角はα−θyとなるため、直線の傾きはｔａｎ（α
−θy）となる。このため、直線と同じ傾きで原点Ｃ
を通る直線−１について、ｘの値がｋとなる場合のｙ
の値ａが算出される。このため、直線については、式
（５）で表される。

【００６９】次いで、原点Ｃを通り撮像面１１と平行な
直線は次式（６）で表される。この直線は、図１０
に示した監視スクリーン４である。

【００７０】

【数６】

【００７１】直線と直線とが成す角は（１８０−θ
y）／２となるため、直線の傾きは式（６）に示す通
りとなる。

【００７２】次いで、図１３に示すように、測定対象範
囲１を、基準間隔ｂでｎ個に分割する。ここでは、原点
から計数してｊ番目のラインと、焦点位置（ｋ，ｈ）と
を結ぶ直線について説明する。まず、直線と平行で
原点Ｃを通る直線−１は、次式（７）−１(4)によっ
て表される。

【００７３】

【数７】

【００７４】まず、直線を表す式を用いて測定対象
範囲１の長さを表し、これをｎ個に分割すると、基準間
隔ｂの長さが表される（式（７）−１(1)）。さらに、
原点Ｃからｊ番目のラインまでの長さｃは式（７）−１
(2)で定義される。

【００７５】直線の傾きはｈ／（ｃ＋ｋ）で表される
ため、−１は式（７）−１(3)で表される。これを整
理すると式（７）−１(4)となる。

【００７６】この式（７）−１(4)により、ｘがｋであ
るときのｙの値ｄを表すことができるため、直線は、
次式（７）で表される。

【００７７】

【数８】

【００７８】次に、図１４に示すように、直線と直線
との交点Ｂの座標を算出する。直線と直線との交
点をＡとすると、長さＡＢと長さＡＣの比率は、監視エ
リアデータに定義する計算エリアの垂直方向の間隔の比
率となる。

【００７９】各交点ではｙの値が等しいため、連立方程
式により各交点の座標を定義すると、まず、交点Ａにつ
いては式（８）で表され、交点Ｂについては式（９）で
表される。

【００８０】

【数９】

【００８１】さらに、長さＡＢは式（１０）で、長さＡ
Ｃは式（１１）で表される。

【００８２】

【数１０】

【００８３】計算エリア設定手段１５（垂直方向比率算
出部１６）は、上述した各式により垂直方向の計算エリ
ア１４ａの位置を求める。実際には、監視ライン１４ｂ
の数に応じて基準間隔ｂが定まり、さらに各監視ライン
１４ｂ毎に式（７）を定義する。次いで、各ライン毎に
ＡＢとＡＣの比率を求め、この比率で監視ライン１４ｂ
の位置を求める。

【００８４】ここでは監視エリアデータに定義される最
上部の監視ラインの位置（原点）からの画素数により他
の監視ラインの位置が定まるため、監視エリアデータの
垂直方向の画素数が２５６［ドット］だとすると、計算
エリア設定手段１５は、式（１２）により原点からの画
素数を求める。

【００８５】

【数１１】

【００８６】このように、計算エリア設定手段１５は、
ＣＣＤセンサ１０，１２の設置高さ（ｈ）と、当該ＣＣ
Ｄセンサ１０，１２の視野角（θy）と、当該撮像手段
の俯角（α−θy／２）とに基づいて、監視エリアデー
タに設定する複数の計算エリア１４ａの位置を算出す
る。本実施形態では、直線と道路との交点を原点とし
た座標で、各直線を定義することにより算出したが、こ
れと異なる手法であってもよい。

【００８７】例えば、直線と直線の焦点位置から道
路までの長さを求め、この各直線の長さの比率から求め
るようにしても良い。

【００８８】次に、計算エリア設定手段１５による監視
ウインドウの設定例を図１５を参照して説明する。ここ
では、測距を行う目的に応じて、自車の進行方向に対す
る左右方向の測定対象範囲の幅を定めている。以下この
幅の半分をＷとする。左右方向の測定対象範囲は、車間
距離（危険度）の測定であれば自車の進行車線のみが問
題となるため、一般的な道路の１車線分の幅とする。ま
た、ＣＣＤセンサ１０，１２など全体の処理能力に応じ
て、自車が進行している道路の進行方向の幅を測定対象
範囲としてもよい。この場合、ナビゲーションシステム
や、光ビーコン等による交通情報システムから自車が進
行中の道路の幅を取得する。さらに、測定したい障害物
の最大の大きさを予め定めておき、この認識対象とする
最大の大きさの障害物から測定対象範囲を定めるように
してもよい。

【００８９】図１５に示す例では、ＣＣＤセンサ１０，
１２の水平視野角をθxとする。さらに、ＣＣＤセンサ
１０，１２の中心から、撮像対象範囲２Ｗへの複数の直
線を各監視ウインドウ１４ｃに対応する直線とする。ｘ
座標はＣＣＤセンサ１０，１２の撮像方向の位置を示
し、ｙ座標は撮像方向を前方とした時の左右方向の位置
を示す。ＣＣＤセンサ１０，１２の視野角θxに従って
定まる監視ライン１４ｂの端部に対応した直線を直線(1
0)とする。これを１番目の直線とし、道路上で自車の進
行方向に基準間隔ｂの間隔を有する次の直線を、直線(1
1)とする。このように、図８に示した場合と同様に、監
視ウインドウ１４ｃの数に応じたｎ個の直線を考える。
また、直線(10)をｉ番目の直線とすると、直線(11)はｉ
＋１番目のとなる。まず、直線(11)を定義すべく、直線
(10)と測定対象範囲２Ｗの外側との交点を考え、ｘ軸に
直交して当該交点を含む直線をここでは仮にｙ軸とす
る。このｙ軸とｘ軸との交点を点Ｅとする。

【００９０】直線(11)は、ｉ番目のラインと測定対象範
囲外側との交点と、焦点位置とを結ぶ直線である。ま
ず、直線(11)を２番目の直線として説明する。

【００９１】直線(10)は、次式（１３）で表される。

【００９２】

【数１２】

【００９３】従って、図１６に示すように、ＣＣＤカメ
ラ１０，１２の中心から点Ｅまでのまでの距離が表わさ
れる。さらに、直線(11)が２番目の直線であれば点Ｅか
ら図示する点Ｆまでの距離は距離ｂで表わされ、直線(1
1)がｉ番目であれば距離ｉｂで示される。このように定
義すると、図１６に示すように、直線(11)の傾きはＷi
を用いずに表され、さらに、ｉ番目の直線(11)は次式
（１４）で表される。

【００９４】

【数１３】

【００９５】式（１４）においてｘの値が０のときのｙ
の値（Ｗi）は、次式（１５）で表される。ｉ番目の各
直線についてＷiを求めると、各監視ウインドウ１４ｂ
の比率が算出される。

【数１４】

【００９６】従って、監視エリアデータの水平方向の画
素数が５１２［ドット］だとすると、ｉ番目のウインド
ウ位置は次式（１６）で求めることができる。

【００９７】

【数１５】

【００９８】このように計算エリア設定手段１５（水平
方向比率算出部３７）は、計算エリア１４ａの水平方向
の位置を実空間での幅に応じて設定する。

【００９９】図１２乃至図１６を参照して説明した手法
により計算エリアの位置を算出すると、図５に示す如く
となる。図５示す例では、監視エリアデータの上部では
監視ラインの間隔が狭く、一方、下端に近づくほど間隔
が広くなる。このため、遠方の障害物は詳細な精度で測
距を行うことができ、さらに、接近した障害物は大きい
計算エリアで測距を行うため、接近して大きく撮像され
ていてもそのエッジを良好に得ることができる。このよ
うな計算エリアの設定は、左右のＣＣＤセンサ１０，１
２から出力される監視エリアデータに対して同様の位置
に設定される。

【０１００】次に、車間距離警報装置について説明す
る。車間距離警報装置は、図１７に示すように、２つの
ＣＣＤセンサ１０，１２と、上述した計算エリアを用い
た障害物認識処理を行う制御手段４０（信号処理ＢＯ
Ｘ）とを備えている。

【０１０１】さらに、制御手段４０には、自車のハンド
ル舵角を捕捉して制御手段４０に出力するハンドル舵角
センサ４８と、自車のブレーキの状態を捕捉して制御手
段４０に出力するブレーキセンサ５０とを備えている。
また、車速センサや、ウインカ信号を捕捉するセンサ等
を併設するようにしても良い。

【０１０２】制御手段４０は、障害物の測距結果と、自
車両の走行状態とに基づいて、当該障害物との車間距離
について警報を行う。制御手段４０は、例えば、一定の
距離以下で、ブレーキングしていなければ警報する等の
判断を行う。

【０１０３】また、制御手段４０には、警報の出力を行
うスピーカ４４と、警報のメッセージ等を出力する表示
部４４と、各種設定が入力される入力部４６とが併設さ
れている。

【０１０４】車間距離警報装置では、まず、ＣＣＤセン
サ１０，１２からの監視エリアデータに基づいて、各計
算エリア毎に測距を行う。この測距により障害物が発見
された場合、ハンドル舵角センサ４８やブレーキセンサ
５０からの出力に基づいて、車間距離の警報を行うか否
かの判定を行う。

【０１０５】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、走行状態捕捉手段が、自車の走行
状態を捕捉し、計算エリア位置算出部が、当該走行状態
情報に基づいて計算エリアの位置を算出し、さらに、計
算エリア設定手段は、この計算エリア位置算出部の算出
結果に基づいて、撮像手段から出力される画像データに
計算エリアを設定するため、計算エリアデータ抽出手段
は、自車の走行状態に応じて設定された計算エリア部分
の画像データを抽出することができ、このため、距離算
出手段は、自車の走行状態に応じて適切な方向の障害物
との距離を算出することができる。このように、画像デ
ータ中の複数の計算エリア毎に対象物体との距離を測定
する手法において、自車の走行状態にかかわらず一定の
精度で距離の測定を行うことのできる従来にない優れた
車載用距離測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】図１に示した計算エリア設定手段の構成を示す
ブロック図である。

【図３】図１に示したＣＣＤセンサにより撮像された画
像データ（監視エリアデータ）に定義される計算エリア
の一例を示す説明図で、図３（Ａ）は第１のＣＣＤセン
サによる監視エリアデータを示す図で、図３（Ｂ）は第
２のＣＣＤセンサによる監視エリアデータの一例を示す
図である。

【図４】図１に示した比較手段の処理例を説明するため
の説明図で、図４（Ａ）は第１のＣＣＤセンサによる計
算エリアデータの一例を示す図で、図４（Ｂ）は第２の
ＣＣＤセンサによる計算エリアデータの一例を示す図
で、図４（Ｃ）は比較データの一例を示す図である。

【図５】図１に示した計算エリア設定手段により計算エ
リアが設定された画像データの一例を示す図である。

【図６】図２に示したウインドウ位置算出部によって図
５に示した監視ウインドウが変更された例を示す説明図
である。

【図７】図１に示した計算エリア設定手段により計算エ
リアが設定された画像データの一例を示す図である。

【図８】図２に示したライン位置算出部によって図７に
示した監視ラインが変更された例を示す説明図である。

【図９】図１及び図２に示した構成での自車の走行状態
に応じた計算エリアの設定処理の一例を示すフローチャ
ートである。

【図１０】測定対象範囲と計算エリアの位置とを側面か
ら見た場合の関係を示す説明図である。

【図１１】測定対象範囲と計算エリアの位置とを上面か
ら見た場合の関係を示す説明図である。

【図１２】計算エリアの垂直方向の位置を算出する処理
を説明するための第１の説明図である。

【図１３】計算エリアの垂直方向の位置を算出する処理
を説明するための第２の説明図である。

【図１４】計算エリアの垂直方向の位置を算出する処理
を説明するための第３の説明図である。

【図１５】計算エリアの水平方向の位置を算出する処理
を説明するための第１の説明図である。

【図１６】計算エリアの水平方向の位置を算出する処理
を説明するための第２の説明図である。

【図１７】図１に示した車載用距離測定装置を用いた車
間距離警報装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０第１のＣＣＤセンサ（撮像手段）１２第２のＣＣＤセンサ（撮像手段）１３走行状態捕捉手段１４計算エリアデータ抽出手段１５計算エリア設定手段１６比較手段１８距離算出手段３０計算エリア位置算出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車の走行中に当該自車の前方を撮像す
る２つの撮像手段と、これら撮像手段によって撮像され
た画像データに対して複数の計算エリアを設定する計算
エリア設定手段と、この計算エリア設定手段によって設
定された複数の計算エリア部分の画像データを抽出する
計算エリアデータ抽出手段と、この計算エリアデータ抽
出手段によって抽出された計算エリアデータを前記計算
エリア毎に比較する比較手段と、この比較手段によって
抽出された比較データに基づいて当該比較データ毎に対
象障害物との距離を算出する距離算出手段とを備え、前記計算エリア設定手段に、前記自車のハンドル舵角等
の走行状態を捕捉する走行状態捕捉手段を併設し、前記計算エリア設定手段が、前記走行状態捕捉手段から
出力された走行状態情報に基づいて前記計算エリアの位
置を算出する計算エリア位置算出部を備えたことを特徴
とする車載用距離測定装置。
【請求項２】前記走行状態捕捉手段が、自車のハンド
ル舵角を検出するヨーイング検出部を備え、前記計算エリア設定手段が、前記ヨーイング検出部から
出力されたハンドル舵角情報に基づいて前記画像データ
に設定するそれぞれの計算エリア毎に左右方向の位置を
算出するウィンドウ位置算出部を備えたことを特徴とす
る請求項１記載の車載用距離測定装置。
【請求項３】前記走行状態捕捉手段が、道路に対する
自車の傾斜角を検出するピッチング検出部を備え、前記計算エリア設定手段が、前記ピッチング検出部から
出力された傾斜角情報に基づいて前記画像データに設定
するそれぞれの計算エリアの上下方向の位置を算出する
ライン位置算出部を備えたことを特徴とする請求項１記
載の車載用距離測定装置。
【請求項４】前記計算エリア設定手段が、前記撮像手
段によって撮像される実空間での撮像方向について等し
い間隔となる間隔で、前記画像データの測定対象範囲に
ついて上端と下端との間の計算エリアの垂直方向の間隔
を設定する垂直方向比率算出部と、前記撮像手段によっ
て撮像される実空間での撮像方向について等しい間隔と
なる間隔で、前記画像データの測定対象範囲について左
端と右端との間の計算エリアの水平方向の間隔を設定す
る水平方向比率算出部とを備えたことを特徴とする請求
項１記載の車載用距離測定装置。