JPH0996528A - 車間距離検出装置及び方法 - Google Patents

車間距離検出装置及び方法

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JPH0996528A
JPH0996528A JP7253652A JP25365295A JPH0996528A JP H0996528 A JPH0996528 A JP H0996528A JP 7253652 A JP7253652 A JP 7253652A JP 25365295 A JP25365295 A JP 25365295A JP H0996528 A JPH0996528 A JP H0996528A
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JP
Japan
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image
inter
vehicle
shape
extracted
Prior art date
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Application number
JP7253652A
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English (en)
Inventor
Makoto Nishida
誠 西田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Image Analysis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 先行車後部に設けられた2つの高輝度形状を
撮影し、先行車との車間距離を測定する。 【解決手段】 先行車100の後部に2つの4角形状の
赤外発光器12、14が設けられ、追従車200のCC
Dカメラ16で撮影する。得られた画像は画像処理EC
U18に供給される。画像処理ECU18は、画像内か
ら4角形の高輝度領域を1つ抽出する。抽出した高輝度
領域のサイズから他の高輝度領域の位置を推定し、推定
位置に高輝度像が存在する場合には、4角形/非4角形
によらず、他の発光器像とする。2つの発光器像の間隔
から車間距離を算出する。一方の発光器像に反射光など
のノイズが重畳していても、他方の像からその位置を推
定できるので、確実に車間距離を測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車間距離検出装置、
特にカメラで得られた先行車画像から車間距離を検出す
る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、先行車に追従走行するための各種
装置が提案されている。追従走行時の制御で中心となる
のは、言うまでもなく如何に正確にかつ迅速に先行車と
の車間距離を検出するかにある。
【0003】例えば、特開平2−232515号公報に
は、先行車の後部に特徴ある2点(例えばテールランプ
などの高輝度部分)の像をイメージセンサで取得し、2
点間の間隔から先行車との車間距離を検出する測定装置
が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法で車間距離を測定するためには、2つの像間距離を正
確に測定することが前提であり、2つの像のうち一つが
汚れなどで輝度が低下したり、あるいは太陽の反射光な
どのノイズが含まれている場合には、実質的に1つの像
しか抽出できず、車間距離を測定できない問題があっ
た。
【0005】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、2つの像の内の一つ
がノイズや汚れなどにより実際の高輝度部分を正確に反
映していない場合でも、確実に車間距離を検出できる装
置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、先行車後部に所定間隔離間して取り
付けられた2つの高輝度形状を撮影し、得られた画像か
ら先行車との車間距離を検出する車間距離検出装置にお
いて、先行車後部を撮影する撮像手段と、得られた画像
から1つの高輝度形状を抽出する抽出手段と、抽出され
た高輝度形状のサイズから他の高輝度形状の像位置を推
定する推定手段と、算出された位置における高輝度領域
と抽出された高輝度形状から先行車までの車間距離を算
出する演算手段とを有することを特徴とする。
【0007】2つの高輝度形状の取付間隔は一定である
ので、2つの高輝度形状の内の1つが検出された場合
に、その1つのサイズから他の高輝度形状の存在位置が
簡単な比例関係から推定できる。そこで、推定された位
置に高輝度領域が存在すれば、その領域が高輝度形状の
像であるとみなすことができる。なお、1つの高輝度形
状の検出は、予め分かっている形状に合致するか否かで
判定され、例えば高輝度形状が4角形の場合には、高輝
度像が4角形か否かで検出できる。
【0008】また、上記目的を達成するために、第2の
発明は、第1の発明において、前記高輝度形状は発光器
であり、前記発光器からの発光パルスを受信して先行車
データを得る受信手段を有することを特徴とする。
【0009】高輝度形状の取付間隔及び高輝度形状が車
両によらず一定であれば問題ないが、車両毎に異なる場
合には、先行車からこれらの関するデータを受信してお
くことにより、任意の車両に適用できる。
【0010】また、上記目的を達成するために、第3の
発明は、先行車後部に所定間隔離間して取り付けられた
2つの高輝度形状を撮影し、得られた画像から先行車と
の車間距離を検出する車間距離検出方法において、先行
車後部を撮影し、得られた画像から高輝度形状を抽出
し、抽出した高輝度形状のサイズに基づいて他の高輝度
形状位置を推定し、推定した位置で高輝度領域を抽出
し、抽出した高輝度形状と高輝度領域間の間隔に基づい
て先行車までの車間距離を算出することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
【0012】図1には本実施形態の構成ブロック図が示
されている。先行車100の後部には高輝度形状として
4角形の赤外発光器12、14が水平方向に所定間隔離
間して取り付けられている。この赤外発光器12、14
にはデータ送信回路10から先行車に関するデータが供
給され、赤外光パルスでこのデータを追従車に送信す
る。先行車に関するデータとしては、自車の操舵角や車
速、ブレーキ信号などの走行データの他、赤外発光器の
形状や取付間隔のデータが含まれる。このように、先行
車の車速や操舵角のデータを送信することにより、追従
車は先行車と同様の走行を行うことができる。なお、パ
ルスのON、OFF周期は33msである。一方、追従
車200には赤外光を受光する赤外受光器20が設けら
れ、赤外パルスを受光してデータ受信回路22に供給す
る。データ受信回路22では、受光データを復調して先
行車データとして出力する。また、赤外受光器20から
のデータは通信/測距同期回路24に供給され、発光パ
ルスのタイミングに同期し、かつ周期が66msのタイ
ミング信号を生成する。生成されたタイミング信号は、
先行車後部画像を撮影するCCDカメラ16に供給され
る。CCDカメラ16には可視カットフィルタ16aが
取り付けられており、66ms周期で先行車後部画像を
撮影する。従って、CCDカメラ16は発光器の発光タ
イミングで発光器12、14を撮像することになる。得
られた画像は画像処理ECU18に供給される。画像処
理ECU18は、2値化回路及び画像メモリを含んで構
成され、赤外発光器12、14の2つの像間の間隔を算
出して車間距離演算ECU(図示せず)に出力する。
【0013】ここで、赤外発光器12、14は4角形で
あるので、原則としてその像も4角形であり、CCDカ
メラ16から画像処理ECU18に供給される画像に
は、水平位置に2つの4角形状の高輝度部分が存在する
ことになる。しかし、赤外発光器の汚れや太陽の反射光
あるいは自身の赤外光の反射光が存在すると、その像は
4角形にならず、他の形状に変化してしまうことにな
る。従って、画像処理ECU18で、単に2つの4角形
の高輝度部分を抽出するロジックで処理を行うと、抽出
不能として車間距離を測定できなくなる。
【0014】図2にはCCDカメラ16で撮影した先行
車後部画像の一例が示されている。図中120は赤外発
光器12の像であり、ノイズがなく、4角形状が保たれ
ている。図中140は赤外発光器14の像であり、太陽
光の反射光が重畳されているため4角形状となっていな
い。図中130はその他の反射光でノイズである。従っ
て、赤外発光器12の像は抽出できるが、赤外発光器1
4の像をノイズ群から抽出することは困難である。そこ
で、本実施形態では、図2のような場合でも赤外発光器
14の像である140を確実に抽出し、120と140
の間隔を算出して車間距離を算出するようにしている。
【0015】以下、図3及び図4のフローチャートを用
いて画像処理ECU18の処理を詳細に説明する。
【0016】まず、図3において、画像処理ECU18
はCCDカメラ16からの画像を2値化して取り込み
(S101)、X−Y座標系に投影する(S102)。
X軸は水平方向、Y軸は鉛直方向である。そして、この
XY画像から発光領域を抽出する(S103)。なお、
発光領域は白画素の集合として抽出できる。そして、抽
出された各発光領域に対して、その形状が4角形か否か
を判定する(S104)4角形か否かの判定は、発光領
域の4辺が全て直線か否かで判定され、その詳細は後述
する。本実施形態では、発光器の像及びノイズを含めて
得られた4角形像の数がN個であったとする。
【0017】次に、カウンタの値Cを0にリセットして
(S105)、得られた4角形の内最大の4角形の水平
位置に発光領域があるか否かを判定する(S106)。
この水平位置は、次のようにして算出される。すなわ
ち、抽出した最大の4角形の発光領域が一方の発光器1
2の像であると仮定すると、実際の発光器12、14の
1辺の大きさをA、取付間隔をL、画像内の4角形の1
辺のサイズをa、画像内の2つの発光器の像の間隔をd
とすると、
【数1】d=a/A・L の関係にある。なお、AやLはデータ受信回路22から
出力された先行車データに含まれているので、これを用
いることが出来る。そして、最大の4角形からdの間隔
にある左右の水平位置に発光領域、すなわち白画素の集
合が存在するか否かを判定するのである。dの位置に発
光領域が存在する場合には、その発光領域がもう1つの
発光器14の像であり、最大の4角形の発光領域が確か
に発光器12の像であると特定できる(S112)。2
つの発光器像を抽出できたら、これら発光領域の重心の
間隔nを用いて、
【数2】D=(f・L)/(n・P) により車間距離Dを求める。なお、fはレンズの焦点距
離、Pは画素ピッチである。このようにして、一方の発
光器像がノイズ重畳により4角形状を有していない場合
でも、確実に車間距離を測定することができる。
【0018】一方、最大の4角形の水平位置dの位置に
発光領域が存在しない場合には、この4角形状は発光器
の像ではないと判定できるので、カウンタCを1だけイ
ンクリメントし(S107)、次に大きな4角形を抽出
してS106以降の処理を繰り返す(S109)。抽出
された全ての4角形について上述の処理を行っても1組
の発光器の像が抽出できなかった場合には、両発光器像
ともノイズの影響を受けた可能性があるので、車間距離
演算は行わず前回検出された車間距離を出力し、イグニ
ッションオフにより制御を終了する(S111)。
【0019】図4にはS104で行われる4角形認識処
理の詳細フローチャートが示されている。発光領域画像
を抽出すると(S201)、辺カウンタiをリセットし
(S202)、辺iの凹凸画素を算出する(S20
3)。ここで、凹凸画素とは、辺iを構成すると考えら
れる画素の内、基準線上に配列していない画素をいう。
図5には、抽出された発光領域及びその凹凸画素の一例
が示されている。図5(A)は複数の画素の集合から構
成される発光領域の1つを示しており、図5(B)には
その発光領域の1つの辺iに含まれる凹凸画素が斜線で
示されている。上述したように、凹凸画素は基準線上に
配列していない画素であり、基準線は最も多くの画素で
形成される線である。辺iの凹凸画素数は3個である。
そして、辺iの凹凸画素数が算出された後、
【数3】凹凸度=凹凸画素数/外接4角形画素数 によりその発光領域の凹凸度を算出する(S204)。
図5の例でいえば、外接4角形画素数は11×8=88
画素であるので、辺iの凹凸度は
【数4】3/88=0.034 となる。そして、この凹凸度を所定のしきい値(例えば
0.15)と比較する(S205)。辺iの凹凸度がし
きい値以下である場合には、その辺iは直線と判定さ
れ、辺カウンタiを1だけインクリメントして次の辺i
+1について同様の処理を繰り返す(S207)。そし
て、4つの辺すべてが所定のしきい値以下で直線と判定
された場合には、この発光領域は4角形と認識する(S
208)。一方、4つの辺の1つでもしきい値以上で直
線でないと判定された場合には、その発光領域は非4角
形と認識する(S209)。
【0020】このように、本実施形態では、まず得られ
た画像から4つの辺全てが直線の発光領域を高輝度形状
として認識し、発光器の像の候補とする。そして、この
発光器像の水平位置に他の発光器像が存在するか否かを
判定し、存在する場合には、その発光領域が4角形か非
4角形かによらず他の発光器像として認識するので、一
方の発光器像にノイズが含まれていて正確に実際の形状
を反映していなくても、確実にその位置を検出し、車間
距離を求めることができる。
【0021】なお、本実施形態では4角形の発光器を例
にとり説明したが、他の任意の形状、例えば3角形や5
角形でも同様に処理できることは言うまでもない。ま
た、左右の発光器の形状を非対象とする、例えば右発光
器12を4角形とし左発光器14を3角形とすることも
可能であり、この場合にはどちらか一方を検出した後、
他方の発光器像を検出する場合に、どちらの方向の水平
位置をサーチすべきかが分かることになり(4角形の高
輝度形状を検出した場合には、画像内において水平方向
左側をサーチすればよいことになる)、処理の高速化が
図れる。また、高輝度形状としては、発光器ではなくリ
フレクタでも適用できる。
【0022】さらに、本実施形態においては、1組の発
光器像が検出できない場合には、前回の車間距離を出力
しているが(S110)、検出できた一方の発光器像だ
けからおおよその車間距離を検出することも可能であ
る。すなわち、検出できた高輝度形状の1辺のサイズか
ら他方の発光器像までの推定位置dが算出されているの
で、このdを用いて(2)式に従い車間距離を求めるこ
とができる。この方法は、例えば図6に示すように、先
行車が進路変更を行ったため前フレームには発光器像1
21、141が映っているが(図6(A))、現在のフ
レームには一方の発光器像121しか映っていない場合
(図6(B))などに有効であろう。もちろん、前回の
車間距離を出力するか、あるいはこのように一方の発光
器像だけに基づいて車間距離を出力するかは、追従車の
走行状況に応じて切り替えても良い。例えば、追従走行
が比較的安定している場合(車速の変化がない)には、
前回の車間距離を出力し、これから先行車に追従しよう
とする過渡的状況(車速の変化あり)では、一方の発光
器像から車間距離を算出するのが好適であろう。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
先行車後部に取り付けられた発光器やリフレクタ等の2
つの高輝度形状のうちの1つに反射光などのノイズが重
畳して元の形状の像が得られない場合でも、確実にその
位置を検出して車間距離を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の構成ブロック図である。
【図2】 同実施形態の先行車後部画像の一例を示す説
明図である。
【図3】 同実施形態の処理フローチャートである。
【図4】 同実施形態の処理フローチャートである。
【図5】 同実施形態の凹凸画素説明図である。
【図6】 本発明の他の実施形態の画像の変化を示す説
明図である。
【符号の説明】
10 データ送信回路、12 赤外発光器(右)、14
赤外発光器(左)、16 CCDカメラ、18 画像
処理ECU、20 赤外受光器、22 データ受信回
路。
───────────────────────────────────────────────────── 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 G06F 15/70 350B

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先行車後部に所定間隔離間して取り付け
    られた2つの高輝度形状を撮影し、得られた画像から先
    行車との車間距離を検出する車間距離検出装置におい
    て、 先行車後部を撮影する撮像手段と、 得られた画像から1つの高輝度形状を抽出する抽出手段
    と、 抽出された高輝度形状のサイズから他の高輝度形状の像
    位置を推定する推定手段と、 算出された位置における高輝度領域と抽出された高輝度
    形状から先行車までの車間距離を算出する演算手段と、 を有することを特徴とする車間距離検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車間距離検出装置におい
    て、 前記高輝度形状は発光器であり、 前記発光器からの発光パルスを受信して先行車データを
    得る受信手段を有することを特徴とする車間距離検出装
    置。
  3. 【請求項3】 先行車後部に所定間隔離間して取り付け
    られた2つの高輝度形状を撮影し、得られた画像から先
    行車との車間距離を検出する車間距離検出方法におい
    て、 先行車後部を撮影し、 得られた画像から高輝度形状を抽出し、 抽出した高輝度形状のサイズに基づいて他の高輝度形状
    位置を推定し、 推定した位置で高輝度領域を抽出し、 抽出した高輝度形状と高輝度領域間の間隔に基づいて先
    行車までの車間距離を算出することを特徴とする車間距
    離検出方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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