JPS639813A - 車間距離検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、先行車との距離を測定するための車間距離測
定方式に係り、特に画像データから先行車の見掛は車幅
を求めて、その変化から車間距離の変化の方向を知ると
ともに異常接近時に警報を発生する車間検出方式に関す
るものである。

〔従来の技術〕

対象物との距離を測定するための距離測定方式としては
、従来、超音波やレーザ光を発射して対象物からの反射
波をとらえ、これによって距離を測定する方式のものが
知られており、これらによれば非接触で対象物までの絶
対的な距離を測定することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、超音波やレーザ光を利用した距離測定方
式は、次のような問題点を有しているものである。

（１）、これらの方法によって測定できるのは、基本的
には観測点から超音波やレーザ光が投射されている対象
物上の一点までの距離である。従って、これらの方法を
走行中における先行車との車間距離測定・に利用しよう
とすると、走行に伴う動揺や相対的位置変化等によって
、常に確実に距離測定を行うことが難しい。

（２）、遠距離の対象物との距離を測定しようとする場
合には、超音波やレーザ光の出力を大きくする必要があ
り、コスト的またはスペース的な問題を生じる。

（３）、超音波の場合は指向性の関係上ビームを集中で
きず、従って遠距離の測定が困難である。

レーザ光は指向性を鋭くできるが、ビームが人間の眼に
入ると危険であるという別の問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するため、
移動する対象物との相対的距離の変化を検出する車間距
離測定方式において、次のような各手段を具えている。

対象物の画像を空間微分処理して水平方向成分を検出し
たのち２値化する手段を具える。

これによって２値化された画像における垂直方向の有意
幅を定める手段を具える。

これによって定められた垂直方向有意領域における水平
方向の有意幅を定める手段を具える。

さらにこの水平方向有意領域の幅の時間的変化量を検出
し、この時間的変化の増加、減少の方向を検出して対象
物の接近または離隔を判断し、およびまたは該時間的変
化量が増加方向に所定値を超えたことを検出して異常接
近を判断する手段を具える。

〔作　　用〕

対象物を撮像し、画像データを処理して画面上の対象物
の幅（見掛は車幅）を求める。この場合車輌のりャビエ
ーが水平エツジ成分を持つことを利用して、画像処理に
よって水平方向の特徴を抽出して画面上の車幅を決定す
る。このような測定を実時間で行い、画面上の車幅の時
間的変化の増加、減少の方向を求めて、先行車が遠ざか
りつつあるか、接近しつつあるかを示す表示を行う。ま
たこの変化量が増加方向に所定値を超えたことを検出し
て、異常接近を示す警報または表示を行う。

〔発明の実施例） 第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。同図において、撮像装置１は対象物特に先行車を撮
像するものであって、例えばカメラチューブを用いた従
来周知のＩＴＶカメラ、またはＣＣＤ素子を用いたＣＯ
Ｄカメラ等を用いることができる。撮像装置１は、車輌
２における、その運転に支障を来さない位置で、かつ前
方視野を十分確保できる適当な場所に設置される。Ａ／
Ｄ変換器３は、撮像装置ｌの映像信号をアナログディジ
タル（Ａ／Ｄ）変換して、処理装置４に入力する。処理
装置４はメモリ５を有し、Ａ／Ｄ変換器３からのディジ
タル化された映像信号はメモ’Ｊ　５に記憶される。処
理装置４はさらにコンピュータ６を有し、所定時間（サ
ンプリング時間）ごとにメモリ５に記憶されたデータか
ら先行車の車幅を計算し、前回測定時の車幅と比較して
、車幅の変化方向と変化速度とを求め、車幅が増加（＋
）方向または減少（−）方向を示す信号と、さらに増加
方向で所定のしきい値を超えたことを示す異常接近警報
信号とを出力する。車間距離計７はコンピュータ６の演
算結果に基づいて、子方向の信号に対しては先行車が接
近中であることを示す表示を行うとともに、一方向の信
号に対しては先行車が遠ざかりつつあることを示す表示
を行い、さらに異常接近警報信号が発生したときは、「
減速しなさい」と表示し、かつブザーを鳴らすことによ
って警報を行う。

第２図は処理装置４における、コンピュータ６の処理の
アルゴリズムを説明する図である。本発明の方式では、
直進時において車輌のりャビューの画像が水平のエツジ
成分を有することを利用して、処理の高速化を図ってい
ることと、先行車の車体上のある一点を観測して距離測
定を行う従来技術と異なり、先行車を画面上のある領域
として把握して処理するので、信顧性のある処理結果が
得られる点に特徴があるものである。

第２図（ａｌは画像データを示し、理解を容易にするた
め、車輌１１のみが示されている。この画像データから
画像処理技術を行って、第２図（ｂ）に示すように車輌
１・ｌのみを抽出し、所定のサンプリング時間間隔Δｔ
ごとにその大きさく垂直方向をＡ−Ｂで、水平方向をＣ
−Ｄで示す）を求めて、車間距離の算出を行う。なおこ
こでは画像データは濃淡（白黒）画像であるものとし、
各画素は明るさの情報を持っているものとする。

第２図（Ｃ）は処理の流れを示すフローチャートである
。以下、これらの図に基づいて、処理を順を追って説明
する。第３図（ａ）〜（ｅｌは各段階の処理結果を示し
たものである。

■、水平方向成分の検出（ステップＳｌ）第２図（ａ）
の画像データに対して、垂直方向の明るさの変化値を求
める空間微分処理を行って、微分画像を求める。この画
像は車体画像の水平方向成分を表している。

■、２値化（ステップＳ２） ステ・ノブＳ１で得られた画像における各点の微分画素
（以下単に画素という）を、あるしきい値ｌによって「
０（白）」とｒｌ　　（黒）」に２値化して、ノイズを
除去する０例えば 各画素値くｌのとき； 各画素値を０（白）とする。

各画素値≧ｌのとき； 各画素値を１　（黒）とする。

第３図（ａｌは水平方向成分を検出後、このようにして
２値化して得られた画像を例示したものである。

■、Ａ、Ｂの決定（ステップＳ３） 第３図（ａ）で求められた画像について、水平方向に各
画素の値（０または１）を積算して、第３図（ｂ）に示
すような水平方向のヒストグラムを作成する。これに対
しであるしきい値ｍを定め、画像を垂直方向に上端およ
び下端から走査してヒストグラムをしきい値ｍと比較し
、 ヒストグラム値≧ｍ を満たす最初の点をそれぞれＡ、Ｂとする。このように
してＡ、Ｂが求められたとき、第３図（Ｃ）に示すよう
に、Ａ、　　Ｂを上限及び下限として処理領域を決定す
る。

■、Ｃ，Ｄの決定（ステップＳ４） 第３図（Ｃ１に示される処理領域内において、各画素の
値（Ｏまたは１）を垂直方向に積算して、第３図（ｄ）
に示すような垂直方向のヒストグラムを作成する。次に
垂直方向のヒストグラムの平均値を求め、 「ヒストグラム値≧平均値」 を満足する最も幅の広い範囲を求めて両端の点をそれぞ
れＣ，Ｄとする。このように平均値を求めてＣ，Ｄを決
定するので、垂直方向のヒストグラムにａで示すような
ノイズがあっても、検出されることはない。

第３図（ｅ）はこのようにして決定されたＡ、　　Ｂお
よびＣ，Ｄで大きさを定められる。車輌の抽出画像を示
したものである。これら第３図において、Ｃ，Ｄ間の距
離は画面上における見掛けの車幅Ｗを示している。

■、相対的な車間距離の算出（ステップＳ５）いま時刻
ｔにおける先行車の車幅をｗ　（ｔ）とすると、 Ｗ　（ｔ）＝Ｄ−Ｃ と表すことができる。

さらにこれからサンプリング時間Δを以前の車幅をＷ（
を−Δｔ）として、 イ、Ｗ　（ｔ）−Ｗ　（を−Δｔ）＜Ｑのときは先行車
が遠ざかりつつあるものと判断する。

口、Ｗ　（ｔ）−Ｗ　（を−Δｔ）＞Ｑのときは先行車
が接近しつつあるものと判断する。

ハ、あるしきい値ｎ　（ｎ＞Ｏ）を設定しておいてＷ　
（ｔ）−Ｗ　（を−Δｔ）＞ｎのときは異常接近状態と
判断する。

イ〜ハの判断結果によって、上述のように車間距離計に
おいて先行車が接近中か遠ざかりつつあるかを示す表示
を行い、また異常接近を警報してブザーを鳴らしたり、
「減速しなさい」の表示を行ったりすることができる。

第４図は、本発明による画像処理の例を示したものであ
って、（ａ）は原画像データを示している。

ただし、この例は画像データの輪郭線を強調したもので
あって、実際の画像データとは異なっている。第４図山
）は水平方向成分を検出後２値化した画像を示し、第３
図ｆａ）における処理を終了した画像データに相当して
いる。第４図（Ｃ）は車輌の抽出画像を示し、第３図（
６１における処理終了後の画像データに相当している。

この第４図にみられるように、自然環境下における車輌
の画像データが明瞭に抽出されており、本発明の有効性
を示している。

また、本発明の応用例として、先行車の車幅が既知のと
き以下のようにして絶対的車間距離を算出することも可
能である。

第１図に示された撮像装置■が地面から高さＨの位置に
あって、撮像レンズ光軸を地面と平行にして取付けられ
ているものとする。いま第５図に示すように、焦点距離
ｆのレンズの中心を３次元座標系の原点にとり、３次元
空間における対象物（車輌）上の点Ｐ　（ｘ、　　ｙ、
　　ｚ）が中心投影されて画像平面上に作る像をｐ　（
φ＋　　ｎ）とすると、次の関係が成立する。

φ＝ｆ　− ｎ＝ｆ　　− 第３図におけるＣ、Ｄ点に対応する画像平面上の座標を
、それぞれ（φＩ＋ｎｌ）＋（φＺｒｎｚ）とし、対応
する３次元空間上の座標をそれぞれ（ＸＩ、Ｙ、、Ｚｌ
）、　　（Ｘｚ、Ｙｚ、Ｚｉ　とすると、路面は平坦で
あり直線道路であると仮定して、次の関係が成立する。

ｎｌ　　＝ｎ！ Ｙ、＝ＹＺ また車幅＜ｘｚ　−ＸＩ　）と車間距離Ｚとの間には次
の関係がある。

Ｘｔ　−ＸＩ＝　　　　（φ２−φ１）この場合、車幅
（Ｘｚ　　ＸＩ）は既知であるから、車間距離Ｚは以下
のようにして求められる。

φ２−φｉ 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、１台の描像装置の
みを用いて実時間で相対的な対象物との距離（車間距離
）の測定を行うことができる。この場合、直進時に車輌
のりャビューが水平エツジ成分を持つことを利用して、
処理の高速化を図ることができる。本発明の方法では先
行車上のある１点と観測点との距離を測定する従来技術
と異なり、車輌を画面上のある領域の画像として把握し
て処理を行うため、信頼性の高い測定結果を得ることが
できる。なお本発明の応用として、先行車の車幅が既知
であれば絶対的な車間距離の算出を行うことも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図（ａ）〜（
Ｃ１は処理装置におけるコンビニー夕の処理の・アルゴ
リズムを示す図、第３図（ａ）〜（ｅｌは本発明におけ
る各段階の処理を説明する図、第４図（ａｌ〜（Ｃ）は
本発明による画像処理の例を示す図、第５図は絶対車間
距離測定時の座標系を示す図である。 １・・・・・・対象物の画像をとらえる撮像装置、２・
・・・・・車輌、３・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、４・・
・・・・各機能手段を備えた処理装置、７・・・・・・
車間距離計、１１・・・・・・車輌。 特許出願人　　鈴木自動車工業株式会社第１図 第２図 第３図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） ＝　　　　−Ａ （ｅ）　　　　　　　　　二二二 Ｄ 第４図（Ｃ） （中輌のｆ釘占画橡） Ｉ−７°γ−；；二 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、移動する対象物との相対的距離の変化を検出す
   る車間距離測定方式において、 対象物の画像を空間微分処理して水平方向成分を検出し
   たのち２値化する手段と、 該２値化された画像における垂直方向の有意幅を定める
   手段と、 該垂直方向有意領域における水平方向の有意幅を定める
   手段と、 該水平方向有意領域の幅の時間的変化量を、及び該時間
   的変化の増加又は減少の方向をそれぞれ検出して対象物
   の接近または離隔を判断するとともに、該時間的変化量
   が増加方向に所定値を超えた場合に、これを検知して異
   常接近を判断する手段とを具えたことを特徴とする車間
   距離検出方式。