JP3612821B2

JP3612821B2 - 車載用距離測定装置

Info

Publication number: JP3612821B2
Application number: JP27649595A
Authority: JP
Inventors: 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: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JPH0996525A

Description

【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［ｍｍ］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３２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１６ａ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ｗ_２ｉと、中心線３４ａからウインドウの端３４ｃまでの距離ｗ_１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ｈ_３ｊ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Ｓ２）。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Ｓ３）。
【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１０，１２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１４ａ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１０，１２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▲１▼と、道路との交点を原点Ｃとする。また、道路と直線▲１▼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▲２▼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１０，１２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▲１▼は次式（４）で表され、直線▲２▼は次式（５）で表される。
【００６６】
【数４】

【００６７】
【数５】

【００６８】
式（５）では、まず、直線▲２▼と道路とが成す角はα−θｙとなるため、直線▲２▼の傾きはｔａｎ（α−θｙ）となる。このため、直線▲２▼と同じ傾きで原点Ｃを通る直線▲２▼−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▲２▼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▲３▼は次式（６）で表される。この直線▲３▼は、図１０に示した監視スクリーン４である。
【００７０】
【数６】

【００７１】
直線▲３▼と直線▲１▼とが成す角は（１８０−θｙ）／２となるため、直線▲３▼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▲４▼について説明する。まず、直線▲４▼と平行で原点Ｃを通る直線▲４▼−１は、次式（７）−１（４）によって表される。
【００７３】
【数７】

【００７４】
まず、直線▲２▼を表す式▲２▼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▲４▼の傾きはｈ／（ｃ＋ｋ）で表されるため、▲４▼−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▲４▼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▲３▼と直線▲４▼との交点Ｂの座標を算出する。直線▲３▼と直線▲１▼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ＡＣ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ＣＣＤ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▲１▼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▲１▼と直線▲２▼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（１０）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（１１）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（１１）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１０，１２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ＢＯＸ）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

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、進行方向側の前記計算エリアを狭く設定すると共にその反対側の計算エリアを広く設定するよう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車載用距離測定装置。
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。
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を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の車載用距離測定装置。
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を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の車載用距離測定装置。