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JP3502713B2 - 車両用距離測定装置 - Google Patents

車両用距離測定装置

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JP3502713B2
JP3502713B2 JP33296695A JP33296695A JP3502713B2 JP 3502713 B2 JP3502713 B2 JP 3502713B2 JP 33296695 A JP33296695 A JP 33296695A JP 33296695 A JP33296695 A JP 33296695A JP 3502713 B2 JP3502713 B2 JP 3502713B2
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Japan
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distance
measuring device
distance measuring
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triangulation
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正幸 幅口
雅和 坂
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両前方の対照物
に向けての信号の送信ならびに該対照物からの反射信号
の受信間の時間に基づいて対照物までの距離を演算する
レーダー距離測定器と、間隔をあけて配置された一対の
イメージセンサの出力の相関計算から得られる視差に基
づいて対照物までの距離を演算する三角測量距離測定器
とを備える車両用距離測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、かかる装置は、たとえば特開平6
−230115号公報で既に知られており、このもので
は、レーダー距離測定器で得られる距離情報の信頼度
と、三角測量距離測定器で得られる距離情報の信頼度と
をそれぞれ演算し、より高い信頼度を有する距離情報を
選択するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものでは、毎測定時に両距離測定器の測定信頼度を演算
する必要があるために演算時間が比較的長くなり、より
高価なマイクロプロセッサが必要となる。また些細な環
境条件の変化により、選択される距離情報が変化する可
能性があり、距離情報に基づく車両の制御を行なう際に
制御装置に入力される距離情報がばらついて制御が不安
定になることがある。
【0004】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、対照物までの距離をより高い信頼度でしかも
簡潔かつ安定的に得るようにした車両用距離測定装置を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、車両前方の対照物に向けて
の信号の送信ならびに該対照物からの反射信号の受信間
の時間に基づいて対照物までの距離を演算するレーダー
距離測定器と、間隔をあけて配置された一対のイメージ
センサの出力の相関計算から得られる視差に基づいて対
照物までの距離を演算する三角測量距離測定器とを備え
る車両用距離測定装置において、レーダー距離測定器の
出力の変化率が距離増大側で設定値を超えるのに応じて
切換信号を出力するフィルタと、三角測量距離測定器の
測定信頼度を演算する信頼度演算器と、レーダー距離測
定器で測定された距離と三角測量距離測定器で測定され
た距離とを択一的に選択可能なセレクタと、このセレク
タの切換制御を行うセレクタコントローラとを含み、前
記セレクタコントローラが、フィルタから切換信号が出
力されるとともに信頼度演算器で演算された測定信頼度
が規定のレベルよりも高い状態で且つ三角測量距離測定
器の出力が設定距離未満のときには三角測量距離測定器
の出力を対照物までの距離として選択するが、フィルタ
から切換信号が出力されていない時にはレーダー距離測
定器の出力を対照物までの距離として選択することを特
徴とする。
【0006】また請求項2記載の発明は、上記請求項1
記載の発明の構成に加えて、信頼度演算器では、三角測
量距離測定器における両イメージセンサの出力の相関最
大時の相関値、ならびにその前後の相関値変化に基づき
測定信頼度が演算されることを特徴とする。
【0007】さらに請求項3記載の発明は、上記請求項
1記載の発明の構成に加えて、前記設定距離が、車速の
増大に応じて大となるように設定されることを特徴とす
る。
【0008】さらに請求項4記載の発明は、上記請求項
1,2又は3記載の発明の構成に加えて、前記フィルタ
からの切換信号出力に応じて報知作動する報知器を備え
ることを特徴とする。
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。図
1ないし図5は本発明の一実施例を示すものであり、図
1は車両用距離測定装置の構成を示すブロック図、図2
は三角測量距離測定器におけるヘッドの構成を示す図、
図3は三角測量距離測定器における両イメージセンサの
撮像面を示す図、図4はセレクタコントローラでの切換
制御手順を示すフローチャート、図5は車速に応じた設
定距離の変化を示す図である。
【0009】先ず図1において、この車両用距離測定装
置は、レーダー距離測定器1と、三角測量距離測定器2
と、レーダー距離測定器1で測定された距離Drcを格
納する第1メモリ3と、三角測量距離測定器2で測定さ
れる距離Dtcを格納する第2メモリ4と、三角測量距
離測定器2での測定信頼度を演算する信頼度演算器5
と、車速を検出する車速センサ6と、それら1〜6の信
号が入力される電子制御ユニット8と、電子制御ユニッ
ト8により報知作動を制御される報知器としてのスピー
カ9とを備える。
【0010】しかも電子制御ユニット8は、車両の走行
状態を制御する機能をも有するものであり、車両の走行
状態を制御するために、より好ましくは舵角センサ7や
他のセンサが前記車速センサ6に加えて電子制御ユニッ
ト8に接続されており、加速装置10および減速装置1
1に走行状態を変化させるための制御信号が電子制御ユ
ニット8から与えられる。
【0011】レーダー距離測定器1は、従来周知(たと
えば特開平6−160516号公報や特開平6−230
115号公報等)のものであり、詳細な説明を省略する
が、ミリ波や赤外光等の電磁波の車両前方の対照物への
送信および該対照物からの反射信号の受信が可能なヘッ
ド1aと、送・受信間の時間に基づいて対照物までの距
離Drcを演算する処理部1bとを備える。
【0012】図2を併せて参照して、三角測量距離測定
器2は、従来周知(たとえば特開平6−174845号
公報や特開平4−238212号公報等)のものであ
り、詳細な説明を省略するが、同一焦点距離を有すると
ともに相互に間隔をあけて配置される一対のレンズ16
1 ,162 と、それらのレンズ161 ,162 の結像位
置に配置される一対のイメージセンサ171 ,172
を備えるヘッド2aと、該ヘッド2aにおける両イメー
ジセンサ171 ,172 の出力に基づいて車両前方に在
る先行車両等の対照物Vまでの距離Dtcを演算する処
理部2bとを備える。
【0013】両イメージセンサ171 ,172 は、図3
で示すように上下方向にn個,横方向にm個の画素をそ
れぞれ有するものであり、各画素の番地は(i,j)で
表わされる。而してイメージセンサ171 での番地
(i,j)の画素の輝度をILi,j とし、イメージセン
サ172 での番地(i,j)の画素の輝度をIRi,j
したときに、処理部2bでは、相互に間隔をあけて配置
される両イメージセンサ171 ,172 に撮像された対
照物像の相対位置を横方向にk画素だけずらしながら、
対応する画素毎に輝度の差Ck を求める演算が次の演算
式に基づいて実行される。
【0014】Ck =Σ(IRi,j −ILi,(j-k) ) 而して上記演算によると、両イメージセンサ171 ,1
2 の撮像面での対照物像の相関が最大となったとき
に、前記差Ck は最小値C0 となり、そのときの横方向
の相対位置ずれk0 すなわち視差に基づいて三角測量の
原理により対照物Vまでの距離DTCが得られることにな
る。
【0015】信頼度演算器5では、三角測量距離測定器
2における両イメージセンサ171 ,172 の出力の相
関最大時の相関値すなわち最大相関時の輝度の差C0
基づき、測定信頼度Rが次のようにして演算される。
【0016】R=const−C0 上記式において、constは最大相関時の前後の相関
値変化に基づいて定まる定数である。すなわち両イメー
ジセンサ171 ,172 の出力の相関最大時の輝度の差
0 と、最大相関時から横方向にmだけぞれぞれずれた
位置での輝度の差C0+m ,C0-m との差の絶対値が、 dm =|C0+m −C0 | d-m=|C0-m −C0 | として演算され、dm ,d-mの平均値が大きい程大きく
なるようにconstが定められる。
【0017】すなわち信頼度演算器5では、両イメージ
センサ171 ,172 の出力の相関最大時の相関値が小
さいほど大きく、しかも最大相関前後の相関値変化が急
激であるほど大きくなるようにして測定信頼度Rが演算
されることになる。
【0018】再び図1において、電子制御ユニット8
は、フィルタ12、セレクタ13、セレクタコントロー
ラ14および車両制御部15を備える。
【0019】フィルタ12には、レーダー距離測定器1
で測定された距離Drcと、第1メモリ3に格納されて
いる距離とが入力される。而して、1回前の演算時にレ
ーダー距離測定器1で測定された距離として第1メモリ
3から読み込まれた値Drc′あるいはレーダー距離測
定器1で測定された距離の数回前迄の加重平均値Dr
c′を、レーダー距離測定器1で測定された距離Drc
から減算した値(Drc−Drc′)が設定値th1を
超えたとき、すなわちレーダー距離測定器1の出力の変
化率が距離増大側で設定値th1を超えたときに、フィ
ルタ12から切換信号が出力される。
【0020】セレクタ13には、レーダー距離測定器1
で測定された距離Drcと、三角測量距離測定器2で測
定された距離Dtcとが入力されており、それらの距離
Drc,Dtcのいずれかがセレクタコントローラ14
による切換制御によりセレクタ13で択一的に選択さ
れ、車両制御部15に入力される。
【0021】セレクタコントローラ14には、フィルタ
12の出力、三角測量距離測定器2で測定されて第2メ
モリ4に格納されている距離Dtc、ならびに信頼度演
算器5で演算された三角測量距離測定器2の測定信頼度
Rが入力されており、それらの入力信号に基づいて、図
4で示す手順に従ってセレクタ13の切換制御がセレク
タコントローラ14で実行される。
【0022】図4における第1ステップS1では、フィ
ルタ12から切換信号が出力されているか否か、すなわ
ちレーダー距離測定器1の出力の変化率が距離増大側で
設定値th1を超えたか否かが判定され、レーダー距離
測定器1の出力の変化率が距離増大側で設定値th1を
超えていないことによりフィルタ12から切換信号が出
力されていないときには、第2ステップS2で、レーダ
ー距離測定器1の測定距離Drcを選択するようにセレ
クタ13を制御するための信号がセレクタコントローラ
14から出力される。
【0023】また第1ステップS1において、レーダー
距離測定器1の出力の変化率が距離増大側で設定値th
1を超えていることによりフィルタ12から切換信号が
出力されていると判定されたときには、第3ステップS
3で、測定信頼度Rが規定のレベルth2よりも高いか
どうかが判定され、R>th2であるときには第4ステ
ップS4において三角測量距離測定器2の測定距離Dt
cが設定距離th3未満であるか否かが判定される。而
してR>th2であってDtc<th3であったとき
に、第5ステップS5で、三角測量距離測定器2の測定
距離Dtcを選択するようにセレクタ13を制御するた
めの信号がセレクタコントローラ14から出力され、さ
らに次の第6ステップS6で、第1音声警報を出力する
ための信号がセレクタコントローラ14から出力され
る。
【0024】また第3ステップS3においてR≦th2
であると判定されたとき、ならびに第4ステップS4に
おいてDtc≧th3であると判定されたときには、第
7ステップS7で、第2音声警報を出力するための信号
がセレクタコントローラ14から出力される。
【0025】ところで、上記設定距離th3は、図5で
示すように、車速に応じて定められるものであり、車速
の増大に応じて段階的に大きくなるように設定距離th
3が定められる。
【0026】車両制御部15には、フィルタ12の出力
が入力されており、フィルタ12からの切換信号出力に
応じてスピーカ9が車両制御部15により報知作動せし
められる。この際、セレクタコントローラ14から第1
音声警報を出力するための信号が出力されているときに
は、レーダー距離測定器1に代えて三角測量距離測定器
2によって対照物までの距離を測定している旨の音声警
報がスピーカ9から出力され、セレクタコントローラ1
4から第2音声警報を出力するための信号が出力されて
いるときには、レーダー距離測定器1および三角測量距
離測定器2による距離測定が不調であることに基づき加
速装置10および減速装置11の作動による車両の走行
状態制御を停止する旨の音声警報がスピーカ9から出力
される。
【0027】さらに車両制御部15は、車両の走行状態
を変化させるべく加速装置10および減速装置11の作
動を制御するものであり、セレクタ13で選択された測
定距離Drc,Dtcの一方、ならびに車速センサ6お
よび舵角センサ7等のセンサからの信号が該車両制御部
15に入力される。
【0028】ところで、図1において電子制御ユニット
8の構成要素としてブロックで示したフィルタ12、セ
レクタ13、セレクタコントローラ14および車両制御
部15は電子制御ユニット8の機能を示すものであり、
それらの機能は適当な電子デバイスにより担われる。こ
の際、各ブロックが電子デバイスに1対1に対応するこ
とは必要ではなく、各ブロックがCPU、メモリおよび
その他の電子デバイスに重複または分割して割り当てら
れればよい。
【0029】次にこの実施例の作用について説明する
と、レーダー距離測定器1の出力の変化率が距離増大側
で設定値を超えるのに応じてフィルタ12から切換信号
が出力された状態において三角測量距離測定器2の測定
信頼度Rが規定のレベルth2よりも高く、しかも三角
測量距離測定器2の測定Dtcが設定距離th3未満の
ときには三角測量距離測定器2で測定された距離Dtc
が用いられ、それ以外の平時にはレーダー距離測定器2
で測定された距離Drcが選択される。従って通常の状
態では、レーダー距離測定器1の出力の変化率が距離増
大側で設定値を超えるかどうかだけを監視していればよ
く、マイクロプロセッサの演算負荷を軽減し、より安価
なマイクロプロセッサを用いることができる。しかもフ
ィルタ12はレーダー距離測定器1の出力が遠距離側に
飛ぶのを検出するものであり、反射信号が微弱である車
両が前方に割り込んだときにレーダー距離測定器1の出
力が遠距離側に飛ぶ事象に対して、三角測量距離測定器
2の出力を用いるように切換えることにより効果的に対
処することができる。
【0030】また三角測量距離測定器2の出力を用いる
ときには、その測定信頼度Rが規定のレベルth2を超
えるとともに、その測定距離Dtcが設定距離th3未
満であることが切換の条件となるので、測定信頼度Rの
低い測定値を用いて車両の走行制御を行なうことを防止
できるとともに、車間距離が比較的短くて制御の緊急性
が高いときに三角測量距離測定器2による測定値を用い
て有効な制御が可能となり、車間距離が比較的長くて緊
急性が低いときには走行フィーリングの悪化を伴いやす
い測定距離の選択切換を行なわないことが可能となる。
【0031】しかも上記設定距離th3は、車速の増大
に応じて大となるように設定されるので、車両の走行速
度に応じたきめ細かな制御が可能となる。
【0032】ところで、信頼度演算器5では、三角測量
距離測定器2での両イメージセンサ171 ,172 の出
力の相関が最大となったときの相関値、ならびにその前
後の相関値変化に基づき測定信頼度Rが演算されるもの
であり、三角測量距離測定器2での距離演算処理に用い
られる前記相関値に基づいて測定信頼度Rが容易にかつ
確度よく演算される。
【0033】さらにフィルタ12が切換信号を出力した
ときには、スピーカ9が報知作動せしめられるものであ
り、反射信号が微弱である車両が前方に割り込んだこと
等による前方状況の変化が生じたときに、前方状況の変
化をドライバに報知し、より一層の前方注意を促して車
両の安全性を向上させることができ、その際、前記報知
作動がスピーカ9による音声報知であることによりドラ
イバの視覚による前方監視を妨げることがない。
【0034】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【0035】たとえば、三角測量距離測定器2の測定信
頼度を両イメージセンサ171 ,172 の出力の相関値
で代表させさるようにしてもよく、また設定距離th3
を(車速×定数)として定めるようにしてもよい。
【0036】
【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
、レーダー距離測定器の出力の変化率が距離増大側で
設定値を超えるのに応じて切換信号を出力するフィルタ
と、三角測量距離測定器の測定信頼度を演算する信頼度
演算器と、レーダー距離測定器で測定された距離と三角
測量距離測定器で測定された距離とを択一的に選択可能
なセレクタと、このセレクタの切換制御を行うセレクタ
コントローラとを含み、そのセレクタコントローラは、
フィルタから切換信号が出力されるとともに信頼度演算
器で演算された測定信頼度が規定のレベルよりも高い状
態で三角測量距離測定器の出力が設定距離未満のときに
は三角測量距離測定器の出力を対照物までの距離として
選択するが、フィルタから切換信号が出力されていない
時にはレーダー距離測定器の出力を対照物までの距離と
して選択するので、通常の状態では、レーダー距離測定
器の出力の変化率が距離増大側で設定値を超えるかどう
かを監視すればよいことから、マイクロプロセッサの演
算負荷を軽減してより安価なマイクロプロセッサを用い
ること可能となり、しかもフィルタはレーダー距離測
定器の出力が遠距離側に飛ぶのを検出するものであっ
て、反射信号が微弱である車両が前方に割り込んだとき
レーダー距離測定器の出力が遠距離側に飛ぶ事象に対
して、三角測量距離測定器の出力を用いるように切換え
ることで効果的に対処することができる。また三角測量
距離測定器の測定値を用いるときには、その測定信頼度
が規定のレベルよりも高い状態で且つ三角測量距離測定
器の出力が設定距離未満であることが切換えの条件とな
ることから、測定信頼度の高い測定値を用いて制御制度
を向上することができると共に、車間距離が比較的短く
て制御の緊急性が高いときに三角測量距離測定器による
測定値を用いて有効な制御が可能となり、車間距離が比
較的長くて緊急性が低いときに走行フィーリングの悪化
を伴いやすい測定距離の選択切換を行なわないことが可
能とな
【0037】また請求項2記載の発明によれば、上記請
求項1記載の発明の構成に加えて、信頼度演算器では、
三角測量距離測定器における両イメージセンサの出力の
相関最大時の相関値、ならびにその前後の相関値変化に
基づき測定信頼度が演算されるので、三角測量距離測定
器での距離演算処理に用いられる相関値に基づいて測定
信頼度を容易にかつ確度よく演算することが可能とな
る。
【0038】さらに請求項3記載の発明によれば、上記
請求項1記載の発明の構成に加えて、前記設定距離が、
車速の増大に応じて大となるように設定されるので、車
両の走行速度に応じたきめ細かな制御が可能となる。
【0039】さらに請求項4記載の発明によれば、上記
請求項1、2又は3記載の発明の構成に加えて、フィル
タからの切換信号出力に応じて報知作動する報知器を備
えるので、前方状況の変化を報知器でドライバに報知し
て、前方注意をドライバに促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両用距離測定装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】三角測量距離測定器におけるヘッドの構成を示
す図である。
【図3】三角測量距離測定器における両イメージセンサ
の撮像面を示す図である。
【図4】セレクタコントローラでの切換制御手順を示す
フローチャートである。
【図5】車速に応じた設定距離の変化を示す図である。
【符号の説明】
1・・・レーダー距離測定器 2・・・三角測量距離測定器 5・・・信頼度演算器 9・・・報知器としてのスピーカ 12・・・フィルタ 13・・・セレクタ14・・・セレクタコントローラ 171 ,172 ・・・イメージセンサ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 11/12 G01S 13/00 - 13/95

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両前方の対照物に向けての信号の送信
    ならびに該対照物からの反射信号の受信間の時間に基づ
    いて対照物までの距離を演算するレーダー距離測定器
    (1)と、間隔をあけて配置された一対のイメージセン
    サ(171 ,172 )の出力の相関計算から得られる視
    差に基づいて対照物までの距離を演算する三角測量距離
    測定器(2)とを備える車両用距離測定装置において、 レーダー距離測定器(1)の出力の変化率が距離増大側
    で設定値を超えるのに応じて切換信号を出力するフィル
    タ(12)と、 三角測量距離測定器(2)の測定信頼度を演算する信頼
    度演算器(5)と、レーダー距離測定器(1)で測定された距離と三角測量
    距離測定器(2)で測定された距離とを択一的に選択可
    能なセレクタ(13)と、 このセレクタ(13)の切換制御を行うセレクタコント
    ローラ(14)とを含み、 前記セレクタコントローラ(14)は、 フィルタ(1
    2)から切換信号が出力されるとともに信頼度演算器
    (5)で演算された測定信頼度が規定のレベルよりも高
    い状態で且つ三角測量距離測定器(2)の出力が設定距
    離未満のときには三角測量距離測定器(2)の出力を対
    照物までの距離として選択するが、フィルタ(12)か
    ら切換信号が出力されていない時にはレーダー距離測定
    器(1)の出力を対照物までの距離として選択すること
    を特徴とする、車両用距離測定装置。
  2. 【請求項2】 信頼度演算器(5)では、三角測量距離
    測定器(2)における両イメージセンサ(171 ,17
    2 )の出力の相関最大時の相関値、ならびにその前後の
    相関値変化に基づき測定信頼度が演算されることを特徴
    とする請求項1記載の車両用距離測定装置。
  3. 【請求項3】 前記設定距離が、車速の増大に応じて大
    となるように設定されることを特徴とする請求項1記載
    の車両用距離測定装置。
  4. 【請求項4】 前記フィルタ(12)からの切換信号出
    力に応じて報知作動する報知器(9)を備えることを特
    徴とする、請求項1、2又は3に記載の車両用距離測定
    装置。
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