JPH07332966A - 車両用距離計測装置 - Google Patents
車両用距離計測装置Info
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- JPH07332966A JPH07332966A JP6127294A JP12729494A JPH07332966A JP H07332966 A JPH07332966 A JP H07332966A JP 6127294 A JP6127294 A JP 6127294A JP 12729494 A JP12729494 A JP 12729494A JP H07332966 A JPH07332966 A JP H07332966A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
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- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/16—Anti-collision systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
Landscapes
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- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】他の障害物が周囲に存在する場合でも、先行車
両等を正確に捕らえ、誤り少なく距離を計測する。 【構成】イメージセンサで車両前方の画像を取り込み、
画像情報から距離を計測すべき前方車両等の目標物を抽
出し、目標物の方向へレーザ光を照射して距離を計測す
る。また、画像を取り込むイメージセンサをレーザ光受
光部として用い三角測量の原理で目標物までの距離を計
測する。
両等を正確に捕らえ、誤り少なく距離を計測する。 【構成】イメージセンサで車両前方の画像を取り込み、
画像情報から距離を計測すべき前方車両等の目標物を抽
出し、目標物の方向へレーザ光を照射して距離を計測す
る。また、画像を取り込むイメージセンサをレーザ光受
光部として用い三角測量の原理で目標物までの距離を計
測する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両用距離計測装置、特
にイメージセンサ等の撮像装置とレーダとを用いて対象
物までの距離を計測する装置に関する。
にイメージセンサ等の撮像装置とレーダとを用いて対象
物までの距離を計測する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、車両周囲の対象物、例えば先
行車両までの距離を計測し、この対象物への衝突を避け
ながら、あるいはこれらの対象物との距離を維持しつつ
車両を走行させるシステムが開発されている。このよう
な走行システムにおいては、対象物までの距離を様々な
環境条件の下でいかに高精度に計測するかが重要な課題
となっている。このため従来より、例えばイメージセン
サを２個を、ある基線長だけ離して配置し、三角測量の
原理で対象物までの距離を計測する装置があり、特開平
4−262500 等に開示されている。また一方、レーザ光や
電波を用いて、信号が対象物まで到達して反射され返っ
てくるまでの時間差を測定することで、対象物までの距
離や距離変化率を計測するレーダ装置が特公昭61−6349
等に開示されている。
行車両までの距離を計測し、この対象物への衝突を避け
ながら、あるいはこれらの対象物との距離を維持しつつ
車両を走行させるシステムが開発されている。このよう
な走行システムにおいては、対象物までの距離を様々な
環境条件の下でいかに高精度に計測するかが重要な課題
となっている。このため従来より、例えばイメージセン
サを２個を、ある基線長だけ離して配置し、三角測量の
原理で対象物までの距離を計測する装置があり、特開平
4−262500 等に開示されている。また一方、レーザ光や
電波を用いて、信号が対象物まで到達して反射され返っ
てくるまでの時間差を測定することで、対象物までの距
離や距離変化率を計測するレーダ装置が特公昭61−6349
等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
イメージセンサ２個を用いて三角測量の原理で対象物ま
での距離を計測する方式の場合、天候や時間帯やトンネ
ル等の影響で照明環境が大きく変化するときにイメージ
センサ出力から対象物を鮮明に抽出することが困難とな
り、そのため対象物までの距離の計測精度が劣化すると
いう問題点があった。また一方、光や電波を用いて対象
物までの到達時間差を計測するレーダ方式の場合、目標
とする対象物の他に他の車両やガードレール等の反射物
体が存在すると、どの反射物体から反射された信号を受
信して距離を計測しているのかわからないという問題が
あった。
イメージセンサ２個を用いて三角測量の原理で対象物ま
での距離を計測する方式の場合、天候や時間帯やトンネ
ル等の影響で照明環境が大きく変化するときにイメージ
センサ出力から対象物を鮮明に抽出することが困難とな
り、そのため対象物までの距離の計測精度が劣化すると
いう問題点があった。また一方、光や電波を用いて対象
物までの到達時間差を計測するレーダ方式の場合、目標
とする対象物の他に他の車両やガードレール等の反射物
体が存在すると、どの反射物体から反射された信号を受
信して距離を計測しているのかわからないという問題が
あった。
【０００４】本発明の目的は、車両用距離計測装置にお
いて、時々刻々変化する道路環境下においても先行車両
等の対象物までの距離を高精度に計測することが可能
で、さらに、他の障害物が周囲に存在する場合でも目標
とする対象物を正確に捕らえて距離の計測が可能な車両
用距離計測装置を提供することにある。
いて、時々刻々変化する道路環境下においても先行車両
等の対象物までの距離を高精度に計測することが可能
で、さらに、他の障害物が周囲に存在する場合でも目標
とする対象物を正確に捕らえて距離の計測が可能な車両
用距離計測装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、イメージセ
ンサ等の撮像装置で車両前方の画像を取り込み撮像し
て、画像情報の中から距離を計測すべき対象物を抽出
し、その対象物の方向へビームを絞ったレーザ光を照射
して距離を計測する手段と、照射したレーザ光を撮像装
置で受光し三角測量の原理で距離を計測する手段と、レ
ーザ光を広角のビームで照射してその反射光を撮像装置
で受光して距離を計測すべき対象物を決定し、その対象
物を中心にレーザ光が照射するようビーム幅を狭めて対
象物までの距離を計測する手段と、撮像装置で取り込ん
だ画像を運転者に表示して運転者が距離を計測すべき対
象物を指定し、その対象物へめがけてレーザ光を照射し
距離を計測する手段とを設けることを特徴とする車両用
距離計測装置によって達成できる。
ンサ等の撮像装置で車両前方の画像を取り込み撮像し
て、画像情報の中から距離を計測すべき対象物を抽出
し、その対象物の方向へビームを絞ったレーザ光を照射
して距離を計測する手段と、照射したレーザ光を撮像装
置で受光し三角測量の原理で距離を計測する手段と、レ
ーザ光を広角のビームで照射してその反射光を撮像装置
で受光して距離を計測すべき対象物を決定し、その対象
物を中心にレーザ光が照射するようビーム幅を狭めて対
象物までの距離を計測する手段と、撮像装置で取り込ん
だ画像を運転者に表示して運転者が距離を計測すべき対
象物を指定し、その対象物へめがけてレーザ光を照射し
距離を計測する手段とを設けることを特徴とする車両用
距離計測装置によって達成できる。
【０００６】
【作用】上記車両用距離計測装置は、撮像装置で取り込
んだ画像情報をもとにして距離を計測すべき対象を決定
し、その対象物へめがけてビームを絞ったレーザ光を照
射して対象物までの距離を計測するため、他の物体から
のレーザ光の反射を避けることができ、対象物を正確に
捕らえて高精度に対象物までの距離を計測することがで
きる。
んだ画像情報をもとにして距離を計測すべき対象を決定
し、その対象物へめがけてビームを絞ったレーザ光を照
射して対象物までの距離を計測するため、他の物体から
のレーザ光の反射を避けることができ、対象物を正確に
捕らえて高精度に対象物までの距離を計測することがで
きる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１から図１６を用
い説明する。
い説明する。
【０００８】図１は本発明装置の構成を示す図であり、
その処理フローを図２に示す。図１において、撮像装置
となるカメラ５は前方の画像を取り込み、車両抽出部７
は画像情報から前方にある目標車両２を抽出する。抽出
した目標車両の方向へ向け、送光方向制御部１からの信
号で、送光部３はビームを絞ったレーザ光を照射する。
目標車両２から反射される光を受光部４で受光し、目標
車両までの距離Ｒを計測する。画像表示部６に表示され
る画像例を図１では参考に示している。画像の中の目標
車両２へめがけ送光部３からビームを絞ったレーザ光を
照射し、返ってくる光を受光部４で受光する様子を模式
的に示している。以上の様に構成された車両用距離計測
装置における処理フローを図２で説明する。まずカメラ
５で取り込んだ前方の画像をステップ１００で取り込
む。ステップ１０１で距離を計測すべき対象物である目
標車両２を車両抽出部７で抽出する。このときに目標車
両が存在しないときはステップ１０２で判断後、画像の
取り込み処理１００に戻る。目標車両が存在する場合は
目標車両へめがけビームを絞ったレーザ光をステップ１
０３で照射し、反射光を受光して目標車両までの距離を
ステップ１０４で計測する。距離計測後ステップ１００
に戻り一連の処理を繰り返す。なお本実施例では目標車
両までの距離を計測するためにレーザ光を用いた例を示
しているが、他の光を用いる場合やビームを絞った電波
を用いる場合も同様に実現することができる。
その処理フローを図２に示す。図１において、撮像装置
となるカメラ５は前方の画像を取り込み、車両抽出部７
は画像情報から前方にある目標車両２を抽出する。抽出
した目標車両の方向へ向け、送光方向制御部１からの信
号で、送光部３はビームを絞ったレーザ光を照射する。
目標車両２から反射される光を受光部４で受光し、目標
車両までの距離Ｒを計測する。画像表示部６に表示され
る画像例を図１では参考に示している。画像の中の目標
車両２へめがけ送光部３からビームを絞ったレーザ光を
照射し、返ってくる光を受光部４で受光する様子を模式
的に示している。以上の様に構成された車両用距離計測
装置における処理フローを図２で説明する。まずカメラ
５で取り込んだ前方の画像をステップ１００で取り込
む。ステップ１０１で距離を計測すべき対象物である目
標車両２を車両抽出部７で抽出する。このときに目標車
両が存在しないときはステップ１０２で判断後、画像の
取り込み処理１００に戻る。目標車両が存在する場合は
目標車両へめがけビームを絞ったレーザ光をステップ１
０３で照射し、反射光を受光して目標車両までの距離を
ステップ１０４で計測する。距離計測後ステップ１００
に戻り一連の処理を繰り返す。なお本実施例では目標車
両までの距離を計測するためにレーザ光を用いた例を示
しているが、他の光を用いる場合やビームを絞った電波
を用いる場合も同様に実現することができる。
【０００９】次に図１と同一構成をとる他の処理フロー
につき図３を用いて説明する。ステップ１０２までは図
２と同様の処理である。ステップ１０３で目標車両へめ
がけビームを絞ったレーザ光を照射した後、ステップ１
０４で目標車両までの距離を計測する。前方車両と自車
の間の距離と距離の時間変化はある限られたものである
ことから、距離計測値が妥当であるかステップ１０５で
総合的に判断する。妥当であればレーザ光が目標車両に
正確に照射されているとみなしステップ１０３のレーザ
光照射からの処理を繰り返す。ステップ１０５で妥当で
ないと判断された場合はレーザ光が目標車両に照射され
ていないと判断し、ステップ１００に戻って画像を取り
込む処理から目標車両の抽出とレーザ光の照射を再び繰
り返す。次の実施例につき図４を用い説明する。図１，
図２で示した実施例と同様に、カメラ５内にあるイメー
ジセンサ１３を使って前方の画像を取り込み、距離を計
測すべき目標車両２を抽出する。その後目標車両２へ向
けて送光部３からレーザ光を照射する。送光部３内の送
光器１０から送り出されるレーザ光は、送信光学系１１
を通って送光される。送り出された光は目標車両２で反
射され、その反射光は受信光学系１２を通ってイメージ
センサ１３に結像される。このときイメージセンサ１３
では受信光学系１２の光学中心から結像部までの距離ｘ
を計測し信号処理部９へ出力する。信号処理部９では目
標車両２までの距離Ｒを、送信光学系１１の光学中心と
受信光学系１２の光学中心との距離である基線長Ｂと光
学系の焦点距離ｆとイメージセンサでの測定値ｘとか
ら、三角測量の原理で次式を用いて目標車両２までの距
離Ｒを算出する。
につき図３を用いて説明する。ステップ１０２までは図
２と同様の処理である。ステップ１０３で目標車両へめ
がけビームを絞ったレーザ光を照射した後、ステップ１
０４で目標車両までの距離を計測する。前方車両と自車
の間の距離と距離の時間変化はある限られたものである
ことから、距離計測値が妥当であるかステップ１０５で
総合的に判断する。妥当であればレーザ光が目標車両に
正確に照射されているとみなしステップ１０３のレーザ
光照射からの処理を繰り返す。ステップ１０５で妥当で
ないと判断された場合はレーザ光が目標車両に照射され
ていないと判断し、ステップ１００に戻って画像を取り
込む処理から目標車両の抽出とレーザ光の照射を再び繰
り返す。次の実施例につき図４を用い説明する。図１，
図２で示した実施例と同様に、カメラ５内にあるイメー
ジセンサ１３を使って前方の画像を取り込み、距離を計
測すべき目標車両２を抽出する。その後目標車両２へ向
けて送光部３からレーザ光を照射する。送光部３内の送
光器１０から送り出されるレーザ光は、送信光学系１１
を通って送光される。送り出された光は目標車両２で反
射され、その反射光は受信光学系１２を通ってイメージ
センサ１３に結像される。このときイメージセンサ１３
では受信光学系１２の光学中心から結像部までの距離ｘ
を計測し信号処理部９へ出力する。信号処理部９では目
標車両２までの距離Ｒを、送信光学系１１の光学中心と
受信光学系１２の光学中心との距離である基線長Ｂと光
学系の焦点距離ｆとイメージセンサでの測定値ｘとか
ら、三角測量の原理で次式を用いて目標車両２までの距
離Ｒを算出する。
【００１０】
【数１】
【００１１】例えばイメージセンサ１３にＣＣＤカメラ
を用いた場合、ＣＣＤカメラ受光部の画素間隔は通常十
数マイクロメートルであり、基線長Ｂを２０cm，焦点距
離を５cmとすると、距離Ｒは５０ｍ前方において約３ｍ
の分解能で計測可能となる。次の実施例につき図５及び
図６を用いて説明する。車両用距離計測装置の構成要素
は図４の実施例と同様であるが、図５においては送光器
１０が可動であり、送光器１０から送り出す光の方向を
自由に変えることができる。送光器１０から送り出され
た光は目標車両２で反射され、その反射光は受信光学系
１２を通ってイメージセンサ１３に結像される。このと
きイメージセンサ１３では受信光学系１２の光学中心か
ら結像部までの距離ｘ１を計測し信号処理部９へ出力す
る。また一方、送信光学系１１の光学中心から送光器１
０までの距離ｘ２を計測する。これらの計測値ｘ１，ｘ
２をもとに次式で目標車両２までの距離Ｒを算出する。
を用いた場合、ＣＣＤカメラ受光部の画素間隔は通常十
数マイクロメートルであり、基線長Ｂを２０cm，焦点距
離を５cmとすると、距離Ｒは５０ｍ前方において約３ｍ
の分解能で計測可能となる。次の実施例につき図５及び
図６を用いて説明する。車両用距離計測装置の構成要素
は図４の実施例と同様であるが、図５においては送光器
１０が可動であり、送光器１０から送り出す光の方向を
自由に変えることができる。送光器１０から送り出され
た光は目標車両２で反射され、その反射光は受信光学系
１２を通ってイメージセンサ１３に結像される。このと
きイメージセンサ１３では受信光学系１２の光学中心か
ら結像部までの距離ｘ１を計測し信号処理部９へ出力す
る。また一方、送信光学系１１の光学中心から送光器１
０までの距離ｘ２を計測する。これらの計測値ｘ１，ｘ
２をもとに次式で目標車両２までの距離Ｒを算出する。
【００１２】
【数２】
【００１３】このときＢは送信光学系１１の光学中心と
受信光学系１２の光学中心との距離である基線長であ
り、ｆは光学系の焦点距離である。また、図５に示した
送光器１０を可動とする場合のみでなく、送信光学系１
１を可動とする場合、またこれら送光器１０と送信光学
系１１の双方を可動とする場合も同様にして目標車両ま
での距離Ｒが計測できる。
受信光学系１２の光学中心との距離である基線長であ
り、ｆは光学系の焦点距離である。また、図５に示した
送光器１０を可動とする場合のみでなく、送信光学系１
１を可動とする場合、またこれら送光器１０と送信光学
系１１の双方を可動とする場合も同様にして目標車両ま
での距離Ｒが計測できる。
【００１４】また、図６にはイメージセンサ１３で取っ
た画像情報の例を表示している。画像情報から目標車両
２を認識し、送信光学系１１と送光器１０を含む送光部
３からビームを絞ったレーザ光を目標車両２へむけて照
射する。イメージセンサ１３で受光した画像では送光部
３から照射した光が目標車両上でのスポット光として認
識される。このスポット光の中心の位置を画像上でとら
え、受信光学系の中心からの距離を、水平方向距離Ｘｈ
と垂直方向距離Ｘｖとして計測する。これらの計測値を
もとにＸｈとＸｖの２乗和の平方根をとることで、数２
と同様の三角測量の方法を用い、目標車両２までの距離
を計測する。
た画像情報の例を表示している。画像情報から目標車両
２を認識し、送信光学系１１と送光器１０を含む送光部
３からビームを絞ったレーザ光を目標車両２へむけて照
射する。イメージセンサ１３で受光した画像では送光部
３から照射した光が目標車両上でのスポット光として認
識される。このスポット光の中心の位置を画像上でとら
え、受信光学系の中心からの距離を、水平方向距離Ｘｈ
と垂直方向距離Ｘｖとして計測する。これらの計測値を
もとにＸｈとＸｖの２乗和の平方根をとることで、数２
と同様の三角測量の方法を用い、目標車両２までの距離
を計測する。
【００１５】次の実施例につき図７を用いて説明する。
図１及び図４を用いて説明したような送光器１０とイメ
ージセンサ１３を使った車両用距離計測装置において、
送光器１０にたいし変調信号を変調信号発生器１４でく
わえ、その変調信号のタイミングに基づいて信号処理部
９にて信号処理を行う。例えば図７右下に示すように、
変調信号を時間的にＯＮ／ＯＦＦし、送光器１０から送
られる光の強さを変化させる。次にこの変調信号がＯＮ
になっている時間帯にイメージセンサ１３が取り込んだ
画像情報と、変調信号がＯＦＦになっている時間帯にイ
メージセンサ１３が取り込んだ画像情報とを、それぞれ
信号処理部９内の処理１及び処理２で比較して処理する
ことで、送光器１０から送った光信号が目標車両から反
射されてくる光とその他の背景光とを識別しながら、目
標車両２までの距離を計測する。
図１及び図４を用いて説明したような送光器１０とイメ
ージセンサ１３を使った車両用距離計測装置において、
送光器１０にたいし変調信号を変調信号発生器１４でく
わえ、その変調信号のタイミングに基づいて信号処理部
９にて信号処理を行う。例えば図７右下に示すように、
変調信号を時間的にＯＮ／ＯＦＦし、送光器１０から送
られる光の強さを変化させる。次にこの変調信号がＯＮ
になっている時間帯にイメージセンサ１３が取り込んだ
画像情報と、変調信号がＯＦＦになっている時間帯にイ
メージセンサ１３が取り込んだ画像情報とを、それぞれ
信号処理部９内の処理１及び処理２で比較して処理する
ことで、送光器１０から送った光信号が目標車両から反
射されてくる光とその他の背景光とを識別しながら、目
標車両２までの距離を計測する。
【００１６】次の実施例につき図８と図９を用いて説明
する。本実施例は図１を用いて述べた実施例に、スキャ
ニング範囲制御部３１をくわえ、光ビームをスキャニン
グするスキャニング送光部３０を持つ車両用距離計測装
置である。自車前方の目標車両２がどの方向に存在する
か不明のときはスキャニング範囲を広域とする。このと
き、スキャニング送光部３０から送光される光を利用し
て、その反射光をカメラ５で捕らえ、目標車両２の存在
を車両抽出部７で検出する。目標車両２の存在を検出し
た後は、スキャニング範囲制御部３１からの信号をもと
に、目標車両２が存在する範囲のみの狭い範囲でのスキ
ャニングをスキャニング送光部３０は行う。また、目標
車両が移動してゆくのに従い、目標車両２からの反射光
をカメラ５でとらえて車両抽出部７で抽出し、スキャニ
ング範囲制御部３１からスキャニング送光部３０へ指令
を出し、狭域スキャニングの方向を変化させ目標車両を
追跡する。本実施例の処理フローを図９に示す。まずス
テップ２００でレーザ光を広角に照射する。その反射光
をカメラ５で捕らえ車両抽出部７にてステップ201の目
標車両の認識及び抽出の処理を行う。目標車両の存在を
ステップ２０２で判断し、目標車両が存在しない場合は
ステップ２００に戻る。目標車両が存在する場合は、そ
の目標車両が存在する範囲のみの狭い範囲での光ビーム
のスキャニングをステップ２０３で行う。その後図３を
用いて説明したのと同様にステップ１０４にて距離を計
測し、ステップ１０５にて距離計測値の妥当性を判断す
る。距離計測値が妥当な場合はステップ２０３まで戻っ
て繰り返し、妥当でない場合はステップ２００から一連
の処理を繰り返す。
する。本実施例は図１を用いて述べた実施例に、スキャ
ニング範囲制御部３１をくわえ、光ビームをスキャニン
グするスキャニング送光部３０を持つ車両用距離計測装
置である。自車前方の目標車両２がどの方向に存在する
か不明のときはスキャニング範囲を広域とする。このと
き、スキャニング送光部３０から送光される光を利用し
て、その反射光をカメラ５で捕らえ、目標車両２の存在
を車両抽出部７で検出する。目標車両２の存在を検出し
た後は、スキャニング範囲制御部３１からの信号をもと
に、目標車両２が存在する範囲のみの狭い範囲でのスキ
ャニングをスキャニング送光部３０は行う。また、目標
車両が移動してゆくのに従い、目標車両２からの反射光
をカメラ５でとらえて車両抽出部７で抽出し、スキャニ
ング範囲制御部３１からスキャニング送光部３０へ指令
を出し、狭域スキャニングの方向を変化させ目標車両を
追跡する。本実施例の処理フローを図９に示す。まずス
テップ２００でレーザ光を広角に照射する。その反射光
をカメラ５で捕らえ車両抽出部７にてステップ201の目
標車両の認識及び抽出の処理を行う。目標車両の存在を
ステップ２０２で判断し、目標車両が存在しない場合は
ステップ２００に戻る。目標車両が存在する場合は、そ
の目標車両が存在する範囲のみの狭い範囲での光ビーム
のスキャニングをステップ２０３で行う。その後図３を
用いて説明したのと同様にステップ１０４にて距離を計
測し、ステップ１０５にて距離計測値の妥当性を判断す
る。距離計測値が妥当な場合はステップ２０３まで戻っ
て繰り返し、妥当でない場合はステップ２００から一連
の処理を繰り返す。
【００１７】次の実施例につき図１０と図１１を用いて
説明する。今まで述べてきたような車両用距離計測装置
において、車の振動によるブレを防ぐため、ビデオカメ
ラ等で使われている手ブレ防止機能を付加し、画像情報
から正確に目標を捕らえて距離計測を行う。図１０に示
した例では、機械式のブレ補正方法を示している。送光
部３と受光部４を組込んだユニット１８が縦方向と横方
向に自由に回転できるように特殊な支持機構１６で支持
されている。このユニット１７には、縦方向の振動の度
合いを検出する角度センサ２０と、横方向の振動の度合
いを検出する角度センサ１９と、縦方向に回転させるア
クチュエータ１７と横方向に回転させるアクチュエータ
１５がとりつけてある。送光部と受光部を含む車両用距
離計測装置に振動が生じると、２つの角度センサ１９と
２０が振動を検出し、そこから取り出した信号をもとに
アクチュエータ１５と１７を振動を打ち消す方向に動作
させ、送光部３から照射する光が車の振動にかかわらず
安定に照射されるよう、また、反射光が画像受光部に安
定に結像するように制御する。図１０では角度センサと
アクチュエータを２個ずつ設け、２軸方向の振動を打ち
消す機構を示しているが、角度センサとアクチュエータ
を追加し、３軸方向の振動を打ち消す機構も設けられ
る。
説明する。今まで述べてきたような車両用距離計測装置
において、車の振動によるブレを防ぐため、ビデオカメ
ラ等で使われている手ブレ防止機能を付加し、画像情報
から正確に目標を捕らえて距離計測を行う。図１０に示
した例では、機械式のブレ補正方法を示している。送光
部３と受光部４を組込んだユニット１８が縦方向と横方
向に自由に回転できるように特殊な支持機構１６で支持
されている。このユニット１７には、縦方向の振動の度
合いを検出する角度センサ２０と、横方向の振動の度合
いを検出する角度センサ１９と、縦方向に回転させるア
クチュエータ１７と横方向に回転させるアクチュエータ
１５がとりつけてある。送光部と受光部を含む車両用距
離計測装置に振動が生じると、２つの角度センサ１９と
２０が振動を検出し、そこから取り出した信号をもとに
アクチュエータ１５と１７を振動を打ち消す方向に動作
させ、送光部３から照射する光が車の振動にかかわらず
安定に照射されるよう、また、反射光が画像受光部に安
定に結像するように制御する。図１０では角度センサと
アクチュエータを２個ずつ設け、２軸方向の振動を打ち
消す機構を示しているが、角度センサとアクチュエータ
を追加し、３軸方向の振動を打ち消す機構も設けられ
る。
【００１８】次に図１１に示した例では、電子式のブレ
補正方法を示している。受光部４内のイメージセンサか
ら取り出す画素の領域を走査画素２２とし、走査画素の
まわりにその半分の画素数の余裕画素２１を配置し、こ
の走査画素の領域が駆動部２５からのコントロール信号
に応じて上下左右に自由に移動できるようにしておく。
受光部４から取り込んだ画像から画像ブレ検出部２３で
画像のブレを検出し、そのブレをキャンセルするように
走査画素領域制御部２４から信号を発生し、駆動部２５
からの信号で走査画素２２の領域を上下左右に移動さ
せ、安定した画像を取り出す。
補正方法を示している。受光部４内のイメージセンサか
ら取り出す画素の領域を走査画素２２とし、走査画素の
まわりにその半分の画素数の余裕画素２１を配置し、こ
の走査画素の領域が駆動部２５からのコントロール信号
に応じて上下左右に自由に移動できるようにしておく。
受光部４から取り込んだ画像から画像ブレ検出部２３で
画像のブレを検出し、そのブレをキャンセルするように
走査画素領域制御部２４から信号を発生し、駆動部２５
からの信号で走査画素２２の領域を上下左右に移動さ
せ、安定した画像を取り出す。
【００１９】次の実施例につき図１２を用い説明する。
送光部３から光を照射し、イメージセンサ１３で目標車
両２からの光を受光して距離を計測する装置において、
イメージセンサ１３を含む受光部を、ビデオカメラ等で
用いられているＴＴＬ（Through The Lens）方式のオー
トフォーカス機構つき受光部２６とする。目標車両２ま
での距離が近い場合でも遠い場合でも、オートフォーカ
ス機構によりイメージセンサ１３へ目標車両２のシャー
プな像を結像させる。また、オートフォーカス機構付き
受光部２６にズーミング機能を持たせ、目標車両２がイ
メージセンサ１３に結像する像の大きさを制御し、目標
車両２を正確に捕らえる。
送光部３から光を照射し、イメージセンサ１３で目標車
両２からの光を受光して距離を計測する装置において、
イメージセンサ１３を含む受光部を、ビデオカメラ等で
用いられているＴＴＬ（Through The Lens）方式のオー
トフォーカス機構つき受光部２６とする。目標車両２ま
での距離が近い場合でも遠い場合でも、オートフォーカ
ス機構によりイメージセンサ１３へ目標車両２のシャー
プな像を結像させる。また、オートフォーカス機構付き
受光部２６にズーミング機能を持たせ、目標車両２がイ
メージセンサ１３に結像する像の大きさを制御し、目標
車両２を正確に捕らえる。
【００２０】次の実施例につき図１３を用いて説明す
る。送光部３とイメージセンサ１３を用いた車両用距離
計測装置において、ある特定波長の光を照射する送光器
１０を使用し、受光部分に送光器１０が用いている光の
波長を良く通す光フィルタ２７をイメージセンサ１３の
前に設ける。また、図１３では光学的な光フィルタ２７
を設けた例を示しているが、光フィルタ２７を使用する
代わりに、送光器１０が使用する光の波長を敏感に検出
するデバイスを用いたイメージセンサ１３を使用する方
法もある。
る。送光部３とイメージセンサ１３を用いた車両用距離
計測装置において、ある特定波長の光を照射する送光器
１０を使用し、受光部分に送光器１０が用いている光の
波長を良く通す光フィルタ２７をイメージセンサ１３の
前に設ける。また、図１３では光学的な光フィルタ２７
を設けた例を示しているが、光フィルタ２７を使用する
代わりに、送光器１０が使用する光の波長を敏感に検出
するデバイスを用いたイメージセンサ１３を使用する方
法もある。
【００２１】次の実施例につき図１４及び図１５を用い
て説明する。図１４は本実施例の構成を示す図であり、
その処理フローを図１５に示す。図１４の構成は、図１
に示した実施例における画像表示部６の代わりにタッチ
パネル付き画面表示部２８を設けたものである。図１４
ではタッチパネル付き画面表示部の例を示しているが、
カーソルやマウス等の画面上の位置を指し示す機構を設
ける方法もある。本実施例では図１５に示すごとく、ま
ずステップ３００でカメラ５から前方の画像情報を取り
込む。つぎにステップ３０１においてタッチパネル付き
画面表示部２８へ取り込んだ画像をドライバに対し表示
する。ドライバは画面表示を見ながら距離を計測すべき
目標車両を選択しステップ３０２で入力する。タッチパ
ネル付き画面表示部２８でドライバから入力された信号
をもとに、ステップ１０１で距離を計測すべき目標車両
２を抽出し、ステップ１０３にてレーザ光を目標車両２
へ向け照射し、目標車両までの距離をステップ１０４に
て計測する。その後はステップ１００でカメラ５から画
像情報を取り込み、ステップ１０１へ戻って車両抽出部
７で自動的に目標車両２を抽出し、ステップ１０３と１
０４で距離の計測をおこなう処理を繰り返す。
て説明する。図１４は本実施例の構成を示す図であり、
その処理フローを図１５に示す。図１４の構成は、図１
に示した実施例における画像表示部６の代わりにタッチ
パネル付き画面表示部２８を設けたものである。図１４
ではタッチパネル付き画面表示部の例を示しているが、
カーソルやマウス等の画面上の位置を指し示す機構を設
ける方法もある。本実施例では図１５に示すごとく、ま
ずステップ３００でカメラ５から前方の画像情報を取り
込む。つぎにステップ３０１においてタッチパネル付き
画面表示部２８へ取り込んだ画像をドライバに対し表示
する。ドライバは画面表示を見ながら距離を計測すべき
目標車両を選択しステップ３０２で入力する。タッチパ
ネル付き画面表示部２８でドライバから入力された信号
をもとに、ステップ１０１で距離を計測すべき目標車両
２を抽出し、ステップ１０３にてレーザ光を目標車両２
へ向け照射し、目標車両までの距離をステップ１０４に
て計測する。その後はステップ１００でカメラ５から画
像情報を取り込み、ステップ１０１へ戻って車両抽出部
７で自動的に目標車両２を抽出し、ステップ１０３と１
０４で距離の計測をおこなう処理を繰り返す。
【００２２】図１４の構成の他の処理フローにつき図１
６を用い説明する。図１６のフローでは図１５のフロー
と比べステップ１０１の後にステップ３０３が追加され
ている。ステップ１０１で距離を計測すべき目標車両を
抽出した後、その目標車両がドライバに対し明確に分か
るように画面上の色を変えたり輪郭を強調するなどの手
段を用いて、ステップ３０３にてドライバに対し表示す
る。
６を用い説明する。図１６のフローでは図１５のフロー
と比べステップ１０１の後にステップ３０３が追加され
ている。ステップ１０１で距離を計測すべき目標車両を
抽出した後、その目標車両がドライバに対し明確に分か
るように画面上の色を変えたり輪郭を強調するなどの手
段を用いて、ステップ３０３にてドライバに対し表示す
る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イメージセンサで車両前方の画像を取り込み画像情報か
ら距離を計測すべき対象物を抽出してビームを絞ったレ
ーザ光を照射して距離を計測するため、他の障害物が周
囲に存在する場合でも目標車両を正確に捕らえて誤り少
なく高精度に対象物までの距離を計測することができ
る。
イメージセンサで車両前方の画像を取り込み画像情報か
ら距離を計測すべき対象物を抽出してビームを絞ったレ
ーザ光を照射して距離を計測するため、他の障害物が周
囲に存在する場合でも目標車両を正確に捕らえて誤り少
なく高精度に対象物までの距離を計測することができ
る。
【図１】車両用距離計測装置の一実施例の構成を示す図
である。
である。
【図２】図１の実施例における処理フローを示す図であ
る。
る。
【図３】図１の実施例における処理フローを示す図であ
る。
る。
【図４】車両用の距離計測方式を示す構成図である。
【図５】他の実施例となる車両用の距離計測方式を示す
構成図。
構成図。
【図６】他の実施例となる車両用の距離計測方式を示す
構成図。
構成図。
【図７】変調信号を用いる車両用距離計測方式の構成図
である。
である。
【図８】車両用距離計測装置の他の実施例の構成を示す
図である。
図である。
【図９】図８の実施例における処理フローを示す図であ
る。
る。
【図１０】車両用距離計測装置に機械的な振動防止機構
を設けた構成図である。
を設けた構成図である。
【図１１】車両用距離計測装置に電子的な振動防止機構
を設けた構成図である。
を設けた構成図である。
【図１２】オートフォーカス機構を持つ車両用の距離計
測方式の構成図である。
測方式の構成図である。
【図１３】受光部に光フィルタを持つ車両用の距離計測
方式の構成図である。
方式の構成図である。
【図１４】車両用距離計測装置の他の実施例の構成を示
す図である。
す図である。
【図１５】図１４における処理フローを示す図である。
【図１６】図１４における処理フローを示す図である。
１…送光方向制御部、２…目標車両、３…送光部、４…
受光部、５…カメラ、６…画像表示部、７…車両抽出
部、８…距離計測部、９…信号処理部、１０…送光器、
１１…送信光学系、１２…受信光学系、１３…イメージ
センサ、１４…変調信号発生器、１５，１７…アクチュ
エータ、１６…支持機構、１８…ユニット、１９，２０
…角度センサ、２１…余裕画素、２２…走査画素、２３
…画像ブレ検出部、２４…走査画素領域制御部、２５…
駆動部、２６…オートフォーカス機構付き受光部、２７
…光フィルタ、２８…タッチパネル付き画面表示部、３
０…スキャニング送光部、３１…スキャニング範囲制御
部。
受光部、５…カメラ、６…画像表示部、７…車両抽出
部、８…距離計測部、９…信号処理部、１０…送光器、
１１…送信光学系、１２…受信光学系、１３…イメージ
センサ、１４…変調信号発生器、１５，１７…アクチュ
エータ、１６…支持機構、１８…ユニット、１９，２０
…角度センサ、２１…余裕画素、２２…走査画素、２３
…画像ブレ検出部、２４…走査画素領域制御部、２５…
駆動部、２６…オートフォーカス機構付き受光部、２７
…光フィルタ、２８…タッチパネル付き画面表示部、３
０…スキャニング送光部、３１…スキャニング範囲制御
部。
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 Ｇ０１Ｓ 17/93 Ｇ０８Ｇ 1/16 (72)発明者 石井 潤一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (12)
- 【請求項１】車両周囲の画像を撮像する撮像装置と、画
像情報から距離を計測すべき目標車両を抽出する信号処
理部と、抽出した目標車両へ向けビームを絞ったレーザ
光を送光する送光部と、レーザ光の目標車両からの反射
を受光して距離を検出する距離検出部とを備えた車両用
距離計測装置。 - 【請求項２】請求項１の距離計測装置において、画像情
報から目標車両の抽出後、抽出した目標車両へ向けビー
ムを絞ったレーザ光を送光し、レーザ光の目標車両から
の反射を受光して距離を計測してその計測値の妥当性を
判断し、距離計測値が妥当な場合はレーザ光を送光する
処理から距離計測を繰り返し、距離計測値が妥当でない
と判断された場合は再び画像情報を取り込み目標車両を
抽出する処理から繰り返すことを特徴とする車両用距離
計測装置。 - 【請求項３】車両周囲の画像を撮像する撮像装置と、画
像情報から距離を計測すべき目標車両を抽出する信号処
理部と、抽出した目標車両へ向けビームを絞ったレーザ
光を送光する装置と、目標車両で反射されたレーザ光が
上記撮像装置に結像される箇所の受信光学系の実質的な
中心からの距離を計測する手段と、送信光学系と受信光
学系とイメージセンサ上の結像箇所とから目標車両まで
の距離を計測する手段とを備えた車両用距離計測装置。 - 【請求項４】請求項３の距離計測装置において、レーザ
光の送光方向を自由に変えることができる送光部を備え
る車両用距離計測装置。 - 【請求項５】請求項３の距離計測装置において、送光器
に対し任意の変調信号をくわえてレーザ光の強度や位相
を変化させ、その変調信号に基づいて上記撮像装置が撮
像した画像情報を処理し、レーザ光の反射光と他の背景
光を区別することを特徴とする車両用距離計測装置。 - 【請求項６】送光範囲の可変なレーザ光の送光装置を備
え、送光装置から広域に光を送光したときの反射光を撮
像装置で受光して目標車両を抽出する信号処理部と、レ
ーザ光の送光装置からビームを絞ったレーザ光を目標車
両へ向け送光して目標車両からのレーザ光の反射を受光
して目標車両までの距離を計測する装置とを備えること
を特徴とする車両用距離計測装置。 - 【請求項７】請求項１から請求項６の何れかにおいて、
レーザ光を送光及び受光するユニットに対し、支持機構
と，車体の振動を検出するセンサと，検出した振動を打
ち消すようなアクチュエータを設け、車体の振動に関わ
らず常に安定な方向へレーザ光を照射し反射光を受光し
て距離の計測を行う機構を設けることを特徴とする車両
用距離計測装置。 - 【請求項８】請求項７において、受光部のイメージセン
サ内の走査画素のまわりに余裕画素を配置して、走査画
素の領域が上下左右に自由に移動できる機構と、走査画
素で取り込んだ画像情報から画像ブレを検出する装置と
を設け、車体の振動による画像のブレを打ち消すように
イメージセンサの走査画素の領域を動かす制御機能を持
つことを特徴とする車両用距離計測装置。 - 【請求項９】請求項７または請求項８において、受光部
にオートフォーカス機構を設け、目標車両の像をイメー
ジセンサ上にピントを合わせて結像させることを特徴と
する車両用距離計測装置。 - 【請求項１０】請求項７から請求項９の何れかにおい
て、受光部内に、送光部から送り出す光の波長をよく通
過させる光学的フィルタを設けることを特徴とする車両
用距離計測装置。 - 【請求項１１】請求項７から請求項１０の何れかにおい
て、受光部に、送光部から送り出す光の波長を敏感に検
出するデバイスを使ったイメージセンサを設けることを
特徴とする車両用距離計測装置。 - 【請求項１２】カメラで取り込んだ画像をドライバに対
し表示する部分にタッチパネル等のドライバからの入力
手段を設け、カメラで取り込んだ画像から距離を計測す
べき目標車両をドライバが選択し、ドライバが選択した
目標車両に向けビームを絞ったレーザ光を送光し反射光
を受光して、目標車両までの距離を計測する車両用距離
計測装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12729494A JP3240835B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 車両用距離計測装置 |
| EP95108772A EP0686857A3 (en) | 1994-06-09 | 1995-06-07 | Distance measuring device for motor vehicles |
| US08/489,293 US5699149A (en) | 1994-06-09 | 1995-06-09 | Distance measurement apparatus for vehicle |
| KR1019950015201A KR100352423B1 (ko) | 1994-06-09 | 1995-06-09 | 차량용거리계측장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12729494A JP3240835B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 車両用距離計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332966A true JPH07332966A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3240835B2 JP3240835B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=14956408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12729494A Expired - Fee Related JP3240835B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 車両用距離計測装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5699149A (ja) |
| EP (1) | EP0686857A3 (ja) |
| JP (1) | JP3240835B2 (ja) |
| KR (1) | KR100352423B1 (ja) |
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