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JPH1137752A - Distance detection device - Google Patents

Distance detection device

Info

Publication number
JPH1137752A
JPH1137752A JP20990297A JP20990297A JPH1137752A JP H1137752 A JPH1137752 A JP H1137752A JP 20990297 A JP20990297 A JP 20990297A JP 20990297 A JP20990297 A JP 20990297A JP H1137752 A JPH1137752 A JP H1137752A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
lens
image
vehicle
inter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20990297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Miki
修昭 三木
Masao Kawai
正夫 川合
Keiichi Kimura
圭一 木村
Tomoaki Ikeyama
智章 池山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin AW Co Ltd
Equos Research Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
Equos Research Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin AW Co Ltd, Equos Research Co Ltd filed Critical Aisin AW Co Ltd
Priority to JP20990297A priority Critical patent/JPH1137752A/en
Publication of JPH1137752A publication Critical patent/JPH1137752A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】車間距離のみならず、道路上の白線の位置認識
が可能であり、安価な距離検出装置を提供する。 【解決手段】レンズ11と、レンズ11で結像された被
測定物像を、CCD25a、25b上に結像させるセパ
レータレンズ24a、24bとを有し、CCD25a、
25b上における合焦状態での結像間隔l0と、被測定
物の結像間隔lとの差(l0−l)を電気的に検出し、
この差(l0−l)から、測定距離Lを算出する構成と
し、CCD25a、25bとセパレータレンズ24a、
24bを走査方向に直交する方向に複数配列し、1回の
走査で多数の箇所の距離検出を可能とした。
(57) [Summary] (With correction) [Problem] To provide an inexpensive distance detecting device capable of recognizing not only the distance between vehicles but also the position of a white line on a road. The device has a lens, and separator lenses for forming an image of an object to be measured formed by the lens on the CCDs.
The difference (l 0 −l) between the imaging interval l 0 in the focused state on 25b and the imaging interval l of the object to be measured is electrically detected,
The measurement distance L is calculated from the difference (l 0 −l), and the CCDs 25a and 25b, the separator lens 24a,
A plurality of 24b are arranged in a direction orthogonal to the scanning direction to enable distance detection of a large number of locations by one scanning.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、走行している車両
の車間距離を測定する距離検出手段に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance detecting means for measuring an inter-vehicle distance of a running vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】近未来のITS(intilligen
t transporlationsystem).A
HS(automatic highway syst
em)化を踏まえ、車両周辺状況の検出センサーの必要
性が高まり、各種のセンサーが提案され、実用化に向け
て、自動車メーカー、部品メーカーで検討が進んでい
る。その例を示すと、a.赤外レーザーレーダー、b.
ミリ波レーダー、c.画像認識、d.超音波センサー等
を用いた距離測定装置が提案されている。
2. Description of the Related Art The near future ITS (intilligen)
ttransportationsystem). A
HS (automatic highway system)
Based on em), the necessity of a sensor for detecting the surroundings of a vehicle has been increased, and various sensors have been proposed. Automakers and component manufacturers are studying for practical use. To show an example, a. Infrared laser radar, b.
Millimeter wave radar, c. Image recognition, d. A distance measuring device using an ultrasonic sensor or the like has been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、表1に示すよ
うにそれぞれに一長一短があり決め手のセンサーがない
というのが実状である。
However, as shown in Table 1, the fact is that each of them has advantages and disadvantages and there is no decisive sensor.

【0004】[0004]

【表1】 【table 1】

【0005】つまり、a.b.は距離計測には適してい
るが、レーン認識ができない。さらにa.は雨霧では使
えない。c.はレーンを認識でき、周囲の全貌を受ける
ことはできるが、前方の車や障害物の判断や距離の検出
が困難であり、さらに価格も、かなり高額になると考え
られる。d.は数十cmから数mの範囲では優れている
が走行中に必要な数mから数十mの範囲では使えない。
That is, a. b. Is suitable for distance measurement, but cannot recognize lanes. Further, a. Cannot be used in rainy fog. c. Can recognize the lane and receive the entire surroundings, but it is difficult to judge the car or obstacle ahead and to detect the distance, and the price is considered to be considerably high. d. Is excellent in the range of several tens cm to several meters, but cannot be used in the range of several meters to several tens of meters required during traveling.

【0006】以上の様なことから、複数のセンサーを組
合せて欠点を補う等の方法も検討されているが、システ
ムが複雑化することや、高価になってしまうなどの課題
を抱えている。
[0006] In view of the above, a method of compensating for a defect by combining a plurality of sensors has been studied. However, there are problems such as a complicated system and an increase in cost.

【0007】本発明は、以上のような問題に鑑みて提案
されたもので、安価で、かつ有効な検出距離を有し、レ
ーン認識が可能な車の距離検出装置を提供することを目
的としている。
The present invention has been proposed in view of the above problems, and has as its object to provide an inexpensive, effective detection distance, and a vehicle distance detection device capable of lane recognition. I have.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】以上のような目的は、以
下の本発明によって達成される。
The above objects are achieved by the present invention described below.

【0009】(1) 車に搭載される距離検出装置であ
って、被測定物を結像させるレンズと、前記レンズの光
軸に対して直交する方向に複数組配置され、前記レンズ
の結像を各々再結像する各々一体の結像レンズと、前記
の複数対の結像レンズに応じてそれぞれ設けられ、前記
結像レンズによる結像の間隔を検出する結像間距離検出
手段と、検出された結像間距離に基づき前記レンズから
被測定物までの距離を算出する距離算出手段とからなる
距離検出装置。
(1) A distance detecting device mounted on a vehicle, wherein a plurality of sets of lenses for imaging an object to be measured and a plurality of sets are arranged in a direction orthogonal to an optical axis of the lenses. An imaging lens for re-imaging each, an inter-imaging distance detecting means provided for each of the plurality of pairs of imaging lenses, for detecting an interval of imaging by the imaging lenses, And a distance calculating means for calculating a distance from the lens to the object to be measured based on the obtained inter-image distance.

【0010】(2) 前記結像間距離検出手段は、結像
レンズの結像位置を電気信号に変換する光電変換素子
と、結像位置から結像間距離を算出する間隔算出手段と
を有する上記(1)に記載の距離検出装置。
(2) The inter-image distance detecting means has a photoelectric conversion element for converting an image forming position of the image forming lens into an electric signal, and an interval calculating means for calculating an inter-image distance from the image forming position. The distance detection device according to the above (1).

【0011】(3) 前記結像レンズと前記光電変換素
子とを一体とした単体と、該単体を、前記結像レンズの
配置方向に対して直交する方向に走査させる走査駆動手
段を有する上記(2)に記載の距離検出装置。
(3) The image forming apparatus according to the above (1), further comprising: a single body in which the imaging lens and the photoelectric conversion element are integrated, and a scanning drive unit that scans the single body in a direction orthogonal to the arrangement direction of the imaging lens. The distance detection device according to 2).

【0012】(4) 前記距離算出手段は、前記結像の
色の相違を検出する色検出手段を有し、検出された色の
相違に基づき被測定物を特定し、前記特定された被測定
物の結像の結像間距離に基づき、前記レンズから被測定
物までの距離を算出することを特徴とする上記(1)な
いし(3)に記載の距離検出装置。
(4) The distance calculating means has a color detecting means for detecting a difference in color of the image, specifies an object to be measured based on the detected color difference, and The distance detecting device according to any one of (1) to (3), wherein a distance from the lens to the object to be measured is calculated based on an inter-image distance of an image of the object.

【0013】(5) 前記色検出手段及び前記結像間距
離検出手段は、同一の結像レンズを介した結像に基づい
て判断されることを特徴とする上記(4)に記載の距離
検出装置。
(5) The distance detection according to the above (4), wherein the color detection means and the inter-image distance detection means are determined based on an image formed through the same imaging lens. apparatus.

【0014】(6) 前記色検出手段は、結像の色の相
違により、道路の白線または黄色を判断することを特徴
とする上記(4)又は(5)に記載の距離検出装置。
(6) The distance detecting device according to the above (4) or (5), wherein the color detecting means judges a white line or a yellow color of the road based on a difference in color of an image.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下本発明の好適実施例について
添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、車に搭載
される距離測定装置であって、本発明である距離検出装
置1の光学系の要部を示す側面断面図である。光学系
は、鏡筒10と、鏡筒10の一端面に嵌合支持されたレ
ンズ11と、鏡筒10内に収容された、単体としてのセ
ンサーモジュール2とを有している。センサーモジュー
ル2は、レンズ11側から順に、フィルム等価面21、
視野マスク22、コンデンサレンズ23、絞りマスク2
6、結像レンズとしての一対のセパレータレンズ24
a、24b、光電変換素子としてのCCD(Charg
e Coupled Device)25が、レンズ1
1の光軸上にそれぞれ配置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing a main part of an optical system of a distance measuring device mounted on a vehicle, which is a distance detecting device 1 according to the present invention. The optical system includes a lens barrel 10, a lens 11 fitted and supported on one end face of the lens barrel 10, and a sensor module 2 housed in the lens barrel 10 as a single unit. The sensor module 2 includes, in order from the lens 11 side, a film equivalent surface 21,
Field mask 22, condenser lens 23, aperture mask 2
6. A pair of separator lenses 24 as imaging lenses
a, 24b, CCD (Charg) as photoelectric conversion element
e Coupled Device) 25 is the lens 1
They are arranged on one optical axis.

【0016】視野マスク22は、2つの結像レンズ24
a、24bを通った光束が、相互に干渉し合うことを防
止するものである。コンデンサレンズ23は、絞りマス
ク26の像をレンズ11の瞳面に投影することにより、
特定の絞りを通過した光束のみをCCD25a、25b
上へ結像させるためのものである。絞りマスク26は、
CCD25a、25bへ結像させる光束を規制するもの
である。セパレータレンズ24a、24bは、フィルム
等価面上の被写体像を2つに分けて、CCD上の基準部
25bと、参照部25aとにそれぞれ結像させるための
ものである。また、本実施形態のCCD25は、128
画素から構成され、CCD25a、25b上に結像され
た被写体を光電変換して画像情報に変える。また、12
8画素は、基準部用25bと参照部25a用の2つエリ
アに用途が分けられている。
The field mask 22 includes two imaging lenses 24.
This is to prevent the light beams passing through a and 24b from interfering with each other. The condenser lens 23 projects the image of the aperture mask 26 on the pupil plane of the lens 11,
Only the luminous flux that has passed through a specific aperture is CCD 25a, 25b
It is for imaging up. The aperture mask 26 is
This regulates the luminous flux formed on the CCDs 25a and 25b. The separator lenses 24a and 24b divide the subject image on the film equivalent surface into two parts and form them on the reference part 25b and the reference part 25a on the CCD, respectively. In addition, the CCD 25 of the present embodiment has 128 CCDs.
A subject formed of pixels and formed on the CCDs 25a and 25b is photoelectrically converted into image information. Also, 12
The use of the eight pixels is divided into two areas for the reference portion 25b and the reference portion 25a.

【0017】本発明の距離検出装置1は、上記セパレー
タレンズ24a、24b及びCCD25a、25bが、
上下方向に複数個配置されている。これによって、走査
方向に上下角を持たせることができ、装置1全体を上下
方向へ回転駆動させる駆動装置を設ける必要がなくな
る。
In the distance detecting apparatus 1 of the present invention, the separator lenses 24a and 24b and the CCDs 25a and 25b
A plurality are arranged vertically. Thus, a vertical angle can be provided in the scanning direction, and it is not necessary to provide a driving device for rotating the entire apparatus 1 in the vertical direction.

【0018】図2は、距離検出装置1の光学系の構成要
素の位置関係を示す斜視図及び側面図を示したものであ
る。図2に示されているように、セバレータレンズ24
a、24b及びCCD25a、25bは、本実施形態で
は、上下方向の走査角度β0、β1、β2、β3に応じ
て、上下方向(垂直方向)に4つ配置されている。
FIG. 2 is a perspective view and a side view showing the positional relationship of the components of the optical system of the distance detecting device 1. As shown in FIG. As shown in FIG.
In this embodiment, four CCDs a and 24b and four CCDs 25a and 25b are arranged in the vertical direction (vertical direction) according to the vertical scanning angles β0, β1, β2, and β3.

【0019】ここで、βは、水平方向に対する角度を示
し、β0は、水平方向を走査する角度、β1は、車両か
ら20m前方の路面を走査する場合の角度、β2は、車
両から10m前方の路面を走査する場合の角度、β3
は、車両から5m前方の路面を走査する場合の角度を示
しており、本実施形態では、これらの走査角度β0、β
1、β2、β3は予め決定されている。従って、CCD
0には、水平方向に位置する物体の像が結像し、CCD
1には車両から20m前方の路面の状態(例えば、白線
の有無など)が結像し、CCD2には車両から10m前
方の路面の状態が結像し、CCD3には車両から5m前
方の路面の状態が結像する。
Here, β indicates an angle with respect to the horizontal direction, β0 is an angle for scanning in the horizontal direction, β1 is an angle for scanning a road surface 20 m ahead of the vehicle, and β2 is an angle for scanning 10 m ahead of the vehicle. Angle when scanning the road surface, β3
Indicates the angle when scanning a road surface 5 m ahead of the vehicle, and in the present embodiment, these scanning angles β0, β
1, β2 and β3 are determined in advance. Therefore, CCD
At 0, the image of the object located in the horizontal direction is formed, and the CCD
1 forms an image of a road surface 20 m ahead of the vehicle (for example, the presence or absence of a white line), CCD2 forms an image of a road surface 10 m ahead of the vehicle, and CCD3 forms a road surface 5 m ahead of the vehicle. The state forms an image.

【0020】路面を見るCCD1〜CCD3の場合は、
路面が平坦という前提のもとで検出距離を限定できるの
で、その各々の距離に対応してセパレータレンズの焦点
距離や収差修正等のスペックを設定すればCCD上に鮮
明な画像を結像でき、白線の認識を確実にすることがで
きる。又、実際上の問題として路面には傾きがあった
り、センサーの製造誤差や取付誤差、搭載した車の高さ
や傾きも走行状態、乗車人員等によって常に変動してお
り、その様な場合にもピントのズレを最少限に抑えるこ
とができる。
In the case of CCD1 to CCD3 for viewing the road surface,
Since the detection distance can be limited on the premise that the road surface is flat, a clear image can be formed on the CCD by setting the specifications such as the focal length and aberration correction of the separator lens corresponding to each distance, The recognition of the white line can be ensured. Also, as a practical problem, there is a slope on the road surface, manufacturing error and mounting error of the sensor, height and tilt of the mounted car also constantly fluctuate depending on running conditions, passengers, etc. Defocus can be minimized.

【0021】以下、図3に基づいて被写体までの距離検
出の方法を説明する。レンズ11に関して、(1/L)
−(1/b)=1/f:式1が成り立つ、また、d=
(Fv/β)*(l0−l):式2が成り立つ。ここ
で、Lは被写体Sまでの距離、bはレンズ11から結像
点01までの距離、fは焦点距離、dはデフォーカス
量、Fvは所定の変数、γはセパレータレンズ24a、
24bの倍率、l0は合焦時における結像間隔、lはd
だけ前ピン時の結像間隔である。
Hereinafter, a method for detecting the distance to the subject will be described with reference to FIG. Regarding the lens 11, (1 / L)
-(1 / b) = 1 / f: Equation 1 holds, and d =
(Fv / β) * (l 0 −l): Equation 2 holds. Here, L is the distance to the subject S, b is the distance from the lens 11 to the imaging point 01, f is the focal length, d is the defocus amount, Fv is a predetermined variable, γ is the separator lens 24a,
The magnification of 24b, l 0 is the imaging interval at the time of focusing, and l is d
This is only the imaging interval at the time of front focus.

【0022】図3より、d=c−bとなり、これに式2
を代入すると、c−b=(Fv/γ)*(l0−l):式
3となる。また式1を変形すると、1/b=(1/L)
−(1/f):式4となり、式3,4より、L=1/
(1/f+1/(c−(Fv/γ)*(l0−l)))
となり、結像間隔l、l0から被写体までの距離Lが求
められる。
FIG. 3 shows that d = c−b.
Is substituted, c−b = (Fv / γ) * (l 0 −l): Expression 3. Also, by transforming Equation 1, 1 / b = (1 / L)
− (1 / f): Equation 4 is obtained, and from Equations 3 and 4, L = 1 /
(1 / f + 1 / (c− (Fv / γ) * (l 0 −l)))
Next, the imaging interval l, the distance L from l 0 to the subject is obtained.

【0023】一方、鏡筒10内に一体として構成された
距離検出単体は、図4に示されているように、左右方向
走査駆動手段31によって、車の走行方向に対して左右
方向に検出方向を変更することができ、この走査駆動手
段31内には、走査角度を検出するセンサが内蔵されて
いる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the distance detecting unit integrally formed in the lens barrel 10 is detected by the left-right scanning drive means 31 in the right-left direction with respect to the traveling direction of the vehicle. The scanning drive means 31 has a built-in sensor for detecting the scanning angle.

【0024】図4に示されているように、距離検出単体
において検出された、結像間隔lは、間隔算出手段41
において、算出されるとともに、この結像間隔に基づい
て被写体までの距離が検出される。また、色検出手段
は、CCD25a、25bと間隔算出手段によって構成
される。
As shown in FIG. 4, the image forming interval 1 detected by the distance detecting unit alone is calculated by the interval calculating means 41.
In the calculation, the distance to the subject is detected based on the image forming interval. The color detecting means is constituted by CCDs 25a and 25b and an interval calculating means.

【0025】結像間距離検出手段は、CCD25a、2
5bと間隔算出手段41とにより構成される。また、検
出方向変換手段42において、センサから入力された信
号により、走査角が算出され、例えば、図6に示されて
いるように、これらの走査角αと、検出された被写体ま
での距離L’によって、L’cosαより車両の進行方
向に平行な向きにおける距離Lが求められる。
The means for detecting the distance between the imagings includes CCDs 25a,
5b and the interval calculation means 41. In addition, in the detection direction conversion means 42, the scanning angles are calculated based on the signal input from the sensor. For example, as shown in FIG. 6, these scanning angles α and the distance L to the detected subject are calculated. ', A distance L in a direction parallel to the traveling direction of the vehicle is obtained from L'cosα.

【0026】このような計算は、中央処理装置43で行
なわれる。中央処理装置43において、検出された車両
間隔Lと走査方向αは、出力装置44によって、他の車
両システム5に出力され、他の車両制御等に用いられ
る。例えば、エンジン制御装置、変速段制御装置等のシ
ステム制御や、車間距離について注意を喚起する音声警
告装置等に供給される。
Such calculations are performed by the central processing unit 43. In the central processing unit 43, the detected vehicle interval L and scanning direction α are output to another vehicle system 5 by the output device 44 and used for other vehicle control and the like. For example, it is supplied to a system control such as an engine control device and a gear position control device, and a voice warning device for calling attention to an inter-vehicle distance.

【0027】以下、中央制御装置43の制御動作につい
て、図5に示されているフローチャート、図6及び図1
2に示されている模式図に基づいて説明する。最初にス
テップS1において、初期値等の関連データを読み込
む、具体的にはセンサー製造時や取付時等における調整
値等の個別のセンサーに個有のデータが挙げられる。
The control operation of the central control unit 43 will now be described with reference to the flowchart shown in FIG.
This will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG. First, in step S1, related data such as an initial value is read. Specifically, data unique to an individual sensor such as an adjustment value at the time of manufacturing or mounting the sensor is given.

【0028】ステップS3において、センサーを左から
右に走査し、CCD25による出力を得る。走査する範
囲(角度)は車速、混雑状況等により異なるものである
が、ここではαm=±20°として説明する。この1回
の走査により、上下に4つ配置された各CCD25から
それぞれ出力が得られる。CCD0からは、水平方向の
車間距離、CCD1からは、走査角度β1で走査した場
合の20m前方の路面状態、CCD2からは、走査角度
β2で走査した場合の10m前方の路面状態、CCD3
からは、走査角度β3で走査した場合の5m前方の路面
状態、をそれぞれ表すCCD出力が得られる。
In step S3, the sensor is scanned from left to right to obtain an output from the CCD 25. The scanning range (angle) varies depending on the vehicle speed, congestion status, and the like, but here, the description will be made assuming that αm = ± 20 °. By this one scan, outputs are obtained from the four CCDs 25 arranged vertically. From the CCD0, the distance between the vehicles in the horizontal direction, from the CCD1, the road surface condition 20 m ahead when scanned at the scan angle β1, from the CCD2, the road surface condition 10m ahead when scanned at the scan angle β2, CCD3
, CCD outputs representing the road surface state 5 m ahead when scanning at the scanning angle β3 are obtained.

【0029】そして、各CCD0〜CCD3毎に得られ
た出力をそれぞれ次のように処理し、最終的に車両シス
テムへ出力する(ステップS13)。水平方向に走査し
たCCD0の出力を処理する場合について説明すると、
CCD0上に表われる結像位置間隔lと走査方向αに対
応して、図7の様に出力される。図8に示されているl
とL’の関係を示すマップにより、L’が求められ、既
述のように、L=L’cosαにより、走査方向αと、
車間距離Lの関係が図9のように求められる(ステップ
S5)。このステップS5によって、距離算出手段とし
ての機能が発揮される。
Then, the outputs obtained for each of CCD0 to CCD3 are processed as follows, and finally output to the vehicle system (step S13). The case of processing the output of CCD0 scanned in the horizontal direction will be described.
Output is made as shown in FIG. 7 corresponding to the image forming position interval l appearing on the CCD 0 and the scanning direction α. L shown in FIG.
L ′ is obtained from a map indicating the relationship between L ′ and L ′, and as described above, L = L′ cosα, and the scanning direction α,
The relationship between the inter-vehicle distances L is obtained as shown in FIG. 9 (step S5). By this step S5, a function as a distance calculating means is exhibited.

【0030】次に、ステップS7において、Δt時間前
の車間距離L(t−Δt)を用いて相対車速ΔVを求め
る。つまり、Δt時間前からの車間距離Lの変化量[L
(t)−L(t−Δt)]をΔtで除することにより、
相対車速ΔVが図10に示される様に求められる。
Next, in step S7, the relative vehicle speed ΔV is obtained using the inter-vehicle distance L (t−Δt) before the time Δt. That is, the amount of change [L
(T) −L (t−Δt)] by Δt,
The relative vehicle speed ΔV is obtained as shown in FIG.

【0031】一方、CCD0の出力から、色の成分を検
出する(ステップS9)。ステップS9における検出値
には、光の明るさのみならず色成分の検出も行われる。
例えば、赤成分の検出や、白成分の検出が行なわれる。
色成分を判別する場合には、CCDの前に所定の色の光
を通すフィルターを装着する。例えば、赤を判別するた
めには、赤のフィルターを付ける。
On the other hand, a color component is detected from the output of the CCD 0 (step S9). The detection value in step S9 includes not only the brightness of the light but also the detection of the color component.
For example, detection of a red component and detection of a white component are performed.
When determining the color component, a filter that allows light of a predetermined color to pass is mounted in front of the CCD. For example, a red filter is attached to determine red.

【0032】次に、ステップS7で得られた相対速度
や、ステップS9で得られた色成分により、検出対象物
の判断を行う(ステップS11)。例えば、相対速度が
車速と同一であれば、停止している物体と判断でき、か
つ白成分が検出された場合には、ガードレールと判断す
ることもできる。或いは、赤成分が検出された場合に
は、車のテールランプと判断し、検出対象物は車と判断
することも可能である。つまり、各種色成分に応じて検
出対象物を特定することができる。さらに、相対速度も
併せて考慮することによって、さらに精度の高い判断が
可能となる。
Next, an object to be detected is determined based on the relative speed obtained in step S7 and the color components obtained in step S9 (step S11). For example, if the relative speed is the same as the vehicle speed, it can be determined that the object is stationary, and if a white component is detected, it can be determined that the object is a guardrail. Alternatively, when the red component is detected, it can be determined that the vehicle is a tail lamp of a vehicle, and the detection target can be determined to be a vehicle. That is, the detection target can be specified according to various color components. Further, by taking into account the relative speed, it is possible to make a more accurate determination.

【0033】上記の他、停止中の車、又は人、自転車、
ガードレール、ガケ等を判断することもできる。以上の
結果に基いて、得られた情報を車両システムに出力す
る。(ステップS13)。車両システムではこの情報に
基いて、例えば、次の様な制御を行なうことができる
(図6および図10参照)。
In addition to the above, a stopped car, a person, a bicycle,
Guardrails, debris, etc. can also be determined. Based on the above result, the obtained information is output to the vehicle system. (Step S13). In the vehicle system, for example, the following control can be performed based on this information (see FIGS. 6 and 10).

【0034】まず状況の判断であるが、B車は正面(α
B=0)前方を車間距離LBで走行中であり、危険車間
距離Lsに対し、余裕があるものの、A車(自車)が相
対車速−△VB(=VB−VA)で接近しており要注意
である。C車は追越車線を車間距離LC、相対車速△V
C(VC−VA)で離れつつあり、まずは安全である。
D車は相対車速△VD(=VD−VA) =−VA、即
ち、路肩に停車しており、距離もLDで近いので横を通
過するとき要注意である。
First, the judgment of the situation is as follows.
B = 0) The vehicle is traveling ahead with the inter-vehicle distance LB, and although there is room for the dangerous inter-vehicle distance Ls, the car A (own vehicle) is approaching at the relative vehicle speed−ΔVB (= VB−VA). Attention is needed. Car C is in the overtaking lane with the following distance LC, relative vehicle speed △ V
C (VC-VA) is moving away and it is safe first.
Vehicle D is at relative vehicle speed △ VD (= VD-VA) =-VA, that is, it is stopped at the shoulder of the road, and the distance is short by LD.

【0035】車両側では上記の判断に基いて、上記情報
より聴覚情報(音、声)、視覚表示(ランプ点灯、点
滅、言語表示等)によりドライバーに注意、さらに近づ
けば警告や警報音を発する。
On the vehicle side, based on the above judgment, the driver is alerted by auditory information (sound, voice) and visual display (lamp lighting, blinking, language display, etc.) from the above information, and emits a warning or warning sound when approached further. .

【0036】或いは、上記報知動作に加えて、または代
わりに、自動変速装置において、シフトダウンを行って
エンジンブレーキをかけ、減速の補助をすることもでき
る。報知動作において、エンジンブレーキによる減速が
行なわれることを知らせてから、シフトダウンによるエ
ンジンブレーキをかけることもできる。
Alternatively, in addition to or instead of the above-described notification operation, in the automatic transmission, downshifting may be performed to apply engine braking to assist in deceleration. In the notification operation, the engine brake may be applied by downshifting after notifying that deceleration by the engine brake is performed.

【0037】また、シフトダウンによるエンジンブレー
キだけではなく、自動的にフットブレーキをかける自動
ブレーキを作動させてもよい。さらには、自動的にステ
アリングを操作させる、自動ステアリングを作動させて
もよい。さらに、上記実施形態の他、状況に応じて、又
はシステムに応じて様々な方法が考えられる。
Further, not only the engine brake by downshifting but also an automatic brake for automatically applying a foot brake may be operated. Furthermore, automatic steering may be operated to automatically operate the steering. Furthermore, in addition to the above-described embodiment, various methods are conceivable depending on situations or systems.

【0038】次にCCD1〜CCD3の出力を処理する
場合について説明する。先ず、代表例としてCCD1の
出力に基づいて処理する場合を説明する。他のCCD2
〜CCD3の出力に基づく処理については、CCD1の
場合と同様であるので、説明を省略する。
Next, the case of processing the outputs of the CCD1 to CCD3 will be described. First, a case where processing is performed based on the output of the CCD 1 will be described as a representative example. Other CCD2
Processes based on the output of the CCD 3 are the same as those in the case of the CCD 1, and thus the description thereof is omitted.

【0039】白線の位置を検出する(ステップS15−
1)。白線認識の方法としては、画像処理により白線を
道路領域内の明るい部分と定義して、濃淡基準で判断す
る方法であるが、影や汚れ等により認識困難な場合も考
えられるので、本発明の実施形態では、エッジ基準で判
断している。
The position of the white line is detected (step S15-).
1). The white line recognition method is a method in which a white line is defined as a bright portion in a road area by image processing, and a determination is made based on a gray level. In the embodiment, the determination is made based on the edge reference.

【0040】図11では、2本の白線6を走査した場合
を示している。エッジとは、画像中の濃淡変化が十分大
きい部分、いわゆる輪郭線61、62のことで、影や汚
れによって濃淡の絶対量が変化しても影響が少ないとい
う利点がある。エッジには濃淡変化の傾きによって正負
の2種類が存在する。図11において、β1方向を左か
ら右に走査した場合で説明すると、左側白線の左端61
を走査する時にアスファルトの暗い部分から白線の明る
い部分に変わるため、正のエッジ63が検出できる。続
けて白線右端では、明るい部分から暗い部分に変わるた
め、負のエッジ64が検出される。
FIG. 11 shows a case where two white lines 6 are scanned. The edge is a part of the image where the change in shading is sufficiently large, that is, outlines 61 and 62, and has an advantage that even if the absolute amount of shading changes due to a shadow or dirt, the effect is small. There are two types of edges, positive and negative, depending on the gradient of the shading change. In FIG. 11, the case where the β1 direction is scanned from left to right will be described.
When scanning is performed, the dark portion of the asphalt changes from a dark portion to a bright portion of a white line, so that the positive edge 63 can be detected. Subsequently, at the right end of the white line, since the light portion changes from a bright portion to a dark portion, a negative edge 64 is detected.

【0041】このようにして、β1方向で、左右α方向
に対応して白線の位置が検出できる。さらに、右側に走
査していけば、右側の白線位置、角度αに対応して検出
できることになる。白線が検出された場合(ステップS
15−1:Y)には、ステップS17−1の判断に進
み、白線が検出されなかった場合(ステップS15−
1:N)には、リターンされる。
In this manner, the position of the white line can be detected in the β1 direction corresponding to the left and right α directions. Further, if scanning is performed to the right side, detection can be performed in accordance with the position of the white line on the right side and the angle α. When a white line is detected (step S
15-1: Y), the process proceeds to the determination in step S17-1, and if no white line is detected (step S15-
1: N) is returned.

【0042】次に、検出された白線の方向と、距離を算
出する(ステップS17−1)。距離計測は、白線によ
る受光強度を目安にしてステップS5と同様に行なわれ
る。以上の処理を、走査角度β1〜β3に対応したCC
D1〜CCD3の出力毎に行う。例えば、図12に示さ
れている模式図に基づいて説明すると、CCD1〜CC
D3の出力は、左右方向の走査角度α1〜α4における
走査線R1〜R4の交差点P11〜P14、P21〜P22、P31
〜P32について、図13(B)〜(D)に示されている
ように出力される。
Next, the direction and the distance of the detected white line are calculated (step S17-1). The distance measurement is performed in the same manner as in step S5, using the received light intensity by the white line as a guide. The above processing is performed for CCs corresponding to the scan angles β1 to β3.
This is performed for each output of D1 to CCD3. For example, referring to the schematic diagram shown in FIG.
The output of D3 is an intersection P 11 to P 14 of the scanning lines R 1 to R 4 in the lateral direction of the scan angle α1~α4, P 21 ~P 22, P 31
For to P 32, it is outputted as shown in FIG. 13 (B) ~ (D) .

【0043】上記出力から、自車の位置と、白線及び先
行車両Bの位置関係を検出する(ステップS19)。具
体的には、図14に示されているような位置関係を想定
する。先行車はαBの方向で距離LBであり、P32−P
22−P13のポイントの各方向と各距離から推定できる白
線ライン6bの曲がり具合、及びP31−P21−P12のポ
イントからも同様にもう一本の白線ライン6aの状態が
判定できる。この2本の状況から自車の走行レーンに対
する位置とレーンに対する方向もわかる。さらに先行車
Bも、自車と同一レーンを走行しているのか、別のレー
ンを走行しているのかが判断できることになる。
From the output, the position of the own vehicle and the positional relationship between the white line and the preceding vehicle B are detected (step S19). Specifically, a positional relationship as shown in FIG. 14 is assumed. The preceding vehicle has a distance LB in the direction of αB, and P 32 −P
22 -P 13 points curvature in each direction and white line 6b can be estimated from the distance, and P 31 -P 21 can be determined similarly to the other one of white lines 6a state from point -P 12. From these two situations, the position of the own vehicle with respect to the traveling lane and the direction with respect to the lane are also known. Further, it is possible to determine whether the preceding vehicle B is traveling on the same lane as the own vehicle or on another lane.

【0044】そして、この位置関係や方向を他の車両シ
ステムに供給する(ステップS13)。車両システムで
は、例えば次のような制御を行うことができる。自車が
走行レーンを外れる可能性があるか否かを判断し、外れ
る可能性が高いと予測した場合には、ドライバーに警告
を行うことができる。また、ブレーキ、ステアリング等
を自動化した自動運転車両の場合には、自動的にレーン
に戻すこともできる。
Then, the positional relationship and the direction are supplied to another vehicle system (step S13). In the vehicle system, for example, the following control can be performed. It is determined whether there is a possibility that the vehicle deviates from the driving lane, and if it is predicted that the vehicle is likely to deviate, the driver can be warned. In the case of an autonomous vehicle in which braking, steering, and the like are automated, the vehicle can automatically return to the lane.

【0045】特に本発明の距離検出装置1では、1回の
走査結果に基づいて、上記のような判断を行うことがで
きるので、走行環境の変化に敏感な車両制御が可能とな
り、特に、高速走行時においても迅速な制御動作を確保
することができる。
In particular, in the distance detecting apparatus 1 of the present invention, the above-described determination can be made based on the result of one scan, so that the vehicle control sensitive to the change of the traveling environment can be performed. Even during traveling, a quick control operation can be ensured.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明した本発明の距離検出装置によ
れば、従来より安価な装置で、車間距離などの被写体ま
での距離検出と、走行車線に対する車の位置検出の双方
を行うことができる。特に、結像の結像間距離を検出す
る結像間距離検出手段を、路面の前後方向の走査位置に
対応した位置にそれぞれ配置したので、装置全体を上下
に駆動させる構成を設けることなく、構造全体を簡単な
ものとすることができ、小型化、コスト低減を図ること
が可能となる。
According to the distance detecting apparatus of the present invention described above, it is possible to detect both the distance to the subject such as the inter-vehicle distance and the position of the vehicle with respect to the traveling lane by using an inexpensive apparatus. . In particular, since the inter-image distance detecting means for detecting the inter-image distance of the image is arranged at a position corresponding to the scanning position in the front-rear direction of the road surface, without providing a configuration for driving the entire apparatus up and down, The whole structure can be simplified, and downsizing and cost reduction can be achieved.

【0047】さらに、一回の走査で、前後方向に位置す
る走査箇所を同時に走査できるので、走行環境の変化に
敏感に対応した車両制御が可能となる。また、被測定物
の色強度に応じて、測定物の内容を判定する構成とする
ことによって、より精度の高い車両制御が可能となる。
Further, since a single scanning can scan the scanning positions located in the front-back direction at the same time, it is possible to control the vehicle sensitively to the change of the traveling environment. Further, by adopting a configuration in which the content of the measured object is determined according to the color intensity of the measured object, more accurate vehicle control can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光学系の構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an optical system according to the present invention.

【図2】本発明の光学系の構成を示す斜視図及び側面図
である。
FIG. 2 is a perspective view and a side view showing a configuration of an optical system according to the present invention.

【図3】本発明の光学系の要部を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a main part of the optical system of the present invention.

【図4】本発明の制御系の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a control system according to the present invention.

【図5】フローチャートである。FIG. 5 is a flowchart.

【図6】本発明の装置の走査方法を説明するための、車
間距離を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an inter-vehicle distance for explaining a scanning method of the apparatus of the present invention.

【図7】CCDによって検出された結像距離を示す説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an imaging distance detected by a CCD.

【図8】結像距離と被写体距離との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between an imaging distance and a subject distance.

【図9】結像距離に基づき求められた車間距離を示す説
明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an inter-vehicle distance obtained based on an imaging distance.

【図10】算出された相対速度を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a calculated relative speed.

【図11】白線を認識した状態を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which a white line is recognized.

【図12】本発明の装置の走査方法を説明するための、
車間距離を示す模式図である。
FIG. 12 illustrates a scanning method of the apparatus of the present invention.
It is a schematic diagram which shows the distance between vehicles.

【図13】各CCDの出力状態を示す参考図である。FIG. 13 is a reference diagram showing an output state of each CCD.

【図14】走査の結果得られた自車と先行車等との位置
関係を示す模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a positional relationship between a host vehicle and a preceding vehicle obtained as a result of scanning.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 距離検出装置 10 鏡筒 2 センサーモジュール 23 コンデンサレンズ 24 セパレータレンズ(結像レンズ) 25 CCD 43 中央処理装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Distance detection device 10 Lens tube 2 Sensor module 23 Condenser lens 24 Separator lens (imaging lens) 25 CCD 43 Central processing unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 圭一 東京都千代田区外神田2丁目19番12号 株 式会社エクォス・リサーチ内 (72)発明者 池山 智章 東京都千代田区外神田2丁目19番12号 株 式会社エクォス・リサーチ内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Keiichi Kimura Inventor Equos Research Co., Ltd. 2--19-12 Sotokanda, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Tomoaki Ikeyama 2--19 Sotokanda, Chiyoda-ku, Tokyo 12 Equos Research Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車に搭載される距離検出装置であって、 被測定物を結像させるレンズと、 前記レンズの光軸に対して直交する方向に複数組配置さ
れ、前記レンズの結像を各々再結像する各々一体の結像
レンズと、 前記の複数対の結像レンズに応じてそれぞれ設けられ、
前記結像レンズによる結像の間隔を検出する結像間距離
検出手段と、 検出された結像間距離に基づき前記レンズから被測定物
までの距離を算出する距離算出手段とからなる距離検出
装置。
1. A distance detecting device mounted on a vehicle, comprising: a lens for imaging an object to be measured; and a plurality of sets arranged in a direction orthogonal to an optical axis of the lens. An image forming lens for each re-imaging, and a plurality of image forming lenses,
A distance detecting device comprising: an inter-image distance detecting means for detecting an interval between images formed by the imaging lens; and a distance calculating means for calculating a distance from the lens to the object to be measured based on the detected inter-image distance. .
【請求項2】 前記結像間距離検出手段は、結像レンズ
の結像位置を電気信号に変換する光電変換素子と、結像
位置から結像間距離を算出する間隔算出手段とを有する
請求項1に記載の距離検出装置。
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein said inter-image distance detecting means includes a photoelectric conversion element for converting an image forming position of the image forming lens into an electric signal, and an interval calculating means for calculating an inter-image distance from the image forming position. Item 2. The distance detecting device according to Item 1.
【請求項3】 前記結像レンズと前記光電変換素子とを
一体とした単体と、該単体を、前記結像レンズの配置方
向に対して直交する方向に走査させる走査駆動手段を有
する請求項2に記載の距離検出装置。
3. The image forming apparatus according to claim 2, further comprising: a single unit in which the imaging lens and the photoelectric conversion element are integrated, and a scan driving unit that scans the single unit in a direction orthogonal to the arrangement direction of the imaging lens. 3. The distance detecting device according to 1.
【請求項4】 前記距離算出手段は、前記結像の色の相
違を検出する色検出手段を有し、検出された色の相違に
基づき被測定物を特定し、前記特定された被測定物の結
像の結像間距離に基づき、前記レンズから被測定物まで
の距離を算出することを特徴とする請求項1ないし3に
記載の距離検出装置。
4. The distance calculating means has a color detecting means for detecting a difference in color of the image, and specifies an object to be measured based on the detected color difference. The distance detecting apparatus according to claim 1, wherein a distance from the lens to the object to be measured is calculated based on an inter-image distance of the imaging.
【請求項5】 前記色検出手段及び前記結像間距離検出
手段は、同一の結像レンズを介した結像に基づいて判断
されることを特徴とする請求項4に記載の距離検出装
置。
5. The distance detecting apparatus according to claim 4, wherein said color detecting means and said inter-image distance detecting means are determined based on an image formed through the same image forming lens.
【請求項6】 前記色検出手段は、結像の色の相違によ
り、道路の白線または黄色を判断することを特徴とする
請求項4又は5に記載の距離検出装置。
6. The distance detecting apparatus according to claim 4, wherein said color detecting means determines a white line or a yellow color of the road based on a difference in image color.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017167126A (en) * 2016-03-14 2017-09-21 キヤノン株式会社 Range-finding device and moving body
JP2022001882A (en) * 2016-03-14 2022-01-06 キヤノン株式会社 Distance measuring device and movable body

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017167126A (en) * 2016-03-14 2017-09-21 キヤノン株式会社 Range-finding device and moving body
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US11808607B2 (en) 2016-03-14 2023-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Ranging apparatus and moving object capable of high-accuracy ranging

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