JPH1151645A

JPH1151645A - 車両用距離測定装置

Info

Publication number: JPH1151645A
Application number: JP21074997A
Authority: JP
Inventors: Akira Terauchi; 章寺内; Hiromitsu Yuhara; 博光湯原; Masakazu Saka; 雅和坂
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 1999-02-26
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JP3382518B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一対の光学系によりイメージセンサ上に結像し
た一対の画像のうちウインド内の画像信号を比較して両
画像の光軸からのずれ量を電気的に検出し、三角測量の
原理に基づく演算を前記ずれ量を用いて実行して対象物
までの距離を測定する車両用距離測定装置において、ピ
ッチングが生じたときの適切なウインド位置補正を可能
とし、対象物までの距離を正確に得ることができるよう
にする。【解決手段】自車のピッチング変化がピッチング変化検
出手段１１で直接または間接に検出され、ピッチング変
化検出手段１１が設定値を超えるピッチング変化を検出
するのに応じてウインドの上下位置がウインド位置補正
手段１４で実質的に補正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用距離測定装
置に関し、特に、一対の光学系と、それらの光学系から
の画像をそれぞれ結像せしめる一対のイメージセンサ
と、両イメージセンサ上に結像した一対の画像のウイン
ドを定めるウインド決定手段と、該ウインド決定手段で
定まるウインド内の画像信号を比較して両画像の光軸か
らのずれ量を検出する相関演算手段と、該相関演算手段
で得られたずれ量を用いて三角測量の原理に基づく演算
を実行して対象物までの距離を演算する距離演算手段と
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、かかる距離測定装置は、たとえば
特開平４−２１８７１５号公報等で既に知られており、
このものでは、図５で示すように、先行車両等の対象物
を囲む第１のウインドＷ１と、第１のウインドＷ１の近
傍上方位置の第２のウインドＷ２とが設定され、第１お
よび第２のウインドＷ１，Ｗ２の画像情報にそれぞれ基
づいて対象物までの距離をそれぞれ演算する距離演算手
段と、両距離演算手段で得られた距離情報に基づいて第
１のウインドＷ１の位置を補正する手段とを備え、自車
のピッチングが生じたときに補正された第１のウインド
Ｗ１の画像情報に基づいて対象物までの距離を得るよう
にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
第１のウインドＷ１の上方に、対象物の背景を含む画像
を得るための第２のウインドＷ２を設定し、第２のウイ
ンドＷ２の画像情報に基づく距離が第１のウインドＷ１
の画像情報に基づく距離よりも大きくなることを利用し
ているが、第２のウインドＷ２には、空などの不定形の
対象が入るので、距離演算誤差が大きくなって不適切な
ウインド位置補正が生じる可能性がある。また図６で示
すように、下向きのピッチングが生じた場合には、第１
のウインドＷ１に路面文字が入ってしまい、先行車両等
の対象物までの距離が実際よりも短くなってしまう可能
性もある。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、ピッチングが生じたときの適切なウインド位
置補正を可能とし、対象物までの距離を正確に得ること
ができ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、本発明は、一対の光学系と、それらの光学系からの
画像をそれぞれ結像せしめる一対のイメージセンサと、
両イメージセンサ上に結像した一対の画像のウインドを
定めるウインド決定手段と、該ウインド決定手段で定ま
るウインド内の画像信号を比較して両画像の光軸からの
ずれ量を検出する相関演算手段と、該相関演算手段で得
られたずれ量を用いて三角測量の原理に基づく演算を実
行して対象物までの距離を演算する距離演算手段とを備
える車両用距離測定装置において、自車のピッチング変
化を直接または間接に検出するピッチング変化検出手段
と、該ピッチング変化検出手段が設定値を超えるピッチ
ング変化を検出するのに応じてウインドの上下位置を実
質的に補正するウインド位置補正手段とを備えることを
ことを第１の特徴とする。

【０００６】このような第１の特徴の構成によれば、自
車のピッチングが生じたときに、対象物までの距離を得
るために設定されるウインドの上下位置が実質的に補正
されることになり、ピッチングが生じても対象物までの
距離を正確に測定することができる。

【０００７】また本発明は、一対の光学系と、それらの
光学系からの画像をそれぞれ結像せしめる一対のイメー
ジセンサと、両イメージセンサ上に結像した一対の画像
のウインドを定めるウインド決定手段と、該ウインド決
定手段で定まるウインド内の画像信号を比較して両画像
の光軸からのずれ量を検出する相関演算手段と、該相関
演算手段で得られたずれ量を用いて三角測量の原理に基
づく演算を実行して対象物までの距離を演算する距離演
算手段とを備える車両用距離測定装置において、前記距
離演算手段で得た距離データに基づいて対象物との相対
速度および相対加・減速度の少なくとも一方を求める相
対運動量演算手段と、該相対運動量演算手段で得た相対
速度および相対加・減速度の少なくとも一方が所定の条
件を満たすように変化したことをもって所定量以上のピ
ッチング変化が生じたと判定するピッチング判定手段
と、所定量以上のピッチング変化が生じたと前記ピッチ
ング判定手段が判定するのに応じてウインドの上下位置
を実質的に補正するウインド位置補正手段とを備えるこ
とを第２の特徴とする。

【０００８】この第２の特徴の構成によれば、車両のピ
ッチングが生じたときには、対象物との間の相対速度ま
たは相対加・減速度の変化量が大きくなるはずであり、
ピッチング判定手段において、相対速度および相対加・
減速度の少なくとも一方が所定の条件を満たすように変
化したことをもって所定量以上のピッチング変化が生じ
たと判定することができ、自車のピッチングが生じたと
ピッチング判定手段が判定したときに、対象物までの距
離を得るために設定されるウインドの上下位置が実質的
に補正されることになり、ピッチングが生じても対象物
までの距離を正確に測定することができる。

【０００９】上記第２の特徴におけるピッチング判定手
段の判定にあたっては、相対運動量演算手段で得た相対
速度の符号が反転したことをもって所定量以上のピッチ
ング変化が生じたと判定することが望ましく、また相対
運動量演算手段で得た相対加・減速度の絶対値が設定値
を超えたことをもって所定量以上のピッチング変化が生
じたと判定することが望ましい。

【００１０】

【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実施例に基づいて説明する。

【００１１】図１ないし図３は本発明の第１実施例を示
すものであり、図１は距離測定装置の構成を示すブロッ
ク図、図２は距離測定原理を説明するための図、図３は
ウインド配置を示す図である。

【００１２】先ず図１において、上下一対の撮像手段１
Ａ，１Ｂが、車両の車室内でたとえばフロントガラスの
後方側に配置されており、これらの撮像手段１Ａ，１Ｂ
で得られた先行車両等の対象物４の画像信号は、個別の
Ａ／Ｄ変換器５Ａ，５Ｂでデジタル信号に変換され、さ
らに個別の画像記憶手段６Ａ，６Ｂにそれぞれ記憶され
る。

【００１３】画像記憶手段６Ａ，６Ｂにストアされた画
像信号のうち、ウインド決定手段７で決定されたウイン
ドの画像信号だけが切出され、相関演算手段８において
相関演算が実行され、その相関演算結果に基づいて距離
演算手段９で対象物４までの距離Ｄが演算される。

【００１４】図２において、両撮像手段１Ａ，１Ｂは、
レンズを含む光学系２Ａ，２Ｂと、それらの光学系２
Ａ，２Ｂの焦点距離ｆだけ後方に配置されるイメージセ
ンサ３Ａ，３Ｂとでそれぞれ構成されるものであり、両
光学系２Ａ，２Ｂは、基線長ＢＬだけ上下に間隔をあけ
て配置される。

【００１５】このような撮像手段１Ａ，１Ｂによれば、
自車の前方に存在する先行車両等の対象物４が光学系２
Ａ，２Ｂによりイメージセンサ３Ａ，３Ｂ上に結像され
ることになるが、イメージセンサ３Ａ，３Ｂは、たとえ
ば多数の画素が二次元平面に分散された二次元のＣＣＤ
やＰＤである。

【００１６】各イメージセンサ３Ａ，３Ｂで得られた全
体画像中に、図３で示すように、ウインド決定手段７に
より単一のウインドＷが設定され、このウインドＷ内の
画像信号が画像記憶手段６Ａ，６Ｂから相関演算手段８
に入力され、両イメージセンサ３Ａ，３Ｂから得られた
輝度データの相関が最も一致する点でのシフト量ｎを得
るための演算が相関演算手段８で実行される。すなわち
両イメージセンサ３Ａ，３Ｂの画像の一方をシフトさせ
るか、両イメージセンサ３Ａ，３Ｂの画像の両方を交互
にシフトさせるようにして、両画像信号の引き算を実行
し、両画像データが最も一致したとき、すなわち相関値
が最小となったときのシフト量ｎを得る演算が相関演算
手段８で行なわれる。而して、前記シフト量ｎは、図２
で示すように、下方のイメージセンサ３Ａから得られた
画像信号の光学系２Ａの光軸からのずれ量ｎＡと、上方
のイメージセンサ３Ｂから得られた画像信号の光学系２
Ｂの光軸からのずれ量ｎＢとの和として得られることに
なる。また上記シフト量ｎの算出にあたって、イメージ
センサ３Ａ，３Ｂでの画素間の間隔により分解能が定ま
ってしまうので、分解能を向上するために前記間隔間の
補間を行なってシフト量ｎを補正するようにしてもよ
い。

【００１７】距離演算手段９では、三角測量法の原理に
基づく距離演算が実行されるものであり、対象物４まで
の距離Ｄは、Ｄ＝（ＢＬ×ｆ）／ｎとして距離演算手段９で得られることになる。この際、
イメージセンサ３Ａ，３Ｂの近傍に感温素子を配置して
おき、その感温素子で得た温度情報に基づいて距離Ｄの
補正を行なうようにしてもよい。

【００１８】距離演算手段９で得られた距離Ｄは、たと
えば先行車両等の対象物４に追随して自車を走行せしめ
るための車両走行制御装置１０等に入力される。

【００１９】自車のピッチング変化は、距離演算手段９
で得られた距離Ｄに基づいてピッチング変化検出手段１
１で間接的に検出されるものであり、該ピッチング変化
検出手段１１は、距離演算手段９で得た距離データに基
づいて対象物４との相対速度および相対加・減速度を求
める相対運動量演算手段１２と、該相対運動量演算手段
１２で得た相対速度および相対加・減速度がそれぞれ所
定の条件を満たしたことをもって所定量以上のピッチン
グ変化が生じたと判定するピッチング判定手段１３とを
備える。

【００２０】相対運動量演算手段１２では、相対速度
Ｖ、相対加・減速度Ａが、前回値に（ｎ−１）の添字を
付し、今回値に（ｎ）の添字を付すとともに、測定サン
プル周期をｔとしたときに、次の演算式Ｖ_n＝（Ｄ_n−Ｄ_n-1）／ｔＡ_n＝（Ｖ_n−Ｖ_n-1）／ｔでそれぞれ演算される。この相対運動量演算手段１２で
の演算時に差分演算だけの場合には、距離ノイズが拡大
される場合があるので、ローパスなどのフィルタ演算を
行なうようにしてもよい。

【００２１】ピッチング判定手段１３は、相対運動量演
算手段１２で得られた相対速度Ｖ_nおよび相対加・減速
度Ａ_nが、たとえば次の第１および第２条件にそれぞれ
合致することをもって所定量以上のピッチング変化が生
じたと判定するものである。

【００２２】第１条件：Ｖ_n×Ｖ_n-1＜０第２条件：｜Ａ_n｜＞判定値第１条件は、相対速度Ｖの符号が前回とは反転している
かどうかを判断するものであり、また第２条件は、相対
加・減速度Ａの絶対値が判定値を超えたかどうかを判断
するものであり、第１および第２条件がともに成立した
ときに、ウインドの下部に路面文字が含まれるようなピ
ッチングが自車に生じたとピッチング判定手段１３で判
定されることになる。

【００２３】所定量以上のピッチング変化が生じたとピ
ッチング判定手段１３で判定されたときに、ウインド決
定手段７による設定ウインドＷの位置がウインド位置補
正手段１４で補正されることになり、このウインド位置
補正手段１４は、ウインド位置補正演算手段１５と、該
ウインド位置補正演算手段１５で得られた補正値を記憶
する位置補正記憶手段１６とで構成される。

【００２４】ウインド位置補正演算手段１５では、補正
値Ｓが係数Ｇおよび相対加・減速度Ａ_nを用いて次の演
算式により演算される。

【００２５】Ｓ＝Ｇ×Ａ_n 該演算式において、係数Ｇの符号は、相対加・減速度Ａ
_nが対象物４の自車への近接方向に大きくなったときに
ウインドを上方位置に補正するように設定される。

【００２６】ウインド位置補正演算手段１５で演算され
た補正値Ｓは位置補正記憶手段１６に一旦記憶され、該
位置補正値記憶手段１６にストアされた補正値Ｓで、ウ
インド決定手段７で決定される次回のウインド位置が補
正されることになる。

【００２７】次にこの第１実施例の作用について説明す
ると、自車のピッチングが生じたときには、対象物４と
の間の相対速度Ｖおよび相対加・減速度Ａの変化量が大
きくなるはずであり、ピッチング判定手段１３におい
て、相対速度Ｖおよび相対加・減速度Ａが上記第１およ
び第２条件をそれぞれ満たすように変化したことをもっ
て所定量以上のピッチング変化が生じたと判定すること
ができる。

【００２８】自車にピッチングが生じたことがピッチン
グ変化検出手段１１で検出されたときに、ウインド決定
手段７で定まるウインドの位置が上方または下方に補正
されるので、ピッチングが生じたことに起因してウイン
ド内に路面文字が含まれること等による距離測定誤差が
生じるのを防止することができ、ピッチングが生じても
対象物４までの距離を正確に測定することができる。

【００２９】またウインド決定手段７での補正値Ｓは、
ウインド位置補正演算手段１５によりピッチングの程度
に応じて定められるものであり、ウインドを適正位置に
定めてより正確な距離測定を行なうことが可能となる。

【００３０】さらに１つのウインドでピッチングによる
位置ずれを補正することが可能であるので、複数ウイン
ドでの距離演算を行なうようにしていた従来のもの（特
開平４−２１８７１５号）と比べて演算時間を短縮する
ことができる。

【００３１】上記第１実施例では単一のウインドを用い
た距離測定装置について説明したが、図４で示す第２実
施例のように複数のウインドを用いた距離測定装置につ
いても本発明を適用可能である。

【００３２】図４では、複数のウインドのうち、たとえ
ば相関値の最小値と該最小値の前後の相関値との差が大
きい等により良好な相関が得られたウインド、あるいは
各ウインド毎に得られる距離の最小値や前回得られた対
象物４までの距離から一定距離までの範囲に入るウイン
ドが点描で示すように追尾ウインドＷ_P，Ｗ_P…として
定められるとともにそれらの追尾ウインドＷ_P，Ｗ_P…
の距離の平均値が対象物４までの距離として定められ、
追尾ウインドＷ_P，Ｗ_P…から得られる距離に基づく相
対加・減速度Ａ_n1と、係数Ｇ₁とに基づいて、補正値Ｓ
₁が、Ｓ₁＝Ｇ₁×Ａ_n1 として定められ、係数Ｇ₁の符号は、相対加・減速度Ａ
_n1が自車への近接方向に大きくなったときにウインドを
上方位置に補正するように設定される。

【００３３】一方、各追尾ウインドＷ_P，Ｗ_P…の下方
には斜線で示すように複数の路面検知ウインドＷ_R，Ｗ
_R…が設定されるものであり、これらの路面検知ウイン
ドＷ _R，Ｗ_R…の距離の平均値に基づく相対加・減速度
Ａ_n2と、係数Ｇ₂とに基づいて、補正値Ｓ₂が、Ｓ₂＝Ｇ₂×Ａ_n2 として定められ、係数Ｇ₂の符号は、上述の係数Ｇ₁と
は逆に、相対加・減速度Ａ_n2が自車への近接方向に大き
くなったときにウインドを下方位置に補正するように設
定される。

【００３４】而して自車のピッチングが検出されたとき
には、前記補正値Ｓ₁，Ｓ₂の平均値で追尾ウインドＷ
_P，Ｗ_P…の上下位置が補正される。これにより、各追
尾ウインドＷ_P，Ｗ_P…を路面検知ウインドＷ_R，Ｗ_R
…で検出した路面のすぐ上に来るように補正することが
可能になる。また前記補正値Ｓ₂で路面検知ウインドＷ
_R，Ｗ_R…の上下位置を補正するようにしてもよい。

【００３５】本発明のさらに他の実施例として、上記第
２実施例における追尾ウインドＷ_P，Ｗ_P…に基づいて
得られる相対速度をＶ_n1とし、追尾ウインドＷ_P，Ｗ_P
…および路面検知ウインドＷ_R，Ｗ_R…の相対速度をＶ
_Rnとし、｜Ｖ_n1−Ｖ_Rn｜＜一定値であったときに、路面検知ウインドＷ_R，Ｗ_R…に基づ
く相対速度が追尾ウインドＷ_P，Ｗ_P…に基づく相対速
度に近いことに基づいて自車に上向きのピッチングが生
じたことを判定し、追尾ウインドＷ_P，Ｗ_P…を下方側
に補正することも可能である。

【００３６】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。

【００３７】たとえば上記実施例では、ピッチング変化
検出手段１１が設定値を超えるピッチング変化を検出し
たときに、ウインド位置補正手段１４によりウインド決
定手段７によって定まるウインドの上下位置を補正する
ようにしたが、ウインド決定手段７によって定まるウイ
ンドの位置を一定に定めておくが、該ウインドの上部ま
たは下部の画像信号を無効化することによって、ウイン
ド位置を実質的に補正するようにすることも可能であ
る。また自車のピッチングを直接検出することも可能で
ある。さらに、距離演算手段９で得た距離データに基づ
いて対象物４との相対速度および相対加・減速度のいず
れか一方を相対運動量演算手段１２で求め、相対速度お
よび相対加・減速度のいずれか一方が所定の条件を満た
すように変化したことをもって所定量以上のピッチング
変化が生じたとピッチング判定手段１３で判定するよう
にしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上のように請求項１ないし４のいずれ
かに記載の発明によれば、自車のピッチングが生じたと
きに、対象物までの距離を得るために設定されるウイン
ドの上下位置を実質的に補正するようにし、ピッチング
が生じても対象物までの距離を正確に測定することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の距離測定装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】距離測定原理を説明するための図である。

【図３】ウインド配置を示す図である。

【図４】第２実施例のウインド配置を示す図である。

【図５】従来の技術のウインド配置を示す図である。

【図６】ピッチングによって生じる問題点を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

２Ａ，２Ｂ・・・光学系３Ａ，３Ｂ・・・イメージセンサ４・・・対象物７・・・ウインド決定手段８・・・相関演算手段９・・・距離演算手段１１・・・ピッチング変化検出手段１２・・・相対運動量演算手段１３・・・ピッチング判定手段１４・・・ウインド位置補正手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の光学系（２Ａ，２Ｂ）と、それら
の光学系（２Ａ，２Ｂ）からの画像をそれぞれ結像せし
める一対のイメージセンサ（３Ａ，３Ｂ）と、両イメー
ジセンサ（３Ａ，３Ｂ）上に結像した一対の画像のウイ
ンドを定めるウインド決定手段（７）と、該ウインド決
定手段（７）で定まるウインド内の画像信号を比較して
両画像の光軸からのずれ量を検出する相関演算手段
（８）と、該相関演算手段（８）で得られたずれ量を用
いて三角測量の原理に基づく演算を実行して対象物
（４）までの距離を演算する距離演算手段（９）とを備
える車両用距離測定装置において、自車のピッチング変
化を直接または間接に検出するピッチング変化検出手段
（１１）と、該ピッチング変化検出手段（１１）が設定
値を超えるピッチング変化を検出するのに応じてウイン
ドの上下位置を実質的に補正するウインド位置補正手段
（１４）とを備えることを特徴とする車両用距離測定装
置。
【請求項２】一対の光学系（２Ａ，２Ｂ）と、それら
の光学系（２Ａ，２Ｂ）からの画像をそれぞれ結像せし
める一対のイメージセンサ（３Ａ，３Ｂ）と、両イメー
ジセンサ（３Ａ，３Ｂ）上に結像した一対の画像のウイ
ンドを定めるウインド決定手段（７）と、該ウインド決
定手段（７）で定まるウインド内の画像信号を比較して
両画像の光軸からのずれ量を検出する相関演算手段
（８）と、該相関演算手段（８）で得られたずれ量を用
いて三角測量の原理に基づく演算を実行して対象物
（４）までの距離を演算する距離演算手段（９）とを備
える車両用距離測定装置において、前記距離演算手段
（９）で得た距離データに基づいて対象物（４）との相
対速度および相対加・減速度の少なくとも一方を求める
相対運動量演算手段（１２）と、該相対運動量演算手段
（１２）で得た相対速度および相対加・減速度の少なく
とも一方が所定の条件を満たすように変化したことをも
って所定量以上のピッチング変化が生じたと判定するピ
ッチング判定手段（１３）と、所定量以上のピッチング
変化が生じたと前記ピッチング判定手段（１３）が判定
するのに応じてウインドの上下位置を実質的に補正する
ウインド位置補正手段（１４）とを備えることを特徴と
する車両用距離測定装置。
【請求項３】前記ピッチング判定手段（１３）が、前
記相対運動量演算手段（１２）で得た相対速度の符号が
反転したことをもって所定量以上のピッチング変化が生
じたと判定すべく構成されることを特徴とする請求項２
記載の車両用距離測定装置。
【請求項４】前記ピッチング判定手段（１３）が、前
記相対運動量演算手段（１２）で得た相対加・減速度の
絶対値が設定値を超えたことをもって所定量以上のピッ
チング変化が生じたと判定すべく構成されることを特徴
とする請求項２記載の車両用距離測定装置。