JPH04198711A - 距離検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、イメージセンサを用いた光学式の距離検出
装置に関し、特に走行する自車両の前方障害物あるいは
先行車までの距離を測定する車両用の距離検出装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来の距離検出装置は例えば特公昭６３−３８０５号公
報、特公昭６３−４６３６３号公報等に開示されたもの
があり、これらについて第５図を用いて説明する０図に
おいて、１．２は左右一対の光学系としてのレンズであ
り基線長しだけ離されて設置されている。３．４はイメ
ージセンサであり、レンズ１．２の焦点距離ｆの位置に
設置されている。

３０はイメージセンサ３，４から画像信号を入力し、対
象物３１までの距ＭＲを算出する信号処理装置である。

次に動作について説明する。対象物３１の像はレンズ１
．２を介してイメージセンサ３，４上に結像される。イ
メージセンサ３，４からはその光像に応じた画像信号が
出力され、信号処理装置３０に入力される。信号処理装
置３０はイメージセンサ３，４の一方の画像信号を基準
にして他方の画像信号を順次シフトしながら電気的に重
ね合わせ、上記一対の画像信号が最もよく一致した時の
シフト量！から三角測量の原理により対象物−Ｌ ３１までの距離ＲをＲ＝−７により演算する。

また、特公昭６３−１８１２２号公報には、イメージセ
ンサ上に結像した対象物の像の映像コントラストが不明
瞭な場合に、そのコントラストを明瞭にする為に、対象
物を照射する複数の発光素子を備えたものが開示されて
いる。

［発明が解決しようとする！Ｊｌｌｌ］従来の距離検出
装置は以上のように構成されているので、イメージセン
サの視野内に複数の対象物がある場合、どの対象物との
距離を測定しているのか不明確となる課題があった。特
に、距離検出装置を自車両に搭載し、走行中に先行車ま
での距離を距離検出装置により測定している時に、隣り
の車線を走行している他の先行車がイメージセンサの視
野内に入ってくると、距離検出装置がどちらの先行車と
の距離を検出しているのか運転者にとってわからない。

また、トンネル内や薄暮時で外光の明るさが距離測定に
とって不足する場合に、発光素子により先行車を照明す
ると先行車の乗員がその照明光により眩惑され、特に先
行車の運転者にとって運転の安全性の確保ができなくな
るなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、トンネル内や薄暮時でも先行車の乗員を眩惑さ
せることなく先行車を撮像して距Ｈ検出ができ、また、
イメージセンサの視野内に複数の対象物が入ってもどの
対象物までの距離を測定しているのかがわかるとともに
、その複数の対象物までの各距離をほぼ同時に測定する
ことができる距離検出装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の距離検出装置は、三角測量の原理を利用した
距離検出装置において、赤外線に感度を有するイメージ
センサと、イメージセンサにより撮像された一対の画像
の一方を表示する表示手段と、この画像に複数個のウィ
ンドウを設定するウィンドウ設定手段と、ウィンドウ内
の基準信号と他方の画像の画像信号と比較処理し、ウィ
ンドウ毎に捕えた対象勧進の距離を演算する距離演算手
段と、ウィンドウ内の対象物に赤外線を照射する赤外線
照射手段を設けたものである。

〔作　用〕

こめ発明における距離検出装置は、外光が少ない場合に
は、赤外ｖＡＮ射手段により先行車又は対向車の乗員を
眩惑させることなく自車両前方の対象物を赤外線照射し
、ウィンドウで囲まれ指定された対象物のイメージセン
サによる撮像を容易にし、距離演算手段により複数のウ
ィンドウ内のそれぞれの画像信号を基準信号として、対
応する画像信号の画像のずれ量をそれぞれ検知すること
によって三角測量の原理で各ウィンドウで指定された対
象物までの距離を演算する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による距離検出装置を走行する
自車両に搭載して先行車との車間距離を測定する場合の
一例を示す。第１図において、１，２は上下に基線長し
だけ離されて設置された一対の光学系を構成するレンズ
、３．４は下側のレンズ１．上側のレンズ２にそれぞれ
対応してレンズ１．２の焦点距離ｆだけ離れて配設され
た赤外線にも感度を有するイメージセンサ、５はレンズ
１．２の前方である自車両の前方を走行する対象物とし
ての先行車である。６，７はイメージセンサ３．４から
の画像信号をデジタル化するＡ／Ｄ　（アナログ／デジ
タル）変換器、８．９はＡ／Ｄ変換器６．７から出力さ
れるデジタル化された画像信号を格納するメモリ、１ｏ
はマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す、）で
ある。

１１は上側のイメージセンサ４により撮像された画像を
メモリ９から画像信号で受けたマイコン１０の制御によ
り表示する表示手段としての表示器、１２は距離測定の
先行車５を画像上で指定するためのウィンドウを設定す
るウィンドウ設定手段としてのウィンドウ設定装置であ
る。このウィンドウ設定装置１２により設定された複数
のウィンドウ１３，１４．１５．１６．１７は第２図に
示すように表示器１１の表示画面の所定部分に予め形成
されている。２４はハロゲンランプであり、該ランプか
ら照射された光は赤外線だけを透過する赤外線フィルタ
ー２５を通り、先行車５を赤外線で照射する。そして、
上記ハロゲンランプ２４で照明される上下方向の照射角
（Ｂ）は上記レンズ１．２によるイメージセンサ３，４
の視野角（Ａ）よりも小さく、上記複数のウィンドウ１
３．１４゜１５．１６．１７で囲まれた視野範囲を主に
照明するように構成されている。上記マイコン１０はウ
ィンドウ設定装置１２により設定されたウィンドウ内の
画像信号を基準信号としてメモリ９から。

入力し、これら基準信号のそれぞれに対応するメモリ８
内の各領域の画像信号をシフトさせながらそれぞれ比較
処理することにより、上記それぞれのウィンドウ毎に対
象物迄の距離を演算する距離演算手段を構成している。

第３図は表示器１１の一表示西面を示す説明図、第４図
はメモリ８，９内の画像とウィンドウとその比較領域を
示す説明図である。

次に第１図乃至第４図を参照して一実施例の動作を説明
する。先行車５は外光の状態に応じてハロゲンランプ２
４から赤外線フィルター２５を介して赤外線を照射又は
非照射される。この先行車５の像はレンズ１．２をそれ
ぞれ介してイメージセンサ３．４上に結像される。この
一対の両光像は、左右の相対的位置関係が同じで、上下
の相対的位置関係が異なる。イメージセンサ３．４から
出力される一対の画像信号はＡ／Ｄ変換器６．７により
デジタル化されてメモリ８．９にそれぞれ格納される。

この動作は一定のサンプリング周期をもって行なわれる
。マイコン１０は、メモリ９からの画像信号によりイメ
ージセンサ４が捕えた画像を表示器１１に表示させると
共に、ウィンドウ設定装置１２からの出力信号により縦
長のウィンドウ１３，１４．１５，１６．１７を横一列
にその画像に重ねて表示させる。

例えば上側のイメージセンサ４により撮像された自車両
前方の画像の中に第３図に示すように先行車５の像５ａ
が表示器１１に表示されたとする。

すると、マイコン１０は先行車像５ａを捕えているウィ
ンドウ１５内の画像に対応する画像信号をメモリ９から
読み出し、車間距離演算の基準画像信号とする。そして
、下側のイメージセンサ３による画像信号が記憶されて
いるメモリ８の領域中でウィンドウ１５に対応する領域
をマイコンｌＯが選択する０次に、マイコン１０は、上
記ウィンドウ１５内の基準画像信号に対してメモリ８内
の選択した領域の画像信号を１画素分ずつ順次シフトし
ながら上下の画像の画素毎の信号の差の絶対値の総和を
演算してゆく。すなわち、マイコン１０はウィンドウ１
５内の画像と最も整合する画像の位置をメモリ８の画像
の選択した領域から１画素分ずつ順次シフトしながら求
める。この時、演算に関与する領域は第４図に示すよう
にメモリ９内の画像信号による画像９ａ中のウィンドウ
１５内の基準画像に対してメモリ８内の画像信号による
画像８ａ中でウィンドウ１５の位置に対応する領域２０
である。この領域２０はウィンドウ１５と相対的に同じ
領域を含み、ウィンドウ１５の横幅と同じで上下方向−
杯に伸長させた部分である。従って、画素のシフトは画
像信号の差の絶対値の総和を求める毎に領域２０の列（
縦）方向に１画素分すなわち１行分ずつ順に行なわれる
。

上記のようにマイコンｌＯは、上下の画像の画像信号を
比較し、ウィンドウ１５内の画像信号と領域２０内でウ
ィンドウ１５の領域に匹敵する領域の画像信号とで各々
相対的に同じ位置関係にある画像信号の差の絶対値の総
和が最小になるときの画素のシフト量ｎを求める。そし
て、イメージセンサ３，４の画素のピッチをｐとし、先
行車像５ａに対応する先行車５までの距離をＲとすれば
、マイコン１０は下記ｉｌ１式に従って距＠Ｒを演算す
る。

ｆ−Ｌ Ｒ＝□　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
（１１ｎ′ｐ このようにして、ウィンドウ１５内に表示された先行車
５までの距離Ｒを測定することができる。

上記と同様にして、レンズ１．２によるイメージセンサ
３，４の視野内に隣りの車線を走行している他の先行車
が入ってきて、第３図に示すようにその先行車像２３が
ウィンドウ１７により捕えられる。すると、マイコンｌ
Ｏは、ウィンドウ１７内の画像信号を基準信号として、
メモリ９内の画像９ａのウィンドウ１７に対応するメモ
リ８内の画像の領域２２を選択し、この領域２２内でウ
ィンドウ１７内の画像と最も整合する画像の位置を求め
ることにより両画像のずれ量を画素数で求める。そして
、マイコン１０は上記（１１式により上記他の先行車と
自車両との車間距離を演算する。

マイコン１０は、距離の演算結果を、例えば表示器１１
の画面にウィンドウに対応させて表示させることにより
、運転者に知らせることができる。

このようにして、複数の先行車が走行している場合でも
、それぞれの先行車との車間距離をほぼ同時に知ること
ができる。

以上のように、表示器１１の画面内に設定されているウ
ィンドウ１３．１４．１５．１６．１７により捕えられ
た対象物は、第４図に示すようにこれらウィンドウのそ
れぞれに対応する領域１８゜１９．２０．２１．２２内
で画像比較され、ウィンドウ１３，１４，１５，１６．
１７毎に対象物までの距離を測定することができる。

なお、上記実施例では５個のウィンドウを設定したもの
を示したが、レンズによるイメージセンサの視野内の対
象物の大きさ、距離測定が必要な対象物の数等によりウ
ィンドウ数は任意に設定される。

また、ウィンドウの大きさ、形状も対象物の大きさ、形
状に応してそれぞれ任意に変えても良１．ｓ事は勿論言
うまでもない。

さらに、赤外線照射手段として〕＼ロゲンランフ。

２４と赤外線フィルター２５を組合せたものを示したカ
ベ要は可視光あるいは可視光の大部分を除いた赤外線を
照射できるものであればどのようなものでも良く、上記
実施例に限定されるものではない。

さらにまた、レンズとイメージセンサを上下に一対ずつ
設置したが、左右、斜めのように実質的に上下に設置し
ても上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればイメージセンサにより
撮像した一対の画像の一方に複数のウィンドウを設定し
、これらのウィンドウに捕えられた対象勧進の距離をそ
れぞれのウィンドウ内の画像に対応する一対の画像信号
で比較することにより三角測量の原理で測定するように
構成したので、複数の先行車が走行している場合でも、
それぞれの先行車との車間距離を検出できる効果がある
。

更に、複数のウィンドウに捕えられた先行車を照明する
赤外線照明手段を備え、イメージセンサに赤外線の感度
をもたせるようにしたので、先行車の乗員等を眩惑させ
ることなくトンネル内や薄暮時での先行車の撮像ができ
る効果がある。

また、赤外線を照射する範囲をイメージセンサの視野内
の一部分とすることにより赤外線照射手段を安価にしか
も小型化にすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による距離検出装置の構成
図、第２図は表示器の表示画面に設定された複数のウィ
ンドウを示す図、第３図はその表示画面内に先行車像が
入った状態を示す説明図、第４図は両メモリ内の画像を
示すと共に、各ウィンドウ内の基準画像と比較される画
像領域を示す説明図、第５図は従来の距離検出装置の構
成図である。 図中、ｔ、２・・・レンズ、３．４・・・イメージセン
サ、５・・・先行車、８．９・・・メモリ、１０・・・
マイコン、１１・・・表示器、１２・・・ウィンドウ設
定装置、１３．１４，１５，１６．１７・・・ウィンド
ウ、２４・・・ハロゲンランプ、２５・・・赤外線フィ
ルター。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第２図 １３〜Ｉ７；うイントウ 第３図 ５（＋、２３：先朽（−Ｌイ鴫−２ 第４図 ＋３　　１４　　１５　　　１６　　１７第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の光学系によりイメージセンサ上に対象物の像を一
   対にして結像し、該イメージセンサから得られる両画像
   の画像信号を比較し、両画像のずれ量を電気的に検出し
   て三角測量の原理で対象物までの距離を測定する距離検
   出装置において、上記イメージセンサにより撮像された
   両画像の一方を表示する表示手段と、この一方の画像の
   所定部分に複数個のウィンドウを設定するウィンドウ設
   定手段と、設定されたそれぞれのウィンドウ内の画像信
   号を基準信号とし、これらの基準信号のそれぞれに対応
   する他方の画像の画像信号と比較処理することにより、
   それぞれのウィンドウ毎に捕えた対象物迄の距離を演算
   する距離演算手段と、複数のウィンドウで囲まれた領域
   に対応する上記一対の光学系による上記イメージセンサ
   の視野内に赤外線を照射する赤外線照射手段とを備え、
   上記イメージセンサに赤外線に対する感度をもたせた事
   を特徴とする距離検出装置。