JPH06229759A - 画像を用いた前方車両の距離速度推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は前方車両までの距離、速度を推定す
る装置のコスト低減化に関する。 【構成】 前方車両との距離、速度を推定するために画
像を用いた前方車両の距離速度推定装置に、車両に搭載
された１台のカメラからの画像データに基づき前方車両
のリャビュー及び道路の形状の画像情報を抽出する画像
抽出部２１と、各種車両のリャビューの形状、車幅を事
前に記憶し、画像情報から得られた前方車両のリャビュ
ーの形状と比較し、一致した車両の幅を前方車両の幅と
して検出する前方車両幅検出部２２と、前方車両幅検出
部２２で得られた前方車両の幅、画像抽出部２１の画像
情報に基づき画像の横方向の全画素数、前方車両が画像
中に占める横方向画素数さらにカメラの水平画角を用い
て前方車両と距離及び速度を算出する距離速度算出部２
３とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は前方車両までの距離、速
度を推定する装置に関し、特に本発明では装置のコスト
低減化に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来このような分野の技術としてＦＭ−
ＣＷ（周波数変調−連続波）ミリ波レーダを用いるのが
ある。これは送信信号に周波数変調し周波数偏移幅を三
角波の繰り返しにし、反射波信号と送信信号とのビート
信号をとり、このビート信号を周波数分析しドプラ効果
を利用して、前方車両との距離、速度を求めるものであ
る。またカメラを用いるものがあり、これはカメラから
の画像を取り込み、画像を処理した画像情報から、例え
ば、２台のカメラを用いステレオ視による計測により前
方車両との距離、速度を求めるものがある。さらに単眼
カメラによる場合には、道路形状を利用して距離、速度
を測定するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
前方距離速度推定装置では、ＦＭ−ＣＷミリ波レーダに
よる場合にはコスト高であるという問題がある。またス
テレオ視によるカメラによる場合には精度は比較的高い
が高価であり、キャリブレーションが難しいという問題
がある。さらに単眼カメラによる場合には低廉である
が、精度が悪く、特にカーブや登り、下りでは使えない
という問題がある。

【０００４】したがって本発明は上記問題点に鑑みコス
トを低減できる画像を用いた前方車両の距離速度推定装
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】本発明は前記問題点を解
決するために、前方車両との距離、速度を推定するため
に画像を用いた前方車両の距離速度推定装置に、画像抽
出部、前方車両幅検出部及び距離速度算出部を設ける。
前記画像抽出部は車両に搭載された１台のカメラからの
画像データに基づき前方車両のリャビュー及び道路の形
状の画像情報を抽出するようにしてある。

【０００６】前記前方車両幅検出部は各種車両のリャビ
ューの形状、車幅を事前に記憶し、前記画像情報から得
られた前方車両のリャビューの形状と比較し、一致した
車両の幅を前方車両の幅として検出するようにしてあ
る。前記距離速度算出部は該前方車両幅検出部で得られ
た前方車両の幅、前記画像抽出部の画像情報に基づき画
像の横方向の全画素数、前方車両が画像中に占める横方
向画素数さらにカメラの水平画角を用いて前方車両と距
離及び速度を算出するようにしてある。

【０００７】また、前記前方車両検出部は幅が一定であ
る高速道路の幅と前方車両の幅の画素数比に基づき前方
の車両の幅を検出するようにしてもよい。

【０００８】

【作用】本発明の画像を用いた前方車両の距離速度推定
装置によれば、車両に搭載された１台のカメラからの画
像データに基づき前方車両のリャビュー及び道路の形状
の画像情報が抽出され、各種車両のリャビューの形状、
車幅が事前に記憶され、前記画像情報から得られた前方
車両のリャビューの形状と比較され、一致した車両の幅
が前方車両の幅として検出され、得られた前方車両の
幅、画像情報に基づき画像の横方向の全画素数、前方車
両が画像中に占める横方向画素数さらにカメラの水平画
角が用いられ前方車両と距離及び速度が算出されること
により、従来よりもコストを低減でき、簡単な計算で前
方車両との距離、速度が得られるようなった。さらに、
幅が一定である高速道路の幅と前方車両の幅の画素数比
に基づき前方の車両の幅が検出されることにより、高速
道路上のように道路幅が一定の場合には構成をより簡単
化できる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の実施例に係る画像を用いた前
方車両の距離速度推定装置の概略を示す図である。本図
に示す画像を用いた前方車両の距離速度推定装置は、車
両に搭載され、車両の前方で上部に設けられ前方車両を
一定の視野でのぞむ１台のカメラ１と、該カメラ１から
の画像データを取り込み該画像データに基づき前方車両
の距離速度を求める画像処理をおこなう画像処理部２を
具備する。なお、カメラ１は、例えば、固体撮像素子で
あるＣＣＤ（Charge Coupled Device)であり、画素単位
で情報が得られるものを用いる。

【００１０】図２は図１の画像処理部２の構成を示すブ
ロック図である。本図に示す画像処理部２は、カメラ１
からの画像データを取り込んで、道路形状、前方車両形
状の画像情報を抽出する画像抽出部２１と、該画像抽出
部２１により抽出された道路形状及び前方車両形状の画
像情報に基づき前方車両の幅を検出する前方車両幅検出
部２２と、前記画像抽出部２１により抽出された道路形
状及び前方車両形状の画像情報及び前記前方車両幅検出
部２２により検出された前方車両幅に基づき前方車両と
の距離、速度を算出する距離速度算出部２３を具備す
る。

【００１１】図３は図２の画像抽出部２１により抽出さ
れる道路形状及び前方車両形状の画像情報を説明する図
である。本図に示すように、前方車両幅検出部２１では
カメラ１からの画像データに基づき、既存のエッジ抽出
技術により道路の白線（レーン）、前方車両のリヤビュ
ーをそれぞれ画素単位で抽出した道路形状、前方車両の
形状の画像情報が求められる。ここに画像抽出部２１に
より抽出される画像の横方向の全画素数をＷとする。

【００１２】次に前記前方車両幅検出部２２には、前方
の車両幅を検出する方法には２種類あり、第１の方法で
は対応する車両の画像（リアビュー）に関する画像デー
タ、車幅を事前に例えば、各種の小型乗用車、大型乗用
車、各種トラック、各種バス保有し、これらの保有画像
データ、車幅と前記画像抽出部２１で抽出された画像
（リアビュー）との比較により前方の車両が特定され、
前方車両が特定されれば、その車両幅が自明であるの
で、前方の車両の幅が検出されることになる。

【００１３】第２の方法では、道路幅は、道路を高速道
路に限定すると、一車線の幅は３．５ｍ又は３．７５ｍ
で一定である。道路幅と車幅の画素数比により前方の車
両の幅を推定できる。この場合、対象とする道路を高速
道路として前記前方車両幅検出部２２の構成の簡単化を
図ることができる。この画素数の比較方法は後述のよう
に行われる。このようにして得られる前方の車両の幅を
αとする。

【００１４】図４は図１の距離速度算出部２３において
前方の距離、速度を算出する方法を説明する図である。
本図（ａ）では、自車のカメラ１からターゲット車（前
方車両）までの距離をｙ1 とし、距離ｙ1 先でのカメラ
１（ＣＣＤ）の全水平画幅をｘ1 とし、カメラ１の水平
画角をθ（カメラの仕様が決まれば一定）とし、ターゲ
ット車が画像中に占める横方向画素数をＰA とすると、
次式により距離ｙ1 が算出される。

【００１５】ｙ1 ＝１／２・×１・（ｔａｎθ／２）^-1 ＝（Ｗ・α／２ＰA ）（ｔａｎθ／２）^-1 図４（ｂ）では図（ａ）の自車及び前方の車両（ターゲ
ット車）の配置から単位時間ｕ後のそれらの配置が示さ
れている。この場合、前方車両との距離をｙ2、距離ｙ2
先でのカメラ１の全水平幅をｘ2 とし、 ｘ1 ＜ｘ2 、 ｙ1 ＜ｙ2 、 とすると、 ｙ1 ＝（Ｗ・α／２ＰA ）（ｔａｎθ／２）^-1 であり、速度は以下のようにして求まる。

【００１６】（ｙ2 −ｙ1 ）／ｕ＝（Ｗ・α／２）（１
／ＰA −１／ＰB ）（ｔａｎθ／２） したがって、簡単な計算で車両の速度と距離が高速に推
定できる。なお、道路のカーブでは精度が落ちるが、登
りや下りでも使用できることになる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
両に搭載された１台のカメラからの画像データに基づき
前方車両のリャビュー及び道路の形状の画像情報を抽出
し、各種車両のリャビューの形状、車幅を事前に記憶
し、画像情報から得られた前方車両のリャビューの形状
と比較し、一致した車両の幅を前方車両の幅として検出
し、得られた前方車両の幅、画像情報に基づく画像の横
方向の全画素数、前方車両が画像中に占める横方向画素
数さらにカメラの水平画角を用いて前方車両と距離及び
速度を算出するので、従来よりもコストを低減でき、簡
単な計算で前方車両との距離、速度を得ることができ
る。さらに、高速道路上のように道路幅が一定の場合に
は構成をより簡単化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る画像を用いた前方車両の
距離速度推定装置の概略を示す図である。

【図２】図１の画像処理部２の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】図２の画像抽出部２１により抽出される道路形
状及び前方車両形状の画像情報を説明刷る図である。

【図４】図１の距離速度算出部２３において前方の車両
との距離、速度を算出する方法を説明する図である。

【符号の説明】

１…カメラ ２…画像処理部 ２１…画像抽出部 ２２…前方車両幅検出部 ２３…距離速度算出部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方車両との距離、速度を推定するため
   に画像を用いた前方車両の距離速度推定装置であって、 車両に搭載された１台のカメラからの画像データに基づ
   き前方車両のリャビュー及び道路の形状の画像情報を抽
   出する画像抽出部（２１）と、 各種車両のリャビューの形状、車幅を事前に記憶し、前
   記画像情報から得られた前方車両のリャビューの形状と
   比較し、一致した車両の幅を前方車両の幅として検出す
   る前方車両幅検出部（２２）と、 該前方車両幅検出部（２２）で得られた前方車両の幅、
   前記画像抽出部（２１）の画像情報に基づき画像の横方
   向の全画素数、前方車両が画像中に占める横方向画素数
   さらにカメラの水平画角を用いて前方車両と距離及び速
   度を算出する距離速度算出部（２３）とを備えることを
   特徴とする画像を用いた前方車両の距離速度推定装置。
2. 【請求項２】 前記前方車両検出部（２２）では幅が一
   定である高速道路の幅と前方車両の幅の画素数比に基づ
   き前方の車両の幅を検出する請求項１記載の画像を用い
   た前方車両の距離速度推定装置。