JPH09133525A

JPH09133525A - 距離計測装置

Info

Publication number: JPH09133525A
Application number: JP29280095A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kikuchi; 哲郎菊地; Katsuyuki Imanishi; 勝之今西; Hiroyuki Kani; 博之可児
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-05-20
Anticipated expiration: 2015-11-10
Also published as: JP3617709B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光軸のずれを的確に修正し、高精度な距離計測
を行う。【解決手段】左右一対の撮像装置１Ａ，１Ｂより出力さ
れる自車両前方の画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２Ａ，２Ｂ
を介して距離計算器３に入力される。距離計算器３は、
左右画像の輝度情報から相関計算を行い、同相関計算に
より求めた視差から対象物までの距離を計測する。ま
た、距離計算器３は、画面全体の視差分布を作成すると
共に、画像内の無限遠点を基準対象物とすると共に視差
がゼロ近傍となる点を視差の標準値（視差＝０）とし
て、当該標準値近傍における視差分布の変化度合から視
差補正値（視差の偏差）を算出する。この視差補正値は
距離計測の補正値として用いられる。この場合、視差が
正の値から負の値に移行する領域で視差分布が急激に低
下する点を、その時の無限遠点に対応する視差とみなす
ようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、距離計測装置に
係り、詳しくは車両に搭載し、当該車両と障害物までの
距離を計測するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】距離計測装置として、左右２つの撮像装
置を用い、この撮像装置により得られた二つの画像から
同一対象物を対応させて当該対象物までの距離を計測す
る、いわゆる立体視法を利用した装置が提案されてい
る。かかる立体視法では、２つの異なる視点からの輝度
情報を用いて２つの輝度情報群の位置ずれ（視差）が求
められ、予め計測しておいた２視点間の距離、画角、輝
度情報数等より対象物までの距離が計測される。以下に
その詳細を説明する。

【０００３】図１７は、従来の一般的な立体視法に基づ
く距離計測装置の光学系の概略構成を示す平面図であ
る。図１７（ａ）に示す物体Ｍは、計測される対象物で
ある。距離計測装置には、２つの視点を形成するために
対象物Ｍに対向して２つのレンズ１１，１２が設けら
れ、この２つのレンズ１１，１２の後ろにそれらの光軸
Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ一致する撮像素子１３，１４が設
けられる。光軸Ｓ１，Ｓ２は互いに平行な位置関係にあ
る。撮像素子１３，１４は、例えば、ＣＣＤ（Charge C
oupled Device ）で構成される。

【０００４】ここで、図中の「Ｄｅ」はレンズ１１，１
２と対象物Ｍとの距離、「ｆ」はレンズ１１，１２の焦
点距離、「Ｚ１」，「Ｚ２」はそれぞれ対象物Ｍからレ
ンズ１１，１２を経て撮像素子１３，１４へ焦点を結ぶ
点と光軸Ｓ１，Ｓ２との距離、「Ｐ」は光軸Ｓ１，Ｓ２
間のピッチである。また、図１７（ｂ）は、図１７
（ａ）の一方の撮像装置を移動させ、両者の光軸を重ね
た状態にしたものである。図１７（ｂ）に示すように、
三角形ＡＢＣと三角形ＡＤＥは互いに相似形になり、
（Ｚ１＋Ｚ２）とＰとの比は、ｆとＤｅとの比と同じに
なる。式にすると、（Ｚ１＋Ｚ２）：Ｐ＝ｆ：Ｄｅとなり、これを変形すると、下記式が得られる。

【０００５】Ｄｅ＝Ｐ・ｆ／（Ｚ１＋Ｚ２）上式において、ピッチＰ，レンズ１１，１２の焦点距離
ｆが既知であるため、（Ｚ１＋Ｚ２）を求めれば、対象
物Ｍまでの距離Ｄｅが算出できることになる。ここで、
（Ｚ１＋Ｚ２）を求めるには、左右の画像中の対象物の
輝度値を少しずつずらしながら比較し、最も一致するず
らし量を該当の値とする。即ち、このずらし量が（Ｚ１
＋Ｚ２）に相当し、このずらし量（Ｚ１＋Ｚ２）を視差
という。

【０００６】また、この上式における「Ｚ１＋Ｚ２」を
「δ・Ｋ0 」に置き換えると、次式が得られる。Ｄｅ＝Ｐ・ｆ／（δ・Ｋ0 ）ここで、「δ」は画素数で表される視差である。また、
「Ｋ0 」は撮像素子１３，１４の単位画素数当たりの長
さであり、これは予め判っている数値である。従って、
「δ」が判れば、画面上の視差が求められる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記距離計
測装置においては、例えば経時変化や温度等の環境要因
から前記図１７の光軸Ｓ１，Ｓ２が初期の設定状態から
ずれ、距離の計測精度が低下してしまうという問題が生
じる。即ち、光軸Ｓ１，Ｓ２が平行に維持できない場
合、それは距離の計測誤差となる。従前の装置では、一
般的に光軸のずれを較正装置等を用いて機械的に修正す
るものもあるが、その修正は前記のような経時変化や環
境要因に十分に対応できるものではなく、かかる問題は
懸案事項となっていた。

【０００８】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、光軸のずれを
的確に修正し、高精度な距離計測を行うことができる距
離計測装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】先ず以て、本発明の距離
計測装置は、一定間隔を離して設けられ、対象物の画像
を得る一対の撮像手段と、各撮像手段の離間方向の視差
から対象物までの距離を求める距離計測手段とを備え
る。また、上記構成に加えて、基準対象物に対応する視
差の標準値を予め記憶しておき、前記基準対象物に対す
るその時々の視差と前記視差の標準値との偏差を算出す
る偏差算出手段と、前記偏差算手段により算出された偏
差を補正量として前記距離計測手段により求められる距
離を補正する距離補正手段とを併せ備える。

【００１０】要するに、本発明の距離計測装置における
立体視法では、一対の撮像手段の光軸を予め平行に設定
しておき、この光軸に基づいて対象物までの距離計測を
行うが、経時変化や温度要因等により光軸が初期設定か
らずれると、距離の計測精度が低下する。そこで、本発
明では上述の如く、視差の標準値とその時々の視差（例
えば、所定時間毎に算出され、更新される誤差）との偏
差を算出する。この偏差は光軸のずれ量に相当する。か
かる場合、前記視差の偏差を補正値として距離計測値を
補正することにより、撮像手段の光軸のずれによる距離
計測誤差が解消でき、計測精度の低下が防止できる。

【００１１】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の発明において、視差分布演算手段は、前記撮
像手段により得られる画像の視差分布を求める。また、
偏差算出手段は、画像内の無限遠点を基準対象物とする
と共に視差がゼロ近傍となる点を視差の標準値として、
当該標準値近傍における視差分布の変化度合から前記視
差の偏差を算出する。この場合、例えば請求項３に記載
したように、視差が正の値から負の値に移行する領域で
視差分布が急激に低下する点を、その時の無限遠点に対
応する視差とみなすようにしてもよい。なお、本明細書
における無限遠点とは、車両走行時において一般的に最
も多く存在する視点であって、自車両の前方を走行する
車両や道路上の立体障害物等を除く視点に相当する。

【００１２】つまり、野外で得られる画像には、無限遠
点に対応する視差が最も多く存在し、撮像手段の相互の
光軸が平行に保たれていればこの無限遠点に対応する視
差はゼロとなる。また、理論的には、無限遠点に対応す
る視差（＝ゼロ）よりも負側に視差が分布することはな
い。従って、視差がゼロ近傍の視差分布の変化度合から
光軸のずれ量に対応する視差の偏差を求めることがで
き、引いては撮像手段の光軸のずれを的確に補正して高
精度な距離計測を行うことができる。

【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項２又は
３に記載の発明において、前記視差分布演算手段は、視
差がゼロとなる点を含む特定範囲を視差分布の演算範囲
としている。この場合、無限遠点に対応する領域でのみ
視差の偏差（補正値）が演算され、光軸のずれを解消す
るために要する演算負荷を大幅に軽減することができ
る。

【００１４】また、請求項５に記載の発明では、請求項
１に記載の発明において、前記偏差算出手段は、画像内
における距離が既知の物体を基準対象物として、当該距
離が既知の物体に対応する視差の標準値と同物体に対応
するその時々の視差とから視差の偏差を算出する。この
場合、距離が既知の物体を基準として視差の偏差（補正
値）を求めることにより、上記各請求項と同様に光軸の
ずれを的確に補正し、高精度な距離計測を行うことがで
きる。

【００１５】なお、請求項５に記載の発明に関して、請
求項６に記載したように、距離が既知の物体を自車両の
一部とすれば、距離が既知の物体を簡便に設定すること
ができる。この場合、既知の距離が真の距離から狂うこ
とはない。また、請求項７に記載したように、偏差算出
手段は、前記距離が既知の物体に対応する視差の標準値
を含む特定範囲にて視差演算を行うことにより、演算負
荷を大幅に軽減することができる。

【００１６】さらに、請求項８に記載の発明では、請求
項１に記載の発明において、偏差算出手段の第１の手段
は、画像内の無限遠点を基準対象物とすると共に視差が
ゼロ近傍となる点を視差の標準値として、当該標準値近
傍における視差分布の変化度合から前記視差の偏差を算
出する。また、第２の手段は、画像内の距離が既知の物
体を基準対象物として、当該距離が既知の物体に対応す
る視差の標準値と同物体に対応するその時々の視差とか
ら視差の偏差を算出する。更新手段は、前記第１の手段
により算出された偏差及び前記第２の手段により算出さ
れた偏差の少なくともいずれか一方を選択的に用いて視
差の偏差を更新する。

【００１７】より具体的には、請求項９に記載した発明
において、更新手段は、前記第１の手段により算出され
た偏差と前記第２の手段により算出された偏差とのう
ち、更新前の偏差に近い方の値で偏差を更新する。ま
た、請求項１０に記載した発明において、更新手段は、
前記第１の手段により算出された偏差と前記第２の手段
により算出された偏差との中間値で偏差を更新する。

【００１８】つまり、かかる請求項８〜１０に記載の発
明では、２つの異なる手段にて算出された２つの偏差を
選択的に用いることで、より的確な補正値が求められ、
距離計測の精度を高めることができる。

【００１９】請求項１１に記載の発明では、請求項１〜
１０のいずれかに記載の発明において、偏差算出手段
は、前記基準対象物に対するその時々の視差と前記視差
の標準値との偏差を、補間計算を用いて画像の１画素未
満まで算出する。この場合、より精密な補正計算が可能
となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下、この発明を具体化した第１の
実施形態を図面に従って説明する。

【００２１】図１は、本実施形態の構成を示す概略図で
ある。同図において、撮像手段としての撮像装置１Ａ，
１Ｂは、前記図１７で説明した左右一対のレンズ及び撮
像素子を有し、自車両前方の画像信号を出力する。同撮
像装置１Ａ，１ＢにはＡ／Ｄ変換器２Ａ，２Ｂが接続さ
れ、同Ａ／Ｄ変換器２Ａ，２Ｂは前記画像信号を例えば
２５６階調の輝度値に変換する。Ａ／Ｄ変換器２Ａ，２
Ｂには、例えばマイクロコンピュータを中心に構成され
る距離計算器３が接続されている。距離計算器３は、左
右画像の輝度情報から相関計算を行うと共に、同計算に
よる相関値の最小値から視差を検出する視差検出部４
と、視差検出部４により検出された視差から対象物まで
の距離を計算する距離計算部５と、対象物までの距離が
自車両にとって危険域にあるか否かを判断する判断部６
とを備える。また、判断部６には、計測された距離、又
は障害物に対する警告等を表示する距離又は警告表示器
７が接続されている。

【００２２】なお、図１では、距離計算器３を機能ブロ
ック毎に図示したが、実際には各ブロックの処理はマイ
クロコンピュータによる演算処理にて一括して実施され
る。本実施形態では、距離計算器３により距離計測手
段、偏差算出手段、距離補正手段、視差分布演算手段が
構成されている。

【００２３】図２は、車両に搭載された距離計測装置に
おいて左右いずれかの撮像装置にて得られた画像を示
す。かかる画像について言えば、前記距離計算器３は、
例えば縦８画素×横８画素で構成される小領域（図２の
Ｂ１）を、視差が発生する方向に１ずつずらして相関値
Ｖ（ｉ）を算出する。

【００２４】より詳しくは、左右の二次元画像の輝度値
の並びを数列として扱い、それらを「ａm,n 」，「ｂm,
n 」として次式にて相関値Ｖ（ｉ）を計算する。

【００２５】

【数１】但し、「ｉ」はずらし量、「ｎ」は画像の画素番号、
「Ｗ」は領域の大きさ（この事例では８）である。本実
施形態では、右画像のデータを基準として、左画像のデ
ータを１画素ずつずらして、即ち「ｉ」を１つずつ増や
して相関値Ｖ（ｉ）を計算する。この相関値Ｖ（ｉ）の
計算結果に従い、同相関値Ｖ（ｉ）が最小値となる点の
ずらし量ｉが視差として求められる。同視差は、画面全
体で求められ、視差の分布はメモリ８に記憶されるよう
になっている。

【００２６】一方、左右一対の撮像装置１Ａ，１Ｂにお
ける光軸（図１７のＳ１，Ｓ２）の平行度にずれが生じ
ると、前述の如く求められる視差に誤りが生じ、引いて
は距離の計測精度が悪化する。そこで、本実施形態で
は、（イ）屋外で得られる画像には無限遠点とみなされ
る物体が最も多いこと、（ロ）光軸が平行度が保たれて
いれば、無限遠点とみなすことができる視差が「０」に
なること、（ハ）同じく、光軸が平行度が保たれていれ
ば、理論的には視差が負になることがないため、負側の
視差分布が急激に減少すること、に着目し、光軸のずれ
による視差の補正量を算出して、当該補正量を用いて距
離計測する。

【００２７】次に、本実施形態における距離計測手順を
図３，図４を用いて説明する。図３は、距離計測及び障
害物判断処理を示す概略フローであり、本処理は距離計
算器３により所定時間毎（例えば、０．２秒毎）に実行
される。また、図４は、視差補正量の算出処理を示す概
略フローであり、本処理は距離計算器３により例えば１
時間毎に割り込みにて実行される。

【００２８】さて、図３の処理がスタートすると、先ず
ステップ１０１では、画面全体で視差の分布をとり、続
くステップ１０２では、視差分布を距離計算器３内のメ
モリ８に記憶する。

【００２９】ステップ１０３では、光軸のずれによる視
差補正を行うための視差補正値ＦＡを読み込む。ここ
で、視差補正値ＦＡは、図４に示す割り込み処理にて求
められるものであり、同割り込み処理を説明する。即
ち、図４において、ステップ２０１では、前記視差分布
情報から視差のヒストグラムを作成し、続くステップ２
０２では、同ヒストグラムから補正をすべき視差を求め
る。

【００３０】これを図５，図６のヒストグラムを用いて
具体的に説明する。なお、図５は、光軸のずれがない状
態でのヒストグラムを示し、図６は光軸のずれがある状
態でのヒストグラムを示す。つまり、光軸のずれがない
状態では、図５に示す如く点Ｇ（視差＝０）での頻度が
最も多くなり、それよりも負側で急激が減少している。
この点Ｇは無限遠点の視差（視差の標準値）に相当す
る。また、光軸にずれが生じると、例えば図６に示す如
く視差のヒストグラムが総じて負側にずれる。この光軸
がずれた状態では、図６の点Ｈが無限遠点の視差に相当
する。これら点Ｇ，点Ｈの視差の偏差が「視差補正値Ｆ
Ａ」となる。

【００３１】なお、補間計算により視差補正値ＦＡを算
出する場合には、次の手順に従う。即ち、図７に示すよ
うに、視差＝０付近で頻度が最大を示した点Ｈの前後の
点Ｉ，Ｊでは、頻度はＩ＜Ｊであるから、点Ｈと点Ｉと
を通る直線Ｌ１を引く。次に、垂線に対して直線Ｌ１と
対称で且つ点Ｊを通る直線Ｌ２を引き、これら直線Ｌ
１，Ｌ２の交点Ｋを求める。こうして求められた点Ｋが
補間による視差に相当し、点Ｋと前記点Ｇとの視差の偏
差が「視差補正値ＦＡ」となる。

【００３２】上記の通り視差補正値ＦＡが求められた
後、図４のステップ２０３では、視差補正値ＦＡを今回
値として更新し、本処理を終了する。また、図３の処理
に戻り、ステップ１０４では、撮像装置１Ａ，１Ｂから
得られた差分画像に基づいて、自車両の前方における車
両や電柱等の立体物と路面標識等の平面の情報とを識別
し、そのうち立体物を障害物とみなして当該障害物まで
の距離を次式を用いて算出する。

【００３３】Ｄｅ＝Ｐ・ｆ／｛（δ＋ＦＡ）・Ｋ0 ｝ここで、既述した通り「δ」は画素数で表される視差で
あり、「Ｋ0 」は撮像素子の単位画素数当たりの長さで
ある。

【００３４】ステップ１０５では、前回計測された距離
と今回計測された距離との比較から障害物との相対速度
を算出し、続くステップ１０６では、自車両の車速を求
める。その後、ステップ１０７では、障害物までの距離
（車間距離）と相対速度と自車両の速度（自車速）とか
ら今現在の走行状態の危険度を判断し、続くステップ１
０８では、前記判断された危険度から今現在が危険走行
であるか否かを判別する。この危険度の判断は、例えば
図８の関係に基づいて行われ、図８の警報領域にあれば
危険走行の旨が判別される。危険走行と判別された場
合、ステップ１０９では警報が発せられる。

【００３５】以上詳述したように本実施形態では、画像
内の無限遠点を基準対象物とすると共に視差がゼロ近傍
となる点を視差の標準値（視差＝０）として、当該標準
値近傍における視差分布の変化度合から視差補正値ＦＡ
（視差の偏差）を算出するようにした（図４の処理）。
この場合、視差が正の値から負の値に移行する領域で視
差分布が急激に低下する点を、その時の無限遠点に対応
する視差とみなすようにした。

【００３６】つまり、野外で得られる画像には、無限遠
点に対応する視差が最も多く存在し、撮像手段の相互の
光軸が平行に保たれていればこの無限遠点に対応する視
差はゼロとなる。また、通常では、無限遠点に対応する
視差（＝０）よりも負側に視差が分布することはない。
従って、視差がゼロ近傍の視差分布の変化度合から光軸
のずれ量に対応する視差補正値ＦＡを求めることがで
き、引いては経時変化や温度等の環境要因による光軸の
ずれを的確に補正して高精度な距離計測を行うことがで
きる。

【００３７】また、本実施形態では、視差補正値ＦＡを
補間計算を用いて画像の１画素未満まで算出するように
した。その結果、より精密な補正計算が可能となる。な
お、本実施形態は、請求項１〜３，１１に記載した発明
に相当する。

【００３８】（第２の実施形態）次に、請求項５〜７に
記載の発明を具体化した第２の実施形態について、図９
〜図１５を用いて説明する。但し、本実施形態の構成等
において、上述した第１の実施形態と同等であるものに
ついてはその説明を省略する。そして、以下には、第１
の実施形態との相違点を中心に説明する。

【００３９】図９は、自車両の前方部分を示す側面図で
あり、同図において、車室内天井部には撮像装置の光学
部２１が設置されている。また、自車両のボンネット２
２の先端には、例えば車両メーカのシンボルマーク等の
形状からなるエンブレム２３が取り付けられている。か
かる場合、前記光学部２１とエンブレム２３との距離
は、それぞれの位置を固定している限り一定である。

【００４０】図１０は、車両に搭載した距離計測装置の
一方の撮像装置の映像を示す。図１０の映像において、
画面の中央下部には自車両のボンネット２２とエンブレ
ム２３とが写っており、エンブレム２３の周りには所定
アドレスで区画された領域（以下、ウインドウＷｚとい
う）が設定されている。このウインドウＷｚ内のエンブ
レム２３に対する視差は、左右画面の映像の互いのずら
し量に対しての相関値に基づいて算出される。

【００４１】次に、本実施形態における距離計測手順を
図１１，図１２を用いて説明する。図１１は、距離計測
及び障害物判断処理を示す概略フローであり、本処理は
距離計算器３により所定時間毎（例えば、０．２秒毎）
に実行される。また、図１２は、視差補正量の算出処理
を示す概略フローであり、本処理は距離計算器３により
例えばイグニションキーのオン操作時の割り込みにて実
行される。

【００４２】さて、図１１の処理がスタートすると、先
ずステップ３０１では、画面全体で視差の分布をとり、
続くステップ３０２では、全体の視差分布から自車両前
方における障害物を抽出する。即ち、撮像装置１Ａ，１
Ｂから得られた差分画像に基づいて、自車両の前方にお
ける車両や電柱等の立体物と路面標識等の平面の情報と
を識別し、そのうち立体物を障害物として抽出する。

【００４３】その後、ステップ３０３では、光軸のずれ
による視差補正を行うための視差補正値ＦＢを読み込む
と共に、当該視差補正値ＦＢを用いて次式から障害物ま
での距離Ｄｅを算出する。

【００４４】Ｄｅ＝Ｐ・ｆ／｛（δ＋ＦＢ）・Ｋ0 ｝ここで、視差補正値ＦＢは、前記ウインドウＷｚ内に存
在するエンブレム２３を基準対象物として、同対象物に
対応する視差の偏差にて求められる。以下、視差補正値
ＦＢについて、同補正値ＦＢを算出するための割り込み
処理（図１２のフロー）、及び同補正値ＦＢをより具体
的に示すグラフ（図１３〜１５）を用いて説明する。

【００４５】即ち、図１３は、光軸のずれがない状態で
の相関値Ｖ（ｉ）を示すグラフであり、図１４は光軸の
ずれがある状態での相関値Ｖ（ｉ）を示すグラフであ
る。なお、図１３，１４は、左右いずれかの画像を２画
素ずつずらして相関値Ｖ（ｉ）を求めた場合のグラフに
相当する。つまり、光軸のずれがない状態では、図１３
に示す如く点Ｍ（ｉ＝９６）で相関値Ｖ（ｉ）が最小に
なり、この点Ｍの視差が視差の標準値に相当する。これ
に対して、光軸にずれが生じると、図１４に示す如く相
関値Ｖ（ｉ）が最小となる視差が点Ｍ（ｉ＝９６）から
点Ｎ（ｉ＝９４）へとずれる。このとき、点Ｍと点Ｎと
の視差のずれ量が２画素単位の「視差補正値ＦＢ」とな
る。

【００４６】また一方、補間計算を用いる場合には、次
の手順に従う。即ち、図１５に示すように、点Ｎの前後
の点Ｏ，Ｐでは、その頻度はＯ＞Ｐであるから、点Ｎと
点Ｏとを通る直線Ｌ３を引く。次に、垂線に対して直線
Ｌ３と対称で且つ点Ｐを通る直線Ｌ４を引き、これら直
線Ｌ３，Ｌ４の交点Ｑの視差を補間値（ｉ≒９４．７）
とする。こうして算出された点Ｑと前記点Ｍとの視差の
ずれ量が２画素未満の単位での「視差補正値ＦＢ」とな
る。

【００４７】また、図１２の処理を説明すれば、ステッ
プ４０１では、前記画面上の特定の領域（図１０のウイ
ンドウＷｚ）について当該領域内のエンブレム２３に対
応する視差の標準値（図１３の点Ｍ）を読み込む。ステ
ップ４０２では、特定の領域について当該領域内のエン
ブレム２３に対応する視差（図１５の点Ｑ）を補間計算
により求める。そして、ステップ４０３では、補間によ
り求めた視差と視差の標準値との偏差を視差補正値ＦＢ
の今回値として更新し、本処理を終了する。

【００４８】また、図１１の処理に戻り、ステップ３０
４では、前回計測された距離と今回計測された距離との
比較から障害物との相対速度を算出する。また、ステッ
プ３０５では、自車両の車速を求める。その後、ステッ
プ３０６では、障害物までの距離（車間距離）と相対速
度と自車両の速度（自車速）とから危険度を求める。こ
の危険度の判定には、例えば前記図８の関係が用いられ
る。続くステップ３０７では、危険走行であるか否かを
判別する。危険走行と判別された場合、ステップ３０８
では警報が発せられる。

【００４９】以上詳述したように本実施形態では、画像
内における距離が既知の物体（エンブレム２３）を基準
対象物として、当該エンブレム２３に対応する視差の標
準値と同エンブレム２３に対応する視差とから視差の偏
差を算出し、同偏差を視差補正値ＦＢとした（図１２の
処理）。この場合、上記第１の実施形態と同様に、光軸
のずれを的確に補正することができ、引いては高精度な
距離計測を行うことができる。

【００５０】また、本実施形態では、自車両の一部であ
るエンブレム２３を基準対象物（距離が既知の物体）と
したため、同対象物を簡便に設定することができる。併
せて、エンブレム２３に対応する真の視差（真の距離）
を容易に設定できる。

【００５１】さらに、本実施形態では、エンブレム２３
を囲むようにウインドウＷｚを設定し、同ウインドウＷ
ｚに対応する特定領域について視差演算を行うようにし
たため、補正値算出のための演算負荷を大幅に軽減する
ことができる。

【００５２】（第３の実施形態）次に、請求項８，９に
記載の発明を具体化した第３の実施形態について説明す
る。但し、本実施形態の構成等において、上述した第
１，第２の実施形態と同等であるものについてはその説
明を省略する。そして、以下には、第１，第２の実施形
態との相違点を中心に説明する。

【００５３】図１６は、本実施形態における距離計測及
び障害物判断処理を示す概略フローであり、本処理は距
離計算器３により所定時間毎（例えば、０．２秒毎）に
実行される。

【００５４】さて、図１６の処理がスタートすると、先
ずステップ５０１では、画面全体で視差の分布をとり、
続くステップ５０２では、視差分布を距離計算器３内の
メモリ８に記憶する。また、ステップ５０３では、無限
遠点の視差分布から求められる視差補正値ＦＡを読み込
む。この視差補正値ＦＡは、前記第１の実施形態におけ
る図４の割り込み処理で求められる値に相当する。

【００５５】さらに、ステップ５０４では、特定領域に
対応する視差の偏差から求められる視差補正値ＦＢを読
み込む。この視差補正値ＦＢは、前記第２の実施形態に
おける図１２の割り込み処理で求められる値に相当す
る。

【００５６】その後、ステップ５０５では、視差補正値
ＦＡ，ＦＢのうちいずれの値が補正値として妥当な値で
あるかを選択する。この場合、いずれが妥当であるかの
判断は、補正値の前回値との差に応じて行い、前回値と
の差が少ない方の値、即ち前回値に近い方の値を今回と
して更新する。つまり、前回値との差が大きい値は、誤
り値として扱われる。

【００５７】その後、ステップ５０６では、撮像装置１
Ａ，１Ｂから得られた差分画像に基づいて、自車両の前
方における車両や電柱等の立体物と路面標識等の平面の
情報とを識別し、そのうち立体物を障害物とみなして当
該障害物までの距離を算出する。以後、ステップ５０７
〜５１１では、障害物との相対速度、自車両の速度及び
障害物との距離から危険度を判定する。なお、同処理
は、前記図３のステップ１０５〜１０９，前記図１１の
ステップ３０４〜３０８と同等の処理のため、説明を省
略する。

【００５８】以上詳述したように本実施形態では、画像
内の無限遠点に対応する視差分布から視差補正値ＦＡを
求めると共に、距離が既知のエンブレム２３に対応する
視差の偏差から視差補正値ＦＢを算出し、両補正値Ｆ
Ａ，ＦＢのうち妥当と判断される方の補正値を用いて距
離補正を行うようにした。より具体的には、補正値の前
回値に近い方の値を用いるようにした。上記構成によれ
ば、２つの補正値を選択的に用いることで、より的確な
補正値が求められ、距離計測の精度を高めることができ
る。

【００５９】なお、本発明は上記実施形態の他に次の様
態にて具体化することができる。（１）前記第１の実施形態では、画面全体の視差分布を
とるように演算処理を行ったが、同視差分布の演算範囲
を視差がゼロとなる点を含む特定範囲に限定してもよ
い。この場合、無限遠点に対応する領域でのみ視差の偏
差（補正値）が演算されることになり、光軸のずれを解
消するために要する演算負荷が大幅に軽減できる。本実
施形態は、請求項４に記載の発明に相当する。特に、視
差分布をとるための特定範囲を画面上半分にすれば、同
特定範囲内には遠くに位置する物体が多く存在すること
になり（前方車両や標識等が除かれる）、無限遠点の判
別が容易且つ確実になる。

【００６０】（２）前記第２の実施形態において、視差
補正値ＦＡ，ＦＢから妥当な値を選択する処理を以下の
ように変更してもよい。例えば視差補正値ＦＡ，ＦＢの
中間値をその時の補正値として更新し、当該更新された
補正値により距離を補正する。本実施形態は、請求項１
０に記載の発明に相当する。

【００６１】（３）上記各実施形態では、車間距離と相
対速度と自車両の速度とから今現在の走行状態の危険度
を判断したが、これを車間距離と自車両の速度とから判
断するように変更してもよい。

【００６２】（４）上記第２，第３の実施形態では、距
離が既知の物体（基準対象物）を自車両のエンブレム２
３としたがこれを変更してもよい。例えば、自車両のボ
ンネット上の模様や見切り線等に変更してもよい。ま
た、基準対象物を２つ以上設定し、それらを選択的に用
いることで補正精度の向上を図るようにしてもよい。

【００６３】（５）上記各実施形態では、距離計算器３
をマイクロコンピュータにて構成し、視差分布や距離の
計測をソフト処理にて実現したが、これを電気回路等の
ハードにて構成してもよい。

【００６４】（６）上記各実施形態では、視差の計算を
画像の２次元領域について行ったが、１次元領域で行う
ように変更してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態における距離計測装置の構成
を示すブロック図。

【図２】左右いずれか一方の撮像装置の映像を示す図。

【図３】第１の実施形態における距離計測及び障害物判
断処理の概略を示すフローチャート。

【図４】補正のための割り込み処理を示すフローチャー
ト。

【図５】光軸のずれがない状態での視差分布を示すヒス
トグラム。

【図６】光軸のずれがある状態での視差分布を示すヒス
トグラム。

【図７】補間計算を説明するための視差分布を示すヒス
トグラム。

【図８】走行状態が警報領域にあるか否かを判別するた
めに用いるマップ。

【図９】第２の実施形態における自車両前方部の構成を
示す図。

【図１０】第２の実施形態における左右いずれか一方の
撮像装置の映像を示す図。

【図１１】第２の実施形態における距離計測及び障害物
判断処理の概略を示すフローチャート。

【図１２】補正のための割り込み処理を示すフローチャ
ート。

【図１３】光軸のずれがない状態での視差と相関値の関
係を示すグラフ。

【図１４】光軸のずれがある状態での視差と相関値の関
係を示すグラフ。

【図１５】補間計算を説明するためのグラフ。

【図１６】第３の実施形態における距離計測及び障害物
判断処理の概略を示すフローチャート。

【図１７】一般的な立体視法に基づく距離計測装置の構
成を示す図。

【符号の説明】１Ａ，１Ｂ…撮像手段としての撮像装置、３…距離計測
手段，偏差算出手段（第１の手段，第２の手段，更新手
段），距離補正手段，視差分布演算手段としての距離計
算器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定間隔を離して設けられ、対象物の画像
を得る一対の撮像手段と、各撮像手段の離間方向の視差
から対象物までの距離を求める距離計測手段とを備える
距離計測装置において、基準対象物に対応する視差の標準値を予め記憶してお
き、前記基準対象物に対するその時々の視差と前記視差
の標準値との偏差を算出する偏差算出手段と、前記偏差算手段により算出された偏差を補正量として前
記距離計測手段により求められる距離を補正する距離補
正手段とを備えることを特徴とする距離計測装置。
【請求項２】前記撮像手段により得られる画像の視差分
布を求める視差分布演算手段を備え、前記偏差算出手段は、画像内の無限遠点を基準対象物と
すると共に視差がゼロ近傍となる点を視差の標準値とし
て、当該標準値近傍における視差分布の変化度合から前
記視差の偏差を算出する請求項１に記載の距離計測装
置。
【請求項３】請求項２に記載の距離計測装置において、前記偏差算出手段は、視差が正の値から負の値に移行す
る領域で視差分布が急激に低下する点をその時の無限遠
点に対応する視差とみなす距離計測装置。
【請求項４】請求項２又は３に記載の距離計測装置にお
いて、前記視差分布演算手段は、視差がゼロとなる点を含む特
定範囲を視差分布の演算範囲とする距離計測装置。
【請求項５】前記偏差算出手段は、画像内における距離
が既知の物体を基準対象物として、当該距離が既知の物
体に対応する視差の標準値と同物体に対応するその時々
の視差とから視差の偏差を算出する請求項１に記載の距
離計測装置。
【請求項６】請求項５に記載の距離計測装置において、前記距離が既知の物体は、前記撮像手段が取り付けられ
た自車両の一部である距離計測装置。
【請求項７】請求項５又は６に記載の距離計測装置にお
いて、前記偏差算出手段は、前記距離が既知の物体に対応する
視差の標準値を含む特定範囲にて視差演算を行う距離計
測装置。
【請求項８】前記撮像手段により得られる画像の視差分
布を求める視差分布演算手段を備え、前記偏差算出手段は、画像内の無限遠点を基準対象物とすると共に視差がゼロ
近傍となる点を視差の標準値として、当該標準値近傍に
おける視差分布の変化度合から前記視差の偏差を算出す
る第１の手段と、画像内の距離が既知の物体を基準対象物として、当該距
離が既知の物体に対応する視差の標準値と同物体に対応
するその時々の視差とから視差の偏差を算出する第２の
手段と、前記第１の手段により算出された偏差及び前記第２の手
段により算出された偏差の少なくともいずれか一方を選
択的に用いて視差の偏差を更新する更新手段とを備える
請求項１に記載の距離計測装置。
【請求項９】請求項８に記載の距離計測装置において、前記更新手段は、前記第１の手段により算出された偏差
と前記第２の手段により算出された偏差とのうち、更新
前の偏差に近い方の値で偏差を更新する距離計測装置。
【請求項１０】請求項８に記載の距離計測装置におい
て、前記更新手段は、前記第１の手段により算出された偏差
と前記第２の手段により算出された偏差との中間値で偏
差を更新する距離計測装置。
【請求項１１】前記偏差算出手段は、前記基準対象物に
対するその時々の視差と前記視差の標準値との偏差を、
補間計算を用いて画像の１画素未満まで算出する請求項
１〜１０のいずれかに記載の距離計測装置。