JPH10115519A - 車両の位置認識装置 - Google Patents
車両の位置認識装置Info
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- JPH10115519A JPH10115519A JP27002296A JP27002296A JPH10115519A JP H10115519 A JPH10115519 A JP H10115519A JP 27002296 A JP27002296 A JP 27002296A JP 27002296 A JP27002296 A JP 27002296A JP H10115519 A JPH10115519 A JP H10115519A
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- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
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- Traffic Control Systems (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】車群の走行制御などに採用される車両の位置認
識装置において、車間距離の計測精度を高める。また、
ヨー角の計測も容易に行えるようにする。 【解決手段】先行車両の車体後面に3つ以上の識別手段
aを配置する。後続車両に先行車両の車体後面を撮影す
るカメラ手段bと、その画像を明度レベルの2値画像に
変換する手段dと、2値画像の各識別手段に対応する明
点のx方向とy方向のヒストグラムを作成する手段e
と、そのヒストグラムから各明点の座標位置を確定する
手段fと、これらの座標位置から各明点間距離を計算す
る手段gと、その計算値とカメラレンズの焦点距離およ
び実際の明点間距離とから各明点間距離毎に車間距離を
求める手段hと、これらの平均値を車間距離の計測値と
して計算する手段iを備える。
識装置において、車間距離の計測精度を高める。また、
ヨー角の計測も容易に行えるようにする。 【解決手段】先行車両の車体後面に3つ以上の識別手段
aを配置する。後続車両に先行車両の車体後面を撮影す
るカメラ手段bと、その画像を明度レベルの2値画像に
変換する手段dと、2値画像の各識別手段に対応する明
点のx方向とy方向のヒストグラムを作成する手段e
と、そのヒストグラムから各明点の座標位置を確定する
手段fと、これらの座標位置から各明点間距離を計算す
る手段gと、その計算値とカメラレンズの焦点距離およ
び実際の明点間距離とから各明点間距離毎に車間距離を
求める手段hと、これらの平均値を車間距離の計測値と
して計算する手段iを備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は車群の走行制御な
どに採用される車両の位置認識装置に関する。
どに採用される車両の位置認識装置に関する。
【0002】
【従来の技術】道路利用効率の向上や運転者の負担軽減
などを図るため、先頭車両に複数台の後続車両が1列に
連なる接近追走を行う車群の自動運転システムが開発さ
れている。このような走行システムにおいては、1列に
連なる接近追走を制御する上から、車両間の相対位置を
適確に捉らえる必要があり、そのため先行車両の車体後
面にIR−LED(赤外線LED)を設け、後続車両に
先行車両の車体後面を撮影するIRーカメラと、その画
像を2値画像に変換する手段を設け、その2値画像から
先行車両に対する後続車両の相対位置を計測する認識技
術が知られている(『The second world congress on i
ntelligent transport systems '95 Yokohama』発行 P
roceeding volumeШ P1272~P1277 『Platoon system b
ased opitical inter vehicle communication』)。
などを図るため、先頭車両に複数台の後続車両が1列に
連なる接近追走を行う車群の自動運転システムが開発さ
れている。このような走行システムにおいては、1列に
連なる接近追走を制御する上から、車両間の相対位置を
適確に捉らえる必要があり、そのため先行車両の車体後
面にIR−LED(赤外線LED)を設け、後続車両に
先行車両の車体後面を撮影するIRーカメラと、その画
像を2値画像に変換する手段を設け、その2値画像から
先行車両に対する後続車両の相対位置を計測する認識技
術が知られている(『The second world congress on i
ntelligent transport systems '95 Yokohama』発行 P
roceeding volumeШ P1272~P1277 『Platoon system b
ased opitical inter vehicle communication』)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この認識技
術ではIRーLEDが2つのため、その1つが故障して
しまうと、車両間の相対位置を捉らえられないという不
具合があった。また、車間距離の計測処理において、I
R−LEDの認識位置のズレが計測誤差に大きく影響
し、この誤差は距離に比例するため、車間距離の計測範
囲を広く取れない。つまり、高い認識精度を期待できな
いという不具合もあった。
術ではIRーLEDが2つのため、その1つが故障して
しまうと、車両間の相対位置を捉らえられないという不
具合があった。また、車間距離の計測処理において、I
R−LEDの認識位置のズレが計測誤差に大きく影響
し、この誤差は距離に比例するため、車間距離の計測範
囲を広く取れない。つまり、高い認識精度を期待できな
いという不具合もあった。
【0004】この発明はこのような問題点を解決するこ
とを目的とする。
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明では、図10
のように先行車両の車体後面に高明度の識別手段aを設
け、後続車両に先行車両の車体後面を撮影するカメラ手
段bと、その2値画像をもとに先行車両との相対位置を
計測する画像処理手段cを備える認識装置において、先
行車両の車体後面に3つ以上の識別手段aを配置する。
のように先行車両の車体後面に高明度の識別手段aを設
け、後続車両に先行車両の車体後面を撮影するカメラ手
段bと、その2値画像をもとに先行車両との相対位置を
計測する画像処理手段cを備える認識装置において、先
行車両の車体後面に3つ以上の識別手段aを配置する。
【0006】第2の発明では、第1の発明における図1
0の画像処理手段cは、入力画像を明度レベルの2値画
像に変換する手段dと、2値画像の各識別手段に対応す
る明点のx方向とy方向のヒストグラムを作成する手段
eと、そのヒストグラムから各明点の座標位置を確定す
る手段fと、これらの座標位置から各明点間距離を計算
する手段gと、その計算値とカメラレンズの焦点距離お
よび実際の明点間距離とから各明点間距離毎に車間距離
を求める手段hと、これらの平均値を車間距離の計測値
として計算する手段iを備える。
0の画像処理手段cは、入力画像を明度レベルの2値画
像に変換する手段dと、2値画像の各識別手段に対応す
る明点のx方向とy方向のヒストグラムを作成する手段
eと、そのヒストグラムから各明点の座標位置を確定す
る手段fと、これらの座標位置から各明点間距離を計算
する手段gと、その計算値とカメラレンズの焦点距離お
よび実際の明点間距離とから各明点間距離毎に車間距離
を求める手段hと、これらの平均値を車間距離の計測値
として計算する手段iを備える。
【0007】第3の発明では、第1の発明における画像
処理手段cは、図11のように入力画像を明度レベルの
2値画像に変換する手段jと、2値画像の各識別手段に
対応する明点のx方向のヒストグラムを作成する手段k
と、そのヒストグラムからx座標上の明点位置を確定す
る手段mと、これらの少なくとも3点のx座標位置から
2つの明点間距離の比率を計算する手段nと、この比率
とこれに対応する実際の比率との差から先行車両との相
対的なヨー角を求める手段pを備える。
処理手段cは、図11のように入力画像を明度レベルの
2値画像に変換する手段jと、2値画像の各識別手段に
対応する明点のx方向のヒストグラムを作成する手段k
と、そのヒストグラムからx座標上の明点位置を確定す
る手段mと、これらの少なくとも3点のx座標位置から
2つの明点間距離の比率を計算する手段nと、この比率
とこれに対応する実際の比率との差から先行車両との相
対的なヨー角を求める手段pを備える。
【0008】第4の発明では、第1の発明において、先
行車両の車体後面に識別手段aを2等辺三角形または正
三角形の各角に配置する。
行車両の車体後面に識別手段aを2等辺三角形または正
三角形の各角に配置する。
【0009】第5の発明では、第1の発明において、識
別手段aとして赤外線LEDを、カメラ手段bとして赤
外線カメラを設ける。
別手段aとして赤外線LEDを、カメラ手段bとして赤
外線カメラを設ける。
【0010】
【作用】第1の発明では、複数の明点間距離(画像上の
識別手段間の距離)を用い、各識別手段間距離毎に車間
距離が求められ、これらの平均値により車間距離を精度
よく計測できる。識別手段の1つが故障しても、残る2
つの識別手段に基づく計測値が得られる。3つの識別手
段から複数の明点間距離が得られるので、車両間の相対
的なヨー角の計測も可能になる。
識別手段間の距離)を用い、各識別手段間距離毎に車間
距離が求められ、これらの平均値により車間距離を精度
よく計測できる。識別手段の1つが故障しても、残る2
つの識別手段に基づく計測値が得られる。3つの識別手
段から複数の明点間距離が得られるので、車両間の相対
的なヨー角の計測も可能になる。
【0011】第2の発明では、2値画像のx方向とy方
向のヒストグラムから、各明点の座標位置が確定され、
これらの座標位置から各明点間距離を計算する。そし
て、カメラレンズの焦点距離および実際の明点間距離と
から、各明点間距離毎に車間距離が計算され、これらの
平均値を取ることにより、車両距離の計測精度を向上で
きる。
向のヒストグラムから、各明点の座標位置が確定され、
これらの座標位置から各明点間距離を計算する。そし
て、カメラレンズの焦点距離および実際の明点間距離と
から、各明点間距離毎に車間距離が計算され、これらの
平均値を取ることにより、車両距離の計測精度を向上で
きる。
【0012】第3の発明では、2値画像のx方向のヒス
トグラムから、x座標上の明点位置が確定され、これら
の少なくとも3点のx座標位置から2つの明点間距離の
比率を計算する。画像上のx座標位置は透視変換によ
り、先行車両との相対的なヨー角に応じてズレを生じる
ため、x座標上の2つの明点間距離の比率とこれに対応
する実際の比率との差から、先行車両とのヨー角を適確
に計測できる。
トグラムから、x座標上の明点位置が確定され、これら
の少なくとも3点のx座標位置から2つの明点間距離の
比率を計算する。画像上のx座標位置は透視変換によ
り、先行車両との相対的なヨー角に応じてズレを生じる
ため、x座標上の2つの明点間距離の比率とこれに対応
する実際の比率との差から、先行車両とのヨー角を適確
に計測できる。
【0013】第4の発明では、計算処理が容易になるほ
か、2等辺三角形や正三角形の対称軸を車体後面の中心
に位置させることにより、車両間の相対的なヨー角の計
測も容易に図れる。
か、2等辺三角形や正三角形の対称軸を車体後面の中心
に位置させることにより、車両間の相対的なヨー角の計
測も容易に図れる。
【0014】第5の発明では、昼夜の別なく明瞭な2値
画像が得られる。
画像が得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1〜図4は先頭車両に複数台の
後続車両が1列に接近追走する車群の走行制御への適用
例を説明するもので、先行車両1の車体後面1aに3つ
のIR−LED2(赤外線LED)が、この例では水平
な底辺を備える2等辺三角形(正三角形でも良い)の各
角に配置される。後続車両3には先行車両1の車体後面
1aを撮影するIR−カメラ4と、その画像処理装置5
が設けられる。なお、車群の先頭車両と最後車両を除く
これらの中間車両は、前方車両に対しては後続車両、後
方車両に対しては先行車両になるので、1台にIR−L
ED2とIR−カメラ4および画像処理装置5を装備す
る。
後続車両が1列に接近追走する車群の走行制御への適用
例を説明するもので、先行車両1の車体後面1aに3つ
のIR−LED2(赤外線LED)が、この例では水平
な底辺を備える2等辺三角形(正三角形でも良い)の各
角に配置される。後続車両3には先行車両1の車体後面
1aを撮影するIR−カメラ4と、その画像処理装置5
が設けられる。なお、車群の先頭車両と最後車両を除く
これらの中間車両は、前方車両に対しては後続車両、後
方車両に対しては先行車両になるので、1台にIR−L
ED2とIR−カメラ4および画像処理装置5を装備す
る。
【0016】画像処理装置5で行われるIR−LED2
の抽出方法を図5において説明すると、IR−カメラ4
の画像は明度レベルに基づく2種類に分類される。この
2値化処理により、図(a)の2値画像が得られる。先
行車両1の車体後面1aを背景にIR−LED2は分離
され、2値画像(a)に3つの明点A1〜A3(明度の高
い画素)を与える。
の抽出方法を図5において説明すると、IR−カメラ4
の画像は明度レベルに基づく2種類に分類される。この
2値化処理により、図(a)の2値画像が得られる。先
行車両1の車体後面1aを背景にIR−LED2は分離
され、2値画像(a)に3つの明点A1〜A3(明度の高
い画素)を与える。
【0017】各明点A1〜A3の座標位置(x1,y1)、
(x2,y2)、(x1,y2)を求めるため、2値画像
(a)からy方向のヒストグラムが作成される。このヒ
ストグラムには2つのピークが出るから、この画像
(a)はヒストグラムの谷で上下2つに分離される。図
(b)は分離後の2値画像を表すもので、2つの画像b
1,b2からそれぞれのx方向のヒストグラムが作成され
る。画像b1のx方向のヒストグラムはピークが1つの
ため、y方向のヒストグラムとx方向のヒストグラムと
から、これらのピークを明点A1の座標位置(x1,
y1)として確定する。
(x2,y2)、(x1,y2)を求めるため、2値画像
(a)からy方向のヒストグラムが作成される。このヒ
ストグラムには2つのピークが出るから、この画像
(a)はヒストグラムの谷で上下2つに分離される。図
(b)は分離後の2値画像を表すもので、2つの画像b
1,b2からそれぞれのx方向のヒストグラムが作成され
る。画像b1のx方向のヒストグラムはピークが1つの
ため、y方向のヒストグラムとx方向のヒストグラムと
から、これらのピークを明点A1の座標位置(x1,
y1)として確定する。
【0018】画像b2のx方向のヒストグラムはピーク
が2つ出るから、画像b2はヒストグラムの谷で左右2
つに分離される。図(c)は分離後の2値画像を表すも
ので、画像c1のy方向のヒストグラムとx方向のヒス
トグラムとから、これらのピークを明点A2の座標位置
(x2,y2)として確定する。同じく画像c2のy方向
のヒストグラムとx方向のヒストグラムとから、これら
のピークをA3の座標位置(x3,y3)として確定す
る。
が2つ出るから、画像b2はヒストグラムの谷で左右2
つに分離される。図(c)は分離後の2値画像を表すも
ので、画像c1のy方向のヒストグラムとx方向のヒス
トグラムとから、これらのピークを明点A2の座標位置
(x2,y2)として確定する。同じく画像c2のy方向
のヒストグラムとx方向のヒストグラムとから、これら
のピークをA3の座標位置(x3,y3)として確定す
る。
【0019】このようにして、各IRーLED2の座標
位置(x1,y1)、(x2,y2)、(x1,y2)は抽出
されるが、これらの明点A1〜A3間の距離関係を表す
と、図6のようになる。画像上の明点間距離d1〜d
3は、 d1=[(x3−x2)2+(y3−y2)2]1/2 …(1) d2=[(x2−x1)2+(y2−y1)2]1/2 …(2) d3=[(x1−x3)2+(y1−y3)2]1/2 …(3) で求められる。
位置(x1,y1)、(x2,y2)、(x1,y2)は抽出
されるが、これらの明点A1〜A3間の距離関係を表す
と、図6のようになる。画像上の明点間距離d1〜d
3は、 d1=[(x3−x2)2+(y3−y2)2]1/2 …(1) d2=[(x2−x1)2+(y2−y1)2]1/2 …(2) d3=[(x1−x3)2+(y1−y3)2]1/2 …(3) で求められる。
【0020】先行車両1との車間距離を求める場合は、
これら明点間距離d1〜d3の計算値と、実際のIR−L
ED間距離k1〜k3と、IR−カメラ4のレンズ焦点距
離Fとから、明点間距離d1〜d3毎の車間距離z1〜z3
として、 z1=F・k1/d1 …(4) z2=F・k2/d2 …(5) z3=F・k3/d3 …(6) を計算し、これらの平均値 z=(z1+z2+z3)/3 …(7) を求め、この値zを車間距離の計測値とする。
これら明点間距離d1〜d3の計算値と、実際のIR−L
ED間距離k1〜k3と、IR−カメラ4のレンズ焦点距
離Fとから、明点間距離d1〜d3毎の車間距離z1〜z3
として、 z1=F・k1/d1 …(4) z2=F・k2/d2 …(5) z3=F・k3/d3 …(6) を計算し、これらの平均値 z=(z1+z2+z3)/3 …(7) を求め、この値zを車間距離の計測値とする。
【0021】このように計測値z1〜z3の平均値とし
て、先行車両1との車間距離zを与えることにより、計
測精度は最低1.732倍に向上できる。そのため、計
測精度を従来と同じ程度に保つと仮定すると、車間距離
の計測範囲を1.732倍に広げられる。また、3つの
IR−LED2の1つが故障しても、残る2つのIR−
LED2に基づいて、計測精度は落ちるものの、車間距
離の計測機能(車両の位置認識機能のひとつ)は確保で
きる。
て、先行車両1との車間距離zを与えることにより、計
測精度は最低1.732倍に向上できる。そのため、計
測精度を従来と同じ程度に保つと仮定すると、車間距離
の計測範囲を1.732倍に広げられる。また、3つの
IR−LED2の1つが故障しても、残る2つのIR−
LED2に基づいて、計測精度は落ちるものの、車間距
離の計測機能(車両の位置認識機能のひとつ)は確保で
きる。
【0022】図7,図8のフローチャートにおいて、車
間距離の計測処理を説明すると、IR−カメラ4により
先行車両1の車体後面1aの画像入力を行う(ステップ
1)。IR−カメラ4の入力画像を図5(a)の2値画
像に変換し、IR−LED2の検出数を表すフラグをn
=0にする(ステップ2,ステップ3)。2値画像から
y方向のヒストグラムを求め、このヒストグラムにピー
クがあるかどうかを判定する(ステップ4,ステップ
5)。
間距離の計測処理を説明すると、IR−カメラ4により
先行車両1の車体後面1aの画像入力を行う(ステップ
1)。IR−カメラ4の入力画像を図5(a)の2値画
像に変換し、IR−LED2の検出数を表すフラグをn
=0にする(ステップ2,ステップ3)。2値画像から
y方向のヒストグラムを求め、このヒストグラムにピー
クがあるかどうかを判定する(ステップ4,ステップ
5)。
【0023】ピークが2つある場合、2値画像を図5
(b)の上下2つの画像b1,b2に分離し、上部の画像
b1について、y方向のヒストグラムとx方向のヒスト
グラムとから、明点A1の座標位置(x1,y1)を確定
し、IR−LED2の検出数フラグをn=n+1にする
(ステップ6〜ステップ10)。ついで、ステップ12
へ進むのであるが、図5(a)の2値画像のヒストグラ
ムに2つのピークがない場合は、ステップ6からステッ
プ11へ移行し、この2値画像を画像b2とみなし、ス
テップ12へ進む。
(b)の上下2つの画像b1,b2に分離し、上部の画像
b1について、y方向のヒストグラムとx方向のヒスト
グラムとから、明点A1の座標位置(x1,y1)を確定
し、IR−LED2の検出数フラグをn=n+1にする
(ステップ6〜ステップ10)。ついで、ステップ12
へ進むのであるが、図5(a)の2値画像のヒストグラ
ムに2つのピークがない場合は、ステップ6からステッ
プ11へ移行し、この2値画像を画像b2とみなし、ス
テップ12へ進む。
【0024】ステップ12では画像b2のx方向のヒス
トグラムを求める。そして、このヒストグラムについて
も、ピークが2つあるかどうかを判定し、ピークが2つ
の場合、画像b2をピークの谷で左右2つの画像c1,c
2に分離し、画像c1のy方向のヒストグラムとx方向の
ヒストグラムとから、明点A2の座標位置(x2,y2)
を確定し、IR−LED2の検出数フラグをn=n+1
にする(ステップ14〜ステップ17)。ついで、ステ
ップ19へ進むのであるが、画像b2のx方向のヒスト
グラムに2つのピークがない場合は、ステップ13から
ステップ18へ移行し、画像b2を画像c2とみなし、ス
テップ19へ進む。
トグラムを求める。そして、このヒストグラムについて
も、ピークが2つあるかどうかを判定し、ピークが2つ
の場合、画像b2をピークの谷で左右2つの画像c1,c
2に分離し、画像c1のy方向のヒストグラムとx方向の
ヒストグラムとから、明点A2の座標位置(x2,y2)
を確定し、IR−LED2の検出数フラグをn=n+1
にする(ステップ14〜ステップ17)。ついで、ステ
ップ19へ進むのであるが、画像b2のx方向のヒスト
グラムに2つのピークがない場合は、ステップ13から
ステップ18へ移行し、画像b2を画像c2とみなし、ス
テップ19へ進む。
【0025】ステップ19では画像c2のx方向のヒス
トグラムを求める。ついで、y方向のヒストグラムとx
方向のヒストグラムとから、明点A3の座標位置(x3,
y3)を確定し、IR−LED2の検出数フラグをn=
n+1にする(ステップ21,ステップ22)。
トグラムを求める。ついで、y方向のヒストグラムとx
方向のヒストグラムとから、明点A3の座標位置(x3,
y3)を確定し、IR−LED2の検出数フラグをn=
n+1にする(ステップ21,ステップ22)。
【0026】n=2のときは、IRーLED2の1つが
故障の場合であり、残る2つのIRーLED2に基づい
て、明点間距離d1〜d3の1つから導かれる車間距離z
1〜z3の1つを計測値zとする(ステップ22,ステッ
プ23)。n=3のときは、3つの明点間距離d1〜d3
から導かれる車間距離z1〜z3の平均値zとして車間距
離zを与える(ステップ24,ステップ25)。n=2
およびn=3以外のときは、明点間距離d1〜d3が出な
いので、車間距離zを計測不可とする(ステップ2
6)。
故障の場合であり、残る2つのIRーLED2に基づい
て、明点間距離d1〜d3の1つから導かれる車間距離z
1〜z3の1つを計測値zとする(ステップ22,ステッ
プ23)。n=3のときは、3つの明点間距離d1〜d3
から導かれる車間距離z1〜z3の平均値zとして車間距
離zを与える(ステップ24,ステップ25)。n=2
およびn=3以外のときは、明点間距離d1〜d3が出な
いので、車間距離zを計測不可とする(ステップ2
6)。
【0027】3つのIR−LED2はこれらを結ぶと、
既述のような2等辺三角形(正三角形でも良い)を形成
するから、図9のように画像上の明点A1の座標位置x1
と明点間A2−A3の中心点p=(x3−x2)/2との偏
差△dをもとに先行車両1に対する後続車両3の相対的
なヨー角θも容易に計測できる。
既述のような2等辺三角形(正三角形でも良い)を形成
するから、図9のように画像上の明点A1の座標位置x1
と明点間A2−A3の中心点p=(x3−x2)/2との偏
差△dをもとに先行車両1に対する後続車両3の相対的
なヨー角θも容易に計測できる。
【0028】車両の姿勢パラメータはヨー角θ、ピッチ
角φ、ロール角ψであり、これらに対して後方車両3の
IRーカメラ4が捉える、先行車両1のIR−LED2
の空間座標u,v,wは次式のように変化する。なお、
座標xはIR−カメラ4の横方向位置、座標yは同じく
地面から高さ位置、座標zはIRーカメラ4から各IR
ーLED2までの車間距離を表す。
角φ、ロール角ψであり、これらに対して後方車両3の
IRーカメラ4が捉える、先行車両1のIR−LED2
の空間座標u,v,wは次式のように変化する。なお、
座標xはIR−カメラ4の横方向位置、座標yは同じく
地面から高さ位置、座標zはIRーカメラ4から各IR
ーLED2までの車間距離を表す。
【0029】
【数1】
【0030】ヨー角θの計測を目的とするため、いまピ
ッチ角φとロール角ψは発生していないものと仮定する
と、この式は u=x−zθ v=y w=xθ+z で表される。
ッチ角φとロール角ψは発生していないものと仮定する
と、この式は u=x−zθ v=y w=xθ+z で表される。
【0031】図6の明点A1〜A3のx方向の座標x1,
x2,x3を上式に代入し、さらに透視変換により、レン
ズ焦点距離Fの画像上におけるx−y平面の座標に変換
すると、 x(A1)=F・u(A1)/w(A1)=F・(x1−zθ)/(x1θ+z) x(A2)=F・u(A2)/w(A2)=F・(x2−zθ)/(x2θ+z) x(A3)=F・u(A3)/w(A3)=F・(x3−zθ)/(x3θ+z) となる。IR−LED2の配置は2等辺三角形(正三角
形でも良い)のため、x1,x2,x3の間には、 2(x1−x2)=x3−x2 が成り立つ。x2を原点0と考えれば、2x1=x3とな
る。これをx−y平面の座標x(A3)の式に代入すると、 x(A3)=F・u(A3)/w(A3)=F・(2x1−zθ)/(2
x1θ+z) となり、図6のd1/dxlは x(A3)/x(A1)=(2x1-zθ)(x1θ+z)/(2x1θ+
z)(x1−zθ) で表される。
x2,x3を上式に代入し、さらに透視変換により、レン
ズ焦点距離Fの画像上におけるx−y平面の座標に変換
すると、 x(A1)=F・u(A1)/w(A1)=F・(x1−zθ)/(x1θ+z) x(A2)=F・u(A2)/w(A2)=F・(x2−zθ)/(x2θ+z) x(A3)=F・u(A3)/w(A3)=F・(x3−zθ)/(x3θ+z) となる。IR−LED2の配置は2等辺三角形(正三角
形でも良い)のため、x1,x2,x3の間には、 2(x1−x2)=x3−x2 が成り立つ。x2を原点0と考えれば、2x1=x3とな
る。これをx−y平面の座標x(A3)の式に代入すると、 x(A3)=F・u(A3)/w(A3)=F・(2x1−zθ)/(2
x1θ+z) となり、図6のd1/dxlは x(A3)/x(A1)=(2x1-zθ)(x1θ+z)/(2x1θ+
z)(x1−zθ) で表される。
【0032】この式からヨー角θが0の場合はx(A3)/
x(A1)=2で、A1のx座標はA2−A3のx座標の中心
点となるが、ヨー角θが0以外のときは中心点とならな
い。つまり、x(A3)/x(A1)=2以外のときは、図9の
△dに相当するのヨー角θが発生しており、この式にお
いて、x(A3)/x(A1)、x1、zが決まると、そのヨー
角θは容易に計算できる。
x(A1)=2で、A1のx座標はA2−A3のx座標の中心
点となるが、ヨー角θが0以外のときは中心点とならな
い。つまり、x(A3)/x(A1)=2以外のときは、図9の
△dに相当するのヨー角θが発生しており、この式にお
いて、x(A3)/x(A1)、x1、zが決まると、そのヨー
角θは容易に計算できる。
【0033】x(A3)/x(A1)=(2x1-zθ)(x1θ+z)
/(2x1θ+z)(x1−zθ)において、ヨー角θ(sin
θ)が非常に小さいと仮定すると、x1θはゼロに近い
値となるため、x(A3)/x(A1)は (2x1-zθ)z/z(x1−zθ)=(2x1-zθ)/(x1
−zθ) に簡略化できる。したがって、x(A3)/x(A1)=aとす
れば、ヨー角θは θ=(ax1−2x1)/z(a−1) で求められる。
/(2x1θ+z)(x1−zθ)において、ヨー角θ(sin
θ)が非常に小さいと仮定すると、x1θはゼロに近い
値となるため、x(A3)/x(A1)は (2x1-zθ)z/z(x1−zθ)=(2x1-zθ)/(x1
−zθ) に簡略化できる。したがって、x(A3)/x(A1)=aとす
れば、ヨー角θは θ=(ax1−2x1)/z(a−1) で求められる。
【0034】図8のフローチャートにおいては、ステッ
プ26の処理後、ステップ27で画像処理のヒストグラ
ムから座標位置x1,x2,x3を求め、x(A3)=x3−
x2,x(A3)=x3−x2を計算する。そして、ステップ
28に進み、x(A3)/x(A3)=2かどうかを判定し、
x(A3)/x(A3)=2のときは、ステップ29でヨー角
θ=0とする。これに対して、x(A3)/x(A3)=2で
ないときは、ステップ30でθ=(ax1−2x1)/z
(a−1)を計算するのである。
プ26の処理後、ステップ27で画像処理のヒストグラ
ムから座標位置x1,x2,x3を求め、x(A3)=x3−
x2,x(A3)=x3−x2を計算する。そして、ステップ
28に進み、x(A3)/x(A3)=2かどうかを判定し、
x(A3)/x(A3)=2のときは、ステップ29でヨー角
θ=0とする。これに対して、x(A3)/x(A3)=2で
ないときは、ステップ30でθ=(ax1−2x1)/z
(a−1)を計算するのである。
【0035】IR−LED2については、計測精度をさ
らに高めるため、その数を増やしても良い。IRーLE
D2の配置状態は2等辺三角形や正三角形に限定される
ものではなく、どんな平面形状に配置しても、計算処理
は複雑化するが、3つ以上のIRーLED2を備える場
合、2辺以上の明点間距離を生じるから、ヨー角θの計
測も可能である。
らに高めるため、その数を増やしても良い。IRーLE
D2の配置状態は2等辺三角形や正三角形に限定される
ものではなく、どんな平面形状に配置しても、計算処理
は複雑化するが、3つ以上のIRーLED2を備える場
合、2辺以上の明点間距離を生じるから、ヨー角θの計
測も可能である。
【0036】
【発明の効果】第1の発明によれば、先行車両の車体後
面に高明度の識別手段を設け、後続車両に先行車両の車
体後面を撮影するカメラ手段と、その2値画像をもとに
先行車両との相対位置を計測する画像処理手段を備える
認識装置において、先行車両の車体後面に3つ以上の識
別手段を配置したので、複数の識別手段間毎に車間距離
が求められ、これらの平均値を取ることにより、車間距
離の計測精度を向上できる。識別手段の1つが故障して
も、残る2つの識別手段に基づく車間距離の計測は可能
なため、高いフェイルセーフ機能が得られる。3つ以上
の識別手段を備えるため、車両間の相対的なヨー角の計
測も可能になる。
面に高明度の識別手段を設け、後続車両に先行車両の車
体後面を撮影するカメラ手段と、その2値画像をもとに
先行車両との相対位置を計測する画像処理手段を備える
認識装置において、先行車両の車体後面に3つ以上の識
別手段を配置したので、複数の識別手段間毎に車間距離
が求められ、これらの平均値を取ることにより、車間距
離の計測精度を向上できる。識別手段の1つが故障して
も、残る2つの識別手段に基づく車間距離の計測は可能
なため、高いフェイルセーフ機能が得られる。3つ以上
の識別手段を備えるため、車両間の相対的なヨー角の計
測も可能になる。
【0037】第2の発明によれば、第1の発明における
画像処理手段は、入力画像を明度レベルの2値画像に変
換する手段と、2値画像の各識別手段に対応する明点の
x方向とy方向のヒストグラムを作成する手段と、その
ヒストグラムから各明点の座標位置を確定する手段と、
これらの座標位置から各明点間距離を計算する手段と、
その計算値とカメラレンズの焦点距離および実際の明点
間距離とから各明点間距離毎に車間距離を求める手段
と、これらの平均値を車間距離の計測値として計算する
手段を備えたので、各明点間距離毎に車間距離が計算さ
れ、これらの平均値を取ることにより、車両距離の高い
計測精度が得られる。
画像処理手段は、入力画像を明度レベルの2値画像に変
換する手段と、2値画像の各識別手段に対応する明点の
x方向とy方向のヒストグラムを作成する手段と、その
ヒストグラムから各明点の座標位置を確定する手段と、
これらの座標位置から各明点間距離を計算する手段と、
その計算値とカメラレンズの焦点距離および実際の明点
間距離とから各明点間距離毎に車間距離を求める手段
と、これらの平均値を車間距離の計測値として計算する
手段を備えたので、各明点間距離毎に車間距離が計算さ
れ、これらの平均値を取ることにより、車両距離の高い
計測精度が得られる。
【0038】第3の発明によれば、第1の発明における
画像処理手段は、入力画像を明度レベルの2値画像に変
換する手段と、2値画像の各識別手段に対応する明点の
x方向のヒストグラムを作成する手段と、そのヒストグ
ラムからx座標上の明点位置を確定する手段と、これら
の少なくとも3点のx座標位置から2つの明点間距離の
比率を計算する手段と、この比率とこれに対応する実際
の比率との差から先行車両との相対的なヨー角を求める
手段を備えたので、画像上のx座標位置に生じるズレか
ら、先行車両とのヨー角を適確に計測できる。
画像処理手段は、入力画像を明度レベルの2値画像に変
換する手段と、2値画像の各識別手段に対応する明点の
x方向のヒストグラムを作成する手段と、そのヒストグ
ラムからx座標上の明点位置を確定する手段と、これら
の少なくとも3点のx座標位置から2つの明点間距離の
比率を計算する手段と、この比率とこれに対応する実際
の比率との差から先行車両との相対的なヨー角を求める
手段を備えたので、画像上のx座標位置に生じるズレか
ら、先行車両とのヨー角を適確に計測できる。
【0039】第4の発明によれば、第1の発明におい
て、先行車両の車体後面に識別手段を2等辺三角形また
は正三角形の各角に配置したので、計算処理が容易にな
るほか、2等辺三角形や正三角形の対称軸を車体後面の
中心に位置させることにより、車両間の相対的なヨー角
の計測も容易に図れる。
て、先行車両の車体後面に識別手段を2等辺三角形また
は正三角形の各角に配置したので、計算処理が容易にな
るほか、2等辺三角形や正三角形の対称軸を車体後面の
中心に位置させることにより、車両間の相対的なヨー角
の計測も容易に図れる。
【0040】第5の発明によれば、第1の発明におい
て、識別手段として赤外線LEDを、カメラ手段として
赤外線カメラを設けたので、昼夜の別なく明瞭な2値画
像が得られる。
て、識別手段として赤外線LEDを、カメラ手段として
赤外線カメラを設けたので、昼夜の別なく明瞭な2値画
像が得られる。
【図1】先行車両と後続車両との側面図である。
【図2】同じく平面図である。
【図3】先行車両の車体後面図である。
【図4】後続車両の概略平面図である。
【図5】画像処理の説明図である。
【図6】画像上の明点間の距離関係を表す説明図であ
る。
る。
【図7】画像処理を説明するフローチャートである。
【図8】画像処理を説明するフローチャートである。
【図9】ヨー角の計測手法を表す説明図である。
【図10】この発明の構成図である。
【図11】この発明の一部構成図である。
1 先行車両 2 IR−LED 3 後続車両 4 IR−カメラ 5 画像処理装置
Claims (5)
- 【請求項1】先行車両の車体後面に高明度の識別手段を
設け、後続車両に先行車両の車体後面を撮影するカメラ
手段と、その2値画像をもとに先行車両との相対位置を
計測する画像処理手段を備える認識装置において、先行
車両の車体後面に3つ以上の識別手段を配置したことを
特徴とする車両の位置認識装置。 - 【請求項2】画像処理手段は入力画像を明度レベルの2
値画像に変換する手段と、2値画像の各識別手段に対応
する明点のx方向とy方向のヒストグラムを作成する手
段と、そのヒストグラムから各明点の座標位置を確定す
る手段と、これらの座標位置から各明点間距離を計算す
る手段と、その計算値とカメラレンズの焦点距離および
実際の明点間距離とから各明点間距離毎に車間距離を求
める手段と、これらの平均値を車間距離の計測値として
計算する手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載
の位置認識装置。 - 【請求項3】画像処理手段は入力画像を明度レベルの2
値画像に変換する手段と、2値画像の各識別手段に対応
する明点のx方向のヒストグラムを作成する手段と、そ
のヒストグラムからx座標上の明点位置を確定する手段
と、これらの少なくとも3点のx座標位置から2つの明
点間距離の比率を計算する手段と、この比率とこれに対
応する実際の比率との差から先行車両との相対的なヨー
角を求める手段を備えたことを特徴とする請求項1に記
載の位置認識装置。 - 【請求項4】先行車両の車体後面に識別手段を2等辺三
角形または正三角形の各角に配置したことを特徴とする
請求項1に記載の位置認識装置。 - 【請求項5】識別手段として赤外線LEDを、カメラ手
段として赤外線カメラを設けたことを特徴とする請求項
1に記載の位置認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27002296A JPH10115519A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 車両の位置認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27002296A JPH10115519A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 車両の位置認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10115519A true JPH10115519A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17480456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27002296A Pending JPH10115519A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 車両の位置認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10115519A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006235807A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Honda Motor Co Ltd | 車両用被認識装置 |
| JP2006232008A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Honda Motor Co Ltd | 車両用被認識装置 |
| JP2006264403A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Honda Motor Co Ltd | 車両用被認識装置 |
| JP2008076094A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Nec Access Technica Ltd | 目標物判別システム、目標物判別方法および目標物判別制御プログラム |
| WO2021010013A1 (ja) * | 2019-07-17 | 2021-01-21 | 村田機械株式会社 | 走行車、走行車システム及び走行車検出方法 |
| CN116718155A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-09-08 | 浙江浙能温州发电有限公司 | 一种基于机器视觉的火电厂卸船机驾驶室安全距离检测方法 |
| CN119984170A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-05-13 | 北京智锐凯能科技有限公司 | 距离测量方法、装置、系统、设备及可读存储介质 |
-
1996
- 1996-10-11 JP JP27002296A patent/JPH10115519A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006235807A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Honda Motor Co Ltd | 車両用被認識装置 |
| JP2006232008A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Honda Motor Co Ltd | 車両用被認識装置 |
| US7656283B2 (en) | 2005-02-23 | 2010-02-02 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle recognizing apparatus |
| DE102006008278B4 (de) * | 2005-02-23 | 2010-06-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Vorrichtung zum Erkennenlassen eines Fahrzeugs |
| US7933690B2 (en) | 2005-02-23 | 2011-04-26 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle recognition allowing device |
| DE102006008279B4 (de) * | 2005-02-23 | 2011-06-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Fahrzeugerkennungsvorrichtung |
| JP2006264403A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Honda Motor Co Ltd | 車両用被認識装置 |
| JP2008076094A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Nec Access Technica Ltd | 目標物判別システム、目標物判別方法および目標物判別制御プログラム |
| WO2021010013A1 (ja) * | 2019-07-17 | 2021-01-21 | 村田機械株式会社 | 走行車、走行車システム及び走行車検出方法 |
| CN116718155A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-09-08 | 浙江浙能温州发电有限公司 | 一种基于机器视觉的火电厂卸船机驾驶室安全距离检测方法 |
| CN119984170A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-05-13 | 北京智锐凯能科技有限公司 | 距离测量方法、装置、系统、设备及可读存储介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040406 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |