JPS59197816A - 車間距離検出装置 - 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】 本発明は車外の所定方向、例えば前方に存在する車両ま
での距離を検出する車間距離検出装置に関するものであ
る。

従来、この楯の装置においては、電磁波、超音波等の波
動を車両の前方空間に放射して、前方に存在する車両ま
での距離を検出するようにしている。

しかしながら、このものにおいては、同方式の装置を搭
載した車両が近傍にあると、他の車両からの波動の影響
により干渉をおこして誤検出する可能性があるという問
題がある。

本発明は上記問題に対処してなされたもので、その目的
とするところは、上記のもののように波動を発射せず、
受動的に光を検出して車間距離を検出し、同方式の装置
を搭載した車両が近傍にあってもこのことによっては誤
検出をおこすことがない車間距離検出装置を提供するこ
とにある。

このため、本発明は第１図に示すように、離間して配置
され車外の所定方向を撮影する第１．第２の光−電気変
換手段Ａ、　Ｂと、この第１．第２の光−電気変換手段
Ａ、Ｈによって得られた映像信号を記憶する第１の記憶
手段Ｃと、予め複数種頬の車両に対応した複数の車両特
徴データを記憶しているｆｆ１２の記憶手段りと、前記
第１の記憶手段Ｃにて記憶している映像信号を入力する
とともに、その映像信号を予め定めた特徴パラメータに
従って変換し、その変換したデータと前記第２の記ｔｔ
手段りに記憶している複数の車両特徴データとを比較し
、前記映像信号の中に車両の映像を示す１２号が含まれ
ているか否かを判別する判別手段Ｅと、この判別手段Ｅ
にて車両の映像を示す信号が含まれていることを判別す
ると、前記第１の記憶手段Ｃに記憶している２つの映像
信号の中で前記判別した車両の映像を示す信号がどれく
らいずれているかを演算し、これにより前記車外の所定
方向に存在する車両までの距離を検出する演算手段Ｆと
を備えたことを特徴としている。

しかして、本発明は上記のように構成したため、同方式
の他の装置の存在にょ°り誤検出を行なうことがなり、
シかも車両以外のガードレール等の物体との車間距離を
誤まって検出することなく車両のみを対象としてそれと
の車間距離を検出することができるという優れた効果を
有する。

以下本発明を図面に示す実施例について説明する。第２
図はその一実施例の概略的全体構成図である。この第２
図に示す車両１において、３ａ。

３ｂは上下に離間して取り付けられ、その光学的な軸が
平行となるよう調整された２台のＴＶカメラであり、電
気的演算処理装置２はこのＴＶカメラ３ａ、３ｂからの
映像信号を取り込み、先行車間６との車間距離を演算処
理して、ディスプレイ４に結果を表示し、速度センサ５
がらの信号による自車速度との関係から駆動系（この第
２図に図示せず）を制御するようにしている。なお、７
は２台のＴＶカメラ３ａ、３ｂの視野を疑領的に示すも
のである。

駆動系制御機構としては、第３図に示す如きスロントル
開度調節機構及び１ｎ４図に示す°如くブレーキ圧力１
１１ｆｉ機楕を備えている。ｆｆ１３図において、３１
は機関吸気管負圧を作動力とするアクチュエータであり
、ＶＳＶ　（バキュームスイッチングバルブ）３２によ
り、圧力調整されてスロットル開度が制御されるもので
ある０本実施例においては、スロットル開度を自動１１
１１御しない場合は、アクセルペダル３３により開度コ
ントロール可能なようにリンク系が構成されている。ｆ
ｆ１４図において、４１は油圧により車輪にブレーキ圧
をかけるホイーＪＬｔシリンダてあり、コントロールシ
リンダ４２により駆動される。４個のｍ磁弁４４〜４７
は油圧ホンプ４３からの吐出圧力を調節し、コントロー
ルシリンダ４２の作動をｕｌｌする。またブレーキ操作
を自動制御しない場合は、ブレーキペダル４８及びマス
クシリンダ４９によりブレーキ操作ｎＪｌなようにマス
クシリンダ油圧回路が構成されている。

ｍ２図中の車速センサ５は、第５図に示すようド、車軸
駆動軸により回転する多極の磁石５１とこの磁石５Ｉの
回転によりオン、オフするリードスイッチ５２から構成
されている。そして、このリードスイッチ５２のオン、
オフを波形！！形回路２８にてオン、オフパルスに変換
し、ＣＰＵ２６に加えるようにしている。そして、ＣＰ
Ｕ２６にてそのパルスの９隅を計測し、車速を検出して
いる。

第６図は、この実施例の電気結線部分を示す電気結線図
で、ＴＶカメラ３ａ、３ｂからの１次元映像値号をＡ／
Ｄ変換！１ｉ８ａ、８ｂにｒＡ／Ｄ変換し、メモリ　（
ＲＡＭ）９ａ、９ｂ上にデジタル値の２次元配列として
−＠面を記憶する。電気的演算装置２において、２１．
２４はＲＯＭで、それぞれＣＰＵ２３．２６のプログラ
ムを格納している。２２．２５はＲＡＭで、ＣＰＵ２３
，２６の演算処理に伴う各種データを一時的に記憶する
。

２３．２６はｃｐυて、それぞｔＬＲＯＭ２１．２４に
格納したプログラムに従って第９ｖ４．第１０図に示す
演算処理を実行する。２７はＡ／Ｄ錠換器で、スロット
ル開度センサ１１からのアナログ信号をデジタル信号に
変換する。２８は波形整形回路で、車速センサ５からの
信号を波形整形する。

１１はスロットル開度センサで、スロットル弁の開度を
ポテンシｅメータで検出してその開度に応じたアナログ
信号を発生する。１２は速度設定器で、定速走行制御を
用いる設定速度を設定するためのもので、その設定値に
応じたデジタル信号を発生する。１３はＡＵＴＯスイッ
チで、投入保持式のもであり、定速走行および先行車へ
の追従走行を行なう時に投入されるものである。

３０．４０は第３図、第４図にその詳細構成を示すスロ
ットル開度調節機構、ブレーキ圧力調節機構である。４
はディスプレイで、先行車両との実際の車間距離および
自軍の速度に応じた安全車間面間を表示する。１０はブ
ザーで、ＣＰＵ２Ｇからのブザーオン指令を受けて一定
時間だけブザー音を鳴らす。

第７図はＲへＭ９ａの記憶方式を示すものであり、へ／
Ｄ変換によって得られるｔｌＲＪＲ数だけ、記憶領域を
所定アドレスから確保しておき、各垂直方向のデータ毎
に領域を細分化しである。各記憶単位には対応する映像
データのＡ／Ｄ変換値が入力されており、各対象点の輝
度情報となっている、図では１つのマス目が１画素に対
応している。

すなわち第７図は、前方空間の各方向の輝度をデジタル
健化し、対応する記憶単位に入力することによって一画
面データを２次元配列として記憶することを示している
。さらにもう一方のＴＶカメラ３ｂからの映像データも
第８図に示す如＜ＲＡＭ９ｂに２次元配列として別のデ
ータ領域に記憶される。

上記構成において、その作動を説明する。今、第６図中
に示す各種構成要素を備えた車両において、その運転開
始時に車両キーを投入すると、車載バッテリよりの電源
供給を受けて各ｉト電気系が作動状態になる。

この作動状態において、まずＣＰＵ２３による先行車と
の車間距離検出および相対速度検出について説明する。

第９図はＣＩ’　Ｕ　２３の喧訂処理を示す演３Ｆ流れ
。

図である。この第９図において、ステップ１００はＣＰ
【ノ２３のレジスタ、カウンタ、う・ンチ・などを初期
化するためのステップである。

次に、ステップ１０１に進み、実１１時間になったか否
かを判定し、実行時間になるまで待機状態になっている
。この実行時間のカウントについては内部タイマが用い
られる。そして、この実行時間の判定ステップを用いる
ことにより、ステ・ノブ１０２から１１６への演算周期
を一定に保つことができる。

ステップ１０１の判定がＹＥＳになると、ステップ１０
２に進む、このステ・ノブ１０２では、第７図のように
記憶しているＲへＭ９ａの映像データを人力する。ここ
で、その入力順序としては、へ番地のデータから縦方向
のデータをΔ＋ｎ−１番地のデータまで順次人力し、そ
の次にへ→−ｎ番地のデータから再び縦方向のデータを
順次入力していくように行なう、同様に、ステップ１０
３では、第８図のように記憶しているＲＡＭ９ｂの映像
データをＢ番地−ｉ３＋ｎ−１ｉｔ地、Ｂ＋ｎ番地−と
いうように順次入力する。

次に、ステップ１０４では、ステップ１０２゜１０３で
入力した映像データを処理して、輪郭を抽出した２値−
像データを生成する。一般に、車両の前方空間に存在す
る物体と背景との間には、明暗（輝度）の変化があり、
前記輝度データの２次元配列を平面的に微分することに
より物体の輪郭が検出できる。

次に、ステップ１０５では、２つの２値化された画像デ
ータをそれぞれの要素毎に比較して一致している部分を
取り除く処理を行なう。この処理は、映像データにおい
て、十分遠方の物体を取り除くためのものであり、光軸
を平行に調整し、かつ距１１１１だけ態量して配置され
たＴＶカメラ３ａｓ３ｂの２つの映像データ間において
、ｌに比して十分遠方にある物体の映像は、位置的に重
なり合うことを利用している。第１１図は、＃処理され
た２値画像データ配列の一例を示すものであり、画像と
して再往した場合を示している。

この輪郭のみの２値画像には車両、ガードレール・セン
ターラインなどの種々の閉図形が含まれており、その閉
図形をステップ１０６で検出する。

そして、ステップ１０７から１０８にて後述する特徴パ
ラメータを使用して、その閉図形を発生した物体を判定
する。以下この判定方法を示す、まず種々の特徴パラメ
ータに対して個々に番号ｉをもうけ、Ｉｔ差関数Ｅ　（
ｉ）を定義する。

Ｅ　（＋）　＝ｌ　（Ｘ　（ｉ）　−Ｘ　（ｉ））／Ｘ
　（ｉ）　）　　２Ｘ（ｉ）：特徴パラメータｉに対す
る計測値Ｘ（ｉ）：特徴パラメータｉに対する平均値ま
た特徴パラメータとしては、以下の様な項目等を使用し
ている。

ｉ−１：閉図形に外接する長方形の辺の比。

（第１２図に示す長さａとｂの比） ｉ−２；閉図形の面積と外接する長方形の面積の比。

（第１３図において閉図形の面積をＳｎとするとＳｎ／
（ａｘｌ））で表わされる。）ｉ＝３．４＋閉図形の面
積中心位置と外接長方形の辺の関係 （第１２図におけるａ　’　／　ａ及びｂ’／ｂ）ｌ−
５８閉図形の面積と面積中心位置を中心として閉図形に
外接する円の面積の比。

（第１３図においてＳｎ／ｇｒ２） ｉ＝６：閉図形の面積と周囲長の比。

なお、上記辺の長さ、面積中心位置等は画素数によって
規定されている。

電気的演算処理装置２は、ＲＯＭ２１に、各種物体の各
特徴パラメータに対する平均値を記憶している。各種物
体とは、本実施例においては、道路上に書かれたセンタ
ーライン、サイドライン。

ガードレール、車両タイプｌ　（軽自動車）、車両タイ
プ２（普通乗用車）、車両タイプ３（大型トラック）、
車両タイプ４（大型バス）、車両タイプ５（２輪車）等
を対象としており、各゛物体毎に特徴パラメータへの平
均値を記憶している。また本実施例においては、距離に
よらずその物体が判別可能なように、映像に関する比の
情報を中心に特徴パラメータを設定している。第１１図
において検出された閉図形は、特徴パラメータ項目ｉ毎
にその特徴が計測され、対象物体毎にその誤差関数Ｅ（
ｉ）が計算される。

次に、ステップ１０９では、対象物体毎に、誤差関数Ｅ
（ｉ）に重み関数Ｗ　（１）を乗算し、さらに加算、平
均して誤差判定値ＥＲＲｊを計算する。サフィックスｊ
は、対象物体を区別するものする。そして、次のステッ
プ１１０ではその誤差判定値が一定量以下のものを、特
徴が合致したとしてその映像と物体を対応させる。

そして、その対応がとれた物体の中に車両が含まれてい
る否かをステップ１１１にて判定する。

車両が含まれている場合にはその判定がＹＩＥＳになり
、ステップ１１２に進む、このステップ１１２では、車
両と判定された画像について、２台のテレビカメラ３ａ
、３ｂの視差を利用して距離を検出する。ｆＳ１４図は
その原理を示すものであり、２台のＴＶｌｙｆｉ９３ｍ
、３ｂを上下方向ニＩＩ１１ｍｌだけ離間し、光軸を平
行に調整しである。対象物対の代表点（たとえば閉図形
の面積中心）までの距離りは、代表点とＴＶカメラ中心
を結ぶ線分とＴＶカメラ中心軸との角度α、β及び２台
のＴＶカメラ離間距Ｗ１１より ＬｍＪ／（ｔａｎβ−ｔａｎα） として求めることができる。角度α、βは、上下それぞ
れの画像データ中の代表点位置から算出できる。

次にステップ１１３に進んて、先行車検出を示す先行車
フラグをセットし、ステップ１１５に進む、他方、前記
ステップ１１１の判定がＮＯになった時はステップ１１
４にて先行車フラグをリセツトし、その後ステップ１１
５に進む。

このステップ１１５ては、先行車フラグがセットされて
いる時、ステップ１１２にて算出した車間ｆｆ１ｌｌｌ
Ｌにより先行車との相対速度を演算する。

この相対速度演算は、車間ａｍ検出が一定周期て行なわ
れるため、前回の車間距離Ｌｏと今回の車同面１ｅｌＬ
との差、すなわち距離変化量を用いて行なわれる。この
相対速度演算の終了後、今回の車間距ＭＬを前回の車間
距離り、として記憶する。

なお、先行車フラグがリセットされている時は前回の車
間距１ａｌＬｏを０にしておく。そして、前回の車間距
ｌｉｔ　Ｌ　ｏが０の状態において、ステップ１１２か
ら１１３を経てこのステップ１１５に到来した時（先行
車フラグがセットされた時）は、１回目の到来として今
回の車間距ＭＬを前回の車間距ｊｅｌＬｏとして記憶す
る。

次のステップ１４６では、上記演算した１ｎ報、すなわ
ち先行車フラグのセット、リセットおよび先行車フラグ
がセットされている時には車間距離、相対速度を、ＣＰ
Ｕ２６に転送する。

上記した処理を一定周期で繰り返し実行し、先行車との
車ＩＩＩ距離および相対速度を検出する。

また、電気的演詐処理装ｗ２は、ＣＰＬ１２３の他に、
もう１つのＣＰＵ２６を備えている。このＣＩ）　Ｕ　
２　Ｇは、ＣＰＵ２３にて演算された先行車情報を入力
して、表示、警告および駆動系の制御を行なう、以下そ
の処理について説明する。

第１０図はＣＰＵ２６の演算処理を示す演算流れ図であ
る。この第１ｏ図において、まずステップ２００にてＣ
ＰＵ２６のレジスタ、カウンタ。

ラッチなどの初期化を行ない、ステップ２０１に進んで
ＣＰＵ２３から転送される先行車情報（第１０図のステ
ップ１１６にて転送されたもの）の人力処理を行なう。

そして、先行車情報を入力すると、ステップ２０２に進
んで自車の速度を演算する。この速度演算は波形整形回
路２８からのパルスの発生間隔を計測することにより行
なわれる。なお、所定時間以内にパルスが発生しない時
は車両速度を０とする０次にステップ２０３に進んで、
ＣＰＵ２３からの情報により先行車フラグがセットされ
ているか否かを判定する。

先行車フラグがセットされているとその判定がＹＥＳに
なり、ステップ２０４に進んで安全車間距離を演算する
。この安全車間ＩＩ！離は、ステップ２０２にて演算し
た自車速度およびＣＰＵ２３にて演算された先行車との
相対速度により詐出される。ずなわち、亀気演詐処理装
置２におけるＲＯＭ２４には予め自軍ｉ１１度に対する
安全車ｊ１１距ぬａの閏イＮ；を示ず特性マツプが記憶
されており、その特（１１マツプによりステップ２０２
にて演算した自車速度により安全車間距離を求めるとと
もに、この安全車ＩＪＩ距Ｍを先行Ｊｌｉとの相対速度
により補正する。この補正は先行車との相対速度が正、
つまり先行車から態れる状況の時は安全車問距１ｌｌｌ
を長くし、先行車との相対速度が負、つまり先行車に近
づく状況にある時は安全車間距離を短くするようにして
行なわれる。そして、ステップ２０５にてその安全車間
距離および先行車との車間面画をディスプレイ４に表示
させる指令をディスプレイ４に発生する。

次に、ステップ２０６にて先行車との車間距離が安全車
間距離以上であるか否かを判定する。先行車との車間Ｆ
ｌｉ離が安全車間距離より短い時にはその↑り定がＮｏ
になる。そして、この時（こはステ・ノブ２１１に進ん
で警告を行なうためにブザーオン指令をブザー１０に発
生し、ステップ２１２に進んでＡＵＴＯスイッチ１３が
投入されているが否かを判定する。この時、ＡＵＴＯス
イッチ１３が投入されていないと、その判定がＮｏにな
り、ステップ２０１にもどる。従って、先行車との車間
距離が安全車間距離より短い間は上記処理を繰り返し、
先行車との車間距離および安全車間距離をディスプレイ
４に表示するとともに、ブザーを一定時間づつ鳴らせて
警告を行なう。

また、先行車との車間距離が安全車間ｌｌ１ａ以上であ
る時には、ステップ２０６の判定がＹＥＳになり、ステ
ップ２０８を介してステップ２０１にもどる。

また、先行車がいなく先行車フラグがリセットされてい
てステップ２０３の判定がＮｏになった場合には、ステ
ップ２０７に進んでディスプレイ４の表示を消去させる
指令をディスプレイ４に発生し、ステップ２０Ｂを介し
てステップ２０１にもどる。

他方、定速走行および先行車への追従走行を行なうべく
ＡＵＴＯスイ・ノチ１３が投入されると、ステップ２０
６あるいは２０７を介してステップ２０８に到来した時
その判定がＹＥＳになる。そして、ステップ２０９に進
んで速度設定器１２番こ設定されている設定速度のデー
タを入力し、ステップ２１０に進んで、自軍速度をステ
ップ２０９にて入力した設定速度に近づけるようにスロ
ットル弁の開度を制御する。すなわち、ステップ２０２
にて算出した自軍速度と設定速度の偏差に応じて目標ス
ロットル関度を定めるとともにその目標スロットル開度
とスロットル開度センサ１１よりＡ／Ｄ変換器２７を介
した実際のスロットル開度の値から制御量を決定し、そ
の制御量に応じたデユーティ比の制御電気信号を第３図
のＶＳＶ３２に発生する。従って、上記処理を実行する
ことＧこより自車速度を設定速度に自動的に維持するこ
とができる。

そして、この状態において、先行車が存在しその先行車
までの車間距離が安全車間距離より短くなると、ステッ
プ２０６から２１１，２１２を経てステップ２１３に到
来し、スロットル開度センサ１１よりＡ／Ｄ変換器２７
を介したスロットル開度の値からスロットル弁が全閉し
ているか否かを判定する。そして、スロットル弁が全閉
していない時には、その判定がＮＯになり、ステップ２
１４に進んでスロットル弁を閉成させる制御電気信号、
すなわち第３図のＶＳＶ３２を大気開放にさせる信号を
ＶＳＶ３２に発生し、その後ステップ２０１にもどる。

従って、ＡＵＴＯスイッチ１３の投入時で先行車との車
′Ｂ１Ｉｒ！雛が安全車間距離より短くなると上記処理
を実行しブザーによる警告を行なうとともに、スロット
ル弁を徐々に閉成させていく。

その後、スロットル弁を全閉させても先行車との車間距
離が安全車問距１ＩＩＪ２Ｊ上にならないと、ステップ
２１３からステップ２１５に進み、車輪に所定のブレー
キ圧をかける制御電気信号（所定デユーティ比のオン、
オフ信号）を第４図の電磁弁４４〜４７に発生し、その
後ステップ２０１にもどる。従って、ブレーキを強制的
にきかせて先行車との車間距離を安全車間距離以上にす
ることができる。

そして、先行車との車間距翻が安全車間距訓以上になれ
ば、ステップ２０６から２０８を経て、ステップ２０９
．２１０の演算処理を実行し、自軍速度を設定速度に近
づけるように定速走行制御を行なう。

従って、上記処理を実行することにより、先行車がいな
ければ定速走行を行ない、先行車がいれば安全車間距離
を保って先行車に追従走行を行なうことができる。

なお、上記実施例では、２台のＴＶカメラを上下に設置
するものを示したが、左右に設け、画像の走査方向を垂
直ではなく水平方向にして前方車両との車間距離を検出
するようにしてもよい。

また、先行車との車間距離を検出するものを示したが、
後続ゴとの車間距離を求めるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す構成図、第２図は本発明の
一実施例の概略的全体構成図、第３図はスロットル開度
調節機構の肛細構成図、ｆｆ１４図はブレーキ圧調節機
構の詳細構成図、第５図は車速センサの詳細構成図、第
６図は本実施例の電気結線部分を示す電気結線図、第７
図、第８図はＲＡＭ９ａ、９ｂの記憶方式を示す説明図
、第９図。 第１θ図はＣＰＵ２３．２６の演算処理をそれぞれ示す
演算流れ図、第１１図乃至ｆｆ１１４図は作動説明に供
する説明図である。 ２・・・電気的演算処理装置、３ａ、３ｂ・・・ＴＶカ
メラ、４・・・ディスプレイ。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 第１図 Ａ 第３図 第４図 第１１図 第１４区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 離間して配置され車外の所定方向を撮影する第１、第２
   の）し−１気！＆　ｌ！！！　３Ｊ’段と、この第１．
   第２の光−電気変換手段によって得られた映像信号を記
   憶する第１の記憶手段と、予め複数種顛の車両に対応し
   た複数の車両特徴データを記憶している第２の記せ手段
   と、前記第１の記憶手段にて記憶している映像信号を入
   力するとともに、その映像信号を予め定めた特徴パラメ
   ータに従って変換し、その変換したデータと前記第２の
   記憶手段に記ｔａしている複数の車両特徴データとを比
   較し、前記映像（８号の中に車両の映像を示す（８号が
   含まれているか否かを判別する判別手段と、この判遺り
   手段にて車両の映像を示す信号が含まれていることを判
   別すると、前記第１の記憶手段に記憶している２つの映
   像信号の中て前記判別した車両の映像を示す信号がどれ
   くらいずれているかを演算し、これにより前記車外の所
   定方向に存在する車両までのＩＩ！前を検出する演算手
   段とを備えた車間距離検出装置。