(57)【要約】【課題】比較的簡単に，かつ正確に車両間距離を算出する。【解決手段】自車両２に取り付けたカメラ10によって前方の対象車両１が撮像される。撮像された画像から対象車両１の画像が検出される。また，撮像された画像から消失点の位置および対象車両１を表わす画像の下端の位置が検出される。検出されたそれぞれの位置にもとづいて対象車両１までの距離ｄが算出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両に搭載されたカメラによって前方を撮像するように上記カメラを制御する撮像制御手段，
上記カメラの撮像によって得られた画像の中から対象車両を表す対象車両画像の上端部および下端部の少なくとも一方を検出する端部検出手段，
上記カメラの撮像によって得られた画像の中から消失点を検出する消失点検出手段，ならびに
上記端部検出手段によって検出された上端部および下端部の少なくとも一方の位置と上記消失点検出手段によって検出された消失点位置とにもとづいて，対象車両までの距離を算出する距離算出手段，
を備えた車両間距離算出装置。
【請求項２】
上記端部検出手段は，
上記カメラの撮像によって得られた画像の中から上記対象車両を表す対象車両画像の上端部および下端部の両方を検出するものであり，
上記距離算出手段は，
上記端部検出手段によって検出された対象車両画像の上端部と上記消失点検出手段によって検出された消失点位置とにもとづいて，対象車両までの第１の距離を算出する第１の距離算出手段，および
上記端部検出手段によって検出された対象車両画像の下端部と上記消失点検出手段によって検出された消失点位置とにもとづいて，対象車両までの第２の距離を算出する第２の距離算出手段を備え，
上記第１の距離算出手段によって算出された第１の距離および上記第２の距離算出手段によって算出された第２の距離にもとづいて対象車両までの距離を算出するものである，
請求項１に記載の車両間距離算出装置。
【請求項３】
上記端部検出手段は，上記端部検出手段によって検出された対象車両画像の少なくとも下端部を検出するものであり，
上記端部検出手段によって検出された下端部よりも下方に対象車両のタイヤが無いかどうかを判定する判定手段，および
上記判定手段によって，上記端部検出手段において検出された下端部よりも下方に対象車両の影またはタイヤが無いと判定されたことに応じて，上記端部検出手段によって検出された下端部の位置を補正する補正手段をさらに備え，
上記距離算出手段は，上記補正手段によって補正された下端部の位置を用いて対象車両までの距離を算出するものである，
請求項１または２に記載の車両間距離算出装置。
【請求項４】
撮像制御手段が，自車両に搭載されたカメラによって前方を撮像するように上記カメラを制御し，
端部検出手段が，上記カメラの撮像によって得られた画像の中から対象車両を表す対象車両画像の上端部および下端部の少なくとも一方を検出し，
消失点検出手段が，上記カメラの撮像によって得られた画像の中から消失点を検出し，
距離算出手段が，上記端部検出手段によって検出された上端部および下端部の少なくとも一方の位置と上記消失点検出手段によって検出された消失点位置とにもとづいて，対象車両までの距離を算出する，
車両間距離算出装置の動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，車両間距離算出装置およびその動作制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車事故を未然に防止するためには車間距離を算出することが重要である。このために，前方に走行中の車両の陰影を検出し，その陰影の位置と消失点とを用いて車間距離を算出するものがある（特許文献１）。また，消失点を利用して障害物を検出するもの（特許文献２），移動体かどうかを検出するもの（特許文献３）などもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2002-327635号公報
【特許文献２】特開2007-199932号公報
【特許文献３】特開2006-48338号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら，特許文献１においては前方に走行する車両の陰影の位置を検出しなければならないので，比較的煩雑であり，開発コストが高くなる。また，距離算出するまでの時間が長くなってしまうことがある。さらに，夜間，雪道などでは陰影を検出できにくいので距離を算出できないことがある。また，特許文献１，２においても比較的簡単に，かつ正確に車両間距離を算出することは考えられていない。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は，比較的簡単に，かつ正確に車両間距離を算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による車両間距離算出装置は，自車両に搭載されたカメラによって前方を撮像するようにカメラを制御する撮像制御手段，カメラの撮像によって得られた画像の中から対象車両を表す対象車両画像の上端部および下端部の少なくとも一方を検出する端部検出手段，カメラの撮像によって得られた画像の中から消失点を検出する消失点検出手段，ならびに端部検出手段によって検出された上端部および下端部の少なくとも一方の位置と消失点検出手段によって検出された消失点位置とにもとづいて，対象車両までの距離を算出する距離算出手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この発明は，車両間距離算出装置に適した動作制御方法も提供している。すなわち，この方法は，撮像制御手段が，自車両に搭載されたカメラによって前方を撮像するように上記カメラを制御し，端部検出手段が，カメラの撮像によって得られた画像の中から対象車両を表す対象車両画像の上端部および下端部の少なくとも一方を検出し，消失点検出手段が，カメラの撮像によって得られた画像の中から消失点を検出し，距離算出手段が，端部検出手段によって検出された上端部および下端部の少なくとも一方の位置と消失点検出手段によって検出された消失点位置とにもとづいて，対象車両までの距離を算出するものである。
【０００８】
この発明によると，自車両の前方が撮像される。撮像された画像の中から対象車両を表す対象車両画像の上端部および下端部の少なくとも一方が検出される。検出された対象車両画像の上端部および下端部の少なくとも一方の位置と消失点位置とにもとづいて対象車両までの距離が算出される。対象車両画像が検出されれば，対象車両画像の上端部および下端部の少なくとも一方が検出されるので，比較的簡単に対象車両までの距離が算出されるようになる。
【０００９】
端部検出手段は，たとえば，カメラの撮像によって得られた画像の中から対象車両を表す対象車両画像の上端部および下端部の両方を検出するものである。この場合，距離算出手段は，端部検出手段によって検出された対象車両画像の上端部と消失点検出手段によって検出された消失点位置とにもとづいて，対象車両までの第１の距離を算出する第１の距離算出手段，および端部検出手段によって検出された対象車両画像の下端部と上記消失点検出手段によって検出された消失点位置とにもとづいて，対象車両までの第２の距離を算出する第２の距離算出手段を備えるとよい。第１の距離算出手段によって算出された第１の距離および第２の距離算出手段によって算出された第２の距離にもとづいて対象車両までの距離を算出することができる。
【００１０】
また，端部検出手段は，端部検出手段によって検出された対象車両画像の少なくとも下端部を検出するものでもよい。この場合，端部検出手段によって検出された下端部よりも下方に対象車両のタイヤが無いかどうかを判定する判定手段，および判定手段によって，端部検出手段において検出された下端部よりも下方に対象車両の影またはタイヤが無いと判定されたことに応じて，端部検出手段によって検出された下端部の位置を補正する補正手段を備えるとよい。距離算出手段は，補正手段によって補正された下端部の位置を用いて対象車両までの距離を算出するものとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】自車両と対象車両との関係を示している。
【図２】車間距離算出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】撮像によって得られた画像の一例である。
【図４】撮像によって得られた画像の一例である。
【図５】運転傾向を示している。
【図６】運転傾向を示している。
【図７】対象車両画像の一例である。
【図８】対象車両画像の一例である。
【図９】自車両と対象車両との関係を示している。
【実施例】
【００１２】
図１は，自車両２と自車両２の前方を走行する対象車両１との関係を側面から表わしたものである。
【００１３】
道路３上を自車両（自動車）２が走行し，その自車両２の前方に車間距離ｄを算出する対象車両（自動車）１が走行している。
【００１４】
自車両２の車内前方の上方にカメラ10が取り付けられている。このカメラ10により，自車両２の前方が撮像される。カメラ10の取り付け位置は，道路３から高さｈの位置である。カメラ10によって撮像された画像にもとづいて，自車両２から対象車両１までの車間距離ｄが算出される。カメラ10から対象車両１までの距離に自車両１のボンネットの長さΔｄが減算された長さが自車両２から対象車両１までの車間距離ｄとなる。
【００１５】
図２は，車間距離算出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００１６】
車間距離算出装置の全体の動作は，制御装置20によって統括される。
【００１７】
撮像制御装置23によってカメラ10が制御される。上述のように，カメラ10によって自車両10の前方が撮像される。
【００１８】
図３は，撮像によって得られた画像30の一例である。
【００１９】
画像30には，自車両２が走行する走行車線の道路３を表わす道路画像３（道路３と同じ符号で示す）および対向車が走行する走行車線の道路画像３Ａが含まれている。走行車線の道路画像３と対向車の走行車線の道路画像３Ａと間にはセンター・ラインの画像５が表示されている。また，道路画像３の左側および道路画像３Ａの右側には歩車道境界ブロックの画像４が表示されている。
【００２０】
この実施例では，対象車両２までの距離を測定するために消失点Ｐｖが利用される。
【００２１】
消失点Ｐｖは，歩道ブロック４の延長線とセンター・ライン５との延長線とが交差する位置にある。これらのいずれかが見当たらない場合には，これらの一方とこれらの平行線（例えば，ガードレールの延長線）とが交差する位置により消失点Ｐｖを求めてもよい。
【００２２】
図４は，撮像によって得られた画像30Ａの一例である。
【００２３】
画像30Ａには，自車両２の前方を走行する対象車両画像１を表わす対象車両画像１が含まれている。対象車両画像１の回りには，画像30Ａから検出される対象車両画像１を特定する枠40も表示されている。
【００２４】
この実施例では，対象車両画像１の下端のＹ座標（縦方向の座標）位置ｙｂが検出され，その位置と消失点ＰｖのＹ座標位置ｙｅが検出される。検出されたこれらの位置ｙｂおよびｙｅの差分Δｙを用いて対象車両１までの距離が算出される。
【００２５】
図２に戻って，カメラ10によって自車両２の前方が撮像されると，撮像された画像を表わす画像データは，車両画像検出回路11に入力する。車両画像検出回路11において，上述したように画像30の中から車両対象画像１が検出される。検出された車両対象画像１の位置を表わすデータは下端位置決定回路12に与えられる。
【００２６】
下端位置決定回路12において，自車両２の前方を走行中の対象車両（対象車両画像）１の下端の位置ｙｂが検出される。検出された位置ｙｂを表わすデータは下端位置補正回路13に入力する。下端位置補正回路13において，検出された下端位置ｙｂが補正される。この補正処理について詳しくは後述する。下端位置補正回路13において補正された下端位置ｙｂを表わすデータは距離算出回路15に入力する。
【００２７】
また，カメラ10によって撮像された画像を表わすデータは消失点検出回路14にも入力する。消失点検出回路14において，撮像された画像から消失点が検出される。検出された消失点の位置ｙｅを示すデータも距離算出回路15に入力する。
【００２８】
距離算出回路15において，入力した消失点位置ｙｅを示すデータ，対象車両１の下端位置ｙｂを示すデータなどを利用して対象車両１までの距離が算出される。この算出ついても詳しくは後述する。
【００２９】
単位時間ごとの車間距離を表すデータが衝突時間算出回路16，時間計測回路17および運行表示回路25に入力する。
【００３０】
時間計測回路17において，車間距離が衝突する危険が生じる危険距離未満の状態がある程度つづいたかどうかが確認される。危険距離未満の状態がある程度つづくと，その旨を示すデータが警告装置18にあたえられる。警告装置18において警告音，警告表示などの警告が自車両２のドライバに行われる。また，記録制御装置21が制御され，カメラ10によって撮像された画像データが危険運転の動画データ，連続した静止画データとして記録装置22に記録される。
【００３１】
また，車間距離を表すデータが単位時間ごとに衝突時間算出回路16に与えられると，車間距離が０となる時刻が衝突時間算出回路16において予測される。衝突予測時間があらかじめ定められた時間となると，警告装置18にその旨のデータが与えられる。警告装置18において，上述ように警告が行われる。また，衝突しないようにエンジン制御回路19が制御させられ，自車両２の速度が遅くさせられる。
【００３２】
また，速度検出回路24によって自車両２の速度が検出される。検出された速度を示すデータは運行表示回路25に与えられる。
【００３３】
運行表示回路25において，自車両２の走行速度と車間距離との関係を示す運転傾向を示すグラフが表示される。
【００３４】
図５および図６は，運行傾向の表示例である。いずれも横軸が走行速度，縦軸が車間距離である。
【００３５】
図５および図６において，グラフＧは，安全運転と考えられる走行速度と車間距離との関係を示している。
【００３６】
グラフＧによって示される走行速度と車間距離との関係は，走行速度に応じて変わる。走行速度が低速の場合には，比較的車間距離が短くてもよいが，走行速度が中速となると車間距離が比較的必要となる。走行速度が高速となると長い車間距離が必要となる。
【００３７】
ハッチングで示す領域Ｓ１に，車間距離と走行速度との関係が入るように，グラフＧによって示される車間距離よりも車間距離があれば安全運転の傾向となる。これに対して，領域Ｓ２に，車間距離と走行速度との関係が入り，グラフＧによって示される車間距離よりも車間距離が無ければ危険運転の傾向となる。これらの傾向は走行速度に対応して得られる。
【００３８】
図５は，散布図により安全運転と危険運転との傾向を示している。
【００３９】
上述したように，走行速度と車間距離との関係を示す多数の点50が図示されている。これらの点50に分布にしたがって，ドライバの傾向が分かる。図５では，走行速度が低速度の場合には，ほぼ安全運転であるが，走行速度が中速度となると車間距離が短くなり危険運転の傾向がある。また，走行速度が高速度となると車間距離が長くなり安全運転の傾向があることが分かる。たとえば，特定の走行速度において必要車間距離と実際の車間距離との差Δ１を算出し，その差Δ１があることをドライバに知らせるようにしてもよい。
【００４０】
図６は，棒グラフを用いた傾向を示している。
【００４１】
走行速度と車間距離との関係が複数の棒グラフ51−55によって図示されている。走行速度が低速のときの棒グラフ51，52は，必要な車間距離があることを示しているが，走行速度が中速のときの棒グラフ53，54は，必要な車間距離に足りず，危険運転であることがわかる。また，走行速度が高速のときの棒グラフ55は，必要な車間距離があり比較的安全運転であることがわかる。
【００４２】
このように，ドライバの運転傾向が運転表示回路25に表示される。ドライバは，表示を見ながら安全運転を心がけることができる。
【００４３】
また，算出された走行速度と車間距離との関係を示すデータを抽出し，運転終了後にドライバの自宅，事務所等において上述した運行表示を行うようにしてもよい。
【００４４】
図１および図４を参照して，対象車両画像の下端位置ｙｂと消失点位置ｙｅとを用いて対象車両までの車間距離ｄを算出する方法について説明する。
【００４５】
上述したように，図１を参照して，車間距離をｄ，自車両２においてカメラ10が取り付けられた位置から自車両２の前端までの距離をΔｄ，カメラ10の取り付け位置の高さをｈとする。また，対象車両１の後端下端部における道路３からの高さをΔｈ１とする。
【００４６】
さらに，上述したように，図４を参照して，撮像により得られた画像30Ａにおける消失点ＰｖのＹ座標位置はｙｅ，検出された対象車両画像１の後端下端部のＹ座標位置はｙｂである。また，Ｙ座標位置ｙｅとｙｅとの間の距離はΔｙである。
【００４７】
カメラ10のＹ座標値１あたりの角度分解能をΔθ（rad）とすると，式１が成立する。
【００４８】
ｄｙ・Δθ（rad）＝（ｈ−Δｈ１）／（ｄ＋Δｄ）・・・式１
【００４９】
式１から車間距離ｄが算出できる。
【００５０】
図７は，撮像された画像30Ａから検出された対象車両画像１の一例である。
【００５１】
検出された対象車両画像１にタイヤの画像７が含まれており，そのタイヤの画像７を含めて対象車両画像１として検出されると，そのときの検出枠41は，タイヤの画像７が含まれていないときの検出枠40よりも下がっている。このために，上述したにように検出された対象車両画像１の後端下端部のＹ座標位置ｙｂはタイヤの画像７の分だけ下がってしまう。このために，図１に示すように，対象車両１のタイヤの画像７の高さの分を考慮して車間距離ｄが算出される。式２にしたがって車間距離ｄが算出される。
【００５２】
ｄｙ・Δθ（rad）＝ｈ／（ｄ＋Δｄ）・・・式２
【００５３】
検出された対象車両画像１の中にタイヤの画像２が含まれていない場合には，式２にもとづいて車間距離ｄが算出されるように，下端位置補正回路13によって下端位置が補正される。対象車両画像１の中にタイヤの画像２が含まれていないかどうかの判定は，検出枠40または41の中の下部にタイヤの画像２が含まれていなかどうかの確認によってもよいし，それらの枠40または41よりも外側の下にタイヤの画像２が含まれていないかどうかの確認によってもよい。
【００５４】
図８は，撮像された画像30Ａから検出された対象車両画像１の一例である。
【００５５】
上述した実施例では，対象車両画像１の下端部のＹ座標位置ｙｂを利用して車間距離ｄが算出されているが，対象車両画像１の後端の上端部のＹ座標位置ｙｕを利用しても車間距離ｄを算出することができる。
【００５６】
対象車両画像１の後端部が検出され，検出枠42によって囲まれている。検出枠42は対象画像のリア・ウインドウが除かれるように対象車両画像１を囲んでいる。検出枠42の上端がＹ座標位置ｙｕである。
【００５７】
図９は，図１に対応するもので，自車両２と対象車両１との関係を示す側面図である。
【００５８】
対象車両１の後端上部は，道路３から高さΔｈ２の位置にあるから，式３にしたがって車間距離ｄが算出される。
【００５９】
ｄｙ・Δθ（rad）＝（ｈ−Δｈ２）／（ｄ＋Δｄ）・・・式３
【００６０】
式１または式２から算出される車間距離ｄと式３から算出される車間距離ｄとの平均距離を車間距離とすることにより，より正確な車間距離が算出される。式３にしたがって車間距離ｄが算出される場合には，上述した下端位置決定回路12において，上端位置ｙｕを決定され，距離算出回路15には，上端位置ｙｕおよび下端位置ｙｂならびに消失点位置ｙｅをそれぞれ示すデータが入力することとなろう。
【符号の説明】
【００６１】
１  対象車両
２  自車両
10  カメラ
11  車両画像検出回路
12  下端位置決定回路
13  下端位置補正回路
14  消失点検出回路
15  距離算出回路
23  撮像制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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