(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されてこの自車両からの前方映像と車速センサからの自車両速度とに基づいて自車両の衝突可能性の有無を判定しこの判定結果を所定の応動部に送出する車両用前方監視装置において、
前記前方映像から障害物を抽出してその障害物サイズの奥行き方向の検出長さを含む障害物サイズと少なくとも自車両障害物間距離とを検出する障害物検出手段と、
前記障害物サイズから各種の障害物についての所定の推定基準に従って前記障害物の奥行き方向の推定長さを算出するとともに、前記障害物サイズの奥行き方向の検出長さと前記推定長さのうち長い方を障害物長とする障害物長算出手段と、
前記障害物長と前記自車両障害物間距離と前記自車両速度または自車両障害物相対速度とに基づく所定の演算を行って、前記障害物を回避して該障害物の前方に回りこむまでの時間である障害物回避時間を算出する障害物回避時間算出手段と、
前記前方映像から対向車を抽出してその自車両対向車間距離と自車両対向車相対速度とを検出する対向車検出手段と、
前記障害物長と前記自車両障害物間距離と前記自車両対向車間距離と前記自車両対向車相対速度とに基づく所定の演算を行って対向車到来時間を算出する対向車到来時間算出手段と、
前記障害物回避時間と前記対向車到来時間とに基づく所定の条件判定を行って自車両の衝突可能性の有無を判定する車両衝突条件判定手段とを備えたことを特徴とする車両用前方監視装置。
【請求項２】
前記前方映像から自車両の走行車線を抽出してその幅を検出するとともに、この検出幅と前記障害物サイズとから前記自車両走行車線における前記障害物脇の車線内余裕幅を検出する車線内余裕幅検出手段と、
この車線内余裕幅と自車両の幅とに基づいて自車両が前記自車両走行車線内で前記障害物脇を走行可能であるか否かを判定する車線内走行可判定手段と、
車線内走行可判定手段によって走行可能との判定がなされたときに前記車両衝突条件判定手段による自車両の衝突可能性有りの判定を抑制する車両衝突判定抑制手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の車両用前方監視装置。
【請求項３】
自車両が対向車線側に転舵されたことをステアリングホィールの舵角に基づいて検出する転舵判定手段と、
この転舵判定手段の判定結果と自車両の衝突可能性有無の判定結果に応じて警報レベルの軽重を判別し、この判別結果を前記所定の応動部に引渡す又は送出する警報度判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用前方監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両用前方監視装置に関し、詳しくは、車両前方の映像等に基づいて障害物回避時における対向車との自車両の衝突可能性の有無を判定する車両用前方監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用前方監視装置に該当するものとして実開平１−１５２２８２号公報記載の衝突警報装置が知られている。これは、車間距離情報に基づいて先行車に対する自車の衝突の危険性を判定し、衝突の危険が生じていると判定した場合に警報信号を発する情報処理回路を備えた衝突警報装置において、検出した車間距離と車速とから所定の式に従って第１の車間距離を算出し、この第１の車間距離よりも小さい第２の車間距離をも算出して、検出した車間距離と第１，第２の車間距離との大小に応じた警報度の警報信号を発するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の車両用前方監視装置は、センサとしてレーダ等を用いたものであることから、衝突対象に関して利用可能な情報が先行車との車間距離などに限られので、その装置構成も上述したものの如きである。
【０００４】
これに対し、最近のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  ）の性能面・価格面での著しい進歩等から、センサとしてＣＣＤカメラを採用し、これで撮像した映像から各種の有効情報を得て、具体的には先行車や駐停車車両等の障害物ばかりでなく対向車や車線等についての情報をも求めて、これらの情報に基づいて障害物および対向車の存在時における自車両の対向車との衝突可能性の有無を判定する車両用前方監視装置の実用化が、現実味を帯びてきている。
【０００５】
しかし、撮像した映像から情報を採ることで従来よりも多くの有効な情報を取り出すことが可能となっても、十分な質や量の情報が常に得られるとは限らない。例えば、前方に存在する障害物の奥行き方向の長さは、これを後方から正確に検出することが困難で、その検出値もばらつくことも多いが、この長さは障害物回避時間決定の主要因であるから、その検出精度等が衝突可能性判別の信頼性等に与える影響は大きい。また、映像には走行車線等の走行状況に関する情報も含まれている。そこで、映像情報から如何にして衝突可能性を判別するかが重要な課題となる。
【０００６】
この発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、障害物および対向車の存在時における対向車との自車両の衝突可能性の有無を車両前方の映像等に基づいて正確に且つ安全側に判定することができる車両用前方監視装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、障害物および対向車の存在時における自車両の対向車との衝突可能性の有無を走行状況に応じて木目細かで正確に且つ安全側に判定することができる車両用前方監視装置を提供することをも目的とする。
さらに、この発明は、これらの判定に基づく的確な警報を期待することができる車両用前方監視装置を提供することをも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために発明された（出願当初請求項１記載の）第１の解決手段としての車両用前方監視装置は、（図１、及び図２又は図３に示す如く、）自車両（１）の前方映像を撮像するＣＣＤカメラ（２）やビジコンカメラ等の撮像手段と、自車両速度を検出する車速センサ（４）とを具備した自車両に搭載されて、前記撮像手段で撮った前記前方映像と前記車速センサで検出した前記自車両速度とに基づいて自車両の衝突可能性の有無を判定し、この判定結果をそのまま又は前記判定結果に応じた値の情報若しくは信号等に変換してから所定の応動部に（この応動部は、同一装置に組み込まれ若しくは一体に設けられ入力に応じて点滅するＬＥＤ等、又は別個の素子・装置等として設けられ入力に応じて警報を発することやブレーキをかけること等の作動をする警報ブザー（６）や車速制御装置（６ａ）等である。）送出する車両用前方監視装置において、前記撮像手段から受けた前方映像から停止車両や低速先行車両等の障害物を抽出して、この障害物の幅と高さと奥行き長さ等の障害物サイズを検出すると共に、自車両障害物間距離を検出する障害物検出手段（７３又は７５）と、この障害物検出手段から受けた障害物サイズの幅と高さとから一般的な障害物についての所定の推定基準に従うテーブルにより前記障害物の奥行き方向の推定長さを算出する手段（９１ａ）と、前記推定長さと前記検出長さのうち長い方を選択して、障害物長とする障害物長算出手段（９１ｂ）とを有し、前記障害物長と、前記障害物検出手段からの前記自車両障害物間距離と、前記障害物検出手段からの前記自車両障害物相対速度または前記車速センサからの前記自車両速度とを受けて、所定の演算により、自車両が前記障害物との衝突を回避してこれを追い越すまでの障害物回避時間を算出する障害物回避時間算出手段（９１ｃ）と、前記撮像手段より受けた前記前方映像から対向車を抽出して、自車両対向車間距離と、自車両対向車相対速度とを検出する対向車検出手段（７４又は７６）と、前記障害物長算出手段からの前記障害物長と、前記障害物検出手段からの自車両障害物間距離と、前記対向車検出手段からの前記自車両対向車間距離と前記自車両対向車相対速度とを受け所定の演算を行うことにより、前記対向車が自車両に衝突又は最接近するところに到来するまでの対向車到来時間を算出する対向車到来時間算出手段（９１ｄ）と、前記障害物回避時間算出手段からの前記障害物回避時間と、前記対向車到来時間算出手段からの前記対向車到来時間とを受けて、これらの時間を比較等して、自車両の衝突可能性の有無を判定する車両衝突条件判定手段（９１ｅ）とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
先の目的を達成するために発明された第２の解決手段としての車両用前方監視装置は、上記の第１の解決手段の車両用前方監視装置であって、
前記前方映像から自車両走行車線を抽出して走行車線幅を検出するとともに、この検出した走行車線幅と前記障害物サイズとから前記自車両走行車線における前記障害物脇の車線内余裕幅を検出する車線内余裕幅検出手段（７７）と、
この車線内余裕幅と自車両の幅とに基づいて自車両が前記自車両走行車線内で前記障害物脇を走行可能であるか否かを判定する車線内走行可判定手段（９３）と、
車線内走行可判定手段によって走行可能との判定がなされたときに前記車両衝突条件判定手段による自車両の衝突可能性有りの判定を抑制する車両衝突判定抑制手段（９７）と
を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
先の目的を達成するために発明された第３の解決手段としての車両用前方監視装置は、
上記した第１の解決手段の車両用前方監視装置または第２の解決手段の車両用前方監視装置であって、
自車両に設けられた舵角センサ（３）で検出したステアリングホィールの舵角に基づいて、自車両が対向車線側に転舵されたことを、検出する転舵判定手段（９４）と、
この転舵判定手段の判定結果と自車両の衝突可能性有無の判定結果に応じて警報レベルの軽重を判別し、この判別結果を前記応動部に送出する警報度判定手段（９８）と
を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】
このような第１の解決手段の車両用前方監視装置にあっては、自車両より前に向けて撮った前方映像から、障害物検出手段によって、障害物が有ればこれが抽出されて、その障害物サイズや自車両障害物間距離などが検出される。この検出値のうちの障害物サイズから障害物長算出手段によって障害物の奥行き方向の長さである障害物長が求められるが、この際に、通常は検出値が用いられる障害物長について次に処理がなされる。すなわち、各種の障害物についての所定の推定基準に従って障害物の奥行き方向の推定長さが算出されるとともに、障害物サイズのうちの障害物の奥行き方向の検出長さを推定長さが超えるときには検出長さに代えて推定長さが障害物長とされる。
【００１１】
これにより、障害物長として検出長さと推定長さとの何れか長い方が採用される。そこで、前方に存在する障害物の奥行き方向の長さを検出することができない場合や、検出できても一般的に想定される長さより短い場合には、常識的な値が採用されこれに基づいて以後の判定処理がなされることとなる。そして、この障害物長と先の自車両障害物間距離と自車両速度等とから障害物回避時間算出手段によって障害物回避時間が算出される。上述したような障害物長等に基づくこの障害物回避時間は、障害物の奥行き方向の長さが検出不能等の場合、常識的な範囲での長めの時間となる一方、障害物の斜め方向からの映像等を得てその奥行き方向の長さを正確に検出できてしかもそれが常識的な想定長を超える場合などには、正確な長さに対応して長い時間となる。
【００１２】
その一方では、対向車が有れば、これをも映した前方映像から対向車検出手段によって対向車の自車両対向車間距離と自車両対向車相対速度とが検出され、さらに、これらの自車両対向車間距離と自車両対向車相対速度とから対向車到来時間算出手段によって対向車到来時間が算出される。
【００１３】
そして、車両衝突条件判定手段によって、障害物回避時間と対向車到来時間とに基づく条件判定が行なわれて、その結果として自車両の対向車との衝突可能性が有るか否かが判定される。こうして、前方映像と自車両速度等に基づいて障害物および対向車の存在時における自車両の衝突可能性の有無が判定されるのであるが、この判定にあっては対向車到来時間が短めで障害物回避時間が長めであるほど衝突可能性有りとの結果が出易すいので、その判定結果は、障害物回避時間が長めであるほど、判定精度の観点からは不正確であっても衝突の未然防止の観点からは安全側であるといえる。
【００１４】
そこで、上述したような障害物回避時間等に基づくこの判定は、障害物の奥行き方向の長さが検出不能等で不正確な場合には、これによらずに常識的な推定長さに基づいてなされるので安全側のものとなり、障害物の奥行き方向の長さが常識的な長さを超えこれが正確に検出された場合には、検出長さに基づいて正確なものとなる。そして、この正確で且つ安全側の判定結果は、運転者に所定の警報を行う等のため、応動部に送出等される。
【００１５】
したがって、この発明の車両用前方監視装置は、障害物および対向車の存在時における対向車との自車両の衝突可能性の有無を前方映像等に基づいて正確に且つ安全側に判定することができる。
【００１６】
また、第２の解決手段の車両用前方監視装置にあっては、車線内余裕幅検出手段によって、前方映像から自車両の走行車線の幅が検出されるとともに、この検出幅と障害物サイズ等とから自車両走行車線における障害物脇の車線内余裕幅が検出され、さらに、この車線内余裕幅と自車両の幅とに基づき、車線内走行可判定手段によって、自車両が自車両走行車線内で障害物脇を走行可能であるか否かが判定される。そして、この車線内走行可判定手段によって走行可能との判定がなされたとき、車両衝突条件判定手段による自車両の衝突可能性有りの判定が、車両衝突判定抑制手段によって抑制される。
【００１７】
これにより、自車両走行車線内で障害物脇を走行可能で、対向車線にまではみ出さなくても障害物を回避できる場合には、自車両と対向車との衝突可能性が無いとの判定が得られるので、その判定結果は、障害物幅や車線幅等の走行状況に応じて木目細かで正確なものとなる。
【００１８】
したがって、この発明の車両用前方監視装置は、障害物および対向車の存在時における対向車との自車両の衝突可能性の有無を走行状況に応じて木目細かで正確に且つ安全側に判定することができる。
【００１９】
さらに、第３の解決手段の車両用前方監視装置にあっては、自車両が対向車線側に転舵されたことが転舵判定手段によってステアリングホィールの舵角に基づいて検出される。そして、警報度判定手段によって、この転舵判定手段の判定結果と自車両の衝突可能性有無の判定結果に応じて警報レベルの軽重が判別され、さらに、この判別結果が応動部に送出等される。
【００２０】
これにより、対向車線にはみ出ると対向車と衝突する蓋然性の有る状況で、対向車線にはみ出すようなステアリングホィール操作が行なわれたときには、この操作によって衝突の危険が一層高まるが、この危険性に見合った緊急警報等を発することが可能となる。そこで、無理な追越し等に繋がる転舵操作を未然に防止することが的確にできる。
【００２１】
したがって、この発明の車両用前方監視装置は、転舵操作をも考慮して警報レベルの軽重を判別することで、障害物および対向車の存在時における対向車との自車両の衝突可能性の有無についての正確で且つ安全側の判定に基づく的確な警報を期待することができる。
【００２２】
【実施例】
本発明の車両用前方監視装置の第１実施例について、その構成を説明する。図１は、その概要を示す図であり、図２は、その機能ブロック図である。なお、Ａ／Ｄ変換回路等の一般的なハードウェア構成部分については図示及びその説明を割愛する。
【００２３】
この車両用前方監視装置５は、自車両としての車両１に搭載される装置である。この車両１には、車体上部に設けられ、車両前方の映像を撮像して前方映像信号ｃｃｄを出力する一対のＣＣＤカメラ２と、ステアリングシャフト部に設けられてステアリングホィールの舵角θａを検出する舵角センサ３と、車両１の速度すなわち自車両速度としての車速Ｖａを検出する車速センサ４とが備えられており、検出された車速Ｖａ，前方映像信号ｃｃｄ，舵角θａは車両用前方監視装置５に送出される。
【００２４】
また、車両１には、警報信号ＡＬＭを受けて警報音を発する応動部としてのブザー６と、警報信号ＡＬＭに応じてブレーキ６ｂを制御して自動的に減速させる車速制御装置６ａとが備えられており、車両用前方監視装置５は、判別結果に応じた警報信号ＡＬＭを生成してブザー６等に送出するものとなっている。
【００２５】
車両用前方監視装置５の構成は、大別して、画像処理に適したＤＳＰすなわちデジタルシグナルプロセッサ７０と、一般的な情報処理に適したＭＰＵすなわちマイクロプロセッサユニット９０と、これらの間で必要な情報を転送するためのＩ／Ｆすなわちインターフェイス８０とからなる。
【００２６】
ＤＳＰ７０は、前方映像信号ｃｃｄを入力し、この前方映像から所望の情報を検出し、この情報をＩ／Ｆ８０を介してＭＰＵ９０に送出するものである。そして、このための画像処理部として、前方映像信号ｃｃｄを受けてのステレオ画像データ７１の領域と、ステレオ画像データ７１から車線を検出する車線検出部７２と、障害物を検出する障害物検出部７３と、対向車を検出する対向車検出部７４を備えたものである。
【００２７】
Ｉ／Ｆ８０は、ＤＳＰ７０及びＭＰＵ９０の何れからも任意にアクセス可能なデュアルポートメモリを主体に構成されている。そして、このメモリにＤＳＰ７０によって転送データが書き込まれると共にこのデータがＭＰＵ９０によって読み取られることで、必要な情報の転送を介助し得るものとなっている。なお、Ｉ／Ｆ８０は、バス結合された共有メモリや、ラッチ手段とパラレル伝送ラインあるいはシリアル伝送ライン等によって構成されていてもよい。
【００２８】
ＭＰＵ９０は、１チップコンピュータであり、前方映像から検出された情報と車速Ｖａとを入力し、これらに基づいて車両１の衝突可能性の有無を判定し、この判定結果に対応した警報信号ＡＬＭをブザー６に送出するものである。そして、このための対向車衝突判定部として、そのメモリに、自車両速度に基づく対向車衝突判定部９１と、警報出力部９９とを備えている。
【００２９】
さらに、対向車衝突判定部９１は、障害物長算出手段としての推定長算出部９１ａと、仮想障害物長選定部９１ｂと、障害物回避時間算出部９１ｃと、対向車到来時間算出部９１ｄと、車両衝突条件判定部９１ｅとからなる。
【００３０】
車線検出部７２は、細線パターンの特徴を抽出する等の画像処理を行い、この処理によってステレオ画像データ７１から車線を検出する。そこで、障害物検出部７３や対向車検出部７４での処理に必要とされる車線情報を抽出してこれらの利用に供するものとなっている。
【００３１】
障害物検出部７３は、ステレオ画像データ７１と上記の車線情報とを受け、ステレオ画像データ７１のうち上記の車線より左側部分の画像に対して箱パターンの特徴を抽出する等の画像処理を行い、この処理によって、路肩に駐停車中の車両等の障害物があればこれを抽出すると共に、この障害物について、その幅Ｗｂ，高さＨｂ，奥行き長さＬｂを検出する。さらに、ステレオ画像の視差角等に基づいて車両１からその障害物までの距離Ｄｂをも算出する。
【００３２】
対向車検出部７４は、ステレオ画像データ７１と上記の車線情報とを受け、ステレオ画像データ７１のうち上記の車線より右側部分の画像に対して箱形パターンの特徴を抽出する等の画像処理を行い、この処理によって、対向車線の対向車を抽出する。そして、この対向車についてステレオ画像の視差角等に基づく演算等の処理を行って、車両１からその対向車までの距離Ｄｃを算出する。さらに、距離Ｄｃについての前回検出値と今回検出値との差等に基づいて、車両１と対向車との相対速度Ｖｃをも算出する。
【００３３】
推定長算出部９１ａは、障害物検出部７３で検出した障害物の幅Ｗｂ，高さＨｂから障害物の奥行き方向の一般的な障害物についての所定の推定基準に従う関係式の演算等を行って、障害物サイズから障害物の奥行き方向の推定長さＬｂ’を算出するものである。例えば推定長さＬｂ’を推定するものである。これの処理は、幅Ｗｂが１ｍ以下のときは障害物が歩行者や二輪車であると想定して長さＬｂ’を２ｍとし、幅Ｗｂが１ｍ超２ｍ未満で、高さＨｂが１．５ｍ以下のときは障害物が乗用車等であると想定して長さＬｂ’を４ｍとし、幅Ｗｂが１ｍ超２ｍ未満で、高さＨｂが１．５ｍ超のときは障害物が普通トラック等であると想定して長さＬｂ’を６ｍとし、幅Ｗｂが１ｍ以下のとき長さＬｂ’を２ｍとし、幅Ｗｂが２ｍ以上のときは障害物が大型トラックやバスであると想定して長さＬｂ’を１０ｍとする。
【００３４】
仮想障害物長選定部９１ｂは、推定長算出部９１ａで算出した推定長さＬｂ’と、障害物検出部７３で検出した障害物の奥行き方向の検出長さＬｂのうち、長い方の長さを仮想障害物長Ｌｂ”とする。例えば、推定長さＬｂ’が検出長さＬｂ以下のときには検出長さＬｂを仮想障害物長Ｌｂ”として選択し、推定長さＬｂ’が検出長さＬｂを超えるときには推定長さＬｂ’を仮想障害物長Ｌｂ”として選択するものである。すなわち、障害物の検出長さが推定長さに満たないときには検出長さに代えて推定長さを仮想障害物長とするものとなっている。
【００３５】
障害物回避時間算出部９１ｃは、仮想障害物長選定部９１ｂで選定した障害物長Ｌｂ”と、障害物長検出部７３で検出した距離Ｄｂと、車速センサ４で検出した車速Ｖａとに基づき、算出式［ｔ１＝｛（（Ｄｂ＋Ｌｂ”）／Ｖａ）＋α｝］により、自車両が障害物を回避して、障害物前方に回り込むまでの時間として障害物回避時間ｔ１を算出する。ここで、αは、自車線と対向車線との間での往復に要する車線乗り換え時間に所定の余裕分を付加した時間である。
【００３６】
対向車到来時間算出部９１ｄは、障害物検出部７３で検出した車両１から障害物までの距離Ｄｂを対向車検出部７４で検出した距離Ｄｃと相対速度Ｖｃと、仮想障害物長選定部９１ｂで選定した仮想障害物長Ｌｂ”とを受けて、算出式［ｔ２＝｛Ｄｃ−（Ｄｂ＋Ｌｂ”＋α）｝／Ｖｃ］により対向車が自車両に衝突又は最接近するところに到来するまでの時間として対向車到来時間ｔ２を算出する。ここで、αは自車線と対向車線との間での往復に要する車線乗り換え時間に所定の余裕分を付加した時間である。
【００３７】
車両衝突条件判定部９１ｅは、障害物回避時間算出部９１ｃで算出した障害物回避時間ｔ１と、対向車到来時間算出部９１ｄで算出した対向車到来時間ｔ２とに基づいて、比較式［Ｙ１＝｛ｔ１＞ｔ２｝］により比較演算を行い、車両１が障害物回避のために対向車線にはみ出すと対向車と衝突する可能性が有ると判別すべき場合には論理値“真”の判定結果Ｙ１を出し、車両１が障害物回避のために対向車線にはみ出しても対向車と衝突する可能性は無いと判別すべき場合には論理値“偽”の判定結果Ｙ１を出す。
【００３８】
警報出力部９９は、障害物検出部７３で検出した障害物の幅Ｗｂと、車両衝突条件判定部９１ｅでの判定結果Ｙ１に基づき、論理式［ＡＬＭ＝｛（Ｗｂ≠０）．ＡＮＤ．  （Ｙ１）｝］により、障害物の幅Ｗｂが零以外のときだけ、すなわち障害物が存在しているときに限って、且つ衝突可能性が有ると、ブザー６を作動させるものである。
【００３９】
第１実施例の車両用前方監視装置について、その動作を説明する。
【００４０】
車両１の走行中に運転者が車両用前方監視装置５を作動させると、車両用前方監視装置５では、所定の初期化が行われ、これが済むと、ＤＳＰ７０とＭＰＵ９０とが同期して動作する。すなわち、所定の一定周期で、ＤＳＰ７０での画像処理と、この処理結果のＩ／Ｆ８０での転送と、これに続くＭＰＵ９０での対向車衝突判別処理とが繰り返される。
【００４１】
１周期における処理手順を詳述すると、ＤＳＰ７０では、先ず前方映像信号ｃｃｄからステレオ画像データ７１の取り込みが行われ、次に車線検出部７２の処理が行われ、その後に障害物検出部７３の処理と対向車検出部７４の処理とが行われる。これにより、障害物の幅Ｗｂ，高さＨｂ，検出長さＬｂや、障害物までの距離Ｄｂ、対向車までの距離Ｄｃ、対向車との相対速度Ｖｃが求まる。
そして、これらの検出値等はＭＰＵ９０に転送される。
【００４２】
この転送を受けた後に、ＭＰＵ９０では、先ず、推定長算出部９１ａの処理が行われて、障害物の推定長さＬｂ’が求まる。次に、仮想障害物長選定部９１ｂの処理と、車速Ｖａの入力と、障害物回避時間算出部９１ｃの処理とがこの順で行われて、障害物回避時間ｔ１が求まる。また、対向車到来時間算出部９１ｄの処理が行われて、対向車到来時間ｔ２が求まる。さらにその後に車両衝突条件判定部９１ｅの処理が行われて、判定結果Ｙ１が求まり、最後に警報出力部９９の処理が行われて、判定結果Ｙ１に応じた値の警報信号ＡＬＭが生成される。これで、この１周期における処理が終了する。
【００４３】
そして、このようなＤＳＰ７０やＭＰＵ９０の処理が継続してなされ、車両用前方監視装置５の作動中に障害物と対向車とが検出されると、減速しないでこの障害物を回避するために車両１が対向車線にはみ出すとした場合に対向車と衝突する可能性が有るか否かの判別が車両用前方監視装置５によって行われ、この結果に応じた警報指令値の警報信号ＡＬＭがブザー６に送出される。これにより、衝突可能性が有るときには、ブザー６が鳴るので、運転者の注意を喚起することができる。
【００４４】
本発明の車両用前方監視装置の第２実施例について、図３の機能ブロック図に基づき、その構成を説明する。
この第２実施例の装置が上述の第１実施例と相違するのは、ＤＳＰ７０における障害物検出部と対向車検出部、及びＭＰＵ９０における障害物回避時間算出部だけである。
そこで、これらの相違点を詳述する。
【００４５】
先行車検出部７５は、障害物検出部７３に代わるものであるが、ステレオ画像データ７１と車速Ｖａとを受け、ステレオ画像データ７１に対して箱形パターンの特徴を抽出する等の画像処理を行って対象物を特定し、この対象物との距離Ｄｂ及び相対速度Ｖｂを算出する。さらに、相対速度Ｖｂと車速Ｖａとを比較して（Ｖｂ≦Ｖａ）であれば、この対象物を障害物と識別する。そして、この障害物について、その幅Ｗｂ，高さＨｂ，奥行き長さＬｂを検出する。これらの検出値・算出値はＭＰＵ９０に送出される。これにより、障害物検出部７５は、走行移動中の先行車を含めた障害物との相対速度をも検出するものとなっている。
【００４６】
対向車検出部７６は、対向車検出部７４に代わるものであるが、ステレオ画像データ７１と車速Ｖａとを受け、ステレオ画像データ７１に対して箱形パターンの特徴を抽出する等の画像処理を行って対象物を特定し、この対象物との距離Ｄｃ及び相対速度Ｖｃを算出する。あるいは先行車検出部７５の処理結果を援用して距離Ｄｃ等を得る。そして、相対速度Ｖｃと車速Ｖａとを比較して（Ｖｃ＞Ｖａ）であれば、この対象物を対向車と識別する。これらの検出値・算出値はＭＰＵ９０に送出される。
【００４７】
このように、相対速度を基準として先行車等と対向車とを識別することにより、車線検出部７２を省いても対向車衝突判定の処理に必要なデータを算出することができるものとなっている。なお、車線検出部７２を兼備することも可能であり、このような構成を採れば、画像処理部は検出能力が一層高いものとなる。
【００４８】
障害物回避時間算出部９２ｃは、障害物回避時間算出部９１ｃに代わるものであり、仮想障害物長選定部９１ｂで算出した障害物長Ｌｂ”と、障害物長検出部７５で検出した距離Ｄｂ及び相対速度Ｖｂとに基づき、算出式［ｔ１＝｛（（Ｄｂ＋Ｌｂ”）／Ｖｂ）＋α｝］により、先行車等の障害物を回避して車がその前方に回り込むまでの時間として障害物回避時間ｔ１を算出する。
【００４９】
かかる構成の第２実施例の車両用前方監視装置について、その動作を説明する。この装置の動作は、車線検出部の処理の省略と、障害物検出部や対向車検出部，障害物回避時間算出部の置換とを除いて、上述した第１実施例と同じである。
そこで、再度の詳述は避けるが、この第２実施例の装置は、相対速度に基づく時間判定処理を行うことにより、駐停車両や歩行者に限らず走行中の先行車に関しても的確に、衝突可能性の有無を判定することができる。
【００５０】
なお、相対速度に基づく時間判定処理は、第１実施例の構成において、相対速度Ｖｂをも算出するように障害物検出部７３を拡張するとともに、障害物回避時間算出部９１ｃに代えて第２実施例の障害物回避時間算出部９２ｃを採用するだけでも可能である。
【００５１】
本発明の車両用前方監視装置の第３実施例について、図４の機能ブロック図に基づき構成を説明する。
この第３実施例の装置が上述の第２実施例と相違するのは、ＤＳＰ７０において車線内余裕幅検出手段としての車線等検出部７７が付加されたことと、ＭＰＵ９０において、車線内走行可判定手段としての車線内走行可判定部９３と、転舵判定手段としての転舵判定部９４と、車両衝突判定抑制手段としての車両衝突判定抑制部９７とが付加されたことと、警報度判定手段としての警報度判定部９８が警報出力部９９の代わりに設けられたことである。
そこで、これらの相違点を詳述する。
【００５２】
車線等検出部７７は、ステレオ画像データ７１から細線パターンの特徴を抽出する等の画像処理を行って車線を抽出するとともにその速度Ｖｄをも算出する。さらに、速度Ｖｄと車速Ｖａとを比較して（Ｖｄ＝Ｖａ）であれば、これが車線であることを確認する。そして、この車線とその左側の障害物との間の距離すなわち車線内余裕幅Ｗｄを演算して求める。
【００５３】
車線内走行可判定部９３は、車線等検出部７７で検出した車線内余裕幅Ｗｄと、既定値である車両１の幅Ｗａとに基づき、比較式［Ｙ２＝｛Ｗｄ＞（Ｗａ＋β）｝］により比較演算を行う。ここで、βは車両１の通過に要する間隙の余裕分であり、実験等で決定される。これにより、車線内走行可判定部９３は、車両１が自車両走行車線内で障害物脇を走行可能であるとき論理値“真”の判定結果Ｙ２を出し、走行不可能のとき論理値“偽”の判定結果Ｙ２を出すものとなっている。
【００５４】
車両衝突判定抑制部９７は、車両衝突条件判定部９１ｅでの判定結果Ｙ１と、車線内走行可判定部９３での判定結果Ｙ２とに基づき、論理式［Ｙ４＝｛（Ｙ１）．ＡＮＤ．  （．ＮＯＴ．  Ｙ２）｝］により演算を行う。これにより、車両衝突判定抑制部９７は、車両１が自車両走行車線内で障害物脇を走行可能であるとの判定がなされた場合、障害物回避時間算出部９２ｃからの判定結果Ｙ１がそのまま判定結果Ｙ４となるのを阻止すべく、判定結果Ｙ１を抑制するものとなっている。
【００５５】
転舵判定部９４は、舵角センサ４で検出したステアリングホィールの舵角θａに基づき、比較式［Ｙ３＝｛θａ＞γ｝］により論理演算を行う。ここで、γは、対向車線に出て先行車を追越すとき等にステアリングホィールを右に切る一般的な操作量について定めた固定値である。これにより、転舵判定部９４は、自車両が対向車線側に転舵されたことを検出するものとなっている。
【００５６】
警報度判定部９８は、先行車検出部７３で検出した障害物の幅Ｗｂと、車両衝突判定抑制部９７からの判定結果Ｙ４と、転舵判定部９４での判定結果Ｙ３とを受け、論理式［ＡＬＭ（３）＝｛（Ｗｂ≠０）．ＡＮＤ．  （Ｙ４）．ＡＮＤ．  （Ｙ３）｝］と論理式［ＡＬＭ（２）＝｛（Ｗｂ≠０）．ＡＮＤ．  （Ｙ４）．ＡＮＤ．  （．ＮＯＴ．  Ｙ３）｝］と論理式［ＡＬＭ（１）＝｛（Ｗｂ≠０）．ＡＮＤ．  （．ＮＯＴ．  Ｙ４）．ＡＮＤ．  （Ｙ３）｝］とにより論理演算を行う。この各レベルに対応した警報指令は警報信号ＡＬＭ（１）〜（３）としてブザー６に送出される。これにより、警報度判定部９８は、障害物が存在しているとき、衝突可能性のある対向車線への乗り換えを止めさせるための緊急警報や、対向車をやり過ごす間に障害物に衝突しないようにブレーキの踏込みを促すための減速警報、慎重な障害物回避操作を促すための注意報などを発生させるものとなっている。
【００５７】
第３実施例の車両用前方監視装置について、その動作を説明する。
【００５８】
車両１の走行中に作動中の車両用前方監視装置５では、タイマ割り込みでの所定の周期ごとに、以下の手順で各処理が繰り返し行われる。
ＤＳＰ７０では、先行車検出部７５の処理と対向車検出部７６の処理と車線等検出部７７の処理とがこの順に行われ、これにより、障害物の幅Ｗｂ，高さＨｂ，検出長さＬｂや、障害物までの距離Ｄｂ、障害物との相対速度Ｖｂ、対向車までの距離Ｄｃ、対向車との相対速度Ｖｃ、車線内余裕幅Ｗｄが求まる。
そして、これらの検出値等はＭＰＵ９０に転送される。
【００５９】
この転送を受けた後に、ＭＰＵ９０では、先ず、推定長算出部９１ａから車両衝突条件判定部９１ｅまでの一連の処理が第２実施例と同様に対向車衝突判定部９２で行われて、判定結果Ｙ１が求まる。また、車線内走行可判定部９３の処理が行われて判定結果Ｙ２が求まり、さらに車両衝突判定抑制部９７の処理が行われて判定結果Ｙ４が求まる。
これにより、障害物幅や車線幅等の走行状況に応じた木目細かな判定がなされる。
【００６０】
ＭＰＵ９０では、次に、転舵判定部９４の処理が行われて判定結果Ｙ３が求まり、さらに警報度判定部９８の処理が行われて、警報レベルに応じた警報信号ＡＬＭ（１）〜（３）が生成される。
これにより、ステアリングホィールの操作の仕方によっても異なる衝突の危険性に見合った警報が、ブザー６から発せられる。
【００６１】
したがって、かかる処理の継続中、この車両用前方監視装置は、障害物および対向車の存在時における対向車との自車両の衝突可能性の有無を前方映像等に基づいて走行状況に応じて木目細かで正確に且つ安全側に判定することができ、しかもこの判定に基づいて転舵操作をも考慮した的確な警報を期待することができる。
【００６２】
なお、距離Ｄｂ，Ｄｃから相対速度Ｖｂ，Ｖｃを算出する処理は、ＭＰＵ９０の処理能力に余裕があればＭＰＵ９０側で行ってもよい。
また、ＤＳＰ７０やＭＰＵ９０の処理速度が不足する場合等には、上述した各部の機能をデジタル回路で具現化することも可能である。かかる観点から警報度判定部９８等については等価な論理回路をもってこれを図示したのである。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の解決手段の車両用前方監視装置にあっては、障害物回避時間算出のための仮想障害物長を検出長と一般的想定長との長い方とすること等により、障害物および対向車の存在時における対向車との自車両の衝突可能性の有無を前方映像等に基づいて正確に且つ安全側に判定することができるという効果を奏する。
【００６４】
また、本発明の第２の解決手段の車両用前方監視装置にあっては、障害物幅や車線幅等の走行状況をも反映する構成を採用したことにより、障害物および対向車の存在時における対向車との自車両の衝突可能性の有無を走行状況に応じて木目細かで正確に且つ安全側に判定することができるという効果を奏する。
【００６５】
さらに、本発明の第３の解決手段の車両用前方監視装置にあっては、転舵操作をも考慮して警報レベルの軽重を判別することにより、障害物および対向車の存在時における対向車との自車両の衝突可能性の有無についての正確で且つ安全側の判定に基づく的確な警報を期待することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用前方監視装置の概要構成を示す図である。
【図２】本発明の車両用前方監視装置ついての第１実施例の機能ブロック図である。
【図３】本発明の車両用前方監視装置ついての第２実施例の機能ブロック図である。
【図４】本発明の車両用前方監視装置ついての第３実施例の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１      車両（自車両）
２      ＣＣＤカメラ
３      舵角センサ
４      車速センサ
５      車両用前方監視装置
６      ブザー（応動部）
６ａ    車速制御装置（応動部）
６ｂ    ブレーキ
７０    ＤＳＰ：デジタルシグナルプロセッサ
７１    ステレオ画像データ
７２    車線検出部
７３    障害物検出部（障害物検出手段）
７４    対向車検出部（対向車検出手段）
７５    先行車検出部（障害物検出手段）
７６    対向車検出部（対向車検出手段）
７７    車線等検出部（車線内余裕幅検出手段）
８０    Ｉ／Ｆ：インターフェイス
９０    ＭＰＵ：マイクロプロセッシングユニット
９１    対向車衝突判定部
９１ａ  推定長算出部（障害物長算出手段）
９１ｂ  仮想障害物長選定部（障害物長算出手段）
９１ｃ  障害物回避時間算出部（障害物回避時間算出手段）
９１ｄ  対向車到来時間算出部（対向車到来時間算出手段）
９１ｅ  車両衝突条件判定部（車両衝突条件判定手段）
９２    対向車衝突判定部
９２ｃ  障害物回避時間算出部（障害物回避時間算出手段）
９３    車線内走行可判定部（車線内走行可判定手段）
９４    転舵判定部（転舵判定手段）
９７    車両衝突判定抑制部（車両衝突判定抑制手段）
９８    警報度判定部（警報度判定手段）
９９    警報出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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