(57)【要約】【課題】障害物の形状、大きさには拘わらず、障害物までの実際の距離を正確に検出することが可能であり、また死角がなるべく少なくなるようした距離検出装置及びこれを利用した車輌用障害物監視装置の提供を目的とする。【解決手段】投影器３が光軸とは車輌の高さに離隔した位置に投影したマークＴの障害物ＯＢ上に形成される投影像をカメラ１が撮像した際の投影器３の偏角からまず、投影器３から点Ｔの投影像を見た角θｐが角度演算部２１で計算され、この角度と、投影器３とカメラ１との間の長さＬｃと、撮像された画像中でのカメラ１から点Ｔを見た角θｃとから、点Ｔの投影像が形成されている障害物ＯＢの位置と車輌との間の関係を三次元座標系中で求め、この結果から障害物ＯＢまでの距離を演算する距離演算部２２を備える。【選択図】        図１
2004309273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌と周囲物体との間の距離を検出する距離検出装置において、
前記車輌に取り付けられており、マークを投影する投影器と、
該投影器が投影する前記マークを前記車輌の高さ方向と交差する方向に角的に走査する走査機構と、
前記車輌の前記投影器が取り付けられている位置とは異なる位置に固定された撮像装置と、
前記投影器による前記マークの投影方向と前記撮像装置の撮像方向との関係を取得する手段と、
前記投影器と前記撮像装置との間の距離と、前記投影器が投影した前記マークにより周囲物体上に形成される投影像を前記撮像装置が撮像した際の、前記投影器による前記マークの投影方向、及び前記撮像装置の画面上での前記マークの投影像の位置情報とから、前記投影器の位置と前記マークの投影像が形成されている位置までの距離に関する情報を求める演算処理を行なう演算手段と
を備えたことを特徴とする距離検出装置。
【請求項２】
車輌と周囲物体との間の距離を検出する距離検出装置において、
前記車輌に取り付けられており、マークを投影する投影器と、
該投影器が投影する前記マークを前記車輌の高さ方向と交差する走査平面内で角的に走査する走査機構と、
前記走査平面と平行な光軸を有し、前記車輌の前記投影器が取り付けられている位置とは異なる位置に固定された撮像装置と、
前記投影器による前記マークの投影方向の前記撮像装置の光軸に対する偏角を取得する手段と、
前記投影器と前記撮像装置との間の距離と、前記投影器が投影した前記マークにより周囲物体上に形成される投影像を前記撮像装置が撮像した際の、前記投影器の偏角及び、前記撮像装置が撮像した画像中の前記マークの投影像の位置情報から定まる前記マークの投影像の位置と前記撮像装置とを結ぶ線分が前記マークの投影像の位置からの前記撮像装置の光軸への垂線の足と前記撮像装置とを結ぶ線分となす角度とから、前記投影器の位置を原点として前記走査平面上に設定された二次元座標系における前記マークの投影像が形成されている位置の座標値を求め、該座標値から距離に関する情報を求める演算処理を行なう演算手段と
を備えたことを特徴とする距離検出装置。
【請求項３】
前記投影器は、前記車輌の高さ方向に平行移動可能に前記車輌に取り付けられており、
前記演算手段は、前記投影器が同一偏角の位置で前記車輌の高さ方向の異なる位置で投影した前記マークを対象として前記演算を行なうようにしてあること
を特徴とする請求項１又は２に記載の距離検出装置。
【請求項４】
前記撮像装置は、前記走査機構により前記投影器が回転されている間に所定時間間隔で撮像を行ない、
前記演算手段は、前記撮像装置が前記所定時間間隔で撮像したそれぞれの画像に対して前記演算処理を行なうようにしてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の距離検出装置。
【請求項５】
車輌と周囲物体との間の距離を検出する距離検出装置において、
前記車輌に取り付けられており、前記車輌の高さ方向に配列された複数のマークで構成されるパターンを投影する投影器と、
該投影器が投影する前記パターンを前記車輌の高さ方向と交差する走査平面内で角的に走査する走査機構と、
光軸を前記車輌の高さ方向と交差する方向とし、前記車輌の前記投影器が取り付けられている位置とは異なる位置に固定された撮像装置と、
前記投影器の前記パターンの投影方向の、前記撮像装置の光軸を含み前記走査平面と直交する平面と平行で前記投影器を通る前記走査平面上の直線に対する偏角を取得する手段と、
前記投影器が前記車輌の高さ方向に配列して投影した前記マークにより周囲物体上に形成される投影像を前記撮像装置が撮像した際の、前記マークの投影像の位置と前記投影器とを結ぶ線分が前記マークの投影像の位置からの前記投影器を通り前記走査平面と直交する平面への垂線の足と前記投影器とを結ぶ線分となす角度を、前記投影器の偏角及び前記マークの画像中の位置情報から定まる前記投影器からの俯仰角の関数として求める演算処理を行なう第１の演算手段と、
前記投影器と前記撮像装置との間の距離と、前記撮像装置が前記投影像を撮像した際の、前記第１の演算手段が求めた角度及び、前記撮像装置が撮像した画像中の前記マークの投影像の位置情報から定まる前記マークの投影像の位置と前記撮像装置とを結ぶ線分が前記マークの投影像の位置からの前記撮像装置の光軸を含み前記走査平面と直交する平面への垂線の足と前記撮像装置とを結ぶ線分となす角度とから、前記投影器の位置を原点とした三次元座標系における前記マークの投影像が形成されている位置の座標値を求め、該座標値から距離に関する情報を求める演算処理を行なう第２の演算手段と
を備えたことを特徴とする距離検出装置。
【請求項６】
前記投影器は、複数の前記マークを前記車輌の高さ方向に所定間隔で配列して構成された所定パターンを投影するようにしてあり、
前記第１及び第２の演算手段は、前記撮像装置が撮像した１画像中の前記所定パターンを構成する各マークそれぞれに対して前記演算処理を行なうようにしてあることを特徴とする請求項５に記載の距離検出装置。
【請求項７】
前記撮像装置は、前記走査機構により前記投影器が回転されている間に、所定時間間隔で撮像を行ない、
前記第１及び第２の演算手段は、前記撮像装置が前記所定時間間隔で撮像したそれぞれの画像に対して前記演算処理を行なうようにしてあることを特徴とする請求項５又は６に記載の距離検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の前記距離検出装置と、
該距離検出装置が搭載された車輌の形状及びサイズを記憶した車輌諸元記憶手段と、
車輌の走行速度を検出する車速検出手段と、
前記距離検出装置が求めた距離に関する情報を前記車輌諸元記憶手段が記憶している車輌の形状及びサイズを基準として障害物情報として記憶する障害物情報記憶手段と、
該障害物情報記憶手段が記憶している障害物情報と、前記車速検出手段が検出している車輌の走行速度とに基づいて、障害物に対する接触の可能性を監視する接触監視手段と
を備えたことを特徴とする車輌用障害物監視装置。
【請求項９】
前記障害物情報記憶手段が記憶している障害物情報に基づいて、車輌と障害物との位置関係を示す二次元画像を生成する画像生成手段と、
該画像生成手段が生成した画像を表示する表示手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項８に記載の車輌用障害物監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は距離検出装置、たとえば自動車等の車輌の周囲の物体までの距離を検出する装置に関し、またそのような距離検出装置を利用した車輌用障害物監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車を車庫入れする際、方向転換する際、Ｕターンする際、狭い道路でのすれ違いの際等に自動車と接触する虞がある物体または他車との距離を検出する技術、または運転者自身による目視確認を補助する技術は比較的一般的である。最も一般的な技術としては、ＴＶカメラを利用する技術が実用化されている（特許文献１等参照）。
【０００３】
また、大型トラック、バス、保冷車等のような後方の視認性が低い車輌では、車体の後部に搭載したＴＶカメラにより得られた後方の画像を目盛付きのモニタに表示し、これを運転者が視認することにより、後退時に運転者は障害物までのおおよその距離を認識することが可能である。
【０００４】
また、赤外線、電波等の電磁波を利用して障害物までの距離を検出する装置も実用化されている。更に、前車との追突防止を目的として、または高速道路等での自動運転を目的として、前方の障害物までの距離を超音波のドップラー効果を利用して、あるいは本格的なレーダーシステムを利用して検出する装置も開発されている。
【０００５】
更に、特に運転初心者にとっては、車庫入れの際、狭い十字路を右折，左折する際、狭い道路で対向車とすれ違う際、等に障害物または他車との間隔を把握することが難しく、接触事故を起こす可能性が高い。また、車庫入れの際等においては、それまで車輌に同乗していた人物が障害物となる場合が多い。このため、上述したような車輌の後方のみならず、前方及び側方に関しても障害物そのものを検知するか、または障害物までの距離を検知することが可能であることが望ましい。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２１９７８３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＴＶカメラで得られた画像を運転手が視認する方法では、障害物の形状、大きさによっては実際の距離を把握することが困難な場合があり、またＴＶカメラの死角は運転者にとっては確認できない。他の方法では、障害物までの距離は確実に判明するものの、それがどのような物体、形状であるのかが認識できないし、また現状では距離検出精度が必ずしも良いとはいえない。
【０００８】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、障害物の形状、大きさには拘わらず、障害物までの実際の距離を正確に検出することが可能であり、また死角がなるべく少なくなるようした距離検出装置及びこのような距離検出装置を利用した車輌用障害物監視装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の距離検出装置は、車輌と周囲物体との間の距離を検出する距離検出装置において、前記車輌に取り付けられており、マークを投影する投影器と、該投影器が投影する前記マークを前記車輌の高さ方向と交差する方向に角的に走査する走査機構と、前記車輌の前記投影器が取り付けられている位置とは異なる位置に固定された撮像装置と、前記投影器による前記マークの投影方向と前記撮像装置の撮像方向との関係を取得する手段と、前記投影器と前記撮像装置との間の距離と、前記投影器が投影した前記マークにより周囲物体上に形成される投影像を前記撮像装置が撮像した際の、前記投影器による前記マークの投影方向、及び前記撮像装置の画面上での前記マークの投影像の位置情報とから、前記投影器の位置と前記マークの投影像が形成されている位置までの距離に関する情報を求める演算処理を行なう演算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような第１の発明の距離検出装置では、投影器が投影したマークの周囲物体上に形成される投影像を撮像装置が撮像した際の投影器によるマークの投影方向と前記撮像装置の撮像方向との関係が取得され、投影器と撮像装置との間の距離と、投影器が投影した前記マークにより周囲物体上に形成される投影像を撮像装置が撮像した際の、投影器によるマークの投影方向、及び撮像装置の画面上でのマークの投影像の位置情報とから、投影器の位置とマークの投影像が形成されている位置までの距離に関する情報が求まる。
【００１１】
第２の発明の距離検出装置は、車輌と周囲物体との間の距離を検出する距離検出装置において、前記車輌に取り付けられており、マークを投影する投影器と、該投影器が投影する前記マークを前記車輌の高さ方向と交差する走査平面内で角的に走査する走査機構と、前記走査平面と平行な光軸を有し、前記車輌の前記投影器が取り付けられている位置とは異なる位置に固定された撮像装置と、前記投影器による前記マークの投影方向の前記撮像装置の光軸に対する偏角を取得する手段と、前記投影器と前記撮像装置との間の距離と、前記投影器が投影した前記マークにより周囲物体上に形成される投影像を前記撮像装置が撮像した際の、前記投影器の偏角及び、前記撮像装置が撮像した画像中の前記マークの投影像の位置情報から定まる前記マークの投影像の位置と前記撮像装置とを結ぶ線分が前記マークの投影像の位置からの前記撮像装置の光軸への垂線の足と前記撮像装置とを結ぶ線分となす角度とから、前記投影器の位置を原点として前記走査平面上に設定された二次元座標系における前記マークの投影像が形成されている位置の座標値を求め、該座標値から距離に関する情報を求める演算処理を行なう演算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
このような第２の発明の距離検出装置では、具体的には後述する図７に示すように、投影器によるマークの投影方向の撮像装置の光軸に対する偏角θｘｐを取得し、投影器と撮像装置との間の距離Ｌｃと、投影器が投影したマークにより周囲物体上に形成される投影像を撮像装置が撮像した際の、投影器の偏角θｘｐ及び、撮像装置が撮像した画像中のマークの投影像の位置情報から定まるマークの投影像の位置Ｔと撮像装置とを結ぶ線分ＣＴがマークの投影像の位置Ｔからの撮像装置の光軸への垂線の足と撮像装置とを結ぶ線分ＣＯ”となす角度θｃとから、投影器の位置Ｐを原点として走査平面上に設定された二次元座標系におけるマークの投影像が形成されている位置Ｔの座標値が求められ、この座標値から距離に関する情報が求められる。
【００１３】
また第３の発明の距離検出装置は、上述の第１又は第２の発明の距離検出装置において、前記投影器は、前記車輌の高さ方向に平行移動可能に前記車輌に取り付けられており、前記演算手段は、前記投影器が同一偏角の位置で前記車輌の高さ方向の異なる位置で投影した前記マークを対象として前記演算を行なうようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
このような第３の発明の距離検出装置では、上述の第１又は第２の発明の距離検出装置において、投影器が車輌の高さ方向に移動しつつマークを投影するので、車輌に対して相対的に異なる高さの周囲物体の距離検出が行なわれる。
【００１５】
また第４の発明の距離検出装置は、上述の第１乃至第３のいずれかの発明の距離検出装置において、前記撮像装置は、前記走査機構により前記投影器が回転されている間に所定時間間隔で撮像を行ない、前記演算手段は、前記撮像装置が前記所定時間間隔で撮像したそれぞれの画像に対して前記演算処理を行なうようにしてあることを特徴とする。
【００１６】
このような第４の発明の距離検出装置では、上述の第１乃至第３のいずれかの発明の距離検出装置において、走査機構により投影器が回転されている間に、撮像装置が所定時間間隔で撮像を行ない、この撮像装置が所定時間間隔で撮像したそれぞれの画像に基づいて周囲物体の距離検出が行なわれる。
【００１７】
更に第５の発明の距離検出装置は、車輌と周囲物体との間の距離を検出する距離検出装置において、前記車輌に取り付けられており、前記車輌の高さ方向に配列された複数のマークで構成されるパターンを投影する投影器と、該投影器が投影する前記パターンを前記車輌の高さ方向と交差する走査平面内で角的に走査する走査機構と、光軸を前記車輌の高さ方向と交差する方向とし、前記車輌の前記投影器が取り付けられている位置とは異なる位置に固定された撮像装置と、前記投影器の前記パターンの投影方向の、前記撮像装置の光軸を含み前記走査平面と直交する平面と平行で前記投影器を通る前記走査平面上の直線に対する偏角を取得する手段と、前記投影器が前記車輌の高さ方向に配列して投影した前記マークにより周囲物体上に形成される投影像を前記撮像装置が撮像した際の、前記マークの投影像の位置と前記投影器とを結ぶ線分が前記マークの投影像の位置からの前記投影器を通り前記走査平面と直交する平面への垂線の足と前記投影器とを結ぶ線分となす角度を、前記投影器の偏角及び前記マークの画像中の位置情報から定まる前記投影器からの俯仰角の関数として求める演算処理を行なう第１の演算手段と、前記投影器と前記撮像装置との間の距離と、前記撮像装置が前記投影像を撮像した際の、前記第１の演算手段が求めた角度及び、前記撮像装置が撮像した画像中の前記マークの投影像の位置情報から定まる前記マークの投影像の位置と前記撮像装置とを結ぶ線分が前記マークの投影像の位置からの前記撮像装置の光軸を含み前記走査平面と直交する平面への垂線の足と前記撮像装置とを結ぶ線分となす角度とから、前記投影器の位置を原点とした三次元座標系における前記マークの投影像が形成されている位置の座標値を求め、該座標値から距離に関する情報を求める演算処理を行なう第２の演算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
このような第５の発明の距離検出装置では、具体的には後述する図７に示すように、投影器のパターンの投影方向の、撮像装置の光軸を含み走査平面と直交する平面と平行で投影器を通る走査平面上の直線に対する偏角θｘｐが取得され、投影器が車輌の高さ方向に配列して投影したマークにより周囲物体上に形成される投影像を撮像装置が撮像した際の、マークの投影像の位置と投影器とを結ぶ線分ＰＴがマークの投影像の位置Ｔからの投影器を通り走査平面と直交する平面ｙｚ平面への垂線の足と投影器とを結ぶ線分ＰＯ’となす角度θｐが、投影器の偏角θｘｐ及びマークの画像中の位置情報から定まる投影器からの俯仰角θｚの関数として求められ、投影器と撮像装置との間の距離Ｌｃと、撮像装置が投影像を撮像した際の、第１の演算手段が求めた角度θｐ及び、撮像装置が撮像した画像中のマークの投影像の位置情報から定まるマークの投影像の位置と撮像装置とを結ぶ線分ＣＴがマークの投影像の位置Ｔからの撮像装置の光軸を含み走査平面と直交する平面への垂線の足と撮像装置とを結ぶ線分ＣＯ”となす角度θｃとから、投影器の位置Ｐを原点とした三次元座標系におけるマークの投影像が形成されている位置Ｔの座標値が求められ、この座標値から距離に関する情報が求まる。
【００１９】
また第６の発明の距離検出装置は、上述の第５の発明の距離検出装置において、前記投影器は、複数の前記マークを前記車輌の高さ方向に所定間隔で配列して構成された所定パターンを投影するようにしてあり、前記第１及び第２の演算手段は、前記撮像装置が撮像した１画像中の前記所定パターンを構成する各マークそれぞれに対して前記演算処理を行なうようにしてあることを特徴とする。
【００２０】
このような第６の発明の距離検出装置では、上述の第５の発明の距離検出装置において、複数の所定形状のマークが車輌の高さ方向に所定間隔で配列されて所定パターンが構成されており、この所定パターンを構成する各マークそれぞれに対して撮像装置が撮像した１画像からそれぞれの投影像が形成されている周囲物体の位置と車輌との間の距離に関する情報が求まる。
【００２１】
また第７の発明の距離検出装置は、上述の第５又は第６の発明の距離検出装置において、前記撮像装置は、前記走査機構により前記投影器が回転されている間に、所定時間間隔で撮像を行ない、前記第１及び第２の演算手段は、前記撮像装置が前記所定時間間隔で撮像したそれぞれの画像に対して前記演算処理を行なうようにしてあることを特徴とする。
【００２２】
このような第７の発明の距離検出装置では、上述の第５又は第６の発明の距離検出装置において、走査機構により投影器が回転されている間に、撮像装置が所定時間間隔で撮像を行ない、この撮像装置が所定時間間隔で撮像したそれぞれの画像に対して車輌との間の距離に関する情報を求める。
【００２３】
また第８の発明の車輌用障害物監視装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の前記距離検出装置と、該距離検出装置が搭載された車輌の形状及びサイズを記憶した車輌諸元記憶手段と、車輌の走行速度を検出する車速検出手段と、前記距離検出装置が求めた距離に関する情報を前記車輌諸元記憶手段が記憶している車輌の形状及びサイズを基準として障害物情報として記憶する障害物情報記憶手段と、該障害物情報記憶手段が記憶している障害物情報と、前記車速検出手段が検出している車輌の走行速度とに基づいて、障害物に対する接触の可能性を監視する接触監視手段とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
このような第８の発明の車輌用障害物監視装置では、前述したいずれかの距離検出装置が求めた距離に関する情報を車輌の形状及びサイズを基準として障害物情報として記憶し、この障害物情報と、車輌の走行速度とに基づいて、障害物に対する接触の可能性を監視する。
【００２５】
また第９の発明の車輌用障害物監視装置は、上述の第８の発明の車輌用障害物監視装置において、前記障害物情報記憶手段が記憶している障害物情報に基づいて、車輌と障害物との位置関係を示す二次元画像を生成する画像生成手段と、該画像生成手段が生成した画像を表示する表示手段とを更に備えたことを特徴とする。
【００２６】
このような第９の発明の車輌用障害物監視装置では、上述の第８の発明の車輌用障害物監視装置において、記憶している障害物情報に基づいて、車輌と障害物との位置関係を示す二次元画像を生成し、この画像を表示手段に表示する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明の車輌用障害物監視装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図であり、図２はそのカメラ及び投影器の車輌、具体的には自動車への取り付け状態を示す模式的平面図である。なお、本発明の車輌用障害物監視装置は後述するように本発明の距離検出装置を利用している。
【００２８】
カメラ１は、図２に示すように、車輌のたとえば前部の中央部等に、その光軸を車輌の前後方向と平行に、且つ高さ方向と直交する方向として取り付けられている。このカメラ１が撮像した画像は画像処理部２へ送られて後述するような原理に従って、角度演算部２１及び距離演算部２２により処理され、周囲物体、即ち障害物までの距離検出が行なわれる。なお、角度演算部２１及び距離演算部２２は具体的には後述する原理に従って演算を行なうコンピュータプログラム、または専用のマイクロチップとして実現可能である。
【００２９】
なお、カメラ１の光軸は後述する投影器３の回転角度の基準であり、投影器３の光軸のカメラ１の光軸との間の角度を、以下の説明おいては投影器３の偏角という。また、本実施の形態では、カメラ１を車輌の前部の中央に、投影器３を車輌の前部の一端部寄りにそれぞれ取り付けているが、たとえばカメラ１を車輌の前部の中央に、投影器３を車輌の前部の右端部寄りと左端部寄りとの双方にそれぞれ取り付けてもよく、更に車輌の前部のみならず、後部、左右両側部のいずれか一つ、または複数、あるいは全てに取り付けるように構成してもよい。
【００３０】
投影器３は、図２に示すように、カメラ１とは離隔した位置であって、車輌のたとえば前部の左右のいずれか一端部に、その光軸を車輌の高さと直交する方向として、且つ車輌の高さと平行な軸を回転軸として回転可能に取り付けられている。投影器３は後述するような所定パターンを投影すると共に、走査機構４により車輌の高さと平行な軸を回転軸として回転される。従って、投影器３の光軸は車輌の高さと直交する面上を回転する。なお、走査機構４によるカメラ１の回転は、制御部５から走査機構４へ与えられる制御信号に従って制御される。
【００３１】
なお、走査機構４は本実施例では、投影器３全体を回転させているが、回転鏡を利用して走査するような構成でもよいことは言うまでもない。
【００３２】
制御部５は上述したように、走査機構４に制御信号を与えて投影器３の回転を制御するための走査制御部５３を備えている。従って、制御部５にとっては自身が走査機構４へ与えている制御信号によって、投影器３の回転角、即ち偏角は既知である。なお、この制御部５にとって既知である投影器３の偏角は画像処理部２に与えられている。
【００３３】
また、制御部５は、画像処理部２による計算結果に従って車輌と障害物との位置関係から接触が生じる可能性を監視する接触監視部５１及び車輌と障害物との位置関係を示す画像を生成する画像生成部５２等を備えている。なお、接触監視部５１及び画像生成部５２は具体的には後述する手順に従って所定の処理を実行するコンピュータプログラム、または専用のマイクロチップとして実現可能である。
【００３４】
記憶装置５０は上述の画像処理部２による計算結果に従って計算された車輌と障害物との位置関係を障害物情報として記憶する障害物記憶手段として機能する。この記憶装置５０に記憶されている障害物情報は上述の接触監視部５１による接触監視の処理に、また画像生成部５２による車輌と障害物との位置関係を示す画像を生成するために利用される。なお、記憶装置５０には車輌の諸元が予め記憶されており、車輌の形状及びサイズも諸元の一部として記憶されている他、制動性能（最大減速度）等の情報も記憶されている。
【００３５】
手動スイッチ１０は必要に応じて本発明の距離検出装置及び車輌用障害物監視装置を手動で起動させるためのものであり、車速検出部１１は本発明の距離検出装置及び車輌用障害物監視装置が搭載されている車輌の車速に応じて、たとえば時速１０ｋｍ以下である場合等に自動的に本発明の距離検出装置及び車輌用障害物監視装置を起動させ、時速１０ｋｍを超えた場合には自動的に距離検出装置及び車輌用障害物監視装置の機能を停止させるためのものである。
【００３６】
モニタ６はカメラ１が撮像した画像、または後述するような制御部５による処理結果に応じた種々の情報を表示するために備えられている。スピーカ７は制御部５による処理結果に応じた種々の情報を合成音声で報知するために備えられている。ブザー８及び表示灯９は制御部５による処理結果に応じて、たとえば障害物または他車との接触の危険性が生じているような場合等に警報を発生するために備えられている。
【００３７】
なお、スピーカ７，ブザー８及び表示灯９は全てが備えられている必要はなく、いずれか一つ又は二つが備えられていてもよく、またはこれらを備えない構成であってもよい。更に、モニタ６及びスピーカ７等は車輌に予め備えられている他の装置、たとえばナビゲーションシステム等と供用する構成も可能である。
【００３８】
なお、投影器３は車輌の高さに平行に直線移動可能に取り付けられていてもよい。これはたとえば、車高の高い車輌では障害物の高さに応じて予め投影器３の高さを調整しておくことが有効であるためである。
【００３９】
次に、上述のような構成の本発明の車輌用障害物監視装置に利用される本発明の距離検出装置による距離検出の原理について説明する。
【００４０】
図３は、投影器３によりクランク状の所定パターンＰＰが障害物ＯＢに投影された状態をカメラ１及び投影器３の背後の上方から見た場合を示す模式図である。また、図４は図３の状態を右横側からみた場合を示す模式図である。なお、図３及び図４において、投影器３の偏角をθｘｐとする。また、点Ｔはここで距離の検出対象としている所定パターンＰＰを構成する横線状のマーク中の所定点を示している。
【００４１】
ところで、以下においては図３及び図４に示されている点Ｔまでの距離を求める手順について説明している。しかし、投影器３が投影する所定パターンＰＰはたとえば本実施の形態ではクランク状のパターンであり、車輌の高さに沿って所定距離間隔で配列された複数の横線のマークで構成されている。そして、図３及び図４に示されている点Ｔは所定パターンＰＰを構成する最上部の横線の向かって左端部に設定されている。しかし、実際には、所定パターンＰＰを構成する複数の横線のマークそれぞれの左端部が全て距離検出の対象とされる。従って、カメラ１により撮像された１画像からは、所定パターンＰＰを構成する複数の横線のマークの左端部に対応する距離が最終的には求まる。
【００４２】
Ｐは投影器３の基準点を、Ｃはカメラ１の基準点をそれぞれ示しており、本実施の形態では両点Ｐ，Ｃは車輌の左右方向と平行な同一の直線上に位置しており、以下においてはこの直線をｘ軸とする。また、本実施の形態においては、投影器３の基準点Ｐを後述する三次元座標系の原点とする。但し、点Ｐ及び点Ｃは投影器３及びカメラ１の設置位置により決定されるため、両者の関係は既知であり、従って必ずしも両点Ｐ，Ｃがｘ軸上に位置している必要はない。
【００４３】
カメラ１の基準点Ｃがｘ軸上に位置していない場合には、適宜の変換ロジック（平行移動，回転移動等）によりｘ軸上に移動する処理を行なうことにより、換算が可能である。また、カメラ１の光軸の方向、投影器３の回転軸等も厳密に車輌の高さ方向、前後方向と直交又は平行である必要は無く、それぞれの間の関係を予め測定しておくことにより、適宜の変換ロジック（平行移動，回転移動等）により換算することが可能である。
【００４４】
従って、以下においては、点Ｐ，Ｃが共にｘ軸上に位置するとして説明するが、実際に点Ｐ，Ｃが共にｘ軸上に位置する場合は勿論のこと、換算した結果による場合も、換算後の処理は同様である。
【００４５】
なお、ｘ軸上に移動後の点Ｃと点Ｐとの間の距離、即ちカメラ１と投影器３との間の距離をＬｃとするが、この距離Ｌｃが既知であることは言うまでもない。また、カメラ１の光軸はｘ軸と直交し、且つ車輌の前後方向と平行な方向であり、これと平行で点Ｐを通る直線を三次元座標系のｙ軸とし、更に点Ｐを通ってｘ軸及びｙ軸に直交する直線を三次元座標系のｚ軸とする。従って、ｚ軸は車輌の高さと平行な直線である。
【００４６】
図５（ａ）  は投影器３（点Ｐ）と点Ｔとの関係をｘｙ平面上の視線で、即ち真横から見た状態を示す模式図、図５（ｂ）  はｙｚ平面上の視線で、即ち真上から見た状態を示す模式図である。また、図６は投影器３（点Ｐ）の右後方寄りの斜め上からみた状態を示す模式図である。
【００４７】
障害物ＯＢの表面には所定パターンＰＰが投影器３によって投影されており、この状態での投影器３の偏角（前述したように制御部５から走査機構４へ与えれている制御信号から既知であり、制御部５から画像処理部２へ与えられている）をθｘｐとし、点Ｐから点Ｔを見た俯仰角をθｚとする。なお、このθｚも後述する理由により既知である。
【００４８】
また図７は図６の状態にカメラ１、即ち点Ｃと各点との関係を加えた状態を示す模式図である。この図７において、点Ｔからｙｚ平面への垂線（その足を点Ｏ’とする）と点Ｃを含んでｙｚ平面と平行な平面との交点をＯ”とする。この場合、カメラ１（点Ｃ）から点Ｔを見た角度は、点Ｃと点Ｔとを結ぶ直線と、点Ｏ”と点Ｃとを結ぶ線分とがなす角θｃとなる。この角θｃはカメラ１により撮像された画像上の点Ｔの位置とカメラ１の諸元、たとえばレンズの焦点距離、画像サイズ等から容易に求まるので、以下においては既知であるとする。なお、以下においては、この角θｃをカメラ１から点Ｔを見た角という。
【００４９】
更に、所定パターンＰＰの所定位置である点Ｔを点Ｐから見た俯仰角θｚは、所定パターンＰＰを本実施の形態のようなクランク状の所定パターンＰＰ上の位置をパターン認識することにより求めることが可能である。その理由は、所定パターンＰＰを構成する各マークである各横線それぞれに関して、投影画像の中心点からの距離に対応して予め俯仰角θｚが定まっているからである。
【００５０】
以上のように、カメラ１と投影器３との間の距離（点Ｐと点Ｃとの間の距離と等しい）Ｌｃ、投影器３の偏角θｘｐ、カメラ１（点Ｃ）から点Ｔを見た角θｃ、及び投影器３（点Ｐ）から点Ｔを見た俯仰角θｚが既知である。
【００５１】
ところで、点Ｐを原点とする三次元座標系において点Ｔの座標値を求めるためには、図７に示されている三角形ＣＰＴの点Ｐと点Ｔとの距離Ｌ４＝ａ（図５（ａ）  参照）、及び点Ｃと点Ｔとの間の距離（＝ｂ）を求め、更にこの三角形ＣＰＴの高さｈ、即ち点Ｃと点Ｏ”との間の距離（点Ｐと点Ｏ’との間の距離と等しい）を求める必要がある。しかし、それにはまず角θｐ、具体的には図６に示されているように、点Ｐと点Ｔとを結ぶ線分と、点Ｔからｙｚ平面への垂線の足である点Ｏ’と点Ｐとを結ぶ線分とがなす角を求める必要がある。なお、以下においてはこの角θｐを投影器３（点Ｐ）から点Ｔを見た角という。
【００５２】
まず、画像処理部２の角度演算部２１において、角θｐが以下のようにして求められる。図５（ｂ）  から下記式（１）が成立する。
ｔａｎθｘｐ  ＝  Ｌ２／Ｌ１  …（１）
但し、Ｌ１は点Ｔからｘｙ平面への垂線の足Ｔ’から更にｙｚ平面への垂線の足Ｏと点Ｐとの間の距離（図５（ａ）  参照）、Ｌ２は点Ｔ’と点Ｏとの間の距離であり、共に未知である。
【００５３】
次に、図６から下記式（２）が成立する。
Ｌ４２  ＝  Ｌ２２  ＋  Ｌ１２  ／ｃｏｓ２  θｚ  …（２）
但し、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４は未知である。なお、Ｌ４は前述した如く、点Ｐと点Ｔとの間の距離である。
【００５４】
式（２）に上記式（１）を代入すると下記式（３）になる。
2004309273.tif 000003
但し、Ｌ１、Ｌ４は未知である。
【００５５】
また、下記式（４）も成立する。
ｃｏｓθｐ  ＝（Ｌ１／ｃｏｓθｚ）／Ｌ４  …（４）
ここで、式（４）のＬ４に式（３）を代入すると下記式（５）としてθｐが、投影器３の偏角（θｘｐ）及び投影器３から点Ｔを見たの俯仰角（θｚ）の関数として求まる。
2004309273.tif 000004
【００５６】
以上のようにして、角度演算部２１により角θｐが求められると、図７に示されている三角形ＣＰＴの諸元を求めることが可能になり、この結果から点Ｐを原点とする三次元座標系における点Ｔの座標値が求まる。点Ｐを原点とする点Ｔの三次元座標値が求まれば、点Ｐと点Ｔとの間の距離は容易に求められる。このような演算は画像処理部２の距離計算部２２により行なわれる。
【００５７】
図８は図７に示されている三角形ＣＰＴを平面上に示した模式図である。図８に示すように、点Ｐと点Ｔとの間の距離をａ、点Ｃと点Ｔとの間の距離をｂ、点Ｃと点Ｐとの間の距離をｃとする。但し、前述の図５（ａ）  ，図５（ｂ）  、図６及び図７にも示したように、点Ｐと点Ｔとの間の距離ａはＬ４であり、点Ｃと点Ｐとの間の距離ｃはＬｃである。
【００５８】
また、点Ｃにおける三角形の内角を角Ａ、点Ｐにおける三角形の内角を角Ｂ、点Ｔにおける三角形の内角を角Ｃとする。但し、角Ａに関しては「Ａ＋θｃ＝π／２」の関係があり、角θｃは既知であるので角Ａも既知となる。また、角Ｂに関しては「Ｂ−θｐ＝π／２」の関係があり、前述の如くして角θｐを求めることが可能であるので、角Ｂも既知となる。以上のことから、図８に示す三角形ＣＰＴの諸元の内の未知である諸元は、辺ａ及びｂの長さ（以下の説明では辺ａ，ｂ，ｃの長さもそれぞれａ，ｂ，ｃと表わす）、角Ｃ、及び高さｈとなる。
【００５９】
ここで、三角形に関する公式から下記式（６）、（７）、（８）及び（９）が成立する。
ａ２  ＝  ｂ２  ＋ｃ２  −２×ｂ×ｃ×ｃｏｓＡ  …（６）
ｃ  ＝  ｂ×ｃｏｓＡ＋ａ×ｃｏｓＢ  …（７）
ａ：ｂ：ｃ＝ｓｉｎＡ：ｓｉｎＢ：ｓｉｎＣ  …（８）
Ｃ＝π−Ａ−Ｂ  …（９）
【００６０】
また、式（８）及び（９）から下記式（１０）及び（１１）が成立する。
ａ／ｃ＝ｓｉｎＡ／ｓｉｎｃ
∴  ａ＝ｃ×ｓｉｎＡ／ｓｉｎＣ  …（１０）
ｂ／ｃ＝ｓｉｎＢ／ｓｉｎｃ
∴  ｂ＝ｃ×ｓｉｎＢ／ｓｉｎＣ  …（１１）
【００６１】
更に、三角形ＣＰＴの高さｈは「ｂ×ｓｉｎＡ」であるので、上記式（１０）及び（１１）から下記式（１２）が成立する。
ｈ＝ｃ×ｓｉｎＡ×ｓｉｎＢ／ｓｉｎＣ  …（１２）
【００６２】
以上により、三角形ＣＰＴの辺ａ、ｂの長さ、角Ｃ、及び高さｈが求まる。これにより、角θｃ及びθｐ、及び点Ｃと点Ｔとを結ぶ線分と点Ｐと点Ｔとを結ぶ線分とがなす角（前述の角Ｃ）が求まったので、前述の式（１０）から点Ｐと点Ｔとの間の距離ａ（＝Ｌ４）が求まる。また、点Ｔからｘｙ平面への垂線の足Ｔ’と点Ｐとの間の距離Ｌ３は下記式（１３）により求まる。
Ｌ３＝Ｌ４×ｃｏｓθｚ  …（１３）
【００６３】
以上から、点Ｔの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）はそれぞれ下記式（１４）、（１５）、（１６）により求まる。
【００６４】
2004309273.tif 000005
【００６５】
2004309273.tif 000006
【００６６】
2004309273.tif 000007
【００６７】
以上のようにして図３及び図４に示されている点Ｔの点Ｐを原点とする三次元座標値が求まるが、前述した如く本実施の形態では、所定パターンＰＰは車輌の高さに所定間隔で配列された複数の横線のマークで構成されており、それぞれのマークの同一の位置を所定点として上述の点Ｔの場合と同様に距離を検出するようにしている。従って、カメラ１が撮像した画像中の１点だけではなく、所定パターンＰＰを構成する横線の各マークに対応する位置の距離を検出することが可能である。
【００６８】
図９及び図１０は本発明の車輌用障害物監視装置の動作説明のための処理手順を示すフローチャートである。
【００６９】
まず、手動スイッチ１０又は車速検出部１１により本発明の距離検出装置が起動されると、制御部５は走査機構４に制御信号を与えて投影器３の回転、即ち走査を開始させると共に、所定パターンＰＰを投影器３に投影させる  （ステップＳ１１）。
【００７０】
装置が起動するとカメラ１は所定時間間隔で画像を取り込み、画像処理部２へ与える（ステップＳ１２）。画像処理部２の角度演算部２１及び距離演算部２２はカメラ１から与えられた画像、制御部５から与えられる走査機構４の制御信号に基づく偏角θｘｐのデータ等に従って前述した原理によりターゲットポイントの三次元座標を計算する（ステップＳ１３）。ここで、ターゲットポイントとは、前述した所定パターンＰＰの最上部の横線上の所定点Ｔを含む各横線の左端部のことである。画像処理部２により計算された三次元座標は制御部５へ送られる。
【００７１】
次に、制御部５２は、画像処理部２が計算したターゲットポイントの三次元座標値と、記憶装置５０に予め記憶している車体の諸元（サイズ、形状等）とに基づいて、ターゲットポイントと車体との位置関係を記憶する（ステップＳ１４）。
【００７２】
以上の処理が、投影器３の１走査周期、具体的には投影器３の回転範囲の全域にわたって所定時間間隔で反復される（ステップＳ１５でＹＥＳ）。そして、画像処理部２は１走査分のデータを基に計算した距離、即ち障害物と車体との位置関係を求め（ステップＳ１６）、画像生成部１２に二次元画像、具体的には平面図として描画させ、その結果をモニタ６に表示する（ステップＳ１７）。
【００７３】
次に、上述のようにして画像処理部２が処理した結果に基づいて、制御部５が防護処理を行なう（ステップＳ１８）。この防護処理の詳細に関しては図１０のフローチャートに示した。なお、防護処理とは、車輌が障害物と接触する危険性があるか、または実際に可能性があるかを判断し、予め危険性を回避するための処理である。
【００７４】
まず、制御部５は検出された障害物までの最短距離が所定値よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ３１）。ここでの所定値とはその時点の速度でそのまま走行してブレーキをかけない場合には障害物と接触する可能性があり得ると一般的に考えられるおおよその値でよい。ステップＳ３１での判断結果がＹＥＳであった場合は、制御部５はスピーカ７，ブザー８及び表示灯９のいずれか、またはそれらを組み合せて警報を発生する（ステップＳ３２）。また車庫入れ等の際には車輌の運転者はモニタ６の映像を見ている場合が多いので、モニタ６にたとえば「ブレーキ」等の警報を文字表示するようにしてもよい。なお、ステップＳ３１での判断結果がＮＯであった場合はリターンする。
【００７５】
次に制御部５は最短距離の障害物への接近速度を算出する（ステップＳ３３）。このステップＳ３３での処理の詳細は図１１のフローチャートに示してある。まず、制御部５は車体と障害物との位置関係から最短距離の障害物を識別する（ステップＳ４１）。但し、このようなステップＳ４１での処理は、後述する図９のステップＳ１６乃至Ｓ１９の処理の結果に基づいている。
【００７６】
次に制御部５は、上述のステップＳ４１で識別した障害物の前回の走査時と今回の走査時との距離の差を求め（ステップＳ４２）、求めた距離の差と投影器３の走査周期とから、具体的には距離の差を走査周期で除算することにより、障害物の接近速度を求める（ステップＳ４３）。
【００７７】
なお、この障害物の接近速度は、障害物が不動である場合には本発明の距離検出装置及び車輌用障害物監視装置が搭載されている車輌の走行速度である。しかし、障害物が不動であるとは限らず、たとえば通常の道路を走行している場合には障害物は他の自動車、自転車、歩行者、動物等である場合もあり得る。このため、また路面の状態等に応じても停止距離は変動するので、警報を発生するためにはある程度の余裕を見込んでおく必要がある。
【００７８】
以上のようにして図１０のステップＳ３３の処理を行なった後、制御部５は車速検出部１１からその時点の車輌の走行速度を読み込み（ステップＳ３４）、最短距離の障害物への接触猶予時間を計算する（ステップＳ３５）。この処理は、具体的には、最短距離の障害物との間のその時点の距離を車速で除算することにより実行される。
【００７９】
次に制御部５は、現在速度に対する最大減速度での停止必要時間を算出する（ステップＳ３６）。この処理は、車輌の制動性能（減速度）は予め判明しているため、容易に可能である。そして、制御部５は「接触猶予時間」から「停止必要時間」を差し引き、その結果が所定値よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ３７）。ここでの所定値は、障害物に接触しないための安全率を見込んだ余裕時間である。
【００８０】
このステップＳ３７での判断結果がＹＥＳであった場合、制御部５はスピーカ７，ブザー８及び表示灯９のいずれか、またはそれらを組み合せて警報を発生すると共に、車輌の図示しない制御システムに対して指令を与えることにより最大減速度でブレーキをかけて車輌を停止させる（ステップＳ３８）。なお、ステップＳ３７での判断結果がＮＯであった場合はリターンする。
【００８１】
以上のようなステップＳ１８での防護処理の後、制御部５は蓄積されたデータに基づいて車体と障害物との位置関係をモニタ６に表示する（ステップＳ１９）。この後、前述のステップＳ１２へ処理が戻されて次の走査周期において上述同様の処理が反復される。
【００８２】
従って、ステップＳ１９における車体と障害物ＯＢとの位置関係の表示は、図１２（ａ）  に示すような本発明の距離検出装置が起動した直後の時点で平面図として車輌と周囲の障害物との位置関係をモニタ６の画面６Ｓに表示することが可能である。なお、図１２（ａ）  において破線にて示されている部分は本発明の距離検出装置では検出不可能な部分であり、その部分の背後はハッチングにて表示されている。
【００８３】
この図１２（ａ）  に示す状態から車輌が前進した場合、モニタ６の画面６Ｓの表示状態は図１２（ｂ）  に示すような状態になり、カメラ１及び投影器３が備えられている車輌の前端部が既に通過した後方に関しても蓄積されているデータから平面図として表示が可能になる。この場合、車庫入れ時に切り返しが必要になったような場合にも車輌の前端部よりも後方の部分の障害物がモニタ６に表示されているので、車輌を後退させる場合にも利用可能になる。
【００８４】
図１３は所定パターンＰＰの他の例を示す模式図である。たとえば、図１３（ａ）  に示すように、投影器３の光軸を通り、車輌の高さに平行な直線上に複数の横線状のマークを所定間隔で配置したパターン、または図１３（ｂ）  に示すように、投影器３の光軸を通り、車輌の高さに所定幅且つ所定角度で折り返すジグザグのパターン等が利用可能である。
【００８５】
いずれにしても、本発明において利用可能なパターンは、投影器３の光軸を通り、車輌の高さに平行な直線に沿って、車輌の左右方向に所定長のマークが配列されており、しかもパターン認識の便宜上、上下端が連続したパターンが望ましい。
【００８６】
ところで、上述の実施の形態においては、投影器３の光軸に対して車輌の高さに離隔した位置のマークの周囲物体への投影像までの距離を検出する構成としているが、投影器３を車輌の高さに移動可能に構成し、投影器３が投影するマークをたとえば投影器３の光軸上の点一つのみにすることも可能である。
【００８７】
このような構成を採る場合、投影器３の走査、即ち走査機構４による回転は間欠的に行ない、投影器３が停止している間に投影器３を上下に移動させつつ所定間隔でカメラ１により撮像を行なうことにより、前述の実施の形態の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【００８８】
そして、この場合には、点Ｐ，Ｃ，Ｔの関係は前述の実施の形態のような三次元座標系ではなく二次元座標系となるため、図７に示した模式図において、点Ｔが点Ｔ’に、点Ｏ’が点Ｏに、点Ｏ”が点Ｏ’’’  にそれぞれなる。従って、図８に示した模式図の三角形ＣＰＴの角θｐは投影器３の偏角θｘｐそのままとなり、角θｐを求める演算は不要になると共に、画像処理部２の角度演算部２１も不要となる。
【００８９】
なお、このような構成はたとえば図１４の模式図に示すように、トラック等の車高が高い車輌の後部の一側端部に高さにガイドレール３１を取り付け、このガイドレール３１に沿って投影器３が上下移動するように構成し、他端部の高さの中央部部分にカメラ１を取り付けるようにして実現することが可能である。
【００９０】
このような車高が高く、更に後部の視認性が悪い車輌では、カメラ１の画角はある程度広角にすることで対処可能であるが、投影器３の投影範囲はそれほどには広くすることができないため、このような構成が有効である。
【００９１】
【発明の効果】
以上に詳述したように第１の発明の距離検出装置によれば、障害物の形状、大きさには拘わらず、障害物までの実際の距離を正確に検出することが可能になる。
【００９２】
また第２の発明の距離検出装置によれば、障害物の形状、大きさには拘わらず、障害物の二次元座標値が求まり、これに基づいて障害物までの実際の距離を正確に検出することが可能になる。
【００９３】
また第３の発明の距離検出装置によれば、上述の第１又は第２の発明の距離検出装置において、投影器が車輌の高さに移動しつつマークを投影するので、車高が高い車輌の特に後部に取り付けた場合に効果的である。
【００９４】
また第４の発明の距離検出装置によれば、上述の第１乃至第３の発明の距離検出装置のいずれかにおいて、走査機構により投影器が回転されている間に撮像装置が所定時間間隔で撮像したそれぞれの画像に対して車輌との間の距離に関する情報を求めるので、比較的広範囲の障害物の左右方向の複数の位置の距離が求まる。
【００９５】
更に、第５の発明の距離検出装置によれば、障害物の形状、大きさには拘わらず、障害物の三次元座標値が求まり、これに基づいて障害物までの実際の距離を正確に検出することが可能になる。
【００９６】
また第６の発明の距離検出装置によれば、上述の第５の発明の距離検出装置において、撮像装置が撮像した１画像から各マークに設定されている所定点それぞれに対して車輌との間の距離に関する情報を求めるので、撮像装置が撮像した１画像から障害物の高さの複数の位置の距離が求まる。
【００９７】
また第７の発明の距離検出装置によれば、上述の第５又は第６の発明の距離検出装置において、走査機構により投影器が回転されている間に撮像装置が所定時間間隔で撮像したそれぞれの画像に対して車輌との間の距離に関する情報を求めるので、比較的広範囲の障害物の左右方向の複数の位置の距離が求まる。
【００９８】
更に第８の発明の車輌用障害物監視装置によれば、前述したいずれかの距離検出装置が求めた距離に関する正確な情報を車輌の形状及びサイズを基準として障害物情報として記憶し、この障害物情報と、車輌の走行速度とに基づいて、障害物に対する接触の可能性を監視するので、接触事故が生じる可能性がある場合には事前に的確に警報を発することが可能になる。
【００９９】
また第９の発明の車輌用障害物監視装置によれば、上述の第８の発明の車輌用障害物監視装置において、車輌とその周囲の障害物との位置関係を平面図としてモニタに表示することが可能になるため、モニタに単にカメラで撮像した画像を表示する場合に比して接触事故が生じる可能性が極めて低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車輌用障害物監視装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の車輌用障害物監視装置の一実施の形態のカメラ及び投影器の車輌への取り付け状態を示す模式的平面図である。
【図３】投影器によりクランク状の所定パターンが障害物に投影された状態をカメラ及び投影器の背後の上方から見た場合を示す模式図である。
【図４】図３の状態を右横側からみた場合を示す模式図である。
【図５】投影器（点Ｐ）と点Ｔとの関係をｘｙ平面上の視線で、即ち真横から見た状態、及びｙｚ平面上の視線で、即ち真上から見た状態を示す模式図である。
【図６】投影器（点Ｐ）の右後方寄りの斜め上からみた状態を示す模式図である。
【図７】図６の状態にカメラ、即ち点Ｃと各点との関係を加えた状態を示す模式図である。
【図８】図７に示されている三角形ＣＰＴを平面上に示した模式図である。
【図９】本発明の車輌用障害物監視装置の動作説明のための処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の車輌用障害物監視装置の動作説明のための処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図９，図１０のフローチャートの最短距離の障害物への接近速度を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の距離検出装置により車体と障害物との位置関係をモニタに表示した状態を示す模式図である。
【図１３】所定パターンの他の例を示す模式図である。
【図１４】トラック等の車高が高い車輌の後部に本発明の距離検出装置の投影器及びカメラを取り付けた状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１  カメラ
２  画像処理部
３  投影器
４  走査機構
５  制御部
６  モニタ
１１  車速検出部
２１  角度演算部
２２  距離演算部
５０  記憶装置
５１  接触監視部
５２  画像生成部
５３  走査制御部
ＰＰ  所定パターン
ＯＢ  障害物
θｘｐ  偏角
θｚ  投影器から点Ｔを見た俯仰角
θｃ  カメラから点Ｔを見た角
θｐ  投影器から点Ｔを見た角
Ｌｃ  カメラと投影器との間の長さ
【図１】
2004309273.tif 000008
【図２】
2004309273.tif 000009
【図３】
2004309273.tif 000010
【図４】
2004309273.tif 000011
【図５】
2004309273.tif 000012
【図６】
2004309273.tif 000013
【図７】
2004309273.tif 000014
【図８】
2004309273.tif 000015
【図９】
2004309273.tif 000016
【図１０】
2004309273.tif 000017
【図１１】
2004309273.tif 000018
【図１２】
2004309273.tif 000019
【図１３】
2004309273.tif 000020
【図１４】
2004309273.tif 000021