(57)【要約】【課題】先行車両で反射された反射波を分析することによって先行車両との距離を計算する車間距離測定で、路面の凹凸などにより、上下に屈曲した道路を走っている場合に、照射方向に対して先行車両が上向の位置あるいは下向の位置に位置しても、後続車両から先行車両との車間距離を正確に測定できる測定方法及び装置を提供する。【解決手段】映像カメラから前方の路面映像を受信し、路面映像から車線境界線を抽出し、抽出された車線境界線に基づいてレーダーの照射角度を調節し、調節された照射角度で照射されたレーダービームの反射波を利用して前方車両との距離を計算することにより、道路に屈曲のある場合でも前方車両との距離を安定的に検出する。【選択図】          図１
2004151080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備えられたレーダーを利用して前方車両との距離を検出する方法であって、映像カメラから前方の路面映像を受信する段階と、前記路面映像から車線境界線を抽出する段階と、前記抽出された車線境界線に基づいてレーダーの照射角度を調節するレーダー照射角度調節段階と、前記調節された照射角度に照射されたレーダービームの反射波を利用して前記前方車両との距離を計算する段階とを含むことを特徴とする、車間距離測定方法。
【請求項２】
前記レーダー照射角度調節段階は、前記抽出された車線境界線の左右間水平距離が所定距離と等しくなる路面映像部分の高さを算出する段階と、前記算出された高さに基づいて前方路面の傾斜度を算出する傾斜度算出段階と、前記算出された傾斜度に基づいてレーダー照射角度を調節する段階とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の車間距離測定方法。
【請求項３】
前記傾斜度算出段階は、前記算出された高さ及び参照高さとの差に基づいて傾斜度を算出することを特徴とする、請求項２に記載の車間距離測定方法。
【請求項４】
前記参照高さは、所定時間継続的に測定・算出された高さの平均値であることを特徴とする、請求項３に記載の車間距離測定方法。
【請求項５】
車両前方にレーダービームを照射するレーダーと、前記レーダービームの照射角度を調節するレーダー照射角度調節器と、車両前方の路面映像を獲得する映像カメラと、設定されたプログラムによって動作する中央処理ユニットを含み、前記設定されたプログラムは、請求項１乃至４のうちのいずれか一つの方法を遂行するための一連の命令であることを特徴とする車間距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は車間距離測定方法及び装置に係り、さらに詳しくは、車両に搭載した映像カメラを通じて得られる映像から車線境界線を抽出してこれに基づいて車間距離測定用レーダーの照射角度を調節し、調節された照射角度によって前方車両との車間距離を測定する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車設計の方向を考察すると、自動車自身の動作という観点で眺めて、従来は運転者の操作にしたがって受動的に動作していたが、最近は道路状況を予め自動的に把握し自動車自身が能動的に動作を制御する方向へ変化している。
【０００３】
例えば、先行車両との距離を自動的に適切な距離に維持する車間距離制御システム（ＡＣＣ：適応型運行制御システム）が活用される段階にあり、その他にも様々な装置が開発されている。
【０００４】
このような能動的安全のための技術的背景としては、先行車両との距離を測定する技術が必須であるが、先行車両との距離を測定するためには通常レーザーあるいはミリメートル波を利用したレーダーが広く活用されている。
【０００５】
このようなレーダーを利用して電波ビーム（レーザー光あるいはミリメートル波）を発射し、先行車両で反射された反射波を分析することによって先行車両との距離を計算している。
【０００６】
ところが、先行車両と前記レーダーを装着した後続車両とが平坦な道路を走行中である場合には円滑に先行車両との距離を測定することができるが、路面の凹凸などにより、上下に屈曲した道路を走っている場合に、後続車両が照射するレーダービームの照射方向に対して先行車両が上向の位置あるいは下向の位置に位置することがある。つまり、前方の道路が上向に屈曲した場合には先行車両は後続車両のレーダービーム照射方向に対して上側に位置し、その反対の場合には先行車両は後続車両のレーダービーム照射方向に対して下側に位置する。なお、このような現象は先行車両の位置に起因するだけでなく、後続車両が路面の凹凸によりピッチングを生じることの反映として生じることも多い。
【０００７】
しかしレーダービームの垂直照射幅が狭いので、前方道路の上向／下向き屈曲が大きい場合には後続車両から照射されたレーダービームが先行車両から外れて反射できず、後続車両では先行車両との車間距離を測定できなくなる。
【特許文献１】
特開２００２−１７５５９７
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、走行中の道路に屈曲があっても前方車両との距離を安定に測定できる車間距離測定の方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明による車間距離測定装置は、車両前方にレーダービームを照射するレーダーと、前記レーダーのビーム照射角度を調節するレーダー照射角度調節器と、前記車両前方の路面映像を撮影する映像カメラと、設定されたプログラムによって動作する中央処理ユニットを含み、前記設定されたプログラムは、後述する本発明の車間距離測定方法に含まれた各段階を遂行するための一連の命令であることを特徴とする。
【００１０】
本発明による車間距離測定方法は、車両に備えられたレーダーを利用して前方車両との距離を検出する方法であって、映像カメラから前方の路面映像を受信する段階と、前記路面映像から車線境界線を抽出する段階と、前記抽出された車線境界線に基づいてレーダーの照射角度を調節するレーダー照射角度調節段階と、前記調節された照射角度で照射されたレーダービームの反射波を利用して前記前方車両との距離を計算する段階とを含むことを特徴とする。
【００１１】
前記レーダー照射角度調節段階は、前記抽出された車線境界線の左右間水平距離が所定距離と等しくなる路面映像部分の高さを算出する段階と、前記算出された高さに基づいて前方路面の傾斜度を算出する傾斜度算出段階と、前記算出された傾斜度に基づいてレーダー照射角度を調節する段階とを含むのが好ましい。
【００１２】
前記傾斜度算出段階は、前記算出された高さ及び参照高さとの差に基づいて傾斜度を算出するのが好ましい。
【００１３】
前記参照高さは、所定時間継続的に測定・算出された高さの平均値であるのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施例による車間距離測定装置の構成図である。
【００１６】
図１に示されているように本発明の実施例による車間距離測定装置は、本装置搭載車両１００前方にレーダービーム１２５を照射するレーダー１２０、レーダー１２０のビーム照射角度を調節するレーダー照射角度調節器１３０、本装置搭載車両１００前方の路面映像を撮影する映像カメラ１１０、及び所定されたプログラムによって動作する電子制御ユニット１５０（ＥＣＵ）を含む。
【００１７】
レーダー１２０は任意の周波数の電波を発射するレーダーであっても差し支えず、映像カメラ１１０は広く使われているＣＣＤカメラの使用が便利である。
【００１８】
レーダー照射角度調節器１３０は電子制御ユニット１５０（ＥＣＵ）の制御によってレーダー１２０の照射角度を調節するためのものであって、例えば制御用モーターとギヤ構造を利用して当業者が容易に製作できる。
【００１９】
電子制御ユニット１５０（ＥＣＵ）は所定されたプログラムによって動作する一つ以上のマイクロプロセッサーで実現することができ、前記所定されたプログラムは、後述する本発明の実施例の車間距離測定方法に含まれた各過程を遂行するための一連の命令とすることができる。
【００２０】
以下、本発明の実施例の車間距離測定方法を詳細に説明する。
【００２１】
図２は、本発明の実施例の車間距離測定方法を示したフローチャートである。
【００２２】
本発明の実施例の車間距離測定方法は、本装置搭載車両１００に備えられたレーダー１２０を利用して前方車両１９０との距離を検出する方法である。
【００２３】
このために、まず電子制御ユニット１５０（ＥＣＵ）は映像カメラ１１０から前方の路面映像を受信し（Ｓ２１０）、入力された路面映像から車線境界線を抽出（Ｓ２１５）して、左右の車線境界を図３、図４、図５のように表示する。
【００２４】
入力された路面映像から車線境界線を抽出する過程（Ｓ２１５）は様々な方法で達成でき、当業者が容易に具体化できる。例えば、映像信号のデジタル画素の明るさに基づいて、車線の左端・右端にある一対の車線境界線を抽出することができる。
【００２５】
その後、電子制御ユニット１５０（ＥＣＵ）は、抽出された車線境界線に基づいてレーダー１２０の照射角度を調節し（Ｓ２２０）、その結果調節された照射角度に照射されたレーダービーム１２５の反射波を利用して前方車両１９０との距離を計算する（Ｓ２４０）。
【００２６】
レーダービーム１２５の反射波を利用して前方車両１９０との距離を計算する過程（Ｓ２４０）は当業者にとって自明な作業である。
【００２７】
以下、レーダービーム照射角度調節段階（Ｓ２２０）についてより詳細に説明する。
【００２８】
抽出された車線境界線に基づいてレーダーの照射角度を調節するために、まず電子制御ユニット１５０（ＥＣＵ）は、前記抽出された車線境界線の左右間水平距離が所定距離（Ｄ）と等しくなる路面映像部分の高さ（Ｈ：画面内での下端からの距離）を算出する（Ｓ２２５）。所定距離（Ｄ）は、映像カメラ１１０の露出方向、得られる路面映像の大きさ等の映像カメラ１１０に関する諸元を参照して、当業者が任意に所定することができる。
【００２９】
図３、図４及び図５は、各々前方の路面が上向に屈曲した場合、平坦な場合、そして下向に屈曲した場合に得られる前方映像及びこれから抽出された車線境界線を示している。
【００３０】
図４に示されている前方道路が平坦な場合を標準として用い、車線境界線３２０の左右間水平距離が所定距離（Ｄ）と等しくなる部分の高さを参照高さ（Ｈ０）とする。
【００３１】
前方の道路が上向に屈曲した場合（図１及び図３参照）には、路面映像での車線の抽出位置もまた上向に変形し、したがって車線境界線３１０の左右間水平距離が所定距離（Ｄ）となる高さ（Ｈ１）は参照高さ（Ｈ０）より高くなる。
【００３２】
反対に、前方の道路が下向に屈曲した場合（図５参照）には、路面映像での車線の抽出位置もまた下向に変形し、したがって、車線境界線３３０の左右間水平距離が所定距離（Ｄ）となる高さ（Ｈ３）は参照高さ（Ｈ０）より低くなる。
【００３３】
したがって、高さ（Ｈ）を算出した後、電子制御ユニット１５０（ＥＣＵ）は算出された高さ（Ｈ）に基づいて前方路面の傾斜度を算出するが（Ｓ２３０）、より具体的に、前記傾斜度の算出は既に算出された高さ（Ｈ）及び参照高さ（Ｈ０）との差に基づいて傾斜度を算出する。なお、この傾斜度は、地面に対する絶対的傾きではなくても差し支えが無く、この実施例で説明する傾斜度は、前方路面の傾きと本装置搭載車両との傾きの差、つまり、相対的傾斜度に近い値であり、この方が応用に便利である。
【００３４】
算出された高さ（Ｈ）と参照高さ（Ｈ０）との差に基づいて傾斜度を算出する過程（Ｓ２３０）は、様々な方法で当業者が容易に具体化することができる。例えば、ＨとＨ０の差に対応する傾斜度を予め計算したマップテーブルから抽出することができ、前記マップテーブルは実際の車両での実験を通じて得ることができる。
【００３５】
参照高さ（Ｈ０）は、前方の道路が平坦な場合に得られる高さ（Ｈ）の値であると前述したが、このような参照高さ（Ｈ０）の値は映像カメラの設置角度その他の様々な諸元によって変わることがある。
【００３６】
このような参照高さ（Ｈ０）を固定された定数値に設定しようとする場合には、特定された車両の諸元に応じて当業者が容易に設定することができる。
【００３７】
ただし、参照高さ（Ｈ０）を求める好ましい方法は、所定時間継続して測定・算出した高さ（Ｈ）の平均値とすることである。そうすれば、映像カメラの撮影角度が何らかの原因によって変化した場合にも傾斜度算出時に発生する誤差を減らすとができ、また道路の車線幅が異なる場合にも、ある程度の時間が経過した後には変化した車線幅に応じて適切な参照高さ（Ｈ０）の値を自動的に設定することができるからである。
【００３８】
前記所定の時間は、本装置搭載車両１００が走っている道路の平均的な起伏を考慮して当業者が容易に設定することができる。
【００３９】
前方道路の傾斜度を算出（Ｓ２３０）した後、電子制御ユニット１５０（ＥＣＵ）は、前記算出された傾斜度に基づいてレーダーの垂直照射角度を調節する（Ｓ２３５）。照射角度の調節量を算出された傾斜度に基づいて計算することは当業者に自明なことである。例えば、傾斜度に比例すると仮定して調節量を計算することができる。
【００４０】
以上、本発明の車間距離測定方法及び装置に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されるわけではなく、本発明の実施例から当該発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者によって容易に変更され、かつ技術的範囲内と認められる全ての変更を含むものである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の実施例によれば、本装置搭載車両が走行中の道路が屈曲した場合にも前方車両との距離を安定的に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による車間距離測定装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例の車間距離測定方法を示したフローチャートである。
【図３】前方の路面が上向に屈曲した場合に得られる前方映像及びこれから抽出された車線境界線を各々示した図である。
【図４】前方の路面が平坦な場合に得られる前方映像及びこれから抽出された車線境界線を各々示した図である。
【図５】前方の路面が下向に屈曲した場合に得られる前方映像及びこれから抽出された車線境界線を各々示した図である。
【符号の説明】
１００    本装置搭載車両
１１０    映像カメラ
１２０    レーダー
１２５    レーダービーム
１３０    レーダー照射角度調節器
１５０    電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１９０    前方車両
３１０    左、右の車線境界線（前方上向きの例）
３２０    左、右の車線境界線（平坦道路の例）
３３０    左、右の車線境界線（前方下向きの例）
Ｄ        所定距離
Ｈ０      幅が所定距離となる路面映像部分の参照高さ
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３  算出した路面の高さ
【図１】
2004151080.tif 000003
【図２】
2004151080.tif 000004
【図３】
2004151080.tif 000005
【図４】
2004151080.tif 000006
【図５】
2004151080.tif 000007