(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車前方の空間情報を画像情報として取り入れる手段と、
取り入れた該画像情報における自車近傍を示す第一の領域と第一の領域よりも前方に離れた第二の領域から複数の画素信号を抽出し、それぞれの輝度の分布領域を黒から白にかけての分布特性線図上に分布量として算出する手段と、
前記第一領域の輝度の分布特性線図上での分布量と第二領域の輝度の分布特性線図上での分布量との重ならない分布量を算出する手段と、
該重ならない分布量の時間積分値が予め定めた値よりも大きい場合に自車が前方車両を追従していると判断する手段を備えた車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の駆動力制御において、前方を走行する車両を検出し、自動車の走行が前方走行車を追従して走行していることを認識し、前方走行車に追従し易いように変速特性等を変更する制御システムに係り、特に、前方走行車の追従を認識するための改良された手段を有する車両用制御装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来のこの種の制御装置の一般的なシステム構成は、図７に示すように、前方走行車との追従を認識する装置と、その追従判断装置及び制御特性変更装置から構成されている。
【０００３】
一般的に、前方の車両に追従して走る場合は、車両の特性が変化しない方が走行し易い。即ち、前方の車両に追従して走行している場合には、一定の車間距離を持って走行していることから、追従している車両のドライバにとってみれば一定の車間距離を基本的に維持するためにアクセルを操作していると考えることができる。
【０００４】
こうした走行状況において、アクセル開度に対して発生するトルクのゲインが大きかったり、或は、有段変速機の変速等により発生トルクが離散的に変化すると、ドライバが一定の車間距離を維持しにくくなり、アクセルの操作が頻繁になる。その結果、運転操作が煩雑となり、ドライバに疲労感を与える。
【０００５】
そこで、前方走行車を追従していることが認識されたら、上記運転操作性の問題が生じないように、変速を固定し、さらにアクセル開度に対する発生トルクのゲインを大きくしないようにすることが考えられる。
【０００６】
具体的には、変速機を３速か２速のギアに固定する。また、電子制御のスロットルアクチュエータを用いているならば、そのゲインを低いものに切り換える等の制御が行われる。
【０００７】
このような走行状況を認識する従来の技術としては、例えば、特開平７−４４６８０号公報所載の技術では、前方の走行状況を認識するのに、白線などの検出を用いて複雑な画像処理やデータ処理を行っており、また、特開平７−３７０９９号公報所載の技術では、入力画像データに対して、カーネルを用いて積和計算を行い、特徴量を抽出している。
【０００８】
【従来技術の課題】
ところで、これらの従来例において共通して言えることは、多数の画像データを２次元データとして処理することによって、画面上の特徴量を抽出していることであり、かかる手法は、処理に多くの時間が掛かることである。
【０００９】
従って、計算処理自身は単純な演算操作であるとしても、処理量が多くなり、高速で情報を処理するためには、高速の演算手段が必要となる。
【００１０】
例えば、レーザーレーダ等により前方走行車を認識したり、カメラ等を用いて前方走行車の画面からオブジェクトとして追従先行車を認識し、それから追従運転を見つける方法等が考えられる。
【００１１】
しかしながら、これらの手法は、レーザーレーダの信号処理や画像情報処理等といった高速の演算手段が必要となり、簡単に前方走行車追従を認識できるものではない。
【００１２】
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、極めて簡単な信号処理手法で前方走行車追従を認識することができる車両用制御装置を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためこの発明にあっては、自車前方の空間情報を画像情報として取り入れる手段と、取り入れた該画像情報における自車近傍を示す第一の領域と第一の領域よりも前方に離れた第二の領域から複数の画素信号を抽出し、それぞれの輝度の分布領域を黒から白にかけての分布特性線図上に分布量として算出する手段と、前記第一領域の輝度の分布特性線図上での分布量と第二領域の輝度の分布特性線図上での分布量との重ならない分布量を算出する手段と、該重ならない分布量の時間積分値が予め定めた値よりも大きい場合に自車が前方車両を追従していると判断することを特徴とする。
【００１４】
この場合、該車両用制御手段には、さらに、画面上の複数の部分に分割し各分割部分における輝度分布を算定する手段と、該複数の部分で相互に輝度分布を比較する手段と、を接続させて構成することもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す形態例に基づきこの発明を詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように、この発明の形態例に係る車両用制御装置では、カメラ１の信号は追従判断装置２に入力され、該追従判断装置２内で処理された信号は、駆動系制御装置３に入力される。
【００１７】
カメラ１から入力された前方の画面情報は、図２に示すように、前方の状況を投影している。尚、この形態例では、カメラ１はバックミラーの裏面に設置されているものとする。
【００１８】
そこで、図２で示す画面上に２つの領域を考える。一つは、ボンネットの近傍で、道路面のエリアである。このエリアをＡとする。一方、前方走行車を追従しているとすれば、前方走行車の車影が存在する位置近傍にエリアＢを設ける。エリアＢは、前方画面の縦方向に長い領域とする。
【００１９】
ここで、基本的な前方走行車追従判断の原理について説明する。エリアＡは、道路若しくは周囲の明るさを反映した参照信号としての情報であり、エリアＢは、追従車両の影を検出するための情報窓である。
【００２０】
前方車両が道路と全く同一の輝度を有している場合は別として、多くの場合、前方車両には窓があったり、白などの道路とは異なる色を持っており、エリアＡにおける輝度の平均値と分散がエリアＢのそれと異なることが一般的である。
【００２１】
この発明はこの点に着目し、エリアＡとエリアＢの夫々から複数の画素信号を抽出し、そのデータを分布する構成となっている。この比較を具体的に行う追従判断装置２の処理内容について次に説明する。
【００２２】
先ず、分布の違いに関する検出方法について説明すると、エリアＡにおけるｎ個の画素毎の輝度データをＩaiとする。ａは、エリアＡのデータであることを示し、ｉは、１からｎまでの自然数である。ｎは通常１０個ほど考えればよい。
【００２３】
一方、エリアＢにおいても同様に、ｍ個の画素毎における輝度データをＩbjとおく。ｊは、１からｍまでの自然数である。
【００２４】
エリアＡが、ボンネット近傍の道路参照用エリアである。参照用エリアＡにおける特徴量として数１を、エリアＢにおける特徴量として数２を定義する。
【００２５】
【数１】
0003907741.tif 000002
【００２６】
【数２】
0003907741.tif 000003
次に、エリアＡの領域として数３を、エリアＢの領域として数４の領域を定義する。
【００２７】
【数３】
0003907741.tif 000004
【００２８】
【数４】
0003907741.tif 000005
【００２９】
次に、時刻ｔにおける上記ＡとＢの領域のオーバーラップしない部分の値をＰＲ（ｔ）とし、さらに、このＰＲ（ｔ）を所定の時間積分した量ＰＰ（ｔ）を∫ＰＲ（ｔ）ｄｔとして表す。
【００３０】
この発明では、このＰＰ値が追従走行の目安となる。この検出の過程を図６のフローチャートで示す。
【００３１】
運転中の車が至近距離に前方走行車を認めない場合、エリアＡもエリアＢも道路上の点をプロットする。この場合、エリアＡとエリアＢは類似した領域を示すことになり、エリアＡとエリアＢの重ならない領域は極めて小さくなる。
【００３２】
一方、車を追従している場合は、図４に示すように、前方走行車の像がエリアＢ内に捕られることとなり、エリアＢにおける輝度平均やその分散も大きくエリアＡのそれと大きく異なる。よって、その時間的な積分値であるＰＰ値が大きくなる。
【００３３】
これを予め決定してある所定値と比較し、この値よりも大きいときに「追従している」と判断し、図５に示すような変速特性に切り換える。これにより、追従走行時の運転性が向上し、運転時の所謂ギクシャク感が軽減される。
【００３４】
このように、本形態例に係る車両用制御装置によれば、前方画像のごく僅かの情報だけを抽出し、それによって、前方走行車との追従関係を把握する構成としたことによって、ベクトル計算や多量の計算を用いることなく、極めて簡単かつ迅速に画像信号をコンピュータ処理することができ、その結果として、前方走行車追従を迅速、かつ、的確に認識して、前方走行車追従時の運転性を改善することができる。
【００３５】
また、本形態例に係る車両用制御装置にあっては、次のような特徴を持つ。即ち、エリアＡでは、道路面を参照している。しかし、道路などに文字が描いてあったり、陰日向ができていたりする場合、参照情報としての路面情報の扱いが難しく誤認識となる可能性がある。
【００３６】
しかし、本装置では、エリアＡでの情報のばらつきを考慮しているため、このような誤認識が生じない。
【００３７】
例えば、今、路面等に文字が描いてあり、参照情報として不適当な場合は、路面の輝度が一定でないことから、Ｒv が大きな値となり、結果的に、エリアＢとオーバーラップする領域が大きくなるので、誤認識が生じない。
【００３８】
このような場合には、追従を認識するための感度が変化し、道路の状況によって適応的に追従認識感度が変化して、追従を認識する率が低下し追従を検出しにくくなるが、追従中にノーマルな特性であるよりも、非追従時にノーマルでない駆動力変化を抑える特性となっている方が、システムとしては不適当であるため、システムとしてこの傾向は好ましい、と考えることができる。
【００３９】
【発明の効果】
この発明に係る車両用制御装置は、以上説明したように、前方画像のごく僅かの情報だけを抽出し、それによって、前方走行車との追従関係を把握するように構成したので、ベクトル計算や多量の計算を用いることなく、極めて簡単かつ迅速に画像信号をコンピュータ処理することができ、その結果として、前方走行車追従を迅速、かつ、的確に認識して、前方走行車追従時の運転性を改善することができる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一形態例に係る車両用制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】同車両用制御装置のカメラによる前方走行車撮影像例である。
【図３】同車両用制御装置による前方走行車の追従を認識するための演算処理説明図である。
【図４】同車両用制御装置による情報分析処理の原理を説明する図である。
【図５】同車両用制御装置による追従走行時の切換制御特性の変化例を示す説明図である。
【図６】同車両用制御装置の制御フローチャートである。
【図７】従来の車両用制御装置の概略的な構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  カメラ（前方状況認識手段）
２  追従判断装置
３  駆動系制御装置
【図１】
0003907741.tif 000006
【図２】
0003907741.tif 000007
【図３】
0003907741.tif 000008
【図４】
0003907741.tif 000009
【図５】
0003907741.tif 000010
【図６】
0003907741.tif 000011
【図７】
0003907741.tif 000012