(57)【要約】【課題】自車両から道路標識までの距離を精度良く測定する。【解決手段】車両前方の道路標識を撮像する外界カメラ２と、車両の走行距離を測定する走行距離測定部１２と、道路標識画像の大きさに相当する検出量を算出する標識画像寸法算出部１１と、前記検出量の前記走行距離に対する変化量を算出する視差検出部１３と、道路標識の大きさ毎に道路標識画像の大きさに対応する量と走行距離に対する前記変化量との関係を予め記憶したデータ記憶部４と、前記検出量と前記変化量とデータ記憶部４に記憶された関係とを比較して道路標識の大きさを判断する標識寸法判定部１４と、道路標識に対する視角を検出する視角検出部１５と、標識寸法判定部１４により判断された道路標識の大きさと視角検出部１５により検出された視角に基づいて道路標識までの距離を算出する距離算出部１６と、を備える。【選択図】図１
2009014645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられ車両前方の道路標識を撮像する撮像手段を備え、前記撮像手段により撮像した道路標識画像に基づいて前記道路標識までの距離を測定する車両用距離測定装置において、
前記車両の走行距離を測定する走行距離測定手段と、
前記道路標識画像の大きさに相当する検出量を算出する第１の算出手段と、
前記検出量の前記走行距離に対する変化量を算出する第２の算出手段と、
道路標識の大きさ毎に、道路標識画像の大きさに対応する量と、走行距離に対する前記変化量との関係を予め記憶した記憶手段と、
前記第１の算出手段により算出された検出量と前記第２の算出手段により算出された変化量と前記記憶手段に記憶された関係とを比較して前記道路標識の大きさを判断する道路標識寸法判断手段と、
前記道路標識に対する視角を検出する視角検出手段と、
前記道路標識寸法判断手段により判断された道路標識の大きさと、前記視角検出手段により検出された視角に基づいて、前記道路標識までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えることを特徴とする車両用距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両前方の道路標識までの距離を測定する車両用距離測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両前方の道路標識等を撮影し、画像処理により対象物の種類を分類し、知識ベースに格納されている種類別の大きさのデータと、対象物に対する視角とに基づいて対象物までの距離を算出する距離測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２１９７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、道路標識においては、同一の種類（例えば、一時停止標識）であっても大きさの異なる道路標識が存在する。例えば、図６に示すように、一時停止標識は逆三角形をなし、文字、色彩等は同一形態ながら、最大幅寸法Ｘが５３３ｍｍ、８００ｍｍ、１２００ｍｍ、１６００ｍｍの４つの大きさがある。なお、この寸法Ｘは規格化されており、任意の寸法というわけではない。
【０００４】
そのため、従来の距離測定装置では、同一種類の道路標識であると分類しても、道路標識の大きさが知識ベースに格納されている道路標識の大きさと異なる場合には、距離測定に誤差が生じる場合があるという課題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、道路標識の大きさが異なる場合にも精度良く距離を測定することができる車両用距離測定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両用距離測定装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、車両に設けられ車両前方の道路標識（例えば、後述する実施例における一時停止標識Ｓ）を撮像する撮像手段（例えば、後述する実施例における外界カメラ２）を備え、前記撮像手段により撮像した道路標識画像に基づいて前記道路標識までの距離を測定する車両用距離測定装置（例えば、後述する実施例における車両用距離測定装置１）において、前記車両の走行距離を測定する走行距離測定手段（例えば、後述する実施例における走行距離測定部１２）と、前記道路標識画像の大きさに相当する検出量を算出する第１の算出手段（例えば、後述する実施例における標識画像寸法算出部１１）と、前記検出量の前記走行距離に対する変化量を算出する第２の算出手段（例えば、後述する実施例における視差検出部１３）と、道路標識の大きさ毎に、道路標識画像の大きさに対応する量と、走行距離に対する前記変化量との関係を予め記憶した記憶手段（例えば、後述する実施例におけるデータ記憶部４）と、前記第１の算出手段により算出された検出量と前記第２の算出手段により算出された変化量と前記記憶手段に記憶された関係とを比較して前記道路標識の大きさを判断する道路標識寸法判断手段（例えば、後述する実施例における標識寸法判定部１４）と、前記道路標識に対する視角を検出する視角検出手段（例えば、後述する実施例における視角検出部１５）と、前記道路標識寸法判断手段により判断された道路標識の大きさと、前記視角検出手段により検出された視角に基づいて、前記道路標識までの距離を算出する距離算出手段（例えば、後述する実施例における距離算出部１６）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このように構成することにより、同一種類の道路標識であって大きさの異なる複数の道路標識が存在する場合に、第１の算出手段により算出された検出量と第２の算出手段により算出された変化量とに基づいて道路標識の大きさ判断することができ、判断した道路標識の大きさと、視角検出手段により検出した視角とに基づいて、自車両から道路標識までの距離を測定することができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、同一種類の道路標識であって大きさの異なる複数の道路標識が存在する場合に、道路標識の大きさの認識精度が向上し、自車両から道路標識までの距離を高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明に係る車両用距離測定装置の実施例を図１から図６の図面を参照して説明する。
図１に示すように、この実施例における車両用距離測定装置１は、外界カメラ（撮像手段）２と、車速センサ３と、データ記憶部（記憶手段）４と、処理装置１０とを備えて構成されており、処理装置１０の出力信号は例えば走行支援制御装置等の制御装置２０に出力される。
【００１０】
外界カメラ２は、例えば可視光領域にて撮像可能なＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等のカメラおよび画像処理部を備えて構成され、例えば車室内に配置されたカメラはフロントウィンドウ越しに自車両の進行方向前方の所定検知範囲の外界を所定時間間隔で撮影する。そして、画像処理部は、カメラの撮影により得られた画像に対して、例えばフィルタリング等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像データを生成して処理装置１０へ出力する。
【００１１】
車速センサ３は、自車両の速度（車速）を検出し、車速に応じた出力信号を処理装置１０へ出力する。
データ記憶部４には、道路標識の種類に応じたモデル画像（例えば、図６に示される一時停止標識Ｓの外形形状である三角形形状）や、後述する道路標識の大きさを推定するための道路標識寸法判定マップ等が、予め格納されている。
【００１２】
処理装置１０は、標識画像寸法算出部（第１の算出手段）１１と、走行距離測定部（走行距離測定手段）１２と、視差検出部（第２の算出手段）１３と、標識寸法判定部（道路標識寸法判断手段）１４と、視角検出部（視角検出手段）１５と、距離算出部（距離算出手段）１６と、を備えて構成されている。
標識画像寸法算出部１１は、外界カメラ２から入力した画像データに基づいて道路標識画像における道路標識の代表寸法部の画素数（以下、道路標識画像の画素数と略す）θを算出する。なお、この実施例において、道路標識が一時停止標識の場合、道路標識の代表寸法部とは図６において寸法Ｘに対応する最大幅寸法部とする。但し、道路標識の代表寸法部はこれに限るものではなく、高さ方向における最大寸法部とすることもできる。
【００１３】
走行距離測定部１２は、車速センサ３の出力信号に基づいて、自車両の所定時間における移動距離（すなわち走行距離）Ｌを算出する。
視差検出部１３は、標識画像寸法算出部１１で算出した道路標識画像の画素数θと、走行距離測定部１２で算出した走行距離Ｌに基づいて、走行距離Ｌに対する道路標識画像の画素数θの変化量、すなわち視差θａを算出する。
【００１４】
例えば、図２に示すように、自車両Ｖの前方にＴ字交差点があり、その交差点手前に一時停止標識Ｓがある場合に、時刻ｔ１において外界カメラ２で撮影された道路標識画像の画素数がθ１（ｐｉｘｅｌ）であり、所定時間後の時刻ｔ２において外界カメラ２で撮影された道路標識画像の画素数がθ２（ｐｉｘｅｌ）であり、時刻ｔ１からｔ２の間の自車両の走行距離がＬ（ｍ）である場合には、視差θａは式（１）から算出する。
θａ＝（θ２−θ１）／Ｌ  ・・・  式（１）
【００１５】
標識寸法判定部１４は、標識画像寸法算出部１１で算出した道路標識画像の画素数θと、視差検出部１３で検出した視差θａと、データ記憶部４に記憶されている道路標識寸法判定マップに基づいて、外界カメラ２の被写体となった道路標識の大きさ（代表寸法部の寸法Ｘ）を判定する。
【００１６】
ここで、データ記憶部４に記憶されている道路標識寸法判定データについて説明する。一般に、同一の被写体を外界カメラ２で撮影している場合、撮影された被写体画像の大きさ（画素数）に応じて該被写体画像の視差（走行距離に対する画素数変化量）は一定である。したがって、道路標識のように形態は同じながら寸法を異にする同一種類の標識が複数存在する場合に、寸法毎に道路標識画像の画素数θと視差θａとの関係が予めわかっていれば、走行中の車両の外界カメラ２で撮影された道路標識画像の画素数と視差に基づいて道路標識の寸法を知ることができる。
【００１７】
そこで、この実施例では、例えば一時停止標識について標識の大きさ（代表寸法部の寸法Ｘ）毎に道路標識画像の画素数θと視差θａとの関係を予め実験的に求めておき、これを図３に示される道路標識寸法判定マップとしてデータ記憶部４に記憶しておく。なお、図３に示すマップでは、一時停止標識の代表寸法部の寸法Ｘ＝５３３ｍｍ，８００ｍｍ，１２００ｍｍの３つのサイズについて示し、Ｘ＝１６００ｍｍについては省略している。
【００１８】
視角検出部１５は、標識画像寸法算出部１１で算出した道路標識画像の画素数θに基づいて、被写体となった道路標識に対する視角αを検出する。例えば、０．０２５２ｄｅｇ／ｐｉｘｅｌの場合には、視角αは式（２）から算出する。
α＝０．０２５２θ  ・・・  式（２）
【００１９】
距離算出部１６は、標識寸法判定部１４により判定した道路標識の大きさ（代表寸法部の寸法Ｘ）と、視角検出部１５により検出した視角αとに基づいて、自車両Ｖから道路標識Ｓまでの距離Ｄを、式（３）により算出する（図４参照）。
Ｄ＝Ｘ／ｔａｎα  ・・・  式（３）
そして、距離算出部１６は算出した距離Ｄに応じた出力信号を制御装置２０に出力する。
【００２０】
制御装置２０は、例えば、距離算出部１６から得た距離データや自車両の車両状態（車速等）に応じて走行支援レベルを設定し、走行支援レベルに応じて、一時停止の実行を促す情報を出力したり、自車両の減速支援を実行するなどの制御を行う。
【００２１】
次に、この実施例における処理装置１０による距離算出処理について図５のフローチャートに従って説明する。なお、この距離算出処理は、外界カメラ２から出力される画像データに対してエッジ抽出を行ってエッジ画像を生成し、このエッジ画像に対して、データ記憶部４に格納された道路標識のモデル画像によるパターンマッチング処理を行い、撮影された自車両前方の道路標識が一時停止標識であると判定されると同時に実行するものとする。
【００２２】
初めに、ステップＳ１０１において、外界カメラ２から出力される画像データを取得する。
次に、ステップＳ１０２に進み、取得した画像データに基づいて道路標識画像の画素数θを算出する。
次に、ステップＳ１０３に進み、走行距離Ｌに対する道路標識画像の画素数θの変化量、すなわち実視差θａを算出する。例えば、今回この距離算出処理ルーチンを実行したときにステップＳ１０２で算出した道路標識画像の画素数θ２と前回この距離算出処理ルーチンを実行したときにステップＳ１０２で算出した道路標識画像の画素数θ１との差（θ２−θ１）と、距離算出処理ルーチンの周期の間の自車両の走行距離Ｌとに基づいて実視差θａを算出する（θａ＝（θ２−θ１）／Ｌ）。
【００２３】
次に、ステップＳ１０４に進み、図３に示す道路標識寸法判定マップを参照して、各道路標識サイズ毎に、ステップＳ１０２で算出した道路標識画像の画素数θに応じた視差θｎを算出する。
次に、ステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０３で算出した実視差θａと、ステップＳ１０４で算出した各道路標識サイズ毎の視差θｎとの差の絶対値Δθｎを算出する（Δθｎ＝｜θｎ−θａ｜）。
次に、ステップＳ１０６に進み、各道路標識サイズ毎に算出した視差の差の絶対値Δθｎの中で最小値となった道路標識サイズを、自車両前方の道路標識の大きさとして選択する。
【００２４】
例えば、今回この距離算出処理ルーチンを実行したときの道路標識画像の画素数θ２＝４０ｐｉｘｅｌ、前回この距離算出処理ルーチンを実行したときの道路標識画像の画素数θ１＝３９ｐｉｘｅｌ、距離算出処理ルーチンの周期の間の自車両の走行距離Ｌ＝１ｍである場合には、実視差θａは１ｐｉｘｅｌ／ｍとなり、このときには代表寸法部の寸法Ｘ＝８００ｍｍである道路標識サイズが視差の差が最小となるので、代表寸法部の寸法Ｘ＝８００ｍｍの道路標識サイズを選択する。
【００２５】
次に、ステップＳ１０７に進み、ステップＳ１０２で算出した道路標識画像の画素数θに基づいて道路標識に対する視角αを算出し、この視角αとステップＳ１０６で選択した道路標識サイズの道路標識における代表寸法部の寸法Ｘとに基づいて、自車両Ｖから道路標識Ｓまでの距離Ｄを算出し（Ｄ＝Ｘ／ｔａｎα）、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００２６】
この実施例の車両用距離測定装置１によれば、道路標識画像の画素数と視差に基づいて一時停止標識の大きさを判別することができ、判別した一時停止標識の大きさと視角に基づいて自車両から一時停止標識までの距離を測定することができるので、一時停止標識までの距離測定の精度が向上する。その結果、制御装置２０による走行支援制御等の信頼性が向上する。
【００２７】
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では道路標識として一時停止標識を例にして説明したが、大きさが規格化されている限り他の種類の道路標識にも、この発明を適用することができる。また、信号灯も、この発明における道路標識に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明に係る車両用距離測定装置の実施例における構成図である。
【図２】道路標識画像の視差を説明する図である。
【図３】前記実施例の車両用距離測定装置において使用される道路標識寸法判定マップの一例を示す図である。
【図４】自車両から道路標識までの距離算出原理を説明する図である。
【図５】前記実施例における車両用距離測定装置の距離算出処理を示すフローチャートである。
【図６】一時停止標識の正面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  車両用距離測定装置
２  外界カメラ（撮像手段）
４  データ記憶部（記憶手段）
１１  標識画像寸法算出部（第１の算出手段）
１２  走行距離測定部（走行距離測定手段）
１３  視差検出部（第２の算出手段）
１４  標識寸法判定部（道路標識寸法判断手段）
１５  視角検出部（視角検出手段）
１６  距離算出部（距離算出手段）
【図１】
2009014645.tif 000003
【図２】
2009014645.tif 000004
【図３】
2009014645.tif 000005
【図４】
2009014645.tif 000006
【図５】
2009014645.tif 000007
【図６】
2009014645.tif 000008