(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
自車両の前方の画像を撮像する撮像手段と、
前記車間距離検出値が設定値未満の近距離の値を示すとき、前記撮像手段からの画像のうち、先行車両の部分画像を基準画像として記憶すると共に、当該基準画像の上下方向の位置を記憶する基準画像記憶手段と、
前記基準画像が記憶される時点で、前記車間距離検出手段により検出される車間距離検出値を基準車間距離として記憶する基準車間距離記憶手段と、
基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、前記撮像手段により撮像された画像に対し、前記基準画像と同じパターンの画像を探索することで先行車両の画像を部分画像として切り出す部分画像探索手段と、
前記切り出された部分画像の上下方向の位置を記憶する部分画像上下位置記憶手段と、
基準画像と部分画像との上下位置の変化量と、前記基準車間距離とから、車間距離を推定する車間距離推定手段と、
を備えていることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車間距離推定装置において、
前記基準車間距離記憶手段及び基準画像記憶手段は、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、先行車両を捕捉しているとの判断時には、その時点で基準車間距離と基準画像の記憶を更新する手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車線追従走行制御装置において、
前記基準車間距離記憶手段及び基準画像記憶手段は、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、先行車両を捕捉していない状態から先行車両を捕捉した状態に変化した時には、その時点で基準車間距離と基準画像の記憶を更新する手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項４】
請求項２に記載の車間距離推定装置において、
前記基準車間距離記憶手段及び基準画像記憶手段は、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、先行車両を捕捉しているとの判断時には、前記車間距離検出手段により検出された車間距離が、前記設定値よりも大きい第１設定値を超えるときは、その時点での基準車間距離と基準画像の記憶を更新しない手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４に記載の車間距離推定装置において、
前記車間距離推定手段は、少なくとも前記撮像手段を用いて推定された車間距離が第２設定値以上の遠距離を示すときは、前記撮像手段を用いた車間距離推定を中止する手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４に記載の車間距離推定装置において、
前記車間距離推定手段は、少なくともテンプレートマッチング手法におけるマッチング度が設定以下の類似度を示すときは、前記撮像手段を用いた車間距離推定を中止する手段であることを特徴とする車間に距離推定装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４に記載の車間距離推定装置において、
自車の車速を検出する車速検出手段を有し、
前記車間距離推定手段は、少なくとも前記車速検出手段からの車速検出値が設定車速以上のときは、前記撮像手段を用いた車間距離推定を禁止する、または、推定された車間距離を有効としない手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項４に記載の車間距離推定装置において、
自車の発進を検出する発進検出手段を有し、
前記車間距離推定手段は、少なくとも前記発進検出手段により自車が発進状態にあるとき以外は、前記撮像手段を用いた車間距離推定を禁止する、または、推定された車間距離を有効としない手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項９】
自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
自車両の前方の画像を撮像する撮像手段と、
前記車間距離検出手段により先行車両が捕捉されている場合、撮像手段により撮像された画像のうち、濃淡差が所定以上の部分を基準画像として記憶する基準画像記憶手段と、
前記基準画像が記憶される時点で、前記車間距離検出手段により検出された車間距離検出値を基準車間距離として記憶する基準車間距離記憶手段と、
基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、前記撮像手段により撮像された画像に対し、前記基準画像と同じパターンの画像を探索することで先行車両の画像を部分画像として切り出す部分画像探索手段と、
前記切り出された部分画像の上下方向の位置を記憶する部分画像上下位置記憶手段と、
基準画像と部分画像との上下位置の変化量と、前記基準車間距離とから、車間距離を推定する車間距離推定手段と、
を備えていることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の車間距離推定装置において、
基準画像探索範囲を設定する基準画像探索範囲設定手段を有し、
前記基準画像記憶手段は、前記基準画像探索範囲設定手段により設定された基準画像探索範囲内において基準画像を記憶する手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車間距離推定装置において、
前記基準画像探索範囲設定手段は、前記車間距離検出手段により検出された車間距離に応じて探索範囲幅を変化させる手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の車間距離推定装置において、
前記基準画像探索範囲設定手段は、前記車間距離検出手段により検出された車間距離に応じて探索範囲を上下方向にオフセット補正する手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項１３】
請求項１０ないし請求項１２に記載の車間距離推定装置において、
前記基準画像探索範囲設定手段は、前記撮像手段の取り付け角度に応じて探索範囲を上下方向にオフセット補正する手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項１４】
請求項１０ないし請求項１３に記載の車間距離推定装置において、
前記基準画像探索範囲設定手段は、自車両のピッチ角度に応じて探索範囲を上下方向にオフセット補正する手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【請求項１５】
請求項１０ないし請求項１４に記載の車間距離推定装置において、
前記基準画像探索範囲設定手段は、道路曲率、自車両の舵角、ヨーレートのうち少なくとも一つの要素に応じて探索範囲を左右方向にオフセット補正する手段であることを特徴とする車間距離推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ（測距手段）と単眼カメラ（車両前方画像の撮像手段）とを備え、カメラ画像を処理して得た先行車両の画像とレーダによる測距結果を基準として、１つのテンプレート（部分画像）の位置変化により先行車両との車間距離を推定する車間距離推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラ画像を処理して得た先行車両の画像を用いて自車両と先行車両との車間距離を推定する装置としては、下記に列挙するようなものが知られている。
(1)特開平４−２０９１００号公報
車両外形や車両のエッジを検出して車間距離を推定する。
(2)特開平１０−１４３７７９号公報
テンプレートマッチングを利用して車間距離を推定する。
(3)特開平１１−４４５３３号公報
車間距離検出手段の結果に基づき、カメラレンズの屈曲率等から幾何学的（絶対的）に先行車両の位置を設定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車間距離推定装置にあっては、下記に列挙する問題点があった。
【０００４】
(1)車両外形や車両のエッジを検出するものでは、自車両と先行車両との車間距離が非常に短く先行車両に接近してしまうと、車両外形や車両のエッジが画像からはみ出して車両外形やエッジが検出できなくなる。特に、一部のトラックの場合には、エッジがなく、模様しか検出できなくなり、近距離の車間距離が推定できない。
【０００５】
(2)テンプレートマッチング手法を利用したものでは、実画像と比較する原画像（基準画像）を順次（時々刻々）更新するため、太陽光や影といった光環境の影響を受けやすく、テンプレートが思わぬ位置へマッチングしてゆくという誤認識が起こり得る。
【０００６】
(3)車間距離に基づいて求められた先行車両位置を中心にテンプレートを（何も考えずに一義的に）作るため、その位置がたまたま濃淡差のあまり得られない画像であった場合に、誤認識が起こり得る。
すなわち、カメラ取付角度ばらつきや自車両状態の変化により、設定した基準画像（先行車両位置）にずれが生じてしまい、先行車両以外のものを設定してしまう場合がある。さらに、先行車両の一部を設定できた場合でも、撮像画像の濃淡差を考慮せずに設定しているため、刻々と移動する先行車両位置の推定が困難である。
【０００７】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、１つのテンプレート（部分画像）を用いた先行車両認識により、自車両と先行車両の車間距離が短い場合、先行車両との車間距離を確実に精度良く推定することができる車間距離推定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
自車両の前方の画像を撮像する撮像手段と、
前記車間距離検出値が設定値未満の近距離の値を示すとき、前記撮像手段からの画像のうち、先行車両の部分画像を基準画像として記憶すると共に、当該基準画像の上下方向の位置を記憶する基準画像記憶手段と、
前記基準画像が記憶される時点で、前記車間距離検出手段により検出される車間距離検出値を基準車間距離として記憶する基準車間距離記憶手段と、
基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、前記撮像手段により撮像された画像に対し、前記基準画像と同じパターンの画像を探索することで先行車両の画像を部分画像として切り出す部分画像探索手段と、
前記切り出された部分画像の上下方向の位置を記憶する部分画像上下位置記憶手段と、
基準画像と部分画像との上下位置の変化量と、前記基準車間距離とから、車間距離を推定する車間距離推定手段と、
を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明では、請求項１に記載の車間距離推定装置において、
前記基準車間距離記憶手段及び基準画像記憶手段は、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、先行車両を捕捉しているとの判断時には、その時点で基準車間距離と基準画像の記憶を更新する手段であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明では、請求項１に記載の車線追従走行制御装置において、前記基準車間距離記憶手段及び基準画像記憶手段は、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、先行車両を捕捉していない状態から先行車両を捕捉した状態に変化した時には、その時点で基準車間距離と基準画像の記憶を更新する手段であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明では、請求項２に記載の車間距離推定装置において、
前記基準車間距離記憶手段及び基準画像記憶手段は、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、先行車両を捕捉しているとの判断時には、前記車間距離検出手段により検出された車間距離が、前記設定値よりも大きい第１設定値を超えるときは、その時点で基準車間距離と基準画像の記憶を更新しない手段であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明では、請求項１ないし請求項４に記載の車間距離推定装置において、
前記車間距離推定手段は、少なくとも前記撮像手段を用いて推定された車間距離が第２設定値以上の遠距離を示すときは、前記撮像手段を用いた車間距離推定を中止する手段であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明では、請求項１ないし請求項４に記載の車間距離推定装置において、
前記車間距離推定手段は、少なくともテンプレートマッチング手法におけるマッチング度が設定以下の類似度を示すときは、前記撮像手段を用いた車間距離推定を中止する手段であることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明では、請求項１ないし請求項４に記載の車間距離推定装置において、
自車の車速を検出する車速検出手段を有し、
前記車間距離推定手段は、少なくとも前記車速検出手段からの車速検出値が設定車速以上のときは、前記撮像手段を用いた車間距離推定を禁止する、または、推定された車間距離を有効としない手段であることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明では、請求項１ないし請求項４に記載の車間距離推定装置において、
自車の発進を検出する発進検出手段を有し、
前記車間距離推定手段は、少なくとも前記発進検出手段により自車が発進状態にあるとき以外は、前記撮像手段を用いた車間距離推定を禁止する、または、推定された車間距離を有効としない手段であることを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項９記載の発明では、自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
自車両の前方の画像を撮像する撮像手段と、
前記車間距離検出手段により先行車両が捕捉されている場合、撮像手段により撮像された画像のうち、濃淡差が所定以上の部分を基準画像として記憶する基準画像記憶手段と、
前記基準画像が記憶される時点で、前記車間距離検出手段により検出された車間距離検出値を基準車間距離として記憶する基準車間距離記憶手段と、
基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、前記撮像手段により撮像された画像に対し、前記基準画像と同じパターンの画像を探索することで先行車両の画像を部分画像として切り出す部分画像探索手段と、
前記切り出された部分画像の上下方向の位置を記憶する部分画像上下位置記憶手段と、
基準画像と部分画像との上下位置の変化量と、前記基準車間距離とから、車間距離を推定する車間距離推定手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明では、請求項９に記載の車間距離推定装置において、
基準画像探索範囲を設定する基準画像探索範囲設定手段を有し、
前記基準画像記憶手段は、前記基準画像探索範囲設定手段により設定された基準画像探索範囲内において基準画像を記憶する手段であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の発明では、請求項１０に記載の車間距離推定装置において、
前記基準画像探索範囲設定手段は、前記車間距離検出手段により検出された車間距離に応じて探索範囲幅を変化させる手段であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の発明では、請求項１０または請求項１１に記載の車間距離推定装置において、
前記基準画像探索範囲設定手段は、前記車間距離検出手段により検出された車間距離に応じて探索範囲を上下方向にオフセット補正する手段であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３記載の発明では、請求項１０ないし請求項１２に記載の車間距離推定装置において、
前記基準画像探索範囲設定手段は、前記撮像手段の取り付け角度に応じて探索範囲を上下方向にオフセット補正する手段であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４記載の発明では、請求項１０ないし請求項１３に記載の車間距離推定装置において、
前記基準画像探索範囲設定手段は、自車両のピッチ角度に応じて探索範囲を上下方向にオフセット補正する手段であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５記載の発明では、請求項１０ないし請求項１４に記載の車間距離推定装置において、
前記基準画像探索範囲設定手段は、道路曲率、自車両の舵角、ヨーレートのうち少なくとも一つの要素に応じて探索範囲を左右方向にオフセット補正する手段であることを特徴とする。
【００２３】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の発明にあっては、車間距離検出手段において、自車両と先行車両との車間距離が検出され、撮像手段において、自車両の前方の画像が撮像され、基準画像記憶手段において、車間距離検出値が設定値未満の近距離の値を示すとき、撮像手段からの画像のうち、先行車両の部分画像が基準画像として記憶されると共に、当該基準画像の上下方向の位置が記憶され、基準車間距離記憶手段において、基準画像が記憶される時点で、車間距離検出手段により検出される車間距離検出値が基準車間距離として記憶される。
【００２４】
そして、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、部分画像探索手段において、撮像手段により撮像された画像に対し、基準画像と同じパターンの画像を探索することで先行車両の画像が部分画像として切り出され、部分画像上下位置記憶手段において、切り出された部分画像の上下方向の位置が記憶され、車間距離推定手段において、基準画像と部分画像との上下位置の変化量と、基準車間距離とから、車間距離が推定される。
【００２５】
すなわち、車間距離検出手段（レーダ）により検出された車間距離が小さい値を示す時（＝近距離の時）、撮像手段（カメラ）により撮像された画像の一部が基準画像（＝テンプレート）として記憶されると共に、その時の車間距離検出値が基準車間距離として記憶される。その後、刻々撮像された画像上で、基準画像との一致度合いが強い位置へと画像を平行移動させる、いわゆる、テンプレートマッチングを行う。そして、テンプレートマッチングにより切り出された部分画像の基準画像からの上下方向の移動量と、基準車間距離とから車間距離が推定される。
【００２６】
このように、近距離での撮像された部分画像を基準画像とするテンプレートマッチング手法を利用するため、画像から車両像がはみ出したり、エッジがとれなくても、車両の部分的な模様等が検出できれば、車間距離の推定が可能になる。また、近距離に限ることで車両像が大きくなるため、最初に記憶した部分画像と常にマッチングを図る方式を採用することができる。そのため、太陽光の影響等で基準が少しずつ変わり、結果として思わぬ方向へマッチングが進んでゆく現象を少なくすることができる。
【００２７】
このため、１つのテンプレート（近距離での撮像された部分画像）を用いた先行車両認識により、自車両と先行車両との車間距離が短い場合、先行車両との車間距離を確実に精度良く推定することができる。
【００２８】
請求項２記載の発明にあっては、基準車間距離記憶手段及び基準画像記憶手段において、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、先行車両を捕捉しているとの判断時には、その時点で基準車間距離と基準画像の記憶が更新される。すなわち、一旦、基準車間距離と基準画像の記憶が終了した後であっても、先行車両を捕捉していれば、先行車両の捕捉毎に、基準車間距離と基準画像が更新される。
【００２９】
このため、車間距離検出手段により検出される基準車間距離との比較頻度が上がり、より車間距離推定の信頼性を増すことができるという効果がある。
【００３０】
請求項３記載の発明にあっては、基準車間距離記憶手段及び基準画像記憶手段において、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、先行車両を捕捉していない状態から先行車両を捕捉した状態に変化した時には、その時点で基準車間距離と基準画像の記憶が更新される。すなわち、一旦、基準車間距離と基準画像の記憶が終了した後であっても、先行車両を捕捉していない状態から捕捉状態になったとき、その時点で基準車間距離と基準画像の記憶が更新される。
【００３１】
このため、万が一、撮像手段からの画像に基づき推定された車間距離が何らかの原因で真の値からからずれることがあっても、再度、先行車両を捕捉すれば、基準車間距離と基準画像の記憶が更新されるため、短い時間で、あるいは、少ない誤差で、真の車間距離に戻ることが可能になるという効果がある。
【００３２】
請求項４記載の発明にあっては、基準車間距離記憶手段及び基準画像記憶手段において、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、先行車両を捕捉しているとの判断時には、車間距離検出手段により検出された車間距離が、設定値よりも大きい第１設定値を超えるときは、その時点で基準車間距離と基準画像の記憶が更新されない。
【００３３】
このため、何らかの原因で車間距離検出手段が遠方の距離を検出しても、撮像手段からの画像に基づき推定された車間距離の値を用いることが可能になり、車間距離推定の信頼性をより増すことができるという効果がある。
【００３４】
請求項５記載の発明にあっては、車間距離推定手段において、少なくとも撮像手段を用いて推定された車間距離が第２設定値以上の遠距離を示すときは、撮像手段を用いた車間距離推定が中止される。
【００３５】
このため、先行車両が遠方に移動して、画像として小さくなることによる車間距離推定精度の悪化を防止できるという効果がある。
【００３６】
請求項６記載の発明にあっては、車間距離推定手段において、少なくともテンプレートマッチング手法におけるマッチング度が設定以下の類似度を示すときは、撮像手段を用いた車間距離推定が中止される。
【００３７】
このため、マッチング不良による車間距離推定精度の悪化を防止できるという効果がある。
【００３８】
請求項７記載の発明にあっては、車間距離推定手段において、少なくとも車速検出手段からの車速検出値が設定値以上のときは、撮像手段を用いた車間距離推定が禁止されるか、または、撮像手段を用いて推定された車間距離が有効とされない。すなわち、撮像手段を用いた車間距離推定は、低速走行時に限られる。
【００３９】
このため、急激な車両状態変化や急激な車間距離変動が少ない状態で車間距離の推定が行われることになり、車間距離推定の信頼性をより増すことができるという効果がある。
【００４０】
請求項８記載の発明にあっては、車間距離推定手段において、少なくとも発進検出手段により自車が発進状態にあるとき以外は、撮像手段を用いた車間距離推定が禁止されるか、または、撮像手段を用いて推定された車間距離が有効とされない。すなわち、撮像手段を用いた車間距離推定は、発進直後に限られる。
【００４１】
このため、撮像手段を用いた車間距離推定の失敗の頻度を減少できるという効果がある。
【００４２】
請求項９記載の発明にあっては、車間距離検出手段において、自車両と先行車両との車間距離が検出され、撮像手段において、自車両の前方の画像が撮像され、
基準画像記憶手段において、車間距離検出手段により先行車両が捕捉されている場合、撮像手段により撮像された画像のうち、濃淡差が所定以上の部分が基準画像として記憶され、基準車間距離記憶手段において、基準画像が記憶される時点で、車間距離検出手段により検出された車間距離検出値が基準車間距離として記憶される。
【００４３】
そして、基準車間距離と基準画像の記憶が終了している場合、部分画像探索手段において、撮像手段により撮像された画像に対し、基準画像と同じパターンの画像を探索することで先行車両の画像が部分画像として切り出され、部分画像上下位置記憶手段において、切り出された部分画像の上下方向の位置が記憶され、車間距離推定手段において、基準画像と部分画像との上下位置の変化量と、基準車間距離とから、車間距離が推定される。
【００４４】
すなわち、車間距離検出手段（レーダ）により先行車両が捕捉されている場合、撮像手段（カメラ）により撮像された画像のうち濃淡差が大きい画像の一部が基準画像（＝テンプレート）として記憶されると共に、その時の車間距離検出値が基準車間距離として記憶される。その後、刻々撮像された画像上で、基準画像との一致度合いが強い位置へと画像を平行移動させる、いわゆる、テンプレートマッチングを行う。そして、テンプレートマッチングにより切り出された部分画像の基準画像からの上下方向の移動量と、基準車間距離とから車間距離が推定される。
【００４５】
このように、濃淡差が大きい画像の一部を基準画像としていることで、先行車両との車間距離が短い場合でも、刻々撮像された先行車両の画像上で基準画像と一致する濃淡差の大きい部分画像を確実に切り出すことが可能である。
【００４６】
このため、１つのテンプレート（濃淡差の大きい部分画像）を用いた先行車両認識により、自車両と先行車両との車間距離が短い場合、先行車両との車間距離を確実に精度良く推定することができる。
【００４７】
請求項１０記載の発明にあっては、基準画像記憶手段において、基準画像探索範囲設定手段により設定された基準画像探索範囲内において基準画像が記憶される。すなわち、基準画像の設定範囲を、基準画像探索範囲内に限定している。
【００４８】
このため、先行車両以外のものを基準画像として設定してしまうことがなく、確実に先行車両の一部を基準画像として設定することができる。
【００４９】
請求項１１記載の発明にあっては、基準画像探索範囲設定手段において、車間距離検出手段により検出された車間距離に応じて探索範囲幅が変化させられる。
【００５０】
このため、確実に先行車両で濃淡差が大きい場所を基準画像として設定することができる。
【００５１】
請求項１２記載の発明にあっては、基準画像探索範囲設定手段において、車間距離検出手段により検出された車間距離に応じて探索範囲が上下方向にオフセット補正される。
【００５２】
このため、車間距離の違いによる撮像画像内の先行車両位置を補正でき、確実に先行車両の下端中央付近を基準画像として設定することができるので、先行車両のブレーキＯＮ／ＯＦＦによる濃淡パターン変化の影響を受けることもなく、刻々と移動する先行車両との車間距離推定を確実に行うことができる。
【００５３】
請求項１３記載の発明にあっては、基準画像探索範囲設定手段において、撮像手段の取り付け角度に応じて探索範囲が上下方向にオフセット補正される。
【００５４】
このため、撮像手段の取付角度ばらつきによる撮像画像内の先行車両位置を補正でき、確実に先行車両の下端中央付近を基準画像として設定することができるので、先行車両のブレーキＯＮ／ＯＦＦによる濃淡パターン変化の影響を受けることもなく、刻々と移動する先行車両との車間距離推定を確実に行うことができる。
【００５５】
請求項１４記載の発明にあっては、基準画像探索範囲設定手段において、自車両のピッチ角度に応じて探索範囲が上下方向にオフセット補正される。
【００５６】
このため、自車両のピッチングによる撮像画像内の先行車両位置を補正でき、確実に先行車両の下端中央付近を基準画像として設定することができるので、先行車両のブレーキＯＮ／ＯＦＦによる濃淡パターン変化の影響を受けることもなく、刻々と移動する先行車両との車間距離推定を確実に行うことができる。
【００５７】
請求項１５記載の発明にあっては、基準画像探索範囲設定手段において、道路曲率、自車両の舵角、ヨーレートのうち少なくとも一つの要素に応じて探索範囲が左右方向にオフセット補正される。
【００５８】
このため、コーナリングによる撮像画像内の先行車両位置を補正でき、確実に先行車両の下端中央付近を基準画像として設定することができるので、先行車両のブレーキＯＮ／ＯＦＦによる濃淡パターン変化の影響を受けることもなく、刻々と移動する先行車両との車間距離推定を確実に行うことができる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
｛実施の形態１｝
請求項１ないし請求項８に対応する実施の形態１の車間距離推定装置を、図１に示す構成図と、図２〜図７に示す第１の実施例〜第５の実施例に基づいて説明する。
【００６０】
図１は実施の形態１の車間距離推定装置を示す構成図であり、１はレーザレーダ（車間距離検出手段）、２はレーザレーダコントローラ、３はＣＣＤ単眼カメラ（撮像手段）、４は画像処理装置、５は車速検出装置、６は外界認識装置、７はブレーキ圧制御装置、８はブレーキアクチュエータである。
【００６１】
前記レーザレーダコントローラ２は、レーザレーダ１でスキャニングした自車両前方の距離情報から自車両走行レーンの先行車両を決定し、車間距離を検出する。
【００６２】
前記画像処理装置４は、ＣＣＤ単眼カメラ３で撮像した画像情報から先行車両を認識する。
【００６３】
前記外界認識装置６は、レーザレーダコントローラ２，画像処理装置４及び自車速を検出する車速検出装置５の信号を入力し、入力情報に基づいて先行車両との車間距離情報を取得し、ここで得られた車間距離情報を走行制御系であるブレーキ圧制御装置７へ出力する。
【００６４】
前記ブレーキ圧制御装置７は、車間距離情報に基づいて自車両の目標ブレーキ圧を演算し、ブレーキアクチュエータ８へ出力する。
【００６５】
前記ブレーキアクチュエータ８は、目標ブレーキ圧に追従するサーボ機能により制御されたブレーキ圧を各輪へ付与する。
【００６６】
なお、この実施の形態１では、車間距離情報はブレーキ制御装置に用いられる場合を説明するが、ブレーキとアクセルを併用して自動的に車間を維持する装置や警報装置等に用いられても良い。
【００６７】
（第１の実施例）
第１の実施例は、請求項１，５，６，７に対応するものである。
【００６８】
図２は外界認識装置６内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【００６９】
ステップ１００では、数値化された濃淡度合いを配列ＩＸ（ｙ，ｘ）に記憶する。なお、ＣＣＤカメラ３が撮像した結果は、画像処理装置４にて濃淡度合いが数値化される。
【００７０】
ステップ１１０では、車速検出装置５から出力された車速値Ｖ、レーザレーダコントローラ２で処理されたレーザレーダ１の出力値である車間距離値ＤＬを読み込む。
【００７１】
ステップ１２０では、車速Ｖが設定車速値Ｖ０（例えば、２０km/h）より大きい否かが判断され、大きいときはステップ１３０へ進み、基準距離を記憶しているかどうかを示す基準距離記憶終了フラグｆｌａｇをクリアし、次のステップ１３５にてＣＣＤ単眼カメラ３による車間距離の算出値ＤＣをゼロとする。
【００７２】
一方、ステップ１２０にて、車速Ｖが設定車速値Ｖ０以下の場合には、ステップ１４０へ進み、ステップ１４０では、基準距離記憶終了フラグｆｌａｇ＝１か否かの判断が行われ、ｆｌａｇ＝１であればステップ２１０へ進み、ｆｌａｇ＝０であればステップ１５０へ進む。
【００７３】
ステップ１５０では、レーザレーダ１が先行車両との車間距離を計測しているか否か、すなわち、先行車両が捕捉されているかロスト状態かを判断し、ロスト状態であればステップ１３０以降に進む。
【００７４】
ステップ１５０で先行車両を捕捉していればステップ１６０へ進み、先行車両との車間距離ＤＬが設定値ＤＬ０（例えば、７ｍ）より近いか否かを判断し、遠ければステップ１３０以降へ進んで、ＣＣＤカメラ３による測距ロジックが働かない。
【００７５】
ステップ１６０で現在近距離にあると判断されると、ステップ１７０へ進み、そのときのレーザレーダ１の出力値ＤＬを基準車間距離Ｄ０と記憶すると共に、ステップ１８０にて、基準となる部分画像を基準画像ＩＸ０（ｙ０，ｘ０）として記憶する。ステップ１７０は基準車間距離記憶手段に相当し、ステップ１８０は基準画像記憶手段に相当する。
【００７６】
そして、ステップ１９０では、基準車間距離記憶フラグｆｌａｇを１にセットし、ステップ２００では、レーザレーダ１の出力結果であるＤＬをＣＣＤカメラ３による車間距離ＤＣとし、次のステップ２８０では、この車間距離ＤＣをブレーキ圧制御装置７に出力する。
【００７７】
次の制御周期である１００ｍｓ後には、ステップ１４０にて基準車間距離が記憶されていることを示す基準車間距離記憶フラグｆｌａｇが１にセットされていることで、ステップ２１０へ進む。
【００７８】
ステップ２１０では、テンプレートマッチング手法により、基準画像ＩＸ０の周辺で最も類似度が強い位置へ移動する（部分画像探索手段）。
【００７９】
ステップ２２０では、基準画像ＩＸ０と新たに取り込まれた画像との一致度合いを示す相関係数Ｒが設定値Ｒ０を超えているか否かが判断され、Ｒ≦Ｒ０であり一致度合いが小さい場合はステップ１３０，ステップ１３５へ進み、カメラ測距の信頼性が低いと判断してカメラ測距を無効にする。また、Ｒ＞Ｒ０であり一致度合いが大きい場合はステップ２３０へ進む。
【００８０】
ステップ２３０では、基準画像ＩＸ０の上下方向の基準位置ｙ０からの移動量△ｙが算出される（部分画像上下位置記憶手段）。そして、ステップ２４０では、ステップ２３０で算出された移動量△ｙが距離△Ｄに変換される。
ここで、△Ｄと△ｙとの間には、下記のような幾何学的な関係がある。
△Ｄ＝｛（Ａ−Ｂ）×Ｄ０×△ｙ｝／｛（Ｃ−ｙ０）×Ｂ｝
ただし、Ａ，Ｂ，Ｃ：カメラと車両に関する定数
ｙ０：基準画像の代表点の上下方向座標
ステップ２５０では、車間距離ＤＣが、ＤＣ＝Ｄ０＋△Ｄの式により算出される（車間距離推定手段）。
【００８１】
ステップ２６０では、算出された車間距離ＤＣが所定値ＤＬ２（例えば、８ｍ）よりも大きいか否かが判断され、大きいと判断されたときはステップ１３０，ステップ１３５へ進み、カメラ測距の信頼性が低いと判断してカメラ測距を無効にする。
【００８２】
一方、ステップ２６０でＤＣ≦ＤＬ２と判断されたときは、ステップ２８０へ進み、ステップ２５０で算出された結果をＣＣＤカメラ３による車間距離ＤＣとし、この車間距離ＤＣをブレーキ圧制御装置７に出力する。
【００８３】
次に、作用効果を説明する。
【００８４】
［車間距離推定作用と効果］
走行時、図２のフローチャートで、ステップ１００→ステップ１１０→ステップ１２０→ステップ１４０→ステップ１５０→ステップ１６０→ステップ１７０→ステップ１８０→ステップ１９０→ステップ２００→ステップ２８０へと進む流れとなり、ステップ１５０で先行車両を捕捉し、ステップ１６０で先行車両との車間距離ＤＬが設定値ＤＬ０より近い場合、ＣＣＤカメラ３による測距ロジックが働き、ステップ１７０で、レーザレーダ１の出力値ＤＬを基準車間距離Ｄ０として記憶し、ステップ１８０で、基準となる部分画像を基準画像ＩＸ０（ｙ０，ｘ０）として記憶する。そして、ステップ１９０で、基準車間距離記憶フラグｆｌａｇを１にセットし、ステップ２００で、レーザレーダ１の出力結果であるＤＬをＣＣＤカメラ３による車間距離ＤＣとし、ステップ２８０で、この車間距離ＤＣをブレーキ圧制御装置７に出力する。
【００８５】
そして、次の制御周期である１００ｍｓ後には、基準車間距離記憶フラグｆｌａｇが１にセットされていることで、ステップ１４０からステップ２１０→ステップ２２０→ステップ２３０→ステップ２４０→ステップ２５０→ステップ２６０→ステップ２８０へと進む流れとなり、ステップ２１０で、テンプレートマッチング手法により、基準画像ＩＸ０の周辺で最も類似度が強い位置へ移動し、ステップ２２０にて基準画像ＩＸ０と新たに取り込まれた画像との一致度合いが高いと判断された場合には、ステップ２３０で、基準画像ＩＸ０の上下方向の基準位置ｙ０からの移動量△ｙを算出し、ステップ２４０で、ステップ２３０で算出された移動量△ｙを距離△Ｄに変換し、ステップ２５０で、車間距離ＤＣがＤＣ＝Ｄ０＋△Ｄの式により算出され、ステップ２８０で、ステップ２５０で算出された結果をＣＣＤカメラ３による車間距離ＤＣとし、この車間距離ＤＣをブレーキ圧制御装置７に出力する。
【００８６】
すなわち、レーザレーダ１により検出された車間距離ＤＬが小さい値を示す時（＝近距離の時）、ＣＣＤカメラ３により撮像された画像の一部が基準画像ＩＸ０（＝テンプレート）として記憶されると共に（ステップ１８０）、レーザレーダ１の出力値ＤＬが基準車間距離Ｄ０として記憶される（ステップ１７０）。そして、基準画像ＩＸ０と基準車間距離Ｄ０とが記憶されると、刻々撮像された画像上で、基準画像ＩＸ０との一致度合いが強い位置へと画像を平行移動させる、いわゆる、テンプレートマッチングを行う（ステップ２１０）。そして、テンプレートマッチングにより切り出された部分画像の基準画像ＩＸ０からの上下方向の移動量△ｙ（距離△Ｄに変換）と、基準車間距離Ｄ０とから車間距離ＤＣが算出により推定される。
【００８７】
このように、近距離で撮像された部分画像を基準画像ＩＸ０とするテンプレートマッチング手法を利用するため、画像から車両像がはみ出したり、エッジがとれなくても、車両の部分的な模様等が検出できれば、車間距離ＤＣの算出による推定が可能になる。
ここで、テンプレートマッチングでは、例えば、自車両も先行車両も動いていなければ、最も類似度の強い切り出された部分画像は基準画像ＩＸ０と同じ位置にあり、また、先行車両が僅かに前方に移動したとすると、最も類似度の強い切り出された部分画像は基準画像ＩＸ０から僅かに上方に移動させた位置となる。
【００８８】
また、従来技術では先行車両が前方に行くと、車両自体が小さな像となるために、基準画像の大きさも小さくする必要がある。これに対し、実施の形態１では、基準画像ＩＸ０を得るのは近距離に限ることで車両像が大きくなるため、最初にステップ１５０及びステップ１６０の条件を満足した時点で記憶した基準画像ＩＸ０と常にマッチングを図る方式を採用することができる。そのため、基準画像ＩＸ０を更新する必要が無く、計算処理を少なくすることができるという利点がある。
【００８９】
以上説明したように、この第１の実施例にあっては、近距離での撮像された部分画像による１つのテンプレートを用いた先行車両認識により、自車両と先行車両との車間距離が短い場合、先行車両との車間距離ＤＣを確実に精度良く推定することができる。
【００９０】
［車間距離推定中止作用と効果］
まず、カメラ測距による車間距離ＤＣの推定は、▲１▼カメラ測距による車間距離ＤＣが遠距離を示すときと、▲２▼テンプレートマッチング手法におけるマッチング度が低いときに中止される。
【００９１】
▲１▼カメラ測距による車間距離ＤＣが遠距離を示すとき
図２のステップ２５０で車間距離ＤＣが算出されると、次のステップ２６０では、算出された車間距離ＤＣが第２設定値ＤＬ２（例えば、８ｍ）よりも大きいか否かが判断され、大きいと判断されたときはステップ１３０，ステップ１３５へ進み、カメラ測距の信頼性が低いと判断に基づきカメラ測距が中止にされる。
【００９２】
すなわち、基準車間距離Ｄ０が設定値ＤＬ０（例えば、７ｍ）未満であるにもかかわらず、カメラ測距により推定された車間距離ＤＣが第２設定値ＤＬ２（例えば、８ｍ）を超えるような遠距離を示すときは、先行車両が遠方に移動して、画像として小さくなることにより車間距離推定精度が悪化する。
【００９３】
そこで、車間距離ＤＣが第２設定値ＤＬ２よりも大きいと判断されたときはカメラ測距を中止したため、先行車両が遠方に移動して、画像として小さくなることによる車間距離推定精度の悪化を防止できるという効果がある。
【００９４】
▲２▼テンプレートマッチング手法におけるマッチング度が低いとき
図２のステップ２１０にて、テンプレートマッチング手法により、基準画像ＩＸ０の周辺で最も類似度が強い位置へ移動した後、ステップ２２０にて、基準画像ＩＸ０と新たに取り込まれた画像との一致度合いを示す相関係数Ｒが設定値Ｒ０以下であり、一致度合いが小さい場合はステップ１３０，ステップ１３５へ進み、カメラ測距の信頼性が低いと判断してカメラ測距が中止される。
【００９５】
すなわち、基準画像ＩＸ０と新たに取り込まれた部分画像との一致度合いが低いということは、テンプレートマッチングにおいて、基準画像ＩＸ０とは異なる部分画像位置に移動している可能性がある。
【００９６】
そこで、基準画像ＩＸ０と新たに取り込まれた部分画像との一致度が低い場合にはカメラ測距を中止したため、マッチング不良による車間距離推定精度の悪化を防止できるという効果がある。
【００９７】
［車間距離推定禁止作用と効果］
図２のステップ１２０にて、車速Ｖが設定車速値Ｖ０（例えば、２０km/h）より大きい否かが判断され、大きいときはステップ１３０へ進み、基準距離を記憶しているかどうかを示す基準距離記憶終了フラグｆｌａｇがクリアされ、次のステップ１３５にてＣＣＤ単眼カメラ３による車間距離の算出値ＤＣがゼロとされる。
【００９８】
すなわち、高速走行時には、直進から旋回への移行による車体ロール等のように急激な車両状態変化があったり、また、先行車両との車間距離も急激に縮まったりする等、急激な車間距離変動があったりする。このように画像が大きく振れるような走行状況でカメラ測距による車間距離ＤＣの推定を行っても、その推定結果は実車間距離と大きくかけ離れたものとなる可能性がある。
【００９９】
これに対し、カメラ測距による車間距離ＤＣの推定を、低速走行時に限るようにしているため、急激な車両状態変化や急激な車間距離変動が少ない状態で車間距離ＣＤの推定が行われることになり、車間距離推定の信頼性をより増すことができるという効果がある。
【０１００】
（第２の実施例）
第２の実施例は、請求項１，２，５，６，７に対応するものである。
【０１０１】
図３は外界認識装置６内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１０２】
この第２の実施例が第１の実施例と異なるのは、ステップ１４０とステップ２１０の間にステップ２０５が付加された点である。他の動作は図２に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１０３】
ステップ２０５では、レーザレーダ１による先行車両の捕捉状況が判断され、レーザレーダ１により先行車両が捕捉されていると、ステップ１７０へ進み、基準距離Ｄ０の記憶が更新され、ステップ１８０にて基準画像ＩＸ０の記憶が更新される。それ以外の場合は、ステップ２１０に進み、テンプレートマッチング処理を継続する。
【０１０４】
以上のように、第２の実施例にあっては、一旦、基準車間距離Ｄ０と基準画像ＩＸ０の記憶が終了した後であっても、先行車両を捕捉していれば、先行車両の捕捉毎に、基準車間距離Ｄ０と基準画像ＩＸ０を更新するようにしたため、レーザレーダ１により検出される基準車間距離Ｄ０（＝ＤＬ）との比較頻度が上がり、より車間距離推定ＤＣの信頼性を増すことができるという効果がある。
【０１０５】
（第３の実施例）
第３の実施例は、請求項１，３，５，６，７に対応するものである。
【０１０６】
図４は外界認識装置６内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１０７】
第３の実施例が第１の実施例と異なるのは、ステップ１４０とステップ２１０の間にステップ２０２，２０４が付加された点である。他の動作は図２に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１０８】
ステップ２０２とステップ２０４では、前回の制御ターム（１００ｍｓ前）と今回の制御タームとでレーザレーダ１による先行車両の捕捉状況が判断される。すなわち、前回ロストで、かつ、今回捕捉という状況になると、ステップ１７０へ進み、基準距離Ｄ０の記憶が更新され、ステップ１８０にて基準画像ＩＸ０の記憶が更新される。
【０１０９】
すなわち、一旦、基準車間距離Ｄ０と基準画像ＩＸ０の記憶が終了した後であっても、先行車両を捕捉していない状態から捕捉状態になったとき、その時点で基準車間距離Ｄ０と基準画像ＩＸ０の記憶が更新される。それ以外の場合は、ステップ２１０に進み、テンプレートマッチング処理を継続する。
【０１１０】
以上のように、第３の実施例にあっては、万が一、ＣＣＤカメラ３からの画像に基づき推定された車間距離ＤＣが何らかの原因で真の値からからずれることがあっても、再度、先行車両を捕捉すれば、基準車間距離Ｄ０と基準画像ＩＸ０の記憶が更新されるため、短い時間で、あるいは、少ない誤差で、真の車間距離ＤＣに戻ることが可能になるという効果がある。
【０１１１】
（第４の実施例）
第４の実施例は、請求項１，４，５，６，７に対応するものである。
【０１１２】
図５は外界認識装置６内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１１３】
第４の実施例が第１の実施例と異なるのは、ステップ１４０とステップ２１０の間にステップ２０６，２０８が付加された点である。他の動作は図２に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１１４】
ステップ２０６では、レーザレーダ１による先行車両の捕捉状況が判断される。レーザレーダ１により先行車両がロスト状態では、ステップ２１０に進んでテンプレートマッチング処理を継続する。ステップ２０６でレーザレーダ１により先行車両が捕捉状態であると、ステップ２０８に進み、レーダ測距による車間距離ＤＬが第１設定値ＤＬ１（例えば、１０ｍ）より大きいか否かが判断され、大きければステップ２１０へ戻って、テンプレートマッチング処理を継続する。一方、ステップ２０８において、レーダ測距による車間距離ＤＬが設定値ＤＬ１以下であると判断されれば、ステップ１７０へ進み、基準距離Ｄ０の記憶が更新され、ステップ１８０にて基準画像ＩＸ０の記憶が更新される。
【０１１５】
以上のように、第４の実施例にあっては、何らかの原因でレーザレーダ１が遠方の距離を検出しても、カメラ測距により推定された車間距離ＤＣを用いることが可能になり、より信頼性を増すことができるという効果が得られる。
【０１１６】
（第５の実施例）
第５の実施例は、請求項１，４，５，６，８に対応するものである。
【０１１７】
図６及び図７は外界認識装置６内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１１８】
第５の実施例が第１の実施例と異なるのは、ステップ１１０とステップ１４０の間にステップ３００，３１０，３２０，３３０及びステップ１３７が付加された点である。他の動作は図２に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１１９】
ステップ３００〜ステップ３３０では、車両が発進状態にあるか否かが判断される。すなわち、ステップ３００では、車速Ｖがゼロ（＝車両が停止している）かどうか、かつ、スロットル開度Ｔｈがゼロより大きい（＝発進指令が出ているか）かどうかが判断される。車速がゼロ、かつ、スロットル開度Ｔｈがゼロより大きいとき、発進状態に入ったと判断して、ステップ３２０にて発進状態フラグflag_startをセット（flag_start＝１）する。また、ステップ３００にて、発進状態に入った瞬間でないと判断されたらステップ３１０へ進み、車速Ｖが別に定めた設定値Ｖ１（例えば、１５km/h）より大きいか否かを判断する。車速Ｖが設定値Ｖ１を超えると、発進状態が終了したと判断して、ステップ３３０にて発進状態フラグflag_startをクリア（flag_start＝０）する。
【０１２０】
次に、ステップ１３７では、発進状態フラグflag_startがセットされているか否かが判断され、発進状態にないと、ステップ１３０，１３５へ進みカメラ測距による車間距離推定のロジックが働かないようになっている。
【０１２１】
以上のように、第５の実施例にあっては、発進状態にあるときにのみカメラ測距による車間距離推定ロジックを働かせるようにしているため、ＣＣＤカメラ３を用いた車間距離推定の失敗の頻度を減少できるという効果がある。
【０１２２】
｛実施の形態２｝
請求項９ないし請求項１５に対応する実施の形態２の車間距離推定装置を、図８に示す構成図と、図９〜図２２に示す第１の実施例〜第８の実施例に基づいて説明する。
【０１２３】
図８は実施の形態２の車間距離推定装置を示す構成図であり、１はレーザレーダ（車間距離検出手段）、２はレーザレーダコントローラ、３はＣＣＤ単眼カメラ（撮像手段）、１４は画像処理コントローラ、５は車速検出装置、１６は車間距離制御コントローラ、８はブレーキアクチュエータである。
【０１２４】
図１に示す実施の形態１の車間距離推定装置と異なる点について説明すると、前記画像処理コントローラ１４では、ＣＣＤカメラ３からのカメラ撮像画像とレーザレーダコントローラ２からのレーダ測距による車間距離を入力し、カメラ測距による車間距離推定ロジックに基づいて車間距離を算出し、これを車間距離制御コントローラ１６に出力する。
【０１２５】
前記車間距離制御コントローラ１６では、画像処理コントローラ１４またはレーザレーダコントローラ２からの車間距離情報に基づくブレーキ制御指令がブレーキアクチュエータ８に出力される。
【０１２６】
なお、この実施の形態２では、車間距離情報はブレーキ制御装置に用いられる場合を説明するが、ブレーキとアクセルを併用して自動的に車間を維持する装置や警報装置等に用いられても良い。
【０１２７】
（第１の実施例）
第１の実施例は請求項９に対応するものである。
【０１２８】
図９は画像処理コントローラ１４内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１２９】
ステップ５０１では、ＣＣＤ単眼カメラ３からの撮像画像が読み込まれる。
【０１３０】
ステップ５０２では、レーザレーダ１の出力値から基準車間距離Ｄ０が計測される。このステップは、基準車間距離Ｄ０が計測できればよいので、勿論、ミリ波レーダや車車間通信等を用いても良い。
【０１３１】
ステップ５０３では、測距対象の先行車両として、基準画像が設定されているか否かが判断される。基準画像が設定されていない場合には、基準画像設定処理（ステップ５０４以降）へ進み、既に基準画像が設定されている場合には、車間距離算出処理（ステップ５０９以降）へ進む。
【０１３２】
ステップ５０４では、ステップ５０３で基準画像なしと判断された場合、レーザレーダ１が先行車両を捕捉しているか否かが判断される。先行車両を捕捉していればステップ５０５へ進み、先行車両を捕捉していなければこの制御タームを終了する。
【０１３３】
ステップ５０５では、ステップ５０４において先行車両ありと判断された場合、ステップ５０１で撮像された撮像画像内におけるテンプレートウィンドウサイズの濃淡差が算出される。すなわち、原画像（撮像画像全体）からテンプレートウィンドウサイズの画像を切り出し、切り出した画像の濃淡差を求める。なお、濃淡差の算出方法は、ある画素の濃淡値と、その周り画素との差をテンプレートウィンドウ内の全ての画素について求め、その和として算出する。
【０１３４】
ステップ５０６では、ステップ５０５で算出された濃淡差の和（これを濃淡差と呼んでいる）うち、最大値ＬＳｍａｘ及びその撮像画像内での位置Ｙ０が算出される。
【０１３５】
ステップ５０７では、ステップ５０６において算出された濃淡差が最大位置の切り出し画像（テンプレート画像）が、測距対象の基準画像としてメモリに記憶される（基準画像記憶手段）。
【０１３６】
ステップ５０８では、ステップ５０２において基準画像記憶時に読み込まれたレーザレーダ１の出力値が基準車間距離Ｄ０として設定されると共に（基準車間距離記憶手段）、ステップ５０７において設定された基準画像の位置Ｙ０（撮像画像における縦座標値）に基づいて、予めメモリに記憶された基準車間距離マップから車間距離算出用マップが作成される。ここで、基準車間距離マップは特性が何本あっても良いが、図１０に示すように、最低限で画像の上方と下方にそれぞれ上限特性と下限特性が１本ずつ存在すれば、その間を補間可能である。但し、補間を行う関係上、１本では成立しない。
【０１３７】
ステップ５０９では、ステップ５０３において基準画像ありと判断された場合、基準画像に対する撮像画像の類似度を示す相関値が算出される。
【０１３８】
ステップ５１０では、ステップ５０９において算出された相関値のうち、最大値となる位置が新たな先行車両推定位置Ｙ１として設定される。
【０１３９】
ステップ５１１では、ステップ５１０において設定された現在の先行車両推定位置Ｙ１から、ステップ５０８において作成された車間距離算出用マップに基づいて車間距離Ｄ１が算出される。
【０１４０】
次に、作用効果を説明する。
【０１４１】
走行時、図９のフローチャートで、ステップ５０１→ステップ５０２→ステップ５０３→ステップ５０４→ステップ５０５→ステップ５０６→ステップ５０７→ステップ５０８へと進む流れとなり、ステップ５０４で先行車両を捕捉し、ステップ５０６で濃淡差の最大値ＬＳｍａｘ及びその撮像画像内での位置Ｙ０が算出された場合、ＣＣＤカメラ３による測距ロジックが働き、ステップ５０７で、濃淡差が最大のテンプレート画像が測距対象の基準画像として記憶され、ステップ５０８で、基準画像記憶時のレーザレーダ１の出力値が基準車間距離Ｄ０として記憶されると共に、ステップ５０８において、図１０に示すように、設定された基準車間距離Ｄ０と基準画像の位置Ｙ０に基づいて、予めメモリに記憶された基準車間距離マップ１と基準車間距離マップ２から車間距離算出用マップが作成される。。
【０１４２】
そして、次の制御周期である１００ｍｓ後には、基準車間距離Ｄ０と基準画像が既に記憶されていることで、ステップ５０３からステップ５０９→ステップ５１０→ステップ５１１へと進む流れとなり、ステップ５０９及びステップ５１０で、テンプレートマッチング手法により、基準画像の周辺で最も類似度が強い位置が算出され、ステップ５１１において、図１１に示すように、ステップ５１０において設定された現在の先行車両推定位置Ｙ１から、ステップ５０８において作成された車間距離算出用マップに基づいて車間距離Ｄ１が算出される。
【０１４３】
ここで、車間距離算出用マップを用いた車間距離Ｄ１の算出例を示したが、この算出例は、図１１に示すように、基準画像の上下方向移動量△Ｙを算出し、この移動量△Ｙを距離△Ｄに変換し、車間距離Ｄ１をＤ１＝Ｄ０−△Ｄの式により算出する場合と同じ意味ということができる。
【０１４４】
すなわち、車間距離検出手段（レーダ）により先行車両が捕捉されている場合、撮像手段（カメラ）により撮像された画像のうち濃淡差が大きい画像の一部が基準画像（＝テンプレート）として記憶されると共に、その時の車間距離検出値が基準車間距離Ｄ０として記憶される。その後、刻々撮像された画像上で、基準画像との一致度合いが強い位置へと画像を平行移動させる、いわゆる、テンプレートマッチングを行う。そして、テンプレートマッチングにより切り出された部分画像の基準画像からの上下方向の移動量△Ｙと、基準車間距離Ｄ０とから車間距離Ｄ１が推定される。
【０１４５】
このように、濃淡差が大きい画像の一部を基準画像としていることで、先行車両との車間距離が短い場合でも、刻々撮像された先行車両の画像上で基準画像と一致する濃淡差の大きい部分画像を確実に切り出すことが可能である。
【０１４６】
以上説明してきたように、第１の実施例にあっては、１つのテンプレート（濃淡差の大きい部分画像）を用いた先行車両認識により、自車両と先行車両との車間距離が短い場合、先行車両との車間距離Ｄ１を確実に精度良く推定することができる。
【０１４７】
（第２の実施例）
第２の実施例は、請求項９に対応するものである。
【０１４８】
図１２は画像処理コントローラ１４内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１４９】
第２の実施例が第１の実施例と異なるのは、ステップ５０５とステップ５０６の間にステップ６０１が付加された点である。他の動作は図９に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１５０】
ステップ６０１では、ステップ５０５において算出された濃淡差のうち最大値ＬＳｍａｘが設定値ＬＳ０以上であるか否かが判断される。そして、ＬＳｍａｘ≧ＬＳ０である場合にのみステップ５０６へ進み、基準画像設定処理が行われる。
【０１５１】
このため第２の実施例にあっては、濃淡差最大値ＬＳｍａｘが設定値ＬＳ０以上である場合にのみ基準画像として設定するものであるため、第１の実施例より先行車両との車間距離を確実に精度良く推定することができる。
【０１５２】
（第３の実施例）
第３の実施例は、請求項９，１０に対応するものである。
【０１５３】
図１３は画像処理コントローラ１４内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１５４】
第３の実施例が第２の実施例と異なるのは、ステップ５０４とステップ５０５の間にステップ７０１が付加された点である。他の動作は図１２に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１５５】
ステップ７０１では、撮像画像内の上下方向と左右方向に基準画像探索範囲が設定される。
【０１５６】
ステップ５０５では、ステップ５０１において撮像された撮像画像範囲内において、ステップ７０１において設定された基準画像探索範囲内におけるテンプレートウィンドサイズの濃淡差が算出される。
【０１５７】
すなわち、第１の実施例及び第２の実施例では、撮像された画像の全範囲にわたって基準画像を探索するのに対し、この第３の実施例では、基準画像を探索する探索範囲が限られる。なお、探索範囲の限界は、上限については画像消失点近傍であり、下限については無し、左右限については自車線幅相当としている。
【０１５８】
このため第３の実施例にあっては、上記効果に加え、基準画像の設定範囲を、基準画像探索範囲内に限定しているため、先行車両以外のものを基準画像として設定してしまうことがなく、確実に先行車両の一部を基準画像として設定することができる。
【０１５９】
（第４の実施例）
第４の実施例は、請求項９，１０，１１に対応するものである。
【０１６０】
図１４は画像処理コントローラ１４内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１６１】
第４の実施例が第３の実施例と異なるのは、ステップ７０１とステップ５０５の間にステップ８０１が付加された点である。他の動作は図１３に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１６２】
ステップ８０１では、ステップ７０１において設定された基準画像探索範囲に対し、ステップ５０２において読み込まれたレーザレーダ車間距離Ｄ０に応じて探索範囲幅が変化させられる。
【０１６３】
ステップ５０５では、ステップ５０１において撮像された撮像画像範囲内において、ステップ７０１，８０１において設定された基準画像探索範囲内におけるテンプレートウィンドサイズの濃淡差が算出される。
【０１６４】
ちなみに、図１５は図１４のステップ８０１における基準画像探索範囲幅の補正を説明したものであり、上下方向探索範囲幅ｄＹと左右方向探索範囲幅ｄＸとの車間距離に応じた値を予めメモリに用意しておき、ステップ５０２により読み込まれたレーザレーダ車間距離Ｄ０に基づいて上下方向探索範囲幅ｄＹと左右方向探索範囲幅ｄＸが決定されることで、図１５の枠で示す先行車両の基準画像探索範囲のように、レーザレーダ車間距離Ｄ０が大の場合もレーザレーダ車間距離Ｄ０が小の場合も、先行車両のほぼ同じ部位を探索範囲として設定することができる。
【０１６５】
このため第４の実施例にあっては、上記効果に加え、確実に先行車両で濃淡差が大きい場所（部位）を基準画像として設定することができる。
【０１６６】
（第５の実施例）
第５の実施例は、請求項９，１０，１１，１２に対応するものである。
【０１６７】
図１６は画像処理コントローラ１４内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１６８】
第５の実施例が第４の実施例と異なるのは、ステップ８０１とステップ５０５の間にステップ９０１が付加された点である。他の動作は図１４に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１６９】
ステップ９０１では、ステップ７０１，８０１において設定された基準画像探索範囲に対し、ステップ５０２において読み込まれたレーザレーダ車間距離Ｄ０に応じて探索範囲位置の上下位置がオフセット補正される。
【０１７０】
ステップ５０５では、ステップ５０１において撮像された撮像画像範囲内において、ステップ７０１，８０１，９０１において設定された基準画像探索範囲内におけるテンプレートウィンドサイズの濃淡差が算出される。
【０１７１】
ちなみに、図１７は図１６のステップ９０１における基準画像探索範囲の上下位置補正を説明したものであり、上下方向基準位置からの上下方向探索範囲補正値Ｙｄと車間距離との関係を予めメモリに用意しておき、ステップ５０２により読み込まれたレーザレーダ車間距離Ｄ０に基づいて上下方向探索範囲補正値Ｙｄが決定され、上下方向探索範囲補正値Ｙｄ分だけ基準画像探索範囲をオフセット補正することで、図１７の枠で示す先行車両の基準画像探索範囲を、レーザレーダ車間距離Ｄ０が大の場合もレーザレーダ車間距離Ｄ０が小の場合もほぼ同じ範囲の設定とすることができる。
【０１７２】
このため第５の実施例にあっては、上記効果に加え、車間距離の違いによる撮像画像内の先行車両位置を補正でき、確実に先行車両の下端中央付近を基準画像として設定することができるので、先行車両のブレーキＯＮ／ＯＦＦによる濃淡パターン変化の影響を受けることもなく、刻々と移動する先行車両との車間距離推定を確実に行うことができる。
【０１７３】
（第６の実施例）
第６の実施例は、請求項９，１０，１１，１２，１３に対応するものである。
【０１７４】
図１８は画像処理コントローラ１４内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１７５】
第６の実施例が第５の実施例と異なるのは、ステップ５０２とステップ５０３の間にステップ１００１が付加され、ステップ９０１とステップ５０５の間にステップ１００２が付加された点である。他の動作は図１６に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１７６】
ステップ１００１では、予めメモリに記憶されたカメラ取付角度ＹＯＦＦ１が読み込まれる。このカメラ取付角度ＹＯＦＦ１は、刻々と学習した値としても良い。
【０１７７】
ステップ１００２では、ステップ７０１，８０１，９０１において設定された基準画像探索範囲に対し、ステップ１００１において読み込まれたカメラ取付角度（画像消失点座標）ＹＯＦＦ１と予めメモリに記憶された基準取付角度（基準画像消失点座標）ＹＯＦＦ０との差に応じて探索位置の上下位置がオフセット補正される。
【０１７８】
ステップ５０５では、ステップ５０１において撮像された撮像画像範囲内において、ステップ７０１，８０１，９０１，１００２において設定された基準画像探索範囲内におけるテンプレートウィンドサイズの濃淡差が算出される。
【０１７９】
ちなみに、図１９は図１８のステップ１００２における基準画像探索範囲の上下位置補正を説明したものであり、上下方向基準位置からの上下方向探索範囲補正値ＹＣが、カメラ取付角度（画像消失点座標）ＹＯＦＦ１と予めメモリに記憶された基準取付角度（基準画像消失点座標）ＹＯＦＦ０との差により決定され、上下方向探索範囲補正値ＹＣ分だけ基準画像探索範囲をオフセット補正することで、図１９の枠で示す先行車両の基準画像探索範囲を、カメラが上向きの場合もカメラが下向きの場合もほぼ同じ範囲の設定とすることができる。
【０１８０】
このため第８の実施例にあっては、上記効果に加え、ＣＣＤ単眼カメラ３の取付角度ばらつきによる撮像画像内の先行車両位置を補正でき、確実に先行車両の下端中央付近を基準画像として設定することができるので、先行車両のブレーキＯＮ／ＯＦＦによる濃淡パターン変化の影響を受けることもなく、刻々と移動する先行車両との車間距離推定を確実に行うことができる。
【０１８１】
（第７の実施例）
第７の実施例は、請求項９，１０，１１，１２，１３，１４に対応するものである。
【０１８２】
図２０は画像処理コントローラ１４内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１８３】
第７の実施例が第６の実施例と異なるのは、ステップ１００２とステップ５０５の間にステップ１１０１が付加された点である。他の動作は図１８に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１８４】
ステップ１１０１では、ステップ７０１，８０１，９０１及びステップ１００２において設定された基準画像探索範囲に対し、自車両のピッチ角度に応じて探索位置の上下位置がオフセット補正される。
【０１８５】
ステップ５０５では、ステップ５０１において撮像された撮像画像範囲内において、ステップ７０１，８０１，９０１，１００２及びステップ１１０１において設定された基準画像探索範囲内におけるテンプレートウィンドサイズの濃淡差が算出される。
【０１８６】
すなわち、自車両がピッチ運動をした場合、自車両のピッチ角度に応じて基準画像探索範囲が上下方向に振れることになる。
【０１８７】
これに対し、第７の実施例にあっては、上記効果に加え、自車両のピッチングによる撮像画像内の先行車両位置を補正でき、確実に先行車両の下端中央付近を基準画像として設定することができるので、先行車両のブレーキＯＮ／ＯＦＦによる濃淡パターン変化の影響を受けることもなく、刻々と移動する先行車両との車間距離推定を確実に行うことができる。
【０１８８】
（第８の実施例）
第８の実施例は、請求項９，１０，１１，１２，１３，１４，１５に対応するものである。
【０１８９】
図２１は画像処理コントローラ１４内のマイコンが制御周期１００（ｍｓ）毎に実施する演算処理を表すフローチャートである。
【０１９０】
第８の実施例が第７の実施例と異なるのは、ステップ１００１とステップ５０３の間にステップ１２０１，１２０２が付加され、ステップ１１０１とステップ５０５との間にステップ１２０３が付加された点である。他の動作は図２０に示した制御フローチャートと同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１９１】
ステップ１２０１では、自車速度が読み込まれる。
【０１９２】
ステップ１２０２では、舵角が読み込まれる。
【０１９３】
ステップ１２０３では、ステップ７０１，８０１，９０１，１００２及びステップ１１０１において設定された基準画像探索範囲に対し、自車速度及び舵角から算出される道路曲率から基準車間距離Ｄ０（ｍ）先の横位置を算出し、探索位置の左右位置がオフセット補正される。ここで、道路曲率に代え、自車両の舵角やヨーレート等から横位置を算出するようにしても良い。
【０１９４】
ステップ５０５では、ステップ５０１において撮像された撮像画像範囲内において、ステップ７０１，８０１，９０１，１００２，１１０１及びステップ１２０３において設定された基準画像探索範囲内におけるテンプレートウィンドサイズの濃淡差が算出される。
【０１９５】
ちなみに、図２２は図２１のステップ１２０３における基準画像探索範囲の左右位置補正を説明したものであり、直進走行時における左右方向基準位置からの左右方向探索範囲補正値ＹＲが、道路曲率により算出される自車両から基準車間距離Ｄ０だけ先の横位置から決定され、左右方向探索範囲補正値ＹＲ分だけ基準画像探索範囲をオフセット補正することで、図２２の枠で示す先行車両の基準画像探索範囲を、直進走行時とコーナリング時とでほぼ同じ範囲の設定とすることができる。
【０１９６】
このため第８の実施例にあっては、上記効果に加え、コーナリングによる撮像画像内の先行車両位置を補正でき、確実に先行車両の下端中央付近を基準画像として設定することができるので、先行車両のブレーキＯＮ／ＯＦＦによる濃淡パターン変化の影響を受けることもなく、刻々と移動する先行車両との車間距離推定を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の車間距離推定装置を示す構成図である。
【図２】第１の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図３】第２の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図４】第３の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図５】第４の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図６】第５の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図７】第５の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートの一部である。
【図８】実施の形態２の車間距離推定装置を示す構成図である。
【図９】第１の実施例における画像処理コントローラ内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図１０】第１の実施例で用いる基準車間距離マップ１，２と基準車間距離マップ１，２から補間により設定される車間距離算出用マップを示す図である。
【図１１】第１の実施例で設定された車間距離算出用マップからの車間距離算出を表す図である。
【図１２】第２の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図１３】第３の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図１４】第４の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図１５】第４の実施例における基準画像探索範囲幅の補正の説明図である。
【図１６】第５の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図１７】第５の実施例における基準画像探索範囲の上下位置補正の説明図である。
【図１８】第６の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図１９】第６の実施例における基準画像探索範囲の上下位置補正の説明図である。
【図２０】第７の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図２１】第８の実施例における外界認識装置内のマイコンが実施する車間距離推定演算処理を表すフローチャートである。
【図２２】第８の実施例における基準画像探索範囲の左右位置補正の説明図である。
【符号の説明】
１  レーザレーダ（車間距離検出手段）
２  レーザレーダコントローラ
３  ＣＣＤ単眼カメラ（撮像手段）
４  画像処理装置
５  車速検出装置
６  外界認識装置
７  ブレーキ圧制御装置
８  ブレーキアクチュエータ
１４  画像処理コントローラ
１６  車間距離制御コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003775200.tif 000006
【図６】
0003775200.tif 000007
【図７】
0003775200.tif 000008
【図８】
0003775200.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003775200.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003775200.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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