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JP2004053523A - Inter-vehicle distance detection device - Google Patents

Inter-vehicle distance detection device Download PDF

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Publication number
JP2004053523A
JP2004053523A JP2002214121A JP2002214121A JP2004053523A JP 2004053523 A JP2004053523 A JP 2004053523A JP 2002214121 A JP2002214121 A JP 2002214121A JP 2002214121 A JP2002214121 A JP 2002214121A JP 2004053523 A JP2004053523 A JP 2004053523A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
inter
vehicle distance
speed
detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2002214121A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Akutagawa
芥川 清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2002214121A priority Critical patent/JP2004053523A/en
Publication of JP2004053523A publication Critical patent/JP2004053523A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Image Analysis (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

【課題】カメラ光軸の変化に影響されることなく、撮像画像から車間距離を正しく算出する。
【解決手段】車両検出部40は、撮像部20で撮像された画像から車両の検出を行う。車間距離算出部80は、今回撮像した画像と前回撮像した画像上での検出車両の大きさ比および速度検出部60によって検出された自車両速度と、変数として検出車両速度および車間距離とを用いた車間距離算出直線を算出する。撮像タイミングの異なる複数の画像より算出した所定数の車間距離算出直線をもとに、車間距離と速度を軸にした投票面上に投票を行い、投票値が所定値以上となる投票面上の位置から車間距離と検出車両速度を算出する。車間距離算出直線のパラメータとして、撮像部20のカメラ光軸を用いていないので、カメラ光軸の変化に影響されることなく車間距離と検出車両速度を算出することができる。
【選択図】      図1
To accurately calculate an inter-vehicle distance from a captured image without being affected by a change in a camera optical axis.
A vehicle detection unit detects a vehicle from an image captured by an imaging unit. The inter-vehicle distance calculation unit 80 uses the size ratio of the detected vehicle on the image captured this time and the image captured previously and the own vehicle speed detected by the speed detection unit 60, and the detected vehicle speed and the inter-vehicle distance as variables. The calculated inter-vehicle distance calculation line is calculated. Based on a predetermined number of inter-vehicle distance calculation straight lines calculated from a plurality of images at different imaging timings, voting is performed on a voting surface with the inter-vehicle distance and speed as axes, and the voting value is equal to or more than a predetermined value. Calculate the inter-vehicle distance and the detected vehicle speed from the position. Since the camera optical axis of the imaging unit 20 is not used as a parameter of the inter-vehicle distance calculation straight line, the inter-vehicle distance and the detected vehicle speed can be calculated without being affected by changes in the camera optical axis.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像した自車両周辺の画像から、自車両と撮像された車両との車間距離を検出する車間距離検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、走行中に自車両周辺の車両の検出を行い、検出された車両と自車両との位置関係をドライバ等に提示したり、自車両との車両間隔に応じて警報を発する装置がある。これは車両にカメラを搭載し、カメラによって撮像された画像から自車両周辺の車両の有無や、自車両から撮像された車両までの距離の検出を行っている。
【0003】
自車両に搭載されたカメラによって撮像された画像から、検出車両までの距離を算出する公知技術として、撮像された車両の画像上での高さ方向の位置から算出する方法がある。これは車両に、カメラ光軸が地面と水平になるように所定の向きに取り付けられたカメラで、所定領域の車両を撮像し、その画像上の最下端から車両の地面との接地位置までの縦方向の画素数bを検出する。撮像された所定領域の車両までの距離Lを、カメラ光軸の地面からの高さhと撮像画像上の縦方向の画素数aとを用いて、
L=h/tan((a−b)/a)
として検出するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような上記従来の方法にあっては、カメラ光軸と地面とが常に水平である必要があり、搭乗者の重量バランスやタイヤの空気圧変化、加速度等によりカメラ光軸と地面との成す角度が設定値から変化すると、所定領域の車両までの距離を正しく検出することができないといった問題があった。
【0005】
そこで本発明はこのような従来の問題点に鑑み、カメラ光軸と地面の成す角度の変化に影響されることなく、撮像画像から車間距離を正しく検出することができる車間距離検出装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両検出部によって検出された車両の速度および車間距離を変数として、撮像タイミングの異なる画像から検出した車両の画像上での大きさ比と、速度検出部で検出された自車両速度とを用いた車間距離算出直線を算出し、撮像タイミングの異なる複数の画像をもとにそれぞれ算出した車間距離算出直線の交点より、車両検出部によって検出された車両までの車間距離を算出するものとした。
【0007】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像タイミングの異なる画像から検出した車両の画像上での大きさ比および速度検出部で検出された自車両速度と、変数として車両検出部によって検出された車両の速度および車間距離を用いた車間距離算出直線を算出し、該車間距離算出直線と撮像タイミングの異なる複数の画像よりそれぞれ算出した車間距離算出直線の交点より、車間距離を算出することができる。このように車間距離を算出する際のパラメータに、撮像手段としてのカメラの光軸を用いていないので、カメラ光軸と地面の成す角度の変化に影響されることなく、撮像画像から車間距離を正しく算出することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図1は、本発明の構成を示すブロック図である。
タイミング信号生成部10が、各部の処理タイミングの基準となる時間間隔Δtのタイミング信号を生成し、タイミング信号を撮像部20、画像記憶部30、車両検出部40、速度検出部60、加速度算出部70および車間距離算出部80へ出力する。
撮像部20は、車両に取り付けられたビデオカメラ等で車両の前方の道路風景を、タイミング信号生成部10からのタイミング信号に同期して撮像する。撮像した画像は画像メモリなどの画像記憶部30に記憶する。
【0009】
車両検出部40では、撮像部20によって撮像された画像から車両の検出を行う。車両の検出方法としては、たとえば特開平8−320999号公報に開示された方法を用いる。この方法は前方車両の側面で検出される縦エッジが車両最下端部において途切れる点と、車両の特徴である対象性とに着目して前方車両を検出するものであり、撮像された画像に画像処理を行って画像中の縦エッジを検出し、その縦エッジが途切れた点を車両最下端候補とし、たとえば画像中の右側と左側の車両最下端候補がほぼ同じ高さである場合に、検出物体が車両であると判断するものである。
【0010】
車両が検出されると、車両記憶部50は車両の識別のために検出された車両に番号をつけ、その画像上での位置と大きさ(車両幅の画素数[dot])を記憶する。また、後述する車間距離算出部80で得られた自車両と前方車両との車間距離および車両速度を記録する。
速度検出部60では自車両の速度を検出する。たとえば時間間隔Δtで車輪の回転数をカウントして、タイヤの外周長との積をとり車両速度を得る。
【0011】
加速度算出部70では、速度検出部60で検出された速度の差分をとり、加速度を算出する。
車間距離算出部80では、自車両から前方車両までの車間距離L、および前方車両速度Vを算出する。
【0012】
以下に、時刻n×Δtにおける車間距離Lおよび前方車両速度Vの算出方法を示す。
時刻(n−1)×Δtの時に、車間距離算出部80において前方車両と自車両との車間距離、および前方車両速度が算出されていない場合、時刻n×Δtにおいて図2に示すように、時刻n×Δtでの自車両1の速度をVan[m/s]、時刻n×Δtでの前方車両2の速度をVbn[m/s]とし、自車両1と前方車両2との車間距離がL[m]であるとすると、
=D×W/(2×L×tan(θ/2))          (1)
で表される。ただし、Dは時刻n×Δtの撮像画像での車両幅の画素数[dot]、Dは撮像画像の横方向画素数[dot]、Wは前方車両幅[m]、θは自車両1に備えられた撮像部20の画角[rad]とする。
【0013】
ここで式(1)は、時刻(n−1)×Δtにおいても成り立つので、
n−1=D×W/(2×Ln−1×tan(θ/2))      (2)
で表すことができる。
式(1)、式(2)からWを消去してLn−1とLの関係を求めると、
×L=Dn−1×Ln−1                  (3)
となる。
【0014】
ここで時刻(n−1)×Δtと時刻n×Δtでの車間距離の関係は、自車両と前方車両との相対速度を用いて、
=Ln−1―(Van−Vbn)×Δt             (4)
で表すことができる。
【0015】
よって式(3)および式(4)からLn−1を消去すると、
(D/Dn−1−1)×L=Van×Δt−Vbn×Δt     (5)
が求められる。
anは速度検出部60からの出力により既知であり、D/Dn−1は車両検出部40で前方車両を検出する際に前方車両幅の画素数を算出しているので既知である。よって式(5)を車間距離Lと、前方車両速度Vbnを変数とした直線と考えることができ、以下式(5)を車間距離算出直線Aと表記する。
【0016】
一方時刻(n−1)×Δtの時に、車間距離算出部80において、前方車両と自車両との車間距離、および前方車両の速度が算出されている場合には、時刻n×Δtの時に撮像した撮像画像での前方車両幅Dから、式(3)を用いて車間距離Lを算出し、その値を用いて式(4)から前方車両速度Vbnを算出することができる。
よって、一旦前方車両の車両速度、車間距離が算出されると、式(3)、式(4)を用いて前方車両の車両速度、車間距離を算出することができるので、以降の処理において車間距離算出直線Aを用いる必要がない。
【0017】
自車両が加減速しているとき、図3に示すように、横軸に自車両と前方車両との車間距離L、縦軸に前方車両速度Vを示すグラフ上において、時刻n×Δtのときに撮像した画像から得られた自車両速度VanとD/Dn−1における車間距離算出直線Aと、時刻(n+1)×Δtのときに撮像した画像から得られた自車両速度Van+1とDn+1/Dにおける車間距離算出直線An+1との交点Xを求めると、前方車両速度Vと車間距離Lが求められる。
【0018】
ただし、相対速度V―V=0でなければ車間距離Lも変化しているので、直線Aと直線An+1との交点Xは撮像回ごとに移動する。自車両速度Vが前方車両速度Vに近いほど、撮像回ごとの車間距離Lの変化量が小さくなり、直線Aと直線An+1との交点Xの移動量は小さいものとなる。
このように自車両が加減速しているとき、式(5)の車間距離算出直線Aを逐次グラフ上に描写し、その交点Xを求めることで、前方車両との車間距離と前方車両の速度を算出することができる。
【0019】
実際には図4に示すように、横軸に車間距離L、縦軸に前方車両速度Vを持つ投票面を用意し、前方車両速度をΔV幅、車間距離をΔL幅のブロックに分割して、距離Lの値をΔL刻みでΔL/2から検出最大距離Lmaxまで増加させて、各Lの値で式(5)の車間距離算出直線からVの値を算出し、そのときの距離Lと前方車両速度Vの数値を含むブロックに+1を加算することで投票を行う。
【0020】
自車両に加速度があると前方車両との車間距離は常時変化し、古い時刻での車間距離算出直線と、現在の時刻での車間距離算出直線との交点を求めて車間距離や前方車両速度を算出しても誤差が大きいので、図4の投票面に用いる車間距離算出直線は現在から過去m本の直線とする。よって時刻n×Δtでの車間距離算出直線Aの投票を行う前に、時刻(n−m−1)×Δtの車間距離算出直線An−m−1上の投票値を減算、すなわち−1する。
【0021】
このように、図4に示す投票面上の車間距離算出直線部分に投票を行っていくと、車間距離算出直線の交点が集中した部分の投票値が大きくなる。そして投票面での投票値の最大値を検出し、その値が所定の閾値以上になったときに、最大となった投票値の位置から、前方車両速度と車間距離を求めることができる。
【0022】
上記の方法によって車間距離と前方車両速度を求めるためには、自車両と前方車両との速度関係が例えば、一定速度で走行中の前方車両に、自車両が後方から接近して減速する場合や、車間距離を一定に保つように加減速している場合などのように、自車両に加速度がある必要がある。前者の速度関係の場合について、前方車両速度と車間距離の算出状況を説明する。
【0023】
図5の(a)に示すように、前方車両が一定速度Vで走行中に、自車両速度が一定速度Va1で走行している状態から、自車両が時刻t1から減速を開始して時刻t2で前方車両と同じ車速Vになり、時刻t3以降で一定速度Va2になるとする。このとき自車両の加速度は図5の(b)に示すように、時刻t1までは加速度0であり、時刻t1を過ぎると加速度−Aまで降下する。時刻t3近傍まで加速度−Aの一定値を取り、その後上昇し時刻t3で加速度が0となる。
また、自車両と前方車両との車間距離は、図5の(c)に示すように時刻t2で最小値を取る弓形状となる。
【0024】
時刻t1までの自車両の加速度が0のとき、Δtごとに算出される車間距離算出直線Aは同一直線となるので前方車両速度および車間距離は算出されない。時刻t1から自車両に加速度が生じると、前方車両速度および車間距離の算出処理が開始されるが、自車両と前方車両との相対速度が大きいので、車間距離は算出回ごとに大きく変化し、車間距離算出直線Aの交点は一点に集中しない。前方車両の速度に近づくと直線Aの交点は次第に集中をはじめ、時刻t2の付近で最も集中する。時刻t2以降、速度差が大きくなると次第に交点が集中しなくなる。
【0025】
前方車両速度と車間距離が一度算出されれば、前述のように画像上での前方車両の大きさ変化から、式(3)を用いて車間距離を算出することができ、算出された車間距離から式(4)を用いて前方車両速度を算出することができる。よって自車両速度が一定であり、図4に示すような投票面を用いて前方車両速度および車間距離が算出できないときでも、常時前方車両の車速および車間距離を算出することができる。
【0026】
本実施例は以上のように構成され、車間距離算出部80において、既知である前方車両の画像上での大きさ比および自車両速度と、変数として前方車両速度および車間距離とを用いた車間距離算出直線を算出する。該車間距離算出直線と、今回より前に算出した所定数の車間距離算出直線をもとに、車間距離と前方車両速度を軸とする投票面上の車間距離算出直線に対応した位置に投票を行い、投票値が所定値以上となる位置より車間距離と前方車両速度の算出を行う。このように車間距離算出直線を用いることにより、様々な要因により車両に傾きが生じ、カメラ等で構成される撮像部20の光軸が変化したとしても、検出車両までの車間距離と検出車両速度を算出することができる。
【0027】
また、一旦車間距離と前方車両速度が算出されると、式(3)および式(4)を用いて、車間距離と前方車両速度を算出することができるので、自車両に加速度がない場合等、式(5)を用いて車間距離と前方車両速度を算出することができないときでも、常時車間距離と前方車両速度を算出することができる。
【0028】
さらに、今回算出した車間距離算出直線にもとづいて投票面上に投票を行う際に、前回撮像された画像をもとに算出した車間距離算出直線から、所定数前に算出した車間距離算出直線に対応した投票面上の位置の値を減算して、投票面上の投票値の更新を行う。車間距離や前方車両の速度は常に変化しており、古い車間距離算出直線をもとに車間距離や前方車両速度の算出を行っても誤差が大きいので、現在算出した車間距離算出直線から所定数前までに算出した車間距離算出直線のみを用いて車間距離や前方車両速度の算出を行うことにより、常に新しい正確な値を算出することができる。
【0029】
このように、投票面上の所定数前の車間距離算出直線に対応した位置の投票値を減算し、新たに算出した車間距離算出直線に対応した位置に投票を行うことによって投票面の更新を行うことにより、前方車両までの車間距離と速度を算出するたびごとに、所定数の車間距離算出直線に対応した投票面上の位置に投票を行う必要がなく、算出の際の作業量を少なくできる。
求められた車間距離と前方車両の速度は、自車両周囲を俯瞰した図などに変換して運転席のモニタに表示し、運転時の補助情報として使用されることにより、車両走行時の安全性が向上する。
【0030】
なお、本実施例においてビデオカメラ等で構成された撮像部20の撮像方向を、自車両前方に設定したが、これに限定されず、たとえば後方等の所定の向きに設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における実施例を示すブロック図である。
【図2】前方車両と自車両の位置関係を示す図である。
【図3】前方車両速度と車間距離を軸にしたグラフである。
【図4】車間距離算出直線をもとに投票を行う投票面を示す図である。
【図5】自車両と前方車両の走行状態を示す図である。
【符号の説明】
1  自車両
2  前方車両
10  タイミング信号生成部
20  撮像部
30  画像記憶部
40  車両検出部
50  車両記憶部
60  速度検出部
70  加速度算出部
80  車間距離算出部レーダ装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inter-vehicle distance detecting device that detects an inter-vehicle distance between a host vehicle and a captured vehicle from a captured image around the host vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a device that detects a vehicle around a host vehicle during traveling, presents a positional relationship between the detected vehicle and the host vehicle to a driver or the like, or issues an alarm according to a vehicle interval from the host vehicle. In this method, a camera is mounted on a vehicle, and the presence or absence of a vehicle around the own vehicle and the distance from the own vehicle to the imaged vehicle are detected from an image captured by the camera.
[0003]
As a known technique for calculating a distance to a detected vehicle from an image captured by a camera mounted on the host vehicle, there is a method of calculating a distance from a captured image of a vehicle in a height direction. This is a camera attached to the vehicle in a predetermined direction so that the camera optical axis is horizontal to the ground, captures an image of the vehicle in a predetermined area, and measures the distance from the lowest end on the image to the ground contact position of the vehicle with the ground. The number b of pixels in the vertical direction is detected. Using a height h of the camera optical axis from the ground and the number of pixels a in the vertical direction on the captured image,
L = h / tan ((ab) / a)
Is detected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional method, the camera optical axis and the ground need to be always horizontal, and the angle formed by the camera optical axis and the ground due to the weight balance of the occupant, changes in tire air pressure, acceleration, and the like. Has changed from the set value, there has been a problem that the distance to the vehicle in the predetermined area cannot be correctly detected.
[0005]
In view of such a conventional problem, the present invention provides an inter-vehicle distance detection device that can correctly detect an inter-vehicle distance from a captured image without being affected by a change in an angle between a camera optical axis and the ground. The purpose is to:
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention uses the vehicle speed and the inter-vehicle distance detected by the vehicle detection unit as variables, and compares the size ratio on the image of the vehicle detected from images at different imaging timings with the own vehicle speed detected by the speed detection unit. And calculates the inter-vehicle distance to the vehicle detected by the vehicle detection unit from the intersection of the inter-vehicle distance calculation straight lines calculated based on a plurality of images at different imaging timings. And
[0007]
【The invention's effect】
According to the present invention, the size ratio on the image of the vehicle detected from the images having different imaging timings and the own vehicle speed detected by the speed detection unit, and the speed and the headway of the vehicle detected by the vehicle detection unit as variables An inter-vehicle distance calculation straight line using the distance is calculated, and the inter-vehicle distance can be calculated from the intersection of the inter-vehicle distance calculation straight line and the inter-vehicle distance calculation straight line calculated from a plurality of images at different imaging timings. Since the optical axis of the camera as the imaging means is not used as a parameter when calculating the inter-vehicle distance in this manner, the inter-vehicle distance can be calculated from the captured image without being affected by a change in the angle between the camera optical axis and the ground. It can be calculated correctly.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to examples.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention.
The timing signal generation unit 10 generates a timing signal of a time interval Δt that is a reference of processing timing of each unit, and converts the timing signal into an imaging unit 20, an image storage unit 30, a vehicle detection unit 40, a speed detection unit 60, an acceleration calculation unit 70 and the following distance calculation unit 80.
The imaging unit 20 captures an image of a road scene ahead of the vehicle using a video camera or the like attached to the vehicle in synchronization with a timing signal from the timing signal generation unit 10. The captured image is stored in an image storage unit 30 such as an image memory.
[0009]
The vehicle detection unit 40 detects a vehicle from the image captured by the imaging unit 20. As a vehicle detection method, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-320999 is used. This method detects the front vehicle by paying attention to the point at which the vertical edge detected on the side of the front vehicle is interrupted at the lowermost end of the vehicle and the objectivity which is a characteristic of the vehicle. Processing is performed to detect a vertical edge in the image, and a point where the vertical edge is interrupted is set as a vehicle bottom candidate. For example, when the right and left vehicle bottom candidates in the image are almost the same height, detection is performed. The object is determined to be a vehicle.
[0010]
When a vehicle is detected, the vehicle storage unit 50 assigns a number to the detected vehicle for identifying the vehicle, and stores the position and size (the number of pixels of the vehicle width [dot]) on the image. Also, the inter-vehicle distance and the vehicle speed between the host vehicle and the preceding vehicle obtained by the inter-vehicle distance calculation unit 80 described later are recorded.
The speed detector 60 detects the speed of the host vehicle. For example, the number of rotations of the wheel is counted at the time interval Δt, and the product of the number of rotations of the wheel and the outer peripheral length of the tire is obtained to obtain the vehicle speed.
[0011]
The acceleration calculator 70 calculates the acceleration by taking the difference between the speeds detected by the speed detector 60.
The inter-vehicle distance calculation unit 80 calculates the inter-vehicle distance L n from the host vehicle to the preceding vehicle and the preceding vehicle speed Vb .
[0012]
Hereinafter, a method of calculating the inter-vehicle distance L n and the preceding vehicle velocity V b at time n × Delta] t.
At time (n−1) × Δt, if the inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the own vehicle and the preceding vehicle speed are not calculated by the inter-vehicle distance calculating unit 80, as shown in FIG. The speed of the host vehicle 1 at time n × Δt is V an [m / s], and the speed of the front vehicle 2 at time n × Δt is V bn [m / s]. If the inter-vehicle distance is L n [m],
D n = D h × W / (2 × L n × tan (θ / 2)) (1)
Is represented by Here, D n is the number of pixels of the vehicle width [dot] in the captured image at time n × Δt, D h is the number of pixels in the horizontal direction of the captured image [dot], W is the front vehicle width [m], and θ is the own vehicle. It is assumed that the angle of view [rad] of the image pickup unit 20 provided in 1 is set.
[0013]
Here, equation (1) holds at time (n−1) × Δt.
D n-1 = D h × W / (2 × L n-1 × tan (θ / 2)) (2)
Can be represented by
When W is eliminated from the equations (1) and (2) to obtain the relationship between L n-1 and L n ,
D n × L n = D n -1 × L n-1 (3)
It becomes.
[0014]
Here, the relationship between the inter-vehicle distances at the time (n−1) × Δt and the time n × Δt is obtained by using the relative speed between the own vehicle and the preceding vehicle.
L n = L n-1 - (V an -V bn) × Δt (4)
Can be represented by
[0015]
Therefore, when L n-1 is eliminated from the equations (3) and (4),
(D n / D n-1 -1) × L n = V an × Δt-V bn × Δt (5)
Is required.
V an is known from the output from the speed detection unit 60, and D n / D n−1 is known because the number of pixels of the width of the front vehicle is calculated when the vehicle detection unit 40 detects the front vehicle. . Thus the formula (5) an inter-vehicle distance L n, can be thought of as a straight line with a variable forward vehicle speed V bn, the following formula (5) referred to as inter-vehicle distance calculating linear A n.
[0016]
On the other hand, if the inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the own vehicle and the speed of the preceding vehicle are calculated by the inter-vehicle distance calculation unit 80 at time (n-1) × Δt, the image is captured at time n × Δt. from the front vehicle width D n in the captured image, and calculates the inter-vehicle distance L n using equation (3), it is possible to calculate the preceding vehicle speed V bn from equation (4) using the value.
Therefore, once the vehicle speed and the inter-vehicle distance of the preceding vehicle are calculated, the vehicle speed and the inter-vehicle distance of the preceding vehicle can be calculated using Expressions (3) and (4). it is not necessary to use a distance calculating linear a n.
[0017]
When the own vehicle is accelerating and decelerating, as shown in FIG. 3, on the graph showing the inter-vehicle distance L between the own vehicle and the preceding vehicle on the horizontal axis and the preceding vehicle speed Vb on the vertical axis, the time n × Δt vehicle speed obtained from the image captured at the time of the inter-vehicle distance and the calculated linear a n, the time (n + 1) × Δt in the vehicle speed V an, and D n / D n-1 obtained from the image captured at the time When obtaining an intersection X between inter-vehicle distance calculating linear a n + 1 in V an, + 1 and D n + 1 / D n, the preceding vehicle velocity V b and the inter-vehicle distance L is determined.
[0018]
However, if the relative speed V a -V b = 0, the inter-vehicle distance L also changes, so the intersection X between the straight line An and the straight line An + 1 moves each time imaging is performed. Closer to the host vehicle velocity V a forward vehicle speed V b, the smaller the amount of change in the inter-vehicle distance L per imaging times becomes the amount of movement of the linear A n and the straight line A n + 1 the intersection of the X is small.
When such a vehicle is accelerated or decelerated, depicted on sequential graph vehicle distance calculating linear A n of formula (5), by obtaining the intersection point X, the inter-vehicle distance and the preceding vehicle to the preceding vehicle Speed can be calculated.
[0019]
In fact, as shown in FIG. 4 split, inter-vehicle distance on the horizontal axis L, prepared voting plane with forward vehicle velocity V b on the vertical axis, the forward vehicle speed [Delta] V b width, the inter-vehicle distance to a block of ΔL width Then, the value of the distance L is increased from ΔL / 2 to the detection maximum distance L max in increments of ΔL, and the value of Vb is calculated from the inter-vehicle distance calculation straight line of Equation (5) with each L value. Voting is performed by adding +1 to a block including the numerical value of the distance L and the forward vehicle speed Vb .
[0020]
If there is acceleration in the own vehicle, the distance between the vehicle and the vehicle in front always changes, and the distance between the line for calculating the distance between vehicles at the old time and the line for calculating the distance between vehicles at the current time is calculated to determine the distance between vehicles and the speed of the vehicle in front. Since the error is large even if it is calculated, the inter-vehicle distance calculation straight line used for the voting plane in FIG. Thus before performing the vote of inter-vehicle distance calculating linear A n at time n × Delta] t, the time (n-m-1) subtracting the voting value of the inter-vehicle distance calculating linear A n-m-1 of × Delta] t, namely - Do one.
[0021]
As described above, when voting is performed on the inter-vehicle distance calculation straight line portion on the voting plane shown in FIG. 4, the voting value of the portion where the intersections of the inter-vehicle distance calculation straight lines are concentrated increases. Then, the maximum value of the voting value on the voting surface is detected, and when the value becomes equal to or more than a predetermined threshold value, the forward vehicle speed and the following distance can be obtained from the position of the maximum voting value.
[0022]
In order to determine the inter-vehicle distance and the forward vehicle speed by the above method, the speed relationship between the own vehicle and the forward vehicle is, for example, when the own vehicle approaches the forward vehicle traveling at a constant speed from behind and decelerates. In the case where the vehicle is accelerated or decelerated so as to keep the inter-vehicle distance constant, the own vehicle needs to have acceleration. In the case of the former speed relationship, the calculation situation of the forward vehicle speed and the inter-vehicle distance will be described.
[0023]
As shown in FIG. 5 (a), the traveling vehicle ahead at a constant velocity V b, from a state where the vehicle speed is traveling at a constant speed V a1, the vehicle starts to decelerate at time t1 the same vehicle speed V b to the preceding vehicle at time t2, the constant speed V a2 at time t3. As shown in this case acceleration of the host vehicle of FIG. 5 (b), until time t1 an acceleration 0, past the time t1 falls to acceleration -A a. It takes a constant value of the acceleration -Aa until near the time t3, then rises and the acceleration becomes 0 at the time t3.
The inter-vehicle distance between the host vehicle and the preceding vehicle has a bow shape that takes a minimum value at time t2 as shown in FIG. 5C.
[0024]
When the vehicle acceleration up to time t1 is 0, the inter-vehicle distance calculating straight line A n calculated for each Δt front vehicle speed and the vehicle distance since the same line is not calculated. When acceleration occurs in the own vehicle from time t1, the calculation process of the forward vehicle speed and the inter-vehicle distance is started. However, since the relative speed between the own vehicle and the preceding vehicle is large, the inter-vehicle distance greatly changes every calculation. intersection of the inter-vehicle distance calculating linear a n are not concentrated on one point. Intersection of the straight line A n approaches the speed of the forward vehicle gradually began intensive, most concentrated in the vicinity of the time t2. After time t2, as the speed difference increases, the intersections gradually become less concentrated.
[0025]
Once the forward vehicle speed and the inter-vehicle distance are calculated, the inter-vehicle distance can be calculated by using the equation (3) from the change in the size of the forward vehicle on the image as described above. The vehicle speed ahead can be calculated by using the equation (4). Therefore, even when the own vehicle speed is constant and the forward vehicle speed and the inter-vehicle distance cannot be calculated using the voting surface as shown in FIG. 4, the vehicle speed and the inter-vehicle distance of the forward vehicle can always be calculated.
[0026]
The present embodiment is configured as described above, and the inter-vehicle distance calculation unit 80 uses the known size ratio of the preceding vehicle on the image and the own vehicle speed, and the inter-vehicle distance using the preceding vehicle speed and the inter-vehicle distance as variables. A distance calculation straight line is calculated. On the basis of the inter-vehicle distance calculation straight line and a predetermined number of inter-vehicle distance calculation lines calculated before this time, voting is performed at a position corresponding to the inter-vehicle distance calculation straight line on the voting plane with the inter-vehicle distance and the front vehicle speed as axes. Then, the inter-vehicle distance and the forward vehicle speed are calculated from the position where the voting value is equal to or more than the predetermined value. By using the inter-vehicle distance calculation straight line in this way, even if the vehicle tilts due to various factors and the optical axis of the imaging unit 20 including a camera or the like changes, the inter-vehicle distance to the detected vehicle and the detected vehicle speed Can be calculated.
[0027]
Further, once the inter-vehicle distance and the forward vehicle speed are calculated, the inter-vehicle distance and the forward vehicle speed can be calculated using Expressions (3) and (4). Even when it is not possible to calculate the inter-vehicle distance and the forward vehicle speed using Expression (5), the inter-vehicle distance and the forward vehicle speed can always be calculated.
[0028]
Further, when voting on the voting surface based on the inter-vehicle distance calculation line calculated this time, the inter-vehicle distance calculation line calculated a predetermined number of times ago from the inter-vehicle distance calculation line calculated based on the previously captured image. The voting value on the voting surface is updated by subtracting the value of the corresponding position on the voting surface. The inter-vehicle distance and the speed of the preceding vehicle are constantly changing. Even if the inter-vehicle distance and the forward vehicle speed are calculated based on the old inter-vehicle distance calculation straight line, there is a large error. By calculating the inter-vehicle distance and the forward vehicle speed using only the inter-vehicle distance calculation straight line calculated before, a new accurate value can always be calculated.
[0029]
As described above, the voting plane is updated by subtracting the voting value at the position corresponding to the predetermined inter-vehicle distance calculation straight line on the voting plane and voting at the position corresponding to the newly calculated inter-vehicle distance calculation straight line. By doing so, every time the inter-vehicle distance and the speed to the preceding vehicle are calculated, it is not necessary to vote at the position on the voting surface corresponding to the predetermined number of inter-vehicle distance calculation straight lines, and the amount of work at the time of calculation is reduced. it can.
The calculated inter-vehicle distance and the speed of the preceding vehicle are converted into a bird's-eye view of the surroundings of the host vehicle and displayed on the monitor of the driver's seat. Is improved.
[0030]
In the present embodiment, the imaging direction of the imaging unit 20 configured by a video camera or the like is set to the front of the host vehicle, but is not limited to this, and may be set to a predetermined direction such as the rear.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between a preceding vehicle and a host vehicle.
FIG. 3 is a graph centering on a forward vehicle speed and an inter-vehicle distance.
FIG. 4 is a diagram illustrating a voting surface on which voting is performed based on an inter-vehicle distance calculation straight line.
FIG. 5 is a diagram showing a traveling state of a host vehicle and a preceding vehicle.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 own vehicle 2 front vehicle 10 timing signal generation unit 20 imaging unit 30 image storage unit 40 vehicle detection unit 50 vehicle storage unit 60 speed detection unit 70 acceleration calculation unit 80 inter-vehicle distance calculation unit radar device

Claims (4)

動作タイミングを指示するタイミング信号生成部と、
前記タイミング信号生成部からの指示ごとに、車両周囲の道路風景を撮像する撮像部と、
前記タイミング信号生成部からの指示ごとに、自車両速度を検出する速度検出部と、
撮像された画像から車両の検出を行い、該検出された車両の位置と大きさとを算出する車両検出部と、
該車両検出部で検出された車両の位置と大きさとを記憶する車両記憶部と、
前記車両検出部によって検出された車両と自車両との車間距離を算出する車間距離算出部とを有し、
該車間距離算出部において、前記車両検出部によって検出された車両の速度および車間距離を変数として、撮像タイミングの異なる画像から検出した車両の画像上での大きさ比と、前記速度検出部で検出された自車両速度とを用いた車間距離算出直線を算出し、
撮像タイミングの異なる複数の画像よりそれぞれ算出した車間距離算出直線の交点より、前記車両検出部で検出された車両までの車間距離を算出することを特徴とする車間距離検出装置。
A timing signal generator for instructing operation timing;
For each instruction from the timing signal generation unit, an imaging unit that images a road scene around the vehicle,
For each instruction from the timing signal generation unit, a speed detection unit that detects the vehicle speed,
A vehicle detection unit that detects the vehicle from the captured image and calculates the position and size of the detected vehicle;
A vehicle storage unit that stores the position and size of the vehicle detected by the vehicle detection unit;
An inter-vehicle distance calculation unit that calculates an inter-vehicle distance between the vehicle and the vehicle detected by the vehicle detection unit,
The inter-vehicle distance calculation unit uses the speed of the vehicle and the inter-vehicle distance detected by the vehicle detection unit as variables, and detects a size ratio on an image of the vehicle detected from images at different imaging timings and detects the size ratio on the speed detection unit. Calculating an inter-vehicle distance calculation straight line using the obtained own vehicle speed,
An inter-vehicle distance detection device that calculates an inter-vehicle distance to a vehicle detected by the vehicle detection unit from an intersection of inter-vehicle distance calculation straight lines calculated from a plurality of images at different imaging timings.
前記車間距離算出部は、
距離と速度を軸にした投票面を用いて、該投票面上の、前記撮像タイミングの異なる複数の画像よりそれぞれ算出した車間距離算出直線に対応した位置に投票を行い、その投票値が所定値以上となる位置から、前記車両検出部で検出された車両までの車間距離を算出することを特徴とする請求項1記載の車間距離検出装置。
The inter-vehicle distance calculation unit,
Using a voting surface with distance and speed as axes, voting is performed at a position on the voting surface corresponding to an inter-vehicle distance calculation straight line calculated from each of the plurality of images at different imaging timings, and the voting value is a predetermined value. The inter-vehicle distance detection device according to claim 1, wherein the inter-vehicle distance to the vehicle detected by the vehicle detection unit is calculated from the positions described above.
前記車間距離算出部は、
前記投票面上の、車間距離算出直線に対応した位置に投票を行う際に、所定回数より前に算出した車間距離算出直線に対応した位置の投票値を無効にすることによって、前記投票面上の投票値の更新を行い、前記車両検出部で検出された車両までの車間距離を算出することを特徴とする請求項2記載の車間距離検出装置。
The inter-vehicle distance calculation unit,
When voting at the position corresponding to the inter-vehicle distance calculation straight line on the voting surface, by invalidating the voting value at the position corresponding to the inter-vehicle distance calculation straight line calculated before a predetermined number of times, 3. The inter-vehicle distance detection device according to claim 2, wherein the voting value is updated, and the inter-vehicle distance to the vehicle detected by the vehicle detection unit is calculated. 4.
前記車間距離算出部は、
前記車間距離算出直線をもとに、前記車両検出部で検出された車両の速度を算出することを特徴とする請求項1、2または3記載の車間距離検出装置。
The inter-vehicle distance calculation unit,
The inter-vehicle distance detection device according to claim 1, wherein the speed of the vehicle detected by the vehicle detection unit is calculated based on the inter-vehicle distance calculation straight line.
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