説明

距離推定装置

【課題】自車両と当該自車両の周囲に存在する障害物との距離を推定し、その推定値が信頼できるものかどうかを判定することにより、距離の誤認識を防止することができる距離推定装置の提供。
【解決手段】自車両と、自車両周辺に存在する障害物との距離を推定する距離推定装置であって、自車両周辺を撮像する撮像手段と、上記撮像手段が撮像した画像から上記障害物の複数の特徴点の像を抽出し、上記画像内の特徴点間距離に基づき上記自車両と上記障害物の距離を推定する距離推定手段と、上記画像内における上記複数の特徴点の像のうち少なくとも一つの特徴点の像の位置に基づき、上記距離推定手段が推定する距離の信頼性を判定する信頼性判定手段とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は距離推定装置に関し、より詳しくは、自車両と当該自車両の周囲に存在する障害物との距離を推定し、その推定値が信頼できるものかどうかを判定することにより、車間距離の誤認識を防止することができる距離推定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自車両と先行車両の距離を検出し、安全車間距離を維持しつつ自車両の走行を制御する技術が提案され、実用化されている。
【0003】
例えば、特許文献1には、先行車両のテールランプの像を撮像し、予め記憶されている基準のテールランプ間隔と画像内のテールランプ像の間隔(イメージセンサ上に結像した2つのテールランプ像の間隔)とから、自車両と先行車両の距離(車間距離)を検出する車間距離測定装置が開示されている。この車間距離測定装置によれば、画像内のテールランプ間隔をδ、先行車両の実際のテールランプ間隔をL、カメラの焦点距離をfとすると、車間距離Dを以下の式(1)を用いて算出することができる。
【0004】
車間距離D=f・L/δ ・・・式(1)
【0005】
しかしながら、特許文献1の技術には、以下の課題が存在した。
すなわち、先行車両がカーブ路を走行しているときには、先行車両の進行方向は、自車両の進行方向に対して傾め向きとなる。このため、先行車両がカーブ路を走行しているときには、先行車両が直線路を走行しているときよりも、画像内のテールランプ間隔δが小さくなる。よって、特許文献1の技術では、先行車両がカーブ路を走行しているときには、先行車両が直線路を走行しているときよりも、車間距離Dが大きく算出されてしまう。
【0006】
特許文献1の技術は、自車両および先行車両が同一車線の直線路を走行していることを前提としている。よって、先行車両がカーブ路を走行しているときには、実際の車間距離よりも大きな値で車間距離が算出され、車間距離の誤認識が生じてしまう。そうすると、先行車両との安全車間距離を維持しつつ自車両の走行を制御することが難しくなってしまう可能性があった。
【0007】
以下、具体的に説明する。図10(a),(b)の下側は、自車両2と先行車両3の位置関係を示す図であり、図10(a),(b)の上側は、先行車両3の画像からテールランプPの像P1(以下、テールランプ像P1と称する)を抽出して示す図である。図10(a)は、先行車両3が直線路を走行中である場合を示している。図10(b)は、先行車両3がカーブ路を走行中である場合を示している。図10(a)の場合における自車両2と先行車両3の実際の距離と、図10(b)の場合における自車両2と先行車両3の実際の距離は、ほぼ等しいものとする。
【0008】
図10(a)に示されるように、先行車両3が直線路を走行中は、左右のテールランプ像P1、P1の間隔はδ1である。一方、先行車両3がカーブ路を走行中は、左右のテールランプ像P1、P1の間隔はδ2であり、δ1>δ2となっている。これは、図10(b)の場合に、先行車両3がカーブ路を走行中であるために、先行車両3の向きが自車両2の向きに対して斜め向きとなったことによるものである。δ2を用いて車間距離Dを算出すると、実際の車間距離よりも大きな値が算出されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開平2−232515号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、自車両と当該自車両の周囲に存在する障害物(例えば先行車両)との距離を推定し、その推定値が信頼できるものかどうかを判定することにより、車間距離の誤認識を防止することができる距離推定装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
第1の発明は、
自車両と、自車両周辺に存在する障害物との距離を推定する距離推定装置であって、
自車両周辺を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段が撮像した画像から上記障害物の複数の特徴点の像を抽出し、上記画像内の特徴点間距離に基づき上記自車両と上記障害物の距離を推定する距離推定手段と、
上記画像内における上記複数の特徴点の像のうち少なくとも一つの特徴点の像の位置に基づき、上記距離推定手段が推定した距離の信頼性を判定する信頼性判定手段と、を備えた距離推定装置である。
【0012】
第1の発明によれば、距離推定手段が推定した距離の信頼性が、信頼性判定手段によって判定される。これにより、信頼性が高いと判定された推定距離のみを距離認識に用い、信頼性が低いと判定された推定距離については補正を行う等の対応が可能となるので、距離の誤認識を防止することができる。
なお、本発明において、信頼性は数値で算出されてもよいし、または、「信頼性が高い」「信頼性が低い」の二者択一で判定されてもよい。信頼性を数値で判定する場合には、信頼性が高いか低いかを識別する基準となる閾値を設定することができる。「信頼性が高い」には「信頼することができる」という概念が含まれ、「信頼性が低い」には「信頼することができない」という概念が含まれる。
【0013】
第2の発明は、第1の発明において、
上記信頼性判定手段が、上記距離推定手段によって推定された距離の信頼性が低いと判定した場合に、上記推定された距離を補正または破棄する距離補正手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0014】
第2の発明によれば、信頼性が低いと判定された推定距離は補正または破棄される。よって、距離の誤認識をより確実に防止することができる。
【0015】
第3の発明は、第1の発明において、
上記障害物は先行車両であることを特徴とする。
【0016】
第3の発明によれば、自車両と先行車両の距離の誤認識を防止することができる。
【0017】
第4の発明は、第3の発明において、
上記複数の特徴点は、上記先行車両の左右のテールランプであることを特徴とする。
【0018】
第4の発明によれば、夜間であっても、自車両と先行車両の距離の誤認識を防止することができる。
【0019】
第5の発明は、第3の発明において、
上記複数の特徴点は、上記先行車両の左右のタイヤまたは左右の後端角部であることを特徴とする。
【0020】
第5の発明によれば、昼間において、自車両と先行車両の距離の誤認識を防止することができる。
【0021】
第6の発明は、第3の発明において、
上記信頼性判定手段は、上記先行車両が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるかを判定し、その判定結果に基づいて上記信頼性を判定することを特徴とする。
【0022】
第6の発明によれば、先行車両が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるか否かに基づいて推定距離の信頼性を判定する。先行車両が直線路を走行しているときは、先行車両は自車両とほぼ同じ向きに進行していると考えられ、推定距離の信頼性は高いと考えられる。一方、先行車両が直線路以外の道路(例えばカーブ路)を走行しているときは、先行車両は自車両とは異なる向きに進行していると考えられ、推定距離の信頼性は低いと考えられる。よって、信頼性の判定を的確に行うことができる。
【0023】
第7の発明は、第6の発明において、
上記信頼性判定手段は、上記先行車両が直線路を走行中であると判定した場合、上記信頼性が高いと判定し、上記先行車両が直線路以外の道路を走行中であると判定した場合、上記信頼性が低いと判定することを特徴とする。
【0024】
第7の発明によれば、先行車両が直線路を走行しているときは、先行車両は自車両とほぼ同じ向きに進行していると考えられ、推定距離の信頼性は高いと判定される。一方、先行車両が直線路以外の道路(例えばカーブ路)を走行しているときは、先行車両は自車両とは異なる向きに進行していると考えられ、推定距離の信頼性は低いと判定される。よって、信頼性の判定を的確に行うことができる。
【0025】
第8の発明は、第6の発明において、
前記信頼性判定手段は、前記先行車両が直線路を走行していると仮定した場合に、当該直線路から前記少なくとも一つの特徴点が逸脱しているかどうかを判定し、その判定結果に基づいて、前記先行車両が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるかを判定することを特徴とする。
【0026】
第8の発明によれば、カーナビゲーションシステム等から道路形状情報を取得しなくても、先行車両が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるかを判定することができる。
【0027】
第9の発明は、第8の発明において、
前記信頼性判定手段は、前記少なくとも一つの特徴点が前記直線路から逸脱していないと判定した場合に、前記先行車両が直線路を走行中であると判定し、前記少なくとも一つの特徴点が前記直線路から逸脱していると判定した場合に、前記先行車両が直線路以外の道路を走行中であると判定することを特徴とする。
【0028】
第9の発明によれば、カーナビゲーションシステム等から道路形状情報を取得しなくても、先行車両が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるかをより正確に判定することができる。
【0029】
第10の発明は、第6の発明において、
前記信頼性判定手段は、カーナビゲーションシステムから取得した道路形状情報に基づいて、前記先行車両が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるかを判定することを特徴とする。
【0030】
第10の発明によれば、カーナビゲーションシステムから道路形状情報を取得して、先行車両が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるかを判定することができる。
【0031】
第11の発明は、第6の発明において、
前記直線路以外の道路は、カーブ路であることを特徴とする。
【0032】
第11の発明によれば、先行車両が直線路またはカーブ路のいずれを走行中であるか否かに基づいて推定距離の信頼性を判定する。先行車両が直線路を走行しているときは、先行車両は自車両とほぼ同じ向きに進行していると考えられ、推定距離の信頼性は高いと考えられる。一方、先行車両がカーブ路を走行しているときは、先行車両は自車両とは異なる向きに進行していると考えられ、推定距離の信頼性は低いと考えられる。よって、信頼性の判定を的確に行うことができる。
【0033】
第12の発明は、第1の発明において、
上記信頼性判定手段が、上記画像内の特徴点間距離に基づいて推定される上記自車両と上記障害物との距離の信頼性が低いと判定した場合に、上記距離推定手段は、上記特徴点間距離を用いずに上記自車両と上記障害物の距離を推定することを特徴とする。
【0034】
第12の発明によれば、画像内の特徴点間距離に基づいて算出される距離の信頼性が低い場合には、特徴点間距離を用いずに距離が算出されるので、距離の誤認識を防止することができる。
【発明の効果】
【0035】
本発明によれば、自車両と当該自車両の周囲に存在する障害物(例えば先行車両)との距離を推定し、その推定値が信頼できるものかどうかを判定することにより、車間距離の誤認識を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の第1実施形態に係る距離推定装置の構成を示すブロック図
【図2】先行車両が直線路またはカーブ路のいずれを走行中であるかを判定する方法について説明する図
【図3】図2に示される判定方法をより詳しく説明する図
【図4】第1実施形態に係る距離推定装置の動作の一例を示すフローチャート
【図5】本発明の第2実施形態に係る距離推定装置の構成を示すブロック図
【図6】第2実施形態に係る距離推定装置の動作を示すフローチャート
【図7】第2実施形態において、テールランプ間距離を用いずに推定距離を算出する方法の一例を示す図
【図8】本発明の第3実施形態に係る距離推定装置の構成を示すブロック図
【図9】第3実施形態に係る距離推定装置の動作を示すフローチャート
【図10】従来技術の一例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【0037】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る距離推定装置の構成を示すブロック図である。
【0038】
図1に示されるように、第1実施形態に係る距離推定装置1は、自車両2と、自車両2の周囲に存在する障害物(例えば先行車両)3との距離(車間距離)を推定する装置である。障害物3の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では、障害物3が先行車両(以下、先行車両3と称する)である場合を例にとって説明する。
【0039】
距離推定装置1は、撮像手段4と、距離推定手段5と、信頼性判定手段6と、距離補正手段11とを備えている。距離推定手段5、信頼性判定手段6、および距離補正手段11は、ECU(Electronic Control Unit)7が有する機能部として構成されている。
【0040】
撮像手段4は、自車両2の周囲(特に前方領域)を撮像する。撮像手段4は、例えばデジタルカメラである。撮像手段4は、イメージセンサ9を有しており、撮像対象物(先行車両3、走行車線を規定する白線等)から到来した光をレンズ10などの光学系によってイメージセンサ9の受光平面に結像させ、その像の明暗を電荷の量に光電変換し、当該電荷量を電気信号に変換して撮像対象物の画像を取得する。
【0041】
距離推定手段5は、撮像手段4が撮像した画像から先行車両3の複数の特徴点Pの像P1を抽出し、画像内の特徴点間距離δに基づき自車両2と前方車両3の距離を推定する。画像内の特徴点間距離δは、イメージセンサ9の受光平面上の像P1、P1の間隔である(図1参照)。距離画像推定手段5が抽出する特徴点Pの像P1の数は特に限定されないが、例えば2個とされる。なお、像P1の数は、テールランプ等の特徴点Pの数に対応する。また、特徴点Pの種類も特に限定されないが、例えば、先行車両3の左右のテールランプとされる。以下の説明では、特徴点Pがテールランプである場合を例にとって説明する(以下、テールランプPと称する)。テールランプPの像P1(以下、テールランプ像P1と称する場合がある)は、撮像手段4のイメージセンサ9の受光平面上に結像する。
【0042】
距離推定手段5による距離推定の方法は、特に限定されるものではないが、例えば、画像内のテールランプP、Pの間隔をδ(以下、テールランプ間隔δと称する場合がある)、先行車両3の実際のテールランプ間隔をL、カメラの焦点距離をfとすると、自車両2と先行車両3の距離を以下の式(2)を用いて算出することができる。推定された距離を、推定距離Deと称する。なお、実際のテールランプ間隔Lは、例えば、自動車に関する法規等によって予め定められている値を用いることができる。
【0043】
推定距離De=f・L/δ ・・・式(2)
【0044】
なお、距離推定に用いる撮像手段4の数は特に限定されず、例えば、1つの撮像手段を用いてもよいし、或いは、所定間隔をあけて配置した2つの撮像手段を用いてステレオ測距を行うものであってもよい。
【0045】
信頼性判定手段6は、撮像手段4が取得した画像内における複数のテールランプ像P1のうち少なくとも一つのテールランプ像P1の位置に基づき、距離推定手段5が推定した距離Deの信頼性(以下、距離信頼性と称する)を判定する。
【0046】
信頼性判定手段6は、先行車両3が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるかを判定し、その判定結果に基づいて距離信頼性を判定する。信頼性判定手段6は、先行車両3が直線路を走行中であると判定した場合、距離信頼性が高いと判定し、先行車両3が直線路以外の道路(例えばカーブ路)を走行中であると判定した場合、距離信頼性が低いと判定する。なお、本実施形態における「道路」は、片側複数車線の道路については、一車線と同様の概念である。
【0047】
このように判定する理由は、先行車両3が直線路以外の道路を走行中であると、先行車両3の向きが自車両2の向きに対して斜め向きとなり、推定距離Deが実際の距離より大きな不正確なものとなってしまうからである。なお、直線路以外の道路の形状は、特に限定されるものではないが、例えばカーブ路である。なお、カーブ路であっても、曲率半径が大きく、車間距離の推定に実質的に影響しない場合は、直線路であるとみなすことができる。以下の説明では、直線路以外の道路がカーブ路である場合を例にとって説明する。
【0048】
ここで、先行車両3が直線路またはカーブ路のいずれを走行中であるかを判定する方法について説明する。図2(a),(b)は、先行車両3が直線路またはカーブ路のいずれを走行中であるかを判定する方法について説明する図である。図2(a)は、先行車両3が直線路を走行中である場合を示している。図2(b)は、先行車両3がカーブ路を走行中である場合を示している。図2(a),(b)の下側は、自車両2と先行車両3の位置関係を示す図であり、図2(a),(b)の上側は、先行車両3の画像からテールランプ像P1を抽出して示す図である。図2(a)の場合における自車両2と先行車両3の実際の距離と、図2(b)の場合における自車両2と先行車両3の実際の距離は、ほぼ等しいものとする。
【0049】
図2(a)に示されるように、先行車両3が直線路を走行中は、左右のテールランプ像P1、P1の間隔はδ1である。一方、先行車両3がカーブ路を走行中は、左右のテールランプ像P1、P1の間隔はδ2であり、δ1>δ2となっている。これは、図2(b)の場合に、先行車両3がカーブ路を走行中であるために、先行車両3の向きが自車両2の向きに対して斜め向きとなったことによるものである。
【0050】
信頼性判定手段6は、まず、先行車両3が直線路を走行していると仮定する。そして、信頼性判定手段6は、少なくとも一つのテールランプPが直線路から逸脱しているかどうかを判定し、その判定結果に基づいて、先行車両3が直線路またはカーブ路のいずれを走行中であるかを判定する。少なくとも一つのテールランプPが直線路から逸脱しているかどうかの判定は、少なくとも一つのテールランプ像P1が仮想直線路R1から逸脱しているかどうかを判定することと等価である(図2参照)。
【0051】
図2において示す仮想直線路R1は、左右の仮想白線H1によって規定される。仮想白線H1は、図2に示されるように、撮像手段4によって撮像された左右の白線の位置に基づいて設定される。撮像手段4は、自車両2から白線までの距離が大きくなる程、白線の認識精度が低下し、その傾向は夜間や霧が発生している場合に顕著である。そこで、白線を比較的精度よく認識できる自車両2近くにおいて認識された白線の位置および方向に基づいて、自車両2から比較的遠い位置の白線の位置を推定する。この場合、白線は直線であるものと仮定する。このようにして推定された白線が仮想白線H1である。左右の仮想白線H1、H1の間隔は、自車両2から離れるにつれて次第に小さくなる。
【0052】
信頼性判定手段6は、いずれのテールランプPも直線路から逸脱していないと判定した場合、すなわち、いずれのテールランプ像P1も仮想直線路R1から逸脱していないと判定した場合には(図2(a)上側を参照)、先行車両3が直線路を走行中であると判定する(図2(a)下側を参照)。一方、信頼性判定手段6は、少なくとも一つのテールランプPが直線路から逸脱していると判定した場合、すなわち、少なくとも一つのテールランプ像P1が仮想直線路R1から逸脱していると判定した場合には(図2(b)上側を参照)、先行車両3がカーブ路を走行中であると判定する(図2(b)下側を参照)。
【0053】
図3は、図2に示される判定方法をより詳しく説明する図である。
図3の下側は、自車両2と先行車両3の位置関係を示す図であり、図3の上側は、先行車両3の画像からテールランプ像P1を抽出して示す図である。図3は、先行車両3がカーブ路を走行中である場合を示している。
【0054】
少なくとも一つのテールランプ像P1が仮想直線路R1から逸脱しているかどうかを判定する方法は、例えば以下の通りである。
まず、図3に示されるように、先行車両が直線路を走行していると仮定したときの仮想先行車両3Aを想定する。自車両2と仮想先行車両3Aの間の推定距離Deを、上記式(2)を用いて算出する。テールランプ間隔をδ2とすると、推定距離Deは、以下の式(3)で表すことができる。
【0055】
推定距離De=f・L/δ2 ・・・式(3)
【0056】
次いで、テールランプPが存在すると推定される位置での道路の幅方向一端、すなわち、自車両2から前方に距離De離れた位置での道路の幅方向一端を自車両2から見たときに、自車両2の真正面に対して道路の幅方向一端が見える角度θ1(図3参照)を算出する。
【0057】
次いで、先行車両3のテールランプPを自車両2から見たときに、自車両2の真正面に対してテールランプPが見える方向の角度θ2(図3参照)を算出する。
【0058】
次いで、θ1がθ2以上であるか否かを判定する。θ1≧θ2である場合、信頼性判定手段6は、仮想車両3Aが仮想直線路R1を走行中であり、先行車両2が直線路内を走行中であると判定する。一方、θ1<θ2である場合、信頼性判定手段6は、仮想車両3Aが仮想直線路R1から逸脱した位置を走行中であり、先行車両2がカーブ路を走行中であると判定する。
【0059】
上記の如く、信頼性判定手段6は、先行車両3が直線路を走行中であると判定した場合、距離信頼性が高いと判定し、先行車両3がカーブ路を走行中であると判定した場合、距離信頼性が低いと判定する。
【0060】
信頼性判定手段6が、距離推定手段5によって推定された距離Deの信頼性が高いと判定した場合、その距離は種々の車両制御に用いられる。例えば、車両制御の具体例としては、例えば、衝突回避を支援するプリクラッシュセーフティシステム(PCS:Pre Crash Safety System)、車間距離調節を支援するアダプティブクルーズコントロールシステム(ACC:Adaptive Cruise Control System)等を挙げることができる。
【0061】
一方、信頼性判定手段6が、距離推定手段5によって推定された距離Deの信頼性が低いと判定した場合、推定された距離は実際とは異なる値であってそのままでは使用できない値であるため、補正されるか、または破棄される。
【0062】
距離補正手段11は、信頼性判定手段6が、距離推定手段5によって推定された距離Deの信頼性が低いと判定した場合、推定された距離を補正または破棄する。
【0063】
距離補正手段11による補正方法は、特に限定されるものではないが、例えば、以下の方法を採用することができる。
例えば、テールランプPが仮想直線路R1からはみ出している程度に応じた補正係数αを予め記憶部に設定しておく。そして、テールランプPが仮想直線路R1からはみ出している程度に応じた補正係数αを記憶部から読み出し、読み出した補正係数αと推定距離Deの積を算出することにより、補正後の距離Dt(図3参照)を求めることができる。
【0064】
次に、距離推定装置1の動作について、図4のフローチャートを参照しつつ説明する。図4は、距離推定装置1の動作の一例を示すフローチャートである。
【0065】
まず、図4に示されるように、撮像手段4が撮像した自車両周辺の画像に基づき、先行車両3のテールランプPを検出する(ステップS1)。次いで、検出した2個のテールランプPが同一の先行車両3のものかどうかを判定する(ステップS2)。この判定は、例えば、各テールランプPの軌跡を求め、テールランプ間隔δが所定時間を経ても略一定であるかどうかに基づいて行うことができる。テールランプ間隔δが時間を経ても略一定であれば、2個のテールランプPは同一の先行車両3の左右のテールランプPであると判定し、ステップS3に進む。一方、テールランプ間隔δが所定時間内に大きく変化するならば、2個のテールランプPは同一の先行車両3のテールランプPではないと判定し、ステップS1に戻る。
【0066】
次いで、撮像手段4が撮像した自車両周辺の画像に基づき、自車両2が走行する道路上の白線を検出する。複数車線を有する道路については、各車線の白線を検出する。そして、白線間の距離を算出することで車線幅を算出する(ステップS3)。
【0067】
次いで、先行車両3と自車両2が同じ車線を走行しているかどうかを判定する(ステップS4)。この判定は、例えば、自車両2に対して、自車両2の車幅方向に先行車両3のテールランプPがどれだけずれた位置にあるかに基づいて行うことができる。そのずれ量が所定の閾値以内であれば、自車両2と先行車両3は同じ車線内を走行していると判断される。一方、そのずれ量が所定の閾値を超えるならば、自車両2と先行車両3は異なる車線を走行していると判断される。
【0068】
先行車両3と自車両2が同じ車線を走行していると判定された場合は、ステップS5に進む。一方、先行車両3と自車両2が異なる車線を走行していると判定された場合は、ステップS1に戻る。先行車両3と自車両2が異なる車線を走行している場合は、先行車両3と自車両2が衝突する可能性が低く、また、自車両2が先行車両3に追従して走行する必要がないと考えられるからである。
【0069】
次いで、撮像手段4が撮像した画像内のテールランプ間隔δに基づいて、自車両2と先行車両3の距離が推定される(ステップS5)。
【0070】
次いで、先行車両3が直線路を走行中であるか否かが判定される(ステップS6)。この判定は、例えば、上記したように、少なくとも一つのテールランプP(図3参照)が仮想直線路R1から逸脱しているかどうかを判定することで行うことができる。いずれのテールランプPも仮想直線路R1内にあれば(図3(a)参照)、先行車両3は直線路を走行中であると判定され、ステップS7に進む。一方、少なくとも一つのテールランプPが仮想直線路R1を逸脱していれば(図3(b)参照)、先行車両3はカーブ路を走行中であると判定され、ステップS8に進む。
【0071】
ステップS7においては、ステップS5で推定された距離の信頼性が高いと判定される。ステップS7において信頼性が高いと判定されると、ステップS9に進む。一方、ステップS8においては、ステップS5で推定された距離の信頼性が低いと判定される。ステップS8において信頼性が低いと判定されると、ステップS12に進む。
【0072】
ステップS9においては、ステップS5で推定された距離が車両法規で定められた最小値以上であるか否かが判定される。車両法規で定められた最小値は、例えば、軽自動車について規定されたテールランプ間隔である。ステップS5で推定された距離が車両法規で定められた最小値以上であると判定された場合は、ステップS10に進む。一方、ステップS5で推定された距離が車両法規で定められた最小値より小さいと判定された場合は、ステップS11に進む。
【0073】
ステップS10においては、ステップS5で推定された距離Deが記憶部に保存される。記憶部に保存された推定距離Deは、PCS、ACC等の車両制御システムにおいて利用することができる。
一方、ステップS11においては、ステップS5で推定された距離Deが保存されずに破棄される。これは、正しく検出されたテールランプ間隔であれば、軽自動車に規定されたテールランプ間隔より小さいということは考えにくいからである。ステップS5で推定された距離Deが車両法規で定められた最小値より小さい場合、何らかの原因でテールランプ間隔の誤検出が生じたと考えられる。よって、この場合の推定距離Deは保存されない。
【0074】
ステップS12においては、ステップS5で推定された距離Deが補正される。補正の方法は特に限定されないが、例えば、上記したように、ステップS5で推定された距離Deに補正係数αを掛け合わせることにより、補正後の距離を得ることができる。補正がなされると、ステップS13に進む。
【0075】
ステップS13においては、補正後の距離が記憶部に保存され、処理が終了する。記憶部に保存された補正後の距離は、PCS、ACC等の車両制御システムにおいて利用することができる。
以上が、距離推定装置1の動作である。
【0076】
第1実施形態によれば、距離推定手段5が推定した距離Deの信頼性が、信頼性判定手段6によって判定される。これにより、信頼性が高いと判定された推定距離Deのみを車間距離として認識することができ、また、信頼性が低いと判定された推定距離Deについては補正を行う等の対応が可能となる。よって、距離の誤認識を防止することができるとともに、正確に推定された車間距離に基づいて、種々の車両制御を正しく行うことが可能となる。
【0077】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図5は、本発明の第2実施形態に係る距離推定装置の構成を示すブロック図である。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【0078】
第2実施形態に係る距離推定装置1Aが第1実施形態と異なる点は、第1実施形態における距離推定手段5が距離推定手段5Aに置き換わった点と、第1実施形態における距離補正手段11が無い点であり、その他の構成は第1実施形態と同様である。
【0079】
図6は、第2実施形態に係る距離推定装置1Aの動作を示すフローチャートである。
距離推定装置1Aの動作は、ステップS1〜S10までは第1実施形態と同様である。
第2実施形態においては、ステップS8の次に、ステップS5Aが存在する。
【0080】
距離推定手段5Aは、ステップS5において、第1実施形態の場合と同様、テールランプ間距離を用いて推定距離を算出するとともに、ステップS5Aにおいてテールランプ間距離を用いずに推定距離を算出する。
【0081】
ステップS5Aにおいてテールランプ間距離を用いずに推定距離を算出する理由は、先行車両3がカーブ路を走行中であるために、テールランプ間距離を用いて推定距離を算出すると、推定距離が実際の車間距離より大きくなってしまうからである。
【0082】
テールランプ間距離を用いずに推定距離を算出する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、以下のようにして算出することができる。図7は、テールランプ間距離を用いずに推定距離を算出する方法の一例を示す図である。
【0083】
図7に示されるように、まず、自車両2の幅方向中心点を自車両2の進行方向に伸ばした直線L1を想定する。
【0084】
次いで、先行車両3の左右のテールランプPのうち、自車両2から見て外側に位置するテールランプP(以下、外側テールランプPと称する)と直線L1の距離Wを算出する。距離Wは、外側テールランプPから直線L1に下ろした垂線の長さである。距離Wは、例えば、仮想直線路の車線幅Bと対比することにより算出することができる。仮想直線路の車線幅Bは、自車両2が走行中の車線の幅と同じに設定することができる。自車両2が走行中の車線の幅は、撮像手段4が車線を規定する白線を撮像して得た白線の画像情報に基づき、白線間の距離として算出することができる。その算出方法については、例えば従来公知の方法を採用することができる。
【0085】
次いで、自車両2から先行車両3の外側テールランプPを見たときに、自車両2の真正面に対して外側テールランプPが見える角度θを算出する。次に、以下の式(4)を用いて推定距離Dthを算出することができる。
【0086】
Dth=W/tanθ・・・式(4)
【0087】
以上が、テールランプ間距離を用いずに推定距離を算出する方法の一例である。
ステップS5Aにおいて、推定距離を算出した後、ステップS10Aに進む。
【0088】
ステップS10Aにおいては、ステップS5Aで算出した推定距離Dthを記憶部に保存する。記憶部に保存された推定距離は、正しい推定距離として認識され、PCS、ACC等の車両制御システムにおいて利用することができる。
【0089】
第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第1実施形態のように補正係数を予め設定していなくても、適切に対応することができる。
【0090】
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図8は、本発明の第3実施形態に係る距離推定装置の構成を示すブロック図である。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【0091】
第3実施形態に係る距離推定装置1Bが第1実施形態と異なる点は、第1実施形態における信頼性判定手段6が信頼性判定手段6Bに置き換わった点であり、その他の構成は第1実施形態と同様である。
【0092】
図9は、第3実施形態に係る距離推定装置1Bの動作を示すフローチャートである。
図9に示されるように、距離推定装置1Bの動作は、ステップS1〜S5、S7〜S11では第1実施形態と同様である。
第3実施形態においては、ステップS5の次に、ステップS6Bが存在する。
【0093】
ステップS6Bでは、カーナビゲーションシステム(図示せず)から取得した道路形状情報に基づいて、先行車両3が直線路またはカーブ路のいずれを走行中であるかを判定する。具体的には、例えば、第1実施形態と同様、式(3)を用いて推定距離Deを算出し、自車両2から推定距離De離れた位置における道路が直線路またはカーブ路のいずれであるかをカーナビゲーションシステムから取得した道路形状から判定する。これにより、先行車両3が直線路またはカーブ路のいずれを走行中であるのかを判定することができる。
【0094】
第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、カーナビゲーションシステムから取得した道路形状の情報を用いて、先行車両3が直線路またはカーブ路のいずれを走行中であるのかを簡単に判定することができる。
【0095】
なお、上記各実施形態では、先行車両3の特徴点がテールランプである場合を例にとって説明したが、これに代えて、特徴点を先行車両3の左右のタイヤまたは左右の後端角部としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0096】
本発明は、自車両と当該自車両の周囲に存在する障害物との距離を推定し、その推定値が信頼できるものかどうかを判定することにより、距離の誤認識を防止することができる距離推定装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【0097】
1、1A、1B 距離推定装置
2 自車両
3 障害物(先行車両)
4 撮像手段
5、5A 距離推定手段
6、6B 信頼性判定手段
7 ECU
9 イメージセンサ
10 レンズ
11 距離補正手段
P 特徴点(テールランプ)
P1 特徴点の像(テールランプの像)
δ、δ1、δ2 画面内での特徴点間距離(テールランプ像の間隔)
De、Dth 推定距離
Dt 補正後の距離

【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両と、自車両周辺に存在する障害物との距離を推定する距離推定装置であって、
自車両周辺を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した画像から前記障害物の複数の特徴点の像を抽出し、前記画像内の特徴点間距離に基づき前記自車両と前記障害物の距離を推定する距離推定手段と、
前記画像内における前記複数の特徴点の像のうち少なくとも一つの特徴点の像の位置に基づき、前記距離推定手段が推定する距離の信頼性を判定する信頼性判定手段と、を備えた距離推定装置。
【請求項2】
前記信頼性判定手段が、前記距離推定手段によって推定された距離の信頼性が低いと判定した場合に、前記推定された距離を補正または破棄する距離補正手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項1に記載の距離推定装置。
【請求項3】
前記障害物は先行車両であることを特徴とする、請求項1に記載の距離推定装置。
【請求項4】
前記複数の特徴点は、前記先行車両の左右のテールランプであることを特徴とする、請求項3に記載の距離推定装置。
【請求項5】
前記複数の特徴点は、前記先行車両の左右のタイヤまたは左右の後端角部であることを特徴とする、請求項3に記載の距離推定装置。
【請求項6】
前記信頼性判定手段は、前記先行車両が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるかを判定し、その判定結果に基づいて前記信頼性を判定することを特徴とする、請求項3に記載の距離推定装置。
【請求項7】
前記信頼性判定手段は、前記先行車両が直線路を走行中であると判定した場合、前記信頼性が高いと判定し、前記先行車両が前記直線路以外の道路を走行中であると判定した場合、前記信頼性が低いと判定することを特徴とする、請求項6に記載の距離推定装置。
【請求項8】
前記信頼性判定手段は、前記先行車両が直線路を走行していると仮定した場合に、当該直線路から前記少なくとも一つの特徴点が逸脱しているかどうかを判定し、その判定結果に基づいて、前記先行車両が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるかを判定することを特徴とする、請求項6に記載の距離推定装置。
【請求項9】
前記信頼性判定手段は、前記少なくとも一つの特徴点が前記直線路から逸脱していないと判定した場合に、前記先行車両が直線路を走行中であると判定し、前記少なくとも一つの特徴点が前記直線路から逸脱していると判定した場合に、前記先行車両が直線路以外の道路を走行中であると判定することを特徴とする、請求項8に記載の距離推定装置。
【請求項10】
前記信頼性判定手段は、カーナビゲーションシステムから取得した道路形状情報に基づいて、前記先行車両が直線路または直線路以外の道路のいずれを走行中であるかを判定することを特徴とする、請求項6に記載の距離推定装置。
【請求項11】
前記直線路以外の道路は、カーブ路であることを特徴とする、請求項6に記載の距離推定装置。
【請求項12】
前記信頼性判定手段が、前記画像内の特徴点間距離に基づいて推定される前記自車両と前記障害物との距離の信頼性が低いと判定した場合に、前記距離推定手段は、前記特徴点間距離を用いずに前記自車両と前記障害物の距離を推定することを特徴とする、請求項1に記載の距離推定装置。

【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】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−101040(P2013−101040A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−244656(P2011−244656)
【出願日】平成23年11月8日(2011.11.8)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】