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JPH06331351A - 車間距離計測装置とステレオ画像取り込み装置 - Google Patents

車間距離計測装置とステレオ画像取り込み装置

Info

Publication number
JPH06331351A
JPH06331351A JP5147026A JP14702693A JPH06331351A JP H06331351 A JPH06331351 A JP H06331351A JP 5147026 A JP5147026 A JP 5147026A JP 14702693 A JP14702693 A JP 14702693A JP H06331351 A JPH06331351 A JP H06331351A
Authority
JP
Japan
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vehicle
horizontal
contour
correspondence
edge
Prior art date
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Application number
JP5147026A
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English (en)
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JP3209828B2 (ja
Inventor
Sachihiro Suzuki
祥弘 鈴木
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP14702693A priority Critical patent/JP3209828B2/ja
Priority to EP94108081A priority patent/EP0626654A3/en
Publication of JPH06331351A publication Critical patent/JPH06331351A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】先行車両までの距離を正確に計測することが可
能な車間距離計測装置を提供すること。 【構成】車両に装着され車両前方の道路および先行車両
を撮像する２台のビデオカメラ１、２と、得られた各画
像中にある水平エッジを抽出する水平エッジ抽出手段４
と、水平エッジ抽出手段４によって抽出された水平エッ
ジを用いて水平輪郭を近似する水平輪郭近似手段５と、
水平輪郭近似手段５によって近似された水平輪郭を利用
して２枚の画像間の対応を求める対応探索手段６と、対
応探索手段６によって求められた対応関係から先行車両
までの距離を算出する距離算出手段７とを備えた車間距
離計測装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、先行車両までの車間距
離を計測するために用いられる車間距離計測装置および
ステレオ画像の取り込みに用いられるステレオ画像取り
込み装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の車間距離計測装置として
は、特開昭６０−２３６０１３号公報および特開昭６０
−２３６０１４号公報に記載されているように、２枚の
画像の各走査線上にパタンマッチングや動的計画法の手
法を直接用いることによって対応探索を行ない、画像の
ずれを求めることによって距離を計測するようにしてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の車間
距離計測装置では、走査線上で広く対応を求めているた
めに処理時間がかかるだけでなく、車両以外の部分によ
る影響を受け易く、計測した車間距離に誤差を含む場合
も多いという問題を有していた。
【０００４】本発明は以上のような従来の装置の課題を
解決するもので、車両の特徴の１つである水平エッジを
用い、水平輪郭付近の情報のみを用いて対応探索を行な
うことにより、先行車両までの距離を正確に計測するこ
とが可能な車間距離計測装置を提供することを第１の目
的としている。
【０００５】また、水平輪郭上に垂直エッジまたは対称
点を抽出することによって、少数の画素位置のみの対応
から高速に車間距離を計測することが可能な車間距離計
測装置を提供することを第２、第３の目的としている。
【０００６】また、車両の特徴として垂直エッジを用い
ることにより、車間距離の算出に必要な視差の算出が容
易な車間距離計測装置を提供することを第４、第５の目
的としている。
【０００７】さらに、車両の特徴としてＴ字、Ｌ字、十
字エッジまたは矩形エッジを抽出し、高次元での特徴対
応を行なうことにより、雑音に強く高精度に車間距離を
計測することが可能な車間距離計測装置を提供すること
を第６、第７の目的としている。
【０００８】さらにまた、水平輪郭のずれを用いて２台
のビデオカメラの傾き差を求め、ビデオカメラの角度調
節を自動的に行なうことによって安定したステレオ画像
の取り込みが可能なステレオ画像取り込み装置を提供す
ることを第８の目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記第１の目的
を達成するために、車両に装着され車両前方の道路およ
び先行車両を撮像する２台のビデオカメラと、前記２台
のビデオカメラから取り込まれた各画像から各々車両を
含む領域を抽出する車両領域抽出手段と、前記車両領域
抽出手段によって抽出された各画像内の領域中にある水
平エッジを抽出する水平エッジ抽出手段と、前記水平エ
ッジ抽出手段によって抽出された水平エッジを用いて水
平輪郭を近似する水平輪郭近似手段と、前記水平輪郭近
似手段によって近似された水平輪郭を利用して２枚の画
像間の対応を求める対応探索手段と、前記対応探索手段
によって求められた対応関係から先行車両までの距離を
算出する距離算出手段とからなる車間距離計測装置によ
って車間距離の計測を行なうことを第１の手段としてい
る。
【００１０】また、第２の目的を達成するために、上記
第１の手段の車間距離計測装置において、車両領域抽出
手段によって抽出された車両領域から、水平輪郭近似手
段によって近似された水平輪郭上にある垂直エッジを抽
出する垂直エッジ抽出手段を備え、対応探索手段が水平
輪郭上の垂直エッジを用いて２枚の画像間の対応を求め
ることを第２の手段としている。
【００１１】また、第３の目的を達成するために、上記
第１の手段の車間距離計測装置において、車両領域抽出
手段によって抽出された車両領域から、水平輪郭近似手
段によって近似された水平輪郭上の対称点を検出する対
称点検出手段を備え、対応探索手段が水平輪郭上の対称
点を用いて２枚の画像間の対応を求めることを第３の手
段としている。
【００１２】また、第４の目的を達成するために、車両
に装着され車両前方の道路および先行車両を撮像する２
台のビデオカメラと、前記２台のビデオカメラから取り
込まれた各画像から各々車両を含む領域を抽出する車両
領域抽出手段と、前記車両領域抽出手段によって抽出さ
れた各画像内の領域中にある垂直エッジを抽出する垂直
エッジ抽出手段と、前記垂直エッジ抽出手段によって抽
出された垂直エッジを用いて垂直輪郭を近似する垂直輪
郭近似手段と、前記垂直輪郭近似手段によって近似され
た垂直輪郭を用いて２枚の画像間の対応を求める対応探
索手段と、前記対応探索手段によって求められた対応関
係から先行車両までの距離を算出する距離算出手段とか
らなる車間距離計測装置によって車間距離の計測を行な
うことを第４の手段としている。
【００１３】また、第５の目的を達成するために、上記
第４の手段の車間距離計測装置において、近似された垂
直輪郭から外接輪郭を検出する外接輪郭検出手段を備
え、外接輪郭検出手段によって検出された外接輪郭を用
いて対応探索手段が２枚の画像間の対応を求めることを
第５の手段としている。
【００１４】また、第６の目的を達成するために、車両
に装着され車両前方の道路および先行車両を撮像する２
台のビデオカメラと、前記２台のビデオカメラから取り
込まれた各画像から各々車両を含む領域を抽出する車両
領域抽出手段と、前記車両領域抽出手段によって抽出さ
れた各画像内の領域中にあるＴ字エッジを抽出するＴ字
エッジ抽出手段と、前記Ｔ字エッジ抽出手段によって抽
出されたＴ字エッジを用いて２枚の画像間の対応を求め
る対応探索手段と、前記対応探索手段によって求められ
た対応関係から先行車両までの距離を算出する距離算出
手段とからなる車間距離計測装置によって車間距離の計
測を行なうことを第６の手段としている。
【００１５】さらに、第７の目的を達成するために、上
記第６の手段の車間距離計測装置において、車両領域抽
出手段によって抽出された領域内から矩形エッジを抽出
する矩形エッジ抽出手段を備え、対応探索手段が領域内
の矩形エッジを用いて２枚の画像間の対応を求めること
を第７の手段としている。
【００１６】またさらに、第８の目的を達成するため
に、車両に装着され車両前方の道路および先行車両を撮
像する２台のビデオカメラと、前記２台のビデオカメラ
から取り込まれた各画像内の水平エッジを抽出する水平
エッジ抽出手段と、前記水平エッジ抽出手段によって抽
出された水平エッジを用いて水平輪郭を近似する水平輪
郭近似手段と、前記水平輪郭近似手段によって近似され
た水平輪郭を用いて２台のビデオカメラの垂直方向の傾
きの差を検出する傾き差検出手段と、前記傾き差検出手
段によって検出されたビデオカメラの傾き差を基にビデ
オカメラの角度を調節するアクチュエータとからなるス
テレオ画像取り込み装置によってステレオ画像を取り込
むことを第８の手段としている。
【００１７】
【作用】本発明は上記した第１の手段により、車両の特
徴である水平輪郭を基準として対応を求めることによっ
て正確な車間距離の計測を行なうことができる。
【００１８】また、第２、第３の手段により、水平輪郭
上の垂直エッジや対称点を用いて対応を求めることによ
って高速な車間距離の計測を行なうことができる。
【００１９】また、第４、第５の手段により、車両の特
徴として垂直エッジを用いることにより、簡単な処理で
視差を求め、車間距離の計測を行なうことができる。
【００２０】また、第６、第７の手段により、高次元の
特徴量であるＴ字、Ｌ字、十字エッジや矩形エッジを用
いて対応を求めることによって、雑音に影響を受け難い
車間距離の計測を行なうことができる。
【００２１】さらに、第８の手段により、２台のビデオ
カメラの垂直方向の傾きを同期させることによって安定
したステレオ画像の取り込みを行なうことができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【００２３】図１は、本発明の第１の目的を解決する手
段の一実施例を示す図である。図に示すように、ビデオ
カメラ１および２は車両前方の画像を撮像するものであ
り、一定の間隔をおいて設置される。ここで２台のビデ
オカメラ１，２の設置方向は各々のビデオカメラの光軸
が平行であれば、水平あるいは垂直方向に並んで設置さ
れなくても良い。ただし本実施例においては、路面に対
して水平に２台のビデオカメラが設置されているものと
して説明する。車両領域抽出手段３は車両前方の画像か
ら車両部分を抽出するものであり、水平エッジ抽出手段
４は抽出された車両領域中の水平エッジ成分を抽出する
ものである。水平輪郭近似手段５は水平エッジ抽出手段
４によって抽出された水平エッジ成分を用いて水平輪郭
を直線で近似し、対応探索手段６によって水平輪郭近似
手段５によって近似された水平輪郭を基準とした２枚の
画像間の対応が求められる。距離算出手段７は対応探索
手段６によって求められた対応関係に基き先行車両まで
の車間距離を算出するものである。
【００２４】上記構成において、図２を参照しながら本
実施例の動作を説明する。まず、装置が始動されると、
ステップ２１においてビデオカメラ１およびビデオカメ
ラ２から１組の車両前方画像がステレオ画像として取り
込まれる。図３にビデオカメラ１および２から取り込ま
れた１組のステレオ画像を示している。
【００２５】次にステップ２２に進み、車両領域抽出手
段３による車両領域抽出処理が行なわれる。この車両領
域抽出処理は、輝度情報を用いてアスファルト領域から
アスファルト以外の領域を切り出すことで行なうことが
できる。または動的輪郭モデル等を用いて車両の領域を
特定してもよい。図４に図３に示した画像から矩形領域
として切り出された車両領域を示す。
【００２６】次にステップ２３に進み、ステップ２２に
おいて車両領域が抽出されたかどうかが判断される。こ
こでアスファルト領域内にレーンを示す白線以外の領域
が存在しない場合にはそのままステップ２１に戻って次
の画像が取り込まれ、車両領域が抽出された場合にはス
テップ２４に進む。
【００２７】ステップ２４では、水平エッジ抽出手段４
による水平エッジ抽出処理が行なわれる。水平エッジの
抽出は例えばエッジ抽出フィルタの１つであるｓｏｂｅ
ｌフィルタを用いて、水平な角度を持つエッジ成分のみ
を抽出することによって行なうことができる。図５に図
４に示した画像領域中から抽出された水平エッジ成分を
示す。
【００２８】次に、ステップ２５に進み、水平輪郭近似
手段５による水平輪郭近似処理が行なわれる。水平輪郭
の近似は例えばハフ変換を用いて行なうことができ、ス
テップ２４で得られた水平エッジ成分から水平な線分を
求めることによって水平輪郭を直線で近似することがで
きる。ここでハフ変換を用いずにエッジ追跡法や最小２
乗法等の手法を用いて水平な線分を求めることも可能で
ある。図６に図５に示した水平エッジから求められた水
平輪郭を示す。
【００２９】次にステップ２６に進み、ステップ２５に
おいて水平輪郭が得られたかどうかが判断される。ここ
で、ステップ２５において水平輪郭が見つからなかった
場合にはそのままステップ２１に戻って次の画像が取り
込まれ、水平輪郭が直線近似された場合にはステップ２
７に進む。
【００３０】ステップ２７では、対応探索手段６による
対応探索処理が行なわれる。対応探索処理は２枚の画像
中から対応する水平輪郭を求め、切り出された車両領域
内の各水平輪郭が存在する走査線上で相関を求めること
によって行なうことができる。ここで対応する水平輪郭
は、例えば画像の垂直方向の間隔を調べることによって
調べることができ、図６においては各々の水平輪郭どう
しの間隔から、６１Ｌと６１Ｒ、６２Ｌと６２Ｒ、６３
Ｌと６３Ｒ、６４Ｌと６４Ｒ、６５Ｌと６５Ｒ、６６Ｌ
と６６Ｒが対応付けられる。そこで、図４に示した左カ
メラによる画像中の車両領域内の６１Ｌの水平輪郭が存
在する走査線上の輝度分布と、右カメラによる画像中の
車両領域内の６１Ｒの水平輪郭が存在する走査線上の輝
度分布との相関が最大になるずれ量を求め、これを視差
として定義することができる。また同様に、他の水平輪
郭の組についても視差を求めることができる。
【００３１】次にステップ２８に進み、距離算出手段７
による距離算出処理が行なわれる。距離の算出はステッ
プ２７で求めた視差を用いて水平輪郭毎に行なうことが
でき、
【００３２】
【数１】距離＝（ビデオカメラの設置間隔・レンズ焦点
距離）／（視差・距離変換定数） によって算出することができる。ここで、距離変換定数
は得られた距離を実距離に変換するための定数である。
距離の算出は各水平輪郭について行なわれるため、例え
ば先行車両までの車間距離は得られた距離のうちで最も
近いものを採用することで定義することができる。ここ
で、各水平輪郭間の距離分布は滑らかに変化するため、
各水平輪郭に対して求められた距離を結ぶことによって
車両領域に対する距離分布を求めることも可能である。
【００３３】ステップ２８において車間距離が算出され
た後、再びステップ２１に戻り、次の画像が取り込ま
れ、同様の処理が繰り返される。
【００３４】以上説明したように本実施例によれば、車
両の特徴である水平輪郭を用いて画像間の対応を求める
ため、車両以外の画素の影響を受け難い車間距離の算出
を実現することができる。また本実施例においては、予
め車両領域を抽出し、抽出された領域内部で水平輪郭を
近似したが、画像全体で求めた水平エッジに対して水平
輪郭を近似し、車両の特徴である水平輪郭が集中してい
る部分を逆に車両領域として切り出し、車間距離を求め
ても良い。
【００３５】次に、本発明の第２の目的を解決する手段
の一実施例、すなわち、水平輪郭上の垂直エッジ成分を
用いて画像間の対応を求める車間距離計測装置の実施例
を図７を参照しながら説明する。
【００３６】図に示すように、ビデオカメラ１および２
より取り込まれた１組の車両前方画像から第１の実施例
と同様の処理により水平輪郭が近似される。垂直エッジ
抽出手段８は近似された水平輪郭上にある垂直エッジ成
分を抽出するものであり、対応探索手段６が垂直エッジ
抽出手段８によって抽出された垂直エッジ成分を用いて
２枚の画像間の対応を求め、求められた対応関係から距
離算出手段７が車間距離を算出するものである。
【００３７】上記構成において、図８を参照しながら、
本実施例の動作を説明すると、まず上記実施例と同様、
ステップ２１においてビデオカメラ１および２から１組
の車両前方画像がステレオ画像として取り込まれる。
【００３８】次にステップ２２からステップ２６まで、
上記第１の実施例と同様の処理が行なわれ、水平輪郭が
得られた場合にステップ８１に進む。
【００３９】ステップ８１では垂直エッジ抽出手段８に
よる垂直エッジ抽出処理が行なわれる。垂直エッジ成分
の抽出は、ステップ２４における水平エッジ成分抽出処
理と同様にｓｏｂｅｌフィルタを用い、垂直な角度を持
つエッジ成分をステップ２５で得られた水平輪郭上に求
めることで行なうことができる。ここで、水平輪郭上の
垂直エッジ成分は全て求められる必要はなく、強い強度
を持つ１点あるいは数点が求められれば良い。また、垂
直エッジを抽出する領域をステップ２２で抽出された車
両領域内の水平輪郭に対応する走査線上として設定する
こともできる。図９に図６に示した水平輪郭上で最も強
いエッジ強度を持つ代表点（黒丸）として抽出された垂
直エッジ成分を示す。
【００４０】次にステップ２７に進み、対応探索手段６
による対応探索処理が行なわれる。本実施例における対
応探索処理はステップ８１で求められた垂直エッジ成分
を用いて行なわれ、図９においては９１Ｌと９１Ｒ、９
２Ｌと９２Ｒ、９３Ｌと９３Ｒ、９４Ｌと９４Ｒ、９５
Ｌと９５Ｒ、９６Ｌと９６Ｒが各々対応する。ここで、
各垂直エッジ成分の画像間のずれの平均から大きく外れ
た垂直エッジ成分の組を否対応として除外することによ
って精度を向上させることができ、対応関係を持つ垂直
エッジ成分についてのみ画像間のずれを視差として求め
る。
【００４１】次にステップ２８に進み、上記第１の実施
例と同様に車間距離が求められた後、ステップ２１に戻
る。
【００４２】以上説明したように本実施例によれば、水
平輪郭上の代表的な垂直エッジ成分のみを用いて対応関
係を求めるため、精度の高い車間距離の計測を実現する
ことができる。
【００４３】次に、本発明の第３の目的を解決する手段
の一実施例、すなわち、水平輪郭上に検出された対称点
を用いて視差を求める車間距離計測装置の実施例を図１
０を参照しながら説明する。
【００４４】図に示すように、ビデオカメラ１および２
より取り込まれた１組の車両前方画像から第１の実施例
と同様の処理により水平輪郭が近似される。対称点検出
手段９は近似された水平輪郭上にある対称点を抽出し視
差を求めるものであり、求められた視差を用いて距離算
出手段７が車間距離を算出するものである。
【００４５】上記構成において、図１１を参照しなが
ら、本実施例の動作を説明すると、まず上記実施例と同
様、ステップ２１においてビデオカメラ１および２から
１組の車両前方画像がステレオ画像として取り込まれ
る。
【００４６】次にステップ２２からステップ２６まで、
上記第１の実施例と同様の処理が行なわれ、水平輪郭が
得られた場合にステップ１１１に進む。
【００４７】ステップ１１１においては対称点検出手段
９による対称点検出処理が行なわれる。対称点の検出は
ステップ２４で得られた水平エッジ成分またはｓｏｂｅ
ｌフィルタに代表されるエッジ抽出フィルタを用いて水
平輪郭上で新たに抽出されたエッジ成分を用いて行なう
ことができる。この対称点検出処理について図１２およ
び図１３を用いて説明する。まず図１２に示すように基
準点Ｐを設け、これに対する対称点Ｑを順次検索する。
この時の点Ｐおよび点Ｑに関して、画像端から対称点候
補となる点Ｒまでの距離をρとし、図１３に示すような
ヒストグラムに頻度を累積していく。同様の処理を全て
のエッジ成分について行なうことにより図１３のような
頻度ヒストグラムを得る。このヒストグラムにおける最
大値ＲＲがこの水平輪郭における対称点となる。ここ
で、対称点の検出は水平輪郭上で行なわず、ステップ２
２で抽出された車両領域上で行なうようにしても良い。
図１４に図６に示した水平輪郭上に検出された対称点を
示す。図１４において、１４１Ｌと１４１Ｒ、１４２Ｌ
と１４２Ｒ、１４３Ｌと１４３Ｒ、１４４Ｌと１４４
Ｒ、１４５Ｌと１４５Ｒ、１４６Ｌと１４６Ｒが各々対
応する対称点となり、各々の対称点のずれが視差とな
る。
【００４８】次にステップ２８に進み、上記第１の実施
例と同様に車間距離が求められた後、ステップ２１に戻
る。
【００４９】以上説明したように本実施例によれば、水
平輪郭上の対称点を用いるため、簡単な処理で視差を算
出し、車間距離の計測を行なうことができる。
【００５０】次に、本発明の第４の目的を解決する手段
の一実施例、すなわち、抽出された車両領域内にある垂
直エッジを用いて垂直輪郭を近似し、近似した垂直輪郭
から視差を求める車間距離計測装置の実施例を図１５を
参照しながら説明する。
【００５１】図に示すように、ビデオカメラ１および２
より取り込まれた１組の車両前方画像から第１の実施例
と同様の処理により車両領域が抽出され、垂直エッジ抽
出手段１０が抽出された車両領域内の垂直エッジ成分を
抽出する。垂直輪郭近似手段１１は抽出された垂直エッ
ジ成分を用いて垂直輪郭を近似するものであり、対応探
索手段６が近似された垂直輪郭の画像間の対応から求め
た視差を用いて距離算出手段７が車間距離を算出するも
のである。
【００５２】上記構成において、図１６を参照しなが
ら、本実施例の動作を説明すると、まず上記実施例と同
様、ステップ２１においてビデオカメラ１および２から
１組の車両前方画像がステレオ画像として取り込まれ
る。
【００５３】次にステップ２２からステップ２３まで、
上記第１の実施例と同様の処理が行なわれ、車両領域が
抽出された場合にステップ１６１に進む。
【００５４】ステップ１６１においては垂直エッジ抽出
手段１０による垂直エッジ抽出処理が行なわれる。垂直
エッジの抽出は、ｓｏｂｅｌフィルタに代表されるエッ
ジ抽出フィルタを用いることにより、ステップ２２で抽
出された車両領域内の垂直エッジ成分を抽出することに
よって行なわれる。図１７に図４に示した車両領域から
抽出された垂直エッジを示す。
【００５５】次にステップ１６２に進み、垂直輪郭近似
手段１１による垂直輪郭近似処理が行なわれる。垂直輪
郭の近似はステップ１６１で抽出された垂直エッジ成分
に対し、上記第１の実施例におけるステップ２５と同
様、ハフ変換等の直線抽出手法を用いることによって行
なうことができる。図１８に図１７の垂直エッジ成分か
ら得られた垂直輪郭を示す。
【００５６】次にステップ１６３に進み、ステップ１６
２において垂直輪郭が得られたかどうかが判断される。
ここで、ステップ１６２において垂直輪郭が見つからな
かった場合にはそのままステップ２１に戻って次の画像
が取り込まれ、垂直輪郭が直線近似された場合にはステ
ップ２７に進む。
【００５７】ステップ２７においては対応探索手段６に
よる対応探索処理が行なわれる。本実施例における対応
探索処理は、ステップ１６２において得られた垂直輪郭
を用いて行なわれ、垂直輪郭どうしの間隔および位置か
ら対応関係が求められる。図１８においては、１８１Ｌ
と１８１Ｒ、１８２Ｌと１８２Ｒ、１８３Ｌと１８３
Ｒ、１８４Ｌと１８４Ｒが対応する垂直輪郭となり、各
々の垂直輪郭の画像間でのずれの平均または最大値を視
差として得ることができる。
【００５８】次にステップ２８に進み、上記第１の実施
例と同様に車間距離が求められた後、ステップ２１に戻
る。
【００５９】以上説明したように本実施例によれば、垂
直輪郭のずれから視差を求めることにより、簡単な処理
で高速に車間距離の計測を行なうことができる。
【００６０】次に、本発明の第５の目的を解決する手段
の一実施例、すなわち、垂直輪郭から求めた外接輪郭を
用いて視差を求める車間距離計測装置の実施例を図１９
を参照しながら説明する。
【００６１】図に示すように、ビデオカメラ１および２
より取り込まれた１組の車両前方画像から第４の実施例
と同様の処理により垂直輪郭が近似され、外接輪郭検出
手段１２が近似された垂直輪郭から外接輪郭を検出し、
外接輪郭の画像間でのずれを利用して距離算出手段７が
車間距離を算出するものである。
【００６２】上記構成において、図２０を参照しなが
ら、本実施例の動作を説明すると、まず上記実施例と同
様、ステップ２１においてビデオカメラ１および２から
１組の車両前方画像がステレオ画像として取り込まれ
る。
【００６３】次にステップ２２からステップ１６３ま
で、上記第４の実施例と同様の処理が行なわれる。
【００６４】次にステップ２０１に進み、外接輪郭検出
手段１２による外接輪郭検出処理が行なわれる。外接輪
郭の検出は、上記第４の実施例におけるステップ１６２
において近似された垂直輪郭のうちで最も外側に位置す
る２本の輪郭を検出することによって行なうことができ
る。図２１に図１８に示した垂直輪郭から得られた外接
輪郭を示す。ここで、各々の外接輪郭の対応関係は明確
であり、図２１においては２１１Ｌと２１１Ｒ、２１２
Ｌと２１２Ｒが対応する。また、各々の外接輪郭の組に
おける画像間でのずれから視差が求められる。
【００６５】次にステップ２８に進み、上記第１の実施
例と同様に車間距離が求められた後、ステップ２１に戻
る。
【００６６】以上説明したように本実施例によれば、垂
直輪郭のうちで最も外側に位置する外接輪郭を用いるこ
とにより、複雑な対応関係を求めることなく視差を算出
し、車間距離の計測を行なうことができる。
【００６７】次に、本発明の第６の目的を解決する手段
の一実施例、すなわち、Ｔ字エッジを用いて視差を求め
る車間距離計測装置の実施例を図２２を参照しながら説
明する。
【００６８】図に示すように、ビデオカメラ１および２
より取り込まれた１組の車両前方画像から第１の実施例
と同様の処理により車両領域が抽出され、Ｔ字エッジ抽
出手段１３が抽出する車両領域内のＴ字エッジを用いて
対応探索手段６が視差を求め、距離算出手段７が車間距
離を算出するものである。
【００６９】上記構成において、図２３を参照しなが
ら、本実施例の動作を説明すると、まず上記実施例と同
様、ステップ２１においてビデオカメラ１および２から
１組の車両前方画像がステレオ画像として取り込まれ
る。
【００７０】次にステップ２２からステップ２３まで、
上記第１の実施例と同様の処理が行なわれ、車両領域が
抽出されなかった場合にはそのままステップ２１へ戻っ
て次の画像が取り込まれ、車両領域が抽出された場合に
はステップ２３１へ進む。
【００７１】ステップ２３１においては、Ｔ字エッジ抽
出手段１３によるＴ字エッジ抽出処理が行なわれる。Ｔ
字エッジの抽出はｓｏｂｅｌフィルタに代表されるエッ
ジ抽出フィルタを用いて抽出されたエッジ画像に予め準
備したＴ字エッジ検出用マスクパタンをあてはめてマッ
チングをとることによって行なわれる。図２４に図４に
示した車両領域から抽出されたエッジ成分、図２５に３
×３のＴ字エッジ検出用マスクパタン、図２６に図２４
に示したエッジ成分から抽出されたＴ字エッジを示す。
ここで、Ｔ字エッジの抽出にマスクパタンを用いたが、
エッジ成分の連結性を調べることによってエッジ端を見
つけ、その周辺にＴ字エッジ部を探索するような手法を
用いることもできる。
【００７２】次にステップ２３２に進み、Ｔ字エッジが
抽出されたかどうかが判断される。ここで、Ｔ字エッジ
が抽出されなかった場合にはそのままステップ２１に戻
って次の画像が取り込まれ、Ｔ字エッジが抽出された場
合にはステップ２７に進む。
【００７３】ステップ２７においては、対応探索手段６
による対応探索処理が行なわれる。本実施例における対
応探索処理はステップ２３１で抽出されたＴ字エッジを
用いて行なわれ、Ｔ字エッジの向きおよび画像内での位
置から対応関係が求められる。図２６に示したＴ字エッ
ジにおいては、２６０Ｌと２６０Ｒ、２６１Ｌと２６１
Ｒ、２６２Ｌと２６２Ｒ、２６３Ｌと２６３Ｒ、２６４
Ｌと２６４Ｒ、２６５Ｌと２６５Ｒ、２６６Ｌと２６６
Ｒ、２６７Ｌと２６７Ｒ、２６８Ｌと２６８Ｒ、２６９
Ｌと２６９Ｒが各々対応関係となり、画像間のずれから
視差が求められる。
【００７４】次にステップ２８に進み、上記第１の実施
例と同様に車間距離が求められた後、ステップ２１に戻
る。
【００７５】以上説明したように本実施例によれば、Ｔ
字エッジのずれから視差を求めることにより、車両の部
分的特徴を利用した雑音に強い車間距離の計測を行なう
ことができる。またここで、本実施例においてはＴ字エ
ッジを用いたが、Ｌ字エッジや十字エッジ等を特徴量と
して用いても良い。
【００７６】次に、本発明の第７の目的を解決する手段
の一実施例、すなわち、矩形エッジを用いて視差を求め
る車間距離計測装置の実施例を図２７を参照しながら説
明する。
【００７７】図に示すように、ビデオカメラ１および２
より取り込まれた１組の車両前方画像から第１の実施例
と同様の処理により車両領域が抽出され、矩形エッジ抽
出手段１４が抽出する車両領域内の矩形エッジを用いて
対応探索手段６が視差を求め、距離算出手段７が車間距
離を算出するものである。
【００７８】上記構成において、図２８を参照しながら
動作を説明すると、まず上記実施例と同様、ステップ２
１においてビデオカメラ１および２から１組の車両前方
画像がステレオ画像として取り込まれる。
【００７９】次にステップ２２からステップ２３まで、
上記第１の実施例と同様の処理が行なわれ、車両領域が
抽出されなかった場合にはそのままステップ２１へ戻っ
て次の画像が取り込まれ、車両領域が抽出された場合に
はステップ２８１へ進む。
【００８０】ステップ２８１においては、矩形エッジ抽
出手段１４による矩形エッジ抽出処理が行なわれる。矩
形エッジの抽出は上記第６の実施例と同様にｓｏｂｅｌ
フィルタに代表されるエッジ抽出フィルタを用いて抽出
されたエッジ画像に対して行なわれる。ここで、矩形エ
ッジは水平および垂直エッジによって構成されるため、
上記第１の実施例におけるステップ２５において得られ
た水平輪郭および上記第４の実施例におけるステップ１
６２において得られた垂直輪郭の組合せにより抽出する
ことができる。このとき、２枚の画像内で同じ面積を持
つような矩形を抽出することにより、不要な矩形エッジ
の抽出を避け、対応関係を求め易くすることが可能であ
る。図２９に図２４に示したエッジ画像から抽出された
矩形エッジを示す。
【００８１】次にステップ２８２に進み、矩形エッジが
抽出されたかどうかが判断される。ここで、矩形エッジ
が抽出されなかった場合にはそのままステップ２１に戻
って次の画像が取り込まれ、矩形エッジが抽出された場
合にはステップ２７に進む。
【００８２】ステップ２７においては、対応探索手段６
による対応探索処理が行なわれる。本実施例における対
応探索処理はステップ２８１で抽出された矩形エッジを
用いて行なわれ、矩形エッジの囲む面積および画像内で
の位置から対応関係が求められる。図２９に示した矩形
エッジにおいては、２９１Ｌと２９１Ｒ、２９２Ｌと２
９２Ｒが各々対応関係となり、画像間のずれから視差が
求められる。
【００８３】次にステップ２８に進み、上記第１の実施
例と同様に車間距離が求められた後、ステップ２１に戻
る。
【００８４】以上説明したように本実施例によれば、矩
形エッジのずれから視差を求めることにより、車両の部
分的特徴を利用した雑音に強い車間距離の計測を行なう
ことができる。ここで、本実施例においては矩形エッジ
としてテールランプ部分を抽出した例を示したが、トラ
ック等の場合には最も大きな面積を持つ車両自体を抽出
するようにしても良い。また、各画像内で同じ面積を持
つ矩形エッジの組を１つだけ抽出することによって対応
探索処理を省くことも可能である。
【００８５】次に、本発明の第８の目的を解決する手段
の一実施例、すなわち、近似された水平輪郭のずれを用
いてビデオカメラの垂直方向の傾きを制御するステレオ
画像取り込み装置の実施例を図３０を参照しながら説明
する。
【００８６】図に示すように、ビデオカメラ１および２
より取り込まれた１組の車両前方画像から第１の実施例
と同様の処理により水平輪郭が近似される。ただし、本
実施例における水平輪郭は車両領域に限定する必要はな
く、画像全体から抽出するようにしても良い。傾き差検
出手段１５は近似された水平輪郭のずれを求めることに
より２台のビデオカメラの垂直方向の傾き差を検出し、
アクチュエータ１６または１７によりビデオカメラ１ま
たは２の垂直方向の傾きを調整するものである。
【００８７】上記構成において、図３１を参照しながら
動作を説明すると、まず上記実施例と同様、ステップ２
１においてビデオカメラ１および２から１組の車両前方
画像がステレオ画像として取り込まれる。
【００８８】次にステップ２４からステップ２６まで、
上記第１の実施例と同様の処理が行なわれ、水平輪郭が
抽出されなかった場合にはそのままステップ２１へ戻っ
て次の画像が取り込まれ、水平輪郭が抽出された場合に
はステップ３１１へ進む。
【００８９】ステップ３１１においては、傾き差検出手
段１５による傾き差検出処理が行なわれる。傾き差の検
出はステップ２５で抽出された水平輪郭を用いて行なわ
れ、上記第１の実施例と同様に求めた２枚の画像間で対
応する水平輪郭の画像上端または下端からの位置の差を
２台のビデオカメラの傾き差として検出する。
【００９０】次にステップ３１２において２台のビデオ
カメラの傾きに差がない場合にはそのままステップ２１
に戻って次の画像が取り込まれ、傾き差がある場合には
ステップ３１３に進む。
【００９１】ステップ３１３ではステップ３１１で検出
されたビデオカメラの垂直方向の傾き差を基に調整量が
決定され、アクチュエータ１６または１７によってビデ
オカメラ１または２の傾きが調整され、ステップ２１に
戻る。
【００９２】以上説明したように本実施例によれば、水
平輪郭のずれを利用することによって２台のビデオカメ
ラの傾き差を求め、角度を調整することによって安定し
たステレオ画像の取り込みを行なうことができる。
【００９３】なお、本発明の各手段は、コンピュータを
用いてソフトウェア的に実現し、あるいはそれら各機能
を有する専用のハード回路を用いて実現する事が出来
る。
【００９４】
【発明の効果】以上の実施例から明かなように本発明に
よれば、車両の特徴である水平輪郭を基準とした対応関
係から、ステレオ画像による高精度な車間距離計測を行
なうことが可能である。
【００９５】また、水平輪郭上の垂直エッジや対称点を
用い、対応処理を容易なものにすることによって簡単で
高速な車間距離の計測が可能である。
【００９６】また、車両の特徴として垂直輪郭、外接垂
直輪郭を用いることにより、視差の算出が容易な車間距
離の計測が可能である。
【００９７】さらに、画像中のＴ字エッジや矩形エッジ
を用いることにより、雑音に強く誤差の少ない車間距離
計測を行なうことが可能である。
【００９８】またさらに、ステレオ画像間の水平輪郭の
ずれを利用してビデオカメラの垂直方向の角度を調整す
ることにより、安定したステレオ画像の取り込みが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の車間距離計測装置の基本構
成を示すブロック図である。
【図２】同車間距離計測装置の動作フローチャートであ
る。
【図３】同車間距離計測装置のビデオカメラから取り込
まれたステレオ画像を示す図である。
【図４】同車間距離計測装置のステレオ画像内の車両領
域を示す図である。
【図５】同車間距離計測装置のステレオ画像内の水平エ
ッジを示す図である。
【図６】同車間距離計測装置のステレオ画像内の水平輪
郭を示す図である。
【図７】本発明の一実施例の同車間距離計測装置の基本
構成を示すブロック図である。
【図８】同車間距離計測装置の動作フローチャートであ
る。
【図９】同車間距離計測装置のステレオ画像内の水平輪
郭上の垂直エッジを示す図である。
【図１０】本発明の一実施例の同車間距離計測装置の基
本構成を示すブロック図である。
【図１１】同車間距離計測装置の動作フローチャートで
ある。
【図１２】同車間距離計測装置の対称点検出処理を説明
する図である。
【図１３】同車間距離計測装置の対称点検出のための頻
度ヒストグラムを示す図である。
【図１４】同車間距離計測装置のステレオ画像内の水平
輪郭上の対称点を示す図である。
【図１５】本発明の一実施例の同車間距離計測装置の基
本構成を示すブロック図である。
【図１６】同車間距離計測装置の動作フローチャートで
ある。
【図１７】同車間距離計測装置のステレオ画像内の垂直
エッジを示す図である。
【図１８】同車間距離計測装置のステレオ画像内の垂直
輪郭を示す図である。
【図１９】本発明の一実施例の同車間距離計測装置の基
本構成を示すブロック図である。
【図２０】同車間距離計測装置の動作フローチャートで
ある。
【図２１】同車間距離計測装置のステレオ画像内の外接
垂直輪郭を示す図である。
【図２２】本発明の一実施例の同車間距離計測装置の基
本構成を示すブロック図である。
【図２３】同車間距離計測装置の動作フローチャートで
ある。
【図２４】同車間距離計測装置のステレオ画像内のエッ
ジ抽出結果を示す図である。
【図２５】同車間距離計測装置のＴ字エッジ抽出のため
のマスクパタンを示す図である。
【図２６】同車間距離計測装置のステレオ画像内のＴ字
エッジを示す図である。
【図２７】本発明の一実施例の同車間距離計測装置の基
本構成を示すブロック図である。
【図２８】同車間距離計測装置の動作フローチャートで
ある。
【図２９】同車間距離計測装置のステレオ画像内の矩形
エッジを示す図である。
【図３０】本発明の一実施例のステレオ画像取り込み装
置の基本構成を示すブロック図である。
【図３１】同ステレオ画像取り込み装置の動作フローチ
ャートである。
【符号の説明】
１ ビデオカメラ ２ ビデオカメラ ３ 車両領域抽出手段 ４ 水平エッジ抽出手段 ５ 水平輪郭近似手段 ６ 対応探索手段 ７ 距離算出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｃ 7531−3Ｈ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｊ // Ｂ６０Ｒ 21/00 Ｃ 9434−3Ｄ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両に装着され車両前方の道路および先行
    車両を撮像する２台のビデオカメラと、得られた各画像
    中にある水平エッジを抽出する水平エッジ抽出手段と、
    前記水平エッジ抽出手段によって抽出された水平エッジ
    を用いて水平輪郭を近似する水平輪郭近似手段と、前記
    水平輪郭近似手段によって近似された水平輪郭を利用し
    て２枚の画像間の対応を求める対応探索手段と、前記対
    応探索手段によって求められた対応関係から先行車両ま
    での距離を算出する距離算出手段とを備えたことを特徴
    とする車間距離計測装置。
  2. 【請求項２】水平エッジ抽出手段は、前記２台のビデオ
    カメラから取り込まれた各画像から各々車両を含む領域
    を抽出する車両領域抽出手段によって抽出された車両領
    域の各画像中にある水平エッジを抽出するものであるこ
    とを特徴とする請求項１記載の車間距離計測装置。
  3. 【請求項３】水平輪郭近似手段によって近似された水平
    輪郭上にある垂直エッジを抽出する垂直エッジ抽出手段
    を備え、前記対応探索手段が前記水平輪郭上の垂直エッ
    ジを用いて２枚の画像間の対応を求めることを特徴とす
    る請求項１記載の車間距離計測装置。
  4. 【請求項４】水平輪郭近似手段によって近似された水平
    輪郭上の対称点を検出する対称点検出手段を備え、前記
    対応探索手段が水平輪郭上の対称点を用いて２枚の画像
    間の対応を求めることを特徴とする請求項１記載の車間
    距離計測装置。
  5. 【請求項５】車両に装着され車両前方の道路および先行
    車両を撮像する２台のビデオカメラと、得られた各画像
    にある垂直エッジを抽出する垂直エッジ抽出手段と、前
    記垂直エッジ抽出手段によって抽出された垂直エッジを
    用いて垂直輪郭を近似する垂直輪郭近似手段と、前記垂
    直輪郭近似手段によって近似された垂直輪郭を用いて２
    枚の画像間の対応を求める対応探索手段と、前記対応探
    索手段によって求められた対応関係から先行車両までの
    距離を算出する距離算出手段とを備えたことを特徴とす
    る車間距離計測装置。
  6. 【請求項６】垂直エッジ抽出手段は、前記２台のビデオ
    カメラから取り込まれた各画像から各々車両を含む領域
    を抽出する車両領域抽出手段によって抽出された車両領
    域の各画像にある垂直エッジを抽出するものであること
    を特徴とする請求項５記載の車間距離計測装置。
  7. 【請求項７】近似された垂直輪郭から外接輪郭を検出す
    る外接輪郭検出手段を備え、その外接輪郭検出手段によ
    って検出された外接輪郭を用いて前記対応探索手段が２
    枚の画像間の対応を求めることを特徴とする請求項５記
    載の車間距離計測装置。
  8. 【請求項８】車両に装着され車両前方の道路および先行
    車両を撮像する２台のビデオカメラと、得られた各画像
    内にあるＴ字、Ｌ字又は、十字エッジを抽出するＴ字エ
    ッジ抽出手段と、前記Ｔ字エッジ抽出手段によって抽出
    されたＴ字、Ｌ字又は、十字エッジを用いて２枚の画像
    間の対応を求める対応探索手段と、前記対応探索手段に
    よって求められた対応関係から先行車両までの距離を算
    出する距離算出手段とを備えたことを特徴とする車間距
    離計測装置。
  9. 【請求項９】車両に装着され車両前方の道路および先行
    車両を撮像する２台のビデオカメラと、得られた各画像
    内にある矩形エッジを抽出する矩形エッジ抽出手段と、
    前記矩形エッジ抽出手段によって抽出された矩形エッジ
    を用いて２枚の画像間の対応を求める対応探索手段と、
    前記対応探索手段によって求められた対応関係から先行
    車両までの距離を算出する距離算出手段とを備えたこと
    を特徴とする車間距離計測装置。
  10. 【請求項１０】車両に装着され車両前方の道路および先
    行車両を撮像する２台のビデオカメラと、前記２台のビ
    デオカメラから取り込まれた各画像内の水平エッジを抽
    出する水平エッジ抽出手段と、前記水平エッジ抽出手段
    によって抽出された水平エッジを用いて水平輪郭を近似
    する水平輪郭近似手段と、前記水平輪郭近似手段によっ
    て近似された水平輪郭を用いて２台のビデオカメラの垂
    直方向の傾きの差を検出する傾き差検出手段と、前記傾
    き差検出手段によって検出されたビデオカメラの傾き差
    を基にビデオカメラの角度を調節するアクチュエータと
    を備えたことを特徴とするステレオ画像取り込み装置。
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