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JPH0927100A - 前方車両認識方法及び前方車両認識装置並びにそれを用いた車両用追突防止装置 - Google Patents

前方車両認識方法及び前方車両認識装置並びにそれを用いた車両用追突防止装置

Info

Publication number
JPH0927100A
JPH0927100A JP7176244A JP17624495A JPH0927100A JP H0927100 A JPH0927100 A JP H0927100A JP 7176244 A JP7176244 A JP 7176244A JP 17624495 A JP17624495 A JP 17624495A JP H0927100 A JPH0927100 A JP H0927100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
image
information
front vehicle
distance
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Withdrawn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
JP7176244A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiki Shiyuu
桂喜 周
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.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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 Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP7176244A priority Critical patent/JPH0927100A/ja
Publication of JPH0927100A publication Critical patent/JPH0927100A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前方車両の検出精度を向上させることができ
るとともに大きさの異なる車種を区別して認識できる前
方車両認識方法及び前方車両認識装置並びに車両用追突
防止装置を提供する。 【解決手段】 前方車両と自車両間の車間距離Lを測定
する車間距離測定手段10と、車間距離Lに基づき前方
車両100Bの撮像位置を基準位置L0 に変更する撮像
倍率を算出する撮像倍率算出手段41cと、算出された
撮像倍率に基づき撮像手段20の撮像倍率を変更する撮
像倍率変更手段21、23とを有し、前方車両画像抽出
手段41aは、変更された撮像倍率にて撮像された前記
基準位置L 0 に相当する前方画像情報に基づいて前方車
両100Bの画像情報を抽出し、形状情報取得手段41
bは、前記前方車両画像抽出手段41aにより抽出され
た前方車両100Bの画像情報に基づいて前方車両10
0Bの形状情報を取得する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの走行
車両に搭載され、前方を走行する前方車両を認識する前
方車両認識装置及びこの前方車両認識装置からの前方車
両情報に基づいて自車両と前方車両との追突を未然に防
止する車両用追突防止装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の前方車両認識装置には、例えば
特開平4−151343号に記載された装置があった
(以下第1の従来装置という)。この第1の従来装置
は、ビデオカメラなどの撮像手段からの前方画像情報を
取得するとともにこの前方画像情報から垂直方向すなわ
ち縦方向のエッジ画像(以下、縦エッジ画像という)
と、水平方向すなわち横方向のエッジ画像(以下、横エ
ッジ画像という)をそれぞれ取得し、これらの取得した
縦横エッジ画像が連続して存在する縦横エッジ群を車両
をして認識するように構成していた。
【0003】より詳細には、この第1の従来装置では、
自車両の前方を走行する前方車両を含む前方画像を撮像
手段により取得し、この前方画像に対して縦方向フィル
タ処理を施すことにより複数の縦エッジ線群からなる縦
エッジ画像を取得するとともに、横方向フィルタ処理を
施すことにより複数の横エッジ線群からなる横エッジ画
像を取得する。そして、取得した縦方向エッジ画像及び
横方向エッジ画像の論理和演算すなわち両エッジ画像を
合成することにより縦横エッジ画像を生成し、この生成
した縦横エッジ画像に基づいて前方車両の認識を行って
いた。
【0004】また、特開平5−113482号(以下、
第2の従来装置という)には、レーザレーダ、電波レー
ダあるいは超音波レーダとして構成された距離測定器を
有し、この距離測定器により検出された前方車両との車
間距離に基づき自車両と前方車両との追突を予測するよ
うに構成されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記第1の
従来装置及び第2の従来装置のいずれにおいても、その
撮像手段の撮像倍率は固定されていた。すなわち、撮像
手段には固定焦点のレンズ系が用いられていたので、前
方車両が自車両の遠方に存在していた場合には、この前
方車両の検出精度が低下してしまい、また乗用車とトラ
ックといったようにその大きさに差があった場合には、
遠近の差によりこれらを区別して認識することが難しく
なってしまっていた。本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであり、前方車両の検出精度を向上させる
ことができるとともに大きさの異なる車種を区別して認
識できる前方車両認識方法及び前方車両認識装置並びに
車両用追突防止装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明によりなされた前方車両認識方法は、自車両
が走行する走行路における前方画像を撮像し、当該前方
画像から前記自車両の前方を走行する前方車両について
の画像情報を抽出し、当該抽出された前方車両の画像情
報から前方車両の形状情報を取得する前方車両認識方法
において、前記前方車両と自車両間の車間距離に基づ
き、前方車両の撮像位置を実際の撮像位置から自車両か
ら所定相対距離離間した基準位置に変更するための撮像
倍率を算出し、当該算出した撮像倍率により撮像した前
方画像情報に基づいて前方車両の画像情報を抽出し、当
該抽出した前記基準位置における前方車両の画像情報に
基づき、前方車両の形状情報を取得することを特徴とし
ている。(請求項1)
【0007】また、本発明によりなされた前方車両認識
装置は、図1の基本構成図に示すように、自車両100
Aが走行する走行路における前方画像を撮像する撮像手
段20と、前記自車両100Aの前方を走行する前方車
両100Bについての画像情報を前方画像より抽出する
前方車両画像抽出手段41aと、前記抽出された前方車
両100Bの画像情報より前方車両の形状情報を取得す
る形状情報取得手段41bとを有する前方車両認識装置
において、前記前方車両100Bと自車両100A間の
車間距離Lを測定する車間距離測定手段10と、前記車
間距離Lに基づき、前方車両100Bの撮像位置を実際
の撮像位置から自車両100Aから所定相対距離離間し
た基準位置L0 に変更するための撮像倍率を算出する撮
像倍率算出手段41cと、前記算出された撮像倍率に基
づき、前記撮像手段20の撮像倍率を変更する撮像倍率
変更手段21、23とを有し、前記前方車両画像抽出手
段41aは、変更された撮像倍率にて撮像された前記基
準位置L0 に相当する前方画像情報に基づいて前方車両
100Bの画像情報を抽出し、前記形状情報取得手段4
1bは、前記前方車両画像抽出手段41aにより抽出さ
れた前方車両100Bの画像情報に基づいて前方車両1
00Bの形状情報を取得することを特徴としている。
(請求項2)
【0008】また、前記撮像手段20により撮像された
前方画像情報から縦エッジ画像を取得する縦エッジ画像
取得手段41e、前記前方画像情報から横エッジ画像を
取得する横エッジ画像取得手段41fからなるエッジ画
像取得手段41dを有し、前記前方車両画像抽出手段4
1aは、前記撮像倍率算出手段41cにより算出された
撮像倍率にて撮像された前方画像情報を前記エッジ画像
取得手段41dにて処理することにより取得した縦横エ
ッジ画像から前方車両に対応する縦横エッジ線群を前記
前方車両100Bの画像情報として抽出し、前記形状情
報取得手段41bは、前記前方車両画像抽出手段41a
により抽出された前方車両の縦横エッジ画像に基づき、
当該縦横エッジ画像を構成する横エッジ画像の上端エッ
ジ線と下端エッジ線を選択するとともにこれら選択され
た上下端エッジ線の高さ方向の相対距離を前方車両10
0Bの形状情報として取得することを特徴としている。
(請求項3)
【0009】また、車間距離と撮像倍率との相関関係を
示す相関情報を保持する相関情報保持手段42aを有
し、前記撮像倍率算出手段41cは、前記相関情報保持
手段42aに保持された相関情報を参照し、前記取得し
た車間距離情報Lに基づいて前方車両100Bの撮像位
置を実際の撮像位置から自車両100Aから所定相対距
離離間した基準位置L0 とするための撮像倍率を算出す
ることを特徴としている。(請求項4)
【0010】また、前記車間距離測定手段10は、自車
両100Aの所定位置に配設され、その前方に向けてレ
ーザ光線11aを投射するとともに前記前方車両100
Bにより反射した反射レーザ光線12aを受光し、前記
投射レーザ光線11aと反射レーザ光線12aに基づい
て前記前方車両100Bと自車両100A間の車間距離
Lを測定することを特徴としている。(請求項5)
【0011】また、前記車間距離測定手段10により前
方車両が検出されたときにのみ前方車両認識動作を実行
することを特徴としている。(請求項6)
【0012】また、本発明によりなされた車両用追突防
止装置は、上述した前方車両認識装置と、所定時間相前
後する複数の車間距離情報に基づき、前記自車両100
Aと前方車両100B間の相対走行速度を算出する相対
走行速度算出手段41gと、前記前方車両認識装置から
の前方車両の形状情報と相対走行速度算出手段41gが
算出した相対速度情報とに基づき、自車両100Aが前
方車両100Bに追突する危険性の度合いを判定し、追
突する危険性が高いと判断された場合に、追突を防止す
るための動作を実行する追突防止手段50とを有してい
ることを特徴としている。(請求項7)
【0013】また、前記追突防止手段50は、運転者に
対し危険を映像で知らせる映像警報手段51、運転者に
対し危険を音声で知らせる音声警報手段52、車両を制
動させる自動制動手段53の少なくとも一つを有してい
ることを特徴としている。(請求項8)
【0014】上記請求項1の方法によれば、前方車両と
自車両との車間距離を算出し、この車間距離に応じて撮
像手段の撮像倍率を変更することにより、自車両から一
定の所定距離離れた基準位置に前方車両が存在した状態
の前方画像を取得する。そして、この前方画像から基準
位置における前方車両の形状情報を取得する。
【0015】上記請求項2の構成によれば、車間距離測
定手段10は前方車両100Bと自車両100A間の車
間距離Lを測定し、撮像倍率算出手段41cはこの測定
された車間距離Lに基づいてこの車間距離Lを基準距離
0 に変更するための撮像倍率を算出する。前方車両画
像抽出手段41aは算出された撮像倍率にて撮像手段2
0が撮像した基準位置における前方画像から前方車両を
抽出し、形状情報取得手段はこの抽出された前方車両の
画像情報に基づいて前方車両の形状情報を取得する。
【0016】上記請求項1の方法及び上記請求項2の構
成のいずれも、前方車両と自車両との車間距離を撮像手
段の撮像倍率を変更することで見かけ上一定距離とした
ので、この一定距離を前方車両の撮像に適した距離すな
わち前方車両を大きく撮像可能とする距離に設定するこ
とにより、前方車両の検出精度を向上させることができ
る。また、車間距離を一定距離としたことにより、得ら
れた形状情報は前方車両自身の大きさを反映したものと
なる。従って、この形状情報に基づき前方車両の大きさ
を認識することができる。
【0017】上記請求項3の構成によれば、エッジ画像
取得手段41dすなわち前方画像情報から縦エッジ画像
を取得する縦エッジ画像取得手段41e及び前記前方画
像情報から横エッジ画像を取得する横エッジ画像取得手
段41fは、前方画像からそれぞれ縦エッジ画像及び横
エッジ画像を取得する。そして、前方車両画像抽出手段
41aは前方車両に対応する縦横エッジ画像を前方車両
の画像情報として抽出し、形状情報取得手段41bは、
抽出された前方車両の縦横エッジ画像の横エッジ画像の
上端エッジ線と下端エッジ線間の高さ方向の相対距離を
前方車両の形状情報として取得する。すなわち、請求項
3の構成では、前方車両を縦横エッジ線群として抽出
し、この縦横エッジ線群を構成する横エッジ線群中の上
端エッジ線と下端エッジ線間の距離により前方車両の形
状情報すなわち大きさ情報を取得するので、画像を線分
情報として取り扱うことができ演算処理を高速に行うこ
とができる。
【0018】上記請求項4の構成によれば、相関情報保
持手段42aは相関情報すなわち車間距離とそれに対応
した撮像倍率を保持し、撮像倍率算出手段41cはこの
相関情報及び車間距離Lに基づいて車間距離Lを基準距
離L0 に変更するための撮像手段20の撮像倍率を算出
する。すなわち、請求項4の構成では、車間距離とそれ
に対応した撮像倍率を保持する相関情報保持手段を設
け、この相関情報保持手段の保持内容を参照することに
より撮像倍率を決定するので、演算処理を省略すること
ができ処理を高速化できる。
【0019】上記請求項5の構成によれば、自車両10
0Aと前方車両100B間の車間距離を投射レーザ光1
1aと反射レーザ光12aの状態例えば位相差に基づい
て測定する。すなわち、レーザ光を用いた距離測定手段
を設けたので、遠方を走行する前方車両を容易に認識す
ることができる。
【0020】上記請求項6の構成によれば、前記車間距
離測定手段10により前方車両が検出されたときにのみ
前方車両認識動作を実行するので、路面上の画像や陰と
いった前方車両以外のものを前方車両として誤認識する
ことを低減させることができる。
【0021】上記請求項7の構成によれば、相対走行速
度算出手段41gは所定時間相前後する複数の車間距離
情報に基づき、前記自車両100Aと前方車両100B
間の相対走行速度を算出する。追突防止手段50は、請
求項2乃至6記載の前方車両認識装置からの前方車両の
形状情報と、算出した相対速度情報とに基づいて追突の
危険性判定を行い、追突する危険性が高いと判断された
場合に、追突を防止するための動作を実行する。すなわ
ち、前方車両の大きさ及び自車両と前方車両との速度差
を制御因子として追突の危険性を判定するので、前方車
両の大きさによりその前方車両の制動力を推定すること
ができ、前方車両の種類に応じて動作実行のタイミング
を制御することが可能となり、円滑な制動制御が実現で
きる。
【0022】上記請求項8の構成によれば、運転者に対
し危険を映像で知らせる映像警報手段51、運転者に対
し危険を音声で知らせる音声警報手段52、車両を制動
させる自動制動手段53の少なくとも一つの手段により
追突防止手段50を構成したので、映像警報手段51及
び音声警報手段52によれば運転者に対して危険を明確
に知らせることができ、自動制動手段53によれば追突
を未然に防止することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態の具体例
を図面を参照して説明する。図2は具体例の構成を示す
ブロック図である。同図において、10は距離測定部、
20は画像入力部、30は記憶部、40はデータ処理
部、50は表示警報部である。これらの各部は、データ
処理部40に対しそれぞれが放射状に接続され、データ
処理部40との信号あるいは情報の送受がなされてい
る。
【0024】距離測定部10は、レーザ光源部11と、
受光部12とを有している。そして、レーザ光源部11
はレーザ光11a(以下、投射レーザ光11aという)
を外部に向けて投射し、受光部12は外部に存在する物
体にて反射したレーザ光12a(以下、反射レーザ光1
2aという)を受光するとともにこの反射レーザ光12
aの強度及び周波数に応じた電気信号を出力する。
【0025】画像入力部20は、ズームレンズ21と、
イメージプレーン22と、ズームレンズ駆動機構23と
を有している。そして、ズームレンズ21は、ズームレ
ンズ駆動機構23により調整された撮像倍率にて外部か
らの画像情報20aをイメージプレーン22上に結像す
る。そして、イメージプレーン22は、この結像した画
像情報20aをその輝度値に応じた電気信号に変換し、
記憶部30(後述するフレームメモリ31)に送出す
る。
【0026】これらの距離測定部10及び画像入力部2
0は、図3に示すように取り付けられている。同図にお
いて、100Aは自車両、100Bは自車両100Aの
前方を走行する他車両(以下、前方車両100Bとい
う)である。上記距離測定部10は、自車両10のフロ
ント部110Aの前端下方の位置にその前方に向けて取
り付けられている。上記画像入力部20は、同じく自車
両100Aのフロント部110A内にて、その前方を撮
像するように取り付けられている。
【0027】そして、距離測定部10は、投射レーザ光
11aを前方車両100Bに投射するとともにこの前方
車両100Bからの反射レーザ光12aを受光し、これ
らの投射レーザ光11a及び反射レーザ光12aに基づ
き車両間隔Lを測定する。また、画像入力部20は前方
車両100Bを含む前方画像20aを撮像する。なお、
これらの距離測定部10及び画像入力部20の取付位置
は、図示した位置に限るものではなく、前方向きすなわ
ち前方車両100Bを検出できる位置であれば自車両1
00Aの任意の位置に取り付けることが可能である。
【0028】記憶部30は、図2に示すように、フレー
ムメモリ31と、フィルタ処理画像メモリ32と、二値
化画像メモリ33と、エッジ画像メモリ34を有してい
る。フレームメモリ31は、m×nのマトリクス構成を
有し、画素毎の輝度情報として保持するメモリ手段とし
て構成されている。そして、このフレームメモリ31に
格納される輝度情報は、例えば256階調の情報が保持
される。フィルタ処理画像メモリ32は、上記フレーム
メモリ31に保持された画像情報に対して空間フィルタ
処理を施したフィルタ処理画像を保持する。二値化画像
メモリ33は、上記フィルタ処理画像メモリ32に保持
されたフィルタ処理画像を二値化した二値化画像情報を
保持する。そして、これらのフィルタ処理画像メモリ3
2及び二値化画像メモリ33もまたm×nのマトリクス
構成を有し、画素毎の輝度情報が保持される。
【0029】エッジ画像メモリ34は、縦エッジ画像メ
モリ34aと、横エッジ画像メモリ34bと、合成エッ
ジ画像メモリ34cとを有している。そして、これらの
各エッジ画像メモリ34a、34b及び34cもまた上
述したフレームメモリ31と同様なm×nのマトリクス
構成を備えている。縦エッジ画像メモリ34aは、上記
二値化画像から取得した垂直方向のエッジ画像(以下縦
エッジ画像という)を保持する。同様に、横エッジ画像
メモリ34bは、上記二値化画像から取得した水平方向
のエッジ画像(以下横エッジ画像という)を保持する。
合成エッジ画像メモリ34cは、上述した縦エッジ画像
メモリ34aに保持された縦エッジ画像と、横エッジ画
像メモリ34bに保持された横エッジ画像とから取得さ
れた縦横エッジ画像を保持する。
【0030】データ処理部40は、CPU41、ROM
42及びRAM43から構成されている。CPU41は
動作プログラムに従って動作する中央制御装置として機
能し、ROM42はこのCPU41の動作プログラムや
予め与えられる設定値などを保持している。そして、R
AM43はCPU41の演算実行時に必要なデータを一
時的に保持する。ROM42は、図4(a)に示すよう
に、その一部領域が車間・撮像倍率相関テーブル領域4
2a、車種テーブル領域42bとして使用されている。
【0031】そして、ROM42の車間・撮像倍率相関
テーブル領域42aには、例えば図4(b)に示すよう
に、距離すなわち車間距離と画像入力部20の撮像倍率
とが互いに対応付けされた相関情報として保持されてい
る。例えば、車間距離100mの撮像倍率は3.3倍と
され、車間距離50mの撮像倍率は1.7倍とされる。
この撮像倍率は、前方を走行する前方車両について、自
車両とこの前方車両との車間距離を見かけ上一定の基準
距離に変更するための撮像倍率として与えられている。
【0032】そして、この一定距離は、前方車両の撮像
に適した距離すなわち前方車両を大きく撮像可能とする
距離として設定されており、これにより前方車両の検出
精度を向上させている。なお、この具体例においては、
この基準距離は30m(倍率1.0)として与えられて
いる。また、この車間・撮像倍率相関テーブル領域42
a保持される相関情報を、図4(c)に示すような、車
間距離と撮像倍率との関数情報としても良い。この場
合、よりきめ細かな撮像倍率の制御が実現できる。
【0033】ROM42の車種テーブル領域42bは、
図4(d)に示すように、横エッジ高さから前方車両の
車種を判定するための相関情報として与えられている。
この横エッジ高さは、上記合成エッジ画像メモリ34c
に保持された縦横エッジ画像から抽出された前方車両画
像情報における横エッジ画像の上端エッジ線と下端エッ
ジ線間の高さ方向の相対距離を示している。そして、こ
の相対距離すなわち横エッジ高さが高い程大型な車両と
見なし、横エッジ高さでh1以上h2未満が小型車、横
エッジ高さでh2以上h3未満が中型車、横エッジ高さ
でh3以上h4未満が大型車となっている。
【0034】また、RAM43は、図5に示すように、
その一部領域が、車間距離保持領域43a、撮像倍率保
持領域43b、車種情報保持領域43c、相対速度情報
保持領域43d、車間距離取得間隔カウント領域43e
として使用されている。なお、上記領域中、車間距離取
得間隔カウント領域43eは、後述する車間距離算出処
理の間隔をカウントするカウンタ領域として使用されて
いる。より詳細には、現時点における車間距離算出処理
から次時点における車間距離算出処理までの処理間隔を
カウントすることにより車間距離取得間隔情報を与え
る。
【0035】表示警報部50は、表示器51と、スピー
カ52と、制動機構53とを有している。表示器51
は、CRTなどで構成され画像入力部20で撮像した生
画像を表示したり、データ処理部40が前方車両との追
突危険性有りと判定した際にメッセージなどを表示して
運転者に対して危険を映像で知らせたりする。スピーカ
52は、データ処理部40からの音声信号に従い音声ガ
イダンスあるいは警報音といった音声情報を発生する。
そして、データ処理部40が追突危険性有りと判定した
場合には運転者に対して危険を音声で知らせる。制動機
構53は、車両の制動機構すなわちブレーキとして構成
されている。この制動手段は、通常のブレーキとは別系
統の制御にて動作するもので、上述した表示器51及び
スピーカ52と同様に、データ処理部40が追突危険性
有りと判定した場合において作動し、この制動機構53
の作動により車両は制動すなわち停止する。
【0036】以上の構成を有する具体例の動作すなわち
データ処理部40による制御動作について、フローチャ
ートを参照して説明する。この具体例においては、まず
図6のフローチャートにおけるステップS110にて、
車間距離測定処理を行う。この車間距離測定処理は、具
体的には、図7のフローチャートによりなされる。以
下、この図7のフローチャートを参照して、車間距離測
定処理を説明する。
【0037】この車間距離測定処理では、まずステップ
S210にて、車両前方にレーザ光を投射する。すなわ
ち、このステップS210では、図3に示すように、自
車両100Aに配設された距離測定部10(レーザ光源
部11)からその前方に向けて投射レーザ光11aを投
射する。そして、ステップS220に移行する。
【0038】ステップS220では、前方車両の有無を
反射レーザ光の有無に基づき判定する。より詳細には、
このステップS220では、上記ステップS110にて
投射された投射レーザ光11aが前方車両100Bにて
反射して反射レーザ光12aとなり、この反射レーザ光
12aが距離測定部10(受光部12)にて受光された
か否かを判定する。そして、前方車両100Bが存在し
た場合すなわち反射レーザ光12aが受光された場合に
は、ステップS221に移行して「前方車両有り」と判
定する。一方、前方車両100Bが存在しなかった場合
すなわち反射レーザ光12aが受光されなかった場合に
は、ステップS222に移行して「前方車両無し」と判
定する。
【0039】そして、上記ステップS221で「前方車
両有り」と判定した場合にはステップS230に移行す
る。そして、このステップS230では、投射レーザ光
11aと反射レーザ光12aに基づき、自車両100A
と前方車両100B間の車間距離L(図3参照)を算出
する。この車間距離Lの測定は、この具体例では、投射
レーザ光11aと反射レーザ光12aの状態の差、例え
ば投射レーザ光11aと反射レーザ光12aの位相差を
検出し、この位相差に基づいてなされる。そして、この
ステップS230で算出した車間距離Lは車間距離情報
として、データ処理部40を構成するRAM43の車間
距離保持領域43aに格納する。
【0040】なお、この車間距離保持領域43aは現時
点から数時点以前の車間距離情報を保持するように構成
され、このステップS230の処理毎に更新される。ま
た、このステップS230における車間距離の測定処理
の終了時点で、上記RAM43の車間距離取得間隔カウ
ント領域43eのカウント値を車間距離取得間隔情報と
して取得するとともにこのカウント値を「0」リセット
する。
【0041】なお、この具体例のように、レーザ光を用
いた距離測定部10を設けた場合、このレーザ光は、比
較的長距離遠方まで投射することが可能であるので、前
方であって遠方を走行する前方車両100Bであって
も、この前方車両100Bとの車間距離を比較的容易に
計測することができるといった利点を有する。
【0042】そして、上記ステップS222で「前方車
両無し」と判定した場合、あるいは上記ステップS23
0における車間距離の測定処理が終了した場合には、こ
の一連の車間距離測定処理を終了し、図6のフローチャ
ートにおけるステップS120に移行する。このステッ
プS120では、前方車両の有無を判定する。この前方
車両の有無判定は、上記ステップS110の車間距離測
定処理の判定結果に基づいてなされるもので、詳細には
上述したステップS221(図7参照)にて「前方車両
有り」と判定した場合にはステップS130に移行して
以後の処理を実行し、ステップS222にて「前方車両
無し」と判定した場合にはステップS110に移行して
上述した車間距離測定処理を再度実行する。
【0043】このように、この具体例では、距離測定部
10により前方車両100Bが検出されるまではステッ
プS110の車間距離測定処理を繰り返し実行し、距離
測定部10により前方車両100Bが検出された場合
に、後述する前方車両認識処理を実行するように構成し
ているので、前方車両認識処理の実行時には、自車両1
00Aの前方に前方車両100Bが存在しており、路面
上の画像や陰といった前方車両以外のものを前方車両1
00Bとして誤認識する確率が低減する。そして、この
ステップS120の処理が終了するとステップS130
に移行する。
【0044】このステップS130では、撮像倍率の算
出処理を行う。この撮像倍率すなわち画像入力部20の
ズームレンズ21のズーム倍率は、上述したように、前
方を走行する前方車両について、自車両100Aと前方
車両100Bとの車間距離Lを見かけ上一定の基準距離
0 (図3参照)に変更するための制御値として与えら
れるものである。
【0045】そして、このステップS130では、図4
(a)にて説明した、ROM42の車間・撮像倍率相関
テーブル領域42aの内容、より詳細には車間距離Lと
画像入力部20の撮像倍率とが互いに対応付けされた相
関情報を参照し、上記ステップS110にて取得されR
AM43の車間距離保持領域43a内に保持された車間
距離Lに基づき、この車間距離Lに対応する撮像倍率を
取得する。ここで取得した撮像倍率は、RAM43の撮
像倍率保持領域43b(図5参照)に保持させ、引き続
くステップS140に移行する。
【0046】ステップS140では、ズームアップ処理
を行う。このズームアップ処理は、上記ステップS13
0にて算出し、撮像倍率保持領域43bに保持された撮
像倍率に基づいてなされるもので、ズームレンズ駆動機
構23は上記撮像倍率に応じた駆動信号によりズームレ
ンズ21の撮像倍率を変化させる。そして、このズーム
アップ処理後ステップS150に移行する。
【0047】ステップS150では、前方画像を撮像す
る。そして、このステップS150の撮像時点において
は、上記ステップS140にてズームアップ処理が行わ
れた後であるので、見かけ上車間距離Lが基準距離L0
すなわち30mである前方画像が撮像される。従って、
図9の模式図で示すように、基準距離L0 (30m)よ
り離間した車間距離Lを走行する前方車両100Bの場
合、通常ならば同図に符号100B(L)にて示す小さ
い大きさにて撮像されるが、撮像倍率が変更されている
ことにより同図に符号100B(L0 )にて示す比較的
大きい大きさにて撮像され、この撮像画像が記憶部30
のイメージプレーン31に保持される。
【0048】このように、前方車両100Bを比較的大
きく撮像すると、撮像画面(フレームメモリ31)内に
おける前方車両100Bが占有する画像の割合が大きく
なる。すなわち、検出対象物の面積が大きくなるので検
出精度を向上させることができる。また、実際の処理に
おいては、このステップS150により、図10に示す
ような、道路200を走行する前方車両100Bを含む
前方画像が撮像され、この撮像画像が記憶部30のイメ
ージプレーン31に保持される。
【0049】そして、引き続くステップS160では、
画像抽出・大きさ算出処理を行う。この画像抽出・大き
さ算出処理は、具体的には、図8のフローチャートによ
りなされる。以下、この図8のフローチャートを参照し
て、画像抽出・大きさ算出処理を説明する。
【0050】この画像抽出・大きさ算出処理では、まず
ステップS310にて、フィルタ処理を行う。このフィ
ルタ処理は、上述したように、上記フレームメモリ31
に保持された前方画像情報に対してなされる処理で、こ
の処理により、前方画像情報中の着目する画素の垂直方
向すなわち縦方向に隣接する画素間の濃度勾配及び水平
方向(横方向)に隣接する画素間の濃度勾配に基づき、
対象点の濃度値(輝度値)を操作することにより物体画
像を際立たせたフィルタ処理画像が得られる。そして、
得られたフィルタ処理画像については、フィルタ処理画
像メモリ32に格納保持する。
【0051】引き続くステップS320では、二値化処
理を行う。この二値化処理は、上記ステップS310に
て取得し、フィルタ処理画像メモリ32に保持されたフ
ィルタ処理画像に対してなされるもので、このフィルタ
処理画像を構成する各画素について所定のしきい値と比
較することにより、所定輝度値以上のものを「1」、所
定輝度値未満のものを「0」とした二値化画像を取得す
る。そして、この取得した二値化画像を二値化画像メモ
リ33に格納保持した後、ステップS330に移行す
る。
【0052】ステップS330では、垂直・水平エッジ
画像取得処理を行う。この垂直・水平エッジ画像取得処
理は、上記ステップS320にて取得し、二値化画像メ
モリ33に保持された二値化画像に対してなされるもの
で、この二値化を構成する各画素について、垂直方向す
なわち縦方向に連続した画素を抽出することにより縦エ
ッジ画像を取得し、また水平方向すなわち横方向に連続
した画素を抽出することにより横方向エッジ画像を取得
する。
【0053】そして、この取得した縦エッジ画像につい
てはエッジ画像メモリ34の縦エッジ画像メモリ34a
に格納保持し、横エッジ画像については横エッジ画像メ
モリ34bに格納保持する。なお、図10にて示した前
方画像について、このステップS330の垂直・水平エ
ッジ画像取得処理を行った場合には、図11に示す縦エ
ッジ線群EVからなる縦エッジ画像と、図12に示す横
エッジ線群EHからなる横エッジ画像が取得される。
【0054】引き続くステップS340では、エッジ画
像の合成処理を行う。このエッジ画像の合成処理は、縦
エッジ画像メモリ34aに保持された縦エッジ画像と、
横エッジ画像メモリ34bに保持された横エッジ画像と
を読み出し、両エッジ画像の論理和を演算することによ
り取られた論理和画像を縦横エッジ画像として取得す
る。そして、この取得した縦横エッジ画像については、
エッジ画像メモリ34の合成エッジ画像メモリ34cに
格納保持し、ステップS350に移行する。
【0055】ステップS350では、前方車両画像の抽
出処理を行う。この前方車両画像の抽出処理は、上記ス
テップS340にて取得され、合成エッジ画像メモリ3
4cに保持された先方車両についての縦横エッジ画像に
基づきなされる。すなわち、このステップS350で
は、上記縦横エッジ画像中において、縦横エッジ画像が
最も多く重畳された領域の縦横エッジ画像を前方車両画
像として抽出し、この抽出した前方車両画像について
は、再度合成エッジ画像メモリ34cに格納保持する。
なお、図10にて示した前方画像について、このステッ
プS350の前方車両画像の抽出処理を行った場合に
は、図13に示すように、縦エッジ線群EVと横エッジ
線群EHとが重畳された、前方車両に相当する縦横エッ
ジ画像が取得される。
【0056】引き続くステップS360では、前方車両
の高さ情報取得処理を行う。この前方車両の高さ情報取
得処理は、上記ステップS350にて抽出され、合成エ
ッジ画像メモリ34cに保持された先方車両についての
縦横エッジ画像に基づきなされる。すなわち、図13に
示すように、前方車両100Bについての縦横エッジ画
像を構成する横エッジ線群EHの上端エッジ線EH1と
下端エッジ線EH2間のエッジ間距離H(以下、横エッ
ジ高さHという)を前方車両100Bの高さ情報として
取得しステップS370に移行する。
【0057】ところで、このステップS360におい
て、前方車両100Bの高さ情報として取得された横エ
ッジ高さHは、車間距離を一定の基準距離L0 とした場
合の形状情報として取得される。そして、ここで得られ
た形状情報(横エッジ高さH)は、前方車両100B自
身の大きさを反映したものとなる。従って、この形状情
報に基づき前方車両の大きさを認識することができる。
【0058】このステップS370では、ROM42の
車種テーブル領域42bの内容、より詳細には横エッジ
高さHと車種情報とが互いに対応付けされた相関情報を
参照し、先の処理で取得した横エッジ高さHに基づき、
この横エッジ高さHに対応する車種情報を前方車両10
0Bの大きさ情報すなわち車種情報として取得し、RA
M42の車種情報保持領域43cに格納保持する。この
ように、前方車両100Bの高さ情報に基づき、この高
さ情報と車種情報とを対応付けて前方車両100Bの車
種情報を判定することにより、車種情報の判定が容易に
なり処理を高速に行えるといった利点を有する。
【0059】このステップS370の処理が終了する
と、この一連の画像抽出・大きさ取得処理を終了して、
図6のフローチャートのステップS170に移行する。
ところで、上述した画像抽出・大きさ取得処理では、前
方車両を縦横エッジ線群として抽出している。このよう
に構成した場合、前方車両100Bを示す画像は縦横エ
ッジ線群EV+EHとして抽出され、この縦横エッジ線
群を構成する横エッジ線群EH中の上端エッジ線EH1
と下端エッジ線間EH2の距離により前方車両の形状情
報すなわち大きさ情報を取得するので、画像を面積情報
ではなく線分情報として取り扱うことができ、演算処理
を高速に行うことができるといった利点を有する。。
【0060】そして、ステップS170では相対速度算
出処理を行う。この相対速度算出処理は、上記ステップ
S230でRAM43の車間距離情報保持領域43aに
保持された車間距離情報と、同じくステップS230で
取得した車間距離取得間隔情報とに基づき、一時点前の
車間距離情報と現時点での車間距離情報と両車間距離情
報を取得した時間の間隔に基づき両者の相対速度を算出
する。そして、この算出した相対速度情報をRAM43
の相対速度情報保持領域43dに保持し、ステップS1
80に移行する。
【0061】ステップS180では、警報・ブレーキ制
御を行う。この警報・ブレーキ制御は、上記ステップS
370にて算出した車両の大きさ情報と上記ステップS
170で算出した相対速度情報とに基づいて追突の危険
性を判断し、追突の危険性有りと判断した場合には、上
記表示警報部50の表示器51、スピーカ52を動作さ
せ、運転者に対して、表示器51によるメッセージの表
示、スピーカ52による警報音あるいは音声ガイダンス
の出力を行う。そして、追突の危険性が高いと判断され
た場合には、制動機構53を動作させることにより自車
両を停止させる。
【0062】また、この警報・ブレーキ制御において追
突の危険性を判断する際、上記ステップS370にて取
得した車両の車種情報(大きさ情報)を参照し、この車
種情報に応じてその判断基準を変えている。例えば、上
記車種情報が大型車であった場合には、急な加減速はな
いとみなし、制御を実行するタイミングを多少遅くした
り、制動機構53の制動力を多少弱めに設定し、小型車
であった場合には、急な加減速が有り得るとみなし、制
御を実行するタイミングを多少早くしたり、制動機構5
3の制動力を多少強めに設定する。このように、前方車
両の大きさ情報及び自車両と前方車両との相対速度(速
度差)に基づいて追突の危険性を判断することにより、
前方車両の大きさによりその前方車両の制動力を推定す
ることができるとともに前方車両の種類に応じて動作実
行のタイミングが制御でき、円滑な制動制御を実現でき
る。そして、このステップS180の処理が終了する
と、ステップS110に移行し、再度上述した処理を実
行する。
【0063】以上の説明から明らかなように本発明の構
成要件と具体例のフローチャートとは次の対応関係を有
している。すなわち、前方車両画像抽出手段41aは図
8のフローチャートにおけるステップS350に対応
し、形状情報取得手段41bは図8のフローチャートに
おけるステップS360及びS370に対応している。
また、撮像倍率算出手段41cは図6のフローチャート
におけるステップS130及びS140に対応してい
る。また、エッジ画像取得手段41dは図8のフローチ
ャートにおけるステップS310〜S340に対応し、
縦エッジ画像取得手段41e及び横エッジ画像取得手段
41fは図8のフローチャートにおけるステップS33
0に対応している。また、相対走行速度算出手段41g
は図6のフローチャートにおけるステップS170に対
応している。
【0064】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の前方車両認識方法、前方車両認識装置及び前方車両認
識装置を用いた車両用追突防止装置によれば、次の効果
を奏する。
【0065】すなわち、前方車両と自車両との車間距離
を撮像手段の撮像倍率を変更することで見かけ上一定距
離としたので、この一定距離を前方車両の撮像に適した
距離すなわち前方車両を大きく撮像可能とする距離に設
定することにより、前方車両の検出精度を向上させるこ
とができる。また、車間距離を一定距離としたことによ
り、得られた形状情報は前方車両自身の大きさを反映し
たものとなる。従って、この形状情報に基づき前方車両
の大きさを認識することができる。
【0066】また、前方車両を縦横エッジ線群として抽
出し、この縦横エッジ線群を構成する横エッジ線群中の
上端エッジ線と下端エッジ線間の距離により前方車両の
形状情報すなわち大きさ情報を取得するので、画像を線
分情報として取り扱うことができ演算処理を高速に行う
ことができる。
【0067】また、車間距離とそれに対応した撮像倍率
を保持する相関情報保持手段を設け、この相関情報保持
手段の保持内容を参照することにより撮像倍率を決定す
るので、演算処理を省略することができ処理を高速化で
きる。
【0068】また、レーザ光を用いた距離測定手段を設
けたので、遠方を走行する前方車両を容易に認識するこ
とができる。
【0069】また、前方車両が検出されたときにのみ前
方車両認識動作を実行するので、路面上の画像や陰とい
った前方車両以外のものを前方車両として誤認識するこ
とを低減させることができる。
【0070】また、前方車両の大きさ及び自車両と前方
車両との速度差を制御因子として追突の危険性を判定す
るので、前方車両の大きさによりその前方車両の制動力
を推定することができ、前方車両の種類に応じて動作実
行のタイミングを制御することが可能となり、円滑な制
動制御が実現できる。
【0071】また、運転者に対し危険を映像で知らせる
映像警報手段、運転者に対し危険を音声で知らせる音声
警報手段、車両を制動させる自動制動手段の少なくとも
一つの手段により追突防止手段を構成したので、映像警
報手段及び音声警報手段によれば運転者に対して危険を
明確に知らせることができ、自動制動手段によれば追突
を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成図を説明する図である。
【図2】具体例の構成を説明するブロック図である。
【図3】距離測定部10、画像入力部20の取付状態を
説明する図である。
【図4】ROM42に保持された相関情報を説明する図
である。
【図5】RAM43の保持内容を説明する図である。
【図6】具体例の主動作を示すフローチャートである。
【図7】車間距離測定処理を示すフローチャートであ
る。
【図8】画像抽出・大きさ算出処理を示すフローチャー
トである。
【図9】撮像倍率の変更処理に伴う前方車両100Bの
撮像状態を説明する図である。
【図10】前方画像を説明する図である。
【図11】縦エッジ画像を説明する図である。
【図12】横エッジ画像を説明する図である。
【図13】縦横エッジ画像を説明する図である。
【符号の説明】
10 距離測定部 11 レーザ光源部 12 受光部 20 画像入力部 21 ズームレンズ 23 ズームレンズ駆動機構 30 記憶部 34 エッジ画像メモリ 34c 合成エッジ画像メモリ 40 データ処理部 41 CPU 42 ROM 43 RAM 50 表示警報部 51 表示器 52 スピーカ 53 制動機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01S 17/08 G01S 11/00 B 17/93 9303−2F 17/88 A

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自車両が走行する走行路における前方画
    像を撮像し、当該前方画像から前記自車両の前方を走行
    する前方車両についての画像情報を抽出し、当該抽出さ
    れた前方車両の画像情報から前方車両の形状情報を取得
    する前方車両認識方法において、 前記前方車両と自車両間の車間距離に基づき、前方車両
    の撮像位置を実際の撮像位置から自車両から所定相対距
    離離間した基準位置に変更するための撮像倍率を算出
    し、 当該算出した撮像倍率により撮像した前方画像情報に基
    づいて前方車両の画像情報を抽出し、 当該抽出した前記基準位置における前方車両の画像情報
    に基づき、前方車両の形状情報を取得することを特徴と
    する前方車両認識方法。
  2. 【請求項2】 自車両が走行する走行路における前方画
    像を撮像する撮像手段と、前記自車両の前方を走行する
    前方車両についての画像情報を前方画像より抽出する前
    方車両画像抽出手段と、前記抽出された前方車両の画像
    情報より前方車両の形状情報を取得する形状情報取得手
    段とを有する前方車両認識装置において、 前記前方車両と自車両間の車間距離を測定する車間距離
    測定手段と、 前記車間距離に基づき、前方車両の撮像位置を実際の撮
    像位置から自車両から所定相対距離離間した基準位置に
    変更するための撮像倍率を算出する撮像倍率算出手段
    と、 前記算出された撮像倍率に基づき、前記撮像手段の撮像
    倍率を変更する撮像倍率変更手段とを有し、 前記前方車両画像抽出手段は、変更された撮像倍率にて
    撮像された前記基準位置に相当する前方画像情報に基づ
    いて前方車両の画像情報を抽出し、 前記形状情報取得手段は、前記前方車両画像抽出手段に
    より抽出された前方車両の画像情報に基づいて前方車両
    の形状情報を取得することを特徴とする前方車両認識装
    置。
  3. 【請求項3】 前記撮像手段により撮像された前方画像
    情報から縦エッジ画像を取得する縦エッジ画像取得手
    段、前記前方画像情報から横エッジ画像を取得する横エ
    ッジ画像取得手段からなるエッジ画像取得手段を有し、 前記前方車両画像抽出手段は、前記撮像倍率算出手段に
    より算出された撮像倍率にて撮像された前方画像情報を
    前記エッジ画像取得手段にて処理することにより取得し
    た縦横エッジ画像から前方車両に対応する縦横エッジ線
    群を前記前方車両の画像情報として抽出し、 前記形状情報取得手段は、前記前方車両画像抽出手段に
    より抽出された前方車両の縦横エッジ画像に基づき、当
    該縦横エッジ画像を構成する横エッジ画像の上端エッジ
    線と下端エッジ線を選択するとともにこれら選択された
    上下端エッジ線の高さ方向の相対距離を前方車両の形状
    情報として取得することを特徴とする請求項2記載の前
    方車両認識装置。
  4. 【請求項4】 車間距離と撮像倍率との相関関係を示す
    相関情報を保持する相関情報保持手段を有し、 前記撮像倍率算出手段は、前記相関情報保持手段に保持
    された相関情報を参照し、前記取得した車間距離情報に
    基づいて前方車両の撮像位置を実際の撮像位置から自車
    両から所定相対距離離間した基準位置とするための撮像
    倍率を算出することを特徴とする請求項2又は3記載の
    前方車両認識装置。
  5. 【請求項5】 前記車間距離測定手段は、自車両の所定
    位置に配設され、その前方に向けてレーザ光線を投射す
    るとともに前記前方車両により反射した反射レーザ光線
    を受光し、前記投射レーザ光線と反射レーザ光線に基づ
    いて前記前方車両と自車両A間の車間距離を測定するこ
    とを特徴とする請求項2、3又は4記載の前方車両認識
    装置。
  6. 【請求項6】 前記車間距離測定手段により前方車両が
    検出されたときにのみ前方車両認識動作を実行すること
    を特徴とする請求項2、3、4又は5記載の前方車両認
    識装置。
  7. 【請求項7】 請求項2乃至6記載の前方車両認識装置
    と、 所定時間相前後する複数の車間距離情報に基づき、前記
    自車両と前方車両間の相対走行速度を算出する相対走行
    速度算出手段と、 前記前方車両認識装置からの前方車両の形状情報と相対
    走行速度算出手段が算出した相対速度情報とに基づき、
    自車両が前方車両に追突する危険性の度合いを判定し、
    追突する危険性が高いと判断された場合に、追突を防止
    するための動作を実行する追突防止手段とを有している
    ことを特徴とする車両用追突防止装置。
  8. 【請求項8】 前記追突防止手段は、運転者に対し危険
    を映像で知らせる映像警報手段、運転者に対し危険を音
    声で知らせる音声警報手段、車両を制動させる自動制動
    手段の少なくとも一つを有していることを特徴とする請
    求項7記載の車両用追突防止装置。
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