車輛間距離計(jì)算裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了車輛間距離計(jì)算裝置和方法。計(jì)算距對(duì)象車輛的距離。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，對(duì)前方行駛的對(duì)象車輛進(jìn)行成像，并且確定對(duì)象車輛的圖像屬于哪個(gè)車輛組，諸如輕型車輛組、標(biāo)準(zhǔn)乘用車或重型車輛組。在每車輛組的基礎(chǔ)上，將代表性車輛寬度存儲(chǔ)在車輛組表中。使用與所判定的車輛組相對(duì)應(yīng)的車輛寬度來計(jì)算從其自身車輛到對(duì)象車輛的距離。
【專利說明】車輛間距離計(jì)算裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛間距離計(jì)算裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為防止車輛事故，車輛間距離的計(jì)算很重要。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，提供了諸如檢測(cè)例如前方行駛的車輛的牌照板并且計(jì)算距該車輛的距離的系統(tǒng)(專利文獻(xiàn)I至3)。也已經(jīng)考慮了各種其他的方法(專利文獻(xiàn)4至9)。
[0003][專利文獻(xiàn)I]:日本專利申請(qǐng)公開N0.61-155909
[0004][專利文獻(xiàn)2]:日本專利申請(qǐng)公開N0.2007-15525
[0005][專利文獻(xiàn)3]:日本專利申請(qǐng)公開N0.6-229759
[0006][專利文獻(xiàn)4]:日本專利申請(qǐng)公開N0.2011-150417
[0007][專利文獻(xiàn)5]:日本專利申請(qǐng)公開N0.2010-19589
[0008][專利文獻(xiàn)6]:日本專利申請(qǐng)公開N0.7-111712
[0009][專利文獻(xiàn)7]:日本專利申請(qǐng)公開N0.11-166811
[0010][專利文獻(xiàn)8]:日本專利申請(qǐng)公開N0.2002-327635
[0011][專利文獻(xiàn)9]:日本專利申請(qǐng)公開N0.2005-321872
[0012]然而，在專利文獻(xiàn)I至9中闡述的所有技術(shù)在降低開發(fā)成本和縮短處理時(shí)間方面均不令人滿意。例如，在專利文獻(xiàn)3中，使用圖像中的車輛的寬度來計(jì)算車輛間距離,但是由于車輛寬度根據(jù)車輛而有所不同，所以這使得有必要預(yù)先存儲(chǔ)所有車輛的寬度。因此，只要有新車輛上市，就有必要存儲(chǔ)該車輛的寬度，并且因此，無法降低開發(fā)成本。此外，由于當(dāng)計(jì)算車輛間距離時(shí)，需要執(zhí)行與所有車輛有關(guān)的檢測(cè)，所以無法縮短處理時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在降低開發(fā)成本同時(shí)縮短處理時(shí)間的車輛間距離計(jì)算裝置。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的車輛間距離計(jì)算裝置包括:成像控制設(shè)備(成像控制裝置)，用于控制已經(jīng)安裝在其自身車輛上的相機(jī)，以便于對(duì)出現(xiàn)在其自身車輛前方的對(duì)象車輛進(jìn)行成像；車輛組判定設(shè)備(車輛組判定裝置)，用于基于通過相機(jī)成像所獲得的圖像來判定該對(duì)象車輛屬于哪一組；對(duì)象車輛像素計(jì)數(shù)計(jì)算設(shè)備(對(duì)象車輛像素?cái)?shù)計(jì)算裝置)，用于計(jì)算在通過由相機(jī)成像獲得的圖像中包含的對(duì)象圖像的寬度或高度像素的數(shù)目；以及距離計(jì)算設(shè)備(距離計(jì)算裝置)，用于基于由車輛組判定設(shè)備判定的車輛組的代表性車輛寬度或車輛高度、由對(duì)象車輛像素計(jì)數(shù)計(jì)算設(shè)備所計(jì)算的像素?cái)?shù)目、以及通過由相機(jī)成像獲得的圖像的寬度或高度像素的數(shù)目，來計(jì)算與對(duì)象車輛的距離。
[0015]本發(fā)明還提供了一種車輛間距離計(jì)算方法。具體地，本發(fā)明提供了一種計(jì)算車輛間距離的方法，包括下述步驟:控制已經(jīng)安裝在其自身車輛上的相機(jī)，以便于對(duì)出現(xiàn)在其自身車輛的前方的對(duì)象車輛進(jìn)行成像；基于通過由相機(jī)成像獲得的圖像來判定對(duì)象車輛屬于哪一組；計(jì)算在通過相機(jī)成像所獲得的圖像中包含的對(duì)象圖像的寬度或高度像素的數(shù)目；以及基于所判定的車輛組的代表性車輛寬度或車輛高度、所計(jì)算的像素的數(shù)目、以及通過相機(jī)成像所獲得的圖像的寬度或高度像素的數(shù)目，來計(jì)算與對(duì)象車輛的距離。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，對(duì)位于其自身車輛前方的對(duì)象車輛進(jìn)行成像，并且從通過成像獲得的圖像來判定對(duì)象車輛屬于哪一車輛組。此外，計(jì)算在通過成像獲得的圖像中包含的對(duì)象車輛的圖像的寬度或高度像素的數(shù)目?；谒卸ǖ能囕v組的代表性車輛寬度或車輛高度、所計(jì)算的對(duì)象車輛的寬度或高度像素的數(shù)目、以及通過成像獲得的圖像的寬度或高度像素的數(shù)目，來計(jì)算從其自身車輛(相機(jī))到對(duì)象車輛的距離。車輛組是根據(jù)車輛的寬度或高度進(jìn)行分類的組，諸如輕型汽車、標(biāo)準(zhǔn)乘用車、諸如卡車或公共汽車的重型車輛、摩托車或自行車，并且可以認(rèn)為對(duì)應(yīng)于駕駛執(zhí)照的類別。根據(jù)本發(fā)明，判定對(duì)象車輛屬于哪一組，并且利用所判定的車輛組的代表性車輛寬度或高度來計(jì)算與對(duì)象車輛的距離。這意味著，沒有必要預(yù)先存儲(chǔ)所有車輛的寬度等。能縮減開發(fā)成本。此外，因?yàn)闆]有必要找出對(duì)象車輛與預(yù)先存儲(chǔ)的車輛當(dāng)中的哪個(gè)車輛相對(duì)應(yīng)，所以能夠縮短處理時(shí)間。
[0017]該裝置可以進(jìn)一步包括車輛存儲(chǔ)器，其中已經(jīng)基于每個(gè)車輛組預(yù)先存儲(chǔ)了代表性車輛寬度或車輛高度。在該情況下，距離計(jì)算設(shè)備可以基于由車輛組判定設(shè)備在存儲(chǔ)在車輛存儲(chǔ)器中的代表性車輛寬度或車輛高度當(dāng)中判定的車輛組的代表性車輛寬度或車輛高度、由對(duì)象車輛像素計(jì)數(shù)計(jì)算設(shè)備所計(jì)算的像素的數(shù)目、以及通過相機(jī)成像所獲得的圖像的寬度或高度像素的數(shù)目，來計(jì)算與對(duì)象車輛的距離。
[0018]從下述結(jié)合附圖進(jìn)行的描述中，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的，其中，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1圖示了其自身車輛和對(duì)象車輛之間的關(guān)系；
[0020]圖2是圖示車輛間距離計(jì)算裝置的電氣配置的框圖；
[0021]圖3是通過成像所獲得的圖像的示例；
[0022]圖4是車輛組表的示例；
[0023]圖5A和圖5B圖示了在其自身車輛和對(duì)象車輛之間的關(guān)系；以及
[0024]圖6和圖7圖示了駕駛傾向。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1以側(cè)視圖表示在其自身車輛2和在車輛2前方行駛的對(duì)象車輛I之間的關(guān)系。
[0026]其自身車輛(機(jī)動(dòng)車輛2)在道路3上行駛，并且要計(jì)算其車輛間距離I的對(duì)象車輛(機(jī)動(dòng)車輛I)在其自身車輛2的前方行駛。
[0027]相機(jī)10在其自身車輛2的頂部附近的前端處被安裝在該車輛內(nèi)。由相機(jī)10對(duì)前方行駛的對(duì)象車輛I成像?；谒东@的圖像來計(jì)算從其自身車輛2 (相機(jī)10)到對(duì)象車輛I的車輛間距離I。無需說明的是，由于車輛間距離I是從相機(jī)10到對(duì)象車輛的距離，所以可以根據(jù)其自身車輛2的發(fā)動(dòng)機(jī)罩的長度來對(duì)該距離校正。
[0028]圖2是圖示車輛間距離計(jì)算裝置的電氣配置的框圖。
[0029]控制單元20控制車輛間距離計(jì)算裝置的整體操作。[0030]成像控制單元23控制相機(jī)10。由相機(jī)10來對(duì)其自身車輛2前方行駛(停止)的對(duì)象車輛I成像。
[0031]圖3是通過成像所獲得的圖像30的示例。
[0032]在圖像30中，在表示道路3的道路圖像3 (用與道路3相同的附圖標(biāo)記表示)上表示前方行駛的對(duì)象車輛I的對(duì)象車輛圖像I (用與對(duì)象車輛I相同的附圖標(biāo)記表示)。對(duì)象車輛圖像I還包括牌照板的圖像1A。示出了包圍對(duì)象車輛圖像I的車輛行車道邊界框的圖像4和道路的中心線的圖像5。
[0033]如稍后所述，車輛檢測(cè)處理基于圖像30來執(zhí)行，以由此檢測(cè)對(duì)象車輛圖像I。在圖3中還示出了指示已經(jīng)檢測(cè)到對(duì)象車輛圖像I的事實(shí)的車輛框40。
[0034]再次參考圖2，表示由相機(jī)10捕獲的圖像30的圖像數(shù)據(jù)被輸入到車輛圖像檢測(cè)電路11。在車輛圖像檢測(cè)電路11中，如上所述，從圖像30內(nèi)檢測(cè)對(duì)象車輛圖像I。將表示檢測(cè)到的對(duì)象車輛圖像I的數(shù)據(jù)應(yīng)用于車輛組判定電路12。
[0035]車輛組判定電路12根據(jù)表示對(duì)象車輛圖像I的輸入的數(shù)據(jù)來檢測(cè)在其自身車輛2前方行駛的對(duì)象車輛I的車輛組。(由于車輛組指示對(duì)應(yīng)于車輛大小的車輛的類別，所以在本實(shí)施例中，組被分類成輕型汽車、標(biāo)準(zhǔn)轎車、諸如卡車或公共汽車的重型車輛、摩托車或自行車)。當(dāng)判定車輛組時(shí)，通過參考圖4來確定該車輛組的代表性寬度W。
[0036]圖4是包含在車輛寬度存儲(chǔ)器13中的車輛組表的示例。
[0037]車輛組的代表性車輛寬度與車輛組相對(duì)應(yīng)地被存儲(chǔ)在車輛表中。無需說明的是，已經(jīng)存儲(chǔ)在車輛組表中的車輛組對(duì)應(yīng)于可以在車輛組判定電路12中判定的車輛組。已經(jīng)與車輛組，即輕型汽車、標(biāo)準(zhǔn)轎車、重型車輛(卡車或公共汽車)、摩托車和自行車，相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)了車輛寬度wl、w2、w3、w4和w5。
[0038]當(dāng)將表示在車輛組判定電路12中判定的車輛組的數(shù)據(jù)輸入到車輛寬度存儲(chǔ)器(車輛存儲(chǔ)器)13中時(shí)，從車輛寬度存儲(chǔ)器13輸出表示與該車輛組相對(duì)應(yīng)的代表性車輛寬度的數(shù)據(jù)。將表示車輛寬度的數(shù)據(jù)應(yīng)用于距離計(jì)算電路14。
[0039]當(dāng)判定車輛組時(shí)，還計(jì)算指示對(duì)象車輛圖像I (見圖3)的底側(cè)的寬度的像素的數(shù)
目Na。
[0040]圖5A是圖示在特定時(shí)間11在其自身車輛2和對(duì)象車輛I之間的位置關(guān)系的平面圖。在圖5A中，已經(jīng)判定了相機(jī)10的視角Θ，并且還判定了指示輸出圖像30的寬度的像素的數(shù)目Nw。如果使xl表示在對(duì)象車輛圖像I的后端的位置處的由相機(jī)成像的實(shí)際寬度，并且使yl表示從對(duì)象車輛I到其自身車輛2的距離，那么以下等式I成立。
[0041]yl=xl/[2tan( Θ /2)]…等式 I
[0042]此外，由于Nw: Xl=Na: w成立，所以得到以下等式2。
[0043]xl=NwXw/Na …等式 2
[0044]從等式I和2獲得以下等式3，并且能夠從等式3計(jì)算車輛間距離yl。
[0045]yl=NwXw/[2XNaXtan( Θ /2)] …等式 3
[0046]圖5B是圖示從時(shí)間t開始單位時(shí)間流逝后所達(dá)到的時(shí)間t2處的其自身車輛2和對(duì)象車輛I之間的位置關(guān)系的平面圖。
[0047]如果使y2表示從其自身車輛2到對(duì)象車輛I的車輛間距離，那么可以以以上述方式來從以下等式4計(jì)算時(shí)間t2處的車輛間距離12。[0048]y2=NwX w/ [2 X NaX tan ( Θ /2)]…等式 4
[0049]將表示每單位時(shí)間的車輛間距離的數(shù)據(jù)輸入到碰撞時(shí)間計(jì)算電路16、時(shí)間測(cè)量電路17和駕駛顯示電路25。
[0050]時(shí)間測(cè)量電路17進(jìn)行檢查以確定車輛間距離小于碰撞的危險(xiǎn)將會(huì)發(fā)生的危險(xiǎn)距離的狀態(tài)是否已經(jīng)持續(xù)達(dá)特定程度。如果車輛間距離小于危險(xiǎn)距離的狀態(tài)持續(xù)達(dá)特定程度，則將指示該事實(shí)的數(shù)據(jù)從時(shí)間測(cè)量電路17應(yīng)用到警告單元18。警告單元18以警告聲或警告顯示等的方式向車輛2的駕駛員發(fā)出警告。此外，記錄控制單元21被控制為使得在記錄單元22中，使得將由相機(jī)10捕獲的圖像數(shù)據(jù)作為指示危險(xiǎn)駕駛的運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)和作為連續(xù)靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在記錄單元22中。
[0051]當(dāng)每單位時(shí)間地將表示車輛間距離的數(shù)據(jù)應(yīng)用于碰撞時(shí)間計(jì)算電路16時(shí)，碰撞時(shí)間計(jì)算電路16預(yù)測(cè)車輛間距離將變?yōu)镺的時(shí)間。如果碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間達(dá)到預(yù)定時(shí)間，則碰撞時(shí)間計(jì)算電路16將用于此的數(shù)據(jù)應(yīng)用于警告單元18。警告單元18以上述方式發(fā)出警告。此外，以不會(huì)發(fā)生碰撞的方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路19，并且由此減小其自身車輛2的速度。
[0052]此外，由速度檢測(cè)電路24檢測(cè)其自身車輛2的速度。將指示檢測(cè)到的速度的數(shù)據(jù)應(yīng)用于駕駛顯示電路25。
[0053]駕駛顯示電路25顯示指示駕駛員的駕駛傾向的圖，這指示在其自身車輛2的行駛速度和車輛間距離之間 的關(guān)系。
[0054]圖6和圖7是駕駛傾向的顯示的示例。在兩個(gè)示例中，水平軸是行駛速度的圖，并且垂直軸是車輛間距離的圖。
[0055]在圖6和圖7中，圖G指示在行駛速度和車輛間距離之間認(rèn)為行駛安全的關(guān)系。
[0056]由圖G圖示的行駛速度和車輛間距離之間的關(guān)系根據(jù)行駛速度而改變。如果行駛速度低，則相對(duì)短的車輛間距離是可接受的。然而，如果行駛速度為中速，那么相對(duì)較大的車輛間距離是必要的。當(dāng)行駛速度高時(shí)，長的車輛間距離是必要的。
[0057]如果車輛間距離大于由圖G圖示的車輛間距離而使得車輛間距離和行駛速度之間的關(guān)系落在由陰影所示的區(qū)域Si內(nèi)時(shí)，那么這指示安全行駛模式。另一方面，如果車輛間距離和行駛速度之間的關(guān)系落在區(qū)域S2內(nèi)而使得車輛間距離小于由圖G指示的車輛間距離，那么這指示危險(xiǎn)駕駛模式。根據(jù)行駛速度來獲得這些模式。
[0058]圖6圖示了基于散布圖的安全駕駛和危險(xiǎn)駕駛的傾向。
[0059]如上所述，圖示了指示在行駛速度和車輛間距離之間的關(guān)系的多個(gè)點(diǎn)50。根據(jù)點(diǎn)50的分布，可以理解駕駛員的駕駛傾向。在圖6中，在行駛速度低的情況下，駕駛員進(jìn)行基本安全的駕駛，但是當(dāng)行駛速度上升到中速時(shí)，車輛間距離縮短并且所圖示的傾向是危險(xiǎn)駕駛中的一種。此外，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)行駛速度高時(shí)，車輛間距離變長，并且所指示的傾向是安全駕駛中的一種。例如，可以采用計(jì)算特定行駛速度下的在所需車輛間距離和實(shí)際車輛間距離之間的差ΛI(xiàn)并且向該駕駛員通知該差ΛI(xiàn)的存在的布置。
[0060]圖7圖示了使用直方圖的駕駛員傾向。
[0061]由直方圖的多個(gè)條51至55圖示了在行駛速度和車輛間距離之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，在行駛速度低時(shí)得到的條51、52指示必要的車輛間距離存在，在行駛速度為中速時(shí)得到的條53、54指示車輛間距離短于必要的車輛間距離，并且因此，該駕駛是危險(xiǎn)的。此外，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)行駛速度高時(shí)得到的條55指示車輛間距離是必要的車輛間距離，并且該駕駛相對(duì)安全。
[0062]因此，駕駛顯示電路25顯示駕駛員的駕駛傾向。駕駛員能夠在查看到該顯示的同時(shí)，使自己進(jìn)行安全駕駛。
[0063]此外，可以采用提取指示在所計(jì)算的行駛速度和車輛間距離之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)并且在駕駛結(jié)束時(shí)在駕駛員的家里或辦公室等呈現(xiàn)上述駕駛顯示的布置。
[0064]在上述實(shí)施例中，從對(duì)象車輛圖像的寬度來判定對(duì)象車輛的車輛組，并且基于對(duì)應(yīng)于該判定的車輛組的車輛寬度來計(jì)算距對(duì)象車輛的距離。然而，可以采用檢測(cè)對(duì)象車輛圖像的高度、從檢測(cè)到的高度來判定對(duì)象車輛的組以及基于對(duì)應(yīng)于所判定的車輛組的車輛高度來計(jì)算與對(duì)象車輛的距離的布置。在該情況下，除了使用車輛寬度存儲(chǔ)器13，使用存儲(chǔ)每一車輛組的車輛高度的車輛高度存儲(chǔ)器。
[0065]對(duì)于諸如輕型車輛、標(biāo)準(zhǔn)乘用車和重型車輛的，牌照板不同。因此，可以采用車輛圖像檢測(cè)電路11，以便于檢測(cè)對(duì)象車輛的牌照的圖像并且從所檢測(cè)到的牌照板的圖像來判定對(duì)象車輛的車輛組。此外，可以布置成使得在不能由車輛組判定電路12確定車輛組的情況下，通過參考牌照板的圖像來確定車輛組。
[0066]在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能做出本發(fā)明的許多表面上很大不同的實(shí)施例，應(yīng)理解到除如在附加權(quán)利要求中所限定的外，本發(fā)明不限于其具體的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛間距離計(jì)算裝置，包括: 成像控制設(shè)備，所述成像控制設(shè)備用于控制已經(jīng)安裝在其自身車輛上的相機(jī)，以便于對(duì)出現(xiàn)在其自身車輛前方的對(duì)象車輛進(jìn)行成像； 車輛組判定設(shè)備，所述車輛組判定設(shè)備用于基于通過由所述相機(jī)成像所獲得的圖像來判定所述對(duì)象車輛屬于哪一組； 對(duì)象車輛像素計(jì)數(shù)計(jì)算設(shè)備，所述對(duì)象車輛像素計(jì)數(shù)計(jì)算設(shè)備用于計(jì)算在通過由所述相機(jī)成像獲得的圖像中包含的對(duì)象圖像的寬度或高度像素的數(shù)目；以及 距離計(jì)算設(shè)備，所述距離計(jì)算設(shè)備用于基于由所述車輛組判定設(shè)備判定的車輛組的代表性車輛寬度或車輛高度、由所述對(duì)象車輛像素計(jì)數(shù)計(jì)算設(shè)備計(jì)算的像素的數(shù)目、以及通過由所述相機(jī)成像獲得的所述圖像的寬度或高度像素的數(shù)目，來計(jì)算距所述對(duì)象車輛的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括車輛存儲(chǔ)器，其中，在每車輛組的基礎(chǔ)上預(yù)先存儲(chǔ)了代表性車輛寬度或車輛高度； 其中，所述距離計(jì)算設(shè)備基于由所述車輛組判定設(shè)備從已經(jīng)存儲(chǔ)在所述車輛存儲(chǔ)器中的代表性車輛寬度或車輛高度當(dāng)中判定的所述車輛組的代表性車輛寬度或車輛高度、由所述對(duì)象車輛像 素計(jì)數(shù)計(jì)算設(shè)備所計(jì)算的像素的數(shù)目、以及通過由所述相機(jī)成像獲得的所述圖像的寬度或高度像素的數(shù)目，來計(jì)算距所述對(duì)象車輛的距離。
3.—種車輛間距離計(jì)算方法，包括下述步驟: 控制已經(jīng)安裝在其自身車輛上的相機(jī)，以便于對(duì)出現(xiàn)在其自身車輛前方的對(duì)象車輛進(jìn)行成像； 基于通過由所述相機(jī)成像獲得的圖像來判定所述對(duì)象車輛屬于哪一組； 計(jì)算在通過由所述相機(jī)成像獲得的圖像中包含的對(duì)象圖像的寬度或高度像素的數(shù)目；以及 基于所判定的車輛組的代表性車輛寬度或車輛高度、所計(jì)算的像素的數(shù)目、以及通過由所述相機(jī)成像獲得的圖像的寬度或高度像素的數(shù)目，來計(jì)算距所述對(duì)象車輛的距離。
【文檔編號(hào)】G01C11/04GK104019802SQ201410043354
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】野中俊一郎, 松井優(yōu)子 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社