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JPH08221698A - 車両用障害物検出装置 - Google Patents

車両用障害物検出装置

Info

Publication number
JPH08221698A
JPH08221698A JP7023015A JP2301595A JPH08221698A JP H08221698 A JPH08221698 A JP H08221698A JP 7023015 A JP7023015 A JP 7023015A JP 2301595 A JP2301595 A JP 2301595A JP H08221698 A JPH08221698 A JP H08221698A
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JP
Japan
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vehicle
distance
pass
space frame
obstacle
Prior art date
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Application number
JP7023015A
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English (en)
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JP3212235B2 (ja
Inventor
Yoshiaki Asayama
嘉明 浅山
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH08221698A publication Critical patent/JPH08221698A/ja
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  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自車両前方の障害物を検出すると同時に、自
車両が障害物を避けて通り抜けられるか否かを自動的に
判定することのできる車両用障害物検出装置を得る。 【構成】 イメージセンサにより撮像された自車両の前
方の画面11内に、所定距離前方で自車両の通り抜ける
ために必要な空間枠14を設定するとともに、空間枠内
の所定複数箇所に比較対象領域となるウインドウ15〜
18を設定するウインドウ設定手段と、ウインドウによ
り捕えられた対象物5、20までの距離を検出する距離
検出手段と、距離検出手段による距離検出結果から所定
距離前方の路面における自車両の通り抜け可能性を判定
する判定手段とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一対の光学系により
イメージセンサ上に結像された画像を比較して、走行中
の自車両前方に存在する対象物までの距離を検出する車
両用障害物検出装置に関し、特に障害物の位置で自車両
が通り抜けられるか否かを自動的に判定することのでき
る車両用障害物検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、ステレオカメラ(一対の光学
系)およびイメージセンサを用いて自車両の前方を走行
路面とともに撮像し、得られた一対の画像信号を比較し
て障害物までの距離を検出する光学式の距離検出装置は
よく知られており、たとえば、特公昭63−38085
号公報および特公昭63−46363号公報等に開示さ
れている。
【0003】図12は従来の車両用障害物検出装置を概
略的に示すブロック構成図であり、図において、自車両
(図示せず)に搭載された左右一対の光学系は、レンズ
1および2をそれぞれ有し、基線長Lだけ離れて配置さ
れたステレオカメラを構成している。
【0004】レンズ1および2の焦点距離fの位置に
は、二次元のイメージセンサ3および4がそれぞれ個別
に対応して配設されている。マイクロコンピュータから
なる信号処理装置30は、各イメージセンサ3および4
からの画像信号を順次シフトしながら電気的に重ね合わ
せ、三角測量の原理に基づく以下の式(1)を用いて、
対象物31までの距離Rを求める。
【0005】R=f・L/S …(1)
【0006】ただし、式(1)において、Sは2つの画
像信号が最もよく一致したときのシフト量である。
【0007】なお、式(1)のように三角測量の原理で
対象物31までの距離Rを測定する場合、信号処理装置
30において、各画像信号の所定部分に複数個のウイン
ドウを設定し、各ウインドウにより捕えられた対象物ま
での距離を検出する方法も知られている。このようなウ
インドウ処理方法は、たとえば特開平4−113212
号公報および特開平6−229758号公報等に開示さ
れている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用障害物検
出装置は以上のように構成されているので、自車両前方
の障害物を検出することはできるものの、検出された前
方の障害物を避けて自車両が実際に通り抜けられるか否
かを判定することはできない。したがって、たとえば、
路上駐車している車両の側方を自車両が通り抜けようと
した場合に、通り抜けが可能か否かを運転者の目測判断
に頼らなければならず、このような目測判断は運転者に
とって不安であるうえ、特に経験の浅い運転者の場合に
は判断を誤って接触事故を起こすおそれがあるという問
題点があった。
【0009】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、自車両前方の障害物を検出すると
同時に自車両が障害物を避けて通り抜けられるか否かを
自動的に判定することのできる車両用障害物検出装置を
得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る車両用障害物検出装置は、自車両に搭載された一対の
光学系によりイメージセンサ上にそれぞれ結像された画
像を比較して、各画像のずれに基づく三角測量の原理を
用いて自車両の前方の路面上の対象物までの距離を検出
する車両用障害物検出装置において、イメージセンサに
より撮像された自車両の前方の画面内に、所定距離前方
で自車両の通り抜けるために必要な空間枠を設定すると
ともに、空間枠内の所定複数箇所に比較対象領域となる
ウインドウを設定するウインドウ設定手段と、ウインド
ウにより捕えられた対象物までの距離を検出する距離検
出手段と、距離検出手段による距離検出結果から所定距
離前方の路面における自車両の通り抜け可能性を判定す
る判定手段とを備えたものである。
【0011】この発明の請求項2に係る車両用障害物検
出装置は、請求項1において、判定手段により自車両の
通り抜けが不可能と判定されたことを運転者に警告する
ための警報手段を備え、判定手段は、空間枠内のウイン
ドウにより、自車両の前方の所定距離よりも短い距離が
検出されたときに、自車両の通り抜けが不可能と判定す
るものである。
【0012】この発明の請求項3に係る車両用障害物検
出装置は、請求項1または請求項2において、自車両の
前方で互いに異なる所定距離に対応した複数の空間枠が
設定されたものである。
【0013】この発明の請求項4に係る車両用障害物検
出装置は、請求項1から請求項3までのいずれかにおい
て、自車両が通り抜けるのに障害となる対象物を画面に
表示して運転者に知らせる表示手段を備えたものであ
る。
【0014】
【作用】この発明の請求項1においては、自車両前方の
撮像画面内に、所定距離前方で自車両の通り抜けるため
に必要な空間枠を設定し、空間枠内の所定複数箇所に比
較対象領域となるウインドウを設定し、ウインドウによ
り捕えられた対象物までの距離検出結果から、所定距離
前方の路面で自車両の通り抜けが可能か否かを自動的に
判定する。
【0015】また、この発明の請求項2においては、ウ
インドウにより自車両の前方の所定距離よりも短い距離
が検出されたときに、自車両の通り抜けが不可能と判定
し、自車両の通り抜けが不可能と判定されたことを運転
者に警告する。
【0016】また、この発明の請求項3においては、自
車両の前方で互いに異なる所定距離に対応した複数の空
間枠を設定し、近距離および遠距離における通り抜け判
定に基づく正確な判定を可能にする。
【0017】また、この発明の請求項4においては、自
車両が通り抜けるのに障害となる対象物を画面に表示し
て運転者に知らせる。
【0018】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例1を図について説明
する。図1はこの発明の実施例1を示すブロック構成図
であり、図において、1〜4、f、LおよびRは前述と
同様のものである。ここでは、自車両の走行道路前方の
障害物が、路上駐車している車両5である場合を示す。
【0019】各イメージセンサ3および4の出力端子に
はアナログ・デジタル変換器6および7がそれぞれ個別
に接続され、各アナログ・デジタル変換器6および7の
出力端子にはメモリ8および9が個別に接続され、さら
に、メモリ8および9には、マイクロコンピュータ10
が接続されている。
【0020】マイクロコンピュータ10には、イメージ
センサ4による自車両前方の撮像画面等を表示する表示
装置11と、イメージセンサ4の撮像画面内に所定距離
前方で自車両が通り抜けるのに必要な空間枠を設定し且
つ空間枠内に複数のウインドウを設定するウインドウ設
定装置12と、障害物に対して自車両の通り抜けが不可
能と判定されたことを運転者に警告するブザー等の警報
装置13とが接続されている。
【0021】マイクロコンピュータ10は、ウインドウ
設定装置12と協動してウインドウにより捕えられた対
象物(駐車車両5)までの距離Rを検出する距離検出手
段と、距離検出手段による距離検出結果から所定距離前
方の路面における自車両の通り抜け可能性を判定する判
定手段とを備え、表示装置11および警報装置13を制
御している。
【0022】図2および図3は表示装置11の表示画面
の一例を示す説明図であり、各図において、表示画面上
の所定位置には、ウインドウ設定装置12により設定さ
れた空間枠14と、距離検出用のウインドウ15〜18
とがあらかじめ表示されている。
【0023】図2において、ウインドウ14および18
の長さV(空間枠14の横方向の幅)は、所定距離前方
での自車両の通り抜け幅の視野角(後述する)に対応
し、ウインドウ16および17の長さW(空間枠14の
縦方向の幅)は、所定距離前方での自車両の通り抜け高
さの視野角(後述する)に相当する。
【0024】また、図3のように、表示装置11は、自
車両が通り抜けるのに障害となる対象物(駐車車両5)
を画面に表示して運転者に知らせるとともに、道肩に設
置された電柱20、道路区分帯となる白線21および路
面22等を適宜表示する。
【0025】次に、図2および図3を参照しながら、図
1に示したこの発明の実施例1の動作について説明す
る。前述と同様に、一対の光学系を介して各イメージセ
ンサ3および4に撮像された画像は、それぞれ画像信号
となってアナログ・デジタル変換された後、画像データ
として各メモリ8および9に格納される。
【0026】いま、図3のように、イメージセンサ4に
より撮像された自車両前方の画像信号(画像データ)の
中に、路面22上の障害物すなわち駐車車両5、電柱2
0および白線21が表示されたとすると、この画像信号
はメモリ9に格納され、且つ空間枠14内のウインドウ
15〜18とともに表示装置11に表示される。
【0027】このとき、マイクロコンピュータ10は、
駐車車両5を捕えているウインドウ16内の画像信号を
メモリ9から読み出して距離演算の基準画像信号とし、
他方のイメージセンサ3により撮像されたメモリ8内の
画像信号の中で、ウインドウ16に対応する領域を選択
する。そして、ウインドウ16内の基準画像信号に対応
するメモリ8内の画像信号を1画素づつ順次シフトしな
がら、ウインドウ16内の画像と最も整合する画像の位
置を求める。
【0028】ここで、画素のシフト数をn画素、画素の
ピッチをP、シフト量Sをn・Pとし、ステレオカメラ
の基線長をL、レンズ1および2の焦点距離をf、自車
両から駐車車両5までの距離をRとすれば、前述の式
(1)から、距離Rは以下の式(1a)で求められる。
【0029】R=f・L/(n・P) …(1a)
【0030】こうして、ウインドウ16で捕えている駐
車車両5までの距離Rが、マイクロコンピュータ10内
の演算処理回路およびプログラムなどからなる距離検出
手段によって検出される。同様にして、他のウインドウ
15、17および18でそれぞれ捕えられている対象物
までの距離が検出される。
【0031】なお、図3において、ウインドウ17は、
電柱20および道路区分帯すなわち白線21等を捕えて
いるが、このような場合には、近距離で且つコントラス
トの強い白線21までの距離が検出される。
【0032】また、ウインドウ15は、コントラストの
少ない路面22を捕えているので、距離検出のための画
像比較処理を行うことができない。したがって、ウイン
ドウ15における距離演算結果は、測距不能となる。以
上のように、ウインドウ15〜18により捕えた対象物
までの距離を検出する方法は、たとえば特開平4ー16
1810号公報等から周知である。
【0033】もし、検出されたウインドウ15〜18内
の対象物までの距離が、空間枠14が設定された距離す
なわち所定距離より短くなると、マイクロコンピュータ
10は、警報装置13を作動して前方路面の通り抜けが
不可能であることを運転者に知らせる。
【0034】図4は各ウインドウ15〜18により捕え
られた対象物までの距離Rを検出してから通り抜け可能
性を判定するまでの処理手順を示すフローチャートであ
る。図4において、まず、各ウインドウ15〜18によ
り捕えられた対象物までの距離Rを検出し(ステップS
101)、空間枠14の設定位置すなわち所定距離Aと
距離Rとを比較し、距離Rが所定距離Aより小さいか否
かを判定する(ステップS102)。
【0035】もし、ステップS102において、R<A
(すなわち、YES)と判定されれば、前方の障害物の
ために自車両が通り抜けることはできないと判断し、警
報装置13を作動して運転者に知らせた後(ステップ1
03)、ステップS101に戻り、以上の動作を繰り返
し実行する。
【0036】一方、ステップS102において、R≧A
(すなわち、NO)と判定されれば、所定距離Aの前方
位置で自車両が通り抜けることができると判断し、警報
ステップS103を実行することなくステップS101
に戻し、以上の動作を繰り返し実行する。
【0037】次に、図5および図6を参照しながら、自
車両が通り抜けるのに必要な判定基準となる空間枠14
の設定手順について説明する。図5および図6は、一方
の光学系(レンズ2およびイメージセンサ4)を側面お
よび上面からそれぞれ見た状態を示す説明図である。
【0038】まず、図5に示すように、路面22から高
さHの位置に配設されたステレオカメラ(レンズ2およ
びイメージセンサ4)の垂直方向の視野角Kに対し、自
車両の通り抜けを判断する前方位置までの所定距離Aを
定める。
【0039】ここで、所定距離Aにおける自車両の通り
抜けに必要な路面22からの高さBをとると、高さBに
対するステレオカメラの視野角Nは、図2内の空間枠1
4の幅W(ウインドウ16および17の長さ)に対応す
る。
【0040】同様に、図6に示すように、ステレオカメ
ラの水平方向の視野角Gに対し所定距離Aの位置に自車
両の通り抜けに必要な水平方向の幅Cをとると、幅Cに
対するステレオカメラの視野角Mは、図2内の空間枠1
4の幅Vに対応する。
【0041】図5および図6から明らかなように、ステ
レオカメラから所定距離Aの位置に設定した自車両の通
り抜けに必要な空間B×Cは、表示装置11の画面上で
は、幅W×幅Vからなる空間枠14として表現され、ま
た、空間枠14が設定されている距離は所定距離Aに相
当する。
【0042】次に、図3のように自車両前方に駐車車両
5および電柱20が存在する場合を例にとって、図7〜
図9を参照しながら、自車両の通り抜け可能性の判定処
理動作について、さらに具体的に説明する。図7は駐車
車両5等の障害物が所定距離Aよりも遠くに位置する場
合、図8は障害物が所定距離Aよりも近くに位置する場
合を示す説明図、図9は自車両が障害物に接近したとき
の表示画面例を示す説明図である。
【0043】たとえば、自車両前方の撮像画面が図3の
状態において、自車両の通り抜けに必要な水平方向の幅
Cと、路面22上の駐車車両5および電柱20との実質
的な位置関係が、図7のようになっていたとする。
【0044】この場合、空間枠14の視野角M(幅V)
の中に駐車車両5および電柱20が入っているものの、
ステレオカメラから駐車車両5および電柱20までの距
離RおよびR2が、空間枠14の設定位置までの所定距
離Aよりも遠いため、通り抜け不可能の判定は行われな
い。
【0045】その後、自車両が前進するにつれて、図8
のように、自車両の通り抜けに必要な水平方向の幅C
(空間枠14の幅Vに対応)が電柱20の位置まで移動
すると、イメージセンサ4による撮像画面は図9のよう
になり、空間枠14の視野角Mの中に駐車車両5のサイ
ドミラー19が入り、電柱20が視野角Mの外に位置す
る状態となる。
【0046】したがって、マイクロコンピュータ10内
の距離検出手段は、空間枠14内に位置するサイドミラ
ー19を捕えているウインドウ16により、自車両から
サイドミラー19までの距離R9を検出する。
【0047】もし、サイドミラー19までの距離R9
が、空間枠14の設定された所定距離Aよりも短いとき
には、マイクロコンピュータ10内の判定手段は、水平
方向の幅Cが通過することができないものと判断し、警
報装置13を作動して運転者に知らせる。
【0048】また、たとえば、表示装置11の画面上で
ウインドウ16の部分をカラー表示し、水平方向の幅C
に対して何が自車両の通過の障害となったかを運転者に
知らせることもできる。同様に、空間枠14の上方に位
置するウインドウ18は、自車両が通り抜けるときに上
方にある障害物を検出する。
【0049】これにより、運転者の目測判断に頼ること
なく、自車両の通り抜け可能性を自動的に且つ確実に判
定することができる。また、通り抜けができない場合に
は、その旨を運転者に報知するようにしたので、経験の
浅い運転者であっても、接触事故等の発生を防止するこ
とができる。
【0050】ところで、撮像画面上で捕えられた障害物
が、路面22上の駐車車両5または電柱20のような立
体物ではなく、自車両が走行中の路面22上に描かれた
白線21等の交通標識または路面22上の汚れや影等の
場合もあり得る。
【0051】このように、路面22上の模様等をウイン
ドウ15〜18が捕えた場合、図5から明らかなよう
に、空間枠14の視野Nの中にある路面22は、空間枠
14が設定された所定距離Aよりも遠距離にあるので、
路面22上の模様等を捕えたウインドウが所定距離Aよ
り短い距離を検出することはない。したがって、路面2
2上の模様等が空間枠14の通過に対する障害物である
と誤判断されることはない。
【0052】実施例2.なお、上記実施例1では、所定
距離Aの位置に1個の空間枠14を設定した場合を示し
たが、たとえば図10および図11に示すように、所定
距離AおよびEの位置にそれぞれB×Cの空間枠を複数
個設定してもよい。
【0053】この場合、遠距離および近距離において、
自車両の通り抜け可能性判定を行うことができる。ま
た、複数の空間枠により、異なる前方距離における通り
抜け判断が可能なことから、自車両の前進にともなう障
害物との相対位置の変化に対応して、通り抜けの可否判
断を正確に行うことができる。
【0054】また、空間枠14内に4個のウインドウ1
5〜18を設定したが、左右のウインドウ16および1
7のみでもよく、また、各ウインドウの大きさおよび個
数は任意に設定可能であることは言うまでもない。
【0055】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、イメージセンサにより撮像された自車両の前方の画
面内に、所定距離前方で自車両の通り抜けるために必要
な空間枠を設定するとともに、空間枠内の所定複数箇所
に比較対象領域となるウインドウを設定するウインドウ
設定手段と、ウインドウにより捕えられた対象物までの
距離を検出する距離検出手段と、距離検出手段による距
離検出結果から所定距離前方の路面における自車両の通
り抜け可能性を判定する判定手段とを設けたので、自車
両前方の障害物を検出すると同時に自車両が障害物を避
けて通り抜けられるか否かを自動的に判定することので
きる車両用障害物検出装置が得られる効果がある。
【0056】また、この発明の請求項2によれば、請求
項1において、判定手段により自車両の通り抜けが不可
能と判定されたことを運転者に警告するための警報手段
を設け、判定手段は、空間枠内のウインドウにより、自
車両の前方の所定距離よりも短い距離が検出されたとき
に、自車両の通り抜けが不可能と判定するようにしたの
で、自車両が障害物を避けて通り抜けられるか否かを自
動的に判定するとともに、通り抜け不可能であることを
報知することのできる車両用障害物検出装置が得られる
効果がある。
【0057】また、この発明の請求項3によれば、請求
項1または請求項2において、自車両の前方で互いに異
なる所定距離に対応した複数の空間枠を設定し、近距離
および遠距離における通り抜け判定を可能にしたので、
自車両が障害物を避けて通り抜けられるか否かを自動的
且つ正確に判定することのできる車両用障害物検出装置
が得られる効果がある。
【0058】また、この発明の請求項4によれば、請求
項1から請求項3までのいずれかにおいて、自車両が通
り抜けるのに障害となる対象物を画面に表示して運転者
に知らせる表示手段を設けたので、自車両が障害物を避
けて通り抜けられるか否かを自動的に判定するととも
に、通り抜けを不可能にする障害物を具体的に報知する
ことのできる車両用障害物検出装置が得られる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1を概略的に示すブロック
構成図である。
【図2】 この発明の実施例1による表示装置の画面上
に空間枠およびウインドウが表示された状態を示す説明
図である。
【図3】 この発明の実施例1による表示装置の画面上
に空間枠およびウインドウとともに駐車車両が表示され
た状態を示す説明図である。
【図4】 この発明の実施例1による処理動作手順を示
すフローチャートである。
【図5】 この発明の実施例1による空間枠の縦方向の
視野角と空間枠が設定された所定距離との関係を示す説
明図である。
【図6】 この発明の実施例1による空間枠の横方向の
視野角と空間枠が設定された所定距離との関係を示す説
明図である。
【図7】 この発明の実施例1による空間枠の視野角内
に入っている駐車車両と空間枠との位置関係を示す説明
図である。
【図8】 この発明の実施例1による空間枠が設定され
た所定距離内に駐車車両の障害物が入った状態を示す説
明図である。
【図9】 この発明の実施例1による表示装置の画面上
で図8の状態を表示した例を示す説明図である。
【図10】 この発明の実施例2による複数の空間枠の
位置関係を側面から見た状態を示す説明図である。
【図11】 この発明の実施例2による複数の空間枠の
位置関係を上方から見た状態を示す説明図である。
【図12】 従来装置の車両用障害物検出装置を概略的
に示すブロック構成図である。
【符号の説明】
1、2 レンズ、3、4 イメージセンサ、5 駐車車
両、10 マイクロコンピュータ、11 表示装置、1
2 ウインドウ設定装置、13 警報装置、14 空間
枠、15〜18 ウインドウ、19 サイドミラー、2
0 電柱、22路面、A、E 所定距離、R 距離、S
101 対象物までの距離を検出するステップ、S10
2 自車両の通り抜け可能性を判定するステップ、S1
03運転者に警告するステップ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自車両に搭載された一対の光学系により
    イメージセンサ上にそれぞれ結像された画像を比較し
    て、前記各画像のずれに基づく三角測量の原理を用いて
    前記自車両の前方の路面上の対象物までの距離を検出す
    る車両用障害物検出装置において、 前記イメージセンサにより撮像された前記自車両の前方
    の画面内に、所定距離前方で前記自車両の通り抜けるた
    めに必要な空間枠を設定するとともに、前記空間枠内の
    所定複数箇所に比較対象領域となるウインドウを設定す
    るウインドウ設定手段と、 前記ウインドウにより捕えられた前記対象物までの距離
    を検出する距離検出手段と、 前記距離検出手段による距離検出結果から前記所定距離
    前方の路面における前記自車両の通り抜け可能性を判定
    する判定手段とを備えたことを特徴とする車両用障害物
    検出装置。
  2. 【請求項2】 前記判定手段により前記自車両の通り抜
    けが不可能と判定されたことを運転者に警告するための
    警報手段を備え、 前記判定手段は、前記空間枠内のウインドウにより、前
    記自車両の前方の所定距離よりも短い距離が検出された
    ときに、前記自車両の通り抜けが不可能と判定すること
    を特徴とする請求項1に記載の車両用障害物検出装置。
  3. 【請求項3】 前記自車両の前方で互いに異なる所定距
    離に対応した複数の空間枠が設定されたことを特徴とす
    る請求項1または請求項2に記載の車両用障害物検出装
    置。
  4. 【請求項4】 前記自車両が通り抜けるのに障害となる
    対象物を画面に表示して運転者に知らせる表示手段を備
    えたことを特徴とする請求項1から請求項3までのいず
    れかに記載の車両用障害物検出装置。
JP02301595A 1995-02-10 1995-02-10 車両用障害物検出装置 Expired - Lifetime JP3212235B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02301595A JP3212235B2 (ja) 1995-02-10 1995-02-10 車両用障害物検出装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP02301595A JP3212235B2 (ja) 1995-02-10 1995-02-10 車両用障害物検出装置

Publications (2)

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