(57)【要約】【課題】一対のカメラの並設方向の視野角の限界に近いエリアの距離の誤差を補正し、正確な距離を算出する。【解決手段】ステレオカメラ１は、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌと、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌを介して一対の画像を取得する撮像素子５Ｒ，５Ｌと、一対の画像に基づき、一対の画像の重複範囲である検出範囲ＤＡ内の複数の位置の距離を計算する距離計算部６ｄと、複数の位置の算出距離に、検出範囲ＤＡにおける一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの並設方向の位置に応じた補正を行う距離補正部６ｅと、を備え、補正が、検出範囲ＤＡにおける並設方向の端部に近い程、算出距離の低減量が大きくなるものである。【選択図】図１
2020106275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のレンズユニットと、
該一対のレンズユニットを介して一対の画像を取得する撮像素子と、
前記一対の画像に基づき、該一対の画像の重複範囲である検出範囲内の複数の位置の距離を計算する距離計算部と、
該距離計算部によって算出された前記複数の位置の算出距離に、前記検出範囲における前記一対のレンズユニットの並設方向の位置に応じた補正を行う距離補正部と、を備え、
前記補正が、前記検出範囲における前記並設方向の端部に近い程、前記算出距離の低減量が大きくなるものである、ステレオカメラ。
【請求項２】
前記一対の画像の各々の歪みを補正する歪補正部を備え、
前記距離計算部が、前記歪補正部によって補正された前記一対の画像から前記距離を計算する請求項１に記載のステレオカメラ。
【請求項３】
補正データを記憶する記憶部を備え、
前記補正データは、当該ステレオカメラの光軸に対する前記並設方向の角度である方位角と対応付けられた補正係数を含み、該補正係数は、前記方位角が当該ステレオカメラの前記検出範囲の限界に近付くにつれて小さくなり、
前記距離補正部は、前記距離計算部によって算出された前記算出距離に前記補正係数を乗算する請求項１又は請求項２に記載のステレオカメラ。
【請求項４】
前記方位角が前記検出範囲の限界に近い程、前記方位角に対する前記補正係数の変化率が大きくなる請求項３に記載のステレオカメラ。
【請求項５】
前記方位角が６５°以上のエリアにおいて、前記補正係数が０．６以下である請求項３又は請求項４に記載のステレオカメラ。
【請求項６】
前記一対のレンズユニットの各々の前記並設方向の視野角が、１４０°以上である請求項１から請求項５のいずれかに記載のステレオカメラ。
【請求項７】
モビリティ本体と、
該モビリティ本体を支持する車輪と、
前記モビリティ本体に取付けられた請求項１から請求項６のいずれかに記載のステレオカメラと、を備える電動モビリティ。
【請求項８】
前記ステレオカメラの前記一対のレンズユニットの一方の先端レンズが他方の先端レンズに対して上方に配置されている、請求項７に記載の電動モビリティ。
【請求項９】
前記一方の前記先端レンズが前記他方の前記先端レンズに対して車両前後方向における前側に位置している、請求項８に記載の電動モビリティ。
【請求項１０】
前記一対のレンズユニットの光軸がそれぞれ斜め下方に向かって延びている、請求項７から請求項９の何れかに記載の電動モビリティ。
【請求項１１】
前記ステレオカメラの前記一対のレンズユニットがそれぞれ車両前方を向いている、請求項１０に記載の電動モビリティ。
【請求項１２】
前記ステレオカメラの前記一対のレンズユニットが互いに上下方向および／又は車両前後方向に並んでいる請求項７に記載の電動モビリティ。
【請求項１３】
前記ステレオカメラが、前記モビリティ本体のアームレスト又はコントロールアームに取付けられ、前記アームレストおよび前記コントロールアームは、運転者が腕および手の少なくとも一方を載せるものである、請求項７から請求項１２の何れかに記載の電動モビリティ。
【請求項１４】
２つの前記ステレオカメラが前記モビリティ本体に左右対称となるように取付けられている、請求項７から請求項１３の何れかに記載の電動モビリティ。
【請求項１５】
前記車輪が前輪であり、
前記ステレオカメラの前記検出範囲が、前記前輪の車両幅方向外側のエリアを含む、請求項７に記載の電動モビリティ。
【請求項１６】
前記モビリティ本体に設けられ前記車輪又は他の車輪を駆動するモータと、
前記モータを制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットが、前記距離補正部によって補正された距離に基づいて前記併設方向の位置に対応する方位角が前記検出範囲の限界に近いエリアの回避対象を検出し、該回避対象を回避するための回避動作を行う、請求項７から請求項１５のいずれかに記載の電動モビリティ。
【請求項１７】
前記方位角が前記検出範囲の限界に近いエリアは、前記検出範囲の限界に対応する限界方位角と、前記限界方位角から前記ステレオカメラの光軸側に１５°移動した位置であるの限界近接方位角との間のエリアである、請求項１６に記載の電動モビリティ。
【請求項１８】
前記電動モビリティは、一人が着座して乗るものである、請求項７から請求項１７の何れかに記載の電動モビリティ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステレオカメラおよび電動モビリティに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステレオカメラによってステレオ画像を取得し、物体の距離をステレオ画像から算出する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。ステレオ画像を構成する右画像および左画像には、一対のカメラの各々のレンズの光学特性および製造誤差に起因する歪みが生じる。特許文献１，２では、右画像および左画像の各々の歪みを補正し、補正された右画像および左画像を距離の算出に使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０２２０７２号公報
【特許文献２】特開２００８−２９８５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステレオカメラにおいて物体の距離ｄは、一例として、下式から算出される。
距離ｄ＝基線長ｂ×焦点距離ｆ／視差θ
このように、視差θから算出される距離ｄには、基線長ｂおよび視差θが影響を与えるが、視野角の限界に近いエリアにおいて、基線長ｂ、視差θ等に基づく上記距離ｄの計算と実際との差異が極めて大きくなる。特許文献１，２の技術は、前述したように、一対のカメラの各々の画像の歪みを補正することはできるが、並設方向の位置に依存する距離の誤差を補正することはできない。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、一対のカメラの並設方向の視野角の限界に近いエリアの距離の誤差を補正し、正確な距離を算出することができるステレオカメラおよびこれを備える電動モビリティを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第１態様は、一対のレンズユニットと、該一対のレンズユニットを介して一対の画像を取得する撮像素子と、前記一対の画像に基づき、該一対の画像の重複範囲である検出範囲内の複数の位置の距離を計算する距離計算部と、該距離計算部によって算出された前記複数の位置の算出距離に、前記検出範囲における前記一対のレンズユニットの並設方向の位置に応じた補正を行う距離補正部と、を備え、前記補正が、前記検出範囲における前記並設方向の端部に近い程、前記算出距離の低減量が大きくなるものである、ステレオカメラである。
【０００７】
本態様において、撮像素子によって取得される一対の画像は、一対のレンズユニットに相当する一対の視点から検出範囲を見た、視差を有する画像である。距離計算部は、検出範囲内の各位置の視差から検出範囲内の各位置の距離を計算する。距離計算部によって算出される算出距離には、一対のレンズユニットの並設方向の計算上の位置等に依存する誤差が生じる。位置が検出範囲の並設方向の端部に近い程、その位置の視差はより小さくなり、誤差により算出距離はより大きくなる。
【０００８】
距離補正部は、並設方向の位置に応じて前記算出距離を小さくする方向に補正し、且つ、位置が検出範囲の並設方向の端部に近い程、距離の低減量が大きくなるように、算出距離を補正する。これにより、前記誤差の影響を低減し、正確な距離を算出することができる。
【０００９】
上記態様において、好ましくは、前記一対の画像の各々の歪みを補正する歪補正部がさらに設けられ、前記距離計算部が、前記歪補正部によって補正された前記一対の画像から前記距離を計算する。
一対の画像の各々には、レンズユニットのレンズ歪み等に起因する歪みが生じる。一対の画像の歪みは歪補正部によって補正される。このように、歪みが補正された一対の画像を用いることによって、検出範囲内の各位置の距離をより正確に算出することができる。
【００１０】
上記態様において、補正データを記憶する記憶部がさらに設けられ、前記補正データは、当該ステレオカメラの光軸に対する前記並設方向の角度である方位角と対応付けられた補正係数を含み、該補正係数は、前記方位角が当該ステレオカメラの前記検出範囲の限界に近付くにつれて小さくなり、前記距離補正部は、前記距離計算部によって算出された前記算出距離に前記補正係数を乗算してもよい。
この構成によれば、距離計算部によって算出された算出距離に補正係数を乗算するだけの簡便な計算によって、算出距離を適切に補正することができる。
【００１１】
上記態様において、好ましくは、前記方位角が前記検出範囲の限界に近い程、前記方位角に対する前記補正係数の変化率が大きくなる。
距離計算部によって算出される算出距離の実際の距離との差は、方位角が検出範囲の限界に近付くにつれて、より大きな増大率で増大する。上記構成によれば、補正係数によって距離をより正確に補正することができる。
【００１２】
上記態様において、好ましくは、前記方位角の大きさが６５°以上の前記検出範囲において、前記補正係数が０．６以下である。
前述したように、算出距離の誤差は、方位角の大きさ（絶対値）が大きくなる検出範囲内の並設方向の端部において大きくなる。検出範囲の端部における算出距離の大きな誤差を精度良く補正するために、補正係数は、上記条件を満たすことが好ましい。
【００１３】
上記態様において、好ましくは、前記一対のレンズユニットの各々の前記並設方向の視野角が１４０°以上である。
距離補正部による距離の補正は、広角のレンズユニットを用いて取得された一対の画像から距離を算出する上で、特に有用である。
【００１４】
本発明の第２態様は、モビリティ本体と、該モビリティ本体を支持する車輪と、前記モビリティ本体に取付けられた上記いずれかに記載のステレオカメラと、を備える電動モビリティである。
本態様によれば、モビリティ本体の周辺の検出範囲内の物体に対する距離がステレオカメラによって検出される。したがって、ステレオカメラによって検出された距離に基づいて、検出範囲内の回避対象の存在を把握することができる。回避対象は、例えば、人、障害物、壁、溝、家具等である。
【００１５】
また、当該ステレオカメラは、距離計算部によって算出された複数の位置の算出距離に、一対のレンズユニットの並設方向の位置に応じた補正を行う距離補正部を備え、前記補正は、検出範囲におけるレンズユニットの並設方向の端部に近い程、算出距離の低減量が大きくなるものである。このように検出範囲におけるレンズユニットの並設方向の端部において算出距離が補正され、これは電動モビリティの周囲の回避対象の存在を正確に把握するために有利である。
【００１６】
第２態様において、好ましくは、前記ステレオカメラの前記一対のレンズユニットの一方の先端レンズが他方の先端レンズに対して上方に配置されている。
物体の距離を検出することができる検出範囲は、一方のレンズユニットを介して取得される画像と他方のレンズユニットを介して取得される画像との重複範囲である。一対のレンズユニットが横方向に並んでいるのではなく、一対のレンズユニットの一方の先端レンズが他方の先端レンズに対して上方に配置されている構成は、車輪の幅方向外側の死角および電動モビリティの側面等の幅方向外側の死角を少なくする上で有利である。
【００１７】
上記態様において、好ましくは、前記一方の前記先端レンズが前記他方の前記先端レンズに対して車両前後方向における前側に位置している。
当該構成は、上記のように死角が少なくなった状態で、ステレオカメラの検出範囲を電動モビリティの後方に広げることができる。例えば、一対のレンズユニットの一方の真下に他方が配置されていると、他方のレンズユニットによって一方のレンズユニットの真下の視野が妨げられる。上記構成は、一方のレンズユニットの下方の視野の妨げを防止又は少なくするために有利である。
【００１８】
第２態様において、好ましくは、前記一対のレンズユニットの光軸がそれぞれ斜め下方に向かって延びている。
当該構成は、電動モビリティの幅方向外側のエリア、車輪の幅方向外側のエリア等の物体の存在を正確に認識する上で有利である。
【００１９】
前記態様において、好ましくは、前記ステレオカメラの前記一対のレンズユニットがそれぞれ車両前方を向いている。
当該構成は、前記一対のレンズユニットの光軸がそれぞれ斜め下方に向かって延びている状態で、車両前方の物体の存在も正確に認識することができる。
【００２０】
第２態様において、好ましくは、前記ステレオカメラの前記一対のレンズユニットが互いに上下方向および／又は車両前後方向に並んでいる。
物体の距離を検出することができる検出範囲は、一方のレンズユニットを介して取得される画像と他方のレンズユニットを介して取得される画像との重複範囲である。一対のレンズユニットが横方向に並んでいるのではなく、一対のレンズユニットが互いに上下方向および／又は車両前後方向に並んでいる構成は、車輪の幅方向外側の死角および電動モビリティの側面等の幅方向外側の死角を少なくする上で有利である。
【００２１】
第２態様において、好ましくは、前記ステレオカメラが、前記モビリティ本体のアームレスト又はコントロールアームに取付けられ、前記アームレストおよび前記コントロールアームは、運転者が腕および手の少なくとも一方を載せるものである。
運転者は自らの手の位置および腕の位置を容易に視認することができる。また、運転者は、自らの手の位置および腕の位置を見ていない場合でも、自らの手の大凡の位置および腕の大凡の位置を直感的に認識することもできる。このため、コントロールアームやアームレストにステレオカメラが設けられる当該構成は、ステレオカメラの壁等との衝突を防止する上で有利である。
【００２２】
第２態様において、好ましくは、２つの前記ステレオカメラが前記モビリティ本体に左右対称となるように取付けられている。
２つのステレオカメラによって、左右両方の車輪の幅方向外側の回避対象の有無が監視される。運転者が目視確認によって左右両側の回避対象を全て確実に把握することは難しいので、上記構成は家屋内およびオフィス内で極めて有用である。
【００２３】
第２態様において、好ましくは、前記車輪が前輪であり、前記ステレオカメラの前記検出範囲が、前記前輪の車両幅方向外側のエリアを含む。
この構成によれば、前輪の周辺に存在する回避対象を把握することができる。
【００２４】
第２態様において、好ましくは、前記モビリティ本体に設けられ前記車輪又は他の車輪を駆動するモータと、前記モータを制御する制御ユニットと、がさらに設けられ、前記制御ユニットが、前記距離補正部によって補正された距離に基づいて前記併設方向の位置に対応する方位角が前記検出範囲の限界に近いエリアの回避対象を検出し、該回避対象を回避するための回避動作を行う。
【００２５】
例えば、一対のレンズユニットが上下方向に並ぶように配置され、一対のレンズユニットが前方に向いている場合は、電動モビリティの車輪の幅方向外側のエリアが、方位角が検出範囲の限界に近いエリアに入る。当該構成では、方位角が検出範囲の限界に近いエリアにおいて回避対象が正確に検出され、これは電動モビリティの周囲に存在する物体を正確に把握する上で有利である。
【００２６】
第２態様において、好ましくは、前記方位角が前記検出範囲の限界に近いエリアは、前記検出範囲の限界に対応する限界方位角と、前記限界方位角から前記ステレオカメラの光軸側に１５°移動した位置である限界近接方位角との間のエリアである。
第２態様において、好ましくは、前記電動モビリティは、一人が着座して乗るものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、一対のカメラの並設方向の視野角の限界に近いエリアの距離の誤差を補正し、正確な距離を算出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係るステレオカメラの全体構成を示すブロック図である。
【図２】ステレオカメラに関するパラメータを説明する図である。
【図３】Ｘ方向角（方位角）が異なる２つの位置の視差の差異を説明する図である。
【図４】補正データにおける補正係数群の一例を示す図である。
【図５】（ａ）点群から構成されたモデルと、（ｂ）（ａ）視差から算出された距離に基づいて再構成されたモデルと、（ｃ）補正データを用いて補正された距離に基いて再構成されたモデルとを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る電動モビリティの前方斜視図である。
【図７】本実施形態の前記電動モビリティの後方斜視図である。
【図８】本実施形態の前記電動モビリティの平面図である。
【図９】本実施形態の前記電動モビリティの一部の部品を取外した状態のモビリティ本体の底面図である。
【図１０】本実施形態の前記電動モビリティの前輪の幅方向内側から見た図である。
【図１１】本実施形態の前記電動モビリティの前記前輪、サスペンション等の平面図である。
【図１２】本実施形態の電動モビリティの制御ユニットのブロック図である。
【図１３】本実施形態の電動モビリティの側面図である。
【図１４】本実施形態の電動モビリティの要部平面図である。
【図１５】本実施形態の電動モビリティの要部正面図である。
【図１６】本実施形態の電動モビリティの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の一実施形態に係るステレオカメラ１およびこれを備える電動モビリティ１００について図面を参照して説明する。
本実施形態に係るステレオカメラ１は、図１に示されるように、一対のカメラ２Ｒ，２Ｌと、一対のカメラ２Ｒ，２Ｌによって取得された一対の画像を処理する画像処理装置３とを備えている。
【００３０】
一方のカメラ２Ｒは、レンズユニット４Ｒと、レンズユニット４Ｒを介してレンズユニット４Ｒの視野の画像（右画像）を取得する撮像素子５Ｒとを備えている。他方のカメラ２Ｌは、レンズユニット４Ｌと、レンズユニット４Ｌを介してレンズユニット４Ｌの視野の画像（左画像）を取得する撮像素子５Ｌとを備えている。一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌは、カメラ本体６（図６および図１３参照。）によって支持され、カメラ本体６の内部に撮像素子５Ｒ，５Ｌが設けられている。各撮像素子５Ｒ，５Ｌは、ＣＭＯＳイメージセンサ等の周知のセンサである。各撮像素子５Ｒ，５Ｌは、画像処理装置３に接続されている。
【００３１】
一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡは、相互に平行又は略平行である。各レンズユニット４Ｒ，４Ｌは、魚眼レンズのような広角レンズである。各カメラ２Ｒ，２Ｌの視野角（全画角）は、１４０°以上であることが好ましく、１６０°以上であることがより好ましく、１８０°以上であることがさらに好ましい。
以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を用いる。Ｘ方向は、レンズユニット４Ｒ，４Ｌの並設方向であり、Ｚ方向は、レンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡに平行な方向であり、Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向に直交する方向である。
【００３２】
ステレオカメラ１は、一対の撮像素子５Ｒ，５Ｌによって、視差を有する一対の画像を取得する。説明の便宜上、一対の画像の各々の横方向はＸ方向に対応し、一対の画像の各々の縦方向は、Ｙ方向に対応する。一対の撮像素子５Ｒ，５Ｌの撮像範囲の内、相互に重複する範囲が、一対の画像から距離ｄを算出することができる検出範囲ＤＡである。
ステレオカメラ１は、単一の撮像素子によって一対の画像を取得するように構成されていてもよい。例えば、単一の撮像素子の一側の撮像領域に一方のレンズユニット４Ｒによって像が形成され、単一の撮像素子の他側の撮像領域に他方のレンズユニット４Ｌによって像が形成されてもよい。
【００３３】
図２は、ステレオカメラ１に関するパラメータを説明している。基線長ｂは、カメラ２Ｒ，２Ｌ（レンズユニット４Ｒ，４Ｌ）の光軸ＬＡ間の距離である。距離ｄは、検出範囲ＤＡ内の位置Ｐのカメラ中心Ｃからの距離である。カメラ中心Ｃは、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌ間の中心である。視差θは、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌから見た位置Ｐの方向の差である。Ｘ方向角（方位角）αは、レンズユニット４Ｌから位置Ｐを見たときの光軸ＬＡに対するＸ方向の角度である。Ｘ方向角（方位角）βは、レンズユニット４Ｒから位置Ｐを見たときの光軸ＬＡに対するＸ方向の角度である。光軸ＬＡは、カメラ中心Ｃを通るステレオカメラ１の光軸である。ステレオカメラ１の光軸ＬＡは、カメラ２Ｒ，２Ｌの一方の光軸であってもよい。視差θおよびＸ方向角α，βの間には、θ＝｜α−β｜の関係が成立する。Ｙ方向角（仰角）γは、レンズユニット４Ｒ，４Ｌから位置Ｐを見たときのＹ方向の角度である。
【００３４】
画像処理装置３は、図１に示されるように、ＣＰＵ（中央演算処理装置）のようなプロセッサを少なくとも有する処理部３Ａと、ＲＡＭ、ＲＯＭ、および不揮発性メモリ等を有する記憶部３Ｂとを備える。
処理部３Ａは、一対の画像の各々の歪みを補正する歪補正部６ａと、歪みが補正された一対の画像間のずれを補正するずれ補正部６ｂと、歪みおよびずれが補正された一対の画像から視差画像を作成する視差画像作成部６ｃと、視差画像から距離ｄを計算する距離計算部６ｄと、距離ｄを補正する距離補正部６ｅと、補正された距離ｄ’に基づいて点群データ（３次元画像）を作成する３次元画像作成部６ｆとを備えている。各部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆの後述する機能は、記憶部３Ｂに格納されている画像処理プログラム（図示せず）に従って処理部３Ａのプロセッサが処理を実行することによって、実現される。
【００３５】
記憶部３Ｂには、ステレオカメラ１の内部パラメータ７Ｒ，７Ｌおよび外部パラメータ８が予め記憶されている。
内部パラメータ７Ｒは、カメラ２Ｒの固有の光学特性に関するパラメータであり、例えば、カメラ２Ｒの光学中心、焦点距離およびレンズ歪み等に関する補正を行うための行列又は関数として表現される。内部パラメータ７Ｌは、カメラ２Ｌの固有の光学特性に関するパラメータであり、例えば、カメラ２Ｌの光学中心、焦点距離およびレンズ歪み等に関する補正を行うための行列又は関数として表現される。
外部パラメータ８は、一対のカメラ２Ｒ，２Ｌの相対位置および相対姿勢の補正を行うためのパラメータであり、例えば、回転行列および並進行列として表現される。
内部パラメータ７Ｒ，７Ｌおよび外部パラメータ８は、例えば、チェスボードのような格子パターンが描かれたボードを使用した公知のカメラキャリブレーションによって求められる。
【００３６】
また、記憶部３Ｂには、距離ｄの誤差の補正用の補正テーブル９が予め記憶されている。補正テーブル９において、Ｘ方向角（方位角）αとＸ方向角（方位角）βとの各組み合わせに補正係数が対応付けられている。なお、Ｘ方向角α，βのうち例えば一方のＸ方向角（方位角）αに補正係数が対応付けられていてもよい。
図３に示されるように、距離ｄが等しい２つの位置Ｐ１，Ｐ２を考える。位置Ｐ１は、Ｘ方向において検出範囲ＤＡの中心（カメラ中心Ｃの正面）に存在する。位置Ｐ２は、Ｘ方向において位置Ｐ１よりも検出範囲ＤＡの端の近くに存在する。図３の例において、各カメラ２Ｒ，２Ｌの視野角は１８０°（−９０°〜＋９０°）である。つまり、ステレオカメラ１から見た検出範囲（角度範囲）ＤＡも１８０°程度である。電動モビリティ１００用のステレオカメラ１の場合、視野角は、１４０°（−７０°〜＋７０°）以上であればよく、１６０°（−８０°〜＋８０°）以上であることがより好ましい。位置Ｐ２の視差θ２は、位置Ｐ１の視差θ１に比べて小さくなる。視差θ１に対する視差θ２の比率は、基線長ｂと、位置Ｐ２のＸ方向角α，βおよびＹ方向角γと、によって一意に決まる。この比率が、補正係数である。したがって、補正係数は、０よりも大きく１以下の値である。
【００３７】
補正テーブル９は、ステレオカメラ１の光学設計（基線長ｂ）に応じて決まる。したがって、同一の光学設計（基線長ｂ）のステレオカメラ１には共通の補正テーブル９を使用することができる。
【００３８】
図４は、補正係数の一例を示している。図４において、１つの点が１つの補正係数を表している。図４に示されるように、Ｘ方向角α，βが視野角の限界（±９０°）に近付くにつれて、補正係数は減少する。例えば、検出範囲ＤＡにおいて、視野角であるＸ方向角αが±９０°に近いエリアにおいて、補正係数が減少する。この例において、補正係数は、Ｘ方向角α，βおよびＹ方向角γのうち、Ｘ方向角α，βのみに依存して変化する。
なお、補正係数が、Ｘ方向角α，βのみではなく、Ｙ方向角γにも依存して変化するものであってもよい。
【００３９】
一例において、Ｘ方向角（方位角）α，βの少なくとも一方の大きさ（絶対値）が７５°以上の範囲では、補正係数は、０．３以下である。また、Ｘ方向角（方位角）α，βの少なくとも一方の大きさ（絶対値）が７０°以上の範囲では、補正係数は、０．４以下である。また、Ｘ方向角α，βの少なくとも一方の大きさ（絶対値）が６５°以上の範囲では、補正係数は、０．６以下である。
【００４０】
歪補正部６ａは、撮像素子５Ｒから右画像を受信し、撮像素子５Ｌから左画像を受信する。右画像には、カメラ２Ｒのレンズ歪み等に起因する歪みが生じる。左画像には、カメラ２Ｌのレンズ歪み等に起因する歪が生じる。歪補正部６ａは、カメラ２Ｒの内部パラメータ７Ｒに基づいて右画像の歪みを補正し、カメラ２Ｌの内部パラメータ７Ｌに基づいて左画像の歪みを補正する。
【００４１】
カメラ２Ｒ，２Ｌ間の相対位置および相対姿勢には、製造誤差等が原因で設計値からのずれが生じる。このカメラ２Ｒ，２Ｌ間の物理的（幾何学的）なずれに起因するずれが右画像と左画像との間に生じる。ずれ補正部６ｂは、外部パラメータ８に基づいて、右画像と左画像との間のずれを補正する。例えば、ずれ補正部６ｂは、外部パラメータ８に基づいて、右画像および左画像の一方を回転および並進させる。
【００４２】
視差画像作成部６ｃは、歪みおよびずれが補正された右画像および左画像から検出範囲ＤＡ内の各位置の視差θを算出し、各画素が視差θの情報を有する視差画像を作成する。
例えば、左画像を基準に視差画像を作成する場合、視差画像作成部６ｃは、左画像の１つの画像を注目画素に設定し、注目画素と対応する右画像の画素をステレオマッチングによって検出し、注目画素と対応する画素との間のＸ方向のずれ量（画素数）を算出する。左画像における各画素のＸ方向の位置は、Ｘ方向角αに相当する。右画像における各画素のＸ方向の位置は、Ｘ方向角βに相当する。したがって、Ｘ方向のずれ量は、視差θに相当する。視差画像作成部６ｃは、Ｘ方向のずれ量を左画像の注目画素に与える。視差画像作成部６ｃは、左画像の検出範囲ＤＡ内の全ての画素を順番に注目画素に設定し、同じ処理を繰り返すことによって、視差画像を作成する。
【００４３】
距離計算部６ｄは、視差画像の各画素の視差θおよび基線長ｂから距離ｄを計算する。例えば、距離計算部６ｄは、下式（１）から距離ｄを算出する。
ｄ＝ｂ／θ      …（１）
【００４４】
距離補正部６ｅは、距離計算部６ｄによって算出された各画素の距離（算出距離）ｄを補正データを用いて補正する。
具体的には、距離補正部６ｅは、例えば視差画像の各画素のＸ方向角（方位角）αに対応する補正係数を補正テーブル９から選択する。補正テーブルにおいて補正係数がＹ方向角γにも対応付けられている場合、距離補正部６ｅは、各画素のＸ方向角（方位角）αおよびＹ方向角（仰角）γに対応する補正係数を補正テーブル９から選択する。次に、距離補正部６ｅは、選択された補正係数を距離ｄに乗算することによって、補正された距離ｄ’を得る。前述したように、補正係数は０よりも大きく１以下の値である。したがって、距離補正部６ｅは、距離ｄを小さくなる方向に補正し、補正された距離ｄ’は補正前の距離ｄ以下である。Ｘ方向角α，βが視野角の限界に近い程、補正係数は小さくなり、距離ｄに対する距離ｄ’の低減量が大きくなる。
【００４５】
３次元画像作成部６ｆは、視差画像の各画素のＸ方向およびＹ方向の位置ならびに補正された距離ｄ’に基づいて、点群データ（点群画像）を作成する。点群データは、検出範囲ＤＡ内の各画素に対応する点の３次元座標を含むデータである。点群データ内の各点を３次元座標空間にマッピングすることによって点群画像を作成することができる。３次元画像作成部６ｆは、点群データに代えて、又はこれに加えて、各画素が距離ｄ’の情報を有する距離画像データを作成してもよい。
【００４６】
図５（ａ）から（ｃ）は、画像処理装置３による画像処理のシミュレーション結果を示している。
図５（ａ）は、点群から構成される直方体のモデルＭを示している。
モデルＭの各点の座標に基づいて視差θを計算し、視差θから距離ｄを算出した。
図５（ｂ）は、距離ｄに基づいて再構成されたモデルＭ’の点群画像である。図５（ｂ）において、Ｘ方向角α，βが０°に近い中心部分では、モデルＭ’は、モデルＭと類似の形状を有する。一方、Ｘ方向角α，βが視野角の限界に近い部分では、視差θから算出される距離ｄが、実際の距離よりも大きいため、モデルＭ’Ｘ方向に大きく変形し、発散したようになる。このエリアでは、実際にはステレオカメラ１の近くに存在する物体が、点群画像上ではステレオカメラ１から遠くに存在する物体として認識されることを意味する。
図５（ｃ）は、補正された距離ｄ’に基づいて再構成されたモデルＭ”の点群画像である。図５（ｃ）において、広い視野角（−９０°〜＋９０°）の全範囲において、モデルＭ”は、モデルＭの形状を正確に再現している。
【００４７】
このように、一対の画像の視差θから算出される距離ｄには、Ｘ方向角α，βおよびＹ方向角γに依存する誤差が生じる。誤差を生じさせる支配的要因は、図５（ｂ）から明らかなように、Ｘ方向角α，βである。本実施形態によれば、補正テーブル９を用いて距離ｄが距離ｄ’に補正され、Ｘ方向角α，βが視差角の限界に近い程（すなわち、位置が検出範囲ＤＡのＸ方向の端部に近い程）、距離ｄに対する距離ｄ’の低減量が大きくなる。これにより、Ｘ方向角α，βに依存する距離ｄの誤差を補正し、正確な距離ｄ’を算出することができる。
【００４８】
一対の画像の視差θから算出される距離ｄには、Ｙ方向角γに依存する誤差が生じる場合もある。したがって、図５（ａ）〜（ｃ）に示されるように、Ｙ方向角γの方向にも補正係数が変化する補正テーブル９を使用した場合には、Ｙ方向角γに依存する距離ｄの誤差も補正し、より正確な距離ｄ’を算出することができる。
【００４９】
式（１）から分かるように、視差θから算出される距離ｄの実際の距離との誤差は、例えばＸ方向角（方位角）αが視野の限界に近付くにつれて、つまり、Ｘ方向角（方位角）αが検出範囲ＤＡの限界に近付くにつれて、より大きな増大率で増大する。したがって、補正テーブル内の補正係数は、図４および図５（ａ），（ｂ）に示されるように、Ｘ方向角（方位角）αが検出範囲ＤＡの限界に近付くにつれて、より大きな減少率で減少することが好ましい。
このような補正係数によれば、距離ｄの誤差をより高精度に補正し、より正確な距離ｄ’を得ることができる。
【００５０】
本実施形態においては、距離補正部６ｅが、検出範囲ＤＡ内の全ての位置の距離ｄを補正することしたが、これに代えて、検出範囲ＤＡの所定領域内の位置の距離ｄのみを補正してもよい。
所定領域とは、Ｘ方向角α，βに依存する距離ｄの誤差が大きくなる、検出範囲ＤＡのＸ方向の両端部の領域である。例えば、所定領域は、Ｘ方向角α，βの少なくとも一方の大きさ（絶対値）が、６０°以上の領域である。
【００５１】
本実施形態においては、距離補正部６ｅが、補正テーブル９を用いて距離ｄを補正することとしたが、これに代えて、基線長ｂおよびＸ方向角α，βから、補正された距離ｄ’を算出してもよい。
例えば、距離補正部６ｅは、基線長ｂ、Ｘ方向角α，βおよびＹ方向角γを変数とする所定の関数から、補正された距離ｄ’を算出してもよい。所定の関数は、Ｘ方向角α，βが視野角の限界に近い程、距離ｄに対する距離ｄ’の低減量が大きくなるように、設計されている。このような所定の関数は、例えば、実験的に、又はシミュレーションによって決定される。
【００５２】
本発明の一実施形態に係る電動モビリティ１００が、図面を用いながら以下説明されている。
この電動モビリティ１００は、図６〜図９に示されるように、一対の前輪１０と、一対の後輪２０と、前輪（車輪）１０および後輪（車輪）２０によって支持されたモビリティ本体３０とを備える。モビリティ本体３０は、例えば、前輪１０および後輪２０によって支持されたボディ３１と、ボディ３１に取付けられた座席ユニット４０と、一対の前輪１０および一対の後輪２０の少なくとも一方を駆動するためのモータ５０とを有する。本実施形態では、モータ５０はボディ３１に取付けられ、座席ユニット４０はボディ３１から取外せる。この電動モビリティ１００は一人が着座して乗るものである。
【００５３】
図８および図９に示す車両前後方向は以下の説明で前後方向として説明される場合があり、図８および図９に示す車両幅方向は以下の説明で幅方向又は左右方向として説明される場合がある。なお、車両前後方向とモビリティ本体３０の前後方向は一致しており、車両幅方向とモビリティ本体３０の幅方向は一致している。本実施形態では、一対の前輪１０の径方向の中心は車両幅方向に並んでおり、一対の後輪２０の径方向の中心も車両幅方向に並んでおり、車両前後方向は車両幅方向と直交している。
【００５４】
本実施形態では、一対の後輪２０はそれぞれモータ５０と接続され、各モータ５０は対応する後輪２０を駆動する。各モータ５０の駆動力は対応する前輪１０に動力伝達手段によって伝達される。動力伝達部材はベルト、ギヤ等である。
各前輪１０は、図９〜図１１に示すように、車軸１１およびサスペンション１２を用いてボディ３１に支持されている。また、前輪１０の接地面は、前輪１０の周方向に並ぶ複数のローラ１３によって形成されている。
【００５５】
サスペンション１２は、支持部材１２ａと、コイルスプリング等の付勢部材１２ｂとを有する。支持部材１２ａの一端側はボディ３１の前端側に支持され、支持部材１２ａは車両幅方向に延びる第１の軸線Ａ１周りに傾動可能である。付勢部材１２ｂは支持部材１２ａの他端側を車両前方に向かって付勢している。前輪１０の車軸１１は支持部材１２ａに固定されている。また、図１１に示すように、前後方向に直角である水平線ＨＬに対して、車軸１１の中心軸線である第２の軸線Ａ２は前方に傾いている。平面視において第２の軸線Ａ２と水平線ＨＬとのなす角度αが２°〜１５°となっていることが好ましいが、条件によってはその他の角度であってもよい。
【００５６】
本実施形態では、付勢部材１２ｂの付勢力に抗して支持部材１２ａの他端はボディ３１に対し車両後方に移動できる。このため、ローラ１３の接地面との衝突によって生ずる振動がより効果的に低減される。なお、前輪１０はトーイン状態に配置されていなくてもよい。振動の低減は、ステレオカメラ１による物体の検出の正確性を向上する上で有利である。
【００５７】
各前輪１０は、車軸１１に取付けられたハブ１４と、ハブ１４に支持された複数のローラ支軸（図示せず）とを備え、複数のローラ１３はそれぞれローラ支軸に回転可能に支持されている。なお、ハブ１４が車軸１１にベアリング等を用いて取付けられていてもよく、ハブ１４が車軸１１に緩衝部材、中間部材等を用いて取付けられていてもよい。各ローラ支軸の軸線は、車軸１１の径方向に交差する方向に延びている。
【００５８】
各ローラ１３は対応するローラ支軸の軸線周りに回転する。つまり、各前輪１０は走行面に対して全方向に移動する全方向車輪である。
各ローラ１３の外周面はゴム状弾性を有する材料を用いて形成され、各ローラ１３の外周面にはその周方向に延びる複数の溝が設けられている（図１０および図１１参照）。
【００５９】
本実施形態では、各後輪２０は、図示しない車軸と、車軸に取付けられたハブ２１と、ハブ２１の外周側に設けられ、外周面がゴム状弾性を有する材料を用いて形成された外周部材２２とを有するが、前輪１０と同様に全方向車輪を用いてもよい。後輪２０の車軸はモータ５０の主軸と共通でもよい。
【００６０】
ボディ３１の構造は適宜変更可能である。本実施形態では、地面に沿って延びるベース部３２と、ベース部３２の後端側から上方に延びている座席支持部３３とを有する。座席支持部３３は車両前方に傾斜しており、座席支持部３３の上端側に座席ユニット４０が取付けられている。
【００６１】
本実施形態のベース部３２は、前輪１０のサスペンション１２および後輪２０のモータ５０を支持している金属製のベースフレーム３２ａと、ベースフレーム３２ａを少なくとも部分的に覆うプラスチック製のカバー部３２ｂとを有する。カバー部３２ｂは、座席ユニット４０に座る運転者の足を載せる部分、荷物を載置する部分等として使用される。カバー部３２ｂは、一対の前輪１０をそれぞれ上方から覆う一対のフェンダー３２ｃも備えている。各フェンダー３２ｃは、一例では、前輪１０を覆う機能だけを有する。各フェンダー３２ｃは、他の例では、ボディ３１の剛性を強化する機能も有する。また、各フェンダー３２ｃが前輪１０の一部のみを覆う場合もある。
【００６２】
本実施形態では、座席ユニット４０はその下部にシャフト４０ａを有し、シャフト４０ａが座席支持部３３の上端側に取付けられる。座席支持部３３の背面には充電可能なバッテリＢＡが取付けられ、座席支持部３３内には後述する制御ユニット６０が配置されている。
座席ユニット４０は、運転者が座る座面部４１と、背凭れ部４２と、右のコントロールアーム４３と、左のコントロールアーム４３とを有する。
【００６３】
各コントロールアーム４３の上面にはアームレスト４３ａが固定されている。例えば、運転者は一対のコントロールアーム４３のアームレスト４３ａに両腕をそれぞれ置く。また、運転者は一対のコントロールアーム４３の上端に両手をそれぞれ置く。本実施形態ではコントロールアーム４３とアームレスト４３ａの両方が設けられているが、コントロールアーム４３又はアームレスト４３ａのみが設けられていてもよい。この場合、運転者は、コントロールアーム４３の上に腕および手の少なくとも一方を置き、又は、アームレスト４３ａの上に腕および手の少なくとも一方を置く。
【００６４】
右側のコントロールアーム４３の上端には操作レバー４４ａを有する操作部４４が設けられている。力が加えられていない状態では、操作レバー４４ａは操作部４４内に配置された付勢部材（図示せず）によって中立位置に配置される。運転者は、右手によって、操作レバー４４ａを中立位置に対して右方向、左方向、前方向、および後方向に変位させることができる。
【００６５】
操作レバー４４ａの変位方向および変位量に応じた信号が操作部４４から後述する制御ユニット６０に送信され、受信する信号に応じて制御ユニット６０が各モータ５０を制御する。例えば、操作レバー４４ａが中立位置に対し前方向に変位すると、各モータ５０を車両前方に向かって回転させる信号が送信される。これにより、電動モビリティは操作レバー４４ａの変位量に応じた速度で前進する。また、操作レバー４４ａが中立位置に対し左斜め前方に変位すると、左側のモータ５０を右側のモータ５０よりも遅い速度で車両前方に向かって回転させる信号が送信される。これにより、電動モビリティが操作レバー４４ａの変位量に応じた速度で左に曲がりながら前進する。
【００６６】
左側のコントロールアーム４３の上端には、電動モビリティに関する各種設定を行うための設定部４５が設けられている。各種設定の例として、最高速度の設定、運転モードの設定、電動モビリティのロックの設定がある。
【００６７】
左右のコントロールアーム４３の各々には報知装置４６が設けられている。各報知装置４６は音声発生装置、表示装置、振動発生装置等である。振動発生装置はコントロールアーム４３の上端側の一部、操作部４４、設定部４５等を例えば数十Ｈｚで振動させるものである。
【００６８】
制御ユニット６０は、図１２に示すように、各モータ５０を駆動するモータドライバ７０と、制御装置８０とを有する。
モータドライバ７０はバッテリＢＡに接続されている。また、モータドライバ７０は各モータ５０にも接続されており、モータドライバ７０は各モータ５０に駆動電力を供給する。
【００６９】
制御装置８０は、図１２に示すように、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を有する制御部８１と、不揮発性メモリ、ＲＯＭ等を有する記憶装置８２と、送受信部８３とを有する。記憶装置８２には電動モビリティを制御するための走行制御プログラム８２ａが格納されている。制御部８１は走行制御プログラム８２ａに基づき作動する。制御部８１は、操作部４４および設定部４５からの信号に基づき、各モータ５０を駆動するための駆動信号をモータドライバ７０に送信する。
【００７０】
２つのステレオカメラ１が右のコントロールアーム４３の上端側および左のコントロールアーム４３の上端側にそれぞれ取付けられている。２つのステレオカメラ１の各撮像素子５Ｒ，５Ｌは画像処理装置３に接続され、本実施形態では画像処理装置３は制御装置８０内に設けられている。画像処理装置３が制御装置８０外に設けられていてもよい。
【００７１】
一例では、図１４に示すように、左側のコントロールアーム４３に設けられたステレオカメラ１の検出範囲ＤＡに、少なくとも左側の前輪１０の一部又は左側の前輪１０のフェンダー３２ｃの一部が入る。また、当該検出範囲ＤＡには、左側の前輪１０に対して幅方向外側のエリアが入る。
同様に、右側のコントロールアーム４３に設けられたステレオカメラ１の検出範囲ＤＡに、少なくとも、右側の前輪１０の一部又は右側の前輪１０のフェンダー３２ｃの一部が入る。また、当該検出範囲ＤＡには、右側の前輪１０に対して幅方向外側のエリアが入る。
ここで、例えば図１３に示すように、ステレオカメラ１の検出範囲ＤＡは、一対の撮像素子５Ｒ，５Ｌによる撮像範囲が重複する範囲である。
【００７２】
また、図１４に示すように、ステレオカメラ１の各レンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡは、幅方向外側に向かって斜めに延びている。具体的には、図１４に示す平面視において、各レンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡは、前後方向に対して角度βをなす方向に延びている。一例では、角度βは５°〜３０°である。
【００７３】
また、図６、図１３等に示されるように、ステレオカメラ１の一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの一方の先端レンズ４Ｒａが他方の先端レンズ４Ｌａに対して上方に配置されている。つまり、先端レンズ４Ｒａは先端レンズ４Ｌａよりも高い位置に配置されている。
また、図１３等に示されるように、一方の先端レンズ４Ｒａが他方の先端レンズ４Ｌａに対して車両前後方向における前側に位置している。つまり、先端レンズ４Ｒａは先端レンズ４Ｌａよりも前側に配置されている。
【００７４】
また、図１３等に示されるように、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡがそれぞれ斜め下方に向かって延びている。
また。図８、図１３等に示されるように、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌがそれぞれ車両前方を向いている。なお、前記角度βが４０°以下であり、レンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡが水平方向と成す角度が４０°以下であれば、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌが車両前方を向いていると言える。なお、前記各角度は３０°以下であることが好ましい。
【００７５】
別の言い方をすると、ステレオカメラ１の一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌが互いに上下方向および／又は車両前後方向に並んでいる。
【００７６】
図１４は検出範囲ＤＡの一部を示しており、検出範囲ＤＡは図１４に示す範囲の前方にも存在する。図１４に示すように、本実施形態では、左側のステレオカメラ１の検出範囲ＤＡには、左側の前輪１０の一部、左側の前輪１０のフェンダー３２ｃの一部、および左側の前輪１０に対し幅方向外側の走行面が入っている。走行面に障害物、壁、溝等の回避対象が存在する場合、ステレオカメラ１の検出範囲ＤＡにこれら回避対象が入る。右側のステレオカメラ１の検出範囲ＤＡも左側のステレオカメラ１の検出範囲ＤＡと同様である。
【００７７】
制御装置８０の制御部８１は、記憶装置８２に格納されている回避制御プログラム８２ｂに基づき作動する。制御部８１は、３次元画像作成部６ｆにより作成された点群データ（点群画像）において、前輪１０又はフェンダー３２ｃが接触する可能性のある回避対象を検出する。回避対象は、例えば、障害物、人、動物、植物である。障害物は、例えば、壁、大きな石、段差等である。他の例では、制御部８１は、距離画像中において、前輪１０が落下する又は嵌る可能性のある段差、穴、溝等の回避対象を検出する。
【００７８】
図１３では、ステレオカメラ１のＸ方向角（方位角）αにおいて、各カメラ２Ｒ，２Ｌの視野角は１４０°（±７０°）程度である。このため、ステレオカメラ１から見た検出範囲（角度範囲）ＤＡも１４０°程度である。
ここで、前述の前輪１０又はフェンダー３２ｃが接触する可能性のある回避対象は、検出範囲ＤＡにおけるＸ方向角αが７０°近いエリアにあらわれる可能性が高い。例えば、Ｘ方向角αが６５°以上のエリアに回避対象があらわれる可能性が高い。
【００７９】
制御部８１は、例えば検出範囲ＤＡにおける所定の範囲ＡＲ１に前輪１０又はフェンダー３２ｃが接触する可能性のある回避対象が検出された時に、回避動作のための制御指令によって各モータ５０を制御する。他の例では、制御部８１は、例えば検出範囲ＤＡにおける所定の範囲ＡＲ１に前輪１０又はフェンダー３２ｃが接触する可能性のある回避対象が検出された時に、報知装置４６を作動させる。また、制御部８１は、例えば検出範囲ＤＡにおける所定の範囲ＡＲ１に前輪１０が落下する又は嵌る可能性のある回避対象を検出した時に、回避動作のための制御指令によって各モータ５０を制御する。他の例では、制御部８１は、例えば検出範囲ＤＡにおける所定の範囲ＡＲ１に前輪１０が落下する又は嵌る可能性のある回避対象を検出した時に、報知装置４６を作動させる。回避動作の例は、各モータ５０の回転速度の低下、停止、回避対象側への電動モビリティの移動を制限するための各モータの制御等である。他の例では、回避動作として、制御部８１は報知装置４６によって左右のコントロールアーム４３の上端部を振動させる。さらに他の例では、回避動作として、制御部８１は報知装置４６によって警報音を発生させる。
【００８０】
制御部８１は、例えば、左右のうち一方について、例えば検出範囲ＤＡにおける所定の範囲ＡＲ１に前輪１０又はフェンダー３２ｃの接触、落下、又は嵌りの可能性を検出した時に、当該一方のコントロールアーム４３の上端部を報知装置４６によって振動させる。これにより、運転者は接触、落下、又は嵌りの可能性がある方向を直感的に認識することができる。
なお、ステレオカメラ１の検出範囲ＤＡのどこかで回避対象が検出された時に前記回避動作が行われてもよい。
【００８１】
ここで、ステレオカメラ１の画像処理装置３は、Ｘ方向角（方位角）αが視野の限界に近いエリアにおいて、距離計算部６ｄによって得られる距離ｄを大幅に補正する。これにより、Ｘ方向角（方位角）αが視野の限界に近いエリアについても、正確な距離検出を行うことが可能となる。
また、図１３において、ステレオカメラ１のＸ方向角（方位角）αにおいて、各カメラ２Ｒ，２Ｌの視野角が１８０°（±９０°）程度である場合は、後輪２０の幅方向外側のエリアにあらわれる回避対象の検出も可能となる。後輪２０が全方向車輪である場合もあり、その場合、後輪２０の幅方向外側のエリアにあらわれる回避対象の検出は特に有用である。
【００８２】
このように、本実施形態の構成を用いると、ステレオカメラ１の検出範囲ＤＡには、前輪１０の幅方向外側のエリアが入る。一例では、ステレオカメラ１の検出範囲ＤＡには、少なくとも、前輪１０の一部又は前輪１０のフェンダー３２ｃの一部が入る。当該構成は、前輪１０の幅方向外側に存在する回避対象と前輪１０との関係を確実に把握する上で極めて有用である。
【００８３】
また、前輪１０の幅方向外側の走行面における前輪１０の近傍を運転者が目視するためには、運転者は姿勢を変える必要がある。本実施形態では、前輪１０の幅方向外側の走行面における前輪１０の近傍がステレオカメラ１の検出範囲ＤＡに入っているので、運転者による監視の負担が軽減される。
【００８４】
特に、家屋内又はオフィス内において電動モビリティを運転する際に、運転者は、家具、壁等の回避対象との接触に気を付ける必要がある。また、運転者は、階段等の回避対象への侵入に気を付ける必要がある。家屋内又はオフィス内には様々な種類の回避対象が存在する。このため、運転者が目視確認によってこれら回避対象を全て確実に把握することは難しい。従って、本実施形態の構成は家屋内やオフィス内で極めて有用である。
【００８５】
なお、左側の後輪２０の一部および左側の後輪２０のフェンダーの一部の少なくとも一方が左側のステレオカメラ１の検出範囲ＤＡに入るように、左側のステレオカメラ１が例えば座席ユニット４０、ボディ３１、座席ユニット４０又はボディ３１から延びるポール、左のコントロールアーム４３、そのアームレスト４３ａ等に取付けられていてもよい。
また、右側の後輪２０の一部および右側の後輪２０のフェンダーの一部の少なくとも一方が右側のステレオカメラ１の検出範囲ＤＡに入るように、右側のステレオカメラ１が例えば座席ユニット４０、ボディ３１、座席ユニット４０又はボディ３１から延びるポール、右のコントロールアーム４３、そのアームレスト４３ａ等に取付けられていてもよい。
【００８６】
また、図１３に示すように、ステレオカメラ１の一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌは、互いに横方向に並んでいるのではなく、互いに上下方向に並んでいる。前述のようにステレオカメラ１の検出範囲ＤＡは一対の撮像素子５Ｒ，５Ｌによる撮像範囲が重複する範囲である。このため、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌが互いに上下方向に並ぶように配置されている本実施形態の構成は、図１５に示すように前輪１０の幅方向外側の死角を少なくする又は無くす上で有利である。
【００８７】
家屋内又はオフィス内において電動モビリティの方向転換等を行う際に、多くの場合、電動モビリティの周りに広いスペースが無い。さらに、運転者が電動モビリティに座りながら机で作業をする場合、電動モビリティの前端側が机の下に入り込む。この場合、前輪１０の幅方向外側の走行面における前輪１０の近傍は、運転者から極めて見え難い。これらの状況の中で、前輪１０の幅方向外側の死角を少なくする上記構成は極めて有用である。
【００８８】
なお、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌが互いに前後方向に並んでいてもよく、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌが互いに上下方向および前後方向に並んでいてもよい。これらの構成も前輪１０の幅方向外側の死角を少なくする又は無くす上で有利である。
【００８９】
また、本実施形態では、各ステレオカメラ１のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの幅方向の位置は、対応する前輪１０の幅方向の位置と重複している。なお、本実施形態では、レンズユニット４Ｒ，４Ｌの幅方向の位置は、レンズユニット４Ｒ，４Ｌが存在している幅方向の範囲であり、前輪１０の幅方向の位置は、前輪１０が存在している幅方向の範囲である。この構成は、図１５に示すように前輪１０の幅方向外側の死角を少なくする上で有利である。
なお、別の例では、各ステレオカメラ１のレンズユニット４Ｒ，４Ｌが、対応する前輪１０の幅方向外側の走行面の上方に配置される。当該構成は前輪１０の幅方向外側の死角をより少なくすることができ、又は、無くすことができる。
【００９０】
また、本実施形態では、各ステレオカメラ１が、対応するコントロールアーム４３に取付けられている。コントロールアーム４３は運転者の手および腕が乗せられる部分である。各コントロールアーム４３は、座席ユニット４０に着座した運転者の胴に対して幅方向外側に配置されることが多い。また、各コントロールアーム４３は、座席ユニット４０に着座した運転者の大腿に対して幅方向外側に配置されることが多い。このため、上記構成は、運転者の身体によって各ステレオカメラ１の検出範囲ＤＡが妨げられる可能性を低減する。
【００９１】
なお、座席ユニット４０に、一対のコントロールアーム４３の代わりに一対のアームレスト４３ａを設けることも可能である。例えば、ステレオカメラ１をアームレスト４３ａの前端部に設けることが可能である。当該構成も本実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００９２】
また、運転者は自らの手の位置および腕の位置を容易に視認することができる。また、運転者は、自らの手の位置および腕の位置を見ていない場合でも、自らの手の大凡の位置および腕の大凡の位置を直感的に認識することもできる。このため、コントロールアーム４３やアームレスト４３ａにステレオカメラ１が設けられる本実施形態の構成は、ステレオカメラ１の壁等との衝突を防止する上で有利である。即ち、本実施形態の構成は、ステレオカメラ１の破損、位置ずれ等を防止する上で有利である。
【００９３】
また、ステレオカメラ１の各レンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡが、幅方向外側に向かって斜めに延びている。このため、前輪１０の幅方向外側のより広いエリアがステレオカメラ１の検出範囲ＤＡに入る。当該構成は、前輪１０の幅方向外側に存在する回避対象と前輪１０との関係を確実に把握する上で極めて有用である。
【００９４】
本実施形態では、一対の前輪１０はトーイン状態になっている。つまり、電動モビリティが前方に向かって直進している状態において、前輪１０の後端側は前端側よりも幅方向外側に配置されている。本実施形態は、前輪１０の幅方向外側を詳細に監視することを可能とする。このため、電動モビリティが前方に向かって直進している状態において、前輪１０の前端側は接触しないが前輪１０の後端側が接触する回避対象を検出することができる。例えば、家屋内又はオフィス内において低速で電動モビリティを前方に直進させる際に、このような回避対象として机の脚等が検出される。
【００９５】
前述のように、前輪１０又はフェンダー３２ｃが接触する可能性のある回避対象は、検出範囲ＤＡにおけるＸ方向角αが７０°近いエリアにあらわれる可能性が高い。つまり、検出範囲ＤＡにおけるカメラ２Ｒ，２Ｌの視野角の限界の近くに前記回避対象があらわれる可能性が高い。前輪１０がトーイン状態であることによる前輪１０の前端側と後端側との車両幅方向の位置の差は小さい。しかし、本実施形態では、画像処理装置３が、Ｘ方向角（方位角）αが視野の限界に近いエリアにおいて、距離計算部６ｄによって得られる距離ｄを大幅に補正する。これにより、トーイン状態である前輪１０が接触する可能性のある回避対象の検出を正確に行うことができる。
【００９６】
各ステレオカメラ１は、ステー（取付部材）９４によって、対応するコントロールアーム４３に取付けられている。ステー９４は、コントロールアーム４３の幅方向の内側の面にボルトＢによって固定さている固定部９４ａと、固定部９４ａの端から幅方向外側に延びる延設部９４ｂとを有する。ステー９４は板状部材を屈曲して形成されている。一例では、固定部９４ａと延設部９４ｂとが成す角度が前記角度βと等しい。この構成を採用すると、各レンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡを斜め外側に向ける場合に、各レンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡと前後方向とのなす角度βの設定が容易になる。
【００９７】
なお、ステレオカメラ１がコントロールアーム４３の上端部内に配置されていてもよい。例えば、コントロールアーム４３に設けられた中空部内にステレオカメラ１が配置される。この場合、コントロールアーム４３の上端部の前面に透明なカバーが取付けられ、カバーに対して内側に一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌが配置される。この場合でも、前述と同様の作用効果の達成を目的として、ステレオカメラ１を配置することができる。
【００９８】
また、一例では、固定部９４ａに長穴９４ｃが設けられ、ボルトＢが長穴９４ｃを挿通する。長穴９４ｃは円弧形状を有する。この場合、ボルトＢを緩めることによって、ステレオカメラ１の検出範囲ＤＡを前後方向に容易に調節することができる。また、固定部９４ａと延設部９４ｂとを他の部材を介してボルト等で接続し、これにより固定部９４ａと延設部９４ｂとの角度が調節可能であってもよい。この場合、ステレオカメラ１の各レンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡの向く方向を車両幅方向に容易に調節できる。
【００９９】
なお、図１３に示すように、本実施形態では、ステレオカメラ１の検出範囲ＤＡに電動モビリティの前方が入る。例えば、ステレオカメラ１の検出範囲ＤＡに運転者の頭部の前方が入る。これにより、運転者の頭部の前方に存在する回避対象と運転者の頭部との関係も把握することができる。
【０１００】
ここで、この電動モビリティは、低速で前進しながら旋回することができる。止まった状態で旋回できる場合もある。このような場合に、運転者の周囲の状況がステレオカメラ１によって正確に検出される。
図１６に示されるように、ステレオカメラ１のＸ方向角（方位角）αにおいて、各カメラ２Ｒ，２Ｌの視野角が１８０°（±９０°）程度である場合は、運転者のすぐ前方にも検出範囲ＤＡが存在することになる。しかし、運転者のすぐ前方の検出範囲ＤＡは、各カメラ２Ｒ，２Ｌの視野角が１８０°（±９０°）程度となる範囲である。
【０１０１】
しかし、本実施形態では、画像処理装置３が、Ｘ方向角（方位角）αが視野の限界に近いエリアにおいて、距離計算部６ｄによって得られる距離ｄを大幅に補正する。これにより、運転者のすぐ前方の検出範囲ＤＡにおいて運転者が接触する可能性のある回避対象を正確に検出することができる。
図１６では、各ステレオカメラ１の光軸ＬＡが水平方向に向いているが、各ステレオカメラ１の光軸ＬＡが下斜め方向に向かっていてもよく、上斜め方向に向かっていてもよい。
【０１０２】
本実施形態では、ステレオカメラ１は、距離計算部６ｄによって算出された複数の位置の算出距離に、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの並設方向の位置に応じた補正を行う距離補正部６ｅを備え、前記補正は、検出範囲ＤＡにおけるレンズユニット４Ｒ，４Ｌの並設方向の端部に近い程、算出距離の低減量が大きくなるものである。このように検出範囲ＤＡにおけるレンズユニット４Ｒ，４Ｌの並設方向の端部において算出距離が補正され、これは電動モビリティの周囲の回避対象の存在を正確に把握するために有利である。
【０１０３】
また、本実施形態では、ステレオカメラ１の一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの一方の先端レンズ４Ｒａが他方の先端レンズ４Ｌａに対して上方に配置されている。
また、本実施形態では、前記ステレオカメラの前記一対のレンズユニットが互いに上下方向および／又は車両前後方向に並んでいる。
物体の距離を検出することができる検出範囲ＤＡは、一方のレンズユニット４Ｒを介して取得される画像と他方のレンズユニット４Ｌを介して取得される画像との重複範囲である。一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌが横方向に並んでいるのではなく、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの一方の先端レンズ４Ｒａが他方の先端レンズ４Ｌａに対して上方に配置されている構成は、車輪の幅方向外側の死角および電動モビリティ１００の側面等の幅方向外側の死角を少なくする上で有利である。
【０１０４】
また、本実施形態では、一方の先端レンズ４Ｒａが他方の先端レンズ４Ｌａに対して車両前後方向における前側に位置している。
当該構成は、上記のように死角が少なくなった状態で、ステレオカメラ１の検出範囲ＤＡを電動モビリティ１００の後方に広げることができる。例えば、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの一方の真下に他方が配置されていると、他方のレンズユニット４Ｌによって一方のレンズユニット４Ｒの真下の視野が妨げられる。上記構成は、一方のレンズユニット４Ｒの下方の視野の妨げを防止又は少なくするために有利である。
【０１０５】
また、本実施形態では、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡがそれぞれ斜め下方に向かって延びている。
当該構成は、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌの光軸ＬＡがそれぞれ斜め下方に向かって延びている状態で、車両前方の物体の存在も正確に認識することができる。
【０１０６】
また、本実施形態では、モビリティ本体３０に設けられ車輪１０，２０又は他の車輪を駆動するモータ５０と、モータ５０を制御する制御装置８０とが設けられ、制御装置８０が、距離補正部６ｅによって補正された距離に基づいて方位角が検出範囲ＤＡの限界に近いエリアの回避対象を検出し、当該回避対象を回避するための回避動作を行う。
【０１０７】
例えば、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌが上下方向に並ぶように配置され、さらに、一対のレンズユニット４Ｒ，４Ｌが前方に向いている場合は、電動モビリティ１００の車輪１０，２０の幅方向外側のエリアが、方位角が検出範囲ＤＡの限界に近いエリアに入る。当該構成では、方位角が検出範囲ＤＡの限界に近いエリアにおいて回避対象が正確に検出され、これは電動モビリティ１００の周囲に存在する物体を正確に把握する上で有利である。
【０１０８】
なお、検出範囲ＤＡの限界に対応する方位角を限界方位角とし、限界方位角からステレオカメラ１の光軸ＬＡ側に１５°変位した位置を限界近接方位角とすることもできる。この場合、方位角が検出範囲ＤＡの限界に近いエリアを、限界方位角と限界近接方位角との間のエリアとすることもできる。
【符号の説明】
【０１０９】
１  ステレオカメラ
２Ｒ，２Ｌ  カメラ
３  画像処理装置
４Ｒ，４Ｌ  レンズユニット
５Ｒ，５Ｌ  撮像素子
６ａ  歪補正部
６ｂ  ずれ補正部
６ｃ  視差画像作成部
６ｄ  距離計算部
６ｅ  距離補正部
６ｆ  ３次元画像作成部
１０  前輪（車輪）
１１  車軸（車輪）
１２  サスペンション
１３  ローラ
１４  ハブ
２０  後輪
３０  モビリティ本体
３１  ボディ
３２  ベース部
３３  座席支持部
４０  座席ユニット
４３  コントロールアーム
４３ａ  アームレスト
４４  操作部
４４ａ  操作レバー
４５  設定部
４６  報知装置
５０  モータ
６０  制御ユニット
７０  モータドライバ
８０  制御装置
８１  制御部
８２  記憶装置
８２ａ  走行制御プログラム
１００  電動モビリティ
ＤＡ  検出範囲
ＬＡ  ステレオカメラの光軸
α，β  Ｘ方向角（方位角）
θ  視差
【図１】
2020106275.tif 000003
【図２】
2020106275.tif 000004
【図３】
2020106275.tif 000005
【図４】
2020106275.tif 000006
【図５】
2020106275.tif 000007
【図６】
2020106275.tif 000008
【図７】
2020106275.tif 000009
【図８】
2020106275.tif 000010
【図９】
2020106275.tif 000011
【図１０】
2020106275.tif 000012
【図１１】
2020106275.tif 000013
【図１２】
2020106275.tif 000014
【図１３】
2020106275.tif 000015
【図１４】
2020106275.tif 000016
【図１５】
2020106275.tif 000017
【図１６】
2020106275.tif 000018