(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、車両後方を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段と、
前記画像変換手段により得られた異なる時刻の鳥瞰視画像の位置を鳥瞰視上で位置合わせし、当該位置合わせされた鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化することで差分波形情報を生成する差分波形情報生成手段と、
前記差分波形情報に含まれ、前記鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って、前記差分画像上において所定の差分を示す画素数であるとしてカウントされた度数に基づいて、前記車両後方の右側及び左側のそれぞれに設定された検出領域に存在する立体物を検出する立体物検出手段と、
前記立体物が検出された前記差分画像上において第１所定の差分を示す第１画素の第１画素数と、前記鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、前記差分画像上において前記第１所定の差分よりも大きい第２所定の差分を示す第２画素の第２画素数とに基づいて、前記差分波形情報の不規則性を評価するための不規則性評価値を算出し、前記算出された不規則性評価値が予め設定された所定の不規則性評価閾値以上である場合には、前記立体物検出手段により検出された立体物が前記自車両の走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断する自然物判断手段と、を備えることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項２】
車両に搭載され、車両後方を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段と、
前記画像変換手段により得られた鳥瞰視画像において、互いに隣接する画像領域の輝度差が所定閾値以上である画素を抽出し、当該画素に基づいてエッジ情報を生成するエッジ情報生成手段と、
前記エッジ情報に含まれ、前記鳥瞰視画像に視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、互いに隣接する画像領域の輝度差が所定閾値以上である画素を含むエッジ情報に基づいて前記車両後方の右側及び左側のそれぞれに設定された検出領域に存在する立体物を検出する立体物検出手段と、を備え、
前記立体物が検出された前記鳥瞰視画像上において互いに隣接する画像領域の輝度差が第１所定閾値以上である第１画素の第１画素数と、前記鳥瞰視画像に視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、前記鳥瞰視画像上において互いに隣接する画像領域の輝度差が前記第１所定閾値よりも大きい第２所定閾値以上である第２画素の第２画素数とに基づいて、前記エッジ情報の不規則性を評価するための不規則性評価値を算出し、前記算出された不規則性評価値が予め設定された所定の不規則性評価閾値以上である場合には、前記立体物検出手段により検出された立体物が前記自車両の走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断する自然物判断手段と、を備えることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項３】
前記自然物判断手段は、
前記第１画素数から第２画素数を差し引いた第３画素数を算出し、
前記第２画素数が第１所定値未満であり、かつ、第３画素数が第２所定値以上である場合に、前記不規則性評価値が所定の不規則性評価閾値以上であると判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の立体物検出装置。
【請求項４】
前記自然物判断手段は、
前記第１画素数から第２画素数を差し引いた第３画素数を算出し、
前記第３画素数から前記第２画素数を差し引いた値が第３所定値以上である場合に、前記不規則性評価値が所定の不規則性評価閾値以上であると判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の立体物検出装置。
【請求項５】
前記自然物判断手段は、
前記第１画素数から第２画素数を差し引いた第３画素数を算出し、
前記第１画素数又は前記第２画素数に対する第３画素数の存在比率を算出し、
前記第１画素数又は前記第２画素数に対する第３画素数の存在比率が、所定比率以上である場合に、前記不規則性評価値が所定の不規則性評価閾値以上であると判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の立体物検出装置。
【請求項６】
前記自然物判断手段は、
前記鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、前記第２所定の差分を示す画素のうち、所定密度以上で並ぶ画素群を構成する画素を第２画素とし、当該第２画素の数を、前記第２画素数として求めることを特徴とする請求項１又は請求項１に従属する３〜５の何れか一項に記載の立体物検出装置。
【請求項７】
前記自然物判断手段は、
前記鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、鳥瞰視画像上において互いに隣接する画像領域の輝度差が第２所定閾値以上である画素のうち、所定密度以上で並ぶ画素群を構成する画素を第２画素とし、当該第２画素の数を、前記第２画素数として求めることを特徴とする請求項２又は請求項２に従属する３〜５の何れか一項に記載の立体物検出装置。
【請求項８】
前記立体物検出手段により検出された立体物が前記検出領域に存在する他車両であるか否かを判断する立体物判断手段と、
前記自然物判断手段により、前記検出された立体物が前記自車両の走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断された場合には、前記立体物判断手段により前記検出された立体物が他車両であると判断されることを抑制する制御を行う制御手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の立体物検出装置。
【請求項９】
前記立体物検出手段は、前記差分波形情報と第１閾値αとに基づいて立体物を検出し、
前記制御手段は、前記自然物判断手段により前記検出された立体物が前記自車両の走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断された場合には、前記第１閾値αを前記立体物が検出され難いように高く変更する制御命令を前記立体物検出手段に出力することを特徴とする請求項１を引用する請求項８に記載の立体物検出装置。
【請求項１０】
前記立体物検出手段は、前記差分波形情報の画素数と第１閾値αとに基づいて立体物を検出し、
前記制御手段は、前記自然物判断手段により前記検出された立体物が前記自車両の走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断された場合には、前記鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数の値を低くする制御命令を生成し、当該制御命令を前記立体物検出手段に出力することを特徴とする請求項１を引用する請求項８に記載の立体物検出装置。
【請求項１１】
前記立体物検出手段は、前記エッジ情報と第２閾値βとに基づいて立体物を検出し、
前記制御手段は、前記自然物判断手段により前記検出された立体物が前記自車両の走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断された場合には、前記第２閾値βを前記立体物が検出され難いように高く変更する制御命令を前記立体物検出手段に出力することを特徴とする請求項２を引用する請求項８に記載の立体物検出装置。
【請求項１２】
前記立体物検出手段は、前記エッジ情報の量と第２閾値βとに基づいて立体物を検出し、
前記制御手段は、前記自然物判断手段により前記検出された立体物が前記自車両の走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断された場合には、前記検出したエッジ情報の量を低く出力する制御命令を前記立体物検出手段に出力することを特徴とする請求項２を引用する請求項８に記載の立体物検出装置。
【請求項１３】
前記立体物判断手段は、前記立体物が検出された第１の時刻において得られた前記第１鳥瞰視画像の位置と、前記第１の時刻の後の第２の時刻において得られた第２鳥瞰視画像の位置とを鳥瞰視上で位置合わせし、当該位置合わせされた鳥瞰視画像の差分画像上において、所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化して生成した第１差分波形情報の第１積算値を求めるとともに、前記第１の時刻において得られた第１鳥瞰視画像と、前記第１の時刻の後の第２の時刻において得られた第２鳥瞰視画像との差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化して生成した第２差分波形情報の第２積算値を求め、前記第１積算値が前記第２積算値よりも大きいと判断された回数に応じた評価値が所定の評価閾値以上である場合には、前記立体物検出手段により検出された立体物が移動物体であると判断し、
前記制御手段は、前記立体物判断手段により前記立体物が移動物体であると判断された場合には、前記検出された立体物が他車両であると判断されることを抑制する処理を中止することを特徴とする、請求項１を引用する請求項８〜１０の何れか一項に記載の立体物検出装置。
【請求項１４】
前記立体物判断手段は、前記立体物が検出された第１の時刻において得られた第１鳥瞰視画像の位置と、前記第１の時刻の後の第２の時刻において得られた第２鳥瞰視画像の位置とを鳥瞰視上で位置合わせし、当該位置合わせされた鳥瞰視画像の差分画像上において、互いに隣接する画像領域の輝度差が所定閾値以上である画素数をカウントして度数分布化して生成した第１輝度分布情報の第１積算値を求めるとともに、前記第１の時刻において得られた第１鳥瞰視画像と、前記第１の時刻の後の第２の時刻において得られた第２鳥瞰視画像との差分画像上において、互いに隣接する画像領域の輝度差が所定閾値以上である画素数をカウントして度数分布化して生成した第２輝度分布情報の第２積算値を求め、前記第１積算値が前記第２積算値よりも大きいと判断された回数に応じた評価値が所定の評価閾値以上である場合には、前記立体物検出手段により検出された立体物が移動物体であると判断する自然物判断手段を備えることを特徴とする、請求項２を引用する請求項８、１１又は１２に記載の立体物検出装置。
【請求項１５】
前記立体物判断手段は、前記第１積算値が前記第２積算値よりも大きいと判断された場合には、第１カウント値を加算して前記評価値を算出し、
前記第１積算値が前記第２積算値よりも大きいという内容の判断が連続する場合には、前記判断の連続回数が増えるにつれて、前記第１カウント値を高く設定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の立体物検出装置。
【請求項１６】
前記立体物判断手段は、前記第１積算値が前記第２積算値よりも大きいと判断された場合には第１カウント値を加算するとともに、前記第１積算値が前記第２積算値よりも小さいと判断された場合には、第２カウント値を減算して前記評価値を算出し、
前記第１積算値が前記第２積算値よりも大きいという内容の判断がされた後に、前記第１積算値が前記第２積算値よりも小さいという内容の判断がされ、さらにその後に、前記第１積算値が前記第２積算値よりも大きいという内容の判断がされた場合には、前記第２カウント値を高く設定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の立体物検出装置。
【請求項１７】
前記立体物判断手段は、
前記第１積算値が前記第２積算値よりも小さいと判断された場合には、第２カウント値を減算して前記評価値を算出し、
前記第１積算値が前記第２積算値よりも小さいという内容の判断が所定回数以上連続した場合には、前記第２カウント値を高く設定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の立体物検出装置。
【請求項１８】
車両に搭載され、車両後方を撮像する撮像手段により得られた画像を鳥瞰視画像に視点変換するステップと、
前記得られた異なる時刻の鳥瞰視画像の位置を鳥瞰視上で位置合わせし、当該位置合わせされた鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化することで差分波形情報を生成するステップと、
前記差分波形情報に含まれ、前記鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って、前記差分画像上において所定の差分を示す画素数であるとしてカウントされた度数に基づいて、前記車両後方の右側及び左側のそれぞれに設定された検出領域に存在する立体物を検出するステップと、
前記立体物が検出された前記差分画像上において第１所定の差分を示す第１画素の第１画素数と、前記鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、前記差分画像上において前記第１所定の差分よりも大きい第２所定の差分を示す第２画素の第２画素数とに基づいて、前記差分波形情報の不規則性を評価するための不規則性評価値を算出し、前記算出された不規則性評価値が予め設定された所定の不規則性評価閾値以上である場合には、前記検出された立体物が前記自車両の走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断するステップと、を有する立体物検出方法。
【請求項１９】
車両に搭載され、車両後方を撮像する撮像手段により得られた画像を鳥瞰視画像に視点変換するステップと、
前記得られた鳥瞰視画像において、互いに隣接する画像領域の輝度差が所定閾値以上である画素を抽出し、当該画素に基づいてエッジ情報を生成するステップと、
前記エッジ情報に含まれ、前記鳥瞰視画像に視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、互いに隣接する画像領域の輝度差が所定閾値以上である画素を含むエッジ情報に基づいて前記車両後方の右側及び左側のそれぞれに設定された検出領域に存在する立体物を検出するステップと、を備え、
前記立体物が検出された前記鳥瞰視画像上において互いに隣接する画像領域の輝度差が第１所定閾値以上である第１画素の第１画素数と、前記鳥瞰視画像に視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、前記鳥瞰視画像上において互いに隣接する画像領域の輝度差が前記第１所定閾値よりも大きい第２所定閾値以上である第２画素の第２画素数とに基づいて、前記エッジ情報の不規則性を評価するための不規則性評価値を算出し、前記算出された不規則性評価値が予め設定された所定の不規則性評価閾値以上である場合には、前記検出された立体物が前記自車両の走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断するステップと、を有する立体物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体物検出装置に関するものである。
本出願は、２０１１年９月１２日に出願された日本国特許出願の特願２０１１―１９８００７に基づく優先権を主張するものであり、文献の参照による組み込みが認められる指定国については、上記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
【背景技術】
【０００２】
車両側方を撮像するカメラを備え、カメラにより撮像された画像と予め記憶されたパターンとをマッチングすることにより、路外の植え込み等の立体物を検出する検出装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１５４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術によれば、たとえば、草などの植え込みや泥がまだらに混ざった雪などの自然の立体物を検出するためには、各種の植え込みや雪の多様なパターンを作成及び記憶しておかなければならず、判断時においてはこれら多数の各パターンを撮像画像とマッチングしなければならならず、処理負担が大きいという問題がある。しかも、路肩及び路外の植え込みなどの自然物は形状が一定になりにくいので、パターンマッチングにより正確に判断することは難しいという問題がある。【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、路肩又は路外の草・雪を含む自然物などの自然の立体物の判断精度を向上させ、併せて目的とする他車両などの人工的な立体物（非自然物）の検出精度が高い立体物検出装置を提供するとともに、路肩又は路外の草・雪を含む自然物の像を、自車両の走行車線の隣の隣接車線を走行する他車両の像として誤検出することを防止して、隣接車線を走行する他車両を高い精度で検出することができる立体物検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、撮像画像の差分波形情報又はエッジ情報に基づいて不規則性評価値を算出し、算出された不規則性評価値が予め設定された所定の不規則性評価閾値以上であり、自然物としての不規則性が観察された場合には、検出された立体物が自車両の走行路に沿って存在する草・雪を含む自然物の像であると判断することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像画像から算出された差分波形情報又はエッジ情報から算出した不規則性評価値が所定の不規則性評価閾値以上である場合には、画像情報に不規則性を備える草・雪を含む自然物の像が含まれていることを検出できる。この検出結果を用いることにより、車両の走行路に沿って存在する草・雪を含む自然物の像を自車両の走行車線の隣の隣接車線を走行する他車両として誤検出することを防止することができる。この結果、自車両の走行車線の隣の隣接車線を走行する他車両を、高い精度で検出する立体物検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の立体物検出装置を適用した一実施の形態に係る車両の概略構成図である。
【図２】図１の車両の走行状態を示す平面図（差分波形情報による立体物検出）である。
【図３】図１の計算機の詳細を示すブロック図である。
【図４】図３の位置合わせ部の処理の概要を説明するための図であり、（ａ）は車両の移動状態を示す平面図、（ｂ）は位置合わせの概要を示す画像である。
【図５】図３の立体物検出部による差分波形の生成の様子を示す概略図である。
【図６】図３の立体物検出部によって分割される小領域を示す図である。
【図７】図３の立体物検出部により得られるヒストグラムの一例を示す図である。
【図８】図３の立体物検出部による重み付けを示す図である。
【図９】図３のスミア検出部による処理及びそれによる差分波形の算出処理を示す図である。
【図１０】図３の立体物検出部により得られるヒストグラムの他の例を示す図である。
【図１１】図３の視点変換部、位置合わせ部、スミア検出部及び立体物検出部により実行される差分波形情報を用いた立体物検出方法を示すフローチャート（その１）である。
【図１２】図３の視点変換部、位置合わせ部、スミア検出部及び立体物検出部により実行される差分波形情報を用いた立体物検出方法を示すフローチャート（その２）である。
【図１３】図１の車両の走行状態を示す図（エッジ情報による立体物検出）であり、（ａ）は検出領域等の位置関係を示す平面図、（ｂ）は実空間における検出領域等の位置関係を示す斜視図である。
【図１４】図３の輝度差算出部の動作を説明するための図であり、（ａ）は鳥瞰視画像における注目線、参照線、注目点及び参照点の位置関係を示す図、（ｂ）は実空間における注目線、参照線、注目点及び参照点の位置関係を示す図である。
【図１５】図３の輝度差算出部の詳細な動作を説明するための図であり、（ａ）は鳥瞰視画像における検出領域を示す図、（ｂ）は鳥瞰視画像における注目線、参照線、注目点及び参照点の位置関係を示す図である。
【図１６】エッジ線とエッジ線上の輝度分布を示す図であり、（ａ）は検出領域に立体物（車両）が存在している場合の輝度分布を示す図、（ｂ）は検出領域に立体物が存在しない場合の輝度分布を示す図である。
【図１７】図３の視点変換部、輝度差算出部、エッジ線検出部及び立体物検出部により実行されるエッジ情報を用いた立体物検出方法を示すフローチャート（その１）である。
【図１８】図３の視点変換部、輝度差算出部、エッジ線検出部及び立体物検出部により実行されるエッジ情報を用いた立体物検出方法を示すフローチャート（その２）である。
【図１９】エッジ検出動作を説明するための画像例を示す図である。
【図２０】草が映り込んだ検出領域を示す図である。
【図２１】検出領域の鳥瞰視画像データ上におけるエッジ点を示す図である。
【図２２】鳥瞰視画像データにおけるエッジ点を示す図であり、(a)は車両(タイヤ部分)のエッジ点を示し、(b)は草のエッジ点を示し、(C)は雪のエッジ点を示す。
【図２３】不規則性評価処理を示す第１のフローチャートである。
【図２４】不規則性評価処理を示す第２のフローチャートである。
【図２５】自然物の判断処理を含む制御手順を示す他の例のフローチャートである。
【図２６】立体物検出抑制を解除する制御手順を説明するためのフローチャート図である。
【図２７】静止物体／移動物体の判断処理を説明するための第１の図である。
【図２８】静止物体／移動物体の判断処理を説明するための第２の図である。
【図２９】静止物体／移動物体の判断処理を説明するための第３の図である。
【図３０】静止物体／移動物体の判断処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１実施形態の立体物検出装置１について説明する。
図１は、本発明の立体物検出装置１を適用した一実施の形態に係る車両の概略構成図であり、本例の立体物検出装置１は、自車両Ｖの運転者が運転中に注意を払うべき他車両、例えば、自車両Ｖが車線変更する際に接触の可能性がある他車両を障害物として検出する装置である。特に、本例の立体物検出装置１は自車両が走行する車線の隣の隣接車線（以下、単に隣接車線ともいう）を走行する他車両を検出する。また、本例の立体物検出装置１は、検出した他車両の移動距離、移動速度を算出することができる。このため、以下説明する一例は、立体物検出装置１を自車両Ｖに搭載し、自車両周囲において検出される立体物のうち、自車両Ｖが走行する車線の隣の隣接車線を走行する他車両を検出する例を示すこととする。同図に示すように、本例の立体物検出装置１は、カメラ１０と、車速センサ２０と、計算機３０とを備える。
【００１０】
カメラ１０は、図１に示すように自車両Ｖの後方における高さｈの箇所において、光軸が水平から下向きに角度θとなるように自車両Ｖに取り付けられている。カメラ１０は、この位置から自車両Ｖの周囲環境のうちの所定領域を撮像する。本実施形態において自車両Ｖの後方の立体物を検出するために設けられるカメラ１は一つであるが、他の用途のため、例えば車両周囲の画像を取得するための他のカメラを設けることもできる。車速センサ２０は、自車両Ｖの走行速度を検出するものであって、例えば車輪に回転数を検知する車輪速センサで検出した車輪速から車速度を算出する。計算機３０は、車両後方の立体物を検出するとともに、本例ではその立体物について移動距離及び移動速度を算出する。
【００１１】
図２は、図１の自車両Ｖの走行状態を示す平面図である。同図に示すように、カメラ１０は、所定の画角ａで車両後方側を撮像する。このとき、カメラ１０の画角ａは、自車両Ｖが走行する車線に加えて、その左右の車線についても撮像可能な画角に設定されている。撮像可能な領域には、自車両Ｖの後方であり、自車両Ｖの走行車線の左右隣の隣接車線上の検出対象領域Ａ１，Ａ２を含む。
【００１２】
図３は、図１の計算機３０の詳細を示すブロック図である。なお、図３においては、接続関係を明確とするためにカメラ１０、車速センサ２０についても図示する。
【００１３】
図３に示すように、計算機３０は、視点変換部３１と、位置合わせ部３２と、立体物検出部３３と、検出領域設定部３４と、スミア検出部４０とを備える。本実施形態の計算部３０は、差分波形情報を利用した立体物の検出ブロックに関する構成である。本実施形態の計算部３０は、エッジ情報を利用した立体物の検出ブロックに関する構成とすることもできる。この場合は、図３に示す構成のうち、位置合わせ部３２と、立体物検出部３３から構成されるブロック構成Ａを、破線で囲んだ輝度差算出部３５と、エッジ線検出部３６と、立体物検出部３７から構成されるブロック構成Ｂと置き換えて構成することができる。もちろん、ブロック構成Ａ及びブロック構成Ｂの両方を備え、差分波形情報を利用した立体物の検出を行うとともに、エッジ情報を利用した立体物の検出も行うことができるようにすることができる。ブロック構成Ａ及びブロック構成Ｂを備える場合には、例えば明るさなどの環境要因に応じてブロック構成Ａ又はブロック構成Ｂのいずれかを動作させることができる。以下、各構成について説明する。
【００１４】
《差分波形情報による立体物の検出》
本実施形態の立体物検出装置１は、車両後方を撮像する単眼のカメラ１により得られた画像情報に基づいて車両後方の右側隣接車線の検出領域Ａ１又は左側隣接車線の検出領域Ａ２に存在する立体物を検出する。検出領域設定部３４は、撮像された画像情報内であって、自車両Ｖの後方の右側及び左側のそれぞれに検出領域Ａ１，Ａ２を設定する。この検出領域Ａ２，Ａ２の位置は特に限定されず、また、処理条件に応じて適宜に設定することができる。
【００１５】
次に、視点変換部について説明する。視点変換部３１は、カメラ１０による撮像にて得られた所定領域の撮像画像データを入力し、入力した撮像画像データを鳥瞰視される状態の鳥瞰視画像データに視点変換する。鳥瞰視される状態とは、上空から例えば鉛直下向きに見下ろす仮想カメラの視点から見た状態である。この視点変換は、例えば特開２００８−２１９０６３号公報に記載されるようにして実行することができる。撮像画像データを鳥瞰視画像データに視点変換するのは、立体物に特有の鉛直エッジは鳥瞰視画像データへの視点変換により特定の定点を通る直線群に変換されるという原理に基づき、これを利用すれば平面物と立体物とを識別できるからである。なお、視点変換部３１による画像変換処理の結果は、後述するエッジ情報による立体物の検出においても利用される。
【００１６】
位置合わせ部３２は、視点変換部３１の視点変換により得られた鳥瞰視画像データを順次入力し、入力した異なる時刻の鳥瞰視画像データの位置を合わせる。図４は、位置合わせ部３２の処理の概要を説明するための図であり、（ａ）は自車両Ｖの移動状態を示す平面図、（ｂ）は位置合わせの概要を示す画像である。
【００１７】
図４（ａ）に示すように、現時刻の自車両ＶがＶ１に位置し、一時刻前の自車両ＶがＶ２に位置していたとする。また、自車両Ｖの後側方向に他車両ＶＸが位置して自車両Ｖと並走状態にあり、現時刻の他車両ＶＸがＶ３に位置し、一時刻前の他車両ＶＸがＶ４に位置していたとする。さらに、自車両Ｖは、一時刻で距離ｄ移動したものとする。なお、一時刻前とは、現時刻から予め定められた時間（例えば１制御周期）だけ過去の時刻であってもよいし、任意の時間だけ過去の時刻であってもよい。
【００１８】
このような状態において、現時刻における鳥瞰視画像ＰＢｔは図４（ｂ）に示すようになる。この鳥瞰視画像ＰＢｔでは、路面上に描かれる白線については矩形状となり、比較的正確に平面視された状態となるが、位置Ｖ３にある他車両ＶＸの位置については倒れ込みが発生する。また、一時刻前における鳥瞰視画像ＰＢｔ−１についても同様に、路面上に描かれる白線については矩形状となり、比較的正確に平面視された状態となるが、位置Ｖ４にある他車両ＶＸについては倒れ込みが発生する。既述したとおり、立体物の鉛直エッジ（厳密な意味の鉛直エッジ以外にも路面から三次元空間に立ち上がったエッジを含む）は、鳥瞰視画像データへの視点変換処理によって倒れ込み方向に沿った直線群として現れるのに対し、路面上の平面画像は鉛直エッジを含まないので、視点変換してもそのような倒れ込みが生じないからである。
【００１９】
位置合わせ部３２は、上記のような鳥瞰視画像ＰＢｔ，ＰＢｔ−１の位置合わせをデータ上で実行する。この際、位置合わせ部３２は、一時刻前における鳥瞰視画像ＰＢｔ−１をオフセットさせ、現時刻における鳥瞰視画像ＰＢｔと位置を一致させる。図４（ｂ）の左側の画像と中央の画像は、移動距離ｄ’だけオフセットした状態を示す。このオフセット量ｄ’は、図４（ａ）に示した自車両Ｖの実際の移動距離ｄに対応する鳥瞰視画像データ上の移動量であり、車速センサ２０からの信号と一時刻前から現時刻までの時間に基づいて決定される。
【００２０】
また、位置合わせ後において位置合わせ部３２は、鳥瞰視画像ＰＢｔ，ＰＢｔ−１の差分をとり、差分画像ＰＤｔのデータを生成する。ここで、差分画像ＰＤｔの画素値は、鳥瞰視画像ＰＢｔ，ＰＢｔ−１の画素値の差を絶対値化したものでもよいし、照度環境の変化に対応するために当該絶対値が所定の閾値ｐを超えたときに「１」とし、超えないときに「０」としてもよい。図４（ｂ）の右側の画像が、差分画像ＰＤｔである。
【００２１】
図３に戻り、立体物検出部３３は、図４（ｂ）に示す差分画像ＰＤｔのデータに基づいて立体物を検出する。この際、本例の立体物検出部３３は、実空間上における立体物の移動距離についても算出する。立体物の検出及び移動距離の算出にあたり、立体物検出部３３は、まず差分波形を生成する。なお、立体物の時間あたりの移動距離は、立体物の移動速度の算出に用いられる。そして、立体物の移動速度は、立体物が車両であるか否かの判断に用いることができる。
【００２２】
差分波形の生成にあたって本実施形態の立体物検出部３３は、差分画像ＰＤｔにおいて検出領域を設定する。本例の立体物検出装置１は、自車両Ｖの運転手が注意を払う他車両であり、特に、自車両Ｖが車線変更する際に接触の可能性がある自車両Ｖが走行する車線の隣の車線を走行する他車両を検出対象物として検出する。このため、画像情報に基づいて立体物を検出する本例では、カメラ１により得られた画像のうち、自車両Ｖの右側及び左側に二つの検出領域を設定する。具体的に、本実施形態では、図２に示すように自車両Ｖの後方の左側及び右側に矩形状の検出領域Ａ１，Ａ２を設定する。この検出領域Ａ１，Ａ２において検出された他車両は、自車両Ｖが走行する車線の隣の隣接車線を走行する障害物として検出される。なお、このような検出領域Ａ１，Ａ２は、自車両Ｖに対する相対位置から設定してもよいし、白線の位置を基準に設定してもよい。白線の位置を基準に設定する場合に、移動距離検出装置１は、例えば既存の白線認識技術等を利用するとよい。
【００２３】
また、立体物検出部３３は、設定した検出領域Ａ１，Ａ２の自車両Ｖ側における辺（走行方向に沿う辺）を接地線Ｌ１，Ｌ２（図２）として認識する。一般に接地線は立体物が地面に接触する線を意味するが、本実施形態では地面に接触する線でなく上記の如くに設定される。なおこの場合であっても、経験上、本実施形態に係る接地線と、本来の他車両ＶＸの位置から求められる接地線との差は大きくなり過ぎず、実用上は問題が無い。
【００２４】
図５は、図３に示す立体物検出部３３による差分波形の生成の様子を示す概略図である。図５に示すように、立体物検出部３３は、位置合わせ部３２で算出した差分画像ＰＤｔ（図４（ｂ）の右図）のうち検出領域Ａ１，Ａ２に相当する部分から、差分波形ＤＷｔを生成する。この際、立体物検出部３３は、視点変換により立体物が倒れ込む方向に沿って、差分波形ＤＷｔを生成する。なお、図５に示す例では、便宜上検出領域Ａ１のみを用いて説明するが、検出領域Ａ２についても同様の手順で差分波形ＤＷｔを生成する。
【００２５】
具体的に説明すると、立体物検出部３３は、差分画像ＤＷｔのデータ上において立体物が倒れ込む方向上の線Ｌａを定義する。そして、立体物検出部３３は、線Ｌａ上において所定の差分を示す差分画素ＤＰの数をカウントする。ここで、所定の差分を示す差分画素ＤＰは、差分画像ＤＷｔの画素値が鳥瞰視画像ＰＢｔ，ＰＢｔ−１の画素値の差を絶対値化したものである場合は、所定の閾値を超える画素であり、差分画像ＤＷｔの画素値が「０」「１」で表現されている場合は、「１」を示す画素である。
【００２６】
立体物検出部３３は、差分画素ＤＰの数をカウントした後、線Ｌａと接地線Ｌ１との交点ＣＰを求める。そして、立体物検出部３３は、交点ＣＰとカウント数とを対応付け、交点ＣＰの位置に基づいて横軸位置、すなわち図５右図の上下方向軸における位置を決定するとともに、カウント数から縦軸位置、すなわち図５右図の左右方向軸における位置を決定し、交点ＣＰにおけるカウント数としてプロットする。
【００２７】
以下同様に、立体物検出部３３は、立体物が倒れ込む方向上の線Ｌｂ，Ｌｃ…を定義して、差分画素ＤＰの数をカウントし、各交点ＣＰの位置に基づいて横軸位置を決定し、カウント数（差分画素ＤＰの数）から縦軸位置を決定しプロットする。立体物検出部３３は、上記を順次繰り返して度数分布化することで、図５右図に示すように差分波形ＤＷｔを生成する。
【００２８】
なお、図５左図に示すように、立体物が倒れ込む方向上の線Ｌａと線Ｌｂとは検出領域Ａ１と重複する距離が異なっている。このため、検出領域Ａ１が差分画素ＤＰで満たされているとすると、線Ｌｂ上よりも線Ｌａ上の方が差分画素ＤＰの数が多くなる。このため、立体物検出部３３は、差分画素ＤＰのカウント数から縦軸位置を決定する場合に、立体物が倒れ込む方向上の線Ｌａ，Ｌｂと検出領域Ａ１とが重複する距離に基づいて正規化する。具体例を挙げると、図５左図において線Ｌａ上の差分画素ＤＰは６つあり、線Ｌｂ上の差分画素ＤＰは５つである。このため、図５においてカウント数から縦軸位置を決定するにあたり、立体物検出部３３は、カウント数を重複距離で除算するなどして正規化する。これにより、差分波形ＤＷｔに示すように、立体物が倒れ込む方向上の線Ｌａ，Ｌｂに対応する差分波形ＤＷｔの値はほぼ同じとなっている。
【００２９】
差分波形ＤＷｔの生成後、立体物検出部３３は一時刻前の差分波形ＤＷｔ−１との対比により移動距離を算出する。すなわち、立体物検出部３３は、差分波形ＤＷｔ，ＤＷｔ−１の時間変化から移動距離を算出する。
【００３０】
詳細に説明すると、立体物検出部３３は、図６に示すように差分波形ＤＷｔを複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ（ｎは２以上の任意の整数）に分割する。図６は、立体物検出部３３によって分割される小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎを示す図である。小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎは、例えば図６に示すように、互いに重複するようにして分割される。例えば小領域ＤＷｔ１と小領域ＤＷｔ２とは重複し、小領域ＤＷｔ２と小領域ＤＷｔ３とは重複する。
【００３１】
次いで、立体物検出部３３は、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎にオフセット量（差分波形の横軸方向（図６の上下方向）の移動量）を求める。ここで、オフセット量は、一時刻前における差分波形ＤＷｔ−１と現時刻における差分波形ＤＷｔとの差（横軸方向の距離）から求められる。この際、立体物検出部３３は、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に、一時刻前における差分波形ＤＷｔ−１を横軸方向に移動させた際に、現時刻における差分波形ＤＷｔとの誤差が最小となる位置（横軸方向の位置）を判定し、差分波形ＤＷｔ−１の元の位置と誤差が最小となる位置との横軸方向の移動量をオフセット量として求める。そして、立体物検出部３３は、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に求めたオフセット量をカウントしてヒストグラム化する。
【００３２】
図７は、立体物検出部３３により得られるヒストグラムの一例を示す図である。図７に示すように、各小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎと一時刻前における差分波形ＤＷｔ−１との誤差が最小となる移動量であるオフセット量には、多少のバラつきが生じる。このため、立体物検出部３３は、バラつきを含んだオフセット量をヒストグラム化し、ヒストグラムから移動距離を算出する。この際、立体物検出部３３は、ヒストグラムの極大値から立体物の移動距離を算出する。すなわち、図７に示す例において立体物検出部３３は、ヒストグラムの極大値を示すオフセット量を移動距離τ＊と算出する。なおこの移動距離τ＊は、自車両Ｖに対する他車両ＶＸの相対移動距離である。このため、立体物検出部３３は、絶対移動距離を算出する場合には、得られた移動距離τ＊と車速センサ２０からの信号とに基づいて、絶対移動距離を算出する。
【００３３】
なお、ヒストグラム化にあたり立体物検出部３３は、複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に重み付けをし、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に求めたオフセット量を重みに応じてカウントしてヒストグラム化してもよい。図８は、立体物検出部３３による重み付けを示す図である。
【００３４】
図８に示すように、小領域ＤＷｍ（ｍは１以上ｎ−１以下の整数）は平坦となっている。すなわち、小領域ＤＷｍは所定の差分を示す画素数のカウントの最大値と最小値との差が小さくなっている。立体物検出部３３は、このような小領域ＤＷｍについて重みを小さくする。平坦な小領域ＤＷｍについては、特徴がなくオフセット量の算出にあたり誤差が大きくなる可能性が高いからである。
【００３５】
一方、小領域ＤＷｍ＋ｋ（ｋはｎ−ｍ以下の整数）は起伏に富んでいる。すなわち、小領域ＤＷｍは所定の差分を示す画素数のカウントの最大値と最小値との差が大きくなっている。立体物検出部３３は、このような小領域ＤＷｍについて重みを大きくする。起伏に富む小領域ＤＷｍ＋ｋについては、特徴的でありオフセット量の算出を正確に行える可能性が高いからである。このように重み付けすることにより、移動距離の算出精度を向上することができる。
【００３６】
なお、移動距離の算出精度を向上するために上記実施形態では差分波形ＤＷｔを複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎに分割したが、移動距離の算出精度がさほど要求されない場合は小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎに分割しなくてもよい。この場合に、立体物検出部３３は、差分波形ＤＷｔと差分波形ＤＷｔ−１との誤差が最小となるときの差分波形ＤＷｔのオフセット量から移動距離を算出する。すなわち、一時刻前における差分波形ＤＷｔ−１と現時刻における差分波形ＤＷｔとのオフセット量を求める方法は上記内容に限定されない。
【００３７】
図３に戻り、計算機３０はスミア検出部４０を備える。スミア検出部４０は、カメラ１０による撮像によって得られた撮像画像のデータからスミアの発生領域を検出する。なお、スミアはＣＣＤイメージセンサ等に生じる白飛び現象であることから、こうしたスミアが生じないＣＭＯＳイメージセンサ等を用いたカメラ１０を採用する場合にはスミア検出部４０を省略してもよい。
【００３８】
図９は、スミア検出部４０による処理及びそれによる差分波形ＤＷｔの算出処理を説明するための画像図である。まずスミア検出部４０にスミアＳが存在する撮像画像Ｐのデータが入力されたとする。このとき、スミア検出部４０は、撮像画像ＰからスミアＳを検出する。スミアＳの検出方法は様々であるが、例えば一般的なＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラの場合、光源から画像下方向にだけスミアＳが発生する。このため、本実施形態では画像下側から画像上方に向かって所定値以上の輝度値を持ち、且つ、縦方向に連続した領域を検索し、これをスミアＳの発生領域と特定する。
【００３９】
また、スミア検出部４０は、スミアＳの発生箇所について画素値を「１」とし、それ以外の箇所を「０」とするスミア画像ＳＰのデータを生成する。生成後、スミア検出部４０はスミア画像ＳＰのデータを視点変換部３１に送信する。また、スミア画像ＳＰのデータを入力した視点変換部３１は、このデータを鳥瞰視される状態に視点変換する。これにより、視点変換部３１はスミア鳥瞰視画像ＳＢｔのデータを生成する。生成後、視点変換部３１はスミア鳥瞰視画像ＳＢｔのデータを位置合わせ部３３に送信する。また、視点変換部３１は一時刻前のスミア鳥瞰視画像ＳＢｔ−１のデータを位置合わせ部３３に送信する。
【００４０】
位置合わせ部３２は、スミア鳥瞰視画像ＳＢｔ，ＳＢｔ−１の位置合わせをデータ上で実行する。具体的な位置合わせについては、鳥瞰視画像ＰＢｔ，ＰＢｔ−１の位置合わせをデータ上で実行する場合と同様である。また、位置合わせ後、位置合わせ部３２は、各スミア鳥瞰視画像ＳＢｔ，ＳＢｔ−１のスミアＳの発生領域について論理和をとる。これにより、位置合わせ部３２は、マスク画像ＭＰのデータを生成する。生成後、位置合わせ部３２は、マスク画像ＭＰのデータを立体物検出部３３に送信する。
【００４１】
立体物検出部３３は、マスク画像ＭＰのうちスミアＳの発生領域に該当する箇所について、度数分布のカウント数をゼロとする。すなわち、図９に示すような差分波形ＤＷｔが生成されていた場合に、立体物検出部３３は、スミアＳによるカウント数ＳＣをゼロとし、補正された差分波形ＤＷｔ’を生成する。
【００４２】
なお、本実施形態において立体物検出部３３は、車両Ｖ（カメラ１０）の移動速度を求め、求めた移動速度から静止物についてのオフセット量を求める。静止物のオフセット量を求めた後、立体物検出部３３は、ヒストグラムの極大値のうち静止物に該当するオフセット量を無視したうえで、立体物の移動距離を算出する。
【００４３】
図１０は、立体物検出部３３により得られるヒストグラムの他例を示す図である。カメラ１０の画角内に他車両ＶＸの他に静止物が存在する場合に、得られるヒストグラムには２つの極大値τ１，τ２が現れる。この場合、２つの極大値τ１，τ２のうち、いずれか一方は静止物のオフセット量である。このため、立体物検出部３３は、移動速度から静止物についてのオフセット量を求め、そのオフセット量に該当する極大値について無視し、残り一方の極大値を採用して立体物の移動距離を算出する。
【００４４】
なお、静止物に該当するオフセット量を無視したとしても、極大値が複数存在する場合、カメラ１０の画角内に他車両ＶＸが複数台存在すると想定される。しかし、検出領域Ａ１，Ａ２内に複数の他車両ＶＸが存在することは極めて稀である。このため、立体物検出部３３は、移動距離の算出を中止する。
【００４５】
次に差分波形情報による立体物検出手順を説明する。図１１及び図１２は、本実施形態の立体物検出手順を示すフローチャートである。図１１に示すように、先ずステップＳ０において、計算機３０は所定のルールに基づいて検出領域を設定する。この検出領域の設定手法については後に詳述する。そして、計算機３０は、カメラ１０による撮像画像Ｐのデータを入力し、スミア検出部４０によりスミア画像ＳＰを生成する（Ｓ１）。次いで、視点変換部３１は、カメラ１０からの撮像画像Ｐのデータから鳥瞰視画像ＰＢｔのデータを生成すると共に、スミア画像ＳＰのデータからスミア鳥瞰視画像ＳＢｔのデータを生成する（Ｓ２）。
【００４６】
そして、位置合わせ部３３は、鳥瞰視画像ＰＢｔのデータと、一時刻前の鳥瞰視画像ＰＢｔ−１のデータとを位置合わせすると共に、スミア鳥瞰視画像ＳＢｔのデータと、一時刻前のスミア鳥瞰視画像ＳＢｔ−１のデータとを位置合わせする（Ｓ３）。この位置合わせ後、位置合わせ部３３は、差分画像ＰＤｔのデータを生成すると共に、マスク画像ＭＰのデータを生成する（Ｓ４）。その後、立体物検出部３３は、差分画像ＰＤｔのデータと、一時刻前の差分画像ＰＤｔ−１のデータとから、差分波形ＤＷｔを生成する（Ｓ５）。差分波形ＤＷｔを生成後、立体物検出部３３は、差分波形ＤＷｔのうち、スミアＳの発生領域に該当するカウント数をゼロとし、スミアＳによる影響を抑制する（Ｓ６）。
【００４７】
その後、立体物検出部３３は、差分波形ＤＷｔのピークが第１閾値α以上であるか否かを判断する（Ｓ７）。ここで、差分波形ＤＷｔのピークが第１閾値α以上でない場合、すなわち差分が殆どない場合には、撮像画像Ｐ内には立体物が存在しないと考えられる。このため、差分波形ＤＷｔのピークが第１閾値α以上でないと判断した場合には（Ｓ７：ＮＯ）、立体物検出部３３は、立体物が存在せず、障害物としての他車両が存在しないと判断する（図１２：Ｓ１６）。そして、図１１及び図１２に示す処理を終了する。
【００４８】
一方、差分波形ＤＷｔのピークが第１閾値α以上であると判断した場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、立体物検出部３３は、立体物が存在すると判断し、差分波形ＤＷｔを複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎに分割する（Ｓ８）。次いで、立体物検出部３３は、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に重み付けを行う（Ｓ９）。その後、立体物検出部３３は、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎のオフセット量を算出し（Ｓ１０）、重みを加味してヒストグラムを生成する（Ｓ１１）。
【００４９】
そして、立体物検出部３３は、ヒストグラムに基づいて自車両Ｖに対する立体物の移動距離である相対移動距離を算出する（Ｓ１２）。次に、立体物検出部３３は、相対移動距離から立体物の絶対移動速度を算出する（Ｓ１３）。このとき、立体物検出部３３は、相対移動距離を時間微分して相対移動速度を算出すると共に、車速センサ２０で検出された自車速を加算して、絶対移動速度を算出する。
【００５０】
その後、立体物検出部３３は、立体物の絶対移動速度が１０ｋｍ／ｈ以上、且つ、立体物の自車両Ｖに対する相対移動速度が＋６０ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判断する（Ｓ１４）。双方を満たす場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、立体物検出部３３は、立体物が他車両ＶＸであると判断する（Ｓ１５）。そして、図１１及び図１２に示す処理を終了する。一方、いずれか一方でも満たさない場合には（Ｓ１４：ＮＯ）、立体物検出部３３は、他車両が存在しないと判断する（Ｓ１６）。そして、図１１及び図１２に示す処理を終了する。
【００５１】
なお、本実施形態では自車両Ｖの後側方を検出領域Ａ１，Ａ２とし、自車両Ｖが走行中に注意を払うべきである自車両の走行車線の隣を走行する隣接車線を走行する他車両ＶＸを検出すること、特に、自車両Ｖが車線変更した場合に接触する可能性がある否かに重点を置いている。自車両Ｖが車線変更した場合に、自車両の走行車線の隣の隣接車線を走行する他車両ＶＸと接触する可能性がある否かを判断するためである。このため、ステップＳ１４の処理が実行されている。すなわち、本実施形態にけるシステムを高速道路で作動させることを前提とすると、立体物の速度が１０ｋｍ／ｈ未満である場合、たとえ他車両ＶＸが存在したとしても、車線変更する際には自車両Ｖの遠く後方に位置するため問題となることが少ない。同様に、立体物の自車両Ｖに対する相対移動速度が＋６０ｋｍ／ｈを超える場合（すなわち、立体物が自車両Ｖの速度よりも６０ｋｍ／ｈより大きな速度で移動している場合）、車線変更する際には自車両Ｖの前方に移動しているため問題となることが少ない。このため、ステップＳ１４では車線変更の際に問題となる他車両ＶＸを判断しているともいえる。
【００５２】
また、ステップＳ１４において立体物の絶対移動速度が１０ｋｍ／ｈ以上、且つ、立体物の自車両Ｖに対する相対移動速度が＋６０ｋｍ／ｈ以下であるかを判断することにより、以下の効果がある。例えば、カメラ１０の取り付け誤差によっては、静止物の絶対移動速度を数ｋｍ／ｈであると検出してしまう場合があり得る。よって、１０ｋｍ／ｈ以上であるかを判断することにより、静止物を他車両ＶＸであると判断してしまう可能性を低減することができる。また、ノイズによっては立体物の自車両Ｖに対する相対速度を＋６０ｋｍ／ｈを超える速度に検出してしまうことがあり得る。よって、相対速度が＋６０ｋｍ／ｈ以下であるかを判断することにより、ノイズによる誤検出の可能性を低減できる。
【００５３】
さらに、ステップＳ１４の処理に代えて、絶対移動速度がマイナスでないことや、０ｋｍ／ｈでないことを判断してもよい。また、本実施形態では自車両Ｖが車線変更した場合に接触する可能性がある否かに重点を置いているため、ステップＳ１５において他車両ＶＸが検出された場合に、自車両の運転者に警告音を発したり、所定の表示装置により警告相当の表示を行ったりしてもよい。
【００５４】
このように、本例の差分波形情報による立体物の検出手順によれば、視点変換により立体物が倒れ込む方向に沿って、差分画像ＰＤｔのデータ上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化することで差分波形ＤＷｔを生成する。ここで、差分画像ＰＤｔのデータ上において所定の差分を示す画素とは、異なる時刻の画像において変化があった画素であり、言い換えれば立体物が存在した箇所であるといえる。このため、立体物が存在した箇所において、立体物が倒れ込む方向に沿って画素数をカウントして度数分布化することで差分波形ＤＷｔを生成する。特に、立体物が倒れ込む方向に沿って画素数をカウントすることから、立体物に対して高さ方向の情報から差分波形ＤＷｔを生成する。そして、高さ方向の情報を含む差分波形ＤＷｔの時間変化から立体物の移動距離を算出する。このため、単に１点の移動のみに着目するような場合と比較して、時間変化前の検出箇所と時間変化後の検出箇所とは高さ方向の情報を含んで特定されるため立体物において同じ箇所となり易く、同じ箇所の時間変化から移動距離を算出することとなり、移動距離の算出精度を向上させることができる。
【００５５】
また、差分波形ＤＷｔのうちスミアＳの発生領域に該当する箇所について、度数分布のカウント数をゼロとする。これにより、差分波形ＤＷｔのうちスミアＳによって生じる波形部位を除去することとなり、スミアＳを立体物と誤認してしまう事態を防止することができる。
【００５６】
また、異なる時刻に生成された差分波形ＤＷｔの誤差が最小となるときの差分波形ＤＷｔのオフセット量から立体物の移動距離を算出する。このため、波形という１次元の情報のオフセット量から移動距離を算出することとなり、移動距離の算出にあたり計算コストを抑制することができる。
【００５７】
また、異なる時刻に生成された差分波形ＤＷｔを複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎに分割する。このように複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎに分割することによって、立体物のそれぞれの箇所を表わした波形を複数得る。また、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎にそれぞれの波形の誤差が最小となるときのオフセット量を求め、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に求めたオフセット量をカウントしてヒストグラム化することにより、立体物の移動距離を算出する。このため、立体物のそれぞれの箇所毎にオフセット量を求めることとなり、複数のオフセット量から移動距離を求めることとなり、移動距離の算出精度を向上させることができる。
【００５８】
また、複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に重み付けをし、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に求めたオフセット量を重みに応じてカウントしてヒストグラム化する。このため、特徴的な領域については重みを大きくし、特徴的でない領域については重みを小さくすることにより、一層適切に移動距離を算出することができる。従って、移動距離の算出精度を一層向上させることができる。
【００５９】
また、差分波形ＤＷｔの各小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎについて、所定の差分を示す画素数のカウントの最大値と最小値との差が大きいほど、重みを大きくする。このため、最大値と最小値との差が大きい特徴的な起伏の領域ほど重みが大きくなり、起伏が小さい平坦な領域については重みが小さくなる。ここで、平坦な領域よりも起伏の大きい領域の方が形状的にオフセット量を正確に求めやすいため、最大値と最小値との差が大きい領域ほど重みを大きくすることにより、移動距離の算出精度を一層向上させることができる。
【００６０】
また、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に求めたオフセット量をカウントして得られたヒストグラムの極大値から、立体物の移動距離を算出する。このため、オフセット量にバラつきがあったとしても、その極大値から、より正確性の高い移動距離を算出することができる。
【００６１】
また、静止物についてのオフセット量を求め、このオフセット量を無視するため、静止物により立体物の移動距離の算出精度が低下してしまう事態を防止することができる。また、静止物に該当するオフセット量を無視したうえで、極大値が複数ある場合、立体物の移動距離の算出を中止する。このため、極大値が複数あるような誤った移動距離を算出してしまう事態を防止することができる。
【００６２】
なお上記実施形態において、自車両Ｖの車速を車速センサ２０からの信号に基づいて判断しているが、これに限らず、異なる時刻の複数の画像から速度を推定するようにしてもよい。この場合、車速センサが不要となり、構成の簡素化を図ることができる。
【００６３】
また、上記実施形態においては撮像した現時刻の画像と一時刻前の画像とを鳥瞰図に変換し、変換した鳥瞰図の位置合わせを行ったうえで差分画像ＰＤｔを生成し、生成した差分画像ＰＤｔを倒れ込み方向（撮像した画像を鳥瞰図に変換した際の立体物の倒れ込み方向）に沿って評価して差分波形ＤＷｔを生成しているが、これに限定されない。例えば、一時刻前の画像のみを鳥瞰図に変換し、変換した鳥瞰図を位置合わせした後に再び撮像した画像相当に変換し、この画像と現時刻の画像とで差分画像を生成し、生成した差分画像を倒れ込み方向に相当する方向（すなわち、倒れ込み方向を撮像画像上の方向に変換した方向）に沿って評価することによって差分波形ＤＷｔを生成してもよい。すなわち、現時刻の画像と一時刻前の画像との位置合わせを行い、位置合わせを行った両画像の差分から差分画像ＰＤｔを生成し、差分画像ＰＤｔを鳥瞰図に変換した際の立体物の倒れ込み方向に沿って評価できれば、必ずしも明確に鳥瞰図を生成しなくともよい。
【００６４】
《エッジ情報による立体物の検出》
次に、図３に示すブロックＡに代えて動作させることが可能である、輝度差算出部３５、エッジ線検出部３６及び立体物検出部３７で構成されるエッジ情報を利用した立体物の検出ブロックＢについて説明する。図１３は、図３のカメラ１０の撮像範囲等を示す図であり、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は、自車両Ｖから後側方における実空間上の斜視図を示す。図１３（ａ）に示すように、カメラ１０は所定の画角ａとされ、この所定の画角ａに含まれる自車両Ｖから後側方を撮像する。カメラ１０の画角ａは、図２に示す場合と同様に、カメラ１０の撮像範囲に自車両Ｖが走行する車線に加えて、隣接する車線も含まれるように設定されている。
【００６５】
本例の検出領域Ａ１，Ａ２は、平面視（鳥瞰視された状態）において台形状とされ、これら検出領域Ａ１，Ａ２の位置、大きさ及び形状は、距離ｄ１〜ｄ４に基づいて決定される。なお、同図に示す例の検出領域Ａ１，Ａ２は台形状に限らず、図２に示すように鳥瞰視された状態で矩形など他の形状であってもよい。なお、本実施形態における検出領域設定部３４も、先述した手法により検出領域Ａ１，Ａ２を設定することができる。
【００６６】
ここで、距離ｄ１は、自車両Ｖから接地線Ｌ１，Ｌ２までの距離である。接地線Ｌ１，Ｌ２は、自車両Ｖが走行する車線に隣接する車線に存在する立体物が地面に接触する線を意味する。本実施形態においては、自車両Ｖの後側方において自車両Ｖの車線に隣接する左右の車線を走行する他車両ＶＸ等（２輪車等を含む)を検出することが目的である。このため、自車両Ｖから白線Ｗまでの距離ｄ１１及び白線Ｗから他車両ＶＸが走行すると予測される位置までの距離ｄ１２から、他車両ＶＸの接地線Ｌ１，Ｌ２となる位置である距離ｄ１を略固定的に決定しておくことができる。
【００６７】
また、距離ｄ１については、固定的に決定されている場合に限らず、可変としてもよい。この場合に、計算機３０は、白線認識等の技術により自車両Ｖに対する白線Ｗの位置を認識し、認識した白線Ｗの位置に基づいて距離ｄ１１を決定する。これにより、距離ｄ１は、決定された距離ｄ１１を用いて可変的に設定される。以下の本実施形態においては、他車両ＶＸが走行する位置（白線Ｗからの距離ｄ１２）及び自車両Ｖが走行する位置（白線Ｗからの距離ｄ１１）は大凡決まっていることから、距離ｄ１は固定的に決定されているものとする。
【００６８】
距離ｄ２は、自車両Ｖの後端部から車両進行方向に伸びる距離である。この距離ｄ２は、検出領域Ａ１，Ａ２が少なくともカメラ１０の画角ａ内に収まるように決定されている。特に本実施形態において、距離ｄ２は、画角ａに区分される範囲に接するよう設定されている。距離ｄ３は、検出領域Ａ１，Ａ２の車両進行方向における長さを示す距離である。この距離ｄ３は、検出対象となる立体物の大きさに基づいて決定される。本実施形態においては、検出対象が他車両ＶＸ等であるため、距離ｄ３は、他車両ＶＸを含む長さに設定される。
【００６９】
距離ｄ４は、図１３（ｂ）に示すように、実空間において他車両ＶＸ等のタイヤを含むように設定された高さを示す距離である。距離ｄ４は、鳥瞰視画像においては図１３（ａ）に示す長さとされる。なお、距離ｄ４は、鳥瞰視画像において左右の隣接車線よりも更に隣接する車線（すなわち2車線隣りの車線）を含まない長さとすることもできる。自車両Ｖの車線から２車線隣の車線を含んでしまうと、自車両Ｖが走行している車線である自車線の左右の隣接車線に他車両ＶＸが存在するのか、２車線隣りの車線に他車両ＶＸが存在するのかについて、区別が付かなくなってしまうためである。
【００７０】
以上のように、距離ｄ１〜距離ｄ４が決定され、これにより検出領域Ａ１，Ａ２の位置、大きさ及び形状が決定される。具体的に説明すると、距離ｄ１により、台形をなす検出領域Ａ１，Ａ２の上辺ｂ１の位置が決定される。距離ｄ２により、上辺ｂ１の始点位置Ｃ１が決定される。距離ｄ３により、上辺ｂ１の終点位置Ｃ２が決定される。カメラ１０から始点位置Ｃ１に向かって伸びる直線Ｌ３により、台形をなす検出領域Ａ１，Ａ２の側辺ｂ２が決定される。同様に、カメラ１０から終点位置Ｃ２に向かって伸びる直線Ｌ４により、台形をなす検出領域Ａ１，Ａ２の側辺ｂ３が決定される。距離ｄ４により、台形をなす検出領域Ａ１，Ａ２の下辺ｂ４の位置が決定される。このように、各辺ｂ１〜ｂ４により囲まれる領域が検出領域Ａ１，Ａ２とされる。この検出領域Ａ１，Ａ２は、図１３（ｂ）に示すように、自車両Ｖから後側方における実空間上では真四角（長方形）となる。
【００７１】
図３に戻り、視点変換部３１は、カメラ１０による撮像にて得られた所定領域の撮像画像データを入力する。視点変換部３１は、入力した撮像画像データに対して、鳥瞰視される状態の鳥瞰視画像データに視点変換処理を行う。鳥瞰視される状態とは、上空から例えば鉛直下向き(又は、やや斜め下向き)に見下ろす仮想カメラの視点から見た状態である。この視点変換処理は、例えば特開２００８−２１９０６３号公報に記載された技術によって実現することができる。
【００７２】
輝度差算出部３５は、鳥瞰視画像に含まれる立体物のエッジを検出するために、視点変換部３１により視点変換された鳥瞰視画像データに対して、輝度差の算出を行う。輝度差算出部３５は、実空間における鉛直方向に伸びる鉛直仮想線に沿った複数の位置ごとに、当該各位置の近傍の２つの画素間の輝度差を算出する。輝度差算出部３５は、実空間における鉛直方向に伸びる鉛直仮想線を１本だけ設定する手法と、鉛直仮想線を２本設定する手法との何れかによって輝度差を算出することができる。
【００７３】
鉛直仮想線を２本設定する具体的な手法について説明する。輝度差算出部３５は、視点変換された鳥瞰視画像に対して、実空間で鉛直方向に伸びる線分に該当する第１鉛直仮想線と、第１鉛直仮想線と異なり実空間で鉛直方向に伸びる線分に該当する第２鉛直仮想線とを設定する。輝度差算出部３５は、第１鉛直仮想線上の点と第２鉛直仮想線上の点との輝度差を、第１鉛直仮想線及び第２鉛直仮想線に沿って連続的に求める。以下、この輝度差算出部３５の動作について詳細に説明する。
【００７４】
輝度差算出部３５は、図１４（ａ）に示すように、実空間で鉛直方向に伸びる線分に該当し、且つ、検出領域Ａ１を通過する第１鉛直仮想線Ｌａ（以下、注目線Ｌａという）を設定する。また輝度差算出部３５は、注目線Ｌａと異なり、実空間で鉛直方向に伸びる線分に該当し、且つ、検出領域Ａ１を通過する第２鉛直仮想線Ｌｒ（以下、参照線Ｌｒという）を設定する。ここで参照線Ｌｒは、実空間における所定距離だけ注目線Ｌａから離間する位置に設定される。なお、実空間で鉛直方向に伸びる線分に該当する線とは、鳥瞰視画像においてはカメラ１０の位置Ｐｓから放射状に広がる線となる。この放射状に広がる線は、鳥瞰視に変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿う線である。
【００７５】
輝度差算出部３５は、注目線Ｌａ上に注目点Ｐａ（第１鉛直仮想線上の点）を設定する。また輝度差算出部３５は、参照線Ｌｒ上に参照点Ｐｒ（第２鉛直板想線上の点）を設定する。これら注目線Ｌａ、注目点Ｐａ、参照線Ｌｒ、参照点Ｐｒは、実空間上において図１４（ｂ）に示す関係となる。図１４（ｂ）から明らかなように、注目線Ｌａ及び参照線Ｌｒは、実空間上において鉛直方向に伸びた線であり、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとは、実空間上において略同じ高さに設定される点である。なお、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとは必ずしも厳密に同じ高さである必要はなく、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとが同じ高さとみなせる程度の誤差は許容される。
【００７６】
輝度差算出部３５は、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの輝度差を求める。仮に、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの輝度差が大きいと、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの間にエッジが存在すると考えられる。このため、図３に示したエッジ線検出部３６は、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの輝度差に基づいてエッジ線を検出する。
【００７７】
この点をより詳細に説明する。図１５は、輝度差算出部３５の詳細動作を示す図であり、図１５（ａ）は鳥瞰視された状態の鳥瞰視画像を示し、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示した鳥瞰視画像の一部Ｂ１を拡大した図である。なお図１５についても検出領域Ａ１のみを図示して説明するが、検出領域Ａ２についても同様の手順で輝度差を算出する。
【００７８】
カメラ１０が撮像した撮像画像内に他車両ＶＸが映っていた場合に、図１５（ａ）に示すように、鳥瞰視画像内の検出領域Ａ１に他車両ＶＸが現れる。図１５（ｂ）に図１５（ａ）中の領域Ｂ１の拡大図を示すように、鳥瞰視画像上において、他車両ＶＸのタイヤのゴム部分上に注目線Ｌａが設定されていたとする。この状態において、輝度差算出部３５は、先ず参照線Ｌｒを設定する。参照線Ｌｒは、注目線Ｌａから実空間上において所定の距離だけ離れた位置に、鉛直方向に沿って設定される。具体的には、本実施形態に係る立体物検出装置１において、参照線Ｌｒは、注目線Ｌａから実空間上において１０ｃｍだけ離れた位置に設定される。これにより、参照線Ｌｒは、鳥瞰視画像上において、例えば他車両ＶＸのタイヤのゴムから１０ｃｍ相当だけ離れた他車両ＶＸのタイヤのホイール上に設定される。
【００７９】
次に、輝度差算出部３５は、注目線Ｌａ上に複数の注目点Ｐａ１〜ＰａＮを設定する。図１５（ｂ）においては、説明の便宜上、６つの注目点Ｐａ１〜Ｐａ６（以下、任意の点を示す場合には単に注目点Ｐａｉという）を設定している。なお、注目線Ｌａ上に設定する注目点Ｐａの数は任意でよい。以下の説明では、Ｎ個の注目点Ｐａが注目線Ｌａ上に設定されたものとして説明する。
【００８０】
次に、輝度差算出部３５は、実空間上において各注目点Ｐａ１〜ＰａＮと同じ高さとなるように各参照点Ｐｒ１〜ＰｒＮを設定する。そして、輝度差算出部３５は、同じ高さ同士の注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの輝度差を算出する。これにより、輝度差算出部３５は、実空間における鉛直方向に伸びる鉛直仮想線に沿った複数の位置（１〜Ｎ）ごとに、２つの画素の輝度差を算出する。輝度差算出部３５は、例えば第１注目点Ｐａ１とは、第１参照点Ｐｒ１との間で輝度差を算出し、第２注目点Ｐａ２とは、第２参照点Ｐｒ２との間で輝度差を算出する。これにより、輝度差算出部３５は、注目線Ｌａ及び参照線Ｌｒに沿って、連続的に輝度差を求める。すなわち、輝度差算出部３５は、第３〜第Ｎ注目点Ｐａ３〜ＰａＮと第３〜第Ｎ参照点Ｐｒ３〜ＰｒＮとの輝度差を順次求める。
【００８１】
輝度差算出部３５は、検出領域Ａ１内において注目線Ｌａをずらしながら、上記の参照線Ｌｒの設定、注目点Ｐａ及び参照点Ｐｒの設定、輝度差の算出といった処理を繰り返し実行する。すなわち、輝度差算出部３５は、注目線Ｌａ及び参照線Ｌｒのそれぞれを、実空間上において接地線Ｌ１の存在方向に同一距離だけ位置を変えながら上記の処理を繰り返し実行する。輝度差算出部３５は、例えば、前回処理において参照線Ｌｒとなっていた線を注目線Ｌａに設定し、この注目線Ｌａに対して参照線Ｌｒを設定して、順次輝度差を求めていくことになる。
【００８２】
図３に戻り、エッジ線検出部３６は、輝度差算出部３５により算出された連続的な輝度差から、エッジ線を検出する。例えば、図１５（ｂ）に示す場合、第１注目点Ｐａ１と第１参照点Ｐｒ１とは、同じタイヤ部分に位置するために、輝度差は、小さい。一方、第２〜第６注目点Ｐａ２〜Ｐａ６はタイヤのゴム部分に位置し、第２〜第６参照点Ｐｒ２〜Ｐｒ６はタイヤのホイール部分に位置する。したがって、第２〜第６注目点Ｐａ２〜Ｐａ６と第２〜第６参照点Ｐｒ２〜Ｐｒ６との輝度差は大きくなる。このため、エッジ線検出部３６は、輝度差が大きい第２〜第６注目点Ｐａ２〜Ｐａ６と第２〜第６参照点Ｐｒ２〜Ｐｒ６との間にエッジ線が存在することを検出することができる。
【００８３】
具体的には、エッジ線検出部３６は、エッジ線を検出するにあたり、先ず下記の数式１に従って、ｉ番目の注目点Ｐａｉ（座標（ｘｉ，ｙｉ））とｉ番目の参照点Ｐｒｉ（座標（ｘｉ’，ｙｉ’））との輝度差から、ｉ番目の注目点Ｐａｉに属性付けを行う。
[数１]
Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）＞Ｉ（ｘｉ’，ｙｉ’）＋ｔのとき
ｓ（ｘｉ，ｙｉ）＝１
Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）＜Ｉ（ｘｉ’，ｙｉ’）−ｔのとき
ｓ（ｘｉ，ｙｉ）＝−１
上記以外のとき
ｓ（ｘｉ，ｙｉ）＝０
【００８４】
上記数式１において、ｔは閾値を示し、Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）はｉ番目の注目点Ｐａｉの輝度値を示し、Ｉ（ｘｉ’，ｙｉ’）はｉ番目の参照点Ｐｒｉの輝度値を示す。上記数式１によれば、注目点Ｐａｉの輝度値が、参照点Ｐｒｉに閾値ｔを加えた輝度値よりも高い場合には、当該注目点Ｐａｉの属性ｓ（ｘｉ，ｙｉ）は‘１’となる。一方、注目点Ｐａｉの輝度値が、参照点Ｐｒｉから閾値ｔを減じた輝度値よりも低い場合には、当該注目点Ｐａｉの属性ｓ（ｘｉ，ｙｉ）は‘−１’となる。注目点Ｐａｉの輝度値と参照点Ｐｒｉの輝度値とがそれ以外の関係である場合には、注目点Ｐａｉの属性ｓ（ｘｉ，ｙｉ）は‘０’となる。
【００８５】
次にエッジ線検出部３６は、下記数式２に基づいて、注目線Ｌａに沿った属性ｓの連続性ｃ（ｘｉ，ｙｉ）から、注目線Ｌａがエッジ線であるか否かを判定する。
[数２]
ｓ（ｘｉ，ｙｉ）＝ｓ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）のとき（且つ０＝０を除く）、
ｃ（ｘｉ，ｙｉ）＝１
上記以外のとき、
ｃ（ｘｉ，ｙｉ）＝０
【００８６】
注目点Ｐａｉの属性ｓ（ｘｉ，ｙｉ）と隣接する注目点Ｐａｉ＋１の属性ｓ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）とが同じである場合には、連続性ｃ（ｘｉ，ｙｉ）は‘１’となる。注目点Ｐａｉの属性ｓ（ｘｉ，ｙｉ）と隣接する注目点Ｐａｉ＋１の属性ｓ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）とが同じではない場合には、連続性ｃ（ｘｉ，ｙｉ）は‘０’となる。
【００８７】
次にエッジ線検出部３６は、注目線Ｌａ上の全ての注目点Ｐａの連続性ｃについて総和を求める。エッジ線検出部３６は、求めた連続性ｃの総和を注目点Ｐａの数Ｎで割ることにより、連続性ｃを正規化する。エッジ線検出部３６は、正規化した値が閾値θを超えた場合に、注目線Ｌａをエッジ線と判断する。なお、閾値θは、予め実験等によって設定された値である。
【００８８】
すなわち、エッジ線検出部３６は、下記数式３に基づいて注目線Ｌａがエッジ線であるか否かを判断する。そして、エッジ線検出部３６は、検出領域Ａ１上に描かれた注目線Ｌａの全てについてエッジ線であるか否かを判断する。
[数３]
Σｃ（ｘｉ，ｙｉ）／Ｎ＞θ
【００８９】
図３に戻り、立体物検出部３７は、エッジ線検出部３６により検出されたエッジ線の量に基づいて立体物を検出する。上述したように、本実施形態に係る立体物検出装置１は、実空間上において鉛直方向に伸びるエッジ線を検出する。鉛直方向に伸びるエッジ線が多く検出されるということは、検出領域Ａ１，Ａ２に立体物が存在する可能性が高いということである。このため、立体物検出部３７は、エッジ線検出部３６により検出されたエッジ線の量に基づいて立体物を検出する。さらに、立体物検出部３７は、立体物を検出するに先立って、エッジ線検出部３６により検出されたエッジ線が正しいものであるか否かを判定する。立体物検出部３７は、エッジ線上の鳥瞰視画像のエッジ線に沿った輝度変化が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。エッジ線上の鳥瞰視画像の輝度変化が閾値よりも大きい場合には、当該エッジ線が誤判定により検出されたものと判断する。一方、エッジ線上の鳥瞰視画像の輝度変化が閾値よりも大きくない場合には、当該エッジ線が正しいものと判定する。なお、この閾値は、実験等により予め設定された値である。
【００９０】
図１６は、エッジ線の輝度分布を示す図であり、図１６（ａ）は検出領域Ａ１に立体物としての他車両ＶＸが存在した場合のエッジ線及び輝度分布を示し、図１６（ｂ）は検出領域Ａ１に立体物が存在しない場合のエッジ線及び輝度分布を示す。
【００９１】
図１６（ａ）に示すように、鳥瞰視画像において他車両ＶＸのタイヤゴム部分に設定された注目線Ｌａがエッジ線であると判断されていたとする。この場合、注目線Ｌａ上の鳥瞰視画像の輝度変化はなだらかなものとなる。これは、カメラ１０により撮像された画像が鳥瞰視画像に視点変換されたことにより、他車両ＶＸのタイヤが鳥瞰視画像内で引き延ばされたことによる。一方、図１６（ｂ）に示すように、鳥瞰視画像において路面に描かれた「５０」という白色文字部分に設定された注目線Ｌａがエッジ線であると誤判定されていたとする。この場合、注目線Ｌａ上の鳥瞰視画像の輝度変化は起伏の大きいものとなる。これは、エッジ線上に、白色文字における輝度が高い部分と、路面等の輝度が低い部分とが混在しているからである。
【００９２】
以上のような注目線Ｌａ上の輝度分布の相違に基づいて、立体物検出部３７は、エッジ線が誤判定により検出されたものか否かを判定する。立体物検出部３７は、エッジ線に沿った輝度変化が所定の閾値よりも大きい場合には、当該エッジ線が誤判定により検出されたものであると判定する。そして、当該エッジ線は、立体物の検出には使用しない。これにより、路面上の「５０」といった白色文字や路肩の雑草等がエッジ線として判定されてしまい、立体物の検出精度が低下することを抑制する。
【００９３】
具体的には、立体物検出部３７は、下記数式４，５の何れかにより、エッジ線の輝度変化を算出する。このエッジ線の輝度変化は、実空間上における鉛直方向の評価値に相当する。下記数式４は、注目線Ｌａ上のｉ番目の輝度値Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）と、隣接するｉ＋１番目の輝度値Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）との差分の二乗の合計値によって輝度分布を評価する。下記数式５は、注目線Ｌａ上のｉ番目の輝度値Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）と、隣接するｉ＋１番目の輝度値Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）との差分の絶対値の合計値よって輝度分布を評価する。
[数４]
鉛直相当方向の評価値＝Σ［｛Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）−Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）｝２］
[数５]
鉛直相当方向の評価値＝Σ｜Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）−Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）｜
【００９４】
なお、数式５に限らず、下記数式６のように、閾値ｔ２を用いて隣接する輝度値の属性ｂを二値化して、当該二値化した属性ｂを全ての注目点Ｐａについて総和してもよい。
[数６]
鉛直相当方向の評価値＝Σｂ（ｘｉ，ｙｉ）
但し、｜Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）−Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）｜＞ｔ２のとき、
ｂ（ｘｉ，ｙｉ）＝１
上記以外のとき、
ｂ（ｘｉ，ｙｉ）＝０
【００９５】
注目点Ｐａｉの輝度値と参照点Ｐｒｉの輝度値との輝度差の絶対値が閾値ｔ２よりも大きい場合、当該注目点Ｐａ（ｘｉ，ｙｉ）の属性ｂ（ｘｉ，ｙｉ）は‘１’となる。それ以外の関係である場合には、注目点Ｐａｉの属性ｂ（ｘｉ，ｙｉ）は‘０’となる。この閾値ｔ２は、注目線Ｌａが同じ立体物上にないことを判定するために実験等によって予め設定されている。そして、立体物検出部３７は、注目線Ｌａ上の全注目点Ｐａについての属性ｂを総和して、鉛直相当方向の評価値を求めて、エッジ線が正しいものかを判定する。
【００９６】
次に、本実施形態に係るエッジ情報を利用した立体物検出方法について説明する。図１７及び図１８は、本実施形態に係る立体物検出方法の詳細を示すフローチャートである。なお、図１７及び図１８においては、便宜上、検出領域Ａ１を対象とする処理について説明するが、検出領域Ａ２についても同様の処理が実行される。
【００９７】
図１７に示すように、まず、先ずステップＳ２０において、計算機３０は所定のルールに基づいて検出領域を設定する。この検出領域の設定手法については後に詳述する。そして、ステップＳ２１において、カメラ１０は、画角ａ及び取付位置によって特定された所定領域を撮像する。次に視点変換部３１は、ステップＳ２２において、ステップＳ２１にてカメラ１０により撮像された撮像画像データを入力し、視点変換を行って鳥瞰視画像データを生成する。
【００９８】
次に輝度差算出部３５は、ステップＳ２３において、検出領域Ａ１上に注目線Ｌａを設定する。このとき、輝度差算出部３５は、実空間上において鉛直方向に伸びる線に相当する線を注目線Ｌａとして設定する。次に輝度差算出部３５は、ステップＳ２４において、検出領域Ａ１上に参照線Ｌｒを設定する。このとき、輝度差算出部３５は、実空間上において鉛直方向に伸びる線分に該当し、且つ、注目線Ｌａと実空間上において所定距離離れた線を参照線Ｌｒとして設定する。
【００９９】
次に輝度差算出部３５は、ステップＳ２５において、注目線Ｌａ上に複数の注目点Ｐａを設定する。この際に、輝度差算出部３５は、エッジ線検出部３６によるエッジ検出時に問題とならない程度の数の注目点Ｐａを設定する。また、輝度差算出部３５は、ステップＳ２６において、実空間上において注目点Ｐａと参照点Ｐｒとが略同じ高さとなるように、参照点Ｐｒを設定する。これにより、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとが略水平方向に並ぶこととなり、実空間上において鉛直方向に伸びるエッジ線を検出しやすくなる。
【０１００】
次に輝度差算出部３５は、ステップＳ２７において、実空間上において同じ高さとなる注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの輝度差を算出する。次にエッジ線検出部３６は、上記の数式１に従って、各注目点Ｐａの属性ｓを算出する。次にエッジ線検出部３６は、ステップＳ２８において、上記の数式２に従って、各注目点Ｐａの属性ｓの連続性ｃを算出する。次にエッジ線検出部３６は、ステップＳ２９において、上記数式３に従って、連続性ｃの総和を正規化した値が閾値θより大きいか否かを判定する。正規化した値が閾値θよりも大きいと判断した場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、エッジ線検出部３６は、ステップＳ３０において、当該注目線Ｌａをエッジ線として検出する。そして、処理はステップＳ３１に移行する。正規化した値が閾値θより大きくないと判断した場合（Ｓ２９：ＮＯ）、エッジ線検出部３６は、当該注目線Ｌａをエッジ線として検出せず、処理はステップＳ３１に移行する。
【０１０１】
ステップＳ３１において、計算機３０は、検出領域Ａ１上に設定可能な注目線Ｌａの全てについて上記のステップＳ２３〜ステップＳ３０の処理を実行したか否かを判断する。全ての注目線Ｌａについて上記処理をしていないと判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ステップＳ２３に処理を戻して、新たに注目線Ｌａを設定して、ステップＳ３１までの処理を繰り返す。一方、全ての注目線Ｌａについて上記処理をしたと判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、処理は図１８のステップＳ３２に移行する。
【０１０２】
図１８のステップＳ３２において、立体物検出部３７は、図１７のステップＳ３０において検出された各エッジ線について、当該エッジ線に沿った輝度変化を算出する。立体物検出部３７は、上記数式４，５，６の何れかの式に従って、エッジ線の輝度変化を算出する。次に立体物検出部３７は、ステップＳ３３において、エッジ線のうち、輝度変化が所定の閾値よりも大きいエッジ線を除外する。すなわち、輝度変化の大きいエッジ線は正しいエッジ線ではないと判定し、エッジ線を立体物の検出には使用しない。これは、上述したように、検出領域Ａ１に含まれる路面上の文字や路肩の雑草等がエッジ線として検出されてしまうことを抑制するためである。したがって、所定の閾値とは、予め実験等によって求められた、路面上の文字や路肩の雑草等によって発生する輝度変化に基づいて設定された値となる。
【０１０３】
次に立体物検出部３７は、ステップＳ３４において、エッジ線の量が第２閾値β以上であるか否かを判断する。例えば、検出対象の立体物として四輪車を設定した場合、当該第２閾値βは、予め実験等によって検出領域Ａ１内において出現した四輪車のエッジ線の数に基づいて設定される。エッジ線の量が第２閾値β以上であると判定した場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、立体物検出部３７は、ステップＳ３５において、検出領域Ａ１内に立体物が存在すると検出する。一方、エッジ線の量が第２閾値β以上ではないと判定した場合（Ｓ３４：ＮＯ）、立体物検出部３７は、検出領域Ａ１内に立体物が存在しないと判断する。その後、図１７及び図１８に示す処理は終了する。検出された立体物は、自車両Ｖが走行する車線の隣の隣接車線を走行する他車両ＶＸであると判断してもよいし、検出した立体物の自車両Ｖに対する相対速度を考慮して隣接車線を走行する他車両ＶＸであるか否かを判断してもよい。
【０１０４】
以上のように、本実施形態のエッジ情報を利用した立体物の検出方法によれば、検出領域Ａ１，Ａ２に存在する立体物を検出するために、鳥瞰視画像に対して実空間において鉛直方向に伸びる線分としての鉛直仮想線を設定する。そして、鉛直仮想線に沿った複数の位置ごとに、当該各位置の近傍の２つの画素の輝度差を算出し、当該輝度差の連続性に基づいて立体物の有無を判定することができる。
【０１０５】
具体的には、鳥瞰視画像における検出領域Ａ１，Ａ２に対して、実空間において鉛直方向に伸びる線分に該当する注目線Ｌａと、注目線Ｌａとは異なる参照線Ｌｒとを設定する。そして、注目線Ｌａ上の注目点Ｐａと参照線Ｌｒ上の参照点Ｐｒとの輝度差を注目線Ｌａ及び参照線Ｌａに沿って連続的に求める。このように、点同士の輝度差を連続的に求めることにより、注目線Ｌａと参照線Ｌｒとの輝度差を求める。注目線Ｌａと参照線Ｌｒとの輝度差が高い場合には、注目線Ｌａの設定箇所に立体物のエッジがある可能性が高い。これによって、連続的な輝度差に基づいて立体物を検出することができる。特に、実空間において鉛直方向に伸びる鉛直仮想線同士との輝度比較を行うために、鳥瞰視画像に変換することによって立体物が路面からの高さに応じて引き伸ばされてしまっても、立体物の検出処理が影響されることはない。したがって、本例の方法によれば、立体物の検出精度を向上させることができる。
【０１０６】
また、本例では、鉛直仮想線付近の略同じ高さの２つの点の輝度差を求める。具体的には、実空間上で略同じ高さとなる注目線Ｌａ上の注目点Ｐａと参照線Ｌｒ上の参照点Ｐｒとから輝度差を求めるので、鉛直方向に伸びるエッジが存在する場合における輝度差を明確に検出することができる。
【０１０７】
更に、本例では、注目線Ｌａ上の注目点Ｐａと参照線Ｌｒ上の参照点Ｐｒとの輝度差に基づいて注目点Ｐａに属性付けを行い、注目線Ｌａに沿った属性の連続性ｃに基づいて当該注目線Ｌａがエッジ線であるかを判断するので、輝度の高い領域と輝度の低い領域との境界をエッジ線として検出し、人間の自然な感覚に沿ったエッジ検出を行うことができる。この効果について詳細に説明する。図１９は、エッジ線検出部３６の処理を説明する画像例を示す図である。この画像例は、輝度の高い領域と輝度の低い領域とが繰り返される縞模様を示す第１縞模様１０１と、輝度の低い領域と輝度の高い領域とが繰り返される縞模様を示す第２縞模様１０２とが隣接した画像である。また、この画像例は、第１縞模様１０１の輝度が高い領域と第２縞模様１０２の輝度の低い領域とが隣接すると共に、第１縞模様１０１の輝度が低い領域と第２縞模様１０２の輝度が高い領域とが隣接している。この第１縞模様１０１と第２縞模様１０２との境界に位置する部位１０３は、人間の感覚によってはエッジとは知覚されない傾向にある。
【０１０８】
これに対し、輝度の低い領域と輝度が高い領域とが隣接しているために、輝度差のみでエッジを検出すると、当該部位１０３はエッジとして認識されてしまう。しかし、エッジ線検出部３６は、部位１０３における輝度差に加えて、当該輝度差の属性に連続性がある場合にのみ部位１０３をエッジ線として判定するので、エッジ線検出部３６は、人間の感覚としてエッジ線として認識しない部位１０３をエッジ線として認識してしまう誤判定を抑制でき、人間の感覚に沿ったエッジ検出を行うことができる。
【０１０９】
さらに、本例では、エッジ線検出部３６により検出されたエッジ線の輝度変化が所定の閾値よりも大きい場合には、当該エッジ線が誤判定により検出されたものと判断する。カメラ１０により取得された撮像画像を鳥瞰視画像に変換した場合、当該撮像画像に含まれる立体物は、引き伸ばされた状態で鳥瞰視画像に現れる傾向がある。例えば、上述したように他車両ＶＸのタイヤが引き伸ばされた場合に、タイヤという１つの部位が引き伸ばされるため、引き伸ばされた方向における鳥瞰視画像の輝度変化は小さい傾向となる。これに対し、路面に描かれた文字等をエッジ線として誤判定した場合に、鳥瞰視画像には、文字部分といった輝度が高い領域と路面部分といった輝度が低い領域とが混合されて含まれる。この場合に、鳥瞰視画像において、引き伸ばされた方向の輝度変化は大きくなる傾向がある。したがって、本例のようにエッジ線に沿った鳥瞰視画像の輝度変化を判定することによって、誤判定により検出されたエッジ線を認識することができ、立体物の検出精度を高めることができる。
【０１１０】
さらに、本例では、エッジ線検出部３６により検出されたエッジ線の輝度変化が所定の閾値よりも大きい場合には、当該エッジ線が誤判定により検出されたものと判断する。カメラ１０により取得された撮像画像を鳥瞰視画像に変換した場合、当該撮像画像に含まれる立体物は、引き伸ばされた状態で鳥瞰視画像に現れる傾向がある。例えば、上述したように他車両ＶＸのタイヤが引き伸ばされた場合に、タイヤという１つの部位が引き伸ばされるため、引き伸ばされた方向における鳥瞰視画像の輝度変化は小さい傾向となる。これに対し、路面に描かれた文字等をエッジ線として誤判定した場合に、鳥瞰視画像には、文字部分といった輝度が高い領域と路面部分といった輝度が低い領域とが混合されて含まれる。この場合に、鳥瞰視画像において、引き伸ばされた方向の輝度変化は大きくなる傾向がある。したがって、本例のようにエッジ線に沿った鳥瞰視画像の輝度変化を判定することによって、誤判定により検出されたエッジ線を認識することができ、立体物の検出精度を高めることができる。立体物検出部３３，３７は、さらに乗員への報知や車両制御のため、検出結果を外部の車両コントローラへ送出することもできる。
【０１１１】
《立体物の最終判断》
図３に戻り、本例の立体物検出装置１は、上述した２つの立体物検出部３３（又は立体物検出部３７）と、立体物判断部３４と、自然物判断部３８と、制御部３９とを備える。立体物判断部３４は、立体物検出部３３（又は立体物検出部３７）による検出結果に基づいて、検出された立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであるか否かを最終的に判断する。立体物検出部３３（又は立体物検出部３７）は、自然物判断部３８の判断結果を反映させた立体物の検出を行う。自然物判断部３８は、立体物検出部３３（又は立体物検出部３７）により検出された立体物が自車両Ｖの走行路に沿って存在する草・雪を含む自然物であるか否かを判断する。
【０１１２】
本実施形態の自然物判断部３８は、道路の分離帯や路肩に植栽された草木などの植え込みや、道路脇の草原や森林に自生する草木、又は道路の分離帯や路肩に積もった雪若しくは雪と泥が混ざった雪の壁、その他の道路脇に静止して存在する自然物（静止物体）を検出する。ところで、草木は風に吹かれると搖動するので、静止物体であるにもかかわらず、その像の位置は不規則に変動する。同じ静止物体であっても、人工的な構造物（ガードレール）などは、風が吹いても静止状態を保つので、自然物の像と人工的な構造物の像は、同じ環境下において異なる挙動を示す。また、雪が降り積もり、道路の除雪がされた後などには、道路の路肩に雪の壁が形成されるが、除雪時に泥や草木の堆積物が雪に混ざるので、雪の壁には不規則な斑の模様が形成される。同じ静止物体であっても、人工的な構造物（ガードレール）などは、無模様又は一定の模様が付されているので、移動する自車両Ｖから経時的に観察すると、自然物の像と人工的な構造物の像は、同じ環境下において異なる挙動を示す。草や雪壁の撮像画像を分析すると、人工的な構造物に比べて不規則的な特徴が表れる傾向がある。このため、発明者らは、撮像画像から不規則な動きに対応する特徴を抽出し、抽出された特徴に基づいて静止立体物のうち、草や雪などの自然物を検出する手法を提案する。なお、本明細書における雪や草などの自然物は、自ら移動をすることのない静止物体である。
【０１１３】
図２０に示すように、走行路の路肩に沿って生えている草などの自然物Ｑ１は、自ら動くことはないが、全体が不定形であり、経時的に同じ形状を保つことは無いため、その撮像画像から抽出される特徴にバラつきが見られるので不規則性が高い（規則性が低い）。なお、路肩に形成された雪の壁は斑模様となる場合が多く、移動する自車両Ｖから継続的に観察すると、その画像情報は草の画像情報と同じ特徴を示す傾向がある。
【０１１４】
ちなみに、走行路の路肩に一定間隔で設けられたガードレールなどの構造物(静止した人工物)は、その形状が一定かつ全体が不動であり、経時的に同じ形状を保つため、その撮像画像から抽出される特徴にはバラつきがないので、草・雪を含む自然物の像よりも不規則性が低い（規則性が高い）。
【０１１５】
さらに、本実施形態の立体物検出装置１が最終的に検出する対象である他車両ＶＸの基本的構造は共通し、経時的に同じ形状を保つため、その撮像画像から抽出される特徴にはバラつきがないので、草・雪を含む自然物の像よりも不規則性が低い（規則性が高い）。
【０１１６】
このように、画像を構成する画素の不規則性に着目すると、草・雪などの自然的な静止物体を、ガードレールなどの人工的な静止物体及び他車両ＶＸなどの移動物体から識別することができる。
【０１１７】
ところで、本実施形態の立体物検出装置１は他車両ＶＸを検出することが目的であるから、草、雪を含む自然物Ｑ１やガードレールなどの構造物をそれぞれ識別することなく、「他車両ＶＸ以外の静止物体」として識別すればよいと考えることもできる。
【０１１８】
しかしながら、自車両Ｖの走行に影響を与える「他車両ＶＸ」を高い精度で検出するためには、他車両ＶＸ以外の物体が移動物体であるか静止物体であるか、立体物であるか平面物であるか、さらには、物体が草・雪を含む自然物であるかによって、その検出対象の画像の特性に応じた画像処理、物体検出処理を設計することが必要である。たとえば、ガードレール形状は予測可能であるので、ガードレールが映り込む画像領域を予測して画像処理にフィードバック処理をかける処理や、草Ｑ１の高さには上限があると考えられるので、これを利用して草Ｑ１が映り込む画像領域を予測して画像処理にフィードバックをかける処理を行うことができる。このように、検出対象である他車両ＶＸの検出精度を向上させるためには、検出対象以外の物体（非検出対象物）の属性(性状)を正確に識別することが求められている。
【０１１９】
本実施形態の立体物検出装置１では、画像情報から抽出される不規則性に基づいて他車両ＶＸ特性、草・雪を含む自然物Ｑ１の特性、及びガードレールの特性などの物体のそれぞれの特性を分析し、撮像画像に含まれる種々の物体の像から草・雪を含む自然物Ｑ１を正確に識別し、結果的に検出対象である他車両ＶＸを高い精度で検出する。
【０１２０】
自然物判断部３８は、差分波形情報に基づく草・雪を含む自然物の像を判断する処理、又はエッジ情報に基づく草・雪を含む自然物の像を判断する処理を行う。
【０１２１】
自然物判断部３８は、立体物検出部３３により生成された差分波形情報に基づいて、この差分波形情報の不規則性を評価するための不規則性評価値を算出する。差分波形情報に基づく不規則性評価値の算出手法は特に限定されず、差分波形情報から抽出された特徴のばらつき程度に基づいて判断することができる。たとえば、差分波形情報から抽出される所定値以上のピークの値のばらつきが所定値以上である場合に、不規則性が高いと判断することができる。
【０１２２】
具体的に、自然物判断部３８は、立体物が検出された差分画像上において第１所定の差分を示す第１画素の第１画素数と、鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、差分画像上において第１所定の差分よりも大きい第２所定の差分を示す第２画素の第２画素数とに基づいて、差分波形情報の不規則性を評価するための不規則性評価値を算出し、算出された不規則性評価値が予め設定された所定の不規則性評価閾値以上である場合には、立体物検出部３３により検出された立体物が自車両ＶＸの走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断する。ここで第２の画素を抽出するために用いられる第２所定の差分は、立体物を検出する際に用いる「所定の差分」に相当し、物体のエッジの抽出が可能であることを指標に設定される相対的に高い閾値である。他方、第１画素を抽出するために用いられる第１所定の差分は、差分画像上に現れる何かしらの像（実像及び虚像を含む）のエッジの抽出が可能であることを指標に設定される相対的に低い閾値である。
【０１２３】
同様に、自然物判断部３８は、立体物検出部３７により生成されたエッジ情報に基づいて、このエッジ情報の不規則性を評価するための不規則性評価値を算出する。たとえば、エッジ情報から抽出されるエッジ線の総和やエッジ線量のピーク値のばらつきが所定値以上である場合に、不規則性が高いと判断することができる。
【０１２４】
具体的に、自然物判断部３８は、立体物が検出された鳥瞰視画像上において互いに隣接する画像領域の輝度差が第１所定閾値以上である第１画素の第１画素数と、鳥瞰視画像に視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、鳥瞰視画像上において互いに隣接する画像領域の輝度差が第１所定閾値よりも大きい第２所定閾値以上である第２画素の第２画素数とに基づいて、エッジ情報の不規則性を評価するための不規則性評価値を算出し、算出された不規則性評価値が予め設定された所定の不規則性評価閾値以上である場合には、立体物検出部３７により検出された立体物が自車両の走行路に沿って存在する草又は雪を含む自然物であると判断する。ここで第２の画素を抽出するために用いられる第２所定閾値は、立体物を検出する際に用いる「所定閾値」に相当し、物体のエッジの抽出が可能であることを指標に設定される相対的に高い閾値である。他方、第１画素を抽出するために用いられる第１所定閾値は、鳥瞰視画像上に現れる何かしらの像（実像及び虚像を含む）のエッジの抽出が可能であることを指標に設定される相対的に低い閾値である。
【０１２５】
本実施形態の自然物判断部３８は、差分波形情報を利用できる場合には、鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、差分画像上において第２所定の差分を示す画素のうち、画素が所定密度以上又は所定量以上並ぶ画素群を構成する画素を第２画素とし、この第２画素の数を、第２画素数として求める。また、自然物判断部３８は、エッジ情報を利用できる場合には、鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出され、かつ、鳥瞰視画像上において互いに隣接する画像領域の輝度差が第２所定閾値以上である画素のうち、画素が所定密度以上又は所定量以上並ぶ画素群を構成する画素を第２画素とし、この第２画素の数を第２画素数として求める。
【０１２６】
本実施形態では、鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って所定密度以上で観察される第２画素を、人工的な立体物の像の特徴として判断するので、物体を含むすべての像に対応する第１画素のうち、人工的な立体物に対応する第２画素と、人工的ではない自然の立体物に対応する画素（第３画素）とを高い精度で識別することができる。
【０１２７】
他方、第２画素以外の画素は、人工的立体物に対応しない不規則に検出される画素として分類し、これらの不規則性に基づいて、検出された立体物が自然物であるか否かを判断する。
【０１２８】
自然物判断部３８は、第１画素数と第２画素数とから不規則性評価値を算出する。自然物判断部３８は、「不規則性評価値」として第１画素数に対する第２画素数の割合を算出し、第１画素数に対する第２画素数の割合が所定割合以下である場合には、規則的な第２画素数ではない不規則に点在する画素数が多く、「不規則性評価値」が所定の不規則性評価閾値以上であると判断してもよいし、「不規則性評価値」として第１画素数に対する第２画素数を算出し、第１画素数に対する第２画素数が所定割合以上である場合には、規則的な第２画素数ではない、不規則に点在する画素数が少なく、「不規則性評価値」が所定の不規則性評価閾値以上であると判断してもよい。算出された不規則性評価値が予め設定した所定の不規則性評価閾値以上である場合には、立体物検出部３３により検出された立体物が自車両Ｖの走行路に沿って存在する草・雪を含む自然物の像であると判断する。
【０１２９】
このように、本実施形態に係る不規則性の判断に基づく草・雪を含む自然物の検出手法によれば、予め定められた人工的立体物の条件を満たさず不規則に並ぶ不規則エッジ点Ｐ１を検出すると共に、不規則エッジ点Ｐ１の数Ｌに基づいて草及び雪が存在するかを判断する。ここで、検出領域Ａ１、Ａ２内に車両などの人工物が入っている場合、人工物であるがゆえにエッジ点Ｐは倒れ込み方向に沿って規則的に並びやすい傾向にある。これに対して、草及び雪の場合、人工物でないためエッジ点Ｐは不規則に点在する。よって、不規則エッジ点Ｐ１の数Ｌから、前者と後者とを識別することができる。従って、草や雪の判断精度を向上させることができる。
【０１３０】
自然物判断部３８の具体的な判断手法を説明する。
上述した「第１画素」は、検出対象領域全体に存在する画素値又は輝度差が所定値以上の画素であり、あらゆる物体（平面物、立体物、移動物体、静止物体を含む）のエッジとなりうる候補点である。また、「第２画素」は、「第１画素」のうち、鳥瞰視画像に始点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って抽出される画素であり、立体物のエッジとなりうる候補点である。ここで、「第１画素」から「第２画素」を除いた「第３画素」は、倒れ込み方向に沿わないで存在する画素であり、規則的に並んでいない画素、つまり不規則に存在する画素である。
【０１３１】
自然物判断部３８は、第１画素数から第２画素数を差し引いた第３画素数を算出し、第２画素数と第３画素数とに基づいて不規則性評価値を算出する。この場合において、自然物判断部３８は、第２画素数が第１所定値未満であり、かつ、第３画素数が第２所定値以上である場合に、不規則性評価値が所定の不規則性評価閾値以上であると判断する。特に限定されないが、第２画素数を評価するための第１所定値は、第３画素数を評価するための第２所定値よりも低い値とすることができる。もちろん、第１所定値と第２所定値を同じ値としてもよい。本処理において、自然物判断部３８は、規則的に並ぶ第２画素数が相対的に少なく、不規則に所在する第３画素数が相対的に多い場合には、不規則性が高いと評価するので、定量的に撮像画像の不規則性を判断し、高い精度で草又は雪を含む自然物の存在を検出することができる。
【０１３２】
自然物判断部３８は、第１画素数から第２画素数を差し引いた第３画素数と第２画素数とを比較し、第３画素数から第２画素数を差し引いた値が第３所定値以上である場合に、不規則性評価値が所定の不規則性評価閾値以上であると判断する。本処理において、自然物判断部３８は、不規則な第３画素数の方が規則的な第２画素数よりも相対的に多い場合には、不規則性が高いと評価するので、定量的に撮像画像の不規則性を判断し、高い精度で草又は雪を含む自然物の存在を検出することができる。
【０１３３】
自然物判断部３８は、第１画素数又は第２画素数に対する第３画素数の存在比率を算出し、第１画素数に対する第３画素数の存在比率、又は第２画素数に対する第３画素数の存在比率が、所定比率以上である場合に、不規則性評価値が所定の不規則性評価閾値以上であると判断する。本処理において、自然物判断部３８は、不規則な第３画素数の方が規則的な第２画素数や画素全体の第１画素数に対して高い比率で存在する場合には、不規則性が高いと評価するので、定量的に撮像画像の不規則性を判断し、高い精度で草又は雪を含む自然物の存在を検出することができる。
【０１３４】
不規則性評価値が不規則性評価値閾値以上である場合には、立体物検出部３３により検出された立体物が自車両Ｖの走行路に沿って存在する草又は雪Ｑ１であると判断することができ、不規則性評価値が不規則性評価閾値未満である場合には、立体物検出部３３により検出された立体物が自車両Ｖの走行路に沿って存在するガードレールなどの人工的な静止物体であると判断することができる。この不規則性評価閾値は、実験的に、草・雪を含む自然物Ｑ１の不規則性に基づいて設定することができる。
【０１３５】
次に、立体物判断部３４について説明する。本実施形態の立体物判断部３４は、立体物検出部３３、３７において検出された立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであるか否かを最終的に判断する。具体的に、立体物判断部３４は、立体物検出部３３、３７による立体物の検出結果が所定時間Ｔの間に渡って継続する場合には、立体物は検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであると判断する。特に限定されないが、立体物判断部３４は、差分波形情報から抽出される差分波形のピークの数、ピーク値、移動速度などが所定値域であり、その状態が所定時間以上継続した場合には、立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであるか否かを最終的に判断してもよいし、エッジ情報から抽出されるエッジの連続性、総和の正規化した値、エッジ線の量などが所定値域であり、その状態が所定時間以上に渡って継続した場合には、立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであるか否かを最終的に判断してもよい。
【０１３６】
本実施形態の立体物判断部３４は、立体物検出部３３，３７により検出された立体物が所定時間以上に渡って継続して検出される場合には、この立体物を右側検出領域又は左側検出領域に存在する他車両ＶＸであると判断する。
【０１３７】
ちなみに、立体物判断部３４が、検出された立体物は検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであると判断した場合には、乗員への報知などの処理が実行される。この立体物判断部３４は、制御部３９の制御命令に従い、検出された立体物が他車両ＶＸであると判断することを抑制することができる。
【０１３８】
なお、以下においては、不規則性の評価手法について、自然物判断部３８を処理の主体として説明するが、自然物判断部３８は、位置合わせ部３２若しくは立体物検出部３３、又は輝度差算出部３５、エッジ線検出部３６若しくは立体物検出部３７に処理の一部を行わせて、その処理結果を取得し、最終的に不規則性を判断することができる。
【０１３９】
自然物判断部３８は、視点変換部３３１により視点変換された検出領域Ａ１，Ａ２の鳥瞰視画像データから、予め定められた人工的立体物の条件を満たさず不規則に並ぶ不規則エッジ点を検出する。ここで、予め定められた人工的立体物の条件とは、検出領域Ａ１，Ａ２の鳥瞰視画像データ上において、略直線的に所定密度以上でエッジ点が並んでいることである。
【０１４０】
なお、不規則性の判断処理において、自然物判断部３８は、エッジ情報の処理を、エッジ線検出部３６、立体物検出部３７に実行させ、その処理結果を利用することができる。また、不規則性の判断処理において、自然物判断部３８は、以下に説明するエッジ情報の処理を、画素値に基づいて差分波形情報を生成する位置合わせ部３２、立体物検出部３３に実行させその処理結果を利用することができる。本実施形態では、立体物を差分波形情報又はエッジ情報に基づいて検出するが、差分波形情報及びエッジ情報は、元々は撮像画像を構成する各画素の画素値又は輝度差という共通の情報に基づいて生成されるものであるので、この不規則性判断は、いずれの手法においても適用することができる。また、差分波形情報に基づいて立体物を検出しつつ、エッジ情報に基づいて不規則性を判断してもよいし、エッジ情報に基づいて立体物を検出しつつ、差分波形情報に基づいて不規則性を判断してもよい。
【０１４１】
図２１は、検出領域Ａ１の鳥瞰視画像データ上におけるエッジ点Ｐ(画素を含む以下同じ)を示す図である。図２１に示すように、検出領域Ａ１の鳥瞰視画像データ上には複数のエッジ点Ｐが存在する。このうち、領域Ｒ１,Ｒ２内に位置するエッジ点Ｐについては、略直線的に所定密度以上で並んでおり、予め定められた人工的立体物の条件を満たしている。しかし、領域Ｒ１,Ｒ２外に位置するエッジ点Ｐについては、略直線的に所定密度以上で並んでおらず、予め定められた人工的立体物の条件を満たしていない。自然物判断部３８は、上記複数のエッジ点Ｐのうち領域Ｒ１,Ｒ２外に位置するエッジ点Ｐを、不規則エッジ点Ｐ１として検出する。この人工的立体物の条件であるエッジ点が所定密度以上で並ぶ方向は、鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿う方向である。
【０１４２】
自然物判断部３８は、検出領域Ａ１，Ａ２の鳥瞰視画像データからエッジ点Ｐを検出する。このエッジ点検出処理は、例えば鳥瞰視画像データにラプラシアンフィルタをかけて２値化処理を行うことにより、エッジ点Ｐを検出する。
【０１４３】
自然物判断部３８は、検出されたエッジ点Ｐのうち、予め定められた人工的立体物の条件を満たす規則的に並んだ規則的エッジ点Ｐ２を検出する。自然物判断部３８は、検出領域Ａ１，Ａ２の鳥瞰視画像データにおいて、カメラ１０から放射方向に所定密度以上でエッジ点Ｐが並んでいることを条件として、規則的エッジ点Ｐ２を検出する。一例を挙げると、自然物判断部３８は、カメラ１０から放射方向に伸びる直線を定義し、この直線から所定画素(例えば１０画素)以内に収まる領域を決定する。自然物判断部３８は、この領域内のエッジ点Ｐを略直線的に並ぶものと判断し、領域内のエッジ点Ｐが互いに所定距離(所定画素)以内に位置しているか否かを判断することで、所定密度以上で並んでいるか否かを判断する。
【０１４４】
エッジ点Ｐと規則的エッジ点Ｐ２が検出されると、自然物判断部３８は、検出されたエッジ点Ｐの数から規則的エッジ点Ｐ２の数を減算した数を、不規則エッジ点Ｐ１の数として検出する。自然物判断部３８は、検出領域Ａ１，Ａ２内に草及び泥や士をまだらに含む雪の少なくとも一方が存在するか否かを判断するものである。判断にあたり、自然物判断部３８は、検出された不規則エッジ点Ｐ１の数を参照する。
【０１４５】
図２２は、検出領域Ａ１の鳥瞰視画像データにおけるエッジ点Ｐを示す図であり、（ａ）は車両(タイヤ部分)のエッジ点Ｐを示し、（ｂ）は草のエッジ点Ｐを示し、（ｃ）は雪のエッジ点Ｐを示している。まず、車両(タイヤ)は人工物である。このため、エッジ点Ｐは規則的に並び易い傾向にある。よって、図２２（ａ）に示すように、車両については不規則エッジ点Ｐ１の数が少なくなり、規則的エッジ点Ｐ２が多くなる傾向にある。一方、草や雪は人工的立体物でないことから、図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）に示すように、略直線的に所定密度で並ぶエッジ点Ｐ(すなわち規則的エッジ点Ｐ２)が少なく、不規則エッジ点Ｐ１の数が多くなる。自然物判断部３８は、不規則エッジ点Ｐ１の数と所定の閾値とを比較することで、草や雪を判断することができる。ここで、不規則エッジ点Ｐ１の値は不規則性評価値の一態様であり、比較される所定の閾値は不規則性評価閾値の一態様である。所定の閾値は、上述した草・雪を含む自然物Ｑ１を識別する観点から設定される不規則性評価閾値としての閾値を少なくとも含む。
【０１４６】
自然物判断部３８は、エッジ点Ｐの数又は規則的エッジ点Ｐ２の数に対する不規則エッジ点Ｐ１の数の比率に基づいて、草や雪を検出すること。エッジ点Ｐの数は、画像撮像時における光環境の影響を受けて増減する場合がある。このため、自然物判断部３８は、単に不規則エッジ点Ｐ１の数と所定の閾値とを比較するよりも、上記比率と所定の閾値とを比較する方が光環境の影響を受け難く草や雪を正確に判断することができる。ここで、エッジ点Ｐの数又は規則的エッジ点Ｐ２の数に対する、不規則エッジ点Ｐ１の数の比率は不規則性評価値の一態様であり、比較される比率に関する所定の閾値は不規則性評価閾値の一態様である。所定の閾値は、上述した草・雪を含む自然物Ｑ１を識別する観点から設定される不規則性評価閾値としての閾値を少なくとも含む。
【０１４７】
次に、本実施形態に係る不規則性の評価方法、具体的には不規則性の高い草・雪を含む自然物の検出方法について説明する。図２３は、本実施形態に係る雪・草のなどの自然物の検出方法を示すフローチャートである。図２３に示すように、まず自然物判断部３８は視点変換部３１の視点変換により得られた鳥瞰視画像データにラプラシアンフィルタを掛ける(Ｓ５１)。これにより、エッジ点Ｐに相当する画素の画素値は大きくなり、その他の画素については画素値が小さくなる。
【０１４８】
その後、自然物判断部３８は、ラプラシアンフィルタを掛けた画像に対して、 2値化処理を施し（Ｓ５２）、エッジ点Ｐを明確にする。そして、自然物判断部３８は、エッジ点Ｐの数Ｎをカウントする（Ｓ５３）。自然物判断部３８は、ステップＳ５４，Ｓ５５の処理において、カメラ１０から放射方向に、所定密度以上でエッジ点Ｐが並んでいることを人工的立体物の条件として規則的エッジ点Ｐ２を検出し、規則的エッジ点Ｐ２の数Ｍをカウントする。すなわち、自然物判断部３８は、まず鉛直エッジを検出し（Ｓ５４）、鉛直エッジ周辺(例えば鉛直エッジから１０画素以内)のエッジ点Ｐの数Ｍをカウントする（Ｓ５５）。
【０１４９】
次に、自然物判断部３８は、ステップＳ３においてカウントし、算出したエッジ点Ｐの数ＮからステップＳ５において算出した規則的エッジ点Ｐ２の数Ｍを減じることで、不規則エッジ点Ｐ１の数Ｌを算出する（Ｓ５６）。自然物判断部３８は、比率を算出する（Ｓ５７）。このとき、自然物判断部３８は、エッジ点Ｐの数Ｎ又は規則的エッジ点Ｐ２の数Ｍに対する不規則エッジ点Ｐ１の数Ｌの比率を、Ｌ／Ｎ又はＬ／Ｍなる式から算出する。なお、この比率は、Ｌ／Ｎ又はＬ／Ｍを含んでいれば、他の数が加減算されてもよいし乗除算されてもよい。
【０１５０】
次に、自然物判断部３８は、ステップＳ５７にて算出された比率が所定の閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ５８）。比率が所定の閧値以上であると判断した場合（Ｓ５８：ＹＥＳ)、不規則エッジ点Ｐ１の数が多いことから検出領域Ａ１,Ａ２内に草や雪が存在する可能性が高い。よって、自然物判断部３８は、検出領域Ａ１,Ａ２内に草又は雪が存在すると判断する（Ｓ５９）。制御部３９は、立体物検出部３７、立体物判断部３４に対して立体物が検出され又は判断されることを抑制する旨の制御命令を送信する（Ｓ６０）。これにより、立体物検出部３３，３７、立体物判断部３４は、検出領域Ａ１，Ａ２内に草又は雪に由来する像が存在すると認識し、草又は雪を他車両ＶＸとして誤検出しないようにすることができる。
【０１５１】
自然物判断部３８は、一方、比率が所定の閾値値以上でないと判断した場合（Ｓ５８：Ｎｏ）、検出領域Ａ１、Ａ２内に草又は雪の像が存在しないと判断する。
【０１５２】
また、検出領域Ａ１、Ａ２内の画像データからエッジ点Ｐを検出すると共に、予め定められた人工的立体物の条件を満たす規則的に並んだ規則的エッジ点Ｐ２を検出し、前者から後者を減算する。このため、全体のエッジ点Ｐを把握したうえで規則的なエッジ点Ｐ２を減じることで、不規則に並ぶ不規則エッジ点Ｐ１を検出することができる。
【０１５３】
また、エッジ点Ｐの数Ｎ又は規則的エッジ点Ｐ２の数Ｍと、不規則エッジ点Ｐ１の数Ｌとの比率に基づいて、検出領域Ａ１、Ａ２内に草及び雪の少なくとも一方が存在するかを判断する。このため、光環境の相違によりエッジ点Ｐが多く検出されたり少なく検出されたりするような場合であっても、エッジ点Ｐの数Ｎ又は規則的エッジ点Ｐ２の数Ｍと、不規則エッジ点Ｐ１の数Ｌとは、それぞれ同様に多く検出されたり少なく検出される。よって、比率自体は光環境に影響され難いといえる。従って、光環境の変化によっても影響を受け難く草や雪を検出することができる。
【０１５４】
また、検出領域Ａ１，Ａ２の画像データを鳥瞰視した状態で略直線的に所定密度以上でエッジ点が並んでいることを条件として、規則的エッジ点Ｐ１を抽出する。このため、人工物などのように直線成分が多いものについては、規則的エッジ点Ｐ１が検出され易くなり、草や雪については規則的エッジ点Ｐ１が検出され難くなる。よって、一層正確に草や雪を検出することができる。
【０１５５】
また、検出領域Ａ１，Ａ２の画像データを鳥瞰視した状態で、カメラ１０から放射方向に、所定密度以上でエッジ点Ｐが並んでいることを条件として、規則的エッジ点Ｐ２を検出する。このため、実空間上において鉛直方向に伸びる成分を規則的エッジ点Ｐ２として検出することとなり、立体物である車両がもつ鉛直方向のエッジ点Ｐを捉えることができるため、車両と草や雪との相違を明確とすることができる。
【０１５６】
次に、不規則性判断に係る他の処理例を説明する。本処理は、図３に示す自然物判断部３８が実行する。本例の自然物判断部３８は、直線成分検出機能を備える。直線成分検出機能は、検出領域Ａ１,Ａ２内の鳥瞰画像データから直線成分を検出する。
【０１５７】
自然物判断部３８は、直線成分検出機能により検出された直線成分の近傍領域(例えば１０画素以内の領域)を除いた領域を対象にして、エッジ点Ｐを検出する。このエッジ点Ｐが図２１に示す不規則エッジ点Ｐ１を検出する。
【０１５８】
図２４は、本処理の制御手順を示すフローチャートである。図２４に示すように、自然物判断部３８は、視点変換部３１の視点変換により得られた鳥瞰画像データを取得すると、これに対してＨＯＵＧＨ変換して直線成分を検出する(Ｓ６１)。
【０１５９】
その後、自然物判断部３８は、検出された直線成分を含む周辺領域(例えば直線成分を１０画素以内の領域)を決定する(Ｓ６２)。その後、自然物判断部３８は、ステップＳ６２において決定した領域を除いた領域に対してラプラシアンフィルタを掛ける(Ｓ６３)。これにより、エッジ点Ｐ(具体的には不規則エッジ点Ｐ１に相当する画素の画素値は大きくなり、その他の画素については画素値が小さくなる。
【０１６０】
その後、自然物判断部３８は、ラプラシアンフィルタを掛けた画像に対して、２値化処理を施す(Ｓ６４)。これにより、自然物判断部３８は、不規則エッジ点Ｐ１を抽出し、不規則エッジ点Ｐ１の数Ｌをカウントして算出する(Ｓ６５)。
【０１６１】
次に、自然物判断部３８は、ステップＳ６５にて算出された数Ｌが所定の閥値以上であるか否かを判断する（Ｓ６６）。数Ｌが所定の閾値以上であると判断した場合（Ｓ６６：ＹＥＳ)、不規則エッジ点Ｐ１の数が多いことから検出領域Ａ１,Ａ２内に草や雪が存在する可能性が高い。よって、自然物判断部３８は、検出領域Ａ１，Ａ２内に草又は雪が存在すると判断する(Ｓ６７)。
【０１６２】
後述する制御部３９は、立体物検出部３３，３７又は立体物判断部３４に対して処理を中止すべき旨の信号を送信する（Ｓ６８）。これにより、立体物検出部３３，３７又は立体物判断部３４は、検出領域Ａ１,Ａ２内に草又は雪が存在すると認識し、草又は雪の像が立体物、移動物体である他車両ＶＸの像であると誤認識されないようにすることができる。そして、図２４に示す処理は終了する。
【０１６３】
一方、数Ｌが所定の閾値以上でないと判断した場合（Ｓ６６:ＮＯ)、自然物判断部３８は、検出領域Ａ１,Ｓ２内に草又は雪が存在しないと判断し、図２４に示す処理は終了する。
【０１６４】
この自然物の検出方法によれば、先述した処理手法と同様に、高い精度で草や雪などの自然物を検出することができる。
【０１６５】
この自然物の検出方法によれば、検出領域Ａ１,Ａ２内の画像データから直線成分を検出し、直線成分の近傍領域を除いた領域を対象にして、エッジ点Ｐを検出する。よって、まず直線成分が除去されることとなり、除去された状態でエッジ点Ｐが検出されるため、不規則に並ぶ不規則エッジ点Ｐ１を検出することができきる。
【０１６６】
本実施形態の静止物体の判断処理においては以下の改変が可能である。例えば、本例では、自車両Ｖの車速を速度センサ２０からの信号に基づいて判断しているが、これに限らず、異なる時刻の複数の画像から速度を推定するようにしてもよい。この場合、車速センサが不要となり、構成の簡素化を図ることができる。
【０１６７】
また、本例において自然物判断部３８は、不規則エッジ点を検出する際に、撮像により得られた画像データを鳥瞰画像に変換したうえで、不規則エッジ点Ｐ１を検出しているが、これに限らず、必ずしも撮像により得られた画像データを鳥瞰画像に変換しなくともよい。
【０１６８】
また、本例において自然物判断部３８は、不規則エッジ点Ｐ１の数Ｌと所定の閾値とを比較して、検出領域Ａ１,Ａ２内に草又は雪が存在するか否かを判断しているが、これに限らず、全体のエッジ点Ｐの数Ｎを検出して比率を求め、この比率と所定の閥値とを比較してもよい。また、規則的エッジ点Ｐ２の数Ｍを検出して同様に比率を所定の閾値と比較してもよい。
【０１６９】
また、本実施形態においてカメラ１０は、自車両Ｖの後側方領域を検出領域Ａ１,Ａ２として撮像しているが、これに限らず、側方領域を検出領域Ａ１,Ａ２としてもよいし、前側方領域を検出領域Ａ１,Ａ２ としてもよい。
【０１７０】
上述したエッジの不規則性は、本発明のエッジ情報の特徴のみならず、差分画像情報の特徴として把握することができる。つまり、差分画像情報を生成する際に、位置合わせされた鳥瞰視画像の差分画像上において、鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って、差分画像上において所定の差分を示す画素の画素数をカウントして度数分布化するが、この差分画像上で所定の差分（又は第２所定の差分）を示す画素を本不規則性処理におけるエッジとして扱い、この画素の度数分布に基づいて上記手法を適用して不規則性を判断することができる。
【０１７１】
続いて、制御部３９について説明する。本実施形態の制御部３９は、前回の処理において、撮像画像に草・雪などの自然物が含まれており、検出領域Ａ１，Ａ２に草・雪を含む自然物の像Ｑ１が映り込んでいることが自然物判断部３８により判断された場合には、次回の処理において立体物検出部３３，３７、立体物判断部３４、自然物判断部３８、又は自身である制御部３９の何れか一つ以上の各部において実行される制御命令を生成することができる。
【０１７２】
本実施形態の制御命令は、検出される立体物が他車両ＶＸであると判断されることが抑制されるように各部の動作を制御するための命令である。検出領域Ａ１，Ａ２に草・雪を含む自然物の像が映り込んでいる場合に、検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いため、それを誤って他車両ＶＸと判断することを防止するためである。本実施形態の計算機３０はコンピュータであるため、立体物検出処理、立体物判断処理、自然物判断処理に対する制御命令は各処理のプログラムに予め組み込んでもよいし、実行時に送出してもよい。本実施形態の制御命令は、差分波形情報に基づいて立体物を検出する際の感度を低下させる命令、エッジ情報に基づいて立体物を検出する際の感度を低下させる命令であってもよい。また、立体物が他車両ＶＸであると判断されることを抑制する場合には、制御命令は、検出された立体物を他車両として判断する処理を中止させたり、検出された立体物を他車両ではないと判断させたりする結果に対する命令であってもよい。
【０１７３】
本実施形態の制御部３９は、自然物判断部３８により検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合には、立体物が検出され、この検出された立体物が他車両ＶＸであると判断されることを抑制する制御命令を立体物検出部３３，３７又は立体物判断部３４に送出する。これにより、立体物検出部３３，３７は立体物を検出し難くなる。また、立体物判断部３４は検出された立体物が検出領域Ａに存在する他車両ＶＸであると判断し難くなる。
【０１７４】
また、制御部３９は、自然物判断部３８により検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合には、立体物の検出処理を中止する内容の制御命令を生成して立体物検出部３３，３７に出力してもよいし、立体物の判断処理を中止する内容の制御命令又は検出された立体物が他車両ではないと判断する内容の制御命令を生成し、立体物判断部３４に出力してもよい。これにより、上述と同様の作用効果を得ることができる。
【０１７５】
以下、制御部３９が出力する具体的な各制御命令について説明する。
制御部３９は、前回の処理で、自然物判断部３８により検出された立体物は草・雪を含む自然物(静止物体)である可能性が高いと判断された場合には、検出領域Ａ１，Ａ２に自然物の像が映り込んでおり、画像情報に基づく処理に誤りが発生する可能性が高いと判断する。このまま、通常と同じ手法で立体物を検出すると、検出領域Ａ１，Ａ２に映り込んだ草・雪を含む自然物Ｑ１の像に基づいて検出された立体物を誤って他車両ＶＸと判断する場合がある。このため、本実施形態の制御部３９は、次回の処理においては、草・雪を含む自然物Ｑ１の像に基づいて検出された立体物が誤って他車両ＶＸと判断されることを抑制するために、差分波形情報を生成する際の画素値の差分に関する閾値を高く変更する。このように、検出領域Ａ１，Ａ２に草・雪を含む自然物Ｑ１が映り込んでいる場合には、判断の閾値を高く変更することにより、立体物の検出又は他車両ＶＸであるとの判断が抑制されるので、草・雪を含む自然物Ｑ１の像に起因する誤検出することを防止することができる。
【０１７６】
まず、差分波形情報に基づいて立体物を検出する場合の制御命令について説明する。先述したように、立体物検出部３３は、差分波形情報と第１閾値αとに基づいて立体物を検出する。そして、本実施形態の制御部３９は、自然物判断部３８により検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合には、立体物が検出され難くなるように、第１閾値αを高くする制御命令を生成し、立体物検出部３３に出力する。第１閾値αとは、図１１のステップＳ７において、差分波形ＤＷｔのピークを判断するための第１閾値αである(図５参照)。また、制御部３９は、差分波形情報における画素値の差分に関する閾値ｐを高く又は低くする制御命令を立体物検出部３３に出力することができる。
【０１７７】
また、本実施形態の制御部３９は、自然物判断部３８により検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合には、鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化された値を低く出力する制御命令を立体物検出部３３に出力することができる。鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化された値とは、図１１のステップＳ５において生成される差分波形ＤＷｔの縦軸の値である。制御部３９は、前回の処理で検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合には、検出領域Ａ１，Ａ２に映り込んだ草・雪を含む自然物Ｑ１に基づいて他車両ＶＸを誤検出する可能性が高いと判断する。このため、次回の処理においては検出領域Ａ１，Ａ２において立体物又は他車両ＶＸが検出され難くなるように、差分波形ＤＷｔの度数分布化された値を低く変更して出力する。このように、検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合に、出力値を低くすることにより、自車両Ｖの走行車線の隣を走行する他車両ＶＸの検出感度が調整されるため、検出領域Ａ１，Ａ２に映り込んだ草・雪を含む自然物Ｑ１に起因する他車両ＶＸの誤検出を防止することができる。
【０１７８】
次に、エッジ情報に基づいて立体物を検出する場合の制御命令について説明する。先述した差分波形情報に基づく処理と同様に、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合には、検出領域Ａ１，Ａ２に映り込んだ草・雪を含む自然物Ｑ１に基づいて他車両ＶＸを誤検出する可能性が高いと判断する。このため、本実施形態の制御部３９は、検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合には、エッジ情報を検出する際に用いられる輝度に関する所定閾値を高くする制御命令を立体物検出部３７に出力する。エッジ情報を検出する際に用いられる輝度に関する所定閾値とは、図１７のステップＳ２９における各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値を判断する閾値θ、又は図１８のステップ３４におけるエッジ線の量を評価する第２閾値βである。つまり、本実施形態の制御部３９は、検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合には、立体物が検出され難くなるように、エッジ線を検出する際に用いられる閾値θ又はエッジ線の量を評価する第２閾値βを高くする制御命令を生成し、立体物検出部３７へ出力する。このように、検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合に、判断の閾値を高く変更することにより、立体物の検出又は他車両ＶＸであるとの判断がされることを抑制するので、検出領域Ａ１，Ａ２に映り込んだ草・雪を含む自然物Ｑ１に起因する誤検出することを防止することができる。
【０１７９】
また、本実施形態の制御部３９は、自然物判断部３８により検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合には、検出したエッジ情報の量を低く又は高く出力する制御命令を立体物検出部３７に出力する。検出したエッジ情報の量とは、図１７のステップＳ２９における各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値、又は図１８のステップ３４におけるエッジ線の量である。制御部３９は、前回の処理で検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高いと判断された場合には、検出領域Ａ１，Ａ２に映り込んだ草・雪を含む自然物Ｑ１に基づいて他車両ＶＸを誤検出する可能性が高いと判断する。このため、次回の処理においては、立体物が検出され、その立体物が他車両ＶＸであると判断されることが抑制されるように、各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値又はエッジ線の量を低く変更して出力する。
【０１８０】
具体的に、検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高い場合には、差分波形ＤＷｔの度数分布化された値を低く変更して出力する。このように、検出された立体物は草・雪を含む自然物の像である可能性が高い場合には、出力値を低くすることにより、立体物の検出又は他車両ＶＸであるとの判断が抑制されるように制御することができるので、検出領域Ａ１，Ａ２に映り込んだ草・雪を含む自然物Ｑ１に起因する誤検出することを防止することができる。
【０１８１】
以下、図２５に基づいて、本実施形態の立体物検出装置１の動作、特に、制御部３９及び制御命令を取得した立体物判断部３４、立体物検出部３３，３７の動作を説明する。図２５に示す処理は、前回の立体物検出処理の後に、前回処理の結果を利用して行われる今回の立体物検出処理である。
【０１８２】
まず、図２５に示すステップＳ４１において、自然物判断部３８は、差分波形情報又はエッジ情報に基づいて不規則性を判断する。不規則性評価値は、差分波形情報又はエッジ情報から抽出された特徴のばらつき程度に基づいて判断することができる。たとえば、差分波形情報又はエッジ情報から抽出されるピークの数が所定値未満であり、ピーク間のばらつきが所定値以上であり、かつ自車両Ｖの車速分に応じる差分波形情報のピーク部分の面積差分（ピークに対する面積差分の比）又はエッジ情報のピーク部分のエッジ量の差分（ピークのエッジ量に対するエッジ差分の比）が大きいほど不規則性が高いと判断することができる。
【０１８３】
ステップＳ４２において、自然物判断部３８は、算出された不規則性評価値が不規則性評価閾値以上であるか否かを判断する。算出された不規則性評価値が不規則性評価閾値未満である場合には、ステップＳ４５へ進む。算出された不規則性評価値が不規則性評価閾値以上である場合にはステップＳ４３へ進み、検出された立体物は草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断する。
【０１８４】
続くステップＳ４４において、制御部３９は、自然物判断部３８により、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、検出領域Ａ１，Ａ２に映り込んだ草・雪を含む自然物の像Ｑ１に基づいて他車両ＶＸを誤検出する可能性が高いと判断し、次回の処理において立体物が検出され、その立体物が他車両ＶＸであると判断されることが抑制されるように、立体物検出処理、立体物判断処理において用いられる閾値を高く設定するか、閾値と比較される出力値を低く出力する制御を行う。
【０１８５】
立体物検出部３３、３７により立体物が検出されること又は立体物判断部３７により立体物が他車両であると判断されることを抑制するために、制御部３９は各処理に用いられる各閾値を初期値、標準値その他の設定値よりも高く（検出がされ難くなるように）変更し、又は各閾値と比較される出力値を低く（検出がされ難くなるように）変更する。なお、制御部３９が促進処理を行う場合には、促進処理は抑制処理と判断の制御となる。
【０１８６】
具体的な処理の内容は、以下のとおりである。
【０１８７】
差分波形情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３３が、差分波形情報が所定の第１閾値α以上であるときに立体物を検出する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、立体物が検出され難いように第１閾値αを高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３３に出力する。
【０１８８】
同じく、立体物検出部３３が、差分波形情報が所定の第１閾値α以上であるときに立体物を検出する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化された値を低く変更して出力させる制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３８に出力する。
【０１８９】
また、差分波形情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３３が閾値ｐ以上の画素値を示す画素数を所定の差分を示す画素数として抽出する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、立体物が検出され難いように閾値ｐを高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出手部３８に出力する。
【０１９０】
同じく、立体物検出部３３が閾値ｐ以上の画素値を示す画素数を所定の差分を示す画素数として抽出する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って、差分画像上において抽出される画素数を低く変更して出力する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３８に出力する。たとえば、制御部３９は、立体物検出部３３（又は立体物検出部３７）による立体物が存在するという検出結果、又は立体物判断部３４による立体物が最終的に他車両ＶＸであるという判断結果が出ることを抑制するために、検出領域Ａ１，Ａ２を部分的にマスクし、又は検出や判断に用いられる閾値や出力値を調整する。
【０１９１】
エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７が所定閾値ｔ以上の輝度差を示す画素に基づいてエッジ線を抽出する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、立体物が検出され難いように所定閾値ｔを高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１９２】
同じく、エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７が所定閾値ｔ以上の輝度差を示す画素に基づいてエッジ線を抽出する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、画素の輝度値を低く変更して出力する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１９３】
エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７がエッジ情報に含まれる閾値θ以上の長さを有するエッジ線に基づいて立体物を検出する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、立体物が検出され難いように閾値θを高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１９４】
同じく、エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７がエッジ情報に含まれる閾値θ以上の長さを有するエッジ線に基づいて立体物を検出する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、検出したエッジ情報のエッジ線の長さの値を低く変更して出力させる制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１９５】
エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７がエッジ情報に含まれる所定長さ以上のエッジ線、例えば閾値θ以上の長さを有するエッジ線の本数が第２閾値β以上であるか否かの判断に基づいて立体物を検出する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、立体物が検出され難いように第２閾値βを高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１９６】
エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７がエッジ情報に含まれる所定長さ以上のエッジ線、例えば閾値θ以上の長さを有するエッジ線の本数が第２閾値β以上であるか否かの判断に基づいて立体物を検出する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、検出した所定長さ以上のエッジ線の本数を低く出力する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１９７】
また、立体物判断部３４は、検出された立体物の移動速度が予め設定された所定速度以上であるときに、この立体物を他車両であると判断する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、立体物が検出され難いように立体物を他車両であると判断する際の下限となる所定速度を高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物判断部３４に出力する。
【０１９８】
同じく、立体物判断部３４は、検出された立体物の移動速度が予め設定された所定速度以上であるときに、この立体物を他車両であると判断する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、立体物を他車両であると判断する際の下限となる所定速度と比較される立体物の移動速度を低く変更して出力する制御命令を生成し、当該制御命令を立体物判断部３４に出力する。
【０１９９】
また、立体物判断部３４が、検出された立体物の移動速度が予め設定された所定速度未満であるときに、この立体物を他車両であると判断する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、立体物を他車両であると判断する際の上限となる所定速度を低く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物判断部３４に出力する。
【０２００】
同じく、立体物判断部３４検出された立体物の移動速度が予め設定された所定速度未満であるときに、この立体物を他車両であると判断する場合において、制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が草・雪を含む自然物の像Ｑ１であると判断された場合には、立体物を他車両であると判断する際の上限となる所定速度と比較される立体物の移動速度を高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物判断部３４に出力する。
【０２０１】
なお、ここで「移動速度」は、立体物の絶対速度、および自車両に対する立体物の相対速度を含む。立体物の絶対速度は立体物の相対速度から算出してもよいし、立体物の相対速度は立体物の絶対速度から算出してもよい。
【０２０２】
ちなみに、第１閾値αは、図１１のステップＳ７において、差分波形ＤＷｔのピークを判断するためのである。閾値pは所定の画素値を有する画素を抽出するための閾値である。所定閾値tは所定の輝度差を有する画素又はエッジ成分を抽出するための閾値である。閾値θは、図１７のステップＳ２９における各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値（エッジの長さ）を判断する閾値であり、第２閾値βは、図１８のステップ３４におけるエッジ線の量（本数）を評価する閾値である。このように、判断の閾値を高く変更することにより、自車両Ｖの走行車線の隣を走行する他車両ＶＸが検出されにくいように検出感度が調整されるため、自然物を他車両ＶＸとして誤検出することを防止することができる。
【０２０３】
本実施形態の制御部３９は、鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化された値を低く出力する制御命令を立体物検出部３３に出力する。鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化された値とは、図１１のステップＳ５において生成される差分波形ＤＷｔの縦軸の値である。
【０２０４】
また、本実施形態の制御部３９は、検出したエッジ情報を低く出力する制御命令を立体物検出部３７に出力する。検出したエッジ情報とは、図１７のステップＳ２９における各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値であるエッジ線の長さのほか、図１８のステップ３４におけるエッジ線の量である。制御部３９は、立体物が自然物であると判断されると、これを立体物として検出しないように、次回の処理においては立体物が検出されにくいように、各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値又はエッジ線の量を低く変更する。このように、出力値を低くすることにより、自車両Ｖの走行車線の隣を走行する他車両ＶＸが検出されにくいように検出感度を調整できるため、自然物を隣の車線を走行する他車両ＶＸとして誤検出することを防止することができる。
【０２０５】
制御部３９は、立体物の検出が抑制されるように、差分波形情報を生成する際の画素値の差分に関する閾値ｐ、差分波形情報から立体物を判断する際に用いる第１閾値α、エッジ情報を生成する際の閾値θ、エッジ情報から立体物を判断する際に用いる第２閾値βの何れか一つ以上を高く変更する旨の制御命令を立体物検出部３３，３７へ送出する。なお、制御部３９は、閾値を上げる代わりに、閾値によって評価される出力値を低くする制御命令を生成し、立体物検出部３３、３７に出力してもよい。
【０２０６】
なお出力値を低くする場合には、制御部３９は、鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化された値を低く出力する制御命令を立体物検出部３３に出力する。鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化された値とは、図１１のステップＳ５において生成される差分波形ＤＷｔの縦軸の値である。同様に、制御部３９は、検出したエッジ情報の量を低く出力する制御命令を立体物検出部３７に出力することができる。検出したエッジ情報の量とは、図１７のステップＳ２９における各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値、又は図１８のステップ３４におけるエッジ線の量である。制御部３９は、前回の処理で検出された立体物が自然物であると判断された場合には、次回の処理においては立体物が検出されにくいように、各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値又はエッジ線の量を低く変更する制御命令を立体物検出部３７に出力することができる。
【０２０７】
各閾値又は各出力値を変化させたのち、ステップＳ４５に進み、差分波形情報又はエッジ情報に基づいて立体物が検出されし、検出された立体物が他車両ＶＸであるか否かを判断する。
【０２０８】
ステップＳ４６において、立体物が検出され、立体物が他車両ＶＸである場合には、ステップＳ４７において他車両が存在する旨の判断結果を出力し、立体物が他車両ＶＸでない場合には、ステップＳ４８において他車両は存在しない旨の判断結果を出力する。ステップＳ４５及びステップＳ４６における処理は、先に図１１及び１２において説明した差分波形情報に基づく他車両ＶＸの検出処理、同じく図１７及び図１８において説明したエッジ情報に基づく他車両ＶＸの検出処理と共通する。
【０２０９】
他方、ステップＳ４６において、立体物・他車両ＶＸが非検出である場合には、ステップＳ４８に進み、検出された立体物は他車両ＶＸではなく、他車両ＶＸは存在しないと判断してもよいし、ステップＳ４９に進み、立体物の検出処理を中止してもよい。
【０２１０】
以下、上述したように行われる立体物検出の抑制処理の解除手法の一例を説明する。本実施形態では、草・雪を含む自然物の像Ｑ１が検出された場合に、立体物検出の抑制を行うが、この立体物検出の抑制処理が行われた後に、立体物判断部３４が検出された立体物を移動物体であると判断した場合には、立体物検出の抑制処理を解除する。
【０２１１】
立体物検出の抑制解除処理の制御手順を図２６に示す。図２６に示す処理は、図２５に示す立体物検出の抑制処理と並行して行われる、図２６に示すように、ステップＳ７１において、立体物判断部３４は立体物検出部３３，３７により検出された立体物が移動物体であるか又は静止物体であるかを判断する。この判断手法は後述する。ステップＳ７２において、抑制処理（図２５のＳ４４）がすでに実行されている場合であって、続くステップＳ７３において立体物が移動物体であると判断された場合には、ステップＳ７４に進んで、その抑制処理を解除する。すなわち、変更させた閾値を元の値に戻し、変更させた出力値を元の値に戻す。ステップＳ７２において抑制処理（図２５のＳ４４）が行われていない、及びステップ７３において検出された立体物が静止物体である場合には、ステップＳ４５に進み、すでに行われた抑制処理（図２５のＳ４４）の下で他車両検出処理を行う。ステップＳ４５以降の処理は、図２５に説明したステップＳ４５以降の処理と共通するので、その説明を援用して記載を省略する。
【０２１２】
以下、立体物が移動物体であるか又は静止物体であるかを判断する手法を説明する。本実施形態の立体物検出装置１の立体物判断部３４は、異なる時間において撮像された画像における移動物体の像と異なる時間において撮像された画像における静止物体の像の特徴の相違に基づいて、撮像画像から検出される立体物が移動物体であるか又は静止物体であるかを判断する。
【０２１３】
具体的に、立体物判断部３４は、立体物が検出された第１の時刻において得られた第１鳥瞰視画像の位置と、第１の時刻の後の第２の時刻において得られた第２鳥瞰視画像の位置とを自車両Ｖの移動距離（移動速度）に応じて鳥瞰視上で位置合わせをして、この位置合わせされた鳥瞰視画像の差分画像上において、所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化して生成した第１差分波形情報の第１積算値を求める。つまり、自然物判断部３８は、自車両Ｖの移動量を考慮して、オフセットした差分画像を生成する。オフセットする量ｄ’は、図４（ａ）に示した自車両Ｖの実際の移動距離に対応する鳥瞰視画像データ上の移動量に対応し、車速センサ２０からの信号と一時刻前から現時刻までの時間に基づいて決定される。第１積算値は、第１差分波形情報としてプロットされた値の全部又は所定領域の合計値である。
【０２１４】
立体物判断部３４は、第１の時刻において得られた第１鳥瞰視画像と、第１の時刻の後の第２の時刻において得られた第２鳥瞰視画像との差分画像上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化して生成した第２差分波形情報の第２積算値を求める。つまり、自然物判断部３８は、画像をオフセットさせない差分画像を取得する。第２積算値は、第２差分波形情報としてプロットされた値の全部又は所定領域の合計値である。
【０２１５】
そして、立体物判断部３４は、第１積算値が第２積算値よりも大きいと判断された回数に応じた評価値が所定の評価閾値以上である場合には、立体物検出部３３により検出された立体物が移動物体であると判断する。
【０２１６】
発明者らは、異なるタイミングにおける撮像画像をオフセットさせた差分画像では移動物体の特徴点に対応する画素量が大きく現れ、異なるタイミングにおける撮像画像をオフセットさせない差分画像では自然物などの静止物体の特徴点に対応する画素量が大きく現れる点に着目し、本発明では、オフセットした（位置合せをした）タイミングの異なる撮像画像の差分画像の画素値（エッジ量）と、オフセットしない（位置合せをしない）タイミングの異なる撮像画像の差分画像の画素値（エッジ量）とを比較して、その大小関係により立体物が静止物体であるか移動物体であるかを判断する。
【０２１７】
図２７（ａ）に示すように、過去のタイミングＴ０において、検出領域Ａ１，Ａ２内に立体物の像Ｑ（Ｔ０）が検出され、Ｔ０のタイミングの後の現在のタイミングＴ１において、検出領域Ａ１，Ａ２内に立体物の像Ｑ（Ｔ１）が検出された場合には、検出主体である自車両Ｖは方向Ｂに沿って移動するので、過去のタイミングＴ０において検出された立体物の像Ｑ（Ｔ０）は、検出領域Ａ１，Ａ２の図中上側の立体物の像Ｑ（Ｔ１）の位置へ移動する。
【０２１８】
そして、図２７（ｂ）に示すように、立体物判断部３４は、現在のタイミングＴ１において検出された立体物の像Ｑ（Ｔ１）の画素またはエッジ成分の分布と、過去のタイミングＴ０において検出された立体物の像Ｑ（Ｔ０）の像であって、所定量だけオフセットさせた（位置合せをした）立体物の像Ｑ（Ｔ０Ａ）の画素またはエッジ成分の分布と、同じく過去のタイミングＴ０において検出された立体物の像Ｑ（Ｔ０）の像であって、オフセットをさせない（位置合せをしない）立体物の像Ｑ（Ｔ０Ｂ）の画素またはエッジ成分の分布を得ることができる。
【０２１９】
図２７(ｂ)に示すように、画像Ｔ１とオフセットされた画像Ｔ０Ａとを比較すると、画像Ｔ１における立体物の像Ｑ（Ｔ１）と画像Ｔ０Ａにおける立体物の像Ｑ（Ｔ０Ａ）との位置（自車両Ｖの移動方向Ｂに沿う位置）はほぼ共通する。他方、同図に示すように、画像Ｔ１とオフセットしない画像Ｔ０Ｂとを比較すると、画像Ｔ１における立体物の像Ｑ（Ｔ１）と画像Ｔ０Ｂにおける立体物の像Ｑ（Ｔ０Ｂ）との位置（自車両Ｖの移動方向Ｂに沿う位置）は異なる。つまり、Ｔ１とＴ０Ａとの差分画像を求めると、共通する部分については差し引かれて残らないので、特徴として抽出される画素の数は少なくなる。これに対して、Ｔ１とＴ０Ｂとの差分画像を求めると、異なる部分が残るので、特徴として抽出される画素の数は相対的に多くなる。
【０２２０】
次に、立体物が移動物体であるか静止物体であるかを考慮して、図２７に示す着目点を説明する。図２８に基づいて立体物が移動物体である場合を説明し、図２９に基づいて立体物が静止物体である場合を説明する。
【０２２１】
図２８（ａ）に示すように、検出される立体物が移動する他車両ＶＸである場合には、自車両Ｖと他車両ＶＸの両方が移動するので、自車両Ｖと他車両ＶＸとは所定の位置関係を保つ傾向がある。つまり、撮像画像をオフセットすると（位置合せをすると）他車両ＶＸの位置は、かえってずれる傾向があり、差分画像ＰＤｔには特徴となりうる画素(エッジ)が多く検出される。他方、図２８（ｂ）に示すように、撮像画像をオフセットしない場合には、自車両Ｖと他車両ＶＸの位置は接近する傾向があり、差分画像ＰＤｔには特徴となりうる画素(エッジ)が少なく検出される。差分画像ＰＤｔにおける画素(エッジ)が多ければ差分波形情報における積算値は高くなり、差分画像ＰＤｔにおける画素(エッジ)が少なければ差分波形情報における積算値は低くなる傾向がある。
【０２２２】
また、図２９（ａ）に示すように、検出される立体物が静止した静止物体Ｑ１である場合には、自車両Ｖが移動する一方で静止物体Ｑ１は静止しているので、自車両Ｖと静止物体Ｑ１とは離隔する傾向がある。つまり、撮像画像をオフセットすると位置合せをすると）自車両Ｖと静止物体Ｑ１の位置は接近する傾向があり、差分画像ＰＤｔには特徴となりうる画素(エッジ)は少なく検出される。他方、図２９（ｂ）に示すように、撮像画像をオフセットしないと、自車両Ｖの移動に伴い静止物体Ｑ１の位置が前回の撮像画像とは異なる傾向があり、差分画像ＰＤｔには特徴となりうる画素(エッジ)が多く検出される。差分画像ＰＤｔにおける画素(エッジ)が多ければ輝度分布情報における積算値は高くなり、差分画像ＰＤｔにおける画素(エッジ)が少なければ輝度分布情報における積算値は低くなる傾向がある。
【０２２３】
上述した考え方は、エッジ情報を用いる場合も同様に適用することができる。
つまり、立体物判断部３４は、立体物が検出された第１の時刻Ｔ０において得られた第１鳥瞰視画像の位置と、第１の時刻の後の第２の時刻Ｔ１において得られた第２鳥瞰視画像の位置とを鳥瞰視上で位置合わせし、この位置合わせされた鳥瞰視画像の差分画像上において、互いに隣接する画像領域の輝度差が所定閾値以上である画素数をカウントして度数分布化して生成した第１輝度分布情報の第１積算値を求める。つまり、自車両Ｖの移動量を考慮して、オフセットした差分画像を生成する。オフセットする量ｄ’は、図４（ａ）に示した自車両Ｖの実際の移動距離に対応する鳥瞰視画像データ上の移動量であり、車速センサ２０からの信号と一時刻前から現時刻までの時間に基づいて決定される。第１積算値は、第１輝度分布情報としてプロットされた値の全部又は所定領域の合計値である。
【０２２４】
続いて、立体物判断部３４は、第１の時刻Ｔ０において得られた第１鳥瞰視画像と、第１の時刻Ｔ０の後の第２の時刻Ｔ１において得られた第２鳥瞰視画像との差分画像上において、互いに隣接する画像領域の輝度差が所定閾値以上である画素数をカウントして度数分布化して生成した第２輝度分布情報の第２積算値を求める。つまり、オフセットさせない差分画像を生成し、その積算値（第２積算値）を算出する。第２積算値は、第２輝度分布情報としてプロットされた値の全部又は所定領域の合計値である。
【０２２５】
そして、立体物判断部３４は、第１積算値が第２積算値よりも大きいと判断された回数に応じた評価値が所定の評価閾値以上である場合には、立体物検出部３３により検出された立体物が「移動物体」であると判断する。評価値の算出手法は限定されないが、本実施形態では、所定周期で繰り返し実行される処理において、第１積算値が第２積算値よりも大きいと判断される度に、評価ポイントをカウントアップし、その合計値を「評価値」として求める。
【０２２６】
このように、異なる時刻の撮像画像に基づいて、オフセットさせた（位置合せをした）過去の撮像画像と現在の撮像画像との差分画像から抽出される画素量(エッジ量)と、オフセットさせない（位置合せをしない）過去の撮像画像と現在の撮像画像との差分画像から抽出される画素量(エッジ量)との大小関係に基づいて、移動物体の画像遷移の特徴と(自然物)静止物体の画像遷移の特徴とを識別し、立体物が移動物体であるか自然物などの静止物体であるかを高い精度で判断することができる。
【０２２７】
本実施形態の立体物判断部３４は、オフセットしていない（位置合せをしていない）画像との差分画像において所定差分を示す画素(エッジ量)の第１積算値が、オフセットした（位置合せをした）画像との差分画像において所定差分を示す画素(エッジ量)の第２積算値よりも大きいと判断された場合には、第１カウント値を加算して評価値を算出する。つまり、第１積算値が第２積算値よりも大きいという判断が積み重なるにつれて、評価値を増加させる。そして、評価値が所定の評価閾値以上である場合には、立体物検出部３３，３７により検出された立体物が他車両ＶＸなどの移動物体であると判断する。
【０２２８】
この処理において、立体物判断部３４は、第１積算値が第２積算値よりも大きいという内容の判断が連続する場合には、この判断の連続回数が増えるにつれて、第１カウント値を高く設定する。このように、第１積算値が第２積算値よりも高いという判断が連続する場合には、検出された立体物が移動物体であるという判断の正確性が高まっていると判断し、評価値がより大きくなるように第１カウント値を大きくするので、継時的な観察結果に基づいて、立体物が移動物体であるか否かを高い精度で判断することができる。
【０２２９】
立体物判断部３４は、第１積算値が第２積算値よりも大きいと判断された場合には第１カウント値を加算するとともに、第１積算値が第２積算値よりも小さいと判断された場合には、第２カウント値を減算して評価値を算出してもよい。この場合において、立体物判断部３４は、第１積算値が第２積算値よりも大きいという内容の判断がされた後に、第１積算値が第２積算値よりも小さいという内容の判断がされ、さらにその後に、第１積算値が第２積算値よりも大きいという内容の判断がされた場合には、第２カウント値を高く設定する。
【０２３０】
このように、第１積算値が第２積算値よりも大きいという判断と、第２積算値が第１積算値よりも大きいという判断とが入れ替わり生じる場合は、検出された立体物は不規則性を有する自然物などの静止物体である可能性が大きいと判断し、移動物を判断するための評価値が小さくなるように第２カウント値を大きくするので、継時的な観察結果に基づいて、自然物などの自然物、ひいては移動物体を高い精度で判断することができる。この判断結果を、上述した草・雪を含む自然物の判断結果として用いることもできる。ちなみに、移動物体の特徴の検出状態は安定的に観察できる傾向が高い。立体物が自然物であるという判断結果が離散的に検出され、検出結果が不安定な場合には、検出された立体物は自然物などの静止物体である可能性が高いと判断することができるからである。
【０２３１】
立体物判断部３４は、第１積算値が第２積算値よりも小さいと判断された場合には、第２カウント値を減算して評価値を算出する。この場合において、立体物判断部３４は、第１積算値が第２積算値よりも小さいという内容の判断が所定回数以上連続した場合には、第２カウント値を高く設定する。
【０２３２】
このように、第１積算値が第２積算値よりも小さいと判断した場合には、検出された立体物が静止物体である可能性が高いと判断し、移動物体を判断するための評価値が小さくなるように、減算に係る第２カウント値を大きくするので、継時的な観察結果に基づいて、移動物体を高い精度で判断することができる。
【０２３３】
図３０は、本実施形態の移動物体の判断処理の制御手順を示すフローチャート図である。
【０２３４】
図３０に示すように、まず、ステップＳ８１において、立体物判断部３４は、過去のタイミングＴ０の画像を取得する。次に、ステップＳ８２において、立体物判断部３４は、過去のタイミングＴ０におけるオフセット画像Ｔ０Ａと、過去のタイミングＴ０における非オフセット画像Ｔ０Ｂとを求める。各画像は、撮像画像であってもよいし、視点変換された鳥瞰視画像であってもよい。
【０２３５】
ステップＳ８３において、立体物判断部３４は、現在のタイミングＴ１における画像Ｔ１を取得する。続くステップＳ８４において、立体物判断部３４は、現在のタイミングＴ１における画像Ｔ１と、過去のタイミングＴ０におけるオフセット画像Ｔ０Ａとの差分画像ＰＤｔＡを取得するとともに、現在のタイミングＴ１における画像Ｔ１と、過去のタイミングＴ０における非オフセット画像Ｔ０Ｂとの差分画像ＰＤｔＢを取得する。
【０２３６】
ステップＳ８５において、立体物判断部３４は、差分画像ＰＤｔＡにおいて、画素値が所定差分以上の画素、輝度差が所定値以上の画素を抽出し、位置ごとに画素の分布を求める。同様に、立体物判断部３４は、差分画像ＰＤｔＢにおいて、画素値が所定差分以上の画素、輝度差が所定値以上の画素を抽出し、位置ごとに画素の分布を求める。続くステップＳ８６において、立体物判断部３４は、差分画像ＰＤｔＡにおける画素量の積算値ＰＡを求めるとともに、差分画像ＰＤｔＢにおける画素量の積算値ＰＢを求める。積算値ＰＡ，ＰＢに代えて、全体の画素量を求めてもよい。
【０２３７】
ステップＳ８７において、立体物判断部３４は、第１積算値ＰＡと第２積算値ＰＢとを比較し、第１積算値ＰＡが第２積算値ＰＢよりも大きい場合、つまり、オフセットした過去画像Ｔ０Ａと現在画像Ｔ１との差分画像の画素量又は第１積算値ＰＡの方が、オフセットしない過去画像Ｔ０Ｂと現在画像Ｔ１との差分画像の画素量又は第２積算値ＰＢよりも大きい場合には、ステップＳ８８に進み、検出された立体物は他車両ＶＸなどの移動物体であると判断し、図２６のステップＳ７４へ移行して、他車両の検出抑制処理を解除する。他方、ステップＳ８７において、第１積算値ＰＡが第２積算値ＰＢ以上である場合には、図２５のステップＳ４５へ進む。
【０２３８】
以上のとおり構成され、動作する本発明の本実施形態に係る立体物検出装置１によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態の立体物検出装置１によれば、予め定められた人工的立体物の条件を満たさず不規則に並ぶ不規則エッジ点Ｐ１を検出すると共に、不規則エッジ点Ｐ１の数Ｌに基づいて草及び雪が存在するかを判断する。ここで、検出領域Ａ１、Ａ２内に車両などの人工物が入っている場合、人工物であるがゆえにエッジ点Ｐは倒れ込み方向に沿って規則的に並びやすい傾向にある。これに対して、草及び雪の場合、人工物でないためエッジ点Ｐは不規則に点在する。よって、不規則エッジ点Ｐ１の数Ｌから、前者と後者とを識別することができる。従って、草や雪の判断精度を向上させることができる。
差分波形情報に基づく処理であっても、エッジ情報に基づく処理であっても同様の作用及び効果を奏する。
【０２３９】
（２）本実施形態の立体物検出装置１によれば、規則的な第２画素数が相対的に少なく、不規則な第３画素数が相対的に多い場合には、不規則性が高いと評価するので、定量的に撮像画像の不規則性を判断し、高い精度で草又は雪を含む自然物の存在を検出することができる。
【０２４０】
（３）本実施形態の立体物検出装置１によれば、不規則な第３画素数の方が規則的な第２画素数よりも相対的に多い場合には、不規則性が高いと評価するので、定量的に撮像画像の不規則性を判断し、高い精度で草又は雪を含む自然物の存在を検出することができる。
【０２４１】
（４）本実施形態の立体物検出装置１によれば、不規則な第３画素数の方が規則的な第２画素数や画素全体の第１画素数に対して高い比率で存在する場合には、不規則性が高いと評価するので、定量的に撮像画像の不規則性を判断し、高い精度で草又は雪を含む自然物の存在を検出することができる。
【０２４２】
（５）本実施形態の立体物検出装置１によれば、鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って所定密度以上で観察される第２画素を、人工的な立体物の像の特徴として判断するので、すべての物体に対応する第１画素のうち、人工的な立体物に対応する第２画素と、人工的ではない自然の立体物に対応する画素（第３画素）とを高い精度で識別することができる。
【０２４３】
（６）本実施形態の立体物検出装置１によれば、前回の処理において検出された立体物が自車両Ｖの走行路に沿って存在する草・雪を含む自然物（自然の静止物体）Ｑ１の像であると判断された場合には、第１閾値αを高く変更することにより、自車両Ｖの走行車線の隣を走行する他車両ＶＸが検出されにくいように検出感度を調整できるため、草・雪を含む自然物（自然の静止物体）Ｑ１の像を隣の車線を走行する他車両ＶＸとして誤検出することを防止することができる。
【０２４４】
（７）前回の処理において検出された立体物が自車両Ｖの走行路に沿って存在する草・雪を含む自然物（自然の静止物体）の像であると判断された場合には、差分波形情報を生成する際の出力値を低くすることにより、自車両Ｖの走行車線の隣を走行する他車両ＶＸが検出されにくいように検出感度を調整できるため、草・雪を含む自然物（自然の静止物体）Ｑ１の像を隣の車線を走行する他車両ＶＸとして誤検出することを防止することができる。
【０２４５】
（８）前回の処理において検出された立体物が自車両Ｖの走行路に沿って存在する草・雪を含む自然物（自然の静止物体）の像であると判断された場合には、エッジ情報を生成する際の判断の閾値を高く変更することにより、自車両Ｖの走行車線の隣を走行する他車両ＶＸが検出されにくいように検出感度を調整できるため、草・雪を含む自然物を含む静止物体Ｑ１の像を隣の車線を走行する他車両ＶＸとして誤検出することを防止することができる。
【０２４６】
（９）前回の処理において検出された立体物が自車両Ｖの走行路に沿って存在する草・雪を含む自然物（自然の静止物体）の像であると判断された場合には、エッジ情報を生成する際の出力値を低くすることにより、自車両Ｖの走行車線の隣を走行する他車両ＶＸが検出されにくいように検出感度を調整できるため、草・雪を含む自然物（自然の静止物体）Ｑ１の像を隣の車線を走行する他車両ＶＸとして誤検出することを防止することができる。
【０２４７】
（１０）本実施形態の立体物検出装置１によれば、異なる時刻の撮像画像に基づいて、オフセットさせた過去の撮像画像と現在の撮像画像との差分画像から抽出される画素量(エッジ量)と、オフセットさせない過去の撮像画像と現在の撮像画像との差分画像から抽出される画素量(エッジ量)との大小関係に基づいて、移動物体の画像遷移の特徴と静止物体の画像遷移の特徴とを識別し、立体物が移動物体である場合には、立体物の抑制処理を解除するので、精度の高い立体物検出処理を行うことができる。
【０２４８】
（１１）本実施形態の立体物検出装置１によれば、第１積算値が第２積算値よりも大きいという判断が連続する場合には、検出された立体物が移動物体である可能性が高まっていると判断し、移動物体を評価するための評価値がより大きくなるように第１カウント値を大きくするので、継時的な観察結果に基づいて、移動物体を高い精度で判断することができる。
【０２４９】
（１２）本実施形態の立体物検出装置１によれば、第１積算値が第２積算値よりも大きいという判断と、第２積算値が第１積算値よりも大きいという判断とが入れ替わり生じる場合は、検出された立体物は静止物体(自然物を含む)である可能性が高いと判断し、移動物体を評価するための評価値が低くなるように減算する第２カウント値を大きくするので、継時的な観察結果に基づいて、移動物体を高い精度で判断することができる。
【０２５０】
（１３）本実施形態の立体物検出装置１によれば、第１積算値が第２積算値よりも小さいと判断した場合には、検出された立体物が静止物体である可能性が高いと判断し、評価値が小さくなるように減算に係る第２カウント値を大きくするので、継時的な観察結果に基づいて、静止物体を高い精度で判断することができる。
【０２５１】
（１４）本実施形態の立体物検出装置１は、差分波形情報に基づく処理により他車両ＶＸを検出する場合であっても、エッジ情報に基づく処理により他車両ＶＸを検出する場合であっても同様の作用及び効果を奏する。
【０２５２】
上記カメラ１０は本発明に係る撮像手段に相当し、上記視点変換部３１は本発明に係る画像変換手段に相当し、上記位置合わせ部３２及び立体物検出部３３は本発明に係る立体物検出手段に相当し、上記輝度差算出部３５，エッジ線検出部３６及び立体物検出部３７は本発明に係る立体物検出手段に相当し、上記立体物判断部３４は立体物判断手段に相当し、上記自然物判断部３８は自然物判断手段に相当し、制御部３９は制御手段に相当し、上記車速センサ２０は車速センサに相当する。
【０２５３】
本実施形態における位置合わせ部２１は、異なる時刻の鳥瞰視画像の位置を鳥瞰視上で位置合わせし、その位置合わせされた鳥瞰視画像を得るが、この「位置合わせ」処理は、検出対象の種別や要求される検出精度に応じた精度で行うことができる。同一時刻及び同一位置を基準に位置を合わせるといった厳密な位置合わせ処理であってもよいし、各鳥瞰視画像の座標を把握するという程度の緩い位置合わせ処理であってもよい。
【符号の説明】
【０２５４】
１…立体物検出装置
１０…カメラ
２０…車速センサ
３０…計算機
３１…視点変換部
３２…位置合わせ部
３３，３７…立体物検出部
３４…立体物判断部
３５…輝度差算出部
３６…エッジ検出部
３８…自然物判断部
４０…スミア検出部
Ａ１，Ａ２…検出領域
ＣＰ…交点
ＤＰ…差分画素
ＤＷｔ，ＤＷｔ’…差分波形
ＤＷｔ１〜ＤＷｍ，ＤＷｍ＋ｋ〜ＤＷｔｎ…小領域
Ｌ１，Ｌ２…接地線
Ｌａ，Ｌｂ…立体物が倒れ込む方向上の線
Ｐ…撮像画像
ＰＢｔ…鳥瞰視画像
ＰＤｔ…差分画像
ＭＰ…マスク画像
Ｓ…スミア
ＳＰ…スミア画像
ＳＢｔ…スミア鳥瞰視画像
Ｖ…自車両
ＶＸ…他車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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