(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲に存在する物体までの実空間上の距離の情報を含む位置の情報を検出する物体位置検出手段と、
前記実空間を上下方向に延在する複数の区分空間に分割して、各区分空間ごとにヒストグラムを作成し、個々の前記距離の情報を属する区分空間に対応するヒストグラムにそれぞれ投票し、投票結果に基づいて前記各区分空間ごとに代表距離を算出する代表距離算出手段と、
前記各代表距離をグルーピングして前記物体を検出する物体検出手段と、
を備え、
前記物体検出手段は、
検出した前記物体の手前側に所定の探索領域を設定し、前記探索領域内に存在する前記個々の距離の情報の分布に基づいて、当該探索領域内に当該物体の一部が存在するか否かを判断し、当該探索領域内に当該物体の一部が存在すると判断した場合には、元の当該物体までの距離の情報と検出した当該物体の一部までの距離の情報との差分を算出して、当該物体の情報に対応付けるとともに、
当該物体の情報に前記差分が対応付けられている場合には、検出した前記元の当該物体までの距離から前記差分を差し引いた値を、新たに当該物体までの距離の情報として算出して出力することを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記物体検出手段は、検出した前記物体の路面からの高さが所定の閾値以上である場合に、当該物体の手前側での前記所定の探索領域の設定、前記探索領域内に存在する前記個々の距離の情報の分布に基づく当該物体の一部が存在するか否かの判断、および新たな当該物体までの距離の算出を行うことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記物体検出手段は、前記物体の横幅および高さの少なくとも一方に応じて、前記探索領域の形状を可変させて設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記物体検出手段は、前記代表距離算出手段が作成した前記各区分空間に対応する前記ヒストグラムへの投票結果のうち、設定した前記探索領域に属する前記区分空間に対応する前記ヒストグラムへの投票結果を１つのヒストグラムに投影し、当該１つのヒストグラムにおいて度数が所定の閾値以上となる階級が存在する場合には、当該階級の階級値を前記物体の一部までの距離の情報として算出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記物体検出手段は、前記代表距離算出手段が作成した前記各区分空間に対応する前記ヒストグラムへの投票結果のうち、設定した前記探索領域に属する前記区分空間に対応する前記ヒストグラムへの投票結果を１つのヒストグラムに投影する際、前記各代表距離をグルーピングして検出した元の当該物体の下端の路面からの高さ未満の高さの前記個々の距離の情報のみを前記１つのヒストグラムに投影することを特徴とする請求項４に記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記物体検出手段は、前記探索領域内に前記物体の一部が存在すると判断した場合であって、過去のフレームで前記差分が算出されている場合には、各フレームごとに算出した前記差分の時間的統計値を算出して、当該時間的統計値を前記差分として更新することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の物体検出装置。
【請求項７】
前記物体検出手段は、前記探索領域内に前記物体の一部が存在すると判断した場合であって、過去のフレームで前記差分が算出されている場合には、検出した前記元の当該物体までの距離がより近距離であるほど今回のフレームで算出した前記差分の重みが重くなるようにして、各フレームごとに算出した前記差分の時間的重み付け平均値を算出して、当該時間的重み付け平均値を前記差分として更新することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の物体検出装置。
【請求項８】
前記物体検出手段は、前記探索領域内に前記物体の一部が存在すると判断した場合には、算出した前記差分を各フレームごとにヒストグラムに投票し、当該ヒストグラムにおける階級の度数が所定の閾値以上となった場合に、当該度数が前記閾値以上となった階級の階級値を前記差分として更新することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の物体検出装置。
【請求項９】
自車両に搭載された請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の物体検出装置と、
前記物体検出装置から前記物体である先行車両までの前記新たな距離の情報が出力されてくると、当該情報に基づいて、応動部を制御することにより自車両に対する運転支援制御を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする運転支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検出装置および運転支援システムに係り、特に、物体の実空間上の距離を検出して周囲の物体を検出する物体検出装置、および物体検出装置で検出された物体までの距離の情報に基づいて自車両に対する運転支援制御を行う運転支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、周囲に存在する物体をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の撮像手段で撮像した画像の画像解析やレーダ装置から照射された電波の反射波解析、或いはそれらを組み合わせた解析等の手法により検出する技術の開発が進められている（例えば特許文献１、２等参照）。
【０００３】
これらの技術における物体検出の手法としては、例えば一対のカメラ等の撮像手段で周囲を同時に撮像して得られた一対の画像に対してステレオマッチング処理等を施して各画素ごとに視差の情報を算出して物体までの距離を算出したり、レーダ装置から電波を照射し、その反射波を解析して物体までの距離を検出し、得られた距離の情報等に基づいて実空間上の物体の位置を把握することで実空間上に物体が検出される。
【０００４】
その際、実空間上には種々の物体に属する位置の情報が多数検出されるが、通常、検出されたすべての情報を分類して物体を検出することは必ずしも容易ではなく、また、処理に時間を要するため、特に物体検出にリアルタイム性が要求されるような場合には適さない。そこで、以下のような手法を用いてリアルタイム性を確保しつつ的確に物体を検出する手法が採用される場合がある。
【０００５】
例えば図１６に示すような画像Ｔが撮像されるシーンにおいて、撮像された画像Ｔを含む一対の画像に対してステレオマッチング処理を行うと、画像Ｔの各画素ブロックごとに視差の情報が得られるが、その視差の情報やそれから算出される距離の情報を各画素ブロックに割り当てると、図１７に示すように視差や距離の情報を画像状に表すことができる。以下、この視差や距離の情報が画像状に表されたものを距離画像Ｔｚという。
【０００６】
レーダ装置から照射した電波の反射波を解析して距離を検出し、その距離が検出された方位に距離のデータを当てはめて画像状に表した場合にも、図１７に示した距離画像Ｔｚと同様の画像状のデータが得られる。以下、距離画像Ｔｚという場合、レーダ装置を用いて検出された距離のデータを画像状に並べたものも含むものとする。
【０００７】
そして、このようにして得られた距離画像Ｔｚを図１８に示すように所定の画素幅で縦方向に延在する短冊状の区分Ｄｎに分割し、各区分Ｄｎごとに図１９に示すようなヒストグラムＨｎを作成し、当該区分Ｄｎに属する個々の視差ｄｐや距離ｚの情報をそれぞれ各区分ＤｎごとのヒストグラムＨｎに投票する。そして、例えば各ヒストグラムＨｎにおける度数Ｆｎが最も高い最頻値が属する階級の階級値を当該区分Ｄｎにおける物体の代表視差ｄｐｎや代表距離ｚｎとする。これを全区分Ｄｎについて行い、各区分Ｄｎごとに代表視差ｄｐｎや代表距離ｚｎを算出する。
【０００８】
なお、視差ｄｐと距離ｚとの関係は、以下のようにして１対１に対応付けることができる。すなわち、一対のカメラ等の撮像手段を用いた画像解析において、一対の撮像手段の中央真下の地面等の基準面上の点を原点とし、距離方向すなわち撮像手段正面の無限遠点に向かう方向にＺ軸をとり、左右方向および上下方向にそれぞれＸ軸およびＹ軸をとった場合の実空間上の点（ｘ，ｙ，ｚ）と、上記の視差ｄｐおよび距離画像Ｔｚ上の画素の座標（ｉ，ｊ）とは、三角測量の原理に基づいて、
ｘ＝ＣＤ／２＋ｚ×ＰＷ×（ｉ−ＩＶ）    …（１）
ｙ＝ＣＨ＋ｚ×ＰＷ×（ｊ−ＪＶ）        …（２）
ｚ＝ＣＤ／（ＰＷ×（ｄｐ−ＤＰ））        …（３）
で表される座標変換により１対１に対応付けることができる。
【０００９】
なお、上記各式において、ＣＤは一対の撮像手段の間隔、ＰＷは１画素当たりの視野角、ＣＨは一対の撮像手段の取り付け高さ、ＩＶおよびＪＶは正面の無限遠点の距離画像Ｔｚ上のｉ座標およびｊ座標、ＤＰは消失点視差を表す。また、代表視差ｄｐｎと代表距離ｚｎとも、上記（３）式に基づいて１対１に対応付けられる。
【００１０】
上記のようにして距離画像Ｔｚを縦方向に延在する短冊状の区分Ｄｎに分割することは、実空間上に置き換えた場合、図２０の平面図に示すように、撮像手段Ａによる実空間上の撮像領域Ｒａを上下方向に延在する複数の区分空間Ｓｎに分割することに対応する。また、レーダ装置においても同様である。すなわち、図２０における装置Ａをレーダ装置、領域Ｒａをレーダ装置による実空間上の電波の照射領域と見れば、距離画像Ｔｚを縦方向に延在する短冊状の区分Ｄｎに分割することはレーダ装置Ａによる実空間上の照射領域Ｒａを上下方向に延在する複数の区分空間Ｓｎに分割することに対応する。
【００１１】
そして、実空間上の各区分空間Ｓｎに、当該区分空間Ｓｎに対応する距離画像Ｔｚの区分Ｄｎにおける代表距離ｚｎ（算出された代表視差ｄｐｎに１対１に対応付けられる代表距離ｚｎ）をプロットすると、各代表距離ｚｎは例えば図２１に示すようにプロットされる。なお、実際には区分Ｄｎの数に応じて図２１に示した以上に多数の点が細かくプロットされる。
【００１２】
そして、図２２に示すように、例えばプロットされた各代表距離ｚｎをそれらの間の距離や方向性に基づいて互いに隣接する各点をそれぞれグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、…にまとめてグループ化して、図２３に示すように、各グループに属する各点をそれぞれ直線近似することで、物体を検出することができる。なお、その際、例えば略Ｘ軸方向に延在するグループＯと略Ｚ軸方向に延在するグループＳとが共通のコーナー点Ｃを有する場合には同一の物体とする等して、検出した物体の統合、分離等を行う。
【００１３】
また、例えば、撮像手段で撮像した画像の画像解析で物体を検出する場合には、上記のように距離画像Ｔｚに基づいて検出された各物体を、図２４に示すように、撮像手段で撮像された元の画像Ｔ上にそれぞれ矩形状の枠線で包囲するようにして、検出結果を画像Ｔ上に可視化することができる。また、このように１つのグループＧにグルーピングされた各代表距離ｚｎの平均値や、各代表距離ｚｎのうち撮像手段Ａに最も近い代表距離ｚｎが、当該物体までの実空間上の距離Ｚとして算出される。
【００１４】
ところで、上記のようにして物体を検出する場合、例えば、図２５に示すように、一対の撮像手段Ａを備えた物体検出装置を搭載した自車両ＭＣの前方を走行する先行車両Ｖahが、荷台Ｐが平ボディの荷台付きトラックである場合には、撮像された一対の画像Ｔには図２６に示すように背面から見たトラックＶahが撮像される。
【００１５】
そして、これらの画像に対してステレオマッチング処理を行って距離画像Ｔｚ（図示省略）を得ると、図２７に示す画像Ｔ上に点線で囲まれて示される荷台Ｐの後あおりＢの左右のエッジ部分や、荷台Ｐの前壁Ｆｒ（前構造、鳥居ともいう。）とキャブＣａの背面部分に対応する部分には有効な視差ｄｐや距離ｚの情報が多数検出されるが、平板状で構造に乏しい荷台Ｐの後あおりＢの中央部に対応する部分には有効な視差ｄｐや距離ｚの情報がほとんど検出されない。
【００１６】
そのため、上記のように距離画像Ｔｚを短冊状の区分Ｄｎに分割して各区分ＤｎごとにヒストグラムＨｎを作成し、当該区分Ｄｎに属する視差ｄｐや距離ｚの情報を投票して各区分Ｄｎごとに代表距離ｚｎを算出すると、荷台Ｐの後あおりＢの左右のエッジ部分を含む区分Ｄｎでは自車両ＭＣから後あおりＢまでの距離ｚｂが代表距離ｚｎとして算出され、前壁Ｆｒや後あおりＢの中央部を含む区分Ｄｎでは前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分までの距離ｚｆが代表距離ｚｎとして算出される。
【００１７】
このようにして得られた各代表距離ｚｎを前述した図２１の場合と同様に実空間上にプロットすると、図２８に示すように、実際には荷台Ｐの後あおりＢが距離ｚｂの部分に左端から右端まで連続して存在していて後あおりＢが先行車両Ｖahであるトラックの最後端であるにもかかわらず、後あおりＢの中央部は検出されない。
【００１８】
そして、その中央部の部分では、より前方の荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分が検出され、前壁Ｆｒ等の位置に先行車両Ｖahの最後端があるように検出される。つまり、先行車両Ｖahまでの実空間上の距離Ｚが距離ｚｆであるとして検出される。先行車両Ｖahがこのように検出されてしまうと、例えば自車両ＭＣが先行車両Ｖahであるトラックの後あおりＢに衝突しそうな時にもそれを検出できないことになる。
【００１９】
そこで、このような問題を解決するために、特許文献３では、図２５に示したようなシーンでは、図２９に示すように、先行車両Ｖahであるトラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分を含む実空間内の所定の範囲Ｒｂ内の視差ｄｐや距離ｚの情報については、それらの情報を図１９に示した各ヒストグラムＨｎに投票する対象から除外する物体検出装置が開示されている。
【００２０】
このように構成すれば、図２８に示した各代表距離ｚｎのうち、トラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分に対応する距離ｚｆの位置の代表距離ｚｎは検出されなくなり、荷台Ｐの後あおりＢの部分に対応する距離ｚｂの位置の代表距離ｚｎのみが検出される。そのため、トラックの荷台Ｐの後あおりＢの部分を先行車両Ｖahの最後端として的確に検出することができる。つまり、先行車両Ｖahまでの実空間上の距離Ｚを距離ｚｂであるとして的確に検出することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平６−２６６８２８号公報
【特許文献２】特開２０００−２５９９９７号公報
【特許文献３】特開２００９−１７６０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ところで、物体検出装置を上記特許文献３に記載されているように構成すれば、大抵の場合は先行車両Ｖahを的確に検出することが可能となる。しかし、このように構成された場合、図２６に示した状態から自車両ＭＣと先行車両Ｖahとの距離がさらに接近して図３０に示すようなシーンになり、さらに接近して、次のフレームで図３１に示すようなシーンになったような場合に先行車両Ｖahを必ずしも的確に検出できなくなる虞れがある。
【００２３】
すなわち、図３０に示したようなシーンでは、画像Ｔ中にトラックの荷台Ｐの後あおりＢの部分が撮像されているため、図２９に示した所定の範囲Ｒｂ内の視差ｄｐや距離ｚの情報が除外され、荷台Ｐの後あおりＢの部分が先行車両Ｖahの最後端として検出される。
【００２４】
しかし、次のフレームの図３１に示したシーンでは、画像Ｔ中から荷台Ｐの後あおりＢの部分が消えるため、物体検出装置は先行車両Ｖahを見失った（ロストした）と判断する。そのため、物体検出装置は、所定の範囲Ｒｂの設定を解除する。すると、次のフレームでは、トラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分が先行車両Ｖahの最後端として検出される。
【００２５】
一方、上記のように検出される先行車両Ｖahの最後端の位置がフレームごとに変化すると、例えば、物体検出装置が検出した先行車両Ｖahの最後端の位置に基づいて自車両ＭＣの先行車両Ｖahに対する追突防止制御（プリクラッシュ制御ともいう。）や先行車両Ｖahに対する追従制御等の自車両ＭＣに対する運転支援制御を行う場合などに支障が生じる場合がある。
【００２６】
つまり、図３０に示したようにトラックの荷台Ｐの後あおりＢの部分が画像Ｔ中に撮像されている際には、後あおりＢの部分を対象に制御が行われて自車両ＭＣの制動制御が行われる。そして、次のフレームで、図３１に示したように画像Ｔ中から荷台Ｐの後あおりＢの部分が消え、トラックの荷台Ｐの前壁Ｆｒ等が先行車両Ｖahの最後端として検出されるようになると、先行車両Ｖahを見失った状態となり、所定の範囲Ｒｂの設定が解除されるが、フェイルセーフが働いて、とりあえず前のフレームでの制動制御が維持される。
【００２７】
しかし、さらに次のフレームでは、今度はトラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分が先行車両Ｖahの最後端として検出されるため、先行車両Ｖahが急に自車両ＭＣから遠くの位置に移動したように検出される。そのため、自車両ＭＣに対する制動制御が緩まり、自車両が先行車両Ｖahであるトラックに近づこうとする。
【００２８】
しかし、実際にはトラックの荷台Ｐの後あおりＢの部分は手前側に存在するため、自動的な制動制御が緩まったことを感じ取った自車両ＭＣのドライバは、ブレーキを強く踏まなければならなくなり、違和感を覚える虞れがある。また、自車両ＭＣのドライバが運転支援制御に任せきりになっていると、自車両ＭＣが先行車両Ｖahであるトラックの荷台Ｐの後あおりＢに追突してしまう可能性がないわけではない。
【００２９】
そこで、特許文献３に記載の物体検出装置の機能と並行して、或いは、それとは独立に、図３１に示したようなシーンでもトラックの荷台Ｐの後あおりＢの位置を的確に先行車両Ｖahの最後端の位置として検出し得る技術の開発が望まれる。また、そのような技術に関する本発明者が行った研究の中で、トラックの荷台Ｐの後あおりＢのみならず、物体の後方に突出する当該物体の一部を、より広くかつ的確に当該物体の最後端の位置として検出し得る技術を開発することができた。
【００３０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、周囲に存在する物体の部分のうち最も近接する位置にある部分までの距離の情報を的確に検出することが可能な物体検出装置、および的確に検出された物体の当該部分までの距離の情報に基づいて自車両に対する運転支援制御を適切に行うことが可能な運転支援システム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】
【００３１】
前記の問題を解決するために、第１の発明は、物体検出装置において、
周囲に存在する物体までの実空間上の距離の情報を含む位置の情報を検出する物体位置検出手段と、
前記実空間を上下方向に延在する複数の区分空間に分割して、各区分空間ごとにヒストグラムを作成し、個々の前記距離の情報を属する区分空間に対応するヒストグラムにそれぞれ投票し、投票結果に基づいて前記各区分空間ごとに代表距離を算出する代表距離算出手段と、
前記各代表距離をグルーピングして前記物体を検出する物体検出手段と、
を備え、
前記物体検出手段は、
検出した前記物体の手前側に所定の探索領域を設定し、前記探索領域内に存在する前記個々の距離の情報の分布に基づいて、当該探索領域内に当該物体の一部が存在するか否かを判断し、当該探索領域内に当該物体の一部が存在すると判断した場合には、元の当該物体までの距離の情報と検出した当該物体の一部までの距離の情報との差分を算出して、当該物体の情報に対応付けるとともに、
当該物体の情報に前記差分が対応付けられている場合には、検出した前記元の当該物体までの距離から前記差分を差し引いた値を、新たに当該物体までの距離の情報として算出して出力することを特徴とする。
【００３２】
第２の発明は、第１の発明の物体検出装置において、前記物体検出手段は、検出した前記物体の路面からの高さが所定の閾値以上である場合に、当該物体の手前側での前記所定の探索領域の設定、前記探索領域内に存在する前記個々の距離の情報の分布に基づく当該物体の一部が存在するか否かの判断、および新たな当該物体までの距離の算出を行うことを特徴とする。
【００３３】
第３の発明は、第１または第２の発明の物体検出装置において、前記物体検出手段は、前記物体の横幅および高さの少なくとも一方に応じて、前記探索領域の形状を可変させて設定することを特徴とする。
【００３４】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明の物体検出装置において、前記物体検出手段は、前記代表距離算出手段が作成した前記各区分空間に対応する前記ヒストグラムへの投票結果のうち、設定した前記探索領域に属する前記区分空間に対応する前記ヒストグラムへの投票結果を１つのヒストグラムに投影し、当該１つのヒストグラムにおいて度数が所定の閾値以上となる階級が存在する場合には、当該階級の階級値を前記物体の一部までの距離の情報として算出することを特徴とする。
【００３５】
第５の発明は、第４の発明の物体検出装置において、前記物体検出手段は、前記代表距離算出手段が作成した前記各区分空間に対応する前記ヒストグラムへの投票結果のうち、設定した前記探索領域に属する前記区分空間に対応する前記ヒストグラムへの投票結果を１つのヒストグラムに投影する際、前記各代表距離をグルーピングして検出した元の当該物体の下端の路面からの高さ未満の高さの前記個々の距離の情報のみを前記１つのヒストグラムに投影することを特徴とする。
【００３６】
第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明の物体検出装置において、前記物体検出手段は、前記探索領域内に前記物体の一部が存在すると判断した場合であって、過去のフレームで前記差分が算出されている場合には、各フレームごとに算出した前記差分の時間的統計値を算出して、当該時間的統計値を前記差分として更新することを特徴とする。
【００３７】
第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明の物体検出装置において、前記物体検出手段は、前記探索領域内に前記物体の一部が存在すると判断した場合であって、過去のフレームで前記差分が算出されている場合には、検出した前記元の当該物体までの距離がより近距離であるほど今回のフレームで算出した前記差分の重みが重くなるようにして、各フレームごとに算出した前記差分の時間的重み付け平均値を算出して、当該時間的重み付け平均値を前記差分として更新することを特徴とする。
【００３８】
第８の発明は、第１から第５のいずれかの発明の物体検出装置において、前記物体検出手段は、前記探索領域内に前記物体の一部が存在すると判断した場合には、算出した前記差分を各フレームごとにヒストグラムに投票し、当該ヒストグラムにおける階級の度数が所定の閾値以上となった場合に、当該度数が前記閾値以上となった階級の階級値を前記差分として更新することを特徴とする。
【００３９】
第９の発明は、運転支援システムにおいて、
自車両に搭載された第１から第８のいずれかの発明の物体検出装置と、
前記物体検出装置から前記物体である先行車両までの前記新たな距離の情報が出力されてくると、当該情報に基づいて、応動部を制御することにより自車両に対する運転支援制御を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
第１の発明によれば、探索領域に物体（例えば先行車両Ｖah）の一部が存在する場合には、その物体の一部（上記の例ではトラックの荷台Ｐの後あおりＢ）までの距離が当該物体までの距離の情報として外部装置に送信されるため、例えば、トラックの荷台Ｐの後あおりＢが先行車両Ｖahとして検出できない場合でも、もともと先行車両Ｖahまでの距離として検出されたトラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分までの距離ではなく、より自車両に近い側に存在するトラックの荷台Ｐの後あおりＢまでの距離を的確に当該先行車両Ｖahまでの距離の情報として外部装置に的確に送信することが可能となる。
【００４１】
また、例えば図３１に示したようなシーンになり、今回のフレームでは、物体検出手段で探索領域内に物体（例えば先行車両Ｖah）の一部は存在しないと判断される場合であっても、図３０に示したようなシーンが撮像される前回のフレームまでに物体の情報に対応付けられている差分の情報を用いることで、今回フレームにおいても、トラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分までの距離ではなく、より自車両に近い側に存在するトラックの荷台Ｐの後あおりＢまでの距離を的確に当該先行車両Ｖahまでの距離の情報として外部装置に的確に送信することが可能となる。
【００４２】
そのため、周囲に存在する物体（例えば先行車両Ｖah）であって、物体検出手段で物体として検出される部分の手前側に物体としては検出されにくい部分（例えばトラックの荷台Ｐの後あおりＢ）を有する物体であっても、その検出されにくい部分を検出した物体の一部として的確に検出して、その最も近接する位置にある物体の一部までの距離の情報を的確に検出することが可能となる。
【００４３】
第２の発明によれば、検出した物体が乗用車であるような場合には、検出した物体の下端部分の路面からの高さはさほど高くなく路面に近いに検出されるが、検出した物体がトラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分であるような場合には、検出した物体の下端部分の路面からの高さがある程度高い位置に検出される。しかも、その場合には、検出した物体の下方に荷台Ｐのように後方に突出する物体の一部が存在する場合がある。
【００４４】
前記発明の効果に加え、上記の特徴を利用して、検出した物体の下端部分の路面からの高さがある程度高い位置に検出される場合には、探索領域の設定以降の処理を行うように構成することで、物体に付属する後方に突出する構成要素を的確に検出することが可能となるとともに、検出した物体の下端部分の路面からの高さが路面の高さに近く、物体に付属する後方に突出する構成要素が存在すると考え難い場合には、探索領域の設定以降の処理を行わないように構成することで、物体検出手段における処理の負荷を軽減することが可能となる。
【００４５】
第３の発明によれば、例えばトラックの場合、検出される荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分が大きいトラックは荷台Ｐが比較的広い大型トラックであり、それらが小さいトラックは荷台Ｐが比較的狭い小型トラックであると見なすことができる。そのため、検出した物体の横幅や高さに応じて探索領域の形状を可変させて設定することで、物体の一部を的確に検出することが可能となり、前記各発明の効果を的確に発揮することが可能となる。
【００４６】
第４の発明によれば、探索領域内に存在する個々の距離の情報の分布に基づいて当該探索領域内に物体の一部が存在するか否かを判断する際、代表距離算出手段が作成した各区分空間に対応するヒストグラムへの投票結果を活用して、各ヒストグラムへの投票結果を１つのヒストグラムに投影して物体の一部までの距離の情報を算出することで、探索領域内に存在する個々の距離の情報の分布を改めて算出する手間を省くことが可能となり、前記各発明の効果をより効率的に発揮することが可能となる。
【００４７】
第５の発明によれば、上記第４の発明において、各代表距離をグルーピングして検出した元の物体の下端の路面からの高さ未満の高さの個々の距離の情報のみを１つのヒストグラムに投影するように構成することで、後方に突出する物体の一部より上方側に存在する不要な距離の情報の影響を排除した状態で物体の一部までの距離を的確に算出することが可能となり、前記各発明の効果を的確に発揮することが可能となる。
【００４８】
第６の発明によれば、例えば今回のフレームで算出した差分がミスマッチング等に起因する差分であったとしても、差分を、各フレームにおける差分の時間的統計値として算出して更新することで、ミスマッチング等に起因する悪影響が時間的統計値として算出される差分に及ぶことを軽減することが可能となる。そのため、ミスマッチング等で異常な差分が算出されたフレームにおいても新たな物体までの距離の値をより適切な値として算出することが可能となり、前記各発明の効果を的確に発揮することが可能となる。
【００４９】
第７の発明によれば、物体までの距離が近く、物体までの距離や物体の一部までの距離に対する誤差が小さい状態で差分が算出された場合に、その差分の重みが大きい状態で、差分が時間的重み付け平均値として算出されて更新される。そのため、実際の差分からの時間的重み付け平均値のずれが少なくなり、時間的重み付け平均値を、例えば実際のトラックの荷台の距離方向の長さにより近い値として安定して算出することが可能となり、前記各発明の効果を的確に発揮することが可能となる。
【００５０】
第８の発明によれば、例えば今回のフレームで算出した差分がミスマッチング等に起因する差分であり、差分を各フレームごとにヒストグラムに投票した際に、異常な階級値の階級に投票されることがあったとしても、単発的な異常な差分が投票される階級では度数が増加せず、適切な値の差分が投票される階級で度数が適切に増加する。そのため、階級の度数が所定の閾値以上となった階級の階級値を前記差分として更新することで、新たな物体までの距離の情報を的確に算出することが可能となり、前記各発明の効果を的確に発揮することが可能となる。
【００５１】
第９の発明によれば、前記各発明の効果を発揮して、物体検出装置で探索領域内に先行車両の一部が存在すると判断できる場合は勿論、存在すると判断できない場合でも、前回フレームまでの差分の情報を用いて自車両から先行車両の一部までの距離の情報が的確に算出されて送信されてくる。そのため、運転支援システムの制御装置は、その先行車両の一部までの距離に基づいて、先行車両の最後端の部分を目標として応動部を的確に制御することが可能となり、物体検出装置により的確に検出された先行車両の一部までの距離の情報に基づいて自車両に対する運転支援制御を適切に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】イメージプロセッサにおけるステレオマッチング処理の手法を説明する図である。
【図３】基準画像上に設定された水平ラインを表す図である。
【図４】基準画像上に検出された左右の車線を示す図である。
【図５】形成された路面モデルの例を示す図であり、（Ａ）は水平形状モデル、（Ｂ）は道路高モデルを表す。
【図６】検出された物体の距離画像上での上下端、左右端の各位置を説明する図である。
【図７】実空間上の自車両の走行軌跡や進行路を表す図である。
【図８】基準画像上の自車両の走行軌跡および先行車両を表す図である。
【図９】物体検出手段における探索領域の設定およびそれ以降の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】先行車両として検出されるトラックの荷台の前壁やキャブの背面部分、および先行車両の下端を表す図である。
【図１１】検出した先行車両の手前側に設定される探索領域、および探索領域内に存在する個々の距離の情報の分布を表すヒストグラムを説明する図である。
【図１２】各フレームごとに算出される差分が投票されるヒストグラムおよびその投票状況を説明する図である。
【図１３】積荷の後端部分が後あおりより後方にはみ出すように積荷が搭載されたトラックを表す図である。
【図１４】図１３の状況で検出した先行車両の手前側に設定される探索領域、および探索領域内に存在する個々の距離の情報の分布を表すヒストグラムを説明する図である。
【図１５】本実施形態に係る運転支援システムの構成を示すブロック図である。
【図１６】画像に撮像されるシーンの例を表す図である。
【図１７】図１６の基準画像等に基づいて算出された距離画像を示す図である。
【図１８】距離画像を分割する各区分を示す図である。
【図１９】図１８の各区分ごとに作成されるヒストグラムの一例を示す図である。
【図２０】実空間上の照射領域を分割する複数の区分空間を表す平面図である。
【図２１】各区分ごとの物体の代表距離を実空間上にプロットした図である。
【図２２】図２１の各点のグループ化を説明する図である。
【図２３】図２２の各グループに属する各点を直線近似して得られる物体を表す図である。
【図２４】検出された各物体を基準画像上で矩形状の枠線に包囲して表す図である。
【図２５】自車両の前方を走行する荷台付きトラックを表す図である。
【図２６】図２５の状態で撮像される画像を表す図である。
【図２７】視差や距離の情報が検出される荷台付きトラックの荷台の後あおりの左右のエッジ部分や前壁とキャブの背面部分に対応する部分を説明する図である。
【図２８】図２６の画像等に対するステレオマッチング処理で得られる各代表距離を実空間上にプロットした図である。
【図２９】視差や距離の情報がヒストグラムに投票する対象から除外される実空間内の所定の範囲を説明する図である。
【図３０】自車両がトラックに接近し、トラックの荷台の後あおりが撮像される最後のフレームにおける画像の例を表す図である。
【図３１】図３０の状態から自車両がさらにトラックに接近し、トラックの荷台の後あおりが撮像されなくなったフレームにおける画像の例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明に係る物体検出装置および運転支援システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００５４】
［物体検出装置］
まず、物体検出装置について説明する。本発明は、上記の背景技術でも述べたように、カメラ等の撮像手段で撮像した画像の画像解析に基づくものだけでなく、例えばレーダ装置から照射された電波の反射波解析や、画像解析と反射波解析とを組み合わせた手法等による物体検出にも適用することができるものである。以下では、一対のカメラ等の撮像手段で撮像した画像の解析により自車両から物体までの距離を含む位置の情報に基づいて物体を検出する場合について説明する。
【００５５】
また、本実施形態に係る物体検出装置では、車両に搭載されて自車両の周囲に存在する物体、特に先行車両を検出する場合について説明するが、先行車両以外の物体を検出する際にも同様に応用することが可能であり、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
【００５６】
本実施形態に係る物体検出装置１は、図１に示すように、撮像手段２や画像処理手段６等を備える物体位置検出手段９と、検出手段１０等で構成されている。
【００５７】
なお、物体位置検出手段９の構成は本願出願人により先に提出された特開平５−１１４０９９号公報、特開平５−２６５５４７号公報、特開平６−２６６８２８号公報、特開平１０−２８３４６１号公報、特開平１０−２８３４７７号公報、特開２００６−７２４９５号公報等に詳述されており、詳細な説明はそれらの公報に委ねる。以下、簡単に説明する。
【００５８】
本実施形態では、撮像手段２は、互いに同期が取られたＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサがそれぞれ内蔵され、例えばフロントガラスの内側に車幅方向すなわち左右方向に所定の間隔をあけて取り付けられたメインカメラ２ａおよびサブカメラ２ｂからなるステレオカメラが用いられている。
【００５９】
メインカメラ２ａとサブカメラ２ｂは、道路面から同じ高さに取り付けられており、所定のサンプリング周期で同時に車両の周囲、特に前方を撮像して撮像画像の情報を出力するように構成されている。そして、運転者に近い側に配置されたメインカメラ２ａは前述した図１６に例示される基準画像Ｔの画像データを出力し、運転者から遠い側に配置されたサブカメラ２ｂは図示を省略する比較画像の画像データを出力するようになっている。
【００６０】
メインカメラ２ａとサブカメラ２ｂから出力された画像データは、変換手段３であるＡ／Ｄコンバータ３ａ、３ｂでアナログ画像からそれぞれ画素ごとに例えば０〜２５５の２５６階調のグレースケール等の所定の輝度階調の輝度を有するデジタル画像にそれぞれ変換され、画像補正部４でずれやノイズの除去等の画像補正が行われるようになっている。そして、画像補正等が行われた各画像データは、画像データメモリ５に送信されて格納されるとともに、画像処理手段６にも送信されるようになっている。
【００６１】
画像処理手段６は、イメージプロセッサ７と距離データメモリ８とを備えており、イメージプロセッサ７では、ステレオマッチング処理が行われるようになっている。具体的には、イメージプロセッサ７は、図２に示すように、基準画像Ｔ上に例えば３×３画素や４×４画素等の所定の画素数の基準画素ブロックＰＢを設定し、基準画素ブロックＰＢに対応する比較画像ＴC中のエピポーララインＥＰＬ上の基準画素ブロックＰＢと同形の各比較画素ブロックＰＢCについて下記（１）式に従って当該基準画素ブロックＰＢとの輝度パターンの差異であるＳＡＤ値を算出し、ＳＡＤ値が最小の比較画素ブロックＰＢCを特定するようになっている。
【００６２】
【数１】
0005411671.tif 000002
【００６３】
なお、ｐ１stは基準画素ブロックＰＢ中の各画素の輝度値を表し、ｐ２stは比較画素ブロックＰＢC中の各画素の輝度値を表す。また、上記の総和は、基準画素ブロックＰＢや比較画素ブロックＰＢCが例えば３×３画素の領域として設定される場合には１≦ｓ≦３、１≦ｔ≦３の範囲、４×４画素の領域として設定される場合には１≦ｓ≦４、１≦ｔ≦４の範囲の全画素について計算される。
【００６４】
イメージプロセッサ７は、このようにして基準画像Ｔの各基準画素ブロックＰＢについて、特定した比較画素ブロックＰＢCの比較画像ＴC上の位置と当該基準画素ブロックＰＢの基準画像Ｔ上の位置から視差ｄｐを算出するようになっている。本実施形態では、イメージプロセッサ７は、このようにして算出した視差ｄｐを基準画像Ｔの各基準画素ブロックＰＢにそれぞれ割り当てて前述した図１７に示したような距離画像Ｔｚを形成し、それらのデータを距離データメモリ８に送信して格納するようになっている。
【００６５】
なお、前述したように、視差ｄｐと実空間上の距離ｚは上記（３）式に従って１対１に対応付けられる。そのため、距離画像Ｔｚを形成する時点で、各基準画素ブロックＰＢごとの視差ｄｐを距離ｚの情報に変換し、基準画像Ｔの各基準画素ブロックＰＢにそれぞれ距離ｚの情報を割り当てて距離画像Ｔｚを形成するように構成することも可能である。
【００６６】
また、各基準画素ブロックＰＢの基準画像Ｔ上の座標（ｉ，ｊ）は上記（１）、（２）式に従って実空間上のＸ座標とＹ座標にそれぞれ１対１に対応付けられる。そのため、距離画像Ｔｚの各基準画素ブロックの座標（ｉ，ｊ）と視差ｄｐは、上記（１）〜（３）式に従って実空間上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）に１対１に対応付けられるようになっている。そのため、以下、視差ｄｐの情報という場合、上記（１）〜（３）式に従って算出できる距離ｚの情報を含む位置（ｘ，ｙ，ｚ）の情報を意味するものとして説明する。
【００６７】
本実施形態では、上記のように、撮像手段２からイメージプロセッサ７や距離データメモリ８を含む画像処理手段６までの構成により、自車両の周囲、特に自車両前方に存在する物体までの実空間上の距離ｚの情報を含む位置の情報を検出する物体位置検出手段９が構成されている。
【００６８】
しかし、前述したように、物体位置検出手段９は、自車両の周囲に存在する物体までの距離ｚの情報を含む位置の情報を検出できるものであればよく、本実施形態の他にも、例えば前述したようにレーダ装置やそれと画像解析とを組み合わせて位置の情報を検出する手段等で構成することも可能である。
【００６９】
検出手段１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータ（ＥＣＵ）で構成されている。また、検出手段１０には、車速センサやヨーレートセンサ、ステアリングホイールの舵角を測定する舵角センサ等のセンサ類Ｑが接続されており、自車両の車速Ｖやヨーレートγ、舵角δ等の情報が適宜送信されてくるようになっている。なお、ヨーレートセンサの代わりに自車両の車速等からヨーレートを推定する装置等を用いることも可能である。
【００７０】
検出手段１０は、自車両の周囲、特に前方の路面の形状を検出する路面検出手段１１と、前述した代表距離ｚｎを算出する代表距離算出手段１２と、代表距離ｚｎをグルーピングして物体を検出する物体検出手段１３とを備えており、さらに図示しないメモリを備えている。
【００７１】
路面検出手段１１は、自車両の周囲、特に前方の道路面を検出するようになっている。路面検出手段１１では、道路面上に標示された追い越し禁止線や路側帯と車道とを区画する区画線等の連続線や破線すなわち車線を検出し、その情報に基づいて自車両前方の路面の形状を検出するようになっている。なお、車線検出の構成は、本願出願人により先に提出された特開２００６−３３１３８９号公報等に詳述されており、詳細な説明はそれらの公報に委ねる。以下、簡単に説明する。
【００７２】
路面検出手段１１は、まず、撮像手段２により撮像された基準画像Ｔが、例えば図１６に示したような画像である場合、図３に示すように、基準画像Ｔの１画素幅の水平ラインｊ上を左右方向に探索し、ある画素の輝度ｐとそれに隣接する画素の輝度ｐとの差（すなわちエッジ強度）Δｐが予め設定された閾値Δｐth以上となり輝度ｐが大きく変化する画素を車線候補点として検出する。
【００７３】
そして、探索する水平ラインｊを１画素分ずつ上方にずらしながら、同様にして車線候補点の検出を繰り返す。なお、水平ラインｊ上で車線候補点を探索する領域を、例えば、前回検出された車線の位置の周囲のみに設定する等して、探索範囲を限定し狭めて設定するように構成することも可能である。また、車線候補点として検出した画素の視差ｄｐ等に基づいて、検出した車線候補点に対応する実空間上の点が道路面上にないと判断される場合には、当該車線候補点は除外される。
【００７４】
そして、路面検出手段１１は、基準画像Ｔ中に検出した各車線候補点のうち、まず、自車両に近い側の各車線候補点に対してハフ変換等の処理を行い、車線としてふさわしい直線を左右に１本ずつ決め、続いて、検出した車線を表す直線を基準として、基準画像Ｔの上方に向かって自車両から遠方の車線候補点のうち整合性がある車線候補点をつないでいくことで、図４に示すように、自車両の左右に車線ＬＬ、ＬＲをそれぞれ検出するようになっている。
【００７５】
また、路面検出手段１１は、このようにして自車両の左右にそれぞれ検出した左右の車線ＬＬ、ＬＲの情報に基づいて、実空間上における車線の三次元的な路面モデルを形成するようになっている。本実施形態では、路面検出手段１１は、例えば図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、自車両の左右に検出した車線ＬＬ、ＬＲを所定区間ごとに三次元の直線式で近似し、それらを折れ線状に連結して表現して路面モデルを形成するようになっている。
【００７６】
本実施形態では、各所定区間ごとの直線式を、下記（５）、（６）式で表され図５（Ａ）に示されるＺ−Ｘ平面上の路面モデルである水平形状モデルと、下記（７）、（８）式で表され図５（Ｂ）に左車線ＬＬが代表して示されるＺ−Ｙ平面上の路面モデルである道路高モデルで表すようになっている。なお、検出された路面モデルの情報は、検出手段１０のメモリに保存される。
【００７７】
［水平形状モデル］
左車線ＬＬ  ｘ＝ａＬ・ｚ＋ｂＬ    …（５）
右車線ＬＲ  ｘ＝ａＲ・ｚ＋ｂＲ    …（６）
［道路高モデル］
左車線ＬＬ  ｙ＝ｃＬ・ｚ＋ｄＬ    …（７）
右車線ＬＲ  ｙ＝ｃＲ・ｚ＋ｄＲ    …（８）
【００７８】
なお、本実施形態では、上記のように自車両前方等の路面の形状を検出する路面検出手段１１を設ける場合について説明するが、必ずしも路面検出手段１１を設ける必要はなく、例えば自車両前方等の路面の形状を平面として近似して以下の処理を行うように構成することも可能である。
【００７９】
代表距離算出手段１２は、上記の背景技術で述べた図１８〜図２０に示した手法と同様の手法によって区分空間Ｓｎごとに代表距離ｚｎを算出するようになっている。
【００８０】
すなわち、図１７に示したような距離画像Ｔｚを図１８に示したように所定の画素幅で縦方向に延在する短冊状の区分Ｄｎに分割し、すなわち図２０の平面図に示したように実空間上の撮像領域Ｒａを上下方向に延在する複数の区分空間Ｓｎに分割し、各区分Ｄｎ（或いは各区分空間Ｓｎ。以下同じ。）ごとに図１９に示すようなヒストグラムＨｎを作成し、当該区分Ｄｎに属する視差ｄｐの情報を投票する。
【００８１】
そして、例えば各ヒストグラムＨｎにおける最頻値が属する階級の階級値を当該区分Ｄｎにおける物体の代表視差ｄｐｎや代表距離ｚｎとする。これを全区分Ｄｎについて行い、各区分Ｄｎごとに代表視差ｄｐｎや代表距離ｚｎを算出するようになっている。
【００８２】
なお、代表視差ｄｐｎを上記（３）式に基づいて代表距離ｚｎに換算するように構成してもよいことは前述したとおりである。また、本発明では、前述した特許文献３に記載された物体検出装置のように、視差ｄｐや距離ｚの情報に対して各ヒストグラムＨｎに投票する対象から除外する実空間内の所定の範囲Ｒｂ（図２９参照）は設定されない。すなわち、全ての視差ｄｐや距離ｚの情報を、代表視差ｄｐｎや代表距離ｚｎを算出する対象とするようになっている。
【００８３】
物体検出手段１３は、前述した図２１〜図２４に示した手法と同様の手法によって代表距離算出手段１２が算出した距離画像Ｔｚの各区分Ｄｎの各代表距離ｚｎをグルーピングして物体を検出するようになっている。
【００８４】
具体的には、前述したように、代表距離算出手段１２が算出した距離画像Ｔｚの各区分Ｄｎの各代表距離ｚｎを図２１に示したように実空間上にプロットし、図２２に示したようにプロットされた各代表距離ｚｎの間の距離や方向性に基づいて互いに隣接する各代表距離ｚｎをそれぞれグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、…にまとめてグループ化する。
【００８５】
そして、物体検出手段１３は、図２３に示したように各グループに属する各点をそれぞれ直線近似して、本実施形態では、それぞれのグループ内の各点がＸ軸方向に略平行に並ぶグループには“物体”Ｏとラベルし、各点がＺ軸方向に略平行に並ぶグループには“側壁”Ｓとラベルして分類するようになっている。また、同一の物体の“物体”と“側壁”の交点とみなすことができる箇所にコーナー点としてＣをラベルするようになっている。物体検出手段１３は、このようにして各物体を検出するようになっている。
【００８６】
物体検出手段１３は、物体を検出すると、図６に示すように、１つの物体として検出された各グループの距離画像Ｔｚ上での上端や下端、左端、右端の各位置Ｌtop、Ｌbottom、Ｌleft、Ｌrightを算出するようになっている。なお、図６では、前方の１つの物体についてのみ上端の位置Ｌtop等が示されているが、検出した他の物体についても同様に上端の位置Ｌtop等が算出される。
【００８７】
また、本実施形態では、物体検出手段１３は、算出した各物体の上下端や左右端の位置Ｌtop、Ｌbottom、Ｌleft、Ｌrightに基づいて、検出した各物体を、図２４に示すように基準画像Ｔ上にそれぞれ矩形状の枠線で包囲するようにして、基準画像Ｔ上に可視化して検出するようになっている。さらに、本実施形態では、物体検出手段１３は、このように１つのグループＧにグルーピングした各代表距離ｚｎの平均値や、各代表距離ｚｎのうち自車両ＭＣに最も近い代表距離ｚｎを、自車両から当該物体までの実空間上の距離Ｚとして算出するようになっている。
【００８８】
本実施形態では、物体検出手段１３は、検出した物体の中から先行車両Ｖahを検出するようになっている。具体的には、物体検出手段１３は、まず、自車両ＭＣの挙動に基づいて、図７に示すように自車両ＭＣが今後進行するであろう軌跡を走行軌跡Ｌestとして推定し、その走行軌跡Ｌestを中心とする自車両ＭＣの車幅分の領域を自車両Ａの進行路Ｒestとして算出するようになっている。
【００８９】
自車両ＭＣの走行軌跡Ｌestは、自車両ＭＣの車速Ｖやヨーレートγ、ステアリングホイールの舵角δ等に基づいて下記（９）式または下記（１０）、（１１）式に従って算出される自車両ＭＣの旋回曲率Ｃuaに基づいて算出することができる。なお、下記の各式におけるＲｅは旋回半径、Ａsfは車両のスタビリティファクタ、Ｌwbはホイールベースである。
Ｃua＝γ／Ｖ    …（９）
Ｒｅ＝（１＋Ａsf・Ｖ２）・（Ｌwb／δ）    …（１０）
Ｃua＝１／Ｒｅ    …（１１）
【００９０】
そして、物体検出手段１３は、図８に示すように、自車両ＭＣの進行路Ｒest上に存在する物体の中で、自車両ＭＣに最も近接する物体を自車両ＭＣの前方を走行する先行車両Ｖahとして検出するようになっている。例えば、図７や図８では、車両Ｏ３が先行車両Ｖahとして検出される。そして、物体検出手段は、検出した先行車両Ｖahまでの距離Ｚを算出して、メモリに保存するようになっている。
【００９１】
なお、本実施形態では、物体検出手段１３は、前回のフレームで検出した先行車両と今回のフレームで先行車両として検出した物体とが同一の先行車両である確率を算出するなどして、整合性を保ちながら先行車両Ｖahを追跡するようになっている。また、物体検出手段１３は、検出した先行車両Ｖahが自車両ＭＣの前方から離脱してさらにその前方の車両が新たに先行車両となったり、自車両と先行車両との間に他の車両が割り込んできて当該他の車両が新たな先行車両となることによる先行車両の交替を検出できるようになっている。
【００９２】
また、以下では、上記のように検出した先行車両Ｖahに対して処理を行う場合について説明するが、前述したように、先行車両Ｖah以外の検出された物体についても同様の処理を行うように構成することが可能である。
【００９３】
物体検出手段１３は、以上のようにして先行車両Ｖahを検出すると、検出した先行車両Ｖahの手前側（すなわち先行車両Ｖahの後方側）に所定の探索領域を設定し、この探索領域内に存在する個々の視差ｄｐや距離ｚの情報の分布に基づいて、当該探索領域内に先行車両Ｖahの一部、すなわち例えば前述したトラックの荷台Ｐの後あおりＢのような先行車両Ｖahに付属する構成要素が先行車両Ｖahの後方に存在するか否かを判断するようになっている。
【００９４】
以下、物体検出手段１３における上記の処理およびそれ以降の処理について、図９に示すフローチャートに従って詳しく説明するとともに、本実施形態に係る物体検出装置１の作用について説明する。
【００９５】
物体検出手段１３は、先行車両Ｖahを検出すると、まず、検出した先行車両Ｖahの手前側に所定の探索領域を設定するようになっている（ステップＳ１）。なお、この探索領域の設定およびそれ以降の処理は、先行車両Ｖahを検出するごとに先行車両Ｖahに対して行われるように構成されてもよいが、検出した先行車両Ｖahの路面からの高さが所定の閾値以上である場合にのみ行うように構成することも可能である。
【００９６】
すなわち、先行車両Ｖahが例えば図８に示したような乗用車である場合、先行車両Ｖahの下端Ｌbottomの高さは路面とほぼ同じ高さであるが、このような場合、乗用車の後方に乗用車に付属する構成要素が存在することは考え難い。従って、先行車両Ｖahの下端Ｌbottomの高さが道路面とほぼ同じ高さである場合には、先行車両Ｖahの手前側に所定の探索領域を設定してその探索領域内に先行車両Ｖahの一部が先行車両Ｖahの後方に存在するか否かを判断する必要性に乏しい。
【００９７】
しかし、先行車両Ｖahが例えば図１０に示すようなトラックであるような場合には、上記のような物体検出処理では、図１０に示すように、トラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分が先行車両Ｖahとして検出されるが、それらは荷台Ｐやタイヤ等を含む下部構造よりも上側にあるため、先行車両Ｖahの下端Ｌbottomは路面から例えば５０ｃｍ等の一定以上の高さの位置に検出されるはずである。
【００９８】
そこで、本実施形態では、物体検出手段１３は、検出した先行車両Ｖahの下端Ｌbottomの路面からの高さｙが予め設定された所定の閾値ｙth以上である場合に、探索領域の設定およびそれ以降の処理を行うように構成されている。
【００９９】
このように構成することで、先行車両Ｖahが乗用車であるような場合のように、先行車両Ｖahの後方に先行車両Ｖahに付属する構成要素が存在することは考え難い場合には、探索領域の設定およびそれ以降の処理を行わないため、物体検出手段１３における処理の負荷を軽減することが可能となる。また、先行車両Ｖahがトラック等であり、先行車両Ｖahの後方に先行車両Ｖahに付属する構成要素が存在すると考えられる場合には、探索領域の設定およびそれ以降の処理を行って、先行車両Ｖahに付属する構成要素を的確に検出することが可能となる。
【０１００】
検出した先行車両Ｖahの下端Ｌbottomの路面からの高さｙは、本実施形態では、前述したように路面検出手段１１により自車両前方の路面形状として道路高モデル（上記（７）、（８）式参照）が得られているため、それを用いて算出される。
【０１０１】
すなわち、物体検出手段１３は、上記のようにして算出した当該先行車両Ｖahまでの実空間上の距離Ｚを上記（７）、（８）式のｚにそれぞれ代入して距離Ｚにおける路面高さｙroadをそれぞれ算出する。そして、それらの平均値を算出したりそれらのｙroadのうちの一方を採用する。一方、検出した先行車両Ｖahの下端Ｌbottomの実空間上の高さｙbottomは、当該先行車両Ｖahまでの実空間上の距離Ｚ等を上記（２）式のｚに代入して算出する。そして、高さｙbottomから高さｙroadを減算することで、検出した先行車両Ｖahの下端Ｌbottomの路面からの高さｙを算出するようになっている。
【０１０２】
なお、前述したように、自車両前方等の路面の形状を平面として近似する場合には、検出した先行車両Ｖahの下端Ｌbottomの路面からの高さｙとして、上記（２）式に従って算出される先行車両Ｖahの下端Ｌbottomの実空間上の高さｙbottomがそのまま用いられる。
【０１０３】
物体検出手段１３は、検出した先行車両Ｖahの路面からの高さｙが所定の閾値ｙth以上であると判断すると、続いて、図１１に示すように、検出した先行車両Ｖahの手前側に所定の探索領域Ｒを設定するようになっている（図９のステップＳ１）。
【０１０４】
探索領域Ｒは、予め設定された形状の領域とされてもよいが、先行車両Ｖahがトラック等である場合、荷台Ｐの大きさは、先行車両Ｖahが小型のトラック等であるか大型のトラック等であるかによって変わる。そして、先行車両Ｖahが小型のトラック等であるか大型のトラック等であるかは、検出した先行車両Ｖahの横幅すなわち先行車両Ｖahの左右端Ｌleft、Ｌrightの間隔や、先行車両Ｖahの高さすなわち先行車両Ｖahの上端Ｌtopの高さに基づいて推定できる。
【０１０５】
そのため、探索領域Ｒを、例えば先行車両Ｖahの横幅が大きいほど、或いは先行車両Ｖahの高さが高いほどその形状が大きくなるように可変させて設定するように構成することも可能である。
【０１０６】
物体検出手段１３は、検出した先行車両Ｖahの手前側に探索領域Ｒを設定すると、続いて、探索領域Ｒ内に存在する個々の視差ｄｐや距離ｚの情報の分布に基づいて、当該探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在するか否かを判断するようになっている（ステップＳ２）。その際、例えば、探索領域Ｒ内に存在する全ての個々の視差ｄｐや距離ｚの情報を、改めてヒストグラムに投票するように構成することも可能である。
【０１０７】
しかし、本実施形態では、上記のように、代表距離算出手段１２で、各区分Ｄｎ（或いは各区分空間Ｓｎ）ごとのヒストグラムＨｎ（図１９参照）を作成し、それらに個々の視差ｄｐや距離ｚの情報を投票した投票結果が存在する。そのため、物体検出手段１３は、この各区分Ｄｎ（或いは各区分空間Ｓｎ）ごとのヒストグラムＨｎへの投票結果を利用して、探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在するか否かを判断するようになっている。
【０１０８】
具体的には、物体検出手段１３は、代表距離算出手段１２が作成した各区分ＤｎごとのヒストグラムＨｎへの投票結果のうち、設定した探索領域Ｒに属する区分Ｄｎに対応するヒストグラムＨｎへの投票結果を、図１１の左側に示すように１つのヒストグラムＨに投影するようになっている。
【０１０９】
前述したように、代表距離算出手段１２で、区分Ｄｎに対応するヒストグラムＨｎに、例えば図１９に示したように当該区分Ｄｎに属する個々の視差ｄｐや距離ｚの情報が各階級に投票されている。そこで、本実施形態では、物体検出手段１３は、それらの各ヒストグラムＨｎのうち、設定した探索領域Ｒに属する各区分Ｄｎに対応する各ヒストグラムＨｎの各階級の度数Ｆｎを、それぞれ各階級ごとに加算し、加算して得られた度数を各階級の度数Ｆとする１つのヒストグラムＨを作成するようになっている。
【０１１０】
図１１に示すように、検出した先行車両Ｖahが平ボディの荷台付きトラックの場合、前述したステレオマッチングで、荷台Ｐの後あおりＢの部分に比較的多くの視差ｄｐや距離ｚの情報が検出されるため、図１１左側のヒストグラムＨに示すように、荷台Ｐの後あおりＢまでの距離に相当する階級で度数Ｆが大きくなる。
【０１１１】
そのため、本実施形態では、ヒストグラムＨの度数Ｆに予め所定の閾値Ｆthが設けられており、物体検出手段１３は、投影されたヒストグラムＨにおいて度数Ｆが所定の閾値Ｆth以上となる階級が存在する場合には、探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在すると判断するようになっている。
【０１１２】
そして、物体検出手段１３は、探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在すると判断すると（図９のステップＳ２；ＹＥＳ）、その階級の階級値を先行車両Ｖahの一部までの距離の情報として算出するようになっている（ステップＳ３）。図１１の例では、荷台Ｐの後あおりＢまでの距離Ｚｂが先行車両Ｖahの一部までの距離の情報として算出される。なお、探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在しないと判断された場合には（ステップＳ２；ＮＯ）、今回のフレームでは以下のステップＳ３〜Ｓ８までの処理はスキップされる。
【０１１３】
物体検出手段１３は、このようにして探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部（上記の例ではトラックの荷台Ｐの後あおりＢ）が存在すると判断し、先行車両Ｖahまでの距離Ｚｂの情報を算出した場合には、もともと検出していた先行車両Ｖahまでの距離Ｚの情報と、上記のように算出した先行車両Ｖahの一部までの距離Ｚｂとの差分ΔＺを算出するようになっている（図９のステップＳ４）。
【０１１４】
本実施形態では、物体検出手段１３は、続いて、前回のフレームまでに差分ΔＺが算出されていなければ（ステップＳ５；ＮＯ）、上記のように今回のフレームで算出した差分ΔＺを、検出した先行車両Ｖahの情報に対応付けてメモリに保存するようになっている（ステップＳ７）。
【０１１５】
一方、前回のフレームまでに差分ΔＺが算出されている場合には（ステップＳ５；ＹＥＳ）、物体検出手段１３は、続いて、差分ΔＺの時間的統計値を算出し、それを新たに差分ΔＺとして更新するようになっている（ステップＳ６）。
【０１１６】
本実施形態では、物体検出手段１３は、差分ΔＺの時間的統計値を算出する場合、前回フレームまでの時間的統計値をδＺoldとすると、時間的統計値δＺを、前回フレームまでの時間的統計値δＺoldと、今回のフレームで算出された元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚと当該先行車両Ｖahの一部までの距離Ｚｂとの差分ΔＺから、
δＺ＝（１−ｓ）×δＺold＋ｓ×ΔＺ    …（１２）
で算出するようになっている。
【０１１７】
このように構成すれば、例えば今回のフレームで算出した差分ΔＺがミスマッチング等に起因する差分ΔＺであったとしても、過去のフレームの本来の差分ΔＺとの時間的統計値を算出することで、ミスマッチング等に起因する差分ΔＺの悪影響を軽減することが可能となる。また、そのため、ミスマッチング等で異常な差分ΔＺが算出されたフレームにおいても新たな先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの値をより適切な値として算出することが可能となる。
【０１１８】
上記（１２）式において、ｓは、例えば予め設定された定数であり、例えば０．１等の小さな値に設定される。このように設定すれば、仮に今回のフレームで算出された差分ΔＺがミスマッチング等に起因する差分であっても、その時間的統計値δＺに及ぶ悪影響の度合いを低減することが可能となるとともに、各フレームごとに先行車両Ｖahの一部に対応する差分ΔＺが繰り返し安定して算出されれば、時間的統計値δＺは真の差分ΔＺすなわち上記の例では実際の荷台Ｐの距離Ｚ方向の長さとほぼ同じ値に算出される。
【０１１９】
なお、時間的統計値δＺは、上記（１２）式で算出される時間的重み付け平均値である場合に限らず、例えば、今回のフレームを含む例えば１０フレーム分の差分ΔＺの平均値として算出するように構成することも可能である。
【０１２０】
また、本実施形態のように、物体位置検出手段９をステレオカメラ等の撮像手段２等で構成する場合、基準画像Ｔの１画素あたりの距離方向（すなわちＺ軸方向）の誤差が、自車両から遠い位置に対応する画素よりも自車両に近い位置に対応する画素の方が小さくなるという特性がある。
【０１２１】
そこで、例えば時間的重み付け平均値δＺを、例えば上記（１２）式に従って算出する場合、重みｓを予め設定された定数とせず、検出した元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚがより近距離であるほど、すなわち自車両により近い位置に先行車両Ｖahを検出した場合ほど重みｓが大きくなるように変化させる。
【０１２２】
すなわち、上記（１２）式における重みｓを、自車両から検出した先行車両Ｖahまでの距離Ｚの関数ｓ（Ｚ）とし、関数ｓ（Ｚ）は距離Ｚが小さいほど大きな値をとるような関数として、
δＺ＝｛１−ｓ（Ｚ）｝×δＺold＋ｓ（Ｚ）×ΔＺ    …（１３）
に従って、時間的統計値δＺを算出するように構成することができる。
【０１２３】
そして、今回のフレームで検出された元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚから、当該時間的統計値δＺを差し引いた値を、新たな先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として算出するように構成することが可能である。
【０１２４】
このように構成すれば、自車両から先行車両Ｖahまでの距離Ｚが近く、先行車両Ｖahまでの距離Ｚや先行車両Ｖahの一部までの距離Ｚｂに対する誤差が小さい状態で差分ΔＺが算出された場合に、その差分ΔＺの重みが大きい状態で時間的重み付け平均値δＺが算出される。そのため、実際の差分ΔＺからの時間的重み付け平均値δＺのずれが少なくなり、上記の例で言えば、時間的重み付け平均値δＺを、実際の荷台Ｐの距離Ｚ方向の長さにより近い値として安定して算出することが可能となる。
【０１２５】
物体検出手段１３は、上記のようにして算出した時間的統計値δＺを、新たに差分ΔＺとして更新し（ステップＳ６）、更新した差分ΔＺを、検出した先行車両Ｖahの情報に対応付けてメモリに保存するようになっている（ステップＳ７）。なお、算出した差分ΔＺ（すなわち時間的統計値δＺ）は、必要に応じて、外部装置に出力される。
【０１２６】
そして、物体検出手段１３は、以上のようにして更新した差分ΔＺを、検出した元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚから差し引いた値を、新たに先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewとして算出し、当該先行車両Ｖahに関する種々の情報とを対応付けてメモリに保存するようになっている（ステップＳ８）。
【０１２７】
物体検出手段１３は、続いて、今回のフレームで検出した先行車両Ｖahの情報に差分ΔＺが対応付けられているか否かを判断するようになっている（ステップＳ９）。この場合、物体検出手段１３は、メモリに保存されている先行車両Ｖahの情報に差分ΔＺが対応付けられているか否かのみを判断するようになっており、その際、その差分ΔＺが今回のフレームで算出（更新）されたものか、過去のフレームで算出（更新）されたものかを問わない。
【０１２８】
そして、物体検出手段１３は、先行車両Ｖahの情報に差分ΔＺが対応付けられていれば（ステップＳ９；ＹＥＳ）、上記のように算出した新たな先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewを外部装置に出力するようになっている（ステップＳ１０）。なお、外部装置での処理で、元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚの情報や差分ΔＺの情報が必要であれば、新たな先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報の出力にあわせて、それらの情報も出力される。
【０１２９】
また、物体検出手段１３は、先行車両Ｖahの情報に差分ΔＺが対応付けられていなければ（ステップＳ９；ＮＯ）、今回のフレームで検出した先行車両Ｖahまでの距離Ｚを外部装置に出力するようになっている（ステップＳ１１）。この場合も、外部装置での処理で必要な情報であればあわせて出力される。
【０１３０】
このように構成することで、探索領域Ｒに先行車両Ｖahの一部が存在する場合には、自車両からその先行車両Ｖahの一部（上記の例ではトラックの荷台Ｐの後あおりＢ）までの距離Ｚｂが当該先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として外部装置に的確に出力される。
【０１３１】
そのため、例えば、トラックの荷台Ｐの後あおりＢが先行車両Ｖahとして検出できない場合でも、もともと先行車両Ｖahまでの距離として検出されたトラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分までの距離Ｚではなく、より自車両に近い側に存在するトラックの荷台Ｐの後あおりＢまでの距離Ｚｂを的確に当該先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として外部装置に出力することが可能となる。
【０１３２】
このように構成すれば、例えば図３１に示したようなシーンになり、今回のフレームでは、物体検出手段１３で探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部は存在しないと判断される場合であっても、図３０に示したようなシーンが撮像される前回のフレームまでに、元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚと先行車両Ｖahの一部までの距離Ｚｂとの差分ΔＺまたはその時間的統計値δＺが差分ΔＺとして算出され更新されて先行車両Ｖahの情報に対応付けられて記憶されている。
【０１３３】
そのため、物体検出手段１３は、先行車両Ｖahのトラックの荷台Ｐの後あおりＢが撮像されていない図３１に示したような今回フレームにおいても、トラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分までの距離Ｚではなく、より自車両に近い側に存在するトラックの荷台Ｐの後あおりＢまでの距離Ｚｂを的確に当該先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として外部装置に出力することが可能となる。
【０１３４】
また、差分ΔＺが算出されて先行車両Ｖahの情報に対応付けられて更新されて記憶されているため、先行車両Ｖahのトラックの荷台Ｐの後あおりＢが撮像されていないフレームが連続しても、その都度、より自車両に近い側に存在するトラックの荷台Ｐの後あおりＢまでの距離Ｚｂを的確に当該先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として外部装置に的確に出力することが可能となる。
【０１３５】
また、先行車両Ｖahに荷台Ｐ等の後方に突出する部分が存在しない場合には、探索領域Ｒ内には先行車両Ｖahの一部は検出されず、上記の差分ΔＺも算出されない。そのため、図１８〜図２４に示した従来の手法により検出された先行車両Ｖahまでの距離Ｚ（すなわち、元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚ）を、先行車両Ｖahまでの距離Ｚとして的確に外部装置に出力することが可能となる。
【０１３６】
なお、以上が、先行車両Ｖahの後方に先行車両Ｖahの一部が存在する場合の自車両から先行車両Ｖahまでの新たな距離Ｚnewの算出処理の基本的な構成である。以下、自車両から先行車両Ｖahまでの新たな距離Ｚnewの算出処理についての種々の変形例を説明する。
【０１３７】
まず、上記のように度数Ｆが所定の閾値Ｆth以上となる階級が複数存在する場合が生じ得る。その場合には、例えば、自車両に最も近い位置にある階級の階級値、すなわち自車両からの距離が最も短い距離にある階級の階級値を先行車両Ｖahの一部までの距離Ｚｂとして算出するように構成することが可能である。自車両に最も近い先行車両Ｖahの一部が最も自車両と衝突を生じ易い部分であるからである。
【０１３８】
また、本実施形態では、上記のように、探索領域Ｒに属する各区分Ｄｎに対応する各ヒストグラムＨｎの各階級の度数Ｆｎをそれぞれ各階級ごとに加算し、加算して得られた度数を各階級の度数Ｆとして１つのヒストグラムＨに投影する場合について説明した。しかし、各ヒストグラムＨｎの度数Ｆｎである個々の視差ｄｐや距離ｚの情報には、トラックの荷台Ｐ等の検出すべき先行車両Ｖahの一部が通常存在する高さ以上に高い位置にある物体に対応した視差ｄｐや距離ｚの情報も含まれており、これらの情報は、先行車両Ｖahの後方に突出した一部を検出する際には不要な情報である。
【０１３９】
そのため、探索領域Ｒに属する各区分Ｄｎに対応する各ヒストグラムＨｎへの投票結果を１つのヒストグラムＨに投影する際に、例えば、各代表距離ｚｎをグルーピングして検出した元の当該先行車両Ｖah（上記の例ではトラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分）の下端Ｌbottom（図１０等参照）の路面からの高さｙ、すなわち前述したように高さｙbottomと高さｙroadとの差ｙより低い高さである個々の視差ｄｐや距離ｚの情報のみを１つのヒストグラムＨに投影するように構成することが可能である。
【０１４０】
このように構成すれば、路面からの高さが必要以上に高い不要な個々の視差ｄｐや距離ｚの情報を排除して、物体（本実施形態では先行車両Ｖah）の一部までの距離Ｚｂをより的確に算出することが可能となる。
【０１４１】
さらに、上記のようにして検出された先行車両Ｖahの一部は、今回のフレームでのステレオマッチングでたまたま当該階級に対応する位置に多数のミスマッチングが発生した結果であるような場合がある。すなわち、実際には先行車両Ｖahには後方に突出する一部は存在しないにも関わらず、先行車両Ｖahの一部が存在するかのように検出される場合がある。
【０１４２】
このような場合に、上記のように単に差分ΔＺを先行車両Ｖahの情報に対応付けてメモリに保存すると（ステップＳ７）、その後のフレームで、当該先行車両Ｖahの後方の探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が検出されなくても、差分ΔＺが先行車両Ｖahの情報に対応付けられたままになる可能性がある。
【０１４３】
そこで、このように探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在すると誤判断することを防止するために、例えば、上記のようにして探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在すると判断された場合に、すぐに差分ΔＺを先行車両Ｖahの情報に対応付けるのではなく、例えば図１２に示すように、各フレームごとに差分ΔＺを算出してヒストグラムＨｚに投票するように構成することが可能である。
【０１４４】
この場合、上記の例で言えば、差分ΔＺは、トラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分から荷台Ｐの後あおりＢまでの距離、すなわち荷台Ｐの距離Ｚ方向の長さに対応する。そして、差分ΔＺが荷台Ｐの長さに対応するものであれば、差分ΔＺは各フレームごとにほぼ同じ値になるはずである。
【０１４５】
そのため、上記のように差分ΔＺを各フレームごとにヒストグラムＨｚに投票するように構成すれば、先行車両Ｖahの一部（例えばトラックの荷台Ｐの後あおりＢの部分）が存在する場合には、各フレームで先行車両Ｖahの一部が検出されるはずであるから、ヒストグラムＨｚでは、各フレームごとに後あおりＢの部分に相当する階級の度数Ｆｚが増加していくはずである。そして、ヒストグラムＨｚにおける階級の所定値以上に大きくなった場合には、その階級の差分ΔＺは各フレームごとに安定して検出されており、先行車両Ｖahの後方に突出する一部であると考えられる。
【０１４６】
そのため、ヒストグラムＨｚにおける階級の度数Ｆｚが予め設定された所定の閾値Ｆｚth以上となった場合には、今回のフレームで検出した元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚから、当該度数Ｆｚが閾値Ｆｚth以上となった階級の階級値ΔＺを前記差分ΔＺとして更新するように構成することが可能である。
【０１４７】
その際、各フレームごとに差分ΔＺをヒストグラムＨｚに投票して単に加算するだけであると、ミスマッチングに起因する差分ΔＺの階級、すなわち上記の例ではトラックの荷台Ｐの後あおりＢの部分以外の部分に対応する差分ΔＺの階級においても、やがて度数Ｆｚが閾値Ｆｚth以上になってしまう。
【０１４８】
そこで、例えば、ヒストグラムＨｚの各階級の度数Ｆｚを各フレームごとに一定の値ずつ減らすようにする等して、各フレームごとに安定して検出される先行車両Ｖahの一部に対応する差分ΔＺの階級では度数Ｆｚが増加して閾値Ｆｚthになるが、各フレームごとに現れたり現れなかったりするミスマッチング等に起因する差分ΔＺの階級では度数Ｆｚが少なくとも閾値Ｆｚthまでは増加しないように調整することが必要となる。
【０１４９】
以上のように、本実施形態に係る物体検出装置１によれば、物体検出手段１３で、検出した物体（例えば先行車両Ｖah）の手前側に所定の探索領域Ｒを設定し、探索領域Ｒ内に存在する個々の視差ｄｐや距離ｚの分布に基づいて、当該探索領域Ｒ内に当該物体の一部が存在するか否かを判断し、探索領域Ｒ内に当該物体の一部が存在すると判断した場合には、元の当該物体までの距離Ｚと検出した当該物体の一部までの距離Ｚｂとの差分ΔＺを算出して、当該物体の情報に対応付ける。
【０１５０】
また、物体検出手段１３では、今回のフレームや過去のフレームで当該物体の情報に差分ΔＺが対応付けられている場合には、検出した元の当該物体までの距離Ｚから前記差分ΔＺを差し引いた値を、新たに当該物体までの距離Ｚnewの情報として算出して出力する。当該物体の情報に差分ΔＺが対応付けられていない場合には、検出した元の当該物体までの距離Ｚを、当該物体までの距離Ｚの情報として出力する。
【０１５１】
このように構成することで、探索領域Ｒに物体（例えば先行車両Ｖah）の一部が存在する場合には、その物体の一部（上記の例ではトラックの荷台Ｐの後あおりＢ）までの距離Ｚｂが当該物体までの距離Ｚnewの情報として外部装置に送信されるため、例えば、トラックの荷台Ｐの後あおりＢが先行車両Ｖahとして検出できない場合でも、もともと先行車両Ｖahまでの距離として検出されたトラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分までの距離Ｚではなく、より自車両に近い側に存在するトラックの荷台Ｐの後あおりＢまでの距離Ｚｂを的確に当該先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として外部装置に的確に送信することが可能となる。
【０１５２】
また、例えば図３１に示したようなシーンになり、今回のフレームでは、物体検出手段１３で探索領域Ｒ内に物体（例えば先行車両Ｖah）の一部は存在しないと判断される場合であっても、図３０に示したようなシーンが撮像される前回のフレームまでに物体の情報に対応付けられている差分ΔＺの情報を用いることで、例えば、トラックの荷台Ｐの後あおりＢが撮像されていない図３１に示したような今回フレームにおいても、トラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分までの距離Ｚではなく、より自車両に近い側に存在するトラックの荷台Ｐの後あおりＢまでの距離Ｚｂを的確に当該先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として外部装置に的確に送信することが可能となる。
【０１５３】
そのため、周囲に存在する物体（例えば先行車両Ｖah）であって、物体検出手段１３で物体として検出される部分の手前側に物体としては検出されにくい部分（例えばトラックの荷台Ｐの後あおりＢ）を有する物体であっても、その検出されにくい部分を検出した物体の一部として的確に検出して、その最も近接する位置にある物体の一部までの距離Ｚnewの情報を的確に検出することが可能となる。
【０１５４】
また、それとともに、外部装置に対して、最も近接する位置にある物体の一部（例えば先行車両Ｖahの最後端）までの距離Ｚnewの情報を的確に伝えることが可能となり、外部装置がその情報に基づいて、適切に処理を行うことが可能となる。
【０１５５】
また、先行車両Ｖahに荷台Ｐ等の後方に突出する部分が存在しない場合には、探索領域Ｒ内には先行車両Ｖahの一部は検出されず、上記の差分ΔＺも算出されないため、図１８〜図２４に示した従来の手法により検出された先行車両Ｖahまでの距離Ｚ（すなわち、元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚ）を、先行車両Ｖahまでの距離Ｚとして的確に外部装置に出力することが可能となる。
【０１５６】
なお、本実施形態では、検出する物体の一部がトラックの荷台Ｐの後あおりＢである場合を例に挙げて説明した。しかし、本実施形態は、この場合に限定されない。
【０１５７】
例えば、図１３に示すように、先行車両Ｖahであるトラックの荷台Ｐの後端から積荷Ｂａが自車両側にはみ出しているような場合、検出されるべき先行車両Ｖahの一部は、荷台Ｐの後あおりＢではなく、積荷Ｂａの後端部分である。
【０１５８】
しかし、図１４に示すように、本実施形態に係る物体検出装置１では、このような場合には、上記と同様に、先行車両Ｖahとしてトラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分が検出され、先行車両Ｖahまでの距離Ｚが検出されるとしても、物体の一部としてトラックの荷台Ｐの後あおりＢよりもさらに手前側にある積荷Ｂａの後端部分を的確に検出することができ、自車両から積荷Ｂａまでの距離Ｚａを新たに先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewとして的確に算出することが可能となる。
【０１５９】
このように、本実施形態に係る物体検出装置１によれば、物体のうち、手前側に突出する物体の一部を的確に検出して、装置に最も近接する位置にある物体の部分までの距離Ｚnewの情報を的確に検出することが可能となる。
【０１６０】
［運転支援システム］
次に、上記の物体検出装置１を用いた運転支援システムについて説明する。なお、本実施形態では、運転支援システムにより自車両に対する先行車両Ｖahへの追従制御が行われる場合について説明するが、運転支援システムにおける自動制御はこれに限定されず、例えば、自車両ＭＣの先行車両Ｖahに対する追突防止制御等の他の自動制御を行う場合についても適用される。
【０１６１】
本実施形態に係る運転支援システム２０は、図１５に示すように、上記の物体検出装置１と、制御装置２１と、応動部２２とを備えている。なお、物体検出装置１については、上記のとおりであり、説明を省略する。
【０１６２】
制御装置２１は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータ（ＥＣＵ）で構成されている。また、制御装置２１には、物体検出装置１や、制御装置２１からの指示に基づいて自車両のアクセルスロットルやブレーキ機構等を自動的に操作するアクチュエータ等からなる応動部２２が電気的に接続されている。
【０１６３】
制御装置２１は、物体検出装置１の物体検出手段１３から、前述した自車両から先行車両Ｖahまでの新たな距離Ｚnewの情報等が送信されてくると、それに基づいて応動部２２に電気信号を送信する等して制御して、自車両を先行車両Ｖahに追従させるようになっている。その際、自車両と先行車両Ｖahとが走行中であれば、先行車両Ｖahとの車間距離を保つように自車両を先行車両Ｖahに追従させ、先行車両Ｖahが停止した場合には、先行車両Ｖahの後方の先行車両Ｖahの最後端の位置から所定の距離だけ離れた位置で自車両を停止させるようになっている。
【０１６４】
前述したように、物体検出装置１の物体検出手段１３では、検出した先行車両Ｖahの手前側に所定の探索領域Ｒを設定して探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在するか否かを判断し、探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在すると判断した場合には、検出した先行車両Ｖahの一部までの距離Ｚｂの情報を、新たに先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として算出して出力する。
【０１６５】
また、探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在しないと判断した場合であっても、前回フレームまでに先行車両Ｖahの情報に差分ΔＺの情報が対応付けられている場合には、今回のフレームで検出した元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚから当該差分ΔＺを差し引いた値を新たに先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として算出して出力する。
【０１６６】
さらに、先行車両Ｖahに、そもそも後方に突出する部分が存在しない場合には、探索領域Ｒ内には先行車両Ｖahの一部は検出されず、上記の差分ΔＺも算出されないため、図１８〜図２４に示した従来の手法により検出された先行車両Ｖahまでの距離Ｚ（すなわち、元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚ）を、先行車両Ｖahまでの距離Ｚの情報として出力する。
【０１６７】
そのため、例えば図３０に示したように先行車両Ｖahであるトラックの荷台Ｐの後あおりＢが基準画像Ｔ中に撮像されているシーンから、今回のフレームでは、図３１に示したシーンのように荷台Ｐの後あおりＢが基準画像Ｔ中に撮像されない状態になったとしても、前回のフレームまでに先行車両Ｖahの情報に対応付けられている差分ΔＺの情報を用いて、今回フレームにおいても、トラックの荷台Ｐの前壁ＦｒやキャブＣａの背面部分までの距離Ｚではなく、より自車両に近い側に存在するトラックの荷台Ｐの後あおりＢまでの距離Ｚｂが、的確に当該先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として運転支援システム２０の制御装置２１に送信されてくる。
【０１６８】
そのため、運転支援システム２０の制御装置２１は、自車両に対して最も近接する位置にある先行車両Ｖahの一部までの距離（すなわち図３１の例では撮像されていないトラックの荷台Ｐの後あおりＢまでの距離）Ｚnewの情報に基づいて、或いは、先行車両Ｖahにそもそも後方に突出する部分が存在しない場合には元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚに基づいて、適切に自車両に対する運転支援制御を行うことが可能となる。
【０１６９】
また、図３１に示したように画像Ｔ中から荷台Ｐの後あおりＢの部分が消えた状態が続いても、過去のフレームで先行車両Ｖahの情報に対応付けられた差分ΔＺの情報を用いて先行車両Ｖahまでの距離Ｚnewの情報として送信されてくる。
【０１７０】
そのため、運転支援システム２０の制御装置２１は、画像Ｔ中には撮像されていないが実際に自車両に近い側に存在するトラックの荷台Ｐの後あおりＢまでの距離Ｚnewに基づき後あおりＢを目標として応動部２２を制御し、自車両と先行車両Ｖahとが走行中であれば、先行車両Ｖahとの車間距離を保つように自車両を先行車両Ｖahに追従させ、先行車両Ｖahが停止した場合には、先行車両Ｖahの後方の先行車両Ｖahの最後端の位置から所定の距離だけ離れた位置で自車両を停止させることが可能となる。
【０１７１】
以上のように、本実施形態に係る運転支援システム２０によれば、物体検出装置１で探索領域Ｒ内に先行車両Ｖahの一部が存在すると判断できる場合は勿論、存在すると判断できない場合でも、前回フレームまでの差分ΔＺの情報を用いて自車両から先行車両Ｖahの一部までの距離Ｚnewの情報が的確に算出されて送信されてくる。また、先行車両Ｖahに、そもそも後方に突出する部分が存在しない場合には、元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚが送信されてくる。
【０１７２】
そのため、運転支援システム２０の制御装置２１は、その先行車両Ｖahの一部までの距離Ｚnewや元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚに基づいて、先行車両Ｖahの最後端の部分を目標として応動部２２を的確に制御することが可能となり、物体検出装置１により的確に検出された先行車両Ｖahの一部までの距離Ｚnewや元の先行車両Ｖahまでの距離Ｚの情報に基づいて自車両に対する運転支援制御を適切に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０１７３】
１  物体検出装置
９  物体位置検出手段
１２  代表距離算出手段
１３  物体検出手段
２０  運転支援システム
２１制御装置
２２応動部
Ｂ  トラックの荷台の後あおり（物体の一部）
Ｄｎ  区分
Ｆ、Ｆｚ  度数
Ｆth、Ｆｚth  閾値
Ｈ、Ｈｚ  １つのヒストグラム
Ｈｎ  ヒストグラム
ＭＣ  自車両
Ｏ、Ｓ  物体
Ｒ  探索領域
ｓ、ｓ（Ｚ）  重み
Ｓｎ  区分空間
Ｖah  先行車両
ｙ  物体の路面からの高さ
ｙth  閾値
Ｚ  元の物体までの距離
ｚ  実空間上の距離
Ｚｂ  物体の一部までの距離
ｚｎ  代表距離
Ｚnew  新たな物体までの距離
ΔＺ  差分
【図１】
0005411671.tif 000003
【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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【図３１】
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