(57)【要約】  段差検出装置は、車両Ｖｃに搭載された測距センサ１２を用いて、車両の周囲における路面までの距離及び方位を検出し、第１の段差判定位置Ｐａ１及び第２の段差判定位置Ｐａ２を路面にそれぞれ設定する。そして、路面までの距離及び方位に基づいて、第１の段差判定位置Ｐａ１及び第２の段差判定位置Ｐａ２における路面の高さ変化をそれぞれ算出し、路面の高さ変化の傾斜が大きい段差判定位置に基づいて路面上の段差ＬＤを検出する。
2017022079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、前記車両の周囲における路面までの距離及び方位を検出する測距センサと、
前記測距センサから第１の所定方向に第１の所定距離だけ離れ、前記第１の所定方向に直交する方向に延びる第１の段差判定位置を前記路面に設定し、前記測距センサから前記第１の所定方向とは異なる第２の所定方向に第２の所定距離だけ離れ、前記第２の所定方向に直交する方向に延びる第２の段差判定位置を前記路面に設定する段差判定位置回路と、
前記測距センサにより検出された前記路面までの距離及び方位に基づいて、前記第１の段差判定位置における前記路面の高さ変化、及び前記第２の段差判定位置における前記路面の高さ変化をそれぞれ算出する路面高算出回路と、
前記第１の段差判定位置における前記路面の高さ変化、及び前記第２の段差判定位置における前記路面の高さ変化のうち、前記路面の高さ変化の傾斜が大きい段差判定位置に基づいて、路面上の段差を検出する段差検出回路と、
を備えることを特徴とする段差検出装置。
【請求項２】
前記第１の段差判定位置における前記路面の高さ変化の傾斜、及び前記第２の段差判定位置における前記路面の高さ変化の傾斜のうち、前記路面の高さ変化の傾斜が閾値以上である段差判定位置があった場合には、前記閾値以上であった段差判定位置の前記路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差を検出することを特徴とする請求項１に記載の段差検出装置。
【請求項３】
前記第１の段差判定位置において前記段差が存在する段差存在範囲を推定する段差存在範囲推定回路を更に備え、
前記段差判定位置回路は、前記段差存在範囲を通る前記第２の段差判定位置を設定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の段差検出装置。
【請求項４】
前記段差存在範囲推定回路は、前記第１の段差判定位置における前記路面の高さ変化に基づいて、前記段差存在範囲を推定することを特徴とする請求項３に記載の段差検出装置。
【請求項５】
前記段差検出回路は、所定時間毎に繰り返し、前記路面上の段差を検出し、
前記段差存在範囲推定回路は、前回検出された段差の位置に基づいて、前記段差存在範囲を推定することを特徴とする請求項３に記載の段差検出装置。
【請求項６】
前記段差判定位置回路は、複数の第１の段差判定位置を設定し、前記段差検出回路は、第１の段差判定位置毎に前記路面上の段差の検出を試み、
前記段差存在範囲推定回路は、検出に成功した段差の位置に基づいて、前記段差存在範囲を推定することを特徴とする請求項３に記載の段差検出装置。
【請求項７】
車両周囲の地図情報を取得する地図取得回路と、
前記車両の地図上の位置を推定する自己位置推定回路と、を更に備え、
前記段差存在範囲推定回路は、推定された前記車両の地図上の位置に基づいて、前記段差存在範囲を推定することを特徴とする請求項３に記載の段差検出装置。
【請求項８】
前記第１の段差判定位置における前記路面の高さ変化の傾斜が閾値以上である場合、
前記路面高算出回路は、前記第２の段差判定位置における前記路面の高さ変化を算出せず、且つ、
前記段差検出回路は、前記第１の段差判定位置における前記路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の段差検出装置。
【請求項９】
車両に搭載された測距センサを用いて前記車両の周囲における路面までの距離及び方位を検出し、
前記測距センサから第１の所定方向に第１の所定距離だけ離れ、前記第１の所定方向に直交する方向に延びる第１の段差判定位置を前記路面に設定し、
前記測距センサから前記第１の所定方向とは異なる第２の所定方向に第２の所定距離だけ離れ、前記第２の所定方向に直交する方向に延びる第２の段差判定位置を前記路面に設定し、
前記測距センサにより検出された前記路面までの距離及び方位に基づいて、前記第１の段差判定位置における前記路面の高さ変化、及び前記第２の段差判定位置における前記路面の高さ変化をそれぞれ算出し、
前記第１の段差判定位置における前記路面の高さ変化、及び前記第２の段差判定位置における前記路面の高さ変化のうち、前記路面の高さ変化の傾斜が大きい段差判定位置に基づいて、路面上の段差を検出する
ことを特徴とする段差検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面上の段差を検出する段差検出装置及び段差検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステレオカメラによる視差画像を用いて車両周囲の路面の構造を推定し、この路面の構造から縁石などの路側物により生じる路面上の段差を検出する路側物検出装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１では、画像の走査水平ラインに沿って路面の高さを走査し、路面の高さ変化量が閾値以上であった場合に段差を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−００２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステレオカメラの画像から推定される路面の構造に含まれる誤差の影響により、段差の接線方向に対して走査水平ラインが成す角度が小さくなるに従って、路面の高さ変化の傾斜が小さくなってしまう。よって、段差の接線と走査水平ラインとが成す角度が小さい場合、段差の位置の検出精度も低下してしまう。【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、路面上の段差の位置を精度良く検出することができる段差検出装置及び段差検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係わる段差検出装置は、車両に搭載された測距センサを用いて、車両の周囲における路面までの距離及び方位を検出し、第１の段差判定位置及び第２の段差判定位置を路面にそれぞれ設定する。そして、路面までの距離及び方位に基づいて、第１の段差判定位置及び第２の段差判定位置における路面の高さ変化をそれぞれ算出し、路面の高さ変化の傾斜が大きい段差判定位置に基づいて路面上の段差を検出する。【０００７】
本発明の第２の態様に係わる段差検出装置は、第１の段差判定位置を路面に設定し、路面までの距離及び方位に基づいて、第１の段差判定位置における路面の高さ変化を算出する。第１の段差判定位置における路面の高さ変化の傾斜が閾値以上である場合、前記路面高算出回路は、前記第２の段差判定位置における前記路面の高さ変化を算出せず、第１の段差判定位置における路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差を検出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、測距センサにより検出される路面までの距離及び方位に含まれる誤差の影響を抑制して、路面上の段差の位置を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係わる段差検出装置１の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、車両（Ｖｃ）の周囲の路面に設定された線状の第１の段差判定位置（Ｐａ１）及び第２の段差判定位置（Ｐａ２）の例を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に対応する俯瞰図である。
【図４】図４は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化を示すグラフである。
【図５】図５は、第２の段差判定位置（Ｐａ２）における路面の高さ変化を示すグラフである。
【図６】図６は、図１の段差検出装置１を用いた段差検出方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第２実施形態に係わる段差検出装置２の全体構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、図７の段差検出装置２を用いた段差検出方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第３実施形態に係わる段差検出装置３の全体構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、車両（Ｖｃ）の周囲の路面に設定された線状の段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）及び段差存在範囲Ｑ１の例を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０に対応する俯瞰図である。
【図１２】図１２は、図９の段差検出装置３を用いた段差検出方法の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第４実施形態に係わる段差検出装置４の全体構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第４実施形態に係わる段差存在範囲推定回路２２の動作を説明する斜視図である。
【図１５】図１５は、図１３の段差検出装置４を用いた段差検出方法の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、第５実施形態に係わる段差検出装置５の全体構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、第５実施形態に係わる段差存在範囲推定回路２３の動作を説明する斜視図である。
【図１８】図１８は、図１６の段差検出装置５を用いた段差検出方法の一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、第６実施形態に係わる段差検出装置６の全体構成を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、図１９の段差検出装置６を用いた段差検出方法の一例を示すフローチャートである。
【図２１】図２１（ａ）は、路面高算出回路１６による段差検出方法を示す図であり、図２１（ｂ）は、近傍段差判定位置（ｙａ）の設定範囲を説明する図である。
【図２２】図２２は、車両Ｖｃの側部にステレオカメラを設置した場合の段差判定位置（Ｐａ１）の例を示す斜視図である。
【図２３】図２３は、車両Ｖｃのルーフ中央部にＬＲＦ（１２）を設定し、車両周囲の全体を照射範囲とする３６０度ＬＲＦの例を示す俯瞰図である。
【図２４】図２４は、測距センサ１２としてレーザレンジファインダ（ＬＲＦ）を用いた場合の段差検出方法の一例を示すフローチャートである。
【図２５】図２５（ａ）は、日本の道路環境で使用される低い縁石ブロックの一例を示す断面図であり、図２５（ｂ）は、歩道と車道の境界を定める高い縁石ブロックの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
次に、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１を参照して、第１実施形態に係わる段差検出装置１の全体構成を説明する。段差検出装置１は、車両の周囲における道路及び道路上の縁石を含む物体の表面（以後、「路面」という）までの距離及び方位を検出し、路面に複数設定された車幅方向の線状の段差判定位置における路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差を検出する。
【００１２】
具体的に、段差検出装置１は、車両の周囲における路面までの距離及び方位を検出する測距センサ１２と、測距センサ１２により検出された路面までの距離及び方位の測距データから路面上の段差を検出する一連の情報処理を実行するマイクロコンピュータ１３とを備える。
【００１３】
測距センサ１２の一例は、車両の周囲にある物体を複数の異なる方向から同時に撮影することにより、車両の周囲にある物体の奥行き方向（センサ１２からの距離）の情報も記録することができるステレオカメラである。ステレオカメラにより得られたステレオ画像（視差画像を含む）に対して所定の画像処理を施すことにより、車両の周囲にある物体のステレオ画像に映る物体の像に対する三次元情報を取得することができる。車両の周囲にある物体には、道路や縁石が含まれる。詳細は、後述する。
【００１４】
マイクロコンピュータ１３は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコントローラからなり、予めインストールされたコンピュータプログラムを実行することにより、段差検出装置１が備える複数の情報処理回路を構成する。マイクロコンピュータ１３は、測距センサ１２により検出された路面までの距離及び方位から路面上の段差を検出する一連の情報処理サイクルを、所定の時間間隔で繰り返し実行する。マイクロコンピュータ１３は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット（ＥＣＵ）と兼用してもよい。
【００１５】
マイクロコンピュータ１３により構成される複数の情報処理回路には、演算回路１４と、段差判定位置回路１５と、路面高算出回路１６と、段差検出回路１８とが含まれる。段差検出回路１８には、第１の比較器１９が含まれる。
【００１６】
演算回路１４は、測距センサ１２と共に測距部１１を構成し、ステレオカメラにより得られたステレオ画像から車両周囲の物体のステレオ画像に映る物体の像に対する三次元情報を取得する一連のステレオ画像処理を実施する。
【００１７】
例えば、演算回路１４は、ステレオ画像に対してレンズの歪みを補正するレンズ歪み補正処理を行い、ステレオ画像間の上下位置を補正する平行化補正処理（平行等位処理）を行う。そして、ステレオ画像間の各画素の対応付けを推定するステレオマッチング処理を行う。これにより、ステレオカメラの撮像面における物体の二次元座標のみならず、ステレオカメラの撮像面から物体までの距離を算出することができる。よって、車両周囲にある物体までの距離及び方位を検出することができる。
【００１８】
レンズ歪み補正処理は、例えば黒白の市松模様のパターンを表した平板を各カメラで撮影し、市松模様の格子点が矩形で構成される格子状となるようにレンズ歪みパラメータやカメラレンズ中心パラメータを推定する。ただし、本処理は、レンズ歪み補正を行う一般的な手法でよく、本実施形態では特に問わない。
【００１９】
平行化補正処理は、例えば黒白の市松模様のパターンを表した平板をステレオカメラの両カメラで撮影し、市松模様の格子点の位置が各カメラ画像上で同じ上下位置になるようにステレオカメラ間の空間位置パラメータ及び角度パラメータを推定する。ただし、本処理は、平行化補正処理を行う一般的な手法でよく、本実施形態では特に問わない。
【００２０】
ステレオマッチング処理は、例えば、左カメラ画像を基準として左カメラ画像の各画素が右カメラ画像のどの画素に対応付けされるかを算出するものである。例えば、左カメラ画像の各画素の輝度値と右カメラ画像の各画素の輝度値の絶対値を評価値として算出して、評価値が最小となる右カメラ画像の画素を対応付けされた画素として算出する。評価値の算出方法には、例えば、差分絶対値の和（ＳＡＤ：Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ）や差分二乗値の和（ＳＳＤ：Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ）を用いる方法や、評価値計算の範囲が各画素１点でなく各画素の周辺画素を含む方法がある。評価値の算出方法は、他の一般的な方式でもよく、本実施形態では特に問わない。
【００２１】
段差判定位置回路１５は、測距センサ１２で検出された測距データの座標上の車両の周囲の路面に車幅方向の線状の段差判定位置を設定する。例えば、図２及び図３に示すように、段差判定位置回路１５は、測距センサ１２から第１の所定方向（Ｄａ１）に第１の所定距離だけ離れ、第１の所定方向（Ｄａ１）に直交する方向に延びる第１の段差判定位置（Ｐａ１）を測距データの座標上の路面に設定する。図２及び図３は、車両（Ｖｃ）の前部に測距センサ１２を設置し、車両（Ｖｃ）の進行方向を第１の所定方向（Ｄａ１）とした例を示す。よって、車幅方向に平行に延びる第１の段差判定位置（Ｐａ１）が、車両（Ｖｃ）の前方に第１の所定距離だけ離れて測距データの座標上で設定される。
【００２２】
段差判定位置回路１５は、更に、測距センサ１２から第２の所定方向（Ｄａ２）に第２の所定距離だけ離れ、第２の所定方向（Ｄａ２）に直交する方向に延びる第２の段差判定位置（Ｐａ２）を測距データの座標上の路面に設定する。第２の所定方向（Ｄａ２）は、第１の所定方向とは異なる。具体的に、第１の所定方向（Ｄａ１）及び第２の所定方向（Ｄａ２）は、いずれも、水平面内に設定される。第１の所定方向（Ｄａ１）は第２の所定方向（Ｄａ２）に対して平行ではなく、両者が成す角度は０度又は１８０度を除く角度である。
【００２３】
なお、第１の所定距離と第２の所定距離は、後述するように、段差存在範囲において第１の段差判定位置（Ｐａ１）と第２の段差判定位置（Ｐａ２）が交差するように、適宜調整され得る。また、第１の段差判定位置（Ｐａ１）及び第２の段差判定位置（Ｐａ２）は、ステレオカメラの撮像範囲内においてステレオ画像上に設定される。第１の所定方向（Ｄａ１）は車両（Ｖｃ）の進行方向に限定されない。さらに、第１の所定方向（Ｄａ１）および第２の所定方向（Ｄａ２）と異なる方向の複数の段差判定位置を追加して設定して、段差を判定するようにしても良い。
【００２４】
図２及び図３に示す例で、車両（Ｖｃ）が走行可能な車道の車幅方向の端部である路肩には、路面の高さが急峻に変化する段差（ＬＤ）が形成されている。そして、段差（ＬＤ）を境にして車道よりも外側には、車道よりも路面が一段高い段差部（例えば、歩道や路肩）が設けられている。このように、図２及び図３に示す例において、道路は、車道及び段差部（歩道や路肩）からなり、車道と段差部（歩道や路肩）の間には、段差（ＬＤ）が形成されている。線状の第１の段差判定位置（Ｐａ１）及び第２の段差判定位置（Ｐａ２）は、車道、段差（ＬＤ）、及び段差部（歩道や路肩）を横断する方向に延びている。
【００２５】
なお、上記した測距センサ１２に対する段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）の位置関係は一例にすぎない。他の例は、図２２を参照して後述する。
【００２６】
路面高算出回路１６は、測距部１１により検出された路面までの距離及び方位に基づいて、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の測距点の高さデータの変化、及び第２の段差判定位置（Ｐａ２）における路面の測距点の高さデータの変化をそれぞれ算出する。
【００２７】
具体的に、路面高算出回路１６は、路面までの距離及び方位に対して座標変換処理を施すことにより、測距データの座標上の車両周囲にある物体（道路、縁石を含む）の三次元情報を取得する。車両周囲にある物体の三次元情報には、車両の周囲における路面（道路及び縁石の表面を含む）の三次元情報も含まれる。よって、路面高算出回路１６は、車両の周囲における路面の高さを取得することができる。
【００２８】
路面高算出回路１６は、路面の高さから、段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）の各々における路面の高さ変化（測距データ）を算出する。図４は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化を示すグラフであり、図５は、第２の段差判定位置（Ｐａ２）における路面の高さ変化を示すグラフである。図４及び図５の縦軸は路面の高さを示し、横軸は車幅方向に延びる段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）を示す。
【００２９】
図４及び図５に示すように、車道（Ｒｒ）と段差部（Ｒｄ）との間には、段差（ＬＤ）が形成されている。具体的には、車道（Ｒｒ）と段差部（Ｒｄ）とは、路面の高さが異なり、路面の高さが変化する路面高変化部（ＨＣ）により接続されている。路面高変化部（ＨＣ）と車道（Ｒｒ）との接続部分を、「段差端点ＬＤ」と定義する。段差には、路面高変化部（ＨＣ）と段差端点ＬＤとが含まれる。段差端点ＬＤは、車両が走行可能な車道の車幅方向の境界点を示す意義を有する。
【００３０】
図５に示すように、路面高変化部（ＨＣ）における路面の高さ変化の傾斜が急峻である場合、段差端点ＬＤの位置を精度良く特定することができる。しかし、図４に示すように、路面高変化部（ＨＣ）における路面の高さ変化の傾斜が緩やかである場合、段差端点ＬＤの位置を精度良く特定することは難しい。つまり、路面高変化部（ＨＣ）における路面の高さ変化の傾斜が急峻であるほど、段差端点ＬＤの位置を精度良く特定することができる。
【００３１】
路面高変化部（ＨＣ）における路面の高さ変化の傾斜は、車両から路面に斜め下に向けられた測距センサ１２で検出された測距データの座標上の段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）による断面で判定しているため、図３に示すように、段差端点ＬＤの接線と段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）とが成す角度に応じて変化する。具体的には、段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）と段差端点ＬＤとの交点において、段差端点ＬＤの接線と段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）とが成す角度が直角に近いほど、路面高変化部（ＨＣ）における路面の高さ変化の傾斜は急峻になる。逆に段差端点ＬＤの接線と段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）とが成す角度が浅いほど、測距データの座標上の段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）による断面は傾斜することになり、路面高変化部（ＨＣ）における路面の高さ変化の傾斜は緩やかになる。従って、段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）と段差端点ＬＤとの交点において、段差端点ＬＤの接線と段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）とが成す角度が直角に近いほど、段差端点ＬＤの位置を精度良く特定することができる。
【００３２】
そこで、段差検出回路１８は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化、及び第２の段差判定位置（Ｐａ２）における路面の高さ変化のうち、路面の高さ変化の傾斜が大きい段差判定位置に基づいて、路面上の段差を検出する。
【００３３】
具体的に、段差検出回路１８は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化の傾斜と、第２の段差判定位置（Ｐａ２）における路面の高さ変化の傾斜とを対比する第１の比較器１９を備える。例えば、第１の比較器１９は、段差判定位置に対する路面の高さ変化率を比較する。路面高変化部（ＨＣ）における高さ変化率の平均値を比較してもよいし、段差端点ＬＤ近傍の高さ変化率のみを比較しても構わない。
【００３４】
段差検出回路１８は、高さ変化率が大きい、つまり路面の高さ変化の傾斜が急峻である段差判定位置（図５）を選択して、図５に示す路面高変化部（ＨＣ）と車道（Ｒｒ）との境界に在る段差端点ＬＤの位置を検出する。段差端点ＬＤの位置の具体的な検出方法は特に問わず、既知の方法を用いることができる。
【００３５】
例えば、路面高変化部（ＨＣ）と車道（Ｒｒ）との境界付近を、複数の微少な区間に分割する。そして、各区間の高さ変化率を算出し、隣接する区間で所定の閾値以上に高さ変化がある場合、当該隣接する区間の境界を、段差端点ＬＤの位置として特定すればよい。
【００３６】
また、車道（Ｒｒ）の路面には、その高さが中央部から両端部である路肩に向けて低くなる傾斜（カント）が設けられている。この段差近傍の傾斜に対応するように、段差近傍の段差検出回路１８が、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化で段差があると判定した後、更に、路面高算出回路１６が近傍段差判定位置（ｙａ）を設定して、段差近傍のある一定の傾斜部分の測距データのみを抽出して、正確に段差端点ＬＤの位置を検出するようにしても良い。以下、具体的な方法について説明する。
【００３７】
先ず、路面高算出回路１６は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化（図４）において、予め定めた高さ判定値以上の高さの変化のある位置を検出する。具体的には、図２１（ａ）に示すように、車道の路面高さ（ＨＥ）を推定し、その後、段差検出回路１８が、車道の路面高さ（ＨＥ）に対して高さ判定値（ｈＤ）以上の高さ変化が発生した場合に段差があると判定する。
【００３８】
詳細には、測距センサ１２の正面が車道の路面領域であると考え、第１の段差判定位置（Ｐａ１）の測距データから測距センサ１２の中心位置（ＣＶＣ）を算出する。そして、測距センサ１２の中心位置（ＣＶＣ）から所定の範囲にある領域を測距センサ中心領域（Ｇ１）として抽出する。そして、測距センサ中心領域（Ｇ１）における路面の高さ（ＨＥ）を推定する。測距センサ中心領域（Ｇ１）における測距データに対して、高さ方向を離散的に区間分割した各区間に存在する測距データの数をカウントし、最もカウント数の多い高さを車道の路面高さ（ＨＥ）とする。このほか、ハフ変換でも車道の路面高さを推定することができる。
【００３９】
ここで、測距センサ１２の中心位置（ＣＶＣ）は、車両Ｖｃの進行方向に対して正面前方に測距センサ１２を設置した場合に最適な位置である。車両Ｖｃにおける測距センサ１２の設置位置に応じて、測距センサ１２の中心位置（ＣＶＣ）は変化する。そのため、車両Ｖｃに対して最も路面らしいと考えられる位置を、車道の路面高さ（ＨＥ）を推定するための領域として設定すればよい。
【００４０】
路面高算出回路１６は、図２１（ａ）に示すように、車道の路面高さ（ＨＥ）よりも高さ判定値（ｈＤ）以上高い位置（ＴＤ）に測距データが存在した場合、そこに段差があると判定する。これ以外にも、車幅方向に連続する局所的な高さ変化を算出し、その高さ変化が所定値以上に大きい場合に段差があると判断してもよい。
【００４１】
次に、路面高算出回路１６は、第１段差判定位置（Ｐａ１）に対してさらに高さ方向、車幅方向の範囲を限定することにより、近傍段差判定位置を設定する。具体的に、図２１（ｂ）に示すように、高さ変化位置（ＴＤ）を基準として、高さ方向は下向きに所定の高さ（ｘａ）、車幅方向は車道方向に所定の距離（ｙａ）をそれぞれ設定して、近傍段差判定位置（ｙａ）とする。これにより、段差近傍のある一定の傾斜部分の測距データのみを抽出することができ、車道（Ｒｒ）の路面には、その高さが中央部から両端部である路肩に向けて低くなる傾斜（カント）が設けられている場合でも、正確に段差端点ＬＤの位置を検出することが可能となる。
【００４２】
図６を参照して図１の段差検出装置１を用いた段差検出方法の一例を説明する。図６に示す一連の処理動作は、所定の時間周期で繰り返し実施される。まず、ステップＳ０１で、測距センサ１２の一例であるステレオカメラを用いて、ステレオ画像を取得する。
【００４３】
ステップＳ０３に進み、演算回路１４は、ステレオ画像に対してレンズの歪みを補正するレンズ歪み補正処理を行い、ステレオ画像間の上下位置を補正する平行化補正処理を行う。ステップＳ０５に進み、演算回路１４は、ステレオ画像間の各画素の対応付けを推定するステレオマッチング処理を行う。そして、演算回路１４は、車両周囲にある物体までの距離及び方位を検出する。
【００４４】
ステップＳ０７に進み、段差判定位置回路１５は、図２及び図３に示すように、車両の周囲の路面に、車幅方向の線状の第１の段差判定位置（Ｐａ１）を設定する。そして、ステップＳ０９に進み、段差判定位置回路１５は、演算回路１４により取得された物体までの距離及び方位に基づいて、図４に示すように、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化（第１の高さ変化）を算出する。
【００４５】
ステップＳ１１に進み、段差判定位置回路１５は、図２及び図３に示すように、車両の周囲の路面に、第１の段差判定位置（Ｐａ１）とは異なる第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定する。そして、ステップＳ１３に進み、段差判定位置回路１５は、演算回路１４により取得された物体までの距離及び方位に基づいて、図５に示すように、第２の段差判定位置（Ｐａ２）における路面の高さ変化（第２の高さ変化）を算出する。
【００４６】
ステップＳ１５に進み、第１の比較器１９は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化の傾斜と、第２の段差判定位置（Ｐａ２）における路面の高さ変化の傾斜とを、対比する。そして、ステップＳ１７に進み、段差検出回路１８は、高さ変化が大きい、つまり路面の高さ変化の傾斜が急峻である段差判定位置（図５）を選択して、路面高変化部（ＨＣ）と車道（Ｒｒ）との境界に在る段差端点ＬＤの位置を検出する。
【００４７】
以上説明したように、第１実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００４８】
測距センサ１２により検出される路面までの距離及び方位に含まれる誤差の影響により、段差（ＬＤ）の接線と段差判定位置とが成す角度が小さい場合、段差（ＬＤ）の位置の検出精度が低下してしまう。そこで、段差（ＬＤ）の接線と成す角度が異なる２つの段差判定位置（Ｐａ１、Ｐａ２）を設定する。そして、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化、及び第２の段差判定位置（Ｐａ２）における路面の高さ変化のうち、路面の高さ変化の傾斜が大きい段差判定位置（図５）に基づいて、路面上の段差を検出する。これにより、測距センサ１２により検出される路面までの距離及び方位に含まれる誤差の影響を抑制して、路面上の段差（ＬＤ）の位置を精度良く検出することができる。特に、段差接線方向と段差判定位置が成す角が小さいカーブや交差点で、段差端点ＬＤの位置をより高精度に検出することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図７を参照して、第２実施形態に係わる段差検出装置２の全体構成を説明する。段差検出装置２は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化の傾斜が閾値以上である場合に、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差（ＬＤ）を検出する。更に、この場合、段差の検出精度を維持したまま、計算負荷を軽減し、処理速度を向上させるために、段差検出装置２は、第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定せず、第２の段差判定位置における前記路面の高さ変化を算出しない。
【００５０】
具体的に、路面高算出回路１６は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化の傾斜と閾値とを比較する第２の比較器２０を備える。その他の点は、図１の段差検出装置１と同じであり、説明を省略する。
【００５１】
第２の比較器２０は、予め定められた閾値と、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化の傾斜とを比較する。具体的な対比方法は特に問わず、既知の方法を用いることができる。例えば、第２の比較器２０は、段差判定位置に対する路面の高さ変化率を比較することができる。図４の路面高変化部（ＨＣ）における高さ変化率の平均値を比較してもよいし、段差端点ＬＤ近傍の高さ変化率のみを比較しても構わない。なお、閾値は、段差検出装置２に対して要求される検出精度に応じて適宜設定することができる。
【００５２】
図８を参照して図７の段差検出装置２を用いた段差検出方法の一例を説明する。図８に示す一連の処理動作は、所定の時間周期で繰り返し実施される。図８では、ステップＳ０９とステップＳ１１との間で、ステップＳ２１を実行する点で、図６と相違する。図８のステップＳ０１〜Ｓ１７で実行する処理は、図６のステップＳ０１〜Ｓ１７と同じであり、説明を省略する。
【００５３】
ステップＳ２１で、第２の比較器２０は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化の傾斜と閾値とを比較する。路面の高さ変化の傾斜が閾値以上である場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化の傾斜は、段差検出装置２に対して要求されている検出精度を満たす程度に急峻であると判断できる。そこで、この場合、ステップＳ１１〜Ｓ１５を実施することなく、ステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７において、段差検出回路１８は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差を検出する。
【００５４】
一方、路面の高さ変化の傾斜が閾値未満である場合（Ｓ２１でＮＯ）、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化の傾斜は、段差検出装置２に対して要求されている検出精度を満たす程度に急峻でないと判断できる。そこで、位置検出精度が満たすべく、第１実施形態と同様にステップＳ１１〜Ｓ１５を実施した上で、ステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７において、段差検出回路１８は、路面の高さ変化の傾斜が大きい方に基づいて、路面上の段差を検出する。
【００５５】
以上説明したように、第２実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００５６】
第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化の傾斜が閾値以上である場合に、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差を検出する。これにより、測距センサ１２により検出される路面までの距離及び方位に含まれる誤差の影響を抑制して、路面上の段差の位置を精度良く検出することができる。特に、段差接線方向と段差判定位置が成す角度が小さいカーブや交差点で、段差端点ＬＤの位置をより高精度に検出することができる。更に、段差判定位置回路１５は第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定せず、路面高算出回路１６は、第２の段差判定位置（Ｐａ２）における路面の高さ変化を算出しない。よって、段差の検出精度を維持したまま、計算負荷を軽減し、処理速度を向上させることができる。
【００５７】
なお、第２実施形態では、路面の高さ変化の傾斜が閾値未満である場合（Ｓ２１でＮＯ）、第１実施形態と同様な処理を行う例を示した。しかし、これに限らず、様々な変形例が可能である。例えば、路面の高さ変化の傾斜が閾値未満である場合（Ｓ２１でＮＯ）、段差検出装置２は、ステップＳ１１〜Ｓ１７を実施せずに、今回の処理動作サイクルを終了し、次回の処理サイクルを開始すればよい。そして、次回の処理サイクルのステップＳ０７において、段差判定位置回路１５は、前回の第１の所定方向及び第１の所定距離とは異なる、第１の所定方向及び第１の所定距離を設定すればよい。この変形例であっても、段差の検出精度を維持したまま、計算負荷を軽減し、処理速度を向上させることができる。また、第２実施形態では、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化の傾斜が閾値以上である場合に、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差を検出し、第２の段差判定位置（Ｐａ２）における路面の高さ変化を算出しない例であったが、更に複数の段差判定位置を設定しておき、第１の段差判定位置（Ｐａ１）から順番に、路面の高さ変化の傾斜が閾値以上となる段差判定位置まで判定を繰り返し、路面の高さ変化の傾斜が閾値以上となる段差判定位置が見つかった場合、次の判定は行わず、路面の高さ変化の傾斜が閾値以上となった段差判定位置における路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差を検出するようにしても良い。
【００５８】
（第３実施形態）
第１の段差判定位置（Ｐａ１）と段差（ＬＤ）の交点と、第２の段差判定位置（Ｐａ２）と段差（ＬＤ）の交点とが離れていては、路面の高さ変化の傾斜の差異を適切に比較することが難しい場合がある。
【００５９】
そこで、第３実施形態〜第６実施形態では、第１の段差判定位置（Ｐａ１）において段差が存在する段差存在範囲を推定し、段差存在範囲を通る第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定する例を説明する。具体的に、段差検出装置（３〜６）は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）において段差が存在する段差存在範囲を推定する段差存在範囲推定回路（２１〜２４）を更に備える。段差判定位置回路１５は、第２の段差判定位置（Ｐａ２）が段差存在範囲を通るように、第２の所定方向及び第２の所定距離を設定する。これにより、第１の段差判定位置（Ｐａ１）において検出される段差を、第２の段差判定位置（Ｐａ２）において検出される段差へ近付けることができる。
【００６０】
図９に示すように、第３実施形態に係わる段差検出装置３は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化に基づいて、段差存在範囲Ｑ１を推定する段差存在範囲推定回路２１を備える。その他の構成は図１の段差検出装置３と同じである。なお、ここでは、図１の段差検出装置３に基づく第３実施形態を説明するが、第３実施形態は、図７の段差検出装置２にも適用可能である。
【００６１】
図１０及び図１１に示すように、段差存在範囲推定回路２１は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化（図４）から、路面高変化部（ＨＣ）及び段差端点ＬＤを含む領域を特定し、当該領域に段差存在範囲Ｑ１を設定する。段差判定位置回路１５は、第２の段差判定位置（Ｐａ２）が段差存在範囲Ｑ１を通るように、第２の所定方向及び第２の所定距離を設定する。
【００６２】
段差存在範囲Ｑ１の奥行方向の範囲としては、例えば、縁石１つ分の長さとすることができる。縁石１つ分の長さで探索することにより、縁石の傾きの変わらない範囲で第２の段差判定位置を設定することができる。
【００６３】
段差存在範囲Ｑ１の水平方向の範囲としては、高さ変化量に合わせて変更することができる。日本の道路環境で使用される低い縁石ブロック（図２５（ａ）の符号Ｂ１）として、排水などの理由により段差付近から３５〜４５ｃｍ程度の範囲において傾斜が設定された一体型ブロックの規格がある。一体型ブロックの規格に基づき、水平方向の範囲は、高さ変化位置（ＴＤ）と真の段差端点ＬＤとの差異も考慮して約５０ｃｍで設定すればよい。ただし、日本以外の国においては、当該国の規格等に基づいて所定の距離を設定することは可能である。
【００６４】
また、歩道と車道の境界を定める高い縁石ブロック（図２５（ｂ）の符号Ｂ２）は、車道側の傾斜部を備えず、縁石単体で構成されているため、段差付近の傾斜部分は車道の横断勾配によるものとなる。そのため、車道全体から縁石端点までの距離において傾斜が設定されていることになる。日本の道路環境では、低い縁石ブロックに対して車幅方向における所定の距離を約５０ｃｍと設定しても傾斜の角度が変わらないため、正しく段差端点ＬＤの位置を検出することが可能である。ただし、ここでは車道全体が一定の傾斜であるため、車道全体を所定の距離に含めた方が精度は良くなる。なぜならば、測距データにおけるノイズに対してＳ／Ｎ比が向上するためである。そこで、縁石ブロックの高さを意味する高さ変化に応じて、水平方向の範囲を変更することも可能である。それにより、一定の傾斜となる必要かつ最低限の範囲で抽出することができ、より高精度な路面傾斜の推定が可能となる。その結果、段差端点ＬＤの位置をより高精度に検出することができる。
【００６５】
図１２を参照して図９の段差検出装置３を用いた段差検出方法の一例を説明する。図１２に示す一連の処理動作は、所定の時間周期で繰り返し実施される。図１２では、ステップＳ０９とステップＳ１１との間で、ステップＳ３１を実行する点で、図６と相違する。図１２のステップＳ０１〜Ｓ１７で実行する処理は、図６のステップＳ０１〜Ｓ１７と同じであり、説明を省略する。
【００６６】
ステップＳ３１で、段差存在範囲推定回路２１は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化（図４）から、段差（ＬＤ）が存在する段差存在範囲Ｑ１を推定する。そして、ステップＳ１１に進み、段差判定位置回路１５は、第２の所定方向及び第２の所定距離を調整することにより、段差存在範囲Ｑ１を通る第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定する。
【００６７】
以上説明したように、第３実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００６８】
第１の段差判定位置（Ｐａ１）において段差が存在する段差存在範囲Ｑ１を推定し、段差存在範囲Ｑ１を通る第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定する。これにより、第１の段差判定位置（Ｐａ１）において検出される段差と第２の段差判定位置（Ｐａ２）において検出される段差とを近付けることができる。そして、ほぼ同じ段差の位置における路面の高さ変化の傾斜の差異を比較することができる。それにより、段差（ＬＤ）に対して、より最適な所定方向の傾きを設定することができ、段差（ＬＤ）の位置をより高精度に検出することができる。
【００６９】
第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化に基づいて、段差存在範囲Ｑ１を推定するため、より高精度に段差存在範囲Ｑ１を推定することが可能である。その結果、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における段差と第２の段差判定位置（Ｐａ２）における段差とを近付けることができる。そして、ほぼ同じ段差の位置における路面の高さ変化の傾斜の差異を比較することができる。それにより、段差（ＬＤ）に対して、より最適な所定方向の傾きを設定することができ、段差（ＬＤ）の位置をより高精度に検出することができる。
【００７０】
（第４実施形態）
第４実施形態に係わる段差検出装置４は、一連の段差検出処理を所定の時間周期で繰り返し実施し、前回の処理サイクルにおいて検出された段差の位置に基づいて、段差存在範囲Ｑ２を推定する。
【００７１】
図１３に示すように、第４実施形態に係わる段差検出装置４は、前回検出された段差（ＬＤ）の位置に基づいて、段差存在範囲Ｑ２を推定する段差存在範囲推定回路２２を備える。その他の構成は図１の段差検出装置３と同じである。なお、ここでは、図１の段差検出装置３に基づく第４実施形態を説明するが、第４実施形態は、図７の段差検出装置２にも適用可能である。
【００７２】
具体的に、段差存在範囲推定回路２２は、所定の時間周期における車両Ｖｃの移動量を推定する。推定した移動量と、前回検出された段差端点ＬＤの位置情報とを用いて、今回段差（ＬＤ）が検出されることが予想される位置或いは領域を推定する。つまり、異なる時刻に検出された段差端点ＬＤの位置から、段差存在範囲Ｑ２を推定する。例えば、図１４に示すように、前回検出された段差端点ＬＤの位置を車両の移動量だけ補正する。補正した位置（ＦＴ１、ＦＴ２、ＦＴ３、・・・、ＦＴ１０）のうち、第１の段差判定位置（Ｐａ１）に最も近い位置（ＦＴ７）を含む領域に段差存在範囲Ｑ２を設定する。最も近い位置（ＦＴ７）を中心とする領域に段差存在範囲Ｑ２を設定する。或いは、補正した位置（ＦＴ１、ＦＴ２、ＦＴ３、・・・、ＦＴ１０）を繋ぐ線と第１の段差判定位置（Ｐａ１）との交点を中心とする領域に段差存在範囲Ｑ２を設定しても構わない。段差判定位置回路１５は、第２の所定方向及び第２の所定距離を調整することにより、段差存在範囲Ｑ２を通る第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定する。
【００７３】
図１５を参照して、図１３の段差検出装置４を用いた段差検出方法の一例を説明する。図１５に示す一連の処理動作は、所定の時間周期で繰り返し実施される。図１５では、ステップＳ０９とステップＳ１１との間で、ステップＳ４１を実行する点で、図６と相違する。図１５のステップＳ０１〜Ｓ１７で実行する処理は、図６のステップＳ０１〜Ｓ１７と同じであり、説明を省略する。
【００７４】
ステップＳ４１で、段差存在範囲推定回路２２は、所定の時間周期における車両Ｖｃの移動量を推定する。そして、移動量と、前回検出された段差端点ＬＤの位置情報とを用いて、段差存在範囲Ｑ２を推定する。ステップＳ１１に進み、段差判定位置回路１５は、第２の所定方向及び第２の所定距離を調整することにより、段差存在範囲Ｑ２を通る第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定する。
【００７５】
以上説明したように、第４実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００７６】
前回検出された段差の位置に基づいて段差存在範囲を推定するため、より高精度に段差存在範囲Ｑ２を推定することが可能である。その結果、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における段差と第２の段差判定位置（Ｐａ２）における段差とを近付けることができる。そして、ほぼ同じ段差の位置における路面の高さ変化の傾斜の差異を比較することができる。それにより、段差（ＬＤ）に対して、より最適な所定方向の傾きを設定することができ、段差（ＬＤ）の位置をより高精度に検出することができる。
【００７７】
（第５実施形態）
第５実施形態に係わる段差検出装置５は、同じ処理サイクルにおいて、複数の第１の段差判定位置（Ｐａ１）を設定し、第１の段差判定位置（Ｐａ１）毎に路面上の段差の検出を試みる。そして、検出に成功した段差の位置に基づいて段差存在範囲Ｑ３を推定する。
【００７８】
図１６に示すように、第５実施形態に係わる段差検出装置５は、段差存在範囲推定回路２３を備える。段差判定位置回路１５は、同じ処理サイクルにおいて、複数の第１の段差判定位置（Ｐａ１）を設定する。段差検出回路１８は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）毎に路面上の段差の検出を試み、段差存在範囲推定回路２３は、検出に成功した段差（ＬＤ）の位置に基づいて、段差存在範囲Ｑ３を推定する。その他の構成は図１の段差検出装置３と同じである。なお、ここでは、図１の段差検出装置３に基づく第５実施形態を説明するが、第５実施形態は、図７の段差検出装置２にも適用可能である。
【００７９】
具体的には、図１７のように、段差検出回路１８は、同じ処理サイクルにおいて、測距センサ１２に近い第１の段差判定位置（Ｐａ１）から順に路面上の段差の検出を試みる。そして、段差存在範囲推定回路２３は、検出に成功した段差の位置（ＦＳ１、ＦＳ２）のうち、検出に失敗した第１の段差判定位置（Ｐａ１）に対して、最も近い段差の位置（ＦＳ２）を選択する。そして、選択した段差の位置（ＦＳ２）に基づいて、検出に失敗した第１の段差判定位置（Ｐａ１）における段差存在範囲Ｑ３を推定する。段差判定位置回路１５は、第２の所定方向及び第２の所定距離を調整することにより、段差存在範囲Ｑ３を通る第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定する。
【００８０】
なお、測距センサ１２から遠い第１の段差判定位置（Ｐａ１）から順に路面上の段差の検出を試みても構わない。また、最も近い段差の位置のみではなく、２番目（ＦＳ１）、３番目、・・・に近い段差の位置を加えて、段差存在範囲Ｑ３を推定しても構わない。
【００８１】
図１８を参照して、図１６の段差検出装置５を用いた段差検出方法の一例を説明する。図１８に示す一連の処理動作は、所定の時間周期で繰り返し実施される。図１８では、ステップＳ０９とステップＳ１１との間で、ステップＳ５１を実行する点で、図６と相違する。また、ステップＳ０７及びステップＳ０９の処理内容が図６と相違する。その他のステップで実行する処理は、図６と同じであり、説明を省略する。
【００８２】
ステップＳ０７で、段差判定位置回路１５は、車両の周囲の路面に、複数の第１の段差判定位置（Ｐａ１）を設定する。このとき、第１の所定方向は変えず、第１の所定距離を変化させることにより、複数の第１の段差判定位置（Ｐａ１）を同時に設定する。
【００８３】
ステップＳ０９に進み、段差判定位置回路１５は、演算回路１４により取得された物体までの距離及び方位に基づいて、第１の段差判定位置（Ｐａ１）の各々における路面の高さ変化（第１の高さ変化）を算出する。更に、段差検出回路１８は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）の各々について、段差の検出を試みる。
【００８４】
ステップＳ５１に進み、段差存在範囲推定回路２３は、検出に成功した段差の位置（ＦＳ１、ＦＳ２）のうち、第１の段差判定位置（Ｐａ１）に対して最も近い段差の位置（ＦＳ２）を選択する。そして、選択した段差の位置（ＦＳ２）に基づいて、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における段差存在範囲Ｑ３を推定する。
【００８５】
ステップＳ１１に進み、段差判定位置回路１５は、第２の所定方向及び第２の所定距離を調整することにより、段差存在範囲Ｑ３を通る第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定する。
【００８６】
以上説明したように、第５実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００８７】
複数の第１の段差判定位置（Ｐａ１）を設定し、第１の段差判定位置（Ｐａ１）毎に路面上の段差の検出を試みる。検出に成功した段差の位置（ＦＳ１、ＦＳ２）に基づいて、段差存在範囲Ｑ３を推定する。よって、より高精度に段差存在範囲を推定することが可能である。その結果、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における段差と第２の段差判定位置（Ｐａ２）における段差とを近付けることができる。そして、ほぼ同じ段差の位置における路面の高さ変化の傾斜の差異を比較することができる。それにより、段差（ＬＤ）に対して、より最適な所定方向の傾きを設定することができ、段差（ＬＤ）の位置をより高精度に検出することができる。
【００８８】
（第６実施形態）
第６実施形態に係わる段差検出装置６は、車両Ｖｃの地図上の位置を推定し、推定された車両Ｖｃの地図上の位置に基づいて、段差存在範囲を推定する。
【００８９】
図１９に示すように、第６実施形態に係わる段差検出装置６は、車両周囲の地図情報を取得する地図取得回路２６と、車両Ｖｃの地図上の位置を推定する自己位置推定回路２５と、を更に備える。段差存在範囲推定回路２４は、推定された車両の地図上の位置に基づいて、段差存在範囲を推定する。なお、段差検出装置６は、ＧＰＳ２７と、地図データベース２８を更に備えていてもよい。しかし、外部との通信により、車両Ｖｃ周囲の地図情報や自己位置の情報を取得しても構わない。その他の構成は図１の段差検出装置３と同じである。なお、ここでは、図１の段差検出装置３に基づく第６実施形態を説明するが、第６実施形態は、図７の段差検出装置２にも適用可能である。
【００９０】
地図取得回路２６が取得する地図情報には、車道の形状を示す道路情報が含まれている。車道の形状は、段差（ＬＤ）により定められる形状である。自己位置推定回路２５は、ＧＰＳ２７から取得した車両Ｖｃの現在位置を示す自己位置情報から、車両Ｖｃの地図上の位置を推定する。これにより、車両Ｖｃに対する段差（ＬＤ）の平面形状を推定することができる。段差存在範囲推定回路２４は、推定された車両Ｖｃの地図上の位置と、第１の段差判定位置（Ｐａ１）とに基づいて、段差存在範囲を推定する。具体的には、車両Ｖｃに対する車道の輪郭と第１の段差判定位置（Ｐａ１）とが交わる位置を中心として、段差存在範囲を推定する。
【００９１】
図２０を参照して図１９の段差検出装置６を用いた段差検出方法の一例を説明する。図２０に示す一連の処理動作は、所定の時間周期で繰り返し実施される。図２０では、ステップＳ０９とステップＳ１１との間で、ステップＳ６１〜Ｓ６５を実行する点で、図６と相違する。図２０のステップＳ０１〜Ｓ１７で実行する処理は、図６のステップＳ０１〜Ｓ１７と同じであり、説明を省略する。
【００９２】
ステップＳ６１で、地図取得回路２６は、車道の形状を示す道路情報を含む地図情報を取得する。ステップＳ６３に進み、自己位置推定回路２５は、ＧＰＳ２７から取得した車両Ｖｃの現在位置を示す自己位置情報から、車両Ｖｃの地図上の位置を推定する。ステップＳ６５に進み、段差存在範囲推定回路２４は、推定された車両Ｖｃの地図上の位置と、第１の段差判定位置（Ｐａ１）とに基づいて、段差存在範囲を推定する。
【００９３】
ステップＳ１１に進み、段差判定位置回路１５は、第２の所定方向及び第２の所定距離を調整することにより、段差存在範囲Ｑ２を通る第２の段差判定位置（Ｐａ２）を設定する。
【００９４】
以上説明したように、第６実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００９５】
車両の地図上の位置に基づいて、段差存在範囲を推定することにより、より高精度に段差存在範囲を推定することが可能である。その結果、第１の段差判定位置における段差と第２の段差判定位置における段差とを近付けることができる。そして、ほぼ同じ段差の位置における路面の高さ変化の傾斜の差異を比較することができる。それにより、段差に対して、より最適な所定方向の傾きを設定することができ、段差の位置をより高精度に検出することができる。
【００９６】
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００９７】
（第１変形例）
測距センサ１２としてのステレオカメラを、車両Ｖｃの前部ではなく、図２２に示すように、車両Ｖｃの側部に設置し、ステレオカメラの撮像範囲を車両Ｖｃの側方としても構わない。この場合も、車両Ｖｃの進行方向を第１の所定方向（Ｄａ１）とする。これにより、段差判定位置回路１５は、車両の周囲（側方）の路面に、段差（ＬＤ）と交わる第１の段差判定位置（Ｐａ１）を設定することができる。具体的には、測距センサ１２から第１の所定方向（Ｄａ１）に第１の所定距離だけ離れ、第１の所定方向（Ｄａ１）に直交する方向に延びる段差判定位置（Ｐａ１）を設定することができる。図示は省略するが、第２の段差判定位置（Ｐａ２）についても同様である。
【００９８】
（第２変形例）
測距センサ１２の他の例として、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）がある。ＬＲＦは、車両周囲の物体に向けてレーザーを照射し、物体に反射して戻ってきたレーザーを観測する。そして、ＬＲＦは、レーザーの照射方向に基づいて物体が位置する方位を計測すると共に、レーザーの照射から反射レーザーの観測までの時間に基づいて物体までの距離を計測する。ＬＲＦは、レーザースキャナとも呼ばれる。ＬＲＦの照射範囲は任意に設定可能である。図２３は、車両Ｖｃのルーフ中央部にＬＲＦ（１２）を設定し、周囲全体を照射範囲とする３６０度ＬＲＦの例を示す。段差判定位置回路１５は、測距センサ１２から第１の所定方向（Ｄａ１）に第１の所定距離だけ離れ、第１の所定方向（Ｄａ１）に直交する方向に延びる第１の段差判定位置（Ｐａ１）を設定する。よって、車両Ｖｃの前部に測距センサ１２を設置した図２及び図３の例と同様にして、車両Ｖｃの進行方向を第１の所定方向Ｄａ１とするので、車幅方向に延びる第１の段差判定位置（Ｐａ１）が、車両Ｖｃの前方に設定される。図示は省略するが、第２の段差判定位置（Ｐａ２）についても同様である。
【００９９】
なお、俯角を付けてＬＲＦを搭載することで走行中に車両進行方向を広範囲にわたって調査することが可能となる。また、複数のレーザーを同時に照射可能なマルチレイヤー型のＬＲＦを用いることも可能である。
【０１００】
測距センサ１２としてレーザレンジファインダ（ＬＲＦ）を用いた場合の段差検出方法は、図６のＳ０１〜Ｓ０５の代わりに、図２４に示すステップＳ７１及びＳ７３を実施する点が相違する。その他のステップＳ０７〜Ｓ１３は、図６と同じであり、説明を省略する。
【０１０１】
ステップＳ７１において、ＬＲＦ（１２）は、レーザーが照射された物体の方位と共に、物体までの距離を計測する。計測データは演算回路１４に送信される。ステップＳ７３に進み、演算回路１４は、ＬＲＦ（１２）を原点とした極座標系の計測データを、車両Ｖｃを原点とした直交座標系に変換する。これにより、演算回路１４は、車両の周囲における路面の三次元情報を取得することができる。その後、ステップＳ０７へ進む。
【符号の説明】
【０１０２】
１〜６  段差検出装置
１１  測距部
１２  測距センサ
１３  マイクロコンピュータ
１４  演算回路
１５  段差判定位置回路
１６  路面高算出回路
１８  段差検出回路
１９  第１の比較器
２０  第２の比較器
２１〜２４  段差存在範囲推定回路
ＨＣ  路面高変化部
Ｄａ１  第１の所定方向
Ｄａ２  第２の所定方向
Ｐａ１  第１の段差判定位置
Ｐａ２  第２の段差判定位置
Ｒｄ  段差部
Ｒｒ  車道
Ｑ１〜Ｑ３  段差存在範囲
ＬＤ  段差端点
Ｖｃ  車両
【図１】
2017022079.tif 000003
【図２】
2017022079.tif 000004
【図３】
2017022079.tif 000005
【図４】
2017022079.tif 000006
【図５】
2017022079.tif 000007
【図６】
2017022079.tif 000008
【図７】
2017022079.tif 000009
【図８】
2017022079.tif 000010
【図９】
2017022079.tif 000011
【図１０】
2017022079.tif 000012
【図１１】
2017022079.tif 000013
【図１２】
2017022079.tif 000014
【図１３】
2017022079.tif 000015
【図１４】
2017022079.tif 000016
【図１５】
2017022079.tif 000017
【図１６】
2017022079.tif 000018
【図１７】
2017022079.tif 000019
【図１８】
2017022079.tif 000020
【図１９】
2017022079.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2017022079.tif 000023
【図２２】
2017022079.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月5日(2018.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、車道（Ｒｒ）の路面には、その高さが中央部から両端部である路肩に向けて低くなる傾斜（カント）が設けられている。この段差近傍の傾斜に対応するように、段差検出回路１８が、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化で段差があると判定した後、更に、路面高算出回路１６が近傍段差判定位置（ｙａ）を設定して、段差近傍のある一定の傾斜部分の測距データのみを抽出して、正確に段差端点ＬＤの位置を検出するようにしても良い。以下、具体的な方法について説明する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図９に示すように、第３実施形態に係わる段差検出装置３は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）における路面の高さ変化に基づいて、段差存在範囲Ｑ１を推定する段差存在範囲推定回路２１を備える。その他の構成は図１の段差検出装置１と同じである。なお、ここでは、図１の段差検出装置３に基づく第３実施形態を説明するが、第３実施形態は、図７の段差検出装置２にも適用可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
図１３に示すように、第４実施形態に係わる段差検出装置４は、前回検出された段差（ＬＤ）の位置に基づいて、段差存在範囲Ｑ２を推定する段差存在範囲推定回路２２を備える。その他の構成は図１の段差検出装置３と同じである。なお、ここでは、図１の段差検出装置１に基づく第４実施形態を説明するが、第４実施形態は、図７の段差検出装置２にも適用可能である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
図１６に示すように、第５実施形態に係わる段差検出装置５は、段差存在範囲推定回路２３を備える。段差判定位置回路１５は、同じ処理サイクルにおいて、複数の第１の段差判定位置（Ｐａ１）を設定する。段差検出回路１８は、第１の段差判定位置（Ｐａ１）毎に路面上の段差の検出を試み、段差存在範囲推定回路２３は、検出に成功した段差（ＬＤ）の位置に基づいて、段差存在範囲Ｑ３を推定する。その他の構成は図１の段差検出装置１と同じである。なお、ここでは、図１の段差検出装置３に基づく第５実施形態を説明するが、第５実施形態は、図７の段差検出装置２にも適用可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
図１９に示すように、第６実施形態に係わる段差検出装置６は、車両周囲の地図情報を取得する地図取得回路２６と、車両Ｖｃの地図上の位置を推定する自己位置推定回路２５と、を更に備える。段差存在範囲推定回路２４は、推定された車両の地図上の位置に基づいて、段差存在範囲を推定する。なお、段差検出装置６は、ＧＰＳ２７と、地図データベース２８を更に備えていてもよい。しかし、外部との通信により、車両Ｖｃ周囲の地図情報や自己位置の情報を取得しても構わない。その他の構成は図１の段差検出装置１と同じである。なお、ここでは、図１の段差検出装置３に基づく第６実施形態を説明するが、第６実施形態は、図７の段差検出装置２にも適用可能である。
【国際調査報告】
2017022079.tif 000028
2017022079.tif 000029