(57)【要約】  撮像画像に基づいて立体物を検出する際に、昼間であるか夜間であるかを判定し、昼間であると判定された場合には、地平線を基準とする地平線基準領域を含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、第１エッジ抽出領域におけるエッジの強度に基づいて立体物を検出するための閾値を設定し、夜間であると判定された場合には、道路端を基準とする道路端基準領域を含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの強度に基づいて立体物を検出するための閾値を設定することを特徴とする立体物検出装置。
2014017625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、自車両後方の映像を結像させるレンズを備えた撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮像画像に基づいて、自車両後方の立体物を検出する立体物検出手段と、
地平線を基準とする地平線基準領域を少なくとも含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第１抽出領域におけるエッジの強度を第１エッジ強度として算出する第１エッジ強度算出手段と、
道路端を基準とする道路端基準領域を少なくとも含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第２エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第２エッジ強度として算出する第２エッジ強度算出手段と、
昼間であるか夜間であるかを判定する昼夜判定手段と、
前記昼夜判定手段により昼間であると判定された場合には、前記第１エッジ抽出領域における前記第１エッジ強度に基づいて、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御し、夜間であると判定された場合には、前記第２エッジ抽出領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、
前記撮像手段により得られた前記撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段を有し、
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で、所定の第１閾値以上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し、該差分波形情報のピークの値が所定の第２閾値以上である場合に、該差分波形情報に基づいて、前記立体物を検出し、
前記制御手段は、前記昼夜判定手段により昼間であると判定された場合には、前記第１エッジ抽出領域における前記第１エッジ強度に基づいて、前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定することで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御し、夜間であると判定された場合には、前記第２エッジ抽出領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定することで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、
前記撮像手段により得られた前記撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段を有し、
前記画像変換手段により得られた鳥瞰視画像から、隣接する画素領域の輝度差が所定の第１閾値以上であるエッジ成分を検出し、該エッジ成分に基づくエッジ情報の量が所定の第２閾値以上である場合に、前記エッジ情報に基づいて、前記立体物を検出し、
前記制御手段は、前記昼夜判定手段により昼間であると判定された場合には、前記第１エッジ抽出領域における前記第１エッジ強度に基づいて、前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定することで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御し、夜間であると判定された場合には、前記第２エッジ抽出領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定することで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度が高いほど、前記第１閾値または前記第２閾値を高い値に変更し、前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度が低いほど、前記第１閾値または前記第２閾値を低い値に変更することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、自車両の左右後方に設定された左側検出領域および右側検出領域において前記立体物を検出し、
前記制御手段は、
前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度に基づいて前記第１閾値を変更する際には、昼間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける前記第１閾値の差が、夜間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける前記第１閾値の差以下になるように、前記第１閾値を変更し、
前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度に基づいて前記第２閾値を変更する際には、昼間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける前記第２閾値の差が、夜間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける前記第２閾値の差以下になるように、前記第２閾値を変更することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、自車両の左右後方に設定された左側検出領域および右側検出領域において前記立体物を検出し、
前記第２エッジ強度算出手段は、左右の道路端を基準とする左側道路端基準領域および右側道路端基準領域を前記第２エッジ抽出領域として設定し、前記左側道路端基準領域におけるエッジの強度に基づいて、前記左側道路端基準領域における前記第２エッジ強度を算出するとともに、前記右側道路端基準領域におけるエッジの強度に基づいて、前記右側道路端基準領域における前記第２エッジ強度を算出し、
前記制御手段は、前記左側道路端基準領域における前記第２エッジ強度に基づいて前記左側検出領域における前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定し、前記右側道路端基準領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記右側検出領域における前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記立体物検出手段により前記立体物が検出されている場合には、前記第１閾値または前記第２閾値の値の変更を禁止することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記撮像画像の輝度が所定値未満である場合には、前記撮像画像の輝度が所定値以上である場合と比べて、前記第１閾値または前記第２閾値の値を高くすることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項９】
請求項１に記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記昼夜判定手段により昼間であると判定された場合には、前記第１エッジ抽出領域における前記第１エッジ強度に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行うことで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御し、夜間であると判定された場合には、前記第２エッジ抽出領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行うことで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、
前記撮像手段により得られた前記撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段を有し、
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で、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し、該差分波形情報に基づいて、前記立体物を検出することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、
前記撮像手段により得られた前記撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段を有し、
前記画像変換手段により得られた前記鳥瞰視画像からエッジ情報を検出し、該エッジ情報に基づいて、前記立体物を検出することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、自車両の左右後方に設定された左側検出領域および右側検出領域において前記立体物を検出し、
前記制御手段は、昼間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける露出の差が、夜間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける露出の差以下になるように、前記撮像手段の露出制御を行うことを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、自車両の左右後方に設定された左側検出領域および右側検出領域において前記立体物を検出し、
前記第２エッジ強度算出手段は、左右の道路端を基準とする左側道路端基準領域および右側道路端基準領域を前記第２エッジ抽出領域として設定し、前記左側道路端基準領域におけるエッジの強度に基づいて、前記左側道路端基準領域における前記第２エッジ強度を算出するとともに、前記右側道路端基準領域におけるエッジの強度に基づいて、前記右側道路端基準領域における前記第２エッジ強度を算出し、
前記制御手段は、前記左側道路端基準領域における前記第２エッジ強度に基づいて前記左側検出領域における露出を制御し、前記右側道路端基準領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記右側検出領域における露出を制御することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記立体物検出手段により前記立体物が検出されている場合には、前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度に拘わらず、前記撮像手段の露出を維持することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記撮像画像の輝度が所定値未満である場合には、前記撮像画像の輝度が所定値以上である場合と比べて、前記撮像手段の露出量を小さくすることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度の値が低いほど、前記撮像手段の絞り値を開放側の値に変更し、前記撮像手段の撮像感度を高い値に変更し、または、前記撮像手段の露光時間を長い時間に変更することで、前記撮像手段の露出制御を行うことを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記第１エッジ強度算出手段は、消失点近傍の地平線を基準とする領域を、前記地平線基準領域として設定することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記第１エッジ強度算出手段は、前記地平線基準領域に加えて、道路端を基準とする道路端基準領域を前記第１エッジ抽出領域として設定し、前記地平線基準領域におけるエッジの強度が所定値以上である場合には、前記地平線基準領域におけるエッジの強度を前記第１エッジ強度として算出し、前記地平線基準領域におけるエッジの強度が所定値未満である場合には、前記地平線基準領域および前記道路端基準領域のうちエッジの強度が最も高い領域におけるエッジの強度を、前記第１エッジ強度として算出することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１９】
自車両後方の撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換し、異なる時刻の前記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で所定の第１閾値以上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し、該差分波形情報のピークの値が所定の第２閾値以上である場合に、該差分波形情報に基づいて立体物を検出する立体物検出方法であって、
昼間であるか夜間であるかを判定し、
昼間であると判定された場合には、地平線を基準とする地平線基準領域を少なくとも含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第１抽出領域におけるエッジの強度を第１エッジ強度として算出し、前記第１エッジ強度に基づいて前記第１閾値または前記第２閾値を設定し、
夜間であると判定された場合には、道路端を基準とする道路端基準領域を含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第２エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第２エッジ強度として算出し、前記第２エッジ強度に基づいて前記第１閾値または前記第２閾値を設定することを特徴とする立体物検出方法。
【請求項２０】
自車両後方の撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換し、前記鳥瞰視画像から、隣接する画素領域の輝度差が所定の第１閾値以上であるエッジ成分を検出し、該エッジ成分に基づくエッジ情報の量が所定の第２閾値以上である場合に、前記エッジ情報に基づいて立体物を検出する立体物検出方法であって、
昼間であるか夜間であるかを判定し、
昼間であると判定された場合には、地平線を基準とする地平線基準領域を少なくとも含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第１抽出領域におけるエッジの強度を第１エッジ強度として算出し、前記第１エッジ強度に基づいて前記第１閾値または前記第２閾値を設定し、
夜間であると判定された場合には、道路端を基準とする道路端基準領域を含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第２エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第２エッジ強度として算出し、前記第２エッジ強度に基づいて前記第１閾値または前記第２閾値を設定することを特徴とする立体物検出方法。
【請求項２１】
自車両後方を撮像する撮像手段により取得された撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換し、異なる時刻に得られた鳥瞰視画像の差分に基づいて差分波形情報を生成し、該差分波形情報に基づいて立体物を検出する立体物検出方法であって、
昼間であるか夜間であるかを判定し、
昼間であると判定された場合には、地平線を基準とする地平線基準領域を少なくとも含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第１抽出領域におけるエッジの強度を第１エッジ強度として算出し、前記第１エッジ強度に基づいて前記撮像手段の露出制御を行い、
夜間であると判定された場合には、道路端を基準とする道路端基準領域を含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第２エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第２エッジ強度として算出し、前記第２エッジ強度に基づいて前記撮像手段の露出制御を行うことを特徴とする立体物検出方法。
【請求項２２】
自車両後方を撮像する撮像手段により取得された撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換し、前記鳥瞰視画像に基づいてエッジ情報を検出し、該エッジ情報に基づいて立体物を検出する立体物検出方法であって、
昼間であるか夜間であるかを判定し、
昼間であると判断された場合には、地平線を基準とする地平線基準領域を少なくとも含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第１抽出領域におけるエッジの強度を第１エッジ強度として算出し、前記第１エッジ強度に基づいて前記撮像手段の露出制御を行い、
夜間であると判断された場合には、道路端を基準とする道路端基準領域を含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第２エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第２エッジ強度として算出し、前記第２エッジ抽出領域における前記第２エッジ強度に基づいて前記撮像手段の露出制御を行うことを特徴と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、立体物検出装置及び立体物検出方法に関するものである。
本出願は、２０１２年７月２７日に出願された日本国特許出願の特願２０１２―１６６５２８および特願２０１２−１６６５２９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】
従来より、カメラで撮像した撮像画像に基づいて、自車両周辺の立体物を検出する技術が知られている（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２００６−３１１２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カメラで撮像した撮像画像に基づいて自車両周辺の立体物を検出する際に、カメラのレンズに水垢などの異物が付着しており、レンズが白濁している（レンズ表面に白色の薄膜が形成されている）場合には、昼と夜とで光環境が異なる場合に、被写体からの光束の一部が遮られたり、乱反射してしまい、カメラにより撮像される被写体の像が不鮮明となってしまい、その結果、立体物を適切に検出できない場合があった。【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、レンズが白濁している場合でも、立体物を適切に検出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、撮像画像に基づいて立体物を検出する立体物検出装置において、地平線を基準とする地平線基準領域を含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づくエッジの強度を第１エッジ強度として算出するとともに、道路端を基準とする道路端基準領域を含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づくエッジの強度を第２エッジ強度として算出する。そして、昼間である場合には、第１エッジ抽出領域における前記第１エッジ強度に基づいて、立体物の検出を制御し、夜間であると判定された場合には、第２エッジ抽出領域における第２エッジ強度に基づいて、立体物の検出を制御することで、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、昼間において所定量のエッジの抽出が期待される第１エッジ抽出領域、または、夜間において所定量のエッジの抽出が期待される第２エッジ抽出領域からエッジを抽出し、抽出されたエッジの分布に基づいて、エッジの強度を算出することで、該エッジの強度に基づいて、レンズが白濁しているか否かを周辺の光環境に応じて適切に判断することができる。そして、このエッジの強度に基づいて、立体物の検出を制御することで、レンズが白濁している場合でも、立体物を適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】立体物検出装置を搭載した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である。
【図３】第１実施形態に係る計算機の詳細を示すブロック図である。
【図４】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】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】差分波形および立体物を検出するための閾値αの一例を示す図である。
【図７】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８】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９】立体物検出部による重み付けを示す図である。
【図１０】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】夜間エッジ抽出領域の一例を示す図である。
【図１２】夜間エッジ抽出領域の設定方法を説明するための図である。
【図１３】昼間エッジ抽出領域の一例を示す図である。
【図１４】昼間エッジ抽出領域の設定方法を説明するための図である。
【図１５】エッジ強度偏差Ｓσの重みの算出方法を説明するための図である。
【図１６】対象エッジ強度の算出方法を説明するための図である。
【図１７】対象エッジ強度と差分閾値との関係の一例を示す図である。
【図１８】第１実施形態に係る隣接車両検出処理を示すフローチャートである。
【図１９】第１実施形態に係る閾値変更処理を示すフローチャートである。
【図２０】第２実施形態に係る計算機の詳細を示すブロック図である。
【図２１】車両の走行状態を示す図であり、（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２２】第２実施形態に係る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２３】第２実施形態に係る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２４】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２５】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（隣接車両）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２６】第２実施形態に係る隣接車両検出方法を示すフローチャートである。
【図２７】第２実施形態に係る閾値変更処理を示すフローチャートである。
【図２８】第３実施形態に係る計算機の詳細を示すブロック図である。
【図２９】最終エッジ強度と露出制御値との関係の一例を示す図である。
【図３０】第３実施形態に係る露出制御処理を示すフローチャートである。
【図３１】第４実施形態に係る計算機の詳細を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
≪第１実施形態≫
図１は、本実施形態に係る立体物検出装置１を搭載した車両の概略構成図である。本実施形態に係る立体物検出装置１は、自車両Ｖ１が車線変更する際に接触の可能性がある隣接車線に存在する他車両（以下、隣接車両Ｖ２ともいう）を検出することを目的とする。本実施形態に係る立体物検出装置１は、図１に示すように、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Ｖ１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となるように車両Ｖ１に取り付けられている。カメラ１０は、この位置から自車両Ｖ１の周囲環境のうちの所定領域を撮像する。車速センサ２０は、自車両Ｖ１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、自車両後方の隣接車線に存在する隣接車両の検出を行う。
【００１１】
図２は、図１の自車両Ｖ１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Ｖ１が走行する車線に加えて、その左右の車線（隣接車線）についても撮像可能な画角に設定されている。
【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、昼夜判定部３４と、エッジ抽出領域設定部３５と、エッジ強度算出部３６と、閾値変更部３７とを備える。以下に、それぞれの構成について説明する。
【００１４】
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。
【００１５】
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Ｖ１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。
【００１６】
図４（ａ）に示すように、現時刻の自車両Ｖ１がＰ１に位置し、一時刻前の自車両Ｖ１がＰ１’に位置していたとする。また、自車両Ｖ１の後側方向に隣接車両Ｖ２が位置して自車両Ｖ１と並走状態にあり、現時刻の隣接車両Ｖ２がＰ２に位置し、一時刻前の隣接車両Ｖ２がＰ２’に位置していたとする。さらに、自車両Ｖ１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。
【００１７】
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、隣接車両Ｖ２（位置Ｐ２）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、隣接車両Ｖ２（位置Ｐ２’）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。
【００１８】
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Ｖ１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。
【００１９】
なお、本実施形態において、位置合わせ部３２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。たとえば、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。
【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、本実施形態において、位置合わせ部３２は、照度環境の変化に対応するために、鳥瞰視画像ＰＢｔ，ＰＢｔ−１の画素値の差を絶対値化し、当該絶対値が所定の差分閾値ｔｈ以上であるときに、差分画像ＰＤｔの画素値を「１」とし、絶対値が所定の差分閾値ｔｈ未満であるときに、差分画像ＰＤｔの画素値を「０」とすることで、図４（ｂ）の右側に示すような差分画像ＰＤｔのデータを生成することができる。なお、本実施形態において、差分閾値ｔｈの値は、後述する閾値変更部３７により変更され、閾値変更部３７により差分閾値ｔｈが変更された場合には、閾値変更部３７により変更された差分閾値ｔｈを用いて、差分画像ＰＤｔの画素値が検出される。
【００２１】
そして、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、差分波形を生成する。この際、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。立体物の検出およ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。
【００２２】
差分波形の生成にあたって立体物検出部３３は、差分画像ＰＤｔにおいて検出領域（検出枠）を設定する。本例の立体物検出装置１は、自車両Ｖ１が車線変更する際に接触の可能性がある隣接車両について移動距離を算出することを目的とするものである。このため、本例では、図２に示すように自車両Ｖ１の後側方に矩形状の検出領域（検出枠）Ａ１，Ａ２を設定する。なお、このような検出領域Ａ１，Ａ２は、自車両Ｖ１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、立体物検出装置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、図２に示すように、設定した検出領域Ａ１，Ａ２の自車両Ｖ１側における辺（走行方向に沿う辺）を接地線Ｌ１，Ｌ２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、本来の隣接車両Ｖ２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、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、まず立体物検出部３３は、差分画像ＰＤｔ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。本実施形態では、所定の差分を示す差分画素ＤＰは、差分画像ＰＤｔの画素値が「０」「１」で表現されており、「１」を示す画素が、差分画素ＤＰとしてカウントされる。
【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】
ここで、差分画像ＰＤｔのデータ上における差分画素ＰＤ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を生成することとなる。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を生成することとなる。
【００２９】
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。
【００３０】
差分波形ＤＷｔの生成後、立体物検出部３３は、生成した差分波形ＤＷｔに基づいて、隣接車線に存在している隣接車両の検出を行う。ここで、図６は、立体物検出部３３による立体物の検出方法を説明するための図であり、差分波形ＤＷｔおよび立体物を検出するための閾値αの一例を示している。立体物検出部３３は、図６に示すように、生成した差分波形ＤＷｔのピークが、当該差分波形ＤＷｔのピーク位置に対応する所定の閾値α以上であるか否かを判断することで、検出領域Ａ１，Ａ２に立体物が存在するか否かを判断する。そして、立体物検出部３３は、差分波形ＤＷｔのピークが所定の閾値α未満である場合には、検出領域Ａ１，Ａ２に立体物が存在しないと判断し、一方、差分波形ＤＷｔのピークが所定の閾値α以上である場合には、検出領域Ａ１，Ａ２に立体物が存在すると判断する。
【００３１】
さらに、立体物検出部３３は、現時刻における差分波形ＤＷｔと一時刻前の差分波形ＤＷｔ−１との対比により、立体物の移動速度を算出する。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、立体物の移動速度を算出する。
【００３２】
詳細に説明すると、立体物検出部３３は、図７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７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７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。
【００３３】
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７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。
【００３４】
図８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８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（隣接車両Ｖ２）の移動距離を算出する。すなわち、図８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。このように、本実施形態では、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可能となる。なお、移動距離τ＊は、自車両に対する立体物（隣接車両Ｖ２）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こととなる。
【００３５】
このように、本実施形態では、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（隣接車両Ｖ２）の移動距離を算出することで、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。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に分割することで、立体物のそれぞれの箇所を表わした波形を複数得ることができ、これにより、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ができ、複数のオフセット量から移動距離を求めることができるため、移動距離の算出精度を向上させることができる。また、本実施形態では、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とで、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が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。
【００３６】
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９は、立体物検出部３３による重み付けを示す図である。
【００３７】
図９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。
【００３８】
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。
【００３９】
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こととなる。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。
【００４０】
なお、本実施形態において立体物検出部３３は、自車両Ｖ１（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。
【００４１】
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の例を示す図である。カメラ１０の画角内に立体物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。これにより、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。
【００４２】
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の画角内に立体物が複数台存在すると想定される。しかし、検出領域Ａ１，Ａ２内に複数の立体物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。これにより、本実施形態では、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。
【００４３】
このように、本実施形態では、検出領域Ａ１，Ａ２内に存在する立体物を検出し、検出した立体物が隣接車両Ｖ２であるか否かを判断することで、隣接車両Ｖ２を検出することができる。
【００４４】
また、本実施形態は、カメラ１０のレンズが白濁している（レンズ表面に水垢などによる白色の薄膜が形成されている）場合でも立体物を適切に検出するために、レンズが白濁しているか否かを判定し、レンズの白濁度合いに応じて上述した差分閾値ｔｈを変更する機能を備える。このような、機能を実現するため、本実施形態の計算機３０は、昼夜判定部３４、エッジ抽出領域設定部３５、エッジ強度算出部３６、および、閾値変更部３７を備えている。以下に、これらの各構成について説明する。
【００４５】
昼夜判定部３４は、カメラ１０により撮像された撮像画像に基づいて、昼間であるか夜間であるかの判定を行う。昼夜判定部３４による昼夜の判定方法は、特に限定されないが、たとえば、昼夜判定部３４は、撮像画像全体の平均輝度を算出し、算出した平均輝度が所定値以上である場合には、昼間であると判断し、一方、算出した平均輝度が所定値未満である場合には、夜間である判定することができる。あるいは昼夜判定部３４は、時刻に基づいて昼夜を判定してもよいし、照度計などのセンサの検出結果に基づいて昼夜を判定してもよい。
【００４６】
エッジ抽出領域設定部３５は、撮像画像から所定量のエッジの抽出が期待される領域をエッジ抽出領域として設定する。また、エッジ抽出領域設定部３５は、昼夜判定部３４により夜間であると判定された場合と、昼間であると判定された場合とで異なる領域をエッジ抽出領域として設定する。以下においては、昼間に設定されるエッジ抽出領域を昼間エッジ抽出領域、夜間に設定されるエッジ抽出領域を夜間エッジ抽出領域として、エッジ抽出領域の設定方法について説明する。
【００４７】
具体的には、エッジ抽出領域設定部３５は、昼夜判定部３４により夜間と判定された場合には、図１１に示すように、左右一対の道路端基準領域（左側道路端基準領域および右側道路端基準領域）を、夜間エッジ抽出領域として設定する。これら左右一対の道路端基準領域は、自車両Ｖ１の走行車線の左側に位置する道路端および右側に位置する道路端をそれぞれ含む領域であり、これらの道路端に対応する画像領域から、所定量のエッジの抽出が期待される領域である。
【００４８】
エッジ抽出領域設定部３５は、カメラ１０を原点とした世界座標系により、左右一対の道路端基準領域を設定するための複数の基準点を計算機３０のメモリ（不図示）に記憶している。そして、エッジ抽出領域設定部３５は、計算機３０のメモリから道路端基準領域を設定するための複数の基準点を取得し、取得した基準点を世界座標系からカメラ座標系に変換する。ここで、図１２（Ａ）は、カメラ座標系に変換された道路端基準領域の基準点を示す図である。エッジ抽出領域設定部３５は、図１２（Ｂ）に示すように、カメラ座標系に変換した基準点を直線Ｌ１で結び、該直線Ｌ１から左右方向に所定距離ｄ１だけ広げた領域を、左側道路端基準領域および右側道路端基準領域としてそれぞれ設定する。なお、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＢ部分の拡大図である。
【００４９】
また、エッジ抽出領域設定部３５は、昼夜判定部３４により昼間と判定された場合には、図１３に示すように、道路端を基準とする左右一対の道路端基準領域に加えて、消失点近傍の地平線を基準とする地平線基準領域を、昼間エッジ抽出領域として設定する。地平線基準領域は、地平線を含む領域であり、地平線に対応する画像領域において所定量のエッジの抽出が期待される領域である。なお、昼間エッジ抽出領域のうち左右一対の道路端基準領域については、夜間エッジ抽出領域における左右一対の道路端基準領域と同様に設定することができるため、その説明は省略する。
【００５０】
エッジ抽出領域設定部３５は、左右一対の道路端基準領域と同様に、カメラ１０を原点とした世界座標系として、地平線基準領域を設定するための複数の基準点を計算機３０のメモリ（不図示）に記憶している。そして、エッジ抽出領域設定部３５は、計算機３０のメモリから地平線基準領域を設定するための複数の基準点を取得し、取得した基準点を世界座標系からカメラ座標系に変換する。ここで、図１４（Ａ）は、カメラ座標系に変換された地平線基準領域の基準点を示す図である。なお、本実施形態では、図１４（Ａ）に示すように、画面の右側部分に対応する基準点のみがメモリに記憶されており、エッジ抽出領域設定部３５は、まず、右側部分に対応する基準点をカメラ座標系に変換する。そして、エッジ抽出領域設定部３５は、右側部分に対応する基準点を消失点を通る直線Ｌ２で鏡映させて、左側部分に対応する基準点を設定する。さらに、エッジ抽出領域設定部３５は、１４（Ｂ）に示すように、隣接する基準点を直線Ｌ２で結び、該直線Ｌ２から外側方向に（すなわち、直線Ｌ２よりも右側部分においては右側方向に、直線Ｌ２よりも左側部分においては左側方向に）所定距離ｄ２だけ広げた領域を、地平線基準領域として設定する。なお、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＢ部分の拡大図である。
【００５１】
このように、エッジ抽出領域設定部３５は、夜間であると判定された場合と、昼間であると判定された場合とで、異なるエッジ抽出領域を設定する。昼間においては、消失点近傍の地平線を基準とする地平線基準領域を昼間エッジ抽出領域として設定することで、遠近であり風景の変化の少ない消失点近傍の地平線から、エッジを安定して抽出することができる。また、昼間においては、地平線基準領域の他に、左右一対の道路端基準領域を昼間エッジ抽出領域として設定することで、消失点近傍の地平線上に森や林が存在するため地平線のエッジが抽出し難い場合や、西日やスミアにより地平線のエッジが抽出し難い場合に、左右一対の道路端基準領域からエッジを適切に抽出することができる。一方、夜間においては、輝度が低く遠景の地平線からエッジを抽出することは困難であることに加えて、自車両Ｖ１の真後ろを後続する他車両のヘッドライトが、消失点近傍の地平線上に現れたり消えたりするため、消失点近傍の地平線上のエッジを安定して抽出することが困難である。そのため、夜間においては、左右一対の道路端基準領域を夜間エッジ抽出領域として設定する。
【００５２】
エッジ強度算出部３６は、エッジ抽出領域設定部３５により設定されたエッジ抽出領域から被写体のエッジを抽出し、エッジ抽出領域のエッジの強度を算出する。具体的には、エッジ強度算出部３６は、まず、夜間判定部３４により昼間であると判定された場合には、昼間エッジ抽出領域、すなわち、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域の各領域から被写体のエッジを抽出し、夜間判定部３４により夜間であると判定された場合には、夜間エッジ抽出領域、すなわち、左右一対の道路端基準領域の各領域から被写体のエッジを抽出する。なお、エッジ強度算出部３６は、たとえば、撮像画像のうち、エッジ抽出領域を含む所定の画像範囲において、ラプラシアンフィルタを用いることで、撮像画像から被写体のエッジを抽出することができる。
【００５３】
エッジ抽出領域からエッジを抽出した後、エッジ強度算出部３６は、抽出したエッジの強度に基づいてヒストグラムを生成する。なお、エッジ強度算出部３６は、夜間判定部３４により昼間であると判定された場合には、昼間エッジ抽出領域、すなわち、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域の各領域についてヒストグラムを生成し、夜間判定部３４により夜間であると判定された場合には、夜間エッジ抽出領域、すなわち、左右一対の道路端基準領域の各領域についてヒストグラムを生成する。
【００５４】
ここで、図１５は、エッジの強度に基づくヒストグラムの一例を示す図である。エッジ強度算出部３６は、図１５に示すように、エッジ抽出領域におけるエッジに基づいて、エッジの強度に応じたヒストグラムを生成する。
【００５５】
また、エッジ強度算出部３６は、図１５に示すように、生成したヒストグラムに基づいて、各エッジ抽出領域におけるエッジの強度の平均値を、エッジ強度平均値Ｓａｖｅとして算出するとともに、各エッジ抽出領域におけるエッジの強度の標準偏差σを算出し、エッジ強度平均値Ｓａｖｅにエッジの強度の標準偏差σを加算した値を、エッジ強度偏差Ｓσとして算出する。
【００５６】
さらに、エッジ強度算出部３６は、図１５に示すように、エッジ強度偏差Ｓσの値に基づいて、エッジ強度偏差Ｓσの重みを算出する。具体的には、エッジ強度算出部３６は、図１５に示すように、エッジ強度偏差Ｓσの値が所定のエッジ強度下限値Ｓｍｉｎ以下である場合には、エッジ強度偏差Ｓσの重みを０として算出し、エッジ強度偏差Ｓσが所定のエッジ強度上限値Ｓｍａｘ以上である場合には、エッジ強度偏差Ｓσの重みを１として算出する。また、エッジ強度算出部３６は、エッジ強度偏差Ｓσの値が、エッジ強度下限値Ｓｍｉｎからエッジ強度上限値Ｓｍａｘまでに範囲内である場合には、エッジ強度偏差Ｓσの値に応じて、エッジ強度偏差Ｓσの重みを０〜１の範囲内で算出する。
【００５７】
これにより、夜間判定部３４により昼間であると判定された場合には、昼間エッジ抽出領域、すなわち、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域の各領域についてエッジ強度偏差Ｓσの重みが算出され、夜間判定部３４により夜間であると判定された場合には、夜間エッジ抽出領域、すなわち、左右一対の道路端基準領域の各領域についてエッジ強度偏差Ｓσの重みが算出される。
【００５８】
なお、エッジ強度下限値Ｓｍｉｎおよびエッジ強度上限値Ｓｍａｘは、実験などにより適宜設定される固有の値であるが、昼間であるか夜間であるかに応じて異なる値が設定される。具体的には、昼間においては背景の輝度が高く被写体のエッジを検出し易いため、エッジ強度下限値Ｓｍｉｎおよびエッジ強度上限値Ｓｍａｘはともに比較的高い値に設定され、夜間においては背景の輝度が低く被写体のエッジを検出し難いため、エッジ強度下限値Ｓｍｉｎおよびエッジ強度上限値Ｓｍａｘはともに比較的低い値に設定される。このように、昼夜に応じてエッジ強度下限値Ｓｍｉｎおよびエッジ強度上限値Ｓｍａｘを変更することで、昼と夜との光環境の違いを加味して、エッジの検出し易さを適切に判断することができ、その結果、レンズが白濁しているかを適切に判断することができる。
【００５９】
そして、エッジ強度算出部３６は、図１６に示すように、算出したエッジ強度偏差Ｓσの重みに基づいて、各エッジ抽出領域におけるエッジの強度を対象エッジ強度として算出する。ここで、図１６は、エッジ強度偏差Ｓσの重みと対象エッジ強度との関係を示す図である。図１６に示すように、対象エッジ強度には、下限値Ｓｔｍｉｎおよび上限値Ｓｔｍａｘが設定されており、エッジ強度偏差Ｓσの重みが０の場合には、対象エッジ強度として下限値Ｓｔｍｉｎの値が算出され、エッジ強度偏差Ｓσの重みが１の場合には、対象エッジ強度として上限値Ｓｔｍａｘの値が算出される。また、図１６に示すように、エッジ強度偏差Ｓσの重みと対象エッジ強度とは、下限値Ｓｔｍｉｎから中間値Ｓｔｍｉｄまでの間においては線形（比例）の関係となっており、中間値Ｓｔｍｉｄから上限値Ｓｔｍａｘまでの間においてはガンマ変換により補正された関係となっている。エッジ強度算出部３６は、図１６に示すようなエッジ強度偏差Ｓσと対象エッジ強度との関係を示すマップを用いることで、エッジ強度偏差Ｓσの重みが０から０．５までの場合には、下限値Ｓｔｍｉｎから中間値Ｓｔｍｉｄまでの範囲内において、エッジ強度偏差Ｓσの重みに応じた対象エッジ強度を算出し、また、エッジ強度偏差Ｓσの重みが０．５から１までの場合には、中間値Ｓｔｍｉｄと上限値Ｓｔｍａｘとの範囲内の値において、エッジ強度偏差Ｓσの重みに応じた対象エッジ強度を算出する。なお、対象エッジ強度の下限値Ｓｔｍｉｎおよび上限値Ｓｔｍａｘは、実験などにより適宜設定することができるが、昼間であるか夜間であるかに応じて異なる値が設定される。
【００６０】
さらに、エッジ強度算出部３６は、昼間と判定された場合には、昼間エッジ抽出領域のうち、地平線基準領域において検出された対象エッジ強度が所定値以上であるか否かを判定し、地平線基準領域において検出された対象エッジ強度が所定値以上である場合には、地平線基準領域において検出された対象エッジ強度を、差分閾値ｔｈの設定に用いる特定エッジ強度として特定する。一方、エッジ強度算出部３６は、地平線基準領域において検出された対象エッジ強度が所定値未満である場合には、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域において検出された対象エッジ強度のうち、最も高い対象エッジ強度を、差分閾値ｔｈの設定に用いる特定エッジ強度として特定する。なお、上記の所定値は、実験などにより適宜設定されるが、対象エッジ強度がこの所定値以上であれば、地平線に起因するエッジを一定量検出できており、レンズの白濁度合いを適切に判定することが可能な値に設定される。
【００６１】
このように、地平線基準領域における対象エッジ強度が所定値以上である場合には、地平線基準領域で検出された対象エッジ強度を優先して特定エッジ強度として特定することで、遠景であり風景の変化の少ない地平線基準領域から地平線に起因するエッジを安定して抽出することができ、このように抽出された地平線に起因する対象エッジ強度を用いることで、レンズの白濁度合いを高い精度で判定することができる。一方、地平線基準領域における対象エッジ強度が所定値未満である場合には、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域における対象エッジ強度のうち、最も高い対象エッジ強度を特定エッジ強度として特定することで、地平線基準領域の地平線上に森や林などが存在して地平線基準領域からエッジを抽出し難い場合や、西日やスミアにより地平線基準領域からエッジを抽出し難い場合でも、左側道路端基準領域または右側道路端基準領域における対象エッジ強度に基づいて、レンズ白濁度合いを算出することができるため、レンズの白濁度合いを高い精度で判定することができる。
【００６２】
また、エッジ強度算出部３６は、夜間と判定された場合には、夜間エッジ抽出領域に設定された左右一対の道路端基準領域のうち、左側道路端基準領域における対象エッジ強度を、左側検出領域Ａ２の差分閾値ｔｈを設定するための特定エッジ強度として特定し、右側道路端基準領域における対象エッジ強度を、右側検出領域Ａ１の差分閾値ｔｈを設定するための特定エッジ強度として特定する。夜間において、自車両Ｖ１よりも右側に街灯などの光源が存在し、一方、自車両Ｖ１よりも左側に光源が存在しない場合などでは、左右の検出領域Ａ１，Ａ２において光環境が大きく異なり、このような自車両Ｖ１周囲の光環境により、立体物の検出し易さも大きく異なる。そのため、本実施形態では、左側道路端基準領域における対象エッジ強度を左側検出領域Ａ２の差分閾値ｔｈを設定するための特定エッジ強度として特定し、右側道路端基準領域における対象エッジ強度を右側検出領域Ａ１の差分閾値ｔｈを設定するための特定エッジ強度として特定することで、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２のそれぞれにおいて、光環境に応じた適切な差分閾値ｔｈを設定することができ、これにより、立体物を高い精度で検出することが可能となる。
【００６３】
そして、エッジ強度算出部３６は、このように特定した特定エッジ強度を、計算機３０のメモリ（不図示）に記憶する。さらに、エッジ強度算出部３６は、特定エッジ強度を所定の周期で繰り返し算出しており、過去に算出した特定エッジ強度を加味して、エッジ抽出領域における最終的なエッジの強度を、最終エッジ強度として算出する。たとえば、エッジ強度算出部３６は、メモリに記憶された複数の特定エッジ強度のうち、新しく記憶された特定エッジ強度ほど重みを小さくして、所定時間内で算出された複数の特定エッジ強度の移動平均値を、最終エッジ強度として算出することができる。
【００６４】
閾値変更部３７は、エッジ強度算出部３６により算出された最終エッジ強度に基づいて、上述した差分閾値ｔｈを変更する。ここで、レンズに水垢などの異物が付着し、レンズが白濁している場合には、被写体からの光束の一部が異物により遮られたり、乱反射してしまい、被写体の像を鮮明に撮像することができない場合がある。そのため、レンズが白濁度合いが高いほど、被写体のエッジの強度は低くなり、その結果、エッジ強度算出部３６により算出される最終エッジ強度は小さくなる傾向にある。そこで、閾値変更部３７は、図１７に示すように、最終エッジ強度が低いほど、レンズが白濁していると判断し、検出領域Ａ１，Ａ２における差分閾値ｔｈを低い値に変更する。これにより、レンズが白濁している場合でも、立体物を検出し易くなり、その結果、隣接車両Ｖ２を適切に検出することができる。一方、閾値変更部３７は、最終エッジ強度が高いほど、レンズは白濁していないと判断し、検出領域Ａ１，Ａ２における差分閾値ｔｈを高い値に変更する。これにより、ノイズを有効に抑制することができ、その結果、立体物の誤検出を有効に防止することができる。なお、図１７は、差分閾値ｔｈとエッジ強度との関係を示す図である。
【００６５】
また、周囲が真っ暗な場合には、被写体のエッジを検出し難く、最終エッジ強度が低い値で算出される傾向にあるため、レンズが白濁していると誤判定され、レンズが実際に白濁していない場合でも差分閾値ｔｈが低い値で算出されてしまう場合があり、その結果、ノイズなどにより立体物の誤検出が生じてしまう可能性がある。そのため、閾値変更部３７は、図１７に示すように、周囲の輝度が超低輝度であり周囲が真っ暗であると判断できる場合には、周囲が真っ暗ではない場合と比較して、最終エッジ強度が比較的低い場合でも、差分閾値ｔｈが比較的高い値で算出されるように、差分閾値ｔｈと最終エッジ強度との関係を変化させる。これにより、周囲が真っ暗な場合に、立体物の誤検出が生じてしまうことを有効に防止することができる。なお、閾値変更部３７は、撮像画像全体の輝度が周囲が真っ暗であると判定できる所定輝度以下である場合に、周囲が真っ暗であると判定することができる。
【００６６】
次に、本実施形態に係る隣接車両検出処理について説明する。図１８は、第１実施形態の隣接車両検出処理を示すフローチャートである。図１８に示すように、まず、計算機３０により、カメラ１０から撮像画像のデータの取得が行われ（ステップＳ１０１）、視点変換部３１により、取得した撮像画像のデータに基づいて、鳥瞰視画像ＰＢｔのデータが生成される（ステップＳ１０２）。
【００６７】
次いで、位置合わせ部３２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をし、差分画像ＰＤｔのデータを生成する（ステップＳ１０３）。具体的には、位置合わせ部３２は、鳥瞰視画像ＰＢｔ，ＰＢｔ−１の画素値の差を絶対値化し、当該絶対値が所定の差分閾値ｔｈ以上であるときに、差分画像ＰＤｔの画素値を「１」とし、絶対値が所定の差分閾値ｔｈ未満であるときに、差分画像ＰＤｔの画素値を「０」とする。なお、差分画像ＰＤｔの画素値を算出するための差分閾値ｔｈは、後述する閾値変更処理において変更される場合があり、差分閾値ｔｈが変更された場合には、変更された差分閾値ｔｈが、このステップＳ１０３で用いられることとなる。その後、立体物検出部３３は、差分画像ＰＤｔのデータから、画素値が「１」の差分画素ＤＰの数をカウントして、差分波形ＤＷｔを生成する（ステップＳ１０４）。
【００６８】
そして、立体物検出部３３は、差分波形ＤＷｔのピークが所定の閾値α以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。差分波形ＤＷｔのピークが閾値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のピークが閾値α以上でないと判断した場合には（ステップＳ１０５＝Ｎｏ）、立体物検出部３３は、立体物が存在せず隣接車両Ｖ２が存在しないと判断する（ステップＳ１１４）。そして、ステップＳ１０１に戻り、図１８に示す処理を繰り返す。
【００６９】
一方、差分波形ＤＷｔのピークが閾値α以上であると判断した場合には（ステップＳ１０５＝Ｙｅｓ）、立体物検出部３３により、隣接車線に立体物が存在すると判断され、ステップＳ１０６に進み、立体物検出部３３により、差分波形ＤＷｔが、複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎに分割される。次いで、立体物検出部３３は、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に重み付けを行い（ステップＳ１０７）、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎のオフセット量を算出し（ステップＳ１０８）、重みを加味してヒストグラムを生成する（ステップＳ１０９）。
【００７０】
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Ｖ１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（ステップＳ１１０）。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（ステップＳ１１１）。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ともに、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。
【００７１】
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、自車両Ｖ１に対する立体物の相対移動速度が＋６０ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１２）。双方を満たす場合には（ステップＳ１１２＝Ｙｅｓ）、立体物検出部３３は、検出した立体物は隣接車線に存在する隣接車両Ｖ２であり、隣接車線に隣接車両Ｖ２が存在すると判断する（ステップＳ１１３）。そして、図１８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（ステップＳ１１２＝Ｎｏ）、立体物検出部３３は、隣接車線に隣接車両Ｖ２が存在しないと判断する（ステップＳ１１４）。そして、ステップＳ１０１に戻り、図１８に示す処理を繰り返す。
【００７２】
なお、本実施形態では自車両Ｖ１の左右後方を検出領域Ａ１，Ａ２とし、自車両Ｖ１が車線変更した場合に接触する可能性があるか否かに重点を置いている。このため、ステップＳ１１２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、隣接車両Ｖ２の速度が１０ｋｍ／ｈ未満である場合、たとえ隣接車両Ｖ２が存在したとしても、車線変更する際には自車両Ｖ１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、隣接車両Ｖ２の自車両Ｖ１に対する相対移動速度が＋６０ｋｍ／ｈを超える場合（すなわち、隣接車両Ｖ２が自車両Ｖ１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Ｖ１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Ｓ１１２では車線変更の際に問題となる隣接車両Ｖ２を判断しているともいえる。
【００７３】
また、ステップＳ１１２において隣接車両Ｖ２の絶対移動速度が１０ｋｍ／ｈ以上、且つ、隣接車両Ｖ２の自車両Ｖ１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、静止物を隣接車両Ｖ２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、ノイズによっては隣接車両Ｖ２の自車両Ｖ１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。
【００７４】
さらに、ステップＳ１１２の処理に代えて、隣接車両Ｖ２の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Ｖ１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Ｓ１１３において隣接車両Ｖ２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。
【００７５】
次に、図１９を参照して、第１実施形態に係る閾値変更処理について説明する。図１９は、第１実施形態に係る閾値変更処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明する閾値変更処理は、図１８に示す隣接車両検出処理と並行して行われ、この閾値変更処理により設定された差分閾値ｔｈが、図１８に示す隣接車両検出処理における差分閾値ｔｈとして適用されることとなる。
【００７６】
図１９に示すように、まず、ステップＳ２０１では、計算機３０により、隣接車両Ｖ２を検知しているか否かの判断が行われる。計算器３０は、たとえば、図１８に示す隣接車両検出処理において、隣接車線に隣接車両Ｖ２が存在すると判断されている間は、隣接車両を検知していると判断して、ステップＳ２０１で待機し、一方、隣接車両Ｖ２を検知していないと判断した場合には、ステップＳ２０２に進む。
【００７７】
ステップＳ２０２では、昼夜判定部３４により、夜間であるか昼間であるかの判断が行われる。たとえば、昼夜判定部３４は、撮像画像全体の平均輝度を算出し、算出した平均輝度が所定値以上である場合には、昼間であると判定し、一方、算出した平均輝度が所定値未満である場合には、夜間であると判定することができる。昼間であると判定された場合はステップＳ２０３に進み、一方、夜間であると判定された場合はステップＳ２１４に進む。以下においては、まず、昼間であると判定された場合の閾値変更処理について説明する。
【００７８】
ステップＳ２０３では、エッジ抽出領域設定部３５により、昼間エッジ抽出領域の設定が行われる。エッジ抽出領域設定部３５は、昼間であると判定された場合には、図１３に示すように、消失点近傍の地平線を基準とする地平線基準領域と、道路端を基準とする左右一対の道路端基準領域とを、昼間エッジ抽出領域として設定する。
【００７９】
ステップＳ２０４では、エッジ強度算出部３６により、昼間エッジ抽出領域、すなわち、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域のそれぞれの領域において、被写体のエッジの抽出が行われる。
【００８０】
そして、ステップＳ２０５では、エッジ強度算出部３６により、図１５に示すように、ステップＳ２０４で抽出されたエッジに基づいて、昼間エッジ抽出領域である地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域の各領域ごとに、エッジの強度に基づくヒストグラムの生成が行われる。
【００８１】
ステップＳ２０６では、エッジ強度算出部３６により、図１５に示すように、ステップＳ２０５で生成されたヒストグラムに基づいて、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域の各領域ごとに、エッジの強度の平均値がエッジ強度平均値Ｓａｖｅとして算出されるとともに、エッジの強度の標準偏差σが算出され、エッジ強度平均値Ｓａｖｅとエッジの強度の標準偏差σとを加算した値が、エッジ強度偏差Ｓσとして算出される。
【００８２】
ステップＳ２０７では、エッジ強度算出部３６により、ステップＳ２０６で算出されたエッジ強度偏差Ｓσに基づいて、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域の各領域ごとに、エッジ強度偏差Ｓσの重みの算出が行われる。具体的には、エッジ強度算出部３６は、図１５に示すように、エッジ強度偏差Ｓσがエッジ強度下限値Ｓｍｉｎ以下である場合にはエッジ強度偏差Ｓσの重みを０として算出し、エッジ強度偏差Ｓσがエッジ強度上限値Ｓｍａｘ以上である場合にはエッジ強度偏差Ｓσの重みを１として算出する。また、エッジ強度算出部３６は、エッジ強度偏差Ｓσがエッジ強度下限値Ｓｍｉｎからエッジ強度上限値Ｓｍａｘまでに範囲内である場合には、エッジ強度偏差Ｓσの値に応じて、エッジ強度偏差Ｓσの重みを０〜１の範囲内で算出する。
【００８３】
ステップＳ２０８では、エッジ強度算出部３６により、ステップＳ２０７で算出されたエッジ強度偏差Ｓσの重みに基づいて、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域の各領域におけるエッジの強度が対象エッジ強度として算出される。なお、エッジ強度算出部３６は、図１６に示すように、エッジ強度偏差Ｓσの重みと対象エッジ強度との関係を示すマップを用いることで、エッジ強度偏差Ｓσの重みに基づいて対象エッジ強度を算出することができる。
【００８４】
そして、ステップＳ２０９では、エッジ強度算出部３６により、ステップＳ２０８で算出された昼間エッジ抽出領域の各領域における対象エッジ強度のうち、地平線基準領域における対象エッジ強度が所定値以上であるか否かの判断が行われる。地平線基準領域における対象エッジ強度が所定値以上である場合には、ステップＳ２１０に進み、エッジ強度算出部３６により、昼間エッジ抽出領域のうち地平線基準領域における対象エッジ強度が、特定エッジ強度として特定される。一方、地平線基準領域における対象エッジ強度が所定値未満である場合には、ステップＳ２１１に進み、エッジ強度算出部３６により、昼間エッジ抽出領域である地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域における対象エッジ強度のうち、値が最も高い対象エッジ強度が、特定エッジ強度として特定される。
【００８５】
ステップＳ２１２では、エッジ強度算出部３６により、ステップＳ２１０またはステップＳ２１１で特定された特定エッジ強度に基づいて、エッジ抽出領域における最終的なエッジの強度が最終エッジ強度として算出される。たとえば、エッジ強度算出部３６は、過去に算出した特定エッジ強度を計算機３０のメモリ（不図示）から取得し、現在から所定時間前までに算出された複数の特定エッジ強度のうち、新しく記憶された特定エッジ強度ほど重みを小さくして、これら複数の特定エッジ強度の移動平均値を、最終エッジ強度として算出することができる。
【００８６】
ステップＳ２１３では、閾値変更部３７により、ステップＳ２１２で算出された最終エッジ強度に基づいて、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２における差分閾値ｔｈの変更が行われる。具体的には、閾値変更部３７は、図１７に示すように、最終エッジ強度が低いほど、レンズが白濁していると判断して、検出領域Ａ１，Ａ２における差分閾値ｔｈを低い値に変更する。これにより、レンズが白濁している場合でも、立体物を検出し易くなり、その結果、隣接車両Ｖ２を適切に検出することができる。一方、閾値変更部３７は、最終エッジ強度が高いほど、レンズは白濁していないと判断し、検出領域Ａ１，Ａ２における差分閾値ｔｈを高い値に変更する。これにより、ノイズの発生が抑制され、その結果、立体物の誤検出を有効に防止することができる。
【００８７】
また、本実施形態において、閾値変更部３７は、このステップＳ２１３のように、昼間であると判定されてる場合には、最終エッジ強度に基づいて算出された同じ値の差分閾値ｔｈを、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２に設定する。ここで、昼間においては、自車両Ｖ１の周囲における光環境の変化が小さいため、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域のいずれのエッジに基づいて差分閾値ｔｈを算出した場合でも、算出した差分閾値ｔｈを、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２における差分閾値ｔｈとして設定することができる。そのため、昼間においては、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域において抽出されたエッジのうち、レンズの白濁度合いに最も対応するエッジに基づいて差分閾値ｔｈを算出し、該差分閾値ｔｈを、右側検出領域Ａ１および左側検出領域Ａ２の両方に設定することができ、これにより、右側検出領域Ａ１および左側検出領域Ａ２において、立体物を適切に検出することができる。
【００８８】
次に、夜間であると判定された場合の閾値変更処理について説明する。ステップＳ２０２で夜間であると判定された場合には、ステップＳ２１４に進む。ステップＳ２１４では、エッジ抽出領域設定部３５により、夜間エッジ抽出領域の設定が行われる。具体的には、エッジ抽出領域設定部３５は、図１１に示すように、左右の道路端を基準とする左側道路端基準領域および右側道路端基準領域を、夜間エッジ抽出領域として設定する。
【００８９】
ステップＳ２１５〜ステップＳ２１９では、夜間エッジ抽出領域に設定された左側道路端基準領域および右側道路端基準領域において、ステップＳ２０４〜２０８と同様の処理が行われる。具体的には、夜間エッジ抽出領域として設定された左右一対の道路端基準領域において、被写体のエッジの抽出が行われ（ステップＳ２１５）、左右一対の道路端基準領域において抽出されたエッジに基づいて、図１５に示すように、左右一対の道路端基準領域のそれぞれの領域に対応するヒストグラムの生成が行われる（ステップＳ２１６）。
【００９０】
次いで、生成されたヒストグラムに基づいて、左右一対の道路端基準領域の各領域ごとに、エッジ強度偏差Ｓσが算出され（ステップＳ２１７）、このエッジ強度偏差Ｓσの重みの算出が行われる（ステップＳ２１８）。そして、図１６に示すように、算出したエッジ強度偏差Ｓσの重みに基づいて、夜間エッジ抽出領域に設定された左側道路端基準領域および右側道路端基準領域におけるエッジの強度が対象エッジ強度として算出される（ステップＳ２１９）。
【００９１】
ステップＳ２２０では、エッジ強度算出部３６により、特定エッジ強度の特定が行われる。具体的には、エッジ強度算出部３６は、夜間エッジ抽出領域に設定された左右一対の道路端基準領域のうち、左側道路端基準領域における対象エッジ強度を、左側検出領域Ａ２における差分閾値ｔｈを設定するための特定エッジ強度として特定し、右側道路端基準領域における対象エッジ強度を、右側検出領域Ａ１における差分閾値ｔｈを設定するための特定エッジ強度として特定する。なお、特定された特定エッジ強度は、特定された時刻と関連付けて、計算機３０のメモリ（不図示）に記憶される。
【００９２】
ステップＳ２２１では、エッジ強度算出部３６により、最終エッジ強度の算出が行われる。たとえば、エッジ強度算出部３６は、夜間において、過去に算出された特定エッジ強度を計算機３０のメモリ（不図示）から取得し、現在から所定時間前までに算出された複数の特定エッジ強度のうち、新しく記憶された特定エッジ強度ほど重みを小さくして、これら複数の特定エッジ強度の移動平均値を、最終エッジ強度として算出することができる。また、エッジ強度算出部３６は、夜間であると判定された場合には、右側検出領域Ａ１における差分閾値ｔｈを設定するための特定エッジ強度に基づいて、右側検出領域Ａ１における差分閾値ｔｈを設定するための最終エッジ強度を算出し、左側検出領域Ａ２における差分閾値ｔｈを設定するための特定エッジ強度に基づいて、左側検出領域Ａ２における差分閾値ｔｈを設定するための最終エッジ強度を算出する。
【００９３】
そして、ステップＳ２２２では、閾値変更部３７により、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２のうち右側検出領域Ａ１における差分閾値ｔｈの設定が行われ、ステップＳ２２３では、閾値変更部３７により、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２のうち左側検出領域Ａ２における差分閾値ｔｈの設定が行われる。具体的には、閾値変更部３７は、図１７に示すように、ステップＳ２２１で算出された最終エッジ強度が低いほど、レンズが白濁していると判断して、検出領域Ａ１，Ａ２における差分閾値ｔｈを低い値に変更する。これにより、レンズが白濁している場合でも、立体物を検出し易くなり、その結果、隣接車両Ｖ２を適切に検出することができる。一方、閾値変更部３７は、最終エッジ強度が高いほど、レンズは白濁していないと判断し、検出領域Ａ１，Ａ２における差分閾値ｔｈを高い値に変更する。これにより、ノイズの発生が抑制され、その結果、立体物の誤検出を有効に防止することができる。
【００９４】
また、夜間であると判定されている場合、閾値変更部３７は、ステップＳ２２１で算出された右側道路端基準領域における最終エッジ強度に基づいて、図１７に示すように、右側検出領域Ａ１における差分閾値ｔｈを算出することで、右側検出領域Ａ１における差分閾値ｔｈを設定する。同様に、ステップＳ２２３において、閾値変更部３７は、ステップＳ２２１で算出された左側道路端基準領域における最終エッジ強度に基づいて、図１７に示すように、左側検出領域Ａ２における差分閾値ｔｈを算出することで、左側検出領域Ａ２における差分閾値ｔｈを設定する。このように、閾値変更部３７は、夜間であると判定されてる場合には、左側検出領域Ａ１における差分閾値ｔｈと、右側検出領域Ａ２における差分閾値ｔｈとを別々に設定する。これにより、夜間において、自車両Ｖ１の右側と左側とにおいて光環境が異なる場合でも、立体物を適切に検出することができる。
【００９５】
また、閾値変更部３７は、図１７において破線で示すように、周囲が真っ暗な場合には、周囲が真っ暗ではない場合と比較して、最終エッジ強度が比較的低い場合でも、差分閾値ｔｈが比較的高い値で算出されるように、差分閾値ｔｈと対象エッジ強度との関係を変化させる。これにより、周囲が真っ暗であり被写体のエッジを検出し難い場合に、レンズが白濁していると誤判定され、立体物の誤検出が生じてしまうことを有効に防止することができる。
【００９６】
以上のように、第１実施形態では、昼間または夜間において、所定量のエッジの抽出が期待される領域をエッジ抽出領域として設定し、エッジ抽出領域におけるエッジの強度に基づいて、差分閾値ｔｈを算出する。具体的には、図１７に示すように、エッジ抽出領域におけるエッジの強度（最終エッジ強度）が低いほど、レンズが白濁していると判定し、差分閾値ｔｈを低い値に設定する。これにより、立体物が検出し易くなり、レンズが白濁している場合でも、立体物を適切に検出することができる。また、図１７に示すように、エッジ抽出領域におけるエッジの強度（最終エッジ強度）が高いほど、レンズが白濁していないと判定し、差分閾値ｔｈを高い値に変更する。これにより、レンズが白濁していない場合に、ノイズなどによる立体物の誤検出を有効に防止することができる。
【００９７】
また、第１実施形態では、昼間と判定された場合には、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２において同じ値の差分閾値ｔｈが設定され、夜間と判定された場合には、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２のそれぞれの光環境に応じて差分閾値ｔｈが設定される。そのため、第１実施形態では、昼間と判定された場合の左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２間における差分閾値ｔｈの差は、夜間と判定された場合の左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２間における差分閾値ｔｈの差以下となる。昼間と判定された場合には、右側検出領域Ａ１と左側検出領域Ａ２との光環境の違いは小さいと判断されるため、右側検出領域Ａ１および左側検出領域Ａ２の両方において最終エッジに基づく適切な差分閾値ｔｈを設定することができ、これにより、右側検出領域Ａ１および左側検出領域Ａ２において、立体物を適切に検出することができる。また、夜間と判定された場合には、光源の影響などにより右側検出領域Ａ１と左側検出領域Ａ２との光環境の違いが大きくなる場合があるものと判断されるため、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２のそれぞれの光環境に応じて差分閾値ｔｈを設定することで、周囲の光環境に応じて適切に立体物を検出することができる。
【００９８】
さらに、第１実施形態では、隣接車両Ｖ２が検知されているか否かを判断し、隣接車両Ｖ２が検知されている場合には、エッジ抽出領域のエッジの強度に基づく差分閾値ｔｈの変更を禁止する。これにより、地平線や道路端などを基準とするエッジ抽出領域におけるエッジの強度を算出する際に、隣接車両Ｖ２に起因するエッジの影響を低減することができ、エッジ抽出領域から、レンズの白濁度合いに応じたエッジの強度を適切に検出することができる。
【００９９】
《第２実施形態》
続いて、第２実施形態に係る立体物検出装置１ａについて説明する。第２実施形態に係る立体物検出装置１ａは、図２０に示すように、第１実施形態の計算機３０に代えて、計算機３０ａを備えており、以下に説明するように動作すること以外は、第１実施形態と同様である。ここで、図２０は、第２実施形態に係る計算機３０ａの詳細を示すブロック図である。
【０１００】
第２実施形態にかかる立体物検出装置１ａは、図２０に示すように、カメラ１０と計算機３０ａとを備えており、計算機３０ａは、視点変換部３１、輝度差算出部３８、エッジ線検出部３９、立体物検出部３３ａ、昼夜判定部３４、エッジ抽出領域設定部３５、エッジ強度算出部３６、閾値変更部３７ａから構成されている。以下に、第２実施形態に係る立体物検出装置１ａの各構成について説明する。なお、視点変換部３１、昼夜判定部３４、エッジ抽出領域設定部３５、およびエッジ強度算出部３６については、第１実施形態と同様の構成であるため、その説明は省略する。
【０１０１】
図２１は、図２０のカメラ１０の撮像範囲等を示す図であり、図２１（ａ）は平面図、図２１（ｂ）は、自車両Ｖ１から後側方における実空間上の斜視図を示す。図２１（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Ｖ１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Ｖ１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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
ここで、距離ｄ１は、自車両Ｖ１から接地線Ｌ１，Ｌ２までの距離である。接地線Ｌ１，Ｌ２は、自車両Ｖ１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Ｖ１の後側方において自車両Ｖ１の車線に隣接する左右の車線を走行する隣接車両Ｖ２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Ｖ１から白線Ｗまでの距離ｄ１１及び白線Ｗから隣接車両Ｖ２が走行すると予測される位置までの距離ｄ１２から、隣接車両Ｖ２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。
【０１０４】
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３０ａは、白線認識等の技術により自車両Ｖ１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、隣接車両Ｖ２が走行する位置（白線Ｗからの距離ｄ１２）及び自車両Ｖ１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。
【０１０５】
距離ｄ２は、自車両Ｖ１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、検出対象が隣接車両Ｖ２等であるため、距離ｄ３は、隣接車両Ｖ２を含む長さに設定される。
【０１０６】
距離ｄ４は、図２１（ｂ）に示すように、実空間において隣接車両Ｖ２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２１（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車線隣りの隣隣接車線）を含まない長さとすることもできる。自車両Ｖ１の車線から２車線隣の車線を含んでしまうと、自車両Ｖ１が走行している車線である自車線の左右の隣接車線に隣接車両Ｖ２が存在するのか、２車線隣りの隣隣接車線に隣隣接車両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。
【０１０７】
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２１（ｂ）に示すように、自車両Ｖ１から後側方における実空間上では真四角（長方形）となる。
【０１０８】
輝度差算出部３８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３８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３８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。
【０１０９】
ここでは、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３８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３８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３８の動作について詳細に説明する。
【０１１０】
輝度差算出部３８は、図２２（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３８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。
【０１１１】
輝度差算出部３８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３８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２２（ｂ）に示す関係となる。図２２（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。
【０１１２】
輝度差算出部３８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。特に、第２実施形態では、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鉛直仮想線を設定しているため、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。このため、図２０に示すエッジ線検出部３９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。
【０１１３】
この点をより詳細に説明する。図２３は、輝度差算出部３８の詳細動作を示す図であり、図２３（ａ）は鳥瞰視された状態の鳥瞰視画像を示し、図２３（ｂ）は、図２３（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２３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。
【０１１４】
カメラ１０が撮像した撮像画像内に隣接車両Ｖ２が映っていた場合に、図２３（ａ）に示すように、鳥瞰視画像内の検出領域Ａ１に隣接車両Ｖ２が現れる。図２３（ｂ）に図２３（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、隣接車両Ｖ２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３８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１ａ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、例えば隣接車両Ｖ２のタイヤのゴムから１０ｃｍ相当だけ離れた隣接車両Ｖ２のタイヤのホイール上に設定される。
【０１１５】
次に、輝度差算出部３８は、注目線Ｌａ上に複数の注目点Ｐａ１〜ＰａＮを設定する。図２３（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。
【０１１６】
次に、輝度差算出部３８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３８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３８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３８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ととなる。これにより、輝度差算出部３８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３８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ていくこととなる。
【０１１７】
輝度差算出部３８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３８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の延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３８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。
【０１１８】
このように、第２実施形態では、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ことで、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。また、実空間において鉛直方向に伸びる鉛直仮想線同士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く、立体物の検出精度を向上させることができる。
【０１１９】
図２０に戻り、エッジ線検出部３９は、輝度差算出部３８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２３（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３９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。
【０１２０】
具体的には、エッジ線検出部３９は、エッジ線を検出するにあたり、先ず下記式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。
［式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
【０１２１】
上記式１において、ｔはエッジ閾値を示し、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からエッジ閾値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。なお、本実施形態において、エッジ閾値ｔは、後述する閾値変更部３７ａにより変更される場合があり、閾値変更部３７ａによりエッジ閾値ｔが変更された場合には、閾値変更部３７ａにより変更されたエッジ閾値ｔを用いて、注目点Ｐａｉの属性ｓ（ｘｉ，ｙｉ）が検出される。
【０１２２】
次にエッジ線検出部３９は、下記式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。
［式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
【０１２３】
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。
【０１２４】
次にエッジ線検出部３９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３９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。そして、エッジ線検出部３９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。
【０１２５】
すなわち、エッジ線検出部３９は、下記式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３９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。
［式３］
Σｃ（ｘｉ，ｙｉ）／Ｎ＞θ
【０１２６】
このように、第２実施形態では、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２４は、エッジ線検出部３９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。
【０１２７】
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３９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３９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。
【０１２８】
図２０に戻り、立体物検出部３３ａは、エッジ線検出部３９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１ａ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３３ａは、エッジ線検出部３９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。具体的には、立体物検出部３３ａは、エッジ線検出部３９により検出されたエッジ線の量が、所定の閾値β以上であるか否かを判断し、エッジ線の量が所定の閾値β以上である場合には、エッジ線検出部３９により検出されたエッジ線は、立体物のエッジ線であるものと判断する。
【０１２９】
さらに、立体物検出部３３ａは、立体物を検出するに先立って、エッジ線検出部３９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３３ａ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ｔｂ以上である否かを判定する。エッジ線上の鳥瞰視画像の輝度変化が閾値ｔｂ以上である場合には、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ｔｂ未満である場合には、当該エッジ線が正しいものと判定する。なお、この閾値ｔｂは、実験等により予め設定された値である。
【０１３０】
図２５は、エッジ線の輝度分布を示す図であり、図２５（ａ）は検出領域Ａ１に立体物としての隣接車両Ｖ２が存在した場合のエッジ線及び輝度分布を示し、図２５（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。
【０１３１】
図２５（ａ）に示すように、鳥瞰視画像において隣接車両Ｖ２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、隣接車両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２５（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。
【０１３２】
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３３ａ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。たとえば、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。上述したように、隣接車両Ｖ２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。そのため、立体物検出部３３ａは、エッジ線に沿った輝度変化が所定の閾値ｔｂ以上である場合には、当該エッジ線が誤判定により検出されたものであり、当該エッジ線は、立体物に起因するものではないと判断する。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。一方、立体物検出部３３ａは、エッジ線に沿った輝度変化が所定の閾値ｔｂ未満である場合には、当該エッジ線は、立体物のエッジ線であると判断し、立体物が存在するものと判断する。
【０１３３】
具体的には、立体物検出部３３ａは、下記式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。
［式４］
鉛直相当方向の評価値＝Σ［｛Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）−Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）｝２］
［式５］
鉛直相当方向の評価値＝Σ｜Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）−Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）｜
【０１３４】
なお、上記式５に限らず、下記式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。
［式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
【０１３５】
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３３ａ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ることで、エッジ線が立体物に起因するものであり、立体物が存在するか否かを判定する。
【０１３６】
閾値変更部３７ａは、エッジ強度算出部３６により算出された最終エッジ強度に基づいて、上述したエッジ閾値ｔを変更する。具体的には、閾値変更部３７ａは、最終エッジ強度が低いほど、レンズが白濁していると判断し、検出領域Ａ１，Ａ２におけるエッジ閾値ｔを低い値に変更する。これにより、レンズが白濁している場合でも、立体物を検出し易くなり、その結果、隣接車両Ｖ２を検出し易くなる。一方、閾値変更部３７ａは、最終エッジ強度が高いほど、レンズは白濁していないと判断し、検出領域Ａ１，Ａ２におけるエッジ閾値ｔを高い値に変更する。これにより、ノイズなどを抑制し易くなり、その結果、立体物の誤検出を有効に防止することができる。
【０１３７】
次に、図２６を参照して、第２実施形態に係る隣接車両検出方法について説明する。図２６は、第２実施形態に係る隣接車両検出方法の詳細を示すフローチャートである。なお、図２６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。
【０１３８】
ステップＳ３０１では、カメラ１０により、画角ａ及び取付位置によって特定された所定領域の撮像が行われ、計算機３０ａにより、カメラ１０により撮像された撮像画像Ｐの画像データが取得される。次に視点変換部３１は、ステップＳ３０２において、取得した画像データについて視点変換を行い、鳥瞰視画像データを生成する。
【０１３９】
次に輝度差算出部３８は、ステップＳ３０３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３８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３８は、ステップＳ３０４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３８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。
【０１４０】
次に輝度差算出部３８は、ステップＳ３０５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３８は、エッジ線検出部３９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３８は、ステップＳ３０６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。
【０１４１】
次に輝度差算出部３８は、ステップＳ３０７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。そして、エッジ線検出部３９は、輝度差算出部３８により算出された輝度差に基づいて、上記式１に従って、各注目点Ｐａの属性ｓを算出する。なお、本実施形態では、立体物のエッジを検出するためのエッジ閾値ｔを用いて、各注目点Ｐａの属性ｓが算出される。このエッジ閾値ｔは、後述する閾値変更処理において変更される場合があり、エッジ閾値ｔが変更された場合には、変更されたエッジ閾値が、このステップＳ３０７で用いられることとなる。
【０１４２】
次にエッジ線検出部３９は、ステップＳ３０８において、上記式２に従って、各注目点Ｐａの属性ｓの連続性ｃを算出する。そして、エッジ線検出部３９は、ステップＳ３０９において、上記式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。そして、正規化した値が閾値θよりも大きいと判断した場合（ステップＳ３０９＝Ｙｅｓ）、エッジ線検出部３９は、ステップＳ３１０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Ｓ３１１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（ステップＳ３０９＝Ｎｏ）、エッジ線検出部３９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Ｓ３１１に移行する。
【０１４３】
ステップＳ３１１において、計算機３０ａ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Ｓ３０３〜ステップＳ３１０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（ステップＳ３１１＝Ｎｏ）、ステップＳ３０３に処理を戻して、新たに注目線Ｌａを設定して、ステップＳ３１１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（ステップＳ３１１＝Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３１２に移行する。
【０１４４】
ステップＳ３１２において、立体物検出部３３ａは、ステップＳ３１０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３３ａは、上記式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３３ａは、ステップＳ３１３において、エッジ線のうち、輝度変化が所定の閾値ｔｂ以上の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ｔｂ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。一方、立体物検出部３３ａは、エッジ線のうち、輝度変化が所定の閾値ｔｂ未満であるエッジ線を、立体物のエッジ線と判断し、これにより、隣接車両に存在する立体物を検出する。
【０１４５】
次いで、ステップＳ３１４では、立体物検出部３３ａにより、エッジ線の量が、所定の閾値β以上であるか否かの判断が行われる。ここで、閾値βは、予め実験等によって求めておいて設定された値であり、たとえば、検出対象の立体物として四輪車を設定した場合に、当該閾値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。エッジ線の量が閾値β以上であると判定された場合（ステップＳ３１４＝Ｙｅｓ）、立体物検出部３３ａは、検出領域Ａ１内に立体物が存在するものと判断し、ステップＳ３１５に進み、隣接車両が存在すると判定される。一方、エッジ線の量が閾値β以上ではないと判定された場合（ステップＳ３１４＝Ｎｏ）、立体物検出部３３ａは、検出領域Ａ１内に立体物が存在しないものと判断し、ステップＳ３１６に進み、検出領域Ａ１内に隣接車両が存在しないと判定される。
【０１４６】
続いて、図２７を参照して、第２実施形態に係る閾値変更処理について説明する。なお、第２実施形態に係る閾値変更処理も、第１実施形態と同様に、図２６に示す隣接車両検出処理と並行して行われる。また、この閾値変更処理は、レンズが白濁している場合でも、隣接車両Ｖ２を適切に検出することができるように、立体物を検出するためのエッジ閾値ｔを変更するものである。そのため、この閾値変更処理において変更されたエッジ閾値ｔは、図２６に示す隣接車両検出処理において、隣接車両Ｖ２のエッジを検出する際に用いられることとなる。なお、図２７は、第２実施形態に係る閾値変更処理を示すフローチャートである。
【０１４７】
図２７に示すように、ステップＳ４０１では、第１実施形態のステップＳ２０１と同様に、隣接車両Ｖ２を検知しているか否かの判断が行われ、隣接車両Ｖ２を検知している場合には、ステップＳ４０１で待機し、隣接車両Ｖ２を検知していない場合には、ステップＳ４０２に進む。そして、ステップＳ４０２では、第１実施形態のステップＳ２０２と同様に、昼間であるか夜間であるかの判定が行われ、昼間であると判定された場合には、ステップＳ４０３に進み、夜間であると判定された場合には、ステップＳ４１４に進む。
【０１４８】
ステップＳ４０３〜Ｓ４１２では、第１実施形態のステップＳ２０３〜Ｓ２１２と同様の処理が実行される。すなわち、まず、昼間エッジ抽出領域の設定が行われ（ステップＳ４０３）、昼間エッジ抽出領域である地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域において被写体のエッジの抽出が行われる（ステップＳ４０４）。
【０１４９】
次いで、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域ごとに、抽出されたエッジの強度に基づくヒストグラムが生成され（ステップＳ４０５）、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域について、エッジ強度偏差Ｓσの算出（ステップＳ４０６）と、エッジ強度偏差Ｓσの重み（ステップＳ４０７）の算出とが行われる。
【０１５０】
そして、エッジ強度偏差Ｓσの重みに基づいて、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域におけるエッジの強度が対象エッジ強度として算出され（ステップＳ４０８）、地平線基準領域における対象エッジ強度が所定値以上であるか否かの判断が行われる（ステップＳ４０９）。地平線基準領域における対象エッジ強度が所定値以上である場合には（ステップＳ４０９＝Ｙｅｓ）、昼間エッジ抽出領域のうち地平線基準領域における対象エッジ強度が、特定エッジ強度として特定される（ステップＳ４１０）。一方、地平線基準領域における対象エッジ強度が所定値未満である場合には（ステップＳ４０９＝Ｎｏ）、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域における対象エッジ強度のうち、最も高い対象エッジ強度が、特定エッジ強度として特定される（ステップＳ４１１）。そして、特定された特定エッジ強度に基づいて、エッジ抽出領域における最終的なエッジの強度が最終エッジ強度として算出される（ステップＳ４１２）。
【０１５１】
そして、ステップＳ４１３では、閾値変更部３７ａにより、ステップＳ４１２で算出された最終エッジ強度に基づいて、左右一対の検出領域におけるエッジ閾値ｔの変更が行われる。具体的には、閾値変更部３７ａは、最終エッジ強度が低いほど、レンズが白濁していると判断し、検出領域Ａ１，Ａ２におけるエッジ閾値ｔを低い値に変更する。これにより、レンズが白濁している場合でも、立体物を検出し易くなり、その結果、隣接車両Ｖ２を検出し易くなる。一方、閾値変更部３７ａは、最終エッジ強度が高いほど、レンズは白濁していないと判断し、検出領域Ａ１，Ａ２におけるエッジ閾値ｔを高い値に変更する。これにより、ノイズなどを抑制し易くなり、その結果、立体物の誤検出を有効に防止することができる。
【０１５２】
また、ステップＳ４０２で夜間であると判定された場合には、ステップＳ４１４に進む。ステップＳ４１４〜ステップＳ４２１は、第１実施形態のステップＳ２１４〜ステップＳ２２１と同様の処理が行われる。すなわち、図１１に示すように、左右の道路端を基準とする左側道路端基準領域および右側道路端基準領域が夜間エッジ抽出領域として設定され（ステップＳ４１４）、夜間エッジ抽出領域として設定された左右一対の道路端基準領域において、被写体のエッジの抽出が行われる（ステップＳ４１５）。そして、左右一対の道路端基準領域において抽出されたエッジに基づいて、図１５に示すように、左右一対の道路端基準領域のそれぞれの領域に対応するヒストグラムの生成が行われ（ステップＳ４１６）、生成されたヒストグラムに基づいて、左右一対の道路端基準領域の各領域ごとに、エッジ強度偏差Ｓσが算出され（ステップＳ４１７）、このエッジ強度偏差Ｓσの重みの算出が行われる（ステップＳ４１８）。そして、図１６に示すように、算出したエッジ強度偏差Ｓσの重みに基づいて、夜間エッジ抽出領域に設定された左側道路端基準領域および右側道路端基準領域におけるエッジの強度が対象エッジ強度として算出される（ステップＳ４１９）。
【０１５３】
そして、夜間エッジ抽出領域に設定された左右一対の道路端基準領域のうち、左側道路端基準領域における対象エッジ強度が、左側検出領域Ａ２における差分閾値ｔｈを設定するための特定エッジ強度として特定され、右側道路端基準領域における対象エッジ強度が、右側検出領域Ａ１における差分閾値ｔｈを設定するための特定エッジ強度として特定される（ステップＳ４２０）。次いで、過去に算出された特定エッジ強度を加味して、右側検出領域Ａ１における差分閾値ｔｈを設定するための最終エッジ強度と、左側検出領域Ａ２における差分閾値ｔｈを設定するための最終エッジ強度とが算出される（ステップＳ４２１）。
【０１５４】
ステップＳ４２２では、閾値変更部３７ａにより、ステップＳ４２１で算出された右側道路端基準領域における最終エッジ強度に基づいて、図１７に示すように、右側検出領域Ａ１におけるエッジ閾値ｔｈを算出することで、右側検出領域Ａ１におけるエッジ閾値ｔｈが設定される。続くステップＳ４２３では、閾値変更部３７ａにより、ステップＳ４２１で算出された左側道路端基準領域における最終エッジ強度に基づいて、図１７に示すように、左側検出領域Ａ２におけるエッジ閾値ｔを算出することで、左側検出領域Ａ２におけるエッジ閾値ｔが設定される。
【０１５５】
以上のように、第２実施形態では、検出領域Ａ１，Ａ２において被写体のエッジを検出し、該エッジに基づいて隣接車両Ｖ２を検出する際に、昼間または夜間において所定量のエッジの抽出が期待される領域をエッジ抽出領域として設定し、エッジ抽出領域から抽出されたエッジの強度に基づいて、エッジ閾値ｔを設定する。これにより、第２実施形態では、第１実施形態の効果に加え、エッジに基づいて隣接車両Ｖ２を検出する場合においても、エッジ閾値ｔをレンズの白濁度合いに応じた適切な値に設定することができ、その結果、レンズが白濁している場合も、立体物を適切に検出することができる。
【０１５６】
《第３実施形態》
続いて、第３実施形態に係る立体物検出装置１ｂについて説明する。第３実施形態に係る立体物検出装置１ｂは、図２８に示すように、第１実施形態の計算機３０に代えて、計算機３０ｂを備えており、以下に説明するように動作すること以外は、第１実施形態と同様である。ここで、図２８は、第３実施形態に係る計算機３０ｂの詳細を示すブロック図である。
【０１５７】
第３実施形態に係る計算機３０ｂは、カメラ１０のレンズが白濁している（レンズ表面に水垢などによる白色の薄膜が形成されている）場合でも立体物を適切に検出するために、レンズが白濁しているか否かを判定し、レンズの白濁度合いに応じてカメラ１０の露出制御を行う。計算機３０ｂは、このような機能を実現するために、第１実施形態に係る計算機３０の閾値変更部３７に代えて、露出制御部４０を備える。以下に、計算機３０ｂの各機能について説明する。なお、視点変換部３１、位置合わせ部３２、立体物検出部３３、昼夜判定部３４、および、エッジ抽出領域設定部３５については、第１実施形態と同様の構成であるため、その説明は省略する。
【０１５８】
第３実施形態に係るエッジ強度算出部３６は、昼間と判定された場合には、昼間エッジ抽出領域のうち、地平線基準領域において検出された対象エッジ強度が所定値以上であるか否かを判定し、地平線基準領域において検出された対象エッジ強度が所定値以上である場合には、地平線基準領域において検出された対象エッジ強度を、露出制御に用いる特定エッジ強度として特定する。一方、エッジ強度算出部３６は、地平線基準領域において検出された対象エッジ強度が所定値未満である場合には、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域において検出された対象エッジ強度のうち、最も高い対象エッジ強度を、露出制御に用いる特定エッジ強度として特定する。
【０１５９】
また、エッジ強度算出部３６は、夜間と判定された場合には、夜間エッジ抽出領域に設定された左右一対の道路端基準領域のうち、左側道路端基準領域における対象エッジ強度を、左側検出領域Ａ２における露出を設定するための特定エッジ強度として特定し、右側道路端基準領域における対象エッジ強度を、右側検出領域Ａ１における露出を設定するための特定エッジ強度として特定する。
【０１６０】
上述したように、夜間において、自車両Ｖ１よりも右側に街灯などの光源が存在し、一方、自車両Ｖ１よりも左側に光源が存在しない場合などでは、左右の検出領域Ａ１，Ａ２において光環境が大きく異なり、このような自車両Ｖ１周囲の光環境により、立体物の検出し易さも大きく異なる。そのため、本実施形態では、左側道路端基準領域における対象エッジ強度を左側検出領域Ａ２における露出を設定するための特定エッジ強度として特定し、右側道路端基準領域における対象エッジ強度を右側検出領域Ａ１の露出を設定するための特定エッジ強度として特定することで、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２のそれぞれにおいて、光環境に応じた適切な露出を得ることができ、これにより、立体物を高い精度で検出することが可能となる。
【０１６１】
露出制御部４０は、エッジ強度算出部３６により算出された最終エッジ強度に基づいて、カメラ１０の露出制御を行う。具体的には、露出制御部４０は、まず、エッジ強度算出部３６により算出された最終エッジ強度に基づいて、カメラ１０の露出を制御するための露出制御値を算出する。そして、露出制御部４０は、算出した露出制御値に基づいて、カメラ１０の絞り値、ＩＳＯ感度、および露光時間（あるいはシャッタースピード）を設定することで、カメラ１０の露出を、レンズの白濁度合いに応じた適切な露出に設定する。
【０１６２】
ここで、露出制御値とは、カメラ１０の露出を制御するための値であり、露出制御部４０は、この露出制御値が高いほど、絞り値を小さくし（絞りを開放側に開き）、ＩＳＯ感度を高くし、あるいは、露光時間を長くする。これにより、露出制御値が高いほど、被写体からの光束に対する撮像素子の露出量が大きくなり、立体物を鮮明に撮像することが可能となる。なお、露出制御部４０は、露出制御値に基づいて、絞り値、ＩＳＯ感度、および露光時間のいずれか１つを制御する構成としてもよいし、絞り値、ＩＳＯ感度、および露光時間を組み合わせて制御する構成としてもよい。
【０１６３】
また、露出制御部４０は、図２９に示すように、最終エッジ強度が低いほど、レンズが白濁していると判断し、露出制御値を高い値に変更する。これにより、レンズが白濁している場合でも、立体物を検出し易くなり、その結果、隣接車両Ｖ２を適切に検出することができる。一方、露出制御部４０は、最終エッジ強度が高いほど、レンズは白濁していないと判断し、露出制御値を低い値に変更する。これにより、ノイズを有効に抑制することができ、その結果、立体物の誤検出を有効に防止することができる。なお、図２９は、露出制御値と最終エッジ強度との関係の一例を示す図である。
【０１６４】
また、露出制御部４０は、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２に対応する画素領域の露出を個々に制御することが可能となっている。たとえば、露出制御部４０は、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２に対応する画素領域において、露光時間を互いに異ならせることで、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２に対応する画素領域の露出を個々に制御することができる。
【０１６５】
さらに、周囲が真っ暗な場合には、被写体のエッジが検出し難く、最終エッジ強度が低く算出される傾向にあるため、レンズが白濁していると誤判定され、レンズが実際に白濁していない場合でも露出制御値が高い値で算出されてしまう場合があり、その結果、ノイズなどにより立体物の誤検出が生じてしまう場合がある。そのため、露出制御部４０は、図１７に示すように、周囲の輝度が超低輝度であり周囲が真っ暗であると判断できる場合には、周囲が真っ暗ではない場合と比較して、最終エッジ強度が比較的低い場合でも、露出制御値が比較的低い値で算出されるように、露出制御値と最終エッジ強度との関係を変化させる。これにより、周囲が真っ暗な場合に、立体物の誤検出が生じてしまうことを有効に防止することができる。なお、露出制御部４０は、撮像画像全体の輝度が、周囲が真っ暗であると判定できる所定輝度以下である場合に、周囲が真っ暗であると判定することができる。
【０１６６】
次に、図３０を参照して、第３実施形態に係る露出制御処理について説明する。図３０は、第３実施形態に係る露出制御処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明する露出制御処理は、図１８に示す隣接車両検出処理と並行して行われる。これにより、この露出制御処理により設定された露出でカメラ１０の撮像が行われ、その結果、この露出制御処理で設定された露出で撮像された撮像画像データに基づいて、図１８に示す隣接車両検出処理が行われることとなる。
【０１６７】
ステップＳ５０１〜Ｓ５１２では、第１実施形態のステップＳ２０１〜Ｓ２１２と同様に、昼間であると判定された場合に（ステップＳ５０２＝Ｙｅｓ）、消失点近傍の地平線を基準とする地平線基準領域と、道路端を基準とする左右一対の道路端基準領域とが、昼間エッジ抽出領域として設定され（ステップＳ５０３）、昼間エッジ抽出領域において、被写体のエッジの抽出が行われる（ステップＳ５０４）。そして、昼間エッジ抽出領域のエッジの強度が対象エッジ強度として算出され（ステップＳ５０８）、対象エッジ強度に基づいて、最終エッジ強度の算出が行われる（ステップＳ５１２）。
【０１６８】
ステップＳ５１３では、露出制御部４０により、ステップＳ５１２で算出された最終エッジ強度に基づいて、カメラ１０の露出制御が行われる。具体的には、露出制御部４０は、図２９に示すように、最終エッジ強度が低いほど、レンズが白濁していると判定し、露出制御値を高い値で算出し、一方、最終エッジ強度が高いほど、レンズが白濁していないと判定し、露出制御値を低い値で算出する。そして、露出制御部４０は、算出した露出制御値が高いほど、絞り値を小さくし（絞りを開放側に開き）、ＩＳＯ感度を高くし、あるいは、露光時間を長くすることで、被写体からの光束に対するカメラ１０（撮像素子）の露出量を大きくする。これにより、カメラ１０に立体物を鮮明に撮像させることが可能となり、その結果、レンズが白濁している場合でも、図１８に示す隣接車両検出処理において立体物を適切に検出することできる。一方、露出制御部４０は、算出した露出制御値が低いほど、絞り値を大きくし（絞りを絞り込み側に絞り）、ＩＳＯ感度を低くし、あるいは、露光時間を短くすることで、被写体からの光束に対するカメラ１０（撮像素子）の露出量を小さくする。これにより、ノイズの発生が抑制され、その結果、立体物の誤検出を有効に防止することができる。
【０１６９】
また、本実施形態において、露出制御部４０は、このステップＳ５１３のように、昼間であると判定されている場合には、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２において同じ露出が得られるように、カメラ１０の露出制御を行う。ここで、昼間においては、自車両Ｖ１の周囲における光環境の変化が小さいため、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域のいずれのエッジに基づいて露出制御値を算出した場合でも、算出した露出制御値に基づいて、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２における露出を設定することができる。そのため、昼間においては、地平線基準領域および左右一対の道路端基準領域において抽出されたエッジのうち、レンズの白濁度合いに最も対応するエッジに基づいて露出制御値を算出し、該露出制御値に基づいて、右側検出領域Ａ１および左側検出領域Ａ２の両方の露出を設定することができ、これにより、右側検出領域Ａ１および左側検出領域Ａ２において、立体物を適切に検出することができる。
【０１７０】
一方、ステップＳ５０２において、夜間であると判定された場合には、ステップＳ５１４に進む。ステップＳ５１４〜Ｓ５２１では、第１実施形態のステップＳ２１４〜Ｓ２２１と同様に、左右の道路端を基準とする左側道路端基準領域および右側道路端基準領域が、夜間エッジ抽出領域として設定され（ステップＳ５１４）、夜間エッジ抽出領域において、被写体のエッジの抽出が行われる（ステップＳ５１５）。そして、夜間エッジ抽出領域のエッジの強度が対象エッジ強度として算出され（ステップＳ５１９）、対象エッジ強度に基づいて、最終エッジ強度の算出が行われる（ステップＳ５２１）。
【０１７１】
そして、ステップＳ５２２では、露出制御部４０により、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２のうち右側検出領域Ａ１における露出の設定が行われ、ステップＳ５２３では、露出制御部４０により、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２のうち左側検出領域Ａ２における露出の設定が行われる。具体的には、露出制御部４０は、図２９に示すように、ステップＳ２２１で算出された最終エッジ強度が低いほど、レンズが白濁していると判断して、露出制御値を高い値に変更する。このように露出制御値を高くすることで、カメラ１０の絞り値が小さくなり（カメラ１０の絞りを開放側に開き）、ＩＳＯ感度が高くなり、あるいは、露光時間が長くなるため、レンズが白濁している場合でも、立体物を検出し易くなり、その結果、隣接車両Ｖ２を適切に検出することができる。一方、露出制御部４０は、最終エッジ強度が高いほど、レンズは白濁していないと判断し、露出制御値を低い値に変更する。これにより、ノイズの発生が抑制され、その結果、立体物の誤検出を有効に防止することができる。
【０１７２】
また、夜間であると判定されている場合、露出制御部４０は、ステップＳ５２１で算出された右側道路端基準領域における最終エッジ強度に基づいて、図２９に示すように、右側検出領域Ａ１における露出制御値を算出することで、右側検出領域Ａ１における露出を設定する。同様に、ステップＳ５２３において、露出制御部４０は、ステップＳ５２１で算出された左側道路端基準領域における最終エッジ強度に基づいて、図２９に示すように、左側検出領域Ａ２における露出制御値を算出することで、左側検出領域Ａ２における露出を設定する。このように、露出制御部４０は、夜間であると判定されている場合には、左側検出領域Ａ１における露出と、右側検出領域Ａ２における露出とを別々に設定する。これにより、夜間において、自車両Ｖ１の右側と左側とにおいて光環境が異なる場合でも、立体物を適切に検出することができる。
【０１７３】
また、露出制御部４０は、図２９において破線で示すように、周囲が真っ暗な場合には、周囲が真っ暗ではない場合と比較して、最終エッジ強度が比較的低い場合でも、露出制御値が比較的低い値で算出されるように、露出制御値と対象エッジ強度との関係を変化させる。これにより、周囲が真っ暗であり被写体のエッジを検出し難い場合に、レンズが白濁していると誤判定され、立体物の誤検出が生じてしまうことを有効に防止することができる。
【０１７４】
以上のように、第３実施形態では、昼間または夜間において、所定量のエッジの抽出が期待される領域をエッジ抽出領域として設定し、エッジ抽出領域におけるエッジの強度に基づいて、カメラ１０の露出制御を行う。具体的には、図２９に示すように、エッジ抽出領域におけるエッジの強度（最終エッジ強度）が低いほど、レンズが白濁していると判定し、露出制御値を高くすることで、被写体からの光束に対するカメラ１０（撮像素子）の露出量を大きくする。これにより、立体物が検出し易くなり、レンズが白濁している場合でも、立体物を適切に検出することができる。また、エッジ抽出領域におけるエッジの強度が高いほど、レンズが白濁していると判定し、露出制御値を小さくすることで、被写体からの光束に対するカメラ１０（撮像素子）の露出量を小さくする。これにより、レンズが白濁していない場合に、ノイズなどによる立体物の誤検出を有効に防止することができる。
【０１７５】
また、第３実施形態では、昼間と判定された場合には、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２において同じ露出が得られるように、カメラ１０の露出制御が行われ、夜間と判定された場合には、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２のそれぞれの光環境に応じた露出が得られるように、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２における露出制御が別々に行われる。そのため、第１実施形態では、昼間と判定された場合の左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２間における露出の差は、夜間と判定された場合の左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２間における露出の差以下となる。昼間と判定された場合には、右側検出領域Ａ１と左側検出領域Ａ２との光環境の違いは小さいと判断されるため、右側検出領域Ａ１および左側検出領域Ａ２の両方において最終エッジに基づく適切な露出を設定することができ、これにより、右側検出領域Ａ１および左側検出領域Ａ２において、立体物を適切に検出することができる。また、夜間と判定された場合には、光源の影響などにより右側検出領域Ａ１と左側検出領域Ａ２との光環境の違いが大きくなる場合があるものと判断されるため、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２のそれぞれの光環境に応じた露出が得られるように、左右一対の検出領域Ａ１，Ａ２における露出制御を別々に行うことで、周囲の光環境に応じて適切に立体物を検出することができる。
【０１７６】
さらに、第３実施形態では、隣接車両Ｖ２が検知されているか否かを判断し、隣接車両Ｖ２が検知されている場合には、エッジ抽出領域で算出されたエッジの強度に拘わらず、カメラ１０（撮像素子）の露出を維持する（すなわち、エッジ強度に基づくカメラ１０の露出の変更を禁止する。）。これにより、地平線や道路端などを基準とするエッジ抽出領域においてエッジの強度を算出することで、レンズの白濁度合いを判定する際に、隣接車両Ｖ２に起因するエッジの影響を低減することができ、その結果、レンズの白濁度合いに応じたエッジの強度を適切に検出することができる。
【０１７７】
《第４実施形態》
続いて、第４実施形態に係る立体物検出装置１ｃについて説明する。第４実施形態に係る立体物検出装置１ｃは、図３１に示すように、第２実施形態の計算機３０ａに代えて、計算機３０ｃを備えており、以下に説明するように動作すること以外は、第２実施形態と同様である。ここで、図３１は、第４実施形態に係る計算機３０ｃの詳細を示すブロック図である。
【０１７８】
第４実施形態に係る計算機３０ｃは、第２実施形態に係る計算機３０ａの閾値変更部３７に代えて、露出制御部４０ａを備える。なお、視点変換部３１、輝度差算出部３８、エッジ線検出部３９、立体物検出部３３ａ、昼夜判定部３４、エッジ抽出領域設定部３５、エッジ強度算出部３６については、第２実施形態と同様の構成であり、露出制御部４０ａは、第３実施形態と同様の構成であるため、その説明は省略する。
【０１７９】
第４実施形態では、第２実施形態と同様に、図２６に示す隣接車両検出処理が実行される。そして、図２６に示す隣接車両検出処理に並行して、第３実施形態と同様に、図３０に示す露出制御処理が実行され、この露出制御処理により設定された露出で撮像画像データが撮像され、撮像された撮像画像データに基づいて、隣接車両検出処理が行われることとなる。そのため、第４実施形態においても、レンズの白濁度合いに応じた適切な露出で立体物を撮像することができ、その結果、レンズが白濁している場合でも、撮像画像に基づいて立体物を適切に検出することが可能となる。なお、第４実施形態に係る隣接車両検出処理および露出制御処理は、第２実施形態に係る隣接車両検出処理、および、第３実施形態に係る露出制御処理と同様の処理であるため、その説明は省略する。
【０１８０】
以上のように、第４実施形態では、検出領域Ａ１，Ａ２において被写体のエッジを検出し、該エッジに基づいて隣接車両Ｖ２を検出する際に、昼間または夜間において所定量のエッジの抽出が期待される領域をエッジ抽出領域として設定し、エッジ抽出領域から抽出されたエッジの強度に基づいて、カメラ１０の露出制御を行う。これにより、第４実施形態では、第３実施形態の効果に加え、エッジに基づいて隣接車両Ｖ２を検出する場合においても、カメラ１０の露出をレンズの白濁度合いに応じた適切な露出に設定することができ、その結果、レンズが白濁している場合も、立体物を適切に検出することができる。
【０１８１】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【０１８２】
たとえば、上述した第１，２実施形態においては、昼間エッジ抽出領域または夜間エッジ抽出領域におけるエッジの強度（最終エッジ強度）に基づいて、差分閾値ｔｈまたはエッジ閾値ｔを変更する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、差分閾値ｔｈ、エッジ閾値ｔに代えて、あるいは、差分閾値ｔｈ、エッジ閾値ｔに加えて、立体物を検出するための閾値α、閾値βの値を変更する構成としてもよい。あるいは、昼間エッジ抽出領域または夜間エッジ抽出領域におけるエッジの強度（最終エッジ強度）に基づいて、エッジ線を検出するための閾値θ、閾値ｔ２を変更する構成としてもよいし、閾値ｔｂを変更する構成としてもよい。また、昼間エッジ抽出領域または夜間エッジ抽出領域におけるエッジの強度（最終エッジ強度）に基づいて、各画素から出力される画素値または輝度値を変更する構成としてもよい。たとえば、最終エッジ強度が低いほど、レンズが白濁していると判断し、各画素から出力される画素値または輝度値を高くすることで、立体物の検出を促進することができる。
【０１８３】
さらに、上述した実施形態では、立体物の移動速度が所定の条件を満たす場合に、該立体物を隣接車両Ｖ２として検出する構成を例示したが、たとえば、昼間エッジ抽出領域または夜間エッジ抽出領域におけるエッジの強度（最終エッジ強度）に基づいて、上記の条件を変更することで、隣接車両Ｖ２の検出を制御する構成としてもよい。たとえば、上述した実施形態では、立体物の絶対移動速度が１０ｋｍ／ｈ以上、かつ、自車両Ｖ１に対する立体物の相対移動速度が＋６０ｋｍ／ｈ以下である場合に、立体物を隣接車両Ｖ２と判断しているが、最終エッジ強度が低い場合には、レンズが白濁していると判断し、たとえば、立体物の絶対移動速度が５ｋｍ／ｈ以上、かつ、自車両Ｖ１に対する立体物の相対移動速度が＋６５ｋｍ／ｈ以下である場合に、立体物は隣接車両Ｖ２であると判断する構成とすることで、隣接車両Ｖ２の検出を促進することができる。
【０１８４】
また、上述した実施形態に加えて、立体物の検出するためのパラメータの一つとしてレンズの白濁度合いを示す白濁指数を備えており、該白濁指数に基づいて立体物を検出する際の種々の制御を行っている場合には、昼間エッジ抽出領域または夜間エッジ抽出領域における最終エッジ強度に基づいて、この白濁指数を算出する構成としてもよい。なお、レンズの白濁は比較的長い時間をかけて進行するため、昼間エッジ抽出領域または夜間エッジ抽出領域における最終エッジ強度に基づいて白濁指数を算出する場合には、比較的長い時間で得られた複数の特定エッジ強度から、その平均値と標準偏差とを算出し、算出した特定エッジ強度の平均値と標準偏差とを加算した値を、白濁指数を算出するための最終エッジ強度として用いることが好適である。
【０１８５】
さらに、上述した実施形態では、隣接車両Ｖ２を検知している場合に、対象エッジ強度を算出する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、隣接車両Ｖ２が検知されている場合と、隣接車両Ｖ２が検知されていない場合とで、算出される対象エッジ強度の値を変更する構成としてもよい。具体的には、隣接車両Ｖ２が検知されている場合には、隣接車両Ｖ２が検知されていない場合と比較して、対象エッジ強度を低い値で算出する構成としてもよい。これにより、地平線や道路端などに基づいてエッジの強度を算出する際に、隣接車両Ｖ２に起因するエッジの影響を低減することができ、レンズの白濁度合いに応じた対象エッジ強度を適切に検出することができる。
【０１８６】
なお、上述した実施形態のカメラ１０は本発明の撮像手段に相当し、視点変換部３１は本発明の画像変換手段に相当し、位置合わせ部３２、立体物検出部３３，３３ａ、輝度差算出部３８、およびエッジ線検出部３９は本発明の立体物検出手段に相当し、エッジ抽出領域設定部３５およびエッジ強度算出部３６は本発明の第１エッジ強度算出手段および第２エッジ強度算出手段に相当し、昼夜判定部３４は本発明の昼夜判定手段に相当し、閾値変更部３７，３７ａおよび露出制御部４０，４０ａは本発明の制御手段に相当する。
【符号の説明】
【０１８７】
１，１ａ…立体物検出装置
１０…カメラ
２０…車速センサ
３０，３０ａ…計算機
３１…視点変換部
３２…位置合わせ部
３３，３３ａ…立体物検出部
３４…昼夜判定部
３５…エッジ抽出領域設定部
３６…エッジ強度算出部
３７，３７ａ…閾値変更部
３８…輝度差算出部
３９…エッジ線検出部
４０，４０ａ…露出制御部
ａ…画角
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
Ｖ１…自車両
Ｖ２…隣接車両
【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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【図３１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月22日(2016.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、自車両後方の映像を結像させるレンズを備えた撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮像画像に基づいて、自車両後方の立体物を検出する立体物検出手段と、
地平線を基準とする地平線基準領域を少なくとも含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第１エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第１エッジ強度として算出する第１エッジ強度算出手段と、
道路端を基準とする道路端基準領域を少なくとも含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第２エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第２エッジ強度として算出する第２エッジ強度算出手段と、
昼間であるか夜間であるかを判定する昼夜判定手段と、
前記昼夜判定手段により昼間であると判定された場合には、前記第１エッジ抽出領域における前記第１エッジ強度に基づいて、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御し、夜間であると判定された場合には、前記第２エッジ抽出領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、
前記撮像手段により得られた前記撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段を有し、
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で、所定の第１閾値以上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し、該差分波形情報のピークの値が所定の第２閾値以上である場合に、該差分波形情報に基づいて、前記立体物を検出し、
前記制御手段は、前記昼夜判定手段により昼間であると判定された場合には、前記第１エッジ抽出領域における前記第１エッジ強度に基づいて、前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定することで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御し、夜間であると判定された場合には、前記第２エッジ抽出領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定することで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、
前記撮像手段により得られた前記撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段を有し、
前記画像変換手段により得られた鳥瞰視画像から、隣接する画素領域の輝度差が所定の第１閾値以上であるエッジ成分を検出し、該エッジ成分に基づくエッジ情報の量が所定の第２閾値以上である場合に、前記エッジ情報に基づいて、前記立体物を検出し、
前記制御手段は、前記昼夜判定手段により昼間であると判定された場合には、前記第１エッジ抽出領域における前記第１エッジ強度に基づいて、前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定することで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御し、夜間であると判定された場合には、前記第２エッジ抽出領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定することで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度が高いほど、前記第１閾値または前記第２閾値を高い値に変更し、前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度が低いほど、前記第１閾値または前記第２閾値を低い値に変更することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、自車両の左右後方に設定された左側検出領域および右側検出領域において前記立体物を検出し、
前記制御手段は、
前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度に基づいて前記第１閾値を変更する際には、昼間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける前記第１閾値の差が、夜間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける前記第１閾値の差以下になるように、前記第１閾値を変更し、
前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度に基づいて前記第２閾値を変更する際には、昼間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける前記第２閾値の差が、夜間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける前記第２閾値の差以下になるように、前記第２閾値を変更することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、自車両の左右後方に設定された左側検出領域および右側検出領域において前記立体物を検出し、
前記第２エッジ強度算出手段は、左右の道路端を基準とする左側道路端基準領域および右側道路端基準領域を前記第２エッジ抽出領域として設定し、前記左側道路端基準領域におけるエッジの強度に基づいて、前記左側道路端基準領域における前記第２エッジ強度を算出するとともに、前記右側道路端基準領域におけるエッジの強度に基づいて、前記右側道路端基準領域における前記第２エッジ強度を算出し、
前記制御手段は、前記左側道路端基準領域における前記第２エッジ強度に基づいて前記左側検出領域における前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定し、前記右側道路端基準領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記右側検出領域における前記第１閾値または前記第２閾値の値を設定することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記立体物検出手段により前記立体物が検出されている場合には、前記第１閾値または前記第２閾値の値の変更を禁止することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記撮像画像の輝度が所定値未満である場合には、前記撮像画像の輝度が所定値以上である場合と比べて、前記第１閾値または前記第２閾値の値を高くすることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項９】
請求項１に記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記昼夜判定手段により昼間であると判定された場合には、前記第１エッジ抽出領域における前記第１エッジ強度に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行うことで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御し、夜間であると判定された場合には、前記第２エッジ抽出領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記撮像手段の露出制御を行うことで、前記立体物検出手段による前記立体物の検出を制御することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、
前記撮像手段により得られた前記撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段を有し、
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で、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し、該差分波形情報に基づいて、前記立体物を検出することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、
前記撮像手段により得られた前記撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段を有し、
前記画像変換手段により得られた前記鳥瞰視画像からエッジ情報を検出し、該エッジ情報に基づいて、前記立体物を検出することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、自車両の左右後方に設定された左側検出領域および右側検出領域において前記立体物を検出し、
前記制御手段は、昼間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける露出の差が、夜間と判定された場合の前記左側検出領域と前記右側検出領域とにおける露出の差以下になるように、前記撮像手段の露出制御を行うことを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記立体物検出手段は、自車両の左右後方に設定された左側検出領域および右側検出領域において前記立体物を検出し、
前記第２エッジ強度算出手段は、左右の道路端を基準とする左側道路端基準領域および右側道路端基準領域を前記第２エッジ抽出領域として設定し、前記左側道路端基準領域におけるエッジの強度に基づいて、前記左側道路端基準領域における前記第２エッジ強度を算出するとともに、前記右側道路端基準領域におけるエッジの強度に基づいて、前記右側道路端基準領域における前記第２エッジ強度を算出し、
前記制御手段は、前記左側道路端基準領域における前記第２エッジ強度に基づいて前記左側検出領域における露出を制御し、前記右側道路端基準領域における前記第２エッジ強度に基づいて、前記右側検出領域における露出を制御することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記立体物検出手段により前記立体物が検出されている場合には、前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度に拘わらず、前記撮像手段の露出を維持することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記撮像画像の輝度が所定値未満である場合には、前記撮像画像の輝度が所定値以上である場合と比べて、前記撮像手段の露出量を小さくすることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記制御手段は、前記第１エッジ強度または前記第２エッジ強度の値が低いほど、前記撮像手段の絞り値を開放側の値に変更し、前記撮像手段の撮像感度を高い値に変更し、または、前記撮像手段の露光時間を長い時間に変更することで、前記撮像手段の露出制御を行うことを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記第１エッジ強度算出手段は、消失点近傍の地平線を基準とする領域を、前記地平線基準領域として設定することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の立体物検出装置であって、
前記第１エッジ強度算出手段は、前記地平線基準領域に加えて、道路端を基準とする道路端基準領域を前記第１エッジ抽出領域として設定し、前記地平線基準領域におけるエッジの強度が所定値以上である場合には、前記地平線基準領域におけるエッジの強度を前記第１エッジ強度として算出し、前記地平線基準領域におけるエッジの強度が所定値未満である場合には、前記地平線基準領域および前記道路端基準領域のうちエッジの強度が最も高い領域におけるエッジの強度を、前記第１エッジ強度として算出することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項１９】
自車両後方の撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換し、異なる時刻の前記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で所定の第１閾値以上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し、該差分波形情報のピークの値が所定の第２閾値以上である場合に、該差分波形情報に基づいて立体物を検出する立体物検出方法であって、
昼間であるか夜間であるかを判定し、
昼間であると判定された場合には、地平線を基準とする地平線基準領域を少なくとも含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第１エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第１エッジ強度として算出し、前記第１エッジ強度に基づいて前記第１閾値または前記第２閾値を設定し、
夜間であると判定された場合には、道路端を基準とする道路端基準領域を含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第２エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第２エッジ強度として算出し、前記第２エッジ強度に基づいて前記第１閾値または前記第２閾値を設定することを特徴とする立体物検出方法。
【請求項２０】
自車両後方の撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換し、前記鳥瞰視画像から、隣接する画素領域の輝度差が所定の第１閾値以上であるエッジ成分を検出し、該エッジ成分に基づくエッジ情報の量が所定の第２閾値以上である場合に、前記エッジ情報に基づいて立体物を検出する立体物検出方法であって、
昼間であるか夜間であるかを判定し、
昼間であると判定された場合には、地平線を基準とする地平線基準領域を少なくとも含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第１エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第１エッジ強度として算出し、前記第１エッジ強度に基づいて前記第１閾値または前記第２閾値を設定し、
夜間であると判定された場合には、道路端を基準とする道路端基準領域を含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第２エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第２エッジ強度として算出し、前記第２エッジ強度に基づいて前記第１閾値または前記第２閾値を設定することを特徴とする立体物検出方法。
【請求項２１】
自車両後方を撮像する撮像手段により取得された撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換し、異なる時刻に得られた鳥瞰視画像の差分に基づいて差分波形情報を生成し、該差分波形情報に基づいて立体物を検出する立体物検出方法であって、
昼間であるか夜間であるかを判定し、
昼間であると判定された場合には、地平線を基準とする地平線基準領域を少なくとも含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第１エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第１エッジ強度として算出し、前記第１エッジ強度に基づいて前記撮像手段の露出制御を行い、
夜間であると判定された場合には、道路端を基準とする道路端基準領域を含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第２エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第２エッジ強度として算出し、前記第２エッジ強度に基づいて前記撮像手段の露出制御を行うことを特徴とする立体物検出方法。
【請求項２２】
自車両後方を撮像する撮像手段により取得された撮像画像を鳥瞰視画像に視点変換し、前記鳥瞰視画像に基づいてエッジ情報を検出し、該エッジ情報に基づいて立体物を検出する立体物検出方法であって、
昼間であるか夜間であるかを判定し、
昼間であると判断された場合には、地平線を基準とする地平線基準領域を少なくとも含む第１エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第１エッジ抽出領域で抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第１エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第１エッジ強度として算出し、前記第１エッジ強度に基づいて前記撮像手段の露出制御を行い、
夜間であると判断された場合には、道路端を基準とする道路端基準領域を含む第２エッジ抽出領域において被写体のエッジを抽出し、前記第２エッジ抽出領域において抽出されたエッジの分布に基づいて、前記第２エッジ抽出領域におけるエッジの強度を第２エッジ強度として算出し、前記第２エッジ抽出領域における前記第２エッジ強度に基づいて前記撮像手段の露出制御を行うことを特徴とする立体物検出方法。
【国際調査報告】
2014017625.tif 000034
2014017625.tif 000035