(57)【要約】  撮像手段１０により得られた画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段３１と、異なる時刻の鳥瞰視画像の位置を位置合わせした差分画像上において、所定の差分を示す画素数を、車幅方向に沿ってカウントして度数分布化することで、車幅方向波形情報を生成し、当該車幅方向波形情報に基づいて、検出領域内に存在する立体物を検出する車幅方向検出処理を行う立体物検出手段３３と、検出された立体物が検出領域に存在する他車両であるか判定する立体物判定手段３４と、車幅方向検出処理において所定値以上のカウント数が得られた検出位置を特定し、特定した検出位置が、検出領域内を自車両進行方向の前方から後方へと移動し、検出領域内の所定位置まで到達した場合に、立体物を検出対象の他車両であると判定することを抑制する制御手段３４と、を備える。
2013125403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の検出領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段と、
前記画像変換手段により得られた異なる時刻の鳥瞰視画像の位置を鳥瞰視上で位置合わせし、当該位置合わせされた鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数を、車幅方向に沿ってカウントして度数分布化することで、車幅方向波形情報を生成し、当該車幅方向波形情報に基づいて、前記検出領域内に存在する立体物を検出する車幅方向検出処理を行う立体物検出手段と、
前記立体物検出手段により検出された前記立体物が、前記検出領域に存在する検出対象の他車両であるか否かを判定する立体物判定手段と、
前記立体物検出手段による前記車幅方向検出処理において所定値以上のカウント数が得られた検出位置を特定し、特定した前記検出位置が、前記検出領域内を自車両進行方向の前方から後方へと移動し、前記検出領域内の自車両進行方向における所定位置まで到達した場合に、前記立体物判定手段が前記立体物を検出対象の他車両であると判定することを抑制する制御手段と、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、前記車幅方向検出処理を行う際に、前記検出領域内の自車両進行方向に沿った異なる複数の位置で、前記所定の差分を示す画素数を車幅方向に沿ってカウントして度数分布化することで、前記車幅方向差分波形情報を生成し、
前記制御手段は、前記立体物検出手段による前記車幅方向検出処理において所定値以上のカウント数が得られた複数の検出位置を特定し、特定した複数の検出位置のうち、自車両から最も近い検出位置が、前記検出領域内を自車両進行方向の前方から後方へと移動し、前記検出領域内の自車両進行方向における所定位置まで到達した場合に、前記立体物判定手段が前記立体物を検出対象の他車両であると判定すること抑制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または２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、前記画像変換手段により得られた異なる時刻の鳥瞰視画像の位置を鳥瞰視上で位置合わせし、当該位置合わせされた鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数を、鳥瞰視画像に視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿ってカウントして度数分布化することで、倒れ込み方向波形情報を生成し、当該倒れ込み方向波形情報に基づいて、前記立体物を検出する倒れ込み方向検出処理も行うことを特徴とする立体物検出装置。
【請求項４】
請求項３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、前記車幅方向波形情報または前記倒れ込み方向波形情報の時間変化に基づいて、前記立体物の相対移動速度を算出し、
前記制御手段は、前記立体物の相対移動速度が、自車両が前記立体物を追い越し可能な追い越し車速であるか否かを判断し、当該判断の結果、前記相対移動速度が前記追い越し車速である場合には、前記立体物検出手段に前記車幅方向検出処理を行わせ、前記相対移動速度が前記追い越し車速ではない場合には、前記立体物検出手段に前記倒れ込み方向検出処理を行わせることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項５】
所定の検出領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段と、
前記画像変換手段により得られた鳥瞰視画像からエッジ情報を検出し、車幅方向に沿って前記エッジ情報を検出することで、前記検出領域内に存在する立体物を検出する車幅方向検出処理を行う立体物検出手段と、
前記立体物検出手段により検出された前記立体物が、前記検出領域に存在する検出対象の他車両であるか否かを判定する立体物判定手段と、
前記立体物検出手段による前記車幅方向検出処理において所定値以上のカウント数が得られた検出位置を特定し、特定した前記検出位置が、前記検出領域内を自車両進行方向の前方から後方へと移動し、前記検出領域内の自車両進行方向における所定位置まで到達した場合に、前記立体物判定手段が前記立体物を検出対象の他車両であると判定することを抑制する制御手段と、を備えることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項６】
請求項５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、前記車幅方向検出処理を行う際に、前記検出領域内の自車両進行方向に沿った異なる複数の位置で、車幅方向に沿って前記エッジ情報を検出し、
前記制御手段は、前記立体物検出手段による前記車幅方向検出処理において所定値以上のカウント数が得られた複数の検出位置を特定し、特定した複数の検出位置のうち、自車両から最も近い検出位置が、前記検出領域内を自車両進行方向の前方から後方へと移動し、前記検出領域内の自車両進行方向における所定位置まで到達した場合に、前記立体物判定手段が前記立体物を検出対象の他車両であると判定すること抑制することを特徴とする立体物検出装置。
【請求項７】
請求項５または６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、前記鳥瞰視画像に視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って前記エッジ情報を検出することで、前記立体物を検出する倒れ込み方向検出処理も行うことを特徴とする立体物検出装置。
【請求項８】
請求項７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、前記エッジ情報の時間変化に基づいて、前記立体物の相対移動速度を算出し、
前記制御手段は、前記立体物の相対移動速度が、自車両が前記立体物を追い越し可能な追い越し車速であるか否かを判断し、当該判断の結果、前記相対移動速度が前記追い越し車速である場合には、前記立体物検出手段に前記車幅方向検出処理を行わせ、前記相対移動速度が前記追い越し車速ではない場合には、前記立体物検出手段に前記倒れ込み方向検出処理を行わせることを特徴とする立体物検出装置。
【請求項９】
所定の検出領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像を鳥瞰視画像に視点変換する画像変換手段と、
前記画像変換手段により得られた前記鳥瞰視画像において、車幅方向に沿って輝度差が所定閾値以上である画素の分布情報を検出し、検出した前記画素の分布情報に基づいて、前記検出領域内に存在する立体物を検出する車幅方向検出処理を行う立体物検出手段と、
前記立体物検出手段により検出された前記立体物が、前記検出領域に存在する検出対象の他車両であるか否かを判定する立体物判定手段と、
前記立体物検出手段による前記車幅方向検出処理において所定値以上のカウント数が得られた検出位置を特定し、特定した前記検出位置が、前記検出領域内を自車両進行方向の前方から後方へと移動し、前記検出領域内の自車両進行方向における所定位置まで到達した場合に、前記立体物判定手段が前記立体物を検出対象の他車両であると判定することを抑制する制御手段と、を備えることを特徴とする立体物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体物検出装置に関するものである。
本出願は、２０１２年２月２３日に出願された日本国特許出願の特願２０１２−０３７４７２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、異なる時刻に撮像された２枚の撮像画像を鳥瞰視画像に変換し、変換した２枚の鳥瞰視画像の差分に基づいて、障害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２００８−２２７６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自車両後方を撮像した撮像画像に基づいて、自車両後方の隣接車線に存在する他車両を検出した場合に、自車両が追い越した他車両を、検出対象の他車両として検出してしまうという問題があった。【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、自車両が追い越した他車両を検出対象の他車両として検出してしまうことを有効に防止し、検出対象の他車両を高い精度で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、異なる時刻の鳥瞰視画像の位置を鳥瞰視上で位置合わせし、当該位置合わせされた鳥瞰視画像の差分画像上において所定の差分を示す画素数を、車幅方向に沿ってカウントするとともに、所定値以上のカウント数が得られた検出位置を特定し、特定した検出位置が、検出領域内を自車両進行方向の前方から後方へと移動して、検出領域内の所定位置まで到達した場合に、検出した立体物を検出対象の他車両であると判定することを抑制することで、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、所定の画像情報を示す画素数を車幅方向に沿ってカウントすることで、検出領域内における他車両のフロントバンパーの位置を検出し、他車両のフロントバンパーの位置に応じて、自車両が他車両を追い越したか否かを適切に判定することができるため、自車両が追い越した他車両を、検出対象の他車両として検出してしまうことを有効に防止することができ、検出対象である他車両を高い精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、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２は、図１の車両の走行状態を示す平面図である。
【図３】図３は、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】図４は、位置合わせ部の処理の概要を説明するための図であり、（ａ）は車両の移動状態を示す平面図、（ｂ）は位置合わせの概要を示す画像である。
【図５】図５は、立体物検出部による第１差分波形の生成の様子を示す概略図である。
【図６】図６は、立体物検出部によって分割される小領域を示す図である。
【図７】図７は、立体物検出部により得られるヒストグラムの一例を示す図である。
【図８】図８は、立体物検出部による重み付けを示す図である。
【図９】図９は、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１０】図１０は、立体物検出部による第２差分波形の生成の様子を示す概略図である。
【図１１】図１１は、立体物判定部による追い越し判断方法を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第１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（その１）である。
【図１３】図１３は、第１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（その２）である。
【図１４】図１４は、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１５】図１５は、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１６】図１６は、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１７】図１７は、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１８】図１８は、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１９】図１９は、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２０】図２０は、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（その１）である。
【図２１】図２１は、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（その２）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、警報装置４０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。警報装置４０は、計算機３０により検出された隣接車両が自車両Ｖ１に接触する可能性がある場合などに、自車両Ｖ１の運転者に警報するものである。
【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、および警報装置４０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、立体物検出部３３と、立体物判定部３４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】
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。
【００２０】
図３に戻り、立体物検出部３３は、図４（ｂ）に示す差分画像ＰＤｔのデータに基づいて立体物を検出する。この際、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、まず第１差分波形ＤＷ１ｔを生成する。
【００２１】
第１差分波形ＤＷ１ｔ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。
【００２２】
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。
【００２３】
図５は、立体物検出部３３による第１差分波形ＤＷ１ｔ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、第１差分波形ＤＷ１ｔ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、第１差分波形ＤＷ１ｔ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第１差分波形ＤＷ１ｔを生成する。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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右図に示すように第１差分波形ＤＷ１ｔを生成する。
【００２７】
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第１差分波形ＤＷ１ｔ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第１差分波形ＤＷ１ｔを生成することとなる。
【００２８】
なお、図５左図に示すように、立体物が倒れ込む方向上の線Ｌａと線Ｌｂとは検出領域Ａ１と重複する距離が異なっている。このため、検出領域Ａ１が差分画素ＤＰで満たされているとすると、線Ｌｂ上よりも線Ｌａ上の方が差分画素ＤＰの数が多くなる。このため、立体物検出部３３は、差分画素ＤＰのカウント数から縦軸位置を決定する場合に、立体物が倒れ込む方向上の線Ｌａ，Ｌｂと検出領域Ａ１とが重複する距離に基づいて正規化する。具体例を挙げると、図５左図において線Ｌａ上の差分画素ＤＰは６つあり、線Ｌｂ上の差分画素ＤＰは５つである。このため、図５においてカウント数から縦軸位置を決定するにあたり、立体物検出部３３は、カウント数を重複距離で除算するなどして正規化する。これにより、立体物が倒れ込む方向上の線Ｌａ，Ｌｂに対応する第１差分波形ＤＷ１ｔの値はほぼ同じとなっている。
【００２９】
また、第１差分波形ＤＷ１ｔの生成後、立体物検出部３３は、現時刻における第１差分波形ＤＷ１ｔと一時刻前の第１差分波形ＤＷ１ｔ−１との対比により移動距離を算出する。すなわち、立体物検出部３３は、第１差分波形ＤＷ１ｔ，ＤＷ１ｔ−１の時間変化から移動距離を算出する。
【００３０】
詳細に説明すると、立体物検出部３３は、図６に示すように第１差分波形ＤＷ１ｔを複数の小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎ（ｎは２以上の任意の整数）に分割する。図６は、立体物検出部３３によって分割される小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎを示す図である。小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎは、例えば図６に示すように、互いに重複するようにして分割される。例えば小領域ＤＷ１ｔ１と小領域ＤＷ１ｔ２とは重複し、小領域ＤＷ１ｔ２と小領域ＤＷ１ｔ３とは重複する。
【００３１】
次いで、立体物検出部３３は、小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎ毎にオフセット量（差分波形の横軸方向（図６の上下方向）の移動量）を求める。ここで、オフセット量は、一時刻前における第１差分波形ＤＷ１ｔ−１と現時刻における第１差分波形ＤＷ１ｔ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ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎ毎に、一時刻前における第１差分波形ＤＷ１ｔ−１を横軸方向に移動させた際に、現時刻における第１差分波形ＤＷ１ｔとの誤差が最小となる位置（横軸方向の位置）を判定し、第１差分波形ＤＷ１ｔ−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ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎ毎に求めたオフセット量をカウントしてヒストグラム化する。
【００３２】
図７は、立体物検出部３３により得られるヒストグラムの一例を示す図である。図７に示すように、各小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎと一時刻前における第１差分波形ＤＷ１ｔ−１との誤差が最小となる移動量であるオフセット量には、多少のバラつきが生じる。このため、立体物検出部３３は、バラつきを含んだオフセット量をヒストグラム化し、ヒストグラムから移動距離を算出する。この際、立体物検出部３３は、ヒストグラムの極大値から立体物の移動距離を算出する。すなわち、図７に示す例において、立体物検出部３３は、ヒストグラムの極大値を示すオフセット量を移動距離τ＊と算出する。このように、本実施形では、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。
【００３３】
このように、本実施形態では、異なる時刻に生成された第１差分波形ＤＷ１ｔの誤差が最小となるときの第１差分波形ＤＷ１ｔのオフセット量から立体物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第１差分波形ＤＷ１ｔを複数の小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎ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第１差分波形ＤＷ１ｔ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。
【００３４】
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ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎ毎に重み付けをし、小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎ毎に求めたオフセット量を重みに応じてカウントしてヒストグラム化してもよい。図８は、立体物検出部３３による重み付けを示す図である。
【００３５】
図８に示すように、小領域ＤＷ１ｍ（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ＤＷ１ｍ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ＤＷ１ｍについて重みを小さくする。平坦な小領域ＤＷ１ｍ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。
【００３６】
一方、小領域ＤＷ１ｍ＋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ＤＷ１ｍ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ＤＷ１ｍについて重みを大きくする。起伏に富む小領域ＤＷ１ｍ＋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。
【００３７】
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第１差分波形ＤＷ１ｔを複数の小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎ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ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎに分割しなくてもよい。この場合に、立体物検出部３３は、第１差分波形ＤＷ１ｔと第１差分波形ＤＷ１ｔ−１との誤差が最小となるときの第１差分波形ＤＷ１ｔ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、一時刻前における第１差分波形ＤＷ１ｔ−１と現時刻における第１差分波形ＤＷ１ｔ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。
【００３８】
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。
【００３９】
図９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。
【００４０】
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。
【００４１】
また、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、車幅方向に沿って、第２差分波形ＤＷ２ｔを生成する。ここで、図１０は、立体物検出部３３による第２差分波形ＤＷ２ｔの生成の様子を示す概略図である。図１０に示すように、立体物検出部３３は、車幅方向に沿って、第２差分波形ＤＷ２ｔを生成する。なお、図１０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第２差分波形ＤＷ２ｔを生成する。
【００４２】
具体的に説明すると、立体物検出部３３は、まず、差分画像ＰＤｔのデータ上において、車幅方向上の線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。
【００４３】
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１０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１０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。
【００４４】
以下同様に、立体物検出部３３は、車軸方向上の線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１０右図に示すように第２差分波形ＤＷ２ｔを生成する。このように、本実施形態では、車幅方向に差分画素ＤＰをカウントすることで、実空間に同じ高さ位置に存在する隣接車両のフロントバンパーを検出することができる。
【００４５】
このように、第２差分波形ＤＷ２ｔは、所定輝度差を示す画素の分布情報の一態様であり、本実施形態における「画素の分布情報」とは、車幅方向に沿って検出される「輝度差が所定閾値以上の画素」の分布の状態を示す情報と位置付けることができる。つまり、立体物検出部３３は、視点変換部３１により得られた鳥瞰視画像において、車幅方向に沿って輝度差が所定閾値以上の画素の分布情報に基づいて、立体物を検出するものである。
【００４６】
図３に示す立体物判定部３４は、立体物検出部３３により生成された第２差分波形ＤＷ２ｔに基づいて、自車両が隣接車線を走行する隣接車両を追い越したか否かの判断を行う。自車両が隣接車両を追い越したか否かを判断する際に、まず、立体物判定部３４は、第２差分波形ＤＷ２ｔに基づいて、隣接車線に隣接車両が存在するか否かの判断を行う。具体的には、立体物判定部３４は、第２差分波形ＤＷ２ｔに基づいて、差分画素ＤＰのカウント数が閾値ｓ以上である検出位置の数を検出し、カウント数が閾値ｓ以上である検出位置が、所定数以上連続して検出された場合に、隣接車線に隣接車両が存在すると判断する。なお、上記所定数は、特に限定されず、検出位置の数に基づいて隣接車両を判断することができるように、実験等により適宜設定することができる。なお、上記構成に限定されず、たとえば、カウント数が閾値ｓ以上である検出位置が、隣接車両と判定できる所定幅以上連続して検出された場合に、隣接車線に隣接車両が存在すると判断する構成としてもよい。
【００４７】
そして、立体物判定部３４は、差分画素ＤＰのカウント数が閾値ｓ以上である検出位置のうち、自車両から最も近い検出位置が、検出領域Ａ１内の所定位置Ｐ０まで到達したか否かを判断することで、自車両が隣接車両を追い越したか否かを判断する。ここで、上述したように、車幅方向に差分画素ＤＰをカウントすることで、検出領域Ａ１，Ａ２内に存在する隣接車両のフロントバンパーを検出することができ、これにより、検出領域Ａ１，Ａ２内における隣接車両のフロントバンパーの位置を検出することができる。そのため、立体物判定部３４は、カウント数が閾値ｓ以上である検出位置のうち、自車両から最も近い検出位置が、検出領域Ａ１内の所定位置Ｐ０まで到達した場合には、隣接車両（隣接車両のフロントバンパーの位置）が自車両から遠く後方に位置しており、自車両が隣接車両を追い越したものと判断し、自車両が車線変更した際に接触する可能性がある隣接車両は存在しないもの判断し、検出対象の隣接車両、すなわち、自車両が車線変更した際に接触する可能性がある隣接車両は隣接車線に存在しないものと判定する。
【００４８】
たとえば、図１１（Ａ）に示す例において、立体物判定部３４は、カウント数が閾値ｓ以上である検出位置のうち、自車両から最も近い検出位置Ｐ１が、検出領域内の所定位Ｐ０まで到達していないため、自車両が車線変更した際に接触する可能性がある隣接車両が隣接車線に存在する判断し、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在するものと判定する。一方、図１１（Ｂ）に示す例において、立体物判定部３４は、カウント数が閾値ｓ以上である検出位置のうち、自車両から最も近い検出位置Ｐ１が、検出領域内の所定位置Ｐ０まで到達しているため、自車両が車線変更したときに接触する可能性がある隣接車両が存在すると判断し、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在するものと判定する。
【００４９】
なお、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示す所定位置Ｐ０の位置は、特に限定されるものではなく、たとえば、所定位置Ｐ０の位置を、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示す所定位置Ｐ０よりも自車両に近い位置としてもよいし、あるいは、所定位置Ｐ０の位置を、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示す所定位置Ｐ０よりも自車両から遠い位置としてもよい。
【００５０】
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１２、図１３は、本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１２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Ｐ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Ｐ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）。
【００５１】
そして、位置合わせ部３３は、鳥瞰視画像ＰＢｔのデータと、一時刻前の鳥瞰視画像ＰＢｔ−１のデータとを位置合わせをし、差分画像ＰＤｔのデータを生成する（ステップＳ１０３）。その後、立体物検出部３３は、差分画像ＰＤｔのデータから、視点変換により立体物が倒れ込む方向に沿って、画素値が「１」の差分画素ＤＰの数をカウントすることで、第１差分波形ＤＷ１ｔを生成する（ステップＳ１０４）。
【００５２】
第１差分波形ＤＷ１ｔが生成されると、立体物判定部３４は、第１差分波形ＤＷ１ｔ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）。第１差分波形ＤＷ１ｔ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Ｐ内には立体物が存在しないと考えられる。このため、第１差分波形ＤＷ１ｔ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）、立体物判定部３４は、立体物が存在せず他車両が存在しないと判断し（ステップＳ１１５）、警告が報知されている場合には警告を解除した後に（ステップＳ１１６）、ステップＳ１０１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００５３】
一方、第１差分波形ＤＷ１ｔ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）、立体物判定部３４は、隣接車線に立体物が存在すると判断し、ステップＳ１０６に進む。
【００５４】
ステップＳ１０６では、立体物検出部３３により、第１差分波形ＤＷ１ｔが、複数の小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎに分割される。次いで、立体物検出部３３は、小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎ毎に重み付けを行い、小領域ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｔｎ毎のオフセット量を算出し（ステップＳ１０７）、重みを加味してヒストグラムを生成する（ステップＳ１０８）。
【００５５】
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に対する隣接車両の移動距離である相対移動距離を算出し、算出した相対移動距離を時間微分することで、相対移動速度を算出する（ステップＳ１０９）。さらに、立体物検出部３３は、車速センサ２０で検出された自車速を加算して、隣接車両の絶対移動速度を算出する（ステップＳ１１０）。
【００５６】
ステップＳ１１１では、立体物判定部３４により、ステップＳ１０９で検出した隣接車両の相対移動速度がマイナスの値であるか否かの判断が行われる。隣接車両の相対移動速度がマイナスの値である場合、すなわち、自車両の移動速度に対して隣接車両の移動速度が遅い場合には、自車両が隣接車両を追い越そうとしているものと判断し、図１３に示すステップＳ２０１に進む。一方、隣接車両の相対移動速度がマイナスの値ではない場合には、ステップＳ１１２に進む。
【００５７】
自車両が隣接車両を追い越そうとしているものと判断された場合（ステップＳ１１１＝Ｎｏ）、立体物検出部３３は、図１０に示すように、車幅方向に沿って、画素値が「１」の差分画素ＤＰの数をカウントすることで、第２差分波形ＤＷ２ｔを生成する（図１３のステップＳ２０１）。
【００５８】
そして、立体物判定部３４は、生成された第２差分波形ＤＷ２ｔに基づいて、差分画素ＤＰのカウント数が閾値ｓ以上である検出位置の数を検出し、カウント数が閾値ｓ以上である検出位置が所定数以上連続して検出されたか否かを判断する（ステップＳ２０２）。たとえば、所定数が「３」に設定されている場合には、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示す例では、いずれの場合も、カウント数が閾値ｓ以上である検出位置が所定数以上連続して検出されることとなる。カウント数が閾値ｓ以上である検出位置が所定数以上連続している場合には（ステップＳ２０２＝Ｙｅｓ）、検出領域Ａ１，Ａ２内に隣接車両が存在するものと判断し、ステップＳ２０３に進む。一方、カウント数が閾値ｓ以上である検出位置が所定数以上連続して検出されていない場合には（ステップＳ２０２＝Ｎｏ）、立体物判定部３４は、検出領域Ａ１，Ａ２内に隣接車両が存在しないものと判断し、図１２に示すステップＳ１１５に進み、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在しないと判定する（ステップＳ１１５）。
【００５９】
そして、立体物判定部３４は、差分画素ＤＰのカウント数が閾値ｓ以上である検出位置のうち、自車両から最も近い検出位置Ｐ１が、検出領域Ａ１，Ａ２内の所定位置Ｐ０まで到達したか否かの判断を行う（ステップＳ２０３）。自車両から最も近い検出位置Ｐ１が所定位置Ｐ０まで到達していない場合（ステップＳ２０３＝Ｎｏ）には、自車両が隣接車両を追い越していないものと判断し、図１２に示すステップＳ１１２に進む。一方、自車両から最も近い検出位置Ｐ１が所定位置Ｐ０まで到達した場合（ステップＳ２０３＝Ｙｅｓ）には、立体物判定部３４は、自車両は隣接車両を追い越しており、自車両が車線変更をした際に隣接車両に接触する可能性はないものと判断し、図１２に示すステップＳ１１５に進み、検出対象の隣接車両は隣接車線に存在しないと判定する（ステップＳ１１５）。
【００６０】
一方、自車両が隣接車両を追い越そうとしていないものと判断された場合には（ステップＳ１１１＝Ｎｏ）、立体物判定部３４は、隣接車両の絶対移動速度が１０ｋｍ／ｈ以上、且つ、隣接車両の自車両に対する相対移動速度が＋６０ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１２）。双方を満たす場合には（ステップＳ１１２＝Ｙｅｓ）、立体物判定部３４は、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在すると判断し（ステップＳ１１３）、自車両が車線変更した場合に隣接車両に接触しないように、警報装置４０に、自車両の運転者に対して警告を報知させる（ステップＳ１１４）。そして、警告を報知させたまま、ステップＳ１０１に戻り、上述した処理を繰り返す。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）、立体物判定部３４は、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在しないと判断し（ステップＳ１１５）、警告が報知されている場合には警告を解除した後に（ステップＳ１１６）、ステップＳ１０１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００６１】
このように、本実施形態では、自車両が隣接車線を走行する隣接車両を追い越す際に警告が報知された場合でも、差分画素ＤＰのカウント数が閾値ｓ以上である検出位置のうち、自車両から最も近い検出位置Ｐ１が、検出領域Ａ１，Ａ２内の所定位置Ｐ０まで到達し、自車両が隣接車両を追い越したと判断された場合には（ステップＳ２０３＝Ｙｅｓ）、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在しないものと判定し（ステップＳ１１５）、たとえ検出領域内Ａ１，Ａ２内に隣接車両が存在している場合でも、警告を解除する（ステップＳ１１６）。これにより、本実施形態では、自車両が隣接車両を追い越す際に、警告により、自車両の運転者に与える煩わしさを軽減することができる。なお、ステップＳ１１４において、警告を報知する方法は、特に限定されず、たとえば、警告装置４０により運転者に対して警告音を出力し、あるいは警告表示を提示すればよい。
【００６２】
なお、本実施形態では自車両の後側方を検出領域Ａ１，Ａ２とし、自車両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、隣接車両の速度が１０ｋｍ／ｈ未満である場合、たとえ隣接車両が存在したとしても、車線変更する際には自車両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、隣接車両の自車両に対する相対移動速度が＋６０ｋｍ／ｈを超える場合（すなわち、隣接車両が自車両の速度よりも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の前方に移動しているため問題となることが少ない。
【００６３】
また、ステップＳ１１２において隣接車両の絶対移動速度が１０ｋｍ／ｈ以上、且つ、隣接車両の自車両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の自車両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。
【００６４】
以上のように、第１実施形態では、異なる時刻に得られた２枚の画像を鳥瞰視画像に変換し、２枚の鳥瞰視画像の差分に基づいて差分画像ＰＤｔを生成する。そして、視点変換により立体物が倒れ込む方向に沿って、差分画像ＰＤｔのデータ上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化することで、差分画像ＰＤｔのデータから第１差分波形ＤＷ１ｔを生成する。さらに、第１実施形態では、車幅方向に沿って、差分画像ＰＤｔのデータ上において所定の差分を示す画素数をカウントして度数分布化することで、第２差分波形ＤＷ２ｔを生成する。ここで、差分画像ＰＤｔのデータ上において所定の差分を示す画素数を、車幅方向に沿ってカウントすることで、検出領域Ａ１，Ａ２内に存在する隣接車両のフロントバンパーを検出することができ、検出領域Ａ１，Ａ２内における隣接車両のフロントバンパーの位置を検出することができる。そして、本実施形態では、図１１（Ｂ）に示すように、カウント数が閾値ｓ以上である検出位置のうち、自車両から最も近い検出位置Ｐ１が、検出領域Ａ１，Ａ２内の所定位置Ｐ０まで到達した場合に、隣接車両（隣接車両のフロントバンパーの位置）は自車両から遠く離れており、自車両が隣接車両を追い越したものと判断することで、自車両が車線変更したときに接触する可能性がある隣接車両は存在しないもの判断し、検出対象の隣接車両は隣接車線に存在しないものと判定する。これにより、第１実施形態では、たとえば、自車両が隣接車両を追い越す際に警告が報知されている場面において、カウント数が閾値ｓ以上である検出位置のうち自車両から最も近い検出位置Ｐ１が、検出領域Ａ１，Ａ２内の所定位置Ｐ０まで到達したことで、自車両が隣接車両を追い越したものと判定された場合には、たとえ検出領域Ａ１，Ａ２内に隣接車両が存在している場合であっても、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在しないものと判定され、警告が解除される。これにより、自車両が隣接車両を追い越す際に、警告により、自車両の運転者に与える煩わしさを軽減することができる。
【００６５】
《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１４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１４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。
【００６６】
第２実施形態にかかる立体物検出装置１ａは、図１４に示すように、カメラ１０と、計算機３０ａと、警告装置４０とを備えており、計算機３０ａは、視点変換部３１、輝度差算出部３５、エッジ線検出部３６、立体物検出部３３ａ、立体物判定部３４ａ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。
【００６７】
図１５は、図１４のカメラ１０の撮像範囲等を示す図であり、図１５（ａ）は平面図、図１５（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１５（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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
距離ｄ４は、図１５（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１５（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。
【００７３】
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１５（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。
【００７４】
図１４に戻り、視点変換部３１は、カメラ１０による撮像にて得られた所定領域の撮像画像データを入力する。視点変換部３１は、入力した撮像画像データに対して、鳥瞰視される状態の鳥瞰画像データに視点変換処理を行う。鳥瞰視される状態とは、上空から例えば鉛直下向き(又は、やや斜め下向き)に見下ろす仮想カメラの視点から見た状態である。この視点変換処理は、例えば特開２００８−２１９０６３号公報に記載された技術によって実現することができる。
【００７５】
輝度差算出部３５は、鳥瞰視画像に含まれる立体物のエッジを検出するために、視点変換部３１により視点変換された鳥瞰視画像データに対して、輝度差の算出を行う。輝度差算出部３５は、実空間における鉛直方向に伸びる鉛直仮想線に沿った複数の位置ごとに、当該各位置の近傍の２つの画素間の輝度差を算出する。輝度差算出部３５は、実空間における鉛直方向に伸びる鉛直仮想線を１本だけ設定する手法と、鉛直仮想線を２本設定する手法との何れかによって輝度差を算出することができる。
【００７６】
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３５は、視点変換された鳥瞰視画像に対して、実空間で鉛直方向に伸びる線分に該当する第１鉛直仮想線と、第１鉛直仮想線と異なり実空間で鉛直方向に伸びる線分に該当する第２鉛直仮想線とを設定する。輝度差算出部３５は、第１鉛直仮想線上の点と第２鉛直仮想線上の点との輝度差を、第１鉛直仮想線及び第２鉛直仮想線に沿って連続的に求める。以下、この輝度差算出部３５の動作について詳細に説明する。
【００７７】
輝度差算出部３５は、図１６（ａ）に示すように、実空間で鉛直方向に伸びる線分に該当し、且つ、検出領域Ａ１を通過する第１鉛直仮想線Ｌａ（以下、注目線Ｌａという）を設定する。また輝度差算出部３５は、注目線Ｌａと異なり、実空間で鉛直方向に伸びる線分に該当し、且つ、検出領域Ａ１を通過する第２鉛直仮想線Ｌｒ（以下、参照線Ｌｒという）を設定する。ここで参照線Ｌｒは、実空間における所定距離だけ注目線Ｌａから離間する位置に設定される。なお、実空間で鉛直方向に伸びる線分に該当する線とは、鳥瞰視画像においてはカメラ１０の位置Ｐｓから放射状に広がる線となる。この放射状に広がる線は、鳥瞰視に変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿う線である。
【００７８】
輝度差算出部３５は、注目線Ｌａ上に注目点Ｐａ（第１鉛直仮想線上の点）を設定する。また、輝度差算出部３５は、参照線Ｌｒ上に参照点Ｐｒ（第２鉛直板想線上の点）を設定する。これら注目線Ｌａ、注目点Ｐａ、参照線Ｌｒ、参照点Ｐｒは、実空間上において図１６（ｂ）に示す関係となる。図１６（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。
【００７９】
輝度差算出部３５は、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの輝度差を求める。仮に、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの輝度差が大きいと、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの間にエッジが存在すると考えられる。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１４に示すエッジ線検出部３６は、注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの輝度差に基づいてエッジ線を検出する。
【００８０】
この点をより詳細に説明する。図１７は、輝度差算出部３５の詳細動作を示す図であり、図１７（ａ）は鳥瞰視された状態の鳥瞰視画像を示し、図１７（ｂ）は、図１７（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１７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。
【００８１】
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１７（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１７（ｂ）に図１７（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３５は、先ず参照線Ｌｒを設定する。参照線Ｌｒは、注目線Ｌａから実空間上において所定の距離だけ離れた位置に、鉛直方向に沿って設定される。具体的には、本実施形態に係る立体物検出装置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。
【００８２】
次に、輝度差算出部３５は、注目線Ｌａ上に複数の注目点Ｐａ１〜ＰａＮを設定する。図１７（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。
【００８３】
次に、輝度差算出部３５は、実空間上において各注目点Ｐａ１〜ＰａＮと同じ高さとなるように各参照点Ｐｒ１〜ＰｒＮを設定する。そして、輝度差算出部３５は、同じ高さ同士の注目点Ｐａと参照点Ｐｒとの輝度差を算出する。これにより、輝度差算出部３５は、実空間における鉛直方向に伸びる鉛直仮想線に沿った複数の位置（１〜Ｎ）ごとに、２つの画素の輝度差を算出する。輝度差算出部３５は、例えば第１注目点Ｐａ１とは、第１参照点Ｐｒ１との間で輝度差を算出し、第２注目点Ｐａ２とは、第２参照点Ｐｒ２との間で輝度差を算出することとなる。これにより、輝度差算出部３５は、注目線Ｌａ及び参照線Ｌｒに沿って、連続的に輝度差を求める。すなわち、輝度差算出部３５は、第３〜第Ｎ注目点Ｐａ３〜ＰａＮと第３〜第Ｎ参照点Ｐｒ３〜ＰｒＮとの輝度差を順次求めていくこととなる。
【００８４】
輝度差算出部３５は、検出領域Ａ１内において注目線Ｌａをずらしながら、上記の参照線Ｌｒの設定、注目点Ｐａ及び参照点Ｐｒの設定、輝度差の算出といった処理を繰り返し実行する。すなわち、輝度差算出部３５は、注目線Ｌａ及び参照線Ｌｒのそれぞれを、実空間上において接地線Ｌ１の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３５は、例えば、前回処理において参照線Ｌｒとなっていた線を注目線Ｌａに設定し、この注目線Ｌａに対して参照線Ｌｒを設定して、順次輝度差を求めていくことになる。
【００８５】
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。
【００８６】
図１４に戻り、エッジ線検出部３６は、輝度差算出部３５により算出された連続的な輝度差から、エッジ線を検出する。例えば、図１７（ｂ）に示す場合、第１注目点Ｐａ１と第１参照点Ｐｒ１とは、同じタイヤ部分に位置するために、輝度差は、小さい。一方、第２〜第６注目点Ｐａ２〜Ｐａ６はタイヤのゴム部分に位置し、第２〜第６参照点Ｐｒ２〜Ｐｒ６はタイヤのホイール部分に位置する。したがって、第２〜第６注目点Ｐａ２〜Ｐａ６と第２〜第６参照点Ｐｒ２〜Ｐｒ６との輝度差は大きくなる。このため、エッジ線検出部３６は、輝度差が大きい第２〜第６注目点Ｐａ２〜Ｐａ６と第２〜第６参照点Ｐｒ２〜Ｐｒ６との間にエッジ線が存在することを検出することができる。
【００８７】
具体的には、エッジ線検出部３６は、エッジ線を検出するにあたり、先ず下記の数式１に従って、ｉ番目の注目点Ｐａｉ（座標（ｘｉ，ｙｉ））とｉ番目の参照点Ｐｒｉ（座標（ｘｉ’，ｙｉ’））との輝度差から、ｉ番目の注目点Ｐａｉに属性付けを行う。
［数１］
Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）＞Ｉ（ｘｉ’，ｙｉ’）＋ｔのとき
ｓ（ｘｉ，ｙｉ）＝１
Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）＜Ｉ（ｘｉ’，ｙｉ’）−ｔのとき
ｓ（ｘｉ，ｙｉ）＝−１
上記以外のとき
ｓ（ｘｉ，ｙｉ）＝０
【００８８】
上記数式１において、ｔは所定の閾値を示し、Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）はｉ番目の注目点Ｐａｉの輝度値を示し、Ｉ（ｘｉ’，ｙｉ’）はｉ番目の参照点Ｐｒｉの輝度値を示す。上記数式１によれば、注目点Ｐａｉの輝度値が、参照点Ｐｒｉに閾値ｔを加えた輝度値よりも高い場合には、当該注目点Ｐａｉの属性ｓ（ｘｉ，ｙｉ）は‘１’となる。一方、注目点Ｐａｉの輝度値が、参照点Ｐｒｉから輝度閾値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。
【００８９】
次にエッジ線検出部３６は、下記数式２に基づいて、注目線Ｌａに沿った属性ｓの連続性ｃ（ｘｉ，ｙｉ）から、注目線Ｌａがエッジ線であるか否かを判定する。
［数２］
ｓ（ｘｉ，ｙｉ）＝ｓ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）のとき（且つ０＝０を除く）、
ｃ（ｘｉ，ｙｉ）＝１
上記以外のとき、
ｃ（ｘｉ，ｙｉ）＝０
【００９０】
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。
【００９１】
次にエッジ線検出部３６は、注目線Ｌａ上の全ての注目点Ｐａの連続性ｃについて総和を求める。エッジ線検出部３６は、求めた連続性ｃの総和を注目点Ｐａの数Ｎで割ることにより、連続性ｃを正規化する。そして、エッジ線検出部３６は、正規化した値が閾値θを超えた場合に、注目線Ｌａをエッジ線と判断する。なお、閾値θは、予め実験等によって設定された値である。
【００９２】
すなわち、エッジ線検出部３６は、下記数式３に基づいて注目線Ｌａがエッジ線であるか否かを判断する。そして、エッジ線検出部３６は、検出領域Ａ１上に描かれた注目線Ｌａの全てについてエッジ線であるか否かを判断する。
［数３］
Σｃ（ｘｉ，ｙｉ）／Ｎ＞θ
【００９３】
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１８は、エッジ線検出部３６の処理を説明する画像例を示す図である。この画像例は、輝度の高い領域と輝度の低い領域とが繰り返される縞模様を示す第１縞模様１０１と、輝度の低い領域と輝度の高い領域とが繰り返される縞模様を示す第２縞模様１０２とが隣接した画像である。また、この画像例は、第１縞模様１０１の輝度が高い領域と第２縞模様１０２の輝度の低い領域とが隣接すると共に、第１縞模様１０１の輝度が低い領域と第２縞模様１０２の輝度が高い領域とが隣接している。この第１縞模様１０１と第２縞模様１０２との境界に位置する部位１０３は、人間の感覚によってはエッジとは知覚されない傾向にある。
【００９４】
これに対し、輝度の低い領域と輝度が高い領域とが隣接しているために、輝度差のみでエッジを検出すると、当該部位１０３はエッジとして認識されてしまう。しかし、エッジ線検出部３６は、部位１０３における輝度差に加えて、当該輝度差の属性に連続性がある場合にのみ部位１０３をエッジ線として判定するので、エッジ線検出部３６は、人間の感覚としてエッジ線として認識しない部位１０３をエッジ線として認識してしまう誤判定を抑制でき、人間の感覚に沿ったエッジ検出を行うことができる。
【００９５】
図１４に戻り、立体物検出部３３ａは、エッジ線検出部３６により検出されたエッジ線の量に基づいて立体物を検出する。上述したように、本実施形態に係る立体物検出装置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３６により検出されたエッジ線の量に基づいて立体物を検出する。具体的には、立体物検出部３３ａは、エッジ線検出部３６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３６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し、これにより、エッジ線に基づく立体物を隣接車両Ｖ２として検出する。
【００９６】
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３６により検出されたエッジ線が正しいものであるか否かを判定する。立体物検出部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。
【００９７】
図１９は、エッジ線の輝度分布を示す図であり、図１９（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１９（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。
【００９８】
図１９（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１９（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。
【００９９】
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。
【０１００】
具体的には、立体物検出部３３ａは、下記数式４，５の何れかにより、エッジ線の輝度変化を算出する。このエッジ線の輝度変化は、実空間上における鉛直方向の評価値に相当する。下記数式４は、注目線Ｌａ上のｉ番目の輝度値Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）と、隣接するｉ＋１番目の輝度値Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）との差分の二乗の合計値によって輝度分布を評価する。下記数式５は、注目線Ｌａ上のｉ番目の輝度値Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）と、隣接するｉ＋１番目の輝度値Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）との差分の絶対値の合計値よって輝度分布を評価する。
［数４］
鉛直相当方向の評価値＝Σ［｛Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）−Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）｝２］
［数５］
鉛直相当方向の評価値＝Σ｜Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）−Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）｜
【０１０１】
なお、数式５に限らず、下記数式６のように、閾値ｔ２を用いて隣接する輝度値の属性ｂを二値化して、当該二値化した属性ｂを全ての注目点Ｐａについて総和してもよい。
［数６］
鉛直相当方向の評価値＝Σｂ（ｘｉ，ｙｉ）
但し、｜Ｉ（ｘｉ，ｙｉ）−Ｉ（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）｜＞ｔ２のとき、
ｂ（ｘｉ，ｙｉ）＝１
上記以外のとき、
ｂ（ｘｉ，ｙｉ）＝０
【０１０２】
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。
【０１０３】
また、立体物検出部３３ａは、検出領域Ａ１，Ａ２に相当する部分から、車幅方向に伸びるエッジ線を検出し、一次元のエッジ波形ＥＤｔを生成する。たとえば、立体物検出部３３ａは、たとえば図１０に示すように、車幅方向に伸びるエッジ線に対応する画素数を、車幅方向に沿ってカウントして度数分布化することで、一次元のエッジ波形ＥＤｔを生成する。立体物判定部３４ａは、立体物検出部３３ａにより生成されたエッジ波形ＥＤｔに基づいて、自車両が隣接車両を追い越したか否かを判定することで、自車両が車線変更した際に接触する可能性がある隣接車両を判定する。
【０１０４】
このように、エッジ波形ＥＤｔは、所定輝度差を示す画素の分布情報の一態様であり、本実施形態における「画素の分布情報」は、車幅方向に沿って検出される「輝度差が所定閾値以上の画素」の分布の状態を示す情報と位置付けることができる。つまり、立体物検出部３３ａは、視点変換部３１により得られた鳥瞰視画像において、車幅方向に沿って輝度差が所定閾値以上の画素の分布情報に基づいて、立体物を検出するものである。
【０１０５】
次に、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２０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２０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。
【０１０６】
まず、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。
【０１０７】
次に、輝度差算出部３５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３５は、実空間上において鉛直方向に伸びる線に相当する線を注目線Ｌａとして設定する。また、ステップＳ３０３において、輝度差算出部３５は、検出領域Ａ１上に参照線Ｌｒの設定も行う。なお、輝度差算出部３５は、実空間上において鉛直方向に伸びる線分に該当し、且つ、注目線Ｌａと実空間上において所定距離離れた線を参照線Ｌｒとして設定する。
【０１０８】
次に、輝度差算出部３５は、ステップＳ３０４において、注目線Ｌａ上に複数の注目点Ｐａを設定するとともに、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、参照線Ｌｒ上に参照点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。また、この際、輝度差算出部３５は、エッジ線検出部３６によるエッジ検出時に問題とならない程度の数の注目点Ｐａを設定する。
【０１０９】
次に、輝度差算出部３５は、ステップＳ３０５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。また、エッジ線検出部３６は、上記の数式１に従って、各注目点Ｐａの属性ｓを算出する。そして、エッジ線検出部３６は、ステップＳ３０６において、上記の数式２に従って、各注目点Ｐａの属性ｓの連続性ｃを算出する。さらに、エッジ線検出部３６は、ステップＳ３０７において、上記数式３に従って、連続性ｃの総和を正規化した値が閾値θより大きいか否かを判定する。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Ｓ３０７＝Ｙｅｓ）、エッジ線検出部３６は、ステップＳ３０８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Ｓ３０９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Ｓ３０７＝Ｎｏ）、エッジ線検出部３６は、当該注目線Ｌａをエッジ線として検出せず、処理はステップＳ３０９に移行する。
【０１１０】
ステップＳ３０９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Ｓ３０８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Ｓ３０９＝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Ｓ３０９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Ｓ３０９＝Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３１０に移行する。
【０１１１】
ステップＳ３１０において、立体物検出部３３ａは、ステップＳ３０８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、上記数式４，５，６の何れかの式に従って、エッジ線の輝度変化を算出する。次に立体物検出部３３ａは、ステップＳ３１１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。
【０１１２】
次いで、ステップＳ３１２では、立体物判定部３４ａにより、エッジ線の量が、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、エッジ線の数に基づいて、検出領域Ａ１，Ａ２内において出現する四輪車であると判定できる値に予め設定されている。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Ｓ３１２＝Ｎｏ）には、立体物判定部３４ａは、ステップＳ３１６において、検出対象である隣接車両が隣接車線に存在しないと判定し、警告が報知されている場合には警告を解除した後に（ステップＳ３１７）、ステップＳ３０１に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、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Ｓ３１２＝Ｙｅｓ）には、ステップＳ３１３に進む。
【０１１３】
ステップＳ３１３では、立体物判定部３４ａにより、隣接車両の相対移動速度がマイナスの値であるか否かの判断が行われる。たとえば、立体物判定部３４ａは、エッジ線の時間変化に基づいて、隣接車両の相対移動速度し、隣接車両の相対移動速度がマイナスの値である場合、すなわち、自車両の移動速度に対して隣接車両の移動速度が遅い場合には、自車両が隣接車両を追い越そうとしているものと判断し、図２１に示すステップＳ４０１に進む。一方、隣接車両の相対移動速度がマイナスの値ではない場合は、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在するものと判定し（ステップＳ３１４）、自車両の運転者に対して警告を報知した後（ステップＳ３１５）、ステップＳ３０１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【０１１４】
そして、自車両が隣接車両を追い越そうとしているものと判断された場合（ステップＳ３１３＝Ｙｅｓ）、立体物検出部３３ａは、第１実施形態の図１０に示すように、車幅方向に伸びるエッジ線を検出し、検出した車幅方向に伸びるエッジ線に基づいて、一次元のエッジ波形ＥＷｔを生成する（ステップＳ４０１）。たとえば、立体物検出部３３ａは、図１０に示すように、車幅方向に伸びるエッジ線に対応する画素数を、車幅方向に沿ってカウントして度数分布化することで、一次元のエッジ波形ＥＷｔを生成することができる。そして、立体物判定部３４ａは、第１実施形態のステップＳ２０２と同様に、カウント数が閾値ｓ’以上である検出位置の数を検出し、カウント数が閾値ｓ’以上である検出位置が所定数以上連続している場合に（ステップＳ４０２＝Ｙｅｓ）、検出領域Ａ１，Ａ２に隣接車両が存在するものと判断して、ステップＳ４０３に進む。一方、カウント数が閾値ｓ’以上である検出位置が所定数以上連続して検出されていない場合には（ステップＳ４０２＝Ｎｏ）、検出領域Ａ１，Ａ２に隣接車両が存在しないものと判断し、研修対象の隣接車両が隣接車線に存在しないと判定する（図２０のステップＳ３１６）。そして、警告が報知されている場合には警告を解除し（ステップＳ３１７）、ステップＳ３０１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【０１１５】
次に、立体物判定部３４ａは、第１実施形態のステップＳ２０３と同様に、カウント数が閾値ｓ’以上である検出位置のうち、自車両から最も近い検出位置Ｐ１が、検出領域Ａ１，Ａ２内の所定位置Ｐ０まで到達したか否か判断する。自車両から最も近い検出位置Ｐ１が所定位置Ｐ０まで到達した場合には（ステップＳ４０３＝Ｙｅｓ）、自車両は隣接車両を追い越しており、自車両が車線変更をした際に隣接車両に接触する可能性はないものと判断し、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在しないと判定する（図２０のステップＳ３１６）。そして、警告が報知されている場合には警告を解除し（ステップＳ３１７）、ステップＳ３０１に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、自車両から最も近い検出位置Ｐ１が所定位置Ｐ０まで到達していない場合（ステップＳ４０３＝Ｎｏ）には、自車両が隣接車両を追い越していないものと判断し、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在するものと判定する（図２０のステップＳ３１４）。そして、自車両の運転者に対して警告を報知した後（ステップＳ３１５）、ステップＳ３０１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【０１１６】
以上のように、第２実施形態では、撮像画像を鳥瞰視画像に変換し、変換した鳥瞰視画像から立体物のエッジ情報を検出する。そして、車幅方向に伸びるエッジ線を検出し、検出した車幅方向に伸びるエッジ線に基づいて、一次元のエッジ波形ＥＷｔを生成する。そして、生成したエッジ波形ＥＷｔに基づいて、自車両が隣接車両を追い越したか否かを判定する。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て、エッジ情報に基づいて、自車両が隣接車両を追い越したか否かを適切に判定することができるため、自車両が追い越した隣接車両を、検出対象の隣接車両として検出することを有効に防止することができ、検出対象の隣接車両の検出精度を高めることができる。
【０１１７】
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。
【０１１８】
たとえば、上述した実施形態では、自車両が隣接車線を走行する隣接車両を追い越したと判定された場合に、検出対象の隣接車両が隣接車線に存在しないものと判定する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、車両が隣接車線を走行する隣接車両を追い越したと判定された場合に、検出対象の隣接車両であると判定する確信度を小さくするような構成としてもよい。
【０１１９】
また、述した実施形態に加えて、複数の隣接車両が存在し、自車両がこれら複数の隣接車両を追い越す場面において、一の隣接車両に対応する検出位置が、検出領域Ａ１，Ａ２内の所定位置Ｐ０まで到達する前に、他の隣接車両が検出領域Ａ１，Ａ２の前方で検出された場合には、新たに検出領域Ａ１，Ａ２の前方で検出された隣接車両を、新たな判断対象とする構成としてもよい。
【０１２０】
さらに、上述した第１実施形態では、図１２のステップＳ１１１に示すように、第１差分波形ＤＷ１ｔの時間変化に基づいて、自車両が隣接車両を追い越そうとしている否かを判定する構成を例示しているが、この構成に限定されず、たとえば、第２差分波形ＤＷ２ｔの時間変化に基づいて、自車両が隣接車両を追い越しているか否かを判定する構成としてもよい。たとえば、現時刻における第２差分波形ＤＷ２ｔと一時刻前の第２差分波形ＤＷ２ｔ−１とに基づいて、隣接車両の相対移動速度を算出し、隣接車両の相対移動速度がマイナスの値となる場合には、自車両が隣接車両を追い越そうとしているものと判定する構成とすることができる。
【０１２１】
さらに、上述した実施形態では、撮像した現時刻の画像と一時刻前の画像とを鳥瞰図に変換し、変換した鳥瞰図の位置合わせを行ったうえで差分画像ＰＤｔを生成し、生成した差分画像ＰＤｔを倒れ込み方向（撮像した画像を鳥瞰図に変換した際の立体物の倒れ込み方向）に沿って評価して第１差分波形ＤＷ１ｔを生成しているが、これに限定されない。例えば、一時刻前の画像のみを鳥瞰図に変換し、変換した鳥瞰図を位置合わせした後に再び撮像した画像相当に変換し、この画像と現時刻の画像とで差分画像を生成し、生成した差分画像を倒れ込み方向に相当する方向（すなわち、倒れ込み方向を撮像画像上の方向に変換した方向）に沿って評価することによって第１差分波形ＤＷ１ｔを生成する構成としてもよい。すなわち、現時刻の画像と一時刻前の画像との位置合わせを行い、位置合わせを行った両画像の差分から差分画像ＰＤｔを生成し、差分画像ＰＤｔを鳥瞰図に変換した際の立体物の倒れ込み方向に沿って評価できれば、必ずしも明確に鳥瞰図を生成しなくともよい。
【０１２２】
また、上述した実施形態では、自車両Ｖ１の車速を速度センサ２０からの信号に基づいて判断しているが、これに限らず、異なる時刻の複数の画像から速度を推定する構成としてもよい。この場合、車速センサ２０が不要となり、構成の簡素化を図ることができる。
【０１２３】
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、輝度差検出部３５、およびエッジ線検出部３６は本発明の立体物検出手段に相当し、立体物判定部３４は本発明の立体物判定手段および制御手段に相当する。
【符号の説明】
【０１２４】
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
３４，３４ａ…立体物判定部
３５…輝度差算出部
３６…エッジ線検出部
ａ…画角
Ａ１，Ａ２…検出領域
ＣＰ…交点
ＤＰ…差分画素
ＤＷ１ｔ，ＤＷ１ｔ−１…第１差分波形
ＤＷ２ｔ，ＤＷ２ｔ−１…第２差分波形
ＤＷ１ｔ１〜ＤＷ１ｍ，ＤＷ１ｍ＋ｋ〜ＤＷ１ｔｎ…小領域
Ｌ１，Ｌ２…接地線
Ｌａ，Ｌｂ…立体物が倒れ込む方向上の線
Ｌａ’，Ｌｂ’…車幅方向上の線
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
Ｖ３…隣隣接車両
【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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【国際調査報告】
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