(57)【要約】      （修正有）【課題】自車両から撮像画像内に存在する物体までの距離を算出すること。【解決手段】制御装置１０３は、車両に搭載され、カメラ１０１で撮像した複数フレームの撮像画像内から追跡領域を検出し、検出した追跡領域のエッジ強度のフレーム間における変化率を算出し、算出した追跡領域のエッジ強度変化率に基づいて、自車両から追跡領域内に存在する物体までの距離を算出する。【選択図】図１
2006317328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、撮像手段によって複数フレーム撮像された撮像画像内に存在する物体までの距離を検出する車載物体検出装置であって、
前記撮像手段で撮像した撮像画像内から追跡すべき物体が含まれる追跡領域を検出する追跡領域検出手段と、
前記追跡領域検出手段で検出した追跡領域内の物体のエッジ強度について、前記複数フレーム間における変化率（エッジ強度変化率）を算出するエッジ強度変化率算出手段と、
前記エッジ強度変化率算出手段で算出した前記追跡領域内の物体のエッジ強度変化率に基づいて、自車両から前記追跡領域内に存在する物体までの距離を算出する距離算出手段とを備えることを特徴とする車載物体検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載物体検出装置において、
前記エッジ強度変化率算出手段によって検出された前記追跡領域内の物体のエッジ強度変化率が、自車両の移動のみに起因して算出されるエッジ強度変化率と一致するときには、前記追跡領域内には静止物体が存在すると判定し、
前記エッジ強度変化率算出手段によって検出された前記追跡領域内の物体のエッジ強度変化率が、自車両の移動のみに起因して算出されるエッジ強度変化率と異なるときには、前記追跡領域内には移動物体が存在すると判定する物体種別判定手段とをさらに備えることを特徴とする車載物体検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車載物体検出装置において、
前記物体種別判定手段は、前記エッジ強度変化率算出手段によって検出された前記追跡領域内の物体のエッジ強度変化率が、自車両の移動のみに起因して算出されるエッジ強度変化率よりも大きい場合には、前記移動物体は自車両に接近していると判定し、前記エッジ強度変化率算出手段によって検出された前記追跡領域内の物体エッジ強度変化率が、自車両の移動のみに起因して算出されるエッジ強度変化率よりも小さい場合には、前記移動物体は自車両から遠ざかっていると判定することを特徴とする車載物体検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載物体検出装置において、
前記撮像手段の合焦距離を変化させる変化手段をさらに備え、
前記変化手段は、撮像画像上で前記追跡領域が所定範囲内に設定されるように、前記撮像手段の合焦距離を設定することを特徴とする車載物体検出装置。
【請求項５】
車両に搭載され、撮像手段によって複数フレーム撮像された撮像画像内に存在する物体までの距離を検出する物体検出方法であって、
前記撮像手段で撮像した撮像画像内から追跡すべき物体が含まれる追跡領域を検出し、
検出した追跡領域内の物体のエッジ強度のフレーム間における変化率（エッジ強度変化率）を算出し、
算出した前記追跡領域内の物体のエッジ強度変化率に基づいて、自車両から前記追跡領域内に存在する物体までの距離を算出することを特徴とする物体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、自車両から撮像画像内に存在する物体までの距離を検出する車載物体検出装置、および物体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次のような車間距離認識装置が特許文献１によって知られている。この車間距離認識装置では、カメラで撮像した画像内から前方車両などの物体の水平エッジを検出し、画像上での水平エッジの高さ方向の座標から、前方車両までの距離を三角測量で検出する。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２７３５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の装置によれば、ピッチングなどの車両挙動によってカメラの光軸角が変化すると検出距離に大きな誤差が生じる可能性があるという問題が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両に搭載され、撮像手段によって複数フレーム撮像された撮像画像内に存在する物体までの距離を検出する車載物体検出装置、および物体検出方法であって、撮像手段で撮像した撮像画像内から追跡すべき物体が含まれる追跡領域を検出し、検出した追跡領域内の物体のエッジ強度のフレーム間における変化率（エッジ強度変化率）を算出し、算出した追跡領域内の物体のエッジ強度変化率に基づいて、自車両から追跡領域内に存在する物体までの距離を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、追跡領域内の物体のエッジ強度変化率を算出し、算出した追跡領域のエッジ強度変化率に基づいて、自車両から追跡領域内に存在する物体までの距離を算出するようにした。これによって、ピッチングなどの車両挙動による影響を受けずに、精度高く物体までの距離を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本実施の形態における車載物体検出装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。車載物体検出装置１００は車両に搭載され、車両前方を撮像するカメラ１０１と、カメラ１０１で撮像した画像を格納する画像メモリ１０２と、ＣＰＵ、メモリ、およびその他周辺回路を含み、後述する距離検出処理を実行する制御装置１０３と、自車両の車速を検出する車速センサ１０４とを備えている。
【０００８】
カメラ１０１は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を有した高速カメラであり、自車両の走行中に極めて微小な一定時間Δｔ間隔、例えば２ｍｓ間隔で連続的に車両前方を撮像し、各フレームごとに画像メモリ１０２に出力する。
【０００９】
制御装置１０３は、カメラ１０１によって撮像された撮像画像を画像処理して、自車両から撮像画像内に存在する物体までの距離、および移動物体の移動方向を検出する。具体的には、カメラ１０１の撮像面に発生する錯乱円（ぼけ円）の直径（錯乱円径）と、自車両から撮像画像内に存在する物体までの距離との間には、後述するような一定の関係があることを加味して検出処理を行う。
【００１０】
ここで図２により錯乱円の発生原理について説明する。図２（ａ）は錯乱円が発生せず、撮像画像がぼけない場合の被写体２ａ、レンズ２ｂ、および撮像面２ｃの状態を示す図である。このように、被写体２ａからレンズ２ｂまでの距離ＬがＬ１、レンズ２ｂの焦点距離がｆ、およびレンズ２ｂから撮像面２ｃまでの距離がａである場合に、レンズ２ｂを介して撮像面２ｃが受光する被写体２ａの像は合焦状態にある。
【００１１】
これに対して図２（ｂ）および（ｃ）は、錯乱円が発生して撮像画像がぼけたときの状態を示す図である。図２（ｂ）においては、被写体２ａからレンズ２ｂまでの距離Ｌ２が図２（ａ）に示した合焦時の距離Ｌ１より短くなっており、これに伴って被写体２ａの像は撮像面２ｃよりも奥で合焦する（後ピン）。これによって、撮像面２ｃ上では、直径がφ１の錯乱円が発生する。また、図２（ｃ）においては、被写体２ａからレンズ２ｂまでの距離Ｌ３が図２（ａ）に示した合焦時の距離Ｌ１より長くなっており、これに伴って被写体２ａの像は撮像面２ｃよりも手前で合焦する（前ピン）。これによって、撮像面２ｃ上では、直径がφ２の錯乱円が発生する。
【００１２】
このように発生する錯乱円の直径、すなわち錯乱円径φは、レンズ２ｂのレンズ径をＤとすると、次式（１）によって算出される。
φ＝｜Ｄ−ａ＊(Ｌ−ｆ)／(ｆ＊Ｌ)｜  ・・・（１）
【００１３】
ある画素において、この錯乱円径と、レンズ２ｂから被写体２ａまでの距離Ｌとの間には、図３に示すような関係が成り立つ。すなわち、レンズ２ｂから撮像面２ｃまでの距離ａに応じて、錯乱円径φとレンズ２ｂから被写体２ａまでの距離Ｌの関係は変化する。例えばａ＝ａ３の場合においては、符号３ａで示す錯乱円径が０となる距離Ｌが上述した図２（ａ）に示したＬ１に相当し、この距離Ｌ１の位置に存在する被写体２ａを撮像した場合にはその物体は合焦して撮像される。
【００１４】
一方、距離Ｌ１よりも近くに存在する被写体２ａを撮像した場合には、上述した図２（ｂ）に示す状態となり、その距離Ｌが近くなるほど錯乱円径は大きくなる。また、距離Ｌ１よりも遠くに存在する被写体２ａを撮像した場合には、上述した図２（ｃ）に示す状態となり、その距離Ｌが遠くなるほど錯乱円径は大きくなる。
【００１５】
図３に示す関係により、自車両から被写体２ａまでの距離Ｌと、距離Ｌの変化に伴う錯乱円径の変化率φ´との関係は、次式（２）および（３）で表される。
φ´＝ａ／Ｌ２  （Ｌ＜合焦時の距離Ｌ１のとき）・・・（２）
φ´＝−ａ／Ｌ２  （Ｌ＞合焦時の距離Ｌ１のとき）・・・（３）
【００１６】
なお、上述したように、厳密にはレンズ２ｂから撮像面２ｃまでの距離ａに応じて、錯乱円径φとレンズ２ｂから被写体２ａまでの距離Ｌの関係は変化するが、実際の距離ａとＬとを比較すると、距離ａは例えば１０ｃｍ程度であるのに対して、距離Ｌは例えば１０ｍであるというように、距離ａに対して距離Ｌは極めて大きくなる。したがって、式（２）および（３）で表される自車両から被写体２ａまでの距離Ｌと、距離Ｌの変化に伴う錯乱円径の変化率φ´との関係は、図４に示すように１本の曲線で表すことができる。これにより、この複数フレーム間での錯乱円径の変化率の大きさを観測することによって、自車両から被写体２ａまでの距離Ｌを検出（算出）することが可能となる。
【００１７】
本実施の形態では、上述した錯乱円径の変化率と自車両から被写体２ａまでの距離Ｌとの関係を加味して、自車両から被写体２ａまでの距離Ｌを算出するために、次のように処理を行う。まず、距離の算出対象とする被写体２ａが存在する範囲を、あらかじめ設定されている追跡可能範囲３ｃに限定するために、錯乱円径の追跡可能しきい値３ｂを決定する。この追跡可能範囲３ｃ内からは後述する処理で追跡可能範囲３ｃ内に存在する物体からエッジを抽出する必要があるため、追跡可能範囲３ｃ内の物体がボケ過ぎないような錯乱円径の追跡可能しきい値３ｂが設定される。
【００１８】
そして、この追跡可能しきい値３ｂを満たすように、カメラ１０１の合焦距離を変化させる。これによって追跡可能範囲３ｃ外は十分にボカすことができるため、例えば背景などからエッジが抽出されるのを防ぐことができ、背景など距離の算出が不要な被写体２ａについては、距離の算出対象から除外することができる。
【００１９】
なお、距離の算出対象とする被写体２ａが存在する範囲は、例えば自車両が高速で走行中には広く設定する必要があり、自車両が低速で走行中には狭く設定すればよいことを加味して、自車両の車速に基づいて決定する。または、自車両が走行中の道路種別、現在の天候、または走行時間帯などの各種走行条件に応じて決定するようにしてもよい。
【００２０】
このように合焦距離を変化させたカメラ１０１によって撮像された撮像画像を、図５に示すようにある一定の大きさを有する格子領域に分割する。図５に示す例では、撮像画像全体を、１区画が例えば４画素×４画素の大きさの格子領域に分割する。
【００２１】
そして、撮像画像に対して、例えばＳｏｂｅｌフィルタなどのエッジ抽出用フィルタを適用して、撮像画像内のエッジを抽出する。そして、各格子領域５ａごとに、格子領域５ａ内に存在するエッジの濃度勾配の分散値を算出して、算出したエッジの濃度勾配の分散値が所定値以上となる格子領域を、追跡すべき物体が含まれる領域、すなわち追跡領域として検出する。この結果、例えば図６に示すように撮像画像内から複数の追跡領域６ａが検出される。このように検出した撮像画像における追跡領域６ａの位置情報、例えば座標値と追跡領域６ａ内のエッジ強度を対応付けて、制御装置１０３が有するメモリ上に保存しておく。
【００２２】
その後、次フレームの撮像画像が画像メモリ１０２から読み込んで、前フレームで検出した各追跡領域６ａの存在位置近傍で、それぞれの追跡領域６ａとの相関演算を行って、最も相関のある位置を、次フレーム上での追跡領域６ａの移動先として検出することによって追跡領域６ａの追跡を行う。そして、移動後の追跡領域６ａにおけるエッジ強度を算出し、移動前のエッジ強度と、移動後のエッジ強度とに基づいて、エッジ強度の変化率を算出する。同時に、移動後の追跡領域６ａの位置情報とエッジ強度とで、制御装置１０３が有するメモリ上の位置情報、およびエッジ強度を更新する。
【００２３】
なお、このとき、前フレームにおける追跡領域の存在位置近傍に、相関が高い領域が存在しない場合には、次フレーム上ではその追跡領域６ａは撮像画像上に存在しなくなったものと判断して追跡領域６ａを削除すると共に、メモリ上の位置情報およびエッジ強度も消去する。また、次フレーム上においても、移動先の追跡領域６ａが設定されていない格子領域５ａ内に存在するエッジの濃度勾配の分散値を算出して、算出したエッジの濃度勾配の分散地が所定値以上となる格子領域を新たな追跡領域として追加する。これによって、時間経過と共に撮像画像内に映りこむ被写体が変化することに対応して、不要な追跡領域６ａを削除したり、新たな追跡領域６ａを検出して追跡を開始したりすることが可能となる。
【００２４】
フレーム間での各追跡領域６ａのエッジ強度の変化率に基づいて、追跡領域６ａ内に存在する物体（被写体２ａ）が移動物体であるか、あるいは静止物体であるかを判定し、移動物体である場合には、その移動方向を判定する。また、錯乱円径の変化率と自車両から被写体２ａまでの距離Ｌとの関係を加味した自車両から物体までの距離Ｌの算出を行う。具体的には次のような原理に基づいて算出する。
【００２５】
錯乱円が発生したときの撮像画像、すなわちボケた画像での、ある画素での画素値は、
ボケていないときの、その画素と周囲の画素の画素値が重畳したものとなっている。この重畳する画素の範囲は、図７の点線の円で示されるような錯乱円の内部の画素となり、その画素値は、そのときの錯乱円の面積分の１になる。したがって、合焦画像での錯乱円の内部の画素値の総和をＶ、錯乱円内の画素数をＮとすると、ボケた画像での画素値は、Ｖ／Ｎとなる。
【００２６】
次に、図８に示すような画素値がＩ１およびＩ２である画像のエッジ部分について、縦エッジ８ａを横方向にＮｘ画素離れた位置の画素の差分で検出する場合について考える。このとき、ボケた画像でのエッジ強度Ｉｅは、合焦画像での錯乱円相当の円の内部の平均値の差分となる。したがって、合焦画像での差分画素相当位置の２つの円８ｂおよび８ｃにおける画素値のそれぞれの総和値をＶ１、Ｖ２とすると、エッジ強度Ｉｅは次式（４）によって算出される。
Ｉｅ＝(Ｖ１−Ｖ２)／Ｎ  ・・・（４） 
【００２７】
ここで、２つの円８ｂおよび８ｃのそれぞれのみに属する部分の画素値総和をＶｐ１，Ｖｐ２とすると、各円の共通部分（クロスハッチング部分）は差分により０となるので、式（４）は次式（５）のように変形できる。
Ｉｅ＝(Ｖｐ１−Ｖｐ２)／Ｎ  ・・・（５）
【００２８】
式（５）においては、Ｖｐ１、およびＶｐ２に寄与する画素数は等しいのでこれをＮｐとすると、２つの円８ｂおよび８ｃの横方向の画素数の差はｙ座標によらず等しいので、錯乱円の直径の画素数Ｎφとの関係は次式（６）のようになり、式（５）におけるＶｐ１、およびＶｐ２は、次式（７）および（８）によって算出することができる。
Ｎｐ≒Ｎｘ×Ｎφ  ・・・（６）
Ｖｐ１＝Ｎｐ＊Ｉ１  ・・・（７）
Ｖｐ２＝Ｎｐ＊Ｉ２  ・・・（８）
【００２９】
また、式（５）におけるＮは次式（９）によって算出可能なため、式（５）は次式（１０）のように変形することができる。
Ｎ≒π＊Ｎφ２  ・・・（９）
Ｉｅ＝Ｎｘ＊Ｎφ(Ｉ１−Ｉ２)／(π＊Ｎφ２)＝Ｎｘ＊(Ｉ１−Ｉ２)／(π＊Ｎφ)  ・・・（１０）
したがって、式（１０）によりエッジ強度Ｉｅと錯乱円の直径の画素数Ｎφの関係は、反比例の関係となり、錯乱円の直径の画素数Ｎφは、変数αを用いて次式（１１）のように表すことができる。
Ｎφ＝ α／Ｉｅ  ・・・（１１）
【００３０】
また、式（１）の錯乱円径φと錯乱円の直径の画素数Ｎφとは同値であることから、式（１）の錯乱円径φと撮像距離Ｌの関係および、式（１０）の錯乱円の直径の画素数（錯乱円径）Ｎφとエッジ強度Ｉｅの関係を用い、画素サイズをΔｐとすると、エッジ強度Ｉｅは次式（１２）で表される。
Ｉｅ ＝ αΔｐ＊Ｌ／((Ｄ−ａ／ｆ)＊Ｌ＋ａ)  ・・・（１２）
【００３１】
また、式（１１）から、ＮφのＬでの微分値の大きさは、次式（１３）のようになる。
｜Ｎ‘φ｜＝｜αＩ’ｅ／Ｉｅ２｜  ・・・（１３）
式（１３）における｜Ｎ‘φ｜は、錯乱円径ＮφをＬで微分したものであるため、式（２）および（３）で表した錯乱円径の変化率φに相当する。したがって、撮像画像からエッジ強度Ｉｅを求めて、式（１３）に代入して算出した｜Ｎ'φ｜は、式（２）および（３）で表される自車両から被写体２ａまでの距離Ｌに対応した値となる。
【００３２】
したがって、追跡領域６ａのエッジ強度に基づいて、式（１３）によって錯乱円径の変化率を算出し、この錯乱円径の変化率に基づいて、上述した式（２）または（３）により、自車両から各追跡領域６ａ内に存在する被写体２ａまでの距離Ｌを算出することができる。
【００３３】
次に、式（１３）によって算出される｜Ｎ‘φ｜の時間変化を監視することによって、追跡領域６ａ内に存在する被写体２ａが移動物体であるか、あるいは静止物体であるかを判定する。すなわち、自車両が走行しながら撮像した撮像画像においては、図２で上述したように、被写体２ａからレンズ２ｂまでの距離Ｌに応じて錯乱円径は変化する。したがって、フレーム間で被写体２ａからレンズ２ｂまでの距離Ｌが変化しない場合、すなわち自車両と被写体２ａが同一方向に同一速度で走行している場合には、錯乱円径の時間変化率は０となる。これに対して、フレーム間で被写体２ａからレンズ２ｂまでの距離Ｌが変化する場合、すなわち自車両の移動速度と被写体２ａの移動速度が異なる場合には、０でない錯乱円径の時間変化率が算出されることになる。
【００３４】
このとき、フレーム間で被写体２ａからレンズ２ｂまでの距離Ｌが変化する場合としては、自車両の走行に伴う自車両の移動のみに起因する変化と、自車両の移動と被写体２ａの移動とに起因する変化とが考えられる。自車両の移動にのみ起因する変化については、フレーム間の自車両の移動量に応じて、その変化率が異なることから、追跡領域６ａごとに車速センサ１０４で検出される自車両の車速とカメラ１０１のフレームレートとから、フレーム間における自車両の移動量（移動距離）を算出する。そして、この自車両の移動量と、上述した処理で算出した自車両から追跡領域６ａ内に存在する被写体２ａまでの距離とに基づいて、自車両の移動量に応じた錯乱円径の変化率φ´を式（２）または（３）によって算出する。
【００３５】
そして、この自車両の移動量に応じた錯乱円径の変化率と、式（１３）によって算出される錯乱円径の時間変化とを比較することによって、フレーム間における被写体２ａからレンズ２ｂまでの距離Ｌの変化が、自車両の移動にのみ起因するものであるか、あるいは被写体２ａの移動による影響も受けたものであるかを判定することが可能となる。すなわち、各追跡領域６ａにおいて、自車両の移動量に応じた錯乱円径の変化率と、式（１３）によって算出される錯乱円径の時間変化とが一致すれば、その錯乱円径の時間変化は自車両の移動のみに起因した変化であり、一致しなければ被写体２ａの移動による影響も受けたものであると判定することができる。
【００３６】
このことを加味して、本実施の形態においては、自車両の移動量に応じた錯乱円径の変化率に基づいて、式（１３）により、各追跡領域６ａの自車両の移動量に応じたエッジ強度変化率を算出し、この追跡領域６ａのエッジ強度変化率と、自車両の移動量に応じたエッジ強度変化率とを比較することによって、各追跡領域６ａ内に存在する被写体２ａが移動物体であるか、あるいは静止物体であるかを判定する。
【００３７】
すなわち、追跡領域６ａのエッジ強度変化率が、自車両の移動量に応じたエッジ強度変化率と等しい場合には、当該追跡領域６ａで算出したエッジ強度変化率は自車両の移動のみに起因するエッジ強度変化率と等しいと判断でき、その追跡領域６ａ内に存在している被写体２ａは静止物体であると判定することができる。また、追跡領域６ａのエッジ強度変化率が、自車両の移動量に応じたエッジ強度変化率と異なる場合には、当該追跡領域６ａで算出したエッジ強度変化率は自車両の移動のみに起因するエッジ強度変化率と異なると判断でき、その追跡領域６ａ内に存在している被写体２ａは移動物体であると判定することができる。
【００３８】
そして、追跡領域６ａ内に存在している被写体２ａは移動物体であると判定した場合には、追跡領域６ａのエッジ強度変化率と、自車両の移動量に応じたエッジ強度変化率との大小を比較する。その結果、追跡領域６ａのエッジ強度変化率の方が大きければ、追跡領域６ａ内に存在している被写体２ａは自車両に接近して移動していると判定し、追跡領域６ａのエッジ強度変化率の方が小さければ、追跡領域６ａ内に存在している被写体２ａは自車両から遠ざかって移動していると判定する。
【００３９】
このような、各場合における追跡領域６ａのエッジ強度の変化をグラフで表すと図９に示すようになる。すなわち、自車両と被写体２ａが同一方向に同一速度で走行している場合には、符号９ａに示すように追跡領域６ａのエッジ強度変化率は０となる。これに対して、自車両の移動量に応じたエッジ強度変化率と等しいエッジ強度変化率とが等しい場合、すなわち追跡領域６ａ内の被写体が静止物体である場合を符号９ｃのように示すと、被写体２ａが自車両に接近して移動しているときには、符号９ｂに示すように、符号９ｃよりも大きなエッジ強度変化率が検出される。また、被写体２ａが自車両から遠ざかって移動しているときには、符号９ｄに示すように、符号９ｃよりも小さいエッジ強度変化率が検出される。
【００４０】
図１０は、本実施の形態における車載物体検出装置１００の処理を示すフローチャートである。図１０に示す処理は、車載物体検出装置１００を搭載した車両の不図示のイグニションスイッチがオンされ、車載物体検出装置１００の電源がオンされると起動するプログラムとして制御装置１０３により実行される。ステップＳ１０において、上述したように、追跡可能しきい値３ｂを満たすように、カメラ１０１の合焦距離を変化させる。その後、ステップＳ２０へ進み、カメラ１０１によって連続して撮像される各フレームの画像の読み込みを開始して、ステップＳ３０へ進む。
【００４１】
ステップＳ３０では、撮像画像を、図５に示すようにある一定の大きさを有する格子領域に分割して、ステップＳ４０へ進む。ステップＳ４０では、撮像画像に対してエッジ抽出用フィルタを適用して、エッジ抽出を行う。その後、ステップＳ５０へ進み、各格子領域内に存在するエッジの濃度勾配の分散値を算出して、算出したエッジの濃度勾配の分散値が所定値以上となる格子領域を追跡領域として検出して、ステップＳ６０へ進む。ステップＳ６０では、上述したように、各追跡領域をフレーム間で追跡する。その後、ステップＳ７０へ進む。
【００４２】
ステップＳ７０では、各追跡領域ごとにエッジ強度の算出処理を行って、フレーム間でのエッジ強度変化率を算出する。その後、ステップＳ８０へ進み、上述したように、自車両の移動のみに起因したエッジ強度変化率、すなわち自車両の移動量に応じたエッジ強度変化率を算出して、ステップＳ８１へ進む。ステップＳ８１では、上述したように、各追跡領域のエッジ強度変化率に基づいて、錯乱円径を加味して自車両から被写体までの距離を算出して、ステップＳ９０へ進む。
【００４３】
ステップＳ９０では、追跡領域ごとに算出した各エッジ強度変化率が、自車両の移動量に応じたエッジ強度変化率と等しいか否かを判定して、各追跡領域のエッジ強度は自車両の移動にのみ起因して変化したか否かを判断する。その結果、肯定判定された場合には、ステップＳ１４０へ進み、追跡領域内に存在する物体（被写体）は静止物体であると判定して、後述するステップＳ１５０へ進む。これに対して、ステップＳ９０で否定判定された場合には、ステップＳ１００へ進む。ステップＳ１００では、追跡領域内に存在する物体は移動物体であると判定して、ステップＳ１１０へ進む。
【００４４】
ステップＳ１１０では、各追跡領域のエッジ強度変化率と、自車両の移動に応じたエッジ強度変化率との大小比較を行う。その結果、追跡領域のエッジ強度変化率の方が、自車両の移動量に応じたエッジ強度変化率よりも大きいと判断した場合には、ステップＳ１２０へ進み、追跡領域内に存在する移動物体は、自車両に接近して移動していると判定する。一方、追跡領域のエッジ強度変化率の方が、自車両の移動量に応じたエッジ強度変化率より小さいと判断した場合には、ステップＳ１３０へ進み、追跡領域内に存在する移動物体は、自車両から遠ざかる方向に移動していると判定する。その後、ステップＳ１５０へ進む。
【００４５】
ステップＳ１５０では、自車両のイグニションスイッチがオフされたか否かを判断する。イグニションスイッチがオフされないと判断した場合には、ステップＳ３０へ戻って処理を繰り返す。これに対して、イグニションスイッチがオフされたと判断した場合には、処理を終了する。
【００４６】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）追跡領域ごとにエッジ強度変化率を算出し、このときのエッジ強度変化率が自車両の移動のみに起因して算出されたものであるか否かを判断することによって、追跡領域内に存在する被写体が静止物体であるか、あるいは移動物体であるかを判定するようにした。これによって、自車両の移動に起因するエッジ強度の変化を加味して、正確に被写体の種別、すなわち被写体が移動物体であるか、あるいは静止物体であるかを判定することができる。
（２）追跡領域のエッジ強度変化率と錯乱円径の変化率との関係、および錯乱円径と自車両から被写体までの距離との関係に基づいて自車両から被写体までの距離を算出するようにした。これによって、錯乱円径と自車両から被写体までの距離を加味して、精度高く自車両から被写体までの距離を算出することができる。
【００４７】
（３）追跡領域内に存在する被写体が移動物体である場合には、追跡領域のエッジ強度変化率と、自車両の移動量に応じたエッジ強度変化量との大小関係を比較して、移動物体が自車両に接近しているか、あるいは自車両から遠ざかっているかを判定するようにした。これによって、正確に移動物体の移動方向を判定することが可能となる。
（４）画像の撮像時に発生する錯乱円径が。追跡可能しきい値３ｂを満たすように、カメラ１０１の合焦距離を変化させるようにした。これによって追跡可能範囲３ｃ外は十分にボカすことができるため、例えば背景などからエッジが抽出されるのを防ぐことができ、背景など距離の算出が不要な被写体２ａについては、距離の算出対象から除外することができる。
【００４８】
―変形例―
なお、上述した実施の形態の車載物体検出装置は、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態では、カメラ１０１によって車両前方を撮像し、撮像画像に基づいて自車両前方に存在する被写体までの距離を算出する例について説明した。しかしこれに限定されず、カメラ１０１を車両後方を撮像するように設置し、カメラ１０１で撮像した車両後方の画像に基づいて、自車両後方に存在する被写体までの距離を算出するようにしてもよい。
【００４９】
（２）上述した実施の形態では、錯乱円径の追跡可能しきい値３ｂを満たすように、カメラ１０１の合焦距離を変化させる例について説明した。しかしこれに限定されず、カメラ１０１の焦点距離やレンズから撮像面までの距離など、錯乱円径を変化させるその他の要因となる距離を変化させて、錯乱円径の追跡可能しきい値３ｂを満たすようにしてもよい。
【００５０】
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。
【００５１】
特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との対応関係について説明する。カメラ１０１は撮像手段に、制御装置１０３は追跡領域検出手段、エッジ強度変化率算出手段、距離算出手段、物体種別判定手段、および変化手段に相当する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施の形態における車載物体検出装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】錯乱円の発生原理の説明図である。
【図３】錯乱円径と、レンズ被写体までの距離との間の関係を示す図である。
【図４】複数フレームの撮像画像間での錯乱円径の変化率と、自車両から被写体までの距離との関係を示す図である。
【図５】撮像画像を格子領域に分割した場合の具体例を示す図である。
【図６】撮像画像内から追跡領域を検出した場合の具体例を示す図である。
【図７】エッジ強度に基づいて距離を算出するときの具体例を示す第１の図である。
【図８】エッジ強度に基づいて距離を算出するときの具体例を示す第２の図である。
【図９】移動物体の各移動方向におけるエッジ強度変化率の大小関係の具体例を示した図である。
【図１０】本実施の形態における車載物体検出装置１００の処理を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  車載物体検出装置
１０１  カメラ
１０２  画像メモリ
１０３  制御装置
１０４  車速センサ
【図１】
2006317328.tif 000003
【図２】
2006317328.tif 000004
【図３】
2006317328.tif 000005
【図４】
2006317328.tif 000006
【図５】
2006317328.tif 000007
【図６】
2006317328.tif 000008
【図７】
2006317328.tif 000009
【図８】
2006317328.tif 000010
【図９】
2006317328.tif 000011
【図１０】
2006317328.tif 000012