(57)【要約】【課題】ターゲットを設置することなくＦＯＥを決定することができる無限遠点決定装置を提供する。【解決手段】撮像範囲内にボンネットが含まれるように車両に固定された車載カメラによって撮像される画像内における無限遠点の位置を決定する無限遠点決定装置において、その画像内におけるボンネットの頂点の位置からＦＯＥのＸ座標ＦＯＥ（Ｘ）およびＦＯＥのＹ座標の第１候補値ＦＯＥ（ｙ１）を決定し（ステップＳ１００）、その画像内におけるヘッドライトのカットラインＣＬの位置からＦＯＥのＹ座標の第２候補値ＦＯＥ（ｙ２）および車載カメラ１１０のロール角を決定する（ステップＳ２００）。そして、第１候補値ＦＯＦ（ｙ１）とＦＯＥ（ｙ２）を補正し（ステップＳ３００）、補正後の第１候補値ＦＯＦ（ｙ１’）と第２候補値ＦＯＥ（ｙ２’）とを平均してＦＯＥのＹ座標ＦＯＥ（Ｙ）を決定する（ステップＳ３５０）。【選択図】図６
2006327495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像範囲内にボンネットが含まれるように車両に固定された車載カメラによって撮像される画像内における無限遠点の位置を決定する無限遠点決定装置であって、
前記車載カメラによって撮像された画像内におけるボンネットの頂点の位置を決定する頂点決定手段と、
その頂点決定手段によって決定されたボンネットの頂点の前記画像内におけるＸ座標を前記無限遠点のＸ座標とするＸ座標決定手段と、
前記画像内におけるボンネットの頂点と前記無限遠点のＹ座標との間のＹ座標差を記憶した記憶装置と、
その記憶装置に記憶されたＹ座標差と、前記頂点決定手段によって決定されたボンネットの頂点のＹ座標とから、前記無限遠点のＹ座標を決定するＹ座標決定手段と
を含むことを特徴とする無限遠点決定装置。
【請求項２】
撮像範囲内にボンネットが含まれるように車両に固定された車載カメラによって撮像される画像内における無限遠点の位置を決定する無限遠点決定装置であって、
前記車載カメラによって撮像された画像内におけるボンネットの頂点の位置を決定する頂点決定手段と、
その頂点決定手段によって決定されたボンネットの頂点の前記画像内におけるＸ座標を前記無限遠点のＸ座標とするＸ座標決定手段と、
車両に対して所定の相対位置に位置する照射面にヘッドライトを照射した状態で、前記車載カメラによって撮像された画像内におけるそのヘッドライトのカットラインのＹ座標を決定するカットライン決定手段と、
前記画像内におけるヘッドライトのカットラインと前記無限遠点のＹ座標との間のＹ座標差を記憶した記憶装置と、
その記憶装置に記憶されたＹ座標差と、前記カットライン決定手段によって決定されたヘッドライトのカットラインのＹ座標とから、前記無限遠点のＹ座標を決定するＹ座標決定手段と
を含むことを特徴とする無限遠点決定装置。
【請求項３】
前記車両のピッチ角を検出する車両ピッチ角センサと、
その車両ピッチ角センサによって検出された車両のピッチ角に基づいて、前記Ｙ座標決定手段によって決定されたＹ座標を補正するＹ座標補正手段とを
さらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の無限遠点決定装置。
【請求項４】
撮像範囲内にボンネットが含まれるように車両に固定された車載カメラによって撮像される画像内における無限遠点の位置を決定する無限遠点決定装置であって、
前記車載カメラによって撮像された画像内におけるボンネットの頂点の位置を決定する頂点決定手段と、
その頂点決定手段によって決定されたボンネットの頂点の前記画像内におけるＸ座標を前記無限遠点のＸ座標とするＸ座標決定手段と、
車両に対して所定の相対位置に位置する照射面にヘッドライトを照射した状態で、前記車載カメラによって撮像された画像内におけるそのヘッドライトのカットラインのＹ座標を決定するカットライン決定手段と、
前記画像内におけるボンネットの頂点と前記無限遠点のＹ座標との間の第１Ｙ座標差および前記画像内におけるヘッドライトのカットラインと前記無限遠点のＹ座標との間の第２Ｙ座標差を記憶した記憶装置と、
その記憶装置に記憶された第１Ｙ座標差と、前記頂点決定手段によって決定されたボンネットの頂点のＹ座標とから、前記無限遠点のＹ座標の第１候補値を算出する第１候補値算出手段と、
その記憶装置に記憶された第２Ｙ座標差と、前記カットライン決定手段によって決定されたヘッドライトのカットラインのＹ座標とから、前記無限遠点のＹ座標の第２候補値を算出する第２候補値算出手段と、
第１候補値算出手段によって算出された無限遠点のＹ座標の第１候補値と、第２候補値算出手段によって算出された無限遠点のＹ座標の第２候補値とを比較した比較値が、予め設定された所定の判断基準値を超えているか否かを判断するＹ座標比較手段と、
そのＹ座標比較手段において比較値が前記判断基準値を超えていないと判断された場合に、前記第１候補値算出手段によって算出された無限遠点のＹ座標の第１候補値、および前記第２候補値算出手段によって算出された無限遠点のＹ座標の第２候補値の少なくとも一方に基づいて無限遠点のＹ座標を決定するＹ座標決定手段と
を含むことを特徴とする無限遠点決定装置。
【請求項５】
前記車両のピッチ角を検出する車両ピッチ角センサと、
その車両ピッチ角センサによって検出された車両のピッチ角に基づいて、前記Ｙ座標の第１候補値および第２候補値を補正する候補値補正手段とをさらに備え、
前記Ｙ座標決定手段は、その候補値補正手段による補正後の第１候補値および第２候補値の少なくとも一方に基づいて無限遠点のＹ座標を決定するものである
ことを特徴とする請求項４記載の無限遠点決定装置。
【請求項６】
前記車両に対して所定の相対位置に位置する照射面にヘッドライトを照射した状態で、前記車載カメラによって撮像された画像内におけるそのヘッドライトのカットラインの傾きに基づいて前記車載カメラのロール角を決定するロール角決定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の無限遠点決定装置。
【請求項７】
前記車両のロール角を検出する車両ロール角センサと、
その車両ロール角センサによって検出された車両のロール角に基づいて、前記ロール角決定手段によって決定された車載カメラのロール角を補正するロール角補正手段とを
さらに備えていることを特徴とする請求項６記載の無限遠点決定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載カメラによって撮像された画像内における無限遠点の位置を決定する無限遠点決定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両にカメラを搭載する場合、そのカメラによって撮像された画像平面内における無限遠点（Ｆｏｃｕｓ  Ｏｆ  Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ、以下、ＦＯＥともいう）を決定しなければならない場合がある。たとえば、特許文献１に記載されているように、車載カメラによって撮像された画像から白線等の車線を区画する区画線（レーンマーク）を認識する場合には、ＦＯＥを決定する必要がある。レーンマークの位置は、そのレーンマークに沿って車両を自動走行させる制御や、車両の車線からの逸脱を検出して運転者に警報を発する制御に用いられる。
【０００３】
ＦＯＥは、車線両側の一対のレーンマークを直線近似して無限遠点まで延長したときに、その一対のレーンマークが交差する点であり、また、地平線上に固定される。このＦＯＥを基準として自車両とレーンマークとの相対位置が認識される。従って、ＦＯＥは正確に決定される必要がある。
【０００４】
ＦＯＥは、車両走行時には車載カメラによって撮像された画像内のレーンマークに基づいて自動補正されるのであるが、その前提として、車載カメラの取り付け時に初期位置を決定する必要がある。図１は、ＦＯＥの初期位置を決定するための従来の方法を説明するための図である。図１に示すように、ＦＯＥの決定に際しては、車両１０に対して所定の位置にターゲット１２を設置する。
【０００５】
図２は、車載カメラ１４によって撮像された画像を示す図であり、図２に示すように、ターゲット１２は３つ設置される。これら３つのターゲット１２の高さは、全て同じ高さとされている。中央のターゲット１２は、車両１０の幅方向の中心線上に設置することとなっている。また、両側のターゲット１２は、３つのターゲット１２を結ぶ直線が車両１０の幅方向の中心線と直行するように、且つ、中央のターゲット１２からの距離が互いに等距離となるように設置することとなっている。
【０００６】
図２に示す画像を撮像した後は、画像処理によって各ターゲット１２の中心位置を検出する。ターゲット１２は車両１０に対して所定の距離に設置されており、また、ターゲット１２の高も決まっていることから、図１に示す俯角θ１は幾何的に計算することができる。また、中央のターゲット１２は、車両１０の幅方向中心線上に設置されている。従って、中央のターゲット１２の中心位置が撮像画像内においてどこに位置するかが決定できれば、画像平面内におけるＦＯＥの位置を決定することができる。
【０００７】
さらに、撮像画像内における各ターゲット１２の中心位置を通る直線の傾きから、車載カメラ１４の車両幅方向の傾き、すなわち車載カメラ１４のロール角も決定される。そして、レーンマークの認識等のための画像処理においては、このロール角に基づいて補正された画像が用いられる。
【特許文献１】特開２００４−１８５４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、従来のＦＯＥの決定作業は、車両１０に対して３つのターゲット１２を所定の位置に設置することにより行われているが、３つのターゲット１２を車両１０に対して所定の位置に設置するのには少なくとも２人で作業する必要があり、しかも、その設置作業だけで、通常、１時間以上もの時間を必要としていた。従って、ターゲットを設置することなく、ＦＯＥを決定することができるようにすることが強く望まれていた。
【０００９】
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ターゲットを設置することなくＦＯＥを決定することができる無限遠点決定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、撮像範囲内にボンネットが含まれるように車両に固定された車載カメラによって撮像される画像内における無限遠点の位置を決定する無限遠点決定装置であって、
前記車載カメラによって撮像された画像内におけるボンネットの頂点の位置を決定する頂点決定手段と、その頂点決定手段によって決定されたボンネットの頂点の前記画像内におけるＸ座標を前記無限遠点のＸ座標とするＸ座標決定手段と、前記画像内におけるボンネットの頂点と前記無限遠点のＹ座標との間のＹ座標差を記憶した記憶装置と、その記憶装置に記憶されたＹ座標差と、前記頂点決定手段によって決定されたボンネットの頂点のＹ座標とから、前記無限遠点のＹ座標を決定するＹ座標決定手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】
このようにして無限遠点が決定できるのは、ボンネットも従来のターゲットと同様に車載カメラに対する相対位置が定まっているからである。そして、このように車載カメラによって撮像された画像内におけるボンネットの頂点の位置から無限遠点を決定すれば、ターゲットを設置することなくＦＯＥを決定することができる。
【００１２】
ここで、ＦＯＥのＹ座標の決定は、請求項２のように、ヘッドライトのカットラインを用いることもできる。また、請求項２におけるＦＯＥのＸ座標の決定方法は、請求項１と同じである。
【００１３】
すなわち、前記目的を達成するための請求項２記載の発明は、撮像範囲内にボンネットが含まれるように車両に固定された車載カメラによって撮像される画像内における無限遠点の位置を決定する無限遠点決定装置であって、
前記車載カメラによって撮像された画像内におけるボンネットの頂点の位置を決定する頂点決定手段と、その頂点決定手段によって決定されたボンネットの頂点の前記画像内におけるＸ座標を前記無限遠点のＸ座標とするＸ座標決定手段と、車両に対して所定の相対位置に位置する照射面にヘッドライトを照射した状態で、前記車載カメラによって撮像された画像内におけるそのヘッドライトのカットラインのＹ座標を決定するカットライン決定手段と、前記画像内におけるヘッドライトのカットラインと前記無限遠点のＹ座標との間のＹ座標差を記憶した記憶装置と、その記憶装置に記憶されたＹ座標差と、前記カットライン決定手段によって決定されたヘッドライトのカットラインのＹ座標とから、前記無限遠点のＹ座標を決定するＹ座標決定手段とを含むことを特徴とする。
【００１４】
車両とヘッドライトの照射面との距離が定まれば、ヘッドライトのカットラインの高さは定まることから、請求項２のようにしても、無限遠点のＹ座標を決定できるのである。そして、請求項２のように、車載カメラによって撮像された画像内におけるボンネットの頂点の位置およびヘッドライトのカットラインの位置から無限遠点を決定すれば、ターゲットを設置することなく無限遠点を決定することができる。
【００１５】
ここで、好ましくは、請求項３のように、上記無限遠点決定装置は、前記車両のピッチ角を検出する車両ピッチ角センサと、その車両ピッチ角センサによって検出された車両のピッチ角に基づいて、前記Ｙ座標決定手段によって決定されたＹ座標を補正するＹ座標補正手段とをさらに含むことが好ましい。このように、車両のピッチ角を検出し、Ｙ座標補正手段により、その検出した車両のピッチ角に基づいて無限遠点のＹ座標を補正すれば、仮に、車両が前後方向に傾斜していたとしても、精度のよい無限遠点のＹ座標を得ることができる。
【００１６】
請求項１では、車載カメラによって撮像された画像内のボンネット位置から無限遠点のＹ座標を決定しており、請求項２では、車載カメラによって撮像された画像内におけるヘッドライトのカットラインの位置から無限遠点のＹ座標を決定していたが、請求項４のように、ボンネットおよびヘッドライトのカットラインから決定したＹ座標を比較して、最終的なＹ座標を決定してもよい。
【００１７】
その請求項４記載の発明は、撮像範囲内にボンネットが含まれるように車両に固定された車載カメラによって撮像される画像内における無限遠点の位置を決定する無限遠点決定装置であって、前記車載カメラによって撮像された画像内におけるボンネットの頂点の位置を決定する頂点決定手段と、その頂点決定手段によって決定されたボンネットの頂点の前記画像内におけるＸ座標を前記無限遠点のＸ座標とするＸ座標決定手段と、車両に対して所定の相対位置に位置する照射面にヘッドライトを照射した状態で、前記車載カメラによって撮像された画像内におけるそのヘッドライトのカットラインのＹ座標を決定するカットライン決定手段と、前記画像内におけるボンネットの頂点と前記無限遠点のＹ座標との間の第１Ｙ座標差および前記画像内におけるヘッドライトのカットラインと前記無限遠点のＹ座標との間の第２Ｙ座標差を記憶した記憶装置と、その記憶装置に記憶された第１Ｙ座標差と、前記頂点決定手段によって決定されたボンネットの頂点のＹ座標とから、前記無限遠点のＹ座標の第１候補値を算出する第１候補値算出手段と、その記憶装置に記憶された第２Ｙ座標差と、前記カットライン決定手段によって決定されたヘッドライトのカットラインのＹ座標とから、前記無限遠点のＹ座標の第２候補値を算出する第２候補値算出手段と、第１候補値算出手段によって算出された無限遠点のＹ座標の第１候補値と、第２候補値算出手段によって算出された無限遠点のＹ座標の第２候補値とを比較した比較値が、予め設定された所定の判断基準値を超えているか否かを判断するＹ座標比較手段と、そのＹ座標比較手段において比較値が前記判断基準値を超えていないと判断された場合に、前記第１候補値算出手段によって算出された無限遠点のＹ座標の第１候補値、および前記第２候補値算出手段によって算出された無限遠点のＹ座標の第２候補値の少なくとも一方に基づいて無限遠点のＹ座標を決定するＹ座標決定手段とを含むことを特徴とする。
【００１８】
この請求項４記載の発明によれば、第１候補値算出手段により、画像内のボンネットの頂点の位置から無限遠点のＹ座標の第１候補値が算出され、第２候補値算出手段により、画像内におけるヘッドライトのカットラインの位置から無限遠点のＹ座標の第２候補値が算出され、Ｙ座標比較手段では、それら第１候補値と第２候補値とを比較した比較値が、所定の判断基準値を超えているか否かが判断される。比較値が判断基準値を超えている場合には、第１候補値および第２候補値の少なくとも一方が誤差を大きく含んだものであると言えるので、この場合には、自動的に再測定したり、車載カメラの取り付け位置を調整した後に再測定するべきとのメッセージを表示したりすることができる。従って、無限遠点のＹ座標に大きな誤差が含まれることが少なくなるので、一層精度よく無限遠点を決定することができる。
【００１９】
なお、比較値が判断基準値を越えていない場合、すなわち、第１候補値と第２候補値とが近い場合には、両者ともに比較的精度のよい値を表していると考えられるので、Ｙ座標決定手段により、第１候補値および第２候補値の少なくとも一方を用いて無限遠点のＹ座標を決定するのである。
【００２０】
上記請求項４に対する請求項５は、請求項１または２に対する請求項３と同様の関係であり、車両のピッチ角に基づいて無限遠点のＹ座標の候補値である第１候補値および第２候補値を補正するものである。すなわち、請求項５記載の発明は、請求項４記載の無限遠点決定装置において、前記車両のピッチ角を検出する車両ピッチ角センサと、その車両ピッチ角センサによって検出された車両のピッチ角に基づいて、前記Ｙ座標の第１候補値および第２候補値を補正する候補値補正手段とをさらに備え、前記Ｙ座標決定手段は、その候補値補正手段による補正後の第１候補値および第２候補値の少なくとも一方に基づいて無限遠点のＹ座標を決定するものである。このようにすれば、仮に車両が前後方向に傾斜していたとしても、一層精度のよい無限遠点のＹ座標を得ることができる。
【００２１】
さらに、前記請求項１乃至５記載の無限遠点決定装置は、請求項６のようにして、車載カメラのロール角を決定することが好ましい。すなわち、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の無限遠点決定装置において、前記車両に対して所定の相対位置に位置する照射面にヘッドライトを照射した状態で、前記車載カメラによって撮像された画像内におけるそのヘッドライトのカットラインの傾きに基づいて前記車載カメラのロール角を決定するロール角決定手段をさらに備えていることを特徴とする。
【００２２】
このようにすれば、ターゲットを設置することなく車載カメラのロール角も決定することができる。
【００２３】
また、上記請求項６において決定した車載カメラのロール角は、請求項７記載のように、車両ロール角に基づいて補正することが好ましい。すなわち、請求項７記載の発明は、請求項６記載の無限遠点決定装置において、前記車両のロール角を検出する車両ロール角センサと、その車両ロール角センサによって検出された車両のロール角に基づいて、前記ロール角決定手段によって決定された車載カメラのロール角を補正するロール角補正手段とをさらに備えていることを特徴とする。
【００２４】
このようにすれば、仮に、車両が幅方向に傾斜していたとしても、車載カメラのロール角を精度よく決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図３は、本発明の無限遠点決定装置１００の構成を示すブロック図である。無限遠点決定装置１００は、車載カメラ１１０によって撮像される画像を処理する演算処理装置１２０と、車両の姿勢角（ロール角、ピッチ角）を検出する車両姿勢角センサ１３０と、記憶装置として機能するＥ２ＰＲＯＭ１４０と、表示装置１５０とを備えている。
【００２６】
車載カメラ１１０は、ＣＣＤカメラによって構成されており、図４に示すように、その取り付け位置は、車両１６０の内部、たとえば運転席近傍の天井とされる。また、車載カメラ１１０の車両幅方向における取り付け位置は、車両幅方向の中心とされている。また、その車載カメラ１１０の垂直方向の撮像範囲θ２は、図４に示すように、車両１６０のボンネットが撮像可能、且つ、水平方向よりも上方が撮像可能な範囲となっている。
【００２７】
図４に示す直線Ｌ１は、車両１６０のボンネットと接するように車載カメラ１１０から延びる直線であり、接点Ｃは直線Ｌ１とボンネットとの接点である。図５は、車載カメラ１１０によって撮像される画像を概念的に示す図である。図５に示されるボンネットの境界線（以下、これをボンネットラインという）ＢＬは、図４に示す接点Ｃを含み、且つ、車両幅方向に対して平行な切断面、すなわち、図４に示す切断面Ｆにおけるボンネットの上縁と一致する。また、このボンネットラインＢＬは、車両幅方向の中心が頂点Ｐとなっている。
【００２８】
ここで、車載カメラ１１０の取り付け位置は決まっており、接点Ｃは、車載カメラ１１０の取り付け位置が同じあれば、同じ位置となる。従って、車載カメラ１１０と接点Ｃとの間の水平方向距離および垂直方向距離は常に一定となる。車載カメラ１１０と接点Ｃとの間の水平方向距離が一定であれば、切断面Ｆにおける車載カメラ１１０の高さ方向の撮像長さｈ１は定まり、また、前述のように、車載カメラ１１０と接点Ｃとの間の垂直方向距離は一定である。この車載カメラ１１０と接点Ｃとの間の垂直方向距離をｈ２とし、画像の下端から上端までのＹ座標の差をＹ０とすれば、画像内におけるボンネットの頂点ＰとＦＯＥとの間のＹ座標差（以下、これを第１Ｙ座標差という）Ｙｄ１は式１から算出することができる。従って、第１Ｙ座標差Ｙｄ１は一定値であり、予め算出することができる。Ｅ２ＰＲＯＭ１４０には、予め算出された第１Ｙ座標差Ｙｄ１が記憶されている。
（式１）  Ｙｄ１＝Ｙ０×（ｈ２／ｈ１）
また、Ｅ２ＰＲＯＭ１４０には、車載カメラ１１０によって撮像された画像内におけるヘッドライトのカットラインＣＬとＦＯＥとの間のＹ座標差である第２Ｙ座標差Ｙｄ２も記憶されている。この第２Ｙ座標差Ｙｄ２については後述する。
【００２９】
車両姿勢角センサ１３０は、車両ピッチ角センサおよび車両ロール角センサとして機能するものであり、たとえば、４輪のサスペンション近傍にそれぞれ設けられて各サスペンション部分における路面と車両底面との間の距離を検出する距離センサを有しており、その４つの距離センサによって検出された路面と車両底面との間の距離を相互に比較することによって、車両のロール角およびピッチ角を検出する。
【００３０】
演算処理装置１２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを備えており、ＲＡＭの一次記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムを実行することにより、Ｅ２ＰＲＯＭ１４０に記憶されたその第１Ｙ座標差Ｙｄ１、第２Ｙ座標差Ｙｄ２、車載カメラ１１０によって撮像される画像、車両姿勢センサ１３０によって検出される車両ピッチ角、車両ロール角に基づいて、ＦＯＥの決定および車載カメラ１１０のロール角を決定する。
【００３１】
図６は、演算処理装置１２０におけるＦＯＥおよび車載カメラ１１０のロール角を決定する処理の要部を示すフローチャートである。図６において、まず、ステップＳ１００では、車載カメラ１１０によって撮像される画像におけるボンネットの頂点の位置から、ＦＯＥのＸ座標（ＦＯＥ（Ｘ））およびＦＯＥのＹ座標の第1候補値（ＦＯＥ（ｙ１））を決定する。なお、ステップＳ１００の実行中は、車載カメラ１１０は画像を連続的に撮像している。
【００３２】
図６のステップＳ１００における処理を図７に詳しく示す。図７のステップＳ１０５では、車載カメラ１１０によって連続的に撮像される画像に対して、露出制御を実行する。この露出制御は、車載カメラ１１０の取り付け誤差等により撮像範囲が多少変動したとしても、必ずボンネット部分となるように予め設定された基準範囲１７０（たとえば、図５に示す範囲）に対して、コントラストが最大となるように露出を調整するものである。
【００３３】
続くステップＳ１１０では、上記ステップＳ１０５で調整した露出で撮像された画像を画像処理用の画像として取り込み、続くステップＳ１１５では、上記ステップＳ１１０で取り込んだ画像から、予め設定された範囲を切り出す。ここで切り出す範囲は、図５に示す一点鎖線よりも下側の範囲であり、この範囲はボンネットが大半を占めるように設定されている。
【００３４】
そして、続くステップＳ１２０では、上記ステップＳ１１５で切り出した範囲について画素値ヒストグラムを作成する。図８はその画素値ヒストグラムの一例を示す図であり、図８では、画素値の最小値は０、最大値は２５５である。
【００３５】
続くステップＳ１２５では、その画素値ヒストグラムに基づいて、ボンネットの画素値域を決定する。図８に示すように、この画素値ヒストグラムは一つの大きなピークを有しているが、この画素値ヒストグラムは、ボンネットが大半を占めるように設定された範囲のものであることから、図８に示すピークはボンネットの画素値を示すものである。そこで、ステップＳ１２５では、上記ピークの立ち上がりから立下りまでをボンネットの画素値域に決定する。
【００３６】
続くステップＳ１３０では、ステップＳ１１５で切り出した範囲に対して、上記ステップＳ１２５でボンネットの画素値域に決定した範囲を白とし、その他の画素値を黒とする二値化処理を実行する。そして、ステップＳ１３５では、その二値化処理した画像における白色範囲の上側境界線をボンネットラインＢＬとして決定する。さらに、続くステップＳ１４０では、ステップＳ１３５で決定したボンネットラインＢＬの頂点、すなわち、画像内におけるボンネットの頂点を決定する。なお、図７のステップＳ１０５乃至Ｓ１４０が頂点決定手段に相当する。
【００３７】
続くステップＳ１４５はＸ座標決定手段に相当する。車載カメラ１１０によって撮像された画像内においてボンネットの頂点は車両幅方向の中心に位置することから、このステップＳ１４５では、上記ステップＳ１４０で決定したボンネットの頂点のＸ座標をＦＯＥのＸ座標に決定する。
【００３８】
続くステップＳ１５０は第1候補値算出手段に相当し、ステップＳ１４０で決定したボンネットの頂点のＹ座標にＥ２ＰＲＯＭ１４０に記憶されている第１Ｙ座標差Ｙｄ１を加えることにより、ＦＯＥのＹ座標の第１候補値ＦＯＥ（ｙ１）を算出する。
【００３９】
図６に戻って、ステップＳ１００の実行後はステップＳ２００を実行する。このステップＳ２００は、図９に示すように、車両１６０を、照射面である平面状の壁面１８０に対して車幅方向が平行となるように、且つ、その壁面１８０に対して所定の距離となるように位置させ、室内を暗くし、ヘッドライトをその壁面１８０に照射した状態で実行する。また、ステップＳ２００の実行中は、車載カメラ１１０は画像を連続的に撮像している。図１０は、ステップＳ２００の実行中に車載カメラ１１０によって撮像される画像を概念的に示す図であり、図１０に示すように、車載カメラ１１０によって撮像される画像には、ヘッドライトのカットラインＣＬが映っている。
【００４０】
ステップＳ２００では、車載カメラ１１０によって撮像される画像内におけるヘッドライトのカットラインＣＬの位置から、ＦＯＥのＹ座標の第1候補値（ＦＯＥ（ｙ１））および車載カメラ１１０のロール角を決定する。
【００４１】
ステップＳ２００における処理を図１１に詳しく示す。図１１において、まず、ステップＳ２０５では、車載カメラ１１０によって連続的に撮像される画像に対して露出制御を実行する。この露出制御は、車載カメラ１１０の取り付け誤差等により撮像範囲が多少変動したとしても、画像内において必ずヘッドライトの照射部分となるように予め設定された基準範囲に対して、コントラストが最大となるように露出を調整するものである。上記基準範囲は、たとえば実験に基づいて決定したヘッドライトのカットラインの平均位置から下方に所定値だけ移動した点を中心とする狭い範囲に設定される。
【００４２】
続くステップＳ２１０では、上記ステップＳ２０５で調整した露出で撮像された画像を画像処理用の画像として取り込み、続くステップＳ２１５では、上記ステップＳ２１０で取り込んだ画像から、予め設定された範囲を切り出す。ここで切り出す範囲は、図１０に示す範囲である。この切り出し範囲は、ヘッドライトの照射部分が大きな割合を示すように設定されており、その範囲のＸ軸方向は撮像範囲と一致し、Ｙ軸方向は画像内におけるヘッドライトのカットラインＣＬの位置が多少変動してもそのヘッドライトのカットラインＣＬが確実に含まれるように、たとえば、画像範囲の下から１／３〜下から１／１０までの範囲とされている。
【００４３】
そして、ステップＳ２２０では、図７のステップＳ１２０と同様に、上記ステップＳ２１５で切り出した範囲について画素値ヒストグラムを作成する。このステップＳ２２０で作成される画素値ヒストグラムは図示していないが、ヘッドライトの照射部分が大きな割合となるようにステップＳ２１５における切り出し範囲が設定されているので、ステップＳ２２０で作成される画素値ヒストグラムには、ヘッドライトの照射部分に対応する画素値に大きなピークを有する。そこでステップＳ２２５では、ステップＳ２２０で作成した画素値ヒストグラムにおける最大ピークの立ち上がりから立下りまでをヘッドライトの照射部分の画素値域に決定する。
【００４４】
そして、続くステップＳ２３０では、ステップＳ２１５で切り出した範囲に対して、上記ステップＳ２２５でヘッドライトの照射部分の画素値域に決定した範囲を白とし、その他の画素値を黒とする二値化処理を実行する。続くステップＳ２３５では、その二値化処理した画像における白色範囲の上側境界線をヘッドライトのカットラインＣＬとして決定し、さらに、続くステップＳ２４０では、ステップＳ２３５で決定したヘッドライトカットラインＣＬを最小自乗法等を用いて直線近似する。なお、図１１のステップＳ２０５乃至Ｓ２４０がカットライン決定手段に相当する。
【００４５】
続くステップＳ２４５は第２候補値算出手段に相当し、ステップＳ２４０で直線近似したヘッドライトのカットラインＣＬの幅方向中央におけるＹ座標に、Ｅ２ＰＥＯＭ１４０に記憶されている第２Ｙ座標差Ｙｄ２（車載カメラ１１０によって撮像された画像内におけるヘッドライトのカットラインＣＬとＦＯＥとの間のＹ座標差）を加えることにより、ＦＯＥのＹ座標の第２候補値ＦＯＥ（ｙ２）を算出する。
【００４６】
ここで、第２Ｙ座標差Ｙｄ２について説明する。ヘッドライトが照射される壁面１８０と車両１６０との距離は定められていることから、車両１６０に対する取り付け部位が定まっている車載カメラ１１０と壁面１８０との間の距離は定まっている。また、車両１６０から照射面すなわち壁面１８０までの距離が定まっていれば、その照射面（壁面１８０）におけるヘッドライトのカットラインＣＬの高さも予め定まる。従って、図９に示す車載カメラ１１０とヘッドライトのカットラインＣＬとの間の垂直方向距離ｈ４は予め求めることができる。また、壁面１８０における車載カメラ１１０の高さ方向の撮像長さｈ３も求めることができるので、これらｈ３、ｈ４、および前述の画像の下端から上端までのＹ座標の差Ｙ０を用いて、第２Ｙ座標差Ｙｄ２は式２から算出することができる。
（式２）  Ｙｄ２＝Ｙ０×（ｈ４／ｈ３）
続くステップＳ２５０はロール角決定手段に相当し、ステップＳ２４０で直線近似したヘッドライトのカットラインＣＬの傾きを車載カメラ１１０のロール角として決定する。
【００４７】
図６へ戻って、ステップＳ２００を実行した後は、候補値補正手段に相当するステップＳ３００において、車両姿勢角センサ１３０から車両ピッチ角を表す信号を読み込み、その車両ピッチ角と正負が逆の値を、図７のステップＳ１５０で算出した第１候補値ＦＯＥ（ｙ１）および図１１のステップＳ２４５で算出した第２候補値ＦＯＥ（ｙ２）にそれぞれ加えることにより、その第１候補値ＦＯＥ（ｙ１）および第２候補値ＦＯＥ（ｙ２）を車両のピッチ角がゼロの状態の値に補正する。なお、以下、補正後の第１候補値ＦＯＥ（ｙ１）を補正第１候補値（ｙ１’）、補正後の第２候補値ＦＯＥ（ｙ２）を補正第２候補値ＦＯＥ（ｙ２）という。
【００４８】
続くステップＳ３１０はロール角補正手段に相当する。このステップＳ３１０では、車両姿勢角センサ１３０から車両ロール角を表す信号を読み込み、その車両ロール角と正負が逆の値を、図１１のステップＳ２５０で決定した車載カメラ１１０のロール角を車両のロール角がゼロの状態の値に補正する。
【００４９】
続いて、Ｙ座標比較手段に相当するステップＳ３２０乃至Ｓ３３０を実行する。ステップＳ３２０では、上記ステップＳ３００で得た補正第１候補値（ｙ１’）および補正第２候補値（ｙ２’）の比較値を算出する。ここでは、この比較値として補正第１候補値（ｙ１’）と補正第２候補値（ｙ２’）との差を算出することとするが、その差に限らず、この比較値は、補正第１候補値（ｙ１’）と補正第２候補値（ｙ２’）との大きさの違いを示すものであればよく、たとえば両者の比を比較値として算出することもできる。
【００５０】
続くステップＳ３３０は、上記ステップＳ３２０で算出した比較値が、予め設定された判断基準値ＴＨよりも大きいか否かを判断する。このステップＳ３３０の判断が肯定されるのは、補正第１候補値ＦＯＥ（ｙ１’）と補正第２候補値ＦＯＥ（ｙ２’）とが比較的大きくかけ離れている場合であり、少なくともいずれか一方は大きな誤差を含んでいると考えることができる。しかし、どちらに大きな誤差が含まれているか、或いは、両方ともに大きな誤差を含んでいるのかを判断することはできないので、ステップＳ３４０において、表示装置１５０に再測定を指示するメッセージを表示して本ルーチンを終了する。
【００５１】
一方、ステップＳ３３０の判断が肯定されるのは、補正第１候補値ＦＯＥ（ｙ１’）と補正第２候補値ＦＯＥ（ｙ２’）とが比較的近い値の場合であり、この場合には、両者ともに誤差が小さいと考えられるので、いずれか一方をＦＯＥのＹ座標ＦＯＥ（Ｙ）としてもよいのであるが、ここでは、ステップＳ３５０において、補正第１候補値ＦＯＥ（ｙ１’）と補正第２候補値ＦＯＥ（ｙ２’）を単純平均した値をＦＯＥのＹ座標ＦＯＥ（Ｙ）として決定する。なお、このステップＳ３５０がＹ座標決定手段に相当する。
【００５２】
以上、説明した本実施形態によれば、車載カメラ１１０によって撮像された画像内におけるボンネットの頂点の位置およびヘッドライトのカットラインＣＬの位置からＦＯＥを決定するので、従来のように、ＦＯＥの決定のためにターゲットを設置する必要がなくなる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、車両のピッチ角に基づいてＦＯＥのＹ座標の第１候補値ＦＯＥ（ｙ１）および第２候補値ＦＯＥ（ｙ２）が補正されるので、車両１６０が前後方向に傾斜していたとしても、精度よくＦＯＥのＹ座標を決定することができる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、車載カメラ１１０によって撮像された画像内におけるヘッドライトのカットラインＣＬの位置から車載カメラ１１０のロール角を決定するので、車載カメラ１１０のロール角もターゲットを設置することなく決定することができる。また、そのロール角は、車両ロール角に基づいて補正されるので、車両１６０が車幅方向に傾斜していたとしても精度よく車載カメラ１１０のロール角を決定することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５６】
たとえば、前述の実施形態では、車両ピッチ角に基づいてＦＯＥのＹ座標の第１候補値ＦＯＥ（ｙ１）および第２候補値ＦＯＥ（ｙ２）を補正していたが、タイヤ空気圧の調整等により車両ピッチ角が小さい状態でＦＯＥの決定作業を行う場合には、車両ピッチ角に基づく第１候補値ＦＯＥ（ｙ１）および第２候補値（ｙ２）の補正を実行しなくてもよい。また、車両ロール角に基づく車載カメラ１１０のロール角の補正も、車両ロール角が小さい状態で車載カメラ１１０のロール角を決定する場合には、実行しなくてもよい。
【００５７】
また、前述の実施形態では、車載カメラ１１０によって撮像された画像内におけるボンネットの頂点の位置からＦＯＥのＹ座標の第１候補値ＦＯＥ（ｙ１）を算出するとともに、その画像内におけるヘッドライトのカットラインＣＬの位置からＦＯＥのＹ座標の第２候補値ＦＯＥ（ｙ２）を算出し、それらを比較した後にＦＯＥのＹ座標を決定していたが、第１候補値ＦＯＥ（ｙ１）或いはそれを補正した補正第１候補値ＦＯＥ（ｙ１’）、または、第２候補値ＦＯＥ（ｙ２）或いはそれを補正した補正第２候補値ＦＯＥ（ｙ２’）をそのまま、ＦＯＥのＹ座標としてもよい。この場合には、第１候補値算出手段として機能していたステップＳ１５０または第２候補値算出手段として機能していたステップＳ２４５がＹ座標決定手段として機能することとなり、また、車両ピッチ角に基づいて補正を行う場合には、ステップＳ３００がＹ座標補正手段として機能することとなる。
【００５８】
また、前述の実施形態のステップＳ３５０では、補正第１候補値ＦＯＥ（ｙ１’）と補正第２候補値ＦＯＥ（ｙ２’）を単純平均してＦＯＥのＹ座標ＦＯＥ（Ｙ）を決定していたが、単純平均に代えて加重平均を用いてＦＯＥのＹ座標ＦＯＥ（Ｙ）を決定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】ＦＯＥの初期位置を決定するための従来の方法を説明するための図である。
【図２】図１の状態において車載カメラ１４によって撮像される画像の一例を示す図である。
【図３】本発明が適用された無限遠点決定装置１００の構成を示すブロック図である。
【図４】画像内におけるボンネットの頂点の位置からＦＯＥを決定する作業の状態を、車両１６０の側方から示す図である。
【図５】図４の状態で車載カメラ１１０によって撮像される画像を概念的に示す図である。
【図６】演算処理装置１２０におけるＦＯＥおよび車載カメラ１１０のロール角を決定する処理の要部を示すフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ１００を詳しく示すフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ１２０で作成される画素値ヒストグラムの一例を示す図である。
【図９】画像内におけるヘッドライトのカットラインＣＬの位置からＦＯＥおよび車載カメラ１１０のロール角を決定する作業の状態を、車両１６０の側方から示す図である。
【図１０】図９の状態で車載カメラ１１０によって撮像される画像を概念的に示す図である。
【図１１】図６のステップＳ２００を詳しく示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１００：無限遠点決定装置
１１０：車載カメラ
１３０：車両姿勢角センサ（車両ロール角センサ、車両ピッチ角センサ）
１４０：Ｅ２ＰＲＯＭ（記憶装置）
１８０：壁面（照射面）
Ｓ１０５乃至Ｓ１４０：頂点決定手段
Ｓ１４５：Ｘ座標決定手段
Ｓ１５０：第１候補値算出手段
Ｓ２０５乃至Ｓ２４０：カットライン決定手段
Ｓ２４５：第２候補値算出手段
Ｓ２５０：ロール角決定手段
Ｓ３００：候補値補正手段
Ｓ３１０：ロール角補正手段
Ｓ３２０乃至Ｓ３３０：Ｙ座標比較手段
Ｓ３５０：Ｙ座標決定手段
【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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