(57)【要約】【課題】車両前方を撮像して先行車のテールランプを検出するテールランプ検出装置において、カメラの画素サイズが小さくても確実に先行車のテールランプを識別する。【解決手段】カメラからの映像を赤色範囲の狭い第１赤フィルタでフィルタリングおよび２値化した第１フィルタ画像Ｆ１からテールランプ候補Ｋを抽出し、候補が連続して所定回数抽出されその変位が小さいときに該候補をテールランプと確定する。狭い赤色範囲のフィルタによりテールランプが効率よく抽出される。一旦テールランプが検出されると、赤色範囲の広い第２赤フィルタによる第２フィルタ画像によりそのテールランプを追跡する。広い赤色範囲のフィルタにより、テールランプが背景と混ざり合って暗くなっても、確実に追跡を継続することができる。【選択図】図３
2011098579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方を撮像するカメラと、
カメラからの映像を、テールランプの色に対応させた色範囲の狭い第１のフィルタと第１のフィルタよりも色範囲の広い第２のフィルタでフィルタリングおよび２値化してそれぞれ第１フィルタ画像と第２フィルタ画像を生成するフィルタ画像生成手段と、
第１フィルタ画像から抽出される色領域に基づいて、車両前方に位置する先行車のテールランプを検出するテールランプ検出手段と、
テールランプ検出手段で検出されたテールランプを第２フィルタ画像により追跡するテールランプ追跡手段とを有することを特徴とする車両のテールランプ検出装置。
【請求項２】
前記テールランプ検出手段は、第１フィルタ画像から色領域の形状特徴に基づいてまずテールランプ候補を抽出し、該テールランプ候補の色領域が連続して所定回数抽出されるとともに所定の移動度範囲にあるとき、当該テールランプ候補をテールランプと確定することを特徴とする請求項１に記載の車両のテールランプ検出装置。
【請求項３】
前記フィルタ画像生成手段は、カメラの撮像範囲内の水平線近傍に限定されたテールランプ検出エリアをフィルタリングして前記第１フィルタ画像を生成するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両のテールランプ検出装置。
【請求項４】
前記フィルタ画像生成手段は、所定の追跡エリアをフィルタリングして前記第２フィルタ画像を生成し、
前記テールランプ追跡手段は、前記第２フィルタ画像内に検出されるテールランプの移動に対応させて前記追跡エリアの位置を追従させることを特徴とする請求項３に記載の車両のテールランプ検出装置。
【請求項５】
前記追跡エリアは、前記テールランプ検出エリアよりも狭い固定形状に設定されていることを特徴とする請求項３または４に記載の車両のテールランプ検出装置。
【請求項６】
車載のカメラで車両の前方を撮像し、
カメラからの映像を、まずテールランプの色に対応させた色範囲の狭い第１のフィルタでフィルタリングおよび２値化して第１フィルタ画像を生成し、
第１フィルタ画像から抽出される色領域に基づいて、車両前方に位置する先行車のテールランプを検出し、
その後は、第１のフィルタよりも色範囲の広い第２のフィルタでフィルタリングおよび２値化して第２フィルタ画像を生成して、
前記第１フィルタ画像に基づいて検出されたテールランプを第２フィルタ画像により追跡することを特徴とする車両のテールランプ検出方法。
【請求項７】
前記第１フィルタ画像の生成は、カメラの撮像範囲内の水平線近傍に設定したテールランプ検出エリアに限定し、
前記第２フィルタ画像の生成は、前記テールランプ検出エリアよりも狭い追跡エリアに限定し、
該追跡エリアの位置は、前記第２フィルタ画像内に検出されるテールランプの重心に当該追跡エリアの中心を合致させることを繰り返して設定し、テールランプの移動に追従させることを特徴とする請求項６に記載の車両のテールランプ検出方法。
【請求項８】
前記第１フィルタ画像から色領域の形状特徴に基づいて車両前方に位置する先行車のテールランプを検出し、該テールランプの色領域が連続して所定回数抽出されるとともに所定の移動度範囲にあるとき、当該テールランプ候補をテールランプと確定することを特徴とする請求項６に記載の車両のテールランプ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路を走行する先行車のテールランプを追跡するテールランプ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テールランプ検出装置の１つの用途として、例えば夜間走行中に対向車や先行車のドライバに眩惑を与えないようにするため、自車両のヘッドランプの照射エリア内に対向車や先行車があるときには、ヘッドランプのハイビームをロウビームに切替えるヘッドランプ切替装置がある。
このようなヘッドランプ切替装置においては、対向車や先行車がヘッドランプの照射エリア内にあるかどうかを判断するため、自車両から当該対向車や先行車までの距離を求める必要がある。
そこで、カメラで車両前方を撮像し、光点の画像から対向車のヘッドランプや先行車のテールランプを抽出して、画像解析により対向車や先行車までの車間距離を求めることが提案されている。
【０００３】
その車間距離の検出法としては、左右２つのヘッドランプあるいはテールランプ間の距離を求め、その画角を基に三角測量法を用いて対向車や先行車までの距離を求める技術が例えば特開２００５−９２８６１号公報に紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９２８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ゆとりのある走行を実現するため、ヘッドランプは広い照射エリアが要求され、例えば水平方向５０°、垂直方向３７°の領域が求められるが、この照射エリア内ではどの角度位置にあってもハイビームの照射を受ければ眩惑が生じるので、所定距離に近づいたらロウビームに切替える必要がある。したがって、その広い範囲において対向車や先行車を検出しなければならないが、ヘッドランプとテールランプとでは輝度の差が大きいため、とくに輝度の低いテールランプの検出については、信号機やリフレクタなどからの識別も含めた検出精度が問題となる。
【０００６】
一方、車間距離検出のためのコストを抑えるためには、カメラの画素構成を小さなものとしなければならない。
そこで、特許文献１の技術により画像フレームの画素サイズを基本フォーマットの１つである６４０×４８０として、これでヘッドランプの上述の広い照射エリアをカバーするものとすれば、先行車のテールランプが概略１５ｃｍ四方の面積を有するとして、当該先行車がカメラの前方１０ｍの位置にあっても画像内のテールランプはわずか１画素に相当するだけとなり、４０ｍ前方に先行車が位置しているとすれば、左右のテールランプ間は１画素になる計算である。
【０００７】
しかし実際には、ハレーションの影響が加わってこれが複数画素にわたる一塊の赤色領域として撮像される。
したがって、ハイビームからロウビームへ切替えるべき最短の車間距離を例えば８０ｍとした場合、特許文献１の技術では、先行車のテールランプは一塊の画素領域として撮像され、テールランプとして認識できない。そのため、最短の車間距離で切替えることは困難となる。
夜間における車間距離の検出において、とくにテールランプの検出は以上のような状況下で精度よく実現する必要がある。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、画像フレームの画素サイズを小さいものとしても確実に先行車のテールランプを識別して認識できるようにした、車両のテールランプ検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、車両の前方を撮像するカメラからの映像を、赤色などテールランプの色に対応させた色範囲の狭い第１のフィルタと第１のフィルタよりも色範囲の広い第２のフィルタでフィルタリングおよび２値化してそれぞれ第１フィルタ画像と第２フィルタ画像を生成し、第１フィルタ画像から抽出される色領域に基づいて、車両前方に位置する先行車のテールランプを検出し、一旦テールランプが検出されると、その後はそのテールランプを第２フィルタ画像により追跡するように構成したものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１のフィルタの色範囲がテールランプに対応した狭い範囲であるため先行車のテールランプが効率よく確実に抽出される。そして、抽出された色領域に基づいて判断するので、カメラの画素構成を小さくしたときハレーションによって左右のテールランプ間が埋まり抽出領域が一塊となっても、精度良くテールランプを検出することができる。
さらに、一旦テールランプが検出されたあとの追跡においては、第２のフィルタの色範囲が広いので、車間距離が開いてテールランプが背景と混ざり合い、撮像されたテールランプが例えば明赤色から暗赤色などに変化しても、確実に追跡を継続（認識）することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】画像フレームにおけるテールランプ検出エリアと追跡エリアを示す説明図である。
【図３】テールランプ検出エリアのフィルタ画像を拡大して示す図である。
【図４】追跡エリアの設定要領を示す説明図である。
【図５】追跡エリアの位置算出要領を示す拡大説明図である。
【図６】テールランプ検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】テールランプ検出処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に本発明の実施の形態について説明する。
図１は、車両のヘッドランプ切替装置に適用した実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
ヘッドランプ切替装置１は、車両前方を撮像するよう、例えば車内のルームミラー付近に設置されたカメラ２と、カメラ２からの映像信号を取り込んで画像処理を行い、ヘッドランプ３のハイビームユニット３ａとロウビームユニット３ｂに切替駆動信号を送出する制御装置１０を含む。
【００１３】
制御装置１０は、後述の画像前処理部１３と画像処理制御部１４の処理時間に対応させたタイミングでカメラ２からの映像信号を取り込み、Ａ／Ｄ変換してフレーム単位の画像データとする映像信号デコーダ１１と、画像データを記憶する画像メモリ１２と、画像データのフィルタリングおよび特徴抽出を行う画像前処理部１３と、前処理されたフィルタ画像から他車両のヘッドランプおよびテールランプの検出を行い、車間距離を算出してハイビームユニット３ａとロウビームユニット３ｂのビーム切替指令を出力する画像処理制御部１４と、画像処理制御部１４から入力されるビーム切替指令に基づいてハイビームユニット３ａとロウビームユニット３ｂへの切替駆動信号を出力するビーム切替部１５とを備えている。
【００１４】
制御装置１０では、カメラ２からの映像信号が映像信号デコーダ１１を経て、フレームごとの画像データとして画像メモリ１２に格納されると、画像前処理部１３は画像メモリ１２の画像データをフィルタリングし、そのフィルタ画像を画像処理制御部１４へ送る。
画像処理制御部１４は、フィルタ画像の解析によってヘッドランプあるいはテールランプの検出を行い、検出したヘッドランプあるいはテールランプの追跡を行う。そしてそのヘッドランプまたはテールランプのいずれかに基づく車間距離を算出する。
この基本的な動作は従来と同様である。
【００１５】
本実施の形態ではさらに、制御装置１０に警報器５と、手動操作されるライト切替スイッチ４とが接続されている。
制御装置１０の画像処理制御部１４は、ライト切替スイッチ４からのスイッチ信号を受けたときもビーム切替部１５へビーム切替指令を出力する。
画像処理制御部１４はまた、車間距離に基づいてビーム切替指令を出力するとき、同時に警報器５も駆動する。
【００１６】
画像処理制御部１４では、ビーム切替指令を出力する車間距離として、ハイビームからロウビームへ切替える車間距離と、ロウビームからハイビームへ切替える車間距離とが設定されている。
すなわち、ロウビームからハイビームへ切替える車間距離はハイビームからロウビームへ切替える車間距離よりも長く、一旦ハイビームからロウビームに切替えたときは、その後先行車が相当程度遠のくまではロウビームのままに保持される。これにより、ビーム切替え直後に車間距離がわずかに変動するたびにハイビームとロウビームの切換えが繰り返されてパッシング操作と混同されるという事態が防止される。
【００１７】
制御装置１０についてさらに説明すると、カメラ２からの映像信号が映像信号デコーダ１１を経て、フレームごとの画像データとして画像メモリ１２に格納されると、画像前処理部１３は画像メモリ１２の画像データを白フィルタと赤フィルタでフィルタリングし、それぞれのフィルタ画像を画像処理制御部１４に送る。
画像処理制御部１４は、白のフィルタ画像からのヘッドランプ検出処理と、赤のフィルタ画像からのテールランプ検出処理とを並行して行い、検出したヘッドランプおよびテールランプの追跡を行う。
【００１８】
白のフィルタ画像からのヘッドランプ検出は従来と同様の処理で行うことができる。しかしテールランプについてはその輝度がヘッドランプより相当に低いため、その検出、追跡をとくに精度良く実現しなければならない。
本実施の形態ではとくにテールランプの検出態様が従来のものと異なるので、以下、テールランプ検出処理について詳細に説明する。
【００１９】
テールランプに関して、フィルタリングに用いる赤フィルタには、第１赤フィルタと第２赤フィルタとが設定されている。
第１赤フィルタはＲＧＢ等の色空間においてテールランプの色に対応させて限定された狭い赤色範囲を通過範囲とするフィルタで、テールランプの赤色成分が高い輝度で抽出される。
一方、第２赤フィルタは色空間において広い赤色範囲を通過範囲とするフィルタで、１画素相当以下で背景と混ざって暗くなった赤成分まで抽出可能である。
【００２０】
フィルタリングに際して、画像フレームＷ内には、図２に示すように、テールランプ検出エリアＡ１と追跡エリアＡ２が設定される。
テールランプ検出エリアＡ１は、カメラ２が車両前方真正面を撮像するとして、例えば、画像フレームＷの画面中央から水平方向＋−１３°、垂直方向には水平線Ｓから上方０．５°、下方３°の範囲を設定してある。テールランプ検出エリアＡ１は画像メモリ１２に記憶されている。
追跡エリアＡ２については後述する。
【００２１】
ヘッドランプ切替装置１の起動時には、画像前処理部１３は画像処理制御部１４からの指令により、第１赤フィルタを用いる。
画像前処理部１３は、映像信号デコーダ１１を経て画像メモリ１２に格納された画像データ（画像フレーム）からテールランプ検出エリアＡ１のデータを読み出して第１赤フィルタでフィルタリングし、所定の輝度値で２値化して、図３に拡大して示すような第１フィルタ画像Ｆ１とする。そして、赤色領域である画素の塊に対するラベリングを行い、各赤色領域ごとの縦横サイズ比Ｈ／Ｌを特徴データとして、第１フィルタ画像Ｆ１とともに画像処理制御部１４へ送る。
【００２２】
なお、ここで赤色領域とは、赤フィルタ（第１赤フィルタ、第２赤フィルタ）によるフィルタリング（および２値化）で抽出された画素あるいは画素の塊を指し、これが赤色物体に起因する意味で名付けており、各フィルタ画像における当該領域が赤色であることは意味しておらず、例えば白黒表示であってもよい。
【００２３】
画像処理制御部１４は、テールランプ検出エリアＡ１の第１フィルタ画像（２値化画像）Ｆ１と特徴データを不図示の内蔵作業メモリに格納する。そして、その第１フィルタ画像Ｆ１からラベリングされている赤色領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうち、横の長さＬが縦の長さＨよりも長い塊となった領域で面積が最も大きいものを抽出し、これをテールランプ候補Ｋとする。遠方にあり小さく映り込んだテールランプは、ハレーションによって左右のランプが一塊に撮像されるため横の長さＬが縦の長さＨよりも長い塊となる。
画像処理制御部１４では所定数の画像フレームＷの間、画像前処理部１３から送られる各第１フィルタ画像Ｆ１に基づいて上記抽出を繰り返し、テールランプ候補Ｋの位置を内蔵作業メモリに順次記憶して、テールランプ候補の出現状況をチェックする。
【００２４】
そして、所定の移動度範囲内で繰り返し出現するとき、当該テールランプ候補Ｋが先行車のテールランプＴであると確定する。
テールランプ候補Ｋが繰り返し出現せず、あるいは所定の移動度範囲を越えて移動する場合には当該テールランプ候補はテールランプではないとして、画像処理制御部１４は内蔵作業メモリからテールランプ候補の位置を削除する。そして、新たな画像フレームＷで上記テールランプ候補の抽出とチェックを繰り返す。
【００２５】
こうしてテールランプＴが検出（確定）されると、画像処理制御部１４は画像前処理部１３に対して追跡用のフィルタリングを行わせる。これに応じて画像前処理部１３では、映像信号デコーダ１１から画像メモリ１２に格納された新たな画像データ（画像フレームＷ）について、図４に示すような検出（確定）されたテールランプＴを囲む追跡エリアＡ２を第２赤フィルタでフィルタリングして第２フィルタ画像Ｆ２（後掲の図５の画像形状と同等であるため同図に括弧で示す）とする。
追跡エリアＡ２では第２赤フィルタが用いられるので、テールランプＴの大きさが１画素よりも小さくなり背景と混ざり合って暗くなるような距離に先行車が遠ざかっても確実にそのテールランプＴを捕捉することができる。
【００２６】
追跡エリアＡ２のサイズは固定で、例えばハイビームからロウビームへの切替え車間距離時のテールランプの大きさを基準としてその周囲に数画素程度のスペースを設けたサイズとする。
追跡エリアＡ２は、図５に示すように、検出されたテールランプＴの重心Ｇに追跡エリアＡ２の中心が合致するように、画像処理制御部１４がその位置を算出する。
こうして算出された追跡エリアＡ２について画像前処理部１３がフィルタリングすることになるが、先行車が移動していると、新たな画像データにおける追跡エリアＡ２の第２フィルタ画像Ｆ２では、テールランプＴの重心位置が第２フィルタ画像（追跡エリアＡ２）の中心からずれる。そこで画像処理制御部１４では再び、テールランプＴの重心Ｇに追跡エリアＡ２の中心が合致するように、追跡エリアＡ２の位置を算出する。
これが繰り返されることにより、追跡エリアＡ２はテールランプＴの移動に伴って画像フレームＷ内を移動することになる。
【００２７】
一方、追跡エリアＡ２の移動範囲はあらかじめ設定された追跡可能エリアＢ内に限定される。
追跡可能エリアＢは、図２に示すように、その範囲内にテールランプ検出エリアＡ１を含み、水平方向には画像フレームＷの左右全幅にわたる一方、垂直方向には水平線Ｓよりわずか上方から画像フレームＷの下辺近傍までの領域となっている。これは、遠方にある先行車は水平線Ｓ近傍に撮像され、接近するほど画面下方に広がって撮像されるのに対応させたもので、水平線Ｓより上方は所定高さまでに限定されているので、街灯Ｚなどの誤検出が排除される。
追跡可能エリアＢは画像メモリ１２に記憶されている。追跡エリアＡ２が完全に追跡可能エリアＢ外になるときは、画像前処理部１３は画像データを読み出さない。したがってテールランプＴが検出されず、第２フィルタ画像が得られないため、追跡エリアＡ２の位置も算出されない。
【００２８】
追跡エリアＡ２の位置は画像処理制御部１４の内蔵作業メモリに記憶される。内蔵作業メモリ内の追跡エリアＡ２の位置は新たな第２フィルタ画像Ｆ２が画像処理制御部１４に入力されるごとに算出されて更新されていくが、新たな位置が算出されないときは最後に更新された追跡エリアＡ２の位置が直ちにクリアされず、数秒間保持されるようになっている。これはカーブなどで見失ったりして追跡エリアＡ２におけるテールランプＴの検出が失敗したときに発生する。
そしてこの数秒間内に映像信号デコーダ１１から入力される新たな画像データに基づいて、同じ追跡エリアＡ２内に第２赤フィルタによってテールランプＴが検出されれば、その追跡を続行する。
【００２９】
検出失敗時点の追跡エリアＡ２が内蔵作業メモリに保持されている間に同じ追跡エリアＡ２内にテールランプが検出されなかったときは、画像処理制御部１４は画像前処理部１３に指令して、あらためてテールランプ検出エリアＡ１について第１赤フィルタによるフィルタリングを行わせて、テールランプ検出エリアＡ１からのテールランプ検出に戻る。
【００３０】
画像処理制御部１４は、カメラ設置位置の路面からの高さとテールランプＴの位置に基づく俯角から先行車までの車間距離を求め、ハイビームからロウビームへの切替えおよびロウビームからハイビームへの切替えの各基準の車間距離と比較して、先行車との車間距離が基準の車間距離になったときにビーム切替指令をビーム切替部１５へ出力する。
【００３１】
図６、図７は制御装置１０における上述したテールランプ検出処理の流れを示すフローチャートである。
ヘッドランプ切替装置１が起動すると、所定のタイミングでカメラ２からの映像信号が取り込まれ、映像信号デコーダ１１を経て画像データが画像メモリ１２に順次格納、更新される。
まずステップ１００において、画像前処理部１３が画像メモリ１２に格納されている画像データからテールランプ検出エリアＡ１の画像データを読み出し、これを第１赤フィルタによりフィルタリングおよび２値化して第１フィルタ画像Ｆ１を生成する。
【００３２】
ステップ１０１では、画像前処理部１３が第１フィルタ画像Ｆ１における赤色領域の縦横サイズ比を算出して特徴データとし、第１フィルタ画像Ｆ１とともに画像処理制御部１４へ送る。
ステップ１０２において、画像処理制御部１４では、第１フィルタ画像Ｆ１からテールランプ候補Ｋを抽出する。
ここでは、第１フィルタ画像Ｆ１中の面積が最大の赤色領域について、特徴データに基づき縦の長さより横の長さが大きいかどうかをチェックして、縦の長さより横の長さが大きいときは当該赤色領域をテールランプ候補Ｋとする。面積が最大の赤色領域の横の長さが縦の長さより大きくないときは、面積が次に大きい赤色領域について、同様のチェックを繰り返して、テールランプ候補Ｋを抽出する。
【００３３】
ステップ１０３では、画像処理制御部１４はテールランプ候補Ｋが抽出できたかをチェックする。
テールランプ候補が抽出できていないときは、ステップ１００へ戻り、次の画像データを用いて上記処理を繰り返す。
テールランプ候補Ｋが抽出されたときは、ステップ１０４へ進み、画像処理制御部１４はテールランプ候補Ｋの重心位置を算出して、内蔵作業メモリに格納する。
【００３４】
そして、ステップ１０５において、画像処理制御部１４はテールランプ候補Ｋの重心位置がほぼ同じ位置に連続して所定数蓄積されたかをチェックする。
重心位置が連続して所定数蓄積されずテールランプ候補が消滅してしまった場合は、テールランプではないとして、内蔵作業メモリに記憶された重心位置を削除した上、ステップ１００へ戻る。
【００３５】
重心位置が連続して所定数蓄積された場合は、ステップ１０６へ進み、その変位が基準の移動度範囲であるかどうかをチェックする。
移動度は画像フレームＷ間における重心位置の変位量の移動平均で、上限値を画像フレームＷ内の位置に応じてあらかじめ設定してある。例えば、画像フレームＷの周辺部に撮像されているテールランプ（車両）は中央に撮像されている場合よりも接近していると考えられるので、基準の移動度は大きく設定される。
【００３６】
テールランプ候補Ｋの所定フレーム分蓄積された重心位置の変位が小さくて基準の移動度範囲内であるときは、当該テールランプ候補ＫがテールランプＴであると確定して、内蔵作業メモリに記憶された重心位置を削除した上、ステップ１０７へ進む。
重心位置の変位が基準の移動度範囲を越える場合は、テールランプではないとして、内蔵作業メモリに記憶された重心位置を削除した上、ステップ１００へ戻る。
【００３７】
ステップ１０７では、画像処理制御部１４は、テールランプＴの重心Ｇ位置に追跡エリアＡ２の中心を合致させたときの、画像フレームＷ上の当該追跡エリアＡ２の位置（例えば中心位置）を算出して内蔵作業メモリに記憶するとともに、画像前処理部１３へ通知する。追跡エリアＡ２の位置の通知は第１赤フィルタから第２赤フィルタへフィルタを切替える指令となる。
【００３８】
ステップ１０８において、画像前処理部１３は、画像処理制御部１４から通知された追跡エリアＡ２の位置に基づいて、画像メモリ１２からこの追跡エリアＡ２の新たな画像データを読み出して、第２赤フィルタによりフィルタリングおよび２値化して第２フィルタ画像Ｆ２を生成し、この第２フィルタ画像Ｆ２を画像処理制御部１４へ送る。
【００３９】
ステップ１０９では、画像処理制御部１４において、追跡エリアＡ２の第２フィルタ画像Ｆ２からテールランプを検出する。第２フィルタ画像Ｆ２に赤色領域が存在すれば、それをテールランプＴとする。
ステップ１１０において、画像処理制御部１４はテールランプＴが検出できたかをチェックする。
追跡エリアＡ２にテールランプＴが検出できたときはステップ１１１へ進み、検出できないときはステップ１１２へ進む。
【００４０】
ステップ１１１では、画像処理制御部１４は、第２フィルタ画像Ｆ２に現れているテールランプＴの重心Ｇを求め、その重心位置に中心を合致させた新たな追跡エリアＡ２の画像フレームＷ上の位置を算出する。そして、この新たな追跡エリアＡ２の位置を画像前処理部１３へ通知するとともに、内蔵作業メモリの追跡エリアＡ２の位置を更新してステップ１０８へ戻る。
こうしてステップ１０８〜１１１が繰り返されることにより、テールランプＴの追跡が継続される。
【００４１】
ステップ１１２では、内蔵作業メモリに追跡エリアＡ２の位置が保持されているかどうかをチェックする。
内蔵作業メモリに追跡エリアＡ２の位置が保持されているときは、当該保持されている追跡エリアＡ２の位置を画像前処理部１３へ通知して、ステップ１０８へ戻る。
この場合、追跡エリアＡ２の第２フィルタ画像Ｆ２にテールランプＴが検出されれば、ステップ１１０からステップ１１１へ進むことになるので、追跡途中でテールランプを見失っても数秒間のうちに追跡エリアＡ２にテールランプＴが現れれば追跡を続行することができる。
【００４２】
一方、内蔵作業メモリにおける数秒間の保持期間が過ぎて、追跡エリアＡ２の位置が保持されていないときは、ステップ１００に戻る。この場合には、再度、テールランプ検出エリアＡ１からのテールランプ検出が行われる。
なお、画像処理制御部１４は、テールランプ候補ＫがテールランプＴであると確定した後は、追跡エリアＡ２の位置を画像前処理部１３へ通知するのと併せて、カメラ設置位置の路面からの高さとテールランプＴの重心の位置に基づいて先行車までの車間距離を求め、基準の車間距離と比較してビーム切替指令をビーム切替部１５へ出力する。
【００４３】
本実施の形態では、第１赤フィルタが発明における第１のフィルタに該当し、第２赤フィルタが第２のフィルタに該当する。
また、図６のフローチャートにおける、ステップ１００および１０８がフィルタ画像生成手段を構成し、ステップ１０２〜１０６がテールランプ検出手段を、そしてステップ１０７および１０９〜１１２がテールランプ追跡手段を構成している。
【００４４】
本実施の形態は以上のように構成され、カメラ２からの映像による画像データを、画像前処理部１３でテールランプの色に対応させた赤色範囲の狭い第１のフィルタと第１のフィルタよりも赤色範囲の広い第２のフィルタでフィルタリングおよび２値化してそれぞれ第１フィルタ画像Ｆ１と第２フィルタ画像Ｆ２を生成し、画像処理制御部１４において、第１フィルタ画像Ｆ１から抽出された赤色領域に基づいて、車両前方に位置する先行車のテールランプＴを検出するとともに、一旦テールランプが検出されると、このテールランプＴを第２フィルタ画像Ｆ２により追跡するものとした。
第１フィルタ画像Ｆ１においては第１のフィルタの赤色範囲が狭いため、テールランプと同等の色をもつ物体のみが画素の塊の赤色領域として効率よく確実に抽出され、その中から赤色領域の形状特徴に基づいて判断するので、カメラ２の画素構成を小さくしたときハレーションによって左右のテールランプ間が埋まり抽出領域が一塊となっても、精度良く先行車のテールランプＴを検出することができる。
そして、追跡に用いる第２フィルタ画像Ｆ２は第２のフィルタの赤色範囲が広いため、車間距離が開いて撮像されたテールランプＴが背景と混ざり合って例えば明赤色から暗赤色などに変化しても、確実に追跡を継続（認識）することができる。
【００４５】
第１フィルタ画像Ｆ１からのテールランプ検出は、とくに、第１フィルタ画像Ｆ１から赤色領域の形状特徴に基づいてまずテールランプ候補Ｋを抽出し、それが連続して所定回数抽出されるとともに所定の移動度範囲にあるとき、当該テールランプ候補ＫをテールランプＴと確定するので、形状特徴に基づく判断でも誤検出を防止して精度良くテールランプを検出する。
【００４６】
第１フィルタ画像Ｆ１はカメラ２の撮像範囲内の水平線Ｓ近傍に限定されたテールランプ検出エリアＡ１をフィルタリングして生成するので、テールランプ検出における画像処理の負担が小さくて済み、処理時間も短い。
また、第２フィルタ画像Ｆ２もテールランプ検出エリアＡ１よりも狭い固定形状に設定された追跡エリアＡ２をフィルタリングして生成するので、一層画像処理の負担が少なくて済み、高い応答性によって高精度の追跡が行える。
【００４７】
なお、上記実施の形態では、第１、第２のフィルタ画像Ｆ１、Ｆ２や特徴データを画像前処理部１３から直接画像処理制御部１４に受けて、その内蔵作業メモリに格納し、テールランプの検出処理を行うものとしたが、第１、第２のフィルタ画像や特徴データは画像前処理部１３から一旦画像メモリ１２に格納して、画像処理制御部１４はこれらを画像メモリ１２から読み出して処理を行なうようにしてもよい。
【００４８】
また、実施の形態では、ヘッドランプ３の広い照射エリアを画素構成の小さいカメラ２で撮像する場合を前提として、テールランプ検出エリアＡ１からテールランプを検出する際に赤色領域の縦横サイズ比の形状特徴に基づいて候補を抽出し、テールランプを確定検出するものとしたが、相対的にヘッドランプの照射エリアが狭く、あるいはカメラの画素構成に余裕がある場合には、形状特徴として横方向に間隔を置いた一対の赤色領域を探索してテールランプを検出するようにしてもよい。
また、車両のヘッドランプ切替装置に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されず、テールランプの検出結果は種々の用途に利用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１    ヘッドランプ切替装置
２    カメラ
３    ヘッドランプ
３ａ    ハイビームユニット
３ｂ    ロウビームユニット
４    ライト切替スイッチ
５    警報器
１０    制御装置
１１    映像信号デコーダ
１２    画像メモリ
１３    画像前処理部
１４    画像処理制御部
１５    ビーム切替部
Ａ１    テールランプ検出エリア
Ａ２    追跡エリア
Ｂ    追跡可能エリア
Ｆ１    第１フィルタ画像
Ｆ２    第２フィルタ画像
Ｋ    テールランプ候補
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３    赤色領域
Ｓ    水平線
Ｔ    テールランプ
Ｗ    画像フレーム
Ｚ    街灯
【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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