(57)【要約】【課題】移動体の影が画像に存在する場合にも、精度よく移動量を推定する。【解決手段】エッジ除去部は、移動体に搭載された撮像装置で撮像された第１の画像から生成された第１のエッジ画像で、移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第１の除去対象エッジを除去して第１のエッジ除去画像を生成する。エッジ除去部は、第１の画像と異なる時刻に撮像された第２の画像から生成された第２のエッジ画像において、移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第２の除去対象エッジを除去して第２のエッジ除去画像を生成する。出力部は、第１のエッジ除去画像と第２のエッジ除去画像とに基づき推定された移動体の移動量を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載された撮像装置で撮像された第１の画像から生成された第１のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第１の除去対象エッジを除去して第１のエッジ除去画像を生成し、前記第１の画像と異なる時刻に撮像された第２の画像から生成された第２のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第２の除去対象エッジを除去して第２のエッジ除去画像を生成するエッジ除去部と、
前記第１のエッジ除去画像と前記第２のエッジ除去画像とに基づき推定された前記移動体の移動量を出力する出力部と、
を有することを特徴とする移動量推定装置。
【請求項２】
前記第１の除去対象エッジ、および前記第２の除去対象エッジは、前記移動体の内側から外側へ向かう方向にみた明るさの変化方向が暗から明への変化方向を示すエッジであることを特徴とする請求項１に記載の移動量推定装置。
【請求項３】
前記エッジ除去部は、
前記第１のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向にみた明るさの変化方向に基づき除去すると判定される第１の除去候補エッジを抽出し、前記第２のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向にみた明るさの変化方向に基づき除去すると判定される第２の除去候補エッジを抽出する除去候補エッジ抽出部と、
前記第１のエッジ画像において前記第１の除去候補エッジ近傍のエッジが示す前記明るさの変化方向と前記明るさの変化の度合いとに基づき、前記第１の除去候補エッジと対にすると前記明るさの変化を相殺するエッジがあると判定される第１の対エッジを前記第１の除去候補エッジから除外し、前記第２のエッジ画像において前記第２の除去候補エッジ近傍のエッジが示す前記明るさの変化方向と前記明るさの変化の度合いとに基づき、前記第２の除去候補エッジと対にすると前記明るさの変化を相殺するエッジがあると判定される第２の対エッジを前記第２の除去候補エッジから除外する対エッジ除外部と、
前記第１の対エッジを除外した前記第１の除去候補エッジを前記第１のエッジ画像から除去して第１の対除外エッジ除去画像を生成し、前記第２の対エッジを除外した前記第２の除去候補エッジを前記第２のエッジ画像から除去して第２の対除外エッジ除去画像を生成する対除外除去部と、
をさらに有し、
前記出力部は、前記第１の対除外エッジ除去画像と前記第２の対除外エッジ除去画像とに基づき推定された前記移動体の移動量を出力する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動量推定装置。
【請求項４】
前記対エッジ除外部は、前記第１のエッジ画像における前記第１の除去候補エッジに対応する第１の所定領域内で、前記変化方向を考慮した平均エッジ強度が所定値以下の場合に、前記第１の除去候補エッジを前記第１の対エッジとし、前記第２のエッジ画像における前記第２の除去対象エッジを含む第２の所定領域内で、前記変化方向を考慮した平均エッジ強度が所定値以下の場合に、前記第２の除去候補エッジを前記第２の対エッジとする
ことを特徴とする請求項３に記載の移動量推定装置。
【請求項５】
前記第１の所定領域は、前記第１の除去候補エッジのうちの一つを含み、前記第１の除去候補エッジのうちの一つのエッジ勾配に平行な辺を持つ矩形領域であり、前記第２の所定領域は、前記第２の除去候補エッジのうちの一つを含み、前記第２の除去候補エッジのうちの一つのエッジ勾配に平行な辺を持つ矩形領域である
ことを特徴とする請求項４に記載の移動量推定装置。
【請求項６】
前記第１の所定領域は、前記第１のエッジ画像を複数個に分割した領域であり、前記第２の所定領域は、前記第２のエッジ画像を複数個に分割した領域である
ことを特徴とする請求項４に記載の移動量推定装置。
【請求項７】
前記第１のエッジ画像上または前記第２のエッジ画像上の一点における前記変化方向は、前記一点における互いに直交する２方向のエッジ強度に基づくエッジ勾配を表すベクトルと、前記移動体の内側から外側へ向かう方向と、のなす角が所定角度範囲内の場合に、前記変化方向が暗から明への変化を示すと判定されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の移動量推定装置。
【請求項８】
コンピュータによって実行される移動量推定方法であって、
移動体に搭載された撮像装置で撮像された第１の画像から生成された第１のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第１の除去対象エッジを除去して第１のエッジ除去画像を生成するとともに、前記第１の画像と異なる時刻に撮像された第２の画像から生成された第２のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第２の除去対象エッジを除去して第２のエッジ除去画像を生成し、
前記第１のエッジ除去画像と、前記第２のエッジ除去画像とに基づき推定された前記移動体の移動量を出力する、
ことを特徴とする移動量推定方法。
【請求項９】
移動体に搭載された撮像装置で撮像された第１の画像から生成された第１のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第１の除去対象エッジを除去して第１のエッジ除去画像を生成するとともに、前記第１の画像と異なる時刻に撮像された第２の画像から生成された第２のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第２の除去対象エッジを除去して第２のエッジ除去画像を生成し、
前記第１のエッジ除去画像と、前記第２のエッジ除去画像とに基づき推定された前記移動体の移動量を出力する、
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動量推定装置、移動量推定方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のような移動体に外界を映すカメラを取り付け、路面を含む周囲映像を撮像して、異なる２時刻間に撮像された画像における路面上の模様の移動量から移動体の移動量を推定する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。このような技術においては、例えば、撮像された画像から車線境界位置や立体物を検出する場合などに、自車の影等による影響を受け、精度よく移動量を推定できないことがある。このため、車線境界位置や立体物の検出精度を向上させるための技術も知られている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３７９９９号公報
【特許文献２】特開２００９−２６５７８３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５３６７号公報
【特許文献４】特開２００４−３３８６７３号公報
【特許文献５】特開平９−７２７１６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】車載カメラを用いた単眼測距検証システムの開発、２００６年７月、ＳＥＩ  テクニカルレビュー・第１６９号、ｐ８２―８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、移動量を推定する際に用いる２時刻間の画像においては、例えば、共通する路面模様が含まれるような短時間に撮像された画像が用いられる。よって、２時刻間の画像において、自車の影は、自車の位置に対して相対的にほぼ固定されていることが多い。このため、自車の影を含む２時刻間の画像においては影の一致度が高く、画像照合によって移動量を推定する際に、実際には移動している場合に移動量がゼロとして推定されることがある。また、自車の影によって路面模様などが精度よく検出できない場合もある。このように、移動量推定に用いる画像において、自車の影の影響は複雑であり、上記のような従来の技術では、影響を除去することが困難な場合がある。
【０００６】
ひとつの側面によれば、本発明の目的は、移動体の影が画像に存在する場合にも、精度よく移動体の移動量を推定できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ひとつの態様である移動量推定装置は、エッジ除去部と出力部とを有している。エッジ除去部は、移動体に搭載された撮像装置で撮像された第１の画像から生成された第１のエッジ画像で、移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第１の除去対象エッジを除去して第１のエッジ除去画像を生成する。エッジ除去部は、第１の画像と異なる時刻に撮像された第２の画像から生成された第２のエッジ画像において、移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第２の除去対象エッジを除去して第２のエッジ除去画像を生成する。出力部は、第１のエッジ除去画像と第２のエッジ除去画像とに基づき推定された移動体の移動量を出力する。
【発明の効果】
【０００８】
一つの実施形態によれば、移動体の移動量推定において、移動体の影が画像に存在する場合にも、精度よく移動量を推定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態による移動量推定装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態による移動量推定装置のエッジ除去部による処理の一例を説明する図である。
【図３】第２の実施の形態による移動量推定装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図４】第２の実施の形態による路面投影画像の一例を示す図である。
【図５】第２の実施の形態による路面投影画像の別の例を示す図である。
【図６】第２の実施の形態による路面投影画像における対エッジ除外方法の一例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態による自影除去過程の一例を説明する図である。
【図８】第２の実施の形態による移動量推定の一例を示す図である。
【図９】第２の実施の形態による移動体座標系の一例を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態による路面座標系の一例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態によるカメラの位置および姿勢の一例を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態による路面投影画像座標系の一例を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態によるカメラ座標系の一例を示す図である。
【図１４】第２の実施の形態によるエッジリストの一例を示す図である。
【図１５】第２の実施の形態による所定領域設定方法の一例を示す図である。
【図１６】第２の実施の形態による移動量推定装置の主な動作の一例を示すフローチャートである。
【図１７】第２の実施の形態による除去候補エッジ抽出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】第２の実施の形態による対エッジ除外処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】第２の実施の形態による除去対象エッジ除去処理の一例を示すフローチャートである。
【図２０】第２の実施の形態の変形例による所定領域設定例を示す図である。
【図２１】第３の実施の形態による所定領域設定例を示す図である。
【図２２】第３の実施の形態による所定領域設定例における対エッジ除外方法の一例を示すフローチャートである。
【図２３】第４の実施の形態による移動量推定装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
【図２４】第４の実施の形態による移動量推定装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２５】標準的なコンピュータのハードウエア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照しながら、第１の実施の形態による移動量推定装置１について説明する。図１は、第１の実施の形態による移動量推定装置１の機能的な構成の一例を示すブロック図である。移動量推定装置１は、異なる２時刻に取得された移動体を含む画像に基づき生成された２つのエッジ画像を受付け、移動体の移動量を出力する装置である。
【００１１】
図１に示すように、移動量推定装置１は、エッジ除去部３と出力部５とを有している。エッジ除去部３は、移動体に搭載された撮像装置で撮像された画像から生成されたエッジ画像において、移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、除去対象エッジを除去してエッジ除去画像を生成する。ここで、エッジ画像とは、撮像装置で撮像された画像における画素値に基づき算出される特徴量により表される画像である。エッジ画像は、例えば、画像に対し微分処理を行うことにより生成される。微分処理により算出される特徴量は、例えばエッジ強度である。
【００１２】
出力部は、第１のエッジ除去画像と、第２のエッジ除去画像とに基づき推定された移動量を出力する。第１のエッジ除去画像は、移動体に搭載された撮像装置で撮像された第１の画像から生成され、エッジ除去部３により、移動体の内側から外側への方向にみた明るさの変化に基づき、除去対象エッジを除去された画像である。第２のエッジ除去画像は、第１の画像と異なる時刻に撮像された第２の画像から生成された第２のエッジ画像から生成される。すなわち、第２のエッジ除去画像は、エッジ除去部３により、第２のエッジ画像において、移動体の内側から外側への方向における明るさの変化に基づき、第２の除去対象エッジを除去された画像である。エッジ画像上のエッジ強度が示す、移動体の中心に近い側から移動体中心から遠い側への明るさの変化の方向を、以下、明るさの変化方向ともいう。また、移動体の内側（移動体の中心に近い側）から外側（移動体の中心から遠い側）へ向かう方向を、放射状方向という。
【００１３】
図２は、第１の実施の形態による移動量推定装置１のエッジ除去部３による処理の一例を説明する図である。図２に示すように、第１の画像Ｐ１は、移動体１０を含む路面投影像である。第１の画像Ｐ１は、例えば、移動体１０に備えられた複数台のカメラによりそれぞれ取得された画像に基づき生成されるようにしてもよい。第１の画像Ｐ１には、白線１６が撮像されている。また、移動体１０の自影１２が撮像されている。自影とは、照明光や太陽光によってできる、移動体の影をいう。
【００１４】
エッジ画像２０は、第１の画像Ｐ１に、例えば、Ｓｏｂｅｌフィルタなどを用いた微分処理等を施して生成された画像である。エッジ画像２０は、自影１２による複数のエッジを含むエッジ１４を有している。以下、エッジ１４のように、線分をエッジという場合には、その線分付近の複数のエッジの総称を意味するものとする。
【００１５】
放射状方向２２は、移動体１０の中心から、移動体１０の外側に向かう方向の例を示している。エッジ除去部３は、例えば、移動体１０の中心から外側への放射状方向２２の明るさの変化方向に基づき、除去すると判定された除去対象エッジを除去する。除去対象エッジは、例えば、放射状方向の明るさの変化方向が、暗から明の方向であるエッジとすることができる。明るさの変化方向は、例えばエッジ画像２０における各エッジの、互いに直交する２方向におけるエッジ強度の度合いに基づき判定するようにしてもよい。
【００１６】
エッジ除去画像２５は、エッジ除去部３で除去対象エッジが除去された画像の一例を示している。エッジ除去画像２５は、放射状方向２２における明るさの変化方向が暗から明への方向（以下、暗明方向ともいう）を示すエッジを除去した例である。エッジ除去画像２５では、除去対象エッジ１７が除去される。一方、白線１６の一部のエッジ１８が残っている。エッジ画像２０における自影１２のエッジ１４は、放射状方向２２にみると自影から路面に移行するため、暗い領域から明るい領域に移行する暗明方向を示し、除去対象エッジとなっている。よって、エッジ除去画像２５では、自影１２によるエッジ１４が除去され、白線１６の少なくとも一部のエッジは除去されない。よって、異なる２時刻に撮像された移動体を含む画像に基づき生成されたエッジ除去画像を用いて、移動量の推定が可能となる。
【００１７】
以上説明したように、第１の実施の形態による移動量推定装置１によれば、エッジ画像において、移動体１０の中心から放射状方向に見た明るさの変化方向に基づき除去対象エッジを除去することで、自影を除去することが可能になる。また、エッジ除去画像２５において、移動量推定時に必要となる白線１６に関連するエッジの少なくとも一部は、エッジ１８のように、除去されない。
【００１８】
以上のように、第１の実施の形態による移動量推定装置１によれば、異なる２時刻で撮像された画像に基づき夫々生成される２つのエッジ除去画像により画像照合を行うことで、移動量の推定が可能となる。このように、エッジ除去画像においては、移動体の自影が除去されている。よって、撮像画像に照明光による自影が撮像されている場合でも、自影による悪影響を受けることがなく、精度よく移動量が推定される。すなわち移動量を推定する際に、路面の白線に対応するエッジの少なくとも一部は残したまま自影の影響が除去される。
【００１９】
移動量推定装置１においては、自影の性質として、路面投影像において、移動体中心近傍から放射状方向に見ると、自影と路面との境界のエッジの明暗パターンは、暗から明への方向となるという性質が利用されている。このように、明るさの変化方向が暗→明となるエッジを抽出しており、自影を除去する際に時系列のデータを使用しないため、影位置の変化によらず、１時刻の路面投影像から自影を除去できる。自影の性質として、短時間では形状・位置がほとんど変わらない。しかし、画像から自影を除去することで、画像照合による移動量推定時に、自影による一致度の高さにより、移動しているにもかかわらず移動量ゼロと判定されるといった誤りの原因を排除できる。
【００２０】
一方、自影は、移動体が移動しても動きが少ないという性質を利用して、画像から動きのない部分を除去することで自影を除去する場合には、走行方向と平行な路面模様の一部も自影として誤認されてしまうことがある。しかし、第１の実施の形態による移動量推定装置１によれば、例えば、路面模様の一部が自影と誤認されることにより過剰に路面模様の特徴が除去されることが防止される。
【００２１】
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態による移動量推定装置５０について説明する。第１の実施の形態による移動量推定装置１と同様の構成および動作については、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００２２】
図３は、第２の実施の形態による移動量推定装置５０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。第２の実施の形態による移動量推定装置５０は、移動量推定装置１のエッジ除去部３に代えて、エッジ除去部３０を有している。また、移動量推定装置５０は、移動量推定装置１と同様に、出力部５を有している。エッジ除去部３０はさらに、除去候補エッジ抽出部５１、対エッジ除外部５３、対除外除去部５５、記憶部５７を有している。
【００２３】
除去候補エッジ抽出部５１は、エッジ画像において、放射状方向に見た明るさの変化方向に基づき、除去候補エッジを抽出する。例えば、除去候補エッジ抽出部５１は、エッジ画像において、放射状方向に見た明るさの変化方向が暗から明の方向のエッジを除去候補エッジとして抽出する。除去候補エッジとは、抽出された段階では、実際に除去の対象となる除去対象エッジの候補とするエッジである。
【００２４】
対エッジ除外部５３は、除去候補エッジ抽出部５１により除去候補エッジとされたエッジから、対エッジを除外する。対エッジとは、エッジ画像において抽出された除去候補エッジであって、対にすると、互いに明るさの変化を相殺すると判定されるエッジをもつエッジをいう。互いに明るさの変化を相殺するとは、例えば、ほぼ同じ明るさの変化量の暗明方向のエッジと明暗方向のエッジとが所定領域内に存在していることをいう。例えば、対エッジは、移動体の中心から放射状方向にみた明るさの変化の方向が、明から暗の方向（以下、明暗方向ともいう）で明るさの変化量がほぼ同じ大きさのエッジが近傍に存在していると判定される除去候補エッジである。
【００２５】
対エッジ除外部５３の処理では、除去候補エッジの中から対エッジを除外することで、自影に関連するエッジをエッジ画像から除去する際に、路面上に描かれた白線に関連するエッジを除去しないようにすることを意図している。すなわち、路面上の白線は、一定の幅で描かれることが多く、明るさの変化方向が暗明方向と明暗方向とで対になって存在するという特徴が考慮される。対エッジか否かは、例えば、除去候補エッジを含む所定領域に含まれるエッジのエッジ強度と対応する明るさの変化方向とに基づき判定される。対エッジであるか否かの判定の方法の詳細は後述される。
【００２６】
対除外除去部５５は、対エッジ除外部５３で除去候補エッジから対エッジが除外された除去対象エッジを、エッジ画像から除去する。これにより、自影に関連するエッジが除去された対除外エッジ除去画像が得られる。このとき、白線に関連する対エッジは除去対象とならないため、対除外エッジ除去画像において除去されることが防止される。
【００２７】
出力部５は、互いに異なる時刻に撮像された画像に基づく２つの対除外エッジ除去画像に基づき推定された移動量を出力する。記憶部５７は、例えば撮像された画像、またはそのエッジ画像、および後述するエッジリスト１９０などを記憶する記憶装置である。
【００２８】
図４は、第２の実施の形態による路面投影画像８０を示す図である。路面投影画像８０には、暗明方向エッジ８６が示されている。路面投影画像８０には、移動体８２、自影８４が含まれている。暗明方向エッジ８６は、自影８４に対応する複数のエッジを示し、移動体８２を含む路面投影画像において、例えば微分処理を行うことにより生成される。中心８３は、例えば移動体８２の中心を表す。放射状方向８８は、中心８３から、路面投影画像８０の外側へ向かう方向を示している。放射状方向８８でみると、暗明方向エッジ８６は、明るさが暗から明への方向へ変化するエッジである。なお、明るさの変化方向の判定例の詳細については、後述される。
【００２９】
図５は、第２の実施の形態による路面投影画像１００を示す図である。路面投影画像１００は、移動体８２に加え、白線１０２、他車両１１０を含んでいる。暗明方向エッジ１０４と明暗方向エッジ１０６は、白線１０２に対応するエッジである。他車両１１０には、影１１２がある。明暗方向エッジ１１４は、影１１２に対応するエッジである。このように、他車両１１０の影１１２では、対応するエッジは明暗方向エッジ１１４となるので、放射状方向８８にみて暗明方向エッジを除去しても、他車両１１０の影１１２は除去されない。白線１０２については、白線１０２を含む範囲内で、暗明方向エッジ１０４と明暗方向エッジ１０６とが対になっていることが示されている。よって、対除外除去部５５で対エッジを除去候補エッジから除外することで、対除外エッジ除去画像において、白線１０２は残ることになる。
【００３０】
図６は、第２の実施の形態による路面投影画像１２０における対エッジ除外方法の一例を示す図である。路面投影画像１２０は、移動体８２に加え、白線１２２、白線１３０、他影１３６を含んでいる。暗明方向エッジ１２４と明暗方向エッジ１２６とは、白線１２２に対応するエッジである。暗明方向エッジ１３２と明暗方向エッジ１３４とは、白線１３０に対応するエッジである。明暗方向エッジ１３８は、他影１３６に対応するエッジである。
【００３１】
路面投影画像１２０では、所定領域１４０、１４２、１４４が示されている。この例では、所定領域１４０、１４２、１４４は、路面投影画像１２０の縦方向に平行な辺と、横方向に平行な辺とを有する矩形領域となっている。所定領域１４０は、移動体８２の自影８４の暗明方向エッジ８６の一つに対応して、当該エッジを含んで設定されている。当該エッジを、所定領域１４０の設定エッジという。所定領域１４０は、設定エッジが白線に対応する対エッジでない所定領域の例として示されている。すなわち、所定領域１４０において、設定エッジは、所定領域１４０内に、互いに相殺される対となるエッジを有さないと判定される。
【００３２】
所定領域１４２は、暗明方向エッジ１２４、明暗方向エッジ１２６を含んでいる領域の例である。所定領域１４２は、暗明方向エッジ１２４のうちの設定エッジに対応して設定される。所定領域１４２において、暗明方向エッジ１２４の設定エッジと、所定領域１４２内のいずれかのエッジとが互いに相殺されると判定されると、所定領域１４２に対応する設定エッジは、対エッジと判定される。
【００３３】
所定領域１４４においても、暗明方向エッジ１３２の設定エッジと所定領域１４４内のいずれかのエッジとが対になっていると判定されると、所定領域１４４の設定エッジは、対エッジと判定される。上記のように、抽出された除去対象エッジの夫々について所定領域が設定され、夫々の所定領域において、設定エッジが対エッジか否かが判定される。対エッジの判定方法の一例の詳細は、後述される。
【００３４】
図７は、第２の実施の形態による自影除去過程の一例を説明する図である。図７に示すように、第１の画像Ｐ１に、例えば、路面上の移動体１０、自影１２、および白線１６が含まれている。第１の画像Ｐ１に対する微分処理を行うことにより、エッジ画像２０が生成される。エッジ画像２０には、エッジ１４、エッジ２７〜２９が含まれている。エッジ１４は、自影１２から路面への境界に対応している。エッジ２７〜２９は、白線１６と路面との境界に対応している。
【００３５】
エッジ画像２０において、移動体１０の中心から外側に向かう放射状方向にみた暗明方向の除去候補エッジが抽出される。抽出された除去候補エッジの中から、明暗方向と対になっている対エッジが除外される。これにより、除去対象エッジ画像１５０が生成される。除去対象エッジ画像１５０では、エッジ１４は除去対象エッジであり、エッジ２７〜２９は、対エッジとして除外されている。
【００３６】
除去対象エッジ画像１５０は、エッジ画像２０から自影１２によるエッジ１４を除去するために用いられる。すなわち、エッジ画像２０において、除去対象エッジ画像１５０に残った除去対象エッジが除去され、対除外エッジ除去画像１５５が生成される。移動量推定装置５０では、異なる２時刻に撮像された画像から生成される、例えば対除外エッジ除去画像１５５などの２枚の対除外エッジ除去画像に基づき、移動量が推定される。
【００３７】
図８は、第２の実施の形態による移動量推定の一例を示す図である。図８に示すように、移動量推定装置５０では、第１の画像Ｐ１と第２の画像Ｐ２とが用いられる。第１の画像Ｐ１と、第２の画像Ｐ２とは、例えば、移動体に備えられた少なくともひとつのカメラで、異なる時刻に周囲を撮像したカメラ画像に基づきそれぞれ生成された、路面投影画像である。さらに、第１の画像Ｐ１と、第２の画像Ｐ２の夫々に関して、上記のように、エッジ画像および除去対象エッジ画像の生成を経て、対除外エッジ除去画像１５５−１、対除外エッジ除去画像１５５−２が生成される。これらを画像照合することにより、移動量１５２が推定される。このとき、自影１２、自影１３が除去されているため、領域１５４のように、白線１６、白線１９に基づき精度よく画像照合が行われる。
【００３８】
一方、比較例として、対除外エッジ除去画像１５５を用いずに第１の画像Ｐ１と第２の画像Ｐ２の間で画像照合を行う場合について説明する。このような場合は、領域１５６のように、２枚の画像における自影１２と自影１３とはほとんど重なる。よって、例えば、画像照合時に自影１５８のように、２つの画像の自影１２、自影１３が一致してしまい、正確な移動量を推定することが困難になってしまう。このような場合、例えば、自影１２がほとんど動かないことを利用して、画像から動きのない部分を削除することにより自影１２を除去しようとする方法なども考えられる。しかし、動きのない部分を削除する方法では、走行方向と平行な路面模様まで削除されてしまい、正確な移動量を推定するのが困難な場合がある。第２の実施の形態による移動量推定装置５０によれば、白線１６、白線１９は、除去対象から除外されるため、精度よく移動量を推定できる。
【００３９】
以下、第２の実施の形態による移動量推定について、さらに詳細に説明する。移動量推定装置５０で利用される第１の画像Ｐ１、第２の画像Ｐ２は、例えば、移動体に備えられた少なくとも一つ以上のカメラから周囲の画像を異なる時刻に撮像し、それぞれ路面投影画像に合成することにより生成される。このとき、少なくとも一つ以上のカメラの配置は、予め例えば記憶部５７に記憶されるようにしてもよい。
【００４０】
ここで、第２の実施の形態による移動量推定装置５０において採用する座標について説明する。図９は、移動体座標系の一例を示す図である。図９に示すように、移動体座標系Ｏ−ＸＹＺは、移動体１６０を基準とした３次元座標系である。移動体座標系の原点Ｏは、例えば、移動体１６０の中心直下の路面１６２上の点である。Ｘ軸は、原点Ｏから移動体１６０の右方向へ向かう座標軸である。Ｙ軸は、原点Ｏから移動体１６０の前方向へ向かう座標軸である。Ｚ軸は、原点Ｏから路面１６２の上方向へ向かう座標軸である。図１０は、路面座標系の一例を示す図である。図１０に示すように、移動体座標系のＸＹ平面上で路面座標系Ｏ−ＸＹが定義される。
【００４１】
図１１は、カメラの位置および姿勢の一例を示す図である。図１１に示すように、移動体１６０に搭載されたｍ番目（ｍは１以上の整数）のカメラ１６４の位置及び姿勢は、移動体座標系Ｏ−ＸＹＺにおける並進ベクトルＴｍ及び回転行列Ｒｍで表すことができる。
【００４２】
図１２は、路面投影画像座標系の一例を示す図である。図１２に示すように、路面投影画像座標系ｏ−ｘｙは、路面投影画像１６６の２次元座標系である。路面投影画像１６６の原点ｏは、例えば、路面投影画像１６６の左上の頂点とすることができる。路面投影画像１６６のｘ軸方向の大きさはｗｘであり、ｙ軸方向の大きさはｗｙである。なお、大きさｗｘは、ｘ軸方向の画素数、大きさｗｙは、ｙ軸方向の画素数とすることができる。路面投影画像１６６の中心１６８の座標を（ｃｘ，ｃｙ）とすると、下記式１、式２が成り立つ。
ｃｘ＝ｗｘ／２・・・（式１）
ｃｙ＝ｗｙ／２・・・（式２）
【００４３】
図１３は、カメラ座標系の一例を示す図である。図１３のカメラ画像座標系ｐｘ−ｐｙは、カメラ１６４の撮像面上におけるカメラ画像１７０の２次元座標系である。ｐｘ軸は、カメラ画像１７０の水平方向の座標軸であり、ｐｙ軸は、カメラ画像１７０の垂直方向の座標軸である。
【００４４】
カメラ座標系ＱＸ−ＱＹ−ＱＺは、カメラ画像１７０の中心１７２を原点とする３次元座標系である。ＱＺ軸は、カメラ１６４の光軸上にあり、ＱＸ軸及びＱＹ軸は、光軸に垂直な平面上にある。中心１７２からＱＺ軸の負の方向へカメラ１６４の焦点距離ｆだけ離れた点１７４と、カメラ１６４の撮像対象である物体上の点１８０とを直線１７８で結ぶと、直線１７８は、交点１７６においてカメラ画像１７０と交差する。このとき、物体上の点１８０は、カメラ画像１７０上の交点１７６に投影される。
【００４５】
物体上の点１８０の座標を（ＱＸ，ＱＹ，ＱＺ）とし、ＱＺ軸と直線１７８とのなす角を角θとし、ＱＸ軸と、中心１７２と交点１７６とを結ぶ直線１８２とのなす角を角φとする。カメラ画像座標系ｐｘ−ｐｙにおける中心１７２の座標を（ｖｘ，ｖｙ）とし、カメラ画像１７０上の点１７６の座標を（ｐｘ，ｐｙ）とし、点１７６に対応する画素の画素値をｐｍ（ｐｘ，ｐｙ）とする。また、路面投影画像１６６の１画素のｘ軸方向の大きさに対応する、路面１６２上の実際の大きさをＭＸとし、路面投影画像１６６の１画素のｙ軸方向の大きさに対応する、路面１６２上の実際の大きさをＭＹとする。
【００４６】
次に、除去候補エッジ抽出について説明する。生成された路面投影画像に基づき、エッジ画像を生成する場合、路面投影画像に対して、例えばＳｏｂｅｌのような一般的な微分オペレータを作用させて、各画素に対応するエッジ強度が求められる。例えば、本実施の形態において、微分オペレータとして、下記式３、式４で表されるＳｏｂｅｌフィルタを用いるとする。なお、フィルタＳｈは、例えば路面投影画像におけるｘ軸方向の横エッジ強度Ｅｈを算出するフィルタである。フィルタＳｖは、例えば路面投影画像におけるｙ軸方向の縦エッジ強度Ｅｖを算出するフィルタである。
【００４７】
【数１】
2015200976.tif 000003
【００４８】
【数２】
2015200976.tif 000004
【００４９】
図１４は、エッジリスト１９０の一例を示す図である。エッジリスト１９０は、例えば、エッジ画像２０における各画素に対応して生成される。図１４では、各エッジｅ（１，１）、ｅ（２，１）、・・・、ｅ（ｊ，ｉ）、・・・に対応して、エッジリスト１９０−１、１９０−２、・・・、１９０−ｎ（ｎは、エッジ画像中の画素数）と表している。エッジリスト１９０−１、１９０−２、・・・、１９０−ｎは、まとめて、あるいは代表してエッジリスト１９０ともいう。なお、変数ｉは、エッジ画像の縦方向画素数を示す変数、変数ｊは、エッジ画像の横方向画素数を示す変数とすることができる。
【００５０】
エッジリスト１９０は、特徴点フラグｆｅａ、縦エッジ強度Ｅｖ、横エッジ強度Ｅｈ、合成エッジ強度Ｅｍ、および除去エッジフラグｓｈａを有している。エッジリスト１９０は、例えば、除去候補エッジ抽出部５１、対エッジ除外部５３、対除外除去部５５で生成される。なお、縦エッジ強度Ｅｖは、各画素について、例えば、上記フィルタＳｖを用いて算出される。横エッジ強度Ｅｈは、各画素について、例えば上記フィルタＳｈを用いて算出される。また、ここでは、合成エッジ強度Ｅｍは、下記式５により算出される。
Ｅｍ＝ＳＱＲＴ（Ｅｈ２＋Ｅｖ２）・・・（式５）
【００５１】
特徴点フラグｆｅａは、合成エッジ強度Ｅｍが、あらかじめ定められた閾値以上か否かを示す情報である。例えば、合成エッジ強度Ｅｍが閾値以上の場合には、特徴点フラグｆｅａ＝「１」とされるとともに、縦エッジ強度Ｅｖ、横エッジ強度Ｅｈがエッジリスト１９０に登録される。合成エッジ強度Ｅｍが閾値未満の場合には、特徴点フラグｆｅａ＝「０」とする。上記のような微分処理により、例えばエッジ画像２０のような、輝度変化を表すエッジ画像が得られる。
【００５２】
除去エッジフラグｓｈａは、対応するエッジが、除去対象エッジであるか否かを示す情報である。除去対象エッジであると判定された場合には、例えば除去エッジフラグｓｈａ＝「１」とされる。除去対象エッジでない場合には、例えば除去エッジフラグｓｈａ＝「０」とされる。エッジリスト１９０は、例えば記憶部５７に記憶される。
【００５３】
なお、エッジリスト１９０は一例であり、これに限定されない。例えば、特徴点フラグｆｅａは、なくてもよい。特徴点フラグｆｅａがある場合は、後述する処理において、特徴点フラグｆｅａに応じて処理が不要になるデータが存在する場合に、処理時間を短縮することができる。
【００５４】
対応するエッジが除去対象エッジか否かは、例えばエッジ画像２０に関して、エッジリスト１９０における縦エッジ強度Ｅｖと、横エッジ強度Ｅｈと、エッジの画像上の位置とに基づきエッジ除去部３０により判定される。以下に、除去候補エッジの判定方法の一例を述べる。
【００５５】
路面投影像座標（ｘ、ｙ）、路面投影像の中心を座標（ｃｘ、ｃｙ）としたとき、移動体座標の原点Ｏからの位置ベクトルｐは、以下のように表される。
ｐ＝（ｐ（０），ｐ（１））・・・（式６）
ｐ（０）＝ｘ−ｃｘ・・・（式７）
ｐ（１）＝−（ｙ−ｃｙ）・・・（式８）
【００５６】
また、放射状方向にみた明るさの変化方向が暗から明となるエッジ方向ベクトルｇは、以下のように表される。
ｇ＝（ｇ（０），ｇ（１））・・・（式９）
ｇ（０）＝Ｅｈ・・・（式１０）
ｇ（１）＝−Ｅｖ・・・（式１１）
【００５７】
位置ベクトルｐとエッジ方向ベクトルｇとのなす角を角Ψとすると、角Ψは、ベクトルｐ、ベクトルｇにより下記式２０で表される。なお、角Ψをエッジ勾配Ψともいう。
【００５８】
【数３】
2015200976.tif 000005
【００５９】
ここで、エッジ勾配Ψが予め定められた角度の範囲内であれば、移動体座標原点Ｏから放射状方向に見たエッジの変化方向が暗から明の暗明方向であるため、除去候補エッジ抽出部５１は、対応するエッジを、除去候補エッジと判定する。例えば、除去候補エッジとするエッジ勾配Ψの範囲は、―ｔｈ１≦Ψ≦＋ｔｈ１とされる。角度ｔｈ１は、例えば、９０度以下の正の角度とすることができ、一例として４５度とすることができる。
【００６０】
除去候補エッジ抽出部５１は、エッジリスト１９０において、対応するエッジにおける明るさの変化方向が暗明方向である場合には、例えば、除去エッジフラグｓｈａ＝「１」とすることで、除去候補エッジであることを示す。このとき、除去候補エッジ抽出部５１は、対応するエッジのエッジ強度Ｅｍを正の値とする。除去候補エッジ抽出部５１は、エッジリスト１９０において、対応するエッジにおける明るさの変化方向が暗明方向のエッジでない場合には、例えば、除去エッジフラグｓｈａ＝「０」とする。このとき、除去候補エッジ抽出部５１は、対応するエッジのエッジ強度Ｅｍを負の値とする。例えば上記のようにして、除去候補エッジが抽出される。
【００６１】
図１５は、所定領域設定方法の一例を示す図である。所定領域とは、除去候補エッジが白線のものであると判定される場合に、除去候補エッジから除外するための判定を行う領域である。所定領域は、対エッジ除外部５３により、除去候補エッジ抽出部５１が抽出した除去候補エッジについて、除去候補エッジの位置と、路面投影画像の中心からの方向に基づき設定される。所定領域は、エッジリスト１９０において、例えば、除去エッジフラグｓｈａ＝「１」である除去候補エッジについて設定される。所定領域設定の対象となる除去候補エッジを、設定エッジという。
【００６２】
路面投影画像上の設定エッジの座標が、座標（ｘ、ｙ）であるとする。所定領域の中心座標は、座標（ｒｃｘ，ｒｃｙ）、所定領域は、大きさｒｘ×ｒｙの矩形領域であるとする。距離ｒは、例えば、所定領域内に設定エッジが含まれる値とする。また、大きさｒｘ×ｒｙは、例えば、白線の幅に基づいて決められる大きさであることが好ましい。例えば、長さｒｘ、長さｒｙは、白線の幅の約２倍などとすることができる。例えば白線模様の一つである白線は、エッジが平行線で線幅が１０〜２０センチメートルと規定されていることがある。このような場合、例えばｒの一例としてｒ=１０ｃｍ、ｒｘ、ｒｙの一例として、ｒｘ＝ｒｙ＝４０ｃｍとしてもよいが、これに限定されない。
【００６３】
また、白線は、路面より明るく（輝度が高く）、明るさは均等である。よって、白線に対応するエッジの明暗パターンは、移動体中心から見ると暗明方向＋明暗方向となり、それぞれの明るさの変化量はほぼ同じとなる。それに対して、自影近傍では明暗の組み合わせを持たず暗明方向のパターンのみとなる。角度δは、路面投影画像の中心と設定エッジの座標（ｘ、ｙ）とを結ぶ直線と、ｙ軸とのなす９０度以下の正の角度であるとする。
【００６４】
このとき、下記のように、所定領域が設定される。
ｒｃｘ=ｘ＋ｒ×ｓｉｎδ×ｓｘ・・・（式１３）
ｒｃｙ=ｙ＋ｒ×ｃｏｓδ×ｓｙ・・・（式１４）
ただし、変数ｓｘ、ｓｙは、下記の条件（Ａ）〜（Ｄ）で与えられる。
（Ａ）０≦ｘ＜ｃｘ、０≦ｙ＜ｃｙ：ｓｘ＝−１、ｓｙ=−１
（Ｂ）ｃｘ≦ｘ＜ｗｘ、０≦ｙ＜ｃｙ：ｓｘ=＋１、ｓｙ=−１
（Ｃ）０≦ｘ＜ｃｘ、ｃｙ≦ｙ＜ｗｙ：ｓｘ=−１、ｓｙ=＋１
（Ｄ）ｃｘ≦ｘ＜ｗｘ、ｃｙ≦ｙ＜ｗｙ：ｓｘ=＋１、ｓｙ=＋１
【００６５】
上記の条件は、座標軸および角度δの定義によって異なる。第２の実施の形態において所定領域は、路面投影画像の中心と、対応する設定エッジとを結んだ放射状方向の直線上であって、設定エッジより路面投影画像の中心から離れた点を中心とする所定領域として設定される。
【００６６】
図１５の例においては、路面投影画像１９２が、中心１９１を基準として、同面積の４つの領域に分割されている。夫々の領域は、上記の条件（Ａ）〜（Ｄ）に対応する領域である。エッジ１９３は、条件（Ａ）に対応する領域にある。例えば、エッジ１９３を設定エッジとする場合、所定領域１９５は、式１３、式１４により算出される中心１９４に対して所定領域１９５のように定められる。ここで、距離ｒは、エッジ１９３と中心１９４との距離であり、所定領域１９５内にエッジ１９３を含むように予め決められる。
【００６７】
この所定領域内において、対応する設定エッジが対エッジか否かが判定される。すなわち、所定領域が白線を含んでいる場合、暗明方向のエッジと明暗方向のエッジとが例えば１対１に近い割合で存在し、対をなしていると考えられる。よって、所定領域内で変化方向を考慮した平均エッジ強度Ｅａｖｅは、値が小さくなると予想される。そこで、所定領域内の平均エッジ強度Ｅａｖｅが予め定められた閾値よりも小さい場合、対応する設定エッジは、白線に関係する対エッジであると判定され、除去候補エッジから除外される。このとき、対エッジ除外部５３は、エッジリスト１９０において、対エッジと判定された設定エッジに関して、例えば、除去エッジフラグｓｈａ＝「０」とする。
【００６８】
なお、所定領域は上記に限定されない。所定領域は、設定エッジを含み、例えば設定エッジの近傍であって、所定領域の最大幅が、白線の幅より大きいことが好ましい。また、所定領域の形状は矩形に限定されず、他の形状でもよい。所定領域が矩形の場合、上記角辺は、エッジ画像の縦軸または横軸に平行な場合であるが、例えば、設定エッジにおける明るさの変化方向に平行な辺を有する矩形としてもよい。また、所定領域は、エッジ画像を整数個に分割した領域としてもよい。
【００６９】
対エッジ除外部５３は、例えば、所定領域内のエッジ点のエッジ強度Ｅｍの総和を算出し、エッジ強度を持つエッジ数ｋ（ｋは、１以上の整数）で正規化することで、下記式１５により、エッジ平均強度Ｅａｖｅを算出する。
Ｅａｖｅ＝ΣＥｍ／ｋ・・・（式１５）
【００７０】
このエッジ平均強度Ｅａｖｅが閾値以下であれば、所定領域内において、暗明方向エッジ（正値）とそれ以外のエッジ（負値）が互いに相殺されていると判定される。すなわち、対エッジ除外部５３は、設定エッジを対エッジであると判定する。このとき、所定領域の大きさを白線の幅のサイズと対応する値とすることで、対エッジは白線に対応するエッジであると判定される。白線の幅のサイズと対応する値とは、例えば所定領域の中に標準的な白線の幅が納まる大きさ、所定領域が正方形の場合、一辺の長さを標準的な白線の幅の整数倍の長さとする等、幅のサイズに基づいて決定する値とすることができる。よって、対エッジ除外部５３は、対エッジを除去候補エッジから除外することで、路面上の白線模様が除去されないようにすることができる。
【００７１】
例えば、対エッジであると判定するための、エッジ平均強度の範囲は、当該設定エッジのエッジ強度Ｅｍについて、下記式１６を満たす範囲とすることができる。
Ｅａｖｅ≦Ｅｍ／４・・・（式１６）
【００７２】
エッジリスト１９０において、除去エッジフラグｓｈａは、除去対象エッジ画像１５０に対応するエッジか否かを示す情報となる。よって、対エッジ除外部５３は、式１６を満たす設定エッジを対エッジと判定し、例えば、対応する除去エッジフラグｓｈａ＝「０」とする。対エッジでない場合には、対エッジ除外部５３は、除去エッジフラグｓｈａ＝「１」とする。移動量推定装置５０は、異なる２時刻で撮像された第１の画像Ｐ１と第２の画像Ｐ２とにおいて、上記のようにして夫々のエッジリスト１９０を生成する。生成されたエッジリスト１９０が、対除外エッジ除去画像１５５に対応する情報となる。
【００７３】
以下、図１６から図１９を参照しながら、移動量推定装置５０における処理についてさらに説明する。図１６は、第２の実施の形態による移動量推定装置５０の主な動作の一例を示すフローチャートである。図１６に示すように、移動量推定装置５０には、映像が入力される（Ｓ２０１）。このとき上述のように、移動体に設けられた少なくとも１台のカメラにより、異なる２時刻に取得されたカメラ画像が用いられる。夫々のカメラ画像に基づいて生成された路面投影画像にそれぞれ微分処理を施すことにより、エッジ画像が生成されているとする（Ｓ２０２）。
【００７４】
除去候補エッジ抽出部５１は、除去候補エッジ抽出処理を行う（Ｓ２０３）。詳細は、図１７を参照しながら後述される。対エッジ除外部５３は、除去候補エッジにおいて、路面上に描かれた白線に関連するエッジを対エッジとして除外する処理を行う（Ｓ２０４）。詳細は、図１８を参照しながら後述される。対除外除去部５５は、対エッジを除外された除去対象エッジを、エッジ画像から除去する処理を行う（Ｓ２０５）。詳細は、図１９を参照しながら後述される。
【００７５】
移動量推定装置５０から出力される、異なる２時刻に撮像された画像に基づく、自影を取り除いたエッジ画像を用いて、移動距離が推定される（Ｓ２０６）。終了の指示が入力されない場合には（Ｓ２０７：ＮＯ）、Ｓ２０１から処理が繰り返される。終了の指示が入力されると（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、処理は終了される。
【００７６】
図１７は、第２の実施の形態による除去候補エッジ抽出処理の一例を示すフローチャートである。図１７に示すように、除去候補エッジ抽出部５１は、変数ｉ＝０とする（Ｓ２１１）。除去候補エッジ抽出部５１は、ｉ＜ｗｙ（ｗｙは、路面投影画像のｙ方向の画素数）でない場合は（Ｓ２１２：ＮＯ）、図１６の処理に処理を戻す。除去候補エッジ抽出部５１は、ｉ＜ｗｙの場合には（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、変数ｊ＝０とする（Ｓ２１３）。
【００７７】
除去候補エッジ抽出部５１は、ｊ＜ｗｘ（ｗｘは、路面投影画像のｘ方向の画素数）でない場合には（Ｓ２１４：ＮＯ）、ｉ＝ｉ＋１として（Ｓ２１５）、処理をＳ２１２に戻す。除去候補エッジ抽出部５１は、ｊ＜ｗｘの場合には（Ｓ２１４：ＹＥＳ）、当該画素に対応するエッジリスト１９０において、特徴点フラグｆｅａ＝「１」であるか否か判別する（Ｓ２１６）。
【００７８】
除去候補エッジ抽出部５１は、Ｓ２１６で特徴点フラグｆｅａ＝「１」でない場合は（Ｓ２１６：ＮＯ）、Ｓ２２１に処理を進める。除去候補エッジ抽出部５１は、特徴点フラグｆｅａ＝「１」である場合は（Ｓ２１６：ＹＥＳ）、エッジ勾配Ψを算出する（Ｓ２１７）。すなわち、除去候補エッジ抽出部５１は、式１２に基づき、エッジ勾配Ψを算出する。
【００７９】
除去候補エッジ抽出部５１は、算出されたエッジ勾配Ψが、予め定められた所定角度の範囲であるか否か判別する（Ｓ２１８）。この例では、予め定められた閾値ｔｈ１について、−ｔｈ１≦Ψ≦ｔｈ１を満たすか否かが判別される。Ｓ２１８の条件を満たす場合（Ｓ２１８：ＹＥＳ）、除去候補エッジ抽出部５１は、エッジリスト１９０において、除去エッジフラグｓｈａ＝「１」とする。また、除去候補エッジ抽出部５１は、合成エッジ強度Ｅｍを、上記式５により算出し、エッジリスト１９０に記憶させる（Ｓ２１９）。
【００８０】
Ｓ２１８の条件が満たされない場合（Ｓ２１８：ＮＯ）、除去候補エッジ抽出部５１は、エッジリスト１９０において、除去エッジフラグｓｈａ＝「０」とする。また、除去候補エッジ抽出部５１は、下記式１７により、合成エッジ強度を算出し、エッジリスト１９０に記憶させる（Ｓ２２０）。
Ｅｍ＝−ＳＱＲＴ（Ｅｈ２＋Ｅｖ２）・・・（式１７）
Ｓ２２１では、除去候補エッジ抽出部５１は、ｊ＝ｊ＋１とし、処理をＳ２１４に戻す。以上の処理により、除去候補エッジが抽出される。
【００８１】
図１８は、第２の実施の形態による対エッジ除外処理の一例を示すフローチャートである。対エッジ除外部５３は、変数ｉ＝０とする（Ｓ２３１）。対エッジ除外部５３は、ｉ＜ｗｙ（ｗｙは、路面投影画像のｙ方向の画素数）でない場合は（Ｓ２３２：ＮＯ）、図１６の処理に処理を戻す。対エッジ除外部５３は、ｉ＜ｗｙの場合には（Ｓ２３２：ＹＥＳ）、変数ｊ＝０とする（Ｓ２３３）。
【００８２】
対エッジ除外部５３は、ｊ＜ｗｘ（ｗｘは、路面投影画像のｘ方向の画素数）でない場合には（Ｓ２３４：ＮＯ）、ｉ＝ｉ＋１として（Ｓ２３５）、処理をＳ２３２に戻す。対エッジ除外部５３は、ｊ＜ｗｘの場合には（Ｓ２３４：ＹＥＳ）、当該エッジに対応するエッジリスト１９０において、除去エッジフラグｓｈａ＝「１」であるか否か判別する（Ｓ２３６）。
【００８３】
対エッジ除外部５３は、当該エッジに対応する除去エッジフラグｓｈａ＝「１」でない場合は（Ｓ２３６：ＮＯ）、Ｓ２４２に処理を進める。対エッジ除外部５３は、除去エッジフラグｓｈａ＝「１」である場合は（Ｓ２３６：ＹＥＳ）、所定領域の設定を行う（Ｓ２３７）。すなわち、対エッジ除外部５３は、例えば、当該エッジの位置（領域（Ａ）〜（Ｄ）のいずれか）と、式１３、式１４とに基づき、所定領域を設定する。対エッジ除外部５３は、さらに所定領域において、例えば式１５に基づき、エッジ強度の平均値Ｅａｖｅを算出する（Ｓ２３８）。
【００８４】
対エッジ除外部５３は、算出されたエッジ強度の平均値Ｅａｖｅが、予め定められた所定値以下であるか否か判別する（Ｓ２３９）。この例では、例えば、式１６を満たすか否かが判別される。式１６を満たす場合（Ｓ２３９：ＹＥＳ）、対エッジ除外部５３は、エッジリスト１９０において、除去エッジフラグｓｈａ＝「０」とする（Ｓ２４０）。このとき、対応する設定エッジは、対エッジであると判定されたことになる。
【００８５】
式１６が満たされない場合（Ｓ２３９：ＮＯ）、対エッジ除外部５３は、処理をＳ２４１に進める。当該設定エッジは、除去対象エッジと判定されたことになる。Ｓ２４１では、対エッジ除外部５３は、ｊ＝ｊ＋１とし、処理をＳ２３４に戻す。以上の処理により、対エッジの除外処理が行われる。
【００８６】
図１９は、第２の実施の形態による除去対象エッジ除去処理の一例を示すフローチャートである。第２の実施の形態において、除去対象エッジ除去処理は、対エッジを除去した除去候補エッジ（除去対象エッジ）をエッジ画像から除去する処理である。対除外除去部５５は、変数ｉ＝０とする（Ｓ２５１）。対除外除去部５５は、ｉ＜ｗｙ（ｗｙは、路面投影画像のｙ方向の画素数）でない場合は（Ｓ２５２：ＮＯ）、図１６の処理に処理を戻す。対除外除去部５５は、ｉ＜ｗｙの場合には（Ｓ２５２：ＹＥＳ）、変数ｊ＝０とする（Ｓ２５３）。
【００８７】
対除外除去部５５は、ｊ＜ｗｘ（ｗｘは、路面投影画像のｘ方向の画素数）でない場合には（Ｓ２５４：ＮＯ）、ｉ＝ｉ＋１として（Ｓ２５５）、処理をＳ２５２に戻す。対除外除去部５５は、ｊ＜ｗｘの場合には（Ｓ２５４：ＹＥＳ）、当該エッジに対応するエッジリスト１９０において、合成エッジ強度Ｅｍ＝｜Ｅｍ｜とする（Ｓ２５６）。
【００８８】
対除外除去部５５は、除去エッジフラグｓｈａ＝「１」でない場合は（Ｓ２５７：ＮＯ）、Ｓ２５９に処理を進める。対除外除去部５５は、除去エッジフラグｓｈａ＝「１」である場合は（Ｓ２５７：ＹＥＳ）、合成エッジ強度Ｅｍ＝０とする（Ｓ２５８）。Ｓ２５９では、対除外除去部５５は、ｊ＝ｊ＋１として、処理をＳ２５４に戻す。この処理が行われた後のエッジリスト１９０が、例えば対除外エッジ除去画像１５５に対応する情報となっている。以上のようにして、除去候補エッジから、対エッジを除外して除去対象エッジとする処理が行われる。
【００８９】
以上詳細に説明したように、第２の実施の形態による移動量推定装置５０によれば、除去候補エッジ抽出部５１により、エッジ画像において判定される明るさの変化方向に基づき除去候補エッジが抽出される。対エッジ除外部５３は、設定エッジとなる除去候補エッジを含み、設定エッジの近傍の所定領域において、設定エッジが対エッジか否かを判定する。対エッジとは、所定領域において、互いに相殺される関係となるエッジを有すると判定される設定エッジである。対エッジか否かは、例えば、所定領域において、明るさの変化方向を考慮した平均エッジ強度が所定値以下か否かで判定される。対エッジは、路面投影画像上の白線に関係するエッジであると解釈される。
【００９０】
対エッジ除外部５３は、除去候補エッジから対エッジを除外する。対除外除去部５５は、対エッジが除外された除去候補エッジを除去対象エッジとして、エッジ画像から除去する。移動量推定装置５０は、互いに異なる時刻に撮像された画像に基づく第１の対除外エッジ除去画像と、第２の対除外エッジ除去画像に基づき、推定された移動量を出力する。
【００９１】
以上のように第２の実施の形態による移動量推定装置５０によれば、第１の実施の形態による移動量推定装置１による効果に加え、路面上の白線に関連するエッジを除去対象エッジから除外するので、より精度よく移動量を推定することが可能になる。すなわち、移動量を推定する際に、路面の白線に対応するエッジは残したまま自影の影響が除去される。よって、照明（太陽）光による自影が撮像されている場合であっても、精度よく安定して移動量が推定される。このように、移動量推定を行う画像において、移動体の自影を除去し、路面の白線は残すことが可能となるため、路面模様の過剰除去を防止でき、移動量の推定の精度をより高めることができる。
【００９２】
（第２の実施の形態の変形例）
以下、第２の実施の形態による変形例について説明する。第１の実施の形態または第２の実施の形態と同様の構成および動作については、同一符号を付し、重複説明を省略する。本変形例は、第２の実施の形態における所定領域の設定方法の別の例である。ここでは、所定領域の設定方法についてのみ説明される。
【００９３】
図２０は、第２の実施の形態の変形例による所定領域設定例を示す図である。所定領域設定例２６０は、移動体８２に加え、白線１２２、白線１３０、他影１３６を含む路面投影画像１２０における設定例である。暗明方向エッジ１２４と明暗方向エッジ１２６とは、白線１２２に対応するエッジである。暗明方向エッジ１３２と明暗方向エッジ１３４とは、白線１３０に対応するエッジである。明暗方向エッジ１３８は、他影１３６に対応するエッジである。
【００９４】
所定領域設定例２６０では、所定領域２６６、２７２、２７８が設定されている。所定領域２６６は、移動体８２の自影８４の除去候補エッジ２６２を設定エッジとして、設定エッジを含んで設定されている。所定領域２６６は、設定エッジが対エッジでない所定領域の例として示されている。除去候補エッジ２６２は、例えば、変化方向２６４で表される暗から明への方向のエッジ勾配を有する暗明エッジであるとする。このとき、所定領域２６６は、変化方向２６４に平行な辺と、変化方向２６４に垂直な辺とを有する矩形領域に設定される。所定領域２６０において、例えば、変化方向を考慮した平均エッジ強度Ｅａｖｅが所定値を超えている場合、暗明エッジである除去候補エッジ２６２は、所定領域２６０内に対となるエッジがないと判定される。このとき、所定領域２６０に対応する除去候補エッジ２６２は、対エッジではないと判定され、除去対象エッジとなる。
【００９５】
所定領域２７２は、白線１２２に対応する除去候補エッジ２６８を設定エッジとして、設定エッジを含んで設定されている。所定領域２７２は、設定エッジが対エッジである所定領域の例として示されている。除去候補エッジ２６８は、例えば、変化方向２７０で表される暗から明への方向のエッジ勾配を有しているとする。このとき、所定領域２７２は、変化方向２７０に平行な辺と、変化方向２７０に垂直な辺とを有する矩形領域に設定される。所定領域２７２において、例えば、変化方向を考慮した平均エッジ強度Ｅａｖｅが所定値以下である場合、暗明エッジである除去候補エッジ２６８は、所定領域２７２内のいずれかの明暗エッジと対になっていると判定される。このとき、所定領域２７２に対応する除去候補エッジ２６８は、対エッジと判定される。
【００９６】
所定領域２７８は、白線１３０に対応する除去候補エッジ２７４を設定エッジとして、設定エッジを含んで設定されている。所定領域２７８は、設定エッジが対エッジである所定領域の別の例として示されている。除去候補エッジ２７４は、例えば、変化方向２７６で表される暗から明への方向のエッジ勾配を有しているとする。このとき、所定領域２７８は、変化方向２７６に平行な辺と、変化方向２７６に垂直な辺とを有する矩形領域に設定される。所定領域２７８において、変化方向を考慮した平均エッジ強度Ｅａｖｅが、所定値以下である場合、除去候補エッジ２７４は、所定領域２７８内のいずれかのエッジと対になっていると判定される。このとき、所定領域２７８に対応する除去候補エッジ２７４は、対エッジと判定される。同様にして、抽出された除去候補エッジの夫々について所定領域が設定され、夫々の所定領域において、設定エッジが対エッジか否かが判定される。
【００９７】
以上説明したように、本変形例によれば、第１の実施の形態による移動量推定装置１、第２の実施の形態による移動量推定装置５０による効果に加え、より効率よく対エッジを除外することが可能になる。すなわち、本変形例においては、所定領域がエッジ勾配に応じて設定されるため、所定領域に白線が効率よく含まれるようにすることができる。よって、より精度よく対エッジを除去候補エッジから除外することが可能になり、より精度よく移動量を推定できる。
【００９８】
（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態による移動量推定装置について説明する。第１の実施の形態、第２の実施の形態、および第２の実施の形態による変形例と同様の構成および動作については、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００９９】
本実施の形態は、第２の実施の形態における所定領域の設定方法、および対エッジ判定方法の別の例である。第３の実施の形態による移動量推定装置は、第２の実施の形態による移動量推定装置５０と同様の構成である。ここでは、所定領域の設定方法、および対エッジ判定方法についてのみ説明される。
【０１００】
図２１は、第３の実施の形態による所定領域設定例２８０を示す図である。図２２は、第３の実施の形態による所定領域設定例２８０における対エッジ除外方法の一例を示すフローチャートである。
【０１０１】
図２１に示すように、所定領域設定例２８０は、移動体８２に加え、白線１２２、白線１３０、他影１３６を含む路面投影画像１２０における設定例である。暗明方向エッジ１２４と明暗方向エッジ１２６とは、白線１２２に対応するエッジである。暗明方向エッジ１３２と明暗方向エッジ１３４とは、白線１３０に対応するエッジである。明暗方向エッジ１３８は、他影１３６に対応するエッジである。
【０１０２】
所定領域設定例２８０では、路面投影画像１２０を整数個に分割して所定領域としている。所定領域設定例２８０では、８×８の領域に分割されている。ここでは、特に所定領域２８２、２８４、２８６について説明される。所定領域２８２は、移動体８２の自影８４の暗明方向エッジ８６を含む所定領域である。所定領域２８２は、所定領域２８２に含まれるエッジが対エッジであると判定されない例として示されている。所定領域２８２において、明るさの変化方向を考慮した平均エッジ強度Ｅａｖｅが、例えば、式１６の条件を満たさない場合、所定領域２８２の除去候補エッジは、全て対エッジではないと判定され、除去対象エッジとされる。
【０１０３】
所定領域２８４は、白線１２２を含んで設定されている。所定領域２８４は、対エッジと判定される例として示されている。所定領域２８４において、明るさの変化方向を考慮したエッジ強度の和が、例えば、式１６の条件を満たす場合、所定領域２８４の除去候補エッジは、全て対エッジであると判定される。すなわち、所定領域２８４において、暗明方向エッジと明暗方向エッジとが対で存在しているため、エッジ強度が相殺されていると判定される。
【０１０４】
所定領域２８６は、白線１３０を含んで設定されている。所定領域２８６は、対エッジと判定される例として示されている。所定領域２８６において、明るさの変化方向を考慮した平均エッジ強度Ｅａｖｅが、例えば、式１６の条件を満たす場合、所定領域２８６の除去候補エッジは、全て対エッジであると判定される。上記のような判定が、全ての所定領域について行われる。
【０１０５】
図２２は、第３の実施の形態の変形例による対エッジ除外処理の一例を示す図である。本実施の形態による対エッジ除外処理は、対エッジ除外部５３により行われるとして説明する。また、この処理は、例えば、図１６のＳ２０４の処理として行われる。対エッジ除外部５３は、路面投影画像を例えばｒｎ個（ｒｎは、１以上の整数）に分割して所定領域を設定する（Ｓ２９１）。対エッジ除外部５３は、変数ｌ＜ｒｎでない場合は（Ｓ２９２：ＮＯ）、図１６の処理に処理を戻す。対エッジ除外部５３は、変数ｌ＜ｒｎの場合には（Ｓ２９２：ＹＥＳ）、所定領域を一つ設定する（Ｓ２９３）。
【０１０６】
対エッジ除外部５３は、エッジ強度の平均Ｅａｖｅが閾値以下であるか（例えば、式１６を満たすか）否か判定する（Ｓ２９５）。閾値以下でない場合には（Ｓ２９５：ＮＯ）、対エッジ除外部５３は、Ｓ２９７に処理を進める。
【０１０７】
エッジ強度の平均Ｅａｖｅが閾値以下である場合（Ｓ２９５：ＹＥＳ）、対エッジ除外部５３は、エッジリスト１９０において、対応する所定領域内の全ての除去候補エッジに関して、除去エッジフラグｓｈａ＝「０」とする（Ｓ２９６）。Ｓ２９７において、対エッジ除外部５３は、ｌ＝ｌ＋１として、処理をＳ２９２に戻す。以上の処理により、対エッジの除外処理が行われる。
【０１０８】
以上詳細に説明したように、第３の実施の形態による対エッジ除外処理を行う移動量推定装置によれば、所定領域は、路面投影画像１６６を整数個に分割した領域となる。よって、第１および第２の実施の形態、および第２の実施の形態による変形例による効果に加え、対エッジ除外の処理を早く行える効果がある。
【０１０９】
（第４の実施の形態）
以下、第４の実施の形態による移動量推定装置３００について説明する。第１から第３の実施の形態、または第２の実施の形態の変形例と同様の構成および動作については、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【０１１０】
図２３は、第４の実施の形態による移動量推定装置３００のハードウエア構成の一例を示す図である。図２３に示すように、移動量推定装置３００は、例えば、移動体３０２に搭載される。移動体３０２は、例えば車両である。移動量推定装置３００は、互いにバス３１４で接続された、演算処理装置３０４、記憶装置３０６．表示装置３０８、音声出力装置３１０、カメラ３１２を有している。
【０１１１】
演算処理装置３０４は、移動量推定装置３００の動作を制御するための演算処理を行う装置である。演算処理装置３０４は、記憶装置３０６に予め記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより、移動量推定装置３００を制御する処理を行うようにしてもよい。記憶装置３０６は、例えば随時読み出し及び書き込み可能な記憶装置であり、移動量推定装置３００の制御プログラムや、時系列投影画像ＤＢ３２６などを記憶する。記憶装置３０６は、記憶媒体の駆動装置と、可搬記憶媒体とすることもできる。記憶装置３０６は、移動量推定装置３００において行われる処理において、一時的に情報を記憶させるようにしてもよい。
【０１１２】
表示装置３０８は、例えば液晶表示装置などの表示装置である。表示装置３０８は、例えば、地図とともに現在地を表示するなど、推定された移動量に関する表示を行うようにしてもよい。音声出力装置３１０は、スピーカなどの音声出力装置である。音声出力装置３１０は、例えば、現在地に関する音声を出力するなど、推定された移動量に関する音声を出力するようにしてもよい。カメラ３１２は、移動体３０２の所定の場所に固定された撮像装置である。カメラ３１２は、一つ以上の撮像装置を含む。
【０１１３】
図２４は、第４の実施の形態による移動量推定装置３００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。移動量推定装置３００は、第２の実施の形態による移動量推定装置５０と同様に、エッジ除去部３０と出力部５とを有している。また、移動量推定装置３００は、映像入力部３２２、路面投影画像作成部３２４、時系列投影画像Ｄａｔａ  Ｂａｓｅ（ＤＢ）３２６、移動量推定部３２８を有している。これらの機能は、例えば演算処理装置３０４が記憶装置３０６に記憶された制御プログラムを読み込んで実行することにより実現される。移動量推定装置３００の各機能は、その例えば一部を、半導体を用いた集積回路などにより実現するようにしてもよい。
【０１１４】
図２４に示すように、映像入力部３２２は、カメラ３１２により撮像された映像を入力され、所定の処理を行った後、路面投影画像作成部３２４に出力する。例えば、映像入力部３２２は、入力された映像がアナログ映像ならばデジタル変換する。映像入力部３２２は、入力された映像がカラー映像の場合は、モノクロ画像に変換して、例えば、記憶装置３０６の所定メモリ内に格納する。複数のカメラが設置される場合は、映像入力部３２２は、それぞれの映像に所定の処理を行い、それぞれ所定のメモリ内に映像データを格納する。
【０１１５】
路面投影画像作成部３２４は、映像入力部３２２が格納した映像データから、路面を上方から見た場合に相当する路面投影画像（濃淡画像）を作成する。路面投影画像作成部３２４は、この路面投影画像についてエッジ抽出を行い、エッジ画像を作成する。路面投影画像作成部３２４は、次時刻に撮像される画像の処理のために、時系列投影画像ＤＢ３２６に、エッジ画像を保存すると共に、除去候補エッジ抽出部５１にエッジ画像を出力する。
【０１１６】
ここで、路面投影画像作成部３２４の処理の詳細について、座標系を用いてさらに説明する。図１３のカメラ座標系において、物体上の点１８０の座標を（ＱＸ，ＱＹ，ＱＺ）とし、ＱＺ軸と直線１７８とのなす角を角θとし、ＱＸ軸と、中心１７２と交点１７６とを結ぶ直線１８２とのなす角を角φとする。カメラ画像座標系ｐｘ−ｐｙにおける中心１７２の座標を（ｖｘ，ｖｙ）とし、カメラ画像１７０上の点１７６の座標を（ｐｘ，ｐｙ）とし、点１７６に対応する画素の画素値をｐｍ（ｐｘ，ｐｙ）とする。また、図１２に示した路面投影画像１６６の１画素のｘ軸方向の大きさに対応する、路面１６２上の実際の大きさをＭＸとし、路面投影画像１６６の１画素のｙ軸方向の大きさに対応する、路面１６２上の実際の大きさをＭＹとする。
【０１１７】
このとき、路面投影画像１６６上の座標（ｘ，ｙ）の点に対応する画素の画素値ｖは、下記式１７〜式２５により与えられる。
ｖ＝ｐｍ（ｐｘ，ｐｙ）・・・（式１７）
ｐｘ＝ｆ×ｔａｎ（θ）×ｃｏｓ（φ）＋ｖｘ・・・（式１８）
ｐｙ＝ｆ×ｔａｎ（θ）×ｓｉｎ（φ）＋ｖｙ・・・（式１９）
θ＝ａｒｃｔａｎ（ｓｑｒｔ（ＱＸ＾２＋ＱＹ＾２）／ＱＺ）・・・（式２０）
φ＝ａｒｃｔａｎ（ＱＸ／ＱＹ）・・・（式２１）
【０１１８】
【数４】
2015200976.tif 000006
【０１１９】
行列Ｒｍは、カメラ１６４の回転行列であり、ベクトルＴｍは、カメラ１６４の並進ベクトルである。座標Ｕ（ＵＸ，ＵＹ）は、路面投影画像１６６上の座標（ｘ、ｙ）に対応する位置の路面座標系Ｏ−ＸＹにおける座標を表し、次式で与えられる。
【０１２０】
【数５】
2015200976.tif 000007
ＵＸ＝ＭＸ×（ｘ−ｃｘ）・・・（式２４）
ＵＹ＝ＭＹ×（ｙ−ｃｙ）・・・（式２５）
【０１２１】
各時刻のカメラ画像から上記式１７〜式２５を用いて画素値ｖを求めることで、各時刻の路面投影画像が生成される。このようにして、路面投影画像として、第１の時刻Ｔ１における第１の画像Ｐ１、第２の時刻Ｔ２における第２の画像Ｐ２が生成される。なお、カメラ３１２は、所定時間毎に撮像を行うようにしてもよい。
【０１２２】
また、路面投影画像作成部３２４はさらに、路面投影画像からエッジ画像を生成する。上述のように、エッジ画像は、例えば路面投影画像に対して、Ｓｏｂｅｌのような一般的な微分オペレータを作用させることにより作成される。
【０１２３】
エッジ除去部３０の処理は、第２の実施の形態において説明した処理と同一とすることができる。第２の実施の形態の変形例、および第３の実施の形態による処理を用いるようにしてもよい。
【０１２４】
時系列投影画像ＤＢ３２６は、路面投影画像作成部３２４で生成された画像を時系列に記憶したデータベースである。例えば、時系列投影画像ＤＢ３２６は、現時刻と１時刻前のエッジ画像を保持する。現時刻のエッジ画像が入力されると、１時刻前のさらに一つ前の時刻のエッジ画像を破棄して、現時刻のエッジ画像と１時刻前のエッジ画像とを保持する。なお、時系列投影画像ＤＢ３２６は、路面投影画像から抽出したエッジ画像を保存して使用してもよいが、保存容量を削減するために、対除外エッジ除去画像を時系列投影画像ＤＢ３２６に保存するようにしてもよい。
【０１２５】
移動量推定部３２８は、時系列投影画像ＤＢ３２６に記憶された１時刻前（第１の時刻）に撮像された画像に基づく第１の対除外エッジ除去画像と、エッジ除去部３０で得られた第２の時刻に撮像された画像に基づく第２の対除外エッジ除去画像とを画像照合する。すなわち、移動量推定部３２８は、第１の対除外エッジ除去画像と、第２の対除外エッジ除去画像とを摂動照合して、両方のエッジパターンが最も一致する摂動量を算出し、摂動量を元に移動体の移動量を算出する。出力部５は、算出された移動量を出力する。
【０１２６】
画像照合方法としては、例えば、Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（ＳＡＤ）のような一般的な画像マッチングを行なうことによって、照合度を算出する方法を用いることができる。第１の対除外エッジ除去画像の各エッジのエッジ強度Ｅ１ｍ（ｊ、ｉ）と、第２の対除外エッジ除去画像の各エッジのエッジ強度Ｅ２ｍ（ｊ＋ｄｘ、ｉ＋ｄｙ）、摂動量ｄｘ、ｄｙとしたときの照合スコアＳは、下記式２６のようになる。
【０１２７】
【数６】
2015200976.tif 000008
【０１２８】
移動量推定部３２８は、上記式２６を用いて、横方向−ＤＸからＤＸまで、縦方向に−ＤＹからＤＹまで摂動させながら、それぞれの摂動位置で両エッジ画像を比較して照合スコアＳを算出する。移動量推定部３２８は、算出された照合スコアＳが、最も小さくなる摂動位置を、最良照合位置とする。これにより、最良照合位置を与える最良摂動量（ｄｘｍ、ｄｙｍ）が定まる。さらに、路面投影画像での１画素が占める路面上での大きさを横ＷＸ、縦ＷＹとすると、移動量（ＭＸ，ＭＹ）は、以下のように表される。
ＭＸ＝ｄｘｍ×ＷＸ・・・（式２７）
ＭＹ＝ｄｙｍ×ＷＹ・・・（式２８）
【０１２９】
以上説明したように、第４の実施の形態による移動量推定装置３００によれば、移動体に搭載された少なくとも一つのカメラ３１２で撮像された周囲の画像に基づき、路面投影画像が生成される。生成された路面投影画像に基づき、エッジ画像が生成される。エッジ除去部３０は、エッジ画像において、移動体の中心から外側に向かう放射状方向に見た明るさの変化方向に基づき移動体の自影を除去する。このとき、エッジ除去部３０が、白線と対応すると判定される対エッジをエッジ画像から除去しないようにすることで、対除外エッジ除去画像が生成される。移動量推定装置３００では、異なる２時刻に撮像された画像に基づき生成された、第１の対除外エッジ除去画像および第２の対除外エッジ除去画像に基づき、移動体の移動量が推定され、出力される。
【０１３０】
以上のように、移動量推定装置３００によれば、移動量を推定する際に、路面の白線に対応するエッジは残したまま自影の影響が除去される。よって、照明（太陽）光による自影が撮像されている場合であっても、精度よく安定して移動量が推定される。
【０１３１】
ここで、上記第１から第４の実施の形態および第２の実施の形態の変形例による移動量推定方法の動作をコンピュータに行わせるために共通に適用されるコンピュータの例について説明する。図２５は、標準的なコンピュータのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。図２５に示すように、コンピュータ４００は、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）４０２、メモリ４０４、入力装置４０６、出力装置４０８、外部記憶装置４１２、媒体駆動装置４１４、ネットワーク接続装置４１８等がバス４１０を介して接続されている。
【０１３２】
ＣＰＵ４０２は、コンピュータ４００全体の動作を制御する演算処理装置である。メモリ４０４は、コンピュータ４００の動作を制御するプログラムを予め記憶したり、プログラムを実行する際に必要に応じて作業領域として使用したりするための記憶部である。メモリ４０４は、例えばＲａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）、Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）等である。入力装置４０６は、コンピュータの使用者により操作されると、その操作内容に対応付けられている使用者からの各種情報の入力を取得し、取得した入力情報をＣＰＵ４０２に送付する装置であり、例えばキーボード装置、マウス装置などである。出力装置４０８は、コンピュータ４００による処理結果を出力する装置であり、表示装置などが含まれる。例えば表示装置は、ＣＰＵ４０２により送付される表示データに応じてテキストや画像を表示する。
【０１３３】
外部記憶装置４１２は、例えば、ハードディスクなどの記憶装置であり、ＣＰＵ４０２により実行される各種制御プログラムや、取得したデータ等を記憶しておく装置である。媒体駆動装置４１４は、可搬記録媒体４１６に書き込みおよび読み出しを行うための装置である。ＣＰＵ４０２は、可搬記録媒体４１６に記録されている所定の制御プログラムを、媒体駆動装置４１４を介して読み出して実行することによって、各種の制御処理を行うようにすることもできる。可搬記録媒体４１６は、例えばＣｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ（ＣＤ）−ＲＯＭ、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ（ＵＳＢ）メモリ等である。ネットワーク接続装置４１８は、有線または無線により外部との間で行われる各種データの授受の管理を行うインタフェース装置である。バス４１０は、上記各装置等を互いに接続し、データのやり取りを行う通信経路である。
【０１３４】
上記第１から第４の実施の形態、および第２の実施の形態の変形例による移動量推定方法をコンピュータに実行させるプログラムは、例えば外部記憶装置４１２に記憶させる。ＣＰＵ４０２は、外部記憶装置４１２からプログラムを読み出し、メモリ４０４を利用してプログラムを実行することで、移動量推定の動作を行なう。このとき、まず、移動量推定の処理をＣＰＵ４０２に行わせるための制御プログラムを作成して外部記憶装置４１２に記憶させておく。そして、入力装置４０６から所定の指示をＣＰＵ４０２に与えて、この制御プログラムを外部記憶装置４１２から読み出させて実行させるようにする。また、このプログラムは、可搬記録媒体４１６に記憶するようにしてもよい。
【０１３５】
なお、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を採ることができる。例えば、上記の各式は一例であり、各式の意味するところを超えない範囲内で変形が可能である。判定に用いる条件についても、上記記載は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。また、第４の実施の形態によるエッジ除去部３０に代えて、エッジ除去部３を適用したり、第２の実施の形態による変形例を適用したり、といった変形は可能である。
【０１３６】
別の変形例として、移動体に設けられた少なくとも一つのカメラからの映像をネットワークを介してコンピュータ４００に入力し、出力された移動量を通信ネットワークを介して移動体に送信するようなシステムも考えられる。
【０１３７】
上記第１から第４の実施の形態、および第２の実施の形態の変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
移動体に搭載された撮像装置で撮像された第１の画像から生成された第１のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第１の除去対象エッジを除去して第１のエッジ除去画像を生成し、前記第１の画像と異なる時刻に撮像された第２の画像から生成された第２のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第２の除去対象エッジを除去して第２のエッジ除去画像を生成するエッジ除去部と、
前記第１のエッジ除去画像と前記第２のエッジ除去画像とに基づき推定された前記移動体の移動量を出力する出力部と、
を有することを特徴とする移動量推定装置。
（付記２）
前記第１の除去対象エッジ、および前記第２の除去対象エッジは、前記移動体の内側から外側へ向かう方向にみた明るさの変化方向が暗から明への変化方向を示すエッジであることを特徴とする付記１に記載の移動量推定装置。
（付記３）
前記エッジ除去部は、
前記第１のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向にみた明るさの変化方向に基づき除去すると判定される第１の除去候補エッジを抽出し、前記第２のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向にみた明るさの変化方向に基づき除去すると判定される第２の除去候補エッジを抽出する除去候補エッジ抽出部と、
前記第１のエッジ画像において前記第１の除去候補エッジ近傍のエッジが示す前記明るさの変化方向と前記明るさの変化の度合いとに基づき、前記第１の除去候補エッジと対にすると前記明るさの変化を相殺するエッジがあると判定される第１の対エッジを前記第１の除去候補エッジから除外し、前記第２のエッジ画像において前記第２の除去候補エッジ近傍のエッジが示す前記明るさの変化方向と前記明るさの変化の度合いとに基づき、前記第２の除去候補エッジと対にすると前記明るさの変化を相殺するエッジがあると判定される第２の対エッジを前記第２の除去候補エッジから除外する対エッジ除外部と、
前記第１の対エッジを除外した前記第１の除去候補エッジを前記第１のエッジ画像から除去して第１の対除外エッジ除去画像を生成し、前記第２の対エッジを除外した前記第２の除去候補エッジを前記第２のエッジ画像から除去して第２の対除外エッジ除去画像を生成する対除外除去部と、
をさらに有し、
前記出力部は、前記第１の対除外エッジ除去画像と前記第２の対除外エッジ除去画像とに基づき推定された前記移動体の移動量を出力する
ことを特徴とする付記１または付記２に記載の移動量推定装置。
（付記４）
前記対エッジ除外部は、前記第１のエッジ画像における前記第１の除去候補エッジに対応する第１の所定領域内で、前記変化方向を考慮した平均エッジ強度が所定値以下の場合に、前記第１の除去候補エッジを前記第１の対エッジとし、前記第２のエッジ画像における前記第２の除去対象エッジを含む第２の所定領域内で、前記変化方向を考慮した平均エッジ強度が所定値以下の場合に、前記第２の除去候補エッジを前記第２の対エッジとする
ことを特徴とする付記３に記載の移動量推定装置。
（付記５）
前記第１の所定領域は、前記第１の除去候補エッジのうちの一つを含み、前記第１の除去候補エッジのうちの一つのエッジ勾配に平行な辺を持つ矩形領域であり、前記第２の所定領域は、前記第２の除去候補エッジのうちの一つを含み、前記第２の除去候補エッジのうちの一つのエッジ勾配に平行な辺を持つ矩形領域である
ことを特徴とする付記４に記載の移動量推定装置。
（付記６）
前記第１の所定領域は、前記第１のエッジ画像を複数個に分割した領域であり、前記第２の所定領域は、前記第２のエッジ画像を複数個に分割した領域である
ことを特徴とする付記４に記載の移動量推定装置。
（付記７）
前記第１のエッジ画像上または前記第２のエッジ画像上の一点における前記変化方向は、前記一点における互いに直交する２方向のエッジ強度に基づくエッジ勾配を表すベクトルと、前記移動体の内側から外側へ向かう方向と、のなす角が所定角度範囲内の場合に、前記変化方向が暗から明への変化を示すと判定されることを特徴とする付記１から付記６のいずれかに記載の移動量推定装置。
（付記８）
コンピュータによって実行される移動量推定方法であって、
移動体に搭載された撮像装置で撮像された第１の画像から生成された第１のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第１の除去対象エッジを除去して第１のエッジ除去画像を生成するとともに、前記第１の画像と異なる時刻に撮像された第２の画像から生成された第２のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第２の除去対象エッジを除去して第２のエッジ除去画像を生成し、
前記第１のエッジ除去画像と、前記第２のエッジ除去画像とに基づき推定された前記移動体の移動量を出力する、
ことを特徴とする移動量推定方法。
（付記９）
前記第１の除去対象エッジ、および前記第２の除去対象エッジは、前記移動体の内側から外側へ向かう方向にみた明るさの変化方向が暗から明への変化方向を示すエッジであることを特徴とする付記８に記載の移動量推定方法。
（付記１０）
さらに、
前記第１のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向にみた明るさの変化方向に基づき除去すると判定される第１の除去候補エッジを抽出するとともに、前記第２のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向にみた明るさの変化方向に基づき除去すると判定される第２の除去候補エッジを抽出し、
前記第１のエッジ画像において前記第１の除去候補エッジ近傍のエッジが示す前記明るさの変化方向と前記明るさの変化の度合いとに基づき、前記第１の除去候補エッジと対にすると前記明るさの変化を相殺するエッジがあると判定される第１の対エッジを前記第１の除去候補エッジから除外するとともに、前記第２のエッジ画像において前記第２の除去候補エッジ近傍のエッジが示す前記明るさの変化方向と前記明るさの変化の度合いとに基づき、前記第２の除去候補エッジと対にすると前記明るさの変化を相殺するエッジがあると判定される第２の対エッジを前記第２の除去候補エッジから除外し、
前記第１の対エッジを除外した前記第１の除去候補エッジを前記第１のエッジ画像から除去して第１の対除外エッジ除去画像を生成するとともに、前記第２の対エッジを除外した前記第２の除去候補エッジを前記第２のエッジ画像から除去して第２の対除外エッジ除去画像を生成し、
前記第１の対除外エッジ除去画像と前記第２の対除外エッジ除去画像とに基づき推定された前記移動体の移動量を出力する
ことを特徴とする付記８または付記９に記載の移動量推定方法。
（付記１１）
さらに、前記第１のエッジ画像における前記第１の除去候補エッジに対応する第１の所定領域内で、前記変化方向を考慮した平均エッジ強度が所定値以下の場合に、前記第１の除去候補エッジを前記第１の対エッジとするとともに、前記第２のエッジ画像における前記第２の除去対象エッジを含む第２の所定領域内で、前記変化方向を考慮した平均エッジ強度が所定値以下の場合に、前記第２の除去候補エッジを前記第２の対エッジとする
ことを特徴とする付記１０に記載の移動量推定方法。
（付記１２）
前記第１の所定領域は、前記第１の除去候補エッジのうちの一つを含み、前記第１の除去候補エッジのうちの一つのエッジ勾配に平行な辺を持つ矩形領域であり、前記第２の所定領域は、前記第２の除去候補エッジのうちの一つを含み、前記第２の除去候補エッジのうちの一つのエッジ勾配に平行な辺を持つ矩形領域である
ことを特徴とする付記１１に記載の移動量推定方法。
（付記１３）
前記第１の所定領域は、前記第１のエッジ画像を複数個に分割した領域であり、前記第２の所定領域は、前記第２のエッジ画像を複数個に分割した領域である
ことを特徴とする付記１１に記載の移動量推定方法。
（付記１４）
前記第１のエッジ画像上または前記第２のエッジ画像上の一点における前記変化方向は、前記一点における互いに直交する２方向のエッジ強度に基づくエッジ勾配を表すベクトルと、前記移動体の内側から外側へ向かう方向と、のなす角が所定角度範囲内の場合に、前記変化方向が暗から明への変化を示すと判定されることを特徴とする付記８から付記１３のいずれかに記載の移動量推定方法。
（付記１５）
移動体に搭載された撮像装置で撮像された第１の画像から生成された第１のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第１の除去対象エッジを除去して第１のエッジ除去画像を生成するとともに、前記第１の画像と異なる時刻に撮像された第２の画像から生成された第２のエッジ画像において、前記移動体の内側から外側へ向かう方向におけるエッジ強度が示す明るさの変化に基づき、第２の除去対象エッジを除去して第２のエッジ除去画像を生成し、
前記第１のエッジ除去画像と、前記第２のエッジ除去画像とに基づき推定された前記移動体の移動量を出力する、
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【符号の説明】
【０１３８】
１      移動量推定装置
３      エッジ除去部
５      出力部
１０    移動体
１２    自影
１４    エッジ
１６、１９    白線
１７    除去対象エッジ
１８    エッジ
２０    エッジ画像
２２    放射状方向
２５    エッジ除去画像
３０    エッジ除去部
５０    移動量推定装置
５１    除去候補エッジ抽出部
５３    対エッジ除外部
５５    対除外除去部
５７    記憶部
８０    路面投影画像
８２    移動体
８４    自影
８６、１０４、１２４、１３２    暗明方向エッジ
８８    放射状方向
１００    路面投影画像
１０２、１２２、１３０    白線
１０６、１１４、１２６、１３４    明暗方向エッジ
１１０    他車両
１１２    影
１２０    路面投影画像
１４０、１４２、１４４    所定領域
１５０    除去対象エッジ画像
１５５    対除外エッジ除去画像
【図１】
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【図３】
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【図１０】
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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２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２】
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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１１】
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【図２０】
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【図２１】
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