(57)【要約】【課題】洗浄により生じた泡がレンズ１１に残留しないようにする。【解決手段】  自車両Ｖに搭載されたカメラ１０と、カメラ１０が備えるレンズ１１上に洗浄液を吐出する吐出タイミングが少なくとも規定された所定のレンズ洗浄工程に従い、レンズ１１を洗浄するレンズ洗浄装置１００の制御装置１１０は、カメラ１０が撮像した撮像画像に基づいて、レンズ１１に泡が付着した所定の泡付着状態であるか否かを判断するレンズ状態判断部３８を備え、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、レンズ洗浄工程における吐出タイミングの間隔を、所定の泡付着状態でないと判断された場合に適用される吐出タイミングの間隔よりも長く変更する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された撮像手段と、
前記撮像手段が備えるレンズ上に洗浄液を吐出する吐出タイミングが少なくとも規定された所定のレンズ洗浄工程に従い前記レンズを洗浄するレンズ洗浄手段と、
前記撮像手段が撮像した撮像画像に基づいて、前記レンズに泡が付着した所定の泡付着状態であるか否かを判断するレンズ状態判断手段と、
前記レンズ洗浄手段は、前記レンズが前記所定の泡付着状態であると判断された場合には、前記所定の泡付着状態でないと判断された場合に適用される吐出タイミングの間隔よりも前記レンズ洗浄工程における前記吐出タイミングの間隔を、長く変更することを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
前記レンズ洗浄手段は、前記レンズが前記所定の泡付着状態であると判断された場合には、前記レンズ洗浄工程における前記洗浄液の吐出量を増量することを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項３】
前記レンズの洗浄工程が行われる際の洗浄環境の温度を取得する温度取得手段を、さらに備え、
前記レンズ洗浄手段は、前記取得された温度に応じて前記吐出タイミングの間隔を決定し、
前記取得された第１温度における前記吐出タイミングの間隔は、前記第１温度よりも低い第２温度における前記吐出タイミングの間隔よりも長いことを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ装置。
【請求項４】
前記車両の速度を取得する車速取得手段を、さらに備え、
前記レンズ洗浄手段は、前記取得された車速に応じて前記吐出タイミングの間隔を決定し、
前記取得された第１車速における前記吐出タイミングの間隔は、前記第１車速よりも高い第２車速における前記吐出タイミングの間隔よりも長いことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のカメラ装置。
【請求項５】
レンズ洗浄手段は、前記レンズ洗浄工程に用いられる前記洗浄液を一時的に蓄える洗浄液タンクを備え、
前記レンズ洗浄手段は、前記洗浄液タンクに蓄えられた洗浄液を用いて、前記レンズを洗浄し、
前記レンズ洗浄手段は、前記洗浄液タンクに蓄える前記洗浄液の液量を決定し、
前記決定される前記洗浄液タンクに蓄える前記洗浄液の前記液量は、前記レンズ洗浄工程中において前記レンズ上に洗浄液を吐出する回数に、１回に吐出される前記洗浄液の量を乗じた吐出総量より大きいことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のカメラ装置。
【請求項６】
レンズを備えるカメラと、前記レンズ上に洗浄液を吐出する吐出タイミングが少なくとも規定された所定のレンズ洗浄工程に従って前記レンズを洗浄するレンズ洗浄装置と、を備えるカメラ装置が実行するレンズ洗浄方法であって、
前記カメラの撮像画像に基づいて、前記レンズが所定の泡付着状態であるか否かを判断するステップと、
前記レンズが前記所定の泡付着状態であると判断された場合には、前記レンズ洗浄工程における前記吐出タイミングの間隔を延長するステップと、を実行するレンズ洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ装置及びレンズ洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両ボディに設けられたカメラの前面のガラスに高圧空気と高圧水を吹き付けることにより、泥はねなどによって付着した汚れを除去する車載カメラが知られている（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２００１−１７１４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、洗浄液を用いてカメラのレンズを洗浄すると、泡が発生して、レンズに付着する。洗浄液の泡がレンズ上に残留すると、泡の影響により正確な撮像画像を得ることができないという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、レンズの洗浄時に生じた泡がレンズ上の残留しないようにレンズを洗浄することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、レンズが所定の泡付着状態であると判断された場合には、洗浄液を吐出する間隔を長くすることにより上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、レンズが所定の泡付着状態である場合には、洗浄により生じた泡がレンズに残留する可能性があると推測し、泡の上に泡が形成されないようにレンズを洗浄するので、泡の影響が排除された正確な撮像画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の立体物検出装置を適用した一実施の形態に係る車両の概略構成図である。
【図２】図１の車両の走行状態を示す平面図（差分波形情報による立体物検出）である。
【図３】図１のカメラ装置、レンズ洗浄装置、及び立体物検出装置のブロック図である。
【図４】図３の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３の立体物検出部による差分波形の生成の様子を示す概略図である。
【図６】図３の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３の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３の立体物検出部による重み付けを示す図である。
【図９】図３のスミア検出部による処理及びそれによる差分波形の算出処理を示す図である。
【図１０】図３の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１１】図３の視点変換部、位置合わせ部、スミア検出部及び立体物検出部により実行される差分波形情報を用いた立体物検出方法を示すフローチャート（その１）である。
【図１２】図３の視点変換部、位置合わせ部、スミア検出部及び立体物検出部により実行される差分波形情報を用いた立体物検出方法を示すフローチャート（その２）である。
【図１３】図１の車両の走行状態を示す図（エッジ情報による立体物検出）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１４】図３の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１５】図３の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１６】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（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１７】図３の視点変換部、輝度差算出部、エッジ線検出部及び立体物検出部により実行されるエッジ情報を用いた立体物検出方法を示すフローチャート（その１）である。
【図１８】図３の視点変換部、輝度差算出部、エッジ線検出部及び立体物検出部により実行されるエッジ情報を用いた立体物検出方法を示すフローチャート（その２）である。
【図１９】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２０Ａ】レンズを洗浄した直後のカメラのレンズの状態を説明するための図である。
【図２０Ｂ】レンズを洗浄した直後の撮像画像の一例を示す図である。
【図２１Ａ】レンズを洗浄した後、所定時間走行後のカメラのレンズの状態を説明するための図である。
【図２１Ｂ】レンズを洗浄した後、所定時間走行後に撮像された撮像画像の一例を示す図である。
【図２２Ａ】周縁領域ＥＢの設定の一例を示す図である。
【図２２Ｂ】検出領域Ａ１，Ａ２について、距離により定義された区分の一例を示す図である。
【図２３Ａ】車速と立体物検出の抑制の程度との関係の一例を示す図である。
【図２３Ｂ】明るさと立体物検出の抑制の程度との関係の一例を示す図である。
【図２４Ａ】本発明の本実施形態に係る立体物検出装置による立体物の検出処理の第１の制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図２４Ｂ】本発明の本実施形態に係る立体物検出装置による立体物の検出処理の第２の制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図２４Ｃ】本発明の本実施形態に係る立体物検出装置による立体物の検出処理の第３の制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図２５】車載カメラのレンズ洗浄装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】図２６（ａ），図２６（ｂ）は、車載カメラのレンズ洗浄装置の構成を示す斜視図である。
【図２７】車載カメラのレンズ洗浄装置の一部破断斜視図である。
【図２８】図２８（ａ），図２８（ｂ）は車載カメラのレンズ洗浄装置に設けられるノズル先端部を示す図である。
【図２９】車載カメラのレンズ洗浄装置に設けられるノズル先端部とカメラとの配置関係を示す説明図である。
【図３０】図３０（ａ），図３０（ｂ）は車載カメラのレンズ洗浄装置の、ノズルユニットの断面図である。
【図３１】レンズ洗浄装置の制御機構の概要を示す図である。
【図３２】レンズ洗浄工程を説明するためのタイムチャートである。
【図３３Ａ】温度と吐出タイミングの間隔との関係の一例を示す図である。
【図３３Ｂ】速度と吐出タイミングの間隔との関係の一例を示す図である。
【図３４】本発明の本実施形態に係るカメラ装置の洗浄工程の制御手順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】
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の立体物検出装置１を適用した一実施の形態に係る車両の概略構成図であり、本例の立体物検出装置１は、自車両Ｖの運転者が運転中に注意を払うべき他車両、例えば、自車両Ｖが車線変更する際に接触の可能性がある他車両を障害物として検出する装置である。特に、本例の立体物検出装置１は自車両が走行する車線の隣の隣接車線（以下、単に隣接車線ともいう）を走行する他車両を検出する。また、本例の立体物検出装置１は、検出した他車両の移動距離、移動速度を算出することができる。このため、以下説明する一例は、立体物検出装置１を自車両Ｖに搭載し、自車両周囲において検出される立体物のうち、自車両Ｖが走行する車線の隣の隣接車線を走行する他車両を検出する例を示すこととする。同図に示すように、本例の立体物検出装置１は、車両周囲の映像を結像させるレンズ１１を備えたカメラ１０と、車速センサ２０と、計算機３０と、レンズ１１を洗浄するレンズ洗浄装置１００とを備える。本実施形態のカメラ１０は、車両の周囲、具体的には車両の後方、右後方、左後方の映像を撮像する。なお、レンズ洗浄装置１００については、第２実施形態において説明する。
【００１０】
カメラ１０は、図１に示すように自車両Ｖ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となるように自車両Ｖに取り付けられている。カメラ１０は、この位置から自車両Ｖの周囲環境のうちの所定領域を撮像する。本実施形態において自車両Ｖの後方の立体物を検出するために設けられるカメラ１０は一つであるが、他の用途のため、例えば車両周囲の画像を取得するための他のカメラを設けることもできる。車速センサ２０は、自車両Ｖ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、車両後方の立体物を検出するとともに、本例ではその立体物について移動距離及び移動速度を算出する。
【００１１】
図２は、図１の自車両Ｖ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で車両後方を撮像する。このとき、カメラ１０の画角ａは、自車両Ｖが走行する車線に加えて、その左右の車線についても撮像可能な画角に設定されている。撮像可能な領域には、自車両Ｖの後方であり、自車両Ｖの走行車線の左右隣の隣接車線上の検出対象領域Ａ１，Ａ２を含む。なお、本実施形態における車両後方には、車両の真後ろだけではなく、車両の後ろ側の側方をも含む。撮像される車両後方の領域は、カメラ１０の画角に応じて設定される。一例ではあるが、車長方向に沿う車両の真後ろをゼロ度とした場合に、真後ろ方向から左右０度〜９０度、好ましくは０度〜７０度等の領域を含むように設定できる。
【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。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、照度センサ２１及びレンズ洗浄装置１００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、立体物判断部３４と、レンズ状態判断部３８と、制御部３９と、スミア検出部４０とを備える。本実施形態の計算機３０は、差分波形情報を利用した立体物の検出ブロックに関する構成である。本実施形態の計算機３０は、エッジ情報を利用した立体物の検出ブロックに関する構成とすることもできる。この場合は、図３に示す構成のうち、位置合わせ部３２と、立体物検出部３３から構成される検出ブロック構成Ａを、破線で囲んだ輝度差算出部３５と、エッジ線検出部３６と、立体物検出部３７から構成される検出ブロック構成Ｂと置き換えて構成することができる。もちろん、検出ブロック構成Ａ及び検出ブロック構成Ｂの両方を備え、差分波形情報を利用した立体物の検出を行うとともに、エッジ情報を利用した立体物の検出も行うことができるようにすることができる。検出ブロック構成Ａ及び検出ブロック構成Ｂを備える場合には、例えば明るさなどの環境要因に応じて検出ブロック構成Ａ又は検出ブロック構成Ｂのいずれかを動作させることができる。以下、各構成について説明する。
なお、本実施形態では、立体物検出装置１の計算機３０がレンズ状態判断部３８を備える構成としたが、レンズ洗浄装置１００の制御装置１１０がレンズ状態判断部３８を備える構成としてもよい。この場合、計算機３０は、レンズ状態判断部３８からレンズ状態の判断結果を取得する。
【００１４】
《差分波形情報による立体物の検出》
本実施形態の立体物検出装置１は、車両後方を撮像する単眼のカメラ１により得られた画像情報に基づいて車両後方の右側検出領域又は左側検出領域に存在する立体物を検出する。
【００１５】
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。なお、視点変換部３１による画像変換処理の結果は、後述するエッジ情報による立体物の検出においても利用される。
【００１６】
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画像データを順次入力し、入力した異なる時刻の鳥瞰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Ｖ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。
【００１７】
図４（ａ）に示すように、現時刻の自車両ＶがＶ１に位置し、一時刻前の自車両ＶがＶ２に位置していたとする。また、自車両Ｖの後側方向に他車両ＶＸが位置して自車両Ｖと並走状態にあり、現時刻の他車両ＶＸがＶ３に位置し、一時刻前の他車両ＶＸがＶ４に位置していたとする。さらに、自車両Ｖは、一時刻で距離ｄ移動したものとする。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。
【００１８】
このような状態において、現時刻における鳥瞰画像ＰＢｔは図４（ｂ）に示すようになる。この鳥瞰画像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、位置Ｖ３にある他車両ＶＸの位置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、位置Ｖ４にある他車両ＶＸ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。
【００１９】
位置合わせ部３２は、上記のような鳥瞰画像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Ｖ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。
【００２０】
また、位置合わせ後において位置合わせ部３２は、鳥瞰画像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、差分画像ＰＤｔの画素値は、鳥瞰画像ＰＢｔ，ＰＢｔ−１の画素値の差を絶対値化したものでもよいし、照度環境の変化に対応するために当該絶対値が所定の閾値ｐを超えたときに「１」とし、超えないときに「０」としてもよい。図４（ｂ）の右側の画像が、差分画像ＰＤｔである。この閾値ｐは、予め設定しておいてもよいし、後述する制御部３９のレンズ状態判断部３８の検出結果に応じた制御命令に従い変更してもよい。
【００２１】
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、本例の立体物検出部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。立体物の検出及び移動距離の算出にあたり、立体物検出部３３は、まず差分波形を生成する。立体物の時間あたりの移動距離は、立体物の移動速度の算出に用いられる。そして、立体物の移動速度は、立体物が車両であるか否かの判断に用いることができる。
【００２２】
差分波形の生成にあたって本実施形態の立体物検出部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Ｖの運転手が注意を払う他車両であり、特に、自車両Ｖが車線変更する際に接触の可能性がある自車両Ｖが走行する車線の隣の車線を走行する他車両を検出対象物として検出する。このため、画像情報に基づいて立体物を検出する本例では、カメラ１により得られた画像のうち、自車両Ｖの右側及び左側に二つの検出領域を設定する。具体的に、本実施形態では、図２に示すように自車両Ｖの後方の左側及び右側に矩形状の検出領域Ａ１，Ａ２を設定する。この検出領域Ａ１，Ａ２において検出された他車両は、自車両Ｖが走行する車線の隣の隣接車線を走行する障害物として検出される。なお、このような検出領域Ａ１，Ａ２は、自車両Ｖ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、移動距離検出装置は、例えば既存の白線認識技術等を利用するとよい。
【００２３】
また、立体物検出部３３は、設定した検出領域Ａ１，Ａ２の自車両Ｖ側における辺（走行方向に沿う辺）を接地線Ｌ１，Ｌ２（図２）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。この場合であっても、経験上、本実施形態に係る接地線と、本来の他車両ＶＸ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。
【００２４】
図５は、図３に示す立体物検出部３３による差分波形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、差分波形ＤＷｔ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、差分波形ＤＷｔを生成する。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差分波形ＤＷｔを生成する。
【００２５】
具体的に説明すると、立体物検出部３３は、差分画像ＤＷｔ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。ここで、所定の差分を示す差分画素ＤＰは、差分画像ＤＷｔの画素値が鳥瞰画像ＰＢｔ，ＰＢｔ−１の画素値の差を絶対値化したものである場合は、所定の閾値を超える画素であり、差分画像ＤＷｔの画素値が「０」「１」で表現されている場合は、「１」を示す画素である。
【００２６】
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。
【００２７】
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右図に示すように差分波形ＤＷｔを生成する。
【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、差分波形ＤＷｔに示すように、立体物が倒れ込む方向上の線Ｌａ，Ｌｂに対応する差分波形ＤＷｔの値はほぼ同じとなっている。
【００２９】
差分波形ＤＷｔの生成後、立体物検出部３３は一時刻前の差分波形ＤＷｔ−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、差分波形ＤＷｔ，ＤＷｔ−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に示すように差分波形ＤＷｔを複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ（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ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎを示す図である。小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ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ＤＷｔ１と小領域ＤＷｔ２とは重複し、小領域ＤＷｔ２と小領域ＤＷｔ３とは重複する。
【００３１】
次いで、立体物検出部３３は、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ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、一時刻前における差分波形ＤＷｔ−１と現時刻における差分波形ＤＷｔ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ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に、一時刻前における差分波形ＤＷｔ−１を横軸方向に移動させた際に、現時刻における差分波形ＤＷｔとの誤差が最小となる位置（横軸方向の位置）を判定し、差分波形ＤＷｔ−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ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ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ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎと一時刻前における差分波形ＤＷｔ−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。なおこの移動距離τ＊は、自車両Ｖに対する他車両ＶＸ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】
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ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に重み付けをし、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ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。
【００３４】
図８に示すように、小領域ＤＷｍ（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ＤＷｍ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ＤＷｍについて重みを小さくする。平坦な小領域ＤＷｍ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。
【００３５】
一方、小領域ＤＷｍ＋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ＤＷｍ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ＤＷｍについて重みを大きくする。起伏に富む小領域ＤＷｍ＋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。
【００３６】
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差分波形ＤＷｔを複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ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ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎに分割しなくてもよい。この場合に、立体物検出部３３は、差分波形ＤＷｔと差分波形ＤＷｔ−１との誤差が最小となるときの差分波形ＤＷｔ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、一時刻前における差分波形ＤＷｔ−１と現時刻における差分波形ＤＷｔ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。
【００３７】
図３に戻り、計算機３０はスミア検出部４０を備える。スミア検出部４０は、カメラ１０による撮像によって得られた撮像画像のデータからスミアの発生領域を検出する。なお、スミアはＣＣＤイメージセンサ等に生じる白飛び現象であることから、こうしたスミアが生じないＣＭＯＳイメージセンサ等を用いたカメラ１０を採用する場合にはスミア検出部４０を省略してもよい。
【００３８】
図９は、スミア検出部４０による処理及びそれによる差分波形ＤＷｔの算出処理を説明するための画像図である。まずスミア検出部４０にスミアＳが存在する撮像画像Ｐのデータが入力されたとする。このとき、スミア検出部４０は、撮像画像ＰからスミアＳを検出する。スミアＳの検出方法は様々であるが、例えば一般的なＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラの場合、光源から画像下方向にだけスミアＳが発生する。このため、本実施形態では画像下側から画像上方に向かって所定値以上の輝度値を持ち、且つ、縦方向に連続した領域を検索し、これをスミアＳの発生領域と特定する。
【００３９】
また、スミア検出部４０は、スミアＳの発生箇所について画素値を「１」とし、それ以外の箇所を「０」とするスミア画像ＳＰのデータを生成する。生成後、スミア検出部４０はスミア画像ＳＰのデータを視点変換部３１に送信する。また、スミア画像ＳＰのデータを入力した視点変換部３１は、このデータを鳥瞰視される状態に視点変換する。これにより、視点変換部３１はスミア鳥瞰画像ＳＢｔのデータを生成する。生成後、視点変換部３１はスミア鳥瞰画像ＳＢｔのデータを位置合わせ部３３に送信する。また、視点変換部３１は一時刻前のスミア鳥瞰画像ＳＢｔ−１のデータを位置合わせ部３３に送信する。
【００４０】
位置合わせ部３２は、スミア鳥瞰画像ＳＢｔ，ＳＢｔ−１の位置合わせをデータ上で実行する。具体的な位置合わせについては、鳥瞰画像ＰＢｔ，ＰＢｔ−１の位置合わせをデータ上で実行する場合と同様である。また、位置合わせ後、位置合わせ部３２は、各スミア鳥瞰画像ＳＢｔ，ＳＢｔ−１のスミアＳの発生領域について論理和をとる。これにより、位置合わせ部３２は、マスク画像ＭＰのデータを生成する。生成後、位置合わせ部３２は、マスク画像ＭＰのデータを立体物検出部３３に送信する。
【００４１】
立体物検出部３３は、マスク画像ＭＰのうちスミアＳの発生領域に該当する箇所について、度数分布のカウント数をゼロとする。すなわち、図９に示すような差分波形ＤＷｔが生成されていた場合に、立体物検出部３３は、スミアＳによるカウント数ＳＣをゼロとし、補正された差分波形ＤＷｔ’を生成することとなる。
【００４２】
なお、本実施形態において立体物検出部３３は、車両Ｖ（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。
【００４３】
図１０は、立体物検出部３３により得られるヒストグラムの他例を示す図である。カメラ１０の画角内に他車両ＶＸ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。
【００４４】
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の画角内に他車両ＶＸが複数台存在すると想定される。しかし、検出領域Ａ１，Ａ２内に複数の他車両ＶＸ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。
【００４５】
次に差分波形情報による立体物検出手順を説明する。図１１及び図１２は、本実施形態の立体物検出手順を示すフローチャートである。図１１に示すように、まず、計算機３０はカメラ１０による撮像画像Ｐのデータを入力し、スミア検出部４０によりスミア画像ＳＰを生成する（Ｓ１）。次いで、視点変換部３１は、カメラ１０からの撮像画像Ｐのデータから鳥瞰画像ＰＢｔのデータを生成すると共に、スミア画像ＳＰのデータからスミア鳥瞰画像ＳＢｔのデータを生成する（Ｓ２）。
【００４６】
そして、位置合わせ部３３は、鳥瞰画像ＰＢｔのデータと、一時刻前の鳥瞰画像ＰＢｔ−１のデータとを位置合わせすると共に、スミア鳥瞰画像ＳＢｔのデータと、一時刻前のスミア鳥瞰画像ＳＢｔ−１のデータとを位置合わせする（Ｓ３）。この位置合わせ後、位置合わせ部３３は、差分画像ＰＤｔのデータを生成すると共に、マスク画像ＭＰのデータを生成する（Ｓ４）。その後、立体物検出部３３は、差分画像ＰＤｔのデータと、一時刻前の差分画像ＰＤｔ−１のデータとから、差分波形ＤＷｔを生成する（Ｓ５）。差分波形ＤＷｔを生成後、立体物検出部３３は、差分波形ＤＷｔのうち、スミアＳの発生領域に該当するカウント数をゼロとし、スミアＳによる影響を抑制する（Ｓ６）。
【００４７】
その後、立体物検出部３３は、差分波形ＤＷｔのピークが第１閾値α以上であるか否かを判断する（Ｓ７）。この第１閾値αは、予め設定しておき、図３に示す制御部３９の制御命令に従い変更することもできるが、その詳細については後述する。ここで、差分波形ＤＷｔのピークが第１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、差分波形ＤＷｔのピークが第１閾値α以上でないと判断した場合には（Ｓ７：ＮＯ）、立体物検出部３３は、立体物が存在せず、障害物としての他車両が存在しないと判断する（図１２：Ｓ１６）。そして、図１１及び図１２に示す処理を終了する。
【００４８】
一方、差分波形ＤＷｔのピークが第１閾値α以上であると判断した場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、立体物検出部３３は、立体物が存在すると判断し、差分波形ＤＷｔを複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎに分割する（Ｓ８）。次いで、立体物検出部３３は、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に重み付けを行う（Ｓ９）。その後、立体物検出部３３は、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎のオフセット量を算出し（Ｓ１０）、重みを加味してヒストグラムを生成する（Ｓ１１）。
【００４９】
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Ｖに対する立体物の移動距離である相対移動距離を算出する（Ｓ１２）。次に、立体物検出部３３は、相対移動距離から立体物の絶対移動速度を算出する（Ｓ１３）。このとき、立体物検出部３３は、相対移動距離を時間微分して相対移動速度を算出すると共に、車速センサ２０で検出された自車速を加算して、絶対移動速度を算出する。
【００５０】
その後、立体物検出部３３は、立体物の絶対移動速度が１０ｋｍ／ｈ以上、且つ、立体物の自車両Ｖ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（Ｓ１４）。双方を満たす場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、立体物検出部３３は、立体物が他車両ＶＸであると判断する（Ｓ１５）。そして、図１１及び図１２に示す処理を終了する。一方、いずれか一方でも満たさない場合には（Ｓ１４：ＮＯ）、立体物検出部３３は、他車両が存在しないと判断する（Ｓ１６）。そして、図１１及び図１２に示す処理を終了する。
【００５１】
本実施形態では自車両Ｖの後側方を検出領域Ａ１，Ａ２とし、自車両Ｖが走行中に注意を払うべきである自車両の走行車線の隣を走行する隣接車線を走行する他車両ＶＸを検出すること、特に、自車両Ｖが車線変更した場合に接触する可能性がある否かに重点を置いている。自車両Ｖが車線変更した場合に、自車両の走行車線の隣の隣接車線を走行する他車両ＶＸと接触する可能性がある否かを判断するためである。このため、ステップＳ１４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、立体物の速度が１０ｋｍ／ｈ未満である場合、たとえ他車両ＶＸが存在したとしても、車線変更する際には自車両Ｖ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、立体物の自車両Ｖに対する相対移動速度が＋６０ｋｍ／ｈを超える場合（すなわち、立体物が自車両Ｖ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Ｖの前方に移動しているため問題となることが少ない。このため、ステップＳ１４では車線変更の際に問題となる他車両ＶＸを判断しているともいえる。
【００５２】
また、ステップＳ１４において立体物の絶対移動速度が１０ｋｍ／ｈ以上、且つ、立体物の自車両Ｖ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、静止物を他車両ＶＸ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、ノイズによっては立体物の自車両Ｖ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。
【００５３】
ステップＳ１４において他車両ＶＸを判断するための相対移動速度の閾値は任意に設定することができる。たとえば、−２０ｋｍ／ｈ以上、１００ｋｍ／ｈ以下を相対移動速度の閾値として設定することができる。ここで負の下限値は、検出物が自車両ＶＸの後方に移動する、つまり、検出物が後方に流れていく状態であるときの移動速度の下限値である。この閾値は、適宜に予め設定することができるが、後述する制御部３９の制御命令に従い変更することができる。
【００５４】
さらに、ステップＳ１４の処理に代えて、絶対移動速度がマイナスでないことや、０ｋｍ／ｈでないことを判断してもよい。また、本実施形態では自車両Ｖが車線変更した場合に接触する可能性がある否かに重点を置いているため、ステップＳ１５において他車両ＶＸが検出された場合に、自車両の運転者に警告音を発したり、所定の表示装置により警告相当の表示を行ったりしてもよい。
【００５５】
また、ステップＳ１５において、立体物検出部３３により検出された立体物が所定時間Ｔ以上に渡って継続して検出されるか否かを判断する。そして、その立体物が所定時間Ｔ以上に渡って継続して検出される場合には、ステップＳ１６に進み、その立体物を右側検出領域Ａ１又は左側検出領域Ａ２に存在する他車両であると判断する。他方、そうでない場合には、ステップＳ１７に進み、他車両は存在しないと判断する。
【００５６】
このように、本例の差分波形情報による立体物の検出手順によれば、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波形ＤＷｔ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とは、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差分波形ＤＷｔ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差分波形ＤＷｔを生成することとなる。そして、高さ方向の情報を含む差分波形ＤＷｔの時間変化から立体物の移動距離を算出する。このため、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は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。
【００５７】
また、差分波形ＤＷｔのうちスミアＳの発生領域に該当する箇所について、度数分布のカウント数をゼロとする。これにより、差分波形ＤＷｔのうちスミアＳによって生じる波形部位を除去することとなり、スミアＳを立体物と誤認してしまう事態を防止することができる。
【００５８】
また、異なる時刻に生成された差分波形ＤＷｔの誤差が最小となるときの差分波形ＤＷｔのオフセット量から立体物の移動距離を算出する。このため、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。
【００５９】
また、異なる時刻に生成された差分波形ＤＷｔを複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎに分割する。このように複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎに分割することによって、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となる。また、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎にそれぞれの波形の誤差が最小となるときのオフセット量を求め、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ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ことにより、立体物の移動距離を算出する。このため、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となり、複数のオフセット量から移動距離を求めることとなり、移動距離の算出精度を向上させることができる。
【００６０】
また、複数の小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に重み付けをし、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ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する。このため、特徴的な領域については重みを大きくし、特徴的でない領域については重みを小さくすることにより、一層適切に移動距離を算出することができる。従って、移動距離の算出精度を一層向上させることができる。
【００６１】
また、差分波形ＤＷｔの各小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎについて、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いほど、重みを大きくする。このため、最大値と最小値との差が大きい特徴的な起伏の領域ほど重みが大きくなり、起伏が小さい平坦な領域については重みが小さくなる。ここで、平坦な領域よりも起伏の大きい領域の方が形状的にオフセット量を正確に求めやすいため、最大値と最小値との差が大きい領域ほど重みを大きくすることにより、移動距離の算出精度を一層向上させることができる。
【００６２】
また、小領域ＤＷｔ１〜ＤＷｔｎ毎に求めたオフセット量をカウントして得られた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。このため、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できる。
【００６３】
また、静止物についてのオフセット量を求め、このオフセット量を無視するため、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。また、静止物に該当するオフセット量を無視したうえで、極大値が複数ある場合、立体物の移動距離の算出を中止する。このため、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。
【００６４】
上記実施形態において、自車両Ｖの車速を車速センサ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ようにしてもよい。この場合、車速センサが不要となり、構成の簡素化を図ることができる。
【００６５】
また、上記実施形態において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）に沿って評価して差分波形ＤＷｔ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差分波形ＤＷｔを生成してもよい。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。
【００６６】
《エッジ情報による立体物の検出》
次に、図３に示す立体物の検出ブロックＡに代えて動作させることが可能である、立体物の検出ブロックＢについて説明する。立体物の検出ブロックＢは、輝度差算出部３５、エッジ線検出部３６及び立体物検出部３７で構成されるエッジ情報を利用して立体物を検出する。図１３は、図３のカメラ１０の撮像範囲等を示す図であり、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は、自車両Ｖから後側方における実空間上の斜視図を示す。図１３（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Ｖ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Ｖ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。
【００６７】
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。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。
【００６８】
ここで、距離ｄ１は、自車両Ｖから接地線Ｌ１，Ｌ２までの距離である。接地線Ｌ１，Ｌ２は、自車両Ｖ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Ｖの後側方において自車両Ｖの車線に隣接する左右の車線を走行する他車両ＶＸ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Ｖから白線Ｗまでの距離ｄ１１及び白線Ｗから他車両ＶＸが走行すると予測される位置までの距離ｄ１２から、他車両ＶＸ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。
【００６９】
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３０は、白線認識等の技術により自車両Ｖ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、他車両ＶＸが走行する位置（白線Ｗからの距離ｄ１２）及び自車両Ｖ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。
【００７０】
距離ｄ２は、自車両Ｖ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、検出対象が他車両ＶＸ等であるため、距離ｄ３は、他車両ＶＸを含む長さに設定される。
【００７１】
距離ｄ４は、図１３（ｂ）に示すように、実空間において他車両ＶＸ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１３（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車線隣りの車線）を含まない長さとすることもできる。自車両Ｖの車線から２車線隣の車線を含んでしまうと、自車両Ｖが走行している車線である自車線の左右の隣接車線に他車両ＶＸが存在するのか、２車線隣りの車線に他車両ＶＸ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。
【００７２】
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１３（ｂ）に示すように、自車両Ｖから後側方における実空間上では真四角（長方形）となる。
【００７３】
図３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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
輝度差算出部３５は、図１４（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。
【００７７】
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１４（ｂ）に示す関係となる。図１４（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。
【００７８】
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。このため、図３に示したエッジ線検出部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。
【００７９】
この点をより詳細に説明する。図１５は、輝度差算出部３５の詳細動作を示す図であり、図１５（ａ）は鳥瞰視された状態の鳥瞰視画像を示し、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示した鳥瞰視画像の一部Ｂ１を拡大した図である。図１５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。
【００８０】
カメラ１０が撮像した撮像画像内に他車両ＶＸが映っていた場合に、図１５（ａ）に示すように、鳥瞰視画像内の検出領域Ａ１に他車両ＶＸが現れる。図１５（ｂ）に図１５（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、他車両ＶＸ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１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、例えば他車両ＶＸのタイヤのゴムから１０ｃｍ相当だけ離れた他車両ＶＸのタイヤのホイール上に設定される。
【００８１】
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１５（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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
図３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１５（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。
【００８５】
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
【００８６】
上記数式１において、ｔは閾値を示し、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。この閾値ｔは、予め設定しておき、図３に示す制御部３９が発する制御命令に従い変更することもできるが、その詳細については後述する。
【００８７】
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
【００８８】
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。
【００８９】
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。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。閾値θは予め設定しておいてもよいし、後述する制御部３９のレンズ状態判断部３８の判断結果に応じた制御命令に従い変更してもよい。
【００９０】
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
【００９１】
図３に戻り、立体物検出部３７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１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３７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。さらに、立体物検出部３７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３７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よりも大きいか否かを判定する。エッジ線上の鳥瞰視画像の輝度変化が閾値よりも大きい場合には、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よりも大きくない場合には、当該エッジ線が正しいものと判定する。なお、この閾値は、実験等により予め設定された値である。
【００９２】
図１６は、エッジ線の輝度分布を示す図であり、図１６（ａ）は検出領域Ａ１に立体物としての他車両ＶＸが存在した場合のエッジ線及び輝度分布を示し、図１６（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。
【００９３】
図１６（ａ）に示すように、鳥瞰視画像において他車両ＶＸ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、他車両ＶＸ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１６（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。
【００９４】
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３７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。立体物検出部３７は、エッジ線に沿った輝度変化が所定の閾値よりも大きい場合には、当該エッジ線が誤判定により検出されたものであると判定する。そして、当該エッジ線は、立体物の検出には使用しない。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。
【００９５】
具体的には、立体物検出部３７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）｜
【００９６】
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
【００９７】
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３７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て、エッジ線が正しいものかを判定する。
【００９８】
次に、本実施形態に係るエッジ情報を利用した立体物検出方法について説明する。図１７及び図１８は、本実施形態に係る立体物検出方法の詳細を示すフローチャートである。なお、図１７及び図１８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。
【００９９】
図１７に示すように、先ずステップＳ２１において、カメラ１０は、画角ａ及び取付位置によって特定された所定領域を撮像する。次に視点変換部３１は、ステップＳ２２において、ステップＳ２１にてカメラ１０により撮像された撮像画像データを入力し、視点変換を行って鳥瞰視画像データを生成する。
【０１００】
次に輝度差算出部３５は、ステップＳ２３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。次に輝度差算出部３５は、ステップＳ２４において、検出領域Ａ１上に参照線Ｌｒ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分に該当し、且つ、注目線Ｌａと実空間上において所定距離だけ離れた線を参照線Ｌｒとして設定する。
【０１０１】
次に輝度差算出部３５は、ステップＳ２５において、注目線Ｌａ上に複数の注目点Ｐａを設定する。この際に、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。また、輝度差算出部３５は、ステップＳ２６において、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。
【０１０２】
次に輝度差算出部３５は、ステップＳ２７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。次にエッジ線検出部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。次にエッジ線検出部３６は、ステップＳ２８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。次にエッジ線検出部３６は、ステップＳ２９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。正規化した値が閾値θよりも大きいと判断した場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、エッジ線検出部３６は、ステップＳ３０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Ｓ３１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（Ｓ２９：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Ｓ３１に移行する。この閾値θは予め設定しておくことができるが、制御部３９に制御命令に応じて変更することもできる。
【０１０３】
ステップＳ３１において、計算機３０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Ｓ２３〜ステップＳ３０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（Ｓ３１：ＮＯ）、ステップＳ２３に処理を戻して、新たに注目線Ｌａを設定して、ステップＳ３１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（Ｓ３１：ＹＥＳ）、処理は図１８のステップＳ３２に移行する。
【０１０４】
図１８のステップＳ３２において、立体物検出部３７は、図１７のステップＳ３０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３７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３７は、ステップＳ３３において、エッジ線のうち、輝度変化が所定の閾値よりも大きい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。
【０１０５】
次に立体物検出部３７は、ステップＳ３４において、エッジ線の量が第２閾値β以上であるか否かを判断する。なお、この第２閾値βは、予め実験等によって求めておいて設定しておき、図３に示す制御部３９が発する制御命令に従い変更することもできるが、その詳細については後述する。例えば、検出対象の立体物として四輪車を設定した場合、当該第２閾値βは、予め実験等によって検出領域Ａ１内において出現した四輪車のエッジ線の数に基づいて設定される。エッジ線の量が第２閾値β以上であると判定した場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、立体物検出部３３により検出された立体物が所定時間Ｔ以上に渡って継続して検出される場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、立体物検出部３７は、ステップＳ３６において、検出領域Ａ１内に立体物が存在すると検出する（Ｓ３６）。一方、エッジ線の量が第２閾値β以上ではないと判定した場合（Ｓ３４：ＮＯ）、立体物検出部３３により検出された立体物が所定時間Ｔ以上に渡って継続して検出されなかった場合（Ｓ３５：ＮＯ）、立体物検出部３７は、検出領域Ａ１内に立体物が存在しないと判断する（Ｓ３７）。この第２閾値βは予め設定しておくことができるが、制御部３９に制御命令に応じて変更することもできる。なお、検出された全ての立体物は、自車両Ｖが走行する車線の隣の隣接車線を走行する他車両ＶＸであると判断してもよいし、他車両ＶＸの特徴として、検出した立体物の自車両Ｖに対する相対速度を考慮して隣接車線を走行する他車両ＶＸであるか否かを判断してもよい。
【０１０６】
以上のように、本実施形態のエッジ情報を利用した立体物の検出方法によれば、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の鉛直仮想線を設定する。そして、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つの画素の輝度差を算出し、当該輝度差の連続性に基づいて立体物の有無を判定することができる。
【０１０７】
具体的には、鳥瞰視画像における検出領域Ａ１，Ａ２に対して、実空間において鉛直方向に伸びる線分に該当する注目線Ｌａと、注目線Ｌａとは異なる参照線Ｌｒとを設定する。そして、注目線Ｌａ上の注目点Ｐａと参照線Ｌｒ上の参照点Ｐｒとの輝度差を注目線Ｌａ及び参照線Ｌａに沿って連続的に求める。このように、点同士の輝度差を連続的に求めることにより、注目線Ｌａと参照線Ｌｒとの輝度差を求める。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。これによって、連続的な輝度差に基づいて立体物を検出することができる。特に、実空間において鉛直方向に伸びる鉛直仮想線同士と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い。したがって、本例の方法によれば、立体物の検出精度を向上させることができる。
【０１０８】
また、本例では、鉛直仮想線付近の略同じ高さの２つの点の輝度差を求める。具体的には、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ので、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。
【０１０９】
更に、本例では、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１９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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
さらに、本例では、エッジ線検出部３６により検出されたエッジ線の輝度変化が所定の閾値よりも大きい場合には、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。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。例えば、上述したように他車両ＶＸ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。したがって、本例のようにエッジ線に沿った鳥瞰視画像の輝度変化を判定することによって、誤判定により検出されたエッジ線を認識することができ、立体物の検出精度を高めることができる。
【０１１２】
次に、レンズ状態判断部３８について説明する。本実施形態のレンズ状態判断部３８は、カメラ１０の撮像画像に基づいて、レンズ１１に泡が付着した所定の泡付着状態であるかを判断する。本実施形態では、後述するレンズ洗浄装置１００を用いてレンズ１１を洗浄する。レンズ１１の洗浄時には、泡が発生し、レンズ１１に付着する。この洗浄に用いられる洗浄液は、水又は洗剤を含む水である。洗剤は、界面活性剤、キレート剤、酵素などの洗浄成分を含む。洗剤、特に界面活性剤を含む洗剤を用いると、洗浄時に泡が発生する。また、水を用いて洗浄した場合であっても、レンズ１１表面に残留した洗剤や有機物により泡が生じる場合がある。
【０１１３】
ここで、レンズ１１に泡が付着し、レンズ１１が所定の泡付着状態であるか否かを判断するための、代表的な３つの手法を説明する。
第１の手法は、泡の像に対応するエッジの態様に基づいて、レンズ１１が所定の泡付着状態であるか否かを判断する手法である。まず、本実施形態のレンズ状態判断部３８は、カメラ１０の撮像画像から所定の曲率値域のエッジを検出する。泡の存在に起因して検出されるエッジは、円弧に近似した曲率を示す傾向がある。このため、検出対象となる曲率値域は、円の曲率を基準に定義する。本実施形態のレンズ状態判断部３８は、撮像画像から所定の曲率値域のエッジが検出された場合に、レンズ１１に泡が付着している状態であると判断する。次に、本実施形態のレンズ状態判断部３８は、所定の曲率値域のエッジが、１フレームの撮像画像内に所定数以上検出された場合に、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断する。レンズ１１に付着した泡の数が少なければ、立体物や他車両の誤検出を誘引する可能性は低く、他方、撮像画像から所定の曲率値域のエッジが所定数以上検出され、レンズ１１に多くの泡が付着している泡付着状態である場合には、立体物や他車両の誤検出を誘引する可能性が高いからである。
【０１１４】
第２の手法は、自車両のバンパーなどの像に対応するエッジの変化に基づいて、レンズ１１が所定の泡付着状態であるか否かを判断する手法である。まず、本実施形態のレンズ状態判断部３８は、設置位置、撮像特性が特定されたカメラ１０により撮像された基準画像のエッジを記憶する。基準画像は、カメラ１０の撮像画像に常に映り込む、自車両のバンパー、自車両のナンバープレート、又は自車両のカメラ１０のカバーなどの固定物のエッジに対応する画像である。カメラ１０のレンズ１１に泡が付着している場合には、記憶している基準画像のエッジに変化が生じる。例えば、レンズ１１に泡が付着していると、その泡が固定物のエッジに対応する画像を乱すので、バンパーなどの固定物のエッジがはっきり見えなくなる。具体的には、基準画像から得られるエッジの長さ（平均値などの代表値）が短くなる、連続するエッジとして統合されたエッジの本数が少なくなるといった現象がみられる。本実施形態のレンズ状態判断部３８は、記憶している基準画像のエッジに比べて所定量以上の変化があった場合は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断する。本来であれば固定物については基準画像と同じエッジが検出されるところ、レンズ１１の泡の像が撮像画像に影響を与え、基準画像とは異なるエッジが検出されているからである。レンズ１１に付着した泡の数が少なく、基準画像のエッジの変化が小さければ、立体物や他車両の誤検出を誘引する可能性は低く、他方、レンズ１１に多くの泡が付着し、基準画像のエッジの変化が大きければ、立体物や他車両の誤検出を誘引する可能性が高いからである。
【０１１５】
第３の手法は、撮像画像の明るさの変化に基づいて、レンズ１１が所定の泡付着状態であるか否かを判断する手法である。まず、本実施形態のレンズ状態判断部３８は、設置位置、撮像特性が特定されたカメラ１０の撮像画像の明るさを記憶する。本実施形態では、撮像画像の明るさとして、撮像画像全体の明るさの平均値を記憶する。この撮像画像の明るさは、車両外部の明るさに対応づけて記憶してもよい。地域や時刻に応じて車両外部の明るさには差があり、撮像画像の明るさに影響を与えるからである。カメラ１０のレンズ１１に泡が付着している場合には、記憶している撮像画像の明るさに変化が生じる。レンズ１１に泡が付着している場合には泡が光を拡散するため、撮像画像の明るさは明るくなる。車載されるカメラ１０には一般に外界の明るさの影響を抑制するために保護用のケースに遮光板が設けられており、遮光板により覆われる部分に対応する部分の明るさは低く抑制され、撮像画像全体の明るさの平均値を低下させる。しかし、レンズ１１に泡が付着していると、遮光板に覆われる部分にも反射した光が入射し、撮像画像全体の明るさの平均値を高くする傾向がみられる。発明者らの実験によれば、レンズ１１に水が付着していても、遮光板に覆われる部分にまで光を反射させることはなく、撮像画像全体の明るさの変化は小さい。レンズ１１に付着した異物が泡である場合に、撮像画像の明るさが有意に変化する。本実施形態ではこの特性を利用し、撮像画像全体の明るさが明るく変化した場合には、レンズ１１に泡が付着したと判断する。そして、本実施形態のレンズ状態判断部３８は、記憶している撮像画像の明るさが所定値以上明るくなった場合は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断する。撮像画像の明るさの変化が小さく、レンズ１１に付着した泡が少量であれば、立体物や他車両の誤検出を誘引する可能性は低く、他方、撮像画像の明るさの変化が所定値以上であり、レンズ１１に多量の泡が付着している場合には立体物や他車両の誤検出を誘引する可能性が高いと判断する。
【０１１６】
本実施形態のレンズ状態判断部３８は、以上説明した手法により、レンズ１１が所定の泡付着状態であるか否かを判断し、その判断結果を立体物検出部３３、３７、立体物判断部３４、又は制御部３９へ送出する。
【０１１７】
ここで、洗浄後のレンズ１１の状態及び洗浄後の撮像画像について説明する。
図２０Ａは、レンズ１１を洗浄した直後のレンズ１１の状態を説明するための図であり、図２０Ｂは、レンズ１１を洗浄した直後の撮像画像Ｋ１の一例を示す図である。また、図２１Ａはレンズを洗浄した後、所定時間走行後のカメラのレンズの状態を説明するための図であり、図２１Ｂはレンズを洗浄した後、所定時間走行後に撮像された撮像画像Ｋ２の一例を示す図である。なお、本実施形態のレンズ１１は、撮像対象物と撮像素子との間に介在する透光性のある部材であって、光の屈折により光路を制御する機能を有するものに加えて、保護用のカバーなどをも含む。
【０１１８】
図２０Ａ、図２１Ａに示すように、レンズ１１を介して得られる画像情報Ｋ１、Ｋ２は、自車両Ｖが走行する道路の路面ＲＤの像と、この路面ＲＤの上に広がる後方の空ＳＫの像とを含む。図２０Ａ、図２１Ａの下側の映像はライセンスプレートＬＰ、バンパーＢＰの像であり、上側の薄墨の部分はカメラ１０のケースＣに対応する像である。また、レンズ１１に泡が付着すると、レンズ１１を介して撮像される画像情報に影響を与える。特に、ライセンスプレートＬＰの像のエッジや、ケースＣの像のエッジに影響を与える。さらに、レンズ１１に泡が付着すると、泡が光を反射させ、ケースＣに覆われる部分にも光を送り込み、レンズ１１を介して撮像される画像情報の明るさが変化する。
【０１１９】
図２０Ａに示すように、レンズ１１の洗浄直後には、洗浄により発生した泡が、レンズ１１の表面全体に離散的に付着する。レンズ１１に泡が付着すると、レンズ１１を介して撮像される画像情報には泡の像が映り込む。図２０Ｂは、レンズ１１の洗浄直後に撮像された撮像画像Ｋ１おける、洗浄により発生した泡の分布を示す。泡ＢＵは、撮像画像Ｋ１の全体に離散的に分布する。
【０１２０】
発明者らの実験によれば、レンズ１１の洗浄後に車両が走行すると、レンズ１１上の泡は、撮像画像の中央部０からレンズ１１の周縁方向に向かって移動する傾向が見られる。レンズ１１の洗浄後に、自車両が走行すると、図２１Ａに示すように、レンズ１１上の泡は、レンズ１１のケースＣとの境界やレンズ１１の縁に集まることが確認された。図２１Ｂは、レンズ１１の洗浄後、車両が走行した後に撮像された撮像画像Ｋ２おける、洗浄により発生した泡の分布を示す。さらに時間が経過すると、泡は吹き飛ばされたり、割れたりしてレンズ１１上から消失する。
【０１２１】
レンズ１１上の泡ＢＵは、所定の領域に集合する。泡ＢＵが集合する領域は、撮像画像Ｋ２の中央部０から所定距離以上離隔した所定の領域である。本実施形態では、識別のために、この領域を「周縁領域」と称する。中央部０から離隔する所定距離は、中央部０から方向ごとに定義できる。例えば、中央部０から＋ｘ方向に所定距離ｘ１だけ離隔した位置に所定の領域、つまり「周縁領域」を定義してもよいし、中央部０から−ｙ方向に所定距離ｘ２だけ離隔した位置に領域、つまり「周縁領域」を定義してもよい。距離ｘ１とｘ２は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。同様に、中央部０から＋ｙ方向に所定距離ｙ１だけ離隔した位置に周縁領域を定義してもよいし、中央部０から−ｙ方向に所定距離ｙ２だけ離隔した位置に周縁領域を定義してもよい。距離ｙ１とｙ２は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。特に限定されないが、本実施形態では、図２１Ｂに示す、列ｋ１〜ｋ３及び行ｍ１〜ｍ６に対応する領域（薄墨で示すＥＢ１領域）を周縁領域として定義する。本実施形態では、図２１Ｂに示す、列ｋ１３〜ｋ１５及び行ｍ１〜ｍ６に対応する領域を周縁領域（薄墨で示すＥＢ２領域）として定義する。本実施形態では、行ｍ１〜ｍ２及び列ｋ１〜ｋ１５に対応する領域（薄墨で示すＥＢ３領域）を周縁領域として定義する。本実施形態では、行ｍ５〜ｍ６及び列ｋ１〜ｋ１５に対応する領域を周縁領域として定義する。なお、周縁領域を定義する距離はｘ方向、ｙ方向に限定されず、中央部０の周囲３６０度のいずれの方向においても定義できる。中央部０を基準に定義された円弧や楕円弧の外側（レンズ１１の縁側）を周縁領域として定義してもよい。
【０１２２】
発明者らの実験によると、特に、撮像画像Ｋ２のうち所定の上側領域に、泡が集合する傾向が見られた。上側領域とは、撮像画像Ｋ２の中央部０から所定距離以上離隔するとともに、自車両Ｖの車体（バンパー、ナンバープレート）から＋ｙ方向に、所定距離以上離隔した領域である。このため、本実施形態では、行ｍ１〜ｍ２及び列ｋ１〜ｋ１５に対応する領域を周縁領域ＥＢ３として定義する。
【０１２３】
泡ＢＵは、時間の経過に伴いレンズ１１の表面を移動する。特に自車両Ｖが走行すると速く移動する。洗浄後の撮像画像には、レンズ１１の洗浄により生じた泡ＢＵの像が映り込む。そして、泡ＢＵの像ＢＵは泡の移動に伴い移動する。泡が付着したレンズ１１により撮像された画像情報Ｋ１、Ｋ２は、自車両Ｖの移動とともに刻々変化する。このため、移動する泡の像ＢＵのエッジは、画像情報Ｋ１、Ｋ２において自車両Ｖに対して相対的に移動する物体のエッジとして検出される可能性がある。
【０１２４】
レンズ状態判断部３８により、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、撮像画像に影響を与える可能性がある。図２０Ａ、図２１Ａに示すような泡ＢＵが付着したレンズ１１を介して撮像された画像情報Ｋ２を用いて画像変換処理を行うと、泡の像ＢＵに応じた差分波形情報やエッジ情報が導出される。このような画像情報に基づいて上述した手法で差分波形情報又はエッジ情報を算出し、立体物検出処理を行うと洗浄液の泡の像Ｗを他車両ＶＸの像と誤認識する場合がある。
【０１２５】
発明者らの実験によれば、自車両Ｖの車速が速いほど、発生した泡ＢＵがレンズ１１上を移動する速度は速い傾向があることが分かった。また、自車両Ｖの車速が速いほど、泡ＢＵが周縁領域ＥＢへ至る時間は短いことが分かった。自車両Ｖの車速が速いほど、泡ＢＢＵがレンズ１１の表面から消失する時間も早いことが分かった。
【０１２６】
《立体物の最終判断》
図３に戻り、本実施形態における立体物の判断手法について説明する。本例の立体物検出装置１は、上述した２つの立体物検出部３３（又は立体物検出部３７）と、立体物判断部３４と、レンズ状態判断部３８と、制御部３９とを備える。立体物判断部３４は、立体物検出部３３（又は立体物検出部３７）による検出結果に基づいて、検出された立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであるか否かを最終的に判断する。立体物検出部３３（又は立体物検出部３７）、立体物判断部３４は、制御部３９の指令に従い、レンズ状態判断部３８の判断結果を反映させた立体物の検出を行う。
【０１２７】
立体物判断部３４について説明する。本実施形態の立体物判断部３４は、立体物検出部３３、３７において検出された立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであるか否かを最終的に判断する。具体的に、立体物判断部３４は、差分波形情報から抽出される差分波形のピークの数、ピーク値などが所定値域であり、立体物の移動速度が所定値域以内であるときに、立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであるか否かを最終的に判断する。立体物判断部３４は、立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであると判断される状態が所定時間以上継続した場合に、立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであると最終的に判断してもよい。
【０１２８】
立体物検出部３７は、エッジ情報から抽出されるエッジの連続性、総和の正規化した値、エッジ線の量などが所定値域であるときに、立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであるか否かを最終的に判断する。立体物検出部３７は、立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであると判断される状態が所定時間以上継続した場合に、立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであると最終的に判断してもよい。
【０１２９】
また、本実施形態の立体物判断部３４は、検出された立体物の相対速度のばらつきが所定のばらつき評価値域以内であるときに、立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであると判断する。具体的には、各フレームの撮像画像から算出された立体物の相対速度の標準偏差などのばらつきの評価値が所定のばらつき評価値域以内である場合に、立体物が検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであると判断する。
カメラ１０のレンズ１１に異物が付着している場合には、この異物に対応する画像に基づいて立体物が誤検出される場合がある。しかし、レンズ１１の異物に起因して誤検出される立体物（虚像）の相対速度のばらつきは、実際に存在する立体物に起因して検出される立体物（実像）のばらつきに比べて小さい。また、道路の路肩側に配される草木などの自然物や建造物の影などに起因して誤検出される立体物（虚像）の相対速度のばらつきは、実際に存在する立体物に起因して検出される立体物（実像）のばらつきに比べて大きい。本実施形態では、この特性に基づいて、所定のばらつき評価値域を定義する。本実施形態におけるばらつき評価値域の下限値ＲＬは、レンズ１１に付着した異物に起因して誤検出される立体物（虚像）の相対速度のばらつきの代表値（平均値、中央値、最頻値など）よりも大きい値とする。一方、ばらつき評価値域の下限値ＲＵは、道路の路肩側に配される草木などの自然物や建造物の影などに起因して誤検出される立体物（虚像）の相対速度のばらつきの代表値（平均値、中央値、最頻値など）よりも小さい値とする。ばらつき評価値域の幅ＲＷは、ばらつき評価値域の下限値ＲＬからばらつき評価値域の下限値ＲＵの間である。
【０１３０】
上述した立体物の判断は、立体物の検出結果に基づいて行われるので、立体物の検出結果は立体物の判断結果に影響を与える。つまり、立体物の検出処理において、立体物が検出されたという結果が出力されることが抑制されれば、立体物が他車両であるとする結果の出力は抑制される。他方、立体物の検出処理において、立体物が検出されたという結果が出力されることが促進されれば、立体物が他車両であるとする結果の出力は促進される。
【０１３１】
立体物判断部３４が、検出された立体物は検出領域Ａ１，Ａ２に存在する他車両ＶＸであると判断した場合には、乗員への報知などの処理が実行される。この立体物判断部３４は、制御部３９の制御命令に従い、検出された立体物が他車両ＶＸであると判断することを抑制することができる。制御部３９は、レンズ状態判断部３８の判断結果に応じて制御命令を生成する。
【０１３２】
ところで、図２０Ａ，Ｂ、図２１Ａ，Ｂに示すように、レンズ１１に泡ＢＵが付着すると、レンズ１１を介して取得される撮像画像に影響が生じる。本実施形態では、レンズ１１に付着した泡ＢＵが立体物の判断結果に及ぼす影響を低減させるため、レンズ状態判断部３８によりレンズ１１が、上述の所定の泡付着状態であると判断された場合には、立体物が検出されること、及び検出された立体物が他車両であると判断されることを抑制する。
【０１３３】
本実施形態の制御部３９は、レンズ１１が、上述の所定の泡付着状態であると判断された場合に、レンズ１１に付着した泡ＢＵの存在に起因して検出された立体物を誤って他車両ＶＸと判断することを防止するための制御命令を生成し、立体物検出部３３、３７、立体物判断部３４に対して送出する。本実施形態の計算機３０はコンピュータであるため、立体物検出処理、立体物判断処理、レンズ状態判断処理に対する制御命令はそれぞれの処理のプログラムに予め組み込んでもよいし、実行時に送出してもよい。
【０１３４】
本実施形態の制御部３９は、以下の手法により、立体物が検出されることを抑制する。本実施形態において「立体物」には「他車両ＶＸ」を含む。制御部３９は、立体物が検出されること、検出された立体物が他車両であると判断されることを抑制する。
【０１３５】
第１に、本実施形態の制御部３９は、レンズ状態判断部３８によりレンズ１１が、上述の所定の泡付着状態であると判断された場合には、カメラ１０の撮像画像において定義された所定の周縁領域に含まれる画像に基づいて立体物が検出されることを抑制する。上述したように、レンズ１１に付着した泡ＢＵは、自車両Ｖが走行すると中央部０から離隔する方向へ移動する。そして、図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、中央部０から所定距離以上離れた領域である周縁領域ＥＢに留まる傾向がある。周縁領域ＥＢに移動した泡ＢＵは重なり合い、高密度に存在するので、立体物検出及び立体物判断の精度を低下させる可能性がある。このため、本実施形態の制御部３９は、図２１Ｂに示すように撮像画像Ｋ２の左側周縁部ＥＢ１、右側周縁部ＥＢ２、又は上側周縁部ＥＢ３に、周縁領域ＥＢを設定する。もちろん、カメラ１０の位置やレンズ１１の形状に応じて、左側周縁部ＥＢ１、右側周縁部ＥＢ２、又は上側周縁部ＥＢ３のうち、二つ以上を組み合わせて設定してもよい。制御部３９は、この周縁領域ＥＢから立体物が検出され、検出された立体物が他車両であると判断されることを抑制する。
【０１３６】
具体的に、制御部３９は、この周縁領域ＥＢをマスクし、画像情報を立体物判断に用いられる情報として取得しないようにしてもよい。制御部３９は、取得した撮像画像から周縁領域ＥＢに対応する画像情報を削除してもよい。制御部３９は、周縁領域ＥＢに対応する画像情報に基づいて立体物検出処理又は立体物判断処理を行う際に、立体物検出処理又は立体物判断処理において用いる閾値を、周縁領域ＥＢ以外の領域に対応する画像情報に基づく各処理の閾値と異なる値としてもよい。なお、この閾値の変更により立体物の検出、他車両の判断を抑制する手法については、後にまとめて説明する。
【０１３７】
このように、本実施形態では、撮像画像の外周側に予め定義された周縁領域ＥＢから立体物が検出され、検出された立体物が他車両であると判断されることを抑制するので、泡ＢＵが留まる可能性の高い領域の画像情報から立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制できる。この結果、レンズ１１に付着した泡ＢＵに起因する像を、立体物（他車両を含む）と誤判断されることを抑制できる。一方、周縁領域ＥＢ以外の領域については、立体物が検出されること、及び検出された立体物が他車両であると判断されることを抑制しないので、レンズ１１に付着した泡ＢＵの影響を抑えつつ、泡ＢＵの影響の低い画像情報から立体物の検出及び立体物の判断を継続して行うことができる。この結果、信頼性の高い立体物検出結果を出力できる。
【０１３８】
また、発明者らの実験によれば、レンズ１１上の泡は、レンズ１１の下側や左右横側よりも、上側へ移動する傾向が相対的に高いことが確認された。レンズ１１の上側とは、重力方向とは略反対方向に沿う方向である。このため、本実施形態の制御部３９は、図２２Ａに示すように、撮像画像又はレンズ１１の中央部から上側に所定距離だけ離隔した部分に対応する周縁領域ＥＢを定義する。本実施形態において、制御部３９は、カメラ１０のケースＣの周縁Ｆに沿って周縁領域ＥＢを設定する。本実施形態の制御部３９は、この周縁領域ＥＢから立体物が検出され、検出された立体物が他車両であると判断されることを抑制させる。周縁領域ＥＢは、撮像画像の中央部０を基準に定義してもよいし、レンズ１１の中央部に基づいて定義してもよい。このように、本実施形態では、車載のカメラ１０のレンズ１１に付着した泡ＢＵの動きの傾向に基づいて、撮像画像又はレンズ１１の中央部から上側に所定距離だけ離隔した位置に周縁領域ＥＢを定義する。このため、レンズ１１上において泡が存在する確率の高い部分で捉えられた画像情報に基づいて立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制できる。この結果、レンズ１１に付着した泡ＢＵに起因する像を、立体物（他車両を含む）と誤判断されることを防止できる。
【０１３９】
本実施形態の制御部３９は、立体物の検出のために設定された検出領域Ａ１，Ａ２において、自車両Ｖからの距離に応じて立体物が検出されることを抑制する。制御部３９は、自車両Ｖからの距離が第１距離である場合における立体物が検出されることを抑制する程度は、自車両からの距離が第１距離より近い第２距離である場合における立体物が検出されることを抑制する程度よりも高い。検出領域Ａ１，Ａ２において、自車両Ｖから遠い場所のほうが、自車両から近い場所よりも立体物が検出されることを強く抑制する。自車両Ｖからの距離が遠い位置に対応する検出領域Ａ１，Ａ２においては、立体物（他車両を含む）が検出されにくくなる。検出領域Ａ１，Ａ２において、自車両Ｖから離隔するほど立体物（他車両を含む）が検出されにくくするように、立体物が検出されることを抑制するようにしてもよい。制御部３９は、検出領域Ａ１，Ａ２に対応する画像情報に基づいて立体物検出処理又は立体物判断処理を行う際に、立体物検出処理又は立体物判断処理において用いる閾値を、自車両Ｖからの距離が相対的に遠い領域のほうが、自車両Ｖからの距離が相対的に近い領域よりも、立体物（他車両を含む）が検出され難い値とする。なお、この閾値の変更により立体物の検出、他車両の判断を抑制する手法については、後にまとめて説明する。
【０１４０】
図２２Ｂに示すように、制御部３９は、ライセンスプレートＬＰから消失点に向かう矢印ＥＸに沿って離隔する方向ＥＸ１に沿って所定の距離ごとに、ライセンスプレートＬＰの近傍から検出領域Ａ１の区画Ｅ４，区画Ｅ３、区画Ｅ２、区画Ｅ１を設定する。区画Ｅ４，区画Ｅ３、区画Ｅ２、区画Ｅ１の各区画の距離は一定であってもよいし、漸減する距離であってもよいし、漸増する距離であってもよい。また、レンズ１１の特性等に応じて、検出領域Ａ１の中央側の区画Ｅ２、区画Ｅ３の距離を、近傍端の区画Ｅ４、遠方端の区画Ｅ１の距離よりも長く設定してもよい。ここでは自車両Ｖの右側後方の検出領域Ａ１を例に説明するが、自車両Ｖの左側後方の検出領域Ａ２についても同様に適用できる。制御部３９は、ライセンスプレートＬＰから離隔する方向ＥＸ２に沿って所定の距離ごとに、ライセンスプレートＬＰの近傍から検出領域Ａ２の区画Ｅ４，区画Ｅ３、区画Ｅ２、区画Ｅ１を設定できる。
【０１４１】
このように、本実施形態では、自車両Ｖから離隔するに従い、立体物（他車両を含む）の検出を抑制する。このため、泡ＢＵが留まりやすい部分（レンズ１１の上側）において捉えられた撮像画像に基づいて立体物が存在すると判断されることを相対的に強く抑制できる。その一方で、制御部３９は、検出領域Ａ１，Ａ２のうち自車両Ｖに近い領域においては立体物が存在すると判断されることを相対的に緩やかに抑制する。これにより、レンズ１１上の泡ＢＵの影響を抑制しつつも、自車両Ｖに近い部分における立体物（他車両を含む）については相対的に検出されやすくできる。この結果、信頼性の高い立体物検出結果を出力できる。
【０１４２】
第２に、本実施形態の制御部３９は、レンズ状態判断部３８によりレンズ１１が、上述の所定の泡付着状態であると判断された場合には、検出された自車両Ｖの速度に応じて立体物が検出されることを抑制する。第１の手法と同様に、立体物が検出されることには、立体物が存在すると判断されること、及び立体物が他車両であると判断されることを含む。本実施形態の制御部３９は、検出された自車両Ｖの第１速度における立体物が検出されることを抑制する度合を、第１速度よりも高い第２速度における立体物が検出されることを抑制する度合よりも高くする。速度が低い場合には、速度が高い場合よりも立体物が検出されること、検出された立体物が他車両であると判断されることを強く抑制する。もちろん、速度が低いほど、立体物が検出されること、検出された立体物が他車両であると判断されることを強く抑制するようにしてもよい。本実施形態において、自車両Ｖの速度は、自車両Ｖが備える車速センサ２０により取得される。
【０１４３】
先述したように、レンズ１１に付着した泡ＢＵは、撮像画像の中央部０、つまりレンズ１１の中央部分からその周囲に向かって移動する。泡ＢＵはレンズ１１の縁から外側へ移動し、レンズ１１の表面から消失する。発明者らの実験によると、自車両Ｖの速度が低い場合よりも高い方場合のほうが、レンズ１１上から泡ＢＵが消失しやすい傾向があることが確認された。自車両Ｖの速度が遅いほうが、レンズ１１上に泡ＢＵが留まる傾向がある。この知見に基づき、本実施形態の制御部３９は、検出された自車両Ｖの第１速度において立体物が検出されることを抑制する程度を、第１速度よりも高い第２速度において立体物が検出されることを抑制する程度よりも強くする。ここで、抑制の程度の強弱は、閾値等の調整により実現する。閾値を高く変更することにより、立体物（他車両を含む）が検出され難くなるという場合を例にすると、抑制の程度を強めるには閾値をより高く変更する。変更前後の差が大きいほど、抑制の程度は強められる。車速と、立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制する程度との関係は、特に限定されず、図２３Ａに示すパターン１のように、直線的な関係であってもよいし、同図のパターン２に示すように、多段階的な変化を示す関係であってもよいし、同図のパターン３に示すように、曲線的な変化を示す関係であってもよい。このように、自車両Ｖの速度が低く、レンズ１１上の泡ＢＵが残留しやすい環境においては、立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制する。これにより、泡ＢＵの発生のみならず、車速によって変化する泡ＢＵが消滅する環境までをも考慮して、適切に立体物（他車両を含む）の検出を抑制できる。
【０１４４】
本実施形態において、立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制する程度は、検出が抑制される上述の周縁領域ＥＢを広くすることにより調節できる。具体的に、本実施形態の制御部３９は、検出された第１速度における周縁領域ＥＢの面積を、第１速度よりも高い第２速度における周縁領域ＥＢの面積よりも広くする。速度が低い場合に、速度が高い場合よりも周縁領域ＥＢを広く設定することにより、立体物が検出されることを抑制することができる。このように、自車両Ｖの速度が低く、レンズ１１上の泡ＢＵが残留しやすい環境においては、周縁領域ＥＢを広くするので、車速に応じた泡ＢＵが消滅する環境をも考慮して、適切に立体物（他車両を含む）の検出を抑制できる。
【０１４５】
第３に、本実施形態の制御部３９は、レンズ状態判断部３８によりレンズ１１が、上述の所定の泡付着状態であると判断された場合には、第１明るさにおける立体物が検出されることを抑制する度合は、第１明るさよりも明るい第２明るさにおける立体物が検出される度合よりも強くする。検出された自車両Ｖの周囲の明るさが相対的に暗い場合には、明るい場合よりも立体物が検出されることを抑制する。第１の手法と同様に、立体物が検出されることには、立体物が存在すると判断されること、及び立体物が他車両であると判断されることを含む。本実施形態の制御部３９は、検出された自車両Ｖの周囲の第１明るさにおける立体物が検出されることを抑制する度合は、第１明るさよりも明るい第２明るさにおける立体物が検出されることを抑制する度合よりも強くする。明るさが暗い場合には、明るさが明るい場合よりも立体物（他車両を含む）が検出されることを強く抑制する。本実施形態において、自車両Ｖの周囲の明るさは、自車両Ｖが備える照度センサ２１により取得される。制御部３９は、自車両Ｖの存在する地点と現在時刻に基づいて、自車両Ｖの周囲の明るさを推測してもよい。このとき、制御部３９は、日没時刻、日出時刻を参照して、正確な自車両Ｖの周囲の明るさを推測してもよい。制御部３９は、天気情報を参照して、自車両Ｖの周囲の明るさを推測してもよい。
【０１４６】
発明者らの実験によると、周囲の明るさが暗いほど、レンズ１１に付着した泡ＢＵが立体物の検出処理の結果の精度に与える影響は大きいことが確認された。この知見に基づき、本実施形態の制御部３９は、検出された自車両Ｖの周囲の明るさが暗い場合のほうが、明るい場合よりも立体物が検出されることを抑制する。車速と、立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制する程度との関係は、特に限定されず、図２３Ｂに示すパターン１のように、直線的な関係であってもよいし、同図のパターン２に示すように、多段階的な変化を示す関係であってもよいし、同図のパターン３に示すように、曲線的な変化を示す関係であってもよい。このように、自車両Ｖの周囲の明るさが暗く、レンズ１１上の泡ＢＵの影響により誤検出が発生しやすい環境においては、立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制する。これにより、自車両Ｖの周囲の明るさの環境までをも考慮して、適切に立体物（他車両を含む）の検出を抑制できる。
【０１４７】
本実施形態において、立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制する程度は、検出が抑制される上述の周縁領域ＥＢを広くすることにより調節できる。具体的に、本実施形態の制御部３９は、検出された自車両Ｖの周囲の第１明るさにおける周縁領域ＥＢの面積を、第１明るさよりも明るい第２明るさにおける周縁領域ＥＢの面積よりも広くすることにより、立体物が検出されることを抑制させる。このように、自車両Ｖの周囲の明るさが暗く、レンズ１１上の泡ＢＵが立体物の検出結果に影響を与える環境においては、周縁領域ＥＢを広くするので、撮像時の明るさの環境をも考慮して、適切に立体物（他車両を含む）の検出を抑制できる。
【０１４８】
本実施形態の計算機３０は、光源検出部３０１をさらに備える。本実施形態の光源検出部３０１は、自車両Ｖの後方に存在する光源を検出する。具体的に、光源検出部３０１は、自車両Ｖの後方を走行する他車両ＶＸのヘッドライト、自車両Ｖが走行する道路の街灯などの光源に対応する高輝度領域を検出する。光源検出部３０１は、撮像画像の輝度分布を算出し、相対的に他の領域よりも輝度が高い領域を抽出する。そして、抽出された領域のうち、所定の輝度値以上の輝度を示す領域を高輝度領域として検出する。高輝度領域を検出するための閾値である「所定の輝度値」は、実験によって計測された他車両ＶＸのヘッドライト、街灯などの明るさに応じて設定される。また、「所定の輝度値」は、自車両ＶＸの明るさが低い夜間などにおいて、実験によって計測された他車両ＶＸのヘッドライト、街灯などの明るさに応じて設定することが好ましい。本実施形態の光源検出部３０１は、相対的に他の領域よりも輝度が高く、所定の輝度値以上の輝度を示す領域のうち、所定の面積（画素数）以上である領域を高輝度領域として検出する。高輝度領域を検出するための閾値である「所定の面積（画素数）」は、カメラ１０の撮像特性、検出領域Ａ１，Ａ２の位置及び大きさに応じて設定できる。具体的に、実験によって計測された他車両ＶＸのヘッドライト、街灯などの対応する高輝度領域の大きさに応じて設定される。実験によって計測された。
【０１４９】
本実施形態の光源検出部３０１は、検出した高輝度領域の画像上の大きさに基づいて、自車両Ｖと光源との距離を計測する。光源が他車両ＶＸのヘッドライトであるときには、光源検出部３０１は、検出した高輝度領域の画像上の大きさに基づいて、自車両Ｖと他車両ＶＸとの距離を計測する。自車両Ｖに搭載されたカメラ１０の撮像画像に基づいて、他車両ＶＸのヘッドライト、街灯などの光源を検出する手法、及び自車両Ｖから光源までの距離の計測手法は、特に限定されず、本願出願時に知られた手法を適宜に用いることができる。
【０１５０】
本実施形態の制御部３９は、検出された光源と車両との距離に応じて立体物が検出されることが抑制される際の抑制の程度を緩和する。光源が検出された場合には、泡ＢＵの影響による誤検出の可能性が低下するので、立体物の検出を抑制する必要性が低減するからである。本実施形態の制御部３９は、検出された光源から自車両Ｖまでの第１距離における抑制の緩和の度合は、検出された光源から自車両Ｖまでの第１距離よりも長い第２距離における抑制の緩和の度合よりも強くする。光源が自車両に近い（自車両Ｖから光源までの距離が短い）ほど、立体物が検出されることが抑制される際の抑制の程度を緩和してもよい。発明者らの実験によると、光源に基づく後方他車両ＶＸの検出結果の信頼性は高い。自車両Ｖの後方に存在する光源が検出された場合には、自車両Ｖの後方に他車両Ｖｘが存在する可能性が高い。本実施形態の制御部３９は、自車両Ｖの後方の光源が検出された場合には、レンズ１１の泡が存在することによって生じる誤検出が発生しにくいと判断し、立体物が検出されにくくなるように設定された抑制制御の程度を緩和する。具体的には、立体物が検出されにくくなるように高く変更された閾値を低く変更し、立体物が検出されにくくなるように低く変更された閾値を高く変更する。また、立体物が検出されにくくなるように狭く設定された閾値域を広く変更する。このように、自車両Ｖの後方の光源が検出された場合には、光源との距離が近い場合には、遠い場合よりも、他車両ＶＸの検出が抑制される程度を緩和する。自車両Ｖの後方の光源が検出された場合には、光源との距離が近い場合には、他車両ＶＸはデフォルトの条件で検出されるようにする。これにより、レンズ１１に付着した泡ＢＵの影響を排除しつつ、他車両ＶＸを高い精度で検出することができる。
【０１５１】
本実施形態の制御部３９は、自車両Ｖの後方の光源が検出された場合には、レンズ１１の泡が存在することによって生じる誤検出が発生しにくいと判断し、立体物検出部３３、３７に立体物が検出されにくくなるように広く設定された周縁領域ＥＢを狭くさせる。制御部３９は、車両の後方に存在する光源と自車両Ｖとの距離に応じて周縁領域ＥＢの面積の縮小の程度を決定する。立体物検出部３３、３７は、検出された光源から自車両Ｖまでの第１距離における周縁領域ＥＢの面積を縮小する程度は、検出された光源から自車両Ｖまでの第１距離よりも長い第２距離における周縁領域ＥＢの面積を縮小する程度よりも大きくする。このように、自車両Ｖの後方の光源が検出された場合には、光源との距離が近い場合ほど、他車両ＶＸの検出が抑制される周縁領域ＥＢの面積を縮小する。つまり、自車両Ｖの後方の光源が検出された場合には、光源との距離が近い場合の方が、光源と距離が遠い場合よりも、他車両ＶＸはデフォルトの条件で検出されるようにする。これにより、レンズ１１に付着した泡ＢＵの影響を排除しつつ、他車両ＶＸを高い精度で検出することができる。
【０１５２】
上述したとおり、立体物検出部３３、３７により立体物が検出されること及び／又は立体物判断部３７により立体物が他車両であると判断されること（他車両が検出されることと同義）を抑制するために、制御部３９は各処理に用いられる各閾値を初期値、標準値その他の設定値に比べて検出がされ難くなるように変更し、又は各閾値と比較される出力値を検出がされ難くなるように変更する。
なお、立体物が検出されることを抑制するという処理を緩和する場合には、抑制処理時に変更した各閾値を初期値、標準値その他の設定値へ近づくように戻し、各閾値と比較される出力値を検出がされ易くなるように変更する。
【０１５３】
具体的な処理の内容は、以下のとおりである。
【０１５４】
差分波形情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３３が、差分波形情報が所定の第１閾値α以上であるときに立体物を検出する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、立体物が検出され難いように第１閾値αを高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３３に出力する。
【０１５５】
同じく、立体物検出部３３が、差分波形情報が所定の第１閾値α以上であるときに立体物を検出する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、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カウントして度数分布化された値を低く変更して出力させる制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３８に出力する。
【０１５６】
また、差分波形情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３３が閾値ｐ以上の画素値を示す画素数を所定の差分を示す画素数として抽出する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、立体物が検出され難いように閾値ｐを高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出手部３８に出力する。
【０１５７】
同じく、立体物検出部３３が閾値ｐ以上の画素値を示す画素数を所定の差分を示す画素数として抽出する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、鳥瞰視画像を視点変換した際に立体物が倒れ込む方向に沿って、差分画像上において抽出される画素数を低く変更して出力する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３８に出力する。たとえば、制御部３９は、立体物検出部３３（又は立体物検出部３７）による立体物が存在するという検出結果、又は立体物判断部３４による立体物が最終的に他車両ＶＸであるという判断結果が出ることを抑制するために、検出領域Ａ１，Ａ２を部分的にマスクし、又は検出や判断に用いられる閾値や出力値を調整する。
【０１５８】
エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７が所定閾値ｔ以上の輝度差を示す画素に基づいてエッジ線を抽出する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、立体物が検出され難いように所定閾値ｔを高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１５９】
同じく、エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７が所定閾値ｔ以上の輝度差を示す画素に基づいてエッジ線を抽出する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、画素の輝度値を低く変更して出力する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１６０】
エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７がエッジ情報に含まれる閾値θ以上の長さを有するエッジ線に基づいて立体物を検出する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、立体物が検出され難いように閾値θを高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１６１】
同じく、エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７がエッジ情報に含まれる閾値θ以上の長さを有するエッジ線に基づいて立体物を検出する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、検出したエッジ情報のエッジ線の長さの値を低く変更して出力させる制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１６２】
エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７がエッジ情報に含まれる所定長さ以上のエッジ線、例えば閾値θ以上の長さを有するエッジ線の本数が第２閾値β以上であるか否かの判断に基づいて立体物を検出する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、立体物が検出され難いように第２閾値βを高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１６３】
エッジ情報を用いて立体物を検出する立体物検出部３７がエッジ情報に含まれる所定長さ以上のエッジ線、例えば閾値θ以上の長さを有するエッジ線の本数が第２閾値β以上であるか否かの判断に基づいて立体物を検出する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、検出した所定長さ以上のエッジ線の本数を低く出力する制御命令を生成し、この制御命令を立体物検出部３７に出力する。
【０１６４】
また、立体物判断部３４は、検出された立体物の移動速度が予め設定された所定速度以上であるときに、この立体物を他車両であると判断する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、立体物が検出され難いように立体物を他車両であると判断する際の下限となる所定速度を高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物判断部３４に出力する。
【０１６５】
同じく、立体物判断部３４は、検出された立体物の移動速度が予め設定された所定速度以上であるときに、この立体物を他車両であると判断する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、立体物を他車両であると判断する際の下限となる所定速度と比較される立体物の移動速度を低く変更して出力する制御命令を生成し、当該制御命令を立体物判断部３４に出力する。
【０１６６】
また、立体物判断部３４が、検出された立体物の移動速度が予め設定された所定速度未満であるときに、この立体物を他車両であると判断する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、立体物を他車両であると判断する際の上限となる所定速度を低く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物判断部３４に出力する。
【０１６７】
同じく、立体物判断部３４検出された立体物の移動速度が予め設定された所定速度未満であるときに、この立体物を他車両であると判断する場合において、制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、立体物を他車両であると判断する際の上限となる所定速度と比較される立体物の移動速度を高く変更する制御命令を生成し、この制御命令を立体物判断部３４に出力する。
【０１６８】
なお、ここで「移動速度」は、立体物の絶対速度、および自車両に対する立体物の相対速度を含む。立体物の絶対速度は立体物の相対速度から算出してもよいし、立体物の相対速度は立体物の絶対速度から算出してもよい。
【０１６９】
以下、図２４Ａ〜図２４Ｃのフローチャートに基づいて、本実施形態の立体物検出装置１の制御手順を説明する。
【０１７０】
図２４Ａは、周縁領域ＥＢの設定により、立体物が検出されることを抑制する処理の制御手順を示すフローチャートである。
まず、図２４Ａに示すステップＳ６１において、レンズ状態判断部３８は、レンズ１１に泡が付着し、所定の泡付着状態であるか否かを判断する。立体物検出の抑制処理を行うか否かを判断するために定義される「泡付着状態」は、先述したように、泡ＢＵの特徴的なエッジの検出数及び／又は検出密度、自車両Ｖのバンパーや、ナンバープレート、カメラ１０のケースのように固定的な物体のエッジの変化量、画像全体の泡の明るさの変化量に基づいて定義することができる。
【０１７１】
レンズ１１に泡ＢＵが付着し、それが所定の「泡付着状態」と評価された場合には、ステップＳ６２に進み、立体物の検出が抑制される周縁領域ＥＢを設定する。周縁領域ＥＢは、撮像画像の中央から所定距離だけ離隔した領域とすることができる。特に本実施形態では、レンズ１１の上側（自重方向とは反対側）の領域に設定する。
【０１７２】
ステップＳ６３において、立体物が検出されることを抑制する処理が実行される。制御部３９からの指令に従い、立体物検出部３３、３７は、周縁領域ＥＢをマスクし、この周縁領域ＥＢに対応する画像情報から立体物を検出しない。
【０１７３】
同様に、ステップＳ６４において、立体物が検出されることを抑制する処理が実行される。制御部３９からの指令に従い、立体物検出部３３、３７は、周縁領域ＥＢに対応する画像情報から立体物を検出する処理を行う際に、立体物検出に用いられる各種の閾値を立体物が検出され難いように変更し、各種閾値と比較される出力値を立体物が検出され難いように変更して出力する。
【０１７４】
ちなみに、第１閾値αは、図１１のステップＳ７において、差分波形ＤＷｔのピークを判断するためのである。閾値θは、図１７のステップＳ２９における各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値（エッジの長さ）を判断する閾値であり、第２閾値βは、図１８のステップ３４におけるエッジ線の量（本数）を評価する閾値である。このように、判断の閾値を高く変更することにより、自車両Ｖの走行車線の隣を走行する他車両ＶＸが検出されにくいように検出感度が調整されるため、レンズ１１に付着した異物を他車両ＶＸとして誤検出することを防止することができる。その他の閾値については、上述したように変更する。
【０１７５】
ステップ６４１において、制御部３９の指令に従い、立体物検出部３３、３７は、検出領域Ａ１，Ａ２に対応する画像情報から立体物を検出する処理を行う際に、自車両Ｖ（ライセンスプレート等）からの距離が離隔するに従い、立体物検出に用いられる各種の閾値を立体物が検出されにくいように変更し、各種閾値と比較される出力値を立体物が検出されにくいように変更して出力する。本実施形態の制御部３９は、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カウントして度数分布化された値を低く出力する制御命令を立体物検出部３３に出力する。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カウントして度数分布化された値とは、図１１のステップＳ５において生成される差分波形ＤＷｔの縦軸の値である。
【０１７６】
また、本実施形態の制御部３９は、検出したエッジ情報を低く出力する制御命令を立体物検出部３７に出力する。検出したエッジ情報とは、図１７のステップＳ２９における各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値であるエッジ線の長さのほか、図１８のステップ３４におけるエッジ線の量である。制御部３９は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断されると、所定の周縁領域の撮像画像から立体物として検出しないように、次回の処理においては立体物が検出されにくいように、各注目点Ｐａの属性の連続性ｃの総和を正規化した値又はエッジ線の量を低く変更する。このように、出力値を低くすることにより、自車両Ｖの走行車線の隣を走行する他車両ＶＸが検出されにくいように検出感度を調整できるため、レンズ１１に付着した異物を隣の車線を走行する他車両ＶＸとして誤検出することを防止することができる。
【０１７７】
続くステップＳ６５において、差分波形情報又はエッジ情報に基づいて立体物（他車両）検出する。さらにステップＳ６６において、ステップＳ６５において検出された立体物が他車両ＶＸであるか否かを判断し、立体物が他車両ＶＸである場合には、ステップＳ６７において他車両が存在する旨の判断結果を出力し、立体物が他車両ＶＸでない場合には、ステップＳ６８において他車両は存在しない旨の判断結果を出力する。ステップＳ６５及びステップＳ６６における処理は、先に図１１及び１２において説明した差分波形情報に基づく他車両ＶＸの検出処理、同じく図１７及び図１８において説明したエッジ情報に基づく他車両ＶＸの検出処理と共通する。また、ステップＳ６５において立体物が検出されてない場合には、他車両は存在しないと判断してもよいし、立体物の検出処理を終了してもよい。
【０１７８】
図２４Ｂは、自車両Ｖの車速に応じて、立体物が検出されることを抑制する処理の制御手順を示すフローチャートである。
まず、図２４Ｂに示すステップＳ６１において、図２４Ａにおいて説明した手法と同様の手法により、レンズ状態判断部３８は、レンズ１１に泡が付着し、所定の泡付着状態であるか否かを判断する。
【０１７９】
レンズ状態判断部３８が、レンズ１１に泡ＢＵが付着し、それが所定の「泡付着状態」と評価した場合には、ステップＳ７１に進む。ステップＳ７１において、制御部３９は、自車両Ｖの車速を車速センサ２０から取得する。続くステップＳ７２において、立体物検出部３３、３７に立体物の検出が抑制される周縁領域ＥＢを設定する。周縁領域ＥＢは、上述した手法により設定する。
【０１８０】
ステップＳ７３において、立体物が検出されることを抑制する処理が実行される。制御部３９からの指令に従い、立体物検出部３３、３７は、車速が低いほど周縁領域ＥＢを広く設定する。そして、立体物検出部３３、３７は、周縁領域ＥＢをマスクし、この周縁領域ＥＢに対応する画像情報から立体物を検出しない。
【０１８１】
同様に、ステップＳ７４において、立体物が検出されることを抑制する処理が実行される。制御部３９からの指令に従い、立体物検出部３３、３７は、周縁領域ＥＢに対応する画像情報から立体物を検出する処理を行う際に、立体物検出に用いられる各種の閾値を高くし、各種閾値と比較される出力値を低く出力する。閾値及び出力値の変更は上述した手法により行う。
そして、ステップＳ６５〜Ｓ６８の処理を行う、ステップＳ６５〜Ｓ６８の処理は、図２４Ａにおいて説明したステップＳ６５〜Ｓ６８の処理と同じ手順である。
【０１８２】
図２４Ｃは、自車両Ｖの周囲の明るさに応じて、立体物が検出されることを抑制する処理の制御手順を示すフローチャートである。
まず、図２４Ｃに示すステップＳ６１において、図２４Ａにおいて説明した手法と同様の手法により、レンズ状態判断部３８は、レンズ１１に泡が付着し、所定の泡付着状態であるか否かを判断する。
【０１８３】
レンズ状態判断部３８が、レンズ１１に泡ＢＵが付着し、それが所定の「泡付着状態」と評価した場合には、ステップＳ８１に進む。ステップＳ７１において、制御部３９は、自車両Ｖの周囲の明るさを照度センサ２１から取得する。続くステップＳ８２において、立体物検出部３３、３７に立体物の検出が抑制される周縁領域ＥＢを設定する。周縁領域ＥＢは、上述した手法により設定する。
【０１８４】
ステップＳ８３において、立体物が検出されることを抑制する処理が実行される。制御部３９からの指令に従い、立体物検出部３３、３７は、自車両Ｖの周囲の明るさが暗いほど周縁領域ＥＢを広く設定する。そして、立体物検出部３３、３７は、周縁領域ＥＢをマスクし、この周縁領域ＥＢに対応する画像情報から立体物を検出しない。
【０１８５】
同様に、ステップＳ８４において、立体物が検出されることを抑制する処理が実行される。制御部３９からの指令に従い、立体物検出部３３、３７は、周縁領域ＥＢに対応する画像情報から立体物を検出する処理を行う際に、立体物検出に用いられる各種の閾値を高くし、各種閾値と比較される出力値を低く出力する。閾値及び出力値の変更は上述した手法により行う。そして、ステップＳ６５〜Ｓ６８の処理を行う、ステップＳ６５〜Ｓ６８の処理は、図２４Ａにおいて説明したステップＳ６５〜Ｓ６８の処理と同じ手順である。
【０１８６】
以上のとおり構成され、動作する本発明の本実施形態に係る立体物検出装置１、立体物検出方法によれば、以下の効果を奏する。
【０１８７】
［１］本発明の本実施形態の立体物検出装置１によれば、レンズ１１に泡ＢＵが付着し、所定の泡付着状態であると判断された場合には、撮像画像において定義された所定の周縁領域ＥＢに含まれる画像に基づいて立体物が検出されることを抑制するので、レンズ１１に付着した泡ＢＵが立体物の検出結果に及ぼす影響を低減させるので、高い精度で立体物を検出できる。つまり、本発明の本実施形態の立体物検出装置１によれば、泡ＢＵが留まる可能性の高い領域の画像情報から立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制できるので、レンズ１１に付着した泡ＢＵに起因する像を、立体物（他車両を含む）と誤判断されることを低減させることができる。この結果、信頼性の高い立体物検出結果を出力できる。
【０１８８】
［２］本発明の本実施形態の立体物検出装置１によれば、検出された自車両Ｖの第１速度における立体物が検出されることを抑制する度合を、第１速度よりも高い第２速度における立体物が検出されることを抑制する度合よりも高くする。これにより、自車両Ｖの速度が低く、レンズ１１上の泡ＢＵが残留しやすい環境においては、立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制できる。この結果、車速に応じた泡ＢＵの消滅環境を考慮して、適切に立体物（他車両を含む）の検出を抑制できる。
【０１８９】
［３］本発明の本実施形態の立体物検出装置１によれば、検出された自車両Ｖの周囲の第１明るさにおける立体物が検出されることを抑制する度合は、第１明るさよりも明るい第２明るさにおける立体物が検出されることを抑制する度合よりも強くする。これにより、自車両Ｖの周囲の明るさが暗く、レンズ１１上の泡ＢＵの影響により誤検出が発生しやすい環境においては、立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制できる。この結果、泡ＢＵの影響度合いを増減させる自車両Ｖの周囲の明るさの環境を考慮して、適切に立体物（他車両を含む）の検出を抑制できる。
【０１９０】
［４］本発明の本実施形態の立体物検出装置１では、車速又は明るさに応じて所定の周縁領域ＥＢに含まれる画像に基づいて立体物が検出されることを抑制するので、自車両Ｖの周囲の明るさの環境までをも考慮して、適切に立体物（他車両を含む）の検出を抑制できる。
【０１９１】
［５］本発明の本実施形態の立体物検出装置１では、検出された速度に応じて周縁領域ＥＢの面積を決定し、検出された第１速度における周縁領域ＥＢの面積を、第１速度よりも高い第２速度における周縁領域ＥＢの面積よりも広くする。このように、自車両Ｖの速度が低く、レンズ１１上の泡ＢＵが残留しやすい環境においては、周縁領域ＥＢを広くするので、車速に応じた泡ＢＵが消滅する環境をも考慮して、適切に立体物（他車両を含む）の検出を抑制できる。
【０１９２】
［６］本発明の本実施形態の立体物検出装置１では、検出された第１明るさにおける周縁領域ＥＢの面積を、第１明るさよりも明るい第２明るさにおける周縁領域ＥＢの面積よりも広くする。このように、自車両Ｖの周囲の明るさが暗く、レンズ１１上の泡ＢＵが立体物の検出結果に影響を与える環境においては、周縁領域ＥＢを広くするので、撮像時の明るさの環境をも考慮して、適切に立体物（他車両を含む）の検出を抑制できる。
【０１９３】
［７］本発明の本実施形態の立体物検出装置１は、撮像画像のうち重力方向とは略反対方向に沿って所定距離以上離隔した所定の上側領域に周縁領域ＥＢを設定するので、レンズ１１上において泡が存在する確率の高い部分で捉えられた画像情報に基づいて立体物（他車両を含む）が検出されることを抑制できる。この結果、レンズ１１に付着した泡ＢＵに起因する像を、立体物（他車両を含む）と誤判断されることを防止できる。
【０１９４】
［８］本発明の本実施形態の立体物検出装置１は、検出領域Ａ１，Ａ２において、自車両Ｖから遠い場所のほうが、自車両から近い場所よりも立体物が検出されることを強く抑制する。このため、泡ＢＵが留まりやすい部分において捉えられた撮像画像に基づいて立体物が存在すると判断されることを相対的に強く抑制しつつ、泡ＢＵが溜まらない部分においては通常どおりの手法で立体物の存在を判断できる。この結果、信頼性の高い立体物検出結果を出力できる。
【０１９５】
［９］本発明の本実施形態の立体物検出装置１は、検出された光源から自車両Ｖまでの第１距離における抑制の緩和の度合は、検出された光源から自車両Ｖまでの第１距離よりも長い第２距離における抑制の緩和の度合よりも強くする。本実施形態の立体物検出装置１は、自車両Ｖの後方の光源が検出された場合には、レンズ１１の泡が存在することによって生じる誤検出が発生しにくいと判断し、立体物が検出されにくくなるように設定された抑制制御の程度を緩和する。これにより、レンズ１１に付着した泡ＢＵの影響を排除しつつ、他車両ＶＸを高い精度で検出することができる。
【０１９６】
［１０］本発明の本実施形態の立体物検出装置１は、検出された光源から自車両Ｖまでの第１距離における周縁領域ＥＢの面積を縮小する程度は、検出された光源から自車両Ｖまでの第１距離よりも長い第２距離における周縁領域ＥＢの面積を縮小する程度よりも大きくする。自車両Ｖの後方の光源が検出された場合には、光源との距離が近い場合の方が、光源と距離が遠い場合よりも、他車両ＶＸはデフォルトの条件で検出されるようにする。これにより、レンズ１１に付着した泡ＢＵの影響を排除しつつ、他車両ＶＸを高い精度で検出することができる。
【０１９７】
［１１］本発明の本実施形態の立体物検出装置１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に基づいて生成された差分波形情報に基づいて、高い精度で立体物を検出できる。
【０１９８】
［１２］本発明の本実施形態の立体物検出装置１は、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検出されたエッジ情報に基づいて、高い精度で立体物を検出できる。
【０１９９】
［１３］本発明の本実施形態の立体物検出方法を使用すると、上述した立体物検出装置１と同様の作用効果を奏する。
【０２００】
上記カメラ１０は本発明に係る撮像手段に相当し、上記視点変換部３１は本発明に係る画像変換手段に相当し、上記位置合わせ部３２、立体物検出部３３、立体物判断部３４、制御部３９は本発明に係る立体物検出手段に相当し、上記輝度差算出部３５，エッジ線検出部３６、立体物検出部３７、立体物判断部３４、及び制御部３９は本発明に係る立体物検出手段に相当し、上記レンズ状態判断部３８はレンズ状態判断手段に相当し、上記車速センサ２０は車速センサに相当し、照度センサ２１は明るさ検出手段に相当し、光源検出部３０１は光源検出手段に相当する。上記レンズ洗浄装置１００はレンズ洗浄手段に相当し、上記洗浄装置の制御装置１１０は洗浄制御手段に相当し、制御装置１１０のレンズ状態判断部３８は、レンズ状態判断手段に相当する。
【０２０１】
本発明における「分布情報」は、視点変換部３１（画像変換手段）により得られた鳥瞰視画像上で、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おいて輝度差が所定の閾値以上の画素の分布に関する情報である。「分布情報」は、本発明における「差分波形情報」と「エッジ情報」を少なくとも含む。
【０２０２】
本実施形態における位置合わせ部３２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、その位置合わせされた鳥瞰視画像を得るが、この「位置合わせ」処理は、検出対象の種別や要求される検出精度に応じた精度で行うことができる。同一時刻及び同一位置を基準に位置を合わせるといった厳密な位置合わせ処理であってもよいし、各鳥瞰視画像の座標を把握するという程度の緩い位置合わせ処理であってもよい。
【０２０３】
＜第２実施形態＞
以下、本実施形態のカメラ装置１０００について説明する。
第２実施形態のカメラ装置１０００の実施の態様の一例を、図３に示す。本実施形態において、第１実施形態の立体物検出装置１と共通する部分については、重複した説明を避けるため、その記載を援用する。本実施形態のレンズ洗浄装置１００については、第１実施形態において説明した立体物検出装置１に適用する例を説明するが、カメラ装置１０００の撮像画像を用いる各種の走行支援装置に適用することができる。
【０２０４】
本実施形態のカメラ装置１０００は、カメラ１０と、レンズ洗浄装置１００とを備える。本実施形態のカメラ装置１０００は、第１実施形態において説明した立体物検出装置１を備えてもよい。第１実施形態では、レンズ１１の洗浄により生じた泡が立体物検出処理の判断結果の精度に与える影響を低減させる手法を、立体物検出処理を制御する観点から説明した。本実施形態に係るカメラ装置１０００は、レンズ洗浄装置１００がレンズ１１を洗浄することにより生じた泡が、立体物の検出結果に与える影響を低減させる手法を、レンズ１１の洗浄方法を制御する観点から説明する。
【０２０５】
まず、図２５〜図３０に基づいて、本実施形態のカメラ装置１０００が備えるレンズ洗浄装置１００の一例を説明する。図２５は、本発明の一実施形態に係る車載カメラのレンズ洗浄装置の構成を示すブロック図である。図２５に示すように、本実施形態に係るレンズ洗浄装置１００は、洗浄液を蓄積する洗浄液タンク２と、該洗浄液タンク２に蓄積された洗浄液を送り出す洗浄液ポンプ３と、圧縮空気を送り出す空気ポンプ５と、カメラ１０のレンズ面に向けて洗浄液、圧縮空気、或いは洗浄液と圧縮空気との混合を吐出するノズル７と、を備えている。レンズ洗浄装置１００は、洗浄液タンク２に蓄えられた洗浄液を用いて、レンズ１１を洗浄する。
【０２０６】
更に、洗浄液ポンプ３にて送出される洗浄液を、該洗浄液を蓄積する二次タンク１３に導く洗浄液配管４と、空気ポンプ５にて送出される圧縮空気を、ノズルユニット２２のノズル７に導く空気配管６と、洗浄液ポンプ３及び空気ポンプ５の作動を制御する制御装置１１０と、を備えている。
【０２０７】
図２６（ａ）は、車両の後部に搭載されるカメラ１０に、本実施形態に係るレンズ洗浄装置１００を設置した状態を示す斜視図、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）に示すレンズ洗浄装置１００を「Ａ」方向から見た図である。図２６（ａ）に示すように、車両後部に固定されたカメラ１０の側部近傍には、やはり車両後部に固定されてレンズ１１の表面を洗浄するノズルユニット２２が設けられている。ノズルユニット２２には、レンズ１１の表面に向けて洗浄液及び圧縮空気を噴出するノズル７、及びキャップ７ｄが設けられている。ノズル７は、図２６（ｂ）に示すように、その先端部に洗浄液及び圧縮空気を噴出する２個の吐出口１０ａ，１０ｂが設けられている。即ち、ノズル７の吐出口１０ａ，１０ｂよりレンズ１１の表面に向けて洗浄液及び圧縮空気を噴出することにより、レンズ１１の表面に付着した異物を除去する構成とされている。
【０２０８】
図２７は、図２６（ａ）に示すノズルユニット２２の一部破断斜視図である。図２７に示すように、ノズルユニット２２の先端側に設けられるノズル７には、その中央部に圧縮空気を導入する空気通路１２が設けられ、該空気通路１２の左右両側には、洗浄液を導入する洗浄液通路１１ａ，１１ｂが設けられている。また、空気通路１２、及び洗浄液通路１１ａ，１１ｂの先端はカメラ１０のレンズ１１の表面を向くように、略直角に屈曲している。
【０２０９】
更に、洗浄液通路１１ａ，１１ｂの上流側には、洗浄液を一時的に蓄積する二次タンク１３が設けられている。該二次タンク１３の側部には、洗浄液配管４を接続するためのプラグ１３ａ、及び空気配管６を接続するためのプラグ１３ｂが設けられており、このうちプラグ１３ｂは、二次タンク１３の下方に設けられた流路を介して空気通路１２に接続されている。即ち、プラグ１３ｂを経由してノズルユニット２２内に導入される圧縮空気は直接空気通路１２に導入される。
【０２１０】
また、プラグ１３ａは、二次タンク１３に接続されており、該プラグ１３ａを経由して供給される洗浄液は、二次タンク１３の上方から内部に流入する。この際、プラグ１３ａから二次タンク１３に接続される配管は、図３０（ｂ）の符号２３に示すように、鉛直方向を向いている。この配管２３の詳細については後述する。
【０２１１】
また、図２７に示すように、二次タンク１３の底部は、２系統の洗浄液通路１１ａ，１１ｂに接続されている。従って、図２５に示した空気ポンプ５より送出される圧縮空気は、空気配管６を経由してノズル７の空気通路１２に導入され、一方、洗浄液ポンプ３より送出される洗浄液は、二次タンク１３に蓄積された後に、２系統の洗浄液通路１１ａ，１１ｂに導入されることになる。
【０２１２】
図２８（ｂ）は、ノズル先端部の詳細な構成を示す説明図であり、図２８（ａ）に示す符号Ｐ１の部分の断面図を示している。図２８（ｂ）に示すように、ノズル７の先端部は中央に空気通路１２が設けられ、該空気通路１２を挟むように、２つの洗浄液通路１１ａ，１１ｂが設けられている。
【０２１３】
各洗浄液通路１１ａ，１１ｂは、先端部１５ａ，１５ｂに接続されており、この際、先端部１５ａ，１５ｂの流路面積は洗浄液通路１１ａ，１１ｂの流路面積よりも小さくされている。従って、洗浄液通路１１ａ，１１ｂを流れる洗浄液は、先端部１５ａ，１５ｂ内で流速が速くなる。
【０２１４】
一方、空気通路１２の先端は、２つの先端部１４ａ，１４ｂに分岐している。先端部１４ａ，１４ｂの流路面積は、空気通路１２の流路面積よりも小さくされている。従って、空気通路１２を流れる圧縮空気は、先端部１４ａ，１４ｂを通過する際に流速が速くなる。
【０２１５】
そして、一方の洗浄液通路１１ａの先端部１５ａと、空気通路１２の一方の先端部１４ａが合流して合流路１６ａとされ、この先端が吐出口１０ａ（図２６（ｂ）参照）とされている。また、他方の洗浄液通路１１ｂの先端部１５ｂと空気通路１２の他方の先端部１４ｂが合流して合流路１６ｂとされ、この先端が吐出口１０ｂ（図２６（ｂ）参照）とされている。この際、合流路１６ａと合流路１６ｂは、先端側に向けて互いに広がる方向を向いている。
【０２１６】
従って、図２５に示す洗浄液ポンプ３より送出された洗浄液が二次タンク１３内に蓄積され、且つ、空気ポンプ５より圧縮空気が送出されると、圧縮空気が流速を高めて噴射され、更に、圧縮空気が噴射されることにより洗浄液通路１１ａ，１１ｂが負圧となって二次タンク１３に蓄積された洗浄液を吸引する。このため、圧縮空気及び洗浄液が２つの合流路１６ａ，１６ｂを経由して吐出口１０ａ，１０ｂから噴射され、レンズ１１の表面に吹き付けられる。この際、洗浄液と圧縮空気が混合した液体は図２９に示すように、広がる方向に噴射されることになり、レンズ１１の表面全体を洗浄することができる。
【０２１７】
また、図２８（ｂ）に示すように、ノズル７の先端部の噴射面７ａは、その周囲の側面７ｂよりも前方に突起した構成とされている。従って、吐出口１０ａ，１０ｂより噴射される洗浄液がノズル７の側面７ｂに付着することを防止できる。具体的には、図２９の符号Ｐ２，Ｐ３に示す領域に洗浄液が付着することを防止できる。
【０２１８】
図３０（ｂ）は、図３０（ａ）に示すノズルユニット２２を「Ｄ」方向から見た断面図である。図３０（ｂ）に示すように、ノズル７の底面７ｃと、カメラ１０の表面との間には、若干の隙間が設けられている。更に、隙間の幅は、奥側に向かうに連れて狭くなるように構成されている。このような構成により、ノズル７の底面７ｃとカメラ１０の上面１ｂとの間に洗浄液が侵入した場合でも、この洗浄液は表面張力によってノズル７とカメラ１０の隙間部分の奥側に徐々に押し出され、カメラ１０の正面視の左右側から外部に放出されることになる。つまり、ノズル７の底面７ｃとカメラ１０の上面１ｂとの間に若干の隙間が存在することにより、洗浄液が滞留して固形化する等の問題を回避できる。
【０２１９】
また、図３０（ｂ）に示すように、ノズル７の上流側に設けられる二次タンク１３の上部には、該二次タンク１３内に洗浄液を供給するための供給口１３ｃが設けられ、該供給口１３ｃには、鉛直方向を向く配管２３が設けられている。そして、該配管２３が図２７に示したプラグ１３ａに接続される。配管２３が鉛直方向を向くことにより、洗浄液ポンプ３（図２５参照）より洗浄液の供給が停止している場合には、管路中に蓄積された洗浄液が不規則に二次タンク１３内に流入することを回避できる。即ち、二次タンク１３内が空になった状態で、振動などに起因して二次タンク１３内に洗浄液が流入することを防止することができる。
【０２２０】
また、二次タンク１３の上面には逆止弁２４が設けられている。逆止弁２４は、例えばアンブレラ弁であり、二次タンク１３内の圧力が負圧になった場合には弁が解放されて通気孔２５から外気が導入され、二次タンク１３内の圧力が正圧になった場合には、弁が閉鎖されて外気への放出を防止する構成とされている。
【０２２１】
更に、図３０（ｂ）に示すように、二次タンク１３の底面１３ｄは前側（図中左側）に向けて下降するように傾斜しており、更に、二次タンク１３の出口配管、及びノズル７に設けられる洗浄液通路１１ａ，１１ｂ、空気通路１２（図２７参照）も同様に、前側に向けて下降するように傾斜する構成とされている。このような構成とすることにより、二次タンク１３内に蓄積された洗浄液は一定の場所に滞留することがなく、各部位の傾斜により確実に下流側へと流れることになる。
【０２２２】
次に、レンズ洗浄装置１００の洗浄動作を制御する制御装置１１０について説明する。図３１に、本実施形態のレンズ洗浄装置１００の概略構成を示す。図３１に示すように、レンズ洗浄装置１００は、洗浄液を少なくとも一時的に蓄える洗浄液タンク２と、洗浄液タンク２から供給される洗浄液を搬送する流路３と、流路３の端部に形成され、レンズ１１の表面に洗浄液Ｗを吐出する吐出口１０ａ、１０ｂと、外部から供給された気体を圧縮するエアコンプレッサ５と、圧縮気体を搬送する管６と、管６の端部に形成され、レンズ１１の表面に気体Ｅを吹き付ける噴出口１4ａ、１４ｂと、を備える。
【０２２３】
レンズ洗浄装置１００の上記各構成の動作は、制御装置１１０が制御する。制御装置１１０は、レンズ状態判断部３８と、温度取得部１１１と、車速取得部１１２とを有する。制御装置１１０は、予め定義された所定のレンズ洗浄工程に従う制御プログラムをレンズ洗浄装置１００に実行させる。レンズ洗浄装置１００は、制御装置１１０の指令の下に、レンズ洗浄工程に従い、レンズ１１を洗浄する。なお、本実施形態では、レンズ洗浄装置１００の制御装置１１０がレンズ状態判断部３８を備える構成としたが、立体物検出装置１の計算機３０がレンズ状態判断部３８を備える構成としてもよい。この場合、レンズ洗浄装置１００は、立体物検出装置１の計算機３０が備えるレンズ状態判断部３８からレンズ状態の判断結果を取得する。
【０２２４】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、洗浄液と圧縮空気を噴射してレンズ１１を洗浄する洗浄モードと、圧縮空気のみを送出してレンズ１１に付着した水滴を除去する乾燥モード、及び洗浄液を断続的にレンズ１１の表面吐出してレンズ１１の表面を湿潤させる湿潤モードの３つのモードを有する。
【０２２５】
ここで、基本的な動作について説明する。洗浄モードでは、時刻ｔ１にて洗浄液ポンプ３及び空気ポンプ５を共に駆動させると、洗浄液タンク２に貯留されている洗浄液が洗浄液配管４を経由して二次タンク１３に供給され、該二次タンク１３内に洗浄液が蓄積される。また、空気ポンプ５より送出される圧縮空気は、空気配管６を経由して図２７に示すノズル７内の空気通路１２に導入され、その後、この圧縮空気は図２８（ｂ）に示す先端部１４ａ，１４ｂから合流路１６ａ，１６ｂに向けて送出される。この際、先端部１４ａ，１４ｂは、空気通路１２よりも流路面積が小さく設定されているので、先端部１４ａ，１４ｂでは空気の流速が速くなる。従って、合流路１６ａ，１６ｂの下流側となる洗浄液通路１１ａ，１１ｂの先端部１５ａ，１５ｂが負圧となり、二次タンク１３内に蓄積された洗浄液が吸引され、吸引された洗浄液は洗浄液通路１１ａ，１１ｂを経由して合流路１６ａ，１６ｂに流入する。
【０２２６】
その結果、合流路１６ａ，１６ｂより洗浄液がミスト状となって圧縮空気と共に噴射される。従って、合流路１６ａ，１６ｂの先端となる吐出口１０ａ，１０ｂから、ミスト状の洗浄液を噴射してレンズ１１の表面に吹き付けることができる。このため、レンズ１１の表面に付着した異物を、ミスト状の洗浄液と空気圧力との相乗作用により除去できる。つまり、洗浄モードでは、空気ポンプ５を作動させて、吐出口１０ａ，１０ｂより圧縮空気を噴射し、且つ、圧縮空気の噴射により生じる負圧にて洗浄液通路１１ａ，１１ｂに供給される洗浄液を吸引して吐出口１０ａ，１０ｂより洗浄液を噴射し、噴射した圧縮空気及び洗浄液によりレンズ面１１を洗浄する。
【０２２７】
また、二次タンク１３内の洗浄液がすべて噴射されると、その後は圧縮空気のみが噴射され、この圧縮空気によりレンズ１１に付着した水滴を除去できる。
【０２２８】
乾燥モードについて説明する。乾燥モードでは、二次タンク１３内に洗浄液が蓄積されていない状態で、空気ポンプ５のみを駆動させる。具体的には、洗浄液ポンプ３を停止させ、空気ポンプ５を時間ｔ１０〜ｔ１１（例えば、２秒）で駆動させる。すると、圧縮空気は空気通路１２の先端部１４ａ，１４ｂ、及び合流路１６ａ，１６ｂを経由して吐出口１０ａ，１０ｂより噴射され、レンズ１１の表面に吹き付けられる。その結果、カメラ１０のレンズ１１の表面に付着した水滴を空気圧により除去することができる。
【０２２９】
この際、二次タンク１３に連結される配管２３は、図３０（ｂ）に示すように、ほぼ鉛直方向を向いており、また、二次タンク１３の底面１３ｄ、及び洗浄液の配管が下方に向いて傾斜しているので、二次タンク１３内、及びその配管に洗浄液は残留しない。このため、圧縮空気が噴射されて二次タンク１３内が負圧となった場合でも、洗浄液が合流路１６ａ，１６ｂ側に導入されることを防止でき、圧縮空気に洗浄液が混入することを防止できる。このため、圧縮空気を噴射してレンズ１１に付着した水滴を除去する際に、圧縮空気に混入した洗浄液が再びレンズ１１に付着するという問題の発生を回避することができる。即ち、乾燥モードでは、洗浄液の供給が遮断された状態で空気ポンプ５より空気配管６に圧縮空気を供給し、吐出口１０ａ，１０ｂから圧縮空気を噴射することにより、レンズ１１の表面を洗浄する。
【０２３０】
次に、レンズ湿潤モードについて説明する。レンズ湿潤モードは、洗浄液ポンプ３から二次タンク１３内に洗浄液を供給し、更に、空気ポンプ５を断続的に駆動させることにより、レンズ１１の表面に洗浄液を吐出する。具体的には、時間ｔ２０〜ｔ２１で洗浄液ポンプ３を駆動させて二次タンク１３に洗浄液を蓄積し、その後、時刻ｔ２２にて空気ポンプ５を時間Ｔ１の間に断続的に複数回駆動させ、洗浄液を少量ずつレンズ１１の表面に滴下する。例えば、時間ｔ２２〜ｔ２３を３０ｍsecとしてレンズ１１の表面に少量（例えば、０．２５ｍｌ）ずつ洗浄液を滴下する。
【０２３１】
本実施形態におけるレンズ洗浄工程の内容は特に限定されないが、本実施形態のレンズ洗浄工程は、準備工程である洗浄液補充工程と、レンズ湿潤工程と、洗浄工程と、乾燥工程とを含む。
【０２３２】
図３２は、本実施形態のレンズ洗浄工程を示すタイムチャートである。本実施形態のレンズ洗浄工程では、洗浄工程の実施に必要な洗浄液を予め洗浄液タンク２へ補充する「洗浄液補充工程Ａ」と、レンズ１１の表面を湿潤させるために洗浄液Ｗをレンズ１１に吐出する「レンズ湿潤工程Ｂ」、洗浄液Ｗをレンズ１１に吐出してレンズ１１表面の汚れを洗い流す「洗浄工程Ｃ」、洗浄液Ｗを蒸発させてレンズ１１の表面を乾燥させる「乾燥工程Ｄ」が、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順で繰り返し実行される。本実施形態の「レンズ湿潤工程Ｂ」は、洗浄液をレンズ１１の表面の全体にいきわたらせるために、洗浄液の吐出及びエアの吹き付けが所定間隔で複数回にわたって行われる。これにより洗浄液はレンズ１１の表面に間欠的に吹き付けられる。各工程の具体的な動作は、先述した各モードの動作に準ずる。
【０２３３】
図３２に示すように、制御装置１１０は、タイミングＴＧ０で洗浄に必要な洗浄液を洗浄液タンク２に送り込む。本実施形態の洗浄液タンク２は、レンズ洗浄工程に用いられる洗浄液を一時的に蓄える。本実施形態では、１．０ｍｌの洗浄液を洗浄液タンク２に蓄える。洗浄処理が開始されると、まず「レンズ湿潤工程Ｂ」を実行する。この「レンズ湿潤工程Ａ」では、２０ｓ間隔で洗浄液を間欠的にレンズ１１の表面に吐出する。本実施形態では、０．２５ｍlの洗浄液を２０ｓ間隔で３回吐出する。また、本実施形態では、洗浄液の吐出に同期させてエアを吐出する。エアの吹き付けのタイミングは洗浄液の吐出のタイミングと同じでもよいし、若干遅延させたタイミングでもよい。
【０２３４】
洗浄液タンク２に蓄える洗浄液の量は洗浄工程に応じて適宜に決定する。本実施形態の制御装置１１０は、レンズ洗浄工程中においてレンズ上に洗浄液を吐出する回数に、１回に吐出さられる洗浄液の量を乗じた吐出総量より大きい量となるように、洗浄液タンク１０１に蓄える洗浄液の液量を決定する。図２３に示す洗浄工程に例では、制御装置１１０は、レンズ上に洗浄液を吐出する回数（３回）に、１回に吐出される洗浄液の量（０．２５ｍｌ）を乗じた吐出総量（０．７５ｍｌ）よりも大きい量である１．０ｍｌの洗浄液を、洗浄液タンク２に蓄える。３回の洗浄液の吐出が終了したタイミングで、０．２５ｍｌの洗浄液が洗浄タンク１０１に残る。この残った洗浄液はエアの吹き付けを伴わず、レンズ１１の表面に漏洩する。エアの吹き付けを伴わなければ、洗浄液を吐出したときに生じる泡の量は少ない。また、この最後にレンズ１１上に漏れ出る洗浄液は、先のエア吹き付けを伴って吐出された洗浄液によってレンズ１１の表面に形成された泡を流し去る。
【０２３５】
本実施形態では、このように、レンズ上に洗浄液を吐出する回数に、１回に吐出される洗浄液の量を乗じた吐出総量より大きい量を洗浄液タンク２に蓄えるので、レンズ湿潤工程Ｂの最後に洗浄液タンク２からレンズ１１の表面に洗浄液を漏れ出させることができる。そして、洗浄液タンク２から漏れ出した洗浄液により、レンズ１１の表面に残る泡を流し去ることができる。
【０２３６】
制御装置１１０は、「レンズ湿潤工程Ｂ」をタイミングＴＧ２で終了させ、その後に「洗浄工程Ｃ」を開始し、２秒〜１０秒程度の間、洗浄液Ｗをレンズ１１の表面に吐出する。本実施形態では、３秒間の洗浄処理Ｐ１０を行う。その完了タイミングＴＧ３の後に、「乾燥工程Ｄ」を開始し、３０秒程度の間、気体をレンズ１１の表面に吹き付ける乾燥用エア吹き付け処理Ｐ２０を行う。
【０２３７】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、レンズ状態判断部３８により、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、レンズ洗浄工程における吐出タイミングの間隔を、所定の泡付着状態でないと判断された場合よりも長く変更する。
【０２３８】
本実施形態のレンズ状態判断部３８の動作は、第１実施形態と共通するので、第１実施形態における説明を援用する。また、レンズ状態判断部３８のレンズ１１が「所定の泡付着状態であるか否か」の判断手法は第１実施形態と共通するので、第１実施形態における説明を援用する。また、本実施形態では、図３に示すように、レンズ洗浄装置１００の制御装置１１０がレンズ状態判断部３８を備える。
【０２３９】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合に、図３２に示すレンズ洗浄工程のうち、レンズ湿潤工程Ｂにおける洗浄液の吐出タイミングＰ１と吐出タイミングＰ２との間隔、及び／又は吐出タイミングＰ２と吐出タイミングＰ３との間隔を、所定の泡付着状態でないと判断された場合よりも長く変更する。図３２に示す例では、３回の吐出を行う例を示している。延長の対象となる吐出タイミングは一対の吐出タイミングの間隔であってもよいし、二対以上の複数の間隔であってもよい。また、一対となる吐出タイミングの間隔が複数ある場合には、そのうちの一部の間隔について延長処理をしてもよいし、全部の間隔について延長処理をしてもよい。複数の間隔について延長処理をする場合には、各間隔の延長の程度は同じであってもよいし、異なる程度で延長してもよい。延長後の間隔（時間）は、延長前の間隔（所定の泡付着状態でないと判断された場合の間隔）に所定の付加時間を加えて決定してもよいし、延長前の間隔（所定の泡付着状態でないと判断された場合の間隔）に所定の係数（＞１．０）を乗じて決定してもよい。
【０２４０】
所定の泡付着状態でないと判断された場合の吐出タイミングの間隔を延長させる時間の長さ（付加時間の長さ、に乗じる係数の大きさ）は、レンズ１１の大きさ、曲率、レンズ洗浄装置１００の洗浄性能などによって適宜に決定することができる。本実施形態では、レンズ１１の泡付着状態の状態変化に応じて延長時間の長さ（付加時間の長さ、乗じる係数の大きさ）を設定する。第１の手法としては、泡ＢＵに対応する像の変化に応じて延長時間の長さを決定できる。例えば、泡ＢＵの像に起因するエッジの数の減少率が高いほど延長時間を短くし、泡ＢＵの像に起因するエッジの数の減少率が低いほど、延長時間を長くできる。泡ＢＵに起因するエッジ数が減少率が高ければ、泡が消えるまでの時間は短いと推測できるからである。第２の手法として、バンパーなどの固定物のエッジの変化に応じて延長時間の長さを決定できる。例えば、固定物に対応するエッジの長さの増加率が高いほど延長時間を短くし、固定物に対応するエッジの長さの増加率が低いほど延長時間を長くする。固定物に対応するエッジの長さの増加率が高ければ、泡ＢＵの影響によりぼやけていた固定物が明確に見えるようになる（泡が消える）までの時間は短いと推測できるからである。第３の手法として、泡ＢＵの存在に起因する撮像画像の明るさの変化に応じて延長時間の長さを決定できる。例えば、撮像画像の明るさの低下率が大きいほど延長時間を短くし、撮像画像の明るさの増加率が大きいほど延長時間を長くする。泡ＢＵの影響による撮像画像の明るさの低下率が高ければ、泡が消えるまでの時間は短いと推測できるからである。
【０２４１】
延長処理前の間隔は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断されなかった場合に実行される洗浄液の吐出タイミングの間隔である。所定の泡付着状態であると判断されなかった場合の吐出タイミングの間隔は、レンズ洗浄工程において予め定義されたデフォルトの時間（間隔）であってもよいし、レンズの洗浄モードに応じて適用される時間（間隔）であってもよい。
【０２４２】
第１実施形態において図２０Ａ〜図２１Ｂにおいて説明したように、レンズ１１を洗浄すると、その表面に泡ＢＵが付着する。レンズ１１に泡ＢＵが付着し、所定の泡付着状態となる場合がある。所定の泡付着状態であるレンズ１１に、さらに洗浄液を吐出すると、泡の上に泡が形成されてしまい、レンズ１１から泡が消失するまでの時間が長くなる。本実施形態では、所定の泡付着状態のレンズ１１に、さらに洗浄液を吐出しないように、洗浄液の吐出タイミングの間隔を所定の泡付着状態でないと判断された場合の吐出タイミングよりも長く変更する。これにより、泡の上に泡が形成されることを防止できる。この結果、レンズ１１を洗浄液を用いて洗浄しつつ、レンズ１１上に付着した泡が迅速に消失するようにできる。
【０２４３】
発明者らは、実験により、レンズ１１の洗浄工程において、泡ＢＵがレンズ１１上に残留する傾向が強まる洗浄条件を特定した。発明者らは、洗浄工程において、前回の洗浄により生じた泡が消えないうちに次回の洗浄用の洗浄液をレンズ１１に吐出すると、泡の上に新たな泡が形成され、泡が消えるまでの時間が長くなる傾向を確認した。泡の上に泡が形成されると、比較的長い時間に渡ってレンズ１１の上から泡が消えず、レンズ１１上に残留する泡の量が増加する傾向がある。洗浄液を一回吐出してレンズ１１上に泡を形成した場合と、洗浄液を２回吐出してレンズ１１上に泡を形成した場合とを比較したところ、レンズ１１上の泡の体積が略同一となるように調整しても、泡が形成されてから消えるまでの時間は、洗浄液を２回吐出してレンズ１１上に泡を形成した場合の方が、洗浄液を一回吐出してレンズ１１上に泡を形成した場合よりも長かった。明確な理由は不明であるが、洗浄液を複数回吐出することにより泡を形成した場合には、先に形成された泡が新たな泡に覆われる状態となり、泡が破壊されにくくなる可能性がある。
【０２４４】
先述した第１実施形態では、立体物が検出されることを抑制する処理を行うことにより、レンズ１１に泡が付着したときに立体物の検出に泡が与える影響を低減させる手法を説明した。本実施形態では、泡が消えにくくなる状態の前段階である、泡の上に泡が形成される状態となることを抑制する洗浄法方法を提案することにより、レンズ１１の上に泡が残留しないようにできる。レンズ１１に泡が残留すると、泡の像が撮像画像に影響を与えるため、第１実施形態において説明した立体物の検出の精度を低下させる可能性がある。本実施形態では、洗浄液の泡がレンズ１１上に残留しないようにレンズ１１を洗浄するので、泡に起因する像のノイズが撮像画像に含まれないようにすることができる。この結果、得られた撮像画像に基づいて、立体物を高い精度で検出できる。
【０２４５】
また、本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、レンズ洗浄工程における洗浄液の吐出量を増量する。増量される吐出量は、レンズ１１が所定の泡付着状態ではない場合に適用される吐出量である。吐出タイミングの間隔が延長されることにより、延長後の次の延長タイミングにおいてはレンズ１１上の泡ＢＵは減少乃至消失している。ここに、相対的に多量の洗浄液を吐出することにより、残留していた泡ＢＵをレンズ１１上から無くすことができる。また、１回の吐出量を増量すると、洗浄液タンク２に蓄えた洗浄液は一定量であるので、一洗浄工程における吐出可能な回数が減少する。吐出回数が減少すると、一洗浄工程における吐出タイミングの間隔は長くなる。つまり、吐出量を増量させることにより、吐出タイミングの間隔を延長するのと同様の作用効果を奏する。
【０２４６】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、温度取得部１１１を有する。温度取得部１１１は、レンズ１１の洗浄環境における温度を取得する。温度取得部１１１は、外気温、洗浄液温度、レンズ１１の温度を、レンズ１１の洗浄環境の温度として取得する。各温度を計測するための温度計を配してもよい。本実施形態の温度取得部１１１は、自車両Ｖが備える温度計から温度の情報を取得する。
【０２４７】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、検出された温度に応じて吐出タイミングの間隔を決定する。吐出タイミングを決定するにあたり、レンズ洗浄装置１００は、温度取得部１１１により検出された第１温度における吐出タイミングの間隔を、第１温度よりも低い第２温度における吐出タイミングの間隔よりも長くする。この温度に基づく吐出タイミングの間隔の延長処理は、延長前の吐出タイミングの間隔について行ってもよいし、延長後の間隔について行ってもよい。延長後の吐出タイミングの間隔を延長する場合には、延長処理時に、所定の泡付着状態でないと判断された場合の吐出タイミングの間隔に付加される時間を長くしてもよいし、延長処理時に所定の泡付着状態でないと判断された場合の吐出タイミングの間隔に乗じる係数（＞１．０）を大きくしてもよい。
【０２４８】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、温度と吐出タイミングの間隔（時間）との対応関係を予め記憶する。温度と吐出タイミングの間隔（時間）との対応関係温は、特に限定されず、図３３Ａに示すパターン１のように、直線的な関係であってもよいし、同図のパターン２に示すように、多段階的な変化を示す関係であってもよいし、同図のパターン３に示すように、曲線的な変化を示す関係であってもよい。
【０２４９】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、洗浄環境における温度が高い場合には、洗浄環境における温度が低い場合よりも、吐出タイミングの間隔を長くする。洗浄環境における温度が高いと、洗浄液に泡が生じやすく、生じた泡は消えにくい。本実施形態では高温状態においては、吐出タイミングの間隔を相対的に長くするので、泡が減少乃至消失してから次の洗浄液の吐出を行うことができる。この結果、泡の上に泡が形成される状態とならないように、レンズ１１を洗浄できる。
【０２５０】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、車速取得部１１２を有する。車速取得部１１２は、自車両Ｖの速度を取得する。本実施形態の車速取得部１１２は、自車両Ｖが備える車速センサ２０から温度の情報を取得する。
【０２５１】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、検出された車速に応じて吐出タイミングの間隔を決定する。吐出タイミングを決定するにあたり、レンズ洗浄装置１００は、車速取得部１１２により検出された第１車速における吐出タイミングの間隔を、第１車速よりも高い第２車速における吐出タイミングの間隔よりも長くする。この車速に基づく吐出タイミングの間隔の延長処理は、所定の泡付着状態でないと判断された場合の吐出タイミングの間隔について行ってもよいし、延長後の間隔について行ってもよい。延長後の吐出タイミングの間隔を延長する場合には、延長処理時に、所定の泡付着状態でないと判断された場合の準間隔に付加される時間を長くしてもよいし、延長処理時に、所定の泡付着状態でないと判断された場合の間隔に乗じる係数（＞１．０）を大きくしてもよい。
【０２５２】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、車速と吐出タイミングの間隔（時間）との対応関係を予め記憶する。車速と吐出タイミングの間隔（時間）との対応関係温は、特に限定されず、図３３Ｂに示すパターン１のように、直線的な関係であってもよいし、同図のパターン２に示すように、多段階的な変化を示す関係であってもよいし、同図のパターン３に示すように、曲線的な変化を示す関係であってもよい。
【０２５３】
本実施形態のレンズ洗浄装置１００は、車速が低い場合には、車速が高い場合よりも、吐出タイミングの間隔を長くする。車速が速いと、泡が吹き飛ばされやすくなり、レンズ１１の表面から泡が消えやすくなる。他方、車速が低いと、泡が吹き飛ばされることなくレンズ１１上に留まる傾向がある。本実施形態では車速が低い状態においては、吐出タイミングの間隔を相対的に長くするので、泡が減少乃至消失してから次の洗浄液の吐出を行うことができる。この結果、泡の上に泡が形成される状態とならないように、レンズ１１を洗浄できる。また、車速が高い場合には、路面の砂などが激しく巻き上げられるので、レンズ１１は汚れやすい。本実施形態では車速が速いときには、遅いときよりも洗浄液の供給タイミングが相対的に短いので、洗浄液をレンズ１１に吐出して、こまめに砂などを洗い流すことができる。
【０２５４】
以下、図３４のフローチャートに基づいて、本実施形態の洗浄装置１００の制御装置１１０の制御手順を説明する。
【０２５５】
まず、ステップＳ９１において、本実施形態のレンズ状態判断部３８は、レンズ１１に付着する泡の状態を判断する。レンズ１１の状態の判断手法は、第１実施形態における判断手法と共通するので、その説明を援用する。ステップＳ９２において、レンズ状態判断部３８によりレンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合には、ステップＳ９３へ進む。
【０２５６】
ステップＳ９３において、本実施形態の制御装置１１０は、所定の泡付着状態でないと判断された場合の吐出タイミングの間隔を延長する。吐出タイミングの間隔の延長量は、レンズの泡付着状態の変化に応じて決定できる。ステップＳ９４において、制御装置１１０は、所定の泡付着状態でないと判断された場合に適用される洗浄液の吐出量を増量する。ステップＳ９３の後、ステップＳ９４をスキップしてステップＳ９５へ進んでもよい。
【０２５７】
ステップＳ９２に戻り、本実施形態のレンズ状態判断部３８によりレンズ１１が所定の泡付着状態ではないと判断された場合には、ステップＳ９９に進む。ステップＳ９９において、制御装置１１０は、所定の泡付着状態でないと判断された場合に適用される吐出タイミングの間隔を維持する。ステップＳ１００において、制御装置１１０は、所定の泡付着状態でないと判断された場合に適用される洗浄液の吐出量を維持する。ステップＳ９９の後、ステップＳ１００をスキップしてステップＳ９５へ進んでもよい。
【０２５８】
ステップＳ９５において、本実施形態の制御装置１１０は、洗浄環境における温度に応じて、所定の泡付着状態でないと判断された場合に適用される吐出タイミングの間隔及び／又は吐出量を補正する。
【０２５９】
ステップＳ９５において、本実施形態の制御装置１１０は、車速に応じて、所定の泡付着状態でないと判断された場合に適用される吐出タイミングの間隔及び／又は吐出量を補正する。ステップＳ９４の処理とステップＳ９５の処理は、両方実行されてもよいし、一方のみが実行されてもよい。
【０２６０】
ステップＳ９７において、本実施形態の制御装置１１０は、洗浄開始タイミングを判断し、洗浄開始タイミングになったら、ステップＳ９８へ進み洗浄処理を実行する。
【０２６１】
以上のとおり構成され、動作する本発明の本実施形態に係るカメラ装置１０００、レンズ洗浄装置１００、レンズ洗浄方法によれば、以下の効果を奏する。
【０２６２】
［１］本実施形態のカメラ装置１０００によれば、レンズが所定の泡付着状態である場合には、さらに洗浄液を吐出しないように、洗浄液の吐出タイミングの間隔を、所定の泡付着状態でないと判断された場合における吐出タイミングの間隔よりも長く変更する。これにより、泡の上に泡が形成されることを防止できる。この結果、レンズ１１を洗浄液を用いて洗浄しつつ、レンズ１１上に付着した泡が迅速に消失するようにできる。
【０２６３】
［２］本実施形態のカメラ装置１０００は、レンズ１１が所定の泡付着状態であると判断された場合に、レンズ洗浄工程における洗浄液の吐出量を増量する。吐出タイミングの間隔が延長されることにより、延長後の次の延長タイミングにおいてはレンズ１１上の泡ＢＵは減少乃至消失している。ここに、相対的に多量の洗浄液を吐出することにより、残留していた泡ＢＵをレンズ１１上から無くすことができる。
【０２６４】
［３］本実施形態のカメラ装置１０００は、洗浄環境における温度が高い場合には、洗浄環境における温度が低い場合よりも、吐出タイミングの間隔を長くする。洗浄環境における温度が高いと、洗浄液に泡が生じやすく、生じた泡は消えにくい。本実施形態では高温状態においては、吐出タイミングの間隔を相対的に長くするので、泡が減少乃至消失してから次の洗浄液の吐出を行うことができる。この結果、泡の上に泡が形成される状態とならないように、レンズ１１を洗浄できる。
【０２６５】
［４］本実施形態のカメラ装置１０００は、車速が低い場合には、車速が高い場合よりも、吐出タイミングの間隔を長くする。車速が速いと、泡が吹き飛ばされやすくなり、レンズ１１の表面から泡が消えやすくなる。他方、車速が低いと、泡が吹き飛ばされることなくレンズ１１上に留まる傾向がある。本実施形態では車速が低い状態においては、吐出タイミングの間隔を相対的に長くするので、泡が減少乃至消失してから次の洗浄液の吐出を行うことができる。この結果、泡の上に泡が形成される状態とならないように、レンズ１１を洗浄できる。
【０２６６】
［５］本実施形態のカメラ装置１０００は、洗浄液タンク２に、レンズ上に洗浄液を吐出する回数に、１回に吐出される洗浄液の量を乗じた吐出総量より大きい量の洗浄液を蓄えるので、レンズ湿潤工程Ｂの最後に洗浄液タンク２からレンズ１１の表面に洗浄液を漏れ出させることができる。そして、洗浄液タンク２から漏れ出した洗浄液により、レンズ１１の表面に残る泡を流し去ることができる。これにより、レンズ１１の表面に泡を残留させないようにすることができる。
【０２６７】
［６］本実施形態のレンズ洗浄方法を使用すると、上述したレンズ洗浄装置１００を備えたカメラ装置１０００と同様の作用効果を奏する。
【０２６８】
上記カメラ１０は本発明に係る撮像手段に相当し、上記レンズ状態判断部３８はレンズ状態判断手段に相当し、上記車速センサ２０は車速センサに相当し、照度センサ２１は明るさ検出手段に相当し、上記レンズ洗浄装置１００はレンズ洗浄手段に相当し、上記洗浄制御装置１１０は洗浄制御手段に相当し、制御装置１１０のレンズ状態判断部３８は、レンズ状態判断手段に相当する。上記温度取得部１１１は、温度取得手段に相当し、上記車速取得部１１２は、車速取得手段に相当する。
【符号の説明】
【０２６９】
１０００…カメラ装置
１…立体物検出装置
１０…カメラ
１１…レンズ
２０…車速センサ
３０…計算機
３１…視点変換部
３２…位置合わせ部
３３，３７…立体物検出部
３４…立体物判断部
３５…輝度差算出部
３６…エッジ検出部
３８…レンズ状態判断部
３９…制御部
４０…スミア検出部
１００…レンズ洗浄装置
１１０…制御装置
１０１…洗浄水タンク
１０２…洗浄水流路
１０３ａ，１０３ｂ…滴下口
１０４…エアコンプレッサ
１０５…エア流路
１０６ａ、１０６ｂ…噴出口
ａ…画角
Ａ１，Ａ２…検出領域
ＣＰ…交点
ＤＰ…差分画素
ＤＷｔ，ＤＷｔ’…差分波形
ＤＷｔ１〜ＤＷｍ，ＤＷｍ＋ｋ〜ＤＷｔｎ…小領域
Ｌ１，Ｌ２…接地線
Ｌａ，Ｌｂ…立体物が倒れ込む方向上の線
Ｐ…撮像画像
ＰＢｔ…鳥瞰視画像
ＰＤｔ…差分画像
ＭＰ…マスク画像
Ｓ…スミア
ＳＰ…スミア画像
ＳＢｔ…スミア鳥瞰視画像
Ｖ…自車両
ＶＸ…他車両
２  洗浄液タンク
３  洗浄液ポンプ
４  洗浄液配管
５  空気ポンプ
６  空気配管
７  ノズル
７ａ  噴射面
７ｂ  側面
７ｃ  底面
７ｄ  キャップ
８  制御部
１０ａ，１０ｂ  吐出口
１１ａ，１１ｂ  洗浄液通路
１２  空気通路
１３  二次タンク
１３ａ，１３ｂ  プラグ
１３ｃ  供給口
１３ｄ  底面
１４ａ，１４ｂ  先端部
１５ａ，１５ｂ  先端部
１６ａ，１６ｂ  合流路
２２  ノズルユニット
２３  配管
２４  逆止弁
２５  通気孔
３０  車両情報
【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２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４】
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【図２１Ｂ】
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