(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物から到来する第１偏波方向の受信波を受信して第１偏波信号を出力する第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子とは偏波方向の異なる第２偏波方向の受信波を受信して第２偏波信号を出力する第２アンテナ素子とを二次元状に配列したアレイアンテナを有するアンテナ装置と、
前記アンテナ装置から取得した前記第１偏波信号および前記第２偏波信号に基づいて、画像を生成し、前記画像に基づいて、路面を判定する路面検出装置の制御方法であって、
前記画像から路面の境界線候補を検出し、
前記境界線候補が交差する場合に、前記境界線候補に沿って前記第１偏波信号の強度と前記第２偏波信号の強度との比の変化率を算出し、前記比の変化率が第１判定範囲内にある場合に、前記境界線候補を、路面の境界線と判定する制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の制御方法であって、
前記画像上において、前記境界線候補を前記アンテナ装置の設置位置側に所定距離だけ移動させた位置に判定線を設定し、前記判定線に沿う前記比の変化率が前記第１判定範囲内にある場合に、前記境界線候補を、路面の境界線と判定する制御方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の制御方法であって、
前記境界線候補が交差する場合に、前記境界線候補に沿って前記第１偏波信号および前記第２偏波信号の平均強度の変化率を算出し、前記平均強度の変化率が第２判定範囲内にある場合に、前記境界線候補を、路面の境界線と判定する制御方法。
【請求項４】
対象物から到来する第１偏波方向の受信波を受信して第１偏波信号を出力する第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子とは偏波方向の異なる第２偏波方向の受信波を受信して第２偏波信号を出力する第２アンテナ素子とを二次元状に配列したアレイアンテナを有するアンテナ装置と、
前記アンテナ装置から取得した前記第１偏波信号および前記第２偏波信号に基づいて、画像を生成し、前記画像に基づいて、路面を判定する路面検出装置の制御方法であって、
前記画像から路面の境界線候補を検出し、
交差しない前記境界線候補がある場合に、前記境界線候補を跨ぐ両側のうち一方における前記第１偏波信号の強度と前記第２偏波信号の強度との比と、前記境界線候補を跨ぐ両側のうち他方における前記第１偏波信号の強度と前記第２偏波信号の強度との比との差を、前記第１偏波信号の強度と前記第２偏波信号の強度との比の変化率として算出し、前記比の変化率が第１判定範囲内にある場合に、前記境界線候補を、路面の境界線と判定する制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の制御方法であって、
交差しない前記境界線候補がある場合に、前記境界線候補を跨ぐ両側のうち一方における前記第１偏波信号および前記第２偏波信号の平均強度と、前記境界線候補を跨ぐ両側のうち他方における前記第１偏波信号および前記第２偏波信号の平均強度との差を、前記第１偏波信号および前記第２偏波信号の平均強度の変化率として算出し、前記平均強度の変化率が第２判定範囲内にある場合に、前記境界線候補を、路面の境界線と判定する制御方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の制御方法であって、
前記第１アンテナ素子は、垂直偏波成分の受信波を、前記第１偏波方向の受信波として主に受信し、
前記第２アンテナ素子は、水平偏波成分の受信波を、前記第２偏波方向の受信波として主に受信する制御方法。
【請求項７】
対象物から到来する第１偏波方向の受信波を受信して第１偏波信号を出力する第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子とは偏波方向の異なる第２偏波方向の受信波を受信して第２偏波信号を出力する第２アンテナ素子とを二次元状に配列したアレイアンテナを有するアンテナ装置と、
前記アンテナ装置から取得した前記第１偏波信号および前記第２偏波信号に基づいて、画像を生成し、前記画像に基づいて、路面を判定する制御部と、を備える路面検出装置であって、
前記制御部は、
前記画像から路面の境界線候補を検出し、
前記境界線候補が交差する場合に、前記境界線候補に沿って前記第１偏波信号の強度と前記第２偏波信号の強度との比の変化率を算出し、前記比が第１判定範囲内にある場合に、前記境界線候補を、路面の境界線と判定する路面検出装置。
【請求項８】
対象物から到来する第１偏波方向の受信波を受信して第１偏波信号を出力する第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子とは偏波方向の異なる第２偏波方向の受信波を受信して第２偏波信号を出力する第２アンテナ素子とを二次元状に配列したアレイアンテナを有するアンテナ装置と、
前記アンテナ装置から取得した前記第１偏波信号および前記第２偏波信号に基づいて、画像を生成し、前記画像に基づいて、路面を判定する制御部と、を備える路面検出装置であって、
前記制御部は、
前記画像から路面の境界線候補を検出し、
交差しない前記境界線候補がある場合に、前記境界線候補を跨ぐ両側のうち一方における前記第１偏波信号の強度と前記第２偏波信号の強度との比と、前記境界線候補を跨ぐ両側のうち他方における前記第１偏波信号の強度と前記第２偏波信号の強度との比との差を、前記第１偏波信号の強度と前記第２偏波信号の強度との比の変化率として算出し、前記比の変化率が第１判定範囲内にある場合に、前記境界線候補を、路面の境界線と判定する路面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の路面を検出する路面検出装置の制御方法および路面検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、路面から放射された水平偏波成分および垂直偏波成分の受信波に基づいて、路面の放射温度を計測し、路面の放射率を算出することで、路面の状態を判定する技術が知られている（たとえば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７７１８８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、従来技術のように、対象物から到来した水平偏波成分および垂直偏波成分の受信波に基づいて、対象物の放射温度を計測することで、路面であるか否かを判定する場合に、同一路面であっても、日陰の部分と日なたの部分とでは路面の放射温度が異なるため、一方の部分を路面、もう一方の部分を路面ではないと誤判定してしまう場合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、路面を適切に判定できる路面検出装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、対象物から到来する第１偏波方向の受信波を受信して第１偏波信号を出力する第１アンテナ素子と、第２偏波方向の受信波を受信して第２偏波信号を出力する第２アンテナ素子とを二次元状に配列したアレイアンテナを有するアンテナ装置と、アンテナ装置から取得した第１偏波信号および前記第２偏波信号に基づいて、画像を生成し、当該画像に基づいて、路面を判定する路面検出装置の制御方法であって、画像から路面の境界線候補を検出し、境界線候補が交差する場合に、境界線候補に沿って第１偏波信号の強度と第２偏波信号の強度との比を算出することで、境界線候補に沿った位置における比の変化率を算出し、比の変化率が第１判定範囲内にある場合に、境界線候補を、路面の境界線と判定することで、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、路面の日陰と日なたとの温度の違いにより、路面の日陰と日なたとの境界が、路面の境界線候補として検出された場合でも、境界線候補に沿った位置における第１偏波信号の強度と第２偏波信号の強度との比の変化率が第１判定範囲内にある場合には、境界線候補を、路面の境界線と判定することで、路面を適切に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る路面検出装置の構成を示す構成図である。
【図２】本実施形態に係るアンテナ装置が備えるアレイアンテナの一例を示す図である。
【図３】日陰と日なたとの境界線が、路面と交差する場面を示す図である。
【図４】（Ａ）は、図３に示す場面における垂直偏波画像の一例を示す図であり、（Ｂ）は、図３に示す場面における水平偏波画像の一例を示す図である。
【図５】図４に示す第１判定線および第２判定線の垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比の一例を示す図である。
【図６】図４に示す第１判定線の水平偏波信号の強度と垂直偏波信号の強度との比の変化率の一例を示す図である。
【図７】図４に示す第２判定線の水平偏波信号の強度と垂直偏波信号の強度との比の変化率の一例を示す図である。
【図８】日陰と日なたとの境界線が、路面と平行する場面を示す図である。
【図９】（Ａ）は、図８に示す場面における垂直偏波画像の一例を示す図であり、（Ｂ）は、図８に示す場面における水平偏波画像の一例を示す図である。
【図１０】図９に示す場面における、路面境界線の判定方法を説明するための図である。
【図１１】図１０に示す直交判定線における水平偏波信号の強度と垂直偏波信号の強度との比の変化率の一例を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る路面判定処理を示すフローチャート（その１）である。
【図１３】本実施形態に係る路面判定処理を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、路面検出装置を車両に搭載する構成を例示して説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る路面検出装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る路面検出装置１００は、アンテナ装置１１０と、処理装置１２０とを有している。これら装置は、相互に情報の授受を行うためにＣＡＮ（Controller Area Network）その他の車載ＬＡＮによって接続されている。
【００１１】
アンテナ装置１１０は、自車両の前方に存在する対象物（路面、路側を含む）から到来するミリ波を受信する。図２に示すように、アンテナ装置１１０は、ホーンアンテナなどの複数のアンテナ素子が二次元状に配列されたアレイアンテナ１１３を有している。これらアンテナ素子においてミリ波をそれぞれ受信することで、図４に示すように、対象物から放射される電波の偏波情報を含むイメージング画像を生成することが可能となる（詳細は後述する。）。なお、図２は、本実施形態に係るアンテナ装置１１０が有するアレイアンテナ１１３の一例を示す図である。また、アンテナ装置１１０は、ミリ波以上の周波数帯域の電波、電磁波を受信する構成としてもよい。
【００１２】
アレイアンテナ１１３は、図２に示すように、垂直偏波成分の受信波を主に受信する第１アンテナ素子１１１と、水平偏波成分の受信波を主に受信する第２アンテナ素子１１２とを有する。第１アンテナ素子１１１と第２アンテナ素子１１２とは交互に二次元状に配列される。
【００１３】
車両に搭載されたアンテナ装置１１０において、検出対象物を検出するために、アレイアンテナ１１３の視野角は、少なくとも縦方向に２０°、横方向に４０°以上あることが好ましい。また、検出対象物を歩行者とした場合には、約５０ｍ前方において２０ｃｍ幅の歩行者を、縦方向の１０画素程度で検出できることが好ましい。そのため、アレイアンテナ１１３に適した視野角の画像を得るためには、図２に示すように、縦方向に２０画素、横方向に４０画素の解像度があることが好ましい。また、受信する受信波が１５０ＧＨｚ帯のミリ波である場合には、受信アンテナ素子の大きさは４ｍｍ程度の大きさが必要となる。そのため、アレイアンテナ１１３の大きさは、横方向が４０画素×４ｍｍ＝１６０ｍｍ、縦方向が２０画素×４ｍｍ＝８０ｍｍに設計することができる。
【００１４】
このように、アレイアンテナ１１３の受信面の大きさを設定することで、歩行者などの検出対象物を適切に検出することが可能となる。なお、検出対象物は歩行者に限定されず、たとえば、車両や電柱などの立体物、道路の路面、および路側なども含まれる。たとえば、本実施形態に係るアンテナ装置１１０は、道路の路面に反射した受信波を受信することで、道路面が凹凸であるか、道路がカーブしているかなどの道路面形状を検出対象物として検出することができる。
【００１５】
アンテナ装置１１０は、各アンテナ素子１１１，１１２で受信した受信波をその受信強度に応じた強度の受信信号に変換して処理装置１２０に出力する。以下においては、垂直偏波成分の受信波を受信する第１アンテナ素子１１１が出力する受信信号を垂直偏波信号とし、水平偏波成分の受信波を受信する第２アンテナ素子１１２が出力する受信信号を水平偏波信号として説明する。
【００１６】
処理装置１２０は、アンテナ装置１１０から出力された垂直偏波信号と、水平偏波信号とに基づいて、路面を検出するためのプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）とから構成される。なお、動作回路としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代えて又はこれとともに、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いることができる。
【００１７】
処理装置１２０は、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵにより実行することにより、垂直偏波信号および水平偏波信号に基づいて、イメージング画像を生成する画像生成機能と、イメージング画像から路面の境界線候補を検出する境界線候補検出機能と、境界線候補が路面の境界線か否かを判定するための判定線を設定する判定線設定機能と、判定線上における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比に基づいて、境界線候補が路面の境界線であるか否かを判定する路面判定機能と、を有する。以下において、処理装置１２０が備える各機能について説明する。
【００１８】
処理装置１２０の画像生成機能は、アンテナ装置１１０のアレイアンテナ１１３から出力された垂直偏波信号および水平偏波信号に基づいて、イメージング画像を生成する。具体的には、画像生成機能は、各第１アンテナ素子１１１から出力された各垂直偏波信号を、第１アンテナ素子１１１の配列に合わせて二次元状に配列することで、垂直偏波信号に基づくイメージング画像を、垂直偏波画像として生成することができる。また、画像生成機能は、各第２アンテナ素子１１２から出力された各水平偏波信号を、第１アンテナ素子１１１の配列に合わせて二次元状に配列することで、水平偏波信号に基づくイメージング画像を、水平偏波画像として生成することができる。以下においては、垂直偏波画像および水平偏波画像を構成する垂直偏波信号または水平偏波信号を、垂直偏波画像および水平偏波画像の画素として説明する。なお、図２に示すように、第１アンテナ素子１１１と第２アンテナ素子１１２とは交互に配列しているため、第１アンテナ素子１１１と第２アンテナ素子１１２の撮像範囲は若干異なるが、以下においては、たとえば、図２に示すアレイアンテナ１１３において一番左上に位置する第１アンテナ素子１１１と、その右隣の第２アンテナ素子１１２（またはその下隣りの第２アンテナ素子１１２）とは、同一の撮像範囲を撮像するものとして説明する。
【００１９】
図３に示すように日陰と日なたとの境界線が路面と交差している場面において、画像生成機能は、図４（Ａ）に示すように、垂直偏波信号に基づく垂直偏波画像を生成する。また、図３に示す場面において、画像生成機能は、図４（Ｂ）に示すように、水平偏波信号に基づく水平偏波画像を生成する。なお、図４（Ａ），（Ｂ）に示す例では、垂直偏波信号および水平偏波信号の強度が大きいほど、薄い色で表現している。
【００２０】
処理装置１２０の境界線候補検出機能は、垂直偏波画像および水平偏波画像において、路面の境界線候補を検出する。たとえば、境界線候補検出機能は、垂直偏波画像および水平偏波画像において、水平方向（図４中のＸ方向）または垂直方向（図４中のＹ方向）に所定画素数（たとえば２画素）離れた２つの画素の出力値の差が所定値以上となる画素を検出し、検出した画素が所定画素以上連続する画素列を、境界線候補として検出することができる。なお、境界線候補の検出方法は、上記の例に限定されず、公知のエッジ検出方法を用いることができる。
【００２１】
図３に示す例では、自車両が走行する路面と路側との間に境界線が存在し、日陰と日なたとの間にも境界線が存在している。自車両が走行する路面と路側との間の境界線と、日陰と日なたとの間の境界線とは交差しているため、日陰と日なたとの間の境界線は路面と路側を跨ることとなる。路面と路側とは材質や構造が異なり、反射率が異なるため、路面と路側とで、垂直偏波信号や水平偏波信号の強度が異なる場合が多い。たとえば、図４（Ａ）に示す例では、路側に比べて、路面における垂直偏波信号の強度が高くなっている。そのため、図４（Ａ）に示す例において、境界線候補検出機能は、垂直偏波画像に基づいて、路面と路側との境界線を、第１境界線候補および第３境界線候補として検出することができる。また、日陰と日なたとでは温度が異なるため、日陰と日なたとで、垂直偏波信号や水平偏波信号の強度が異なる場合が多い。たとえば、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、日陰に比べて、日なたにおける垂直偏波信号および水平偏波信号の強度は高くなる。そのため、図４（Ａ），（Ｂ）に示す例において、境界線候補検出機能は、垂直偏波画像および水平偏波画像に基づいて、日陰と日なたとの境界線を、第２境界線候補として検出することができる。よって、第１境界線候補と第２境界線候補は交差して検出され、第２境界線候補と第３境界線候補は交差して検出される。また第１境界線候補および第３境界線候補は路面と路側との境界線であるため、第２境界線候補は路面と路側を跨るように検出される。
【００２２】
処理装置１２０の判定線設定機能は、境界線候補が、路面の境界線であるか否かを判定するための判定線を、垂直偏波画像および水平偏波画像上に設定する。たとえば、判定線設定機能は、境界線候補をアンテナ装置１１０の設置位置側に数画素分だけ移動させた位置に、判定線を設定することができる。たとえば、図４（Ａ），（Ｂ）に示す例において、判定線設定機能は、第１境界線候補をアンテナ装置１１０の設置位置側（Ｘ軸正方向側）に数画素分だけ移動させた位置に、第１境界線候補の判定線を、第１判定線として設定することができる。また、判定線設定機能は、第２境界線候補をアンテナ装置１１０の設置位置側（Ｙ軸負方向側）に数画素分だけ移動させた位置に、第２境界線候補の判定線を、第２判定線として設定することができる。同様に、判定線設定機能は、第３境界線候補の判定線を設定することができるが、以下においては、説明の便宜のため、第１判定線および第２判定線のみについて説明を行う。
【００２３】
処理装置１２０の路面判定機能は、境界線候補が路面の境界線であるか否かを判定することで、垂直偏波画像および水平偏波画像上における道路の路面を判定する。まず、路面判定機能は、判定線上の各画素の垂直偏波信号および水平偏波信号に基づいて、判定線上の各画素の垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比（垂直偏波信号の強度／水平偏波信号の強度）を算出する。また、路面判定機能は、判定線上の各画素の垂直偏波信号および水平偏波信号に基づいて、判定線上の各画素の垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度を算出する。
【００２４】
図５は、図４に示す第１判定線および第２判定線における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒ、および、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの一例を示している。なお、図５に示すグラフでは、縦軸を、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒとし、横軸を、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖとして、判定線上の画素をプロットしている。また、図５に示すグラフでは、判定線上において連続する画素間を線で結んでいる。
【００２５】
図５を参照して、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒについて説明する。図４（Ａ），（Ｂ）に示す第１判定線のように、同一路面上に判定線がある場合には、至近側（図４中、Ｙ軸負方向側）の対象物から到来した受信波に対応する画素（たとえば図５に示す第１判定線（Ａパート）の画素）では、遠方側（図４中、Ｙ軸正方向側）の対象物から到来した受信波に対応する画素（たとえば図５に示す第１判定線（Ｂパート）の画素）と比べて、水平偏波信号の強度が大きくなり、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒ（垂直偏波信号の強度／水平偏波信号の強度）が小さくなる傾向にある。このように、同一路面の判定線上において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｖは、自車両（アンテナ装置１１０）から対象物までの距離に応じて変化する。しかしながら、同一路面の判定線上において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｖは、上述したように、自車両（アンテナ装置１１０）から対象物までの距離に応じて変化するが、図５に示すように、路面領域内に収まる傾向にある。
【００２６】
一方、図４（Ａ），（Ｂ）に示す第２判定線（Ａパート、Ｃパート）のように、路側に対応する判定線では、図５に示すように、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒは１前後となる傾向にある。このように、路側の判定線では、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒが、路面領域よりも、比Ｒの値が高い路側領域となる傾向にある。そのため、図５に示す例では、路面と路側とに跨る第２判定線のうち、路面の第２判定線（Ｂパート）については、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒが路面領域内にプロットされ、路側の第２判定線（ＡパートおよびＣパート）については、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒが路側領域内にプロットされている。
【００２７】
このように、路面と路側とでは、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒがプロットされる領域が異なる傾向にある。そのため、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒに基づいて、判定線が、同一路面上にあるか、路面と路側とを跨ぐかを判定し、これにより、判定線に対応する境界線候補が、路面の境界線であるか、日陰と日なたとの境界線であるかを判定することが可能な場合はある。しかしながら、図５に示す第１判定線（Ｂパート）や第２判定線（Ａパート）のように、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒが、路側領域内にあるか、路側領域内にあるかを明確に判定することが困難な場合もあり、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒだけでは、判定線が、同一路面上にあるか、路面と路側とを跨ぐかを判定することが困難な場合がある。そこで、本実施形態では、後述するように、判定線に沿う垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率を求めることで、判定線が、同一路面にあるか、路面と路側とを跨ぐかを判定する。
【００２８】
次に、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖについて説明する。垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖは、対象物の放射温度が高いほど大きくなる傾向にある。そのため、図５に示すように、日陰と日なたとを跨ぐ第１判定線では、日陰にある第１判定線（Ａパート）において、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖが比較的小さくなり、日なたにある第１判定線（Ｂパート）において、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖが比較的大きくなる。また、図５に示す第１判定線（Ａパート）では、日なたに近づくほど、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖは大きくなる。
【００２９】
一方、図５に示す第２判定線のように、判定線が異なる材質で構成された路面と路側とに跨っている場合には、路面と路側とで、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖが大きく異なる場合がある。特に、路面と路側との境界となる変位点において、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖが大きく変化する場合がある。たとえば、図５に示す例では、路面にある第２判定線（Ｂパート）と、路側にある第２判定線（Ａパート）との変位点である第２判定線のＡＢ変位点において、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖが大きく変化している。
【００３０】
ここで、図５に示すように、第１判定線の変位点（第１判定線（Ａパート）と第１判定線（Ｂパート）との変位点）における、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率は、日陰と日なたとの温度差（たとえば１０Ｋ）に応じた変化率未満となることが多い。一方、第２判定線のＡＢ変位点は、第２判定線が路面と路側とに跨ることによるものであるため、第２判定線のＡＢ変位点における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率は、第１判定線の変位点における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率、すなわち、日陰と日なたとの温度差に応じた変化率よりも大きくなる場合がある。そこで、本実施形態では、後述するように、垂直偏波信号と水平偏波信号との平均強度Ｖの変化率に基づいても、各判定線が、同一路面に基づくものか、路面と路側とに跨るものかを判定する。
【００３１】
このように、路面判定機能は、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲと、垂直偏波信号と水平偏波信号との平均強度Ｖの変化率ｄＶとに基づいて、各判定線が、同一路面におけるものか、路面と路側とを跨ぐものかを判定する。そこで、まず、路面判定機能は、判定線に沿って連続する画素のうち、連続する画素間における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの差を、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲとして算出する。同様に、路面判定機能は、判定線に沿って連続する画素のうち、連続する画素間における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの差を、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶとして算出する。
【００３２】
図６は、図４に示す第１判定線に沿った位置における、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲ、および、垂直偏波信号と水平偏波信号との平均強度Ｖの変化率ｄＶの一例を示す図である。また、図７は、図４に示す第２判定線に沿った位置における、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲ、および、垂直偏波信号と水平偏波信号との平均強度Ｖの変化率ｄＶの一例を示す図である。なお、図６および図７に示すグラフにおいて、縦軸は、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲを示しており、横軸は、垂直偏波信号と水平偏波信号との平均強度Ｖの変化率ｄＶを示している。
【００３３】
図５に示す第１判定線（Ａパート）のように、同一路面上の判定線でも、至近の対象物に対応する画素ほど、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒは大きく変化する。そのため、図６に示す第１判定線（Ａパート）では、至近の対象物に対応する画素において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲが大きくなっている。一方、図５に示す第１判定線（Ｂパート）のように、遠方の対象物に対応する画素では、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲは小さくなっている。
【００３４】
一方、図５に示す第２判定線のように、路面と路側とに跨る判定線では、路面と路側とで、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒが大きく異なり、路面から路側に変化する変位点で、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒが大きく変化する。そのため、図７に示す第２判定線では、路面から路側に変化するＡＢ変位点において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲが大きくなっている。
【００３５】
図６に示す第１判定線（Ａパート）における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲと、図７に示す第２判定線おける垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲとを比べると、図６に示す第１判定線（Ａパート）に比べて、図７に示す第２判定線においては、路面から路側に変化するＡＢ変位点における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲがより大きくなっている。具体的には、図６に示す第１判定線（Ａパート）では、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲが、至近の対象物に対応する画素においても、閾値Ｓｄｘから閾値−Ｓｄｘまでの第１判定範囲内にある。一方、図７に示す第２判定線では、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲが、閾値Ｓｄｘから閾値−Ｓｄｘまでの第１判定範囲を超えている。
【００３６】
ここで、閾値Ｓｄｘ，−Ｓｄｘは、同一路面上における判定線上において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒが、受信ノイズ、受信波の屈折率、アンテナ素子１１１，１１２が受信する受信波の俯角、およびアレイアンテナ１１３の解像度などにより変化する場合の変化率ｄＲの上限値および下限値であり、受信波の屈折率、アンテナ素子１１１，１１２が受信する受信波の俯角、およびアレイアンテナ１１３の解像度のうち少なくとも１つに基づいて、算出することができる。たとえば、アンテナ素子１１１，１１２が受信する受信波の俯角が１０°である場合には、ＳｄＸ，−ＳｄＸをそれぞれ０．１，−０．１に設定することができる。
【００３７】
これにより、路面判定機能は、図６に示す第１判定線のように、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲが、閾値Ｓｄｘから閾値−Ｓｄｘまでの第１判定範囲内にある場合には、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化ｄＲは、受信波の屈折率、アンテナ素子１１１，１１２が受信する受信波の俯角、およびアレイアンテナ１１３の解像度などによるものであると判断し、判定線は、同一路面上にあると判定する。一方、図７に示す第２判定線のように、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲが、閾値Ｓｄｘから閾値−Ｓｄｘまでの第１判定範囲を超える場合には、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化は、受信波の屈折率、アンテナ素子１１１，１１２が受信する受信波の俯角、およびアレイアンテナ１１３の解像度などによるものではなく、路面から路側に変化したことによるものと判断し、判定線は、路面と路側とを跨ぐものと判定する。
【００３８】
また、図６に示すように、同一路面上にある第１判定線においては、日陰における判定線（Ａパート）から、日なたにおける判定線（Ｂパート）に変化する変位点において、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶが大きくなっている。また、図７に示すように、路面と路側とに跨る第２判定線では、路面から路側に変化するＡＢ変位点において、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶが大きくなっている。
【００３９】
図６に示す第１判定線における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶと、図７に示す第２判定線おける垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶとを比べると、図６に示す第１判定線に比べて、図７に示す第２判定線において、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶがより大きくなっている。具体的には、図６に示す第１判定線では、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶが、閾値ＳＫ以下の第２判定範囲内にある。一方、図７に示す第２判定線では、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶが、閾値ＳＫ以下の第２判定範囲を超えている。
【００４０】
ここで、本実施形態では、同一路面上の日陰と日なたとの温度差Ｋを、閾値ＳＫとして設定している。また、同一路面上の日陰と日なたとの温度差Ｋは、気温に応じて変化するため、閾値ＳＫも気温に応じて可変に設定することができる。また、同一路面上の日陰と日なたとの温度差Ｋ＋αを、閾値ＳＫとして設定することもできる。
【００４１】
そのため、路面判定機能は、図６に示す第１判定線のように、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶが、閾値ＳＫ以下の第２判定範囲内にある場合には、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶは、日陰から日なたに変化したことによると判断し、判定線は、同一路面上にあると判定する。一方、路面判定機能は、図７に示す第２判定線のように、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶが、閾値ＳＫ以下の第２判定範囲を超える場合には、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化は、日陰から日なたに変化したことによるものではなく、路面から路側に変化したことによるものと判断し、判定線は、路面と路側とを跨ぐものと判定することができる。
【００４２】
このように、本実施形態では、各判定線において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲ、または、垂直偏波信号と水平偏波信号との平均強度Ｖの変化率ｄＶが、図６および図７に示すように、閾値Ｓｄｘから−Ｓｄｘまでの第１判定範囲、および閾値ＳＫ以下の第２判定範囲で形成される判定領域内にあるか否かを判定することで、判定線が、同一路面上にあるか、路面と路側とを跨ぐかを判定する。
【００４３】
しかしながら、図８に示すように、日陰と日なたとの境界線が道路と平行に存在する場合、日陰と日なたとの境界線は、路面と路側とを跨いでいないため、上記方法により、日陰と日なたとの境界線を、路面の境界線ではないと判定することは難しい。そこで、路面判定機能は、図９に示すように、垂直偏波画像および水平偏波画像において、互いに交差しない３以上の境界線候補を検出した場合には、以下に説明する方法により、路面の境界線と、日陰と日なたとの境界線とを判定する。なお、図９（Ａ）は、図８に示す場面における垂直偏波画像の一例を示す図であり、図９（Ｂ）は、図８に示す場面における水平偏波画像の一例を示す図である。
【００４４】
すなわち、互いに交差しない境界線候補が３以上ある場合、判定線設定機能は、まず、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、各境界線候補を跨ぐ両側に判定線をそれぞれ設定する。たとえば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示す例において、判定線設定機能は、第１境界線候補を跨ぐ両側に第１境界線候補と平行する第１平行判定線１ａ，１ｂを設定する。同様に、判定線設定機能は、第２境界線候補を跨ぐ両側に第１境界線候補と平行する第２平行判定線２ａ，２ｂを設定する。また図示していないが、判定線設定機能は、第３境界線候補を跨ぐ両側に第１境界線候補と平行する第３平行判定線３ａ，３ｂを設定する。
【００４５】
ここで、仮に、第１平行判定線１ａ，１ｂおよび第２平行判定線２ａ，２ｂについて、図５に示すように、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒ、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖをプロットした場合、第１平行判定線１ａは、路側にあるため、図５に示す路側領域内にプロットされる。一方、第１平行判定線１ｂ、第２平行判定線２ａ，２ｂは、路面にあるため、図５に示す路面領域内にプロットされる。そのため、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒ、および、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖを、第１平行判定線１ａと１ｂ、第２平行判定線２ａと２ｂとでそれぞれ比べることで、各判定線に対応する境界線候補が、路面の境界線か、日陰と日なたとの境界線かを判定することが可能な場合がある。しかしながら、アンテナ装置１１０の設置位置から離れた位置ほど、垂直偏波信号および水平偏波信号の検出精度は低くなり、平行判定線が路面に対応するものか、路側に対応するものかを判定することが困難な場合がある。
【００４６】
そこで、判定線設定機能は、各境界線候補と直交する複数の直交判定線を所定間隔ごとに設定する。たとえば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、判定線設定機能は、第２境界線候補に直交する複数の直交判定線Ｌ１〜Ｌｎを設定することができる。また、図示していないが、判定線設定機能は、第１境界線候補および第３境界線候補についても、それぞれの境界線候補に直交する複数の直交判定線を設定することができる。
【００４７】
そして、路面判定機能は、各境界線候補の平行判定線と直交判定線とが交差する画素において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒ、および、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖを算出する。たとえば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示す例において、路面判定機能は、第２境界線の第２平行判定線２ａ、２ｂと、第２直交判定線Ｌ１〜Ｌｎとがそれぞれ交差する画素において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒ、および、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖを算出する。
【００４８】
具体的には、路面判定機能は、平行判定線と直交判定線とが交差する画素のうち、同一の直交判定線上の画素における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの差を、境界線候補を跨ぐ両側の位置における、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲとして算出する。同様に、路面判定機能は、平行判定線と直交判定線とが交差する画素のうち、同一の直交判定線上の画素における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの差を、境界線候補を跨ぐ両側の位置における、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶとして算出する。
【００４９】
たとえば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示す例において、路面判定機能は、第２平行判定線２ａと第２直交判定線Ｌ１とが交差する画素における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒと、第２平行判定線２ｂと第２直交判定線Ｌ１とが交差する画素における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒとの差を、第２直交判定線Ｌ１における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲとして算出する。また、路面判定機能は、第２平行判定線２ａと第２直交判定線Ｌ１とが交差する画素における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖと、第２平行判定線２ｂと直交判定線Ｌ１とが交差する画素における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖとの差を、第２直交判定線Ｌ１における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶとして算出する。同様に、路面判定機能は、他の直交判定線Ｌ２〜Ｌｎについても、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲと、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶとを算出する。
【００５０】
図１１は、図１０（Ａ）に示す第２境界線候補の直交判定線Ｌ１〜Ｌｎにおける、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲと、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶとの一例を示す図である。図８および図１０に示すように、第２境界線候補のうち、第２判定線２ａは日陰における判定線であり、第２判定線２ｂは日なたにおける判定線である。図１１に示す例では、同一路面上の日陰と日なたとの温度差により、各直交判定線Ｌ１〜Ｌｎにおける垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶは、ある程度大きくなるが、同一路面上における日陰と日なたとの温度差に基づいて設定された閾値ＳＫ以下の第２判定範囲内となる。また、第２判定線２ａと第２判定線２ｂはともに同一路面上にあるため、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲは小さく、ゼロ付近の数値となる。
【００５１】
そのため、路面判定機能は、図１１に示す例において、第２境界線候補の直交判定線Ｌ１〜Ｌｎにおける、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲと、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶとは、それぞれ第１判定範囲内および第２判定範囲内であり、判定領域の範囲内であると判定する。これにより、路面判定機能は、第２境界線候補は、同一路面上における、日陰と日なたとの境界線であると判定することができる。
【００５２】
そして、路面判定機能は、各境界線候補が路面の境界線であるか、日陰と日なたとの境界線であるかを判定することで、道路の路面を判定することができる。たとえば、図４に示す例において、路面判定機能は、第１境界線候補および第３境界線候補が路面の境界線であり、第２境界線候補が日陰と日なたとの境界線であると判定することで、第１境界線候補と第３境界線候補との間の領域が路面であると判定することができる。また、図１０に示す例において、路面判定機能は、第１境界線候補および第３境界線候補が路面の境界線であり、第２境界線候補が日陰と日なたとの境界線であると判定することで、第１境界線候補と第３境界線候補との間の領域が路面であると判定することができる。
【００５３】
続いて、図１２および図１３を参照して、本実施形態に係る路面検出処理について説明する。図１２および図１３は、本実施形態に係る路面検出処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明する路面検出処理は、処理装置１２０により実行される。
【００５４】
まず、ステップＳ１０１では、画像生成機能により、アンテナ装置１１０により出力された垂直偏波信号および水平偏波信号の取得が行われる。具体的には、画像生成機能は、アンテナ装置１１０のアンテナアレイ１１３が備える第１アンテナ素子１１１から、垂直偏波成分の強度に応じた垂直偏波信号を取得し、第２アンテナ素子１１２から水平偏波成分の強度に応じた水平偏波信号を取得する。
【００５５】
ステップＳ１０２では、画像生成機能により、ステップＳ１０１で取得した垂直偏波信号および水平偏波信号に基づいて、イメージング画像の生成が行われる。画像生成機能は、たとえば図３に示す場面において、第１アンテナ素子１１１により受信した垂直偏波信号に基づいて、図４（Ａ）に示すように、垂直偏波画像を生成する。また、画像生成機能は、第２アンテナ素子１１２により受信した水平偏波信号に基づいて、図４（Ｂ）に示すように、水平偏波画像を生成する。
【００５６】
ステップＳ１０３では、境界線候補検出機能により、ステップＳ１０２で生成された垂直偏波画像および水平偏波画像において、路面の境界線候補の検出が行われる。たとえば、境界線候補検出機能は、図４（Ａ），（Ｂ）に示す垂直偏波画像および水平偏波画像から、第１境界線、第２境界線、および第３境界線を検出することができる。
【００５７】
ステップＳ１０４では、判定線設定機能により、ステップＳ１０３で検出された路面の境界線候補が交差しているか否かの判定が行われる。図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、路面の境界線候補が交差している場合には、ステップＳ１０５に進む。一方、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、路面の境界線候補が交差していない場合には、図１３に示すステップＳ１１３に進む。
【００５８】
ステップＳ１０５〜Ｓ１１２では、交差している境界線候補のうち、いずれの境界線候補が路面の境界線であるか否かを判定する処理が行われる。まず、ステップＳ１０５では、判定線設定機能により、ステップＳ１０３で検出された路面の境界線候補と平行する判定線が設定される。たとえば、判定線設定機能は、図４（Ａ），（Ｂ）に示す例において、第１境界線候補、第２境界線候補、および第３境界線候補にそれぞれ平行する第１判定線、第２判定線、および第３判定線を設定することができる。
【００５９】
ステップＳ１０６では、路面判定機能により、ステップＳ１０５で設定された判定線上の各画素において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒが算出される。また、ステップＳ１０７では、路面判定機能により、ステップＳ１０５で設定された判定線上の各画素において、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖが算出される。たとえば、路面判定機能は、図４（Ａ），（Ｂ）に示す第１判定線および第２判定線について、図５に示すように、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒ、および、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖを算出することができる。
【００６０】
ステップＳ１０８では、路面判定機能により、ステップＳ１０６で算出された垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒに基づいて、図６に示すように、判定線に沿って連続する画素間における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの差が、判定線に沿った位置における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲとして算出される。また、ステップＳ１０９では、路面判定機能により、ステップＳ１０７で算出された垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖに基づいて、図７に示すように、判定線に沿って連続する画素間における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの差が、判定線に沿った位置における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶとして算出される。
【００６１】
ステップＳ１１０では、路面判定機能により、ステップＳ１０８で算出された垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲ、および、ステップＳ１０９で算出された垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶが、それぞれ第１判定範囲内および第２判定範囲内となる判定領域内にあるか否かの判定が行われる。垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲ、および、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶがそれぞれ第１判定範囲内および第２判定範囲内となる判定領域内である場合には、ステップＳ１１１に進み、路面判定機能により、判定線に対応する境界線候補は、路面の境界線であると判定される。一方、第１判定範囲または第２判定範囲を超えることで判定領域を超える場合には、ステップＳ１１２に進み、路面判定機能により、判定線に対応する境界線候補は路面の境界線ではないと判定される。
【００６２】
たとえば、図６に示す例において、路面判定機能は、第１判定線において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲ、および、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶが、それぞれ第１判定範囲内および第２判定範囲内となる判定領域内であると判定することができる（ステップＳ１１０＝Ｙｅｓ）。そのため、路面判定機能は、第１判定線に対応する第１境界線候補は、路面の境界線であると判定することができる（ステップＳ１１１）。
【００６３】
また、図７に示す例において、路面判定機能は、第２判定線において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲ、および、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶが、それぞれ第１判定範囲または第２判定範囲を超える場合に判定領域を超えると判定することができる（ステップＳ１１０＝Ｎｏ）。そのため、路面判定機能は、第２判定線に対応する第２境界線候補は、路面の境界線ではないと判定することができる（ステップＳ１１２）。
【００６４】
また、図１３に進み、ステップＳ１１３では、路面判定機能により、交差しない境界線候補が３以上あるか否かの判定が行われる。図９に示すように、交差していない境界線候補が３以上ある場合には、ステップＳ１１４に進む。一方、交差していない境界線候補が３以上ない場合には、ステップＳ１２３に進む。
【００６５】
ステップＳ１１４〜Ｓ１２１では、互いに交差しない３以上の境界線候補のうち、いずれの境界線候補が路面の境界線であるか否かを判定する処理が行われる。まず、ステップＳ１１４では、判定線設定機能により、ステップＳ１０３で検出された境界線候補を跨ぐ両側に、境界線候補に平行する平行判定線が設定される。たとえば、判定線設定機能は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１境界線候補、第２境界線候補、および第３境界線候補を跨ぐ両側に、各境界線候補に平行する平行判定線１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設定することができる。
【００６６】
また、ステップＳ１１５では、判定線設定機能により、各境界線候補に直交する直交判定線の設定が行われる。たとえば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示す例において、判定線設定機能は、第２境界線候補に直交する直交判定線Ｌ１〜Ｌｎを設定することができる。同様に、判定線設定機能は、第１境界線候補および第３境界線候補に直交する直交判定線を設定することができる。
【００６７】
ステップＳ１１６では、路面判定機能により、ステップＳ１１４で設定された平行判定線とステップＳ１１５で設定された直交判定線とが交差する画素において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒが算出される。また、ステップＳ１１７では、路面判定機能により、平行判定線と直交判定線とが交差する画素において、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖが算出される。
【００６８】
ステップＳ１１８では、路面判定機能により、直交判定線上における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲの算出が行われる。また、ステップＳ１１９では、路面判定機能により、直交判定線における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶの算出が行われる。たとえば、路面判定機能は、図１０に示す第２境界線候補について、第２平行判定線２ａと第２直交判定線Ｌ１とが交差する画素における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒと、第２平行判定線２ｂと第２直交判定線Ｌ１とが交差する画素における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒとの差を、第２直交判定線Ｌ１における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲとして算出することができる。また、路面判定機能は、第２平行判定線２ａと第２直交判定線Ｌ１とが交差する画素における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖと、第２平行判定線２ｂと直交判定線Ｌ１とが交差する画素における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖとの差を、第２直交判定線Ｌ１における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶとして算出することができる。
【００６９】
ステップＳ１２０では、路面判定機能により、ステップＳ１１８で算出された垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲ、および、ステップＳ１１９で算出された垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶが、それぞれ第１判定範囲内および第２判定範囲内となる判定領域内であるか否かの判定が行われる。図１１に示す第２判定線のように、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲ、および、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶがそれぞれ第１判定範囲内および第２判定範囲内となる判定領域内である場合には、ステップＳ１２１に進み、路面判定機能により、判定線に対応する境界線候補は路面の境界線であると判定される。一方、それぞれ第１判定範囲または第２判定範囲を超えることで判定領域を超える場合には、ステップＳ１２２に進み、路面判定機能により、判定線に対応する境界線候補は路面の境界線ではないと判定される。
【００７０】
そして、ステップＳ１２３では、路面判定機能により、路面の判定が行われる。具体的には、路面判定機能は、ステップＳ１１１，Ｓ１１２における路面の境界線の判定結果、および、ステップＳ１２１，Ｓ１２２における路面の境界線の判定結果に基づいて、路面を判定する。なお、路面判定機能は、直交しない境界線候補が２本だけ検出された場合には、これら境界線候補を路面の境界線として判断し、路面を判定する構成とすることもできる。
【００７１】
以上のように、本実施形態に係る路面検出装置１００は、垂直偏波画像および水平偏波画像から検出した境界線候補が交差する場合に、境界線候補に沿う判定線上において垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒを算出し、判定線上の位置における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲを算出する。そして、比Ｒの変化率ｄＲが閾値Ｓｄｘから閾値−Ｓｄｘまでの第１判定範囲にある場合に、この判定線に対応する境界線候補を、路面の境界線と判定する。これにより、図３および図４に示すように、同一路面における日陰と日なたとの境界線が、路面の境界線候補として検出された場合でも、この境界線候補が、路面の境界線であるか、日陰と日なたとの境界線であるかを適切に判定することができ、これにより、路面を適切に判定することができる。
【００７２】
また、本実施形態においては、画像上において、境界線候補をアンテナ装置１１０の設置位置側に所定距離だけ移動させた位置に判定線を設定することで、路面の境界線に対応する境界線候補については、判定線を路面において設定することができる。その結果、路面の境界線に対応する境界線候補について、路面の境界線であるか否かを適切に判定することができる。
【００７３】
さらに、本実施形態では、境界線候補が交差する場合に、境界線候補に沿う判定線上において垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖを算出し、判定線に沿った位置における垂直偏波信号と水平偏波信号との平均強度Ｖの変化率ｄＶを算出する。そして、平均強度Ｖの変化率ｄＶが閾値ＳＫ以下の第２判定範囲内にある場合に、この判定線に対応する境界線候補を、路面の境界線と判定する。これにより、図３および図４に示すように、同一路面上における日陰と日なたとの境界線が、路面の境界線候補として検出された場合でも、この境界線候補が、路面の境界線であるか、日陰と日なたとの境界線であるかをより適切に判定することができ、路面をより適切に判定することができる。
【００７４】
加えて、本実施形態では、３以上の境界線候補が互いに交差しない場合に、境界線候補に平行する平行判定線と、境界線候補に直交する直交判定線を設定し、平行判定線と直交判定線とが交差する画素において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒ、および、垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖを算出する。そして、同一の直交判定線上の画素における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの差を、この直交判定線を跨ぐ両側の位置における垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比Ｒの変化率ｄＲとして算出する。また、同一の直交判定線上の画素における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの差を、この直交判定線を跨ぐ両側の位置における垂直偏波信号および水平偏波信号の平均強度Ｖの変化率ｄＶとして算出する。これにより、図８に示すように、日陰と日なたとの境界線が、路面と路側とに跨っていない場合でも、日陰と日なたとの境界線に対応する境界線候補が、路面の境界線であるか、日陰と日なたとの境界線であるかを適切に判定することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態では、第１アンテナ素子１１１が垂直偏波成分の受信波を受信して垂直偏波信号を出力し、第２アンテナ素子１１２が水平偏波成分の受信波を受信して水平偏波信号を出力することで、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比から、路面の境界線であるか否かを適切に判定することができる。
【００７６】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００７７】
たとえば、上述した実施形態では、３以上の境界線候補が交差しない場合に、各境界線候補に直交する直交判定線を設定する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、各境界線候補と交差する交差判定線を設定し、境界線候補を跨ぐ交差判定線上の位置において、垂直偏波信号の強度と水平偏波信号の強度との比を算出する構成としてもよい。
【００７８】
また、上述した実施形態では、互いに交差しない境界線候補が３以上ある場合に、図１３に示すステップＳ１１４〜Ｓ１２２の処理を行う構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、互いに交差しない境界線候補が１以上ある場合に、図１３に示すステップＳ１１４〜Ｓ１２２の処理を行う構成としてもよい。
【００７９】
なお、上述した実施形態に係る第１アンテナ素子１１１は本発明の第１アンテナ素子に、第２アンテナ素子１１２は本発明の第２アンテナ素子に、アレイアンテナ１１３は本発明のアレイアンテナに、アンテナ装置１１０は本発明のアンテナ装置に、処理装置１２０は本発明の制御部に、それぞれ相当する。
【符号の説明】
【００８０】
１００…路面検出装置
１１０…アンテナ装置
１１３…アレイアンテナ
１１１…第１アンテナ素子
１１２…第２アンテナ素子
１２０…処理装置
【図１】
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【図２】
0006477350.tif 000003
【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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