(57)【要約】【課題】道路形状を認識する道路形状認識装置において、白線が描かれていない道路や、白線が描かれていたとしても白線が不鮮明な道路であっても、道路形状を良好に認識できるようにする。【解決手段】道路形状検出システムにおいては、灯火装置が車両の周囲における道路上にパターン画像を投射し、信号処理装置を用いて、パターン画像を撮像するカメラによる撮像画像を画像処理することにより、パターン画像の形状を検出し、この形状に応じて道路形状を判断する。なお、カメラは、灯火装置による光軸から予め設定された所定距離だけ隔てて配置されている。従って、道路形状検出システムによれば、パターン画像を投射し、そのパターン画像の形状の変化によって道路形状を認識するので、白線が描かれていない道路や、白線が描かれていたとしても白線が不鮮明な道路であっても、道路の傾斜や凹凸等の道路形状を良好に認識することができる。【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、当該車両の周囲における道路形状を認識する道路形状認識装置であって、
当該車両の周囲における道路上に予め設定されたパターン画像を投射する投射手段と、
前記投射手段による光軸から予め設定された所定距離だけ隔てて配置され、前記投射手段によるパターン画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による撮像画像を画像処理することにより、前記パターン画像の形状を検出し、この形状の変化に応じて道路形状を判断する道路形状判断手段と、
を備えたことを特徴とする道路形状認識装置。
【請求項２】
前記道路形状判断手段は、前記パターン画像に切れ目を検出した場合に、前記道路上に障害物ありと判断すること
を特徴とする請求項１に記載の道路形状認識装置。
【請求項３】
前記投射手段は、前記パターン画像として、格子状パターンを投射し、
前記道路形状判断手段は、前記格子状パターンを形成する各線分の交点間の距離を検出し、該距離に応じて道路形状を判断すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の道路形状認識装置。
【請求項４】
前記投射手段は、前記パターン画像を赤外光または紫外光で投射すること
を特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の道路形状認識装置。
【請求項５】
前記投射手段は、当該車両における前照灯に併設配置されていること
を特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の道路形状認識装置。
【請求項６】
前記投射手段は、前記パターン画像の一部分を順に投射し、
前記道路形状判断手段は、前記投射手段によりパターン画像の一部分が投射される度に、前記パターン画像の形状を検出すること
を特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の道路形状認識装置。
【請求項７】
前記投射手段を複数備え、
該各投射手段は、各光軸が予め設定された所定距離だけ隔てた状態で配置され、
前記各投射手段に対して順にパターン画像を投射させる投光制御手段
を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の道路形状認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の周囲における道路形状を認識する道路形状認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されたカメラによって路上の白線を撮像し、この撮像画像を画像処理し、白線を抽出することによって道路形状を認識できるようにした道路形状認識装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３０８５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記道路形状認識装置においては、白線が描かれていない道路や、白線が描かれていたとしても白線が不鮮明な道路では、白線を正確に検出することができないので、このような道路においては道路形状を正確に認識できなくなるという問題点があった。
【０００４】
そこで、道路形状を認識する道路形状認識装置において、白線が描かれていない道路や、白線が描かれていたとしても白線が不鮮明な道路であっても、道路形状を良好に認識できるようにすることを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の道路形状認識装置においては、投射手段が車両の周囲における道路上に予め設定された形状を有するパターン画像を投射し、道路形状判断手段がパターン画像を撮像する撮像手段による撮像画像を画像処理することにより、パターン画像の形状を検出し、この形状に応じて道路形状を判断する。
【０００６】
ただし、撮像手段は、投射手段による光軸と同軸上に配置されていてはパターン画像の形状の変化を検出することができないので、投射手段による光軸から予め設定された所定距離だけ隔てて配置されている。
【０００７】
従って、このような道路形状認識装置によれば、パターン画像を投射し、そのパターン画像の形状の変化によって道路形状を認識するので、白線が描かれていない道路や、白線が描かれていたとしても白線が不鮮明な道路であっても、道路の傾斜や凹凸等の道路形状を良好に認識することができる。
【０００８】
ところで、請求項１に記載の道路形状認識装置において、道路形状判断手段は、請求項２に記載のように、パターン画像に切れ目を検出した場合に、道路上に障害物ありと判断するようにされていてもよい。
【０００９】
このような道路形状認識装置によれば、道路形状だけでなく、道路上の障害物も良好に検出することができる。
さらに、請求項１または請求項２に記載の道路形状認識装置においては、請求項３に記載のように、投射手段は、パターン画像として、格子状パターンを投射し、道路形状判断手段は、格子状パターンを形成する各線分の交点間の距離を検出し、該距離に応じて道路形状を判断するようにされていてもよい。
【００１０】
このような道路形状認識装置によれば、画像処理の際に各線分の交点を検出するだけでよいので、画像処理を簡素な処理で実施することができる。
また、請求項１〜請求項３の何れかに記載の道路形状認識装置において、投射手段は、請求項４に記載のように、パターン画像を赤外光または紫外光で投射するようにされていてもよい。
【００１１】
このような道路形状認識装置によれば、投射したパターン画像が運転者の視界の妨げになることを防止することができる。特にパターン画像を赤外光で投射するようにすれば、車両の前方を監視するために既に車両に設けられている赤外検出機能付の白黒カメラを当該装置と兼用することができる。
【００１２】
さらに、請求項１〜請求項４の何れかに記載の道路形状認識装置において、投射手段は、請求項５に記載のように、車両における前照灯に併設配置されていてもよい。
このような道路形状認識装置によれば、投射手段から投射されるパターン画像を集光および拡散させるためのレンズや反射板等の光学系、および前照灯から投射される光における光学系を共通の光学系として構成することができる。また、光学系を共通化しない場合であっても、各光学系を並べて配置することにより、各光学系を別々に配置する場合と比較して、省スペース化することができる。よって、車両のデザインや部品配置の自由度を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項１〜請求項５の何れかに記載の道路形状認識装置においては、請求項６に記載のように、投射手段は、パターン画像の一部分を順に投射し、道路形状判断手段は、投射手段によりパターン画像の一部分が投射される度に、パターン画像の形状を検出するようにされていてもよい。
【００１４】
このような道路形状認識装置によれば、パターン画像を複数に分割したその一部分を少しずつ順に投射するので、パターン画像全体を同時に投射する場合と比較して、パターン画像中から道路形状の判断に使用する特徴点（例えば、請求項３に記載のように格子状パターンを投射する場合には、各線分の交点）を抽出し易くすることができる。
【００１５】
なお、本発明においては、パターン画像の一部分のみが投射された時点で道路形状を判断してもよいし、パターン画像全体が投射されてから道路形状を判断するようにしてもよい。
【００１６】
さらに、請求項１〜請求項６の何れかに記載の道路形状認識装置においては、請求項７に記載のように、投射手段を複数備え、各投射手段は、各光軸が予め設定された所定距離だけ隔てた状態で配置されており、さらに、各投射手段に対して順にパターン画像を投射させる投光制御手段を備えていてもよい。
【００１７】
このような道路形状認識装置によれば、撮像手段は、１つの投射手段との視差（投射手段からパターン画像を見たときにおける視線と、撮像手段からパターン画像を見たときの視線との角度の差分）だけでなく、複数の投射手段との視差をそれぞれ利用することができるので、道路形状をより立体的に認識することができる。よって、道路形状の検出精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１（ａ）は本発明が適用された道路形状検出システム１（道路形状認識装置）の概略構成を示すブロック図、図１（ｂ）は灯火装置４０ａ（４０ｂ）を示す構成図である。
【００１９】
道路形状検出システム１は、例えば乗用車等の車両に搭載されており、この車両の進行方向に位置する道路の形状（凹凸や勾配等）や道路上の障害物を検出するシステムである。この道路形状検出システム１は、図１（ａ）に示すように、信号処理装置１０と、カメラ２０（撮像手段）と、灯火装置４０ａ，４０ｂ（投射手段）と、車両制御装置３０とを備えている。
【００２０】
信号処理装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する周知のマイコンとして構成されており、この信号処理装置１０には、カメラ２０、左右の灯火装置４０ａ，４０ｂ、および車両制御装置３０が接続されている。
【００２１】
カメラ２０は、道路形状検出システム１を搭載した車両の周囲における進行方向（車両の前方）が撮像範囲となるように、車室内中央（運転席と助手席との中間位置）における天井付近に配置されている（図２（ａ）、図２（ｂ）参照）。つまり、カメラ２０は、車室内から進行方向を良好に撮像できる位置であって、かつ、灯火装置４０ａ，４０ｂからの光（パターン画像）の光軸（図２（ａ）、図２（ｂ）における一点鎖線）から最も隔てられた位置に配置されている。
【００２２】
このような位置にカメラ２０を配置するのは、道路形状検出システム１では、後述するように灯火装置４０ａ，４０ｂからパターン画像を道路上に向けて照射するが、このパターン画像の形状の変化をカメラ２０によって捉え易くするためである。
【００２３】
即ち、灯火装置４０ａ，４０ｂによる光軸と同軸上にカメラ２０が配置されている場合には、いかなる道路形状の道路（障害物）に対してパターン画像を照射したとしても、カメラ２０が捉えるパターン画像は同じ画像になってしまうため、パターン画像の形状の変化を検出することができない。一方で、灯火装置４０ａ，４０ｂによる光軸と、カメラ２０との距離が大きくなればなるほど、道路形状、或いは障害物の有無の違いによって、カメラ２０が捉えるパターン画像の形状の変化が大きくなるからである。
【００２４】
つまり、本実施形態では、道路形状、或いは障害物の有無の違いによってパターン画像の形状が変化するという特徴に着目し、この形状の変化を検出することによって、道路形状および障害物を検出するのである。
【００２５】
ここで、左右の灯火装置４０ａ，４０ｂは、一般的な車両のヘッドライトと同様に、車両の前方の左右にそれぞれ配置されている（図２（ａ）、図２（ｂ）参照）。なお、左右の灯火装置４０ａ，４０ｂは、同様の構成にされている。
【００２６】
灯火装置４０ａ（４０ｂ）は、図１（ｂ）に示すように、前照灯用光源４２と、パターン画像用光源４３と、光学系４５とを備えている。
前照灯用光源４２は、例えば、可視光である白色光を発生させる白色ＬＥＤ（発光ダイオード）として構成されている。また、パターン画像用光源４３は、例えば、赤外光を発生させる赤外ＬＥＤとして構成されている。光学系４５は、パターン画像用光源４３のために設けられており、パターン画像用光源４３からの赤外光を集光および拡散させる機能を有する。
【００２７】
なお、前照灯用光源４２からの可視光を集光および拡散させる前照灯用光源４２のための光学系も並べて配置されているが、本図（図１（ｂ））では記載を省略している。また、パターン画像用光源４３のための光学系４５を、前照灯用光源４２のための光学系と兼用するようにしてもよい。
【００２８】
ここで、パターン画像用光源４３のため光学系４５は、パターン画像用光源４３からの赤外光を集光することによって平行光を生成する集光レンズ４４ａ、および平行光を拡散させる２枚の拡散レンズ４４ｂ，４４ｃを備えている。なお、集光レンズ４４ａとパターン画像用光源４３側の拡散レンズ４４ｂとの間には、液晶パネル４１ａ（４１ｂ）が備えられている。
【００２９】
液晶パネル４１ａ（４１ｂ）は、信号処理装置１０からの駆動信号に応じて駆動し、この駆動信号に応じてパターン画像用光源４３からの赤外光の任意の部位を遮光する。このように、パターン画像用光源４３、および液晶パネル４１ａ（４１ｂ）を含む光学系４５が協働することにより、赤外光による所定のパターン画像を生成する。
【００３０】
このように構成された道路形状検出システム１において、信号処理装置１０は、カメラ２０からの撮像画像を画像処理することによって障害物の有無や道路形状を判定する画像処理部１１としての機能（道路形状判断手段）と、左右の灯火装置４０ａ，４０ｂのそれぞれに設けられた液晶パネル４１ａ，４１ｂに対して道路上に表示させるパターン画像（遮光部位）に応じた駆動信号を送信するパターン生成部１２としての機能とを備えている。
【００３１】
なお、信号処理装置１０は、画像処理部１１としての機能を用いて障害物の有無や道路形状を検出すると、この検出情報を車両制御装置３０に対して送信する。
ここで、車両制御装置３０としては、例えば、信号処理装置１０により検出された道路勾配に応じて車両の加速量を調節するＡＣＣ（車両速度制御装置）、信号処理装置１０により障害物を検出すると、この車両がこの障害物に衝突することを回避させる衝突防止制御装置、灯火装置４０ａ、４０ｂ（前照灯用光源４２）による光軸の向き（レベリング）を調節する灯火制御装置等として構成することが考えられる。
【００３２】
このように構成された道路形状検出システム１においては、信号処理装置１０が液晶パネル４１ａ（４１ｂ）に対する駆動信号を変更することによって、多種多様のパターン画像を道路上に形成することができる。また、カメラ２０によって撮像したパターン画像の形状の変化（変化量・変形割合）を検出することによって道路形状を把握することができる。
【００３３】
このように道路形状を把握することができる仕組みについて、パターン画像として、複数の縦線および複数の横線を格子状に均等に配置した格子状パターンを形成する場合を例にとって、図２〜図５を用いて説明する。
【００３４】
図２は平坦かつ無勾配の道路上に格子状パターンを投射したときにおける説明図、図３は起伏のある道路上に格子状パターンを投射したときにおける説明図である。また、図４は登り勾配のある道路上に格子状パターンを投射したときにおける説明図、図５は障害物がある道路上に格子状パターンを投射したときにおける説明図である。
【００３５】
また、図２〜図５の各図において、（ａ）図は、道路形状検出システム１が搭載された車両および道路の側面図、（ｂ）図はその鳥瞰図、（ｃ）図はカメラ２０から格子状パターンを撮像した際の映像を示す説明図である。また、図３、図４において、（ｄ）図は、
投射された格子状パターンが起伏または傾斜によってどのようにその形状が変化するかを示す説明図である。
【００３６】
なお、図２〜図５の各図においては、平坦かつ無勾配の道路上にある車両から格子状パターンを照射することを前提としている。
図２（ａ）に示すように、平坦かつ無勾配の道路上に格子状パターンを投射したときには、図２（ｂ）に示すように、複数の縦線（車両の進行方向に延びる線分）および複数の横線（車両の左右方向に延びる線分）が均等（等間隔）に形成される。このため、カメラ２０によってこの格子状パターンを撮像すると、図２（ｃ）に示すように、複数の横線は途切れたり歪んだりすることなく平行な状態で見ることができる。
【００３７】
また、この横線同士の間隔は、横線までの距離が遠くなるにつれて徐々に狭くなる。さらに、縦線についても、途切れたり歪んだりすることがない。また、各縦線同士の間隔は、均等になる。
【００３８】
ここで、信号処理装置１０は、図２（ｃ）に示すように、平坦かつ無勾配の道路上に格子状パターンをカメラ２０によって撮像したときにおける、各縦線および各横線の交差点（交点）の位置を、基準位置として、それぞれ内部のＲＯＭ等のメモリに予め記録している。
【００３９】
次に、図３（ａ）に示すように、起伏のある道路上に格子状パターンを投射したときには、図３（ｂ）に示すように、平坦かつ無勾配の場合と比較して、起伏（凸部）のある部位における横線が、車両手前側に表示される。つまり、起伏がある部位においては、図３（ｄ）に示すように、起伏がない場合に格子状パターンが投射されるはずの点よりも手前側に格子状パターンが投射される。
【００４０】
よって、カメラ２０によって撮像される画像は、図３（ｃ）に示すように、起伏のある部位で、横線同士の間隔が変化する。具体的には、起伏のうち、車両から見て登り勾配の部位については、横線同士の間隔が狭くなり、下り勾配の部位については横線同士の間隔が広くなる。
【００４１】
つまり、信号処理装置１０においては、ＲＯＭに記録された基準位置と比較して、車両から近い部位で横線同士の間隔が狭くなり、車両から遠い部位で横線同士の間隔が広くなることを検出したときに、この先に起伏があることを検出したものと判断すればよいことになる。
【００４２】
次に、図４（ａ）に示すように、登り勾配のある道路上に格子状パターンを投射したときには、図４（ｂ）に示すように、平坦かつ無勾配の場合と比較して、登り勾配開始後の部位における横線が、車両手前側に表示される。つまり、登り勾配のある道路上に格子状パターンを投射したときには、起伏がある道路上に格子状パターンを投射するときと同様に、図４（ｄ）に示すように、勾配がない場合に格子状パターンが投射されるはずの点よりも手前側に格子状パターンが投射される。
【００４３】
よって、カメラ２０によって撮像される画像は、図４（ｃ）に示すように、車両から見て登り勾配の部位については、横線同士の間隔が均等に狭くなる。ここで、道路上に部分的な起伏がある場合には、各横線および各縦線には、歪みが生じるのであるが（図３参照）、道路に勾配があるだけの場合には、各横線および各縦線の歪みはほとんど生じない。
【００４４】
なお、図４では、道路に登り勾配がある場合を例示したが、下り勾配のある道路上に格
子状パターンを投射したときには、横線同士の間隔が広くなる。
つまり、信号処理装置１０においては、各横線および各縦線に歪みがほとんど生じることなく、かつＲＯＭに記録された基準位置と比較して、車両から近い部位で横線同士の間隔が変化することを検出したときに、この先に勾配があることを検出したものと判断すればよいことになる。
【００４５】
次に、図５（ａ）に示すように、障害物がある道路上に格子状パターンを投射したときには、図５（ｂ）に示すように、障害物によって格子状パターンを投射が妨げられ、道路上において障害物の陰になる部分については、格子状パターンが投射されない。
【００４６】
よって、カメラ２０によって撮像される画像は、図５（ｃ）に示すように、道路上に投射された格子状パターンと、障害物に投射された格子状パターンとが途切れて検出される。なお、格子状パターン以外のパターン画像を投射する場合であっても、カメラ２０と灯火装置４０ａ（４０ｂ）との視差（カメラ２０からパターン画像を見たときにおける視線と、灯火装置４０ａ（４０ｂ）からパターン画像を見たときの視線との角度の差分）によって、パターン画像が障害物によって遮られて生じる影（パターン画像の切れ目）をカメラ２０によって検出することができる。
【００４７】
つまり、信号処理装置１０においては、格子状パターンの途切れ（切れ目）を検出すれば、この先に障害物があるものと判断すればよいことになる。
ここで、具体的に道路形状を検出する処理について図６および図７を用いて説明する。図６は信号処理装置１０が実行する道路形状検出処理を示すフローチャート、図７は道路形状検出処理のうち交差点検出処理を示すフローチャートである。
【００４８】
道路形状検出処理は、例えば、車両のイグニッション（図示は省略）がＯＮ状態にされると、予め設定された周期（例えば１００ｍｓ）毎に起動される処理であって、図６に示すように、まず、左右何れかの灯火装置４０ａ，４０ｂを用いて、格子状パターンを投射する（Ｓ１１０）。
【００４９】
そして、カメラ２０によって投射した格子状パターンを撮像し、この撮像画像から各格子（各縦線および各横線）における交差点を検出する交差点検出処理を実施する（Ｓ１２０）。この交差点検出処理は、図７に示すように、まず、撮像画像を画像処理することによって格子状パターンを構成する縦線および横線を検出し（Ｓ２１０）、これらのうち、縦線および横線の組み合わせの１つを選択する（Ｓ２２０）。
【００５０】
続いて、これらの縦線および横線に途切れがあるか否かを判定する（Ｓ２３０）。この処理においては、例えば、選択した線の長さが予め設定された規定長さよりも短いか否かによって判定する。
【００５１】
途切れがなければ（Ｓ２３０：ＮＯ）、後述するＳ２７０の処理に移行する。また、途切れがあれば（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、現在選択中の線以外の線から途切れた線が何れの線と同一線であるかを推定し（Ｓ２４０）、この推定が成功したか否かを判定する（Ｓ２５０）。
【００５２】
なお、Ｓ２４０の処理においては、例えば、撮像画像における予め設定された画素数（ピクセル数）以内で途切れている線を検出でき、かつこの線が選択した線と同じ方向に延びている場合に、同一線であるものと推定するようにすればよい。
【００５３】
同一線の推定に成功していれば（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、選択中の縦線および横線の順序（例えば、手前側から何番目の線であるか、右側から何番目の線であるか等）を推定し（Ｓ２７０）、選択中の各線における交差点を検出する（Ｓ２８０）。
【００５４】
また、同一線の推定に成功していなければ（Ｓ２５０：ＮＯ）、線が途切れた箇所に障害物がある旨の情報を信号処理装置１０のＲＡＭに記憶し（Ｓ２６０）、Ｓ２８０の処理に移行する。
【００５５】
続いて、縦線および横線の組み合わせの全てを選択したか否かを判定する（Ｓ２９０）。組み合わせの全てを選択してなければ（Ｓ２９０：ＮＯ）、未選択の組み合わせの１つを選択し（Ｓ３００）、Ｓ２３０の処理に戻る。また、組み合わせの全てを選択していれば（Ｓ２９０：ＹＥＳ）、交差点検出処理を終了する。
【００５６】
このように交差点検出処理を終了すると、再び図６に戻り、各交差点の位置に基づいて、道路上の３次元位置を計算する（Ｓ１３０）。即ち、撮像画像における各交差点の座標の位置と各交差点同士の間隔とに応じて、検出した各交差点が車両から見て何れの位置（３次元位置）にあるのかを検出する。そして、この３次元位置をＲＯＭに記録された基準位置と比較することによる比較結果、および交差点検出処理（Ｓ１２０）にて一時記憶された障害物の情報に基づいて、道路勾配や凹凸等の道路形状および障害物の有無の判定を実施し（Ｓ１５０）、道路形状検出処理を終了する。
【００５７】
なお、この処理が終了すると、道路形状および障害物の判定結果の情報が車両制御装置に送信されることになる。
以上のように詳述した道路形状検出システム１においては、灯火装置４０ａ，４０ｂが車両の周囲における道路上に格子状パターン等のパターン画像を投射し、信号処理装置１０が画像処理部１１としての機能を用いて、パターン画像を撮像するカメラ２０による撮像画像を画像処理することにより、パターン画像の形状を検出し、この形状に応じて道路形状を判断する。
【００５８】
ただし、カメラ２０は、灯火装置４０ａ，４０ｂによる光軸と同軸上に配置されていてはパターン画像の形状の変化を検出することができないので、灯火装置４０ａ，４０ｂによる光軸から予め設定された所定距離だけ隔てて配置されている。
【００５９】
従って、このような道路形状検出システム１によれば、パターン画像を投射し、そのパターン画像の形状の変化によって道路形状を認識するので、白線が描かれていない道路や、白線が描かれていたとしても白線が不鮮明な道路であっても、道路の傾斜や凹凸等の道路形状を良好に認識することができる。
【００６０】
また、信号処理装置１０は、画像処理部１１としての機能を用いて、パターン画像に切れ目（途切れ）を検出した場合に、道路上に障害物ありと判断する。
従って、このような道路形状検出システム１によれば、道路形状だけでなく、道路上の障害物も良好に検出することができる。
【００６１】
さらに、灯火装置４０ａ，４０ｂは、パターン画像として、格子状パターンを投射し、信号処理装置１０は、画像処理部１１としての機能を用いて、格子状パターンを形成する各線分の交点間の距離を検出し、該距離に応じて道路形状を判断する。
【００６２】
従って、このような道路形状検出システム１によれば、画像処理の際に各線分の交点を
検出するだけでよいので、画像処理を簡素な処理で実施することができる。
また、灯火装置４０ａ，４０ｂは、パターン画像を赤外光で投射する。
【００６３】
従って、このような道路形状検出システム１によれば、投射したパターン画像が運転者からは見えないので、運転者の視界の妨げになることを防止することができる。また、上記実施形態では、パターン画像を赤外光で投射するので、車両の前方を監視するために既に車両に設けられている赤外検出機能付の白黒カメラを本実施形態のカメラ２０と兼用することができる。
【００６４】
さらに、灯火装置４０ａ，４０ｂにおいてパターン画像を生成するために用いられるパターン画像用光源４３は、前照灯用光源４２に併設配置されている。
従って、このような道路形状検出システム１によれば、パターン画像を集光および拡散させるためのレンズ４４ａ〜４４ｃや反射板等の光学系４５、および前照灯用光源４２から投射される光における光学系を共通の光学系として構成することができる。また、光学系を共通化しない場合であっても、各光学系を並べて配置することにより、各光学系を別々に配置する場合と比較して、省スペース化することができる。よって、車両のデザインや部品配置の自由度を向上させることができる。
【００６５】
［第２実施形態］
次に、別形態の道路形状検出システムについて説明する。本実施形態（第２実施形態）では、第１実施形態の道路形状検出システム１と異なる箇所のみを詳述し、第１実施形態の道路形状検出システム１と同様の箇所については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
本実施形態の道路形状検出システムでは、道路形状検出処理のみが異なる。ここで、この道路形状検出処理について図８を用いて説明する。図８は信号処理装置１０が実行する道路形状検出装置を示すフローチャートである。
【００６７】
第１実施形態の道路形状検出処理（図６）においては、左右何れかの灯火装置４０ａ，４０ｂを用いて格子状パターンを投射したが、本実施形態の道路形状検出処理（図８）においては、左右の灯火装置４０ａ，４０ｂを交互に用いて格子状パターンを投射する。
【００６８】
即ち、Ｓ１１０の処理においては、まず、右用の灯火装置４０ａを用いて格子状パターンを投射し、Ｓ１３０の処理が終了すると、左右の灯火装置４０ａ，４０ｂの両方が格子状パターンを投射したか否かを判定する（Ｓ１４０）。左右の灯火装置４０ａ，４０ｂの両方が格子状パターンを投射していれば（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、Ｓ１５０に移行し、左右の灯火装置４０ａ，４０ｂの何れかが格子状パターンを投射していなければ（Ｓ１４０：ＮＯ）、Ｓ１１０の処理に戻る。
【００６９】
このようにＳ１４０の処理からＳ１１０の処理に戻った場合には、左用の灯火装置４０ｂを用いて格子状パターンを投射するようにする。なお、Ｓ１１０の処理において、左右の灯火装置４０ａ，４０ｂの何れを選択するかについての具体的な処理としては、予め信号処理装置１０のＲＡＭ内における所定領域にフラグを設けておき、このフラグの状態を参照することによって左右の灯火装置４０ａ，４０ｂの何れを選択するかを決定するようにすればよい。
【００７０】
より詳細には、この処理が開始される際に、このフラグをリセットしておき、Ｓ１１０の処理の際に、フラグがリセットされていれば、右用の灯火装置４０ａを用いて格子状パ
ターンを投射し、フラグをセットする。また、Ｓ１１０の処理の際に、フラグがセットされていれば、左用の灯火装置４０ｂを用いて格子状パターンを投射する。このようにすれば、確実に本実施形態の構成を実現することができる。
【００７１】
以上のように説明した第２実施形態の道路形状検出システムにおいては、灯火装置４０ａ，４０ｂを複数備えており、各灯火装置４０ａ，４０ｂは、各光軸が予め設定された所定距離だけ隔てた状態で配置されている。そして、信号処理装置１０は、パターン生成部１２としての機能を用いて、各灯火装置４０ａ，４０ｂに対して順にパターン画像を投射させる。
【００７２】
従って、このような道路形状検出システム１によれば、カメラ２０は、１つの灯火装置４０ａ，４０ｂとの視差だけでなく、複数の灯火装置４０ａ，４０ｂとの視差をそれぞれ利用することができるので、道路形状をより立体的に認識することができる。よって、道路形状の検出精度を向上させることができる。
【００７３】
［その他の実施形態］
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００７４】
例えば、上記実施形態において、灯火装置４０ａ，４０ｂにおける各光源４２，４３は、ＬＥＤでなくても、ハロゲンランプ等から構成されていてもよい。また、上記実施形態においては格子状パターンを投射したが、このパターン画像でなくても、道路上に明暗の差や色の違い等が生じることによって、パターン画像中の所定の部位における位置（形状）の変化が検出できるものであればよい。
【００７５】
また、上記実施形態においては、赤外光によるパターン画像を投射するようにしたが、可視光や紫外光によるパターン画像を投射するようにしてもよい。また、パターン画像を紫外光によって投射する場合には、近紫外光（波長３００〜４００ｎｍ）のうち、３５０〜４００ｎｍの紫外光（紫外線）を用いるようにしてもよい。
【００７６】
この場合、カメラ２０は、例えば、歩行者認識や、白線認識を行う認識処理に用いられるカメラと兼用することができるので、本システム専用のカメラを備える必要がない。このような認識処理に用いられるカメラにおいては、感度範囲が３５０ｎｍ以上の波長を補足できるように設定されているのが一般的だからである。
【００７７】
ただし、これらの認識処理の際には、３５０〜４００ｎｍの紫外光を意図的にカットすることが検出精度向上のために有用であるので、紫外光をカットするためにＵＶカットフィルタやスカイライトフィルタを用いている。このため、認識処理を行う際にはこれらのフィルタを利用し、本システムの処理においてはフィルタを利用しないようにすることがそれぞれの処理を精度よく実施するために有用となる。
【００７８】
また、上記実施形態においては、灯火装置４０ａ，４０ｂが格子状パターン等のパターン画像を投射する際に、パターン画像の全てを同時に照射するようにしたが、パターン画像を複数に分割し、その分割したパターン画像を順に表示させるようにしてもよい（投光制御手段）。
【００７９】
具体的には、例えば、図８を用いて説明すると、Ｓ１１０の処理の際には、縦線および横線の組み合わせの１つを選択して、この選択した縦線および横線のみを含むパターン画像を投射し、Ｓ１４０の処理からＳ１１０の処理に戻る度に、縦線および横線の組み合わせのうち未選択の組み合わせの１つを選択し、新たに選択した縦線および横線のみを含む
パターン画像を投射するようにすればよい。
【００８０】
なお、この場合のＳ１１０の処理においては、第２実施形態で説明したように、例えば、縦線および横線の組み合わせ毎にフラグを設けておき、このフラグの状態を変更しながら縦線および横線を順次選択するようにすれば、この構成を実現することができる。
【００８１】
また、この信号処理装置１０においては、灯火装置４０ａ，４０ｂによりパターン画像の一部分が投射されると、その度に、Ｓ１２０における交差点検出処理にてパターン画像の形状を検出することになる。
【００８２】
従って、このような道路形状検出システム１によれば、パターン画像を複数に分割したその一部分を少しずつ順に投射するので、パターン画像全体を同時に投射する場合と比較して、パターン画像中から道路形状の判断に使用する特徴点（格子状パターンを構成する各線分の交点）を抽出し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】道路形状検出システム１の概略構成を示すブロック図（ａ）、および灯火装置４０ａ（４０ｂ）を示す構成図（ｂ）である。
【図２】平坦かつ無勾配の道路上に格子状パターンを投射したときにおける説明図である。
【図３】起伏のある道路上に格子状パターンを投射したときにおける説明図である。
【図４】登り勾配のある道路上に格子状パターンを投射したときにおける説明図である。
【図５】障害物がある道路上に格子状パターンを投射したときにおける説明図である。
【図６】第１実施形態の道路形状検出処理を示すフローチャートである。
【図７】道路形状検出処理のうち交差点検出処理を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の道路形状検出装置を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１…道路形状検出システム、１０…信号処理装置、１１…画像処理部、１２…パターン生成部、２０…カメラ、３０…車両制御装置、４０ａ，４０ｂ…灯火装置、４１ａ，４１ｂ…液晶パネル、４２…前照灯用光源、４３…パターン画像用光源、４３…パターン画像用光源、４４ａ〜４４ｃ…レンズ、４５…光学系。
【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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