(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔毎に取得される画像から立体物を特定するとともに、該立体物と前回取得された画像における立体物とが対応する場合には、該立体物と前回取得された画像における立体物とを関連付ける立体物特定部と、
前記立体物が浮遊物らしい特徴を有するか否かを低輝度シーンに応じた第１判定条件に基づいて判定し、該立体物が浮遊物らしい特徴を有する場合、該立体物に対して低輝度浮遊物点数を加算していき、また、該立体物が浮遊物の物体らしい特徴を有しない場合、該立体物に対して該低輝度浮遊物点数を減算していく低輝度浮遊点数導出部と、
前記立体物が浮遊物らしい特徴を有するか否かを高輝度シーンに応じた第２判定条件に基づいて判定し、該立体物が浮遊物らしい特徴を有する場合、該立体物に対して高輝度浮遊物点数を加算していき、また、該立体物が浮遊物の物体らしい特徴を有しない場合、該立体物に対して該高輝度浮遊物点数を減算していく高輝度浮遊物点数導出部と、
前記低輝度浮遊物点数が所定の第１点数閾値より大きい場合、または、前記高輝度浮遊物点数が所定の第２点数閾値より大きい場合、前記立体物を前記浮遊物と特定し、該低輝度浮遊物点数が該第１点数閾値以下で、かつ、該高輝度浮遊物点数が該第２点数閾値以下である場合、該立体物を非浮遊物と特定する浮遊物特定部と、
前回までに取得された画像に基づいて前記浮遊物特定部により前記立体物が前記非浮遊物と特定されており、今回取得された画像において、前記第１判定条件および前記第２判定条件とは異なる第３判定条件に基づいて該立体物が該浮遊物らしい特徴を有すると判定すると、前記低輝度浮遊物点数および前記高輝度浮遊物点数を前記第１点数閾値および前記第２点数閾値にそれぞれリセットする点数リセット部と、
を備えることを特徴とする車外環境認識装置。
【請求項２】
前記低輝度浮遊物点数導出部は、前記第１判定条件として、前記立体物の輪郭を境にした内側および外側の輝度値の平均値に基づいて、前記立体物が前記浮遊物らしい特徴を有するか否かを判定し、
前記高輝度浮遊物点数導出部は、前記第２判定条件として、前記立体物を含む複数の分割領域の輝度ヒストグラムに基づいて、前記立体物が前記浮遊物らしい特徴を有するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車外環境認識装置。
【請求項３】
前記点数リセット部は、前回までに取得された画像に基づいて前記立体物が非浮遊物と特定されている場合に、該立体物の加速度および加速度の微分を導出し、該立体物の加速度および加速度の微分に基づいて、該立体物が該浮遊物らしい特徴を有するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の車外環境認識装置。
【請求項４】
前記点数リセット部は、前回までに取得された画像に基づいて前記立体物が非浮遊物である車両と特定されている場合に、該車両のブレーキランプの点灯の有無を検出し、該ブレーキランプの点灯の有無に基づいて、該立体物が該浮遊物らしい特徴を有するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の車外環境認識装置。
【請求項５】
前記立体物特定部は、前記立体物を含む矩形状の領域を導出し、
前記点数リセット部は、前記矩形状の領域内のエッジ総数を導出し、前回取得された画像における該エッジ総数と、今回取得された画像における該エッジ総数との変化率が所定のエッジ総数閾値以上である場合に、前記点数をリセットする
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車外環境認識装置。
【請求項６】
前記立体物特定部は、前記立体物を含む矩形状の領域を導出し、
前記点数リセット部は、前記矩形状の領域における水平方向の中心を基準として、前記立体物の対称性を検出し、前回取得された画像における該対称性と、今回取得された画像における該対称性との変化率が所定の対称性閾値以上である場合に、前記点数をリセットする
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車外環境認識装置。
【請求項７】
所定間隔毎に取得される画像から立体物を特定するとともに、該立体物と前回取得された画像における立体物とが対応する場合には、該立体物と前回取得された画像における立体物とを関連付ける立体物特定部と、
前記立体物が浮遊物らしい特徴を有するか否かを低輝度シーンに応じた第１判定条件に基づいて判定し、該立体物が浮遊物らしい特徴を有する場合、該立体物に対して低輝度浮遊物点数を加算していき、また、該立体物が浮遊物の物体らしい特徴を有しない場合、該立体物に対して低輝度浮遊物点数を減算していく低輝度浮遊点数導出部と、
前記立体物が浮遊物らしい特徴を有するか否かを高輝度シーンに応じた第２判定条件に基づいて判定し、該立体物が浮遊物らしい特徴を有する場合、該立体物に対して高輝度浮遊物点数を加算していき、また、該立体物が浮遊物の物体らしい特徴を有しない場合、該立体物に対して高輝度浮遊物点数を減算していく高輝度浮遊物点数導出部と、
前記低輝度浮遊物点数が所定の第１点数閾値より大きい場合、または、前記高輝度浮遊物点数が所定の第２点数閾値より大きい場合、前記立体物を前記浮遊物と特定し、該低輝度浮遊物点数が該第１点数閾値以下の第３点数閾値以下で、かつ、該高輝度浮遊物点数が該第２点数閾値以下の第４点数閾値以下である場合、該立体物を非浮遊物と特定する浮遊物特定部と、
前記第１判定条件および前記第２判定条件とは異なる第３判定条件に基づいて、前記立体物が前記浮遊物らしい特徴を有するか否かを判定し、前回までに取得された画像に基づいて前記浮遊物特定部により前記立体物が前記非浮遊物と特定されており、今回取得された画像において該第３判定条件に基づいて該立体物が該浮遊物らしい特徴を有すると判定すると、前記低輝度浮遊物点数を前記第１点数閾値および前記第３点数閾値の間のいずれかの値にリセットするとともに、前記高輝度浮遊物点数を前記第２点数閾値および前記第４点数閾値の間のいずれかの値にリセットする点数リセット部と、
を備えることを特徴とする車外環境認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出領域に存在する立体物から浮遊物を特定する車外環境認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両の前方に位置する車両等の特定物を検出し、先行車両との衝突を回避したり（衝突回避制御）、先行車両との車間距離を安全な距離に保つように制御する（クルーズコントロール）技術が知られている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
ところで、特に寒冷地や標高が高い場所等では、道路上方に水蒸気の塊が浮遊していたり、先行車両の排気管から白い排ガスが排出され、すぐには拡散せずに滞留することがある。そのため、そのような水蒸気や排ガス等の浮遊物を車両や歩行者等の特定物と誤判断し、これらを回避するための停止や減速の制御が作動しないよう対策する必要がある。
【０００４】
そこで、撮像装置により撮像された画像における検出領域内の対象部位を相対距離に基づいて立体物としてグループ化し、立体物の輝度のヒストグラムに対する輝度の平均値、分散値、歪度、または尖度のいずれか１または複数の特徴量に基づいて立体物が白色の浮遊物らしい特徴を有するか否か判断する。そして、立体物が浮遊物らしい特徴を有すると判断された場合には、点数をフレームごとに蓄積していき、蓄積された点数が所定の閾値以上になると、立体物を浮遊物と特定する。また、立体物が非浮遊物らしい特徴を有する（浮遊物らしい特徴を有していない）と判断された場合には、点数をフレームごとに減算していく技術が開示されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３４９０６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２４９２５号公報
【特許文献３】特開２０１２−２４３０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、道路上に停滞している浮遊物に先行車両が突入するような場合、画像における立体物が先行車両から浮遊物に切り替わるようなことが考えられる。このような場合、点数をフレームごとに単に蓄積していく特定方法では、画像における対象物が非浮遊物であると特定されている状態で、先行車両が浮遊物に突入し、画像における立体物が非浮遊物（浮遊物以外の物体）から浮遊物に切り替わった場合には、点数が低い値になっているため、画像における立体物を非浮遊物である先行車両から浮遊物に特定し直すために相当の時間を有してしまうおそれがあった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み、水蒸気や排ガス等の浮遊物を早期に検出することが可能な、車外環境認識装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の車外環境認識装置は、所定間隔毎に取得される画像から立体物を特定するとともに、該立体物と前回取得された画像における立体物とが対応する場合には、該立体物と前回取得された画像における立体物とを関連付ける立体物特定部と、前記立体物が浮遊物らしい特徴を有するか否かを低輝度シーンに応じた第１判定条件に基づいて判定し、該立体物が浮遊物らしい特徴を有する場合、該立体物に対して低輝度浮遊物点数を加算していき、また、該立体物が浮遊物の物体らしい特徴を有しない場合、該立体物に対して該低輝度浮遊物点数を減算していく低輝度浮遊点数導出部と、前記立体物が浮遊物らしい特徴を有するか否かを高輝度シーンに応じた第２判定条件に基づいて判定し、該立体物が浮遊物らしい特徴を有する場合、該立体物に対して高輝度浮遊物点数を加算していき、また、該立体物が浮遊物の物体らしい特徴を有しない場合、該立体物に対して該高輝度浮遊物点数を減算していく高輝度浮遊物点数導出部と、前記低輝度浮遊物点数が所定の第１点数閾値より大きい場合、または、前記高輝度浮遊物点数が所定の第２点数閾値より大きい場合、前記立体物を前記浮遊物と特定し、該低輝度浮遊物点数が該第１点数閾値以下で、かつ、該高輝度浮遊物点数が該第２点数閾値以下である場合、該立体物を非浮遊物と特定する浮遊物特定部と、前回までに取得された画像に基づいて前記浮遊物特定部により前記立体物が前記非浮遊物と特定されており、今回取得された画像において、前記第１判定条件および前記第２判定条件とは異なる第３判定条件に基づいて該立体物が該浮遊物らしい特徴を有すると判定すると、前記低輝度浮遊物点数および前記高輝度浮遊物点数を前記第１点数閾値および前記第２点数閾値にそれぞれリセットする点数リセット部と、を備える。
【０００９】
また、前記低輝度浮遊物点数導出部は、前記第１判定条件として、前記立体物の輪郭を境にした内側および外側の輝度値の平均値に基づいて、前記立体物が前記浮遊物らしい特徴を有するか否かを判定し、前記高輝度浮遊物点数導出部は、前記第２判定条件として、前記立体物を含む複数の分割領域の輝度ヒストグラムに基づいて、前記立体物が前記浮遊物らしい特徴を有するか否かを判定するとよい。
また、前記点数リセット部は、前回までに取得された画像に基づいて前記立体物が非浮遊物と特定されている場合に、該立体物の加速度および加速度の微分を導出し、該立体物の加速度および加速度の微分に基づいて、該立体物が該浮遊物らしい特徴を有するか否かを判定するとよい。
【００１０】
また、前記点数リセット部は、前回までに取得された画像に基づいて前記立体物が非浮遊物である車両と特定されている場合に、該車両のブレーキランプの点灯の有無を検出し、該ブレーキランプの点灯の有無に基づいて、該立体物が該浮遊物らしい特徴を有するか否かを判定するとよい。
【００１１】
また、前記立体物特定部は、前記立体物を含む矩形状の領域を導出し、前記点数リセット部は、前記矩形状の領域内のエッジ総数を導出し、前回取得された画像における該エッジ総数と、今回取得された画像における該エッジ総数との変化率が所定のエッジ総数閾値以上である場合に、前記点数をリセットするとよい。
【００１２】
また、前記立体物特定部は、前記立体物を含む矩形状の領域を導出し、前記点数リセット部は、前記矩形状の領域における水平方向の中心を基準として、前記立体物の対称性を検出し、前回取得された画像における該対称性と、今回取得された画像における該対称性との変化率が所定の対称性閾値以上である場合に、前記点数をリセットするとよい。
【００１３】
また、本発明の車外環境認識装置は、所定間隔毎に取得される画像から立体物を特定するとともに、該立体物と前回取得された画像における立体物とが対応する場合には、該立体物と前回取得された画像における立体物とを関連付ける立体物特定部と、前記立体物が浮遊物らしい特徴を有するか否かを低輝度シーンに応じた第１判定条件に基づいて判定し、該立体物が浮遊物らしい特徴を有する場合、該立体物に対して低輝度浮遊物点数を加算していき、また、該立体物が浮遊物の物体らしい特徴を有しない場合、該立体物に対して低輝度浮遊物点数を減算していく低輝度浮遊点数導出部と、前記立体物が浮遊物らしい特徴を有するか否かを高輝度シーンに応じた第２判定条件に基づいて判定し、該立体物が浮遊物らしい特徴を有する場合、該立体物に対して高輝度浮遊物点数を加算していき、また、該立体物が浮遊物の物体らしい特徴を有しない場合、該立体物に対して高輝度浮遊物点数を減算していく高輝度浮遊物点数導出部と、前記低輝度浮遊物点数が所定の第１点数閾値より大きい場合、または、前記高輝度浮遊物点数が所定の第２点数閾値より大きい場合、前記立体物を前記浮遊物と特定し、該低輝度浮遊物点数が該第１点数閾値以下の第３点数閾値以下で、かつ、該高輝度浮遊物点数が該第２点数閾値以下の第４点数閾値以下である場合、該立体物を非浮遊物と特定する浮遊物特定部と、前記第１判定条件および前記第２判定条件とは異なる第３判定条件に基づいて、前記立体物が前記浮遊物らしい特徴を有するか否かを判定し、前回までに取得された画像に基づいて前記浮遊物特定部により前記立体物が前記非浮遊物と特定されており、今回取得された画像において該第３判定条件に基づいて該立体物が該浮遊物らしい特徴を有すると判定すると、前記低輝度浮遊物点数を前記第１点数閾値および前記第３点数閾値の間のいずれかの値にリセットするとともに、前記高輝度浮遊物点数を前記第２点数閾値および前記第４点数閾値の間のいずれかの値にリセットする点数リセット部と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、水蒸気や排ガス等の浮遊物を早期に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】環境認識システムの接続関係を示したブロック図である。
【図２】車外環境認識装置の概略的な機能を示した機能ブロック図である。
【図３】輝度画像と距離画像を説明するための説明図である。
【図４】立体物特定処理を例示した説明図である。
【図５】低輝度浮遊物特定処理を例示した説明図である。
【図６】高輝度浮遊物特定処理を例示した説明図である。
【図７】先行車両が浮遊物を通過する様子、および、その時の立体物の特定を説明する図である。
【図８】先行車両から浮遊物が発生する様子、および、その時の立体物の特定を説明する図である。
【図９】対称性判定による浮遊物発生用点数リセット処理を説明する図である。
【図１０】車外環境認識処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】点数リセット処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】浮遊物突入用点数リセット処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】浮遊物発生用点数リセット処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】浮遊物特定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】低輝度浮遊物判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】高輝度浮遊物判定処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１７】
（環境認識システム１００）
図１は、環境認識システム１００の接続関係を示したブロック図である。環境認識システム１００は、自車両１内に設けられた、撮像装置１１０と、車外環境認識装置１２０と、車両制御装置（ＥＣＵ：Engine Control Unit）１３０とを含んで構成される。
【００１８】
撮像装置１１０は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子を含んで構成され、自車両１の前方に相当する環境を撮像し、３つの色相（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））からなるカラー画像やモノクロ画像を生成することができる。ここでは、撮像装置１１０で撮像されたカラー画像を輝度画像として採用し、後述する距離画像と区別する。
【００１９】
また、撮像装置１１０は、自車両１の進行方向側において２つの撮像装置１１０それぞれの光軸が略平行になるように、略水平方向に離隔して配置される。撮像装置１１０は、自車両１の前方の検出領域に存在する立体物を撮像した画像データを、例えば１／６０秒のフレーム毎（６０ｆｐｓ）に連続して生成する。ここで、認識する立体物は、車両、歩行者、信号機、道路（進行路）、ガードレール、建物といった独立して存在する立体物のみならず、テールランプやウィンカー、信号機の各点灯部分等、立体物の一部として特定できる物も含む。以下の実施形態における各機能部は、このような画像データの更新を契機としてフレーム毎に各処理を遂行する。
【００２０】
車外環境認識装置１２０は、２つの撮像装置１１０それぞれから画像データを取得し、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出し、導出された視差情報（後述する相対距離に相当）を画像データに対応付けて距離画像を生成する。輝度画像および距離画像については後ほど詳述する。また、車外環境認識装置１２０は、輝度画像に基づく輝度、および、距離画像に基づく自車両１との相対距離（奥行距離）を用いて自車両１前方の検出領域における立体物がいずれの特定物に対応するかを特定する。
【００２１】
車外環境認識装置１２０は、特定物を特定すると、その特定物（例えば、先行車両）を追跡しつつ、特定物と自車両１とが衝突する可能性が高いか否かの判定を行う。ここで、衝突の可能性が高いと判定した場合、車外環境認識装置１２０は、その旨、運転者の前方に設置されたディスプレイ１２２を通じて運転者に警告表示（報知）を行うとともに、車両制御装置１３０に対して、その旨を示す情報を出力する。
【００２２】
車両制御装置１３０は、ステアリングホイール１３２、アクセルペダル１３４、ブレーキペダル１３６を通じて運転者の操作入力を受け付け、操舵機構１４２、駆動機構１４４、制動機構１４６に伝達することで自車両１を制御する。また、車両制御装置１３０は、車外環境認識装置１２０の指示に従い、駆動機構、制動機構を制御する。
【００２３】
以上、説明したように、環境認識システム１００では、輝度画像に写る立体物を、自車両１前方に存在する、例えば先行車両と特定し、先行車両への追従制御や、先行車両との衝突回避制御を実行する。
【００２４】
以下では、車外環境認識装置１２０の構成について詳述する。ここでは、本実施形態に特徴的な立体物を浮遊物と特定する手順について詳細に説明し、本実施形態の特徴と無関係の構成については説明を省略する。
【００２５】
（車外環境認識装置１２０）
図２は、車外環境認識装置１２０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。図２に示すように、車外環境認識装置１２０は、Ｉ／Ｆ部１５０と、データ保持部１５２と、中央制御部１５４とを含んで構成される。
【００２６】
Ｉ／Ｆ部１５０は、撮像装置１１０や車両制御装置１３０との双方向の情報交換を行うためのインターフェースである。データ保持部１５２は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、以下に示す各機能部の処理に必要な様々な情報を保持し、また、撮像装置１１０から受信した輝度画像を一時的に保持する。
【００２７】
中央制御部１５４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、システムバス１５６を通じて、Ｉ／Ｆ部１５０、データ保持部１５２等を制御する。また、本実施形態において、中央制御部１５４は、画像処理部１６０、３次元位置導出部１６２、立体物特定部１６４、浮遊物特定部１６６、特定物特定部１６８、点数リセット部１７０としても機能する。以下、このような機能部について大凡の目的を踏まえ、フレームごとに行われる画像処理、立体物特定処理、浮遊物特定処理（低輝度浮遊物特定処理、高輝度浮遊物特定処理）、特定物特定処理、点数リセット処理について、順に詳細な動作を説明する。
【００２８】
（画像処理）
画像処理部１６０は、２つの撮像装置１１０それぞれから輝度画像を取得し、一方の輝度画像から任意に抽出したブロック（例えば水平４画素×垂直４画素の配列）に対応するブロックを他方の輝度画像から検索する、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出す。ここで、「水平」は画面横方向を示し、「垂直」は画面縦方向を示す。
【００２９】
このパターンマッチングとしては、２つの輝度画像間において、任意の画像位置を示すブロック単位で輝度（Ｙ色差信号）を比較することが考えられる。例えば、輝度の差分をとるＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）、差分を２乗して用いるＳＳＤ（Sum of Squared intensity Difference）や、各画素の輝度から平均値を引いた分散値の類似度をとるＮＣＣ（Normalized Cross Correlation）等の手法がある。画像処理部１６０は、このようなブロック単位の視差導出処理を検出領域（例えば水平６００画素×垂直１８０画素）に映し出されている全てのブロックについて行う。ここでは、ブロックを水平４画素×垂直４画素としているが、ブロック内の画素数は任意に設定することができる。以下、かかる視差情報を導出する単位となるブロックを視差ブロックと称する。
【００３０】
ただし、画像処理部１６０では、検出分解能単位である視差ブロック毎に視差を導出することはできるが、その視差ブロックがどのような立体物の一部であるかを認識できない。したがって、視差情報は、立体物単位ではなく、検出領域における検出分解能単位（例えば視差ブロック単位）で独立して導出されることとなる。ここでは、このようにして導出された視差情報（後述する相対距離ｚに相当）を輝度画像に対応付けた画像を距離画像という。
【００３１】
図３は、輝度画像２１２と距離画像２１４を説明するための説明図である。例えば、２つの撮像装置１１０を通じ、検出領域２１６について図３（ａ）のような輝度画像２１２が生成されたとする。ただし、ここでは、理解を容易にするため、撮像装置１１０それぞれが生成した２つの輝度画像２１２の一方のみを模式的に示している。本実施形態において、画像処理部１６０は、このような輝度画像２１２から視差ブロック毎の視差を求め、図３（ｂ）のような距離画像２１４を生成する。距離画像２１４における各視差ブロックには、その視差ブロックの視差が関連付けられている。ここでは、説明の便宜上、視差が導出された視差ブロックを黒のドットで表している。
【００３２】
（３次元位置導出処理）
図２に戻って説明すると、３次元位置導出部１６２は、画像処理部１６０で生成された距離画像２１４に基づいて検出領域２１６内の視差ブロック毎の視差情報を、所謂ステレオ法を用いて、水平距離ｘ、高さｙおよび相対距離ｚを含む実空間における３次元位置に変換する。ここで、ステレオ法は、三角測量法を用いることで、立体部位（画素または複数の画素からなるブロック）の距離画像２１４における視差からその立体部位の撮像装置１１０に対する相対距離ｚを導出する方法である。このとき、３次元位置導出部１６２は、立体部位の相対距離ｚと、立体部位と同相対距離ｚにある道路表面上の点と立体部位との距離画像２１４上の検出距離とに基づいて、立体部位の道路表面からの高さｙを導出する。そして、導出された３次元位置が示された位置情報を改めて距離画像２１４に対応付ける。かかる相対距離ｚの導出処理や３次元位置の特定処理は、様々な公知技術を適用できるので、ここでは、その説明を省略する。
【００３３】
（立体物特定処理）
立体物特定部１６４は、３次元位置の差分が所定範囲内にある立体部位同士をグループ化して立体物とする。具体的に、立体物特定部１６４は、距離画像２１４における、水平距離ｘの差分、高さｙの差分および相対距離ｚの差分が予め定められた範囲（例えば０．１ｍ）内にある立体部位同士を、同一の特定物に対応すると仮定してグループ化する。こうして、仮想的な立体グループである立体物が生成される。上記の範囲は実空間上の距離で表され、製造者や搭乗者によって任意の値に設定することができる。また、立体物特定部１６４は、グループ化により新たに追加された立体部位に関しても、その立体部位を基点として、水平距離ｘの差分、高さｙの差分および相対距離ｚの差分が所定範囲内にある立体部位をさらにグループ化する。結果的に、同一の特定物と仮定可能な立体部位全てがグループ化されることとなる。
【００３４】
なお、ここでは、水平距離ｘの差分、高さｙの差分および相対距離ｚの差分をそれぞれ独立して判定し、全てが所定範囲に含まれる場合のみ同一のグループとしているが、他の計算によることもできる。例えば、水平距離ｘの差分、高さｙの差分および相対距離ｚの差分の二乗平均√（（水平距離ｘの差分）２＋（高さｙの差分）２＋（相対距離ｚの差分）２）が所定範囲に含まれる場合に同一のグループとしてもよい。かかる計算により、立体部位同士の実空間上の正確な距離を導出することができるので、グループ化精度を高めることができる。
【００３５】
また、立体物特定部１６４は、予め定められた範囲内にある立体部位同士をグループ化した立体物が含まれる、外形線が水平線および垂直線からなる矩形状（以下、単に矩形状という）の領域（以下、ウィンドウとも呼ぶ）を設定する。
【００３６】
さらに、立体物特定部１６４は、今回のフレームにおいて立体物が特定されると、当該立体物の位置情報（立体物としてグループ化された立体部位の位置情報）と、前回のフレームにおいて特定された立体物の位置情報とに基づいて、今回のフレームにおいて特定された立体物と、前回のフレームにおいて特定された立体物との対応関係を判定する。そして、立体物特定部１６４は、今回のフレームにおいて特定された立体物と、前回のフレームにおいて特定された立体物とが対応すると判定すると、これらの立体物同士を関連付ける。
【００３７】
図４は、立体物特定処理を例示した説明図である。例えば、図４（ａ）のような輝度画像２１２において、立体物特定部１６４は、図４（ｂ）に一点鎖線で囲んだように、距離画像２１４に基づく位置情報を用いて、水平距離ｘの差分、高さｙの差分および相対距離ｚの差分が予め定められた範囲内にある浮遊物２２０の立体部位同士をグループ化する。このとき、立体物特定部１６４は、立体物（立体部位の集合体）とともに、立体物が含まれるウィンドウ２２２を設定する。なお、図４（ｂ）では、説明の便宜上、水平距離ｘおよび相対距離ｚの関係のみ記載し、高さｙについては省略している。
【００３８】
（浮遊物特定処理）
浮遊物特定部１６６は、立体物特定部１６４により特定された立体物から、浮遊物を特定する。
【００３９】
ところで、夜など全体的に暗い環境（以下、低輝度シーンともよぶ）で、黒色の車両や黒服の歩行者など、極端に輝度が低い物体が撮像された輝度画像２１２においては、極端に輝度が低い物体が立体物として特定される。この輝度画像２１２では、極端に輝度が低い物体にかかる立体物と背景との輝度差が小さくなるため、非浮遊物にかかる立体物のエッジ成分が減少する。
【００４０】
また、昼など全体的に明るい環境（以下、高輝度シーンともよぶ）で撮像された輝度画像２１２においては、輝度値が全体的に高くなる。したがって、非浮遊物が立体物として特定された場合、輝度画像２１２における立体物および背景の輝度値がともに増加し、輝度値が最大値になる画素も増加することから、立体物と背景との輝度差が小さくなるため、非浮遊物にかかる立体物のエッジ成分が減少する。
【００４１】
このように、非浮遊物のエッジ成分が減少すると、非浮遊物が立体物として特定された場合の輝度ヒストグラムと、浮遊物が立体物として特定された場合の輝度ヒストグラムとが似たような輝度分布となってしまい、輝度ヒストグラムを用いて、非浮遊物と浮遊物とを区別して特定することが困難となる。
【００４２】
したがって、低輝度シーンおよび高輝度シーンにおいては、輝度ヒストグラムを用いて浮遊物を精度よく特定することができないといった問題が生じ得る。そこで、本実施形態においては、低輝度シーンおよび高輝度シーンそれぞれに応じた、立体物の輝度値に基づく判定条件（第１判定条件）で浮遊物を特定する特定処理（低輝度浮遊物特定処理、高輝度浮遊物特定処理）により、立体物特定部１６４で特定した立体物から浮遊物を特定する。
【００４３】
（低輝度浮遊物特定処理）
図５は、低輝度浮遊物特定処理を例示した説明図である。浮遊物特定部１６６は、低輝度シーンに応じた判定条件の浮遊物の特定処理として低輝度浮遊物特定処理を行う。図５（ａ）に示すように、浮遊物特定部１６６は、３次元位置導出部１６２により導出された立体部位の位置情報に基づいて、ウィンドウ２２２内における立体物の輪郭を判定し、輪郭によって形成された内側の領域をアクセス領域２２４として設定する。
【００４４】
そして、図５（ｂ）に示すように、浮遊物特定部１６６は、３次元位置導出部１６２により導出された立体部位の位置情報に基づいて、鉛直方向の任意の位置におけるアクセス領域２２４の水平方向の幅（アクセス領域幅）Ｗを導出する。その後、図５（ｃ）に示すように、浮遊物特定部１６６は、アクセス領域２２４の境界、すなわち、立体物の輪郭を基準として、水平方向における左右方向それぞれに対して、アクセス領域幅Ｗの１／６の範囲である輝度検出範囲Ｗ／６を設定する。また、浮遊物特定部１６６は、同様にして、鉛直方向の全ての位置に対応する画素ごとに、アクセス領域幅Ｗ、および、輝度検出範囲Ｗ／６を設定する。
【００４５】
そして、浮遊物特定部１６６は、輝度検出範囲Ｗ／６が設定された立体物側（アクセス領域２２４側）の画素の輝度値の平均値（平均輝度値）と、輝度検出範囲Ｗ／６が設定された立体物とは反対側（背景側でありアクセス領域２２４の境界の外側）の画素の平均輝度値とを導出する。
【００４６】
浮遊物特定部１６６は、導出した立体物側の平均輝度値と背景側の平均輝度値との輝度差が予め設定された輝度差閾値以上であった場合、立体物が浮遊物らしい特徴を有すると判断して低輝度浮遊物点数に＋１を積算（１を加算）する。一方、浮遊物特定部１６６は、導出した立体物側の平均輝度値と背景側の平均輝度値との輝度差が予め設定された輝度差閾値未満であった場合、立体物が浮遊物らしい特徴を有していない、つまり、立体物が非浮遊物らしい特徴を有すると判断して低輝度浮遊物点数に−１を積算（１を減算）する。
【００４７】
ここで、輝度差閾値は、白色であり輝度値が比較的高い浮遊物と、低輝度シーンにおいて輝度値が低い物体（例えば、黒色の車両や歩行者）とを考慮して、背景の輝度値に対して浮遊物とされる立体物が特定し得るように設定される。
【００４８】
このように、浮遊物特定部１６６は、ウィンドウ２２２における立体物の輪郭を境界とした立体物側（アクセル領域２２２側）の平均輝度値と背景側（アクセル領域２２２の外側）の平均輝度値との輝度差が輝度差閾値以上であった場合には、立体物が浮遊物らしい特徴を有すると判定する。したがって、低輝度シーンであっても、立体物と背景との輝度差に基づいて、立体物が浮遊物らしい特徴を有するか否かを判断することができるので、精度よく浮遊物を特定することができる。
【００４９】
（高輝度浮遊物特定処理）
図６は、高輝度浮遊物特定処理を例示した説明図である。浮遊物特定部１６６は、高輝度シーンに適した浮遊物の特定処理として高輝度浮遊物特定処理を行う。図６（ａ）に示すように、浮遊物特定部１６６は、低輝度浮遊物特定処理と同様に、ウィンドウ２２２内における立体部位の集合体のみの領域をアクセス領域２２４として設定する。また、浮遊物特定部１６６は、ウィンドウ２２２を垂直方向および水平方向それぞれに対して均等に３分割した９つの分割領域２２６ａ〜２２６ｉを設定する。
【００５０】
そして、図６（ｂ）に示すように、浮遊物特定部１６６は、分割領域２２６ａ〜２２６ｉそれぞれについて、分割領域２２６ａ〜２２６ｉ内のアクセス領域２２４の輝度について輝度ヒストグラムを生成する。輝度ヒストグラムは、横軸を輝度値（０〜２５５）とし、縦軸を度数とする。
【００５１】
浮遊物特定部１６６は、生成した輝度ヒストグラムについて、度数が最も高い輝度値（ピーク輝度値）を分割領域２２６ａ〜２２６ｉそれぞれについて導出する（図６（ｂ）中、黒ぬりの輝度値で示す）。また、浮遊物特定部１６６は、導出したピーク輝度値が所定の輝度値閾値（例えば１６６、図６（ｂ）中、破線で示す）以上である分割領域の数（高輝度分割領域数）を導出する。
【００５２】
そして、浮遊物特定部１６６は、高輝度分割領域数が予め設定された高輝度分割領域数閾値（例えば、「７」）以上であった場合、立体物が浮遊物らしい特徴を有すると判断して高輝度浮遊物点数に＋１を積算する。一方、浮遊物特定部１６６は、高輝度分割領域数が予め設定された高輝度分割領域数閾値未満であった場合、立体物が浮遊物らしい特徴を有していない、つまり、立体物が非浮遊物らしい特徴を有すると判断して高輝度浮遊物点数に−１を積算（１を減算）する。
【００５３】
ここで、例えば、立体物が車両であった場合には、車両のリヤウインドウやタイヤに相当するアクセス領域２２４は輝度値が低いため、車両のリヤウインドウやタイヤに相当するアクセス領域２２４を含む分割領域のピーク輝度値は輝度値閾値未満となる。したがって、立体物が車両であった場合には、高輝度分割領域数が予め設定された高輝度分割領域数閾値未満となる可能性が高い。
【００５４】
一方、立体物が白色の浮遊物であった場合には、浮遊物に相当するアクセス領域２２４の輝度値は全体的に高いため、浮遊物に相当するアクセス領域２２４を含む分割領域のピーク輝度値は輝度値閾値以上となる。したがって、立体物が浮遊物であった場合には、高輝度分割領域数が予め設定された高輝度分割領域数閾値以上となる可能性が高い。
【００５５】
浮遊物特定部１６６は、高輝度分割領域数を高輝度分割領域数閾値と比較することで、高輝度シーンであっても、立体物が全体的に高輝度であるか否かによって、立体物が浮遊物らしい特徴を有するか否かを判断することができるので、精度よく浮遊物を特定することができる。
【００５６】
そして、浮遊物特定部１６６は、フレーム毎に積算していく低輝度浮遊物点数または高輝度浮遊物点数が０点（第１点数閾値）より大きいか否か判定し、低輝度浮遊物点数または高輝度浮遊物点数が０点より大きければ、立体物を浮遊物と特定する。また、浮遊物特定部１６６は、低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数が０点（第２点数閾値）以下である場合、立体物を非浮遊物と特定する。なお、浮遊物特定部１６６は、立体物が非浮遊物であると特定した場合であっても、立体物がいずれかの特定物であることまでは特定しない。
【００５７】
また、積算後の低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数には、例えば、上限２０点、下限−２０点といったように上下限が設けられている。このように、上下限を設けることで、浮遊物を検出していない期間や浮遊物を検出している期間が長時間に亘ったとしても点数の絶対値が大きくなることがなく、浮遊物の検出の有無が切り替わった場合に、迅速に、その有無を判定することが可能となる。
【００５８】
このように、浮遊物特定部１６６は、低輝度浮遊物特定処理および高輝度浮遊物特定処理をフレーム毎に実行し、低輝度浮遊物点数または高輝度浮遊物点数の少なくとも一方が０点より大きければ、立体物を浮遊物と特定する。
【００５９】
ところで、自車両１には、撮像装置１１０が固定されているため、自車両１が走行している際の上下方向へのピッチングにより、撮像装置１１０で撮像される輝度画像２１２に像がぶれた立体物が写し出されることがある。また、自車両１の前方を横切る車両や人が移動している場合にも、撮像装置１１０で撮像される輝度画像２１２に像がぶれた立体物が写し出されることがある。像がぶれた立体物は、背景との輝度差が小さくなり、輝度画像２１２における立体物のエッジ成分が減少し、立体物のヒストグラムを精度よく検出することが困難となる。そのため、像がぶれた立体物が写し出された輝度画像２１２では、立体物が車両や人であっても、浮遊物と誤って特定してしまうことが起こり得る。
【００６０】
そこで、浮遊物特定部１６６は、低輝度浮遊物特定処理および高輝度浮遊物特定処理において立体物を浮遊物と特定した場合であっても、浮遊物は奥行き方向および水平方向に所定速度以上では移動しないことを考慮して、以下の条件を満たす場合には、一旦浮遊物と特定した立体物を非浮遊物であると特定（再特定）する。
【００６１】
具体的には、浮遊物特定部１６６は、立体物が±１０ｋｍ／ｈ以上で奥行方向に移動し、かつ、水平方向に±２ｋｍ／ｈ以上で移動している場合、一旦浮遊物と特定した立体物を非浮遊物であると特定（再特定）する。
【００６２】
また、浮遊物特定部１６６は、立体物が±１５ｋｍ／ｈ以上で水平方向に移動している場合にも、一旦浮遊物と特定した立体物を非浮遊物であると特定（再特定）する。
【００６３】
（特定物特定処理）
特定物特定部１６８は、浮遊物特定部１６６によって非浮遊物として特定された立体物の大きさ、形状、色相等に基づいて、立体物がいずれかの特定物（車両、人等）であるか判定する。
【００６４】
（点数リセット処理）
図７は、先行車両が浮遊物を通過する様子、および、その時の立体物の特定を説明する図である。図８は、先行車両から浮遊物が発生する様子、および、その時の立体物の特定を説明する図である。
【００６５】
図７（ａ）に示すように、先行車両３００が浮遊物３１０に突入する際、浮遊物３１０よりも先行車両３００が自車両１側に位置している場合には、図７（ｂ）に示すように、自車両１側に位置する先行車両３００が立体物として特定され、立体物（先行車両３００）を含むウィンドウ２２２が設定される。そして、ウィンドウ２２２内の立体物は、非浮遊物らしい特徴を有しているので、上記した浮遊物特定処理において、立体物は非浮遊物（車両）として特定されることになる。このとき、上記の低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数は、下限値である−２０点やそれに近い値となっている可能性が高い。
【００６６】
このような状態において、図７（ｃ）に示すように、先行車両３００が浮遊物３１０に突入すると、浮遊物３１０が先行車両３００よりも自車両１側に位置することになり、図７（ｄ）に示すように、自車両１側に位置する浮遊物３１０が立体物として特定され、立体物（浮遊物３１０）を含むウィンドウ２２２が設定される。しかしながら、上記浮遊物特定処理では、浮遊物らしい特徴を有することを検出しても、毎フレームごとに低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数が＋１更新されるだけである。したがって、低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数の少なくとも一方が０点より大きくなるまで（例えば、２０フレーム分の期間）は、実際には立体物が浮遊物３１０であったとしても、非浮遊物であると特定されてしまうことになる。
【００６７】
また、図８（ａ）に示すように、先行車両３００から排ガス等の浮遊物３１０が発生した際、浮遊物３１０が発生した時点では、図８（ｂ）に示すように、先行車両３００が立体物として特定され、立体物（先行車両３００）を含むウィンドウ２２２が設定される。そして、ウィンドウ２２２内の立体物は、非浮遊物らしい特徴を有しているので、上記した浮遊物特定処理において、立体物（先行車両３００）は非浮遊物（車両）として特定されている。
【００６８】
このような状態において、図８（ｃ）に示すように、浮遊物３１０が発生してから時間が経過すると、先行車両３００は前方へ移動するが、浮遊物３１０は発生した絶対的な位置からほぼ移動することがなく（自車両１との相対距離は短くなる）、浮遊物３１０が先行車両３００よりも自車両１側に位置することになる。このような場合、図８（ｄ）に示すように、浮遊物３１０が立体物として特定され、立体物（浮遊物３１０）を含むウィンドウ２２２が設定される。このような場合にも、実際には立体物が浮遊物３１０であったとしても、非浮遊物であると特定されてしまうことになる。
【００６９】
このように、非浮遊物を特定していた状態から、浮遊物を特定するまでに相当の期間を要する場合には、車外環境認識装置１２０では、非浮遊物に衝突しないように回避または停止する旨を示す情報を車両制御装置１３０に出力する。したがって、車両制御装置１３０は、自車両１が回避または停止する制御を行うことになる。このような制御は、実際にはそのまま進行可能な浮遊物を回避するといった、運転者が予期しない動作をとることとなり、運転者に違和感を与えることになる。
【００７０】
そこで、点数リセット部１７０は、上記した浮遊物特定処理の前に、立体物を非浮遊物として特定している場合において、上記の第１判定条件とは異なる第２判定条件に基づいて、立体物が浮遊物らしい特徴を有していると判断した場合には、低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数を０にリセットする点数リセット処理（浮遊物突入用点数リセット処理、浮遊物発生用点数リセット処理）を実行する。以下、点数リセット処理を具体的に説明する。
【００７１】
（浮遊物突入用点数リセット処理）
点数リセット部１７０は、非浮遊物と特定された立体物を含むウィンドウ２２２について、立体物（立体部位の集合体）の位置情報と、前回のフレームで撮像された輝度画像２１２における関係付けられた立体物の位置情報とに基づいて、立体物の加速度および加速度の微分である加加速度を導出する。
【００７２】
また、点数リセット部１７０は、非浮遊物と特定されたウィンドウ２２２内で、ブレーキランプが点灯しているか否かを判定する。ブレーキランプの点灯を判定する方法としては、例えば、ウィンドウ２２２内の所定範囲のＲ成分を満たす画素領域の輝度変化または面積変化に基づいてブレーキランプの点灯を検出するようにしてもよく、他の既知のブレーキランプの検出方法を用いてもよい。
【００７３】
点数リセット部１７０は、導出した加速度が−０．２Ｇ未満で、かつ、加加速度が０．０１Ｇ以上で、かつ、ブレーキランプが消灯していれば、低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数を０にリセットする。ここで、図７に示したように、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わった場合には、浮遊物３１０の絶対位置が変化しないので、所定範囲のマイナスの加速度が検出され、かつ、所定範囲のプラスの加加速度が検出される。一方、先行車両３００がブレーキを掛けた場合にも、所定範囲のマイナスの加速度が検出され、かつ、所定範囲のプラスの加加速度が検出される。しかしながら、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わった場合の方が、先行車両３００がブレーキを掛けた場合より、検出されるマイナスの加速度およびプラスの加加速度の値が大きい。したがって、所定範囲のマイナスの加速度（−０．２Ｇ未満）が検出され、かつ、所定範囲のプラスの加加速度（０．０１Ｇ以上）が検出された場合には、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わったと判定することができる。
【００７４】
さらに、先行車両３００がブレーキを掛けた場合には、先行車両３０のブレーキランプの点灯が検出されるので、マイナスの加速度、プラスの加加速度に加え、ブレーキランプの点灯の有無を検出することで、より正確に、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わったと判定することができる。
【００７５】
このように、加速度、加加速度、および、ブレーキランプの点灯の有無に基づいて、非浮遊物が浮遊物に突入した場合について、立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わったか否かを判定することができる。なお、加速度および加加速度に基づいて立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わったか否かを判定してもよい。
【００７６】
（浮遊物発生用点数リセット処理）
点数リセット部１７０は、例えば３×３画素の空間微分フィルタを輝度画像２１２全体にかけ、空間微分フィルタによるエッジ画像を作成する。そして、点数リセット部１７０は、エッジ画像のうち、ウィンドウ２２２内に含まれるエッジの総数（エッジ総数）を算出する。
【００７７】
ここで、ウィンドウ２２２内の立体物が浮遊物である場合にはエッジ総数は少なく、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物である場合にはエッジ総数は多い。したがって、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物のまま継続している場合には、エッジ総数の変化率は小さいが、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わった場合には、エッジ総数の変化率は大きくなる。
【００７８】
そこで、点数リセット部１７０は、前回のフレームにおける輝度画像２１２に対して設定された、関連付けられたウィンドウ２２２内のエッジ総数に対する、今回のフレームにおける輝度画像２１２に対して設定されたウィンドウ２２２内のエッジ総数の変化率を導出する。そして、点数リセット部１７０は、導出したエッジ総数の変化率が８０％（エッジ総数閾値）以上である場合に、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わったと判定する。
【００７９】
図９は、対称性判定による浮遊物発生用点数リセット処理を説明する図である。また、点数リセット部１７０は、図９に示すように、輝度画像２１２に対して設定されたウィンドウ２２２に対して、ウィンドウ２２２を水平方向に等分する垂直方向に延びる中心線ＣＬを設定する。そして、点数リセット部１７０は、中心線ＣＬ上の鉛直方向の画素ごとに、設定した中心線ＣＬを基準として左右方向それぞれに、相対距離に応じて設定される離隔位置IＰだけ離隔した画素が、ともに立体物に相当する画素であるかを判定する。そして、点数リセット部１７０は、中心線ＣＬを基準として左右方向それぞれに離隔位置ＩＰだけ離隔した画素が、ともに立体物に相当する画素であると判定された対称性総数を導出する。なお、離隔位置ＩＰは、ウィンドウ２２２内の画素が選択されるように設定される。
【００８０】
ここで、図９（ａ）に示すように、ウィンドウ２２２内の立体物が浮遊物である場合、中心線ＣＬを基準とした左右方向の対称性が低いので、対称性総数が少なくなる。一方、図９（ｂ）に示すように、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物（例えば、車両）である場合、中心線ＣＬを基準とした左右方向の対称性が高いので、対称性総数が多くなる。したがって、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物のまま継続している場合には、対称性総数の変化率は小さいが、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わった場合には、対称性総数の変化率は大きくなる。
【００８１】
そこで、点数リセット部１７０は、前回の輝度画像２１２に対して設定されたウィンドウ２２２の対称性総数に対して、今回の輝度画像２１２に対して設定された、関連付けられたウィンドウ２２２の対称性総数の変化率を導出する。そして、点数リセット部１７０は、導出した変化率が８０％（対称性閾値）以上である場合に、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わったと判定する。
【００８２】
そして、点数リセット部１７０は、エッジ総数の変化率および対称性総数の変化率の少なくとも一方が８０％以上であった場合、低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数を０にリセットする。これにより、浮遊物特定部１６６は、例えば、下限値である−２０点から１点までにかかる期間よりも短い、０点から１点までの期間で、浮遊物を特定することができ、早期に立体物を浮遊物として特定することができる。
【００８３】
（車外環境認識処理の流れ）
次に、中央制御部１５４が実行する、上記した画像処理、立体物特定処理、浮遊物特定処理、特定物特定処理、点数リセット処理を含む車外環境認処理の流れについて説明する。
【００８４】
図１０は、車外環境認識処理の流れを示すフローチャートである。図１１は、点数リセット処理の流れを示すフローチャートである。図１２は、浮遊物突入用点数リセット処理の流れを示すフローチャートである。図１３は、浮遊物発生用点数リセット処理の流れを示すフローチャートである。図１４は、浮遊物特定処理の流れを示すフローチャートである。図１５は、低輝度浮遊物判定処理の流れを示すフローチャートである。図１６は、高輝度浮遊物判定処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示す点数リセット処理のフローチャート、および、図１４に示す浮遊物特定処理のフローチャートは、図１０に示す車外環境認識処理のフローチャートのサブルーチンである。また、図１２に示す浮遊物突入用点数リセット処理のフローチャート、および、図１３に示す浮遊物発生用点数リセット処理のフローチャートは、図１１に示す点数リセット処理のフローチャートのサブルーチンである。また、図１５に示す低輝度浮遊物判定処理のフローチャート、および、図１６に示す高輝度浮遊物判定処理のフローチャートは、図１４に示す浮遊物特定処理のフローチャートのサブルーチンである。
【００８５】
図１０に示すように、まず、画像処理部１６０が、撮像装置１１０から取得した画像を処理して距離画像２１４を生成し（Ｓ４００）、３次元位置導出部１６２が、画像から立体部位の３次元の位置情報を導出し（Ｓ４０２）、立体物特定部１６４が、３次元位置に基づいてグループ化された立体物を特定する（Ｓ４０４）。そして、点数リセット部１７０が、ウィンドウ２２２内の立体物が非浮遊物から浮遊物に切り替わったと判定した場合、低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数を０にリセットする点数リセット処理を実行する（Ｓ５００）。その後、浮遊物特定部１６６が、ウィンドウ２２２内の立体物を浮遊物、または、非浮遊物のどちらであるか特定する浮遊物特定処理を実行し（Ｓ６００）、特定物特定部１６８が、非浮遊物と特定された立体物をいずれかの特定物であるかを特定する特定物特定処理を実行し（Ｓ４０６）、当該車外環境認識処理を終了する。以下、点数リセット処理Ｓ５００および浮遊物特定処理Ｓ６００について詳述する。
【００８６】
（点数リセット処理Ｓ５００）
図１１に示すように、点数リセット部１７０は、立体物特定処理Ｓ４０４で特定された立体物が１以上あって、当該点数リセット処理Ｓ５００において、前回の浮遊物特定処理Ｓ６００において非浮遊物と特定され、かつ、まだ選択されていない立体物があるか否かを判断する（Ｓ５０２）。まだ選択していない立体物があれば（Ｓ５０２におけるＹＥＳ）、点数リセット部１７０は、まだ選択していない立体物を１つ選択する（Ｓ５０４）。
【００８７】
次に、点数リセット部１７０は、浮遊物突入用点数リセット処理を実行し（Ｓ５０６）、その後、浮遊物発生用点数リセット処理を実行する（Ｓ５０８）。なお、浮遊物突入用点数リセット処理Ｓ５０６および浮遊物発生用点数リセット処理Ｓ５０８については、後述する。
【００８８】
点数リセット部１７０は、詳しくは後述する浮遊物突入用点数リセット処理Ｓ５０６および浮遊物発生用点数リセット処理Ｓ５０８の少なくとも一方において、低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数をリセットするための浮遊物点数リセットフラグがオンされたか否かを判断する（Ｓ５１０）。浮遊物点数リセットフラグがオンしていなければ（Ｓ５１０におけるＮＯ）、Ｓ５０２の処理に戻る。
【００８９】
一方、浮遊物点数リセットフラグがオンしていれば（Ｓ５１０におけるＹＥＳ）、点数リセット部１７０は、低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数を０にリセットし（Ｓ５１２）、浮遊物点数リセットフラグをオフにして（Ｓ５１４）、Ｓ５０２の処理に戻る。
【００９０】
Ｓ５０２の処理において、まだ選択していない立体物がなくなると（Ｓ５０２におけるＮＯ）、当該点数リセット処理Ｓ５００を終了する。
【００９１】
（浮遊物突入用点数リセット処理Ｓ５０６）
図１２に示すように、点数リセット部１７０は、上記３次元位置導出処理Ｓ４０２で導出された立体物の位置情報と、前回の立体物の位置情報とに基づいて、立体物の加速度および加加速度を導出する（Ｓ５０６−１）。また、点数リセット部１７０は、立体物を含むウィンドウ２２２内でのブレーキランプの点灯の有無を検出する（Ｓ５０６−２）。
【００９２】
そして、点数リセット部１７０は、Ｓ５０６−１で導出した加速度が−０．２Ｇ未満であるか否かを判断し（Ｓ５０６−３）、加速度が−０．２Ｇ未満であれば（Ｓ５０６−３におけるＹＥＳ）、Ｓ５０６−１で導出した加加速度が０．０１Ｇ以上であるか否かを判断する（Ｓ５０６−４）。加加速度が０．０１Ｇ以上であれば（Ｓ５０６−４におけるＹＥＳ）、点数リセット部１７０は、ブレーキランプが消灯しているか否かを判断し（Ｓ５０６−５）、ブレーキランプが消灯していれば（Ｓ５０６−５におけるＹＥＳ）、浮遊物点数リセットフラグをオンにし（Ｓ５０６−６）、当該浮遊物突入用点数リセット処理Ｓ５０６を終了する。
【００９３】
一方、加速度が−０．２Ｇ未満でない（Ｓ５０６−３におけるＮＯ）、加加速度が０．０１Ｇ以上でない（Ｓ５０６−４におけるＮＯ）、または、ブレーキランプが消灯していなければ（Ｓ５０６−５におけるＮＯ）、点数リセット部１７０は、当該浮遊物突入用点数リセット処理Ｓ５０６を終了する。
【００９４】
（浮遊物発生用点数リセット処理Ｓ５０８）
図１３に示すように、点数リセット部１７０は、ウィンドウ２２２内の各画素に対して空間フィルタをかけ、ウィンドウ２２２内のエッジを導出するとともに、導出したエッジの総数を導出する（Ｓ５０８−１）。また、点数リセット部１７０は、ウィンドウ２２２を水平方向に等分する中心線ＣＬを設定し、中心線ＣＬから左右方向それぞれに離隔位置IＰだけ離隔した画素がともに立体物に相当する画素である対称性総数を導出する（Ｓ５０８−２）。
【００９５】
点数リセット部１７０は、前回のＳ５０８−１で導出したエッジ総数に対して、今回のＳ５０８−１で導出したエッジ総数の変化率が８０％以上であるか否かを判断する（Ｓ５０８−３）。エッジ総数の変化率が８０％以上でなければ（Ｓ５０８−３におけるＮＯ）、点数リセット部１７０は、前回のＳ５０８−２で導出した対称性総数に対して、今回のＳ５０８−２で導出した対称性総数の変化率が８０％以上であるか否かを判断する（Ｓ５０８−４）。
【００９６】
そして、エッジ総数の変化率が８０％以上である（Ｓ５０８−３におけるＹＥＳ）、または、対称性総数の変化率が８０％以上であれば（Ｓ５０８−４におけるＹＥＳ）、点数リセット部１７０は、浮遊物点数リセットフラグをオンにし（Ｓ５０８−５）、当該浮遊物発生用点数リセット処理Ｓ５０８を終了する。
【００９７】
また、エッジ総数の変化率が８０％以上でなく（Ｓ５０８−３におけるＮＯ）、かつ、対称性総数の変化率が８０％以上でなければ（Ｓ５０８−４におけるＮＯ）、点数リセット部１７０は、当該浮遊物発生用点数リセット処理Ｓ５０８を終了する。
【００９８】
（浮遊物特定処理Ｓ６００）
図１４に示すように、浮遊物特定部１６６は、立体物特定処理Ｓ４０４で特定された立体物が１以上あって、まだ選択されていない立体物があるか否かを判断する（Ｓ６０２）。まだ選択していない立体物があれば（Ｓ６０２におけるＹＥＳ）、浮遊物特定部１６６は、まだ選択していない立体物を１つ選択する（Ｓ６０４）。
【００９９】
次に、浮遊物特定部１６６は、低輝度浮遊物特定処理を実行し（Ｓ６０６）、その後、高輝度浮遊物特定処理を実行する（Ｓ６０８）。なお、低輝度浮遊物特定処理Ｓ６０６および高輝度浮遊物特定処理Ｓ６０８については、後述する。
【０１００】
浮遊物特定部１６６は、詳しくは後述する低輝度浮遊物特定処理Ｓ６０６において導出された低輝度浮遊物点数が０点より大きいか否かを判断する（Ｓ６１０）。そして、低輝度浮遊物点数が０点より大きくなければ（Ｓ６１０におけるＮＯ）、浮遊物特定部１６６は、詳しくは後述する高輝度浮遊物特定処理Ｓ６０８において導出された高輝度浮遊物点数が０点より大きいか否かを判断する（Ｓ６１２）。
【０１０１】
低輝度浮遊物点数が０点以下であり（Ｓ６１０におけるＮＯ）、かつ、高輝度浮遊物点数が０点以下であれば（Ｓ６１２におけるＮＯ）、浮遊物特定部１６６は、立体物を非浮遊物と特定し（Ｓ６２２）、Ｓ６０２の処理に戻る。
【０１０２】
一方、低輝度浮遊物点数が０点より大きい（Ｓ６１０におけるＹＥＳ）、または、高輝度浮遊物点数が０点より大きければ（Ｓ６１２におけるＹＥＳ）、浮遊物特定部１６６は、Ｓ４０２で導出された位置情報に基づいて、立体物の奥行速度および水平速度を導出する（Ｓ６１４）。そして、浮遊物特定部１６６は、奥行速度が±１０ｋｍ／ｈ以上で、かつ、水平速度が±２ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判断し（Ｓ６１６）、奥行速度が±１０ｋｍ／ｈ未満または水平速度が±２ｋｍ／ｈ未満であれば（Ｓ６１６におけるＮＯ）、水平速度が±１５ｋｍ／ｈ以上であるかを判断する（Ｓ６１８）。水平速度の絶対値が±１５ｋｍ／ｈ未満であれば（Ｓ６１８におけるＮＯ）、浮遊物特定部１６６は、立体物を浮遊物と特定し（Ｓ６２０）、Ｓ６０２の処理に戻る。
【０１０３】
一方、奥行速度が±１０ｋｍ／ｈ以上で、かつ、水平速度が±２ｋｍ／ｈ以上である（Ｓ６１６におけるＹＥＳ）、または、水平速度が±１５ｋｍ／ｈ以上であれば（Ｓ６１８におけるＹＥＳ）、浮遊物特定部１６６は、立体物を非浮遊物と特定し（Ｓ６２２）、Ｓ６０２の処理に戻る。
【０１０４】
（低輝度浮遊物特定処理Ｓ６０６）
図１５に示すように、浮遊物特定部１６６は、３次元位置導出部１６２により導出された立体部位の位置情報に基づいて、ウィンドウ２２２内における立体部位の集合体のみの領域をアクセス領域２２４として設定する（Ｓ６０６−１）。
【０１０５】
そして、浮遊物特定部１６６は、設定したアクセス領域２２４のアクセス領域幅Ｗ、および、アクセス領域２２４の境界を基準として、水平方向における左右方向に輝度検出範囲Ｗ／６を設定する。その後、浮遊物特定部１６６は、輝度検出範囲Ｗ／６が設定された立体物側の平均輝度値と、輝度検出範囲Ｗ／６が設定された背景側の平均輝度値とを導出する（Ｓ６０６−２）。そして、浮遊物特定部１６６は、輝度検出範囲Ｗ／６が設定された立体物側の平均輝度値と、輝度検出範囲Ｗ／６が設定された背景側の平均輝度値との輝度差を導出する（Ｓ６０６−３）。
【０１０６】
そして、浮遊物特定部１６６は、輝度差が輝度差閾値より大きいか否かを判断し（Ｓ６０６−４）、輝度差が輝度差閾値より大きければ（Ｓ６０６−４におけるＹＥＳ）、低輝度浮遊物点数が２０点以上であるか否かを判定する（Ｓ６０６−５）。そして、浮遊物特定部１６６は、低輝度浮遊物点数が２０点以上であれば（Ｓ６０６−５におけるＹＥＳ）、当該低輝度浮遊物特定処理Ｓ６０６を終了し、低輝度浮遊物点数が２０点未満であれば（Ｓ６０６−５におけるＮＯ）、低輝度浮遊物点数に＋１を積算し（Ｓ６０６−６）、当該低輝度浮遊物特定処理Ｓ６０６を終了する。
【０１０７】
一方、輝度差が輝度差閾値以下であれば（Ｓ６０６−４におけるＮＯ）、浮遊物特定部１６６は、低輝度浮遊物点数が−２０点以下であるか否かを判定する（Ｓ６０６−７）。そして、浮遊物特定部１６６は、低輝度浮遊物点数が−２０点以下であれば（Ｓ６０６−７におけるＹＥＳ）、当該低輝度浮遊物特定処理Ｓ６０６を終了し、低輝度浮遊物点数が−２０点より大きければ（Ｓ６０６−７におけるＮＯ）、低輝度浮遊物点数に−１を積算し（Ｓ６０６−８）、当該低輝度浮遊物特定処理Ｓ６０６を終了する。
【０１０８】
（高輝度浮遊物特定処理Ｓ６０８）
図１６に示すように、浮遊物特定部１６６は、ウィンドウ２２２内にアクセス領域２２４として設定するとともに、ウィンドウ２２２を垂直方向および水平方向それぞれを３分割した９つの分割領域２２６ａ〜２２６ｉを設定する（Ｓ６０８−１）。そして、浮遊物特定部１６６は、分割領域２２６ａ〜２２６ｉそれぞれについて、分割領域２２６ａ〜２２６ｉ内のアクセス領域２２４の輝度について輝度ヒストグラムを生成する（Ｓ６０８−２）。その後、浮遊物特定部１６６は、生成した輝度ヒストグラムについてピーク輝度値を分割領域２２６ａ〜２２６ｉそれぞれについて導出するとともに、ピーク輝度値が輝度値閾値以上である高輝度分割領域数を導出する（Ｓ６０８−３）。
【０１０９】
そして、浮遊物特定部１６６は、高輝度分割領域数が高輝度分割領域数閾値以上であるか否かを判断し（Ｓ６０８−４）、高輝度分割領域数が高輝度分割領域数閾値以上であれば（Ｓ６０８−４におけるＹＥＳ）、高輝度浮遊物点数が２０点以上であるか否かを判定する（Ｓ６０８−５）。そして、浮遊物特定部１６６は、高輝度浮遊物点数が２０点以上であれば（Ｓ６０８−５におけるＹＥＳ）、当該高輝度浮遊物特定処理Ｓ６０８を終了し、高輝度浮遊物点数が２０点未満であれば（Ｓ６０８−５におけるＮＯ）、高輝度浮遊物点数に＋１を積算し（Ｓ６０８−６）、当該高輝度浮遊物特定処理Ｓ６０８を終了する。
【０１１０】
一方、高輝度分割領域数が高輝度分割領域数閾値未満であれば（Ｓ６０８−４におけるＮＯ）、浮遊物特定部１６６は、高輝度浮遊物点数が−２０点以下であるか否かを判定する（Ｓ６０８−７）。そして、浮遊物特定部１６６は、高輝度浮遊物点数が−２０点以下であれば（Ｓ６０８−７におけるＹＥＳ）、当該高輝度浮遊物特定処理Ｓ６０８を終了し、高輝度浮遊物点数が−２０点より大きければ（Ｓ６０８−７におけるＮＯ）、高輝度浮遊物点数に−１を積算し（Ｓ６０８−８）、当該高輝度浮遊物特定処理Ｓ６０８を終了する。
【０１１１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１２】
また、コンピュータを、車外環境認識装置１２０として機能させるプログラムや当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。
【０１１３】
例えば、上述した実施形態においては、低輝度浮遊物特定処理および高輝度浮遊物特定処理により浮遊物を特定する例を挙げているが、特開２００９−１１０１６８号公報に示すような、物体の各立体部位の距離の平均値に対するばらつき（分散）に応じて浮遊物を特定する技術や、特開２０１２−２４３０４９号公報に示すような、立体物の輝度ヒストグラムに対する輝度の平均値、分散値、歪度、または尖度のいずれか１または複数の特徴量に基づいて浮遊物を特定する技術と、本実施形態の技術を併用して、その総合評価により、浮遊物を特定するとしてもよい。こうして、浮遊物の特定精度を高めることが可能となる。
【０１１４】
なお、上記の実施形態においては、低輝度浮遊物点数が０点（第１点数閾値）より大きい場合に、立体物を浮遊物と特定し、低輝度浮遊物点数が０点（第１点数閾値）以下の場合に、立体物を非浮遊物と特定するようにした。しかしながら、例えば、低輝度浮遊物点数が１０点（第１点数閾値）より大きい場合に、立体物を浮遊物と特定し、低輝度浮遊物点数が−１０点（第２点数閾値）以下の場合に、立体物を非浮遊物と特定するようにしてもよい。同様に、例えば、高輝度浮遊物点数が１０点（第１点数閾値）より大きい場合に、立体物を浮遊物と特定し、高輝度浮遊物点数が−１０点（第２点数閾値）以下の場合に、立体物を非浮遊物と特定するようにしてもよい。
【０１１５】
また、上記の実施形態においては、点数リセット部１７０は、立体物を非浮遊物として特定している場合において、第２判定条件に基づいて、立体物が浮遊物らしい特徴を有していると判断した場合には、低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数を０にリセットするようにした。しかしながら、例えば、低輝度浮遊物点数および高輝度浮遊物点数を１０点および−１０点の間のいずれかの値にリセットするようにしてもよい。
【０１１６】
なお、本明細書の車外環境認識方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、検出領域に存在する立体物がいずれの特定物に対応するかを特定する車外環境認識装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１２０  車外環境認識装置
１６４  立体物特定部
１６６  浮遊物特定部
１７０  点数リセット部
【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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