(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、前記車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記車両の自己位置を検出する自己位置検出部と、
前記車両の周囲にある信号機の位置情報を含む地図情報と前記自己位置とから、前記信号機の前記車両に対する相対位置を推定する信号機位置推定部と、
前記信号機の相対位置から予測される前記画像上の信号機の位置に検出領域を設定する検出領域設定部と、
前記画像上に設定された検出領域から前記信号機を検出し、前記車両が従うべき信号機を特定する信号機検出部と、を備え、
前記信号機検出部は、前記検出領域に写ることが予測される前記信号機が２つ以上である場合であって、前記検出領域から２以上のすべての前記信号機が検出できた場合、前記２以上のすべての信号機の中から前記車両が従うべき信号機を特定する
ことを特徴とする信号機検出装置。
【請求項２】
前記信号機の相対位置から、前記検出領域に写ることが予測される前記信号機の画像上の大きさを推定するサイズ推定部を更に備え、
前記信号機検出部は、前記検出領域の一つで写ることが予測される前記信号機が２つ以上で、かつ、前記２以上の信号機の一部が検出できなかった場合であって、前記２以上の信号機の間の距離がしきい値よりも長い場合、前記２以上の信号機のうち、前記サイズ推定部により推定される前記信号機の画像上の大きさに最も近い信号機を前記車両が従うべき信号機として特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号機検出装置。
【請求項３】
前記信号機検出部は、前記検出領域が２以上設定されている場合であって、前記検出領域の一つで写ることが予測される前記信号機が２つ以上で、かつ、前記２以上の信号機の一部が検出できなかった場合には、他の検出領域から前記信号機を検出し、前記車両が従うべき信号機を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の信号機検出装置。
【請求項４】
前記信号機検出部は、前記検出領域が２以上設定されている場合であって、前記検出領域の一つで写ることが予測される前記信号機が２つ以上で、かつ、前記２以上の信号機の一部が検出できなかった場合で、前記検出領域で写ることが予測される前記２以上の信号機の間の距離がしきい値以下である、或いは推定できない場合は、他の検出領域から前記信号機を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号機検出装置。
【請求項５】
前記信号機が遮蔽される可能性が低いほど優先順位が高くなるように、前記２以上の検出領域の間に前記優先順位を設定する優先順位設定部を更に備え、
前記信号機検出部は、前記他の検出領域として、前記２以上の信号機の一部が検出できなかった検出領域の次に前記優先順位が高い検出領域を選択する
ことを特徴とする請求項３又は４のいずれか一項に記載の信号機検出装置。
【請求項６】
前記検出領域設定部は、前記検出領域を拡大した拡大画像を取得できるように、前記撮像部の前記車両に対する姿勢及び前記撮像部の画角を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の信号機検出装置。
【請求項７】
車両に搭載された撮像部を用いて、前記車両の周囲を撮像して画像を取得し、
前記車両の自己位置を検出し、
前記車両の周囲にある信号機の位置情報を含む地図情報と前記自己位置とから、前記信号機の前記車両に対する相対位置を推定し、
前記信号機の相対位置から予測される前記画像上の信号機の位置に検出領域を設定し、
前記画像上に設定された検出領域から前記信号機を検出し、前記車両が従うべき信号機を特定する
信号機検出方法であって、
前記検出領域に写ることが予測される前記信号機が２つ以上である場合であって、前記検出領域から２以上のすべての前記信号機が検出できた場合、前記２以上のすべての信号機の中から前記車両が従うべき信号機を特定する
ことを特徴とする信号機検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号機検出装置及び信号機検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に対する適切な走行制御を可能とするために、車両の進行方向を撮像した画像から信号機または一時停止標識を認識する車外認識装置が知られている（特許文献１）。特許文献１では、画像中に複数の信号機または一時停止標識が写る場合、画像に最も大きく写る信号機または一時停止標識を、車両に最も近接する位置に存在する信号機または一時停止標識として判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５７２９９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、信号機は、先行車両或いは街路樹の存在によって遮蔽されてしまい、画像に写らない場合がある。車両に最も近接する位置に存在する手前側の信号機が遮蔽された場合、特許文献１では、画像に写る他の信号機を、車両に最も近接する位置に存在する信号機として誤認識してしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、車両が従うべき手前側の信号機を精度良く検出することができる信号機検出装置及び信号機検出方法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】
【０００６】
本発明の一態様に係わる信号機検出装置は、車両に搭載された撮像部を用いて、車両の周囲を撮像して画像を取得し、車両の自己位置を検出する。車両の周囲にある信号機の位置情報を含む地図情報と自己位置とから、信号機の車両に対する相対位置を推定し、信号機の相対位置から予測される画像上の信号機の位置に検出領域を設定し、画像上に設定された検出領域から信号機を検出し、車両が従うべき信号機を特定する。検出領域に写ることが予測される信号機の数が２つ以上であって、検出領域から２以上のすべての信号機が検出できた場合、２以上のすべての信号機の中から車両が従うべき信号機を特定する。
【発明の効果】
【０００７】
信号機検出装置及び信号機検出方法によれば、１の検出領域に写ることが予測される２以上の信号機のうち一部の信号機だけが１の検出領域に写っている場合、他の検出領域の中から信号機を検出することにより、手前側の信号機の誤認識が抑制され、車両が従うべき手前側の信号機を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係わる信号機検出装置１００へ入出力される情報を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態に係わる信号機検出装置１００の構成及びデータフローを示すブロック図である。
【図３】図３は、図２の検出対象特定部２０の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、検出対象特定部２０及び信号機検出部２８の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４のステップＳ０７の判断例を説明するための表である。
【図６】図６は、図４のステップＳ１１の判断例を説明するための表である。
【図７】図７は、図４のステップＳ１３の判断例を説明するための表である。
【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。同一部材には同一符号を付して再度の説明を省略する。
【００１０】
図１を参照して、実施形態に係わる信号機検出装置１００のへ入出力される情報を説明する。信号機検出装置１００は、車両に搭載された撮像部（カメラ）により撮像された画像から、車両が走行する道路周辺に設置された信号機を検出する。
【００１１】
信号機検出装置１００には、地図情報Ｄ０２と、ランドマーク情報Ｄ０１と、カメラ情報Ｄ０３とが入力される。地図情報Ｄ０２には、予め実環境と地図の間で対応付けされた信号機の位置情報が含まれる。ランドマーク情報Ｄ０１は、実環境上の車両の自己位置を算出するために用いられる。ランドマークには、地上に設けられた特徴物（地上ランドマーク）、及び車両が受信可能なＧＰＳ信号を発信するＧＰＳ衛星が含まれる。実施形態では、地上ランドマークを例に取り説明する。ランドマーク情報Ｄ０１には、例えば、地上ランドマークの位置情報が含まれる。カメラ情報Ｄ０３は、撮像部から車両の周囲（例えば前方）の映像を抽出するために用いられる。信号機検出装置１００は、これらの情報Ｄ０１〜Ｄ０３に基づいて、信号機の検出結果を信号機情報Ｄ０４として出力する。
【００１２】
図２を参照して、実施形態に係わる信号機検出装置１００の構成及びデータフローを説明する。信号機検出装置１００は、撮像部１１と、自己位置検出部１２と、信号機位置推定部１３と、検出対象特定部２０と、信号機検出部２８とを備える。
【００１３】
撮像部１１は、車両に搭載され、車両の周囲を撮像して画像を取得する。撮像部１１は、固体撮像素子、例えばＣＣＤ及びＣＭＯＳを備えるカメラであって、画像処理が可能な画像を取得する。撮像部１１は、カメラ情報Ｄ０３に基づいて、レンズの画角、カメラの垂直方向及び水平方向の角度を設定し、取得した画像を画像データＤ０８として出力する。
【００１４】
自己位置検出部１２は、ランドマーク情報Ｄ０１に基づいて車両の自己位置を検出する。ランドマーク情報Ｄ０１は、例えば、車載のカメラ或いはレーザレーダ等のセンシング手段により検出された地上ランドマーク（店舗、名所、観光スポット）の車両に対する相対位置の情報である。地図情報Ｄ０２の中には、地上ランドマークの位置情報が予め登録されている。ランドマーク情報Ｄ０１と地上ランドマークの相対位置の情報とを照合することにより、車両の自己位置を検出することができる。ここで、「位置」には、座標及び姿勢が含まれる。具体的には、地上ランドマークの位置には、地上ランドマークの座標及び姿勢が含まれ、車両の位置には、車両の座標及び姿勢が含まれる。自己位置検出部１２は、基準となる座標系における座標(x, y, z)及び、各座標軸の回転方向である姿勢(ピッチ、ヨー、ロール)を自己位置情報Ｄ０５として出力する。
【００１５】
例えば、自己位置検出部１２は、ランドマーク情報Ｄ０１を用いて車両の初期位置を検出する。初期位置とは、ランドマーク情報Ｄ０１から直接求めることができる車両の位置、すなわち座標及び姿勢である。そして、初期位置に、車両の移動量を累積加算することで車両の自己位置を算出する。自己位置検出部１２は、オドメトリ、レーダ装置、ジャイロセンサ、ヨーレイトセンサ、舵角センサを用いて、単位時間当たりの車両の移動量、つまり、座標及び姿勢の変化量を推定することができる。
【００１６】
信号機位置推定部１３は、地図情報Ｄ０２と自己位置情報Ｄ０５とから、車両に対する信号機の相対位置を推定する。地図情報Ｄ０２の中には、信号機の位置情報（座標情報）が予め登録されている。信号機の座標と車両の座標及び姿勢とから、車両に対する信号機の相対座標を求めることができる。信号機位置推定部１３は、推定した信号機の相対座標を相対位置情報Ｄ０６として出力する。なお、信号機位置推定部１３により相対位置が推定される信号機は、車両に対して信号を提示する信号機、換言すれば、車両が従うべき信号機である。たとえば、信号機位置推定部１３は、車両がこれから進入する最も手前の交差点であって、信号機が設置された交差点を「最寄交差点」として抽出する。「最寄交差点」に存在し、かつ自己位置情報の車両が従うべき少なくても一つ以上の信号機を「最寄信号機」として特定する。そして、車両に対する「最寄信号機」の相対位置を相対位置情報Ｄ０６として出力とする。
【００１７】
検出対象特定部２０は、画像に写ることが予測される信号機のうち、車両が従うべき手前側の信号機を検出対象として特定する。具体的には、検出対象特定部２０は、車両に対する信号機の相対位置から、信号機の画像上の位置を推測する。そして、画像の中に、信号機が写ることが予測される検出領域を設定する。検出対象特定部２０により特定された検出領域は、検出対象情報Ｄ０９として出力される。なお、検出対象特定部２０及び信号機検出部２８の詳細な構成は図３を参照して後述する。検出対象特定部２０及び信号機検出部２８の詳細な処理フローは図４を参照して後述する。
【００１８】
信号機検出部２８は、検出対象特定部２０が設定した検出領域に写ることが予測される信号機のすべてが検出領域から検出できた場合、先行車両或いは街路樹の存在によって遮蔽されている信号機は存在しないと判断できる。よって、信号機検出部２８は、車両が従うべき手前側の信号機を当該検出領域の中から特定する。
【００１９】
一方、検出領域に写ることが予測される信号機の一部が検出領域から検出できなかった場合、先行車両或いは街路樹の存在によって遮蔽されている信号機が存在すると判断できる。よって、検出対象特定部２０は、車両が従うべき手前側の信号機を当該検出領域の中から特定しない。
【００２０】
信号機検出部２８は、検出対象を含む検出領域の中から、特定された車両が従うべき信号機の提示色を検出する。検出結果は、信号機情報Ｄ０４として出力される。
【００２１】
なお、自己位置検出部１２、信号機位置推定部１３、検出対象特定部２０、及び信号機検出部２８は、たとえば、ＣＰＵ、メモリ、及び入出力部を備えるマイクロコントローラを用いて実現することができる。マイクロコントローラに予めインストールされたコンピュータプログラムをＣＰＵが実行することにより、信号機検出装置１００が備える複数の情報処理部（１２、１３、２０、２８）を構成する。
【００２２】
図３を参照して、図２の検出対象特定部２０及び信号機検出部２８の詳細な構成を説明する。検出対象特定部２０は、検出領域設定部２１と、優先順位設定部２２と、信号機数計算部２３とを備える。
【００２３】
検出領域設定部２１は、信号機の相対位置から、信号機が写ることが予測される検出領域を画像内に設定する。撮像部１１は車両に固定されているため、撮像部１１が撮像する画角及び方向が定まれば、画像の中で、信号機が写ることが予測される画像上の位置を特定することができる。検出領域設定部２１は、この画像上の位置に基づいて、信号機が写ることが予測される検出領域を画像内に設定する。検出領域設定部２１は、画像の中に写ることが予測される信号機の数や信号機の分布に応じて、複数の検出領域を設定することができる。たとえば、「最寄信号機」として、車両が走行する自車線側に位置する信号機と、対向車線側に位置する信号機とが予測される場合、画像の自車線側の領域、及び対向車線側の領域の各々に、検出領域を設定してもよい。検出領域設定部２１は、信号機が写ることが予測される検出領域を「検出領域情報」として出力する。
【００２４】
優先順位設定部２２は、信号機が遮蔽される可能性に基づいて、検出領域設定部２１により設定された２以上の検出領域の間の優先順位を設定する。道路に対する信号機の位置及び車両に対する信号機の位置によって、信号機の画像への映り易さ、つまり、車両周囲の障害物によって信号機が遮蔽されてしまう可能性に違いがある。たとえば、先行車両の存在により、車両が走行する自車線側に位置する信号機は遮蔽され易いが、対向車線側に位置する信号機は遮蔽されにくい。自車線側に位置する信号機を含む検出領域よりも、対向車線側に位置する信号機を含む検出領域の優先順位を高く設定する。このように、画像に２以上の検出領域が設定される場合、優先順位設定部２２は、信号機が遮蔽される可能性が低いほど優先順位が高くなるように、２以上の検出領域の間の優先順位を設定する。
【００２５】
信号機数計算部２３は、信号機の相対位置から、検出領域に写ることが予測される信号機の数を計算する。たとえば、直線道路を車両が走行している場合、道路前方を撮像した画像上には、複数の信号機が近接して写る。このため、１つの検出領域の中に複数の信号機が含まれる場合がある。「検出領域情報」及び相対位置情報Ｄ０６を用いることにより、検出領域内に含まれることが予測される信号機の数を推定することができる。計算結果は、「推定信号機数情報」として出力される。
【００２６】
信号機検出部２８は、信号機数検出部２４と、比較部２５と、距離判定部２６と、サイズ推定部２７とを備える。
【００２７】
信号機数検出部２４は、検出領域の画像データＤ０８を用いて、検出領域に実際に写っている信号機の数を検出する。検出領域の画像データＤ０８は、画像データＤ０８全体から切り出された検出領域のデータを用いることができる。或いは、検出領域の画像データＤ０８は、検出領域を拡大した拡大画像のデータであっても構わない。これにより、検出領域の解像度が高まるため、信号機の認識精度が向上する。この場合、拡大画像を取得できるように、撮像部１１の車両に対する姿勢及び撮像部１１の画角を制御すればよい。換言すれば、パンチルトズーム機構を備えた撮像部１１を用いて、全体の画像空間から検出領域へ絞り込んで拡大画像を撮像すればよい。同様にして、信号機検出部２８は、検出対象となる信号機の提示色を検出する際に、画像データＤ０８全体から切り出された検出領域のデータ、或いは、検出領域を拡大した拡大画像のデータを用いることができる。
【００２８】
比較部２５は、信号機数計算部２３により算出された信号機の数と、信号機数検出部２４により検出された信号機の数とを比較し、両者が一致するか否かを判断する。換言すれば、比較部２５は、検出領域に写ることが予測される２以上の信号機のうち一部の信号機だけが検出領域に実際に写っているか、或いは、２以上の信号機のすべてが検出領域に実際に写っているか、を判断する。
【００２９】
距離判定部２６は、検出領域に写ることが予測される２以上の信号機の間の距離を推定し、推定した距離が予め定めたしきい値よりも長いか否かを判断する。距離判定部２６は、相対位置情報Ｄ０６及び地図情報Ｄ０２を用いることにより、２以上の信号機の間の距離、具体的には、車両の進行方向の距離を推定することができる。
【００３０】
２以上の信号機の間の距離が短ければ、画像上に写る信号機の大きさの差が小さくなる。このため、車両が従うべき手前側の信号機を、画像上に写る信号機の大きさを基準として特定することが難しくなる。具体的には、サイズ推定部２７は、画像上に写る信号機の大きさが、後述するサイズ推定部２７により推定される手前側の信号機のサイズに一致するか否かを判断することが難しくなり、車両が従うべき手前側の信号機を誤認識してしまうおそれがある。一方、２以上の信号機の距離が十分に長ければ、画像上に写る信号機の大きさの差が大きくなり、車両が従うべき手前側の信号機を、画像上に写る信号機の大きさを基準として特定し易くなる。
【００３１】
そこで、距離判定部２６は、画像上に写る信号機の大きさを基準として、車両が従うべき手前側の信号機を特定することができるか否かを判断するために、予め、しきい値を設定する。
【００３２】
サイズ推定部２７は、信号機の相対位置から、検出領域に写ることが予測される信号機の画像上の大きさを推定する。具体的には、サイズ推定部２７は、車両が従うべき手前側の信号機の相対位置から、当該信号機の画像上の大きさを推定する。２以上の信号機の距離がしきい値よりも長いと距離判定部２６によって判定された場合、車両が従うべき手前側の信号機を、画像上に写る信号機の大きさを基準として特定することができる。よって、この場合、図２の信号機検出部２８は、２以上の信号機のうち、サイズ推定部２７により推定される信号機の画像上の大きさに最も近い信号機を選択して当該信号機の提示色を検出する。
【００３３】
図４を参照して、検出対象特定部２０及び信号機検出部２８の詳細な処理手順の一例を説明する。図４に示す例は、検出領域設定部２１が２以上の検出領域を画像内に設定する場合の例を示す。
【００３４】
まず、ステップＳ０１において、検出領域設定部２１は、信号機の相対位置から、信号機が写ることが予測される２以上の検出領域を画像内に設定する。ステップＳ０３に進み、優先順位設定部２２は、信号機が遮蔽される可能性に基づいて、検出領域設定部２１により設定された２以上の検出領域の間の優先順位を設定する。
【００３５】
ステップＳ０５に進み、検出対象特定部２０は、２以上の検出領域の中から１の検出領域を選択する。たとえば、優先順位が最も高い検出領域を選択する。ステップＳ０７に進み、信号機数計算部２３は、信号機の相対位置から、検出領域に写ることが予測される信号機の数を計算する。信号機数検出部２４は、検出領域の画像データＤ０８を用いて、検出領域に実際に写っている信号機の数を検出する。そして、比較部２５は、信号機数計算部２３により算出された信号機の数と、信号機数検出部２４により検出された信号機の数とを比較し、両者が一致するか否かを判断する。
【００３６】
両者が一致する場合、すなわち、２以上の信号機のすべてが検出領域で実際に検出できた場合（Ｓ０７でＹＥＳ）、先行車両或いは街路樹の存在によって遮蔽されている信号機は、検出領域の中に存在しないと判断できる。そこで、ステップＳ０９に進み、信号機検出部２８は、車両が従うべき手前側の信号機を当該検出領域の中から特定する。具体的には、当該検出領域に写る２以上の信号機のうち、画像上の大きさが最大の信号機を車両が従うべき手前側の信号機として特定する。その後、ステップＳ１９に進む。
【００３７】
一方、両者が一致しない場合、すなわち、検出領域に写ることが予測される２以上の信号機のうち一部の信号機だけが検出領域で実際に検出された場合（Ｓ０７でＮＯ）、先行車両或いは街路樹の存在によって遮蔽されている信号機が、検出領域の中に存在すると判断できる。そこで、ステップＳ１１に進み、距離判定部２６は、相対位置情報Ｄ０６及び地図情報Ｄ０２を用いることにより、検出領域に写ることが予測される２以上の信号機の間の距離を推定する。そして、推定した距離が予め定めたしきい値よりも長いか否かを判断する。
【００３８】
距離が予め定めたしきい値以下である場合（Ｓ１１でＮＯ）、画像上に写る信号機の大きさの差が小さくなるため、車両が従うべき手前側の信号機を、画像上に写る信号機の大きさを基準として特定できないと判断できる。なお、ステップＳ１１において、２以上の信号機の距離を推定できない場合も、同様に判断できる。そこで、ステップＳ１７に進み、信号機検出部２８は、２以上の検出領域の中から他の検出領域を選択する。たとえば、優先順位が次に高い検出領域を選択する。その後、ステップＳ０７に戻る。
【００３９】
一方、距離が予め定めたしきい値よりも長い場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、車両が従うべき手前側の信号機を、画像上に写る信号機の大きさを基準として特定できると判断できる。そこで、ステップＳ１３に進み、サイズ推定部２７は、車両が従うべき手前側の信号機の相対位置から、当該信号機の画像上の大きさを推定する。そして、サイズ推定部２７は、検出領域内に写る信号機の中に、推定した大きさに等しい大きさの信号機があるか否かを判断する。
【００４０】
推定した大きさに等しい大きさの信号機が写っている場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、車両が従うべき手前側の信号機は、遮蔽されていないと判断できる。そこで、ステップＳ１５に進み、検出対象特定部２０は、当該信号機を検出対象として特定する。その後、ステップＳ１９に進む。
【００４１】
一方、推定した大きさに等しい大きさの信号機が写っていない場合（Ｓ１３でＮＯ）、車両が従うべき手前側の信号機が、遮蔽されていると判断できる。よって、ステップＳ１７に進み、優先順位が次に高い検出領域を選択する。その後、ステップＳ０７に戻る。
【００４２】
ステップＳ１９では、ステップＳ０９或いはステップＳ１５において特定された信号機の提示色を検出する。
【００４３】
ここで、図４に示した処理手順を、次に示すように、第１実施例〜第４実施例として分類する。
【００４４】
第１実施例では、２以上の信号機のすべてが検出領域で実際に検出されており（Ｓ０７でＹＥＳ）、当該検出領域に写る２以上の信号機のうち、画像上の大きさが最大の信号機を車両が従うべき信号機として特定する（Ｓ０９）。
【００４５】
第２実施例では、検出領域に写ることが予測される２以上の信号機のうち一部の信号機だけが検出領域で実際に検出されており（Ｓ０７でＮＯ）、検出領域に写ることが予測される２以上の信号機の間の距離が、予め定めたしきい値以下であり（Ｓ１１でＮＯ）、他の検出領域を選択する（Ｓ１７）。
【００４６】
第３実施例では、検出領域に写ることが予測される２以上の信号機のうち一部の信号機だけが検出領域で実際に検出されており（Ｓ０７でＮＯ）、検出領域に写ることが予測される２以上の信号機の間の距離が、予め定めたしきい値より長く（Ｓ１１でＹＥＳ）、推定した大きさに等しい大きさの信号機が写っていないため（Ｓ１３でＮＯ）、他の検出領域を選択する（Ｓ１７）。
【００４７】
第４実施例では、検出領域に写ることが予測される２以上の信号機のうち一部の信号機だけが検出領域で実際に検出されており（Ｓ０７でＮＯ）、検出領域に写ることが予測される２以上の信号機の間の距離が、予め定めたしきい値より長く（Ｓ１１でＹＥＳ）、推定した大きさに等しい大きさの信号機が写っているため（Ｓ１３でＹＥＳ）、当該信号機を検出対象として特定する（Ｓ１５）。
【００４８】
図５を参照して、図４のステップＳ０７の判断例を説明する。すべての実施例において、信号機数計算部２３は、検出領域ＲＧに写ることが予測される信号機の数を２と算出する。第１実施例において、信号機数検出部２４は、検出領域ＲＧに実際に写っている信号機（ＴＳ１、ＴＳ２）の数を２と検出する。一方、第２〜４実施例において、奥側の信号機（ＴＳ２）が遮蔽物ＳＨ（たとえば、先行車両、街路樹）により遮蔽されている。このため、信号機数検出部２４は、検出領域ＲＧに実際に写っている信号機ＴＳ１の数を２と検出する。
【００４９】
よって、第１実施例で、比較部２５は、計算された信号機の数と検出された信号機の数が一致すると判断し、ステップＳ０７で、２以上の信号機のすべてが検出領域で実際に検出されていると判断する。一方、第２〜第４実施例で、比較部２５は、計算された信号機の数と検出された信号機の数が一致しないと判断し、ステップＳ０７で、２以上の信号機の一部が検出領域で実際に検出されていないと判断する。
【００５０】
図６を参照して、図４のステップＳ１１の判断例を説明する。ステップＳ１１の判断は、第２〜第４実施例において実施される。第３及び第４実施例で、距離判定部２６は、検出領域ＲＧに写ることが予測される２以上の信号機（ＴＳ１、ＴＳ２）の間の距離が、予め定めたしきい値より長い（Ｓ１１でＹＥＳ）と判断する。一方、第２実施例で、距離判定部２６は、検出領域ＲＧに写ることが予測される２以上の信号機（ＴＳ１、ＴＳ２）の間の距離が、予め定めたしきい値以下である（Ｓ１１でＮＯ）と判断する。
【００５１】
図７を参照して、図４のステップＳ１３の判断例を説明する。ステップＳ１３の判断は、第３及び第４実施例において、検出領域ＲＧに写ることが予測される２以上の信号機（ＴＳ１、ＴＳ２）の間の距離が、予め定めたしきい値より長い場合に（Ｓ１１でＹＥＳ）、実施される。信号機（ＴＳ１、ＴＳ２）の距離が長ければ、信号機（ＴＳ１、ＴＳ２）を、信号機の大きさを基準として識別することが可能である。そこで、サイズ推定部２７は、車両が従うべき手前側の信号機（ＥＳＴ）の相対位置から、信号機（ＥＳＴ）の画像上の大きさを推定する。
【００５２】
第４実施例では、２以上の信号機（ＴＳ１、ＴＳ２）のうち、奥側の信号機ＴＳ２が遮蔽物ＳＨにより遮蔽されて画像データＤ０８に写っていないが、手前側の信号機ＴＳ１は画像データＤ０８に写っている。よって、サイズ推定部２７は、推定した信号機（ＥＳＴ）と実際に写っている信号機（ＴＳ１）との大きさを比較する。そして、推定した信号機（ＥＳＴ）の大きさに等しい大きさの信号機（ＴＳ１）が検出領域ＲＧ内に写っていると判断する（ステップＳ１３でＹＥＳ）。
【００５３】
一方、第３実施例では、２以上の信号機（ＴＳ１、ＴＳ２）のうち、車両が従うべき手前側の信号機ＴＳ１が遮蔽物ＳＨにより遮蔽されて画像データＤ０８に写っていないが、奥側の信号機ＴＳ２は画像データＤ０８に写っている。よって、サイズ推定部２７は、推定した信号機（ＥＳＴ）と実際に写っている信号機（ＴＳ２）との大きさを比較する。そして、推定した信号機（ＥＳＴ）の大きさに等しい大きさの信号機が検出領域ＲＧ内に写っていないと判断する（ステップＳ１３でＮＯ）。
【００５４】
以上説明したように、実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００５５】
車両は、走行路上において最も近接する位置に存在する手前側の信号機に従って走行する必要がある。しかし、信号機は、先行車両、街路樹、工事など、地図情報から特定できない要因（遮蔽物）によって隠されてしまい、車両から視認できない場合がある。この場合、遮蔽された信号機は、画像に写らない。図７に示すように、手前側の信号機（ＴＳ１）が遮蔽され、且つ、手前側の信号機（ＴＳ１）の先にある奥側の信号機（ＴＳ２）が画像に写る場合、奥側の信号機（ＴＳ２）を手前側の信号機として誤認識してしまうおそれがある。手前側の信号機と奥側の信号機の提示色が異なる場合、車両に対する適切な走行制御の実現は難しくなる。
【００５６】
撮像部１１により取得された画像には、手前側の信号機のみならず、更にその先にある奥側の信号機までもが写る。しかし、図５に示すように、信号機の画像上の位置や大きさから、手前側の信号機を明確に特定することは難しい。
【００５７】
そこで、１の検出領域に写ることが予測される２以上の信号機のうち一部の信号機だけが１の検出領域で検出された場合（Ｓ０７でＮＯ）、１の検出領域に写ることが予測される信号機のうち、先行車両或いは街路樹の存在によって遮蔽されている信号機が存在すると判断する。そして、信号機の画像上の位置や大きさから、当該遮蔽された信号機が手前側の信号機であるか否かを判断することが難しい場合には、１の検出領域に写っている信号機を車両が従うべき信号機とは特定せずに、その他の検出領域から信号機の検出を試みる（Ｓ１７）。
【００５８】
これにより、手前側の信号機の誤認識が抑制され、車両が従うべき手前側の信号機を精度良く検出することができる。
【００５９】
予測される信号機のすべてが１の検出領域で検出されている場合（Ｓ０７でＹＥＳ）、先行車両或いは街路樹の存在によって遮蔽されている信号機は存在しないと判断できる。よって、車両が従うべき手前側の信号機を１の検出領域の中から精度良く検出することができる。
【００６０】
車両に搭載された撮像部１１が画像を取得する場合、道路に対する信号機の位置によって、信号機の画像への映り易さ、つまり、車両周囲の障害物によって信号機が遮蔽されてしまう可能性に違いがある。そこで、画像に２以上の検出領域が設定される場合、優先順位設定部２２は、２以上の検出領域の間の優先順位を設定する。そして、信号機検出部２８は、他の検出領域として、１の検出領域の次に優先順位が高い検出領域を選択して、信号機を検出する。これにより、車両が従うべき手前側の信号機を精度良く検出することができる。また、早期に信号機を検出し、且つ演算処理負担を軽減することができる。
【００６１】
２以上の信号機の間の距離がしきい値以下である場合（Ｓ１１でＮＯ）、図６に示すように、信号機（ＴＳ１、ＴＳ２）の画像上の大きさの相違から、遮蔽された信号機が手前側の信号機であるか否かを判断することは難しい。そこで、１の検出領域に写る信号機を検出対象とはせずに、その他の検出領域から信号機の検出を試みる。これにより、手前側の信号機の誤認識が抑制され、車両が従うべき手前側の信号機を精度良く検出することができる。
【００６２】
検出領域設定部２１は、検出領域を拡大した拡大画像を取得できるように、撮像部１１の車両に対する姿勢及び撮像部１１の画角を制御する。これにより、画像から１の検出領域を切り出す場合に比べて、検出領域の解像度が高まるため、信号機の認識精度が向上する。
【００６３】
（第１変形例）
第１及び第２変形例では、第１実施例に係わる変形例を説明する。第１変形例では、２以上の信号機のすべてが検出領域で実際に検出された場合（Ｓ０７でＹＥＳ）に、２以上の信号機の間の距離がしきい値よりも長いか否かを判断する。そして、２以上の信号機の間の距離がしきい値よりも長い場合、サイズ推定部２７は、２以上の信号機のうち、車両が従うべき手前側の信号機の大きさを推定し、推定した信号機の画像上の大きさに最も近い信号機を車両が従うべき信号機として特定する。すなわち、図４のステップＳ０７でＹＥＳと判断した場合において、ステップＳ０９の代わりに、ステップＳ１１を実施する。そして、ステップＳ１１でＹＥＳと判断され、且つ、続くステップＳ１３でＹＥＳと判断された場合、ステップＳ１５に進み、検出対象を選択する。
【００６４】
第１変形例によれば、２以上の信号機の間の距離がしきい値よりも長い場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、信号機の画像上の大きさの相違から、車両が従うべき手前側の信号機を精度良く特定することができる。よって、手前側の信号機の誤検出を抑制することができる。
【００６５】
（第２変形例）
第２変形例では、２以上の信号機のすべてが検出領域で実際に検出された場合（Ｓ０７でＹＥＳ）に、２以上の信号機の間の距離がしきい値よりも長いか否かを判断する。そして、２以上の信号機の間の距離がしきい値以下である場合、検出対象特定部２０は、２以上の検出領域の中から、他の検出領域、たとえば、優先順位が次に高い検出領域を選択する。その後、ステップＳ０７に戻る。なお、２以上の信号機の間の距離が推定できない場合も同様である。すなわち、図４のステップＳ０７でＹＥＳと判断した場合において、ステップＳ０９の代わりに、ステップＳ１１を実施する。そして、ステップＳ１１でＮＯと判断された場合、ステップＳ１７に進み、他の検出領域を選択してステップＳ０７に戻る。
【００６６】
第２変形例によれば、２以上の信号機のすべてが検出領域で実際に検出された場合であっても、２以上の信号機の間の距離がしきい値以下であれば、信号機の画像上の大きさから、手前側の信号機を特定ことは難しい。そこで、１の検出領域に写る信号機を車両が従うべき信号機として特定せずに、その他の検出領域から信号機の検出を試みる。これにより、手前側の信号機の誤認識が抑制され、車両が従うべき手前側の信号機を精度良く検出することができる。
【００６７】
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【符号の説明】
【００６８】
１１  撮像部
１２  自己位置検出部
１３  信号機位置推定部
１５  信号機検出部
１６  誤検出度評価部
２０  検出対象特定部
２１  検出領域設定部
２２  優先順位設定部
２３  信号機数計算部
２７  サイズ推定部
２８  信号機検出部
１００  信号機検出装置
Ｄ０２  地図情報
ＲＧ  検出領域
【図１】
0006365103.tif 000002
【図２】
0006365103.tif 000003
【図３】
0006365103.tif 000004
【図４】
0006365103.tif 000005
【図５】
0006365103.tif 000006
【図６】
0006365103.tif 000007
【図７】
0006365103.tif 000008