(57)【要約】【課題】一台の画像撮影装置により撮影された画像を用いる場合であっても、より確実に障害物を検出する。【解決手段】処理領域設定部１２０は、画像撮影装置１０１によって撮影された画像中の複数の処理対象領域（下部検出領域と上部検出領域）を設定する。物体運動検出部１３０は、設定された各々の領域内の画像中に映る移動する物体の運動軌跡を検出する。障害物候補検出部１４０は、各々の領域内の画像中で運動が検出された物体が画像の上下方向に並んだ場合に、それらを障害物候補として選択する。障害物判定部１５０は、障害物候補として選択された各領域内の画像中の物体の移動量を比較し、類似する場合には各領域内の画像に映る物体が同一の障害物であると判定する。【選択図】        図１
2005182158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面上を移動する移動体に取り付けられた画像撮影装置によって撮影される時系列の画像を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段によって入力された画像中の複数の処理領域を設定する領域設定手段と、
前記領域設定手段によって設定された領域内で移動する物体を検出し、その物体の運動軌跡を検出する物体運動検出手段と、
前記物体運動検出手段によって前記複数の処理領域内の各々で検出された物体間を結ぶ線方向があらかじめ決められた方向となった場合に、各々の物体を障害物候補として検出する障害物候補検出手段と、
前記障害物候補検出手段によって障害物候補として検出された各々の物体の運動軌跡を比較し、両物体の運動軌跡があらかじめ決められた類似条件を満たす場合にこれらの物体を障害物と判定する障害物判定手段と
を具備することを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記領域設定手段は、前記移動体が移動する面における障害物を検出すべき第１の領域と、前記移動体が移動する面の無限遠線を含む第２の領域とを前記処理領域として設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記障害物候補検出手段は、前記物体運動検出手段が前記第１の領域内を移動している物体を検出した場合、第２の領域の中で当該検出位置からあらかじめ決められた方向にある判定領域内を移動している物体があるか否かを判別し、当該判定領域内を移動する物体がある場合には、両領域内で検出された物体を障害物候補として検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記障害物判定手段は、前記障害物候補として検出された各々の物体の所定の時間ごとの運動軌跡を比較し、これらの運動軌跡が前記類似条件を満たす場合にこれらの物体を障害物と判定する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記画像入力手段は、前記画像撮影装置によって撮影される画像における、前記移動体が移動する面の無限遠線が当該画像中で水平となるよう画像補正を行う
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記画像入力手段は、道路面を走行する自動車のサイドミラー近傍に当該自動車よりも後方の隣接レーンを撮影するよう設置される前記画像撮影装置によって撮影された画像を入力する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の障害物検出装置。
【請求項７】
面上を移動する移動体に取り付けられた画像撮影装置によって撮影される時系列の画像を入力する画像入力ステップと、
前記画像入力ステップで入力された画像中の複数の処理領域を設定する領域設定手段と、
前記画像中のあらかじめ決められた複数の処理領域内で移動する物体を検出し、その物体の運動軌跡を検出する物体運動検出ステップと、
前記物体運動検出ステップで検出された前記複数の処理領域内の各々で検出された物体間を結ぶ線方向があらかじめ決められた方向となった場合に、各々の物体を障害物候補として検出する障害物候補検出ステップと、
前記障害物候補検出ステップで障害物候補として検出された各々の物体の運動軌跡を比較し、両物体の運動軌跡があらかじめ決められた類似条件を満たす場合にこれらの物体を障害物と判定する障害物判定ステップと
を具備することを特徴とする障害物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの移動体に取り付けられた画像撮影装置によって撮影された画像から障害物を検出する障害物検出装置および障害物検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの移動する物体の周辺の障害物を検出する手法として、１台のビデオカメラを利用する方法が提案されている。１台のビデオカメラを用いた手法では、複数台のビデオカメラを利用する方式と比較して、自動車等への設置が容易であり、また装置コストも低減できるという利点がある。
【０００３】
単一のビデオカメラを用いる手法としては、自動車等に設置されたカメラによって撮影された画像中の水平なエッジ線を前方の車両の接地線と判断することで、前方車両（障害物）を検出する方法が提案されている(例えば、特許文献１および特許文献２参照)。
【０００４】
さらに、自動車のビデオカメラで撮影した時系列の自動車前方側の画像からオプティカルフローを検出し、車速度センサを用いて各フローの路面からの高さを推定し、路面から一定の高さをもつ障害物のみを検出する手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２８０５１７号公報
【特許文献２】特開平７−２８９７５号公報
【特許文献３】特開２０００−１２３１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような撮影画像中のエッジ線を検出する手法では（特許文献１、特許文献２参照）、画像中で検出されたエッジ線が車両の接地線でない場合、例えば路面上のペイントやアスファルトの継ぎ目などがエッジ線として検出された場合には、そのエッジ線が車両の接地線と判断されてしまい、誤った障害物検出がなされてしまうことになる。
【０００７】
また、画像中のオプティカルフローを検出する方法では（特許文献３参照）、道路面内のフローは全て静止していると仮定しているため、画像内の監視領域以外を走行する車両の影や、夕刻時の自車両の影などを障害物として誤って検出してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一台の画像撮影装置により撮影された画像を用いる場合であっても、より確実に障害物を検出することができる障害物検出装置および障害物検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる障害物検出装置は、面上を移動する移動体に取り付けられた画像撮影装置によって撮影される時系列の画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力手段によって入力された画像中の複数の処理領域を設定する領域設定手段と、前記領域設定手段によって設定された領域内で移動する物体を検出し、その物体の運動軌跡を検出する物体運動検出手段と、前記物体運動検出手段によって前記複数の処理領域内の各々で検出された物体間を結ぶ線方向があらかじめ決められた方向となった場合に、各々の物体を障害物候補として検出する障害物候補検出手段と、前記障害物候補検出手段によって障害物候補として検出された各々の物体の運動軌跡を比較し、両物体の運動軌跡があらかじめ決められた類似条件を満たす場合にこれらの物体を障害物と判定する障害物判定手段とを具備する。
【００１０】
また、本発明の別の態様にかかる障害物検出方法は、面上を移動する移動体に取り付けられた画像撮影装置によって撮影される時系列の画像を入力する画像入力ステップと、前記画像入力ステップで入力された画像中の複数の処理領域を設定する領域設定手段と、前記画像中のあらかじめ決められた複数の処理領域内で移動する物体を検出し、その物体の運動軌跡を検出する物体運動検出ステップと、前記物体運動検出ステップで検出された前記複数の処理領域内の各々にある物体間を結ぶ線方向があらかじめ決められた方向となった場合に、各々の物体を障害物候補として検出する障害物候補検出ステップと、前記障害物候補検出ステップで障害物候補として検出された各々の物体の運動軌跡を比較し、両物体の運動軌跡があらかじめ決められた類似条件を満たす場合にこれらの物体を障害物と判定する障害物判定ステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮影された画像中の複数の処理対象領域を設定し、各処理対象領域内で移動する物体があらかじめ決められた方向に並んだ場合、これらの物体の運動軌跡を比較し、類似する場合に障害物であると判定するようにしたので、一台の画像撮影装置により撮影された画像を用いる場合であっても、より確実に障害物を検出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる障害物検出装置および障害物検出方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態にかかる障害物検出装置の構成を示すブロック図である。この障害物検出装置１００は、画像入力部１１０と、処理領域設定部１２０と、物体運動検出部１３０と、障害物候補検出部１４０と、障害物判定部１５０とを備えている。
【００１４】
画像入力部１１０には、１台の画像撮影装置１０１によって撮影された時系列の画像（連続するフレーム画像からなる動画像）が入力される。本実施の形態では、画像撮影装置１０１は自動車に設置されている。ここで、図２および図３を参照しながら、本実施の形態における画像撮影装置１０１の設置位置について説明する。
【００１５】
図２に示すように、画像撮影装置１０１は、自動車１０のサイドミラー近傍（またはサイドミラー内）の位置に取り付けられている。また、画像撮影装置１０１は、その取り付け位置から自動車１０の隣接レーンの後方を視野に含むような方向にむけられている。また、画像撮影装置１０１は、自動車１０の進行方向より若干下に向けられている。
【００１６】
このように画像撮影装置１０１を取り付けることで、図３に示すように画像撮影装置１０１は、自動車１０が走行するレーンに隣接するレーンの当該自動車１０よりも後方の領域を撮影することができる。したがって、自動車１０が走行するレーンに隣接するレーンにおける当該自動車１０の後方を走行する自動車１５をその撮影範囲に含めることができるのである。
【００１７】
ここで、自動車１０の周囲の状況が図３に示すような状況である場合、つまり隣接レーンの自動車１０よりも後方に自動車１５が走行している場合、画像撮影装置１０１によって図４に示すような画像が撮影される。同図に示すように、画像撮影装置１０１の撮影画像の下方側には道路面があり、その右側部分には自動車１０が走行するレーン、左側の部分は隣接レーンがある。この隣接レーン上に当該自動車１０の後方を走行する自動車１５が映し出されることになる。
【００１８】
本実施の形態における障害物検出装置１００は、上記のような隣接レーンの後方を走行する自動車やオートバイ等の移動物体を障害物として検出する装置である。すなわち、隣接レーンの当該自動車１０よりも後方の領域に自動車やオートバイ等が存在すると、当該自動車１０がレーンチェンジを行う際に衝突等の危険があるので、このような領域に存在する自動車等の移動体を障害物として検出するのである。
【００１９】
画像撮影装置１０１からは、上記のような範囲を撮影した時系列の画像が画像入力部１１０に入力される。画像入力部１１０は、このように入力される画像を処理領域設定部１２０に供給する。処理領域設定部１２０は、入力された画像中の複数の処理領域を設定する。本実施の形態では、処理領域設定部１２０は、画像中の下部の領域を設定する下部検出領域設定部１２１と、画像中の上部の領域を設定する上部検出領域設定部１２２とを有しており、２つの処理領域が設定される。
【００２０】
本実施の形態では、下部検出領域設定部１２１は、撮影画像中における障害物を検出すべき領域に該当する部分を処理領域として設定する。本実施の形態において検出対象となる障害物は、当該障害物検出装置１００を搭載した自動車１０と同一平面（ほぼ平面も含む）、つまり同一の道路面を走行する自動車等であり、上述したように障害物として検出すべき物体は、道路面の隣接レーンの自車よりも後方を走行する自動車等である。したがって、下部検出領域設定部１２１は、図４に示すように、撮影画像における道路面の隣接レーンが映し出された部分を含む領域（破線で囲まれた領域）を下部検出領域ＫＳとして設定する。
【００２１】
一方、上部検出領域設定部１２２は、図４に示す撮影画像領域のうち、当該自動車１０や障害物となる自動車等が走行する面である道路面の無限遠線ＭＬを含む矩形状の領域ＪＳを上部検出領域として設定する。ここで、道路面の無限遠線ＭＬとは、図４に示すように画像中に映し出される地平線のことである。
【００２２】
物体運動検出部１３０は、上記のように処理領域設定部１２０によって設定された複数の領域内の画像に着目し、それぞれの領域内に移動する物体が存在する場合には当該物体の移動量、方向等の運動軌跡を検出する。上述したように本実施の形態では、上部検出領域ＪＳと下部検出領域ＫＳの２つの領域が設定されているので、物体運動検出部１３０は、下部検出領域ＫＳ内の画像に対して運動軌跡検出処理を行う下部運動軌跡検出部１３１と、上部検出領域ＪＳ内の画像に対して運動軌跡検出処理を行う上部運動軌跡検出部１３２とを有している。
【００２３】
下部運動軌跡検出部１３１は、下部検出領域ＫＳ内の画像中で水平線分近傍の領域を抽出し、かかる抽出領域を各画像フレームについて追跡することで、かかる水平線分領域の移動具合等の運動軌跡を検出する。すなわち、道路面を走行する車両には道路と車両の接地線や、バンパーなどの水平線分が多数存在する。上記のような位置に画像撮影装置１０１が取り付けられている場合、これらの車両に関連する水平線分は画像内でも水平線分として検出される。よって、このような水平線分を車両等の移動物体であると仮定し、車両等の移動物体の運動軌跡検出を行うのである。
【００２４】
ここでは、「K. Fukui, ``Edge Extraction Method based on Separability of Image Features,'' IEICE Trans. Inf. Syst., Vol.〜E-78-D, No.〜12, 1995」で提案されている分離度を用いて水平線分を検出する方法を用いることができる。このような方法を用いることで、明確なエッジが存在しない車両においても安定して水平線分を検出することが可能である。
【００２５】
また、本実施の形態では、水平線が路面と車両の接地線となる場合があることを考えると、水平線分の上部が車両であるので、これら水平線領域そのものではなく、その上部領域を追跡領域として追跡する。そして、この水平線の画像上での座標を画像フレーム毎に運動軌跡として出力する。検出した部分領域を追跡する手法も多数提案されているが、本実施の形態では、「岡田, 小野口,  低速車間制御のための単眼画像処理システム,  PRMU2002-140,  pp.〜69-74,  2002」で提案されている手法を用いる。このような方法を用いることで、検出した水平線分を精度よく追跡し、その運動軌跡を安定して検出することが可能である。
【００２６】
例えば、隣接レーンを追い越し車両が自車に接近してきた場合、図５に示すように、下部運動軌跡検出部１３１によって、当該追い越し車両の種々の部分の水平線分近傍の領域（図中矩形状の枠で示す）が検出され、それらの軌跡（図中矢印で示す）が検出されるのである。
【００２７】
上部運動軌跡検出部１３２は、上部検出領域ＪＳ内の画像中における垂直線成分領域を抽出し、かかる抽出領域を各画像フレームについて追跡することで、かかる垂直線分領域の移動具合等の運動軌跡を検出する。上述したように道路面の無限遠線ＭＬを含む上部検出領域ＪＳ内の画像中では、追い越し車両は水平方向に動きが大きくなるため、このような水平方向の動く対象を正確に追跡するためには、垂直線分を検出、追跡することが望ましい。そこで、本実施の形態では、上述した下部運動軌跡検出部１３１と同様な手法を用いて、垂直線分の検出、およびその追跡を行い、運動軌跡を検出するものとする。なお、上記運動軌跡の検出方法以外の方法を用いて、車両等の移動物体の抽出およびその追跡を行うようにしてもよい。
【００２８】
例えば、隣接レーンを追い越し車両が自車に接近してきた場合、図６に示すように、上部運動軌跡検出部１３２によって、当該追い越し車両の垂直線分の領域（図中矩形状の枠で示す）が複数検出され、それらの軌跡（図中矢印で示す）が検出されるのである。
【００２９】
障害物候補検出部１４０は、下部運動軌跡検出部１３１から供給される下部検出領域ＫＳ内の画像に対する運動軌跡の検出結果と、上部運動軌跡検出部１３２から供給される上部検出領域ＪＳ内の画像に対する運動軌跡の検出結果とに基づいて、これらの領域内に映し出される障害物候補を検出する。
【００３０】
本実施の形態における障害物候補検出部１４０は、各々の領域ＫＳ、ＪＳ内にある物体があらかじめ決められた方向である垂直方向に並んだ場合に、各々の領域に映し出される物体を障害物候補として検出する。つまり、各々の領域ＫＳ、ＪＳ内に映し出される物体が道路面の無限遠線ＭＬと直交する方向である垂直方向に並んだ、つまり両物体を結ぶ線方向があらかじめ決められた方向である垂直方向となった場合（ほぼ垂直方向となった場合も含む）にこれらの物体（同一物体と推定される）を障害物候補として検出するのである。
【００３１】
より具体的には、障害物候補検出部１４０は、障害物候補探索領域設定部１４１と、障害物候補選択部１４２とを有している。障害物候補探索領域設定部１４１は、下部検出領域ＫＳ内の画像中に自車両に接近する物体の運動軌跡が検出された場合、図７に示すように、上部検出領域ＪＳにおける、当該検出された物体の近傍を含む範囲の上方側の範囲を障害物候補探索領域ＳＫ（図中太枠で示す領域）として設定する。
【００３２】
つまり、上部検出領域ＪＳと、検出された物体近傍の範囲を含む幅の領域ＨＳとが交錯する範囲を障害物候補探索領域ＳＫとするのである。かかる障害物候補探索領域ＳＫ内の画像に移動物体が存在すれば、画像中における当該移動物体と下部検出領域ＫＳ内で検出された移動物体とが垂直方向に並んで存在することになる。換言すれば、このような障害物候補探索領域ＳＫに物体が存在するか否かを探索することで、各領域ＫＳ、ＪＳ内で検出される物体が垂直方向に並んで存在するか否かを探索することができるのである。
【００３３】
障害物候補選択部１４２は、上部運動軌跡検出部１３２による検出結果から、上記のように設定された障害物候補探索領域ＳＫ内の画像中に移動する物体が存在するか否かを判定し、存在する場合には、障害物候補探索領域ＳＫ内で存在が確認された移動物体および下部検出領域ＫＳ内で検出された移動物体を障害物候補として選択する。
【００３４】
障害物判定部１５０は、下部運動軌跡検出部１３１の検出結果、上部運動軌跡検出部１３２の検出結果、および前記障害物候補選択部１４２の選択結果に基づいて、障害物が存在するか否かの判定を行う。具体的には、障害物判定部１５０は、以下のような判定を行う。
【００３５】
まず、障害物判定部１５０は、下部運動軌跡検出部１３１によって物体およびその運動軌跡が検出されない場合、障害物が存在しないと判定する。上述したように本実施の形態にかかる障害物検出装置１００は、隣接レーンの自車両よりも後方の障害物検出対象領域に追い越し車両等が存在するか否かを検出するものであるため、その検出対象領域を含む下部検出領域ＫＳ内の画像になんら移動物体が存在しない場合には、障害物検出対象領域に移動物体が存在しないことを意味するからである。
【００３６】
次に、障害物判定部１５０は、下部運動軌跡検出部１３１によって物体およびその運動軌跡が検出されたものの、障害物候補選択部１４２によって障害物候補が選択されない場合には、障害物が存在しないと判定する。すなわち、下部検出領域ＫＳ内に移動物体が検出されたものの、上方側の障害物候補探索領域ＳＫ内に移動物体が存在しない場合には、下部検出領域ＫＳ内の移動物体は、隣接レーンの自車よりも後方という検出対象領域を走行する車両等ではないと判定するのである。
【００３７】
また、障害物判定部１５０は、下部運動軌跡検出部１３１によって物体およびその運動軌跡が検出され、かつ障害物候補選択部１４２によって障害物候補が選択された場合、つまり上部検出領域ＪＳの障害物候補探索領域ＳＫに物体が検出された場合、各々の領域で検出された物体の運動軌跡（移動方向や移動量など）を比較し、あらかじめ決められた類似条件を満たすか否かを判別する。そして、類似条件を満たす場合には、各領域で検出された移動する物体（同一物体）が障害物であると判定する。
【００３８】
図８に示すように、本実施の形態では、下部検出領域ＫＳ内で検出された物体の移動量の水平方向成分ＫＩと、上部検出領域ＪＳ内で検出された物体の移動量の水平方向成分ＪＩとが以下のような関係を満たすという類似条件が設定されている。
ＫＩ―ＪＩ≦±α
ここで、αは誤差の許容範囲となる定数であり、要するに両物体の移動量の水平方向成分が一致するもしくはほぼ一致する場合に各々の領域で検出された物体が同一物体であり、この場合、この物体が障害物であると判定するのである。
【００３９】
すなわち、本実施の形態における障害物判定部１５０は、以下のような条件を満たす場合にのみ障害物検出対象領域（隣接レーンの自車よりも後方の路面上を走行する）障害物があると判定するのである。
（１）下部検出領域ＫＳ内で移動物体が検出されたこと
（２）上部検出領域ＪＳ内であり、かつ下部検出領域ＫＳ内で検出された移動物体と垂直方向に並ぶ領域（つまり障害物候補探索領域ＳＫ）内で移動物体が検出されたこと
（３）これらの各々の領域で検出された移動物体の移動量の水平方向成分がほぼ一致すること
【００４０】
以上が本実施の形態における障害物検出装置１００の構成である。次に、当該構成の障害物検出装置１００によって行われる障害物検出のための処理動作について説明する。
【００４１】
この障害物検出装置１００が動作しているときには、常時画像撮影装置１０１によって撮影された時系列の画像が画像入力部１１０により当該装置に入力される。そして、入力された撮影画像における、上述した処理領域設定部１２０によって設定された下部検出領域ＫＳおよび上部検出領域ＪＳが物体運動検出部１３０に供給され、かかる物体運動検出部１３０によって下部検出領域ＫＳおよび上部検出領域ＪＳ内の画像中に運動物体があるか否かが検出される。そして、運動物体が検出された場合にはその運動軌跡が検出され、メモリ等に蓄積される。
【００４２】
当該障害物検出装置１００では、上記のような画像入力、領域設定、運動軌跡検出といった動作が常時行われるとともに、障害物候補検出部１４０および障害物判定部１５０は、常時行われる運動軌跡検出処理等の結果に基づいて障害物を検出する処理を行う。かかる処理手順について図９を参照しながら説明する。
【００４３】
同図に示すように、障害物候補検出部１４０は、物体運動検出部１３０の検出結果に基づき、下部検出領域ＫＳ内の画像中に運動する物体の存在が検出されたか否かを判別する（ステップＳａ１）。そして、下部検出領域ＫＳ内に運動物体が検出された場合、上部検出領域ＪＳにおける当該検出物体の上方側の領域を、障害物候補探索領域ＳＫ（図７参照）として設定する（ステップＳａ２）。
【００４４】
このように障害物候補探索領域ＳＫを設定すると、障害物候補検出部１４０は、物体運動検出部１３０の検出結果に基づき、その障害物候補探索領域ＳＫ内の画像中に移動する物体が存在するか否かを判別する（ステップＳａ３）。
【００４５】
障害物候補探索領域ＳＫ内の画像中に移動する物体が存在する場合には、障害物判定部１５０は、当該障害物候補探索領域ＳＫ内で検出された物体の移動量と、上記ステップＳａ１で検出された下部検出領域ＫＳ内の物体の移動量とを比較する（ステップＳａ４）。本実施の形態では、物体運動検出部１３０によって検出されてメモリに蓄積されている、当該時点から過去一定時間における２つの物体の移動量を比較する。
【００４６】
そして、各々の領域ＳＫ、ＫＳ内で検出された画像中の物体の移動量があらかじめ決められた類似条件を満たすか否かを判別する（ステップＳａ５）。そして、類似条件を満たす場合には、各領域で検出された移動する物体（同一物体）が障害物であると判定する（ステップＳａ６）。
【００４７】
ここであらかじめ定められた類似条件とは、上述したように下部検出領域ＫＳ内で検出された物体の移動量の水平方向成分ＫＩと、上部検出領域ＪＳ内で検出された物体の移動量の水平方向成分ＪＩとがほぼ一致するという関係を満たすというものである（図８参照）。
【００４８】
以上説明したように本実施の形態では、１つの画像撮影装置１０１によって撮影された画像のうち、下部検出領域ＫＳと、上部検出領域ＪＳといった複数の領域に着目し、これらの領域内の画像中の物体があらかじめ決められた方向（無限遠線ＭＬと直交する垂直方向）に並んだ場合に、各々の画像中の物体の移動量を比較し、これが類似した場合にこれらの画像中の物体を障害物であると判定することで、障害物検出を行うようになっている。
【００４９】
このような条件を満たした場合に障害物であると判定する理由について説明する。上述したように本実施の形態における障害物検出装置１００において、障害物として検出する必要があるのは、隣接レーンの自車よりも後方の道路上を走行する自動車等である。よって、これ以外の道路を走行する自動車等（例えば、自車が走行するレーンの後方を走行する自動車や、隣接レーンのさらに隣のレーンを走行する自動車など）については障害物と検出する必要がない。
【００５０】
例えば、図１０に示すように、自車の走行レーンの隣接レーンのさらに隣りのレーンを走行する自動車３０等を障害物として検出されないようにする必要がある。しかしながら、図示のように自動車３０の影が、障害物検出対象領域である隣接レーン上に映し出されている場合、単純に障害物検出対象領域である隣接レーンが映っている領域（下部検出領域ＫＳに相当）に運動する物体が存在する場合に障害物が存在すると検出する手法では、自動車３０の影を障害物として検出してしまうといった誤検出がなされてしまう。
【００５１】
このように検出対象領域の道路が映し出された領域のみに着目して物体の運動等を検出した場合には、上記のような影等を障害物と判定してしまうといった誤検出が行われるため、本実施の形態では、検出対象領域に相当する下部検出領域ＫＳ内で物体検出を行うだけではなく、上部検出領域ＪＳにおける物体の運動検出を行うようにしている。
【００５２】
すなわち、画像撮影装置１０１の撮影画像中における道路上を走行する自動車等は、高さ方向に延在する物体（乗用車なら１．５ｍ程度、トラックなら２ｍ以上など）である。したがって、撮影画像中においては、隣接レーンを走行する自動車の上部（ルーフ部分など）は、障害物検出対象領域に相当する下部検出領域ＫＳ以外の領域に突出する位置に映し出されることになる（図５等参照）。
【００５３】
ここで、画像撮影装置１０１の設置高さ（図２参照）以上の高さ（道路面からドアミラー以上の高さ）を有する物体（通常の自動車など）が道路面を走行する場合、撮影画像においては、道路面が映し出される領域（下部検出領域ＫＳに相当する領域）に自動車等の移動物体の下側部分が映し出されるとともに、自動車等の撮影装置よりも高い上側部分が画像中の無限遠線ＭＬよりも上方側に映し出されることになる。さらに、この画像中の上側部分と下側部分は、同一物体であるため、それぞれの部分は無限遠線ＭＬと直交する方向である上下方向に並んで映し出されることになる。
【００５４】
つまり、自動車のような高さを有する物体が隣接レーンを走行する場合、当該隣接レーンの道路面が映し出される下部検出領域ＫＳにその物体が映し出されるだけではなく、無限遠線ＭＬを含む上部検出領域ＪＳにもその物体が映し出されることになる。これに対し、図１０に示すような隣接レーン上の影は、高さ（撮影位置以上の高さ）を有する物体ではないので、単に下部検出領域ＫＳのみに映し出され、上部検出領域ＪＳには映し出されない。
【００５５】
したがって、本実施の形態のように下部検出領域ＫＳと、上部検出領域ＪＳといった２つの領域における物体検出を行い、検出された物体が上下方向に並んだ場合にのみ、その物体を障害物候補として検出することで、上記のような影（図１０参照）が障害物として誤検出されてしまうことを防止することができるのである。
【００５６】
また、図１１に示すように、上記のように隣接レーンを走行する自動車等のある程度の高さを有する立体物（図中矩形状で表現）が自車に接近するよう移動すると、画像中の矩形状の物体は大きくなるとともに、図の右側から左側に移動することになる。
【００５７】
したがって、上記のように上部検出領域ＪＳおよび下部検出領域ＫＳで検出された画像中の物体が同一物体であるとすれば、各領域で検出された物体の移動量（水平方向）は一致もしくは類似するはずである。言い換えれば、これらの画像中の物体の移動量が類似しない場合には、各物体はそれぞれ異なる物体を映し出したものであり、各物体はそれぞれの領域に映し出される影などであるおそれがある。例えば、図１２に示すように、隣接レーンのさらに隣りのレーンを自動車が走行し、隣接レーンに影が存在しているといったように、下部検出領域ＫＳ内に映る物体と、上部検出領域ＪＳ内に映る物体とが異なる物体である場合、これらの運動軌跡（図中太線矢印で示す）に相関関係はなく、通常は類似しない。
【００５８】
そこで、本実施の形態では、上記のように障害物候補を検出した後、両物体の移動量が類似するか否かを判別し、類似した場合にはこれらが同一の物体であると判定する。同一物体であれば、その物体の上方側の部分（上部検出領域ＪＳに映る部分）と下方側の部分（下部検出領域ＫＳに映る部分）が上下方向に並んでいることになり、その物体を障害物であると判定することができるのである。
【００５９】
また、本実施の形態では、障害物の検出対象領域に相当する下部検出領域ＫＳ内で移動する物体が検出された場合にのみ、その上方側に障害物候補探索領域ＳＫを設定して上部検出領域ＪＳ内の移動物体が存在するか否か等の障害物検出処理を行うようになっている。これは次のような理由に基づくものである。すなわち、この障害物検出装置１００が障害物を検出すべき領域は、下部検出領域ＫＳに映し出された隣接レーンの道路面上を走行する物体であり、かかる隣接レーン上を自動車等が走行する場合には下部検出領域ＫＳにはその物体が必ず映し出されることになる。
【００６０】
言い換えれば、上部検出領域ＪＳに物体が検出された場合であっても、下部検出領域ＫＳに物体が検出されない場合、上部検出領域ＪＳで検出された物体は、検出対象である隣接レーンの道路面上を走行する物体とはなり得ない。したがって、下部検出領域ＫＳに物体が検出された場合にのみ、その物体が障害物であるか否かを判別するために上記のような処理（図９のステップＳａ２以降参照）を行うようにすることで、不要な処理が行われないようにし、処理負担を軽減することができるのである。
【００６１】
また、画像中の全領域において移動する物体が存在するか否かをサーチし、複数の移動物体が存在することが検出された場合に、それらの物体が上下方向に並んだ場合に当該物体を障害物候補とすることも考えられる。しかしながら、道路上を多数の自動車等が走行している場合などには、画像撮影装置１０１によって撮影される画像中の全領域において移動する物体（の部分）は多数存在することになり、これらをすべて検出して障害物候補を特定すると処理負担が大きくなってしまう。
【００６２】
これに対し、本実施の形態では、全領域において移動物体を検出するのではなく、下部検出領域ＫＳと上部検出領域ＪＳといったように移動物体を検出すべき複数の領域を設定し、それらの領域内の移動物体を検出するようにしているので、処理負担を低減することができる。さらに、本実施の形態のように、１つの処理対象領域として障害物を検出すべき領域である隣接レーンが映し出される下部検出領域ＫＳを設定し、もう１つの処理対象領域として無限遠線ＭＬを含む上部検出領域ＪＳを設定している。このような領域を設定することで、上述したように、より正確に隣接レーンを走行する自動車等の障害物を検出することができる。
【００６３】
（変形例）
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、以下に例示するような種々の変形が可能である。
【００６４】
（変形例１）
上述した実施の形態では、撮影される画像（図４参照）は、画像中の道路の無限遠線ＭＬが水平方向に映し出されるように画像撮影装置１０１が取り付けられていたが、画像撮影装置１０１の取り付け方によっては撮影画像における無限遠線ＭＬが傾いて映し出されるような画像が撮影される場合もある。
【００６５】
このように無限遠線ＭＬが水平方向から傾く画像が撮影されるように画像撮影装置１０１が取り付けられている場合、画像入力部１１０は画像中の無限遠線ＭＬが水平方向のラインとなるよう画像を補正し、補正後の画像を処理領域設定部１２０に出力するようにすればよい。このようにすることで、無限遠線ＭＬの傾きを考慮して処理を行う必要がなく、処理領域設定部１２０や、それより後段の装置での処理負担を軽減することができる。
【００６６】
（変形例２）
また、上述した実施の形態では、処理領域設定部１２０によって設定される領域が上部検出領域ＪＳおよび下部検出領域ＫＳに固定されていたが、かかる領域を変動できるようにしてもよい。
【００６７】
例えば、画像撮影装置１０１が取り付けられる自動車がカーブを走行する際には、画像撮影装置１０１によって撮影される画像において隣接レーンが映し出される領域は、直線を走行中の画像（図４参照）とは異なることとなる。したがって、下部検出領域設定部１２１が、走行状態に応じて変動する隣接レーンが映し出される領域を含むよう下部検出領域ＫＳを設定するようにしてもよい。
【００６８】
この場合、撮影画像中から道路上に描かれた隣接レーンを規定する白線を検出することで、画像中の隣接レーンが映し出されている領域を検出するようにしてもよいし、ヨーレートセンサ等を車に設け、その検出結果、つまりカーブの度合いに基づいて隣接レーンが映し出される領域を推定するようにしてもよい。
【００６９】
このようにカーブする道路を走行する際にも隣接レーンが処理対象領域に含まれるように領域設定をすれば、より確実に検出対象となる障害物（隣接レーン上を走行する物体）を検出することができる。
【００７０】
（変形例３）
また、上述した実施の形態では、障害物判定部１５０は、下部検出領域ＫＳで検出された物体の過去一定時間の運動軌跡である水平方向成分の移動量と、上部検出領域ＪＳ（の障害物候補探索領域ＳＫ）で検出された物体の過去一定時間の水平方向成分の移動量とを比較し、両者が類似する場合に障害物であると判定していたが、このように過去一定時間の移動量を比較するようにしてもよいが、複数の区間ごとの運動軌跡を比較して障害物であるか否かの判定を行うようにしてもよい。
【００７１】
例えば、時間ｔ１〜ｔ２の区間の両物体の移動量、時間ｔ２〜ｔ３の区間の両物体の水平方向成分の移動量、区間ｔ３〜ｔ４（検出時点）といったように所定の時間ごとの両物体の水平方向成分の移動量を求め、それぞれを比較することで類似するか否かの判定を行うようにしてもよい。このようにすれば以下の理由によって、より正確な障害物検出が可能となる。なお、上記移動量検出区間である所定の時間は、各区間すべて同じに設定するようにしてもよいし、各区間ごとに異なるように設定してもよい。
【００７２】
すなわち、上部検出領域ＪＳで検出された障害物候補物体と、下部検出領域で検出された障害物候補物体とが同一の物体であれば、上記のように複数の区間で移動量を比較した場合、どの区間においても類似した移動量となるはずである。
【００７３】
一方、１つの区間の移動量のみを比較した場合、上部検出領域ＪＳに映った物体と、下部検出領域ＫＳに映った物体との移動量が類似する場合でも、別々の物体が似たような動きをした場合にも類似条件を満たすと判断されてしまうおそれがある。複数の区間ごとに比較した場合も、両物体の各区間の動きが偶然類似する場合には類似条件を満たすことになるが、このようなケースは非常にまれであると考えられる。よって、上記のように複数の区間ごとに移動量を求めて比較し、これらが類似する場合に障害物判定を行うことで、より正確な障害物判定をなすことができるのである。
【００７４】
また、上述した実施の形態では、処理領域設定部１２０は、下部検出領域ＫＳと、上部検出領域ＪＳといった２つの領域を設定するようにしていたが、３つ以上の領域を設定し、物体運動検出部１３０が各領域内において移動する物体の運動を検出するようにしてもよい。
【００７５】
そして、上記実施の形態と同様、３つ以上の検出領域において運動する物体が上下方向に並んでいることが検出された場合、それらを障害物候補とする。そして、各領域における障害物候補物体の移動量を比較し、これらが類似条件を満たす場合には障害物であると判定するようにすればよい。このように３つ以上の領域を設定して障害物検出処理を行うようにすれば、より正確に障害物の判定を行うことができる。
【００７６】
（変形例４）
また、上述した実施の形態では、本発明を、自動車のサイドミラー近傍に設置される画像撮影装置から得られた画像に基づいて、当該自動車の後方に存在する自動車等の障害物を検出する装置に適用した場合について説明したが、本発明はこのような自動車の隣接レーン後方を走行する障害物を検出する装置、方法のみならず、面上を移動するその他の障害物を検出する装置、方法に適用することができる。例えば、道路上を走行する歩行者を障害物として検出する装置、方法に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明にかかる障害物検出装置および方法は、自動車等に搭載される障害物検出装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる障害物検出装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】前記障害物検出装置が設置される自動車への画像撮影装置の取り付け位置を説明するための図である。
【図３】前記画像撮影装置による撮像領域を説明するための図である。
【図４】前記画像撮影装置によって撮影され、前記障害物検出装置に入力される画像の一例を示す図である。
【図５】前記障害物検出装置の構成要素である下部運動軌跡検出部による検出内容を説明するための図である。
【図６】前記障害物検出装置の構成要素である上部運動軌跡検出部による検出内容を説明するための図である。
【図７】前記障害物検出装置の構成要素である障害物候補探索領域設定部によって設定される障害物候補探索領域を説明するための図である。
【図８】前記障害物検出装置の構成要素である障害物判定部による判定基準を説明するための図である。
【図９】前記障害物検出装置による障害物検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】従来の障害物検出装置において、自動車の影が障害物として誤検出されてしまうことを説明するための図である。
【図１１】本実施の形態にかかる前記障害物検出装置によって誤検出が抑制できる理由を説明するための図である。
【図１２】本実施の形態にかかる前記障害物検出装置によって誤検出が抑制できる理由を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  自動車
１５  自動車
３０  自動車
１００  障害物検出装置
１０１  画像撮影装置
１１０  画像入力部
１２０  処理領域設定部
１２１  下部検出領域設定部
１２２  上部検出領域設定部
１３０  物体運動検出部
１３１  下部運動軌跡検出部
１３２  上部運動軌跡検出部
１４０  障害物候補検出部
１４１  障害物候補探索領域設定部
１４２  障害物候補選択部
１５０  障害物判定部
【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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