(57)【要約】【課題】障害物の挙動を判断する障害物検出装置を提供する。【解決手段】移動体の周囲を所定の周期で撮像する撮像手段１と、撮像手段１により撮像された画像から、少なくとも相対的に移動する障害物の画像に対応する追跡領域を検出する追跡領域検出手段２と、撮像手段により異なるタイミングで撮像された２つの画像に基づいて前記追跡領域検出手段により検出された追跡領域の移動前後の画像座標値を求める領域移動量算出手段３と、撮像手段１の移動量を検出する撮像手段移動量算出手段４と、移動前の追跡領域の画像座標値と移動後の追跡領域の画像座標値と前記撮像手段の移動量とから、障害物の相対的位置に関する指標値を算出する障害物指標値算出手段５と、指標値に基づいて障害物の挙動を判断する判断手段６とを設けた。【選択図】  図１
2005170290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、前記移動体の周囲の障害物を検出する障害物検出装置であって、
移動体の周囲を所定の周期で撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から、少なくとも相対的に移動する障害物の画像に対応する追跡領域を検出する追跡領域検出手段と、
前記撮像手段により異なるタイミングで撮像された２つの画像に基づいて前記追跡領域検出手段により検出された追跡領域の移動前後の画像座標値を求める領域移動量算出手段と、
前記撮像手段の移動量を検出する撮像手段移動量算出手段と、
前記移動前の追跡領域の画像座標値と移動後の追跡領域の画像座標値と前記撮像手段の移動量とから、障害物の相対的位置に関する指標値を算出する障害物指標値算出手段と、
前記指標値に基づいて前記障害物の挙動を判断する判断手段と、を有する障害物検出装置。
【請求項２】
前記障害物指標値算出手段は、下式を用いて前記指標値を算出する請求項１記載の障害物検出装置。
（数１）Ｌ＝ｆ ＋ΔＬ＊ｘ１/（ｘ２−ｘ１）
ただし、
Ｌは、障害物の相対的位置に関する指標値
ｆは、レンズ焦点距離
ΔＬは、撮像手段の移動量
ｘ１は、撮像手段の移動前における、追跡領域の画像座標上のｘ座標値（撮像手段の光軸方向をｙ軸とする）
ｘ２は、撮像手段の移動後における、追跡領域の画像座標上のｘ座標値（撮像手段の光軸方向をｙ軸とする）
【請求項３】
前記判断手段は、前記障害物指標値算出手段により算出された、前記所定の周期で撮像された各追跡領域の指標値Ｌが負の値である場合、前記障害物は前記撮像手段に対して接近する物であると判断する前記請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記判断手段は、前記障害物指標値算出手段により算出された、前記所定の周期で撮像された各追跡領域の指標値Ｌが負の値である頻度を算出し、当該算出された頻度が第１の閾値以上である場合、前記障害物は前記撮像手段に対して接近する物であると判断する前記請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記判断手段は、前記障害物指標値算出手段により算出された、前記所定の周期で撮像された各追跡領域の指標値Ｌが正の値である場合、前記障害物は前記撮像手段に対して静止している物または前記撮像手段から離隔する物であると判断する前記請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記判断手段は、前記障害物指標値算出手段により算出された、前記所定の周期で撮像された各追跡領域の指標値Ｌが負の値である頻度を算出し、当該算出された頻度が第２の閾値未満である場合、前記障害物は前記撮像手段に対して静止している物又は前記撮像手段から離隔する物であると判断する前記請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
前記判断手段は、前記障害物指標値算出手段により算出された、前記所定の周期で撮像された追跡領域ごとの指標値Ｌの階差と、前記撮像手段移動量算出手段により検出された撮像手段の移動量との差分を算出するとともに、当該差分が第３の閾値以上となる頻度を算出し、当該算出された頻度が第４の閾値以上である場合、前記障害物は前記撮像手段に対して接近する物であると判断する前記請求項４に記載の障害物検出装置。
【請求項８】
前記領域移動量算出手段は、移動前の追跡領域の画像座標値と移動後の追跡領域の画像座標値から追跡領域の移動量を算出し、
前記判断手段は、前記領域移動量算出手段により算出された追跡領域の移動量が第５の閾値未満である頻度を算出し、当該算出された頻度が第６の閾値以上である場合、前記障害物は前記撮像手段に追突の可能性があると判断する前記請求項２〜７のいずれかに記載の障害物検出装置。
【請求項９】
前記領域移動量算出手段は、
前記検出された追跡領域と、当該追跡領域を基準として設定された探索領域との相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値算出部により算出された相関値が最大となる探索領域を、移動後の追跡領域として決定する決定部と、
前記決定部により決定された移動後の追跡領域の位置と、前記追跡領域検出手段により検出された移動前の追跡領域の位置とを比較し、移動量を算出する算出部とを有する請求項８に記載の障害物検出装置。
【請求項１０】
前記追跡領域検出手段は、
前記画像のエッジを検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部により検出されたエッジの縦方向成分と横方向成分との大きさの比の分散値を、前記画像の所定領域ごとに算出する分散値算出部と、
前記分散値算出部により算出された分散値が所定の値よりも大きい所定領域を、前記障害物の移動を追跡するための追跡領域として判断する追跡領域判断部とを有する請求項１〜９のいずれかに記載の障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物を検出する障害物検出装置に関し、特に、障害物の有無を検出する障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された単一のカメラ装置を用いて自車両周辺を撮像し、自車両と衝突の可能性がある障害物を検出する装置がある。この種の装置としては、自車両の移動に伴い異なる地点で撮像した画像から、同一対象を検出し、その視差と自車両の移動量とから静止した対象物までの距離を算出する駐車支援装置がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１８７５５３号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、従来の技術においては、撮像タイミングが異なる画像を用いて障害物までの距離を算出するため、撮像対象となる障害物が静止物であれば正確な距離を算出できるが、障害物が移動体である場合は障害物の位置、自車両との相対的位置関係を正確に検出することができないという問題があった。このため、障害物は移動体であるのか、障害物は自車両に対し飛び出して来る移動体であるのか、障害物は自車両と衝突可能性があるのかを認識することができないという問題があった。
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、存在する障害物の動きを具体的に認識する障害物検出装置を提供することを目的とする。
【０００４】
本発明によれば、移動体に搭載され、前記移動体の周囲の障害物を検出する障害物検出装置であって、移動体の周囲を所定の周期で撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像から、少なくとも相対的に移動する障害物の画像に対応する追跡領域を検出する追跡領域検出手段と、撮像手段により異なるタイミングで撮像された２つの画像に基づいて、追跡領域検出手段により検出された追跡領域の移動前後の画像座標値を求める領域移動量算出手段と、撮像手段の移動量を検出する撮像手段移動量算出手段と、移動前の追跡領域の画像座標値と移動後の追跡領域の画像座標値と撮像手段の移動量とから、障害物の相対的位置に関する指標値を算出する障害物指標値算出手段と、指標値に基づいて前記障害物の挙動を判断する判断手段と、を有する障害物検出装置が提供される。
【０００５】
これにより、障害物が移動体であるか、障害物が静止物であるか、障害物が自車両に対し飛び出してくる可能性があるか、障害物が自車両に衝突する可能性があるかといった障害物の挙動を判断する障害物検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面に基づき本実施形態の障害物検出装置１００を説明する。本実施形態の障害物検出装置１００は、ユーザが搭乗する車両に搭載され、車両の周囲に存在する障害物の挙動を判断し、挙動が特定された障害物の存在を検出する。つまり、本実施形態の障害物検出装置１００は、障害物が移動体であるのか、障害物が静止物であるのか、障害物が自車両に接近する物であるのか、障害物が自車両に衝突する可能性があるのかを判断し、障害物の挙動を特定した上で、その存在を検出する装置である。
【０００７】
図１に本実施形態に係る障害物検出装置１００のブロック構成を示した。
【０００８】
図１に示すように、障害物検出装置１００は、撮像手段１と、追跡領域検出手段２と、領域移動量算出手段３と、撮像手段移動量算出手段４と、障害物指標値算出手段５と、判断手段６と、出力手段７を有している。具体的には、少なくとも、追跡領域検出手段２により検出された追跡領域の位置座標と撮像手段移動量算出手段４により算出された撮像手段１の移動量とから、障害物の相対的位置に関する指標値を算出し、算出した指標値に基づいて障害物の挙動を判断するプログラムを格納したＲＯＭと、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、障害物指標値算出手段５、判断手段６として機能するＣＰＵと、記憶手段８として機能するＲＡＭとを備えている。
【０００９】
また、障害物検出装置１００は、障害物の検出結果に基づいて種々の警報を発する警告装置２００、または運転を支援する走行支援装置３００の少なくともいずれか一方と情報の授受が可能となるように車載ＬＡＮにより接続されている。
【００１０】
以下、各構成について説明する。
【００１１】
「撮像手段１」は、例えば、ビデオカメラであり、車両の前方を一定の周期（時間間隔Δｔ）で撮像する。撮像した画像は画像記憶部８１に記憶される。なお、撮像手段１となるカメラの左右方向の光軸は車両の直進方向と一致させ、カメラの上下方向の光軸は水平となるように設置する。
【００１２】
「追跡領域検出手段２」は、撮像手段１が異なるタイミングで撮像した２つの画像に基づいて、車両に対し少なくとも相対的に移動する障害物を検出するため、障害物の画像に対応する追跡領域を検出する。追跡領域は任意に設定してもよいが、本実施形態では画像の濃淡変化に基づいて移動体の追跡が可能な領域を検出する。すなわち、本実施形態の追跡領域検出手段２は、複数の方向に濃淡変化を有する画像領域を追跡領域として検出する。このようにしたのは、検出対象が追跡できる領域は、複数の方向に濃淡変化を有する領域であり、道路上の白線のように、画像上において一様な濃淡変化を持つ領域では、移動方向が濃淡変化の方向と垂直となる場合、追跡対象の移動量を検出することは困難だからである。
【００１３】
具体的に、追跡領域検出手段２は、エッジ検出部２１と、分散値算出部２２と、追跡領域判断部２３とを有している。エッジ検出部２１は、撮像手段１により撮像された画像のエッジを検出する。本実施形態のエッジ検出部２１は、画像記憶部８１に記憶されている画像を読み出し、縦方向および横方向のエッジを検出するためのフィルタをかけ、エッジの縦、横の成分の大きさ（ｄＩ／ｄｘ，ｄＩ／ｄｙ：Ｉは画素値）をそれぞれ求める。次に、検出されたエッジに含まれるノイズ成分を除去するために、求めた縦、横のエッジ成分の大きさの２乗和がしきい値ｔｈ１以上の画素を抽出し、抽出した画素に基づいてエッジを検出する。
【００１４】
分散値算出部２２は、複数の方向に濃淡変化を有する領域を検出するため、前記エッジ検出部により検出されたエッジの縦方向成分と横方向成分との大きさの比の分散値を、前記画像の所定領域ごとに算出する。具体的には、分散値算出部２２は、エッジの縦方向成分と横方向成分の大きさの比を求めて、濃度勾配方向を求める。次に、ノイズが除去された後のエッジが示されている画像を縦方向および横方向に沿って等間隔な格子状に分割する。図２は、上述した方法を用いて撮像画像からエッジを検出した画像を、格子状に分割した状態を示す模式図である。図２に示す分割された１の格子が、追跡領域の検出処理を行う単位領域である。分散値算出部２２は、この分割された単位領域ごとに、エッジの縦方向成分と横方向成分との大きさの比の分散値を求める。
【００１５】
追跡領域判断部２３は、分散値算出部２２により算出された分散値が所定の値よりも大きい所定領域を、前記障害物の移動を追跡するための追跡領域として判断する。これは、分割された矩形領域内のエッジ勾配方向が一方向であれば、分散値は小さくなり、複数方向のエッジ勾配を持つ場合、分散値は大きくなるという傾向に基づく。言い換えると、追跡領域判断部２３は、求めた単位領域の分散値が所定のしきい値ｔｈ２より小さければ、エッジ勾配方向は一方向である可能性が高いため、濃度勾配と垂直な方向に移動する物体を検出することは難しいと判断し、一方、求めた分散値が所定のしきい値ｔｈ２以上であれば、複数方向のエッジ勾配を有しているため、移動体がいずれの方向に移動しても障害物に対応する領域の追跡が可能と判断する。つまり、追跡領域判断部２３は、求めた分散値が所定のしきい値ｔｈ２以上である領域を追跡領域と判断する。図２に示した撮像画像に基づいて、追跡領域判断部２３により判断された追跡領域を図３に示した。
【００１６】
追跡領域検出手段２の追跡領域判断部２３は、追跡領域と判断した領域の始点位置（たとえば左上隅）、画像サイズ（幅，高さ）、および、原画像の画像パターンを、各単位領域を特定する識別番号に対応づけて追跡領域情報記憶部８２に記憶させる。以下、移動量、相関値の算出の基準となる、移動前の追跡領域の画像パターンを「基準パターン」という。
【００１７】
なお、追跡領域検出手段２は、撮像手段１によって時間Δｔの間隔にて撮像された画像ごとに、新たな追跡領域を検出する。新たに検出された追跡領域が、領域移動量の算出が行われている領域と異なる領域であれば、新しい追跡領域として、その始点位置、画像サイズ、画像パターンを追跡領域情報記憶部８２に記憶する。新しい追跡領域であるか否かの判定は、追跡領域情報記憶部８２に記憶されている追跡領域の始点位置およびサイズに基づいて行う。
【００１８】
撮像手段１により撮像された新たな画像に関する情報が画像記憶部８１に入力されると、「領域移動量算出手段３」は、撮像手段１により異なるタイミングで撮像された２つの画像に基づいて追跡領域の移動量を算出する。この領域移動量算出手段３は、相関値算出部３１と、決定部３２と、算出部３３とを有する。
【００１９】
この移動量の算出方法を説明すると、まず、相関値算出部３１は、追跡領域の移動先を検出するために探索領域を設定する。この探索領域は、追跡領域を含み、追跡領域の外側へ向かって所定画素数分だけ拡張させた領域である。本実施形態では追跡領域の４辺に対して垂直方向外側に１画素づつ拡張させた探索領域を設定した。この探索領域内で基準パターン（記憶された追跡領域の画像パターン）を１画素づつ、ずらしながら、基準パターンと新規画像データの追跡領域との相関値を算出する。なお、相関値の算出にあたり、基準パターンの位置は１画素単位で移動させる（ずらす）ので、相関値が得られる位置も1画素単位となるが、複数の相関値を用いて補間演算を行うことにより、相関値が最大となる位置を１画素以下の精度で求めることができる。その結果、追跡領域の移動先を１画素以下の精度で求めることができる。
【００２０】
決定部３２は、相関値算出部３１により算出された相関値が最大となる探索領域に移動後の障害物画像が存在するとみなし、その探索領域を移動後の追跡領域として決定する。本実施形態では、算出された相関値がしきい値ｔｈ３以上であり、かつ、最大となる領域を、基準パターンの移動後の追跡領域として決定する。
【００２１】
算出部３３は、決定部３２により決定された移動後の追跡領域の位置と、追跡領域検出手段２により検出された追跡領域（基準パターンに対応する追跡領域）の位置とを比較し、移動量を算出する。追跡領域の移動量は、画像座標値に基づいて、水平方向ｘ、垂直方向ｙの各方向成分として表される。図４には、図３に示した各追跡領域について算出された移動量の移動成分をベクトルで示した。
【００２２】
決定部３２により決定された移動後の追跡領域の位置、および算出部３３により算出された移動量は、追跡領域情報記憶部８２に記憶される。ただし、新規画像との相関値がしきい値ｔｈ３未満の場合は、画像中の同一の部位が移動したと判断することはできないので、対応する追跡領域に関する情報を初期化する。また、追跡領域の始点位置（始点座標）が所定の範囲（水平方向ｘ、垂直方向ｙ）から外れた場合は、対応する追跡領域に関する情報を初期化する。これは、画像上における静止物や自車両の移動方向と異なる方向に移動する検出対象は、自車両の移動に伴って消失点（撮像画像中心）から周辺方向（撮像画像外側）に移動し、時間の経過とともに撮像範囲の外に出るためである。初期化された追跡領域に関しては、後述する判断手段６による判断処理は行われない。
【００２３】
「撮像手段移動量算出手段４」は、撮像手段１の移動量を算出する。本実施形態の撮像手段１は移動体に搭載されているため、本実施形態では撮像手段１を搭載する車両（移動体）の移動量を算出することにより撮像手段１の移動量を算出する。具体的には、撮像周期（時間間隔Δt）で車輪の回転数を計測し、計測した回転数とタイヤの外周長とを乗じて算出する。なお、センサに対するトリガ位置を等角度に複数設定しておけば、１回転以下の分解能で回転数を計測することができる。
【００２４】
「障害物指標値算出手段５」は、異なるタイミングで撮像された２つの画像における移動前後の追跡領域の画像座標値と撮像手段１の移動量とから、障害物の相対的位置に関する指標値を算出する。移動前後の追跡領域の画像座標値は、領域移動量算出手段３により算出されたものを利用することができる。
【００２５】
本実施形態では、下式を用いて障害物の相対的位置に関する指標値Ｌを算出する。
【００２６】
（数１）Ｌ＝ｆ ＋ΔＬ＊ｘ１/（ｘ２−ｘ１）＝ｆ ＋ΔＬ＊ｘ１/Δｘ
ただし、  
Ｌは、障害物の相対的位置に関する指標値，（障害物が静止物である場合、撮像手段の移動後におけるレンズ中心から追跡領域までの距離）  
ｆは、レンズ焦点距離  
ΔＬは、撮像手段の移動量  
ｘ１は、撮像手段の移動前における、追跡領域の画像座標上のｘ座標値（撮像手段の光軸方向をｙ軸とする）  
ｘ２は、撮像手段の移動後における、追跡領域の画像座標上のｘ座標値（撮像手段の光軸方向をｙ軸とする）  
Δｘは、撮像手段の移動前後における、追跡領域の画像座標上のｘ軸方向（撮像手段の光軸方向をｙ軸とする）の移動量  
なお、追跡領域の画像座標値として、追跡領域の画像座標値のほか、撮像手段１の撮像素子の受光面座標値を用いてもよい。
【００２７】
上記（数１）式により求められる指標値Ｌは、車両に搭載した撮像手段１（カメラ）がΔｔの時間に、その光軸方向にΔＬ移動したとき、撮像手段１から追跡領域までの距離Ｌに相当する。指標値Ｌ（撮像手段から追跡対象までの距離）の幾何学的関係を図５（ａ）に示した。光軸方向（ｙ座標軸）に直行するｘ座標軸は、光軸位置より下側では負、上側では正の値をとる。
【００２８】
図５（ａ）は、静止した障害物を撮像した撮像手段１（カメラ）がΔｔの時間に、光軸方向に沿ってΔＬ移動した場合を示す。図５（ａ）に示すように、静止した障害物の追跡領域の投影像は、光軸位置から外向き（ｘの絶対値が増加する方向）に移動する。つまり、撮像手段１の移動前における、追跡領域の画像座標上（α１）のｘ座標値ｘ１よりも、撮像手段１の移動後における、追跡領域の画像座標上（α２）のｘ座標値ｘ２の方が大きい値をとる。したがって、Δｘ＝ｘ２−ｘ１は正の値となり、（数１）式により算出された指標値Ｌは追跡領域までの距離となる。なお、障害物が撮像手段１を搭載するカメラから離れる場合も同様に、Δｘ＝ｘ２−ｘ１は正の値となる。
【００２９】
図５（ｂ）は、障害物が車両に接近する物、特に周辺から道路中央に向かって飛び出してくる障害物を撮像した場合の指標値Ｌの幾何学的関係を示した。撮像手段１（カメラ）はΔｔの時間に、光軸方向に沿ってΔＬ移動する。図５（ｂ）に示すように、車両に接近する障害物の追跡領域の投影像は、光軸位置から内向きに移動する。つまり、撮像手段１の移動前における、追跡領域の画像座標上（α１）のｘ座標値ｘ１よりも、撮像手段１の移動後における、追跡領域の画像座標上（α２）のｘ座標値ｘ２の方が小さい値をとる。したがって、Δｘ＝ｘ２−ｘ１は負の値となり、（数１）式により算出された指標値Ｌは追跡領域までの距離にならない。本発明では、指標値Ｌの正負が障害物の挙動に対応する点に着目し、指標値Ｌを用いて障害物の挙動を判断することとしている。
【００３０】
「判断手段６」は、指標値に基づいて障害物の挙動を判断する。具体的に、「判断手段６」は、障害物が移動体であるのか、障害物が静止物であるのか、障害物が自車両に接近する物であるのか、障害物が自車両に衝突する可能性があるのかを判断する。この障害物の挙動の判断は、上記（数１）により算出される指標値Ｌに基づいて行われることが好ましい。
【００３１】
まず、障害物が静止物であるのか、障害物が移動体であるのか、障害物が自車両に接近する物であるのかを判断する判断手段６の機能について説明する。本実施形態の判断手段６は、障害物指標値算出手段５により算出された指標値Ｌに基づいて障害物の挙動を判断する。
【００３２】
本実施形態の判断手段６は、障害物指標値算出手段５により算出された、所定の周期で撮像された追跡領域の指標値Ｌが負である場合、障害物は車両に接近する移動物であると判断し、指標値Ｌが正である場合、障害物は静止物又は車両から離隔する移動物であると判断する。
【００３３】
また、判断手段６は、障害物指標値算出手段５により算出された、所定の周期で撮像された追跡領域の指標値Ｌが負である頻度を算出し、算出した頻度が第１の閾値（Rths1）以上である場合、撮像手段１（撮像手段１を搭載する車両）に対して接近する物であると判断する。他方、判断手段６は、追跡領域の指標値Ｌが負である頻度が第２の閾値（Rths2）未満である場合、障害物は撮像手段１（撮像手段１を搭載する車両）に対して静止している物又は離隔する物であると判断する。ここで算出される「頻度」は、所定の撮像回数に対して算出された指標値Ｌが正である回数の割合として算出される。なお、第１の閾値（Rths1）と第２の閾値（Rths2）とは、異なる値であってもよいが、本実施形態では同じ値とした。
【００３４】
次に、他の手法を用いて、障害物が静止物であるのか、障害物が移動体であるのか、障害物が自車両に接近する物であるのかを判断する機能について説明する。本実施形態の判断手段６は、障害物指標値算出手段５により算出された、所定の周期で撮像された各追跡領域の指標値Ｌが負の値である頻度を算出し、当該算出された頻度が第１の閾値以上の場合であって、更に、障害物指標値算出手段５により算出された、所定の周期で撮像された追跡領域の指標値Lの階差と、撮像手段移動量算出手段４により算出された撮像手段１の移動量との差分を算出するとともに、この差分が第３の閾値以上となる頻度を算出し、この算出された頻度が第４の閾値以上である場合、障害物は撮像手段に対して接近する物であると判断する。
【００３５】
障害物が静止物である場合、所定周期で撮像される追跡領域ごとの指標値Ｌ（追跡領域までの距離）は、撮像手段１の移動距離(ΔL)だけ小さくなっていくはずである（図５（ａ）参照）。つまり、撮像動作に伴い、順次算出される追跡領域の指標値Ｌ（追跡領域までの距離）の階差から撮像手段１の移動距離ΔＬを引いた値がゼロ乃至所定値以下となるはずである。言い換えると、障害物が車両に対して接近した場合、指標値Ｌの階差は障害物の移動量分だけΔＬよりも大きくなるはずである。本実施形態では、指標値Ｌの階差からΔＬを引いた値（障害物の接近移動量に相当）が第３の閾値thL以上となる頻度を算出し、算出された頻度が第４の閾値RthL以上である場合、障害物は撮像手段に接近する物であると判断する。第３閾値および第４閾値は、実験結果などに基づいて適宜決定することが好ましい。ちなみに、指標値Ｌの階差からΔＬを引いた値が所定の閾値未満の値となる頻度を算出し、算出された頻度が所定の閾値以下である場合、障害物は接近物である判断してもよい。また、指標値Ｌの階差からΔＬを引いた値が所定の閾値未満の値となる頻度を算出し、算出された頻度が所定の閾値以上である場合、障害物は静止物であると判断することもできる。
【００３６】
続いて、障害物が追突の可能性がある物であるのかを判断する判断手段６の機能について説明する。本実施形態の判断手段６は、領域移動量算出手段３により算出された移動量に基づいて障害物の挙動を判断する。
【００３７】
本実施形態の判断手段６は、所定の周期で撮像され追跡領域の移動量が、第５の閾値（thm）以下となる傾向がある場合、障害物は撮像手段に追突の可能性があると判断する。このように判断するように構成した理由を説明する。Ａに位置する自車両に対し、Ｂに位置する他車両（障害物）が等速度で接近し、位置Ｃで衝突する場合の相対的位置関係を図６に示した。図６に示すように、自車両と他車両（障害物）の位置Ａ，Ｂ，Ｃがなす三角形は、自車両が位置Ｃに向かって移動するとき相似の関係を保ちながら小さくなっていく。したがって、位置Ａの自車両に搭載された撮像手段１（カメラ）で前方を撮像する場合、他車両（障害物）の位置するＢは、光軸方向ｙに対して角度θを保つことになり、画像上でのｘ座標は変化しない。このように、他車両（Ｂ）のように自車両に対して接近してくる障害物のうち、衝突可能性のあるものは、画像でのｘ方向の移動量が小さいという特徴がある。本発明では、追跡領域の移動量と衝突可能性との関係に着目し、追跡領域の移動量が所定の閾値未満となる傾向がある場合、障害物は衝突の可能性があると判断することとしている。本実施形態では、追跡領域の移動量が第５の閾値（thm）未満である頻度が第６の閾値（Rthm）以上である場合、障害物が撮像手段１に衝突する可能性があると判断する。
【００３８】
このように、本実施形態の判断手段６は、障害物の相対的位置に関する指標値Ｌの正負、指標値Ｌの値を用いた算出結果、追跡領域の移動量に基づいて、障害物の挙動を判断することができる。これら３つの要因に基づく評価値を任意に組み合わせて、静止物、移動物、接近物、衝突可能性のある障害物を判断することができる。図７に、３つの評価値を軸とした座標系に、接近物、衝突可能性のある物、静止物を示した。
【００３９】
図７の「移動量評価値」は所定の周期で撮像され追跡領域の移動量が、第５の閾値（thm）以下となる頻度である。この頻度が第６の閾値（Rthm）以上である場合、障害物は撮像手段１（撮像手段１を搭載する車両）に対して衝突可能性がある物であると判断する。「指標値の正負評価値」は、所定の周期で撮像された追跡領域の指標値Ｌが負である頻度である。この頻度が第１の閾値（Rths）以上である場合、障害物は撮像手段１（撮像手段１を搭載する車両）に対して接近する物であると判断する。「差分評価値」は、指標値Ｌの階差からΔＬを引いた値（障害物の接近移動量に相当）が第３の閾値thL未満となる頻度を算出し、算出された頻度が所定の閾値RthL´以上である場合、障害物は撮像手段１（撮像手段１を搭載する車両）に対して静止している物であると判断する。つまり、閾値RthL´未満の領域は障害物が撮像手段１（撮像手段１を搭載する車両）に対して接近する物と判断する。以上これらの評価値を組み合わせることによって、検出したい障害物を正確に検出することができる。
【００４０】
次に、本実施形態の障害物検出装置１００の処理手順を説明する。  
図８は、本実施形態に係る障害物検出装置１００の処理手順を示すフローチャートである。  
ステップＳ１０から始まる処理は、図示しないイグニッションスイッチがオンされることにより始まる。ステップＳ１０では、追跡領域情報記憶部８２に記憶されている追跡領域情報を初期化して、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、撮像手段１が車両周辺、特に車両前方を撮像し、撮像した画像を画像記憶部８１に記憶して、ステップＳ３０に進む。
【００４１】
追跡領域検出手段２は、画像記憶部８１に記憶されている画像に基づいて、追跡領域を検出する（ステップＳ３０）。次に、領域移動量算出手段３は、所定の撮像周期（撮像間隔Δｔ）で、異なるタイミングにおいて撮像された２つの画像に基づいて、移動する障害物に対応する追跡領域の移動量を算出する（ステップＳ４０）。撮像手段移動量算出手段４は撮像手段１の移動量を算出する。障害物指標値算出手段５は、追跡領域の画像座標値と撮像手段の移動量とから、障害物の指標値を算出する（ステップＳ５０）。判断手段６は、障害物指標値に基づいて障害物の挙動を判断する。（ステップＳ６０）。
【００４２】
判断手段６による判断結果は、出力手段７を介して外部装置である警告装置２００、および／または走行支援装置３００へ出力される。障害物の検出結果は、「静止した障害物が存在する」「移動する障害物が存在する」「自車両（撮像手段を搭載した車両）に接近する障害物が存在する」「自車両（撮像手段を搭載した車両）に衝突の可能性がある障害物が存在する」旨の情報である。また、追跡領域の画像に対応づけられた座標を参照して導かれた「障害物の存在位置」を含めてもよい。さらに、パターンマッチング処理により導かれた「障害物は何か」という情報を含めてもよい。
【００４３】
判断手段６の判断結果に応じて、警告装置２００は運転者に警報を出力する（ステップＳ７０）。警報は、画面表示によるものであってもよいし、音声案内によるものであってもよい。
【００４４】
ステップＳ７０での処理が終わると、ステップＳ２０に戻る。以後、撮像間隔Δｔの周期で、ステップＳ２０以降の処理が繰り返し行われる。
【００４５】
以上のように、本実施形態の障害物検出装置１００によれば、障害物の挙動を判断して、障害物を検出することができる。つまり、本実施形態の障害物検出装置１００は、「静止した障害物が存在する」「移動する障害物が存在する」「自車両（撮像手段を搭載した車両）に接近する障害物が存在する」「自車両（撮像手段を搭載した車両）に衝突の可能性がある障害物が存在する」という旨の障害物の挙動が判断された障害物検出結果を出力することができる。
【００４６】
本実施形態の障害物検出装置１００は、上記（数１）式により求められる指標値Ｌ、追跡領域の移動量、指標値Ｌの階差と撮像装置１の移動距離との差を用いて障害物の挙動を正確に判断することができる。
【００４７】
追跡領域の移動量の算出処理において、追跡領域と探索領域との相関値を算出し、相関値に基づいて移動後の追跡領域を決定することにより、追跡領域の移動量を正確に算出することができる。
【００４８】
障害物の移動を追跡するため、複数の濃淡変化を有する領域を追跡領域として設定し、障害物を正確に検出できる領域において障害物を検出するように構成したことから、精度の高い障害物検出処理を行うことができる。
【００４９】
また、本実施形態では、1つのカメラで障害物を検出し、さらに障害物の挙動を判断することができる。つまり、カメラを２つ以上設ける必要がない。このため、カメラを２つ以上有する装置のように、対象までの距離を計測する装置を設ける必要がなく、機器構成を簡素化することができる。また、カメラ同士の精密な光軸合わせを行う必要がなく、コストや工数を減らすことができる。
【００５０】
本実施形態では、車両に搭載され、車両周囲の障害物を検出する障害物検出装置１００について説明したが、これに限定されることなく、ロボット、工作機械等に用いることもできる。
【００５１】
なお、以上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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態に係る障害物検出装置のブロック構成図である。
【図２】追跡領域の検出処理を説明するための第１の図である。
【図３】追跡領域の検出処理を説明するための第２の図である。
【図４】追跡領域の移動量の算出処理を説明するための図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）は指標値Ｌを説明するための図である。
【図６】移動量に基づく衝突可能性の判断手法を説明するための図である。
【図７】障害物の検出処理を説明するための図である。
【図８】本実施形態に係る障害物検出装置の処理手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００…障害物検出装置
１…撮像手段
２…追跡領域検出手段
３…領域移動量算出手段
４…撮像手段移動量算出手段
５…障害物指標値算出手段
６…判断手段
７…出力手段
８…記憶手段
８１…画像記憶部
８２…追跡領域情報記憶部
８３…しきい値記憶部
２００…警告装置
３００…走行支援装置
【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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