(57)【要約】【課題】撮像された画像のコントラストが低いときでも、安定して車両検出を行う。【解決手段】撮像部で撮像された自車両周辺の画像の中から、第１エッジ検出部がエッジを構成する第１の画素を１次微分フィルタによって検出して、第２エッジ検出部がエッジを構成する第２の画素を２次微分フィルタによって検出して、エッジ量算出部が画像の中のエッジの量を算出して、エッジの量が所定値よりも多いときは、エッジ間隔算出部が第１の間隔を算出して、車両検出部が第１の間隔と第１の画素の位置に基づいて、自車両の周辺にある車両を検出して、エッジの量が所定値よりも少ないときは、エッジ間隔算出部が第２の間隔を算出して、車両検出部が第２の間隔と第２の画素の位置に基づいて、自車両の周辺にある車両を検出する。【選択図】図１
2013205409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両に搭載され、前記自車両の周辺を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像の中から、エッジを構成する第１の画素を１次微分フィルタによって検出する第１エッジ検出部と、
前記画像の中から、エッジを構成する第２の画素を２次微分フィルタによって検出する第２エッジ検出部と、
前記画像の中から、エッジの量を算出するエッジ量算出部と、
前記第１の画素同士の左右方向の第１の間隔、もしくは前記第２の画素同士の左右方向の第２の間隔を算出するエッジ間隔算出部と、
前記エッジの量が所定値よりも多いときには、前記エッジ間隔算出部に対して前記第１の間隔を算出するように指示して、前記エッジの量が前記所定値よりも低いときには、前記エッジ間隔算出部に対して前記第２の間隔を算出するように指示するエッジ間隔算出処理切替部と、を有し、前記エッジ間隔算出部で算出された、前記第１の間隔と前記第１の画素の位置、もしくは前記第２の間隔と前記第２の画素の位置とに基づいて、前記画像の中から前記自車両の周辺にある車両を検出することを特徴とする車両検出装置。
【請求項２】
自車両に搭載され、前記自車両の周辺を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像の中から、エッジを構成する第１の画素を１次微分フィルタによって検出する第１エッジ検出部と、
前記画像の中から、エッジを構成する第２の画素を２次微分フィルタによって検出する第２エッジ検出部と、
前記画像の中から、エッジの量を算出するエッジ量算出部と、
前記第１の画素同士の左右方向の第１の間隔、もしくは前記第２の画素同士の左右方向の第２の間隔を算出するエッジ間隔算出部と、
前記エッジ量算出部で算出された前記エッジの量が所定値よりも多いときには、前記第１エッジ検出部に対して、前記撮像部で撮像された画像の中から第１の画素を検出するように指示して、前記エッジ量算出部で算出された前記エッジの量が前記所定値よりも少ないときには、前記第２エッジ検出部に対して、前記撮像部で撮像された画像の中から第２の画素を検出するように指示するエッジ検出処理切替部と、を有し、前記エッジ間隔算出部で算出された、前記第１の間隔と前記第１の画素の位置、もしくは前記第２の間隔と前記第２の画素の位置とに基づいて、前記画像の中から前記自車両の周辺にある車両を検出することを特徴とする車両検出装置。
【請求項３】
前記エッジ量算出部は、前記画像の中の所定の空間周波数成分の大きさに基づいてエッジの量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両検出装置。
【請求項４】
前記エッジ量算出部は、前記画像の中の濃度勾配に基づいてエッジの量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両検出装置。
【請求項５】
前記エッジ量算出部は、前記画像の中のエッジを構成する画素の密度に基づいてエッジの量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両検出装置。
【請求項６】
前記車両検出装置によって検出された車両と前記自車両との位置関係を算出する車両相対位置算出部と、
前記車両相対位置算出部の算出結果に基づいて、警報を出力する必要性を判断する警報出力判断部と、
前記警報出力判断部において警報の出力が必要であると判断されたときに警報を出力する警報出力部と、を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両検出装置を用いた車両システム。
【請求項７】
前記車両検出装置によって検出された車両と前記自車両との位置関係を算出する車両相対位置算出部と、
前記車両相対位置算出部の算出結果に基づいて、前記自車両の挙動を制御する車両挙動制御部と、を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両検出装置を用いた車両システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の周辺に存在する車両を検出する車両検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、衝突の危険性があるときに報知する衝突警報システムや、設定した速度の範囲内で車間距離を維持した走行を行うＡＣＣ（Adaptive Cruise Control：車間距離制御システム）が開発されている。
【０００３】
これらのシステムには、車両を検出してその位置を特定する機能が必要である。その一例として、自車両に搭載した単眼カメラで撮影した自車両前方の画像の中から、車両の左右端を表す可能性が高い、画像の縦方向に沿って延びる縦エッジを検出して、その後、縦エッジ同士の間隔ｗと、縦エッジ同士の左右方向の中央の位置ｘをパラメータ平面に投票することによって、車両の候補領域を抽出する技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５６１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に記載された車両検知装置によると、縦エッジの抽出は１次微分フィルタによって行われるため、雨天時や霧の発生時、薄暮時、夜間時などにおいて、撮像された画像のコントラストが低いときには、縦エッジが抽出しにくくなるため、縦エッジを構成するエッジ点が検出しにくくなり、これによって車両を検出しにくくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、撮像された画像のコントラストが低いときであっても、安定して車両検出を行うことができる車両検出装置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】
【０００７】
本発明に係る車両検出装置は、撮像された車両周辺の画像の中から、エッジを構成する画素の左右方向の間隔に基づいて車両を検出するものである。
【０００８】
すなわち、本発明の請求項１に係る車両検出装置は、自車両に搭載され、前記自車両の周辺を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された画像の中から、エッジを構成する第１の画素を１次微分フィルタによって検出する第１エッジ検出部と、前記画像の中から、エッジを構成する第２の画素を２次微分フィルタによって検出する第２エッジ検出部と、前記画像の中から、エッジの量を算出するエッジ量算出部と、前記第１の画素同士の左右方向の第１の間隔、もしくは前記第２の画素同士の左右方向の第２の間隔を算出するエッジ間隔算出部と、前記エッジの量が所定値よりも多いときには、前記エッジ間隔算出部に対して前記第１の間隔を算出するように指示して、前記エッジの量が前記所定値よりも低いときには、前記エッジ間隔算出部に対して前記第２の間隔を算出するように指示するエッジ間隔算出処理切替部と、を有し、前記エッジ間隔算出部で算出された、前記第１の間隔と前記第１の画素の位置、もしくは前記第２の間隔と前記第２の画素の位置とに基づいて、前記画像の中から前記自車両の周辺にある車両を検出することを特徴とする。
【０００９】
このように構成された本発明の請求項１に係る車両検出装置によれば、撮像部で撮像された自車両の周辺の画像の中から、第１エッジ検出部がエッジを構成する第１の画素を１次微分フィルタによって検出して、第２エッジ検出部がエッジを構成する第２の画素を２次微分フィルタによって検出して、エッジ間隔算出処理切替部が、エッジ量算出部によって算出されたエッジの量が所定値よりも多いときには、エッジ間隔算出部に対して第１エッジ検出部で検出した第１の画素同士の左右方向の第１の間隔を算出するように指示して、エッジ量算出部によって算出されたエッジの量が所定値よりも少ないときには、エッジ間隔算出部に対して第２エッジ検出部によって検出した第２の画素同士の左右方向の第２の間隔を算出するように指示して、エッジ間隔算出部がエッジ間隔算出処理切替部の指示に基づいて、第１エッジ検出部によって検出された第１の画素同士の第１の間隔、もしくは第２エッジ検出部によって検出された第２の画素同士の左右方向の第２の間隔を算出して、車両検出部がエッジ間隔算出部で算出された第１の画素同士の左右方向の第１の間隔と第１の画素の位置に基づいて、もしくは第２の画素同士の左右方向の第２の間隔と第２の画素の位置に基づいて、撮像部で撮像された画像の中から自車両の周辺にある車両を検出する。
【００１０】
したがって、雨天時や霧の発生時、薄暮時、夜間時などのようにコントラストが低く画像の中のエッジがはっきり見えないときには、エッジ量算出部によってエッジの量が少ないと判断されて、２次微分フィルタによって画像の中のわずかな濃度勾配からエッジを構成する第２の画素が検出され、また、画像の中のエッジがはっきり見えるときには、エッジ量算出部によってエッジの量が多いと判断されて、１次微分フィルタによってエッジを構成する第１の画素が検出されるため、撮像された画像のコントラストによらずに、安定して車両検出を行うことができる車両検出装置を提供することができる。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る車両検出装置は、自車両に搭載され、前記自車両の周辺を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された画像の中から、エッジを構成する第１の画素を１次微分フィルタによって検出する第１エッジ検出部と、前記画像の中から、エッジを構成する第２の画素を２次微分フィルタによって検出する第２エッジ検出部と、前記画像の中から、エッジの量を算出するエッジ量算出部と、前記第１の画素同士の左右方向の第１の間隔、もしくは前記第２の画素同士の左右方向の第２の間隔を算出するエッジ間隔算出部と、前記エッジ量算出部で算出された前記エッジの量が所定値よりも多いときには、前記第１エッジ検出部に対して、前記撮像部で撮像された画像の中から第１の画素を検出するように指示して、前記エッジ量算出部で算出された前記エッジの量が前記所定値よりも少ないときには、前記第２エッジ検出部に対して、前記撮像部で撮像された画像の中から第２の画素を検出するように指示するエッジ検出処理切替部と、を有し、前記エッジ間隔算出部で算出された、前記第１の間隔と前記第１の画素の位置、もしくは前記第２の間隔と前記第２の画素の位置とに基づいて、前記画像の中から前記自車両の周辺にある車両を検出することを特徴とする。
【００１２】
このように構成された本発明の請求項２に係る車両検出装置によれば、撮像部で撮像された自車両の周辺の画像の中から、エッジ量算出部がエッジの量を算出して、エッジ検出処理切替部が、エッジ量算出部によって算出されたエッジの量が所定値よりも多いときには、第１エッジ検出部に対して撮像部で撮像された画像の中から１次微分フィルタによって第１の画素を検出するように指示して、エッジの量が前記所定値よりも少ないときには、第２エッジ検出部に対して撮像部で撮像された画像の中から２次微分フィルタによって第２の画素を検出するように指示して、第１エッジ検出部と第２エッジ検出部が、エッジ検出処理切替部の指示に基づいて、撮像部で撮像された画像の中から第１の画素、もしくは第２の画素を検出して、エッジ間隔算出部が第１の画素同士の左右方向の第１の間隔、もしくは第２の画素同士の左右方向の第２の間隔を算出して、車両検出部がエッジ間隔算出部で算出された第１の画素同士の左右方向の第１の間隔と第１の画素の位置に基づいて、もしくは第２の画素同士の左右方向の第２の間隔と第２の画素の位置に基づいて、撮像部で撮像された画像の中から自車両の周辺にある車両を検出する。
【００１３】
したがって、第１エッジ検出部と第２エッジ検出部のうち、エッジ検出処理切替部によって指示された一方のエッジ検出部でのみエッジ検出を行えばよいため、処理の効率が高い車両検出装置を提供することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項６に係る車両検出装置を用いた車両システムは、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両検出装置を用いた車両システムであって、前記車両検出装置によって検出された車両と前記自車両との位置関係を算出する車両相対位置算出部と、前記車両相対位置算出部の算出結果に基づいて、警報を出力する必要性を判断する警報出力判断部と、前記警報出力判断部において警報の出力が必要であると判断されたときに警報を出力する警報出力部と、を有することを特徴とする。
【００１５】
このように構成された本発明の請求項６に係る車両検出装置を用いた車両システムによれば、車両検出装置によって精度高く検出された車両の位置に基づいて、車両相対位置算出部が、自車両と、検出された車両との相対位置関係を算出して、こうして算出された相対位置関係に基づいて、警報出力判断部が警報出力の必要性を判断し、警報出力判断部が警報が必要であると判断したときに警報出力部が警報を出力するため、精度の高い警報出力が可能な車両検出装置を用いた車両システムを提供することができる。
【００１６】
さらに、本発明の請求項７に係る車両検出装置を用いた車両システムは、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両検出装置を用いた車両システムであって、前記車両検出装置によって検出された車両と前記自車両との位置関係を算出する車両相対位置算出部と、前記車両相対位置算出部の算出結果に基づいて、前記自車両の挙動を制御する車両挙動制御部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
このように構成された本発明の請求項７に係る車両検出装置を用いた車両システムによれば、車両検出装置によって精度高く検出された車両の位置に基づいて、車両相対位置算出部が、自車両と、検出された車両との相対位置関係を算出して、こうして算出された相対位置関係に基づいて、車両挙動制御部が自車両の挙動を制御するため、精度の高い車両の挙動制御が可能な車両検出装置を用いた車両システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る車両検出装置によれば、撮像された画像のコントラストが低いときであっても、安定して車両検出を行うことができる車両検出装置を提供することができる。
【００１９】
さらに、本発明に係る車両検出装置を用いた車両システムによれば、精度の高い警報出力や自車両の挙動制御が可能な、車両検出装置を用いた車両システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１に係る車両検出装置を用いた衝突警報装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の車両検出部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】（１）は１次微分フィルタを説明する図である。（２）は２次微分フィルタを説明する図である。
【図４】（ａ）は生成されたｘｗ平面の例である。（ｂ）はｘｗ平面のピーク（ｘ，ｗ）が示す領域を画像Ｉ（ｘ，ｙ）上に設定した例である。（ｃ）車両の下端位置を検出する処理について説明する図である。
【図５】本発明の実施例１における処理の流れを示す概略フローチャートである。
【図６】本発明の実施例１において、エッジ量が所定値以上のときの車両検出処理の流れを示す概略フローチャートである。
【図７】本発明の実施例１において、エッジ量が所定値に満たないときの車両検出処理の流れを示す概略フローチャートである。
【図８】本発明の実施例２に係る車両検出装置を用いた衝突警報装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例２における処理の流れを示す概略フローチャートである。
【図１０】本発明の実施例２における、第１エッジ検出結果に基づく車両検出処理の流れを示す概略フローチャートである。
【図１１】本発明の実施例２における、第２エッジ検出結果に基づく車両検出処理の流れを示す概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る車両周辺監視装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２２】
本実施例は、車載されたカメラで自車両前方を監視して、自車両に接触する可能性のある車両が検出されたときに警報を出力する車両検出装置を用いた衝突警報装置に関するものである。
【００２３】
まず、図１を用いて装置の構成を説明する。本実施例に係る衝突警報装置５０は、図示しない自車両１０に設置され、自車両１０前方の画像を撮像するカメラ１００（撮像部）と、カメラ１００で撮像された画像の中から自車両１０以外の車両を検出する車両検出装置６０と、車両が検出されたときに、自車両１０から、検出された車両までの方向と距離を算出する車両相対位置算出部７０と、衝突の可能性を判断する警報出力判断部８０と、衝突の可能性が所定値以上であるときに警報を出力する警報出力部９０を備えている。
【００２４】
ここで、車両検出装置６０は、ＣＰＵやメモリ、Ｉ／Ｏ等を有するコンピュータによって構成されており、具体的には、一定周期で、カメラ１００（撮像部）で撮像された画像を取り込む画像取得部１５０と、画像取得部１５０で取得した画像の中から、エッジを構成する第１の画素を１次微分フィルタによって検出する第１エッジ検出部２２０と、画像取得部１５０で取得した画像の中から、エッジを構成する第２の画素を２次微分フィルタによって検出する第２エッジ検出部２３０と、画像取得部１５０で取得した画像の中から、エッジの量を算出するエッジ量算出部２４０と、第１の画素の左右方向の間隔、もしくは第２の画素の左右方向の間隔を算出するエッジ間隔算出部２５０と、エッジ間隔算出部２５０に対して、エッジ量算出部２４０で算出されたエッジの量が所定値Ｋよりも多いときには、第１エッジ検出部２２０によって検出された第１の画素の左右方向の間隔を算出するように指示して、エッジ量算出部２４０で算出されたエッジの量が所定値Ｋよりも少ないときには、第２エッジ検出部２３０によって検出された第２の画素の左右方向の間隔を算出するように指示するエッジ間隔算出処理切替部２６０と、エッジ間隔算出部２５０で算出された、エッジを構成する第１の画素同士の左右方向の間隔と第１の画素の位置、もしくは第２の画素同士の左右方向の間隔と第２の画素の位置に基づいて、画像取得部１５０で取得した画像の中から、自車両の周辺にある車両を検出する車両検出部２７０を備えている。なお、車両検出装置６０には、所定の処理がプログラミングされて、予め定められた周期で繰り返し処理を実行するようになっている。
【００２５】
車両検出部２７０は、さらに、図２に示すように、エッジ間隔算出部２５０で算出されたエッジを構成する画素の左右方向の間隔ｗと、左右のエッジを構成する画素の中央の位置ｘをｘｗ平面に投票するｘｗ平面生成部２７２と、生成されたｘｗ平面の中から、ピークを有する点（ｘ，ｗ）を検出するピーク検出部２７４と、ピーク検出部２７４で検出したピークを有する点（ｘ，ｗ）の位置に基づいて、車両の左右端位置を設定する車両左右端位置設定部２７６と、車両左右端位置設定部２７６で設定した車両の左右端位置に挟まれた領域の中から、車両の下端位置を設定する車両下端位置検出部２７８からなる。
【００２６】
次に、本実施形態に係る衝突警報装置５０の作用について、図１〜４と、図５〜７のフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
まず、全体の処理の流れを、図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００２８】
ステップＳ１００において、カメラ１００（撮像部）によって、自車両周辺の画像を撮像する。撮像された画像は、画像取得部１５０で取得される。こうして撮像された画像をＩ（ｘ，ｙ）とし、そのサイズを０≦ｘ≦ｍ−１、０≦ｙ≦ｎ−１とする。なお、本実施例では、車両の左右端、および下端がフレームアウトすることなく撮像された画像が使用されるものとする。
【００２９】
次に、ステップＳ１１０において、画像Ｉ（ｘ，ｙ）に対して、１次微分フィルタを用いてエッジの検出を行う。この処理は、第１エッジ検出部２２０において行われる。画像に１次微分フィルタを作用させることによって、隣り合った画素の濃淡値の差分値が算出され、これによって画像の中の濃度勾配の大きさと方向を求められる。
【００３０】
なお、エッジの検出は、一般には、画像に対して所定のフィルタを重ね合わせて、対応する画素同士の積和演算を行い、その結果をフィルタの中央に対応する画素の位置におけるエッジ強度、もしくはエッジ方向とすることによって実行される。
【００３１】
本実施例の場合、１次微分フィルタである図３（１）に示す３×３のフィルタ（Ｓｏｂｅｌフィルタ）を作用させるものとする。図３（１）のフィルタによってエッジ検出を行うと、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中の上下方向に延びる縦エッジが検出される。図３（１）のフィルタを作用させて得られたエッジ強度が格納された画像を、第１エッジ強度画像Ｊ１（ｘ，ｙ）とする。なお、縦エッジを検出するフィルタは、図３（１）に示したフィルタに限定されるものではなく、１次微分の効果を有するフィルタであれば、その他の係数を有するフィルタを用いてもよいし、図３（１）と異なるサイズのフィルタを用いてもよい。
【００３２】
そして、生成された第１エッジ強度画像Ｊ１（ｘ，ｙ）に対して、エッジ強度が所定値以上である画素を抽出し、エッジ強度が所定値以上である画素が、画像の左右方向に連続して抽出されたときには、その中点の画素を抽出して、画像の左右方向の幅が１であるような、エッジを構成する第１の画素で形成された画像を生成する。生成された画像を第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）とする。ここで、エッジを構成する画素にはＪ１２（ｘ，ｙ）＝１が格納され、それ以外の画素にはＪ１２（ｘ，ｙ）＝０が格納される。
【００３３】
次に、ステップＳ１２０において、画像Ｉ（ｘ，ｙ）に対して、２次微分フィルタを用いてエッジの検出を行う。この処理は、第２エッジ検出部２３０において行われる。画像に２次微分フィルタを作用させることによって、１次微分フィルタでは検出できない緩やかな濃度勾配を検出することができるため、画像Ｉ（ｘ，ｙ）のコントラストが低くても、エッジを構成する画素を検出することができる。
【００３４】
本実施例の場合、２次微分フィルタである図３（２）に示す３×３のフィルタ（ラプラシアンフィルタ）を作用させるものとする。図３（２）のフィルタを作用させて得られたエッジの強度が格納された画像を、第２エッジ強度画像Ｊ２（ｘ，ｙ）とする。なお、エッジを検出するフィルタは、図３（２）に示したフィルタに限定されるものではなく、２次微分の効果を有するフィルタであれば、その他の係数を有するフィルタを用いてもよいし、図３（２）と異なるサイズのフィルタを用いてもよい。
【００３５】
そして、生成された第２エッジ強度画像Ｊ２（ｘ，ｙ）に対して、エッジ強度が所定値以上である画素を抽出し、エッジ強度が所定値以上である画素が、画像の左右方向に連続して抽出されたときには、その中点の画素を抽出して、画像の左右方向の幅が１であるような、エッジを構成する第２の画素で形成された画像を生成する。生成された画像を第２エッジ構成点画像Ｊ２２（ｘ，ｙ）とする。ここで、エッジを構成する画素にはＪ２２（ｘ，ｙ）＝１が格納され、それ以外の画素にはＪ２２（ｘ，ｙ）＝０が格納される。
【００３６】
次に、ステップＳ１３０において、エッジ量算出部２４０の作用によって、画像取得部１５０で取得した画像の中のエッジの量が算出される。ステップＳ１３０では、画像Ｉ（ｘ，ｙ）をフーリエ変換して空間周波数成分の分布を算出し、予め設定された所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値を求める。所定の空間周波数ｆは、予め実験によって決めた値が設定される。
【００３７】
次に、ステップＳ１４０において、エッジ間隔算出処理切替部２６０の作用によって、エッジ量算出部２４０で算出された、所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値が所定値Ｋよりも多いか否かが判定される。
【００３８】
画像の中の高い空間周波数成分の量は、その画像の中のエッジの量と相関が高く、一般に、画像の中に高い空間周波数成分が多いほど、その画像の中にはエッジが多い。そして、ステップＳ１４０において、所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値が所定値Ｋよりも大きいときは、エッジの量が多いと判断されてステップＳ１５０に進み、一方、所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値が所定値Ｋよりも小さいときは、エッジの量が少ないと判断されてステップＳ１７０に進む。
【００３９】
次に、ステップＳ１５０またはステップＳ１７０において、エッジ間隔算出部２５０と車両検出部２７０の作用によって車両が検出される。ステップＳ１５０の中で行われる処理の詳細を図６に示し、ステップＳ１７０の中で行われる処理の詳細を図７に示すが、その内容については後述する。
【００４０】
次に、ステップＳ１９０において、車両相対位置算出部７０の作用によって、ステップＳ１５０またはステップＳ１７０で検出された車両と自車両１０の相対位置関係が算出される。
【００４１】
ステップＳ１９０では、まず、ステップＳ１５０またはステップＳ１７０において画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中から検出された車両の下端位置ｙ０と、カメラ１００（撮像部）の取り付け位置、取り付け方向に基づいて、自車両１０から、検出された車両までのおおよその距離を求める。
【００４２】
次に、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中から検出された車両の左右方向の位置ｘと、カメラ１００（撮像部）の取り付け位置、取り付け方向に基づいて、検出された車両のおおよその方向を求める。
【００４３】
そして、警報出力判断部８０の作用によって、検出された車両までの距離と方向、および、自車両１０の速度と進行方向に基づいて、警報出力が必要か否かが判断される。
【００４４】
ステップＳ１９０において、自車両１０から、検出された車両までのおおよその距離が所定値以下であるとき、かつ、自車両１０の進行方向と自車両１０から見た検出された車両のおおよその方向のずれが所定値以下であるときには、警報出力が必要であると判定されて、ステップＳ２００において警報出力部９０から警報を出力して、運転者に注意を促す。
【００４５】
一方、ステップＳ１９０において警報出力が不要であると判定されると、図５の処理を終了する。
【００４６】
次に、図５のステップＳ１５０で行われる車両を検出する処理の詳細について、図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００４７】
まず、ステップＳ１５１において、第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）の中からエッジを構成する点を探すために、画像の中の位置を指し示す値をｘ＝０、ｙ＝０にセットする。
【００４８】
次に、ステップＳ１５２において、第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）の中から、エッジを構成する第１の画素同士の左右方向のペアを探す処理を行う。この処理はエッジ間隔算出部２５０において行われる。
【００４９】
具体的には、第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）の中を、左から右、上から下の順に探索して、Ｊ１２（ｘ，ｙ）＝１である画素を探索する。
【００５０】
ステップＳ１５２において、条件に該当する画素Ｅ１が見つかったら、その画素Ｅ１（xE１，ｙE１）を基準として、画素Ｅ１（xE１，ｙE１）の右方向で、次に出現するＪ１２（ｘ，ｙ）＝１である画素Ｅ２を探索する。
【００５１】
そして、画素Ｅ２（xE２，ｙE１）が見つかったら、画素Ｅ１と画素Ｅ２の左右方向の第１の間隔Ｗ１を算出する。この場合、第１の間隔Ｗ１は、Ｗ１＝xE２−xE１となる。このとき、ペアになるエッジ構成点同士は、エッジの方向が約１８０°ずれたものになるような条件で探索される。これは、車両の左右端では約１８０°ずれた方向を有する縦エッジが検出されるため、車両の左右端に該当しない縦エッジペアを極力探索しないようにして、縦エッジペア探索の効率を向上させるためである。エッジの方向が１８０°ずれていることは、ペアになるエッジ構成点の互いのエッジ強度を、第１エッジ強度画像Ｊ１（ｘ，ｙ）に格納されたエッジ強度を参照して判断する。具体的には、ペアになるエッジ構成点の画素のエッジ強度が、お互いに補数の関係になっていることを確認すればよい。
【００５２】
次に、ステップＳ１５３において、ステップＳ１５２で検出されたエッジを構成する第１の画素同士の左右方向の第１の間隔Ｗ１が、予め設定された所定の幅ｗｔｈよりも大きいか否かが判断される。この処理もエッジ間隔算出部２５０において行われる。なお、ステップＳ１５３において、Ｗ１＞ｗｔｈとなったときは、ステップＳ１５６に進み、上下方向の位置ｙをインクリメントして、ステップＳ１５２に戻ってエッジペアの探索を続行する。
【００５３】
なお、ステップＳ１５２およびステップＳ１５３の処理は、画素Ｅ１（xE１，ｙE１）に対して１つ目の縦エッジペアとなる画素Ｅ２（xE２，ｙE１）が見つかった後も、画像の上下方向の位置ｙ＝ｙE１において、Ｗ１≦ｗｔｈの条件を満たす範囲内で、画素Ｅ１（xE１，ｙE１）のペアになるエッジ構成点が見つかるまで継続される。
【００５４】
次に、ステップＳ１５４において、ｘｗ平面生成部２７２の作用によって、算出された縦エッジの左右方向の第１の間隔Ｗ１と、左右の縦エッジ構成点の中央の位置ｘ＝（xE１＋xE２）／２が、ｘｗ平面の中の対応する点に対して投票（該当する画素の濃淡値を１インクリメントする）される。
【００５５】
ステップＳ１５２とステップＳ１５３の処理を、第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）の左右方向の位置ｘをインクリメントしながら（ステップＳ１５５）、また第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）の上下方向の位置ｙをインクリメントしながら（ステップＳ１５６）繰り返す。
【００５６】
次に、ステップＳ１５７において、ピーク検出部２７４の作用によって、生成されたｘｗ平面の中からエッジペアを構成するエッジ構成点が多く存在することによって生じた、ピークを有する画素（ｘ，ｗ）の検出を行う。なお、エッジのペアは、必ずしも車両の両端のみによって生じるものではなく、車両のナンバープレートやテールランプ、あるいはガードレールや電柱等によっても、ピークを生じる可能性がある。したがって、ステップＳ１５７では、まず、ｘｗ平面の中の、予め設定された値以下の投票値を有する点は、車両を表すピークではないと判断してこれをリジェクトとする。そして、リジェクトされずに残った点について、ピークを有する画素の検出を行う。こうして検出されたｘｗ平面の中の画素（ｘ，ｗ）が、車両領域を表す。
【００５７】
次に、ステップＳ１５８において、ステップＳ１５７で検出されたｘｗ平面のピークを有する点に対応する左右端位置が逆算されて、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中に設定される。この処理は、車両左右端位置設定部２７６において行われる。具体的には、図４（ａ）に示すｘｗ平面のピーク（ｘ，ｗ）から、それに対応する左右端位置とその中央位置を逆算して、逆算された位置が、図４（ｂ）に示すように画像Ｉ（ｘ，ｙ）上に設定される。
【００５８】
なお、ｘｗ平面から検出したピークを有する点の位置のみでは画像の上下方向における車両の位置を特定することができないため、ステップＳ１５９において、車両下端位置検出部２７８の作用によって、車両の下端位置を検出する処理が行われる。
【００５９】
車両の下端には水平方向に延びるエッジ成分が多く含まれているため、図４（ｃ）に示すように、ステップＳ１５８で設定された車両の左右端に挟まれた領域の中で、横方向のエッジ強度を算出する。
【００６０】
そして、水平エッジの強度が高い画素を、図４（ｃ）に示すように画像Ｉ（ｘ，ｙ）の水平方向に投影して、生成された投影データの中から、頻度が所定値を超える位置を求めて、こうして求められた位置ｙ＝ｙ０に車両の下端があるものと判断する。
【００６１】
ステップＳ１５７で検出された全てのピークに対して、ステップＳ１５８とステップＳ１５９が実行され、その後、図５のステップＳ１９０に進む。
【００６２】
次に、図５のステップＳ１７０で行われる車両を検出する処理の詳細について、図７のフローチャートに基づいて説明するが、ステップＳ１７０で行われる処理の流れは、ステップＳ１５０の処理（図６のステップＳ１５１からＳ１５９の処理）の流れとほぼ同様であるため、相違点のみ説明する。
【００６３】
ステップＳ１７０の処理は、ステップＳ１４０において、エッジの量が少ないと判断されたとき、すなわち所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値が所定値Ｋよりも小さいときに行われる。
【００６４】
そして、ステップＳ１７２において、第２エッジ構成点画像Ｊ２２（ｘ，ｙ）の中から、エッジを構成する第２の画素の左右方向のペアを探す処理が行われる。この処理はエッジ間隔算出部２５０において行われる。
【００６５】
具体的には、第２エッジ構成点画像Ｊ２２（ｘ，ｙ）の中を、左から右、上から下の順に探索して、Ｊ２２（ｘ，ｙ）＝１である画素を探索する。
【００６６】
ステップＳ１７２において、条件に該当する画素Ｅ１が見つかったら、その画素Ｅ１（xE１，ｙE１）を基準として、画素Ｅ１（xE１，ｙE１）の右方向で、次に出現するＪ２２（ｘ，ｙ）＝１である画素Ｅ２を探索する。
【００６７】
そして、画素Ｅ２（xE２，ｙE１）が見つかったら、画素Ｅ１と画素Ｅ２の左右方向の第２の間隔Ｗ２を算出する。この場合、第２の間隔Ｗ２は、Ｗ２＝xE２−xE１となる。このとき、ペアになるエッジ構成点同士は、エッジの方向が約１８０°ずれたものになるような条件で探索される。これは、車両の左右端では約１８０°ずれた方向を有する縦エッジが検出されるため、車両の左右端に該当しない縦エッジペアを極力探索しないようにして、縦エッジペア探索の効率を向上させるためである。エッジの方向が１８０°ずれていることは、ペアになるエッジ構成点の互いのエッジ強度を、第２エッジ強度画像Ｊ２（ｘ，ｙ）に格納されたエッジ強度を参照して判断する。具体的には、ペアになるエッジ構成点の画素のエッジ強度が、お互いに補数の関係になっていることを確認すればよい。
【００６８】
その後は、ステップＳ１５０で行われる処理と同様の処理が実行されて、ステップＳ１７８で車両の左右端位置が設定され、ステップＳ１７９で車両の下端位置が検出される。
【００６９】
そして、ステップＳ１７７で検出されたｘｗ平面の全てのピークに対して、ステップＳ１７８とステップＳ１７９が実行され、その後、図５のステップＳ１９０に進む。
【００７０】
なお、本実施例において、警報を出力するだけでなく、警報が必要であると判定されたときに、より積極的に車両を制御することも可能である。
【００７１】
すなわち、車両検出装置６０に、さらに車両の挙動を制御する車両挙動制御部を設けて、車両相対位置算出部７０において算出した車両の相対位置に基づいて、検出した車両に衝突するおそれがあると判断されたときは、車両挙動制御部の作用によって、自車両１０に搭載された制動アクチュエータを作動させて車両を減速させて、衝突を回避するようにしてもよい。
【００７２】
あるいは、車両挙動制御部の作用によって、自車両１０に搭載された操舵アクチュエータを作動させて自車両１０の進行方向を変更して、衝突を回避するようにしてもよい。
【００７３】
一方、ステップＳ１９０において、自車両１０が、検出した車両に衝突するおそれがないと判定されると、図５の処理が終了する。そして、再び次の画像の撮像を行って、同様の処理が繰り返される。
【００７４】
以上説明したように、このように構成された本発明の車両検出装置６０を用いた衝突警報装置５０によれば、カメラ１００（撮像部）で撮像された自車両１０の周辺の画像の中から、第１エッジ検出部２２０がエッジを構成する第１の画素を１次微分フィルタによって検出して、第２エッジ検出部２３０がエッジを構成する第２の画素を２次微分フィルタによって検出して、エッジ間隔算出処理切替部２６０が、エッジ量算出部２４０によって算出されたエッジの量（所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値）が所定値Ｋよりも多いと判断したときには、エッジ間隔算出部２５０に対して、第１エッジ検出部２２０で検出した第１の画素同士の左右方向の第１の間隔Ｗ１を算出するように指示して、エッジ量算出部２４０によって算出されたエッジの量が所定値Ｋよりも少ないと判断したときには、エッジ間隔算出部２５０に対して、第２エッジ検出部２３０で検出した第２の画素同士の左右方向の第２の間隔Ｗ２を算出するように指示して、エッジ間隔算出部２５０がエッジ間隔算出処理切替部２６０の指示に基づいて、第１エッジ検出部２２０によって検出された第１の画素同士の第１の間隔Ｗ１、もしくは第２エッジ検出部２３０によって検出された第２の画素同士の左右方向の第２の間隔Ｗ２を算出して、車両検出部２７０がエッジ間隔算出部２５０で算出された第１の画素同士の左右方向の第１の間隔Ｗ１と第１の画素の位置に基づいて、もしくは第２の画素同士の左右方向の第２の間隔Ｗ２と第２の画素の位置に基づいて、カメラ１００で撮像された画像の中から自車両１０の周辺にある車両を検出するため、雨天時や霧の発生時、薄暮時、夜間時などのようにコントラストが低く画像の中のエッジがはっきり見えないときには、エッジ量算出部２４０によってエッジの量が少ないと判断されて、２次微分フィルタによって画像の中のわずかな濃度勾配からエッジを構成する第２の画素が検出され、また、画像の中のエッジがはっきり見えるときには、エッジ量算出部２４０によってエッジの量が多いと判断されて、１次微分フィルタによってエッジを構成する第１の画素が検出されるため、撮像された画像のコントラストによらずに、安定して車両検出を行うことができる車両検出装置６０を提供することができる。
【００７５】
また、本発明の車両検出装置６０を用いた衝突警報装置５０によれば、車両検出装置６０によって精度高く検出された車両の位置に基づいて、車両相対位置算出部７０が、自車両１０と検出された車両との相対位置関係を算出して、こうして算出された相対位置関係に基づいて、警報出力判断部８０が警報出力の必要性を判断し、警報出力判断部８０が、警報出力が必要であると判断したときに、警報出力部９０が警報を出力するため、精度の高い警報出力が可能な、車両検出装置を用いた車両システムを提供することができる。
【００７６】
なお、本実施例において、エッジ間隔算出処理切替部２６０は独立した構成要素として説明したが、エッジ間隔算出処理切替部２６０の機能を、エッジ量算出部２４０に盛り込んで、エッジ量算出部２４０の中でエッジ間隔算出処理切替部２６０の機能を実現してもよい。
【００７７】
その場合、エッジ量算出部２４０で算出されたエッジの量（所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値）が所定値Ｋよりも多いときには、エッジ量算出部２４０からエッジ間隔算出部２５０に対して、第１エッジ検出部２２０で検出した第１の画素同士の左右方向の第１の間隔Ｗ１を算出することが指示されて、エッジ量算出部２４０で算出されたエッジの量が所定値Ｋよりも少ないときには、エッジ量算出部２４０からエッジ間隔算出部２５０に対して、第２エッジ検出部２３０で検出した第２の画素同士の左右方向の第２の間隔Ｗ２を算出することが指示される構成になる。
【００７８】
また、本実施例において、エッジ量算出部２４０では、画像Ｉ（ｘ，ｙ）をフーリエ変換して空間周波数成分の分布を算出し、所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値を求めて、この総和値に基づいてエッジの量を判定したが、エッジの量の算出方法は、その方法に限定されるものではない。
【００７９】
すなわち、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の濃度勾配に基づいてエッジの量を算出してもよい。具体的には、画像Ｉ（ｘ，ｙ）から、ヒストグラムに基づいた濃度勾配に関するＨＯＧ(Histogram of Oriented Gradients）特徴量を算出して、このＨＯＧ特徴量に基づいて、エッジの量を算出してもよい。
【００８０】
例えば、画像Ｉ（ｘ,ｙ）の画素（ｘ,ｙ）における濃度勾配の大きさＧ（ｘ,ｙ）と濃度勾配の方向ｄ（ｘ,ｙ）は、それぞれ、以下のように算出される。
Ｇ（ｘ,ｙ）＝（ｆｘ（ｘ,ｙ）２＋ｆｙ（ｘ,ｙ）２）１／２               （式１）
ｄ（ｘ,ｙ）＝  tan-1(ｆｙ（ｘ,ｙ）／ｆｘ（ｘ,ｙ）)                    （式２）
ただし、ｆｘ（ｘ,ｙ）＝Ｉ（ｘ＋１,ｙ）−Ｉ（ｘ−１,ｙ）              （式３）
また、ｆｙ（ｘ,ｙ）＝Ｉ（ｘ,ｙ＋１）−Ｉ（ｘ,ｙ−１）                （式４）
【００８１】
このとき、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中に設定した複数の部分領域に対して、（式２）で算出した濃度勾配の方向ｄ（ｘ,ｙ）のヒストグラムを作成する。これによって、部分領域の数だけのヒストグラムが作成される。
【００８２】
ヒストグラムの投票時には、各画素の濃度勾配の方向ｄ（ｘ,ｙ）に対応したヒストグラムの横軸の位置に、その画素の濃度勾配の大きさＧ（ｘ,ｙ）の値を投票することによって、ヒストグラムの縦軸に、濃度勾配の大きさＧ（ｘ,ｙ）に対応する値が格納された勾配ヒストグラムＨ（ｄ）が作成される。
【００８３】
次に、勾配ヒストグラムＨ（ｄ）から、部分領域の中の濃度勾配の大きさを表すノルムＮＧを算出して、さらに、作成された勾配ヒストグラムＨ（ｄ）から、部分領域の中の濃度勾配の方向の乱雑さを表すエントロピーＥＧを算出する。
【００８４】
ノルム（ユークリッドノルム）ＮＧは、（式５）によって算出される。
ＮＧ＝ΣｄＨ（ｄ）                    （式５）
【００８５】
ノルムＮＧは、濃度勾配が大きいほど、すなわち、エッジの量が多いほど大きい値をとる。
【００８６】
また、エントロピーＥＧは、（式６）で算出される。
ＥＧ＝  Σｄ（−ｐ(ｄ)log2(ｐ(ｄ))）    （式６）
【００８７】
ｐ（ｄ）は、勾配ヒストグラムＨ（ｄ）から算出される、濃度勾配の方向がｄになる確率(ヒストグラムの面積に占める、濃度勾配の方向がｄである濃度勾配の大きさの割合)である。そして、勾配ヒストグラムＨ（ｄ）の中に格納された濃度勾配の方向が、様々な方向を向いているほど、すなわち、部分領域の中に様々な方向のエッジが含まれて、乱雑さが高いときほど、エントロピーＥＧは大きい値をとる。
【００８８】
このようにして算出されたノルムＮＧの値とエントロピーＥＧの値によって、部分領域の中のエッジの量を数値化することができる。
【００８９】
すなわち、ノルムＮＧが大きいほど、またエントロピーＥＧが大きいほど大きい値をとる関数を設定して、この関数によって算出された関数の値を画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中のエッジの量を表す値とすることができる。設定する関数は、例えばαＮＧ＋βＥＧ（α＞０、β＞０）とすればよい。なお、設定された複数の部分領域のそれぞれから、ノルムＮＧとエントロピーＥＧが算出されるため、それらに対応する複数の関数の値に基づいて、エッジの量を判断すればよい。
【００９０】
そして、この関数の値にしきい値を設定して、関数の値が設定されたしきい値よりも大きいときはエッジの量が多いと判断し、関数の値が設定されたしきい値よりも小さいときはエッジの量が少ないと判断することができる。
【００９１】
このような、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の濃度勾配に基づいてエッジの量を算出する方法によると、明るさの変動に対して、より一層安定してエッジの量を算出することができる。
【００９２】
また、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中のエッジを構成する画素の密度に基づいてエッジの量を算出するようにしてもよい。
【００９３】
具体的には、画像Ｉ（ｘ，ｙ）を複数の部分領域に分割して、第１エッジ検出部２２０で検出された、エッジを構成する第１の画素の密度を求めて、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中エッジの量を判断することができる。すなわち、エッジを構成する第１の画素からなる第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）において、各部分領域の中のＪ１２（ｘ，ｙ）＝１である画素の総数を、各部分領域におけるエッジを構成する画素の密度として算出することができる。
【００９４】
こうして算出された密度にしきい値を設定して、密度の値が設定されたしきい値よりも大きいときは、その部分領域はエッジの量が多いと判断し、密度の値が設定されたしきい値よりも小さいときは、その部分領域はエッジの量が少ないと判断することができる。
【００９５】
密度を用いてエッジの量を算出する方法によると、部分領域毎にエッジの量を評価することができるため、部分領域毎に、第１エッジ検出部で検出された第１の画素を用いて第１のエッジ間隔を算出するか、もしくは第２エッジ検出部で検出された第２の画素を用いて第２のエッジ間隔を算出するかを切り替えることができるため、撮像された画像の中に、部分的にコントラストが低い領域が存在しても、安定して車両検出を行うことができる車両検出装置を提供することができる。
【００９６】
また、本実施例では、カメラ１００（撮像部）は自車両１０前方の画像を撮像して車両の検出を行ったが、これは、自車両１０前方の画像に限定されるものではない。すなわち、カメラ１００（撮像部）で自車両１０の後方の画像を撮像して、自車両１０が後退する際に、自車両１０の後方にある車両を検出して、検出された車両と衝突する可能性があるときに警報を出力する構成とすることも可能である。さらに、カメラ１００（撮像部）で自車両１０の後側方の画像を撮像して、撮像された画像の中から車両を検出して、自車両１０が車線変更を行う際に、検出された車両と衝突する可能性があるときに、警報を出力する構成とすることも可能である。
【実施例２】
【００９７】
次に、本発明に係る車両検出装置を用いた車両システムの第２の実施例について、車載されたカメラで自車両前方を監視して、自車両に接触する可能性のある車両が検出されたときに警報を出力する車両検出装置を用いた衝突警報装置を例にあげて説明する。
【００９８】
まず、図８を用いて装置の構成を説明する。本実施例に係る衝突警報装置５２は、図示しない自車両１０に設置され、自車両１０前方の画像を撮像するカメラ１００（撮像部）と、カメラ１００で撮像された画像の中から自車両１０以外の車両を検出する車両検出装置６２と、車両が検出されたときに、自車両１０から、検出された車両までの方向と距離を算出する車両相対位置算出部７０と、衝突の可能性を判断する警報出力判断部８０と、衝突の可能性が所定値以上であるときに警報を出力する警報出力部９０を備えている。
【００９９】
ここで、車両検出装置６２は、ＣＰＵやメモリ、Ｉ／Ｏ等を有するコンピュータによって構成されており、具体的には、一定周期で、カメラ１００（撮像部）で撮像された画像を取り込む画像取得部１５０と、画像取得部１５０で取得した画像の中から、エッジを構成する第１の画素を１次微分フィルタによって検出する第１エッジ検出部２２０と、画像取得部１５０で取得した画像の中から、エッジを構成する第２の画素を２次微分フィルタによって検出する第２エッジ検出部２３０と、画像取得部１５０で取得した画像の中から、エッジの量を算出するエッジ量算出部２４０と、エッジ量算出部２４０で算出されたエッジの量が所定値Ｋよりも多いときには、第１エッジ検出部２２０に対して、エッジを構成する第１の画素を検出するように指示して、エッジ量算出部２４０で算出されたエッジの量が所定値Ｋよりも少ないときには、第２エッジ検出部２３０に対して、エッジを構成する第２の画素を検出するように指示するエッジ検出処理切替部２６５と、第１の画素同士の左右方向の間隔、もしくは第２の画素同士の左右方向の間隔を算出するエッジ間隔算出部２５０と、エッジ間隔算出部２５０で算出された、エッジを構成する第１の画素同士の左右方向の間隔と第１の画素の位置、もしくは第２の画素同士の左右方向の間隔と第２の画素の位置に基づいて、画像取得部１５０で取得した画像の中から、自車両の周辺にある車両を検出する車両検出部２７０を備えている。なお、車両検出装置６２には、所定の処理がプログラミングされて、予め定められた周期で繰り返し処理を実行するようになっている。
【０１００】
車両検出部２７０は、さらに、図２に示すように、エッジ間隔算出部２５０で算出されたエッジを構成する画素同士の左右方向の間隔ｗと、左右のエッジを構成する画素の中央の位置ｘをｘｗ平面に投票するｘｗ平面生成部２７２と、生成されたｘｗ平面の中から、ピークを有する点（ｘ，ｗ）を検出するピーク検出部２７４と、ピーク検出部２７４で検出したピークを有する点（ｘ，ｗ）の位置に基づいて、車両の左右端位置を設定する車両左右端位置設定部２７６と、車両左右端位置設定部２７６で設定した車両の左右端位置に挟まれた領域の中から、車両の下端位置を設定する車両下端位置検出部２７８からなる。
【０１０１】
次に、本実施形態に係る衝突警報装置５２の作用について、図９〜１１のフローチャートに基づいて説明する。
【０１０２】
まず、全体の処理の流れを、図９のフローチャートに基づいて説明する。
【０１０３】
ステップＳ３００において、カメラ１００（撮像部）によって、自車両周辺の画像を撮像する。撮像された画像は、画像取得部１５０で取得される。こうして撮像された画像をＩ（ｘ，ｙ）とし、そのサイズを０≦ｘ≦ｍ−１、０≦ｙ≦ｎ−１とする。なお、本実施例では、車両の左右端、および下端がフレームアウトすることなく撮像された画像が使用されるものとする。
【０１０４】
次に、ステップＳ３１０において、エッジ量算出部２４０の作用によって、画像取得部１５０で取得した画像の中のエッジの量が算出される。ステップＳ３１０では、画像Ｉ（ｘ，ｙ）をフーリエ変換して空間周波数成分の分布を算出し、予め設定された所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値が求められる。
【０１０５】
次に、ステップＳ３２０において、エッジ検出処理切替部２６５の作用によって、エッジ量算出部２４０で算出された、所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値が所定値Ｋよりも多いか否かが判定される。
【０１０６】
ステップＳ３２０において、所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値が所定値Ｋよりも大きいときは、エッジの量が多いと判断されてステップＳ３３０に進み、一方、所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値が所定値Ｋよりも小さいときは、エッジの量が少ないと判断されてステップＳ３５０に進む。
【０１０７】
次に、ステップＳ３３０において、画像Ｉ（ｘ，ｙ）に対して、１次微分フィルタを用いてエッジの検出を行う。この処理は、第１エッジ検出部２２０において行われる。画像に１次微分フィルタを作用させることによって、隣り合った画素の濃淡値の差分値が算出され、これによって画像の中の濃度勾配の大きさと方向が求められる。
【０１０８】
本実施例の場合、１次微分フィルタである図３（１）に示す３×３のフィルタ（Ｓｏｂｅｌフィルタ）を作用させるものとする。図３（１）のフィルタによってエッジ検出を行うと、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中の上下方向に延びる縦エッジが検出される。図３（１）のフィルタを作用させて得られたエッジ強度が格納された画像を、第１エッジ強度画像Ｊ１（ｘ，ｙ）とする。なお、縦エッジを検出するフィルタは、図３（１）に示したフィルタに限定されるものではなく、１次微分の効果を有するフィルタであれば、その他の係数を有するフィルタを用いてもよいし、図３（１）と異なるサイズのフィルタを用いてもよい。
【０１０９】
そして、生成された第１エッジ強度画像Ｊ１（ｘ，ｙ）に対して、エッジ強度が所定値以上である画素を抽出し、エッジ強度が所定値以上である画素が、画像の左右方向に連続して抽出されたときには、その中点の画素を抽出して、画像の左右方向の幅が１であるような、エッジを構成する第１の画素で形成された画像を生成する。生成された画像を第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）とする。ここで、エッジを構成する画素にはＪ１２（ｘ，ｙ）＝１が格納され、それ以外の画素にはＪ１２（ｘ，ｙ）＝０が格納されて、ステップＳ３４０の処理に進む。
【０１１０】
一方、ステップＳ３２０においてエッジの量が少ないと判断されると、ステップＳ３５０に進む。
【０１１１】
ステップＳ３５０では、画像Ｉ（ｘ，ｙ）に対して、２次微分フィルタを用いてエッジの検出を行う。この処理は、第２エッジ検出部２３０において行われる。画像に２次微分フィルタを作用させることによって、１次微分フィルタでは検出できない緩やかな濃度勾配を検出することができるため、画像Ｉ（ｘ，ｙ）のコントラストが低くても、エッジを構成する画素を検出することができる。
【０１１２】
本実施例の場合、２次微分フィルタである図３（２）に示す３×３のフィルタ（ラプラシアンフィルタ）を作用させるものとする。図３（２）のフィルタを作用させて得られたエッジの強度が格納された画像を、第２エッジ強度画像Ｊ２（ｘ，ｙ）とする。なお、エッジを検出するフィルタは、図３（２）に示したフィルタに限定されるものではなく、２次微分の効果を有するフィルタであれば、その他の係数を有するフィルタを用いてもよいし、図３（２）と異なるサイズのフィルタを用いてもよい。
【０１１３】
そして、生成された第２エッジ強度画像Ｊ２（ｘ，ｙ）に対して、エッジ強度が所定値以上である画素を抽出し、エッジ強度が所定値以上である画素が、画像の左右方向に連続して抽出されたときには、その中点の画素を抽出して、画像の左右方向の幅が１であるような、エッジを構成する第２の画素で形成された画像を生成する。生成された画像を第２エッジ構成点画像Ｊ２２（ｘ，ｙ）とする。ここで、エッジを構成する画素にはＪ２２（ｘ，ｙ）＝１が格納され、それ以外の画素にはＪ２２（ｘ，ｙ）＝０が格納されて、ステップＳ３６０の処理に進む。
【０１１４】
次に、ステップＳ３４０またはステップＳ３６０において、エッジ間隔算出部２５０と車両検出部２７０の作用によって車両が検出される。ステップＳ３４０の中で行われる処理の詳細を図１０に示し、ステップＳ３６０の中で行われる処理の詳細を図１１に示すが、その内容については後述する。
【０１１５】
次に、ステップＳ４００において、車両相対位置算出部７０の作用によって、ステップＳ３４０またはステップＳ３６０で検出された車両と自車両１０の相対位置関係が算出される。
【０１１６】
ステップＳ４００では、まず、ステップＳ３４０またはステップＳ３６０において画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中から検出された車両の下端位置ｙ０と、カメラ１００（撮像部）の取り付け位置、取り付け方向に基づいて、自車両１０から、検出された車両までのおおよその距離を求める。
【０１１７】
次に、車両の左右端の中央位置として検出された車両の左右方向の位置ｘと、カメラ１００（撮像部）の取り付け位置、取り付け方向に基づいて、検出された車両のおおよその方向を求める。
【０１１８】
そして、警報出力判断部８０の作用によって、検出された車両までの距離と方向、および、自車両１０の速度と進行方向に基づいて、警報出力が必要か否かが判断される。
【０１１９】
ステップＳ４００において、自車両１０から、検出された車両までのおおよその距離が所定値以下であるとき、かつ、自車両１０の進行方向と自車両１０から見た検出された車両のおおよその方向のずれが所定値以下であるときには、警報出力が必要であると判定されて、ステップＳ４１０において警報出力部９０から警報を出力して、運転者に注意を促す。
【０１２０】
一方、ステップＳ４００において警報出力が不要であると判定されると、図９の処理を終了する。
【０１２１】
次に、図９のステップＳ３４０で行われる車両を検出する処理の詳細について、図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【０１２２】
まず、ステップＳ３４１において、第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）の中からエッジを構成する点を探すために、画像の中の位置を指し示す値をｘ＝０、ｙ＝０にセットする。
【０１２３】
次に、ステップＳ３４２において、第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）の中から、エッジを構成する第１の画素の左右方向のペアを探す処理を行う。この処理はエッジ間隔算出部２５０において行われる。
【０１２４】
具体的には、第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）の中を、左から右、上から下の順に探索して、Ｊ１２（ｘ，ｙ）＝１である画素を探索する。
【０１２５】
ステップＳ３４２において、条件に該当する画素Ｅ１が見つかったら、その画素Ｅ１（xE１，ｙE１）を基準として、画素Ｅ１（xE１，ｙE１）の右方向で、次に出現するＪ１２（ｘ，ｙ）＝１である画素Ｅ２を探索する。
【０１２６】
そして、画素Ｅ２（xE２，ｙE１）が見つかったら、画素Ｅ１と画素Ｅ２の左右方向の第１の間隔Ｗ１を算出する。この場合、第１の間隔Ｗ１は、Ｗ１＝xE２−xE１となる。このとき、ペアになるエッジ構成点同士は、エッジの方向が約１８０°ずれたものになるような条件で探索される。これは、車両の左右端では約１８０°ずれた方向を有する縦エッジが検出されるため、車両の左右端に該当しない縦エッジペアを極力探索しないようにして、縦エッジペア探索の効率を向上させるためである。エッジの方向が１８０°ずれていることは、ペアになるエッジ構成点の互いのエッジ強度を、第１エッジ強度画像Ｊ１（ｘ，ｙ）に格納されたエッジ強度を参照することによって判断される。具体的には、ペアになるエッジ構成点の画素のエッジ強度が、お互いに補数の関係になっていることを確認すればよい。
【０１２７】
次に、ステップＳ３４３において、ステップＳ３４２で検出されたエッジを構成する第１の画素同士の左右方向の第１の間隔Ｗ１が、予め設定された所定の幅ｗｔｈよりも大きいか否かが判断される。この処理もエッジ間隔算出部２５０において行われる。なお、ステップＳ３４３において、Ｗ１＞ｗｔｈとなったときは、ステップＳ３４６に進み、上下方向の位置ｙをインクリメントして、ステップＳ３４２において、エッジペアの探索を続行する。
【０１２８】
なお、ステップＳ３４２およびステップＳ３４３の処理は、画素Ｅ１（xE１，ｙE１）に対して１つ目の縦エッジペアとなる画素Ｅ２（xE２，ｙE１）が見つかった後も、画像の上下方向の位置ｙ＝ｙE１において、Ｗ１≦ｗｔｈの条件を満たす範囲内で、画素Ｅ１（xE１，ｙE１）のペアになるエッジ構成点が見つかるまで継続される。
【０１２９】
次に、ステップＳ３４４において、ｘｗ平面生成部２７２の作用によって、算出された縦エッジの左右方向の第１の間隔Ｗ１と、左右の縦エッジ構成点の中央の位置ｘ＝（xE１＋xE２）／２が、ｘｗ平面の中の対応する点に対して投票（該当する画素の濃淡値を１インクリメントする）される。
【０１３０】
ステップＳ３４２とステップＳ３４３の処理を、第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）の左右方向の位置ｘをインクリメントしながら（ステップＳ３４５）、また第１エッジ構成点画像Ｊ１２（ｘ，ｙ）の上下方向の位置ｙをインクリメントしながら（ステップＳ３４６）繰り返す。
【０１３１】
次に、ステップＳ３４７において、ピーク検出部２７４の作用によって、生成されたｘｗ平面の中からエッジペアを構成するエッジ構成点が多く存在することによって生じた、ピークを有する画素（ｘ，ｗ）の検出を行う。なお、エッジのペアは、必ずしも車両の両端のみによって生じるものではないため、ステップＳ３４７では、まず、ｘｗ平面の中で、予め設定された値以下の投票値を有する点は、車両を表すピークではないと判断してこれをリジェクトとする。そして、リジェクトされずに残った点について、ピークを有する画素の検出を行う。こうして検出されたｘｗ平面の中の画素（ｘ，ｗ）が、車両領域を表す。
【０１３２】
次に、ステップＳ３４８において、ステップＳ３４７で検出されたｘｗ平面のピークを有する点に対応する左右端位置が逆算されて、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中に設定される。この処理は、車両左右端位置設定部２７６において行われる。具体的には、図４（ａ）に示すｘｗ平面のピーク（ｘ，ｗ）から、それに対応する左右端位置と中央位置を逆算して、逆算された位置が、図４（ｂ）に示すように画像Ｉ（ｘ，ｙ）上に設定される。
【０１３３】
なお、ｘｗ平面から検出したピークを有する点の位置のみでは画像の上下方向における車両の位置を特定することができないため、ステップＳ３４９において、車両下端位置検出部２７８の作用によって、車両の下端位置を検出する処理が行われる。この処理は、実施例１で説明したのと同様の方法によって行われ、画像の上下方向の位置ｙ＝ｙ０に車両の下端があることが検出される。
【０１３４】
ステップＳ３４７で検出された全てのピークに対して、ステップＳ３４８とステップＳ３４９が実行され、その後、図９のステップＳ４００に進む。
【０１３５】
次に、図９のステップＳ３６０で行われる車両を検出する処理の詳細について、図１１のフローチャートに基づいて説明するが、ステップＳ３６０で行われる処理の流れは、ステップＳ３４０の処理（図１０のステップＳ３４１からＳ３４９の処理）の流れとほぼ同様であるため、相違点のみ説明する。
【０１３６】
ステップＳ３６０の処理は、ステップＳ３２０において、エッジの量が少ないと判断されたとき、すなわち所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値が所定値Ｋよりも小さいときに行われる。
【０１３７】
そして、ステップＳ３６２において、第２エッジ構成点画像Ｊ２２（ｘ，ｙ）の中から、エッジを構成する第２の画素の左右方向のペアを探す処理が行われる。この処理はエッジ間隔算出部２５０において行われる。
【０１３８】
具体的には、第２エッジ構成点画像Ｊ２２（ｘ，ｙ）の中を、左から右、上から下の順に探索して、Ｊ２２（ｘ，ｙ）＝１である画素を探索する。
【０１３９】
ステップＳ３６２において、条件に該当する画素Ｅ１が見つかったら、その画素Ｅ１（xE１，ｙE１）を基準として、画素Ｅ１（xE１，ｙE１）の右方向で、次に出現するＪ２２（ｘ，ｙ）＝１である画素Ｅ２を探索する。
【０１４０】
そして、画素Ｅ２（xE２，ｙE１）が見つかったら、画素Ｅ１と画素Ｅ２の左右方向の第２の間隔Ｗ２を算出する。この場合、第２の間隔Ｗ２は、Ｗ２＝xE２−xE１となる。このとき、ペアになるエッジ構成点同士は、エッジの方向が約１８０°ずれたものになるような条件で探索される。これは、車両の左右端では約１８０°ずれた方向を有する縦エッジが検出されるため、車両の左右端に該当しない縦エッジペアを極力探索しないようにして、縦エッジペア探索の効率を向上させるためである。エッジの方向が１８０°ずれていることは、ペアになるエッジ構成点の互いのエッジ強度を、第２エッジ強度画像Ｊ２（ｘ，ｙ）に格納されたエッジ強度を参照して判断する。具体的には、ペアになるエッジ構成点の画素のエッジ強度が、お互いに補数の関係になっていることを確認すればよい。
【０１４１】
その後は、ステップＳ３４０で行われる処理と同様の処理が実行されて、ステップＳ３６８で車両の左右端位置が設定され、ステップＳ３６９で車両の下端位置が検出される。
【０１４２】
そして、ステップＳ３６７で検出されたｘｗ平面の全てのピークに対して、ステップＳ３６８とステップＳ３６９が実行され、その後、図９のステップＳ４００に進む。
【０１４３】
なお、警報を出力するだけでなく、警報が必要であると判定されたときに、より積極的に車両を制御することも可能である。
【０１４４】
すなわち、車両検出装置６２に、さらに車両の挙動を制御する車両挙動制御部を設けて、車両相対位置算出部７０において算出した車両の相対位置に基づいて、検出した車両に衝突するおそれがあると判断されたときは、車両挙動制御部の作用によって、自車両１０に搭載された制動アクチュエータを作動させて車両を減速させて、衝突を回避するようにしてもよい。
【０１４５】
あるいは、車両挙動制御部の作用によって、自車両１０に搭載された操舵アクチュエータを作動させて自車両１０の進行方向を変更して、衝突を回避するようにしてもよい。
【０１４６】
一方、ステップＳ４００において、自車両１０が、検出した車両に衝突するおそれがないと判定されると、図９の処理が終了する。そして、再び次の画像の撮像を行って、同様の処理が繰り返される。
【０１４７】
以上説明したように、このように構成された本発明の車両検出装置６２を用いた衝突警報装置５２によれば、カメラ１００（撮像部）で撮像された自車両１０の周辺の画像の中から、エッジ量算出部２４０がエッジの量を算出して、エッジ検出処理切替部２６５が、エッジ量算出部２４０によって算出されたエッジの量が所定値Ｋよりも多いと判断したときには、第１エッジ検出部２２０に対してカメラ１００で撮像された画像の中から１次微分フィルタによって第１の画素を検出するように指示して、エッジの量が前記所定値Ｋよりも少ないと判断したときには、第２エッジ検出部２３０に対してカメラ１００で撮像された画像の中から２次微分フィルタによって第２の画素を検出するように指示して、第１エッジ検出部２２０と第２エッジ検出部２３０が、エッジ検出処理切替部２６５の指示に基づいて、カメラ１００で撮像された画像の中から第１の画素、もしくは第２の画素を検出して、エッジ間隔算出部２５０が第１の画素同士の左右方向の第１の間隔Ｗ１、もしくは第２の画素同士の左右方向の第２の間隔Ｗ２を算出して、車両検出部２７０がエッジ間隔算出部２５０で算出された第１の画素同士の左右方向の第１の間隔Ｗ１と第１の画素の位置に基づいて、もしくは第２の画素同士の左右方向の第２の間隔Ｗ２と第２の画素の位置に基づいて、カメラ１００でで撮像された画像の中から自車両１０の周辺にある車両を検出するため、エッジ検出処理切替部２６５によって指示された１枚の画像に基づいて車両を検出することができ、これによって、第１エッジ検出部２２０と第２エッジ検出部２３０のうち、エッジ検出処理切替部２６５によって指示された一方でのみエッジ検出を行えばよいため、処理の効率が高い車両検出装置６２を提供することができる。
【０１４８】
また、本発明の車両検出装置６２を用いた衝突警報装置５２によれば、車両検出装置６２によって精度高く検出された車両の位置に基づいて、車両相対位置算出部７０が、自車両１０と検出された車両との相対位置関係を算出して、こうして算出された相対位置関係に基づいて、警報出力判断部８０が警報出力の必要性を判断し、警報出力判断部８０が、警報出力が必要であると判断したときに、警報出力部９０が警報を出力するため、精度の高い警報出力が可能な、車両検出装置を用いた車両システムを提供することができる。
【０１４９】
なお、実施例２において、エッジ検出処理切替部２６５は独立した構成要素として説明したが、エッジ検出処理切替部２６５の機能を、エッジ量算出部２４０に盛り込んで、エッジ量算出部２４０の中でエッジ検出処理切替部２６５の機能を実現してもよい。
【０１５０】
その場合、エッジ量算出部２４０で算出されたエッジの量が所定値Ｋよりも多いときには、エッジ量算出部２４０から第１エッジ検出部２２０に対して、第１エッジ検出部２２０でエッジを構成する第１の画素を検出することが指示されて、エッジ量算出部２４０で算出されたエッジの量が所定値Ｋよりも少ないときには、エッジ量算出部２４０から第２エッジ検出部２３０に対して、第２エッジ検出部２３０でエッジを構成する第２の画素を検出することが指示される構成になる。
【０１５１】
また、本実施例において、エッジ量算出部２４０では、画像Ｉ（ｘ，ｙ）をフーリエ変換して空間周波数成分の分布を算出し、所定の空間周波数ｆよりも高い空間周波数成分の総和値を求めて、この総和値に基づいてエッジの量を判定したが、その方法に限定されるものではなく、実施例１で説明した別の方法を適用してもよい。
【０１５２】
以上、本発明の実施例１、実施例２を図面により詳述したが、実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであるため、本発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【０１５３】
５０  衝突警報装置
６０  車両検出装置
７０  車両相対位置算出部
８０  警報出力判断部
９０  警報出力部
１００  カメラ（撮像手段）
１５０  画像取得部
２２０  第１エッジ検出部
２３０  第２エッジ検出部
２４０  エッジ量算出部
２５０  エッジ間隔算出部
２６０  エッジ間隔算出処理切替部
２７０  車両検出部
【図１】
2013205409.tif 000003
【図２】
2013205409.tif 000004
【図３】
2013205409.tif 000005
【図４】
2013205409.tif 000006
【図５】
2013205409.tif 000007
【図６】
2013205409.tif 000008
【図７】
2013205409.tif 000009
【図８】
2013205409.tif 000010
【図９】
2013205409.tif 000011
【図１０】
2013205409.tif 000012
【図１１】
2013205409.tif 000013