(57)【要約】【課題】正確なＴＴＣを算出できる物体検出装置を提供する。【解決手段】路面上を移動可能な移動体に設置された撮像装置による画像から、撮像対象としての物体の追跡部分を時系列で検出する物体下端検出部１０４と、追跡部分に応じた距離の変化に基づいて、移動体が物体に接触するまでの時間を算出するＴＴＣ算出部１１０と、物体下端検出部１０４によって検出された現在の第１の追跡部分が過去の距離に基づいて予測される現在の第２の追跡部分からずれている場合に、過去の距離を第１の追跡部分に応じた距離に補正する距離補正部１０９と、を備える。【選択図】図１３
2016206730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面上を移動可能な移動体に設置された撮像装置による画像から、撮像対象としての物体の追跡部分を時系列で検出する検出手段と、
前記追跡部分に応じた距離の変化に基づいて、前記移動体が前記物体に接触するまでの時間を算出する算出手段と、
前記検出手段によって検出された現在の第１の追跡部分が過去の距離に基づいて予測される現在の第２の追跡部分からずれている場合に、前記過去の距離を前記第１の追跡部分に応じた距離に補正する補正手段と、
を備える物体検出装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記撮像装置を通る前記路面に垂直な第１軸と前記路面とが交差する第１の位置から、前記撮像装置と前記追跡部分とを通る第２軸と前記路面とが交差する第２の位置までの距離を前記追跡部分に応じた距離として時系列で算出する、請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記第１の追跡部分の前記第２の追跡部分からのずれ量が、前記移動体の加速又は減速に基づく追跡部分のずれ量より大きい場合に、前記過去の距離を補正する、請求項１又は２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記過去の距離の補正に代えて、前記第１の追跡部分に応じた距離を前記過去の距離に補正する、請求項１から３のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記時間が閾値以下である場合に、警報を発令する発令手段を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項６】
路面上を移動可能な移動体に設置された撮像装置による画像から、撮像対象としての物体の追跡部分を時系列で検出し、
前記追跡部分に応じた距離の変化に基づいて、前記移動体が前記物体に接触するまでの時間を算出し、
検出した現在の第１の追跡部分が過去の距離に基づいて予測される現在の第２の追跡部分からずれている場合に、前記過去の距離を前記第１の追跡部分に応じた距離に補正する、
処理をコンピュータが実行する物体検出方法。
【請求項７】
路面上を移動可能な移動体に設置された撮像装置による画像から、撮像対象としての物体の追跡部分を時系列で検出し、
前記追跡部分に応じた距離の変化に基づいて、前記移動体が前記物体に接触するまでの時間を算出し、
検出した現在の第１の追跡部分が過去の距離に基づいて予測される現在の第２の追跡部分からずれている場合に、前記過去の距離を前記第１の追跡部分に応じた距離に補正する、
処理をコンピュータに実行させるための物体検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、物体検出装置、物体検出方法、及び物体検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車間距離を検出できる車間距離検出装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、検出した車間距離を利用して、先行車への追突の可能性を判断し、判断結果を受けて警報を発生することが開示されている。また、特許文献１には、１つのビデオカメラを用いて前方道路画面上の先行車の水平エッジの位置を求め、その画面上での上下位置より車間距離を算出する方法も開示されている。水平エッジは、主に先行車の路面上への影であるが、路面の色の変化によってバンパー位置で検出される場合もあることが記載されている。
【０００３】
車両に接近する対象物と車両との衝突が予測されるまでの余裕時間を表すTime To Collision（ＴＴＣ）も知られている（例えば特許文献２参照）。特許文献２には、ＴＴＣの値が大きいほど衝突までの時間が確保されていることにより衝突の危険性がより小さいことが開示されている。ＴＴＣは、一例として、現時点の前方障害物と自車との間の距離を、現時点の前方障害物と自車との間の相対速度で割ることにより算出されることも知られている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６３６０７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４４１９１号公報
【特許文献３】特開２０１４−０００８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、ＴＴＣは車両と対象物との距離を利用して算出されるため、検出した距離に安定性が確保されていないと、ＴＴＣも正確に算出することができない。例えば上述したように、路面の色の変化によって、検出される水平エッジの位置が変化すると、距離を正確に検出できずに、ＴＴＣも正確に算出することができない。また、特許文献１にも開示されるように、突起乗り越しなどによる車高の急激な変化（例えばピッチング）によってビデオカメラの傾きが変化すると、検出される水平エッジの位置が変化する。この場合も同様に、距離を正確に検出できず、ＴＴＣも正確に算出することができない。
【０００６】
そこで、１つの側面では、正確なＴＴＣを算出できる物体検出装置、物体検出方法、及び物体検出プログラム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】
本明細書に開示の物体検出装置は、路面上を移動可能な移動体に設置された撮像装置による画像から、撮像対象としての物体の追跡部分を時系列で検出する検出手段と、前記追跡部分に応じた距離の変化に基づいて、前記移動体が前記物体に接触するまでの時間を算出する算出手段と、前記検出手段によって検出された現在の第１の追跡部分が過去の距離に基づいて予測される現在の第２の追跡部分からずれている場合に、前記過去の距離を前記第１の追跡部分に応じた距離に補正する補正手段と、を備える物体検出装置である。
【０００８】
本明細書に開示の物体検出方法は、路面上を移動可能な移動体に設置された撮像装置による画像から、撮像対象としての物体の追跡部分を時系列で検出し、前記追跡部分に応じた距離の変化に基づいて、前記移動体が前記物体に接触するまでの時間を算出し、検出した現在の第１の追跡部分が過去の距離に基づいて予測される現在の第２の追跡部分からずれている場合に、前記過去の距離を前記第１の追跡部分に応じた距離に補正する、処理をコンピュータが実行する物体検出方法である。
【０００９】
本明細書に開示の物体検出プログラムは、路面上を移動可能な移動体に設置された撮像装置による画像から、撮像対象としての物体の追跡部分を時系列で検出し、前記追跡部分に応じた距離の変化に基づいて、前記移動体が前記物体に接触するまでの時間を算出し、検出した現在の第１の追跡部分が過去の距離に基づいて予測される現在の第２の追跡部分からずれている場合に、前記過去の距離を前記第１の追跡部分に応じた距離に補正する、処理をコンピュータに実行させるための物体検出プログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本明細書に開示の物体検出装置、物体検出方法、及び物体検出プログラムによれば、正確なＴＴＣを算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、物体検出システムの一例を説明するための図である。
【図２】図２は、ＴＴＣ算出の一例を説明するための図である。
【図３】図３は、ＴＴＣ算出の別の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、異なる高さ系列の追跡によるＴＴＣの関係を説明するための図である。
【図５】図５は、下端のずれによる影響を説明するための図である。
【図６】図６は、下端のずれによるＴＴＣの変化を説明するための図である。
【図７】図７は、追跡部分の高さの変化による見かけのＴＴＣの変化を説明するための図である。
【図８】図８は、高さ系列の補正によるＴＴＣの算出を説明するための図である。
【図９】図９は、追跡する下端のずれによる距離系列の補正を説明するための図である。
【図１０】図１０は、時刻Ｔ＝Ｔ４における撮像画像上での予測下端と実測下端との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、速度及び下端位置の変化の撮像画像上での変異量を比較するためのグラフである。
【図１２】図１２は、物体検出装置のハードウェア構成の一例である。
【図１３】図１３は、物体検出装置のブロック図の一例である。
【図１４】図１４（ａ）は、画像記憶部が記憶する撮像画像ＩＭの一例である。図１４（ｂ）は、距離記憶部が記憶する見かけの距離の一例である。
【図１５】図１５は、物体検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、高さ系列の別の補正によるＴＴＣの算出を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本件を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、物体検出システムＳの一例を説明するための図である。
物体検出システムＳは、図１（ａ）に示すように、物体検出装置１００と、撮像装置２００、及びスピーカ３００を含んでいる。撮像装置２００としては、例えばComplementary Metal Oxide Semiconductor（ＣＭＯＳ）やCharge Coupled Device（ＣＣＤ）を用いた撮像素子とレンズなどの光学系とを含む単眼のビデオカメラが挙げられる。尚、撮像装置２００は、動画を撮像できればビデオカメラに限定されず、例えばスマートフォンなどが撮像装置２００であってもよい。また、図１（ａ）において、物体検出装置１００と撮像装置２００とスピーカ３００とはそれぞれ別体として構成されているが、撮像装置２００とスピーカ３００は物体検出装置１００に内蔵されていてもよい。
【００１４】
物体検出システムＳは、図１（ｂ）に示すように、路面１０上を移動可能な移動体２０に設置されている。図１（ｂ）では移動体２０及び物体３０の一例として自動車が示されている。また、移動体２０が自動車である場合、例えばフロントガラスとルームミラーとの間に設置される。より詳しくは、撮像装置２００は、移動体２０から５ｍ程度離れた遠方を撮像するように撮像装置２００を傾けて、その光軸ＡＸが路面１０に向かうように設置される。
【００１５】
移動体２０に先行する物体３０が撮像装置２００の撮像領域内に入ると、撮像装置２００による撮像画像（より詳しくはフレーム）には物体３０が現れ、撮像対象として特定される。したがって、物体検出装置１００は、撮像装置２００による撮像画像を利用してＴＴＣを算出することで、移動体１０と物体３０と衝突の可能性を判断し、判断結果に基づいて警報を発令する。警報はスピーカ３００から発せられる。尚、図１（ｂ）において、移動体２０及び物体３０の一例として自動車が示されているが、移動体２０及び物体３０は自動車に限定されず、例えば二輪車（オートバイや自転車など）、工事車両（例えばブルドーザやショベルカー）、鉄道車両などを含む車両や航空機などが移動体２０及び物体３０であってもよい。
【００１６】
次に、図２を参照して、ＴＴＣの算出の一例について説明する。
【００１７】
図２は、ＴＴＣ算出の一例を説明するための図である。より詳しくは、図２（ａ）は、物体３０が移動体２０に近づく様子を示す図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の対応関係を模式的に表した図である。図２（ｂ）に示すように、物体３０は簡略化されている。図２（ｂ）において、Ｘ軸は路面１０を表しており、Ｙ軸は撮像装置２００を通過する路面１０に垂直な軸を表している。図２（ｂ）に示すように、撮像装置２００は路面１０から高さＨの位置に設置されている。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、移動体２０と物体３０は、路面１０と平行にそれぞれ移動する。ここで、Ｘ軸とＹ軸とが交差する交差位置Ｐから、時刻Ｔ＝Ｔ１における物体３０の移動体２０側の下端を表す第１の下端位置Ｑ１までの距離をＺ１とする。また、交差位置Ｐから、時刻Ｔ＝Ｔ２における物体３０の移動体２０側の下端を表す第２の下端位置Ｑ２までの距離をＺ２とする。図２（ｂ）に示す下端は、撮像画像内における物体３０と路面１０との接線に対応する。この場合、幾何学的な関係に基づき、以下の数式（１）及び（２）が成立する。
Ｚ１＝ｆ×Ｈ／ｙ１・・・（１）
Ｚ２＝ｆ×Ｈ／ｙ２・・・（２）
尚、ｆは交差位置Ｐから撮像装置２００の焦点までの焦点距離を表している。ｙ１は、時刻Ｔ＝Ｔ１の撮像画像内における物体３０の下端の位置を表している。ｙ２は、時刻Ｔ＝Ｔ２の撮像画像内における物体３０の下端の位置を表している。ｙ１及びｙ２はいずれも撮像装置２００を通るＸ軸に平行な軸を基準としている。
【００１９】
したがって、２つの時刻Ｔ１,Ｔ２間での移動速度ｖは、２つの撮像画像の時刻間隔をΔＴとした場合、以下の数式（３）が成立する。
ｖ＝（Ｚ２−Ｚ１）／ΔＴ・・・（３）
移動体２０から距離Ｚ２離れた物体３０が移動速度ｖで移動体２０に近づいてくるため、衝突が予測されるまでの余裕時間を表すＴＴＣは以下の数式（４）により表される。
ＴＴＣ＝Ｚ２／ｖ・・・（４´）
＝Ｚ２×ΔＴ／（Ｚ２−Ｚ１）・・・（４）
このＴＴＣが予め定めた閾値時間Ｔｈ以下である場合に、移動体２０と物体３０は衝突する危険性があると判断され、警報が発令される。尚、衝突は一例であって、移動体２０と物体３０との距離が接近し、移動体２０と物体３０が接触する危険性があると判断されれば、警報が発令される。以下では、衝突、追突、接触などを含む概念を単に接触という用語を使用して説明する。
【００２０】
図２を参照した説明では、距離を算出する基準として、撮像画像内における物体３０と路面１０との接線（すなわち、路面１０からの高さ０、図２（ｂ）における第１及び第２の下端位置Ｑ１，Ｑ２に相当）を利用したが、正確なＴＴＣを算出する観点からは、物体３０と路面１０との接線を利用する必要はない。例えば、物体３０上の同じ高さの部分を追跡しさえすれば、路面１０からの高さに関係なく、正確なＴＴＣを算出することができる。以下に、ＴＴＣの算出の別の一例について説明する。
【００２１】
図３は、ＴＴＣ算出の別の一例を説明するための図である。
【００２２】
図３に示すように、高さＭに位置する部分を追跡部分として撮像画像で追跡するとき、追跡部分が路面１０上に存在していると仮定して算出した時刻Ｔ＝Ｔｉにおける距離（以下、見かけの距離と呼ぶ）をＺｍｉとする。また、Ｚｍｉに対応する真の距離（以下、適宜、距離と呼ぶ）をＺｉとする。この場合、図３に示す幾何学的な関係から以下の数式（５）が成立する。
Ｚｉ：（Ｈ−Ｍ）＝Ｚｍｉ：Ｈ・・・（５）
数式（５）から、Ｚｍｉ＝Ｚｉ×Ｈ／（Ｈ−Ｍ）が成立するため、Ｈ／（Ｈ−Ｍ）を係数ｋに置換すると、以下の数式（６）により表すことができる。
Ｚｍｉ＝ｋ×Ｚｉ・・・（６）
【００２３】
したがって、高さＭ系列の追跡部分を追跡したときのＴＴＣをＴＴＣｍと、高さＭ系列の追跡部分を追跡したときの移動速度をｖｍとすると、ＴＴＣｍは、数式（４´）と同様に、以下の数式（７）で表すことができる。
ＴＴＣｍ＝Ｚｍ２／ｖｍ
＝Ｚｍ２×ΔＴ／（Ｚｍ１−Ｚｍ２）
＝（ｋ×Ｚ２）×ΔＴ／（ｋ×Ｚ１−ｋ×Ｚ２）
＝Ｚ２×ΔＴ／（Ｚ１−Ｚ２）・・・（７）
【００２４】
数式（７）は、数式（４）と一致する。すなわち、ＴＴＣｍはＴＴＣと一致する。つまり、図２に示すような、路面１０からの高さ０に相当する物体３０の追跡部分、又は、図３に示すような、路面１０からの高さＭに相当する物体３０の追跡部分、といった、物体３０における同じ高さの追跡部分を追跡すれば、高さが不明でも、以下の数式（８）及び（９）に基づく数式（１０）を利用することで、正確なＴＴＣを算出することができる。
Ｚｍ１＝ｆ×Ｈ／ｙｍ１・・・（８）
Ｚｍ２＝ｆ×Ｈ／ｙｍ２・・・（９）
ＴＴＣ＝Ｚｍ２×ΔＴ／（Ｚｍ１−Ｚｍ２）・・・（１０）
【００２５】
さらに、図４を参照して、上述したＴＴＣの詳細について説明する。
【００２６】
図４は、異なる高さ系列の追跡によるＴＴＣの関係を説明するための図である。図４に示すように、追跡部分の高さが異なっていても、物体３０が移動体２０に接触するまでの時間は同じになる。すなわち、同じ高さの追跡部分を追跡すれば、高さ０の系列であっても、高さＭの系列であっても、接触が予測されるまでの余裕時間を表すＴＴＣは同じになる。
【００２７】
次に、本件の実施形態を説明する前に、実施形態と対比する比較例について図５から図７までを参照して説明する。
【００２８】
図５は、下端のずれによる影響を説明するための図である。図６は、下端のずれによるＴＴＣの変化を説明するための図である。図７は、追跡部分の高さの変化による見かけのＴＴＣの変化を説明するための図である。
【００２９】
まず比較例において、距離を算出する際の基準となる下端が２つの撮像画像の間で急激に変化すると、正確なＴＴＣが算出されない場合がある。正確なＴＴＣが算出されない場合、警報はＴＴＣに基づいて発令されるため、誤ったタイミングで警報を発令したり、警報の発令が要求されるタイミングで警報を発令しなかったりする。例えば、図５（ａ）に示すように、時刻Ｔ＝Ｔ３では、物体３０が破線の物体特定枠４０により特定され、バンパー３１の下端部が物体３０の下端３１ａとして撮像画像ＩＭから検出されたとする。一方、時刻Ｔ＝Ｔ４では、物体３０が破線の物体特定枠５０により特定され、路面１０上の影１１の下端部が物体３０の下端１１ａとして撮像画像ＩＭから検出されたとする。
【００３０】
この場合、図５（ｂ）に示すように、時刻Ｔ＝Ｔ３における見かけの距離Ｚｍ３から時刻Ｔ＝Ｔ４における距離Ｚ４に距離が変化する。下端３１ａ（又は下端１１ａ）が２つの撮像画像ＩＭの間で変化していなければ、時刻Ｔ＝Ｔ３における見かけの距離Ｚｍ３から時刻Ｔ＝Ｔ４における見かけの距離Ｚｍ４に距離が変化していても、正確なＴＴＣが算出されるが、見かけの距離Ｚｍ３から距離Ｚ４（より詳しくは真の距離Ｚ４）に距離が変化すると、見かけの距離Ｚｍ３,Ｚｍ４同士の変化に比べて、距離の変化が大きくなる。これにより、ＴＴＣが正確に算出される場合に比べて小さく算出され、結果として誤警報が発令される。
【００３１】
図６を参照してより詳しく説明すると、時刻Ｔ＝Ｔ３では、路面１０から高さＭに位置する物体３０の下端３１ａが追跡部分として追跡され、時刻Ｔ＝Ｔ４では、路面１０から高さ０に位置する物体３０の影１１の下端１１ａが追跡部分として追跡される。撮像画像ＩＭ（図５（ａ）参照）上での位置をｙ３,ｙ４とする場合、時刻Ｔ＝Ｔ３における見かけの距離Ｚｍ３は、図６に示す幾何学的な関係から、以下の数式（１１）により表される。
Ｚｍ３＝ｆ×Ｈ／ｙ３・・・（１１）
【００３２】
また、図６に示す幾何学的な関係から、以下の数式（１２）が成立する。
Ｚｍ３＝Ｚ３×Ｈ／（Ｈ−Ｍ）・・・（１２）
上述したように、Ｈ／（Ｈ−Ｍ）を係数ｋとすると、以下の数式（１３）が成立する。
Ｚｍ３＝ｋ×Ｚ３・・・（１３）
さらに、図６において、時刻Ｔ＝Ｔ４における距離Ｚ４は、物体３０と路面１０との接線であるため、以下の数式（１４）で表される。
Ｚｍ４＝Ｚ４・・・（１４）
【００３３】
したがって、見かけのＴＴＣをＴＴＣｍと表した場合、ＴＴＣｍは以下の数式（１５）により表される。
ＴＴＣｍ＝Ｚｍ４／ｖｍ
＝Ｚｍ４×ΔＴ／（Ｚｍ３−Ｚｍ４）
＝Ｚ４×ΔＴ／（ｋ×Ｚ３−Ｚ４）・・・（１５´）
＝ＴＴＣ×（Ｚ３−Ｚ４）／（ｋ×Ｚ３−Ｚ４）・・・（１５）
【００３４】
ここで、高さＨ＞高さＭから係数ｋ＞０であるため、数式（１５）ではＴＴＣｍ＜ＴＴＣが成立し、正確なＴＴＣが算出される場合と比べて、ＴＴＣｍは小さくなる。したがって、誤警報が発令される場合が生じる。例えば、撮像装置２００が設置される高さＨを１．２ｍ、下端のずれ量Ｍを０．２ｍ、時刻Ｔ＝Ｔ３における距離Ｚ３を８．２ｍ、時刻Ｔ＝Ｔ４における距離Ｚ４を８．０ｍ、２つの撮像画像ＩＭ間の時間ΔＴを０．１秒（相対速度１０ｋｍ／ｈでの物体３０の移動体２０への接近）とすると、ｋ＝１．２／（１．２−０．２）よりｋ＝１．２が算出される。
【００３５】
したがって、数式（４）に基づいてＴＴＣを算出すると、ＴＴＣ＝８．０×０．１／（８．２−８．０）よりＴＴＣ＝４．０秒が算出される。一方、数式（１５´）に基づいてＴＴＣｍを算出すると、ＴＴＣｍ＝８．０×０．１／（１．２×８．２−８．０）よりＴＴＣ＝０．４４秒（小数点第３位繰り上げ）が算出される。このため、警報が発令されるＴＴＣの閾値時間Ｔｈとして３秒が設定された場合、ＴＴＣが４秒と正確に算出されると警報は発令されないが、ＴＴＣが０．４４秒と誤って算出されると、警報が発令されなくてもよいタイミングで警報が発令されてしまう。
【００３６】
以上の説明について図７を参照してさらに説明する。
【００３７】
図７に示すように、高さＭの系列が追跡されていれば、本来の正確なＴＴＣが算出される。しかしながら、時刻Ｔ＝Ｔ３から時刻Ｔ＝Ｔ４にかけて高さＭから高さ０に急激に変化すると、２時刻Ｔ３,Ｔ４間の速度変化が大きく算出される。これにより、正確なＴＴＣより小さなＴＴＣｍが算出される。
【００３８】
図５から図７までを参照して説明した比較例は、路面１０や物体３０の色、照明環境の影響などによって下端の位置ずれが生じる場合のほか、移動体２０のピッチングやバウンシングなどによって撮像装置２００の傾きが急激に変化する場合にも下端のずれが生じる。すなわち、撮像装置２００が物体３０の同じ高さ（例えば高さＭ）の追跡部分を追跡していたとしても、撮像画像ＩＭ上ではその追跡部分が下方向に急激にずれるため、算出されるＴＴＣが小さくなり、誤警報が発令される場合がある。
【００３９】
続いて、図８から図１０までを参照して、本件の実施形態について説明する。
【００４０】
図８は、高さ系列の補正によるＴＴＣの算出を説明するための図である。図９は、追跡する下端のずれによる距離系列の補正を説明するための図である。図１０は、時刻Ｔ＝Ｔ４における撮像画像ＩＭ上での予測下端と実測下端の関係を示す図である。
【００４１】
本実施形態では、高さ系列が変化した場合でも、過去の見かけの距離を現在の高さ系列に補正すれば、ＴＴＣが変化しないことに着目している。具体的には、追跡部分としての下端にずれが生じた場合には、撮像画像ＩＭ中の物体３０上の過去の追跡部分の情報を利用して、過去を含めた見かけの距離を現在の追跡部分の高さの系列に揃えることで、追跡部分の高さが変化しても、正確なＴＴＣを算出することを可能にしている。
【００４２】
図８を参照して詳しく説明すると、時刻Ｔ＝Ｔ１〜Ｔ３では高さＭの系列で物体３０上の追跡部分が下端として追跡され続けており、時刻Ｔ＝Ｔ４で高さ０の追跡部分が下端として検出されている。この場合、比較例で説明したように、時刻Ｔ３,Ｔ４に基づいて算出されるＴＴＣｍ（見かけのＴＴＣ）は、実際のＴＴＣより小さくなる。そこで、時刻Ｔ４で検出した物体３０の追跡部分の高さ系列（具体的には高さ０の距離系列）に過去の追跡部分の高さ系列（具体的には高さＭの距離系列）を補正し、補正後の高さ系列からＴＴＣｍを算出することで、追跡部分の変動の影響を受けずに正確なＴＴＣを算出することができる。
【００４３】
ただし、この補正には、過去に追跡した高さＭの系列と現時刻を表す時刻Ｔ＝Ｔ４での追跡部分の情報が要求されるが、過去に追跡した高さＭの系列と追跡部分の情報を知ることはできない。そこで、実際の追跡部分の高さを求めずに、時刻Ｔ＝Ｔ４での追跡部分の高さに補正する手法を採用する。
【００４４】
具体的には、図９に示すように、時刻Ｔ＝Ｔ２〜Ｔ４にかけて、物体３０までの距離（より詳しくは真の距離）がＺ２,Ｚ３,Ｚ４に変化し、物体３０上の追跡部分をＡ,Ｂ,Ｃとする。すなわち、時刻Ｔ＝Ｔ２から時刻Ｔ＝Ｔ３までは高さｍ１系列の追跡部分を追跡し、時刻Ｔ＝Ｔ４で高さｍ２の追跡部分を追跡したとする。このとき、高さｍ１,ｍ２の情報は知りえないので、見かけの距離をＺ２＿ｍ１，Ｚ３＿ｍ１，Ｚ４＿ｍ２とする。ここで、Ｚｉ＿Ｘは、時刻Ｔ＝Ｔｉでの物体３０の高さＸの部分を追跡したものを路面１０上に投影した見かけの距離を表す。例えば、時刻Ｔ＝Ｔ３での高さｍ１の部分を路面１０上に投影した見かけの距離はＺ３＿ｍ１と表される。尚、見かけの距離Ｚ３＿ｍ１は、位置Ｐから位置Ｈまでの距離である。
【００４５】
ここで、時刻Ｔ＝Ｔ２と時刻Ｔ＝Ｔ３の距離Ｚ２，Ｚ３から時刻Ｔ＝Ｔ４で予測される位置を位置Ｄとし、原点Ｏから位置Ｄを通過する軸の延長と路面１０とが交差する位置をＦ（見かけの距離Ｚ４＿ｍ１）とする。また、ＣＤ間の長さをＭＭとする（ただし、ＭＭ＝ｍ１−ｍ２）。さらに、原点Ｏから追跡部分Ｃを通過する軸を距離Ｚ４＿ｍ１まで延長した点をＥとする。このとき、ＥＦ間の長さをＭＭ２とすると、三角形ＯＣＤと三角形ＯＥＦとの相似の関係から、以下の数式（１６）が成立する。
Ｚ４：ＭＭ＝Ｚ４＿ｍ１：ＭＭ２・・・（１６）
【００４６】
したがって、
ＭＭ２＝ＭＭ×Ｚ４＿ｍ１／Ｚ４
＝ＭＭ×（Ｚ４×Ｈ／（Ｈ−ｍ１））／Ｚ４
＝ＭＭ×Ｈ／（Ｈ−ｍ１）
が成立する。一方、時刻Ｔ＝Ｔ３での高さｍ２の位置を点Ｇ、原点Ｏと点Ｂを通過する軸と路面１０との交差位置を点Ｈ（距離Ｚ３＿ｍ１）、原点Ｏから点Ｇを通過する軸を距離Ｚ３＿ｍ１まで延長した点を点Ｉとし、ＨＩ間の距離を距離Ｑとすると、ＢＧ間の距離もＭＭであり、三角形ＯＢＧと三角形ＯＨＩも相似関係にあるから、以下の数式（１７）が成立する。
Ｚ３：ＭＭ＝Ｚ３＿ｍ１：Ｑ・・・（１７）
【００４７】
したがって、
Ｑ＝ＭＭ×Ｚ３＿ｍ１／Ｚ３
＝ＭＭ×（Ｚ３×Ｈ／（Ｈ−ｍ１））／Ｚ３
＝ＭＭ×Ｈ／（Ｈ−ｍ１）
が成立する。すなわち、距離Ｑは上述した長さＭＭ２と同値になる。
【００４８】
ここで、時刻Ｔ＝Ｔ３で高さｍ１を追跡した場合の見かけの距離Ｚ３＿ｍ１を、時刻Ｔ＝Ｔ３での高さｍ２を追跡した場合の見かけの距離Ｚ３＿ｍ２に補正する。見かけの距離Ｚ３＿ｍ２は、点Ｐから辺ＯＩと路面１０との交点Ｊまでの距離である。見かけの距離Ｚ３＿ｍ２は、距離Ｚ３＿ｍ１を物体３０´の真の距離として、物体３０´の高さＭＭ２にある点を追跡した場合の路面１０へ投影した見かけの距離と判断することができる。すなわち、
Ｚ３＿ｍ２＝（Ｚ３＿ｍ１）＿ＭＭ２
＝（Ｚ３＿ｍ１）×Ｈ／（Ｈ−ＭＭ２）
＝ｋｍ×Ｚ３＿ｍ１
が成立する。ただし、Ｈ／（Ｈ−ＭＭ２）を係数ｋｍとしている。
【００４９】
したがって、高さｍ１の位置を追跡して算出した見かけの距離列をそれぞれ係数ｋｍ倍すれば、高さｍ２の位置を追跡した場合の見かけの距離列に変換することができる。ただし、これにはＭＭ２を知ることが要求される。以下、図１０を参照して、ＭＭ２の推定方法について説明する。
【００５０】
図９に示す過去の時刻Ｔ２〜Ｔ３で追跡していた高さｍ１の系列（具体的には点Ａ，Ｂ）について、時刻Ｔ＝Ｔ４での予測位置Ｄを撮像画像ＩＭ上で表した場合の位置を図１０に示す予測下端ｙｃとする。また、時刻Ｔ＝Ｔ４での追跡部分の実測位置Ｃを撮像画像ＩＭ上で表した場合の位置を図１０に示す実測下端ｙとする。予測下端ｙｃ及び実測下端ｙの基準位置は撮像装置２００の高さＨである（図６参照）。このとき、予測下端ｙｃから実測下端ｙまでの距離をΔｙとする。図９及び図１０の関係から、以下の数式（１８）及び（１９）が成立する。
ｙｃ＝ｆ×Ｈ／Ｚ４＿ｍ１・・・（１８）
ｙ＝ｆ×（Ｈ＋ＭＭ２）／Ｚ４＿ｍ１・・・（１９）
【００５１】
したがって、数式（１９）は以下のようになる。
ｙ＝ｆ×（Ｈ＋ＭＭ２）／Ｚ４＿ｍ１
＝ｆ×（Ｈ＋ＭＭ２）×ｙｃ／（ｆ×Ｈ）
＝ｙｃ×（Ｈ＋ＭＭ２）／Ｈ
となり、
ＭＭ２＝ｙ×Ｈ／ｙｃ−Ｈ
＝Ｈ×（ｙ／ｙｃ−１）・・・（１９´）
となる。これより、過去に取得した距離系列より算出した撮像画像ＩＭ上での予測下端ｙｃと撮像画像ＩＭ上での現在の実測下端ｙから、実際の物体３０上の高さを知ることなく、長さＭＭ２を推定することができる。
【００５２】
したがって、長さＭＭ２を利用すれば、高さｍ１により追跡した見かけの距離列Ｚｉ＿ｍ１を、高さｍ２により追跡した見かけの距離列Ｚｉ＿ｍ２に補正するための補正係数ｋｍは、高さｍ１，ｍ２を利用せずに、以下の数式（２０）のように算出することができる。
ｋｍ＝Ｈ／（Ｈ−ＭＭ２）
＝Ｈ／（Ｈ−Ｈ×（ｙ／ｙｃ−１））
＝１／（１−（ｙ／ｙｃ−１））
＝ｙｃ／（２ｙｃ−ｙ）・・・（２０）
【００５３】
次に、図１１を参照して、補正を実行しない場合の一例を説明する。
【００５４】
図１１は、速度及び下端位置の変化の撮像画像ＩＭ上での変異量を比較するためのグラフである。予測下端ｙｃと実測下端ｙとの差が生じる要因には、上述した追跡部分のずれや急激なピッチングなどのほかにも、物体３０の加速及び減速並びに移動体２０の加速及び減速によって、相対速度が変化して予測下端ｙｃとの乖離が生じる場合がある。この場合は、正常な変化であるために、過去の距離系列を補正することは正確でないＴＴＣを算出することになる。このため、予測下端ｙｃと実測下端ｙとのずれの要因が、相対速度の変化に起因する正常系のずれか、物体３０上の追跡部分のずれや急激なピッチングといった異常系のずれか判別し、正常系のずれである場合には補正を実行しないことが求められる。
【００５５】
まず、相対速度の変動について説明する。相対速度が最も急激に変化するのは、物体３０又は移動体２０の減速時である。ブレーキに伴う減速Ｇは、大きくても０．５Ｇ程度である。このとき、毎秒１０回の計算を行う処理を前提にすると、１時刻あたりの速度変化量は４９ｃｍ程度である。１時刻でΔＺ＝４９ｃｍずれる場合に、物体３０までの距離Ｚに対して撮像画像ＩＭ上で追跡した時の縦位置のずれ量Δｙｍ１は、以下の数式（２１）により表される。
Δｙｍ１＝ｆ×Ｈ×ΔＺ／（Ｚ×（Ｚ−ΔＺ））・・・（２１）
【００５６】
次に、ピッチングによる変動の影響について説明する。ピッチングは乗用車に比べて商用車（例えばトラックなど）の方が大きく変動する。例えば商用車では、０．５秒で８度程度変動するため、１秒当たり１６度のピッチング速度になる。したがって、２つの撮像画像ＩＭ間の時間（１フレーム時間）ΔＴでは、１６×ΔＴの角度変動を伴う。時刻Ｔ＝Ｔ３で距離Ｚ３にある物体（撮像画像ＩＭ上での位置をｙ３とする）が、各速度ω度／秒で変動する場合、時刻Ｔ＝Ｔ４での画像位置ｙ４は、ｙ３を数式（２２）で表した場合、数式（２３）により表される。
ｙ３＝ｆ×Ｈ／Ｚ３・・・（２２）
ｙ４＝ｆ×ｔａｎ（ａｒｃｔａｎ（ｙ３／ｆ）＋ω）・・・（２３）
【００５７】
したがって、撮像画像ＩＭ上でのｙ座標の変化量Δｙｍ２は、以下の数式（２４）により表される。
Δｙｍ２＝ｙ４−ｙ３
＝ｆ×ｔａｎ（ａｒｃｔａｎ（ｙ３／ｆ）＋ω）−ｙ３
＝ｆ×ｔａｎ（ａｒｃｔａｎ（ｙ３／ｆ）＋ω）−ｆ×Ｈ／Ｚ３
・・・（２４）
一方、物体３０上の追跡部分の高さがΔｍだけ変化した場合の撮像画像ＩＭ上での下端位置のずれ量Δｙｍ３は、以下の数式（２５）により表される。
Δｙｍ３＝ｆ×ΔＭ／Ｚ・・・（２５）
【００５８】
例えば、撮像装置２００として画角１２０度程度の魚眼ＶＧＡカメラを前提にし、高さＨ＝１．５ｍ、高さ変異量Δｍ＝２０ｃｍとするとき、図１１に示すような関係が得られる。既に説明したように、撮像装置２００を移動体２０に取り付ける場合、撮像装置２００は、移動体２０から５ｍ程度遠方の路面１０を撮影するように取り付けられる。したがって、距離が５ｍ以上であれば、図１１に示すように、ピッチングによるずれΔｙｍ２や下端位置のずれΔｙｍ３の方が、加減速に起因した画像高さのずれΔｙｍ１よりも大きく、両者を明確に区別することができる。
【００５９】
したがって、撮像画像ＩＭ上での縦位置のずれΔｙが、加減速によるずれΔｙｍ１より大きい場合、ピッチングによるずれΔｙｍ２や下端位置のずれΔｙｍ３と判断して、過去の距離系列を補正して正確なＴＴＣを算出することができる。逆に、撮像画像ＩＭ上での縦位置のずれΔｙが、加減速によるずれΔｙｍ１以下の場合、補正を実行しないことにより、正確なＴＴＣを算出することができる。
【００６０】
次に、図１２を参照して、実施形態を実現する物体検出装置１００のハードウェアについて説明する。
【００６１】
図１２は、物体検出装置１００のハードウェア構成の一例である。
図１２に示すように、物体検出装置１００は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）１００Ａ、Random Access Memory（ＲＡＭ）１００Ｂ、Read Only Memory（ＲＯＭ）１００Ｃ、及びElectrically Erasable Programmable Read Only Memory（ＥＥＰＲＯＭ）１００Ｄを含んでいる。また、物体検出装置１００は、入力端子１００Ｆ、出力端子１００Ｇ、入出力端子１００Ｈを含んでいる。ＣＰＵ１００Ａ、・・・、入出力端子１００Ｈは、内部バス１００Ｊによって互いに接続されている。少なくともＣＰＵ１００ＡとＲＡＭ１００Ｂとが協働することによってコンピュータが実現される。
【００６２】
入力端子１００Ｆには、撮像装置２００が接続される。出力端子１００Ｇには、スピーカ３００が接続される。入出力端子１００Ｈには、半導体メモリ７３０が接続される。半導体メモリ７３０としては、例えばUniversal Serial Bus（ＵＳＢ）メモリやフラッシュメモリなどがある。入出力端子１００Ｈは、半導体メモリ７３０に記憶されたプログラムやデータを読み取ったり、ＥＥＰＲＯＭ１００Ｄに記憶された撮像画像を半導体メモリ７３０に書き込んだりする。
【００６３】
上述したＲＡＭ１００Ｂには、ＲＯＭ１００Ｃに記憶されたプログラムがＣＰＵ１００Ａによって格納される。格納されたプログラムをＣＰＵ１００Ａが実行することにより、後述する画像記憶部１０２及び距離記憶部１０３を除く各種の機能が実現され、また、各種の動作が実行される。尚、プログラムは後述するフローチャートに応じたものとすればよい。
【００６４】
次に、図１３及び図１４を参照して、実施形態を実現する物体検出装置１００の機能について説明する。
【００６５】
図１３は、物体検出装置１００のブロック図の一例である。図１４（ａ）は、画像記憶部１０２が記憶する撮像画像ＩＭの一例である。図１４（ｂ）は、距離記憶部１０３が記憶する見かけの距離の一例である。物体検出装置１００は、図１３に示すように、画像取得部１０１、画像記憶部１０２、距離記憶部１０３、検出手段としての物体下端検出部１０４、物体下端予測部１０５及び位置ずれ算出部１０６を含んでいる。また、物体検出装置１００は、ずれ量算出部１０７、補正実行判断部１０８、補正手段としての距離補正部１０９、算出手段としてのＴＴＣ算出部１１０及び発令手段としての警報発令部１１１を含んでいる。
【００６６】
画像取得部１０１は、撮像装置２００が撮像した撮像画像ＩＭを時系列で取得する。画像取得部１０１は、時系列で取得した撮像画像ＩＭを次々と画像記憶部１０２に保存する。これにより、画像記憶部１０２には、図１４（ａ）に示すように、時系列に並んだ複数の撮像画像ＩＭが記憶される。尚、画像記憶部１０２には、例えばＥＥＰＲＯＭ１００Ｄが利用される。
【００６７】
距離記憶部１０３は、予め定めた一定の過去の時刻Ｔ１，Ｔ２，・・・について、見かけの距離Ｚｍ１，Ｚｍ２，・・・を記憶する。具体的には、図１４（ｂ）に示すように、距離記憶部１０３は現在から遡る時刻Ｔに対応して過去の見かけの距離Ｚｍｉ（ｉ∈｛１，２，・・・，Ｎ｝（Ｎ≧２）を記憶する。尚、距離記憶部１０３には、例えばＲＡＭ１００Ｂが利用される。
【００６８】
物体下端検出部１０４は、画像記憶部１０２に記憶された撮像画像ＩＭを１つ取得して、撮像画像ＩＭから物体３０の位置及び大きさを特定する。より詳しくは、物体下端検出部１０４は、撮像画像ＩＭに対してモデル照合を実行し、物体３０の位置（例えば物体特定枠４０，５０の４隅のいずれかの位置座標）及び大きさ（例えば物体特定枠４０，５０のサイズ）を特定する。モデル照合としては、例えばPaul Viola and Michael J.Jonesの”Robust Real-Time Face Detection”, International Journal of Computer Vision 57(2), 137-154, 2004に記載の手法を利用可能だが、当該手法に特に限定されるものではない。モデル照合は、テンプレート照合やテンプレートマッチングなどと呼ばれることもある。物体下端検出部１０４は、撮像画像ＩＭから物体３０の位置及び大きさを特定すると、特定した位置及び大きさに応じた領域に対し垂直方向の微分処理を実行し、微分値の極大点を残す細線化処理を実行する。これにより、物体下端検出部１０４は水平方向の線分列を得る。物体下端検出部１０４は、線分列から最も下方に位置する線分を物体３０の下端線として検出する。下端線が追跡部分に相当する。物体下端検出部１０４は、１つの撮像画像ＩＭに対して下端線を検出し終えると、次の撮像画像ＩＭを１つ取得して、同様の処理を実行する。したがって、物体下端検出部１０４は、下端線を時系列で検出する。
【００６９】
物体下端予測部１０５は、距離記憶部１０３に記憶された過去の見かけの距離Ｚｍｉを取得し、取得した距離Ｚｍｉに基づいて、物体３０の現在の下端を予測する。例えば、物体下端予測部１０５は、過去の２時刻Ｔ＝Ｔ２，Ｔ３の距離Ｚｍ２，Ｚｍ３に基づいて線形予測を実行し、現在を表す時刻Ｔ＝Ｔ４の見かけの距離Ｚｍ４を予測する。具体的には、以下の数式（２６）により表される。尚、距離Ｚｍ２，Ｚｍ３，Ｚｍ４は、それぞれ図９に示すＺ２＿ｍ１，Ｚ３＿ｍ１，Ｚ４＿ｍ１に対応する
Ｚｍ４＝Ｚｍ３−（Ｚｍ２−Ｚｍ３）
＝２Ｚｍ３−Ｚｍ２・・・（２６）
物体下端予測部１０５は、予測した見かけの距離Ｚｍ４を撮像画像ＩＭ上に投影した縦座標の位置を予測下端ｙｃ（図１０参照）とする。予測下端ｙｃは以下の数式（２７）により表される。上述したようにｆは焦点距離を表し、Ｈは撮像装置２００の設置高さを表している。ｆもＨも予め定められた値である。
ｙｃ＝ｆ×Ｈ／Ｚｍ４・・・（２７）
【００７０】
さらに、物体下端予測部１０５は、予測精度を高める場合、２時刻より多い過去の見かけの距離Ｚｍｉを利用し、最小二乗法による線形予測を実行して見かけの距離を予測してもよい。具体的には、以下の数式（２８）に示すようにモデル化し、残差ｓｋを数式（２９）に示すように表す。尚、数式（２８）において、ｋは現時刻を０とし、過去方向に正値を取るインデックスである。
Ｚｋ＝ａ×ｋ＋ｂ・・・（２８）
ｓｋ＝Ｚｋ−Ｚｍｋ
＝（ａ×ｋ＋ｂ）−Ｚｍｋ・・・（２９）
そして、全残差Ｓ＝（１／２）×Σ（ｓｋ）２を最小化する（ａ，ｂ）を定めて、現時刻であるｋ＝０のときの値ｂで時刻Ｔ＝Ｔ４における見かけの距離Ｚｍ４を予測する。
【００７１】
具体的には、Ｓをパラメータであるａ及びｂで偏微分し、それぞれを０とおいた以下の数式（３０）及び数式（３１）による連立方程式を解くことによりパラメータａ，ｂの解を得ることができる。
2016206730.tif 000003
2016206730.tif 000004
数式（３０）及び数式（３１）により以下の行列計算（３２）が得られ、
2016206730.tif 000005
【００７２】
これにより、以下に示すようにパラメータ（ａ，ｂ）を算出することができる。このとき、見かけの距離Ｚｍ４＝ｂとなる。
2016206730.tif 000006
2016206730.tif 000007
【００７３】
位置ずれ算出部１０６は、物体下端検出部１０４が検出した物体３０の下端線を取得し、取得した下端線の撮像画像ＩＭ内におけるｙ座標を実測下端ｙとする。そして、位置ずれ算出部１０６は、撮像画像ＩＭ上における実測下端ｙの予測下端ｙｃからのずれ量Δｙを以下の数式（３３）により算出する（図１０も併せて参照）。
Δｙ＝ｙ−ｙｃ・・・（３３）
【００７４】
ずれ量算出部１０７は、距離記憶部１０３に記憶される１時刻前の見かけの距離Ｚｍ１を利用して、加速度変化による速度変動による画像ずれ量Δｙｍ１を算出する（併せて図１１参照）。現在の時刻ＴがＴ＝Ｔ４である場合、１時刻前の見かけの距離Ｚｍ３を利用することで、Δｙｍ１は以下の数式（３４）により算出できる。
Δｙｍ１＝ｆ×Ｈ×ΔＺ／（Ｚｍ３×（Ｚｍ３−ΔＺ）））・・・（３４）
ただし、ΔＺは加速度変化による１時刻での速度変動量を表し、ΔＺは以下の数式（３５）により表される。
ΔＺ＝Ｇｍ×ΔＴ・・・（３５）
ただし、Ｇｍは許容可能な最大減速加速度で、例えば０．５Ｇである４．９ｍ／ｓ２、ΔＴは１時刻間の時間で例えば０．１秒である。
【００７５】
補正実行判断部１０８は、位置ずれ算出部１０６から予測下端ｙｃと実測下端ｙとのずれ量Δｙを取得する。また、補正実行判断部１０８は、ずれ量算出部１０７から速度変動による許容ずれ量Δｙｍ１を取得する。補正実行判断部１０８は、ずれ量Δｙと許容ずれ量Δｙｍ１とを比較し、ずれ量Δｙが許容ずれ量Δｙｍ１より大きければ、距離補正部１０９に補正を実行させると判断する。一方、補正実行判断部１０８は、ずれ量Δｙが許容ずれ量Δｙｍ１以下であれば、距離補正部１０９に補正を実行させないと判断する。補正実行判断部１０８は、判断結果を距離補正部１０９に出力する。
【００７６】
距離補正部１０９は、補正実行判断部１０８から出力された判断結果を取得し、判断結果に基づいて、現時刻の見かけの距離を算出する。具体的には、距離補正部１０９は、補正を実行させる旨を含む判断結果を取得した場合、距離記憶部１０３に記憶される過去の見かけの距離を補正し、次に、現時刻の見かけの距離を算出し、距離記憶部１０３に保存する。
【００７７】
ここで、過去の見かけの距離を補正する第１の処理と、現時刻の見かけの距離を算出して距離記憶部１０３に保存する第２の処理とに分けて、それぞれの処理について具体的に説明する。
【００７８】
まず、第１の処理に関し、距離補正部１０９は上述した補正係数ｋｍを以下の数式（３６）によって算出する。
ｋｍ＝ｙｃ／（２ｙｃ−ｙ）・・・（３６）
ただし、ｙは実測下端を表し、ｙｃは予測下端を表す。その後、距離補正部１０９は、距離記憶部１０３に記憶されている見かけの距離Ｚｍｉ（ｉ∈｛１，２，・・・，Ｎ｝（Ｎ≧２）に、ｋｍ×Ｚｍｉを上書きする。これにより、距離補正部１０９は第１の処理を終える。
【００７９】
次に、第２の処理に関し、距離補正部１０９は実測下端ｙから見かけの距離Ｚｍｎを以下の数式（３７）により算出する。
Ｚｍｎ＝ｆ×Ｈ／ｙ・・・（３７）
その後、距離補正部１０９は距離記憶部１０３内に記憶される最も過去の距離ＺｍＮを消去し、それぞれ１時刻ずつ過去側に見かけの距離をシフトし、最も現在に近い時刻Ｔｉの場所に見かけの距離Ｚｍｎを保存する。例えば距離補正部１０９が時刻Ｔ＝Ｔ４における実測下端ｙから見かけの距離Ｚｍ４を算出した場合、時刻Ｔ４の場所にＺｍ４を保存する。これにより、距離記憶部１０３に記憶される過去の距離Ｚｍｉは｛Ｚｍ４，Ｚｍ３，Ｚｍ２，・・・，ＺｍＮ｝に更新される。距離系列が補正されたことにより、距離記憶部１０３が記憶する距離系列は、物体３０の影１１の下端１１ａを追跡した場合の距離系列になっている。
尚、距離補正部１０９は、補正を実行させない旨を含む判断結果を取得した場合、第１の処理を実行せずに、第２の処理を実行する。
【００８０】
ＴＴＣ算出部１１０は、見かけの距離の変化に基づいて、移動体２０が物体３０に接触するまでの時間を算出する。具体的には、ＴＴＣ算出部１１０は、距離記憶部１０３が記憶する見かけの距離系列を利用して、接触するまでの時間としてＴＴＣを算出する。ＴＴＣ算出部１１０は、距離記憶部１０３内の直近の２時刻分の距離を利用して、以下の数式（３８）によりＴＴＣを算出する。
ＴＴＣ＝Ｚｍ３×ΔＴ／（Ｚｍ３−Ｚｍ４）・・・（３８）
【００８１】
その他、ＴＴＣの算出精度の向上を図るべく、ＴＴＣ算出部１１０は距離記憶部１０３が記憶する全ての見かけの距離系列を利用し、等速運動モデルによって最小二乗法でパラメータを推定することで、ＴＴＣを算出してもよい。具体的には、等速運動モデルを以下の数式（３９）と定め、残差ｓｉを数式（４０）に示すように表す。尚、数式（３９）において、ｉは現時刻を１とし、過去時刻に向けて値が１ずつ大きくなるインデックスである。
Ｚｉ＝Ａ×ｉ＋Ｂ・・・（３９）
ｓｉ＝Ｚｉ−Ｚｄｉ・・・（４０）
そして、全残差Ｓ＝（１／２）×Σ（ｓｉ）２を最小化するパラメータＡ，Ｂを定める。
【００８２】
そして、全残差ＳをＡ，Ｂそれぞれで偏微分し、得られた式を０とおいた以下の数式（４１）及び数式（４２）による連立方程式を解くことによりパラメータＡ，Ｂの解を得ることができる。
2016206730.tif 000008
2016206730.tif 000009
数式（４１）及び数式（４２）により以下の行列計算（４３）が得られ、
2016206730.tif 000010
これにより、以下に示すように（Ａ，Ｂ）を算出することができる。
2016206730.tif 000011
2016206730.tif 000012
このＡが１時刻（ΔＴ秒）当たりの速度変化を表しているので、ＴＴＣは以下の数式（４４）によって表される。
ＴＴＣ＝Ｚｍ１／（Ａ／ΔＴ）
＝Ｚｍ１×ΔＴ／Ａ・・・（４４）
【００８３】
警報発令部１１１は、ＴＴＣ算出部１１０によって算出されたＴＴＣを、予め設定した危険と判断する閾値時間Ｔｈと比較し、警報発令の有無を判断する。閾値時間Ｔｈは数秒（例えば３秒）と定めることができる。警報発令部１１１は、ＴＴＣが閾値時間Ｔｈ以下である場合に警報を発令する。この場合、スピーカ３００から警報が発令される。一方、警報発令部１１１は、ＴＴＣが閾値時間Ｔｈより大きい場合に警報を発令しない。これにより、誤ったタイミングで警報が発令されたり、警報が求められるタイミングで警報が発令されなかったりする不具合を回避することができる。
【００８４】
続いて、図１５を参照して、実施形態を実現する物体検出装置１００の動作について説明する。
【００８５】
図１５は、物体検出装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、画像取得部１０１は、撮像装置２００から撮像画像ＩＭを取得する（ステップＳ１０１）。画像取得部１０１は、取得した撮像画像ＩＭを画像記憶部１０２に保存する。次いで、上述したように、物体下端検出部１０４は物体３０の下端を実測下端ｙとして検出し（ステップＳ１０２）、物体下端予測部１０５は過去の距離系列に基づく物体３０の下端を予測下端ｙｃとして予測する（ステップＳ１０３）。
【００８６】
次いで、上述したように、位置ずれ算出部１０６は、実測下端ｙと予測下端ｙｃとのずれ量Δｙを算出し（ステップＳ１０４）、ずれ量算出部１０７は、最大速度変化による画像ずれ量Δｙｍ１を算出する（ステップＳ１０５）。ここで、補正実行判断部１０８は、ずれ量Δｙが画像ずれ量Δｙｍ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０６）。補正実行判断部１０８は、ずれ量Δｙが画像ずれ量Δｙｍ１より大きいと判断した場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、距離補正部１０９は補正を実行して（ステップＳ１０７）、見かけの距離を算出する（ステップＳ１０８）。一方、補正実行判断部１０８は、ずれ量Δｙが画像ずれ量Δｙｍ１以下であると判断した場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、距離補正部１０９は補正を実行せずに、ステップＳ１０８の処理で見かけの距離を算出する。
【００８７】
ステップＳ１０８の処理が完了すると、次いで、ＴＴＣ算出部１１０はＴＴＣを算出する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９の処理が完了すると、次いで、警報発令部１１１は、ＴＴＣが閾値時間Ｔｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。警報発令部１１１は、ＴＴＣが閾値時間Ｔｈ以下であると判断した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、警報を発令する（ステップＳ１１１）。一方、警報発令部１１１は、ＴＴＣが閾値時間Ｔｈより大きいと判断した場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、警報を発令せずに処理を終了する。
【００８８】
以上説明したように、物体検出装置１００は、路面１０上を移動可能な移動体２０に設置された撮像装置２００による撮像画像ＩＭから、撮像対象としての物体３０の下端を時系列で検出する物体下端検出部１０４を含んでいる。また、物体検出装置１００は、物体３０の下端に応じた見かけの距離の変化に基づいて、移動体２０が物体３０に接触するまでのＴＴＣを算出するＴＴＣ算出部１１０を含んでいる。さらに、物体検出装置１００は、物体下端検出部１０４によって検出された現在の実測下端ｙが過去の距離に基づいて予測される現在の予測下端ｙｃからずれている場合に、過去の下端の高さに応じた距離系列を実測下端ｙの高さに応じた距離系列に補正する距離補正部１０９を含んでいる。
【００８９】
すなわち、距離補正部１０９は、実測下端ｙが予測下端ｙｃからずれている場合に、過去の下端の高さに応じた距離系列を実測下端ｙの高さに応じた距離系列に補正することで、補正後の下端の高さに基づいて見かけの距離を再び算出し、算出した見かけの距離の変化に基づいてＴＴＣを算出する。これにより、正確なＴＴＣを算出することができる。
【００９０】
（第２実施形態）
続いて、図１６を参照して、本件の第２実施形態について説明する。
図１６は、高さ系列の別の補正によるＴＴＣの算出を説明するための図である。第１実施形態では、図８を参照して説明したように、距離補正部１０９が、補正を実行する場合に、高さＭの過去の距離系列を高さ０の距離系列に補正したが、第２実施形態では、図１６に示すように、距離補正部１０９が、補正を実行する場合に、高さ０の距離を高さＭの過去の距離系列に補正する。ＴＴＣ算出部１１０は、このような補正を実行して得られた見かけの距離に基づいてＴＴＣを算出しても、正確なＴＴＣを算出することができる。
【００９１】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、物体３０の下端を追跡部分として利用したが、例えば物体３０の上端を追跡部分として利用してもよい。また、物体３０が車両である場合には、車両のバンパーの下端を追跡部分として利用せずに、車両のバンパーの上端を追跡部分として利用してもよい。
【００９２】
さらに、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、ずれ量Δｙと画像ずれ量Δｙｍ１との比較結果に基づいて、補正を実行するか否か判断したが、ずれ量Δｙがあれば補正を実行するようにしてもよいし、ずれ量Δｙが所定の閾値以上であれば補正を実行するようにしてもよい。
【００９３】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）路面上を移動可能な移動体に設置された撮像装置による画像から、撮像対象としての物体の追跡部分を時系列で検出する検出手段と、前記追跡部分に応じた距離の変化に基づいて、前記移動体が前記物体に接触するまでの時間を算出する算出手段と、前記検出手段によって検出された現在の第１の追跡部分が過去の距離に基づいて予測される現在の第２の追跡部分からずれている場合に、前記過去の距離を前記第１の追跡部分に応じた距離に補正する補正手段と、を備える物体検出装置。
（付記２）前記補正手段は、前記撮像装置を通る前記路面に垂直な第１軸と前記路面とが交差する第１の位置から、前記撮像装置と前記追跡部分とを通る第２軸と前記路面とが交差する第２の位置までの距離を前記追跡部分に応じた距離として時系列で算出する、付記１に記載の物体検出装置。
（付記３）前記補正手段は、前記第１の追跡部分の前記第２の追跡部分からのずれ量が、前記移動体の加速又は減速に基づく追跡部分のずれ量より大きい場合に、前記過去の距離を補正する、付記１又は２に記載の物体検出装置。
（付記４）前記補正手段は、前記過去の距離の補正に代えて、前記第１の追跡部分に応じた距離を前記過去の距離に補正する、付記１から３のいずれか１項に記載の物体検出装置。
（付記５）前記時間が閾値以下である場合に、警報を発令する発令手段を備える、付記１から４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
（付記６）路面上を移動可能な移動体に設置された撮像装置による画像から、撮像対象としての物体の追跡部分を時系列で検出し、前記追跡部分に応じた距離の変化に基づいて、前記移動体が前記物体に接触するまでの時間を算出し、検出した現在の第１の追跡部分が過去の距離に基づいて予測される現在の第２の追跡部分からずれている場合に、前記過去の距離を前記第１の追跡部分に応じた距離に補正する、処理をコンピュータが実行する物体検出方法。
（付記７）前記補正する処理は、前記撮像装置を通る前記路面に垂直な第１軸と前記路面とが交差する第１の位置から、前記撮像装置と前記追跡部分とを通る第２軸と前記路面とが交差する第２の位置までの距離を前記追跡部分に応じた距離として時系列で算出する、付記６に記載の物体検出方法。
（付記８）前記補正する処理は、前記第１の追跡部分の前記第２の追跡部分からのずれ量が、前記移動体の加速又は減速に基づく追跡部分のずれ量より大きい場合に、前記過去の距離を補正する、付記６又は７に記載の物体検出方法。
（付記９）前記補正する処理は、前記過去の距離の補正に代えて、前記第１の追跡部分に応じた距離を前記過去の距離に補正する、付記６から８のいずれか１項に記載の物体検出方法。
（付記１０）前記時間が閾値以下である場合に、警報を発令する処理を含む、付記６から９のいずれか１項に記載の物体検出方法。
（付記１１）路面上を移動可能な移動体に設置された撮像装置による画像から、撮像対象としての物体の追跡部分を時系列で検出し、前記追跡部分に応じた距離の変化に基づいて、前記移動体が前記物体に接触するまでの時間を算出し、検出した現在の第１の追跡部分が過去の距離に基づいて予測される現在の第２の追跡部分からずれている場合に、前記過去の距離を前記第１の追跡部分に応じた距離に補正する、処理をコンピュータに実行させるための物体検出プログラム。
【符号の説明】
【００９４】
Ｓ  物体検出システム
１００  物体検出装置
１０４  物体下端検出部
１０９  距離補正部
１１０  ＴＴＣ算出部
１１１  警報発令部
【図１】
2016206730.tif 000013
【図２】
2016206730.tif 000014
【図３】
2016206730.tif 000015
【図４】
2016206730.tif 000016
【図５】
2016206730.tif 000017
【図６】
2016206730.tif 000018
【図７】
2016206730.tif 000019
【図８】
2016206730.tif 000020
【図９】
2016206730.tif 000021
【図１０】
2016206730.tif 000022
【図１１】
2016206730.tif 000023
【図１２】
2016206730.tif 000024
【図１３】
2016206730.tif 000025
【図１４】
2016206730.tif 000026
【図１５】
2016206730.tif 000027
【図１６】
2016206730.tif 000028