(57)【要約】【課題】車両が走行する路面の起伏を推定することのできる路面起伏推定装置および路面起伏推定方法を得る。【解決手段】カメラから取得した車両周辺画像から規則物体を検出し、各規則物体の画像上での位置を、カメラ設置情報を用いて画像上から実空間上へ変換することで各規則物体の検出位置を計算し、各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、各検出位置と、計算した各検出間隔と、規則物体の設置間隔とから、画像上から実空間上への変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定するように構成されている。【選択図】図１
2017129404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面を走行する車両の周辺を撮像可能なように前記車両に搭載されたカメラによって撮像された車両周辺画像が入力される路面起伏推定装置であって、
事前に求められたカメラ設置情報を記憶する記憶部と、
前記カメラから取得した前記車両周辺画像から、前記路面に一定の設置間隔で設置されている規則物体を検出し、検出した各規則物体の画像上での位置を計算し、計算結果を位置情報として出力する対象物検出部と、
前記対象物検出部から入力された前記位置情報と、前記記憶部から取得した前記カメラ設置情報とから、各規則物体の画像上での位置を、各規則物体の実空間での位置に変換し、変換結果を各規則物体の検出位置として出力する位置変換部と、
前記位置変換部から入力された各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、各検出位置と、計算した各検出間隔と、前記規則物体の前記設置間隔とから、前記位置変換部による変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定する路面推定部と、
を備えた路面起伏推定装置。
【請求項２】
前記規則物体は、既知である前記設置間隔で設置され、
前記記憶部は、前記設置間隔をさらに記憶し、
前記路面推定部には、前記記憶部に記憶されている前記設置間隔が入力される
請求項１に記載の路面起伏推定装置。
【請求項３】
前記規則物体は、距離を示す数値を表示し、
前記カメラから取得した前記車両周辺画像から前記規則物体を検出し、検出した各規則物体に表示されている前記数値を認識することで、前記設置間隔を計算する設置間隔取得部をさらに備え、
前記路面推定部には、前記設置間隔取得部によって計算された前記設置間隔が入力される
請求項１に記載の路面起伏推定装置。
【請求項４】
前記規則物体は、前記設置間隔が未知であって、繰り返し出現する特徴を持ち、
前記対象物検出部は、前記カメラから取得した前記車両周辺画像の経時的な変化から、画像上の基準位置に前記規則物体が現れた時の出現時刻を順に取得し、取得結果をさらに出力し、
前記車両の運動情報を取得する車両情報取得部から前記運動情報を取得し、前記対象物検出部から入力された各出現時刻と、各出現時刻に対応する前記運動情報とから、前記設置間隔を計算する設置間隔推定部をさらに備え、
前記路面推定部には、前記設置間隔推定部によって計算された前記設置間隔が入力される
請求項１に記載の路面起伏推定装置。
【請求項５】
前記設置間隔推定部は、前記対象物検出部から入力された各出現時刻において時系列で隣り合う出現時刻の時間間隔をそれぞれ計算し、各出現時刻に対応する前記運動情報から、計算した各時間間隔において前記車両が移動した距離をそれぞれ計算し、計算した各時間間隔に対応する前記距離から前記設置間隔を計算する
請求項４に記載の路面起伏推定装置。
【請求項６】
路面を走行する車両の周辺を撮像可能なように前記車両に搭載されたカメラによって撮像された車両周辺画像を用いて前記路面の起伏を推定する路面起伏推定方法であって、
前記カメラから取得した前記車両周辺画像から、前記路面に一定の設置間隔で設置されている規則物体を検出し、検出した各規則物体の画像上での位置を計算し、計算結果を位置情報として出力する対象物検出ステップと、
前記対象物検出ステップで出力された前記位置情報と、事前に求められたカメラ設置情報とから、各規則物体の画像上での位置を、各規則物体の実空間での位置に変換し、変換結果を各規則物体の検出位置として出力する位置変換ステップと、
前記位置変換ステップで出力された各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、各検出位置と、計算した各検出間隔と、前記規則物体の前記設置間隔とから、前記位置変換ステップでの変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定する路面推定ステップと、
を備えた路面起伏推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が走行する路面の起伏を推定する路面起伏推定装置および路面起伏推定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されているセンサを用いて、車両周辺の対象物を検知することで、事前に危険を回避する予防安全システムの提案が近年増加している。このようなシステムでは、対象物の位置を高精度で求めなければならない。
【０００３】
ここで、車両周辺センシングのデバイスとしてカメラを用いる場合、対象物の位置を高精度に算出するためには、車載カメラの車両への取り付け状態、すなわち、路面に対する車載カメラの設置角度を正確に校正することが重要となる。
【０００４】
一般的には、出荷前に車載カメラを校正する時に、路面が水平または路面の傾斜が一定の場所で、路面を水平面と仮定し、その路面に対する車載カメラの設置角度を事前に求めておく。車両走行時に、車載カメラから取得したカメラ画像に映る路面上の対象物を検出し、その対象物の画像上での位置を求める。続いて、対象物の画像上での位置を、事前に求めた車載カメラの設置角度から、対象物の実空間での位置を求める。
【０００５】
なお、上記の手法では、事前に求めた車載カメラの設置角度と、車両の走行中の路面に対する車載カメラの設置角度とが一致することを前提としている。しかしながら、実環境において車両が走行する路面には起伏があるので、路面が水平面であるとは限らず、さらに、車両の走行場所によっては、路面の起伏が動的に変化する。そのため、実際には、事前に求めた車載カメラの設置角度と、車両の走行中の路面に対する車載カメラの設置角度とが一致するわけではない。したがって、上記の前提の下、対象物の実空間での位置を求めると、対象物の位置を検出する精度が低下する可能性があるという問題がある。
【０００６】
このように、実環境において車両が走行する路面には起伏があることから、車両が走行する路面の起伏を推定する技術が必要である。なお、上記の問題点に対応する一例として、路面に存在する対象物の動き情報を用いて、路面に対する車載カメラの設置角度を車両の走行中にリアルタイムで校正する車載カメラ自動キャリブレーション装置（例えば、特許文献１参照）が提案されているが、その装置は、車両が走行する路面の起伏を推定するように構成されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２３８４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したとおり、実環境において車両が走行する路面には起伏があることから、車両が走行する路面の起伏を推定する技術が必要である。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両が走行する路面の起伏を推定することのできる路面起伏推定装置および路面起伏推定方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明における路面起伏推定装置は、路面を走行する車両の周辺を撮像可能なように車両に搭載されたカメラによって撮像された車両周辺画像が入力される路面起伏推定装置であって、事前に求められたカメラ設置情報を記憶する記憶部と、カメラから取得した車両周辺画像から、路面に一定の設置間隔で設置されている規則物体を検出し、検出した各規則物体の画像上での位置を計算し、計算結果を位置情報として出力する対象物検出部と、対象物検出部から入力された位置情報と、記憶部から取得したカメラ設置情報とから、各規則物体の画像上での位置を、各規則物体の実空間での位置に変換し、変換結果を各規則物体の検出位置として出力する位置変換部と、位置変換部から入力された各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、各検出位置と、計算した各検出間隔と、規則物体の設置間隔とから、位置変換部による変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定する路面推定部と、を備えたものである。
【００１１】
また、本発明における路面起伏推定方法は、路面を走行する車両の周辺を撮像可能なように車両に搭載されたカメラによって撮像された車両周辺画像を用いて路面の起伏を推定する路面起伏推定方法であって、カメラから取得した車両周辺画像から、路面に一定の設置間隔で設置されている規則物体を検出し、検出した各規則物体の画像上での位置を計算し、計算結果を位置情報として出力する対象物検出ステップと、対象物検出ステップで出力された位置情報と、事前に求められたカメラ設置情報とから、各規則物体の画像上での位置を、各規則物体の実空間での位置に変換し、変換結果を各規則物体の検出位置として出力する位置変換ステップと、位置変換ステップで出力された各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、各検出位置と、計算した各検出間隔と、規則物体の設置間隔とから、位置変換ステップでの変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定する路面推定ステップと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、カメラから取得した車両周辺画像から規則物体を検出し、各規則物体の画像上での位置を、カメラ設置情報を用いて画像上から実空間上へ変換することで各規則物体の検出位置を計算し、各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、各検出位置と、計算した各検出間隔と、規則物体の設置間隔とから、画像上から実空間上への変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定するように構成されている。これにより、車両が走行する路面の起伏を推定することのできる路面起伏推定装置および路面起伏推定方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における路面起伏推定装置を示す構成図である。
【図２】図１の路面起伏推定装置の一連の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１の対象物検出部が車両周辺画像から各規則物体を検出する動作の一例を示す説明図である。
【図４】図１の路面推定部によって行われる路面の傾きの推定方法を示す説明図である。
【図５】図１の路面推定部が路面の傾きθ０を計算する第１の計算方法を示す説明図である。
【図６】図１の路面推定部が路面の傾きθ０を計算する第２の計算方法を示す説明図である。
【図７】図１の路面推定部が路面の傾きθｎを計算する方法（ただし、ｎ≧１）を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２における路面起伏推定装置を示す構成図である。
【図９】図８の路面起伏推定装置の一連の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図８の対象物検出部が車両周辺画像から各規則物体を検出する動作の一例を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における路面起伏推定装置を示す構成図である。
【図１２】図１１の路面起伏推定装置の一連の動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１１の対象物検出部が車両周辺画像の経時的な変化から、基準位置に規則物体が現れた時の出現時刻を順番に取得する方法を示す説明図である。
【図１４】図１１の対象物検出部が車両周辺画像から各規則物体を検出する動作の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による路面起伏推定装置および路面起伏推定方法を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における路面起伏推定装置２を示す構成図である。なお、図１では、路面起伏推定装置２に撮像結果を入力するカメラ１も併せて図示されている。路面起伏推定装置２は、路面に一定の設置間隔で規則的に設置されている物体（以下、規則物体と称す）を利用して、路面の起伏を推定するように構成されている。
【００１６】
図１において、カメラ１は、路面を走行する車両の周辺を撮像可能なように車両に搭載され、例えば単眼カメラを用いて構成される。カメラ１は、車両の周辺を撮像し、その撮像結果を車両周辺画像として路面起伏推定装置２に出力する。
【００１７】
路面起伏推定装置２は、記憶部２１、対象物検出部２２、位置変換部２３および路面推定部２４を備える。路面起伏推定装置２は、例えば、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、システムＬＳＩ等の処理回路とによって実現される。
【００１８】
記憶部２１は、例えばメモリを用いて構成され、記憶部２１には、カメラ１の設置情報と、路面に設置されている規則物体の設置間隔とが記憶されている。
【００１９】
ここで、カメラ１の設置情報（以下、カメラ設置情報と称す）は、路面に対するカメラ１の設置角度と、カメラ１の路面からの高さとを含み、事前に求められたものである。カメラ１の設置角度は、事前に求められたものであり、路面を水平面と仮定したときの路面に対するカメラ１の位置関係を示す角度である。一般的には、出荷前にカメラ１を校正する時に、路面が水平または路面の傾斜が一定の場所で、路面に対するカメラ１の設置角度が事前に求めておく。同様に、カメラ１の路面からの高さも事前に求めておく。
【００２０】
本実施の形態１では、設置間隔が法令等によって規定されている規則物体を対象としている。このような規則物体としては、例えば、線種が破線の区画線（以下、破線区画線と称す）の線部、およびデリニエータ等が挙げられる。このように、規則物体の設置間隔が法令等によって規定されていることを前提としているので、規則物体の設置間隔は、事前に求めることができ、既知である。つまり、本実施の形態１では、既知である設置間隔で設置されている規則物体を利用して、路面の起伏を推定するように構成されている。
【００２１】
対象物検出部２２は、カメラ１から取得した車両周辺画像から、規則物体を検出し、検出した各規則物体の画像上での位置、より具体的には、各規則物体の画像上での位置座標を計算する。また、対象物検出部２２は、計算結果、すなわち、計算した各規則物体の画像上での位置を、位置情報として位置変換部２３に出力する。
【００２２】
位置変換部２３は、対象物検出部２２から入力された位置情報と、記憶部２１から取得したカメラ設置情報とから、公知の技術を適用することで、各規則物体の画像上での位置を、各規則物体の実空間での位置（以下、検出位置と称す）に変換する。また、位置変換部２３は、各規則物体の検出位置を路面推定部２４に出力する。
【００２３】
路面推定部２４は、位置変換部２３から入力された各規則物体の検出位置において隣り合う検出位置の間隔（以下、検出間隔と称す）をそれぞれ計算する。また、路面推定部２４は、位置変換部２３から入力された各検出位置と、計算した各検出間隔と、記憶部２１から入力された規則物体の設置間隔とから、路面の起伏、すなわち、路面の傾きを推定し、その推定結果を出力する。
【００２４】
ここで、路面の傾きとは、位置変換部２３による変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを意味し、より具体的には、その変換計算上の路面に対して、実際の路面がどの程度傾斜しているかを角度で表す指標を意味する。
【００２５】
次に、本実施の形態１における路面起伏推定装置２の一連の動作について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は、図１の路面起伏推定装置２の一連の動作を示すフローチャートである。図３は、図１の対象物検出部２２が車両周辺画像から各規則物体を検出する動作の一例を示す説明図である。
【００２６】
なお、図２のフローチャートの処理は、例えばあらかじめ設定された処理周期で繰り返し実行される。また、ここでは、規則物体が破線区画線の線部３であるものとする。この場合、対象物検出部２２は、各線部３の一方のエッジの位置、すなわち、車両周辺画像における各線部３の奥側のエッジの位置を、各線部３の画像上での位置として検出するように設定される。
【００２７】
図２に示すように、ステップＳ１０１において、対象物検出部２２は、カメラ１から車両周辺画像を取得し、処理がステップＳ１０２へと進む。
【００２８】
ステップＳ１０２において、対象物検出部２２は、カメラ１から取得した車両周辺画像から規則物体を検出し、処理がステップＳ１０３へと進む。
【００２９】
ステップＳ１０３において、対象物検出部２２は、検出した規則物体の数ｋが設定値以上であるか否かを判定する。なお、設定値は、例えば、２以上の値となるようにあらかじめ設定しておけばよい。ステップＳ１０３において、対象物検出部２２は、規則物体の数ｋが設定値以上であると判定した場合には、処理がステップＳ１０４へと進む。一方、対象物検出部２２は、規則物体の数ｋが設定値未満であると判定した場合には、処理がステップＳ１０１へ戻る。
【００３０】
ステップＳ１０４において、路面推定部２４は、記憶部２１に記憶されている規則物体の設置間隔ｂを読み込んで取得し、処理がステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５において、対象物検出部２２は、検出した各規則物体の画像上での位置Ｐｉ０，Ｐｉ１，・・・，Ｐｉｋ−１を取得し、処理がステップＳ１０６へと進む。
【００３１】
ステップＳ１０６において、位置変換部２３は、記憶部２１から取得したカメラ設置情報から、対象物検出部２２から入力された各規則物体の位置Ｐｉ０，Ｐｉ１，・・・，Ｐｉｋ−１を、各規則物体の検出位置Ｐｄ０，Ｐｄ１，・・・，Ｐｄｋ−１に変換し、処理がステップＳ１０７へ進む。
【００３２】
ステップＳ１０７において、路面推定部２４は、位置変換部２３から入力された各規則物体の検出位置Ｐｄ０，Ｐｄ１，・・・，Ｐｄｋ−１から、各規則物体の検出間隔ａ０，ａ１，・・・，ａｋ−２を計算する。続いて、路面推定部２４は、位置変換部２３から入力された各規則物体の検出位置Ｐｄ０，Ｐｄ１，・・・，Ｐｄｋ−１と、計算した各規則物体の検出間隔ａ０，ａ１，・・・，ａｋ−２と、記憶部２１から取得した規則物体の設置間隔ｂとから、路面の傾きθ０，θ１，・・・，θｋ−２を推定し、一連の処理が終了となる。
【００３３】
ここで、カメラ１から取得した車両周辺画像が図３に示す状況である場合を考える。この場合、ｋ＝４であり、ステップＳ１０５において、対象物検出部２２は、各線部３の画像上での位置Ｐｉ０〜Ｐｉ３を取得する。ステップＳ１０６において、位置変換部２３は、各線部３の画像上での位置Ｐｉ０〜Ｐｉ３を、各線部３の検出位置Ｐｄ０〜Ｐｄ３に変換する。ステップＳ１０７において、路面推定部２４は、各線部３の検出位置Ｐｄ０〜Ｐｄ３と、各線部３の検出間隔ａ０〜ａ２と、設置間隔ｂとから、路面の傾きθ０〜θ２を推定する。
【００３４】
次に、路面推定部２４によって行われる路面の傾きを推定する方法について、図４を参照しながら説明する。図４は、図１の路面推定部２４によって行われる路面の傾きの推定方法を示す説明図である。なお、ここでは、変数をｎとしており、０≦ｎ≦ｋ−２を満たす。
【００３５】
図４において、位置変換部２３による変換計算上の路面に存在する各規則物体の検出位置Ｐｄ０〜Ｐｄ３と、実際の路面に存在する各規則物体の実際の位置Ｐｔ０〜Ｐｔ３との位置関係が示されている。実位置Ｐｔ０〜Ｐｔ３は、カメラ１のレンズ中心Ｏと検出位置Ｐｄ０〜Ｐｄ３とを通る各直線に存在し、既知である設置間隔ｂで実位置Ｐｔ０〜Ｐｔ３が直線状に並んでいるものとしている。
【００３６】
レンズ中心Ｏの変換計算上の路面からの高さＨ０は、カメラ設置情報に含まれていることから、既知である。また、レンズ中心Ｏと検出位置Ｐｄ０〜Ｐｄ３とを通る各直線と、変換計算上の路面とがなす角は、レンズ中心Ｏと検出位置Ｐｄ０〜Ｐｄ３との位置関係から、求めることができる。
【００３７】
上記の推定方法では、実位置ＰｔｎとＰｔｎ＋１の間が直線であると近似し、変換計算上の路面と、直線ＰｔｎＰｔｎ＋１のなす角度θｎが路面の傾きθｎとして算出される。
【００３８】
続いて、路面の傾きθ０を計算する方法について、図５および図６を参照しながら説明する。図５は、図１の路面推定部２４が路面の傾きθ０を計算する第１の計算方法を示す説明図である。図６は、図１の路面推定部２４が路面の傾きθ０を計算する第２の計算方法を示す説明図である。
【００３９】
なお、路面の傾きθ０を計算する前提として、検出位置Ｐｄ０がレンズ中心Ｏからの距離が最も短い検出位置である。そこで、検出位置Ｐｄ０と実位置Ｐｔ０とがほぼ等しいと考え、図５および図６に示すように、Ｐｄ０＝Ｐｔ０であるものとしている。
【００４０】
図５では、ａ０＜ｂ、すなわち、変換計算上の路面に対して、実際の路面が下方向に傾斜している場合の路面の傾きθ０を計算する第１の計算方法を示している。また、図５では、三角形Ｐｔ０Ｐｔ１Ｐｄ１において、∠Ｐｄ１Ｐｔ０Ｐｔ１、すなわち直線Ｐｔ０Ｐｔ１と直線Ｐｄ０Ｐｄ１とがなす角度をθ０とし、∠Ｐｔ０Ｐｔ１Ｐｄ１をＡ０とし、∠Ｐｔ０Ｐｄ１Ｐｔ１をＢ０としている。
【００４１】
三角形Ｐｔ０Ｐｔ１Ｐｄ１において、正弦定理より以下の式（１）が成立し、式（１）を変形すると、以下の式（２）のようになる。また、三角形Ｐｔ０Ｐｔ１Ｐｄ１において、以下の式（３）が成立する。
ｂ／ｓｉｎＢ０＝ａ０／ｓｉｎＡ０                （１）
ｓｉｎＡ０＝ａ０ｓｉｎＢ０／ｂ                  （２）
θ０＝π−（Ａ０＋Ｂ０）                        （３）
【００４２】
このとき、ａ０およびｂの各値は既知である。また、∠ＯＰｄ１Ｐｄ０、すなわち、レンズ中心Ｏから検出位置Ｐｄ１を結んだ直線と変換計算上の路面とがなす角が既知であるので、Ｂ０の値が決まる。さらに、０＜Ａ０＜π／２を満たす。以上から、式（２）より、Ａ０の値が一意に決まる。このように、Ａ０の値が決まれば、式（３）より、θ０の値が決まる。
【００４３】
図６では、ａ０＞ｂ、すなわち、変換計算上の路面に対して、実際の路面が上方向に傾斜している場合の路面の傾きθ０を計算する第２の計算方法を示している。
【００４４】
図６においても、図５と同様に、式（１）〜式（３）を満たし、Ｂ０の値が決まり、さらに、π／２＜Ａ０＜πを満たす。したがって、上記と同様に、式（２）より、Ａ０の値が一意に決まり、その結果、式（３）より、θ０の値が決まる。
【００４５】
続いて、路面の傾きθｎを計算する方法（ただし、ｎ≧１）について、図７を参照しながら説明する。図７は、図１の路面推定部２４が路面の傾きθｎを計算する方法（ただし、ｎ≧１）を示す説明図である。
【００４６】
図７では、実位置Ｐｔｎから、直線ＰｄｎＰｄｎ＋１と平行な直線を引き、その直線と直線ＯＰｔｎ＋１との交点をＰｄ’ｎ＋１とし、直線ＰｔｎＰｄ’ｎ＋１の長さをａ’ｎとしている。三角形ＰｔｎＰｔｎ＋１Ｐｄ’ｎ＋１において、∠Ｐｄ’ｎ＋１ＰｔｎＰｔｎ＋１、すなわち直線ＰｔｎＰｔｎ＋１と直線ＰｔｎＰｄ’ｎ＋１とがなす角度を、路面の傾きθｎとしている。また、∠Ｐｄ’ｎ＋１Ｐｔｎ＋１ＰｔｎをＡｎとし、∠Ｐｔｎ＋１Ｐｄ’ｎ＋１ＰｔｎをＢｎとしている。三角形ＯＰｄｎＰｄｎ＋１の高さをＨ０とし、三角形ＯＰｄ’ｎ＋１Ｐｔｎの高さをＨ０＋ｈｎとしている。
【００４７】
ここで、ｈｎとｈｎ−１の関係について以下の式（４）を満たし、ａｎとａ’ｎの関係について以下の式（５）を満たす。
ｈｎ＝ｈｎ−１＋ｂｓｉｎθｎ−１                  （４）
ａ’ｎ：ａｎ＝（Ｈ０＋ｈｎ）：Ｈ０              （５）
【００４８】
また、式（４）および式（５）から、以下の式（６）を導出することができる。
ａ’ｎ＝ａｎ（Ｈ０＋ｈｎ−１＋ｂｓｉｎθｎ−１）／Ｈ０            （６）
【００４９】
三角形ＰｔｎＰｔｎ＋１Ｐｄ’ｎ＋１において、式（６）よりａ’ｎの値が決まり、ｂの値は既知である。また、∠ＯＰｄｎ＋１Ｐｄｎ、すなわち、レンズ中心Ｏから検出位置Ｐｄｎ＋１を結んだ直線と変換計算上の路面とがなす角が既知であるので、Ｂｎの値が決まる。したがって、図５および図６に示す計算方法と同様に計算することで、θｎの値が決まる。
【００５０】
このように、路面推定部２４は、図５〜図７に示す計算方法によって、路面の傾きθ０〜θｎを計算することができる。
【００５１】
以上、本実施の形態１によれば、カメラから取得した車両周辺画像から規則物体を検出し、各規則物体の画像上での位置を、カメラ設置情報を用いて画像上から実空間上へ変換することで各規則物体の検出位置を計算するように構成されている。また、各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、各検出位置と、計算した各検出間隔と、規則物体の設置間隔とから、画像上から実空間上への変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定するように構成されている。
【００５２】
これにより、カメラ以外のセンサを用いることなく、車両周辺の路面の起伏をカメラによって撮像された画像から計算することが可能となるので、その結果、車両が走行する路面の起伏を推定することができる。
【００５３】
また、本実施の形態１では、既知である設置間隔で設置されている規則物体を利用し、その設置間隔を用いて路面の傾きを推定するように構成されているので、後述する実施の形態２、３のようにその設置間隔を計算する場合と比べて、路面起伏の算出に要する処理負荷を低減することができる。
【００５４】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、先の実施の形態１の構成に対して、距離を示す数値が表示されている規則物体を利用して、規則物体の設置間隔を計算するように構成されている路面起伏推定装置２について説明する。なお、本実施の形態２では、先の実施の形態１と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００５５】
ここで、先の実施の形態１では、設置間隔が法令等によって規定されている規則物体を対象としているので、規則物体の設置間隔が既知である。これに対して、本実施の形態２では、距離を示す数値が表示されている規則物体を対象とするとともに、その規則物体に表示されている数値を利用して規則物体の設置間隔を計算するように構成されている。
【００５６】
距離を示す数値が表示されている規則物体として、例えば、車両とその前方を走行する他車両との距離を運転手が把握する目的で等間隔に設置されている車間距離表示板、および高速道路に設置されている起点の地点から現在地の距離を示す表示板等が挙げられる。
【００５７】
図８は、本発明の実施の形態２における路面起伏推定装置２を示す構成図である。図８において、路面起伏推定装置２は、記憶部２１、対象物検出部２２、位置変換部２３、路面推定部２４および設置間隔取得部２５を備える。
【００５８】
設置間隔取得部２５は、カメラ１から入力された車両周辺画像の規則物体に表示されている数値を認識することで、規則物体の設置間隔を計算する。設置間隔取得部２５は、計算して取得した設置間隔を路面推定部２４に出力する。路面推定部２４は、先の実施の形態１とは異なり、設置間隔取得部２５から入力された設置間隔を用いて、路面の傾きを推定する。
【００５９】
次に、本実施の形態２における路面起伏推定装置２の一連の動作について、図９および図１０を参照しながら説明する。図９は、図８の路面起伏推定装置２の一連の動作を示すフローチャートである。図１０は、図８の対象物検出部２２が車両周辺画像から各規則物体を検出する動作の一例を示す説明図である。
【００６０】
なお、図９のフローチャートの処理は、例えばあらかじめ設定された処理周期で繰り返し実行される。また、ここでは、規則物体が車間距離表示板４であるものとする。この場合、対象物検出部２２は、各車間距離表示板４と路面とが接する位置を、各車間距離表示板４の画像上での位置として検出するように設定される。
【００６１】
図９に示すように、ステップＳ２０１において、対象物検出部２２および設置間隔取得部２５は、カメラ１から車両周辺画像を取得し、処理がステップＳ２０２へと進む。
【００６２】
対象物検出部２２は、先の図２のステップＳ１０２，Ｓ１０３と同様の処理であるステップＳ２０２，Ｓ２０３を実行する。
【００６３】
ステップＳ２０４において、設置間隔取得部２５は、カメラ１から取得した車両周辺画像から、規則物体に表示されている数値を認識することで、規則物体の設置間隔ｂを計算し、処理がステップＳ２０５へと進む。
【００６４】
対象物検出部２２は、先のステップＳ１０５と同様の処理であるステップＳ２０５を実行し、処理がステップＳ２０６へと進む。
【００６５】
位置変換部２３は、先の図２のステップＳ１０６と同様の処理であるステップＳ２０６を実行し、処理がステップＳ２０７へと進む。
【００６６】
ステップＳ２０７において、路面推定部２４は、位置変換部２３から入力された各規則物体の検出位置Ｐｄ０，Ｐｄ１，・・・，Ｐｄｋ−１から、各規則物体の検出間隔ａ０，ａ１，・・・，ａｋ−２を計算する。続いて、路面推定部２４は、位置変換部２３から入力された各規則物体の検出位置Ｐｄ０，Ｐｄ１，・・・，Ｐｄｋ−１と、計算した各規則物体の検出間隔ａ０，ａ１，・・・，ａｋ−２と、設置間隔取得部２５から取得した設置間隔ｂとから、路面の傾きθ０，θ１，・・・，θｋ−２を推定し、一連の処理が終了となる。路面推定部２４は、先の実施の形態１で説明した計算方法、すなわち、先の図５〜図７に示す計算方法によって、路面の傾きθ０〜θｋ−２を計算する。
【００６７】
ここで、カメラ１から取得した車両周辺画像が図１０に示す状況である場合を考える。この場合、ｋ＝３であり、ステップＳ２０４において、設置間隔取得部２５は、カメラ１から取得した車両周辺画像から、各車間距離表示板４に表示されている数値、すなわち、０ｍ，５０ｍ，１００ｍを認識することで、設置間隔ｂを計算し、その値を５０ｍとする。ステップＳ２０５において、対象物検出部２２は、各車間距離表示板４の画像上での位置Ｐｉ０〜Ｐｉ２を取得する。
【００６８】
ステップＳ２０６において、位置変換部２３は、各車間距離表示板４の画像上での位置Ｐｉ０〜Ｐｉ２を、各車間距離表示板４の検出位置Ｐｄ０〜Ｐｄ２に変換する。ステップＳ２０７において、路面推定部２４は、各車間距離表示板４の検出位置Ｐｄ０〜Ｐｄ２と、各車間距離表示板４の検出間隔ａ０，ａ１と、設置間隔ｂ（＝５０ｍ）とから、路面の傾きθ０，θ１を推定する。
【００６９】
以上、本実施の形態２によれば、距離を示す数値を表示する規則物体を利用し、カメラから取得した車両周辺画像から規則物体を検出し、検出した各規則物体に表示されている数値を認識することで、設置間隔を計算し、その設置間隔を用いて路面の傾きを推定するように構成されている。
【００７０】
これにより、先の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、先の実施の形態１のように設置間隔が既知でなくても、路面の起伏を推定することができる。
【００７１】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、先の実施の形態１の構成に対して、設置間隔が未知であって、繰り返し出現する特徴を持つ規則物体を利用して、規則物体の設置間隔を計算するように構成されている路面起伏推定装置２について説明する。なお、本実施の形態３では、先の実施の形態１、２と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１、２と異なる点を中心に説明する。
【００７２】
ここで、先の実施の形態２では、距離を示す数値が表示されている規則物体を対象とし、その数値から規則物体の設置間隔を計算するように構成されている。これに対して、本実施の形態３では、設置間隔が未知であって、繰り返し出現する特徴を持つ規則物体を対象とし、その特徴を利用して規則物体の設置間隔を計算するように構成されている。
【００７３】
設置間隔が未知であって、繰り返し出現する特徴を持つ規則物体として、例えば、ガードレールの支柱、防風壁の支柱および防砂壁の支柱等が挙げられる。
【００７４】
図１１は、本発明の実施の形態３における路面起伏推定装置２を示す構成図である。図１１において、路面起伏推定装置２は、記憶部２１、対象物検出部２２、位置変換部２３、路面推定部２４および設置間隔推定部２６を備える。また、路面起伏推定装置２には、車両情報取得部５から運動情報が入力される。
【００７５】
車両情報取得部５は、車速およびヨーレート等の車両の運動情報を取得し、取得した運動情報を設置間隔推定部２６に出力する。車両情報取得部５は、例えば、車速センサおよびヨーレートセンサ等を用いて構成される。
【００７６】
対象物検出部２２は、カメラ１から取得した車両周辺画像から繰り返し出現する特徴を持つ規則物体を抽出し、車両周辺画像の経時的な変化から、基準位置に規則物体が現れた時の出現時刻を順番に取得し、それらの出現時刻を設置間隔推定部２６に出力する。
【００７７】
設置間隔推定部２６は、車両情報取得部５から運動情報を取得する。また、設置間隔推定部２６は、対象物検出部２２から入力された各出現時刻と、その各出現時刻に対応する運動情報とを用いて、規則物体の間隔を計算する。設置間隔推定部２６は、計算して推定した設置間隔を路面推定部２４に出力する。路面推定部２４は、先の実施の形態１とは異なり、設置間隔推定部２６から入力された設置間隔を用いて、路面の傾きを推定する。
【００７８】
次に、本実施の形態３における路面起伏推定装置２の一連の動作について、図１２〜図１４を参照しながら説明する。図１２は、図１１の路面起伏推定装置２の一連の動作を示すフローチャートである。図１３は、図１１の対象物検出部２２が車両周辺画像の経時的な変化から、基準位置Ｐｒに規則物体が現れた時の出現時刻を順番に取得する方法を示す説明図である。図１４は、図１１の対象物検出部２２が車両周辺画像から各規則物体を検出する動作の一例を示す説明図である。
【００７９】
なお、図１２のフローチャートの処理は、例えばあらかじめ設定された処理周期で繰り返し実行される。また、ここでは、規則物体がガイドレールの支柱６であるものとする。この場合、対象物検出部２２は、支柱６と路面が接する位置を、各支柱６の画像上での位置として検出するように設定される。
【００８０】
図１２に示すように、対象物検出部２２は、先の図２のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様の処理であるステップＳ３０１〜Ｓ３０３を実行する。
【００８１】
ステップＳ３０４において、対象物検出部２２は、カメラ１から取得した車両周辺画像の経時的な変化から、あらかじめ設定されている基準位置に規則物体が現れた時の出現時刻を順番に取得する。
【００８２】
例えば、カメラ１から取得した車両周辺画像の経時変化が図１３に示す状況である場合を考える。なお、図１３では、分かりやすくするために、２つの支柱６に対して、基準位置Ｐｒから近い順番に、６＿１，６＿２を付している。
【００８３】
図１３において、対象物検出部２２は、カメラ１から取得した車両周辺画像の経時的な変化から、基準位置Ｐｒに支柱６がはじめて現れた時、すなわち、基準位置Ｐｒに１番目の支柱６＿１が現れた時の出現時刻ｔ０を取得する。また、対象物検出部２２は、取得した出現時刻ｔ０を設置間隔推定部２６に出力する。
【００８４】
続いて、対象物検出部２２は、カメラ１から取得した車両周辺画像の経時的な変化から、基準位置Ｐｒに２番目の支柱６＿２が現れた時の出現時刻ｔ１を取得する。また、対象物検出部２２は、取得した出現時刻ｔ１を設置間隔推定部２６に出力する。
【００８５】
このように、対象物検出部２２は、カメラ１から取得した車両周辺画像の経時的な変化から、基準位置に規則物体が現れた時の出現時刻を順番に取得する。なお、対象物検出部２２によって取得された出現時刻の数をｊとするとき、ｊ≧２を満たすようにあらかじめ設定しておけばよい。
【００８６】
図１２の説明に戻り、ステップＳ３０５において、設置間隔推定部２６は、対象物検出部２２から入力された各出現時刻と、その各出現時刻に対応する運動情報とから、規則物体の設置間隔ｂを計算する。
【００８７】
具体的には、設置間隔推定部２６は、各出現時刻ｔ０，ｔ１，・・・，ｔｊ−１において、時系列で隣り合う出現時刻の時間間隔Δｔ１（＝ｔ１−ｔ０），・・・，Δｔｊ（＝ｔｊ−１−ｔｊ−２）をそれぞれ計算する。設置間隔推定部２６は、対象物検出部２２から入力された各出現時刻ｔ０〜ｔｊ−１に対応する運動情報から、各時間間隔Δｔ１〜Δｔｊにおいて車両が移動した距離を、それぞれ計算する。続いて、設置間隔推定部２６は、計算した各時間間隔Δｔ１〜Δｔｊに対応する距離から設置間隔ｂを計算する。例えば、計算した各時間間隔Δｔ１〜Δｔｊに対応する距離の平均値を設置間隔ｂとすればよい。
【００８８】
対象物検出部２２は、先の図２のステップＳ１０５と同様の処理であるステップＳ３０６を実行し、処理がステップＳ３０７へと進む。
【００８９】
位置変換部２３は、先の図２のステップＳ１０６と同様の処理であるステップＳ３０７を実行し、処理がステップＳ３０８へと進む。
【００９０】
ステップＳ３０８において、路面推定部２４は、位置変換部２３から入力された各規則物体の検出位置Ｐｄ０，Ｐｄ１，・・・，Ｐｄｋ−１から、各規則物体の検出間隔ａ０，ａ１，・・・，ａｋ−２を計算する。続いて、路面推定部２４は、位置変換部２３から入力された各規則物体の検出位置Ｐｄ０，Ｐｄ１，・・・，Ｐｄｋ−１と、計算した各規則物体の検出間隔ａ０，ａ１，・・・，ａｋ−２と、設置間隔推定部２６から取得した設置間隔ｂとから、路面の傾きθ０，θ１，・・・，θｋ−２を推定し、一連の処理が終了となる。路面推定部２４は、先の実施の形態１で説明した計算方法、すなわち、先の図５〜図７に示す計算方法によって、路面の傾きθ０〜θｋ−２を計算する。
【００９１】
ここで、カメラ１から取得した車両周辺画像が図１４に示す状況である場合を考える。この場合、ｋ＝９であり、ステップＳ３０６において、対象物検出部２２は、各支柱６の画像上での位置Ｐｉ０〜Ｐｉ８を取得する。
【００９２】
ステップＳ３０７において、位置変換部２３は、各支柱６の画像上での位置Ｐｉ０〜Ｐｉ８を、各支柱６の検出位置Ｐｄ０〜Ｐｄ８に変換する。ステップＳ３０８において、路面推定部２４は、各支柱６の検出位置Ｐｄ０〜Ｐｄ８と、各支柱６の検出間隔ａ０〜ａ７と、設置間隔推定部２６から取得した設置間隔ｂとから、路面の傾きθ０〜θ７を推定する。
【００９３】
以上、本実施の形態３によれば、設置間隔が未知であって、繰り返し出現する特徴を持つ規則物体を利用し、カメラから取得した車両周辺画像の経時的な変化から、画像上の基準位置に規則物体が現れた時の出現時刻を順に取得し、各出現時刻と、各出現時刻に対応する運動情報とから、設置間隔を計算するように構成されている。
【００９４】
これにより、先の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、先の実施の形態１のように設置間隔が既知でなくても、路面の起伏を推定することができる。
【００９５】
なお、本実施の形態１〜３について個別に説明してきたが、本実施の形態１〜３のそれぞれで開示した構成例は、任意に組み合わせることが可能である。また、規則物体の設置間隔を求める方法として、先の実施の形態１〜３のそれぞれで説明してきたが、これらの方法に限定されず、車両周辺画像を用いて検出間隔を求める方法以外の方法であれば、どのような方法で求めてもよい。
【００９６】
なお、実環境において路面が起伏していることに起因して生じうるカメラによる対象物検知の測距性能の低下に対して、本願発明を適用することで路面の起伏が常に一定とは限らない車両走行時における路面の起伏を推定してその推定結果を用いて測距を行うように構成すれば、そのような性能の低下の改善を期待することができる。
【００９７】
また、本願発明によって、車両が走行する車線の起伏をあらかじめ検出することが可能となるので、アクティブサスペンションの制御技術への本願発明の適用を期待することができる。さらに、本願発明によって、高速道路における自然渋滞の発生要因となるサグ（凹部）を事前に検出することができるので、ドライバに速度注意の喚起等を行う技術への本願発明の適用を期待することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１  カメラ、２  路面起伏推定装置、２１  記憶部、２２  対象物検出部、２３  位置変換部、２４  路面推定部、２５  設置間隔取得部、２６  設置間隔推定部、３  破線区画線の線部、４  車間距離表示板、５  車両情報取得部、６  ガイドレールの支柱。
【図１】
2017129404.tif 000003
【図２】
2017129404.tif 000004
【図３】
2017129404.tif 000005
【図４】
2017129404.tif 000006
【図５】
2017129404.tif 000007
【図６】
2017129404.tif 000008
【図７】
2017129404.tif 000009
【図８】
2017129404.tif 000010
【図９】
2017129404.tif 000011
【図１０】
2017129404.tif 000012
【図１１】
2017129404.tif 000013
【図１２】
2017129404.tif 000014
【図１３】
2017129404.tif 000015
【図１４】
2017129404.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月9日(2016.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明における路面起伏推定装置は、路面を走行する車両の周辺を撮像可能なように車両に搭載されたカメラによって撮像された車両周辺画像が入力される路面起伏推定装置であって、事前に求められたカメラ設置情報を記憶する記憶部と、カメラから取得した車両周辺画像から、路面に一定の設置間隔で設置されている規則物体を検出し、検出した各規則物体の画像上での位置を計算し、計算結果を位置情報として出力する対象物検出部と、対象物検出部から入力された位置情報と、記憶部から取得したカメラ設置情報とから、各規則物体の画像上での位置を、各規則物体の実空間での位置に変換し、変換結果を各規則物体の検出位置として出力する位置変換部と、位置変換部から入力された各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、カメラのレンズ中心と各検出位置との位置関係から、レンズ中心と各検出位置とを通る各直線と、位置変換部による変換計算上の路面とがなす角をそれぞれ求め、位置変換部による変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定する路面推定部と、を備え、レンズ中心の位置をＯとし、実際の路面に存在する各規則物体の実際の位置について、レンズ中心に最も近い位置をＰｔ０とし、Ｐｔ０から近い順にＰｔ１，・・・Ｐｔｎ＋１（ただし、ｎは１以上の整数）とし、各検出位置について、レンズ中心に最も近い位置をＰｄ０とし、Ｐｄ０とＰｔ０が一致していると仮定し、Ｐｄ０から近い順にＰｄ１，・・・Ｐｄｎ＋１とし、各検出間隔について、隣り合うＰｄ０，Ｐｄ１の検出間隔をａ０とし、ａ０から近い順にａ１，・・・，ａｎとし、規則物体の設置間隔をｂとし、レンズ中心と各検出位置とを通る各直線と、位置変換部による変換計算上の路面とがなす角について、∠ＯＰｄ１Ｐｄ０，∠ＯＰｄ２Ｐｄ１，・・・，∠ＯＰｄｎ＋１Ｐｄｎとし、レンズ中心の変換計算上の路面からの高さをＨ０とし、変換計算上の路面と、各直線Ｐｔ０Ｐｔ１，・・・，ＰｔｎＰｔｎ＋１とがなす角について、θ０，・・・，θｎとしたとき、路面推定部は、∠ＯＰｄ１Ｐｄ０と、ａ０と、ｂとから、θ０を実際の路面の傾きとして推定し、∠ＯＰｄ２Ｐｄ１，・・・，∠ＯＰｄｎ＋１Ｐｄｎと、ａ１，・・・，ａｎと、ｂと、Ｈ０と、θ０とから、θ１，・・・，θｎを、実際の路面の傾きとして推定するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明における路面起伏推定方法は、路面を走行する車両の周辺を撮像可能なように車両に搭載されたカメラによって撮像された車両周辺画像を用いて路面の起伏を推定する路面起伏推定方法であって、カメラから取得した車両周辺画像から、路面に一定の設置間隔で設置されている規則物体を検出し、検出した各規則物体の画像上での位置を計算し、計算結果を位置情報として出力する対象物検出ステップと、対象物検出ステップで出力された位置情報と、事前に求められたカメラ設置情報とから、各規則物体の画像上での位置を、各規則物体の実空間での位置に変換し、変換結果を各規則物体の検出位置として出力する位置変換ステップと、位置変換ステップで出力された各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、カメラのレンズ中心と各検出位置との位置関係から、レンズ中心と各検出位置とを通る各直線と、位置変換ステップでの変換計算上の路面とがなす角をそれぞれ求め、位置変換ステップでの変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定する路面推定ステップと、を備え、レンズ中心の位置をＯとし、実際の路面に存在する各規則物体の実際の位置について、レンズ中心に最も近い位置をＰｔ０とし、Ｐｔ０から近い順にＰｔ１，・・・Ｐｔｎ＋１（ただし、ｎは１以上の整数）とし、各検出位置について、レンズ中心に最も近い位置をＰｄ０とし、Ｐｄ０とＰｔ０が一致していると仮定し、Ｐｄ０から近い順にＰｄ１，・・・Ｐｄｎ＋１とし、各検出間隔について、隣り合うＰｄ０，Ｐｄ１の検出間隔をａ０とし、ａ０から近い順にａ１，・・・，ａｎとし、規則物体の設置間隔をｂとし、レンズ中心と各検出位置とを通る各直線と、位置変換ステップでの変換計算上の路面とがなす角について、∠ＯＰｄ１Ｐｄ０，∠ＯＰｄ２Ｐｄ１，・・・，∠ＯＰｄｎ＋１Ｐｄｎとし、レンズ中心の変換計算上の路面からの高さをＨ０とし、変換計算上の路面と、各直線Ｐｔ０Ｐｔ１，・・・，ＰｔｎＰｔｎ＋１とがなす角について、θ０，・・・，θｎとしたとき、路面推定ステップでは、∠ＯＰｄ１Ｐｄ０と、ａ０と、ｂとから、θ０を実際の路面の傾きとして推定し、∠ＯＰｄ２Ｐｄ１，・・・，∠ＯＰｄｎ＋１Ｐｄｎと、ａ１，・・・，ａｎと、ｂと、Ｈ０とから、θ１，・・・，θｎを、実際の路面の傾きとして推定するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面を走行する車両の周辺を撮像可能なように前記車両に搭載されたカメラによって撮像された車両周辺画像が入力される路面起伏推定装置であって、
事前に求められたカメラ設置情報を記憶する記憶部と、
前記カメラから取得した前記車両周辺画像から、前記路面に一定の設置間隔で設置されている規則物体を検出し、検出した各規則物体の画像上での位置を計算し、計算結果を位置情報として出力する対象物検出部と、
前記対象物検出部から入力された前記位置情報と、前記記憶部から取得した前記カメラ設置情報とから、各規則物体の画像上での位置を、各規則物体の実空間での位置に変換し、変換結果を各規則物体の検出位置として出力する位置変換部と、
前記位置変換部から入力された各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、前記カメラのレンズ中心と各検出位置との位置関係から、前記レンズ中心と各検出位置とを通る各直線と、前記位置変換部による変換計算上の路面とがなす角をそれぞれ求め、前記位置変換部による変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定する路面推定部と、
を備え、
前記レンズ中心の位置をＯとし、
前記実際の路面に存在する各規則物体の実際の位置について、前記レンズ中心に最も近い位置をＰｔ０とし、Ｐｔ０から近い順にＰｔ１，・・・Ｐｔｎ＋１（ただし、ｎは１以上の整数）とし、
各検出位置について、前記レンズ中心に最も近い位置をＰｄ０とし、Ｐｄ０とＰｔ０が一致していると仮定し、Ｐｄ０から近い順にＰｄ１，・・・Ｐｄｎ＋１とし、
各検出間隔について、隣り合うＰｄ０，Ｐｄ１の検出間隔をａ０とし、ａ０から近い順にａ１，・・・，ａｎとし、
前記規則物体の前記設置間隔をｂとし、
前記レンズ中心と各検出位置とを通る各直線と、前記位置変換部による変換計算上の路面とがなす角について、∠ＯＰｄ１Ｐｄ０，∠ＯＰｄ２Ｐｄ１，・・・，∠ＯＰｄｎ＋１Ｐｄｎとし、
前記レンズ中心の前記変換計算上の路面からの高さをＨ０とし、
前記変換計算上の路面と、各直線Ｐｔ０Ｐｔ１，・・・，ＰｔｎＰｔｎ＋１とがなす角について、θ０，・・・，θｎとしたとき、
前記路面推定部は、
∠ＯＰｄ１Ｐｄ０と、ａ０と、ｂとから、θ０を前記実際の路面の傾きとして推定し、
∠ＯＰｄ２Ｐｄ１，・・・，∠ＯＰｄｎ＋１Ｐｄｎと、ａ１，・・・，ａｎと、ｂと、Ｈ０と、θ０とから、θ１，・・・，θｎを、前記実際の路面の傾きとして推定する
路面起伏推定装置。
【請求項２】
前記規則物体は、既知である前記設置間隔で設置され、
前記記憶部は、前記設置間隔をさらに記憶し、
前記路面推定部には、前記記憶部に記憶されている前記設置間隔が入力される
請求項１に記載の路面起伏推定装置。
【請求項３】
前記規則物体は、距離を示す数値を表示し、
前記カメラから取得した前記車両周辺画像から前記規則物体を検出し、検出した各規則物体に表示されている前記数値を認識することで、前記設置間隔を計算する設置間隔取得部をさらに備え、
前記路面推定部には、前記設置間隔取得部によって計算された前記設置間隔が入力される
請求項１に記載の路面起伏推定装置。
【請求項４】
前記規則物体は、前記設置間隔が未知であって、繰り返し出現する特徴を持ち、
前記対象物検出部は、前記カメラから取得した前記車両周辺画像の経時的な変化から、画像上の基準位置に前記規則物体が現れた時の出現時刻を順に取得し、取得結果をさらに出力し、
前記車両の速度情報を取得する車両情報取得部から前記速度情報を取得し、前記対象物検出部から入力された各出現時刻と、各出現時刻に対応する前記速度情報とから、前記設置間隔を計算する設置間隔推定部をさらに備え、
前記路面推定部には、前記設置間隔推定部によって計算された前記設置間隔が入力される
請求項１に記載の路面起伏推定装置。
【請求項５】
前記設置間隔推定部は、前記対象物検出部から入力された各出現時刻において時系列で隣り合う出現時刻の時間間隔をそれぞれ計算し、各出現時刻に対応する前記速度情報から、計算した各時間間隔において前記車両が移動した距離をそれぞれ計算し、計算した各時間間隔に対応する前記距離から前記設置間隔を計算する
請求項４に記載の路面起伏推定装置。
【請求項６】
路面を走行する車両の周辺を撮像可能なように前記車両に搭載されたカメラによって撮像された車両周辺画像を用いて前記路面の起伏を推定する路面起伏推定方法であって、
前記カメラから取得した前記車両周辺画像から、前記路面に一定の設置間隔で設置されている規則物体を検出し、検出した各規則物体の画像上での位置を計算し、計算結果を位置情報として出力する対象物検出ステップと、
前記対象物検出ステップで出力された前記位置情報と、事前に求められたカメラ設置情報とから、各規則物体の画像上での位置を、各規則物体の実空間での位置に変換し、変換結果を各規則物体の検出位置として出力する位置変換ステップと、
前記位置変換ステップで出力された各検出位置において隣り合う検出位置の検出間隔をそれぞれ計算し、前記カメラのレンズ中心と各検出位置との位置関係から、前記レンズ中心と各検出位置とを通る各直線と、前記位置変換ステップでの変換計算上の路面とがなす角をそれぞれ求め、前記位置変換ステップでの変換計算上の路面に対する実際の路面の傾きを推定する路面推定ステップと、
を備え、
前記レンズ中心の位置をＯとし、
前記実際の路面に存在する各規則物体の実際の位置について、前記レンズ中心に最も近い位置をＰｔ０とし、Ｐｔ０から近い順にＰｔ１，・・・Ｐｔｎ＋１（ただし、ｎは１以上の整数）とし、
各検出位置について、前記レンズ中心に最も近い位置をＰｄ０とし、Ｐｄ０とＰｔ０が一致していると仮定し、Ｐｄ０から近い順にＰｄ１，・・・Ｐｄｎ＋１とし、
各検出間隔について、隣り合うＰｄ０，Ｐｄ１の検出間隔をａ０とし、ａ０から近い順にａ１，・・・，ａｎとし、
前記規則物体の前記設置間隔をｂとし、
前記レンズ中心と各検出位置とを通る各直線と、前記位置変換ステップでの変換計算上の路面とがなす角について、∠ＯＰｄ１Ｐｄ０，∠ＯＰｄ２Ｐｄ１，・・・，∠ＯＰｄｎ＋１Ｐｄｎとし、
前記レンズ中心の前記変換計算上の路面からの高さをＨ０とし、
前記変換計算上の路面と、各直線Ｐｔ０Ｐｔ１，・・・，ＰｔｎＰｔｎ＋１とがなす角について、θ０，・・・，θｎとしたとき、
前記路面推定ステップでは、
∠ＯＰｄ１Ｐｄ０と、ａ０と、ｂとから、θ０を前記実際の路面の傾きとして推定し、
∠ＯＰｄ２Ｐｄ１，・・・，∠ＯＰｄｎ＋１Ｐｄｎと、ａ１，・・・，ａｎと、ｂと、Ｈ０とから、θ１，・・・，θｎを、前記実際の路面の傾きとして推定する
路面起伏推定方法。