(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の周囲に存在する物体までの距離の情報を収集する距離情報収集手段と、
収集された前記距離の情報に基づいて互いに隣接する前記距離の情報をグループ化して物体を検出する物体検出手段と、
前記グループ化された物体について、当該物体に属する前記距離の各情報の平均値を算出して当該平均値に対するばらつき量を算出するばらつき量算出手段と、
前記ばらつき量に基づいて、自車両が当該物体と接触可能であるか否かを判断する判断手段と、を備え、
前記判断手段は、自車両と接触可能であると判断した当該物体について接触可能である旨の情報を対応付けて出力することを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記検出された物体について、当該物体に属する前記距離の各情報についてその右側または左側に位置する情報との差の絶対値の平均値を算出する距離差平均算出手段をさらに有し、
前記判断手段は、前記ばらつき量および前記差の絶対値の平均値に基づいて、自車両が当該物体と接触可能であるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記判断手段は、前記ばらつき量および前記差の絶対値の平均値がそれぞれについて予め設定された各閾値より共に大きい場合に、自車両が当該物体と接触可能であると判断することを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記判断手段は、前記ばらつき量および前記差の絶対値の平均値の時間的変化量をそれぞれ算出し、前記ばらつき量およびその時間的変化量、並びに前記差の絶対値の平均値およびその時間的変化量に基づいて、自車両が当該物体と接触可能であるか否かを判断することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記判断手段は、前記ばらつき量の時間的変化量および前記差の絶対値の平均値の時間的変化量がそれぞれについて予め設定された各閾値よりいずれも大きい場合に、自車両が当該物体と接触可能であると判断することを特徴とする請求項４に記載の物体検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の物体検出装置と、
前記物体検出装置から出力された前記物体についての前記距離の情報に基づいて自車両の接触回避制御を行う接触回避制御装置と、を備え、
前記接触回避制御装置は、前記物体検出装置から出力された前記物体について前記接触可能である旨の情報が対応付けられている場合には、当該物体を接触回避制御の対象から外し、または、当該物体に対して接触回避制御とは異なる制御を行うことを特徴とする接触回避システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検出装置および接触回避システムに係り、特に、物体までの距離の情報を収集して検出した物体の種別を判断する物体検出装置およびその判断に基づいて接触回避制御を行う接触回避システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、乗用車等の車両の周囲に存在する物体を、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の撮像手段で撮像した画像の画像解析やレーダ装置から発射された電波の反射波解析等により検出する技術の開発が進められている（例えば特許文献１等参照）。特に特許文献１では、物体検出の信頼性を向上させるために、ステレオカメラで得られた撮像画像から算出された物体までの距離のばらつきを監視し、通常の環境では起こり得ないと思われるばらつきがある場合にはカメラ異常として、通常の監視制御が中止し、フェールセーフを実行するようになっている。
【０００３】
また、これらの技術により検出された物体の情報に基づいて自車両と他の物体との接触の可能性の有無を判断し、接触の可能性がある場合には警報を鳴らしてドライバの注意を喚起したり接触を回避するように自動操舵や制動制御を行ったりする接触回避制御を行う技術の開発が進められている（例えば特許文献２等参照）。
【特許文献１】特開２００１−４３４９６号公報
【特許文献２】特開平６−２９８０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特に寒冷地や標高が高い場所等で生じ易い現象ではあるが、例えば道路上方に水蒸気塊が浮遊していたり、後述する図１３に示すように先行車両のエキゾーストパイプから白く濃い排気ガスが排出されて前進する先行車両の後方で白い排気ガスがその場に留まっている場合がある。そして、水蒸気塊や排気ガスが撮像手段によって撮像され、或いはレーダ装置によって検知されて、物体として検出される場合がある。
【０００５】
このような場合、ドライバは、通常、水蒸気塊や排気ガスを避けようとせず、その中に自車両を突入させて自車両の走行を継続しようとするが、上記の接触回避制御が作動してしまう結果、自車両が水蒸気塊や排気ガスの手前で停止するように自動的にブレーキが掛かってしまい、ドライバに違和感を覚えさせてしまったり後方の車両に追突されたりする事態が生じ得る。
【０００６】
また、狭い道路の脇に立て掛けられた宣伝用等の旗や幟や、道路脇の背が高く風になびく草むら等も、ドライバにとっては多少接触してもよい対象であって、例えば道路の中央線を越えて反対車線に進入してまで避ける対象ではないと思われるような場合でも、それらが物体として検出されると接触回避制御が作動して自動的に制動制御がなされる等して、自車両がドライバの予期しない動作を行ってしまう場合がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、自車両の周囲に存在する物体を検出し、検出した物体が自車両と接触してもよいものか否かを適切に判断することが可能な物体検出装置を提供し、さらに接触可能か否かの判断に基づいて適切に接触回避制御を行うことが可能な接触回避システ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】
【０００８】
前記の問題を解決するために、第１の発明は、物体検出装置において
自車両の周囲に存在する物体までの距離の情報を収集する距離情報収集手段と、
収集された前記距離の情報に基づいて互いに隣接する前記距離の情報をグループ化して物体を検出する物体検出手段と、
前記グループ化された物体について、当該物体に属する前記距離の各情報の平均値を算出して当該平均値に対するばらつき量を算出するばらつき量算出手段と、
前記ばらつき量に基づいて、自車両が当該物体と接触可能であるか否かを判断する判断手段と、を備え、
前記判断手段は、自車両と接触可能であると判断した当該物体について接触可能である旨の情報を対応付けて出力することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明の物体検出装置において、
前記検出された物体について、当該物体に属する前記距離の各情報についてその右側または左側に位置する情報との差の絶対値の平均値を算出する距離差平均算出手段をさらに有し、
前記判断手段は、前記ばらつき量および前記差の絶対値の平均値に基づいて、自車両が当該物体と接触可能であるか否かを判断することを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明の物体検出装置において、前記判断手段は、前記ばらつき量および前記差の絶対値の平均値がそれぞれについて予め設定された各閾値より共に大きい場合に、自車両が当該物体と接触可能であると判断することを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、第２または第３の発明の物体検出装置において、前記判断手段は、前記ばらつき量および前記差の絶対値の平均値の時間的変化量をそれぞれ算出し、前記ばらつき量およびその時間的変化量、並びに前記差の絶対値の平均値およびその時間的変化量に基づいて、自車両が当該物体と接触可能であるか否かを判断することを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、第４の発明の物体検出装置において、前記判断手段は、前記ばらつき量の時間的変化量および前記差の絶対値の平均値の時間的変化量がそれぞれについて予め設定された各閾値よりいずれも大きい場合に、自車両が当該物体と接触可能であると判断することを特徴とする。
【００１４】
第６の発明は、接触回避システムにおいて、
前記第１〜５の発明のいずれか１つの物体検出装置と、
前記物体検出装置から出力された前記物体についての前記距離の情報に基づいて自車両の接触回避制御を行う接触回避制御装置と、を備え、
前記接触回避制御装置は、前記物体検出装置から出力された前記物体について前記接触可能である旨の情報が対応付けられている場合には、当該物体を接触回避制御の対象から外し、または、当該物体に対して接触回避制御とは異なる制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、距離情報収集手段で自車両の周囲に存在する物体までの距離の情報を収集し、物体検出手段でそれらの距離の情報に基づいて検出した物体について、物体に属する距離の情報のばらつき具合を判断して自車両が当該物体と接触可能か否か、すなわち当該物体に突入してもよいか否かを判断することで、図１３に示したような排気ガスや水蒸気塊等に対しては接触可能と的確に判断し、前方の車両等に対しては接触不可と的確に判断することが可能となる。
また、第１の発明によれば、自車両と接触可能であると判断された物体に対して接触可能である旨の情報を対応付けて出力することで、この情報を用いて種々の制御を行う装置に対して適切に当該物体が自車両と接触可能である旨を伝達することが可能となる。
【００１６】
第２の発明によれば、検出した物体に属する距離の各情報同士の差の絶対値の平均値をも判断の対象とすることで、後述する図１５に示すような背面が自車両に対して左右方向に傾いている前方の車両等に対しては接触不可と的確に判断することが可能となる。
【００１７】
第３の発明によれば、ばらつき量や当該物体に属する距離の各情報同士の差の絶対値の平均値に基づいて判断する際、それらを予め設定された各閾値との比較によって判断するように構成することで、容易に判断を行うことが可能となるとともに、各閾値を的確に設定することで、接触可能か否かの判断がより的確に行われるようになり、前記各発明の効果がより的確に発揮される。
【００１８】
第４または第５の発明によれば、自車両が当該物体と接触可能であるか否かを判断する判断条件として、当該物体に属する距離の各情報のばらつきや距離の各情報同士の差の絶対値の平均値のみならず、それらの時間的変化量に基づいて、例えばそれらの値が予め設定された各閾値を越えた場合に自車両が当該物体と接触可能であると判断するように構成することで、当該物体が車両等のように形状が時間的に変化しない物体であるか排気ガスや水蒸気塊等のように形状が時間的に変化する物体であるかを的確に踏まえて接触の可否を判断することが可能となり、前記各発明の効果がより的確に発揮される。
【００２０】
第６の発明によれば、自車両が接触してよい物体か接触してはいけない物体かを的確に判断することができる物体検出装置から、接触してよい物体には接触可能である旨の情報が的確に対応付けられて送信されてくるため、接触回避制御装置は、その情報に基づいて接触してはいけない物体を的確に接触回避制御の対象として制御を行い、接触してよい物体を接触回避制御の対象から外して適切に接触回避制御を行うことが可能となる。そのため、排気ガスや水蒸気塊、旗、幟、草むら等の自車両が接触しても構わない物体に対しては接触回避制御が行われることが防止され、ドライバが違和感を覚えることなく運転を続行することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る物体検出装置および接触回避システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
［物体検出装置］
まず、本実施形態に係る物体検出装置について説明する。物体検出装置１は、図１に示すように、ステレオ撮像手段２や画像処理手段６等を備える距離情報収集手段９と検出手段１０等で構成されている。
【００２３】
なお、ステレオ撮像手段２から検出手段１０の物体検出手段１１までの構成は本願出願人により先に提出された特開平５−１１４０９９号公報、特開平５−２６５５４７号公報、特開平６−２６６８２８号公報、特開平１０−２８３４６１号公報、特開平１０−２８３４７７号公報、特開２００６−７２４９５号公報等に詳述されており、詳細な説明はそれらの公報に委ねる。以下、簡単に説明する。
【００２４】
ステレオ撮像手段２は、本実施形態では、互いに同期が取られたＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサがそれぞれ内蔵され例えばルームミラー近傍に車幅方向すなわち左右方向に所定の間隔をあけて取り付けられた一対の撮像手段であるメインカメラ２ａおよびサブカメラ２ｂからなるステレオカメラが用いられている。
【００２５】
メインカメラ２ａおよびサブカメラ２ｂは、道路面から同じ高さに取り付けられており、所定のサンプリング周期で同時に車両の周囲、特に前方の物体を撮像して撮像画像の情報を出力するように構成されている。そして、運転者に近い側に配置されたメインカメラ２ａは図２に例示される基準画像ＴOの画像データを出力し、運転者から遠い側に配置されたサブカメラ２ｂは図示を省略する比較画像の画像データを出力するようになっている。
【００２６】
メインカメラ２ａとサブカメラ２ｂから出力された画像データは、変換手段３であるＡ／Ｄコンバータ３ａ、３ｂでアナログ画像からそれぞれ画素ごとに例えば２５６階調のグレースケール等の所定の輝度階調の輝度を有するデジタル画像にそれぞれ変換され、画像補正部４で、ずれやノイズの除去等の画像補正が行われるようになっている。そして、画像補正等が行われた各画像データは、画像データメモリ５に送信されて格納されるとともに、画像処理手段６にも送信されるようになっている。
【００２７】
画像処理手段６は、イメージプロセッサ７と距離データメモリ８とを備えており、イメージプロセッサ７では、ステレオマッチング処理が行われるようになっている。具体的には、イメージプロセッサ７は、図３に示すように、基準画像ＴO上に例えば３×３画素や４×４画素等の所定の画素数の基準画素ブロックＰＢOを設定し、基準画素ブロックＰＢOに対応する比較画像ＴC中のエピポーララインＥＰＬ上の基準画素ブロックＰＢOと同形の各比較画素ブロックＰＢCについて下記（１）式に従って当該基準画素ブロックＰＢOとの輝度パターンの差異であるＳＡＤ値を算出し、ＳＡＤ値が最小の比較画素ブロックＰＢCを特定するようになっている。
【００２８】
【数１】
0004956374.tif 000002
【００２９】
なお、ｐ１stは基準画素ブロックＰＢO中の各画素の輝度値を表し、ｐ２stは比較画素ブロックＰＢC中の各画素の輝度値を表す。また、上記の総和は、基準画素ブロックＰＢOや比較画素ブロックＰＢCが例えば３×３画素の領域として設定される場合には１≦ｓ≦３、１≦ｔ≦３の範囲、４×４画素の領域として設定される場合には１≦ｓ≦４、１≦ｔ≦４の範囲の全画素について計算される。
【００３０】
イメージプロセッサ７は、このようにして基準画像ＴOの各基準画素ブロックＰＢOについて、特定した比較画素ブロックＰＢCの比較画像ＴC上の位置と当該基準画素ブロックＰＢOの基準画像ＴO上の位置から視差ｄｐを算出するようになっている。
【００３１】
ここで、一対のメインカメラ２ａとサブカメラ２ｂの中央真下の道路面上の点を原点とし、自車両の車幅方向（左右方向）をＸ軸方向、車高方向（高さ方向）をＹ軸方向、車長方向（前後方向）をＺ軸方向とした場合の実空間上の点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、上記の視差ｄｐ、距離画像ＴZ上の点（ｉ，ｊ）とは、三角測量の原理に基づき下記（２）〜（４）式で表される座標変換により一意に対応づけられる。
Ｘ＝ＣＤ／２＋Ｚ×ＰＷ×（ｉ−ＩＶ）    …（２）
Ｙ＝ＣＨ＋Ｚ×ＰＷ×（ｊ−ＪＶ）        …（３）
Ｚ＝ＣＤ／（ＰＷ×（ｄｐ−ＤＰ））        …（４）
【００３２】
上記各式において、ＣＤは一対のカメラの間隔、ＰＷは１画素当たりの視野角、ＣＨは一対のカメラの取り付け高さ、ＩＶおよびＪＶは自車両正面の無限遠点の距離画像ＴZ上のｉ座標およびｊ座標、ＤＰは消失点視差を表す。
【００３３】
イメージプロセッサ７は、上記（４）式に従って算出した各基準画素ブロックＰＢOについての視差ｄｐを距離Ｚの情報に変換し、基準画素ブロックＰＢOごとに算出した距離Ｚの情報を距離データメモリ８に送信して格納させるようになっている。
【００３４】
なお、基準画像ＴOの各基準画素ブロックＰＢOにそれぞれ距離Ｚを割り当てて形成される図４に示すような画像を距離画像ＴZという。また、以下では、基準画素ブロックＰＢOごとに割り当てられた距離Ｚの情報に基づいて処理を行う場合について説明するが、前述したように、距離Ｚと視差ｄｐとは一意に対応づけられるため、各基準画素ブロックＰＢOごとに視差ｄｐを割り当てて視差ｄｐに基づいて処理を行うように構成することも可能であり、そのように構成した場合も以下の構成と同等の構成となる。
【００３５】
本実施形態では、以上のステレオ撮像手段２からイメージプロセッサ７や距離データメモリ８を含む画像処理手段６までの構成により、自車両の周囲、特に自車両前方に存在する物体までの距離Ｚの情報を収集する距離情報収集手段９が構成されている。
【００３６】
なお、距離情報収集手段９は、自車両の周囲に存在する物体の距離Ｚの情報を収集できるものであればよく、本実施形態の他にも、例えば前述したように自車両の周囲にレーザ光や赤外線等を照射してその反射光の情報に基づいて物体の距離Ｚの情報を収集するレーダ装置等で構成することも可能であり、収集の手法は特定の手法に限定されない。
【００３７】
検出手段１０は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等がバスに接続されたマイクロコンピュータより構成されている。また、図示を省略するが、検出手段１０に、車速センサやヨーレートセンサ、ステアリングホイールの操舵角を測定する操舵角センサ等のセンサ類を必要に応じて接続することも可能である。
【００３８】
検出手段１０は、物体検出手段１１と、ばらつき量算出手段１２と、距離差平均算出手段１３と、判断手段１４とを備えており、さらに図示しないメモリを備えている。検出手段１０においては、図５に示すフローチャートに従って処理が行われるようになっており、以下、このフローチャートに従って説明する。
【００３９】
物体検出手段１１は、本実施形態では、前述したように特開平１０−２８３４６１号公報等に記載された車外監視装置等をベースに構成されている。詳細な説明はそれらの公報に委ねる。以下、その構成と処理内容について説明する。
【００４０】
物体検出手段１１では、前記のように収集された距離Ｚの情報に基づいて互いに隣接する距離Ｚの情報がグループ化されて物体が検出されるようになっている（ステップＳ１）。
【００４１】
具体的には、物体検出手段１１は、距離データメモリ８から前述した距離画像ＴZを読み出して、図６に示すように距離画像ＴZを所定の画素幅で垂直方向に延びる短冊状の区分Ｄｎに分割する。そして、短冊状の各区分Ｄｎに属する各基準画素ブロックＰＢOに割り当てられた距離Ｚについて図７に示すようにヒストグラムＨｎを作成し、度数Ｆｎが最大の階級の階級値をその短冊状の区分Ｄｎにおける物体の距離Ｚｎとする。これを全区分Ｄｎについて行うようになっている。
【００４２】
物体検出手段１１は、続いて、各区分Ｄｎごとに得られた距離Ｚｎを図８に示すように実空間上にプロットし、図９に示すようにプロットされた各点間の距離や方向性に基づいて互いに隣接する各点をそれぞれグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、…にまとめてグループ化するようになっている。
【００４３】
本実施形態では、物体検出手段１１は、図１０に示すように各グループに属する各点をそれぞれ直線近似し、それぞれのグループ内の各点が自車両Ａの車幅方向すなわちＸ軸方向に略平行に並ぶグループには“物体”Ｏとラベルし、各点が自車両Ａの車長方向すなわちＺ軸方向に略平行に並ぶグループには“側壁”Ｓとラベルして分類するようになっている。また、同一の物体の“物体”と“側壁”の交点とみなすことができる箇所にコーナー点としてＣをラベルするようになっている。
【００４４】
そして、物体検出手段１１は、図１０の例では、［側壁Ｓ１］、［物体Ｏ１］、［側壁Ｓ２］、［物体Ｏ２とコーナー点Ｃと側壁Ｓ３］、［側壁Ｓ４］、［物体Ｏ３］、［物体Ｏ４］、［側壁Ｓ５とコーナー点Ｃと物体Ｏ５］、［物体Ｏ６］、［側壁Ｓ６］をそれぞれ１つの物体として検出するようになっている。なお、上記のように便宜上ラベルとして“物体”と“側壁”とが用いられるが、“側壁”も物体として検出される。
【００４５】
また、物体検出手段１１は、図１１に示すように、検出した各物体の情報に基づいて、基準画像ＴO上に撮像された各物体を包囲する矩形状の枠線を設定して各物体が撮像されている各領域を設定することで、基準画像ＴO上に各物体を検出するようになっている。物体検出手段１１は、このようにして検出した各物体の情報、すなわち物体に属する各距離Ｚｎの情報やグループの近似直線の端点や中点の座標、基準画像ＴOにおける各枠線の頂点の座標等をそれぞれメモリに保存するようになっている。
【００４６】
ばらつき量算出手段１２では、物体検出手段１１で検出された物体ごとに、当該物体に属する距離Ｚｎの各情報の平均値Ｚaveが算出され、平均値Ｚaveに対するばらつき量として平均偏差Ｚdifが算出されるようになっている（図５のステップＳ２）。
【００４７】
具体的には、ばらつき量算出手段１２は、検出された物体ごとに、当該物体に属する距離Ｚｎの各情報の平均値Ｚaveを下記（５）式に従って算出し、さらに距離Ｚｎの各情報と算出した平均値Ｚaveとに基づいて下記（６）式に従って距離Ｚｎの平均偏差Ｚdifを算出するようになっている。
【００４８】
【数２】
0004956374.tif 000003
【００４９】
なお、各式中のｎdetは各物体が撮像された基準画像ＴO上の矩形状の枠線の領域に属する全区分Ｄｎのうち距離Ｚｎが有効に検出された区分Ｄｎの総数を表し、各式の分子における総和はこの有効に検出された距離Ｚｎについて行われる。
【００５０】
例えば、図１１に物体Ｏ３で示される車両のように、物体の自車両と向かい合う面すなわち物体Ｏ３の場合には車両の背面が略平面状である物体の場合、物体までの距離Ｚｎの各情報を実空間上にプロットすると、通常、図１２に示すように距離Ｚｎの各情報に対応する各点がほぼ一直線上に並ぶ。そのため、前記（６）式で算出される距離Ｚｎの平均偏差Ｚdifは小さな値になる。
【００５１】
一方、例えば図１３に示すように、先行車両Ｖahのエキゾーストパイプから白く濃い排気ガスＥＧが排出された、先行車両Ｖahとともに排気ガスＥＧが検出されたような場合、物体すなわち排気ガスＥＧや先行車両Ｖahまでの距離Ｚｎの各情報を実空間上にプロットすると、図１４に示すように、先行車両Ｖahの距離Ｚｎの各情報に対応すると考えられる各点は直線状に並ぶが、排気ガスＥＧの距離Ｚｎの各情報に対応すると考えられる各点は距離Ｚｎのばらつきが大きくなる。そのため、前記（６）式で算出される距離Ｚｎの平均偏差Ｚdifは比較的大きな値になる。
【００５２】
距離差平均算出手段１３では、検出された物体ごとに、当該物体に属する距離Ｚｎの各情報について近接する情報同士の差が算出され、それらの絶対値の平均値ΔＺaveが算出されるようになっている（図５のステップＳ３）。
【００５３】
具体的には、距離差平均算出手段１３は、例えば図１１に示したように矩形状の枠線に包囲された状態で検出された物体ごとに、当該物体に属する距離Ｚｎの各情報について、本実施形態では各情報の右側の近接する情報との差を算出していき、下記（７）式に従ってそれらの差の絶対値の平均値ΔＺaveを算出するようになっている。なお、以下、距離Ｚｎの各情報同士の差の絶対値の平均値ΔＺaveを距離差平均ΔＺaveという。
【００５４】
【数３】
0004956374.tif 000004
【００５５】
なお、前記（７）式においてもｎdetは各物体が撮像された基準画像ＴO上の矩形状の枠線の領域に属する全区分Ｄｎのうち距離Ｚｎが有効に検出された区分Ｄｎの総数を表し、各式の分子における総和はこの有効に検出された距離Ｚｎについて行われる。また、Ｚｎrightは当該距離Ｚｎの情報の右側の近接する情報を表す。さらに、本実施形態では、距離Ｚｎの各情報同士の差として、距離Ｚｎの各情報の右側の近接する情報との差を算出する場合について説明したが、左側の近接する情報との差を算出するように構成することも可能である。
【００５６】
例えば、図１１に示した物体Ｏ３の例では、図１２に示したように距離Ｚｎの各情報同士の差がほとんどないため、距離差平均ΔＺaveは小さな値になる。一方、図１３に示したように先行車両Ｖahとともに排気ガスＥＧが検出された場合には、図１４に示したように距離Ｚｎの各情報同士の差が大きいところが数カ所現れるため、距離差平均ΔＺaveは大きな値になる。
【００５７】
なお、図１３や図１４では、先行車両Ｖahと排気ガスＥＧとが同時に撮像され、１つの物体として検出された場合について説明したが、車両が撮像されておらず道路上方に浮遊している排気ガスや水蒸気塊等のみが撮像されている場合においても、図１１や図１２に示したように物体として車両の背面のみが撮像されている場合に比べて、距離Ｚｎの平均偏差Ｚdifや距離差平均ΔＺaveが大きな値をとる。
【００５８】
判断手段１４では、平均偏差算出手段１２や距離差平均算出手段１３で物体ごとに算出された平均偏差Ｚdifおよび距離差平均ΔＺaveに基づいて、自車両が当該物体と接触可能であるか否かが判断されるようになっている（図５のステップＳ４）。
【００５９】
本実施形態では、平均偏差Ｚdifおよび距離差平均ΔＺaveについてそれぞれ予め閾値Ｚdif_th、ΔＺave_thが設定されており、判断手段１４は、平均偏差Ｚdifおよび距離差平均ΔＺaveがともに各閾値Ｚdif_th、ΔＺave_thより大きい場合、すなわち（i）平均偏差Ｚdifが閾値Ｚdif_thより大きく、かつ、（ii）距離差平均ΔＺaveが閾値ΔＺave_thより大きい場合に、自車両が当該物体と接触可能であると判断するようになっている。
【００６０】
例えば、左にカーブしている道路上を走行している自車両の前方の車両を撮像し、基準画像ＴO中に前方の車両が検出された場合、前方の車両の背面が自車両に対して左右方向に傾いているため、前方の車両までの距離Ｚｎの各情報に対応する各点は、図１５に示すように並ぶ。すなわち、各点は直線状ではあるが傾いて並び、各距離Ｚｎの平均値Ｚaveとの差の絶対値｜Ｚｎ−Ｚｎave｜は左右端に近づくほど大きくなる。そのため、前記（６）式で算出される平均偏差Ｚdifは大きな値となり、閾値Ｚdif_thより大きくなる場合がある。
【００６１】
このような場合に、（i）平均偏差Ｚdifが閾値Ｚdif_thより大きくなることのみを条件として自車両が当該物体と接触可能であるか否かを判断すると、この場合は接触可能と判断されてしまい、自車両が前方の車両に追突することを許容する結果となってしまう。
【００６２】
そこで、本実施形態のように、この条件（i）に加えて、（ii）距離差平均ΔＺaveが閾値ΔＺave_thより大きくなることというもう１つの条件を課すことによって、図１５に示したように前方の車両等がカーブして平均偏差Ｚdifが閾値Ｚdif_thより大きくなる場合であっても、各点が直線状に並び、距離差平均ΔＺaveが閾値ΔＺave_th以下である場合には接触不可すなわち自車両が当該物体と接触可能ではないと的確に判断するように構成することが可能となる。そして、誤った判断に基づいて自車両が前方の車両に追突することを防止することが可能となる。
【００６３】
判断手段１４は、平均偏差Ｚdifおよび距離差平均ΔＺaveに基づいて、自車両が当該物体と接触不可と判断すると（図５のステップＳ４；ＮＯ）、検出した全物体について処理が終了するまで判断を続行する（ステップＳ６；ＮＯ）。また、判断手段１４は、当該物体について自車両と接触可能であると判断すると（ステップＳ４；ＹＥＳ）、当該物体についての距離Ｚｎの情報等に接触可能である旨の情報を対応付けた後（ステップＳ５）、検出した全物体について処理が終了するまで判断を続行する（ステップＳ６；ＮＯ）。
【００６４】
また、判断手段１４は、検出した全物体についての判断が終了すると（ステップＳ６；ＹＥＳ）、接触可能である旨の情報を対応付けられた物体の距離Ｚｎの情報があれば、対応付けた状態のまま検出した全物体の距離Ｚｎの情報等を出力するようになっている（ステップＳ７）。
【００６５】
なお、図５に示したフローチャートでは、検出した全物体に対して距離Ｚｎの平均偏差Ｚdifを算出し（ステップＳ２）、平均偏差Ｚdifが算出された全物体に対して距離差平均ΔＺaveを算出し（ステップＳ３）、平均偏差Ｚdifと距離差平均ΔＺaveが算出された全物体に対して判断（ステップＳ４以下）を行うように構成されているが、検出した物体ごとにステップＳ２からステップＳ５までの処理を繰り返して行うように構成することも可能である。
【００６６】
また、本実施形態においては、平均値Ｚaveに対するばらつき量として平均偏差Ｚdifを求めるように構成いるが、これに限らず、平均値Ｚaveに対するばらつき量を分散値や標準偏差として求めることも可能である。
【００６７】
以上のように、本実施形態に係る物体検出装置１によれば、距離情報収集手段９で自車両の周囲に存在する物体までの距離Ｚｎの情報を収集し、物体検出手段１１でそれらの距離Ｚｎの情報に基づいて検出した物体について、物体に属する距離Ｚｎの情報のばらつき具合を判断して自車両が当該物体と接触可能か否か、すなわち当該物体に突入してもよいか否かを判断する。
【００６８】
その際、当該物体に属する距離Ｚｎの情報のばらつきとして、距離Ｚｎの各情報の平均偏差Ｚdifだけでなく、当該物体に属する距離Ｚｎの各情報同士の差の絶対値の平均値すなわち距離差平均ΔＺaveをも判断の対象とすることで、図１３に示したような排気ガスや水蒸気塊等に対しては接触可能と的確に判断し、図１５に示したような背面が自車両に対して左右方向に傾いている前方の車両等の接触すべきでない物体に対しては接触不可と的確に判断すること可能となる。
【００６９】
また、平均偏差Ｚdifや距離差平均ΔＺaveに基づいて判断する際、それらを予め設定された各閾値Ｚdif_th、ΔＺave_thとの比較によって判断するように構成することで、容易に判断を行うことが可能となるとともに、各閾値Ｚdif_th、ΔＺave_thを的確に設定することで、接触可能か否かの判断がより的確に行われるようになる。
【００７０】
さらに、自車両と接触可能であると判断された物体の距離Ｚｎの情報等に対して接触可能である旨の情報を対応付けて出力することで、この情報を用いて種々の制御を行う装置に対して適切に当該物体が自車両と接触可能である旨を伝達することが可能となる。
【００７１】
なお、判断対象となる物体が車両等のように形状が時間的に変化しない物体である場合には、物体が撮像されるフレームごとに算出される平均偏差Ｚdifや距離差平均ΔＺaveはほとんど変化しない。一方、判断対象となる物体が排気ガスや水蒸気塊等のように形状が時間的に変化する物体である場合には、フレームごとに算出される平均偏差Ｚdifや距離差平均ΔＺaveの値が変化していく。
【００７２】
そのため、判断手段１４を、前述した条件（i）、（ii）に加えて、さらに（iii）平均偏差Ｚdifおよび距離差平均ΔＺaveについてそれぞれ時間的変化量を算出し、平均偏差Ｚdifの時間的変化量と距離差平均ΔＺaveの時間的変化量がそれぞれ予め設定された各閾値より大きい場合に、自車両が当該物体と接触可能であると判断するように構成することも可能である。具体的には、例えば今回のフレームで算出した平均偏差Ｚdifおよび距離差平均ΔＺaveと前回のフレームで算出した平均偏差Ｚdifおよび距離差平均ΔＺaveとの差がそれぞれの時間的変化量として用いられる。
【００７３】
［接触回避システム］
図１６は、本実施形態に係る物体検出装置１を用いた接触回避システムの構成を示すブロック図である。接触回避システム２０は、上記の物体検出装置１と、物体検出装置１から出力された物体についての距離Ｚｎの情報に基づいて自車両の接触回避制御を行う接触回避制御装置２１とを備えている。
【００７４】
本実施形態では、接触回避制御装置２１は、相対速度検知手段２２と、相対的移動方向検知手段２３と、接触判定手段２４と、プリクラッシュブレーキ制御手段２５とを備えており、プリクラッシュブレーキ制御手段２５は、図示しないブレーキアクチュエータ等を備える応動部Ｂに接続されている。
【００７５】
相対速度検知手段２２は、物体検出装置１で検出され送信されてきた全物体の距離Ｚｎの情報等に基づいて、自車両と各物体との相対速度を算出するようになっている。相対速度は、例えば各物体に対応するグループの近似直線の中点の距離の時間的変化として算出される。
【００７６】
相対的移動方向検知手段２３は、物体検出装置１で検出され送信されてきた全物体の距離Ｚｎの情報等に基づいて、自車両と各物体との相対的移動方向を検知するようになっている。相対的移動方向は、例えば各物体に対応するグループの近似直線の中点の前回のフレームにおける位置に対する今回のフレームにおける位置への変化の方向として算出される。
【００７７】
接触判定手段２４は、相対速度検知手段２２で算出された自車両と各物体との相対速度と、相対的移動方向検知手段２３で検知された自車両と各物体との相対的移動方向に基づいて、各物体が自車両と接触する可能性があるか否かを判定するようになっている。
【００７８】
また、接触判定手段２４は、ある物体について自車両と接触する可能性があると判定した場合、その物体に接触可能である旨の情報を対応付けているか否かをチェックして、対応付けられていない場合にはその物体についての距離の情報等をプリクラッシュブレーキ制御手段２５に送信するようになっている。また、対応付けられていない場合には、その物体についての情報をプリクラッシュブレーキ制御手段２５には送信せず、その物体を接触回避制御の対象から外すようになっている。
【００７９】
プリクラッシュブレーキ制御手段２５は、接触判定手段２４から物体の情報が送信されてくると、その物体との接触を回避するように少なくとも応動部Ｂのブレーキアクチュエータを作動させてブレーキの油圧を高めて、当該物体との接触を回避するようになっている。
【００８０】
なお、本実施形態の相対速度検知手段２２や相対的移動方向検知手段２３、接触判定手段２４において、物体検出装置１から各物体の距離Ｚｎの情報等が送信されてきた段階で、予め各物体に接触可能である旨の情報を対応付けているか否かをチェックし、対応付けられている場合には相対速度の算出や相対的移動方向の検知、自車両と接触する可能性の判定の対象としないように構成することも可能である。
【００８１】
以上のように、本実施形態に係る接触回避システム２０によれば、自車両が接触してよい物体か接触してはいけない物体かを的確に判断することができる物体検出装置１から、接触してよい物体には接触可能である旨の情報が的確に対応付けられて送信されてくるため、接触回避制御装置２１は、その情報に基づいて接触してはいけない物体を的確に接触回避制御の対象として制御を行い、接触してよい物体を接触回避制御の対象から外して適切に接触回避制御を行うことが可能となる。
【００８２】
そのため、排気ガスや水蒸気塊、旗、幟、草むら等の自車両が接触しても構わない物体に対しては接触回避制御が行われることが防止され、ドライバが違和感を覚えることなく運転を続行することが可能となる。
【００８３】
なお、前記接触回避制御は、前述した応動部Ｂのブレーキアクチュエータの自動制御のほかに、或いはそれと併行して警報装置を作動させることによって行うように構成することも可能である。この場合、本実施形態に係る接触回避システム２０では、接触可能である旨の情報が対応付けられた物体に対しては警報装置は作動せず、その情報が対応付けられていない物体に対してのみ警報装置が作動し得る。
【００８４】
また、接触回避制御として、応動部Ｂのブレーキアクチュエータの自動制御と併せて、ステアリングホイールの自動操舵やエンジン出力を低下させる制御等を同時に行うように構成することも可能である。
【００８５】
さらに、本実施形態では、接触可能である旨の情報を対応付けられた物体についてその物体を接触回避制御の対象から外すように構成されている場合について説明したが、この他にも、接触可能である旨の情報を対応付けられた物体に対して、通常の接触回避制御とは異なる制御、すなわち、その物体に対して自車両が突入することは許容するが、突入の際に、例えばアクセルペダルが操作されてもエンジン出力を上げないようにしたり、緩ブレーキを掛ける等の制御を行うように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】基準画像の一例を示す図である。
【図３】イメージプロセッサにおけるステレオマッチング処理の手法を説明する図である。
【図４】図２の基準画像等に基づいて算出された距離画像を示す図である。
【図５】検出手段における処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】距離画像を分割する各区分を示す図である。
【図７】図６の各区分における物体の距離を抽出するためのヒストグラムの一例を示す図である。
【図８】各区分における物体の距離を実空間上にプロットした図である。
【図９】図８の各点のグループ化を説明する図である。
【図１０】図９の各グループに属する各点を直線近似して得られる物体を表す図である。
【図１１】基準画像上で矩形状の枠線に包囲されて検出された各物体を表す図である。
【図１２】車両を検出した場合にほぼ一直線上に並ぶ各点を表す図である。
【図１３】先行車両とともに排気ガスが検出された基準画像を表す図である。
【図１４】排気ガスを検出した場合に距離のばらつきが大きい各点を表す図である。
【図１５】左にカーブする車両を検出した場合に傾いて並ぶ各点を表す図である。
【図１６】図１の物体検出装置を用いた接触回避システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  物体検出装置
２  ステレオ撮像手段
２ａ、２ｂ  一対の撮像手段（メインカメラ、サブカメラ）
９  距離情報収集手段
１１  物体検出手段
１２  ばらつき量算出手段
１３  距離差平均算出手段
１４  判断手段
２０  接触回避システム
２１  接触回避制御装置
Ａ  自車両
Ｚｎ  距離
Ｚave  距離の平均値
Ｚdif  平均偏差
Ｚdif_th  平均偏差の閾値
ΔＺave  距離の情報同士の差の絶対値の平均値（距離差平均）
ΔＺave_th  距離の情報同士の差の絶対値の平均値（距離差平均）の閾値
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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