(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行路面の乾湿状態を推定する車両用路面状態推定装置であって、
上記車両の走行路面を、互いの撮像画像の少なくとも一部が重複するように撮像する第１撮像手段及び第２撮像手段と、
上記第１及び第２撮像手段によりそれぞれ撮像された、輝度情報を有する複数の画素からなる第１画像及び第２画像を記憶する画像情報記憶手段と、
上記画像情報記憶手段により記憶された上記第１画像における第２画像との重複部内に所定領域を設定する所定領域設定手段と、
上記画像情報記憶手段により記憶された上記第１画像と第２画像とを該各画像の画素の輝度情報を基に比較することで、該第１画像の少なくとも上記所定領域内において上記第２画像との対応点を検出するとともに、該検出した所定領域内の対応点数を算出する対応点検出手段と、
上記対応点検出手段により算出された上記所定領域内の対応点数を基に、上記車両の走行路面における該所定領域に対応する路面部が湿潤状態と乾燥状態とのいずれの状態にあるかの乾湿判定を行う乾湿判定手段とを備え、
上記乾湿判定手段は、上記対応点検出手段により算出された対応点数が予め設定された所定閾値以下である場合には、上記車両の走行路面における上記所定領域に対応する路面部が湿潤状態にあると判定する一方、上記対応点数が該所定閾値を上回っている場合には、該路面部が乾燥状態にあると判定する乾湿判定を行うように構成され、
上記所定領域設定手段は、上記第１画像の重複部に対して、該第１画像における上記車両の進行方向に対応する方向である縦方向の座標値が互いに異なる複数の上記所定領域を設定するように構成され、
上記対応点検出手段は、上記第１画像の少なくとも各所定領域内において上記第２画像との対応点を検出するとともに、該検出した各所定領域内の対応点数を算出するように構成され、
上記乾湿判定手段は、上記車両の走行路面における上記各所定領域に対応する路面部のそれぞれに対して上記乾湿判定を行うように構成されており、
上記乾湿判定手段による上記乾湿判定時に使用される上記所定閾値は、上記各所定領域毎に予め設定されていて、該各所定領域の縦方向の座標値が大きいほど小さい値に設定されていることを特徴とする車両用路面状態推定装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用路面状態推定装置において、
上記車両の速度を検知する車速検知手段を更に備え、
上記乾湿判定手段による上記乾湿判定時に使用される上記所定閾値は、上記車速検知手段により検知された車両の速度が高いほど小さい値に設定されていることを特徴とする車両用路面状態推定装置。
【請求項３】
請求項１記載の車両用路面状態推定装置において、
上記所定領域設定手段は、上記第１画像の重複部における上記車両の走行路面に対応する画像領域内の一部を上記所定領域として設定するように構成され、
上記対応点検出手段は、上記第１画像の上記所定領域においてのみ第２画像との対応点を検出するように構成されていることを特徴とする車両用路面状態推定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用路面状態推定装置において、
上記画像情報記憶手段により記憶された上記第１画像及び第２画像のうち一方における他方との重複部に対して、上記車両の走行路面に対応する画像領域を輝度判定領域として設定する輝度判定領域設定手段と、
上記輝度判定領域設定手段により輝度判定領域が設定された上記第１又は第２画像の各画素の輝度情報を基に、該設定された該第１又は第２画像の上記輝度判定領域内における輝度レベルと該輝度レベルに対応する画素数との関係を２軸のグラフに描いて輝度分布曲線を求める輝度分布算出手段とを備え、
上記乾湿判定手段は、上記輝度分布算出手段により求めた輝度分布曲線において画素数のピーク値の所定割合での輝度分布幅が所定幅よりも小さい場合には上記乾湿判定を非実行とする一方、該輝度分布幅が該所定幅以上である場合には該乾湿判定を実行するように構成されていることを特徴とする車両用路面状態推定装置。
【請求項５】
請求項１記載の車両用路面状態推定装置において、
上記対応点検出手段により検出された上記第１画像の上記所定領域内の各対応点の距離画像データを求める対応点分布算出手段と、
上記対応点分布算出手段により求めた距離画像データを基に、上記第１画像の上記所定領域内の画像に写し出された被撮像物が走行路面か否かを判定する路面判定手段とを備え、
上記乾湿判定手段は、上記路面判定手段により上記被撮像物が走行路面であると判定された場合には上記乾湿判定を実行する一方、該被撮像物が走行路面でないと判定された場合には上記乾湿判定を非実行とするように構成されていることを特徴とする車両用路面状態推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行路面を撮像する撮像手段を備えて該撮像手段により撮像された画像を基に該走行路面の乾湿判定を行う車両用路面状態推定装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の車両用路面状態推定装置として、撮像手段の前側に配設され且つ水平及び垂直方向の両方向に偏光面を切換え可能な偏光手段を備えて、走行路面からの反射光を該偏光手段により水平偏光成分と垂直偏光成分とに分けて撮像手段に入射させることで該撮像手段により撮像される水平偏光画像と垂直偏光画像とを比較することによって、上記車両の走行路面の乾湿判定を行うようにしたものが知られている。
【０００３】
例えば特許文献１に示す車両用路面状態推定装置は、撮像手段としての一台のテレビカメラと、該テレビカメラの光軸上に配設された水平偏光フィルタ及び垂直偏光フィルタ（偏光手段）とを備えていて、該テレビカメラに対して、水平偏光フィルタ及び垂直偏光フィルタをフィルタ変換部（偏光手段）により切換えてセットすることで、一台のテレビカメラにより水平及び垂直偏光画像の両画像を撮像可能になっている。
【０００４】
そして、該車両用路面状態推定装置は、湿潤状態（水分が存在する状態）にある路面部においては、水表面における光エネルギー反射率が水平及び垂直偏光成分の両成分間で異なることに起因して、上記テレビカメラにより撮像される水平及び垂直偏光画像の両画像間に輝度差が生じることを利用して走行路面の乾湿判定を行うように構成されている。
【特許文献１】特開２００７−６４８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に示す車両用路面状態推定装置では、一台のテレビカメラ（撮像手段）により、水平偏光画像と垂直偏光画像との両画像を撮像するようにしているため、水平偏光フィルタ及び垂直偏光フィルタを切換えるためのフィルタ変換部等の制御装置が必要となり、この結果、部品点数が増大して装置全体が大型化するとともに該切換え制御のための処理が複雑化するという問題がある。
【０００６】
そこで、例えば、車両の走行路面を２台のテレビカメラにより撮像するとともに、水平偏光フィルタ及び垂直偏光フィルタをそれぞれ該各カメラにセットすることで、フィルタ変換部等の制御装置等を廃止して制御処理の簡略化を図るようにすることも考えられるが、このようにしたとしても、上述のように光成分を水平成分と垂直成分とに分けるという考え方に基づいて走行路面の乾湿判定を行おうとする限り、水平偏光フィルタや垂直偏光フィルタ等の偏光手段が必要となり、このため、部品点数を削減して装置全体の小型化を図るという点では依然改良の余地が残る。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両の走行路面を撮像する撮像手段を備えた車両用路面状態推定装置に対して、その構成及び乾湿判定方法に工夫を凝らすことで、装置全体の小型化を図りつつ、該乾湿判定処理の迅速化を図ろうとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
具体的には、請求項１の発明では、車両の走行路面の乾湿状態を推定する車両用路面状態推定装置を対象とする。
【０００９】
そして、上記車両の走行路面を、互いの撮像画像の少なくとも一部が重複するように撮像する第１撮像手段及び第２撮像手段と、上記第１及び第２撮像手段によりそれぞれ撮像されて輝度情報を有する複数の画素からなる第１画像及び第２画像を記憶する画像情報記憶手段と、上記画像情報記憶手段により記憶された上記第１画像における第２画像との重複部内に所定領域を設定する所定領域設定手段と、上記画像情報記憶手段により記憶された上記第１画像と第２画像とを該各画像の画素の輝度情報を基に比較することで、該第１画像の少なくとも上記所定領域内において上記第２画像との対応点を検出するとともに、該検出した所定領域内の対応点数を算出する対応点検出手段と、上記対応点検出手段により算出された上記所定領域内の対応点数を基に、上記車両の走行路面における該所定領域に対応する路面部が湿潤状態と乾燥状態とのいずれの状態にあるかの乾湿判定を行う乾湿判定手段とを備え、上記乾湿判定手段は、上記対応点検出手段により算出された対応点数が予め設定された所定閾値以下である場合には、上記車両の走行路面における上記所定領域に対応する路面部が湿潤状態にあると判定する一方、上記対応点数が該所定閾値を上回っている場合には、該路面部が乾燥状態にあると判定する乾湿判定を行うように構成され
、上記所定領域設定手段は、上記第１画像の重複部に対して、該第１画像における上記車両の進行方向に対応する方向である縦方向の座標値が互いに異なる複数の上記所定領域を設定するように構成され、上記対応点検出手段は、上記第１画像画像の少なくとも各所定領域内において上記第２画像との対応点を検出するとともに、検出した各所定領域内の対応点数を算出するように構成され、上記乾湿判定手段は、上記車両の走行路面における上記各所定領域に対応する路面部のそれぞれに対して上記乾湿判定を行うように構成されており、上記乾湿判定手段による上記乾湿判定時に使用される上記所定閾値は、上記各所定領域毎に予め設定されていて、該各所定領域の縦方向の座標値が大きいほど小さい値に設定されているものとする。
【００１０】
上記の構成によれば、上記第１及び第２撮像手段により、互いの撮像領域の少なくとも
一部が重複するように車両の走行路面が撮像され、画像情報記憶手段により、上記第１及び第２撮像手段によりそれぞれ撮像されて輝度情報を有する複数の画素からなる第１画像及び第２画像が記憶される。そして、所定領域設定手段により、上記画像情報記憶手段にて記憶された上記第１画像における第２画像との重複部内に所定領域が設定され、対応点検出手段により、上記第１画像と第２画像とを該各画像の画素の輝度情報を基に比較することで、該第１画像の少なくとも上記所定領域内において第２画像との対応点が検出されるとともに、該検出された所定領域内の対応点数が算出される。そうして、乾湿判定手段により、対応点検出手段にて算出された上記所定領域内の対応点数に基づき上記走行路面における該所定領域に対応する路面部の乾湿判定が行われる。
【００１１】
ところで、走行路面が乾燥状態にある場合には、該路面に反射した反射光は、全方向に同じ強さで反射する拡散反射光が支配的となる一方、走行路面が湿潤状態にある場合には指向性のある鏡面反射光が支配的となる。従って、走行路面が乾燥状態にある場合には、該路面に反射して第１及び第２撮像手段のそれぞれに入射する反射光の強度はその拡散性に起因して略同強度となり、このため、該各撮像手段により撮像される第１及び第２画像間の輝度差（輝度分布差）は比較的小さくなる。一方、走行路面が湿潤状態にある場合には、該各撮像手段に入射する反射光の強度はその指向性に起因して異なることとなり、このため、上記第１及び第２画像間の輝度差は、走行路面が乾燥状態にある場合に比べて大きくなる。
【００１２】
よって、上記対応点検出手段において、例えば上記両画像の輝度値を基にしたマッチング手法による対応点探索（検出）を行う場合に、走行路面（走行路面における所定領域に対応する路面部）が乾燥状態にあるときには、該両画像の輝度差が小さいが故に、マッチング精度が向上して対応点を確実に検出することができる一方、走行路面が湿潤状態にあるときには、該両画像間の輝度差が大きいが故に、マッチング精度が低下して対応点を検出し難くなる。このため、走行路面が乾燥状態にある場合には、該路面が湿潤状態にある場合に比べて、対応点検出手段により検出される対応点の数（対応点検出手段により算出される対応点数）が多くなる。従って、乾湿判定手段により例えば対応点検出手段にて検出される対応点の数が所定閾値を上回る場合には走行路面が乾燥状態と判定し、そうでない場合には湿潤状態と判定することができて、走行路面の乾湿判定を簡単に且つ精度良く行うことが可能となる。
【００１３】
また、上述のように、乾湿判定手段により対応点数を基にした走行路面の乾湿判定を行うようにすることで、例えば、撮像した走行路面を水平偏光画像と垂直偏光画像とに分けて処理する場合に比べて、フィルタ等の偏光手段が不要となり、この結果、部品点数を削減して装置全体の小型化を図ることが可能となる。また、水平偏光画像と垂直偏光画像との切換え処理等を廃止することができ、このため、装置全体の制御処理負担を軽減することができて、両撮像手段による走行路面の撮像から乾湿判定手段による乾湿判定結果の確定までの処理時間を短縮することが可能となる。
【００１４】
また、対応点検出手段により検出される対応点の数は、上述したように、走行路面が乾燥状態にある場合の方が湿潤状態にある場合に比べて多くなるが、本発明によれば、対応点検出手段により検出された対応点の数が所定閾値以下である場合には、乾湿判定手段により車両の走行路面の上記所定領域に対応する路面部が湿潤状態にあるものと判定され、対応点数が上記所定閾値を上回っている場合には、乾湿判定手段により該路面部が乾燥状態にあるものと判定される。従って、例えば、走行路面が乾燥状態にある場合と湿潤状態にある場合との各場合において、対応点検出手段により検出される対応点の数を予め実験等で求めた上で該各場合に検出される対応点数の中間値を上記所定閾値とすることで、上記乾湿判定手段による乾湿判定を確実に精度良く行うことが可能となる。
【００１５】
また、所定領域設定手段により、上記第１画像の重複部に対して、該第１画像における車両の進行方向に対応する方向である縦方向の座標値が互いに異なる複数の上記所定領域が設定される。そして、対応点検出手段により、上記第１画像の少なくとも各所定領域内において上記第２画像との対応点が検出されるとともに、各所定領域内の対応点数が算出される。そして、乾湿判定手段により、上記走行路面における各所定領域に対応する路面部のそれぞれに対して、上述の如く対応点数と所定閾値との大小関係に基づく乾湿判定が実行される。
【００１６】
ところで、一般的に、画像内に写し出された被写体の解像度（分解能）は、その実環境下における車両からの前方距離が長いものほど、つまり被撮像物の該画像内における縦方向の座標値が大きいほど低くなる。このため、縦方向の座標値が大きい所定領域ほどその画像解像度は低くなるので対応点検出手段にて検出される対応点数も少なくなる。従って、上記乾湿判定手段による乾湿判定時に使用される所定閾値を、例えば縦方向の座標値が最小となる所定領域（実環境下における車両前方距離が最短となる所定領域）を基準として設定したとすると、該基準とした所定領域を除く他の所定領域では、該基準所定領域に比べてその画像解像度が低下して対応点検出手段により対応点が検出され難くなる。この結果、該基準所定領域を除く各所定領域に対応する走行路面部が、実際には乾燥状態にあるにも拘わらず、検出された対応点数が所定閾値以下となることによって乾湿判定手段により湿潤状態にあると誤判定され、延いては乾湿判定精度の低下を招くという問題がある。しかしながら、本発明によれば、上記所定閾値は、縦方向の座標値が大きい所定領域ほど小さい値とされ、このため、上記乾湿判定手段による誤判定を防止して、その乾湿判定精度をより一層向上させることが可能となる。
【００１７】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記車両の速度を検知する車速検知手段を更に備え、上記車両の速度を検知する車速検知手段を更に備え、上記乾湿判定手段による上記乾湿判定時に使用される上記所定閾値は、上記車速検知手段により検知された車両の速度が高いほど小さい値に設定されているものとする。
【００１８】
このことにより、上記乾湿判定手段による走行路面の乾湿判定精度をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００１９】
すなわち、通常、車両の速度が増加するにしたがって車両振動は大きくなる。このため、車両の高速走行時には、該車両振動に起因して、上記両撮像手段より撮像される画像内に画像ブレが生じて撮像精度が低下することとなる。この結果、対応点検出手段により対応点を検出し難くなり、このため、上該所定領域に対応する走行路面部が、実際には乾燥状態にあるにも拘わらず、検出された対応点数が所定閾値以下となることによって乾湿判定手段により湿潤状態にあると誤判定されるという問題が生じる。しかしながら、本発明によれば、車両の速度を検知する車速検知手段を備えるとともに、上記所定閾値は、該車速検知手段により検知される車両の速度が高いほど低い値とされる。このため、車両の高速走行時において、その走行振動の増加に起因する乾湿判定手段の誤判定を確実に防止して、乾湿判定精度をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００２０】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、上記所定領域設定手段は、上記第１画像の重複部における上記車両の走行路面に対応する画像領域内の一部を上記所定領域として設定するように構成され、上記対応点検出手段は、上記第１画像の所定領域においてのみ第２画像との対応点を検出するように構成されているものとする。
【００２１】
この構成によれば、所定領域設定手段により、上記第１画像の重複部における上記車両の走行路面に対応する画像領域内の一部が上記所定領域として設定され、上記対応点検出手段により、上記第１画像の所定領域においてのみ第２画像との対応点の検出が実行される。
【００２２】
このため、対応点検出手段により行われる対応点の探索（検出）領域を第１画像内の一部に限定して、その処理負担の軽減を図ることが可能となり、延いては、両撮像手段による走行路面の撮像から乾湿判定手段による乾湿判定結果の確定までの時間をより一層短縮することが可能となる。
【００２３】
請求項４の発明では、請求項１乃至３のいずれかの発明において、上記画像情報記憶手段により記憶された上記第１画像及び第２画像のうち一方における他方との重複部に対して、上記車両の走行路面に対応する画像領域を輝度判定領域として設定する輝度判定領域設定手段と、上記輝度判定領域設定手段により輝度判定領域が設定された上記第１又は第２画像の各画素の輝度情報を基に、該設定された該第１又は第２画像の上記輝度判定領域内における輝度レベルと該輝度レベルに対応する画素数との関係を２軸のグラフ上に描いて輝度分布曲線を求める輝度分布算出手段とを備え、上記乾湿判定手段は、上記輝度分布算出手段により求めた輝度分布曲線の画素数のピーク値の所定割合での輝度分布幅が所定幅よりも小さい場合には上記乾湿判定を非実行とする一方、該輝度分布幅が該所定幅以上である場合には該乾湿判定を実行するように構成されているものとする。
【００２４】
この構成によれば、輝度判定領域設定手段により、上記第１画像と第２画像との一方における他方との重複部に対して、上記車両の走行路面に対応する画像領域が輝度判定領域として設定され、輝度分布算出手段により、上記輝度判定領域設定手段にて輝度判定領域が設定された上記第１又は第２画像の各画素の輝度情報を基に、該設定された該第１又は第２画像の上記輝度判定領域内における輝度レベルと画素数との関係がグラフ化されて輝度分布曲線が求められる。そして、上記輝度分布算出手段により求めた輝度分布曲線の画素数のピーク値の所定割合での輝度分布幅が所定幅よりも小さい場合には乾湿判定手段による乾湿判定が非実行とされる一方、該輝度分布幅が該所定幅以上である場合には該乾湿判定手段による乾湿判定が実行される。
【００２５】
ところで、上記輝度分布算出手段により算出される輝度分布曲線は、上述の如く、該輝度判定領域内の画像の輝度レベルと画素数との関係をグラフ化したものとされ、通常、この輝度分布曲線はピーク値を有する正規分布となるが、夕暮れ時や雨天時等の周囲が比較的暗い場合には、晴天時の昼間等の周囲が比較的明るい場合に比べて上記各撮像手段により撮像される画像の輝度値が全体として低くなるが故に、該輝度分布曲線は低輝度よりにピーク値を有して急峻な曲線を描くこととなる。
【００２６】
従って、例えば輝度分布のピーク値の所定割合での分布幅が所定幅よりも小さい場合には、周囲が比較的暗いと推定することができる。この場合、周囲が暗いが故に両撮像手段により撮像される撮像画像の全体輝度が不足する結果、対応点検出手段による対応点検出精度が低下し、延いては乾湿判定手段による乾湿判定精度の低下を招くが、本発明の如く乾湿判定手段による走行路面の乾湿判定を非実行とすることで、乾湿判定手段における乾湿判定精度が低下しているにも拘わらず不必要に乾湿判定処理が実行されてその処理負担が増加するのを防止することが可能となる。一方、輝度分布のピーク値の所定割合での分布幅が所定幅以上の場合には、周囲が比較的明るいと推定することができる。この場合には、対応点検出手段による対応点の検出精度を十分に確保することができるので、本発明の如く乾湿判定手段による走行路面の乾湿判定を実行することで、その乾湿判定を確実に精度良く行うことができるとともに、該乾湿判定手段を無駄なく効率的に作動させることが可能となる。
【００２７】
請求項５の発明では、請求項１の発明において、上記対応点検出手段により検出された上記第１画像の上記所定領域内の各対応点の距離画像データを求める対応点分布算出手段と、上記対応点分布算出手段により求めた距離画像データを基に、上記第１画像の所定領域内の画像に写し出された被撮像物が走行路面か否かを判定する路面判定手段とを備え、上記乾湿判定手段は、上記路面判定手段により上記被撮像物が走行路面であると判定された場合には上記乾湿判定を実行する一方、該被撮像物が走行路面でないと判定された場合には上記乾湿判定を非実行とするように構成されているものとする。
【００２８】
この構成によれば、対応点分布算出手段により、対応点検出手段にて検出された上記第１画像の上記所定領域内の各対応点の距離画像データが求められ、路面判定手段により、対応点分布算出手段にて求めた距離画像データを基に、上記第１画像の所定領域内の画像に写し出された被撮像物が走行路面か否かの判定がなされ、路面判定手段により上記被撮像物が走行路面であると判定された場合には、乾湿判定手段による乾湿判定が実行される一方、該被撮像物が走行路面でないと判定された場合には乾湿判定手段による乾湿判定が非実行される。
【００２９】
このように、路面判定手段により、上記第１画像の上記所定領域内の被撮像物が走行路面でないと判定された場合には、乾湿判定手段により乾湿判定が非実行とされるので、例えば被撮像物が先行車両であるにも拘わらず該先行車両を走行路面と見て乾湿判定が実行されるのを防止することが可能となる。従って、該乾湿判定手段による不必要な判定処理（所定領域内の撮像物が走行路面でないにも拘わらず行われる判定処理）の実行を防止してその処理負担を確実に軽減することが可能となる。一方、路面判定手段により上記第１画像の所定領域内の被撮像物が走行路面でないと判定された場合には、乾湿判定手段により乾湿判定が実行されるので、該乾湿判定手段を無駄なく効率的に作動させることが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明の車両用路面状態推定装置によると、車両の走行路面を撮像する第１撮像手段及び第２撮像手段と、該各撮像手段により撮像されて輝度情報を有する複数の画素からなる第１画像及び第２画像を記憶する画像情報記憶手段と、第１画像の重複部に対して所定領域を設定する所定領域設定手段と、該第１画像と第２画像とを比較することで、第１画像の少なくとも所定領域内において第２画像との対応点を検出するとともに、該検出した所定領域内の対応点数を算出する対応点検出手段と、該対応点検出手段により算出された該所定領域内の対応点数を基に、該車両の走行路面の乾湿判定を行う乾湿判定手段とを備え、上記乾湿判定手段は、上記対応点検出手段により算出された対応点数が予め設定された所定閾値以下である場合には、上記車両の走行路面における上記所定領域に対応する路面部が湿潤状態にあると判定する一方、上記対応点数が該所定閾値を上回っている場合には、該路面部が乾燥状態にあると判定する乾湿判定を行うように構成され、上記所定領域設定手段は、上記第１画像の重複部に対して、該第１画像における上記車両の進行方向に対応する方向である縦方向の座標値が互いに異なる複数の上記所定領域を設定するように構成され、上記対応点検出手段は、上記第１画像画像の少なくとも各所定領域内において上記第２画像との対応点を検出するとともに、検出した各所定領域内の対応点数を算出するように構成され、上記乾湿判定手段は、上記車両の走行路面における上記各所定領域に対応する路面部のそれぞれに対して上記乾湿判定を行うように構成されており、上記乾湿判定手段による上記乾湿判定時に使用される上記所定閾値は、上記各所定領域毎に予め設定されていて、該各所定領域の縦方向の座標値が大きいほど小さい値に設定されるようにしたことで、装置全体の小型化を図りつつ乾湿判定処理の迅速化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る車両用路面状態推定装置１を示し、この車両用路面状態推定装置１は、車両Ａ（図２参照）に搭載されてその走行路面２０の乾湿状態を判定するとともに、判定した路面の乾湿情報を横滑り防止装置１１（以下、ＤＳＣ（Dynamic Stability Control）制御装置１１と呼ぶ）に送信するようになっている。
【００３３】
具体的には、上記車両用路面状態推定装置１は、該車両前端部の天井部に配設された左右一対のカメラ（ステレオカメラ）２Ｒ，２Ｌと、該各カメラ２Ｒ，２Ｌにより撮像された画像を基に各種演算を行うＥＣＵ１００とを備えている。
【００３４】
各カメラ２Ｒ，２Ｌは、車両前方の走行路面２０を、互いの撮像領域（撮像画像）が一致（重複）するように撮像するべく、光軸を所定方向に向けて配設されている。そうして、左側及び右側カメラ２Ｒ，２Ｌがそれぞれ、車両Ａの走行路面２０を、互いの撮像画像の全部が重複するように撮像する第１撮像手段及び第２撮像手段を構成するとともに、左側カメラ２Ｌにより撮像される第１画像としての左側カメラ画像ＧＬ全体が該第１画像の重複部に相当し、右側カメラ２Ｒにより撮像される第２画像としての右側カメラ画像ＧＲ全体が該第２画像の重複部に相当することとなる。
【００３５】
そして、各カメラ２Ｒ，２Ｌは、ＣＣＤ（Charge coupled device）等の撮像素子を有するデジタルカメラにより構成されて、撮像した画像を画像信号としてＥＣＵ１００に送信する。
【００３６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵやＲＯＭ及びＲＡＭ等からなるものであって、図１に示すように、カメラ画像取得部３と、輝度判定領域設定部４と、輝度分布算出部５と、乾湿判定領域設定部６と、対応点検出部７と、路面判定部８と、路面乾湿状態判定部９と、主制御部１０とを備えている。
【００３７】
上記カメラ画像取得部３は、例えば複数のＲＡＭを有するフレームメモリからなるものであって、各カメラ２Ｒ，２Ｌから送信される画像信号を受信（取得）して、該各カメラ２Ｒ，２Ｌにより撮像された画像をデジタル画像データとして記憶する。
【００３８】
具体的には、カメラ画像取得部３は、右側カメラ２Ｒにより撮像された右側カメラ画像ＧＲを記憶する右側カメラ画像取得部３Ｒと、左側カメラ２Ｌにより撮像された左側カメラ画像ＧＬを記憶する左側カメラ画像取得部３Ｌとからなり、上記デジタル画像データは、各カメラ画像ＧＲ，ＧＬを構成する各画素の画像面上での座標位置（ｘ，ｙ）と、各画素の輝度値（輝度情報）とからなる。そうして、カメラ画像取得部３が、上記第１及び第２撮像手段によりそれぞれ撮像されて輝度情報を有する複数の画素からなる第１画像及び第２画像を記憶する画像情報記憶手段を構成することとなる。
【００３９】
上記輝度判定領域設定部４は、主制御部１０からの指令を受けて上記左側カメラ画像取得部３Ｌに記憶された左側カメラ画像ＧＬ（左側カメラ画像ＧＬのデジタル画像データ）を読込むとともに、該左側カメラ画像ＧＬに対して輝度判定領域Ｒ（図４参照）を設定する。この輝度判定領域Ｒは、後述するように路面乾湿状態判定部９による乾湿判定の実行・非実行を決定する際に必要となる輝度分布を取得するための画像領域であり、本実施形態おいては、輝度判定領域設定部４は、左側カメラ画像ＧＬに対して、その輝度情報（各画素の輝度値）を基にした走行路面２０（走行レーン）の左右の白線認識処理を行うとともに、該両白線に挟まれた領域を輝度判定領域Ｒとして設定するようになっている。そうして、輝度判定領域設定部４が輝度判定領域設定手段を構成することとなる。
【００４０】
上記輝度分布算出部５（輝度分布算出手段）は、主制御部１０からの指令を受けて、輝度判定領域設定部４により左側カメラ画像ＧＬに対して設定された輝度判定領域Ｒ内の輝度分布曲線を求める。具体的には、該輝度分布算出部５は、輝度判定領域Ｒ内の各画素を予め設定された複数の輝度レベル毎に分類してその数を算出することで輝度分布曲線を作成する。そうして、輝度分布算出部５により作成された輝度分布曲線は通常、図３に示すように、ピーク部を有する正規分布となる。図中の破線で示すＬ１は、夜間の比較的暗い状況での輝度分布を示していて、昼間の比較的明るい状況での輝度分布を示す実線のラインＬ２に比べて、そのピーク部が低輝度よりに位置し且つ分布幅も狭くなって全体として急峻な山となっている。
【００４１】
上記乾湿判定領域設定部６（所定領域設定手段）は、主制御部１０からの指令を受けて、上記左側カメラ画像ＧＬに対して乾湿判定領域Ｑ（図４参照）を設定する。この乾湿判定領域Ｑは、後述するように路面乾湿状態判定部９による走行路面２０の乾湿判定を行うために設定される領域であり、本実施形態においては、上記乾湿判定領域設定部６は、左側カメラ画像ＧＬにおける走行路面２０（走行レーン）の左右の白線に挟まれた領域Ｒ（輝度判定領域Ｒ）を識別した上で、該領域Ｒ内に乾湿判定領域Ｑ（図４参照）を設定するようになっている。より具体的には、乾湿判定領域設定部６は、左側カメラ画像ＧＬの領域Ｒ内の画像のうち、実環境下における車両Ａからの前方距離が所定距離以内（本実施形態においては１０ｍ以内）となる領域を特定して乾湿判定領域Ｑとして設定する。そうして、乾湿判定領域設定部６が所定領域設定手段を構成することとなる。
【００４２】
上記対応点検出部７（対応点検出手段）は、主制御部１０からの指令を受けて、乾湿判定領域設定部６により設定された左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内に含まれる対応点を検出（探索）するとともにその数をカウント（算出）する。
【００４３】
ここで、対応点とは、左右のカメラ画像ＧＬ，ＧＲ間で互いに対応付けられる点であり、対応点検出部７による該対応点の検出は、本実施形態においては、公知の方法であるArea-based matching手法に基づいて行われる。Area-based matching手法とは、一方の画像のある点の対応点を、他方の画像から探す際にその点の回りの局所的な輝度値（濃度）パターンを手がかりに探索しようとするものである。具体的には、対応点検出部７は、図５に示すように、左側カメラ画像ＧＬの一の画素回りに３×３ピクセルのウィンドを設定するとともに該ウィンドに囲まれた画像をテンプレート画像ＧＴとして、右側カメラ画像ＧＲのエピポーラ（epipolar line）線ＥＬ上に設定した探索範囲ＧＳ内でマッチングを行う。本実施形態では、このマッチング処理は、左側カメラ画像ＧＬの全画素に対してそれぞれ実行され、このマッチングに使用するアルゴリズムとしては、ＳＡＤアルゴリズム（Sum of Absolute Difference）を採用している。すなわち、対応点検出部７は、上記左側カメラ画像ＧＬに設定されたテンプレート画像ＧＴと、マッチングを行う右側カメラ画像ＧＲ内の画像との間で対応する画素間の輝度差の合計値（ＳＡＤ値）を次式（１）により算出して、この合計値が所定値以下である場合には対応点が検出されたものとして、その画像面上での座標を記憶する。そうして、対応点検出部７は、この各対応点の座標情報を基に、乾湿判定領域Ｑ内に含まれる対応点の数を算出する。尚、上記マッチングに使用するアルゴリズムは、ＳＡＤアルゴリズムに限ったものではなく、例えば、ＳＳＤ（Sum of Squared Difference)アルゴリズムや、ＮＣＣ（Normalized Cross Correlation）アルゴリズムを使用するようにしてもよい。
【００４４】
【数１】
0005034809.tif 000002
・・・・（１）
ＭＬ：左側画像の画素の輝度値
ＭＲ：右側画像の画素の輝度値
【００４５】
上記路面判定部８は、主制御部１０からの指令を受けて、上記輝度分布算出部５にて算出された輝度分布を基に上記左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内に写し出された被撮像物が走行路面２０か否かを判定する路面判定を実行する。
【００４６】
具体的には、路面判定部８における路面判定処理は、例えば以下のようにして行われる。まず、対応点検出部７にて検出された対応点の、左右のカメラ画像ＧＬ，ＧＲ間での位置ずれ量（視差）を基に三角測量の原理によって距離情報を求める処理を行なって、各対応点の３次元の分布、つまり各対応点の車幅方向の位置情報及び車両Ａからの前方距離情報を表す距離画像データ（図６及び図７参照）を生成する。そして、この距離画像データを基に、車幅方向中央位置（左側カメラ画像ＧＬのｘ方向の中央の画素列に対応する位置）に含まれる対応点を、横軸を車両前方距離とし且つ縦軸を画像面上のｙ座標とするグラフにプロットしてその分布図（図８参照）を作成する。そうして、作成した対応点分布図を基に、走行路面２０の地表面に対応する下限ラインＵＬを求める。尚、この図では、上記被撮像物が車両前方を走行する先行車両である場合の対応点分布を示していて、先行車両に相当する部分がピーク部Ｖとして現れている。そして更に、特定した下限ラインと所定距離（画像面上での距離）を隔てた平行ラインＰＬを求めた上で、該平行ラインＰＬを含む平面内（紙面に垂直な平面内）に位置する対応点の密度分布を求める（図９参照）。
【００４７】
具体的には、路面判定部８は、この対応点密度を予め設定した車両前方距離範囲Ｄ１乃至Ｄ４毎（車両前方距離毎）に車幅方向の各位置（左側カメラ画像の各ｘ座標）にて算出する。そして、路面判定部８は、算出した対応点密度が図９に示すように車幅方向に一様になっている場合（例えば、各車両前方距離範囲Ｄ１乃至Ｄ４における対応点密度の車幅方向の変化率が全て所定値以下になっている場合）には、上記被撮像物が走行路面２０であると判定する一方、対応点密度が車幅方向に一様でない場合には、上記被撮像物が走行路面２０ではない（例えば先行車両や障害物等である）と判定する。そうして、該路面判定部８が対応点分布算出手段と路面判定手段とを構成することとなる。
【００４８】
上記路面乾湿状態判定部９（乾湿判定手段）は、路面判定部８にて上記被撮像物が走行路面２０と判定された場合には、該走行路面２０における上記乾湿判定領域Ｑに対応する路面部２０ａ（図２参照。以下、乾湿判定路面部２０ａと呼ぶ）が、湿潤状態と乾燥状態とのいずれの状態にあるかの乾湿判定を行う。具体的には、路面乾湿状態判定部９は、上記対応点検出部７によりカウント（算出）された対応点の数が予め設定された所定閾値以下である場合には、上記車両Ａの走行路面２０における上記乾湿判定路面部２０ａが湿潤状態にあるものと判定する一方、上記対応点の数が該所定閾値を上回っている場合には、該路面部２０ａが乾燥状態にあるものと判定する。そして、路面乾湿状態判定部９は、実行した乾湿判定の結果を、次の乾湿判定実行時までの間記憶しておく。ここで、上記所定閾値は、設計段階において実験等に基づいて設定される値であって、両カメラ２Ｒ，２Ｌのカメラ特性等によって決まる値である。具体的には、本実施形態では、走行路面２０が乾燥状態にある場合と湿潤状態にある場合との各場合において、対応点検出部７により検出される対応点の数を予め実験等で求めてサンプリング平均した上で、該各場合に検出される対応点の数のサンプリング平均値の中間値を上記所定閾値として設定するようにしている。
【００４９】
また、上記路面乾湿状態判定部９は、路面判定部８にて上記被撮像物が走行路面２０でないと判定された場合には、上記走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａの乾湿判定を行わないようになっている。そうして、該路面乾湿状態判定部が乾湿判定手段を構成することとなる。
【００５０】
上記主制御部１０は、ＥＣＵ１００を構成する上記各構成部２乃至９の処理動作を制御することで、走行路面２０の乾湿状態の判定を行うための一連の乾湿判定制御処理を実行する。
【００５１】
具体的に、上記ＥＣＵ１００の主制御部１０にて実行される乾湿判定制御処理について図１０のフローチャートを基に説明する。
【００５２】
最初のステップＳ１では、右側カメラ画像取得部３Ｒに対して、右側カメラ２Ｒからの画像信号を受信するよう指令を出すとともに、同様に左側カメラ画像取得部３Ｌに対して、左側カメラ２Ｌからの画像信号を受信するよう指令を出す。
【００５３】
ステップＳ２では、輝度判定領域設定部４に対して、左側カメラ画像取得部３Ｌに記憶された左側カメラ画像ＧＬを読込むよう指令を出すとともに、読込んだ左側カメラ画像ＧＬ内に輝度判定領域Ｒを設定するよう指令を出す。
【００５４】
ステップＳ３では、輝度分布算出部５に対して、ステップＳ２で設定された左側カメラ画像ＧＬの輝度判定領域Ｒ内の輝度分布を算出させるべく指令を出す。
【００５５】
ステップＳ４では、ステップＳ３にて算出された輝度分布を基に、該分布のピーク値Ｗ１，Ｗ２（図３参照）の所定割合（本実施形態では例えば５０％）での分布幅Ｂ１，Ｂ２が所定幅以上であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳの場合にはステップＳ５に進み、ＮＯの場合にはステップＳ１２に進む。尚、この所定幅は、周囲の明るさが、路面乾湿状態判定部９にて乾湿判定を行うために必要とされる明るさを満たしているか否かを区画する閾幅であるとも言える。
【００５６】
ステップＳ５では、乾湿判定領域設定部６に対して、上記左側カメラ画像ＧＬ内に乾湿判定領域Ｑを設定させるべく指令を出す。
【００５７】
ステップＳ６では、対応点検出部７に対して、ステップＳ５にて設定された左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内の対応点を検出（探索）させるとともにその数を算出させるべく指令を出す。
【００５８】
ステップＳ７では、ステップＳ６にて対応点が検出されたか否かを判定し、この判定がＹＥＳの場合にはステップＳ８に進み、ＮＯの場合にはステップＳ１１に進む。
【００５９】
ステップＳ８では、路面判定部８に対して、左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内の被撮像物が走行路面２０か否かを判定させるべく指令を出し、該路面判定部８による判定がＹＥＳの場合の場合にはステップＳ９に進み、ＮＯの場合にはステップＳ１２に進み。
【００６０】
ステップＳ９では、路面乾湿状態判定部９に対して、ステップＳ６にて算出された左側カメラ画像ＧＬの各乾湿判定領域Ｑ内の対応点数が上記所定閾値を上回っているか否かを判定させるべく（乾湿判定を実行させるべく）乾湿判定指令を出し、該路面乾湿状態判定部９による判定がＹＥＳの場合にはステップＳ１０に進み、ＮＯの場合にはステップＳ１２に進む。
【００６１】
ステップＳ１０では、路面乾湿状態判定部９により、走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａが乾燥状態にあるとする判定がなされるとともに、該路面乾湿状態判定部９に対して、判定した路面の乾湿情報（走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａが乾燥状態にあるとする情報）をＤＳＣ制御装置１１に送信するよう指令を出す。
【００６２】
ステップＳ１１では、路面乾湿状態判定部９により、走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａが湿潤状態にあるとする判定がなされるとともに、該路面乾湿状態判定部９に対して、判定した路面の乾湿情報（走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａが湿潤状態にあるとする情報）をＤＳＣ制御装置１１に送信するよう指令を出す。尚、路面乾湿状態判定部９は、実行した乾湿判定の結果を次の乾湿判定実行時まで、つまり上記ステップＳ９の処理を再度実行するまでの間記憶しておく。
【００６３】
ステップＳ１２では、該判定部９が現在記憶している走行路面２０の乾湿情報（走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａが乾湿状態又は湿潤状態にあるとする情報）をＤＳＣ制御装置１１に送信するよう指令を出す。
【００６４】
以上の如く上記実施形態１では、ＥＣＵ１００の路面乾湿状態判定部９は、対応点検出部７により算出された上記乾湿判定領域Ｑ内の対応点の数を基に、車両Ａの走行路面２０における乾湿判定路面部２０ａが湿潤状態と乾燥状態とのいずれの状態にあるかの乾湿判定を行うようになっている。より具体的には、上記路面乾湿状態判定部９は、主制御部１０からの指令を受けて、上記対応点検出部７によりカウント（算出）された対応点の数が予め設定された所定閾値以下である場合（ステップＳ９の判定がＮＯの場合）には、上記車両Ａの走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａが湿潤状態にあると判定する一方、上記対応点の数が該所定閾値を上回っている場合（ステップＳ９の判定がＹＥＳの場合）には、該路面部２０ａが乾燥状態にあるものと判定する。こうして、路面乾湿状態判定部９により簡単に精度良く走行路面２０における乾湿判定路面部２０ａの乾湿判定を行うことができる。すなわち、走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａが乾燥状態にある場合には、図１１に示すように、該路面に反射した反射光は、全方向に同じ強さで反射する拡散反射光が支配的となって各カメラ２Ｒ，２Ｌのそれぞれに略同強度で入射する一方、走行路面が湿潤状態にある場合には、図１２に示すように、該路面に反射した反射光は、指向性のある鏡面反射光が支配的となって各カメラ２Ｒ，２Ｌのそれぞれに異なる強度で入射することとなる。従って、走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａが乾燥状態にある場合には、該各カメラ２Ｒ，２Ｌにより撮像される左右のカメラ画像ＧＬ，ＧＲ間の輝度差（輝度分布差）は、該路面部２０ａが湿潤状態にある場合に比べて小さくなる。ここで、上記実施形態１では、対応点検出部７において、両画像ＧＬ，ＧＲの輝度値を基にしたArea-based matching手法による対応点探索（検出）を行うようになっており、このため、走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａが乾燥状態にあるときには、上述の如く該両画像ＧＲ，ＧＬ間の輝度差が小さくなるが故に該路面部２０ａが湿潤状態にあるときに比べてより多くの対応点を検出することが可能となる（図６及び図７参照）。従って、例えば上記所定閾値を、上記実施形態１の如く、走行路面２０が乾燥状態にある場合と湿潤状態にある場合との各場合に検出される対応点数のサンプリング平均値の中間値とすることで、該所定閾値と上記対応点数との大小関係を基に該走行路面２０（乾湿判定路面部２０ａ）の乾湿状態を簡単に且つ精度良く判定することができる。
【００６５】
また、例えば、カメラ等で撮像した走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａの画像を水平偏光画像と垂直偏光画像とに分けて処理することで該路面部２０ａの乾湿判定を行うようにした場合に比べて、フィルタ等の偏光手段が不要となり、この結果、部品点数を削減して装置全体の小型化を図ることが可能となる。また、水平偏光画像と垂直偏光画像の切換え処理等の処理を廃止することができ、このため、装置１全体の制御処理負担を軽減することができ、この結果、両カメラ２Ｒ，２Ｌによる走行路面２０の撮像から路面乾湿状態判定部９による乾湿判定結果の確定までの処理時間（ステップＳ１の処理を実行してからステップＳ１０又は１１の処理が完了するまでの時間であって、以下、乾湿判定処理時間と呼ぶ）を短縮することが可能となる。従って、上記ＤＳＣ制御装置１１に対して走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａの乾湿情報を素早く送信することができて、該ＤＳＣによる車両Ａの走行制御を迅速に行うことができる。よって、車両Ａの走行安定性の向上を図ることが可能となる。
【００６６】
また、上記実施形態１では、主制御部１０は、輝度分布算出部５にて算出された輝度分布（ステップＳ３にて算出された輝度分布）を基に、該分布のピーク値Ｗ１，Ｗ２の所定割合（本実施形態では例えば５０％）での分布幅Ｂ１，Ｂ２（図３参照）が所定幅以上であるか否かを判定して（ステップＳ４判定を実行して）、該分布幅が所定幅未満であると判定した場合（ステップＳ４の判定がＮＯの場合）には、路面乾湿状態判定部９による乾湿判定を実行することなくステップＳ１２に進み、前回の判定結果を現在の走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａの乾湿状態と推定する。すなわち、上記路面乾湿状態判定部９は、左側カメラ画像ＧＬの輝度判定領域Ｒ内の輝度分布のピーク値Ｗ１，Ｗ２の所定割合での分布幅Ｂ１，Ｂ２が所定幅よりも小さい場合（図３の破線で示す輝度分布となる場合）、つまり周囲が比較的暗い状況にある場合には上記走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａの乾湿判定を非実行とするようになっている。
【００６７】
これにより、周囲が比較的暗いが故に両カメラ２Ｒ，２Ｌにより撮像される両画像ＧＬ，ＧＲの輝度が低下する状況下において、該輝度低下に起因して対応点検出部７による対応点検出精度が低下しているにも拘わらず、路面乾湿状態判定部９にて該対応点の数を基にした上記乾湿判定が実行されて誤判定がなされる（判定精度が著しく低下する）のを防止することができる。また、該路面乾湿状態判定部９による不必要な判定処理（判定精度が著しく低いにも拘わらず行われる判定処理）の実行を防止してその処理負担の軽減を図ることが可能となる。
【００６８】
また、上記実施形態１では、主制御部１０は、輝度分布算出部５にて算出された輝度分布（ステップＳ３にて算出された輝度分布）の所定割合での分布幅Ｂ１，Ｂ２が所定幅以上であると判定した場合（ステップＳ４の判定がＹＥＳの場合）には、対応点検出部７にて左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内の対応点が検出され（ステップＳ７の判定がＹＥＳであり）且つ路面判定部８にて該乾湿判定領域Ｑ内の被撮像物が走行路面２０と判定される所定条件成立時（ステップＳ８の判定がＹＥＳの時）に限って、路面乾湿状態判定部９に対して乾湿判定を実行させるべく指令を出す（ステップＳ９の処理を実行する）。すなわち、路面乾湿状態判定部９は、左側カメラ画像ＧＬの輝度判定領域Ｒ内の輝度分布のピーク値Ｗ１，Ｗ２の所定割合での分布幅Ｂ１，Ｂ２が所定幅以上の場合（図３の実線で示す輝度分布となる場合）、つまり周囲が比較的明るい状況にある場合には上記走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａの乾湿判定を実行するようになっている。このように、路面乾湿状態判定部９における乾湿判定（対応点検出部７における対応点の検出）に必要とされる明るさが十分に確保されている場合には、上述の如く路面乾湿状態判定部９による走行路面２０の乾湿判定を実行することで、該路面乾湿状態判定部９を無駄なく効率的に作動させて、該判定部９を構成するＣＰＵ等のハードウェア資源の有効利用を図ることが可能となる。
【００６９】
また、上記実施形態１では、上記路面乾湿状態判定部９は、上記路面判定部８にて左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内に写し出された被撮像物が走行路面２０であると判定された場合（ステップＳ８の判定がＹＥＳの場合の場合）には上記乾湿判定（ステップＳ９の処理）を実行するようになっている。
【００７０】
これにより、左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内に写し出された被撮像物が先行車両である（乾湿判定の対象物として不適切である）にも拘わらず、路面乾湿状態判定部９にて該先行車両を走行路面２０と見て乾湿判定が実行されるのを防止することができる。従って、該路面乾湿状態判定部９による誤判定を防止することができて、その判定精度の向上を図ることが可能となる。また、該路面乾湿状態判定部９による不必要な判定処理の実行を防止してその処理負担の軽減を図る可能となる。
【００７１】
また、上記実施形態１では、上記路面乾湿状態判定部９は、路面判定部８にて該被撮像物が走行路面２０でないと判定された場合（ステップＳ８の判定がＮＯの場合）には上記乾湿判定（ステップＳ９の処理）を行わないようになっている。
【００７２】
これにより、左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内の被撮像物が、判定対象として適切である場合つまり走行路面２０である場合には、路面乾湿状態判定部９により乾湿判定を確実に実行させて、該路面乾湿状態判定部９を無駄なく効率的に作動させることが可能となる。従って、路面乾湿状態判定部９を構成するハードウェア資源等の有効利用を図ることができる。
【００７３】
また、上記実施形態１では、上記路面判定部８は、対応点検出部７にて算出した対応点密度の分布が車幅方向に一様になっている場合には、左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内に写し出された被撮像物が走行路面２０であると判定する一方、一様でない場合には該被撮像物が走行路面２０でないと判定するようになっている。
【００７４】
こうすることで、路面判定部８により上記被撮像物が走行路面２０であるか否かを容易に且つ確実に判定することが可能となる。
【００７５】
（実施形態２）
図１３及び図１４は、本発明の実施形態２を示し、ＥＣＵ１００の乾湿判定領域設定部６により左側カメラ画像ＧＬに対して設定される乾湿判定領域Ｑの数、及び路面乾湿状態判定部９にて走行路面２０（乾湿判定路面部２０ａ）の乾湿判定を行う際に使用する所定閾値を上記実施形態１とは異ならせたものである。尚、車両用路面状態推定装置１の全体構成（図１参照）等は上記実施形態１と同様である。
【００７６】
すなわち、本実施形態では、上記乾湿判定領域設定部６は、主制御部１０からの指令を受けて、左側カメラ画像ＧＬにおける走行路面２０（走行レーン）の左右の白線に挟まれた領域Ｒを識別した上で、該領域Ｒ内に、車両Ａからの前方距離情報が互いに異なる複数の乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８（図１３参照）を設定するようになっている。具体的には、該乾湿判定領域設定部６は、左側カメラ画像ＧＬの領域Ｒ内の画像を、ｙ方向（縦方向）に８つの領域に分割して、該各分割領域を乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８として設定する。そうして設定された乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８は、互いのｙ方向位置（ｙ方向の座標値）が異なるが故に車両前方距離情報も互いに異なることとなる。尚、本実施形態では、乾湿判定領域設定部６により設定される乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８の数は８つとされているが、これに限ったものではない。
【００７７】
そして、対応点検出部７は、上記乾湿判定領域設定部６により設定された８つの乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８のそれぞれに含まれる対応点数をカウント（算出）する。
【００７８】
また、路面判定部８は、上記実施形態１と同様の手法により、上記８つの乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８のそれぞれに対して、該各判定領域Ｑ１乃至Ｑ８内の被撮像物が走行路面２０であるか否かの判定を行う。
【００７９】
上記路面乾湿状態判定部９は、路面判定部８にて被撮像物が走行路面２０であると判定された乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８に対してのみ乾湿判定を行う。具体的には、この路面乾湿状態判定部９による乾湿判定処理は、上記実施形態１と同様に各乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８内に含まれる対応点数と所定閾値との大小関係に基づいて行われるが、本実施形態では、この所定閾値は、図１４に示すように、各乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８毎に、上記車両Ａからの距離が長い前方距離情報を有する乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８ほど、つまりｙ方向の座標値が大きい乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８ほど小さい値となるように予め設定されている。そして、路面乾湿状態判定部９は、対応点検出部７にて検出された対応点の数が所定閾値を上回る乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８についてはこれに対応する乾湿判定路面部２０ａが乾燥状態にあると判定する一方、該対応点数が所定閾値以下となる乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８についてはこれに対応する乾湿判定路面部２０ａが湿潤状態にあると判定する。従って、例えば対応点検出部７にて検出された対応点数と、上記所定閾値との関係が図１４に示す例のような関係にある場合には、路面乾湿状態判定部９は、乾湿判定領域Ｑ１及びＱ２に対応する乾湿判定路面部２０ａが湿潤状態にあると判定し、乾湿判定領域Ｑ３乃至Ｑ８に対応する乾湿判定路面部２０ａが乾燥状態にあると判定する。
【００８０】
また、上記路面乾湿状態判定部９は、路面判定部８にて被撮像物が走行路面２０でないと判定された乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８に対しては上記乾湿判定を行わないようになっている。
【００８１】
尚、上記ＥＣＵ１００の主制御部１０にて実行される乾湿判定制御処理については、図１０のステップＳ５において左側カメラ画像ＧＬに対して複数の（８つの）乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８を設定する点と、ステップＳ６乃至Ｓ１２の制御処理を各乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８のそれぞれに対して行う点とが上記実施形態１と異なるのみであって、その他の処理は実施形態１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００８２】
以上の如く上記実施形態２では、上記ＥＣＵ１００の乾湿判定領域設定部６は、左側カメラ画像ＧＬ（左側カメラ画像ＧＬおける走行路面２０の左右の白線に挟まれた領域Ｒ内）に対して、ｙ方向の座標値が互いに異なる（車両Ａからの前方距離情報が互いに異なる）複数の（８つの）乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８（図１３参照）を設定するようになっている。そして、上記路面乾湿状態判定部９による乾湿判定時（ステップＳ９の処理時）に使用される上記所定閾値は、ｙ方向の座標値が大きい（車両Ａからの長い前方距離情報を有する）乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８ほど小さい値とされている（図１４参照）。
【００８３】
これにより、路面乾湿状態判定部９において走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａの乾湿判定をその車両Ａからの距離に応じて確実に精度良く行うことが可能となる。
【００８４】
すなわち、一般的に、画像内に写し出された被写体の解像度（分解能）は、その実環境下における車両Ａからの前方距離が長いものほど低くなり、このため、ｙ方向の座標値が大きい乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８ほど、その画像解像度は低くなるので対応点検出部７にて算出される対応点数も少なくなる。従って、例えば所定閾値をｙ方向の座標値が最も小さい乾湿判定領域Ｑ１を基準として設定した場合、該基準とした乾湿判定領域Ｑ１を除く乾湿判定領域Ｑ２乃至Ｓ８に対応する路面部が実際には乾燥状態にあるにも拘わらず、路面乾湿状態判定部９により湿潤状態と誤判定される可能性が高くなる。しかしながら、上記所定閾値は、ｙ方向の座標値が大きい乾湿判定領域Ｑ１乃至Ｑ８ほどその画像解像度の低下を補うべく小さい値とされている。このため、路面乾湿状態判定部９において上記誤判定を防止してその乾湿判定精度の向上を図ることが可能となる。
【００８５】
（他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記各実施形態では、路面乾湿状態判定部９において、乾湿判定を行う際に使用する所定閾値は、車両Ａの速度とは無関係に設定されているが、これに限ったものではなく、例えば、車速に応じて変化させるようにしてもよい。具体的には、車速を検知する車速検知手段としての車速センサ（図示省略）を、上記路面乾湿状態判定部９に信号の授受可能に接続しておき、該路面乾湿状態判定部９により、該車速センサからの信号を基に車速を算出して、該算出した車速が高いほど所定閾値を低く設定する等すればよい。こうすることで、車両Ａの速度増加に伴う車両振動の増加に起因して、対応点検出部７にて検出される対応点数が減少したとしても、路面乾湿状態判定部９による乾湿判定を精度良く確実に行うことが可能となる。
【００８６】
また、上記路面乾湿状態判定部９において乾湿判定を行う際に、上記所定閾値を例えば輝度分布算出部５にて算出される輝度分布に基づいて変化させるようにしてもよい。具体的には、輝度分布算出部５にて算出された輝度分布が低輝度状態になるほど（輝度分布のピーク値Ｗ１，Ｗ２の所定割合での分布幅Ｂ１，Ｂ２が狭くなるほど）、路面乾湿状態判定部９における乾湿判定に使用される所定閾値を低くすることが好ましい。こうすることで、夕暮れ時など比較的暗い状況においても、路面乾湿状態判定部９による走行路面２０の乾湿判定を精度良く確実に行うことが可能となる。
【００８７】
また、上記各実施形態では、上記対応点検出部７は、左側カメラ画像ＧＬの全領域にて対応点探索（検出）を行うようになっているが、これに限ったものではなく、例えば、該左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内においてのみ対応点探索を行うようにしてもよい。こうすることで、対応点検出部７による対応点探索領域を限定してその対応点検出時間（マッチング処理時間）を短縮することができ、延いては、両カメラ２Ｒ，２Ｌによる走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａの乾湿判定処理時間をより一層短縮することが可能となる。
【００８８】
また、上記各実施形態では、各カメラ２Ｒ，２Ｌは、互いの撮像領域が完全に一致（重複）するように配設されているが、これに限ったものではなく、互いの撮像領域の一部が重複するように配設してもよい。
【００８９】
また、上記各実施形態では、輝度判定領域設定部４は、左側カメラ画像ＧＬ内に上記輝度判定領域Ｒを設定するようになっているが、これに限ったものではなく、例えば、右側カメラ画像ＧＲ内に輝度判定領域Ｒを設定するようにしてもよい。
【００９０】
また、上記各実施形態では、路面判定部８にて左側カメラ画像ＧＬの乾湿判定領域Ｑ内の被撮像物が走行路面２０か否かの判定を行うようになっているが、必ずしもこの路面判定部８を設ける（この判定を行う）必要はない。
【００９１】
また、上記各実施形態では、路面乾湿状態判定部９は、判定した走行路面２０の乾湿判定路面部２０ａの乾湿情報をＤＳＣ制御装置１１に送信するようになっているが、必ずしもこれに限ったものではなく、例えば該路面部２０ａが湿潤状態にあるとする情報を受けた場合に車両Ａの乗員に対して警報を発する警報装置等に乾湿情報を送信するようにしてもよい。
【００９２】
また、上記各実施形態では、乾湿判定領域Ｑを左側カメラ画像ＧＬに対して設定するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば右側カメラ画像ＧＲに対して設定するようにしてもよい。
【００９３】
また、上記各実施形態では、輝度判定領域Ｒを右側カメラ画像ＧＲに対して設定するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば左側カメラ画像ＧＬに対して設定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、車両の走行路面を撮像する撮像手段を備えて該撮像手段により撮像された画像を基に走行路面の乾湿判定を行う車両用路面状態推定装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用路面状態推定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】車両用路面状態推定装置が搭載された車両を示す、前方斜め上方から見た模式図である。
【図３】ＥＣＵの輝度分布算出部により算出される、左側カメラ画像の輝度判定領域内における輝度分布を示すグラフである。
【図４】左側カメラ画像に対して、ＥＣＵの輝度判定領域設定部により設定される輝度判定領域及び乾湿判定領域設定部により設定される乾湿判定領域を示す図である。
【図５】ＥＣＵの対応点検出部による対応点探索に用いられるＡrea-based matching手法の説明図である。
【図６】走行路面が乾燥状態にあるときにＥＣＵの対応点検出部により対応点として検出された画素を、該対応点の前方距離情報に応じた濃度で表示して視覚化した距離画像である。
【図７】走行路面が湿潤状態にあるときの図４相当図である。
【図８】ＥＣＵの対応点検出部により検出された対応点を、縦軸が各対応点の画像面上のｙ座標とされ且つ横軸が各対応点の有する前方距離情報に対応した車両前方距離とされる座標系にプロットした分布図である。
【図９】ＥＣＵの路面判定部にて求められる対応点の分布を示す分布図であって、図８の下限ラインに対して所定距離隔てたＰＬ線を含む紙面に垂直な平面内に位置する対応点の密度を、予め設定された車両前方距離範囲毎に車幅方向の各位置範囲において算出してその大きさに応じた濃度で表示した分布図である。
【図１０】ＥＣＵの主制御部により実行される乾湿判定制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】乾燥状態にある走行路面に反射した光が左右のカメラに入射する様子を示す模式図である。
【図１２】湿潤状態にある走行路面に反射した光が左右のカメラに入射する様子を示す模式図である。
【図１３】実施形態２の図４相当図である。
【図１４】互いに画像面上でのｙ方向の座標値が異なる複数の乾湿判定領域のそれぞれに含まれる対応点の数と、該各乾湿判定領域のｙ方向の座標値に応じて設定される所定閾値との関係を示すグラフの一例である。
【符号の説明】
【００９６】
Ａ      車両
Ｓ      乾湿判定領域（所定領域）
Ｒ      輝度判定領域
１      車両用路面状態推定装置
２Ｌ    左側カメラ（第１撮像手段）
２Ｒ    右側カメラ（第２撮像手段）
３      カメラ画像取得部（画像情報記憶手段）
３Ｌ    左側カメラ画像取得部（画像情報記憶手段）
３Ｒ    右側カメラ画像取得部（画像情報記憶手段）
４      輝度判定領域設定部（輝度判定領域設定手段）
５      輝度分布算出部（輝度分布算出手段）
６      乾湿判定領域設定部（所定領域設定手段）
７      対応点検出部（対応点検出手段）
８      路面判定部（路面判定手段、対応点分布算出手段）
９      路面乾湿状態判定部（乾湿判定手段）
２０    走行路面
２０ａ  乾湿判定路面部（走行路面における所定領域に対応する路面部）
【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６】
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【図７】
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