二輪車検出装置及びプログラム
【課題】高精度かつ短時間で二輪車を検出する。
【解決手段】二輪車検出装置は、ステレオカメラ１０で検出された物体が二輪車であるかを判定する判定部３１と、二輪車と判定された物体の位置等の情報を保持する物体位置保持部３２と、道路勾配に応じて照合範囲を決定する照合範囲決定部３３と、照合範囲決定部３３で決定された照合範囲内で物体の照合を行う照合部３４と、を備えている。
【解決手段】二輪車検出装置は、ステレオカメラ１０で検出された物体が二輪車であるかを判定する判定部３１と、二輪車と判定された物体の位置等の情報を保持する物体位置保持部３２と、道路勾配に応じて照合範囲を決定する照合範囲決定部３３と、照合範囲決定部３３で決定された照合範囲内で物体の照合を行う照合部３４と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車検出装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体を検出し、その物体の位置を追跡する技術が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１には、物体をロストしても継続的にその物体までの距離情報を算出する物体検出装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１の物体検出装置は、同文献の図２に示すように、一対の画像を取得するステレオカメラ２ａ、２ｂと、一対の画像同士で輝度値が互いに対応する領域を探索して一対の画像に写しだされる物体の距離情報を演算する第１測距部６と、一対の画像のそれぞれにおける所定の画素について隣接する画素との輝度差を算出し、該輝度差が一対の画像同士で対応する領域を探索して物体の距離情報を演算する第２測距部７と、第１測距部６による物体をロストした際、第２測距部７によって演算される距離情報を選択する測距選択部９と、を備えている。
【０００４】
物体のロスト判定処理では、同文献の図１１に示すように、今回検出した物体の位置Ｘobj[k]が前回の先行車位置Ｘtargetに対して横方向で設定値ΔＸの範囲内にあり、且つ距離方向で設定値ΔＺの範囲内にある条件が成立するか否かが調べられる（ステップＳ２３）。そして、検出されたすべての物体について上述の条件が成立しない場合は、フラグ＝１の条件を満たさず（ステップＳ２７の否定判定）、先行車である物体が消滅（ロスト）したと判定される（ステップＳ２９）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５１６５９号公報（図２、図１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の物体検出装置は、予め固定された設定値ΔＸ，ΔＺの範囲内で物体の照合処理（ロスト判定処理）を行う。これらの設定値ΔＸ，ΔＺは想定される物体の最低速度、最高速度及び最大横方向移動量に基づいて設定されているため、照合範囲が広くなっている。
【０００７】
このため、特許文献１の物体検出装置は、広い範囲内で物体の照合処理を行うので、検出対象外の物体が照合範囲内に存在する場合、その物体を誤って検出対象の物体として検出するという問題（誤対応）が生じる。また、上記物体検出装置は、広い範囲内で照合処理を行うので、照合時間が長くなり、短時間で物体を検出できない問題もある。また、四輪車よりも二輪車の方が小さく認識しにくいため、二輪車を検出することが求められている。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、高精度かつ短時間で二輪車を検出できる二輪車検出装置及び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】
【０００９】
本発明に係る二輪車検出装置は、物体を検出する物体検出手段と、前記物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、前記二輪車が走行する道路の勾配を取得する道路勾配取得手段と、前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、道路勾配と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記道路勾配取得手段により取得された勾配に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、を備えている。
【００１０】
上記発明によれば、道路勾配と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、取得された勾配に対応する照合範囲を決定し、二輪車であると判定された物体の予測された位置と、新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記決定された照合範囲と、に基づいて、新たに二輪車と判定された物体と位置が保持されている物体との照合を行うことで、道路勾配による二輪車の速度変化に対応しつつ照合範囲を狭めることができるので、高精度かつ短時間で二輪車を検出することができる。
【００１１】
また、本発明に係る二輪車検出装置は、物体を検出する物体検出手段と、前記物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、前記二輪車のバンク角を取得するバンク角取得手段と、前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、二輪車のバンク角と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記バンク角取得手段により取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、を備えている。
【００１２】
上記発明によれば、二輪車のバンク角と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定し、二輪車であると判定された物体の予測された位置と、新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記決定された照合範囲と、に基づいて、新たに二輪車と判定された物体と位置が保持されている物体との照合を行うことで、二輪車の方向転換に対応しつつ照合範囲を狭めることができるので、高精度かつ短時間で二輪車を検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る二輪車検出装置及びプログラムは、高精度かつ短時間で二輪車を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二輪車検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】時刻ｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】時刻ｔ＋Δｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】登り勾配の場合の照合範囲を示す図である。
【図５】下り勾配の場合の照合範囲を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る二輪車検出装置の構成を示すブロック図である。
【図７】時刻ｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】時刻ｔ＋Δｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】二輪車のバンク角θｄｉを示す図である。
【図１０】二輪車が直立している場合の照合範囲を示す図である。
【図１１】二輪車が左に傾いている場合の照合範囲を示す図である。
【図１２】二輪車が右に傾いている場合の照合範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る二輪車検出装置の構成を示すブロック図である。二輪車検出装置は、例えば、四輪車両（以下「自車」という。）に搭載され、自車前方に存在する二輪車を検出する。
【００１７】
二輪車検出装置は、自車の前方に存在する物体を検出するステレオカメラ１０と、自車の水平方向に対する車体の傾斜角（道路勾配）を検出する車体傾斜センサ２０と、ステレオカメラ１０で検出された物体のうち二輪車を追跡するための演算処理を行うコンピュータ３０と、を備えている。なお、コンピュータ３０には、後述する二輪車検出ルーチンを実行するための制御プログラムがインストールされている。
【００１８】
ステレオカメラ１０は、例えば２台の車載カメラを備え、各車載カメラで得られた画像に基づいて自車の前方に存在する物体及びその位置を検出し、検出結果をコンピュータ３０へ供給する。車体傾斜センサ２０は、道路勾配に応じた信号をコンピュータ３０へ供給する。
【００１９】
コンピュータ３０は、ステレオカメラ１０で検出された物体が二輪車であるかを判定する判定部３１と、二輪車と判定された物体の位置等の情報を保持する物体位置保持部３２と、道路勾配に応じて照合範囲を決定する照合範囲決定部３３と、照合範囲決定部３３で決定された照合範囲内で物体の照合を行う照合部３４と、を備えている。
【００２０】
以上のように構成された二輪車検出装置では、時刻ｔにおいて、次に示す二輪車検出ルーチンが実行される。
【００２１】
図２は、時刻ｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【００２２】
ステップＳ１では、ステレオカメラ１０は、時刻ｔにおいて、自車の前方に存在するＮ個の物体の位置（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）（ｉ＝１，・・・，Ｎ）を検出し、検出結果をコンピュータ３０へ供給する。なお、Ｘは自車の横方向の座標、Ｚは自車の直進方向の座標を示すパラメータである。
【００２３】
ステップＳ２では、コンピュータ３０の判定部３１は、ステレオカメラ１０で検出された物体の画像に対して例えば公知のパターン認識処理を行って、当該物体が二輪車であるか否かを判定する。なお、物体が二輪車であるかの判定については、パターン認識処理に限らず、その他の公知の手法が用いられてもよい。そして、判定部３１は、ステレオカメラ１０で検出された物体のうち、二輪車ではないと判定された物体についての情報を削除する。
【００２４】
ステップＳ３では、物体位置保持部３２は、ステップＳ２で二輪車であると判定された各々の物体の位置及びその個数Ｍを記憶し、物体の速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）については不明である旨の情報を記憶する。そして、本ルーチンが終了する。
【００２５】
つぎに、時刻ｔからΔｔ進んだ時刻ｔ＋Δｔにおいては、次の二輪車検出ルーチンが実行される。
【００２６】
図３は、時刻ｔ＋Δｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【００２７】
ステップＳ１１では、図２に示すステップＳ１と同様に、ステレオカメラ１０は、時刻ｔ+Δｔにおいて、自車の前方に存在する複数の物体の位置（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）（ｉ＝１，２，・・・）を検出する。
【００２８】
ステップＳ１２では、図２に示すステップＳ２と同様に、判定部３１は、ステレオカメラ１０で検出された物体が二輪車であるか否かを判定し、二輪車ではないと判定された物体についての情報を削除する。この結果、ステップＳ１で検出された複数の物体のうち、Ｎ個の物体及びその位置（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）の情報が内部メモリに記憶される。
【００２９】
ステップＳ１３では、車体傾斜センサ２０は、道路勾配を取得し、この検出結果をコンピュータ３０に供給する。なお、コンピュータ３０は、車体傾斜センサ２０から道路勾配を取得する場合に限らず、その他の手法を用いて道路勾配を取得してもよい。例えば、コンピュータ３０は、ナビゲーションシステムから自車位置を取得し、道路上の各ポイントと道路勾配とが対応付けられた電子地図データから、自車位置に対応する道路勾配を取得してもよい。
【００３０】
ステップＳ１４では、照合部３４は、物体位置保持部３２に時刻ｔの位置が保持されているＭ個の物体のうち、物体の番号を特定するためのｊ（＝１〜Ｍ）を１に設定する（ｊ＝１）。
【００３１】
ステップＳ１５では、照合部３４は、時刻ｔにおいて物体位置保持部３２に記憶された情報に基づいて、時刻ｔ＋Δｔにおけるｊ番目の物体の予測位置（Ｘｅ，Ｚｅ）を算出する。照合部３４は、具体的には時刻ｔにおいて物体位置保持部３２に記憶されたｊ番目の物体の位置（Ｘｄｊ，Ｚｄｊ）及び速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）を用いて、次の式（１）及び式（２）を演算する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
なお、ΔＺｓは、道路勾配に基づいて物体のＺ軸方向の予測位置を補正する補正値であり、後述のテーブルから求められる。また、照合部３４は、速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明である場合は、次の式（３）及び式（４）を演算する。
【００３４】
【数２】
【００３５】
ここで、照合部３４は、道路勾配と補正値ΔＺｓの関係を予めテーブルとして記憶しておき、ステップＳ１３で道路勾配が検出された場合に、検出された道路勾配に対応する補正値ΔＺｓを読み出して上述した式（１）〜（４）で使用する。なお、照合部３４は、道路勾配と補正値ΔＺｓの関係を示す数式を予め記憶しておき、ステップＳ１３で検出された道路勾配を用いて、補正値ΔＺｓを算出してもよい。
【００３６】
ステップＳ１６では、照合部３４は、道路勾配に基づいて、予測位置を基準にした照合範囲ΔＸｊ，ΔＺ＋ｊ，ΔＺ−ｊを決定する。本実施形態では、照合部３４は、道路勾配と照合範囲の関係を予めテーブルとして記憶しておき、ステップＳ１３で道路勾配が検出された場合に、検出された道路勾配に対応する照合範囲を読み出して、当該照合範囲を決定すればよい。
【００３７】
なお、照合部３４は、道路勾配と照合範囲の関係を示す数式を予め記憶しておき、ステップＳ１３で検出された道路勾配を用いて、照合範囲を逐次算出してもよい。また、ステップＳ１５及びＳ１６で使用するテーブルは、１つのテーブルであってもよい。
【００３８】
ここで、自転車、原動機付き自動二輪車のような排気量の少ない自動二輪車の場合は、道路が登り勾配の場合は速度が遅くなり、道路が下り勾配の場合は速度が速くなる傾向がある。そこで、照合部３４は、このような二輪車の速度の傾向を考慮して、次のように道路勾配に応じて照合範囲を可変させたテーブル又は数式を用いてもよい。
【００３９】
図４は、登り勾配の場合の照合範囲を示す図である。図５は、下り勾配の場合の照合範囲を示す図である。例えば、二輪車が自車に対面している場合、二輪車が登り勾配を走行する場合では照合範囲は広く、二輪車が下り勾配を走行する場合では照合範囲は狭くするように決定される。
【００４０】
ステップＳ１７では、照合部３４は、ステップＳ１２で二輪車であると判定されたＮ個の物体のうち、物体の番号を特定するためのｉ（＝１〜Ｎ）を１に設定する（ｉ＝１）。
【００４１】
ステップＳ１８では、照合部３４は、時刻ｔにおいて物体位置保持部３２で位置が保持されているｊ番目の物体と、時刻ｔ＋ΔｔにおけるステップＳ１２で二輪車と判定されたｉ番目の物体と、が同一であるか照合する。
【００４２】
ここでは、照合部３４は、時刻ｔの情報から求められたｊ番目の物体の予測位置（Ｘｅ，Ｚｅ）を基準として、Ｘ方向では［Ｘｅ−ΔＸｊ，Ｘｅ＋ΔＸｊ］、Ｚ方向では［Ｚｅ−ΔＺ−ｊ，Ｚｅ＋ΔＺ＋ｊ］の範囲内に、ステップＳ１２で二輪車と判定されたｉ番目の物体の位置（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）が存在するかを判定し、存在する場合はこれらの物体は同一であると判定する。
【００４３】
具体的には、照合部３４は、次の式（５）及び式（６）を共に満たすか否かを判定する。
【００４４】
【数３】
【００４５】
そして、式（５）及び式（６）が共に満たされる場合は、上述した２つの物体は同一であると判定されて、ステップＳ２２に進む。式（５）及び式（６）の少なくとも１つが満たされない場合は、上述した２つの物体は同一ではないと判定されて、ステップＳ１９に進む。
【００４６】
ステップＳ１９では、照合部３４は、ｉをインクリメントする（ｉ＝ｉ＋１）。
【００４７】
ステップＳ２０では、照合部３４は、ｉ＝Ｎを満たすかを判定する。ｉ＝Ｎを満たす場合はステップＳ２１に進み、ｉ＝Ｎを満たさない場合はステップＳ１８に戻る。そして、物体位置保持部３２に保持されているｊ番目の物体と、ステップＳ２で二輪車と判定されたＮ個の物体のいずれかが同一又はいずれとも同一ではないと判定されるまで、ステップＳ１８〜Ｓ２０が繰り返し実行される。
【００４８】
ステップＳ２１では、照合部３４は、物体位置保持部３２に保持されているｊ番目の物体は追跡対象の物体ではないと判定して、物体位置保持部３２からｊ番目の物体の情報を削除して、ステップＳ２４へ進む。
【００４９】
一方、ステップＳ２２では、照合部３４は、ステップＳ１８で同一と判定された物体の位置及び速度を更新する。ここでは、現在の速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明の場合は、照合部３４は、次の式（７）〜（１０）を演算して、物体の位置（Ｘｔｊ，Ｚｔｊ）及び速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）を更新する。
【００５０】
【数４】
【００５１】
なお、αは追跡の強さを決定する係数であり、０より大きく１より小さい値である。また、現在の速度速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明でない場合は、照合部３４は、次の式（１１）〜（１６）を演算して、物体の位置（Ｘｊ，Ｚｊ）及び速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）を更新する。
【００５２】
【数５】
【００５３】
βは速度についての追跡の強さを決定する係数であり、０より大きく１より小さい値である。
【００５４】
ステップＳ２３では、照合部３４は、ステップＳ１２で二輪車であると判定されたｉ番目の物体の情報を削除して、ステップＳ２４へ進む。
【００５５】
ステップＳ２４では、照合部３４は、ｊをインクリメントして（ｊ＝ｊ＋１）、ステップＳ２５へ進む。
【００５６】
ステップＳ２５では、照合部３４は、ｊ＝Ｍを満たすかを判定する。満たさない場合はステップＳ１８へ戻り、満たす場合はステップＳ２６へ進む。そして、物体位置保持部３２に保持されているＭ個の物体が、ステップＳ１２で二輪車と判定されたＮ個の物体のいずれかと同一又はいずれとも同一ではないと判定されるまで、ステップＳ１５〜Ｓ２５が繰り返し実行される。
【００５７】
ステップＳ２６では、照合部３４は、残っている物体の位置及び速度を物体位置保持部３２に追加する。そして、本ルーチンが終了する。なお、本ルーチンは、Δｔ毎に実行される。
【００５８】
以上のように、第１の実施形態に係る二輪車検出装置は、道路勾配によって二輪車の速度が変化するような場合でも、二輪車が走行する道路勾配に応じて照合範囲を決定するので、二輪車の速度変化に対応しつつ照合範囲を狭めることができ、その結果、高精度かつ短時間で二輪車を検出することができる。
【００５９】
［第２の実施形態］
つぎに、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６０】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る二輪車検出装置の構成を示すブロック図である。二輪車検出装置は、自車の前方に存在する物体を検出するステレオカメラ１０と、二輪車のバンク角を取得するバンク角取得部２０と、ステレオカメラ１０で検出された物体のうち二輪車を追跡するための演算処理を行うコンピュータ３０Ａと、を備えている。なお、コンピュータ３０Ａには、後述する二輪車検出ルーチンを実行するための制御プログラムがインストールされている。
【００６１】
コンピュータ３０Ａは、ステレオカメラ１０で検出された物体が二輪車であるかを判定する判定部３１と、二輪車と判定された物体の位置等の情報を保持する物体位置保持部３２と、照合範囲を決定する照合範囲決定部３３と、照合を行う照合部３４と、バンク角を取得するバンク角取得部３５と、を備えている。
【００６２】
以上のように構成された二輪車検出装置では、時刻ｔにおいて次に示す二輪車検出ルーチンが実行される。
【００６３】
図７は、時刻ｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。なお、ステップＳ３１及びＳ３２は、図２に示すステップＳ１及びＳ２と同様に実行される。
【００６４】
ステップＳ３３では、バンク角取得部３５は、ステレオカメラ１０で生成された画像を用いて、判定部３１で二輪車であると判定された物体についてのバンク角θｄｉを取得する。バンク角は、例えば、二輪車が左右対称な形状であることを利用し、線対称軸を検出することにより検出可能である。画像からの線対称軸の検出方法は、特に限定されるものではないが、例えば「組合せHough変換を用いた線対称部品の検出手法」（精密工学会誌６３巻３号ｐ３８７）の技術が用いられる。
【００６５】
ステップＳ３４では、物体位置保持部３２は、ステップＳ３２で二輪車であると判定された各々の物体の位置、その個数Ｍ、及びバンク角θｄｉを記憶し、物体の速度（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）については不明である旨の情報を記憶する。そして、本ルーチンが終了する。
【００６６】
つぎに、時刻ｔからΔｔ進んだ時刻ｔ＋Δｔにおいては、次の二輪車検出ルーチンが実行される。
【００６７】
図８は、時刻ｔ＋Δｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。なお、ステップＳ４１〜Ｓ４３は、図７に示すステップＳ３１〜Ｓ３３と同様に処理される。また、ステップＳ４４は、図３に示すステップＳ１４と同様に処理される。
【００６８】
ステップＳ４５では、照合部３４は、ｊ番目の物体の予測位置（Ｘｅ，Ｚｅ）を算出する。照合部３４は、具体的には物体位置保持部３２に記憶されているｊ番目の物体の位置（Ｘｄｊ，Ｚｄｊ）を用いて、次の式（２１）及び式（２２）を演算する。
【００６９】
【数６】
【００７０】
なお、ΔＸｂは、バンク角に基づいて物体のＸ軸方向の予測位置を補正する補正値であり、後述のテーブルから求められる。また、照合部３４は、速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明である場合は、次の式（２３）及び式（２４）を演算する。
【００７１】
【数７】
【００７２】
ここで、照合部３４は、バンク角と補正値ΔＸｂの関係を予めテーブルとして記憶しておき、ステップＳ４３でバンク角が検出された場合に、検出されたバンク角に対応する補正値ΔＸｂを読み出して上述した式（２１）〜（２４）で使用する。なお、照合部３４は、バンク角と補正値ΔＸｂの関係を示す数式を予め記憶しておき、ステップＳ４３で検出されたバンク角を用いて、補正値ΔＸｂを算出してもよい。
【００７３】
ステップＳ４６では、照合部３４は、バンク角θｊに基づいて、予測位置を基準にした照合範囲ΔＸｌｊ，ΔＸｒｊ，ΔＺｊを決定する。本実施形態では、照合部３４は、バンク角θｊと照合範囲の関係を予めテーブルとして記憶しておき、ステップＳ４３でバンク角θｊが検出された場合に、検出されたバンク角θｊに対応する照合範囲を読み出して、当該照合範囲を決定すればよい。
【００７４】
なお、照合部３４は、バンク角θｊと照合範囲の関係を示す数式を予め記憶しておき、ステップＳ４３で検出されたバンク角θｊを用いて、照合範囲を逐次算出してもよい。また、ステップＳ４５及びＳ４６で使用するテーブルは、１つのテーブルであってもよい。
【００７５】
図９は、二輪車のバンク角θｄｉを示す図である。二輪車の移動方向は、このバンク角によって判別可能である。そこで、照合部３４は、バンク角から二輪車がどちらの方向に移動するか判別可能であることを利用して、バンク角に応じて照合範囲を可変させることができる。
【００７６】
図１０は二輪車が直立している場合の照合範囲を示す図である。二輪車は、直立している場合、そのまま直進すると予測される。そこで、照合部３４は、二輪車の予測位置に対して照合範囲が左右対称になるように、照合範囲を決定する。
【００７７】
図１１は、二輪車が左に傾いている場合の照合範囲を示す図である。二輪車は、左に傾いている場合、左方向に進路を変えると予測される。そこで、照合部３４は、二輪車の予測位置に対して、バンク角が大きくなるに従って二輪車の進行方向左側の照合範囲が広くなるように、当該照合範囲を決定する。
【００７８】
図１２は、二輪車が右に傾いている場合の照合範囲を示す図である。二輪車は、右に傾いている場合、右方向に進路を変えると予測される。そこで、照合部３４は、二輪車の予測位置に対して、バンク角が大きくなるに従って二輪車の進行方向右側の照合範囲が広くなるように、当該照合範囲を決定する。
【００７９】
ステップＳ４７では、照合部３４は、ステップＳ４２で二輪車であると判定されたＮ個の物体のうち、いずれかであるかを特定するための番号ｉ（＝１〜Ｎ）を１に設定する（ｉ＝１）。
【００８０】
ステップＳ４８では、照合部３４は、時刻ｔにおいて物体位置保持部３２で位置が保持されているｊ番目の物体と、時刻ｔ＋ΔｔにおけるステップＳ４２で二輪車と判定されたｉ番目の物体と、が同一であるか照合する。
【００８１】
ここでは、照合部３４は、時刻ｔの情報から求められたｊ番目の物体の予測位置（Ｘｅ，Ｚｅ）を基準として、Ｘ方向では［Ｘｅ−ΔＸｌｊ，Ｘｅ＋ΔＸｒｊ］、Ｚ方向では［Ｚｅ−ΔＺｊ，Ｚｅ＋ΔＺｊ］の範囲内に、ステップＳ１２で二輪車と判定されたｉ番目の物体の位置（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）が存在するかを判定し、存在する場合はこれらの物体は同一であると判定する。
【００８２】
具体的には、照合部３４は、次の式（２５）及び式（２６）を共に満たすか否かを判定する。
【００８３】
【数８】
【００８４】
そして、式（２５）及び式（２６）が共に満たされる場合は、上述した２つの物体は同一であると判定されて、ステップＳ５２に進む。式（２５）及び式（２６）の少なくとも１つが満たされない場合は、上述した２つの物体は同一ではないと判定されて、ステップＳ４９に進む。
【００８５】
なお、ステップＳ４９〜Ｓ５１は、図３に示すステップＳ１９〜Ｓ２１と同様に処理される。そして、ステップＳ５１が終了すると、ステップＳ５４へ進む。
【００８６】
一方、ステップＳ５２では、照合部３４は、ステップＳ４８で同一と判定された物体の位置、速度及びバンク角を更新する。ここでは、現在の速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明の場合は、照合部３４は、次の式（２７）〜（３１）を演算して、物体の位置（Ｘｊ，Ｚｊ）、速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）及びバンク角θｔｊを更新する。
【００８７】
【数９】
【００８８】
なお、αは追跡の強さを決定する係数であり、０より大きく１より小さい値である。また、現在の速度速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明でない場合は、照合部３４は、次の式（３２）〜（３８）を演算して、物体の位置（Ｘｔｊ，Ｚｔｊ）、速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）及びバンク角θｔｊを更新する。
【００８９】
【数１０】
【００９０】
βは速度についての追跡の強さを決定する係数であり、０より大きく１より小さい値である。ステップＳ５３〜Ｓ５５は、図３に示すステップＳ２３〜Ｓ２５と同様に処理される。
【００９１】
ステップＳ５６では、照合部３４は、残っている物体の位置、速度及びバンク角を物体位置保持部３２に追加する。そして、本ルーチンが終了する。なお、本ルーチンは、Δｔ毎に実行される。
【００９２】
以上のように、第２の実施形態に係る二輪車検出装置は、二輪車が急に方向転換するような場合でも、二輪車が進行方向を変える前に二輪車のバンク角に応じて照合範囲を決定するので、二輪車の方向転換に対応しつつ照合範囲を狭めることができ、その結果、高精度かつ短時間で二輪車を検出することができる。
【００９３】
なお、本発明は、上述した実施の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範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。
【００９４】
また、第１及び第２の実施形態で示した二輪車検出装置を１つにしてもよい。すなわち、図６に示す構成の二輪車検出装置は、図１に示す車体傾斜センサ２０を更に備えることも可能である。この場合、照合範囲決定部３３は、道路勾配、バンク角及び照合範囲の関係を示すテーブル又は数式を予め用意しておき、車体傾斜センサ２０で取得された道路勾配及びバンク角取得部３５で取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定すればよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０ ステレオカメラ
２０ 車体傾斜センサ
３０，３０Ａ コンピュータ
３１ 判定部
３２ 物体位置保持部
３３ 照合範囲決定部
３４ 照合部
３５ バンク角取得部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車検出装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体を検出し、その物体の位置を追跡する技術が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１には、物体をロストしても継続的にその物体までの距離情報を算出する物体検出装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１の物体検出装置は、同文献の図２に示すように、一対の画像を取得するステレオカメラ２ａ、２ｂと、一対の画像同士で輝度値が互いに対応する領域を探索して一対の画像に写しだされる物体の距離情報を演算する第１測距部６と、一対の画像のそれぞれにおける所定の画素について隣接する画素との輝度差を算出し、該輝度差が一対の画像同士で対応する領域を探索して物体の距離情報を演算する第２測距部７と、第１測距部６による物体をロストした際、第２測距部７によって演算される距離情報を選択する測距選択部９と、を備えている。
【０００４】
物体のロスト判定処理では、同文献の図１１に示すように、今回検出した物体の位置Ｘobj[k]が前回の先行車位置Ｘtargetに対して横方向で設定値ΔＸの範囲内にあり、且つ距離方向で設定値ΔＺの範囲内にある条件が成立するか否かが調べられる（ステップＳ２３）。そして、検出されたすべての物体について上述の条件が成立しない場合は、フラグ＝１の条件を満たさず（ステップＳ２７の否定判定）、先行車である物体が消滅（ロスト）したと判定される（ステップＳ２９）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５１６５９号公報（図２、図１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の物体検出装置は、予め固定された設定値ΔＸ，ΔＺの範囲内で物体の照合処理（ロスト判定処理）を行う。これらの設定値ΔＸ，ΔＺは想定される物体の最低速度、最高速度及び最大横方向移動量に基づいて設定されているため、照合範囲が広くなっている。
【０００７】
このため、特許文献１の物体検出装置は、広い範囲内で物体の照合処理を行うので、検出対象外の物体が照合範囲内に存在する場合、その物体を誤って検出対象の物体として検出するという問題（誤対応）が生じる。また、上記物体検出装置は、広い範囲内で照合処理を行うので、照合時間が長くなり、短時間で物体を検出できない問題もある。また、四輪車よりも二輪車の方が小さく認識しにくいため、二輪車を検出することが求められている。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、高精度かつ短時間で二輪車を検出できる二輪車検出装置及び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】
【０００９】
本発明に係る二輪車検出装置は、物体を検出する物体検出手段と、前記物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、前記二輪車が走行する道路の勾配を取得する道路勾配取得手段と、前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、道路勾配と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記道路勾配取得手段により取得された勾配に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、を備えている。
【００１０】
上記発明によれば、道路勾配と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、取得された勾配に対応する照合範囲を決定し、二輪車であると判定された物体の予測された位置と、新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記決定された照合範囲と、に基づいて、新たに二輪車と判定された物体と位置が保持されている物体との照合を行うことで、道路勾配による二輪車の速度変化に対応しつつ照合範囲を狭めることができるので、高精度かつ短時間で二輪車を検出することができる。
【００１１】
また、本発明に係る二輪車検出装置は、物体を検出する物体検出手段と、前記物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、前記二輪車のバンク角を取得するバンク角取得手段と、前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、二輪車のバンク角と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記バンク角取得手段により取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、を備えている。
【００１２】
上記発明によれば、二輪車のバンク角と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定し、二輪車であると判定された物体の予測された位置と、新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記決定された照合範囲と、に基づいて、新たに二輪車と判定された物体と位置が保持されている物体との照合を行うことで、二輪車の方向転換に対応しつつ照合範囲を狭めることができるので、高精度かつ短時間で二輪車を検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る二輪車検出装置及びプログラムは、高精度かつ短時間で二輪車を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二輪車検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】時刻ｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】時刻ｔ＋Δｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】登り勾配の場合の照合範囲を示す図である。
【図５】下り勾配の場合の照合範囲を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る二輪車検出装置の構成を示すブロック図である。
【図７】時刻ｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】時刻ｔ＋Δｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】二輪車のバンク角θｄｉを示す図である。
【図１０】二輪車が直立している場合の照合範囲を示す図である。
【図１１】二輪車が左に傾いている場合の照合範囲を示す図である。
【図１２】二輪車が右に傾いている場合の照合範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る二輪車検出装置の構成を示すブロック図である。二輪車検出装置は、例えば、四輪車両（以下「自車」という。）に搭載され、自車前方に存在する二輪車を検出する。
【００１７】
二輪車検出装置は、自車の前方に存在する物体を検出するステレオカメラ１０と、自車の水平方向に対する車体の傾斜角（道路勾配）を検出する車体傾斜センサ２０と、ステレオカメラ１０で検出された物体のうち二輪車を追跡するための演算処理を行うコンピュータ３０と、を備えている。なお、コンピュータ３０には、後述する二輪車検出ルーチンを実行するための制御プログラムがインストールされている。
【００１８】
ステレオカメラ１０は、例えば２台の車載カメラを備え、各車載カメラで得られた画像に基づいて自車の前方に存在する物体及びその位置を検出し、検出結果をコンピュータ３０へ供給する。車体傾斜センサ２０は、道路勾配に応じた信号をコンピュータ３０へ供給する。
【００１９】
コンピュータ３０は、ステレオカメラ１０で検出された物体が二輪車であるかを判定する判定部３１と、二輪車と判定された物体の位置等の情報を保持する物体位置保持部３２と、道路勾配に応じて照合範囲を決定する照合範囲決定部３３と、照合範囲決定部３３で決定された照合範囲内で物体の照合を行う照合部３４と、を備えている。
【００２０】
以上のように構成された二輪車検出装置では、時刻ｔにおいて、次に示す二輪車検出ルーチンが実行される。
【００２１】
図２は、時刻ｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【００２２】
ステップＳ１では、ステレオカメラ１０は、時刻ｔにおいて、自車の前方に存在するＮ個の物体の位置（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）（ｉ＝１，・・・，Ｎ）を検出し、検出結果をコンピュータ３０へ供給する。なお、Ｘは自車の横方向の座標、Ｚは自車の直進方向の座標を示すパラメータである。
【００２３】
ステップＳ２では、コンピュータ３０の判定部３１は、ステレオカメラ１０で検出された物体の画像に対して例えば公知のパターン認識処理を行って、当該物体が二輪車であるか否かを判定する。なお、物体が二輪車であるかの判定については、パターン認識処理に限らず、その他の公知の手法が用いられてもよい。そして、判定部３１は、ステレオカメラ１０で検出された物体のうち、二輪車ではないと判定された物体についての情報を削除する。
【００２４】
ステップＳ３では、物体位置保持部３２は、ステップＳ２で二輪車であると判定された各々の物体の位置及びその個数Ｍを記憶し、物体の速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）については不明である旨の情報を記憶する。そして、本ルーチンが終了する。
【００２５】
つぎに、時刻ｔからΔｔ進んだ時刻ｔ＋Δｔにおいては、次の二輪車検出ルーチンが実行される。
【００２６】
図３は、時刻ｔ＋Δｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。
【００２７】
ステップＳ１１では、図２に示すステップＳ１と同様に、ステレオカメラ１０は、時刻ｔ+Δｔにおいて、自車の前方に存在する複数の物体の位置（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）（ｉ＝１，２，・・・）を検出する。
【００２８】
ステップＳ１２では、図２に示すステップＳ２と同様に、判定部３１は、ステレオカメラ１０で検出された物体が二輪車であるか否かを判定し、二輪車ではないと判定された物体についての情報を削除する。この結果、ステップＳ１で検出された複数の物体のうち、Ｎ個の物体及びその位置（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）の情報が内部メモリに記憶される。
【００２９】
ステップＳ１３では、車体傾斜センサ２０は、道路勾配を取得し、この検出結果をコンピュータ３０に供給する。なお、コンピュータ３０は、車体傾斜センサ２０から道路勾配を取得する場合に限らず、その他の手法を用いて道路勾配を取得してもよい。例えば、コンピュータ３０は、ナビゲーションシステムから自車位置を取得し、道路上の各ポイントと道路勾配とが対応付けられた電子地図データから、自車位置に対応する道路勾配を取得してもよい。
【００３０】
ステップＳ１４では、照合部３４は、物体位置保持部３２に時刻ｔの位置が保持されているＭ個の物体のうち、物体の番号を特定するためのｊ（＝１〜Ｍ）を１に設定する（ｊ＝１）。
【００３１】
ステップＳ１５では、照合部３４は、時刻ｔにおいて物体位置保持部３２に記憶された情報に基づいて、時刻ｔ＋Δｔにおけるｊ番目の物体の予測位置（Ｘｅ，Ｚｅ）を算出する。照合部３４は、具体的には時刻ｔにおいて物体位置保持部３２に記憶されたｊ番目の物体の位置（Ｘｄｊ，Ｚｄｊ）及び速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）を用いて、次の式（１）及び式（２）を演算する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
なお、ΔＺｓは、道路勾配に基づいて物体のＺ軸方向の予測位置を補正する補正値であり、後述のテーブルから求められる。また、照合部３４は、速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明である場合は、次の式（３）及び式（４）を演算する。
【００３４】
【数２】
【００３５】
ここで、照合部３４は、道路勾配と補正値ΔＺｓの関係を予めテーブルとして記憶しておき、ステップＳ１３で道路勾配が検出された場合に、検出された道路勾配に対応する補正値ΔＺｓを読み出して上述した式（１）〜（４）で使用する。なお、照合部３４は、道路勾配と補正値ΔＺｓの関係を示す数式を予め記憶しておき、ステップＳ１３で検出された道路勾配を用いて、補正値ΔＺｓを算出してもよい。
【００３６】
ステップＳ１６では、照合部３４は、道路勾配に基づいて、予測位置を基準にした照合範囲ΔＸｊ，ΔＺ＋ｊ，ΔＺ−ｊを決定する。本実施形態では、照合部３４は、道路勾配と照合範囲の関係を予めテーブルとして記憶しておき、ステップＳ１３で道路勾配が検出された場合に、検出された道路勾配に対応する照合範囲を読み出して、当該照合範囲を決定すればよい。
【００３７】
なお、照合部３４は、道路勾配と照合範囲の関係を示す数式を予め記憶しておき、ステップＳ１３で検出された道路勾配を用いて、照合範囲を逐次算出してもよい。また、ステップＳ１５及びＳ１６で使用するテーブルは、１つのテーブルであってもよい。
【００３８】
ここで、自転車、原動機付き自動二輪車のような排気量の少ない自動二輪車の場合は、道路が登り勾配の場合は速度が遅くなり、道路が下り勾配の場合は速度が速くなる傾向がある。そこで、照合部３４は、このような二輪車の速度の傾向を考慮して、次のように道路勾配に応じて照合範囲を可変させたテーブル又は数式を用いてもよい。
【００３９】
図４は、登り勾配の場合の照合範囲を示す図である。図５は、下り勾配の場合の照合範囲を示す図である。例えば、二輪車が自車に対面している場合、二輪車が登り勾配を走行する場合では照合範囲は広く、二輪車が下り勾配を走行する場合では照合範囲は狭くするように決定される。
【００４０】
ステップＳ１７では、照合部３４は、ステップＳ１２で二輪車であると判定されたＮ個の物体のうち、物体の番号を特定するためのｉ（＝１〜Ｎ）を１に設定する（ｉ＝１）。
【００４１】
ステップＳ１８では、照合部３４は、時刻ｔにおいて物体位置保持部３２で位置が保持されているｊ番目の物体と、時刻ｔ＋ΔｔにおけるステップＳ１２で二輪車と判定されたｉ番目の物体と、が同一であるか照合する。
【００４２】
ここでは、照合部３４は、時刻ｔの情報から求められたｊ番目の物体の予測位置（Ｘｅ，Ｚｅ）を基準として、Ｘ方向では［Ｘｅ−ΔＸｊ，Ｘｅ＋ΔＸｊ］、Ｚ方向では［Ｚｅ−ΔＺ−ｊ，Ｚｅ＋ΔＺ＋ｊ］の範囲内に、ステップＳ１２で二輪車と判定されたｉ番目の物体の位置（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）が存在するかを判定し、存在する場合はこれらの物体は同一であると判定する。
【００４３】
具体的には、照合部３４は、次の式（５）及び式（６）を共に満たすか否かを判定する。
【００４４】
【数３】
【００４５】
そして、式（５）及び式（６）が共に満たされる場合は、上述した２つの物体は同一であると判定されて、ステップＳ２２に進む。式（５）及び式（６）の少なくとも１つが満たされない場合は、上述した２つの物体は同一ではないと判定されて、ステップＳ１９に進む。
【００４６】
ステップＳ１９では、照合部３４は、ｉをインクリメントする（ｉ＝ｉ＋１）。
【００４７】
ステップＳ２０では、照合部３４は、ｉ＝Ｎを満たすかを判定する。ｉ＝Ｎを満たす場合はステップＳ２１に進み、ｉ＝Ｎを満たさない場合はステップＳ１８に戻る。そして、物体位置保持部３２に保持されているｊ番目の物体と、ステップＳ２で二輪車と判定されたＮ個の物体のいずれかが同一又はいずれとも同一ではないと判定されるまで、ステップＳ１８〜Ｓ２０が繰り返し実行される。
【００４８】
ステップＳ２１では、照合部３４は、物体位置保持部３２に保持されているｊ番目の物体は追跡対象の物体ではないと判定して、物体位置保持部３２からｊ番目の物体の情報を削除して、ステップＳ２４へ進む。
【００４９】
一方、ステップＳ２２では、照合部３４は、ステップＳ１８で同一と判定された物体の位置及び速度を更新する。ここでは、現在の速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明の場合は、照合部３４は、次の式（７）〜（１０）を演算して、物体の位置（Ｘｔｊ，Ｚｔｊ）及び速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）を更新する。
【００５０】
【数４】
【００５１】
なお、αは追跡の強さを決定する係数であり、０より大きく１より小さい値である。また、現在の速度速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明でない場合は、照合部３４は、次の式（１１）〜（１６）を演算して、物体の位置（Ｘｊ，Ｚｊ）及び速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）を更新する。
【００５２】
【数５】
【００５３】
βは速度についての追跡の強さを決定する係数であり、０より大きく１より小さい値である。
【００５４】
ステップＳ２３では、照合部３４は、ステップＳ１２で二輪車であると判定されたｉ番目の物体の情報を削除して、ステップＳ２４へ進む。
【００５５】
ステップＳ２４では、照合部３４は、ｊをインクリメントして（ｊ＝ｊ＋１）、ステップＳ２５へ進む。
【００５６】
ステップＳ２５では、照合部３４は、ｊ＝Ｍを満たすかを判定する。満たさない場合はステップＳ１８へ戻り、満たす場合はステップＳ２６へ進む。そして、物体位置保持部３２に保持されているＭ個の物体が、ステップＳ１２で二輪車と判定されたＮ個の物体のいずれかと同一又はいずれとも同一ではないと判定されるまで、ステップＳ１５〜Ｓ２５が繰り返し実行される。
【００５７】
ステップＳ２６では、照合部３４は、残っている物体の位置及び速度を物体位置保持部３２に追加する。そして、本ルーチンが終了する。なお、本ルーチンは、Δｔ毎に実行される。
【００５８】
以上のように、第１の実施形態に係る二輪車検出装置は、道路勾配によって二輪車の速度が変化するような場合でも、二輪車が走行する道路勾配に応じて照合範囲を決定するので、二輪車の速度変化に対応しつつ照合範囲を狭めることができ、その結果、高精度かつ短時間で二輪車を検出することができる。
【００５９】
［第２の実施形態］
つぎに、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６０】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る二輪車検出装置の構成を示すブロック図である。二輪車検出装置は、自車の前方に存在する物体を検出するステレオカメラ１０と、二輪車のバンク角を取得するバンク角取得部２０と、ステレオカメラ１０で検出された物体のうち二輪車を追跡するための演算処理を行うコンピュータ３０Ａと、を備えている。なお、コンピュータ３０Ａには、後述する二輪車検出ルーチンを実行するための制御プログラムがインストールされている。
【００６１】
コンピュータ３０Ａは、ステレオカメラ１０で検出された物体が二輪車であるかを判定する判定部３１と、二輪車と判定された物体の位置等の情報を保持する物体位置保持部３２と、照合範囲を決定する照合範囲決定部３３と、照合を行う照合部３４と、バンク角を取得するバンク角取得部３５と、を備えている。
【００６２】
以上のように構成された二輪車検出装置では、時刻ｔにおいて次に示す二輪車検出ルーチンが実行される。
【００６３】
図７は、時刻ｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。なお、ステップＳ３１及びＳ３２は、図２に示すステップＳ１及びＳ２と同様に実行される。
【００６４】
ステップＳ３３では、バンク角取得部３５は、ステレオカメラ１０で生成された画像を用いて、判定部３１で二輪車であると判定された物体についてのバンク角θｄｉを取得する。バンク角は、例えば、二輪車が左右対称な形状であることを利用し、線対称軸を検出することにより検出可能である。画像からの線対称軸の検出方法は、特に限定されるものではないが、例えば「組合せHough変換を用いた線対称部品の検出手法」（精密工学会誌６３巻３号ｐ３８７）の技術が用いられる。
【００６５】
ステップＳ３４では、物体位置保持部３２は、ステップＳ３２で二輪車であると判定された各々の物体の位置、その個数Ｍ、及びバンク角θｄｉを記憶し、物体の速度（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）については不明である旨の情報を記憶する。そして、本ルーチンが終了する。
【００６６】
つぎに、時刻ｔからΔｔ進んだ時刻ｔ＋Δｔにおいては、次の二輪車検出ルーチンが実行される。
【００６７】
図８は、時刻ｔ＋Δｔにおける二輪車検出ルーチンを示すフローチャートである。なお、ステップＳ４１〜Ｓ４３は、図７に示すステップＳ３１〜Ｓ３３と同様に処理される。また、ステップＳ４４は、図３に示すステップＳ１４と同様に処理される。
【００６８】
ステップＳ４５では、照合部３４は、ｊ番目の物体の予測位置（Ｘｅ，Ｚｅ）を算出する。照合部３４は、具体的には物体位置保持部３２に記憶されているｊ番目の物体の位置（Ｘｄｊ，Ｚｄｊ）を用いて、次の式（２１）及び式（２２）を演算する。
【００６９】
【数６】
【００７０】
なお、ΔＸｂは、バンク角に基づいて物体のＸ軸方向の予測位置を補正する補正値であり、後述のテーブルから求められる。また、照合部３４は、速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明である場合は、次の式（２３）及び式（２４）を演算する。
【００７１】
【数７】
【００７２】
ここで、照合部３４は、バンク角と補正値ΔＸｂの関係を予めテーブルとして記憶しておき、ステップＳ４３でバンク角が検出された場合に、検出されたバンク角に対応する補正値ΔＸｂを読み出して上述した式（２１）〜（２４）で使用する。なお、照合部３４は、バンク角と補正値ΔＸｂの関係を示す数式を予め記憶しておき、ステップＳ４３で検出されたバンク角を用いて、補正値ΔＸｂを算出してもよい。
【００７３】
ステップＳ４６では、照合部３４は、バンク角θｊに基づいて、予測位置を基準にした照合範囲ΔＸｌｊ，ΔＸｒｊ，ΔＺｊを決定する。本実施形態では、照合部３４は、バンク角θｊと照合範囲の関係を予めテーブルとして記憶しておき、ステップＳ４３でバンク角θｊが検出された場合に、検出されたバンク角θｊに対応する照合範囲を読み出して、当該照合範囲を決定すればよい。
【００７４】
なお、照合部３４は、バンク角θｊと照合範囲の関係を示す数式を予め記憶しておき、ステップＳ４３で検出されたバンク角θｊを用いて、照合範囲を逐次算出してもよい。また、ステップＳ４５及びＳ４６で使用するテーブルは、１つのテーブルであってもよい。
【００７５】
図９は、二輪車のバンク角θｄｉを示す図である。二輪車の移動方向は、このバンク角によって判別可能である。そこで、照合部３４は、バンク角から二輪車がどちらの方向に移動するか判別可能であることを利用して、バンク角に応じて照合範囲を可変させることができる。
【００７６】
図１０は二輪車が直立している場合の照合範囲を示す図である。二輪車は、直立している場合、そのまま直進すると予測される。そこで、照合部３４は、二輪車の予測位置に対して照合範囲が左右対称になるように、照合範囲を決定する。
【００７７】
図１１は、二輪車が左に傾いている場合の照合範囲を示す図である。二輪車は、左に傾いている場合、左方向に進路を変えると予測される。そこで、照合部３４は、二輪車の予測位置に対して、バンク角が大きくなるに従って二輪車の進行方向左側の照合範囲が広くなるように、当該照合範囲を決定する。
【００７８】
図１２は、二輪車が右に傾いている場合の照合範囲を示す図である。二輪車は、右に傾いている場合、右方向に進路を変えると予測される。そこで、照合部３４は、二輪車の予測位置に対して、バンク角が大きくなるに従って二輪車の進行方向右側の照合範囲が広くなるように、当該照合範囲を決定する。
【００７９】
ステップＳ４７では、照合部３４は、ステップＳ４２で二輪車であると判定されたＮ個の物体のうち、いずれかであるかを特定するための番号ｉ（＝１〜Ｎ）を１に設定する（ｉ＝１）。
【００８０】
ステップＳ４８では、照合部３４は、時刻ｔにおいて物体位置保持部３２で位置が保持されているｊ番目の物体と、時刻ｔ＋ΔｔにおけるステップＳ４２で二輪車と判定されたｉ番目の物体と、が同一であるか照合する。
【００８１】
ここでは、照合部３４は、時刻ｔの情報から求められたｊ番目の物体の予測位置（Ｘｅ，Ｚｅ）を基準として、Ｘ方向では［Ｘｅ−ΔＸｌｊ，Ｘｅ＋ΔＸｒｊ］、Ｚ方向では［Ｚｅ−ΔＺｊ，Ｚｅ＋ΔＺｊ］の範囲内に、ステップＳ１２で二輪車と判定されたｉ番目の物体の位置（Ｘｄｉ，Ｚｄｉ）が存在するかを判定し、存在する場合はこれらの物体は同一であると判定する。
【００８２】
具体的には、照合部３４は、次の式（２５）及び式（２６）を共に満たすか否かを判定する。
【００８３】
【数８】
【００８４】
そして、式（２５）及び式（２６）が共に満たされる場合は、上述した２つの物体は同一であると判定されて、ステップＳ５２に進む。式（２５）及び式（２６）の少なくとも１つが満たされない場合は、上述した２つの物体は同一ではないと判定されて、ステップＳ４９に進む。
【００８５】
なお、ステップＳ４９〜Ｓ５１は、図３に示すステップＳ１９〜Ｓ２１と同様に処理される。そして、ステップＳ５１が終了すると、ステップＳ５４へ進む。
【００８６】
一方、ステップＳ５２では、照合部３４は、ステップＳ４８で同一と判定された物体の位置、速度及びバンク角を更新する。ここでは、現在の速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明の場合は、照合部３４は、次の式（２７）〜（３１）を演算して、物体の位置（Ｘｊ，Ｚｊ）、速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）及びバンク角θｔｊを更新する。
【００８７】
【数９】
【００８８】
なお、αは追跡の強さを決定する係数であり、０より大きく１より小さい値である。また、現在の速度速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）が不明でない場合は、照合部３４は、次の式（３２）〜（３８）を演算して、物体の位置（Ｘｔｊ，Ｚｔｊ）、速度（Ｖｘｊ，Ｖｚｊ）及びバンク角θｔｊを更新する。
【００８９】
【数１０】
【００９０】
βは速度についての追跡の強さを決定する係数であり、０より大きく１より小さい値である。ステップＳ５３〜Ｓ５５は、図３に示すステップＳ２３〜Ｓ２５と同様に処理される。
【００９１】
ステップＳ５６では、照合部３４は、残っている物体の位置、速度及びバンク角を物体位置保持部３２に追加する。そして、本ルーチンが終了する。なお、本ルーチンは、Δｔ毎に実行される。
【００９２】
以上のように、第２の実施形態に係る二輪車検出装置は、二輪車が急に方向転換するような場合でも、二輪車が進行方向を変える前に二輪車のバンク角に応じて照合範囲を決定するので、二輪車の方向転換に対応しつつ照合範囲を狭めることができ、その結果、高精度かつ短時間で二輪車を検出することができる。
【００９３】
なお、本発明は、上述した実施の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範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。
【００９４】
また、第１及び第２の実施形態で示した二輪車検出装置を１つにしてもよい。すなわち、図６に示す構成の二輪車検出装置は、図１に示す車体傾斜センサ２０を更に備えることも可能である。この場合、照合範囲決定部３３は、道路勾配、バンク角及び照合範囲の関係を示すテーブル又は数式を予め用意しておき、車体傾斜センサ２０で取得された道路勾配及びバンク角取得部３５で取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定すればよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０ ステレオカメラ
２０ 車体傾斜センサ
３０，３０Ａ コンピュータ
３１ 判定部
３２ 物体位置保持部
３３ 照合範囲決定部
３４ 照合部
３５ バンク角取得部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体及びその位置を検出する物体検出手段と、
前記物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、
前記二輪車が走行する道路の勾配を取得する道路勾配取得手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、
道路勾配と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記道路勾配取得手段により取得された勾配に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、
前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、
を備えた二輪車検出装置。
【請求項２】
照合範囲決定手段は、登り勾配が大きくなるに従って前記二輪車の直進方向における照合範囲が広くなる関係に基づいて、前記取得された勾配に対応する照合範囲を決定する
請求項１に記載の二輪車検出装置。
【請求項３】
照合範囲決定手段は、下り勾配が大きくなるに従って前記二輪車の直進方向における照合範囲が狭くなる関係に基づいて、前記取得された勾配に対応する照合範囲を決定する
請求項１に記載の二輪車検出装置。
【請求項４】
物体及びその位置を検出する物体検出手段と、
前記物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、
前記二輪車のバンク角を取得するバンク角取得手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、
二輪車のバンク角と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記バンク角取得手段により取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、
前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、
を備えた二輪車検出装置。
【請求項５】
前記照合範囲決定手段は、二輪車のバンク角が大きくなるに従って前記バンク角をなす側の照合範囲が広くなる関係に基づいて、前記取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定する
請求項４に記載の二輪車検出装置。
【請求項６】
前記照合手段は、前記予測手段により予測された位置に対する、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲内に、前記新たに二輪車と判定された物体が存在する場合に、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体とが同一であると判定する
請求項１または請求項２に記載の二輪車検出装置。
【請求項７】
前記照合手段は、前記予測手段により予測された位置と、前記新たに二輪車と判定された物体の位置と、の偏差が、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲内である場合に、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体とが同一であると判定する
請求項１または請求項２に記載の二輪車検出装置。
【請求項８】
前記照合手段は、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体とが同一であると判定された場合に、前記同一であると判定された物体の位置を更新し、前記保持手段に前記更新された位置を追加する
請求項６または請求項７に記載の二輪車検出装置。
【請求項９】
コンピュータを、
物体及びその位置を検出する物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、
前記二輪車が走行する道路の勾配を取得する道路勾配取得手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、
道路勾配と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記道路勾配取得手段により取得された勾配に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、
前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、
して機能させるための二輪車検出プログラム。
【請求項１０】
コンピュータを、
物体及びその位置を検出する物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、
前記二輪車のバンク角を取得するバンク角取得手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、
二輪車のバンク角と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記バンク角取得手段により取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、
前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、
して機能させるための二輪車検出プログラム。
【請求項１】
物体及びその位置を検出する物体検出手段と、
前記物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、
前記二輪車が走行する道路の勾配を取得する道路勾配取得手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、
道路勾配と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記道路勾配取得手段により取得された勾配に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、
前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、
を備えた二輪車検出装置。
【請求項２】
照合範囲決定手段は、登り勾配が大きくなるに従って前記二輪車の直進方向における照合範囲が広くなる関係に基づいて、前記取得された勾配に対応する照合範囲を決定する
請求項１に記載の二輪車検出装置。
【請求項３】
照合範囲決定手段は、下り勾配が大きくなるに従って前記二輪車の直進方向における照合範囲が狭くなる関係に基づいて、前記取得された勾配に対応する照合範囲を決定する
請求項１に記載の二輪車検出装置。
【請求項４】
物体及びその位置を検出する物体検出手段と、
前記物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、
前記二輪車のバンク角を取得するバンク角取得手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、
二輪車のバンク角と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記バンク角取得手段により取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、
前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、
を備えた二輪車検出装置。
【請求項５】
前記照合範囲決定手段は、二輪車のバンク角が大きくなるに従って前記バンク角をなす側の照合範囲が広くなる関係に基づいて、前記取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定する
請求項４に記載の二輪車検出装置。
【請求項６】
前記照合手段は、前記予測手段により予測された位置に対する、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲内に、前記新たに二輪車と判定された物体が存在する場合に、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体とが同一であると判定する
請求項１または請求項２に記載の二輪車検出装置。
【請求項７】
前記照合手段は、前記予測手段により予測された位置と、前記新たに二輪車と判定された物体の位置と、の偏差が、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲内である場合に、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体とが同一であると判定する
請求項１または請求項２に記載の二輪車検出装置。
【請求項８】
前記照合手段は、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体とが同一であると判定された場合に、前記同一であると判定された物体の位置を更新し、前記保持手段に前記更新された位置を追加する
請求項６または請求項７に記載の二輪車検出装置。
【請求項９】
コンピュータを、
物体及びその位置を検出する物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、
前記二輪車が走行する道路の勾配を取得する道路勾配取得手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、
道路勾配と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記道路勾配取得手段により取得された勾配に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、
前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、
して機能させるための二輪車検出プログラム。
【請求項１０】
コンピュータを、
物体及びその位置を検出する物体検出手段により検出された物体が二輪車であるかを判定する二輪車判定手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の位置を保持する保持手段と、
前記二輪車のバンク角を取得するバンク角取得手段と、
前記二輪車判定手段により二輪車と判定された物体の所定時間経過後の位置を予測する予測手段と、
二輪車のバンク角と照合範囲との予め定められた関係に基づいて、前記バンク角取得手段により取得されたバンク角に対応する照合範囲を決定する照合範囲決定手段と、
前記予測手段により予測された位置と、前記二輪車判定手段により新たに二輪車であると判定された物体の位置と、前記照合範囲決定手段により決定された照合範囲と、に基づいて、前記新たに二輪車と判定された物体と前記保持手段に位置が保持されている物体との照合を行う照合手段と、
して機能させるための二輪車検出プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２５７４１４（Ｐ２０１０−２５７４１４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０９８０３（Ｐ２００９−１０９８０３）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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