障害物検出装置及びプログラム
【課題】簡易な構成で、前方に存在する障害物を精度よく検出することができるようにする。
【解決手段】前照灯投光装置によって、光が照射される照射領域の上端部であるカットライン境界部分の明度が変化するように前方を照射する。撮像装置１２によって、自車両の前方を撮像する。カットライン検出部２０によって、撮像された画像から、高さ方向の輝度変化に基づいて、カットライン境界部分のエッジ対を検出する。障害物検出部２２によって、検出されたカットライン境界部分のエッジ対の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する。
【解決手段】前照灯投光装置によって、光が照射される照射領域の上端部であるカットライン境界部分の明度が変化するように前方を照射する。撮像装置１２によって、自車両の前方を撮像する。カットライン検出部２０によって、撮像された画像から、高さ方向の輝度変化に基づいて、カットライン境界部分のエッジ対を検出する。障害物検出部２２によって、検出されたカットライン境界部分のエッジ対の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検出装置及びプログラムに係り、特に、撮像手段によって撮像した画像から、前方に存在する障害物を検出する障害物検出装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像処理ユニットが、１台の赤外線カメラが撮像した赤外線画像を解析することにより物体の高さ及び影の高さを検出し、検出された物体の高さと影の高さの比率、及び物体に対する影の角度を算出し、算出された比率と角度とに基づいて車両から物体までの距離を算出する画像認識装置が知られている（特許文献１)。
【０００３】
また、自動車の後部をカメラで撮影してモニタに表示するもので、２つの赤外線投光器によりスリット光を撮影エリアに照射し、カメラで撮影する周辺画像表示装置が知られている（特許文献２)。この周辺画像表示装置では、制御装置によって、スリット光照射画像とスリット光未照射画像とから、その差分画像データを演算し、スリット光の画像データを得ると、このスリット光の画像パターンが撮影エリア内に立体物が存在しない状態のパターンに対して異なるときに、その部分に立体物が存在することを推定しモニタに表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９２４４８号公報
【特許文献２】特開２００４−３２８２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術では、投光器によって路面に生じた障害物の影の高さに基づいて障害物までの距離を計算するため、投光器設置高さよりも高い障害物は原理的に検出できない、という問題がある。特に投光器設置高さは高々１ｍ程度なので、一般の大人の歩行者は検出ができない。また、投光のため赤外投光器が必要であり、その設置のためのコストが高くなってしまう、という問題がある。
【０００６】
また、上記の特許文献２に記載の技術では、スリット光を照射して撮像したパターンから障害物の有無を判定するため、壁など表面積の大きいものは検出できるが、スリット光間隔に比べて幅が小さくなる物体（歩行者など）は検出が困難である、という問題がある。また、スリット光を照射するための近赤外投光器が必要であり、その設置のためのコストが高くなる、という問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡易な構成で、前方に存在する障害物を精度よく検出することができる障害物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】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明に係る障害物検出装置は、自車両の前方を照射し、かつ、光が照射される照射領域の高さ方向の上端部及び下端部の少なくとも一方を、前記上端部より下側又は前記下端部より上側に比べて明度が変化するように前方を照射する照明手段と、前記照明手段の照明位置と高さ方向の位置が異なるように設置され、かつ、自車両の前方を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像から、前記高さ方向の輝度変化に基づいて、前記上端部及び前記下端部の少なくとも一方を表わす明度変化領域を検出する明度変化領域検出手段と、前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、を含んで構成されている。
【０００９】
本発明に係るプログラムは、コンピュータを、自車両の前方を照射し、かつ、光が照射される照射領域の高さ方向の上端部及び下端部の少なくとも一方を、前記上端部より下側又は前記下端部より上側に比べて明度が変化するように前方を照射する照明手段の照明位置と高さ方向の位置が異なるように設置され、かつ、自車両の前方を撮像する撮像手段によって撮像された画像から、前記高さ方向の輝度変化に基づいて、前記上端部及び前記下端部の少なくとも一方を表わす明度変化領域を検出する明度変化領域検出手段、及び前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段として機能させるためのプログラムである。
【００１０】
本発明によれば、照明手段によって、光が照射される照射領域の高さ方向の上端部及び下端部の少なくとも一方を、前記上端部より下側又は前記下端部より上側に比べて明度が変化するように前方を照射する。撮像手段によって、前記照明手段の照明位置と高さ方向の位置が異なるように設置され、かつ、自車両の前方を撮像する。
【００１１】
そして、明度変化領域検出手段によって、前記撮像手段によって撮像された画像から、前記高さ方向の輝度変化に基づいて、前記上端部及び前記下端部の少なくとも一方を表わす明度変化領域を検出する。障害物検出手段によって、前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する。
【００１２】
このように、撮像した画像における、照明手段による照射領域の上端部又は下端部の明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出することにより、簡易な構成で、前方に存在する障害物を精度よく検出することができる。
【００１３】
本発明に係る障害物検出手段は、前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅が、障害物が存在しない場合における前記明度変化領域の高さ方向の幅より小さい所定幅となる領域を、前記障害物が存在する領域として検出するようにすることができる。
【００１４】
本発明に係る障害物検出装置は、前記障害物検出手段によって検出された障害物が存在する領域における前記明度変化領域の高さ方向の上端及び下端の何れか一方の位置に基づいて、前記障害物までの距離を推定する距離推定手段を更に含むようにすることができる。また、上記の障害物検出装置は、前記距離推定手段によって推定された前記障害物までの距離、及び前記障害物の左右方向の位置に基づいて、前記障害物との衝突危険性を判定する衝突判定手段を更に含むようにすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の障害物検出装置及びプログラムによれば、撮像した画像における、照明手段による照射領域の上端部又は下端部の明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出することにより、簡易な構成で、前方に存在する障害物を精度よく検出することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る障害物検出装置の構成を示す概略図である。
【図２】前照灯投光装置及び撮像装置の配置を示す図である。
【図３】カットラインの境界部分を説明するための図である。
【図４】カットラインの境界部分を撮像した画像を示す図である。
【図５】カットライン境界部分の幅により障害物が検出される原理を説明するための図である。
【図６】カットライン境界部分の高さ方向の幅を求める様子を示す図である。
【図７】障害物までの距離を推定する方法を説明するための図である。
【図８】カットライン境界部分の角度を計算する方法を説明するための図である。
【図９】（Ａ）画像上の障害物の位置を示す図、及び（Ｂ）走行平面上の障害物の位置を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る障害物検出装置のコンピュータにおける障害物検出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る障害物検出装置の構成を示す概略図である。
【図１２】右折時に検出範囲を右側へ拡大する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、車両に搭載され、障害物との衝突危険性がある場合に警報出力を行なう障害物検出装置に本発明を適用した場合を例に説明する。
【００１８】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る障害物検出装置１０は、車両（図示省略）に取り付けられ、かつ、車両の前方を撮像して画像を生成する撮像装置１２と、撮像装置１２及から得られる撮像画像に基づいて、障害物を検出すると共に、障害物との衝突危険性がある場合に出力部１６により警報を出力するコンピュータ１４と、出力部１６とを備えている。
【００１９】
また、障害物検出装置１０を搭載している車両には、図２に示すように、自車両前方を照射する前照灯投光装置１８が設けられている。
【００２０】
前照灯投光装置１８には、ロービームユニットとハイビームユニットが搭載されており、それぞれのユニットはハロゲンランプもしくは白色ＬＥＤランプにより構成されている。ロービームユニットとハイビームユニットには、前照灯投光装置１８を制御する投光制御装置（図示省略）と電源（図示省略）とが接続されている。そして、投光制御装置には、車室内に設けられた点灯スイッチ（図示省略）とＨＩ／ＬＯ切換スイッチ（図示省略）が接続されている。投光制御装置は、ＨＩ／ＬＯ切換スイッチがＬＯ側に操作された状態ではロービームユニットを点灯させ、ＨＩ側ではハイビームユニットを点灯させる。
【００２１】
前照灯投光装置１８は、光の照射領域の上端部である帯状のカットライン境界部分に、照射領域の中央部に対して明暗変化を付加した前照灯により、自車両の前方の走行環境を照明する。なお、カットライン境界部分が、明度変化領域の一例である。
【００２２】
前照灯投光装置１８による照射領域の上端部のカットライン境界部分は、未照射領域から照射領域まで連続的に明るさを変化させるようにしてもよいし、図３に示すように、未照射領域と照射領域の中間の明度となるように設定されていてもよい。また、前照灯投光装置１８において、カットライン境界部分に対応させてフィルタを付加することにより、カットライン境界部分の明るさを設定するようにしてもよい。
【００２３】
上記図２に示すように、車室内リアビューミラー位置に、撮像装置１２が設置されていて、図４に示すような前照灯投光装置１８で照明された前方走行画像を撮像することができる。なお、撮像装置１２は、後述するように、前照灯投光装置１８による投光位置とは高さ方向の位置が異なるように設置されていればよく、車室内リアビューミラー位置以外の位置に、撮像装置１２を設置しても良い。
【００２４】
また、撮像装置１２は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子を使用したＣＣＤカメラ等を使用することができ、ＣＣＤカメラで生成されたアナログ信号である画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部（図示省略）、及びＡ／Ｄ変換された画像信号を一時的に格納するための画像メモリ（図示省略）を備えている。
【００２５】
コンピュータ１４は、障害物検出装置１０全体の制御を司るＣＰＵ、後述する障害物検出処理ルーチンのプログラム等を記憶した記憶媒体としてのＲＯＭ、ワークエリアとしてデータを一時格納するＲＡＭ、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。このような構成の場合には、各構成要素の機能を実現するためのプログラムをＲＯＭに記憶しておき、これをＣＰＵが実行することによって、各機能が実現されるようにする。
【００２６】
このコンピュータ１４をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、上記図１に示すように、撮像装置１２によって撮像された画像から、カットライン境界部分を検出するカットライン検出部２０、検出されたカットライン境界部分に基づいて、障害物の有無を検出する障害物検出部２２、および検出された障害物との衝突危険性がある場合に出力部１６により警報を出力するように制御する警報制御部２４とを備えている。なお、障害物検出部２２が、障害物検出手段及び距離推定手段の一例であり、警報制御部２４が、衝突判定手段の一例である。
【００２７】
ここで、本実施の形態に係る障害物を検出する原理について説明する。
【００２８】
まず、図５に示す撮像装置１２と前照灯投光装置１８の配置を想定する。カメラ光軸が水平になるように撮像装置１２を取り付け、投光されるカットライン境界部分がやや下向きに投光されるように前照灯投光装置１８を取り付ける。
【００２９】
障害物上に投光されたカットライン境界部分について、カメラ撮像面上に投影された高さ方向の幅Δｉｙは、以下の（１）式で計算できる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
ただし、ｆは焦点距離であり、Ｚは前照灯投光装置１８から障害物までの距離である。φ２ｕは、水平方向に対する、前照灯投光装置１８により投射したカットライン境界部分の上端の方向の角度であり、φ２ｄは、水平方向に対する、前照灯投光装置１８により投射したカットライン境界部分の下端の方向の角度である。ｈ２は、撮像装置１２と前照灯投光装置１８との前後方向の間隔である。
【００３２】
次に、路面上に投光されたカットライン境界部分について、カメラ撮像面上に投影された高さ方向の幅Δｉｙ’は、以下の（２）式で計算できる。このとき、路面は平面と仮定している。
【００３３】
【数２】
【００３４】
ただし、ｈ１は、撮像装置１２と前照灯投光装置１８との高さ方向の間隔であり、ｈ０は、前照灯投光装置１８の路面からの高さである。
【００３５】
上記（１)式と（２)式により、ΔｉｙとΔｉｙ’は距離Ｚに関らずほぼ一定の値になり、Δｉｙ≦Δｉｙ’となることが分かる。例えば、ｈ０＝0.5［ｍ］、ｈ1＝0.7［ｍ］、ｈ2＝1.5［ｍ］、φ２u＝１［ｄｅｇ］、φ２ｄ＝３［ｄｅｇ］の場合、Δｉｙ：Δｉｙ’≒１：２となり、カットライン境界部分の高さ方向の幅により、障害物上に投光されたカットライン境界部分と、路面上に投光されたカットライン境界部分とは明らかに区別することができる。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、カットライン検出部２０によって、撮像装置１２によって撮像された画像について、高さ方向の輝度変化に基づいて、カットライン境界部分のエッジを検出する。例えば、画像を縦方向にスキャンして、画像の輝度を微分してエッジを検出する。カットライン検出部２０では、照射領域のカットライン境界部分のエッジ対が検出される。
【００３７】
障害物検出部２２は、図６に示すように、検出されたカットライン境界部分のエッジ対について、高さ方向に探索して高さ方向の幅を求め、求められた幅に基づいて、前方の障害物の有無を検出する。前照灯投光装置１８と撮像装置１２との位置の間隔が近く、障害物が立体的であれば、上述したように、障害物までの距離に関りなく、障害物上に投射されたカットライン境界部分の高さ方向（ｙ軸方向）の間隔はほぼ一定値になる。カットライン境界部分のエッジ対から、高さ方向の幅が予め設定された幅の範囲内となるエッジ対を、障害物候補として検出し、検出された障害物候補のエッジ対を、画像上の距離の近さでグルーピングする。グルーピングされた障害物候補の大きさが、自車進路上に存在する歩行者程度の大きさを含む所定範囲の大きさであれば、グルーピングされた障害物候補を含む範囲を、障害物領域として検出する。なお、予め設定される幅の範囲は、上記（１）式を用いて得られる幅に基づいて求めればよく、障害物が存在しない場合におけるカットライン境界部分の高さ方向の幅より小さい値となる。
【００３８】
障害物検出部２２は、検出された障害物領域の代表的な位置について、図７に示すように、以下の（３）式に従って障害物までの距離Ｚを推定する。
【００３９】
【数３】
【００４０】
ただし、φ1は、水平方向に対する、撮像装置１２で検出したカットライン境界部分の上端の方向の角度であり、φ２は、水平方向に対する、前照灯投光装置１８で投射したカットライン境界部分の上端の方向の角度である。
【００４１】
なお、図８に示すように、画像を高さ方向（ｙ方向）に探索して検出した輝度変化点（エッジ）の座標ｉｙから、角度φは以下の（４）式で求めることができる。このとき、ｆは画素で換算した焦点距離であり、撮像装置１２は水平に設置して、画像中心が原点であると仮定する。
【００４２】
【数４】
【００４３】
障害物検出部２２は、検出された障害物領域の代表的な位置のエッジ対の上側のエッジ座標ｉｙを用いて、上記（４）式に従って、水平方向に対する、撮像装置１２で検出したカットライン境界部分の上端の方向の角度φ1を算出し、上記（３)式に従って、障害物までの距離Ｚを推定する。
【００４４】
障害物検出部２２は、さらに、検出された障害物領域の代表的な位置における、画像上の左右方向の位置ｘ（図９（Ａ）参照）と、推定された障害物までの距離Ｚとに基づいて、以下の（５）式により、走行平面上のＸ座標値（自車位置を原点とする座標系）を推定する（図９（Ｂ)参照）。
【００４５】
【数５】
【００４６】
警報制御部２４は、推定された障害物までの距離Ｚと障害物のＸ座標値とに基づいて、障害物との衝突危険性があるか否かを判定する。例えば、障害物までの距離Ｚが設定距離以下で、自車の進路上にあれば（｜Ｘ｜＜Ｗ／２）、障害物が進路上にあって衝突危険性があると判定する。ただし、Ｗは、自車両の車幅である。
【００４７】
警報制御部２４は、障害物との衝突危険性があると判定すると、出力部１６により、ドライバに対して警報を出力するように制御する。
【００４８】
ここで、撮像装置１２の設置位置に関して説明する。
【００４９】
撮像装置１２と前照灯投光装置１８の間の間隔が狭い場合は、上記（１）式と（２）式にｈ１＝ｈ２＝０を代入した場合に相当する。この場合、上記（１）式と（２）式より、Δｉｙ＝Δｉｙ’となることがわかり、画像上で検出したカットライン境界部分の幅から障害物かどうかを判定することができなくなる。そこで、本実施の形態では、撮像装置１２と前照灯投光装置１８の間の距離は離れている必要があり、特に高さ方向の間隔ｈ１を開ける必要がある。通常の前照灯投光装置１８の位置に対して、車室内のリアビューミラーの位置に撮像装置１２を設置すればよく、ｈ１は0.5ｍ程度であることが望ましい。
【００５０】
次に、本実施の形態に係る障害物検出装置１０の作用について説明する。障害物検出装置１０を搭載した車両の走行中に、撮像装置１２によって車両の前方の所定領域が撮像されると、コンピュータ１４において、図１０に示す障害物検出処理ルーチンが実行される。
【００５１】
ステップ１００で、撮像装置１２で撮像された画像を取得する。次のステップ１０２において、上記ステップ１００で取得した画像から、カットライン境界部分を検出する。ステップ１０４において、上記ステップ１０２で検出されたカットライン境界部分を高さ方向に探索し、高さ方向の幅が所定の範囲内となるエッジ対を、障害物候補として検出する。検出された障害物候補のエッジ対をグルーピングして、グルーピングされた障害物候補の大きさが、所定範囲内の大きさであれば、グルーピングされた障害物候補を、障害物領域として検出する。
【００５２】
次のステップ１０６では、上記ステップ１０４で障害物領域が検出されたか否かを判定する。障害物領域が検出されなかった場合には、上記ステップ１００へ戻る。一方、障害物領域が検出された場合には、ステップ１０８において、障害物領域の代表的な位置について、上記（３）式、（４）式を用いて障害物までの距離を推定する。また、上記（５）式を用いて、障害物が存在する位置のＸ座標値を推定する。
【００５３】
次のステップ１１０では、上記ステップ１０８で推定された障害物までの距離及びＸ座標値に基づいて、障害物との衝突危険性があるか否かを判定する。障害物との衝突危険性がない場合には、上記ステップ１００へ戻る。一方、障害物との衝突危険性がある場合には、ステップ１１２において、警報を出力するように出力部１６を制御して、上記ステップ１００へ戻る。
【００５４】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る障害物検出装置によれば、自車両前方を撮像した画像における、前照灯投光装置による照射領域のカットライン境界部分の高さ方向の幅が、所定範囲内であるか否かに基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出することにより、簡易な構成で、前方に存在する障害物を精度よく検出することができる。
【００５５】
また、ステレオ視のための複数カメラや、近赤外投光器を使用せずに単眼カメラで前方の障害物を検出することができる。また、単眼移動ステレオ法では停車中は立体物検出ができないが、本実施の形態では停車中でも立体物（障害物）を検出することができる。
【００５６】
また、スリット光を斜め下方へ投光して、カメラで撮像したスリット光の投射パターンから障害物を検出する従来方法では、比較的近傍の障害物しか検出できない、ピッチングや路面勾配により地面を障害物と誤検出する、という問題点があった。本実施の形態では、前照灯の明暗境界部分（カットライン境界部分）に着目し、カットライン境界部分の明るさの変化を特徴として検出することにより、立体障害物上に投射されたカットライン境界部分をロバストに検出することができる。スリット光の方式のように立体物の手がかりとして路面に対する投射パターンを利用しないため、ピッチングや路面勾配変化にもロバストになる。また、スリット光に比べて、前照灯のカットラインの方が明瞭でありカメラで検出しやすいので、遠方の立体障害物を検出することができる。
【００５７】
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
第２の実施の形態では、照明をオンオフさせたときの画像の差分画像から、カットライン境界部分を検出している点が、第１の実施の形態と異なっている。
【００５９】
図１１に示すように、第２の実施の形態に係る障害物検出装置２１０のコンピュータ２１４は、画像取得部２１６、投光制御部２１８、カットライン検出部２２０、障害物検出部２２、及び警報制御部２４を備えている。
【００６０】
投光制御部２１８は、前照灯投光装置１８のロービームユニットを瞬間的にＯＦＦ／ＯＮすると共に、ＯＦＦ／ＯＮの同期信号を画像取得部２１６へ出力する。
【００６１】
画像取得部２１６は、同期信号に基づいて、前照灯投光装置１８のロービームのＯＦＦ／ＯＮに同期して撮像された２枚の画像（消灯時の画像と照明時の画像）を撮像装置１２から取得する。
【００６２】
カットライン検出部２２０は、画像取得部２１６によって取得した２枚の画像の差分画像を計算し、差分画像から、高さ方向の輝度変化に基づいて、カットライン境界部分のエッジ対を検出する。
【００６３】
なお、第２の実施の形態に係る障害物検出装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様のであるため、説明を省略する。
【００６４】
このように、第２の実施の形態に係る障害物検出装置によれば、照明オンオフ時の画像の差分画像を計算するため、カットライン境界部分のエッジを適切な閾値によりロバストに検出できる。
【００６５】
なお、上記の第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、前照灯投光装置が投射するカットライン境界部分の角度幅が一定である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、前照灯投光装置が投射するカットライン境界部分の角度幅を、周期的あるいはランダムに変化させるようにしてもよい。そのときの画像を撮像して障害物を検出することにより、よりロバストに立体障害物を検出することができる。これは、前記（１）式と（２）式により、カットライン境界部分の角度幅に関わらずΔｉｙとΔｉｙ’はほぼ一定の値となり、障害物上に投光されたカットライン境界部分と、路面上に投光されたカットライン境界部分とは明らかに区別できるためである。
【００６６】
また、前照灯投光装置によるヘッドライト光の上端部であるカットラインを使用して障害物を検出する場合を例に説明したが、ヘッドライト光の下端部であるカットライン境界部分を検出して、車体に近接した小物体（かがんだ子供など）を検出するようにしてもよい。
【００６７】
また、車両に搭載されたナビゲーションシステムと連携して、図１２に示すように、交差点を右折する場合に、右側へ検出範囲を拡大して、障害物の検出処理を行うようにしてもよい。また、ナビ情報と連携して、交差点を右左折する場合に限定して、障害物の検出処理を行うようにしてもよい。
【００６８】
また、レーザレーダやミリ波レーダ等のセンサを利用して獲得した距離情報を更に用いて、障害物を検出することにより、より高い信頼度で障害物を検出するようにしてもよい。
【００６９】
また、本実施の形態の障害物検出装置の各部をコンピュータで実現した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、各部の機能を実現する複数のコンピュータ、または１つまたは複数の電子回路で構成するようにしてもよい。
【００７０】
また、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムをＣＤＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０、２１０ 障害物検出装置
１２ 撮像装置
１４、２１４ コンピュータ
１８ 前照灯投光装置
２０、２２０ カットライン検出部
２２ 障害物検出部
２４ 警報制御部
２１６ 画像取得部
２１８ 投光制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検出装置及びプログラムに係り、特に、撮像手段によって撮像した画像から、前方に存在する障害物を検出する障害物検出装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像処理ユニットが、１台の赤外線カメラが撮像した赤外線画像を解析することにより物体の高さ及び影の高さを検出し、検出された物体の高さと影の高さの比率、及び物体に対する影の角度を算出し、算出された比率と角度とに基づいて車両から物体までの距離を算出する画像認識装置が知られている（特許文献１)。
【０００３】
また、自動車の後部をカメラで撮影してモニタに表示するもので、２つの赤外線投光器によりスリット光を撮影エリアに照射し、カメラで撮影する周辺画像表示装置が知られている（特許文献２)。この周辺画像表示装置では、制御装置によって、スリット光照射画像とスリット光未照射画像とから、その差分画像データを演算し、スリット光の画像データを得ると、このスリット光の画像パターンが撮影エリア内に立体物が存在しない状態のパターンに対して異なるときに、その部分に立体物が存在することを推定しモニタに表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９２４４８号公報
【特許文献２】特開２００４−３２８２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術では、投光器によって路面に生じた障害物の影の高さに基づいて障害物までの距離を計算するため、投光器設置高さよりも高い障害物は原理的に検出できない、という問題がある。特に投光器設置高さは高々１ｍ程度なので、一般の大人の歩行者は検出ができない。また、投光のため赤外投光器が必要であり、その設置のためのコストが高くなってしまう、という問題がある。
【０００６】
また、上記の特許文献２に記載の技術では、スリット光を照射して撮像したパターンから障害物の有無を判定するため、壁など表面積の大きいものは検出できるが、スリット光間隔に比べて幅が小さくなる物体（歩行者など）は検出が困難である、という問題がある。また、スリット光を照射するための近赤外投光器が必要であり、その設置のためのコストが高くなる、という問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡易な構成で、前方に存在する障害物を精度よく検出することができる障害物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】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明に係る障害物検出装置は、自車両の前方を照射し、かつ、光が照射される照射領域の高さ方向の上端部及び下端部の少なくとも一方を、前記上端部より下側又は前記下端部より上側に比べて明度が変化するように前方を照射する照明手段と、前記照明手段の照明位置と高さ方向の位置が異なるように設置され、かつ、自車両の前方を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像から、前記高さ方向の輝度変化に基づいて、前記上端部及び前記下端部の少なくとも一方を表わす明度変化領域を検出する明度変化領域検出手段と、前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、を含んで構成されている。
【０００９】
本発明に係るプログラムは、コンピュータを、自車両の前方を照射し、かつ、光が照射される照射領域の高さ方向の上端部及び下端部の少なくとも一方を、前記上端部より下側又は前記下端部より上側に比べて明度が変化するように前方を照射する照明手段の照明位置と高さ方向の位置が異なるように設置され、かつ、自車両の前方を撮像する撮像手段によって撮像された画像から、前記高さ方向の輝度変化に基づいて、前記上端部及び前記下端部の少なくとも一方を表わす明度変化領域を検出する明度変化領域検出手段、及び前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段として機能させるためのプログラムである。
【００１０】
本発明によれば、照明手段によって、光が照射される照射領域の高さ方向の上端部及び下端部の少なくとも一方を、前記上端部より下側又は前記下端部より上側に比べて明度が変化するように前方を照射する。撮像手段によって、前記照明手段の照明位置と高さ方向の位置が異なるように設置され、かつ、自車両の前方を撮像する。
【００１１】
そして、明度変化領域検出手段によって、前記撮像手段によって撮像された画像から、前記高さ方向の輝度変化に基づいて、前記上端部及び前記下端部の少なくとも一方を表わす明度変化領域を検出する。障害物検出手段によって、前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する。
【００１２】
このように、撮像した画像における、照明手段による照射領域の上端部又は下端部の明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出することにより、簡易な構成で、前方に存在する障害物を精度よく検出することができる。
【００１３】
本発明に係る障害物検出手段は、前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅が、障害物が存在しない場合における前記明度変化領域の高さ方向の幅より小さい所定幅となる領域を、前記障害物が存在する領域として検出するようにすることができる。
【００１４】
本発明に係る障害物検出装置は、前記障害物検出手段によって検出された障害物が存在する領域における前記明度変化領域の高さ方向の上端及び下端の何れか一方の位置に基づいて、前記障害物までの距離を推定する距離推定手段を更に含むようにすることができる。また、上記の障害物検出装置は、前記距離推定手段によって推定された前記障害物までの距離、及び前記障害物の左右方向の位置に基づいて、前記障害物との衝突危険性を判定する衝突判定手段を更に含むようにすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の障害物検出装置及びプログラムによれば、撮像した画像における、照明手段による照射領域の上端部又は下端部の明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出することにより、簡易な構成で、前方に存在する障害物を精度よく検出することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る障害物検出装置の構成を示す概略図である。
【図２】前照灯投光装置及び撮像装置の配置を示す図である。
【図３】カットラインの境界部分を説明するための図である。
【図４】カットラインの境界部分を撮像した画像を示す図である。
【図５】カットライン境界部分の幅により障害物が検出される原理を説明するための図である。
【図６】カットライン境界部分の高さ方向の幅を求める様子を示す図である。
【図７】障害物までの距離を推定する方法を説明するための図である。
【図８】カットライン境界部分の角度を計算する方法を説明するための図である。
【図９】（Ａ）画像上の障害物の位置を示す図、及び（Ｂ）走行平面上の障害物の位置を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る障害物検出装置のコンピュータにおける障害物検出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る障害物検出装置の構成を示す概略図である。
【図１２】右折時に検出範囲を右側へ拡大する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、車両に搭載され、障害物との衝突危険性がある場合に警報出力を行なう障害物検出装置に本発明を適用した場合を例に説明する。
【００１８】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る障害物検出装置１０は、車両（図示省略）に取り付けられ、かつ、車両の前方を撮像して画像を生成する撮像装置１２と、撮像装置１２及から得られる撮像画像に基づいて、障害物を検出すると共に、障害物との衝突危険性がある場合に出力部１６により警報を出力するコンピュータ１４と、出力部１６とを備えている。
【００１９】
また、障害物検出装置１０を搭載している車両には、図２に示すように、自車両前方を照射する前照灯投光装置１８が設けられている。
【００２０】
前照灯投光装置１８には、ロービームユニットとハイビームユニットが搭載されており、それぞれのユニットはハロゲンランプもしくは白色ＬＥＤランプにより構成されている。ロービームユニットとハイビームユニットには、前照灯投光装置１８を制御する投光制御装置（図示省略）と電源（図示省略）とが接続されている。そして、投光制御装置には、車室内に設けられた点灯スイッチ（図示省略）とＨＩ／ＬＯ切換スイッチ（図示省略）が接続されている。投光制御装置は、ＨＩ／ＬＯ切換スイッチがＬＯ側に操作された状態ではロービームユニットを点灯させ、ＨＩ側ではハイビームユニットを点灯させる。
【００２１】
前照灯投光装置１８は、光の照射領域の上端部である帯状のカットライン境界部分に、照射領域の中央部に対して明暗変化を付加した前照灯により、自車両の前方の走行環境を照明する。なお、カットライン境界部分が、明度変化領域の一例である。
【００２２】
前照灯投光装置１８による照射領域の上端部のカットライン境界部分は、未照射領域から照射領域まで連続的に明るさを変化させるようにしてもよいし、図３に示すように、未照射領域と照射領域の中間の明度となるように設定されていてもよい。また、前照灯投光装置１８において、カットライン境界部分に対応させてフィルタを付加することにより、カットライン境界部分の明るさを設定するようにしてもよい。
【００２３】
上記図２に示すように、車室内リアビューミラー位置に、撮像装置１２が設置されていて、図４に示すような前照灯投光装置１８で照明された前方走行画像を撮像することができる。なお、撮像装置１２は、後述するように、前照灯投光装置１８による投光位置とは高さ方向の位置が異なるように設置されていればよく、車室内リアビューミラー位置以外の位置に、撮像装置１２を設置しても良い。
【００２４】
また、撮像装置１２は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子を使用したＣＣＤカメラ等を使用することができ、ＣＣＤカメラで生成されたアナログ信号である画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部（図示省略）、及びＡ／Ｄ変換された画像信号を一時的に格納するための画像メモリ（図示省略）を備えている。
【００２５】
コンピュータ１４は、障害物検出装置１０全体の制御を司るＣＰＵ、後述する障害物検出処理ルーチンのプログラム等を記憶した記憶媒体としてのＲＯＭ、ワークエリアとしてデータを一時格納するＲＡＭ、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。このような構成の場合には、各構成要素の機能を実現するためのプログラムをＲＯＭに記憶しておき、これをＣＰＵが実行することによって、各機能が実現されるようにする。
【００２６】
このコンピュータ１４をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、上記図１に示すように、撮像装置１２によって撮像された画像から、カットライン境界部分を検出するカットライン検出部２０、検出されたカットライン境界部分に基づいて、障害物の有無を検出する障害物検出部２２、および検出された障害物との衝突危険性がある場合に出力部１６により警報を出力するように制御する警報制御部２４とを備えている。なお、障害物検出部２２が、障害物検出手段及び距離推定手段の一例であり、警報制御部２４が、衝突判定手段の一例である。
【００２７】
ここで、本実施の形態に係る障害物を検出する原理について説明する。
【００２８】
まず、図５に示す撮像装置１２と前照灯投光装置１８の配置を想定する。カメラ光軸が水平になるように撮像装置１２を取り付け、投光されるカットライン境界部分がやや下向きに投光されるように前照灯投光装置１８を取り付ける。
【００２９】
障害物上に投光されたカットライン境界部分について、カメラ撮像面上に投影された高さ方向の幅Δｉｙは、以下の（１）式で計算できる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
ただし、ｆは焦点距離であり、Ｚは前照灯投光装置１８から障害物までの距離である。φ２ｕは、水平方向に対する、前照灯投光装置１８により投射したカットライン境界部分の上端の方向の角度であり、φ２ｄは、水平方向に対する、前照灯投光装置１８により投射したカットライン境界部分の下端の方向の角度である。ｈ２は、撮像装置１２と前照灯投光装置１８との前後方向の間隔である。
【００３２】
次に、路面上に投光されたカットライン境界部分について、カメラ撮像面上に投影された高さ方向の幅Δｉｙ’は、以下の（２）式で計算できる。このとき、路面は平面と仮定している。
【００３３】
【数２】
【００３４】
ただし、ｈ１は、撮像装置１２と前照灯投光装置１８との高さ方向の間隔であり、ｈ０は、前照灯投光装置１８の路面からの高さである。
【００３５】
上記（１)式と（２)式により、ΔｉｙとΔｉｙ’は距離Ｚに関らずほぼ一定の値になり、Δｉｙ≦Δｉｙ’となることが分かる。例えば、ｈ０＝0.5［ｍ］、ｈ1＝0.7［ｍ］、ｈ2＝1.5［ｍ］、φ２u＝１［ｄｅｇ］、φ２ｄ＝３［ｄｅｇ］の場合、Δｉｙ：Δｉｙ’≒１：２となり、カットライン境界部分の高さ方向の幅により、障害物上に投光されたカットライン境界部分と、路面上に投光されたカットライン境界部分とは明らかに区別することができる。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、カットライン検出部２０によって、撮像装置１２によって撮像された画像について、高さ方向の輝度変化に基づいて、カットライン境界部分のエッジを検出する。例えば、画像を縦方向にスキャンして、画像の輝度を微分してエッジを検出する。カットライン検出部２０では、照射領域のカットライン境界部分のエッジ対が検出される。
【００３７】
障害物検出部２２は、図６に示すように、検出されたカットライン境界部分のエッジ対について、高さ方向に探索して高さ方向の幅を求め、求められた幅に基づいて、前方の障害物の有無を検出する。前照灯投光装置１８と撮像装置１２との位置の間隔が近く、障害物が立体的であれば、上述したように、障害物までの距離に関りなく、障害物上に投射されたカットライン境界部分の高さ方向（ｙ軸方向）の間隔はほぼ一定値になる。カットライン境界部分のエッジ対から、高さ方向の幅が予め設定された幅の範囲内となるエッジ対を、障害物候補として検出し、検出された障害物候補のエッジ対を、画像上の距離の近さでグルーピングする。グルーピングされた障害物候補の大きさが、自車進路上に存在する歩行者程度の大きさを含む所定範囲の大きさであれば、グルーピングされた障害物候補を含む範囲を、障害物領域として検出する。なお、予め設定される幅の範囲は、上記（１）式を用いて得られる幅に基づいて求めればよく、障害物が存在しない場合におけるカットライン境界部分の高さ方向の幅より小さい値となる。
【００３８】
障害物検出部２２は、検出された障害物領域の代表的な位置について、図７に示すように、以下の（３）式に従って障害物までの距離Ｚを推定する。
【００３９】
【数３】
【００４０】
ただし、φ1は、水平方向に対する、撮像装置１２で検出したカットライン境界部分の上端の方向の角度であり、φ２は、水平方向に対する、前照灯投光装置１８で投射したカットライン境界部分の上端の方向の角度である。
【００４１】
なお、図８に示すように、画像を高さ方向（ｙ方向）に探索して検出した輝度変化点（エッジ）の座標ｉｙから、角度φは以下の（４）式で求めることができる。このとき、ｆは画素で換算した焦点距離であり、撮像装置１２は水平に設置して、画像中心が原点であると仮定する。
【００４２】
【数４】
【００４３】
障害物検出部２２は、検出された障害物領域の代表的な位置のエッジ対の上側のエッジ座標ｉｙを用いて、上記（４）式に従って、水平方向に対する、撮像装置１２で検出したカットライン境界部分の上端の方向の角度φ1を算出し、上記（３)式に従って、障害物までの距離Ｚを推定する。
【００４４】
障害物検出部２２は、さらに、検出された障害物領域の代表的な位置における、画像上の左右方向の位置ｘ（図９（Ａ）参照）と、推定された障害物までの距離Ｚとに基づいて、以下の（５）式により、走行平面上のＸ座標値（自車位置を原点とする座標系）を推定する（図９（Ｂ)参照）。
【００４５】
【数５】
【００４６】
警報制御部２４は、推定された障害物までの距離Ｚと障害物のＸ座標値とに基づいて、障害物との衝突危険性があるか否かを判定する。例えば、障害物までの距離Ｚが設定距離以下で、自車の進路上にあれば（｜Ｘ｜＜Ｗ／２）、障害物が進路上にあって衝突危険性があると判定する。ただし、Ｗは、自車両の車幅である。
【００４７】
警報制御部２４は、障害物との衝突危険性があると判定すると、出力部１６により、ドライバに対して警報を出力するように制御する。
【００４８】
ここで、撮像装置１２の設置位置に関して説明する。
【００４９】
撮像装置１２と前照灯投光装置１８の間の間隔が狭い場合は、上記（１）式と（２）式にｈ１＝ｈ２＝０を代入した場合に相当する。この場合、上記（１）式と（２）式より、Δｉｙ＝Δｉｙ’となることがわかり、画像上で検出したカットライン境界部分の幅から障害物かどうかを判定することができなくなる。そこで、本実施の形態では、撮像装置１２と前照灯投光装置１８の間の距離は離れている必要があり、特に高さ方向の間隔ｈ１を開ける必要がある。通常の前照灯投光装置１８の位置に対して、車室内のリアビューミラーの位置に撮像装置１２を設置すればよく、ｈ１は0.5ｍ程度であることが望ましい。
【００５０】
次に、本実施の形態に係る障害物検出装置１０の作用について説明する。障害物検出装置１０を搭載した車両の走行中に、撮像装置１２によって車両の前方の所定領域が撮像されると、コンピュータ１４において、図１０に示す障害物検出処理ルーチンが実行される。
【００５１】
ステップ１００で、撮像装置１２で撮像された画像を取得する。次のステップ１０２において、上記ステップ１００で取得した画像から、カットライン境界部分を検出する。ステップ１０４において、上記ステップ１０２で検出されたカットライン境界部分を高さ方向に探索し、高さ方向の幅が所定の範囲内となるエッジ対を、障害物候補として検出する。検出された障害物候補のエッジ対をグルーピングして、グルーピングされた障害物候補の大きさが、所定範囲内の大きさであれば、グルーピングされた障害物候補を、障害物領域として検出する。
【００５２】
次のステップ１０６では、上記ステップ１０４で障害物領域が検出されたか否かを判定する。障害物領域が検出されなかった場合には、上記ステップ１００へ戻る。一方、障害物領域が検出された場合には、ステップ１０８において、障害物領域の代表的な位置について、上記（３）式、（４）式を用いて障害物までの距離を推定する。また、上記（５）式を用いて、障害物が存在する位置のＸ座標値を推定する。
【００５３】
次のステップ１１０では、上記ステップ１０８で推定された障害物までの距離及びＸ座標値に基づいて、障害物との衝突危険性があるか否かを判定する。障害物との衝突危険性がない場合には、上記ステップ１００へ戻る。一方、障害物との衝突危険性がある場合には、ステップ１１２において、警報を出力するように出力部１６を制御して、上記ステップ１００へ戻る。
【００５４】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る障害物検出装置によれば、自車両前方を撮像した画像における、前照灯投光装置による照射領域のカットライン境界部分の高さ方向の幅が、所定範囲内であるか否かに基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出することにより、簡易な構成で、前方に存在する障害物を精度よく検出することができる。
【００５５】
また、ステレオ視のための複数カメラや、近赤外投光器を使用せずに単眼カメラで前方の障害物を検出することができる。また、単眼移動ステレオ法では停車中は立体物検出ができないが、本実施の形態では停車中でも立体物（障害物）を検出することができる。
【００５６】
また、スリット光を斜め下方へ投光して、カメラで撮像したスリット光の投射パターンから障害物を検出する従来方法では、比較的近傍の障害物しか検出できない、ピッチングや路面勾配により地面を障害物と誤検出する、という問題点があった。本実施の形態では、前照灯の明暗境界部分（カットライン境界部分）に着目し、カットライン境界部分の明るさの変化を特徴として検出することにより、立体障害物上に投射されたカットライン境界部分をロバストに検出することができる。スリット光の方式のように立体物の手がかりとして路面に対する投射パターンを利用しないため、ピッチングや路面勾配変化にもロバストになる。また、スリット光に比べて、前照灯のカットラインの方が明瞭でありカメラで検出しやすいので、遠方の立体障害物を検出することができる。
【００５７】
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
第２の実施の形態では、照明をオンオフさせたときの画像の差分画像から、カットライン境界部分を検出している点が、第１の実施の形態と異なっている。
【００５９】
図１１に示すように、第２の実施の形態に係る障害物検出装置２１０のコンピュータ２１４は、画像取得部２１６、投光制御部２１８、カットライン検出部２２０、障害物検出部２２、及び警報制御部２４を備えている。
【００６０】
投光制御部２１８は、前照灯投光装置１８のロービームユニットを瞬間的にＯＦＦ／ＯＮすると共に、ＯＦＦ／ＯＮの同期信号を画像取得部２１６へ出力する。
【００６１】
画像取得部２１６は、同期信号に基づいて、前照灯投光装置１８のロービームのＯＦＦ／ＯＮに同期して撮像された２枚の画像（消灯時の画像と照明時の画像）を撮像装置１２から取得する。
【００６２】
カットライン検出部２２０は、画像取得部２１６によって取得した２枚の画像の差分画像を計算し、差分画像から、高さ方向の輝度変化に基づいて、カットライン境界部分のエッジ対を検出する。
【００６３】
なお、第２の実施の形態に係る障害物検出装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様のであるため、説明を省略する。
【００６４】
このように、第２の実施の形態に係る障害物検出装置によれば、照明オンオフ時の画像の差分画像を計算するため、カットライン境界部分のエッジを適切な閾値によりロバストに検出できる。
【００６５】
なお、上記の第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、前照灯投光装置が投射するカットライン境界部分の角度幅が一定である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、前照灯投光装置が投射するカットライン境界部分の角度幅を、周期的あるいはランダムに変化させるようにしてもよい。そのときの画像を撮像して障害物を検出することにより、よりロバストに立体障害物を検出することができる。これは、前記（１）式と（２）式により、カットライン境界部分の角度幅に関わらずΔｉｙとΔｉｙ’はほぼ一定の値となり、障害物上に投光されたカットライン境界部分と、路面上に投光されたカットライン境界部分とは明らかに区別できるためである。
【００６６】
また、前照灯投光装置によるヘッドライト光の上端部であるカットラインを使用して障害物を検出する場合を例に説明したが、ヘッドライト光の下端部であるカットライン境界部分を検出して、車体に近接した小物体（かがんだ子供など）を検出するようにしてもよい。
【００６７】
また、車両に搭載されたナビゲーションシステムと連携して、図１２に示すように、交差点を右折する場合に、右側へ検出範囲を拡大して、障害物の検出処理を行うようにしてもよい。また、ナビ情報と連携して、交差点を右左折する場合に限定して、障害物の検出処理を行うようにしてもよい。
【００６８】
また、レーザレーダやミリ波レーダ等のセンサを利用して獲得した距離情報を更に用いて、障害物を検出することにより、より高い信頼度で障害物を検出するようにしてもよい。
【００６９】
また、本実施の形態の障害物検出装置の各部をコンピュータで実現した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、各部の機能を実現する複数のコンピュータ、または１つまたは複数の電子回路で構成するようにしてもよい。
【００７０】
また、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムをＣＤＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０、２１０ 障害物検出装置
１２ 撮像装置
１４、２１４ コンピュータ
１８ 前照灯投光装置
２０、２２０ カットライン検出部
２２ 障害物検出部
２４ 警報制御部
２１６ 画像取得部
２１８ 投光制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の前方を照射し、かつ、光が照射される照射領域の高さ方向の上端部及び下端部の少なくとも一方を、前記上端部より下側又は前記下端部より上側に比べて明度が変化するように前方を照射する照明手段と、
前記照明手段の照明位置と高さ方向の位置が異なるように設置され、かつ、自車両の前方を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像から、前記高さ方向の輝度変化に基づいて、前記上端部及び前記下端部の少なくとも一方を表わす明度変化領域を検出する明度変化領域検出手段と、
前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
を含む障害物検出装置。
【請求項２】
前記障害物検出手段は、前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅が、障害物が存在しない場合における前記明度変化領域の高さ方向の幅より小さい所定幅となる領域を、前記障害物が存在する領域として検出する請求項１記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記障害物検出手段によって検出された障害物が存在する領域における前記明度変化領域の高さ方向の上端及び下端の何れか一方の位置に基づいて、前記障害物までの距離を推定する距離推定手段を更に含む請求項１又は２記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記距離推定手段によって推定された前記障害物までの距離、及び前記障害物の左右方向の位置に基づいて、前記障害物との衝突危険性を判定する衝突判定手段を更に含む請求項３記載の障害物検出装置。
【請求項５】
コンピュータを、
自車両の前方を照射し、かつ、光が照射される照射領域の高さ方向の上端部及び下端部の少なくとも一方を、前記上端部より下側又は前記下端部より上側に比べて明度が変化するように前方を照射する照明手段の照明位置と高さ方向の位置が異なるように設置され、かつ、自車両の前方を撮像する撮像手段によって撮像された画像から、前記高さ方向の輝度変化に基づいて、前記上端部及び前記下端部の少なくとも一方を表わす明度変化領域を検出する明度変化領域検出手段、及び
前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
自車両の前方を照射し、かつ、光が照射される照射領域の高さ方向の上端部及び下端部の少なくとも一方を、前記上端部より下側又は前記下端部より上側に比べて明度が変化するように前方を照射する照明手段と、
前記照明手段の照明位置と高さ方向の位置が異なるように設置され、かつ、自車両の前方を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像から、前記高さ方向の輝度変化に基づいて、前記上端部及び前記下端部の少なくとも一方を表わす明度変化領域を検出する明度変化領域検出手段と、
前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
を含む障害物検出装置。
【請求項２】
前記障害物検出手段は、前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅が、障害物が存在しない場合における前記明度変化領域の高さ方向の幅より小さい所定幅となる領域を、前記障害物が存在する領域として検出する請求項１記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記障害物検出手段によって検出された障害物が存在する領域における前記明度変化領域の高さ方向の上端及び下端の何れか一方の位置に基づいて、前記障害物までの距離を推定する距離推定手段を更に含む請求項１又は２記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記距離推定手段によって推定された前記障害物までの距離、及び前記障害物の左右方向の位置に基づいて、前記障害物との衝突危険性を判定する衝突判定手段を更に含む請求項３記載の障害物検出装置。
【請求項５】
コンピュータを、
自車両の前方を照射し、かつ、光が照射される照射領域の高さ方向の上端部及び下端部の少なくとも一方を、前記上端部より下側又は前記下端部より上側に比べて明度が変化するように前方を照射する照明手段の照明位置と高さ方向の位置が異なるように設置され、かつ、自車両の前方を撮像する撮像手段によって撮像された画像から、前記高さ方向の輝度変化に基づいて、前記上端部及び前記下端部の少なくとも一方を表わす明度変化領域を検出する明度変化領域検出手段、及び
前記明度変化領域検出手段によって検出された前記明度変化領域の高さ方向の幅に基づいて、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段
として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１２】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１０１４３２（Ｐ２０１３−１０１４３２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３７２７（Ｐ２０１１−２４３７２７）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【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２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【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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