JP2015219773A - 物体検出装置、運転支援装置、物体検出方法、および物体検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】処理時間を短縮しつつ、検出精度を向上させることができる物体検出装置、運転支援装置、物体検出方法、および物体検出プログラムを提供すること。
【解決手段】車両の周辺を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された画像の探索領域において略水平方向成分の特徴線である水平エッジを抽出する水平エッジ抽出部と、前記水平エッジ抽出部により抽出された水平エッジのうち、所定の条件を満たす特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、検出対象物を認識する検出対象物認識部と、を備える物体検出装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、物体検出装置、運転支援装置、物体検出方法、および物体検出プログラムに関する。

車両に搭載した撮像装置によって撮影された画像に対して画像処理を行うことで、車両の前方車両を検出し、衝突回避制御を行うシステムが知られている。
これに関連し、先行車の位置を特定する対象物位置特定手段と、車両の前方を撮像する撮像装置と、特定された先行車の位置および予め決められた認識すべき先行車の大きさに基づいて、撮像装置より得られた画像上に処理領域を設定する処理領域設定手段と、処理領域に含まれる画素の輝度値に基づいて、処理領域から、エッジを抽出するエッジ抽出手段と、先行車を示すかどうか判定するエッジ判定手段と、先行車の外形を認識する対象物認識手段と、を備える車両に搭載される対象物認識装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２９３５０４号公報

しかしながら従来の技術では、エッジという限られた特徴から対象物を検出するため、検出すべき対象物以外の構造物や、道路上の表示物を誤検出する場合があった。また、全てのエッジに対して検出すべき対象物かどうか判定を行うため、処理時間が長くなる場合があった。一方、予め検出対象物のテンプレートを用意しておき、撮像画像の各画像領域とテンプレートを比較し、両者の一致度合を判定することで対象物を検出する技術が提案されているが、この場合も処理時間が長くなる場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、処理時間を短縮しつつ、検出精度を向上させることができる物体検出装置、運転支援装置、物体検出方法、および物体検出プログラムを提供することを、目的の一つとする。

請求項１に記載の発明は、車両の周辺を撮像する撮像部（１０）と、前記撮像部により撮像された画像の探索領域において略水平方向成分の特徴線である水平エッジを抽出する水平エッジ抽出部（３０）と、前記水平エッジ抽出部により抽出された水平エッジのうち、所定の条件を満たす特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、検出対象物を認識する検出対象物認識部（４４）と、を備える物体検出装置（５）である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の物体検出装置であって、前記所定の条件は、前記水平エッジ抽出部により抽出された水平エッジのうち最下側に位置することとしたものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の物体検出装置であって、前記認識領域は、前記特定水平エッジよりも上側の部分が、前記特定水平エッジよりも下側の部分に比して大きく設定されるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の物体検出装置であって、前記撮像部により撮像された画像から特徴点を抽出する特徴点抽出部（２２）を備え、前記検出対象物認識部は、前記特徴点抽出部により抽出された複数の特徴点をグループ化し、前記グループ化した特徴点群を基準として設定される水平エッジ絞込領域内で前記水平エッジ抽出部により抽出された水平エッジのうち、前記所定の条件を満たす前記特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、前記検出対象物を認識するものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の物体検出装置であって、前記検出対象物認識部は、前記水平エッジ絞込領域が、前記撮像部により撮像された画像における位置から導出される検出対象物の想定サイズと異なる場合、前記水平エッジ絞込領域を拡大または縮小補正するものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の物体検出装置であって、前記検出対象物認識部は、前記水平エッジ絞込領域が、前記撮像部により撮像された画像の左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定された場合、前記撮像部により撮像された画像の中央方向に向けて前記水平エッジ絞込領域を拡大補正するものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のうちいずれか１項に記載の物体検出装置であって、前記検出対象物認識部は、前記水平エッジ絞込領域が、前記撮像部により撮像された画像の左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定された場合、前記水平エッジ絞込領域における中央部に対して大きく設定された側の部分を縮小補正するものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のうちいずれか１項に記載の物体検出装置であって、前記検出対象物認識部は、前記水平エッジ絞込領域が、前記撮像部により撮像された画像の左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定された場合、前記水平エッジ絞込領域における中央部に対して小さく設定された側の部分を拡大補正するものである。

請求項９に記載の発明は、請求項１から８のうちいずれか１項に記載の物体検出装置と、前記物体検出装置の検出結果に基づいて前記車両の運転支援を行う運転支援部（５０、５２）と、を備える運転支援装置（１）である。

請求項１０に記載の発明は、物体検出装置が、撮像部により撮像された画像の探索領域において略水平方向成分の特徴線である水平エッジを抽出し、前記抽出された水平エッジのうち、所定の条件を満たす特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、検出対象物を認識する、物体検出方法である。

請求項１１に記載の発明は、物体検出装置の制御コンピュータに、撮像部により撮像された画像の探索領域において略水平方向成分の特徴線である水平エッジを抽出させ、前記抽出させた水平エッジのうち、所定の条件を満たす特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、検出対象物を認識させる、物体検出プログラムである。

請求項１、１０、１１に記載の発明によれば、撮像部により撮像された画像の探索領域において略水平方向成分の特徴線である水平エッジを抽出し、抽出された水平エッジのうち、所定の条件を満たす特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、検出対象物を認識するため、処理時間を短縮しつつ、検出精度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、所定の条件を、水平エッジ抽出部により抽出された水平エッジのうち最下側に位置することと定義することで、バンパー下部や車体の影などから明確に現れやすい水平エッジを基準として認識領域が設定されるため、認識領域がより適切に設定される。

請求項３に記載の発明によれば、認識領域は、特定水平エッジよりも上側の部分が、特定水平エッジよりも下側の部分に比して大きく設定されるため、バンパー下部や車体の影などから明確に現れやすい水平エッジを基準として、車体の存在する可能性が高い領域を認識領域として設定することができる。

請求項４に記載の発明によれば、撮像部により撮像された画像から特徴点を抽出する特徴点抽出部を備え、検出対象物認識部は、特徴点抽出部により抽出された複数の特徴点をグループ化し、グループ化した特徴点群を基準として設定される水平エッジ絞込領域内で水平エッジ抽出部により抽出された水平エッジのうち、所定の条件を満たす特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、検出対象物を認識するため、現実的に検出対象物が存在すると推定される領域を、認識領域として設定することができる。

請求項５、６、７、８に記載の発明によれば、特徴点を基準として設定される水平エッジ絞込領域を任意に補正することで、検出対象物が存在する可能性が高い画像上の箇所に水平エッジ絞込領域を設定することができ、特定水平エッジを高精度で抽出することができる。

請求項９に記載の発明によれば、物体検出装置によって迅速かつ高精度に検出された対象物体に基づいて、好適な運転支援を行うことができる。

実施形態に係る物体検出装置５を含む運転支援装置１の構成の一例を模式的に示す図である。 物体検出装置５を含む運転支援装置１の機能構成例を示す図である。 特徴点グループ化処理部２８が、水平エッジ絞込領域Ａ１を設定する様子を示す図である。 重なり判定部４０が、水平エッジ絞込領域Ａ１を縮小補正する様子を表す図である。 重なり判定部４０が、撮像画像ＩＭの中央方向に向けて水平エッジ絞込領域Ａ１を拡大補正する様子を表す図である。 重なり判定部４０が、中央線ＩＭ１で水平エッジ絞込領域Ａ１を分割した領域のうち狭い方を拡大補正する様子を表す図である。 重なり判定部４０が、中央線ＩＭ１で水平エッジ絞込領域Ａ１を分割した領域のうち広い方を縮小補正する様子を表す図である。 検出対象物認識部４４が、認識領域Ａ２を設定する様子を表す図である。 本実施形態の制御装置２０により実行される処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の重なり判定部４０により実行される補正処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の重なり判定部４０により実行される補正処理の他の例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の物体検出装置、運転支援装置、物体検出方法、および物体検出プログラムの実施形態について説明する。

以下、本発明の一実施形態に係る物体検出装置５を含む運転支援装置１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る物体検出装置５を含む運転支援装置１の構成の一例を模式的に示す図である。運転支援装置１は、例えば、車両Ｍに搭載される装置であり、カメラ１０と、制御装置２０とを備える。以下、物体検出装置５が搭載される車両を「自車両」と称する。また、自車両の前方を自車両と同じ方向に走行している車両を「前方車両」と称する。

カメラ１０は、例えば、フロントウインドシールドの上部やルームミラーの裏面等に取り付けられる、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、例えば所定周期で自車両の前方を繰り返し撮像し、撮像した画像の画像データを制御装置２０に出力する。また、カメラ１０は夜間の使用に適した赤外線カメラであってもよい。

制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ等の記憶装置、車両内で他装置と通信を行うための通信インターフェース等が内部バスによって接続されたコンピュータ装置である。

図２は、物体検出装置５を含む運転支援装置１の機能構成例を示す図である。物体検出装置５の制御装置２０は、特徴点抽出部２２と、特徴点対応判定部２４と、三次元座標算出部２６と、特徴点グループ化処理部２８と、水平エッジ抽出部３０と、重なり判定部４０と、エッジ絞込処理部４２と、検出対象物認識部４４と、検出対象物位置算出部４６とを備える。これらの各機能部は、例えば、プロセッサが記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。プロセッサが実行するプログラムは、自車両の出荷時に予め記憶装置に格納されていてもよいし、可搬型記憶媒体に記憶されたプログラムが制御装置２０の記憶装置にインストールされてもよい。また、プログラムは、車載インターネット設備によって他のコンピュータ装置からダウンロードされ、制御装置２０の記憶装置にインストールされてもよい。また、上記機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。また、制御装置２０は、車両制御部５０と警告表示制御部５２に接続される。車両制御部５０と警告表示制御部５２は、制御装置２０と同じコンピュータの別機能であってもよいし、制御装置２０とは別体のコンピュータの機能であってもよい。

先に、水平エッジ抽出部３０について説明する。水平エッジ抽出部３０は、カメラ１０により撮像された画像（以下、「撮像画像」と称する）の任意の探索領域において略水平方向に延在する特徴線である水平エッジを抽出する。水平エッジとは、例えば、縦方向の隣接画素との間の輝度勾配が所定値より大きい画素を連ねた線のうち、方向が略水平方向（画像における横方向）のものである。略水平方向とは、例えば、角度が画像における横方向に対してプラスマイナス５度以内などと定義される。また、水平エッジは、特徴点抽出部２２と同様の手法により抽出された特徴点を連ねた線のうち、方向が略水平方向のものであってもよい。

特徴点抽出部２２は、撮像画像から特徴点を抽出する。特徴点とは、例えば、上下左右に隣接する画素の間の輝度勾配の例えば平均値が所定値より大きい画素である。特徴点を抽出する手法としては、例えば、Ｈａｒｒｉｓ作用素やＳＵＳＡＮ作用素などの公知手法、あるいは新規の手法を適宜利用することができる。

特徴点対応判定部２４は、複数の撮像画像間（例えば、連続する２フレームの撮像画像間）で、特徴点抽出部２２により抽出された特徴点の対応関係を判定する。特徴点の対応関係を判定する方法として、連続する２フレームの画像間に亘って運動している、例えば、撮像画像の特徴点の変移量が所定値より大きい特徴点と、それ以外のほぼ静止している対象物の特徴点に対して、それぞれ同じ対象物かどうか対応関係を判定する。公知技術であるＫＬＴ（Kanade Lucas Tomasi）追跡手法や、新規の手法を適宜利用することができる。

三次元座標算出部２６は、複数フレームに亘る画像の特徴点の対応関係に基づいて、特徴点の三次元座標を算出する。例えば、特徴点の三次元座標は、公知技術であるＳＦＭ（Structure From Motion）によって取得でき、公知の別手法や新規の手法を適宜利用することもできる。

特徴点グループ化処理部２８は、三次元座標算出部２６により算出された各特徴点の三次元座標から、同一物体の特徴点と推定される特徴点をグループ化し、グループ化された特徴点群を含む水平エッジ絞込領域を設定する。

水平エッジ絞込領域は、水平エッジ抽出部３０により抽出される水平エッジのうち、後述する特定水平エッジを抽出するために、特徴点グループ化処理部２８によって設定される領域である。図３は、特徴点グループ化処理部２８が、撮像画像ＩＭにおいて同一物体の特徴点と推定される特徴点ＣＰをグループ化し、グループ化された特徴点群を含む水平エッジ絞込領域Ａ１を設定する様子を示す図である。検出対象物ＯＢ（前方車両）を撮像した撮像画像ＩＭの場合、特徴点ＣＰは、バンパーやナンバープレート、テールランプなどに集中して抽出されやすい。特徴点グループ化処理部２８は、複数の撮像画像ＩＭを通じて抽出された、同じ物体によるものであると推定される特徴点を１つにグループ化し、グループ化された特徴点群を含むように水平エッジ絞込領域Ａ１を設定する。特徴点グループ化処理部２８は、例えば、ＳＦＭで算出した三次元座標から特徴点をクラスタリングすることによって、特徴点ＣＰをグループ化する。例えば前方車両の場合、静止物とは異なる動きをするため、前方車両の特徴点と推定される特徴点ＣＰを抽出することができる。

ここで、特徴点グループ化処理部２８は、水平エッジ絞込領域Ａ１を、グループ化された特徴点群を含む最小の矩形領域よりも大きく設定する。特徴点ＣＰは、前方車両の中央部において検出されやすいため、グループ化された特徴点群を含む最小の矩形領域は、前方車両の全体を包含しない可能性が高いからである。

重なり判定部４０は、水平エッジ抽出部３０により抽出された水平エッジと、特徴点グループ化処理部２８により設定された水平エッジ絞込領域Ａ１との重なり具合を判定し、水平エッジ絞込領域Ａ１に重なる水平エッジを抽出する。重なり判定部４０は、水平エッジ絞込領域Ａ１に水平エッジＨＥの一部が重なるものを抽出してもよいし、除外してもよい。

本実施形態において、特徴点ＣＰを基準として設定される水平エッジ絞込領域Ａ１は任意に補正されてよい。重なり判定部４０は、水平エッジ絞込領域Ａ１が、撮像画像ＩＭにおける位置から導出される検出対象物ＯＢの想定サイズと異なる場合、水平エッジ絞込領域を拡大または縮小補正する。例えば、重なり判定部４０は、撮像画像ＩＭにおける水平エッジ絞込領域Ａ１の代表点または辺等の位置に基づいて、水平エッジ絞込領域Ａ１を拡大または縮小補正する。また、重なり判定部４０は、三次元座標算出部２６により算出された各特徴点の三次元座標に基づいて、特徴点グループ化処理部２８により設定された水平エッジ絞込領域Ａ１に対して、オフセット量に基づく補正を行ってもよい。重なり判定部４０は、水平エッジ絞込領域Ａ１の代表点の位置、或いは三次元座標算出部２６により算出された各特徴点の三次元座標に基づいて、物体と自車両との距離を算出し、自車両と物体との距離が小さくなるほど、オフセット量を大きく算出する。自車両から近い位置に存在する物体ほど、撮像画像ＩＭにおけるサイズが大きくなるからである。そして、重なり判定部４０は、水平エッジ絞込領域Ａ１を、オフセット量に応じたサイズに拡大または縮小する補正を行う。これによって、物体検出装置５は、より正確に前方車両を検出することができる。なお、後述する図５、６、７で説明する処理においても、拡大または縮小する量を決定するのにオフセット量を使用してもよい。なお、このような補正を、特徴点グループ化処理部２８により水平エッジ絞込領域Ａ１が設定された後に行うのではなく、当初から撮像画像ＩＭにおけるグループ化された特徴点群等の位置に基づいて、水平エッジ絞込領域Ａ１のサイズを決定してもよい。

また、重なり判定部４０は、上記オフセット量に基づく処理と同様の趣旨により、水平エッジ絞込領域Ａ１が、撮像画像ＩＭにおける位置から導出される検出対象物ＯＢの想定サイズに比して大きい場合、水平エッジ絞込領域Ａ１を縮小補正する処理を行ってもよい。図４は、重なり判定部４０が、水平エッジ絞込領域Ａ１を縮小補正する様子を表す図である。図示するように、撮像画像ＩＭにおいて、撮像画像ＩＭにおける水平エッジ絞込領域Ａ１の代表点（例えば重心Ｇ、四隅、各辺の中心点等）の位置から導出される検出対象物ＯＢの想定サイズに比して大きい水平エッジ絞込領域Ａ１が設定された場合、重なり判定部４０は、縮小補正を行う。重なり判定部４０は、例えば、水平エッジ絞込領域Ａ１の重心Ｇに検出対象物ＯＢの重心Ｇが存在すると仮定し、その画像上の位置に存在する場合の検出対象物ＯＢ（前方車両）の標準的な画像上のサイズを導出する。重なり判定部４０は、例えば、上記標準的な画像上のサイズを、重心Ｇの位置とサイズとの関係を規定したテーブルデータを参照して導出する。そして、重なり判定部４０は、導出した標準的な画像のサイズを、重心Ｇを重心として画像上に描画した領域まで縮小補正する。図中、Ａ１＃は、補正後の水平エッジ絞込領域を表している。なお、重なり判定部４０は、水平エッジ絞込領域Ａ１が、撮像画像ＩＭにおける位置から導出される検出対象物ＯＢの想定サイズに比して小さい場合、水平エッジ絞込領域Ａ１を拡大補正してよい。

また、重なり判定部４０は、水平エッジ絞込領域Ａ１が、撮像画像ＩＭの左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定された場合、撮像画像ＩＭの中央方向に向けて水平エッジ絞込領域Ａ１を拡大補正してもよい。図５は、重なり判定部４０が、撮像画像ＩＭの中央方向に向けて水平エッジ絞込領域Ａ１を拡大補正する様子を表す図である。図示するように、重なり判定部４０は、撮像画像ＩＭの横方向に関する中央線ＩＭ１から見て、水平エッジ絞込領域Ａ１が左右いずれかに偏在する場合には、撮像画像ＩＭの中央部に向けて、水平エッジ絞込領域Ａ１を拡大補正する。撮像画像ＩＭの中央部に向けて、水平エッジ絞込領域Ａ１を拡大補正する量については任意に決定してよいが、例えば、中央線ＩＭ１まで拡大補正すると定めてよい。

また、重なり判定部４０は、水平エッジ絞込領域Ａ１が、撮像画像ＩＭの左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定された場合、中央線ＩＭ１で水平エッジ絞込領域Ａ１を分割した領域のうち狭い方を拡大補正してもよい。図６は、重なり判定部４０が、中央線ＩＭ１で水平エッジ絞込領域Ａ１を分割した領域のうち狭い方を拡大補正する様子を表す図である。

また、重なり判定部４０は、図６で示す処理とは逆に、水平エッジ絞込領域Ａ１が、撮像画像ＩＭの左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定された場合、撮像画像ＩＭの横方向に関する中央線ＩＭ１で水平エッジ絞込領域Ａ１を分割した領域のうち広い方を縮小補正してもよい。図７は、重なり判定部４０が、中央線ＩＭ１で水平エッジ絞込領域Ａ１を分割した領域のうち広い方を縮小補正する様子を表す図である。図５〜７のいずれの場合でも、水平エッジ絞込領域Ａ１が撮像画像ＩＭの中央部付近の領域を含むように補正される。この結果、最も物体認識の必要性が高い自車両の進行方向上に存在する前方車両を包含するように、水平エッジ絞込領域Ａ１が設定されることになる。これによって、物体検出装置５は、より正確に前方車両を検出することができる。

エッジ絞込処理部４２は、水平エッジＨＥを、所定の条件を満たす水平エッジ（特定水平エッジ）に絞り込む処理を行う。本実施形態において所定の条件とは、特徴点グループ化処理部２８により設定された水平エッジ絞込領域Ａ１内の水平エッジＨＥのうち最下側に位置することである。なお、特定水平エッジは、水平エッジ絞込領域Ａ１内の水平エッジＨＥのうち下から２番目、３番目といった位置に存在する水平エッジと定義されてもよい。係る処理は、水平エッジ絞込領域Ａ１内の水平エッジＨＥは、同一物体から抽出されたエッジと考えられ、同一物体から抽出された水平エッジＨＥに対しては一つだけを基準として認識処理を行えば十分であり、最も有益な下端の水平エッジＨＥのみ残し、残りの水平エッジＨＥ（高さを持つもの）を除外してもよいという考え方に基づいている。

検出対象物認識部４４は、エッジ絞込処理部４２により絞り込まれた特定水平エッジを基準として認識領域を設定する。図８は、検出対象物認識部４４が、認識領域Ａ２を設定する様子を表す図である。検出対象物認識部４４は、例えば、特定水平エッジＨＥ＊の上側に１００画素分、特定水平エッジＨＥ＊の左端から左側に２０画素分、特定水平エッジＨＥ＊の右端から右側に２０画素分、特定水平エッジＨＥ＊の下側に１０画素分拡張した領域を、認識領域として設定する。また、検出対象物認識部４４は、特定水平エッジＨＥ＊の画像上の位置に基づいて、設定する認識領域の大きさを変更してよい。例えば、特定水平エッジＨＥ＊が撮像画像ＩＭの下側付近に存在する場合には、上記よりも広く、例えば、特定水平エッジＨＥ＊の上側に１５０画素分、特定水平エッジＨＥ＊の左端から左側に３０画素分、特定水平エッジＨＥ＊の右端から右側に３０画素分、特定水平エッジＨＥ＊の下側に１５画素分拡張した領域を、認識領域として設定してよい。この逆に、特定水平エッジＨＥ＊が撮像画像ＩＭの上側付近に存在する場合には、上記よりも狭く、例えば、特定水平エッジＨＥ＊の上側に７０画素分、特定水平エッジＨＥ＊の左端から左側に１４画素分、特定水平エッジＨＥ＊の右端から右側に１４画素分、特定水平エッジＨＥ＊の下側に７画素分拡張した領域を、認識領域として設定してよい。そして、検出対象物認識部４４は、設定した認識領域Ａ２において、例えば特徴点ＣＰに対するパターンマッチング（テンプレートマッチング）を行って、検出対象物の認識処理を行う。

ここで、水平エッジ絞込領域Ａ１をそのまま認識領域Ａ２とすることも考えられるが、この場合、特徴点ＣＰが前方車両の中央部に現れやすいため、正確な認識領域Ａ２を設定するのが困難となる。このため、本実施形態の物体検出装置５では、特定水平エッジＨＥ＊を基準として認識領域Ａ２を設定することで、正確な物体認識を行うことができる。

検出対象物位置算出部４６は、三次元座標を持つ特徴点の位置関係を判定し、検出対象物の位置（距離および横位置）を算出する。また、検出対象物位置算出部４６は、撮像された画像のフレーム毎の検出対象物の位置の変化により、検出対象物の速度を算出する。

車両制御部５０は、検出対象物位置算出部４６により算出された検出対象物の位置に基づいて、車両のドライバーが安全に運転できるように種々の安全制御を行う。例えば、制御装置２０によって検出された前方車両との車間距離を一定に保つように自車両の速度制御を行ってもよいし、検出対象物の位置に基づいて自車両の自動ブレーキ制御や自動操舵制御を行ってもよい。

警告表示制御部５２は、検出対象物位置算出部４６により算出された検出対象物の位置に基づいて、車内に注意または警告喚起を示す情報を液晶ディスプレイ等の表示装置に表示させる。また、注意または警告喚起を示す情報は、シートベルトの締め付けやアラーム音、振動などによって運転者に伝えてもよい。

［制御装置２０の動作フロー］
図９は、本実施形態の制御装置２０により実行される処理の一例を示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、所定周期で繰り返し実行される。まず、特徴点グループ化処理部２８は、三次元座標算出部２６により算出された各特徴点の三次元座標から、同一物体の特徴点と推定される特徴点をグループ化し（ステップＳ１００）、グループ化された特徴点群を含む水平エッジ絞込領域を設定する（ステップＳ１０２）。

次に、重なり判定部４０が、水平エッジ絞込領域を補正する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の処理内容については、図１０、１１を用いて後述する。なお、このステップＳ１０４は省略してもよい。次に、水平エッジ抽出部３０が、水平エッジを抽出する（ステップＳ１０６）。次に、エッジ絞込処理部４２が、水平エッジ絞込領域に複数の水平エッジが存在するか否かを判定する（ステップＳ１０８）。水平エッジ絞込領域に複数の水平エッジが存在する場合、エッジ絞込処理部４２は、複数の水平エッジから所定の条件を満たす水平エッジに絞り込むことで、特定水平エッジを選択する（ステップＳ１１０）。

次に、検出対象物認識部４４が、エッジ絞込処理部４２により絞り込まれた特定水平エッジを基準として認識領域を設定する。（ステップＳ１１２）。そして、検出対象物認識部４４が、設定した認識領域において、検出対象物の認識処理を行い、検出対象物位置算出部４６が、三次元座標を持つ特徴点の位置関係を判定し、検出対象物の位置を算出する。（ステップＳ１１４）。この一連の処理を他のグループ化された特徴点群にも適用する（ステップＳ１１６）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。

［重なり判定部４０の補正動作フロー（ステップＳ１０４）］
図１０は、本実施形態の重なり判定部４０により実行される補正処理の一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、図９のフローチャートにおけるステップＳ１０４の処理に相当する。まず、重なり判定部４０が、特徴点グループ化処理部２８により設定される水平エッジ絞込領域Ａ１についてのオフセット量を算出する（ステップＳ２００）。重なり判定部４０は、算出したオフセット量に基づいて、水平エッジ絞込領域Ａ１を補正する（ステップＳ２０２）。

次に、重なり判定部４０は、水平エッジ絞込領域Ａ１が、撮像画像ＩＭの左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定されたかを判定する（ステップＳ２０４）。中央部から左右いずれかに偏して設定されていない場合、本フローチャートの１ルーチンが終了する。水平エッジ絞込領域Ａ１が、撮像画像ＩＭの左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定された場合、重なり判定部４０は、水平エッジ絞込領域Ａ１が中央線ＩＭ１から見ていずれかの側にのみ存在しているか判定する（ステップＳ２０６）。水平エッジ絞込領域Ａ１が中央線ＩＭ１から見ていずれかの側にのみ存在している場合、重なり判定部４０は、撮像画像ＩＭの中央方向に向けて水平エッジ絞込領域Ａ１を拡大補正する（ステップＳ２０８）。水平エッジ絞込領域Ａ１が中央線ＩＭ１から見て両側に跨って存在する場合、重なり判定部４０は、中央線ＩＭ１で水平エッジ絞込領域Ａ１を分割した領域のうち狭い方を拡大補正する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０の処理に代えて、重なり判定部４０は、中央線ＩＭ１で水平エッジ絞込領域Ａ１を分割した領域のうち広い方を縮小補正してもよい。

重なり判定部４０は、図１０の処理に代えて、図１１の処理を行ってもよい。図１１は、本実施形態の重なり判定部４０により実行される補正処理の他の例を示すフローチャートである。まず、重なり判定部４０は、特徴点グループ化処理部２８により設定された水平エッジ絞込領域Ａ１のサイズが、撮像画像ＩＭにおける位置から導出される検出対象物ＯＢの想定サイズと異なるか否かを判定する（ステップＳ２００−１）。「異なる」とは、具体的には、想定サイズに対してプラス／マイナス方向に設定された許容範囲を超えることと定義されてよい。特徴点グループ化処理部２８により設定された水平エッジ絞込領域Ａ１のサイズが、撮像画像ＩＭにおける位置から導出される検出対象物ＯＢの想定サイズと異なる場合、重なり判定部４０は、水平エッジ絞込領域Ａ１を縮小または拡大する補正を行う（ステップＳ２０２−１）。その後の処理については、図１０に示すものと同様であるため、説明を省略する。

以上説明した一実施形態の物体検出装置５によれば、撮像部１０により撮像された画像の探索領域において、水平エッジ抽出部３０が、略水平方向成分の特徴線である水平エッジを抽出し、検出対象物認識部４４が、水平エッジ抽出部により抽出された水平エッジのうち、所定の条件を満たす特定水平エッジを基準として認識領域を設定し検出対象物を認識するため、処理時間を大幅に増加させることが無く、検出率向上と誤検出低下を実現することができる。すなわち、処理時間を短縮しつつ、検出精度を向上させることができる。

また、本実施形態の運転支援装置１によれば、検出対象物位置算出部４６の算出結果に基づいて、車両制御部５０と警告表示制御部５２が車両の運転支援を行い、前方車両との車間距離を一定に保つように自車両の速度制御を行ったり、検出対象物の位置に基づいて自車両の自動ブレーキ制御や自動操舵制御を行ったり、注意または警告喚起を示す情報を液晶ディスプレイ等の表示装置に表示させたりするといった適切な運転支援を行うことで、安全運転に寄与することができる。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１…運転支援装置、５…物体検出装置、１０…カメラ、２０…制御装置、２２…特徴点抽出部、２４…特徴点対応判定部、２６…三次元座標算出部、２８…特徴点グループ化処理部、３０…水平エッジ抽出部、４０…重なり判定部、４２…エッジ絞込処理部、４４…検出対象物認識部、４６…検出対象物位置算出部、５０…車両制御部、５２…警告表示制御部、Ｍ…車両、ＯＢ…検出対象物、ＩＭ…撮像画像、ＣＰ…特徴点、ＨＥ…水平エッジ、Ａ１…水平エッジ絞込領域、Ａ１＃…補正後の水平エッジ絞込領域、Ｇ…重心、ＩＭ１…中央線、Ａ２…認識領域、ＨＥ＊…特定水平エッジ

Claims (11)

1. 車両の周辺を撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された画像の探索領域において略水平方向成分の特徴線である水平エッジを抽出する水平エッジ抽出部と、
   前記水平エッジ抽出部により抽出された水平エッジのうち、所定の条件を満たす特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、検出対象物を認識する検出対象物認識部と、
   を備える物体検出装置。
2. 前記所定の条件は、前記水平エッジ抽出部により抽出された水平エッジのうち最下側に位置することである、
   請求項１記載の物体検出装置。
3. 前記認識領域は、前記特定水平エッジよりも上側の部分が、前記特定水平エッジよりも下側の部分に比して大きく設定される、
   請求項１または２記載の物体検出装置。
4. 前記撮像部により撮像された画像から特徴点を抽出する特徴点抽出部を備え、
   前記検出対象物認識部は、前記特徴点抽出部により抽出された複数の特徴点をグループ化し、前記グループ化した特徴点群を基準として設定される水平エッジ絞込領域内で前記水平エッジ抽出部により抽出された水平エッジのうち、前記所定の条件を満たす前記特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、前記検出対象物を認識する、
   請求項１から３のうちいずれか１項記載の物体検出装置。
5. 前記検出対象物認識部は、前記水平エッジ絞込領域が、前記撮像部により撮像された画像における位置から導出される検出対象物の想定サイズと異なる場合、水平エッジ絞込領域を拡大または縮小補正する、
   請求項１から４のうちいずれか１項記載の物体検出装置。
6. 前記検出対象物認識部は、前記水平エッジ絞込領域が、前記撮像部により撮像された画像の左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定された場合、前記撮像部により撮像された画像の中央方向に向けて前記水平エッジ絞込領域を拡大補正する、
   請求項１から５のうちいずれか１項記載の物体検出装置。
7. 前記検出対象物認識部は、前記水平エッジ絞込領域が、前記撮像部により撮像された画像の左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定された場合、前記水平エッジ絞込領域における中央部に対して大きく設定された側の部分を縮小補正する、
   請求項１から６のうちいずれか１項記載の物体検出装置。
8. 前記検出対象物認識部は、前記水平エッジ絞込領域が、前記撮像部により撮像された画像の左右方向に関する中央部から左右いずれかに偏して設定された場合、前記水平エッジ絞込領域における中央部に対して小さく設定された側の部分を拡大補正する、
   請求項１から７のうちいずれか１項記載の物体検出装置。
9. 請求項１から８のうちいずれか１項に記載の物体検出装置と、
   前記物体検出装置の検出結果に基づいて前記車両の運転支援を行う運転支援部と、
   を備える運転支援装置。
10. 物体検出装置が、
    撮像部により撮像された画像の探索領域において略水平方向成分の特徴線である水平エッジを抽出し、
    前記抽出された水平エッジのうち、所定の条件を満たす特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、検出対象物を認識する、
    物体検出方法。
11. 物体検出装置の制御コンピュータに、
    撮像部により撮像された画像の探索領域において略水平方向成分の特徴線である水平エッジを抽出させ、
    前記抽出させた水平エッジのうち、所定の条件を満たす特定水平エッジを基準として設定される認識領域内で、検出対象物を認識させる、
    物体検出プログラム。

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