JP2019191808A - 異常検出装置および異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体に搭載されたカメラの異常検出の信頼性を向上できる技術を提供する。【解決手段】移動体に搭載されたカメラの異常を検出する異常検出装置は、前記カメラの画像から抽出された特徴点ごとにオプティカルフローを導出するフロー導出部と、前記フロー導出部で導出された前記オプティカルフローの中から所定の条件に基づいて前記オプティカルフローの除去処理を行い、前記除去処理後に残った前記オプティカルフローに基づき前記移動体の第１移動情報を推定する移動情報推定部と、前記第１移動情報の比較対象となる前記移動体の第２移動情報を取得する移動情報取得部と、前記第１移動情報と前記第２移動情報とに基づいて前記カメラの異常を判定する異常判定部と、前記除去処理の処理状況に基づいて前記特徴点を用いた処理の信頼度を判定する信頼度判定部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、異常検出装置および異常検出方法に関し、詳細には、移動体に搭載されたカメラの異常検出に関する。

従来、車両等の移動体にカメラが搭載され、当該カメラは例えば駐車支援等に利用されている。例えば車両に搭載される車載カメラは、車両を工場から出荷する前に、車両に固定状態で取り付けられる。しかしながら、車載カメラは、例えば不意の接触や経年変化等によって、工場出荷時の取付け状態からずれを起こすことがある。車載カメラの取付け位置や角度がずれると、カメラ画像を利用して判断されるハンドルの操舵量等に誤差が生じるために、車載カメラの取付けのずれを検出することは重要である。

特許文献１に開示される車両用走行支援装置は、後方カメラで取得した画像を画像処理部で画像処理することで車両状態量によらずに車両の移動量を算出する第１の移動量算出手段と、車輪速センサと、操舵角センサの出力を基にして車両状態量に基づいて車両の移動量を算出する第２の移動量算出手段とを備える。例えば、第１の移動量算出手段は、後方カメラで取得した画像データからエッジ抽出等の手法により特徴点を抽出し、逆射影変換によって設定した特徴点の地表面上における位置を算出し、その位置の移動量を基にして車両の移動量を算出する。特許文献１には、求めた車両の移動量を比較して、偏差が大きい場合には、第１の移動量算出手段と第２の移動量算出手段との算出結果とのうちのいずれか一方に問題が生じている可能性があることが開示されている。

特開２００４−３３８６３７号公報

特徴点の追跡は、例えば路面種類や路面状況等の影響を受け易い。このために、特許文献１の構成では、第１の移動量算出手段を用いて算出される車両の移動量は、ばらつきが大きくなることが懸念される。すなわち、特許文献１の構成では、第１の移動量算出手段で求めた移動量と、第２の移動量算出手段で求めた移動量との比較結果は、信頼性が低い可能性がある。

本発明は、移動体に搭載されたカメラの異常検出の信頼性を向上できる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の異常検出装置は、移動体に搭載されたカメラの異常を検出する異常検出装置であって、前記カメラの画像から抽出された特徴点ごとにオプティカルフローを導出するフロー導出部と、前記フロー導出部で導出された前記オプティカルフローの中から所定の条件に基づいて前記オプティカルフローの除去処理を行い、前記除去処理後に残った前記オプティカルフローに基づき前記移動体の第１移動情報を推定する移動情報推定部と、前記第１移動情報の比較対象となる前記移動体の第２移動情報を取得する移動情報取得部と、前記第１移動情報と前記第２移動情報とに基づいて前記カメラの異常を判定する異常判定部と、前記除去処理の処理状況に基づいて前記特徴点を用いた処理の信頼度を判定する信頼度判定部と、を備える構成（第１の構成）になっている。

上記第１の構成の異常検出装置において、前記信頼度判定部で判定された前記信頼度に基づいて、前記カメラの異常を判定するか否かを決定する処理が行われる構成（第２の構成）であってよい。

上記第１又は第２の構成の異常検出装置において、前記信頼度判定部で判定された前記信頼度に基づいて、前記異常判定部における判定結果の信頼性をユーザに通知する構成（第３の構成）であってよい。

上記第１から第３のいずれかの構成の異常検出装置において、前記信頼度判定部は、前記除去処理によって除去された前記オプティカルフローの数と、所定の閾値との比較に基づいて前記信頼度を決定する構成（第４の構成）であってよい。

上記第１から第３のいずれかの構成の異常検出装置において、前記信頼度判定部は、前記除去処理によって除去された前記オプティカルフローの数の、前記フロー導出部で導出された前記オプティカルフローの総数に対する比率と、所定の閾値との比較に基づいて前記信頼度を決定する構成（第５の構成）であることが好ましい。

上記第４又は第５の異常検出装置において、前記所定の閾値は、複数の閾値で構成され、前記信頼度は、少なくとも３つの段階に分かれている構成（第６の構成）であってよい。

上記第１から第６のいずれかの構成の異常検出装置において、複数種類の前記所定の条件が設定され、複数種類の前記除去処理が実行され、前記信頼度判定部は、複数種類の前記除去処理のそれぞれに対して前記信頼度に関する個別処理を行い、複数の前記個別処理の結果に基づき前記信頼度を決定する構成（第７の構成）であってよい。

上記第１から第７のいずれかの構成の異常検出装置において、前記信頼度判定部の判定結果に応じて、前記特徴点の抽出領域の変更が行われ、前記第１移動情報を推定する処理が再度行われる構成（第８の構成）であってよい。

上記第１から第８のいずれかの構成の異常検出装置において、前記移動情報取得部は、前記移動体に設けられる前記カメラ以外のセンサから得られる情報に基づいて前記第２移動情報を取得する構成（第９の構成）であってよい。

上記第１から第９のいずれかの構成の異常検出装置において、前記異常は、前記カメラの取付けのずれが生じた状態である構成（第１０の構成）が好ましい。

上記目的を達成するために本発明の異常検出方法は、移動体に搭載されたカメラの異常を検出する異常検出方法であって、前記カメラの画像から抽出された特徴点ごとにオプティカルフローを導出するフロー導出工程と、前記フロー導出工程で導出された前記オプティカルフローの中から所定の条件に基づいて前記オプティカルフローの除去処理を行い、前記除去処理後に残った前記オプティカルフローに基づき前記移動体の第１移動情報を推定する移動情報推定工程と、前記第１移動情報の比較対象となる前記移動体の第２移動情報を取得する移動情報取得工程と、前記第１移動情報と前記第２移動情報とに基づいて前記カメラの異常を判定する異常判定工程と、前記除去処理の処理状況に基づいて前記特徴点を用いた処理の信頼度を判定する信頼度判定工程と、を備える構成（第１１の構成）になっている。

本発明によると、移動体に搭載されたカメラの異常検出の信頼性を向上することができる。

異常検出システムの構成を示すブロック図 車載カメラが車両に配置される位置を例示する図 異常検出装置によるカメラずれの検出フローの一例を示すフローチャート 特徴点を抽出する手法を説明するための図 第１オプティカルフローを導出する手法を説明するための図 座標変換処理を説明するための図 移動情報推定部によって生成された第１ヒストグラムの一例を示す図 移動情報推定部によって生成された第２ヒストグラムの一例を示す図 カメラずれが発生した場合のヒストグラムの変化を例示する図 異常判定部によって行われるカメラずれ判定処理の一例を示すフローチャート フロントカメラで撮影された撮影画像を用いて生成された第１ヒストグラムを例示する図 信頼度判定部によって行われる信頼度の判定処理の一例を示すフローチャート 信頼度の判定結果に基づいて行われる処理の一例を示すフローチャート 信頼度の判定処理の変形例を示すフローチャート 信頼度の判定結果に基づいて行われる処理の変形例を示すフローチャート

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明では、移動体として車両を例にとり説明するが、移動体は車両に限定される趣旨ではない。車両には、例えば自動車、電車、無人搬送車等の車輪のついた乗り物が広く含まれる。車両以外の移動体として、例えば船舶や航空機等が挙げられる。

また以下の説明では、車両の直進進行方向であって、運転席からハンドルに向かう方向を「前方向」とする。また、車両の直進進行方向であって、ハンドルから運転席に向かう方向を「後方向」とする。また、車両の直進進行方向及び鉛直線に垂直な方向であって、前方向を向いている運転者の右側から左側に向かう方向を「左方向」とする。また、車両の直進進行方向及び鉛直線に垂直な方向であって、前方向を向いている運転者の左側から右側に向かう方向を「右方向」とする。

＜１．異常検出システム＞
図１は、本発明の実施形態に係る異常検出システムＳＹＳの構成を示すブロック図である。本実施形態において、異常は、カメラの取付けのずれが生じた状態である。すなわち、異常検出システムＳＹＳは、車両に搭載されたカメラの取付けのずれを検出するシステムである。詳細には、異常検出システムＳＹＳは、例えば、車両の工場出荷時における車両へのカメラの取付け状態等の、基準となる取付け状態からのカメラのずれを検出するシステムである。図１に示すように、異常検出システムＳＹＳは、異常検出装置１と、撮影部２と、入力部３と、センサ部４とを備える。

異常検出装置１は、車両に搭載されたカメラの異常を検出する装置である。詳細には、異常検出装置１は、車両に搭載されたカメラの取付けのずれを検出する装置である。取付けのずれには、取付け位置のずれや取付け角度のずれが含まれる。異常検出装置１を用いることによって、車両に搭載されたカメラの取付けのずれを迅速に検出することができ、例えば、カメラずれが生じた状態で運転支援等が行われることを防止することができる。以下、車両に搭載されたカメラのことを「車載カメラ」と表現することがある。

異常検出装置１は、車載カメラを有する各車両に備えられる。異常検出装置１は、撮影部２に含まれる車載カメラ２１〜２４で撮影された撮影画像、および、当該装置１の外部に設けられるセンサ部４からの情報を処理して、車載カメラ２１〜２４の取付け位置や取付け角度のずれを検出する。異常検出装置１の詳細については後述する。

なお、異常検出装置１は、不図示の表示装置や運転支援装置に処理情報を出力してよい。表示装置は、異常検出装置１から出力される情報に基づいて、適宜、警告等を画面に表示してよい。運転支援装置は、異常検出装置１から出力される情報に基づいて、適宜、運転支援機能を停止したり、撮影情報の補正を行って運転支援を行ったりしてよい。運転支援装置は、例えば自動運転を支援する装置、自動駐車を支援する装置、緊急ブレーキを支援する装置等であってよい。

撮影部２は、車両周辺の状況を監視する目的で車両に設けられる。本実施形態では、撮影部２は、４つの車載カメラ２１〜２４を備える。各車載カメラ２１〜２４は、有線または無線によって異常検出装置１に接続される。図２は、車載カメラ２１〜２４が車両７に配置される位置を例示する図である。図２は、車両７を上から見た図である。図２に例示する車両は自動車である。

車載カメラ２１は車両７の前端に設けられる。このため、車載カメラ２１をフロントカメラ２１とも呼ぶ。フロントカメラ２１の光軸２１ａは車両７の前後方向に沿っている。フロントカメラ２１は車両７の前方向を撮影する。車載カメラ２２は車両７の後端に設けられる。このため、車載カメラ２２をバックカメラ２２とも呼ぶ。バックカメラ２２の光軸２２ａは車両７の前後方向に沿っている。バックカメラ２２は車両７の後方向を撮影する。フロントカメラ２１及びバックカメラ２２の取付け位置は、車両７の左右中央であることが好ましいが、左右中央から左右方向に多少ずれた位置であってもよい。

車載カメラ２３は車両７の左側ドアミラー７１に設けられる。このため、車載カメラ２３を左サイドカメラ２３とも呼ぶ。左サイドカメラ２３の光軸２３ａは車両７の左右方向に沿っている。左サイドカメラ２３は車両７の左方向を撮影する。車載カメラ２４は車両７の右側ドアミラー７２に設けられる。このため、車載カメラ２４を右サイドカメラ２４とも呼ぶ。右サイドカメラ２４の光軸２４ａは車両７の左右方向に沿っている。右サイドカメラ２４は車両７の右方向を撮影する。

各車載カメラ２１〜２４は魚眼レンズで構成され、水平方向の画角θは１８０°以上である。このため、車載カメラ２１〜２４によって、車両７の水平方向における全周囲を撮影することができる。なお、本実施形態では、車載カメラの数は４つであるが、この数は適宜変更されてよく、複数でも単数でもよい。例えば、車両７がバックで駐車することを支援する目的で車載カメラが搭載されている場合には、撮影部２が有する車載カメラは、バックカメラ２２、左サイドカメラ２３、右サイドカメラ２４の３つで構成されてよい。

図１に戻って、入力部３は、異常検出装置１に対する指示を入力可能とする。入力部３は、例えば、タッチパネル、ボタン、レバー等で構成されてよい。入力部３は、有線または無線によって異常検出装置１に接続される。

センサ部４は、車載カメラ２１〜２４が搭載される車両７に関する情報を検出する複数のセンサを有する。本実施形態では、センサ部４は、車速センサ４１と舵角センサ４２とを含む。車速センサ４１は、車両７の速度を検出する。舵角センサ４２は、車両７のステアリングホイール（ハンドル）の回転角を検出する。車速センサ４１および舵角センサ４２は、通信バス５０を介して異常検出装置１と繋がる。すなわち、車速センサ４１で取得された車両７の速度情報は、通信バス５０を介して異常検出装置１に入力される。舵角センサ４２で取得された車両７のステアリングホイールの回転角情報は、通信バス５０を介して異常検出装置１に入力される。なお、通信バス５０は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）バスであってよい。

＜２．異常検出装置＞
＜２−１．異常検出装置の概要＞
図１に示すように、異常検出装置１は、画像取得部１１と、制御部１２と、記憶部１３とを備える。

画像取得部１１は、４つの車載カメラ２１〜２４のそれぞれから、撮影画像を取得する。画像取得部１１は、アナログの撮影画像をデジタルの撮影画像に変換するＡ／Ｄ変換機能などの基本的な画像処理機能を有する。画像取得部１１は、取得した撮影画像に所定の画像処理を行い、処理後の撮影画像を制御部１２に入力する。

制御部１２は、例えばマイクロコンピュータであり、異常検出装置１の全体を統括的に制御する。制御部１２は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等を備える。記憶部１３は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリであり、各種の情報を記憶する。記憶部１３は、ファームウェアとしてのプログラムや各種のデータを記憶する。

詳細には、制御部１２は、フロー導出部１２１と、移動情報推定部１２２と、移動情報取得部１２３と、異常判定部１２４と、信頼度判定部１２５とを備える。すなわち、異常検出装置１は、フロー導出部１２１と、移動情報推定部１２２と、移動情報取得部１２３と、異常判定部１２４と、信頼度判定部１２５とを備える。制御部１２が備えるこれら各部１２１〜１２５の機能は、例えば記憶部１３に記憶されるプログラムに従ってＣＰＵが演算処理を行うことによって実現される。

なお、制御部１２のフロー導出部１２１、移動情報推定部１２２、移動情報取得部１２３、異常判定部１２４、および、信頼度判定部１２５の少なくともいずれか１つは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。また、フロー導出部１２１、移動情報推定部１２２、移動情報取得部１２３、異常判定部１２４、および、信頼度判定部１２５は、概念的な構成要素である。１つの構成要素が実行する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてよい。また、画像取得部１１は、制御部１２のＣＰＵがプログラムに従って演算処理を行うことによって実現される構成でもよい。

フロー導出部１２１は、カメラの画像から抽出された特徴点ごとにオプティカルフローを導出する。特徴点は、カメラによって撮影された画像中のエッジの交点など、撮影画像において際立って検出できる点である。特徴点は、例えば路面に描かれた白線のエッジ、路面上のひび、路面上のしみ、路面上の砂利等である。特徴点は、通常、１つの撮影画像の中に多数存在する。フロー導出部１２１は、例えば、ハリスオペレータ等の公知の手法を用いて撮影画像の特徴点を導出する。

オプティカルフローは、所定の時間間隔をあけて撮影された２つの画像間における特徴点の動きを示す動きベクトルである。本実施形態では、フロー導出部１２１によって導出されるオプティカルフローには、第１オプティカルフローと第２オプティカルフローとが含まれる。第１オプティカルフローは、カメラ２１〜２４の画像（画像そのもの）から取得されるオプティカルフローである。第２オプティカルフローは、第１オプティカルフローを座標変換して取得されるオプティカルフローである。本明細書では、同一の特徴点から導出される第１オプティカルフローＯＦ１と第２オプティカルフローＯＦ２とについて、特に区別する必要がない場合に、単にオプティカルフローと記載することがある。

なお、本実施形態では、車両７は４つの車載カメラ２１〜２４を有する。このために、フロー導出部１２１は、各車載カメラ２１〜２４について、オプティカルフローを特徴点ごとに導出する。また、フロー導出部１２１は、カメラ２１〜２４の画像から抽出された各特徴点を座標変換して上述の第２オプティカルフローに相当するオプティカルフローをいきなり導出する構成であってもよい。この場合、フロー導出部１２１は上述の第１オプティカルフローの導出は行わず、一種類のオプティカルフローのみを導出することになる。

移動情報推定部１２２は、フロー導出部１２１で導出されたオプティカルフローに基づき車両７の第１移動情報を推定する。本実施形態では、移動情報推定部１２２は、複数の第２オプティカルフローを統計処理して、第１移動情報を推定する。なお、本実施形態では、車両７が４つの車載カメラ２１〜２４を有するために、移動情報推定部１２２は、車載カメラ２１〜２４ごとに、車両７の第１移動情報を推定する。移動情報推定部１２２が行う統計処理は、ヒストグラムを用いた処理である。ヒストグラムを用いた第１移動情報の推定処理の詳細については後述する。

なお、第１移動情報は、本実施形態では車両７の移動距離である。ただし、第１移動情報は移動距離以外であってよい。第１移動情報は、例えば車両７の速度（車速）等であってよい。

また、本実施形態では、詳細には、移動情報推定部１２２は、フロー導出部１２１で導出されたオプティカルフローの中から所定の条件に基づいてオプティカルフローの除去処理を行う。そして、移動情報推定部１２２は、除去処理後に残ったオプティカルフローに基づき車両７の第１移動情報を推定する。除去処理の詳細については後述する。

移動情報取得部１２３は、第１移動情報の比較対象となる車両７の第２移動情報を取得する。本実施形態では、移動情報取得部１２３は、車両７に設けられるカメラ２１〜２４以外のセンサから得られる情報に基づいて第２移動情報を取得する。詳細には、移動情報取得部１２３は、センサ部４から得られる情報に基づいて第２移動情報を取得する。本実施形態では、第１移動情報が移動距離であるために、第１移動情報の比較対象となる第２移動情報も移動距離である。移動情報取得部１２３は、車速センサ４１から得られる車速に所定の時間を乗じて移動距離を得る。本実施形態によれば、車両７が通常備えるセンサを用いてカメラずれを検出することができるために、カメラずれを検出するために必要となる設備コストを抑制することができる。

なお、第１移動情報が移動距離の代わりに車速である場合には、第２移動情報も車速とすればよい。また、移動情報取得部１２３は、車速センサ４１の代わりにＧＰＳ（Global Positioning System）受信機から取得される情報に基づいて第２移動情報を取得してもよい。また、移動情報取得部１２３は、カメラずれの検出対象となる車載カメラ以外の少なくとも１つの車載カメラから得られる情報に基づいて第２移動情報を取得する構成としてもよい。この場合、移動情報取得部１２３は、カメラずれの検出対象となる車載カメラ以外の車載カメラから得られるオプティカルフローに基づいて第２移動情報を取得してよい。

異常判定部１２４は、第１移動情報と第２移動情報とに基づいてカメラ２１〜２４の異常を判定する。本実施形態では、異常判定部１２４は、第２移動情報として得られた移動距離を正解値として、当該正解値に対して第１移動情報として得られた移動距離のずれの大きさを判定する。当該ずれの大きさが所定の閾値を超える場合に、異常判定部１２４はカメラずれを検出する。なお、本実施形態では、車両７が４つの車載カメラ２１〜２４を有するために、異常判定部１２４は、車載カメラ２１〜２４ごとに異常の判定を行う。

信頼度判定部１２５は、詳細は後述する除去処理の処理状況に基づいて、カメラ画像から抽出された特徴点を用いた処理の信頼度を判定する。本実施形態では、信頼度判定部１２５は、オプティカルフローを導出する処理と、第１移動情報を推定する処理と、カメラの異常を判定する処理とを含む一連の処理の信頼度を判定する。信頼度は、カメラの異常判定を行った後に求めることもできるが、カメラの異常判定を行う前にも求めることができる。信頼度は、例えば、第１移動情報の推定前或いは推定後に求められてもよい。

信頼度を求めることによって、カメラずれに関して信頼性の低い情報を異常検出装置１から外部に発信することを避けることができ、異常検出装置１によるカメラの異常検出の信頼性を向上することができる。例えば、カメラずれに関して、信頼性の低い判定結果をユーザに通知することを辞めることができる。また、信頼性の低い判定結果に基づいて自動運転の中止や継続を判定することを避けることができる。信頼度判定部１２５における信頼度の判定処理の詳細については後述する。

図３は、異常検出装置１によるカメラずれの検出フローの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、４つの車載カメラ２１〜２４のそれぞれについて、図３に示すカメラずれの検出フローが実施される。重複説明を避けるために、ここでは、フロントカメラ２１の場合を代表例として、カメラずれの検出フローを説明する。

図３に示すように、まず、制御部１２は、フロントカメラ２１を搭載する車両７が直進しているか否かを監視する（ステップＳ１）。車両７が直進しているか否かは、例えば、舵角センサ４２から得られるステアリングホイールの回転角情報に基づいて判断することができる。例えば、ステアリングホイールの回転角がゼロの時に車両７が完全にまっすぐに進むとした場合に、回転角がゼロの場合だけなく、回転角がプラス方向とマイナス方向の一定範囲内の回転である場合を含めて、車両７が直進していると判断してよい。なお、直進には、前進方向の直進と、後退方向の直進との両方が含まれる。

制御部１２は、車両７の直進を検出するまで、ステップＳ１の監視を繰り返す。車両７が直進走行しない限り、カメラずれを判定するための情報が取得されない。これによれば、車両７の進行方向が曲がっている場合の情報を用いてカメラずれの判定が行われないために、カメラずれを判定するための情報処理が複雑になることを避けられる。

車両７が直進していると判断される場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、制御部１２は、車両７の速度が所定速度範囲内であるか否かを確認する（ステップＳ２）。所定速度範囲は、例えば時速３ｋｍ以上５ｋｍ以下としてよい。本実施形態では、車両７の速度は車速センサ４１によって取得することができる。なお、ステップＳ１とステップＳ２とは、順番が入れ替わってもよい。また、ステップＳ１とステップＳ２とは同時に処理が行われてもよい。

制御部１２は、車両７の速度が所定速度範囲外である場合（ステップＳ２でＮｏ）、ステップＳ１に戻って車両７の直進判断を行う。すなわち、本実施形態では、車両７の速度が所定速度範囲内でない限り、カメラずれを判定するための情報が取得されない。例えば、車両７の速度が速すぎると、オプティカルフローの導出に際して誤差が生じやすくなる。一方で、車両７の速度が遅すぎると、車速センサ４１から取得される車両７の速度の信頼性が低下する。この点、本実施形態の構成によれば、車両７の速度が速すぎる場合や遅すぎる場合を除いてカメラずれの判定を行うことができるために、カメラずれの判定の信頼性を向上することができる。

なお、所定速度範囲は設定変更可能であることが好ましい。これによれば、所定速度範囲を各車両に適した値にすることができ、カメラずれの判定の信頼性を向上することができる。本実施形態では、所定速度範囲の設定は入力部３によって行うことができる。

車両７が所定速度範囲内で走行していると判断される場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、フロー導出部１２１によって特徴点の抽出が行われる（ステップＳ３）。フロー導出部１２１による特徴点の抽出は、車両７が所定速度範囲内で安定して走行している場合に行われることが好ましい。

図４は、特徴点ＦＰを抽出する手法を説明するための図である。図４は、フロントカメラ２１で撮影される撮影画像Ｐを模式的に示している。特徴点ＦＰは路面ＲＳ上に存在する。図４においては、特徴点ＦＰの数は２つとされているが、この数は便宜的なものであり、実際の数を示すものではない。通常、多数の特徴点が取得される。

図４に示すように、フロー導出部１２１は、特徴点ＦＰを撮影画像Ｐの所定の抽出領域（ＲＯＩ（Region of Interest）と呼ばれることがある）ＥＲ内で抽出する。換言すると、特徴点ＦＰは、カメラ２１の画像の所定の抽出領域ＥＲから抽出される。所定の抽出領域ＥＲは、例えば、撮影画像Ｐの中心部Ｃを含む広範囲に設定される。これにより、特徴点ＦＰの発生箇所が均一でなく偏った範囲に偏在する場合でも、特徴点ＦＰを抽出することができる。なお、所定の抽出領域ＥＲは、車両７のボディＢＯが映る領域は避けて設定される。

特徴点ＦＰが抽出されると、フロー導出部１２１は、抽出した特徴点ＦＰごとに第１オプティカルフローを導出する（ステップＳ４）。図５は、第１オプティカルフローＯＦ１を導出する手法を説明するための図である。図５は、図４と同様に便宜的に示された模式図である。図５は、図４に示す撮影画像（前フレームＰ）の撮影後、所定時間が経過した後にフロントカメラ２１で撮影された撮影画像（現フレームＰ´）である。図４に示す撮影画像Ｐの撮影後、所定時間が経過するまでの間に、車両７は後退している。図５に示す破線の丸印は、図４に示す撮影画像Ｐの撮影時点における特徴点ＦＰの位置を示す。

図５に示すように、車両７が後退すると、車両７の前方に存在する特徴点ＦＰは車両７から離れる。すなわち、特徴点ＦＰは、現フレームＰ´と前フレームＰとで異なる位置に現れる。フロー導出部１２１は、現フレームＰ´の特徴点ＦＰと前フレームＰの特徴点ＦＰとを、その近傍の画素値に基づいて対応付け、対応付けた特徴点ＦＰのそれぞれの位置に基づいて第１オプティカルフローＯＦ１を導出する。

第１オプティカルフローＯＦ１が導出されると、フロー導出部１２１は、カメラ座標系で得られた各第１オプティカルフローＯＦ１を座標変換して、ワールド座標系の第２オプティカルフローＯＦ２を導出する（ステップＳ５）。図６は、座標変換処理を説明するための図である。図６に示すように、フロー導出部１２１は、フロントカメラ２１の位置（視点ＶＰ１）から見た第１オプティカルフローＯＦ１を、車両７が存在する路面の上方の視点ＶＰ２から見た第２オプティカルフローＯＦ２に変換する。フロー導出部１２１は、撮影画像Ｐにおける各第１オプティカルフローＯＦ１を、路面に相当する仮想平面ＲＳ_Ｖに投影することで、ワールド座標系の第２オプティカルフローＯＦ２に変換する。第２オプティカルフローＯＦ２は、車両７の路面ＲＳ上の動きベクトルであり、その大きさは車両７の路面上の移動量を示す。

次に、移動情報推定部１２２は、フロー導出部１２１で導出された複数の第２オプティカルフローＯＦ２に基づいてヒストグラムを生成する（ステップＳ６）。本実施形態では、移動情報推定部１２２は、各第２オプティカルフローＯＦ２を前後方向と左右方向との２成分に分けて、第１ヒストグラムと第２ヒストグラムとを生成する。図７は、移動情報推定部１２２によって生成された第１ヒストグラムＨＧ１の一例を示す図である。図８は、移動情報推定部１２２によって生成された第２ヒストグラムＨＧ２の一例を示す図である。図７および図８はカメラずれが発生していない場合に得られたヒストグラムを示す。

なお、本実施形態では、移動情報推定部１２２は、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の生成前に、フロー導出部１２１で導出された全ての第２オプティカルフローＯＦ２の中から所定の条件に基づいて少なくとも一部の第２オプティカルフローＯＦ２を除去する除去処理を行う。移動情報推定部１２２は、除去処理後に残った第２オプティカルフローＯＦ２を用いてヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の生成を行う。除去処理の詳細は後述する。

図７に示す第１ヒストグラムＨＧ１は、各第２オプティカルフローＯＦ２の前後方向成分に基づいて得られたヒストグラムである。第１ヒストグラムＨＧ１は、第２オプティカルフローＯＦ２の数を度数とし、前後方向への移動距離（第２オプティカルフローＯＦ２の前後方向成分の長さ）を階級とするヒストグラムである。図８に示す第２ヒストグラムＨＧ２は、第２オプティカルフローＯＦ２の左右方向成分に基づいて得られたヒストグラムである。第２ヒストグラムＨＧ２は、第２オプティカルフローＯＦ２の数を度数とし、左右方向への移動距離（第２オプティカルフローＯＦ２の左右方向成分の長さ）を階級とするヒストグラムである。

図７および図８は、カメラずれが発生しておらず、車両７が所定速度範囲で後方に直進した場合に得られたヒストグラムである。このために、第１ヒストグラムＨＧ１は、後方側の特定の移動距離（階級）に偏って度数が多くなる正規分布形状になっている。一方、第２ヒストグラムＨＧ２は、移動距離ゼロの近傍の階級に偏って度数が多くなる正規分布形状になっている。

図９は、カメラずれが発生した場合のヒストグラムの変化を例示する図である。図９は、フロントカメラ２１がチルト方向（鉛直方向）に回転してずれた場合を例示する。図９において、上段（ａ）はカメラずれが発生していない場合（正常時）の第１ヒストグラムＨＧ１であり、下段（ｂ）はカメラずれが発生した場合の第１ヒストグラムＨＧ１である。フロントカメラ２１のチルト方向の回転ずれは、主に第２オプティカルフローＯＦ２の前後方向成分に影響を与える。図９に示す例では、フロントカメラ２１のチルト方向の回転ずれによって、度数が大きくなる階級が正常時に比べて前方側にずれている。

なお、フロントカメラ２１のチルト方向の回転ずれは、第２オプティカルフローＯＦ２の左右方向成分に対する影響は小さい。このために、図示は省略するが、第２ヒストグラムＨＧ２のカメラずれ前後の変化は、第１ヒストグラムＨＧ１の場合に比べて小さい。ただし、これは、フロントカメラ２１がチルト方向にずれた場合の話であり、フロントカメラ２１が、例えばパン方向（水平方向）やロール方向（光軸を中心とする回転方向）等にずれを生じた場合には、異なったヒストグラム変化が発生する。

移動情報推定部１２２は、生成したヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２によって車両７の第１移動情報を推定する（ステップＳ７）。本実施形態では、移動情報推定部１２２は、第１ヒストグラムＨＧ１によって、車両７の前後方向の移動距離を推定する。移動情報推定部１２２は、第２ヒストグラムＨＧ２によって、車両７の左右方向の移動距離を推定する。すなわち、移動情報推定部１２２は、第１移動情報として、車両７の前後方向および左右方向の移動距離を推定する。これによれば、車両７の前後方向および左右方向の移動距離の推定値を用いてカメラずれの検出を行うことができるために、カメラずれの検出結果の信頼性を向上することができる。

なお、本実施形態では、移動情報推定部１２２は、所定の条件に基づいて、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の一部の階級に属するオプティカルフローを、第１移動情報の推定に用いる対象から除外する。すなわち、移動情報推定部１２２は、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の生成前のみならず、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の生成後にもオプティカルフローの除去処理を行う。移動情報推定部１２２は、除去処理後のヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２を用いて第１移動情報の推定を行う。除去処理の詳細は後述する。

本実施形態では、移動情報推定部１２２は、第１ヒストグラムＨＧ１の中央値（メジアン）を前後方向の移動距離の推定値とする。移動情報推定部１２２は、第２ヒストグラムＨＧ２の中央値を左右方向の移動距離の推定値とする。ただし、移動情報推定部１２２による推定値の決定方法は、これに限定されない。移動情報推定部１２２は、例えば、各ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の度数が最大となる階級の移動距離を推定値としてもよい。また、移動情報推定部１２２は、例えば、各ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２において、移動距離の平均値を推定値としてもよい。

なお、図９に示す例では、一点鎖線はフロントカメラ２１が正常である場合の前後方向の移動距離の推定値を示し、二点鎖線はカメラずれが発生した場合の前後方向の移動距離の推定値を示す。図９に示すように、カメラずれの発生によって、前後方向の移動距離の推定値に差Δが生じていることがわかる。

移動情報推定部１２２で車両７の第１移動情報の推定値が得られると、異常判定部１２４は、当該推定値と、移動情報取得部１２３で取得された第２移動情報とを比較してフロントカメラ２１のずれ判定を行う（ステップＳ８）。

なお、移動情報取得部１２３は、第２移動情報として、車両７の前後方向および左右方向の移動距離を取得する。本実施形態では、移動情報取得部１２３は、センサ部４から取得される情報に基づいて車両７の前後方向および左右方向の移動距離を取得する。移動情報取得部１２３が第２移動情報を取得するタイミングは特に限定されるものではないが、移動情報取得部１２３は、例えば、移動情報推定部１２２による第１移動情報の推定処理と並行して第２移動情報を取得する処理を行ってよい。

本実施形態では、車両７が前後方向に直進している場合に得られる情報に基づいて、ずれの判定が行われる。このために、移動情報取得部１２３が取得する左右方向の移動距離はゼロになる。移動情報取得部１２３は、オプティカルフローを導出するための２つの撮影画像の撮影時間間隔と、当該時間間隔における車速センサ４１によって得られる車両７の速度とによって、前後方向の移動距離を算出する。

図１０は、異常判定部１２４によって行われるカメラずれ判定処理の一例を示すフローチャートである。まず、異常判定部１２４は、車両７の前後方向の移動距離について、移動情報推定部１２２で求めた推定値と、移動情報取得部１２３で取得した取得値との差の大きさが、閾値αより小さいか否かを確認する（ステップＳ１１）。両者の差の大きさが閾値α以上である場合（ステップＳ１１でＮｏ）、異常判定部１２４は、フロントカメラ２１の取付け状態が異常であり、カメラずれが生じていると判定する（ステップＳ１５）。一方、両者の差の大きさが閾値αより小さい場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、異常判定部１２４は、車両７の前後方向の移動距離からは異常が検出されないと判定する。

車両７の前後方向の移動距離から異常が検出されない場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、異常判定部１２４は、車両７の左右方向の移動距離について、移動情報推定部１２２で求めた推定値と、移動情報取得部１２３で取得した取得値との差の大きさが、閾値βより小さいか否かを確認する（ステップＳ１２）。両者の差の大きさが閾値β以上である場合（ステップＳ１２でＮｏ）、異常判定部１２４は、フロントカメラ２１の取付け状態が異常であり、カメラずれが生じていると判定する（ステップＳ１５）。一方、両者の差の大きさが閾値βより小さい場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、異常判定部１２４は、左右方向の移動距離からは異常が検出されないと判定する。

車両７の左右方向の移動距離からも異常が検出されない場合、異常判定部１２４は、車両７の前後方向および左右方向の移動距離に基づいて得られる特定値について、第１移動情報から得られる値と、第２移動情報から得られる値との差の大きさが、閾値γより小さいか否かを確認する（ステップＳ１３）。本実施形態では、特定値は、車両７の前後方向の移動距離を二乗して得られる値と、左右方向の移動距離を二乗して得られる値との和の平方根値である。ただし、これは例示にすぎず、特定値は、例えば、車両７の前後方向の移動距離を二乗して得られる値と、左右方向の移動距離を二乗して得られる値との和であってもよい。

第１移動情報から得られる特定値と、第２移動情報から得られる特定値との差の大きさが閾値γ以上である場合（ステップＳ１３でＮｏ）、異常判定部１２４は、フロントカメラ２１の取付け状態が異常であり、カメラずれが生じていると判定する（ステップＳ１５）。一方、両者の差の大きさが閾値γより小さい場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、異常判定部１２４は、フロントカメラ２１の取付け状態は正常であると判定する（ステップＳ１４）。

本実施形態では、車両７の前後方向の移動距離、左右方向の移動距離、および、特定値のうち、いずれか１つでも、異常が認められると、カメラずれが発生していると判定する。これによれば、カメラずれが発生しているにもかかわらず、カメラずれが発生していないと判定する可能性を低減できる。ただし、これは例示である。例えば、車両７の前後方向の移動距離、左右方向の移動距離、および、特定値の全てにおいて異常が認められる場合に限って、カメラずれが発生していると判定する構成としてもよい。カメラずれの判定基準は、入力部３によって適宜変更することができることが好ましい。

本実施形態では、車両７の前後方向の移動距離、左右方向の移動距離、および、特定値について、順番に比較を行う構成としたが、これらの比較は同じタイミングで行われてもよい。また、前後方向の移動距離、左右方向の移動距離、および、特定値について、順番に比較を行う構成の場合、その順番は特に限定されず、図１０に示す順番とは異なる順番で比較が行われてもよい。また、本実施形態では、車両７の前後方向の移動距離、左右方向の移動距離、および、特定値を用いてずれ判定を行う構成としたが、これは例示にすぎない。例えば、車両７の前後方向の移動距離、左右方向の移動距離、および、特定値のうちのいずれか１つ、或いは、いずれか２つを用いてずれ判定を行う構成としてもよい。

本実施形態では、移動情報推定部１２２によって第１移動情報が得られるたびに、ずれ判定を行う構成としているが、これも例示にすぎない。移動情報推定部１２２による第１移動情報の推定処理が複数回行われた後にカメラずれの判定処理が行われる構成としてもよい。例えば、異常判定部１２４は、移動情報推定部１２２による第１移動情報の推定処理が所定回数行われた時点で、所定回数の第１移動情報（移動距離）を累積して得られた累積値を用いてずれ判定を行う構成としてよい。この際、第１移動情報の累積値と比較されるのは、各第１移動情報の比較対象となる第２移動情報の累積値である。

本実施形態では、異常判定部１２４によって、カメラずれが生じていると一度判定されただけで、カメラずれが発生しているとの判定を確定し、カメラずれを検出する構成としている。これに限らず、異常判定部１２４によってカメラずれが生じていると判定された場合に、少なくとも１回、再判定を行い、再判定によって更にカメラずれが生じていると判定された場合に、カメラずれが発生しているとの判定を確定してもよい。

なお、カメラずれが検出された場合、異常検出装置１は、そのことを運転者等に報知するための処理を行うことが好ましい。また、異常検出装置１は、車載カメラ２１〜２４からの情報を用いて運転支援を行う運転支援装置に、カメラずれが発生していることを通知する処理を行うことが好ましい。本実施形態では、４つの車載カメラ２１〜２４が存在するが、４つの車載カメラ２１〜２４のうちの１つでもカメラずれが発生した場合には、上記報知処理及び通知処理を行うことが好ましい。

＜２−２．除去処理＞
次に、移動情報推定部１２２によって実施される除去処理について詳細に説明する。なお、異常検出装置１は、各車載カメラ２１〜２４のカメラずれの検出処理を行う際に、必要に応じて移動情報推定部１２２による除去処理を行う。各車載カメラ２１〜２４のカメラずれの検出処理において実行される除去処理は同様の処理である。

図１１は、フロントカメラ２１で撮影された撮影画像を用いて生成された第１ヒストグラムＨＧ１を例示する図である。フロー導出部１２１で導出されるオプティカルフローは、路面状況等の影響を受け易く、フロー導出部１２１で導出されるオプティカルフローには、車両７の動きを正確に反映していないオプティカルフロー（以下、「誤フロー」と記載する）が含まれることがある。図１１に示す例では、誤フローが多く、ヒストグラムの分布にばらつきが見られる。

図１１に示すようなヒストグラムに基づいて第１移動情報の推定を行うと、推定値は本来の値から大きくずれる可能性がある。このために、本実施形態では、所定の条件に基づいて誤フローと推定されるオプティカルフローを除去する除去処理を行い、除去処理後に残ったオプティカルフローに基づき第１移動情報の推定を行う構成になっている。なお、本実施形態の手法は、車載カメラ２１〜２４の大きなずれを検出するよりも、比較的小さなずれを検出するのに好適である。

本実施形態では、複数種類の所定の条件が設定されている。複数種類の所定の条件が設定されているために、本実施形態では、複数種類の除去処理が実行される。本実施形態では、複数種類の所定の条件として、以下に示す第１除去条件〜第６除去条件の６種類の条件が含まれる。ただし、所定の条件は、６種類である必要はなく、１種類であってもよいし、６種類以外の複数であってもよい。また、以下に示す６種類の除去条件は例示であり、他の条件が除去条件とされてもよい。

第１除去条件は、第２オプティカルフローＯＦ２の前後方向および左右方向の長さに関する条件である。本実施形態では、オプティカルフローの導出は、車両７が所定速度範囲で直進している場合に取得された画像のみを用いて行われる。このために、所定速度範囲から予想される前後方向の長さから大きくかけ離れた第２オプティカルフローＯＦ２は誤フローの可能性が高い。このために、第２オプティカルフローＯＦ２の前後方向の長さが所定の前後方向長さ閾値以上である場合には、当該第２オプティカルフローＯＦ２は、誤フローである可能性が高いとして、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の生成に用いられない。

また、左右方向の長さがゼロから大きくかけ離れた第２オプティカルフローＯＦ２は誤フローである可能性が高い。このために、第２オプティカルフローＯＦ２の左右方向の長さが所定の左右方向の長さ閾値以上である場合には、当該第２オプティカルフローＯＦ２は誤フローである可能性が高いとして、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の生成に用いられない。なお、本実施形態では、第１除去条件の判断に第２オプティカルフローＯＦ２が用いられているが、場合によっては第１オプティカルフローＯＦ１が用いられてもよい。

第２除去条件は、導出したオプティカルフローの位置に関する条件である。車両７の移動後の特徴点ＦＰの位置が所定の抽出領域（ＲＯＩ）ＥＲの外に位置すると、導出された第１オプティカルフローＯＦ１が所定の抽出領域ＥＲの内側と外側とに跨る。所定の抽出領域ＥＲの外側から抽出される特徴点ＦＰは、特徴点ＦＰの抽出処理に関して信頼性が疑わしい。このために、所定の抽出領域ＥＲの内側と外側に跨がる第１オプティカルフローＯＦ１を座標変換して得られる第２オプティカルフローＯＦ２は、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の生成に用いられない。なお、所定の抽出領域ＥＲの内側と外側に跨がる第１オプティカルフローＯＦ１が導出された時点で、第２オプティカルフローＯＦ２の導出を行わずに除去処理を行ってもよい。

第３除去条件は、第２オプティカルフローＯＦ２の前後方向と左右方向の長さの関係に関する条件である。上述のように、本実施形態では、オプティカルフローの導出は、車両７が所定速度範囲で直進している場合に取得された画像のみを用いて行われる。そして、所定速度範囲は、一例として時速３ｋｍ以上５ｋｍ以下としている。このために、第２オプティカルフローＯＦ２の左右方向の長さが前後方向の長さより大きくなった場合には、当該第２オプティカルフローＯＦ２は誤フローである可能性が高い。このような第２オプティカルフローＯＦ２はヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の生成に用いられない。なお、本実施形態では、第３除去条件の判断に第２オプティカルフローＯＦ２が用いられているが、場合によっては第１オプティカルフローＯＦ１が用いられてもよい。

第４除去条件は、第２オプティカルフローＯＦ２と、車両７の変速装置のシフトレバーの操作位置との関係に関する条件である。なお、シフトレバーの操作位置は、センサ部４に含まれる不図示のシフトセンサから取得することができる。シフトレバーが前進位置か後退位置かで第２オプティカルフローＯＦ２が本来向く向きは決まる。フロントカメラ２１の場合、シフトレバーが前進位置である際には、第２オプティカルフローＯＦ２の向きは前方から後方に向かう向きになり、シフトレバーが後退位置である際には、第２オプティカルフローＯＦ２の向きは後方から前方に向かう向きになる。このために、シフトレバーの位置を確認して、当該シフトレバーの位置から予想される向きと反対方向に向く第２オプティカルフローＯＦ２は誤フローである可能性が高い。このような第２オプティカルフローＯＦ２はヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の生成に用いられない。なお、本実施形態では、第４除去条件の判断に第２オプティカルフローＯＦ２が用いられているが、場合によっては第１オプティカルフローＯＦ１が用いられてもよい。

第５除去条件は、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の度数に関する条件である。ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の度数が極端に小さい階級に属するオプティカルフローは信頼性が疑わしい。このために、第１移動情報の推定に際して、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の度数が所定の度数閾値以下となる階級に属するオプティカルフローは除去される。なお、第５除去条件による除去処理は、第１ヒストグラムＨＧ１と第２ヒストグラムＨＧ２との両方に対して実行され、第１ヒストグラムＨＧ１を用いて除去されることに決定されたオプティカルフローは、第２ヒストグラムＨＧ２でも除去されることが好ましい。逆に、第２ヒストグラムＨＧ２を用いて除去されることに決定されたオプティカルフローは、第１ヒストグラムＨＧ１でも除去されることが好ましい。

第６除去条件は、先に行われた第１移動情報の推定結果を考慮した条件である。先に行われた第１移動情報の推定値を含むヒストグラムの階級を中心として、所定範囲を超える階級に属するオプティカルフローは除去される。先の推定値を含む階級から大きくかけ離れた階級に属するオプティカルフローは誤フローの可能性が高いためである。なお、第６除去条件を用いた除去処理は、第１ヒストグラムＨＧ１と第２ヒストグラムＨＧ２のうち、少なくとも第１ヒストグラムＨＧ１を用いて実施されることが好ましい。

なお、複数の除去条件にしたがった各除去処理は、例えば順番に実施される。除去処理の順番は、特に限定されるものではないが、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２に生成前に実施される第１除去条件から第４除去条件にしたがった４つの除去処理は、ヒストグラムＨＧ１、ＨＧ２の生成後に実施される２つの除去処理の前に行われる。各除去処理が順番に行われる場合、先の除去処理で除去されたオプティカルフローは、後の除去処理で再度除去対象になることはない。ただし、各除去処理は並行して実施されてもよい。この場合、除去処理間で、除去の対象となるオプティカルフローが重複する場合がある。

＜２−３．信頼度判定＞
上述の除去処理の導入によって、第１移動情報の推定精度を向上することができる。ただし、上述の除去処理を導入しても、信頼性の低い第１移動情報が得られることがあることがわかった。例えば、車載カメラ２１〜２４のＡＧＣ（Auto Gain Control）機能によってゲインの調整値が大きく変動した直後等に、除去処理によって大量のオプティカルフローが除去されて第１移動情報の推定値を精度良く求めることができないことがあった。なお、ＡＧＣ機能によるゲインの調整値の大きな変動は、例えば、車両７がトンネルに入ったり、トンネルから出たりした場合に生じる。このような事態に鑑み、本実施形態の異常検出装置１は、上述のように、除去処理の状況に基づいて信頼度を判定する信頼度判定部１２５を備える構成になっている。

なお、信頼度判定部１２５による信頼度の判定処理は、各車載カメラ２１〜２４のカメラずれの検出処理で同様に行われる。

図１２は、信頼度判定部１２５によって行われる信頼度の判定処理の一例を示すフローチャートである。信頼度判定部１２５は、除去処理によって除去されたオプティカルフローの数を算出する（ステップＳ２１）。本実施形態では、６つの除去条件にしたがった各除去処理は順次実施される。信頼度判定部１２５は、各除去処理で除去されたオプティカルフローの数を足し合わせて、複数種類の除去処理によって除去されたオプティカルフローの総数を算出する。なお、例えば、複数種類の除去処理が並行して実施される構成の場合には、除去対象となるオプティカルフローが重複して発生する場合がある。各除去処理間で重複して除去対象となったオプティカルフローについては、除去数のカウントは１とし、複数カウントしない。

信頼度判定部１２５は、除去対象となったオプティカルフローの数（除去数）を求めると、当該除去数の、フロー導出部１２１によって同一の撮影画像から導出されたオプティカルフローの総数に対する比率を算出する（ステップＳ２２）。例えば、除去対象となったオプティカルフローの数が１００で、フロー導出部１２１によって同一の撮影画像から導出された全てのオプティカルフローの数が１０００であれば、比率は１０％になる。

信頼度判定部１２５は、算出した比率と所定の信頼度閾値とを比較する（ステップＳ２３）。所定の信頼度閾値は、１つの閾値のみで構成されてもよいが、段階的に設定された複数の閾値で構成されてもよい。本実施形態では、所定の信頼度閾値は複数の閾値で構成される。所定の信頼度閾値は、例えば実験やシミュレーションによって求めればよい。

信頼度判定部１２５は、算出した比率と所定の信頼度閾値との比較結果に応じて信頼度を決定する（ステップＳ２４）。本実施形態では、信頼度は数値で表され、その数値は信頼度が高いほど大きくなる。例えば、信頼度が３段階である場合、信頼度が高い方から順に「３」、「２」、「１」で表される。ただし、これは例示である。信頼度は、例えば、アルファベットや漢字等の文字で表されてもよい。

本実施形態では、複数の閾値が設けられているために、信頼度は、少なくとも３つの段階に分かれている。信頼度が３つ以上の段階に分けられることにより、信頼度がどの程度であるかを細かく認識することが可能になる。例えば、閾値の数が２つの場合、信頼度は３段階となる。閾値の数が３つであれば、信頼度は４段階となる。ステップＳ２２で算出した比率が高いほど、信頼度は低くなる。なお、所定の信頼度閾値が１つの閾値で構成される場合、信頼度が高いか低いかを判定することになる。

本実施形態では、信頼度判定部１２５は、除去処理によって除去されたオプティカルフローの数の、フロー導出部１２１で導出されたオプティカルフローの総数に対する比率と、所定の信頼度閾値との比較に基づいて信頼度を決定する構成とした。これによれば、フロー導出部１２１で導出されたオプティカルフローの総数に左右されずに信頼度を求めることができる。

ただし、信頼度判定部１２５は、除去処理によって除去されたオプティカルフローの数と、所定の信頼度閾値との比較に基づいて信頼度を決定する構成としてもよい。このように除去数の絶対数を用いても信頼度の判定を行うことができる。

図１３は、信頼度の判定結果に基づいて行われる処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態では、信頼度判定部１２５で判定された信頼度に基づいてカメラ２１〜２４の異常を判定するか否かを決定する処理が行われる。詳細には、信頼度に基づいて、車載カメラ２１〜２４のずれ判定を行うか否かを決定する処理が行われる。車載カメラ２１〜２４のずれ判定を行う否かを決定する処理は、特に限定されるものではないが、例えば、信頼度判定部１２５又は異常判定部１２４で行われる。

図１３に示す例では、図３に示すフローチャートのステップＳ７（第１移動情報の推定）の後に、信頼度判定部１２５による信頼度の判定処理が行われる（ステップＳ７０）。ただし、これは例示である。信頼度の判定処理は、除去処理が行われた後に行われればよく、例えば、第１移動情報の推定値を求める前に行われてもよい。この場合、信頼度が低い場合に、第１移動情報の推定値が求められない構成としてもよい。

信頼度判定部１２５によって信頼度が決定されると、当該信頼度が所定の実施可否閾値より低いか否かが確認される（ステップＳ７１）。所定の実施可否閾値は、カメラ２１〜２４の異常判定を行うか否かを判定するために決められる閾値であり、例えば実験等によって決められる。本実施形態では、信頼度が数値で表されるために閾値との比較が可能になっている。

信頼度が所定の実施可否閾値以上である場合（ステップＳ７１でＹｅｓ）、第１移動情報と第２移動情報に基づいて車載カメラ２１〜２４のずれ判定が行われる（ステップＳ８）。これにより、信頼性の高いカメラずれの判定結果を取得することができる。一方、信頼度が所定の実施可否閾値より小さい場合（ステップＳ７１でＮｏ）、車載カメラ２１〜２４のずれ判定は行われない。これにより、信頼性の低いカメラずれの判定結果が異常検出装置１から外部に出力されることを防止できる。すなわち、カメラずれの検出処理の信頼性を向上することができる。

以上では、信頼度に基づいて車載カメラ２１〜２４の異常を判定するか否かを決定する構成としたが、これは例示であり、例えば、信頼度の高低によらず、車載カメラ２１〜２４のずれ判定が行われる構成としてもよい。この場合には、信頼度判定部１２５で判定された信頼度に基づいて、異常判定部１２４における判定結果の信頼性をユーザに通知する構成とすることが好ましい。これにより、ユーザが、カメラの異常検出の結果について適切な判断を下すことが可能になる。この構成の場合、信頼度の高低によらず、全ての異常判定に対してユーザに信頼性が通知される構成としてもよいが、例えば信頼度が低い場合に限って、異常判定の信頼性がユーザに通知される構成としてもよい。

＜３．変形例等＞
＜３−１．第１変形例＞
以上に示す実施形態では、信頼度判定部１２５は、複数種類の除去処理の処理結果を一纏めに処理して信頼度を決定する構成とした。第１変形例では、信頼度判定部１２５は、複数種類の除去処理のそれぞれに対して信頼度に関する個別処理を行い、複数の個別処理の結果に基づき信頼度を決定する構成になっている。

図１４は、信頼度の判定処理の変形例を示すフローチャートである。信頼度判定部１２５は、複数種類の除去処理に対して、除去処理ごとに除去されたオプティカルフローの数を取得する（ステップＳ３１）。本変形例では、６つの除去処理が行われる。６つの除去処理のそれぞれに対して、除去されたオプティカルフローの数が取得される。

信頼度判定部１２５は、各除去処理について除去対象となったオプティカルフローの数（除去数）を求めると、除去処理ごとに、当該除去数の、フロー導出部１２１によって同一の撮影画像から導出されたオプティカルフローの総数に対する比率を算出する（ステップＳ３２）。本変形例では、６つの除去処理のそれぞれに対して比率が算出される。

信頼度判定部１２５は、算出した各比率に基づいて、除去処理ごとに、信頼度に関する採点を行う（ステップＳ３３）。除去処理ごとに、算出した比率と予め設定される閾値との比較が行われ、信頼度に関するポイントが付与される。各除去処理について、閾値の設定数は単数でも複数でもよい。閾値を複数設定することによって、ポイントの種類を増やすことができる。各除去処理について、比率が高いほど信頼度が低くなり、ポイントが低くなる。逆に、比率が低いほど信頼度が高くなり、ポイントが高くなる。

信頼度判定部１２５は、各除去処理によって取得された採点結果を集計する（ステップＳ３４）。詳細には、信頼度判定部１２５は、各除去処理によって取得されたポイントを足し算する。

信頼度判定部１２５は、ポイントの合計値に基づいて信頼度を決定する（ステップＳ３５）。詳細には、信頼度判定部１２５は、ポイントの合計値を予め設定された閾値と比較して信頼度を決定する。ポイントの合計値が高いほど、信頼性は高くなる。閾値の数を増やすことによって、信頼度をきめ細かく分類することができる。

本変形例によれば、複数種類ある除去処理の各除去処理結果に基づいて信頼度に関する判定を行う構成であるために、上述した実施形態の構成に比べて信頼度をより適切に判定することができる。すなわち、車載カメラ２１〜２４の異常検出の信頼性を更に向上することができる。

＜３−２．第２変形例＞
図１５は、信頼度の判定結果に基づいて行われる処理の変形例を示すフローチャートである。本変形例では、信頼度判定部１２５の判定結果に応じて、特徴点ＦＰの抽出領域ＥＲの変更が行われ、第１移動情報を推定する処理が再度行われる。

図１５に示す例は、図３に示すフローチャートの一部を変形したものである。図３と重複する部分については、特に必要がない場合には説明を省略する。第１移動情報の推定（ステップＳ７）の後に、信頼度判定部１２５による信頼度の判定処理が行われる（ステップＳ７０）。なお、この点は、図１３に示す例と同様である。

信頼度判定部１２５によって信頼度が決定されると、第１移動情報の再推定を行うか否かが確認される（ステップＳ７２）。本変形例では、信頼度は数値で表される。再推定は、信頼度が所定の閾値より小さく、信頼度が低いと判断される場合に行われる。信頼度が高く、再推定を行わないと判断された場合には（ステップＳ７２でＮｏ）、異常判定部１２４によってずれ判定が行われる（ステップＳ８）。

一方、再推定を行うと判断された場合には（ステップＳ７２でＹｅｓ）、特徴点ＦＰを抽出する抽出領域ＥＲが変更される（ステップＳ７３）。特徴点ＦＰの抽出領域ＥＲは、上述のように、通常は、撮影画像Ｐの中心部Ｃを含む広範囲に設定されている。再推定を行うと判断された場合には、抽出領域ＥＲは、除去処理によって除去対象となったオプティカルフローの発生数が少ない領域に設定し直される。

抽出領域ＥＲの変更が行われると、ステップＳ３に戻って、特徴点ＦＰの抽出処理が再度行われ、ステップＳ４以降の処理が再度繰り返される。本変形例によれば、除去処理によってオプティカルフローが大量に除去された、信頼性の低い抽出領域ＥＲを除いてオプティカルフローの導出処理を行い、第１移動情報の再推定を行うことができる。このために、信頼性の高い第１移動情報の推定値を用いて車載カメラ２１〜２４のずれ判定を行うことができ、カメラずれの検出処理の信頼性を向上することができる。

＜３−３．留意事項＞
本明細書における実施形態や変形例の構成は、本発明の例示にすぎない。実施形態や変形例の構成は、本発明の技術的思想を超えない範囲で適宜変更されてもよい。また、複数の実施形態及び変形例は、可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

以上においては、車載カメラ２１〜２４の異常判定に用いるデータは、車両７が直進走行している場合に収集される構成とした。ただし、これは例示であり、車載カメラ２１〜２４の異常判定に用いるデータは、車両７が直進走行していない場合に収集されてもよい。車速センサ４１から得られる速度情報と舵角センサ４２から得られる情報とを用いれば、車両７の前後方向および左右方向の実際の移動距離や速度（第２移動情報）を正確に求めることができるために、車両７が直進走行していない場合でも上述の異常判定を行うことができる。

１・・・異常検出装置
４・・・センサ部
７・・・車両（移動体）
２１・・・フロントカメラ（車載カメラ）
２２・・・バックカメラ（車載カメラ）
２３・・・左サイドカメラ（車載カメラ）
２４・・・右サイドカメラ（車載カメラ）
１２１・・・フロー導出部
１２２・・・移動情報推定部
１２３・・・移動情報取得部
１２４・・・異常判定部
１２５・・・信頼度判定部
ＦＰ・・・特徴点
ＯＦ１・・・第１オプティカルフロー
ＯＦ２・・・第２オプティカルフロー

Claims (11)

1. 移動体に搭載されたカメラの異常を検出する異常検出装置であって、
   前記カメラの画像から抽出された特徴点ごとにオプティカルフローを導出するフロー導出部と、
   前記フロー導出部で導出された前記オプティカルフローの中から所定の条件に基づいて前記オプティカルフローの除去処理を行い、前記除去処理後に残った前記オプティカルフローに基づき前記移動体の第１移動情報を推定する移動情報推定部と、
   前記第１移動情報の比較対象となる前記移動体の第２移動情報を取得する移動情報取得部と、
   前記第１移動情報と前記第２移動情報とに基づいて前記カメラの異常を判定する異常判定部と、
   前記除去処理の処理状況に基づいて前記特徴点を用いた処理の信頼度を判定する信頼度判定部と、
   を備える、異常検出装置。
2. 前記信頼度判定部で判定された前記信頼度に基づいて、前記カメラの異常を判定するか否かを決定する処理が行われる、請求項１に記載の異常検出装置。
3. 前記信頼度判定部で判定された前記信頼度に基づいて、前記異常判定部における判定結果の信頼性をユーザに通知する、請求項１又は２に記載の異常検出装置。
4. 前記信頼度判定部は、前記除去処理によって除去された前記オプティカルフローの数と、所定の閾値との比較に基づいて前記信頼度を決定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の異常検出装置。
5. 前記信頼度判定部は、前記除去処理によって除去された前記オプティカルフローの数の、前記フロー導出部で導出された前記オプティカルフローの総数に対する比率と、所定の閾値との比較に基づいて前記信頼度を決定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の異常検出装置。
6. 前記所定の閾値は、複数の閾値で構成され、
   前記信頼度は、少なくとも３つの段階に分かれている、請求項４又は５に記載の異常検出装置。
7. 複数種類の前記所定の条件が設定され、複数種類の前記除去処理が実行され、
   前記信頼度判定部は、複数種類の前記除去処理のそれぞれに対して前記信頼度に関する個別処理を行い、複数の前記個別処理の結果に基づき前記信頼度を決定する、請求項１から６のいずれか１項に記載の異常検出装置。
8. 前記信頼度判定部の判定結果に応じて、前記特徴点の抽出領域の変更が行われ、前記第１移動情報を推定する処理が再度行われる、請求項１から７のいずれか１項に記載の異常検出装置。
9. 前記移動情報取得部は、前記移動体に設けられる前記カメラ以外のセンサから得られる情報に基づいて前記第２移動情報を取得する、請求項１から８のいずれか１項に記載の異常検出装置。
10. 前記異常は、前記カメラの取付けのずれが生じた状態である、請求項１から９のいずれか１項に記載の異常検出装置。
11. 移動体に搭載されたカメラの異常を検出する異常検出方法であって、
    前記カメラの画像から抽出された特徴点ごとにオプティカルフローを導出するフロー導出工程と、
    前記フロー導出工程で導出された前記オプティカルフローの中から所定の条件に基づいて前記オプティカルフローの除去処理を行い、前記除去処理後に残った前記オプティカルフローに基づき前記移動体の第１移動情報を推定する移動情報推定工程と、
    前記第１移動情報の比較対象となる前記移動体の第２移動情報を取得する移動情報取得工程と、
    前記第１移動情報と前記第２移動情報とに基づいて前記カメラの異常を判定する異常判定工程と、
    前記除去処理の処理状況に基づいて前記特徴点を用いた処理の信頼度を判定する信頼度判定工程と、
    を備える、異常検出方法。

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