JP5737306B2 - 露出制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像画像に基づく露出制御の技術に関する。

車両に設置されたカメラによる撮像画像に基づいて、そのカメラの露出制御を行う技術が知られている。例えば特許文献１には、初回露出でカメラに撮像させ、初回露出での撮像画像に基づいて適応露出を設定する技術が開示されている。具体的には、初回露出での撮像画像において、あらかじめ設定されている露出制御用の複数のエリアについて、各エリアの平均輝度が検出される。そして、露光の過不足を原因としてエッジ成分を検出できないと推定されるエリア（不適合エリア）であるか否かが、各エリアの平均輝度に基づいてエリアごとに判定される。各エリアのいずれかが不適合エリアであると判定された場合、カメラの露出が、不適合エリアの平均輝度に応じた露出である適応露出に設定される。

特開２０１０−０４１６６８号公報

前述したように、カメラによる撮像画像において、あらかじめ設定されている露出制御用のエリアの平均輝度に応じて、カメラの露出制御を行う技術は知られている。しかしながら、撮像画像において露出制御用のエリアをどのように定めるのが適切であるかは、車両の走行状況などに応じて異なり得る。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、車両の走行状況に応じた露出制御用のエリアを設定するための技術を提供することを目的としている。

本発明の露出制御装置（１５）は、画像取得手段（Ｓ１０１）と、速度取得手段（Ｓ１０２）と、設定手段（Ｓ１０３）と、算出手段（Ｓ１０４，Ｓ１１３，Ｓ１２０）と、を備える。

画像取得手段は、カメラによる車両前方の撮像画像を取得し、速度取得手段は、車両の走行速度を取得する。設定手段は、撮像画像において露出制御用のエリアである露出エリアを設定する。算出手段は、カメラの露出制御を行うための制御値を、露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて算出する。

具体的には、設定手段は、走行速度が第１の速度である場合には、走行速度が第１の速度よりも低い第２の速度である場合と比較して、撮像画像における露出エリアのサイズが小さくなるように、撮像画像における露出エリアのサイズを走行速度に応じて変更する。

このような構成によれば、車両の走行速度に適したサイズの露出エリアを設定することができる。すなわち、車両が一定の走行速度を維持して走行した場合に障害物に衝突するまでの時間である衝突余裕時間ＴＴＣ（Time To Collision）は、走行速度が高いほど短くなる。換言すれば、一定の衝突余裕時間ＴＴＣを基準とした場合、走行速度が高いほど、対象とすべき障害物の距離は遠くなる。このため、走行速度が高い状況では、走行速度が低い状況と比較して、遠距離の物標の検出を重視する必要がある。本発明によれば、走行速度が高い場合に、撮像画像における露出エリアのサイズが小さく設定されるため、遠距離の物標の検出が重視されるようにすることができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

また、本発明は、前述した露出制御装置の他、露出制御装置を構成要素とする車両制御システム、露出制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、プログラムを記録した記録媒体、露出制御方法など、種々の形態で実現することができる。

車両制御システムの構成を示すブロック図である。 露出制御処理のフローチャート（１）である。 露出制御処理のフローチャート（２）である。 撮像画像における走行速度に応じた露出エリアを示す図である。 撮像画像における操舵角に応じた露出エリアを示す図である。 撮像画像におけるピッチ角に応じた露出エリアを示す図である。 撮像画像における物標エリアを示す図である。 部分的に重なる物標エリアが含まれるように拡張した露出エリアを示す図である。 露出エリアへ近づく物標エリアが含まれるように拡張した露出エリアを示す図である。 衝突余裕時間ＴＴＣを示すグラフである。 複数の物標を優先順位に従い選択する選択方法を示す図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．構成］
図１に示す車両制御システム１は、車両に搭載され、カメラ１１と、車速センサ１２と、操舵角センサ１３と、ジャイロセンサ１４と、カメラ制御部１５と、車両制御部１６と、報知部１７と、ブレーキ制御部１８と、エンジン制御部１９と、を備える。

車両制御システム１において、カメラ制御部１５は、カメラ１１、車速センサ１２、操舵角センサ１３、ジャイロセンサ１４及び車両制御部１６と通信可能である。また、車両制御システム１において、車両制御部１６は、カメラ制御部１５、報知部１７、ブレーキ制御部１８及びエンジン制御部１９と通信可能である。なお、車両制御システム１において構成要素間の通信を実現するための手段は、特に限定されない。

カメラ１１は、自車両（車両制御システム１が搭載された車両）の前側における中央から前方を撮像するように取り付けられている。カメラ１１は、画像データ（自車両前方の撮像画像）をカメラ制御部１５へ送信する。

車速センサ１２は、自車両の走行速度を検出し、検出情報（検出時点の車速を表す情報）をカメラ制御部１５へ送信する。
操舵角センサ１３は、自車両のステアリングホイールの操舵角を検出し、検出情報（検出時点の操舵角を表す情報）をカメラ制御部１５へ送信する。

ジャイロセンサ１４は、水平面に対する自車両の前後方向の傾きを示すピッチ角（走行道路の道路勾配）を検出し、検出情報（検出時点のピッチ角を表す情報）をカメラ制御部１５へ送信する。

カメラ制御部１５は、カメラ１１の露出制御及びカメラ１１による撮像画像に基づく物標検出などを行う電子制御装置であって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備える。
車両制御部１６は、報知制御、ブレーキ制御、エンジン制御などの車両制御を行う電子制御装置であって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備える。

報知部１７は、車両制御部１６から警報信号を受信すると、音や光などで自車両の運転者に対する報知を行う。
ブレーキ制御部１８は、自車両の制動を制御する電子制御装置であって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備える。具体的には、ブレーキ制御部１８は、ブレーキ液圧回路に設けられた増圧制御弁及び減圧制御弁を開閉するアクチュエータであるブレーキＡＣＴを、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサの検出値に応じて制御する。また、ブレーキ制御部１８は、車両制御部１６からの指示に従い、自車両の制動力を増加させるようにブレーキＡＣＴを制御する。

エンジン制御部１９は、エンジンの始動／停止、燃料噴射量、点火時期等を制御する電子制御装置であって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備える。具体的には、エンジン制御部１９は、吸気管に設けられたスロットルを開閉するアクチュエータであるスロットルＡＣＴを、アクセルペダルの踏込量を検出するセンサの検出値に応じて制御する。また、エンジン制御部１９は、車両制御部１６からの指示に従い、内燃機関の駆動力を減少させるようにスロットルＡＣＴを制御する。

［２．処理］
次に、カメラ制御部１５によるカメラ１１の露出制御方法について説明する。カメラ制御部１５が備える記憶部（例えばＲＯＭ）には、カメラ１１の露出制御を実現するためのプログラムである露出制御プログラムが記憶されている。以下、露出制御プログラムに従いカメラ制御部１５（具体的にはＣＰＵ）が実行する露出制御処理について、図２及び図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図２及び図３に示す露出制御処理は、自車両のエンジンが始動されたことを契機に開始される。

カメラ制御部１５は、まず、カメラ１１から、画像データ（自車両前方の撮像画像）を取得する（Ｓ１０１）。
続いて、カメラ制御部１５は、車速センサ１２、操舵角センサ１３及びジャイロセンサ１４のそれぞれから、検出情報（自車両の走行速度、操舵角及びピッチ角）を取得する（Ｓ１０２）。

続いて、カメラ制御部１５は、Ｓ１０１で取得した撮像画像において、露出制御用のエリアである露出エリアを設定する（Ｓ１０３）。撮像画像における露出エリアの一例を図４に示す。図４には、３つの露出エリアＥ１，Ｅ２，Ｅ３が示されている。第１のサイズの露出エリアＥ１（点線で囲まれたエリア）は、最も大きいサイズの長方形のエリアであり、この例では撮像画像における下部全域を占めている。第２のサイズの露出エリアＥ２（一点鎖線で囲まれたエリア）は、第１のサイズの露出エリアＥ１よりも小さいサイズの長方形のエリアであり、この例では露出エリアＥ１に包含されている。第３のサイズの露出エリアＥ３（二点鎖線で囲まれたエリア）は、第２のサイズの露出エリアＥ２よりも小さいサイズの長方形のエリアであり、この例では露出エリアＥ２に包含されている。なお、図４では、３つの露出エリアＥ１，Ｅ２，Ｅ３のサイズや位置を対比しやすくするために、１つの撮像画像に示しているが、これら３つの露出エリアＥ１，Ｅ２，Ｅ３は同時に設定されるものではなく、選択的に設定されるものである。

具体的には、撮像画像における露出エリアのサイズ及び位置は、自車両の走行速度、操舵角及びピッチ角の変化量Δθに応じて変更される。
まず、露出エリアの基準位置として、操舵角及びピッチ角の変化量Δθが０度の状態での位置について説明する。なお、操舵角が０度の状態とは、ステアリングホイールが左右のいずれにも操作されていない状態（直進走行状態）である。また、ピッチ角の変化量Δθが０度の状態とは、例えば、自車両の前後方向の傾き（走行道路の道路勾配）が０度、つまり水平の状態である。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、自車両と先行車両とが同じ傾きの斜面に存在する場合に、そのピッチ角が基準となるようにしてもよい。

図４に示すように、操舵角及びピッチ角の変化量Δθが０度の状態における露出エリアの位置は、カメラ１１の無限遠点（ＦＯＥ：Ｆｏｃｕｓ ｏｆ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）が長方形の上辺の中心となる位置に設定される。露出エリアのサイズは、走行速度に応じて選択される。

具体的には、例えば、走行速度が０以上Ｖ１未満であれば第１のサイズの露出エリアＥ１が選択される。そして、走行速度がＶ１以上Ｖ２未満（Ｖ１＜Ｖ２）であれば第２のサイズの露出エリアＥ２、走行速度がＶ２以上であれば第３のサイズの露出エリアＥ３、が選択される。つまり、走行速度が高いほど、露出エリアのサイズが小さく設定される。換言すれば、走行速度が高いほど、自車両から離れた位置の検出が重視される。なお、ここでは、露出エリアのサイズを３段階に変更する例を示したが、これに限定されるものではなく、２段階や４段階以上としてもよい。

次に、操舵角に応じた撮像画像における露出エリアの横方向の位置について説明する。図５に示すように、操舵角が左側へ（左へ曲がる方向へ）大きくなると、撮像画像における露出エリア（図５では露出エリアＥ２Ｌ，Ｅ３Ｌを示す。）の横方向の位置は、基準位置（図４の露出エリアＥ２，Ｅ３。図５では細線で示す。）に対して左側へずれる。図５の例では、露出エリアＥ２Ｌは、基準位置の露出エリアＥ２に対して左側へずれており、露出エリアＥ３Ｌは、基準位置の露出エリアＥ３に対して左側へずれている。逆に、操舵角が右側へ（右へ曲がる方向へ）大きくなると、図示しないが、撮像画像における露出エリアの横方向の位置は、基準位置に対して右側へずれる。

具体的には、例えば、左側又は右側への操舵角が０以上Ｓθ１未満であれば第１のずれ量が選択される。つまり、基準位置に対して第１のずれ量だけ横方向へずれた位置に露出エリアが設定される。そして、Ｓθ１以上Ｓθ２未満（Ｓθ１＜Ｓθ２）であれば第１のずれ量よりも大きい第２のずれ量、Ｓθ２以上であれば第２のずれ量よりも大きい第３のずれ量、が選択される。つまり、操舵角が大きいほど、露出エリアの横方向の位置が基準位置からずれた位置に設定される。換言すれば、自車両の進行方向の検出が重視される。なお、ここでは、露出エリアのずれ量を３段階に変更する例を示したが、これに限定されるものではなく、２段階や４段階以上としてもよい。

次に、ピッチ角の変化量Δθに応じた撮像画像における露出エリアの縦方向の位置について説明する。図６に示すように、ピッチ角の変化量Δθが前方上方側へ（坂道を上る方向へ）大きくなると、撮像画像における露出エリア（図６では露出エリアＥ２Ｕ，Ｅ３Ｕを示す。）の縦方向の位置は、基準位置（図４の露出エリアＥ２，Ｅ３。図６では細線で示す。）に対して上方へずれる。図６の例では、露出エリアＥ２Ｕは、基準位置の露出エリアＥ２に対して上方へずれており、露出エリアＥ３Ｕは、基準位置の露出エリアＥ３に対して上方へずれている。逆に、ピッチ角の変化量Δθが前方下方側へ（坂道を下る方向へ）大きくなると、図示しないが、撮像画像における露出エリアの縦方向の位置は、基準位置に対して下方へずれる。

具体的には、例えば、前方下方側又は前方上方側へのピッチ角の変化量Δθが０以上Ｐθ１未満であれば第１のずれ量が選択される。つまり、基準位置に対して第１のずれ量だけ上方へずれた位置に露出エリアが設定される。そして、Ｐθ１以上Ｐθ２未満（Ｐθ１＜Ｐθ２）であれば第１のずれ量よりも大きい第２のずれ量、Ｐθ２以上であれば第２のずれ量よりも大きい第３のずれ量、が選択される。つまり、ピッチ角の変化量Δθが大きいほど、露出エリアの縦方向の位置が基準位置からずれた位置に設定される。換言すれば、自車両の進行方向の検出が重視される。なお、ここでは、露出エリアのずれ量を３段階に変更する例を示したが、これに限定されるものではなく、２段階や４段階以上としてもよい。

続いて、カメラ制御部１５は、Ｓ１０３で設定した露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて、カメラ１１の露出制御を行うための制御値を算出する（Ｓ１０４）。具体的には、カメラ制御部１５は、露出エリアに含まれるすべての画素の画素値（輝度値）の平均値（露出エリアの明るさを表す値）を、制御値として算出する。なお、すべての画素に代えて、一部の画素を代表画素として抽出し、抽出した代表画素の平均値を制御値として算出してもよい。代表画素は、露出エリアにおける位置に基づいて（例えば抽出位置が偏らないように）選定してもよく、また、色成分に応じて（例えば複数の色成分のうち特定の色成分の画素を）選定してもよい。後述するＳ１１３，Ｓ１２０についても同様である。

続いて、カメラ制御部１５は、Ｓ１０４で算出した制御値に基づいて、カメラ１１の露出制御を行う（Ｓ１０５）。これにより、撮像画像において設定された露出エリアの撮像に適した露出に調整される。

続いて、カメラ制御部１５は、Ｓ１０５で露出制御を行った後に撮像された撮像画像を取得し、その撮像画像を解析して物標（本実施形態では、歩行者、自転車、自動二輪車、車両等の移動体）を識別する（Ｓ１０６）。物標の識別は、例えば、あらかじめ登録されている物標モデルを用いたマッチング処理により行われる。図７に示すように、識別された物標は、撮像画像において、長方形の物標エリア（図７の例では物標エリアＴ１，Ｔ２）として特定される。

続いて、カメラ制御部１５は、撮像画像内に物標が存在するか（Ｓ１０６で物標が識別されたか）否かを判定する（Ｓ１０７）。カメラ制御部１５は、物標が識別されたと判定した場合には（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、その物標の位置及び移動方向を算出する（Ｓ１０８）。

物標の位置（自車両に対する相対位置）は、撮像画像における物標エリアの位置から算出することができる。すなわち、自車両の前方方向における物標の位置が遠いほど、撮像画像における物標エリアの下端位置が高くなる傾向がある。図７の例では、物標エリアＴ１の下端位置Ｙ１は、物標エリアＴ２の下端位置Ｙ２よりも低い位置にあり、自車両に近い位置に存在することが検出される。このように、撮像画像における物標エリアの下端位置の高さに基づいて、物標までの前方距離を特定することができる。

また、自車両の前方方向を基準とする物標の角度方向（水平方位位置）のずれ（横方向へのずれ）が大きいほど、撮像画像における無限遠点を基準とする物標エリア（詳細には物標エリアの中心を通る鉛直線）の左右方向へのずれが大きくなる傾向がある。図７の例では、物標エリアＴ１の左方向へのずれ量Ｘ１は、物標エリアＴ２の右方向へのずれ量Ｘ２よりも大きく、自車両の前方方向を基準とする物標の角度方向のずれが大きいことが検出される。このように、撮像画像における無限遠点から物標エリアの中心を通る鉛直線までの距離に基づいて、物標の水平方位位置を特定することができる。また、カメラ制御部１５は、物標の位置の時系列的な変化（一定周期で撮像された画像間の変位）に基づいて、物標の移動方向を算出する。

続いて、カメラ制御部１５は、露出エリア内に物標が存在するか否かを判定する（Ｓ１０９）。具体的には、カメラ制御部１５は、露出エリアと少なくとも一部が重なる物標エリアが存在する場合に、露出エリア内に物標が存在すると判定する。例えば図８に示す例では、露出エリアＥ３と部分的に重なる物標エリアＴ１が存在している。

カメラ制御部１５は、露出エリア内に物標が存在すると判定した場合には（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、露出エリアと、露出エリアと部分的に重なる物標エリアと、を合わせた一体化エリアを、露出エリアとして再設定する（Ｓ１１０）。つまり、その物標エリアが含まれるように露出エリアを拡張する。図８に示す例では、露出エリアＥ３と物標エリアＴ１とを一体化した露出エリアＥＵが設定されている。

一方、カメラ制御部１５は、露出エリア内に物標が存在しないと判定した場合には（Ｓ１０９：ＮＯ）、露出エリアと重ならない物標であって露出エリア（詳細にはその中心位置）へ近づく方向へ移動している物標が存在するか否かを判定する（Ｓ１１１）。カメラ制御部１５は、露出エリアへ近づく物標が存在すると判定した場合には（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、露出エリアと、露出エリアへ近づく物標エリアと、を含有する含有エリアと、を露出エリアとして再設定する（Ｓ１１２）。つまり、その物標エリアが含まれるように露出エリアを拡張する。図９に示す例では、露出エリアＥ３と物標エリアＴ１とを含有する露出エリアＥＩが設定されている。なお、前述したＳ１１０で再設定される露出エリアＥＵ（図８）とは異なり、Ｓ１１２で再設定される露出エリアＥＩ（図９）には、元の露出エリアＥ３及び物標エリアＴ１に加え、これらを連結するエリアが含まれる。

なお、この例では、説明を分かりやすくするために、露出エリア内に物標が存在しないと判定した場合に（Ｓ１０９：ＮＯ）、露出エリアと重ならない物標の判定（Ｓ１１１）を行うようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、露出エリア内に存在する物標と、露出エリアと重ならない物標であって露出エリアへ近づく物標と、の両方を検出対象として、複数の物標を検出可能としてもよい。具体的には、例えば、露出エリアに含める（露出エリアの拡張に関与する）物標の数の上限値があらかじめ（例えば３つに）設定されており、この上限値以下の物標を、優先順位に従い選択する。例えば、露出エリア内の物標であって、露出エリアの中心位置に近いことを第１優先とする。次に、露出エリアへ近づく露出エリア外の物標であって、露出エリアに到着するタイミングが早いことを第２優先とする。ここで、露出エリアに到着するタイミングは、その時点での移動速度に基づき算出される。したがって、露出エリアから遠い物標であっても、露出エリアへ近づく速度が高ければ、露出エリアに近い物標よりも優先順位が高くなり得る。

Ｓ１１０又はＳ１１２で露出エリアを再設定した場合、カメラ制御部１５は、前述したＳ１０４と同様、再設定した露出エリアに含まれるすべての画素の画素値（輝度値）の平均値を、制御値として算出する（Ｓ１１３）。ただし、Ｓ１１３では、制御値の算出に用いる画素値（露出エリアに含まれる画素の画素値）のうち、物標エリアに含まれる画素の画素値が、物標エリアに含まれない画素の画素値と比較して、制御値に対する影響が大きくなるように重み付けされる。具体的には、物標エリアに含まれる画素の画素値の重みを「２」、これ以外の画素の画素値の重みを「１」として、加重平均した値が、制御値として算出される。

続いて、カメラ制御部１５は、Ｓ１１３で算出した制御値に基づいて、カメラ１１の露出制御を行う（Ｓ１１４）。その後、カメラ制御部１５は、処理をＳ１１５へ移行させる。また、カメラ制御部１５は、前述したＳ１０７で物標が識別されていないと判定した場合や（Ｓ１０７：ＮＯ）、前述したＳ１１１で露出エリアへ近づく物標が存在しないと判定した場合にも（Ｓ１１１：ＮＯ）、処理をＳ１１５へ移行させる。

Ｓ１１５で、カメラ制御部１５は、撮像画像内に物標が存在する状態の継続時間である存在時間Ｔｐと、撮像画像内に物標が存在しない状態の継続時間である不在時間Ｔａと、を算出する（Ｓ１１５）。なお、存在時間Ｔｐ及び不在時間Ｔａは、図２及び図３に示す露出制御処理とは別に計測されている。

続いて、カメラ制御部１５は、存在時間Ｔｐ及び不在時間Ｔａが、露出エリアを初期状態にリセットするためのリセット条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１１６）。ここで、露出エリアの初期状態とは、サイズが最大の露出エリアであり、本実施形態では図４に示す露出エリアＥ１である。また、本実施形態では、存在時間Ｔｐが第１の時間Ｔ１（例えば１０秒間）継続した後、不在時間Ｔａが第２の時間Ｔ２（例えば３秒間）継続したことを、リセット条件とする。すなわち、例えば街中のように多くの物標が周りに存在する道路を低速走行していた状態から、街中を抜けて速度が回復したような状態で、露出エリアがリセットされることが想定されている。つまり、物標が存在していた状態から存在しない状態になった場合に、露出エリアを最大限に広げて露出制御を行うことで、新たに注目すべき物標の出現に対応可能としている。

カメラ制御部１５は、存在時間Ｔｐ及び不在時間Ｔａがリセット条件を満たさないと判定した場合には（Ｓ１１６：ＮＯ）、自車両の走行速度がリセット条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１１７）。本実施形態では、走行速度が所定のしきい値を跨いで上昇したこと（しきい値未満の状態からしきい値以上の状態へ変化したこと）を、リセット条件とする。すなわち、前述したように、例えば街中のように多くの物標が周りに存在する道路を低速走行していた状態から、街中を抜けて速度が回復したような状態で、露出エリアがリセットされることが想定されている。

カメラ制御部１５は、走行速度がリセット条件を満たさないと判定した場合には（Ｓ１１７：ＮＯ）、図２及び図３に示す露出制御処理を開始してからの経過時間が、リセット条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１１８）。本実施形態では、定期的なリセットタイミングが到来したことを、リセット条件とする。なお、定期的なリセットタイミングは、経過時間に基づき判定することに限定されるものではない。例えば、撮像回数が所定数に達するごとに、定期的なリセットタイミングが到来したと判定してもよい。

カメラ制御部１５は、Ｓ１１６、Ｓ１１７及びＳ１１８のいずれにおいてもリセット条件を満たさないと判定した場合には（Ｓ１１８：ＮＯ）、処理をＳ１０１へ戻す。一方、カメラ制御部１５は、Ｓ１１６、Ｓ１１７及びＳ１１８のいずれかにおいてリセット条件を満たすと判定した場合には（Ｓ１１６：ＹＥＳ又はＳ１１７：ＹＥＳ又はＳ１１８：ＹＥＳ）、処理をＳ１１９へ移行させる。

Ｓ１１９で、カメラ制御部１５は、露出エリアを初期状態に設定（リセット）する（Ｓ１１９）。続いて、カメラ制御部１５は、Ｓ１１９で設定した露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて、カメラ１１の露出制御を行うための制御値を算出する（Ｓ１２０）。具体的には、カメラ制御部１５は、前述したＳ１０４と同様、露出エリアに含まれるすべての画素の画素値（輝度値）の平均値を、制御値として算出する。続いて、カメラ制御部１５は、Ｓ１２０で算出した制御値に基づいて、カメラ１１の露出制御を行う（Ｓ１２１）。

続いて、カメラ制御部１５は、自車両のエンジンが停止したか否かを判定する（Ｓ１２２）。カメラ制御部１５は、エンジンが停止していないと判定した場合には（Ｓ１２２：ＮＯ）、処理をＳ１０１へ戻す。一方、カメラ制御部１５は、エンジンが停止したと判定した場合には（Ｓ１２２：ＹＥＳ）、図２及び図３に示す露出制御処理を終了する。

このような露出制御処理で検出された物標は、車両制御部１６が実行する車両制御（例えば、物標の位置に応じた衝突軽減のための制御）に用いられる。すなわち、車両制御部１６は、物標に衝突する可能性がある場合に、報知部１７へ警報信号を送信して、運転者に対する報知を行わせる。また、車両制御部１６は、物標に衝突する可能性が高い場合には、エンジン制御部１９へ内燃機関の駆動力を減少させる指示を行い、また、ブレーキ制御部１８へ自車両の制動力を増加させる指示を行う。

［３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）カメラ制御部１５は、自車両の走行速度が高いほど、撮像画像における露出エリアのサイズが小さくなるように、走行速度に応じて撮像画像における露出エリアのサイズを変更する（Ｓ１０３）。換言すれば、走行速度が第１の速度である場合には、走行速度が第１の速度よりも低い第２の速度である場合と比較して、撮像画像における露出エリアのサイズが小さく設定される。

したがって、本実施形態によれば、自車両の走行速度に適したサイズの露出エリアを設定することができる。すなわち、図１０に示すように、一定の衝突余裕時間ＴＴＣを基準とした場合、自車両の走行速度が高いほど、対象とすべき障害物の距離は遠くなる。このため、走行速度が高い状況では、走行速度が低い状況と比較して、遠距離の物標の検出を重視する必要がある。本実施形態によれば、走行速度が高い場合に、撮像画像における露出エリアのサイズが小さく設定されるため、遠距離の物標の検出が重視されるようにすることができる。

（２）カメラ制御部１５は、撮像画像において物標が存在するエリアである物標エリアを識別する（Ｓ１０６）。そして、カメラ制御部１５は、露出エリアに含まれる画素のうち、物標エリアに含まれる画素の画素値が、物標エリアに含まれない画素の画素値と比較して、制御値に対する影響が大きくなるように重み付けする（Ｓ１１３）。したがって、本実施形態によれば、重み付けしない場合と比較して、物標の撮像状態が重視された露出制御を実現することができる。

（３）カメラ制御部１５は、検出情報（自車両の走行状況）に基づいて設定された露出エリアと部分的に重なる物標エリアが存在する場合に、その物標エリアが含まれるように露出エリアを拡張する（Ｓ１１０）。このため、露出エリアと部分的に重なる物標エリアのうち、露出エリアと重ならない部分に含まれる画素の画素値についても、制御値の算出に用いられる。したがって、本実施形態によれば、露出エリアを拡張しない場合と比較して、物標の撮像状態が重視された露出制御を実現することができる。

（４）カメラ制御部１５は、検出情報（自車両の走行状況）に基づいて設定された露出エリアと重ならない物標エリアであって露出エリアへ近づく物標エリアが存在する場合に、その物標エリアが含まれるように露出エリアを拡張する（Ｓ１１２）。このため、露出エリアと重ならない物標エリアに含まれる画素の画素値についても、制御値の算出に用いられる。したがって、本実施形態によれば、露出エリアを拡張しない場合と比較して、物標の撮像状態が重視された露出制御を実現することができる。

（５）カメラ制御部１５は、撮像画像における露出エリアの横方向の位置を操舵角に応じて変更する（Ｓ１０３）。したがって、本実施形態によれば、撮像画像における露出エリアの横方向の位置を操舵角に関係なく一定にする場合と比較して、操舵角に応じた適切な位置に露出エリアを設定することができる。

（６）カメラ制御部１５は、撮像画像における露出エリアの縦方向の位置をピッチ角に応じて変更する（Ｓ１０３）。したがって、本実施形態によれば、撮像画像における露出エリアの縦方向の位置をピッチ角に関係なく一定にする場合と比較して、ピッチ角に応じた適切な位置に露出エリアを設定することができる。

（７）カメラ制御部１５は、所定のリセット条件が成立した場合に、撮像画像における露出エリアのサイズを初期状態にリセットし（Ｓ１１９）、リセットされた露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて制御値を算出する（Ｓ１２０）。したがって、本実施形態によれば、撮像画像における露出エリアのサイズを初期状態にリセットしない場合と比較して、自車両の走行状況などの変化に対して追従しやすくすることができる。

（８）カメラ制御部１５は、撮像画像において物標が存在する状態（存在時間Ｔｐ）が第１の時間継続した後、撮像画像において物標が存在しない状態（不在時間Ｔａ）が第２の時間継続したことを、リセット条件とする（Ｓ１１６）。したがって、本実施形態によれば、物標が存在する状態から存在しない状態となった場合に露出エリアのサイズを初期状態にリセットすることができる。また、時間の継続を条件としているため、物標が頻繁に見え隠れするような状況において頻繁にリセットされてしまうといった現象を生じにくくすることができる。

（９）カメラ制御部１５は、自車両の走行速度が所定のしきい値を跨いで上昇したことを、リセット条件とする（Ｓ１１７）。したがって、本実施形態によれば、低速で走行すべき状態（例えば物標が存在する状態）から、高速で走行可能な状態（例えば物標が存在しない状態）へ変化した場合に、露出エリアのサイズを初期状態にリセットすることができる。

（１０）カメラ制御部１５は、定期的なタイミングが到来したことを、リセット条件とする（Ｓ１１８）。したがって、本実施形態によれば、露出エリアのサイズが長時間リセットされないといった現象を生じにくくすることができる。

なお、本実施形態では、カメラ制御部１５が露出制御装置の一例に相当する。また、Ｓ１０１が画像取得手段としての処理の一例に相当し、Ｓ１０２が速度取得手段、操舵角取得手段及びピッチ角取得手段としての処理の一例に相当し、Ｓ１０３が設定手段としての処理の一例に相当する。また、Ｓ１０４，Ｓ１１３，Ｓ１２０が算出手段としての処理の一例に相当し、Ｓ１０６が識別手段としての処理の一例に相当し、Ｓ１１０が第１の拡張手段としての処理の一例に相当し、Ｓ１１２が第２の拡張手段としての処理の一例に相当する。また、Ｓ１１９がリセット手段としての処理の一例に相当する。

［４．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（１）上記実施形態では、露出エリアの拡張に関与する物標エリア（露出エリアと部分的に重なる物標エリア又は露出エリアへ近づく物標エリア）として、複数（上限値以下）の物標を、優先順位に従い選択するという構成例について述べた。具体的には、露出エリア内の物標であって、露出エリアの中心位置に近いことを第１優先とし、露出エリアへ近づく露出エリア外の物標であって、露出エリアに到着するタイミングが早いことを第２優先とする例について説明した。ただし、このような優先順位はあくまでも一例であって、他の優先順位とすることも可能である。例えば、衝突余裕時間ＴＴＣを基準として、衝突余裕時間ＴＴＣが短いことを第１優先とし、露出エリアにおいて最もＴＴＣの短い位置（下端位置）に到達するタイミングが早いことを第２優先としてもよい。衝突余裕時間ＴＴＣが短いということは、前方距離が短いということであり、物標エリアの下端位置が低いということである。図１１の例では、下端位置が最も低い（衝突余裕時間ＴＴＣが約１．５秒の）物標エリアＴ１が、最も高い優先順位となる。次に、下端位置が次いで低い（衝突余裕時間ＴＴＣが約２秒）の物標エリアＴ２，Ｔ３のうち、自車両側へ近づく方向へ移動する物標エリアＴ３が、２番目に高い優先順位となる。

（２）上記実施形態では、物標エリアに含まれる画素の画素値の重みを「２」、これ以外の画素の画素値の重みを「１」として、加重平均する構成を例示したが（Ｓ１１３）、これに限定されるものではない。例えば、重み付け係数は異なる値としてもよい。また、例えば、物標エリアに含まれる画素の画素値の重みを、物標エリアの種類に応じて異ならせてもよい。具体的には、露出エリアの中心へ近づく方向へ移動している物標についての画素値が、露出エリアの中心から離れる方向へ移動している物標についての画素値と比較して、制御値に対する影響が大きくなるように重み付けしてもよい。このようにすれば、衝突危険度の高い物標の撮像状態が重視された露出制御を実現することができる。

（３）上記実施形態では、露出エリアを初期状態にリセットするためのリセット条件を３つ例示したが（Ｓ１１６〜Ｓ１１８）、これに限定されるものではない。例えば、上記３つのリセット条件のうちの一部を用いてもよく、また、上記３つのリセット条件とは異なるリセット条件を用いてもよい。

（４）上記実施形態では、自車両の操舵角やピッチ角に応じて、撮像画像における露出エリアの位置を変更するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば露出エリアの形状（例えば横幅や縦幅）を変更するようにしてもよい。

（５）上記実施形態では、長方形の露出エリアを例示したが、露出エリアの形状、位置、サイズ等は特に限定されない。
（６）上記実施形態では、ピッチ角をジャイロセンサ１４で検出する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば加速度センサや傾斜計を利用してピッチ角を検出してもよい。

（７）上記実施形態では、車両制御として報知制御、ブレーキ制御、エンジン制御を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば操舵角などを制御してもよい。また、車両制御は、衝突軽減のための制御に限定されるものではなく、他の制御としてもよい。

（８）上記実施形態では、物標として歩行者、自転車、自動二輪車、車両等の移動体を例示したが、これに限定されるものではなく、他の種類の物標を検出するようにしてもよい。

（９）本発明の各構成要素は概念的なものであり、上記実施形態に限定されない。例えば、１つの構成要素が有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もよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

１…車両制御システム、１１…カメラ、１２…車速センサ、１３…操舵角センサ、１４…ジャイロセンサ、１５…カメラ制御部、１６…車両制御部、１７…報知部、１８…ブレーキ制御部、１９…エンジン制御部。

Claims (14)

1. カメラによる車両前方の撮像画像を取得する画像取得手段（Ｓ１０１）と、
   前記車両の走行速度を取得する速度取得手段（Ｓ１０２）と、
   前記撮像画像において露出制御用のエリアである露出エリアを設定する設定手段（Ｓ１０３）と、
   前記カメラの露出制御を行うための制御値を、前記露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて算出する算出手段（Ｓ１０４，Ｓ１１３，Ｓ１２０）と、
   を備え、
   前記設定手段は、前記走行速度が第１の速度である場合の前記撮像画像における前記露出エリアである第１の露出エリアが、前記走行速度が前記第１の速度よりも低い第２の速度である場合の前記露出エリアである第２の露出エリアよりも小さいサイズであって前記第２の露出エリアに包含されるように、前記撮像画像における前記露出エリアのサイズを前記走行速度に応じて変更する
   ことを特徴とする露出制御装置（１５）。
2. 請求項１に記載の露出制御装置であって、
   前記撮像画像において物標が存在するエリアである物標エリアを識別する識別手段（Ｓ１０６）を備え、
   前記算出手段は、前記露出エリアに含まれる画素のうち、前記物標エリアに含まれる画素の画素値が、前記物標エリアに含まれない画素の画素値と比較して、前記制御値に対する影響が大きくなるように重み付けする
   ことを特徴とする露出制御装置。
3. カメラによる車両前方の撮像画像を取得する画像取得手段（Ｓ１０１）と、
   前記車両の走行速度を取得する速度取得手段（Ｓ１０２）と、
   前記撮像画像において露出制御用のエリアである露出エリアを設定する設定手段（Ｓ１０３）と、
   前記カメラの露出制御を行うための制御値を、前記露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて算出する算出手段（Ｓ１０４，Ｓ１１３，Ｓ１２０）と、
   前記撮像画像において物標が存在するエリアである物標エリアを識別する識別手段（Ｓ１０６）と、
   を備え、
   前記設定手段は、前記走行速度が第１の速度である場合には、前記走行速度が前記第１の速度よりも低い第２の速度である場合と比較して、前記撮像画像における前記露出エリアのサイズが小さくなるように、前記撮像画像における前記露出エリアのサイズを前記走行速度に応じて変更し、
   前記算出手段は、前記露出エリアに含まれる画素のうち、前記物標エリアに含まれる画素の画素値が、前記物標エリアに含まれない画素の画素値と比較して、前記制御値に対する影響が大きくなるように重み付けする
   ことを特徴とする露出制御装置（１５）。
4. 請求項２又は請求項３に記載の露出制御装置であって、
   前記設定手段により設定された前記露出エリアと部分的に重なる前記物標エリアが存在する場合に、前記物標エリアが含まれるように前記露出エリアを拡張する第１の拡張手段（Ｓ１１０）を更に備える
   ことを特徴とする露出制御装置。
5. 請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の露出制御装置であって、
   前記設定手段により設定された前記露出エリアと重ならない前記物標エリアであって前記露出エリアへ近づく前記物標エリアが存在する場合に、前記物標エリアが含まれるように前記露出エリアを拡張する第２の拡張手段（Ｓ１１２）を更に備える
   ことを特徴とする露出制御装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の露出制御装置であって、
   所定のリセット条件が成立した場合に、前記撮像画像における前記露出エリアのサイズを初期状態にリセットするリセット手段（Ｓ１１９）を更に備え、
   前記算出手段は、リセットされた前記露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて前記制御値を算出する
   ことを特徴とする露出制御装置。
7. 請求項６に記載の露出制御装置であって、
   前記リセット手段は、前記撮像画像において物標が存在する状態が第１の時間継続した後、前記撮像画像において物標が存在しない状態が第２の時間継続したことを、前記リセット条件とする
   ことを特徴とする露出制御装置。
8. カメラによる車両前方の撮像画像を取得する画像取得手段（Ｓ１０１）と、
   前記車両の走行速度を取得する速度取得手段（Ｓ１０２）と、
   前記撮像画像において露出制御用のエリアである露出エリアを設定する設定手段（Ｓ１０３）と、
   前記カメラの露出制御を行うための制御値を、前記露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて算出する算出手段（Ｓ１０４，Ｓ１１３，Ｓ１２０）と、
   所定のリセット条件が成立した場合に、前記撮像画像における前記露出エリアのサイズを初期状態にリセットするリセット手段（Ｓ１１９）と、
   を備え、
   前記設定手段は、前記走行速度が第１の速度である場合には、前記走行速度が前記第１の速度よりも低い第２の速度である場合と比較して、前記撮像画像における前記露出エリアのサイズが小さくなるように、前記撮像画像における前記露出エリアのサイズを前記走行速度に応じて変更し、
   前記算出手段は、リセットされた前記露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて前記制御値を算出し、
   前記リセット手段は、前記撮像画像において物標が存在する状態が第１の時間継続した後、前記撮像画像において物標が存在しない状態が第２の時間継続したことを、前記リセット条件とする
   ことを特徴とする露出制御装置（１５）。
9. 請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載の露出制御装置であって、
   前記リセット手段は、前記走行速度が所定のしきい値を跨いで上昇したことを、前記リセット条件とする
   ことを特徴とする露出制御装置。
10. カメラによる車両前方の撮像画像を取得する画像取得手段（Ｓ１０１）と、
    前記車両の走行速度を取得する速度取得手段（Ｓ１０２）と、
    前記撮像画像において露出制御用のエリアである露出エリアを設定する設定手段（Ｓ１０３）と、
    前記カメラの露出制御を行うための制御値を、前記露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて算出する算出手段（Ｓ１０４，Ｓ１１３，Ｓ１２０）と、
    所定のリセット条件が成立した場合に、前記撮像画像における前記露出エリアのサイズを初期状態にリセットするリセット手段（Ｓ１１９）と、
    を備え、
    前記設定手段は、前記走行速度が第１の速度である場合には、前記走行速度が前記第１の速度よりも低い第２の速度である場合と比較して、前記撮像画像における前記露出エリアのサイズが小さくなるように、前記撮像画像における前記露出エリアのサイズを前記走行速度に応じて変更し、
    前記算出手段は、リセットされた前記露出エリアに含まれる画素の画素値に基づいて前記制御値を算出し、
    前記リセット手段は、前記走行速度が所定のしきい値を跨いで上昇したことを、前記リセット条件とする
    ことを特徴とする露出制御装置（１５）。
11. 請求項６から請求項１０までのいずれか１項に記載の露出制御装置であって、
    前記リセット手段は、定期的なタイミングが到来したことを、前記リセット条件とする
    ことを特徴とする露出制御装置。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の露出制御装置であって、
    前記車両の操舵角を取得する操舵角取得手段（Ｓ１０２）を更に備え、
    前記設定手段は、前記撮像画像における前記露出エリアの横方向の位置を前記操舵角に応じて変更する
    ことを特徴とする露出制御装置。
13. 請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の露出制御装置であって、
    前記車両のピッチ角を取得するピッチ角取得手段（Ｓ１０２）を更に備え、
    前記設定手段は、前記撮像画像における前記露出エリアの縦方向の位置を前記ピッチ角に応じて変更する
    ことを特徴とする露出制御装置。
14. 請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の露出制御装置であって、
    前記設定手段は、前記露出エリアの位置を、前記カメラの無限遠点の位置に基づいて設定する
    ことを特徴とする露出制御装置。

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