JP6132411B2 - 車外環境認識装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両の進行方向に存在する特定物を特定する車外環境認識装置に関する。

従来、自車両の前方に位置する車両等の立体物を検出し、先行車両との衝突を回避したり（衝突回避制御）、先行車両との車間距離を安全な距離に保つように制御する（クルーズコントロール）技術が知られている（例えば、特許文献１）。

また、上記立体物を検出する技術として、自車両の側方を撮影した画像パターンを参照し、エッジの自車両前後方向の対称性に基づいて、自車両と並走する並走車を検出する技術が開示されている（例えば、特許文献２）。

特許第３３４９０６０号公報 特開２００８−１３４８７７号公報

自車両の進行方向に存在する特定物としては、同方向に走行する先行車両や、進行路を自車両横方向に横断する歩行者および自転車等がある。このような進行路を横断する歩行者や自転車等は、その輪郭によって歩行者らしさ、または、自転車らしさを判定するのが望ましい。ただし、一般的に、自転車は歩行者より横断速度が高く、自転車の全体の輪郭が確認できるまで待っていると、その間に自車両と自転車との距離が短くなり、衝突回避制御として急な動作を要することになってしまう。

本発明は、このような課題に鑑み、自転車等の特定物を迅速に検出可能な、車外環境認識装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の車外環境認識装置は、コンピュータが、画面上の所定の範囲を対象領域として設定する対象領域設定部と、対象領域の中心から延長された放射状の線が境界となるように対象領域を分割して複数の分割領域を設定し、分割領域毎に予め定められた斜めエッジを計数するエッジ計数部と、分割領域におけるブロック総数に対する斜めエッジの割合に基づいて、対象領域の画像の車輪らしさを判定する車輪判定部、として機能することを特徴とする。

エッジ計数部は、対象領域の中心から水平および垂直に延長された放射状の線が境界となるように対象領域を分割してもよい。

エッジ計数部は、分割領域毎に、斜めエッジの重心位置を導出し、車輪判定部は、重心位置と、分割領域毎に定められた基準位置との相対距離に応じて、対象領域の画像の車輪らしさを判定してもよい。

車輪判定部は、複数の分割領域に対し、移動方向かつ路面方向に位置する分割領域が他の分割領域より高くなるように重み付けを行ってもよい。

対象領域設定部は、自転車の車輪の複数の規格それぞれに基づく複数の大きさの対象領域を設定してもよい。

本発明によれば、自転車等の特定物を迅速に検出することが可能となる。

車外環境認識システムの接続関係を示したブロック図である。 車外環境認識装置の概略的な機能を示した機能ブロック図である。 車外環境認識処理の流れを示すフローチャートである。 対象領域設定処理を説明するための説明図である。 エッジ計数処理の流れを説明するためのフローチャートである。 エッジ計数処理を説明するための説明図である。 エッジ計数処理を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（車外環境認識システム１００）
図１は、車外環境認識システム１００の接続関係を示したブロック図である。車外環境認識システム１００は、撮像装置１１０と、車外環境認識装置１２０と、車両制御装置（ＥＣＵ：Engine Control Unit）１３０とを含んで構成される。

撮像装置１１０は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子を含んで構成され、自車両１の前方の車外環境を撮像し、少なくとも輝度の情報が含まれる輝度画像（カラー画像やモノクロ画像）を生成することができる。また、撮像装置１１０は、自車両１の進行方向側において２つの撮像装置１１０それぞれの光軸が略平行になるように、略水平方向に離隔して配置される。撮像装置１１０は、自車両１の前方の検出領域に存在する立体物を撮像した輝度画像を、例えば１／６０秒のフレーム毎（６０ｆｐｓ）に連続して生成する。ここでは、２つの撮像装置１１０によって異なる視点の輝度画像が生成されるので、立体物の距離も把握することが可能となる。ここで、撮像装置１１０によって認識する立体物は、自転車、歩行者、車両、信号機、道路（進行路）、道路標識、ガードレール、建物といった独立して存在する物のみならず、自転車の車輪等、その一部として特定できる物も含む。

車外環境認識装置１２０は、２つの撮像装置１１０それぞれから輝度画像を取得し、一方の輝度画像から任意に抽出したブロック（複数の画素の集合体）に対応するブロックを他方の輝度画像から検索する、所謂パターンマッチングを用いて視差（相対距離）、および、任意のブロックの画面内の位置を示す画面位置を導出し、各ブロックの三次元位置を導出する。そして、車外環境認識装置１２０は、車外環境に存在する立体物、例えば、同方向に走行する先行車両や、進行路を自車両横方向に横断する歩行者および自転車等を特定する。また、車外環境認識装置１２０は、このように立体物を特定すると、立体物との衝突を回避したり（衝突回避制御）、先行車両との車間距離を安全な距離に保つように自車両１を制御する（クルーズコントロール）。

車両制御装置１３０は、ステアリングホイール１３２、アクセルペダル１３４、ブレーキペダル１３６を通じて運転手の操作入力を受け付け、操舵機構１４２、駆動機構１４４、制動機構１４６に伝達することで自車両１を制御する。また、車両制御装置１３０は、車外環境認識装置１２０の指示に従い、操舵機構１４２、駆動機構１４４、制動機構１４６を制御する。

上述したように、車外環境認識システム１００では、進行路を自車両横方向に横断する歩行者および自転車等を特定している。このような進行路を横断する歩行者や自転車等は、その輪郭によって歩行者らしさや自転車らしさを判定するのが望ましいが、自転車は歩行者より横断速度が高く、自転車の全体の輪郭が確認できるまで待っていると、その間に自車両１と自転車との距離が短くなり、衝突回避制御として急な動作を要することになる。したがって、自転車が輝度画像外から輝度画像内に入っている場合、自転車の一部が把握された時点で、速やかに自転車である可能性を認識し、応答性を高める必要がある。そこで、本実施形態では、自転車の一部である車輪（前輪）が画面に出現した時点で、その車輪らしさを適切に判定することで、自転車を迅速に検出し、ひいては、安定した衝突回避制御を行うことを目的とする。

以下、このような目的を実現するための車外環境認識装置１２０の構成について詳述する。ここでは、本実施形態に特徴的な、自車両１前方の検出領域における立体物（例えば、自転車の車輪）の特定処理について詳細に説明し、本実施形態の特徴と無関係の構成については説明を省略する。

（車外環境認識装置１２０）
図２は、車外環境認識装置１２０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。図２に示すように、車外環境認識装置１２０は、Ｉ／Ｆ部１５０と、データ保持部１５２と、中央制御部１５４とを含んで構成される。

Ｉ／Ｆ部１５０は、撮像装置１１０、および、車両制御装置１３０との双方向の情報交換を行うためのインターフェースである。データ保持部１５２は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、以下に示す各機能部の処理に必要な様々な情報を保持する。

中央制御部１５４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、システムバス１５６を通じて、Ｉ／Ｆ部１５０、データ保持部１５２等を制御する。また、本実施形態において、中央制御部１５４は、対象領域設定部１６０、エッジ計数部１６２、車輪判定部１６４としても機能する。以下、本実施形態に特徴的な自転車を認識する車外環境認識処理について、当該中央制御部１５４の各機能部の動作も踏まえて詳述する。

（車外環境認識処理）
図３は、車外環境認識処理の流れを示すフローチャートである。車外環境認識処理では、画面上の所定の範囲を対象領域として設定する対象領域設定処理（Ｓ２００）、対象領域の中心から延長された放射状の線（直線）が境界となるように対象領域を分割して複数の分割領域を設定し、その分割領域毎に、少なくとも水平、垂直、斜めを含む予め定められた複数方向それぞれのエッジ（輝度勾配）を計数するエッジ計数処理（Ｓ２０２）、複数方向のエッジの割合や重心位置を導出する第１車輪判定処理（Ｓ２０４）、複数の対象領域全てに対し車輪らしさを判定したか確認する完了確認処理（Ｓ２０６）、対象領域の輝度画像の車輪らしさを判定する第２車輪判定処理（Ｓ２０８）を実行する。ここで、「水平」は画面横方向を示し、「垂直」は画面縦方向を示す。

（対象領域設定処理Ｓ２００）
図４は、対象領域設定処理Ｓ２００を説明するための説明図である。対象領域設定部１６０は、撮像装置１１０が生成した連続する（時分割された）複数の輝度画像２５０を参照し、生成時刻の異なる輝度画像２５０同士の差分により、輝度画像２５０外から輝度画像２５０内に進入してきた所定の条件を満たす立体物２５２を検出する。ここで、所定の条件とは、当該立体物２５２の自車両１に対する相対距離が所定距離（例えば２０ｍ）以内、高さが所定高さ（例えば２ｍ）以内、および、連続的に検出されている時間が所定時間（例えば１．５秒）以内である。

そして、対象領域設定部１６０は、図４（ａ）の如く、その立体物２５２の水平方向の幅、すなわち、輝度画像２５０の端部２５０ａと、立体物２５２の端部２５２ａとの差分が所定の検出幅に達すると、輝度画面上の所定の範囲を対象領域２５４として設定する。また、このとき、輝度画像２５０の端部２５０ａに対する立体物２５２の端部２５２ａの水平方向に沿った方向を立体物２５２の移動方向とする。したがって、図４（ａ）のように、立体物２５２が輝度画像２５０の右に位置している場合、移動方向は左向きとなり、立体物２５２が輝度画像２５０の左に位置している場合、移動方向は右向きとなる。このように、対象領域設定部１６０は、自車両１の進行方向において、水平方向に移動している立体物２５２の一部を対象領域２５４として設定する。

ここで、対象領域２５４の設定を、立体物２５２の幅が所定の検出幅になるまで待っているのは、本実施形態において目的とする車輪を認識する上で必要な大きさを確保するためである。

ところで、自転車の車輪は、複数の規格それぞれに基づく複数の大きさのものが存在する。そこで、対象領域設定部１６０は、自転車の車輪の複数の規格それぞれに基づく複数の大きさの対象領域２５４を設定している。例えば、図４（ｂ）に示すように、対象領域設定部１６０は、立体物２５２の端部２５２ａおよび路面２５２ｂから一辺がそれぞれ１６インチ、２２インチ、２８インチとなる正方形の複数の対象領域２５４を設定する。ここでは、自転車の車輪の大きさと、対象領域２５４の大きさとが近似する場合に、車輪らしさのポイントが高くなり、後述するように、立体物２５２が車輪らしいと判定される。なお、複数の大きさの対象領域２５４全てを設定できるように、所定の検出幅としては、このような複数の対象領域２５４の最大値、すなわち２８インチ（例えば３５０ピクセルに相当）以上の値が設定されている。

（エッジ計数処理Ｓ２０２）
図５は、エッジ計数処理Ｓ２０２の流れを説明するためのフローチャートであり、図６、７は、エッジ計数処理Ｓ２０２を説明するための説明図である。ここでは、理解を容易にするために、立体物２５２が１６インチの車輪であるとする。

エッジ計数部１６２は、図６に示すように、対象領域設定部１６０が設定した複数の対象領域２５４のうちの１６インチの対象領域２５４の中心２５４ａから延長された放射状の線２５４ｂが境界となるように対象領域２５４を分割して、複数の分割領域２５６を設定する（Ｓ２１０）。図６の例では、対象領域２５４の中心２５４ａから水平および垂直に延長された放射状の線２５４ｂが境界となるように、対象領域２５４が４つの分割領域２５６（２５６ａ、２５６ｂ、２５６ｃ、２５６ｄ）に分割されている。

本実施形態では、立体物２５２が点対称な車輪であった場合、放射状の線２５４ｂにより均等分割した分割領域２５６同士に関し、中心２５４ａに対するエッジの位置関係が大凡等しくなる特性、および、それぞれの分割領域２５６にタイヤに相当する１／４の円が存在することを利用して、車輪らしさを判定する。

ただし、後述するように、本実施形態において、エッジ計数部１６２は、所定の複数方向のエッジの中で、特に、斜めのエッジ（以下、単に斜めエッジという）が出現し易いように、エッジを導出する。したがって、ここでは、多くの斜めエッジをサンプルとして利用できるように、水平および垂直の放射状の線２５４ｂにより対象領域２５４を均等分割している。

続いて、エッジ計数部１６２は、任意の分割領域２５６に対し、任意のブロック（水平２画素×垂直２画素）を抽出し、少なくとも斜めエッジを含む、水平エッジ、垂直エッジ、斜めエッジ等、予め定められた複数方向のエッジを導出する（Ｓ２１２）。

図７（ａ）は、エッジの出現態様を示す。例えば、分割領域２５６ｃ中の任意のブロック２６０ａを拡大すると、図７（ｂ）のような輝度分布になり、他の分割領域２５６ｂの任意のブロック２６０ｂを拡大すると、図７（ｃ）のような輝度分布になっていたとする。また、輝度の範囲を０〜２５５とし、図７（ｂ）中、仮に、白色の塗りつぶしを輝度「２００」、黒色の塗りつぶしを輝度「０」とする。ここでは、仮に、ブロックの図中左上画素の輝度をＡ、右上画素の輝度をＢ、左下画素の輝度をＣ、右下画素の輝度をＤとし、エッジの水平方向成分を（Ｂ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｃ）、エッジの垂直方向成分を（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）と定義する。

すると、図７（ｂ）に示すブロック２６０ａのエッジの水平方向成分は、（Ｂ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｃ）＝（０＋０）−（２００＋２００）＝−４００となり、エッジの垂直方向成分は、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）＝（２００＋０）―（２００＋０）＝０となる。したがって、水平方向成分「−４００」、垂直方向成分「０」となり、エッジは、図７（ｄ）の如く水平方向左向きの矢印で示される水平エッジとなる。ただし、図７（ｆ）のように、水平成分は画面右方向を正、垂直成分は画面上方向を正としている。

同様に、図７（ｃ）に示すブロック２６０ｂのエッジの水平方向成分は、（Ｂ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｃ）＝（０＋０）−（０＋２００）＝−２００となり、エッジの垂直方向成分は、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）＝（０＋０）―（２００＋０）＝−２００となる。したがって、水平方向成分「−２００」、垂直方向成分「−２００」となり、エッジは、図７（ｅ）の如く画面左下向きの矢印で示される斜めエッジとなる。

このように、ブロック内の半分の領域から他の半分の領域を減算する構成により、ブロック内全体に含まれる輝度のオフセットやノイズを取り除くことができ、エッジを適切に抽出することが可能となる。また、加減算のみの単純計算でエッジを導出できるので、計算負荷が軽くなる。

ここでは、このように導出されたエッジの分割領域２５６全体に対する割合を導出することを目的としている。しかし、上記水平方向成分や垂直方向成分を導出した値をそのまま用いて単純にエッジとしてしまうと、そのエッジのバリエーションが無限に存在することとなる。そうすると、その無限のバリエーションに対して同一とみなしてよいエッジの範囲を設定しなければならない。そこで、本実施形態では、水平方向成分および垂直方向成分のいずれも単位長さで定義し、エッジのバリエーションを単純化する。即ち、水平方向成分および垂直方向成分のいずれも−１、０、＋１のいずれかとみなすこととする。そうすると、エッジは、図７（ｇ）のようにそれぞれ４５度ずつの角度をなす８つの方向に限定することができる。ここで、図７（ｇ）の各方向に付随する数値は、その方向の識別子を示す。

また、このようにエッジの導出を単純化すると、水平方向成分や垂直方向成分が０ではない全ての場合において、その成分は単位長を有することとなる。例えば、水平方向成分が輝度にして−１の場合と＋１の場合とでは、輝度の差が２しかないにも拘わらず、エッジとして正反対の結果が生じてしまう。そこで、エッジの導出の際、不感帯を設けることとし、エッジ計数部１６２は、水平方向成分や垂直方向成分の絶対値が所定の閾値（例えば２０）未満であれば、水平方向成分や垂直方向成分を０とみなし、すなわち、エッジなしと判断する。こうすることで、ノイズ的に生じた水平方向成分や垂直方向成分によりエッジが不安定に出現するのを回避できる。

また、ここでは、所定の閾値として固定値を用いる例を示したが、所定の閾値を可変値とすることもできる。例えば、撮像装置１１０においては、輝度が高いほど、ノイズの量が増える特性を有する。したがって、所定の閾値は、ブロック内の輝度、例えば、ブロック内の全輝度の平均値に応じた漸増関数（例えば、輝度の平均値を引数とする一次関数）で求められることが望ましい。こうして、ブロック内の全体的な輝度の高低によるノイズ量の変動に拘わらず、ノイズによってエッジが不安定になるのを回避できる。このとき、全体的な輝度が高い場合、所定の閾値も高くなるが、そもそも輝度が高い範囲では、水平方向成分や垂直方向成分も大きくなるので、エッジの安定した導出に支障はない。

ただし、本実施形態において、エッジ計数部１６２は、水平エッジ（図７（ｇ）の３、７の方向）や垂直エッジ（図７（ｇ）の１、５の方向）より、斜めエッジ（図７（ｇ）の２、４、６、８の方向）が出やすいようにエッジを導出している。例えば、図７（ｂ）のように、水平方向または垂直方向のいずれかの方向成分のみが有意な値（その絶対値が所定の閾値以上）となり、他の方向成分がほぼ０（その絶対値が所定の閾値未満）であれば、水平エッジや垂直エッジとなるが、いずれも有意な値（その絶対値が所定の閾値以上）となれば、それを斜めエッジと判定する。したがって、分割領域２５６に対して、エッジが、水平エッジもしくは垂直エッジでなければ、ほぼ斜めエッジと判定される。これは、車外環境において水平や垂直な部位を有する立体物が多いので、正確に水平や垂直ではないエッジは立体物として誤認識させないために斜めエッジに分類させるためである。かかる手法の下では、車輪をはじめとする円形状の立体物に対し、水平エッジや垂直エッジが出現することはほとんどなく、ほぼ斜めエッジが出現することとなる。

また、エッジ計数部１６２は、分割領域２５６内でブロックを抽出する度に、ブロックの総数（ブロック総数）を積算する。かかるブロックの総数は、エッジ計数部１６２がブロックをエッジである（水平エッジ、垂直エッジ、斜めエッジのいずれかである）と判定したか否かに拘わらず積算される。

ブロックに対するエッジの方向を導出すると、エッジ計数部１６２は、導出された方向のエッジの数（方向数）を積算するとともに、ブロックの座標を、導出された方向の座標（座標積算値）として積算する（Ｓ２１４）。例えば、任意のブロックに対し、図７（ｅ）のような斜めエッジ（図７（ｇ）の６の方向）が導出されると、図７（ｇ）の６の方向の方向数が１だけインクリメントされ、そのブロックの座標（ｘ座標、ｙ座標）が図７（ｇ）の６の方向の座標積算値に積算される。ただし、水平方向成分や垂直方向成分の絶対値が所定の閾値（例えば２０）未満となりエッジと判定されなかったブロックについては、方向数や座標積算値への積算が行われない。

続いて、エッジ計数部１６２は、対象とする分割領域２５６内のブロック全てを抽出したか否か判定し（Ｓ２１６）、抽出していなければ（Ｓ２１６のＮＯ）、新たなブロックを抽出してエッジ導出処理Ｓ２１２から繰り返し、抽出していれば、すなわち、分割領域２５６内のブロック全ての判定が完了していれば（Ｓ２１６のＹＥＳ）、次の処理に移行する。

次に、エッジ計数部１６２は、エッジの各方向の座標積算値を方向数で除算し、エッジの各方向の重心位置を導出する（Ｓ２１８）。したがって、重心位置は、分割領域２５６毎に８つ導出されることとなる。

また、エッジ計数部１６２は、エッジの各方向の方向数をブロック総数で除算し、エッジの各方向の割合（％）を導出する（Ｓ２２０）。したがって、分割領域２５６毎に８つの方向に対するエッジの割合が導出されることとなる。

続いて、エッジ計数部１６２は、複数の分割領域２５６全てに対して処理が完了したか否か判定し（Ｓ２２２）、完了していなければ（Ｓ２２２のＮＯ）、新たな分割領域２５６を設定してエッジ導出処理Ｓ２１２から繰り返し、完了していれば（Ｓ２２２のＹＥＳ）、当該エッジ計数処理Ｓ２０２を終了する。

（第１車輪判定処理Ｓ２０４）
車輪判定部１６４は、エッジ計数部１６２が導出した分割領域２５６毎の重心位置と、分割領域２５６毎に定められた基準位置（例えば、中心２５４ａから２０ｃｍ）との相対距離に応じて、対象領域２５４の画像の車輪らしさを判定する。

具体的に、対象領域２５４の左上に位置する分割領域２５６ａおよび右下に位置する分割領域２５６ｄでは、いずれも、斜めエッジ、特に、図７（ｇ）の４および８の方向の斜めエッジを判定対象とし、対象領域２５４の右上に位置する分割領域２５６ｂおよび左下に位置する分割領域２５６ｃでは、いずれも、斜めエッジ、特に、図７（ｇ）の２および６の方向の斜めエッジを判定対象とする。したがって、車輪判定部１６４は、分割領域２５６ａ、２５６ｄに関しては、分割領域２５６ａ、２５６ｄそれぞれにおける図７（ｇ）の４および８の方向の斜めエッジの重心位置と基準位置との相対距離を導出し、分割領域２５６ｂ、２５６ｃに関しては、分割領域２５６ｂ、２５６ｃそれぞれにおける図７（ｇ）の２および６の方向の斜めエッジの重心位置と基準位置との相対距離を導出する。

そして、車輪判定部１６４は、４つの分割領域２５６ａ、２５６ｂ、２５６ｃ、２５６ｄ全ての相対距離が、所定の第１距離（例えば８ｃｍ）以内に収まっていれば、係数を所定の第１係数（例えば１．０）に設定し、第１距離以内には収まっていないものの、所定の第２距離（例えば１６ｃｍ）以内に収まっていれば、係数を所定の第２係数（例えば０．８５）に設定し、第２距離以内には収まっていないものの、所定の第３距離（例えば２４ｃｍ）以内に収まっていれば、係数を所定の第３係数（例えば０．７５）に設定し、第３距離以内に収まっていなければ、係数を所定の第４係数（例えば０．０）に設定する。かかる係数は、大きいほど、対象領域２５４の画像が車輪らしいということになる。なお、第１距離〜第３距離、および、第１係数〜第４係数は、対象領域２５４の大きさによって異なる値が設定されるとしてもよい。

車輪判定部１６４は、エッジ計数部１６２が導出した分割領域２５６毎の割合に基づいて、対象領域２５４の画像の車輪らしさを判定する。

かかる割合の判定も、重心位置同様、対象領域２５４の左上に位置する分割領域２５６ａおよび右下に位置する分割領域２５６ｄでは、いずれも、図７（ｇ）の４および８の方向の斜めエッジを判定対象とし、対象領域２５４の右上に位置する分割領域２５６ｂおよび左下に位置する分割領域２５６ｃでは、いずれも、図７（ｇ）の２および６の方向の斜めエッジを判定対象とする。したがって、車輪判定部１６４は、分割領域２５６ａ、２５６ｄに関しては、分割領域２５６ａ、２５６ｄそれぞれにおける図７（ｇ）の４および８の方向（合計）の斜めエッジの割合に基づいて、その割合が多ければ多いほど車輪らしいと判定し、分割領域２５６ｂ、２５６ｃに関しては、分割領域２５６ｂ、２５６ｃそれぞれにおける図７（ｇ）の２および６の方向（合計）の斜めエッジの割合に基づいて、その割合が多ければ多いほど車輪らしいと判定する。

ただし、本実施形態では、車輪判定部１６４は、複数の分割領域２５６の割合に、上述した係数を乗じ、さらに、分割領域２５６毎に重み付けも行う。かかる重み付けは、移動方向かつ路面方向（垂直方向かつ立体物２５２が位置している路面に向かう方向）に位置する分割領域２５６が他の分割領域２５６より高くなるように設定される。これは、対象領域２５４において、自転車の運転手に近い領域に、車輪以外のエッジが観測される可能性が高く、運転手と遠くなる移動方向かつ路面方向に位置する分割領域２５６においては、車輪のエッジが観測され易いからである。したがって、重み付けは、分割領域２５６ｃ≧分割領域２５６ａ≧分割領域２５６ｄ≧分割領域２５６ｂの関係となる。ここで、分割領域２５６ａ≧分割領域２５６ｄとなっているのは、自転車の運転手が荷物を持っている場合に、分割領域２５６ｄに荷物のエッジが出易くなるからである。

このような重み付けを反映すると、車輪らしさの判定は以下のようになる。すなわち、分割領域２５６ｃに関し、車輪判定部１６４は、図７（ｇ）の２および６の方向の斜めエッジの割合が、３０％以上なら５×係数ポイントを付与し、２５％以上３０％未満なら３×係数ポイントを付与し、２０％以上２５％未満なら２×係数ポイントを付与し、２０％未満ならポイントを付与しない。

同様に、分割領域２５６ａに関し、車輪判定部１６４は、図７（ｇ）の４および８の方向の斜めエッジの割合が、３０％以上なら４×係数ポイントを付与し、２５％以上３０％未満なら３×係数ポイントを付与し、２０％以上２５％未満なら２×係数ポイントを付与し、２０％未満ならポイントを付与しない。分割領域２５６ｄに関し、車輪判定部１６４は、図７（ｇ）の４および８の方向の斜めエッジの割合が、２７％以上なら４×係数ポイントを付与し、２２％以上２７％未満なら２×係数ポイントを付与し、１７％以上２２％未満なら１×係数ポイントを付与し、１７％未満ならポイントを付与しない。分割領域２５６ｂに関し、車輪判定部１６４は、図７（ｇ）の２および６の方向の斜めエッジの割合が、２５％以上なら３×係数ポイントを付与し、２０％以上２５％未満なら２×係数ポイントを付与し、１５％以上２０％未満なら１×係数ポイントを付与し、１５％未満ならポイントを付与しない。そして、車輪判定部１６４は、分割領域２５６毎に付与されたポイントを合計し、その対象領域２５４の車輪らしさを示す合計ポイントとする。

ただし、重み付けは、分割領域２５６ｃ≧分割領域２５６ａ≧分割領域２５６ｄ≧分割領域２５６ｂの関係があれば足り、判定基準（％）やそれに対応して付与する数値を任意に設定できるのは言うまでもない。

（完了確認処理Ｓ２０６）
続いて、車輪判定部１６４は、複数の対象領域２５４全てに対して処理が完了したか否か判定し、完了していなければ（Ｓ２０６のＮＯ）、新たな対象領域２５４を設定してエッジ計数処理Ｓ２０２から繰り返し、完了していれば（Ｓ２０６のＹＥＳ）、次の処理に移行する。

（第２車輪判定処理Ｓ２０８）
車輪判定部１６４は、１６インチ、２２インチ、２８インチの３つの対象領域２５４の合計ポイントを比較し、一番高い合計ポイントを判定対象とする。これは、合計ポイントが高い対象領域２５４の大きさが車輪の大きさと一致または近似している可能性が高いからである。

続いて、車輪判定部１６４は、一番高い合計ポイントが、１２ポイント以上なら高確率で車輪らしいと判定し、１０ポイント以上１２ポイント未満なら中確率で車輪らしいと判定し、８ポイント以上１０ポイント未満なら低確率で車輪らしいと判定する。そして、車輪判定部１６４は、他の情報（例えば横断速度）等を踏まえ、総合的に、立体物２５２が自転車であるか判定する。したがって、第２車輪判定処理Ｓ２０８による車輪らしさの判定は、立体物２５２が自転車であることを特定するための一つのパラメータであり、車輪らしいと判定されたからといって、立体物２５２を即座に自転車と判定するものではない。

このように立体物２５２が自転車であると特定されると、車外環境認識装置１２０は、立体物２５２との衝突を回避すべく、衝突回避制御を実行することとなる。

本実施形態では、分割領域２５６毎に所定方向のエッジの重心位置および割合を導出することで、車輪の円形状らしさを判定している。かかる構成により、ハフ変換等の重い計算処理を遂行しなくとも、簡易な計算による軽処理負荷で自転車等の特定物を迅速に検出することが可能となる。

また、コンピュータを車外環境認識装置１２０として機能させるプログラムや、当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態においては、対象領域２５４として、一辺がそれぞれ１６インチ、２２インチ、２８インチとなる３つの正方形を挙げて説明したが、その大きさ、数、形状は任意に設定することができる。

また上述した実施形態では、対象領域２５４の中心２５４ａから延長された放射状の線２５４ｂにより均等分割した４つの分割領域２５６を設定する例を挙げて説明したが、その数は任意に設定することができ（例えば８、１６）、また、車輪が円形状であることを判定できれば、均等に分割する必要もない。

また上述した実施形態では、複数の方向全てのエッジについて計数する例を挙げて説明したが、判定対象が斜めエッジのみなので、斜めエッジのみ計数して、重心位置や割合を導出するとしてもよい。

また上述した実施形態では、車輪らしさを判定することで特定物として自転車を特定する例を挙げて説明しているが、車輪を有する自動二輪車や自動車に適用することもできる。

なお、本明細書の車外環境認識処理の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。

本発明は、自車両の進行方向に存在する特定物を特定する車外環境認識装置に利用することができる。

１２０ 車外環境認識装置
１６０ 対象領域設定部
１６２ エッジ計数部
１６４ 車輪判定部

Claims (5)

1. コンピュータが、
   画面上の所定の範囲を対象領域として設定する対象領域設定部と、
   前記対象領域の中心から延長された放射状の線が境界となるように該対象領域を分割して複数の分割領域を設定し、該分割領域毎に予め定められた斜めエッジを計数するエッジ計数部と、
   前記分割領域におけるブロック総数に対する前記斜めエッジの割合に基づいて、前記対象領域の画像の車輪らしさを判定する車輪判定部、
   として機能することを特徴とする車外環境認識装置。
2. 前記エッジ計数部は、前記対象領域の中心から水平および垂直に延長された放射状の線が境界となるように該対象領域を分割することを特徴とする請求項１に記載の車外環境認識装置。
3. 前記エッジ計数部は、前記分割領域毎に、前記斜めエッジの重心位置を導出し、
   前記車輪判定部は、前記重心位置と、前記分割領域毎に定められた基準位置との相対距離に応じて、前記対象領域の画像の車輪らしさを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の車外環境認識装置。
4. 前記車輪判定部は、前記複数の分割領域に対し、移動方向かつ路面方向に位置する該分割領域が他の該分割領域より高くなるように重み付けを行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車外環境認識装置。
5. 前記対象領域設定部は、自転車の車輪の複数の規格それぞれに基づく複数の大きさの対象領域を設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車外環境認識装置。

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