JPWO2017195477A1 - 障害物検知装置、運転支援システムおよび障害物検知方法 - Google Patents

Abstract

第１の投光機（１０１）は、車両（１００）の幅方向に広がりを持つ第１のスリット光（１１１）を、接地面（１１０）に対して平行な方向以外に投光する。第２の投光機（１０２）は、車両（１００）の幅方向に広がりを持つ第２のスリット光（１１２）を、接地面（１１０）に平行な方向に投光する。障害物検知ユニット（１０４）は、第１のスリット光（１１１）と第２のスリット光（１１２）が投光された車両周辺領域の撮像画像を用いて、障害物を検知する。

Description

この発明は、車両周辺の障害物を検知する障害物検知装置および障害物検知方法、ならびに障害物検知装置の検知結果に基づき車両の運転を支援する運転支援システムに関するものである。

従来、３次元形状測定方法の一例として、以下のような方法がある。
スリット光源は、３次元形状を測定する対象に向けて、スリット光を投光する。スリット光源とは離れた地点に設置されたカメラは、対象に当ったスリット光を撮像する。処理手段は、カメラが撮像した画像中のスリット光を検知し、三角測量の原理に基づき対象をスリット光で輪切りにした切断形状を復元する。スリット光源が対象をスリット光で走査していく最中にカメラが撮像を繰り返し、処理手段が切断形状を次々と復元し統合することで、対象全体の３次元形状が復元される。

この３次元形状測定方法を車両に適用したのが、特許文献１に記載された駐車支援装置である。特許文献１記載の駐車支援装置では、車両にスリット光源とカメラが設置され、車両の移動に伴ってスリット光が車両周辺領域を走査し、カメラがその領域を繰り返し撮像する。処理手段は、車両の移動に伴って繰り返し撮像された各画像を用いて、車両周辺領域の３次元形状を復元し、駐車空間を抽出する。

特開２００７−３２６４２８号公報

上記特許文献１に係る発明は、車両移動中に順次取得した切断形状を統合することで車両周辺領域の３次元形状を復元する構成である。つまり、各切断形状が異なる時刻に取得されることになるため、車両周辺領域において対象が動かないことを前提とした３次元形状測定方法と言える。そのため、車両周辺領域に移動物体、例えば歩行者または他車両がある場合、この部分の切断形状は正しく統合されないため、誤った３次元形状が復元されるという課題があった。当然ながら、復元された３次元形状のどの部分が移動物体なのかを判別することもできない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、移動物体が存在していたとしても車両周辺領域の３次元形状を正しく復元することを目的とする。

この発明に係る障害物検知装置は、第１のスリット光を車両周辺領域へ投光する第１の投光部と、車両の幅方向に広がりを持つ第２のスリット光を、車両周辺領域に向けて車両の接地面に平行な方向に投光する第２の投光部と、第１のスリット光が広がる方向と第１のスリット光が投光される方向とで構成される面、および第２のスリット光が広がる方向と第２のスリット光が投光される方向とで構成される面とは異なる位置から車両周辺領域を撮像する撮像部とを備え、撮像部が撮像した画像を用いて、障害物を検知するものである。

この発明によれば、第２のスリット光を接地面に平行な方向に投光するようにしたので、車両が移動しても第２のスリット光が当たる位置は動かない。そのため、車両周辺領域内の物体が静止している場合、第２のスリット光が当たる位置は同じになり、物体が移動している場合、第２のスリット光が当たる位置は変化する。このことから、第２のスリット光の当たっている部分の変化を検知することによって物体が静止しているか移動しているかを判別することができるようになる。従って、移動物体が存在していたとしても車両周辺領域の３次元形状を正しく復元することができ、その３次元形状を用いて障害物を検知することが可能になる。

この発明の実施の形態１に係る障害物検知装置が搭載された車両を示す図である。 実施の形態１に係る障害物検知装置のハードウェア図である。 実施の形態１に係る障害物検知装置の機能ブロック図である。 実施の形態１に係る障害物検知装置の第１の復元部が行う光切断法を説明する図であり、車両周辺領域の様子を示す。 実施の形態１に係る障害物検知装置の第１の復元部が行う光切断法を説明する図であり、図４のカメラにより撮像された画像を示す。 実施の形態１において、車両が徐々に後退していくときの、時刻ｔ１における車両周辺領域の様子を示す図である。 実施の形態１において、車両が徐々に後退していくときの、時刻ｔ２における車両周辺領域の様子を示す図である。 実施の形態１において、車両が徐々に後退していくときの、時刻ｔ３における車両周辺領域の様子を示す図である。 時刻ｔ１の状況下で撮像された画像から復元された第２の切断形状を示す図である。 時刻ｔ１，ｔ２の状況下で撮像された各画像から復元された各第２の切断形状を重畳して示す図である。 時刻ｔ１〜ｔ３の状況下で撮像された各画像から復元された各第２の切断形状を重畳して示す図である。 実施の形態１に係る障害物検知装置の統合部により復元された３次元形状を示す図である。 実施の形態１に係る障害物検知装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る障害物検知装置が搭載された車両を示す図である。 実施の形態２において、車両が徐々に前進していくときの、時刻ｔ１における車両周辺領域の様子を示す図である。 実施の形態２において、車両が徐々に前進していくときの、時刻ｔ２における車両周辺領域の様子を示す図である。 実施の形態２において、車両が徐々に前進していくときの、時刻ｔ３における車両周辺領域の様子を示す図である。 実施の形態２において、車両が徐々に前進していくときの、時刻ｔ４における車両周辺領域の様子を示す図である。 実施の形態２において、車両が徐々に前進していくときの、時刻ｔ５における車両周辺領域の様子を示す図である。 実施の形態２において、車両が徐々に前進していくときの、時刻ｔ６における車両周辺領域の様子を示す図である。 時刻ｔ１の状況下で撮像された各画像から復元された第２の切断形状を示す図である。 時刻ｔ１、ｔ２の状況下で撮像された各画像から復元された各第２の切断形状を重畳して示す図である。 時刻ｔ１〜ｔ３の状況下で撮像された各画像から復元された各第２の切断形状を重畳して示す図である。 時刻ｔ１〜ｔ４の状況下で撮像された各画像から復元された各第２の切断形状を重畳して示す図である。 時刻ｔ１〜ｔ５の状況下で撮像された各画像から復元された各第２の切断形状を重畳して示す図である。 時刻ｔ１〜ｔ６の状況下で撮像された各画像から復元された各第２の切断形状を重畳して示す図である。 実施の形態２に係る障害物検知装置の統合部により復元された３次元形状を示す図である。 実施の形態２において、車両に近づいてくる移動物体の検知例を説明する図である。 この発明の実施の形態３に係る障害物検知装置を適用した運転支援システムのハードウェア構成図である。 実施の形態３に係る障害物検知装置を適用した運転支援システムの機能ブロック図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る障害物検知装置が搭載された車両１００を示す図である。障害物検知装置は、第１の投光機１０１、第２の投光機１０２、カメラ１０３および障害物検知ユニット１０４を備えており、車両１００の周辺に存在する障害物を検知する。また、障害物検知装置は、車両１００に搭載されているヨーレートセンサ１０５および車速センサ１０６の計測結果を取得し、障害物検知に用いる。

車両１００に搭載された第１の投光機１０１および第２の投光機１０２は、車両周辺領域に向けて第１のスリット光１１１および第２のスリット光１１２を投光する。車両１００に搭載されたカメラ１０３は、第１のスリット光１１１および第２のスリット光１１２が投光される車両周辺領域を撮像する。障害物検知ユニット１０４は、車両周辺領域の障害物を検知する。車両１００に搭載されたヨーレートセンサ１０５は、ヨーレートを計測する。車両１００に搭載された車速センサ１０６は、車速を計測する。

なお、図１は、第１の投光機１０１、第２の投光機１０２およびカメラ１０３を、車両１００の後部に搭載した場合の例を示している。この場合、車両周辺領域は車両１００の後方の領域である。また、車両１００のタイヤが接している地面を接地面１１０と呼ぶ。

第１の投光機１０１は、車両１００の幅方向に広がりを持つ第１のスリット光１１１を投光する。また、第１の投光機１０１は、車両１００の接地面１１０に対して水平ではない角度に向けて第１のスリット光１１１を投光するように、車両１００に設置される。第１の投光機１０１の設置角度は、斜め下方、または斜め上方などが考えられる。
ここで、車両１００の幅方向とは、車両を上面から見た時に車両１００の左右方向である。つまり、図１紙面の奥行方向が車両１００の幅方向である。
従って、第１のスリット光１１１は、車両１００の幅方向に広がりを持ち、接地面１１０に対して平行ではない角度で投光される。図１の例では、第１のスリット光１１１は斜め下方に投光される。また、第１のスリット光１１１は、車両１００の幅方向と第１のスリット光１１１の投光方向との両方に対して垂直な方向には、ほとんど広がりを持たない。

第２の投光機１０２は、車両の幅方向に広がりを持つ、つまり接地面１１０に対して平行な面状に広がりを持つ第２のスリット光１１２を投光する、また、第２の投光機１０２は、車両１００の接地面１１０に対して平行な方向に向けて第２のスリット光１１２を投光するように、車両１００に設置される。つまり、第２の投光機１０２の設置角度は、接地面１１０に対して平行な角度である。
従って、第２のスリット光１１２は、車両１００の接地面１１０に対して平行な面状に広がりを持ち、接地面１１０に対して平行な角度で投光される。また、第２のスリット光１１２は、接地面１１０に対して垂直な鉛直方向には、ほとんど広がりを持たない。

カメラ１０３は、車両１００の、第１の投光機１０１および第２の投光機１０２とは異なる位置に設置される。図１の例では、カメラ１０３は、第１の投光機１０１および第２の投光機１０２とは異なる高さに設置されている。また、カメラ１０３は、第１のスリット光１１１および第２のスリット光１１２が投光された車両周辺領域を撮像できる角度に設置される。より具体的には、カメラ１０３が、第１のスリット光１１１が接地面１１０に投光される範囲を撮像できる角度に設置される。

図２は、実施の形態１に係る障害物検知装置のハードウェア構成図である。
カメラ１０３は、障害物検知ユニット１０４に接続されている。カメラ１０３は、第１のスリット光１１１および第２のスリット光１１２が投光される車両周辺領域を撮像し、撮像した画像を障害物検知ユニット１０４へ出力する。また、カメラ１０３は、第１の投光機１０１および第２の投光機１０２に接続されている。例えば、後述するように、カメラ１０３から第１の投光機１０１および第２の投光機１０２へ、カメラ１０３の撮像タイミングを示す同期信号を出力する。

障害物検知ユニット１０４は、プロセッサ１０４ａおよびメモリ１０４ｂを備えている。障害物検知ユニット１０４の詳細は後述する。

ヨーレートセンサ１０５および車速センサ１０６は、障害物検知ユニット１０４に接続されている。ヨーレートセンサ１０５は、車両１００のヨーレートを計測し、障害物検知ユニット１０４へ出力する。車速センサ１０６は、車両１００の車速を計測し、障害物検知ユニット１０４へ出力する。

図３は、実施の形態１に係る障害物検知装置の機能ブロック図である。
第１の投光部１は、第１のスリット光１１１を車両周辺領域へ投光するものである。この第１の投光部１は、上述した第１の投光機１０１と、この第１の投光機１０１の投光タイミング等を制御するコントローラとを含む。あるいは、第１の投光部１は、第１の投光機１０１を制御するコントローラのみであってもよい。即ち、第１の投光部１が第１の投光機１０１を制御することによって結果的に第１のスリット光１１１を車両周辺領域へ投光できるものであればよい。

第２の投光部２は、車両１００の幅方向に広がりを持つ、つまり接地面１１０に対して平行な面状に広がりを持つ第２のスリット光１１２を、車両周辺領域に向けて車両１００の接地面１１０に平行な方向に投光するものである。この第２の投光部２は、上述した第２の投光機１０２と、この第２の投光機１０２の投光タイミング等を制御するコントローラとを含む。あるいは、第２の投光部２は、第２の投光機１０２を制御するコントローラのみであってもよい。即ち、第２の投光部２が第２の投光機１０２を制御することによって結果的に第２のスリット光１１２を車両周辺領域に投光できるものであればよい。

撮像部３は、第１のスリット光１１１および第２のスリット光１１２が投光される方向とは異なる方向から車両周辺領域を撮像するものである。この撮像部３は、上述したカメラ１０３と、このカメラ１０３の撮像タイミング等を制御するコントローラとを含む。あるいは、撮像部３は、カメラ１０３を制御するコントローラのみであってもよい。即ち、撮像部３がカメラ１０３を制御することによって結果的に第１のスリット光１１１および第２のスリット光１１２が投光される方向とは異なる方向から車両周辺領域を撮像できるものであればよい。車両１００の移動に伴って第１のスリット光１１１が車両周辺領域を走査し、撮像部３がその領域を繰り返し撮像する。

障害物検知ユニット１０４は、撮像部３が撮像した画像を用いて第１のスリット光１１１が当たっている部分の形状を復元する第１の復元部４と、撮像部３が撮像した画像を用いて第２のスリット光１１２が当たっている部分の形状を復元する第２の復元部５と、車両１００の移動量を算出する移動量算出部６と、第２の復元部５が復元した形状と移動量算出部６が算出した車両１００の移動量とを用いて車両周辺領域における移動物体を検知する移動物体検知部７と、移動量算出部６が算出した車両１００の移動量と移動物体検知部７が検知した移動物体の情報とを用いて第１の復元部４が復元した形状を統合して車両周辺領域の３次元形状を復元する統合部８と、統合部８が復元した３次元形状を用いて障害物を検知する障害物検知部９である。

障害物検知ユニット１０４における第１の復元部４、第２の復元部５、移動量算出部６、移動物体検知部７、統合部８および障害物検知部９の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、図２に示したメモリ１０４ｂに格納される。プロセッサ１０４ａは、メモリ１０４ｂに格納されているプログラムを読みだして実行することにより、各部の機能を実現する。即ち、障害物検知装置は、プロセッサ１０４ａにより実行されるときに、撮像部３が撮像した画像を用いて第１のスリット光１１１が当たっている部分の形状を復元するステップと、撮像部３が撮像した画像を用いて第２のスリット光１１２が当たっている部分の形状を復元するステップと、車両１００の移動量を算出するステップと、第２の復元部５が復元した形状と移動量算出部６が算出した車両１００の移動量とを用いて車両周辺領域における移動物体を検知するステップと、移動量算出部６が算出した車両１００の移動量と移動物体検知部７が検知した移動物体の情報とを用いて第１の復元部４が復元した形状を統合して車両周辺領域の３次元形状を復元するステップと、統合部８が復元した３次元形状を用いて障害物を検知するステップとが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１０４ｂを備える。また、このプログラムは、第１の復元部４、第２の復元部５、移動量算出部６、移動物体検知部７、統合部８および障害物検知部９の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

ここで、プロセッサ１０４ａは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ等ともいう。
メモリ１０４ｂは、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク、フレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の光ディスクであってもよい。

なお、第１の投光部１、第２の投光部２および撮像部３のコントローラとしての機能は、専用の処理回路を用いて実現する構成であってもよいし、障害物検知ユニット１０４のプロセッサ１０４ａおよびメモリ１０４ｂを用いて実現する構成であってもよい。後者の場合、第１の投光部１、第２の投光部２および撮像部３のコントローラとしての機能がプログラムとして記述されてメモリ１０４ｂに格納され、プロセッサ１０４ａがそのプログラムを読みだして実行することにより、第１の投光部１、第２の投光部２および撮像部３のコントローラとしての機能を実現する。

第１の復元部４および第２の復元部５においてスリット光が当たっている部分の形状を復元するにあたり、第１のスリット光１１１が当たっている部分および第２のスリット光１１２が当たっている部分が、撮像された画像中のどの画素に写っているかを区別しやすいようにしておくことが望ましい。そのため、撮像時に、第１のスリット光１１１と第２のスリット光１１２とを区別できるようにしておくことが望ましい。

例えば、第１の投光機１０１が投光する第１のスリット光１１１の太さと、第２の投光機１０２が投光する第２のスリット光１１２の太さを変えることで、障害物検知ユニット１０４において両者を区別できるようにする。
あるいは、第１の投光機１０１が投光する第１のスリット光１１１の色（波長）と、第２の投光機１０２が投光する第２のスリット光１１２の色（波長）を変えることで、両者を区別できるようにしてもよい。
あるいは、カメラ１０３の同期信号を第１の投光機１０１および第２の投光機１０２へ入力し、カメラ１０３の撮像タイミングに同期して、第１の投光機１０１のみが第１のスリット光１１１を投光するタイミングと、第２の投光機１０２のみが第２のスリット光１１２を投光するタイミングとを交互に繰り返すようにしてもよい。これにより、第１のスリット光１１１のみが写っている画像と、第２のスリット光１１２のみが写っている画像とが交互に撮像されることになり、両者を区別することができる。

また、第１のスリット光１１１および第２のスリット光１１２が当たっている部分は、撮像された画像上で検知できる程度の信号レベルを有する必要がある。そのためには、第１の投光機１０１および第２の投光機１０２は、第１のスリット光１１１および第２のスリット光１１２を十分な光強度で投光することが望ましい。

十分な光強度を確保するために、例えば、カメラ１０３の同期信号を第１の投光機１０１および第２の投光機１０２へ入力し、カメラ１０３の撮像タイミングに同期して、第１の投光機１０１および第２の投光機１０２が瞬間的に光強度の強い第１のスリット光１１１および第２のスリット光１１２を投光する。
あるいは、障害物検知ユニット１０４が画像処理することにより、スリット光の投光時と無投光時との差を捉えることで、スリット光の有無を検知するようにしてもよい。つまり、カメラ１０３の撮像タイミングに同期して、第１の投光機１０１のみが第１のスリット光１１１を投光するタイミング、第１の投光機１０１と第２の投光機１０２のどちらも投光しないタイミング、第２の投光機１０２のみが第２のスリット光１１２を投光するタイミング、第１の投光機１０１と第２の投光機１０２のどちらも投光しないタイミングを繰り返す。第１の復元部４は、第１の投光機１０１のみが第１のスリット光１１１を投光するタイミングで撮像された画像と、第１の投光機１０１と第２の投光機１０２のどちらも投光しないタイミングで撮像された画像との差分を算出することで、第１のスリット光１１１が当たっている部分を検知することができる。同様に、第２の復元部５は、第２の投光機１０２のみが第２のスリット光１１２を投光するタイミングで撮像された画像と、第１の投光機１０１と第２の投光機１０２のどちらも投光しないタイミングで撮像された画像との差分を算出することで、第２のスリット光１１２が当たっている部分を検知することができる。

次に、図３を参照して障害物検知装置の詳細を説明する。
第１の復元部４は、撮像部３から撮像した画像を受け取り、その画像中から第１のスリット光１１１が当たっている部分の形状を復元し、復元した情報を統合部８へ出力する。第１の復元部４が復元した、第１のスリット光１１１が当たっている部分の形状を、「第１の切断形状」と呼ぶ。

第１の復元部４は、画像上の第１のスリット光１１１が当たっている部分の画素は周囲の画素より明るいことを利用して、画像の輝度値を閾値処理して２値化することで、第１のスリット光１１１が当たっている画素を画像から検知することができる。第１の復元部４は、このようにして検知した第１のスリット光１１１が当たっている画素の情報より、第１の切断形状を復元する。第１の復元部４は切断形状の復元に、例えば光切断法というアルゴリズムを用いる。

図４および図５は、第１の復元部４が行う光切断法を説明する図である。
図４は、車両周辺領域の様子を示す。図４には、第１の投光機１０１、カメラ１０３、第１の投光機１０１から投光されている第１のスリット光１１１、およびカメラ１０３の撮像エリア１１３が示されている。図４では、第１のスリット光１１１は、第１のスリット光１１１が広がる方向と、第１のスリット光１１１が投光される方向とで構成される面として表現されている。カメラ１０３は、第１のスリット光１１１が広がる方向と第１のスリット光１１１が投光される方向とで構成される面とは異なる位置から車両周辺領域を撮像することにより、第１の復元部４において三角測量の原理を使用可能となる。また、図示は省略するが、カメラ１０３は、第２のスリット光１１２が広がる方向と第２のスリット光１１２が投光される方向とで構成される面とは異なる位置から車両周辺領域を撮像することにより、第２の復元部５において三角測量の原理を使用可能となる。
図５は、図４のカメラ１０３により撮像された画像を示す。この画像中の第１のスリット光１１１が当たっている画素、つまり第１の切断形状１２１は、白色で表現されている。

第１の復元部４は、第１の投光機１０１の設置位置、投光の向き、カメラ１０３の設置位置、画角、レンズ中心、歪み特性、および撮像された画像中の第１のスリット光１１１が当たっている画素の情報があれば、三角測量の原理で、第１の切断形状１２１を算出することができる。なお、第１の投光機１０１の設置位置、投光の向き、カメラ１０３の設置位置、画角、レンズ中心、および歪み特性の情報は、予め第１の復元部４に設定されているものとする。

図４および図５に示す例において、第１のスリット光１１１の先に立体物がない、つまり地面に第１のスリット光１１１が当たっている場合、基準線１２２上に第１のスリット光１１１が当たる。一方、立体物がある場合、基準線１２２より上側の、立体物の高さに応じた距離１２３だけ離れた部分に、第１のスリット光１１１が当たる。従って、第１の復元部４は、撮像された画像における第１のスリット光１１１が当たっている位置を観測することで、第１のスリット光１１１により切断される車両周辺領域の外形形状を復元することができる。そして、後述する統合部８が、車両１００の移動中に復元された複数の第１の切断形状１２１を統合することで、車両周辺領域全体の３次元形状を復元する。
基準線１２２は、撮像された画像に写る道路面の位置を示す線である。第１の復元部４は、カメラ１０３の設置位置および画角の情報を用いて道路面が画像のどの位置にくるか算出し、算出した位置に基づき基準線１２２を設定する。

第２の復元部５は、撮像部３から撮像した画像を受け取り、その画像中から第２のスリット光１１２が当たっている部分の形状を復元し、復元した情報を移動物体検知部７へ出力する。第２の復元部５が復元した、第２のスリット光１１２が当たっている部分の形状を、「第２の切断形状」と呼ぶ。第２の復元部５も、第１の復元部４と同様に、光切断法等により第２の切断形状を復元する。

移動量算出部６は、ヨーレートセンサ１０５からヨーレートの情報を受け取り、車速センサ１０６から車速の情報を受け取る。移動量算出部６は、受け取ったヨーレートと車速の情報を用いて、以下の式（１）より車両１００の移動量を算出し、算出した車両１００の移動量の情報を統合部８へ出力する。

移動物体検知部７は、第２の復元部５から第２の切断形状の情報を受け取り、移動量算出部６から車両１００の移動量の情報を受け取る。移動物体検知部７は、第２の復元部５が復元した第２の切断形状と移動量算出部６が算出した車両１００の移動量とを用いて、車両周辺領域における移動物体を検知する。具体的には、移動物体検知部７は、撮像タイミングごとに得られる第２の切断形状について、過去に得られた第２の切断形状を車両１００の過去から現在までの移動量だけ並進移動させて、現在得られた第２の切断形状と重ねる処理を行う。そして、移動物体検知部７は、過去と現在の第２の切断形状が重なった場合はその対象が静止物体であると判定し、重ならなかった場合はその対象が移動物体であると判定する。

図６、図７および図８は、車両１００が徐々に後退していくときの、車両周辺領域である車両後方の様子を示す図である。図６を時刻ｔ１の状況、図７を時刻ｔ２の状況、図８を時刻ｔ３の状況とし、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３の順に時間が経過していくものとする。図６、図７および図８には、車両１００のルーフ１３１、車両１００後方の地面１３２、静止物体１３３、移動物体１３４、第１のスリット光１１１が当たっている部分１３５、および第２のスリット光１１２が当たっている部分１３６が示されている。車両１００は、矢印Ａの方向へ後退している。移動物体１３４は、矢印Ｂの方向へ移動している。移動物体１３４の例として人が示されているが、自転車または他車両等でもよい。

時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３における車両１００の後退に合わせて、第１のスリット光１１１が当たっている部分１３５が移動していく。さらに、第１のスリット光１１１が立体物である静止物体１３３および移動物体１３４に当たる場面では、第１のスリット光１１１が当たっている部分１３５の高さが変化していく。
それに対して、第２のスリット光１１２は、車両１００の幅方向に広がりを持ち、車両１００に接する地面１３２に平行に投光されるため、車両１００が後退したとしても、常に同じ高さに当たることになる。そのため、第２のスリット光１１２は、車両１００の移動によらず常に静止物体１３３の同じ部分に当たる。

図９、図１０および図１１は、図６、図７および図８に示す状況下で撮像された各画像から復元された第２の切断形状１３７の推移を示す図である。
図９は、第２の復元部５が、図６に示す時刻ｔ１の状況下で撮像された画像を用いて復元した第２の切断形状１３７を示す図である。図９では、第２のスリット光１１２が当たっている部分のうち、静止物体１３３および移動物体１３４に当っている部分が第２の切断形状１３７として復元されている。

図１０は、第２の復元部５が、図７に示す時刻ｔ２の状況下で撮像された画像を用いて復元した第２の切断形状１３７を示す図である。図１０には、図６に示す時刻ｔ１の状況下で撮像された画像を用いて復元した第２の切断形状１３７が、図７に示す時刻ｔ２の状況下で撮像された画像を用いて復元した第２の切断形状１３７に重畳して示されている。移動物体検知部７は、過去の時刻ｔ１に得られた第２の切断形状１３７を、車両１００の移動量だけ並進移動させて、新しく時刻ｔ２に得られた第２の切断形状１３７に重畳する。

図１１は、第２の復元部５が、図８に示す時刻ｔ３の状況下で撮像された画像を用いて復元した第２の切断形状１３７を示す図である。図１１には、図６と図７に示す時刻ｔ１，ｔ２の状況下で撮像された各画像を用いて復元した２つの第２の切断形状１３７が、図８に示す時刻ｔ３の状況下で撮像された画像を用いて復元した第２の切断形状１３７に重畳して示されている。
図１１において、第２の切断形状１３７のうちの静止物体１３３を表す部分１３８は、車両１００の後退にかかわらず、常に同じ位置に重畳されているため、移動物体検知部７は、この部分１３８が静止している立体物であると判定する。
一方、移動物体１３４は、車両１００が後退していくと同時に移動している。そのため、第２の切断形状１３７のうちの移動物体１３４を表す部分１３９は、車両１００の移動量だけ並進移動させて重畳したとしても、重ならない。従って、移動物体検知部７は、この重ならない部分１３９を、移動物体として検知する。

統合部８は、第１の復元部４から第１の切断形状の情報を受け取り、移動量算出部６から車両１００の移動量の情報を受け取り、移動物体検知部７から移動物体の情報を受け取る。統合部８は、移動量算出部６が算出した車両１００の移動量と、移動物体検知部７が検知した移動物体の情報とを用いて、第１の復元部４が復元した第１の切断形状を統合して車両周辺領域の３次元形状を復元する。具体的には、統合部８は、撮像タイミングごとに得られる第１の切断形状について、過去に得られた第１の切断形状を車両１００の過去から現在までの移動量だけ並進移動させて、現在得られた第１の切断形状と重ねる処理を行うことにより、複数の第１の切断形状を統合し、車両周辺領域の３次元形状を復元する。ただし、統合部８は、移動物体検知部７により移動物体が検知された領域内の第１の切断形状を、過去から現在までの移動物体の移動量に合わせて移動させながら重ねる処理を行うことにより、車両周辺領域における移動物体の３次元形状も正しく復元する。なお、統合部８は、移動物体検知部７が過去の撮像画像から検知した移動物体の位置と現在の撮像画像から検知した移動物体の位置との差分を算出し、過去から現在までの移動物体の移動量とする。

図１２は、統合部８により復元された３次元形状を示す図である。第１のスリット光１１１が当たっている部分１３５は、車両１００の後退に合わせて図１２紙面の下から上へと移動していく。車両１００の後退に合わせて位置が変化する第１の切断形状が、車両１００の移動量を加味して重畳され、車両周辺領域の３次元形状が復元される。その際、第１の切断形状のうちの移動物体１３４を表す部分は、移動物体１３４の移動量を加味して重畳されるため、移動物体１３４の３次元形状も正しく復元される。

なお、この例では、車両１００の幅方向に移動していく移動物体１３４を検知する例を説明したが、車両１００の前後方向に移動していく移動物体を検知することも可能である。例えば車両１００に近づいてくる移動物体の場合、その移動物体の第２の切断形状は、車両１００の移動量よりも大きい移動量で車両１００に近づいてくることになる。そのため、第２の復元部５が、車両１００の移動量だけ過去の第２の切断形状を並進移動させて現在の第２の切断形状に重ねる処理を行った場合、過去と現在の第２の切断形状は重ならず、かつ現在の第２の切断形状のほうが車両１００に近い位置になる。

障害物検知部９は、統合部８から３次元形状の情報を受け取る。障害物検知部９は、統合部８が復元した３次元形状を用いて、障害物を検知する。具体的には、障害物検知部９は、復元された車両周辺領域の３次元形状の中で、道路面ではない、高さのある立体物を障害物として検知する。図１２に示された３次元形状では、静止物体１３３および移動物体１３４が障害物として検知される。なお、障害物検知部９は、第１の復元部４と同様の方法で道路面の位置を算出し、道路面より高い立体物を障害物として検知すればよい。

図１３は、実施の形態１の障害物検知装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳＴ１１０では、第１の投光部１が第１のスリット光を車両周辺領域へ投光する。次に、ステップＳＴ１２０では、第２の投光部２が第２のスリット光を車両周辺領域へ投光する。次に、ステップＳＴ１３０では、撮像部３が車両周辺領域を撮像する。次に、ステップＳＴ１４０では、第１の復元部４が、第１のスリット光が当たっている部分の形状を復元する。次に、ステップＳＴ１５０では、第２の復元部５が、第２のスリット光が当たっている部分の形状を復元する。次に、ステップＳＴ１６０では、移動量算出部６が車両の移動量を算出する。次に、ステップＳＴ１７０では、移動物体検知部７が車両周辺領域における移動物体を検知する。次に、ステップＳＴ１８０では、統合部８が、第１の復元部４が復元した形状を統合して、車両周辺領域の３次元形状を復元する。次に、ステップＳＴ１９０では、障害物検知部９が、統合部８が復元した３次元形状を用いて障害物を検知する。次に、ステップＳＴ２００では、障害物検知部９が処理を終了するか否かを判定し、処理を終了しない場合には、ステップＳＴ１１０の処理に戻る。

以上のように、実施の形態１に係る障害物検知装置は、第１のスリット光を車両周辺領域へ投光する第１の投光部１と、車両の幅方向に広がりを持つ第２のスリット光を車両周辺領域に向けて車両の接地面に平行な方向に投光する第２の投光部２と、第１のスリット光が広がる方向と第１のスリット光が投光される方向とで構成される面、および第２のスリット光が広がる方向と第２のスリット光が投光される方向とで構成される面とは異なる位置から車両周辺領域を撮像する撮像部３と、撮像部３が撮像した画像を用いて第１のスリット光が当たっている部分の形状を復元する第１の復元部４と、撮像部３が撮像した画像を用いて第２のスリット光が当たっている部分の形状を復元する第２の復元部５と、車両の移動量を算出する移動量算出部６と、第２の復元部５が復元した形状と移動量算出部６が算出した車両の移動量とを用いて車両周辺領域における移動物体を検知する移動物体検知部７と、移動量算出部６が算出した車両の移動量と移動物体検知部７が検知した移動物体の情報とを用いて第２の復元部５が復元した形状を統合して車両周辺領域の３次元形状を復元する統合部８と、統合部８が復元した３次元形状を用いて障害物を検知する障害物検知部９とを備える構成である。この構成により、移動物体が存在していたとしても車両周辺領域の３次元形状を正しく復元することができ、その３次元形状を用いて障害物を検知することが可能になる。

また、実施の形態１によれば、第１のスリット光は、車両の幅方向に広がりを持ち、車両の接地面に対して平行な方向以外に投光される構成である。これにより、車両の移動に合わせて車両の後方の領域をスリット光で走査することができ、広い範囲の３次元形状を復元することが可能になる。従って、駐車時の障害物検知が可能になる。

なお、実施の形態１において、第１のスリット光を投光する第１の投光部１および第２のスリット光を投光する第２の投光部２は、車両の後面に設置される構成であったが、車両の前面に設置される構成であってもよい。また、実施の形態１において、第１のスリット光および第２のスリット光は、車両の後退方向に投光される構成であったが、車両の前進方向に投光される構成であってもよい。上記構成により、障害物検知装置は、車両の前方の領域をスリット光で走査することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、車両後方または車両前方の少なくとも一方において障害物を検知する障害物検知装置を前提とした実施の形態を示したが、実施の形態２では、車両左側または車両右側の少なくとも一方において障害物を検知する障害物検知装置について記す。

図１４は、この発明の実施の形態２に係る障害物検知装置が搭載された車両３０１を示す図である。図１４に示すように、車両３０１の側部に、第１の投光機３０２、第２の投光機３０３およびカメラ３０４が搭載されている。

第１の投光機３０２は、車両３０１が接地する接地面に対して垂直な鉛直方向に広がりを持つ第１のスリット光３０５を、車両３０１の左側面から左方向に向けて投光する。この第１のスリット光３０５は、接地面に対して平行な方向にはほとんど広がりを持たない。
第２の投光機３０３は、車両３０１の前後方向に広がりを持つ、つまり接地面に対して平行な面状に広がりを持つ第２のスリット光３０６を、車両３０１の左側面から左方向に向けて投光する。この第２のスリット光３０６は、接地面に対して垂直な鉛直方向にはほとんど広がりを持たない。車両３０１の前後方向とは、車両を上面から見た時に車両３０１の前進および後退方向である。

撮像エリア３０７を撮像するカメラ３０４は、車両３０１の、第１の投光機３０２および第２の投光機３０３とは異なる位置に設置される。図１４の例では、カメラ３０４は、第１の投光機３０２および第２の投光機３０３とは異なる高さに設置されている。また、カメラ３０４は、第１のスリット光３０５および第２のスリット光３０６が投光された車両周辺領域を撮像できる角度に設置される。図１４では、車両周辺領域は車両３０１の左側の領域である。

実施の形態２に係る障害物検知装置の機能ブロック図は、実施の形態１の機能ブロック図である図３と同じ構成であり、処理の内容も同じであるため、詳細な説明を省略する。なお、図１４における第１の投光機３０２、第２の投光機３０３、およびカメラ３０４は、図３における第１の投光部１、第２の投光部２、および撮像部３に相当する。

以下では、実施の形態２における移動物体検知部７および統合部８が行う処理内容について、車両左側に静止物体と移動物体がある例を挙げて説明する。
図１５、図１６、図１７、図１８、図１９および図２０は、車両３１０が徐々に前進していくときの、車両周辺領域である車両左側の様子を示した図である。図１５を時刻ｔ１の状況、図１６を時刻ｔ２の状況、図１７を時刻ｔ３の状況、図１８を時刻ｔ４の状況、図１９を時刻ｔ５の状況、図２０を時刻ｔ６の状況とし、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６の順に時間が経過していくものとする。図１５〜図２０には、車両３１０、静止物体３１１、移動物体３１２、第１のスリット光３０５が当たっている部分３１３、および第２のスリット光３０６が当たっている部分３１４が示されている。車両３１０は、矢印Ａの方向へ前進している。移動物体３１２は矢印Ｂの方向へ移動している。移動物体３１２の例として人が示されているが、自転車または他車両等でもよい。

時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６が経過するにつれて、第１のスリット光３０５が当たっている部分３１３は、徐々に移動していく。
それに対して、第２のスリット光３０６は、車両３１０の前後方向に広がりを持つ、つまり接地面に対して平行な面状に広がりを持ち、車両３１０に接する地面に平行に投光されるため、車両３１０が前進したとしても、常に同じ部分に当たることになる。そのため、第２のスリット光３０６は車両３１０の移動によらず常に静止物体３１１の同じ部分に当たる。同様に、第２のスリット光３０６は、車両３１０および移動物体３１２の移動によらず常に移動物体３１２の同じ部分に当たる。

図２１、図２２、図２３、図２４、図２５および図２６は、図１５〜図２０に示す時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６に撮像された各画像から復元された第１の切断形状３１５と第２の切断形状３１６の推移を示す図である。図２１から図２６は、静止物体３１１および移動物体３１２が存在するエリアを上から真下に見たときの図である。

図２１は、図１５に示す時刻ｔ１の状況下で撮像された画像を用いて、第１の復元部４が復元した第１の切断形状３１５と、第２の復元部５が復元した第２の切断形状３１６とを示す図である。図２１では、第１のスリット光３０５が当たっている部分３１３が、第１の切断形状３１５として復元されている。また、第２のスリット光３０６が当たっている部分３１４のうち、静止物体３１１および移動物体３１２に当たっている部分が第２の切断形状３１６として復元されている。

図２２は、図１６に示す時刻ｔ２の状況下で撮像された画像を用いて、第１の復元部４が復元した第１の切断形状３１５と、第２の復元部５が復元した第２の切断形状３１６とを示す図である。図２２には、図１５に示す時刻ｔ１の状況下で撮像された画像を用いて復元した第２の切断形状３１６が、図１６に示す時刻ｔ２の状況下で撮像された画像を用いて復元した第２の切断形状３１６に重畳されて示されている。移動物体検知部７は、過去の時刻ｔ１に得られた第２の切断形状３１６を、車両３１０の移動量だけ並進移動させて、新しく時刻ｔ２に得られた第２の切断形状３１６に重畳する。

上記同様、移動物体検知部７は、図２３〜図２５において、過去の時刻ｔ１，ｔ２に得られた第２の切断形状３１６を、車両３１０の移動量だけ並進移動させて、新しく時刻ｔ３，ｔ４，ｔ５に得られた第２の切断形状３１６に重畳する。

図２６は、図２０に示す時刻ｔ６の状況下で撮像された画像を用いて、第１の復元部４が復元した第１の切断形状３１５と、第２の復元部５が復元した第２の切断形状３１６とを示す図である。図２６には、図１５〜図１９に示す時刻ｔ１〜ｔ５の状況下で撮像された各画像を用いて復元した５つの第２の切断形状３１６が、図２０に示す時刻ｔ６の状況下で撮像された画像を用いて復元した第２の切断形状３１６に重畳して示されている。
図２６において、第２の切断形状３１６のうちの静止物体３１１を表す部分３１７は、車両３１０の前進にかかわらず、常に同じ位置に重畳されているため、移動物体検知部７は、この部分３１７が静止している立体物であると判定する。
一方、移動物体３１２は、車両３１０が前進していくと同時に移動している。そのため、第２の切断形状３１６のうちの移動物体３１２を表す部分３１８は、車両３１０の移動量だけ並進移動させて重畳したとしても、重ならない。従って、移動物体検知部７は、この重ならない部分３１８を、移動物体として検知する。

統合部８は、第１の復元部４から第１の切断形状の情報を受け取り、移動量算出部６から車両３１０の移動量の情報を受け取り、移動物体検知部７から移動物体の情報を受け取る。統合部８は、移動量算出部６が算出した車両３１０の移動量と、移動物体検知部７が検知した移動物体の情報とを用いて、第１の復元部４が復元した第１の切断形状を統合して車両左側の車両周辺領域の３次元形状を復元する。具体的には、統合部８は、撮像タイミングごとに得られる第１の切断形状について、過去に得られた第１の切断形状を車両３１０の過去から現在までの移動量だけ並進移動させて、現在得られた第１の切断形状と重ねる処理を行うことにより、複数の第１の切断形状を統合し、車両周辺領域の３次元形状を復元する。ただし、統合部８は、移動物体検知部７により移動物体が検知された領域内の第１の切断形状を、過去から現在までの移動物体の移動量に合わせて移動させながら重ねる処理を行うことにより、車両周辺領域における移動物体の３次元形状も正しく復元する。なお、統合部８は、移動物体検知部７が過去の撮像画像から検知した移動物体の位置と現在の撮像画像から検知した移動物体の位置との差分を算出し、過去から現在までの移動物体の移動量とする。

図２７は、統合部８により復元された３次元形状を示す図である。第１のスリット光３０５が当たっている部分３１３は、車両３１０の前進に合わせて図２７紙面の左から右へと移動していく。車両３１０の前進に合わせて位置が変化する第１の切断形状が、車両３１０の移動量を加味して重畳され、車両周辺領域の３次元形状が復元される。その際、第１の切断形状のうちの移動物体３１２を表す部分は、移動物体３１２の移動量を加味して重畳されるため、移動物体３１２の３次元形状も正しく復元される。

なお、この例では、車両３１０の前後方向に移動していく移動物体３１２を検知する例を説明したが、車両３１０の左右方向に移動していく移動物体を検知することも可能である。ここで、図２８に、実施の形態２において、車両３１０に近づいてくる移動物体３１２の検知例を示す。例えば矢印Ｂの方向へ移動することにより車両３１０に近づいてくる移動物体３１２の場合、その移動物体３１２の第２の切断形状は車両３１０の移動方向とは異なる方向に移動し、車両３１０に近づいてくることになる。そのため、第２の復元部５が、車両３１０の移動量だけ過去の第２の切断形状を並進移動させて現在の第２の切断形状に重ねる処理を行った場合、過去と現在の第２の切断形状は重ならず、かつ現在の第２の切断形状の方が車両３１０に近い位置となる。

以上のように、実施の形態２に係る障害物検知装置は、実施の形態１に係る障害物検知装置と同様に、移動物体が存在していたとしても車両周辺領域の３次元形状を正しく復元することができ、その３次元形状を用いて障害物を検知することが可能になる。

また、実施の形態２によれば、第１のスリット光は、鉛直方向に広がりを持ち、車両側面から左方向に投光される構成である。これにより、車両の移動に合わせて車両左側の領域をスリット光で走査することができ、広い範囲の３次元形状を復元することが可能になる。従って、例えば、縦列駐車時の駐車空間が存在するか否かの判定が可能になり、そのとき、その駐車空間に移動物体が存在するか否かを判定することも可能になる。

なお、実施の形態２において、第１のスリット光を投光する第１の投光部１および第２のスリット光を投光する第２の投光部２は、車両の左側面に設置される構成であったが、車両の右側面に設置される構成であってもよい。また、実施の形態２において、第１のスリット光および第２のスリット光は、車両の左方向に投光される構成であったが、車両の右方向に投光される構成であってもよい。上記構成により、障害物検知装置は、車両の右側の領域をスリット光で走査することができる。
また、実施の形態２において、第１のスリット光は、車両の左方向に投光される構成であったが、車両の左斜め前方方向、左斜め後方方向、右斜め前方方向、または右斜め後方方向に投光される構成であってもよい。
さらに、実施の形態１の障害物検知装置と実施の形態２の障害物検知装置は組み合わせ可能である。その場合、障害物検知装置は、車両の前方または後方の少なくとも一方、および、車両の左方向または右方向の少なくとも一方において障害物を検知できる。

実施の形態３．
図２９は、この発明の実施の形態３に係る障害物検知装置を適用した運転支援システムのハードウェア構成図である。また、図３０は、実施の形態３に係る障害物検知装置を適用した運転支援システムの機能ブロック図である。図２９および図３０において、図１〜図２７と同一または相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。運転支援システムに適用される障害物検知装置は、実施の形態１の障害物検知装置であってもよいし、実施の形態２の障害物検知装置であってもよいし、実施の形態１，２を組み合わせた障害物検知装置であってもよい。

図２９に示すように、車両１００に搭載されたスピーカ２０１、ディスプレイ２０２およびブレーキ２０３は、障害物検知ユニット２０４に接続されている。障害物検知ユニット２０４は、プロセッサ２０４ａおよびメモリ２０４ｂを備えている。

図３０に示すように、実施の形態３に係る運転支援システムは、第１の投光部１、第２の投光部２、撮像部３、第１の復元部４、第２の復元部５、移動量算出部６、移動物体検知部７、統合部８および障害物検知部９を備えた障害物検知装置と、衝突判定部２１と、警報部２２と、ブレーキ制御部２３とから構成される。

衝突判定部２１は、障害物検知部９の検知結果と、移動量算出部６が算出した車両１００の移動量の情報と、移動物体検知部７が検知した移動物体の情報とを用いて、車両１００と障害物との衝突判定を行うものである。なお、衝突判定部２１は、車両１００の移動量の情報と移動物体の情報とを、移動量算出部６および移動物体検知部７から直接受け取ってもよいし、統合部８および障害物検知部９を経由して受け取ってもよい。

例えば、衝突判定部２１は、静止物体１３３に対する車両１００の衝突判定として、車両１００のこれまでの移動量を用いて車両１００のこれからの動きを予測することで、何秒後に静止物体１３３に衝突するかを算出する。衝突判定部２１は、移動物体１３４に対する車両１００の衝突判定として、車両１００のこれまでの移動量を用いて車両１００のこれからの動きを予測すると共に、移動物体１３４のこれまでの移動量を用いて移動物体１３４のこれからの移動物体の動きを予想し、何秒後に移動物体１３４に衝突するかを算出する。そして、衝突判定部２１は、算出した衝突までの時間を判定結果に含めて、警報部２２およびブレーキ制御部２３へ出力する。

警報部２２は、衝突判定部２１から受け取った判定結果に基づき、車両１００と障害物とが衝突する可能性が高い状況を検知した場合に車両１００の運転者に対して警報を発するものである。警報部２２は、車両１００に搭載されたスピーカ２０１およびディスプレイ２０２と、これらスピーカ２０１およびディスプレイ２０２を制御するコントローラとを含む。あるいは、警報部２２は、スピーカ２０１およびディスプレイ２０２を制御するコントローラのみであってもよい。即ち、警報部２２がスピーカ２０１およびディスプレイ２０２を制御することによって結果的に警報を発することができるものであればよい。警報部２２は、スピーカ２０１から警報音を出力して運転者に衝突の可能性を報知してもよいし、衝突の可能性を報知する内容の警報をディスプレイ２０２に表示してもよい。また、警報部２２は、スピーカ２０１とディスプレイ２０２の両方により警報を発してもよいし、いずれか一方のみから警報を発してもよい。

警報部２２は、衝突判定部２１の判定結果に基づき、車両１００が障害物に衝突するまでの時間が予め定められた時間（例えば、２秒）より短い場合、警報を発する。警報を発するまでの時間は、静止物体１３３と移動物体１３４とで別々の時間を設定しておくことが可能である。例えば、車両１００が駐車する状況では、静止物体１３３は駐車場周辺の壁またはポール等であり、移動物体１３４は駐車場を歩いている人等、特に子供である。障害物の種類によって車両１００が衝突したときの重大性が異なるため、障害物が静止物体１３３である場合に比べて移動物体１３４である場合により早く警報を発することが望ましい。

ブレーキ制御部２３は、衝突判定部２１から受け取った判定結果に基づき、車両１００と障害物とが衝突する可能性が極めて高い状況を検知した場合にブレーキ２０３を制御して車両１００を停止させ、衝突を回避させるコントローラである。ブレーキ制御部２３は、衝突判定部２１の判定結果に基づき、車両１００が障害物に衝突するまでの時間が予め定められた時間より短い場合、ブレーキ２０３を作動させて車両１００を停止させる。例えば、ブレーキ２０３を作動させるまでの時間を、警報を発するまでの時間より短くすることによって、警報を発した上でブレーキ２０３を作動させるようにしてもよい。また、警報部２２と同様に、ブレーキ制御部２３においても、ブレーキ２０３を作動させるまでの時間を、静止物体１３３と移動物体１３４とで別々の時間を設定しておくことが可能である。

障害物検知ユニット２０４における第１の復元部４、第２の復元部５、移動量算出部６、移動物体検知部７、統合部８、障害物検知部９、衝突判定部２１、警報部２２およびブレーキ制御部２３の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、図２９に示したメモリ２０４ｂに格納される。プロセッサ２０４ａは、メモリ２０４ｂに格納されているプログラムを読みだして実行することにより、各部の機能を実現する。即ち、運転支援システムは、プロセッサ２０４ａにより実行されるときに、撮像部３が撮像した画像を用いて第１のスリット光１１１が当たっている部分の形状を復元するステップと、撮像部３が撮像した画像を用いて第２のスリット光１１２が当たっている部分の形状を復元するステップと、車両１００の移動量を算出するステップと、第２の復元部５が復元した形状と移動量算出部６が算出した車両１００の移動量とを用いて車両周辺領域における移動物体を検知するステップと、移動量算出部６が算出した車両１００の移動量と移動物体検知部７が検知した移動物体の情報とを用いて第１の復元部４が復元した形状を統合して車両周辺領域の３次元形状を復元するステップと、統合部８が復元した３次元形状を用いて障害物を検知するステップと、障害物検知部９の検知結果と移動量算出部６が算出した車両１００の移動量と移動物体検知部７が検知した移動物体の情報とを用いて車両１００と障害物との衝突判定を行うステップと、衝突判定部２１の判定結果に基づき警報を発するステップと、衝突判定部２１の判定結果に基づき車両１００のブレーキ２０３を制御するステップとが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ２０４ｂを備える。また、このプログラムは、第１の復元部４、第２の復元部５、移動量算出部６、移動物体検知部７、統合部８、障害物検知部９、衝突判定部２１、警報部２２およびブレーキ制御部２３の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

なお、実施の形態１および実施の形態２と同様に、第１の投光部１、第２の投光部２および撮像部３のコントローラとしての機能は、専用の処理回路を用いて実現する構成であってもよいし、障害物検知ユニット２０４のプロセッサ２０４ａおよびメモリ２０４ｂを用いて実現する構成であってもよい。
また、警報部２２およびブレーキ制御部２３のコントローラとしての機能も、専用の処理回路を用いて実現する構成であってもよいし、障害物検知ユニット２０４のプロセッサ２０４ａおよびメモリ２０４ｂを用いて実現する構成であってもよい。

以上のように、実施の形態３に係る運転支援システムは、実施の形態１で説明した障害物検知装置または実施の形態２で説明した障害物検知装置の少なくとも一方と、この障害物検知装置における障害物検知部９の検知結果と移動量算出部６が算出した車両１００の移動量と移動物体検知部７が検知した移動物体の情報とを用いて車両と障害物との衝突判定を行う衝突判定部２１と、衝突判定部２１の判定結果に基づき警報を発する警報部２２とを備える構成である。この構成により、移動物体が存在する可能性のある車両周辺領域の３次元形状を正しく復元して障害物を検知し、その障害物との衝突危険性に応じて運転者に警報を発することが可能になる。

また、実施の形態３に係る運転支援システムは、衝突判定部２１の判定結果に基づき車両のブレーキを制御するブレーキ制御部２３を備える構成であってもよい。この構成にすることにより、車両と障害物との衝突可能性が高い場合に自動的にブレーキを作動させて衝突可能性を軽減することができる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る障害物検知装置は、静止物体と移動物体を判定して３次元形状を正しく復元するようにしたので、運転支援システムなどに用いるのに適している。

１００，３０１，３１０ 車両、１０１，３０２ 第１の投光機、１０２，３０２ 第２の投光機、１０３，３０４ カメラ、１０４，２０４ 障害物検知ユニット、１０４ａ，２０４ａ プロセッサ、１０４ｂ，２０４ｂ メモリ、１０５ ヨーレートセンサ、１０６ 車速センサ、１１０ 接地面、１１１，３０５ 第１のスリット光、１１２，３０６ 第２のスリット光、１１３，３０７ 撮像エリア、１２１，３１５ 第１の切断形状、１２２ 基準線、１２３ 距離、１３１ ルーフ、１３２ 地面、１３３，３１１ 静止物体、１３４，３１２ 移動物体、１３５，３１３ 第１のスリット光が当たっている部分、１３６，３１４ 第２のスリット光が当たっている部分、１３７，３１６ 第２の切断形状、１３８，３１７ 第２の切断形状のうちの静止物体を表す部分、１３９，３１ 第２の切断形状のうちの移動物体を表す部分、２０１ スピーカ、２０２ ディスプレイ、２０３ ブレーキ、１ 第１の投光部、２ 第２の投光部、３ 撮像部、４ 第１の復元部、５ 第２の復元部、６ 移動量算出部、７ 移動物体検知部、８ 統合部、９ 障害物検知部、２１ 衝突判定部、２２ 警報部、２３ ブレーキ制御部。

この発明に係る障害物検知装置は、第１のスリット光を車両周辺領域へ投光する第１の投光部と、車両の幅方向または前後方向に広がりを持つ第２のスリット光を、車両周辺領域に向けて車両の接地面に平行な方向に投光する第２の投光部と、第１のスリット光が広がる方向と第１のスリット光が投光される方向とで構成される面、および第２のスリット光が広がる方向と第２のスリット光が投光される方向とで構成される面とは異なる位置から車両周辺領域を撮像する撮像部と、撮像部が撮像した画像を用いて、第１のスリット光が当たっている部分の形状を復元する第１の復元部と、撮像部が撮像した画像を用いて、第２のスリット光が当たっている部分の形状を復元する第２の復元部と、車両の移動量を算出する移動量算出部と、第２の復元部が復元した形状と移動量算出部が算出した車両の移動量とを用いて、車両周辺領域における移動物体を検知する移動物体検知部とを備え、第１の復元部が復元した形状と、第２の復元部が復元した形状と、移動量算出部が算出した車両の移動量とを用いて、障害物を検知するものである。

Claims (23)

1. 第１のスリット光を車両周辺領域へ投光する第１の投光部と、
   前記車両の幅方向に広がりを持つ第２のスリット光を、前記車両周辺領域に向けて前記車両の接地面に平行な方向に投光する第２の投光部と、
   前記第１のスリット光が広がる方向と前記第１のスリット光が投光される方向とで構成される面、および前記第２のスリット光が広がる方向と前記第２のスリット光が投光される方向とで構成される面とは異なる位置から前記車両周辺領域を撮像する撮像部とを備え、
   前記撮像部が撮像した画像を用いて、障害物を検知する障害物検知装置。
2. 第１のスリット光を車両周辺領域へ投光する第１の投光部と、
   前記車両の前後方向に広がりを持つ第２のスリット光を、前記車両周辺領域に向けて前記車両の接地面に平行な方向に投光する第２の投光部と、
   前記第１のスリット光が広がる方向と前記第１のスリット光が投光される方向とで構成される面、および前記第２のスリット光が広がる方向と前記第２のスリット光が投光される方向とで構成される面とは異なる位置から前記車両周辺領域を撮像する撮像部とを備え、
   前記撮像部が撮像した画像を用いて、障害物を検知する障害物検知装置。
3. 前記撮像部が撮像した画像を用いて、前記第１のスリット光が当たっている部分の形状を復元する第１の復元部と、
   前記撮像部が撮像した画像を用いて、前記第２のスリット光が当たっている部分の形状を復元する第２の復元部とを備え、
   前記第１の復元部が復元した形状と、前記第２の復元部が復元した形状とを用いて障害物を検知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の障害物検知装置。
4. 前記撮像部が撮像した画像を用いて、前記第１のスリット光が当たっている部分の形状を復元する第１の復元部と、
   前記撮像部が撮像した画像を用いて、前記第２のスリット光が当たっている部分の形状を復元する第２の復元部と、
   前記車両の移動量を算出する移動量算出部と、
   前記第２の復元部が復元した形状と前記移動量算出部が算出した前記車両の移動量とを用いて、前記車両周辺領域における移動物体を検知する移動物体検知部とを備え、
   前記第１の復元部が復元した形状と、前記第２の復元部が復元した形状と、前記移動量算出部が算出した前記車両の移動量とを用いて障害物を検知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の障害物検知装置。
5. 前記撮像部が撮像した画像を用いて、前記第１のスリット光が当たっている部分の形状を復元する第１の復元部と、
   前記撮像部が撮像した画像を用いて、前記第２のスリット光が当たっている部分の形状を復元する第２の復元部と、
   前記車両の移動量を算出する移動量算出部と、
   前記第２の復元部が復元した形状と前記移動量算出部が算出した前記車両の移動量とを用いて、前記車両周辺領域における移動物体を検知する移動物体検知部と、
   前記移動量算出部が算出した前記車両の移動量と前記移動物体検知部が検知した移動物体の情報とを用いて、前記第１の復元部が復元した形状を統合して前記車両周辺領域の３次元形状を復元する統合部と、
   前記統合部が復元した３次元形状を用いて障害物を検知する障害物検知部とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の障害物検知装置。
6. 前記第２のスリット光を投光する前記第２の投光部は、前記第１のスリット光を投光する前記第１の投光部とは別の位置に設置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の障害物検知装置。
7. 前記第１のスリット光は、前記車両の幅方向に広がりを持ち、前記車両の接地面に対して平行な方向以外に投光されることを特徴とする請求項１に記載の障害物検知装置。
8. 前記第１のスリット光を投光する前記第１の投光部は、前記車両の後面または前面の少なくとも一方に設置されることを特徴とする請求項１に記載の障害物検知装置。
9. 前記第２のスリット光は、前記車両の幅方向に広がりを持ち、前記車両の後退方向または前進方向の少なくとも一方に投光されることを特徴とする請求項１に記載の障害物検知装置。
10. 前記第２のスリット光を投光する前記第２の投光部は、前記車両の後面または前面の少なくとも一方に設置されることを特徴とする請求項１に記載の障害物検知装置。
11. 前記第１のスリット光は、鉛直方向に広がりを持ち、前記車両の側面から右方向、右斜め前方方向もしくは右斜め後方方向、または、左方向、左斜め前方方向もしくは左斜め後方方向のうちの少なくとも１方向に投光されることを特徴とする請求項２に記載の障害物検知装置。
12. 前記第１のスリット光を投光する前記第１の投光部は、前記車両の左側面または右側面の少なくとも一方に設置されることを特徴とする請求項２に記載の障害物検知装置。
13. 前記第２のスリット光は、前記車両の前後方向に広がりを持ち、車両の左方向または右方向の少なくとも一方に投光されることを特徴とする請求項２に記載の障害物検知装置。
14. 前記第２のスリット光を投光する前記第２の投光部は、前記車両の左側面または右側面の少なくとも一方に設置されることを特徴とする請求項２に記載の障害物検知装置。
15. 前記第１の復元部および前記第２の復元部は、前記撮像部が時系列に撮像した複数の画像を用いて、前記第１のスリット光が当たっている部分の形状および前記第２のスリット光が当たっている部分の形状を復元し、
    前記移動物体検知部は、前記第２の復元部が前記複数の画像を用いて復元した形状と前記移動量算出部が算出した前記車両の移動量とを用いて、前記車両周辺領域における移動物体を検知し、
    前記統合部は、前記移動量算出部が算出した前記車両の移動量と前記移動物体検知部が検知した移動物体の情報とを用いて、前記第１の復元部が前記複数の画像を用いて復元した形状を統合することを特徴とする請求項５に記載の障害物検知装置。
16. 前記第１の復元部または前記第２の復元部の少なくとも一方は、前記第１の投光部または前記第２の投光部の少なくとも一方の位置およびスリット光の投光方向、ならびに、前記撮像部の位置、撮像方向および画角に基づき、画像中に写ったスリット光の位置の座標値から三角測量の原理に基づき３次元位置を計算して形状を復元することを特徴とする請求項３に記載の障害物検知装置。
17. 前記移動物体検知部は、前記第２の復元部が復元した形状と前記移動量算出部が算出した前記車両の移動量とに基づき、前記第２の復元部が復元した前記形状の位置を前記車両の移動量分だけ並進移動させたときに、移動前の前記形状と移動後の前記形状とが重なるか重ならないかを求め、重ならない場合に前記形状が移動物体であると判断することを特徴とする請求項４に記載の障害物検知装置。
18. 前記移動物体検知部は、前記第２の復元部が復元した形状と前記移動量算出部が算出した前記車両の移動量とに基づき、前記第２の復元部が復元した形状の位置を前記車両の移動量分だけ並進移動させたときの、移動前の前記形状と移動後の前記形状のずれ量を検知し、そのずれ量を移動物体の移動量として検知することを特徴とする請求項５に記載の障害物検知装置。
19. 前記統合部は、前記第１の復元部が復元した形状と、前記移動量算出部が算出した前記車両の移動量と、前記移動物体検知部が検知した移動物体の移動量に基づき、前記第１の復元部が復元した前記形状を前記車両の移動量と前記移動物体の移動量分だけ並進移動させて統合することにより前記車両周辺領域の３次元形状を復元することを特徴とする請求項１８に記載の障害物検知装置。
20. 請求項１または請求項２に記載の障害物検知装置と、
    前記障害物検知装置の障害物検知結果を用いて、前記車両と障害物との衝突判定を行う衝突判定部と、
    前記衝突判定部の判定結果に基づき警報を発する警報部とを備える運転支援システム。
21. 前記衝突判定部の判定結果に基づき前記車両のブレーキを制御するブレーキ制御部を備えることを特徴とする請求項２０記載の運転支援システム。
22. 第１のスリット光を車両周辺領域へ投光するステップと、
    前記車両の幅方向に広がりを持つ第２のスリット光を、前記車両周辺領域に向けて前記車両の接地面に平行な方向に投光するステップと、
    前記第１のスリット光が広がる方向と前記第１のスリット光が投光される方向とで構成される面、および前記第２のスリット光が広がる方向と前記第２のスリット光が投光される方向とで構成される面とは異なる位置から前記車両周辺領域を撮像するステップと、
    前記車両周辺領域を撮像した画像を用いて、障害物を検知するステップとを備える障害物検知方法。
23. 第１のスリット光を車両周辺領域へ投光するステップと、
    前記車両の前後方向に広がりを持つ第２のスリット光を、前記車両周辺領域に向けて前記車両の接地面に平行な方向に投光するステップと、
    前記第１のスリット光が広がる方向と前記第１のスリット光が投光される方向とで構成される面、および前記第２のスリット光が広がる方向と前記第２のスリット光が投光される方向とで構成される面とは異なる位置から前記車両周辺領域を撮像するステップと、
    前記車両周辺領域を撮像した画像を用いて、障害物を検知するステップとを備える障害物検知方法。

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