WO2015045504A1 - 物体検知装置 - Google Patents

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WO2015045504A1
WO2015045504A1 PCT/JP2014/065676 JP2014065676W WO2015045504A1 WO 2015045504 A1 WO2015045504 A1 WO 2015045504A1 JP 2014065676 W JP2014065676 W JP 2014065676W WO 2015045504 A1 WO2015045504 A1 WO 2015045504A1
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vehicle
distance
object detection
target
extraction unit
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裕史 大塚
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • G06T2207/30252—Vehicle exterior; Vicinity of vehicle
    • G06T2207/30261—Obstacle

Definitions

  • the present invention relates to an object detection device, for example, an object detection device for detecting a preceding vehicle ahead of the host vehicle in an environment with low illuminance such as at night.
  • vehicle speed / inter-vehicle control Adaptive Cruise Control
  • pre-crash safety the front of the vehicle is imaged with a stereo camera mounted on the vehicle, the relative distance from the captured image to the preceding vehicle is measured, and the vehicle follows the preceding vehicle. This is a technology that brakes the vehicle by predicting a collision with the vehicle.
  • miniaturization of stereo cameras has been desired, and when the base line length between cameras constituting a stereo camera is shortened, there may be a problem that the detection distance is also shortened. Therefore, in a long-distance area away from the host vehicle, an image obtained by one camera (monocular camera) constituting the stereo camera is used to detect the vehicle position from the image, and on the detected image.
  • the relative distance between the vehicles is calculated from the assumed vehicle width information (number of pixels) and the vehicle width (for example, 1.7 m) and the characteristics of the camera.
  • the detection accuracy of objects around the host vehicle is maintained (for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to suppress a decrease in detection accuracy of an object in an environment with low illuminance such as at night or in a tunnel, for example, so that the vehicle speed /
  • An object of the present invention is to provide an object detection device capable of suppressing malfunctions in control, pre-crash safety, and the like.
  • an object detection device is an object detection device that detects an object around the vehicle using a plurality of imaging units, and is based on images captured by the plurality of imaging units.
  • a distance information calculation unit that calculates distance information to an object around the host vehicle, and a specific color that is present at least in a long-distance area away from the target object in the image based on the distance information
  • An extraction unit that extracts an object and an output unit that outputs distance information to the object extracted by the extraction unit are provided.
  • an object for example, a brake light (tail lamp), a tail light), an auxiliary brake, and the like that exists in a long-distance area away from the subject vehicle in the image and has a specific color.
  • the stereo is output in a low-light environment. Even when measuring the relative distance from the image obtained by the camera to the preceding vehicle, it is possible to suppress the noise in the long-distance area and suppress the decrease in detection accuracy of the object. Malfunctions such as pre-crash safety can be suppressed.
  • FIG. 1 is an overall perspective view schematically showing a vehicle to which Embodiment 1 of an object detection device according to the present invention is applied.
  • the internal block diagram which shows the internal structure of the control unit shown in FIG. The figure explaining the principle of the distance information calculation method using a stereo camera. The figure explaining the short distance area
  • the flowchart explaining the object detection method by the object detection apparatus shown in FIG. The internal block diagram which shows the internal structure of the control unit in which Embodiment 2 of the object detection apparatus which concerns on this invention was incorporated.
  • the internal block diagram which shows the internal structure of the control unit in which Embodiment 3 of the object detection apparatus which concerns on this invention was incorporated.
  • an embodiment of an object detection device will be described with reference to the drawings.
  • a detection method by the object detection device when detecting a preceding vehicle in front of the host vehicle in an environment with low illuminance such as at night or in a tunnel will be described.
  • FIG. 1 schematically shows a vehicle to which an object detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • two cameras (imaging units) 102 and 103 are arranged side by side in a horizontal direction at a predetermined position of the vehicle 1 (for example, the room mirror 101 of the vehicle 1) toward the front of the vehicle 1. .
  • an illuminance sensor 111 that detects the illuminance around the vehicle 1 is disposed at a predetermined position (for example, an upper portion of the front window 112 of the vehicle 1).
  • the two cameras 102 and 103 and the illuminance sensor 111 are communicably connected to a control unit 110 having a built-in object detection device 100 (see FIG. 2), and images and illuminance sensors 111 acquired by the cameras 102 and 103 are connected.
  • the illuminance information detected by is transmitted to the control unit 110 via a connection line (not shown), for example.
  • FIG. 2 shows the internal configuration of the control unit shown in FIG.
  • the control unit 110 mainly includes a RAM 104 as an image storage unit, an object detection device 100, and a controller 109 as a control unit.
  • the object detection device 100 mainly includes a distance information calculation unit 105, An extraction unit 106, a merge processing unit 107, and an output unit 108 are included.
  • the illuminance information around the vehicle 1 detected by the illuminance sensor 111 is transmitted to the controller 109 of the control unit 110 as described above, and the controller 109 exposes the cameras 102 and 103 based on the transmitted illuminance information.
  • a control signal for performing exposure control for adjusting a condition (for example, exposure value) is generated.
  • the controller 109 controls the camera cameras 102 and 103 so that exposure values differ between an environment with high illuminance such as daytime and an environment with low illuminance such as nighttime or in a tunnel.
  • the controller 109 determines that the vehicle 1 is in an environment with low illuminance such as at night or in a tunnel based on the illuminance information detected by the illuminance sensor 111, the controller 109 is separated from the vehicle 1 by a predetermined distance.
  • a control signal for adjusting the exposure value of each camera 102, 103 is generated so that the brake light and tail light of the preceding vehicle existing in the long distance area are reflected in red, and the control signal is transmitted to each camera 102, 103.
  • the exposure value of the camera means the shutter value and gain value of the camera.
  • Each of the cameras 102 and 103 adjusts exposure conditions such as an exposure value based on a control signal transmitted from the controller 109, and images captured by the cameras 102 and 103 are stored in the camera image storage units 104 a and 104 b of the RAM 104. Send to and save.
  • the distance information calculation unit 105 of the object detection device 100 periodically acquires images stored in the camera image storage units 104a and 104b of the RAM 104, and automatically uses the parallax information of the same vehicle displayed on the acquired images.
  • the relative distance between the vehicle and an object such as a preceding vehicle ahead of the host vehicle is calculated, and the calculation result is transmitted to the extraction unit 106.
  • the baseline length which is the distance between the left and right optical axes, is B
  • the focal length of the camera is f
  • the parallax on the imaging surface is d
  • the relative distance Z to the preceding vehicle Is calculated by the following formula (1) from the similarity ratio of the triangles.
  • the parallax d decreases as the relative distance to the target object increases.
  • the distance measurement accuracy of the target object is lowered, and the possibility of malfunction in, for example, vehicle speed / inter-vehicle control or pre-crash safety is increased.
  • the extraction unit 106 exists in a long-distance area that is at least a predetermined distance away from the subject in the image, and red (specific color).
  • a target object for example, a preceding vehicle with a control light or tail light turned on
  • the extraction unit 106 extracts a red object in a long-distance area where the distance measurement accuracy can be lowered, and thereby suppresses an increase in noise in the long-distance area.
  • the extraction unit 106 includes a short distance extraction unit 106a and a red / long distance extraction unit 106b. Based on the distance information transmitted from the distance information calculation unit 105, the short distance extraction unit 106a extracts a target existing in a short distance region near the host vehicle from the target in the image captured by the camera. Further, the red / long distance extraction unit 106b exists in a long distance area that is a predetermined distance away from the subject in the image captured by the camera based on the distance information transmitted from the distance information calculation unit 105. And the object which has red is extracted (refer FIG. 4). The predetermined distance that defines the short distance area and the long distance area is appropriately set according to, for example, the performance and arrangement of the camera.
  • the merge processing unit 107 performs an integration process on the object extracted by the short distance extraction unit 106a and the object extracted by the red / long distance extraction unit 106b by OR (OR), and outputs the processing result to the output unit 108. Send to.
  • the output unit 108 Based on the processing result transmitted from the merge processing unit 107, the output unit 108 obtains distance information between the target object extracted by the short distance extraction unit 106a and the target object extracted by the red / long distance extraction unit 106b. Output to.
  • the controller 109 obtains distance information and position information to an object in the image output from the object detection device 100 (particularly, a preceding vehicle with a control light or tail light on), such as vehicle speed / inter-vehicle control or pre-crash safety. Used for various control applications.
  • FIG. 5 illustrates an object detection method by the object detection apparatus 100 described above.
  • the controller 109 determines whether the illuminance around the vehicle is within a predetermined threshold based on the illuminance information detected by the illuminance sensor 111 (S201).
  • a predetermined threshold for example, in an environment with high illuminance such as daytime
  • images of the surroundings of the vehicle are captured by the cameras 102 and 103 (S203).
  • the object detection apparatus 100 uses a normal distance calculation process using images captured by the cameras 102 and 103 (for example, distance calculation using parallax information by a stereo camera in a distance area and a monocular camera in a long distance area). (Distance calculation processing by switching to distance calculation) is performed to detect objects around the vehicle (S204).
  • each camera 102 corresponds to the illuminance.
  • 103 are adjusted (S205), and each camera 102, 103 takes an image around the own vehicle (S206).
  • the controller 109 is arranged so that the brake lights and taillights of the preceding vehicle existing in a long distance area away from the vehicle 1 appear in red, that is, the preceding vehicle at the proximal end of the long distance area.
  • the exposure values of the cameras 102 and 103 are adjusted so that both the brake light (about 15w to 60w) and the tail light (about 5w to 30w) of the preceding vehicle at the distal end of the long-distance region are reflected in red.
  • the proximal end of the long-distance area is a position closest to the own vehicle in the long-distance area (in other words, a position farthest from the own vehicle in the short-distance area), and the distal end of the long-distance area.
  • the end is a position farthest from the own vehicle in the long-distance region (in other words, a position farthest from the own vehicle in the imaging region).
  • the object detection apparatus 100 uses the parallax information of the same vehicle shown on the images captured by the cameras 102 and 103, and the target object such as the own vehicle and the preceding vehicle ahead of the own vehicle (that is, all light in the image).
  • the relative distance from the point is calculated (S207).
  • the object detection apparatus 100 extracts a light spot existing in a short-distance region close to the own vehicle from all the light spots in the image (S208), and also in the image.
  • a light spot having a red color that exists in a long-distance area that is a predetermined distance away from the vehicle from all the light spots is extracted (S209).
  • the object detection apparatus 100 integrates the light spot extracted in S208 and the light spot extracted in S209 by OR (OR) (S210), and then extracts the light spot extracted in S208 and S209.
  • the distance information of the light spot is output to the controller 109 or the like (S211).
  • the object existing in the short-distance region close to the own vehicle is extracted from the objects in the images captured by the cameras 102 and 103, and the image
  • the distance measurement accuracy is obtained by extracting the target object that exists in a long distance away from the subject vehicle and has a red color and outputs the distance information to the extracted target object. It is possible to extract only an object having a red color (for example, a preceding vehicle with a control light, a taillight or the like turned on) in a long-distance region where the brightness can be reduced.
  • the object is controlled by suppressing an increase in noise in a long-distance area. This can suppress a decrease in the detection accuracy of the vehicle, thereby suppressing malfunctions in vehicle speed / inter-vehicle control and pre-crash safety.
  • FIG. 6 shows an internal configuration of a control unit in which the second embodiment of the object detection apparatus according to the present invention is incorporated.
  • 100 A of object detection apparatuses of Embodiment 2 differ in the structure of an extraction part from the object detection apparatus 100 of Embodiment 1, and the other structure is the same as that of the object detection apparatus 100 of Embodiment 1.
  • FIG. Therefore, the same reference numerals are given to the same components as those of the object detection device 100 of Embodiment 1, and the detailed description thereof is omitted.
  • the object detection apparatus 100A mainly includes a distance information calculation unit 105A, an extraction unit 106A, a merge processing unit 107A, and an output unit 108A.
  • the extraction unit 106A includes a short distance extraction unit 106aA and a red color extraction unit. Part 106bA.
  • the short distance extraction unit 106aA of the extraction unit 106A is based on the distance information transmitted from the distance information calculation unit 105A and is close to the subject vehicle in the image captured by the camera.
  • the object existing in Further, the red extraction unit 106bA based on the distance information transmitted from the distance information calculation unit 105A, an object having a red color (specific color) from an object captured by the camera (for example, a control light or a taillight). Etc.) is extracted. That is, in the second embodiment, the red extraction unit 106bA extracts a red object in the entire imaging region including the short distance region and the long distance region.
  • the merge processing unit 107A performs an integration process on the object extracted by the short distance extraction unit 106aA and the object extracted by the red extraction unit 106bA by OR (OR), and transmits the processing result to the output unit 108A. .
  • the output unit 108A Based on the processing result transmitted from the merge processing unit 107A, the output unit 108A outputs the distance information between the target object extracted by the short distance extraction unit 106aA and the target object extracted by the red color extraction unit 106bA to the controller 109. .
  • FIG. 7 illustrates an object detection method by the above-described object detection apparatus 100A.
  • the controller 109 determines whether the illuminance around the vehicle is within a predetermined threshold based on the illuminance information detected by the illuminance sensor 111, as in the first embodiment ( S201A).
  • the controller 109 determines that the illuminance around the vehicle is within a predetermined threshold (for example, in an environment with high illuminance such as daytime)
  • the object detection device 100A captures images with the cameras 102 and 103.
  • the normal distance calculation process (for example, the distance calculation process by switching between the distance calculation using the parallax information by the stereo camera in the short distance area and the distance calculation by the monocular camera in the long distance area) is performed using the obtained image Then, an object around the own vehicle is detected (S202A to S204A).
  • each camera 102 corresponds to the illuminance.
  • 103 are adjusted (S205A), and each camera 102, 103 takes an image around the own vehicle (S206A).
  • the controller 109 is arranged so that the brake lights and taillights of the preceding vehicle existing in a long distance area away from the vehicle 1 appear in red, that is, the preceding vehicle at the proximal end of the long distance area.
  • the exposure values of the cameras 102 and 103 are adjusted so that the brake light and the tail light of the preceding vehicle at the distal end of the long-distance area are reflected in red.
  • the object detection device 100A uses the parallax information of the same vehicle shown on the images captured by the cameras 102 and 103, and the target object such as the own vehicle and the preceding vehicle ahead of the own vehicle (that is, all light in the image).
  • the relative distance from the point is calculated (S207A).
  • the object detection device 100A extracts the light spot existing in the short distance region close to the own vehicle from all the light spots in the image based on the distance information calculated in S207A (S208A), and also in the image A light spot having a red color (a light spot corresponding to a control lamp, a tail lamp, or the like of a preceding vehicle) is extracted from all the light spots (S209A).
  • the object detection apparatus 100A integrates the light spot extracted in S208A and the light spot extracted in S209A by OR (OR) (S210A), and then extracts the light spot extracted in S208A and S209A.
  • the distance information of the light spot is output to the controller 109 or the like (S211A).
  • the object existing in the short-distance region close to the own vehicle is extracted from the objects in the images captured by the cameras 102 and 103, and the image Similar to the object detection device 100 of the first embodiment, by extracting a target object having a red color from the target object, and integrating the extracted target objects and outputting distance information to the target object. It is possible to extract only objects having a red color (for example, a preceding vehicle in which a control light, a taillight, etc. are lit) in a long-distance region where the distance measurement accuracy can be lowered.
  • a red color for example, a preceding vehicle in which a control light, a taillight, etc. are lit
  • the red extraction unit 106bA of the extraction unit 106A of the object detection device 100A by extracting a red object in the imaging region by the red extraction unit 106bA of the extraction unit 106A of the object detection device 100A, for example, the object exists in a long distance region away from the own vehicle and has a red color. Compared with the case of extracting an object, the processing in the extraction unit 106A can be simplified.
  • FIG. 8 shows an internal configuration of a control unit in which the third embodiment of the object detection apparatus according to the present invention is incorporated.
  • the object detection apparatus 100B according to the third embodiment is different from the object detection apparatus 100A according to the second embodiment in that the object detection apparatus has an exposure value adjustment function, and the other configurations are the object detection apparatus 100A according to the second embodiment. It is the same. Therefore, the same components as those of the object detection device 100A of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the object detection apparatus 100B mainly includes a distance information calculation unit 105B, an extraction unit 106B, a merge processing unit 107B, and an output unit 108B, and exposure conditions (for example, exposure values) of the cameras 102 and 103.
  • An exposure value adjustment unit 112B that generates a control signal for performing exposure control for adjusting the exposure value.
  • the exposure value adjustment unit 112B acquires the illuminance information around the vehicle output from the illuminance sensor 111 via the controller 109 or directly from the illuminance sensor 111, and based on the acquired illuminance information, the cameras 102 and 103 A control signal for performing exposure control is generated, and the control signal is transmitted to the cameras 102 and 103.
  • Each of the cameras 102 and 103 adjusts exposure conditions such as an exposure value based on the control signal transmitted from the exposure value adjusting unit 112B, and each camera image storage unit of the RAM 104 stores an image captured by each of the cameras 102 and 103.
  • the object detection apparatus 100B can output the distance information of the object in the image to the controller 109 using the images stored in the camera image storage units 104a and 104b.
  • the controller and the exposure value adjustment unit adjust the exposure value of each camera based on the illuminance around the host vehicle detected by the illuminance sensor.
  • the value is set in advance by the user or the like so that the brake light and taillight of the preceding vehicle existing in a long-distance area away from the vehicle in a low-light environment such as at night or in a tunnel appear in red. May be.
  • an object having a red color corresponding to a control light, a taillight, or the like is imaged in order to detect a preceding vehicle ahead of the host vehicle in a low illumination environment such as at night or in a tunnel.
  • a low illumination environment such as at night or in a tunnel.
  • the present invention is not limited to the first to third embodiments described above, and includes various modifications.
  • the first to third embodiments described above are described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.
  • each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a memory, a hard disk, a storage device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
  • Vehicle 100 Object detection device 102, 103: Camera (imaging unit) 104: RAM 104a, 104b: Camera image storage unit 105: Distance information calculation unit 106: Extraction unit 106a, 106aA: Short distance extraction unit (first partial extraction unit) 106b: Red / long distance extraction unit (second partial extraction unit) 106bA: Red extraction unit (second partial extraction unit) 107: Merge processing unit 108: Output unit 109: Controller 110: Control unit 111: Illuminance sensor 112B: Exposure value adjustment unit

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Abstract

　夜間やトンネル内等の照度の低い環境下において物体の検知精度の低下を抑制し、もって車速/車間制御やプリクラッシュセーフティ等における誤作動を抑制することのできる物体検知装置を提供する。　複数の撮像部１０２、１０３で撮像された画像から自車周囲の対象物までの距離情報を算出する距離情報算出部１０５と、距離情報に基づいて画像中の対象物から少なくとも自車から離れた遠距離領域に存在しかつ特定色を有する対象物を抽出する抽出部１０６と、抽出部１０６によって抽出された対象物までの距離情報を出力する出力部１０８と、を備えている。

Description

物体検知装置
　本発明は、物体検知装置に係り、例えば夜間等の照度の低い環境下で自車前方の先行車を検知するための物体検知装置に関する。
　従来から、自動車分野では運転支援や安全性向上等を目的として、車速/車間制御（ACC：Adaptive Cruise Control）やプリクラッシュセーフティ等の様々な研究開発が進められている。車速/車間制御やプリクラッシュセーフティは、車両に搭載されたステレオカメラで車両前方を撮像し、撮像された画像から先行車までの相対距離を計測して自車を先行車に追従させたり、先行車との衝突を予測して自車を制動する技術である。
　ところで、ステレオカメラで得られた画像から先行車までの相対距離を計測する場合、２つの撮像部（カメラ）によって得られた画像上に映る同一車両の視差情報を用いて車両間等の相対距離を算出している。特に、近年ではステレオカメラの小型化が望まれており、ステレオカメラを構成するカメラ同士の基線長が短くなると、検知距離もより短くなるといった課題が生じ得る。そこで、自車から離れた遠距離領域では、ステレオカメラを構成する一方のカメラ（単眼カメラ）で得られた画像を利用し、画像上から車両位置を検出すると共に、その検出された画像上での幅情報（画素数）と仮定された車両の幅（例えば、１．７ｍ）とカメラの特性から車両間の相対距離を算出すると共に、自車に近い近距離領域と自車から離れた遠距離領域とで先行車までの距離算出方法を切り替えることで、自車周囲の物体の検知精度を維持している（例えば、特許文献１）。
特開２０１３－５８８２９号公報
　しかしながら、例えば夜間やトンネル内等の照度の低い環境下においては、単眼カメラによる物体検知が困難である。そのため、自車から離れた遠距離領域においても、ステレオカメラによる視差情報を用いた物体検知を行わざるを得ないのが現状である。このように、照度の低い環境下において自車から離れた遠距離領域に存在する物体をステレオカメラによる視差情報を用いて検知すると、上記したように遠距離領域においてノイズが増加して物体の検知精度が低下する。そのため、例えば車速/車間制御やプリクラッシュセーフティにおいて、誤作動が発生する可能性が高くなるといった問題がある。
　本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、例えば夜間やトンネル内等の照度の低い環境下において物体の検知精度の低下を抑制し、もって車速/車間制御やプリクラッシュセーフティ等における誤作動を抑制することのできる物体検知装置を提供することにある。
　上記する課題を解決するために、本発明に係る物体検知装置は、複数の撮像部を用いて自車周囲の物体を検知する物体検知装置であって、複数の撮像部で撮像された画像から自車周囲の対象物までの距離情報を算出する距離情報算出部と、前記距離情報に基づいて、前記画像中の対象物から少なくとも自車から離れた遠距離領域に存在し且つ特定色を有する対象物を抽出する抽出部と、前記抽出部によって抽出された対象物までの距離情報を出力する出力部と、を備えていることを特徴とする。
　本発明の物体検知装置によれば、画像中の対象物から自車から離れた遠距離領域に存在し且つ特定色を有する対象物（例えば制動灯（ブレーキランプ）や尾灯（テールランプ）、補助制動灯（ハイマウントストップランプ）等を点灯した先行車）を抽出し、そのように抽出された対象物までの距離情報を出力することにより、例えば夜間やトンネル内等の照度の低い環境下においてステレオカメラで得られた画像から先行車までの相対距離を計測する場合であっても、遠距離領域におけるノイズを抑制して物体の検知精度の低下を抑制することができ、もって車速/車間制御やプリクラッシュセーフティ等における誤作動を抑制することができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明に係る物体検知装置の実施形態１が適用された車両を概略的に示す全体斜視図。 図１に示すコントロールユニットの内部構成を示す内部構成図。 ステレオカメラを用いた距離情報算出方法の原理を説明した図。 撮像領域における近距離領域と遠距離領域を説明した図。 図２に示す物体検知装置による物体検知方法を説明したフロー図。 本発明に係る物体検知装置の実施形態２が内蔵されたコントロールユニットの内部構成を示す内部構成図。 図６に示す物体検知装置による物体検知方法を説明したフロー図。 本発明に係る物体検知装置の実施形態３が内蔵されたコントロールユニットの内部構成を示す内部構成図。
　以下、本発明に係る物体検知装置の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下では、主に夜間やトンネル内等の照度の低い環境下で自車前方の先行車を検知する際の物体検知装置による検知方法を説明する。
［実施形態１］
　図１は、本発明に係る物体検知装置の実施形態１が適用された車両を概略的に示したものである。
　図示する車両１には、２つのカメラ（撮像部）１０２、１０３が車両１の前方へ向けて当該車両１の所定位置（例えば、車両１のルームミラー１０１）に横方向に並べて配置されている。また、前記車両１には、車両１周囲の照度を検知する照度センサ１１１が所定位置（例えば、車両１のフロントウィンド１１２の上部）に配置されている。２つのカメラ１０２、１０３と照度センサ１１１とは、物体検知装置１００（図２参照）を内蔵するコントロールユニット１１０と通信可能に接続されており、カメラ１０２、１０３によって取得された画像や照度センサ１１１によって検知された照度情報は、例えば接続線（不図示）を介してコントロールユニット１１０へ送信される。
　図２は、図１に示すコントロールユニットの内部構成を示したものである。コントロールユニット１１０は、図示するように、主に、画像記憶部としてのＲＡＭ１０４と物体検知装置１００と制御部としてのコントローラ１０９とを備え、物体検知装置１００は、主に、距離情報算出部１０５と抽出部１０６とマージ処理部１０７と出力部１０８とを有している。
　照度センサ１１１によって検知された車両１周囲の照度情報は、上記したようにコントロールユニット１１０のコントローラ１０９に送信されており、コントローラ１０９は、送信された照度情報に基づいて各カメラ１０２、１０３の露光条件（例えば露光値）を調整する露光制御を行うための制御信号を生成する。例えば、コントローラ１０９は、昼間のような照度の高い環境下と夜間やトンネル内等のような照度の低い環境下とで異なる露光値となるように各カメラカメラ１０２、１０３を制御している。より具体的には、コントローラ１０９は、照度センサ１１１によって検知された照度情報に基づいて車両１が夜間やトンネル内等の照度の低い環境下にあると判断した場合、車両１から所定距離だけ離れた遠距離領域に存在する先行車の制動灯や尾灯が赤色に映るように各カメラ１０２、１０３の露光値を調整する制御信号を生成し、その制御信号を各カメラ１０２、１０３へ送信する。なお、カメラの露光値とは、カメラのシャッター値及びゲイン値を意味している。
　各カメラ１０２、１０３は、コントローラ１０９から送信された制御信号に基づいて露光値等の露光条件を調整すると共に、各カメラ１０２、１０３で撮像された画像をＲＡＭ１０４の各カメラ画像保存部１０４ａ、１０４ｂに送信して保存する。
　物体検知装置１００の距離情報算出部１０５は、ＲＡＭ１０４の各カメラ画像保存部１０４ａ、１０４ｂに保存された画像を定期的に取得し、取得された画像上に映る同一車両の視差情報を用いて自車と自車前方の先行車等の対象物との相対距離を算出し、その算出結果を抽出部１０６に送信する。具体的には、図３に示すように、左右の光軸間の距離である基線長をＢ、カメラの焦点距離をｆ、撮像面上の視差をｄとすると、先行車までの相対距離Ｚは三角形の相似比から以下の式（１）で算出されることとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、カメラ１０２、１０３からなるステレオカメラを用いた距離情報算出方法においては、対象物までの相対距離が大きくなるに従って視差ｄが小さくなるため、自車から離間した遠距離領域では画像中の対象物の距離計測精度が低下し、例えば車速/車間制御やプリクラッシュセーフティ等において誤作動が発生する可能性が高くなる。
　そこで、抽出部１０６は、距離情報算出部１０５から送信された距離情報に基づいて、画像中の対象物から少なくとも自車から所定距離だけ離れた遠距離領域に存在しかつ赤色（特定色）を有する対象物（例えば、制御灯や尾灯を点灯した先行車）を抽出する。すなわち、抽出部１０６は、距離計測精度が低下し得る遠距離領域では、赤色を有する対象物を抽出し、これにより、遠距離領域におけるノイズの増加を抑制する。
　具体的には、抽出部１０６は、近距離抽出部１０６ａと赤色・遠距離抽出部１０６ｂとを有している。近距離抽出部１０６ａは、距離情報算出部１０５から送信された距離情報に基づいて、カメラにより撮像された画像中の対象物から自車に近い近距離領域に存在する対象物を抽出する。また、赤色・遠距離抽出部１０６ｂは、距離情報算出部１０５から送信された距離情報に基づいて、カメラにより撮像された画像中の対象物から自車から所定距離だけ離れた遠距離領域に存在しかつ赤色を有する対象物を抽出する（図４参照）。なお、近距離領域と遠距離領域を画定する前記所定距離は、例えばカメラの性能や配置等に応じて適宜に設定される。
　マージ処理部１０７は、近距離抽出部１０６ａにより抽出された対象物と赤色・遠距離抽出部１０６ｂにより抽出された対象物とを論理和（ＯＲ）により統合処理し、その処理結果を出力部１０８に送信する。
　出力部１０８は、マージ処理部１０７から送信された処理結果に基づいて、近距離抽出部１０６ａにより抽出された対象物と赤色・遠距離抽出部１０６ｂにより抽出された対象物の距離情報をコントローラ１０９に出力する。コントローラ１０９は、物体検知装置１００から出力された画像中の対象物（特に、制御灯や尾灯を点灯した先行車）までの距離情報や位置情報を、例えば車速/車間制御やプリクラッシュセーフティ等の各種制御アプリケーションに利用する。
　図５は、上記した物体検知装置１００による物体検知方法を説明したものである。
　図５に示すように、まず、コントローラ１０９は、照度センサ１１１によって検知された照度情報に基づいて自車周囲の照度が所定の閾値以内であるか否かを判断する（Ｓ２０１）。コントローラ１０９が自車周囲の照度が所定の閾値以内である（例えば、昼間のような照度の高い環境下である）と判断した場合には、その照度に応じて各カメラ１０２、１０３の露光値を調整し（Ｓ２０２）、各カメラ１０２、１０３で自車周囲の画像を撮像する（Ｓ２０３）。物体検知装置１００は、各カメラ１０２、１０３で撮像された画像を用いて通常の距離算出処理（例えば、距離領域でのステレオカメラによる視差情報を用いた距離算出と遠距離領域での単眼カメラによる距離算出との切替えによる距離算出処理）を実施して、自車周囲の物体を検知する（Ｓ２０４）。
　一方、コントローラ１０９が自車周囲の照度が所定の閾値以内ではない（例えば、夜間やトンネル内のような照度の低い環境下である）と判断した場合には、その照度に応じて各カメラ１０２、１０３の露光値を調整し（Ｓ２０５）、各カメラ１０２、１０３で自車周囲の画像を撮像する（Ｓ２０６）。具体的には、コントローラ１０９は、車両１から所定距離だけ離れた遠距離領域に存在する先行車の制動灯や尾灯が赤色に映るように、すなわち遠距離領域の近位端での先行車の制動灯（15w～60w程度）と遠距離領域の遠位端での先行車の尾灯（5w～30w程度）の双方が赤色に映るように各カメラ１０２、１０３の露光値を調整する。ここで、遠距離領域の近位端とは、遠距離領域のうちで自車に最も近い位置（言い換えれば近距離領域のうちで自車から最も遠い位置）であり、遠距離領域の遠位端とは、遠距離領域のうちで自車から最も遠い位置（言い換えれば撮像領域のうちで自車から最も遠い位置）である。
　次いで、物体検知装置１００は、各カメラ１０２、１０３で撮像された画像上に映る同一車両の視差情報を用いて自車と自車前方の先行車等の対象物（すなわち、画像中の全光点）との相対距離を算出する（Ｓ２０７）。
　次に、物体検知装置１００は、Ｓ２０７で算出された距離情報に基づいて、画像中の全光点から自車に近い近距離領域に存在する光点を抽出すると共に（Ｓ２０８）、画像中の全光点から自車から所定距離だけ離れた遠距離領域に存在しかつ赤色を有する光点を抽出する（Ｓ２０９）。
　そして、物体検知装置１００は、Ｓ２０８で抽出された光点とＳ２０９で抽出された光点とを論理和（ＯＲ）により統合処理した後（Ｓ２１０）、Ｓ２０８で抽出された光点とＳ２０９で抽出された光点の距離情報をコントローラ１０９等に出力する（Ｓ２１１）。
　このように、本実施形態１の物体検知装置１００によれば、カメラ１０２、１０３で撮像された画像中の対象物から自車に近い近距離領域に存在する対象物を抽出すると共に、前記画像中の対象物から自車から所定距離だけ離れた遠距離領域に存在しかつ赤色を有する対象物を抽出し、そのように抽出された対象物までの距離情報を出力することにより、距離計測精度が低下し得る遠距離領域において赤色を有する対象物（例えば、制御灯や尾灯等を点灯した先行車）のみを抽出することができる。そのため、例えば夜間やトンネル内等の照度の低い環境下においてステレオカメラで得られた画像から先行車までの相対距離を計測する場合であっても、遠距離領域におけるノイズの増加を抑制して物体の検知精度の低下を抑制することができ、もって車速/車間制御やプリクラッシュセーフティ等における誤作動を抑制することができる。
［実施形態２］
　図６は、本発明に係る物体検知装置の実施形態２が内蔵されたコントロールユニットの内部構成を示したものである。実施形態２の物体検知装置１００Ａは、実施形態１の物体検知装置１００に対し、抽出部の構成が相違しており、その他の構成は実施形態１の物体検知装置１００と同様である。したがって、実施形態１の物体検知装置１００と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　本実施形態２の物体検知装置１００Ａは、主に、距離情報算出部１０５Ａと抽出部１０６Ａとマージ処理部１０７Ａと出力部１０８Ａとを有し、抽出部１０６Ａは、近距離抽出部１０６ａＡと赤色抽出部１０６ｂＡとを有している。
　抽出部１０６Ａの近距離抽出部１０６ａＡは、実施形態１と同様、距離情報算出部１０５Ａから送信された距離情報に基づいて、カメラにより撮像された画像中の対象物から自車に近い近距離領域に存在する対象物を抽出する。また、赤色抽出部１０６ｂＡは、距離情報算出部１０５Ａから送信された距離情報に基づいて、カメラにより撮像された画像中の対象物から赤色（特定色）を有する対象物（例えば、制御灯や尾灯等を点灯した先行車）を抽出する。すなわち、本実施形態２では、赤色抽出部１０６ｂＡは、近距離領域と遠距離領域とを含む撮像領域全体において赤色を有する対象物を抽出する。
　マージ処理部１０７Ａは、近距離抽出部１０６ａＡにより抽出された対象物と赤色抽出部１０６ｂＡにより抽出された対象物とを論理和（ＯＲ）により統合処理し、その処理結果を出力部１０８Ａに送信する。
　出力部１０８Ａは、マージ処理部１０７Ａから送信された処理結果に基づいて、近距離抽出部１０６ａＡにより抽出された対象物と赤色抽出部１０６ｂＡにより抽出された対象物の距離情報をコントローラ１０９に出力する。
　図７は、上記した物体検知装置１００Ａによる物体検知方法を説明したものである。
　図７に示すように、まず、コントローラ１０９は、実施形態１と同様、照度センサ１１１によって検知された照度情報に基づいて自車周囲の照度が所定の閾値以内であるか否かを判断する（Ｓ２０１Ａ）。コントローラ１０９が自車周囲の照度が所定の閾値以内である（例えば、昼間のような照度の高い環境下である）と判断した場合には、物体検知装置１００Ａは、各カメラ１０２、１０３で撮像された画像を用いて通常の距離算出処理（例えば、近距離領域でのステレオカメラによる視差情報を用いた距離算出と遠距離領域での単眼カメラによる距離算出との切替えによる距離算出処理）を実施して、自車周囲の物体を検知する（Ｓ２０２Ａ～Ｓ２０４Ａ）。
　一方、コントローラ１０９が自車周囲の照度が所定の閾値以内ではない（例えば、夜間やトンネル内のような照度の低い環境下である）と判断した場合には、その照度に応じて各カメラ１０２、１０３の露光値を調整し（Ｓ２０５Ａ）、各カメラ１０２、１０３で自車周囲の画像を撮像する（Ｓ２０６Ａ）。具体的には、コントローラ１０９は、車両１から所定距離だけ離れた遠距離領域に存在する先行車の制動灯や尾灯が赤色に映るように、すなわち遠距離領域の近位端での先行車の制動灯と遠距離領域の遠位端での先行車の尾灯とが赤色に映るように各カメラ１０２、１０３の露光値を調整する。
　次いで、物体検知装置１００Ａは、各カメラ１０２、１０３で撮像された画像上に映る同一車両の視差情報を用いて自車と自車前方の先行車等の対象物（すなわち、画像中の全光点）との相対距離を算出する（Ｓ２０７Ａ）。
　次に、物体検知装置１００Ａは、Ｓ２０７Ａで算出された距離情報に基づいて、画像中の全光点から自車に近い近距離領域に存在する光点を抽出すると共に（Ｓ２０８Ａ）、画像中の全光点から赤色を有する光点（先行車の制御灯や尾灯等に対応する光点）を抽出する（Ｓ２０９Ａ）。
　そして、物体検知装置１００Ａは、Ｓ２０８Ａで抽出された光点とＳ２０９Ａで抽出された光点とを論理和（ＯＲ）により統合処理した後（Ｓ２１０Ａ）、Ｓ２０８Ａで抽出された光点とＳ２０９Ａで抽出された光点の距離情報をコントローラ１０９等に出力する（Ｓ２１１Ａ）。
　このように、本実施形態２の物体検知装置１００Ａによれば、カメラ１０２、１０３で撮像された画像中の対象物から自車に近い近距離領域に存在する対象物を抽出すると共に、前記画像中の対象物から赤色を有する対象物を抽出し、そのように抽出された対象物を統合して該対象物までの距離情報を出力することにより、実施形態１の物体検知装置１００と同様、距離計測精度が低下し得る遠距離領域において赤色を有する対象物（例えば、制御灯や尾灯等を点灯した先行車）のみを抽出することができる。また、物体検知装置１００Ａの抽出部１０６Ａの赤色抽出部１０６ｂＡによって撮像領域中の赤色を有する対象物を抽出することで、例えば自車から所定距離だけ離れた遠距離領域に存在しかつ赤色を有する対象物を抽出する場合と比較して、当該抽出部１０６Ａにおける処理を簡素化することができる。
［実施形態３］
　図８は、本発明に係る物体検知装置の実施形態３が内蔵されたコントロールユニットの内部構成を示したものである。実施形態３の物体検知装置１００Ｂは、実施形態２の物体検知装置１００Ａに対し、物体検知装置が露光値調整機能を有する点が相違しており、その他の構成は実施形態２の物体検知装置１００Ａと同様である。したがって、実施形態２の物体検知装置１００Ａと同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　本実施形態３の物体検知装置１００Ｂは、主に、距離情報算出部１０５Ｂと抽出部１０６Ｂとマージ処理部１０７Ｂと出力部１０８Ｂとを有すると共に、各カメラ１０２、１０３の露光条件（例えば露光値）を調整する露光制御を行うための制御信号を生成する露光値調整部１１２Ｂを有している。
　露光値調整部１１２Ｂは、照度センサ１１１から出力される自車周囲の照度情報をコントローラ１０９を介してもしくは照度センサ１１１から直接的に取得し、取得した照度情報に基づいて各カメラ１０２、１０３の露光制御を行うための制御信号を生成し、その制御信号を各カメラ１０２、１０３に送信する。
　各カメラ１０２、１０３は、露光値調整部１１２Ｂから送信された制御信号に基づいて露光値等の露光条件を調整すると共に、各カメラ１０２、１０３で撮像された画像をＲＡＭ１０４の各カメラ画像保存部１０４ａ、１０４ｂに送信して保存し、物体検知装置１００Ｂは、各カメラ画像保存部１０４ａ、１０４ｂに保存された画像を用いて画像中の対象物の距離情報をコントローラ１０９へ出力することができる。
　なお、上記する実施形態１～３では、照度センサによって検出された自車周囲の照度に基づいてコントローラや露光値調整部が各カメラの露光値を調整する形態に説明したが、各カメラの露光値は、例えば夜間やトンネル内等の照度の低い環境下において車両から所定距離だけ離れた遠距離領域に存在する先行車の制動灯や尾灯が赤色に映るように、予め使用者等によって設定してもよい。
　また、上記する実施形態１～３では、夜間やトンネル内等の照度の低い環境下で自車前方の先行車を検知するために、制御灯や尾灯等に対応する赤色を有する対象物を画像中の対象物から抽出する形態について説明したが、遠距離領域での検知対象を抽出する際に利用する色はその検知対象に応じて適宜に変更することができる。
　なお、本発明は上記した実施形態１～３に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態１～３は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
　また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１：車両
１００：物体検知装置
１０２、１０３：カメラ（撮像部）
１０４：ＲＡＭ
１０４ａ、１０４ｂ：カメラ画像保存部
１０５：距離情報算出部
１０６：抽出部
１０６ａ、１０６ａＡ：近距離抽出部（第１の部分抽出部）
１０６ｂ：赤色・遠距離抽出部（第２の部分抽出部）
１０６ｂＡ：赤色抽出部（第２の部分抽出部）
１０７：マージ処理部
１０８：出力部
１０９：コントローラ
１１０：コントロールユニット
１１１：照度センサ
１１２Ｂ：露光値調整部

Claims (9)

  1. 　複数の撮像部を用いて自車周囲の物体を検知する物体検知装置であって、
    　複数の撮像部で撮像された画像から自車周囲の対象物までの距離情報を算出する距離情報算出部と、
    　前記距離情報に基づいて、前記画像中の対象物から少なくとも自車から離れた遠距離領域に存在しかつ特定色を有する対象物を抽出する抽出部と、
    　前記抽出部によって抽出された対象物までの距離情報を出力する出力部と、を備えていることを特徴とする物体検知装置。
  2. 　前記抽出部は、前記画像中の対象物から自車に近い近距離領域に存在する対象物を抽出する第１の部分抽出部と、前記画像中の対象物から前記遠距離領域に存在しかつ特定色を有する対象物を抽出する第２の部分抽出部と、を有し、
    　前記出力部は、前記第１の部分抽出部により抽出された対象物及び前記第２の部分抽出部により抽出された対象物までの距離情報を出力するようになっている、請求項１に記載の物体検知装置。
  3. 　前記抽出部は、前記画像中の対象物から自車に近い近距離領域に存在する対象物を抽出する第１の部分抽出部と、前記画像中の対象物から特定色を有する対象物を抽出する第２の部分抽出部と、を有し、
    　前記出力部は、前記第１の部分抽出部により抽出された対象物及び前記第２の部分抽出部により抽出された対象物までの距離情報を出力するようになっている、請求項１に記載の物体検知装置。
  4. 　前記複数の撮像部の露光値は、前記遠距離領域での先行車の制動灯及び尾灯が前記特定色に映るように調整されていることを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
  5. 　前記複数の撮像部の露光値は、前記遠距離領域の近位端での先行車の制動灯及び前記遠距離領域の遠位端での先行車の尾灯が前記特定色に映るように調整されていることを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
  6. 　前記複数の撮像部の露光値は、自車周囲の照度に基づいて調整されていることを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
  7. 　前記物体検知装置は、前記遠距離領域での先行車の制動灯及び尾灯が前記特定色に映るように前記複数の撮像部の露光値を調整する露光値調整部を有していることを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
  8. 　前記物体検知装置は、前記遠距離領域の近位端での先行車の制動灯及び前記遠距離領域の遠位端での先行車の尾灯が前記特定色に映るように前記複数の撮像部の露光値を調整する露光値調整部を有していることを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
  9. 　前記物体検知装置は、自車周囲の照度に基づいて前記複数の撮像部の露光値を調整する露光値調整部を有していることを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
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