特許 6204782 オフロードダンプトラック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6204782

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】オフロードダンプトラック

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20060101AFI20170914BHJP

【ＦＩ】

   G05D1/02 R

【請求項の数】7

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-210264(P2013-210264)

(22)【出願日】2013年10月7日

(65)【公開番号】特開2015-75826(P2015-75826A)

(43)【公開日】2015年4月20日

【審査請求日】2016年6月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】特許業務法人 武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松尾 茂

(72)【発明者】

【氏名】日永田 佑介

(72)【発明者】

【氏名】川股 幸博

(72)【発明者】

【氏名】石本 英史

【審査官】 黒田 暁子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０５７３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０９４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−００３９９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前方を撮影する第１のカメラと、
この第１のカメラの撮影画像に基づき路面を検出する路面検出部と、
前記第１のカメラの撮影画像に基づき土煙の有無を判定する土煙判定部と、
前記路面検出部にて検出した路面情報と前記土煙判定部にて判定した土煙情報とに基づき、土煙までの走行可能距離を算出する走行距離算出部と、
を備えたことを特徴とするオフロードダンプトラック。

【請求項2】

請求項１のオフロードダンプトラックにおいて、
前記土煙判定部は、前記第１のカメラの撮影画像を、エッジ画像に変換し、このエッジ画像を所定のブロックに分割し、この分割したブロックのうち、このブロック中のエッジ数が所定数以上であり、かつ前記路面検出部にて検出した路面と接する前記ブロックを土煙の境界と判定する
ことを特徴とするオフロードダンプトラック。

【請求項3】

請求項１のオフロードダンプトラックにおいて、
前記路面検出部は、前記第１のカメラで取得した基準画像と、前記第１のカメラまたはこの第１のカメラとは異なる第２のカメラで取得した比較画像との差分から路面を検出する
ことを特徴とするオフロードダンプトラック。

【請求項4】

請求項３のオフロードダンプトラックにおいて、
前記第１および第２のカメラを有するステレオカメラ装置を備え、
前記第１のカメラは、基準画像を撮影する基準画像取得カメラであり、
前記第２のカメラは、前記基準画像と比較する比較画像を撮影する比較画像取得カメラであり、
前記土煙判定部は、前記基準画像に基づいて土煙を判定する
ことを特徴とするオフロードダンプトラック。

【請求項5】

請求項３のオフロードダンプトラックにおいて、
前記第１のカメラにて撮影した第１画像と、この第１画像を撮影した後に前記第１のカメラにて撮影した第２画像との差分に基づき、前方に存在する車両との相対速度を算出する相対速度算出部を備えた
ことを特徴とするオフロードダンプトラック。

【請求項6】

請求項４のオフロードダンプトラックにおいて、
前記第１のカメラにて撮影した第１画像と、この第１画像を撮影した後に前記第１のカメラにて撮影した第２画像との差分に基づき、前方に存在する車両との相対速度を算出する相対速度算出部を備えた
ことを特徴とするオフロードダンプトラック。

【請求項7】

請求項１のオフロードダンプトラックにおいて、
所定の情報を外部へ通知するための通知部を備え、
前記走行距離算出部は、前記路面検出部にて路面上の障害物を検出した場合に、前記障害物までの距離を走行可能距離とし、前記路面検出部にて路面上の障害物が検出されずかつ前記土煙判定部にて土煙が判定されない場合に、前記路面検出部にて検出した路面の最遠距離を走行可能距離とし、前記路面検出部にて路面上の障害物が検出されずかつ前記土煙判定部にて土煙が判定された場合に、前記通知部から所定の情報を外部へ通知させる
ことを特徴とするオフロードダンプトラック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば鉱山で使用されるオフロードダンプトラックに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、鉱山で使用されるオフロードダンプトラックとしては、自律走行が可能な無人車両が導入されつつある。この種の無人車両においては、例えば外界認識装置等によって前方を走行する先行車両との距離を計測し、先行車両との衝突を未然に回避させる速度制御がなされている。前方車両を検出する手段としては、一般に、ミリ波レーダ、レーザスキャナ、ステレオカメラ等が知られている。ミリ波レーダは、前方視界が悪い状況においても前方車両を検知できるが、検知範囲が狭く、カーブ等で前方車両を見失ってしまうおそれがある。また、レーザスキャナも、検知範囲が狭く、障害物の全体を検知することが容易でない。

【0003】

これに対し、ステレオカメラは、視界不良の状況においての先行車両の検知が容易でないものの、視野角が広く障害物の全体を検知できるため、物体の大きさや種類によらず検知することができる特性を有している。特に、鉱山の場合においては、路面が舗装されていないため、視界不良の原因となる土煙の発生頻度が高い。

【0004】

一方、この種の視界不良の対応に関する従来技術が、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１にて開示された車両制御装置は、ステレオカメラで進行方向の距離を測定し、測定された距離の最大値を見通し距離とし、この見通し距離をほぼ霧までの距離としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１−１４８３９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般に、霧は、視界全体の広い範囲において視界不良となるため、上記特許文献１に記載のように、見通し距離を走行可能距離とすることができるが、土煙は、視界全体ではなく、路面において先行車両を隠す程度の局所的な範囲で発生する場合もある。したがって、路面外は、視界不良とならず、先行車両（前方車両）より遠方の物体が見える可能性もある。

【0007】

このため、土煙発生時に、上記特許文献１に記載による見通し距離を走行可能距離とすると、計測する方向によって、進行方向の計測距離が先行車両より遠方の距離となる場合もある。この場合には、先行車両と不必要に接近等してしまうおそれがあるため、土煙発生時における走行安全性の確保が容易でない。

【0008】

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、土煙発生時における走行安全性を確保できるオフロードダンプトラックを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この目的を達成するために、前方を撮影する第１のカメラと、この第１のカメラの撮影画像に基づき路面を検出する路面検出部と、前記第１のカメラの撮影画像に基づき土煙の有無を判定する土煙判定部と、前記路面検出部にて検出した路面情報と前記土煙判定部にて判定した土煙情報とに基づき、土煙までの走行可能距離を算出する走行距離算出部と、を備えたことを特徴としている。

【0010】

このように構成した本発明は、路面情報と土煙情報とに基づき土煙までの走行可能距離を算出することにより、走行可能な土煙までの距離を把握することができるから、土煙発生時における走行安全性を確保することができる。

【0011】

また本発明は、上記発明において、前記土煙判定部は、前記第１のカメラの撮影画像を、エッジ画像に変換し、このエッジ画像を所定のブロックに分割し、この分割したブロックのうち、このブロック中のエッジ数が所定数以上であり、かつ前記路面検出部にて検出した路面と接する前記ブロックを土煙の境界と判定することを特徴としている。

【0012】

このように構成した本発明は、第１のカメラの撮影画像をエッジ画像に変換してから所定のブロックに分割し、このブロック中のエッジ数が所定数以上であり、かつ路面検出部にて検出した路面と接するブロックを土煙の境界と判定するため、土煙の判定処理を容易に行うことができる。よって、土煙発生時における土煙の判定処理が容易にできるから、土煙発生時における走行安全性をより適切に確保することができる。

【0013】

また本発明は、上記発明において、前記路面検出部は、前記第１のカメラで取得した基準画像と、前記第１のカメラまたはこの第１のカメラとは異なる第２のカメラで取得した比較画像との差分から路面を検出することを特徴としている。

【0014】

このように構成した本発明は、基準画像と比較画像との差分から路面を検出することにより、路面検出部での路面の検出をより精度良くすることができ、土煙発生時における走行安全性をより適切に確保することができる。

【0015】

また本発明は、上記発明において、前記第１および第２のカメラを有するステレオカメラ装置を備え、前記第１のカメラは、基準画像を撮影する基準画像取得カメラであり、前記第２のカメラは、前記基準画像と比較する比較画像を撮影する比較画像取得カメラであり、前記土煙算出部は、前記基準画像に基づいて土煙を判定することを特徴としている。

【0016】

このように構成した本発明は、ステレオカメラ装置の基準画像取得カメラで撮影した基準画像と、比較画像取得カメラで撮影した比較画像との差分から路面を検出するとともに、基準画像に基づき土煙を判定する。よって、路面を検出する際の基準画像と、土煙を判定する際の基準画像とを等しくできるため、走行距離算出部での土煙までの走行可能距離の算出を精度良くすることができ、土煙発生時における走行安全性をより適切に確保することができる。

【0017】

また本発明は、上記発明において、前記第１のカメラにて撮影した第１画像と、この第１画像を撮影した後に前記第１のカメラにて撮影した第２画像との差分に基づき、前方に存在する車両との相対速度を算出する相対速度算出部を備えたことを特徴としている。

【0018】

このように構成した本発明は、第１画像と第２画像との差分に基づき前方に存在する車両との相対速度を算出することにより、この算出された相対速度に応じた車両までの相対距離を把握することが可能となる。よって、土煙発生時における前方車両との距離が調整可能となるため、土煙発生時における走行安全性をより適切に確保することができる。

【0019】

また本発明は、上記発明において、所定の情報を外部へ通知するための通知部を備え、前記走行距離算出部は、前記路面検出部にて路面上の障害物を検出した場合に、前記障害物までの距離を走行可能距離とし、前記路面検出部にて路面上の障害物が検出されずかつ前記土煙判定部にて土煙が判定されない場合に、前記路面検出部にて検出した路面の最遠距離を走行可能距離とし、前記路面検出部にて路面上の障害物が検出されずかつ前記土煙判定部にて土煙が判定された場合に、前記通知部から所定の情報を外部へ通知させることを特徴としている。

【0020】

このように構成した本発明は、路面上の障害物の検出の有無、および土煙の判定の有無に応じた対応が可能となるため、走行安全性をより適切に確保することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明は、カメラの撮影画像に基づいて路面検出部にて検出した路面情報と、カメラの撮影画像に基づいて土煙判定部にて判定した土煙情報とに基づき、走行距離算出部にて土煙までの走行可能距離を算出する構成にしてある。この構成により本発明は、走行可能な土煙までの距離を把握することができ、土煙発生時における走行安全性を確保することができる。そして、前述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明より明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態に係る運搬車両を示す概略構成図である。

【図2】上記運搬車両が用いられる鉱山システムを示す概略図である。

【図3】上記運搬車両の距離情報算出部の動作を示すフローチャートである。

【図4】上記運搬車両のステレオカメラ装置で撮影した左右の画像の相違を示す説明図である。

【図5】上記ステレオカメラ装置の左カメラで撮影した左画像中の特定の物体が、右カメラで撮影した右画像のどの位置に撮像されるかの特定方法を示す説明図である。

【図6】上記左画像および右画像における対応点の各カメラからの距離の算出方法を示す説明図である。

【図7】上記各カメラから対象物までの視差画像メモリの構成を示す概略図である。

【図8】上記運搬車両の路面検出部の処理を示すフローチャートである。

【図9】上記左画像と撮影対象との関係を示す説明図で、（ａ）は左画像を示し、（ｂ）は撮影対象までの距離を示す。

【図10】上記撮影対象のｘ座標値の算出方法を示す説明図である。

【図11】上記ステレオカメラ装置においての撮影対象のｘ座標値の算出方法を示す説明図で、（ａ）は左カメラでの撮影状態を示し、（ｂ）はその左画像を示す。

【図12】上記ステレオカメラ装置においての撮影対象のｙ座標値の算出方法を示す説明図で、（ａ）は左カメラでの撮影状態を示し、（ｂ）はその左画像を示す。

【図13】上記ステレオカメラ装置にて路面を求める方法を示す説明図である。

【図14】上記運搬車両の土煙境界検出部の構成を示す概略図である。

【図15】上記土煙境界検出部での処理を示す説明図である。

【図16】上記運搬車両の距離測定部の動作を示すフローチャートである。

【図17】上記距離測定部にて検出される先行車両までの距離に関する距離データを示す概略図である。

【図18】本発明の第２実施形態に係る運搬車両を示す概略構成図である。

【図19】上記運搬車両での距離の測定原理を示す説明図である。

【図20】上記運搬車両の走行距離算出部での処理を示すフローチャートである。

【図21】上記運搬車両の単眼カメラにて撮影した時間差を有する２つ画像を示す概略図で、（ａ）は時刻ｔ１の画像で、（ｂ）は時刻ｔ２の画像である。

【図22】上記運搬車両の相対速度算出部での処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係る運搬車両を用いた土煙までの走行可能距離を算出するシステムを実施するための形態を図に基づいて説明する。

【0024】

［第１実施形態］
本第１実施形態は、ステレオカメラ装置２０を用いた実施形態である。図１は、本発明の第１実施形態に係るオフロードダンプトラックとして、建設機械向けの車両１である鉱山用ダンプトラックを示している。図２は、車両１が用いられる鉱山システムを示す概略図である。

【0025】

車両１は、図２に示すように、鉱山に予め設けられた走行路である路面２を自律運転で走行可能な無人走行式とされている。鉱山には、車両１との間で所定の情報を送受信するための情報センタ３が設置されているとともに、車両１に土砂等の積載物を積載させるための油圧ショベル４等が用いられている。

【0026】

車両１は、図１に示すように、車両本体１ａと、車両本体１ａの前側上方に設けられたキャビンとしての運転席１ｂと、車両本体１ａ上に起伏可能に設けられた作業部としての荷台であるベッセル１ｃと、車両本体１ａを走行可能に支持する左右の前輪１ｄおよび後輪１ｅとを備えた構成とされている。

【0027】

車両本体１ａの前側には、車両本体１ａの周囲、特に走行方向前方を認識するための外界認識装置１０が取り付けられ、外界認識装置１０にて認識した路面２上の障害物、特に先行車両６を回避しながら走行可能とされている。外界認識装置１０は、局所的に前方視界を遮る土煙５が発生して先行車両６を認識できなくなった場合に、路面３と土煙５との境界部分を検知し、自車両である車両１から境界部分までの、いわゆる安全性が確保された走行可能距離を計測する。すなわち、外界認識装置１０にて算出した走行可能距離は、路面２上の距離を算出しているため、路面２上の安全性が確保された認識済みの走行可能な距離である。

【0028】

外界認識装置１０は、基準画像を撮影するための基準画像取得カメラとしての左撮影部である左カメラ２１ａと、この左カメラ２１ａにて撮影し基準画像と比較するための比較画像を撮影するための比較画像取得カメラとしての右撮影部である右カメラ２１ｂとを有するステレオカメラ装置２０を備え、これらカメラ２１ａ，２１ｂを、第１および第２のカメラとして用いて車両１の進行方向前方の画像を取得する。ステレオカメラ装置２０は、車両本体１ａの前側の左右方向の中央部である中心位置に、左右のカメラ２１ａ，２１ｂ間の中心が位置するように取り付けられている。

【0029】

外界認識装置１０は、距離情報算出部２２を備えている。距離情報算出部２２は、各カメラ２１ａ，２１ｂにて取得した左右の画像中の各画素の差分である視差情報、すなわち距離データを算出する。そして、この距離データに基づいて、車両１からの距離情報を示す視差画像メモリ２６が構成されている。

【0030】

外界認識装置１０は、路面検出部２３、土煙境界検出部２４、距離測定部２５、車両制御部２７、外部通信装置２８および障害物検出部２９を備えている。路面検出部２３は、視差画像メモリ２６中の距離データに基づいて路面２を推定して検出する。障害物検出部２９は、視差画像メモリ２６から路面２上の障害物として先行車両６等を検知する。土煙境界検出部２４は、ステレオカメラ装置２０の左カメラ２１ａにて撮影した左画像３１ａに基づいて、先行車両６の走行時に発生する土煙５の有無を判定する土煙判定部である。土煙境界検出部２４へ入力される画像は、後述する種々のメモリとの座標の対応を容易にするため、距離算出時の基準とする基準画像が望ましく、本実施例では左カメラ２１ａにて撮影した左画像３１ａを基準画像としている。

【0031】

距離測定部２５は、路面検出部２３にて検出した路面情報と、土煙境界検出部２４にて検出した土煙情報と、障害物検出部２９にて検出した障害物情報とに基づいて、車両１が走行可能な区間である走行可能距離を算出する土煙境界距離算出部である。特に、距離測定部２５は、土煙５にて先行車両６が認識できなくなった場合に、路面２と土煙５との境界部分までの距離を走行可能距離とする。車両制御部２７は、距離測定部２５にて算出した走行可能距離情報に基づいて車両１の走行速度を制御する。外部通信装置２８は、例えば土煙境界検出部２４にて判定した土煙によって障害物検出部２９にて検出した先行車両６が距離測定部２５にて認識できない場合に、この距離測定部２５から出力される土煙発生情報を、車両１外部の情報センタ３等に通知する通知部である。情報センタ３は、外部通信装置２８からの土煙発生情報の通知を受けることにより、路面２上の土煙５を抑制するための散水車（図示せず）を走行させる時期を知ることができる。

【0032】

次いで、外部認識装置１０の距離情報算出部２２の機能の詳細について、図３を参照して説明する。図３は、車両１の距離情報算出部２２の動作を示すフローチャートである。図４は、車両１のステレオカメラ装置２０で撮影した左画像３１ａと右画像３１ｂの相違を示す説明図である。

【0033】

図３に示すように、ステレオカメラ装置２０の各カメラ２１ａ，２１ｂで同時に撮像した画像データを受信する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１にて取得した左右２枚の同時刻の画像データ、すなわち左画像３１ａと右画像３１ｂとを比較し、対称点算出処理として、同一物体を撮影している部分を特定する（ステップＳ１２）。

【0034】

図４に示すように、路面２上の任意点Ａをステレオカメラ装置２０の各カメラ２１ａ，２１ｂで撮影した場合には、左カメラ２１ａと右カメラ２１ｂとで撮影された画像が左画像３１ａおよび右画像３１ｂとなる。図４においては、路面２を走行する先行車両６を車両１側から撮影した状況であり、先行車両６が発生した土煙５によって先行車両６が認識しにくい状況を示している。同一の地点である任意点Ａは、左画像３１ａには位置Ａ１に撮像され、右画像３１ｂには位置Ａ２に撮像されている。このため、これら画像３１ａ，３１ｂ間には、横方向にｄ１のずれが発生し、左画像３１ａの位置Ａ１に撮像されている物体が、右画像３１ｂ中のどの位置に撮像されているかを特定する必要がある。

【0035】

ここで、左画像３１ａに撮像されている特定の物体が、右画像３１ｂのどの位置に撮像されているかを特定する方法について、図５を参照して説明する。図５は、ステレオカメラ装置２０の左カメラ２１ａで撮影した左画像３１ａ中の特定の物体が、右カメラ２１ｂで撮影した右画像３１ｂのどの位置に撮像されるかの特定方法を示す説明図である。

【0036】

図５は、左画像３１ａおよび右画像３１ｂの座標系に関し、横方向をｕ軸とし、縦方向をｖ軸としている。左画像３１ａにおいて、ｕｖ座標で、位置（ｕ１，ｖ１）、（ｕ１，ｖ２）、（ｕ２，ｖ１）および（ｕ２，ｖ２)で囲まれた矩形領域Ｂを設定する。

【0037】

次いで、右画像３１ｂにおいて、位置（Ｕ，ｖ１）、（Ｕ，ｖ２）、（Ｕ＋（ｕ２−ｕ１），ｖ１）および（Ｕ＋（ｕ２−ｕ１），ｖ２）で囲まれた領域を、Ｕの値をｕ＝０からｕ＝ｕ３まで増加させ、この右画像３１ｂの右方向へ矩形領域Ｂ１の位置まで走査させる。この走査の際に、矩形領域Ｂ２内の画像と、矩形領域Ｂ１内の画像との相関値を比較し、左画像３１ａの矩形領域Ｂと相関性が最も高い右画像３４ｂの矩形領域Ｂ２の位置（ｕ４，ｖ１）、（ｕ４，ｖ２）、（ｕ４＋（ｕ２−ｕ１），ｖ１）および（ｕ４＋（ｕ２−ｕ１），ｖ２）に、矩形領域Ｂに撮像されている物体と同一の物体が撮像されているとする。また、これら矩形領域Ｂ内の各画素と、矩形領域Ｂ２内の各画素が対応しているとする。

【0038】

右画像３１ｂの矩形領域Ｂ１を走査した際において、相関値がある一定以上の値になる矩形領域が存在しない場合は、左画像３１ａの矩形領域Ｂに対応する右画像３１ｂ内の対応点をなしとする。対応点がない場合は、距離情報を算出できず、視差画像メモリ２６中の画素にゼロ（０）を設定する。特に、土煙５による視界不良の領域は、画像としての検出情報（テクスチャ）が少なくなるため、左画像３１ａの矩形領域Ｂとの右画像３１ｂの対応点を特定できず、視差画像メモリ２６が算出できない。この状態においては、土煙５が発生した時の先行車両６までの距離が計測できず、走行可能距離を特定できない。そこで、本第１実施形態においては、土煙５と路面２との境界部分を検出し、この境界部分までの距離（区間）を、走行可能距離とする。

【0039】

次いで、左画像３１ａの矩形領域Ｂを位置Ｂ３へずらし、上記矩形領域Ｂでの処理と同様の処理を行う。すなわち、左画像３１ａの矩形領域Ｂを、左画像３１ａ内全体に亘って走査して、左画像３１ａの全画素に対し、右画像３１ｂ内の対応点Ｃを求め、対応点Ｃが見つからない場合は、対応点無しとする。

【0040】

この後、図３に示すように、上述したステップＳ１２での対応点算出処理にて求めた、同一物体を撮像している左画像３１ａと右画像３１ｂとの対応点Ｃに関し、各対応点Ｃがステレオカメラ装置２０の基準となる左カメラ２１ａからどの程度の距離の位置にあるかについて、距離算出処理をして算出する（ステップＳ１３）。

【0041】

ここで、ステップＳ１３での距離算出処理として、左画像３１ａと右画像３１ｂの対応点Ｃの左カメラ２１ａからの距離の算出方法について、図６を参照して説明する。図６は、左画像３１ａおよび右画像３１ｂにおける対応点Ｃの左カメラ２１ａからの距離の算出方法を示す説明図である。

【0042】

左カメラ２１ａは、図６に示すように、レンズ４１ａと撮像面４２ａとからなる焦点距離ｆおよび光軸４３ａを有している。右カメラ２１ｂは、レンズ４１ｂと撮像面４２ｂとからなる焦点距離ｆおよび光軸４３ｂを有している。これらカメラ２１ａ，２１ｂの前方に位置する対応点Ｃは、左カメラ２１ａの撮像面４２ａの点Ｄ１（光軸４３ａから距離ｄ２までの距離）に撮像され、左画像３１ａにおいて点Ｄ１（光軸４３ａから画素ｄ４ほど離れた位置）となる。対象点Ｃは、右カメラ２１ｂの撮像面４２ｂの点Ｄ２（光軸４３ｂから距離ｄ３までの距離）に撮像され、右画像３１ｂにおいて点Ｄ２（光軸４３ｂから画素ｄ５ほど離れた位置）となる。

【0043】

すなわち、同一の物体である対応点Ｃが、左画像３１ａでは光軸４３ａから左方向へ画素ｄ４ほど離れた位置に撮像され、右画像３１ｂでは光軸４３ｂから右方向へ画素ｄ５ほど離れた位置に撮像されるため、ｄ４＋ｄ５画素の視差が発生する。左カメラ２１ａの光軸４３ａと対応点Ｃとの距離をｘとすると、次の式にて、ステレオカメラ装置２０から対応点Ｃまでの距離Ｄを求めることができる。

【0044】

対応点Ｃと左カメラ２１ａとの関係から、ｄ２：ｆ＝ｘ：Ｄ
対応点Ｃと右カメラ２１ｂとの関係から、ｄ３：ｆ＝（ｄ−ｘ）：Ｄ
この結果、Ｄ＝ｆ・ｄ／（ｄ２＋ｄ３）＝ｆ・ｄ／｛（ｄ４＋ｄ５）・ａ｝となる。ここで、ａは、各カメラ２１ａ，２１ｂの撮像面４２ａ，４２ｂの撮像素子サイズである。

【0045】

図６に示す距離算出を、上述のステップＳ１２での対応点算出処理で算出した対応点Ｃの全てにおいて行うことにより、ステレオカメラ装置２０の左カメラ２１ａから対象物までの距離を示す距離画像を算出することができる。

【0046】

次いで、上記ステップＳ１２０の距離算出処理にて算出された距離画像を、距離情報出力処理として出力し距離データとして記憶させる（ステップＳ１４）。図７は、左カメラ２１１から対象物までの距離データに基づく視差画像メモリ２６を示す概略図である。すなわち、図７は、視差画像メモリ２６の記録内容の例を示したものであり、二次元上の画素ごとに、距離データが記録されている。

【0047】

上記ステップＳ１４の後、左カメラ２１ａおよび右カメラ２１ｂから画像入力信号があるかが判断され（ステップＳ１５）、このステップＳ１５において、左カメラ２１ａおよび右カメラ２１ｂからの画像入力信号の入力がある（Ｙｅｓの）場合は、上記ステップＳ１１へ進む。これに対し、ステップＳ１５において、左カメラ２１ａおよび右カメラ２１ｂからの画像入力信号の入力がない（Ｎｏの）場合は、これら画像入力信号が距離情報算出部２２に入力されるまで待機する。

【0048】

＜走行路面検出部＞
次に、外部認識装置１０の路面検出部２３での処理について、図８を参照してより詳細に説明する。図８は、車両１の路面検出部２３の処理を示すフローチャートである。図９は、左画像３１ｂと撮影対象Ｅとの関係を示す説明図で、（ａ）は左画像３１ｂを示し、（ｂ）は撮影対象Ｅまでの距離を示す。図１０は、撮影対象Ｅのｘ座標値の算出方法を示す説明図である。

【0049】

路面検出部２３は、図８に示すように、まず距離情報算出結果読込処理として、距離情報算出部２２での上述したステップＳ１４の距離情報出力処理にて処理された距離画像情報を読み込む（ステップＳ２１）。

【0050】

この後、ステップＳ２１で読み込んだ距離画像情報に基づいて、三次元情報算出処理として、画面中の各画素の三次元位置を算出する（ステップＳ２２）。ステップＳ２１で読み込んだ距離画像は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、基準とする左カメラ２１ａで撮像した左画像３１ａ中の各画素Ｐｋ（ｋ＝１〜Ｎ、Ｎ＝左画像３１ａの画素数）を撮影している撮影対象Ｅのステレオカメラ装置２０からの距離ｄｋを、左画像３１ａ中の全画素について算出したものである。

【0051】

この距離ｄｋを用いて、撮影対象Ｅの三次元座標値（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）を算出する。この三次元座標は、図１０に示すように、車両１を上方から見た場合に、この車両１の進行方向をｚ軸とし、このｚ軸に垂直かつ車両１の左右方向をｘ軸とし、ｚ軸に垂直かつ車両１の上下方向をｙ軸としている。

【0052】

＜ｘ座標値の算出方法＞
ここで、撮影対象Ｅのｘ座標値であるｘｋの算出方法について、図１１を参照して説明する。図１１は、ステレオカメラ装置２０においての撮影対象Ｅのｘ座標値の算出方法を示す説明図で、（ａ）は左カメラ２１ａでの撮影状態を示し、（ｂ）はその左画像３１ａを示す。

【0053】

図１１に示すように、左カメラ２１ａは、ｚ´軸を光軸４３ａとし、図１０中のｚ軸および図１０中のｚ´軸は、図９中のｘｙ平面に対して垂直な平面に等しい平面上にあり、ｚ軸とｚ´軸との成す角度は、図１２に示すステレオカメラ装置２０の設置俯角αと一致する。

【0054】

図１１中の撮像面４２ａを含み、かつｚ´軸に垂直な軸をｘ´軸とすると、ｘ´軸は、図１０中のｘ軸と一致する。図１０中の撮影対象Ｅを図１１中の対象点Ｆとすると、対象点Ｆは、撮像面４２ａの光軸４３ａからｘ´軸の負の方向へ距離Ｘ２ほどずれた位置Ｆ１に撮像される。撮像面４２ａにおいて、撮像素子サイズのｘ´軸の正の方向のサイズをａとすると、対象点Ｆは、左画像３１ａの光軸４３ａから負の方向にＸ３（＝Ｘ２／ａ）画素ほど移動した位置Ｆ２に撮像される。

【0055】

対象点Ｆの左カメラ２１ａからの距離をｄｋとすると、Ｘ２：ｆ＝Ｘ１：Ｄ１となり、Ｄ１＝ｄｋ・cosθとなる。θは、tanθ＝Ｘ２／ｆから算出される値である。したがって、Ｘ１＝Ｄ１・Ｘ２／ｆ＝Ｄ１・Ｘ３・ａ／ｆとなる。Ｘ３は、図９（ｂ）中の撮影対象Ｅに相当する画素数である。図９（ａ）において、光軸位置に相当する画面中心線Ｇとすると、撮影対象Ｅとしている画素Ｐｋの画面中心線Ｇからの画素数がＸ３に相当する。Ｘ２は、図１０中のｘｋに等しい値である。

【0056】

＜ｙ座標値の算出方法＞
次に、撮影対象Ｅのｙ座標値であるｙｋの算出方法について、図１２を参照して説明する。図１２は、ステレオカメラ装置２０においての撮影対象Ｅのｙ座標値の算出方法を示す説明図で、（ａ）は左カメラ２１ａでの撮影状態を示し、（ｂ）はその左画像３１ａを示す。

【0057】

図１２中のｚ´軸は、図１０中のｚ軸に等しく、ｚ軸とｚ´軸との成す角度は、図１２に示すステレオカメラ装置２０の設置俯角αと一致する。図１２中の撮像面４２ａを含み、かつｚ´軸に垂直な軸をｙ´軸とし、図１０中の撮影対象Ｅを図１１中の対象点Ｆとすると、対象点Ｆは、撮像面４２ａの光軸４３ａからｙ´軸の正の方向へ距離Ｙ２ほどずれた位置に撮像される。すなわち、撮像面４２ａにおいて、撮像素子サイズのｙ´軸の正の方向のサイズをｂとすると、対象点Ｆは、図１２（ｂ）に示す左画像３１ａの画面中央線ＨからＹ３（＝Ｙ２／ｂ）画素ほど移動した位置Ｆ２に撮像される。対象点Ｆの左カメラ２１ａからの距離をｄｋとすると、ｙｋ＝ｄｋ・sin（θ＋α）となる。θは、tanθ＝Ｙ２／ｆから算出される値である。

【0058】

＜ｚ座標値の算出方法＞
次に、撮影対象Ｅのｚ座標値であるｚｋの算出方法について、図１２を参照して説明する。

【0059】

ｚｋは、図１２に示すように、ｚｋ＝ｄｋ・cos（θ＋α）であり、θは、tanθ＝Ｙ２／ｆから算出される値である。したがって、上述したｘｙｚ座標値の算出方法を用いることにより、図９（ａ）に示す左画像３１ａの全画素について、画素Ｐｋの三次元座標（ｘｋ、ｙｋ、ｚｋ）を算出することができる。

【0060】

さらに、図８に示すように、上述したステップＳ２２の三次元情報算出処理にて算出した左画像３１ａの各画素のうち、路面２である可能性が高い画素を抽出する、路面当てはめ処理を行う（ステップＳ２３）。図１３は、ステレオカメラ装置２０にて路面２を求める方法を示す説明図である。

【0061】

図１３において、左カメラ２１ａで撮影した左画像３１ａ中に、道路である路面２が撮像されている。この左画像３１ａ中の車両１に近い部分である点線で示した点線部分の領域Ｉに属する各画素を、路面当てはめに使用する画素として抽出する。

【0062】

図１０に示す座標系において、走行路面式をａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０とし、抽出した画素の三次元座標をＰｉ（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）、（ただし、ｉ＝０〜Ｊ、Ｊは、抽出した画素数）とすると、Ｐｉを満たすパラメータａ，ｂ，ｃを算出することにより、路面２を求めることができる。

【0063】

次いで、外界認識装置１０の土煙境界検出部２４について、図１４および図１５を参照して、より詳細に説明する。図１４は、車両１の土煙境界検出部２４の構成を示す概略図である。図１５は、土煙境界検出部２４での処理を示す説明図である。ここで、図１４においては、土煙境界検出部２４の構成に加え、土煙境界検出部２４でのデータ処理過程に基づく動作フローについても示されている。

【0064】

土煙境界検出部２４は、処理タイミング調整のためのカメラ画像メモリ２４ａと、左画像３１ａ中のエッジ画素メモリ２４ｃを生成するためのエッジ抽出処理部２４ｂと、エッジ画素メモリ２４ｃ中にノイズがあった場合の影響を少なくするための処置を行うエッジブロック化処理部２４ｄとを備えている。また、土煙境界検出部２４は、エッジブロック化処理部２４ｄにて生成したエッジブロックメモリ２４ｅに基づいて土煙領域を特定するエッジ領域判定部２４ｆと、エッジ領域判定部２４ｆにてグループ化されたエッジ判定メモリ２４ｇ中の下辺座標データを抽出するエッジ領域下辺座標抽出部２４ｈとを備えている。

【0065】

土煙境界検出部２４においては、ステレオカメラ装置２０の左カメラ２１ａから入力された左画像データが、一時的にカメラ画像メモリ２４ａとして格納される。カメラ画像メモリ２４ａは、エッジ抽出処理部２４ｂへ出力され、このエッジ抽出処理部２４ｂにて左画像３１ａ中のエッジ画素メモリ２３ｃが生成される。エッジ画素メモリ２３ｃは、左右の隣接する画素同士の差分の絶対値を計算し、この計算した絶対値が任意の閾値以上の画素に１を設定し、この閾値より小さい画素に０を設定したデータであり、図１５に示すように、１画素１ビットで、エッジが検出された画素に１が設定されている。

【0066】

そして、エッジ抽出処理部２４ｂにて生成されたエッジ画素メモリ２３ｃがエッジブロック化処理部２４ｄへ出力され、このエッジブロック化処理部２４ｄにより、エッジ画素メモリ２３ｃ中の幾つかの画素を１つのブロックとして集約したデータが作成される。例えば、４画素×４画素の１６画素を１つのブロックとし、この１つのブロック中の１の数が所定値以上の場合に１を設定したエッジブロックメモリ２４ｅが生成される。このエッジブロックメモリ２４ｅは、例えば１の数を８個とする。

【0067】

エッジブロックメモリ２４ｅは、エッジ領域判定部２４ｆへ出力され、エッジ領域判定部２４ｆにて土煙領域が特定される。エッジ領域判定部２４ｆにおいては、画像３１ａ中の土煙５が発生している領域はエッジが無くなるため、所定以上の広さでエッジが無い部分を検出し、土煙５の発生部分を特定する。エッジ領域判定部２４ｆは、エッジブロックメモリ２４ｅにおいて、Ｙ方向が所定の長さでゼロ（０）が連続する部分、およびＸ方向が所定の長さでゼロ（０）が連続する部分をグループ化する。

【0068】

例えば、図１５においては、Ｙ方向に４以上およびＸ方向に４以上の領域の太線で囲った部分がグループ化されてエッジ判定メモリ２４ｇとされている。エッジ判定メモリ２４ｇは、囲まれた領域（部分）がゼロ（０）とされ、それ以外の部分が１とされたデータである。この後、エッジ判定メモリ２４ｇがエッジ領域下辺座標抽出部２４ｈへ出力され、エッジ判定メモリ２４ｇ中の下辺座標データが抽出される。さらに、下辺座標データが距離測定部２５へ出力され、この下辺座標データに基づいて、エッジが出ていない領域が路面２に接しているかが距離測定部２５にて判定される。

【0069】

＜距離測定部＞
次に、外界認識装置１０の距離測定部２５での処理について、図１６を参照してより詳細に説明する。図１６は、車両１の距離測定部２５の動作を示すフローチャートである。図１７は、距離測定部２５にて検出される先行車両６までの距離に関する距離データ２６ａを示す概略図である。

【0070】

図１６に示すように、例えば先行車両６等の障害物が路面２上に検出されたかが障害物検出部２９にて判定される（ステップＳ５１）。先行車両６に該当する部分の視差画像メモリ２６中の距離データは、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて所定の距離範囲を有する情報であるため、これら距離範囲を検出することによって、路面２上の障害物を検出することができる。すなわち、先行車両６のシルエット形状に相当する部分については、路面２に対し垂直な壁として検出される。

【0071】

先行車両６までの距離情報は、図１７に示す視差画像メモリ２６中に距離データ２６ａとして検出される。先行車両６は、図１７に示すように、Ｘ方向およびＹ方向それぞれの距離に応じた大きさの領域で距離情報が略同一となる。視差画像メモリ２６中での距離データ２６ａの検出は、土煙５が発生していないことを示しているため、上記ステップＳ５１でのＹｅｓの場合に該当し、先行車両６までの距離を走行可能距離として出力する（ステップＳ６１）。

【0072】

これに対し、視差画像メモリ２６中に先行車両６を検知できない場合は、上記ステップＳ５１のＮｏの場合に該当し、エッジ判定メモリ３４ｇを、Ｙ方向の値が大きい側（画面下側）から１行ずつ読み出していく（ステップＳ５２）。次いで、ステップＳ５２にて読み出した１行のエッジ判定メモリ３４ｇをＸ方向にサーチし、０が所定の長さ以上に連続するエリアを土煙エリア候補として検出する（ステップＳ５３）。この後、ステップＳ５３０にて検出したエリアの一部または全部が路面範囲に含まれているかを判定する（ステップＳ５４）。

【0073】

ステップＳ５４にて、検出したエリアの一部または全部が路面範囲に含まれていなかった（Ｎｏの）場合は、車両１の走行に影響を与えないため、土煙５でないと判断して、エッジ判定メモリ２４ｇ中のＹ方向位置（Ｙポインタ）を更新し（ステップＳ５８）、このエッジ判定メモリ２４ｇを１画面全体に亘って読み終えたかを判定する（ステップＳ５９）。ステップＳ５９にてエッジ判定メモリ２４ｇを１画面分読み終えている（Ｙｅｓの）場合は、路面２上に土煙５の発生がなく、かつ先行車両６が存在しないため、視差画像メモリ２６上の路面２の最遠距離値を走行可能距離とする（ステップＳ６０）。

【0074】

これに対し、上記ステップＳ５４にて、検出したエリアの一部または全部が路面範囲に含まれていた（Ｙｅｓの）場合は、路面範囲に含まれていたエリアの画像上の底辺座標（Ｘｂ，Ｙｂ）を特定する（ステップＳ５５）。底辺座標は、土煙５と路面２との境界部分を示す。次いで、ステップＳ５５にて特定した底辺座標（Ｘｂ，Ｙｂ）に基づき、視差画像メモリ２６を読み出す（ステップＳ５６）。そして、ステップＳ５６にて読みだした視差画像メモリ２６中の距離データを走行可能距離として出力する（ステップＳ５７）。

【0075】

ステップＳ５７にて走行可能距離が出力された場合には、土煙５により先行車両６が確認できない状況にある等を示す土煙発生通知情報を、外部通信装置２８にて車両１以外の情報センタ３に通知する（ステップＳ６２）。この土煙発生通知情報を受信した情報センタ３は、土煙５が確認できた位置の路面２への散水計画を立てたり、後続車両（図示せず）に対し走行速度を低下させる等の情報を送信して指示したりする。

【0076】

以上により、上記第１実施形態に係る車両１においては、車両本体１ａの前側に取り付けられたステレオカメラ装置２０の各カメラ２１ａ，２１ｂにて撮影した画像３１ａ，３１ｂに基づいて、路面検出部２３にて路面２を検出するとともに、土煙境界判定部２４にて土煙５の境界を判定する。そして、路面検出部２３にて検出した路面情報と、土煙境界判定部２４にて判定した土煙境界情報とに基づいて、距離測定部２５にて車両１が走行可能な走行可能距離を算出することにより、土煙発生時等における路面２上の走行可能な距離を把握でき、土煙発生時における走行安全性の確保を容易に行うことができる。

【0077】

特に、土煙境界検出部２４において、左カメラ２１ａから入力された左画像データからエッジ抽出処理部２４ｂにてエッジ画素メモリ２４ｃを生成し、このエッジ画素メモリ２４ｃをエッジブロック化処理部２４ｄにてブロック化してエッジブロックメモリ２４ｅを生成し、このエッジブロックメモリ２４ｅに基づいてエッジ領域判定部２４ｆにて土煙領域を特定する。この結果、エッジブロックメモリ２４ｅにおいて、Ｙ方向が所定の長さでゼロ（０）が連続する部分、およびＸ方向が所定の長さでゼロ（０）が連続する部分をグループ化してエッジ判定メモリ２４ｇとし、このエッジ判定メモリ２４ｇ中の下辺座標データを抽出することにより、路面２と土煙５との境界を検出できる。したがって、左カメラ２１ａにて撮影した左画像３１ａに基づく土煙５の判定処理を容易に行うことができ、土煙発生時における土煙５の判定処理が容易にできるから、土煙発生時における走行安全性をより適切に確保することができる。

【0078】

さらに、ステレオカメラ装置２０の各カメラ２１ａ，２１ｂにて同時刻に撮影して左画像３１ａおよび右画像３１ｂに基づき、左画像３１ａを基準画像とし、右画像３１ｂを比較画像とし、これら左画像３１ａと右画像３１ｂとの差分から路面検出部２３にて路面を検出する。そして、ステレオカメラ装置２０の左カメラ２１ａにて撮影した左画像３１ａに基づいて土煙境界判定部２４にて土煙５の境界を判定する。この結果、路面２を検出する際の基準とする画像と、土煙５を判定する際の基準とする画像とを左画像３１ａとして等しくできるから、距離測定部２３での走行可能距離の算出をより精度良くでき、土煙発生時における走行安全性をより適切に確保することができる。

【0079】

また、土煙境界検出部２４にて判定した土煙５により障害物検出部２９にて検出した先行車両６が距離測定部２５にて認識できない場合に、この距離測定部２５から出力される土煙発生情報を、外部通信装置２８にて車両１外部の情報センタ３等に向けて通知する。このため、外部通信装置２８からの土煙発生情報の通知を受けた情報センタ３にて、路面２上の土煙５を抑制するための散水車（図示せず）を走行させる時期を知ることができるとともに、情報センタ３から先行車両６へ所定の情報を送信することにより、この先行車両６に車両１の存在を認識させることができ、これら先行車両６と車両１との接触をより確実に防止することができる。

【0080】

［第２実施形態］
図１８は、本発明の第２実施形態に係る車両１を示す概略構成図である。また、図１９は、車両１での距離の測定原理を示す説明図である。本第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、ステレオカメラ装置２０にて土煙発生時の走行可能距離を算出したのに対し、第２実施形態は、単眼カメラ装置６１を用いた遠近法で土煙発生時の走行可能距離を算出する。なお、本第２実施形態において、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。

【0081】

＜構成＞
本第２実施形態においては、車両本体１ａの前側の左右方向の中心位置に単眼カメラ装置６１が取り付けられ、この車両本体１ａに外界認識装置１０Ａが取り付けられている。外部認識装置１０Ａは、図１８に示すように、単眼カメラ装置６１で撮影した画像７１が入力される土煙境界検出部２４、路面検出部６２および先行車両検出部６３を備えている。先行車両検出部６３は、先行車両６の特徴を示す特徴画像が予めテンプレート画像として記憶されており、先行車両６のテンプレート画像を画像７１中から探し出すパターンマッチング法で検出する。

【0082】

外界認識装置１０Ａは、単眼カメラ装置６１にて異なる時間に撮影された画像を用いて、先行車両６との相対速度を推定するためのフレーム結果記憶部６５および相対速度推定部６６を備えている。相対速度推定部６６は、単眼カメラ装置６１にて時刻ｔ１に撮影した基準画像としての第１の画像７１と、この第１の画像７１を撮影した後である時刻ｔ２に単眼カメラ装置６１にて撮影した比較画像としての第２の画像７１との差分に基づいて、先行車両６と車両１との相対速度を算出する相対速度検出部としての先行車両距離変化検出部である。

【0083】

相対速度推定部６６は、単眼カメラ装置６１にて時刻ｔ１に撮影した画像７１中の土煙の下端側の位置Ｙ１と、時刻ｔ１から所定時間が経過した時刻ｔ２に撮影した画像７１中の土煙の下端側の位置Ｙ２とにより、これら時刻ｔ１，ｔ２の時間差における車両１と先行車両６との距離の差分Ｒｄを算出する。差分Ｒｄは、Ｆ・ＨＯ／｛（Ｙ２−Ｙ１）−Ｙｄ｝にて算出される。フレーム結果記憶部６５においては、位置Ｙ１，Ｙ２が記憶され、単眼カメラ装置６１にて撮影される画像７１が新規に入力される度に、記憶させた位置Ｙ１，Ｙ２が書き換えられる。先行車両６との距離Ｒは、＝Ｆ・ＨＯ／（Ｙｄ−Ｙｆ）となる。Ｆは単眼カメラ装置６１の焦点距離で、ＨＯは単眼カメラ装置６１の地面からの高さ距離で、Ｙｄは道路消失点ＪのＹ座標値で、Ｙｆは先行車両６（障害物）の最低位置である。

【0084】

＜路面検出部＞
路面検出部６２は、図１９に示す画像７１中から左右の路肩７を検出し、これら左右の路肩７で挟まれた領域を画像７１中の路面２として特定する。路肩７は、路面２の幅を特定する目的から、路面２の左右の両脇に設置されている。路面検出部６２は、図１９に示すように、単眼カメラ装置６１にて撮影した画像７１において、遠近法では路面２の幅は無限遠の地平線で一点、すなわち道路消失点Ｊに収束することを活用している。路面２上の物体が路面２と接する位置は、画像７１上の道路消失点Ｊの位置よりも下に位置するため、車両１に近づくに連れて先行車両６が下にずれることから、このずれ量を計測して距離を測定する。

【0085】

＜距離測定部＞
土煙境界検出部２４にて検出された土煙境界情報、路面検出部６２にて検出された路面情報、および先行車両検出部６３にて検出された先行車両情報が距離測定部６４に入力され、距離測定部６４は、入力される土煙境界情報、路面情報および先行車両情報に基づいて走行可能距離を算出する。図２０は、車両１の距離測定部６４の動作を示すフローチャートである。

【0086】

図２０に示すように、単眼カメラ装置６１にて撮影した画像７１の入力が行われ（ステップＳ７１）、先行車両検出部６３にて先行車両６の有無が検出される（ステップＳ７２）。ステップＳ７２にて先行車両６が検出された（Ｙｅｓの）場合は、土煙３の発生がないと判断され、距離測定部６４により、先行車両６の位置までが走行可能距離とされる（ステップＳ７７）。

【0087】

これに対し、ステップＳ７２にて、先行車両６が検出できない（Ｎｏの）場合は、上記第１実施形態と同様に、土煙境界検出部６３にて土煙領域が検出される（ステップＳ７３）。このステップ７３での土煙領域の検出、すなわち土煙５の有無が判断され（ステップＳ７４）、ステップＳ７４にて、土煙５なしと判断された（Ｎｏの）場合は、予め設定した最大距離が走行可能距離として出力される（ステップＳ７８）。一方、ステップＳ７４にて、土煙５ありと判断された（Ｙｅｓの）場合は、検出された土煙領域の最下部が、左右の路肩７で挟まれた位置に路面２が存在するかが判定される（ステップＳ７５）。

【0088】

このステップＳ７５にて、土煙領域の最下部に対して少なくともいずれか一方の路肩７が検出されない（Ｎｏの）場合は、画像７１中の路肩７が検出できる位置までが走行可能距離とされる（ステップＳ７９）。これに対し、土煙領域の最下部が路肩７に挟まれている（Ｙｅｓの）場合は、この土煙領域の最下部のＹ方向の位置を検出し、このＹ方向の位置が距離に変換されて走行可能距離として出力される（ステップＳ７６）。

【0089】

＜相対速度推定部＞
次いで、外界認識装置１０Ａの相対速度推定部６６の処理について、図２１および図２２を参照してより詳細に説明する。図２１は、車両１の単眼カメラ装置６１に撮影した時間差を有する２つ画像７１を示す概略図で、（ａ）は時刻ｔ１の画像で、（ｂ）は時刻ｔ２の画像である。図２２は、車両１の相対速度推定部６６での処理を示すフローチャートである。

【0090】

図２２に示すように、フレーム結果記憶部６５に時刻ｔ１に記憶された図２１（ａ）に示す先行車両６の位置Ｙ１が読み出される（ステップＳ８１）。次いで、フレーム結果記憶部６５に時刻ｔ２に記憶された図２１（ｂ）に示す先行車両６の位置Ｙ２が読み出され、これら位置Ｙ１と位置Ｙ２との距離の差分Ｒｄが算出される（ステップＳ８２）。ステップＳ８２にて算出された差分Ｒｄがマイナス（負の値）かが判断され（ステップＳ８３）、ステップＳ８３での判断により差分Ｒｄがマイナスと判断された（Ｙｅｓの）場合は、前方車両６との車間距離が小さくなっていくため、車両制御部２７を介して減速指示される（ステップＳ８４）。

【0091】

これに対し、ステップＳ８３での判断により差分Ｒｄがマイナスでないと判断された（Ｎｏの）場合は、この差分Ｒｄがプラス（正の値）かが判断される（ステップＳ８５）。ステップＳ８５での判断により差分Ｒｄがプラスと判断された（Ｙｅｓの）場合は、前方車両６との車間距離が大きくなっていくため、車両制御部２７を介し、予め設定された制限速度を越えない範囲での加速指示される（ステップＳ８６）。差分Ｒｄがゼロ（０）の場合には、車速制御が行われない。

【0092】

以上の結果、本第２実施形態においても、先行車両６が土煙５にて確認できない場合に、土煙５と路面２との境界部分までの走行可能距離を算出できるため、上述した第１実施形態と同様に、土煙発生時における車両１の走行可能な範囲を特定でき、土煙発生時における走行安全性の確保を容易に行うことができる。

【0093】

また、単眼カメラ装置６１にて撮影した画像７１に基づき遠近法を用いて土煙発生時の走行可能距離を算出するため、上述したステレオカメラ装置２０を用いた第１実施形態の場合と同様に、１台のカメラでも土煙発生時における走行可能距離の算出が可能となる。

【0094】

さらに、単眼カメラ装置６１にて時刻ｔ１に撮影した画像７１中の土煙５の位置Ｙ１と、この単眼カメラ装置６１にて時刻ｔ２に撮影した画像７１中の土煙５の位置Ｙ２とに基づき、相対速度推定部６６にて車両１と先行車両６との距離の差分Ｒｄを算出する。そして、差分Ｒｄに基づき、車両１と先行車両６との車間距離が一定に保たれるように制御することにより、土煙発生時における走行安全性の確保が可能となる。すなわち、相対速度推定部６６にて算出された差分Ｒｄの変化に基づいて、先行車両６の速度が車両１よりも遅くなったことを検知可能となり、この場合に車両制御部２７にて車両１を減速させることにより、先行車両６との車間距離を適切に保持でき、先行車両６との衝突をより確実に防止することができる。

【0095】

［その他］
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、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。

【0096】

さらに、上記各実施形態においては、鉱山用のダンプトラックを例として車両１を説明したが、その他の車両１においても、本発明に係る外界認識装置１０，１０Ａを搭載させ走行可能距離を算出させることもできる。

【0097】

また、上記各実施形態においては、図１および図１８に示すように、ステレオカメラ装置２０や単眼カメラ装置６１を、車両本体１ａ前側の左右方向の中心位置に取り付けた例としたが、これらステレオカメラ装置２０および単眼カメラ装置６１の取り付け位置としては、進行方向前側の土煙５や先行車両６等を検出することができる位置であれば、どのような位置であってもよい。

【符号の説明】

【0098】

１ 車両
１ａ 車両本体
１ｂ 運転席
１ｃ ベッセル
１ｄ 前輪
１ｅ 後輪
２ 路面
５ 土煙
６ 先行車両
７ 路肩
１０，１０Ａ 外部認識装置
２０ ステレオカメラ装置
２１ａ 左カメラ（基準画像取得カメラ，第１のカメラ）
２１ｂ 右カメラ（比較画像取得カメラ，第２のカメラ）
２２ 距離情報算出部
２３ 路面検出部
２４ 土煙境界検出部（土煙判定部）
２４ａ カメラ画像メモリ
２４ｂ エッジ抽出処理部
２４ｃ エッジ画素メモリ
２４ｄ エッジブロック化処理部
２４ｅ エッジブロックメモリ
２４ｆ エッジ領域判定部
２４ｇ エッジ判定メモリ
２４ｈ エッジ領域下辺座標抽出部
２５ 距離測定部（走行距離算出部）
２６ 視差画像メモリ
２６ａ 距離データ
２７ 車両制御部
２８ 外部通信装置（通知部）
２９ 障害物検出部
３１ａ 左画像
３１ｂ 右画像
４３ａ，４３ｂ 光軸
４１ａ，４１ｂ レンズ
４２ａ，４２ｂ 撮像面
６１ 単眼カメラ装置（カメラ）
６２ 路面検出部
６３ 先行車両検出部
６４ 距離測定部
６５ フレーム結果記憶部
６６ 相対速度推定部（相対速度検出部）
７１ 画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】