特許 6222343 信号機検出装置及び信号機検出方法

(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】6222343

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】信号機検出装置及び信号機検出方法

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20171023BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/16 C

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-507141(P2016-507141)

(86)(22)【出願日】2014年3月10日

(86)【国際出願番号】JP2014056136

(87)【国際公開番号】WO2015136594

(87)【国際公開日】20150917

【審査請求日】2016年9月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】沖 孝彦

(72)【発明者】

【氏名】西内 秀和

【審査官】 中尾 麗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１３４９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９３２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８６９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６８５９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載され、前記車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記画像の中から信号機を検出する信号機検出部と、を備え、
前記信号機検出部は、
前記画像の中から、前記信号機に供給される電力の交流周期と同期して輝度が変化する同期画素を抽出する同期画素抽出部と、
前記同期画素と前記同期画素の周辺画素とを含む所定範囲を画素群として設定する画素群設定部と、
所定の判定期間、連続して前記画素群の中から前記同期画素が抽出される場合、前記同期画素より前記信号機が存在するか否か判断する信号機判断部と、
を有することを特徴とする信号機検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載の信号機検出装置において、
前記画素群は、前記同期画素及び前記同期画素の周囲に隣接する１又は２以上の前記周辺画素から構成されることを特徴とする信号機検出装置。

【請求項3】

請求項２に記載の信号機検出装置において、
前記同期画素から水平方向に隣接する周辺画素の幅に比べて、前記同期画素から垂直方向に隣接する前記周辺画素の幅が広いことを特徴とする信号機検出装置。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の信号機検出装置において、
前記画素群設定部は、１つの画素群における前記同期画素の数が多いほど、当該１つの画素群における前記周辺画素の幅を広くすることを特徴とする信号機検出装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載の信号機検出装置において、
前記信号機判断部は、当該同期画素の色相が信号色の色相に類似するか否かを判断する色相判断部を備え、
前記信号機判断部は、所定の期間、連続して前記画素群の中から前記同期画素が抽出され、且つ当該同期画素の色相が信号色の色相に類似する場合、前記同期画素の位置に前記信号機が存在すると判断することを特徴とする信号機検出装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の信号機検出装置において、
前記信号機判断部は、前記同期画素の輝度変化の幅に応じて、前記所定の判定期間を変化させることを特徴とする信号機検出装置。

【請求項7】

請求項５に記載の信号機検出装置において、
前記色相判断部は、前記画素群の中の各同期画素の色相を合成した色相が信号色の色相に類似するか否かを判断することを特徴とする信号機検出装置。

【請求項8】

請求項２に記載の信号機検出装置において、
前記画素群設定部は、前記同期画素の輝度値を前記周辺画素に重畳することを特徴とする信号機検出装置。

【請求項9】

車両の周囲を撮像して画像を取得し、
前記画像の中から、信号機に供給される電力の交流周期と同期して輝度が変化する同期画素を抽出し、
前記同期画素と前記同期画素の周辺画素とを含む所定範囲を画素群として設定し、
所定の期間、連続して前記画素群の中から前記同期画素が抽出される場合、前記同期画素より前記信号機が存在するか否か判断する
ことを特徴とする信号機検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、信号機検出装置及び信号機検出方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、カメラで撮像された画像の中から信号機を検出する信号機検出装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１では、画像の中から、信号灯の色となる部分を抽出し、抽出した部分がどれだけ円形に近いかを示す円形度を算出し、円形度が高い部分を信号灯候補として検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−３０１５１８号公報

【発明の概要】

【0004】

信号灯候補として検出されるには、抽出した部分の画像サイズが、円形度を判定可能な程度に大きくなければならない。よって、特許文献１では、円形度を判定できないほど画像サイズが小さくなる遠方の信号機を精度良く検出することは難しい。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、遠方の信号機であっても精度良く検出することができる信号機検出装置及び信号機検出方法を提供することである。

【0006】

本発明の一態様に係わる信号機検出装置は、車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部と、画像の中から信号機を検出する信号機検出部とを備える。信号機検出部は、信号機に供給される電力の交流周期と同期して輝度が変化する同期画素を抽出し、同期画素を含む所定範囲を画素群として設定する。そして、所定の判定期間、連続して画素群の中から同期画素が抽出される場合、同期画素より信号機が存在するか否か判断する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係わる信号機検出装置の全体構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、図１に示した同期画像生成部１５の詳細な構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、基準信号の位相の同期或いは非同期による相関値の違いを示し、図３（ａ）は基準信号の位相が電力の位相に同期している状態を示し、図３（ｂ）は基準信号の位相が電力の位相と反転している状態を示す。

【図4】図４は、同期画素５１を含む所定範囲に設定される画素群５０を示す模式図であり、図４（ａ）は、同期画素５１に対して水平方向及び垂直方向に隣接する周辺画素５２を含む画素群５０を示し、図４（ｂ）は、垂直方向に隣接する周辺画素５２の幅が水平方向に隣接する周辺画素５２の幅よりも広い画素群５０を示し、図４（ｃ）は、同期画素５１の大きさに応じて周辺画素５２の幅を大きくする例を示す。

【図5】図５は、図１に示した信号機検出装置を用いた信号機検出方法の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６（ａ）は、円形度から信号灯の候補を検出する場合に必要となる画素群５３ａの大きさを示す図であり、図６（ｂ）は、実施形態で検出可能な同期画素５３ｂの数を示す図である。

【図7】図７（ａ）〜図７（ｄ）は、走行中の車両振動などにより同期画素の位置（５１ａ、５１ｂ）が変化する様子を示す図である。

【図8】図８は、３つの画素（ｐｉｘ１、ｐｉｘ２、ｐｉｘ３）の間で、周期的な輝度変化が移動していく様子を示すグラフである。

【図9】図９は、ＬＥＤランプと白熱灯の輝度変動幅を比較するグラフであり、図９（ａ）は輝度の時間変化を示し、図９（ｂ）はＦＦＴ解析による周波数解析結果を示す。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図面を参照して、実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

【0009】

図１を参照して、実施形態に係わる信号機検出装置の全体構成を説明する。信号機検出装置は、車両に搭載され、車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部１１と、撮像部１１により取得された画像の中から信号機を検出する信号機検出部１２とを備える。

【0010】

撮像部１１は、固体撮像素子、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いたデジタルカメラであって、画像処理が可能なデジタル画像を取得する。デジタルカメラは、画角の広い広角レンズを備える。撮像部１１の撮像範囲（画角）には、車両の進行方向から左右方向に車両近傍の路肩までが含まれる。撮像部１１は、所定の時間間隔で繰り返し撮像して、連続する複数の画像（フレーム）を取得する。

【0011】

信号機検出部１２は、撮像部１１により取得された画像（以後、「カメラ画像」という）を受信し、カメラ画像における信号機の位置を検出する。検出された信号機の位置情報は、例えば車両の自動運転を実現するためのコントローラを含む、車両に搭載された他の処理演算装置（車両ＣＰＵ１３）に転送される。信号機検出部１２は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、及び入出力部を備えるマイクロコントローラからなり、予めインストールされたコンピュータプログラムを実行することにより、信号機検出装置が備える複数の情報処理部を構成する。信号機検出部１２は、カメラ画像から信号機の位置を検出する一連の情報処理を、連続する複数のカメラ画像（フレーム）毎に繰り返し実行する。信号機検出部１２は、車両にかかわる他の制御に用いるＥＣＵと兼用してもよい。

【0012】

信号機検出部１２により構成される複数の情報処理部には、同期画像生成部１５と、画素群設定部３８と、信号機判断部１８とが含まれる。信号機判断部１８には、安定性判断部３９と、色相判断部４０とが含まれる。

【0013】

同期画像生成部１５は、カメラ画像の中から、信号機に供給される電力の交流周期と同期して輝度が変化する同期画素を抽出して、抽出された同期画素からなる同期画像を生成する。例えば、同期画像生成部１５は、信号機に供給される電力の位相に同期した基準信号を生成し、基準信号とカメラ画像の各画素の輝度信号とを乗算する同期検波処理を行う。これにより、電力の交流周期に同期して輝度が変化する同期画素が抽出される。

【0014】

信号機に供給される電力は、商用電源の電力を全波整流した交流電力である。商用電源から電力の供給を受けて点灯する信号灯の輝度は、全波整流した交流電力の周期（例えば、１００Hz）と同じ周期で変化する。そこで、信号機に供給される電力の交流周期に同期して輝度が変化する同期画素をカメラ画像の中から抽出することにより、商用電源から電力の供給を受けて点灯する信号灯を検出することができる。具体的な処理内容は、図２及び図３を参照して後述する。

【0015】

画素群設定部３８は、同期画素を含む所定範囲を画素群として設定する。画素群は、同期画素及び同期画素の周囲に隣接する１又は２以上の周辺画素から構成される。詳細は、図４を参照して後述する。

【0016】

信号機判断部１８は、同期画素の検出安定性及び色相に基づいて、画素群設定部３８により設定された同期画素を含む画素群の位置に信号機が存在するか否かを判断する。遠方の信号機を撮像する場合、走行中の車両振動などにより計測対象（信号機）の観測位置が変動してしまう。そこで、安定性判断部３９は、所定の判定期間、連続して画素群の中から同期画素が抽出されるか否かを判断する。安定性判断部３９は、抽出される同期画素の位置が画素群の範囲内で変動している場合、安定して同期画素が検出されていると判断する。

【0017】

色相判断部４０は、同期画素の色相が信号色の色相に類似するか否かを判断する。車両振動などにより計測対象（信号機）の観測位置が変動するため、色相判断部４０は、画素群の中の各同期画素の色相を合成した色相が信号色の色相に類似するか否かを判断しても構わない。信号機判断部１８は、少なくとも、所定の判定期間、連続して画素群の中から同期画素が抽出される場合、画素群の位置に信号機が存在すると判断する。なお、信号機判断部１８は、所定の判定期間、連続して画素群の中から同期画素が抽出され、且つ画素群の中の各同期画素の色相を合成した色相が信号色の色相に類似する場合に、画素群の位置に信号機が存在すると判断しても構わない。

【0018】

商用電源から電力の供給を受けて点灯する電灯には、信号機が有する信号灯の他に、街灯、自動販売機、看板など、路上で点灯している他の電灯が含まれる。同期画像生成部１５により抽出された同期画素には、これらの他の電灯も含まれる可能性がある。色相判断部４０が同期画素と信号色との間で色相の類似性を判断することにより、安定性判断部３９の判断結果から、これらの他の電灯を排除することができる。

【0019】

なお、信号機判断部１８は、色相判断部４０を用いず、安定性判断部３９の判断結果より、同期画素の画像上の位置と輝度を用いて、信号機が存在するか否か判断する構成としても良い。車両の周囲の地図情報より画像上の信号機の位置を求め、同期画素の位置と照合することで、上記他の電灯を排除することができる。さらに、車両から信号機までの距離から画像上の輝度を想定し、想定輝度内の同期画素に信号機が存在すると判断することができる。

【0020】

信号機検出部１２は、信号機が存在すると信号機判断部１８が判断した画素群の位置情報を、車両ＣＰＵ１３に出力する。

【0021】

次に、図２及び図３を参照して、同期画像生成部１５の詳細を説明する。図２を参照して、同期画像生成部１５の詳細な構成を説明する。同期画像生成部１５は、メモリ２５と、乗算部２６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０と、位相判断部４１と、基準信号生成部１７とを備える。

【0022】

メモリ２５は、連続する複数のカメラ画像（フレーム）２８を同時に記憶する。例えば、信号機に供給される電力の１交流周期の間に撮像される複数のカメラ画像２８を同時に記憶する。乗算部２６は、メモリ２５から読み出したカメラ画像の各画素の輝度信号と基準信号とを乗算する。乗算部２６は、メモリ２５に同時に記憶されている複数のカメラ画像の各々について、上記した乗算処理を実施する。

【0023】

ＬＰＦ２０は、乗算部２６による乗算結果のうち、所定の遮断周波数よりも高い周波数成分を低減させて低周波数成分のみを取り出して、同期画素からなる同期画像を出力する。位相判断部４１は、ＬＰＦ２０から出力された同期画素の輝度が所定基準値以上であるか否かを判断する。輝度が所定基準値以上でなければ、位相判断部４１は、基準信号生成部１７に対して、基準信号の位相を調整することを指示する。輝度が所定基準値以上であれば、基準信号の位相は、信号機に供給される電力の位相に整合していると判断することができる。よって、位相調整の必要はなく、同期画像生成部１５は、ＬＰＦ２０から出力された同期画像を図１の画素群設定部３８へ出力する。

【0024】

基準信号生成部１７は、位相判断部４１の判断結果に基づいて基準信号の位相を調整する。乗算部２６は、位相を調整した後の基準信号と輝度信号とを乗算する。このように、同期画像生成部１５は、輝度が所定基準値以上になるまで、繰り返し位相を調整するＰＬＬ処理を実施する。

【0025】

図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、基準信号の位相の整合性について説明する。図３（ａ）は、基準信号の位相が、信号機に供給される電力の位相に整合している状態を示す。この状態において、各画素の１）輝度信号と２）基準信号とを乗算することにより、３）乗算後の信号、すなわち同期画素の輝度、及び同期画素の輝度の平均値（相関値Ｇ１）は、最も大きな値となる。

【0026】

一方、図３（ｂ）は、基準信号の位相が、信号機に供給される電力の位相と反転している状態を示す。この状態において、各画素の１）輝度信号と２）基準信号とを乗算することにより、３）乗算後の信号、すなわち同期画素の輝度、及び同期画素の輝度の平均値（相関値Ｇ２）は、最も小さな値となる。

【0027】

車両から信号機までの距離が遠くなるほど、撮像部１１により検出される信号灯の輝度は小さくなり、輝度の変化幅も小さくなる。よって、基準信号の位相を、信号灯の輝度変化の位相、すなわち信号機に供給される電力の位相に近づけることにより、高い相関値（Ｇ１）を得ることができ、ひいては遠方の信号機を精度良く検出することができる。

【0028】

次に、図４を参照して、画素群の設定について説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各々は、同期画素５１を含む所定範囲に設定される画素群５０の例を示す。行列状に配列された各枠は画素を示す。図４（ａ）は、１つの同期画素５１に対して、水平方向及び垂直方向に隣接する１つの周辺画素５２を含む画素群５０を示す。図４（ｂ）は、同期画素５１から水平方向に隣接する周辺画素５２の幅に比べて、同期画素５１から垂直方向に隣接する周辺画素５２の幅が広い画素群５０の例を示す。水平方向に１つの周辺画素５２が隣接している一方、垂直方向に２つの周辺画素５２が隣接している。図４（ｂ）の画素群５０は、車両の垂直方向の振動に対応する例である。図４（ｃ）は、同期画素５１の大きさに応じて周辺画素５２の幅を大きくする例を示す。２×２の計４つの同期画素５１に対して、画素群設定部３８は、水平方向及び垂直方向の各々に、隣接する２つの周辺画素５２を設定している。

【0029】

画素群設定部３８は、輝度変動の連続性を確保するため、同期画素５１の輝度値を周辺画素５２に重畳してもよい。同期画素５１の位置が周辺画素５２へ移動しても、移動前後における輝度変動の連続性を維持することができる。詳細は、図８を参照して後述する。

【0030】

次に、図５を参照して、図１に示した信号機検出装置を用いた信号機検出方法を説明する。図５のフローチャートに示す信号機検出装置の動作は、車両のイグニションスイッチがオン状態となり、信号機検出装置が起動すると同時に開始され、信号機検出装置が停止するまで、繰り返し実行される。

【0031】

ステップＳ０１において、撮像部１１は、繰り返し車両の前方を撮像して、連続する複数のカメラ画像を取得する。信号機に供給される電力の１交流周期の間に、複数回の撮像を行う。取得された画像データは、同期画像生成部１５に転送され、メモリ２５に一時的に記憶される。

【0032】

ステップＳ０３に進み、乗算部２６は、基準信号とカメラ画像の各画素の輝度信号とを乗算する同期検波処理を行う。ステップＳ０５に進み、位相判断部４１は、図３に示した相関値（Ｇ１、Ｇ２）が、極大値であるか否かを判断する。極大値である場合（Ｓ０５でＹＥＳ）ステップＳ０９へ進み、極大値でない場合（Ｓ０５でＮＯ）ステップＳ０７へ進む。なお、極大値の代わりに、ステップＳ０５において、位相判断部４１は、相関値（Ｇ１、Ｇ２）が所定基準値以上であるか否かを判断しても構わない。ステップＳ０７では、基準信号生成部１７は、基準信号の位相を調整し、ステップＳ０３へ戻る。このように、相関値（Ｇ１、Ｇ２）が極大値となるまで、信号機検出装置は、同期検波処理及び位相調整処理を繰り返し実施する。

【0033】

ステップＳ０９において、画素群設定部３８は、図４に示したように、同期画素５１を含む所定範囲を画素群５０として設定する。ステップＳ１１に進み、安定性判断部３９は、信号機に供給される電力の１交流周期以上、連続して画素群５０の中から同期画素５１が抽出されるか否かを判断する。連続して同期画素５１が抽出される場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、同期画素５１が信号灯である可能性があるため、ステップＳ１３へ進む。一方、連続して同期画素５１が抽出されない場合（Ｓ１１でＮＯ）、同期画素５１が信号灯でないと判断できるので、ステップＳ１９へ進む。ステップＳ１９において、信号機判断部１８は、同期画素５１を信号機の候補から削除する。

【0034】

ステップＳ１３において、色相判断部４０は、画素群５０の中の各同期画素５１の色相を合成した色相が信号色の色相に類似するか否かを判断する。信号色の色相に類似する場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、画素群５０の中の各同期画素５１が信号灯であると判断できる。よって、ステップＳ１５に進み、信号機判断部１８は、同期画素５１を信号機としてラベリングする。信号色の色相に類似しない場合（Ｓ１３でＮＯ）、画素群５０の中の各同期画素５１は、信号灯でなく、その他の電灯であると判断できる。よって、ステップＳ１７に進み、信号機判断部１８は、同期画素５１を他の電灯としてラベリングする。

【0035】

ステップＳ２１に進み、信号機判断部１８は、ステップＳ０９で設定された総ての画素群５０について、信号機であるか否かを判断したか否かを判断する。判断が終わっていない場合（Ｓ２１でＮＯ）、ステップＳ１１に戻り、残りの画素群５０についてステップＳ１１〜Ｓ１７の処理を実施する。判断が終わっている場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、図５のフローチャートは終了する。

【0036】

以上説明したように、実施形態によれば以下の作用効果が得られる。

【0037】

特許文献１では、カメラ画像の中から信号灯の色相と類似する領域（画素群５３ａ）を抽出し、領域（画素群５３ａ）の円形度から信号灯の候補を検出する。円形度から信号灯を判断する場合、領域（画素群５３ａ）に含まれる画素の数は、図６（ａ）に示す程度の数が必要となる。これに対して、実施形態に係わる信号機検出装置では、信号機に供給される電力の交流周期と同期して輝度が変化する同期画素を信号灯の候補として抽出する。これにより、図６（ｂ）に示すように、同期画素５３ｂの数が、円形度を判断できない程度の数であっても、信号灯であるか否かを判断することができる。すなわち、実施形態に係わる信号機検出装置は、遠方の信号機を精度良く検出することができる。

【0038】

カメラ画像の中から、信号機に供給される電力の交流周期と同期して輝度が変化する同期画素を抽出することにより、信号灯の大きさ及びその形状を考慮することなく、信号機を検出することができる。よって、円形度を判定できないほど画像サイズが小さくなる遠方の信号機であっても精度良く検出することができる。

【0039】

また、遠方の信号機を撮像する場合、走行中の車両振動などにより計測対象の観測位置が変動する。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、図５に示す処理サイクル毎に、同期画素（５１ａ、５１ｂ）の位置が変化している様子を示す。走行中の車両振動などにより、所定の判定期間（例えば、１交流周期）以上、同じ位置（画素）で同期画素を連続して検出することは難しい。そこで、図４に示すように、同期画素を含む所定範囲を画素群として設定し、所定の判定期間、連続して画素群の中から同期画素が抽出される場合に信号機が存在すると判断する。これにより、電力の交流周期に同期した信号灯の検出を継続することができ、安定して信号機の位置を検出することができる。例えば、図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、画素群５０の範囲で同期画素（５１ａ、５１ｂ）の位置が変化しても、安定性判断部３９は、同期画素を連続して検出することができる。

【0040】

図８は、３つの画素（ｐｉｘ１、ｐｉｘ２、ｐｉｘ３）の間で、周期的な輝度変動が時間の経過と共に移動している様子を示すグラフである。先ず、電力の交流周期に同期した輝度変動が、画素（ｐｉｘ１）で観測され、その後、画素（ｐｉｘ２）に移動し、最後に、画素（ｐｉｘ３）に移動している。これに従い、同期画素の位置も同様に変化してしまう。

【0041】

そこで、画素群設定部３８は、輝度変動の連続性を確保するため、同期画素５１の輝度値を周辺画素５２に重畳してもよい。これにより、図８の例では、３つの画素（ｐｉｘ１、ｐｉｘ２、ｐｉｘ３）の間で輝度変動が重畳される。よって、図８に示すような輝度変動の移動は起こらず、３つの画素（ｐｉｘ１、ｐｉｘ２、ｐｉｘ３）を連続して同期画素として検出することができる。

【0042】

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、ＬＥＤランプと白熱灯の輝度変動幅を比較するグラフである。信号機の信号灯には、ＬＥＤランプを用いたものと白熱灯を用いたものがある。ＬＥＤランプと白熱灯とは、同じ周期で輝度が変動している。しかし、両者は、輝度の変動幅が大きく異なる。つまり、ＬＥＤランプに比べて、白熱灯のほうが、信号機の輝度に対する画像ノイズ（Ｓ／Ｎ比）が悪いため、輝度変化を捉え難い。

【0043】

そこで、信号機判断部は、同期画素の輝度変化の幅に応じて、所定の判定期間を変化させても構わない。具体的には、ステップＳ１１において、安定性判断部３９は、同期画素の輝度変化の幅が大きいほど、所定の判定期間を短く設定する。例えば、ＬＥＤランプの場合、輝度変化の幅が大きいため、所定の判定期間を、信号機に供給される電力の１交流周期に設定する。白熱灯の場合、輝度変化の幅が小さいため、所定の判定期間を、信号機に供給される電力の１０周期に設定する。或いは、信号機までの距離が遠くなるほど、同期画素の輝度変化の幅が小さくなるので、所定の判定期間を長く設定してもよい。よって、輝度変化の幅が小さい場合、所定の判定期間を長く設定されるので、所定の判定期間が長いほど、画素群が重畳される回数が増え、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。このように、信号灯の種類或いは信号機までの距離に応じて、適切な判定期間を設定することができる。換言すると、適切な判定期間を設定し、判定時間内に存在する複数の輝度変化波形を積算した合成波形を用いて、電力の交流周期との同期判定を行うことで、検出感度を向上することができる。

【0044】

図４（ａ）〜（ｃ）に示したように、画素群５０は、同期画素５１及び同期画素５１の周囲に隣接する１又は２以上の周辺画素５２から構成される。これにより、走行中の車両振動などにより同期画素５１の観測位置が変動しても、画素群５０の範囲内で安定して同期画素５１を検出することができる。

【0045】

図４（ｂ）に示したように、同期画素５１から水平方向に隣接する周辺画素５２の幅に比べて、同期画素５１から垂直方向に隣接する周辺画素５２の幅が広くてもよい。これにより、走行中の車両の振動により、観測位置が垂直方向に変動しても、画素群５０の範囲内で安定して同期画素５１を検出することができる。

【0046】

図４（ｃ）に示したように、画素群設定部３８は、１つの画素群５０における同期画素５１の数が多いほど、当該１つの画素群５０における周辺画素５２の幅を広くしてもよい。これにより、同期画素５１の大きさに応じて適切な範囲に画素群５０を設定することができる。

【0047】

図５に示したように、信号機判断部１８は、所定の判定期間、連続して画素群５０の中から同期画素５１が抽出され（Ｓ１１でＹＥＳ）、且つ同期画素５１の色相が信号色の色相に類似する場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、同期画素５１の位置に信号機が存在すると判断してもよい。同期画素５１の色相を判断することにより、信号機の検出精度が更に向上する。

【0048】

色相判断部４０は、画素群５０の中の各同期画素５１の色相を合成した色相が信号色の色相に類似するか否かを判断してもよい。車両振動などにより撮像対象の位置が変動しても、正確な色相判断を行うことができる。

【0049】

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【0050】

図５のフローチャートにおいて、信号機判断部１８は、同期画素の抽出安定性及び色相の両方を判断した（Ｓ１１、Ｓ１３）が、同期画素の抽出安定性のみ（Ｓ１１）を判断してもよい。この場合、同期画素が交流電力の１周期以上検出された場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、Ｓ１５に進み、信号灯としてラベリングすればよい。

【符号の説明】

【0051】

１１ 撮像部
１２ 信号機検出部
１５ 同期画像生成部（同期画素抽出部）
１７ 基準信号生成部
１８ 信号機判断部
３８ 画素群設定部
４０ 色相判断部
５０ 画素群
５１、５１ａ、５１ｂ 同期画素
５２ 周辺画素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】