特許 6968691 障害物検出装置

(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】6968691

(24)【登録日】2021年10月29日

(45)【発行日】2021年11月17日

(54)【発明の名称】障害物検出装置

(51)【国際特許分類】

   G06T 7/593 20170101AFI20211108BHJP

   G01B 11/22 20060101ALI20211108BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20211108BHJP

【ＦＩ】

   G06T7/593

   G01B11/22 H

   G01C3/06 110V

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-251134(P2017-251134)

(22)【出願日】2017年12月27日

(65)【公開番号】特開2019-117522(P2019-117522A)

(43)【公開日】2019年7月18日

【審査請求日】2020年6月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】岩田 知之

(72)【発明者】

【氏名】小暮 和重

【審査官】 佐田 宏史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０５４６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２３３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２６５５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Hong Liu et al.，"Real-Time Trust Region Ground Plane Segmentation for Monocular Mobile Robots"，2017 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO)，米国，IEEE，2017年12月05日，pp.1-7

【文献】 実吉 敬二，“ステレオカメラによる自動車運転支援システム”，情報処理学会研究報告 コンピュータビジョンとイメージメディア（ＣＶＩＭ），日本，一般社団法人情報処理学会，2013年02月15日，No.185，pp.1-6

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｔ １／００，７／００−７／９０

Ｇ０１Ｃ ３／０６

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステレオカメラの撮像範囲内における障害物を検出する障害物検出装置であって、
前記ステレオカメラで撮像された一対の画像からステレオ視を用いて得られたエッジの位置を計測する位置計測部と、
前記撮像範囲内の任意の領域を示す処理対象領域内に存在する前記位置計測部で計測された計測点の数に応じて、前記処理対象領域内の前記計測点を削減する削減処理を実行するデータ処理部と、
前記データ処理部により削減された後の前記計測点の位置に基づいて前記障害物を検出する検出部と、
を備え、
前記データ処理部は、同一平面上における所定領域を前記処理対象領域に設定し、当該設定した前記処理対象領域内において前記計測点の数の第１の閾値を設定し、複数の前記計測点のうち、一つの前記計測点を注目計測点として順に設定し、設定した前記注目計測点を中心とした前記処理対象領域内の前記計測点の数が前記第１の閾値以上である場合には、前記注目計測点を削除する処理を、前記注目計測点ごとに実行することで、前記処理対象領域内の前記計測点の数を前記第１の閾値と等しい数まで削減することを特徴とする障害物検出装置。

【請求項2】

前記データ処理部は、前記削減処理として、前記処理対象領域内において前記計測点の数が第２の閾値以上存在しない場合には、前記処理対象領域内の前記計測点の数を所定値と等しい数まで削減することを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。

【請求項3】

前記所定値は、ゼロであることを特徴とする請求項２に記載の障害物検出装置。

【請求項4】

前記データ処理部は、複数の前記計測点のうち、一つの前記計測点を前記注目計測点として順に設定し、設定した前記注目計測点を中心とした前記処理対象領域内の計測数が第２の閾値以上存在しない場合には、前記注目計測点を削除する処理を、前記注目計測点ごとに実行することで、前記処理対象領域内の前記計測点の数を前記所定値と等しい数まで削減することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の障害物検出装置。

【請求項5】

ステレオカメラの撮像範囲内における障害物を検出する障害物検出装置であって、
前記ステレオカメラで撮像された一対の画像からステレオ視を用いて得られたエッジの位置を計測する位置計測部と、
前記撮像範囲内の任意の領域を示す処理対象領域内に存在する前記位置計測部で計測された計測点の数に応じて、前記処理対象領域内の前記計測点を削減する削減処理を実行するデータ処理部と、
前記データ処理部により削減された後の前記計測点の位置に基づいて前記障害物を検出する検出部と、
を備え、
前記データ処理部は、
同一平面上における所定領域を第１の処理対象領域に設定し、当該設定した前記第１の処理対象領域内において前記計測点の数の第１の閾値を設定し、複数の前記計測点のうち、一つの前記計測点を注目計測点として順に設定し、設定した前記注目計測点を中心とした前記第１の処理対象領域内の前記計測点の数が前記第１の閾値以上である場合には、前記第１の処理対象領域内の前記計測点を削除する処理を、前記注目計測点ごとに実行することで、前記第１の処理対象領域内の前記計測点の数を前記第１の閾値と等しい数まで削減する第１処理を実行する第１処理部と、
前記第１処理の後において、前記第１の処理対象領域とは異なる第２の処理対象領域内において前記計測点の数が第２の閾値以上存在しない場合には、前記第２の処理対象領域内の前記計測点の数を所定値と等しい数まで削減する第２処理を実行する第２処理部と、
を備える障害物検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、障害物検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ステレオカメラで撮像された一対の画像から、ステレオ視を用いて障害物の距離を計測することで当該障害物を検出する障害物検出装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

具体的には、この種の障害物検出装置では、上記一対の画像のそれぞれから、障害物の輪郭を示すエッジを抽出し、一方の画像から抽出したエッジと、当該エッジに対応する他方の画像のエッジとから、同一部分のエッジに対する両画像間における視差を求める。そして、この視差を用いて同一部分のエッジの距離を算出することで、障害物を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５０７３７００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記障害物検出装置では、ステレオカメラで撮像された画像において、左右方向に隣接する画素同士の輝度値の差が大きい部分をエッジとして認識している。したがって、地面にある落ち葉や路面のタイル模様などのテクスチャをエッジとして認識してしまうおそれがあり、障害物を正しく検出することができない場合がある。

【0006】

また、上記障害物検出装置では、一方の画像から抽出したエッジに対応する他方の画像のエッジ（以下、「対応エッジ」という。）をテンプレートマッチングにより対応点探索する。ただし、他方の画像において、一方の画像から抽出したエッジに対して相似度の高い領域が複数ある場合には、当該対応点探索が失敗してしまう場合がある。この場合には、一方の画像から抽出したエッジに対応しないエッジを対応エッジとして抽出してしまうため、障害物が存在しない位置に障害物があると誤検出してしまい、障害物を正しく検出することができない場合がある。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、障害物の検出精度を向上させることができる障害物検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、ステレオカメラの撮像範囲内における障害物を検出する障害物検出装置であって、前記ステレオカメラで撮像された一対の画像からステレオ視を用いて得られたエッジの位置を計測する位置計測部と、前記撮像範囲内の任意の領域を示す処理対象領域内に存在する前記位置計測部で計測された計測点の数に応じて、前記処理対象領域内の前記計測点を削減する削減処理を実行するデータ処理部と、前記データ処理部により削減された後の前記計測点の位置に基づいて前記障害物を検出する検出部と、を備え、前記データ処理部は、同一平面上における所定領域を前記処理対象領域に設定し、当該設定した前記処理対象領域内において前記計測点の数の第１の閾値を設定し、複数の計測点のうち、一つの計測点を注目計測点として順に設定し、設定した前記注目計測点を中心とした前記処理対象領域内の前記計測点の数が前記第１の閾値以上である場合には、前記注目計測点を削除する処理を、各注目計測点ごとに実行することで、前記処理対象領域内の計測点の数を前記第１の閾値と等しい数まで削減することを特徴とする障害物検出装置である。

【0011】

本発明の一態様は、上述の障害物検出装置であって、前記データ処理部は、前記削減処理として、前記処理対象領域内において前記計測点の数が第２の閾値以上存在しない場合には、前記処理対象領域内の前記計測点の数を所定値と等しい数まで削減する。

【0012】

本発明の一態様は、上述の障害物検出装置であって、前記所定値は、ゼロである。

【0013】

本発明の一態様は、上述の障害物検出装置であって、前記データ処理部は、複数の前記計測点のうち、一つの前記計測点を前記注目計測点として順に設定し、設定した前記注目計測点を中心とした前記処理対象領域内の計測数が第２の閾値以上存在しない場合には、前記注目計測点を削除する処理を、前記注目計測点ごとに実行することで、前記処理対象領域内の前記計測点の数を前記所定値と等しい数まで削減する。

【0014】

本発明の一態様は、ステレオカメラの撮像範囲内における障害物を検出する障害物検出装置であって、前記ステレオカメラで撮像された一対の画像からステレオ視を用いて得られたエッジの位置を計測する位置計測部と、前記撮像範囲内の任意の領域を示す処理対象領域内に存在する前記位置計測部で計測された計測点の数に応じて、前記処理対象領域内の前記計測点を削減する削減処理を実行するデータ処理部と、前記データ処理部により削減された後の前記計測点の位置に基づいて前記障害物を検出する検出部と、を備え、前記データ処理部は、同一平面上における所定領域を第１の処理対象領域に設定し、当該設定した前記第１の処理対象領域内において前記計測点の数の第１の閾値を設定し、複数の前記計測点のうち、一つの前記計測点を注目計測点として順に設定し、設定した前記注目計測点を中心とした前記第１の処理対象領域内の前記計測点の数が前記第１の閾値以上である場合には、前記第１の処理対象領域内の前記計測点を削除する処理を、前記注目計測点ごとに実行することで、前記第１の処理対象領域内の前記計測点の数を前記第１の閾値と等しい数まで削減する第１処理を実行する第１処理部と、前記第１処理の後において、前記第１の処理対象領域とは異なる第２の処理対象領域内において前記計測点の数が第２の閾値以上存在しない場合には、前記第２の処理対象領域内の前記計測点の数を所定値と等しい数まで削減する第２処理を実行する第２処理部と、を備える障害物検出装置である。

【発明の効果】

【0015】

以上説明したように、本発明によれば、障害物の検出精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る障害物検出システムの概略構成の一例を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る位置計測部３３で計測された複数のエッジの各位置情報を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る第１の削減処理において第１の処理対象領域Ｈ１を設定する図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る第１の削減処理において注目計測点Ｐ_０１を削除することを説明する図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る第１の削減処理後の計測点Ｐを示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る第２の削減処理において第２の処理対象領域Ｈ２を設定する図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る第２の削減処理において注目計測点Ｐ_０２を削除することを説明する図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る第２の削減処理後の計測点Ｐを示す図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る障害物検出装置２の障害物の検出方法の流れを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施形態に係る障害物検出システムを、図面を用いて説明する。

【0018】

例えば、本発明の一実施形態に係る障害物検出システムは、自律走行可能な移動体に設けられ、当該移動体の前方方向の障害物を検出するシステムである。この移動体は、自律走行可能な車両であってもよいし、ロボットであってもよい。また、移動体は、有人であってもよいし、無人であってもよい。

【0019】

図１は、本発明の一実施形態に係る障害物検出システムＡの概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、障害物検出システムＡは、ステレオカメラ１及び障害物検出装置２を備える。

【0020】

ステレオカメラ１は、移動体の進行方向を撮像するように当該移動体に設けられている。ステレオカメラ１は、移動体の進行方向において、視差を含む一対の画像を取得して、障害物検出装置２に出力する。具体的には、ステレオカメラ１は、一対のカメラである第１のカメラ１１及び第２のカメラ１２を備える。

【0021】

第１のカメラ１１は、移動体に搭載されており、当該移動体の前方方向に向かって右側に設けられている。第１のカメラ１１は、移動体の進行方向を撮像し、その撮像した画像（以下、「第１の撮像画像」という。）を障害物検出装置２に出力する。

【0022】

第２のカメラ１２は、移動体に搭載されており、当該移動体の前方方向に向かって左側に設けられている。第２のカメラ１２は、移動体の進行方向を撮像し、その撮像した画像（以下、「第２の撮像画像」という。）を障害物検出装置２に出力する。
なお、第１のカメラ１１と第２のカメラ１２とは、同一のタイミングで撮像する。ただし、「同一」とは、完全な同じ時刻に限定されない。

【0023】

このように、ステレオカメラ１は、水平方向に離間して並べられた第１のカメラ１１及び第２のカメラ１２により移動体の進行方向に存在する障害物を、視差を有する複数の方向（左右方向）から同時に撮像する。そして、ステレオカメラ１は、同時に撮像することで得られた第１の撮像画像と第２の撮像画像とを障害物検出装置２に出力する。なお、第１の撮像画像及び第２の撮像画像のそれぞれを区別しない場合には、単に「撮像画像」という。

【0024】

障害物検出装置２は、第１の撮像画像及び第２の撮像画像からステレオ視を用いて移動体の前方の障害物（ステレオカメラ１の撮像範囲内の障害物）の距離を計測することで当該障害物を検出する装置である。
具体的には、図１に示すように、障害物検出装置２は、計測部３、データ処理部４及び検出部５を備える。

【0025】

計測部３は、エッジ検出部３１、探索部３２、及び位置計測部３３を備える。

【0026】

エッジ検出部３１は、ステレオカメラ１から第１の撮像画像及び第２の撮像画像を取得する。そして、エッジ検出部３１は、取得した第１の撮像画像及び第２の撮像画像のそれぞれにおいて、障害物の輪郭を示すエッジを検出する。エッジとは、撮像画像において、左右方向に隣接する画素同士の輝度値の差が所定値以上の部分である。

【0027】

探索部３２は、エッジ検出部３１で検出された第１の撮像画像のエッジに対応する第２の撮像画像のエッジ（以下、「対応エッジ」という。）を、例えば、テンプレートマッチング等を用いることで対応点探索する。そして、探索部３２は、対応点探索することで得られた同一部分のエッジに対する両画像間における視差を求める。

【0028】

位置計測部３３は、探索部３２で得られた視差から三角測量の原理を用いて、エッジの位置情報を計測する。図２は、本発明の一実施形態に係る位置計測部３３で計測された複数のエッジの各位置情報を示す図である。

【0029】

図２に示すように、この位置情報とは、三次元空間において、ステレオカメラ１の中心を原点０とした三次元座標である。各計測点Ｐは、位置計測部３３で計測された各エッジの三次元空間における位置（位置情報）を示す。なお、Ｙ方向は、移動体の進行方向を示し、Ｘ方向は進行方向と直行する移動体の左右方向を示し、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向の双方に直交する方向であって、例えば、鉛直方向である。また、ステレオカメラの中心とは、第１のカメラ１１の位置と第２のカメラ１２の位置との間の中心である。

【0030】

このように、位置計測部３３は、ステレオカメラ１で撮像された一対の撮像画像からステレオ視を用いて得られたエッジの位置を三次元座標として取得する。

【0031】

データ処理部４は、ステレオカメラ１の撮像範囲内において、任意の領域を示す処理対象領域内に存在する計測点Ｐの数に応じて、その処理対象領域内の計測点Ｐを削減する削減処理を実行する。以下に、本発明の一実施形態に係るデータ処理部４の構成について説明する。

【0032】

データ処理部４は、第１処理部４１及び第２処理部４２を備える。

【0033】

第１処理部４１は、位置計測部３３で計測した各計測点Ｐにおける三次元空間の位置情報（三次元座標）を取得する。第１処理部４１は、三次元空間において、同一平面上における所定領域を処理対象領域として第１の処理対象領域Ｈ１に設定する。そして、第１処理部４１は、その設定した第１の処理対象領域Ｈ１内において計測点Ｐの数が第１の閾値Ｐ_ｔｈ１以上である場合には、第１の処理対象領域Ｈ１内の計測点の数を第１の閾値Ｐ_ｔｈ１と等しい数まで削減する第１の削減処理を実行する。

【0034】

この第１の削減処理は、地面にある落ち葉やテクスチャ（地面のタイルの模様等）等の障害物ではないエッジを除去する処理である。

【0035】

以下に、第１の削減処理について、図３〜図５を用いて説明する。なお、図３〜図５において、●は第１の処理対象領域Ｈ１外に存在する計測点Ｐ（Ｐ_ｏｕｔ１）を示し、〇は、第１の処理対象領域Ｈ１内に存在する計測点Ｐ（Ｐ_ｉｎ１）を示す。

【0036】

まず、図３に示すように、第１処理部４１は、位置計測部３３が計測した複数の計測点Ｐのうち、任意の計測点を一つ選択し、その選択した計測点Ｐを注目計測点Ｐ_０１に設定する。そして、第１処理部４１は、設定した注目計測点Ｐ_０１を中心とした第１の処理対象領域Ｈ１を上記三次元空間内に設定する。

【0037】

この第１の処理対象領域Ｈ１は、三次元空間において、同一平面上における所定領域であればよく、その領域の形状には特に限定されない。また、同一平面上とは、Ｚ方向の位置が一致していなくてもよく、同一平面上とみなせる程度（例えば、所定の誤差を含み得る程度）にＺ方向の領域において幅を持たせてもよい。本実施形態では、第１の処理対象領域Ｈ１は、Ｘ軸方向の長さΔＸ１、Ｙ軸方向の長さΔＹ１、及びＺ軸方向の長さΔＺ１の直方体で示される領域である。

【0038】

第１処理部４１は、設定した第１の処理対象領域Ｈ１内に存在する計測点Ｐ_ｉｎ１が第１の閾値Ｐ_ｔｈ１（例えば、Ｐ_ｔｈ１＝５）以上である場合には、図４に示すように、注目計測点Ｐ_０１を削除する。第１処理部４１は、第１の処理対象領域Ｈ１内に存在する計測点Ｐ_ｉｎ１が第１の閾値Ｐ_ｔｈ１以上である場合に注目計測点Ｐ_０１を削除する処理を、すべての計測点Ｐに対して実行（第１の処理の実行）することで、第１の処理対象領域Ｈ１内の計測点Ｐの数を第１の閾値Ｐ_ｔｈ１と等しい数まで調整する。

【0039】

換言すれば、第１処理部４１は、複数の計測点Ｐのうち、各計測点Ｐを注目計測点Ｐ_０として順に設定し、設定した注目計測点Ｐ_０１を中心とした第１の処理対象領域Ｈ１内の計測数Ｐ_ｉｎ１が第１の閾値Ｐ_ｔｈ１以上である場合には、注目計測点Ｐ_０１を削除する処理を、各注目計測点Ｐ_０１ごとに実行する。これにより、図５に示すように、第１処理部４１は、第１の処理対象領域Ｈ１内の計測点Ｐ_ｉｎ１の数、すなわち地面にある落ち葉等の障害物でないエッジの数を第１の閾値Ｐ_ｔｈ１と等しい数まで削減することができる。

【0040】

第２処理部４２は、第１処理の後の三次元空間内において、第１の処理対象領域Ｈ１とは異なる第２の処理対象領域Ｈ２内において計測点Ｐの数が第２の閾値Ｐ_ｔｈ２以上存在しない場合には、第２の閾値Ｐ_ｔｈ２内の計測点Ｐの数を所定値と等しい数まで削減する第２の削減処理を実行する。この所定値とは、第２の閾値Ｐ_ｔｈ２未満の値であって、例えば、ゼロである。

【0041】

この第２の削減処理は、対応点探索が失敗してエッジの位置を誤検出した場合において、当該誤検出したエッジを除去する処理である。

【0042】

以下に、第２の削減処理について、図６〜図８を用いて説明する。なお、図６〜図８において、●は第２の処理対象領域Ｈ２外に存在する計測点Ｐ（Ｐ_ｏｕｔ２）を示し、〇は、第２の処理対象領域Ｈ２内に存在する計測点Ｐ（Ｐ_ｉｎ２）を示す。

【0043】

まず、図６に示すように、第２処理部４２は、第１の削減処理が実行された後に三次元空間に残った計測点Ｐのうち、任意の計測点を一つ選択し、その選択した計測点Ｐを注目計測点Ｐ_０２に設定する。そして、第２処理部４２は、設定した注目計測点Ｐ_０２を中心とした第２の処理対象領域Ｈ２を上記三次元空間内に設定する。

【0044】

この第２の処理対象領域Ｈ２は、Ｘ軸方向の長さΔＸ２、Ｙ軸方向の長さΔＹ２、及びＺ軸方向の長さΔＺ２の直方体で示される領域である。この第２の処理対象領域Ｈ２は、エッジ検出部３１で検出されるエッジが縦エッジ又は横エッジかによって形状が異なってもよい。例えば、本実施形態のように、エッジ検出部３１で検出されるエッジが縦エッジである場合には、Ｚ軸方向の長さΔＺ２がＸ軸方向の長さΔＸ２及びＹ軸方向の長さΔＹ２よりも長くなるような直方体に設定する。一方、エッジ検出部３１で検出されるエッジが横エッジである場合には、Ｘ軸方向の長さΔＸ２がＹ軸方向の長さΔＹ２及びＺ軸方向の長さΔＺ２よりも長くなるような直方体に設定する。ただし、第２の処理対象領域Ｈ２の形状は直方体に限定されず、一定の領域を有するものであればよく、例えは、立方体であってもよいし、楕円形状であってもよい。

【0045】

第２処理部４２は、設定した第２の処理対象領域Ｈ２内に存在する計測点Ｐ_ｉｎ２が第２の閾値Ｐ_ｔｈ２（例えば、Ｐ_ｔｈ２＝８）以上存在していない場合には、図７に示すように、注目計測点Ｐ_０２を削除する。第２処理部４２は、第２の処理対象領域Ｈ２内に存在する計測点Ｐ_ｉｎ２が第２の閾値Ｐ_ｔｈ２以上でない場合に注目計測点Ｐ_０２を削除する処理を、すべての計測点Ｐに対して実行（第２の処理の実行）することで、第２の処理対象領域Ｈ２内の計測点Ｐの数を所定値（例えば、ゼロ）に調整する。

【0046】

換言すれば、第２処理部４２は、複数の計測点Ｐのうち、各計測点Ｐを注目計測点Ｐ_０２として順に設定し、設定した注目計測点Ｐ_０２を中心とした第２の処理対象領域Ｈ２内の計測数Ｐ_ｉｎ２が第２の閾値Ｐ_ｔｈ２以上存在していない場合には、注目計測点Ｐ_０２を削除する処理を、各注目計測点Ｐ_０２ごとに実行する。これにより、図８に示すように、第２処理部４２は、第２の閾値Ｐ_ｔｈ２以上の計測点Ｐ_ｉｎ２が存在しない第２の処理対象領域Ｈ２において、当該第２の処理対象領域Ｈ２内の計測点Ｐ_ｉｎ２の数、すなわち誤検出したエッジの数を削減することができる。

【0047】

検出部５は、第２の削減処理を実行した後において、三次元空間上に残っている測定点Ｐの位置情報に基づいて障害物を検出する。例えば、検出部５は、三次元空間上に残っている測定点Ｐの位置に障害物が存在すると判定することで、当該障害物を検出してもよい。なお、この場合には、障害物の距離情報は、当該障害物に対応する測定点Ｐの位置情報から求めることができる。

【0048】

次に、本発明の一実施形態に係る障害物検出装置２の障害物の検出方法について、図９を用いて説明する。図９は、本発明の一実施形態に係る障害物検出装置２の障害物の検出方法の流れを示す図である。

【0049】

エッジ検出部３１は、ステレオカメラ１が移動体の前方を異なる方向から同時に撮像しその撮像した一対の画像である第１の撮像画像及び第２の撮像画像を取得する（ステップＳ１０１）。そして、エッジ検出部３１は、取得した第１の撮像画像及び第２の撮像画像のそれぞれにおいてエッジを検出する（ステップＳ１０２）。

【0050】

探索部３２は、エッジ検出部３１で検出された第１の撮像画像のエッジに対応する第２の撮像画像のエッジである対応点エッジを、いわゆる対応点探索することで特定する（ステップＳ１０３）。そして、探索部３２は、第１の撮像画像のエッジと当該エッジに対応する第２の撮像画像の対応点エッジとを用いて、同一部分のエッジに対する両画像間における視差を求める。そして、位置計測部３３は、探索部３２で得られた視差から三角測量の原理を用いて、エッジの位置情報を計測する（ステップＳ１０４）。

【0051】

次に、第１処理部４１は、位置計測部３３が計測した複数の計測点Ｐのうち、任意の計測点を一つ選択し、その選択した計測点Ｐを注目計測点Ｐ_０１に設定する（ステップＳ１０５）。そして、第１処理部４１は、設定した注目計測点Ｐ_０１を中心として、同一平面上における所定領域を示す第１の処理対象領域Ｈ１を上記三次元空間内に設定する（ステップＳ１０６）。

【0052】

第１処理部４１は、設定した第１の処理対象領域Ｈ１内において計測点Ｐの数が第１の閾値Ｐ_ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。第１処理部４１は、第１の処理対象領域Ｈ１内において計測点Ｐの数が第１の閾値Ｐ_ｔｈ１以上であると判定した場合には、注目計測点Ｐ_０１を削除してステップＳ１０９に進む（ステップＳ１０８）。一方、第１処理部４１は、第１の処理対象領域Ｈ１内において計測点Ｐの数が第１の閾値Ｐ_ｔｈ１未満であると判定した場合には、注目計測点Ｐ_０１を削除せずにステップＳ１０９に進む（ステップＳ１０８）。

【0053】

第１処理部４１は、三次元空間内に存在する全ての測定点Ｐに対してステップＳ１０６〜Ｓ１０８までの処理を行ったか否かを判定する。すなわち、第１処理部４１は、三次元空間内に存在する測定点Ｐにおいて、注目計測点Ｐ_０１として設定していない測定点（以下、「未設定測定点」という。）があるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。第１処理部４１は、注目計測点Ｐ_０１の未設定測定点があると判定した場合には、その未設定測定点のうち、一つの測定点を注目計測点Ｐ_０１に設定して（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０６に移行する。この処理により、全ての測定点Ｐのそれぞれに対してステップＳ１０６〜Ｓ１０８までの処理を実行させることができる。したがって、地面にある落ち葉やテクスチャ（地面のタイルの模様等）等の障害物ではないエッジを除去することができる。

【0054】

第２処理部４２は、第１処理部４１において三次元空間内に存在する測定点Ｐにおいて、注目計測点Ｐ_０１の未設定測定点がないと判定された場合には、三次元空間上に残っている計測点Ｐのうち、任意の計測点を一つ選択し、その選択した計測点Ｐを注目計測点Ｐ_０２に設定する（ステップＳ１１１）。そして、第２処理部４２は、設定した注目計測点Ｐ_０２を中心とした第２の処理対象領域Ｈ２を三次元空間内に設定する（ステップＳ１１２）。

【0055】

第２処理部４２は、設定した第２の処理対象領域Ｈ２内に存在する計測点Ｐが第２の閾値Ｐ_ｔｈ２以上存在していないか否かを判定する。すなわち、第２処理部４２は、第２の処理対象領域Ｈ２内に存在する計測点Ｐが第２の閾値Ｐ_ｔｈ２未満か否かを判定する（ステップＳ１１３）。

【0056】

第２処理部４２は、第２の処理対象領域Ｈ２内に存在する計測点Ｐが第２の閾値Ｐ_ｔｈ２未満であると判定した場合には、注目計測点Ｐ_０２を削除してステップＳ１１５の処理に進む（ステップＳ１１４）。一方、第２処理部４２は、第２の処理対象領域Ｈ２内に存在する計測点Ｐが第２の閾値Ｐ_ｔｈ２以上であると判定した場合には注目計測点Ｐ_０２を削除せずにステップＳ１１５の処理に進む。

【0057】

第２処理部４２は、三次元空間内に存在する全ての測定点Ｐに対してステップＳ１１２〜Ｓ１１４までの処理を行ったか否かを判定する。すなわち、第２処理部４２は、三次元空間内に存在する測定点Ｐにおいて、注目計測点Ｐ_０２として設定していない未設定測定点があるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。第２処理部４２は、注目計測点Ｐ_０２の未設定測定点があると判定した場合には、その未設定測定点のうち、一つの測定点を注目計測点Ｐ_０２に設定して（ステップＳ１１６）、ステップＳ１１２に移行する。この処理により、第１の削減処理後において三次元空間に残っている全ての測定点Ｐのそれぞれに対してステップＳ１１２〜Ｓ１１４までの処理を実行させることができる。したがって、対応点探索が失敗してエッジの位置を誤検出した場合において、当該誤検出したエッジを除去することができる。

【0058】

検出部５は、第２処理部４２において三次元空間内に存在する測定点Ｐにおいて、注目計測点Ｐ_０２の未設定測定点がないと判定された場合には、三次元空間上に残っている計測点Ｐの位置情報に基づいて、移動体の前方方向に存在する障害物を検出する（ステップＳ１１７）。

【0059】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【0060】

（変形例１）上記実施形態では、第１の削減処理の後に第２の削減処理を実行したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本実施形態では、データ処理部４は、第１の削減処理及び第２の削減処理の少なくともいずれかの削減処理を実行すればよい。例えば、データ処理部４は、位置計測部３３で計測した各計測点Ｐに対して第１の削減処理を実行する。そして、検出部５は、第１の削減処理が実行された後に、三次元空間に残っている計測点Ｐに基づいて障害物を検出する。これにより、地面にある落ち葉やテクスチャ（地面のタイルの模様等）等の障害物ではないエッジを除去することができる。したがって、障害物の検出精度を向上させることができる。
また、例えば、データ処理部４は、第１の削減処理を実行せずに、位置計測部３３で計測した各計測点Ｐに対して第２の削減処理を実行する。そして、検出部５は、第２の削減処理が実行された後に、三次元空間に残っている計測点Ｐに基づいて障害物を検出する。これにより、対応点探索が失敗してエッジの位置を誤検出した場合において、当該誤検出したエッジを除去することができる。したがって、障害物の検出精度を向上させることができる。

【0061】

（変形例２）上記実施形態では、第１のカメラ１１及び第２のカメラ１２を水平に並べて配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１のカメラ１１及び第２のカメラ１２を垂直に並べて配置してもよい。この場合には、いわゆる垂直ステレオ視によって横エッジが抽出され、この横エッジの位置が位置計測部３３により計測されることになる。

【0062】

（変形例３）上記実施形態では、ステレオカメラ１が二台のカメラ（第１のカメラ１１及び第２のカメラ１２）を備える場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ステレオカメラ１は、二台以上のカメラを有していればよい。

【0063】

以上、説明したように、本実施形態に係る障害物検出装置Ａは、ステレオカメラ１の撮像範囲内における障害物を検出する障害物検出装置である。そして、障害物検出装置Ａは、その撮像範囲内の任意の領域を示す処理対象領域内に存在する計測点Ｐの数に応じて、処理対象領域内の計測点Ｐを削減する削減処理を実行する。

【0064】

このような構成によれば、地面に散らばる落ち葉を示すエッジや、誤検出により単独で存在するエッジを除去することできる。これにより、障害物でないものを除去することが可能となり、障害物の検出精度を向上させることができる。

【0065】

例えば、データ処理部４は、削減処理として、同一平面上における所定領域を処理対象領域に設定し、当該設定した前記処理対象領域内において計測点Ｐの数が第１の閾値Ｐ_ｔｈ１以上である場合には、処理対象領域内の計測点の数を第１の閾値Ｐ_ｔｈ１と等しい数まで削減する。

【0066】

このような構成によれば、地面にある落ち葉や路面のタイル模様などのテクスチャを示すエッジを削除することが可能となる。したがって、地面にある落ち葉や路面のタイル模様などのテクスチャを障害物と認識することを抑制し、障害物を正しく検出することができる。

【0067】

例えば、データ処理部４は、削減処理として、処理対象領域内において計測点Ｐの数が第２の閾値Ｐ_ｔｈ２以上存在しない場合には処理対象領域内の計測点Ｐの数を所定値（例えば、ゼロ）に削減する。

【0068】

このような構成によれば、対応点探索において誤検出したエッジを削除することができる。したがって、障害物が存在しない位置に障害物があると誤検出することを抑制することができ、障害物を正しく検出することができる。

【0069】

このように、本実施形態では、地面のテクスチャーなどのエッジは、同一平面上に存在すること、また、対応点探索により誤検出したエッジは、広い空間にわたって分散するという特徴を見出した。そして、障害物検出装置Ａは、このような特徴から、まとまって存在しないエッジに対して、第１の処理及び第２の処理の少なくともいずれかの処理を実行することにより、障害物でないエッジを除去する。
なお、第１の処理を実行した後に第２の処理を実行することで、地面のテクスチャーなどのエッジ及び対応点探索により誤検出したエッジの両方を除去することができるため、障害物の検出精度をさらに向上させることができる。

【0070】

したがって、本来障害物として認識する必要のない物体の検出や誤検出が低減され、障害物検出システムＡが車両に搭載された場合には、その車両の自律走行において、悪影響を与えずに安全かつ安定的な障害物検知ができるようになる。

【0071】

なお、本実施形態に係る障害物検出装置Ａが備える各部は、障害物検出装置Ａの第１の処理及び第２の処理の少なくともいずれかの処理の制御に関する各種処理を行う、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムをインストールし、このプログラムをコンピュータに実行させることで、構成してもよい。つまり、コンピュータに障害物検出装置Ａの第１の処理及び第２の処理の少なくともいずれかの処理の制御に関する各種処理を行うプログラムを実行させることにより、障害物検出装置Ａが備える各部としてコンピュータを機能させることで、障害物検出装置Ａを構成してもよい。コンピュータはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等の各種メモリ、通信バス及びインタフェースを有し、予めファームウェアとしてＲＯＭに格納された処理プログラムをＣＰＵが読み出して順次実行することで、障害物検出装置Ａとして機能する。

【符号の説明】

【0072】

Ａ 障害物検出システム
１ ステレオカメラ
２ 障害物検出装置
３ 計測部
４ データ処理部
５ 検出部
３１ エッジ検出部
３２ 探索部
３３ 位置計測部
４１ 第１処理部
４２ 第２処理部
１１ 第１のカメラ
１２ 第２のカメラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】