專利名稱：環(huán)境識(shí)別裝置及環(huán)境識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于檢測區(qū)域中的對(duì)象物的亮度識(shí)別該對(duì)象物的環(huán)境識(shí)別裝置及環(huán)境識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
以往，檢測位于本車輛前方的車輛或信號(hào)燈等所謂障礙物的對(duì)象物，并對(duì)本車輛進(jìn)行控制以避免與所檢測出的對(duì)象物發(fā)生碰撞或使本車輛與前行車輛的車距保持在安全距離的技術(shù)已被為人所知(例如，專利文獻(xiàn)1、2)。而且，在這種技術(shù)中，不僅將對(duì)象物一律特定為物體，而且為了進(jìn)行更高精度的控 制，還存在判斷對(duì)象物是以與本車輛相同的速度行駛的前行車輛，還是不移動(dòng)的被固定的物體等的技術(shù)。在此，當(dāng)通過對(duì)檢測區(qū)域的拍攝而檢測出對(duì)象物時(shí)，在特定對(duì)象物為何物之前，應(yīng)從所拍攝的圖像中提取(剪切)對(duì)象物本身。例如已知有如下的技術(shù)從拍攝的圖像中，基于相鄰的像素間的微分值來提取具備邊緣的像素(邊緣像素)，并導(dǎo)出圖像的水平方向以及垂直方向中的邊緣像素的柱狀圖(距離分布)，將相當(dāng)于該峰值的區(qū)域推斷為對(duì)象物的端部。并且，還公開有，比較基于柱狀圖的整合圖案和預(yù)先存儲(chǔ)的詞典圖案，并判斷對(duì)象物是否為車輛的技術(shù)(例如，專利文獻(xiàn)3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本特許第3349060號(hào)專利文獻(xiàn)2日本特開平10-283461號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2003-99762號(hào)公報(bào)但是，現(xiàn)有的導(dǎo)出水平方向以及垂直方向的柱狀圖的方法中，當(dāng)?shù)缆访嬉员拒囕v的前行方向?yàn)檩S而左右傾斜時(shí)，前行車輛被拍攝成相對(duì)傾斜，從而該邊緣也無法嚴(yán)格地向水平方向或垂直方向延伸。由此，不會(huì)產(chǎn)生水平方向或垂直方向的柱狀圖的峰值，車輛的檢測精度變低。并且，同樣地，對(duì)于曲面較多的車輛，也難以出現(xiàn)水平方向或垂直方向的柱狀圖的峰值，從而難以確定車輛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這種問題而提供一種能夠提高描繪成曲線或其自身傾斜的對(duì)象物的確定效率以及確定精度的環(huán)境識(shí)別裝置以及環(huán)境識(shí)別方法。為了解決上述問題，本發(fā)明的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，具備亮度獲取單元，獲取分割檢測區(qū)域內(nèi)而成的多個(gè)區(qū)塊中的每一個(gè)區(qū)塊的亮度；邊緣導(dǎo)出單元，基于每個(gè)區(qū)塊的亮度的邊緣所延伸的方向而導(dǎo)出邊緣方向；軌跡生成單元，基于邊緣方向而將區(qū)塊彼此關(guān)聯(lián)，并生成邊緣軌跡；群組化單元，將由多個(gè)邊緣軌跡包圍的區(qū)域群組化為對(duì)象物；特定物確定單元，將對(duì)象物確定為特定物。
邊緣導(dǎo)出單元可基于針對(duì)垂直方向而將區(qū)塊二等分的左右各區(qū)域中的亮度的合計(jì)值的差值、針對(duì)水平方向而將區(qū)塊二等分的上下各區(qū)域中的亮度的合計(jì)值的差值來導(dǎo)出邊緣方向。當(dāng)合計(jì)值的差值的絕對(duì)值在預(yù)定閾值以下時(shí)，邊緣導(dǎo)出單元針對(duì)該邊緣方向，可無需使用該合計(jì)值的差值而導(dǎo)出邊緣方向。預(yù)定閾值使用關(guān)于區(qū)塊內(nèi)的全部亮度的平均值的遞增函數(shù)來求出。軌跡生成單元可基于相鄰于任意區(qū)塊的多個(gè)區(qū)塊的邊緣方向來插補(bǔ)該任意區(qū)塊的邊緣方向。還可具備將由所述亮度獲取單元獲取亮度的區(qū)域限制為包含無限遠(yuǎn)的、小于所述檢測區(qū)域的區(qū)域的區(qū)域限制單元。 為了解決上述問題，本發(fā)明的種環(huán)境識(shí)別方法，其特征在于，具備如下幾個(gè)步驟獲取分割檢測區(qū)域內(nèi)而成的多個(gè)區(qū)塊中的每一個(gè)區(qū)塊的亮度；基于每個(gè)區(qū)塊的亮度的邊緣所延伸的方向而導(dǎo)出邊緣方向；基于邊緣方向而將區(qū)塊彼此關(guān)聯(lián)，以生成邊緣軌跡；將由多個(gè)邊緣軌跡包圍的區(qū)域群組化為對(duì)象物；將對(duì)象物確定為特定物。根據(jù)本發(fā)明，通過邊緣方向來確定對(duì)象物，從而能夠提高描繪成曲線或其自身傾斜的對(duì)象物的確定效率以及確定精度。


圖I為示出環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)的連接關(guān)系的方框圖。圖2為用于說明亮度圖像的說明圖。圖3為示出環(huán)境識(shí)別裝置的概略的功能的功能方框圖。圖4為用于說明通過位置信息獲取單元變換為三維位置信息的說明圖。圖5為用于說明區(qū)域限制單元的操作的說明圖。圖6為用于說明本實(shí)施方式所用到的亮度圖像的說明圖。圖7為用于說明邊緣導(dǎo)出單元的操作的說明圖。圖8是示出根據(jù)邊緣導(dǎo)出單元來導(dǎo)出邊緣方向時(shí)的圖像的示意圖。圖9是用于說明軌跡生成單元的操作的說明圖。圖10是用于說明軌跡生成單元的插補(bǔ)操作的說明圖。圖11是用于說明群組化單元的操作的說明圖。圖12是示出環(huán)境識(shí)別方法的整體流程的流程圖。圖13是示出邊緣方向?qū)С鎏幚淼牧鞒痰牧鞒虉D。圖14是示出邊緣軌跡生成處理的流程的流程圖。圖15是示出邊緣軌跡插補(bǔ)處理的流程的流程圖。圖16是示出群組化處理的流程的流程圖。圖17是示出特定物確定處理的流程的流程圖。主要符號(hào)說明I車輛122 檢測區(qū)域124 亮度圖像
126距離圖像130環(huán)境識(shí)別裝置160區(qū)域限制單元162亮度獲取單元164邊緣導(dǎo)出單元166軌跡生成單元168群組化單元170特定物確定單元
220區(qū)塊222邊緣軌跡
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。所涉及的實(shí)施方式中所示的尺寸、材料、其他具體數(shù)值等僅僅是為容易地理解發(fā)明而例示的，除了特別指定的情況以外，并不能限定本發(fā)明。在此，本說明書及附圖中，對(duì)于具有實(shí)質(zhì)上相同的功能、結(jié)構(gòu)的要素通過賦予相同的符號(hào)的方式省略了重復(fù)性說明，而且對(duì)與本發(fā)明沒有直接關(guān)系的要素省略了圖示。(環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)100)圖I為示出環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)100的連接關(guān)系的方框圖。環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)100包括設(shè)置在車輛I內(nèi)的攝像裝置110、圖像處理裝置120、環(huán)境識(shí)別裝置130、車輛控制裝置140。攝像裝置110包含電荷稱合器件(CO), Charge-Coupled Device)或互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體(CMOS,Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等攝像器件，能夠獲取彩色圖像，即，在像素單位中可獲取三個(gè)色相(紅、綠、藍(lán))的亮度。在此，由攝像裝置110所拍攝的彩色圖像稱為亮度圖像，以區(qū)別于后述的距離圖像。而且，攝像裝置110為兩個(gè)，兩個(gè)攝像裝置110在大致水平方向分開布置，以在車輛I的行進(jìn)方向側(cè)兩個(gè)攝像裝置110各自的光軸大致平行。攝像裝置110每隔例如1/60秒(60fps)連續(xù)生成拍攝了存在于車輛I前方的檢測區(qū)域的對(duì)象物的圖像數(shù)據(jù)。在此，對(duì)象物不僅包括車輛、信號(hào)燈、道路、護(hù)欄等獨(dú)立存在的立體物體，還包括尾燈或方向指示燈、信號(hào)燈的各個(gè)照明部分等能夠確定為立體物的部分的物體。在以下實(shí)施方式中的各個(gè)功能單元以這種圖像數(shù)據(jù)的更新為契機(jī)執(zhí)行各種處理。圖像處理裝置120從兩個(gè)攝像裝置110分別獲取圖像數(shù)據(jù)，并基于兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出包含圖像中的任意區(qū)塊(集合預(yù)定數(shù)量的像素的區(qū)塊)的視差以及示出任意區(qū)塊在畫面中的位置的畫面位置的視差信息。圖像處理裝置120采用從另一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)搜索對(duì)應(yīng)于從一個(gè)圖像數(shù)據(jù)中任意抽出的區(qū)塊(例如，水平4像素X垂直4像素的陣列)的區(qū)塊的所謂的圖案匹配而導(dǎo)出視差。在此，水平是指所拍攝的圖像的畫面橫向方向，相當(dāng)于實(shí)際空間中的水平方向。而且，垂直是指所拍攝的圖像的畫面縱向方向，相當(dāng)于實(shí)際空間中的豎直方向。所述圖案匹配是指，在兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)之間，以示出任意圖像位置的區(qū)塊單位比較亮度值(Y色差信號(hào))的方法。例如，包括求出亮度值的差值的絕對(duì)差值和(SAD，Sumof Absolute Difference)、將差值平方后使用的差值的平方和(SSD, Sum of Squaredintensity Difference)、求出從各個(gè)像素的亮度值減去了平均值的分散值的相似度的歸一化互相關(guān)(NCC, Normalized Cross Correlation)等方法。圖像處理裝置120對(duì)于被顯示在檢索區(qū)域(例如,600像素X200像素)的全部區(qū)塊執(zhí)行這種區(qū)塊單位的視差導(dǎo)出處理。在此，將區(qū)塊設(shè)定為4像素X4像素，但區(qū)塊內(nèi)的像素?cái)?shù)量可以任意地設(shè)定。但是，在圖像處理裝置120中，雖然能夠?qū)ψ鳛闄z測分辨率單位的每個(gè)區(qū)塊導(dǎo)出視差，但無法識(shí)別該區(qū)塊是哪種對(duì)象物的一部分。因此，視差信息不是對(duì)象物單位，而是作為檢測區(qū)域的檢測分辨率單位(例如區(qū)塊單位)而被獨(dú)立地導(dǎo)出。在此,將如此導(dǎo)出的視差信息(相當(dāng)于后述的相對(duì)距離)映射到圖像數(shù)據(jù)的圖像稱為距離圖像。圖2為用于說明亮度圖像124和距離圖像126的說明圖。例如，假設(shè)通過兩個(gè)攝像裝置110，針對(duì)檢測區(qū)域122生成圖2(a)所示的亮度圖像(圖像數(shù)據(jù))124。但是，在此為了便于理解，僅模式性地示出兩個(gè)亮度圖像124中的一個(gè)。圖像處理裝置120從這種亮度圖像124求出每個(gè)區(qū)塊的視差，從而形成圖2(b)所示的距離圖像126。對(duì)于距離圖像126 中的各個(gè)區(qū)塊來說，其區(qū)塊的視差相互關(guān)聯(lián)。在此，為了便于說明，將導(dǎo)出視差的區(qū)塊以黑點(diǎn)表不。對(duì)于視差來說，容易以圖像的邊緣部分(相鄰像素之間明暗的差值較大的部分)被確定，因此在距離圖像126中，賦予黑點(diǎn)的、導(dǎo)出視差的區(qū)塊在亮度圖像124中也大多形成邊緣。因此，圖2(a)所示的亮度圖像124和圖2(b)所示的距離圖像126在各個(gè)對(duì)象物的輪廓上相互近似。環(huán)境識(shí)別裝置130從圖像處理裝置120獲取亮度圖像124，并基于亮度圖像124中的亮度的邊緣來提取檢測區(qū)域122中的對(duì)象物，確定該對(duì)象物對(duì)應(yīng)于那種特定物。并且，環(huán)境識(shí)別裝置130從圖像處理裝置120獲取距離圖像126，并利用所謂的立體視覺法將距離圖像126中的檢測區(qū)域122內(nèi)的每個(gè)區(qū)塊的視差信息變換為包含相對(duì)距離的三維位置信息。在此，立體視覺法是通過使用三角測量法，從對(duì)象物的視差導(dǎo)出該對(duì)象物相對(duì)于攝像裝置110的相對(duì)距離的方法。對(duì)于環(huán)境識(shí)別裝置130將在后面詳述。車輛控制裝置140執(zhí)行避免本車輛與通過環(huán)境識(shí)別裝置130確定的對(duì)象物碰撞或使本車輛與前行車輛的車間距保持在安全距離的控制。具體來說，車輛控制裝置140通過用于檢測方向盤角度的舵角傳感器142和用于檢測車輛I的速度的車速傳感器144等獲得當(dāng)前的車輛I的行駛狀態(tài)，并通過控制致動(dòng)器146將車輛I與前行車輛的車間距保持在安全距離。在此，致動(dòng)器146是用于控制剎車、節(jié)氣閥、舵角等的車輛控制用致動(dòng)器。而且，當(dāng)推斷出將與對(duì)象物產(chǎn)生碰撞時(shí)，車輛控制裝置140在設(shè)置在駕駛者前方的顯示器148進(jìn)行相應(yīng)警告顯示(報(bào)警)的同時(shí)，控制致動(dòng)器146使車輛I自動(dòng)地減速。這種車輛控制裝置140也可以與環(huán)境識(shí)別裝置130形成為一體。(環(huán)境識(shí)別裝置130)圖3為示出環(huán)境識(shí)別裝置130的概略的功能的功能方框圖。如圖3所示，環(huán)境識(shí)別裝置130包括I/F單元150、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元152、中央控制單元154。I/F單元150是用于使與圖像處理裝置120和車輛控制裝置140進(jìn)行雙向信息交換的接口。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元152由RAM、閃存、HDD等構(gòu)成，并存儲(chǔ)圖案匹配所使用的多個(gè)外觀圖案和以下所示的各個(gè)功能單元的處理所需的各種信息，而且，暫時(shí)存儲(chǔ)從圖像處理裝置120接收的亮度圖像124。中央控制單元154由包括中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)有程序等的ROM、作為工作區(qū)的RAM等的半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成，并通過系統(tǒng)總線156控制I/F單元150和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元152。而且，在本實(shí)施方式中，中央控制單元154具有作為位置信息獲取單元158，、區(qū)域限制單元160、亮度獲取單元162、邊緣導(dǎo)出單元164、軌跡生成單元166、群組化單元168、特定物確定單元170的功能。位置信息獲取單元158使用立體視覺法，將距離圖像126中的檢測區(qū)域122內(nèi)的每個(gè)區(qū)塊的視差信息變換成包括水平距離X、高度I以及相對(duì)距離Z的三維的位置信息。在此，視差信息表示距離圖像126中的各對(duì)象部位的視差，而三維的位置信息表示實(shí)際空間中的各對(duì)象部位的相對(duì)距離的信息。而且，當(dāng)視差信息不是以像素單位，而是以區(qū)塊單位(即多個(gè)像素單位)進(jìn)行導(dǎo)出時(shí)，可將該視差信息視為屬于區(qū)塊的所有像素的視差信息，并執(zhí)行像素單位的計(jì)算。
圖4為用于說明通過位置信息獲取單元158變換為三維位置信息的說明圖。位置信息獲取單元158首先將距離圖像126識(shí)別為如圖4所示的像素單位的坐標(biāo)系。這里，在圖4中，將左下角設(shè)定為原點(diǎn)(0，0)，橫向方向設(shè)定為i坐標(biāo)軸，縱向方向設(shè)定為j坐標(biāo)軸。因此，具有視差dp的像素能夠由像素位置i、j和視差dp表示為(i, j, dp)。將本實(shí)施方式中的實(shí)際空間上的三維坐標(biāo)系假設(shè)為以車輛I為中心的相對(duì)坐標(biāo)系。在此，將車輛I的行進(jìn)方向的右側(cè)方設(shè)定為X軸的正方向，車輛I的上方設(shè)定為Y軸的正方向，車輛I的行進(jìn)方向(前方)設(shè)定為Z軸的正方向，經(jīng)過兩個(gè)攝像裝置110的中央的鉛直線和道路表面的交點(diǎn)作為原點(diǎn)(0，0，0)。此時(shí)，假設(shè)道路為平面時(shí)，道路表面與X-Z平面(y = O) —致。位置信息獲取單元158通過以下的數(shù)學(xué)式I 數(shù)學(xué)式3將距離圖像126上的區(qū)塊坐標(biāo)(i，j，dp)變換為實(shí)際空間上的三維的點(diǎn)坐標(biāo)(X，y, z)。X = CD/2+z · Pff · (i_IV)...數(shù)學(xué)式 Iy = CH+z · Pff · (j-JV)...數(shù)學(xué)式 2z = KS/dp...數(shù)學(xué)式 3在此，⑶為攝像裝置110之間的間隔(基線長度)，PW為每一個(gè)像素的視角，CH為攝像裝置110自道路表面的布置高度，IV、JV為車輛I的正面方向無限遠(yuǎn)端的圖像上的坐標(biāo)(像素)，KS為距離系數(shù)(KS =⑶/PW)。因此，位置信息獲取單元158基于對(duì)象部位的相對(duì)距離、處在與對(duì)象部位相同的相對(duì)距離的道路表面上的點(diǎn)和對(duì)象部位在距離圖像126上的檢測距離，導(dǎo)出自道路表面的高度。區(qū)域限制單元160將后述的亮度獲取單元162獲取亮度的區(qū)域限制為包括無限遠(yuǎn)的、小于檢測區(qū)域122的區(qū)域。圖5是用于說明區(qū)域限制單元160的操作的說明圖。如圖5(a)所示，當(dāng)位置信息獲取單元158獲取的與前行車輛210的相對(duì)距離較短時(shí)，區(qū)域限制單元160將獲取亮度的區(qū)域212a設(shè)置為較寬，用以恰當(dāng)?shù)靥崛∵@種前行車輛210。并且，如圖5(b)所示，當(dāng)與前行車輛210的相對(duì)距離較長時(shí)，只要提取這種前行車輛210就可以，因此區(qū)域限制單元160將獲取亮度的區(qū)域212b設(shè)置為較小。在此,哪種區(qū)域212(212a、212b)都包括無限遠(yuǎn)214,而且對(duì)應(yīng)于與前行車輛210的相對(duì)距離，相對(duì)距離越短則放射狀變寬地確定區(qū)域212。由此，通過對(duì)應(yīng)于與前行車輛210的相對(duì)距離來變更獲取亮度的區(qū)域212，從而避免了無用的亮度的獲取，可以減輕計(jì)算負(fù)荷。亮度獲取單元162從接收的亮度圖像124中的、由區(qū)域限制單元160限制的區(qū)域212中以區(qū)塊(在此，例如為2X2像素)單位來獲取亮度(像素單位中三個(gè)色相(紅、綠、藍(lán))的亮度)。這時(shí)，當(dāng)檢測區(qū)域處于例如雨天或陰天時(shí)，亮度獲取單元162調(diào)整白平衡之后獲取亮度。本實(shí)施方式有效利用亮度獲取單元162獲取的亮度的邊緣來提取對(duì)象物。這是因?yàn)?，如圖6(a)所示，即使道路面以本車輛I的前行方向?yàn)檩S而左右傾斜，從而前行車輛210等被拍攝成相對(duì)傾斜，該邊緣無法沿著水平方向或垂直方向延伸，也可以維持對(duì)象物的確定精度。在以下的實(shí)施方式中，為了便于說明，將使用在圖6(a)中被限制的區(qū)域212中的前行車輛210的外形被簡化的圖6(b)。邊緣導(dǎo)出單元164基于每個(gè)區(qū)塊的亮度的邊緣所延伸的方向來導(dǎo)出邊緣方向。具 體地，邊緣導(dǎo)出單元164基于針對(duì)垂直方向而將區(qū)塊二等分(在此為2X2像素)的左右各區(qū)域中的亮度的合計(jì)值的差值(以下，簡單地稱為垂直方向成分)、針對(duì)水平方向而將區(qū)塊二等分的上下各區(qū)域中的亮度的合計(jì)值的差值(以下，簡單地稱為水平方向成分)來導(dǎo)出邊緣方向。圖7是用于說明邊緣導(dǎo)出單元164的操作的說明圖。圖7(a)示出被限制成與圖6(b)相同的區(qū)域212中的簡化的前行車輛210。并且，假設(shè)放大該區(qū)域212中的任意區(qū)塊220a時(shí)成為如圖7(b)的亮度分布，放大其他任意區(qū)塊220b時(shí)成為如圖7(c)的亮度分布。而且，假設(shè)亮度的范圍在O 225，并在圖7(b)中假設(shè)白色的涂滿色為亮度“200”，黑色的涂滿色為亮度“O”。在此，假設(shè)區(qū)塊的圖中左上像素的亮度為A，右上像素的亮度為B，左下像素的亮度為C，右下像素的亮度為D，則邊緣方向的水平方向成分定義為(A+B)-(C+D)，邊緣方向的垂直方向成分定義為(A+C)-(B+D)。于是，圖7(b)中所示的區(qū)塊220a的邊緣方向的水平方向成分為(A+B)-(C+D)=(200+0) - (200+0) = 0，區(qū)塊220a的邊緣方向的垂直方向成分為(A+C) - (B+D)=(200+200)-(0+0) =+400。由此，水平方向成分為“0”，垂直方向成分為“+400”，邊緣方向表示成如圖7(d)的沿垂直方向朝上的箭頭。不過，如圖7(f)所示，水平成分是以畫面右方向?yàn)檎较?，垂直成分是以趣面上方向?yàn)檎较?。類似地，圖7(c)中所示的區(qū)塊220b的邊緣方向的水平方向成分為(A+B)_(C+D)=(0+0)-(200+200) =-400，區(qū)塊220b的邊緣方向的垂直方向成分為(A+C)-(B+D)=(0+200)-(0+200) = 0。由此，水平方向成分為“-400”，垂直方向成分為“0”，則邊緣方向表示成如圖7(e)的畫面的沿水平方向朝向左的箭頭。由此，通過從區(qū)塊內(nèi)的一半的區(qū)域中減去其余一半的區(qū)域的構(gòu)成，可以除去包含在整個(gè)區(qū)塊內(nèi)的亮度的偏移或干擾，能夠恰當(dāng)?shù)靥崛∵吘?。并且，僅通過加減法的簡單計(jì)算即可導(dǎo)出邊緣方向，從而減輕了計(jì)算負(fù)荷。本實(shí)施方式的目的在于，判斷如此導(dǎo)出的邊緣方向在相鄰的區(qū)塊之間的一致性，由此將該區(qū)塊彼此關(guān)聯(lián)。但是，當(dāng)將導(dǎo)出了上述水平方向成分和垂直方向成分的值直接簡單地作為邊緣方向時(shí)，該邊緣方向的變化存在無限多的可能性。于是，需要設(shè)定針對(duì)該無限多的變化可視為同一方向的邊緣方向的范圍。因此，在本實(shí)施方式中，水平方向成分及垂直方向成分均以單位長度來定義，以簡化邊緣方向的變化。即，水平方向成分及垂直方向成分均視為-1、0、+1中的任一個(gè)。于是，如圖7(g)所示，邊緣方向可以限定在分別形成45度角度的8個(gè)方向和水平方向成分及垂直方向成分均為O的無方向的9個(gè)狀態(tài)。據(jù)此，能夠大幅度減輕以下所示的軌跡生成單元166的計(jì)算負(fù)荷。并且，圖7(g)的各方向所附帶的數(shù)值表示針對(duì)各個(gè)邊緣方向的優(yōu)先順序(升序)，當(dāng)一個(gè)區(qū)塊220有多個(gè)邊緣方向可選時(shí)，將該優(yōu)先順序較高的邊緣方向視為該區(qū)塊220的邊緣方向。并且，若如此地簡化邊緣方向的導(dǎo)出時(shí)，在水平方向成分或垂直方向成分不為O的全部情形中，該成分具備單位長度。例如，當(dāng)水平方向成分換做亮度為-I的情況和+1的情況下，雖然亮度的差只有2，但是作為邊緣方向產(chǎn)生正反方向的結(jié)果。因此，導(dǎo)出邊緣方向時(shí)設(shè)置盲區(qū)，當(dāng)水平方向成分或垂直方向成分的絕對(duì)值在預(yù)定閾值(例如20)以下時(shí)，邊緣導(dǎo)出單元164將水平方向成分或垂直方向成分視為O而導(dǎo)出邊緣方向。據(jù)此，可以避免因噪音而生成的水平方向成分或垂直方向成分導(dǎo)致邊緣方向 不穩(wěn)定的情況，從而在后述的軌跡生成單元166也可以得到穩(wěn)定的結(jié)果。并且，在此示出了作為預(yù)定閾值而使用固定值的例子，但是，也可將預(yù)定閾值設(shè)為可變值。例如，在攝像裝置110中，具有亮度越高則干擾的量也增大的特性。因此，優(yōu)選地，預(yù)定閾值使用關(guān)于區(qū)塊內(nèi)的亮度(例如區(qū)塊內(nèi)的全部亮度的平均值)的遞增函數(shù)(例如，將亮度的平均值作為參數(shù)的線性函數(shù))求出。由此，與因區(qū)塊內(nèi)的整體亮度的高低而產(chǎn)生的干擾量的變動(dòng)無關(guān)地，可以避免因干擾而使邊緣方向變得不穩(wěn)定的情形。此時(shí)，當(dāng)整體的亮度較高時(shí)預(yù)定閾值也變高，但是說起來，在亮度較高的范圍，水平方向成分和垂直方向成分也會(huì)變大，因此在穩(wěn)定導(dǎo)出邊緣方向時(shí)不會(huì)存在障礙。圖8是示出根據(jù)邊緣導(dǎo)出單元164來導(dǎo)出邊緣方向時(shí)的圖像的示意圖。在此，在相當(dāng)于圖7(a)的前行車輛210的外形的部分，分別沿著外形導(dǎo)出有邊緣方向(圖8中用箭頭示出)。但是，為了便于理解，抽象地較大地顯示邊緣方向，但是，實(shí)際上針對(duì)每個(gè)區(qū)塊導(dǎo)出邊緣方向。在此，示出針對(duì)外形的各邊而導(dǎo)出相同的邊緣方向的例子，但是，根據(jù)其拍攝情況，存在由于邊緣接近而被雙重地檢測，或者部分邊緣無法檢測出來的情況。當(dāng)由于邊緣接近而被雙重地檢測的時(shí)候，基于上述圖7(g)的優(yōu)先順序來確定一個(gè)邊緣方向。并且，當(dāng)部分邊緣無法檢測出來時(shí)，根據(jù)后述的軌跡生成單元166來執(zhí)行對(duì)該區(qū)塊的插補(bǔ)。軌跡生成單元166基于由邊緣導(dǎo)出單元164導(dǎo)出的邊緣方向?qū)^(qū)塊彼此關(guān)聯(lián)，以生成邊緣軌跡。具體地，軌跡生成單元166比較相鄰的區(qū)塊，且當(dāng)具備相同的邊緣方向時(shí)，將該區(qū)塊彼此關(guān)聯(lián)。由此，如圖9所示，生成表示前行車輛210的外形的邊緣軌跡222。在此，著重點(diǎn)不是導(dǎo)出水平方向或垂直方向中的邊緣像素的柱狀圖(距離分布)，而是邊緣本身形成何種軌跡，因此即使邊緣的延伸方向相對(duì)水平方向或垂直方向傾斜，并且即使邊緣具備曲率，也能夠恰當(dāng)?shù)貙?dǎo)出該軌跡。不過，原本如此地生成邊緣軌跡222時(shí)即可大致再現(xiàn)對(duì)象物的外形，但是實(shí)際上因太陽光或照明燈這種環(huán)境燈光、或者擋風(fēng)玻璃的模糊或污潰，存在邊緣局部不同或欠缺的情況。因此，軌跡生成單元166基于相鄰于任意區(qū)塊的多個(gè)區(qū)塊的邊緣方向來插補(bǔ)任意區(qū)塊的邊緣方向。具體地，當(dāng)相鄰于任意區(qū)塊的兩個(gè)邊緣軌跡222具備相同的邊緣方向時(shí)，在該任意的區(qū)塊的邊緣方向上寫上兩個(gè)邊緣軌跡222的邊緣方向，并生成包含任意的區(qū)塊的一條長的邊緣軌跡。圖10是用于說明軌跡生成單元166的插補(bǔ)操作的說明圖。例如，在如圖10(a)所示地排列的多個(gè)區(qū)塊220中，假設(shè)邊緣導(dǎo)出單元164已導(dǎo)出各個(gè)邊緣方向(如圖10(a)所示)。并且，在此，區(qū)塊220d因某種原因，無法維持與其他區(qū)塊220a、220b、220c、220e、220f的連續(xù)性。在圖10(&)，區(qū)塊22(^、22013、22(^的邊緣方向相同，因此如圖10(b)所示，軌跡生成單元166將該三個(gè)區(qū)塊220a、220b、220c關(guān)聯(lián)而生成邊緣軌跡222a。并且，區(qū)塊220e、220f的邊緣方向也相同，因此如圖10(b)所示，軌跡生成單元166將該兩個(gè)區(qū)塊220e、220f關(guān)聯(lián)而生成邊緣軌跡222b。接著，軌跡生成單元166搜索未成為邊緣軌跡222的對(duì)象的區(qū)塊220d所相鄰的區(qū)塊，并判斷是否存在多個(gè)邊緣軌跡222。并且，當(dāng)存在多個(gè)邊緣軌跡(例如，邊緣軌跡222a、222b)，且該多個(gè)邊緣軌跡222具備相同的邊緣方向(例如，畫面上方向)時(shí)，軌跡生成單元166將區(qū)塊220d的邊緣方向也變更為與邊緣軌跡222a、222b相同的邊緣方向(如圖·10(c))。并且，軌跡生成單元166包含區(qū)塊220d而生成新的一串邊緣軌跡222c。此時(shí)，當(dāng)一個(gè)區(qū)塊220與雙系統(tǒng)的邊緣軌跡對(duì)應(yīng)(雙系統(tǒng)的邊緣方向)時(shí)，可根據(jù)圖7(g)所示的優(yōu)選順序來選擇一個(gè)邊緣方向。與雙系統(tǒng)的邊緣軌跡對(duì)應(yīng)是指，例如一個(gè)區(qū)塊220的上下的區(qū)塊220中有具備相同邊緣方向的邊緣軌跡222，相同地，左右的區(qū)塊220中有具備與上下區(qū)塊不同的、相同的邊緣方向的邊緣軌跡222。并且，在此僅使用邊緣方向來插補(bǔ)邊緣方向，但是例如，也可以引進(jìn)在上述的區(qū)塊220中的水平方向成分或垂直方向成分所對(duì)應(yīng)的亮度的合計(jì)值的差值(邊緣強(qiáng)度)的參數(shù)來判斷是否執(zhí)行插補(bǔ)操作。根據(jù)這種構(gòu)成，不僅可從邊緣方向判斷連續(xù)性，還可從邊緣強(qiáng)度判斷區(qū)塊或邊緣方向的連續(xù)性，從而可實(shí)現(xiàn)高精度的插補(bǔ)操作。群組化單元168將由多個(gè)邊緣軌跡222包圍的區(qū)域群組化為對(duì)象物。圖11是用于說明群組化單元168的操作的說明圖。群組化單元168從被限制的區(qū)域212中提取邊緣軌跡222，并組合面對(duì)面的邊緣軌跡222。例如，群組化單元168組合圖11中用實(shí)線表示的邊緣軌跡(I)和邊緣軌跡(2)，并且組合用虛線表示的邊緣軌跡(3)和邊緣軌跡(4)。并且，將包含在該面對(duì)面的邊緣軌跡222的區(qū)域當(dāng)作對(duì)象物。因此，在此，提取出由平行的邊緣軌跡(I)、⑵與邊緣軌跡(3)、(4)構(gòu)成的方形的對(duì)象物。在此，面對(duì)面的邊緣軌跡是否平行的問題，可通過邊緣軌跡222的近似曲線(近似直線)的傾斜相等，或者垂直于邊緣軌跡222之間的邊緣軌跡的線段的距離均相等來掌握。并且，當(dāng)判斷為群組化的對(duì)象物傾斜于水平方向時(shí)，為了后述的圖案匹配，群組化單元168可對(duì)該對(duì)象物實(shí)施仿射變換而進(jìn)行坐標(biāo)變換。這種仿射變換所用到的變換角度可使用相對(duì)任意一個(gè)邊緣軌跡222的水平或者垂直方向形成的角度，但是當(dāng)存在多個(gè)邊緣軌跡222時(shí)，可計(jì)算相對(duì)其中的多個(gè)或者全部邊緣軌跡222的水平或者垂直方向形成的角度，由此求出其平均值。由此，通過仿射變換來提高坐標(biāo)變換精度。當(dāng)群組化單元168群組化的對(duì)象物滿足預(yù)定的條件時(shí)，特定物確定單元170將該對(duì)象物確定為特定物。在此，作為該條件可以例舉圖案匹配。首先，特定物確定單元170讀取對(duì)象物和存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元152的圖案(例如，讀取典型的車輛的外觀圖案)，并對(duì)對(duì)象物和該多個(gè)外觀圖案進(jìn)行圖案匹配。作為這種圖案匹配，可以使用上述的SAD、SSD、NCC等各種方法。但是，在本實(shí)施方式中，由于對(duì)象物存在于行駛車道上，因此可大致推斷其是行駛車道上的車輛。例如，行駛車道上的對(duì)象物可近似于方形，且其水平方向的長度和垂直方向的長度的比例包含在可視為通用車輛的比例(例如3 : I I : 2)時(shí)，無需執(zhí)行圖案匹配，也可視為車輛。并且，在此以車輛為例子進(jìn)行了說明，但是本實(shí)施方式可以區(qū)別人和信號(hào)燈、道路標(biāo)識(shí)、其他各種特定物。例如，本實(shí)施方式的邊緣軌跡也可對(duì)應(yīng)于曲線，由此能夠適用于人的外形等多用曲線表示的對(duì)象物。于是，環(huán)境識(shí)別裝置130可從亮度圖像124將一個(gè)或多個(gè)對(duì)象物作為特定物提取出來，并可將該信息用在各種控制中。例如，圖11的對(duì)象物可特定為特定物“車輛”，則本車輛I可根據(jù)本車輛I的速度和與該特定物“車輛”的相對(duì)距離，掌握是否該停止或者減速。 因此，根據(jù)環(huán)境識(shí)別裝置130，可通過邊緣的方向來確定對(duì)象物，從而可實(shí)現(xiàn)描繪成曲線或者其本身傾斜的對(duì)象物的確定效率及確定精度的提高。(環(huán)境識(shí)別方法)以下，參照?qǐng)D12至圖17的流程圖說明環(huán)境識(shí)別裝置130的具體的處理。圖12示出關(guān)于從亮度圖像120接收亮度圖像124時(shí)的中斷處理的整個(gè)流程，圖13至圖17示出其中的個(gè)別子程序。并且,在此,作為區(qū)塊例舉2X2像素，且將600 X 200像素的亮度圖像124的左下角作為原點(diǎn)，并在圖像水平方向?yàn)镮至300區(qū)塊，垂直方向?yàn)镮至100區(qū)塊的范圍執(zhí)行依據(jù)該環(huán)境識(shí)別方法的處理。如圖12所示，當(dāng)以亮度圖像124的接收為契機(jī)，產(chǎn)生依據(jù)該環(huán)境識(shí)別方法的中斷時(shí)，參照從圖像處理裝置120獲取的亮度圖像124，對(duì)由區(qū)域限制單元160限制的區(qū)域212導(dǎo)出各個(gè)區(qū)塊的邊緣方向(S300)。并且，基于導(dǎo)出的邊緣方向?qū)^(qū)塊彼此關(guān)聯(lián)，由此生成邊緣軌跡(S302)，且進(jìn)一步插補(bǔ)由多個(gè)邊緣軌跡包圍的區(qū)塊的邊緣方向(S304)。接著，當(dāng)由上述多個(gè)邊緣軌跡包圍的區(qū)域被群組化而提取出對(duì)象物時(shí)(S306)，該對(duì)象物通過圖案匹配等而確定為特定物(S308)。以下，具體說明上述處理。(邊緣方向?qū)С鎏幚鞸300)參照?qǐng)D13，首先區(qū)域限制單元160限制獲取亮度的區(qū)域(S350)。在此，假設(shè)將獲取亮度的區(qū)域限制在，圖像水平方向?yàn)?1至250區(qū)塊，垂直方向?yàn)?1至80區(qū)塊的區(qū)域212。邊緣導(dǎo)出單元164為了確定區(qū)塊而初始化垂直變量j (在此代入20) (S352)。接著，邊緣導(dǎo)出單元164使垂直變量j加“ I”(增量)的同時(shí)初始化水平變量i (在此代入50) (S354)。其次，邊緣導(dǎo)出單元164使水平變量i加“I” (S356)。此時(shí)，設(shè)置水平變量i和垂直變量j的目的在于，針對(duì)200 (51至250) X 60 (21至80)的全部區(qū)塊執(zhí)行該邊緣方向?qū)С鎏幚?。邊緣?dǎo)出單元164使亮度獲取單元162從亮度圖像124獲取作為對(duì)象部位的區(qū)塊(i，j)內(nèi)的2X2像素的亮度(S358)。邊緣導(dǎo)出單元164基于公式(A+B)_(C+D)來導(dǎo)出水平方向成分(S360)，并判斷已導(dǎo)出來的水平方向成分的絕對(duì)值是否在預(yù)定的閾值以下(S362)。當(dāng)水平方向成分的絕對(duì)值在預(yù)定的閾值以下時(shí)(S362中的“是”)，將水平方向成分置換為0(S364)。并且，當(dāng)水平方向成分的絕對(duì)值超過預(yù)定的閾值時(shí)(S362中的“否”)，判斷水平方向成分的符號(hào)是否表示為正(S366)。在此，若表示為正(S366中的“是”)，則水平方向成分被置換為+1(S368)，若不表示為正(S366中的“否”)，則水平方向成分被置換為-I (S370)。同樣地，邊緣導(dǎo)出單元164基于公式(A+C)_(B+D)來導(dǎo)出垂直方向成分(S372)，并判斷已導(dǎo)出來的垂直方向成分的絕對(duì)值是否在預(yù)定的閾值以下(S374)。當(dāng)垂直方向成分的絕對(duì)值在預(yù)定的閾值以下時(shí)(S374中的“是”)，將垂直方向成分置換為0(S376)。并且，當(dāng)垂直方向成分的絕對(duì)值超過預(yù)定的閾值時(shí)(S374中的“否”)，判斷垂直方向成分的符號(hào)是否表示為正(S378)。在此，若表示為正(S378中的“是”)，則垂直方向成分被置換為+1(S380)，若不表示為正(S378中的“否”)，則垂直方向成分被置換為-I (S382)。然后，邊緣導(dǎo)出單元164從水平方向成分以及垂直方向成分中導(dǎo)出邊緣方向，并將表示邊緣方向的邊緣方向標(biāo)識(shí)符d(例如，圖7(g)所示的編號(hào))關(guān)聯(lián)到區(qū)塊，以作為區(qū)塊(i，j，d) (S384)。
接著，邊緣導(dǎo)出單元164判斷水平變量i是否超過水平區(qū)塊的最大值(在此為250) (S386)，當(dāng)水平變量i未超過最大值時(shí)(S386中的“否”)，從步驟S356的水平變量i的增量處理開始重復(fù)處理。并且，當(dāng)水平變量i超過最大值時(shí)(S386中的“是”)，邊緣導(dǎo)出單元164判斷垂直變量j是否超過垂直區(qū)塊的最大值(在此為80) (S388)。并且，若垂直變量j未超過最大值(S388中的“否”)，則從步驟S354的垂直變量j的增量處理開始重復(fù)處理。而且，當(dāng)垂直變量j超過最大值時(shí)(S388中的“是”)，結(jié)束該邊緣方向?qū)С鎏幚?。從而，各個(gè)區(qū)塊關(guān)聯(lián)有邊緣方向。(邊緣軌跡生成處理S302)參照?qǐng)D14，軌跡生成單元166初始化用于確定對(duì)象部位(像素)的垂直變量j (在此代入20) (S400)。接著，軌跡生成單元166使垂直變量j加“I”的同時(shí)初始化水平變量i (在此代入50) (S402)。其次，軌跡生成單元166使水平變量i加“ I ” (S404)。接著，軌跡生成單元166提取區(qū)塊(i，j，d) (S406)，并判斷在相鄰于提取出來的區(qū)塊的區(qū)塊中是否存在邊緣方向標(biāo)識(shí)符d相同的區(qū)塊(S408)。當(dāng)不存在邊緣方向標(biāo)識(shí)符d相同的區(qū)塊時(shí)(S408中的“否”)，轉(zhuǎn)到下一個(gè)步驟S420。另外，當(dāng)存在邊緣方向標(biāo)識(shí)符d相同的區(qū)塊時(shí)(S408中的“是”)，判斷是否沒有任何一個(gè)區(qū)塊關(guān)聯(lián)著邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t(S410)。當(dāng)任何一個(gè)區(qū)塊均未關(guān)聯(lián)著邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t時(shí)(S410中的“是”)，軌跡生成單元166將作為邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t而還未被利用的編號(hào)中最小的值關(guān)聯(lián)到兩個(gè)區(qū)塊，以作為區(qū)塊(i，j, d, t) (S412)。當(dāng)至少一側(cè)的區(qū)塊關(guān)聯(lián)著邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t時(shí)(S410中的“否”)，軌跡生成單元166判斷是否僅有一側(cè)的區(qū)塊關(guān)聯(lián)著邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t(S414)。當(dāng)僅有一側(cè)的區(qū)塊關(guān)聯(lián)邊著緣軌跡標(biāo)識(shí)符t時(shí)(S414中的“是”)，軌跡生成單元166將該關(guān)聯(lián)的一側(cè)區(qū)塊的邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t也關(guān)聯(lián)到另一側(cè)的區(qū)塊(S416)。當(dāng)兩側(cè)的區(qū)塊中都關(guān)聯(lián)著邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t時(shí)(S414中的“否”)，軌跡生成單元166將數(shù)值較高的區(qū)塊以及與該區(qū)塊的邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t相同的全部區(qū)塊的邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t置換為較低的數(shù)值(S418)。并且，群組化單元168在群組化處理S306之前，預(yù)先求出由關(guān)聯(lián)著這種邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t的區(qū)塊形成的邊緣軌跡的傾斜度1，以作為區(qū)塊(i，j，d，t,I)(S420)。接著，軌跡生成單元166判斷水平變量i是否超過水平區(qū)塊的最大值(在此是250) (S422)，若水平變量i未超過最大值(S422中的“否”)，則從步驟S404的水平變量i的增量處理開始重復(fù)處理。并且，當(dāng)水平變量i超過最大值(S422中的“是”)時(shí)，軌跡生成單元166判斷垂直變量j是否超過垂直區(qū)塊的最大值(在此為80) (S424)。并且，若垂直變量j未超過最大值(S424中的“否”)，則從步驟S402的垂直變量j的增量處理開始重復(fù)處理。而且，當(dāng)垂直變量j超過最大值時(shí)(S424中的“是”)，結(jié)束該邊緣軌跡生成處理。由此，生成邊緣軌跡。(邊緣軌跡插補(bǔ)處理S304)參照?qǐng)D15，軌跡生成單元166初始化用于確定對(duì)象部位(像素)的垂直變量j (在此代入20) (S450)。接著，軌跡生成單元166使垂直變量j加“I”的同時(shí)初始化水平變量i (在此代入50) (S452)。其次，軌跡生成單元166使水平變量i加“ I ” (S 454)。軌跡生成單元166提取區(qū)塊(i，j，d) (S456)，并判斷相鄰于提取出來的區(qū)塊的多個(gè)區(qū)塊中是否關(guān)聯(lián)著邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t，且該多個(gè)區(qū)塊的邊緣方向標(biāo)識(shí)符d是否相同(S458)。當(dāng)不滿足任意一個(gè)條件時(shí)(S458中的“否”)，轉(zhuǎn)到下一個(gè)步驟S466中進(jìn)行處理。另外，當(dāng)滿足全部條件時(shí)(S458中的“是”)，軌跡生成單元166在提取出來的區(qū)塊的邊緣方向標(biāo)識(shí)符d中代入或者置換成多個(gè)區(qū)塊的邊緣方向標(biāo)識(shí)符d(S460)。并且，軌跡生成單元166使提取出來的區(qū)塊的邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t成為關(guān)聯(lián)到多個(gè)區(qū)塊的多個(gè)邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t中的較低的數(shù)值。進(jìn)一步，將數(shù)值較高的區(qū)塊以及與該區(qū)塊的邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t相同的全部區(qū)塊的邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t置換為較低的數(shù)值(S462)。并且，群組化單元168求出這種整合的邊緣軌跡的傾斜度1，并在整合的全部區(qū)塊中賦予該值(S464)。接著，軌跡生成單元166判斷水平變量i是否超過水平區(qū)塊的最大值(在此為250) (S466)，若水平變量i未超過最大值(S466中的“否”)，則從步驟S454的水平變量i的增量處理開始重復(fù)處理。并且，當(dāng)水平變量i超過最大值時(shí)(S466中的“是”)，軌跡生成單元166判斷垂直變量j是否超過垂直區(qū)塊的最大值(在此為80) (S468)。并且，當(dāng)垂直變量j未超過最大值時(shí)(S468中的“否”)，從步驟S452的垂直變量j的增量處理開始重復(fù)處理。而且，當(dāng)垂直變量j超過最大值時(shí)(S468中的“是”)，結(jié)束該邊緣軌跡插補(bǔ)處理。(群組化處理S3O6)參照?qǐng)D16,群組化單元168初始化用于確定邊緣軌跡的邊緣軌跡變量k(代入“O”)(S500)。接著，群組化單元168使邊緣軌跡變量k加“1”，并初始化用于確定組合候補(bǔ)的邊緣軌跡的邊緣軌跡變量m (代入k) (S502)。其次,群組化單元168使邊緣軌跡變量m加“I”(S504)。在此，設(shè)置邊緣軌跡變量k、m的目的在于，針對(duì)邊緣軌跡的全部組合進(jìn)行該群組化處理。群組化單元168比較邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t為邊緣軌跡變量k的邊緣軌跡的傾斜度I和邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t為邊緣軌跡變量m的邊緣軌跡的傾斜度1，并判斷該角度差是否在預(yù)定值(例如，5° )以內(nèi)(S506)。此時(shí)，當(dāng)角度差在預(yù)定值以內(nèi)時(shí)(S506中的“是”)，群組化單元168將作為組合標(biāo)識(shí)符P而還未被利用的編號(hào)中最小的值關(guān)聯(lián)于兩個(gè)邊緣軌跡(S508)。接著,群組化單元168判斷邊緣軌跡變量m是否超過邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t的最大值(S510)，若邊緣軌跡變量m未超過最大值(S510中的“否”)，則從步驟S504的邊緣軌跡變量m的增量處理開始重復(fù)處理。而且，當(dāng)邊緣軌跡變量m超過最大值時(shí)(S510中的“是”)，群組化單元168判斷邊緣軌跡變量k是否超過(邊緣軌跡標(biāo)識(shí)符t的最大值-I) (S512)。并且，當(dāng)邊緣軌跡變量k未超過(最大值-I)時(shí)(S512中的“否”)，從步驟S502的邊緣軌跡變量k的增量處理開始重復(fù)處理。而且，當(dāng)邊緣軌跡變量k超過(最大值-I)時(shí)(S512中的“否”)，轉(zhuǎn)到下一個(gè)步驟S514進(jìn)行處理。接下來，群組化單元168初始化用于確定邊緣軌跡的組合的組合變量η(代入“O”)(S514)。接著，群組化單元168使組合變量η加“ I ”，并初始化用于確定群組化候補(bǔ)的邊緣軌跡的組合的組合變量q (代入n) (S516)。其次，群組化單元168使組合變量q加“ 1”(S518)。在此，設(shè)置組合變量n、q的目的在于，針對(duì)邊緣軌跡的全部組合進(jìn)行該群組化處理。群組化單元168比較由組合標(biāo)識(shí)符P為組合變量η的軌跡邊緣的組合包圍的坐標(biāo)范圍和由組合標(biāo)識(shí)符P為組合變量q的軌跡邊緣的組合包圍的坐標(biāo)范圍。并且，判斷該坐標(biāo)范圍是否重復(fù)了預(yù)定比例(例如,80% ) (S520)。S卩，判斷組合標(biāo)識(shí)符P為組合變量η的邊緣軌跡的組合與組合標(biāo)識(shí)符P為組合變量q的邊緣軌跡的組合是否形成方形。在此，當(dāng)坐標(biāo)范圍重復(fù)預(yù)定比例時(shí)(S520中的“是”)，群組化單元168群組化由該兩組組合包圍的 坐標(biāo)范圍，并關(guān)聯(lián)對(duì)象物標(biāo)識(shí)符ο (S522)。接著，群組化單元168判斷組合變量q是否超過組合標(biāo)識(shí)符P的最大值(S524)，當(dāng)組合變量q未超過最大值時(shí)(S524中的“否”)，從步驟S518的組合變量q的增量處理開始重復(fù)處理。而且，當(dāng)組合變量q超過最大值時(shí)(S524中的“是”)，群組化單元168判斷組合變量η是否超過(組合標(biāo)識(shí)符P的最大值-I) (S526)。并且，當(dāng)組合變量η未超過(最大值-I)時(shí)(S526中的“否”)，從步驟S516的組合變量η的增量處理開始重復(fù)處理。而且，當(dāng)組合變量η超過(最大值-I)時(shí)(S526中的“是”)，結(jié)束該群組化處理。由此，提取出群組化的對(duì)象物。(特定物確定處理S308)參照?qǐng)D17，特定物確定單元170初始化用于確定對(duì)象物的對(duì)象物變量g(代入“O”)(S550)。接著，特定物確定單元170使對(duì)象物變量g加“1”，并初始化用于確定外觀圖案的圖案變量h (代入“O”)(S552)。其次，特定物確定單元170使圖案變量h加“ I ”(S554)。在此，設(shè)置對(duì)象物變量g以及圖案變量h的目的在于，針對(duì)對(duì)象物和圖案外觀的全部組合進(jìn)行圖案匹配。特定物確定單元170針對(duì)對(duì)象物標(biāo)識(shí)符ο為對(duì)象物變量g的對(duì)象物，執(zhí)行與圖案標(biāo)識(shí)符r為圖案變量h的外觀圖案之間的圖案匹配，從而判斷與外觀圖案是否匹配(S556)。此時(shí)，若與外觀圖案進(jìn)行匹配(S556中的“是”)，則特定物確定單元170將該對(duì)象物確定為圖案標(biāo)識(shí)符r為圖案變量h的特定物(S558)。接下來，特定物確定單元170判斷圖案變量h是否超過圖案標(biāo)識(shí)符!■的最大值(S560)，若圖案變量h未超過最大值(S560中的“否”)，則從步驟S554的圖案變量h的增量處理開始重復(fù)處理。而且，當(dāng)圖案變量h超過最大值時(shí)(S560中的“是”)，特定物確定單元170判斷對(duì)象物變量g是否超過對(duì)象物標(biāo)識(shí)符ο的最大值(S562)。并且，當(dāng)對(duì)象物變量g未超過最大值時(shí)(S562中的“否”)，從步驟S552的對(duì)象物變量g的增量處理開始重復(fù)處理。而且，當(dāng)對(duì)象物變量g超過最大值時(shí)(S562中的“是”)，結(jié)束該特定物確定處理。由此，群組化的對(duì)象物正式地被確定為特定物。如上述的說明，根據(jù)環(huán)境識(shí)別裝置130，可通過邊緣方向來確定對(duì)象物，從而實(shí)現(xiàn)了描繪成曲線或者其自身傾斜的對(duì)象物的確定效率以及確定精度的提高。
而且，還提供將計(jì)算機(jī)作為環(huán)境識(shí)別裝置130而功能化的程序或記錄該程序的計(jì)算機(jī)可讀軟盤、光磁盤、ROM、⑶、DVD、BD等記錄介質(zhì)。在此，程序是利用任意的語言或記述方法記述的數(shù)據(jù)處理方法。以上的說明中，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不局限于已說明的實(shí)施方式。本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)知道在權(quán)利要求書所記載的范疇之內(nèi)導(dǎo)出各種變更例或修改例是顯而易見的，但顯然這些都屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。例如，在上述實(shí)施方式中，當(dāng)導(dǎo)出區(qū)塊的邊緣方向時(shí)，作為水平方向成分使用(A+B)-(C+D)，作為垂直方向成分使用(A+C)-(B+D)。但是，邊緣方向只要針對(duì)每個(gè)區(qū)塊的亮度的邊緣所延伸的方向具備預(yù)先規(guī)定的任意角度的方向即可。例如，可以使用使水平方向成分為(A+C)-(B+D)，使垂直方向成分為(A+B)-(C+D)等各種組合。并且，在上述的實(shí)施方式中，假設(shè)區(qū)塊為2X2像素，但是像素?cái)?shù)量不局限于此，還可以包含更多的像素。例如，假設(shè)為4X4像素的時(shí)候，邊緣方向可基于針對(duì)水平方向而將 區(qū)塊二等分的上下各區(qū)域(2X4像素)中的亮度的合計(jì)值的差值、針對(duì)垂直方向而將區(qū)塊二等分的左右各區(qū)域(4X2像素)中的亮度的合計(jì)值的差值來導(dǎo)出來。并且，區(qū)塊的一邊不限于是偶數(shù)，也可以是奇數(shù)。此時(shí)，在邊緣方向的計(jì)算中不包含位于中央的像素列或者像素行(忽略)，從而可以可出恰當(dāng)?shù)闹?。并且，在上述的?shí)施方式中，軌跡生成單元166以使用相鄰于一個(gè)區(qū)塊的邊緣軌跡來插補(bǔ)該一個(gè)區(qū)塊的例子進(jìn)行了說明，但是插補(bǔ)的區(qū)塊數(shù)量不限于這種情況。例如，當(dāng)考慮到具備相同的邊緣方向的兩個(gè)邊緣軌跡的連續(xù)性，還可視為位于其中的區(qū)塊具有相同的邊緣方向時(shí)，不局限于該區(qū)塊的數(shù)量，能夠以相同的邊緣方向來進(jìn)行插補(bǔ)。而且，在上述實(shí)施例中，基于利用多個(gè)攝像裝置110的圖像數(shù)據(jù)之間的視差導(dǎo)出對(duì)象物的三維位置，但并不局限于所說明的情況，例如，可以利用激光雷達(dá)測距裝置等已知的各種距離測量裝置。在此，激光雷達(dá)測距裝置通過向檢測區(qū)域122發(fā)射激光光束，并接收該激光光束到達(dá)物體之后反射的光，從而根據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間測量至物體的距離。而且，在上述的實(shí)施方式中，舉出位置信息獲取單元158從圖像處理裝置120接收距離圖像(視差信息)126而生成三維位置信息的例子。但是，并不局限于所說明的情況，也可以由圖像處理裝置120預(yù)先生成三維的位置信息，再由位置信息獲取單元158獲取所生成的三維位置信息。據(jù)此，實(shí)現(xiàn)功能的分散，能夠減輕環(huán)境識(shí)別裝置130的處理負(fù)荷。而且，在上述的實(shí)施方式中，位置信息獲取單元158、區(qū)域限制單元160、亮度獲取單元162、邊緣導(dǎo)出單元164、軌跡生成單元166、群組化單元168、特定物確定單元170由中央控制單元154通過軟件進(jìn)行操縱。但是，上述的功能單元也可以由硬件構(gòu)成。并且，特定物確定單元170例如根據(jù)圖案匹配來確定特定物，但是不限于這種情況，還可在滿足其他各種條件時(shí)確定為特定物。例如，當(dāng)對(duì)象物中的水平方向以及豎直方向的相對(duì)距離的推移大致相同(連續(xù))的時(shí)候，或者相對(duì)z坐標(biāo)的相對(duì)移動(dòng)速度相同時(shí)，確定為特定物。此時(shí)，對(duì)象物中的水平方向以及豎直方向的相對(duì)距離的推移可通過基于霍夫變換或最小二乘法的近似直線來進(jìn)行特定。在此，本說明書中的環(huán)境識(shí)別方法的各個(gè)步驟并不一定要按照流程圖中記載的順序按時(shí)間順序進(jìn)行處理，也可以包含并行處理或依據(jù)子程序的處理。產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明可利用于基于檢測區(qū)域中的對(duì)象物的亮度識(shí)別該對(duì)象物的環(huán)境識(shí)別裝置 及環(huán)境識(shí)別方法。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，具備 亮度獲取單元，獲取分割檢測區(qū)域內(nèi)而成的多個(gè)區(qū)塊中的每一個(gè)區(qū)塊的亮度； 邊緣導(dǎo)出單元，基于所述每個(gè)區(qū)塊的亮度的邊緣所延伸的方向而導(dǎo)出邊緣方向； 軌跡生成單元，基于所述邊緣方向而將所述區(qū)塊彼此關(guān)聯(lián)，以生成邊緣軌跡； 群組化單元，將由多個(gè)所述邊緣軌跡包圍的區(qū)域群組化為對(duì)象物； 特定物確定單元，將所述對(duì)象物確定為特定物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，所述邊緣導(dǎo)出單元基于針對(duì)垂直方向而將所述區(qū)塊二等分的左右各區(qū)域中的亮度的合計(jì)值的差值、針對(duì)水平方向而將所述區(qū)塊二等分的上下各區(qū)域中的亮度的合計(jì)值的差值來導(dǎo)出邊緣方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，當(dāng)所述合計(jì)值的差值的絕對(duì)值在預(yù)定閾值以下時(shí)，所述邊緣導(dǎo)出單元針對(duì)該邊緣方向，無需使用該合計(jì)值的差值而導(dǎo)出邊緣方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，所述預(yù)定閾值使用關(guān)于所述區(qū)塊內(nèi)的全部亮度的平均值的遞增函數(shù)來求出。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4的任意一項(xiàng)所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，所述軌跡生成單元基于相鄰于任意區(qū)塊的多個(gè)區(qū)塊的邊緣方向來插補(bǔ)該任意區(qū)塊的邊緣方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4的任意一項(xiàng)所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，還具備將由所述亮度獲取單元獲取亮度的區(qū)域限制為包含無限遠(yuǎn)的、小于所述檢測區(qū)域的區(qū)域的區(qū)域限制單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，還具備將由所述亮度獲取單元獲取亮度的區(qū)域限制為包含無限遠(yuǎn)的、小于所述檢測區(qū)域的區(qū)域的區(qū)域限制單元。
8.一種環(huán)境識(shí)別方法，其特征在于，具備如下幾個(gè)步驟 獲取分割檢測區(qū)域內(nèi)而成的多個(gè)區(qū)塊中的每一個(gè)區(qū)塊的亮度； 基于所述每個(gè)區(qū)塊的亮度的邊緣所延伸的方向而導(dǎo)出邊緣方向； 基于所述邊緣方向而將所述區(qū)塊彼此關(guān)聯(lián)，以生成邊緣軌跡； 將由多個(gè)所述邊緣軌跡包圍的區(qū)域群組化為對(duì)象物； 將所述對(duì)象物確定為特定物。
全文摘要
本發(fā)明提高了描繪成曲線或其自身傾斜的對(duì)象物的確定效率以及確定精度。環(huán)境識(shí)別裝置(130)獲取分割檢測區(qū)域內(nèi)而成的多個(gè)區(qū)塊中的每一個(gè)區(qū)塊的亮度，基于每個(gè)區(qū)塊的亮度的邊緣所延伸的方向而導(dǎo)出邊緣方向，基于邊緣方向而將所述區(qū)塊彼此關(guān)聯(lián)，以生成邊緣軌跡，將由多個(gè)邊緣軌跡包圍的區(qū)域群組化為對(duì)象物，將對(duì)象物確定為特定物。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102842030SQ20121015081
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者笠置誠佑 申請(qǐng)人:富士重工業(yè)株式會(huì)社