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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)區(qū)域的拍攝而檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)區(qū)域的檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)方向盤角度的舵角傳感器142和用于檢測(cè)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(cè)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(zhǎng)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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(cè)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)椋鐖D6(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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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∵吘墶２⑶?，僅通過加減法的簡(jiǎn)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(jiǎn)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(zhǎng)度來定義，以簡(jiǎn)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(jiǎn)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(zhǎng)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(cè)，或者部分邊緣無法檢測(cè)出來的情況。當(dāng)由于邊緣接近而被雙重地檢測(cè)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(cè)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(yáng)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(zhǎng)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(zhǎng)度和垂直方向的長(zhǎng)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(yǔ)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(cè)距裝置等已知的各種距離測(cè)量裝置。在此，激光雷達(dá)測(cè)距裝置通過向檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(chéng)佑 申請(qǐng)人:富士重工業(yè)株式會(huì)社