。
[0087]D = (fXB)/(Ad)
[0088]f是透鏡的焦距，B是基線長，Λ d是視差(像素個數(shù)X拍攝元件的像素間距)。
[0089]另外，如圖9的(a)所示那樣獲取道路坐標系。將透鏡的中心設為原點，將從左向右的水平方向設為X軸，將車輛的高度方向設為Y軸，將車輛的行進方向設為Z軸。另外，圖像內(nèi)的點的坐標系亦即平面坐標系是原點在道路坐標系的Z軸上，并具有與X軸平行的X軸，與Y軸平行的y軸的坐標系。在透鏡至像的距離長到能夠忽略焦距f的情況下，能夠按照以下公式求出處于距離D的物體的高度Y、橫向位置X。
[0090]X = xD/f
[0091]Y = -yD/f
[0092]若知道X、Y，就知道D，所以能夠求出Z。由此，能夠得到路面的Y坐標，所以能夠?qū)軸方向的路面的構造定型化。
[0093]圖9的(b)是對路面構造的定式化進行說明的圖的一個例子。路面一般是平坦的，另外，除了原本特殊的地形之外，在法令等中預定了道路設計方面的坡度上限。由此，能夠利用一次函數(shù)、二次函數(shù)近似表達。如將剖面曲率設為a，將間距設為b，將拍攝裝置高度設為C，則例如按照下述的公式表示路面構造。
[0094]Y = aXZ2+bXZ+c...(I)
[0095]將距離D代入Z，將根據(jù)距離D求出的Y代入式⑴，能夠通過使用最小二乘法等決定a、b、Co應予說明，能夠遞歸地求出系數(shù)即可，除了最小二乘法之外，也可以使用牛頓法、高斯牛頓法等。
[0096]<S60階梯差檢測>
[0097]階梯差判斷部27從路面(未進行路緣石、人行道臺階和車道的區(qū)分)檢測階梯差。在通過上述處理推斷為路面的區(qū)域的像素中，求出距離D、高度Y、以及橫向位置X。另夕卜，求出路面構造。
[0098]階梯差判斷部27使用路面構造和高度Y中的至少一方來檢測階梯差。也可以直接使用三維信息的高度Y，但存在三維信息有偏差的情況。因此，優(yōu)選使用如式(I)等那樣根據(jù)路面構造求出的高度Y。然而，也能夠直接使用三維信息的高度Y來檢測階梯差。
[0099]圖10是對階梯差的檢測進行說明的圖的一個例子。在圖10的(a)中，針對y坐標的值固定的像素向X方向描繪箭頭線(以下稱作“掃描水平線”)。階梯差判斷部27在求出了高度Y的y方向的區(qū)域沿掃描水平線進行掃描，并讀出高度Y。
[0100]圖10的(b)是將像素和階梯差對應地進行說明的圖的一個例子。在圖10的(b)中，在路面的左側有人行道臺階，所以點A、點B的高度Y為相同程度。點B至點D的像素與人行道臺階的階梯差的側面部相當，所以高度Y采用點B和點D之間的值。點D以后的例如點E的高度Y為車道，所以與X坐標無關而幾乎固定。應予說明，只是示意性地表示點B至點D的高度Y，點C的高度在點B的高度Y以下在點D的高度Y以上即可。
[0101]由此，由于點B的高度Y和點D的高度Y不同，因此階梯差判斷部27檢測為階梯差(判斷為有階梯差)。應予說明，由于階梯差的高度例如由道路構造例預定，所以以該值為參考來設定階梯差的閾值(例如15cm)。該值可以根據(jù)國家、地域而變更。
[0102]因而，階梯差判斷部27沿掃描水平線從左向右地讀出高度Y，并在高度Y低于閾值程度的情況下，或者沿與掃描水平線相反的方向從右向左地讀出高度Y，并在高度Y上升至閾值程度的情況下，檢測階梯差。應予說明，也可以將掃描水平線的掃描范圍限定于比圖像的中央靠左側等，這樣，能夠抑制處理負荷，提高階梯差的檢測速度。
[0103]另外，路緣石、人行道臺階的階梯差從路面幾乎以90度立起，所以也可以將高度Y變化的X軸方向的范圍例如限制在1cm?30cm左右。這樣，能夠抑制雖然沒有路緣石、人行道臺階但從放置物品的地方檢測階梯差。
[0104]階梯差判斷部27將點B、點D確定為特征點。因而，針對一條掃描水平線確定出兩個特征點。這些特征點的距離D(Z)、高度Y、以及橫向位置X明確。
[0105]圖10的(C)是將路緣石的情況的像素和階梯差對應地進行說明的圖的一個例子。在路緣石的情況下，比路緣石靠近圖像一端的區(qū)域為與車道相同的高度Y。因而，點F、點E的高度Y為相同程度。然后，在點A處，高度Y急劇變大，至點B維持相同程度的高度Y。點B以后的高度與圖10的(b)相同。
[0106]由此，階梯差判斷部27在沿掃描水平線從左向右地讀出高度Y的情況下，高度Y增大至閾值程度，進一步地在沿掃描水平線從左向右地讀出高度Y的情況下，高度Y減少至閾值程度的情況，檢測階梯差。沿與掃描水平線相反的方向進行掃描的情況也相同。應予說明，在為路緣石的情況下，也可以僅根據(jù)高度Y的增大或者減少中的一方來檢測階梯差。
[0107]階梯差判斷部27將點A、點B、點D確定為特征點。因而，在路緣石的情況下，針對一個掃描水平線確定出三個特征點。
[0108]另外，路緣石、人行道臺階的剖面形狀多為側面部以90度立起的情況，但在以90度以上的平緩的角度立起，或以90度以下的銳角立起的情況下，也能夠根據(jù)高度Y檢測階梯差。此外，路緣石、人行道臺階的剖面形狀不受限定。另外，也可以在路緣石、人行道臺階埋設貓眼。
[0109]< S70車行道參數(shù)的推斷>
[0110]車行道參數(shù)推斷部28設定道路模型，并決定道路模型的系數(shù)，由此來推斷車行道的車行道參數(shù)。道路多是基于回旋曲線、B樣條(B-spline)模型來設計的。由于路緣石、人行道臺階是沿道路配置的，所以能夠預想到也沿道路模型來檢測特征點。
[0111]圖11是對車行道參數(shù)的推斷進行說明的圖的一個例子。例如，在為人行道臺階的情況下，對每條掃描水平線檢測兩個特征點。車行道參數(shù)推斷部28根據(jù)這些特征點分別推斷出道路模型的系數(shù)。系數(shù)的推斷有幾種方法。例如:使用道路模型的公式并代入多個特征點的坐標，并通過最小二乘法確定出道路模型的系數(shù)的方法；使用卡爾門濾波器、粒子濾波器(particle filter)等最大似然值推斷手法來推斷出系數(shù)的方法。若求出系數(shù)則基于道路模型求出車行道參數(shù)。
[0112]作為道路模型的一個例子，例如按照以下方式進行定義。
[0113]X = X0+ θ X Z+0.5 X c X Z2…(2)
[0114]Xtl是在Z = O處從XZ平面的原點至特征點的距離。Θ是右拍攝裝置11或者左拍攝裝置12的光軸和路緣石或者人行道臺階所成的角(車輛的橫擺角)。將Θ相對于正面方向右向設為正。c是道路的曲率。從XZ平面的定義，左轉彎c為負，右轉彎c為正。根據(jù)式(2)，以Xtl為起點，修正由橫擺角引起的偏移(在車輛具有右向橫擺的情況下，向左方向傾斜地拍攝白線，所以修正該傾斜量)，以z的平方使曲率c作用。
[0115]車行道參數(shù)推斷部28將XZ平面的特征點的坐標(X，Z)代入至式(2)，以最小二乘法求出Θ和c。由此，在車行道參數(shù)內(nèi)，能夠求出橫擺角Θ和道路的曲率c(半徑R)。另夕卜，路寬W是根據(jù)任意的Z坐標處的從左側的白線(在有白線的情況下為白線，若沒有白線則為左側的路緣石等的特征點)至右側的白線(在有白線的情況下為白線，若沒有白線則為右側的路緣石等的特征點)的距離求出的。車道內(nèi)的本車輛的位置例如是將行車線的中央位置設為0(基準)并通過W/2-X。來表示的。像這樣，能夠根據(jù)路緣石、人行道臺階求出車行道參數(shù)。
[0116]< S80搜索范圍的設定>
[0117]搜索范圍設定部29使用決定了系數(shù)的道路模型，來設定邊緣的搜索范圍。邊緣的搜索范圍是用于搜索遠方區(qū)域的路緣石或人行道臺階的邊緣的圖像處理范圍。
[0118]圖12是對搜索范圍的設定進行說明的圖的一個例子。通過車行道參數(shù)推斷部28，根據(jù)附近區(qū)域的特征點決定出預定的道路模型的車行道參數(shù)。搜索范圍設定部29首先使用所決定的車行道參數(shù)，來計算遠方區(qū)域的任意的Z處的X。由此，得到將路緣石、人行道臺階的特征點外插至遠方區(qū)域的虛擬線41。
[0119]搜索范圍設定部29將虛擬線與虛擬線對稱地或者不對稱地平行移動預定距離來設定搜索范圍。虛擬線41存在于二條直線之間。例如，在直線道路中，通過將虛擬線41向X軸方向的正方向和負方向(左側和右側)平行地移動預定距離，來設定兩條搜索范圍線42,43ο正方向的搜索范圍線43至負方向的搜索范圍線42為邊緣的搜索范圍。
[0120]另外，道路在前方轉彎，路緣石等相對于畫面的y軸向具有傾斜的情況下，通過將虛擬線41相對于虛擬線41向斜上和斜下平行地移動預定距離，來設定兩條搜索范圍線42、43。另外，道路在前方轉彎，在拍攝與畫面的X軸方向大致平行的路緣石等的情況下，通過將虛擬線41相對于虛擬線41向上方向和下方向平行移動預定距離，來設定搜索范圍。應予說明，虛擬線41至搜索范圍線42的距離、虛擬線41至搜索范圍線43的距離可以相等(對稱)，也可以不相等(不對稱)。
[0121]在為人行道臺階的情況下，根據(jù)特征點得到二條虛擬線41，在為路緣石的情況下得到三條虛擬線41。因此，在對一條特征點的各虛擬線分別設定了搜索范圍的情況下，為了設定搜索范圍，設定虛擬線的條數(shù)X2條的線段。
[0122]另外，搜索范圍設定部29也可以相對于X值最大的虛擬線41向X值變大的方向設定搜索范圍線43，相對于X值最小的虛擬線41向X值變小的方向設定搜索范圍線42。這樣，即使在像路緣石那樣檢測三個特征點的虛擬線41，也可以為了搜索范圍的設定而設定二條搜索范圍線42、43。
[0123]< S90邊緣線段的檢測>
[0124]邊緣線段檢測部30從搜索范圍檢測邊緣線段。由于邊緣提取部已經(jīng)提取邊緣，所以檢測搜索范圍的邊緣。這些邊緣包含與附近區(qū)域的特征部連續(xù)的邊緣，所以，邊緣線段檢測部30檢測與附近區(qū)域的特征部連續(xù)的邊緣線段。
[0125]圖13的(a)是表示邊緣線段檢測部30檢測邊緣線段的步驟的流程圖的一個例子。
[0126]首先，邊緣線段檢測部30讀出搜索范圍的邊緣(S301)。
[0127]邊緣線段檢測部30對邊緣實施霍夫變換(S302)。該霍夫變換以線段的檢測為目的，所以優(yōu)選概率霍夫變換。通過概率霍夫變換檢測的線段具有端點，另外，通過相同端點的線段只有