。
[0087]D = (fXB)/(Ad)
[0088]f是透镜的焦距，B是基线长，Λ d是视差(像素个数X拍摄元件的像素间距)。
[0089]另外，如图9的(a)所示那样获取道路坐标系。将透镜的中心设为原点，将从左向右的水平方向设为X轴，将车辆的高度方向设为Y轴，将车辆的行进方向设为Z轴。另外，图像内的点的坐标系亦即平面坐标系是原点在道路坐标系的Z轴上，并具有与X轴平行的X轴，与Y轴平行的y轴的坐标系。在透镜至像的距离长到能够忽略焦距f的情况下，能够按照以下公式求出处于距离D的物体的高度Y、横向位置X。
[0090]X = xD/f
[0091]Y = -yD/f
[0092]若知道X、Y，就知道D，所以能够求出Z。由此，能够得到路面的Y坐标，所以能够将Z轴方向的路面的构造定型化。
[0093]图9的(b)是对路面构造的定式化进行说明的图的一个例子。路面一般是平坦的，另外，除了原本特殊的地形之外，在法令等中预定了道路设计方面的坡度上限。由此，能够利用一次函数、二次函数近似表达。如将剖面曲率设为a，将间距设为b，将拍摄装置高度设为C，则例如按照下述的公式表示路面构造。
[0094]Y = aXZ2+bXZ+c...(I)
[0095]将距离D代入Z，将根据距离D求出的Y代入式⑴，能够通过使用最小二乘法等决定a、b、Co应予说明，能够递归地求出系数即可，除了最小二乘法之外，也可以使用牛顿法、高斯牛顿法等。
[0096]<S60阶梯差检测>
[0097]阶梯差判断部27从路面(未进行路缘石、人行道台阶和车道的区分)检测阶梯差。在通过上述处理推断为路面的区域的像素中，求出距离D、高度Y、以及横向位置X。另夕卜，求出路面构造。
[0098]阶梯差判断部27使用路面构造和高度Y中的至少一方来检测阶梯差。也可以直接使用三维信息的高度Y，但存在三维信息有偏差的情况。因此，优选使用如式(I)等那样根据路面构造求出的高度Y。然而，也能够直接使用三维信息的高度Y来检测阶梯差。
[0099]图10是对阶梯差的检测进行说明的图的一个例子。在图10的(a)中，针对y坐标的值固定的像素向X方向描绘箭头线(以下称作“扫描水平线”)。阶梯差判断部27在求出了高度Y的y方向的区域沿扫描水平线进行扫描，并读出高度Y。
[0100]图10的(b)是将像素和阶梯差对应地进行说明的图的一个例子。在图10的(b)中，在路面的左侧有人行道台阶，所以点A、点B的高度Y为相同程度。点B至点D的像素与人行道台阶的阶梯差的侧面部相当，所以高度Y采用点B和点D之间的值。点D以后的例如点E的高度Y为车道，所以与X坐标无关而几乎固定。应予说明，只是示意性地表示点B至点D的高度Y，点C的高度在点B的高度Y以下在点D的高度Y以上即可。
[0101]由此，由于点B的高度Y和点D的高度Y不同，因此阶梯差判断部27检测为阶梯差(判断为有阶梯差)。应予说明，由于阶梯差的高度例如由道路构造例预定，所以以该值为参考来设定阶梯差的阈值(例如15cm)。该值可以根据国家、地域而变更。
[0102]因而，阶梯差判断部27沿扫描水平线从左向右地读出高度Y，并在高度Y低于阈值程度的情况下，或者沿与扫描水平线相反的方向从右向左地读出高度Y，并在高度Y上升至阈值程度的情况下，检测阶梯差。应予说明，也可以将扫描水平线的扫描范围限定于比图像的中央靠左侧等，这样，能够抑制处理负荷，提高阶梯差的检测速度。
[0103]另外，路缘石、人行道台阶的阶梯差从路面几乎以90度立起，所以也可以将高度Y变化的X轴方向的范围例如限制在1cm?30cm左右。这样，能够抑制虽然没有路缘石、人行道台阶但从放置物品的地方检测阶梯差。
[0104]阶梯差判断部27将点B、点D确定为特征点。因而，针对一条扫描水平线确定出两个特征点。这些特征点的距离D(Z)、高度Y、以及横向位置X明确。
[0105]图10的(C)是将路缘石的情况的像素和阶梯差对应地进行说明的图的一个例子。在路缘石的情况下，比路缘石靠近图像一端的区域为与车道相同的高度Y。因而，点F、点E的高度Y为相同程度。然后，在点A处，高度Y急剧变大，至点B维持相同程度的高度Y。点B以后的高度与图10的(b)相同。
[0106]由此，阶梯差判断部27在沿扫描水平线从左向右地读出高度Y的情况下，高度Y增大至阈值程度，进一步地在沿扫描水平线从左向右地读出高度Y的情况下，高度Y减少至阈值程度的情况，检测阶梯差。沿与扫描水平线相反的方向进行扫描的情况也相同。应予说明，在为路缘石的情况下，也可以仅根据高度Y的增大或者减少中的一方来检测阶梯差。
[0107]阶梯差判断部27将点A、点B、点D确定为特征点。因而，在路缘石的情况下，针对一个扫描水平线确定出三个特征点。
[0108]另外，路缘石、人行道台阶的剖面形状多为侧面部以90度立起的情况，但在以90度以上的平缓的角度立起，或以90度以下的锐角立起的情况下，也能够根据高度Y检测阶梯差。此外，路缘石、人行道台阶的剖面形状不受限定。另外，也可以在路缘石、人行道台阶埋设猫眼。
[0109]< S70车行道参数的推断>
[0110]车行道参数推断部28设定道路模型，并决定道路模型的系数，由此来推断车行道的车行道参数。道路多是基于回旋曲线、B样条(B-spline)模型来设计的。由于路缘石、人行道台阶是沿道路配置的，所以能够预想到也沿道路模型来检测特征点。
[0111]图11是对车行道参数的推断进行说明的图的一个例子。例如，在为人行道台阶的情况下，对每条扫描水平线检测两个特征点。车行道参数推断部28根据这些特征点分别推断出道路模型的系数。系数的推断有几种方法。例如:使用道路模型的公式并代入多个特征点的坐标，并通过最小二乘法确定出道路模型的系数的方法；使用卡尔门滤波器、粒子滤波器(particle filter)等最大似然值推断手法来推断出系数的方法。若求出系数则基于道路模型求出车行道参数。
[0112]作为道路模型的一个例子，例如按照以下方式进行定义。
[0113]X = X0+ θ X Z+0.5 X c X Z2…(2)
[0114]Xtl是在Z = O处从XZ平面的原点至特征点的距离。Θ是右拍摄装置11或者左拍摄装置12的光轴和路缘石或者人行道台阶所成的角(车辆的横摆角)。将Θ相对于正面方向右向设为正。c是道路的曲率。从XZ平面的定义，左转弯c为负，右转弯c为正。根据式(2)，以Xtl为起点，修正由横摆角引起的偏移(在车辆具有右向横摆的情况下，向左方向倾斜地拍摄白线，所以修正该倾斜量)，以z的平方使曲率c作用。
[0115]车行道参数推断部28将XZ平面的特征点的坐标(X，Z)代入至式(2)，以最小二乘法求出Θ和c。由此，在车行道参数内，能够求出横摆角Θ和道路的曲率c(半径R)。另夕卜，路宽W是根据任意的Z坐标处的从左侧的白线(在有白线的情况下为白线，若没有白线则为左侧的路缘石等的特征点)至右侧的白线(在有白线的情况下为白线，若没有白线则为右侧的路缘石等的特征点)的距离求出的。车道内的本车辆的位置例如是将行车线的中央位置设为0(基准)并通过W/2-X。来表示的。像这样，能够根据路缘石、人行道台阶求出车行道参数。
[0116]< S80搜索范围的设定>
[0117]搜索范围设定部29使用决定了系数的道路模型，来设定边缘的搜索范围。边缘的搜索范围是用于搜索远方区域的路缘石或人行道台阶的边缘的图像处理范围。
[0118]图12是对搜索范围的设定进行说明的图的一个例子。通过车行道参数推断部28，根据附近区域的特征点决定出预定的道路模型的车行道参数。搜索范围设定部29首先使用所决定的车行道参数，来计算远方区域的任意的Z处的X。由此，得到将路缘石、人行道台阶的特征点外插至远方区域的虚拟线41。
[0119]搜索范围设定部29将虚拟线与虚拟线对称地或者不对称地平行移动预定距离来设定搜索范围。虚拟线41存在于二条直线之间。例如，在直线道路中，通过将虚拟线41向X轴方向的正方向和负方向(左侧和右侧)平行地移动预定距离，来设定两条搜索范围线42,43ο正方向的搜索范围线43至负方向的搜索范围线42为边缘的搜索范围。
[0120]另外，道路在前方转弯，路缘石等相对于画面的y轴向具有倾斜的情况下，通过将虚拟线41相对于虚拟线41向斜上和斜下平行地移动预定距离，来设定两条搜索范围线42、43。另外，道路在前方转弯，在拍摄与画面的X轴方向大致平行的路缘石等的情况下，通过将虚拟线41相对于虚拟线41向上方向和下方向平行移动预定距离，来设定搜索范围。应予说明，虚拟线41至搜索范围线42的距离、虚拟线41至搜索范围线43的距离可以相等(对称)，也可以不相等(不对称)。
[0121]在为人行道台阶的情况下，根据特征点得到二条虚拟线41，在为路缘石的情况下得到三条虚拟线41。因此，在对一条特征点的各虚拟线分别设定了搜索范围的情况下，为了设定搜索范围，设定虚拟线的条数X2条的线段。
[0122]另外，搜索范围设定部29也可以相对于X值最大的虚拟线41向X值变大的方向设定搜索范围线43，相对于X值最小的虚拟线41向X值变小的方向设定搜索范围线42。这样，即使在像路缘石那样检测三个特征点的虚拟线41，也可以为了搜索范围的设定而设定二条搜索范围线42、43。
[0123]< S90边缘线段的检测>
[0124]边缘线段检测部30从搜索范围检测边缘线段。由于边缘提取部已经提取边缘，所以检测搜索范围的边缘。这些边缘包含与附近区域的特征部连续的边缘，所以，边缘线段检测部30检测与附近区域的特征部连续的边缘线段。
[0125]图13的(a)是表示边缘线段检测部30检测边缘线段的步骤的流程图的一个例子。
[0126]首先，边缘线段检测部30读出搜索范围的边缘(S301)。
[0127]边缘线段检测部30对边缘实施霍夫变换(S302)。该霍夫变换以线段的检测为目的，所以优选概率霍夫变换。通过概率霍夫变换检测的线段具有端点，另外，通过相同端点的线段只有