JP2005035396A - On-vehicle information processing device - Google Patents
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Abstract
Description
車両の走行を支援する車載用情報処理装置(車載用画像処理装置ともいう)に関し、特に、その運転環境の変化への対処に関するものである。 The present invention relates to an in-vehicle information processing apparatus (also referred to as an in-vehicle image processing apparatus) that supports driving of a vehicle, and particularly relates to coping with changes in the driving environment.
一般的に画像処理装置は、撮像素子より送られてくる画像データを、プロセッサ等でソフトウエア的に画像処理をするか、特定の機能を持った回路を配置し、ハードウエア的に画像処理を行うか、プロセッサの前段に特定機能を持った回路で画像を前処理し、その後にプロセッサ等で画像処理を行ったりすることで、画像処理を実現している。 In general, an image processing apparatus processes image data sent from an image sensor in software using a processor or the like, or arranges a circuit having a specific function and performs image processing in hardware. Alternatively, the image processing is realized by pre-processing the image with a circuit having a specific function in the previous stage of the processor and then performing image processing with the processor or the like.
現状の車載用画像処理システムも、前述のような構成になっており、天候や走行状況のさまざまな変化に対しては、ソフトウエアで対応するのが一般的である。 The current in-vehicle image processing system is also configured as described above, and it is common to deal with various changes in weather and driving conditions with software.
一方、最近では動的再構成回路技術が盛んに開発され、例えば、下記特許文献1には、プログラマブル回路上で、別の機能を持つ回路を再構成する上で、それぞれの回路に共通する部分と非共通な部分に分け、非共通な部分だけを再構成することで、再構成にかかる時間を短縮する技術が開示されている。また、下記特許文献2には、リコンフィギュレーション(再構成)可能な回路を用いて、電子顕微鏡などの画像に対して画像処理を行う装置が開示されている。
従来の車載用の画像処理システムでは、さまざまに変化する運転環境(車の周辺環境ともいえる)に対し、同じアルゴリズムの画像処理を行っているか、ソフトウエアで環境に対応した画像処理を行っている。 In conventional in-vehicle image processing systems, image processing with the same algorithm is performed for various driving environments (which can be said to be the surrounding environment of the car), or image processing corresponding to the environment is performed by software .
しかし、ソフトウエアによる画像処理では、ハードウエアによる画像処理に比べ時間がかかり、60fpsや30fpsといったビデオレートでの画像処理には高性能のCPUを用いるしかなく、リアルタイム性を実現するために処理も限られてしまう。 However, software image processing takes more time than hardware image processing, and image processing at video rates such as 60 fps and 30 fps can only be performed using a high-performance CPU, and processing is also performed to realize real-time performance. It will be limited.
また、さまざまな運転環境に対応したハードウエアを作成するとなると、昼用,夜間用,雨天用,晴天用,霧用,高速道路用,市街地用など、膨大な量の回路が必要となり、現実的ではない。 In addition, when creating hardware that supports various operating environments, a huge amount of circuits are required for daytime, nighttime, rainy weather, fine weather, fog, highway, and urban areas. is not.
さらに従来のシステムでは、画像処理のハードウエア処理とソフトウエア処理の部分の切り分けは固定であり、さまざまなシーンの画像に対して決して効率的なシステムとはいえなかった。 Furthermore, in the conventional system, the separation of the hardware processing and the software processing of the image processing is fixed, and it cannot be said that the system is efficient for various scene images.
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、運転環境の変化に迅速に対応でき、小規模回路で安価、柔軟な車載用情報処理装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made under such circumstances, and it is an object of the present invention to provide an in-vehicle information processing apparatus that can respond quickly to changes in the operating environment, is inexpensive, and is flexible with a small-scale circuit. is there.
前記課題を解決するため、本発明では、車載用情報処理装置を次の(1)ないし(6)のとおりに構成する。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, an in-vehicle information processing apparatus is configured as described in the following (1) to (6).
(1)車外を撮影するカメラからの情報を入力する第1の入力端と、
前記第1の入力端から入力したカメラからの情報を処理する、再構成可能な画像処理ハードウエア部と、
前記第1の入力端から入力したカメラからの情報を処理する画像処理ソフトウエア部と、
前記画像処理ハードウエア部を再構成する動的再構成制御部と、
運転環境を示す情報を入力する第2の入力端と、
車載の外部装置に情報を出力する出力端と、
前記第2の入力端からの情報にもとづいて前記動的再構成制御部を制御し、前記画像処理ハードウエア部および前記画像処理ソフトウエア部からの情報にもとづいて前記出力端を介して前記外部装置を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする車載用情報処理装置。
(1) a first input terminal for inputting information from a camera for photographing outside the vehicle;
A reconfigurable image processing hardware unit for processing information from the camera input from the first input end;
An image processing software unit for processing information from the camera input from the first input terminal;
A dynamic reconfiguration control unit for reconfiguring the image processing hardware unit;
A second input for inputting information indicating the driving environment;
An output terminal for outputting information to an in-vehicle external device;
The dynamic reconfiguration control unit is controlled based on information from the second input terminal, and the external reconfiguration unit via the output terminal based on information from the image processing hardware unit and the image processing software unit. A control unit for controlling the device;
An in-vehicle information processing apparatus comprising:
(2)前記(1)記載の車載用情報処理装置において、
前記外部装置は、前照灯であり、前記制御部は、前記前照灯の光軸および/または光量を制御することを特徴とする車載用情報処理装置。
(2) In the in-vehicle information processing apparatus according to (1),
The in-vehicle information processing apparatus, wherein the external device is a headlamp, and the control unit controls an optical axis and / or a light amount of the headlamp.
(3)前記(1)記載の車載用情報処理装置において、
回路データを格納するコンフィグレーションROMを備え、
前記動的再構成制御部は、前記コンフィグレーションROMから所要の回路データを読みとり、この回路データにより前記画像処理ハードウエア部を再構成することを特徴とする車載用情報処理装置。
(3) In the in-vehicle information processing device according to (1),
It has a configuration ROM for storing circuit data,
The in-vehicle information processing apparatus, wherein the dynamic reconfiguration control unit reads required circuit data from the configuration ROM and reconfigures the image processing hardware unit based on the circuit data.
(4)前記(1)記載の車載用情報処理装置において、
前記再構成可能な画像処理ハードウエア部は、少なくとも時間パラメータ回路領域、場所パラメータ回路領域、天候パラメータ回路領域、車速パラメータ回路領域、道路パラメータ回路領域のうちの一つの回路領域を有し、パラメータを変更することによって、それぞれの回路領域の回路を再構成するものであることを特徴とする車載用情報処理装置。
(4) In the in-vehicle information processing device according to (1),
The reconfigurable image processing hardware unit has at least one circuit area of a time parameter circuit area, a location parameter circuit area, a weather parameter circuit area, a vehicle speed parameter circuit area, and a road parameter circuit area, An in-vehicle information processing apparatus that reconfigures a circuit in each circuit area by changing.
(5)車外を撮影するカメラからの情報を入力する第1の入力端と、
前記第1の入力端から入力した情報を処理する、画像処理ハードウエア部と画像処理ソフトウエア部をCPU搭載のFPGAを用いて一体にしたFPGAと、
前記画像処理ハードウエア部を再構成する動的再構成制御部および制御部を一体にしたマイコンと、
運転環境を示す情報を入力する第2の入力端と、
車載の外部装置へ情報を出力する出力端と、
を備えた車載用情報処理装置において、
前記制御部は、前記第2の入力端からの情報にもとづいて前記動的再構成制御部を制御し、前記画像処理ハードウエア部および前記画像処理ソフトウエア部からの情報にもとづいて前記出力端を介して前記外部装置を制御することを特徴とする車載用情報処理装置。
(5) a first input terminal for inputting information from a camera for photographing outside the vehicle;
An FPGA that integrates an image processing hardware unit and an image processing software unit using an FPGA equipped with a CPU, which processes information input from the first input terminal;
A microcomputer integrated with a dynamic reconfiguration control unit and a control unit for reconfiguring the image processing hardware unit;
A second input for inputting information indicating the driving environment;
An output terminal for outputting information to an in-vehicle external device;
In-vehicle information processing apparatus equipped with
The control unit controls the dynamic reconfiguration control unit based on information from the second input terminal, and the output terminal based on information from the image processing hardware unit and the image processing software unit. An in-vehicle information processing apparatus that controls the external device via a computer.
(6)前記(1)ないし(5)のいずれかに記載の車載情報処理装置において、
前記制御部は、画像処理されることで生成した処理結果と、前記第2の入力端からの情報を比較演算し、過去の情報を加味して新たなパラメータを生成し、パラメータが変化した場合に、前記動的再構成制御部に指定したパラメータの回路を再構成させる命令を出すことを特徴とする車載用情報処理装置。
(6) In the in-vehicle information processing apparatus according to any one of (1) to (5),
When the control unit compares the processing result generated by the image processing and the information from the second input end, generates a new parameter by adding past information, and the parameter changes In addition, the vehicle information processing apparatus is characterized by issuing a command for reconfiguring the circuit of the parameter designated to the dynamic reconfiguration control unit.
以上説明したように、本発明によれば、小規模回路で安価、柔軟な車載用情報処理装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an in-vehicle information processing apparatus that is inexpensive and flexible with a small-scale circuit.
すなわち、それぞれの国や地域等により環境パラメータを随時変更していくことで、より多くの環境下での画像処理が可能になる。 In other words, image parameters can be processed in more environments by changing the environmental parameters as needed depending on the country or region.
また、環境パラメータを追加するときも、回路(ハードウエア)自体を追加するのではなく、回路データの追加とソフトウエアの書き換えで対応できる。 In addition, when adding environmental parameters, it is possible to cope with the addition of circuit data and rewriting of software instead of adding the circuit (hardware) itself.
また、余分な回路を組み込まないのでICの省電力が図れる。 Further, since no extra circuit is incorporated, power saving of the IC can be achieved.
また、ソフトウエアのみの処理に比べて飛躍的な高速化が図れる。 In addition, the processing speed can be dramatically increased compared to processing using software alone.
さらに、回路(ハードウエア)のみの処理に比べて飛躍的に小型化(回路規模の縮小)が図れる。 Furthermore, the size can be drastically reduced (the circuit scale can be reduced) as compared with processing using only circuits (hardware).
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.
図1は、実施例である“車載用情報処理装置”の機能を示すブロック図である。図1に示すように、本車載用情報処理装置は、車外を撮像するカメラ10と、画像処理を行い、動的再構成制御部15によって再構成される回路を有する画像処理ハードウエア部11と、画像処理を行い、結果を制御部13に出力する画像処理ソフトウエア部12と、画像処理ソフトウエア部12の処理結果や車内のセンサ18からの情報にもとづいて、動的再構成制御部15に回路の再構成命令を出し、さらに前照灯などの外部装置19を制御する制御部13と、さまざまな機能の回路情報を格納した回路データ保存ROM14と、制御部13の命令によって回路データ保存ROM14から回路データを読み出して、画像処理ハードウエア部11のハードウエアを再構成する動的再構成制御部15と、画像を一時保存し、画像処理ハードウエア部11,画像処理ソフトウエア部12の少なくともどちらかよりアクセスされる画像メモリ16と、画像処理ハードウエア部11,画像処理ソフトウエア部12の少なくともどちらかより画像表示命令を受け、画像を表示する画像表示部17よりなる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating functions of an “in-vehicle information processing apparatus” according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the on-vehicle information processing apparatus includes a
画像処理ハードウエア部11は、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)のようなリコンフイギュラブル(再構成可能)なデバイスを用い、画像処理の一部、もしくは全体を行う。画像処理ハードウエア部11に画像メモリコントローラ回路がコンフィグレーションされ、画像処理ソフトウエア部12から画像メモリアクセス命令が与えられると、画像処理ハードウエア部11は画像メモリ16に対し画像データを読み書きする。同じく、画像処理ハードウエア部11に表示制御回路がコンフィグレーションされ、画像処理ソフトウエア部12から画像等の出力命令が与えられると、画像処理ハードウエア部11は表示部17に画像等を出力する。
The image processing hardware unit 11 uses a reconfigurable device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array), for example, and performs part or all of the image processing. When an image memory controller circuit is configured in the image processing hardware unit 11 and an image memory access command is given from the image
画像処理ソフトウエア部12は、画像処理ハードウエア部11もしくは自らの画像処理の結果にもとづいて制御部13に画像処理結果を出力する。また、画像処理,画像メモリアクセス,画像出力等をハードウエア処理で行うかソフトウエア処理で行うか判断し、ハードウエアで行う場合は制御部13に回路再構成の要請を出し、ソフトウエアで行う場合には自らで処理を行う。
The image
制御部13は、画像処理ソフトウエア部12の画像処理結果や回路再構成要請、車内のほかのセンサ(車速センサ・温度センサ・加速度センサ等)18の情報を演算し、動的再構成制御部15に回路再構成の命令を出す。また、必要に応じて、前照灯やブレーキなど、車内の他のシステム19を制御する。
The
回路データ保存ROM14は、FPGAコンフィギュレーション用のROMがFPGAベンダより販売されており、それを用いるか、Flashのような不揮発性のROMを用いることもできる。
As the circuit
格納されている回路ごとにアドレスを動的再構成制御部15で管理することにより、任意の回路データを読み出すことができる。
Arbitrary circuit data can be read by managing the address for each stored circuit by the dynamic
動的再構成制御部15は、1つ以上の回路データ保存ROM14より回路データを読み出し、ハードウエアを再構成するもので、再構成制御機能をもつICや、再構成制御機能を持たせたCPLD(Comp1ex Programmable Logic Device)、もしくは外部のプロセッサなどで構成される。
The dynamic
表示部17は、運転者に何らかの画像処理の結果を表示する装置であり、画像処理した画像を出力したり、注意や警告を表示したり、音声で知らせたりする。 The display unit 17 is a device that displays a result of some image processing to the driver, and outputs an image processed image, displays a caution or warning, or notifies the driver by voice.
新たな回路を追加する際は、回路データ保存ROM14に回路データを追加する。また、画像処理回路の変更も回路データを書き換えるか、ソフトウエア部12で対応する。これにより、新たな運転環境条件のもとでも柔軟(フレキシブル)に画像処理回路を変更し、最適な画像処理結果を得ることができる。また、回路データやソフトウエアの変更のみで機能の追加ができることから、装置(基板)自体を変更する必要がない。これにより、従来の手法に比べ小規模回路で安価、柔軟なシステムを作ることが可能である。
When a new circuit is added, circuit data is added to the circuit
ここで、動的再構成とは、ハードウエア部の一部、もしくは全体を違う回路に再構成(リコンフィギュレーション)することであり、共通に使用する回路は残したままで、非共通な回路のみを再構成することもできる。動的というのは、ある部分の回路を再構成したときに、再構成されない部分は機能したままであることをいう。動的再構成可能なデバイスとしては、例えばXi1inx社のFPGAのSpartan−3やVirtex−IIPROなどがある。再構成する回路規模、再構成に使うクロックの速さにもよるが、再構成にかかる時間は一般的に数十msから数百ms程度である。 Here, dynamic reconfiguration is to reconfigure (reconfigure) a part or the whole of the hardware part into a different circuit, leaving only the circuits that are used in common and only non-common circuits. Can also be reconfigured. Dynamic means that when a part of a circuit is reconfigured, the part that is not reconfigured remains functional. Examples of the dynamically reconfigurable device include Spartan-3 and Virtex-IIPRO of FPGA manufactured by Xi1inx. Depending on the circuit scale to be reconfigured and the speed of the clock used for reconfiguration, the time required for reconfiguration is generally about several tens of ms to several hundreds of ms.
動的再構成(Dynamic Reconfiguration)について詳しく説明する。図2,図3,図4は動的再構成機能を示すブロック図である。図2のCPLD22は、FPGA21を再構成させるための機能を持った回路がプログラミングされており、図2の例だと、FPGA21からのEnable信号によって、CPLD22は回路データが保存してあるROMもしくはFlash23から回路データを読み出し、FPGA21を再構成させる。図3では、CPLDのかわりにマイコン32を用いて再構成を行っている。図4では、CPU内蔵のFPGA41を用いている。内蔵CPU42は、外部ROM43から回路データを読み出し、FPGA41のプログラマブルな部分を再構成させている。
The dynamic reconfiguration will be described in detail. 2, 3 and 4 are block diagrams showing the dynamic reconfiguration function. The
動的再構成されるFPGAの内部の様子を示したものが図5(a),(b),(c)である。まず、図5(a)のようにFPGA51の中に、回路A52,回路B53,回路C54が構成されているとする。図5(b)は、この状態から動的再構成を行い、回路D55を加えたものである。図5(c)は、図5(a)を再構成し、回路C54を回路E56に置き換えたものである。
FIGS. 5A, 5B, and 5C show the internal state of the dynamically reconfigured FPGA. First, it is assumed that a circuit A52, a circuit B53, and a circuit C54 are configured in the
図6は、本実施例の構成を示すブロック図である。図示のように、車内に取り付けられ、前方を撮影するカメラ61と、画像処理のハードウエア部とソフトウエア部をCPU搭載のFPGAを用いて一体にしたFPGA62と、制御部と動的再構成制御部を一体にしたマイコン65と、外部画像RAM63と、回路データを格納するコンフィグレーションROM66と、車内ディスプレイ64と、車速センサ,気温センサ,ライトスイッチ,電波時計,GPS,カーナビ67と、光軸と光量が可変の前照灯,ブレーキ68からなる。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. As shown in the figure, a
図7は、本実施例で用いる運転環境のパラメータの一覧を示す図である。大きく分けて時間,場所,天候,車速,道路の5つの環境パラメータがあり、それぞれの状態として時間パラメータは昼間,夕方(朝方),夜間、場所パラメータは高速道路,市街地,山間道,住宅地,トンネル、天候パラメータは晴天,曇天,雨天,降雪時,霧、車速パラメータは20kmごと80km以上まで区切り、道路パラメータは乾アスファルト,湿アスファルト,砂利道,雪道と設定した。 FIG. 7 is a diagram showing a list of operating environment parameters used in the present embodiment. There are roughly five environmental parameters: time, location, weather, vehicle speed, and road. Time parameters are daytime, evening (morning), nighttime, and location parameters are expressway, urban area, mountain road, residential area, Tunnel, weather parameters were fine weather, cloudy weather, rainy weather, snowfall, fog, vehicle speed parameter was divided into 80km or more every 20km, and road parameters were set as dry asphalt, wet asphalt, gravel road, snowy road.
本実施例で用いるCPU内蔵のFPGAの内部構成例を図8に示す。FPGA62には、例えばXilinxのVirtex−IIPROのようなデバイスを用いる。FPGA62の内部に、時間パラメータ回路領域82、場所パラメータ回路領域83、天候パラメータ回路領域84、車速パラメータ回路領域85、道路パラメータ回路領域86、共通回路領域87をそれぞれ設け、パラメータを変更することによって、それぞれの回路領域の回路を再構成する。例えば、昼間から夕方に変化した場合は、時間パラメータ回路領域82の回路を昼間から夕方に再構成する。再構成にかかる時間は数十msから数百msであるが、本実施例のように前照灯,ブレーキを制御するためであれば、制御にかかる時間に比べても小さいものと思われる。パラメータの変化の頻度も、一般的な運転環境を考えれば数分から数時間であることから、動的再構成をすることによってリアルタイム性を著しく落とすようなことはない。また、FPGA内蔵のCPU88が画像処理のソフトウエア部を処理する。
FIG. 8 shows an example of the internal configuration of the CPU built-in FPGA used in this embodiment. For the
処理フローの初期設定の部分を図9に示す。電源がONであれば(ステップ91(図ではS91と表記する、)参照、以下同様)、初期環境パラメータ(昼間・市街地・晴天・0〜20km・乾アスファルト)回路をFPGA62にコンフィグレーションする(S92)。コンフィグレーションが終了したら(S93)、画像処理に入る(S94)。画像処理はFPGA62内部の回路とCPU88で行われ、結果をマイコン65に逐次送っている。また、画像メモリ63のアクセスと車内ディスプレイ64の表示は、FPGA62内のハードウエア部とソフトウエア部によって適宜行われている。
The initial setting part of the processing flow is shown in FIG. If the power is ON (see step 91 (denoted as S91 in the figure), the same applies hereinafter), the initial environment parameter (daytime, urban area, clear sky, 0-20 km, dry asphalt) circuit is configured in the FPGA 62 (S92). ). When the configuration is completed (S93), the image processing is started (S94). Image processing is performed by the circuit inside the
図10は制御部の処理を示すフローチャートである。FPGA62で画像処理されることで生成した処理結果と、車内の他のセンサ類で情報を得る(S101)。そしてそれらの情報を比較演算し、過去の情報を加味して新たなパラメータを生成する(S102)。過去の情報を参照するのは誤判断を防ぐためである。同時に、生成した結果の信頼度を出す(S103)。パラメータが変化し(S104)、かつ信頼度が規定値以上であれば(S105)、動的再構成制御部に指定したパラメータの回路を再構成させる命令を出す(S106)。算出した結果と信頼度は、過去の情報として次の演算に用いる(S107)。結果が矛盾したりすると信頼度が低くなる。このように決断があいまいな場合は次の画像処理結果に決断を持ち越す。
FIG. 10 is a flowchart showing processing of the control unit. Information is obtained from the processing result generated by the image processing by the
また、図11に示すように、動的再構成処理とは別に演算結果を用いて前照灯の光軸および/または光量を変化させる(S112,S113)。演算結果を用いて、緊急ブレーキ操作、二輪駆動から四輪駆動,四輪駆動から二輪駆動への変更などの制御を行うこともできる。 Further, as shown in FIG. 11, the optical axis and / or the light amount of the headlamp are changed using the calculation result separately from the dynamic reconfiguration process (S112, S113). Using the calculation result, it is possible to perform control such as emergency brake operation, change from two-wheel drive to four-wheel drive, and change from four-wheel drive to two-wheel drive.
図12は、動的再構成の処理を示すフローチャートである。制御部より、動的再構成制御部に動的再構成命令が出ると、動的再構成制御部は、FPGA62の再構成すべき回路ブロックと、回路的に接続している隣接回路ブロックとのインターフェイスを停止させる(S121)。次に動的再構成を開始させるため、制御信号を制御ピンから送る(S122)。そして新たに再構成させたい回路データを送り再構成させる(S123)。再構成が終了したら、再構成した新たな回路と隣接回路ブロックとのインターフェイスの動作を開始させる(S124)。
FIG. 12 is a flowchart showing the dynamic reconfiguration process. When a dynamic reconfiguration command is issued from the control unit to the dynamic reconfiguration control unit, the dynamic reconfiguration control unit determines whether the circuit block to be reconfigured in the
実際に再構成する回路の一例をパラメータごとにまとめたものが図13である。 FIG. 13 shows an example of a circuit that is actually reconfigured for each parameter.
常に必要であり、共通で使用される回路としては、先行車検出回路、領域分割回路、画像メモリコントローラ、表示制御回路等がある。 Circuits that are always necessary and are commonly used include a preceding vehicle detection circuit, an area division circuit, an image memory controller, a display control circuit, and the like.
時間パラメータでは、夕方・夜間においては画像が暗くなるので、コントラストを補正する回路が必要となる。また、夜間においては先行車,対向車のテールランプ,ヘッドランプを検出する回路も必要となる。 With the time parameter, the image becomes dark at evening and night, so a circuit for correcting the contrast is required. Further, at night, a circuit for detecting the tail lamp and head lamp of the preceding vehicle and the oncoming vehicle is also required.
場所パラメータでは、高速道路などの複数車線での隣接車線監視回路、市街地や山間道では、対向車検出回路、交差点の多い場所では交差点監視回路、歩行者が多い湯所では歩行者検出回路などが必要になる。また、道の細い山間道では道路幅測定回路、路上駐車や障害物の多い住宅地では障害物検知回路、トンネルでは、主に日中、出口での太陽光による眩惑(ハレーション)が考えられるのでトンネル出口眩惑防止回路などが必要となる。 For location parameters, there are adjacent lane monitoring circuits in multiple lanes such as highways, oncoming traffic detection circuits in urban areas and mountain roads, intersection monitoring circuits in places with many intersections, pedestrian detection circuits in hot water stations with many pedestrians, etc. I need it. In addition, the road width measurement circuit on mountainous roads with narrow roads, the obstacle detection circuit in residential areas with many street parking and obstacles, and the glare (halation) due to sunlight at the exit, mainly in the daytime, can be considered in tunnels. A tunnel exit dazzling prevention circuit is required.
天候パラメータでは、晴天時、太陽光を直接受けることによるハレーションを防止する太陽光眩惑防止回路などが必要となる。雨天時は、フロントガラスについた雨滴を除去する雨滴除去回路やワイパーを障害物と認識しないようにするワイパー認識除去回路などが必要となる。降雪時には、フロントガラスについた雪を障害物と認識しないようにする雪除去回路や、ワイパー認識除去回路等が必要である。また霧の時には白く画像がぼやけるので画像鮮明化回路や、霧で失われた色情報を補正する色補正回路などが必要となる。 The weather parameter requires a sunlight dazzling prevention circuit that prevents halation due to direct sunlight reception in fine weather. When it rains, a raindrop removal circuit for removing raindrops on the windshield and a wiper recognition removal circuit for preventing the wiper from being recognized as an obstacle are required. During snowfall, a snow removal circuit that prevents the snow on the windshield from being recognized as an obstacle, a wiper recognition removal circuit, and the like are required. Further, since the image is blurred in white when foggy, an image sharpening circuit and a color correction circuit for correcting color information lost due to the fog are required.
車速パラメータでは、高速になるほど画像の縁に近い部分、つまり近距離の画像がかすんでくるため、処理をする画像領域を小さくすることができる、消失点を中心とした矩形の領域の大きさを変化させる回路が必要となる。 With the vehicle speed parameter, the closer to the edge of the image, that is, the closer the image becomes, the higher the speed, the smaller the image area to be processed, and the size of the rectangular area centered on the vanishing point can be reduced. A circuit to be changed is required.
道路パラメータでは、アスファルト上では白線検知回路、また特に濡れたアスファルトでは対向車や周辺光源からの路面反射光が大きくなるため、路面反射光除去回路が必要となる。砂利道や雪道では白線検知は望めないため、走行路を検知する回路、また特に砂利道では砂利自体をテクスチャー処理する回路が必要となり、砂利道を走行する上での振動による画像のぶれを防止する回路も必要になる。 As for road parameters, a white line detection circuit is required on asphalt, and particularly on wet asphalt, road reflection light from oncoming vehicles and peripheral light sources becomes large, so a road reflection light removal circuit is required. Since white lines cannot be detected on gravel roads and snowy roads, a circuit that detects the roadway, especially a circuit that textures the gravel itself, is necessary on the gravel road, and image blurring due to vibrations on the gravel road is required. A circuit to prevent it is also necessary.
このように、運転環境の変化に応じて、図8に示す各回路領域の回路を図13に例示するように再構成することで、常に運転環境に合った画像処理を行うことができ、前照灯,ブレーキなどを迅速,適正に制御することができる。 In this way, by reconfiguring the circuits in each circuit area shown in FIG. 8 as illustrated in FIG. 13 in accordance with changes in the driving environment, image processing suitable for the driving environment can always be performed. Lights and brakes can be controlled quickly and appropriately.
なお、上記実施例の他にも、画像処理部ハードウエア部、画像処理ソフトウエア部、制御部、再構成制御部は、以下の構成とすることも可能である。 In addition to the above-described embodiment, the image processing unit hardware unit, the image processing software unit, the control unit, and the reconstruction control unit can be configured as follows.
画像処理ハードウエア部は、例えばFPGAのようなリコンフイギュラブルなデバイスで構成され、画像処理ソフトウエア部、制御部、再構成制御部がそれぞれ同様な、FPGAのようなリコンフイギュラブルなデバイスで構成されていた場合は、それら一体のデバイス、もしくは別々のデバイスとして構成される。 The image processing hardware unit is configured by a reconfigurable device such as an FPGA, and the image processing software unit, the control unit, and the reconfiguration control unit are similar to each other, and a reconfigurable device such as an FPGA. Are configured as an integrated device or as separate devices.
画像処理ソフトウエア部は、マイコン、もしくはプロセッサ機能を有するFPGAなどで構成され、画像処理ハードウエア部、制御部、再構成制御部がそれぞれ同様に、マイコン、もしくFPGAで構成されていた場合は、それらと一体のデバイスもしくは別々のデバイスとして構成される。 The image processing software unit is configured with a microcomputer or an FPGA having a processor function, and the image processing hardware unit, the control unit, and the reconfiguration control unit are similarly configured with a microcomputer or an FPGA. , Configured as an integrated device or as a separate device.
制御部は、マイコン、CPLD、もしくはFPGAなどで構成され、画像処理ハードウエア部、画像処理ソフトウエア部、再構成制御部がそれぞれ同様に、マイコン、CPLD、もしくはFPGAで構成されていた場合は、それらと一体のデバイス、もしくは別々のデバイスとして構成される。 The control unit is configured by a microcomputer, CPLD, or FPGA, and when the image processing hardware unit, image processing software unit, and reconstruction control unit are similarly configured by a microcomputer, CPLD, or FPGA, It is configured as a device integrated with them or as a separate device.
再構成制御部は、マイコン、CPLD、もしくはFPGAなどで構成され、画像処理ハードウエア部、画像処理ソフトウエア部、制御部がそれそれ同様に、マイコン、CPLD、もしくはFPGAなどで構成されている場合は、それらと一体のデバイス、もしくは別々のデバイスとして構成される。 The reconfiguration control unit is configured with a microcomputer, CPLD, or FPGA, and the image processing hardware unit, image processing software unit, and control unit are configured with a microcomputer, CPLD, or FPGA as well. Are configured as a device integral with them or as separate devices.
10 カメラ
11 画像処理ハ―ウエア部
12 画像処理ソフトウエア部
13 制御部
15 動的再構成制御部
18 車内のセンサ
19 外部装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の入力端から入力したカメラからの情報を処理する、再構成可能な画像処理ハードウエア部と、
前記第1の入力端から入力したカメラからの情報を処理する画像処理ソフトウエア部と、
前記画像処理ハードウエア部を再構成する動的再構成制御部と、
運転環境を示す情報を入力する第2の入力端と、
車載の外部装置に情報を出力する出力端と、
前記第2の入力端からの情報にもとづいて前記動的再構成制御部を制御し、前記画像処理ハードウエア部および前記画像処理ソフトウエア部からの情報にもとづいて前記出力端を介して前記外部装置を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする車載用情報処理装置。 A first input terminal for inputting information from a camera for photographing outside the vehicle;
A reconfigurable image processing hardware unit for processing information from the camera input from the first input end;
An image processing software unit for processing information from the camera input from the first input terminal;
A dynamic reconfiguration control unit for reconfiguring the image processing hardware unit;
A second input for inputting information indicating the driving environment;
An output terminal for outputting information to an in-vehicle external device;
The dynamic reconfiguration control unit is controlled based on information from the second input terminal, and the external reconfiguration unit via the output terminal based on information from the image processing hardware unit and the image processing software unit. A control unit for controlling the device;
An in-vehicle information processing apparatus comprising:
前記外部装置は、前照灯であり、前記制御部は、前記前照灯の光軸および/または光量を制御することを特徴とする車載用情報処理装置。 The in-vehicle information processing apparatus according to claim 1,
The in-vehicle information processing apparatus, wherein the external device is a headlamp, and the control unit controls an optical axis and / or a light amount of the headlamp.
回路データを格納するコンフィグレーションROMを備え、
前記動的再構成制御部は、前記コンフィグレーションROMから所要の回路データを読みとり、この回路データにより前記画像処理ハードウエア部を再構成することを特徴とする車載用情報処理装置。 The in-vehicle information processing apparatus according to claim 1,
It has a configuration ROM for storing circuit data,
The in-vehicle information processing apparatus, wherein the dynamic reconfiguration control unit reads required circuit data from the configuration ROM and reconfigures the image processing hardware unit based on the circuit data.
前記再構成可能な画像処理ハードウエア部は、少なくとも時間パラメータ回路領域、場所パラメータ回路領域、天候パラメータ回路領域、車速パラメータ回路領域、道路パラメータ回路領域のうちの一つの回路領域を有し、パラメータを変更することによって、それぞれの回路領域の回路を再構成するものであることを特徴とする車載用情報処理装置。 The in-vehicle information processing apparatus according to claim 1,
The reconfigurable image processing hardware unit has at least one circuit area of a time parameter circuit area, a location parameter circuit area, a weather parameter circuit area, a vehicle speed parameter circuit area, and a road parameter circuit area, An in-vehicle information processing apparatus that reconfigures a circuit in each circuit area by changing the circuit.
前記第1の入力端から入力した情報を処理する、画像処理ハードウエア部と画像処理ソフトウエア部をCPU搭載のFPGAを用いて一体にしたFPGAと、
前記画像処理ハードウエア部を再構成する動的再構成制御部および制御部を一体にしたマイコンと、
運転環境を示す情報を入力する第2の入力端と、
車載の外部装置へ情報を出力する出力端と、
を備えた車載用情報処理装置において、
前記制御部は、前記第2の入力端からの情報にもとづいて前記動的再構成制御部を制御し、前記画像処理ハードウエア部および前記画像処理ソフトウエア部からの情報にもとづいて前記出力端を介して前記外部装置を制御することを特徴とする車載用情報処理装置。 A first input terminal for inputting information from a camera for photographing outside the vehicle;
An FPGA that integrates an image processing hardware unit and an image processing software unit using an FPGA equipped with a CPU, which processes information input from the first input terminal;
A microcomputer integrated with a dynamic reconfiguration control unit and a control unit for reconfiguring the image processing hardware unit;
A second input for inputting information indicating the driving environment;
An output terminal for outputting information to an in-vehicle external device;
In-vehicle information processing apparatus equipped with
The control unit controls the dynamic reconfiguration control unit based on information from the second input terminal, and the output terminal based on information from the image processing hardware unit and the image processing software unit. An in-vehicle information processing apparatus that controls the external device via a computer.
前記制御部は、画像処理されることで生成した処理結果と、前記第2の入力端からの情報を比較演算し、過去の情報を加味して新たなパラメータを生成し、パラメータが変化した場合に、前記動的再構成制御部に指定したパラメータの回路を再構成させる命令を出すことを特徴とする車載用情報処理装置。 The in-vehicle information processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
When the control unit compares the processing result generated by the image processing and the information from the second input end, generates a new parameter by adding past information, and the parameter changes In addition, the vehicle information processing apparatus is characterized by issuing a command for reconfiguring the circuit of the parameter designated to the dynamic reconfiguration control unit.
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