JP2010224925A - 環境認識装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】環境認識装置1は、画像Tを撮像する撮像手段2と、画像Tの各画素pについて実空間上の距離Zを検出する距離検出手段6と、画像T中で互いに隣接する画素pを各画像データDに基づいて隣接する画素pを1つのグループgに統合する統合処理手段10と、グループgに属する各画素pやその周囲の各画素p*に対応する実空間上の距離Zに基づいて各グループgの実空間上の距離Zgを算出する距離算出手段11と、各グループgの実空間上の距離Zg等に基づいて算出したグループgの実空間上の大きさや道路面からの高さYc−Y*、グループgの道路面上での自車両の進行路に対する位置がそれぞれ所定の条件を満たす場合に当該グループgを道路上に存在する光源Sとして検出する光源検出手段12とを備える。
【選択図】図1
Description
環境認識装置において、
画素ごとに画像データを有する画像を撮像する撮像手段と、
前記画像の各画素について実空間上の距離を検出する距離検出手段と、
前記画像から道路面を検出する路面検出手段と、
前記画像において互いに隣接する画素の各画像データに基づいて当該隣接する画素を1つのグループに統合する統合処理手段と、
前記グループに属する前記画素および前記グループの周囲に存在する前記画素に対応する前記実空間上の距離の少なくともいずれかに基づいて、前記グループの実空間上の距離を算出する距離算出手段と、
前記グループの実空間上の距離および前記グループの前記画像中での座標に基づいて、当該グループの実空間上の大きさ、前記道路面からの実空間上の高さ、および当該グループの自車両の進行路に対する実空間上の位置を算出し、前記大きさ、高さおよび位置がそれぞれ所定の条件を満たす場合に当該グループを道路上に存在する光源として検出する光源検出手段と、
を備えることを特徴とする。
前記画像中から自車両側方の車線を検出する車線検出手段を備え、
前記光源検出手段は、前記車線の実空間上の位置に基づいて前記自車両の進行路およびそれに対する前記グループの実空間上の位置を算出することを特徴とする。
前記画像データはカラーの画像データであり、
前記第1の条件は、前記画像の中から特定の色と特定の明るさを有する前記画素が検出されるように設定されており、
前記第2の条件は、前記特定の色を有するが、その明るさが前記第1の条件で規定される前記特定の明るさよりも暗い前記画素が検出されるように設定されていることを特徴とする。
SAD=Σ|D1s,t−D2s,t|
=Σ{|R1s,t−R2s,t|+|G1s,t−G2s,t|
+|B1s,t−B2s,t|} …(1)
X=CD/2+Z×PW×(i−IV) …(2)
Y=CH+Z×PW×(j−JV) …(3)
Z=CD/(PW×(dp−DP)) …(4)
左車線 X=aL・Z+bL …(5)
右車線 X=aR・Z+bR …(6)
[道路高モデル]
左車線 Y=cL・Z+dL …(7)
右車線 Y=cR・Z+dR …(8)
すなわち、本実施形態では、第1の条件は、基準画像T中から赤みがかった色を有し、光源にふさわしい明るい画素pが注目画素p(i,j)として検出されるように設定されている。
R、G、B>200、かつ、R≧G、R≧B …(10)
と設定すると、基準画像T中に撮像された空など白っぽく明るく撮影された対象が全て検出されてしまうため、信号機の赤信号のような赤い光を放つ光源Sを効率良く検出できない。
[条件2a]R≧165、かつ、G、B<150 …(11)
[条件2b]R、G、B>200、かつ、R≧G、R≧B …(12)
[条件2c]R≧200、かつ、G、B<200 …(13)
具体的には、光源検出手段12は、まず、各グループgについて、図14に示すように、グループgの左端の画素のi座標Iminと右端の画素のi座標Imax、および上端の画素のj座標Jmaxと下端の画素のj座標Jminを検出する。
Xmin=CD/2+Zg×PW×(Imin−IV) …(14)
Xmax=CD/2+Zg×PW×(Imax−IV) …(15)
が得られるから、グループgの左右端間の実空間上の大きさを、
Xmax−Xmin=Zg×PW×(Imax−Imin) …(16)
と算出し、グループgの左右方向の実空間上の大きさとする。
Ymin=CH+Zg×PW×(Jmin−JV) …(17)
Ymax=CH+Zg×PW×(Jmax−JV) …(18)
が得られるから、グループgの上下端間の実空間上の大きさを、
Ymax−Ymin=Zg×PW×(Jmax−Jmin) …(19)
と算出し、グループgの上下方向の実空間上の大きさとする。
また、光源検出手段12は、各グループgについて、前述したグループgの左端の画素のi座標Iminと右端の画素のi座標Imaxとの中間点Ic、および上端の画素のj座標Jmaxと下端の画素のj座標Jminとの中間点Jc、すなわち、
Ic=(Imin+Imax)/2 …(20)
Jc=(Jmin+Jmax)/2 …(21)
をそれぞれi座標、j座標とするグループgの中心点Gcを算出する。そして、このJcとグループgの実空間上の距離Zgとを上記(3)式に代入して、グループgの中心点Gcの実空間上の高さYcを算出する。すなわち、
Yc=CH+Zg×PW×(Jc−JV) …(22)
また、本実施形態のように、信号機の赤く点灯された信号灯(すなわち赤信号)を検出する場合には、道路面上での自車両の進行路上に存在する信号機の信号灯が検出されるべきである。すなわち、例えば図15に示すように、基準画像Tに複数の信号機A、B、Cが撮像されている場合、検出すべき信号機は、基準画像Tの中央付近に撮像されている信号機Aでも対向車線上の信号機Cでもなく、道路面上での自車両の進行路上に存在する信号機Bである。
Xc=CD/2+Zg×PW×(Ic−IV) …(23)
Cua=γ/V …(24)
Re=(1+Asf・V2)・(Lwb/δ) …(25)
Cua=1/Re …(26)
2 撮像手段
6 距離検出手段
10 統合処理手段
11 距離算出手段
12 光源検出手段
13 車線検出手段
14 路面検出手段
A、B、C 信号機
D 画像データ
g グループ
Gc グループの中心点
(i,j) 座標
LL、LR 自車両側方の車線
p 画素
p* 最も近接する位置に存在する画素
S 光源
T 基準画像(画像)
Xmax−Xmin グループの左右方向の実空間上の大きさ
Yc グループの実空間上の高さ
Yc−Y* グループの道路面からの実空間上の高さ(差分)
Ymax−Ymin グループの上下方向の実空間上の大きさ
Z、Zp 実空間上の距離
Zg グループの実空間上の距離
Zp* 最も近接する位置に存在する画素に対応する実空間上の距離
Claims (14)
- 画素ごとに画像データを有する画像を撮像する撮像手段と、
前記画像の各画素について実空間上の距離を検出する距離検出手段と、
前記画像から道路面を検出する路面検出手段と、
前記画像において互いに隣接する画素の各画像データに基づいて当該隣接する画素を1つのグループに統合する統合処理手段と、
前記グループに属する前記画素および前記グループの周囲に存在する前記画素に対応する前記実空間上の距離の少なくともいずれかに基づいて、前記グループの実空間上の距離を算出する距離算出手段と、
前記グループの実空間上の距離および前記グループの前記画像中での座標に基づいて、当該グループの実空間上の大きさ、前記道路面からの実空間上の高さ、および当該グループの自車両の進行路に対する実空間上の位置を算出し、前記大きさ、高さおよび位置がそれぞれ所定の条件を満たす場合に当該グループを道路上に存在する光源として検出する光源検出手段と、
を備えることを特徴とする環境認識装置。 - 前記画像中から自車両側方の車線を検出する車線検出手段を備え、
前記光源検出手段は、前記車線の実空間上の位置に基づいて前記自車両の進行路およびそれに対する前記グループの実空間上の位置を算出することを特徴とする請求項1に記載の環境認識装置。 - 前記統合処理手段は、予め設定された第1の条件を満たす前記画像データを有する画素を検出するととともに、前記第1の条件で規定される前記画像データの範囲よりも広い範囲に設定された第2の条件を満たす前記画像データを有する画素を検出する場合、前記第1の条件を満たす前記画像データを有する画素と統合して1つのグループとすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の環境認識装置。
- 前記画像データはカラーの画像データであり、
前記第1の条件は、前記画像の中から特定の色と特定の明るさを有する前記画素が検出されるように設定されており、
前記第2の条件は、前記特定の色を有するが、その明るさが前記第1の条件で規定される前記特定の明るさよりも暗い前記画素が検出されるように設定されていることを特徴とする請求項3に記載の環境認識装置。 - 前記第2の条件は、前記特定の色を有し、その明るさが前記第1の条件で規定される前記特定の明るさよりも明るい前記画素も検出されるように設定されていることを特徴とする請求項4に記載の環境認識装置。
- 前記統合処理手段は、前記画素と隣接する画素の前記実空間上の距離の差異と、前記画素の前記実空間上の距離と前記グループの前記実空間上の距離との差異のいずれかの差異が所定の閾値を上回る場合には、前記画素をグループに非統合とすることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の環境認識装置。
- 前記統合処理手段は、前記画素を前記グループに統合した場合に、当該グループの形状が円形状でなくなる場合には、前記画素を前記グループに非統合とすることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の環境認識装置。
- 前記統合処理手段は、前記画素を前記グループに統合した場合に、当該グループの形状が円形状でなくなる場合には、前記グループを棄却して、前記光源検出手段における処理の対象から除外することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の環境認識装置。
- 前記距離算出手段は、前記グループに属する前記各画素に対応する前記実空間上の距離と、前記グループの画像上での範囲から左右または上下に探索して、前記実空間上の距離が検出されており前記画像上で前記範囲に最も近接する位置に存在する前記画素に対応する前記実空間上の距離の少なくともいずれかに基づいて、前記グループの実空間上の距離を算出することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の環境認識装置。
- 前記距離算出手段は、前記グループに属する前記各画素に対応する前記実空間上の距離、および/または、前記グループの前記画像上での範囲の左右または上下に最も近接する位置に存在する前記画素に対応する前記実空間上の距離の、平均値または中央値を、前記各グループの実空間上の距離として算出することを特徴とする請求項9に記載の環境認識装置。
- 前記距離算出手段は、前記グループに属する前記各画素に対応する前記実空間上の距離、および/または、前記グループの前記画像上での範囲の左右または上下に最も近接する位置に存在する前記画素に対応する前記実空間上の距離を、前記グループごとにヒストグラムに投票し、そのピーク値を前記各グループの実空間上の距離として算出することを特徴とする請求項9に記載の環境認識装置。
- 前記距離算出手段は、前記グループに属する前記各画素に対応する前記実空間上の距離、および/または、前記グループの前記画像上での範囲の左右または上下に最も近接する位置に存在する前記画素に対応する前記実空間上の距離のうち、近接した値の前記距離同士をまとめ、まとめられた前記距離の群のうち、データ数が最も多い群に属する前記実空間上の距離の平均値または中央値を前記各グループの実空間上の距離として算出することを特徴とする請求項9に記載の環境認識装置。
- 前記光源検出手段は、前記光源として、信号機の点灯された信号灯、先行車両のテールランプ、ブレーキランプ、ウインカのいずれかを検出することを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の環境認識装置。
- 前記光源検出手段は、前記光源として信号機の点灯された信号灯を検出する場合、検出した前記グループの前記画像上の位置から下方の所定距離内に、物体が存在しない場合に、前記信号機の点灯された信号灯を検出することを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の環境認識装置。
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