JP2013097392A - 警告表示方法および警告表示プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】警告表示方法は撮像した車両周囲の画像から特徴量を検出するステップと、検出した特徴量にもとづいて、同一の属性を持つ特徴量をグルーピングするステップと、グルーピングされた画像領域に含まれる物体画像の車両に対する危険度を示す信用度を設定するステップと、信用度が所定の高さ以上であると、運転者が視認可能な位置に設けられた表示装置に対して警告表示を行うステップと、グルーピングされた画像領域の次フレームにおける位置を、グルーピングされた画像領域を構成する画素の2フレーム前の画像と1フレーム前の画像間の動きベクトルの平均と1フレーム前の画像と現在のフレームの画像間の動きベクトルの平均とにもとづいて算出した加速度を用いて予測するステップとを有する。
【選択図】図2
Description
ここで、特徴量の領域の設定方法について簡単に説明する。
ac = x0 (縦線)
bc = y0 (横線)
ac = x (縦線)
bc = y (横線)
ap = ac + aw
am = ac - aw
bp = bc + bw
bm = bc - bw
bw = aw
ac = x0 (縦線)
bc = y0 (横線)
cc = x0 + y0 (右上がり線)
dc = y0 - x0 (右下がり線)
ac = x (縦線)
bc = y (横線)
cc = x + y (右上がり線)
dc = y - x (右下がり線)
ap = ac + aw
am = ac - aw
bp = bc + bw
bm = bc - bw
cp = cc + cw
cm = cc - cw
dp = dc + dw
dm = dc - dw
bw = aw
cw = aw・√(2)
dw = aw・√(2)
ax・x + ay・y + az = 0
bx・x + by・y + bz = 0
cx・x + cy・y + cz = 0
ac = ax・x0 + ay・y0
bc = bx・x0 + by・y0
cc = cx・x0 + cy・y0
as = ac + apole・aw
bs = bc + bpole・bw
cs = cc + cpole・cw
bw = aw・(√(bx・bx + by・by)) / (√(ax・ax + ay・ay))
cw = aw・(√(cx・cx + cy・cy)) / (√(ax・ax + ay・ay))
とする。awに応じてグルーピングしたい距離を設定することができる。
ax = 0
ay = 1
bx = √(3)
by = 2
cx = √(3)
cy = -2
apole = 1
bpole = -1
cpole = 1
y = a0・x + b0 (a0 = d0 / c0)
ec = c0・y0 - d0・x0
ep = ec + ew
em = ec - ew
となり、ewは次のようになる。
ew = ew・√(c0・c0 + d0・d0)
fc = d0・y0 + c0・x0
fp = fc + fw
fm = fc - fw
fw = aw・√(c0・c0 + d0・d0)
gc = (c0-d0)・y0 - (c0+d0)・x0
gp = gc + gw
gm = gc - gw
gw = aw・√((c0-d0)・(c0-d0) + (c0+d0)・(c0+d0))
hc = (hc+hd)・y0 + (c0-d0)・x0
hp = hc + hw
hm = hc - hw
hw = aw・√((c0+d0)・(c0+d0) + (c0-d0)・(c0-d0))
((ap1 ≧ am2) And (ap1 ≦ ap2)) OR
((am1 ≧ am2) And (am1 ≦ ap2)) OR
((ap2 ≧ am1) And (ap2 ≦ ap1)) OR
((am2 ≧ am1) And (am2 ≦ ap1))
図9から明らかなように、この4つの条件のうち一つは無くてもよい。
bs = bx・xa + by・ya
cs = cx・xa + cy・ya
ap = ap - aw
am = am + aw
m0x’ = 0
m0y’ = 0
m1x’ = m1x - m0x
m1y’ = m1y - m0y
m2x’ = m2x - m0x
m2y’ = m2y - m0y
これらの3点より2次式を作り出すと、下記の式になる。
y = a・x・x + b・x
y = a・(x- m0x)・(x-m0x) + b・(x-m0x) + m0y
m2x’ = 0
m2y’ = 0
m3x’ = m3x - m2x
m3y’ = m3y - m2y
m4x’ = m4x - m2x
m4y’ = m4y - m2y
その3点より2次式を作り出すと、下記の式になる。
x = a・y・y + b・y
x = a・(y- m2y)・(y-m2y) + b・(y-m2y) + m2x
r0 = n0・(1+√(2))
q0x = pa0x + r0
q0y = pa0y
そこで、以下の範囲で次の式で描写する。
(x-q0x)・(x-q0x) + (y-q0y)・(y-q0y) = r0・r0
範囲:(pa0x≦x≦pb0x), (pb0y≦y≦pa0y)
r0 = n0
q0x = pa0x + r0
q0y = pa0y
r0 = n0・(√(2) - 1)
q0x = pa0x + r0
q0y = pa0y
CoutR = CinR・(1-α) + CmixR・α
CoutG = CinG・(1-α) + CmixG・α
CoutB = CinB・(1-α) + CmixB・α
Rate = max(CinR, CinG, CinB) / 255
or Rate = ((CinR + 2・CinG + CinB) / 4) / 255
Rate = max(Rate, Cmin)
or Rate = 1-((1-Rate)/Crate)
CoutR = CinR・(1-α) + CmixR・Rate・α
CoutG = CinG・(1-α) + CmixG・Rate・α
CoutB = CinB・(1-α) + CmixB・Rate・α
CoutR = CinR・(1- Rate・α) + CmixR・Rate・α
CoutG = CinG・(1- Rate・α) + CmixG・Rate・α
CoutB = CinB・(1- Rate・α) + CmixB・Rate・α
また、コントラストアップに使用して強調表示させてもよい。領域内とするのは、領域線での領域(図11参照)としてもよいし、2次式での領域(図12参照)としてもよいし、角を円で丸めた領域(図13(c)、図14(a)、(b)参照)としてもよい。
ap = ap - aw・a
am = am + aw・a
bp = bp - bw・a
bm = bm + bw・a
u = 2・u_now - u_old
v = 2・v_now - v_old
ap = ap + u
am = am + u
bp = bp + v
bm = bm + v
a = √(u_now・u_now + v_now・v_now) / √(u_old・u_old + v_old・v_old)
or a = √(u・u + v・v) / √(u_now・u_now + v_now・v_now)
ar = (ap - am) / 2
ap = ap + ar・(a-1)
am = am - ar・(a-1)
br = (bp - bm) / 2
bp = bp + br・(a-1)
bm = bm - br・(a-1)
なお、拡大率はリミットを入れてもよい。
ap = ap - aw・a
am = am + aw・a
bp = bp - bw・a
bm = bm + bw・a
cp = cp - cw・a
cm = cm + cw・a
dp = dp - dw・a
dm = dm + dw・a
u = 2・u_now - u_old
v = 2・v_now - v_old
ap = ap + u
am = am + u
bp = bp + v
bm = bm + v
cp = cp + u + v
cm = cm + u + v
dp = dp + v - u
dm = dm + v - u
a = √(u_now・u_now + v_now・v_now) / √(u_old・u_old + v_old・v_old)
or a = √(u・u + v・v) / √(u_now・u_now + v_now・v_now)
ar = (ap - am) / 2
ap = ap + ar・(a-1)
am = am - ar・(a-1)
br = (bp - bm) / 2
bp = bp + br・(a-1)
bm = bm - br・(a-1)
cr = (cp - cm) / 2
cp = cp + cr・(a-1)
cm = cm - cr・(a-1)
dr = (dp - dm) / 2
dp = dp + dr・(a-1)
dm = dm - dr・(a-1)
なお、拡大率はリミットを入れてもよい。
as = as - apole・aw・a
bs = bs - bpole・bw・a
cs = cs - cpole・cw・a
u = 2・u_now - u_old
v = 2・v_now - v_old
as = as + ax・u + ay・v
bs = bs + bx・u + by・v
cs = cs + cx・u + cy・v
a = √(u_now・u_now + v_now・v_now) / √(u_old・u_old + v_old・v_old)
or a = √(u・u + v・v) / √(u_now・u_now + v_now・v_now)
ar = (as - ak) / 2
as = as + ar・(a-1)
br = (bs - bk) / 2
bs = bs + br・(a-1)
cr = (cs - ck) / 2
cs = cs + cr・(a-1)
bs = bx・x + by・y
cs = cx・x + cy・y
ak= ax・x + ay・y
as = ax・x + ay・y
cs = cx・x + cy・y
bk= bx・x + by・y
as = ax・x + ay・y
bs = bx・x + by・y
ck= cx・x + cy・y
まず、領域線が変わる場合について説明する。
次に、領域線数が増える場合について説明する。
図22は、1つのグルーピングで凹んだ形状を表す際の1つの基点と角度領域との関係の一例を示す説明図である。また、図23は、凹領域線を更新する様子の一例を示す説明図である。また、図24は、図22に示す例において1つのグルーピングで凹んだ形状を表した様子の一例を示す説明図である。
以上説明した方法では、1つのグルーピングで凹んだ形状を表すことは難しい。そこで、グルーピング対象となる凹んだ形状の凹んだ状態を次の方法により計算し、それを考慮して1つのグルーピングとしても良い。
なお、グルーピング領域の基本形状は3角形、4角形、8角形など様々な多角形形状をとることが可能であるが、以下の説明では8角形をとる場合の一例について説明する。また、凹んだ形状も多角形とするが、例としてグルーピングの形状と同じ8角形で説明する。グルーピング形状と凹んだ形状は同じ多角形にする必要は無い。
それぞれのグルーピングの領域線の交点と、その領域線上の点を基点として凹んだ形状の処理を行うが、左上の点K0と左辺Amのみ説明する。ここで、グルーピングの領域線を凸領域線(図22の点線Am、Cm等)、基点から凹ませる領域線を凹領域線(図22の細い実線K0Ap、K0Am等)というものとする。凸領域線の交点(たとえばAm、Cmの交点K0)を基点とする場合には、その交点を作り出す凸領域線のどちらかの線分の長さ(たとえばAmであれば図22において点K0から点K7までの長さ)が所定の閾値Lthより長い場合に動作するようにする。また、凸領域線上の点を基点とする場合には、図22のように線分の長さをAmLとした場合(AmL/Lth)−1の正の整数部の点数分、交点までの距離が等距離になるように点を配置する(図22のJ70、J71参照)。このとき、点数は所定の値で制限してもよい(たとえば2)。
図22のように、凹領域線の形成開始時は、基点K0(K0x,K0y)から、上記までに述べたグルーピングを行うための特徴点を領域にする処理と同様の処理を行う。たとえば、凹領域線を8角形とする場合は、下記のようになる。
K0Bc = K0y (横線)
K0Cc = K0x + K0y (右上がり線)
K0Dc = K0y -K0x (右下がり線) K0Ap = K0Ac + K0Aw
K0Am = K0Ac -K0Aw
K0Bp = K0Bc + K0Bw
K0Bm = K0Bc -K0Bw
K0Cp = K0Cc + K0Cw
K0Cm = K0Cc -K0Cw
K0Dp = K0Dc + K0Dw
K0Dm = K0Dc -K0Dw
凹領域線までの距離はすべて同じ距離としてなくてもよいが、精度を上げるためにすべて同じ距離とする場合は、
K0Bw = K0Aw
K0Cw = K0Aw・√(2)
K0Dw = K0Aw・√(2)
とする。K0Awを設定することにより凹領域線の広がり速度を設定することができる。K0Awを適切に設定することにより、例えばノイズなどの影響で特徴点が検出できなかった場合に、凹領域が凸領域までいきなり広がらないようにすることができる。ここで形成された凹領域線を、基準凹領域線とする。
ここで、それぞれの凹領域線の広がりは、基点からのある角度領域内に存在する特徴点に依存させるように、角度領域を設定する。角度領域は、上記に述べた基準凹領域線のそれぞれの交点を角度領域境界(K0BmDmB、K0DmApB、K0ApCpB、K0CpBpB、K0BpDpB、K0DpAmB、K0AmCmB、K0CmBmB)で分割された角度領域 (K0DmA、K0ApA、K0CpA、K0BpA、K0DpA、K0AmA、K0CmA、K0BmA)とする。なお、角度領域境界は、基点を始点とする線分であって、基点から凹領域線により広げられた8角形領域の8角形(図22の太い実線)の各頂点を通る線分(図22の一点鎖線)により定義する。また、角度領域境界K0BmDmBは、K0から凹領域線K0BmとK0Dmの交点を通る線分であることを表している。
また、K0では、凸領域線AmとCmの交点が基点であり、その2線より内側に凹領域線を形成するため、4つの凹領域線(K0Dp、K0Am、K0Cm、K0Bm)と4つ角度領域(K0DpA、K0AmA、K0CmA、K0BmA)は意味をなさなくなる。だが、特徴点が最初の凸領域線より外側でグルーピングされても、それも考慮して凹領域線を形成する必要がある。そのため4つの角度領域は、意味をなしている一番近い角度領域にする。つまりK0では、K0DpAとK0AmAがK0BpAとなり、K0CmAとK0BmAがK0DmAとなる。
そして、特徴点をグルーピングするために広げる分、特徴点から基点側へ広げた位置が、特徴点が属する角度領域の凹領域線の傾きに対して元の凹領域線より基点に近いかを確認する。近ければ、特徴点から基点側へ広げた位置に、新たな凹領域線を設ける。
例えば、図23のように、凹領域線がK0Dm、K0Ap、K0Cp、K0Bpで形成されていたとし、特徴点P0(x0、y0)が得られたとする。特徴点P0はグルーピングされるかの確認のため凸領域線(たとえば8角形)を形成する。このときAmと接するためグルーピングされ、凸領域線AmがAm2へ移動する。次に凹領域線に対して確認する。得られた特徴点P0は基点K0に対してK0BpAの角度領域に属しているため、この角度領域の凹領域線はK0Bpとなる。そして、特徴点をグルーピングするために広げた分、特徴点から基点側へ広げた位置がP0の8角形となり、その8角形がK0Bpの傾きであるy方向に対して、元の凹領域線K0Bpより近いことが確認できる。そのため、凹領域線K0Bpを、特徴点から基点側へ広げた位置K0Bp2へ移動する。
以上を同じグルーピングとなる得られた特徴点分、すべての基点に対して行う。
すべての特徴点を確認し終わった後、凸領域線が変わるので、それに合わせて基点位置を変える。その基点が凹領域線より内側になるように、凹領域線を新たな基点位置で制限する。また、凸領域線の線分の長さAmLが変わるので、交点での基点の有無が変更されないか、領域線上の基点の数が変更されないか確認し、変更されればその分基点を増減させる。増減させた場合、位置が大幅にずれるので、元の基点位置での範囲に収まる最大の位置で、凹領域線の初期値を決定する。また、意味をなさない4つの凹領域線は、領域とするために、凸領域線の一番外側とすればよい。以上のように現在のフレームでの処理を行う。
描写させる際は、グルーピングさせるために特徴点を凸領域線に広げる分、凹領域線が基点に近くなっているので、その分基点より離れた位置を凹領域線として描写すればよい(図23の新しい描写線)。
以上のような方法で、凹んだ形状を確認することにより、図24のように凹んだ物体に対しても正しく領域線を形成することができるようになる。なお、図24には、凸領域線の交点の基点はすべて有効とし、凸領域線上の基点数は左右の縦線は1としその他は0とする場合の例について示した。描写する際は、上記までに述べたような角を丸める処理を施して表示させても良いし、領域を色彩して表示させても良い。
11 カメラ
12 主制御部
19 表示装置
22 特徴量検出部
23 グルーピング処理部
31 グルーピングデータ比較部
32 グルーピング実行部
33 信用度調整部
34 警告表示部
35 グルーピングデータ更新部
36 グルーピングデータ格納部
Claims (12)
- 車両に設けられたカメラにより撮像された前記車両の周囲の画像から特徴量を検出するステップと、
前記検出された特徴量にもとづいて、同一の属性を持つ特徴量をグルーピングするステップと、
前記グルーピングされた画像領域に含まれる物体画像の前記車両に対する危険度を示す信用度を設定するステップと、
前記信用度が所定の高さ以上であると、前記車両の運転者が視認可能な位置に設けられた表示装置に対して警告表示を行うステップと、
前記グルーピングされた画像領域の次フレームの画像内における位置を、前記グルーピングされた画像領域を構成する画素の2フレーム前の画像と1フレーム前の画像間の動きベクトルの平均と、前記1フレーム前の画像と現在のフレームの画像間の動きベクトルの平均と、にもとづいて算出した加速度を用いて予測するステップと、
を有する警告表示方法。 - 前記グルーピングされた画像領域の次フレームの画像内におけるサイズを、前記グルーピングされた画像領域を構成する画素の2フレーム前の画像と1フレーム前の画像間の動きベクトルの平均と、前記1フレーム前の画像と現在のフレームの画像間の動きベクトルの平均と、にもとづいて変更するステップ、
をさらに有する請求項1記載の警告表示方法。 - 前記グルーピングされた画像領域の次フレームの画像内におけるサイズを現在のサイズよりも所定の割合だけ狭くするステップ、
をさらに有する請求項1または2に記載の警告表示方法。 - 前記予測するステップで予測された前記次フレームの画像内における前記グルーピングされた画像領域を初期位置として前記同一の属性を持つ特徴量をグルーピングするとともに、前記信用度を設定するステップで設定された前記信用度の情報を前記次フレームの画像内における前記グルーピングされた画像領域に引き継ぐステップ、
をさらに有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の警告表示方法。 - 前記同一の属性を持つ特徴量をグルーピングするステップは、
前記同一の属性を持つ特徴量を3角形以上の多角形でグルーピングするステップである、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の警告表示方法。 - 前記同一の属性を持つ特徴量をグルーピングするステップは、
1フレームを互いに重複する複数の領域に分割するステップと、
前記分割された領域ごとに前記同一の属性を持つ特徴量をグルーピングするステップと、
を有する、
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の警告表示方法。 - 前記分割された領域ごとにグルーピングした画像領域が前記分割された領域間を横断して移動する場合、移動先の領域に前記グルーピングした画像領域の前記信用度の情報をコピーするステップ、
をさらに有する請求項6記載の警告表示方法。 - 前記同一の属性を持つ特徴量をグルーピングするステップは、
前記同一の属性を持つ特徴量をグルーピングする多角形の辺数を前記グルーピングすべき画像領域の形状に応じて変更しつつグルーピングするステップである、
請求項1ないし7のいずれか1項に記載の警告表示方法。 - 前記グルーピングすべき画像領域は、凹んだ形状を有し、
前記同一の属性を持つ特徴量をグルーピングするステップは、
前記凹んだ形状を有する前記グルーピングすべき画像領域の形状を1つの領域でグルーピングするステップである、
請求項1ないし8のいずれか1項に記載の警告表示方法。 - 前記表示装置に対して前記カメラにより撮像された画像に対して前記信用度が所定の高さ以上の前記グルーピングした画像領域の位置を示す画像を重畳表示させて警告表示を行うステップ、
をさらに有する請求項1ないし9のいずれか1項に記載の警告表示方法。 - 前記グルーピングした画像領域の位置を示す画像を重畳表示させて警告表示を行うステップは、
前記表示装置に対して前記カメラにより撮像された画像に対して、前記信用度が所定の高さ以上の前記グルーピングした画像領域の領域内を彩色して重畳表示させて警告表示を行うステップである、
請求項10記載の警告表示方法。 - コンピュータに、
車両に設けられたカメラが撮像した前記車両の周囲の画像から特徴量を検出するステップと、
前記検出された特徴量にもとづいて、同一の属性を持つ特徴量をグルーピングするステップと、
前記グルーピングされた画像領域に含まれる物体画像の前記車両に対する危険度を示す信用度を設定するステップと、
前記信用度が所定の高さ以上であると、前記車両の運転者が視認可能な位置に設けられた表示装置に対して警告表示を行うステップと、
前記グルーピングされた画像領域の次フレームの画像内における位置を、前記グルーピングされた画像領域を構成する画素の2フレーム前の画像と1フレーム前の画像間の動きベクトルの平均と、前記1フレーム前の画像と現在のフレームの画像間の動きベクトルの平均と、にもとづいて算出した加速度を用いて予測するステップと、
を実行させるための警告表示プログラム。
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