JP7374057B2 - 信号処理装置 - Google Patents
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Description
本発明を実施する信号処理装置の一実施形態である移動体制御装置300の全体構成を図3に示す。移動体制御装置(信号処理装置)300は、主に、撮像装置301で撮像された画像を解析する画像解析部302、レーダ装置305(撮像装置301とは異なるセンサ)から得られた情報を解析するレーダ解析部306、画像解析部302とレーダ解析部306から得られた情報を統合して最終的な結果を決定及び出力するセンサフュージョン部309を備える。
撮像装置301はその画像信号を移動体制御装置300の画像解析部302に送信する。画像解析部302は、その画像から車両・歩行者・標識・白線などの物体(ないし物体群)を第1物体検出部303(以下、単に物体検出部303と記載する)で検出(認識)する。画像解析部302は、物体検出部303で検出された物体同士の相対関係を保存(記憶)する第1物体間相対関係算出部304(以下、単に物体間相対関係算出部304と記載する)を備える。例えば、ここで保存する物体間の相対関係とは、図2で示したように、検出された車両が自車レーンの内外のどちらにあるかといった情報や検出された物体同士の相対距離や相対速度を含む。
同様に、レーダ装置305はそのレーダ信号を移動体制御装置300のレーダ解析部306に送信する。レーダ解析部306は、そのレーダ信号から車両や歩行者などの物体(ないし物体群)を第2物体検出部307(以下、単に物体検出部307と記載する)で検出(認識)する。レーダ解析部306は、物体検出部307で検出された物体同士の相対関係を保存(記憶)する第2物体間相対関係算出部308(以下、単に物体間相対関係算出部308と記載する)を備える。
それぞれの画像解析部302とレーダ解析部306で検出された物体の結果はセンサフュージョン部309に送信される。画像解析部302(の物体検出部303)とレーダ解析部306(の物体検出部307)で双方共通して検出された結果はセンサフュージョン部309の情報融合部310に送られ、検出結果が融合される。融合の方法は公知の技術であり、一般的にはセンサ間で検出された物体を、センサ特性や各検出結果の位置の信頼度に応じて同一物体であるかどうかを判定し、その同一物体として判断された対応する物体の距離を、その後、センサ特性や各検出結果の位置とその推定誤差や信頼度に応じて、二つの距離を用いて再算出したり、あるいは片方のセンサ出力の値(距離)を採用したりすることで、情報融合部310の結果として出力する。
図3の具体的な例で簡単な構成を図2の進行路内判定機能に基づいて図4に示す。
画像解析部302の物体検出部303は、白線の位置を検出(認識)する白線検出部401と車両(ここでは前方車両)の位置を検出(認識)する第1車両検出部402(以下、単に車両検出部402と記載する)を持ち、白線検出部401から自車前方における進行路の領域(レーン)を推定(認識)する進行路推定部403を持つ。物体間相対関係算出部304は、車両検出部402の検出位置の結果と進行路推定部403の推定位置の結果から、検出した車両が進行路の内外のどちらにあるか(すなわち、相対位置関係)を判定する第1進行路内判定部404(以下、単に進行路内判定部404と記載する)を持つ。これを図2を用いて説明すると、前方車両202の場合、前方車両202は進行路内として判断され、前方車両203の場合、前方車両203は進行路外として判定される。この進行路内の判定には、車両情報取得装置313で取得した自車のステア角やヨーレート等の情報を用いても良い。車両検出部402の結果411、白線検出部401及び進行路推定部403の結果413、進行路内判定部404の結果412は、センサフュージョン部309に送信される。
レーダ解析部306の物体検出部307は、車両(ここでは前方車両)の位置を検出(認識)する第2車両検出部405(以下、単に車両検出部405と記載する)を持つ。物体間相対関係算出部308は、ここでは白線検出の機能をレーダ装置305が持たない代わりに、車両情報取得装置313で取得した自車のステア角やヨーレート等の情報から進行路を推定(認識)し、車両検出部405の車両検出結果が推定した進行路内にあるかどうか(すなわち、相対位置関係)を判定する第2進行路内判定部406(以下、単に進行路内判定部406と記載する)を備える。車両検出部405の結果415と進行路内判定部406の結果414は、センサフュージョン部309に送信される。
センサフュージョン部309の情報融合部310は、画像解析部302(の車両検出部402)とレーダ解析部306(の車両検出部405)で検出された車両検出結果(411、415)を照合し、同一とされた車両検出結果を融合して一つの車両検出結果としてその位置を出力する車両検出融合部407を持つ。通常、撮像装置(カメラ等)301の検出精度と、レーダ装置(ミリ波レーダ等)305による検出精度は異なるため、車両検出部402と車両検出部405と車両検出融合部407が出力する距離はそれぞれ異なる場合が多い。センサフュージョン部309の物体間相対関係算出部311は、このように車両検出融合部407で補正された結果と白線検出部401もしくは進行路推定部403の結果413から、再度、融合して求めた車両が進行路の内外のどちらにあるか(すなわち、相対位置関係)を判定する第3進行路内判定部408(以下、単に進行路内判定部408と記載する)を持つ。
図4に対して信頼度の概念を設けて判定する構成を説明する図を図5に示す。
画像解析部302の物体間相対関係算出部304では、対象とする車両が進行路内にいるかどうか(進行路内外判定)の信頼性を、白線の位置と車両の位置を基に時系列安定性、距離の信頼性などから第1信頼性判定部501(以下、単に信頼性判定部501と記載する)で判定する。ここで、時系列安定性とは、例えば、各フレームでの判断が白線位置内外で振動するような場合は信頼度が低いとし、白線位置内外のどちらかに一定している場合や、車線変更に伴いステップ的に変動する場合は信頼度が高いとすることが考えられる。距離の信頼性とは、使用するセンサや検出された状態に応じて判定されるものである。例えば、一般的にカメラを用いた距離測定では、自車から対象物までの距離が離れるに応じて測定誤差が増加する。この測定誤差の多寡を信頼度と読み替えれば、自車から対象物までの距離を変数とした多項式で信頼度を変化させることが考えられる。この信頼性判定部501の判定には例えば、事前に評価した成功率などを持つ第1統計情報保存部502が持つ情報から判断しても良い。
同様に、レーダ解析部306の物体間相対関係算出部308では、対象とする車両が進行路内にいるかどうか(進行路内外判定)の信頼性を、自車挙動と車両の位置を基に時系列安定性、距離の信頼性などから第2信頼性判定部503(以下、単に信頼性判定部503と記載する)で判定する。この信頼性判定部503の判定には例えば、事前に評価した成功率などを持つ第2統計情報保存部504が持つ情報から判断しても良い。
それらの判断結果や信頼度を受け取ったセンサフュージョン部309内の情報融合部310では、前述した車両検出融合部407で車両の情報を融合した際に同一とみなした車両の距離を補正した量を保存する補正量保存部507を持ち、この補正量を物体間相対関係算出部311に送信する。
図4に対して立体物間の相対関係を判断に用いる構成を説明する図を図6に示す。
ここで、画像解析部302の物体間相対関係算出部304は、白線と車両の相対関係だけではなく、他の物体との相対関係を保存する部を持つ。例えば、車両が複数検出されている場合においては、その複数検出された車両同士の相対距離や前後関係などを算出する第1立体物間相対関係算出部601(以下、単に立体物間相対関係算出部601と記載する)を持つ。なお、ここで車両は、自転車や歩行者であっても良いし、相対関係は、同じ種類の物体同士に限らず、車両と歩行者、車両と自転車など、違う種類の立体物間の相対距離や前後関係であっても良い。すなわち、ここでは、物体間相対関係算出部304(の立体物間相対関係算出部601)は、例えば、車両と白線が複数(すなわち、車両群と白線群が)検出されている場合においては、車両群の複数認識された車両同士及び白線群の複数認識された白線同士、並びに車両群と白線群との間の相対位置関係を保存(記憶)する(図7の表705を併せて参照)。
レーダ解析部306の物体間相対関係算出部308も同様に、複数検出された車両同士の相対距離や前後関係などを算出する機能を持つ第2立体物間相対関係算出部602(以下、単に立体物間相対関係算出部602と記載する)を備える。すなわち、ここでは、物体間相対関係算出部308(の立体物間相対関係算出部602)は、例えば、車両が複数(すなわち、車両群が)検出されている場合においては、車両群の情報と、車両群の複数の車両同士の相対位置関係とを保存(記憶)する(図7の表706を併せて参照)。
このように算出された相対関係の保存をセンサフュージョン部309の情報融合部310の後の物体間でも実施する。この処理を物体間相対関係算出部311の第3立体物間相対関係算出部603(以下、単に立体物間相対関係算出部603と記載する)で行うものとする。この場合、情報融合部310(の車両検出融合部407)は、画像解析部302(の車両検出部402)で検出された車両群検出結果とレーダ解析部306(の車両検出部405)で検出された車両群検出結果を融合して一つの車両群検出結果としてその位置を出力する。また、立体物間相対関係算出部603は、情報融合部310(の車両検出融合部407)で補正された車両群と、白線検出部401もしくは進行路推定部403の結果413である白線群との間の相対位置関係を保存(記憶)する(図7の表707を併せて参照)。
図8に、相対関係の判断に基づいてセンサシステムの異常を検知して報知する構成例を示す。
201 車両(自車)
202 自車線内の前方車両
203 自車線外の前方車両
204 白線群
205 前方車両がいないケース
300 移動体制御装置(信号処理装置)
301 撮像装置
302 画像解析部
303 第1物体検出部
304 第1物体間相対関係算出部
305 レーダ装置
306 レーダ解析部
307 第2物体検出部
308 第2物体間相対関係算出部
309 センサフュージョン部
310 情報融合部
311 第3物体間相対関係算出部
312 相対関係総合判断部
313 車両情報取得装置
401 白線検出部
402 第1車両検出部
403 進行路推定部
404 第1進行路内判定部
405 第2車両検出部
406 第2進行路内判定部
407 車両検出融合部
408 第3進行路内判定部
409 進行路内総合判定部
411 第1車両検出部の結果
412 第1進行路内判定部の結果
413 白線検出部もしくは進行路推定部の結果
414 第2進行路内判定部の結果
415 第2車両検出部の結果
501 第1信頼性判定部
502 第1統計情報保存部
503 第2信頼性判定部
504 第2統計情報保存部
505 第3信頼性判定部
506 第3統計情報保存部
507 補正量保存部
511 第1物体間相対関係算出部の結果
512 第2物体間相対関係算出部の結果
601 第1立体物間相対関係算出部
602 第2立体物間相対関係算出部
603 第3立体物間相対関係算出部
701~704 前方車両
705 第1立体物間相対関係算出部の出力の表
706 第2立体物間相対関係算出部の出力の表
707 第3立体物間相対関係算出部の出力の表
801 判断保存部
802 異常診断部
803 異常信号
804 異常報知部
901 LIDAR装置
902 LIDAR信号解析部
903 第4物体検出部
904 第4物体間相対関係算出部
1001 歩道領域
1002 路側帯領域
1003 隣接車線領域
1004 対向車線領域
1101 第1立体物検出部
1102 領域検出部
1103 第1領域位置判定部
1104 第2立体物検出部
1105 第2領域位置判定部
1106 立体物融合部
1107 第3領域位置判定部
1108 領域位置総合判定部
Claims (7)
- 撮像装置で撮像された画像から、第一の物体と第二の物体を認識し、前記第一の物体と前記第二の物体との間の第一の位置関係を記憶し、
前記撮像装置とは異なるセンサから得られた情報に基づき認識された前記第一の物体の情報と、前記撮像装置で撮像された画像に基づき認識された前記第一の物体の情報とから、前記第一の物体の位置を求め、
求められた前記第一の物体と、前記撮像装置で撮像された画像に基づき認識された前記第二の物体との間の第二の位置関係を求め、
前記第一の位置関係と前記第二の位置関係を比較して、前記第一の物体と前記第二の物体の最終的な位置関係を決定する信号処理装置において、
前記第一の位置関係と前記第二の位置関係を比較する際に、前記第一の位置関係に関する第一の信頼度と前記第二の位置関係に関する第二の信頼度を比較して、前記第一の物体と前記第二の物体の最終的な位置関係を決定することを特徴とした信号処理装置。 - 請求項1に記載の信号処理装置において、
前記信頼度は、前記第一の物体までの距離、前記第二の物体までの距離、又は使用するセンサに基づいて決定されることを特徴とした信号処理装置。 - 請求項1に記載の信号処理装置において、
前記第一の位置関係と前記第二の位置関係と前記最終的な位置関係を記憶し、それらの位置関係から選択したいずれか二つの位置関係が互いに異なる回数が規定値を越えた場合に、信号異常として報知することを特徴とした信号処理装置。 - 撮像装置で撮像された画像から、第一の物体と第二の物体を認識し、前記第一の物体と前記第二の物体との間の第一の位置関係を記憶し、
前記撮像装置とは異なるセンサから得られた情報に基づき認識された前記第一の物体の情報と、前記撮像装置で撮像された画像に基づき認識された前記第一の物体の情報とから、前記第一の物体の位置を求め、
求められた前記第一の物体と、前記撮像装置で撮像された画像に基づき認識された前記第二の物体との間の第二の位置関係を求め、
前記第一の位置関係と前記第二の位置関係を比較して、前記第一の物体と前記第二の物体の最終的な位置関係を決定する信号処理装置において、
前記第一の位置関係と前記第二の位置関係と前記最終的な位置関係を記憶し、それらの位置関係から選択したいずれか二つの位置関係が互いに異なる回数が規定値を越えた場合に、信号異常として報知することを特徴とした信号処理装置。 - 撮像装置で撮像された画像から、第一の物体と第二の物体を認識し、前記第一の物体と前記第二の物体との間の第一の位置関係を記憶し、
前記撮像装置とは異なるセンサから得られた情報に基づき認識された前記第一の物体の情報と、前記撮像装置で撮像された画像に基づき認識された前記第一の物体の情報とから、前記第一の物体の位置を求め、
求められた前記第一の物体と、前記撮像装置で撮像された画像に基づき認識された前記第二の物体との間の第二の位置関係を求め、
前記第一の位置関係と前記第二の位置関係を比較して、前記第一の物体と前記第二の物体の最終的な位置関係を決定する信号処理装置において、
前記撮像装置で撮像された画像から、複数の前記第一の物体を含む第一の物体群と複数の前記第二の物体を含む第二の物体群を認識し、前記第一の物体群の複数認識された前記第一の物体同士及び前記第二の物体群の複数認識された前記第二の物体同士、並びに前記第一の物体群と前記第二の物体群との間の位置関係を前記第一の位置関係として記憶し、
前記撮像装置とは異なるセンサから得られた情報に基づき認識された前記第一の物体群の情報と、前記撮像装置とは異なるセンサから得られた情報に基づき認識された前記第一の物体群の複数の前記第一の物体同士の位置関係とを第三の位置関係として記憶し、
前記撮像装置とは異なるセンサから得られた情報に基づき認識された前記第一の物体群の情報と、前記撮像装置で撮像された画像に基づき認識された前記第一の物体群の情報とから、前記第一の物体群の位置を求め、
求められた前記第一の物体群と、前記撮像装置で撮像された画像に基づき認識された前記第二の物体群との間の位置関係を前記第二の位置関係として求め、
前記第一の位置関係と前記第二の位置関係と前記第三の位置関係を比較して、前記第一の物体群と前記第二の物体群の最終的な位置関係を決定することを特徴とした信号処理装置。 - 請求項5に記載の信号処理装置において、
前記第一の位置関係と前記第二の位置関係と前記第三の位置を比較する際に、前記第一の位置関係に関する第一の信頼度と前記第二の位置関係に関する第二の信頼度と前記第三の位置関係に関する第三の信頼度を比較して、前記第一の物体群と前記第二の物体群の最終的な位置関係を決定することを特徴とした信号処理装置。 - 請求項5に記載の信号処理装置において、
前記第一の位置関係と前記第二の位置関係と前記第三の位置関係と前記最終的な位置関係を記憶し、それらの位置関係から選択したいずれか二つの位置関係が互いに異なる回数が規定値を越えた場合に、信号異常として報知することを特徴とした信号処理装置。
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