WO2019138827A1 - 物体認識装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an object recognition apparatus.
- the types of road signs include signboard-type road signs, LED-type electric signs installed on expressways, etc., and internal lighting signs that emit light internally at night, and the road sign recognition function uses these various types of road signs It is required to be recognized.
- Patent Document 1 as a method of recognizing a non-luminous signboard sign and an LED-type electric sign, an image is always captured using two types of exposure, and a candidate is selected based on the variation of the luminance distribution of the candidate area.
- a road sign recognition device is disclosed that determines whether the sign in the area is a non-luminous signboard sign or an LED sign.
- Patent Document 1 Although two types of exposure are always performed in Patent Document 1, there is no exposure that can be imaged in a state in which three types of markers can be recognized, and the number of imaging times of each marker when two types of exposure are always performed Decreases. Since the recognition performance of a road sign depends on the number of times of imaging of the sign, there is a problem that the recognition performance is degraded.
- An object of the present invention is to provide an object recognition apparatus capable of suppressing a decrease in the number of times of imaging and improving a recognition rate in view of such a problem.
- a camera control unit that calculates a camera control value that controls the brightness of an image, and an image that captures an image based on the camera control value calculated by the camera control unit.
- FIG. 1 It is a functional block diagram showing composition of an object recognition device concerning Embodiment 1 of the present invention. It is a flowchart which shows an example of operation
- FIG. 3 It is a figure showing the road where the speed limit sign of an interior illumination type was installed. It is the image which imaged the road shown in FIG. 3 by the camera control value calculated on the basis of a road surface etc.
- FIG. 3 It is the image which picturized the road shown in Drawing 3 with the camera control value which can picturize the darker image than the camera control value computed on the basis of a road surface etc.
- FIG. 6 It is the image which picturized the road shown in Drawing 6 by the camera control value which can picturize the image darker than the camera control value computed on the basis of a road surface etc.
- FIG. 2 It is a functional block diagram which shows the structure of the object recognition apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a flowchart which shows an example of operation
- FIG. 1 is a functional block showing the configuration of the object recognition device 1 of the first embodiment.
- FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the object recognition device 1 of FIG.
- the object recognition apparatus 1 recognizes the signs (a signboard sign, an internal illumination sign, etc.) from which a brightness
- the object recognition device 1 of the present embodiment is configured by a computer (processor), a memory, a storage device, and the like, and the computer operates as various functional units by executing a control program stored in the memory or the like.
- the object recognition apparatus 1 has a camera control unit 101 as a functional unit realized by the operation of a computer, an image pickup unit 102, an object detection unit 103, and a sign recognition unit 104.
- the camera control unit 101 calculates a camera control value for controlling the brightness of the camera (image) and outputs the calculated value to the image capturing unit 102.
- the camera control value corresponds to the exposure time of the camera, the analog gain value, the F value of the lens, and the like. In addition, you may change F value using a filter.
- the camera control value may be calculated based on the brightness of the road surface, or the camera control value may be calculated based on the brightness of the sky area.
- the case of using the brightness of the road surface as a reference will be described, but the present invention is not limited.
- the image capturing unit 102 acquires a camera control value (camera control amount) from the camera control unit 101, and captures an image by reflecting the control value on the camera. That is, the image capturing unit 102 captures an image of the brightness adjusted using the acquired camera control value. In other words, the image capturing unit 102 captures an image based on the camera control value calculated by the camera control unit 101.
- the captured image is output to the object detection unit 103.
- the object detection unit 103 detects a predetermined object in the image captured by the image capturing unit 102, and outputs the detection result to the camera control unit 101.
- a circular high-brightness object is described as a predetermined object, but the present invention is not limited thereto.
- it may be a polygon (triangle, square, etc.) high luminance object.
- a circular shape is used as a control sign for speed limit and the like.
- the object detection unit 103 detects, for example, a high-brightness object (predetermined object) having a brightness higher than that of the LED-type electric light marker. This makes it possible to detect an object as a candidate for the internal illumination marker.
- Hough transform may be performed to identify a candidate area including a circular object, and then detection may be performed based on the high brightness pixel ratio in the specified candidate area.
- the camera control unit 101 adjusts a camera control value. Specifically, when a high brightness object is detected by the object detection unit 103, a camera control value is calculated in which the image becomes darker than the previous camera control value. At this time, the camera control unit 101 may continuously calculate a camera control value that makes the image darker as a camera control value to be calculated later, or a camera control value that makes the image darker and a camera control value that makes the image brighter May be calculated alternately.
- the sign recognition unit 104 performs a process of recognizing a road sign from the image captured by the image capturing unit 102.
- recognition processing of the road sign when the position of the road sign in the image is specified, template matching processing using the sign template image of the recognition target is performed to the specified position, and the sign is correlated with the highly correlated sign template image.
- the acquired road sign type and the sign information indicated on the road sign are acquired.
- the type of road sign and the sign information indicated on the road sign may be acquired by a statistical method using machine learning based on a large number of images obtained by photographing the road sign.
- the output of the marker recognition unit 104 may be a marker type identified by a template matching process or a statistical method, or an identification score expressing marker likeliness at the time of identification. The identification score will be described later using Tables 1 and 2.
- the marker recognition unit 104 may select an object to be recognized according to the camera control value calculated by the camera control unit 101. Specifically, as a means for recognizing a road sign, a low-brightness signboard marker is capable of capturing a bright image and a high-brightness internal light sign is recognized as a camera control value capable of capturing a dark image. When template matching is used, the template itself to be used is limited to the mark to be recognized (for example, a signboard sign etc.).
- the sign recognition unit 104 selectively recognizes a road sign of a sign type (a signboard sign, an LED-type electric light sign, an interior illumination sign or the like) according to the camera control value calculated by the camera control unit 101. For example, matching processing is performed on a camera control value for capturing a bright image using a template of a signboard sign, and matching processing is performed on a camera control value for capturing a dark image using a template for an internal illumination label. Thereby, the processing time of template matching can be shortened, and a road sign can be recognized at high speed.
- the correspondence between the camera control value and the marker type is stored, for example, in a storage device such as a memory.
- the object recognition device 1 calculates a camera control value based on a road surface or the like (S101), and carries out image capturing based on the calculated camera control value (S102).
- the camera control unit 101 calculates a camera control value (first camera control value) as a reference of the brightness of the image before a circular high-brightness object (predetermined object) is detected.
- the calculated camera control value is temporarily stored, for example, in a storage device such as a memory.
- a circular high-intensity object is detected from the captured image (S103), and a road sign recognition process is performed (S104).
- a camera control value for capturing an image darker than the previously captured image is calculated as a subsequent exposure control value (S106), and The imaging (S107) and the road sign recognition process are performed (S108). If a circular high luminance object is not detected (S105: NO), the previous camera control value is calculated as the subsequent exposure control value.
- the camera control unit 101 makes the image darker than before the high brightness circular object is detected.
- a camera control value (second camera control value) is calculated (S106).
- S106 for example, a dark image is captured by shortening the exposure time, reducing the analog gain value, or the like, and it is possible to suppress overexposure.
- the camera control unit 101 adjusts the camera control value. Thereby, the brightness of the image can be switched as needed.
- a camera control value for capturing an image darker than the previously captured image as a subsequent camera control value.
- a camera control value capable of capturing a bright image and a camera control value capable of capturing a dark image may be alternately calculated.
- the camera control unit 101 calculates the same camera control value as the camera control value (first camera control value) calculated in S101 and S106.
- the same camera control value (second camera control value) and the same camera control value may be calculated alternately.
- FIG. 4 shows an image of the traveling environment of FIG. 3 captured by a camera control value based on the road surface.
- T101 in FIG. 3 represents an internally illuminated speed limit sign
- T102 in FIG. 4 represents an internally illuminated speed limit sign imaged in an overexposed state on the image.
- the object recognition apparatus 1 detects T102 as a circular high brightness object from the image shown in FIG. 4 (S105: YES), and captures an image darker than the previously captured image as a camera control value thereafter. A camera control value is calculated (S106), and an image is captured (S107).
- FIG. T103 in FIG. 5 An image captured by the camera control value calculated in S106 is shown in FIG. T103 in FIG. 5 indicates an internally illuminated speed limit sign. Since the camera control value calculated in S106 can capture a dark image, it is possible to suppress overexposure of the internal illumination marker.
- the object recognition apparatus 1 detects a state in which the internal illumination marker which is imaged in a state of overexposure with an exposure control amount calculated on the basis of a road surface or the like and in which recognition is difficult is overexposed.
- image capture using a camera control value capable of capturing a dark image, it is possible to suppress overexposure and to recognize an internal illumination marker.
- a dark image can be captured only when an internal illumination marker appears, using a camera control value capable of capturing a bright image calculated on the basis of a road surface or the like.
- the brightness of the image can be adaptively switched with respect to the appearing sign, the decrease in the number of times of imaging of the sign is suppressed, and the improvement of the recognition rate is expected. That is, the number of times of imaging the marker increases and the recognition rate of the marker increases as compared with the prior art.
- the recognition rate of the sign and the like decreases as the vehicle speed increases, according to the present embodiment, the probability that the sign and the like can be recognized increases even if the vehicle speed increases.
- FIG. 6 shows an operation example of the object recognition device 1 when the vehicle travels the road shown in FIG. 6 .
- a low brightness billboard sign and a high brightness internal illumination sign are provided.
- FIG. 7 shows an image of the traveling environment of FIG. 6 captured by a camera control value based on the road surface.
- T104 in FIG. 6 indicates a signboard-type no-parking sign
- T105 indicates an internally illuminated speed limit sign
- T106 in FIG. 7 represents a signboard-type parking prohibition sign that has been captured
- T107 represents an internally illuminated speed limit sign that has been captured in an overexposed state.
- the object recognition apparatus 1 detects T107 as a circular high brightness object from the image shown in FIG. 7 (S103). Next, T104 is recognized as a road sign as follows (S108).
- FIG. 8 shows an image captured with a camera control value capable of capturing an image darker than the camera control value before the high brightness object is detected.
- T109 in FIG. 8 indicates an internally illuminated speed limit sign.
- the camera control value calculated in S106 is an image that is darker than the camera control value obtained by capturing the image shown in FIG. 7, so it is possible to suppress overexposure of the internal illumination marker.
- the sign-type parking prohibition sign described in T108 is blacked out.
- FIG. 9 shows functional blocks of this embodiment.
- the parts corresponding to those in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals (101 to 104).
- FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation of the object recognition device 2 of FIG.
- the object recognition apparatus 1 of this embodiment distinguishes a circular-shaped high-intensity object and a internally illuminated sign like a street lamp so that it may mention later.
- the recognition result comparison unit 105 compares the recognition results of the sign recognition unit 104 with the images captured based on different camera control values, and transmits the comparison result to the camera control unit 101. Specifically, the recognition result of the sign recognition unit 104 with respect to the image captured based on the camera control value calculated based on the road surface or the like, and the object detection unit 103 detects a predetermined object, and the camera control value is adjusted. The recognition result of the sign recognition unit 104 with respect to the image (dark image) is compared.
- the camera control unit 101 calculates the previous camera control value as a camera control value.
- the object recognition device 2 calculates a camera control value based on a road surface or the like (S201), and carries out image capturing based on the calculated camera control value (S202).
- a circular high luminance object is detected from the captured image (S203), and a road sign recognition process is performed (S204).
- a camera control value for capturing an image darker than the previously captured image is calculated as a subsequent camera control value (S206), and The image capture (S207) and the road sign recognition process are performed (S208). If a circular high brightness object is not detected (S205: NO), the previous camera control value is calculated as the subsequent camera control value.
- a marker recognition result (S204) for an image captured based on a camera control value calculated on the basis of a road surface or the like, and an image (dark image) in which a circular high brightness object is detected and the camera control value is adjusted. are compared with the recognition result (S208) for (S209).
- the camera control value for capturing a dark image is calculated as the subsequent camera control value, and the amount of change in the two recognition results is a predetermined value If it is less than (S210: NO), the previous camera control value is calculated as the subsequent camera control value (S212).
- the camera control unit 101 calculates the camera control value calculated in S206 when the change amount of the recognition result is equal to or more than the predetermined value (S210: YES). The same camera control value as (second camera control value) is calculated (S212). In addition, the camera control unit 101 calculates the camera control value (first camera control value) calculated in S201 when the amount of change in the recognition result is less than the predetermined value after the circular high brightness object (predetermined object) is detected. The same camera control value as the control value is calculated (S212).
- the change amount of the recognition result is equal to or more than a predetermined value, and when the circular high brightness object is a street lamp, the change amount of the recognition result is less than the predetermined value.
- T110 of FIG. 11 has shown the street lamp installed on the road.
- the object recognition device 2 detects T110 as a circular high-brightness object from the traveling environment shown in FIG. 11 (S203), and carries out a marker recognition process (S204). As the subsequent camera control values, a camera control value for capturing an image darker than the previously captured image is calculated (S206), and the image is captured (S207).
- the second column of Table 1 shows the identification score (value: 3) expressing the marker likeness of the marker recognition process (S204), and the third column shows the identification score (value: 4) of the marker recognition process (S208) It shows.
- the higher the value the higher the mark-like identification score.
- the identification score for images captured with different camera control values does not change significantly (S210: NO).
- the object recognition device 2 detects T101 as a circular high-brightness object from the traveling environment shown in FIG. 3 (S203), and carries out a marker recognition process (S204). As the subsequent camera control values, a camera control value for capturing an image darker than the previously captured image is calculated (S206), and the image is captured (S207).
- the internal illumination marker is imaged in an overexposed state on the image imaged in S202, but since the image imaged in S207 is a dark image, it is imaged in a state in which the contrast ratio of the internal pattern is high.
- the discrimination score of the marker recognition processing tends to increase as the contrast ratio of the pattern increases, so the discrimination score of S208 is higher and the discrimination score changes significantly compared to the discrimination score in S204.
- the object recognition apparatus is, for example, a stereo camera, but the number of imaging devices (image capturing units) is arbitrary, and may be a monocular camera.
- each of the configurations, functions, and the like described above may be realized by hardware by designing part or all of them, for example, by an integrated circuit.
- each configuration, function, and the like described above may be realized by software by a computer (processor) interpreting and executing a program that realizes each function.
- Information such as a program, a table, and a file for realizing each function can be placed in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
- the embodiment of the present invention may have the following aspects.
- a camera control unit that calculates a camera control value that controls the brightness of an image, an image pickup unit that picks up an image based on the camera control value of the camera control unit, and a predetermined image among images picked up by the image pickup unit
- An object recognition apparatus comprising: an object detection unit that detects an object; and the camera control unit adjusts the camera control amount when the predetermined object is detected by the object detection unit.
- the camera control unit is characterized in that when the predetermined object is detected in the object detection unit, a camera control value in which an image becomes darker than a previous control value is calculated (1) to (3).
- the object recognition device according to any one of the above.
- the camera control unit is configured such that, when the predetermined object is detected by the object detection unit, an image is compared with a camera control value in which the image is dark with respect to the previous control value and a camera control value in which the image is dark.
- the image processing unit further includes a sign recognition unit that recognizes a road sign in an image captured by the image capturing unit, and the sign recognition unit selects a sign type to be recognized based on a camera control value of the camera control unit.
- the device further includes a marker recognition result comparison unit that compares the recognition result of the marker recognition unit with an image captured using a control amount, and the predetermined object is detected when the change amount of the recognition result is a predetermined value or more.
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Abstract
本発明は、撮像回数の低下を抑制し、認識率の向上を可能とする物体認識装置を提供する。本発明は、カメラ制御部101は、画像の明るさを制御するカメラ制御値を算出する。画像撮像部102は、カメラ制御部101によって算出されたカメラ制御値に基づいて画像を撮像する。物体検出部103は、画像撮像部102によって撮像された画像から所定の物体を検出する。カメラ制御部101は、物体検出部103によって所定の物体が検出された場合に、カメラ制御値を調整する。
Description
本発明は、物体認識装置に関する。
自動運転の実現や交通事故防止のために、道路標識を認識し、ドライバに規制情報を通知する道路標識認識機能に大きな関心が寄せられている。道路標識の種類としては、看板式の道路標識、高速道路等に設置されるLED式の電光標識、夜間において内部が発光する内部照明標識があり、道路標識認識機能ではこれら多種類の道路標識を認識することが求められている。例えば特許文献1には、非発光式の看板標識とLED式の電光標識とを認識する方法として、常時2種類の露光を用い画像を撮像し、候補領域の輝度分布の変化量に基づき、候補領域内の標識が非発光式の看板標識かLED式の電光標識かを判別する道路標識認識装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1では常時2種類の露光を実施するが、3種類の標識を認識可能な状態で撮像可能な露光はなく、また、常時2種類の露光を実施した場合に各標識の撮像回数は減少する。道路標識の認識性能は標識の撮像回数に依存するため、認識性能が低下するという課題がある。
本発明は、このような課題に鑑み、撮像回数の低下を抑制し、認識率の向上を可能とする物体認識装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、画像の明るさを制御するカメラ制御値を算出するカメラ制御部と、前記カメラ制御部によって算出された前記カメラ制御値に基づいて画像を撮像する画像撮像部と、前記画像撮像部によって撮像された画像から所定の物体を検出する物体検出部と、を備え、前記カメラ制御部は、前記物体検出部によって前記所定の物体が検出された場合に、前記カメラ制御値を調整する。
本発明によれば、撮像回数の低下を抑制し、認識率を向上することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔実施形態1〕
図1は、実施形態1の物体認識装置1の構成を示す機能ブロックである。図2は、図1の物体認識装置1の動作の一例を示すフローチャートである。なお、物体認識装置1は、後述するように、輝度の異なる標識(看板標識、内照標識等)を認識する。
図1は、実施形態1の物体認識装置1の構成を示す機能ブロックである。図2は、図1の物体認識装置1の動作の一例を示すフローチャートである。なお、物体認識装置1は、後述するように、輝度の異なる標識(看板標識、内照標識等)を認識する。
本実施形態の物体認識装置1は、コンピュータ(プロセッサ)、メモリおよび記憶装置などで構成されており、コンピュータが、メモリ等に格納された制御プログラムを実行することにより各種機能部として動作する。
図1に示すように、物体認識装置1は、コンピュータの動作により実現される機能部としてのカメラ制御部101、画像撮像部102、物体検出部103、標識認識部104を有している。
カメラ制御部101は、カメラ(画像)の明るさを制御するカメラ制御値を算出し、画像撮像部102に出力する。ここで、カメラ制御値とは、カメラの露光時間、アナログゲイン値、レンズのF値等が該当する。なお、フィルタを用いて、F値を変更してもよい。
カメラの制御値を算出する方法としては、例えば、路面の明るさを基準にカメラ制御値を算出しても良いし、空領域の明るさを基準にカメラ制御値を算出しても良い。以降では、路面の明るさを基準にした場合について説明するが、本発明を限定するものでない。
画像撮像部102は、カメラ制御部101からのカメラ制御値(カメラ制御量)を取得し、カメラに制御値を反映することで画像を撮像する。すなわち、画像撮像部102は、取得したカメラ制御値を用いて調整された明るさの画像を撮像する。換言すれば、画像撮像部102は、カメラ制御部101によって算出されたカメラ制御値に基づいて画像を撮像する。撮像された画像は物体検出部103に出力される。
物体検出部103は、画像撮像部102で撮像された画像中から所定の物体を検出し、検出結果をカメラ制御部101に出力する。以降では、所定の物体として、円形状の高輝度物体を対象に記述するが、本発明を限定するものでない。例えば、多角形(三角形、四角形等)状の高輝度物体であってもよい。なお、日本では、速度制限等の規制標識として円形形状が用いられる。
また、本実施形態では、物体検出部103は、一例として、LED式電光標識より高い輝度を有する高輝度物体(所定の物体)を検出する。これにより、内照標識の候補としての物体を検出することができる。
円形状の高輝度物体の検出方法として、例えば、ハフ変換を実施し円形上物体を含む候補領域を特定し、その後、特定した候補領域内の高輝度の画素割合に基づき検出してもよい。
物体検出部103で所定の物体が検出された場合、カメラ制御部101はカメラ制御値を調整する。具体的には、物体検出部103で高輝度物体が検出された場合に、以前のカメラ制御値に対し画像が暗くなるカメラ制御値を算出する。この際、カメラ制御部101は、以降算出するカメラ制御値として、画像が暗くなるカメラ制御値を継続して算出してもよいし、画像が暗くなるカメラ制御値と画像が明るくなるカメラ制御値を交互に算出してもよい。
標識認識部104は、画像撮像部102で撮像された画像中から道路標識の認識処理を実施する。道路標識の認識処理としては、画像中の道路標識の位置を特定すると、特定した位置に対して認識対象の標識テンプレート画像を用いたテンプレートマッチング処理を行い、相関性の高い標識テンプレート画像に紐付けられた道路標識の種別および当該道路標識に示される標識情報を取得する。
また、道路標識を撮影した多数の画像に基づく機械学習を用いた統計的な方法により道路標識の種別および当該道路標識に示される標識情報を取得してもよい。標識認識部104の出力は、テンプレートマッチング処理や統計的な方法により識別された標識種別や、識別時の標識らしさを表現する識別スコアであってもよい。なお、識別スコアについては、表1~2を用いて後述する。
標識認識部104は、カメラ制御部101が算出したカメラ制御値に応じ、認識する対象を選択してもよい。具体的には、明るい画像を撮像可能なカメラ制御値では低輝度の看板標識を、暗い画像を撮像可能なカメラ制御値では高輝度の内照標識を認識対象とし、道路標識を認識する手段としてテンプレートマッチングを用いていた際には、利用するテンプレート自体を認識対象の標識(例えば、看板標識等)に制限する。
すなわち、標識認識部104は、カメラ制御部101によって算出されたカメラ制御値に応じた標識種別(看板標識、LED式の電光標識、内照標識等)の道路標識を選択的に認識する。例えば、明るい画像を撮像するカメラ制御値に対して看板標識のテンプレートを用いてマッチング処理を行い、暗い画像を撮像するカメラ制御値に対して内照標識のテンプレートを用いてマッチング処理を行う。これにより、テンプレートマッチングの処理時間を短縮することができ、道路標識を高速に認識することができる。なお、カメラ制御値と標識種別の対応関係は、例えば、メモリ等の記憶装置に記憶される。
次に、本実施形態の物体認識装置1における動作の一例を、図2のフローチャートを参照して説明する。
物体認識装置1は、路面等を基準としたカメラ制御値を算出し(S101)、算出したカメラ制御値に基づき画像撮像を実施する(S102)。ここで、カメラ制御部101は、円形状の高輝度物体(所定の物体)が検出される前に、画像の明るさの基準としてカメラ制御値(第1のカメラ制御値)を算出する。算出されたカメラ制御値は、例えば、メモリ等の記憶装置に一時的に記憶される。
次に、撮像された画像中から円形状の高輝度物体を検出し(S103)、道路標識の認識処理を実施する(S104)。
円形状の高輝度物体が検出されていた場合(S105:YES)には、以前撮像された画像よりも暗い画像を撮像するカメラ制御値を以降の露光制御値として算出し(S106)、画像の撮像(S107)と道路標識の認識処理を実施する(S108)。円形状の高輝度物体が検出されていなかった場合(S105:NO)には、以前のカメラ制御値を以降の露光制御値として算出する。
ここで、カメラ制御部101は、円形状の高輝度物体(所定の物体)が検出された場合に(S105:YES)、円形状の高輝度物体が検出される前に比べて画像が暗くなるカメラ制御値(第2のカメラ制御値)を算出する(S106)。なお、S106では、例えば、露光時間を短くしたりアナログゲイン値を小さくしたりすること等により、暗い画像が撮像され、白飛びを抑制することができる。
このように、カメラ制御部101は、物体検出部103によって所定の物体が検出された場合に、カメラ制御値を調整する。これにより、必要に応じて画像の明るさを切り替えることができる。
また、上述した処理フローでは、円形状の高輝度物体が検出されていた場合(S105:YES)には、以降のカメラ制御値として、以前撮像された画像よりも暗い画像を撮像するカメラ制御値を以降のカメラ制御値として算出すると説明したが、明るい画像を撮像可能なカメラ制御値と暗い画像を撮像可能なカメラ制御値を交互に算出してもよい。
すなわち、カメラ制御部101は、円形状の高輝度物体(所定の物体)が検出された後、S101で算出したカメラ制御値(第1のカメラ制御値)と同じカメラ制御値と、S106で算出したカメラ制御値(第2のカメラ制御値)と同じカメラ制御値と、を交互に算出してもよい。これにより、動作例2として後述するように、内照標識(円形状の高輝度物体)を認識した後にも看板標識を認識することができる。
(動作例1)
次に、自車が図3に示す道路を走行した場合における物体認識装置1の動作例について説明する。図4は、路面を基準としたカメラ制御値により撮像された図3の走行環境の画像を示している。
次に、自車が図3に示す道路を走行した場合における物体認識装置1の動作例について説明する。図4は、路面を基準としたカメラ制御値により撮像された図3の走行環境の画像を示している。
図3のT101は内部照明式の制限速度標識を表しており、図4のT102は画像上で白飛びした状態で撮像された内部照明式の制限速度標識を表現している。
物体認識装置1は、図4に示す画像中から、円形状の高輝度物体としてT102を検出し(S105:YES)、以降のカメラ制御値として、以前撮像された画像よりも暗い画像を撮像するカメラ制御値を算出し(S106)、画像を撮像する(S107)。
S106で算出されたカメラ制御値により撮像される画像を図5に示す。図5のT103は、内部照明式の制限速度標識を示している。S106で算出されたカメラ制御値は暗い画像が撮像可能なため、内部照明標識の白飛びを抑えることができる。
次に、図5に示す画像中から内部照明式の制限速度標識を認識する(S108)。
以上より、本実施形態の物体認識装置1は、路面等を基準に算出された露光制御量では白とびした状態で撮像され認識が困難となる内部照明標識を、白飛びした状態を検出し、暗い画像を撮像可能なカメラ制御値を用い画像撮像を行うことで白飛びを抑制でき、内部照明標識を認識することができる。
また、円形状の高輝度物体が検出されていない場合には路面等を基準に算出された明るい画像を撮像可能なカメラ制御値を用い、内部照明標識が出現した場合にのみ暗い画像を撮像可能なカメラ制御値を算出することで、出現した標識に対し適応的に画像の明るさを切り替えることができ、標識の撮像回数の低下が抑制され、認識率の向上が期待される。すなわち、従来技術と比較して標識の撮像回数が増加し、標識の認識率が高くなる。なお、標識等の認識率は車速が早くなるにつれて低下するが、本実施形態によれば、車速が早くなっても標識等を認識できる確率が高くなる。
(動作例2)
次に、自車が図6に示す道路を走行した場合における物体認識装置1の動作例について説明する。図6では低輝度の看板標識と高輝度の内照標識が併設されている。図7は、路面を基準としたカメラ制御値により撮像された図6の走行環境の画像を示している。
次に、自車が図6に示す道路を走行した場合における物体認識装置1の動作例について説明する。図6では低輝度の看板標識と高輝度の内照標識が併設されている。図7は、路面を基準としたカメラ制御値により撮像された図6の走行環境の画像を示している。
図6のT104は看板式の駐車禁止標識を示しており、T105は内部照明式の制限速度標識を表している。図7のT106は撮像された看板式の駐車禁止標識を表しており、T107は白飛びした状態で撮像された内部照明式の制限速度標識を表現している。
物体認識装置1は、図7に示す画像中から、円形状の高輝度物体としてT107を検出する(S103)。次に、道路標識としてT104を以下のように認識する(S108)。
S108では、S103において高輝度の円形状物体が検出されたため、以降のカメラ制御値として、以前のカメラ制御値よりも暗い画像を撮像するカメラ制御値と、以前のカメラ制御値を交互に算出し(S106)、画像の撮像(S107)と道路標識の認識処理を実施する(S108)。
図8に、高輝度物体が検出される以前のカメラ制御値よりも暗い画像を撮像可能なカメラ制御値で撮像された画像を示す。図8のT109は、内部照明式の制限速度標識を示している。S106で算出されたカメラ制御値は図7に示す画像を撮像したカメラ制御値に比べ暗い画像が撮像されるため、内部照明標識の白飛びを抑えることができる。一方で、T108で記載された看板式の駐車禁止標識は黒つぶれしている。
道路標識の認識処理は常に正しいとは限らないため、図7の画像中から駐車禁止標識(看板標識)の認識に失敗した場合において、以降のカメラ制御値として暗い画像を撮像するカメラ制御値を継続して算出した場合、駐車禁止標識を認識することが困難となってしまう。しかし、上述したように、暗い画像と明るい画像を交互に撮像することで、看板標識と内部照明標識の両方を認識することが可能となる。
〔実施形態2〕
次に、本発明の実施形態2について説明する。図9に本実施形態の機能ブロックを示す。図9では、図1との対応部分に同一符号(101~104)を付して示す。図10は、図9の物体認識装置2の動作の一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態の物体認識装置1は、後述するように、街灯のような円形状の高輝度物体と内照標識を区別する。
次に、本発明の実施形態2について説明する。図9に本実施形態の機能ブロックを示す。図9では、図1との対応部分に同一符号(101~104)を付して示す。図10は、図9の物体認識装置2の動作の一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態の物体認識装置1は、後述するように、街灯のような円形状の高輝度物体と内照標識を区別する。
認識結果比較部105は、異なるカメラ制御値に基づき撮像された画像に対する標識認識部104の認識結果を比較し、比較結果をカメラ制御部101に送信する。具体的には、路面等を基準に算出されたカメラ制御値に基づき撮像された画像に対する標識認識部104の認識結果と、物体検出部103で所定の物体が検出されカメラ制御値が調整された画像(暗い画像)に対する標識認識部104の認識結果とを比較する。
比較結果から、2つの認識結果の変化量が所定値以下であった場合にカメラ制御部101は、以前のカメラ制御値をカメラ制御値として算出する。
次に、本実施形態の物体認識装置2における動作の一例を、図10のフローチャートを参照して説明する。
物体認識装置2は、路面等を基準としたカメラ制御値を算出し(S201)、算出したカメラ制御値に基づき画像撮像を実施する(S202)。
次に、撮像された画像中から円形状の高輝度物体を検出し(S203)、道路標識の認識処理を実施する(S204)。
円形状の高輝度物体が検出されていた場合(S205:YES)には、以前撮像された画像よりも暗い画像を撮像するカメラ制御値を以降のカメラ制御値として算出し(S206)、画像の撮像(S207)と道路標識の認識処理を実施する(S208)。円形状の高輝度物体が検出されていなかった場合(S205:NO)には、以前のカメラ制御値を以降のカメラ制御値として算出する。
次に、路面等を基準に算出されたカメラ制御値に基づき撮像された画像に対する標識認識結果(S204)と、円形状の高輝度物体が検出されカメラ制御値が調整された画像(暗い画像)に対する認識結果(S208)とを比較する(S209)。
2つの認識結果の変化量が所定値以上であった場合に(S210:YES)、以降のカメラ制御値として暗い画像を撮像するカメラ制御値を算出し、2つの認識結果の変化量が所定値未満であった場合に(S210:NO)、以降のカメラ制御値として以前のカメラ制御値を算出する(S212)。
すなわち、カメラ制御部101は、円形状の高輝度物体(所定の物体)が検出された後、認識結果の変化量が所定値以上の場合に(S210:YES)、S206で算出したカメラ制御値(第2のカメラ制御値)と同じカメラ制御値を算出する(S212)。また、カメラ制御部101は、円形状の高輝度物体(所定の物体)が検出された後、認識結果の変化量が所定値未満の場合に、S201で算出したカメラ制御値(第1のカメラ制御値)と同じカメラ制御値を算出する(S212)。
なお、円形状の高輝度物体が内照標識である場合、認識結果の変化量は所定値以上となり、円形状の高輝度物体が街灯である場合、認識結果の変化量は所定値未満となる。
(動作例3)
次に、自車が図11に示す道路を走行した場合における物体認識装置2の動作例について説明する。
次に、自車が図11に示す道路を走行した場合における物体認識装置2の動作例について説明する。
図11のT110は道路上に設置された街灯を示している。
物体認識装置2では、図11に示す走行環境中から、円形状の高輝度物体としてT110を検出し(S203)、標識認識処理を実施する(S204)。以降のカメラ制御値として、以前撮像された画像よりも暗い画像を撮像するカメラ制御値を算出し(S206)、画像を撮像する(S207)。
次に、標識認識処理を実施し(S208)、異なるカメラ制御値で撮像された画像に対する2つの認識結果を比較する(S209)。
S204とS208の認識結果を表1に示す。
表1の2列目が標識認識処理(S204)の標識らしさを表現する識別スコア(値:3)を示しており、3列目が標識認識処理(S208)の識別スコア(値:4)を示している。表中の識別スコアは、値が大きいほど標識らしさが高い。
街灯は道路標識でないため、異なるカメラ制御値で撮像された画像に対する識別スコアは大きく変化しない(S210:NO)。ここで、識別スコアの変化量は4-3=1となり、所定値(例えば、20)未満となる。そのため、以降のカメラ制御値として円形状の高輝度物体検出以前のカメラ制御値を利用する(S212)。
以上では図11を用い、街灯が設置されていた際の本実施形態の処理を説明したが、以降では内部照明標識が設置されたいた際の処理について図3を用いて説明する。
物体認識装置2では、図3に示す走行環境中から、円形状の高輝度物体としてT101を検出し(S203)、標識認識処理を実施する(S204)。以降のカメラ制御値として、以前撮像された画像よりも暗い画像を撮像するカメラ制御値を算出し(S206)、画像を撮像する(S207)。
次に、標識認識処理を実施し(S208)、異なるカメラ制御値で撮像された画像に対する2つの認識結果を比較する(S209)。
S204とS208の認識結果を表2に示す。
S202で撮像される画像上で内部照明標識は白飛びした状態で撮像されるが、S207で撮像される画像は暗い画像のため、内部絵柄のコントラスト比が高い状態で撮像される。
標識認識処理の識別スコアは、絵柄のコントラスト比が高いほど上昇する傾向にあるため、S204での識別スコアに比べ、S208の識別スコアは高くなり、識別スコアは大きく変化する。(S210:YES)。ここで、識別スコアの変化量は30-3=27となり、所定値(例えば、20)以上となる。そのため、以降のカメラ制御値として画像を暗く撮像できるカメラ制御値を利用する(S211)。
このように、本実施形態によると、街灯等を円形状の高輝度物体として検知しても、以降暗い画像が撮像されることを回避できるため、街灯近くに看板式標識が設置された場合に認識困難となることを防止することができる。一方で、内部照明標識が出現した際には、以降のカメラ制御値として暗い画像を撮像することができ、内部照明標識を認識することができる。なお、これらの効果は、例えば、夜間やトンネル等の暗所において顕著である。
以上、実施形態1、及び実施形態2を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、上に記載した実施形態では、道路標識の認識に関し説明したが、本発明の対象は道路標識に限定されるものでない。具体的には、行先を示す看板等の他の対象にも適用可能である。
物体認識装置は、例えば、ステレオカメラであるが、撮像素子(画像撮像部)の数は任意であり、単眼カメラであってもよい。
本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当事者が理解し得る様々な変更を加えることができる。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、コンピュータ(プロセッサ)がそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。
(1).画像の明るさを制御するカメラ制御値を算出するカメラ制御部と、前記カメラ制御部の前記カメラ制御値に基づき画像を撮像する画像撮像部と、前記画像撮像部が撮像した画像中から所定の物体を検出する物体検出部とを備え、前記カメラ制御部は、前記物体検出部において前記所定の物体が検出された場合に、前記カメラ制御量を調整することを特徴とする、物体認識装置。
(2).前記物体検出部が検出する前記所定の物体は高輝度物体であることを特徴とする(1)に記載の物体認識装置。
(3).前記物体検出部が検出する前記所定の物体は円形形状であることを特徴とする
(2)に記載の物体認識装置。
(2)に記載の物体認識装置。
(4).前記カメラ制御部は、前記物体検出部において前記所定の物体が検出された場合に、以前の制御値に対し画像が暗くなるカメラ制御値を算出することを特徴とする(1)~(3)のいずれかに記載の物体認識装置。
(5).前記カメラ制御部は、前記物体検出部において前記所定の物体が検出された場合に、前記以前の制御値に対し画像が暗くなるカメラ制御値と、前記画像が暗くなるカメラ制御値に比べ画像が明るくなるカメラ制御値とを算出することを特徴とする(4)に記載の物体認識装置。
(6).前記画像撮像部により撮像された画像中から道路標識を認識する標識認識部をさらに有し、前記標識認識部は、前記カメラ制御部のカメラ制御値に基づき、認識する標識種別を選択することを特徴とする、(1)~(5)のいずれかに記載の物体認識装置。
(7).前記物体検出部において前記所定の物体が検出される以前のカメラ制御量を用い撮像された画像に対する前記標識認識部の認識結果と、前記物体検出部において前記所定の物体が検出された以降のカメラ制御量を用い撮像された画像による前記標識認識部の認識結果とを比較する標識認識結果比較部をさらに有し、認識結果の変化量が所定値以上の場合に、前記所定の物体が検出された以降のカメラ制御量を算出することを特徴とする、(6)に記載の物体認識装置。
上記(1)~(7)によれば、標識の撮像回数を増加させ認識率の向上をすることができる。
1、2…物体認識装置、101…カメラ制御部、102…画像撮像部、103…物体検出部、104…標識認識部、105…認識結果比較部
Claims (8)
- 画像の明るさを制御するカメラ制御値を算出するカメラ制御部と、
前記カメラ制御部によって算出された前記カメラ制御値に基づいて画像を撮像する画像撮像部と、
前記画像撮像部によって撮像された画像から所定の物体を検出する物体検出部と、を備え、
前記カメラ制御部は、
前記物体検出部によって前記所定の物体が検出された場合に、前記カメラ制御値を調整する
ことを特徴とする物体認識装置。 - 請求項1に記載の物体認識装置であって、
前記所定の物体は、
高輝度物体である
ことを特徴とする物体認識装置。 - 請求項2に記載の物体認識装置であって、
前記所定の物体は、
円形形状である ことを特徴とする物体認識装置。 - 請求項2に記載の物体認識装置であって、
前記カメラ制御部は、
前記所定の物体が検出される前に、画像の明るさの基準として第1のカメラ制御値を算出し、
前記所定の物体が検出された場合に、前記所定の物体が検出される前に比べて画像が暗くなる第2のカメラ制御値を算出する
ことを特徴とする物体認識装置。 - 請求項4に記載の物体認識装置であって、
前記カメラ制御部は、
前記所定の物体が検出された後、前記第1のカメラ制御値と、前記第2のカメラ制御値と、を交互に算出する
ことを特徴とする物体認識装置。 - 請求項1に記載の物体認識装置であって、
前記画像撮像部によって撮像された画像から道路標識を認識する標識認識部をさらに備え、
前記標識認識部は、
前記カメラ制御部によって算出された前記カメラ制御値に応じた標識種別の道路標識を選択的に認識する
ことを特徴とする物体認識装置。 - 請求項4に記載の物体認識装置であって、
前記画像撮像部によって撮像された画像から道路標識を認識する標識認識部と、
前記第1のカメラ制御値を用いて撮像された画像に対する前記標識認識部の認識結果と、前記第2のカメラ制御値を用いて撮像された画像に対する前記標識認識部の認識結果と、を比較する認識結果比較部と、をさらに備え、
前記カメラ制御部は、
前記所定の物体が検出された後、前記認識結果の変化量が所定値未満の場合に、前記第1のカメラ制御値を算出する
ことを特徴とする物体認識装置。 - 請求項2に記載の物体認識装置であって、
前記高輝度物体は、
LED式電光標識より高い輝度を有する
ことを特徴とする物体認識装置。
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