CN111712854B - 图像处理装置及车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

图像处理装置包括：判别部(48)，其根据由图像信息计算出的第1光点的第1特征信息来判别拍摄车辆前方的图像信息所包含的第1光点的属性是否为附属于道路的设备；存储部(49)，其在第1光点的属性被判别为附属于道路的设备的情况下存储第1特征信息。判别部(48)使用存储的第1特征信息来判别图像信息中所包含的第2光点的属性是否为附属于道路的设备。

Description

图像处理装置及车辆用灯具
技术领域
本发明涉及用于汽车等的图像处理装置。
背景技术
近年来，尝试了各种基于由搭载于车辆的照相机、传感器取得的周围的信息来判别周围的环境、物体，并进行与该环境、物体相应的车辆控制。作为车辆控制，可列举制动控制、驱动控制、操作控制、配光控制等各种控制。
例如，提出了一种具备图像处理手段的车辆用前照灯装置，该图像处理手段基于取得的车辆前方的拍摄图像的亮度信息，来计算作为发光体或光反射体而存在于车辆前方的物体的光流，并基于该光流来判别物体的属性(参照专利文献1)。并且，该车辆用前照灯装置实现根据判别的物体的属性而不对前行车辆或对向车辆造成眩光的配光控制。
[在先技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开2013-163518号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
但是，从夜间的拍摄图像中区分属于车辆的光点(前行车辆的尾灯、对向车辆的头灯)和其以外的光点(街灯、反射体等)并不简单。特别是，处于远方的光点形状较小、亮度也较暗，因此正确地区分并不容易
本发明鉴于以上情况而完成，其目的在于提供一种高精度地判别存在于车辆前方的光点的属性的新技术。
[用于解决技术课题的技术方案]
为解决上述课题，本发明的一种方案的图像处理装置包括：判别部，其根据由图像信息计算出的第1光点的第1特征信息来判别拍摄车辆前方的图像信息所包含的第1光点的属性是否为附属于道路的设备；存储部，其在第1光点的属性被判别为附属于道路的设备的情况下存储第1特征信息。判别部使用存储的第1特征信息来判别图像信息中包含的第2光点的属性是否为附属于道路的设备。
根据本方案，因为基于存储的第1特征信息来判别第2光点的属性是否为附属于道路的设备，所以与仅用根据图像信息计算的第2光点判别是否为附属于道路的设备的情况相比，能够高精度地判别第2光点的属性。
判别部也可以将根据图像信息计算的第2光点的第2特征信息与所存储的第1特征信息进行比较，从而判别所述第2光点的属性。由此，与仅用第2特征信息判别第2光点的属性的情况相比，第2光点的属性的判别精度提高。
判别部也可以在第2特征信息具有与第1特征信息共通的信息的情况下，判别为第2光点的属性是附属于道路的设备。由此，判别为第2光点的属性是附属于道路的设备时精度提高。
判别部也可以在第2光点的属性被判别为不是附属于道路的设备的情况下，基于第2特征信息来判别第2光点的属性是否是在车辆前方行驶的前方车辆。由此，因为已经判别为第2光点的属性不是附属于道路的设备，所以能够比较简单地判别第2光点的属性是否为前方车辆。
判别部也可以使用根据图像信息中的除了包含消失点的远方范围以外的附近范围而计算出的第1特征信息来判别第1光点的属性。如轮廓标这样的反射体的光点在远方难以识别。因此，若包含远方范围来计算特征信息，则判别精度可能下降。因此，根据本方案，通过使用除去远方范围而计算出的第1特征信息，能够提高第1光点的属性的判别精度。
本发明的另一方案是车辆用灯具。该车辆用灯具包括：图像处理装置、照射车辆前方的前照灯单元、根据由图像处理装置判别的光点的属性控制前照灯单元的配光的配光控制部。由此，能够不给驾驶员带来特别的操作负担地进行与车辆前方的物体的属性相应的适当地配光控制。
配光控制部将在图像处理装置中属性未被判别为在车辆前方行驶的前方车辆的光点从前照灯单元的配光控制的对象中除外。未被判别为前方车辆的光点，例如是附属于道路的设备等。因此，对这样的设备等无需考虑眩光的影响。所以，可进行进一步提高车辆前方的可视性的配光控制。
此外，以上构成要素的任意的组合、将本发明的表现形式在方法、装置、系统等之间进行变换的方案也作为本发明的方案而有效。
[发明效果]
根据本发明，能够高精度地判别存在于车辆前方的光点的属性。
附图说明
图1是表示应用本实施方式的车辆用灯具的车辆的外观的概略图。
图2是表示本实施方式的车辆用灯具的概略构成的框图。
图3是表示包含本实施方式的光点的属性判别处理的配光控制方法的流程图。
图4的(a)是表示在从前方监视摄像机观察到的夜间直线道路上作为发光物体仅存在道路照明的状况的示意图，图4的(b)是表示在从前方监视摄像机观察到的夜间直线道路上作为发光物体存在道路照明及前方车辆的状况的示意图。
图5的(a)是表示在从前方监视摄像机观察到的夜间直线道路上作为反射体仅存在轮廓标的状况的示意图，图5的(b)是表示在从前方监视摄像机观察到的夜间直线道路上存在轮廓标及前方车辆的状况的示意图。
图6的(a)是表示在车辆的行为稳定的情况下的各光点的轨迹的图，图6的(b)是表示在车辆俯仰的情况下的各光点的运动的图。
图7是表示对利用了远方光点的本车辆的运动进行判定的处理的流程图。
图8的(a)是示意性地表示车辆未俯仰的状态下的前方监视摄像机的拍摄范围的图，图8的(b)是表示图8的(a)所示的拍摄范围中的车道线(白线)的图，图8的(c)是示意性地表示车辆俯仰的状态下的前方监视摄像机的拍摄范围的图，图8的(d)是表示图8的(c)所示的拍摄范围中的车道线(白线)的图。
图9是表示对利用了附近白线的本车辆的运动进行判定的处理的流程图。
具体实施方式
以下，基于实施方式并参照附图来说明本发明。对各附图所示的相同或同等的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。另外，实施方式并不限定发明而仅为示例，实施方式所描述的所有特征或其组合未必都是发明的本质性内容。
(车辆用灯具)
图1是表示应用本实施方式的车辆用灯具的车辆的外观的概略图。如图1所示，本实施方式的车辆10包括：前照灯单元12；控制由前照灯单元12进行的光的照射的控制系统14；检测表示车辆10的行驶状况的信息并将其检测信号输出到控制系统14的各种传感器；监视车辆前方的前方监视摄像机16；以及接收来自GPS卫星的轨道信号并输出到控制系统14的天线18。
作为各种传感器，例如设有检测方向盘20的转向角的转向传感器22、检测车辆10的车速的车速传感器24、检测本车辆的周围的照度的照度传感器26，这些传感器22、24、26与上述控制系统14连接。
将前方监视摄像机16作为前照灯单元(头灯)的配光控制使用时，要求能够在夜间识别车辆前方的物体。但是，存在于车辆前方的物体有多种，存在像对向车辆、前行车辆这样需要进行考虑眩光的配光控制的物体，像道路照明、轮廓标(视线引导标识)这样无需考虑眩光而进行对本车辆最适宜的配光控制即可的物体。
为实现这样的前照灯单元的配光控制，优选使用对在本车辆的前方行驶的前方车辆(对向车辆、前行车辆)或道路照明这样的发光体、轮廓标这样的光反射体进行检测的摄像头。除此以外，更优选具有确定被检测为物体的发光体、光反射体的属性的功能的摄像头。在此，所谓属性例如是区分前方的发光体、光发射体是前方车辆还是道路附属设施等的属性。更详细地说，若发光体等是车辆则区分是前行车辆还是对向车辆，或发光体等是道路附属设施等则区分是道路照明还是轮廓标、其他发光设施(例如店铺照明、广告等)、交通信号灯的属性。
作为能够应用于本实施方式的前照灯单元，是能够使照射的光的配光根据存在于前方的物体的属性而变化的构成即可、并不特别限定。例如，可以采用卤素灯、气体放电灯、使用半导体发光元件(LED、LD、EL)的头灯。在本实施方式中，为了不对前方车辆造成眩光，以能够使配光图案的一部分区域为非照射的构成的前照灯单元为例来进行说明。此外，能够使配光图案的一部分区域为非照射的构成，包含驱动遮光罩将光源的光部分遮光的构成、使多个发光部的一部分为非点亮的构成。
前照灯单元12具有左右一对的前照灯单元12R、12L。前照灯单元12R、12L的内部构造除了左右对称之外是彼此相同的构成，分别在右侧的灯壳体内配置有近光用灯具单元28R及远光用灯具单元30R，在左侧的灯壳体内配置有近光用灯具单元28L及远光用灯具单元30L。
控制系统14基于输入的各种传感器的各输出来控制分别装备于车辆前部的左右的前照灯单元12R、12L，即、控制可通过使配光图案的一部分区域为非照射而使其配光特性变化的前照灯单元12。
下面，说明本实施方式的车辆用灯具。图2是表示本实施方式的车辆用灯具110的概略构成的框图。车辆用灯具110包括前照灯单元12R、12L，控制由前照灯单元12R、12L进行的光的照射的控制系统14。并且，车辆用灯具110在控制系统14中判别存在于车辆前方的物体的属性，基于该物体的属性来确定配光控制条件，并基于所确定的配光控制条件来控制由前照灯单元12R、12L进行的光的照射。
因此，在本实施方式的控制系统14上连接有用于取得包含驾驶员的目视对象的车辆前方拍摄图像的前方监视摄像机16。另外，连接有用于检测在判断车辆的行驶状态时所参照的转向信息或车速的转向传感器22、车速传感器24、照度传感器26等。
(控制系统)
控制系统14包括图像处理ECU32、配光控制ECU34、GPS导航ECU36。各种ECU及各种车载传感器可通过车内LAN总线连接并进行数据的收发。图像处理ECU32基于由前方监视摄像机16取得的拍摄图像的数据或各种车载传感器来判别存在于前方的物体的属性。配光控制ECU34基于图像处理ECU32及各种车载传感器的信息，确定适于车辆所处的形式环境的配光控制条件，并将该控制信号输出到前照灯单元12R、12L。
通过从配光控制ECU34输出的控制信号输入到光学部件的驱动装置或光源的点亮控制电路，来控制前照灯单元12R、12L的配光。前方监视摄像机16是具备CCD或COMS等图像传感器的单眼变焦摄像机，从其图像数据中取得驾驶所需的道路线形信息、道路附属设施、对象车辆/前行车辆的存在状况、位置的信息等。
(属性判别处理)
下面，说明本实施方式的图像处理ECU中的光点的属性判别处理。本实施方式的属性判别处理是基于在某个光点的物体属性判别中使用的特征信息的有效利用而进行的其他光点的物体属性判别。图3是表示包含本实施方式的光点的属性判别处理的配光控制方法的流程图。物体属性的判别主要由图6所示的图像处理ECU32执行，配光控制主要由配光控制ECU34执行。本实施方式的图像处理ECU32基于拍摄到的图像信息中所包含的光点的运动、大小、亮度、位置、轨迹等特征信息，来判别与该光点对应的物体的属性。
图4的(a)是表示在从前方监视摄像机观察到的夜间直线道路上作为发光物体仅存在道路照明的状况的示意图，图4的(b)是表示在从前方监视摄像机观察到的夜间直线道路上作为发光物体存在道路照明及前方车辆的状况的示意图。
本实施方式的图像处理ECU32在规定的时刻开始处理后，执行根据图像信息计算第1光点的第1特征信息的第1特征信息计算工序(S10)。
具体地说，在第1特征信息计算工序中，通过图像信息取得部46取得由前方监视摄像机16拍摄的车辆前方的图像信息。并且，由计算部44根据由图像信息取得部46取得的图像信息来计算第1光点的第1特征信息。此外，以下着眼于一个光点进行说明，但当然也可以并行或串行地处理多个光点。
第1特征信息的计算方法可以应用公知的技术。以下，表示远方物体的判别方法的一个示例。从前方监视摄像机16所具备的图像传感器观察到的夜间直线道路上的发光物体的位置相对于消失点处于某种程度上确定的范围内。
(消失点)
消失点可以定义为绘画的远近法中的收敛点。消失点为车道线标记、路边区域、中央隔离带、以规则的配置设置的道路附属设施(道路照明、轮廓标)等的无限远点。此外，在因道路形状(例如弯道)、前方车辆的存在等而不能求出无限远点的情况下，也可以将这些物体在近景中的配置延长至无限远，在画面上推测这些交点从而设为临时消失点。
具体地说，在远近透视图中，作为道路附属设备的道路照明位于比包含消失点的H线(Horizontal Line：地平线)靠上方(参照图4的(a))，同样作为道路附属设备的轮廓标位于H线的稍下方(参照后述的图5的(a))。道路照明在行驶中沿着从图中的消失点X向斜上方延伸的轨迹在画面内运动。另外，轮廓标在行驶中沿着从图中的消失点X向斜下方延伸的轨迹在画面内运动。若比较经过规定时间后的图像，则沿着该线上产生光流[OF(OpticalFlow)；在视觉表现(通常、在时间上连续的视觉图像)中以矢量表现物体的运动]。因此，可以利用该OF作为光点的轨迹。
图4的(a)所示的道路照明50a～50d是等间隔地设置的相同高度的街灯。因此，在经过规定时间后的图像中，处于位置P1的道路照明50a的光点运动到道路照明50b所处的位置P2，处于位置P2的道路照明50b的光点运动到道路照明50c所处的位置P3，处于位置P3的道路照明50c的光点运动到道路照明50d所处的位置P4。
也就是说，在图像信息取得部46取得的第n帧的图像中处于消失点X附近的位置P1的道路照明50a的第1光点，在第n+m帧的图像中运动到在第n帧的图像中道路照明50d所处的位置P4。计算部44根据多个图像中的第1光点的履历信息，计算轨迹L1作为特征信息。判别部48根据轨迹L1是从消失点X向斜上方延伸的直线这一情况，将第1光点的属性判别为道路照明(道路附属设备)(S12的是)。在该情况下，存储部49存储在判别第1光点的属性中利用的第1特征信息即轨迹L1作为履历信息(S14)。
下面，判别第2光点的属性(S18)。第2光点与第1光点相同，从由图像信息取得部46取得的图像信息中进行检测。如上所述，在被检测为第1光点的道路照明50a运动到位置P4的情况下，在比道路照明50a靠远方处新的道路照明50e～50g(参照图4的(a))逐渐接近。也可以将新的道路照明50e～50g分别作为第1光点来判别属性，但该情况下处理时间、运算量都会增大。
因此，计算部44计算与道路照明50e～50g对应的各光点的各自的位置P1～P3作为第2光点的第2特征信息。并且，判别部48将第2特征信息与存储部49中存储的第1特征信息进行比较，因为第2光点位于作为履历信息的轨迹L1的范围内，所以将第2光点的属性判别为是道路照明(S20的是)。此外，道路附属设备并不一定限于等间隔地配置的相同设备，因为也存在多个光点列不完全成为一条直线的情况，所以轨迹也可以具有一定程度的宽度。
像这样，因为本实施方式的图像处理ECU32基于已存储的第1特征信息判别第2光点的属性是否为道路附属设备，所以与仅用根据图像信息计算的第2光点判别是否为附属于道路的设备的情况相比，能够简单地判别第2光点的属性。另外，与仅用第2特征信息判别第2光点的属性的情况相比，第2光点的属性的判别精度提高。另外，计算部44利用属性被判别为是道路附属设备的第2光点的之后的履历来计算轨迹，也可以利用于在第2光点之后出现于图像中的光点的属性的判别。
配光控制ECU34将被判别为是道路照明的第1光点、第2光点从前照灯单元12的配光控制的对象中排除(S22)。未被判别为前方车辆的光点，例如是附属于道路的设备等。因此，对这样的设备等无需考虑眩光的影响。也就是说，配光控制ECU34通过控制前照灯单元12，以使其照射包含被判别为并非需要考虑眩光的影响的车辆的第1光点、第2光点的范围，从而可实现车辆前方的可视性进一步提高的配光控制。
像这样，本实施方式的车辆用灯具110能够不给驾驶员带来特别的操作负担地进行与车辆前方的物体的属性相应的适当的配光控制。
下面，说明上述第1光点、第2光点不是道路附属设备的情况。如图4的(b)所示，在车辆前方除了道路照明50a～50d以外，有时还存在前行车辆52、对向车辆54。因此，在判别部48使用公知的技术判别为第1光点的属性不是道路附属设备的情况下(S12的否)，或者在判别为第2光点的属性不是道路附属设备的情况下(S20的否)，进行车辆判别处理(S14)。
(使用了光流的物体的属性判别)
前行车辆52、对向车辆54的判别例如可通过使用光流来进行。在图像传感器(摄像机)与路上物体的相对位置关系变化的情况下，在连续的拍摄图像中物体的像会流动。这样的现象称为光流(以下，适当称为“OF”)。本车辆与物体的相对距离越近、相对速度差越大，OF就越大。例如，在本车辆停车中的情况下，产生与运动物体相应的OF。另外，在本车辆行驶中的情况下，产生与道路照明、轮廓标等路上固定物相应的OF，并产生与和本车辆速度不同的前方车辆相应的OF。因此，能够基于OF的大小(光流量)来判别本车辆前方的物体的属性是相对于道路的运动物体还是固定物。
距图像传感器越近距离的物体，其光流量(矢量的量)越大。另外相对速度差越大的物体，其光流量(矢量的量)越大。即，对于行驶中的车辆，对向车辆54的OF量>固定物的OF量>前行车辆52的OF量。能够根据该OF量和在路上的物体位置来判定物体的属性(前行车辆、对向车辆、道路照明、轮廓标、其他)。另外，尾灯52a、头灯54a是一对灯，因为一对灯的OF量相同，所以通过考虑这一点能够进一步提高物体的属性的判别精度。另外，考虑尾灯52a、头灯54a的颜色也能够提高物体的属性的判别精度。
因此，判别部48考虑根据图像信息计算的OF量的大小、光点的颜色、光点的位置、光点的运动等来进行车辆判别。并且，配光控制ECU34以不照射被判别为是车辆的光点的周围的方式进行配光控制(S24)。
此外，在上述步骤S18的处理中，判别部48在第2光点位于存储部49中存储的作为履历信息的轨迹L1的范围内的情况下，将第2光点的属性判别为是道路照明。但是，如图4的(b)所示，在前行车辆52的尾灯52a位于道路照明50a～50d的各光点的轨迹L1的延长线上的情况下，在上述步骤S18的处理中，有可能将与尾灯52a对应的光点的属性误判定为是道路附属设备。
因此，在上述步骤S18的处理中，一并考虑第2光点是否是红色(前行车辆的光点是否是尾灯)、第2光点的亮度或大小等，来判别第2光点的属性是否是道路照明。由此，在步骤S18的处理中，能够减少将与前方车辆对应的光点的属性误判定为是道路附属设备的可能性。
另外，判别部48也可以在第2特征信息具有与第1特征信息共通的信息的情况下，判别为第2光点的属性是附属于道路的设备。例如，在上述图4的(b)所示的前行车辆52的情况下，即使在某一时间内存在于轨迹1的延长线上，在其他时间内运动到从轨迹1的延长线偏离的位置的可能性也较高。因此，计算部44根据多个图象中的第2光点的履历信息计算轨迹L2作为第2特征信息，判别部48对作为第1特征信息的轨迹L1与作为第2特征信息的轨迹L2进行比较，从而判别第2光点的属性。
另一方面，在上述图4的(a)所示的道路照明50e的情况下，在从消失点附近的位置P1到从图像出框前的位置P4为止的任一时间内轨迹L1上都存在光点。因此，计算部44根据道路照明50e的光点从位置P1运动到位置P2为止的履历信息，计算轨迹L1’作为第2特征信息。判别部48对作为第1特征信息的轨迹L1与作为第2特征信息的轨迹L1’进行比较，将具有作为共通的信息而重复的轨迹L1’的第2光点的属性判别为道路附属设备。由此，能够在第2光点运动到位置P4前高精度地判别第2光点的属性是道路附属设备。
另外，判别部48在第2光点的属性被判别为不是道路附属设备的情况下(S20的否)，基于第2特征信息来判别第2光点的属性是否是在车辆前方行使的前方车辆。由此，因为在步骤S20中第2光点的属性已经被判别为不是附属于道路的设备，所以在步骤S14中能够比较简单地判定第2光点的属性是否是前方车辆。
(轮廓标)
下面，说明道路照明设备为轮廓标的情况下的光点的属性判别处理。图5的(a)是表示在从前方监视摄像机观察到的夜间直线道路上作为反射体仅存在轮廓标的状况的示意图，图5的(b)是表示在从前方监视摄像机观察到的夜间直线道路上存在轮廓标及前方车辆的状况的示意图。此外，在轮廓标的属性判别处理的说明中，适当省略与上述道路照明相同的说明。
图5的(a)所示的轮廓标56a～56c如上所述，在行驶中沿着从图中的消失点X向斜下方延伸的轨迹在画面内运动。图5的(a)所示的轮廓标56a～56c是等间隔地设置的相同高度的反射体。因此，在经过规定时间后的图像中，处于位置P1的轮廓标56a的光点运动到轮廓标56b所处的位置P2，处于位置P2的轮廓标56b的光点运动到轮廓标56c所处的位置P3。
也就是说，在图像信息取得部46取得的第n帧的图像中处于消失点X附近的位置P1的轮廓标56a的第1光点，在第n+m帧的图像中运动到在第n帧的图像中轮廓标56c所处的位置P3。计算部44根据多个图像中的第1光点的履历信息，计算轨迹L3作为特征信息。判别部48根据轨迹L3是从消失点X向斜下方延伸的直线这一情况，将第1光点的属性判别为轮廓标(道路附属设备)(S12的是)。在该情况下，存储部49存储在判别第1光点的属性中利用的第1特征信息即轨迹L3作为履历信息(S14)。
下面，判别第2光点的属性(S18)。第2光点与第1光点相同，从由图像信息取得部46取得的图像信息中进行检测。如上所述，在被检测为第1光点的轮廓标56a运动到位置P3的情况下，在比轮廓标56a靠远方处新的轮廓标56d、56e(参照图5的(a))逐渐接近。也可以将新的轮廓标56d、56e分别作为第1光点来判别属性，但该情况下处理时间、运算量都会增大。
因此，计算部44计算与轮廓标56d、56e对应的各光点的各自的位置P1、P2作为第2光点的第2特征信息。并且，判别部48将第2特征信息与存储部49中存储的第1特征信息进行比较，因为第2光点位于作为履历信息的轨迹L3的范围内，所以将第2光点的属性判别为是轮廓标(S20的是)。
此外，轮廓标并非是自身为光源的发光体，而是反射头灯等的光的反射体。因此，像处于包含消失点的远方范围R1(参照图5的(a))的轮廓标这样的反射体的光点，在远方由于比道路照明暗、且光点的面积也较小而难以识别。因此，若使用处于远方范围R1的光点来计算特征信息，判别精度有可能降低。因此，判别部48通过排除远方范围R1，使用由计算部44计算出的第1特征信息，从而能够提高第1光点的属性的判别精度。此外，判别部48也可以排除远方范围R1地使用由计算部44计算出的第2特征信息，来进行第2光点的属性的判别。
下面，说明在从前方监视摄像机观察到的夜间直线道路上存在轮廓标及前方车辆的状况。如图5的(b)所示，在车辆前方除轮廓标56a～56c以外，有时还存在前行车辆52、对向车辆54。因此，在判别部48使用公知的技术判别为第1光点的属性不是道路附属设备的情况下(S12的否)，或者判别为第2光点的属性不是道路附属设备的情况下(S12的否)，进行车辆判别处理(S14)。
在上述步骤S18的处理中，判别部48在第2光点位于存储部49中存储的作为履历信息的轨迹L3的范围内的情况下，将第2光点的属性判别为是轮廓标。但是，如图5的(b)所示，在前行车辆52的尾灯52a位于轮廓标56a～56c的各光点的轨迹L3的附近的情况下，在上述步骤S18的处理中，可能将与尾灯52a对应的光点的属性误判定为是轮廓标。
因此，在上述步骤S18的处理中，一并考虑第2光点是否是红色(光点是否尾灯)、第2光点的亮度的变化或大小的变化等，来判别第2光点的属性是否是轮廓标。由此，在步骤S18的处理中，能够减少将与前方车辆对应的光点的属性误判定为是道路附属设备的可能性。
(弯曲的道路中的属性判别处理)
在图4的(a)、图5的(a)所示的直线道路中，道路附属设备的光点的轨迹为直线，但在附属于转弯的道路的设备中，光点的轨迹不为直线。但是，因为光点轨迹是沿该道路的弯曲形状的轨迹，所以若能够推测道路形状，则可进行与直线道路相同的图像处理。道路形状可基于来自GPS导航ECU36、转向传感器22、车速传感器24的信息由计算部44计算，判别部48也能够使用计算出的道路形状和图像信息取得部46取得的图像信息，来进行从图像信息检测出的光点的属性判别。
(考虑了车辆的姿势的图像处理)
由前方监视摄像机16拍摄的图像信息中，所拍摄的范围根据车辆的姿势而变化。例如，由于车辆的俯仰或侧倾、修正转向的行为，图像信息中的光点有时会向上下左右摇摆。因此，有时轨迹的范围(属性判别的允许范围)过度增加、或者作为光点的轨迹成为设想外的曲线。因此，为提高光点的属性判别的精度，需要使本车辆的行为尽量不对在属性判别时利用的特征信息的计算造成影响。
因此，作为高精度地检测本车辆的运动的简单的图像处理可以考虑以下方法。这些方法是易于通过画面判断本车辆的行为，且计算量较少(无需使用高性能IC)的方式。
a)检测多个远方光点的共通的运动，若具有共通的运动则为本车辆的运动。
b)检测白线的运动，通过运动方式来检测本车辆的运动
图6的(a)是表示在车辆的行为稳定的情况下的各光点的轨迹的图，图6的(b)是表示在车辆俯仰的情况下的各光点的运动的图。
如图6的(a)所示，在车辆的行为稳定的情况下，各光点的运动从消失点向图像的外侧描绘出直线的轨迹的情况较多。另外，处于靠近消失点的远方的光点(道路照明50a、前行车辆52)不论是车辆还是道路附属设备，1秒程度的运动较小。另一方面，靠近本车辆的范围的光点(道路照明50d、对向车辆54)的1秒程度的运动较大。
与此不同，如图6的(b)所示，在车辆俯仰的情况下，不论远方还是附近、各光点向相同方向运动相同的量。因此，计算部44特别根据处于消失点附近的远方范围的光点的运动来计算本车辆的运动。并且，对于从在本车辆俯仰的状态下由前方监视摄像机16取得的图像信息中检测出的光点，计算部44考虑由本车辆的俯仰造成的光点的运动来计算修正后的位置。此外，在替代俯仰、或者在俯仰的基础上本车辆还发生侧倾的情况下，也能够与本车辆发生俯仰的情况相同地修正光点的运动。由此，由判别部48进行的物体的属性判别的精度提高。
图7是表示对利用远方光点的本车辆的运动进行判定的处理的流程图。首先，根据拍摄的图像信息计算高亮度部分(S30)。在高亮度部分的计算中进行噪声去除、二值化、针对各光点的标记等。在图像中心(消失点附近)不存在多个(例如5点以上)光点的情况下(S32的否)，图像处理ECU32如图3所示的处理那样解析各光点的运动(S34)，并结束本车辆的运动判定处理。
在图像中心存在多个光点的情况下(S32的是)，图像处理ECU32判别规定时间的各光点的纵向、横向的运动距离是否大于阈值TH(S36)。在各光点的纵向、横向的运动距离不足阈值TH的情况下(S36的否)，图像处理ECU32如图3所示的处理那样解析各光点的运动(S34)，并结束本车辆的运动判定处理。
在各光点的纵向、横向的运动距离为阈值TH以上的情况下(S36的是)，图像处理ECU32根据各光点的纵向、横向的距离的变化的平均来计算本车辆的移动角度(移动量)(S38)。并且，计算部44例如从根据图像信息计算出的光点的移动角度(移动量)减去本车辆的移动角度(移动量)，来计算与光点对应的物体本身的移动角度(移动量)(S40)，并结束本车辆的运动判定处理。由此，能够减少本车辆的俯仰、侧倾对光点的运动的计算造成的影响。
图8的(a)是示意性地表示车辆未俯仰的状态下的前方监视摄像机的拍摄范围的图，图8的(b)是表示图8的(a)所示的拍摄范围中的车道线(白线)的图，图8的(c)是示意性地表示车辆俯仰的状态下的前方监视摄像机的拍摄范围的图，图8的(d)是表示图8的(c)所示的拍摄范围中的车道线(白线)的图。
如图8的(a)所示，在车辆10以与道路平行的状态行驶中的情况下，如图8的(b)所示在拍摄的图像上检测到白线60。另一方面，如图8的(c)所示在车辆10以与道路不平行的状态(前侧浮起、后侧下沉的状态)行驶中的情况下，如图8的(d)所示，在拍摄的图像上检测到白线60a。2条白线60a所成的角大于2条白线60所成的角。
在此，说明根据附近白线的倾斜的变化推测本车辆的运动(姿势)的方法。图9是表示对利用了附近白线的本车辆的运动进行判定的处理的流程图。首先，根据拍摄到的图像信息计算白线部分(S42)。在白线部分的计算中进行噪声去除、二值化、针对各光点的标记等。接着，图像处理ECU32判定计算的白线是否存在于本车辆的左侧(S44)。在判定为本车辆的左侧不存在白线的情况下(S44的否)，图像处理ECU32如图3所示的处理那样解析各光点的运动(S46)，并结束本车辆的运动判定处理。
在判定为本车辆的左侧存在白线的情况下(S44的是)，图像处理ECU32计算白线的扩张(2条白线所成的角)的移动角度、白线的横向的移动角度(在车辆侧倾的情况下)(S48)。计算部44例如从根据图像信息计算出的光点的移动角度(移动量)减去白线的移动角度(移动量)，来计算与光点对应的物体本身的移动角度(移动量)(S50)，并结束本车辆的运动判定处理。由此，能够减少本车辆的俯仰、侧倾对光点的运动的计算造成的影响。
以上，参照上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，将实施方式的构成适当组合、置换的方式也包含于本发明。另外，也可以基于本领域技术人员的知识而对实施方式中的组合、处理的顺序适当重组、对实施方式施加各种设计变更等的变形，施加了这样的变形的实施方式也包含于本发明的范围内。
[附图标记说明]
10车辆，12前照灯单元，14控制系统，16前方监视摄像机，22转向传感器，24车速传感器，32图像处理ECU，34配光控制ECU，36GPS导航ECU，44计算部，46图像信息取得部，48判别部，49存储部，50a、50b、50c、50d、50e道路照明，52前行车辆，52a尾灯，54对向车辆，54a头灯，56a、56b、56c、56d轮廓标，60、60a白线，110车辆用灯具。
[工业可利用性]
本发明涉及用于汽车等的图像处理装置。

Claims (5)

1.一种图像处理装置，其特征在于，包括：
判别部，针对拍摄车辆前方所得的图像信息中所包含的与第1物体对应的第1光点的属性是否为附属于道路的设备，根据由所述图像信息计算出的第1光点的轨迹来进行判别，
存储部，其在第1光点的属性被判别为附属于道路的设备的情况下存储所述第1光点的轨迹；
所述判别部使用存储的所述第1光点的轨迹来判别所述图像信息中包含的与不同于所述第1物体的第2物体对应的第2光点的属性是否为附属于道路的设备，
所述判别部，在所述第1光点的轨迹是从消失点延伸的直线的情况下，将所述第1光点的属性判别为附属于道路的设备，并且，
将所述第2光点的轨迹与所述存储的所述第1光点的轨迹进行比较，在所述第1光点的轨迹与所述第2光点的轨迹具有相重复的轨迹的情况下，将所述第2光点的属性判别为附属于道路的设备。
2.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
所述判别部在所述第2光点的属性被判别为不是附属于道路的设备的情况下，基于所述图像信息计算出所述第2光点的特征信息来判别所述第2光点的属性是否是在车辆前方行驶的前方车辆。
3.如权利要求1或2所述的图像处理装置，其特征在于，
所述判别部使用根据所述图像信息中的除了包含所述消失点的远方范围以外的附近范围而计算出的所述第1光点的轨迹，来判别所述第1光点的属性。
4.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：
如权利要求1至3的任意一项所述的图像处理装置，
前照灯单元，其照射车辆前方，以及
配光控制部，其根据由所述图像处理装置判别出的光点的属性来控制所述前照灯单元的配光。
5.如权利要求4所述的车辆用灯具，其特征在于，
所述配光控制部将在所述图像处理装置中属性未被判别为在车辆前方行驶的前方车辆的光点，从所述前照灯单元的配光控制的对象中排除。
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