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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik zur Beurteilung
von Streckentypen und insbesondere auf eine Detektionstechnik für einen Tunnel.
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Hintergrund
der Erfindung
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JP-A-11-139225
offenbart zum Beispiel eine in einem Fahrzeug vorgesehene Vorrichtung
zur Detektion von Tunnel, um einen Tunnel entsprechend der Fahrt
des Fahrzeugs zu detektieren. Konkret detektiert eine Einheit zur
Detektion einer Region mit Einstelldichte eine Region mit einer
spezifizierten Dichte aus einem von einer Photographiereinheit photographierten
Bild der Straße
voraus. Da ein Tunnel unter einer von einer umgebenden Umwelt verschiedenen
Beleuchtungsbedingung photographiert wird, erscheint der Eingang
des Tunnels oder dessen Ausgang als eine Region mit unterschiedlicher
Dichte auf dem Bild. Wenn jene als Regionen mit spezifizierter Dichte
detektiert werden, wird demgemäß die Eingangs-
oder die Ausgangsregion detektiert, die die Existenz des Tunnels
angibt.
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Außerdem offenbart
JP-A-2001-39210 eine Technik, bei der, bevor ein Fahrzeug in einen
dunklen Ort wie zum Beispiel einen Tunnel einfährt, das Licht des Fahrzeugs
geeigneterweise automatisch eingeschaltet wird, um die Einsatzmöglichkeit,
die Bequemlichkeit und Sicherheit zu verbessern. Konkret schaltet
eine Vorrichtung zur Lichtsteuerung gemäß einem durch ein Beleuchtungsstärke-Meßgerät gemessenen
Wert der Beleuchtungsstärke
automatisch das Licht des Fahrzeugs ein oder aus und enthält eine
Videokamera, um ein Photo in Fahrtrichtung aufzunehmen, eine Einheit
zur Detektion eines dunklen Teils, die das Belegungsverhältnis eines
dunklen Teils in den Bilddaten eines von der Videokamera erhaltenen
Bildes der Sicht voraus berechnet und eine Nachricht über die
Detektion eines dunklen Teils ausgibt, falls das Belegungs verhältnis eine
vorbestimmte erste Schwelle für
den dunklen Teil übersteigt,
und eine Lichtsteuerungseinheit, um das Licht unter Bevorzugung
der auf dem gemessenen Beleuchtungsstärkewert des Beleuchtungsstärke-Meßgeräts basierenden
Lichtsteuerung automatisch einzuschalten, wenn die Nachricht über die
Detektion eines dunklen Teils von der Einheit zur Detektion dunkler Abschnitte
empfangen wird. Selbst wenn das Fahrzeug tagsüber und in heller Umgebung
fährt,
wird demgemäß, falls
ein dunkler Ort wie zum Beispiel ein Tunnel in der Fahrtrichtung
existiert, das Licht ausreichend früh, bevor das Fahrzeug in den
dunklen Ort einfährt,
automatisch eingeschaltet.
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JP-A-9-205645
offenbart überdies
eine Vorrichtung zur Erkennung der Umgebung voraus, worin es möglich ist,
zu verhindern, daß ein
Bildsignalwert insgesamt zu klein oder zu groß wird, wenn ein Fahrzeug in
einen Tunnel einfährt
oder aus ihm herauskommt, und eine Bildverarbeitung kann basierend auf
dem geeigneten Bildsignal immer sicher ausgeführt werden. Falls ein Bildmuster
eines Eingangs eines Tunnels vorher in einem Speicher einer Bildverarbeitungseinheit
gespeichert wird, wird konkret basierend auf einem Musterabgleich
zwischen dem Bildmuster und einem Bildobjekt über einer weißen Linie
der Straße
bestätigt,
daß dies
der Eingang des Tunnels ist. Basierend auf der Anzahl von Pixel,
die unter dem Eingang des Tunnels liegen, wird dann eine Distanz
zwischen dem fahrenden Fahrzeug und dem Eingang des Tunnels berechnet.
Falls Iris- oder Blendenwertdaten (Eingangsblendenkarte), die für jede Distanz
zum Eingang des Tunnels eingestellt wurden, vorher im Speicher gespeichert
werden, wird übrigens,
wenn das Fahrzeug sich einer um eine vorbestimmte Distanz vom Eingang
des Tunnels entfernten Stelle annähert, eine normale Blendenwertsteuerung
(automatische Blendensteuerung) durch eine Steuereinheit allmählich in
eine Blendenwertsteuerung im Tunnel geändert, und die Blendenöffnung einer
CCD-Kamera wird basierend auf den Blendenwertdaten entsprechend
jeder Distanz zum Eingang des Tunnels gesteuert. Als Folge ist es
möglich,
zu verhindern, daß der
Bildsignalwert insgesamt zu klein wird, wenn das Fahrzeug in den
Tunnel einfährt,
und die Bildverarbeitung kann basierend auf dem geeigneten Bildsignal
sicher ausgeführt
werden.
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Außerdem offenbart
JP-A-2004-230963 ein Verfahren zur Deteketion von Fahrzeugtunnel,
in welchem, sogar falls ein vorausfahrendes Fahrzeug existiert, der
Eingang eines Tunnels sicher detektiert werden kann und die Kosten
reduziert werden können.
Konkret wird in einer Bildverarbeitungseinheit (Einheit zur Detektion
von Tunnel) der Eingang des Tunnels detektiert, falls eine Einheit
zur Erkennung von Tunnel unter Verwendung einer Distanz beurteilt, daß der Mittelteil
(im Tunnel) weiter entfernt ist als sowohl der rechte als auch linke
seitliche Teil (rechte und linke Wandflächen des Eingangs des Tunnels) eines
Bildes A und eine eine Luminanz nutzende Einheit zur Erkennung von
Tunnel beurteilt, daß die
Luminanz des Mittelteils (im Tunnel) dunkler als diejenige sowohl
des rechten als auch linken seitlichen Teils (rechte und linke Wandfläche des
Tunneleingangs) ist.
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In
den oben beschriebenen herkömmlichen Techniken
wird der Tunnel detektiert, indem die Differenz in der Helligkeit
zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Tunnels genutzt wird, wird
der Tunnel detektiert, indem das Bildmuster des Eingangs des Tunnels
vorher vorbereitet und der Abgleich ausgeführt wird, oder wird der Tunnel
detektiert, indem eine Stereokamera genutzt wird, um die Distanzinformation
zu erhalten, und indem eine Tatsache genutzt wird, daß nur der
Eingangsteil des Tunnels eine große Distanz hat. Bei den Verfahren
zur Detektion von Tunnel der herkömmlichen Techniken, wie sie
oben dargelegt wurden, besteht ein Problem, daß, da die Detektion des Tunnels
ausgeführt
wird, indem das Merkmal des Eingangs oder des Ausgangs des Tunnels
genutzt wird, der Eingang oder der Ausgang des Tunnels aufgrund
der Existenz eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder in der Nacht nicht
detektiert werden kann und es unmöglich ist, zu unterscheiden,
ob das Fahrzeug innerhalb oder außerhalb des Tunnels fährt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Technik zur Detektion von
Tunnel zu schaffen, die zu jeder Zeit durch externe Umstände kaum
beeinflußt wird.
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Ein
Verfahren zur Beurteilung von Streckentypen gemäß der Erfindung umfaßt die Schritte:
Berechnen, bezüglich
Bilddaten von einer in oder an einem Fahrzeug montierten Kamera
oder Bilddaten, die durch Ausführen
einer spezifi zierten Umwandlung an den Bilddaten von der Kamera
erhalten werden, eines Merkmalbetrags von zumindest einer Komponente
unter mehreren Komponenten in einem spezifizierten Farbraum des
Bildes und Speichern des berechneten Merkmalbetrags in einen Merkmalbetrag-Datenspeicher;
Bestimmen, ob der im Merkmalbetrag-Datenspeicher gespeicherte Merkmalbetrag
eine vorbestimmte Bedingung erfüllt
oder nicht; und basierend auf einem Bestimmungsergebnis beim Bestimmen,
Beurteilen, ob das Fahrzeug in einem Tunnel fährt oder nicht.
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Da
der oben erwähnte
Merkmalbetrag zwischen dem Inneren des Tunnels und dem Äußeren des
Tunnels verschieden ist, kann folglich, wenn eine geeignete Bedingung
für den
Merkmalbetrag eingestellt ist, der Tunnel detektiert werden, ohne
durch die äußeren Umstände wie
zum Beispiel die Existenz eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder die
Nacht beeinflußt
zu werden. Daher können
eine Lichtsteuerung eines Scheinwerfers, die Betriebssteuerung eines
Scheibenwischers und dergleichen geeignet ausgeführt werden. Im übrigen ist
der Merkmalbetrag ein zum Beispiel die gesamten Bilddaten oder einen Großteil dieser
betreffender Merkmalbetrag.
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Der
Merkmalbetrag kann einen Merkmalbetrag der Intensität und einen
Merkmalbetrag des Farbtons (engl. hue) einschließen. Außerdem kann die vorbestimmte
Bedingung eine Bedingung bezüglich
der Intensität
und eine Bedingung bezüglich
des Farbtons einschließen.
Im übrigen
ist der Merkmalbetrag der Intensität zum Beispiel ein Durchschnittswert
der Intensitätswerte,
und der Merkmalbetrag des Farbtons ist zum Beispiel ein Varianzwert
der Farbtonwerte. Außerdem
ist die Bedingung bezüglich der
Intensität
beispielsweise eine Bedingung bezüglich des Durchschnittswertes
der Intensitätswerte, und
die Bedingung bezüglich
des Farbtons ist beispielsweise eine Bedingung bezüglich des
Varianzwertes der Farbtonwerte.
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Ferner
kann der Merkmalbetrag einen Merkmalbetrag bezüglich der gesamten Bilddaten
und einen Merkmalbetrag bezüglich
eines spezifizierten Teils der Bilddaten einschließen. Außerdem kann
die spezifizierte Bedingung eine Bedingung bezüglich der gesamten Bilddaten
und eine Bedingung bezüglich
des spezifizierten Teils der Bilddaten einschließen. Der spezifizierte Teil
der Bilddaten ist zum Beispiel eine Region (beispielsweise ein vorderer
oberer Teil), worin der Merkmalbetrag zwischen dem Inneren des Tunnels
und dem Äußeren des Tunnels
signifikant verschieden ist. Wenn ein Fahren im Tunnel und ein Fahren
außerhalb
des Tunnels unterschieden werden, indem zusätzlich zum Merkmalbetrag bezüglich der
gesamten Bilddaten der Merkmalbetrag bezüglich der Region genutzt wird,
kann die Beurteilung mit hoher Genauigkeit vorgenommen werden.
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Ferner
kann das Verfahren zur Beurteilung von Streckentypen gemäß der Erfindung
die weiteren Schritte beinhalten: Berechnen eines Merkmalbetrags,
der eine Änderung
zwischen ersten Bilddaten und zweiten Bilddaten, die vor den ersten
Bilddaten photographiert wurden, betrifft, und Speichern des berechneten
Merkmalbetrags in den Merkmalbetrag-Datenspeicher; und Bestimmen,
ob der die Änderung
betreffende Merkmalbetrag eine Bedingung erfüllt, die eine Einfahrt in den
Tunnel repräsentiert, oder
eine Bedingung, die eine Ausfahrt aus dem Tunnel repräsentiert.
Das Beurteilen kann dann ferner basierend auf einem Ergebnis einer
Bestimmung unter Verwendung des die Änderung betreffenden Merkmalbetrags
ausgeführt
werden. Durch Spezifizieren der Einfahrt in den Tunnel oder der
Ausfahrt aus dem Tunnel aus der zeitlichen Änderung des Bildes kann folglich
die Genauigkeit der Beurteilung verbessert werden. Im übrigen ist
der die Änderung
betreffende Merkmalbetrag zum Beispiel eine Variation des Durchschnittswertes
der Intensitätswerte,
dessen Änderungsrate
oder dergleichen.
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Es
ist möglich,
ein Programm zu erzeugen, um einen Computer zu veranlassen, das
oben erwähnte
Verfahren gemäß dieser
Erfindung auszuführen,
und dieses Programm wird in einem Speichermedium oder einer Speichervorrichtung
wie zum Beispiel einer Diskette, einer CD-ROM, einer optischen Magnetplatte,
einem Halbleiterspeicher und einer Festplatte gespeichert. Das Programm
kann ferner als digitales Signal über ein Netzwerk verteilt werden. Im übrigen werden
die Ergebnisse einer Zwischenverarbeitung vorübergehend in einer Speichervorrichtung
wie zum Beispiel einem Hauptspeicher gespeichert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 ist
ein Diagramm, das einen Hauptverarbeitungsablauf in der ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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3 ist
ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf einer Verarbeitung zur
Analyse von Bildmerkmalbeträgen
in der ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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4 ist
ein Diagramm, um einen Bereich eines Durchschnittswertes von Intensitäten und
einen Bereich eines Varianzwertes von Farbtönen in der ersten Ausführungsform
der Erfindung zu erläutern;
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5 ist
ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf einer Verarbeitung zur
Beurteilung von Streckentypen in der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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6 ist
ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf einer Verarbeitung zur
Detektion von Tunnel in der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Diagramm, das ein spezifisches Beispiel in der ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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9 ist
ein Diagramm, das einen Hauptverarbeitungsablauf in der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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10 ist
ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf einer Verarbeitung zur
Analyse von Bildmerkmalbeträgen
in der zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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11 ist
ein Diagramm, um ein partielles Bild S' zu erläutern;
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12 ist
ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf einer zweiten Verarbeitung
zur Beurteilung von Streckentypen in der zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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13 ist
ein Diagramm, um einen Bereich eines Durchschnittswertes von Intensitäten im partiellen
Bild in der zweiten Ausführungsform
der Erfindung zu erläutern;
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14 ist
ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf einer Verarbeitung zur
Detektion von Tunnel in der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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15 ist
ein Diagramm, das ein spezifisches Beispiel in der zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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16 ist
ein Funktionsblockdiagramm in einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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17 ist
ein Diagramm, das einen Hauptverarbeitungsablauf in der dritten
Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
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18 ist
ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf einer Verarbeitung zur
Detektion einer Ausfahrt aus einem Tunnel in der dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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19 ist
ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf einer Verarbeitung zur
Detektion der Einfahrt in einen Tunnel in der dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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20 ist
ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf einer Verarbeitung zur
Detektion von Tunnel in der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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21 ist
ein Diagramm, das ein spezifisches Beispiel in der dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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22 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
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23 ist
ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf einer Verarbeitung zur
Beurteilung von Streckentypen in der vierten Ausführungsform der
Erfindung zeigt; und
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24 ist
ein Diagramm, das ein spezifisches Beispiel in der vierten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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[Ausführungsform 1]
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1 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zur Beurteilung von
Streckentypen in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Die Vorrichtung zur Beurteilung von Streckentypen dieser
Ausführungsform enthält eine
Kamera 1 wie zum Beispiel 1 eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera, einen Bilddatenspeicher 3,
um von der Kamera 1 photographierte Bilddaten zu speichern,
einen Analysator 5 für
Bildmerkmalbeträge, um
eine im folgenden beschriebene Verarbeitung an den im Datenspeicher 3 gespeicherten
Bilddaten auszuführen,
einen Merkmalbetrag-Datenspeicher 7, um ein Verarbeitungsergebnis
des Analysators 5 für Bildmerkmalbeträge zu speichern,
eine Einheit 9 zur Beurteilung von Streckentypen, um eine
Verarbeitung, die im folgenden beschrieben wird, an Daten auszuführen, die
in dem Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeichert
wurden, einen Zustandsdatenspeicher 11, um ein Verarbeitungsergebnis
der Einheit 9 zur Beurteilung von Streckentypen zu speichern,
und einen Tunneldetektor 13, um eine im Folgenden beschriebene
Verarbeitung basierend auf den im Zustandsdatenspeicher 11 gespeicherten
Daten auszuführen.
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Die
Kamera 1 ist in einem Fahrzeug oder dergleichen montiert
und so platziert, daß sie
in einer Richtung zur Vorderseite, Rückseite, Seite oder dergleichen
des Fahrzeugs gerichtet ist. Die Beschreibung wird jedoch für einen
Fall gegeben, in dem die Kamera so platziert ist, daß sie in
Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs gerichtet ist. Die Kamera 1 hat
eine AGC-Funktion (automatische Verstärkungsregelung) und eine Steuerungsfunktion
des Weißabgleichs.
Außerdem
wird ein Bild mit zum Beispiel 30 fps (Rahmen oder Frame pro Sekunde)
photographiert, und Daten des photographierten Bildes werden bei
jedem Frame im Bilddatenspeicher 3 gespeichert.
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Im
Folgenden werden die Verarbeitungsinhalte der in 1 gezeigten
Vorrichtung zur Beurteilung von Streckentypen mit Verweis auf 2 bis 7 beschrieben.
Zunächst
initialisiert beispielsweise der Analysator 5 für Bildmerkmalbeträge eine Variable
Si, die einen ein Fahren in einem Tunnel
betreffenden Detektionszustand angibt, auf 0 (2: Schritt
S1). Der Analysator 5 für
Bildmerkmalbeträge führt eine
Verarbeitung zur Analyse von Bildmerkmalbeträgen aus (Schritt S3). Die Verarbeitung
zur Analyse von Bildmerkmalbeträgen
wird mit Verweis auf 3 beschrieben. Hier wird eine
Beschreibung für ein
Beispiel gegeben, in dem ein Varianzwert σ1 2 von Farbtonwerten h(x,y) und ein Durchschnittswert
v2 von Intensitätswerten v(x,y) bezüglich der
ganzen Bilddaten als Merkmalbeträge
f(x,y) verwendet werden.
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Der
Analysator 5 für
Bildmerkmalbeträge
berechnet den Varianzwert σ1 2 der Farbtonwerte
h(x,y) an den ganzen Bilddaten, die im Bilddatenspeicher 3 gespeichert
sind, und speichert den berechneten Varianzwert σ1 2 in den Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 (Schritt
S11). Im übrigen
bezeichnet x eine Position eines Pixel in der horizontalen Richtung,
und x = 0 meint das linke Ende. Außerdem bezeichnet y eine Position
eines Pixel in der vertikalen Richtung, und y = 0 meint das obere
Ende. Da der Farbton und die Intensität behandelt werden, wird in
dieser Ausführungsform,
falls die im Bilddatenspeicher 3 gespeicherten Bilddaten
im RGB- oder YCC-Format vorliegen, zuerst eine Farbumwandlung ausgeführt, um den
Schritt S11 auszuführen.
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Ferner
berechnet der Analysator 5 für Bildmerkmalbeträge den Durchschnittswert
v2 der Intensitätswerte (Helligkeit) v(x,y)
an den im Bilddatenspeicher 3 gespeicherten ganzen Bilddaten
und speichert den berechneten Durchschnittswert v2 in
den Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 (Schritt S13).
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Der
Durchschnittswert v2 des Intensitätswerts
v(x,y) in einem spezifizierten Bereich S der Bilddaten und der Varianzwert σ1 2 der Farbtonwerte h(x,y) im spezifizierten
Bereich S werden durch die folgenden Ausdrücke berechnet.
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Im übrigen bezeichnet
h einen Durchschnittswert von h(x,y). Außerdem bezeichnet S in Σ, daß eine Addition
bezüglich
aller Pixel in S vorgenommen wird, und S des Nenners bezeichnet
eine Region (die Zahl von Pixel) des Bildes S.
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Zur
Beschreibung von 2 zurückkehrend führt als nächstes die Einheit 9 zur
Beurteilung von Streckentypen eine Verarbeitung zur Beurteilung
von Streckentypen aus (Schritt S5). Die Verarbeitung zur Beurteilung
von Fahrwegen wird mit Verweis auf 4 und 5 beschrieben.
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Die
Einheit 9 zur Beurteilung von Streckentypen in dieser Ausführungsform
beurteilt, ob das Fahrzeug, in welchem die Kamera 1 montiert
ist, in einem Tunnel fährt
oder nicht. Die Beleuchtung im Innern eines Tunnels ist innerhalb eines
Tunnels oft die gleiche in Farbe und Helligkeit. Außerdem hat
die Beleuchtungsstärke
mit einer Farbe wie zum Beispiel Rot, Gelb oder Weiß oft den
konstanten Farbton. Die Einheit 9 zur Beurteilung von Streckentypen
dieser Ausführungsform
nutzt dieses Merkmal und detektiert einen Zustand, in welchem das
Fahrzeug im Tunnel fährt.
Konkret fällt
in dem Tunnel, in dem die Beleuchtung installiert ist, verglichen
mit dem Tag, bei dem Sonnenlicht herrscht, oder der Nacht, in der es
Einflüsse
verschiedener Beleuchtungen gibt, da die Beleuchtung konstant ist,
die Intensität
(Helligkeit) in einen bestimmten Bereich, und die Varianz der Farbschattierungs-
oder Farbtonwerte wird klein, da eine spezifische Farbe dominant
ist. Der Durchschnittswert v2 der Intensitätswerte
soll zwischen deren untere Grenze t2l und
obere Grenze t2h fallen, und der Varianzwert σ1 2 der Farbtonwerte soll zwischen deren untere
Grenze t1l und obere Grenze t1h fallen. Diese
Beziehungen werden in einer graphischen Darstellung wie in 4 gezeigt
ausgedrückt.
In der graphischen Darstellung von 4 bezeichnet
die horizontale Achse den Durchschnittswert V2 der
Intensitätswerte,
und die vertikale Achse gibt den Varianzwert σ1 2 der Farbtonwerte an. Eine Region T1 ist eine Region, in der beurteilt wird,
daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird. Der Bereich T1 ist
jedoch nicht auf den rechtwinkligen Bereich wie oben dargelegt beschränkt, und
er kann gemäß seiner
Substanz reguliert werden.
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Wie
in 5 gezeigt ist, beurteilt demgemäß die Einheit 9 zur
Beurteilung von Streckentypen, ob der Durchschnittswert v2 der Intensitätswerte und der Varianzwert σ1 2 der Farbtonwerte, die im Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeichert
sind, die Bedingung t1l ≤ σ1 2 ≤ t1h und t21 ≤ v2 ≤ t2h erfüllen
(Schritt S21). Falls beurteilt wird, daß die Bedingung nicht erfüllt ist,
kehrt die Verarbeitung zur ursprünglichen Verarbeitung
zurück.
Das heißt,
die Variable Si bleibt Si =
0. Auf der anderen Seite setzt die Einheit 9 zur Beurteilung
von Streckentypen Si = 1, falls beurteilt wird,
daß die
Bedingung erfüllt
ist (Schritt S23). Die Variable Si wird
als Zustandsdaten in den Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert.
Danach kehrt die Verarbeitung zur ursprünglichen Verarbeitung zurück.
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Zurückkehrend
zur Beschreibung von 2 führt der Tunneldetektor 13 als
nächstes
eine Verarbeitung zur Detektion von Tunnel aus (Schritt S7). Diese
Verarbeitung wird mit Verweis auf 6 beschrieben.
Der Tunneldetektor 13 beurteilt, ob der Wert von Si, der im Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert
ist, 1 ist oder nicht (Schritt S31). Im Falle von Si =
1 gibt der Tunneldetektor 13 ein Signal ab, das anzeigt,
daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird (Schritt S33). Ein Licht-Controller,
der dieses Signal empfangen hat, schaltet das Licht ein. Außerdem stoppt
ein Scheibenwischer-Controller, der dieses Signal empfangen hat,
den Betrieb eines Scheibenwischers. Bezüglich einer Einrichtung, die
in einem Tunnel notwendig wird, wird außerdem deren Betrieb gestartet,
und bezüglich
einer Einrichtung, die unnötig
wird, wird deren Betrieb gestoppt. Auf der anderen Seite gibt im
Falle von Si = 0 der Tunneldetektor 13 ein
Signal ab, das anzeigt, daß gerade
außerhalb
eines Tunnels gefahren wird (Schritt S35). Der Licht-Controller,
der dieses Signal empfangen hat, schaltet das Licht aus. Wenn zum
Beispiel detektiert wird, daß es
regnet, startet außerdem
der Scheibenwischer-Controller, der dieses Signal empfangen hat,
den Betrieb des Scheibenwischers. Bezüglich einer Einrichtung, die
außerhalb
des Tunnels notwendig wird, wird außerdem deren Betrieb gestartet,
und bezüglich
einer Einrichtung, die unnötig
wird, wird deren Betrieb gestoppt. Nach Schritt S33 oder Schritt S35
kehrt die Verarbeitung zur ursprünglichen
Verarbeitung zurück.
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Im übrigen ist
es, falls die Variable Si nicht Si = 1 ist, auch möglich, zu beurteilen, daß der Zustand unklar
ist.
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Indem
man so verfährt,
kann eine Beurteilung mit hoher Genauigkeit diesbezüglich vorgenommen
werden, ob gerade im Tunnel oder außerhalb des Tunnels gefahren
wird, während
der Einfluß äußerer Umstände wie
zum Beispiel eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder einer Zeitzone
unterdrückt werden
kann.
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Die
Verarbeitung, die in 2 gezeigt ist, wird im übrigen in
jedem vorbestimmten Intervall wie zum Beispiel jedem Frame ausgeführt.
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Es
wird zum Beispiel angenommen, daß die jeweiligen Grenzwerte
t1l = 0, t1h = 48,
t2l = 0 und t2h = 98
sind. Wenn σ1 2 und v2 wie
in 7 gezeigt berechnet werden, wird beurteilt, daß die Bedingung
als die Prämisse
bei dem dritten Frame von oben und dem vierten Frame erfüllt ist,
und Si = 1 wird gesetzt. Das heißt, bei
dem dritten Frame und dem vierten Frame wird beurteilt, daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird.
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In
der Verarbeitung zur Analyse von Bildmerkmalbeträgen von 3 kann im übrigen,
obwohl die Beschreibung für
das Beispiel gegeben wurde, in dem der Varianzwert σ1 2 der Farbtonwerte h(x,y) bezüglich der
gesamten Bilddaten und der Durchschnittswert v2 der
Intensitätswerte
v(x,y) als der Merkmalbetrag genutzt werden, der Varianzwert, der
Durchschnittswert oder beide bezüglich
einer vorbestimmten willkürlichen
Fläche
S im Bild berechnet werden. Bezüglich
des Merkmalbetrages f(x,y) können
nicht nur die Intensität
(V), der Farbton (H) und/oder die Chrominanz (S) ausgedrückt im HSC-Format,
sondern auch mindestens eine Komponente in Räumen verwendet werden, die
in verschiedenen Formaten wie zum Beispiel RGB-Format, YCbCr-Format,
L*a*b*-Format und L*u*v*-Format ausgedrückt werden. Außerdem kann
als der Merkmalbetrag f(x,y) ein Ergebnis verwendet werden, das erhalten
wird, indem ein räumlicher
Filter, der durch einen Laplace-Filter oder einen Sobel-Filter gekennzeichnet
ist, auf die Bilddaten angewendet wird, die in einem jener Formate
ausgedrückt
sind. In diesem Fall wird eine Verarbeitung unter Verwendung des räumlichen
Filters vor dem Schritt S11 von 3 ausgeführt.
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In
der Verarbeitung zur Beurteilung von Streckentypen nach 5 kann
außerdem,
obgleich der Bereich, in welchem beurteilt wird, daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird, durch die obere Grenze und die untere
Grenze des Durchschnittswerts der Intensitätswerte und die obere Grenze
und die untere Grenze des Varianzwertes der Farbtonwerte reguliert wird,
wie in der graphischen Darstellung von 4 gezeigt
ist, auch in dem Fall, in dem der Merkmalbetrag f(x,y) von der Intensität und dem
Farbton verschieden ist, bezüglich
einer als der Merkmalbetrag f(x,y) übernommenen Komponente ein
Bereich statistisch spezifiziert werden, in welchem beurteilt wird, daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird.
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[Ausführungsform 2]
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8 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zur Beurteilung von
Streckentypen gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung zur Beurteilung von Streckentypen
dieser Ausführungsform
enthält
eine Kamera 1, einen Bilddatenspeicher 3, um von
der Kamera 1 photographierte Bilddaten zu speichern, einen
Analysator 15 für
Bildmerk malbeträge,
um eine im folgenden beschriebene Verarbeitung an den im Bilddatenspeicher 3 gespeicherten
Bilddaten auszuführen,
einen Merkmalbetrag-Datenspeicher 7,
um ein Verarbeitungsergebnis des Analysators 15 für Bildmerkmalbeträge zu speichern,
eine erste Einheit 9 zur Beurteilung von Streckentypen,
um eine im folgenden beschriebene Verarbeitung an den im Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeicherten
Daten auszuführen,
eine zweite Einheit 17 zur Beurteilung von Streckentypen,
um eine im folgenden beschriebene Verarbeitung an den im Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeicherten
Daten durchzuführen,
einen Zustandsdatenspeicher 11, um Verarbeitungsergebnisse
der ersten Einheit 9 zur Beurteilung von Streckentypen
und der zweiten Einheit 17 zur Beurteilung von Streckentypen
zu speichern, und einen Tunneldetektor 19, um eine im folgenden
beschriebene Verarbeitung basierend auf den im Zustandsdatenspeicher 11 gespeicherten
Daten auszuführen.
Im übrigen
haben die Verarbeitungselemente und die Datenspeicher, die durch
die gleichen Bezugsziffern wie diejenigen von 1 bezeichnet
sind, die gleichen Funktionen wie die erste Ausführungsform.
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Als
nächstes
werden mit Verweis auf 9 bis 15 Verarbeitungsinhalte
der Vorrichtung zur Beurteilung von Streckentypen gemäß der zweiten Ausführungsform
beschrieben. Zuerst initialisiert zum Beispiel der Analysator 15 für Bildmerkmalbeträge eine
Variable Si, die einen ein Fahren in einem Tunnel
betreffenden Detektionszustand bezeichnet, und eine Variable S0, die einen ein Fahren außerhalb eines
Tunnels betreffenden Detektionszustand bezeichnet, auf 0 (Schritt
S41). Als nächstes
führt der Analysator 15 für Bildmerkmalbeträge die Verarbeitung
zur Analyse von Bildmerkmalbeträgen
aus (Schritt S43). Die Verarbeitung zur Analyse von Bildmerkmalbeträgen in dieser
Ausführungsform
wird mit Verweis auf 10 und 11 beschrieben.
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Der
Analysator 15 für
Bildmerkmalbeträge berechnet
einen Varianzwert σ1 2 von Farbtonwerten h(x,y)
bezüglich
der im Bilddatenspeicher 3 gespeicherten gesamten Bilddaten
und speichert den berechneten Varianzwert σ1 2 in den Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 (10:
Schritt S51). Außerdem
berechnet der Analysator 15 für Bildmerkmalbeträge einen
Durchschnittswert v2 von Intensitätswerten
(Helligkeit) v(x,y) bezüglich
der im Bilddatenspeicher 3 gespeicherten gesamten Bilddaten
und speichert den berechneten Durchschnittswert v2 in den
Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 (Schritt S53). Die Verarbeitung
bis zu diesem Schritt ist die gleiche wie die erste Ausführungsform.
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Der
Analysator 15 für
Bildmerkmalbeträge berechnet
einen Durchschnittswert v3 der Intensitätswerte
v(x,y) bezüglich
eines vorbestimmten partiellen Bildes S' in den im Bilddatenspeicher 3 gespeicherten
Bilddaten und speichert den berechneten Durchschnittswert v3 in den Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 (Schritt
S55). Das partielle Bild S' ist
zum Beispiel eine Region wie in 11 gezeigt. 11 zeigt
ein Beispiel eines Bildes, das in dem Fall photographiert wurde,
in dem die Kamera 1 zur Front des Fahrzeugs gerichtet platziert
ist, und das partielle Bild S' ist
ein Teil, wo eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, daß der Himmel
enthalten ist. Die Region des partiellen Bildes S' wird als der Teil,
in dem der Himmel enthalten ist, bei einem spezifizierten Verhältnis oder
höher in
der Zeitzone Tag und bei schönem
Wetter vorgeschrieben. Nach dem Schritt S55 kehrt die Verarbeitung
zur Verarbeitung von 9 zurück.
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Als
nächstes
liest die erste Einheit 9 zur Beurteilung von Streckentypen
den Durchschnittswert v2 der Intensitätswerte
und den Varianzwert σ1 2 der Farbtonwerte
bezüglich
der gesamten Bilddaten aus dem Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 aus und führt die
erste Verarbeitung zur Beurteilung von Streckentypen aus (Schritt
S45). Diese Verarbeitung ist gleich der Verarbeitung zur Beurteilung
von Streckentypen in der ersten Ausführungsform und folgt 5.
Außerdem
liest die zweite Einheit 17 zur Beurteilung von Streckentypen
den Durchschnittswert v3 der Intensitätswerte
bezüglich
des partiellen Bildes S' aus dem
Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 aus und führt die zweite Verarbeitung
zur Beurteilung von Streckentypen aus (Schritt S47). Diese Verarbeitung
wird mit Verweis auf 12 und 13 beschrieben.
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Die
zweite Einheit 17 zur Beurteilung von Streckentypen beurteilt,
ob der Durchschnittswert v3 der Intensitätswerte
bezüglich
des partiellen Bildes S',
das in dem Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeichert ist,
nicht geringer als t3l und nicht höher als t3h ist oder nicht (Schritt S61). Wie oben
beschrieben wurde, wird, wenn gerade außerhalb eines Tunnels gefahren
wird, da das Verhältnis
des Himmels im partiellen Bild S' verglichen
mit den gesamten Bilddaten hoch wird, der Durchschnittswert der
Intensitätswerte in
dem partiellen Bild S' verglichen
mit dem Durchschnittswert der Intensitätswerte bezüglich des gan zen Bildes hoch.
Dementsprechend werden ein Bereich des Durchschnittswerts der Intensitätswerte
bezüglich
des partiellen Bildes S',
der in dem Fall auftreten kann, in dem außerhalb eines Tunnels gerade
gefahren wird, ein Bereich des Durchschnittswertes der Intensitätswerte
bezüglich
des partiellen Bildes S', der
in dem Fall auftreten kann, in dem gerade in einem Tunnel gefahren
wird, und dergleichen aktuell gemessen, und ein Bereich T2, in welchen beurteilt wird, daß gerade
außerhalb
des Tunnels gefahren wird, wird vorher wie in 13 gezeigt
als ein Bereich von t3l bis T3h bestimmt.
-
Beim
Schritt S61 stellt dementsprechend, wenn beurteilt wird, daß die Bedingung
erfüllt
ist, die zweite Einheit zur Beurteilung von Streckentypen S0 = 1 ein (Schritt S63). Die Variable S0 wird als Zustanddaten in den Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert,
und die Verarbeitung kehrt zur ursprünglichen Verarbeitung zurück. Falls
auf der anderen Seite beurteilt wird, daß die Bedingung nicht erfüllt ist,
kehrt die Verarbeitung direkt zur ursprünglichen Verarbeitung zurück. Das
heißt,
S0 = 0 wird beibehalten.
-
Zurückkehrend
zur Beschreibung von 9 führt als nächstes der Tunneldetektor 19 eine
Verarbeitung zur Detektion von Tunnel aus (Schritt S49). Diese Verarbeitung
ist in 14 dargestellt. Der Tunneldetektor 19 beurteilt,
ob der Wert von S0, der im Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert
ist, 1 ist oder nicht (Schritt S71). Im Falle von S0 =
1 gibt, da beurteilt werden kann, daß gerade außerhalb eines Tunnels gefahren
wird, der Tunneldetektor 19 ein Signal ab, das anzeigt,
daß gerade
außerhalb
eines Tunnels gefahren wird (Schritt S77). Die Verarbeitung kehrt dann
zu ursprünglichen
Verarbeitung zurück.
-
Im
Falle von S0 = 0 beurteilt auf der anderen Seite,
da nicht gesagt werden kann, daß gerade
außerhalb
eines Tunnels gefahren wird, der Tunneldetektor 19, ob
der Wert von Si, der im Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert
ist, 1 ist oder nicht (Schritt S73). Im Falle von Si =
0 kann nicht gesagt werden, daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird, und die Verarbeitung geht weiter
zu Schritt S77. Im Falle von Si = 1 gibt,
da beurteilt werden kann, daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird, der Tunneldetektor 19 ein
Signal ab, das anzeigt, daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird (Schritt S75).
-
Wie
oben dargelegt wurde, wird zusätzlich zum
Durchschnittswert v2 der Intensitätswerte
und dem Varianzwert σ1 2 der Farbtonwerte
bezüglich
der gan zen Bilddaten, um zu beurteilen, ob gerade in einem Tunnel
gefahren wird oder nicht, der Durchschnittswert v3 der
Intensitätswerte
bezüglich
des spezifischen Bildteils S' genutzt,
um zu beurteilen, ob gerade außerhalb
eines Tunnels gefahren wird oder nicht, so daß die Genauigkeit der Beurteilung
erhöht werden
kann.
-
Obgleich
das Beispiel beschrieben wurde, in welchem im Falle von Si = 0 beim Schritt S73 die Verarbeitung zum
Schritt S77 weitergeht, kann im übrigen
eine Beurteilung derart vorgenommen werden, daß der Streckentyp unklar ist.
Ferner kann die Sequenz der Beurteilungen des Schritts S71 und Schritts
S73 umgekehrt werden.
-
Im übrigen wird
die in 9 gezeigte Verarbeitung zu jedem spezifizierten
Intervall wie zum Beispiel jedem Frame ausgeführt.
-
Beispielsweise
wird angenommen, daß die jeweiligen
Grenzwerte t1l = 0, t1h =
48, t2i = 0, t2h =
98, t3l = 148 und t3h =
255 sind, und σ1 2, v2 und
v3, wie sie in 15 dargestellt
sind, werden berechnet. Beim ersten Frame werden dann Si =
1 und S0 = 0 erhalten, und es wird beurteilt,
daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird. Beim zweiten Frame werden Si = 1 und S0 = 1
erhalten, und S0 wird mit Priorität beim Schritt S71 übernommen,
und es wird beurteilt, daß gerade außerhalb
eines Tunnels gefahren wird. Beim dritten Frame werden Si = 0 und S0 = 1
erhalten, und obgleich die Zustandsdaten von denjenigen des zweiten
Frame verschieden sind, wird S0 mit Priorität übernommen,
und es wird beurteilt, daß gerade
außerhalb
eines Tunnels gefahren wird. Auf der anderen Seite werden im vierten
Frame Si = 0 und S0 =
0 erhalten, und beim Schritt S73 wird basierend auf Si beurteilt,
daß gerade
außerhalb
eines Tunnels gefahren wird. Im Falle des vierten Frame kann beurteilt werden,
daß der
Streckentyp unklar ist.
-
Im übrigen können beim
Schritt S55 von 10, obgleich die Beschreibung
für das
Beispiel gegeben wurde, in welchem der Durchschnittswert v2 der Intensitätswerte v(x,y) als der Merkmalbetrag
des partiellen Bildes S' verwendet
wird, nicht nur die Intensität
(V), der Farbton (H) und/oder die Chrominanz (S) ausgedrückt im HSC-Format,
sondern auch zumindest eine Komponente in Räumen, die in verschiedenen
Formaten wie zum Beispiel einem RGB-Format, einem YCbCr-Format,
einem L*a*b*-Format und einem L*u*v*-Format ausge drückt werden,
bezüglich
des Merkmalbetrags f(x,y) verwendet werden. Außerdem kann ein Ergebnis, das
erhalten wird, indem ein durch einen Laplace-Filter oder einen Sobel-Filter
beispielhaft verkörperter räumlicher
Filter auf die in einem jener Formate ausgedrückten Bilddaten angewendet
wird, als der Merkmalbetrag f(x,y) verwendet werden. In diesem Fall wird
eine den räumlichen
Filter nutzende Verarbeitung vor dem Schritt S55 von 10 ausgeführt.
-
Außerdem kann
in der Verarbeitung zur Beurteilung von Streckentypen von 12,
obgleich der Bereich, in welchem beurteilt wird, daß gerade außerhalb
eines Tunnels gefahren wird, durch die obere Grenze und die untere
Grenze des Durchschnittswertes der Intensitätswerte wie in der graphischen
Darstellung von 13 gezeigt vorgeschrieben wird,
auch in dem Fall, in dem der Merkmalbetrag f(x,y) von der Intensität verschieden
ist, bezüglich
einer Komponente, die als der Merkmalbetrag f(x,y) übernommen
wird, ein Bereich statistisch spezifiziert werden, in welchem beurteilt
wird, daß gerade
außerhalb
eines Tunnels gefahren wird.
-
[Ausführungsform 3]
-
16 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zur Beurteilung von
Streckentypen gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung zur Beurteilung von Streckentypen
dieser Ausführungsform
umfaßt
eine Kamera 1, einen Bilddatenspeicher 3, um von
der Kamera 1 photographierte Bilddaten zu speichern, einen
Analysator 15 für
Bildmerkmalbeträge,
um eine im folgenden beschriebene Verarbeitung an im Bilddatenspeicher 3 gespeicherten
Bilddaten auszuführen,
einen Merkmalbetrag-Datenspeicher 7, um ein Verarbeitungsergebnis
des Analysators 15 für
Bildmerkmalbeträge
zu speichern, eine erste Einheit 9 zur Beurteilung von
Streckentypen, um eine oben beschriebene Verarbeitung an den im
Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeicherten
Daten auszuführen,
eine zweite Einheit 17 zur Beurteilung von Streckentypen,
um eine oben beschriebene Verarbeitung an den im Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeicherten
Daten auszuführen,
einen Detektor 23 für das
Einfahren in einen Tunnel, um eine im Folgenden beschriebene Verarbeitung
an den im Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeicherten Daten
auszuführen,
einen Detektor 25 für
das Ausfahren aus einem Tunnel, um eine im Folgenden beschriebene
Verarbeitung an den im Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeicherten
Daten auszuführen,
einen Zustandsdatenspeicher 11, um die Verarbeitungsergebnisse der
ersten Einheit 9 zur Beurteilung von Streckentypen, der
zweiten Einheit 17 zur Beurteilung von Streckentypen, des
Detektors 23 für
das Einfahren in einen Tunnel und des Detektors 25 für das Ausfahren aus
einem Tunnel zu speichern, und einen Tunneldetektor 27,
um eine im Folgenden beschriebene Verarbeitung basierend auf den
im Zustandsdatenspeicher 11 gespeicherten Daten auszuführen. Im übrigen haben
die Verarbeitungselemente und die Datenspeicher, die durch die gleichen
Bezugsziffern wie jene der 1 und 8 bezeichnet
sind, die gleichen Funktionen wie die erste und die zweite Ausführungsform.
-
Als
nächstes
werden mit Verweis auf 17 bis 20 die
Verarbeitungsinhalte der Vorrichtung zur Beurteilung von Streckentypen
gemäß der dritten Ausführungsform
beschrieben. Zunächst
initialisiert beispielsweise der Analysator 15 für Bildmerkmalbeträge eine
Variable Si, die einen das Fahren in einem Tunnel
betreffenden Detektionszustand angibt, und eine Variable S0, die den das Fahren außerhalb eines Tunnels betreffenden
Detektionszustand angibt, auf 0 (Schritt S81). Als nächstes führt der
Analysator 15 für
Bildmerkmalbeträge
die Verarbeitung zur Analyse von Bildmerkmalbeträgen aus (Schritt S83). Die
Verarbeitung zur Analyse von Bildmerkmalbeträgen in dieser Ausführungsform
ist die gleiche wie die Verarbeitung zur Analyse von Bildmerkmalbeträgen der zweiten
Ausführungsform
und folgt dem Verarbeitungsablauf von 10. Im übrigen werden
die Ergebnisse der Verarbeitung zur Analyse von Bildmerkmalbeträgen in einer
Zeitsequenz in dem Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeichert.
-
Die
erste Einheit 9 zur Beurteilung von Streckentypen liest
einen Durchschnittswert v2 von Intensitätswerten
und einen Varianzwert σ1 2 von Farbtonwerten
bezüglich
der gesamten Bilddaten aus dem Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 aus
und führt
die erste Verarbeitung zur Beurteilung von Streckentypen aus (Schritt
S85). Diese Verarbeitung ist die gleiche wie die Verarbeitung zur
Beurteilung von Streckentypen in der ersten Ausführungsform und folgt 5.
Die zweite Einheit 17 zur Beurteilung von Streckentypen
liest einen Durchschnittswert v3 von Intensitätswerten
bezüglich
des partiellen Bildes S' aus
dem Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 aus und führt die
zweite Verarbeitung zur Beurteilung von Streckentypen aus (Schritt
S87). Diese Verarbeitung ist die gleiche wie die zweite Verarbeitung
zur Beurteilung von Streckentypen der zweiten Ausführungsform
und folgt 12.
-
Danach
wird beurteilt, ob eine Variable St, die eine
Einfahrt in einen Tunnel oder eine Ausfahrt aus einem Tunnel angibt,
1 ist (Schritt S89), und im Falle von St =
1 führt
der Detektor 25 für
ein Ausfahren aus einem Tunnel die Verarbeitung zur Detektion des Ausfahrens
aus einem Tunnel aus (Schritt S91). Auf der anderen Seite führt im Falle
St = 0 der Detektor 23 für das Einfahren
in einen Tunnel die Verarbeitung zur Detektion des Einfahrens in
einen Tunnel aus (Schritt S93). Diese Verarbeitungen werden mit
Verweis auf 18 und 19 beschrieben.
-
Der
Detektor 23 für
das Einfahren in einen Tunnel und der Detektor 25 für das Ausfahren
aus einem Tunnel detektieren die Einfahrt des Fahrzeugs in einen
Tunnel und die Ausfahrt des Fahrzeugs aus einem Tunnel auf der Basis
des folgenden Prinzips. Das heißt,
zur Zeit der Einfahrt in den Tunnel oder der Ausfahrt aus dem Tunnel
wird, da die Helligkeit zwischen dem Inneren und Äußeren des
Tunnels verschieden ist, die AGC der Kamera 1 betätigt, um
die Belichtung automatisch zu verringern oder zu erhöhen. Wenn
das Fahrzeug bei Tageslicht in den Tunnel einfährt, wird das Bild augenblicklich
dunkel, und wenn das Fahrzeug nachts in den Tunnel einfährt, wird
das Bild augenblicklich hell. Da die Beziehung der Luminanz zwischen
dem Inneren des Tunnels und dem Äußeren des
Tunnels zwischen Tag und Nacht gewechselt wird, wird im folgenden
des Fall des Tageslichts beschrieben.
-
Der
Detektor 25 für
das Ausfahren aus einem Tunnel berechnet demgemäß eine Variation x zwischen
dem Durchschnittswert v2(n) der Intensitätswerte
für den
gegenwärtigen
Frame und v2(0) für n Frames vorher (Schritt
S101). Aus den Werten von v2(0) bis v2(n) werden ein minimaler Wert und ein maximaler
Wert gesucht, der minimale Wert wird als v2(min)
bezeichnet, und der maximale Wert wird als v2(max)
bezeichnet. Zu dieser Zeit repräsentiert "min" eine Frame-Nummer
zu der Zeit von v2(min), und "max" repräsentiert
eine Frame-Nummer zur Zeit von v2(max).
Wenn min < max
eingerichtet ist, wird die Variation x {v2(max) – v2(min)} gesetzt, und wenn max < min eingerichtet
ist, wird die Variation x {v2(min) – v2(max)} gesetzt. Ein spezifischer Wert kann
immer als n übernommen
werden. In dem Fall, in dem Geschwindigkeitsdaten des Fahrzeugs
ermittelt werden können,
wird im übrigen
n verringert, wenn die Geschwindigkeit zunimmt, wird n erhöht, wenn
die Geschwindigkeit abnimmt, und das Ausfahren aus dem Tunnel und
Einfahren in den Tunnel werden geeignet detektiert, indem der Zeitpunkt
des Auftritts eines charakteristischen Bildes erfaßt wird.
Als nächstes vergleicht
der Detektor 25 für
das Ausfahren aus einem Tunnel die Variation x mit t4h als
eine Schwelle zur Zeit einer Erhöhung
der Variation, und der Detektor 25 für ein Ausfahren aus einem Tunnel
beurteilt, ob eine Bedingung der Variation x ≥ t4h erfüllt ist
oder nicht (Schritt S103). Falls beurteilt wird, daß die Bedingung
erfüllt
ist, setzt, da vorstellbar ist, daß eine Bewegung von einer dunklen
Stelle (im Tunnel) zu einer hellen Stelle (außerhalb des Tunnels) vorgenommen
wird, der Detektor 25 für
das Ausfahren aus dem Tunnel Si = 0 (Schritt
S105). Die Verarbeitung kehrt dann zur ursprünglichen Verarbeitung zurück. Die Variable
St wird auch als Zustandsdaten in den Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert.
Im übrigen kann
ein Verhältnis
berechnet werden, obgleich das Beispiel beschrieben wurde, in welchem
die Differenz beim Schritt S101 berechnet wird. In jedem Fall wird eine
abrupte Erhöhung
des Durchschnittswerts von Intensitätswerten detektiert, und falls
sie detektiert werden kann, wird die Variable St,
die die Ausfahrt aus dem Tunnel angibt, auf 0 gesetzt.
-
Wenn
auf der anderen Seite beurteilt wird, daß die Bedingung der Variation
x ≥ t4h nicht erfüllt ist, kehrt die Verarbeitung
direkt zur ursprünglichen
Verarbeitung zurück,
da das Verlassen oder die Ausfahrt aus dem Tunnel nicht detektiert
werden kann.
-
Ähnlich berechnet
der Detektor 23 für
das Einfahren in einen Tunnel die Variation x zwischen dem Durchschnittswert
v2(n) von Intensitätswerten für den vorliegenden Frame und
v2(0) für
n Frames vorher (19: Schritt S111). Die Ziffer
n wird wie oben beschrieben gesetzt. Als nächstes vergleicht der Detektor 23 für das Einfahren
in einen Tunnel die Variation x mit t4l als
eine Schwelle zur Zeit einer Verringerung der Variation und beurteilt,
ob eine Bedingung der Variation x ≤ t4l erfüllt
ist oder nicht (Schritt S113). Falls beurteilt wird, daß die Bedingung
erfüllt ist,
setzt der Detektor 23 für
das Einfahren in einen Tunnel St = 1, da
es vorstellbar ist, daß eine
Bewegung von einer helleren Stelle (außerhalb des Tunnels) zu einer
dunklen Stelle (im Tunnel) vorgenommen wird. Die Verarbeitung kehrt
danach zur ursprünglichen
Verarbeitung zurück.
Die Variable St wird ebenfalls als Zustandsdaten
in den Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert. Obgleich das
Beispiel, in welchem die Differenz beim Schritt S111 berechnet wird,
angegeben wurde, kann im übrigen
ein Verhältnis
berechnet werden. In jedem Fall wird die abrupte Verringerung des
Durchschnittswerts von Intensitätswerten
detektiert, und falls sie detektiert wird, wird die Variable St, die die Einfahrt in den Tunnel angibt,
auf 1 gesetzt.
-
Falls
auf der anderen Seite beurteilt wird, daß die Bedingung der Variation
x ≤ t4l nicht erfüllt ist, kehrt die Verarbeitung
direkt zur ursprünglichen
Verarbeitung zurück,
da die Einfahrt in den Tunnel nicht detektiert werden kann. Im übrigen wird
St zur Zeit einer Initialisierung der Vorrichtung
zur Beurteilung von Streckentypen auf 0 gesetzt und zur Zeit jeder
Frame-Verarbeitung nicht initialisiert.
-
Zurückkehrend
zur Beschreibung von 17 führt der Tunneldetektor 27 die
Verarbeitung zur Detektion von Tunnel aus (Schritt S95). Die Verarbeitung
zur Detektion von Tunnel wird mit Verweis auf 20 und 21 beschrieben.
Der Tunneldetektor 27 beurteilt, ob S0,
das im Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert ist, 1 ist
oder nicht (Schritt S121). Da S0 = 1 eingerichtet
wird, falls beurteilt wird, daß das
Fahrzeug außerhalb
des Tunnels ist, gibt, wenn S0 = 1 erhalten
wird, der Tunneldetektor 27 ein Signal ab, das anzeigt,
daß gerade
außerhalb
eines Tunnels gefahren wird (Schritt S129). Die Verarbeitung kehrt dann
zur ursprünglichen
Verarbeitung zurück.
-
Falls
auf der anderen Seite S0 = 0 erhalten wird,
beurteilt der Tunneldetektor 27, ob Si,
das im Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert ist, 1 ist
oder nicht (Schritt S123). Da Si = 1 eingerichtet
wird, falls beurteilt wird, daß das
Fahrzeug in einem Tunnel ist, gibt, wenn Si =
1 erhalten wird, der Tunneldetektor 27 ein Signal ab, das
anzeigt, daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird (Schritt S127). Die Verarbeitung kehrt
dann zur ursprünglichen
Verarbeitung zurück.
-
Wenn
Si = 0 erhalten wird, beurteilt der Tunneldetektor,
ob St, das im Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert
ist, 1 ist oder nicht (Schritt S125). Da St = 1
in dem Fall eingerichtet wird, in dem beurteilt wird, daß das Fahrzeug
in einen Tunnel einfährt,
geht, wenn St = 1 erhalten wird, die Verarbeitung
zum Schritt S127 weiter. Da St = 0 in dem
Fall eingerichtet wird, in dem beurteilt wird, daß das Fahrzeug
einen Tunnel verläßt, geht
andererseits, wenn St = 0 erhalten wird,
die Verarbeitung zum Schritt S129 weiter.
-
Durch
Ausführen
der Verarbeitung, wie sie oben dargelegt wurde, kann die Beurteilungsgenauigkeit
verbessert werden, indem ergänzend
die Detektionsergebnisse der Einfahrt in den Tunnel oder der Ausfahrt
aus dem Tunnel genutzt werden.
-
Im übrigen wird
die in 17 gezeigte Verarbeitung zu
jedem spezifizierten Intervall wie zum Beispiel jedem Frame ausgeführt.
-
Beispielsweise
wird angenommen, daß die jeweiligen
Grenzwerte t1l = 0, t1n =
48, t2l = 0, t2h =
98, t3l = 148, t3h =
255, t4h = 18 und t4l = –18 sind,
und σ1 2, v2,
v3 und die Variation x von v2 werden
wie in 21 gezeigt berechnet. Im übrigen ist
hier n = 1 gesetzt. Außerdem
wird anfangs St = 1 gesetzt. Beim ersten Frame
werden dann Si = 1 und S0 =
0 erhalten, und es wird beurteilt, daß gerade in einem Tunnel gefahren
wird. Beim zweiten Frame werden als nächstes Si =
1 und S0 = 1 erhalten, und ferner ist die
Variation x von v2 20 und ist nicht niedriger
als t4h, und St wird
auf 0 gesetzt. In dieser Ausführungsform
hat beim Schritt S121 S0 einen Effekt, und
es wird beurteilt, daß gerade
außerhalb
eines Tunnels gefahren wird.
-
Beim
dritten Frame werden ferner Si = 0 und S0 = 1 erhalten, und die Variable St bleibt St = 0.
Da S0 vorzugsweise einen Effekt hat, wird
das gleiche Beurteilungsergebnis wie im zweiten Frame erhalten. Außerdem wird
beim vierten Frame Si = 0 erhalten, und
S0 = 0 wird erhalten, da v3 verringert
wird; die Variable St bleibt St =
0. Dadurch wird beim Schritt S125 beurteilt, daß gerade außerhalb eines Tunnels gefahren
wird.
-
Beim
Schritt S101 von 18 und beim Schritt S111 von 19 kann
im übrigen,
obgleich die Beschreibung für
das Beispiel, in welchem der Durchschnittswert v2 von
Intensitätswerten
v(x,y) für den
Frame als den Merkmalbetrag genutzt wird, angegeben wurde, der Durchschnittswert
bezüglich
einer im Frame vorbestimmten willkürlichen Fläche S berechnet werden. Bezüglich des
Merkmalbetrags f(x,y) können
nicht nur die Intensität
(V), der Farbton (H) und/oder die Chrominanz (5) ausgedrückt im HSV-Format,
sondern mindestens eine Komponente in Räumen genutzt werden, die in
verschiedenen Formaten wie zum Beispiel RGB-Format, YCbCr-Format,
L*a*b*-Format und L*u*v*-Format
ausgedrückt
werden. Außerdem
kann ein Ergebnis, das durch Anwenden eines räumlichen Filters erhalten wird,
der durch einen Laplace-Filter oder einen Sobel-Filter beispielhaft
verkörpert
ist, auf Bilddaten, die in einem jener Formate ausgedrückt sind,
als der Merkmalbetrag f(x,y) verwendet werden. In diesem Fall wird
eine Verarbeitung unter Verwendung des räumlichen Filters vor dem Schritt
S101 von 18 und dem Schritt S111 von 19 ausgeführt.
-
In 18 und 19 wird
außerdem,
obgleich die Beschreibung für
den Fall des Tages gegeben wurde, im Falle der Nacht, da es vorstellbar
ist, daß ein
Fahrzeug einen Tunnel verläßt, wenn
es sich von einem hellen Ort zu einem dunklen Ort bewegt, beim Schritt
S103 von 18 die Variation x mit t5l als eine Schwelle zur Zeit einer Verringerung
der Variation verglichen, und es wird beurteilt, ob eine Bedingung
der Variation x ≤ t5l erfüllt
ist oder nicht. Da es vorstellbar ist, daß das Fahrzeug in einen Tunnel einfährt, wenn
es sich von einer dunklen Stelle zu einer hellen Stelle bewegt,
wird beim Schritt S113 von 19 die
Variation x mit t5h als eine Schwelle zur Zeit
einer Erhöhung
der Variation verglichen, und es wird beurteilt, ob eine Bedingung
der Variation x ≥ t5h erfüllt
ist oder nicht. Um zwischen Tag und Nacht zu unterscheiden, wird
zum Beispiel eine Unterscheidungseinheit genutzt, die, falls die
Belichtungszeit einer Kamera kürzer
als eine spezifizierte Schwelle ist, erkennt, daß es Tag ist, und, falls sie
länger
als die Schwelle ist, daß es
Nacht ist.
-
[Ausführungsform 4]
-
22 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zur Beurteilung von
Streckentypen gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung zur Beurteilung von Streckentypen
dieser Ausführungsform
umfaßt
eine Kamera 1 mit einem Belichtungs-Controller 1a,
einen Bilddatenspeicher 3, um von der Kamera 1 photographierte
Bilddaten zu speichern, einen Analysator 5 für Bildmerkmalbeträge, um die
oben beschriebene Verarbeitung an den im Bilddatenspeicher 3 gespeicherten
Bilddaten auszuführen,
einen Merkmalbetrag-Datenspeicher 7, um ein Verarbeitungsergebnis
des Analysators 5 für
Bildmerkmalbeträge
und ein Ausgabeergebnis des Belichtungs-Controllers 1a zu speichern,
eine Einheit 29 zur Beurteilung von Streckentypen, um eine
im folgenden beschriebene Verarbeitung an den Daten, die im Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeichert
sind, auszuführen,
einen Zustandsdatenspeicher 11, um ein Verarbeitungsergebnis
der Einheit 29 zur Beurteilung von Streckentypen zu speichern,
und einen Tunneldetektor 31, um eine im folgenden beschriebene
Verarbeitung basierend auf den im Zustandsdatenspeicher 11 gespeicherten
Daten auszuführen.
Die Verarbeitungselemente und die Datenspeicher, die durch die gleichen Bezugsziffern
wie jene von 1 bezeichnet sind, haben die
gleichen Funktionen wie die erste Ausführungsform.
-
In
dieser Ausführungsform
ist der Belichtungs-Controller 1a in der Kamera 1 vorgesehen,
und es wird abgenommen, daß die
Belichtung durch Ändern
einer Verschlußgeschwindigkeit
eingestellt wird. Das heißt,
die Verschlußgeschwindigkeit
s wird als ein Belichtungsbetrag behandelt. Der Belichtungs-Controller 1a stellt
die Helligkeit eines zu photographierenden Bildes durch Erhöhen der
Verschlußgeschwindigkeit
ein, wenn das zu photographierende Bild hell ist, und durch Verringern
der Verschlußgeschwindigkeit,
wenn es dunkel ist. Der Belichtungs-Controller 1a speichert
die Daten der Verschlußgeschwindigkeit
s in jedem Frame in den Merkmalbetrag-Datenspeicher 7.
-
Der
Verarbeitungsablauf in dieser Ausführungsform ist der gleiche
wie der in 2 der ersten Ausführungsform
dargestellte, und der Verarbeitungsinhalt des Analysators 5 für Bildmerkmalbeträge ist ebenfalls
der gleiche wie der in 3 gezeigte. Der Verarbeitungsinhalt
der Einheit 29 zur Beurteilung von Streckentypen ist wie
in 23 dargestellt.
-
In
dieser Ausführungsform
führt durch
Ausnutzen einer Tatsache, daß in
einem beleuchteten Tunnel die Helligkeit innerhalb eines konstanten
Bereichs gehalten wird und die Verschlußgeschwindigkeit ebenfalls
in einen bestimmten Bereich fällt,
die Einheit 29 zur Beurteilung von Streckentypen eine Verarbeitung
wie unten beschrieben aus. Das heißt, die Einheit 29 zur
Beurteilung von Streckentypen beurteilt, ob die Verschlußgeschwindigkeit
s nicht niedriger als ein unterer Grenzwert tsl der
Verschlußgeschwindigkeit
s und nicht höher
als ein oberer Grenzwert tsh ist oder nicht
(Schritt S131). Wenn beurteilt wird, daß die Verschlußgeschwindigkeit
s nicht innerhalb eines solchen Bereichs liegt, wird Si =
0 gesetzt (Schritt S137). Die Variable Si sind
Zustandsdaten und wird in dem Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert.
Auf der anderen Seite beurteilt, wenn beurteilt wird, daß die Verschlußgeschwindigkeit
s innerhalb des Bereichs liegt, aus dem Durchschnittswert v2 von Intensitätswerten, die im Merkmalbetrag-Datenspeicher 7 gespeichert
sind, und dem Varianzwert σ1 2 von Farbtonwerten
die Einheit 29 zur Beurteilung von Streckentypen, ob eine
Bedingung t1l ≤ σ1 2 ≤ t1h und t2l ≤ v2 ≤ t2h erfüllt
ist oder nicht (Schritt S133). Falls beurteilt wird, daß die Bedingung
nicht erfüllt
ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S137 über. Das heißt, Si = 0 wird beibehalten. Falls auf der anderen
Seite beurteilt wird, daß die
Bedingung erfüllt
ist, setzt die Einheit 29 zur Beurteilung von Streckentypen
Si = 1 (Schritt S135). Die Variable Si wird als Zustandsdaten in den Zustandsdatenspeicher 11 gespeichert.
Die Verarbeitung kehrt dann zur ursprünglichen Verarbeitung zurück.
-
Nur
wenn die Verschlußgeschwindigkeit
s innerhalb des geeigneten Bereichs liegt, wird folglich die Beurteilung
basierend auf dem Durchschnittswert von Intensitätswerten und dem Varianzwert
von Farbtonwerten durchgeführt,
und demgemäß kann die Genauigkeit
der Beurteilung, daß gerade
in einem Tunnel gefahren wird, verbessert werden.
-
Falls
der untere Grenzwert der Verschlußgeschwindigkeit tsl =
1/2000 ist, der obere Grenzwert tsh = 1/10000
ist und die jeweiligen Grenzwerte t1l =
0, t1h = 48, t2l =
0 und t2l = 98 sind, wird im übrigen angenommen,
daß s, σ1 2 und v2 wie in 24 spezifiziert sind.
Im Fall des ersten Frame wird Si = 1 automatisch
gesetzt, da die Verschlußgeschwindigkeit
s die Bedingung nicht erfüllt.
Das gleiche gilt für
den zweiten und dritten Frame. Im vierten Frame wird Si =
1 gesetzt, da die Verschlußgeschwindigkeit
s die Bedingung erfüllt
und der Durchschnittswert v2 der Intensitätswerte
und der Varianzwert σ1 2 der Farbtonwerte
ebenfalls die Bedingung erfüllen.
-
Obgleich
die Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf diese
beschränkt.
Beispielsweise entsprechen die jeweiligen Funktionsblöcke nicht
notwendigerweise tatsächlichen
Programmmodulen. Auch im Verarbeitungsablauf kann außerdem die
Sequenz der Schritte geändert
werden, oder die parallele Ausführung kann
innerhalb eines Bereichs, in dem das Verarbeitungsergebnis sich
nicht ändert,
durchgeführt
werden.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung bezüglich einer
spezifizierten bevorzugten Ausführungsform davon
beschrieben wurde, liegen für
den Fachmann verschiedene Änderungen
und Modifikationen nahe, und die vorliegende Erfindung soll solche Änderungen
und Modifikationen, wie sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen,
umfassen.