JP2001296357A - 物体検出装置 - Google Patents
物体検出装置Info
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Abstract
装置において、ミリ波レーダと画像処理の欠点を相互に
補いながら、処理時間を短縮する。 【解決手段】 走行支援装置は、ミリ波レーダ1と、左
カメラ2と右カメラ3と、画像処理用のECU4から構
成される。ECUのマイコン5は、ミリ波レーダから出
力されるパワーに基づいて画像認識エリアを特定し、画
像取得手段から取得した画像について、特定された画像
認識エリアに限定して、画像処理を実行する。ミリ波レ
ーダがターゲットを検出したエリアに限定して画像処理
を行うことにより、画像処理に要する時間が短縮され
る。また、路面文字などを誤検知することがなくなる。
Description
する。本発明の物体検出装置は、例えば、自動車に搭載
され、先行車両、障害物等を検出することにより、ドラ
イバによる自動車の走行を支援する装置として使用され
る。
のターゲット検出結果と、画像処理でのターゲット検出
結果との双方の結果を用いてデータの信頼性を検討し、
最適な結果を導き出すような融合アルゴリズムを構築し
ていた。図1に、従来の物体検出装置の構成を示す。
メラ2と、右カメラ3と、画像処理用のECU4から構
成される。ECU4は、画像処理用マイコン11と融合
処理用マイコン12から構成される。画像処理用マイコ
ン11は、各カメラ2,3からの画像を画像処理して物
体の検出を行う。具体的には、左右カメラ2,3から取
得した画像からエッジを抽出し、その結果得られた左右
のエッジ抽出位置から視差を計算して、距離値を算出す
る。画像処理用マイコン11の処理について図を用いて
説明する。
には、先行車両6が1台あり、路面にライン7が描か
れ、路肩にガードレール8が存在している。図3は、図
2の画像を処理して、縦エッジを計算した結果を示し、
図4は、図3の結果を処理して、ピークの強い順にエッ
ジを抽出した結果を示し、短い線分が抽出されたエッジ
である。画像処理用マイコン11は、左右のカメラ2,
3からそれぞれ図4のエッジを抽出し、視差によりター
ゲットまでの距離を計算する。
エリア内をミリ波によりスキャンし、出力パワーの強い
部分をターゲットとして認識する。図5は、ミリ波レー
ダ1から出力されたパワー強度と横位置(角度)の関係
を示したもので、ターゲットが存在する部分のパワー強
度は高くなり、ターゲットが存在しない部分は低くな
る。
1の検出結果と、画像処理用マイコン11の検出結果と
を相互的に判断してターゲットの有無を判定し先行車両
などの物体の存在確認、距離等の計算を行う。
置では、ミリ波レーダ及び、画像処理の双方の弱点を克
服することは難しく、ミリ波レーダ及び画像処理のそれ
ぞれから得られた結果以上の最適な結果を導き出すこと
ができない。また、従来のミリ波レーダ1及び画像処理
マイコン11に必要な処理時間に単純に融合処理用マイ
コン12における融合アルゴリズム分を加える形になる
ため、処理時間がかかり、最適な形態とは言えなかっ
た。
した物体検出装置において、ミリ波レーダと画像処理の
欠点を相互に補いながら、処理時間を短縮することを目
的とするものである。
成するためになされたものである。本発明の物体検出装
置は、ミリ波レーダと、画像取得手段と、ミリ波レーダ
から出力されるパワーに基づいて画像認識エリアを特定
し、画像取得手段から取得した画像について、前記特定
された画像認識エリアに限定して、画像処理を実行する
処理手段とから構成される。
物を検知すると、所定のパワーを出力する。このパワー
を検出したエリアに限定して画像処理を行うことで、ミ
リ波レーダと画像処理の双方の弱点を克服した物体検出
が可能となる。また、画像処理の処理時間が短縮され
る。さらに、画像処理の場合は路面文字などを対象物と
して誤認識することがあるが、ミリ波レーダではこれを
検出しないので、ミリ波レーダが物体を検出したエリア
に限定して画像処理を行うことにより、路面文字などの
実態のないものを誤検出することが防止できる。
波レーダと、画像取得手段と、前記画像取得手段よりの
画像からエッジを抽出し、抽出したエッジの位置が、前
記ミリ波レーダの検出結果より抽出したパワーに基づい
て、所定のエリア内に存在するかどうかを判断し、存在
したエッジのみを有効なエッジとする処理手段とから構
成される。
ジであっても、ミリ波レーダが物体として検知したター
ゲットでなければ無視をするので、路面文字などを誤検
出することを防止でき、ミリ波レーダと画像処理の双方
の弱点を克服した物体検出が可能となる。
の走行支援装置に適用した実施形態について図を用いて
説明する。図6は、走行支援装置の回路構成を示す。走
行支援装置は、ミリ波レーダ1と、左カメラ2と右カメ
ラ3と、画像処理用のECU4から構成される。ECU
4は、画像処理用及び融合処理用を兼用したマイコン5
から構成される。なお、画像処理において視差による測
距を行うために左右2台のカメラ2,3を設けている
が、視差による測距を行わない場合は、カメラは1台の
みとすることができる。
る。 (実施形態1−1)図7は、マイコン5の処理を示すフ
ローチャートである。なお、車両の前方の状況が前述の
図2に示すとおりであるとする。図7において、ステッ
プS1で、ミリ波レーダ1により、特定エリア内をスキ
ャンする。図8は、スキャンの結果、ミリ波レーダ1か
ら得られた結果を示す。図8の横軸は、スキャンしたエ
リアの横位置(角度)を示し、縦軸は、パワー強度〔d
B〕を示す。前方に先行車両6があると、図示のよう
に、先行車両6に対応する横位置におけるパワー強度は
大きいものとなる。
B〕以上)ものをターゲットとして認識し、そのターゲ
ットが存在する角度範囲(X0〜X1)を検索エリアと
して保存する。ここでターゲットとして検出されるの
は、図2では先行車両6だけであり、ライン7のような
路面上に平面的に描かれたものではパワーは検出されな
い。
得した画像について、ステップS2で得た角度範囲(X
0〜X1)内を検索エリアとして限定する。ステップS
4で、限定された検索エリア内で、縦エッジを抽出す
る。なお、この縦エッジの抽出処理は、当該技術分野に
おいて良く知られていることであるので、処理の内容の
説明は省略する。
抽出する。ここで、前述の図3は、カメラ2,3から得
た画像全体に渡って縦エッジを抽出した場合の結果を示
す図である。これに対し、本例では、画像全体ではな
く、検索エリアのみについて縦エッジを抽出し、パワー
の強いもののみを抽出する。その結果は図9に示すとお
りとなり、短い線分が抽出されたエッジである。
縦エッジの抽出を行うことにより、画像全体について縦
エッジを抽出する場合に比べて、処理時間を短縮するこ
とができる。また、図8の検索エリアから外れたライン
7などについては、エッジ抽出が行われないので、路面
文字などをターゲットとして誤検出することがない。ス
テップS6で、左右画像におけるピークを対応付けし、
ステップS7で、対応付けしたピークの視差を計算し、
先行車両6までの距離を得る。なお、ステップS6、S
7の処理は、当該技術分野において良く知られているこ
とであるので、処理の内容の説明は省略する。
エッジ抽出を行う上で、検索エリアを限定することによ
り、処理時間の短縮が可能となる。また、路面文字など
の障害物はミリ波レーダではパワーに反映されないた
め、障害物、先行車両などの対象物のみを検知できる。 (実施形態1−2)図7のステップS2における検索エ
リアの検出は、種々の変形が可能である。
アの抽出方法を示す。図11は、そのエッジ抽出の結果
を示す。図10において、ミリ波レーダ1から得たパワ
ー強度のP0〜P1〔dB〕の範囲をパワー強度の所定
レベル範囲とし、そのレベル範囲の横位置X0〜X1,
X2〜X3を検索エリアとして抽出する。図10のパワ
ー強度の強い部分は、ターゲットを検出しているもので
あるから、パワー強度が急激に変化するP0〜P1〔d
B〕の範囲は、ターゲットのエッジ位置となる。したが
って、本例によれば、エッジが抽出される可能性が高い
位置を更に限定することができるので、図11に示すよ
うに、ターゲットのエッジのみを抽出することができ、
処理時間を更に短縮できる。
ップS2の更に異なる検索エリアの抽出方法を示す。図
13は、本例における前方の状況を示す。ミリ波レーダ
1から得たパワー強度の分布は、図12のように複数の
山に分かれる場合がある。これは、図13に示すよう
に、前方に2つの先行車両6,9が存在した場合等に見
られる。このようにパワーの分布が2山に分かれた場
合、谷の部分(パワー強度P1〔dB〕以下の部分)の
横位置X0〜X1を検索エリアとして抽出する。
走行した場合、前方に車両が単一で存在する可能性は極
めて低く、複数台存在する場合がほとんどである。した
がって、ミリ波レーダからの出力結果としては、様々な
パターンが存在し、一意的には決定できない。そこで、
図7のステップS2として、上述の実施形態1−1から
1−3で説明した全ての検索エリアの合計を検索エリア
とすることで、実際の走行に対応できるようにすること
ができる。
の第2の処理を示すフローチャートである。ステップS
11で、ミリ波レーダ1により、特定エリア内をスキャ
ンする。図15は、スキャンの結果、ミリ波レーダ1か
ら得た結果を示す。ここでは、車両の前方の状況が前述
の図2に示すとおりであるとする。
ーゲットとして認識して、図15のパワー強度のピーク
に対応して角度(X0)を抽出し保存する。ステップS
13,14で、画像の濃度変化から検索エリアを抽出す
る。図16は、カメラ2,3から得た画像の濃度変化を
示す。この濃度変化は、カメラ2,3から得た画像につ
いて、ある水平方向のライン(X座標)上の濃度を示
す。
て、ピークに対応するX0座標を中心に、左右対称とな
るエリアを検索し、対称とならなくなった位置X1,X
2を保存する。物体が車両などである場合、その画像濃
度は中心から左右対称となり、車両より外側になると、
路面などが画像として検出されるので、左右対称とはな
らなくなる。したがって、左右対称とならなくなった位
置X1,X2の近辺に物体のエリアがある可能性が高
い。なお、左右対称を判断する際には、同一物体であっ
ても実際には100%対称とはならないので、ある程度
の許容範囲を持たせて判断をする。
として、前後数座標のエリア(X3〜X4,X5〜X
6)を検索エリアとして保存する。このように、位置X
1,X2の近辺のエリアを特定することにより、物体の
エッジがこの検索エリア内に存在することとなる。以後
のステップ、即ち、この検索エリアを使用するステップ
S4〜7の処理は、前述の図7のフローチャートと同様
である。本例においても、画像処理に要する時間を短縮
し、路面文字などを物体と誤検出することが防止でき
る。
14における画像処理による検索エリアの抽出は、画像
の濃度変化の代わりに、濃度投影値を用いても抽出する
ことができる。図17は、画像の濃度投影値を利用した
検索エリアの抽出方法を示す。この濃度投影値は、カメ
ラ2,3から得た画像について、垂直方向(縦位置)に
画素濃度を合計して得るものである。本例でも、上述の
実施形態2−1と同様にして検索エリアX3〜X4,X
5〜X6を得る。
コン5の第3の処理を示すフローチャートである。ステ
ップS21で、カメラ2,3から画像を取得する。ステ
ップS22で、画像処理により縦エッジを抽出する。こ
の画像処理では、画像の全範囲に渡って縦エッジを抽出
するので、得られた結果は、前述の図3に示すようにな
る。
いてパワーの強いものから順にピーク抽出を行う。得ら
れた結果は、前述の図4に示すようになる。そして、各
エッジの抽出位置を角度位置Xn として保存する。ステ
ップS24で、ミリ波レーダ1により、特定エリア内を
スキャンする。ステップS25で、スキャンの結果得ら
れた結果から角度位置Yn を抽出して保存する。この角
度位置Yn は、前述の実施形態1及び実施形態2で検索
エリアとして抽出したものと同様であり、図8、図1
0、図12に示す方法のいずれか、又は、その組み合わ
せを使用することができる。
共通部分を抽出する。ステップS27で、抽出した共通
の角度位置にあるターゲットについて視差を求め、距離
値に換算して物体を検出する。本例においては、画像処
理に要する時間は短縮されないが、路面文字などの障害
物に対する誤測距を除去することが可能である。
理を使用した物体検出装置において、ミリ波レーダと画
像処理の欠点を相互に補いながら、処理時間を短縮する
ことができる。
図。
を示す図。
図。
図。
から検索エリアを決定する方法を示す図。
度から検索エリアを決定する第2の方法を示す図。
図。
度から検索エリアを決定する第3の方法を示す図。
図。
ャート。
方法を示す図(その1)。
方法を示す図(その2)。
ャート(実施形態3)。
Claims (12)
- 【請求項1】 ミリ波レーダと、 画像取得手段と、 前記ミリ波レーダから出力されるパワーに基づいて画像
認識エリアを特定し、前記画像取得手段から取得した画
像について、前記特定された画像認識エリアに限定し
て、物体検出のための画像処理を実行する処理手段とを
具備することを特徴とする物体検出装置。 - 【請求項2】 前記処理手段は、前記パワーが所定レベ
ル以上であるエリアを画像認識エリアとして抽出し、そ
のエリア内に限定してエッジ抽出を行う請求項1に記載
の物体検出装置。 - 【請求項3】 前記処理手段は、前記パワーが所定レベ
ル範囲であるエリアを画像認識エリアとして抽出し、そ
のエリア内に限定してエッジ抽出を行う請求項1に記載
の物体検出装置。 - 【請求項4】 前記処理手段は、前記パワーのレベルが
複数個のピークにおける谷となるエリアを画像認識エリ
アとして抽出し、そのエリア内に限定してエッジ抽出を
行う請求項1に記載の物体検出装置。 - 【請求項5】 前記処理手段は、前記パワーが所定レベ
ル以上であるエリアと、前記パワーが所定レベル範囲で
あるエリアと、前記パワーのレベルが、複数個のピーク
における谷となるエリアとを画像認識エリアとして抽出
し、各エリア内に限定してエッジ検出を行う請求項1に
記載の物体検出装置。 - 【請求項6】 ミリ波レーダと、 画像取得手段と、 前記ミリ波レーダから出力されるパワーのピーク位置を
抽出し、前記画像取得手段より取得した画像について、
前記ピーク位置を境に左右にそれぞれ濃度変化を見てい
き、濃度変化が左右対称とならなくなった位置を特定
し、この特定位置を中心に一定幅のエリアを抽出し、そ
のエリアに限定してエッジ抽出を行って、物体検出のた
めの画像処理を実行する処理手段とを具備することを特
徴とする物体検出装置。 - 【請求項7】 ミリ波レーダと、 画像取得手段と、 前記ミリ波レーダから出力されるパワーのピーク位置を
抽出し、前記画像取得手段より取得した画像について、
前記ピーク位置を境に左右にそれぞれ濃度投影値を見て
いき、濃度投影値が左右対称とならなくなった位置を特
定し、この特定位置を中心に一定幅のエリアを抽出し、
そのエリア内に限定してエッジ抽出を行って、物体検出
のための画像処理を実行する処理手段とを具備すること
を特徴とする物体検出装置。 - 【請求項8】 ミリ波レーダと、 画像取得手段と、 前記画像取得手段から取得した画像からエッジを抽出
し、前記ミリ波レーダから出力されるパワーに基づいて
画像認識エリアを特定し、前記抽出したエッジの位置
が、前記画像認識エリア内に存在するかどうかを判断
し、存在したエッジのみを有効なエッジとして、物体検
出のための画像処理を実行する処理手段とを具備するこ
とを特徴とする物体検出装置。 - 【請求項9】 前記処理手段は、前記パワーが所定レベ
ル以上であるエリアを画像認識エリアとして抽出する請
求項8に記載の物体検出装置。 - 【請求項10】 前記処理手段は、前記パワーが所定レ
ベル範囲であるエリアを画像認識エリアとして抽出する
請求項8に記載の物体検出装置。 - 【請求項11】 前記処理手段は、前記パワーのレベル
が複数個のピークにおける谷となるエリアを画像認識エ
リアとして抽出する請求項8に記載の物体検出装置。 - 【請求項12】 前記処理手段は、前記パワーが所定レ
ベル以上であるエリアと、前記パワーが所定レベル範囲
であるエリアと、前記パワーのレベルが複数個のピーク
における谷となるエリアとを画像認識エリアとして抽出
する請求項8に記載の物体検出装置。
Priority Applications (3)
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JP2000118549A JP4308405B2 (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 物体検出装置 |
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Publications (2)
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- 2000-04-14 JP JP2000118549A patent/JP4308405B2/ja not_active Expired - Fee Related
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