JP2006031313A - 障害物測定方法及び障害物測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自車1に単眼カメラ2を搭載し、このカメラ2の自車前方の撮影画像の画像処理により、その撮影画像上での先行車両等の自車前方の障害物の基準部の高さ方向の位置を観測位置として検出し、この観測位置を入力とする非線形状態空間モデルの適応フィルタのフィルタリングにより、観測位置及び単眼カメラ2の撮影条件に基いて自車1から障害物までの距離を推定して測定する。
【選択図】図1
Description
図1は自車1に搭載された障害物測定装置のブロック図であり、2は小型かつ安価なモノクロCCDカメラ構成の単眼カメラであり、車室内前方のほぼ車幅センタ位置に自車前方の路面を所定角度下向きに撮影するように取り付けられ、自車1のエンジンスタート後、自車前方を連続的にくり返し撮影し、毎フレームの単眼画像(撮影画像)を出力する。このとき、自車前方の障害物の遠近にしたがって単眼画像上の障害物の位置が上下する。
つぎに、前記のH∞フィルタの導出について説明する。
そして、この実施形態では、線形状態空間モデルΓ1の適応フィルタとして、前記のパラメータγfの決定が容易で計算量が少ない、つぎの数12の式(10)〜数16の式(14)で示されるフィルタアルゴリズムのH∞フィルタを用いる。
前記式(12)〜式(16)のH∞フィルタは線形状態空間モデルΓ1の適応フィルタとして導出したものであるが、つぎに、線形状態空間モデルΓ2の適応フィルタとしては、観測方程式における観測行列Hkが非線形関数hk(ξk)である非練形状態空間モデル(システム)Γに対するH∞フィルタを導出する。
つぎに、上記のH∞フィルタを用いた図1の具体的な測定処理について説明する。
まず、走行環境のワールド座標系、単眼カメラ2のカメラ座標系、その撮像座標系について、図2の座標系説明用の斜視図、図3のその側面図を参照して説明する。
つぎに、前記の座標関係に基く先行車両等の自車前方の障害物の測定対象の距離(車間距離)、横幅(車幅)について、図4の先行車両の撮影画像の説明図、図5のワールド座標系での距離、横幅の説明図を参照して説明する。
そこで、単眼カメラ2の単眼画像に基づき、画像処理部3により、つぎに説明するようにして、前記の観測位置Oy、観測幅iwvを検出する。
先行車両6の車幅Wvが既知であれば、前記式(34)の関係から、撮影画像平面2b上の先行車両6の車幅iwvを検出することにより、車間距離Ldistを求めることができるが、先行車両幅Wvが未知の傷合は、車幅iwvを検出するだけでは車間距離Ldistを求めることができない。
車幅Wvを推定する線形状態空間モデルΓ1の適応フィルタは、つぎの数38の式(36)、数39の式(37)で示される。
車間距離Ldistを推定する非線形状態空間モデルΓ1の適応フィルタは、つぎの数43の式(41)、数44の式(42)で示される。
つぎに、図9の状態推定フィルタを用いたシミュレーションの実験結果について説明する。
車間距離distが一定のまま走行した場合は、図11、図12の推定結果が得られた。図11は車間距離Ldistの結果を示し、図12は車幅Wvの結果を示す。
30[s]後に先行車両6が加速した場合は、図13、図14の推定結果が得られた。図13は車間距離Ldistの結果を示し、図14は車幅Wvの結果を示す。
30[s]経過後に先行車両6が減速した場合は、図15、図16の推定結果が得られた。図15は車間距離Ldistの結果を示し、図16は車幅Wvの結果を示す。
2 単眼カメラ
3 画像処理部
4 フィルタ演算部
Claims (10)
- 自車に単眼カメラを搭載し、
前記単眼カメラの自車前方の撮影画像の画像処理により、前記撮影画像上での先行車両等の自車前方の障害物の基準部の高さ方向の位置を観測位置として検出し、
前記観測位置を入力とする非線形状態空間モデルの適応フィルタのフィルタリングにより、前記観測位置及び前記単眼カメラの撮影条件に基いて自車から前記障害物までの距離を推定して測定することを特徴とする障害物測定方法。 - 障害物の基準部が、単眼カメラの撮影画像の水平、垂直のエッジヒストグラムから検出した前記障害物の下端中央部であることを特徴とする請求項1記載の障害物測定方法。
- 自車に単眼カメラを搭載し、
前記単眼カメラの自車前方の撮影画像の画像処理により、前記撮影画像上での先行車両等の自車前方の障害物の基準部の高さ方向の位置及び前記障害物の横幅を、観測位置及び観測幅として検出し、
前記観測位置を入力とする非線形状態空間モデルの適応フィルタのフィルタリングにより、前記観測位置及び前記単眼カメラの撮影条件に基いて自車から前記障害物までの距離を推定し、
前記観測幅を入力とする線形状態空間モデルの適応フィルタのフィルタリングにより、該線形状態空間モデルの適応フィルタの観測行列の係数を前記非線形状態空間モデルの適応フィルタの前記距離の推定値により調整して前記横幅を推定し、
前記撮影画像から前記障害物の前記距離、前記横幅を同時に測定することを特徴とする障害物測定方法。 - 障害物の基準部が、単眼カメラの撮影画像の水平、垂直のエッジヒストグラムから検出した前記障害物の下端中央部であり、かつ、前記障害物の横幅を、前記両エッジヒストグラムのピークから検出することを特徴とする請求項3記載の障害物測定方法。
- 適応フィルタがH∞フィルタであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の障害物測定方法。
- 自車に搭載された単眼カメラと、
前記単眼カメラの自車前方の撮影画像を画像処理し、前記撮影画像上での先行車両等の自車前方の障害物の基準部の高さ方向の位置を観測位置として検出する画像処理手段と、
前記観測位置を入力とする非線形状態空間モデルの適応フィルタのフィルタリングにより、前記観測位置及び前記単眼カメラの撮影条件に基いて自車から前記障害物までの距離を推定して測定するフィルタ演算手段とを備えたことを特徴とする障害物測定装置。 - 画像処理手段により、単眼カメラの撮影画像の水平、垂直のエッジヒストグラムから、障害物の基準部として、前記障害物の下端中央部を検出するようにしたことを特徴とする請求項6記載の障害物測定装置。
- 自車に搭載された単眼カメラと、
前記単眼カメラの自車前方の撮影画像を画像処理し、前記撮影画像上での先行車両等の自車前方の障害物の基準部の高さ方向の位置及び前記障害物の横幅を、観測位置及び観測幅として測定する画像処理手段と、
前記観測位置を入力とする非線形状態空間モデルの適応フィルタのフィルタリングにより、前記観測位置及び前記単眼カメラの撮影条件に基いて自車から前記障害物までの距離を推定し、かつ、前記観測幅を入力とする線形状態空間モデルの適応フィルタのフィルタリングにより、該線形状態空間モデルの適応フィルタの観測行列の係数を前記非線形状態空間モデルの適応フィルタの前記距離の推定値により調整して前記横幅を推定し、前記障害物の前記距離、前記横幅を同時に測定するフィルタ演算手段とを備えたことをことを特徴とする障害物測定装置。 - 画像処理手段により、単眼カメラの撮影画像の水平、垂直のエッジヒストグラムから、障害物の基準部として、前記障害物の下端中央部を検出し、かつ、前記両エッジヒストグラムのピークから、前記障害物の横幅を検出するようにしたことを特徴とする請求項8記載の障害物測定装置。
- 適応フィルタがH∞フィルタであることを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の障害物測定装置。
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