JP2008146404A - In-vehicle image recognition device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可視光照射手段と近赤外光照射手段の双方を備える車両に適用される車載用画像認識装置に関する。 The present invention relates to an in-vehicle image recognition apparatus applied to a vehicle including both visible light irradiation means and near infrared light irradiation means.
従来から、自車の前方を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像した画像上に前車を検出するための画像処理領域を設定する領域設定手段と、前記領域設定手段により設定した画像処理領域を走行環境に応じて補正する領域補正手段と、前記領域補正手段による補正後の画像処理領域における画像の特徴を導出する特徴導出手段と、前記特徴導出手段により導出した特徴に基づいて前車を検知する前車判定手段とを備えることを特徴とする車両用画像処理装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この車両用画像処理装置では、前記領域補正手段は、ヘッドライト点灯時には前記画像処理領域をヘッドライトが照射される範囲内に補正している。
近年では、夜間における運転者の視覚を補助するために、車両前方遠方領域に近赤外光を投光して撮像した車両周辺の画像を例えばフロントガラスに表示するナイトビューシステムが実用化されている。また、上記の特許文献1に記載されるように、車両前方領域をカメラにより撮像して、撮像した画像から各種物体(例えば、道路区画線(白線)や他車両)を認識する画像認識システムが実用化されている。尚、この画像認識システムによる白線認識結果は、例えば、車両が車線(レーン)を適切に維持できるように支援する制御(レーンキープアシスト)に用いられている。 In recent years, in order to assist the driver's vision at night, a night view system has been put into practical use in which, for example, an image of the periphery of a vehicle imaged by projecting near-infrared light to a far front area of the vehicle is displayed on a windshield. Yes. In addition, as described in Patent Document 1 described above, an image recognition system that captures a vehicle front area with a camera and recognizes various objects (for example, road marking lines (white lines) and other vehicles) from the captured image. It has been put into practical use. The white line recognition result by the image recognition system is used, for example, for control (lane keep assist) for assisting the vehicle to properly maintain the lane (lane).
ところで、上述のナイトビューシステム及び画像認識システムは、互いに特性が異なるシステムであるので、併用することが可能である。しかしながら、これらのシステムを併用した場合には、以下のような問題点が生ずる虞がある。即ち、近赤外光の照射領域と可視光の照射領域とが近接若しくは一部が重複する場合には、近赤外光と可視光の双方が照射されるときと、可視光のみが照射されるときに比べて、画像の明るさが近赤外光に起因して増大するので、画像認識システムにおける物体認識精度が悪化する虞がある。 By the way, since the above-mentioned night view system and image recognition system are systems having different characteristics from each other, they can be used together. However, when these systems are used in combination, the following problems may occur. That is, when the near-infrared light irradiation region and the visible light irradiation region are close or partially overlap, only the visible light is irradiated when both the near-infrared light and the visible light are irradiated. Since the brightness of the image increases due to near-infrared light, the object recognition accuracy in the image recognition system may deteriorate.
そこで、本発明は、近赤外光が照射されている状況下においても高い物体認識精度を維持することが可能な車載用画像認識装置の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an in-vehicle image recognition apparatus capable of maintaining high object recognition accuracy even under the condition where near infrared light is irradiated.
上記目的を達成するため、第1の発明は、車両周辺の第1領域に可視光を照射する可視光照射手段と、
前記第1領域の一部の領域若しくは前記第1領域の近傍の領域を含む第2領域に、近赤外光を照射する近赤外光照射手段と、
前記第1領域の少なくとも一部を含む領域を撮像する撮像手段と、を備え、
前記撮像手段により撮像された画像に基づいて、車両周辺の物体を画像認識する車載用画像認識装置であって、
前記撮像手段の受光量を制御する明るさ制御手段を更に備え、
前記明るさ制御手段が、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射しているときと、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射していないときとで、前記受光量の制御態様を変化させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention comprises a visible light irradiating means for irradiating a first area around the vehicle with visible light,
Near-infrared light irradiation means for irradiating near-infrared light to a second region including a partial region of the first region or a region in the vicinity of the first region;
An imaging means for imaging an area including at least a part of the first area;
An in-vehicle image recognition device for recognizing an object around a vehicle based on an image captured by the imaging unit,
Further comprising brightness control means for controlling the amount of light received by the imaging means;
The brightness control unit is configured to receive the light when the near-infrared light irradiation unit emits near-infrared light and when the near-infrared light irradiation unit does not emit near-infrared light. The control mode of the quantity is changed.
第2の発明は、第1の発明に係る車載用画像認識装置において、
前記明るさ制御手段が、前記撮像手段により撮像された画像における所定範囲内の各画素の輝度値の平均値に基づいて、前記受光量を制御し、
前記画像における前記所定範囲の大きさ又は位置が、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射しているときと、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射していないときとで、変化されることを特徴とする。
A second invention is an in-vehicle image recognition device according to the first invention,
The brightness control unit controls the amount of received light based on an average value of luminance values of pixels within a predetermined range in an image captured by the imaging unit,
The size or position of the predetermined range in the image is when the near infrared light irradiating means irradiates near infrared light and when the near infrared light irradiating means does not irradiate near infrared light. It is characterized by being changed with time.
第3の発明は、第1の発明に係る車載用画像認識装置において、
前記明るさ制御手段が、前記撮像手段により撮像された画像における所定範囲内の各画素の輝度値の平均値が所定の目標値となるように、前記受光量を制御し、
前記所定の目標値が、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射しているときと、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射していないときとで、変化されることを特徴とする。
A third invention is an in-vehicle image recognition device according to the first invention,
The brightness control unit controls the amount of received light so that an average value of luminance values of pixels within a predetermined range in an image captured by the imaging unit becomes a predetermined target value;
The predetermined target value is changed between when the near-infrared light irradiating means irradiates near-infrared light and when the near-infrared light irradiating means does not irradiate near-infrared light. It is characterized by that.
第4の発明は、第1の発明に係る車載用画像認識装置において、
前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射しているときは、前記明るさ制御手段が、近赤外用の明るさ制御と、可視光用の明るさ制御とを時間的に交互に実行することを特徴とする。
A fourth invention is the in-vehicle image recognition device according to the first invention,
When the near infrared light irradiating means irradiates near infrared light, the brightness control means alternately performs near infrared brightness control and visible light brightness control in time. It is characterized by performing.
本発明によれば、近赤外光が照射されている状況下においても高い物体認識精度を維持することが可能な車載用画像認識装置が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vehicle-mounted image recognition apparatus which can maintain a high object recognition precision also in the condition where near infrared light is irradiated is obtained.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明による車載用画像認識装置10の一実施例を含むシステムの主要構成を示す図である。図2は、ヘッドライト照射領域と近赤照射領域の関係の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a system including an embodiment of an in-vehicle
本実施例の車載用画像認識装置10は、ヘッドライト30の明るさを制御する明るさ制御ECU20を中心として構成される。明るさ制御ECU20は、他のECUと同様、図示しないバスを介して互いに接続されたCPU、ROM、及びRAM等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ROMには、CPUが実行する各種プログラムが格納されている。尚、明るさ制御ECU20は、図1に示すように、専用のECUとして設けられてもよいが、明るさ制御ECU20の機能の一部若しくは全部が他のECU(例えば図示しないヘッドライト制御ECU)に組み込まれてもよい。また、明るさ制御ECU20には、後述の画像処理装置14の機能の一部若しくは全部が組み込まれてもよい。
The in-vehicle
レーンキープECU50は、後述の画像処理装置14から得られる前方環境情報(特に道路区画線認識結果)に基づいて、車両が車線(レーン)を適切に維持できるように支援する制御(レーンキープアシスト)を実行する。レーンキープアシストは、パワーステアリング装置を制御するEPS・ECU52を介して、操舵トルクを制御することで実現されてよい。レーンキープアシストは、例えばユーザからの指示(スイッチ操作)があった場合に開始される。かかる指示が入力されると、レーンキープECU50は、明るさ制御ECU20に対してレーンキープアシスト開始を示す信号を送信すると共に、後述の画像処理装置14に対してレーン認識指示を送信する。
The lane keep ECU 50 is a control (lane keep assist) that assists the vehicle to properly maintain the lane (lane) based on the forward environment information (particularly the road lane line recognition result) obtained from the
明るさ制御ECU20には、ヘッドライト32の点灯状態を制御するヘッドライトライトECU30が接続されている。ヘッドライト32は、例えば車両前部両側に装着される。ヘッドライト32は、車両前方領域に向けて可視光を照射するように光軸が調整されたロービームヘッドランプを含む。以下では、ヘッドランプ32とは、特に言及しない限り、ロービームヘッドランプを指すものとする。また、ヘッドライト32により照射される車両前方領域を、「ヘッドライト照射領域」という。
A
ヘッドライトライトECU30は、通常時、運転者の操作に応じてヘッドライト32のON/OFF状態を制御する。或いは、明るさ制御ECU20は、コンライトセンサ(日射センサ)により周辺が暗くなったと判断した場合(即ち日没になったと判断した場合)に、運転者の操作とは無関係に、ヘッドライト32をオンさせてもよい。いずれの場合でも、ヘッドライトライトECU30は、ヘッドライト32の点灯状態を表す信号を、明るさ制御ECU20に適宜供給する。
The
明るさ制御ECU20には、近赤外光照射手段42の点灯状態を制御する近赤点灯ECUECU40が接続されている。近赤外光照射手段42は、例えば車両前部両側に装着される。近赤外光照射手段42は、図2に模式的に示すように、ヘッドライト32を含むヘッドライトアセンブリ内に組み込まれてもよい。近赤外光照射手段42は、車両前方領域に向けて近赤外光を照射するように光軸が調整される。以下では、ヘッドライト32により照射される車両前方領域を、「近赤照射領域」という。近赤照射領域を撮像した近赤外画像は、例えばヘッドアップディスプレイ(HUD)により、車両のウインドシールドガラスに表示されてもよい。
The
近赤照射領域は、例えば、図2に示すように、ヘッドライト照射領域よりも遠方側に設定される。これは、近赤照射領域を、ヘッドライト32では照明不能若しくは照明量が不足する領域に設定することで、運転者が目視により認識し難い遠方にいる歩行者等を監視するためである。例えば、ヘッドライト照射領域は、車両前方20m程度までの領域であってよく、近赤照射領域は、ヘッドライト照射領域よりも車両前方の領域であってよい。近赤照射領域とヘッドライト照射領域とは、互いに近接し、一部が重複してもよい。
For example, as shown in FIG. 2, the near-red irradiation area is set on the far side from the headlight irradiation area. This is because the near-red irradiation region is set to a region where the
近赤点灯ECUECU40は、運転者の操作に応じて近赤外光照射手段42のON/OFF状態を制御する。或いは、近赤点灯ECUECU40は、必要に応じて自動的に近赤外光照射手段42のON/OFF状態を制御してもよい。いずれの場合でも、近赤点灯ECUECU40は、近赤外光照射手段42の点灯状態を表す信号を、明るさ制御ECU20に適宜供給する。
The near-red
図1を再度参照するに、明るさ制御ECU20には、カメラ12から得られる撮像画像に対して各種画像処理を実行する画像処理装置14が接続される。
Referring back to FIG. 1, the
カメラ12は、CCD(charge-coupled device)やCMOS(complementary metal oxide semiconductor)等の撮像素子により、車両前方の路面を含む前方環境画像を取得する。カメラ12は、例えばルームミラーの裏側(車両前側の面)に取り付けられる。カメラ12により撮像される車両前方領域は、上述のヘッドライト照射領域の全部若しくは少なくともその大部分を含む。また、カメラ12により撮像される車両前方領域は、上述の近赤照射領域の一部を含んでもよい。カメラ12は、車両走行中にリアルタイムに前方環境画像を取得し、所定のフレーム周期のストリーム形式で画像処理装置14に供給するものであってよい。
The
画像処理装置14は、カメラ12から得られる前方環境画像を画像処理して、車両前方の環境に関する前方環境情報を生成する。前方環境情報は、典型的には、道路区画線の位置や障害物の位置等の情報である。本例では、画像処理装置14は、例えば上述のレーンキープECU50からのレーン認識指示に応答して動作し、カメラ12の撮像画像を受信及び処理することにより、車両の走行道路における車両両側の道路区画線を検出・認識する。この種の道路区画線の画像認識方法は、多種多様でありえ、任意の適切な方法が採用されてよい。例えば、撮像画像の所定領域を画像処理対象領域としてエッジ処理を行い、パターンマッチング等を用いて、道路区画線を認識してよい。画像処理装置14によるレーンの検出結果(道路区画線認識結果)は、レーンキープECU50に供給される。
The
画像処理装置14は、また、カメラ12から得られる前方環境画像の明るさを算出し、その算出結果を表す信号を、明るさ制御ECU20に供給する。本例では、前方環境画像の明るさは、対象領域の各画素の輝度値の平均値として算出される。この場合、対象領域は、前方環境画像の道路部分の領域であってよい。或いは、対象領域は、道路区画線の画像認識を行う際の画像処理対象領域に対応していてよい。また、対象領域は、後述するが、設定された露光窓範囲で規定される領域であってよい。
The
明るさ制御ECU20は、前方環境画像の明るさ、即ちカメラ12の撮像素子にレンズを介して入射する光の量(受光量)を制御する。明るさ制御ECU20は、画像処理装置14から得られる輝度値の平均値が目標輝度平均値になるように、受光量を制御する。受光量の制御は、ゲイン値を制御することにより実現されてもよい。また、受光量の制御は、ゲイン値の制御に代えて若しくは加えて、可変の絞りを調整することにより実現されてもよいし、カメラ12に電子シャッターが備わる場合にはシャッター速度ないしシャッター時間を調整することにより実現されてもよい。また、受光量の制御は、カメラ12に可動のレンズフードを設定して、レンズフードを移動させることで実現されてもよい。
The
次に、以上の構成を前提として、明るさ制御ECU20により実現される好ましい受光量制御(明るさ制御)方法について説明する。好ましい受光量制御方法は、複数存在するので、以下、順に説明する。
Next, on the premise of the above configuration, a preferable received light amount control (brightness control) method realized by the
図3は、受光量制御方法の第1の実施例を示すフローチャートである。図3に示す処理ルーチンは、ヘッドライト32が点灯状態にあるときに、所定処理周期で繰り返し実行されるものであってよい。
FIG. 3 is a flowchart showing a first embodiment of the received light amount control method. The processing routine shown in FIG. 3 may be repeatedly executed at a predetermined processing cycle when the
ステップ100では、明るさ制御ECU20は、近赤点灯ECUECU40から得られる情報に基づいて、近赤外光照射手段42がオンしているか否かを判定する。即ち、近赤外光照射手段42により近赤外光が照射されているか否かを判定する。近赤外光照射手段42がオンしている場合には、ステップ110に進み、近赤外光照射手段42がオンしていない場合には、ステップ120に進む。
In
ステップ110では、明るさ制御ECU20は、受光量制御(明るさ制御)で用いる目標輝度平均値を、通常値よりも高い値に維持又は変更する。この場合、通常時よりも、前方環境画像の明るさが明るくなる方向に、即ち受光量が大きくなる方向に制御される。
In step 110, the
ステップ120では、明るさ制御ECU20は、目標輝度平均値を、通常値に維持又は変更する。
In
ところで、上述の如く近赤照射領域とヘッドライト照射領域とを互いに近接した位置関係に設定した場合、ヘッドライト32と近赤外光照射手段42とが共にオンしている状況では、前方環境画像の明るさが近赤外光に起因して増大する。即ち、画像処理装置14から得られる輝度値の平均値が大きくなる。これに対して、通常通り、輝度値の平均値が大きくなるに伴って、前方環境画像の明るさが暗くなる方向に制御されると、ヘッドライト照射領域に係る画像範囲の少なくとも一部の明るさが不足して、認識対象の物体(本例では道路区画線)の認識精度が悪化する虞がある。
By the way, as described above, when the near red irradiation area and the headlight irradiation area are set in a positional relationship close to each other, the front environment image is obtained in a situation where both the
これに対して、図3に示す受光量制御方法によれば、ヘッドライト32と近赤外光照射手段42とが共にオンしている状況では、上述の如く、明るさ制御で用いる目標輝度平均値が、通常値よりも高い値に維持又は変更されるので、前方環境画像の明るさが暗くなる方向に制御されることが防止され、ヘッドライト照射領域に係る画像範囲の明るさが不足することが防止される。これにより、ヘッドライト32と近赤外光照射手段42とが共にオンしている状況において、認識対象の物体の認識精度が悪化することを防止することができる。
On the other hand, according to the received light amount control method shown in FIG. 3, when both the
尚、図3に示す受光量制御方法は、前方環境画像中における画像処理対象領域、即ち物体認識のために画像処理装置14により処理される領域が、近赤照射領域を含まないヘッドライト照射領域に対応する場合に好適である。これは、図3に示す受光量制御方法によれば、ヘッドライト照射領域では、上述の如く、近赤外光投光時において、非投光時と同様の適切な明るさが維持されることにより、認識対象の物体に係る画素と該物体以外の画素との輝度差が適性に現れる一方、近赤照射領域では、近赤外光投光時において、目標輝度平均値が通常値よりも高い値とされることにより、認識対象の物体に係る画素と該物体以外の画素との輝度差が小さくなる(即ちコントラストが出なくなる)からである。
Note that the received light amount control method shown in FIG. 3 is a headlight irradiation area in which the image processing target area in the front environment image, that is, the area processed by the
図4は、受光量制御方法の第2の実施例を示すフローチャートである。図4に示す処理ルーチンは、ヘッドライト32が点灯状態にあるときに、所定処理周期で繰り返し実行されるものであってよい。図5は、図4の説明図であり、前方環境画像における各露光窓範囲を示す図である。
FIG. 4 is a flowchart showing a second embodiment of the received light amount control method. The processing routine shown in FIG. 4 may be repeatedly executed at a predetermined processing cycle when the
ステップ200では、明るさ制御ECU20は、近赤点灯ECUECU40から得られる情報に基づいて、近赤外光照射手段42がオンしているか否かを判定する。近赤外光照射手段42がオンしている場合には、ステップ210に進み、近赤外光照射手段42がオンしていない場合には、ステップ220に進む。
In step 200, the
ステップ210では、明るさ制御ECU20は、画像処理装置14に対して、縮小された露光窓範囲で、前方環境画像の明るさを算出するように指示を出力する。縮小された露光窓範囲は、図5(A)に示すように、近赤照射領域を実質的に含まないヘッドライト照射領域に対応するように設定される。この場合、画像処理装置14は、縮小された露光窓範囲で、即ち、近赤照射領域を実質的に含まないヘッドライト照射領域に係る画像範囲で、前方環境画像の明るさを算出する。
In
ステップ220では、画像処理装置14に対して、拡大された露光窓範囲(通常の露光窓範囲)で、前方環境画像の明るさを算出するように指示を出力する。拡大された露光窓範囲は、図5(B)に示すように、近赤照射領域+ヘッドライト照射領域に対応するように設定される。即ち、拡大された露光窓範囲は、図5(A)に示した露光窓範囲に比べて、近赤照射領域を含む分だけ拡大される。この場合、画像処理装置14は、拡大された露光窓範囲で、即ち、近赤照射領域を実質的に含むヘッドライト照射領域に係る画像範囲で、前方環境画像の明るさを算出する。
In
図4に示す受光量制御方法によれば、ヘッドライト32と近赤外光照射手段42とが共にオンしている状況では、上述の如く、近赤照射領域を実質的に含まないヘッドライト照射領域で、前方環境画像の明るさが評価される。これにより、前方環境画像の明るさが近赤外光に起因して増大した場合でも、かかる明るさの増大の影響を受けずに、前方環境画像の明るさを適切に制御することができる。この結果、ヘッドライト32と近赤外光照射手段42とが共にオンしている状況において、認識対象の物体の認識精度が悪化することを防止することができる。
According to the received light amount control method shown in FIG. 4, when both the
尚、図4に示す受光量制御方法を用いた場合、前方環境画像中における画像処理対象領域は、近赤照射領域を含まないヘッドライト照射領域(或いは縮小された露光窓範囲)に係る画像範囲であってもよいし、或いは、前方環境画像中における画像処理対象領域は、露光窓範囲と同様に、近赤外光照射手段42の点灯時と非点灯時とで可変されてもよい。例えば、前方環境画像中における画像処理対象領域は、近赤外光照射手段42の点灯時には、近赤照射領域を含まないヘッドライト照射領域に対応するように設定され、近赤外光照射手段42の非点灯時には、近赤照射領域及びヘッドライト照射領域の双方領域に対応するように設定されてよい。この場合、近赤外光照射手段42の非点灯時には、車両遠方の画像範囲から得られる情報をも用いることができるので、物体認識精度が向上する。 When the received light amount control method shown in FIG. 4 is used, the image processing target region in the front environment image is an image range related to a headlight irradiation region (or a reduced exposure window range) that does not include the near-red irradiation region. Alternatively, the image processing target area in the front environment image may be varied between when the near-infrared light irradiation means 42 is lit and when it is not lit, similarly to the exposure window range. For example, the image processing target area in the front environment image is set so as to correspond to the headlight irradiation area not including the near red irradiation area when the near infrared light irradiation means 42 is turned on, and the near infrared light irradiation means 42. At the time of non-lighting, it may be set so as to correspond to both the near-red irradiation region and the headlight irradiation region. In this case, when the near-infrared light irradiation means 42 is not lit, information obtained from the image range far from the vehicle can also be used, so that the object recognition accuracy is improved.
図6は、受光量制御方法の第3の実施例を示すフローチャートである。図6に示す処理ルーチンは、ヘッドライト32が点灯状態にあるときに、所定処理周期で繰り返し実行されるものであってよい。
FIG. 6 is a flowchart showing a third embodiment of the received light amount control method. The processing routine shown in FIG. 6 may be repeatedly executed at a predetermined processing cycle when the
ステップ300では、明るさ制御ECU20は、近赤点灯ECUECU40から得られる情報に基づいて、近赤外光照射手段42がオンしているか否かを判定する。近赤外光照射手段42がオンしている場合には、ステップ320に進み、近赤外光照射手段42がオンしていない場合には、ステップ310に進む。
In
ステップ310では、明るさ制御ECU20は、受光量制御(明るさ制御)で用いる目標輝度平均値を、通常値に維持又は変更する。
In
ステップ320では、明るさ制御ECU20は、目標輝度平均値を、通常値よりも低い値に維持又は変更する。この場合、通常時よりも、前方環境画像の明るさが暗くなる方向に、即ち受光量が小さくなる方向に制御される。
In
ところで、上述の如く近赤照射領域とヘッドライト照射領域とを互いに近接した位置関係に設定した場合、ヘッドライト32と近赤外光照射手段42とが共にオンしている状況では、ヘッドライト照射領域に係る画像領域のうち近赤照射領域に近い側の画像領域の明るさが、近赤外光に起因して増大するので、かかる画像領域では、認識対象の物体(本例では道路区画線)に係る画素と該物体以外の画素との輝度差が小さくなる(即ちコントラストが出なくなる)。この結果、可視光と近赤外光が照射されている状況下では、画像認識システムにおける物体認識精度が悪化する虞がある。
By the way, as described above, when the near red irradiation area and the headlight irradiation area are set in a positional relationship close to each other, in the situation where both the
これに対して、図6に示す受光量制御方法によれば、ヘッドライト32と近赤外光照射手段42とが共にオンしている状況では、上述の如く、明るさ制御で用いる目標輝度平均値が、通常値よりも低い値に維持又は変更されるので、近赤照射領域及びヘッドライト照射領域の一部(ヘッドライト照射領域のうち近赤照射領域に近い側の領域)に係る画像範囲において、近赤外光に起因して増大する明るさを適度に低減することができる。これにより、ヘッドライト32と近赤外光照射手段42とが共にオンしている状況において、認識対象の物体の認識精度が悪化することを防止することができる。
On the other hand, according to the received light amount control method shown in FIG. 6, when both the
尚、図6に示す受光量制御方法は、前方環境画像中における画像処理対象領域、即ち物体認識のために画像処理装置14により処理される領域が、近赤照射領域及びヘッドライト照射領域の一部(ヘッドライト照射領域のうち近赤照射領域に近い側の領域)に対応する場合に好適である。これは、図6に示す受光量制御方法によれば、近赤照射領域及びヘッドライト照射領域のうち近赤照射領域に近い側の領域では、上述の如く、近赤外光投光時において、非投光時と同様の適切な明るさが維持されることにより、認識対象の物体に係る画素と該物体以外の画素との輝度差が適性に現れる一方、ヘッドライト照射領域の残りの部分(近赤照射領域から離れた領域)では、近赤外光投光時において、目標輝度平均値が通常値よりも低い値とされることにより、前方環境画像の明るさが不足しうるからである。
Note that in the received light amount control method shown in FIG. 6, the image processing target area in the front environment image, that is, the area processed by the
図7は、受光量制御方法の第4の実施例を示すフローチャートである。図7に示す処理ルーチンは、ヘッドライト32が点灯状態にあるときに、所定処理周期で繰り返し実行されるものであってよい。
FIG. 7 is a flowchart showing a fourth embodiment of the received light amount control method. The processing routine shown in FIG. 7 may be repeatedly executed at a predetermined processing cycle when the
ステップ400では、明るさ制御ECU20は、近赤点灯ECUECU40から得られる情報に基づいて、近赤外光照射手段42がオンしているか否かを判定する。近赤外光照射手段42がオンしている場合には、ステップ420に進み、近赤外光照射手段42がオンしていない場合には、ステップ410に進む。
In
ステップ410では、明るさ制御ECU20は、画像処理装置14に対して、縮小された露光窓範囲(通常の露光窓範囲)で、前方環境画像の明るさを算出するように指示を出力する。縮小された露光窓範囲は、図5(A)に示したように、近赤照射領域を実質的に含まないヘッドライト照射領域に対応するように設定される。この場合、画像処理装置14は、縮小された露光窓範囲で、即ち、近赤照射領域を実質的に含まないヘッドライト照射領域に係る画像範囲で、前方環境画像の明るさを算出する。
In step 410, the
ステップ420では、画像処理装置14に対して、拡大された露光窓範囲で、前方環境画像の明るさを算出するように指示を出力する。拡大された露光窓範囲は、図5(B)に示したように、近赤照射領域+ヘッドライト照射領域に対応するように設定される。即ち、拡大された露光窓範囲は、図5(A)に示した露光窓範囲に比べて、近赤照射領域を含む分だけ拡大される。この場合、画像処理装置14は、拡大された露光窓範囲で、即ち、近赤照射領域とヘッドライト照射領域の双方を含む領域に係る画像範囲で、前方環境画像の明るさを算出する。
In
図7に示す受光量制御方法によれば、ヘッドライト32と近赤外光照射手段42とが共にオンしている状況では、上述の如く、近赤照射領域とヘッドライト照射領域とからなる全体領域で、前方環境画像の明るさが評価される。これにより、前方環境画像の明るさが近赤外光に起因して増大すると、前方環境画像の明るさが暗くなる方向に制御されるので、近赤照射領域及びヘッドライト照射領域の一部(ヘッドライト照射領域のうち近赤照射領域に近い側の領域)に係る画像範囲において、近赤外光に起因して増大する明るさを適度に低減することができる。即ち、かかる画像範囲において、認識対象の物体に係る画素と該物体以外の画素との輝度差が小さくなる(即ちコントラストが出なくなる)ことを防止することができる。これにより、ヘッドライト32と近赤外光照射手段42とが共にオンしている状況において、認識対象の物体の認識精度が悪化することを防止することができる。
According to the received light amount control method shown in FIG. 7, when both the
尚、図7に示す受光量制御方法を用いた場合、前方環境画像中における画像処理対象領域は、露光窓範囲と同様に、近赤外光照射手段42の点灯時と非点灯時とで可変されてもよい。例えば、前方環境画像中における画像処理対象領域は、近赤外光照射手段42の非点灯時には、ヘッドライト照射領域、又は近赤照射領域+ヘッドライト照射領域に設定され、近赤外光照射手段42の点灯時には、近赤照射領域、又は、近赤照射領域及びヘッドライト照射領域の一部(ヘッドライト照射領域のうち近赤照射領域に近い側の領域)に設定されてよい。尚、近赤外光照射手段42の非点灯時に、画像処理対象領域を近赤照射領域+ヘッドライト照射領域に設定した場合には、車両遠方の画像範囲(近赤照射領域に係る画像範囲)から得られる情報をも用いることができるので、物体認識精度が向上する。 When the received light amount control method shown in FIG. 7 is used, the image processing target area in the front environment image is variable depending on whether the near-infrared light irradiation means 42 is lit or not as in the exposure window range. May be. For example, the image processing target area in the front environment image is set to a headlight irradiation area or a near red irradiation area + headlight irradiation area when the near infrared light irradiation means 42 is not lit, and the near infrared light irradiation means When 42 is turned on, it may be set to the near red irradiation region or a part of the near red irradiation region and the headlight irradiation region (the region of the headlight irradiation region closer to the near red irradiation region). When the near-infrared light irradiation means 42 is not turned on, if the image processing target area is set to the near red irradiation area + headlight irradiation area, the image range far from the vehicle (image range related to the near red irradiation area) Since the information obtained from can also be used, the object recognition accuracy is improved.
図8は、受光量制御方法の第5の実施例を示すフローチャートである。図8に示す処理ルーチンは、ヘッドライト32が点灯状態にあるときに、所定処理周期で繰り返し実行されるものであってよい。所定処理周期は、カメラ12の撮像する前方環境画像のフレーム周期と対応していてよい。
FIG. 8 is a flowchart showing a fifth embodiment of the received light amount control method. The processing routine shown in FIG. 8 may be repeatedly executed at a predetermined processing cycle when the
ステップ500では、明るさ制御ECU20は、近赤点灯ECUECU40から得られる情報に基づいて、近赤外光照射手段42がオンしているか否かを判定する。近赤外光照射手段42がオンしている場合には、ステップ510に進み、近赤外光照射手段42がオンしていない場合には、ステップ520に進む。
In
ステップ510では、明るさ制御ECU20は、今回の処理周期においてカメラ12が撮像する前方環境画像のフレームが、偶数フレームか否かを判定する。今回の処理周期の前方環境画像のフレームが偶数フレームである場合には、ステップ520に進み、今回の処理周期の前方環境画像のフレームが奇数フレームである場合には、ステップ530に進む。
In step 510, the
ステップ520では、明るさ制御ECU20は、ヘッドライト照射領域用の明るさ制御を実行する。ヘッドライト照射領域用の明るさ制御は、上述の図3のステップ110及び図4のステップ210に示した処理と同様であってよい。即ち、明るさ制御ECU20は、ヘッドライト照射領域(近赤非照射領域)に係る画像範囲の明るさが、その近傍に投光される近赤外光に起因して、暗くなる方向に制御されないように、明るさ制御を実行する。これにより、偶数フレームでは、近赤照射領域を含まないヘッドライト照射領域に係る画像範囲の明るさが、近赤照射非投光時と同様の適切な明るさに維持される。尚、本ステップ520において、今回処理周期でのカメラ12に対する明るさ制御は、前回周期以前の偶数フレームで算出された前方環境画像の明るさ(輝度平均値)に基づいて実行されてもよい。
In step 520, the
ステップ530では、明るさ制御ECU20は、近赤照射領域用の明るさ制御を実行する。近赤照射領域用の明るさ制御は、上述の図6のステップ320及び図7のステップ420に示した処理と同様であってよい。即ち、明るさ制御ECU20は、近赤照射領域に係る画像範囲の明るさが、近赤外光に起因して過度に明るくならないように明るさ制御を実行する。これにより、奇数フレームでは、近赤照射領域に係る画像範囲の明るさが適切な明るさに維持される。尚、本ステップ530において、今回処理周期でのカメラ12に対する明るさ制御は、前回周期以前の奇数フレームで算出された前方環境画像の明るさ(輝度平均値)に基づいて実行されてもよい。
In
ステップ540では、明るさ制御ECU20は、画像処理装置14に対して、奇数フレームと偶数フレームとで異なる画像認識処理態様で、前方環境画像から認識対象の物体(本例では道路区画線)を認識するように指示を出力する。具体的には、明るさ制御ECU20は、奇数フレームでは、画像処理装置14に対して、前方環境画像中における近赤照射領域及びヘッドライト照射領域の一部(ヘッドライト照射領域のうち近赤照射領域に近い側の領域)に係る画像範囲を、画像処理対象領域として画像認識処理を実行させる。一方、明るさ制御ECU20は、画像処理装置14に対して、偶数フレームでは、前方環境画像中における近赤照射領域を含まないヘッドライト照射領域(近赤非照射領域)に係る画像範囲を、画像処理対象領域として画像認識処理を実行させる。
In step 540, the
図8に示す受光量制御方法によれば、ヘッドライト照射領域用の明るさ制御と、近赤照射領域用の明るさ制御とを、カメラ12の撮像タイミング(フレーム)に応じて時間的に交互に実行することで、それぞれ背反する特性を持つ2つの明るさ制御を両立させることができる。即ち、ヘッドライト照射領域用の明るさ制御を常時実行した場合には、ヘッドライト照射領域での明るさの不足を防止することができる反面、近赤照射領域における明るさが飽和して近赤照射領域における物体認識精度が悪化する。一方、近赤照射領域用の明るさ制御を常時実行した場合には、近赤照射領域での明るさの飽和を防止することができる反面、ヘッドライト照射領域における明るさが不足してヘッドライト照射領域における物体認識精度が悪化する。図8に示す受光量制御方法によれば、このような背反する特性を持つ2つの明るさ制御を適切に両立させることで、近赤照射領域及びヘッドライト照射領域のいずれにおいても高い物体認識精度を維持することができる。
According to the received light amount control method shown in FIG. 8, the brightness control for the headlight irradiation area and the brightness control for the near red irradiation area are temporally alternated according to the imaging timing (frame) of the
尚、図8に示す受光量制御方法では、奇数フレームと偶数フレームにおいて、それぞれ近赤照射領域用の明るさ制御とヘッドライト照射領域用の明るさ制御とを実行しているが、逆に、奇数フレームと偶数フレームにおいて、それぞれヘッドライト照射領域用の明るさ制御と近赤照射領域用の明るさ制御とを実行してもよい。或いは、複数フレーム単位で、近赤照射領域用の明るさ制御とヘッドライト照射領域用の明るさ制御とを交互に実行してもよい。 In the received light amount control method shown in FIG. 8, the brightness control for the near red illumination area and the brightness control for the headlight illumination area are executed in the odd frame and the even frame, respectively. The brightness control for the headlight irradiation area and the brightness control for the near red irradiation area may be executed in the odd-numbered frame and the even-numbered frame, respectively. Alternatively, the brightness control for the near red irradiation area and the brightness control for the headlight irradiation area may be executed alternately in units of a plurality of frames.
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
例えば、上述した実施例では、カメラ12により前方環境画像を取得する例を説明しているが、本発明は、車両側方や車両後方を撮像するカメラの明るさ制御に対しても同様に適用可能である。この場合も、近赤光が車両側方や車両後方に照射される場合には同様の問題が生ずるからである。
For example, in the above-described embodiment, an example in which a front environment image is acquired by the
また、上述した実施例において、ヘッドライト32の光量を上げることで、カメラ12の受光量(明るさ)を増加させてもよい。ヘッドライト32の光量を上げることは、ロービームヘッドライトの点灯状態で、例えばフォグランプのような補助ライトを点灯させることを含んでよい。
In the embodiment described above, the amount of received light (brightness) of the
また、上述した実施例では、画像処理装置14から得られる物体認識結果は、レーンキープアシストに用いられているが、障害物との衝突を予知して警報出力又は乗員保護装置を起動させるプリクラッシュ制御等に用いられてもよい。
In the above-described embodiment, the object recognition result obtained from the
10 車載用画像認識装置
12 カメラ
14 画像処理装置
20 明るさ制御ECU
30 ヘッドライトライトECU
32 ヘッドライト
40 近赤点灯ECUECU
42 近赤外光照射手段
50 レーンキープECU
52 EPS・ECU
DESCRIPTION OF
30 Headlight ECU
32
42 Near-infrared light irradiation means 50 Lane keep ECU
52 EPS / ECU
Claims (4)
前記第1領域の一部の領域若しくは前記第1領域の近傍の領域を含む第2領域に、近赤外光を照射する近赤外光照射手段と、
前記第1領域の少なくとも一部を含む領域を撮像する撮像手段と、を備え、
前記撮像手段により撮像された画像に基づいて、車両周辺の物体を画像認識する車載用画像認識装置であって、
前記撮像手段の受光量を制御する明るさ制御手段を更に備え、
前記明るさ制御手段が、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射しているときと、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射していないときとで、前記受光量の制御態様を変化させることを特徴とする、車載用画像認識装置。 Visible light irradiation means for irradiating visible light to the first region around the vehicle;
Near-infrared light irradiation means for irradiating near-infrared light to a second region including a partial region of the first region or a region in the vicinity of the first region;
An imaging means for imaging an area including at least a part of the first area;
An in-vehicle image recognition device for recognizing an object around a vehicle based on an image captured by the imaging unit,
Further comprising brightness control means for controlling the amount of light received by the imaging means;
The brightness control unit is configured to receive the light when the near-infrared light irradiation unit emits near-infrared light and when the near-infrared light irradiation unit does not emit near-infrared light. An in-vehicle image recognition apparatus characterized by changing the control mode of the amount.
前記画像における前記所定範囲の大きさ又は位置が、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射しているときと、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射していないときとで、変化される、請求項1に記載の車載用画像認識装置。 The brightness control unit controls the amount of received light based on an average value of luminance values of pixels within a predetermined range in an image captured by the imaging unit,
The size or position of the predetermined range in the image is when the near infrared light irradiating means irradiates near infrared light and when the near infrared light irradiating means does not irradiate near infrared light. The in-vehicle image recognition apparatus according to claim 1, which changes depending on the time.
前記所定の目標値が、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射しているときと、前記近赤外光照射手段が近赤外光を照射していないときとで、変化される、請求項1に記載の車載用画像認識装置。 The brightness control unit controls the amount of received light so that an average value of luminance values of pixels within a predetermined range in an image captured by the imaging unit becomes a predetermined target value;
The predetermined target value is changed between when the near-infrared light irradiating means irradiates near-infrared light and when the near-infrared light irradiating means does not irradiate near-infrared light. The in-vehicle image recognition device according to claim 1.
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