JP2009003761A - Height difference recognition system - Google Patents

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智 菊地
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a height difference recognition system capable of properly recognizing height differences in the periphery of a vehicle. <P>SOLUTION: In a vehicle peripheral image providing device 100 applying the height difference recognition system, a control part 102 calculates a motion vector ratio being a ratio of the length of a nearby feature point motion vector showing a motion per unit time of a feature point within a nearby range of a vehicle 200 in an image to the length of a remote feature point motion vector showing a motion per unit time of a feature point within a remote range of the vehicle 200 in the image. Furthermore, the control part 102 compares this motion vector ratio with a motion vector ratio obtained on the assumption that a height difference does not exist between the nearby feature point and the remote feature point, to determine whether a height difference exists between the nearby feature point and the remote feature point or not. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の周辺の高低差を認識する高低差認識システムに関する。   The present invention relates to a height difference recognition system that recognizes a height difference around a vehicle.

近年、車両の安全性を確保すべく、車両周辺を監視するシステムが提案されている。例えば、特許文献1に記載された車両用周囲監視装置では、車両に搭載されたカメラによって車両周辺を撮影し、得られた画像の色彩に基づいて、高低差等の立体障害物の境界を認識する。そして、その立体障害物の境界が車両から所定距離内である場合には、接触の可能性を警告する。
特開2004−302609号公報
In recent years, a system for monitoring the periphery of a vehicle has been proposed in order to ensure the safety of the vehicle. For example, in the vehicle surrounding monitoring device described in Patent Document 1, the periphery of the vehicle is photographed by a camera mounted on the vehicle, and the boundary of a three-dimensional obstacle such as a height difference is recognized based on the color of the obtained image. To do. When the boundary of the three-dimensional obstacle is within a predetermined distance from the vehicle, the possibility of contact is warned.
JP 2004-302609 A

しかしながら、特許文献1に記載された車両用周囲監視装置では、色彩のみに基づいて、高低差等を認識しているため、路面に他の部分とは色が異なる部分が存在するような場合、その色の異なる部分に高低差が存在すると誤って認識してしまうことが起こり得る。   However, in the vehicle surrounding monitoring device described in Patent Document 1, since a height difference or the like is recognized based on only the color, when there is a portion having a color different from other portions on the road surface, If there is a difference in height between the different parts of the color, it may happen that it is mistakenly recognized.

本発明の目的は、上述した問題を解決するものであり、車両周辺の高低差を適切に認識することが可能な高低差認識システムを提供するものである。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a height difference recognition system that can appropriately recognize a height difference around a vehicle.

本発明に係る、車両の周辺の高低差を認識する高低差認識システムは、前記車両の周辺を撮影し、画像データを生成する撮影手段と、前記撮影手段によって生成された前記画像データに対応する画像に基づいて、前記車両の近傍の第1の範囲内の第1の特徴点と、該第1の範囲よりも遠方の第2の範囲内の第2の特徴点とを抽出する特徴点抽出手段と、前記特徴点抽出手段により抽出された前記第1の特徴点の前記車両の移動に伴う動きを示す第1の動きベクトルと、前記第2の特徴点の前記車両の移動に伴う動きを示す第2の動きベクトルとを取得する動きベクトル取得手段と、前記動きベクトル取得手段により取得された前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの差に基づいて、前記高低差の有無を判定する高低差判定手段とを有することを特徴とする。   According to the present invention, a height difference recognition system for recognizing a height difference around a vehicle corresponds to the image data generated by the image capturing means for capturing the image of the periphery of the vehicle and generating image data. Feature point extraction for extracting a first feature point within a first range near the vehicle and a second feature point within a second range farther than the first range based on the image Means, a first motion vector indicating the movement of the first feature point extracted by the feature point extraction means, and the movement of the second feature point accompanying the movement of the vehicle. Presence or absence of the height difference based on a difference between the first motion vector and the second motion vector acquired by the motion vector acquisition means; Height difference judgment means for judging Characterized in that it has a.

この構成によれば、画像における車両近傍の第1の特徴点の動きを示す第1の動きベクトルと、車両遠方の第2の特徴点の動きを示す第2の動きベクトルとの差が、第1の特徴点と第2の特徴点との間に高低差が存在する場合と存在しない場合とで異なることに鑑み、第1の動きベクトルと第2の動きベクトルとの差に基づいて、高低差の有無を判定することで、従来のような色彩のみに基づいて高低差を認識する場合のような誤認識を防止し、高低差を適切に認識することが可能となる。   According to this configuration, the difference between the first motion vector indicating the motion of the first feature point near the vehicle in the image and the second motion vector indicating the motion of the second feature point far from the vehicle is Based on the difference between the case where there is a height difference between the one feature point and the second feature point and the case where there is no height difference, the height is determined based on the difference between the first motion vector and the second motion vector. By determining the presence / absence of a difference, it is possible to prevent erroneous recognition as in the case of recognizing a height difference based on only a conventional color, and to recognize the height difference appropriately.

また、本発明に係る高低差認識システムは、前記画像内における前記第1の特徴点と前記第2の特徴点との距離に基づいて、前記高低差が存在しないと仮定した場合における前記第1の特徴点の動きベクトルと前記第2の特徴点の動きベクトルとの差を示す基準値を取得する基準値取得手段を有し、前記高低差判定手段が、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの差が前記基準値取得手段により取得された前記基準値と異なる場合に、前記第1の特徴点と前記第2の特徴点との間に前記高低差が存在すると判定するようにしてもよい。   Further, the elevation difference recognition system according to the present invention is configured such that the first difference when the elevation difference is assumed not to exist based on a distance between the first feature point and the second feature point in the image. Reference value acquisition means for acquiring a reference value indicating a difference between the motion vector of the feature point and the motion vector of the second feature point, and the height difference determination means includes the first motion vector and the first motion vector. When the difference between the two motion vectors is different from the reference value acquired by the reference value acquisition means, it is determined that the height difference exists between the first feature point and the second feature point. You may do it.

この構成によれば、高低差が存在しないと仮定した場合の第1の動きベクトルと第2の動きベクトルとの差を基準値として取得し、その基準値と、実際の第1の動きベクトルと第2の動きベクトルとの差とを比較して、高低差の有無を判定することにより、高低差を適切に認識することができる。なお、基準値は、単一の値でも、所定の範囲でもよい。   According to this configuration, the difference between the first motion vector and the second motion vector when it is assumed that there is no height difference is obtained as a reference value, and the reference value and the actual first motion vector By comparing the difference with the second motion vector and determining whether or not there is a height difference, the height difference can be appropriately recognized. The reference value may be a single value or a predetermined range.

同様の観点から本発明に係る高低差認識システムは、前記第1の特徴点の動きベクトルと前記第2の特徴点の動きベクトルとの差が、前記第2の特徴点の動きベクトルの長さに対する前記第1の特徴点の動きベクトル長さの比率であるようにしてもよい。   From the same point of view, in the elevation difference recognition system according to the present invention, the difference between the motion vector of the first feature point and the motion vector of the second feature point is the length of the motion vector of the second feature point. It may be a ratio of the motion vector length of the first feature point to.

同様の観点から本発明に係る高低差認識システムは、前記高低差判定手段が、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの差が前記基準値取得手段により取得された前記基準値よりも大きい場合に、前記第1の特徴点と前記第2の特徴点との間に前記車両の近傍から遠方に向かって下がる高低差が存在すると判定するようにしてもよい。   From the same point of view, in the elevation difference recognition system according to the present invention, the elevation difference determination unit is configured such that the difference between the first motion vector and the second motion vector is acquired by the reference value acquisition unit. If the difference is larger than the above, it may be determined that there is a height difference that decreases from the vicinity of the vehicle toward the far side between the first feature point and the second feature point.

更に同様の観点から本発明に係る高低差認識システムは、前記高低差判定手段が、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの差が前記基準値取得手段により取得された前記基準値よりも小さい場合に、前記第1の特徴点と前記第2の特徴点との間に前記車両の近傍から遠方に向かって上がる高低差が存在すると判定するようにしてもよい。   Further, from the same viewpoint, the elevation difference recognition system according to the present invention is characterized in that the elevation difference determination unit is configured to acquire the difference between the first motion vector and the second motion vector by the reference value acquisition unit. When the value is smaller than the value, it may be determined that there is a height difference that increases from the vicinity of the vehicle toward the far side between the first feature point and the second feature point.

また、本発明に係る高低差認識システムは、前記高低差判定手段により前記高低差が存在すると判定された場合に、警報を発する警報手段を有するようにしてもよい。   Further, the elevation difference recognition system according to the present invention may include an alarm unit that issues an alarm when the elevation difference determination unit determines that the elevation difference exists.

この構成によれば、車両周辺に高低差が存在する場合には、当該車両の搭乗者に注意を促すことが可能となる。   According to this configuration, when there is a height difference around the vehicle, it is possible to call attention to the passenger of the vehicle.

本発明によれば、画像における車両近傍の特徴点の動きを示す動きベクトルと、車両遠方の特徴点の動きを示す動きベクトルとの差に基づいて、高低差の有無を判定することで、高低差を適切に認識することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to determine whether there is a height difference based on a difference between a motion vector indicating the motion of a feature point near the vehicle in the image and a motion vector indicating the motion of a feature point far from the vehicle. It becomes possible to recognize the difference appropriately.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る高低差認識システムを適用した車両周辺画像提供装置の構成を示す図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle periphery image providing apparatus to which an elevation difference recognition system according to an embodiment of the present invention is applied.

図1に示す車両周辺画像提供装置100は、車両に搭載されるものであり、カメラ152、154、156、158及び160と、制御部102と、メモリ104と、ディスプレイ106と、スピーカ108とにより構成される。   1 is mounted on a vehicle, and includes a camera 152, 154, 156, 158 and 160, a control unit 102, a memory 104, a display 106, and a speaker 108. Composed.

カメラ152乃至160は、車両200の外部に取り付けられており、車両周辺を撮影して画像データを生成する。図2は、車両におけるカメラ152乃至160の取り付け位置を示す図である。図2において、カメラ152は車両200の左側面に、カメラ154は右側面に、カメラ156は前部左側に、カメラ158は前部右側に、カメラ160は後部中央にそれぞれ取り付けられている。カメラ152乃至160は、広角もしくは魚眼レンズ(図示せず)を内蔵し、広い画角を有しており、これらカメラ152乃至160によって車両200の周辺の全周を撮影可能である。   Cameras 152 to 160 are attached to the outside of the vehicle 200 and shoot around the vehicle to generate image data. FIG. 2 is a diagram illustrating attachment positions of the cameras 152 to 160 in the vehicle. In FIG. 2, the camera 152 is attached to the left side of the vehicle 200, the camera 154 is attached to the right side, the camera 156 is attached to the front left side, the camera 158 is attached to the front right side, and the camera 160 is attached to the rear center. The cameras 152 to 160 have a wide-angle or fish-eye lens (not shown) and have a wide angle of view, and the entire periphery of the vehicle 200 can be photographed by these cameras 152 to 160.

再び、図1に戻って説明する。制御部102は、車両周辺画像提供装置100の全体を制御する。具体的には、制御部102は、カメラ152乃至160からの画像データを入力すると、画像変換処理によって、例えば、運転者に車両上方からの俯瞰画像を生成し、ディスプレイ106に表示させる。運転者は、このディスプレイ106に表示される画像を見ることによって、車両周辺の障害物の存在を認識することが可能となり、運転席からの死角を補うことができる。しかし、車両周辺の高低差は、車両上方からの俯瞰画像のみでは認識しづらい。そこで、制御部102は、車両の周辺の高低差を認識する処理を行う。以下、高低差認識の詳細を説明する。   Again, returning to FIG. The control unit 102 controls the entire vehicle surrounding image providing apparatus 100. Specifically, when the image data from the cameras 152 to 160 is input, the control unit 102 generates, for example, a bird's-eye view image from above the vehicle by the image conversion process, and displays the image on the display 106. By viewing the image displayed on the display 106, the driver can recognize the presence of an obstacle around the vehicle, and can compensate for the blind spot from the driver's seat. However, it is difficult to recognize the height difference around the vehicle only from an overhead image from above the vehicle. Therefore, the control unit 102 performs processing for recognizing the height difference around the vehicle. Details of height difference recognition will be described below.

図3は、本実施形態における高低差認識の原理を説明する図である。図3(a)は、カメラ152の近傍の特徴点301と遠方の特徴点401との間に高低差が存在しない場合、図3(b)は近傍特徴点301と遠方特徴点402との間にカメラ152の近傍から遠方に向かって下がる高低差が存在する場合、図3(c)は近傍特徴点301と遠方特徴点403との間にカメラ152の近傍から遠方に向かって上がる高低差が存在する場合を示す。図3(a)における遠方特徴点401、図3(b)における遠方特徴点402、及び、図3(c)における遠方特徴点403は位置が異なっているが、カメラ152から見て同一の方向に存在する。従って、カメラ152の撮影によって得られる画像の座標系において、これら遠方特徴点401、402及び403は同一の位置に存在することになる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of height difference recognition in the present embodiment. 3A shows a case where there is no difference in height between the feature point 301 near the camera 152 and the distant feature point 401. FIG. 3B shows the relationship between the near feature point 301 and the distant feature point 402. FIG. 3C, there is an elevation difference that increases from the vicinity of the camera 152 toward the far side between the near feature point 301 and the far feature point 403 in FIG. Indicates the case where it exists. The distant feature point 401 in FIG. 3A, the distant feature point 402 in FIG. 3B, and the distant feature point 403 in FIG. Exists. Accordingly, the distant feature points 401, 402, and 403 are present at the same position in the coordinate system of an image obtained by photographing with the camera 152.

本実施形態における高低差認識では、このように画像からは特徴点の位置の相違を認識することができない場合にも、その位置の相違を認識し、更にはその位置が相違することによる高低差の存在を認識可能とする。   In the height difference recognition according to the present embodiment, even when the difference in the position of the feature point cannot be recognized from the image as described above, the difference in the position is recognized, and further, the difference in height due to the difference in the position is recognized. Recognize the existence of

具体的には、制御部102は、図4に示すように、時刻0におけるカメラ152による撮影によって得られる画像から当該カメラ152の近傍、すなわち、車両200の近傍の特徴点301を抽出するとともに、車両の遠方の特徴点(図3(a)では特徴点401、図3(b)では特徴点402、図3(c)では特徴点403)を抽出する。更に、制御部102は、車両200の移動に伴う、単位時間t経過後の時刻tの画像から近傍特徴点301及び遠方特徴点401等のそれぞれを抽出し、図5に示すように、画像における、近傍特徴点301の単位時間t当たりの動きを示す動きベクトル311、遠方特徴点401、402及び403のそれぞれの単位時間t当たりの動きを示す動きベクトル411、412及び413を取得する。   Specifically, as illustrated in FIG. 4, the control unit 102 extracts a feature point 301 in the vicinity of the camera 152, that is, in the vicinity of the vehicle 200, from an image obtained by photographing with the camera 152 at time 0. A feature point far from the vehicle (a feature point 401 in FIG. 3A, a feature point 402 in FIG. 3B, and a feature point 403 in FIG. 3C) is extracted. Furthermore, the control unit 102 extracts each of the near feature point 301, the distant feature point 401, and the like from the image at time t after the elapse of the unit time t accompanying the movement of the vehicle 200, and as shown in FIG. The motion vector 311 indicating the motion per unit time t of the neighboring feature point 301 and the motion vectors 411, 412 and 413 indicating the motion per unit time t of the distant feature points 401, 402 and 403 are acquired.

ここでは、車両200から最も近い位置に図3(c)に示す遠方特徴点403、最も遠い位置に図3(b)に示す遠方特徴点402、中間の位置に図3(a)に示す遠方特徴点401が存在するため、画像における単位時間t当たりの移動量は、遠方特徴点403が最も多く、遠方特徴点402が最も少なくなり、遠方特徴点401は中間の移動量となる。従って、図5に示すように、動きベクトルは、遠方特徴点403の動きベクトル413が最も長くなり、遠方特徴点402の動きベクトル412が最も短くなり、遠方特徴点401の動きベクトル411が中間の長さとなる。   Here, the distant feature point 403 shown in FIG. 3C at the closest position from the vehicle 200, the distant feature point 402 shown in FIG. 3B at the farthest position, and the distant feature point shown in FIG. 3A at the middle position. Since the feature point 401 exists, the distance per unit time t in the image has the largest distance feature point 403, the smallest distance feature point 402, and the distance feature point 401 becomes an intermediate movement amount. Therefore, as shown in FIG. 5, the motion vector 413 of the distant feature point 403 is the longest, the motion vector 412 of the distant feature point 402 is the shortest, and the motion vector 411 of the distant feature point 401 is intermediate. It becomes length.

このように、時刻0の画像において、遠方特徴点401、402及び403が同一の位置に存在しても、高低差の有無によって、これらの動きベクトルの長さが異なること、更には、遠方特徴点401等の動きベクトルの長さは車両200の速度に依存するため、当該遠方特徴点401等の動きベクトルの長さのみでは高低差の有無を判定することはできず、遠方特徴点401等の動きベクトルと近傍特徴点301の動きベクトルとの相対的な関係を考慮する必要があることに鑑み、制御部102は、近傍特徴点301の動きベクトルと、遠方特徴点401等の動きベクトルとの差に基づいて、高低差の存在を認識する。   As described above, in the image at time 0, even if the distant feature points 401, 402, and 403 exist at the same position, the lengths of these motion vectors differ depending on whether there is a difference in height, and further, the distant feature Since the length of the motion vector such as the point 401 depends on the speed of the vehicle 200, it is not possible to determine whether there is a height difference only by the length of the motion vector such as the far feature point 401. In view of the fact that it is necessary to consider the relative relationship between the motion vector of the neighboring feature point 301 and the motion vector of the neighboring feature point 301, the control unit 102 determines the motion vector of the neighboring feature point 301, Recognize the existence of elevation differences based on the difference between the two.

図6及び図7は、高低差認識の動作を示すフローチャートである。以下においては、車両200が走行中であるものとする。また、以下においては、カメラ152の撮影によって得られた画像を利用して高低差を認識する場合について説明するが、カメラ154乃至160の撮影によって得られた画像を利用して高低差を認識する場合も同様である。   6 and 7 are flowcharts showing the operation of height difference recognition. In the following, it is assumed that the vehicle 200 is traveling. In the following, a case where the height difference is recognized using an image obtained by photographing with the camera 152 will be described. However, the height difference is recognized using images obtained by photographing with the cameras 154 to 160. The same applies to the case.

制御部102は、カメラ152に対して撮影を指示する。カメラ152は、この指示に応じて車両200の周辺を撮影し、画像データを生成する(S101)。生成された画像データは、制御部102へ出力される。なお、S101の処理は、S102以降の処理が行われている間も継続される。   The control unit 102 instructs the camera 152 to perform shooting. In response to this instruction, the camera 152 captures the periphery of the vehicle 200 and generates image data (S101). The generated image data is output to the control unit 102. Note that the process of S101 is continued while the processes after S102 are being performed.

制御部102は、入力した画像データに対応する画像を形成し、当該画像を車両200の近傍の範囲に対応する画像と、車両200の遠方の範囲に対応する画像とに分ける。例えば、制御部102は、画像の下側半分を近傍範囲に対応する画像とし、上側半分を遠方範囲に対応する画像とする。次に、制御部102は、画像を構成する画素の色彩を示す画素値に基づいて、近傍範囲に対応する画像における特徴点(近傍特徴点)と、遠方範囲に対応する画像における特徴点(遠方特徴点)とを抽出する(S102)。これら近傍特徴点及び遠方特徴点は、画像の座標系における座標により位置が特定される。   The control unit 102 forms an image corresponding to the input image data, and divides the image into an image corresponding to a range near the vehicle 200 and an image corresponding to a range far from the vehicle 200. For example, the control unit 102 sets the lower half of the image as an image corresponding to the near range, and sets the upper half as an image corresponding to the far range. Next, the control unit 102, based on the pixel value indicating the color of the pixels constituting the image, the feature point in the image corresponding to the neighborhood range (neighboring feature point) and the feature point in the image corresponding to the far range (distant location) (Feature point) are extracted (S102). The positions of the near feature points and the far feature points are specified by the coordinates in the image coordinate system.

次に、制御部102は、画像における近傍特徴点と遠方特徴点との距離を取得する(S103)。距離は、例えば、近傍特徴点と遠方特徴点との間の画素数によって表される。   Next, the control unit 102 acquires the distance between the near feature point and the far feature point in the image (S103). The distance is represented by, for example, the number of pixels between the near feature point and the far feature point.

次に、制御部102は、近傍特徴点と遠方特徴点との間に高低差が存在しないと仮定した場合における、車両200の移動に伴う単位時間t当たりの画像上の遠方特徴点の動きを示す動きベクトルの長さに対する近傍特徴点の動きを示す動きベクトルの長さの比率(動きベクトル比)を中心値とする所定範囲を、動きベクトル比の基準範囲として設定する(S104)。   Next, the control unit 102 determines the movement of the distant feature points on the image per unit time t accompanying the movement of the vehicle 200 when it is assumed that there is no height difference between the near feature points and the distant feature points. A predetermined range centered on the ratio of the length of a motion vector indicating the motion of a neighboring feature point to the length of the indicated motion vector (motion vector ratio) is set as a reference range for the motion vector ratio (S104).

具体的には、メモリ104には、図8に示すようなテーブルが記憶されている。図8に示すテーブルは、画像における近傍特徴点と遠方特徴点との距離(特徴点距離)と動きベクトル比の基準範囲との対応関係を示しており、制御部102は、このテーブルを参照して、S103において取得した特徴点距離に対応する動きベクトル比の基準範囲を取得し、設定する。ここで、特徴点距離に応じて、動きベクトル比の基準範囲が定まるようにしたのは、特徴点距離が長いほど、近傍特徴点と遠方特徴点との間に高低差が存在しないと仮定した場合における動きベクトル比は大きくなる、すなわち、動きベクトル比は、特徴点距離に依存することを考慮したものである。   Specifically, the memory 104 stores a table as shown in FIG. The table shown in FIG. 8 shows the correspondence between the distance between the feature points in the image and the feature points in the distance (feature point distance) and the reference range of the motion vector ratio. The control unit 102 refers to this table. Thus, the reference range of the motion vector ratio corresponding to the feature point distance acquired in S103 is acquired and set. Here, the reference range of the motion vector ratio is determined according to the feature point distance. As the feature point distance is longer, it is assumed that there is no difference in height between neighboring feature points and distant feature points. In this case, the motion vector ratio becomes large, that is, the motion vector ratio takes into consideration that it depends on the feature point distance.

次に、制御部102は、S102において近傍特徴点及び遠方特徴点を抽出してから単位時間tが経過したか否かを判定する(S105)。単位時間tが経過している場合には、図7に示す動作に移行し、最新にカメラ152から入力した画像データに対応する画像を形成し、S102で抽出した近傍特徴点と遠方特徴点とを、当該画像において抽出する。S102の場合と同様、これら近傍特徴点及び遠方特徴点は、画像の座標系における座標により位置が特定される。更に、制御部102は、この抽出した近傍特徴点及び遠方特徴点の画像上の位置と、S102において抽出した近傍特徴点及び遠方特徴点の画像上の位置とに基づいて、単位時間tの間における画像上の近傍特徴点の動きを示す近傍特徴点動きベクトルと、遠方特徴点の動きを示す遠方特徴点動きベクトルとを取得する(S106)。   Next, the control unit 102 determines whether or not the unit time t has elapsed since the extraction of the nearby feature points and the distant feature points in S102 (S105). When the unit time t has elapsed, the process proceeds to the operation shown in FIG. 7, an image corresponding to the latest image data input from the camera 152 is formed, and the near feature point and the far feature point extracted in S102 Are extracted from the image. As in the case of S102, the positions of these near feature points and far feature points are specified by coordinates in the coordinate system of the image. Further, the control unit 102 determines the interval between the unit time t based on the positions of the extracted nearby feature points and the distant feature points on the image and the positions of the nearby feature points and the distant feature points extracted in S102. A nearby feature point motion vector indicating the motion of the nearby feature point on the image and a distant feature point motion vector indicating the motion of the distant feature point are acquired (S106).

次に、制御部102は、これら取得した近傍特徴点動きベクトルと、遠方特徴点の動きを示す遠方特徴点動きベクトルとに基づいて、遠方特徴点動きベクトルの長さに対する近傍特徴点動きベクトルの比率である動きベクトル比を算出する(S107)。更に、制御部102は、S107において算出した動きベクトル比が、S104において設定した基準範囲内であるか否かを判定する(S108)。   Next, the control unit 102, based on the acquired nearby feature point motion vector and the far feature point motion vector indicating the motion of the far feature point, A motion vector ratio as a ratio is calculated (S107). Further, the control unit 102 determines whether or not the motion vector ratio calculated in S107 is within the reference range set in S104 (S108).

S107において算出した動きベクトル比が、S104において設定した基準範囲内である場合には、当該動きベクトル比は、近傍特徴点と遠方特徴点との間に高低差が存在しないと仮定した場合における動きベクトル比に近い値であるということであり、近傍特徴点と遠方特徴点とは図3(a)に示すような位置関係にある。このため、制御部102は、動きベクトル比が基準範囲内である場合には、近傍特徴点と遠方特徴点との間に高低差が存在しないと認識する(S109)。その後は、再び図6における近傍特徴点と遠方特徴点の抽出(S102)以降の動作が繰り返される。   When the motion vector ratio calculated in S107 is within the reference range set in S104, the motion vector ratio is a motion when it is assumed that there is no height difference between the nearby feature point and the far feature point. This means that the value is close to the vector ratio, and the near feature point and the far feature point are in a positional relationship as shown in FIG. For this reason, when the motion vector ratio is within the reference range, the control unit 102 recognizes that there is no height difference between the nearby feature point and the distant feature point (S109). Thereafter, the operations after the extraction of the neighboring feature points and the far feature points (S102) in FIG. 6 are repeated again.

一方、S107において算出した動きベクトル比が、S104において設定した基準範囲外である場合には、制御部102は、更に、S107において算出した動きベクトル比が、S104において設定した基準範囲よりも大きいか否かを判定する(S110)。   On the other hand, if the motion vector ratio calculated in S107 is outside the reference range set in S104, the control unit 102 further determines whether the motion vector ratio calculated in S107 is larger than the reference range set in S104. It is determined whether or not (S110).

S107において算出した動きベクトル比が、S104において設定した基準範囲よりも大きい場合には、近傍特徴点と遠方特徴点とは図3(b)に示すような位置関係にある。このため、制御部102は、動きベクトル比が基準範囲よりも大きい場合には、近傍特徴点と遠方特徴点との間に近傍から遠方に向かって下がる高低差が存在すると認識する(S111)。一方、S107において算出した動きベクトル比が、S104において設定した基準範囲よりも小さい場合には、近傍特徴点と遠方特徴点とは図3(c)に示すような位置関係にある。このため、制御部102は、動きベクトル比が基準範囲よりも大きい場合には、近傍特徴点と遠方特徴点との間に近傍から遠方に向かって上がる高低差が存在すると認識する(S112)。   When the motion vector ratio calculated in S107 is larger than the reference range set in S104, the neighboring feature points and the distant feature points are in a positional relationship as shown in FIG. For this reason, when the motion vector ratio is larger than the reference range, the control unit 102 recognizes that there is a height difference that decreases from the vicinity to the distant feature point between the nearby feature point and the distant feature point (S111). On the other hand, when the motion vector ratio calculated in S107 is smaller than the reference range set in S104, the neighboring feature points and the distant feature points are in a positional relationship as shown in FIG. For this reason, when the motion vector ratio is larger than the reference range, the control unit 102 recognizes that there is a height difference that increases from the vicinity toward the distance between the nearby feature point and the distant feature point (S112).

S111又はS112において高低差を認識した場合、制御部102は、ディスプレイ106に、高低差が存在する旨の警報の画面を表示させるとともに、スピーカ108から警報音を鳴動させる(S113)。その後は、再び図6における近傍特徴点と遠方特徴点の抽出(S102)以降の動作が繰り返される。   When the height difference is recognized in S111 or S112, the control unit 102 causes the display 106 to display a warning screen indicating that there is a height difference and to sound a warning sound from the speaker 108 (S113). Thereafter, the operations after the extraction of the neighboring feature points and the far feature points (S102) in FIG. 6 are repeated again.

このように、本実施形態では、画像における車両200の遠方範囲の特徴点の時間t当たりの動きを示す遠方特徴点動きベクトルの長さに対する、車両200の近傍範囲の特徴点の単位時間t当たりの動きを示す近傍特徴点動きベクトルの長さの比率である動きベクトル比を算出し、当該動きベクトル比と、近傍特徴点と遠方特徴点との間に高低差が存在しないと仮定した場合における動きベクトル比とを比較して、近傍特徴点と遠方特徴点との間の高低差の有無を判定することで、高低差を適切に認識することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the distance of the feature point in the near range of the vehicle 200 to the length of the feature point motion vector indicating the motion of the feature point in the far range of the vehicle 200 in the image per time t. When the motion vector ratio, which is the ratio of the lengths of the motion vector lengths of neighboring feature points indicating the motion of the motion vector, is calculated and it is assumed that there is no height difference between the motion vector ratio and the neighboring feature points and the far feature points. By comparing the motion vector ratio and determining whether there is a height difference between the nearby feature point and the far feature point, it is possible to appropriately recognize the height difference.

なお、上述した実施形態では、近傍特徴点動きベクトルと遠方特徴点動きベクトルの差として、遠方特徴点動きベクトルの長さに対する近傍特徴点動きベクトルの長さの比率を算出したが、近傍特徴点動きベクトルと遠方特徴点動きベクトルとのベクトル差を算出し、当該ベクトル差に基づいて、高低差の有無を判定するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the ratio of the length of the neighborhood feature point motion vector to the length of the distance feature point motion vector is calculated as the difference between the neighborhood feature point motion vector and the far feature point motion vector. A vector difference between the motion vector and the distant feature point motion vector may be calculated, and the presence / absence of a height difference may be determined based on the vector difference.

この場合、メモリ104には、図8に示すテーブルに代えて、特徴点距離と、近傍特徴点と遠方特徴点との間に高低差が存在せず、且つ、車両200が予め定められた基準速度で移動したと仮定した場合における、単位時間t当たりの画像上の遠方特徴点の動きベクトルと近傍特徴点の動きベクトルとのベクトル差を中心値とする所定範囲(基準範囲)とを対応付けたテーブルを記憶させておく。そして、図6におけるS101乃至S103の処理の後、S104に処理に代えて、制御部102は、メモリ104に記憶されたテーブルを参照して、算出した特徴点距離に対応する基準範囲を取得、設定する。   In this case, in place of the table shown in FIG. 8, the memory 104 does not have a difference in height between the feature point distance and the neighboring feature point and the far feature point, and the vehicle 200 is a predetermined reference. Associating a predetermined range (reference range) centered on the vector difference between the motion vector of a distant feature point on the image per unit time t and the motion vector of a nearby feature point per unit time t, assuming that it has moved at a speed Remember the table. Then, after the processing of S101 to S103 in FIG. 6, instead of the processing in S104, the control unit 102 acquires a reference range corresponding to the calculated feature point distance with reference to the table stored in the memory 104. Set.

更に、S105及びS106の処理の後、S107乃至S113の処理に代えて、制御部102は、車両200の速度を取得するとともに、近傍特徴点動きベクトルと遠方特徴点動きベクトルとのベクトル差を算出する。そして、制御部102は、上述した基準速度を取得した車両200の速度で除し、その除算値を、算出したベクトル差に乗ずる。更に、制御部102は、この演算により得られたベクトル差が基準範囲内であるか否かを判定し、基準範囲内であれば、近傍特徴点と遠方特徴点との間に高低差が存在しないと認識する。また、制御部102は、演算により得られたベクトル差が基準範囲より大きい場合には、近傍特徴点と遠方特徴点との間に近傍から遠方に向かって下がる高低差が存在すると認識し、演算により得られたベクトル差が基準範囲より小さい場合には、近傍特徴点と遠方特徴点との間に近傍から遠方に向かって上がる高低差が存在すると認識して、ディスプレイ106に、高低差が存在する旨の警報の画面を表示させるとともに、スピーカ108から警報音を鳴動させる。   Further, after the processing of S105 and S106, instead of the processing of S107 to S113, the control unit 102 acquires the speed of the vehicle 200 and calculates the vector difference between the nearby feature point motion vector and the far feature point motion vector. To do. Then, the control unit 102 divides the reference speed described above by the speed of the acquired vehicle 200 and multiplies the divided value by the calculated vector difference. Further, the control unit 102 determines whether or not the vector difference obtained by this calculation is within the reference range, and if it is within the reference range, there is a height difference between the neighboring feature points and the distant feature points. Recognize not. In addition, when the vector difference obtained by the calculation is larger than the reference range, the control unit 102 recognizes that there is a height difference that decreases from the neighborhood to the distance between the neighboring feature point and the far feature point. If the vector difference obtained by the above is smaller than the reference range, the display 106 recognizes that there is a height difference that increases from the neighborhood to the distance between the nearby feature point and the far feature point, and the display 106 has a height difference. An alarm screen to that effect is displayed and an alarm sound is emitted from the speaker 108.

以上、説明したように、本発明に係る高低差認識システムは、車両周辺の高低差を適切に認識することが可能であり、高低差認識システムとして有用である。   As described above, the height difference recognition system according to the present invention can appropriately recognize the height difference around the vehicle, and is useful as a height difference recognition system.

本発明の実施形態に係る高低差認識システムを適用した車両周辺画像提供装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vehicle periphery image provision apparatus to which the elevation difference recognition system which concerns on embodiment of this invention is applied. 車両におけるカメラの取り付け位置を示す図である。It is a figure which shows the attachment position of the camera in a vehicle. 高低差認識の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of elevation difference recognition. 画像内の近傍特徴点及び遠方特徴点の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the near feature point and distant feature point in an image. 画像内の近傍特徴点及び遠方特徴点と動きベクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the near feature point in a picture, a distant feature point, and a motion vector. 高低差認識の動作を示す第1のフローチャートである。It is a 1st flowchart which shows the operation | movement of elevation difference recognition. 高低差認識の動作を示す第2のフローチャートである。It is a 2nd flowchart which shows the operation | movement of elevation difference recognition. 特徴点距離と動きベクトル比基準範囲とを対応付けたテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table which matched feature point distance and the motion vector ratio reference | standard range.

符号の説明Explanation of symbols

100 車両周辺画像提供装置
102 制御部
104 メモリ
106 ディスプレイ
108 スピーカ
152、154、156、158、160 カメラ
200 車両
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Vehicle periphery image provision apparatus 102 Control part 104 Memory 106 Display 108 Speaker 152,154,156,158,160 Camera 200 Vehicle

Claims (6)

車両の周辺の高低差を認識する高低差認識システムであって、
前記車両の周辺を撮影し、画像データを生成する撮影手段と、
前記撮影手段によって生成された前記画像データに対応する画像に基づいて、前記車両の近傍の第1の範囲内の第1の特徴点と、該第1の範囲よりも遠方の第2の範囲内の第2の特徴点とを抽出する特徴点抽出手段と、
前記特徴点抽出手段により抽出された前記第1の特徴点の前記車両の移動に伴う動きを示す第1の動きベクトルと、前記第2の特徴点の前記車両の移動に伴う動きを示す第2の動きベクトルとを取得する動きベクトル取得手段と、
前記動きベクトル取得手段により取得された前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの差に基づいて、前記高低差の有無を判定する高低差判定手段とを有することを特徴とする高低差認識システム。
A height difference recognition system for recognizing a height difference around a vehicle,
Photographing means for photographing the periphery of the vehicle and generating image data;
Based on an image corresponding to the image data generated by the photographing means, a first feature point in the first range near the vehicle and a second range farther than the first range Feature point extracting means for extracting the second feature point of
A first motion vector indicating the movement of the first feature point extracted by the feature point extracting means with the movement of the vehicle, and a second motion vector indicating the movement of the second feature point with the movement of the vehicle. Motion vector acquisition means for acquiring a motion vector of
A height difference judging means for judging the presence or absence of the height difference based on a difference between the first motion vector and the second motion vector obtained by the motion vector obtaining means. Difference recognition system.
前記画像内における前記第1の特徴点と前記第2の特徴点との距離に基づいて、前記高低差が存在しないと仮定した場合における前記第1の特徴点の動きベクトルと前記第2の特徴点の動きベクトルとの差を示す基準値を取得する基準値取得手段を有し、
前記高低差判定手段は、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの差が前記基準値取得手段により取得された前記基準値と異なる場合に、前記第1の特徴点と前記第2の特徴点との間に前記高低差が存在すると判定することを特徴とする請求項1に記載の高低差認識システム。
Based on the distance between the first feature point and the second feature point in the image, the motion vector of the first feature point and the second feature when the height difference is assumed not to exist. Reference value acquisition means for acquiring a reference value indicating a difference from the motion vector of the point,
The height difference determining means is configured to determine whether the difference between the first motion vector and the second motion vector is different from the reference value acquired by the reference value acquiring means. 2. The height difference recognition system according to claim 1, wherein it is determined that the height difference exists between two feature points.
前記第1の特徴点の動きベクトルと前記第2の特徴点の動きベクトルとの差は、前記第2の特徴点の動きベクトルの長さに対する前記第1の特徴点の動きベクトルの長さの比率であることを特徴とする請求項2に記載の高低差認識システム。   The difference between the motion vector of the first feature point and the motion vector of the second feature point is the length of the motion vector of the first feature point with respect to the length of the motion vector of the second feature point. The height difference recognition system according to claim 2, wherein the difference is a ratio. 前記高低差判定手段は、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの差が前記基準値取得手段により取得された前記基準値よりも大きい場合に、前記第1の特徴点と前記第2の特徴点との間に前記車両の近傍から遠方に向かって下がる高低差が存在すると判定することを特徴とする請求項2又は3に記載の高低差認識システム。   When the difference between the first motion vector and the second motion vector is greater than the reference value acquired by the reference value acquisition unit, the height difference determination unit is configured to detect the first feature point and the height difference determination unit. 4. The height difference recognition system according to claim 2, wherein it is determined that there is a height difference that decreases from the vicinity of the vehicle toward the far side with the second feature point. 前記高低差判定手段は、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの差が前記基準値取得手段により取得された前記基準値よりも小さい場合に、前記第1の特徴点と前記第2の特徴点との間に前記車両の近傍から遠方に向かって上がる高低差が存在すると判定することを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の高低差認識システム。   When the difference between the first motion vector and the second motion vector is smaller than the reference value acquired by the reference value acquisition unit, the height difference determination unit is 5. The height difference recognition system according to claim 2, wherein it is determined that there is a height difference that increases from the vicinity of the vehicle toward the far side between the second feature point and the second feature point. 前記高低差判定手段により前記高低差が存在すると判定された場合に、警報を発する警報手段を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の高低差認識システム。   6. The height difference recognition system according to claim 1, further comprising warning means for issuing a warning when the height difference determining means determines that the height difference exists.
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