JP2009265783A - 運転支援システム及び車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】運転支援システムは、車両の後方を撮影するカメラ部と、画像上の立体物領域を推定する画像処理装置とを備える。異なる時刻の撮影によって得た2枚のカメラ画像を視点変換して2枚の鳥瞰図画像を生成し、両鳥瞰図画像間の位置ずれを補正した後、両鳥瞰図画像間の差分画像から、立体物の影領域(SR)と立体物の本体の描画領域(TR)とを含む立体物候補領域を検出する。カメラ部の鳥瞰図座標面上への投影位置であるカメラ位置(CP)と立体物−地面間の接点(GP)とを結ぶ連結線(22)の方向を立体物の分布方向として検出し、その分布方向を基準として、立体物候補領域から影領域(SR)を分離検出して除外する。
【選択図】図7
Description
まず、第1実施例について説明する。第1実施例では、立体物自体が地面上で移動している場合を想定する。まず、この移動体の本体部分と影部分を区別する方法の原理を説明する。
次に、第2実施例を説明する。第1実施例では立体物分布中心線の検出を介して立体物領域を推定しているが、第2実施例では立体物分布中心線を検出することなく立体物領域を推定する。第2実施例のように処理しても、概ね、第1実施例と同様の作用及び効果が得られる。図13は、第2実施例に係る運転支援システムの動作フローチャートである。ステップS11〜S14並びにステップS21及びS22の各処理は、画像処理装置2によって実行される。第2実施例は、第1実施例の一部を変形した実施例に相当し、特に述べない事項に関しては、第1実施例の記述が適用される。
次に、第3実施例を説明する。第3実施例に係る方法によって、車両100自身の影領域に対応することができる。また、差分ノイズなどにも対応することができる。
カメラ部1が1つのカメラから形成される場合を想定して運転支援システムの動作を説明したが、カメラ部1が複数のカメラから形成されている場合にも、第1〜第3実施例で述べた手法を適用可能である。例えば、カメラ部1が2台のカメラから形成される場合における運転支援システムの動作を第4実施例として説明する。この2台のカメラは、図18に示す如く、カメラ1A及び1Bから成るものとする。カメラ1A及び1Bによって、例えばステレオカメラが形成される。
次に、第5実施例を説明する。第5実施例では、上述の各実施例に対応する運転支援システムの機能ブロック図を例示する。図19は、第5実施例に係る運転支援システムの機能ブロック図である。第5実施例に係る運転支援システムは、符号61〜65にて参照される各部位を含み、符号61〜65にて参照される部位は図1の画像処理装置2内に設けられる。
上述した説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態の変形例または注釈事項として、以下に、注釈1〜注釈5を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
透視投影変換によってカメラ画像から鳥瞰図画像を得る手法を説明したが、平面射影変換によってカメラ画像から鳥瞰図画像を得るようにしても構わない。この場合、カメラ画像上の各画素の座標値を鳥瞰図画像上の各画素の座標値に変換するためのホモグラフィ行列(平面射影行列)を、実稼動に先立って実施されるカメラキャリブレーションにて求める。ホモグラフィ行列の求め方は公知である。そして、そのホモグラフィ行列に基づいてカメラ画像を鳥瞰図画像に変換すればよい。
また、車両100の後方側に視野を有するようにカメラ部1を車両100の後部に設置する例を上述したが、車両100の前方側に視野を有するように或いは車両100の側方側に視野を有するように、カメラ部1を車両100の前部又は側方部に設置するようにしてもよく、そのように設置しても、立体物領域の推定処理を含む上述と同様の処理を行うことが可能である。
上述の実施形態では、1つのカメラ部から得られたカメラ画像に基づく表示用画像を表示装置3に表示するようにしているが、車両100にカメラ部1と同等のカメラ部を複数個設置し、複数のカメラ部から得られた複数のカメラ画像に基づいて表示用画像を生成するようにしてもよい。例えば、車両100の前方、後方、左側方及び右側方を撮影する合計4つのカメラ部を車両100に設置し、各カメラ部から得られるカメラ画像に対して上述と同様の処理を行ってカメラ部ごとに立体物領域を推定する一方で、4つのカメラ部からのカメラ画像に基づく4つの画像(例えば、4つの鳥瞰図画像)を合成する。この合成によって得られた合成画像は、例えば、特開2006−287892号公報にも記載されているような全周鳥瞰図画像であり、全周鳥瞰図画像の全体にわたって影やノイズが除去された立体物領域が推定されることになる。そして、この合成画像に立体物領域の推定結果を反映して表示装置3に対する表示用画像を生成すればよい。
上述の実施形態では、車両の例として自動車を例示しているが、自動車に分類されない車両に対しても本発明は適用可能であり、更に車両に分類されない移動体に対しても本発明は適用可能である。車両に分類されない移動体は、例えば、車輪を備えておらず、車輪以外の機構を用いて移動する。例えば、遠隔操作によって工場内を移動する、移動体としてのロボット(不図示)に対して、本発明を適用することも可能である。
図1の画像処理装置2及び図19の各部位の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。図1の画像処理装置2及び図19の各部位にて実現される機能の全部または一部を、プログラムとして記述し、該プログラムをコンピュータ上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしてもよい。
2 画像処理装置
3 表示装置
61 画像取得部
62 鳥瞰変換部
63 候補領域設定部
64 立体物領域推定部
65 表示用画像生成部
Claims (10)
- 移動体に取り付けられて前記移動体の周辺を撮影するカメラ部を備え、前記カメラ部から得られるカメラ座標面上のカメラ画像に基づいて、立体物の画像データが現れる、前記カメラ画像に基づく画像中の立体物領域を推定する運転支援システムにおいて、
前記カメラ部からの互いに異なる第1及び第2のカメラ画像を地面に平行な鳥瞰図座標面上に投影することによって、前記第1及び第2のカメラ画像を第1及び第2の鳥瞰図画像に変換する鳥瞰変換手段と、
前記第1及び第2の鳥瞰図画像を対比することによって前記鳥瞰図座標面上における立体物候補領域を設定する候補領域設定手段と、
前記立体物候補領域中の、前記立体物領域から除外されるべき不要領域を検出し、その不要領域を前記立体物候補領域から除外して得た残部領域より前記立体物領域を推定する立体物領域推定手段と、を備え、
前記立体物領域推定手段は、前記カメラ部の前記鳥瞰図座標面上への投影位置であるカメラ位置と前記立体物候補領域に属する各画素である各候補画素の位置との位置関係に基づいて、前記不要領域を検出する
ことを特徴とする運転支援システム。 - 前記立体物領域推定手段は、前記カメラ位置と各候補画素の位置とを結ぶ方向と前記鳥瞰図座標面上における前記立体物の分布方向との差に基づいて各候補画素が前記不要領域に属する画素であるか否かを判断し、その判断結果に基づいて前記不要領域を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の運転支援システム。 - 前記立体物候補領域に属する候補画素は第1〜第Nの候補画素を含み(Nは2以上の整数)、
前記鳥瞰図座標面上において、前記カメラ位置と前記第1〜第Nの候補画素の位置とを結ぶ連結線を夫々第1〜第Nの連結線と呼んだ場合、前記第1〜第Nの連結線の方向は互いに異なり、
前記立体物領域推定手段は、各連結線に沿った前記立体物候補領域の長さに基づいて前記分布方向を検出する
ことを特徴とする請求項2に記載の運転支援システム。 - 前記立体物領域推定手段は、各連結線に対して前記長さを求め、最大の長さに対応する連結線の方向を検出すべき前記分布方向に含める
ことを特徴とする請求項3に記載の運転支援システム。 - 前記立体物候補領域に属する候補画素は第1〜第Nの候補画素を含み(Nは2以上の整数)、
前記鳥瞰図座標面上において、前記カメラ位置と前記第1〜第Nの候補画素の位置とを結ぶ連結線を夫々第1〜第Nの連結線と呼んだ場合、前記第1〜第Nの連結線の方向は互いに異なり、
前記立体物領域推定手段は、各連結線に沿った前記立体物候補領域の長さに基づいて前記不要領域を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の運転支援システム。 - 前記立体物領域推定手段は、各連結線に対して前記長さを求めて、その長さが所定の下限長さより短い連結線を特定し、特定した連結線上に位置する候補画素が前記不要領域に属する画素であると判断することによって前記不要領域を検出する
ことを特徴とする請求項5に記載の運転支援システム。 - 所定の基準高さ以上を有する物体が前記立体物として取り扱われ、
前記立体物領域推定手段は、
各連結線に沿った前記立体物候補領域の長さと、前記位置関係及び前記基準高さに基づく前記鳥瞰図座標面上における前記立体物の最小長さと、を比較することによって、各候補画素が前記不要領域に属する画素であるか否かを判断し、これによって前記不要領域を検出する
ことを特徴とする請求項5に記載の運転支援システム。 - 前記最小長さは候補画素ごとに設定され、
第iの候補画素に対する前記最小長さは、第iの候補画素の位置と前記カメラ位置との位置関係並びに前記基準高さ及び前記カメラ部の設置高さに基づいて設定され(iはN以下の自然数)、
前記立体物領域推定手段は、第iの候補画素に対応する第iの連結線に沿った前記立体物候補領域の長さと、第iの候補画素に対して設定された最小長さとを比較し、前者が後者よりも短い場合に、第iの候補画素が前記不要領域に属する画素であると判断する
ことを特徴とする請求項7に記載の運転支援システム。 - 前記立体物候補領域が互いに分離した複数の候補領域から形成される場合、
前記立体物領域推定手段は、前記立体物候補領域の長さとして前記複数の候補領域の夫々の長さを導出し、導出した各長さと前記最小長さを比較することにより、候補領域ごとに前記候補領域に属する候補画素が前記不要領域に属する画素であるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項7に記載の運転支援システム。 - 請求項1〜請求項9の何れかに記載の運転支援システムが設置された
ことを特徴とする、移動体としての車両。
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