JP2010511259A - 車両周辺にある光点のカメラによる識別及び分類 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施例において、探索される車両における画像部分(窓)が決定される。窓処理により、画像処理費用が著しく減少される。なぜならば、車両のためにもはや全画像を探索する必要がないからである。更に車線を識別する際、道路縁の誤検出が少なくなるように、窓を予想される車線に位置ぎめすることができる。窓の大きさは、求められる車両物体がきちんと入るように選ばれる。大きくなるほど予想される車両位置についての識別が不正確になる縁範囲が付け加えられる。探索窓の垂直位置、幅および高さは、カメラ写像方程式の知識からの距離仮定に従って位置ぎめされる(画像における光点の運動の部分分析を参照)。窓の水平な位置ぎめは、車両の前の車線の推移についての知識に基いて、画像処理による前の車線算定から行われる。これらのデータは、例えば車両に統合されている(車線離脱警告システム、運転者援助システム(ACC)、ディジタルカード及び(例えばナビゲーションシステムから)衛星により援助される位置算定により、又は慣性センサ装置により得られる進路評価から、利用可能にされる。
I)光点の時間的強度変動の分析
光点が識別されると、画像において追跡される。追跡される光点の強度は、多数の画 像において分析される。特に関心のあるのは、平均値の周りの強度である。光点の強 度は、カメラを持つ動く車両において一般に連続的に変化する距離に関係しているの で、浮動平均値が強度変動を求めるのに利用される。強度変動を示す別の方法は、順 次に続く測定値の偏移を求めることである。図1の上部には、向かって来る光源に対 して、また図1の下部には、反射体に対して、所定の強度範囲において強度変動が記 入されている。向かって来る車両の前照灯の所定の強度範囲内で求められた強度変動 が平均して反射体の強度変動より大きいことが、直ちにわかる。図1の上部及び下部 において、明らかにするため同じ白い線が記入されている。図1の上部(向かって来 る車両の前照灯)では、著しく多数の強度変動が線より上にあるのに反し、図1の下 部(車道区画用反射体)では、著しく多数の分散値が線より下にある。分散の異なる 特性の原因は、光が来た方向へこの光を反射する反射体の特別な反射特性である。自 動車にある前照灯及びカメラセンサは、自己の自動車と同じ自己運動を行うので、カ メラチップへの反射光の入射角従って光点の強度は比較的一定である。光源が問題で ある場合、少なくともカメラの担体である自己の車両が自己運動例えば縦揺れ運動を 示す。カメラチップへの光の入射角従って画像にある光点の強度はあまり一定ではな い。この特性が、反射体を発光する光源から区別するために利用される。強度変動値 が主として限界線より下にある光点は、反射体として分類される。強度変動値が主と して限界線より上にある光点は、発光する光点であると判定される。このような限界 線の推移は、データ処理のためプログラムに固定的に規定することができる。1つの 代案は、限界線の推移を前に記録された測定値に合わせることである。そのため光点 の分散値及びその分類(反射体、発光する光源)が、回顧的にただし述語的に考察さ れる。分類は分散基準及び/又は他の方法により行うことができる。限界線は、反射 体のできるだけ僅かな分散値が限界線より上にあり、発光する光源のできるだけ僅か な分散値が限界線より下にあるように、計算される。
反射体により反射される自己の前照灯の光の強度は、1/x4に比例している。こ こでxは反射体と自動車との間隔を示す。これに反し発光する光源一般に車両前照 灯の強度は1/x2に比例している。即ち同じ距離では、向かって来る車両の前照 灯の光を反射する反射体より明るく画像に描かれる。強度について典型的な頻度分 布が図2に示されている。発光する光源の頻度分布が破線で示され、反射体の頻度 分布が実線で示されている。明らかにわかるように、頻度分布は互いにずれている 。
図において3つの強度範囲が確認される。Iで示す低い強度範囲では反射体のみが 示され、IIで示す中間の強度範囲では反射体及び発光する光源が示され、III で示す高い強度範囲では発光する光源のみが示される。従って上の閾値S1より上 の強度を持つ光点は、前照灯により生じる。下の限界地S2より下の強度を持つ光 点は、反射体により高い確率で生じる。光点が両方の閾値S1とS2の間にある強 度を持っていると、この方法では、反射体であるかまたは発光体であるかを表わす ことができない。
更に少なくとも1つの光点の強度推移が記録される。
反射体により反射される自己の前照灯の光の強度は、1/x4に比例している。 ここでxは反射体と自動車との間隔である。即ち強度の時間的推移により、光点 を受動光源(反射体)として、又は発光する能動光源として分類することができ る。この対応関係は、本発明の好ましい構成では、求められる光点の距離及び自 己の前照灯の光度についての知識及び道路縁にある普通の反射体の反射特性によ り立証される。本発明の構成では、受動光源及び能動光源の予想される強度推移 を求めて、反射体であるか能動光源であるかの証明に利用するため、距離算定が 利用される。同様に本発明の好ましい構成では、測定される光点の強度が、前灯 又は特定の距離にある普通の光度の反射光の予想される強度と比較される。
同じ予想が、自己の前照灯による照射を仮定して、特定の距離にある普通の反射 体についてなされる。計算される値は、反射体であるか又は能動光源(車両発光 体)であるかを立証するために利用される。
I)画像流れ
車両発光体を識別するため、公知の画像処理方法(相関、形態素濾波、領域区分)に より抽出される明るい点状画像対象の光流れが求められる。この画像対象の画像流れ が自己運動(速度、片揺れ運動)と一致すると、静止している光点から出発すること ができる。そのため動かない画素のための仮定画像流れが種々の距離において求めら れ、現在の画像から抽出される光点の実際の画像流れと比較される。これらの光点の 画像流れが大体において既知の自己運動(速度、片揺れ運動)により形成されている と、静止している光点である。どの仮定も光点の測定される画像流れに当てはまらな いと、それは動かない光でなければならない。区別の際、示される光点と車両との距 離をほぼ知ることが有益である。なぜならば、画像流れは、カメラ車両の自己運動及 び光点の起こり得る運動のほかに、光点の距離にも関係するからである。近くにある 物体は、離れている物体より強い画像流れをもっている。
前期のパラメータがカメラの視方向の調節により既知であると、距離dを求めることができる。
光源の運動方向の評価の際しばしば生じる問題は、自己の車両の車体従ってカメラ の揺れである。それにより物体の画像流れがカメラ車両の速度および片揺れ運動の 影響を受けるだけでなく、車道面に対する車体の回転運動、車両の縦揺れ運動の影 響を受ける。速度及び片揺れ運動とは異なり、縦揺れ運動はセンサにより直ちには 測定されない。この障害は、車道の凹凸及び(正及び負の方向における)縦加速度 において増大されて起こる。カメラ車両のシャシが生じる力をどれ位よく減衰でき るかに関係なく、縦揺れ運動により障害が常に存在する。
図4には、光点を分析して分類する有利な方法を示す流れ図が示されている。ここでは区分I反射体と区分II可動発光体(車両発光体)が設けられている。まずカメラ画像において光点が追跡される。それから光点の強度の時間的推移が強度分析を受ける。これは強度推移及び/又は絶対強度の分析を含むことができる。ここで区分Iまたは区分IIへの光点の一義的な対応が可能であると、分類が終了する。対応が不可能であると、別の段階において光点の強度変動が検査される。ここで区分IIへの光点の一義的な対応が不可能であると、別の段階で運動分析が行われる。運動分析により、場合によっては先に行われた分析段階に基いて、検査される光点が区分Iに対応すべきか区分IIに対応すべきかの決定が行われる。
Claims (9)
- 車両周辺へ向けられるカメラセンサにより、車両のため光点を識別して分類する方法であって、照射される静止反射体用の少なくとも1つの第1の区分と、可動発光体特に車両発光体用の少なくとも1つの第2の区分が設けられ、
車両周辺の画像例が撮影され、
画像列にある少なくとも1つの光点が追跡され、
追跡される光点の強度が少なくとも2つの画像において求められかつ
強度の時間的経過が分析され、
比較して高い方の強度変動を持つ光点が車両発光体として分類され、
比較して低い方の強度変動を持つ光点が反射体として分類される、
光点を識別して分類する方法。 - 追跡される光点の強度変動を分析するため、特に浮動平均値に関して分散又は標準偏差が計算される、請求項1に記載の光点を検出して分類する方法。
- 追跡される光点の強度変動を分析するため、順次に続く測定値の偏移が計算される、先行する請求項の1つに記載の光点を検出して分類する方法。
- 画像にある光点の強度が分析される、先行する請求項の1つに記載の光点を検出して分類する方法。
- 第1の閾値より上の強度を持つ光点が車両電灯と認識され、第2の閾値より下の強度を持つ光点が反射体として認識される、請求項4に記載の光点を検出して分類する方法。
- 光点の運動が画像列において分析され、車両の自己運動及び/又は距離評価を考慮して、光点が静止しているか動いているものとして分類される、先行する請求項の1つに記載の光点を検出して分類する方法。
- 車両の縦揺れ角が分析され、光点の運動分析の際、自己車両の縦揺れ運動により生じる障害が抽出される、先行する請求項の1つに記載の光点を検出して分類する方法。
- カメラセンサ及び請求項1〜7に記載の方法を実施する画像データ処理プログラムを持つ自動車。
- 運転者援助システム特に車線検出用カメラセンサ及び請求項1〜7に記載の方法を実施する画像データ処理プログラムを持つ自動車。
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