JP2011149856A - Object discrimination method and object discrimination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体との距離等を認識する物体識別方法及び物体識別装置に関するものである。 The present invention relates to an object identification method and an object identification device for recognizing a distance from an object.
従来、下記特許文献1に記載の車両用の走行支援装置が知られている。この走行支援装置では、カーブミラーと自車両前方のカーブミラーに映る死角物体を検出し、カーブミラーに映った死角物体の映像に関する情報に基づいて、当該死角物体と自車両とが衝突する可能性を予測する。
Conventionally, a driving support device for a vehicle described in
しかしながら、上記走行支援装置では、カーブミラー自体を検出できない場合もあり得る。カーブミラーのように鏡面で光を反射する反射物体が存在する場所において、その反射物体を検出できない場合には、反射物体に映る物体を、反射物体の背後に位置する物体であると誤認識してしまうことが考えられる。走行支援においては、反射物体が存在する場所においてもより正確に物体を検出することが望まれる。 However, the driving support device may not be able to detect the curve mirror itself. If there is a reflective object that reflects light at the mirror surface, such as a curved mirror, if the reflected object cannot be detected, the object reflected in the reflective object is misrecognized as an object located behind the reflective object. It can be considered. In driving support, it is desired to detect an object more accurately even in a place where a reflective object exists.
そこで本発明は、反射物体が存在する場所においても、物体の誤認識を抑制することができる物体識別方法及び物体識別装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an object identification method and an object identification device that can suppress erroneous recognition of an object even in a place where a reflective object exists.
本発明の物体識別方法は、物体にレーザ光を照射し物体からのレーザ光の反射状態によって物体との距離を測定する測距部と、少なくともレーザ光の波長帯域の光を受光させるフィルタ手段を備えた撮像部と、を用いて、測距部で対象物との距離を測定すると共に、測距部のレーザ光の照射方向に撮像方向を略一致させて撮像部で撮像を行い、撮像部がレーザ光の照射軌跡を認識した場合には、測距部で測定された対象物との距離値を無効にすることを特徴とする。 The object identification method of the present invention includes a distance measuring unit that irradiates an object with laser light and measures a distance from the object according to a reflection state of the laser light from the object, and a filter unit that receives at least light in the wavelength band of the laser light The distance measuring unit measures the distance from the object using the imaging unit provided, and the imaging unit performs imaging with the imaging direction substantially coincident with the irradiation direction of the laser light of the distance measuring unit. When the irradiation locus of the laser beam is recognized, the distance value with the object measured by the distance measuring unit is invalidated.
また、本発明の物体識別装置は、物体にレーザ光を照射し物体からのレーザ光の反射状態によって物体との距離を測定する測距部と、少なくともレーザ光の波長帯域の光を受光させるフィルタ手段を備えた撮像部と、を備え、測距部で対象物との距離を測定すると共に、測距部のレーザ光の照射方向に撮像方向を略一致させて撮像部で撮像を行い、撮像部がレーザ光の照射軌跡を認識した場合には、測距部で測定された距離値を無効にすることを特徴とする。 In addition, the object identification device of the present invention includes a distance measuring unit that irradiates a laser beam on the object and measures a distance from the object according to a reflection state of the laser light from the object, and a filter that receives at least a wavelength band of the laser light A distance measuring unit that measures the distance to the object, and that the imaging unit substantially matches the imaging direction with the laser light irradiation direction of the distance measuring unit, and performs imaging. When the unit recognizes the irradiation locus of the laser beam, the distance value measured by the distance measuring unit is invalidated.
この物体識別方法及び物体識別装置では、測距部が、レーザ光の反射状態によって物体との距離を測定する。ここで、測距処理の対象場所に鏡面をもつ反射物体が存在し、当該反射物体に他物体が映って見える場合を考える。このとき、レーザ光が反射物体に照射されれば、レーザ光は反射物体を介して上記他物体に照射され、その反射レーザ光が再び反射物体を介して測距部に戻ってくる。従ってこの場合、測距部は、反射物体に映った上記他物体を、反射物体の背後に存在する物体と誤認識してしまう可能性がある。また、このような場合、反射物体から上記他物体まで延びるように、レーザ光の照射軌跡が形成される。そこで、撮像方向をレーザ光照射方向に略一致させて撮像部による撮像を行えば、上記照射軌跡を光線の画像として認識することができる。すなわち、上記照射軌跡を撮像画面上で認識することで、測距部の測距処理に反射物体が関与していることを検出することができる。従って、レーザ光の照射軌跡を認識したときには、測距処理に反射物体が関与しているものとして、測定された上記他物体への距離値を無効にする。その結果、この物体識別方法及び物体識別装置では、反射物体が測距処理へ関与した場合の誤認識を抑制することができる。 In this object identification method and object identification device, the distance measuring unit measures the distance from the object based on the reflection state of the laser light. Here, a case is considered where there is a reflective object having a mirror surface at the target location of the distance measurement process, and another object appears to be reflected on the reflective object. At this time, if the laser beam is irradiated to the reflecting object, the laser beam is irradiated to the other object via the reflecting object, and the reflected laser beam returns to the distance measuring unit again via the reflecting object. Therefore, in this case, the distance measuring unit may erroneously recognize the other object reflected in the reflective object as an object existing behind the reflective object. In such a case, an irradiation locus of the laser beam is formed so as to extend from the reflecting object to the other object. Therefore, if the imaging unit performs imaging with the imaging direction substantially matched with the laser beam irradiation direction, the irradiation locus can be recognized as a light beam image. That is, by recognizing the irradiation locus on the imaging screen, it is possible to detect that a reflective object is involved in the distance measurement processing of the distance measuring unit. Accordingly, when the irradiation locus of the laser beam is recognized, the measured distance value to the other object is invalidated assuming that the reflecting object is involved in the distance measuring process. As a result, in this object identification method and object identification device, it is possible to suppress erroneous recognition when a reflective object is involved in the distance measurement processing.
また、照射軌跡は、撮像部で得られる撮像画面上において、直線的に延びる光線の画像として認識されることとしてもよい。 Further, the irradiation locus may be recognized as an image of light rays extending linearly on the imaging screen obtained by the imaging unit.
本発明の物体識別方法及び物体識別装置によれば、反射物体が存在する場においても、物体の誤認識を抑制することができる。 According to the object identification method and the object identification device of the present invention, erroneous recognition of an object can be suppressed even when a reflective object is present.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る物体識別処理及び物体識別装置の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an object identification process and an object identification device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示す物体識別装置1は自動車に搭載されて用いられ、自車両前方の各物体への距離を測定する測距機能を有している。図1に示すように、物体識別装置1は、レーザ装置(測距部)3と、カメラ(撮像部)5と、制御ECU10と、を備えている。制御ECU10は、スキャニング部11と、距離算出部(測距部)13と、照射撮像同期部15と、軌跡検出部17と、鏡面反射物体検出部19と、環境マップ作成部21と、を備えている。
An
制御ECU10は、物体識別装置1の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばCPU、ROM、RAMを含むコンピュータを主体として構成されている。スキャニング部11と、距離算出部13と、照射撮像同期部15と、軌跡検出部17と、鏡面反射物体検出部19と、環境マップ作成部21と、は、制御ECU10のCPU、RAM、ROM等のハードウエアが、所定のプログラムに従い協働して動作することによってソフトウエア的に実現される構成要素である。
The
レーザ装置3は、左右上下に二次元的にスキャンしながら、自車両前方の一点ずつに向けてレーザ光を照射する。レーザ光のスキャン動作は、スキャニング部11及び照射撮像同期部15の制御下で行われる。スキャニング部11は、レーザ装置3によるレーザ光の照射方向を左右上下に変化させる。更に、レーザ装置3は、自車両前方の物体から反射してくる反射レーザ光を受光する。距離算出部13は、レーザ装置3からデータ信号を受信し、レーザ光が照射されてから反射レーザ光が戻るまでの時間に基づいて、自車両から物体までの距離を算出する。このように、レーザ装置3及び距離算出部13は、レーザ光の反射状態によって物体との距離を測定する測距部を構成する。以下、この測距処理に用いられるレーザ光を、「測距レーザ光」と呼ぶ場合がある。
The
例えば、図2及び図3(a)に示すように、自車両M1の前方の交差点100付近に歩行者Wが存在する場合には、レーザ光が歩行者Wに照射され、歩行者Wで反射された反射レーザ光をレーザ装置3が受光する。そして、距離算出部13は、レーザ光が照射されてから反射レーザ光が戻るまでの時間に基づいて、自車両M1から歩行者Wまでの距離を算出する。同様にして、測距レーザ光がスキャンされる範囲内の各物体(他車両M3、自転車B、自車両M1前方に存在する壁など)についても、自車両M1からの距離がそれぞれ算出される。そして、環境マップ作成部21は、自車両M1前方の各物体への距離をマップ化した環境マップを作成する。当該環境マップは、更に後段のシステムに転送され、自車両M1前方のリスクマップ作成に利用される。
For example, as shown in FIGS. 2 and 3A, when a pedestrian W is present near the
ここで、測距レーザ光がスキャンされる範囲内に鏡面反射物体が存在する場合を考える。鏡面反射物体とは測距レーザ光を鏡面反射する反射面を有する物体である。例えば、道路に設置されるカーブミラー等が鏡面反射物体に該当する。以下、図2及び図3に示すように、上記交差点100にカーブミラー101が存在する状況を例として説明する。また、交差点100の交差方向の道路上には他車両M2が存在しており、自車両M1の位置から見て、他車両M2がカーブミラー101に映って見えるものとする。
Here, consider a case where a specular reflection object exists within a range in which the ranging laser beam is scanned. The specular reflection object is an object having a reflection surface that specularly reflects the distance measuring laser beam. For example, a curved mirror or the like installed on a road corresponds to a specular reflection object. Hereinafter, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, a situation where the
レーザ装置3からの測距レーザ光がカーブミラー101に照射された場合、測距レーザ光はカーブミラー101に反射して他車両M2に照射される。そして、他車両M2からの反射レーザ光が、同じ光路を辿って再びカーブミラー101を介しレーザ装置に戻ってくる。このとき、距離算出部13は、上記反射レーザ光が戻るまでの時間に基づいて、カーブミラー101の方向に存在する物体までの距離を算出するので、カーブミラー101に映った他車両M2を、カーブミラー101の背後に存在する物体であると誤認識して距離値を算出してしまう。すなわち、本来であればカーブミラー101自体との距離を取得すべきところ、誤ってカーブミラー101の奥側に形成される他車両M2の虚像M2’との距離値を算出することになる。このようにレーザ装置3による測距処理に鏡面反射物体が関与すれば、誤認識が発生してしまう。
When the distance measuring laser light from the
そこで、物体識別装置1は、上記のような鏡面反射物体に起因する誤認識を抑制するため、図1に示すように、カメラ5と、軌跡検出部17と、鏡面反射物体検出部19と、を備えている。カメラ5は、図3(a)に例示されるような自車両前方の映像を撮像する。軌跡検出部17は、カメラ5からの映像信号を受信し、撮像された画像の画像処理などを行う。鏡面反射物体検出部19は、軌跡検出部17の画像処理に基づき、後述する方法で自車両M1前方の鏡面反射物体を検出する。
Therefore, in order to suppress the erroneous recognition caused by the specular reflection object as described above, the
カメラ5は、レーザ装置3の直近に設置されていると共に、当該カメラ5の撮像の光軸方向(撮像方向)と上記測距レーザ光の照射光軸方向とが略同一方向になるように設置されている。カメラ5は、測距レーザ光の波長帯域の光を少なくとも受光可能とするフィルタ部(フィルタ手段)5aを備えている。このようなフィルタ部5aとしては、例えば、カメラ5のレンズの前に設置されると共に、測距レーザ光の波長帯域を選択的に透過させる光学的なフィルタを用いてもよい。また、照射撮像同期部15の制御により、カメラ5の撮像動作は、レーザ装置3による測距レーザ光の照射動作に同期する。すなわち、測距レーザ光のスキャン中においては、レーザ装置3が前方の一点に対してレーザ光を照射したとき、その照射のタイミングに同期してカメラ5による前方画像の1フレームの撮像が行われる。
The
前述のように鏡面反射物体がレーザ装置3の測距処理に関与した場合には、当該鏡面反射物体から他物体まで延びるように、測距レーザ光の照射軌跡が形成される。例えば、図2及び図3の場合、カーブミラー101と他車両M2とを結ぶ直線として、レーザ光の照射軌跡L1が形成される。従って、撮像方向をレーザ光照射方向に略一致させてカメラ5による撮像を行えば、上記照射軌跡L1は、図3(b)に示されるように、撮像画面200上において画面内を横切るように直線的に延びる光線の画像として認識することができる。これは、カーブミラー101から他車両M2に向かう測距レーザ光の一部が、空気中の塵などの微粒子に反射してカメラ5に入射するからである。前述のように、測距レーザ光の波長帯域を選択的に透過させるフィルタ部5aをカメラ5が備えることで、図3(c)に示すように、カメラ5が、照射軌跡L1上の光線を選択的に認識することができ、照射軌跡L1をより認識し易くなる。
As described above, when the specular reflection object is involved in the distance measurement processing of the
なお、鏡面反射物体以外(例えば歩行者Wや自転車B)に測距レーザ光が照射された場合には、特定の一方向に偏って反射される反射レーザ光は発生しないので、撮像画面上で直線的に延びる照射軌跡は発生しない。また、レーザ装置3の照射光軸方向とカメラ5の撮像の光軸方向が略一致していることから、レーザ装置3から歩行者Wに向かうレーザ光路L2(図2)や、レーザ装置3からカーブミラー101に向かうレーザ光路L3(図2)は、カメラ5から見てほぼ一点に見える。従って、レーザ光路L2,L3は、撮像画面上で直線的に延びる照射軌跡L1とは容易に区別が可能である。また、自車両M1から見て、カーブミラー101に空や無限遠点が映っている状態では、反射レーザ光がレーザ装置3に戻ってこないので、そもそも距離値が算出不可能であり、距離値の誤認識の問題は発生しない。
In addition, when the distance measuring laser light is irradiated to other than the specular reflection object (for example, the pedestrian W or the bicycle B), the reflected laser light that is biased and reflected in one specific direction is not generated. A linearly extending irradiation locus is not generated. Further, since the irradiation optical axis direction of the
軌跡検出部17は、カメラ5による撮像画面200の画像処理によって、撮像画面200上で直線的に延びる照射軌跡L1を認識する。鏡面反射物体検出部19は、照射軌跡L1の検出に基づいて、レーザ装置3の測距処理に関与する鏡面反射物体(カーブミラー101)を検出する。鏡面反射物体検出部19は、鏡面反射物体を検出すれば、レーザ装置3の測距処理で得られた距離値が誤認識であると判断し、当該距離値を無効なものとして破棄する。
The
続いて、物体識別装置1による具体的な処理を、図4のフローチャートを参照しながら説明する。まず、レーザ装置3が、自車両前方の一点の照射点に向けてレーザ光を照射すると共に、反射レーザ光を受光する(S101)。レーザ装置3は、レーザ光を照射してから反射レーザ光が戻るまでの時間に基づいて、自車両から上記照射点までの距離を算出する(S103)。また、このとき、スキャニング部11は、レーザ光の照射方向を示す照射方向情報を、鏡面反射物体検出部19に送信する。
Next, specific processing by the
カメラ5は、レーザ装置3による上記のレーザ光照射に同期し、レンズの光軸方向を測距レーザ光の照射光軸方向に略一致させた状態で、自車両前方の映像の1フレームを撮像する(S105)。次に、軌跡検出部17は、カメラ5からの映像信号に基づく画像処理を行い、1フレームの撮像画面内から測距レーザ光の照射軌跡を検出する処理を行う(S107)。すなわち、軌跡検出部17は、撮像画面上で直線的に延びる光線の画像の検出を試みる。
In synchronization with the laser beam irradiation by the
ここで、軌跡検出部17が照射軌跡を検出した場合には(S109でYes)、鏡面反射物体検出部19は照射点に存在する鏡面反射物体を検出したものとして、上記処理S103で得られた距離値を無効とする(S111)。そして、鏡面反射物体検出部19は、スキャニング部11からの照射方向情報と、上記距離値が無効である旨と、を示す情報信号を、環境マップ作成部21に送信する。一方、軌跡検出部17が照射軌跡を検出できなかった場合には(S109でNo)、照射点には鏡面反射物体が検出されないものとして、鏡面反射物体検出部19は、処理S103で得られた距離値を有効とする(S113)。そして、鏡面反射物体検出部19は、スキャニング部11からの照射方向情報と上記距離値とを関連付け、情報信号として環境マップ作成部21に送信する。その後、環境マップ作成部21は、鏡面反射物体検出部19の情報信号に基づいて、レーザ光の照射方向と当該照射方向における物体の距離とを認識する。以上のような処理S101〜S113が、照射点を一点ずつ左右上下に移動させながら繰り返し行われることで、自車両前方の環境マップが作成される。
Here, when the
この処理の結果、物体識別装置1及び物体識別方法では、鏡面反射物体が測距処理へ関与した場合の誤った距離値を排除し、鏡面反射物体の存在に起因する誤認識を抑制することができる。
As a result of this processing, in the
道路上のカーブミラーを検出する他の手法としては、例えば、カーナビゲーションシステムの地図情報にカーブミラーの位置情報を含ませることで、カーブミラーの存在を認識することが考えられる。ところが、地図情報の容量が大きくなりすぎるといった問題点がある。また、この場合、カーブミラーを検出できたとしても、移動する鏡面反射物体などカーブミラー以外の鏡面反射物体は検出することはできない。また、撮像画面上でカーブミラーの支柱を検出することによってカーブミラーを検出することも考えられるが、支柱を有しないカーブミラーは検出することができないといった問題がある。これに対し、物体識別装置1による物体識別方法では、上記のような問題を解決することもできる。
As another method for detecting the curve mirror on the road, for example, it is conceivable to recognize the presence of the curve mirror by including the position information of the curve mirror in the map information of the car navigation system. However, there is a problem that the capacity of the map information becomes too large. In this case, even if the curved mirror can be detected, a specular reflecting object other than the curved mirror such as a moving specular reflecting object cannot be detected. Further, although it is conceivable to detect the curve mirror by detecting the support of the curve mirror on the imaging screen, there is a problem that a curve mirror having no support cannot be detected. On the other hand, the object identification method by the
1…物体識別装置 3…レーザ装置(測距部) 5…カメラ(撮像部) 5a…フィルタ部 13…距離算出部(測距部) 15…照射撮像同期部 17…軌跡検出部 200…撮像画面 L1…照射軌跡
DESCRIPTION OF
Claims (3)
少なくとも前記レーザ光の波長帯域の光を受光させるフィルタ手段を備えた撮像部と、を用いて、
前記測距部で対象物との距離を測定すると共に、前記測距部のレーザ光の照射方向に撮像方向を略一致させて前記撮像部で撮像を行い、
前記撮像部が前記レーザ光の照射軌跡を認識した場合には、前記測距部で測定された距離値を無効にすることを特徴とする物体識別方法。 A distance measuring unit that irradiates an object with laser light and measures the distance to the object according to a reflection state of the laser light from the object;
With an imaging unit including a filter unit that receives at least light in the wavelength band of the laser beam,
The distance measurement unit measures the distance to the object, and the imaging unit substantially matches the imaging direction with the laser beam irradiation direction of the distance measurement unit, and the imaging unit performs imaging.
When the imaging unit recognizes an irradiation locus of the laser light, the distance value measured by the distance measuring unit is invalidated.
前記撮像部で得られる撮像画面上において、直線的に延びる光線の画像として認識されることを特徴とする請求項1に記載の物体識別方法。 The irradiation locus is
The object identification method according to claim 1, wherein the object recognition method is recognized as an image of light rays extending linearly on an imaging screen obtained by the imaging unit.
少なくとも前記レーザ光の波長帯域の光を受光させるフィルタ手段を備えた撮像部と、を備え、
前記測距部で対象物との距離を測定すると共に、前記測距部のレーザ光の照射方向に撮像方向を略一致させて前記撮像部で撮像を行い、
前記撮像部が前記レーザ光の照射軌跡を認識した場合には、前記測距部で測定された前記対象物との距離値を無効にすることを特徴とする物体識別装置。 A distance measuring unit that irradiates an object with laser light and measures the distance to the object according to a reflection state of the laser light from the object;
An image pickup unit including at least a filter unit that receives light in the wavelength band of the laser light,
The distance measurement unit measures the distance to the object, and the imaging unit substantially matches the imaging direction with the laser beam irradiation direction of the distance measurement unit, and the imaging unit performs imaging.
When the imaging unit recognizes an irradiation locus of the laser beam, the object identification device invalidates a distance value from the target measured by the distance measuring unit.
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