JP2013047934A - 車載用環境認識装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車載用環境認識装置100は、画像から光源を抽出する光源抽出部300と、源の画像上の位置に基づいて光源が環境認識の際に誤検知要因となるライトを抽出し、ライトのライト強度と3次元位置と配光パターンの情報を含むライト情報を推定するライト情報部400と、ライト情報に基づいてライトが路面で反射する画像上の路面反射推定画像領域を推定する路面反射推定部500と、路面反射推定画像領域に基づいて自車両の周囲環境を認識する車載用環境認識部600と、を有する。
【選択図】図1
Description
[実施例1]
本実施例の車載用環境認識装置は、自動車の車載カメラであって、例えば駐車支援用のリアカメラやサイドカメラで撮像した車両の周囲画像を運転者に表示する車載カメラ内に一体に構成されている。
車載用環境認識装置100は、車載カメラのECUの内部機能として、図1に示すように、画像取得部200と、光源抽出部300と、ライト情報部400、路面反射推定部500、車載用環境認識部600を有している。
光源抽出部300は、画像から予め設定された閾値以上の面積を有する点光源を、光源として抽出するものであり、図2に示すように、撮像画像から予め設定された輝度値以上の光点を抽出するための2値化部310と、2値化した結果をラベリングし、ラベリング結果の面積が小さなノイズ要因と思われるラベリング結果は削除するラベリング部320と、このラベリング結果の外接矩形を抽出する外接矩形抽出部330と、ラベリング結果の面積を算出する面積抽出部340と、ラベリング結果の重心を抽出する重心抽出部350を有する。
ライト情報部400は、光源抽出部300によって抽出された光源の画像上の位置に基づいて、光源が環境認識の際に誤検知要因となるライトを抽出し、そのライトのライト強度と3次元位置と配光パターンの情報を含むライト情報を推定する。
路面反射推定部500は、図4に示すように、路面の反射係数を決定する路面反射係数決定部510と、ライト情報部400から抽出された光源が路面に作り出す拡散反射の位置を推定する拡散反射位置推定部520と、同様にライト情報部から抽出された光源が路面に作り出す鏡面反射の位置を推定する鏡面反射位置推定部530と、これら拡散反射位置推定部520と鏡面反射位置推定部530から推定された3次元の路面反射位置から、誤検知要因となる画像上の路面反射推定画像領域を推定する路面反射画像領域推定部540を有する。
車載用環境認識部600は、図5に示すように、路面反射推定部500によって推定された画像上の路面反射推定画像領域に基づいて、各認識アプリケーションが誤検知しないように対策を実施する。各認識アプリケーションは、車線逸脱警報や車線逸脱抑制に利用されるレーンマークを認識するレーン認識部610、車両の走行領域逸脱警報や抑制に利用される路肩を認識する路肩認識部620、工事現場のように白線がないような環境においても車両が走行可能かどうかを判定する走行路認識部630、路面上に描かれた車速などの路面標識を認識する路面標識認識部640、路面の状況が乾燥か、湿潤か、積雪かなどを判定する路面状況認識部650、車線変更支援などに利用される他車両を検知する車両検知部660を有する。なお、車載用環境認識部600は、上記した各認識アプリケーション(610〜660)を全て有するものに限定されず、少なくともいずれか一つを含むものであってもよく、また、さらに、他の認識部を含むものであってもよい。
次に、各部の構成について詳細に説明する。
光源抽出部300は、例えば、ヘッドライトの制御のために他車両のライトを検知することが目的ではなく、環境認識にとって誤検知要因となりうる光源の検知を目的としている。そのため、小さな点光源や、輝度が低い点光源などは、路面反射などを生じさせる可能性が低いので、光源抽出部300による抽出対象からは除外する。これにより、処理負荷の軽減と、過剰な誤検知対策を避ける効果を得ることができる。
ライト判定部410は、画像上から抽出された光源について、路面反射が生じると推定されるライトかどうかを判定する処理を実施する。従来の公知例などでは、路面反射自体を認識する処理を実施していたために処理負荷が高いだけでなく、光源と路面反射が一体化したような後続車両のライトを一つのカメラで検知することは困難であった。また、路面反射の高輝度な鏡面反射領域が求められたとしても、高輝度領域(鏡面反射領域)の周囲に広がる低輝度な反射領域や拡散反射領域がどのような方向に、どの程度伸びているかを認識することは困難であった。
を推定することで低輝度な反射領域をも推定し、画像認識の処理領域対象外に設定するこ
とで誤検知を抑制することに成功した。
と鏡面反射成分
の和で表現可能である。
路面反射推定部500では、路面で生じるライトの路面反射を、Computer Graphics(CG)物体の陰影を表現するためによく利用される、Phong反射モデルを応用して推定する。Phong反射モデルでは、3つの光の成分で周囲環境からの光を表現し、その中に置かれた物体の陰影のレンダリングに利用している。
自車両と後方車両との位置、拡散反射の状態、およびマスク領域を示す図、図12(c)
は、自車両の魚眼リアカメラで撮像した画像の模式図である。
ここでは、上記、路面反射画像領域推定部540において推定された路面反射推定画像領域を利用し、路面反射による誤検知抑制を各認識アプリケーションにおいてどのように実施するかについて説明する。
本実施例において特徴的なことは、西日や朝日に起因して画面上に生じる路面反射推定画像領域を推定する構成としたことである。路面反射推定画像領域をマスクする基本的な処理の流れは、実施例1と同様であるため、主な相異部分の処理のみ詳細に示す。
する。光源抽出位置、重心、外接矩形などの情報を入力情報とし、出力情報はマスキング
する画像上領域とすることで、他部分の共通化が図られている。
Claims (12)
- 車載カメラで撮像した画像に基づいて自車両の周囲環境を認識する車載用環境認識装置であって、
前記画像から光源を抽出する光源抽出部と、
前記光源の前記画像上の位置に基づいて該光源が環境認識の際に誤検知要因となる路面反射を引き起こすライトを抽出するライト情報部と、
前記ライトが路面で反射する前記画像上の路面反射推定画像領域を推定する路面反射推定部と、
該路面反射推定画像領域に基づいて自車両の周囲環境を認識する車載用環境認識部と
を有することを特徴とする車載用環境認識装置。 - 前記ライト情報部は、抽出されたライトのライト強度、もしくは3次元位置、もしくは配光パターンの情報のうち一つを含むライト情報を推定し、
前記路面反射推定部は、前記ライト情報に基づいて前記ライトが路面で反射する前記画像上の路面反射推定画像領域を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車載用環境認識装置。 - 光源抽出部は、前記画像から予め設定された閾値以上の面積を有する点光源を、前記光源として抽出することを特徴とする請求項2に記載の車載用環境認識装置。
- 前記ライト情報部は、前記光源抽出部により抽出された光源の画像上の位置に基づき、前記光源が前記ライトであるか否かを判定するライト判定部と、
前記画像で前記ライトにより白飛びしている領域の面積に基づいて、前記ライトのライト強度を推定するライト強度推定部と、
前記ライトの画像上の位置に基づき、該ライトの3次元位置を設定するライト3次元位置設定部と、
該ライト3次元位置設定部により設定された前記ライトの3次元位置に基づいて前記ライトの配光パターンを設定する配光パターン設定部と、
を有しており、前記ライト強度推定部により推定されたライト強度が予め設定されたライト強度未満のライトを、誤検知要因となるライトの対象外と判定することを特徴とする請求項2に記載の車載用環境認識装置。 - 前記路面反射推定部は、前記ライトが路面に作り出す拡散反射位置と鏡面反射位置を推定し、該推定した拡散反射位置と前記鏡面反射位置に基づいて、前記路面反射推定画像領域を推定することを特徴とする請求項1に記載の車載用環境認識装置。
- 前記路面反射推定部は、走行環境に応じて路面反射係数を決定し、該路面反射係数に応じて、前記路面反射推定画像領域を変更することを特徴とする請求項5に記載の車載用環境認識装置。
- 前記走行環境は、天候状況、路面状況、カーナビから供給される情報、ワイパーの動作状態、時刻の少なくとも一つであることを特徴とする請求項6に記載の車載用環境認識装置。
- 前記車載用環境認識部は、前記路面反射推定画像領域を、前記車両の周囲環境を認識する認識アプリケーションにおける不検知領域とすることを特徴とする請求項1に記載の車載用環境認識装置。
- 前記車載用環境認識部は、前記認識アプリケーションとして、レーン認識、路肩認識、走行路認識、路面標識認識、路面状況認識の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項8に記載の車載用環境認識装置。
- 昼夜を判定する昼夜判定部と、
該昼夜判定部により太陽光の考慮が必要な時間帯であると判定された場合に、前記光源抽出部により抽出された光源が環境認識の際に誤検知要因となる太陽光か否かを判定する西日対策路面反射情報部と、
該西日対策路面反射情報部により誤検知要因となると判定された太陽光が路面で反射する前記画像上の路面反射推定画像領域を推定する西日対策路面反射推定部と、
を有し、
前記車載用環境認識部は、
該西日対策路面反射推定部と前記路面反射推定部の少なくとも一方により推定された路面反射推定画像領域に基づいて、自車両の周囲環境を認識することを特徴とする請求項1に記載の車載用環境認識装置。 - 前記西日対策路面反射情報部は、
路面上の反射による光源かどうかを判定する路面反射判定部と、
路面反射の光の強度を推定する反射強度推定部と、
反射が生じている路面3次元位置を設定する反射3次元位置設定部と、
路面反射の要因となっている太陽の方角を設定する太陽方角設定部と、
を有することを特徴とする請求項10に記載の車載用環境認識装置。 - 前記西日対策路面反射推定部は、前記光源が路面に作り出す拡散反射領域と鏡面反射領域を推定し、該推定した拡散反射領域と鏡面反射領域に基づいて、前記路面反射推定画像領域を推定することを特徴とする請求項10に記載の車載用環境認識装置。
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