JP2015057690A - 画像処理装置、認識対象物検出方法、認識対象物検出プログラム、および、移動体制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自動車等の移動体としての自車両400に搭載される画像処理装置1を、自車両進行方向前方領域(撮像領域)の撮像画像を撮像する撮像ユニット100で撮像した撮像画像を解析して、撮像領域内に存在する歩行者等の認識対象物を検知するステレオ画像処理部200を備えて構成する。ステレオ画像処理部200は、水平視差図に基づいて、認識対象物を検出し、当該認識対象物に対応する認識対象物領域輝度画像と、動的辞書258のパターン画像とを照合し、認識対象物であるか否か判定する。動的辞書258で一致しなかった場合には、静的辞書259のパターン画像と照合し、認識対象物であるか否か判定する。
【選択図】図1
Description
以下、本願に係る画像処理装置を備えた移動体制御システムを自車両に搭載した一実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、本願に係る移動体制御システムは、自車両等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体(移動装置)に適用することができる。さらに、移動体に限らず、高度道路交通システム(ITS)等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。また、撮像画像に基づいて撮像領域内に存在する検出対象物の検出処理を行う画像解析装置に適用することもできる。図1は、実施例1における画像処理装置1を備える移動体制御システム500を搭載した自車両400の外観を示す概略図である。
以下、上記画像処理装置1を用いた歩行者、他車両等の認識対象物検出処理(認識対象物検出方法)の流れについて、図9、図10に示すフローチャートを参照しながら説明する。図9は、実施例1の画像処理装置1で実施される画像処理の流れを示すフローチャートである。図10は、実施例1のパターンマッチング部254で実施されるパターンマッチング処理の流れを示すフローチャートである。
S = s × Z / f (4)
パターンマッチング部254では、認識対象物領域輝度画像のデータの入力を受け付ける(ステップS831)。ここでは、処理対象のフレームで検出されたすべての物体についての認識対象物領域輝度画像のデータが入力されてくる。パターンマッチング部254では、まず、動的辞書258を用いた照合を効率的に行うため、動的辞書258のパターン画像を整理(削除)する処理を行う。具体的には、動的パターンマッチング部255が、動的辞書258のすべてのパターン画像に対して、対応する履歴保持部260のデータを参照して、過去に一致しないフレームが連続しているか否かを判定する。この場合、パターン画像ごとに対応する履歴保持部260のデータを参照して、例えば、一致しないフレーム数が3フレームまたは4フレーム連続した場合に、連続していると判定する。そして、過去に一致しないフレームが連続しているパターン画像が存在するか否かを判定する(以上、ステップS832)。このステップS832の判定で、過去に一致しないフレームが連続しているパターン画像が存在する(Yes)と判定された場合は、パターン画像登録・削除部257が、該当するパターン画像を動的辞書258から静的辞書259へ移動する。さらに、移動したパターン画像に対応する履歴保持部260のデータを初期化する(以上、ステップS833)。その後、ステップS834に進む。一方、ステップS832で、過去に一致しないフレームが連続しているパターン画像が存在しない(No)と判定された場合は、ステップS833をスキップしてステップS834に進む。
次に、実施例2に係る画像処理装置について、図11〜図14を用いて説明する。図11は、実施例2の画像処理装置における、立体物検出部250Aの機能構成を示す機能ブロック図である。図12は、追尾部270の機能構成を示す機能ブロック図である。図13は、追尾処理の流れを示すフローチャートであり、図14は、パターンマッチング処理の流れを示すフローチャートである。図15は、追尾部270の同一物体判定部274での処理の一例を説明するための説明図であり、物体ojのX,Y座標における明度を示す。実施例2の画像処理装置は、図11に示すように、追尾部270をさらに備えたこと以外は、実施例1の画像処理装置1と同様の基本構成を有している。そのため、実施例1と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、認識対象物領域輝度画像抽出部253とパターンマッチング部254とからなるパターン認識部252は、実施例1と同様の構成であるため、実施例1と同一の符号を付している。ただし、追尾部270からの追尾結果等が新たに入力されることから、各部での処理の内容が実施例1とは異なる。この処理の詳細は後述する。また、パターンマッチング部254に備えられた動的辞書258および静的辞書259には、パターン画像ごとに、後述のID番号を登録する領域が設けられている。
次に、認識対象物検出部251からの検出結果に基づいて、追尾部270が追尾処理を実施する。この追尾部270での追尾処理の流れについて、図13のフローチャートを用いて以下に説明する。まず、追尾部270は、認識対象物検出部251からの現フレームの検出結果の入力を受け付ける(ステップS21)。この現フレームの検出結果を、過去フレーム検出結果読み書き部271が、メモリ202の過去フレーム検出結果保持部271aに格納する。また、過去フレーム検出結果読み書き部271は、過去のフレームの検出結果を過去フレーム検出結果保持部271aから読み出し、領域予測部272に向けて出力する(以上、ステップS22)。
図14に示すステップS101において、パターンマッチング部254は、認識対象物領域輝度画像抽出部253からのID番号付きの認識対象物領域輝度画像の入力を受け付ける。このとき、パターンマッチング部254では、認識対象物領域輝度画像抽出部253からの認識対象物領域輝度画像に、ID番号の付与があれば、追尾結果による認識対象物領域輝度画像が入力されたと判断する。
10 補正画像データa’(基準画像データ) 20 垂直視差図
30 水平視差図 100 撮像ユニット(撮像部)
110 画像補正部 200 ステレオ画像処理部(画像処理部)
210 視差演算部 220 垂直視差図作成部(垂直視差データ作成部)
230 路面位置検出部(移動面位置検出部)
240 水平視差図作成部(水平視差データ作成部)
250,250A 立体物検出部(対象物検出部)
258 動的辞書(第2の特徴量記憶部)
259 静的辞書(第1の特徴量記憶部)
270 追尾部 300 車両制御ユニット(移動制御手段)
500 移動体制御システム
Claims (13)
- 撮像部からフレーム単位で入力される撮像画像について、該撮像画像中の認識対象物の候補が第1の特徴量記憶部に記憶された特徴量に相当したときに前記認識対象物の候補を認識対象物として検出する画像処理部を備える画像処理装置であって、
前記画像処理部は、前記認識対象物の候補が前記第1の特徴量記憶部に記憶された所定の特徴量に相当したときに前記所定の特徴量が記憶される第2の特徴量記憶部を有し、
前記第2の特徴量記憶部へ前記所定の特徴量が記憶されたフレーム以降のフレームにおいて、該以降のフレームの撮像画像から前記第2の特徴量記憶部に基づいて前記認識対象物の検出を行い、前記認識対象物が検出されなかったときには前記第1の特徴量記憶部に基づいて前記認識対象物の検出を行う対象物検出部を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像処理部は、前記第1の特徴量記憶部を有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記画像処理部は、
複数の撮像部からフレーム単位で入力される複数の撮像画像に基づいて視差画像データを生成する視差演算部を有し、
前記対象物検出部は、前記視差画像データに基づいて前記認識対象物の候補を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記画像処理部は、
前記視差画像データに基づいて、画像垂直座標と視差値の関係を示す垂直視差データを作成する垂直視差データ作成部と、
前記垂直視差データに基づいて、前記認識対象物が移動する移動面を検出する移動面位置検出部と、
前記視差画像データおよび前記移動面に基づいて、前記移動面付近における、画像水平座標および視差値の関係を示す水平視差データを作成する水平視差データ作成部と、を有し、
前記対象物検出部は、前記水平視差データに基づいて、前記認識対象物の候補を検出することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記対象物検出部は、前記認識対象物の検出に際し前記撮像画像中の認識対象物の候補が第2の特徴量記憶部に記憶された所定の特徴量に相当しないフレームが所定数連続したときに、前記第2の特徴量記憶部から前記所定の特徴量を削除することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記対象物検出部は、前記認識対象物の候補が前記第1の特徴量記憶部に記憶された所定の特徴量に相当したときには、前記第2の特徴量記憶部への前記所定の特徴量の記憶に際して前記第1の特徴量記憶部から前記所定の特徴量を削除し、前記認識対象物の候補が前記第2の特徴量記憶部に記憶された所定の特徴量に相当しないフレームが所定数連続したときには、前記第2の特徴量記憶部からの前記所定の特徴量の削除に際して前記第1の特徴量記憶部への前記所定の特徴量の登録を行うことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記対象物検出部は、現在のフレームで検出された認識対象物の候補である物体を前記現在のフレームの前のフレームにおいて検出された認識対象物に相当する場合に、前記前のフレームで検出された前記認識対象物の前記撮像画像上における位置座標に基づいて前記現在のフレームの前記物体の位置座標を予測して、前記物体に対し前記物体を識別する識別子を付与する追尾部を有し、
前記第2の特徴量記憶部には、前記識別子が付与された前記物体に相当する特徴量が前記識別子と関連付けて記憶され、
前記対象物検出部は、前記物体に対して前記識別子が付与されたときに、前記第2の特徴量記憶部に基づいた前記認識対象物の検出を行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記対象物検出部は、前記視差画像データにより求めた前記認識対象物のサイズに基づいて、当該認識対象物の種類を特定することを特徴とする請求項3または4に記載の画像処理装置。
- 前記水平視差データ作成部は、前記認識対象物の種類に応じて、前記移動面からの高さの異なる複数の水平視差データを作成することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
- 前記特徴量は、パターン画像であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 画像処理部を備え、撮像部からフレーム単位で入力される撮像画像について、該撮像画像中の認識対象物の候補が第1の特徴量記憶部に記憶された特徴量に相当したときに前記認識対象物の候補を認識対象物として検出する請求項1乃至10のいずれか一項に記載の画像処理装置で行われる認識対象物検出方法であって、
前記画像処理部が、前記認識対象物の候補が前記第1の特徴量記憶部に記憶された所定の特徴量に相当したときに前記所定の特徴量を第2の特徴量記憶部に記憶するステップと、
前記第2の特徴量記憶部へ所定の特徴量が記憶されたフレーム以降のフレームにおいて、該以降のフレームの撮像画像から前記第2の特徴量記憶部に基づいて前記認識対象物の検出を行うステップと、
上記ステップで前記認識対象物が検出されなかったときには前記第1の特徴量記憶部に基づいて前記認識対象物の検出を行うステップと、を有することを特徴とする認識対象物検出方法。 - 撮像部からフレーム単位で入力される撮像画像について、該撮像画像中の認識対象物の候補が第1の特徴量記憶部に記憶された特徴量に相当したときに前記認識対象物の候補を認識対象物として検出するときに、前記認識対象物の候補が前記第1の特徴量記憶部に記憶された所定の特徴量に相当したときに前記所定の特徴量を第2の特徴量記憶部に記憶し、前記第2の特徴量記憶部へ所定の特徴量が記憶されたフレーム以降のフレームにおいて、該以降のフレームの撮像画像から前記第2の特徴量記憶部に基づいて前記認識対象物の検出を行い、前記認識対象物が検出されなかったときには前記第1の特徴量記憶部に基づいて前記認識対象物の検出を行う認識対象物検出手段として、コンピュータを機能させることを特徴とする認識対象物検出プログラム。
- 移動体の移動制御を行う移動制御手段と、
前記移動体の周囲を撮像対象として撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から入力される撮像画像から、前記撮像対象内に存在する認識対象物を検出する認識対象物検出手段と、を備え、
前記認識対象物検出手段として、請求項1〜10のいずれか一項に記載の画像処理装置を用いたことを特徴とする移動体制御システム。
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