JP2015133078A - 制御用対象物認識装置、移動体機器制御システム及び制御用対象物認識用プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は車載機器制御システムの概略構成を示す模式図である。
図1に示す車載機器制御システムは、走行する自車両100の進行方向前方領域を撮像領域として撮像する撮像手段としての撮像ユニット101が設けられている。この撮像ユニット101は、例えば、自車両100のフロントガラス103のルームミラー(図示せず)付近に設置される。撮像ユニット101の撮像によって得られる撮像画像データ等の各種データは、画像処理手段としての画像解析ユニット102に入力される。画像解析ユニット102は、撮像ユニット101から送信されてくるデータを解析して、自車両100の前方に存在する他車両の位置、方角、距離を算出したり、撮像領域内に存在する路面上の白線等の車線境界線等を検出したりする。他車両の検出では、視差画像に基づいて路面上の対象物を車両として検出する。
撮像ユニット101は、2つの撮像部110A,110Bを備えたステレオカメラであり、2つの撮像部110A,110Bの構成は同一のものである。各撮像部110A,110Bは、それぞれ、撮像レンズ111A,111Bと、撮像素子が2次元配置された画像センサ112A,112Bと、画像センサ112A,112Bが設けられたセンサ基板113A,113Bと、センサ基板113A,113Bから出力されるアナログ電気信号(画像センサ112A,112B上の各受光素子が受光した受光量)をデジタル電気信号に変換した撮像画像データを生成して出力する信号処理部114A,114Bとから構成されている。撮像ユニット101からは、輝度画像データが出力される。
画像センサ112A,112Bは、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などを用いたイメージセンサであり、その撮像素子(受光素子)にはフォトダイオード112aを用いている。フォトダイオード112aは、撮像画素ごとに2次元的にアレイ配置されており、フォトダイオード112aの集光効率を上げるために、各フォトダイオード112aの入射側にはマイクロレンズ112bが設けられている。この画像センサ112A,112Bがワイヤボンディングなどの手法によりPWB(printed wiring board)に接合されてセンサ基板113A,113Bが形成されている。
図4は、図2における処理ハードウェア部120及び画像解析ユニット102によって実現される本実施形態の制御用対象物識別装置の構成を示すブロック図である。
同図において、本実施形態の制御用対象物識別装置200は、ステレオ画像入力部201、視差画像計算部202、輝度画像入力部203、物体候補領域認識部204、物体認識部205、物体追尾処理部206、物体状態判別部207、制御用対象物認識部208、認識辞書記憶部209、認識結果出力部210を含んで構成されている。
図4のステレオ画像入力部201に、ステレオ画像が入力される(S101)。具体的にはステレオカメラからステレオ画像を入力する。図6はステレオ画像の例を示したものである。ステレオ画像においては、同じ被写体が左右の画像センサで異なる結像位置に結像されている。そして、図4の輝度画像入力部203によって、ステレオ画像のうちの左画像もしくは右画像のいずれかの輝度画像(基準画像)を入力する(S102)。入力されたステレオ画像や輝度画像は、ステレオカメラのメモリ130に保存される。
ここで、Δは、各検出対象物の画像領域A,C,E又は追尾結果領域A’,C’,E’内の視差平均値、fはステレオカメラの焦点距離、Dは左右カメラレンズ間の距離である。
ΔZA = ZA’ − ZA ・・・(4A)
ΔZC = ZC’ − ZC ・・・(4C)
ΔZE = ZE’ − ZE ・・・(4E)
VzA = ΔZA/Δt ・・・(5A)
VzC = ΔZC/Δt ・・・(5C)
VzE = ΔZE/Δt ・・・(5E)
まず、各検出対象物の画像領域A,C,Eと各追尾結果領域A’,C’,E’について、撮像画像上での横座標値(画像横方向中央を原点とする。)と実空間上での横座標値(自車両横方向中央を原点とする。)との関係から、下記の式(6)より、実空間上での横座標値X(自車両100に対する横方向距離)を求める。これにより、今回認識された各検出対象物の自車両100に対する横方向距離XA,XC,XEと、それらの追尾結果領域A’,C’,E’に映し出されている検出対象物の自車両100に対する横方向距離XA’,XC’,XE’とが得られる。
ここで、xは画像上での横座標値、fはカメラレンズの焦点距離、Zは各検出対象物の画像領域A,C,E及び各追尾結果領域A’,C’,E’について算出した距離である。
ΔXA = XA’ − XA ・・・(7A)
ΔXC = XC’ − XC ・・・(7C)
ΔXE = XE’ − XE ・・・(7E)
VxA = ΔXA/Δt ・・・(8A)
VxC = ΔXC/Δt ・・・(8C)
VxE = ΔXE/Δt ・・・(8E)
(態様A)
自車両100等の移動体の周囲を撮像して得られる撮像画像に基づいて前記移動体の周囲に存在する他車両や歩行者等の検出対象物を検出する物体認識部205等の対象物検出手段を備え、前記対象物検出手段が検出した検出対象物が前記移動体に搭載された所定の機器を制御する制御用対象物であるか否かを識別する制御用対象物識別装置であって、移動体周囲を撮像するステレオカメラ等の複数の撮像手段が撮像した一対の撮像画像から得られる視差情報に基づいて、前記対象物検出手段が検出した検出対象物までの距離Dzを算出する物体状態判別部207等の距離算出手段と、前記距離算出手段が算出した距離と、該距離の算出に用いられた撮像画像を含む撮像時期が異なる2つ以上の撮像画像間における前記検出対象物の画像位置の違いとから、該検出対象物の速度Vx,Vy,Vzを特定する物体状態判別部207等の速度特定手段と、前記速度特定手段が特定した速度が前記制御用対象物となる条件を満たすか否かを判断する制御用対象物認識部208等の判断手段とを有することを特徴とする。
本態様によれば、当該移動体に対する検出対象物の速度から、その検出対象物の挙動を把握することができる。これにより、同じ検出対象物であっても、移動体上の機器に対する制御の必要がない挙動を示している場合と、移動体上の機器に対する制御が必要な挙動を示している場合とを適切に識別することができる。その結果、移動体上の機器に対して不要な制御を実行してしまったり、移動体上の機器に対して必要な制御が実行されなかったりするといった事態が少なくなり、移動体上の所定機器の適切な制御が可能になる。
態様Aにおいて、前記移動体の移動方向に対して直交する横方向における該移動体と前記検出対象物との横方向距離Xを算出する物体状態判別部207等の横方向距離算出手段を有し、前記判断手段は、前記速度特定手段が特定した速度と前記横方向距離算出手段が算出した横方向距離とが、前記条件を満たすか否かを判断することを特徴とする。
これによれば、制御用対象物か否かを判断するための挙動を適切に把握することができ、移動体上の所定機器のより適切な制御が可能になる。
態様A又はBにおいて、前記速度特定手段は、前記移動体の移動方向に対して直交する水平方向における該移動体と前記検出対象物との相対速度である水平方向相対速度Vxと、鉛直方向における該移動体と該検出対象物との相対速度である鉛直方向相対速度Vyと、該移動体の移動方向における該移動体と該検出対象物との相対速度である移動方向相対速度Vzとを、前記検出対象物の速度として特定するものであることを特徴とする。
これによれば、制御用対象物か否かを判断するための挙動を適切に把握することができ、移動体上の所定機器のより適切な制御が可能になる。
態様Cにおいて、前記判断手段は、前記距離算出手段が算出した距離Dz及び前記横方向距離算出手段が算出した横方向距離X、並びに、前記速度特定手段が特定した水平方向相対速度Vx、鉛直方向相対速度Vy及び移動方向相対速度Vzが、前記条件を満たすか否かを判断することを特徴とする。
これによれば、制御用対象物か否かを判断するための挙動を適切に把握することができ、移動体上の所定機器のより適切な制御が可能になる。
前記態様Dにおいて、前記判断手段は、前記式(9)から求まる評価値Kを算出し、該評価値Kが所定の閾値を超えているときに前記条件を満たすと判断することを特徴とする。
これによれば、迅速な処理が可能となる。
前記態様Eにおいて、前記式(9)中のパラメータk(X)、k(Dz)、k(Vx)、k(Vy)、k(Vz)は、前記制御用対象物について事前学習して得たものであることを特徴とする。
これによれば、制御用対象物か否かの判断をより適切に実施することができる。
前記態様A〜Fのいずれかの態様において、前記対象物検出手段が前記検出対象物の検出に用いる撮像画像は、前記一対の撮像画像のうち前記視差情報を得るときに基準画像となる輝度画像であることを特徴とする。
これによれば、対象物検出手段が検出対象物の検出に用いる撮像画像の撮像処理に、視差画像を生成するための撮像手段を利用することができる。
移動体周囲を撮像して得られる撮像画像に基づいて前記移動体の周囲に存在する検出対象物を検出し、検出した検出対象物が前記移動体に搭載された所定の機器を制御する制御用対象物であるか否かを識別する制御用対象物識別手段と、前記制御用対象物識別手段の識別結果に基づいて、前記所定の機器を制御する移動体機器制御手段とを備えた車載機器制御システム等の移動体機器制御システムであって、前記制御用対象物識別手段として、前記態様A〜Gのいずれかの態様に係る制御用対象物識別装置を用いることを特徴とする。
これによれば、検出された検出対象物が制御用対象物であるか否かを適切に判断して移動体上の所定機器を制御するので、所定機器の適切な制御を実現できる。
移動体周囲を撮像して得られる撮像画像に基づいて前記移動体の周囲に存在する検出対象物を検出する対象物検出手段を備え、前記対象物検出手段が検出した検出対象物が前記移動体に搭載された所定の機器を制御する制御用対象物であるか否かを識別する制御用対象物識別装置のコンピュータに実行される制御用対象物認識用プログラムであって、移動体周囲を撮像する複数の撮像手段が撮像した一対の撮像画像から得られる視差情報に基づいて、前記対象物検出手段が検出した検出対象物までの距離を算出する距離算出手段、前記距離算出手段が算出した距離と、該距離の算出に用いられた撮像画像を含む撮像時期が異なる2つ以上の撮像画像間における前記検出対象物の画像位置の違いとから、該検出対象物の速度を特定する速度特定手段、及び、前記速度特定手段が特定した速度が前記制御用対象物となる条件を満たすか否かを判断する判断手段として、前記コンピュータを機能させることを特徴とする。
これによれば、検出された検出対象物が制御用対象物であるか否かを適切に判断することが可能となり、移動体上の所定機器の適切な制御が実現可能となる。
なお、このプログラムは、CD−ROM等の記録媒体に記録された状態で配布したり、入手したりすることができる。また、このプログラムを乗せ、所定の送信装置により送信された信号を、公衆電話回線や専用線、その他の通信網等の伝送媒体を介して配信したり、受信したりすることでも、配布、入手が可能である。この配信の際、伝送媒体中には、コンピュータプログラムの少なくとも一部が伝送されていればよい。すなわち、コンピュータプログラムを構成するすべてのデータが、一時に伝送媒体上に存在している必要はない。このプログラムを乗せた信号とは、コンピュータプログラムを含む所定の搬送波に具現化されたコンピュータデータ信号である。また、所定の送信装置からコンピュータプログラムを送信する送信方法には、プログラムを構成するデータを連続的に送信する場合も、断続的に送信する場合も含まれる。
101 撮像ユニット
102 画像解析ユニット
104 車両走行制御ユニット
110A,110B 撮像部
120 処理ハードウェア部
121 視差演算部
200 制御用対象物識別装置
201 ステレオ画像入力部
202 視差画像計算部
203 輝度画像入力部
204 物体候補領域認識部
205 物体認識部
206 物体追尾処理部
207 物体状態判別部
208 制御用対象物認識部
209 認識辞書記憶部
210 認識結果出力部
302 路面領域
Claims (9)
- 移動体周囲を撮像して得られる撮像画像に基づいて前記移動体の周囲に存在する検出対象物を検出する対象物検出手段を備え、
前記対象物検出手段が検出した検出対象物が前記移動体に搭載された所定の機器を制御する制御用対象物であるか否かを識別する制御用対象物識別装置であって、
移動体周囲を撮像する複数の撮像手段が撮像した一対の撮像画像から得られる視差情報に基づいて、前記対象物検出手段が検出した検出対象物までの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段が算出した距離と、該距離の算出に用いられた撮像画像を含む撮像時期が異なる2つ以上の撮像画像間における前記検出対象物の画像位置の違いとから、該検出対象物の速度を特定する速度特定手段と、
前記速度特定手段が特定した速度が前記制御用対象物となる条件を満たすか否かを判断する判断手段とを有することを特徴とする制御用対象物識別装置。 - 請求項1の制御用対象物識別装置において、
前記移動体の移動方向に対して直交する横方向における該移動体と前記検出対象物との横方向距離を算出する横方向距離算出手段を有し、
前記判断手段は、前記速度特定手段が特定した速度と前記横方向距離算出手段が算出した横方向距離とが、前記条件を満たすか否かを判断することを特徴とする制御用対象物識別装置。 - 請求項1又は2の制御用対象物識別装置において、
前記速度特定手段は、前記移動体の移動方向に対して直交する水平方向における該移動体と前記検出対象物との相対速度である水平方向相対速度Vxと、鉛直方向における該移動体と該検出対象物との相対速度である鉛直方向相対速度Vyと、該移動体の移動方向における該移動体と該検出対象物との相対速度である移動方向相対速度Vzとを、前記検出対象物の速度として特定するものであることを特徴とする制御用対象物識別装置。 - 請求項3の制御用対象物識別装置において、
前記判断手段は、前記距離算出手段が算出した距離Dz及び前記横方向距離算出手段が算出した横方向距離X、並びに、前記速度特定手段が特定した水平方向相対速度Vx、鉛直方向相対速度Vy及び移動方向相対速度Vzが、前記条件を満たすか否かを判断することを特徴とする制御用対象物識別装置。 - 請求項4の制御用対象物識別装置において、
前記判断手段は、下記の式(1)から求まる評価値Kを算出し、該評価値Kが所定の閾値を超えているときに前記条件を満たすと判断することを特徴とする制御用対象物識別装置。
- 請求項5の制御用対象物識別装置において、
前記式(1)中のパラメータk(X)、k(Dz)、k(Vx)、k(Vy)、k(Vz)は、前記制御用対象物について事前学習して得たものであることを特徴とする制御用対象物識別装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の制御用対象物識別装置において、
前記対象物検出手段が前記検出対象物の検出に用いる撮像画像は、前記一対の撮像画像のうち前記視差情報を得るときに基準画像となる輝度画像であることを特徴とする制御用対象物識別装置。 - 移動体周囲を撮像して得られる撮像画像に基づいて前記移動体の周囲に存在する検出対象物を検出し、検出した検出対象物が前記移動体に搭載された所定の機器を制御する制御用対象物であるか否かを識別する制御用対象物識別手段と、
前記制御用対象物識別手段の識別結果に基づいて、前記所定の機器を制御する移動体機器制御手段とを備えた移動体機器制御システムであって、
前記制御用対象物識別手段として、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の制御用対象物識別装置を用いることを特徴とする移動体機器制御システム。 - 移動体周囲を撮像して得られる撮像画像に基づいて前記移動体の周囲に存在する検出対象物を検出する対象物検出手段を備え、前記対象物検出手段が検出した検出対象物が前記移動体に搭載された所定の機器を制御する制御用対象物であるか否かを識別する制御用対象物識別装置のコンピュータに実行される制御用対象物認識用プログラムであって、
移動体周囲を撮像する複数の撮像手段が撮像した一対の撮像画像から得られる視差情報に基づいて、前記対象物検出手段が検出した検出対象物までの距離を算出する距離算出手段、
前記距離算出手段が算出した距離と、該距離の算出に用いられた撮像画像を含む撮像時期が異なる2つ以上の撮像画像間における前記検出対象物の画像位置の違いとから、該検出対象物の速度を特定する速度特定手段、及び、
前記速度特定手段が特定した速度が前記制御用対象物となる条件を満たすか否かを判断する判断手段として、前記コンピュータを機能させることを特徴とする制御用対象物認識用プログラム。
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