JP2015143966A - 画像処理装置、立体物検出方法、立体物検出プログラム、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立体物(検出対象物)を検出し検出結果を出力する画像処理部としての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、ガードレール類似物を検出し、このガードレール類似物の所定範囲を歩行者の存在を判定する検出領域βとして設定し、この検出領域βに存在する検出対象物を検出する。
【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を用いた歩行者検出のための立体物検出処理(立体物検出方法)の流れについて、図9に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、撮像ユニット100の画像補正部110は、各カメラ101A,101Bからの画像データa,bの入力を受け付ける(ステップS1)。画像補正部110は、この画像データa,bに対して、倍率補正、画像中心補正、歪補正等の補正処理を行い(ステップS2)、ステレオ画像処理部200に向けて補正画像データa’,b’を出力する。図6(a)に、補正画像データa’10の一例を示す。
S = s × Z / f (4)
以下、ステップS83で行われる水平視差図を利用した「ガードレール類似物領域」での歩行者の存在の判定方法を、図8に示す説明図、および、図10に示すフローチャートを用いて説明する。図8は、歩行者が存在しない場面(シーン)、歩行者が遠くに存在する場面、歩行者が近くに存在する場面といった、各場面における補正画像データa’とこれに対応する水平視差画像の概略図である。図8(a)は歩行者が存在せず、ガードレール類似物のみが存在する場面の補正画像データa’(10a)と水平視差図30aとを示す。図8(b)、(c)はガードレール類似物のそばであって、ガードレール類似物と車道との間に歩行者が存在する場面を示す。図8(b)は自車両400から遠い位置に歩行者が存在する場面の補正画像データa’(10b)と水平視差図30bとを示す。図8(c)は自車両400から近い位置に歩行者が存在する場面の補正画像データa’(10c)と水平視差図30cとを示す。なお、図8(b),(c)では、いずれの場合も、歩行者はガードレール類似物の手前、つまり、車道側に存在している。図10は、歩行者検出部253による歩行者判定処理の流れ(図9のステップS83の詳細)を示すフローチャートである。
まず、水平視差図に対して最小二乗法またはハフ変換処理を行い、その結果が連続する直線の場合、水平視差画像で直線近傍に直線から逸脱する線分があるか判定する。逸脱する線分がある場合は、この線分を歩行者と判定する。また、この逸脱する線分のサイズを算出し、メモリ202等に予め設定した歩行者のサイズに一致するか否かを判定した上で、歩行者の存在を判定してもよい。
次に、実施例1に係る画像処理装置1の一変形例(以下、「変形例1」という。)について、図11を用いて説明する。図11は、変形例1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。この図11に示すように、変形例1の画像処理装置は、立体物検出部250A内に領域範囲テーブル254をさらに備えていること以外は、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。この領域範囲テーブル254は、メモリ202中に保持(記憶)され、ガードレール類似物領域指定部252によって参照される。
次に、実施例1に係る画像処理装置1の他の変形例(以下、「変形例2」という。)について、図12を用いて説明する。図12は、変形例2の立体物検出部250Bの機能構成を示す機能ブロック図である。この図12に示すように、変形例2の画像処理装置は、認識辞書入力部255および歩行者検証部256を追加したこと以外は、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。
次に、実施例2に係る画像処理装置について、図13〜図16を用いて説明する。上記実施例1およびその変形例では、ガードレール類似物に注目し、その近辺の歩行者を重点的に検出しているが、この実施例2では、ガードレール類似物の内側に注目し、その内側の歩行者を重点的に検出するものである。この実施例2の画像処理装置も、図2に示すような移動体制御システムに適用することができる。図13は、実施例2に係る画像処理装置としてのステレオ画像処理部1200の機能構成を示す機能ブロック図である。この図13に示すように、実施例2のステレオ画像処理部1200は、立体物検出部250を立体物検出部1250に代えたこと以外は、図3に示す実施例1のステレオ画像処理部1200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。図13に示すように、実施例2のステレオ画像処理部200は、撮像ユニット100から入力される補正画像データa’,b’に対して画像処理を行うものであり、主に、視差演算部210と、垂直視差図作成部220と、移動面位置検出部230と、水平視差図作成部240と、立体物検出部1250と、を備えて構成されている。
次に、実施例2に係る画像処理装置について、図17〜図19を用いて説明する。上記各実施例または変形例では、立体物としてガードレール類似物を検出し、このガードレール類似物に基づいて歩行者を検出しているが、実施例3では、立体物として自車両の前方を走行する「車両(前方車両)」を検出し、この車両近辺の歩行者を重点的に検出するものである。「車両」としては、移動面を走行または停車している自動車、バイク、自転車等の他車両、路肩等の移動面付近に停車している他車両等が挙げられる。また、道路際のビル、標識等、歩行者が隠れている可能性のある「車両類似物」等も「車両」に含まれる。この実施例3の画像処理装置も、図2に示すような移動体制御システムに適用することができる。
次に、実施例3に係る画像処理装置の一変形例(以下、「変形例1」という。)について、図21を用いて説明する。図21は、実施例3の変形例1の立体物検出部2250Aの機能構成を示す機能ブロック図である。この図21に示すように、変形例1の立体物検出部2250Aは、領域範囲テーブル2254をさらに備えていること以外は、実施例3の立体物検出部2250と同様の基本構成を有している。そのため、実施例3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。この領域範囲テーブル2254は、メモリ202(図2参照)中に保持(記憶)され、車両領域指定部2252によって参照される。
次に、実施例3に係る画像処理装置の他の変形例(以下、「変形例2」という。)について、図22を用いて説明する。図22は、変形例2の立体物検出部2250Bの機能構成を示す機能ブロック図である。この図22に示すように、変形例2の立体物検出部2250Bは、認識辞書入力部2255および歩行者検証部2256を追加したこと以外は、実施例3の立体物検出部2250と同様の基本構成を有している。そのため、実施例3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。
次に、実施例3に係る画像処理装置の他の変形例(以下、「変形例3」という。)について説明する。変形例3では、撮像装置としての撮像ユニット100(撮像装置搭載車両)と立体物である「車両」との位置関係によって、歩行者を探索する「車両領域(検出領域β)」を変更している。歩行者が存在する確率の高い領域を重点的に探索することで、歩行者の検出精度を向上させるためである。
20 垂直視差図
30,30a,30b,30c 水平視差図
100 撮像ユニット(撮像部)
200,1200 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 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,250B,1250,2250,2250A,2250B 立体物検出部
500 車両制御ユニット(移動体制御システム)
RS 路面(移動面) β 検出領域 A,B,C 車両(他車両、立体物)
Claims (18)
- 撮像領域を撮像する複数の撮像部から入力される複数の撮像画像に基づいて、検出対象物を検出する画像処理部を備え、
前記画像処理部は、複数の前記撮像画像に基づいて視差画像データを生成し、前記視差画像データに基づいて、前記撮像画像上において、画像端部から消失点の方向に向かって延びる立体物を検出し、当該立体物に基づいて、前記検出対象物を検出する検出領域を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 撮像領域を撮像する複数の撮像部から入力される複数の撮像画像に基づいて、検出対象物を検出する画像処理部を備え、
前記画像処理部は、複数の前記撮像画像に基づいて視差画像データを生成し、前記視差画像データに基づいて、前記撮像画像上において、前記撮像部を有する移動体が移動する移動面またはその近傍に存在する所定の立体物を検出し、当該立体物に基づいて、前記検出対象物を検出する検出領域を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像処理部は、前記立体物を含む所定範囲を前記検出領域として設定し、当該検出領域に存在する前記検出対象物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、少なくとも前記立体物で区切られた所定範囲を前記検出領域として設定し、当該検出領域に存在する前記検出対象物を検出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、前記立体物に不連続部分が存在する場合、前記立体物で区切られた所定範囲に加えて、不連続部分を含む所定範囲を、前記検出領域として設定し、当該検出領域に存在する前記検出対象物を検出することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記不連続部分を含む所定範囲は、前記撮像部からの距離に対応して変化し、前記撮像部からの距離が近くなるほど、より広く設定されることを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記画像処理部は、前記撮像部と前記立体物との位置関係に対応して、前記検出領域を設定し、当該検出領域に存在する前記検出対象物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、
複数の撮像部から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と、
前記視差画像データに基づいて、前記立体物を検出し、当該立体物に基づいて設定した前記検出領域に存在する前記検出対象物を検出する立体物検出部と、を備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項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、画像垂直座標および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、前記撮像部を有する移動体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、をさらに備え、
前記立体物検出部は、前記移動面付近の水平視差データに基づいて、前記立体物を検出し、当該立体物に基づいて設定した前記検出領域に存在する前記検出対象物を検出することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記立体物が、ガードレールまたは前記移動面の側部に存在する立体物であり、
前記立体物検出部は、前記ガードレールまたは前記移動面の側部に存在する前記立体物をガードレール類似物として検出し、前記ガードレール類似物に基づいて、前記検出領域を設定することを特徴とする請求項8または9に記載の画像処理装置。 - 前記立体物検出部は、前記水平視差データを直線近似し、この直線近似した前記水平視差データ中の前記立体物に対応する直線を検出し、当該直線が不連続であるとき、前記視差画像データおよび前記撮像部からの距離に基づいて、この不連続直線部分に対応する立体物のサイズを算出し、当該サイズが、前記検出対象物の所定のサイズと一致した場合、前記検出対象物が存在すると判定することを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記立体物検出部は、前記水平視差データを直線近似し、この直線近似した前記水平視差データ中の前記立体物に対応する直線を検出し、当該直線から水平方向に逸脱する直線が存在するとき、前記視差画像データおよび前記撮像部からの距離に基づいて、この逸脱する直線に対応する立体物のサイズを算出し、当該サイズが、前記検出対象物の所定のサイズと一致した場合、前記検出対象物が存在すると判定することを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記立体物が、車両または車両類似物であり、
前記立体物検出部は、前記水平視差データを直線近似し、この直線近似した前記水平視差データ中の前記立体物に対応する直線を検出し、当該直線に凸部分が存在するとき、前記視差画像データおよび前記撮像部からの距離に基づいて、この凸部分に対応する立体物のサイズを算出し、当該サイズが、前記検出対象物の所定のサイズと一致した場合、前記検出対象物が存在すると判定することを特徴とする請求項8または9に記載の画像処理装置。 - 前記検出対象物の形状パターンが複数記憶された記憶部を有し、
前記立体物検出部は、前記水平視差画像に基づいて前記検出対象物と判定された前記立体物に対応する領域を、前記撮像部が撮像した前記撮像画像上に設定し、当該撮像画像上の前記領域の画像が、前記記憶部から読み出される前記検出対象物の前記形状パターンとが、所定値以上の一致率で一致する場合は、前記立体物が前記検出対象物であることを検証することを特徴とする請求項8〜13のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記水平視差データ作成部は、前記検出対象物の種類に対応して、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9または10に記載の画像処理装置。
- 撮像領域を撮像する複数の撮像部から入力される複数の撮像画像に基づいて、検出対象物を検出する請求項1〜15のいずれか一項に記載の画像処理装置で行われる立体物検出方法であって、
前記複数の撮像部によって撮像した複数の前記撮像画像に基づいて視差画像データを生成するステップと、
前記視差画像データに基づいて、前記撮像画像上において、所定の立体物を検出するステップと
当該立体物を基準として、前記検出対象物を検出する検出領域を設定するステップと、
前記検出領域に存在する前記検出対象物を検出するステップと、を有することを特徴とする立体物検出方法。 - 請求項16に記載の立体物検出方法をコンピュータに実行させるための立体物検出プログラム。
- 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立体物を検出する立体物検出手段と、を備え、
前記立体物検出手段として、請求項1〜15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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