JP2020004293A - 車載電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明による車載電子制御装置は、立体物を撮像する撮像装置と前記撮像装置で撮像された立体物の画像データに基づいて認識処理を行う制御部とを備えた車載電子制御装置において、前記撮像装置は、車両の走行に伴って立体物を認識し、認識した立体物の画像データを対応する識別番号により管理し、前記制御部より前記識別番号が通知された場合に、前記識別番号に対応する前記立体物の高解像度の部分画像を生成し、生成した画像データおよび前記識別番号を前記制御部へ出力し、前記制御部は、前記認識処理に必要な前記画像データの前記識別番号を前記撮像装置に通知する。
以下、第1の実施形態について図面を参照して説明する。
第1の実施形態では、カメラ3と制御部2の間のローデータの伝送帯域をどのように削減するかという課題に対し、カメラ3以外のセンサの情報、例えばレーダ4を用いて、必要なデータを特定して、伝送帯域を削減する車載電子制御装置について説明する。
経路計画部14は経路計算部46にてLDM44を元に安全領域計算と経路計算を行い、算出されたこれらの情報は自動運転支援に用いられる。
まず、レーダ4にて、遠方の立体物をレーダ4の座標系で(時刻T、角度θ1、距離d1)61で検知し、出力する。この検知結果が制御部2に入力され、レーダ座標変換部33にて、グローバル座標系(座標系1とも呼ぶ)に変換され、(時刻T、座標系1(x1、y1、z1))62として出力され、解析部13の立体物計算部45に入力される。
図4において、処理S1、S3〜S6、S9〜S10は、制御部2の処理であり、処理S2はレーダ4の処理であり、処理S7〜S8はカメラ3の処理である。
処理S2で、レーダ4からの検知座標が出力されると、処理S3では、制御部2内のレーダ座標変換部33にて、レーダ4での検知座標からグローバル座標系の座標に座標変換される。その後、処理S4へ進む。
制御部2では、処理S9で、カメラ座標変換部32により、受け取った切出画像に関し、グローバル座標系に座標変換する。
第1の実施形態において、レーダ4のレーダ座標系、制御部2のグローバル座標系、カメラ3のカメラ座標系の座標変換について、単眼カメラの場合を例に、図5〜図10を参照して説明する。
図6に示す次の処理S4−1では、時刻Tにおいて、自車両の位置に対自車両相対座標(x1、y1、z1)を加算して、標識座標(x、y、z)を計算する。
次に、第1の実施形態において、カメラ3で切り出す画像の幅w’をどのように定めるかについて説明する。
図7は、第1の実施形態の単眼カメラ向けの画像幅の指定の例を示す図である。図7に示すように、レーダ4が時刻Tに、距離d、角度θ1で検知した標識(立体物)の幅がwであると仮定する。カメラ3は時刻T+ΔTで標識(立体物)を検知する場合、レーダ4とカメラ3では、検知した時刻が異なるので、標識(立体物)への角度、距離だけでなく、幅w’も異なる。
Wc=Wr × (Dr/Dc) × K … 式(1)
ここで、Wc:カメラ幅、Wr:レーダ幅、Dr:レーダ距離、Dc:カメラ距離、K:係数である。
カメラ時刻座標計算部31により、図8に示したテーブルを参照し、または式(1)でカメラの画像での幅w’を算出する。
第1の実施形態において、単眼カメラでどのように画像を切り出すかについて説明する。
図9は、単眼カメラによる画像切出しを説明する図である。制御部2から、切出画像の情報として、時刻T+ΔT、角度φ1、距離d2、幅w’、識別子ID=1の情報を受け取る。画像取得処理部20にて、全体画像を毎フレーム生成する。画像変換切出部21では、低解像度の全体画像、または一部のフレームのみ使用した間引きフレームによる全体画像に加え、切出し画像を生成する。単眼カメラは距離情報を有しないため、距離情報は使用しない。制御部2からの指示に従い、時刻T+ΔTの全体画像に対し、角度φ1、幅w’で切出し画像を生成する。
制御部2は、処理S6で、図4で述べたと同様に、切出画像の情報として、時刻T+ΔT、識別子ID=1、角度φ1、距離d2、幅w’の情報を出力する。
第1の実施形態において、レーダ4のレーダ座標系、制御部2のグローバル座標系、カメラ3のカメラ座標系の座標変換について、ステレオカメラの場合を例に、図11〜図18を参照して説明する。
D=B × f / Z … 式(2)
ここで、D:距離、B:カメラの基線長、f:カメラ焦点距離、Z:撮像面の位置ずれ、である。
第1の実施形態のシステムにおいて、ステレオカメラで切り出す画像の幅w’をどのように定めるかについて説明する。
図13は、第1の実施形態のステレオカメラ向けの画像幅の指定の例を示す図である。 図13に示すように、レーダ4が時刻Tに、距離d、角度θ1で検知した標識(立体物)の幅がwであると仮定する。カメラ3は時刻T+ΔTで標識(立体物)を検知する場合、レーダ4とカメラ3では、検知した時刻が異なるので、標識(立体物)への角度、距離だけでなく、幅w’も異なる。
第1の実施形態において、ステレオカメラで距離を考慮して、どのように画像を切り出すかについて説明する。
図14は、第1の実施形態のステレオカメラによる画像切出しを説明する図である。制御部2から、切出画像の情報として、時刻T+ΔT、角度φ1、距離d2、幅w’、識別子ID=1の情報を受け取る。画像取得処理部20にて、全体画像を毎フレーム生成する。視差画像を視差画像生成部200にて毎フレーム生成する。
制御部2は、処理S6で、図4で述べたと同様に、切出画像の情報として、時刻T+ΔT、識別子ID=1、角度φ1、距離d2、幅w’の情報を出力する。
以上のように、単眼カメラの場合は、特定の時刻T+ΔTに、角度φ1と幅w’の切出し画像、ステレオカメラの場合は、更に距離d2も含めた切出し画像を生成する。
第2の実施形態では、第1の実施形態に対し、レーダ4で検知した立体物が移動体か静止物かを判定し、移動体と静止物でカメラ3から切出す画像の大きさや送信間隔を変える例について説明する。
レーダ4の初期認識の立体物を一定の時間追跡し、自車の車速、舵角、ヨーレート等の車両情報と比較することにより、該当する立体物が自車の移動量に応じた座標移動であれば静止物、自車の移動量と異なる移動を行う場合は移動体と判定することができる。
第1の実施形態と異なり、認識部41内に、移動体静止物判定部71を設ける。移動体静止物判定部71では、レーダ4の検知結果をトラッキングし、自車の移動情報との差分から移動体、静止物の判定を行い、移動体は自車に対する相対速度と方向を算出する。
立体物計算部45は、移動体、静止物それぞれで切出し画像の送信間隔を定め、移動体の場合は、移動の相対速度と方向から切り出す角度と距離を算出する。
カメラ3は、小容量の全体画像と、制御部2からの指示情報76に従って、切り出した高解像度画像とを送信する。第1の実施形態と同じく、単眼カメラでは角度、ステレオカメラでは角度、距離情報を用いて切出画像を生成する。
移動ベクトルv→がゼロのときは静止物、ゼロでないときは移動体となる。処理S4−12で、移動体のときは毎フレーム、静止物のときは数フレームに1回のようにカメラ3への指示の送信間隔を長くするよう、送信間隔計算を行なう。
図18のフローチャートでは省略しているが、時刻T+ΔTの後、送信間隔に従って、立体物計算部45で自車両と立体物の相対座標を計算し、カメラ時刻座標計算部31にて、カメラ座標系の座標変換を行なう。
第1の実施形態、第2の実施形態では、カメラ3の切出画像に対し、カメラ3以外のレーダ4などのセンサの情報を用いて必要なデータを特定した。第3の実施形態では、カメラ3以外のセンサの情報を使用せず、カメラ3で切出画像を選択する。
第1の実施形態、第2の実施形態と異なる点は、カメラ3自体も認識処理を行うので、カメラ認識部22と認識管理テーブル23を設けていることと、カメラ3と制御部2どちらも、カメラ3から出力する認識IDを基に管理をすることである。制御部2からカメラ3にIDを指定することにより、車両が走行して立体物が移動されていても、カメラ3はカメラ認識部22による立体物の追跡(トラッキング)により、正確な立体物の位置を把握して、指定されたIDに対応する立体物の画像データを送信することができる。
処理S20では、制御部2から切出画像の要求として、時刻T、認識ID=81、82がカメラ3に通知される。次の処理S21で、カメラ3内の画像取得処理部20で、制御部2から要求があった全体画像と視差画像を毎フレーム生成し、カメラ認識部22へ出力する。そして、処理S22で、カメラ認識部22にて、トラッキングなど立体物の認識処理を行う。処理S23で、認識処理の結果に基づいて、認識管理テーブル23の内容を毎フレーム更新する。カメラ認識部22は立体物を認識処理して認識管理テーブル23を更新しているので、走行している車両から立体物81や車両82の位置を特定できる。
(1)車載電子制御装置1は、立体物を検知するセンサ(レーダ4)と、車両が走行した場合に、センサで立体物が検知された時刻から経過した所定時刻における立体物の位置を求める制御部2と、上記位置における所定時刻に、立体物を撮像した画像データを制御部2へ出力する撮像装置(カメラ3)とを備えた。これにより、走行する車両から撮像された画像データの伝送において、伝送帯域を削減することができ、高価なケーブルや高価な通信部品を必要とせず、システムコストを削減できる。
2・・・制御部
3・・・カメラ
4・・・レーダ
10・・・車両
11・・・センサインターフェース部
12・・・統合認識部
13・・・解析部
14・・・経路計画部
20・・・画像取得処理部
21・・・画像変換切出部
23・・・認識管理テーブル
31・・・カメラ時刻座標計算部
32・・・カメラ座標変換部
33・・・レーダ座標変換部
41・・・認識部
42・・・全体認識部
43・・・部分認識部
44・・・ローカルダイナミックマップ(LDM)
45・・・立体物計算部
46・・・経路計算部
71・・・移動体静止物判定部
Claims (10)
- 立体物を検知するセンサと、
車両が走行した場合に、前記センサで立体物が検知された時刻から経過した所定時刻における前記立体物の位置を求める制御部と、
前記位置における前記所定時刻に、前記立体物を撮像した画像データを前記制御部へ出力する撮像装置と
を備えた車載電子制御装置。 - 請求項1に記載の車載電子制御装置において、
前記撮像装置が前記制御部へ出力する前記画像データはローデータである車載電子制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の車載電子制御装置において、
前記撮像装置は、前記位置における前記所定時刻に、前記立体物を撮像した部分画像と、前記部分画像よりも広い範囲を撮像した前記部分画像よりも低解像度または低フレームレートの全体画像とを生成し、生成した前記部分画像および前記全体画像にそれぞれ基づく前記画像データを前記制御部へ出力する車載電子制御装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の車載電子制御装置において、
前記制御部は、前記撮像装置より出力された前記画像データに基づいて前記立体物を認識する車載電子制御装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の車載電子制御装置において、
前記センサは、レーダであり、前記立体物を検知した時刻と前記立体物の前記位置を表す座標を前記制御部へ出力し、
前記制御部は、前記レーダから入力された前記時刻と前記座標に基づいて、前記車両が走行して前記所定時刻経過した後における前記立体物の座標を求め、
前記撮像装置は、前記所定時刻経過した後における前記立体物の座標を用いて、前記立体物を撮像する車載電子制御装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の車載電子制御装置において、
前記制御部は、前記センサで検知された前記立体物が移動体であるかを前記車両の移動量と比較して判定し、
前記撮像装置は、前記立体物が移動体であるか否かに応じて、前記立体物を撮像した前記画像データを前記制御部へ出力する送信間隔を設定する車載電子制御装置。 - 請求項6に記載の車載電子制御装置において、
前記制御部は、前記センサで検知された前記立体物が移動体であるか静止物であるかを前記車両の移動量と比較して判定し、
前記撮像装置は、前記立体物が移動体である場合には、前記立体物を撮像した前記画像データを前記制御部へ出力する送信間隔を短くし、前記立体物が静止物である場合には、前記画像データを前記制御部へ出力する送信間隔を長くする車載電子制御装置。 - 立体物を撮像する撮像装置と前記撮像装置で撮像された立体物の画像データに基づいて認識処理を行う制御部とを備えた車載電子制御装置において、
前記撮像装置は、車両の走行に伴って立体物を認識し、認識した立体物の画像データを対応する識別番号により管理し、前記制御部より前記識別番号が通知された場合に、前記識別番号に対応する前記立体物の高解像度の部分画像を生成し、生成した画像データおよび前記識別番号を前記制御部へ出力し、
前記制御部は、前記認識処理に必要な前記画像データの前記識別番号を前記撮像装置に通知する車載電子制御装置。 - 請求項8に記載の車載電子制御装置において、
前記撮像装置が前記制御部へ出力する前記画像データはローデータである車載電子制御装置。 - 請求項8または請求項9に記載の車載電子制御装置において、
前記撮像装置は、前記立体物を撮像した部分画像と、前記部分画像よりも広い範囲を撮像した前記部分画像よりも低解像度または低フレームレートの全体画像とを生成し、生成した前記部分画像および前記全体画像にそれぞれ基づく前記画像データを前記制御部へ出力する車載電子制御装置。
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