JP2022117201A - Object recognition device, object recognition method, and program - Google Patents

Object recognition device, object recognition method, and program Download PDF

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達也 徳山
Tatsuya Tokuyama
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Abstract

To improve object recognition accuracy.SOLUTION: An object recognition device is provided, comprising a distance measurement unit configured to measure distance based on the time it takes for irradiated light to return after being reflected by an object, a light intensity measurement unit for measuring intensity of reflected light reflected by the object, a correction unit for correcting the light intensity according to the distance, and a recognition processing unit configured to generate object information regarding the object on the basis of the distance and the light intensity corrected by the correction unit.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明の実施形態は、物体認識装置、物体認識方法、及びプログラムに関する。 TECHNICAL FIELD Embodiments of the present invention relate to an object recognition device, an object recognition method, and a program.

測距法として、照射された光が物体に反射されて戻ってくるまでのTOF(Time of Flight:飛行時間)に基づいて物体までの距離を測定する方法が知られている。このような測距法を利用する装置として、車内に設置されたセンサから物体(乗員等)までの距離と、物体からの反射光の光量とに基づいて、車内を監視するための情報を生成する装置がある(特許文献1)。 As a distance measurement method, a method of measuring the distance to an object based on TOF (Time of Flight) is known, which is the time it takes for irradiated light to be reflected by the object and returned. As a device using such a ranging method, information for monitoring the inside of the vehicle is generated based on the distance from the sensor installed in the vehicle to an object (passenger, etc.) and the amount of light reflected from the object. There is a device that does (Patent Document 1).

特開2020-106444号公報JP 2020-106444 A

上記のような測距法においては、物体までの距離が増加するほど反射光が減衰(光量が減少)するため、遠方に存在する物体の認識精度が低下する場合がある。 In the distance measurement method as described above, the reflected light is attenuated (the amount of light is decreased) as the distance to the object increases, so the accuracy of recognizing a distant object may decrease.

そこで、本発明の実施形態は、物体の認識精度を向上させることを目的とする。 Accordingly, an object of an embodiment of the present invention is to improve object recognition accuracy.

本発明の一実施形態としての物体認識装置は、照射された光が物体に反射されて戻ってくるまでの時間に基づいて距離を測定する距離測定部と、物体に反射された反射光の光量を測定する光量測定部と、距離に応じて光量を補正する補正部と、距離と補正部により補正された光量とに基づいて物体に関する物体情報を生成する認識処理部と、を備える。 An object recognition device as an embodiment of the present invention includes a distance measuring unit that measures a distance based on the time it takes for irradiated light to be reflected by an object and then to return, and the amount of light reflected by the object. , a correction unit that corrects the light quantity according to the distance, and a recognition processing unit that generates object information about the object based on the distance and the light quantity corrected by the correction unit.

これにより、距離の増加に伴う反射光の減衰の影響を抑制し、物体の認識精度を向上させることができる。 As a result, it is possible to suppress the influence of attenuation of reflected light due to an increase in distance, and to improve the accuracy of object recognition.

また、補正部は、予め定められた基準距離より遠い距離に対応する光量を、基準距離に対応する基準光量との差が閾値以下となるように増加させてもよい。 Further, the correction unit may increase the amount of light corresponding to a distance longer than a predetermined reference distance so that the difference from the reference amount of light corresponding to the reference distance is equal to or less than a threshold.

これにより、基準距離より遠い距離に存在する物体からの反射光の光量を、物体が基準距離に存在する場合における光量と同等となるように調整できる。 As a result, it is possible to adjust the amount of reflected light from an object present at a distance farther than the reference distance so as to be equal to the amount of light when the object exists at the reference distance.

また、補正部は、基準距離より近い距離に対応する光量を、基準光量との差が閾値以下となるように減少させてもよい。 Also, the correcting unit may reduce the amount of light corresponding to a distance shorter than the reference distance so that the difference from the reference amount of light is equal to or less than a threshold.

これにより、基準距離より近い距離に存在する物体からの反射光の光量を、物体が基準距離に存在する場合における光量と同等となるように調整できる。 As a result, the amount of reflected light from an object present at a distance shorter than the reference distance can be adjusted to be equal to the amount of light when the object is present at the reference distance.

また、基準距離は、物体認識装置の設置位置から車両のフロント席に対応する距離であってもよい。 Also, the reference distance may be a distance corresponding to the front seat of the vehicle from the installation position of the object recognition device.

これにより、車両の室内に存在する物体(乗員等)に対する認識精度を向上させることができる。 As a result, it is possible to improve the accuracy of recognizing an object (occupant, etc.) present in the interior of the vehicle.

また、補正部は、物体認識装置の設置位置から車両のリア席に対応する距離に対応する光量を、フロント席に対応する基準光量との差が閾値以下となるように補正してもよい。 Further, the correction unit may correct the amount of light corresponding to the distance corresponding to the rear seats of the vehicle from the installation position of the object recognition device so that the difference from the reference amount of light corresponding to the front seats is equal to or less than a threshold.

これにより、リア席に存在する物体からの反射光の光量をフロント席に存在する物体からの反射光の光量と同等となるように調整でき、リア席に存在する物体に対する認識精度を向上させることができる。 As a result, the amount of reflected light from objects in the rear seats can be adjusted to be equal to the amount of reflected light from objects in the front seats, thereby improving the accuracy of recognizing objects in the rear seats. can be done.

また、認識処理部は、距離と補正部により補正された光量とを画素値とする画像に対し、距離の差が閾値以下であり且つ光量が閾値以上である複数の画素をグルーピングするグルーピング処理を行い、グルーピングの結果に基づいて物体情報を生成してもよい。 Further, the recognition processing unit performs grouping processing of grouping a plurality of pixels having a distance difference equal to or less than a threshold value and a light amount equal to or greater than a threshold value for an image having pixel values corresponding to the distance and the light amount corrected by the correction unit. and object information may be generated based on the grouping results.

これにより、物体までの距離と、距離に応じて補正された光量とに基づいて、物体の存否、距離、形状、動き等を高精度で認識できる。 As a result, based on the distance to the object and the amount of light corrected according to the distance, the existence, distance, shape, movement, etc. of the object can be recognized with high accuracy.

また、本発明の他の実施形態としての物体認識方法は、照射された光が物体に反射されて戻ってくるまでの時間に基づいて距離を測定する工程と、物体に反射された反射光の光量を測定する工程と、距離に応じて光量を補正する工程と、距離と補正された光量とに基づいて物体に関する物体情報を生成する工程と、を含む。 Further, an object recognition method as another embodiment of the present invention comprises steps of measuring a distance based on the time it takes for irradiated light to be reflected by an object and then returned; The method includes measuring the amount of light, correcting the amount of light according to the distance, and generating object information about the object based on the distance and the corrected amount of light.

また、本発明の他の実施形態としてのプログラムは、情報処理装置に、照射された光が物体に反射されて戻ってくるまでの時間に基づいて距離を測定する処理と、物体に反射された反射光の光量を測定する処理と、距離に応じて光量を補正する処理と、距離と補正された光量とに基づいて物体に関する物体情報を生成する処理と、を実行させる。 Further, a program as another embodiment of the present invention provides an information processing apparatus with a process of measuring a distance based on the time it takes for irradiated light to be reflected by an object and then to return, and A process of measuring the amount of reflected light, a process of correcting the amount of light according to the distance, and a process of generating object information about the object based on the distance and the corrected amount of light are executed.

図1は、実施形態にかかる物体認識装置のハードウェア構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an object recognition device according to an embodiment; FIG. 図2は、TOF法における位相データの取得方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart for explaining an example of the phase data acquisition method in the TOF method. 図3は、TOF法における距離演算方法の一例を説明するためのグラフである。FIG. 3 is a graph for explaining an example of a distance calculation method in the TOF method. 図4は、実施形態にかかる物体認識装置の機能構成の一例を示すブロック図である。4 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the object recognition device according to the embodiment; FIG. 図5は、実施形態にかかる補正部による光量の補正処理の一例を示すグラフである。FIG. 5 is a graph illustrating an example of light amount correction processing by a correction unit according to the embodiment; 図6は、実施形態にかかる認識処理用画像の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an image for recognition processing according to the embodiment; 図7は、実施形態にかかる物体認識装置における処理の一例を示すフローチャートである。7 is a flowchart illustrating an example of processing in the object recognition device according to the embodiment; FIG.

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用、結果、及び効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。 Illustrative embodiments of the invention are disclosed below. The configurations of the embodiments shown below and the actions, results, and effects brought about by the configurations are examples. The present invention can be realized by configurations other than those disclosed in the following embodiments, and at least one of various effects and derivative effects based on the basic configuration can be obtained.

図1は、実施形態にかかる物体認識装置1のハードウェア構成の一例を示す図である。物体認識装置1は、物体認識装置1の周辺に存在する物体に関する物体情報を生成する。物体情報には、例えば、物体の存否、物体までの距離、物体の形状、物体の動き等を示す情報が含まれ得る。物体認識装置1は、物体情報を利用可能なあらゆるシステムや装置に搭載され得る。例えば、物体認識装置1は、車両の乗員を監視するモニタリングシステム、車両周辺に存在する物体を認識して自動走行、危険回避行動等を行う運転支援システム等に搭載され得る。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an object recognition device 1 according to an embodiment. The object recognition device 1 generates object information about objects existing around the object recognition device 1 . The object information can include, for example, information indicating the presence or absence of an object, the distance to the object, the shape of the object, the movement of the object, and the like. The object recognition device 1 can be installed in any system or device that can use object information. For example, the object recognition device 1 can be installed in a monitoring system that monitors passengers in a vehicle, a driving support system that recognizes objects existing around the vehicle, automatically runs, avoids danger, and the like.

ここで例示する物体認識装置1は、照射装置11、拡散光学系12、受光装置13、集光光学系14、及び制御装置15を含む。 The object recognition device 1 exemplified here includes an irradiation device 11 , a diffusion optical system 12 , a light receiving device 13 , a condensing optical system 14 and a control device 15 .

照射装置11は、所定のパルス幅を有するパルス光である照射光21を照射する。照射装置11の具体的構成は特に限定されるべきものではないが、例えばLED(Light Emitting Diode)、PWM(Pulse Width Modulation)回路等を利用して構成され得る。照射装置11は、制御装置15からの発光制御信号等に応じて動作する。照射光21は、拡散光学系12により拡散され、認識対象となる物体(例えば車内の乗員、車両周辺の物体等)に向けて照射される。 The irradiation device 11 irradiates irradiation light 21 which is pulsed light having a predetermined pulse width. Although the specific configuration of the irradiation device 11 should not be particularly limited, it can be configured using, for example, an LED (Light Emitting Diode), a PWM (Pulse Width Modulation) circuit, or the like. The irradiation device 11 operates according to a light emission control signal or the like from the control device 15 . The irradiation light 21 is diffused by the diffusing optical system 12 and irradiated toward an object to be recognized (for example, an occupant in the vehicle, an object around the vehicle, etc.).

受光装置13は、外部からの光を光電変換する装置であり、照射光21が物体に反射された反射光22の位相データ(アナログデータ)を生成する。受光装置13の具体的構成は特に限定されるべきものではないが、例えばフォトダイオード、スイッチング素子、キャパシタ等を利用して構成され得る。反射光22は、集光光学系14により集光された状態で受光装置13に受光される。受光装置13は、制御装置15からのシャッター制御信号等に応じて動作する。 The light receiving device 13 is a device that photoelectrically converts light from the outside, and generates phase data (analog data) of reflected light 22 that is reflected from an object. Although the specific configuration of the light receiving device 13 should not be particularly limited, it can be configured using, for example, photodiodes, switching elements, capacitors, and the like. The reflected light 22 is received by the light receiving device 13 while being condensed by the condensing optical system 14 . The light receiving device 13 operates according to a shutter control signal or the like from the control device 15 .

制御装置15は、物体認識装置1を統合的に制御する情報処理装置であり、制御回路16及び演算回路17を含む。 The control device 15 is an information processing device that comprehensively controls the object recognition device 1 and includes a control circuit 16 and an arithmetic circuit 17 .

制御回路16は、照射装置11及び受光装置13の制御、受光装置13により生成された位相データの取得・加工等を行う回路である。制御回路16は、受光装置13から取得した位相データをデジタル変換したRAWデータを生成する。制御回路16の具体的構成は特に限定されるべきものではないが、I/Oポート、ADコンバータ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、メモリ、各種論理回路、光量測定器等を利用して構成され得る。 The control circuit 16 is a circuit that controls the irradiation device 11 and the light receiving device 13 and acquires and processes phase data generated by the light receiving device 13 . The control circuit 16 generates RAW data by digitally converting the phase data acquired from the light receiving device 13 . Although the specific configuration of the control circuit 16 should not be particularly limited, it is configured using an I/O port, an AD converter, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a memory, various logic circuits, a light amount measuring device, and the like. obtain.

演算回路17は、制御回路16により生成されたRAWデータ等に基づいて物体情報を生成するための各種演算処理を行う。演算回路17は、照射装置11から照射された照射光21が物体に反射されて反射光22として戻ってくる(受光装置13に受光される)までのTOFに基づいて、照射装置11又は受光装置13の設置位置から物体までの距離を算出する。演算回路17の具体的構成は特に限定されるべきものではないが、例えばプログラムに従って演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、メモリ、各種論理回路等を利用して構成され得る。 The arithmetic circuit 17 performs various kinds of arithmetic processing for generating object information based on the RAW data generated by the control circuit 16 and the like. The arithmetic circuit 17 determines whether the irradiation device 11 or the light receiving device is based on the TOF until the irradiation light 21 emitted from the irradiation device 11 is reflected by the object and returned as the reflected light 22 (received by the light receiving device 13). The distance from the installation position of 13 to the object is calculated. Although the specific configuration of the arithmetic circuit 17 should not be particularly limited, for example, a CPU (Central Processing Unit) that performs arithmetic processing according to a program, an FPGA (Field Programmable Gate Array), a memory, various logic circuits, etc. can be configured.

図2及び図3は、TOF法による距離演算方法の一例を示している。図2は、TOF法における位相データの取得方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。図3は、TOF法における距離演算方法の一例を説明するためのグラフである。 2 and 3 show an example of the distance calculation method by the TOF method. FIG. 2 is a timing chart for explaining an example of the phase data acquisition method in the TOF method. FIG. 3 is a graph for explaining an example of a distance calculation method in the TOF method.

図2において、照射光21と反射光22との間に位相差φ(TOFに対応する値)が生じている状態が示されている。また、照射光21の周期に同期して開閉する4種類のゲートQuad1~4の動作が示されている。各ゲートQuad1~4の作用により反射光22の光量に対応する4種類の蓄積電荷q1~q4が取得される。そして、図3に示すように、取得された蓄積電荷q1~q4を実軸と虚軸とからなる座標にプロットすることにより、物体までの距離と方向とを含むベクトル情報を取得できる。 FIG. 2 shows a state in which a phase difference φ (a value corresponding to TOF) is generated between the irradiated light 21 and the reflected light 22 . Also, the operation of four types of gates Quad1 to Quad4 that open and close in synchronization with the cycle of the irradiation light 21 is shown. Four types of accumulated charges q1 to q4 corresponding to the amount of reflected light 22 are obtained by the action of each gate Quad1 to Quad4. Then, as shown in FIG. 3, vector information including the distance and direction to the object can be obtained by plotting the obtained accumulated charges q1 to q4 on coordinates consisting of the real axis and the imaginary axis.

図4は、実施形態にかかる物体認識装置1の機能構成の一例を示すブロック図である。物体認識装置1は、距離測定部101、光量測定部102、補正部103、及び認識処理部104を含む。これらの機能的構成要素101~104は、図1に示すようなハードウェア構成とソフトウェア構成(制御装置15を制御するプログラム等)との協働により構成される。 FIG. 4 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the object recognition device 1 according to the embodiment. The object recognition device 1 includes a distance measurement section 101 , a light intensity measurement section 102 , a correction section 103 and a recognition processing section 104 . These functional components 101 to 104 are configured by cooperation between the hardware configuration and software configuration (programs for controlling the control device 15, etc.) shown in FIG.

距離測定部101は、照射された光が物体に反射されて戻ってくるまでの時間(TOF)に基づいて距離を測定する。本実施形態においては、照射光21が照射装置11から照射されてから、当該照射光21に対応する反射光22が受光装置13に受光されるまでの時間に基づく距離が測定される。 The distance measurement unit 101 measures the distance based on the time (TOF) until the irradiated light is reflected by the object and returned. In this embodiment, the distance is measured based on the time from when the irradiation light 21 is emitted from the irradiation device 11 until the reflected light 22 corresponding to the irradiation light 21 is received by the light receiving device 13 .

光量測定部102は、物体に反射された反射光22の光量を測定する。光量とは、例えば、光束(ルーメン)、照度(ルクス)、光度(カンデラ)等で表される物理量であり得る。光量の測定方法は特に限定されるべきものではなく、例えば、公知の光量測定器等を用いて行われ得る。 A light quantity measuring unit 102 measures the light quantity of the reflected light 22 reflected by the object. The amount of light can be a physical quantity represented by, for example, luminous flux (lumens), illuminance (lux), luminous intensity (candela), and the like. The method for measuring the amount of light should not be particularly limited, and for example, it can be performed using a known light amount measuring device or the like.

補正部103は、距離測定部101により測定された距離に基づいて光量測定部102により測定された光量を補正する。補正部103は、反射光22の光量を、距離の増加に伴い増加させるように補正する。また、補正部103は、反射光22の光量を、距離の減少に伴い減少させるように補正してもよい。 A correction unit 103 corrects the light amount measured by the light amount measurement unit 102 based on the distance measured by the distance measurement unit 101 . The correction unit 103 corrects the light amount of the reflected light 22 so as to increase as the distance increases. Further, the correction unit 103 may correct the light amount of the reflected light 22 so as to decrease as the distance decreases.

認識処理部104は、距離測定部101により測定された距離と、補正部103により補正された光量である補正光量とに基づいて、物体に関する物体情報を生成する。本実施形態に係る認識処理部104は、画像生成部111及びグルーピング部112を含む。 The recognition processing unit 104 generates object information regarding the object based on the distance measured by the distance measurement unit 101 and the corrected light amount, which is the light amount corrected by the correction unit 103 . The recognition processing unit 104 according to this embodiment includes an image generation unit 111 and a grouping unit 112 .

画像生成部111は、距離測定部101により測定された距離と、補正光量(補正する必要がない場合には光量測定部102により測定された光量)とを画素値とする認識処理用画像を生成する。認識処理用画像における各画素の位置は、監視領域内の位置に対応する。 The image generation unit 111 generates an image for recognition processing, in which pixel values are the distance measured by the distance measurement unit 101 and the corrected light amount (the light amount measured by the light amount measurement unit 102 when correction is not necessary). do. The position of each pixel in the image for recognition processing corresponds to the position within the monitoring area.

グルーピング部112は、認識処理用画像に対し、距離の差が閾値以下であり且つ光量(補正光量)が閾値以上である複数の画素をグルーピング(クラスタリング)するグルーピング処理を行う。グルーピング処理の結果に基づいて、物体毎の存在領域を特定でき、物体の存否、物体までの距離、物体の形状、物体の動き等を示す物体情報を生成できる。 The grouping unit 112 performs grouping processing of grouping (clustering) a plurality of pixels each having a difference in distance equal to or less than a threshold value and a light amount (corrected light amount) equal to or more than a threshold value for the image for recognition processing. Based on the result of the grouping process, the presence area of each object can be specified, and object information indicating the presence or absence of the object, the distance to the object, the shape of the object, the movement of the object, and the like can be generated.

図5は、実施形態にかかる補正部103による光量の補正処理の一例を示すグラフである。当該グラフの横軸は、物体認識装置1(照射装置11及び受光装置13)の設置位置からの距離を示し、縦軸は、反射光22の光量を示している。ここでは、物体認識装置1(照射装置11及び受光装置13)を車両の室内の前方部(例えばフロントガラスの上部)に設置し、照射光21を室内の前方部から後方部に向けて照射する場合を例示する。 FIG. 5 is a graph showing an example of light amount correction processing by the correction unit 103 according to the embodiment. The horizontal axis of the graph indicates the distance from the installation position of the object recognition device 1 (irradiating device 11 and light receiving device 13 ), and the vertical axis indicates the amount of reflected light 22 . Here, the object recognition device 1 (the irradiation device 11 and the light receiving device 13) is installed in the front part of the interior of the vehicle (for example, the upper part of the windshield), and the irradiation light 21 is irradiated from the front part to the rear part of the room. Illustrate the case.

図5において、補正前の光量は、設置位置からの距離の増加に伴い、指数関数的に減少することが示されている。補正部103は、このような距離の増加に伴う光量の減少による影響が小さくなるように光量を補正する。 FIG. 5 shows that the amount of light before correction decreases exponentially as the distance from the installation position increases. The correction unit 103 corrects the amount of light so that the influence of the decrease in the amount of light that accompanies such an increase in distance is reduced.

本実施形態にかかる補正部103は、光量測定部102により測定された反射光22の光量を、基準距離D1に対応する基準光量Q1との差が閾値以下となるように補正する。図5に示すように、補正後の光量は、全距離にわたって基準光量Q1の値に近くなるように略一定に保たれている。本実施形態にかかる基準距離D1は、物体認識装置1(照射装置11及び/又は受光装置13)の設置位置から車両のフロント席までの距離であり、基準光量Q1は、フロント席に存在する物体(乗員等)からの反射光22の光量に相当する光量である。これにより、物体認識装置1(照射装置11及び/又は受光装置13)の設置位置からリア席までの距離D2に対応する光量がフロント席に対応する基準光量Q1と同等となるように補正される。 The correction unit 103 according to the present embodiment corrects the light amount of the reflected light 22 measured by the light amount measurement unit 102 so that the difference from the reference light amount Q1 corresponding to the reference distance D1 is equal to or less than a threshold. As shown in FIG. 5, the post-correction light intensity is maintained substantially constant so as to be close to the reference light intensity Q1 over the entire distance. The reference distance D1 according to this embodiment is the distance from the installation position of the object recognition device 1 (the irradiation device 11 and/or the light receiving device 13) to the front seats of the vehicle, and the reference light quantity Q1 is the distance from the object existing in the front seats. It is the amount of light corresponding to the amount of reflected light 22 from (passenger, etc.). As a result, the light quantity corresponding to the distance D2 from the installation position of the object recognition device 1 (irradiating device 11 and/or light receiving device 13) to the rear seats is corrected to be equal to the reference light quantity Q1 corresponding to the front seats. .

図6は、実施形態にかかる認識処理用画像201A,201Bの一例を示す図である。図6において、補正前の認識処理用画像201Aと補正後の認識処理用画像201Bとが例示されている。補正前の認識処理用画像201Aにおいては、リア席の乗員からの反射光22の光量が不足しているため、リア席の乗員の認識が困難になっている。これに対し、補正後の認識処理用画像201Bにおいては、上述したような補正処理により、リア席の乗員からの反射光22の光量が増加されるように補正されるため、リア席の乗員を明確に認識できる。 FIG. 6 is a diagram showing an example of recognition processing images 201A and 201B according to the embodiment. FIG. 6 illustrates an image for recognition processing 201A before correction and an image for recognition processing 201B after correction. In the recognition processing image 201A before correction, the amount of reflected light 22 from the rear seat occupant is insufficient, making it difficult to recognize the rear seat occupant. On the other hand, in the recognition processing image 201B after correction, the amount of reflected light 22 from the rear seat occupant is corrected by the above-described correction processing to increase. clearly recognizable.

図7は、実施形態にかかる物体認識装置1における処理の一例を示すフローチャートである。距離測定部101が物体までの距離を測定し、光量測定部102が当該物体からの反射光22の光量を測定すると(S101)、補正部103は、測定された距離Dと基準距離D1との関係を判定する(S102)。 FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing in the object recognition device 1 according to the embodiment. When the distance measuring unit 101 measures the distance to an object and the light amount measuring unit 102 measures the light amount of the reflected light 22 from the object (S101), the correcting unit 103 calculates the difference between the measured distance D and the reference distance D1. A relationship is determined (S102).

測定された距離Dが基準距離D1より大きい場合(S102:D>D1)、補正部103は、距離Dに対応する光量を増加させるように補正する(S103)。このとき、補正部103は、補正後の光量と基準光量Q1との差が閾値以下となるように補正する。一方、測定された距離Dが基準距離D1より小さい場合(S102:D<D1)、補正部103は、距離Dに対応する光量を減少させるように補正する(S104)。このとき、補正部103は、補正後の光量と基準光量Q1との差が閾値以下となるように補正する。なお、測定された距離Dと基準距離D1との差が閾値以下である場合には、当該距離Dに対応する光量を補正しなくてもよい。 If the measured distance D is greater than the reference distance D1 (S102: D>D1), the correction unit 103 corrects so as to increase the amount of light corresponding to the distance D (S103). At this time, the correction unit 103 performs correction so that the difference between the light amount after correction and the reference light amount Q1 is equal to or less than the threshold. On the other hand, when the measured distance D is smaller than the reference distance D1 (S102: D<D1), the correction unit 103 corrects so as to reduce the amount of light corresponding to the distance D (S104). At this time, the correction unit 103 performs correction so that the difference between the light amount after correction and the reference light amount Q1 is equal to or less than the threshold. In addition, when the difference between the measured distance D and the reference distance D1 is equal to or less than the threshold value, the light quantity corresponding to the distance D may not be corrected.

その後、画像生成部111は、測定された距離Dと補正光量(補正されなかった場合は光量測定部102により測定された元の光量)とを画素値とする認識処理用画像201Bを生成する(S105)。当該距離Dは、方向に関する情報を含むベクトル情報であるため、認識処理用画像201Bの各画素値は、認識領域(例えば車室内)における位置を特定可能なものとなる。 After that, the image generation unit 111 generates an image for recognition processing 201B in which the measured distance D and the corrected light amount (the original light amount measured by the light amount measurement unit 102 if not corrected) are used as pixel values ( S105). Since the distance D is vector information including information about the direction, each pixel value of the image for recognition processing 201B can specify the position in the recognition area (for example, inside the vehicle).

その後、グルーピング部112は、認識処理用画像201Bに対してグルーピング処理を実行し(S106)、認識処理部104は、グルーピング処理の結果に基づいて物体情報を生成する(S107)。グルーピング処理は、距離の差が閾値以下であり且つ光量が閾値以上である複数の画素をグルーピングするように行われる。グルーピング処理の結果に基づいて、物体(乗員等)毎の存在領域を特定でき、物体の存否、物体までの距離、物体の形状、物体の動き等を示す物体情報を生成できる。物体情報は、例えば、車両の乗員を監視するモニタリングシステム、車両周辺に存在する物体を認識して自動走行、危険回避行動等を行う運転支援システム等に利用され得る。 After that, the grouping unit 112 performs grouping processing on the image for recognition processing 201B (S106), and the recognition processing unit 104 generates object information based on the result of the grouping processing (S107). The grouping process is performed so as to group a plurality of pixels whose difference in distance is equal to or less than a threshold and whose amount of light is equal to or greater than a threshold. Based on the result of the grouping process, the presence area of each object (occupant, etc.) can be identified, and object information indicating the presence or absence of the object, the distance to the object, the shape of the object, the movement of the object, and the like can be generated. The object information can be used, for example, in a monitoring system that monitors the occupants of a vehicle, a driving support system that recognizes objects existing around the vehicle, automatically runs, avoids danger, and the like.

以上のように、本実施形態に係る物体認識装置1によれば、物体までの距離の増加に伴う反射光22の減衰(光量の低下)の影響を抑制し、遠方に存在する物体に対する認識精度を向上させることができる。 As described above, according to the object recognition device 1 according to the present embodiment, the influence of the attenuation (decrease in light intensity) of the reflected light 22 accompanying an increase in the distance to the object is suppressed, and the recognition accuracy for distant objects is improved. can be improved.

上記実施形態の機能を実現するためのプログラムは、制御装置15にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されてもよい。また、当該プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、当該プログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成してもよい。 The program for realizing the functions of the above embodiments is a file in a format that can be installed in the control device 15 or in a format that can be executed on a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, a DVD (Digital Versatile Disk), or the like. may be recorded and provided on a computer-readable recording medium. Alternatively, the program may be stored on a computer connected to a network such as the Internet, and provided by being downloaded via the network. Also, the program may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet.

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。 Although the embodiments of the present invention have been exemplified above, the above embodiments and modifications are merely examples, and are not intended to limit the scope of the invention. The above embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, combinations, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. Also, the configuration and shape of each embodiment and each modification can be partially exchanged.

1…物体認識装置、11…照射装置、12…拡散光学系、13…受光装置、14…集光光学系、15…制御装置、16…制御回路、17…演算回路、21…照射光、22…反射光、101…距離測定部、102…光量測定部、103…補正部、104…認識処理部、111…画像生成部、112…グルーピング部、201A,201B…認識処理用画像、D1…基準距離、Q1…基準光量 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Object recognition apparatus, 11... Irradiation apparatus, 12... Diffusion optical system, 13... Light receiving apparatus, 14... Condensing optical system, 15... Control apparatus, 16... Control circuit, 17... Arithmetic circuit, 21... Irradiation light, 22 Reflected light 101 Distance measurement unit 102 Light amount measurement unit 103 Correction unit 104 Recognition processing unit 111 Image generation unit 112 Grouping unit 201A, 201B Image for recognition processing D1 Reference Distance, Q1...Reference light quantity

Claims (8)

照射された光が物体に反射されて戻ってくるまでの時間に基づいて距離を測定する距離測定部と、
前記物体に反射された反射光の光量を測定する光量測定部と、
前記距離に応じて前記光量を補正する補正部と、
前記距離と前記補正部により補正された前記光量とに基づいて前記物体に関する物体情報を生成する認識処理部と、
を備える物体認識装置。
a distance measuring unit that measures the distance based on the time it takes for the irradiated light to return after being reflected by an object;
a light amount measuring unit that measures the amount of reflected light reflected by the object;
a correction unit that corrects the amount of light according to the distance;
a recognition processing unit that generates object information about the object based on the distance and the amount of light corrected by the correction unit;
An object recognition device comprising:
前記補正部は、予め定められた基準距離より遠い距離に対応する前記光量を、前記基準距離に対応する基準光量との差が閾値以下となるように増加させる、
請求項1に記載の物体認識装置。
The correction unit increases the amount of light corresponding to a distance longer than a predetermined reference distance so that the difference from the reference amount of light corresponding to the reference distance is equal to or less than a threshold.
The object recognition device according to claim 1.
前記補正部は、前記基準距離より近い距離に対応する前記光量を、前記基準光量との差が閾値以下となるように減少させる、
請求項2に記載の物体認識装置。
The correction unit reduces the amount of light corresponding to a distance closer than the reference distance so that the difference from the reference amount of light is equal to or less than a threshold.
The object recognition device according to claim 2.
前記基準距離は、前記物体認識装置の設置位置から車両のフロント席に対応する距離である、
請求項2又は3に記載の物体認識装置。
The reference distance is a distance corresponding to the front seat of the vehicle from the installation position of the object recognition device.
The object recognition device according to claim 2 or 3.
前記補正部は、前記物体認識装置の設置位置から前記車両のリア席に対応する距離に対応する前記光量を、前記フロント席に対応する前記基準光量との差が閾値以下となるように補正する、
請求項4に記載の物体認識装置。
The correction unit corrects the amount of light corresponding to the distance corresponding to the rear seats of the vehicle from the installation position of the object recognition device so that the difference from the reference amount of light corresponding to the front seats is equal to or less than a threshold. ,
The object recognition device according to claim 4.
前記認識処理部は、前記距離と前記補正部により補正された前記光量とを画素値とする画像に対し、前記距離の差が閾値以下であり且つ前記光量が閾値以上である複数の画素をグルーピングするグルーピング処理を行い、前記グルーピングの結果に基づいて前記物体情報を生成する、
請求項1~5のいずれか1項に記載の物体認識装置。
The recognition processing unit groups a plurality of pixels in which the distance difference and the light amount corrected by the correction unit are equal to or less than a threshold value and the light amount is equal to or more than the threshold value in an image having pixel values corresponding to the distance and the light amount corrected by the correction unit. performing a grouping process to generate the object information based on the grouping result;
The object recognition device according to any one of claims 1 to 5.
照射された光が物体に反射されて戻ってくるまでの時間に基づいて距離を測定する工程と、
前記物体に反射された反射光の光量を測定する工程と、
前記距離に応じて前記光量を補正する工程と、
前記距離と補正された前記光量とに基づいて前記物体に関する物体情報を生成する工程と、
を含む物体認識方法。
measuring the distance based on the time it takes for the emitted light to be reflected back to the object;
measuring the amount of reflected light reflected by the object;
correcting the amount of light according to the distance;
generating object information about the object based on the distance and the corrected amount of light;
An object recognition method comprising:
情報処理装置に、
照射された光が物体に反射されて戻ってくるまでの時間に基づいて距離を測定する処理と、
前記物体に反射された反射光の光量を測定する処理と、
前記距離に応じて前記光量を補正する処理と、
前記距離と補正された前記光量とに基づいて前記物体に関する物体情報を生成する処理と、
を実行させるプログラム。
information processing equipment,
a process of measuring the distance based on the time it takes for the irradiated light to be reflected by the object and return;
a process of measuring the amount of reflected light reflected by the object;
a process of correcting the amount of light according to the distance;
a process of generating object information about the object based on the distance and the corrected amount of light;
program to run.
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