JP4062290B2 - Moving body detection device - Google Patents

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Description

本発明は、撮像画像に基づいて、移動体を検出する移動体検出装置に関する。   The present invention relates to a moving body detection apparatus that detects a moving body based on a captured image.

車両に搭載したカメラにより撮像された画像に基づいて、移動体を検出する装置が知られている(特許文献1参照)。この従来の検出装置では、撮像画像中の水平エッジ成分および垂直エッジ成分を抽出し、抽出したエッジ成分に基づいて、車両の両側端部を表す垂直エッジ成分を検出している。   An apparatus that detects a moving body based on an image captured by a camera mounted on a vehicle is known (see Patent Document 1). In this conventional detection device, a horizontal edge component and a vertical edge component in a captured image are extracted, and based on the extracted edge component, a vertical edge component representing both side ends of the vehicle is detected.

特開平2000−113201号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-113201

しかしながら、従来の検出装置は、画像中の垂直エッジ成分の中から車両を表す条件(車幅および車高に係わる基準条件)に基づいて車両の両側端部を表す垂直エッジ成分を検出しているので、車両の種類や車両との位置関係が変わると車両を表す条件も変わってしまうために、車両の両側端部を表すエッジ成分を検出することができず、車両を検出することができない可能性があるという問題があった。   However, the conventional detection device detects a vertical edge component representing both ends of the vehicle based on conditions representing the vehicle (reference conditions relating to the vehicle width and height) from among the vertical edge components in the image. Therefore, if the type of vehicle or the positional relationship with the vehicle changes, the conditions that represent the vehicle also change, so that it is not possible to detect the edge component that represents the both ends of the vehicle, and the vehicle cannot be detected. There was a problem of having sex.

本発明による移動体検出装置は、複数の領域に区分された撮像画像において、移動体を追跡可能な追跡可能領域を検出し、追跡可能領域に写っている物体までの距離、高さ、および、所定時間に車両が移動する距離に基づいて、車両が所定時間の間に移動した際に、撮像画像上を追跡可能領域が移動する移動量のうち、垂直方向の移動量を算出する。このようにして算出した垂直方向の移動量と、撮像画像に基づいて検出される追跡可能領域の垂直方向の移動量との差に基づいて、追跡可能領域に移動物が写っているか否かを判定することを特徴とする。   The moving object detection device according to the present invention detects a trackable area in which a moving object can be tracked in a captured image divided into a plurality of areas, and the distance to the object reflected in the trackable area, the height, and Based on the distance traveled by the vehicle during a predetermined time, the amount of movement in the vertical direction is calculated out of the amount of movement that the traceable area moves on the captured image when the vehicle moves during the predetermined time. Based on the difference between the vertical movement amount calculated in this way and the vertical movement amount of the traceable area detected based on the captured image, it is determined whether or not the moving object is reflected in the traceable area. It is characterized by determining.

本発明による移動体検出装置によれば、撮像画像上における移動物と静止物とを確実に区別することができる。   According to the moving object detection device of the present invention, it is possible to reliably distinguish a moving object and a stationary object on a captured image.

図1は、一実施の形態における移動体検出装置の構成を示す図である。一実施の形態における移動体検出装置は、車両に搭載されて使用されるものであって、撮像部10と、画像記憶部20と、追跡可能領域検出部30と、追跡領域情報記憶部40と、局所領域追跡部50と、自車移動量検出部60と、距離指標値算出部70と、高さ指標値算出部80と、移動領域検出部90とを備える。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a moving object detection device according to an embodiment. The moving body detection device in one embodiment is used by being mounted on a vehicle, and includes an imaging unit 10, an image storage unit 20, a trackable region detection unit 30, and a tracking region information storage unit 40. The local region tracking unit 50, the own vehicle movement amount detection unit 60, the distance index value calculation unit 70, the height index value calculation unit 80, and the movement region detection unit 90 are provided.

撮像部10は、例えば、ビデオカメラであり、車両前方を一定時間間隔にて撮像する。カメラの左右方向の光軸は、車両の直進方向と一致させ、上下方向の光軸は、水平となるようにカメラを設置する。撮像部10により撮像された画像は、画像記憶部20に記憶される。   The imaging unit 10 is, for example, a video camera, and images the front of the vehicle at regular time intervals. The camera is installed so that the optical axis in the left-right direction of the camera matches the straight direction of the vehicle, and the optical axis in the vertical direction is horizontal. An image captured by the imaging unit 10 is stored in the image storage unit 20.

追跡可能領域検出部30は、撮像部10により撮像され、画像記憶部20に記憶されている画像に基づいて、移動体の追跡が可能な領域を検出する。画像上において、道路上の白線のように一様な濃淡変化を持つ領域では、その濃淡の方向と垂直な方向(白線が伸びている方向)に対象(移動体)が移動しても、対象の移動量を検出することはできない。従って、対象を追跡可能な領域は、複数の方向に濃淡変化を有する領域となる。このような領域の検出方法について説明する。   The traceable area detection unit 30 detects an area where the mobile body can be tracked based on the image captured by the imaging unit 10 and stored in the image storage unit 20. In a region with a uniform shading change, such as a white line on a road, even if the target (moving body) moves in a direction perpendicular to the shading direction (the direction in which the white line extends) on the image, The amount of movement cannot be detected. Therefore, the region where the target can be tracked is a region having a change in shading in a plurality of directions. A method for detecting such a region will be described.

追跡可能領域検出部30は、画像記憶部20に記憶されている画像を読み出し、縦方向および横方向のエッジを検出するためのフィルタをかけ、エッジの縦、横の成分の大きさ(dI/dx,dI/dy:Iは画素値)をそれぞれ求める。次に、検出されたエッジに含まれるノイズ成分を除去するために、求めた縦、横のエッジ成分の大きさの2乗和がしきい値th1以上の画素を抽出し、抽出した画素について、エッジの縦方向成分と横方向成分の大きさの比を求めることにより、濃度勾配方向を求める。   The traceable area detection unit 30 reads an image stored in the image storage unit 20, applies a filter for detecting vertical and horizontal edges, and determines the size of the vertical and horizontal components (dI / dx, dI / dy: I is a pixel value). Next, in order to remove the noise component included in the detected edge, a pixel whose sum of squares of the obtained vertical and horizontal edge components is greater than or equal to the threshold th1 is extracted. The density gradient direction is obtained by obtaining the ratio of the size of the vertical component and the horizontal component of the edge.

次に、ノイズが除去された後のエッジが示されている画像を縦方向および横方向に等間隔に格子状に分割する。図2は、上述した方法により、撮像画像からエッジを検出した画像に対して、縦方向および横方向に格子状に分割した領域を示す図である。この分割された各領域ごとに、エッジの縦方向成分と横方向成分の大きさの比の分散値を求める。この場合、分割された矩形領域内のエッジ勾配方向が一方向しかなければ、分散値は小さくなり、複数方向のエッジ勾配を持つ場合には、分散値は大きくなる。従って、求めた分散値が所定のしきい値th2より小さければ、エッジ勾配方向は一方向である可能性が高く、濃度勾配と垂直な方向に移動する物体を検出することは難しいと判断する。一方、求めた分散値が所定のしきい値th2以上であれば、複数方向のエッジ勾配を有しており、移動体がいずれの方向に移動しても追跡可能と判断できる。追跡可能領域検出部30は、求めた分散値が所定のしきい値th2以上の領域を追跡可能領域と判断する。図2の撮像画像に基づいて、追跡可能領域と判断された矩形領域を図3に示す。   Next, the image in which the edge after the noise is removed is divided into a lattice shape at equal intervals in the vertical direction and the horizontal direction. FIG. 2 is a diagram illustrating regions obtained by dividing the image in which the edge is detected from the captured image by the above-described method into a lattice shape in the vertical direction and the horizontal direction. For each of the divided areas, a variance value of the ratio of the size of the vertical component and the horizontal component of the edge is obtained. In this case, if the edge gradient direction in the divided rectangular area is only one direction, the variance value is small, and if it has edge gradients in a plurality of directions, the variance value is large. Therefore, if the obtained dispersion value is smaller than the predetermined threshold th2, it is highly likely that the edge gradient direction is one direction, and it is difficult to detect an object moving in a direction perpendicular to the density gradient. On the other hand, if the obtained dispersion value is equal to or greater than the predetermined threshold value th2, it has an edge gradient in a plurality of directions, and it can be determined that tracking is possible regardless of which direction the moving body moves. The traceable area detection unit 30 determines that an area having a calculated variance value equal to or greater than a predetermined threshold th2 is a traceable area. A rectangular area determined as a traceable area based on the captured image of FIG. 2 is shown in FIG.

追跡可能領域検出部30は、撮像部10によって時間Δtの間隔にて撮像される画像に基づいて、新たな追跡可能領域を検出する。追跡可能領域検出部30により、追跡可能領域と判断された領域は、その領域の位置、および、原画像の画像パターンを、各矩形領域ごとに割り振られている識別番号に対応させて追跡領域情報記憶部40に記憶される。以下では、追跡領域情報記憶部40に記憶された画像パターンを基準パターンと呼ぶ。   The traceable area detection unit 30 detects a new traceable area based on images captured by the imaging unit 10 at intervals of time Δt. The area determined as the traceable area by the traceable area detection unit 30 is the tracking area information in which the position of the area and the image pattern of the original image are associated with the identification number assigned to each rectangular area. Stored in the storage unit 40. Hereinafter, the image pattern stored in the tracking area information storage unit 40 is referred to as a reference pattern.

局所領域追跡部50は、撮像部10により撮像された新たな画像が画像記憶部20に入力されると、異なるタイミングにて撮像された2つの画像に基づいて、追跡可能領域検出部30により検出された追跡可能領域の移動先および移動量を検出する。移動先および移動量の検出方法について説明する。   When a new image captured by the imaging unit 10 is input to the image storage unit 20, the local region tracking unit 50 is detected by the traceable region detection unit 30 based on two images captured at different timings. The destination and amount of movement of the trackable area thus detected are detected. A method of detecting the movement destination and the movement amount will be described.

追跡可能領域の周囲に、移動先を検出するための探索領域を設け、その探索領域内で基準パターン位置を1画素ずつずらしながら、新規画像との相関値を演算する。この場合、演算した相関値がしきい値th3以上であり、かつ、最大となる領域が追跡可能領域の移動先として検出される。基準パターン位置は、1画素単位で移動させる(ずらす)ので、移動先の位置も1画素単位でしか得られないが、周囲の領域に対する複数の相関値を用いて補間演算を行うことにより、相関値が最大となる位置(移動先)を1画素以下の精度で求めることができる。求めた移動先に基づいて算出される追跡可能領域の移動量は、水平方向x、垂直方向yの各方向成分として表される。図4は、各追跡可能領域の移動成分を矢印で表した図である。   A search area for detecting the movement destination is provided around the traceable area, and the correlation value with the new image is calculated while shifting the reference pattern position by one pixel within the search area. In this case, the calculated correlation value is equal to or greater than the threshold th3 and the maximum area is detected as the destination of the traceable area. Since the reference pattern position is moved (shifted) in units of one pixel, the position of the movement destination can be obtained only in units of one pixel. However, by performing an interpolation operation using a plurality of correlation values with respect to the surrounding area, correlation is performed. The position (movement destination) where the value is maximum can be obtained with an accuracy of 1 pixel or less. The movement amount of the traceable area calculated based on the obtained movement destination is expressed as each direction component in the horizontal direction x and the vertical direction y. FIG. 4 is a diagram showing the moving component of each trackable area by an arrow.

局所領域追跡部50により求められた移動先の位置および移動量は、識別番号ごとに追跡領域情報記憶部40に記憶される。従って、追跡領域情報記憶部40には、追跡可能領域ごとに、識別番号、現在の座標、移動ベクトル、および、基準パターンが記憶される。ただし、新規画像との相関値がしきい値th3未満の場合には、画像中の同一の部位が移動したと判断することはできないので、対象となっている追跡可能領域に関する情報を初期化する。また、追跡可能領域の始点座標が水平方向x、垂直方向yの一定範囲から外れた場合にも、その追跡可能領域に関する情報を初期化する。これは、画像上における静止物や自車両の移動方向と異なる方向に移動する移動体は、自車両の移動に伴って消失点から周辺方向に移動していくので、時間の経過とともに撮像範囲の外に出るからである。初期化された追跡可能領域に関しては、移動体領域であるか否かの判断は行われない。   The position and amount of movement determined by the local area tracking unit 50 are stored in the tracking area information storage unit 40 for each identification number. Therefore, the tracking area information storage unit 40 stores the identification number, the current coordinates, the movement vector, and the reference pattern for each trackable area. However, if the correlation value with the new image is less than the threshold th3, it cannot be determined that the same part in the image has moved, so information on the target traceable area is initialized. . Also, when the start point coordinates of the traceable area deviate from a certain range in the horizontal direction x and the vertical direction y, the information regarding the traceable area is initialized. This is because a moving object moving in a direction different from the moving direction of the stationary object or the own vehicle on the image moves from the vanishing point to the peripheral direction with the movement of the own vehicle. Because it goes out. With respect to the initialized traceable area, it is not determined whether or not the area is a moving object area.

自車移動量検出部60は、以下の方法により、撮像間隔Δtの間の自車両の移動量を検出する。まず、撮像間隔Δtの間の車輪の回転数を計測し、この回転数とタイヤの外周長との積を演算する。なお、車輪の回転数を計測するセンサへのトリガ位置を車輪の1周に等角度に複数設定しておけば、1回転以下の分解能により回転数を計測することができる。   The own vehicle movement amount detection unit 60 detects the movement amount of the own vehicle during the imaging interval Δt by the following method. First, the number of rotations of the wheel during the imaging interval Δt is measured, and the product of this number of rotations and the outer peripheral length of the tire is calculated. In addition, if a plurality of trigger positions to the sensor for measuring the number of rotations of the wheel are set at an equal angle around one rotation of the wheel, the number of rotations can be measured with a resolution of one rotation or less.

距離指標値算出部70は、追跡可能領域に写っている追跡対象の位置を算出する。具体的には、撮像部10のレンズの中心から、追跡可能領域に写っている追跡対象までの距離Lを算出する。図5(a)は、撮像部10から追跡対象までの距離Lを算出する方法について説明するための図であり、撮像間隔Δtの前後における撮像部10および追跡対象を上から見下ろした図である。図5(a)に示すように、撮像間隔Δtの間に自車両はΔLだけ移動したものとする。ここで、撮像部10のレンズの焦点距離をf、自車両が移動する前の追跡対象の画像上のx座標をx1、自車両が移動した後の追跡対象のx座標をx2、追跡対象の画像上のx方向の移動量をΔx(=x2−x1)とすると、距離Lは次式(1)にて表される。なお、撮像画像における水平方向の軸をx軸、垂直方向の軸をy軸とする。
L=f+ΔL×x1/Δx (1)
The distance index value calculation unit 70 calculates the position of the tracking target in the trackable area. Specifically, the distance L from the center of the lens of the imaging unit 10 to the tracking target reflected in the trackable area is calculated. FIG. 5A is a diagram for explaining a method of calculating the distance L from the imaging unit 10 to the tracking target, and is a diagram looking down on the imaging unit 10 and the tracking target before and after the imaging interval Δt. . As shown in FIG. 5A, it is assumed that the host vehicle has moved by ΔL during the imaging interval Δt. Here, the focal length of the lens of the imaging unit 10 is f, the x coordinate on the image of the tracking target before the host vehicle moves is x1, the x coordinate of the tracking target after the host vehicle moves is x2, and the tracking target If the amount of movement in the x direction on the image is Δx (= x2−x1), the distance L is expressed by the following equation (1). Note that the horizontal axis in the captured image is the x-axis, and the vertical axis is the y-axis.
L = f + ΔL × x1 / Δx (1)

図5(b)は、撮像間隔Δtの前後における撮像部10および追跡対象を横から見た図である。高さ指標値算出部80は、追跡対象の路面からの高さHを算出する。ここで、路面から撮像部10の光軸までの高さをh1、追跡対象の高さを基準とした時の撮像部10の光軸までの高さをh2、自車両が移動する前の追跡対象の画像上のy座標をy1、時間Δtが経過する間に自車両が移動した後の追跡対象のy座標をy2とすると、高さHは次式(2)により表される。
H=h1−h2
=h1−y2×L/f (2)
FIG. 5B is a diagram of the imaging unit 10 and the tracking target before and after the imaging interval Δt as viewed from the side. The height index value calculation unit 80 calculates the height H from the track surface to be tracked. Here, h1 is the height from the road surface to the optical axis of the imaging unit 10, h2 is the height to the optical axis of the imaging unit 10 when the height of the tracking target is used as a reference, and tracking before the host vehicle moves If the y coordinate on the target image is y1, and the y coordinate of the tracking target after the host vehicle moves during the time Δt is y2, the height H is expressed by the following equation (2).
H = h1-h2
= H1-y2 * L / f (2)

移動領域検出部90は、追跡可能領域に写っている物体が静止物であるか、移動物であるか、すなわち、追跡可能領域が静止物領域であるか移動物領域であるかを判定する。図5(b)の関係から、画像上のy方向の移動量をΔyとすると、Δyは、次式(3)にて表される。
Δy=f×ΔL×(h1−H)/(L×(L+ΔL)) (3)
The moving area detection unit 90 determines whether the object shown in the trackable area is a stationary object or a moving object, that is, whether the trackable area is a stationary object area or a moving object area. From the relationship of FIG. 5B, if the amount of movement in the y direction on the image is Δy, Δy is expressed by the following equation (3).
Δy = f × ΔL × (h1−H) / (L × (L + ΔL)) (3)

式(3)において、追跡対象までの距離Lは式(1)から算出され、追跡対象の高さHは、式(2)から算出される。また、h1およびΔLの値は、予め求めておくことができるので、式(1),(2)および、h1,ΔLの値を用いて、式(3)より、追跡対象の画像上のy方向の移動量Δyを算出することができる。   In Expression (3), the distance L to the tracking target is calculated from Expression (1), and the height H of the tracking target is calculated from Expression (2). In addition, since the values of h1 and ΔL can be obtained in advance, the values of h1 and ΔL on the image to be tracked can be obtained from the equation (3) using the values of equations (1) and (2) and h1 and ΔL. The amount of movement Δy in the direction can be calculated.

追跡可能領域が静止物領域の場合、式(1)より求められる距離L、および、式(2)より求められる高さHは、実際の距離および高さと一致するため、これらの値を用いて式(3)より求められるΔyと、局所領域追跡部50によって、画像上の座標値から求められるy方向の移動量Δy(=y2−y1)とは一致する。しかし、追跡可能領域が移動物領域の場合には、式(1)より求められる距離L、および、式(2)より求められる高さHは、実際の距離および高さとは異なる値となるため、式(3)より求められるΔyと、局所領域追跡部50によって求められる画像上のy方向の移動量Δyとは一致しない。   When the traceable area is a stationary object area, the distance L obtained from the equation (1) and the height H obtained from the equation (2) coincide with the actual distance and height. The Δy obtained from the equation (3) and the movement amount Δy (= y2−y1) in the y direction obtained from the coordinate values on the image by the local region tracking unit 50 coincide with each other. However, when the trackable area is a moving object area, the distance L obtained from Expression (1) and the height H obtained from Expression (2) are different from the actual distance and height. The Δy obtained from the equation (3) does not coincide with the movement amount Δy in the y direction on the image obtained by the local region tracking unit 50.

図6は、追跡対象までの距離Lと、式(3)から求められるy方向の移動量Δyとの関係を示す図である。対象物の高さが一定の場合、対象までの距離Lと、画像上におけるy方向の移動量Δyとは一定の関係式(式(3)参照)で表されるため、距離Lと画像上におけるy方向の移動量Δyとの関係は、図6に示すような曲線で表すことができる。ここで、追跡可能領域が静止物領域の場合には、距離Lとy方向の移動量Δyとの関係を示す点は、図6に示す曲線上、または、曲線の近辺に存在する。しかし、追跡可能領域が移動物領域の場合には、距離Lとy方向の移動量Δyとの関係を示す点は、図6に示す曲線から離れた位置に存在する。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the distance L to the tracking target and the movement amount Δy in the y direction obtained from the equation (3). When the height of the object is constant, the distance L to the object and the movement amount Δy in the y direction on the image are expressed by a certain relational expression (see Expression (3)). The relationship with the amount of movement Δy in the y direction can be represented by a curve as shown in FIG. Here, when the traceable area is a stationary object area, a point indicating the relationship between the distance L and the movement amount Δy in the y direction exists on the curve shown in FIG. 6 or in the vicinity of the curve. However, when the trackable area is a moving object area, the point indicating the relationship between the distance L and the movement amount Δy in the y direction exists at a position away from the curve shown in FIG.

従って、移動領域検出部90は、式(3)から求められるy方向の移動量Δyと、局所領域追跡部50によって、画像上の座標値から求められるy方向の移動量Δyとの差を求め、この差の大小に基づいて、追跡可能領域が静止物領域であるか、移動物領域であるかを判定する。ただし、上述した差を1回計算しただけでは、静止物領域か移動物領域かを正確に判断しにくいため、上述した差を所定回数だけ計算し、その絶対値の和が所定のしきい値より大きい場合には、移動物領域と判定し、所定のしきい値以下の場合には、静止物領域と判定する。   Accordingly, the moving region detection unit 90 obtains a difference between the movement amount Δy in the y direction obtained from the equation (3) and the movement amount Δy in the y direction obtained from the coordinate value on the image by the local region tracking unit 50. Based on the magnitude of the difference, it is determined whether the trackable area is a stationary object area or a moving object area. However, since it is difficult to accurately determine whether it is a stationary object region or a moving object region by calculating the difference described above once, the above difference is calculated a predetermined number of times, and the sum of the absolute values is a predetermined threshold value. If it is larger, it is determined as a moving object region, and if it is below a predetermined threshold value, it is determined as a stationary object region.

図7は、移動物領域および静止物領域を対象として、式(3)から求められるy方向の移動量Δyと、局所領域追跡部50によって求められるy方向の移動量Δyとの差を複数回にわたって求め、その差の絶対値の和の推移を示す図である。図7に示すように、移動物領域を対象として演算を行った場合、演算回数n回で、上述した差の絶対値の合計値が所定のしきい値を越える。従って、所定回数m(m>n)回だけ、式(3)から求められるy方向の移動量Δyと、局所領域追跡部50によって求められるy方向の移動量Δyとの差を演算し、その絶対値の合計値と、所定のしきい値とを比較すれば、追跡可能領域が静止物領域であるか、移動物領域であるかを判定することができる。   FIG. 7 illustrates the difference between the movement amount Δy in the y direction obtained from Equation (3) and the movement amount Δy in the y direction obtained by the local region tracking unit 50 a plurality of times for the moving object region and the stationary object region. It is a figure which calculates | requires over and shows transition of the sum of the absolute value of the difference. As shown in FIG. 7, when the calculation is performed on the moving object region, the total value of the absolute values of the above differences exceeds a predetermined threshold value in the number of calculations n times. Therefore, the difference between the movement amount Δy in the y direction obtained from the equation (3) and the movement amount Δy in the y direction obtained by the local region tracking unit 50 is calculated a predetermined number of times m (m> n) times, By comparing the sum of absolute values with a predetermined threshold value, it is possible to determine whether the trackable area is a stationary object area or a moving object area.

図8は、移動領域検出部90によって移動物領域と静止物領域とに分類された結果を示す図である。図8では、移動物領域に対して網掛け処理を施して、静止物領域と区別している。   FIG. 8 is a diagram illustrating a result of classification into a moving object area and a stationary object area by the moving area detection unit 90. In FIG. 8, the moving object region is subjected to a shading process to be distinguished from the stationary object region.

図9は、一実施の形態における移動体検出装置によって行われる処理手順を示すフローチャートである。ステップS10から始まる処理は、図示しないイグニッションスイッチがオンされることにより始まる。ステップS10では、追跡領域情報記憶部40に記憶されている追跡領域情報を初期化して、ステップS20に進む。ステップS20では、撮像部10により撮像された画像を画像記憶部20に記憶して、ステップS30に進む。   FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing procedure performed by the moving object detection device according to the embodiment. The process starting from step S10 starts when an ignition switch (not shown) is turned on. In step S10, the tracking area information stored in the tracking area information storage unit 40 is initialized, and the process proceeds to step S20. In step S20, the image captured by the imaging unit 10 is stored in the image storage unit 20, and the process proceeds to step S30.

ステップS30では、追跡可能領域検出部30によって、画像記憶部20に記憶されている画像に基づいて、追跡可能領域を検出する。追跡可能領域の検出方法は上述したので、詳しい説明は省略する。追跡可能領域を検出するとステップS40に進む。ステップS40では、局所領域追跡部50によって、追跡可能領域が撮像間隔Δtの間に移動する画像上の移動先および移動量を検出する。追跡可能領域の移動先および移動量の検出方法は上述したので、詳しい説明は省略する。追跡可能領域の移動先および移動量を検出すると、ステップS50に進む。   In step S <b> 30, the traceable area detection unit 30 detects the traceable area based on the image stored in the image storage unit 20. Since the method for detecting the traceable area has been described above, a detailed description thereof will be omitted. When the traceable area is detected, the process proceeds to step S40. In step S40, the local area tracking unit 50 detects the movement destination and movement amount on the image in which the trackable area moves during the imaging interval Δt. Since the movement destination of the traceable area and the detection method of the movement amount have been described above, detailed description thereof will be omitted. When the movement destination and movement amount of the traceable area are detected, the process proceeds to step S50.

ステップS50では、距離指標値算出部70によって、撮像部10のレンズの中心から追跡対象までの距離Lを算出する。距離Lの算出方法は上述したので、詳しい説明は省略する。ステップS50に続くステップS60では、高さ指標値算出部80によって、追跡対象の路面からの高さHを算出する。高さHの算出方法は上述したので、詳しい説明は省略する。追跡対象の高さHを算出すると、ステップS70に進む。   In step S50, the distance index value calculation unit 70 calculates the distance L from the center of the lens of the imaging unit 10 to the tracking target. Since the calculation method of the distance L was mentioned above, detailed description is abbreviate | omitted. In step S60 following step S50, the height index value calculation unit 80 calculates the height H from the track surface to be tracked. Since the method for calculating the height H has been described above, a detailed description thereof will be omitted. When the height H of the tracking target is calculated, the process proceeds to step S70.

ステップS70では、移動領域検出部90によって、ステップS30で検出した追跡可能領域が静止物領域であるか、移動物領域であるかを判定する。この判定方法についても上述したので、詳しい説明は省略する。以後、撮像間隔Δtの周期で、ステップS20以降の処理が繰り返し行われる。   In step S70, the moving area detection unit 90 determines whether the trackable area detected in step S30 is a stationary object area or a moving object area. Since this determination method has also been described above, a detailed description thereof will be omitted. Thereafter, the processing after step S20 is repeatedly performed at a cycle of the imaging interval Δt.

なお、移動領域検出部90によって、追跡可能領域が静止物領域であるか、移動物領域であるかの判断が行われると、例えば、静止物と判断された建物と自車両との距離や方向などの位置関係を求めたり、移動物と判断された他車両と自車両との間の距離を計測したりすることができる。   When the moving area detection unit 90 determines whether the trackable area is a stationary object area or a moving object area, for example, the distance and direction between the building determined to be a stationary object and the host vehicle. It is possible to obtain a positional relationship such as, and to measure the distance between the other vehicle determined to be a moving object and the host vehicle.

一実施の形態における移動体領域検出装置による移動体領域の検出方法についてまとめておく。追跡可能領域検出部30は、撮像部10により撮像された画像を複数の領域に区分し、各領域ごとに、移動体を追跡可能な追跡可能領域を検出する。局所領域追跡部50は、Δtの撮像間隔で撮像部10により撮像された少なくとも2枚の画像に基づいて、追跡可能領域の画像上の移動量を検出する。距離指標値算出部70は、予め求めた撮像部10のレンズの焦点距離fおよび撮像間隔Δtの間に自車両が移動する距離ΔLと、局所領域追跡部50によって検出される追跡可能領域のx方向の移動量Δxとに基づいて、上式(1)より、追跡対象までの距離Lを算出する。高さ指標値算出部80は、撮像部10の光軸の高さh1、レンズの焦点距離f、式(1)により算出された距離L、および、追跡可能領域のy座標値に基づいて、式(2)より、追跡対象までの高さHを算出する。移動領域検出部90は、式(1)により算出された距離L、および、式(2)により算出された高さHを用いて、式(3)より、追跡可能領域がΔtの間に画像上のy方向を移動する距離Δyを算出し、このΔyと、局所領域追跡部50によって、画像上の座標値に基づいて算出されるy方向の移動量Δyとの差に基づいて、追跡可能領域が移動物領域であるか静止物領域であるかを判定する。   A method of detecting a moving body region by the moving body region detection apparatus in one embodiment will be summarized. The traceable area detection unit 30 divides the image captured by the imaging unit 10 into a plurality of areas, and detects a traceable area where the mobile body can be tracked for each area. The local region tracking unit 50 detects the movement amount of the trackable region on the image based on at least two images captured by the imaging unit 10 at an imaging interval of Δt. The distance index value calculation unit 70 calculates the distance ΔL that the host vehicle moves between the focal length f of the lens of the imaging unit 10 and the imaging interval Δt, and the x of the trackable region detected by the local region tracking unit 50. Based on the amount of movement Δx in the direction, the distance L to the tracking target is calculated from the above equation (1). The height index value calculation unit 80 is based on the height h1 of the optical axis of the imaging unit 10, the focal length f of the lens, the distance L calculated by the equation (1), and the y coordinate value of the trackable area. From formula (2), the height H to the tracking target is calculated. The moving area detection unit 90 uses the distance L calculated by Expression (1) and the height H calculated by Expression (2) to obtain an image of the trackable area between Δt according to Expression (3). The distance Δy that moves in the upper y direction is calculated, and tracking is possible based on the difference between this Δy and the amount of movement Δy in the y direction calculated by the local region tracking unit 50 based on the coordinate value on the image. It is determined whether the area is a moving object area or a stationary object area.

一実施の形態における移動体領域検出装置によれば、移動体の種類や、移動体と撮像部10との位置関係に関わらず、撮像画像に基づいて、移動体を検出することができる。画像中のエッジ成分の特徴に基づいて移動体を検出する従来の装置では、移動体を構成するエッジと類似するエッジを有する建物などが画像中に存在する場合には、その建物を移動体として誤検出する可能性がある。しかし、一実施の形態における移動体領域検出装置では、画像中に建物などが存在する場合でも、移動体が写っている領域を確実に移動体領域として検出することができる。   According to the moving body region detection device in one embodiment, it is possible to detect a moving body based on a captured image regardless of the type of the moving body and the positional relationship between the moving body and the imaging unit 10. In a conventional apparatus for detecting a moving object based on the characteristics of edge components in an image, if a building having an edge similar to the edge constituting the moving object exists in the image, that building is used as the moving object. There is a possibility of false detection. However, in the moving body region detection apparatus according to the embodiment, even when a building or the like exists in the image, it is possible to reliably detect the region where the moving body is shown as the moving body region.

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、移動領域検出部90は、式(3)から求められるy方向の移動量Δyと、局所領域追跡部50によって、画像上の座標値から求められるy方向の移動量Δyとの差を複数回求め、その差の絶対値の和が所定のしきい値より大きい場合には、移動物領域と判定したが、上述した差を1回だけ演算し、その差の絶対値が所定の判定しきい値より大きい場合に、移動物領域と判定してもよい。ただし、上述したように、差を複数回演算して、差の絶対値の和と所定のしきい値とを比較することにより、静止物領域と、移動物領域との判定精度を向上させることができる。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the moving region detection unit 90 calculates a plurality of differences between the movement amount Δy in the y direction obtained from Expression (3) and the movement amount Δy in the y direction obtained from the coordinate values on the image by the local region tracking unit 50. If the sum of the absolute values of the differences is greater than a predetermined threshold value, the moving object region is determined. However, the above-described difference is calculated only once, and the absolute value of the difference is determined to be the predetermined value. If it is larger than the threshold value, it may be determined as a moving object region. However, as described above, it is possible to improve the determination accuracy between the stationary object region and the moving object region by calculating the difference a plurality of times and comparing the sum of the absolute values of the differences with a predetermined threshold value. Can do.

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、撮像部10が撮影手段を、追跡可能領域検出部30が領域区分手段および追跡可能領域検出手段を、局所領域追跡部50が追跡可能領域移動量検出手段を、自車移動量検出部60が自車移動量検出手段を、距離指標値算出部70が距離算出手段を、高さ指標値算出部80が高さ算出手段を、移動領域検出部90が判定手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。   The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the embodiment is as follows. That is, the imaging unit 10 is an imaging unit, the trackable region detection unit 30 is a region classification unit and a trackable region detection unit, the local region tracking unit 50 is a trackable region movement amount detection unit, and the vehicle movement amount detection unit 60 is. Is a vehicle movement amount detection unit, a distance index value calculation unit 70 is a distance calculation unit, a height index value calculation unit 80 is a height calculation unit, and a moving region detection unit 90 is a determination unit. In addition, as long as the characteristic function of this invention is not impaired, each component is not limited to the said structure.

一実施の形態における移動体検出装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the mobile body detection apparatus in one embodiment. 撮像画像からエッジを検出した画像に対して、縦方向および横方向に格子状に分割した複数の領域を示す図The figure which shows the several area | region divided | segmented into the grid | lattice form in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the image which detected the edge from the captured image 図2の撮像画像に基づいて、追跡可能領域と判断された矩形領域を示す図The figure which shows the rectangular area | region judged to be a traceable area | region based on the captured image of FIG. 各追跡可能領域の移動成分を矢印で表した図Diagram showing moving components of each traceable area with arrows 図5(a)は、撮像間隔Δtの前後における撮像部および追跡対象を上から見下ろした図であり、図5(b)は、撮像間隔Δtの前後における撮像部および追跡対象を横から見た図FIG. 5A is a view of the imaging unit and the tracking target before and after the imaging interval Δt, and FIG. 5B is a side view of the imaging unit and the tracking target before and after the imaging interval Δt. Figure ある高さにおける追跡対象までの距離Lと、画像上における追跡対象のy方向の移動量Δyとの関係を示す図The figure which shows the relationship between the distance L to the tracking object in a certain height, and the moving amount (DELTA) y of the y direction of the tracking object on an image. 移動物領域および静止物領域を対象として、演算によって求められるy方向の移動量Δyと、画像上の2点の座標値の差から求められるy方向の移動量Δyとの差を複数回にわたって求め、その差の絶対値の和の推移を示す図For a moving object region and a stationary object region, a difference between a movement amount Δy in the y direction obtained by calculation and a movement amount Δy in the y direction obtained from a difference between coordinate values of two points on the image is obtained a plurality of times. , A diagram showing the transition of the sum of absolute values of the differences 移動領域検出部によって移動物領域と静止物領域とに分類された結果を示す図The figure which shows the result classified into the moving object area | region and the stationary object area | region by the moving area detection part. 一実施の形態における移動体検出装置によって行われる処理手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the process sequence performed by the mobile body detection apparatus in one embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…撮像部
20…画像記憶部
30…追跡可能領域検出部
40…追跡領域情報記憶部
50…局所領域追跡部
60…自車移動量検出部
70…距離指標値算出部
80…高さ指標値算出部
90…移動領域検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Imaging part 20 ... Image memory | storage part 30 ... Traceable area | region detection part 40 ... Tracking area | region information storage part 50 ... Local area | region tracking part 60 ... Own-vehicle movement amount detection part 70 ... Distance index value calculation part 80 ... Height index value Calculation unit 90 ... moving region detection unit

Claims (4)

車両に設置されて車両の周囲を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像を複数の領域に区分する領域区分手段と、
前記領域区分手段により区分された各領域のうち、移動体を追跡可能な追跡可能領域を検出する追跡可能領域検出手段と、
前記撮像手段により第1のタイミングにて撮像された第1の画像、および、前記第1のタイミングから所定時間経過した第2のタイミングにて撮像された第2の画像に基づいて、前記追跡可能領域検出手段により検出された追跡可能領域が撮像画像上を移動する移動量を検出する追跡可能領域移動量検出手段と、
前記所定時間に自車両が移動する距離を検出する自車移動量検出手段と、
前記自車移動量検出手段により検出された自車移動量と、前記追跡可能領域移動量検出手段により検出された移動量とに基づいて、前記撮像手段から前記追跡可能領域に写っている物体までの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段により算出された距離と、前記追跡可能領域の撮像画像上における垂直方向の位置とに基づいて、前記追跡可能領域に写っている物体の実空間上の高さを算出する高さ算出手段と、
少なくとも前記自車移動量検出手段により検出された自車移動量、前記距離算出手段により算出された距離、および、前記高さ算出手段により算出された高さに基づいて、車両が前記所定時間の間に移動した際の、撮像画像上における前記追跡可能領域の垂直方向の移動量を算出する垂直方向移動量算出手段と、
前記追跡可能領域移動量検出手段により検出された撮像画像上の移動量のうちの垂直方向の移動量と、前記垂直方向移動量算出手段により算出された垂直方向移動量との差に基づいて、前記追跡可能領域に移動物が写っているか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする移動体検出装置。
An imaging means installed in the vehicle for imaging the surroundings of the vehicle;
Area dividing means for dividing the image captured by the imaging means into a plurality of areas;
A trackable area detecting means for detecting a trackable area capable of tracking a moving body among the areas divided by the area dividing means;
The tracking is possible based on a first image captured at a first timing by the imaging unit and a second image captured at a second timing after a predetermined time has elapsed from the first timing. A traceable area movement amount detection means for detecting a movement amount by which the traceable area detected by the area detection means moves on the captured image;
Own vehicle movement amount detecting means for detecting a distance that the own vehicle moves during the predetermined time;
Based on the own vehicle movement amount detected by the own vehicle movement amount detection means and the movement amount detected by the trackable area movement amount detection means, from the imaging means to the object shown in the trackable area Distance calculating means for calculating the distance of;
Height for calculating the height in real space of the object shown in the trackable area based on the distance calculated by the distance calculation means and the vertical position on the captured image of the trackable area A calculation means;
Based on at least the own vehicle movement amount detected by the own vehicle movement amount detection unit, the distance calculated by the distance calculation unit, and the height calculated by the height calculation unit, the vehicle A vertical movement amount calculating means for calculating a vertical movement amount of the traceable region on the captured image when moved in between;
Based on the difference between the vertical movement amount of the movement amount on the captured image detected by the traceable region movement amount detection means and the vertical movement amount calculated by the vertical movement amount calculation means, A moving body detection apparatus comprising: a determination unit that determines whether or not a moving object is reflected in the traceable area.
請求項1に記載の移動体検出装置において、
前記判定手段は、前記追跡可能領域移動量検出手段により検出された撮像画像上の移動量のうちの垂直方向の移動量と、前記垂直方向移動量算出手段により算出された垂直方向移動量との差が所定のしきい値以上の場合に、前記追跡可能領域に移動物が写っていると判定することを特徴とする移動体検出装置。
The moving object detection apparatus according to claim 1,
The determination means includes a vertical movement amount of movement amounts on the captured image detected by the traceable area movement amount detection means and a vertical movement amount calculated by the vertical movement amount calculation means. A moving body detection apparatus, wherein when the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that a moving object is reflected in the traceable area.
請求項1に記載の移動体検出装置において、
前記判定手段は、前記追跡可能領域移動量検出手段により検出された撮像画像上の移動量のうちの垂直方向の移動量と、前記垂直方向移動量算出手段により算出された垂直方向移動量との差を異なる撮像画像を用いて複数回演算し、複数演算された差の絶対値の総和が所定のしきい値以上の場合に、前記追跡可能領域に移動物が写っていると判定することを特徴とする移動体検出装置。
The moving object detection apparatus according to claim 1,
The determination means includes a vertical movement amount of movement amounts on the captured image detected by the traceable area movement amount detection means and a vertical movement amount calculated by the vertical movement amount calculation means. The difference is calculated a plurality of times using different captured images, and when the sum of the absolute values of the calculated differences is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the moving object is reflected in the trackable area A moving body detection apparatus characterized by
請求項1〜3のいずれかに記載の移動体検出装置において、
前記追跡可能領域検出手段は、複数の方向に濃淡変化を有する領域を前記追跡可能領域として検出することを特徴とする移動体領域検出装置。
In the moving body detection apparatus in any one of Claims 1-3,
The trackable area detecting unit detects an area having light and shade changes in a plurality of directions as the trackable area.
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