JP5372680B2 - 障害物検知装置 - Google Patents
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Description
なお、自車のライトの照射角度LANGL、および自車のライト高さLHEIGHTは、あらかじめ車両の種類に応じて定められた値である。
エッジ閾値設定部1041は、処理画像IMGPROC[x][y]のそれぞれの小領域SXR[r],SYR[r],EXR[r],EYR[r]内の濃淡値の平均AVE[r]や分散VAR[r]に応じてエッジの閾値THR[r]を決定する。ここでrは小領域のID番号である。
エッジ抽出部1051は、処理画像IMGPROC[x][y]にソーベルフィルタなどの微分フィルタを適用し画像の勾配の強さおよび方向を求め、勾配の強さを閾値処理することによりエッジを抽出する。以下、微分フィルタとしてソーベルフィルタを適用する場合について説明する。
DIRC[x][y]=arctan(dy/dx) (3)
なお、DMAG[x][y]およびDIRC[x][y]は処理画像IMGPROC[x][y]と同じ大きさの2次元配列であり、DMAG[x][y]およびDIRC[x][y]の座標x,yはIMGPROC[x][y]の座標に対応する。
画像処理によって歩行者を検知する方法として、歩行者パターンの代表となるテンプレートを複数用意しておき、差分累積演算あるいは正規化相関係演算を行って一致度を求めるテンプレートマッチングによる方法や、ニューラルネットワークなどの識別器を用いてパターン認識を行う方法が挙げられる。いずれの方法をとるとしても、あらかじめ歩行者か否かを決定する指標となるソースのデータベースが必要となる。様々な歩行者のパターンをデータベースとして蓄えておき、そこから代表となるテンプレートを作成したり識別器を生成したりする。実環境では様々な服装,姿勢,体型の歩行者が存在し、さらにそれぞれ照明や天候などの条件が異なったりするため大量のデータベースを用意して、誤判定を少なくすることが必要となってくる。このとき、前者のテンプレートマッチングによる方法の場合、判定漏れを防ぐようにするとテンプレートの数が膨大となるため現実的でない。
まず、歩行者・非歩行者全ての教師データの重みの合計が1となるように、重みを正規化する。つぎに、各局所エッジ頻度判定器の誤検知率cER[m]を算出する。誤検知率cER[m]は、局所エッジ頻度判定器cWC[m]において、歩行者の教師データを局所エッジ頻度判定器cWC[m]に入力した場合の出力が0となったもの、もしくは非歩行者の教師データを局所エッジ頻度判定器cWC[m]に入力した場合の出力が1となったもの、すなわち出力が間違っている教師データの重みの合計である。
処理領域設定部2021は、画像IMGSRC[x][y]内で歩行者検出処理を行う領域を選定し、その座標の範囲,x座標(横方向)の始点SXPおよび終点EXP,y座標上(縦方向)の始点SYPおよび終点EYPを求める。
本実施例では、小領域への分割方式として、物体位置検出部1111および自車ライト点灯検出部1211を用いる方式、路面ペイント検出部1311を用いる方式、また物体位置検出部1111,自車ライト点灯検出部1211、および路面ペイント検出部1311のいずれも用いない方式の3種類の分割方法について説明し、つぎに、車外の照明状態に応じて上記3方式を選択する方法について説明する。
エッジ閾値設定部2041は、画像取得部1011で取得した画像IMGSRC[x][y]内の各小領域SXR[r],SYR[r],EXR[r],EYR[r]内の濃淡値の平均AVE[r]や分散VAR[r]に応じてエッジの閾値THR[r]を決定する。ここでrは小領域のID番号である。
エッジ抽出部2051は、画像取得部1011で取得した画像IMGSRC[x][y]にソーベルフィルタなどの微分フィルタを適用し画像の勾配の強さおよび方向を求め、勾配の強さを閾値処理することによりエッジを抽出する。以下、微分フィルタとしてソーベルフィルタを適用する場合について説明する。
障害物認識部2061は、まず、エッジ画像EDGE[x][y]内に歩行者判定を行うマッチング判定領域(SXG[g],SYG[g],EXG[g],EYG[g])を設定する。
(1)DIR_PAIR1>DIR_PAIR2の場合、
ABS(DIR_PAIR1―DIR_PAIR2―180)<TH_PAIR
(2)それ以外の場合
ABS(DIR_PAIR2―DIR_PAIR1―180)<TH_PAIR
が成立するか否かで行う。ここで、TH_PAIRはエッジがペアになっているかを判定する角度の許容量であり、本実施例では22.5とする。また、ABS()は絶対値である。判定の結果、ペアであると判定された場合は、ステップ106へ進み、そうでない場合はステップ108へと進む。
さらに、ステップ143において、各障害物に対する危険度DRECI[b]を演算する。
スタビリティファクタとは、その正負が、車両のステア特性を支配するものであり、車両の定常円旋回の速度に依存する変化の大きさを示す指数となる重要な値である。式(5)からわかるように、旋回半径Rは、スタビリティファクタAを係数として、自車の速度Vspの2乗に比例して変化する。また、旋回半径Rは車速Vspおよびヨーレートγを用いて式(6)で表すことができる。
つぎに、物体X[b]から、旋回半径Rの円弧で近似した予測進路の中心へ垂線を引き、距離L[b]を求める。
なお、ステップ141〜143の処理は、検知した物体数に応じてループ処理を行う構成としている。
ここで、所定値cDRECI#は、自車に衝突するか否かを判定するための閾値である。
ステップ147において、選択された物体bMinの衝突予測時間TTC[bMin]に応じて警報を出力する範囲であるか否かの判定を行う。式(10)が成立している場合にはステップ148に進み、警報を出力して処理を終了する。また、式(10)が非成立の場合には、ブレーキ制御,警報ともに実行せずに処理を終了する。
以上説明したように、本発明である車載用物体検知装置1000もしくは2000を用いることによって、図10のようなシーンにおいて、歩行者の足元のみに光が当たっており、足元のみでは歩行者か判定できない場合においても、光が当たっていない領域のエッジを抽出できるため、自車前方の歩行者を認識でき、上記警報やブレーキ制御を発動させることができる。
まず、自車のヘッドライトと同程度の光を発する外部照明がONの状態で、路面の凹凸により生じる、路面の濃淡差をDIF1_Rとする。そして、外部照明ON時に、同程度の濃淡差を持つ、淡い物体Bを用意する。物体Bの、外部照明ONの状態での輪郭の内外の濃淡差をDIF1_B、外部照明OFFの状態での輪郭の内外の濃淡差をDIF0_Bとすると、DIF1_B=DIF1_Rである。図16の例では、DIF1_B=10,DIF0_B=5である。
81 識別器
711 局所エッジ頻度算出部
712 閾値処理部
812 合計部
813 閾値処理部
1000,2000 車載用物体検知装置
1010 カメラ
1011 画像取得部
1021 処理画像生成部
1031,2031 小領域分割部
1041,2041 エッジ閾値設定部
1051,2051 エッジ抽出部
1061,2061 障害物認識部
1071 認識結果出力部
1111 物体位置検出部
1211 自車ライト点灯検出部
1311 路面ペイント検出部
2021 処理領域設定部
7111 ウィンドウ
7112 局所エッジ頻度算出領域
7113 角度条件
8101〜8140 局所エッジ頻度判定器
Claims (10)
- 自車外を撮像した画像を取り込む画像取得部と、
取り込まれた前記画像から障害物を検知するための処理画像を生成する処理画像生成部と、
前記処理画像を複数の小領域に分割する小領域分割部と、
前記複数の小領域と前記処理画像の画素値から、小領域毎のエッジ閾値を設定するエッジ閾値設定部と、
前記複数の小領域と前記処理画像から小領域毎の濃淡勾配値を算出し、算出された前記濃淡勾配値に対応する小領域の前記エッジ閾値を用いて、2値のエッジ画像と、エッジの方向の情報を有する勾配方向画像と、を生成するエッジ抽出部と、
前記エッジ画像内で障害物を検知するためのマッチング判定領域を設定し、前記マッチング判定領域内のエッジ画像及び前記エッジ画像に対応する勾配方向画像から障害物の有無を判定する障害物認識部と、
障害物の判定結果を出力する認識結果出力部と、
障害物検出部からの検出信号に基づいて自車外の障害物の位置を検出する物体位置検出部と、
自車のライトの点灯状態を検出する自車ライト点灯検出部と、を有し、
前記処理画像生成部は、前記画像と前記障害物の位置に基づいて、処理画像を生成し、
前記小領域分割部は、前記自車ライト点灯検出部でライトが点灯していると検出された場合、前記物体位置検出部からの障害物の位置と、予め定められた自車ライトの照射角度及び自車ライトの路面からの高さ、に基づいて、障害物へ照射される高さを算出し、算出された前記障害物へ照射される高さに対する画像上の座標を境にして前記処理画像を複数の小領域に分割する障害物検知装置。 - 請求項1記載の障害物検知装置において、
自車の走行路面のペイントを検出し、自車から路面ペイントまでの距離を算出する路面ペイント検出部を有し、
前記小領域分割部は、
前記自車ライト点灯検出部で自車がライトを点灯している場合は、前記物体位置検出部の検出結果と前記自車ライト点灯検出部の検出結果で得られる位置を境にして前記処理画像を複数の小領域に分割し、
前記自車ライト点灯検出部で自車がライトを点灯していない場合、且つ前記路面ペイント検出部により路面ペイントが検出された場合は、検出された前記路面ペイントの位置を境にして前記処理画像を複数の小領域に分割し、
前記自車ライト点灯検出部で自車がライトを点灯していない場合、且つ前記路面ペイント検出部により路面ペイントが検出されない場合は、前記画像の消失点を境にして前記処理画像を複数の小領域に分割する障害物検知装置。 - 請求項1記載の障害物検知装置において、
前記障害物認識部は、前記エッジ画像と前記勾配方向画像から複数の縦エッジ画像を生成し、前記複数の縦エッジ画像から予め定めた条件を満たす縦エッジ画像をグルーピングし、前記グルーピングされた縦エッジ画像の中から縦エッジを2本抽出し、前記2本の縦エッジが前記縦エッジ画像及び前記勾配方向画像に基づいてペアか否か判定し、判定結果としてペアでない場合は、障害物ではないと判定し、ペアである場合、且つ前記2本の縦エッジの長さが予め定めた長さ以上の場合は、障害物と判定し、ペアである場合、且つ前記2本の縦エッジの長さが予め定めた長さ未満の場合は、障害物ではないと判定する障害物検知装置。 - 請求項1記載の障害物検知装置において、
前記認識結果出力部は、前記障害物認識部で認識した障害物の位置に応じて、車両の警報、ブレーキ制御の少なくともいずれか1つを作動させる障害物体検知装置。 - 請求項1記載の障害物検知装置において、
前記小領域分割手段にて分割する小領域の境界部分には、ヒステリシスを持つ車載用物体検知装置。 - 自車外を撮像した画像を取り込む画像取得部と、
取り込まれた前記画像から障害物を検知するための処理領域を設定する処理領域設定部と、
前記処理領域を複数の小領域に分割する小領域分割部と、
前記複数の小領域と前記画像取得部で取り込まれた前記画像の画素値から、小領域毎のエッジ閾値を設定するエッジ閾値設定部と、
前記複数の小領域と前記画像取得部で取り込まれた前記画像から小領域毎の濃淡勾配値を算出し、算出された前記濃淡勾配値に対応する小領域の前記エッジ閾値を用いて、2値のエッジ画像と、エッジの方向の情報を有する勾配方向画像と、を生成するエッジ抽出部と、
前記エッジ画像内で障害物を検知するためのマッチング判定領域を設定し、前記マッチング判定領域内のエッジ画像及び前記エッジ画像に対応する勾配方向画像から障害物の有無を判定する障害物認識部と、
障害物の判定結果を出力する認識結果出力部と、
障害物検出部からの検出信号に基づいて自車外の障害物の位置を検出する物体位置検出部と、
自車のライトの点灯状態を検出する自車ライト点灯検出部と、を有し、
前記処理領域設定部は、前記画像と前記障害物の位置に基づいて、処理領域を設定し、
前記小領域分割部は、前記自車ライト点灯検出部でライトが点灯していると検出された場合、前記物体位置検出部からの障害物の位置と、予め定められた自車ライトの照射角度及び自車ライトの路面からの高さ、に基づいて、障害物へ照射される高さを算出し、算出された前記障害物へ照射される高さに対する画像上の座標を境にして前記処理領域を複数の小領域に分割する障害物検知装置。 - 請求項6記載の障害物検知装置において、
自車の走行路面のペイントを検出し、自車から路面ペイントまでの距離を算出する路面ペイント検出部を有し、
前記小領域分割部は、
前記自車ライト点灯検出部で自車がライトを点灯していない場合、且つ前記路面ペイント検出部により路面ペイントが検出された場合は、検出された前記路面ペイントの位置を境にして前記処理領域を複数の小領域に分割し、
前記自車ライト点灯検出部で自車がライトを点灯していない場合、且つ前記路面ペイント検出部により路面ペイントが検出されない場合は、前記画像の消失点を境にして前記処理領域を複数の小領域に分割する障害物検知装置。 - 請求項6記載の障害物検知装置において、
前記障害物認識部は、前記エッジ画像と前記勾配方向画像から複数の縦エッジ画像を生成し、前記複数の縦エッジ画像から予め定めた条件を満たす縦エッジ画像をグルーピングし、前記グルーピングされた縦エッジ画像の中から縦エッジを2本抽出し、前記2本の縦エッジが前記縦エッジ画像及び前記勾配方向画像に基づいてペアか否か判定し、判定結果としてペアでない場合は、障害物ではないと判定し、ペアである場合、且つ前記2本の縦エッジの長さが予め定めた長さ以上の場合は、障害物と判定し、ペアである場合、且つ前記2本の縦エッジの長さが予め定めた長さ未満の場合は、障害物ではないと判定する障害物検知装置。 - 請求項6記載の障害物検知装置において、
前記認識結果出力部は、前記障害物認識部で認識した障害物の位置に応じて、車両の警報,ブレーキ制御の少なくともいずれか1つを作動させる障害物体検知装置。 - 請求項6記載の障害物検知装置において、
前記小領域分割手段にて分割する小領域の境界部分には、ヒステリシスを持つ車載用物体検知装置。
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