JP6228492B2 - Outside environment recognition device - Google Patents

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Description

本発明は、信号機の点灯状態や点滅状態を識別する車外環境認識装置に関する。   The present invention relates to a vehicle environment recognition apparatus that identifies a lighting state or blinking state of a traffic light.

従来、自車両の前方を撮像部で撮像し、撮像された画像内に含まれる信号機を検出して、信号機の点灯状態などに応じて運転支援を行う技術が知られている。また、近年、従来の電球式信号機から、信号機の発光部にLEDを採用したLED信号機への切り替えが進められている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is known in which a front part of a host vehicle is imaged by an imaging unit, a traffic signal included in the captured image is detected, and driving assistance is performed according to the lighting state of the traffic signal. In recent years, switching from a conventional light bulb type traffic light to an LED traffic light that employs an LED as a light emitting part of the traffic light has been promoted.

LED信号機は、商用電源の交流電力を全波整流した全波整流波によって点灯している。したがって、点灯している間、人の目では視認できないものの、交流電力の周波数に応じて周期的かつ瞬間的に消灯している。そのため、撮像部のフレームレートとLED信号機の消灯の周期が同期してしまうと、実際には点灯状態に制御されているにもかかわらず、瞬間的に消灯しているLED信号機が各フレームで連続して撮像されてしまう場合がある。そこで、撮像部のフレームレートや撮像タイミングをずらすことで、撮像部のフレームレートとLED信号機の瞬間的消灯の周期の同期を回避する技術が公開されている(例えば、特許文献1〜3)。   The LED traffic light is lit by a full-wave rectified wave obtained by full-wave rectifying the AC power of the commercial power supply. Therefore, while it is turned on, although it cannot be visually recognized by human eyes, it is turned off periodically and instantaneously according to the frequency of the AC power. Therefore, if the frame rate of the imaging unit and the LED signal extinction cycle are synchronized, LED signals that are momentarily extinguished in each frame, despite being actually controlled to be lit. May be captured. Therefore, a technique for avoiding synchronization between the frame rate of the imaging unit and the instantaneous turn-off period of the LED traffic light by shifting the frame rate and imaging timing of the imaging unit is disclosed (for example, Patent Documents 1 to 3).

特開2008−293280号公報JP 2008-293280 A 特開2008−134844号公報JP 2008-134844 A 特開2012−34275号公報JP 2012-34275 A

ところで、商用電源の交流電力の周波数は予め定められており、特許文献1から3のような処理負荷の高い制御を行わなくとも、撮像部のフレームレートを交流電力の周波数と異ならせることで上記の同期による問題は回避できる。しかし、完全に同期していなくとも、LED信号機が瞬間的に消灯する以上、瞬間的に消灯しているLED信号機が撮像されてしまうことはある。この場合、LED信号機が点灯状態に制御されているにもかかわらず、消灯状態または点滅状態に制御されていると誤判定してしまうおそれがある。   By the way, the frequency of the AC power of the commercial power source is determined in advance, and the frame rate of the imaging unit is made different from the frequency of the AC power without performing a high processing load control as in Patent Documents 1 to 3. Problems due to synchronization can be avoided. However, even if the LED signal is not completely synchronized, the LED signal that is instantaneously extinguished may be captured as long as the LED signal is momentarily extinguished. In this case, there is a risk of erroneous determination that the LED traffic light is controlled to be turned off or blinked despite being controlled to be turned on.

本発明は、このような課題に鑑み、点灯状態に制御されている信号機を、消灯状態または点滅状態に制御されていると誤判定する事態を回避することが可能な、車外環境認識装置を提供することを目的としている。   In view of such a problem, the present invention provides an outside environment recognition device capable of avoiding a situation in which a traffic signal controlled to be in a lighting state is erroneously determined to be controlled to be in a lighting state or a blinking state. The purpose is to do.

上記課題を解決するために、本発明の車外環境認識装置は、商用電源の交流電力の周波数および周波数の約数と異なるフレームレートで検出領域を撮像する撮像部と、撮像部が撮像した画像内に含まれる信号機を特定する信号機特定部と、フレームごとの信号機が消灯しているか否かを判定する消灯判定部と、予め設定された第1所定数連続するフレームにおいて、信号機が消灯していると判定されたフレーム数が第1閾値を超えると、信号機が消灯または点滅していると判定する非点灯判定部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an external environment recognition device according to the present invention includes an imaging unit that images a detection region at a frame rate different from the frequency of the AC power of the commercial power supply and a divisor of the frequency, The traffic light is turned off in a traffic light identifying unit that identifies the traffic signal included in the signal, a light-off determining unit that determines whether or not the traffic light for each frame is turned off, and a first predetermined number of consecutive frames set in advance. And a non-lighting determining unit that determines that the traffic light is turned off or blinking when the number of frames determined to exceed the first threshold value.

非点灯判定部は、予め設定された第1所定数連続するフレームにおいて、信号機が消灯していると判定されたフレーム数が第1閾値を超え、かつ、第1所定数以上の第2所定数連続するフレームにおいて、第2所定数のフレーム数に対する信号機が消灯していると判定されたフレーム数の割合が第2閾値を超えると、信号機が消灯または点滅していると判定してもよい。   The non-lighting determination unit has a second predetermined number equal to or greater than the first predetermined number of frames in which the traffic light is determined to be turned off in a predetermined first predetermined number of consecutive frames. If the ratio of the number of frames determined to be extinguished with respect to the second predetermined number of frames in consecutive frames exceeds the second threshold value, it may be determined that the signal is extinguished or blinking.

上記課題を解決するために、本発明の他の車外環境認識装置は、商用電源の交流電力の周波数および周波数の約数と異なるフレームレートで検出領域を撮像する撮像部と、撮像部が撮像した画像内に含まれる信号機を特定する信号機特定部と、フレームごとの信号機が消灯しているか否かを判定する消灯判定部と、予め設定された第2所定数連続するフレームにおいて、第2所定数のフレーム数に対する信号機が消灯していると判定されたフレーム数の割合が第2閾値を超えると、信号機が消灯または点滅していると判定する非点灯判定部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, another external environment recognition apparatus of the present invention has an imaging unit that images a detection region at a frame rate different from the frequency of the AC power of the commercial power supply and a divisor of the frequency, and the imaging unit images A second predetermined number in a traffic signal identifying unit that identifies a traffic signal included in the image, a turn-off determining unit that determines whether or not the traffic light for each frame is turned off, and a second predetermined number of consecutive frames set in advance. A non-lighting determining unit that determines that the traffic light is turned off or blinking when a ratio of the number of frames determined to be turned off with respect to the number of frames exceeds a second threshold. .

本発明によれば、点灯状態に制御されている信号機を、消灯状態または点滅状態に制御されていると誤判定する事態を回避することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to avoid the situation which erroneously determines that the traffic signal currently controlled by the lighting state is controlled by the light extinction state or the blinking state.

環境認識システムの接続関係を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the connection relation of the environment recognition system. 車外環境認識装置の概略的な機能を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the schematic function of the external environment recognition apparatus. カラー画像と距離画像を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a color image and a distance image. 対象物特定部の動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of the target object specific | specification part. 撮像部のフレームレートを決定する計算を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the calculation which determines the frame rate of an imaging part. 撮像周期ごとの計算結果を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the calculation result for every imaging cycle. LED信号機の点灯状態および点滅状態を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the lighting state and blinking state of a LED traffic light. 非点灯判定部の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of a non-lighting determination part.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

近年では、車両に搭載した車載カメラによって自車両の前方の道路環境を撮像し、自車両の前方を撮像部で撮像し、撮像された画像内に含まれる信号機を検出して、信号機の点灯状態などに応じて運転支援を行う技術が知られている。しかし、近年採用が進んでいるLED信号機の場合、交流電力を全波整流した全波整流波によってLEDが点灯状態となっており、点灯状態となっている間、人の目では視認できないものの、交流電力の周波数に応じて周期的かつ瞬間的に消灯している。そのため、撮像タイミングによっては、LED信号機が点灯状態に制御されているにもかかわらず、消灯状態または点滅状態に制御されていると誤判定してしまうおそれがある。本実施形態では、このような誤判定を回避することを目的としている。以下、このような目的を達成するための環境認識システムを説明し、その具体的な構成要素である車外環境認識装置を詳述する。   In recent years, the on-board camera mounted on the vehicle images the road environment ahead of the host vehicle, the front of the host vehicle is captured by the imaging unit, the traffic light included in the captured image is detected, and the traffic light lighting state There is a known technology that provides driving assistance in response to the above. However, in the case of LED traffic lights that have been adopted in recent years, the LED is in a lighting state by a full-wave rectified wave obtained by full-wave rectification of AC power, and while it is in a lighting state, it cannot be visually recognized by human eyes. The light is turned off periodically and instantaneously according to the frequency of the AC power. For this reason, depending on the imaging timing, there is a risk of erroneous determination that the LED traffic light is controlled to be turned off or blinked despite being controlled to be lit. The present embodiment aims to avoid such erroneous determination. Hereinafter, an environment recognition system for achieving such an object will be described, and a vehicle exterior environment recognition apparatus as a specific component thereof will be described in detail.

以下の説明において、LED信号機の制御による継続的な点灯、点滅、消灯を、それぞれ、点灯状態、点滅状態、消灯状態と称し、交流電力の周波数に応じて周期的かつ瞬間的に生じる点灯、消灯や、1フレームの画像撮像時点など、特定の瞬間におけるLED信号機の点灯、消灯は、単に、点灯、消灯と称する。   In the following description, continuous lighting, blinking, and extinguishing under the control of the LED traffic light are referred to as lighting state, blinking state, and extinguishing state, respectively, and lighting and extinguishing that occur periodically and instantaneously according to the frequency of AC power. In addition, lighting and extinguishing of the LED traffic light at a specific moment, such as when capturing an image of one frame, are simply referred to as lighting and extinguishing.

(環境認識システム100)
図1は、環境認識システム100の接続関係を示したブロック図である。環境認識システム100は、自車両1内に設けられた、撮像部110を備えた車外環境認識装置120と、車両制御装置(ECU:Engine Control Unit)130とを含んで構成される。
(Environment recognition system 100)
FIG. 1 is a block diagram showing a connection relationship of the environment recognition system 100. The environment recognition system 100 includes an outside environment recognition device 120 provided with an imaging unit 110 and a vehicle control device (ECU: Engine Control Unit) 130 provided in the host vehicle 1.

撮像部110は、CCD(Charge-Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子を含んで構成され、自車両1の前方に相当する環境を撮像し、カラー値で表されるカラー画像を生成することができる。ここで、カラー値は、1つの輝度(Y)と2つの色差(UV)からなる、または、3つの色相(R(赤)、G(緑)、B(青))からなる数値群である。   The imaging unit 110 includes an imaging element such as a charge-coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS), images an environment corresponding to the front of the host vehicle 1, and is represented by a color value. A color image can be generated. Here, the color value is a numerical group consisting of one luminance (Y) and two color differences (UV), or three hues (R (red), G (green), B (blue)). .

また、撮像部110は、自車両1の進行方向側において2つの撮像部110それぞれの光軸が略平行になるように、略水平方向に離隔して配置される。撮像部110は、自車両1の前方の検出領域に存在する対象物を撮像した画像データを、所定のフレームレートで連続して生成する。撮像部110のフレームレートについては後に詳述する。   In addition, the imaging units 110 are arranged in a substantially horizontal direction so that the optical axes of the two imaging units 110 are substantially parallel on the traveling direction side of the host vehicle 1. The imaging unit 110 continuously generates image data obtained by imaging an object existing in the detection area in front of the host vehicle 1 at a predetermined frame rate. The frame rate of the imaging unit 110 will be described in detail later.

ここで、認識する対象物は、車両、歩行者、信号機、道路(進行路)、ガードレール、建物といった独立して存在する立体物のみならず、テールランプやウィンカー、信号機の各点灯部分等、立体物の一部として特定できる物も含む。以下の実施形態における各機能部は、このような画像データの更新を契機としてフレームごとに各処理を遂行する。   Here, the objects to be recognized are not only three-dimensional objects such as vehicles, pedestrians, traffic lights, roads (travel paths), guardrails, and buildings, but also three-dimensional objects such as taillights, blinkers, and lighting parts of traffic lights. The thing which can be specified as a part of is also included. Each functional unit in the following embodiment performs each process for each frame in response to such update of the image data.

車外環境認識装置120は、2つの撮像部110それぞれから画像データを取得し、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出し、導出された視差情報(後述する奥行距離に相当)を画像データに対応付けて距離画像を生成する。カラー画像および距離画像については後ほど詳述する。また、車外環境認識装置120は、カラー画像に基づくカラー値、および、距離画像に基づく自車両1との奥行距離を用いて自車両1前方の検出領域における対象物を特定する。   The vehicle environment recognition apparatus 120 acquires image data from each of the two imaging units 110, derives parallax using so-called pattern matching, and associates the derived parallax information (corresponding to a depth distance described later) with the image data. Generate a distance image. The color image and the distance image will be described in detail later. Further, the outside-vehicle environment recognition device 120 identifies an object in the detection area in front of the host vehicle 1 using the color value based on the color image and the depth distance from the host vehicle 1 based on the distance image.

車外環境認識装置120は、対象物を特定すると、その対象物、例えば、信号機を追跡しつつ、信号機が点灯状態、点滅状態、消灯状態のいずれに制御されているのかを判定する処理を行う。そして、車外環境認識装置120は、判定結果に応じ、運転者の前方に設置されたディスプレイ122を通じて運転者に警告表示(報知)などを行うとともに、必要に応じて、車両制御装置130に対し判定結果を示す情報を出力する。   When the vehicle environment recognition apparatus 120 identifies the object, it performs a process of determining whether the traffic light is controlled to be in a lighting state, a blinking state, or a light-off state while tracking the target object, for example, a traffic light. Then, the outside environment recognition device 120 performs warning display (notification) to the driver through the display 122 installed in front of the driver according to the determination result, and makes a determination to the vehicle control device 130 as necessary. Outputs information indicating the result.

車両制御装置130は、ステアリングホイール132、アクセルペダル134、ブレーキペダル136を通じて運転者の操作入力を受け付け、操舵機構142、駆動機構144、制動機構146に伝達することで自車両1を制御する。また、車両制御装置130は、車外環境認識装置120の指示に従い、駆動機構、制動機構を制御する。   The vehicle control device 130 receives a driver's operation input through the steering wheel 132, the accelerator pedal 134, and the brake pedal 136, and controls the host vehicle 1 by transmitting it to the steering mechanism 142, the drive mechanism 144, and the brake mechanism 146. In addition, the vehicle control device 130 controls the drive mechanism and the braking mechanism in accordance with instructions from the outside environment recognition device 120.

以下、車外環境認識装置120の構成について詳述する。ここでは、本実施形態に特徴的な、点滅状態に制御されている信号機を特定する手順について詳細に説明し、本実施形態の特徴と無関係の構成については説明を省略する。   Hereinafter, the configuration of the outside environment recognition device 120 will be described in detail. Here, the procedure for identifying the traffic signal controlled in the blinking state, which is characteristic of the present embodiment, will be described in detail, and description of the configuration unrelated to the features of the present embodiment will be omitted.

(車外環境認識装置120)
図2は、車外環境認識装置120の概略的な機能を示した機能ブロック図である。図2に示すように、車外環境認識装置120は、撮像部110と、I/F部150と、データ保持部152と、中央制御部154とを含んで構成される。撮像部110に関しては前述しているので、ここでは、詳細な説明を省略する。
(Vehicle environment recognition device 120)
FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic function of the outside environment recognition device 120. As shown in FIG. 2, the vehicle exterior environment recognition apparatus 120 includes an imaging unit 110, an I / F unit 150, a data holding unit 152, and a central control unit 154. Since the imaging unit 110 has been described above, detailed description thereof is omitted here.

I/F部150は、撮像部110や車両制御装置130との双方向の情報交換を行うためのインターフェースである。データ保持部152は、RAM、フラッシュメモリ、HDD等で構成され、以下に示す各機能部の処理に必要な様々な情報を保持し、また、撮像部110から受信した画像データを一時的に保持する。   The I / F unit 150 is an interface for performing bidirectional information exchange with the imaging unit 110 and the vehicle control device 130. The data holding unit 152 includes a RAM, a flash memory, an HDD, and the like. The data holding unit 152 holds various pieces of information necessary for the processing of each function unit described below, and temporarily holds image data received from the imaging unit 110. To do.

中央制御部154は、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含む半導体集積回路で構成され、システムバス156を通じて、I/F部150、データ保持部152等を制御する。また、本実施形態において、中央制御部154は、画像処理部160、3次元位置導出部162、対象物特定部(信号機特定部)164、消灯判定部166、非点灯判定部168としても機能する。以下、このような機能部について大凡の目的を踏まえ、画像処理、対象物特定処理、信号機状態特定処理といった順に詳細な動作を説明する。   The central control unit 154 is configured by a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU), a ROM storing a program, a RAM as a work area, and the like, and through the system bus 156, an I / F unit 150, a data holding unit 152 and the like are controlled. In the present embodiment, the central control unit 154 also functions as an image processing unit 160, a three-dimensional position deriving unit 162, an object specifying unit (traffic signal specifying unit) 164, a turn-off determining unit 166, and a non-lighting determining unit 168. . In the following, detailed operations of such functional units will be described in the order of image processing, object identification processing, traffic light state identification processing, based on the general purpose.

(画像処理)
画像処理部160は、2つの撮像部110それぞれから画像データを取得し、一方の画像データから任意に抽出したブロック(例えば水平4画素×垂直4画素の配列)に対応するブロックを他方の画像データから検索する、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出す。ここで、「水平」は画面横方向を示し、「垂直」は画面縦方向を示す。
(Image processing)
The image processing unit 160 acquires image data from each of the two imaging units 110, and selects a block corresponding to a block arbitrarily extracted from one image data (for example, an array of 4 horizontal pixels × 4 vertical pixels) as the other image data. The parallax is derived using so-called pattern matching that is searched from the above. Here, “horizontal” indicates the horizontal direction of the screen, and “vertical” indicates the vertical direction of the screen.

このパターンマッチングとしては、2つの画像データ間において、任意の画像位置を示すブロック単位で輝度(Y)を比較することが考えられる。例えば、輝度の差分をとるSAD(Sum of Absolute Difference)、差分を2乗して用いるSSD(Sum of Squared intensity Difference)や、各画素の輝度から平均値を引いた分散値の類似度をとるNCC(Normalized Cross Correlation)等の手法がある。画像処理部160は、このようなブロック単位の視差導出処理を検出領域(例えば水平600画素×垂直180画素)に映し出されている全てのブロックについて行う。ここでは、ブロックを水平4画素×垂直4画素としているが、ブロック内の画素数は任意に設定することができる。   As this pattern matching, it is conceivable to compare the luminance (Y) between two pieces of image data in units of blocks indicating arbitrary image positions. For example, SAD (Sum of Absolute Difference) that takes a luminance difference, SSD (Sum of Squared Intensity Difference) that uses the difference squared, or NCC that takes the similarity of a variance value obtained by subtracting an average value from the luminance of each pixel There are methods such as (Normalized Cross Correlation). The image processing unit 160 performs such a block-unit parallax derivation process for all blocks displayed in the detection area (for example, horizontal 600 pixels × vertical 180 pixels). Here, the block is assumed to be horizontal 4 pixels × vertical 4 pixels, but the number of pixels in the block can be arbitrarily set.

ただし、画像処理部160では、検出分解能単位であるブロックごとに視差を導出することはできるが、そのブロックがどのような対象物の一部であるかを認識できない。したがって、視差情報は、対象物単位ではなく、検出領域における検出分解能単位(例えばブロック単位)で独立して導出されることとなる。ここでは、このようにして導出された視差情報を画像データに対応付けた画像を、上述したカラー画像と区別して距離画像という。   However, the image processing unit 160 can derive the parallax for each block, which is a unit of detection resolution, but cannot recognize what kind of target object the block is. Accordingly, the disparity information is derived independently not in units of objects but in units of detection resolution (for example, blocks) in the detection region. Here, an image in which the parallax information derived in this way is associated with image data is referred to as a distance image in distinction from the color image described above.

図3は、カラー画像210と距離画像212を説明するための説明図である。例えば、2つの撮像部110を通じ、検出領域214について図3(a)のようなカラー画像(画像データ)210が生成されたとする。ただし、ここでは、理解を容易にするため、撮像部110それぞれが生成した2つのカラー画像210の一方のみを模式的に示している。本実施形態において、画像処理部160は、このようなカラー画像210からブロックごとの視差を求め、図3(b)のような距離画像212を形成する。距離画像212における各ブロックには、そのブロックの視差が関連付けられている。ここでは、説明の便宜上、視差が導出されたブロックを黒のドットで表している。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the color image 210 and the distance image 212. For example, it is assumed that a color image (image data) 210 as illustrated in FIG. 3A is generated for the detection region 214 through the two imaging units 110. However, for ease of understanding, only one of the two color images 210 generated by each imaging unit 110 is schematically shown here. In the present embodiment, the image processing unit 160 obtains a parallax for each block from such a color image 210, and forms a distance image 212 as shown in FIG. Each block in the distance image 212 is associated with the parallax of the block. Here, for convenience of description, blocks from which parallax is derived are represented by black dots.

図2に戻って説明すると、3次元位置導出部162は、画像処理部160で生成された距離画像212に基づいて検出領域214内のブロックごとの視差情報を、所謂ステレオ法を用いて、水平距離、高さおよび奥行距離を含む実空間における3次元の位置情報に変換する。ここで、ステレオ法は、三角測量法を用いることで、対象部位の距離画像212における視差からその対象部位の撮像部110に対する奥行距離を導出する方法である。このとき、3次元位置導出部162は、対象部位の奥行距離と、対象部位と同奥行距離にある道路表面上の点と対象部位との距離画像212上の検出距離とに基づいて、対象部位の道路表面からの高さを導出する。そして、導出された3次元位置情報を改めて距離画像212に対応付ける。かかる奥行距離の導出処理や3次元位置の特定処理は、様々な公知技術を適用できるので、ここでは、その説明を省略する。   Returning to FIG. 2, the three-dimensional position deriving unit 162 calculates disparity information for each block in the detection region 214 based on the distance image 212 generated by the image processing unit 160 using a so-called stereo method. The information is converted into three-dimensional position information in real space including the distance, height, and depth distance. Here, the stereo method is a method of deriving the depth distance of the target part from the imaging unit 110 from the parallax in the target part distance image 212 by using a triangulation method. At this time, the three-dimensional position deriving unit 162 determines the target part based on the depth distance of the target part and the detected distance on the distance image 212 between the point on the road surface and the target part at the same depth distance as the target part. The height from the road surface is derived. Then, the derived three-dimensional position information is associated with the distance image 212 again. Since various known techniques can be applied to the depth distance deriving process and the three-dimensional position specifying process, description thereof is omitted here.

(対象物特定処理)
図4は、対象物特定部164の動作を説明するための説明図である。ここでは、対象物特定部164が、対象物としての信号機の発光部のうち、点灯時の赤色信号を特定する処理を例に挙げて説明するが、対象物特定部164は、点灯時の青色信号や点灯時の黄色信号の特定処理、および、その他の対象物の特定処理も遂行する。
(Object identification processing)
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the object specifying unit 164. Here, the object specifying unit 164 will be described as an example of a process of specifying a red signal at the time of lighting among light emitting units of a traffic light as an object, but the object specifying unit 164 is a blue color at the time of lighting. It also performs processing for identifying signals and yellow signals when lit, and identifying other objects.

対象物特定部164は、カラー画像210における任意の対象部位(画素やブロック)のカラー値が、赤色信号のカラー値範囲(例えば、基準値をカラー値(R)として、カラー値(G)は基準値(R)の0.5倍以下、カラー値(B)は基準値(R)の0.38倍以下)に含まれるか否か判定する。そして、対象となるカラー値範囲に含まれれば、その対象部位に当該対象物を示す識別番号を付す。ここでは、図4の拡大図に示すように、赤色信号に対応する対象部位に識別番号「1」を付している。   The object specifying unit 164 determines that the color value of an arbitrary target part (pixel or block) in the color image 210 is a color value range of the red signal (for example, the reference value is the color value (R) and the color value (G) is It is determined whether or not the reference value (R) is 0.5 times or less and the color value (B) is 0.38 times or less of the reference value (R). And if it is contained in the color value range used as object, the identification number which shows the said object will be attached | subjected to the object part. Here, as shown in the enlarged view of FIG. 4, the identification number “1” is assigned to the target portion corresponding to the red signal.

また、対象物特定部164は、距離画像212に基づく3次元の位置情報を用いて検出領域214における対象部位同士をグループ化する。具体的に、対象物特定部164は、任意の対象部位を基点として、その対象部位と、水平距離の差分、高さの差分、および、奥行距離の差分が予め定められた所定範囲内にある他の対象部位をグループ化する。ここで、所定範囲は実空間上の距離で表され、任意の値(例えば、1.0m等)に設定することができる。また、対象物特定部164は、グループ化により新たに追加された対象部位に関しても、その対象部位を基点として、水平距離の差分、高さの差分、および、奥行距離の差分が所定範囲内にある他の対象部位をグループ化する。結果的に、距離が所定範囲内であれば、それら全ての対象部位がグループ化されることとなる。   In addition, the object specifying unit 164 groups the target parts in the detection region 214 using the three-dimensional position information based on the distance image 212. Specifically, the object specifying unit 164 has an arbitrary target part as a base point, a difference between the target part, a horizontal distance, a height difference, and a depth distance within a predetermined range. Group other target sites. Here, the predetermined range is represented by a distance in the real space, and can be set to an arbitrary value (for example, 1.0 m). The object specifying unit 164 also sets the difference in the horizontal distance, the difference in the height, and the difference in the depth distance within the predetermined range with respect to the target part newly added by the grouping. Group some other target area. As a result, if the distance is within the predetermined range, all the target parts are grouped.

続いて、対象物特定部164は、グループ化した対象部位群220が、その対象物に関連付けられた高さ範囲(例えば、4.5〜7.0m)、幅範囲(例えば、0.05〜0.2m)、形状(例えば、円形状)等、所定の条件が成立しているか否か判定する。ここで、形状に関しては、予め対象物に関連付けられたテンプレートを参照してその形が比較され(パターンマッチング)、所定値以上の相関があることで条件が成立していると判定される。そして、所定の条件が成立していれば、そのグループ化された対象部位群220を対象物として決定する。   Subsequently, the object specifying unit 164 is configured such that the grouped target part group 220 has a height range (for example, 4.5 to 7.0 m) and a width range (for example, 0.05 to 0.05) associated with the object. 0.2m), shape (for example, circular shape), etc., it is determined whether or not a predetermined condition is satisfied. Here, with respect to the shape, the shape is compared with reference to a template associated with the object in advance (pattern matching), and it is determined that the condition is satisfied when there is a correlation greater than or equal to a predetermined value. If the predetermined condition is satisfied, the grouped target part group 220 is determined as the target object.

また、対象物特定部164は、赤色信号、青色信号、黄色信号のいずれかの対象物を特定すると、その周辺において信号機の対象物を検索する。信号機の特定処理は、赤色信号の特定処理と同様に、対象部位のグループ化およびグループ化された対象部位群220が、信号機に関連付けられた所定の条件を満たすか否かを判定し、所定の条件を満たすと、対象物として信号機を特定する。   Moreover, if the target object specific | specification part 164 specifies the target object in any one of a red signal, a blue signal, and a yellow signal, it will search the target object of a traffic signal in the periphery. Similar to the red signal identification process, the traffic signal identification process determines whether or not the target part grouping and the grouped target part group 220 satisfy a predetermined condition associated with the traffic light. When the condition is satisfied, the traffic light is specified as the object.

すなわち、対象物特定部164は、撮像部110が撮像した画像内に含まれる信号機を特定する信号機特定部として機能する。そして、対象物特定部164は、特定した信号機の位置を対象に、以降のフレームに亘って継続的に追跡して信号機自体や、赤色信号、青色信号、黄色信号の特定を継続する。   That is, the object specifying unit 164 functions as a traffic signal specifying unit that specifies a traffic signal included in an image captured by the imaging unit 110. Then, the object specifying unit 164 continues to specify the signal itself, the red signal, the blue signal, and the yellow signal by continuously tracking over the subsequent frames for the position of the specified signal device.

(信号機状態特定処理)
図2に戻って説明すると、消灯判定部166は、撮像部110が撮像したフレームごとに特定された信号機の例えば赤色信号に相当する部位が、少なくともそのフレームの撮像時に消灯しているか否かを判定する。
(Signal status identification processing)
Returning to FIG. 2, the extinction determination unit 166 determines whether or not a part corresponding to, for example, a red signal of the traffic light identified for each frame captured by the imaging unit 110 is extinguished at least when the frame is captured. judge.

具体的には、消灯判定部166は、例えば、画像内に含まれる信号機のうち、赤色信号の発光部のカラー値が、点灯している赤色信号に対応するカラー値範囲に含まれるか否かによって、赤色信号が消灯しているか否かを判定する。青色信号や黄色信号についても同様の処理が行われる。   Specifically, the extinction determination unit 166 determines whether or not the color value of the light emitting unit of the red signal is included in the color value range corresponding to the red signal that is lit among the traffic lights included in the image, for example. To determine whether the red signal is extinguished. Similar processing is performed for the blue signal and the yellow signal.

消灯判定部166、および、非点灯判定部168の処理では、赤色信号、青色信号、および、黄色信号のいずれについても同様の処理が行われる。そのため、以下では、赤色信号、青色信号、および、黄色信号のいずれについての処理であるかは特に言及しない。   In the processing of the turn-off determination unit 166 and the non-lighting determination unit 168, the same processing is performed for any of the red signal, the blue signal, and the yellow signal. Therefore, in the following, it is not particularly mentioned whether the processing is for a red signal, a blue signal, or a yellow signal.

上記のように、LED信号機は、交流電力を全波整流した全波整流波によって点灯している間、人の目では視認できないものの、交流電力の周波数に応じて周期的かつ瞬間的に消灯している。商用電源を用いる場合、交流電力は50Hz、または、60Hzであることから、全波整流されたLED信号機は、点灯状態となるように制御されていても、100Hz、または、120Hzの周波数で瞬間的に消灯している。   As described above, while the LED traffic light is turned on by a full-wave rectified wave obtained by full-wave rectification of AC power, it is not visible to the human eye, but periodically and instantaneously turns off according to the frequency of the AC power. ing. When the commercial power source is used, the AC power is 50 Hz or 60 Hz. Therefore, even if the full-wave rectified LED traffic light is controlled to be in the lighting state, it is instantaneous at a frequency of 100 Hz or 120 Hz. Is unlit.

そのため、実際には点灯状態となるように制御されたLED信号機であっても、消灯判定部166によって消灯していると判定される場合があった。万が一、撮像部110のフレームレートと、LED信号機の消灯の周期が同期してしまうと、点灯状態となるように制御されているLED信号機を、何フレームにも亘って連続的に消灯していると判定してしまう。その結果、点灯状態となるように制御されているLED信号機を、点滅状態と誤判定するおそれがある。   Therefore, even in the case of an LED traffic light that is actually controlled to be turned on, the turn-off determination unit 166 may determine that the light is turned off. If the frame rate of the imaging unit 110 and the LED signal extinction cycle are synchronized, the LED signal that is controlled to be in the on state is continuously extinguished over many frames. It will be judged. As a result, there is a possibility that an LED traffic light that is controlled to be in a lighting state is erroneously determined as a blinking state.

そこで、本実施形態では、撮像部110のフレームレートを、以下の計算によって決定し、LED信号機の消灯の周期との同期を回避している。   Therefore, in this embodiment, the frame rate of the imaging unit 110 is determined by the following calculation to avoid synchronization with the cycle of turning off the LED traffic light.

図5は、撮像部110のフレームレートを決定する計算を説明するための説明図である。本実施形態において、撮像部110は、露光時間を短くするなどして、信号機の発光部を検出し易くした、信号機の検出用の画像と、車両などの検出用の画像とを1フレームごとに交互に撮像している。そのため、撮像部110の全画像のフレームレートに対して、信号機の検出用の画像のフレームレートは半分となり、撮像周期は2倍となる。   FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining calculation for determining the frame rate of the imaging unit 110. In the present embodiment, the image capturing unit 110, for each frame, generates an image for detecting a traffic light and an image for detecting a vehicle or the like that make it easy to detect the light emitting part of the traffic light by shortening the exposure time. Images are taken alternately. Therefore, the frame rate of the image for detection by the traffic light is halved with respect to the frame rate of all images in the imaging unit 110, and the imaging cycle is doubled.

ここでは、撮像部110の撮像周期として適さない例を挙げて説明する。撮像周期を、仮に62msecとすると、信号機の検出用の画像は、124msecの周期で撮像される。一方、点灯状態となるように制御されているLED信号機の瞬間的な消灯の周期は、商用電源が50Hzの地域では、100Hzの逆数の10msecとなる。   Here, an example that is not suitable as the imaging cycle of the imaging unit 110 will be described. Assuming that the imaging cycle is 62 msec, an image for detecting a traffic light is captured at a cycle of 124 msec. On the other hand, the instantaneous turn-off cycle of the LED traffic light controlled to be in the lighting state is 10 msec, which is the reciprocal of 100 Hz, in an area where the commercial power source is 50 Hz.

また、点灯状態となるように制御されているLED信号機において、点灯:消灯のデューティ比は、大凡8:2である。そのため、1周期10msecのうち、点灯時間は8msec、消灯時間tは2msecとなっている。 Moreover, in the LED traffic light controlled to be in the lighting state, the duty ratio of lighting: extinguishing is approximately 8: 2. Therefore, in one cycle of 10 msec, the lighting time is 8 msec and the extinguishing time t 1 is 2 msec.

上記のように、信号機の検出用の画像が124msecの周期で撮像される場合、信号機の検出用の画像の撮像周期の間に、LED信号機は12回点滅し、次の撮像周期では、撮像周期に対して、LED信号機の点滅の周期が、ずれ時間t=4msecだけずれる(進む)こととなる。 As described above, when the signal detection image is captured at a cycle of 124 msec, the LED traffic light blinks 12 times during the imaging period of the signal detection image, and in the next imaging cycle, the imaging cycle On the other hand, the blinking cycle of the LED traffic light is shifted (advanced) by the shift time t 2 = 4 msec.

図5(a)に示すように、撮像部110の撮像開始のタイミングで、LED信号機の消灯が開始したとする。そうすると、信号機の検出用の画像の撮像周期が1周期経過するごとにずれ時間tだけ互いの周期がずれる。 As shown in FIG. 5A, it is assumed that the LED traffic light starts to be turned off at the timing of starting the imaging of the imaging unit 110. Then, only the deviation time t 2 each time the imaging cycle of image for the detection of traffic has passed one period shifted from each other in the period.

しかし、消灯時間tは、ずれ時間tよりも短いことから、1フレーム消灯している画像が撮像されると、次のフレームでは、撮像タイミングは消灯時間t以上にずれ、点灯している画像が撮像される。そのため、LED信号機の瞬間的な消灯は、2フレーム以上連続して撮像されることはなく、図5(a)中、タイミングAで示す1回のみとなっている。 However, since the turn-off time t 1 is shorter than the shift time t 2 , when an image in which one frame is turned off is captured, in the next frame, the imaging timing is shifted to the turn-off time t 1 or more and turned on. An image is captured. Therefore, the instantaneous turn-off of the LED traffic light is not captured continuously for two frames or more, but only once as shown by timing A in FIG.

一方、商用電源が60Hzの地域では、点灯状態となるように制御されているLED信号機の瞬間的な消灯の周期は、120Hzの逆数の8.33msecとなる。点灯:消灯のデューティ比が8:2であれば、1周期8.33msecのうち、点灯時間は6.67msec、消灯時間tは1.67msecとなる。 On the other hand, in the region where the commercial power source is 60 Hz, the instantaneous extinguishing cycle of the LED traffic light controlled to be in the lighting state is 8.33 msec which is the reciprocal of 120 Hz. If the duty ratio of lighting: extinguishing is 8: 2, the lighting time is 6.67 msec and the extinguishing time t 1 is 1.67 msec in one cycle of 8.33 msec.

信号機の検出用の画像の撮像周期の間に、LED信号機は14回点滅し、次の撮像周期では、撮像周期に対して、LED信号機の点滅の周期が、ずれ時間t=7.33msecだけずれる(遅れる)こととなる。これは、言い換えれば、ずれ時間t=8.33−7.33=1msecだけ、撮像周期に対して、LED信号機の点滅の周期が進んでいるといえる。 During the imaging period of the image for detection of the traffic light, the LED traffic light blinks 14 times, and in the next imaging period, the blinking period of the LED traffic light is the deviation time t 2 = 7.33 msec with respect to the imaging period. It will be shifted (delayed). In other words, it can be said that the blinking cycle of the LED traffic light is advanced with respect to the imaging cycle by the shift time t 3 = 8.33−7.33 = 1 msec.

この場合、消灯時間tは、ずれ時間tよりも長い。そのため、図5(b)に示すように、1フレーム消灯している画像が撮像されると、次のフレームで、撮像タイミングは、LED信号機の瞬間的な消灯の周期に対して、消灯時間t未満しか進まない。その結果、LED信号機の瞬間的な消灯は、図5(b)中、タイミングB、Cに示すように、2フレーム連続して撮像されてしまう可能性がある。 In this case, the turn-off time t 1 is longer than the shift time t 3 . Therefore, as shown in FIG. 5B, when an image in which one frame is turned off is captured, the imaging timing in the next frame is the turn-off time t with respect to the instantaneous turn-off cycle of the LED traffic light. Only progresses below 1 . As a result, the instantaneous turn-off of the LED traffic light may be captured continuously for two frames as shown at timings B and C in FIG.

撮像部110は、商用電源が50Hzの地域と60Hzの地域のいずれにおいても、LED信号機の瞬間的な消灯が、2フレーム連続して撮像されない撮像周期とすることが望ましい。そこで、撮像部110の全画像の撮像周期を0〜150msecとしたとき、それぞれの場合について上記の計算を行い、2フレーム以上連続してLED信号機の瞬間的な消灯が撮像されないものを特定した。   It is desirable for the imaging unit 110 to have an imaging cycle in which the instantaneous turn-off of the LED traffic light is not captured continuously for two frames in both regions where the commercial power source is 50 Hz and 60 Hz. Therefore, when the imaging cycle of all the images of the imaging unit 110 is set to 0 to 150 msec, the above calculation is performed in each case, and an LED in which instantaneous turn-off of the LED traffic light is not captured continuously is specified.

図6は、撮像周期ごとの計算結果を説明するための説明図である。図6において、横軸は、撮像部110の全画像の撮像周期を示し、縦軸は、フラグを示す。ここで、フラグは、計算結果として、2フレーム以上連続してLED信号機の瞬間的な消灯が撮像されない場合にフラグ1、2フレーム以上連続してLED信号機の瞬間的な消灯が撮像される場合にフラグ0を示す。   FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a calculation result for each imaging cycle. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the imaging cycle of all images of the imaging unit 110, and the vertical axis indicates the flag. Here, the flag is calculated when the instantaneous turn-off of the LED traffic light is imaged for two or more frames continuously when the instantaneous turn-off of the LED traffic light is captured for one or more frames. Flag 0 is shown.

本実施形態では、撮像部110の全画像の撮像周期を、図6に示すフラグが1となっている撮像周期に設定する。すなわち、撮像部110は、商用電源の交流電力の周波数およびその約数のいずれとも異なるフレームレートで検出領域を撮像する。こうして、商用電源が50Hzの地域と60Hzの地域のいずれにおいても、LED信号機の瞬間的な消灯が、2フレーム連続して撮像される事態を回避している。   In the present embodiment, the imaging cycle of all images of the imaging unit 110 is set to an imaging cycle in which the flag shown in FIG. That is, the imaging unit 110 images the detection area at a frame rate different from both the frequency of the AC power of the commercial power supply and the divisor thereof. In this way, in both the 50 Hz and 60 Hz commercial power supply regions, the situation where the instantaneous turn-off of the LED traffic light is imaged continuously for two frames is avoided.

図2に戻って説明すると、非点灯判定部168は、信号機が点滅状態となるように制御されているか否かを判定する。上記のように、2フレーム以上連続してLED信号機の瞬間的な消灯が撮像されないように、撮像部110のフレームレートが設定されている。すなわち、消灯判定部166が追跡している信号機について、2フレーム以上、連続して消灯していると判定されると、信号機は、点滅状態となるように制御されている可能性が高いといえる。そこで、非点灯判定部168は、誤差の影響を加味し、直前の3フレームのうち、2フレーム以上、消灯していると判定されると、その信号機は、点滅状態となるように制御されている可能性が高いと判定する。   Returning to FIG. 2, the non-lighting determination unit 168 determines whether or not the traffic light is controlled to be in a blinking state. As described above, the frame rate of the imaging unit 110 is set so that the instantaneous turn-off of the LED traffic light is not captured continuously for two or more frames. That is, if it is determined that the traffic light tracked by the light turn-off determination unit 166 is continuously turned off for two frames or more, it is highly likely that the traffic light is controlled to be in a blinking state. . Therefore, the non-lighting determination unit 168 is controlled so as to be in a blinking state when it is determined that two or more frames out of the immediately preceding three frames are turned off in consideration of the error. It is determined that there is a high possibility.

このように、非点灯判定部168は、予め設定された第1所定数(例えば、3フレーム)連続するフレームにおいて、信号機が消灯していると判定されたフレーム数が第1閾値(例えば、1フレーム)を超えると、信号機が点滅状態となるように制御されている可能性が高いと判定する。   In this way, the non-lighting determination unit 168 determines that the number of frames determined to have the traffic light turned off in a predetermined first predetermined number (for example, three frames) of consecutive frames is the first threshold value (for example, 1 If it exceeds the (frame), it is determined that there is a high possibility that the traffic light is controlled to be in a blinking state.

上記のように、撮像部110は、信号機の検出用の画像と、車両などの検出用の画像とを、“信号機の検出用の画像”→“車両などの検出用の画像”→“信号機の検出用の画像”といったように、1フレームごとに交互に撮像している。非点灯判定部168は、信号機の検出用の画像のみを対象として連続するフレームを選択する。すなわち、本実施形態において、“連続するフレーム”は、“連続する信号機の検出用の画像のフレーム”を意味する。   As described above, the imaging unit 110 divides an image for detecting a traffic light and an image for detection of a vehicle into “an image for detecting a traffic signal” → “an image for detection of a vehicle” → “an image of a traffic light”. Images such as “detection images” are alternately captured every frame. The non-lighting determination unit 168 selects continuous frames only for the detection image of the traffic light. That is, in the present embodiment, “continuous frames” means “frames of images for detection of continuous traffic lights”.

ここで、非点灯判定部168は、信号機が連続して消灯しているフレーム数を所定の閾値と比較するのではなく、連続する3フレームにおいて、信号機が消灯していると判定されたフレーム数が1を超えているか否かを判定する。例えば、非点灯判定部168は、連続する3フレームのうち、信号機が消灯していると判定されたフレーム数が1フレームを超えているか否かを判定する。これは、信号機が実際には消灯していても、車両と信号機の位置関係、撮像タイミング、周囲の明るさなどの誤差要因によって、消灯→点灯→消灯といったように、信号機が消灯していると判定されるフレームが連続しない場合があることに起因する。本実施形態では、連続する3フレームにおいて、信号機が消灯していると判定されたフレーム数が1を超えているか否かを判定しているので、消灯と判定されたフレームが連続しない場合であっても、誤差の影響を抑えることが可能となる。   Here, the non-lighting determination unit 168 does not compare the number of frames in which the traffic light is continuously turned off with a predetermined threshold value, but the number of frames in which the traffic light is determined to be turned off in three consecutive frames. Whether or not exceeds 1 is determined. For example, the non-lighting determination unit 168 determines whether or not the number of frames in which the traffic light is determined to be turned off out of three consecutive frames exceeds one frame. This is because even if the traffic light is actually turned off, due to error factors such as the positional relationship between the vehicle and the traffic light, imaging timing, ambient brightness, etc. This is because the frames to be determined may not be continuous. In the present embodiment, since it is determined whether or not the number of frames for which the traffic light has been turned off exceeds 1 in three consecutive frames, the frames that have been determined to be turned off are not continuous. However, the influence of errors can be suppressed.

また、非点灯判定部168は、他の判定手段によっても、信号機が点滅状態となるように制御されているか否かを判定することができる。非点灯判定部168の他の判定手段について、図7を参照して詳述する。   Further, the non-lighting determination unit 168 can determine whether or not the traffic light is controlled to be in a blinking state by other determination means. Other determination means of the non-lighting determination unit 168 will be described in detail with reference to FIG.

図7は、LED信号機の点灯状態および点滅状態を説明するための説明図であり、図7(a)には、点灯状態となるように制御された場合を示し、図7(b)には、点滅状態となるように制御された場合を示す。   FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the lighting state and blinking state of the LED traffic light. FIG. 7A shows a case where control is performed so as to be in the lighting state, and FIG. The case where it is controlled to be in a blinking state is shown.

図7(a)に示すように、LED信号機が点灯状態となるように制御された場合、上記のように点灯:消灯のデューティ比は、大凡8:2であることから、予め設定された第2所定数(例えば、8フレーム)のフレーム数に対する、消灯判定部166が消灯していると判定したフレーム数の割合(比率)は、大凡、0.2となる。   As shown in FIG. 7 (a), when the LED traffic light is controlled to be in the lighting state, the duty ratio of lighting: extinguishing is approximately 8: 2 as described above, so that the preset second 2 The ratio (ratio) of the number of frames determined by the extinction determination unit 166 to be extinguished with respect to the predetermined number (for example, 8 frames) is approximately 0.2.

一方、図7(b)に示すように、LED信号機が点滅状態となるように制御された場合、点灯状態の時間と消灯状態の時間の比は1:1である。すなわち、図7(b)に示すように、点灯および消灯が1回ずつ行われる総時間(周期)を1としたとき、点灯状態の時間および消灯状態の時間は0.5となる。そして、点灯状態において、点灯:消灯のデューティ比は、大凡8:2であることから、点灯状態のうち、消灯の時間は、0.5×0.2=0.1となる。すなわち、点滅状態における1周期のうち、消灯の時間は、0.5+0.1=0.6となる。その結果、第2所定数のフレーム数に対する、消灯判定部166が消灯していると判定したフレーム数の割合は、大凡0.6となる。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the LED traffic light is controlled so as to blink, the ratio of the time of the lighting state to the time of the light-off state is 1: 1. That is, as shown in FIG. 7B, when the total time (cycle) in which lighting and extinguishing are performed once is set to 1, the lighting time and the lighting time are 0.5. In the lighting state, since the duty ratio of lighting: extinguishing is approximately 8: 2, the extinguishing time in the lighting state is 0.5 × 0.2 = 0.1. That is, the turn-off time in one cycle in the blinking state is 0.5 + 0.1 = 0.6. As a result, the ratio of the number of frames determined by the turn-off determining unit 166 to be turned off with respect to the second predetermined number of frames is approximately 0.6.

そこで、誤差の影響を加味し、判定処理に用いる第2閾値を0.6よりも小さく、かつ、0.2より大きい0.5に設定する。すなわち、非点灯判定部168は、第2所定数のフレーム数に対する、消灯判定部166が消灯していると判定したフレーム数の割合が、第2閾値である0.5を超えていれば、信号機は、点滅状態となるように制御されている可能性が高いと判定している。   Therefore, in consideration of the influence of errors, the second threshold value used for the determination process is set to 0.5 which is smaller than 0.6 and larger than 0.2. That is, if the ratio of the number of frames that the non-lighting determination unit 166 determines to be unlit with respect to the second predetermined number of frames exceeds the second threshold value of 0.5, It is determined that the traffic light is likely to be controlled to be in a blinking state.

本実施形態では、非点灯判定部168は、上記の2つの判定手段を組み合わせることで、点滅状態となるように制御された信号機の判定精度を向上させている。以下、非点灯判定部168の処理の流れを、フローチャートを参照しながら説明する。   In the present embodiment, the non-lighting determination unit 168 improves the determination accuracy of the traffic light controlled to be in the blinking state by combining the above two determination means. Hereinafter, the process flow of the non-lighting determination unit 168 will be described with reference to a flowchart.

図8は、非点灯判定部168の処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態においては、対象物特定部164は、画像内に含まれる信号機を特定すると、その後の連続フレームに亘って、信号機を追跡している。図8に示す処理は、追跡対象の信号機ごとに、撮像部110が信号機の検出用の画像を撮像する度に繰り返し実行される。   FIG. 8 is a flowchart showing a process flow of the non-lighting determination unit 168. In the present embodiment, when the target object specifying unit 164 specifies a traffic signal included in the image, the target object tracking unit 164 tracks the traffic signal over subsequent successive frames. The processing shown in FIG. 8 is repeatedly executed every time the imaging unit 110 captures an image for detection of a traffic signal for each traffic signal to be tracked.

また、図8に示す処理は、消灯判定部166が点灯していると判定した結果、追跡対象となった信号機について行われ、消灯状態となるように制御されている信号機は対象外である。すなわち、撮像部110が撮像した画像内に含まれる信号機が、点滅状態となるように制御されているのか、点灯状態(非点滅状態)となるように制御されているのかを判定する処理である。   Further, the processing shown in FIG. 8 is performed for a traffic signal that is a tracking target as a result of determining that the extinction determining unit 166 is lit, and the traffic signal that is controlled to be in the extinguished state is out of scope. That is, it is a process of determining whether the traffic light included in the image captured by the imaging unit 110 is controlled to be in a blinking state or controlled to be in a lighting state (non-flashing state). .

非点灯判定部168は、消灯判定部166が信号機を追跡しているフレーム数を計数する(S300)。そして、信号機を追跡している連続するフレーム数が第2所定数以上であるか否かを判定する(S302)。すなわち、非点灯判定部168は、同一の信号機が第2所定数前のフレームから継続して認識されているか否かを判定する。フレーム数が第2所定数以上でなければ(S302におけるNO)、処理を終了する。   The non-lighting determination unit 168 counts the number of frames that the light-off determination unit 166 tracks the traffic light (S300). Then, it is determined whether or not the number of consecutive frames tracking the traffic signal is greater than or equal to a second predetermined number (S302). That is, the non-lighting determination unit 168 determines whether or not the same traffic light is continuously recognized from the second predetermined number of previous frames. If the number of frames is not greater than or equal to the second predetermined number (NO in S302), the process ends.

フレーム数が第2所定数以上の場合(S302におけるYES)、非点灯判定部168は、直前の第1所定数の連続するフレームについて、消灯判定部166が消灯していると判定したフレーム数を確認する(S304)。   When the number of frames is equal to or greater than the second predetermined number (YES in S302), the non-lighting determination unit 168 determines the number of frames determined by the turn-off determination unit 166 to be turned off for the immediately preceding first predetermined number of frames. Confirm (S304).

そして、非点灯判定部168は、消灯判定部166が消灯していると判定したフレーム数が第1閾値を超えているか否かを判定する(S306)。第1閾値を超えていれば(S306におけるYES)、非点灯判定部168は、直前の第2所定数の連続するフレームについて、消灯判定部166が消灯していると判定したフレーム数を確認する(S308)。   Then, the non-lighting determination unit 168 determines whether or not the number of frames that the light-off determination unit 166 has determined to be turned off exceeds the first threshold (S306). If the first threshold value is exceeded (YES in S306), the non-lighting determination unit 168 confirms the number of frames that the turn-off determination unit 166 has determined to be turned off for the immediately preceding second predetermined number of consecutive frames. (S308).

そして、非点灯判定部168は、直前の第2所定数のフレーム数に対する、消灯判定部166が消灯していると判定したフレーム数の割合が、第2閾値を超えているか否かを判定する(S310)。フレーム数の割合が、第2閾値を超えている場合(S310におけるYES)、非点灯判定部168は、追跡対象の信号機に1ポイントを加算する(S312)。   Then, the non-lighting determination unit 168 determines whether or not the ratio of the number of frames determined by the turn-off determination unit 166 to be turned off with respect to the immediately preceding second predetermined number of frames exceeds the second threshold value. (S310). When the ratio of the number of frames exceeds the second threshold value (YES in S310), the non-lighting determination unit 168 adds 1 point to the tracking target traffic light (S312).

一方、消灯判定部166が消灯していると判定したフレーム数が第1閾値以下である場合(S306におけるNO)、または、直前の第2所定数のフレーム数に対する、消灯判定部166が消灯していると判定したフレーム数の割合が、第2閾値以下である場合(S310におけるNO)、追跡対象の信号機のポイントを1ポイント減算する(S314)。   On the other hand, when the number of frames determined to be turned off by the turn-off determining unit 166 is equal to or smaller than the first threshold (NO in S306), or the turn-off determining unit 166 is turned off for the immediately preceding second predetermined number of frames. If the ratio of the number of frames determined to be equal to or less than the second threshold value (NO in S310), one point is subtracted from the traffic signal point to be tracked (S314).

そして、非点灯判定部168は、追跡対象の信号機のポイントの積算値が第3閾値以上であるか否かを判定する(S316)。第3閾値以上であれば(S316におけるYES)、非点灯判定部168は、信号機が点滅状態となるように制御されていると判定する(S318)。   Then, the non-lighting determination unit 168 determines whether or not the integrated value of the points of the traffic signal to be tracked is greater than or equal to the third threshold (S316). If it is greater than or equal to the third threshold (YES in S316), the non-lighting determination unit 168 determines that the traffic light is controlled to be in a blinking state (S318).

また、第3閾値未満であれば(S316におけるNO)、非点灯判定部168は、信号機が点滅状態となるように制御されておらず、非点滅状態となるように制御されていると判定する(S320)。ここでは、上記のように、消灯状態となるように制御されている信号機は除外されていることから、信号機は点灯状態となるように制御されていることとなる。   If it is less than the third threshold (NO in S316), the non-lighting determination unit 168 determines that the traffic light is not controlled to be in a blinking state and is controlled to be in a non-flashing state. (S320). Here, as described above, the traffic signal that is controlled to be turned off is excluded, so that the traffic signal is controlled to be turned on.

上述したように、車外環境認識装置120によれば、点灯状態に制御されている信号機を、点滅状態に制御されていると誤判定する事態を回避することが可能となる。   As described above, according to the outside environment recognition device 120, it is possible to avoid a situation in which a traffic light that is controlled to be in a lighting state is erroneously determined to be controlled in a blinking state.

また、非点灯判定部168は、複数フレームに亘る判定結果をポイントの積算によって反映することから、誤差の影響を抑えて、点滅状態となるように制御された信号機の判定精度を向上することが可能となる。   Further, since the non-lighting determination unit 168 reflects the determination results over a plurality of frames by the accumulation of points, it is possible to suppress the influence of errors and improve the determination accuracy of the traffic signal controlled to be in a blinking state. It becomes possible.

また、コンピュータを、車外環境認識装置120として機能させるプログラムや当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD、DVD、BD等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。   Also provided are a program that causes a computer to function as the vehicle exterior environment recognition device 120 and a computer-readable storage medium that stores the program, such as a flexible disk, magneto-optical disk, ROM, CD, DVD, and BD. Here, the program refers to data processing means described in an arbitrary language or description method.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上述した実施形態では、非点灯判定部168は、追跡対象の信号機について、ポイントの加算および減算を行い、ポイントの積算値が第3閾値を超えると、点滅状態に制御されている信号機であると判定した。しかし、ポイントの加算や減算の結果による判定を行わずともよい。すなわち、非点灯判定部168は、第1所定数連続するフレームにおいて、信号機が消灯していると判定されたフレーム数が第1閾値を超え、かつ、第2所定数連続するフレームにおいて、第2所定数のフレーム数に対する信号機が消灯していると判定されたフレーム数の割合が第2閾値を超えると、信号機が点滅していると判定してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the non-lighting determination unit 168 adds and subtracts points with respect to the traffic signal to be tracked, and when the integrated value of the points exceeds the third threshold, the traffic light is controlled to blink. It was determined that there was. However, the determination based on the result of point addition or subtraction need not be performed. That is, the non-lighting determination unit 168 has the second predetermined number of frames in which the number of frames determined to be off in the first predetermined number of consecutive frames exceeds the first threshold and the second predetermined number of consecutive frames. If the ratio of the number of frames determined that the traffic light is extinguished with respect to the predetermined number of frames exceeds the second threshold, it may be determined that the traffic light is blinking.

また、上述した実施形態では、非点灯判定部168は、第1所定数連続するフレームにおいて、信号機が消灯していると判定されたフレーム数が第1閾値を超えているかと、第2所定数連続するフレームにおいて、第2所定数のフレーム数に対する信号機が消灯していると判定されたフレーム数の割合が第2閾値を超えているかの2つの判定を行う場合について説明した。しかし、非点灯判定部168は、2つの判定のいずれか一方の判定のみを行い、その判定結果によって、信号機が点滅していると判定してもよい。ただし、2つの判定を併用することで、判定精度を向上することが可能となる。   In the above-described embodiment, the non-lighting determination unit 168 determines whether the number of frames for which the traffic light is determined to be turned off exceeds the first threshold in the first predetermined number of consecutive frames. In the continuous frames, the case where two determinations are made as to whether the ratio of the number of frames determined to have the traffic light turned off with respect to the second predetermined number of frames exceeds the second threshold has been described. However, the non-lighting determination unit 168 may perform only one of the two determinations and determine that the traffic light is blinking based on the determination result. However, the determination accuracy can be improved by using two determinations in combination.

また、上述した実施形態では、消灯状態となるように制御されている信号機は、予め除外した上で、信号機が点滅状態となるように制御されているか否かを判定する場合について説明した。しかし、消灯状態となるように制御されている信号機を予め除外せず、非点灯判定部168は、信号機が消灯状態または点滅状態となるように制御されているか否かを判定してもよい。   Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which it is determined whether or not a traffic light that is controlled to be turned off is previously controlled and whether or not the traffic light is controlled to be blinked. However, the non-lighting determination unit 168 may determine whether or not the traffic light is controlled so as to be in the light-off state or the blinking state without previously excluding the traffic light that is controlled to be in the light-off state.

なお、本明細書の車外環境認識方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。   Note that each step of the vehicle environment recognition method of the present specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described in the flowchart, and may include processing in parallel or a subroutine.

本発明は、信号機の点灯状態や点滅状態を識別する車外環境認識装置に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an external environment recognition device that identifies a lighting state or blinking state of a traffic light.

1 自車両
110 撮像部
120 車外環境認識装置
130 車両制御装置
164 対象物特定部(信号機特定部)
166 消灯判定部
168 非点灯判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Own vehicle 110 Image pick-up part 120 Out-of-vehicle environment recognition apparatus 130 Vehicle control apparatus 164 Target object specific | specification part (traffic signal specific part)
166 Light extinction determination unit 168 Non-lighting determination unit

Claims (3)

商用電源の交流電力の周波数および該周波数の約数と異なる予め定められたフレームレートで検出領域を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した画像内に含まれる信号機を特定する信号機特定部と、
フレームごとに前記信号機が消灯しているか否かを判定する消灯判定部と、
予め設定された第1所定数連続するフレームにおいて、前記信号機が消灯していると判定されたフレーム数が第1閾値を超えると、該信号機が消灯または点滅していると判定する非点灯判定部と、
を備えることを特徴とする車外環境認識装置。
An imaging unit that images the detection region at a predetermined frame rate different from the frequency of the AC power of the commercial power supply and a divisor of the frequency;
A traffic light identifying unit for identifying a traffic signal included in an image captured by the imaging unit;
An extinction determining unit that determines whether or not the traffic light is extinguished for each frame;
In a predetermined first predetermined number of consecutive frames, a non-lighting determination unit that determines that the traffic light is turned off or blinks when the number of frames determined that the traffic light is turned off exceeds a first threshold. When,
A vehicle exterior environment recognition device comprising:
前記非点灯判定部は、予め設定された第1所定数連続するフレームにおいて、前記信号機が消灯していると判定されたフレーム数が前記第1閾値を超え、かつ、該第1所定数以上の第2所定数連続するフレームにおいて、該第2所定数のフレーム数に対する該信号機が消灯していると判定されたフレーム数の割合が第2閾値を超えると、該信号機が消灯または点滅していると判定することを特徴とする請求項1に記載の車外環境認識装置。   In the first predetermined number of consecutive frames set in advance, the non-lighting determination unit exceeds the first threshold when the number of frames for which it is determined that the traffic light is off, and is equal to or greater than the first predetermined number. In a second predetermined number of consecutive frames, when the ratio of the number of frames determined to be extinguished to the second predetermined number of frames exceeds a second threshold, the signal is extinguished or blinking. The outside environment recognition device according to claim 1, wherein: 商用電源の交流電力の周波数および該周波数の約数と異なる予め定められたフレームレートで検出領域を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した画像内に含まれる信号機を特定する信号機特定部と、
フレームごとに前記信号機が消灯しているか否かを判定する消灯判定部と、
予め設定された第2所定数連続するフレームにおいて、該第2所定数のフレーム数に対する前記信号機が消灯していると判定されたフレーム数の割合が第2閾値を超えると、該信号機が消灯または点滅していると判定する非点灯判定部と、
を備えることを特徴とする車外環境認識装置。
An imaging unit that images the detection region at a predetermined frame rate different from the frequency of the AC power of the commercial power supply and a divisor of the frequency;
A traffic light identifying unit for identifying a traffic signal included in an image captured by the imaging unit;
An extinction determining unit that determines whether or not the traffic light is extinguished for each frame;
In a predetermined second predetermined number of consecutive frames, when the ratio of the number of frames determined to be extinguished with respect to the second predetermined number of frames exceeds a second threshold, the signal is extinguished or A non-lighting determination unit that determines that it is blinking;
A vehicle exterior environment recognition device comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11663834B2 (en) 2019-11-12 2023-05-30 Nissan Motor Co., Ltd. Traffic signal recognition method and traffic signal recognition device

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3062944B1 (en) * 2017-02-10 2021-05-14 Continental Automotive France FALSE-POSITIVE DETECTION PROCEDURE RELATING TO A SIGNALING FIRE
JP2019036907A (en) * 2017-08-21 2019-03-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging apparatus and device
JP7180565B2 (en) * 2019-07-23 2022-11-30 トヨタ自動車株式会社 Signal interpretation system and vehicle control system
KR20210016927A (en) * 2019-08-06 2021-02-17 현대자동차주식회사 In-vehicle device and method for providing traffic lights information thereof
CN114730520B (en) * 2019-11-12 2023-07-04 日产自动车株式会社 Semaphore recognition method and semaphore recognition device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005301518A (en) * 2004-04-08 2005-10-27 Toyota Motor Corp Signal detection device and signal detecting method
JP4781243B2 (en) * 2006-11-28 2011-09-28 アルパイン株式会社 Drive recorder and image acquisition timing control method thereof
US9019377B2 (en) * 2007-02-13 2015-04-28 Fujitsu Ten Limited Drive recorder, drive recorder system, vehicle-mounted video recording apparatus, and vehicle-mounted video recording method
JP2009015759A (en) * 2007-07-09 2009-01-22 Honda Motor Co Ltd Traffic light recognition apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11663834B2 (en) 2019-11-12 2023-05-30 Nissan Motor Co., Ltd. Traffic signal recognition method and traffic signal recognition device

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