JP6763198B2 - Image processing equipment, imaging equipment, mobile device control systems, image processing methods, and programs - Google Patents

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Description

本発明は、画像処理装置、撮像装置、移動体機器制御システム、画像処理方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an image processing device, an imaging device, a mobile device control system, an image processing method, and a program.

自動車の安全性において、従来は歩行者や自動車と衝突したときに、いかに歩行者を守れるか、乗員を保護できるかの観点から自動車のボディー構造などの開発が行われてきた。しかしながら近年、情報処理技術、画像処理技術の発達により、高速に人や自動車等を検出する技術が開発されてきている。これらの技術を応用して、衝突する前に自動的にブレーキをかけ、衝突を未然に防ぐという自動車もすでに発売されている。 In terms of automobile safety, the body structure of automobiles has been developed from the viewpoint of how to protect pedestrians and occupants when they collide with pedestrians or automobiles. However, in recent years, with the development of information processing technology and image processing technology, technology for detecting people, automobiles, etc. at high speed has been developed. Automobiles that apply these technologies to automatically brake before a collision and prevent a collision have already been released.

自動的にブレーキをかけるには人や他車等の物体までの距離を測定する必要があり、そのために、ステレオカメラの画像を用いた測定が実用化されている。 In order to automatically apply the brakes, it is necessary to measure the distance to an object such as a person or another vehicle, and for that purpose, measurement using an image of a stereo camera has been put into practical use.

このステレオカメラの画像を用いた測定では、次のような画像処理を行うことで、人や他車等の物体の認識を行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In the measurement using the image of this stereo camera, a technique for recognizing an object such as a person or another vehicle by performing the following image processing is known (see, for example, Patent Document 1).

まず、ステレオカメラで撮像した複数の画像から、画像の垂直方向の座標を一方の軸とし、画像の視差(disparity)を他方の軸とし、視差の頻度の値を画素値とするV-Disparity画像を生成する。次に、生成したV-Disparity画像から、路面を検出する。検出した路面を用いてノイズを除去したうえで、画像の水平方向の座標を縦軸とし、画像の視差を横軸とし、視差頻度を画素値とするU-Disparity画像を生成する。そして、生成したU-Disparity画像に基づいて、人や他車等の物体の認識を行う。 First, from a plurality of images captured by a stereo camera, a V-Disparity image in which the coordinates in the vertical direction of the image are one axis, the disparity of the image is the other axis, and the value of the frequency of parallax is a pixel value. To generate. Next, the road surface is detected from the generated V-Disparity image. After removing noise using the detected road surface, a U-Disparity image is generated in which the horizontal coordinates of the image are the vertical axis, the parallax of the image is the horizontal axis, and the parallax frequency is the pixel value. Then, based on the generated U-Disparity image, an object such as a person or another vehicle is recognized.

しかし、従来技術には、路面を検出する際、路面上に物体が置かれている場合に、自車両の前方に上り坂があるように判定される場合があるという問題がある。 However, the prior art has a problem that when detecting a road surface, it may be determined that there is an uphill in front of the own vehicle when an object is placed on the road surface.

そこで、路面を検出する精度を向上させる技術を提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a technique for improving the accuracy of detecting the road surface.

画像処理装置において、複数の撮像部で各々撮影された複数の撮影画像における路面及び前記路面上の物体の距離に応じた距離値を有する距離画像から、前記距離画像の垂直方向に対する距離値の頻度の分布を示す垂直方向分布データを生成する生成部と、前記垂直方向分布データに基づいて、距離値の頻度が所定の閾値以上である第1の点の高さと、前記第1の点よりも小さい距離値を有し、前記第1の点の距離値との差が所定値以内であり、距離値の頻度が所定の閾値以上である第2の点の高さとの差が所定値以上であると判定した場合に、前記第1の点を除いた点に基づいて前記路面を推定する推定部と、を備える。 In the image processing apparatus, the frequency of the distance value with respect to the vertical direction from the distance image having the distance value corresponding to the distance between the road surface and the object on the road surface in the plurality of captured images taken by the plurality of imaging units. The height of the first point at which the frequency of the distance value is equal to or higher than a predetermined threshold based on the vertical distribution data and the generation unit that generates the vertical distribution data showing the distribution of the above, and the height of the first point. When the difference from the height of the second point having a small distance value, the difference from the distance value of the first point is within a predetermined value, and the frequency of the distance value is equal to or greater than a predetermined threshold value is greater than or equal to the predetermined value. It is provided with an estimation unit that estimates the road surface based on the points other than the first point when it is determined to be present.

開示の技術によれば、路面を検出する精度を向上させることが可能となる。 According to the disclosed technology, it is possible to improve the accuracy of detecting the road surface.

実施形態に係る車載機器制御システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the in-vehicle device control system which concerns on embodiment. 撮像ユニット及び画像解析ユニットの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the image pickup unit and the image analysis unit. 移動体機器制御システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a mobile device control system. 視差画像データ、及びその視差画像データから生成されるVマップについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the parallax image data, and the V map generated from the parallax image data. 一方の撮像部で撮像された基準画像としての撮影画像の画像例と、その撮影画像に対応するVマップを示す図である。It is a figure which shows the image example of the photographed image as a reference image imaged by one image pickup part, and the V map corresponding to the photographed image. 一方の撮像部で撮像された基準画像としての撮影画像の画像例と、その撮影画像に対応する所定の領域のVマップを示す図である。It is a figure which shows the image example of the photographed image as a reference image imaged by one image pickup unit, and the V map of a predetermined area corresponding to the photographed image. 路面推定部13の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of the road surface estimation part 13. 標本点除去処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the sample point removal process. 標本点除去処理の一例について説明する図である。It is a figure explaining an example of the sample point removal processing. 標本点除去処理の他の例について説明する図である。It is a figure explaining another example of the sample point removal process. 第2の実施形態に係る標本点抽出処理のフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart of the sampling point extraction process which concerns on 2nd Embodiment. 今回のVマップにおける点と、以前のVマップにおける点とを重畳する処理について説明する図である。It is a figure explaining the process of superimposing the point in the present V map, and the point in the previous V map. 第3の実施形態に係る路面形状検出処理のフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart of the road surface shape detection processing which concerns on 3rd Embodiment. Vマップにおいて路面上の物体による視差点があるか否かを判定する処理について説明する図である。It is a figure explaining the process of determining whether or not there is a discrepancy point by an object on a road surface in a V map.

以下、実施形態に係る画像処理装置を有する移動体機器制御システムについて説明する。 Hereinafter, a mobile device control system having an image processing device according to the embodiment will be described.

[第1の実施形態]
〈車載機器制御システムの構成〉
図1は、本発明の実施形態に係る移動体機器制御システムとしての車載機器制御システムの構成を示す図である。
[First Embodiment]
<Configuration of in-vehicle device control system>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-vehicle device control system as a mobile device control system according to an embodiment of the present invention.

この車載機器制御システム1は、移動体である自動車などの自車両100に搭載されており、撮像ユニット500、画像解析ユニット600、表示モニタ103、及び車両走行制御ユニット104からなる。そして、撮像ユニット500で、移動体の前方を撮像した自車両進行方向前方領域(撮像領域)の撮像画像データから、自車両前方の路面(移動面)の相対的な高さ情報(相対的な傾斜状況を示す情報)を検知し、その検知結果から、自車両前方の走行路面の3次元形状を検出し、その検出結果を利用して移動体や各種車載機器の制御を行う。移動体の制御には、例えば、警告の報知、自車両100(自移動体)のハンドルの制御、または自車両100(自移動体)のブレーキが含まれる。 The in-vehicle device control system 1 is mounted on the own vehicle 100 such as a moving vehicle, and includes an image pickup unit 500, an image analysis unit 600, a display monitor 103, and a vehicle travel control unit 104. Then, the relative height information (relative) of the road surface (moving surface) in front of the own vehicle is obtained from the captured image data of the front region (imaging region) in the traveling direction of the own vehicle in which the front of the moving body is imaged by the imaging unit 500. Information indicating the inclination status) is detected, the three-dimensional shape of the traveling road surface in front of the own vehicle is detected from the detection result, and the moving body and various in-vehicle devices are controlled by using the detection result. The control of the moving body includes, for example, notification of a warning, control of the handle of the own vehicle 100 (self-moving body), or braking of the own vehicle 100 (self-moving body).

撮像ユニット500は、例えば、自車両100のフロントガラス105のルームミラー(図示せず)付近に設置される。撮像ユニット500の撮像によって得られる撮像画像データ等の各種データは、画像処理手段としての画像解析ユニット600に入力される。 The image pickup unit 500 is installed near, for example, a room mirror (not shown) of the windshield 105 of the own vehicle 100. Various data such as captured image data obtained by imaging the imaging unit 500 are input to the image analysis unit 600 as an image processing means.

画像解析ユニット600は、撮像ユニット500から送信されてくるデータを解析して、自車両100が走行している路面部分(自車両の真下に位置する路面部分)に対する自車両前方の走行路面上の各地点における相対的な高さ(位置情報)を検出し、自車両前方の走行路面の3次元形状を把握する。また、自車両前方の他車両、歩行者、各種障害物などの認識対象物を認識する。 The image analysis unit 600 analyzes the data transmitted from the imaging unit 500, and on the traveling road surface in front of the own vehicle with respect to the road surface portion (the road surface portion located directly below the own vehicle) on which the own vehicle 100 is traveling. The relative height (position information) at each point is detected, and the three-dimensional shape of the traveling road surface in front of the own vehicle is grasped. It also recognizes objects to be recognized such as other vehicles, pedestrians, and various obstacles in front of the own vehicle.

画像解析ユニット600の解析結果は、表示モニタ103及び車両走行制御ユニット104に送られる。表示モニタ103は、撮像ユニット500で得られた撮像画像データ及び解析結果を表示する。車両走行制御ユニット104は、画像解析ユニット600による自車両前方の他車両、歩行者、各種障害物などの認識対象物の認識結果に基づいて、例えば、自車両100の運転者へ警告を報知したり、自車両のハンドルやブレーキを制御したりするなどの走行支援制御を行う。 The analysis result of the image analysis unit 600 is sent to the display monitor 103 and the vehicle travel control unit 104. The display monitor 103 displays the captured image data and the analysis result obtained by the imaging unit 500. The vehicle travel control unit 104 notifies, for example, a warning to the driver of the own vehicle 100 based on the recognition result of the recognition target object such as another vehicle, a pedestrian, and various obstacles in front of the own vehicle by the image analysis unit 600. It also performs driving support control such as controlling the steering wheel and brakes of the own vehicle.

〈撮像ユニット500及び画像解析ユニット600の構成〉
図2は、撮像ユニット500及び画像解析ユニット600の構成を示す図である。
<Structure of image pickup unit 500 and image analysis unit 600>
FIG. 2 is a diagram showing the configurations of the image pickup unit 500 and the image analysis unit 600.

撮像ユニット500は、撮像手段としての2つの撮像部510a,510bを備えたステレオカメラで構成されており、2つの撮像部510a,510bは同一のものである。各撮像部510a,510bは、それぞれ、撮像レンズ511a,511bと、受光素子が2次元配置された画像センサ513a,513bを含んだセンサ基板514a,514bと、センサ基板514a,514bから出力されるアナログ電気信号(画像センサ513a,513b上の各受光素子が受光した受光量に対応する電気信号)をデジタル電気信号に変換した撮像画像データを生成して出力する信号処理部515a,515bとから構成されている。撮像ユニット500からは、輝度画像データと視差画像データが出力される。 The image pickup unit 500 is composed of a stereo camera including two image pickup units 510a and 510b as image pickup means, and the two image pickup units 510a and 510b are the same. Each of the imaging units 510a and 510b is an analog output from the sensor substrates 514a and 514b including the imaging lenses 511a and 511b and the image sensors 513a and 513b in which the light receiving elements are arranged in two dimensions, and the sensor substrates 514a and 514b, respectively. It is composed of signal processing units 515a and 515b that generate and output captured image data obtained by converting an electric signal (an electric signal corresponding to the amount of light received by each light receiving element on the image sensors 513a and 513b) into a digital electric signal. ing. Luminance image data and parallax image data are output from the imaging unit 500.

また、撮像ユニット500は、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等からなる処理ハードウェア部510を備えている。この処理ハードウェア部510は、各撮像部510a,510bから出力される輝度画像データから視差画像を得るために、各撮像部510a,510bでそれぞれ撮像した撮像画像間の対応画像部分の視差値を演算する視差画像情報生成手段としての視差演算部511を備えている。 Further, the imaging unit 500 includes a processing hardware unit 510 including an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or the like. In order to obtain a parallax image from the brightness image data output from the imaging units 510a and 510b, the processing hardware unit 510 obtains the parallax value of the corresponding image portion between the captured images captured by the imaging units 510a and 510b, respectively. A parallax calculation unit 511 is provided as a parallax image information generation means for calculation.

ここでいう視差値とは、各撮像部510a,510bでそれぞれ撮像した撮像画像の一方を基準画像、他方を比較画像とし、撮像領域内の同一地点に対応した基準画像上の画像部分に対する比較画像上の画像部分の位置ズレ量を、当該画像部分の視差値として算出したものである。三角測量の原理を利用することで、この視差値から当該画像部分に対応した撮像領域内の当該同一地点までの距離を算出することができる。 The parallax value referred to here is a comparison image with respect to an image portion on the reference image corresponding to the same point in the imaging region, with one of the captured images captured by the imaging units 510a and 510b as a reference image and the other as a comparison image. The amount of misalignment of the upper image portion is calculated as a parallax value of the image portion. By using the principle of triangulation, it is possible to calculate the distance from this parallax value to the same point in the imaging region corresponding to the image portion.

画像解析ユニット600は、画像処理基板等から構成され、撮像ユニット500から出力される輝度画像データ及び視差画像データを記憶するRAMやROM等で構成される記憶手段601と、識別対象の認識処理や視差計算制御などを行うためのコンピュータプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)602と、データI/F(インタフェース)603と、シリアルI/F604を備えている。 The image analysis unit 600 includes a storage means 601 composed of an image processing board or the like and composed of a RAM, a ROM, or the like for storing brightness image data and parallax image data output from the image pickup unit 500, and recognition processing of an identification target. It includes a CPU (Central Processing Unit) 602 that executes a computer program for performing disparity calculation control and the like, a data I / F (interface) 603, and a serial I / F 604.

処理ハードウェア部510を構成するFPGAは、画像データに対してリアルタイム性が要求される処理、例えばガンマ補正、ゆがみ補正(左右の撮像画像の平行化)、ブロックマッチングによる視差演算を行って視差画像の情報を生成し、画像解析ユニット600のRAMに書き出す処理などを行う。画像解析ユニット600のCPU602は、各撮像部510a,510bの画像センサコントローラの制御および画像処理基板の全体的な制御を担うとともに、路面の3次元形状の検出処理、ガードレールその他の各種オブジェクト(識別対象物)の検出処理などを実行するプログラムをROMからロードして、RAMに蓄えられた輝度画像データや視差画像データを入力として各種処理を実行し、その処理結果をデータI/F603やシリアルI/F604から外部へと出力する。このような処理の実行に際し、データI/F603を利用して、自車両100の車速、加速度(主に自車両前後方向に生じる加速度)、操舵角、ヨーレートなどの車両動作情報を入力し、各種処理のパラメータとして使用することもできる。外部に出力されるデータは、自車両100の各種機器の制御(ブレーキ制御、車速制御、警告制御など)を行うための入力データとして使用される。 The FPGA that constitutes the processing hardware unit 510 performs processing that requires real-time performance for image data, such as gamma correction, distortion correction (parallelization of left and right captured images), and parallax calculation by block matching, to perform a parallax image. Information is generated and written to the RAM of the image analysis unit 600. The CPU 602 of the image analysis unit 600 is responsible for controlling the image sensor controllers of the imaging units 510a and 510b and overall control of the image processing substrate, as well as detecting the three-dimensional shape of the road surface, guard rails, and various other objects (identification targets). A program that executes detection processing of the object) is loaded from the ROM, various processes are executed by inputting the brightness image data and the parallax image data stored in the RAM, and the processing results are used as data I / F603 or serial I /. Output from F604 to the outside. When executing such processing, the data I / F603 is used to input vehicle operation information such as vehicle speed, acceleration (mainly acceleration generated in the front-rear direction of the vehicle), steering angle, yaw rate, etc. of the own vehicle 100, and various types are input. It can also be used as a processing parameter. The data output to the outside is used as input data for controlling various devices of the own vehicle 100 (brake control, vehicle speed control, warning control, etc.).

なお、撮像ユニット500及び画像解析ユニット600は、一体の装置である撮像装置2として構成してもよい。 The image pickup unit 500 and the image analysis unit 600 may be configured as an image pickup device 2 which is an integrated device.

図3は、図2における処理ハードウェア部510、画像解析ユニット600、及び車両走行制御ユニット104で実現される車載機器制御システム1の機能ブロック図である。なお、画像解析ユニット600で実現される機能部は、画像解析ユニット600にインストールされた1以上のプログラムが、画像解析ユニット600のCPU602に実行させる処理により実現される。 FIG. 3 is a functional block diagram of the in-vehicle device control system 1 realized by the processing hardware unit 510, the image analysis unit 600, and the vehicle travel control unit 104 in FIG. The functional unit realized by the image analysis unit 600 is realized by a process of executing one or more programs installed in the image analysis unit 600 by the CPU 602 of the image analysis unit 600.

以下、本実施形態における処理について説明する。 Hereinafter, the processing in this embodiment will be described.

〈視差画像生成処理〉
視差画像生成部11は、視差画像データ(視差画像情報)を生成する視差画像生成処理を行う。なお、視差画像生成部11は、例えば視差演算部511(図2)によって構成される。
<Parallax image generation processing>
The parallax image generation unit 11 performs a parallax image generation process for generating parallax image data (parallax image information). The parallax image generation unit 11 is composed of, for example, a parallax calculation unit 511 (FIG. 2).

視差画像生成処理では、まず、2つの撮像部510a,510bのうちの一方の撮像部510aの輝度画像データを基準画像データとし、他方の撮像部510bの輝度画像データを比較画像データとし、これらを用いて両者の視差を演算して、視差画像データを生成して出力する。この視差画像データは、基準画像データ上の各画像部分について算出される視差値dに応じた画素値をそれぞれの画像部分の画素値として表した視差画像を示すものである。 In the parallax image generation process, first, the brightness image data of one of the two imaging units 510a and 510b is used as the reference image data, and the brightness image data of the other imaging unit 510b is used as the comparison image data. The difference between the two is calculated using the difference, and the difference image data is generated and output. This parallax image data shows a parallax image in which the pixel value corresponding to the parallax value d calculated for each image portion on the reference image data is represented as the pixel value of each image portion.

具体的には、視差画像生成部11は、基準画像データのある行について、一つの注目画素を中心とした複数画素(例えば16画素×1画素)からなるブロックを定義する。一方、比較画像データにおける同じ行において、定義した基準画像データのブロックと同じサイズのブロックを1画素ずつ横ライン方向(x方向)へずらし、基準画像データにおいて定義したブロックの画素値の特徴を示す特徴量と比較画像データにおける各ブロックの画素値の特徴を示す特徴量との相関を示す相関値を、それぞれ算出する。そして、算出した相関値に基づき、比較画像データにおける各ブロックの中で最も基準画像データのブロックと相関があった比較画像データのブロックを選定するマッチング処理を行う。その後、基準画像データのブロックの注目画素と、マッチング処理で選定された比較画像データのブロックの対応画素との位置ズレ量を視差値dとして算出する。このような視差値dを算出する処理を基準画像データの全域又は特定の一領域について行うことで、視差画像データを得ることができる。 Specifically, the parallax image generation unit 11 defines a block composed of a plurality of pixels (for example, 16 pixels × 1 pixel) centered on one pixel of interest for a row of reference image data. On the other hand, in the same row of the comparative image data, a block having the same size as the defined reference image data block is shifted one pixel at a time in the horizontal line direction (x direction) to show the characteristics of the pixel value of the block defined in the reference image data. Correlation values indicating the correlation between the feature amount and the feature amount indicating the characteristics of the pixel value of each block in the comparative image data are calculated. Then, based on the calculated correlation value, a matching process is performed to select the block of the comparison image data that has the most correlation with the block of the reference image data among the blocks of the comparison image data. After that, the amount of positional deviation between the pixel of interest of the block of reference image data and the corresponding pixel of the block of comparative image data selected by the matching process is calculated as the parallax value d. Parallax image data can be obtained by performing the process of calculating the parallax value d for the entire area of the reference image data or a specific area.

マッチング処理に用いるブロックの特徴量としては、例えば、ブロック内の各画素の値(輝度値)を用いることができ、相関値としては、例えば、基準画像データのブロック内の各画素の値(輝度値)と、これらの画素にそれぞれ対応する比較画像データのブロック内の各画素の値(輝度値)との差分の絶対値の総和を用いることができる。この場合、当該総和が最も小さくなるブロックが最も相関があると言える。 As the feature amount of the block used for the matching process, for example, the value (brightness value) of each pixel in the block can be used, and as the correlation value, for example, the value (brightness value) of each pixel in the block of the reference image data. The sum of the absolute values of the differences between the value) and the value (brightness value) of each pixel in the block of comparative image data corresponding to each of these pixels can be used. In this case, it can be said that the block with the smallest sum is the most correlated.

視差画像生成部11でのマッチング処理をハードウェア処理によって実現する場合には、例えばSSD(Sum of Squared Difference)、ZSSD(Zero-mean Sum of Squared Difference)、SAD(Sum of Absolute Difference)、ZSAD(Zero-mean Sum of Absolute Difference)、NCC(Normalized cross correlation)などの方法を用いることができる。なお、マッチング処理では画素単位での視差値しか算出できないので、1画素未満のサブピクセルレベルの視差値が必要な場合には推定値を用いる必要がある。その推定方法としては、例えば、等角直線方式、二次曲線方式等を利用することができる。 When the matching process in the parallax image generation unit 11 is realized by hardware processing, for example, SSD (Sum of Squared Difference), ZSD (Zero-mean Sum of Squared Difference), SAD (Sum of Absolute Difference), ZSAD ( Methods such as Zero-mean Sum of Absolute Difference) and NCC (Normalized cross correlation) can be used. Since only the parallax value for each pixel can be calculated in the matching process, it is necessary to use the estimated value when the parallax value at the sub-pixel level of less than one pixel is required. As the estimation method, for example, an isometric straight line method, a quadratic curve method, or the like can be used.

〈Vマップ生成処理〉
Vマップ生成部12は、視差画素データに基づき、Vマップ(V-Disparity Map、「垂直方向分布データ」の一例)を生成するVマップ生成処理を実行する。視差画像データに含まれる各視差画素データは、x方向位置とy方向位置と視差値dとの組(x,y,d)で示される。これを、X軸にd、Y軸にy、Z軸に頻度fを設定した三次元座標情報(d,y,f)に変換したもの、又はこの三次元座標情報(d,y,f)から所定の頻度閾値を超える情報に限定した三次元座標情報(d,y,f)を、視差ヒストグラム情報として生成する。本実施形態の視差ヒストグラム情報は、三次元座標情報(d,y,f)からなり、この三次元ヒストグラム情報をX−Yの2次元座標系に分布させたものを、Vマップと呼ぶ。
<V map generation process>
The V-map generation unit 12 executes a V-map generation process for generating a V-map (V-Disparity Map, an example of "vertical distribution data") based on the parallax pixel data. Each parallax pixel data included in the parallax image data is indicated by a set (x, y, d) of the x-direction position, the y-direction position, and the parallax value d. This is converted into three-dimensional coordinate information (d, y, f) in which d is set on the X-axis, y is set on the Y-axis, and frequency f is set on the Z-axis, or the three-dimensional coordinate information (d, y, f). Three-dimensional coordinate information (d, y, f) limited to information exceeding a predetermined frequency threshold value is generated as parallax histogram information. The disparity histogram information of the present embodiment consists of three-dimensional coordinate information (d, y, f), and the distribution of the three-dimensional histogram information in the two-dimensional coordinate system of XY is called a V-map.

具体的に説明すると、Vマップ生成部12は、視差画像を上下方向に複数分割して得られる各行領域について、視差値頻度分布を計算する。この視差値頻度分布を示す情報が視差ヒストグラム情報である。 Specifically, the V-map generation unit 12 calculates the parallax value frequency distribution for each row region obtained by dividing the parallax image into a plurality of parts in the vertical direction. The information indicating the parallax value frequency distribution is the parallax histogram information.

図4は視差画像データ、及びその視差画像データから生成されるVマップについて説明するための図である。ここで、図4Aは視差画像の視差値分布の一例を示す図であり、図5Bは、図4Aの視差画像の行毎の視差値頻度分布を示すVマップを示す図である。 FIG. 4 is a diagram for explaining the parallax image data and the V map generated from the parallax image data. Here, FIG. 4A is a diagram showing an example of the parallax value distribution of the parallax image, and FIG. 5B is a diagram showing a V map showing the parallax value frequency distribution for each row of the parallax image of FIG. 4A.

図4Aに示すような視差値分布をもった視差画像データが入力されたとき、Vマップ生成部12は、行毎の各視差値のデータの個数の分布である視差値頻度分布を計算し、これを視差ヒストグラム情報として出力する。このようにして得られる各行の視差値頻度分布の情報を、Y軸に視差画像上のy方向位置(撮像画像の上下方向位置)をとりX軸に視差値dをとった二次元直交座標系上に表すことで、図4Bに示すようなVマップを得ることができる。このVマップは、頻度fに応じた画素値をもつ画素が前記二次元直交座標系上に分布した画像として表現することもできる。 When the parallax image data having the parallax value distribution as shown in FIG. 4A is input, the V map generation unit 12 calculates the parallax value frequency distribution which is the distribution of the number of data of each parallax value for each row. This is output as parallax histogram information. The information of the parallax value frequency distribution of each row obtained in this way is a two-dimensional Cartesian coordinate system in which the y-direction position (vertical position of the captured image) on the parallax image is taken on the Y-axis and the parallax value d is taken on the X-axis. By representing above, a V-map as shown in FIG. 4B can be obtained. This V-map can also be expressed as an image in which pixels having pixel values corresponding to the frequency f are distributed on the two-dimensional Cartesian coordinate system.

図5は、一方の撮像部で撮像された基準画像としての撮影画像の画像例と、その撮影画像に対応するVマップを示す図である。ここで、図5Aが撮影画像であり、図5BがVマップである。即ち、図5Aに示すような撮影画像から図5Bに示すVマップが生成される。Vマップでは、路面より下の領域には視差は検出されないので、斜線で示した領域Aで視差がカウントされることはない。 FIG. 5 is a diagram showing an image example of a captured image as a reference image captured by one imaging unit and a V map corresponding to the captured image. Here, FIG. 5A is a photographed image, and FIG. 5B is a V map. That is, the V map shown in FIG. 5B is generated from the captured image as shown in FIG. 5A. In the V map, parallax is not detected in the region below the road surface, so that the parallax is not counted in the shaded area A.

図5Aに示す画像例では、自車両が走行している路面401と、自車両の前方に存在する先行車両402と、路外に存在する電柱403が映し出されている。また、図5Bに示すVマップには、画像例に対応して、路面501、先行車両502、及び電柱503がある。 In the image example shown in FIG. 5A, the road surface 401 on which the own vehicle is traveling, the preceding vehicle 402 existing in front of the own vehicle, and the utility pole 403 existing outside the road are projected. Further, in the V map shown in FIG. 5B, there are a road surface 501, a preceding vehicle 502, and a utility pole 503 corresponding to an image example.

この画像例は、自車両の前方路面が、相対的に平坦な路面、即ち、自車両の前方路面が自車両の真下の路面部分と平行な面を自車両前方へ延長して得られる仮想の基準路面(仮想基準移動面)に一致している場合のものである。この場合、画像の下部に対応するVマップの下部において、高頻度の点は、画像上方へ向かうほど視差値dが小さくなるような傾きをもった略直線状に分布する。このような分布を示す画素は、視差画像上の各行においてほぼ同一距離に存在していてかつ最も占有率が高く、しかも画像上方へ向かうほど距離が連続的に遠くなる識別対象物を映し出した画素であると言える。 This image example is a virtual image obtained by extending the road surface in front of the own vehicle to a relatively flat road surface, that is, the surface in which the front road surface of the own vehicle is parallel to the road surface portion directly below the own vehicle to the front of the own vehicle. This is the case when it matches the reference road surface (virtual reference moving surface). In this case, in the lower part of the V map corresponding to the lower part of the image, the high frequency points are distributed in a substantially straight line with an inclination so that the parallax value d becomes smaller toward the upper part of the image. Pixels showing such a distribution are pixels that are present at approximately the same distance in each row on the parallax image, have the highest occupancy rate, and project an identification object whose distance is continuously increased toward the upper part of the image. It can be said that.

撮像部510aでは自車両前方領域を撮像するため、その撮像画像の内容は、図5Aに示すように、画像上方へ向かうほど路面の視差値dは小さくなる。また、同じ行(横ライン)内において、路面を映し出す画素はほぼ同じ視差値dを持つことになる。従って、Vマップ上において上述した略直線状に分布する高頻度の点は、路面(移動面)を映し出す画素が持つ特徴に対応したものである。よって、Vマップ上における高頻度の点を直線近似して得られる近似直線上又はその近傍に分布する点の画素は、高い精度で、路面を映し出している画素であると推定することができる。また、各画素に映し出されている路面部分までの距離は、当該近似直線上の対応点の視差値dから高精度に求めることができる。 Since the image pickup unit 510a captures the area in front of the own vehicle, the parallax value d of the road surface becomes smaller toward the upper side of the image as shown in FIG. 5A. Further, in the same line (horizontal line), the pixels projecting the road surface have substantially the same parallax value d. Therefore, the high-frequency points distributed in a substantially linear shape on the V-map correspond to the characteristics of the pixels that project the road surface (moving surface). Therefore, it can be estimated that the pixels of the points distributed on or near the approximate straight line obtained by linearly approximating the high frequency points on the V map are the pixels projecting the road surface with high accuracy. Further, the distance to the road surface portion projected on each pixel can be obtained with high accuracy from the parallax value d of the corresponding point on the approximate straight line.

図6は、一方の撮像部で撮像された基準画像としての撮影画像の画像例と、その撮影画像に対応する所定の領域のVマップを示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing an image example of a captured image as a reference image captured by one imaging unit and a V-map of a predetermined region corresponding to the captured image.

Vマップ生成部12は、視差画像における全画素を用いてVマップを生成してもよいし、視差画像(図6Aは、視差画像の基となる撮影画像の例)における所定の領域(例えば、路面が写り得る領域)の画素のみを用いてVマップを生成してもよい。例えば、路面は遠方になるにつれて、消失点に向かって狭くなるため、図6Aに示すように、路面の幅に応じた領域を設定してもよい。これにより、路面が写り得る領域以外の領域に位置する物体(例えば電柱403)によるノイズがVマップに混入しないようにすることができる。 The V-map generation unit 12 may generate a V-map using all the pixels in the parallax image, or may generate a V-map in a predetermined region (for example, FIG. 6A is an example of a captured image on which the parallax image is based). The V-map may be generated using only the pixels in the area where the road surface can be captured). For example, since the road surface becomes narrower toward the vanishing point as the distance increases, a region corresponding to the width of the road surface may be set as shown in FIG. 6A. This makes it possible to prevent noise from an object (for example, a utility pole 403) located in a region other than the region where the road surface can be captured from being mixed in the V map.

〈路面推定〉
路面推定部13は、Vマップ生成部12により生成されたVマップに基づき、路面を推定(検出)する。
<Road surface estimation>
The road surface estimation unit 13 estimates (detects) the road surface based on the V map generated by the V map generation unit 12.

図7を参照し、路面推定部13の機能構成の一例について説明する。図7は、路面推定部13の一例を示す機能ブロック図である。 An example of the functional configuration of the road surface estimation unit 13 will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a functional block diagram showing an example of the road surface estimation unit 13.

路面推定部13は、標本点抽出部131、標本点除去部132、路面形状検出部133、路面補足部134、及びスムージング処理部135を有する。 The road surface estimation unit 13 includes a sample point extraction unit 131, a sample point removal unit 132, a road surface shape detection unit 133, a road surface supplement unit 134, and a smoothing processing unit 135.

以下、路面推定部13の各機能部の処理について説明する。 Hereinafter, the processing of each functional unit of the road surface estimation unit 13 will be described.

《標本点抽出処理》
標本点抽出部131は、Vマップ生成部12により生成されたVマップから、路面の推定に用いる標本点を抽出する。
《Sample point extraction process》
The sample point extraction unit 131 extracts sample points used for estimating the road surface from the V map generated by the V map generation unit 12.

なお、以下では、Vマップを、視差値(自車両からの距離値)に応じて、複数のセグメントに分割し、後述する標本点抽出処理や路面形状検出処理等を行う例について説明するが、Vマップを分割せずに標本点抽出処理や路面形状検出処理等を行ってもよい。 In the following, an example will be described in which the V map is divided into a plurality of segments according to the parallax value (distance value from the own vehicle), and the sample point extraction process and the road surface shape detection process described later are performed. Sample point extraction processing, road surface shape detection processing, and the like may be performed without dividing the V-map.

標本点抽出部131は、Vマップの横軸である視差の値に応じて、Vマップを複数のセグメントに分割する。 The sample point extraction unit 131 divides the V map into a plurality of segments according to the parallax value on the horizontal axis of the V map.

そして、標本点抽出部131は、各セグメントにおいて、複数の標本点を抽出する。標本点抽出部131は、例えば、各視差値dの座標位置毎に一つ以上の標本点を抽出してもよい。または、各視差値dの座標位置において、頻度の最も多い最頻点を標本点として抽出してもよい。あるいは、各視差値dを含む複数のd座標(例えば各視差値dの座標位置と、当該各視差値dの左及び右の少なくとも一方の1以上の座標位置)における頻度の最も多い最頻点を標本点として抽出してもよい。あるいは、頻度の値が所定値以上である画素(視差点)ではない画素であっても、例えば、当該画素の周囲の所定範囲に視差頻度が多い点が集中している場合であれば、偶発的に視差点が欠落している可能性があるため、当該画素を標本点としてもよい。 Then, the sample point extraction unit 131 extracts a plurality of sample points in each segment. The sample point extraction unit 131 may, for example, extract one or more sample points for each coordinate position of each parallax value d. Alternatively, at the coordinate position of each parallax value d, the mode with the highest frequency may be extracted as a sample point. Alternatively, the most frequent mode point in a plurality of d coordinates including each parallax value d (for example, the coordinate position of each parallax value d and at least one coordinate position of at least one of the left and right of each parallax value d). May be extracted as a sample point. Alternatively, even if the pixel is not a pixel (parallax point) whose frequency value is equal to or higher than a predetermined value, for example, if points having a high parallax frequency are concentrated in a predetermined range around the pixel, it is accidental. Since there is a possibility that the parallax point is missing, the pixel may be used as a sample point.

《標本点除去処理》
標本点除去部132は、標本点抽出部131により抽出された複数の標本点のうち、路面以外の物体の視差に基づく標本点を除去する。
《Sample point removal process》
The sample point removing unit 132 removes sample points based on the parallax of an object other than the road surface among the plurality of sample points extracted by the sample point extraction unit 131.

図8は、標本点除去処理の一例を示すフローチャートである。標本点除去部132は、以下の処理を、各セグメントにおける各標本点について実施する。 FIG. 8 is a flowchart showing an example of the sample point removal process. The sample point removing unit 132 performs the following processing for each sample point in each segment.

標本点除去部132は、処理対象の標本点のd座標の値よりも大きく(自車両からの距離が近い)、かつ、当該処理対象の標本点に近接する(d座標の値の差が所定値以内である)標本点を抽出する(ステップS101)。 The sample point removing unit 132 is larger than the d-coordinate value of the sample point to be processed (close to the own vehicle) and close to the sample point to be processed (the difference between the d-coordinate values is predetermined). Extract sample points (within the value) (step S101).

続いて、標本点除去部132は、当該処理対象の標本点の高さ(y座標の値)と、当該近接する標本点の高さの差が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS102)。 Subsequently, the sample point removing unit 132 determines whether or not the difference between the height of the sample point to be processed (value of the y coordinate) and the height of the adjacent sample point is equal to or greater than a predetermined value (). Step S102).

高さの差が所定値以上でない場合(ステップS102でNO)、標本点除去部132は、処理を終了する。 When the height difference is not equal to or greater than a predetermined value (NO in step S102), the sample point removing unit 132 ends the process.

高さの差が所定値以上である場合(ステップS102でYES)、標本点除去部132は、当該処理対象の標本点、及び処理対象のセグメントにおける当該処理対象の標本点よりもd座標の値が小さい標本点を除外し(ステップS103)、処理を終了する。これにより、物体の視差によるノイズが除去され、路面を正確に推定することができる。 When the difference in height is equal to or greater than a predetermined value (YES in step S102), the sample point removing unit 132 has a value d-coordinated with respect to the sample point to be processed and the sample point to be processed in the segment to be processed. Excludes sample points with a small value (step S103), and ends the process. As a result, noise due to parallax of the object is removed, and the road surface can be estimated accurately.

図9は、標本点除去処理の一例について説明する図である。図9において、白い丸は視差点であり、黒い丸は標本点であるとする。図9において、処理対象のセグメントにおいて、処理対象の標本点701の高さと、標本点701よりも自車両からの距離が近く、かつ標本点701に近接する標本点702の高さの差703が所定値以上である場合であるとする。この場合、標本点701、及び処理対象のセグメントにおける標本点701よりも自車両からの距離が遠い標本点704が除外される。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the sample point removal process. In FIG. 9, it is assumed that the white circle is the parallax point and the black circle is the sample point. In FIG. 9, in the segment to be processed, there is a difference 703 between the height of the sample point 701 to be processed and the height of the sample point 702 that is closer to the vehicle than the sample point 701 and is closer to the sample point 701. It is assumed that the value is equal to or higher than a predetermined value. In this case, the sample point 701 and the sample point 704 that is farther from the own vehicle than the sample point 701 in the segment to be processed are excluded.

ここで、高さの差703に関する所定値は、例えば、セグメント長(セグメントの左端のd座標の値と右端のd座標の値の差)に対して、所定の割合を乗じた値としてもよい。また、これらの閾値は、セグメント毎に個別の値を設定してもよいし、全てのセグメントに対して同一の値を設定してもよい。 Here, the predetermined value regarding the height difference 703 may be, for example, a value obtained by multiplying the segment length (the difference between the value of the d-coordinate at the left end of the segment and the value of the d-coordinate at the right end) by a predetermined ratio. .. Further, these threshold values may be set individually for each segment, or the same value may be set for all the segments.

処理対象の標本点のd座標がセグメントの右端の場合、自車両からの距離が近い、右隣のセグメントの終点に該当する標本点との高さの差703を算出してもよい。 When the d coordinate of the sample point to be processed is the right end of the segment, the height difference 703 from the sample point corresponding to the end point of the segment to the right, which is close to the own vehicle, may be calculated.

なお、この標本点除去処理は、所定のセグメントに対してのみ実施してもよい。例えば、遠方の路面の引き上がり(上り坂)のみに着目する場合、Vマップにおける自車両からの距離が所定値以上のセグメントのみに対して実施してもよい。 Note that this sampling point removal process may be performed only on a predetermined segment. For example, when focusing only on the pulling up of a distant road surface (uphill), it may be carried out only for the segment in which the distance from the own vehicle in the V map is equal to or more than a predetermined value.

なお、上記では各標本点に対して除去処理を行ったが、各セグメントにおける各視差点に対して同様の処理を実施してもよい。この場合、除去処理を行った後、標本点抽出部131が、ノイズが除去された状態で標本点が探索するようにする。 In the above, the removal process was performed on each sample point, but the same process may be performed on each discriminant point in each segment. In this case, after performing the removal process, the sample point extraction unit 131 searches for the sample point with the noise removed.

標本点除去部132は、各標本点のうち、直線近似に適さない点を除去してもよい。例えば、各標本点の近似直線を算出し、算出した近似直線に対し、ユークリッド距離が所定の閾値以上離れている標本点を除去してもよい。 The sample point removing unit 132 may remove points that are not suitable for linear approximation from each sample point. For example, an approximate straight line of each sample point may be calculated, and sample points whose Euclidean distance is separated by a predetermined threshold value or more from the calculated approximate straight line may be removed.

<変形例>
ステップS103の処理において、処理対象のセグメントにおける当該処理対象の標本点よりもd座標の値が小さい標本点を全て除外する代わりに、以下のような処理を行うようにしてもよい。
<Modification example>
In the process of step S103, instead of excluding all the sample points whose d-coordinate value is smaller than the sample points of the process target in the segment to be processed, the following process may be performed.

図10は、標本点除去処理の他の例について説明する図である。標本点除去部132は、ステップS103の代わりに、処理対象のセグメントにおける処理対象の標本点よりもd座標の値が小さい各標本点に対して、近接する標本点との高さの差を算出し、算出した差が所定値以上の標本点のみを除去する。図10のように、処理対象の標本点701よりもd座標の値が小さい各標本点705と、近接する標本点702との高さの差706が所定値以上でなければ、標本点705は除去されない。これにより、ある標本点が、偶発的にノイズとして発生した場合に、当該標本点よりも自車両からの距離が遠い路面の標本点を除去しないようにできる。 FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the sampling point removal process. Instead of step S103, the sample point removing unit 132 calculates the height difference from the adjacent sample points for each sample point whose d coordinate value is smaller than that of the sample points to be processed in the segment to be processed. Then, only the sample points whose calculated difference is equal to or larger than the predetermined value are removed. As shown in FIG. 10, if the height difference 706 between each sample point 705 whose d-coordinate value is smaller than the sample point 701 to be processed and the adjacent sample point 702 is not equal to or more than a predetermined value, the sample point 705 is set. Not removed. As a result, when a certain sample point is accidentally generated as noise, the sample point on the road surface farther from the own vehicle than the sample point can be prevented from being removed.

上述したように、第1の実施形態の標本点除去処理によれば、近接する標本点間のy座標の差が所定値以上の場合に、所定範囲に含まれる標本点をノイズとして除去する。これにより、物体による視差を標本点として選択してしまった場合に、当該標本点を除去し、路面の高さを高く推定する問題を回避することができる。 As described above, according to the sample point removal process of the first embodiment, when the difference in y-coordinates between adjacent sample points is equal to or greater than a predetermined value, the sample points included in the predetermined range are removed as noise. As a result, when the parallax due to the object is selected as the sample point, the problem of removing the sample point and estimating the height of the road surface to be high can be avoided.

《路面形状検出処理》
路面形状検出部133は、Vマップ生成部12により生成されたVマップの各セグメントから、標本点抽出部131により抽出され、標本点除去部132により除去されていない標本点に基づき、路面の形状(位置、高さ)を検出する。
<< Road surface shape detection processing >>
The road surface shape detection unit 133 extracts the shape of the road surface from each segment of the V map generated by the V map generation unit 12 based on the sample points extracted by the sample point extraction unit 131 and not removed by the sample point removal unit 132. (Position, height) is detected.

路面形状検出部133は、例えば最小二乗法により、各セグメントの標本点から近似直線を算出し、算出した近似直線を、路面として検出(推定)する。 The road surface shape detection unit 133 calculates an approximate straight line from the sample points of each segment by, for example, the least squares method, and detects (estimates) the calculated approximate straight line as the road surface.

《路面補足処理》
路面補足部134は、路面形状検出部133により検出(推定)された路面が不適切か否かを判定し、不適切と判定した場合は、路面を補足する。
《Road surface supplement processing》
The road surface supplementing unit 134 determines whether or not the road surface detected (estimated) by the road surface shape detecting unit 133 is inappropriate, and if it is determined to be inappropriate, the road surface supplementing unit 134 supplements the road surface.

路面補足部134は、ノイズにより、ステレオカメラにて撮影されることがあり得ない不適切な路面が推定されたかを判定する。そして、路面補足部134は、不適切な路面が推定されたと判定すると、デフォルト路面または、以前(過去)のフレームにて推定された路面のデータに基づいて、不適切な路面を補足(補間)する。 The road surface supplementing unit 134 determines whether or not an inappropriate road surface that cannot be photographed by a stereo camera is estimated due to noise. Then, when the road surface supplementing unit 134 determines that an inappropriate road surface has been estimated, it supplements (interpolates) the inappropriate road surface based on the data of the default road surface or the road surface estimated in the previous (past) frame. To do.

路面補足部134は、Vマップにおいて、例えば一部の勾配が所定値以上である急な右上がりの路面のデータが検出された場合、当該路面は、自車両からの距離が離れるにつれ、勾配が急になる下り坂の路面であると判定する。そして、路面補足部134は、当該路面のデータを除去し、代わりにデフォルト路面等のデータで補足する。 When the road surface supplementing unit 134 detects data on a steeply rising road surface where, for example, a part of the slope is equal to or higher than a predetermined value in the V map, the slope of the road surface increases as the distance from the own vehicle increases. Judge that the road surface is a steep downhill. Then, the road surface supplementing unit 134 removes the data of the road surface and supplements with the data of the default road surface or the like instead.

《スムージング処理》
スムージング処理部135は、各セグメントで推定された各路面を、当該各路面が連続するように修正する。スムージング処理部135は、隣り合う2つのセグメントにおいてそれぞれ推定された各路面のうち、一方の路面の終点(端点)と、他方の路面の始点(端点)が一致するよう、各路面の傾きと切片を変更する。
《Smoothing process》
The smoothing processing unit 135 modifies each road surface estimated in each segment so that the road surfaces are continuous. The smoothing processing unit 135 determines the inclination and intercept of each road surface so that the end point (end point) of one road surface and the start point (end point) of the other road surface coincide with each of the estimated road surfaces in the two adjacent segments. To change.

〈路面高さテーブル算出処理〉
路面高さテーブル算出部15は、スムージング処理部135にて修正された各セグメントにおける路面に基づいて、路面高さ(自車両の真下の路面部分に対する相対的な高さ)を算出してテーブル化する路面高さテーブル算出処理を行う。
<Road height table calculation process>
The road surface height table calculation unit 15 calculates the road surface height (the height relative to the road surface portion directly below the own vehicle) based on the road surface in each segment corrected by the smoothing processing unit 135 and creates a table. Performs road surface height table calculation processing.

路面高さテーブル算出部15は、各セグメントにおける路面の情報から、撮像画像上の各行領域(画像上下方向の各位置)に映し出されている各路面部分までの距離を算出する。なお、自車両の真下に位置する路面部分をその面に平行となるように自車両進行方向前方へ延長した仮想平面の自車両進行方向における各面部分が、撮像画像中のどの各行領域に映し出されるかは予め決まっており、この仮想平面(基準路面)はVマップ上で直線(基準直線)により表される。路面高さテーブル算出部15は、各セグメントにおける路面と、基準直線とを比較することで、自車両前方の各路面部分の高さを得ることができる。簡易的には、各セグメントにおける路面上のY軸位置から、これに対応する視差値から求められる距離だけ自車両前方に存在する路面部分の高さを算出できる。路面高さテーブル算出部15では、近似直線から得られる各路面部分の高さを、必要な視差範囲についてテーブル化する。 The road surface height table calculation unit 15 calculates the distance from the road surface information in each segment to each road surface portion projected in each row region (each position in the vertical direction of the image) on the captured image. In addition, each surface portion in the own vehicle traveling direction of the virtual plane extending forward in the own vehicle traveling direction so as to be parallel to the surface of the road surface portion located directly under the own vehicle is projected on each row area in the captured image. It is decided in advance, and this virtual plane (reference road surface) is represented by a straight line (reference straight line) on the V map. The road surface height table calculation unit 15 can obtain the height of each road surface portion in front of the own vehicle by comparing the road surface in each segment with the reference straight line. Simply, the height of the road surface portion existing in front of the own vehicle can be calculated from the Y-axis position on the road surface in each segment by the distance obtained from the corresponding parallax value. The road surface height table calculation unit 15 tabulates the height of each road surface portion obtained from the approximate straight line for the required parallax range.

なお、ある視差値dにおいてY軸位置がy'である地点に対応する撮像画像部分に映し出されている物体の路面からの高さは、当該視差値dにおける路面上のY軸位置をy0としたとき、(y'−y0)から算出することができる。一般に、Vマップ上における座標(d,y')に対応する物体についての路面からの高さHは、下記の式より算出することができる。ただし、下記の式において、「z」は、視差値dから計算される距離(z=BF/(d−offset))であり、「f」はカメラの焦点距離を(y'−y0)の単位と同じ単位に変換した値である。ここで、「BF」は、ステレオカメラの基線長と焦点距離を乗じた値であり、「offset」は無限遠の物体を撮影したときの視差値である。 The height of the object projected on the captured image portion corresponding to the point where the Y-axis position is y'at a certain parallax value d from the road surface is such that the Y-axis position on the road surface at the parallax value d is y0. Then, it can be calculated from (y'−y0). In general, the height H from the road surface of an object corresponding to the coordinates (d, y') on the V map can be calculated by the following formula. However, in the following equation, "z" is the distance (z = BF / (d-offset)) calculated from the parallax value d, and "f" is the focal length of the camera (y'-y0). It is a value converted to the same unit as the unit. Here, "BF" is a value obtained by multiplying the baseline length of the stereo camera by the focal length, and "offset" is a parallax value when an object at infinity is photographed.

H=z×(y'−y0)/f
〈クラスタリング、棄却、トラッキング〉
クラスタリング部16は、視差画像データに含まれる各視差画素データにおけるx方向位置とy方向位置と視差値dとの組(x,y,d)を、X軸にx、Y軸にd、Z軸に頻度を設定し、X−Yの2次元ヒストグラム情報(頻度Uマップ)を作成する。
H = z × (y'−y0) / f
<Clustering, rejection, tracking>
The clustering unit 16 sets the pair (x, y, d) of the x-direction position, the y-direction position, and the differential value d in each of the differential pixel data included in the differential image data on the X-axis and d, Z on the Y-axis. Frequency is set on the axis, and XY two-dimensional histogram information (frequency U map) is created.

クラスタリング部16は、路面高さテーブル算出部15によってテーブル化された各路面部分の高さに基づいて、路面からの高さHが所定の高さ範囲(たとえば20cmから3m)にある視差画像の点(x,y,d)についてだけ頻度Uマップを作成する。この場合、路面から当該所定の高さ範囲に存在する物体を適切に抽出することができる。 The clustering unit 16 is a parallax image in which the height H from the road surface is in a predetermined height range (for example, 20 cm to 3 m) based on the height of each road surface portion tabulated by the road surface height table calculation unit 15. Create a frequency U map only for points (x, y, d). In this case, an object existing in the predetermined height range can be appropriately extracted from the road surface.

クラスタリング部16は、頻度Uマップにおいて、頻度が所定値よりも多い、視差が密集している領域を物体の領域として検出し、視差画像上の座標や、物体の実際の大きさ(サイズ)から予測した物体のタイプ(人や歩行者)などの個体情報を付与する。 In the frequency U map, the clustering unit 16 detects a region where the frequency is higher than a predetermined value and the parallax is dense as the region of the object, and from the coordinates on the parallax image and the actual size (size) of the object. Add individual information such as the predicted object type (people and pedestrians).

棄却部17は、視差画像、頻度Uマップ、物体の個体情報に基づいて、認識対象ではない物体の情報を棄却する。 The rejection unit 17 rejects the information of the object that is not the recognition target based on the parallax image, the frequency U map, and the individual information of the object.

トラッキング部18は、検出された物体が複数の視差画像のフレームで連続して出現する場合に、追跡対象であるか否かを判定する。 The tracking unit 18 determines whether or not the detected object is a tracking target when it appears consecutively in frames of a plurality of parallax images.

〈走行支援制御〉
制御部19は、クラスタリング部16による、物体の検出結果に基づいて、例えば、自車両100の運転者へ警告を報知したり、自車両のハンドルやブレーキを制御したりするなどの走行支援制御を行う。
<Running support control>
Based on the detection result of the object by the clustering unit 16, the control unit 19 performs driving support control such as notifying the driver of the own vehicle 100 of a warning and controlling the steering wheel and brake of the own vehicle. Do.

[第2の実施形態]
第1の実施形態では、今回撮影されたフレームに基づいて路面を推定する例について説明した。第2の実施形態では、以前に撮影されたフレームも利用して路面を推定する例について説明する。第2の実施形態によれば、今回撮影されたフレームに基づくVマップにおける標本点群と、以前に撮影されたフレームに基づくVマップの標本点群のうち、重複する標本点を使用して路面を推定する。それにより、偶発的に出現するノイズを除去することができるため、路面推定の精度が向上する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, an example of estimating the road surface based on the frame photographed this time has been described. In the second embodiment, an example of estimating the road surface by using a previously photographed frame will be described. According to the second embodiment, the road surface using the overlapping sample points of the sample point group in the V map based on the frame photographed this time and the sample point group in the V map based on the previously photographed frame. To estimate. As a result, noise that appears accidentally can be removed, so that the accuracy of road surface estimation is improved.

なお、第2の実施形態は一部を除いて第1の実施形態と同様であるため、適宜説明を省略する。 Since the second embodiment is the same as the first embodiment except for a part, the description thereof will be omitted as appropriate.

以下では第2の実施形態に係る車載機器制御システム1の処理の詳細について第1の実施形態との差異を説明する。なお、第2の実施形態では、例えば標本点除去部132を有しない構成としてもよい。 Hereinafter, the difference between the processing of the in-vehicle device control system 1 according to the second embodiment and the first embodiment will be described. In the second embodiment, for example, the configuration may not have the sample point removing unit 132.

《標本点抽出処理》
第2の実施形態に係る標本点抽出部131は、Vマップ生成部12により生成されたVマップから、路面の推定に用いる標本点を抽出する。
《Sample point extraction process》
The sample point extraction unit 131 according to the second embodiment extracts sample points used for estimating the road surface from the V map generated by the V map generation unit 12.

図11、図12を参照して、第2の実施形態の標本点抽出部131による標本点抽出処理について説明する。図11は、第2の実施形態に係る標本点抽出処理のフローチャートの一例を示す図である。 The sample point extraction process by the sample point extraction unit 131 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a diagram showing an example of a flowchart of the sampling point extraction process according to the second embodiment.

標本点抽出部131は、今回撮影されたフレームに基づいて生成されたVマップから標本点を抽出する(ステップS201)。この処理は、第1の実施形態の標本点抽出処理と同様でもよい。 The sample point extraction unit 131 extracts sample points from the V map generated based on the frame taken this time (step S201). This process may be the same as the sampling point extraction process of the first embodiment.

続いて、標本点抽出部131は、今回撮影されたフレームに基づいて抽出したVマップ上の標本点と、以前に撮影されたフレームに基づいて抽出した1以上のVマップ上の標本点とを重畳する(ステップS202)。 Subsequently, the sample point extraction unit 131 extracts the sample points on the V map extracted based on the frame shot this time and the sample points on one or more V maps extracted based on the frame shot previously. Superimpose (step S202).

図12は、今回のVマップにおける点と、以前のVマップにおける点とを重畳する処理について説明する図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating a process of superimposing points in the current V-map and points in the previous V-map.

図12(A)は、今回のVマップにおける標本点または視差点の例を示す図である。図12(B)は、以前のVマップにおける標本点または視差点の例を示す図である。図12(C)は、重畳された標本点または視差点の例を示す図である。 FIG. 12A is a diagram showing an example of a sample point or a disparity point in the current V map. FIG. 12B is a diagram showing an example of a sample point or a difference point in the previous V map. FIG. 12C is a diagram showing an example of superposed sample points or disparity points.

図12のように、今回撮影されたフレームに基づいて抽出したVマップ上の標本点と、以前に撮影されたフレームに基づいて抽出した1以上のVマップ上の標本点は、Vマップ上の同じ座標(d, y)上に重畳してもよい。または、例えばデータI/F603を利用してCAN(Controller Area Network)やGPS(Global Positioning System)から自車両100の車速(速度)を取得し、取得した車速に応じて物体や路面の動きを捉えて重畳させてもよい。例えば、車速から、物体や路面の移動量を算出し、算出した移動量の応じた座標(d, y)上に重畳してもよい。 As shown in FIG. 12, the sample points on the V map extracted based on the frame shot this time and the sample points on one or more V maps extracted based on the frame shot previously are on the V map. It may be superimposed on the same coordinates (d, y). Alternatively, for example, the vehicle speed (speed) of the own vehicle 100 is acquired from CAN (Controller Area Network) or GPS (Global Positioning System) using data I / F603, and the movement of an object or the road surface is captured according to the acquired vehicle speed. May be superimposed. For example, the amount of movement of an object or a road surface may be calculated from the vehicle speed and superimposed on the coordinates (d, y) corresponding to the calculated amount of movement.

続いて、標本点抽出部131は、重畳した標本点群から、標本点を抽出する(ステップS203)。 Subsequently, the sample point extraction unit 131 extracts sample points from the superimposed sample point group (step S203).

標本点抽出部131は、例えば、重畳した標本点群のすべてを標本点として抽出してもよい。これにより、以前のフレームからは路面上の標本点が抽出されており、今回のフレームにおいては路面の視差が欠損している場合に、物体の視差を標本点として抽出する可能性を低減することができる。 For example, the sample point extraction unit 131 may extract all of the superimposed sample point groups as sample points. As a result, sample points on the road surface are extracted from the previous frame, and in this frame, when the parallax of the road surface is missing, the possibility of extracting the parallax of the object as the sample point is reduced. Can be done.

または、標本点抽出部131は、今回撮影されたフレームに基づいて抽出したVマップ上の標本点であり、かつ、以前に撮影されたフレームに基づいて抽出した1以上のVマップ上の標本点である座標を、標本点として抽出してもよい。これにより、複数のフレームに対して同じ座標で検出された標本点のみを抽出するため、今回のフレームで偶発的に出現した標本点をノイズとして除去することができる。なお、この場合、所定数のフレームに対し、所定回数以上標本点として出現した座標を標本点として抽出してもよい。 Alternatively, the sample point extraction unit 131 is a sample point on the V map extracted based on the frame taken this time, and is a sample point on one or more V maps extracted based on the frame taken before. Coordinates that are may be extracted as sample points. As a result, only the sample points detected at the same coordinates for a plurality of frames are extracted, so that the sample points that accidentally appear in the current frame can be removed as noise. In this case, coordinates that appear as sample points more than a predetermined number of times may be extracted as sample points for a predetermined number of frames.

なお、標本点抽出部131は、標本点を重畳する代わりに、視差点を重畳してもよい。この場合、標本点抽出部131は、上述した処理と同様に、重畳した視差点群から、視差点を抽出する。 Note that the sample point extraction unit 131 may superimpose the discriminant points instead of superimposing the sample points. In this case, the sample point extraction unit 131 extracts the discriminant points from the superposed discriminant point group in the same manner as the above-described processing.

日照条件などの外部環境の影響や、路面の目印となる白線のかすれ等により、視差の出現にバラつきが発生する場合がある。この場合、路面推定に必要な路面からの視差が欠落し、物体の視差のみが検出されると、物体の視差が標本点として検出されるため、路面の高さを高く誤推定される。 The appearance of parallax may vary due to the influence of the external environment such as sunshine conditions and the faint white lines that mark the road surface. In this case, if the parallax from the road surface required for road surface estimation is missing and only the parallax of the object is detected, the parallax of the object is detected as a sample point, so that the height of the road surface is highly erroneously estimated.

第2の実施形態によれば、今回のフレーム、及び以前のフレームの標本点または視差点に基づいて標本点を抽出することにより、路面推定の精度が向上する。
[第3の実施形態]
第1の実施形態では、Vマップにおいて路面上の物体による標本点を除去する例について説明した。第3の実施形態では、Vマップにおいて路面上の物体による視差点がある場合に、路面の高さを高く誤推定しないような制約を設ける例について説明する。
According to the second embodiment, the accuracy of the road surface estimation is improved by extracting the sample points based on the sample points or the discriminant points of the current frame and the previous frame.
[Third Embodiment]
In the first embodiment, an example of removing a sample point by an object on a road surface in a V map has been described. In the third embodiment, when there is a discrepancy point due to an object on the road surface in the V map, an example in which the height of the road surface is high and a constraint is provided so as not to be misestimated will be described.

なお、第3の実施形態は一部を除いて第1の実施形態または第2の実施形態と同様であるため、適宜説明を省略する。 Since the third embodiment is the same as the first embodiment or the second embodiment except for a part, the description thereof will be omitted as appropriate.

以下では第3の実施形態に係る車載機器制御システム1の処理の詳細について第1の実施形態または第2の実施形態との差異を説明する。なお、第3の実施形態では、例えば標本点除去部132を有しない構成としてもよい。 Hereinafter, the difference between the processing of the in-vehicle device control system 1 according to the third embodiment and the first embodiment or the second embodiment will be described. In the third embodiment, for example, the configuration may not have the sample point removing unit 132.

《路面形状検出処理》
第3の実施形態に係る路面形状検出部133は、Vマップ生成部12により生成されたVマップにおいて路面上の物体による視差点がある場合に、路面の高さを高く誤推定しないような制約を設ける。
<< Road surface shape detection processing >>
The road surface shape detection unit 133 according to the third embodiment is restricted so that the height of the road surface is not erroneously estimated when there is a discrepancy point due to an object on the road surface in the V map generated by the V map generation unit 12. Is provided.

図13、図14を参照して、第3の実施形態の路面形状検出部133による路面形状検出処理について説明する。図13は、第3の実施形態に係る路面形状検出処理のフローチャートの一例を示す図である。 The road surface shape detection process by the road surface shape detection unit 133 of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. 13 is a diagram showing an example of a flowchart of the road surface shape detection process according to the third embodiment.

路面形状検出部133は、処理対象のセグメントにおいて、路面上の物体による視差点があるか否かを判定する(ステップS301)。 The road surface shape detection unit 133 determines whether or not there is a discrepancy point due to an object on the road surface in the segment to be processed (step S301).

図14は、Vマップにおいて路面上の物体による視差点があるか否かを判定する処理について説明する図である。図14(A)は、路面上の物体による視差点がある場合のVマップの例を示す図である。図14(B)は、路面上の物体による視差点がない場合のVマップの例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating a process of determining whether or not there is a discrepancy point due to an object on the road surface in the V map. FIG. 14A is a diagram showing an example of a V map when there is a discrepancy point due to an object on the road surface. FIG. 14B is a diagram showing an example of a V map when there is no discrepancy point due to an object on the road surface.

路面上に物体が存在する場合、図14(A)のように、処理対象のセグメントにおける左下の領域651aに含まれる視差点の数は比較的多くなる。 When an object is present on the road surface, as shown in FIG. 14A, the number of disparity points included in the lower left region 651a in the segment to be processed is relatively large.

路面上に物体が存在しない場合、例えば路面が上り坂の場合は、図14(B)のように、処理対象のセグメントにおける左下の領域651bに含まれる視差点の数は少なくなる。これは、視差画像中の各y座標において、路面よりも遠方には物体が写り込まないためである。 When there is no object on the road surface, for example, when the road surface is uphill, the number of discrimination points included in the lower left region 651b in the segment to be processed is reduced as shown in FIG. 14 (B). This is because no object is reflected farther than the road surface at each y coordinate in the parallax image.

そこで、路面形状検出部133は、ステップS301において、処理対象のセグメントの所定領域に含まれる視差点の数が所定数以上の場合に、路面上の物体による視差点があると判定してもよい。 Therefore, in step S301, the road surface shape detecting unit 133 may determine that there is a discriminant point due to an object on the road surface when the number of discriminant points included in the predetermined region of the segment to be processed is a predetermined number or more. ..

または、路面形状検出部133は、ステップS301において、処理対象のセグメントにおける所定の視差点群を内包する領域の形状が例えば矩形等である場合に、路面上の物体による視差点があると判定してもよい。 Alternatively, in step S301, the road surface shape detecting unit 133 determines that there is a discriminant point due to an object on the road surface when the shape of the region including the predetermined discriminant point group in the segment to be processed is, for example, a rectangle. You may.

路面上の物体による視差点がない場合(ステップS301でNO)、路面形状検出部133は、標本点抽出部131により抽出された標本点、または標本点除去部132により除去されていない標本点に基づき、処理対象のセグメントにける路面の形状(位置、高さ)を検出し(ステップS302)、処理を終了する。 When there is no discrepancy point due to an object on the road surface (NO in step S301), the road surface shape detection unit 133 is set to a sample point extracted by the sample point extraction unit 131 or a sample point not removed by the sample point removal unit 132. Based on this, the shape (position, height) of the road surface in the segment to be processed is detected (step S302), and the processing is terminated.

路面上の物体による視差点がある場合(ステップS301でYES)、路面形状検出部133は、路面の高さを高く誤推定しないような制約に応じて、処理対象のセグメントにおける路面の形状を検出し(ステップS303)、処理を終了する。 When there is a discrepancy point due to an object on the road surface (YES in step S301), the road surface shape detection unit 133 detects the shape of the road surface in the segment to be processed according to the constraint that the height of the road surface is high and is not erroneously estimated. (Step S303), and the process ends.

ステップS303において、路面形状検出部133は、処理対象のセグメントにおいて路面上の物体による視差点がある場合、例えば、以下のような処理を行う。
・処理対象のセグメントにおいて、複数の標本点探索方法に応じた複数の路面を推定し、推定した複数の路面のうち、低い位置に存在する路面を採用する。
・処理対象のセグメントよりも自車両からの距離が近い隣のセグメントにて推定した路面を、当該処理対象のセグメントの終端(左端)まで延長した路面を算出する。そして、算出した路面と、処理対象のセグメントにて推定した路面とのうち、低い位置に存在する路面を採用する。
・処理対象のセグメントでは標本点に基づく路面推定を実施せずに、デフォルト路面、または処理対象のセグメントにおける履歴路面を処理対象のセグメントの路面とする。
In step S303, when the road surface shape detection unit 133 has a discrepancy point due to an object on the road surface in the segment to be processed, for example, the following processing is performed.
-In the segment to be processed, a plurality of road surfaces are estimated according to a plurality of sample point search methods, and the road surface existing at a lower position among the estimated plurality of road surfaces is adopted.
-Calculate the road surface that extends the road surface estimated in the adjacent segment that is closer to the own vehicle than the segment to be processed to the end (left end) of the segment to be processed. Then, of the calculated road surface and the road surface estimated in the segment to be processed, the road surface existing at a lower position is adopted.
-The default road surface or the historical road surface in the segment to be processed is set as the road surface of the segment to be processed without performing the road surface estimation based on the sample points in the segment to be processed.

<まとめ>
上述した各実施形態によれば、Vマップ上の視差分布から、路面上の物体の視差による影響を受けないように路面を検出する。それにより、路面を検出する精度を向上させることが可能となる。
<Summary>
According to each of the above-described embodiments, the road surface is detected from the parallax distribution on the V map so as not to be affected by the parallax of the object on the road surface. As a result, it is possible to improve the accuracy of detecting the road surface.

なお、距離の値(距離値)と視差値は等価に扱えることから、本実施形態においては距離画像の一例として視差画像を用いて説明しているが、これに限られない。例えば、ステレオカメラを用いて生成した視差画像に対して、ミリ波レーダやレーザレーダ等の検出装置を用いて生成した距離情報を統合して、距離画像を生成してもよい。また、ステレオカメラと、ミリ波レーダやレーザレーダ等の検出装置を併用し、上述したステレオカメラによる物体の検出結果と組み合わせることにより、検出の精度をさらに高める構成としてもよい。 Since the distance value (distance value) and the parallax value can be treated equivalently, the parallax image is described as an example of the distance image in the present embodiment, but the present invention is not limited to this. For example, a distance image may be generated by integrating the distance information generated by using a detection device such as a millimeter wave radar or a laser radar with the parallax image generated by using a stereo camera. Further, the stereo camera and a detection device such as a millimeter wave radar or a laser radar may be used in combination and combined with the detection result of the object by the stereo camera described above to further improve the detection accuracy.

上述した実施形態におけるシステム構成は一例であり、用途や目的に応じて様々なシステム構成例があることは言うまでもない。また、上述した各実施形態の一部又は全部を組み合わせることも可能である。 The system configuration in the above-described embodiment is an example, and it goes without saying that there are various system configuration examples depending on the application and purpose. It is also possible to combine some or all of the above-described embodiments.

例えば、路面補足部134、スムージング処理部135等の処理は必須ではないため、これらの機能部を有しない構成としてもよい。 For example, since the processing of the road surface supplementing unit 134, the smoothing processing unit 135, and the like is not essential, the configuration may not have these functional units.

また、処理ハードウェア部510、画像解析ユニット600、及び車両走行制御ユニット104の各機能部は、ハードウェアによって実現される構成としてもよいし、CPUが記憶装置に格納されたプログラムを実行することによって実現される構成としてもよい。このプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルによって、コンピュータで読み取り可能な記録メディアに記録されて流通されるようにしても良い。また、上記記録メディアの例として、CD−R(Compact Disc Recordable)、DVD(Digital Versatile Disk)、ブルーレイディスク等が挙げられる。また、各プログラムが記憶されたCD−ROM等の記録メディア、並びに、これらプログラムが記憶されたHD504は、プログラム製品(Program Product)として、国内又は国外へ提供されることができる。 Further, each functional unit of the processing hardware unit 510, the image analysis unit 600, and the vehicle travel control unit 104 may be configured to be realized by hardware, or the CPU executes a program stored in the storage device. It may be a configuration realized by. The program may be recorded and distributed on computer-readable recording media in an installable or executable format file. Further, examples of the recording media include CD-R (Compact Disc Recordable), DVD (Digital Versatile Disk), Blu-ray Disc and the like. In addition, a recording medium such as a CD-ROM in which each program is stored, and an HD504 in which these programs are stored can be provided as a program product in Japan or abroad.

1 車載機器制御システム(「機器制御システム」の一例)
100 自車両
101 撮像ユニット
103 表示モニタ
106 車両走行制御ユニット(「制御部」の一例)
11 視差画像生成部(「距離画像生成部」の一例)
12 Vマップ生成部(「生成部」の一例)
13 路面推定部(「推定部」の一例)
131 標本点抽出部
132 標本点除去部
133 路面形状検出部
134 路面補足部
135 スムージング処理部
15 路面高さテーブル算出部
16 クラスタリング部(「物体検出部」の一例)
17 棄却部
18 トラッキング部
19 制御部
2 撮像装置
510a,510b 撮像部
510 処理ハードウェア部
600 画像解析ユニット(「画像処理装置」の一例)
1 In-vehicle device control system (an example of "device control system")
100 Own vehicle 101 Imaging unit 103 Display monitor 106 Vehicle travel control unit (an example of "control unit")
11 Parallax image generator (an example of "distance image generator")
12 V-map generator (an example of "generator")
13 Road surface estimation section (an example of "estimation section")
131 Sample point extraction unit 132 Sample point removal unit 133 Road surface shape detection unit 134 Road surface supplement unit 135 Smoothing processing unit 15 Road surface height table calculation unit 16 Clustering unit (an example of "object detection unit")
17 Rejection unit 18 Tracking unit 19 Control unit 2 Image pickup device 510a, 510b Image pickup device 510 Processing hardware unit 600 Image analysis unit (an example of "image processing device")

特開2015−075800号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-075800

Claims (8)

複数の撮像部で各々撮影された複数の撮影画像における路面及び前記路面上の物体の距離に応じた距離値を有する距離画像から、前記距離画像の垂直方向に対する距離値の頻度の分布を示す垂直方向分布データを生成する生成部と、
前記垂直方向分布データに基づいて、距離値の頻度が所定の閾値以上である第1の点の高さと、前記第1の点よりも小さい距離値を有し、前記第1の点の距離値との差が所定値以内であり、距離値の頻度が所定の閾値以上である第2の点の高さとの差が所定値以上であると判定した場合に、前記第1の点を除いた点に基づいて前記路面を推定する推定部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
Vertical showing the distribution of the frequency of the distance values with respect to the vertical direction of the distance images from the distance images having the distance values corresponding to the distances of the road surface and the objects on the road surface in the plurality of captured images taken by the plurality of imaging units. A generator that generates directional distribution data and
Based on the vertical distribution data, the distance value of the first point having the height of the first point where the frequency of the distance value is equal to or higher than a predetermined threshold value and the distance value smaller than the first point, and the distance value of the first point. When it is determined that the difference from the height of the second point where the difference from the distance value is within the predetermined value and the frequency of the distance value is equal to or greater than the predetermined threshold value is equal to or greater than the predetermined value, the first point is excluded. An estimation unit that estimates the road surface based on points ,
An image processing device characterized by comprising.
前記推定部は、前記距離画像の垂直方向に対する距離値の頻度の分布を、前記距離値に応じた複数のセグメントに分割し、前記第1の点の高さと、前記第2の点の高さとの差が所定値以上であると判定した場合に、前記第1の点を含むセグメントにおいて、前記第1の点及び前記第1の点よりも小さい距離値を有する点を除いた点に基づいて、前記路面を推定する、
ことを特徴とする請求項記載の画像処理装置。
The estimation unit divides the distribution of the frequency of the distance value in the vertical direction of the distance image into a plurality of segments according to the distance value, and determines the height of the first point and the height of the second point. Based on the points excluding the first point and the point having a distance value smaller than the first point in the segment including the first point when it is determined that the difference between the two is equal to or more than a predetermined value. , Estimate the road surface,
The image processing apparatus according to claim 1 .
前記推定部は、今回撮影された前記複数の撮影画像に基づく距離値の頻度の分布に、以前に撮影された前記複数の撮影画像に基づく距離値の頻度の分布を、同じ座標位置、または画像処理装置の移動速度に応じた座標位置に重畳した垂直方向分布データに基づいて、前記路面を推定する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
The estimation unit applies the frequency distribution of the distance values based on the plurality of captured images captured this time to the frequency distribution of the distance values based on the plurality of captured images previously captured at the same coordinate position or image. The road surface is estimated based on the vertical distribution data superimposed on the coordinate positions according to the moving speed of the processing device.
The image processing apparatus according to claim 1 or 2 .
前記推定部は、前記垂直方向分布データに基づいて、前記路面上の物体による距離値の頻度の分布を検知した場合に、複数の方法で推定した複数の路面のうち、低い位置に存在する路面を前記路面として推定する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の画像処理装置。
When the estimation unit detects the distribution of the frequency of distance values by an object on the road surface based on the vertical distribution data, the road surface existing at a lower position among a plurality of road surfaces estimated by a plurality of methods. Is estimated as the road surface,
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the image processing apparatus is characterized.
複数の撮像部と、
前記複数の撮像部で各々撮影された複数の撮影画像から、前記複数の撮影画像における路面及び前記路面上の物体の視差に応じた距離値を有する距離画像を生成する距離画像生成部と、
前記距離画像の垂直方向に対する距離値の頻度の分布を示す垂直方向分布データを生成する生成部と、
前記垂直方向分布データに基づいて、距離値の頻度が所定の閾値以上である第1の点の高さと、前記第1の点よりも小さい距離値を有し、前記第1の点の距離値との差が所定値以内であり、距離値の頻度が所定の閾値以上である第2の点の高さとの差が所定値以上であると判定した場合に、前記第1の点を除いた点に基づいて前記路面を推定する推定部と、
を備える撮像装置。
With multiple imaging units
A distance image generation unit that generates a distance image having a distance value corresponding to the parallax of the road surface and the object on the road surface in the plurality of captured images from the plurality of captured images captured by the plurality of imaging units.
A generator that generates vertical distribution data showing the distribution of the frequency of distance values with respect to the vertical direction of the distance image, and a generator.
Based on the vertical distribution data, the distance value of the first point having the height of the first point where the frequency of the distance value is equal to or higher than a predetermined threshold value and the distance value smaller than the first point, and the distance value of the first point. When it is determined that the difference from the height of the second point where the difference from the distance value is within the predetermined value and the frequency of the distance value is equal to or greater than the predetermined threshold value is equal to or greater than the predetermined value, the first point is excluded. An estimation unit that estimates the road surface based on points ,
An imaging device comprising.
移動体に搭載され、前記移動体の前方を撮像する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部で各々撮影された複数の撮影画像から、前記複数の撮影画像における移動面及び前記移動面上の物体の視差に応じた距離値を有する距離画像を生成する距離画像生成部と、
前記距離画像の垂直方向に対する距離値の頻度の分布を示す垂直方向分布データを生成する生成部と、
前記垂直方向分布データに基づいて、距離値の頻度が所定の閾値以上である第1の点の高さと、前記第1の点よりも小さい距離値を有し、前記第1の点の距離値との差が所定値以内であり、距離値の頻度が所定の閾値以上である第2の点の高さとの差が所定値以上であると判定した場合に、前記第1の点を除いた点に基づいて移動面を推定する推定部と、
前記推定部により推定された移動面、及び前記距離画像に基づいて、前記複数の撮影画像における物体を検出する物体検出部と、
前記物体検出部により検出された物体のデータに基づいて、前記移動体の制御を行う制御部と、
を備える移動体機器制御システム。
A plurality of imaging units mounted on the moving body to image the front of the moving body,
A distance image generation unit that generates a distance image having a distance value corresponding to the parallax of the moving surface and the object on the moving surface in the plurality of captured images from the plurality of captured images captured by the plurality of imaging units. ,
A generator that generates vertical distribution data showing the distribution of the frequency of distance values with respect to the vertical direction of the distance image, and a generator.
Based on the vertical distribution data, the distance value of the first point having the height of the first point where the frequency of the distance value is equal to or higher than a predetermined threshold value and the distance value smaller than the first point, and the distance value of the first point. When it is determined that the difference from the height of the second point where the difference from the distance value is within the predetermined value and the frequency of the distance value is equal to or greater than the predetermined threshold value is equal to or greater than the predetermined value, the first point is excluded. An estimation unit that estimates the moving surface based on points ,
An object detection unit that detects an object in the plurality of captured images based on the moving surface estimated by the estimation unit and the distance image.
A control unit that controls the moving body based on the data of the object detected by the object detection unit, and
Mobile device control system equipped with.
コンピュータが、
複数の撮像部で各々撮影された複数の撮影画像における路面の距離に応じた距離値を有する距離画像から、前記距離画像の垂直方向に対する距離値の頻度の分布を示す垂直方向分布データを生成するステップと、
前記垂直方向分布データに基づいて、距離値の頻度が所定の閾値以上である第1の点の高さと、前記第1の点よりも小さい距離値を有し、前記第1の点の距離値との差が所定値以内であり、距離値の頻度が所定の閾値以上である第2の点の高さとの差が所定値以上であると判定した場合に、前記第1の点を除いた点に基づいて前記路面を推定するステップと、
を実行する、画像処理方法。
The computer
From a distance image having a distance value corresponding to the distance of the road surface in a plurality of captured images taken by a plurality of imaging units, vertical distribution data showing the frequency distribution of the distance value with respect to the vertical direction of the distance image is generated. Steps and
Based on the vertical distribution data, the distance value of the first point having the height of the first point where the frequency of the distance value is equal to or higher than a predetermined threshold value and the distance value smaller than the first point, and the distance value of the first point. When it is determined that the difference from the height of the second point where the difference from the distance value is within the predetermined value and the frequency of the distance value is equal to or greater than the predetermined threshold value is equal to or greater than the predetermined value, the first point is excluded. The step of estimating the road surface based on the points and
Image processing method to execute.
コンピュータに、
複数の撮像部で各々撮影された複数の撮影画像における路面の距離に応じた距離値を有する距離画像から、前記距離画像の垂直方向に対する距離値の頻度の分布を示す垂直方向分布データを生成するステップと、
前記垂直方向分布データに基づいて、距離値の頻度が所定の閾値以上である第1の点の高さと、前記第1の点よりも小さい距離値を有し、前記第1の点の距離値との差が所定値以内であり、距離値の頻度が所定の閾値以上である第2の点の高さとの差が所定値以上であると判定した場合に、前記第1の点を除いた点に基づいて前記路面を推定するステップと、
を実行させるプログラム。
On the computer
From a distance image having a distance value corresponding to the distance of the road surface in a plurality of captured images taken by a plurality of imaging units, vertical distribution data showing the frequency distribution of the distance value with respect to the vertical direction of the distance image is generated. Steps and
Based on the vertical distribution data, the distance value of the first point having the height of the first point where the frequency of the distance value is equal to or higher than a predetermined threshold value and the distance value smaller than the first point, and the distance value of the first point. When it is determined that the difference from the height of the second point where the difference from the distance value is within the predetermined value and the frequency of the distance value is equal to or greater than the predetermined threshold value is equal to or greater than the predetermined value, the first point is excluded. The step of estimating the road surface based on the points and
A program that executes.
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