JP7268497B2 - 信号認識システム - Google Patents
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Description
前記信号認識システムは、
1又は複数の記憶装置と、
1又は複数のプロセッサと
を備える。
前記1又は複数の記憶装置には、
前記車両に搭載されたカメラによって撮像され、前記車両の周囲の状況を示す画像を含むカメラ撮像情報と、
複数の灯火部分を有する信号機に関する情報であって、前記複数の灯火部分の間の相対位置関係、及び前記複数の灯火部分の各々の点灯時の外観を示す灯火パターン情報と
が格納される。
前記1又は複数のプロセッサは、
前記カメラ撮像情報に基づいて、前記車両の周囲の対象信号機を検出し、前記対象信号機の複数の検出部分の各々の外観を少なくとも示す信号検出情報を取得し、
前記信号検出情報と前記灯火パターン情報とを比較することによって前記対象信号機の点灯状態を認識する点灯状態認識処理を行い、
前記点灯状態認識処理において、前記1又は複数のプロセッサは、前記対象信号機の前記複数の検出部分の各々の前記外観と整合する前記複数の灯火部分の点灯状態を、前記対象信号機の前記点灯状態として認識する。
1-1.信号認識システム
図1は、本発明の実施の形態の概要を説明するための概略図である。車両1は、道路上を走行する。道路には信号機(交通信号機)が設置されている。車両1は、信号機の点灯状態(信号表示)に従って走行する。車両1の自動運転を実現するためには、車両1の周囲の信号機の点灯状態を自動的に認識することが望ましい。
図2は、本実施の形態に係る灯火パターン情報PATの一例を説明するための概念図である。一般的に、信号機は、複数の灯火部分を有する。灯火部分とは、点灯及び消灯する部分である。灯火部分としては、電球、LED(Light Emitting Diode)、発光装置、ディスプレイ、等が例示される。以下、信号機は、N個(Nは2以上の整数)の灯火部分を有するとする。
本実施の形態に係る信号認識システム10は、信号検出情報DTCと灯火パターン情報PATとを比較することによって、対象信号機SXの点灯状態を高精度に認識する。この処理は、以下「点灯状態認識処理」と呼ばれる。以下、本実施の形態に係る点灯状態認識処理のいくつかの例を説明する。
図3は、点灯状態認識処理の第1の例を説明するための概念図である。信号検出情報DTCは、対象信号機SXの2つの検出部分に関する情報を含んでいる。より詳細には、信号検出情報DTCは、対象信号機SXの2つの検出部分の各々の「外観」を示している。本例では、対象信号機SXの検出部分の外観は、色と形状(点灯時の点灯部分の形状)の両方を含んでいる。一方の検出部分の外観は「赤色の円」であり、他方の検出部分の外観は「青色の右矢印」である。但し、2つの検出部分の間の相対位置関係は定かではないとする。
図4は、点灯状態認識処理の第2の例を説明するための概念図である。信号検出情報DTCは、対象信号機SXの2つの検出部分に関する情報を含んでいる。より詳細には、信号検出情報DTCは、対象信号機SXの2つの検出部分の各々の「外観」に加えて、それら2つの検出部分の間の「相対位置関係」を示している。但し、本例では、検出部分の外観は、色だけを含み、形状(点灯時の点灯部分の形状)は不明である。一方の検出部分の外観は「赤色」であり、他方の検出部分の外観は「青色」であり、それら2つの検出部分が上下に並んでいる。
図5は、点灯状態認識処理の第3の例を説明するための概念図である。信号検出情報DTCは、上述の第2の例(図4)の場合の内容に加えて、2つの検出部分の各々の大まかな形状も示している。一方の検出部分の外観は「赤色の円」であり、他方の検出部分の外観は「青色の矢印」であり、それら2つの検出部分が上下に並んでいる。但し、矢印の方向までは分からないとする。
図6は、点灯状態認識処理の第4の例を説明するための概念図である。信号検出情報DTCは、点灯部分に関する情報だけでなく、非点灯部分に関する情報を含んでいてもよい。すなわち、対象信号機SXの複数の検出部分は、点灯部分と非点灯部分の両方を含んでいてもよい。非点灯部分の色は、黒色である。
図7は、点灯状態認識処理の第5の例を説明するための概念図である。上述の第4の例(図6)の場合と同様に、対象信号機SXの複数の検出部分は、点灯部分と非点灯部分の両方を含んでいる。
図8は、点灯状態認識処理の第6の例を説明するための概念図である。信号検出情報DTCは、対象信号機SXの6つの検出部分の各々の「外観」に加えて、それら6つの検出部分の間の「相対位置関係」を示している。本例では、検出部分の外観は「点灯しているか否か」を含むが、色及び形状は不明である。つまり、対象信号機SXの各検出部分が点灯しているか否かだけが判明しており、各検出部分の色及び形状は不明である。
図9は、点灯状態認識処理の第7の例を説明するための概念図である。本例では、信号機は、水平方向に配置された3つの灯火部分L1~L3だけを有する。
道路上には様々な形式の信号機が存在する。また、信号機の形式は、国によっても異なり得る。従って、灯火パターン情報PATは、信号機の形式毎にあらかじめ用意されると好適である。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、信号認識システム10は、カメラ撮像情報IMGに基づいて、車両1の周囲の対象信号機SXを検出し、信号検出情報DTCを取得する。信号検出情報DTCは、対象信号機SXの複数の検出部分の各々の外観を少なくとも示す。
2-1.信号機地図情報
図15は、本実施の形態における信号機地図情報SG_MAPの一例を説明するための概念図である。信号機地図情報SG_MAPは、信号機に関する地図情報である。より詳細には、信号機地図情報SG_MAPは、信号機(SG1、SG2、SG3・・・)毎に、その位置[X,Y,Z]と向きHを示している。ここで、位置[X,Y,Z]とは、絶対位置であり、絶対座標系(緯度、経度、高度)において定義される。向きHも、絶対座標系において定義される。このような信号機地図情報SG_MAPは、あらかじめ作成される。
図16は、本実施の形態における灯火パターンデータベースPAT_DBの一例を説明するための概念図である。灯火パターンデータベースPAT_DBは、信号機(SG1、SG2、SG3・・・)毎に、用いるべき灯火パターン情報PAT(PAT1、PAT2、PAT3)を示している。より詳細には、灯火パターンデータベースPAT_DBは、信号機(SG1、SG2、SG3・・・)の位置[X,Y,Z]と灯火パターン情報PAT(PAT1、PAT2、PAT3)とを関連付けて示している。信号機の位置[X,Y,Z]及び向きHと灯火パターン情報PATとが関連付けられもよい。このような灯火パターンデータベースPAT_DBは、あらかじめ作成される。
図17は、本実施の形態に係る信号認識システム10の機能構成例を示すブロック図である。信号認識システム10は、信号検出部20、パターン選択部30、及び点灯状態認識部40を備えている。図18は、本実施の形態に係る信号認識システム10による処理を示すフローチャートである。図17及び図18を参照して、本実施の形態に係る信号認識システム10による処理を説明する。
車両1に搭載されたカメラ2は、車両1の周囲の状況を撮像する。カメラ撮像情報IMGは、カメラ2によって撮像された画像、すなわち、車両1の周囲の状況を示す画像を含んでいる。信号検出部20は、カメラ撮像情報IMGを取得する。
信号検出部20は、カメラ撮像情報IMGに基づいて、車両1の周囲の信号機を検出する「信号検出処理」を行う。
パターン選択部30は、用いる灯火パターン情報PATを選択する「灯火パターン選択処理」を行う。本実施の形態では、パターン選択部30は、灯火パターンデータベースPAT_DB(図16)の中から、用いる灯火パターン情報PATを選択する(ステップS31)。
点灯状態認識部40は、対象信号機SXの灯火状態を認識する「点灯状態認識処理」を行う。より詳細には、点灯状態認識部40は、信号検出情報DTCと灯火パターン情報PATとを比較することによって、対象信号機SXの灯火状態を認識する(図3~図9参照)。
点灯状態認識部40は、点灯状態認識処理の結果を示す認識結果情報RESを生成する。認識結果情報RESは、車両1の自動運転制御等に利用される。
以下、本実施の形態に係る信号認識システム10の具体的な構成例について説明する。
図20は、本実施の形態に係る信号認識システム10の第1の構成例を示すブロック図である。第1の構成例では、信号認識システム10は、車両1に搭載された車載装置100によって実現される。
図22は、本実施の形態に係る信号認識システム10の第2の構成例を示すブロック図である。第2の構成例では、信号認識システム10は、車両1の外部の外部装置200によって実現される。外部装置200は、例えば、管理サーバである。
信号認識システム10の機能(すなわち、信号検出部20、パターン選択部30、及び点灯状態認識部40)は、車載装置100のプロセッサ150と外部装置200のプロセッサ250とに分散されていてもよい。処理に必要な情報は、車載装置100の記憶装置160、外部装置200の記憶装置260、記憶装置300、記憶装置400に分散されていてもよい。必要な情報は、通信により、車載装置100と外部装置200とで共有される。
次に、変形例を説明する。既出の説明(図15~図22)と重複する説明は適宜省略する。
図23は、第1の変形例に係る信号認識システム10の機能構成例を示すブロック図である。第1の変形例では、灯火パターンデータベースPAT_DBが省略される。その代わり、複数種類の灯火パターン情報PAT(PAT1、PAT2・・・)が、所定の記憶装置(記憶装置160あるいは記憶装置260)にあらかじめ格納される。
図25は、第2の変形例に係る信号認識システム10の機能構成例を示すブロック図である。第2の変形例では、信号機地図情報SG_MAPが省略される。
図26は、第3の変形例に係る信号認識システム10の機能構成例を示すブロック図である。第3の変形例では、灯火パターンデータベースPAT_DB及び信号機地図情報SG_MAPが省略される。すなわち、第3の変形例は、第1の変形例と第2の変形例の組み合わせである。
図27は、第4の変形例に係る信号認識システム10の機能構成例を示すブロック図である。点灯ルール情報RULが、所定の記憶装置(記憶装置160あるいは記憶装置260)にあらかじめ格納される。点灯ルール情報RULは、信号機の点灯状態に関するルールを示す。例えば、日本の信号機の場合、「円形の灯火部分が必ず1つ点灯する」というルールが存在する。
5-1.シェード
信号機の灯火部分の上部にシェードが付設されている場合がある。灯火パターン情報PATは、灯火部分の属性情報として「シェードの有無」を含んでいてもよい。
信号機の灯火部分が点滅する場合がある。灯火パターン情報PATは、灯火部分の属性情報として「点滅」を含んでいてもよい。
2 カメラ
10 信号認識システム
20 信号検出部
30 パターン選択部
40 点灯状態認識部
100 車載装置
110 センサ群
120 通信装置
130 走行装置
140 制御装置
150 プロセッサ
160 記憶装置
200 外部装置
220 通信装置
240 制御装置
250 プロセッサ
260 記憶装置
300 記憶装置
400 記憶装置
DTC 信号検出情報
IMG カメラ撮像情報
MAP 地図情報
PAT 灯火パターン情報
POS 位置情報
RES 認識結果情報
RUL 点灯ルール情報
SIT 周辺状況情報
STA 車両状態情報
MAP_DB 地図データベース
PAT_DB 灯火パターンデータベース
SG_MAP 信号機地図情報
Claims (4)
- 車両に適用される信号認識システムであって、
1又は複数の記憶装置と、
1又は複数のプロセッサと
を備え、
前記1又は複数の記憶装置には、
前記車両に搭載されたカメラによって撮像され、前記車両の周囲の状況を示す画像を含むカメラ撮像情報と、
点灯及び消灯する灯火部分を複数有する信号機に関する情報であって、前記複数の灯火部分の間の相対位置関係、及び前記複数の灯火部分の各々の点灯時の外観を示す灯火パターン情報と
が格納され、
前記1又は複数のプロセッサは、前記カメラ撮像情報に基づいて、前記車両の周囲の対象信号機を検出し、検出された前記対象信号機のうち外観が異なる複数の検出部分に関する信号検出情報を取得し、
前記信号検出情報は、前記複数の検出部分の各々の前記外観、及び前記複数の検出部分の間の相対位置関係を示し、
前記対象信号機の前記複数の検出部分の各々の前記外観は、点灯しているか否かを含み、
前記1又は複数のプロセッサは、更に、前記信号検出情報と前記灯火パターン情報とを比較することによって前記対象信号機の点灯状態を認識する点灯状態認識処理を行い、
前記点灯状態認識処理において、前記1又は複数のプロセッサは、前記対象信号機の前記複数の検出部分の各々の前記外観及び前記複数の検出部分の間の前記相対位置関係と整合する前記複数の灯火部分の点灯状態を、前記対象信号機の前記点灯状態として認識する
信号認識システム。 - 請求項1に記載の信号認識システムであって、
前記複数の灯火部分の各々の点灯時の前記外観は、色を含み、
前記対象信号機の前記複数の検出部分の各々の前記外観は、色を含む
信号認識システム。 - 請求項2に記載の信号認識システムであって、
前記複数の灯火部分の各々の点灯時の前記外観は、更に、形状を含み、
前記対象信号機の前記複数の検出部分の各々の前記外観は、更に、点灯時の形状を含む
信号認識システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の信号認識システムであって、
灯火パターンデータベースは、絶対座標系における前記信号機の位置と前記灯火パターン情報とを関連付けて示し、
位置情報は、前記絶対座標系における前記車両あるいは前記カメラの位置及び向きを示し、
前記1又は複数のプロセッサは、前記灯火パターンデータベースと前記位置情報に基づいて、前記カメラによって撮像されていると想定される前記信号機を前記対象信号機として特定し、前記対象信号機の位置に関連付けられた前記灯火パターン情報を前記灯火パターンデータベースから選択する
信号認識システム。
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