TW201742002A

TW201742002A - 移動物偵測方法

Info

Publication number: TW201742002A
Application number: TW105117072A
Authority: TW
Inventors: 曾羽鴻
Original assignee: 和碩聯合科技股份有限公司
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-12-01
Also published as: TWI571830B; CN107451519A; CN107451519B

Abstract

本發明的移動物偵測方法包括下列步驟：根據偵測範圍取得第一視格，並於第一視格執行全區域偵測；根據第一視格的全區域偵測結果定義偵測範圍包含偵測區及非偵測區；根據偵測範圍取得第二視格，於第二視格的偵測區執行部分區域偵測。

Description

移動物偵測方法

本發明係關於一種移動物偵測方法；具體而言，本發明係有關用於駕駛輔助系統的一種移動物偵測方法。

駕駛安全性一直是運輸工業的重要課題之一。隨著電子技術的進展，有許多主動式安全駕駛方案導入運輸工業中。例如，車道偏離警示、盲點偵測、前方物體偵測、駕駛狀態監測等等。以前方物體偵測方案為例，其係接收並偵測駕駛人前方的場景資料，當偵測到有物體接近時會向駕駛人發出警示。

然而，習知前方物體偵測方案的偵測方式係將接收影像中所有位置及所有大小的區域做比對，此一作法將耗費較多的運算資源，造成運算效能不佳。因此，現有前方物體偵測方案的偵測方式仍有待改進。

本發明之一目的在於提供一種移動物偵測方法，可根據偵測結果調整偵測範圍。

本發明之一目的在於提供一種移動物偵測方法，可提高偵側效率。

移動物偵測方法包括下列步驟：根據偵測範圍取得第一視格，並於第一視格執行全區域偵測；根據第一視格的全區域偵測結果定義偵測範圍包含偵測區及非偵測區；根據偵測範圍取得第二視格，於第二視格的偵測區執行部分區域偵測。

100‧‧‧駕駛輔助系統

110‧‧‧CPU

120‧‧‧影像擷取模組

130‧‧‧處理模組

140‧‧‧移動物偵測模組

150‧‧‧速度感測模組

160‧‧‧定位模組

170‧‧‧週期模組

200‧‧‧攝影模組

300‧‧‧顯示模組

400‧‧‧車

500‧‧‧移動物

600‧‧‧感測器

602‧‧‧鏡片

M‧‧‧目標區域

N‧‧‧阻隔區

P‧‧‧邊緣區域

P1‧‧‧第一側緣

P2‧‧‧第二側緣

P3‧‧‧遠端邊緣

Q‧‧‧中央區域

R‧‧‧偵測範圍

圖1為本發明移動物偵測方法之一實施例流程圖；圖2為本發明駕駛輔助系統之一實施例方塊圖；圖3為本發明移動物偵測方法執行不同部分區域偵測之實施例流程圖；圖4為未偵測到移動物時執行部分區域偵測之上視圖；圖5A及圖5B為偵測到移動物時執行部分區域偵測之上視圖；圖6為邊緣區域組成之示意圖；圖7為本發明移動物偵測方法具有偵測週期設定之實施例流程圖；圖8為本發明移動物偵測方法判斷全區域偵測過程之實施例流程圖；圖9A為採用移動物後方為阻隔區之上視圖；圖9B至9D為說明圖9A設定方式之示意圖。

本發明係提供一種移動物偵測方法，可在設定的偵測範圍內根據對移動物的偵測結果來調整後續偵測方式，以提高系統運算效能。移動物例如為行人、車輛、野生物等。本發明之移動物偵測方法可用於車輛的駕駛輔助系統。

整體而言，本發明之移動物偵測方法包含兩個階段：(1)全區域偵測；以及(2)部分區域偵測。請參考圖1。圖1為本發明移動物偵測方法之一實施例流程圖。如圖1所示，在步驟S100：執行全區域偵測。例如，以拍攝前方30公尺，張開水平視角100度所圍成的範圍作為偵測範圍。攝影機取得偵測範圍的複數視格，這些視格的內容係涵蓋偵測範圍。上述視格係可組成影像串流，例如每秒二十張視格(20f/s)。複數視格可包含至少第一視格及第二視格。根據偵測範圍取得第一視格，並於第一視格執行全區域偵測。例如，將偵測範圍分成多個區塊，以攝影機正面的方向為前方，採由左至右、由近至遠的方式對偵測範圍中每個位置逐一偵測。全區域偵測結束後，得到全區域偵測結果。

在得到全區域偵測結果後，接收第二視格。在步驟S200：定義偵測範圍並於第二視格執行部分區域偵測。根據全區域偵測結果定義偵測範圍包含偵測區及非偵測區，並於第二視格的偵測區執行部分區域偵測。例如，在第一視格的全區域偵測完成後偵測到移動物，在接續的第二視格中將移動物所在位置定義為偵測區，而移動物以外的位置則為非偵測區。亦即，在第二視格中僅以移動物所在位置作偵測，藉此提升運算效率。

圖2為本發明駕駛輔助系統之一實施例方塊圖。如圖2所示，駕駛輔助系統100包含CPU110、影像擷取模組120、處理模組130、移動物偵測模組140、速度感測模組150、定位模組160、週期設定模組170。此外，駕駛輔助系統100與攝影模組200及顯示模組300連接。

舉例而言，攝影模組200包括攝影機及鏡片組，以拍攝場景資料。影像擷取模組120可為CMOS感測器或CCD感測器，配合攝影機進行視格擷取，以持續取得複數個視格。處理模組130可為數位訊號處理電路，以進行前述偵測區/非偵測區的區分。移動物偵測模組140可為數位影像處理單元，以及配合超音波雷達或紅外線雷達。藉數位影像處理單元對視格內容進行特徵辨識，藉雷達對視格中各位置進行偵測，並量測與移動物的相對距離、移動物速度等資料。速度感測模組150可為加速度感測器或車輪轉速感測器，CPU110透過速度感測模組150可取得當前的駕駛速度。定位模組160可為GPS或轉角感測器，CPU110透過定位模組160可獲知駕駛方向。週期模組170可為時脈單元，CPU110可根據視格接收速率變更週期模組170的設定值，以調整移動物偵測模組140的偵測方式。顯示模組300可為實體的顯示器或是抬頭顯示器。駕駛輔助系統100可將取得的視格於顯示模組300呈現，另外，當偵測到移動物時，駕駛輔助系統100也可透過顯示模組300警示駕駛人。

圖3為本發明移動物偵測方法執行不同部分區域偵測之實施例流程圖。在圖3中，部分區域偵測階段係針對全區域偵測結果是否有移動物的出現而於第二視格提供不同偵測方式。如圖3所示，在步驟S100：執行全區域偵測。例如，在第一視格全區域偵測完成後，得到全區域偵測結果。接著接收第二視格，在步驟S202確認前一視格是否有移動物。承上述之例，若第一視格的全區域偵測結果未偵測到移動物，則為步驟S220：偵測邊緣區域。換言之，選取偵測範圍中的邊緣區域作為偵測區，於第二視格的邊緣區域執行部分區域偵測。

請參考圖4。圖4為未偵測到移動物時執行部分區域偵測之上視圖。如圖4所示，車400於前方場景中設定有偵測範圍R。在執行全區域偵測時，即以偵測範圍R內的所有位置進行偵測。當全區域偵測完成後未偵測到移動物時，選取邊緣區域P作為偵測區。邊緣區域P包括接近車400的位置(近端)、沿視角自兩側延伸的邊緣帶、以及遠端的水平邊緣帶。考慮到未偵測移動物時，後續移動物係自視線邊緣處進入偵測範圍，因此選取邊緣區域P作為偵測區。此時邊緣區域P即為部分區域偵測的範圍，而中央區域Q則為非偵測區。藉此局部偵測的方式可省下系統運算的時間。

反之，若第一視格的全區域偵測結果偵測到移動物，如圖3所示，則為步驟S210：產生目標區域。當偵測到移動物時，定義移動物於偵測範圍的位置，並於移動物周圍產生目標區域。在步驟S212：偵測邊緣區域及目標區域。選取偵測範圍中的邊緣區域及目標區域作為偵測區，於第二視格的邊緣區域及目標區域執行部分區域偵測。

請參考圖5A及圖5B。圖5A及圖5B為偵測到移動物時執行部分區域偵測之上視圖。如圖5A所示，在偵測範圍R內除了可設定邊緣區域P，還可以針對移動物的位置於移動物500周圍產生目標區域M。當全區域偵測完成後偵測到移動物時，選取邊緣區域P及目標區域M作為偵測區。此時邊緣區域P及目標區域M涵蓋的位置即為部分區域偵測執行的範圍，而中央區域Q(扣除邊緣區域P及目標區域M後的部分)則為非偵測區。藉由目標區域之設定追蹤已偵測到的移動物，以及藉由邊緣區域之設定追蹤可能出現的移動物。藉此局部偵測的方式可省下系統運算的時間。

於一實施例，目標區域係根據移動物速度、駕駛速度或駕駛方向所產生。例如前述之CPU透過移動物偵測模組取得移動物距離與速度，並透過處理模組於移動物四周產生目標區域作為偵測區。

此外，目標區域的範圍大小可根據移動物速度、視格速率來調整。此處視格速率係指每秒視格的數量。如圖5B所示，感測器600透過鏡片602於偵測範圍R內偵測到移動物500。其中感測器600例如為前述之影像擷取模組，鏡片602例如為前述之攝影模組。在移動物500周圍設定有目標區域M。目標區域M具有邊長m大於移動物500寬度w，並涵蓋移動物500所在位置。

具體而言，例如移動物速度為10m/s，對於10f/s的視格速率而言，每個視格間移動物的移動距離則為1m。於一實施例，目標區域之邊長不大於移動物寬度的3倍(亦即，目標區域之邊長不大於移動物速度與視格速率的比值的3倍)。根據上述計算方式可設定目標區域具有邊長3m大小的範圍。藉此可推估目標區域的大小。

需補充的是，上述移動物速度的資料亦可為預設的，例如用於偵測行人的情形，可預設行人的步行速度上限值作為設定目標區域的根據。在其它實施方式，可針對不同的辨識特徵建立不同移動物與移動速度的對應表。透過特徵辨識找出對應的移動物速度的資料以作為設定目標區域的根據。

應理解，所述目標區域的邊長係指各邊加總後的平均邊長。另外，目標區域的形狀並不以圖5B所示之正三角框為限。根據後續視格中對移動物移動方向的偵測結果可進一步沿移動物的移動方向調整目標區域的形狀及位置。例如，在第一視格偵測結束後針對移動物產生目標區域，接著在第二視格偵測結束後，比對於第一視格而判斷出移動物的移動方向，根據移動物的移動方向調整目標區域的形狀。對於設定為圓形或近似圓形的目標區域而言，設定範圍則是指徑向長度的平均值(例如長軸與短軸長度的平均)。

圖6為邊緣區域組成之示意圖。如圖6所示，邊緣區域包含第一側緣P1、第二側緣P2及遠端邊緣P3。第一側緣與第二側緣夾一角度且延伸連接遠端邊緣之兩端。換言之，邊緣區域為水平視角兩側之外緣，以及兩側朝水平面延伸至遠端所包圍的帶狀區。

於一實施例，上述邊緣區域的選取方式可根據駕駛速度於偵測範圍內調整遠端邊緣的大小。例如在圖6中，當車速增加時，在偵測範圍R內增加遠端邊緣P3的大小。於另一實施例，可以同時調整第一側緣P1、第二側緣P2及遠端邊緣P3的範圍。具體而言，例如偵測距離(深度)r1為30m，遠端水平距離r2為40m。偵測得到移動物500速度為10m/s，對於10f/s的視格速率而言，每個視格間移動物500的移動距離則為1m。可設定中央區域Q深度q1為28m(兩端較r1縮減1m)，中央區域Q遠端水平距離q2為38m(兩端較r2縮減1m)。藉此可推估邊緣區域的大小。

移動物偵測方法除前述兩個階段以外，還可包含：(3)週期設定。請參考圖7。圖7為本發明移動物偵測方法具有偵測週期設定之實施例流程圖。如圖7所示，在進入步驟S100及其後續之偵測步驟前，進行步驟S300：設定偵測週期。例如，設定偵測週期三張視格，則第一視格執行全區域偵測後，接著在第二視格與第三視格執行部份區域偵測，在第四視格會再次執行全區域偵測。

在步驟S302係確認週期是否結束。若否，則重複進行部分區域偵測(如上述之例，當第二視格的部分區域偵測結束後由於週期尚未結束，因此於第三視格進行部分區域偵測)(重複步驟S202、S210、S212；或是重複步驟S202、S220)。應理解，在上述之例中，第二視格係根據全區域偵測結果來決定偵測區與非偵測區；第三視格係根據第二視格的偵測結果來決定偵測區與非偵測區。

反之，當步驟S302判斷偵測週期結束，則執行全區域偵測。以上述之例，係於接收第四視格時執行全區域偵測。類似地，在第五視格，則是根據第四視格的全區域偵測結果定義偵測區與非偵測區。換言之，對於第一視格之後的視格，偵測週期與執行全區域偵測具有以下關係：n=mx+1，其中，n為視格序數(2,3,4…)、m為偵測週期(例如3)、x為週期序數(1,2,3…)。亦即，每m張視格之次一張取得的視格係進行全區域偵測。若將第一視格納入上式一併考慮，則為x=0的情形。所述偵測週期(m值)為大於或等於2的整數。藉此可利用一段時間內執行全區域偵測以確保原先設定的未偵測區中出現突發狀況。

圖8為本發明移動物偵測方法判斷全區域偵測過程之實施例流程圖。在圖8中，全區域偵測階段可針對移動物的出現於第一視格提供不同偵測方式。如圖8所示，在步驟S300：設定偵測週期。接著進入全區域偵測階段。在步驟S100：執行全區域偵測。在步驟S102係於執行全區域偵測時確認是否有移動物。若未偵測到移動物，則為步驟S103：持續完成全區域偵測，並於步驟S108判斷全區域偵測是否完成，接著進行後續之部分區域偵測(步驟S202~S220)。另舉一例，當設定偵測週期為每兩張視格執行一次全區域偵測，在第一視格執行全區域偵測，並於全區域偵測進行期間持續判斷是否有移動物。若全區域偵測完成，在偵測範圍中的每個位置皆偵測過而仍未偵測到移動物，產生全區域偵測結果，接著取得第二視格進行後續步驟(部分區域偵測)。

反之，在步驟S102若判斷偵測到移動物，則為步驟S104：定義阻隔區。承上例，若在第一視格的全區域偵測進行期間偵測到移動物，定義移動物後方的部分區域為阻隔區。舉例來說，當相距攝影機近處偵測到移動物，將移動物正後方(相距攝影機較遠處)的範圍定義為阻隔區。

接著於步驟S106：忽略阻隔區並繼續執行其他部分的全區域偵測。當判斷全區域偵測完成，得到全區域偵測結果，接著取得第二視格進行後續步驟。換言之，全區域偵測可隨偵測到移動物的出現而設定略過的區域，藉此增進全區域偵測的效率。

在步驟S302係確認週期是否結束。依上述之例，由於設定偵測週期為每兩張視格執行一次全區域偵測，當第二視格的部分區域偵測結束，接著根據偵測範圍取得第三視格，在第三視格執行全區域偵測。類似地，根據第三視格的全區域偵測結果可重新定義偵測區及非偵測區，並根據偵測範圍取得第四視格。然後於第四視格的偵測區執行部分區域偵測。簡言之，依前述設定，取得視格與偵測方式的關係為：第一視格(全區域)、第二視格(部分區域)、第三視格(全區域)、第四視格(部分區域)，藉局部偵測的方式可省下系統運算的時間。同時，在上例中，第一視格及第三視格的偵測過程中皆可隨偵測到移動物而定義略過的區域，進一步省下系統運算時間。

於一實施例，當執行全區域偵測時判斷有移動物時，選取位於移動物後方的範圍為阻隔區。請參考圖9A至圖9D。圖9A為採用移動物後方為阻隔區之上視圖。如圖9A所示，在偵測範圍R內偵測到移動物500，並選取移動物500後方(延伸至偵測範圍R遠端)的範圍為阻隔區N。阻隔區N之兩側可依移動物500寬度所張開的視角朝偵測範圍R遠端延伸，使阻隔區N自上視角度整體略呈梯形區域。

圖9B至9D為說明圖9A設定方式之示意圖。以圖9B正視圖為例，駕駛前方偵測範圍內有不同的移動物，標示於虛線框500A與虛線框500B之中。當偵測到位於較接近駕駛人的移動物500，後方(遠端)虛線框500B所示處則忽略而不進行偵測。亦即，阻隔區係涵蓋虛線框500B所在位置。

具體而言，如圖9C及圖9D之上視圖所示，偵測範圍R中，於位置T偵測到移動物500。自感測端(鏡片602)依移動物500寬度所張開的視角朝偵測範圍R遠端延伸構成一自上視整體略呈三角形範圍SCD。其中，於範圍SVD內可根據移動物500距離ST、移動物500半寬度ET及偵測距離SV的比例關係計算出DV的長度。鄰近移動物500後方的水平距離AU可依上述方式計算得到。類似地，在範圍SVC內可計算出CV及BU的值。根據上述計算結果可設定範圍ABCD為阻隔區。藉此可在全區域偵側時省略部份區域不執行偵測，以進一步提升運算效率。

綜上所述，本發明之移動物偵測方法可根據偵測結果調整偵測範圍。此外，亦可考量全區域偵測的過程是否出現移動物而決定是否部分忽略不偵測。藉此可提高偵側效率。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

S100、S202、S210、S212、S220‧‧‧步驟

Claims

一種移動物偵測方法，用於一駕駛輔助系統，該駕駛輔助系統包括一攝影機，用以持續取得一偵測範圍的複數視格，該些視格至少包括一第一視格及一第二視格，該方法包括下列步驟：根據該偵測範圍取得該第一視格，並於該第一視格執行全區域偵測；以及根據該第一視格的全區域偵測結果定義該偵測範圍包含一偵測區及一非偵測區並根據該偵測範圍取得該第二視格，於該第二視格的該偵測區執行部分區域偵測。
如請求項1所述之移動物偵測方法，其中當該第一視格的全區域偵測結果未偵測到移動物時，選取該偵測範圍中的邊緣區域作為該偵測區。
如請求項1所述之移動物偵測方法，其中當該第一視格的全區域偵測結果偵測到移動物時，定義該移動物於該偵測範圍的位置，並於移動物周圍產生一目標區域，選取該偵測範圍中的邊緣區域及目標區域作為該偵測區。
如請求項3所述之移動物偵測方法，其中該目標區域產生步驟更包括根據該移動物速度、駕駛速度或駕駛方向產生該目標區域。
如請求項3所述之移動物偵測方法，更包括判斷該移動物方向，根據該移動物移動方向改變該偵測範圍中的該目標區域的位置，該目標區域之邊長不大於移動物寬度的3倍。
如請求項3所述之移動物偵測方法，更包括設定該目標區域之邊長不大於該移動物速度與視格速率的比值的3倍。
如請求項1所述之移動物偵測方法，更包括下列步驟：設定一偵測週期為m個視格；取得一第n視格，當判斷n值為m+1，則於該第n視格執行全區域偵測；以及根據該第n視格的全區域偵測結果定義該偵測範圍包含該偵測區及該非偵測區並根據該偵測範圍取得該第n+1視格，於該第n+1視格的該偵測區執行部分區域偵測。
如請求項1所述之移動物偵測方法，其中該m值為大於或等於2的整數。
如請求項1所述之移動物偵測方法，其中該第一視格的全區域偵測步驟偵測到移動物時，更包括下列步驟：定義移動物後方的部分區域為一阻隔區；忽略該阻隔區，並繼續執行該第一視格其它部分的全區域偵測；以及完成第一視格的全區域偵測並產生全區域偵測結果。
如請求項9所述之移動物偵測方法，其中該根據該第一視格的全區域偵測結果定義該偵測範圍的步驟中，選取該阻隔區為該非偵測區。
如請求項1所述之移動物偵測方法，其中該偵測範圍包含一邊緣區域作為該偵測區，該邊緣區域包含一第一側緣、一第二側緣及一遠端邊緣，該第一側緣與該第二側緣夾一角度且延伸連接該遠端邊緣之兩端，該方法更包括根據駕駛速度於該偵測範圍內調整遠端邊緣的大小。