JP4568637B2 - Road recognition device - Google Patents
Road recognition device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4568637B2 JP4568637B2 JP2005127722A JP2005127722A JP4568637B2 JP 4568637 B2 JP4568637 B2 JP 4568637B2 JP 2005127722 A JP2005127722 A JP 2005127722A JP 2005127722 A JP2005127722 A JP 2005127722A JP 4568637 B2 JP4568637 B2 JP 4568637B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- luminance
- road
- area
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 54
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 24
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 13
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 30
- 238000003702 image correction Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 101100348113 Mus musculus Neurod6 gene Proteins 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 101100135611 Arabidopsis thaliana PAP12 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
本発明は、道路認識装置に係り、特にステレオカメラで車両前方を撮像した撮像画像から横断歩道を抽出することが可能な道路認識装置に関する。 The present invention relates to a road recognition device, and more particularly to a road recognition device capable of extracting a pedestrian crossing from a captured image obtained by imaging the front of a vehicle with a stereo camera.
近年、自動車等の走行安全性の向上や車両の自動制御等に向けて、車載のステレオカメラやビデオカメラで撮像した画像に画像処理を施して安全性向上や自動制御等の前提となる道路形状の認識を行う道路認識装置の開発が進められている(例えば、特許文献1〜3等参照)。
In recent years, road shapes have become a prerequisite for improving safety and automatic control by applying image processing to images captured by in-vehicle stereo cameras and video cameras for the purpose of improving driving safety and automatic control of vehicles, etc. Development of a road recognition device that recognizes (see, for example,
車両が走行している道路の形状を認識するためには、自車両前方の道路面上に標示された追い越し禁止線や路側帯と車道とを区画する区画線等の車線の位置を認識することが重要となる。そこで、このような道路認識装置では、通常、撮像画像の画素の輝度に着目し、車道と車線とで画素の輝度が大きく異なることを利用して輝度が大きく変わる画素部分をエッジとして抽出することで車線を認識するように構成されている。
しかしながら、前記のようなカメラ情報に基づいた道路認識装置では、車線と似た輝度情報をもつ横断歩道等の道路標示を車線と誤認識してしまう可能性がある。特に、特許文献1に記載の車線認識装置のように車線認識において高輝度部分の間隔が車線の幅相当であることを条件としている場合には、次のような問題を有する。
However, in the road recognition device based on the camera information as described above, there is a possibility that a road marking such as a pedestrian crossing having luminance information similar to the lane is erroneously recognized as a lane. In particular, as in the lane recognition device described in
すなわち、車線の規格は10cm〜20cmに設定されているものの、実際の道路には10cm〜55cmくらいまでの太い車線が存在するため、車線検出の幅の閾値を10cm〜20cmに設定してしまうと太い車線を認識できなくなる。一方、実際の環境に合わせて車線検出の幅の閾値を10cm〜55cmくらいまで拡大して設定すると、太さが50cm前後の横断歩道まで車線として認識してしまう。このため、横断歩道と車線とを幅で区別するための閾値の設定が難しい。 That is, although the standard of the lane is set to 10 cm to 20 cm, there is a thick lane up to about 10 cm to 55 cm on an actual road, so if the threshold of the lane detection width is set to 10 cm to 20 cm Cannot recognize thick lanes. On the other hand, if the threshold value of the lane detection width is enlarged to about 10 cm to 55 cm in accordance with the actual environment, a pedestrian crossing whose thickness is about 50 cm is recognized as a lane. For this reason, it is difficult to set a threshold value for distinguishing between a pedestrian crossing and a lane by width.
また、車線認識における高輝度部分の検出幅を広げると、細めに標示された横断歩道を車道と誤認識してしまう場合がある。 Moreover, if the detection range of the high-intensity part in the lane recognition is widened, a narrowly marked pedestrian crossing may be erroneously recognized as a roadway.
一方、歩行者が多数存在し得る横断歩道を確実に認識し検出する技術は、横断歩行者の安全確保や車両側から見た場合の歩行者横断の危険度判定等の観点からも極めて重要な技術であり開発が強く望まれている分野である。 On the other hand, the technology for reliably recognizing and detecting pedestrian crossings where there are many pedestrians is extremely important from the viewpoint of ensuring the safety of pedestrians and judging the risk of crossing pedestrians when viewed from the vehicle side. This is a field where technology and development are strongly desired.
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、撮像された車両前方の画像中から横断歩道の存在とその位置を正確に認識可能な道路認識装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a road recognition device capable of accurately recognizing the presence and position of a pedestrian crossing from an image taken in front of a vehicle.
前記の問題を解決するために、第1の発明は、
道路認識装置において、
道路を含む車両周辺を撮像して一対の画像を出力する撮像手段と、
前記一対の画像を設定領域ごとに所定の輝度階調の輝度を有する一対のデジタル画像に変換する変換手段と、
前記一対のデジタル画像に基づいて少なくとも一方のデジタル画像の各設定領域について実空間における距離を算出する画像処理手段と、
前記一方のデジタル画像についての設定領域ごとの前記輝度および前記距離に基づいて前記一方のデジタル画像上において横断歩道を検出する検出手段とを有し、
前記検出手段は、実空間上で自車両から所定距離離れた前方領域を検出対象として前記設定領域ごとの輝度の繰り返しパターンを認識するとともに、
前記輝度の繰り返しパターンが認識された設定領域に対応する実空間の点が前記所定距離近傍の許容範囲内に存在するか否かを判定することで、当該設定領域に対応する実空間の点が道路面上にあるかを判定し、該判定によって、当該設定領域に対応する実空間の点が道路面上にある場合に前記輝度の繰り返しパターンを横断歩道として検出することを特徴とする。
In order to solve the above problem, the first invention provides:
In the road recognition device,
Imaging means for imaging a vehicle periphery including a road and outputting a pair of images;
Conversion means for converting the pair of images into a pair of digital images having a predetermined luminance gradation for each setting region;
Image processing means for calculating a distance in real space for each setting region of at least one digital image based on the pair of digital images;
Have a detection means for detecting a pedestrian crossing in the luminance and the upper one of the digital image based on the distance of each setting area for the one digital image,
The detection means recognizes a repetitive pattern of luminance for each of the setting areas with a front area that is a predetermined distance away from the vehicle in real space as a detection target,
By determining whether or not a point in the real space corresponding to the setting area where the repetitive pattern of luminance is recognized is within an allowable range near the predetermined distance, a point in the real space corresponding to the setting area is determined. It is determined whether it is on the road surface, and when the point of the real space corresponding to the setting area is on the road surface by the determination, the repeated pattern of the brightness is detected as a crosswalk .
第1の発明によれば、道路認識装置は、撮像手段で車両前方の道路を含む車両周辺を撮像して一対の画像を出力し、変換手段でその一対の画像を画素ごとに所定の輝度階調の輝度を有する一対のデジタル画像に変換し、画像処理手段でその一対のデジタル画像に基づいて一方のデジタル画像の各画素について実空間における距離を算出し、検出手段ではその一方のデジタル画像についての画素ごとの輝度と距離のデータに基づいて一方のデジタル画像上で横断歩道を検出する。
より具体的には、検出手段は、実空間上で自車両から所定距離離れた前方領域を検出対象として設定領域ごとの輝度の繰り返しパターンを認識するとともに、輝度の繰り返しパターンが認識された設定領域に対応する実空間の点が前記所定距離近傍の許容範囲内に存在するか否かを判定することで、当該設定領域に対応する実空間の点が道路面上にあるかを判定し、該判定によって、当該設定領域に対応する実空間の点が道路面上にある場合に輝度の繰り返しパターンを横断歩道として検出する。
According to the first invention, in the road recognition device, the imaging unit images the periphery of the vehicle including the road ahead of the vehicle and outputs a pair of images, and the conversion unit converts the pair of images to a predetermined luminance level for each pixel. A pair of digital images having a tonal brightness, image processing means calculates the distance in real space for each pixel of one digital image based on the pair of digital images, and the detection means for the one digital image A crosswalk is detected on one digital image based on the brightness and distance data for each pixel.
More specifically, the detection means recognizes a repetitive luminance pattern for each setting region with a front region that is a predetermined distance away from the host vehicle in real space as a detection target, and a setting region in which the repetitive luminance pattern is recognized. To determine whether the real space point corresponding to the setting area is on the road surface by determining whether or not the real space point corresponding to is within the allowable range near the predetermined distance, As a result of the determination, when a point in the real space corresponding to the setting area is on the road surface, a repeated luminance pattern is detected as a pedestrian crossing.
第2の発明は、第1の発明の道路認識装置において、前記検出手段は、道路を含む車両周辺として、自車両が走行している走行路およびそれに隣接する走行路を含む前方領域を検出対象とすることを特徴とする。 The second invention is the road recognition apparatus of the first aspect of the invention, said detecting means, a vehicle surroundings including road, detected a front region including the travel path and a travel path adjacent thereto on which the vehicle is traveling It is characterized by.
第2の発明によれば、道路認識装置の検出手段は、撮像手段により撮像された画像の中から自車両が走行している走行路上のみならず、それに隣接する走行路上の前方領域を検出対象として探索し、横断歩道を検出する。 According to the second invention, the detection means of the road recognition device detects not only the traveling road on which the host vehicle is traveling, but also a front area on the traveling road adjacent thereto from the image captured by the imaging means. Search for and detect crosswalks.
第3の発明は、第1又は第2の発明の道路認識装置において、検出対象とされる前記前方領域は、昼間と夜間とで自車両からの所定距離の設定を可変とされていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the road recognition device according to the first or second aspect , the setting of the predetermined distance from the host vehicle is variable between the daytime and the nighttime in the front area to be detected. Features.
第3の発明によれば、第1又は第2の発明における所定距離を、例えば、昼間は50m前方の領域、夜間は20〜30m前方の領域のように昼間と夜間とで別の距離に設定する。 According to the third invention, the predetermined distance in the first or second invention is set to a different distance between daytime and nighttime, for example, an area 50m ahead in the daytime and an area 20-30m ahead in the nighttime. To do .
第4の発明は、第1から第3の発明のいずれかの発明の道路認識装置において、検出対象とされる前記前方領域は、前記一方のデジタル画像上の1画素幅のエピポーララインに対応する領域であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the road recognition device according to any one of the first to third aspects, the front area to be detected corresponds to an epipolar line having a width of one pixel on the one digital image. It is a region .
第4の発明によれば、第1から第3の発明における前方領域として、一対のデジタル画像のうちの基準となる一方のデジタル画像の全画素領域のうち1画素幅のエピポーララインの領域を探索して、実空間上で自車両からその1画素幅のエピポーララインに対応する所定距離だけ離れた領域についてのみ監視して横断歩道を検出する。 According to the fourth invention, as the front area in the first to third inventions, an area of an epipolar line having a width of one pixel is searched for in all pixel areas of one digital image serving as a reference of the pair of digital images. Then, a pedestrian crossing is detected by monitoring only a region away from the own vehicle in the real space by a predetermined distance corresponding to the epipolar line having a width of one pixel .
第5の発明は、第1の発明の道路認識装置において、前記検出手段は、前記輝度の繰り返しパターンを予め定められた判定閾値以上の高輝度領域の繰り返しとして検出し、前記高輝度領域間の間隔が前記高輝度領域の幅と略等しいまたは前記高輝度領域の幅の略3倍である場合、前記輝度の繰り返しパターンを横断歩道として検出することを特徴とする。 A fifth invention, in the road recognition apparatus of the first aspect of the invention, said detecting means, said detected as a repeat of the high luminance region over determination threshold repeating pattern predetermined brightness, between the high-brightness region When the interval is substantially equal to the width of the high-luminance region or approximately three times the width of the high-luminance region, the repeated pattern of the luminance is detected as a pedestrian crossing .
第5の発明によれば、検出手段は、輝度の繰り返しパターンを予め定められた判定閾値以上の高輝度領域の繰り返しとして検出し、高輝度領域間の間隔が高輝度領域の幅と略等しいまたは高輝度領域の幅の略3倍である場合、輝度の繰り返しパターンを横断歩道として検出する。 According to the fifth aspect of the invention, the detecting means detects the repetition pattern of the luminance as a repetition of the high luminance region equal to or higher than a predetermined determination threshold, and the interval between the high luminance regions is substantially equal to the width of the high luminance region or When it is approximately three times the width of the high-luminance area, a repeated pattern of luminance is detected as a pedestrian crossing.
第1の発明によれば、道路認識装置は、撮像手段で撮像した一対の画像を変換手段で所定の輝度階調の輝度を有する一対のデジタル画像に変換して画素ごとに輝度のデータを生成する。画像処理手段ではその一対のデジタル画像に基づいて基準となる一方のデジタル画像の各画素について実空間における距離を算出して画素ごとに距離のデータを生成する。検出手段ではその一方のデジタル画像について生成された画素ごとの輝度と距離のデータに基づいて画像上で横断歩道を検出する。 According to the first invention, the road recognition device generates luminance data for each pixel by converting the pair of images captured by the imaging unit into a pair of digital images having a luminance of a predetermined luminance gradation by the converting unit. To do. The image processing means calculates a distance in real space for each pixel of one of the digital images serving as a reference based on the pair of digital images, and generates distance data for each pixel. The detecting means detects a pedestrian crossing on the image based on the brightness and distance data for each pixel generated for the one digital image.
そのため、横断歩道の白線の規格幅が45〜50cm程度と車線の規格幅10〜20cmより広いことに対応して、画素上に現れる高輝度の画素領域、すなわち高輝度領域をその幅で峻別することで横断歩道の白線と車線とを明確に区別して認識することができるとともに、白線の幅を的確に検出することができるから、車線と誤認識することなく横断歩道の存在を正確に認識することが可能となる。 Therefore, in correspondence with the standard width of the white line of the pedestrian crossing being about 45 to 50 cm and wider than the standard width of the lane 10 to 20 cm, the high-luminance pixel region appearing on the pixel, that is, the high-luminance region is discriminated by the width. Therefore, the white line and lane of the pedestrian crossing can be clearly distinguished and recognized, and the width of the white line can be accurately detected, so the presence of the pedestrian crossing can be accurately recognized without misrecognizing it as a lane. It becomes possible.
また、道路認識装置の検出手段は、前記横断歩道の検出において、基準となる一方のデジタル画像上に高輝度の画素領域が繰り返し現れること、およびその高輝度の画素領域に対応する実空間上の点が道路面上にあることを認識した場合に初めてその繰り返される高輝度領域を横断歩道として検出する。
そのため、道路面より高い位置に存在するガードレールや電信柱、先行車両のピラーやバンパ等が映った高輝度の画素や、繰り返しパターンを持たない道路面上のゴミや汚れ等が映った高輝度の画素を横断歩道の白線と誤って判断することを防止することができる。 Further , the detection means of the road recognition device may detect that the high-luminance pixel area repeatedly appears on one of the reference digital images in the detection of the pedestrian crossing, and the real-space corresponding to the high-luminance pixel area. When it is recognized that the point is on the road surface, the repeated high brightness area is detected as a pedestrian crossing for the first time.
Therefore, high-brightness pixels reflecting guardrails and telephone poles that are higher than the road surface, pillars and bumpers of the preceding vehicle, and dust and dirt on the road surface that do not have repetitive patterns. It is possible to prevent a pixel from being erroneously determined as a white line of a pedestrian crossing.
また、道路認識装置の検出手段は、一対のデジタル画像のうちの基準となる一方のデジタル画像の全画素領域を探索して横断歩道を検出するのではなく、実空間上で自車両から所定距離だけ離れた領域のみを監視し横断歩道を検出する。このようにすれば、基準となる一方のデジタル画像の全画素領域を探索する場合に比べて処理時間を格段に短縮することが可能となる。In addition, the detection means of the road recognition device does not detect a pedestrian crossing by searching all pixel regions of one of the digital images serving as a reference of the pair of digital images, but is a predetermined distance from the vehicle in real space. Only the area that is far away is monitored to detect pedestrian crossings. In this way, the processing time can be remarkably shortened as compared with the case of searching for all the pixel areas of one digital image serving as a reference.
また、自車両の走行にしたがって遠方から接近してくる横断歩道は必ず自車両から所定距離だけ離れた領域を通過するから、自車両の所定距離前方の領域を監視するだけで横断歩道を確実に検出することができる。 In addition, pedestrian crossings approaching from a distance as the vehicle travels always pass through a region that is a predetermined distance away from the vehicle, so it is possible to reliably cross the pedestrian crossing by monitoring the region ahead of the vehicle by a predetermined distance. Can be detected.
第2の発明によれば、道路認識装置の検出手段は、撮像手段により撮像された画像の中から自車両が走行している走行路上のみならず、それに隣接する走行路上の前方領域を検出対象として探索し、横断歩道を検出するため、例えば、先行車両が横断歩道上にあって自車両が走行している走行路上で横断歩道の検出ができない場合でもその隣接する走行路上を探索することで横断歩道を検出することが可能となり、前記第1の発明の効果をより的確に発揮させることができる。 According to the second invention, the detection means of the road recognition device detects not only the traveling road on which the host vehicle is traveling, but also a front area on the traveling road adjacent thereto from the image captured by the imaging means. For example, even if the preceding vehicle is on the pedestrian crossing and the pedestrian crossing cannot be detected on the traveling road on which the vehicle is traveling, A pedestrian crossing can be detected, and the effects of the first invention can be more accurately exhibited.
第3の発明によれば、第1又は2の発明における所定距離を昼間と夜間とで別の距離に設定することで、例えば、昼間は横断歩道の早期発見の観点から50m前方の領域を監視するように設定し、夜間はヘッドライトで確実に照らされる20〜30m前方の領域を監視するように設定することで、前記第1又は第2の発明の効果をより的確に発揮させることが可能となると同時に、それらの情報を自動変速機(AT)制御部等の各種制御部に送って各種制御部に的確に対応をとらせることができ、横断歩行者の安全確保をより確実に図ることが可能となる。 According to the third invention, by setting the predetermined distance in the first or second invention to a different distance between daytime and nighttime, for example, in the daytime, an area 50 m ahead is monitored from the viewpoint of early detection of a pedestrian crossing. It is possible to make the effects of the first or second invention appear more accurately by setting so as to monitor the area in front of 20-30m that is reliably illuminated by the headlight at night. At the same time, such information can be sent to various control units such as an automatic transmission (AT) control unit so that various control units can take appropriate measures, thereby ensuring the safety of crossing pedestrians more reliably. Is possible.
第4の発明によれば、第1から第3の発明における前方領域として、一対のデジタル画像のうちの基準となる一方のデジタル画像の全画素領域のうち1画素幅のエピポーララインの領域を探索して、実空間上で自車両からその1画素幅のエピポーララインに対応する所定距離だけ離れた領域についてのみ監視して横断歩道を検出する。そのため、2画素以上の画素幅のエピポーララインを探索する場合と比較して検出にかかる時間がより短縮されるとともに、横断歩道の位置を明確に検出することが可能となり、前記第1から第3の発明の効果がより的確に発揮される。 According to the fourth invention, as the front area in the first to third inventions, an area of an epipolar line having a width of one pixel is searched for in all the pixel areas of one digital image serving as a reference of the pair of digital images. Then, a pedestrian crossing is detected by monitoring only a region separated from the host vehicle by a predetermined distance corresponding to the epipolar line having a width of one pixel in the real space. Therefore, it takes time to detect compared to the case of searching the epipolar lines of the two or more pixels width is shortened, it becomes possible to clearly detect the position of the pedestrian crossing, the third from the first The effect of the invention is more accurately exhibited.
以下、本発明に係る道路認識装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a road recognition device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る道路認識装置のブロック図である。道路認識装置1は、主に撮像手段2と、変換手段3と、画像処理手段6と、検出手段9とから構成されている。
FIG. 1 is a block diagram of a road recognition device according to the present embodiment. The
撮像手段2は、車両周辺を撮像するものであり、車両前方の道路を含む風景を撮像して一対の画像を出力するように構成されている。本実施形態では、互いに同期が取られたCCDやCMOSセンサ等のイメージセンサがそれぞれ内蔵された一対のメインカメラ2aおよびサブカメラ2bからなるステレオカメラが用いられている。
The imaging means 2 images the periphery of the vehicle, and is configured to capture a landscape including a road ahead of the vehicle and output a pair of images. In the present embodiment, a stereo camera including a pair of
メインカメラ2aとサブカメラ2bは、例えば、ルームミラー近傍に車幅方向に所定の間隔をあけて取り付けられており、一対のステレオカメラのうち、運転者に近い方のカメラが後述するように各画素について距離が算出され横断歩道が検出される基となる画像を撮像するメインカメラ2a、運転者から遠い方のカメラが前記距離等を求めるために比較される画像を撮像するサブカメラ2bとされている。
The
メインカメラ2aおよびサブカメラ2bには、変換手段3としてのA/Dコンバータ3a、3bがそれぞれ接続されており、A/Dコンバータ3a、3bは、メインカメラ2aおよびサブカメラ2bから出力されてきた一対のアナログ画像を、それぞれ画素ごとに、例えば256階調のグレースケール等の所定の輝度階調の輝度を有するデジタル画像である基準画像と比較画像とに変換するように構成されている。
A /
A/Dコンバータ3a、3bには、画像補正部4が接続されており、画像補正部4は、A/Dコンバータ3a、3bから出力されてきた基準画像および比較画像に対してメインカメラ2aおよびサブカメラ2bの取付位置の誤差に起因するずれや輝度の補正等の画像補正をアフィン変換等を用いて行うようになっている。
An image correction unit 4 is connected to the A /
なお、本実施形態では、基準画像は、図2に示されるような水平方向が512画素、垂直方向が200画素分の輝度からなる画像データとして、また、比較画像は水平方向が640画素、垂直方向が200画素分の輝度からなる画像データとしてそれぞれ画像補正部4から出力されるように構成されている。また、それぞれの画像データは画像補正部4に接続された画像データメモリ5に格納されるようになっている。なお、図2中のドット部分は車両や電柱等の主な影を表す。
In the present embodiment, the reference image is image data having a luminance of 512 pixels in the horizontal direction and 200 pixels in the vertical direction as shown in FIG. 2, and the comparison image is 640 pixels in the horizontal direction and vertical. The image correction unit 4 is configured to output the image data having a luminance of 200 pixels as a direction. Each image data is stored in an
画像補正部4には、画像処理手段6が接続されており、画像処理手段6は、主に、イメージプロセッサ7と距離データメモリ8とから構成されている。
An
イメージプロセッサ7では、画像補正部4から出力されたステレオマッチング処理とフィルタリング処理により画像補正部4から出力された基準画像および比較画像のデジタルデータに基づいて基準画像の各画素又または複数画素から構成するブロックからなる各設定領域について実空間における距離を算出するために視差dを算出するようになっている。この視差dの算出については、本願出願人により先に提出された特開平5−114099号公報に詳述されているが、以下、その要点を簡単に述べる。
The
イメージプロセッサ7は、512×200画素を有する基準画像について4×4画素の画素ブロックごとに1つの視差dを算出するようになっている。1つの画素ブロックを構成する16画素にはそれぞれ0〜255の輝度p1ijが割り当てられており、その16画素の輝度p1ijがその画素ブロック特有の輝度特性を形成している。なお、輝度p1ijの添字iおよびjは、基準画像や比較画像の画像平面の左下隅を原点とし、水平方向をi座標軸、垂直方向をj座標軸とした場合の各画素のi座標およびj座標を表す。
The
イメージプロセッサ7におけるステレオマッチング処理では、前記のように基準画像を4×4画素ごとに最大128×50個の画素ブロックに分割し、比較画像を水平方向に延在する4画素幅のエピポーララインに分割する。そして、基準画像の1つの画素ブロックを取り出してそれに対応する比較画像のエピポーラライン上を1画素ずつ水平方向、すなわちi方向にシフトさせながら下記(1)式で求められるシティブロック距離CBが最小となるエピポーラライン上の画素ブロック、すなわち基準画像の画素ブロックと似た輝度特性を有する比較画像上の画素ブロックを探索するようになっている。
In the stereo matching process in the
イメージプロセッサ7は、このようにして特定した比較画像上の画素ブロックともとの基準画像上の画素ブロックとのずれ量を算出し、そのずれ量を視差dとして基準画像上の画素ブロックに割り付けるようになっている。なお、この視差dは、前記メインカメラ2aおよびサブカメラ2bの一定距離の離間に由来する基準画像および比較画像における同一物体の写像位置に関する水平方向の相対的なずれ量であり、メインカメラ2aおよびサブカメラ2bの中央位置から物体までの距離と視差dとは三角測量の原理に基づいて一義的に対応付けられる。
The
また、イメージプロセッサ7は、視差dの信頼性を向上させる目的から、このようにして求めた視差dに対してフィルタリング処理を施し、有効とされた視差dのみを出力するようになっている。すなわち、例えば、車道の映像のみからなる特徴に乏しい4×4画素の画素ブロックを比較画像のエピポーラライン上で走査しても、比較画像の車道が撮像されている部分ではすべて相関が高くなり、対応する画素ブロックが特定されて視差dが算出されてもその視差dの信頼性は低い。そのため、そのような視差dは前記フィルタリング処理で無効とされ、視差dの値として0を出力するようになっている。
Further, for the purpose of improving the reliability of the parallax d, the
したがって、イメージプロセッサ7から出力される基準画像の各画素の距離データ、すなわち基準画像の各画素ブロックについて実空間における距離を算出するための視差dは、通常、図3の擬似画像に示されるように、基準画像の左右方向に隣り合う画素間で輝度p1ijの差が大きいいわゆるエッジ部分についてのみ有効な値を持つデータとなる。なお、図3では、距離データを有する画素ブロックが黒色で表されている。
Therefore, the distance data of each pixel of the reference image output from the
イメージプロセッサ7で算出された基準画像の各画素ブロックの距離データは、画像処理手段6の距離データメモリ8に格納されるようになっている。
The distance data of each pixel block of the reference image calculated by the
検出手段9は、本実施形態では、図示しないCPUやROM、RAM、入出力インターフェース等がバスに接続されたマイクロコンピュータより構成されているが、例えば、車載の既存のEPU内に構築することも可能である。検出手段9は、基準画像についての各画素の輝度および距離に基づいて基準画像上において横断歩道を検出するようになっている。 In this embodiment, the detection means 9 is composed of a microcomputer in which a CPU, ROM, RAM, input / output interface, etc. (not shown) are connected to the bus. For example, the detection means 9 may be built in an existing EPU in the vehicle. Is possible. The detection means 9 detects a pedestrian crossing on the reference image based on the luminance and distance of each pixel with respect to the reference image.
また、検出手段9は、画像データメモリ5および距離データメモリ8に格納されている各データから道路の車線を抽出する機能をも有しており、横断歩道や車線の検出結果は、検出手段9から図示しない自動変速機(AT)制御部やエンジン制御部、アンチロックブレーキシステム(ABS)制御部、トラクションコントロールシステム(TCS)制御部、車両挙動制御部等の各種制御部に送信され、各制御部でそれに基づいて適切な処理を行われ、車載モニタ等の表示手段に送信されて表示され、あるいは警報装置に送信されて運転者に必要な警告が発せられるようになっている。
The detection means 9 also has a function of extracting a road lane from each data stored in the
なお、検出手段9における車線抽出は、公知の手法を用いることができ、本実施形態では、検出手段9は、前記特許文献1に記載されている車線認識装置の機能を有するように構成されている。
The lane extraction in the detection means 9 can be performed using a known method. In the present embodiment, the detection means 9 is configured to have the function of the lane recognition device described in
検出手段9は、前記画像データメモリ5および距離データメモリ8に格納されている基準画像の各画素の輝度p1ijからなる画像データおよび基準画像の各画素ブロックごとの距離データである視差dのデータをそれぞれ読み出して、それらのデータに基づいて基準画像上の横断歩道を検出するようになっている。
The detection means 9 stores image data composed of the luminance p1ij of each pixel of the reference image stored in the
本実施形態では、検出手段9は、基準画像に撮像された前方風景の全画素領域を探索した横断歩道を検出すると処理時間が長くなるため、実空間において自車両から所定距離だけ離れた前方領域のみを探索して横断歩道を検出するように構成されている。横断歩道の検出対象となる前方領域は、例えば、昼間には横断歩道の早期発見の観点から50m前方の領域が設定され、夜間にはヘッドライトで確実に照らされる20〜30m前方の領域が設定されるように設定を切り換えられるようになっていれば好ましい。 In the present embodiment, the detection means 9 detects a pedestrian crossing searched for all pixel areas of the forward landscape imaged in the reference image, so that the processing time becomes long. Therefore, the front area separated from the vehicle in the real space by a predetermined distance. It is configured to search only for crosswalks. For example, the area ahead of the pedestrian crossing is set 50m ahead from the viewpoint of early detection of the pedestrian crossing in the daytime, and the area 20-30m ahead illuminated by the headlight is set at night. It is preferable if the setting can be switched as described above.
具体的には、検出手段9は、まず、初期設定において自車両から探索すべき前方領域までの距離L、例えば前記例では50mが設定されると、予め前記前方領域に対応する基準画像上の1画素幅のエピポーララインのj座標jrを算出しておくように構成されている。 Specifically, first, when the distance L from the own vehicle to the front area to be searched in the initial setting, for example, 50 m in the above example, is set, the detection means 9 first sets a reference image on the reference image corresponding to the front area. A j-coordinate jr of an epipolar line having a width of one pixel is calculated.
すなわち、図4に示されるように、メインカメラ2aの焦点距離をf、メインカメラ2aの取付高さをhとすると、メインカメラ2aにおける結像位置における前方領域Rの映像と消失点とのずれxは、x=h×f/Lで表されるから、基準画像上では、前方領域Rは、ピクセル長をpとした場合、
xpixel=x/p=h×f/(L×p) …(2)
だけ消失点から下方に位置するエピポーララインとして表される。従って、メインカメラ2aの取付状態によって決まる消失点のj座標jaから前記xpixelを減することで前記前方領域Rまでの距離Lに対応する基準画像上のエピポーララインのj座標jrが算出される。以下、このエピポーララインをエピポーララインjrという。
That is, as shown in FIG. 4, when the focal length of the
xpixel = x / p = h × f / (L × p) (2)
Only represented as epipolar lines located below the vanishing point. Accordingly, by subtracting the xpixel from the j coordinate ja of the vanishing point determined by the attachment state of the
なお、本実施形態では、検出対象とされる前方領域は、前述したように、基準画像上の1画素幅のエピポーララインに対応する領域であるが、2画素以上の画素幅のエピポーララインに対応する前方領域を探索するように構成することも可能である。 In the present embodiment, as described above, the front area to be detected is an area corresponding to an epipolar line having a width of 1 pixel on the reference image, but corresponds to an epipolar line having a width of 2 pixels or more. It is also possible to search for a forward area to be searched.
本実施形態では、検出手段9は、画像データメモリ5から基準画像の画像データを読み出すと、図5に示されるような基準画像のエピポーララインjr上を左端のi=0の画素から右方向に全画素の輝度p1ijrを読み取るように構成されている。すなわち、本実施形態では、自車両が走行している走行路のみならず、それに隣接する走行路も横断歩道の検出対象とされるようになっている。
In this embodiment, when the
このようにして読み取られる輝度p1ijrは、例えば、図6に示されるような分布になる。なお、図6では、輝度p1ijrは図5に示されたエピポーララインjr上を走査して得られた輝度には必ずしも対応しておらず、輝度0〜200の範囲で示している。 The luminance p1ijr read in this way has a distribution as shown in FIG. 6, for example. In FIG. 6, the luminance p1ijr does not necessarily correspond to the luminance obtained by scanning the epipolar line jr shown in FIG.
検出手段9がこの輝度p1ijrに基づいてエピポーララインjr上に横断歩道が存在すると判断する条件は以下のとおりである。 Conditions under which the detection means 9 determines that a pedestrian crossing exists on the epipolar line jr based on the luminance p1ijr are as follows.
条件1:エピポーララインjr上の画素中に、輝度微分値が正の閾値Eth以上であり、かつ、輝度が開始点輝度判定閾値Ath1以上である画素が存在すること。以下、この画素を開始画素といい、開始画素に対応する実空間上の点を開始点という。
条件2:開始点が道路面上にあること。
条件3:エピポーララインjr上の画素中に、輝度微分値が負の閾値−Eth以下である画素が存在すること。以下、この画素を終了画素といい、終了画素に対応する実空間上の点を終了点という。
Condition 1: A pixel whose luminance differential value is equal to or greater than the positive threshold Eth and whose luminance is equal to or greater than the start point luminance determination threshold Ath1 among the pixels on the epipolar line jr. Hereinafter, this pixel is referred to as a start pixel, and a point on the real space corresponding to the start pixel is referred to as a start point.
Condition 2: The starting point is on the road surface.
Condition 3: A pixel having a luminance differential value equal to or less than a negative threshold −Eth is present in pixels on the epipolar line jr. Hereinafter, this pixel is referred to as an end pixel, and a point on the real space corresponding to the end pixel is referred to as an end point.
条件4:開始点と終了点との間隔が所定の範囲内であり、かつ、開始画素から終了画素までの輝度平均値Aaveが白線輝度判定閾値Ath2以上である高輝度領域が存在すること。
条件5:隣接する高輝度領域の間隔が高輝度領域の幅と等しいまたは高輝度領域の幅の3倍であること。
条件6:高輝度領域が3箇所以上存在すること。
Condition 4: There is a high luminance region in which the interval between the start point and the end point is within a predetermined range, and the luminance average value Aave from the start pixel to the end pixel is equal to or greater than the white line luminance determination threshold Ath2.
Condition 5: The interval between adjacent high-brightness areas is equal to the width of the high-brightness area or three times the width of the high-brightness area.
Condition 6: There are three or more high luminance areas.
条件1での開始画素における輝度微分値の制限は、車道のアスファルトと横断歩道の白線との境界には、通常、輝度特性に強いエッジ強度が現れることによる。また、開始画素の輝度の制限は、輝度微分値の条件をクリアしても、例えば、図6に示される画素Sのように影を映した画素と車道のアスファルトを映した画素との境界等である場合には開始画素と判断しないようにするためのものである。
The limitation on the luminance differential value at the start pixel under
検出手段9は、基準画像のエピポーララインjr上の各画素の輝度p1ijrと直前の画素の輝度p1i-1jrとの差分を取ってその画素が条件1を満たすか否かを判断するようになっている。
The detecting means 9 takes the difference between the luminance p1ijr of each pixel on the epipolar line jr of the reference image and the luminance p1i-1jr of the immediately preceding pixel to determine whether or not the pixel satisfies the
条件2は、条件1をクリアする画素であっても、例えば、その画素がガードレールや電信柱、先行車両のピラーやバンパ等である場合には開始画素から排除することを目的とするものである。ガードレールや先行車両等は道路面より高い位置にあるから、それがエピポーララインjr上にある場合、すなわち、図4の前方領域Rとメインカメラ2aとを結ぶ線上にある場合、そのガードレールや先行車両等までの距離は前方領域Rまでの距離Lより小さくなる。そのため、条件1をクリアする画素の距離データを調べることで、その画素に対応する実空間上の点が道路面上にあるか否かを判断することができる。
The
検出手段9は、条件1を満たした画素について距離データメモリ8から距離データを読み出して実空間上の距離を算出し、算出された距離が設定された距離L近傍の許容範囲内にあるか否かを判断し、例えば、図6の画素Aのようにこの許容範囲内にある画素のみを開始画素と判断するようになっている。図6の画素Tのように先行車両のバンパ部分を映した画素等はこの段階で開始画素から除外されるようになっている。なお、前記許容範囲は視差dの精度やピクセル長p等から適宜決められる。
The detection means 9 reads the distance data from the
条件3および条件4は、横断歩道の白線の開始点とは反対側の端部である終了点を見出し、開始点と終了点の間隔および両者間に存する画素の輝度が横断歩道の白線として適切であるか否かを判断するためのものである。横断歩道の白線の幅の規格は45〜50cm程度とされており、車線の規格10〜20cmより広い。そのため、例えば、誤差等を含めて開始点と終了点との間隔が実空間上で25〜70cmの範囲内であれば、横断歩道の白線であると判別することができる。
検出手段9は、条件1の判断と同様にしてエピポーララインjr上の各画素が条件3を満たすか否かを判断し、例えば、図6の画素Bのように条件3を満たした画素を終了画素とし、距離データメモリ8から終了画素についての距離データを読み出して距離を算出し、開始画素に対応する開始点と終了画素に対応する終了点との実空間上での距離が前記所定の範囲内であるか否か、および開始画素から終了画素までの輝度平均値Aaveが白線輝度判定閾値Ath2以上であるか否かを判断するようになっている。
The
ここで、実空間上における開始点と終了点との距離は、図7に示されるように、基準画像上の開始画素に対応するように前方領域に開始点Pを投影し、同様に終了画素に対応するように終了点Qを投影して点P、Q間の距離を算出することにより求めるようになっている。 Here, as shown in FIG. 7, the distance between the start point and the end point in the real space is such that the start point P is projected onto the front area so as to correspond to the start pixel on the reference image, and similarly the end pixel. The end point Q is projected so as to correspond to the above, and the distance between the points P and Q is calculated.
また、輝度微分値の閾値Ethについては適宜決められるが、開始点輝度判定閾値Ath1および白線輝度判定閾値Ath2の設定は、本実施形態では、道路面の輝度である道路面輝度Aroadに基づいて算出されるようになっている。 The threshold value Eth of the luminance differential value is appropriately determined. In this embodiment, the setting of the start point luminance determination threshold value Ath1 and the white line luminance determination threshold value Ath2 is calculated based on the road surface luminance Aroad that is the luminance of the road surface. It has come to be.
前述したように、本実施形態では、検出手段9は前記特許文献1に記載されている車線認識装置の機能を有するように構成されており、その車線認識においては、基準画像のエピポーラライン上の車線を検出するために、そのエピポーララインとその直下の4本のエピポーララインにおける車線近傍の車線外の部分に相当する画素の輝度ヒストグラムを算出し、その中で出現度数が最大となる輝度値を道路面輝度Aroadとしている。
As described above, in this embodiment, the detection means 9 is configured to have the function of the lane recognition device described in
本実施形態においても、同様に道路面輝度Aroadを算出してもよいが、エピポーララインjrの直下の4本のエピポーララインにも横断歩道が映っており道路面輝度Aroadが算出できない場合があるので、本実施形態では、例えば、エピポーララインjrの下方10本目のエピポーララインにおける車線検出に用いられた道路面輝度Aroadが用いられるようになっている。 In the present embodiment, the road surface brightness Aroad may be calculated in the same manner, but there are cases where the road surface brightness Aroad cannot be calculated because the four epipolar lines immediately below the epipolar line jr also show pedestrian crossings. In the present embodiment, for example, the road surface brightness Aroad used for lane detection in the tenth epipolar line below the epipolar line jr is used.
また、開始点輝度判定閾値Ath1および白線輝度判定閾値Ath2は、この道路面輝度Aroadに定数α、β(ただし0<α<β)を加算することで算出されるようになっている。なお、αおよびβの値は適宜決められる。 The starting point luminance determination threshold Ath1 and the white line luminance determination threshold Ath2 are calculated by adding constants α and β (where 0 <α <β) to the road surface luminance Aroad. Note that the values of α and β are appropriately determined.
条件5および条件6は、以上のようにして認識された画素ごとの輝度の繰り返しパターンが横断歩道の白線のように一定の間隔をおいて繰り返し検出されるか否かを判断するためのものである。横断歩道は、図8(A)に示されるように理想的には白線が白線と同じ幅分の間隔を置いて繰り返し標示されるものであり、図8(B)に示されるように自動車等のタイヤ痕で一部が白線と認識されない場合でも、検出された白線同士の間隔は白線の幅の奇数倍の間隔になるはずである。
そのため、本実施形態では、検出手段9は、前記条件4までで検出された高輝度領域の開始点と終了点との距離を、距離データメモリ8から読み出したそれぞれの距離データから算出し、高輝度領域の間隔がその距離に等しいかあるいは高輝度領域の幅の3倍であり、このような高輝度領域が3回以上繰り返されている場合にそれらを横断歩道として検出するように構成されている。図8(C)に示されるように、高輝度領域、すなわち、白線部分が同じ幅であっても、その間隔が上記条件を満たさない場合には横断歩道とはみなさないようになっている。
Therefore, in this embodiment, the detection means 9 calculates the distance between the start point and the end point of the high brightness area detected up to the condition 4 from the respective distance data read from the
なお、前述した白線の間隔がその幅に等しいかあるいは3倍であるかの基準には、許容される範囲が設けられており、その範囲内であれば等しいあるいは3倍であると判断されるようになっている。この範囲は適宜決められる。 It should be noted that an allowable range is provided for the above-described criterion of whether the interval between the white lines is equal to the width or tripled, and it is determined that the white line interval is equal or tripled within the range. It is like that. This range is appropriately determined.
次に、本実施形態に係る道路認識装置の作用について説明する。 Next, the operation of the road recognition device according to the present embodiment will be described.
図9は、本実施形態に係る道路認識装置の処理の基本ルーチンを示すフローチャートである。道路認識装置1は、起動されると、まず、撮像手段2、変換手段3、画像補正部4および画像処理手段6での処理により距離データおよび画像データが生成され(ステップS1)、画像データメモリ5および距離データメモリ8に格納される。
FIG. 9 is a flowchart showing a basic routine of processing of the road recognition apparatus according to the present embodiment. When the
そして、検出手段9は、その距離データや画像データに基づいて横断歩道を検出し(ステップS2)、検出された開始画素や終了画素等のデータが自動変速機(AT)制御部等の各制御部に送信されて(ステップS3)、各制御部での処理に活用される。また、道路認識装置1は、以上の処理を繰り返して行う。
Then, the detecting
距離データや画像データの生成については、前述した画像処理手段6等の構成において述べたとおりであり、前記特許文献1や特開平5−114099号公報に詳述されているので説明は省略し、以下、検出手段9における横断歩道の検出(ステップS2)について説明する。
The generation of the distance data and the image data is as described in the configuration of the image processing means 6 and the like described above, and is described in detail in the
図10は、本実施形態に係る道路認識装置の検出手段における処理ルーチンを示すフローチャートである。検出手段9では、まず、横断歩道の白線に相当する高輝度領域の検出個数nを0に設定した後(ステップS20)、画像データメモリ5から読み出したエピポーララインjr上の画素が前記条件1を満たすか否かが判断される(ステップS21)。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing routine in the detection means of the road recognition device according to the present embodiment. The detection means 9 first sets the number n of high-luminance areas corresponding to the white lines of the pedestrian crossing to 0 (step S20), and then the pixels on the epipolar line jr read from the
探索開始直後では、画素が条件1を満たさない場合が多く(ステップS21:NO)、その場合は、後述する開始画素候補が登録されているか否かが判断され(ステップS22)、検出手段9の記憶領域には開始画素候補は登録されていないから(ステップS22:NO)、エピポーララインjr上の全画素が探索されたか否かが判断された後(ステップS23:NO)、探索対象をその画素のエピポーララインjrの右隣りの画素に移しながら探索が繰り返される。 Immediately after the search is started, there are many cases where the pixel does not satisfy the condition 1 (step S21: NO). In this case, it is determined whether a start pixel candidate to be described later is registered (step S22). Since no start pixel candidate is registered in the storage area (step S22: NO), it is determined whether or not all pixels on the epipolar line jr have been searched (step S23: NO), and the search target is the pixel. The search is repeated while moving to the pixel on the right side of the epipolar line jr.
条件1を満たす画素が見出されると(ステップS21:YES)、続いてその画素が条件2を満たすか否かが判断される(ステップS24)。前述したガードレールや先行車両等を映した画素のように条件1を満たしても条件2を満たさないものは(ステップS24:NO)は開始画素候補とはみなされずに、探索が続行される。
When a pixel
また、条件1を満たす画素に対応する実空間上の点が道路面上にあると判断されると(ステップS24:YES)、その画素は開始画素となり得る画素であるから、開始画素候補として登録される(ステップS25)。具体的には、開始画素候補の基準画像上の座標が記憶される。その際、既に登録されている開始画素候補があればその既存の開始画素候補は抹消され、新たに見出された開始画素候補が登録される。このように、終了画素が見出されないうちに新たな開始画素候補が見出されると、既存の開始画素候補は抹消される。
If it is determined that a point in the real space corresponding to a pixel satisfying the
開始画素候補として登録された画素以降の画素の探索においては、記憶領域に開始画素候補が登録されているから(ステップS22:YES)、条件3を満たすか否か、すなわち、終了画素であるか否かの判断が行われる(ステップS26)。そして、終了画素でない(ステップS26:NO)と判断された画素が続き、開始画素候補からの画素数が所定の画素範囲を越えると(ステップS28:YES)、記憶領域中の開始画素候補を抹消する(ステップS28)。
In the search for pixels after the pixel registered as the start pixel candidate, since the start pixel candidate is registered in the storage area (step S22: YES), whether or not the
ここで、所定の画素範囲を設定する理由は、一定の距離に対応する画素範囲を探索しても終了画素が見出されないような開始画素候補は横断歩道の白線の開始点に相当する画素として適切ではなく、そのような開始画素候補を篩にかけるためである。また、所定の画素範囲は、例えば、実空間上で開始画素候補に対応する点から1m離れた点に対応する画素までの範囲が設定される。 Here, the reason for setting the predetermined pixel range is that a start pixel candidate in which no end pixel is found even if a pixel range corresponding to a certain distance is searched is a pixel corresponding to the start point of the white line of the pedestrian crossing. It is not appropriate to screen such starting pixel candidates. In addition, the predetermined pixel range is set, for example, to a pixel corresponding to a point 1 m away from a point corresponding to the start pixel candidate in real space.
開始画素候補が登録された後、条件3を満たす画素が見出されると(ステップS26:YES)、続いて、その画素が条件4を満たすか否か、すなわち、横断歩道の白線の終了点に対応する点としてふさわしいか否かが判断され(ステップS29)、開始点と終了点との間隔が所定の範囲内にないか、あるいは開始画素から終了画素までの輝度平均値Aaveが白線輝度判定閾値Ath2以上でなければ(ステップS29:NO)、横断歩道の白線の開始点として適切でないとして開始画素候補が抹消される(ステップS28)。
After the start pixel candidate is registered, if a pixel
また、その画素が条件4を満たすと判断されると(ステップS29:YES)、既に登録されている開始画素および終了画素が有無が判断され(ステップS30)、なければ(ステップS30:NO)今回の探索で見出された開始画素候補を開始画素として終了画素とともに記憶領域に登録する(ステップS31)。具体的には、開始画素と終了画素の基準画像上の座標がそれぞれ記憶される。そして、検出個数nを1に設定し(ステップS32)、記憶領域に登録されている開始画素候補を抹消して(ステップS33)、エピポーララインjr上の全画素が探索されていなければ(ステップS23:NO)、次の画素の探索が続行される。 If it is determined that the pixel satisfies the condition 4 (step S29: YES), it is determined whether or not there are already registered start and end pixels (step S30), and if not (step S30: NO) this time The start pixel candidate found in the search is registered in the storage area together with the end pixel as a start pixel (step S31). Specifically, the coordinates of the start pixel and the end pixel on the reference image are stored. Then, the detection number n is set to 1 (step S32), the start pixel candidate registered in the storage area is deleted (step S33), and all the pixels on the epipolar line jr are not searched (step S23). : NO), the search for the next pixel is continued.
既に登録されている開始画素および終了画素があれば(ステップS30:YES)、条件5を満たすか否か、すなわち、隣接する高輝度領域の間隔が高輝度領域の幅と等しいか否かまたは高輝度領域の幅の3倍であるか否かが判断され(ステップS34)、条件4を満たす場合には(ステップS34:YES)、今回検出された開始画素候補を開始画素として終了画素とともに記憶領域に追加登録し(ステップS35)、検出個数nを1増加させて(ステップS36)、記憶領域に登録されている開始画素候補を抹消する(ステップS33)。
If there are already registered start pixels and end pixels (step S30: YES), whether or not the
また、図8(C)に示された白線群のように条件5を満たさない場合には(ステップS34:NO)、既に登録されている開始画素や終了画素をすべて抹消して、今回検出された開始画素候補を開始画素として終了画素とともに記憶領域に登録する(ステップS37)。そして、検出個数nを1に設定し(ステップS38)、記憶領域に登録されている開始画素候補を抹消する(ステップS33)。
When the
本実施形態では、このように、画素が条件5を満たさない場合には既に登録されている開始画素や終了画素をすべて抹消して検出個数をリセットするようになっているが、例えば、既に登録されている開始画素と終了画素の組が3組以上ある場合には、横断歩道である可能性があるものとして記憶領域から抹消しないようにすることも可能である。また、画素が条件5を満たさない場合に、既に登録されている開始画素や終了画素を残し、今回検出された開始画素と終了画素を登録しないようにしてもよい。
In this embodiment, when the pixel does not satisfy the
このようにしてエピポーララインjr上のすべての画素について探索が終了すると(ステップS23:YES)、条件6を満たすか否か、すなわち、前記条件1〜5を満たした高輝度領域が3個以上存在して画素ごとの輝度の繰り返しパターンがあるか否かが判断され(ステップS39)、3個以上あれば(ステップS39:YES)、横断歩道が検出されたとして(ステップS40)記憶領域に登録されている開始画素と終了画素の基準画像上の座標の組が出力される。
When the search is completed for all the pixels on the epipolar line jr in this way (step S23: YES), whether or not the
また、高輝度領域の検出個数nが3未満であれば(ステップS39)、横断歩道は検出されないとして(ステップS41)記憶領域に開始画素と終了画素の基準画像上の座標が登録されていてもそれらは出力されない。 If the detected number n of the high brightness area is less than 3 (step S39), it is assumed that no pedestrian crossing is detected (step S41). Even if the coordinates on the reference image of the start pixel and the end pixel are registered in the storage area. They are not output.
以上のように、本実施形態に係る道路認識装置1によれば、横断歩道の白線の規格幅が45〜50cm程度と車線の規格幅10〜20cmより広いことに着目して車線と横断歩道とをその幅で峻別して認識するものであるから、車線と誤認識することなく横断歩道の存在を的確に認識することができる。
As described above, according to the
また、基準画像上の画素の輝度に基づいて高輝度領域が繰り返しパターンを持つか否かを判断し、横断歩道の白線に対応する可能性がある高輝度領域の幅が前記規格幅にあるか否か等の判断を画像処理で得られた実区間上の距離に基づいて行うため、画素に対応する実空間上の点の位置や距離、繰り返しパターンを正確に算出することができ、正確に横断歩道を検出することが可能となる。 In addition, it is determined whether the high-intensity area has a repeated pattern based on the luminance of the pixel on the reference image, and whether the width of the high-intensity area that may correspond to the white line of the pedestrian crossing is within the standard width Since the determination of whether or not is based on the distance on the real section obtained by image processing, the position and distance of the point in the real space corresponding to the pixel, the repetition pattern can be accurately calculated, It is possible to detect a pedestrian crossing.
その際、距離データに基づいて高輝度領域の画素に対応する点が道路面上にあるか否かを確認をとりながら判断を行うことで横断歩道の検出精度をより向上させることができる。さらに、このような正確な横断歩道の情報が自動変速機(AT)制御部等の各制御部に送信されることで、それに基づいて各制御部に適切な処理を行わせることが可能となる。 At that time, it is possible to further improve the detection accuracy of the pedestrian crossing by making a determination while confirming whether or not the point corresponding to the pixel of the high brightness area is on the road surface based on the distance data. Furthermore, such accurate pedestrian crossing information is transmitted to each control unit such as an automatic transmission (AT) control unit, so that each control unit can perform appropriate processing based on the information. .
なお、本実施形態では、基準画像上の1本のエピポーララインjr上、あるいは昼間と夜間とで可変とされたそれぞれ1本のエピポーラライン上を探索する場合について述べたが、この他にも、例えば、各制御部での用途等に応じて、探索すべき前方領域までの距離を種々設定し、複数のエピポーラライン上を探索するように構成することも可能である。 In the present embodiment, a case has been described where one epipolar line jr on the reference image or one epipolar line that is variable between daytime and nighttime is searched for. For example, various distances to the front region to be searched can be set according to the use in each control unit, and the search can be made on a plurality of epipolar lines.
また、本実施形態では、エピポーララインjr上を左端の画素から右方向に全画素の輝度を読み取る場合を示したが、この他にも、例えば、エピポーララインjrのi方向の中心位置から左右方向に向かってそれぞれ走査するように構成することも可能である。 In the present embodiment, the luminance of all the pixels is read from the leftmost pixel to the right direction on the epipolar line jr. However, in addition to this, for example, the left and right directions from the center position of the epipolar line jr in the i direction. It is also possible to configure each to scan toward the.
さらに、本実施形態では、エピポーララインjr上の画素の輝度を読み出しながら、同時に開始画素および終了画素の登録、抹消を行うように構成されているが、エピポーララインjr上の探索が終了するまで開始画素および終了画素の抹消を行わず、探索が終了した後、条件5に基づく開始画素および終了画素の組の選別を行うように構成してもよい。
Further, in the present embodiment, while the luminance of the pixels on the epipolar line jr is read out, the start pixel and the end pixel are registered and deleted at the same time, but the process starts until the search on the epipolar line jr ends. The pixel and end pixel may not be erased, and after the search is completed, the set of the start pixel and the end pixel based on the
また、図4では、道路面が水平面であると仮定して、自車両の前方領域Rまでの距離Lに対応する基準画像上のエピポーララインjrを算出する方法について説明したが、道路面が傾斜している場合もある。 In FIG. 4, the method of calculating the epipolar line jr on the reference image corresponding to the distance L to the front area R of the host vehicle is described on the assumption that the road surface is a horizontal plane. Sometimes it is.
前述したように、本実施形態では、検出手段9は前記特許文献1に記載されている車線認識装置の機能を有するように構成されており、このような場合、その車線認識においては、メインカメラ2aおよびサブカメラ2bの中央真下の道路面上の点を原点として、車幅方向をX軸、車高方向をY軸、前方方向をZ軸とした場合に、下記(3)式および(4)式で表される道路高さに関する車線モデルを用いて車線認識を行っている(なお、cL、cR、dLおよびdRの算出方法については特許文献1を参照)。
左車線 Y=cL・Z+dL …(3)
右車線 Y=cR・Z+dR …(4)
As described above, in the present embodiment, the detection means 9 is configured to have the function of the lane recognition device described in
Left lane Y = c L · Z + d L (3)
Right lane Y = c R · Z + d R (4)
道路が傾斜している場合には、基準画像上のエピポーララインjrを定める際に、まず、前記車線認識において算出したcL、cR、dLおよびdRの値を用いてc=(cL+cR)/2、d=(dL+dR)/2により平均値c、dをそれぞれ算出し、次に、基準画像上の消失点からエピポーララインjrまでの画素数xpixelを求める際に前記(2)式を用いる代わりに、
xpixel=x/p=(h−(c・L+d))×f/(L×p) …(5)
を用いてxpixelを算出することで正確に自車両の前方領域までの距離Lに対応する基準画像上のエピポーララインjrを算出することができる。
When the road is inclined, when the epipolar line jr on the reference image is determined, first, c = (c) using the values of c L , c R , d L and d R calculated in the lane recognition. When calculating the average values c and d by L + c R ) / 2 and d = (d L + d R ) / 2, respectively, then obtaining the number of pixels xpixel from the vanishing point on the reference image to the epipolar line jr Instead of using the equation (2),
xpixel = x / p = (h− (c · L + d)) × f / (L × p) (5)
By calculating xpixel using, it is possible to accurately calculate the epipolar line jr on the reference image corresponding to the distance L to the front area of the host vehicle.
なお、前述したように、fはメインカメラ2aの焦点距離、hはメインカメラ2aの取付高さ、pはピクセル長を表す。
As described above, f represents the focal length of the
1 道路認識装置
2 撮像手段
3 変換手段
6 画像処理手段
9 検出手段
jr エピポーラライン
pnij 輝度
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記一対の画像を設定領域ごとに所定の輝度階調の輝度を有する一対のデジタル画像に変換する変換手段と、
前記一対のデジタル画像に基づいて少なくとも一方のデジタル画像の各設定領域について実空間における距離を算出する画像処理手段と、
前記一方のデジタル画像についての設定領域ごとの前記輝度および前記距離に基づいて前記一方のデジタル画像上において横断歩道を検出する検出手段とを有し、
前記検出手段は、実空間上で自車両から所定距離離れた前方領域を検出対象として前記設定領域ごとの輝度の繰り返しパターンを認識するとともに、
前記輝度の繰り返しパターンが認識された設定領域に対応する実空間の点が前記所定距離近傍の許容範囲内に存在するか否かを判定することで、当該設定領域に対応する実空間の点が道路面上にあるかを判定し、該判定によって、当該設定領域に対応する実空間の点が道路面上にある場合に前記輝度の繰り返しパターンを横断歩道として検出することを特徴とする道路認識装置。 Imaging means for imaging a vehicle periphery including a road and outputting a pair of images;
Conversion means for converting the pair of images into a pair of digital images having a predetermined luminance gradation for each setting region;
Image processing means for calculating a distance in real space for each setting region of at least one digital image based on the pair of digital images;
Have a detection means for detecting a pedestrian crossing in the luminance and the upper one of the digital image based on the distance of each setting area for the one digital image,
The detection means recognizes a repetitive pattern of luminance for each of the setting areas, with a front area that is a predetermined distance away from the vehicle in real space as a detection target,
By determining whether or not a point in the real space corresponding to the setting area where the repetitive pattern of luminance is recognized is within an allowable range near the predetermined distance, a point in the real space corresponding to the setting area is determined. A road recognition characterized by determining whether or not the road is on a road surface, and detecting the repetitive pattern of the luminance as a pedestrian crossing when a point in the real space corresponding to the set area is on the road surface apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005127722A JP4568637B2 (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Road recognition device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005127722A JP4568637B2 (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Road recognition device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006309313A JP2006309313A (en) | 2006-11-09 |
JP4568637B2 true JP4568637B2 (en) | 2010-10-27 |
Family
ID=37476166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005127722A Active JP4568637B2 (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Road recognition device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4568637B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108961838A (en) * | 2018-08-16 | 2018-12-07 | 大连民族大学 | Road pedestrian categorizing system |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4856611B2 (en) * | 2007-10-29 | 2012-01-18 | 富士重工業株式会社 | Object detection device |
WO2009072507A1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Nec Corporation | Pavement marker recognition device, pavement marker recognition method and pavement marker recognition program |
JP5649568B2 (en) * | 2008-05-21 | 2015-01-07 | アー・デー・ツェー・オートモーティブ・ディスタンス・コントロール・システムズ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Driver assistance system for avoiding collision between vehicle and pedestrian |
JP5067358B2 (en) * | 2008-12-22 | 2012-11-07 | 株式会社デンソー | Traveling lane detection device and traveling lane detection program |
JP5091897B2 (en) * | 2009-03-24 | 2012-12-05 | 富士重工業株式会社 | Stop line detector |
JP2011033574A (en) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | Navigation system |
US8744131B2 (en) | 2009-09-29 | 2014-06-03 | Panasonic Corporation | Pedestrian-crossing marking detecting method and pedestrian-crossing marking detecting device |
JP5631581B2 (en) * | 2009-12-01 | 2014-11-26 | 富士重工業株式会社 | Road recognition device |
JP5035371B2 (en) | 2010-03-15 | 2012-09-26 | アイシン精機株式会社 | Crosswalk detection device, crosswalk detection system, crosswalk detection method and program |
JP2013122739A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Fujitsu Ltd | Analysis device, analysis program and analysis method |
KR101440293B1 (en) * | 2012-02-16 | 2014-09-17 | 팅크웨어(주) | Apparatus and method for detecting crosswalk |
JP6686760B2 (en) * | 2016-07-21 | 2020-04-22 | いすゞ自動車株式会社 | Image processing apparatus and image processing method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62221800A (en) * | 1985-12-11 | 1987-09-29 | 株式会社デンソー | Recognition equipment for lane on road |
JP2001351200A (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-21 | Nissan Motor Co Ltd | Onboard object detecting device |
JP2003178397A (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-27 | Alpine Electronics Inc | Road display detecting/alarming device |
JP2005092665A (en) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | Entering decision apparatus and method for the same |
-
2005
- 2005-04-26 JP JP2005127722A patent/JP4568637B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62221800A (en) * | 1985-12-11 | 1987-09-29 | 株式会社デンソー | Recognition equipment for lane on road |
JP2001351200A (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-21 | Nissan Motor Co Ltd | Onboard object detecting device |
JP2003178397A (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-27 | Alpine Electronics Inc | Road display detecting/alarming device |
JP2005092665A (en) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | Entering decision apparatus and method for the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108961838A (en) * | 2018-08-16 | 2018-12-07 | 大连民族大学 | Road pedestrian categorizing system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006309313A (en) | 2006-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4568637B2 (en) | Road recognition device | |
JP4659631B2 (en) | Lane recognition device | |
US9836657B2 (en) | System and method for periodic lane marker identification and tracking | |
US7957559B2 (en) | Apparatus and system for recognizing environment surrounding vehicle | |
JP6344638B2 (en) | Object detection apparatus, mobile device control system, and object detection program | |
JP4603970B2 (en) | Road marking line detection device | |
JP4714104B2 (en) | Object tilt detection device | |
JP6274557B2 (en) | Moving surface information detection apparatus, moving body device control system using the same, and moving surface information detection program | |
CN103523013B (en) | Deviation alarm device | |
EP2879110A1 (en) | Three-dimensional object detection device, and three-dimensional object detection method | |
JP4901275B2 (en) | Travel guidance obstacle detection device and vehicle control device | |
US9740943B2 (en) | Three-dimensional object detection device | |
JP5631581B2 (en) | Road recognition device | |
US20100110193A1 (en) | Lane recognition device, vehicle, lane recognition method, and lane recognition program | |
JP5561064B2 (en) | Vehicle object recognition device | |
JP6150164B2 (en) | Information detection apparatus, mobile device control system, mobile object, and information detection program | |
JP5065172B2 (en) | Vehicle lighting determination device and program | |
JP2009053818A (en) | Image processor and method thereof | |
JP2007264712A (en) | Lane detector | |
US8160300B2 (en) | Pedestrian detecting apparatus | |
JP2007264955A (en) | Lane position detector | |
KR101406316B1 (en) | Apparatus and method for detecting lane | |
JP4939137B2 (en) | Lane recognition device | |
JP2015148887A (en) | Image processing device, object recognition device, moving body instrument control system and object recognition program | |
JP2004028727A (en) | Monitoring system, monitoring method, distance correction device for the monitoring system, and distance correction method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080401 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100310 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100514 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100727 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100809 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4568637 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |