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JP6606858B2 - Object detection apparatus and object detection method - Google Patents
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JP6606858B2 - Object detection apparatus and object detection method - Google Patents

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Description

本発明は、物体検出装置および物体検出方法に関する。   The present invention relates to an object detection device and an object detection method.

従来、撮像装置によって撮像された撮像画像に映る物体のサイズを推定する手法として、Snakesと呼ばれる手法が存在する(例えば、非特許文献1参照)。かかる手法においては、検出対象物に対応する物体モデルのサイズを変化させながら、撮像画像から生成されるシルエット画像に物体モデルをフィッティングさせ、シルエット画像にフィットする物体モデルのサイズから物体のサイズを推定する。また、車両モデルを用いて車両のサイズを推定する技術も開示されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a technique called Snakes exists as a technique for estimating the size of an object shown in a captured image captured by an imaging apparatus (see, for example, Non-Patent Document 1). In this method, while changing the size of the object model corresponding to the detection target, the object model is fitted to the silhouette image generated from the captured image, and the size of the object is estimated from the size of the object model that fits the silhouette image. To do. A technique for estimating the size of a vehicle using a vehicle model is also disclosed (for example, see Patent Document 1).

特開2013−148971号公報JP2013-148971A

栄藤 稔 著、「動的輪郭モデルSnakesの概観」、MEDICAL TECHNOLOGY Vol.12、No.1、January 1994Satoshi Eito, “Overview of Active Contour Model Snakes”, MEDICAL TECHNOLOGY Vol. 12, no. 1. January 1994

しかしながら、検出対象物以外の物体も撮像画像に写ってしまう場合がある。かかる場合には、検出対象物のシルエットの一部と検出対象物以外の物体のシルエットの一部とに対する物体モデルの一致度が高くなってしまい、物体モデルのフィッティング精度が向上しない場合がある。そこで、物体モデルのフィッティング精度を向上させるための技術の提供が望まれる。   However, an object other than the detection target object may also appear in the captured image. In such a case, the degree of coincidence of the object model with a part of the silhouette of the detection object and a part of the silhouette of the object other than the detection object may increase, and the fitting accuracy of the object model may not be improved. Therefore, it is desired to provide a technique for improving the fitting accuracy of the object model.

上記問題を解決するために、本発明のある観点によれば、撮像装置によって三次元空間が撮像されて得られた撮像画像に基づいてシルエット画像を生成するシルエット画像生成部と、検出対象物に対応する異なる複数の所定方向と前記シルエット画像から抽出されるエッジとに基づいて、複数の方向別エッジ画像を生成する方向別エッジ画像生成部と、前記複数の方向別エッジ画像と前記検出対象物に対応する物体モデルとに基づいて、前記撮像画像に前記検出対象物が存在するか否かを検出する物体検出部と、を備え、前記方向別エッジ画像生成部は、前記物体モデルの輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向から、前記エッジを構成する画素の勾配方向が一致または類似する方向を検出した場合、前記画素を当該検出した方向に対応する方向別エッジ画像における対応画素として決定する、物体検出装置が提供される。
In order to solve the above problem, according to one aspect of the present invention, a silhouette image generation unit that generates a silhouette image based on a captured image obtained by capturing a three-dimensional space by an imaging device, and a detection target Based on a plurality of corresponding different predetermined directions and edges extracted from the silhouette image, a direction-specific edge image generation unit that generates a plurality of direction-specific edge images, the plurality of direction-specific edge images, and the detection object And an object detection unit that detects whether or not the detection target exists in the captured image, and the edge image generation unit for each direction uses the contour of the object model. When a direction in which the gradient directions of pixels constituting the edge match or are similar to each other is detected from a predetermined direction corresponding to each of a plurality of line segments to be formed, the pixel is detected. Determining a corresponding pixel in each direction edge image corresponding to the direction, the object detection apparatus is provided.

前記検出対象物は、前記撮像画像に写る道路平面に存在する検出対象車両であってよく、前記物体検出部は、前記方向別エッジ画像と前記検出対象車両に対応する車両モデルとに基づいて、前記撮像画像に前記検出対象車両が存在するか否かを検出してよい。   The detection target may be a detection target vehicle existing on a road plane reflected in the captured image, and the object detection unit is based on the edge image for each direction and a vehicle model corresponding to the detection target vehicle. It may be detected whether the detection target vehicle exists in the captured image.

前記方向別エッジ画像生成部は、前記道路平面に応じた向きの前記車両モデルの輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向と、前記シルエット画像から抽出されるエッジとに基づいて、前記方向別エッジ画像を生成してよい。   The edge image generation unit by direction is based on a predetermined direction corresponding to each of a plurality of line segments forming an outline of the vehicle model in an orientation according to the road plane, and an edge extracted from the silhouette image. The direction-specific edge image may be generated.

前記物体検出部は、前記方向別エッジ画像のエッジに対する前記車両モデルの一致度を前記複数の線分それぞれについて算出し、前記複数の線分についての前記一致度の合計値が閾値を超えるか否かを判断してよい。   The object detection unit calculates a degree of coincidence of the vehicle model with respect to an edge of the edge image for each direction for each of the plurality of line segments, and whether or not a total value of the degree of coincidence for the plurality of line segments exceeds a threshold value. You may judge whether.

前記物体検出部は、前記車両モデルの輪郭に対する前記方向別エッジ画像の一致度を前記複数の線分それぞれについて算出し、前記一致度の合計値が最大となる前記車両モデルを探索してよい。   The object detection unit may calculate the degree of coincidence of the edge image for each direction with respect to the contour of the vehicle model for each of the plurality of line segments, and search for the vehicle model in which the total value of the degree of coincidence is maximized.

前記物体検出部は、前記車両モデルの位置およびサイズの少なくともいずれか一つを変化させながら、前記一致度の前記合計値が最大となる前記車両モデルを探索してよい。   The object detection unit may search for the vehicle model that maximizes the total value of the degree of coincidence while changing at least one of the position and size of the vehicle model.

前記複数の線分それぞれに対応する所定方向は、前記複数の線分それぞれに対する垂直方向であってよい。   The predetermined direction corresponding to each of the plurality of line segments may be a vertical direction with respect to each of the plurality of line segments.

また、本発明の他の観点によれば、撮像装置によって三次元空間が撮像されて得られた撮像画像に基づいてシルエット画像を生成することと、検出対象物に対応する異なる複数の所定方向と前記シルエット画像から抽出されるエッジとに基づいて、複数の方向別エッジ画像を生成することと、前記複数の方向別エッジ画像と前記検出対象物に対応する物体モデルとに基づいて、前記撮像画像に前記検出対象物が存在するか否かを検出することと、を含み、前記物体モデルの輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向から、前記エッジを構成する画素の勾配方向が一致または類似する方向を検出した場合、前記画素を当該検出した方向に対応する方向別エッジ画像における対応画素として決定することを含む、物体検出方法が提供される。



According to another aspect of the present invention, a silhouette image is generated based on a captured image obtained by imaging a three-dimensional space by an imaging device, and a plurality of different predetermined directions corresponding to a detection target object. based on the edge extracted by the silhouette image includes generating a plurality of directions by the edge image, based on the object model corresponding to the detection object and the plurality of directions by the edge image, the captured image wherein a the detection object is detected whether or not there, only including, from a predetermined direction corresponding to a plurality of line segments that form the outline of the object model, the gradient direction of the pixels constituting the edge If There detecting a direction in which identical or similar, comprising determining the pixel as the corresponding pixels in each direction edge image corresponding to the direction in which the detected object detection method provides It is.



以上説明したように本発明によれば、物体モデルのフィッティング精度を向上させることが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to improve the fitting accuracy of an object model.

本発明の実施形態の背景について説明するための第1の図である。It is a 1st figure for demonstrating the background of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の背景について説明するための第2の図である。It is a 2nd figure for demonstrating the background of embodiment of this invention. 検出システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a detection system. 物体検出装置の機能構成例を示す図である。It is a figure which shows the function structural example of an object detection apparatus. 撮像装置によって撮像された撮像画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the captured image imaged with the imaging device. 撮像画像に基づいて生成されるシルエット画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the silhouette image produced | generated based on a captured image. 検出対象車両に対応する車両モデルの変形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a deformation | transformation of the vehicle model corresponding to a detection object vehicle. 車両モデルの輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the predetermined direction corresponding to each of several line segments which form the outline of a vehicle model. シルエット画像からエッジを抽出することによって生成されるエッジ画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the edge image produced | generated by extracting an edge from a silhouette image. 複数の方向別エッジ画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of several edge image according to a direction. 方向別エッジ画像のエッジに対する車両モデルの一致度を、車両モデルの輪郭を形成する複数の線分それぞれについて算出する例を示す図である。It is a figure which shows the example which calculates the coincidence degree of the vehicle model with respect to the edge of the edge image according to direction about each of several line segments which form the outline of a vehicle model. 一致度の合計値が最大となる車両モデルMd3’の例を示す図である。It is a figure which shows the example of vehicle model Md3 'from which the total value of a coincidence becomes the maximum. 本発明の実施形態に係る物体検出装置10の動作の流れの例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the flow of operation | movement of the object detection apparatus 10 which concerns on embodiment of this invention.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素等の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。   In the present specification and drawings, a plurality of constituent elements having substantially the same functional configuration are distinguished by attaching different numerals to the same reference numerals. Further, similar constituent elements of different embodiments are distinguished by attaching different alphabets after the same reference numerals. However, when there is no need to particularly distinguish each of a plurality of constituent elements having substantially the same functional configuration, only the same reference numerals are given.

(1.背景)
まず、本発明の実施形態の背景について説明する。図1は、本発明の実施形態の背景について説明するための第1の図である。図1を参照すると、大型トラックである車両V1が奥側のレーンを走行し、乗用車である車両V2が手前側のレーンを走行している状況が撮像された撮像画像Img1が示されている。ここで、撮像画像Img1においては、車両V1と車両V2とが接近している。このように互いに接近した車両V1および車両V2が撮像されている状況において手前側のレーンに検出対象車両が存在するか否かを検出することを想定する。
(1. Background)
First, the background of the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a first diagram for explaining the background of the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a captured image Img1 is shown in which a situation in which a vehicle V1 that is a large truck travels in a back lane and a vehicle V2 that is a passenger vehicle travels in a front lane is illustrated. Here, in the captured image Img1, the vehicle V1 and the vehicle V2 are close to each other. Assume that it is detected whether or not there is a detection target vehicle in the lane on the near side in such a situation that the vehicles V1 and V2 that are close to each other are imaged.

図2は、本発明の実施形態の背景について説明するための第2の図である。手前側のレーンに検出対象車両が存在するか否かを検出するに際して、まず、図2に示すように、車両V1および車両V2が撮像された撮像画像Img1からシルエット画像Et1が生成される。シルエット画像Et1には、車両V1のシルエットおよび車両V2のシルエットが一続きになったシルエットSi0が含まれている。本来であれば、このシルエットSi0のうち、手前側のレーンを走行する車両V2のシルエットへの車両モデルMd21の一致度が高く算出されるべきである。   FIG. 2 is a second diagram for explaining the background of the embodiment of the present invention. When detecting whether or not a detection target vehicle exists in the lane on the front side, first, as shown in FIG. 2, a silhouette image Et1 is generated from a captured image Img1 obtained by capturing the vehicle V1 and the vehicle V2. The silhouette image Et1 includes a silhouette Si0 in which the silhouette of the vehicle V1 and the silhouette of the vehicle V2 are continuous. Originally, the degree of coincidence of the vehicle model Md21 with the silhouette of the vehicle V2 traveling on the near lane in the silhouette Si0 should be calculated.

しかし、図2に示すように、このシルエットSi0のうち、奥側のレーンを走行する車両V1のシルエットが手前側のレーンを走行する車両V2のシルエットに重なってしまっている。このような場合、奥側のレーンを走行する車両V1のシルエットの一部と手前のレーンを走行する車両V2のシルエットの一部とに対する車両モデルMd22の一致度が高くなってしまい、フィッティング精度が向上しない場合がある。そこで、本明細書においては、フィッティング精度を向上させるための技術について主に提案する。   However, as shown in FIG. 2, in this silhouette Si0, the silhouette of the vehicle V1 traveling in the back lane overlaps the silhouette of the vehicle V2 traveling in the front lane. In such a case, the degree of coincidence of the vehicle model Md22 with a part of the silhouette of the vehicle V1 that travels in the back lane and a part of the silhouette of the vehicle V2 that travels in the front lane increases, and the fitting accuracy is high. May not improve. Therefore, the present specification mainly proposes a technique for improving the fitting accuracy.

なお、図2には、奥側のレーンを走行する車両V1のシルエットが手前側のレーンを走行する車両V2のシルエットに重なっている場合を例として示した。かかる場合には、本発明の実施形態による手法が有効に適用され得るが、奥側のレーンを走行する車両V1のシルエットは手前側のレーンを走行する車両V2のシルエットに重なっていなくてもよい。すなわち、本発明の実施形態において、奥側のレーンを走行する車両V1と手前側のレーンを走行する車両V2との接近の程度は、特に限定されない。また、車両V1と車両V2とは、奥と手前に離れている必要はなく、いずれの方向に離れていてもよい。   FIG. 2 shows an example in which the silhouette of the vehicle V1 traveling in the back lane overlaps the silhouette of the vehicle V2 traveling in the front lane. In such a case, the technique according to the embodiment of the present invention can be applied effectively, but the silhouette of the vehicle V1 traveling in the back lane may not overlap the silhouette of the vehicle V2 traveling in the front lane. . That is, in the embodiment of the present invention, the degree of approach between the vehicle V1 traveling in the back lane and the vehicle V2 traveling in the front lane is not particularly limited. Further, the vehicle V1 and the vehicle V2 do not need to be separated from each other in the back and the front, and may be separated in any direction.

(2.システム構成)
続いて、本発明の実施形態に係る検出システム1の構成例について説明する。図3は、検出システム1の構成例を示す図である。図3に示すように、検出システム1は、物体検出装置10と、撮像装置20とを有する。図3に示すように、物体検出装置10と、撮像装置20とは、典型的には無線または有線により接続されていてよいが、同一の筐体内に一体化されていてもよい。撮像装置20は、三次元空間(実空間)に設置されており、三次元空間を撮像することによって撮像画像を生成することが可能である。
(2. System configuration)
Then, the structural example of the detection system 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the detection system 1. As illustrated in FIG. 3, the detection system 1 includes an object detection device 10 and an imaging device 20. As shown in FIG. 3, the object detection device 10 and the imaging device 20 may typically be connected by radio or wire, but may be integrated in the same casing. The imaging device 20 is installed in a three-dimensional space (real space) and can generate a captured image by imaging the three-dimensional space.

図3に示すように、撮像装置20の撮像範囲には道路平面Pの一部が収まっており、撮像装置20は、道路平面Pを走行する車両V3が撮像範囲に収まった場合、車両V3を撮像することが可能である。ここで、撮像装置20が設置される場所は、道路平面Pを撮像することが可能な位置であれば特に限定されないが、図3に示すように、道路脇などであってよい。   As shown in FIG. 3, a part of the road plane P is within the imaging range of the imaging device 20, and when the vehicle V <b> 3 traveling on the road plane P is within the imaging range, the imaging device 20 It is possible to image. Here, the place where the imaging device 20 is installed is not particularly limited as long as it is a position where the road plane P can be imaged. However, as shown in FIG.

物体検出装置10は、撮像装置20によって撮像された撮像画像に基づいて、撮像範囲に検出対象車両が存在するか否かを検出する。このとき、物体検出装置10は、撮像画像から生成されるシルエット画像に対して検出対象車両に対応する車両モデルをフィッティングさせる。車両モデルのフィッティングに際しては、撮像装置20の設置時などに行われるキャリブレーションによって算出されたパラメータ(例えば、三次元空間における道路平面Pを表す式、三次元空間における検出対象車両の走行方向など)が利用され得る。   The object detection device 10 detects whether or not a detection target vehicle exists in the imaging range based on the captured image captured by the imaging device 20. At this time, the object detection apparatus 10 fits a vehicle model corresponding to the detection target vehicle to the silhouette image generated from the captured image. When fitting the vehicle model, parameters calculated by calibration performed when the imaging device 20 is installed (for example, an expression representing the road plane P in the three-dimensional space, the traveling direction of the detection target vehicle in the three-dimensional space, etc.) Can be used.

なお、道路平面Pを表す式、検出対象車両の走行方向などといったパラメータを得る手法は特に限定されないが、一例として、特開2013−148971号公報によって開示されている技術を採用することが可能である。また、本明細書においては、道路平面Pに1つのレーンが設けられている例を説明するが、道路平面Pに複数のレーンが設けられていてもよい。道路平面Pに複数のレーンが設けられている場合、複数のレーンそれぞれの走行方向がパラメータとして得られてもよい。   Note that a method for obtaining parameters such as an expression representing the road plane P and a traveling direction of the detection target vehicle is not particularly limited, but as an example, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-148971 can be employed. is there. Further, in this specification, an example in which one lane is provided on the road plane P will be described, but a plurality of lanes may be provided on the road plane P. When a plurality of lanes are provided on the road plane P, the traveling direction of each of the plurality of lanes may be obtained as a parameter.

(3.機能構成例)
続いて、本発明の実施形態に係る物体検出装置10の機能構成例を説明する。図4は、物体検出装置10の機能構成例を示す図である。図4に示すように、物体検出装置10は、制御部110、入力部170、記憶部180および出力部190を備える。制御部110は、物体検出装置10の動作全体を制御する機能を有する。入力部170は、撮像装置20によって撮像された撮像画像を受け付ける。
(3. Functional configuration example)
Subsequently, a functional configuration example of the object detection device 10 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration example of the object detection apparatus 10. As shown in FIG. 4, the object detection apparatus 10 includes a control unit 110, an input unit 170, a storage unit 180, and an output unit 190. The control unit 110 has a function of controlling the entire operation of the object detection device 10. The input unit 170 receives a captured image captured by the imaging device 20.

記憶部180は、制御部110を動作させるためのプログラムやデータを記憶することができる。また、記憶部180は、制御部110の動作の過程で必要となる各種データを一時的に記憶することもできる。出力部190は、制御部110による制御に従って出力を行う機能を有する。出力部190の種類は特に限定されず、表示装置であってもよいし、音声出力装置であってもよいし、図示しないサーバへの情報送信を行う通信装置であってもよい。   The storage unit 180 can store a program and data for operating the control unit 110. In addition, the storage unit 180 can temporarily store various data necessary in the course of the operation of the control unit 110. The output unit 190 has a function of performing output in accordance with control by the control unit 110. The type of the output unit 190 is not particularly limited, and may be a display device, an audio output device, or a communication device that transmits information to a server (not shown).

なお、図4に示した例では、入力部170、記憶部180および出力部190は、物体検出装置10の内部に存在するが、入力部170、記憶部180および出力部190の全部または一部は、物体検出装置10の外部に備えられていてもよい。また、制御部110は、画像取得部111、シルエット画像生成部112、方向別エッジ画像生成部113、物体検出部114および出力制御部115を備える。制御部110が備えるこれらの各機能部の詳細については、後に説明する。   In the example illustrated in FIG. 4, the input unit 170, the storage unit 180, and the output unit 190 exist inside the object detection apparatus 10, but all or part of the input unit 170, the storage unit 180, and the output unit 190. May be provided outside the object detection device 10. The control unit 110 includes an image acquisition unit 111, a silhouette image generation unit 112, a direction-specific edge image generation unit 113, an object detection unit 114, and an output control unit 115. Details of these functional units included in the control unit 110 will be described later.

(4.機能詳細)
続いて、物体検出装置10の機能詳細について説明する。図5は、撮像装置20によって撮像された撮像画像Img2の例を示す図である。図5を参照すると、撮像画像Img2には、道路平面Pを走行する車両V3が写っている。撮像装置20は、撮像画像Img2を撮像すると、撮像画像Img2を物体検出装置10に出力する。また、物体検出装置10においては、入力部170によって撮像画像Img2が受け付けられ、入力部170によって受け付けられた撮像画像Img2は、画像取得部111によって取得される。
(4. Function details)
Subsequently, the function details of the object detection device 10 will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a captured image Img2 captured by the imaging device 20. Referring to FIG. 5, the captured image Img2 shows a vehicle V3 traveling on the road plane P. When the imaging device 20 captures the captured image Img2, the captured image Img2 is output to the object detection device 10. In the object detection device 10, the captured image Img <b> 2 is received by the input unit 170, and the captured image Img <b> 2 received by the input unit 170 is acquired by the image acquisition unit 111.

続いて、シルエット画像生成部112は、撮像画像Img2に基づいてシルエット画像を生成する。図6は、撮像画像Img2に基づいて生成されるシルエット画像の例を示す図である。図6に示すように、シルエット画像生成部112は、撮像画像Img2からシルエットSi3を抽出することが可能である。シルエットSi3は、撮像画像Img2に写っている車両V3のシルエットに該当する。   Subsequently, the silhouette image generation unit 112 generates a silhouette image based on the captured image Img2. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a silhouette image generated based on the captured image Img2. As illustrated in FIG. 6, the silhouette image generation unit 112 can extract the silhouette Si3 from the captured image Img2. The silhouette Si3 corresponds to the silhouette of the vehicle V3 shown in the captured image Img2.

なお、シルエット画像生成部112は、シルエットSi3をどのように抽出してもよい。一例として、シルエット画像生成部112は、背景差分法に基づいて撮像画像Img2のうち背景画像との差分値が閾値よりも大きな画素の集合をシルエットSi3として抽出してよい。また、シルエット画像生成部112がシルエット画像を生成する手法も限定されないが、一例として、シルエット画像生成部112は、撮像画像Img2をシルエットSi3の領域であるか否かによって二値化することによって、シルエット画像Et2を生成すればよい。   The silhouette image generation unit 112 may extract the silhouette Si3 in any way. As an example, the silhouette image generation unit 112 may extract, as the silhouette Si3, a set of pixels whose difference value from the background image is larger than the threshold value in the captured image Img2 based on the background difference method. In addition, although the method by which the silhouette image generation unit 112 generates a silhouette image is not limited, as an example, the silhouette image generation unit 112 binarizes the captured image Img2 depending on whether it is a region of the silhouette Si3, The silhouette image Et2 may be generated.

また、以下の説明においては、シルエット画像生成部112によって撮像画像Img2からシルエットSi3が抽出された場合を例として説明するが、撮像画像Img2からシルエットが抽出されない場合も想定される。かかる場合には、次のフレームに相当する撮像画像に対する処理に動作を移行させてよい。あるいは、複数のレーンそれぞれに検出対象車両が存在するか否かを検出する場合には、次のレーンに対する処理に動作を移行させればよい。   Further, in the following description, a case where the silhouette Si3 is extracted from the captured image Img2 by the silhouette image generation unit 112 will be described as an example, but a case where a silhouette is not extracted from the captured image Img2 is also assumed. In such a case, the operation may be shifted to processing for a captured image corresponding to the next frame. Alternatively, when detecting whether or not a detection target vehicle exists in each of a plurality of lanes, the operation may be shifted to processing for the next lane.

続いて、方向別エッジ画像生成部113は、道路平面Pに応じて検出対象車両に対応する車両モデルを変形させる。検出対象車両と車両モデルとはあらかじめ対応付けられている。図7は、検出対象車両に対応する車両モデルの変形の例を示す図である。例えば、方向別エッジ画像生成部113は、道路平面Pの式に応じて車両モデルMd3#を変形して、車両モデルMd3を生成してよい。   Subsequently, the direction-specific edge image generation unit 113 deforms the vehicle model corresponding to the detection target vehicle according to the road plane P. The detection target vehicle and the vehicle model are associated in advance. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of deformation of the vehicle model corresponding to the detection target vehicle. For example, the direction-specific edge image generation unit 113 may generate the vehicle model Md3 by modifying the vehicle model Md3 # according to the equation of the road plane P.

より詳細には、図7に示すように、方向別エッジ画像生成部113は、三次元空間における走行方向Rに車両モデルMd3#の向きを合わせ、あらかじめ測定された撮像装置20から道路平面P(あるいは、レーン)までの距離に応じて、車両モデルMd3#のサイズを変更することによって、車両モデルMd3を生成してもよい。例えば、かかる距離が小さいほど、検出対象車両は撮像画像に大きく写るはずである。したがって、かかる距離が小さいほど、車両モデルMd3のサイズが大きくなるように車両モデルMd3#が変形されてよい。   More specifically, as shown in FIG. 7, the edge image generation unit 113 by direction aligns the direction of the vehicle model Md3 # with the traveling direction R in the three-dimensional space, and the road plane P ( Alternatively, the vehicle model Md3 may be generated by changing the size of the vehicle model Md3 # according to the distance to the lane). For example, the smaller the distance, the larger the detection target vehicle should appear in the captured image. Therefore, the vehicle model Md3 # may be modified such that the smaller the distance, the larger the size of the vehicle model Md3.

なお、図7には、車両モデルMd3#の向きおよびサイズの双方を変更する例を示した。しかし、車両モデルMd3#の向きおよびサイズの双方が変更される必要はない。例えば、車両モデルMd3#の向きおよびサイズのうち、少なくともいずれか一方が変更されてもよい。また、車両モデルMd3があらかじめ用意されている場合には、車両モデルMd3#を車両モデルMd3に変形する過程は特になくてもよい。   FIG. 7 shows an example in which both the direction and the size of the vehicle model Md3 # are changed. However, both the direction and size of the vehicle model Md3 # need not be changed. For example, at least one of the orientation and size of the vehicle model Md3 # may be changed. Further, when the vehicle model Md3 is prepared in advance, there is no particular process for transforming the vehicle model Md3 # into the vehicle model Md3.

また、撮像装置20から道路平面P(あるいは、レーン)までの距離は、どのようにして設定されてもよい。例えば、撮像装置20から道路平面P(あるいは、レーン)までの距離は、あらかじめ手動により設定されてもよい。あるいは、撮像装置20から道路平面P(あるいは、レーン)までの距離は、撮像装置20によって撮像された撮像画像がキャリブレーション時などにおいて自動的に解析されることによって算出されてもよい。   Further, the distance from the imaging device 20 to the road plane P (or lane) may be set in any way. For example, the distance from the imaging device 20 to the road plane P (or lane) may be set manually in advance. Alternatively, the distance from the imaging device 20 to the road plane P (or lane) may be calculated by automatically analyzing a captured image captured by the imaging device 20 at the time of calibration or the like.

また、本明細書においては、検出対象車両が簡易な形状を有するバスである場合を想定しているため、車両モデルMd3#が直方体という簡易な形状を有する例を主に説明する。しかし、車両モデルMd3#の形状は、直方体に限定されない。例えば、車両モデルMd3#の形状は、直方体よりも複雑な形状を有していてもよい。すなわち、車両モデルMd3#の形状は、検出対象車両の形状に合わせて適宜に変更されてよい。   Moreover, in this specification, since it is assumed that the detection target vehicle is a bus having a simple shape, an example in which the vehicle model Md3 # has a simple shape of a rectangular parallelepiped will be mainly described. However, the shape of the vehicle model Md3 # is not limited to a rectangular parallelepiped. For example, the shape of the vehicle model Md3 # may have a more complicated shape than a rectangular parallelepiped. That is, the shape of the vehicle model Md3 # may be changed as appropriate according to the shape of the detection target vehicle.

続いて、方向別エッジ画像生成部113は、検出対象車両に対応する所定方向を算出する。検出対象車両に対応する所定方向は、一つであってもよいが、複数であってもよい。すなわち、方向別エッジ画像生成部113は、検出対象車両に対応する異なる複数の所定方向を算出してもよい。このとき、例えば、方向別エッジ画像生成部113は、車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向を算出してよい。   Subsequently, the direction-specific edge image generation unit 113 calculates a predetermined direction corresponding to the detection target vehicle. The predetermined direction corresponding to the detection target vehicle may be one, but may be plural. That is, the direction-specific edge image generation unit 113 may calculate a plurality of different predetermined directions corresponding to the detection target vehicle. At this time, for example, the direction-specific edge image generation unit 113 may calculate a predetermined direction corresponding to each of a plurality of line segments forming the contour of the vehicle model Md3.

図8は、車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向の例を説明するための図である。図8を参照すると、車両モデルMd3の輪郭が6つの線分によって形成されている。方向別エッジ画像生成部113は、車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向として、当該複数の線分それぞれに対する垂直方向D1〜D6を算出することが可能である。   FIG. 8 is a diagram for describing an example of a predetermined direction corresponding to each of a plurality of line segments forming the contour of the vehicle model Md3. Referring to FIG. 8, the outline of the vehicle model Md3 is formed by six line segments. The direction-specific edge image generation unit 113 can calculate the vertical directions D1 to D6 for each of the plurality of line segments as predetermined directions corresponding to the plurality of line segments that form the contour of the vehicle model Md3.

以下の説明では、検出対象車両に対応する所定方向として、車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分それぞれに対する垂直方向D1〜D6が利用される場合を主に説明する。しかし、垂直方向D1〜D6とは異なる方向が利用されてもよい。例えば、垂直方向D1〜D6の代わりに、検出対象車両に対応する所定方向が利用されてもよいし、検出対象車両に対応する異なる複数の所定方向が利用されてもよいし、車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向が利用されてもよい。   In the following description, a case where vertical directions D1 to D6 for each of a plurality of line segments forming the contour of the vehicle model Md3 are mainly used as the predetermined direction corresponding to the detection target vehicle will be described. However, a direction different from the vertical directions D1 to D6 may be used. For example, instead of the vertical directions D1 to D6, a predetermined direction corresponding to the detection target vehicle may be used, a plurality of different predetermined directions corresponding to the detection target vehicle may be used, or the vehicle model Md3 A predetermined direction corresponding to each of the plurality of line segments forming the contour may be used.

なお、本明細書においては、車両モデルMd3の形状として直方体を用いている。そのため、車両モデルMd3の輪郭を形成する線分の数は6つである。しかし、車両モデルMd3の形状が直方体に限定されない旨は既に説明した通りである。したがって、車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分の数は、車両モデルMd3の形状に応じて適宜に変更されてよい。   In the present specification, a rectangular parallelepiped is used as the shape of the vehicle model Md3. Therefore, the number of line segments forming the contour of the vehicle model Md3 is six. However, as described above, the shape of the vehicle model Md3 is not limited to a rectangular parallelepiped. Therefore, the number of the plurality of line segments forming the contour of the vehicle model Md3 may be changed as appropriate according to the shape of the vehicle model Md3.

続いて、方向別エッジ画像生成部113は、シルエット画像Et2からエッジを抽出することによってエッジ画像を生成する。図9は、シルエット画像Et2からエッジを抽出することによって生成される方向別エッジ画像Eg2の例を示す図である。シルエット画像Et2からエッジを抽出する手法は特に限定されない。続いて、方向別エッジ画像生成部113は、エッジを構成する一部または全部の画素それぞれの勾配方向を算出する。図9には、勾配方向の例として、6画素それぞれにおける勾配方向d1〜d6が示されている。   Subsequently, the direction-specific edge image generation unit 113 generates an edge image by extracting an edge from the silhouette image Et2. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the direction-specific edge image Eg2 generated by extracting an edge from the silhouette image Et2. The method for extracting an edge from the silhouette image Et2 is not particularly limited. Subsequently, the direction-specific edge image generation unit 113 calculates the gradient direction of each of some or all of the pixels constituting the edge. FIG. 9 shows gradient directions d1 to d6 in six pixels as examples of gradient directions.

続いて、方向別エッジ画像生成部113は、車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分それぞれに対する垂直方向とシルエット画像Et2から抽出されるエッジとに基づいて、複数の方向別エッジ画像を生成する。例えば、方向別エッジ画像生成部113は、車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分それぞれに対する垂直方向から、エッジを構成する画素の勾配方向が一致または類似する方向を検出した場合を想定する。なお、類似の範囲は、あらかじめ定められていてよい。   Subsequently, the direction-specific edge image generation unit 113 generates a plurality of direction-specific edge images based on the vertical direction with respect to each of the plurality of line segments forming the contour of the vehicle model Md3 and the edge extracted from the silhouette image Et2. To do. For example, it is assumed that the direction-specific edge image generation unit 113 detects a direction in which the gradient directions of pixels constituting the edge match or are similar to each other from the vertical direction with respect to each of a plurality of line segments forming the contour of the vehicle model Md3. . A similar range may be determined in advance.

かかる場合、方向別エッジ画像生成部113は、その画素を当該検出した方向に対応する方向別エッジ画像における対応画素として決定してよい。図10は、複数の方向別エッジ画像の例を示す図である。例えば、方向別エッジ画像生成部113は、車両モデルMd3の輪郭を形成する線分に対する垂直方向D1とエッジを構成する画素の勾配方向d1とが一致または類似することを検出したとする。その場合、方向別エッジ画像生成部113は、その画素を垂直方向D1に対応する方向別エッジ画像Eg21における対応画素として決定する。   In such a case, the direction-specific edge image generation unit 113 may determine the pixel as a corresponding pixel in the direction-specific edge image corresponding to the detected direction. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a plurality of direction edge images. For example, it is assumed that the direction-specific edge image generation unit 113 detects that the vertical direction D1 with respect to the line segment forming the contour of the vehicle model Md3 matches or is similar to the gradient direction d1 of the pixels constituting the edge. In that case, the direction-specific edge image generation unit 113 determines the pixel as a corresponding pixel in the direction-specific edge image Eg21 corresponding to the vertical direction D1.

同様に、例えば、方向別エッジ画像生成部113は、垂直方向D2とエッジを構成する画素の勾配方向d2とが一致または類似することを検出したとする。その場合、方向別エッジ画像生成部113は、その画素を垂直方向D2に対応する方向別エッジ画像Eg22における対応画素として決定する。また、方向別エッジ画像生成部113は、垂直方向D3とエッジを構成する画素の勾配方向d3とが一致または類似することを検出したとする。その場合、方向別エッジ画像生成部113は、その画素を垂直方向D3に対応する方向別エッジ画像Eg23における対応画素として決定する。   Similarly, for example, it is assumed that the direction-specific edge image generation unit 113 detects that the vertical direction D2 matches or is similar to the gradient direction d2 of the pixels constituting the edge. In that case, the direction-specific edge image generation unit 113 determines the pixel as a corresponding pixel in the direction-specific edge image Eg22 corresponding to the vertical direction D2. Further, it is assumed that the direction-specific edge image generation unit 113 detects that the vertical direction D3 matches or is similar to the gradient direction d3 of the pixels constituting the edge. In that case, the direction-specific edge image generation unit 113 determines the pixel as a corresponding pixel in the direction-specific edge image Eg23 corresponding to the vertical direction D3.

また、方向別エッジ画像生成部113は、垂直方向D4とエッジを構成する画素の勾配方向d4とが一致または類似することを検出したとする。その場合、方向別エッジ画像生成部113は、その画素を垂直方向D4に対応する方向別エッジ画像Eg24における対応画素として決定する。また、方向別エッジ画像生成部113は、垂直方向D5とエッジを構成する画素の勾配方向d5とが一致または類似することを検出したとする。その場合、方向別エッジ画像生成部113は、その画素を垂直方向D5に対応する方向別エッジ画像Eg25における対応画素として決定する。   Further, it is assumed that the direction-specific edge image generation unit 113 detects that the vertical direction D4 matches or is similar to the gradient direction d4 of the pixels constituting the edge. In that case, the direction-specific edge image generation unit 113 determines the pixel as a corresponding pixel in the direction-specific edge image Eg24 corresponding to the vertical direction D4. Further, it is assumed that the direction-specific edge image generation unit 113 detects that the vertical direction D5 matches or is similar to the gradient direction d5 of the pixels constituting the edge. In that case, the direction-specific edge image generation unit 113 determines the pixel as a corresponding pixel in the direction-specific edge image Eg25 corresponding to the vertical direction D5.

また、方向別エッジ画像生成部113は、垂直方向D6とエッジを構成する画素の勾配方向d6とが一致または類似することを検出したとする。その場合、方向別エッジ画像生成部113は、その画素を垂直方向D6に対応する方向別エッジ画像Eg26における対応画素として決定する。このようにして、方向別エッジ画像生成部113は、エッジを構成する一部または全部の画素それぞれを、その勾配方向によって垂直方向D1〜D6のいずれかに分類する。   Further, it is assumed that the direction-specific edge image generation unit 113 detects that the vertical direction D6 matches or is similar to the gradient direction d6 of the pixels constituting the edge. In that case, the direction-specific edge image generation unit 113 determines the pixel as a corresponding pixel in the direction-specific edge image Eg26 corresponding to the vertical direction D6. In this manner, the direction-specific edge image generation unit 113 classifies some or all of the pixels constituting the edge into one of the vertical directions D1 to D6 depending on the gradient direction.

続いて、物体検出部114は、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26と検出対象車両に対応する車両モデルMd3とに基づいて、撮像画像Img2に検出対象車両が存在するか否かを検出する。以上に説明したように、エッジの勾配方向が考慮されることによって、エッジを構成する複数の画素のうち、勾配方向が車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分それぞれの垂直方向と不一致または非類似である画素は、車両モデルMd3のフィッティング対象から除外される。そのため、車両モデルMd3のフィッティング精度を向上させることが可能となる。   Subsequently, the object detection unit 114 detects whether or not the detection target vehicle is present in the captured image Img2 based on the direction-specific edge images Eg21 to Eg26 and the vehicle model Md3 corresponding to the detection target vehicle. As described above, by considering the gradient direction of the edge, among the plurality of pixels constituting the edge, the gradient direction does not match the vertical direction of each of the plurality of line segments forming the contour of the vehicle model Md3 or Pixels that are dissimilar are excluded from the fitting target of the vehicle model Md3. For this reason, it is possible to improve the fitting accuracy of the vehicle model Md3.

より詳細には、物体検出部114は、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26のエッジに対する車両モデルMd3の一致度を、車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分それぞれについて算出し、当該複数の線分についての一致度の合計値が閾値を超えるか否かを判断する。   More specifically, the object detection unit 114 calculates the degree of coincidence of the vehicle model Md3 with respect to the edges of the edge images by direction Eg21 to Eg26 for each of a plurality of line segments that form the contour of the vehicle model Md3, and the plurality of lines It is determined whether or not the total value of the degree of coincidence for the minutes exceeds a threshold value.

このとき、物体検出部114は、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26のエッジに対する車両モデルMd3の一致度の合計値が閾値を超える場合には、車両モデルMd3に対応する検出対象車両が道路平面P(あるいは、レーン)に存在すると認識してよい。一方、物体検出部114は、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26のエッジに対する車両モデルMd3の一致度の合計値が閾値を超えない場合には、車両モデルMd3に対応する検出対象車両が道路平面P(あるいは、レーン)に存在しないと認識してよい。   At this time, when the total value of the coincidence degree of the vehicle model Md3 with respect to the edges of the direction-specific edge images Eg21 to Eg26 exceeds the threshold, the object detection unit 114 determines that the detection target vehicle corresponding to the vehicle model Md3 is the road plane P ( Alternatively, it may be recognized as existing in the lane). On the other hand, when the total value of the coincidence degree of the vehicle model Md3 with respect to the edges of the direction-specific edge images Eg21 to Eg26 does not exceed the threshold, the object detection unit 114 determines that the detection target vehicle corresponding to the vehicle model Md3 is the road plane P ( Alternatively, it may be recognized that it does not exist in the lane).

図11は、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26のエッジに対する車両モデルMd3の一致度を、車両モデルMd3の輪郭を形成する複数の線分それぞれについて算出する例を示す図である。図11には、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26が示されている。物体検出部114は、車両モデルMd3の輪郭を形成する線分Ln1に対して、線分Ln1の垂直方向に一致または類似する勾配方向を有する画素の集合である方向別エッジ画像Eg21がどの程度一致するかを示す一致度を算出する。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which the degree of coincidence of the vehicle model Md3 with the edges of the direction-specific edge images Eg21 to Eg26 is calculated for each of a plurality of line segments that form the contour of the vehicle model Md3. FIG. 11 shows edge images Eg21 to Eg26 for each direction. The object detection unit 114 matches the line segment Ln1 that forms the contour of the vehicle model Md3 with how much the edge image Eg21 by direction that is a set of pixels having a gradient direction that matches or is similar to the vertical direction of the line segment Ln1. The degree of coincidence indicating whether to do is calculated.

同様に、物体検出部114は、車両モデルMd3の輪郭を形成する線分Ln2に対して、線分Ln2の垂直方向に一致または類似する勾配方向を有する画素の集合である方向別エッジ画像Eg22がどの程度一致するかを示す一致度を算出する。また、物体検出部114は、車両モデルMd3の輪郭を形成する線分Ln3に対して、線分Ln3の垂直方向に一致または類似する勾配方向を有する画素の集合である方向別エッジ画像Eg23がどの程度一致するかを示す一致度を算出する。   Similarly, the object detection unit 114 obtains a directional edge image Eg22 that is a set of pixels having a gradient direction that matches or is similar to the vertical direction of the line segment Ln2 with respect to the line segment Ln2 that forms the contour of the vehicle model Md3. The degree of coincidence indicating how much they match is calculated. The object detection unit 114 also determines which edge image Eg23 by direction is a set of pixels having a gradient direction that matches or is similar to the vertical direction of the line segment Ln3 with respect to the line segment Ln3 forming the contour of the vehicle model Md3. The degree of coincidence indicating whether or not the degree matches is calculated.

また、物体検出部114は、車両モデルMd3の輪郭を形成する線分Ln4に対して、線分Ln4の垂直方向に一致または類似する勾配方向を有する画素の集合である方向別エッジ画像Eg24がどの程度一致するかを示す一致度を算出する。また、物体検出部114は、車両モデルMd3の輪郭を形成する線分Ln5に対して、線分Ln5の垂直方向に一致または類似する勾配方向を有する画素の集合である方向別エッジ画像Eg25がどの程度一致するかを示す一致度を算出する。   In addition, the object detection unit 114 determines which edge image Eg24 by direction, which is a set of pixels having a gradient direction that matches or is similar to the vertical direction of the line segment Ln4, with respect to the line segment Ln4 that forms the contour of the vehicle model Md3. The degree of coincidence indicating whether or not the degree matches is calculated. In addition, the object detection unit 114 determines which edge image Eg25 by direction is a set of pixels having gradient directions that match or are similar to the vertical direction of the line segment Ln5 with respect to the line segment Ln5 forming the contour of the vehicle model Md3. The degree of coincidence indicating whether or not the degree matches is calculated.

また、物体検出部114は、車両モデルMd3の輪郭を形成する線分Ln6に対して、線分Ln6の垂直方向に一致または類似する勾配方向を有する画素の集合である方向別エッジ画像Eg26がどの程度一致するかを示す一致度を算出する。そして、物体検出部114は、これらの一致度を合計することによって、一致度の合計値を算出する。続いて、物体検出部114は、車両モデルMd3の位置およびサイズの少なくともいずれか一つを変化させながら、一致度の合計値が最大となる車両モデルを探索する。   In addition, the object detection unit 114 determines which direction edge image Eg26 is a set of pixels having a gradient direction that matches or is similar to the vertical direction of the line segment Ln6 with respect to the line segment Ln6 that forms the contour of the vehicle model Md3. The degree of coincidence indicating whether or not the degree matches is calculated. Then, the object detection unit 114 calculates the total value of the matching degrees by summing up the matching degrees. Subsequently, the object detection unit 114 searches for a vehicle model that maximizes the total value of the matching degree while changing at least one of the position and the size of the vehicle model Md3.

図12は、一致度の合計値が最大となる車両モデルMd3’の例を示す図である。図12に示すように、撮像画像Img2’には、一致度の合計値が最大となる車両モデルMd3’が示されている。ここで、物体検出部114は、車両モデルMd3の位置を変化させるに際しては、車両モデルMd3の位置を走行方向Rに変化させてもよい。また、車両モデルMd3のサイズを変化させるには、車両モデルMd3の縦、横および高さのそれぞれを独立して自由に変化させてもよいし、縦、横および高さのいずれかの関係は、何らかの拘束条件を有していてもよい。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the vehicle model Md3 ′ having the maximum coincidence value. As shown in FIG. 12, the captured image Img2 ′ shows a vehicle model Md3 ′ having the maximum matching value. Here, the object detection unit 114 may change the position of the vehicle model Md3 in the traveling direction R when changing the position of the vehicle model Md3. In order to change the size of the vehicle model Md3, the vertical, horizontal, and height of the vehicle model Md3 may be freely changed independently, and any one of the vertical, horizontal, and height relationships is , You may have some constraint condition.

また、物体検出部114は、一致度の合計値が最大となる車両モデルMd3’から各種サイズを決定することが可能である。例えば、物体検出部114は、車両モデルMd3’の縦を車両V3の車幅として決定し、車両モデルMd3’の横を車両V3の車長として決定してもよい。あるいは、例えば、物体検出部114は、車両モデルMd3’の高さを車両V3の地上最低高を除く高さとして決定してもよい。さらに、物体検出部114は、これらのサイズに基づいて、車両V3の車種を判別することも可能である。   In addition, the object detection unit 114 can determine various sizes from the vehicle model Md3 ′ having the maximum matching value. For example, the object detection unit 114 may determine the vertical direction of the vehicle model Md3 'as the vehicle width of the vehicle V3 and the horizontal direction of the vehicle model Md3' as the vehicle length of the vehicle V3. Alternatively, for example, the object detection unit 114 may determine the height of the vehicle model Md3 'as the height excluding the minimum ground height of the vehicle V3. Furthermore, the object detection unit 114 can also determine the vehicle type of the vehicle V3 based on these sizes.

なお、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26のエッジに対する車両モデルMd3の一致度を算出する手法は特に限定されない。一例として、既に公開されている文献(齋藤 俊太ら 著「モデルベース人体体幹部3次元形状推定」、情報処理学会研究報告、Vol.2011−CVIM−178 No.16、2011年9月5日)のフィッティングにおける評価関数を利用して、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26のエッジに対する車両モデルMd3の一致度を算出することが可能である。   Note that a method for calculating the degree of coincidence of the vehicle model Md3 with respect to the edges of the direction-specific edge images Eg21 to Eg26 is not particularly limited. As an example, published literature (Shunta Saito et al., “Model-Based Human Body Trunk 3D Shape Estimation”, Information Processing Society of Japan Research Report, Vol. 2011-CVIM-178 No. 16, September 5, 2011) The degree of coincidence of the vehicle model Md3 with respect to the edges of the direction-specific edge images Eg21 to Eg26 can be calculated by using the evaluation function in the fitting.

また、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26のエッジに対する車両モデルMd3の一致度の合計値が最大となる車両モデルMd3’を算出する手法も特に限定されない。一例として、「モデルベース人体体幹部3次元形状推定」のフィッティングにおける最適化を利用して、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26のエッジに対する車両モデルMd3の一致度の合計値が最大となる車両モデルMd3’を算出することが可能である。しかし、最適化のアルゴリズムとしては、他の手法(例えば、滑降シンプレックス法)などが用いられてもよい。   Further, the method for calculating the vehicle model Md3 'that maximizes the total value of the coincidence of the vehicle model Md3 with respect to the edges of the direction-specific edge images Eg21 to Eg26 is not particularly limited. As an example, a vehicle model Md3 in which the total value of the degree of coincidence of the vehicle model Md3 with respect to the edges of the direction-specific edge images Eg21 to Eg26 is maximized using optimization in the fitting of “model-based human body trunk 3D shape estimation”. 'Can be calculated. However, other methods (for example, downhill simplex method) may be used as the optimization algorithm.

続いて、出力制御部115は、物体検出部114によって得られた検出結果を出力部190に出力させてよい。例えば、検出結果は、撮像画像Im2に検出対象車両が存在するか否かを示す情報であってよい。あるいは、検出結果は、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26のエッジに対する車両モデルMd3の一致度であってもよいし、方向別エッジ画像Eg21〜Eg26のエッジに対する一致度が最大となった車両モデルの形状、サイズ、車種などであってもよい。   Subsequently, the output control unit 115 may cause the output unit 190 to output the detection result obtained by the object detection unit 114. For example, the detection result may be information indicating whether or not a detection target vehicle exists in the captured image Im2. Alternatively, the detection result may be the degree of coincidence of the vehicle model Md3 with respect to the edges of the direction-specific edge images Eg21 to Eg26, or the shape of the vehicle model having the maximum degree of coincidence with the edges of the direction-specific edge images Eg21 to Eg26. , Size, vehicle type, etc.

(5.動作例)
続いて、物体検出装置10の動作例について説明する。図13は、本発明の実施形態に係る物体検出装置10の動作の流れの例を示すフローチャートである。なお、図13に示したフローチャートは、本発明の実施形態に係る物体検出装置10の動作の流れの例を示したに過ぎない。したがって、本発明の実施形態に係る物体検出装置10の動作の流れは、図13に示したフローチャートに限定されない。
(5. Example of operation)
Subsequently, an operation example of the object detection apparatus 10 will be described. FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of an operation flow of the object detection apparatus 10 according to the embodiment of the present invention. Note that the flowchart shown in FIG. 13 merely shows an example of the operation flow of the object detection apparatus 10 according to the embodiment of the present invention. Therefore, the flow of the operation of the object detection apparatus 10 according to the embodiment of the present invention is not limited to the flowchart shown in FIG.

まず、図13に示すように、画像取得部111は、撮像装置20によって撮像された撮像画像を、入力部170を介して取得する(ステップS11)。続いて、シルエット画像生成部112は、撮像画像に基づいてシルエット画像を生成する(ステップS12)。続いて、方向別エッジ画像生成部113は、シルエット画像からエッジを抽出する(ステップS13)。続いて、方向別エッジ画像生成部113は、検出対象車両に対する所定方向とエッジとに基づいて方向別エッジ画像を生成する(ステップS15)。   First, as illustrated in FIG. 13, the image acquisition unit 111 acquires a captured image captured by the imaging device 20 via the input unit 170 (step S <b> 11). Subsequently, the silhouette image generation unit 112 generates a silhouette image based on the captured image (step S12). Subsequently, the direction-specific edge image generation unit 113 extracts an edge from the silhouette image (step S13). Subsequently, the direction-specific edge image generation unit 113 generates a direction-specific edge image based on the predetermined direction and the edge with respect to the detection target vehicle (step S15).

続いて、物体検出部114は、方向別エッジ画像と車両モデルとに基づいて、撮像画像に検出対象車両が存在するか否かを検出する(ステップ15)。このとき、出力制御部115が、物体検出部114によって得られた検出結果を出力部190に出力させてもよい。物体検出部114は、動作を継続する場合には(ステップS16において「Yes」)、ステップS11に動作を移行するが、動作を継続しない場合には(ステップS16において「No」)、動作を終了させる。   Subsequently, the object detection unit 114 detects whether or not a detection target vehicle exists in the captured image based on the edge image classified by direction and the vehicle model (step 15). At this time, the output control unit 115 may cause the output unit 190 to output the detection result obtained by the object detection unit 114. If the object detection unit 114 continues the operation (“Yes” in step S16), the object detection unit 114 shifts the operation to step S11. If the operation is not continued (“No” in step S16), the object detection unit 114 ends the operation. Let

本発明の実施形態に係る物体検出装置10の動作例について説明した。   The operation example of the object detection apparatus 10 according to the embodiment of the present invention has been described.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

また、例えば、本明細書においては、車両モデルの簡便さを考慮して、検出対象車両がバスである場合を例として説明するが、検出対象車両はバス以外の車両であってもよい。例えば、検出対象車両は自動車であってもよいし、トラックであってもよい。また、検出対象車両の代わりに、検出対象車両以外の検出対象物が用いられてもよい。検出対象物は、電車であってもよいし、船舶であってもよい。このとき、車両モデルの代わりに物体モデルが用いられればよい。また、物体は動いていてもよいし、静止していてもよい。   For example, in the present specification, the case where the detection target vehicle is a bus will be described as an example in consideration of the simplicity of the vehicle model, but the detection target vehicle may be a vehicle other than the bus. For example, the detection target vehicle may be an automobile or a truck. Further, instead of the detection target vehicle, a detection target other than the detection target vehicle may be used. The detection target may be a train or a ship. At this time, an object model may be used instead of the vehicle model. Further, the object may be moving or may be stationary.

また、上記においては、撮像装置20から撮像画像Img2が得られた場合には、無条件にシルエットSi3が生成される例を説明した。しかし、所定の条件が満たされた場合に、シルエットSi3が生成されてもよい。例えば、撮像画像Img2から車両が検出された場合に、シルエットSi3が生成され、撮像画像Img2から車両が検出されない場合には、シルエットが生成されなくてもよい。このとき、車両の検出手法は、特に限定されない。   In the above description, the example in which the silhouette Si3 is unconditionally generated when the captured image Img2 is obtained from the imaging device 20 has been described. However, the silhouette Si3 may be generated when a predetermined condition is satisfied. For example, when a vehicle is detected from the captured image Img2, a silhouette Si3 is generated, and when no vehicle is detected from the captured image Img2, a silhouette may not be generated. At this time, the vehicle detection method is not particularly limited.

また、例えば、物体検出装置10の動作全体を制御するための図示しない制御部が物体検出装置10の内部に存在してよい。この図示しない制御部は、専用のハードウェアによって構成されてもよいし、物体検出装置10に内蔵されたCPU(Central Processing Unit)がROM(Read Only Memory)に記憶されたプログラムをRAM(Random Access Memory)に展開して実行することにより実現されてもよい。かかるプログラムが提供され得る他、かかるプログラムを記憶させた記憶媒体も提供され得る。   In addition, for example, a control unit (not shown) for controlling the entire operation of the object detection device 10 may exist inside the object detection device 10. The control unit (not shown) may be configured by dedicated hardware, or a program stored in a ROM (Read Only Memory) by a CPU (Central Processing Unit) built in the object detection apparatus 10 is stored in a RAM (Random Access). It may be realized by expanding to Memory and executing. In addition to providing such a program, a storage medium storing such a program may also be provided.

1 検出システム
10 物体検出装置
20 撮像装置
110 制御部
111 画像取得部
112 シルエット画像生成部
113 方向別エッジ画像生成部
114 物体検出部
115 出力制御部
170 入力部
180 記憶部
190 出力部
D1〜D6 垂直方向
d1〜d6 勾配方向
Eg2 エッジ画像
Eg21〜Eg26 方向別エッジ画像
Et1、Et2 シルエット画像
Img1、Img2、Img2’ 撮像画像
Ln1〜Ln6 線分
Md21、Md22、Md3、Md3’ 車両モデル
P 道路平面
R 走行方向
Si0、Si3 シルエット
V1〜V3 車両
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection system 10 Object detection apparatus 20 Imaging device 110 Control part 111 Image acquisition part 112 Silhouette image generation part 113 Edge image generation part by direction 114 Object detection part 115 Output control part 170 Input part 180 Storage part 190 Output part D1-D6 Vertical Direction d1 to d6 Gradient direction Eg2 Edge image Eg21 to Eg26 Edge image by direction Et1, Et2 Silhouette image Img1, Img2, Img2 'Captured image Ln1 to Ln6 Line segment Md21, Md22, Md3, Md3' Vehicle model P Road plane R Running direction Si0, Si3 silhouette V1-V3 vehicle

Claims (8)

撮像装置によって三次元空間が撮像されて得られた撮像画像に基づいてシルエット画像を生成するシルエット画像生成部と、
検出対象物に対応する異なる複数の所定方向と前記シルエット画像から抽出されるエッジとに基づいて、複数の方向別エッジ画像を生成する方向別エッジ画像生成部と、
前記複数の方向別エッジ画像と前記検出対象物に対応する物体モデルとに基づいて、前記撮像画像に前記検出対象物が存在するか否かを検出する物体検出部と、
を備え
前記方向別エッジ画像生成部は、前記物体モデルの輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向から、前記エッジを構成する画素の勾配方向が一致または類似する方向を検出した場合、前記画素を当該検出した方向に対応する方向別エッジ画像における対応画素として決定する、
物体検出装置。
A silhouette image generation unit that generates a silhouette image based on a captured image obtained by imaging a three-dimensional space by an imaging device;
A direction-specific edge image generation unit that generates a plurality of direction-specific edge images based on a plurality of different predetermined directions corresponding to a detection target and edges extracted from the silhouette image ;
An object detection unit configured to detect whether or not the detection target exists in the captured image based on the plurality of edge images by direction and an object model corresponding to the detection target;
Equipped with a,
When the direction-specific edge image generation unit detects a direction in which gradient directions of pixels constituting the edge match or are similar to each other from predetermined directions corresponding to a plurality of line segments forming the contour of the object model, Determine a pixel as a corresponding pixel in a direction-specific edge image corresponding to the detected direction;
Object detection device.
前記検出対象物は、前記撮像画像に写る道路平面に存在する検出対象車両であり、
前記物体検出部は、前記方向別エッジ画像と前記検出対象車両に対応する車両モデルとに基づいて、前記撮像画像に前記検出対象車両が存在するか否かを検出する、
請求項に記載の物体検出装置。
The detection target is a detection target vehicle existing on a road plane reflected in the captured image,
The object detection unit detects whether or not the detection target vehicle exists in the captured image based on the edge image classified by direction and a vehicle model corresponding to the detection target vehicle.
The object detection apparatus according to claim 1 .
前記方向別エッジ画像生成部は、前記道路平面に応じた向きの前記車両モデルの輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向と、前記シルエット画像から抽出されるエッジとに基づいて、前記方向別エッジ画像を生成する、
請求項に記載の物体検出装置。
The edge image generation unit by direction is based on a predetermined direction corresponding to each of a plurality of line segments forming an outline of the vehicle model in an orientation corresponding to the road plane, and an edge extracted from the silhouette image. Generating the direction-specific edge image;
The object detection apparatus according to claim 2 .
前記物体検出部は、前記方向別エッジ画像のエッジに対する前記車両モデルの一致度を前記複数の線分それぞれについて算出し、前記複数の線分についての前記一致度の合計値が閾値を超えるか否かを判断する、
請求項に記載の物体検出装置。
The object detection unit calculates a degree of coincidence of the vehicle model with respect to an edge of the edge image for each direction for each of the plurality of line segments, and whether or not a total value of the degree of coincidence for the plurality of line segments exceeds a threshold value. To determine,
The object detection apparatus according to claim 2 .
前記物体検出部は、前記車両モデルの輪郭に対する前記方向別エッジ画像の一致度を前記複数の線分それぞれについて算出し、前記一致度の合計値が最大となる前記車両モデルを探索する、
請求項に記載の物体検出装置。
The object detection unit calculates a degree of coincidence of the edge image for each direction with respect to an outline of the vehicle model for each of the plurality of line segments, and searches for the vehicle model in which the total value of the degree of coincidence is maximized;
The object detection apparatus according to claim 2 .
前記物体検出部は、前記車両モデルの位置およびサイズの少なくともいずれか一つを変化させながら、前記一致度の前記合計値が最大となる前記車両モデルを探索する、
請求項に記載の物体検出装置。
The object detection unit searches for the vehicle model in which the total value of the degree of coincidence is maximum while changing at least one of the position and size of the vehicle model.
The object detection apparatus according to claim 5 .
前記複数の線分それぞれに対応する所定方向は、前記複数の線分それぞれに対する垂直方向である、
請求項に記載の物体検出装置。
The predetermined direction corresponding to each of the plurality of line segments is a vertical direction with respect to each of the plurality of line segments.
The object detection apparatus according to claim 1 .
撮像装置によって三次元空間が撮像されて得られた撮像画像に基づいてシルエット画像を生成することと、
検出対象物に対応する異なる複数の所定方向と前記シルエット画像から抽出されるエッジとに基づいて、複数の方向別エッジ画像を生成することと、
前記複数の方向別エッジ画像と前記検出対象物に対応する物体モデルとに基づいて、前記撮像画像に前記検出対象物が存在するか否かを検出することと、
を含み、
前記物体モデルの輪郭を形成する複数の線分それぞれに対応する所定方向から、前記エッジを構成する画素の勾配方向が一致または類似する方向を検出した場合、前記画素を当該検出した方向に対応する方向別エッジ画像における対応画素として決定することを含む、
物体検出方法。
Generating a silhouette image based on a captured image obtained by imaging a three-dimensional space by an imaging device;
Generating a plurality of direction-specific edge images based on a plurality of different predetermined directions corresponding to the detection object and edges extracted from the silhouette image ;
Detecting whether or not the detection target exists in the captured image based on the plurality of edge images according to directions and an object model corresponding to the detection target;
Only including,
When a direction in which gradient directions of pixels constituting the edge match or are similar to each other is detected from a predetermined direction corresponding to each of a plurality of line segments forming the contour of the object model, the pixel corresponds to the detected direction. Including determining as a corresponding pixel in the edge image according to direction,
Object detection method.
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