JP7074571B2 - Target position measurement device and target position measurement program - Google Patents
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Description
本開示は、計測対象の三次元情報を計測する技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for measuring three-dimensional information to be measured.
車両の三次元情報を計測する技術として、ステレオカメラ又はLiDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)を用いる技術が存在する。しかし、ステレオカメラを用いる技術では、ステレオカメラから遠距離になるほど、測距精度が低下する。そして、ステレオカメラ又はLiDARを用いる技術では、天候依存度が大きいため、霧及び雨等の悪天候時に対応することができない。 As a technique for measuring three-dimensional information of a vehicle, there is a technique using a stereo camera or LiDAR (Laser Imaging Detection and Ranking). However, in the technique using a stereo camera, the distance measurement accuracy decreases as the distance from the stereo camera increases. Further, the technique using a stereo camera or LiDAR cannot cope with bad weather such as fog and rain because it is highly dependent on the weather.
ところで、特許文献1に開示された技術として、ミリ波レーダ及び単眼カメラを併用する技術が存在する。よって、特許文献1に開示された技術では、レーダ装置から遠距離になっても、測距精度が向上する。そして、特許文献1に開示された技術では、天候依存度が小さいため、霧及び雨等の悪天候時に対応することができる。しかし、特許文献1に開示された技術では、レーダ装置から車両の正面までの距離及び車両の正面を縁取る矩形を検出するのみであり、車両の三次元情報を計測することができない。
By the way, as a technique disclosed in
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、ミリ波レーダ等及び単眼カメラ等を併用することにより、計測対象の三次元情報を計測することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present disclosure aims to measure three-dimensional information to be measured by using a millimeter-wave radar or the like and a monocular camera or the like in combination.
ミリ波レーダ等では、計測対象の幅及び奥行といった二次元情報を計測するのみである。単眼カメラ等では、計測対象の幅及び高さといった二次元情報を計測するのみである。前記課題を解決するために、ミリ波レーダ等及び単眼カメラ等を併用して、各々に不足する次元の情報を互いに補完して、計測対象の幅、奥行及び高さといった三次元情報を計測する。そして、計測対象の外縁輪郭のみならず計測対象の面内輪郭を検出する。 Millimeter-wave radar and the like only measure two-dimensional information such as the width and depth of the measurement target. Monocular cameras and the like only measure two-dimensional information such as the width and height of the measurement target. In order to solve the above-mentioned problems, a millimeter-wave radar or the like and a monocular camera or the like are used in combination to complement each other's lacking dimensional information and measure three-dimensional information such as the width, depth and height of the measurement target. .. Then, not only the outer edge contour of the measurement target but also the in-plane contour of the measurement target is detected.
具体的には、本開示は、計測対象についてレーダ反射点の情報及び画像を取得する計測対象取得部と、前記画像上で前記レーダ反射点をプロットする反射点プロット部と、前記画像上で前記レーダ反射点の近傍でのエッジ解析を実行することにより、前記画像上で前記計測対象を縁取る四角錐台を検出する四角錐台検出部と、前記画像上で前記四角錐台の各面内でのエッジ解析を実行することにより、前記画像上で前記計測対象の輪郭を検出する対象輪郭検出部と、前記画像上の前記計測対象の輪郭の位置を実空間内の位置に変換する位置変換部と、を備えることを特徴とする対象位置計測装置である。 Specifically, in the present disclosure, a measurement target acquisition unit that acquires radar reflection point information and an image for a measurement target, a reflection point plotting unit that plots the radar reflection point on the image, and the above-mentioned on the image. A quadrangular pyramid detecting unit that detects a quadrangular pyramid that borders the measurement target on the image by performing edge analysis in the vicinity of the radar reflection point, and in each plane of the quadrangular pyramid on the image. By executing the edge analysis in, the target contour detection unit that detects the contour of the measurement target on the image and the position conversion that converts the position of the contour of the measurement target on the image to the position in the real space. It is a target position measuring device characterized by having a unit and a unit.
この構成によれば、ミリ波レーダ等及び単眼カメラ等を併用することにより、計測対象の幅、奥行及び高さといった三次元情報を計測することができる。そして、計測対象の外縁輪郭のみならず計測対象の面内輪郭を検出することにより、擦れ違い及び擦り抜け等の自動運転に対応可能な周辺環境認識を行うことができる。なお、計測対象の幅及び奥行といった二次元情報を計測するのみであるレーダに代えて、計測対象の幅、奥行及び高さといった三次元情報を計測することができるレーダを用いてもよい。また、計測対象の幅及び高さといった二次元情報を計測するのみである単眼カメラに代えて、計測対象の幅、高さ及び奥行といった三次元情報を計測することができるステレオカメラを用いてもよい。 According to this configuration, by using a millimeter-wave radar or the like and a monocular camera or the like together, it is possible to measure three-dimensional information such as the width, depth and height of the measurement target. Then, by detecting not only the outer edge contour of the measurement target but also the in-plane contour of the measurement target, it is possible to recognize the surrounding environment corresponding to automatic operation such as rubbing and slipping. Instead of a radar that only measures two-dimensional information such as the width and depth of the measurement target, a radar that can measure three-dimensional information such as the width, depth and height of the measurement target may be used. Also, instead of a monocular camera that only measures two-dimensional information such as the width and height of the measurement target, a stereo camera that can measure three-dimensional information such as the width, height and depth of the measurement target can also be used. good.
また、本開示は、前記対象輪郭検出部は、前記四角錐台の各面を複数のグリッドに分割し、各々のグリッド内でエッジ解析を実行し、各々のグリッド内で前記計測対象の輪郭の一部を検出し、各々のグリッド内で前記計測対象の輪郭の一部を代表点に変換し、前記位置変換部は、各々のグリッド内で前記代表点の位置を実空間内の位置に変換することを特徴とする対象位置計測装置である。 Further, in the present disclosure, the target contour detection unit divides each surface of the quadrangular pyramid into a plurality of grids, performs edge analysis in each grid, and performs edge analysis in each grid of the contour of the measurement target in each grid. A part is detected, a part of the contour of the measurement target is converted into a representative point in each grid, and the position conversion unit converts the position of the representative point into a position in real space in each grid. It is a target position measuring device characterized by performing.
この構成によれば、計測対象の外縁・面内輪郭を計測対象の輪郭点群に変換することにより、LiDAR等により生成された三次元環境地図等の静的情報に対して、本開示の技術により生成された車両及び歩行者等の動的情報をプロットすることができる。そして、計測対象の外縁・面内輪郭が計測対象全体では複雑な形状であっても、各々のグリッド内で計測対象の外縁・面内輪郭を計測対象の輪郭点群に容易に変換することができる。さらに、計測対象の外縁・面内輪郭が計測対象全体では複雑な形状であっても、各々のグリッド内で計測対象の外縁・面内輪郭を容易に検出することができる。 According to this configuration, the technique of the present disclosure is applied to static information such as a three-dimensional environment map generated by LiDAR or the like by converting the outer edge / in-plane contour of the measurement target into a contour point cloud of the measurement target. Dynamic information such as vehicles and pedestrians generated by can be plotted. Then, even if the outer edge / in-plane contour of the measurement target has a complicated shape in the entire measurement target, the outer edge / in-plane contour of the measurement target can be easily converted into the contour point cloud of the measurement target in each grid. can. Further, even if the outer edge / in-plane contour of the measurement target has a complicated shape in the entire measurement target, the outer edge / in-plane contour of the measurement target can be easily detected in each grid.
また、本開示は、前記対象輪郭検出部は、前記四角錐台の各面内でエッジ解析を実行し、前記四角錐台の各面内で前記計測対象の輪郭を検出し、前記四角錐台の各面を複数のグリッドに分割し、各々のグリッド内で前記計測対象の輪郭の一部を代表点に変換し、前記位置変換部は、各々のグリッド内で前記代表点の位置を実空間内の位置に変換することを特徴とする対象位置計測装置である。 Further, in the present disclosure, the target contour detection unit performs edge analysis in each surface of the quadrangular pyramid, detects the contour of the measurement target in each surface of the quadrangular frustum, and detects the contour of the measurement target. Each surface of is divided into a plurality of grids, a part of the contour of the measurement target is converted into a representative point in each grid, and the position conversion unit converts the position of the representative point in each grid into a real space. It is a target position measuring device characterized by converting to an internal position.
この構成によれば、計測対象の外縁・面内輪郭を計測対象の輪郭点群に変換することにより、LiDAR等により生成された三次元環境地図等の静的情報に対して、本開示の技術により生成された車両及び歩行者等の動的情報をプロットすることができる。そして、計測対象の外縁・面内輪郭が計測対象全体では複雑な形状であっても、各々のグリッド内で計測対象の外縁・面内輪郭を計測対象の輪郭点群に容易に変換することができる。さらに、計測対象の外縁・面内輪郭が計測対象一部に直線的な部分を含むならば、四角錐台の各面内で計測対象の外縁・面内輪郭を高速で検出することができる。 According to this configuration, the technique of the present disclosure is applied to static information such as a three-dimensional environment map generated by LiDAR or the like by converting the outer edge / in-plane contour of the measurement target into a contour point cloud of the measurement target. Dynamic information such as vehicles and pedestrians generated by can be plotted. Then, even if the outer edge / in-plane contour of the measurement target has a complicated shape in the entire measurement target, the outer edge / in-plane contour of the measurement target can be easily converted into the contour point cloud of the measurement target in each grid. can. Further, if the outer edge / in-plane contour of the measurement target includes a linear portion in a part of the measurement target, the outer edge / in-plane contour of the measurement target can be detected at high speed in each surface of the quadrangular pyramid.
また、本開示は、前記対象輪郭検出部は、レーダ装置及び撮像装置を搭載する自車から見た前記計測対象の危険度に応じて、前記四角錐台の各面を分割するグリッドの個数を設定することを特徴とする対象位置計測装置である。 Further, in the present disclosure, the target contour detection unit determines the number of grids that divide each surface of the quadrangular pyramid according to the degree of danger of the measurement target as seen from the own vehicle equipped with the radar device and the image pickup device. It is a target position measuring device characterized by being set.
この構成によれば、計測対象の危険度が高ければ、四角錐台の各面を分割するグリッドの個数を多くすることにより、計測対象の輪郭点群を詳細に検出することができ、擦れ違い及び擦り抜け等の自動運転に対応可能な周辺環境認識を行うことができる。一方で、計測対象の危険度が低ければ、四角錐台の各面を分割するグリッドの個数を少なくすることにより、計測対象の輪郭点群を高速で検出することができ、危険度が低い計測対象について計測対象の輪郭点群の詳細検出を無駄に行わないことができる。 According to this configuration, if the risk of the measurement target is high, the contour point cloud of the measurement target can be detected in detail by increasing the number of grids that divide each surface of the quadrangular pyramid, resulting in friction and friction. It is possible to recognize the surrounding environment that can handle automatic driving such as slipping through. On the other hand, if the risk of the measurement target is low, the contour point cloud of the measurement target can be detected at high speed by reducing the number of grids that divide each surface of the quadrangular pyramid, and the measurement has a low risk. It is possible not to wastefully detect the contour point cloud of the measurement target for the target.
また、本開示は、前記対象輪郭検出部は、前記レーダ装置により計測された前記自車と前記計測対象との間の距離に応じて、前記四角錐台の各面を分割するグリッドの個数を設定することを特徴とする対象位置計測装置である。 Further, in the present disclosure, the target contour detection unit determines the number of grids that divide each surface of the quadrangular pyramid according to the distance between the own vehicle and the measurement target measured by the radar device. It is a target position measuring device characterized by being set.
この構成によれば、自車と計測対象との間の距離に基づいて、計測対象の危険度を判定することができ、計測対象の輪郭点群の検出精度を設定することができる。 According to this configuration, the degree of danger of the measurement target can be determined based on the distance between the own vehicle and the measurement target, and the detection accuracy of the contour point cloud of the measurement target can be set.
また、本開示は、前記対象輪郭検出部は、前記レーダ装置により計測された前記自車と前記計測対象との間の進行速度差に応じて、前記四角錐台の各面を分割するグリッドの個数を設定することを特徴とする対象位置計測装置である。 Further, in the present disclosure, the target contour detection unit is a grid that divides each surface of the quadrangular pyramid according to the difference in traveling speed between the own vehicle and the measurement target measured by the radar device. It is a target position measuring device characterized in that the number is set.
この構成によれば、自車と計測対象との間の進行速度差に基づいて、計測対象の危険度を判定することができ、計測対象の輪郭点群の検出精度を設定することができる。 According to this configuration, the degree of danger of the measurement target can be determined based on the difference in traveling speed between the own vehicle and the measurement target, and the detection accuracy of the contour point cloud of the measurement target can be set.
また、本開示は、前記対象輪郭検出部は、前記レーダ装置により計測された前記自車と前記計測対象との間の進行方向差に応じて、前記四角錐台の各面を分割するグリッドの個数を設定することを特徴とする対象位置計測装置である。 Further, in the present disclosure, the target contour detection unit is a grid that divides each surface of the quadrangular pyramid according to the difference in the traveling direction between the own vehicle and the measurement target measured by the radar device. It is a target position measuring device characterized in that the number is set.
この構成によれば、自車と計測対象との間の進行方向差に基づいて、計測対象の危険度を判定することができ、計測対象の輪郭点群の検出精度を設定することができる。 According to this configuration, the degree of danger of the measurement target can be determined based on the difference in the traveling direction between the own vehicle and the measurement target, and the detection accuracy of the contour point cloud of the measurement target can be set.
また、本開示は、前記対象輪郭検出部は、前記レーダ装置により計測された前記自車の前記計測対象への接近時間に応じて、前記四角錐台の各面を分割するグリッドの個数を設定することを特徴とする対象位置計測装置である。 Further, in the present disclosure, the target contour detection unit sets the number of grids that divide each surface of the quadrangular pyramid according to the approach time of the own vehicle to the measurement target measured by the radar device. It is a target position measuring device characterized by performing.
この構成によれば、自車の計測対象への接近時間に基づいて、計測対象の危険度を判定することができ、計測対象の輪郭点群の検出精度を設定することができる。 According to this configuration, the degree of danger of the measurement target can be determined based on the approach time of the own vehicle to the measurement target, and the detection accuracy of the contour point cloud of the measurement target can be set.
また、本開示は、計測対象についてレーダ反射点の情報及び画像を取得する計測対象取得ステップと、前記画像上で前記レーダ反射点をプロットする反射点プロットステップと、前記画像上で前記レーダ反射点の近傍でのエッジ解析を実行することにより、前記画像上で前記計測対象を縁取る四角錐台を検出する四角錐台検出ステップと、前記画像上で前記四角錐台の各面内でのエッジ解析を実行することにより、前記画像上で前記計測対象の輪郭を検出する対象輪郭検出ステップと、前記画像上の前記計測対象の輪郭の位置を実空間内の位置に変換する位置変換ステップと、を順にコンピュータに実行させるための対象位置計測プログラムである。 Further, the present disclosure includes a measurement target acquisition step for acquiring radar reflection point information and an image for a measurement target, a reflection point plot step for plotting the radar reflection point on the image, and the radar reflection point on the image. A quadrangular pyramid detection step for detecting a quadrangular pyramid that borders the measurement target on the image by performing an edge analysis in the vicinity of the image, and an edge in each surface of the quadrangular pyramid on the image. A target contour detection step of detecting the contour of the measurement target on the image by executing an analysis, and a position conversion step of converting the position of the contour of the measurement target on the image to a position in the real space. This is a target position measurement program for causing a computer to execute the above in order.
この構成によれば、ミリ波レーダ等及び単眼カメラ等を併用することにより、計測対象の幅、奥行及び高さといった三次元情報を計測することができる。そして、計測対象の外縁輪郭のみならず計測対象の面内輪郭を検出することにより、擦れ違い及び擦り抜け等の自動運転に対応可能な周辺環境認識を行うことができる。なお、計測対象の幅及び奥行といった二次元情報を計測するのみであるレーダに代えて、計測対象の幅、奥行及び高さといった三次元情報を計測することができるレーダを用いてもよい。また、計測対象の幅及び高さといった二次元情報を計測するのみである単眼カメラに代えて、計測対象の幅、高さ及び奥行といった三次元情報を計測することができるステレオカメラを用いてもよい。 According to this configuration, by using a millimeter-wave radar or the like and a monocular camera or the like together, it is possible to measure three-dimensional information such as the width, depth and height of the measurement target. Then, by detecting not only the outer edge contour of the measurement target but also the in-plane contour of the measurement target, it is possible to recognize the surrounding environment corresponding to automatic operation such as rubbing and slipping. Instead of a radar that only measures two-dimensional information such as the width and depth of the measurement target, a radar that can measure three-dimensional information such as the width, depth and height of the measurement target may be used. Also, instead of a monocular camera that only measures two-dimensional information such as the width and height of the measurement target, a stereo camera that can measure three-dimensional information such as the width, height and depth of the measurement target can also be used. good.
このように、本開示は、ミリ波レーダ等及び単眼カメラ等を併用することにより、計測対象の三次元情報を計測することができる。 As described above, in the present disclosure, three-dimensional information to be measured can be measured by using a millimeter-wave radar or the like and a monocular camera or the like in combination.
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the embodiments of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments.
(対象位置計測システムの概要)
本開示の対象位置計測システムの構成を示すブロック図を図1に示す。本開示の対象位置計測装置の処理手順を示すフローチャートを図2に示す。対象位置計測システムSは、レーダ装置1、撮像装置2及び対象位置計測装置3から構成される。対象位置計測装置3は、図2に示した対象位置計測プログラムをインストールされたコンピュータであり、計測対象取得部31、反射点プロット部32、四角錐台検出部33、対象輪郭検出部34及び位置変換部35から構成される。
(Overview of target position measurement system)
FIG. 1 shows a block diagram showing the configuration of the target position measurement system of the present disclosure. FIG. 2 shows a flowchart showing the processing procedure of the target position measuring device of the present disclosure. The target position measurement system S includes a
レーダ装置1は、自車のバンパーの内部等に設置される、MIMO(Multiple Input-Multiple Output)ミリ波レーダ等である。撮像装置2は、自車のフロントガラスの上部又は自車のバンパーの内部等に設置される、単眼カメラ等である。対象位置計測装置3は、レーダ装置1及び撮像装置2を併用することにより、対象位置の三次元情報を計測する。そして、計測対象の外縁輪郭のみならず計測対象の面内輪郭を検出する。
The
本開示の計測対象取得の処理内容を図3に示す。計測対象取得部31は、計測対象についてレーダ反射点の情報及び画像を取得する(ステップS1)。
FIG. 3 shows the processing content of the measurement target acquisition of the present disclosure. The measurement
計測対象からのレーダ反射点の情報は、ビームフォーマ法又はMUSIC(Multiple Signal Classification)法等により取得される。計測対象取得部31は、複数の白線Lの情報を取得している。レーダ装置1のアンテナAから見て、左側の隣接車線には、複数のレーダ反射点のクラスタとして車両C1が検出され、同一の車線には、複数のレーダ反射点のクラスタとして車両C2が検出され、右側の隣接車線には、複数のレーダ反射点のクラスタとして車両C3が検出される。
Information on the radar cross section from the measurement target is acquired by the beamformer method, the MUSIC (Multiple Signal Classification) method, or the like. The measurement
計測対象の画像は、単眼カメラ等により取得される。撮像装置2のセンサから見て、前方の方向には、複数の白線Lが検出され、左側の隣接車線には、車両C1が検出され、同一の車線には、車両C2が検出され、右側の隣接車線には、車両C3が検出される。
The image to be measured is acquired by a monocular camera or the like. When viewed from the sensor of the
レーダ装置1は、複数のアンテナAを高さ方向に離して設置する余裕がないため、計測対象の幅X[m]及び奥行Z[m]といった二次元情報を計測するのみである。撮像装置2は、複数のセンサを幅方向に離して設置する余裕がないため、計測対象の幅x[pix]及び高さy[pix]といった二次元情報を計測するのみである。そこで、対象位置計測装置3は、レーダ装置1及び撮像装置2を併用して、各々に不足する次元の情報を互いに補完して、計測対象の幅X[m]、奥行Z[m]及び高さY[m]といった三次元情報を計測する。そして、計測対象の外縁輪郭のみならず計測対象の面内輪郭を検出する。
Since the
(四角錐台検出の処理内容)
本開示の反射点プロット及び四角錐台検出の処理内容を図4に示す。反射点プロット部32は、画像上でレーダ反射点をプロットする(ステップS2)。
(Processing content of quadrangular pyramid detection)
FIG. 4 shows the processing contents of the reflection point plot and the quadrangular pyramid detection of the present disclosure. The reflection
車両C1からのレーダ反射点の情報では、車両C1の正面には、複数のレーダ反射点P1、P2、P3が検出され、車両C1の側面には、複数のレーダ反射点P4、P5、P6、P7が検出される。車両C1の画像では、車両C1の近傍に、複数のレーダ反射点P1~P7がプロットされる。ここで、図7に示した画像上の位置を実空間内の位置に変換する数式に対して、逆処理である実空間内の位置を画像上の位置に変換する数式を用いて、複数のレーダ反射点P1~P7が車両C1の画像上にプロットされる。 In the radar reflection point information from the vehicle C1, a plurality of radar reflection points P1, P2, P3 are detected on the front surface of the vehicle C1, and a plurality of radar reflection points P4, P5, P6, are detected on the side surface of the vehicle C1. P7 is detected. In the image of the vehicle C1, a plurality of radar reflection points P1 to P7 are plotted in the vicinity of the vehicle C1. Here, in contrast to the formula for converting the position on the image shown in FIG. 7 to the position in the real space, a plurality of formulas for converting the position in the real space, which is the reverse processing, to the position on the image are used. Radar reflection points P1 to P7 are plotted on the image of vehicle C1.
車両C1の画像では、反射点プロット部32は、複数のレーダ反射点P1~P7が路面上にあると仮定する。というのは、複数のレーダ反射点P1~P7の高さは、レーダ装置1の設置高さの周りで不明である。そこで、複数のレーダ反射点P1~P7の高さは、路面の高さ(レーダ装置1の設置高さに近い)に等しいと仮定する。
In the image of the vehicle C1, the reflection
四角錐台検出部33は、画像上でレーダ反射点の近傍でのエッジ解析を実行することにより、画像上で計測対象を縁取る四角錐台を検出する(ステップS3)。
The quadrangular
最初の処理では、四角錐台検出部33は、反射点プロット部32が路面上にあると仮定した複数のレーダ反射点P1~P7に基づいて、画像上で車両C1を縁取る四角錐台Rの底面の辺R1、R2を検出する。具体的には、四角錐台検出部33は、複数のレーダ反射点P1~P3の近似直線を最小二乗法等により算出し、複数のレーダ反射点P1~P3の近似直線を四角錐台Rの底面の辺R1として検出する。そして、四角錐台検出部33は、複数のレーダ反射点P4~P7の近似直線を最小二乗法等により算出し、複数のレーダ反射点P4~P7の近似直線を四角錐台Rの底面の辺R2として検出する。
In the first process, the quadrangular
このように、車両C1の画像では、複数のレーダ反射点P1~P7の高さを路面の高さ(レーダ装置1の設置高さに近い)に等しいと仮定することにより、車両C1を縁取る四角錐台Rの底面の辺R1、R2を容易に検出することができる。なお、車両C1の他の位置のエッジ解析と異なり、車両C1の下側のエッジ解析を実行しないのは、車両C1の下側のエッジと路面との間にタイヤの半径程度の高さの空間があり、車両C1の高さを精度高く計測することができないからである(図7の第3式を参照)。 As described above, in the image of the vehicle C1, the vehicle C1 is bordered by assuming that the heights of the plurality of radar reflection points P1 to P7 are equal to the height of the road surface (close to the installation height of the radar device 1). The sides R1 and R2 on the bottom surface of the square pyramid R can be easily detected. Unlike the edge analysis of other positions of the vehicle C1, the lower edge analysis of the vehicle C1 is not executed because the space between the lower edge of the vehicle C1 and the road surface is about the radius of the tire. This is because the height of the vehicle C1 cannot be measured with high accuracy (see the third equation in FIG. 7).
第2の処理では、四角錐台検出部33は、四角錐台Rの底面の二辺R1、R2の交点から画像上の高さ方向に延伸する直線に基づいて、四角錐台Rの正面と側面との境界の辺R3を検出する。
In the second process, the quadrangular
第3の処理では、四角錐台検出部33は、四角錐台Rの底面の辺R1、R2から画像上の高さ方向の所定距離でのエッジ解析を実行することにより、四角錐台Rの上面の辺R4、R5を検出する。
In the third process, the quadrangular
具体的には、四角錐台検出部33は、レーダ装置1から車両C1までの距離が近いほど、エッジ解析を実行する画像上の高さ方向の所定距離の範囲yE[pix]を広くし、レーダ装置1から車両C1までの距離が遠いほど、エッジ解析を実行する画像上の高さ方向の所定距離の範囲yE[pix]を狭くする。ここで、辺R4、R5を検出するためのエッジ解析範囲E4、E5の最小高さは、例えば現行軽自動車の最小高さ及び図7に示した第3の座標変換式に基づいて設定され、エッジ解析範囲E4、E5の最大高さは、法律で定められた最大高さ規制及び図7に示した第3の座標変換式に基づいて設定される。
Specifically, the square
そして、四角錐台検出部33は、エッジ解析範囲E4、E5のみにおいて、幅方向に長いエッジを検出するCanny法等を適用することにより、四角錐台Rの上面の辺R4、R5を容易に検出することができる。なお、四角錐台検出部33は、エッジ解析範囲E4、E5のみにおいて、様々な幅座標位置で高さ方向に輝度勾配を計測することにより、四角錐台Rの上面の辺R4、R5を検出することもできる。
Then, the quadrangular
第4の処理では、四角錐台検出部33は、四角錐台Rの正面と側面との境界の辺R3から画像上の幅方向の所定距離でのエッジ解析を実行することにより、四角錐台Rの正面の四辺のうち、四角錐台Rの正面と側面との境界の辺R3と向かい合う辺R6を検出する。
In the fourth process, the quadrangular
具体的には、四角錐台検出部33は、レーダ装置1から車両C1までの距離が近いほど、エッジ解析を実行する画像上の幅方向の所定距離の範囲xE[pix]を広くし、レーダ装置1から車両C1までの距離が遠いほど、エッジ解析を実行する画像上の幅方向の所定距離の範囲xE[pix]を狭くする。ここで、辺R6を検出するためのエッジ解析範囲E6の最小幅座標は、例えば現行軽自動車の最小幅及び図7に示した第2の座標変換式に基づいて設定され、エッジ解析範囲E6の最大幅座標は、法律で定められた最大幅規制及び図7に示した第2の座標変換式に基づいて設定される。
Specifically, the square
そして、四角錐台検出部33は、エッジ解析範囲E6のみにおいて、高さ方向に長いエッジを検出するCanny法等を適用することにより、四角錐台Rの正面と側面との境界の辺R3と向かい合う辺R6を容易に検出することができる。なお、四角錐台検出部33は、エッジ解析範囲E6のみにおいて、様々な高さ座標位置で幅方向に輝度勾配を計測することにより、四角錐台Rの正面の他辺R6を検出することもできる。
Then, the quadrangular
最後の処理では、四角錐台検出部33は、車両C1の最前方のレーダ反射点P7から画像上の奥行方向の所定距離でのエッジ解析を実行することにより、四角錐台Rの側面の四辺のうち、四角錐台Rの正面と側面との境界の辺R3と向かい合う辺R7を検出する。
In the final process, the quadrangular
具体的には、四角錐台検出部33は、レーダ装置1から車両C1までの距離が近いほど、エッジ解析を実行する画像上の奥行方向の所定距離の範囲zE[pix]を広くし、レーダ装置1から車両C1までの距離が遠いほど、エッジ解析を実行する画像上の奥行方向の所定距離の範囲zE[pix]を狭くする。ここで、辺R7を検出するためのエッジ解析範囲E7の最小奥行及び最大奥行は、辺R7を確実に検出できるように設定される。
Specifically, the square
そして、四角錐台検出部33は、エッジ解析範囲E7のみにおいて、様々な高さ座標位置で奥行方向に輝度勾配を計測することにより、四角錐台Rの正面と側面との境界の辺R3と向かい合う辺R7を確実に検出することができる。なお、四角錐台検出部33は、エッジ解析範囲E7のみにおいて、高さ方向に長いエッジを検出するCanny法等を適用することにより、四角錐台Rの側面の他辺R7を検出することもできる。
Then, the quadrangular
(対象輪郭検出の処理内容)
対象輪郭検出部34は、画像上で四角錐台の各面内でのエッジ解析を実行することにより、画像上で計測対象の輪郭を検出する(ステップS4)。具体的には、対象輪郭検出部34は、計測対象の輪郭線分を計測対象の輪郭点群に変換する。
(Processing content of target contour detection)
The target
本開示の第1の対象輪郭検出の処理内容を図5に示す。まず、対象輪郭検出部34は、四角錐台Rの各面を複数のグリッドに分割する。図5の上段の左欄から図5の上段の中欄にかけて、四角錐台Rの正面及び側面は、それぞれ5×5のグリッドに分割されている。なお、グリッド分割数については、図13~17を用いて後述する。
FIG. 5 shows the processing content of the first target contour detection of the present disclosure. First, the target
次に、対象輪郭検出部34は、各々のグリッド内でエッジ解析を実行し、各々のグリッド内で車両C1の輪郭の一部を検出する。図5の上段の右欄では、四角錐台Rの正面の左上の1グリッドにおいて、背景除去及び強調処理が実行された後に、エッジ解析が実行されており、車両C1の正面の左上の輪郭が検出されている。なお、エッジ解析は、Canny法等を適用することにより実行されてもよく、輝度勾配を計測することにより実行されてもよく、サブピクセルレベルで曲線状のエッジを検出するように実行されてもよい。
Next, the target
次に、対象輪郭検出部34は、各々のグリッド内で車両C1の輪郭の一部を代表点に変換する。図5の下段の左欄では、四角錐台Rの正面の左上の1グリッドにおいて、車両C1の正面の左上の輪郭が代表点に変換されている。なお、代表点として、車両C1の輪郭の一部について、多角形の重心であってもよく、線分の中心であってもよい。また、代表点の個数は、各々のグリッド内において、単数であってもよく、複数であってもよい。
Next, the target
図5の説明では、各々のグリッド内でのエッジ解析、輪郭検出及び代表点変換について、簡素なシリアル処理を実行しているが、高速なパラレル処理を実行してもよい。 In the description of FIG. 5, simple serial processing is performed for edge analysis, contour detection, and representative point conversion in each grid, but high-speed parallel processing may be performed.
このように、計測対象の外縁・面内輪郭が計測対象全体では複雑な形状であっても、各々のグリッド内では単純な形状であるため、各々のグリッド内で計測対象の外縁・面内輪郭を計測対象の輪郭点群に容易に変換することができる。さらに、計測対象の外縁・面内輪郭が計測対象全体では複雑な形状であっても、各々のグリッド内では単純な形状であるため、各々のグリッド内で計測対象の外縁・面内輪郭を容易に検出することができる。 In this way, even if the outer edge / in-plane contour of the measurement target has a complicated shape in the entire measurement target, since it has a simple shape in each grid, the outer edge / in-plane contour of the measurement target in each grid. Can be easily converted into a contour point cloud to be measured. Furthermore, even if the outer edge / in-plane contour of the measurement target has a complicated shape in the entire measurement target, since it has a simple shape in each grid, the outer edge / in-plane contour of the measurement target can be easily obtained in each grid. Can be detected.
本開示の第2の対象輪郭検出の処理内容を図6に示す。まず、対象輪郭検出部34は、四角錐台Rの各面内でエッジ解析を実行し、四角錐台Rの各面内で車両C1の輪郭を検出する。図6の上段の左欄から図6の上段の右欄にかけて、四角錐台Rの正面及び側面において、背景除去及び強調処理が実行された後に、エッジ解析が実行されており、車両C1の正面及び側面の輪郭が検出されている。なお、エッジ解析は、Canny法等を適用することにより実行されてもよく、輝度勾配を計測することにより実行されてもよく、サブピクセルレベルで曲線状のエッジを検出するように実行されてもよい。
FIG. 6 shows the processing content of the second target contour detection of the present disclosure. First, the target
次に、対象輪郭検出部34は、四角錐台Rの各面を複数のグリッドに分割する。図6の下段の左欄では、四角錐台Rの正面及び側面は、それぞれ5×5のグリッドに分割されている。なお、グリッド分割数については、図13~17を用いて後述する。
Next, the target
次に、対象輪郭検出部34は、各々のグリッド内で車両C1の輪郭の一部を代表点に変換する。図6の下段の右欄では、四角錐台Rの正面及び側面のグリッドにおいて、車両C1の正面及び側面の輪郭が代表点に変換されている。なお、代表点として、車両C1の輪郭の一部について、多角形の重心であってもよく、線分の中心であってもよい。また、代表点の個数は、各々のグリッド内において、単数であってもよく、複数であってもよい。
Next, the target
図6の説明では、各々のグリッド内での代表点変換について、簡素なシリアル処理を実行してもよく、高速なパラレル処理を実行してもよい。 In the description of FIG. 6, a simple serial process may be executed or a high-speed parallel process may be executed for the representative point conversion in each grid.
このように、計測対象の外縁・面内輪郭が計測対象全体では複雑な形状であっても、各々のグリッド内では単純な形状であるため、各々のグリッド内で計測対象の外縁・面内輪郭を計測対象の輪郭点群に容易に変換することができる。さらに、計測対象の外縁・面内輪郭が計測対象一部に直線的な部分を含むならば、四角錐台の各面内での粗いエッジ解析で足り、四角錐台の各面内で計測対象の外縁・面内輪郭を高速で検出することができる。 In this way, even if the outer edge / in-plane contour of the measurement target has a complicated shape in the entire measurement target, since it has a simple shape in each grid, the outer edge / in-plane contour of the measurement target in each grid. Can be easily converted into a contour point cloud to be measured. Furthermore, if the outer edge / in-plane contour of the measurement target includes a linear part in a part of the measurement target, a rough edge analysis in each surface of the quadrangular frustum is sufficient, and the measurement target is in each surface of the quadrangular frustum. It is possible to detect the outer edge and in-plane contour of the surface at high speed.
本開示の位置変換の処理内容を図7に示す。位置変換部35は、画像上の計測対象の輪郭の位置を実空間内の位置に変換する(ステップS5)。具体的には、位置変換部35は、各々のグリッド内で代表点の位置を実空間内の位置に変換する。
The processing content of the position conversion of the present disclosure is shown in FIG. The
辺R1、R6の交点の座標を、画像上で(x1[pix]、y1[pix])とし、実空間内で(X1[m]、Y1[m]、Z1[m])とする。辺R2、R7の交点の座標を、画像上で(x2[pix]、y2[pix])とし、実空間内で(X2[m]、Y2[m]、Z2[m])とする。辺R1、R2、R3の交点の座標を、画像上で(x3[pix]、y3[pix])とし、実空間内で(X3[m]、Y3[m]、Z3[m])とする。辺R3、R4、R5の交点の座標を、画像上で(x4[pix]、y4[pix])とし、実空間内で(X4[m]、Y4[m]、Z4[m])とする。辺R4、R6の交点の座標を、画像上で(x5[pix]、y5[pix])とし、実空間内で(X5[m]、Y5[m]、Z5[m])とする。辺R5、R7の交点の座標を、画像上で(x6[pix]、y6[pix])とし、実空間内で(X6[m]、Y6[m]、Z6[m])とする。各々のグリッド内の代表点の座標を、画像上で(xE[pix]、yE[pix])とし、実空間内で(XE[m]、YE[m]、ZE[m])とする。画像の消失点V(例えば、辺R2、R5の延長線の交点、又は、複数の白線Lの延長線の交点)の座標を、画像上で(xV[pix]、yV[pix])とする。 The coordinates of the intersection of the sides R1 and R6 are set to (x 1 [pix], y 1 [pix]) on the image, and (X 1 [m], Y 1 [m], Z 1 [m] in the real space. ). The coordinates of the intersection of the sides R2 and R7 are set to (x 2 [pix], y 2 [pix]) on the image, and (X 2 [m], Y 2 [m], Z 2 [m] in the real space. ). The coordinates of the intersections of the sides R1, R2, and R3 are set to (x 3 [pix], y 3 [pix]) on the image, and (X 3 [m], Y 3 [m], Z 3 [ m]). The coordinates of the intersections of the sides R3, R4, and R5 are set to (x 4 [pix], y 4 [pix]) on the image, and (X 4 [m], Y 4 [m], Z 4 [ m]). The coordinates of the intersection of the sides R4 and R6 are set to (x 5 [pix], y 5 [pix]) on the image, and (X 5 [m], Y 5 [m], Z 5 [m] in the real space. ). The coordinates of the intersection of the sides R5 and R7 are set to (x 6 [pix], y 6 [pix]) on the image, and (X 6 [m], Y 6 [m], Z 6 [m] in the real space. ). The coordinates of the representative points in each grid are (x E [pix], y E [pix]) on the image, and (X E [m], Y E [m], ZE [m] in the real space. ]). The coordinates of the vanishing point V of the image (for example, the intersection of the extension lines of the sides R2 and R5, or the intersection of the extension lines of the plurality of white lines L) are set on the image (x V [pix], y V [pix]). And.
x1~x6、xEをxで代表し、y1~y6、yEをyで代表し、X1~X6、XEをXで代表し、Y1~Y6、YEをYで代表し、Z1~Z6、ZEをZで代表する。画像上での座標(x[pix]、y[pix])は、実空間内での座標(X[m]、Y[m]、Z[m])に、以下の数式により変換される。なお、各々のグリッド内の代表点の実空間内での座標(XE[m]、YE[m]、ZE[m])は、以下の数式により計測されてもよく、各辺R1~R7の交点の画像上及び実空間内での座標の内挿補間により計測されてもよい。
Z[m]=(焦点距離[mm]×高さ方向の画素数[pix]×センサの設置高さ[cm])/((y[pix]-yV[pix])×センササイズ[mm]×100)
X[m]=(x[pix]-xV[pix])×Z[m]での解像度[m/pix]
Y[m]=(y[pix]-yV[pix])×Z[m]での解像度[m/pix]
x 1 to x 6 and x E are represented by x, y 1 to y 6 and y E are represented by y, X 1 to X 6 and X E are represented by X, and Y 1 to Y 6 and Y E are represented. Is represented by Y, Z 1 to Z 6 and ZE are represented by Z. The coordinates (x [pix], y [pix]) on the image are converted into the coordinates (X [m], Y [m], Z [m]) in the real space by the following mathematical formula. The coordinates (X E [m], Y E [m], ZE [m]) of the representative points in each grid in the real space may be measured by the following mathematical formulas, and each side R1 It may be measured by interpolation of coordinates on the image of the intersection of ~ R7 and in real space.
Z [m] = (focal length [mm] x number of pixels in the height direction [pix] x sensor installation height [cm]) / ((y [pix] -y V [pix]) x sensor size [mm] ] × 100)
X [m] = (x [pix] -x V [pix]) x resolution [m / pix] at Z [m]
Y [m] = (y [pix] -y V [pix]) x resolution [m / fix] at Z [m]
(対象位置計測システムのまとめ)
以上に説明したように、レーダ装置1及び撮像装置2を併用することにより、計測対象の幅X[m]、奥行Z[m]及び高さY[m]といった三次元情報を計測することができる。そして、計測対象の外縁輪郭のみならず計測対象の面内輪郭を検出することにより、擦れ違い及び擦り抜け等の自動運転に対応可能な周辺環境認識を行うことができる。
(Summary of target position measurement system)
As described above, by using the
さらに、計測対象の外縁・面内輪郭を計測対象の輪郭点群に変換することにより、LiDAR等により生成された三次元環境地図等の静的情報に対して、本開示の技術により生成された車両及び歩行者等の動的情報をプロットすることができる。そして、計測対象の外縁・面内輪郭を計測対象の輪郭点群に変換することにより、輪郭点群と対象種類との対応関係を機械学習しやすくなり、対象種類及び距離・速度の情報を生成しやすくなる。 Further, by converting the outer edge / in-plane contour of the measurement target into the contour point cloud of the measurement target, static information such as a three-dimensional environment map generated by LiDAR or the like is generated by the technique of the present disclosure. Dynamic information such as vehicles and pedestrians can be plotted. Then, by converting the outer edge / in-plane contour of the measurement target into the contour point cloud of the measurement target, it becomes easier to machine-learn the correspondence between the contour point cloud and the target type, and information on the target type and distance / velocity is generated. It will be easier to do.
なお、計測対象の幅X[m]及び奥行Z[m]といった二次元情報を計測するのみであるレーダに代えて、計測対象の幅X[m]、奥行Z[m]及び高さY[m]といった三次元情報を計測することができるレーダを用いてもよい。 Instead of a radar that only measures two-dimensional information such as the width X [m] and the depth Z [m] of the measurement target, the width X [m], the depth Z [m], and the height Y [of the measurement target A radar capable of measuring three-dimensional information such as [m] may be used.
また、計測対象の幅x[pix]及び高さy[pix]といった二次元情報を計測するのみである単眼カメラに代えて、計測対象の幅x[pix]、高さy[pix]及び奥行z[pix]といった三次元情報を計測することができるステレオカメラを用いてもよい。 Further, instead of the monocular camera that only measures two-dimensional information such as the width x [pix] and the height y [pix] of the measurement target, the width x [pix], the height y [pix], and the depth of the measurement target are replaced. A stereo camera capable of measuring three-dimensional information such as z [pix] may be used.
(輪郭点群の検出結果)
本開示の1台の車両の輪郭点群の検出結果を図8に示す。まず、車両C1について、四角錐台Rが検出されている。次に、四角錐台Rの正面及び側面において、輪郭点群が検出されている。そして、車両C1について、外縁及び窓枠等の輪郭が再現されている。
(Detection result of contour point cloud)
FIG. 8 shows the detection result of the contour point cloud of one vehicle of the present disclosure. First, the quadrangular pyramid R is detected for the vehicle C1. Next, contour point clouds are detected on the front surface and the side surface of the quadrangular pyramid R. Then, the contours of the outer edge, the window frame, and the like are reproduced for the vehicle C1.
本開示の1人の歩行者の輪郭点群の検出結果を図9に示す。まず、歩行者Pについて、四角錐台Rが検出されている。次に、四角錐台Rの正面において、輪郭点群が検出されている。そして、歩行者Pについて、手足及び胴体等の輪郭が再現されている。 The detection result of the contour point cloud of one pedestrian of this disclosure is shown in FIG. First, the quadrangular pyramid R is detected for the pedestrian P. Next, a contour point cloud is detected in front of the quadrangular pyramid R. The contours of the limbs, torso, and the like are reproduced for the pedestrian P.
本開示の3台の車両の画像を図10に示す。以下では、1台の車両C1のみならず、3台の車両C4、C5、C6についても、外縁及び窓枠等の輪郭が再現されるか調べた。 Images of the three vehicles of the present disclosure are shown in FIG. In the following, it was investigated whether the contours of the outer edge, the window frame, etc. were reproduced not only for one vehicle C1 but also for three vehicles C4, C5, and C6.
本開示の3台の車両の輪郭点群の検出結果を図11に示す。図11の上段では、左側から見た車両C4、C5、C6の輪郭点群の検出結果を示す。図11の下段では、右側から見た車両C4、C5、C6の輪郭点群の検出結果を示す。レーダ装置1から近距離かつ自車と隣接車線の車両C4、C6について、四角錐台の正面及び側面において、外縁及び窓枠等の輪郭が再現されている。レーダ装置1から遠距離かつ自車と同一車線の車両C5について、四角錐台の正面において、外縁及び窓枠等の輪郭が再現されている。
FIG. 11 shows the detection results of the contour point cloud of the three vehicles of the present disclosure. The upper part of FIG. 11 shows the detection results of the contour point cloud of the vehicles C4, C5, and C6 as seen from the left side. The lower part of FIG. 11 shows the detection results of the contour point cloud of the vehicles C4, C5, and C6 as seen from the right side. For vehicles C4 and C6 at a short distance from the
従来技術及び本開示の輪郭点群の検出結果を図12に示す。図12の上段では、レーザを適用するLiDARを用いた車両C4、C5、C6の輪郭点群の検出結果を示す。図12の下段では、レーダ及び画像を統合する本開示の発明を用いた車両C4、C5、C6の輪郭点群の検出結果を示す。LiDARを用いたときには、車両C4、C5、C6について、外縁及び窓枠等の輪郭が再現される精度が低い。本開示の発明を用いたときには、車両C4、C5、C6について、外縁及び窓枠等の輪郭が再現される精度が高い。 FIG. 12 shows the detection results of the prior art and the contour point cloud of the present disclosure. The upper part of FIG. 12 shows the detection results of the contour point cloud of the vehicles C4, C5, and C6 using LiDAR to which the laser is applied. The lower part of FIG. 12 shows the detection results of the contour point cloud of the vehicles C4, C5, and C6 using the invention of the present disclosure that integrates the radar and the image. When LiDAR is used, the accuracy of reproducing the contours of the outer edge, window frame, etc. of the vehicles C4, C5, and C6 is low. When the invention of the present disclosure is used, the accuracy of reproducing the contours of the outer edge, the window frame, etc. of the vehicles C4, C5, and C6 is high.
(グリッド分割数の設定方法)
本開示の様々なグリッド分割数での輪郭点群の検出結果を図13に示す。まず、車両C1について、四角錐台Rが検出されている。次に、四角錐台Rの正面及び側面において、輪郭点群が検出されている。そして、車両C1について、外縁及び窓枠等の輪郭が再現されている。ただし、四角錐台Rの各面でのグリッド分割数に応じて、外縁及び窓枠等の輪郭が再現される精度が変わる。まず、四角錐台Rの各面でのグリッド分割数が縦5×横5であるときには、外縁及び窓枠等の輪郭が再現される精度が低い。次に、四角錐台Rの各面でのグリッド分割数が縦10×横10であるときには、外縁及び窓枠等の輪郭が再現される精度が中程度である。そして、四角錐台Rの各面でのグリッド分割数が縦20×横20であるときには、外縁及び窓枠等の輪郭が再現される精度が高い。
(How to set the number of grid divisions)
FIG. 13 shows the detection results of the contour point cloud at various grid division numbers of the present disclosure. First, the quadrangular pyramid R is detected for the vehicle C1. Next, contour point clouds are detected on the front surface and the side surface of the quadrangular pyramid R. Then, the contours of the outer edge, the window frame, and the like are reproduced for the vehicle C1. However, the accuracy with which contours such as the outer edge and the window frame are reproduced changes depending on the number of grid divisions on each surface of the quadrangular pyramid R. First, when the number of grid divisions on each surface of the quadrangular pyramid R is 5 in the vertical direction and 5 in the horizontal direction, the accuracy of reproducing the contours of the outer edge and the window frame is low. Next, when the number of grid divisions on each surface of the quadrangular pyramid R is 10 in the vertical direction and 10 in the horizontal direction, the accuracy of reproducing the contours of the outer edge, the window frame, and the like is medium. When the number of grid divisions on each surface of the quadrangular pyramid R is 20 in the vertical direction and 20 in the horizontal direction, the accuracy of reproducing the contours of the outer edge, the window frame, and the like is high.
そこで、対象輪郭検出部34は、レーダ装置1及び撮像装置2を搭載する自車から見た計測対象の危険度に応じて、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を設定する。例えば、計測対象の危険度が高ければ、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を多くすることにより、計測対象の輪郭点群を詳細に検出することができ、擦れ違い及び擦り抜け等の自動運転に対応可能な周辺環境認識を行うことができる。一方で、計測対象の危険度が低ければ、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を少なくすることにより、計測対象の輪郭点群を高速で検出することができ、危険度が低い計測対象について計測対象の輪郭点群の詳細検出を無駄に行わないことができる。
Therefore, the target
本開示の第1のグリッド分割数の設定方法を図14に示す。対象輪郭検出部34は、レーダ装置1により計測された自車と計測対象との間の距離に応じて、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を設定する。図14の左欄では、自車である車両C7と他車である車両C8との間の距離が短いため、自車である車両C7が他車である車両C8と衝突する可能性が高くなり、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を多くする(例えば、縦5×横5)。図14の右欄では、自車である車両C7と他車である車両C8との間の距離が長いため、自車である車両C7が他車である車両C8と衝突する可能性が低くなり、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を少なくする(例えば、縦3×横3)。このように、自車と計測対象との間の距離に基づいて、計測対象の危険度を判定することができ、計測対象の輪郭点群の検出精度を設定することができる。
FIG. 14 shows a method of setting the first grid division number of the present disclosure. The target
本開示の第2のグリッド分割数の設定方法を図15に示す。対象輪郭検出部34は、レーダ装置1により計測された自車と計測対象との間の進行速度差に応じて、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を設定する。図15の左欄では、自車である高速の車両C7が他車である低速の車両C8を追うため、自車である車両C7が他車である車両C8と衝突する可能性が高くなり、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を多くする(例えば、縦5×横5)。図15の右欄では、自車である車両C7が他車である同程度の速度の車両C8を追うため、自車である車両C7が他車である車両C8と衝突する可能性が低くなり、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を少なくする(例えば、縦3×横3)。このように、自車と計測対象との間の進行速度差に基づいて、計測対象の危険度を判定することができ、計測対象の輪郭点群の検出精度を設定することができる。
FIG. 15 shows a method of setting the second grid division number of the present disclosure. The target
本開示の第3のグリッド分割数の設定方法を図16に示す。対象輪郭検出部34は、レーダ装置1により計測された自車と計測対象との間の進行方向差に応じて、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を設定する。図16の左欄では、自車である車両C7がある交差点に向かうとともに、他車である車両C8もその交差点に向かうため、自車である車両C7が他車である車両C8と衝突する可能性が高くなり、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を多くする(例えば、縦5×横5)。図16の右欄では、自車である車両C7がある交差点に向かっているが、他車である車両C8がその交差点から離れるため、自車である車両C7が他車である車両C8と衝突する可能性が低くなり、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を少なくする(例えば、縦3×横3)。このように、自車と計測対象との間の進行方向差に基づいて、計測対象の危険度を判定することができ、計測対象の輪郭点群の検出精度を設定することができる。
FIG. 16 shows a method of setting the third grid division number of the present disclosure. The target
本開示の第4のグリッド分割数の設定方法を図17に示す。対象輪郭検出部34は、レーダ装置1により計測された自車の計測対象への接近時間に応じて、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を設定する。図17の左欄では、自車である車両C7と他車である車両C8との間の距離が短く、自車である高速の車両C7が他車である低速の車両C8を追い、自車である車両C7が他車である車両C8に接近する時間が短いため、自車である車両C7が他車である車両C8と衝突する可能性が高くなり、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を多くする(例えば、縦5×横5)。図17の右欄では、自車である車両C7と他車である車両C8との間の距離が長く、自車である車両C7が他車である同程度の速度の車両C8を追い、自車である車両C7が他車である車両C8に接近する時間が長いため、自車である車両C7が他車である車両C8と衝突する可能性が低くなり、四角錐台Rの各面を分割するグリッドの個数を少なくする(例えば、縦3×横3)。このように、自車の計測対象への接近時間に基づいて、計測対象の危険度を判定することができ、計測対象の輪郭点群の検出精度を設定することができる。
FIG. 17 shows a method of setting the fourth grid division number of the present disclosure. The target
本開示の対象位置計測装置及び対象位置計測プログラムは、ミリ波レーダ等及び単眼カメラ等を併用することにより、計測対象の三次元情報を計測することができる。 The target position measuring device and the target position measuring program of the present disclosure can measure three-dimensional information of the measurement target by using a millimeter wave radar or the like and a monocular camera or the like in combination.
S:対象位置計測システム
C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8:車両
P:歩行者
L:白線
A:アンテナ
P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7:レーダ反射点
R:四角錐台
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7:辺
E4、E5、E6、E7:エッジ解析範囲
V:消失点
1:レーダ装置
2:撮像装置
3:対象位置計測装置
31:計測対象取得部
32:反射点プロット部
33:四角錐台検出部
34:対象輪郭検出部
35:位置変換部
S: Target position measurement system C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8: Vehicle P: Pedestrian L: White line A: Antenna P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7: Radar reflection point R: Square pyramid stand R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7: Sides E4, E5, E6, E7: Edge analysis range V: Disappearance point 1: Radar device 2: Image pickup device 3: Target position measurement device 31 : Measurement target acquisition unit 32: Reflection point plot unit 33: Square pyramid detection unit 34: Target contour detection unit 35: Position conversion unit
Claims (9)
前記画像上で前記レーダ反射点をプロットする反射点プロット部と、
前記画像上で前記レーダ反射点の近傍でのエッジ解析を実行することにより、前記画像上で前記計測対象を縁取る四角錐台を検出する四角錐台検出部と、
前記画像上で前記四角錐台の各面内でのエッジ解析を実行することにより、前記画像上で前記計測対象の輪郭を検出する対象輪郭検出部と、
前記画像上の前記計測対象の輪郭の位置を実空間内の位置に変換する位置変換部と、
を備えることを特徴とする対象位置計測装置。 About the measurement target The measurement target acquisition unit that acquires radar reflection point information and images,
A reflection point plotting unit that plots the radar reflection points on the image,
A quadrangular pyramid detection unit that detects a quadrangular frustum that borders the measurement target on the image by performing edge analysis in the vicinity of the radar reflection point on the image.
A target contour detection unit that detects the contour of the measurement target on the image by performing edge analysis in each surface of the quadrangular pyramid on the image.
A position conversion unit that converts the position of the contour of the measurement target on the image to a position in real space,
A target position measuring device characterized by being provided with.
前記位置変換部は、各々のグリッド内で前記代表点の位置を実空間内の位置に変換する
ことを特徴とする、請求項1に記載の対象位置計測装置。 The target contour detection unit divides each surface of the quadrangular pyramid into a plurality of grids, executes edge analysis in each grid, and detects a part of the contour of the measurement target in each grid. A part of the contour of the measurement target is converted into a representative point in each grid.
The target position measuring device according to claim 1, wherein the position changing unit converts the position of the representative point into a position in real space in each grid.
前記位置変換部は、各々のグリッド内で前記代表点の位置を実空間内の位置に変換する
ことを特徴とする、請求項1に記載の対象位置計測装置。 The target contour detection unit executes edge analysis in each surface of the quadrangular pyramid, detects the contour of the measurement target in each surface of the quadrangular frustum, and has a plurality of surfaces of the quadrangular frustum. It is divided into grids, and a part of the contour of the measurement target is converted into a representative point in each grid.
The target position measuring device according to claim 1, wherein the position changing unit converts the position of the representative point into a position in real space in each grid.
ことを特徴とする、請求項2又は3に記載の対象位置計測装置。 The target contour detection unit is characterized in that the number of grids that divide each surface of the quadrangular pyramid is set according to the degree of danger of the measurement target as seen from the own vehicle equipped with the radar device and the image pickup device. The target position measuring device according to claim 2 or 3.
ことを特徴とする、請求項4に記載の対象位置計測装置。 The target contour detection unit is characterized in that it sets the number of grids that divide each surface of the quadrangular pyramid according to the distance between the own vehicle and the measurement target measured by the radar device. The target position measuring device according to claim 4.
ことを特徴とする、請求項4又は5に記載の対象位置計測装置。 The target contour detection unit sets the number of grids that divide each surface of the quadrangular pyramid according to the difference in traveling speed between the own vehicle and the measurement target measured by the radar device. The target position measuring device according to claim 4 or 5, which is characterized.
ことを特徴とする、請求項4から6のいずれかに記載の対象位置計測装置。 The target contour detection unit sets the number of grids that divide each surface of the quadrangular pyramid according to the difference in the traveling direction between the own vehicle and the measurement target measured by the radar device. The target position measuring device according to any one of claims 4 to 6, which is characterized.
ことを特徴とする、請求項4から7のいずれかに記載の対象位置計測装置。 The target contour detection unit is characterized in that the number of grids that divide each surface of the quadrangular pyramid is set according to the approach time of the own vehicle to the measurement target measured by the radar device. , The target position measuring device according to any one of claims 4 to 7.
前記画像上で前記レーダ反射点をプロットする反射点プロットステップと、
前記画像上で前記レーダ反射点の近傍でのエッジ解析を実行することにより、前記画像上で前記計測対象を縁取る四角錐台を検出する四角錐台検出ステップと、
前記画像上で前記四角錐台の各面内でのエッジ解析を実行することにより、前記画像上で前記計測対象の輪郭を検出する対象輪郭検出ステップと、
前記画像上の前記計測対象の輪郭の位置を実空間内の位置に変換する位置変換ステップと、
を順にコンピュータに実行させるための対象位置計測プログラム。 Measurement target acquisition step to acquire radar reflection point information and images, and measurement target acquisition step
A reflection point plotting step for plotting the radar reflection points on the image,
A quadrangular frustum detection step for detecting a quadrangular frustum that borders the measurement target on the image by performing edge analysis in the vicinity of the radar reflection point on the image.
A target contour detection step of detecting the contour of the measurement target on the image by performing edge analysis in each surface of the quadrangular pyramid on the image.
A position conversion step of converting the position of the contour of the measurement target on the image to a position in the real space,
Target position measurement program to make the computer execute in order.
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