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JP7632164B2 - Object detection method and object detection device - Google Patents
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JP7632164B2 - Object detection method and object detection device - Google Patents

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Description

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

従来から、ステレオカメラで撮像した画像から物体の候補点(特徴点)を抽出し、抽出した候補点をクラスタリングして物体を検出する物体検出方法が知られている(特許文献1)。特許文献1に開示された物体検出方法は、ステレオカメラで撮像した2つの画像から物体の候補点の座標を取得し、取得した座標に基づいて各々の物体の候補点を投票面に投票し、投票面上の隣接する群毎にグループ分けするクラスタリングを行っている。特許文献1に記載されたクラスタリングは、特徴量として幅及び奥行きを用いた最短距離法を用いている。 Conventionally, there has been known an object detection method that extracts candidate points (feature points) of an object from images captured by a stereo camera, and detects the object by clustering the extracted candidate points (Patent Document 1). The object detection method disclosed in Patent Document 1 acquires the coordinates of candidate points of an object from two images captured by a stereo camera, votes for each candidate point of the object on a voting surface based on the acquired coordinates, and performs clustering by grouping the candidate points of the object into adjacent groups on the voting surface. The clustering described in Patent Document 1 uses a shortest distance method that uses width and depth as feature quantities.

特開2006-53756号公報JP 2006-53756 A

しかしながら、ステレオカメラによる物体の位置検出は、ステレオカメラと物体との距離が離れるほど精度が低下する。そのため、特許文献1に開示された物体検出方法は、ステレオカメラの位置検出の精度が低下する領域において、検出した物体の候補点をクラスタリングすることができない、又は誤ったクラスタリングをする可能性があり、物体を正確に検出できない場合がある。 However, the accuracy of object position detection by a stereo camera decreases as the distance between the stereo camera and the object increases. Therefore, the object detection method disclosed in Patent Document 1 may not be able to cluster candidate points of detected objects in areas where the accuracy of position detection by the stereo camera decreases, or may perform erroneous clustering, resulting in failure to accurately detect the object.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ステレオカメラによる位置検出の精度が低下する領域においても精度良くクラスタリングを行うことができ、物体を正確に検出することができる物体検出方法及び物体検出装置を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide an object detection method and an object detection device that can perform clustering with high accuracy even in areas where the accuracy of position detection by a stereo camera decreases, and can accurately detect objects.

本発明の一態様に係る物体検出方法は、自車両から所定方向に向けて、異なる位置から撮像することにより2つの画像を取得し、2つの画像の各々から複数の特徴点を抽出する。複数の特徴点の2つの画像上の位置から自車両から複数の特徴点までの所定方向における距離、及び実空間における複数の特徴点間の距離をそれぞれ算出する。少なくとも実空間における複数の特徴点間の距離に基づいて算出される複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第1の可能性に対して付される第1の重み、及び画像における複数の特徴点間の距離と各々の特徴点の移動速度に基づいて算出される複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第2の可能性に対して付される第2の重みを、自車両から複数の特徴点までの所定方向における距離に基づいてそれぞれ設定する。第1の重みを付した第1の可能性及び第2の重みを付した第2の可能性を用いて、複数の特徴点をクラスタリングして物体を検出する。 In an object detection method according to one aspect of the present invention, two images are obtained by capturing images from different positions in a predetermined direction from the vehicle, and multiple feature points are extracted from each of the two images. From the positions of the multiple feature points on the two images, the distance in the predetermined direction from the vehicle to the multiple feature points and the distance between the multiple feature points in real space are calculated. A first weight is assigned to a first possibility indicating that the multiple feature points calculated based on at least the distance between the multiple feature points in real space are feature points of the same object, and a second weight is assigned to a second possibility indicating that the multiple feature points calculated based on the distance between the multiple feature points in the image and the moving speed of each feature point are feature points of the same object, based on the distance in the predetermined direction from the vehicle to the multiple feature points. The multiple feature points are clustered using the first possibility with the first weight assigned and the second possibility with the second weight assigned.

本発明によれば、ステレオカメラによる位置検出の精度が低下する領域においても精度良くクラスタリングを行うことができ、物体を正確に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to perform clustering with high accuracy even in areas where the accuracy of position detection by a stereo camera decreases, and objects can be detected accurately.

図1は、実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an object detection device according to an embodiment. 図2は、ステレオカメラ10が物体の位置を測定する際に生じる理論誤差を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a theoretical error that occurs when the stereo camera 10 measures the position of an object. 図3Aは、自車両から複数の特徴点までのz方向の距離に基づいて設定される第1の重み及び第2の重みを示す模式図である(第1の例)。FIG. 3A is a schematic diagram showing first weights and second weights that are set based on distances in the z direction from the host vehicle to multiple feature points (first example). 図3Bは、自車両から複数の特徴点までのz方向の距離に基づいて設定される第1の重み及び第2の重みを示す模式図である(第2の例)。FIG. 3B is a schematic diagram showing first weights and second weights that are set based on distances in the z direction from the host vehicle to multiple feature points (second example). 図3Cは、自車両から複数の特徴点までのz方向の距離に基づいて設定される第1の重み及び第2の重みを示す模式図である(第3の例)。FIG. 3C is a schematic diagram showing first weights and second weights that are set based on distances in the z direction from the host vehicle to multiple feature points (third example). 図3Dは、自車両から複数の特徴点までのz方向の距離に基づいて設定される第1の重み及び第2の重みを示す模式図である(第4の例)。FIG. 3D is a schematic diagram showing first weights and second weights that are set based on distances in the z direction from the host vehicle to multiple feature points (fourth example). 図3Eは、自車両から複数の特徴点までのx方向の距離に基づいて設定される第1の重み及び第2の重みを示す模式図である。FIG. 3E is a schematic diagram showing first weights and second weights that are set based on the distances in the x direction from the host vehicle to multiple feature points. 図4Aは、実施形態に係るフィルタリングを示す模式図である(その1)。FIG. 4A is a schematic diagram showing filtering according to an embodiment (part 1). 図4Bは、実施形態に係るフィルタリングを示す模式図である(その2)。FIG. 4B is a schematic diagram showing filtering according to the embodiment (part 2). 図5は、実施形態に係る一致コスト行列を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a match cost matrix according to an embodiment. 図6Aは、第1の可能性に基づくクラスタリング結果を示す模式図である。FIG. 6A is a schematic diagram showing a clustering result based on a first possibility. 図6Bは、第2の可能性に基づくクラスタリング結果を示す模式図である。FIG. 6B is a schematic diagram showing the clustering result based on the second possibility. 図7は、実施形態に係る物体検出装置の一動作例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the operation of the object detection device according to the embodiment.

図面を参照して、実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 The embodiment will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are given the same reference numerals and the description will be omitted.

[物体検出装置の構成]
図1を参照して、実施形態に係る物体検出装置1の構成を説明する。物体検出装置1は、ステレオカメラ10、制御部20を備える。物体検出装置1は、例えば、ADAS(Advanced Driver-Assistance Systems)の物体検出に用いることができる。本実施形態では、物体検出装置1は車両に搭載され、自車両の前方に存在する物体を検出する。
[Configuration of Object Detection Device]
A configuration of an object detection device 1 according to an embodiment will be described with reference to Fig. 1. The object detection device 1 includes a stereo camera 10 and a control unit 20. The object detection device 1 can be used for object detection in, for example, Advanced Driver-Assistance Systems (ADAS). In this embodiment, the object detection device 1 is mounted on a vehicle and detects an object present in front of the vehicle.

ステレオカメラ10は、カメラ11及びカメラ12を備えている。カメラ11及びカメラ12は、ステレオカメラ10の筐体内でそれぞれ異なる位置に配置される。ステレオカメラ10は、自車両の室内前方に配置され、カメラ11及びカメラ12で自車両の前方を異なる位置から撮像して2つの画像を取得する。具体的には、ステレオカメラ10が自車両に設置された状態において、カメラ11は自車両の右側に配置され、カメラ12は自車両の左側に配置される。カメラ11及びカメラ12は、同タイミングで撮像を行う。カメラ11は、自車両の右側から自車両の前方を撮像した第1の画像を取得し、カメラ12は、自車両の左側から自車両の前方を撮像した第2の画像を取得する。ステレオカメラ10は、自車両前方を所定の周期で繰り返し撮像して、同タイミングで撮像した自車両の前方の2つの画像を複数取得し、取得した画像を制御部20に送信する。 The stereo camera 10 includes a camera 11 and a camera 12. The cameras 11 and 12 are disposed at different positions within the housing of the stereo camera 10. The stereo camera 10 is disposed at the front of the vehicle interior, and the cameras 11 and 12 capture images of the front of the vehicle from different positions to obtain two images. Specifically, when the stereo camera 10 is installed on the vehicle, the camera 11 is disposed on the right side of the vehicle, and the camera 12 is disposed on the left side of the vehicle. The cameras 11 and 12 capture images at the same time. The camera 11 captures a first image of the front of the vehicle from the right side of the vehicle, and the camera 12 captures a second image of the front of the vehicle from the left side of the vehicle. The stereo camera 10 repeatedly captures images of the front of the vehicle at a predetermined cycle, obtains two images of the front of the vehicle captured at the same time, and transmits the obtained images to the control unit 20.

なお、本実施形態においては、ステレオカメラ10(カメラ11及びカメラ12)は自車両前方を撮像するカメラとしているが、これに限らない。ステレオカメラ10は自車両側方を撮像するカメラであっても良い。また、カメラ11及びカメラ12はそれぞれ自車両左右方向で異なる位置に配置されたものとしているが、ステレオカメラ10が自車両側方を撮像するカメラで有る場合は自車両前後方向で異なる位置に配置される。すなわち、ステレオカメラ10は自車両から所定方向を撮像するカメラで有れば良く、また、カメラ11及びカメラ12はステレオカメラ10としての撮像方向である所定方向に対して角度を持った方向において異なる位置に配置されていればよい。以下、本実施形態においてはステレオカメラ10の撮像方向である所定方向を前後方向とし、カメラ11及びカメラ12が配置される異なる位置を車両左右方向で異なる位置とした例を記載する。 In this embodiment, the stereo camera 10 (camera 11 and camera 12) is a camera that captures the view in front of the vehicle, but is not limited to this. The stereo camera 10 may be a camera that captures the side of the vehicle. In addition, the cameras 11 and 12 are arranged at different positions in the left-right direction of the vehicle, but if the stereo camera 10 is a camera that captures the side of the vehicle, it is arranged at different positions in the front-rear direction of the vehicle. In other words, the stereo camera 10 may be a camera that captures a predetermined direction from the vehicle, and the cameras 11 and 12 may be arranged at different positions in a direction having an angle with respect to the predetermined direction that is the imaging direction of the stereo camera 10. In the following, an example will be described in which the predetermined direction that is the imaging direction of the stereo camera 10 is the front-rear direction, and the different positions at which the cameras 11 and 12 are arranged are different positions in the left-right direction of the vehicle.

また、本実施形態において、ステレオカメラ10は、カメラ11及びカメラ12の二つの異なる位置に配置されたカメラを備えたステレオカメラを例に挙げるが、これに限定されない。例えば、ステレオカメラ10は三つ以上の異なる位置に配置されたカメラを備えていても良い。また、一つのカメラのみを備え、車両の移動中に一つのカメラで異なるタイミングで撮像した二つの画像、すなわち一つのカメラが異なる位置で撮像した複数の画像を取得する、所謂モーションステレオカメラであっても良い。すなわち、ステレオカメラ10はカメラの数に限定されず、異なる位置で撮像した複数の画像を取得するカメラであれば良い。以下、本実施形態では説明簡略化のために、ステレオカメラ10はカメラ11及びカメラ12の二つの異なる位置に配置されたカメラを備えたステレオカメラであるものとして説明する。 In the present embodiment, the stereo camera 10 is exemplified as a stereo camera having two cameras, camera 11 and camera 12, arranged at different positions, but is not limited thereto. For example, the stereo camera 10 may have cameras arranged at three or more different positions. Also, the stereo camera 10 may have only one camera and may be a so-called motion stereo camera that acquires two images taken by one camera at different times while the vehicle is moving, that is, multiple images taken by one camera at different positions. In other words, the stereo camera 10 is not limited in the number of cameras, and may be a camera that acquires multiple images taken at different positions. Hereinafter, in the present embodiment, for the sake of simplicity, the stereo camera 10 will be described as a stereo camera having two cameras, camera 11 and camera 12, arranged at different positions.

制御部20は、ステレオカメラ10により取得された2つの画像の各々から複数の特徴点を抽出し、抽出した特徴点をクラスタリングすることで、自車両の前方の物体を検出する。本実施形態における物体とは、他車両、バイク、自転車、歩行者を含む移動物体でもよく、駐車車両を含む静止物体でもよい。制御部20は、CPU(中央処理装置)、RAM及びROMなどのメモリ(記憶部)、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータには、物体検出装置として機能させるためのコンピュータプログラムがインストールされている。コンピュータプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータは、物体検出装置が備える複数の情報処理回路(21、22、23、24、25、26)として機能する。なお、本実施形態では、ソフトウェアによって物体検出装置が備える複数の情報処理回路(21、22、23、24、25、26)を実現する例を示すが、各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、情報処理回路を構成することも可能である。また、複数の情報処理回路を個別のハードウェアにより構成してもよい。 The control unit 20 detects an object in front of the vehicle by extracting multiple feature points from each of the two images captured by the stereo camera 10 and clustering the extracted feature points. In this embodiment, the object may be a moving object including another vehicle, a motorcycle, a bicycle, or a pedestrian, or a stationary object including a parked vehicle. The control unit 20 is a general-purpose microcomputer equipped with a CPU (central processing unit), memory (storage unit) such as RAM and ROM, and an input/output unit. A computer program for functioning as an object detection device is installed in the microcomputer. By executing the computer program, the microcomputer functions as multiple information processing circuits (21, 22, 23, 24, 25, 26) equipped in the object detection device. In this embodiment, an example is shown in which the multiple information processing circuits (21, 22, 23, 24, 25, 26) equipped in the object detection device are realized by software, but it is also possible to configure the information processing circuit by preparing dedicated hardware for executing each information processing. In addition, the multiple information processing circuits may be configured by individual hardware.

制御部20は、複数の情報処理回路として、特徴点抽出部21、距離画像生成部22、オプティカルフロー算出部23、自車挙動測定部24、3次元フロー算出部25、物体検出部26を備える。 The control unit 20 includes multiple information processing circuits, including a feature point extraction unit 21, a distance image generation unit 22, an optical flow calculation unit 23, a vehicle behavior measurement unit 24, a three-dimensional flow calculation unit 25, and an object detection unit 26.

特徴点抽出部21は、カメラ11及びカメラ12により取得されたそれぞれの画像から、それぞれ周囲の画素と区別可能な特徴を持つ画素である複数の特徴点を抽出する。特徴点の抽出には、周知の手法を適用可能であるが、例えば非特許文献「Jianbo Shi and Carlo Tomasi, "Good Features to Track," 1994 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR'94), 1994, pp.593 - 600.」に記載の方法が用いられる。特徴点抽出部21は、抽出した複数の特徴点を距離画像生成部22と、オプティカルフロー算出部23とに出力する。なお、以下では、特に断らない限り、特徴点は、複数あることを前提とする。 The feature point extraction unit 21 extracts multiple feature points, which are pixels having characteristics that can be distinguished from surrounding pixels, from each of the images acquired by the camera 11 and the camera 12. A well-known method can be applied to extract the feature points, and for example, the method described in the non-patent document "Jianbo Shi and Carlo Tomasi, "Good Features to Track," 1994 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR'94), 1994, pp.593 - 600." is used. The feature point extraction unit 21 outputs the multiple extracted feature points to the distance image generation unit 22 and the optical flow calculation unit 23. Note that, hereinafter, unless otherwise specified, it is assumed that there are multiple feature points.

距離画像生成部22は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離、及び実空間における複数の特徴点間の距離をそれぞれ算出し、複数の特徴点の自車両に対する相対位置を表示した距離画像を生成する。具体的には、距離画像生成部22は、第1画像の特徴点と第2画像の特徴点とのうちで同一の特徴点に対する視差(ずれ量)から、複数の特徴点の自車両に対する3次元座標(相対座標)を算出する。次に、距離画像生成部22は、複数の特徴点の3次元座標から、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離、及び実空間における複数の特徴点間の距離を算出する。なお、距離画像生成部22は、カメラ11が取得した第1の画像から抽出された特徴点と、カメラ12が取得した第2の画像から抽出された特徴点との視差から、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離を算出してもよい。また、距離画像生成部22は、自車両の直進方向(所定方向)に対して特徴点がなす角度を、複数の特徴点の自車両に対する3次元座標から算出する。次に、距離画像生成部22は、複数の特徴点の3次元座標に基づいて各々の特徴点を投影面上に配置し、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離を示す距離画像を生成する。距離画像生成部22は、生成した距離画像を3次元情報評価部28と、評価方法決定部29に出力する。 The distance image generating unit 22 calculates the distances from the vehicle to the multiple feature points in the forward/rearward direction of the vehicle and the distances between the multiple feature points in real space, and generates a distance image that displays the relative positions of the multiple feature points with respect to the vehicle. Specifically, the distance image generating unit 22 calculates the three-dimensional coordinates (relative coordinates) of the multiple feature points with respect to the vehicle from the parallax (shift amount) for the same feature point among the feature points of the first image and the feature points of the second image. Next, the distance image generating unit 22 calculates the distances from the vehicle to the multiple feature points in the forward/rearward direction of the vehicle and the distances between the multiple feature points in real space from the three-dimensional coordinates of the multiple feature points. The distance image generating unit 22 may also calculate the distances from the vehicle to the multiple feature points in the forward/rearward direction of the vehicle from the parallax between the feature points extracted from the first image acquired by the camera 11 and the feature points extracted from the second image acquired by the camera 12. The distance image generating unit 22 also calculates the angle that the feature point makes with respect to the vehicle's straight-ahead direction (predetermined direction) from the three-dimensional coordinates of the multiple feature points relative to the vehicle. Next, the distance image generating unit 22 places each feature point on the projection plane based on the three-dimensional coordinates of the multiple feature points, and generates a distance image that shows the distance from the vehicle to the multiple feature points in the forward/rearward direction of the vehicle. The distance image generating unit 22 outputs the generated distance image to the three-dimensional information evaluating unit 28 and the evaluation method determining unit 29.

オプティカルフロー算出部23は、特徴点抽出部21によって抽出されたカメラ11又はカメラ12のいずれか一方の過去の画像の特徴点の位置と現在の画像の特徴点の位置から、オプティカルフローを算出する。オプティカルフローとは、画像上における特徴点の2次元の動き(移動速度)をベクトルで表すものである。オプティカルフロー算出部23は、過去の特徴点に対応する実空間の対象と同一の対象に対応する現在の特徴点を、関連する特徴点として検出する。オプティカルフロー算出部23は、互いに関連する、過去の特徴点と現在の特徴点との組み合わせをオプティカルフローとして算出する。これにより、オプティカルフロー算出部23は、画像における複数の特徴点間の距離と各々の特徴点の移動速度を算出することができる。オプティカルフローの算出には、周知の手法を適用可能であるが、例えば非特許文献「Bruce D. Lucasand Takeo Kanade. An Iterative Image Registration Technique with an Application to Stereo Vision. International Joint Conference on Artificial Intelligence, pages 674-679, 1981」に記載の方法が用いられる。オプティカルフロー算出部23は、算出したオプティカルフローを3次元フロー算出部25と、2次元情報評価部27とに出力する。 The optical flow calculation unit 23 calculates an optical flow from the positions of feature points in a past image of either the camera 11 or the camera 12 extracted by the feature point extraction unit 21 and the positions of feature points in a current image. The optical flow represents the two-dimensional movement (movement speed) of feature points on an image as a vector. The optical flow calculation unit 23 detects current feature points corresponding to the same object in real space as an object corresponding to a past feature point as related feature points. The optical flow calculation unit 23 calculates a combination of past feature points and current feature points that are related to each other as an optical flow. This allows the optical flow calculation unit 23 to calculate the distance between multiple feature points in an image and the movement speed of each feature point. A known method can be applied to calculate the optical flow, for example, the method described in the non-patent document "Bruce D. Lucasand Takeo Kanade. An Iterative Image Registration Technique with an Application to Stereo Vision. International Joint Conference on Artificial Intelligence, pages 674-679, 1981" is used. The optical flow calculation unit 23 outputs the calculated optical flow to the three-dimensional flow calculation unit 25 and the two-dimensional information evaluation unit 27.

自車挙動測定部24は、自車両の挙動を測定する。具体的には、自車挙動測定部24は、オドメトリやデッドレコニングを行うことで自車両の挙動を測定する。自車両の挙動とは、所定の時間における自車両の相対位置、相対姿勢、及び速度の変化のことである。自車挙動測定部24は、自車両の各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ、操舵輪の転舵角を検出する舵角センサから取得した情報に基づいて、所定の基準点に対する自車両の相対位置、相対姿勢、及び速度を計測することで、所定の時間における自車両の挙動を測定することができる。なお、自車挙動測定部24は、GPS(グローバル・ポジショニング・システム)信号を受信する受信装置(不図示)から自車両の地球座標における絶対位置、及び絶対姿勢を取得し、所定の時間における各々の変化量から自車両の挙動を測定してもよい。 The vehicle behavior measurement unit 24 measures the behavior of the vehicle. Specifically, the vehicle behavior measurement unit 24 measures the behavior of the vehicle by performing odometry and dead reckoning. The behavior of the vehicle refers to the change in the relative position, relative attitude, and speed of the vehicle at a specified time. The vehicle behavior measurement unit 24 can measure the behavior of the vehicle at a specified time by measuring the relative position, relative attitude, and speed of the vehicle with respect to a specified reference point based on information obtained from a wheel speed sensor that detects the wheel speed of each wheel of the vehicle and a steering angle sensor that detects the steering angle of the steering wheel. The vehicle behavior measurement unit 24 may obtain the absolute position and absolute attitude of the vehicle in the earth coordinates from a receiving device (not shown) that receives GPS (Global Positioning System) signals, and measure the behavior of the vehicle from the amount of change in each at a specified time.

3次元フロー算出部25は、特徴点の実空間における3次元の動き(フロー)を算出する。具体的には、先ず、3次元フロー算出部25は、オプティカルフロー算出部23によって算出されたオプティカルフローを実空間における動きへと変換する。オプティカルフローは、前記した通り、画像上における特徴点の2次元の動きである。そのため、3次元フロー算出部25は、画像上における複数の特徴点の2次元の動きを実空間における2次元の動き(速度)へと変換する。次に、3次元フロー算出部25は、算出した複数の特徴点の実空間における2次元の動きに、自車両に対する前後方向の動きを追加する。複数の特徴点の自車両に対する前後方向の動きは、距離画像生成部22によって算出された自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離の単位時間あたりの変化量から算出することができる。なお、ここまでに算出された複数の特徴点の3次元の動きは、自車両に対する相対的な動きである。そのため、3次元フロー算出部25は、複数の特徴点の自車両に対する相対的な動きを、自車挙動測定部24によって算出された自車両の挙動によって補正し、実空間における3次元の動き(絶対値)を算出する。3次元フロー算出部25は、算出した特徴点の実空間における3次元の動き(3次元フロー)を3次元情報評価部28に出力する。 The three-dimensional flow calculation unit 25 calculates the three-dimensional movement (flow) of the feature points in real space. Specifically, first, the three-dimensional flow calculation unit 25 converts the optical flow calculated by the optical flow calculation unit 23 into a movement in real space. As described above, the optical flow is a two-dimensional movement of the feature points on the image. Therefore, the three-dimensional flow calculation unit 25 converts the two-dimensional movement of the multiple feature points on the image into a two-dimensional movement (velocity) in real space. Next, the three-dimensional flow calculation unit 25 adds the forward/rearward movement relative to the host vehicle to the calculated two-dimensional movement in real space of the multiple feature points. The forward/rearward movement of the multiple feature points relative to the host vehicle can be calculated from the change per unit time in the forward/rearward distance from the host vehicle to the multiple feature points calculated by the distance image generation unit 22. Note that the three-dimensional movement of the multiple feature points calculated up to this point is a relative movement relative to the host vehicle. Therefore, the three-dimensional flow calculation unit 25 corrects the relative movements of the multiple feature points with respect to the vehicle using the vehicle behavior calculated by the vehicle behavior measurement unit 24, and calculates three-dimensional movements (absolute values) in real space. The three-dimensional flow calculation unit 25 outputs the calculated three-dimensional movements (three-dimensional flows) of the feature points in real space to the three-dimensional information evaluation unit 28.

物体検出部26は、複数の特徴点をクラスタリングし、クラスタリングした特徴点群を1つの物体として検出する。具体的には、物体検出部26は、少なくとも実空間における複数の特徴点間の距離に基づいて算出される第1の可能性であって、複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第1の可能性に対して付される第1の重みを設定する。また、物体検出部26は、画像における複数の特徴点間の距離と各々の特徴点の移動速度に基づいて算出される第2の可能性であって、複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第2の可能性に対して付される第2の重みを設定する。具体的には、物体検出部26は、第1の重み及び第2の重みを、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離、及び自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度に応じて設定する。そして、物体検出部26は、第1の重みを付した第1の可能性及び第2の重みを付した第2の可能性を用いて、複数の特徴点をクラスタリングして物体を検出する。 The object detection unit 26 clusters the feature points and detects the clustered feature points as one object. Specifically, the object detection unit 26 sets a first weight to be assigned to a first possibility calculated based on at least the distance between the feature points in real space, the first possibility indicating the possibility that the feature points are feature points of the same object. The object detection unit 26 also sets a second weight to be assigned to a second possibility calculated based on the distance between the feature points in the image and the moving speed of each feature point, the second possibility indicating the possibility that the feature points are feature points of the same object. Specifically, the object detection unit 26 sets the first weight and the second weight according to the distance from the vehicle to the feature points in the front-rear direction of the vehicle and the angle that the feature points make with respect to the straight direction of the vehicle. The object detection unit 26 then clusters the feature points to detect an object using the first possibility with the first weight assigned and the second possibility with the second weight assigned.

第1の可能性は、少なくとも実空間における複数の特徴点間の距離に基づいて算出される。したがって、第1の可能性は、特徴点間の3次元上の位置関係が考慮されたものである。そのため、第1の可能性は、ステレオカメラ10による位置検出の精度が良好な領域において有効に作用する。また、第2の可能性は、画像における複数の特徴点間の距離と各々の特徴点の移動速度に基づいて算出される。したがって、第2の可能性は、特徴点間の2次元上の位置関係と2次元上の特徴点の移動速度が考慮されたものである。すなわち、第2の可能性は、特徴点間の自車両の前後方向(奥行方向)の距離を考慮しないことにより、ステレオカメラ10による位置検出の精度が低下する領域において有効に作用する。 The first possibility is calculated based on at least the distance between multiple feature points in real space. Therefore, the first possibility takes into account the three-dimensional positional relationship between the feature points. Therefore, the first possibility is effective in areas where the accuracy of position detection by the stereo camera 10 is good. The second possibility is calculated based on the distance between multiple feature points in the image and the moving speed of each feature point. Therefore, the second possibility takes into account the two-dimensional positional relationship between the feature points and the moving speed of the feature points in two dimensions. In other words, the second possibility is effective in areas where the accuracy of position detection by the stereo camera 10 decreases by not taking into account the distance between the feature points in the front-rear direction (depth direction) of the vehicle.

ここで、図2を参照して、ステレオカメラ10が取得した2つの画像から、自車両2から複数の特徴点(i1、i2、i3、i4)までの自車両2の前後方向の距離、及び各々の特徴点の自車両2の左右方向の位置を算出する際に生じる理論誤差について模式的に説明する。本実施形態では、距離画像生成部22が複数の特徴点(i1、i2、i3、i4)までの自車両2の前後方向の距離、及び複数の特徴点の自車両2に対する3次元座標(相対座標)を算出するが、ステレオカメラ10が物体までの距離を算出する場合も同様である。ここでは、ステレオカメラ10が、自車両2から複数の特徴点(i1、i2、i3、i4)までの自車両2の前後方向の距離、及び、各々の特徴点の自車両2の左右方向(x方向)の位置を算出することを前提に説明する。ステレオカメラ10が、自車両2から特徴点i1までの自車両2の前後方向(z方向)の距離を算出する際に生じる理論誤差はtez1である。また、ステレオカメラ10が、自車両から特徴点i1よりも遠くに存在する特徴点i2までの自車両2の前後方向の距離を算出する際に生じる理論誤差はtez2となる。このように、ステレオカメラ10による自車両2から特徴点までの自車両2の前後方向の距離を算出する場合、ステレオカメラ10から特徴点までの自車両2の前後方向の距離が遠くなるほど理論誤差は大きくなる。また、特徴点i3、特徴点i4のように、自車両の直進方向(z方向)に対して角度を有する特徴点の場合、自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度が大きくなるほど(θ1<θ2)、自車両の左右方向(x方向)の位置を算出する際の理論誤差も大きくなる。したがって、特徴点i3におけるx方向の位置(x1)における理論誤差はtex1であるのに対して、特徴点i4におけるx方向の位置(x2)における理論誤差はtex2となる。そのため、特徴点i4が破線l上に存在する場合、特徴点i4は、同じx座標として算出される。 2, a theoretical error that occurs when calculating the distance in the front-rear direction of the vehicle 2 from the vehicle 2 to the multiple feature points (i1, i2, i3, i4) and the left-right position of each feature point of the vehicle 2 from two images acquired by the stereo camera 10 is described. In this embodiment, the distance image generating unit 22 calculates the distance in the front-rear direction of the vehicle 2 from the multiple feature points (i1, i2, i3, i4) and the three-dimensional coordinates (relative coordinates) of the multiple feature points relative to the vehicle 2, but the same is true when the stereo camera 10 calculates the distance to an object. Here, the description is based on the premise that the stereo camera 10 calculates the distance in the front-rear direction of the vehicle 2 from the vehicle 2 to the multiple feature points (i1, i2, i3, i4) and the left-right position (x direction) of each feature point of the vehicle 2. The theoretical error that occurs when the stereo camera 10 calculates the distance in the front-rear direction of the vehicle 2 from the vehicle 2 to the feature point i1 is tez1. In addition, the theoretical error that occurs when the stereo camera 10 calculates the distance in the longitudinal direction of the vehicle 2 from the vehicle to the feature point i2 that is farther away than the feature point i1 is tez2. In this way, when the stereo camera 10 calculates the distance in the longitudinal direction of the vehicle 2 from the vehicle 2 to the feature point, the greater the distance in the longitudinal direction of the vehicle 2 from the stereo camera 10 to the feature point, the greater the theoretical error. In addition, in the case of feature points that have an angle with respect to the straight-ahead direction (z direction) of the vehicle, such as feature points i3 and i4, the greater the angle that the feature point makes with respect to the straight-ahead direction of the vehicle (θ1<θ2), the greater the theoretical error when calculating the position in the left-right direction (x direction) of the vehicle. Therefore, the theoretical error at the x-direction position (x1) of the feature point i3 is tex1, whereas the theoretical error at the x-direction position (x2) of the feature point i4 is tex2. Therefore, when the feature point i4 is on the broken line l, the feature point i4 is calculated as the same x coordinate.

物体検出部26は、2次元情報評価部27、3次元情報評価部28、評価方法決定部29、クラスタリング部30を備える。以下、物体検出部26を構成する各々の要素の具体的な処理について説明する。 The object detection unit 26 includes a two-dimensional information evaluation unit 27, a three-dimensional information evaluation unit 28, an evaluation method determination unit 29, and a clustering unit 30. The specific processing of each element constituting the object detection unit 26 will be described below.

評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向(z方向)の距離に基づいて、第1の可能性に付される(乗算される)第1の重み、及び第2の可能性に付される(乗算される)第2の重みのそれぞれを設定する。ここで、図3Aから図3Dを参照して、評価方法決定部29が、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向(z方向)の距離に基づいて、第1の重みw1及び第2の重みw2を設定する処理について具体的に説明する。 The evaluation method determination unit 29 sets a first weight to be assigned (multiplied) to the first possibility and a second weight to be assigned (multiplied) to the second possibility based on the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the fore-and-aft direction (z direction) of the host vehicle. Here, with reference to Figures 3A to 3D, the process in which the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 and the second weight w2 based on the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the fore-and-aft direction (z direction) of the host vehicle will be specifically described.

(第1の例)
図3Aは、評価方法決定部29が、第1の重みw1及び第2の重みw2を設定する第1の例を示す。第1の例では、評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向(z方向)の距離が所定の距離zc以上であるか否かを判断する。そして、評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離zc以上であると判断した場合、第1の重みw1を0.0とし、第2の重みw2を1.0と設定する。なお、1.0は、設定可能な重みの最大値である。すなわち、評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離zc以上である場合、第2の可能性のみを用いて複数の特徴点が同一の物体の特徴点であるか否かを判断するよう設定する。また、評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離zc未満であると判断した場合、第1の重みw1を1.0とし、第2の重みw2を0.0と設定する。すなわち、評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離zc未満である場合、第1の可能性のみを用いて複数の特徴点が同一の物体の特徴点であるか否かを判断するよう設定する。所定の距離zcは、ステレオカメラ10による位置検出の精度が低下する距離(例えば50m)である。このように、第1の例では、評価方法決定部29は、第1の重みw1及び第2の重みw2を非連続的に変化させる。
(First Example)
FIG. 3A shows a first example in which the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 and the second weight w2. In the first example, the evaluation method determination unit 29 judges whether or not the distance in the front-rear direction (z direction) of the host vehicle from the host vehicle to the multiple feature points is equal to or greater than a predetermined distance zc. Then, when the evaluation method determination unit 29 judges that the distance in the front-rear direction of the host vehicle from the host vehicle to the multiple feature points is equal to or greater than the predetermined distance zc, the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 to 0.0 and the second weight w2 to 1.0. Note that 1.0 is the maximum value of the weight that can be set. That is, when the distance in the front-rear direction of the host vehicle from the host vehicle to the multiple feature points is equal to or greater than the predetermined distance zc, the evaluation method determination unit 29 sets the weights to be determined to be equal to or greater than the predetermined distance zc by using only the second possibility. In addition, when the evaluation method determination unit 29 determines that the distance from the vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the vehicle is less than the predetermined distance zc, the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 to 1.0 and the second weight w2 to 0.0. That is, when the distance from the vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the vehicle is less than the predetermined distance zc, the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 to 1.0 and the second weight w2 to 0.0 to determine whether the multiple feature points are feature points of the same object using only the first possibility. The predetermined distance zc is a distance (e.g., 50 m) at which the accuracy of position detection by the stereo camera 10 decreases. In this way, in the first example, the evaluation method determination unit 29 discontinuously changes the first weight w1 and the second weight w2.

(第2の例)
図3Bは、評価方法決定部29が、第1の重みw1及び第2の重みw2を設定する第2の例を示す。第1の例との相違点は、評価方法決定部29が、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離zc以上であると判断した場合、第1の重みw1を0.1とし、第2の重みw2を0.9と設定する点である。これにより、ステレオカメラ10の位置検出の精度が低下する領域においても第1の可能性が考慮され、実空間における特徴点間の距離が離れている、同一の物体の特徴点ではない特徴点同士を同一の物体の特徴点であると判断することを防止することができる。
(Second Example)
3B shows a second example in which the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 and the second weight w2. The difference from the first example is that when the evaluation method determination unit 29 determines that the distance from the vehicle to the multiple feature points in the front-rear direction of the vehicle is equal to or greater than a predetermined distance zc, the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 to 0.1 and the second weight w2 to 0.9. This allows the first possibility to be taken into consideration even in an area where the accuracy of position detection of the stereo camera 10 decreases, and it is possible to prevent feature points that are far apart in real space and are not feature points of the same object from being determined to be feature points of the same object.

(第3の例)
図3Cは、評価方法決定部29が、第1の重みw1及び第2の重みw2を設定する第3の例を示す。第3の例では、評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離z1未満である場合、第1の重みw1を1.0とし、第2の重みw2を0.0と設定する。評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離z1以上であり、所定の距離z2未満である場合、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離に基づいて、第1の重みw1及び第2の重みw2を連続的に変化させる。より詳細には、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が遠くなるほど、第1の重みw1を1.0から減少させ、第2の重みw2を0.0から増加させる。評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離z2以上である場合、第1の重みw1を0.0とし、第2の重みw2を1.0と設定する。所定の距離z1は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離を算出した際の理論誤差が2mとなる距離である。所定の距離z1は、例えば30mである。所定の距離z2は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離を算出した際の理論誤差が10mとなる距離である。所定の距離z2は、例えば70mである。このように、第3の例では、評価方法決定部29は、所定の距離z1から所定の距離z2までの間で、第1の重みw1及び第2の重みw2を連続的に変化させる。
(Third Example)
3C shows a third example in which the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 and the second weight w2. In the third example, when the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the host vehicle is less than a predetermined distance z1, the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 to 1.0 and the second weight w2 to 0.0. When the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the host vehicle is equal to or greater than the predetermined distance z1 and less than the predetermined distance z2, the evaluation method determination unit 29 continuously changes the first weight w1 and the second weight w2 based on the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the host vehicle. More specifically, the farther the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the host vehicle, the more the first weight w1 is decreased from 1.0 and the second weight w2 is increased from 0.0. When the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the host vehicle is equal to or greater than a predetermined distance z2, the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 to 0.0 and the second weight w2 to 1.0. The predetermined distance z1 is a distance at which the theoretical error when calculating the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the host vehicle is 2 m. The predetermined distance z1 is, for example, 30 m. The predetermined distance z2 is a distance at which the theoretical error when calculating the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the host vehicle is 10 m. The predetermined distance z2 is, for example, 70 m. In this way, in the third example, the evaluation method determination unit 29 continuously changes the first weight w1 and the second weight w2 between the predetermined distance z1 and the predetermined distance z2.

(第4の例)
図3Dは、評価方法決定部29が、第1の重みw1及び第2の重みw2を設定する第4の例を示す。第4の例では、評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離z3未満である場合、第1の重みw1を1.0とし、第2の重みw2を0.0と設定する。評価方法決定部29は、所定の距離z3における自車両の前後方向の理論誤差を自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離における理論誤差で除算した値を第1の重みw1として設定する。第2の重みw2は、1.0から第1の重みw1を減算した値を設定する。
(Fourth Example)
3D shows a fourth example in which the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 and the second weight w2. In the fourth example, when the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the host vehicle is less than a predetermined distance z3, the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 to 1.0 and the second weight w2 to 0.0. The evaluation method determination unit 29 sets the value obtained by dividing the theoretical error in the longitudinal direction of the host vehicle at the predetermined distance z3 by the theoretical error in the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the host vehicle as the first weight w1. The second weight w2 is set to a value obtained by subtracting the first weight w1 from 1.0.

評価方法決定部29は、自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度に基づいて、第1の可能性に付される第1の重みw1、及び第2の可能性に付される第2の重みw2のそれぞれを設定する。ここで、図3Eを参照して、評価方法決定部29が、自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度に基づいて、第1の重みw1及び第2の重みw2を設定する処理について具体的に説明する。図2を参照して説明したように、自車両の直進方向(z方向)に対して角度を有する特徴点の場合、自車両の直進方向と特徴点がなす角度が大きくなるほど、自車両の左右方向(x方向)の位置を算出する際の理論誤差が大きくなる。そのため、評価方法決定部29は、自車両の直進方向に対して特徴点のなす角度が大きくなる領域r1は、領域r0よりも第1の重みw1を減少させ、第2の重みw2を増加させる。同様に、自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度が大きくなる領域r3は、領域r2よりも第1の重みw1を減少させ、第2の重みw2を増加させる。以上説明したように、評価方法決定部29は、自車両から特徴点までの自車両の前後方向の距離、及び自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度に基づいて、第1の可能性に付される第1の重みw1、及び第2の可能性に付される第2の重みw2をそれぞれ設定する。 The evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 to the first possibility and the second weight w2 to the second possibility based on the angle that the feature point makes with respect to the straight-line direction of the vehicle. Here, referring to FIG. 3E, the process in which the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 and the second weight w2 based on the angle that the feature point makes with respect to the straight-line direction of the vehicle will be specifically described. As described with reference to FIG. 2, in the case of a feature point having an angle with respect to the straight-line direction (z direction) of the vehicle, the greater the angle that the feature point makes with the straight-line direction of the vehicle, the greater the theoretical error in calculating the position in the left-right direction (x direction) of the vehicle. Therefore, the evaluation method determination unit 29 reduces the first weight w1 and increases the second weight w2 in the region r1 where the angle that the feature point makes with respect to the straight-line direction of the vehicle is larger than in the region r0. Similarly, in region r3 where the angle that the feature point makes with respect to the straight-ahead direction of the vehicle is larger, the first weight w1 is decreased and the second weight w2 is increased compared to region r2. As described above, the evaluation method determination unit 29 sets the first weight w1 assigned to the first possibility and the second weight w2 assigned to the second possibility based on the distance from the vehicle to the feature point in the front-rear direction of the vehicle and the angle that the feature point makes with respect to the straight-ahead direction of the vehicle.

3次元情報評価部28は、特徴点のフィルタリングを行い、フィルタリング後の各々の特徴点の実空間における複数の特徴点間の距離と、各々の特徴点の実空間における移動速度に基づいて、第1の重みを付した複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第1の可能性を算出する。ここで、図4A、図4Bを参照して、特徴点のフィルタリングについて具体的に説明する。特徴点のフィルタリングとは、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離を算出する際に生じる理論誤差を考慮した、実空間における複数の特徴点間の距離が、所定の許容距離より長い特徴点同士を同一の物体の特徴点としてクラスタリングすることを禁止する処理である。 The three-dimensional information evaluation unit 28 filters the feature points, and calculates a first possibility indicating the possibility that the first weighted feature points are feature points of the same object, based on the distance between the feature points in real space after filtering and the moving speed of each feature point in real space. Here, the filtering of feature points will be specifically described with reference to Figures 4A and 4B. The filtering of feature points is a process that prohibits clustering of feature points whose distance between them in real space is longer than a predetermined allowable distance as feature points of the same object, taking into account theoretical errors that occur when calculating the distance from the host vehicle to the feature points in the longitudinal direction of the host vehicle.

図4Aには、特徴点i、特徴点j、自車両から特徴点i及び自車両から特徴点jまでの自車両の前後方向(z方向)の距離を算出する際に生じる理論誤差te、所定の許容距離pdが示されている。なお、図4A及び図4Bでは、便宜上、特徴点i及び特徴点jの理論誤差teは同じ値とする。3次元情報評価部28は、理論誤差te考慮した実空間における特徴点iと特徴点jの距離d1が所定の許容距離pd以内であるか否かを判断する。理論誤差を考慮した実空間における複数の特徴点間の距離d1は、理論誤差te考慮した際に特徴点iと特徴点jとの距離が最も短くなる距離である。図4Aにおいて、理論誤差を考慮した実空間における複数の特徴点間の距離d1は、所定の許容距離pdよりも長い。そのため、3次元情報評価部28は、特徴点iと特徴点jを同一の物体の特徴点としてクラスタリングすることを禁止する。より具体的には、特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性を示す1の可能性の算出を行わない。図4Aに対して、図4Bの特徴点iと特徴点jとの理論誤差te考慮した実空間における複数の特徴点間の距離d1は、所定の許容距離pd以内となっている。そのため、3次元情報評価部28は、特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性を示す第1の可能性を算出する。 Figure 4A shows feature point i, feature point j, theoretical error te that occurs when calculating the distance from the vehicle to feature point i and the distance from the vehicle to feature point j in the front-rear direction (z direction) of the vehicle, and a predetermined allowable distance pd. Note that in Figures 4A and 4B, for convenience, the theoretical errors te of feature point i and feature point j are the same value. The three-dimensional information evaluation unit 28 judges whether the distance d1 between feature point i and feature point j in the real space taking into account the theoretical error te is within a predetermined allowable distance pd. The distance d1 between multiple feature points in the real space taking into account the theoretical error is the distance at which the distance between feature point i and feature point j is the shortest when taking into account the theoretical error te. In Figure 4A, the distance d1 between multiple feature points in the real space taking into account the theoretical error is longer than the predetermined allowable distance pd. Therefore, the three-dimensional information evaluation unit 28 prohibits clustering of feature point i and feature point j as feature points of the same object. More specifically, the calculation of possibility 1, which indicates the possibility that feature point i and feature point j are feature points of the same object, is not performed. In contrast to FIG. 4A, the distance d1 between multiple feature points in real space in FIG. 4B, which takes into account the theoretical error te between feature point i and feature point j, is within a predetermined allowable distance pd. Therefore, the three-dimensional information evaluation unit 28 calculates the first possibility, which indicates the possibility that feature point i and feature point j are feature points of the same object.

3次元情報評価部28は、フィルタリング後の各々の特徴点の実空間における複数の特徴点間の距離と、各々の特徴点の実空間における移動速度に基づいて、第1の重みを付した複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第1の可能性を算出する。具体的には、下記の式(1)で第1の可能性が算出される。なお、下記の式(1)における第1の可能性f3d(i、j)は、特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性が高いほど小さい値として算出される。 The three-dimensional information evaluation unit 28 calculates a first possibility indicating the possibility that the first weighted feature points are feature points of the same object, based on the distance between the feature points in real space after filtering and the moving speed of each feature point in real space. Specifically, the first possibility is calculated by the following formula (1). Note that the first possibility f3d(i, j) in the following formula (1) is calculated as a smaller value the more likely it is that feature point i and feature point j are feature points of the same object.

Figure 0007632164000001
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Xi、Yi、Ziは、特徴点iの実空間における座標であり、vXi、vYi、vZiは、特徴点iの実空間におけるx方向、y方向、z方向の速度である。Xj、Yj、Zjは、特徴点jの実空間における座標であり、vXj、vYj、vZjは、特徴点jの実空間におけるx方向、y方向、z方向の速度である。a~fは、評価式に含まれる理論誤差を定常化するための正規化パラメータである。3次元情報評価部28は、(1)式によって算出された第1の可能性に第1の重みを付した結果をクラスタリング部30に出力する。 Xi, Yi, Zi are the coordinates of feature point i in real space, and vXi, vYi, vZi are the velocities of feature point i in the x-, y-, and z-directions in real space. Xj, Yj, Zj are the coordinates of feature point j in real space, and vXj, vYj, vZj are the velocities of feature point j in the x-, y-, and z-directions in real space. a to f are normalization parameters for stabilizing the theoretical error included in the evaluation formula. The three-dimensional information evaluation unit 28 outputs the result of applying a first weight to the first possibility calculated by formula (1) to the clustering unit 30.

2次元情報評価部27は、複数の特徴点間の距離と各々の特徴点の移動速度に基づいて、第2の重みを付した複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第2の可能性を算出する。具体的には、下記の式(2)で第2の可能性が算出される。なお、下記の式(2)における第2の可能性f2d(i、j)は、特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性が高いほど小さい値として算出される。 The two-dimensional information evaluation unit 27 calculates a second possibility indicating the possibility that the multiple feature points with the second weighting are feature points of the same object based on the distance between the multiple feature points and the moving speed of each feature point. Specifically, the second possibility is calculated by the following formula (2). Note that the second possibility f2d(i, j) in the following formula (2) is calculated as a smaller value the more likely it is that feature point i and feature point j are feature points of the same object.

Figure 0007632164000002
Figure 0007632164000002

xi、yiは、特徴点iの画像における座標であり、vxi、vyiは、特徴点iの画像内におけるx方向、y方向の移動速度である。xj、yjは、特徴点jの画像における座標であり、vxj、vyjは、特徴点iの画像内におけるx方向、y方向の移動速度である。a~dは、評価式に含まれる理論誤差を定常化するための正規化パラメータである。2次元情報評価部28は、(2)式によって算出された第2の可能性に第2の重みを付した結果をクラスタリング部30に出力する。 xi, yi are the coordinates of feature point i in the image, and vxi, vyi are the movement speeds of feature point i in the x and y directions in the image. xj, yj are the coordinates of feature point j in the image, and vxj, vyj are the movement speeds of feature point i in the x and y directions in the image. a to d are normalization parameters for stabilizing the theoretical error included in the evaluation formula. The two-dimensional information evaluation unit 28 outputs the result of applying a second weight to the second possibility calculated by formula (2) to the clustering unit 30.

クラスタリング部30は、第1の可能性に第1の重みw1を乗算した値と第2の可能性に第2の重みw2を乗算した値とを加算し、一致コストとして算出する。クラスタリング部30は、図5に示す各々の特徴点の組み合わせ毎の一致コスト行列を作成する。図5では、各々の特徴点が「A」から「F」で示されており、各々の特徴点の組み合わせ毎の一致コストが示されている。例えば、特徴点「A」と特徴点「B」の一致コストは16である。クラスタリング部30は、コストの小さい順に組合せを連結してクラスタリングを行い、一致コストが所定の閾値以下の特徴点同士を組み合わせることにより、クラスタリングされた特徴点を1つの物体として検出する。以後、1つの物体としてクラスタリングされた複数の特徴点を「クラスター」と呼ぶ。 The clustering unit 30 adds the value obtained by multiplying the first possibility by the first weight w1 and the value obtained by multiplying the second possibility by the second weight w2, and calculates the matching cost. The clustering unit 30 creates a matching cost matrix for each combination of feature points shown in FIG. 5. In FIG. 5, each feature point is indicated by "A" to "F", and the matching cost for each combination of feature points is indicated. For example, the matching cost of feature point "A" and feature point "B" is 16. The clustering unit 30 performs clustering by linking the combinations in ascending order of cost, and detects the clustered feature points as one object by combining feature points whose matching cost is equal to or less than a predetermined threshold. Hereinafter, a plurality of feature points clustered as one object will be referred to as a "cluster".

なおここで、上述の通り第1の可能性(f3d(i、j))及び第2の可能性(f2d(i、j))は、特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性が高いほど小さい値として算出され、したがって一致コストは、特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性が高いほど小さい値となる。しかしながら、例えば、第1の可能性を逆数(1/f3d(i、j))とし、第2の可能性を逆数(1/f2d(i、j))として、第1の可能性と第2の可能性とは特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性が高いほど大きくなる値としても良い。また、第1の可能性の符号を負の符号(-f3d(i、j))とすると共に、第2の可能性の符号を負の符号(-f2d(i、j))として、第1の可能性と第2の可能性とは特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性が高いほど大きくなる値としても良い。あるいは、第1の可能性(f3d(i、j))及び第2の可能性(f2d(i、j))に重みを付して加算した値の逆数をコストとすることによって、特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性が高いほどコストが大きくなるようにしても良い。この場合、一致コストは、特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性が高いほど大きな値となるため、クラスタリング部30は、コストの大きい順に組合せを連結してクラスタリングを行い、一致コストが所定の閾値以上の特徴点同士を組み合わせる。これにより、クラスタリングされた特徴点を1つの物体として検出することができる。従って、第1の可能性と第2の可能性とを特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性が高いほど小さな値とするか大きな値とするかは適宜変更可能である。すなわち、第1の可能性及び第2の可能性は特徴点iと特徴点jが同一の物体の特徴点である可能性に応じて変化するパラメータで有れば良く、一致コストは第1の可能性及び第2の可能性に重みを付して加算した値であれば良く、その値自体の正負には限定されない。 As described above, the first possibility (f3d(i,j)) and the second possibility (f2d(i,j)) are calculated as values that are smaller the more likely that feature point i and feature point j are feature points of the same object, and therefore the matching cost is smaller the more likely that feature point i and feature point j are feature points of the same object. However, for example, the first possibility may be the reciprocal (1/f3d(i,j)) and the second possibility may be the reciprocal (1/f2d(i,j)), and the first possibility and the second possibility may be values that are larger the more likely that feature point i and feature point j are feature points of the same object. Also, the sign of the first possibility may be a negative sign (-f3d(i,j)) and the sign of the second possibility may be a negative sign (-f2d(i,j)), and the first possibility and the second possibility may be values that are larger the more likely that feature point i and feature point j are feature points of the same object. Alternatively, the inverse of the value obtained by weighting and adding the first possibility (f3d(i, j)) and the second possibility (f2d(i, j)) may be used as the cost, so that the more likely it is that feature point i and feature point j are feature points of the same object, the higher the cost. In this case, the more likely it is that feature point i and feature point j are feature points of the same object, the higher the matching cost becomes. Therefore, the clustering unit 30 performs clustering by linking combinations in descending order of cost, and combines feature points whose matching cost is equal to or greater than a predetermined threshold. In this way, it is possible to detect the clustered feature points as a single object. Therefore, it is possible to appropriately change whether the first possibility and the second possibility are set to a small value or a large value as the more likely it is that feature point i and feature point j are feature points of the same object. In other words, it is sufficient that the first possibility and the second possibility are parameters that change depending on the possibility that feature point i and feature point j are feature points of the same object, and it is sufficient that the matching cost is a value obtained by weighting and adding the first possibility and the second possibility, and the value itself is not limited to being positive or negative.

ここで、図6A、図6Bを参照して、クラスタリング部30が特徴点をクラスタリングして物体を検出する処理を模式的に説明する。図6Aは、複数の特徴点igがステレオカメラ10による位置検出の精度が良好な領域に存在する場合のクラスターc1を示している。図6Aの距離画像diには、自車両から複数の特徴点igまでの自車両の前後方向の距離、及び実空間における特徴点間の距離が示されている。距離画像diに示される複数の特徴点igは、ステレオカメラ10による位置検出の精度が良好な領域に存在する。そのため、クラスタリング部30は、第1の可能性が第2の可能性よりも多く反映された一致コスト行列に基づいてクラスタリングc1を行う。これにより、複数の特徴点igをクラスタリングc1して物体3を検出することができる。図6Bは、複数の特徴点ipがステレオカメラ10による位置検出の精度が低下する領域に存在する場合のクラスターc2を示している。図6Bの距離画像diには、自車両から特徴点までの自車両の前後方向の距離、及び実空間における特徴点間の距離が示されている。距離画像diに示される複数の特徴点ipは、ステレオカメラ10による位置検出の精度が低下している領域に存在する。そのため、クラスタリング部30は、第2の可能性が第1の可能性よりも多く反映された一致コスト行列に基づいてクラスタリングc2を行う。これにより、複数の特徴点ipをクラスタリングc2して物体4を検出することができる。 Here, referring to FIG. 6A and FIG. 6B, the process of the clustering unit 30 clustering the feature points to detect an object will be described. FIG. 6A shows a cluster c1 in a case where a plurality of feature points ig are present in an area where the accuracy of position detection by the stereo camera 10 is good. The distance image di in FIG. 6A shows the distance in the front-rear direction of the host vehicle from the host vehicle to the plurality of feature points ig, and the distance between the feature points in real space. The plurality of feature points ig shown in the distance image di are present in an area where the accuracy of position detection by the stereo camera 10 is good. Therefore, the clustering unit 30 performs clustering c1 based on a matching cost matrix in which the first possibility is reflected more than the second possibility. This makes it possible to cluster the plurality of feature points ig to detect the object 3. FIG. 6B shows a cluster c2 in a case where a plurality of feature points ip are present in an area where the accuracy of position detection by the stereo camera 10 is reduced. The distance image di in FIG. 6B shows the distance in the front-rear direction of the host vehicle from the host vehicle to the feature points, and the distance between the feature points in real space. The multiple feature points ip shown in the distance image di are present in an area where the accuracy of position detection by the stereo camera 10 is reduced. Therefore, the clustering unit 30 performs clustering c2 based on a matching cost matrix in which the second possibility is reflected more than the first possibility. This makes it possible to detect the object 4 by clustering c2 the multiple feature points ip.

[物体検出方法]
次に、図7を参照して、図1に示す物体検出装置の処理の一例を説明する。図7のフローチャートに示す物体検出装置の動作は、車両のイグニッションスイッチ又はパワースイッチがONとなると同時に開始され、イグニッションスイッチ又はパワースイッチがOFFとなった時点で処理を終了する。
[Object detection method]
Next, an example of the processing of the object detection device shown in Fig. 1 will be described with reference to Fig. 7. The operation of the object detection device shown in the flowchart of Fig. 7 starts at the same time that the ignition switch or power switch of the vehicle is turned ON, and ends when the ignition switch or power switch is turned OFF.

ステップS10において、特徴点抽出部21は、ステレオカメラ10によって撮像された自車両の前方を異なる位置から撮像した2つの画像を取得し、処理はステップS20に進む。ステップS20において、特徴点抽出部21は、それぞれ周囲の画素と区別可能な特徴を持つ画素である複数の特徴点を抽出し、処理はステップS30に進む。 In step S10, the feature point extraction unit 21 acquires two images of the area in front of the vehicle captured by the stereo camera 10 from different positions, and the process proceeds to step S20. In step S20, the feature point extraction unit 21 extracts multiple feature points, each of which is a pixel that has a characteristic that can be distinguished from the surrounding pixels, and the process proceeds to step S30.

ステップS30において、距離画像生成部22は、第1画像の特徴点と第2画像の特徴点とのうちで同一の特徴点に対する視差(ずれ量)から、複数の特徴点の自車両に対する3次元座標(相対座標)を算出し、複数の特徴点の3次元座標から、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離を算出する。そして、処理はステップS40に進み、距離画像生成部22は、複数の特徴点の自車両に対する3次元座標から実空間における複数の特徴点間の距離を算出し、処理はステップS50に進む。 In step S30, the distance image generating unit 22 calculates the three-dimensional coordinates (relative coordinates) of the multiple feature points relative to the vehicle from the parallax (shift amount) for the same feature points among the feature points in the first image and the feature points in the second image, and calculates the distances in the front-rear direction of the vehicle from the multiple feature points to the multiple feature points from the three-dimensional coordinates of the multiple feature points. Then, the process proceeds to step S40, where the distance image generating unit 22 calculates the distances between the multiple feature points in real space from the three-dimensional coordinates of the multiple feature points relative to the vehicle, and the process proceeds to step S50.

ステップS50において、オプティカルフロー算出部23は、過去の特徴点に対応する実空間の対象と同一の対象に対応する現在の特徴点を、関連する特徴点として検出し、互いに関連する過去の特徴点と現在の特徴点との組み合わせをオプティカルフローとして算出する。オプティカルフロー算出部23は、オプティカルフローから画像における複数の特徴点間の距離を算出し、処理はステップS60に進む。ステップS60において、オプティカルフロー算出部23は、オプティカルフローから画像における各々の特徴点の移動速度を算出し、処理はステップS70に進む。 In step S50, the optical flow calculation unit 23 detects, as related feature points, current feature points that correspond to the same object in real space as the object corresponding to the past feature point, and calculates a combination of the mutually related past feature points and current feature points as an optical flow. The optical flow calculation unit 23 calculates the distance between multiple feature points in the image from the optical flow, and the process proceeds to step S60. In step S60, the optical flow calculation unit 23 calculates the movement speed of each feature point in the image from the optical flow, and the process proceeds to step S70.

ステップS70において、3次元情報評価部28は、特徴点のフィルタリングを行う。具体的には、3次元情報評価部28は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離を算出する際に生じる理論誤差を考慮した実空間における複数の特徴点間の距離が、所定の許容距離以内であるか否かを判断する。そして、3次元情報評価部28は、理論誤差を考慮した実空間における複数の特徴点間の距離が、所定の許容距離より長い特徴点同士は、同一の物体の特徴点としてクラスタリングすることを禁止し、処理はステップS80に進む。 In step S70, the three-dimensional information evaluation unit 28 filters the feature points. Specifically, the three-dimensional information evaluation unit 28 determines whether the distance between the multiple feature points in real space, taking into account the theoretical error that occurs when calculating the distance from the vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the vehicle, is within a predetermined allowable distance. Then, the three-dimensional information evaluation unit 28 prohibits feature points whose distance between the multiple feature points in real space, taking into account the theoretical error, is longer than the predetermined allowable distance from being clustered as feature points of the same object, and the process proceeds to step S80.

ステップS80において、評価方法決定部29は、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離に基づいて、第1の可能性に付される第1の重み、及び第2の可能性に付される第2の重みのそれぞれを設定し、処理はステップS90に進む。 In step S80, the evaluation method determination unit 29 sets a first weight to be assigned to the first possibility and a second weight to be assigned to the second possibility based on the longitudinal distance from the vehicle to the multiple feature points, and the process proceeds to step S90.

ステップS90において、3次元情報評価部28は、フィルタリング後の各々の特徴点の実空間における複数の特徴点間の距離と、各々の特徴点の実空間における移動速度に基づいて、第1の重みを付した(乗算した)複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第1の可能性を算出する。2次元情報評価部27は、複数の特徴点間の距離と各々の特徴点の移動速度に基づいて、第2の重みを付した(乗算した)複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第2の可能性を算出する。そして、クラスタリング部30は、第1の可能性と第2の可能性を加算し、一致コストとして算出する。クラスタリング部30は、特徴点の組み合わせ毎の一致コスト行列を作成する。そして、処理はステップS100に進み、クラスタリング部30は、コストの小さい順に組合せを連結してクラスタリングを行い、一致コストが所定の閾値以下の特徴点同士を組み合わせることにより、クラスタリングされた特徴点を1つの物体として検出する。 In step S90, the three-dimensional information evaluation unit 28 calculates a first possibility indicating that the multiple feature points to which a first weight has been applied (multiplied) are feature points of the same object based on the distance between the multiple feature points in real space after filtering and the moving speed of each feature point in real space. The two-dimensional information evaluation unit 27 calculates a second possibility indicating that the multiple feature points to which a second weight has been applied (multiplied) are feature points of the same object based on the distance between the multiple feature points and the moving speed of each feature point. Then, the clustering unit 30 adds the first possibility and the second possibility to calculate a matching cost. The clustering unit 30 creates a matching cost matrix for each combination of feature points. Then, the process proceeds to step S100, where the clustering unit 30 performs clustering by linking the combinations in ascending order of cost, and detects the clustered feature points as one object by combining feature points whose matching cost is equal to or less than a predetermined threshold.

[作用効果]
以上、説明したように、本実施形態によれば以下作用効果が得られる。
[Action and Effect]
As described above, according to this embodiment, the following advantageous effects can be obtained.

少なくとも実空間における複数の特徴点間の距離に基づいて算出される第1の可能性であって、複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第1の可能性に対して付される第1の重み、及び画像における複数の特徴点間の距離と各々の特徴点の移動速度に基づいて算出される第2の可能性であって、複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す第2の可能性に対して付される第2の重みを、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向(所定方向)の距離に基づいてそれぞれ設定し、第1の重みを付した第1の可能性及び第2の重みを付した前記第2の可能性を用いて、複数の特徴点をクラスタリングして物体を検出する。 A first weight is assigned to a first possibility calculated based on at least the distance between the multiple feature points in real space, the first possibility indicating the possibility that the multiple feature points are feature points of the same object, and a second weight is assigned to a second possibility calculated based on the distance between the multiple feature points in the image and the moving speed of each feature point, the second possibility indicating the possibility that the multiple feature points are feature points of the same object, the first weight is assigned to the first possibility calculated based on the distance between the multiple feature points in the image and the moving speed of each feature point, and a second weight is assigned to the second possibility indicating the possibility that the multiple feature points are feature points of the same object, the second weight is assigned to the second possibility calculated based on the distance between the multiple feature points in the forward/rearward direction (predetermined direction) of the vehicle, and the multiple feature points are clustered to detect an object using the first possibility with the first weight and the second possibility with the second weight.

第1の可能性は、実空間における複数の特徴点間の距離に基づいて算出される複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性であり、ステレオカメラ10による位置検出精度が良好な領域において有効に作用する。また、第2の可能性は、画像における複数の特徴点間の距離と各々の特徴点の移動速度に基づいて算出される複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性であり、ステレオカメラ10による位置検出精度が低下する領域において有効に作用する。したがって、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離に基づいて、第1の重みと第2の重みをそれぞれ設定することにより、ステレオカメラによる位置検出の精度が低下する領域においても精度良くクラスタリングを行い、物体を正確に検出することができる。 The first possibility is that multiple feature points calculated based on the distances between multiple feature points in real space are feature points of the same object, and this possibility is effective in areas where the accuracy of position detection by the stereo camera 10 is good. The second possibility is that multiple feature points calculated based on the distances between multiple feature points in an image and the moving speed of each feature point are feature points of the same object, and this possibility is effective in areas where the accuracy of position detection by the stereo camera 10 decreases. Therefore, by setting the first weight and the second weight based on the distances from the host vehicle to the multiple feature points in the forward/rearward direction of the host vehicle, clustering can be performed with high accuracy even in areas where the accuracy of position detection by the stereo camera decreases, and objects can be detected accurately.

複数の特徴点の2つの画像上の位置から、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離を算出する際に生じる理論誤差を考慮した実空間における複数の特徴点間の距離が、所定の許容距離以内であるか否かを判断する。そして、理論誤差を考慮した実空間における複数の特徴点間の距離が、所定の許容距離より長い特徴点同士は、同一の物体の特徴点としてクラスタリングすることを禁止する。これにより、理論誤差を考慮した実空間における複数の特徴点間の距離が、所定の許容距離より長い特徴点同士は、同一の物体の特徴点でないと判断し、クラスタリングを禁止することで、誤ったクラスタリングを防止することができる。すなわち、物体を精度良く検出することができる。 The system determines whether the distance between multiple feature points in real space, taking into account theoretical errors that arise when calculating the longitudinal distance from the vehicle to the multiple feature points from the positions of the multiple feature points on two images, is within a predetermined allowable distance. Then, feature points whose distance between multiple feature points in real space taking into account theoretical errors is longer than the predetermined allowable distance are prohibited from being clustered as feature points of the same object. In this way, feature points whose distance between multiple feature points in real space taking into account theoretical errors is longer than the predetermined allowable distance are determined not to be feature points of the same object, and clustering is prohibited, thereby preventing erroneous clustering. In other words, objects can be detected with high accuracy.

自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離以上であるか否かを判断し、前後方向の距離が所定の距離以上である場合、第1の重みを0とし、前後方向の距離が所定の距離未満である場合、前記第2の重みを0とする。これにより、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離以上である場合、ステレオカメラ10による位置検出の精度が低下する領域において有効に作用する第2の可能性を用いて複数の特徴点が同一の物体の特徴点であるか否かを判断することができる。また、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が所定の距離未満である場合、ステレオカメラ10による位置検出の精度が良好な領域において有効に作用する第1の可能性を用いて、複数の特徴点が同一の物体の特徴点であるか否かを判断することができる。したがって、複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性をより精度良く判断することができる。 It is determined whether the distance in the longitudinal direction of the vehicle from the vehicle to the multiple feature points is equal to or greater than a predetermined distance, and if the distance in the longitudinal direction is equal to or greater than the predetermined distance, the first weight is set to 0, and if the distance in the longitudinal direction is less than the predetermined distance, the second weight is set to 0. As a result, if the distance in the longitudinal direction of the vehicle from the vehicle to the multiple feature points is equal to or greater than a predetermined distance, it is possible to determine whether the multiple feature points are feature points of the same object using the second possibility that is effective in an area where the accuracy of position detection by the stereo camera 10 is reduced. Also, if the distance in the longitudinal direction of the vehicle from the vehicle to the multiple feature points is less than a predetermined distance, it is possible to determine whether the multiple feature points are feature points of the same object using the first possibility that is effective in an area where the accuracy of position detection by the stereo camera 10 is good. Therefore, it is possible to more accurately determine the possibility that the multiple feature points are feature points of the same object.

自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離、及び自車両の直進方向(所定方向)に対して特徴点がなす角度に基づいて第1の重み及び第2の重みを連続的に変化させる。これにより、車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離、及び自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度の変化に応じて、第1の重み及び第2の重みを変化させながら、第1の可能性と第2の可能性との両方を用いて複数の特徴点が同一の物体の特徴点であるか否かを判断することができる。すなわち、より精度良くクラスタリングを行うことができる。 The first weight and the second weight are continuously changed based on the distance from the vehicle to the multiple feature points in the forward/backward direction of the vehicle and the angle the feature points make with respect to the straight-ahead direction of the vehicle (predetermined direction). This makes it possible to determine whether multiple feature points are feature points of the same object using both the first possibility and the second possibility while changing the first weight and the second weight in response to changes in the distance from the vehicle to the multiple feature points in the forward/backward direction of the vehicle and the angle the feature points make with respect to the straight-ahead direction of the vehicle. In other words, clustering can be performed with higher accuracy.

第1の重みは、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が遠くなるほど減少し、第2の重みは、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が遠くなるほど増加する。これにより、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離が遠くなるほど、複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を算出する際に与える第1の可能性の影響度を小さくし、第2の可能性の影響度を大きくすることができる。よって、自車両から複数の特徴点までの自車両の前後方向の距離に応じて、第1の可能性の影響度と第2の可能性の影響度とを適切に変化させることができ、複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を算出することができる。すなわち、より精度良くクラスタリングを行うことができる。 The first weight decreases as the distance from the host vehicle to the multiple feature points increases in the longitudinal direction of the host vehicle, and the second weight increases as the distance from the host vehicle to the multiple feature points increases in the longitudinal direction of the host vehicle. As a result, the influence of the first possibility when calculating the possibility that the multiple feature points are feature points of the same object can be reduced and the influence of the second possibility can be increased as the distance from the host vehicle to the multiple feature points increases in the longitudinal direction of the host vehicle. Therefore, the influence of the first possibility and the influence of the second possibility can be appropriately changed according to the distance from the host vehicle to the multiple feature points in the longitudinal direction of the host vehicle, and the possibility that the multiple feature points are feature points of the same object can be calculated. In other words, clustering can be performed with higher accuracy.

第1の重みは、自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度が大きくなるほど減少し、第2の重みは、自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度が大きくなるほど増加する。ステレオカメラ10による位置検出において、自車両の直進方向に対して角度を有する特徴点の場合、自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度が大きくなるほど、自車両の左右方向の位置を算出する際の理論誤差が大きくなる。したがって、ステレオカメラ10の自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度が大きくなるほど、自車両の左右方向の位置を算出する際の理論誤差が大きくなるという特性に合わせて、第1の可能性と第2の可能性との重みを変化させることができる。これにより、自車両の直進方向に対して特徴点がなす角度に応じて、第1の可能性の影響度と第2の可能性の影響度とを適切に変化させ、複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を算出することができる。すなわち、より精度良くクラスタリングを行うことができる。 The first weight decreases as the angle of the feature point relative to the straight-line direction of the vehicle increases, and the second weight increases as the angle of the feature point relative to the straight-line direction of the vehicle increases. In position detection by the stereo camera 10, in the case of a feature point having an angle relative to the straight-line direction of the vehicle, the theoretical error in calculating the left-right position of the vehicle increases as the angle of the feature point relative to the straight-line direction of the vehicle increases. Therefore, the weights of the first possibility and the second possibility can be changed in accordance with the characteristic that the theoretical error in calculating the left-right position of the vehicle increases as the angle of the feature point relative to the straight-line direction of the vehicle of the stereo camera 10 increases. As a result, the influence of the first possibility and the influence of the second possibility can be appropriately changed according to the angle of the feature point relative to the straight-line direction of the vehicle, and the possibility that multiple feature points are feature points of the same object can be calculated. In other words, clustering can be performed with higher accuracy.

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 As described above, an embodiment of the present invention has been described, but the descriptions and drawings that form part of this disclosure should not be understood as limiting this invention. Various alternative embodiments, examples, and operating techniques will become apparent to those skilled in the art from this disclosure.

1 物体検出装置
10 ステレオカメラ
20 制御部
21 特徴点抽出部
22 距離画像生成部
23 オプティカルフロー算出部
24 自車挙動測定部
25 3次元フロー算出部
26 物体検出部
27 2次元情報評価部
28 3次元情報評価部
29 評価方法決定部
30 クラスタリング部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Object detection device 10 Stereo camera 20 Control unit 21 Feature point extraction unit 22 Distance image generation unit 23 Optical flow calculation unit 24 Vehicle behavior measurement unit 25 Three-dimensional flow calculation unit 26 Object detection unit 27 Two-dimensional information evaluation unit 28 Three-dimensional information evaluation unit 29 Evaluation method determination unit 30 Clustering unit

Claims (7)

自車両から所定方向に向けて、異なる位置から撮像することにより2つの画像を取得し、
前記2つの画像の各々から複数の特徴点を抽出し、
前記複数の特徴点の前記2つの画像上の位置から前記自車両から前記複数の特徴点までの前記所定方向における距離、及び実空間における前記複数の特徴点間の距離をそれぞれ算出し、
少なくとも前記実空間における前記複数の特徴点間の距離に基づいて算出される第1の可能性であって、前記複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す前記第1の可能性に対して付される第1の重み、及び前記画像における前記複数の特徴点間の距離と各々の特徴点の移動速度に基づいて算出される第2の可能性であって、前記複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す前記第2の可能性に対して付される第2の重みを、前記自車両から前記複数の特徴点までの前記所定方向における距離に基づいてそれぞれ設定し、
前記第1の重みを付した前記第1の可能性及び前記第2の重みを付した前記第2の可能性を用いて、前記複数の特徴点をクラスタリングして物体を検出する
ことを特徴とする物体検出方法。
Obtaining two images by capturing images from different positions in a predetermined direction from the vehicle;
Extracting a plurality of feature points from each of the two images;
calculating distances from the vehicle to the plurality of feature points in the predetermined direction from the positions of the plurality of feature points on the two images, and distances between the plurality of feature points in real space;
a first weighting applied to a first possibility calculated based on at least a distance between the plurality of feature points in the real space, the first weighting applied to the first possibility indicating a possibility that the plurality of feature points are feature points of a same object, and a second weighting applied to the second possibility calculated based on a distance between the plurality of feature points in the image and a moving speed of each of the feature points, the second weighting applied to the second possibility indicating a possibility that the plurality of feature points are feature points of a same object ... calculated based on a distance between the plurality of feature points in the image and a moving speed of each of the feature points, the second weighting applied to the second possibility indicating a possibility that the plurality of feature points are feature points of a same object,
An object detection method, comprising: detecting an object by clustering the plurality of feature points using the first possibility with the first weighting and the second possibility with the second weighting.
前記複数の特徴点の前記2つの画像上の位置から、前記自車両から前記複数の特徴点までの前記所定方向における距離を算出する際に生じる理論誤差を考慮した前記実空間における前記複数の特徴点間の距離が、所定の許容距離以内であるか否かを判断し、
前記理論誤差を考慮した前記実空間における前記複数の特徴点間の距離が、前記所定の許容距離より長い特徴点同士は、同一の物体の特徴点としてクラスタリングすることを禁止する
ことを特徴とする請求項1に記載の物体検出方法。
determining whether or not a distance between the plurality of feature points in the real space, taking into consideration a theoretical error that occurs when calculating a distance from the host vehicle to the plurality of feature points in the predetermined direction, from the positions of the plurality of feature points on the two images, is within a predetermined allowable distance;
2. The object detection method according to claim 1, wherein feature points whose distance between the plurality of feature points in the real space taking into account the theoretical error is longer than the predetermined allowable distance are prohibited from being clustered as feature points of the same object.
前記自車両から前記複数の特徴点までの前記所定方向における距離が所定の距離以上であるか否かを判断し、
前記所定方向における距離が所定の距離以上である場合、前記第1の重みを0とし、
前記所定方向における距離が所定の距離未満である場合、前記第2の重みを0とする
ことを特徴とする請求項1に記載の物体検出方法。
determining whether a distance from the vehicle to the plurality of characteristic points in the predetermined direction is equal to or greater than a predetermined distance;
If the distance in the predetermined direction is equal to or greater than a predetermined distance, the first weight is set to 0;
The object detection method according to claim 1 , wherein the second weight is set to 0 when the distance in the predetermined direction is less than a predetermined distance.
前記自車両から前記複数の特徴点までの前記所定方向における距離に基づいて前記第1の重み及び前記第2の重みを連続的に変化させる
ことを特徴とする請求項1に記載の物体検出方法。
2. The object detection method according to claim 1, wherein the first weights and the second weights are continuously changed based on distances from the host vehicle to the plurality of feature points in the predetermined direction.
前記第1の重みは、前記所定方向における距離が遠くなるほど減少し、
前記第2の重みは、前記所定方向における距離が遠くなるほど増加する
ことを特徴とする請求項4に記載の物体検出方法。
the first weight decreases as the distance in the predetermined direction increases,
The object detection method according to claim 4 , wherein the second weight increases as the distance in the predetermined direction increases.
前記所定方向に対して前記複数の特徴点がなす角度を算出し
前記第1の重みは、前記角度が大きくなるほど減少し、
前記第2の重みは、前記角度が大きくなるほど増加する
ことを特徴とする請求項4に記載の物体検出方法。
Calculating angles that the plurality of feature points make with respect to the predetermined direction; and the first weight is decreased as the angle increases.
The object detection method according to claim 4 , wherein the second weight increases as the angle increases.
自車両から所定方向に向けて、異なる位置から撮像することにより2つの画像を取得する2つのカメラと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記2つの画像の各々から複数の特徴点を抽出し、
前記複数の特徴点の前記2つの画像上の位置から前記自車両から前記複数の特徴点までの前記所定方向における距離、及び実空間における前記複数の特徴点間の距離をそれぞれ算出し、
少なくとも前記実空間における前記複数の特徴点間の距離に基づいて算出される第1の可能性であって、前記複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す前記第1の可能性に対して付される第1の重み、及び前記画像における前記複数の特徴点間の距離と各々の特徴点の移動速度に基づいて算出される第2の可能性であって、前記複数の特徴点が同一の物体の特徴点である可能性を示す前記第2の可能性に対して付される第2の重みを、前記自車両から前記複数の特徴点までの前記所定方向における距離に基づいてそれぞれ設定し、
前記第1の重みを付した前記第1の可能性及び前記第2の重みを付した前記第2の可能性を用いて、前記複数の特徴点をクラスタリングして物体を検出する
ことを特徴とする物体検出装置。
Two cameras that capture two images from different positions toward a predetermined direction from the vehicle;
A control unit,
The control unit is
Extracting a plurality of feature points from each of the two images;
calculating distances from the vehicle to the plurality of feature points in the predetermined direction from the positions of the plurality of feature points on the two images, and distances between the plurality of feature points in real space;
a first weighting applied to a first possibility calculated based on at least a distance between the plurality of feature points in the real space, the first weighting applied to the first possibility indicating a possibility that the plurality of feature points are feature points of a same object, and a second weighting applied to the second possibility calculated based on a distance between the plurality of feature points in the image and a moving speed of each of the feature points, the second weighting applied to the second possibility indicating a possibility that the plurality of feature points are feature points of a same object ... calculated based on a distance between the plurality of feature points in the image and a moving speed of each of the feature points, the second weighting applied to the second possibility indicating a possibility that the plurality of feature points are feature points of a same object,
An object detection device comprising: an object detection device that detects an object by clustering the plurality of feature points using the first possibility with the first weighting and the second possibility with the second weighting.
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