JP7675355B2 - external world recognition device - Google Patents
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Description
本発明は、車載ステレオカメラ等の外界認識装置に関し、車載カメラで撮像された画像を用いた運転支援制御の停止判定を的確に行うようにされた外界認識装置に関する。The present invention relates to an external environment recognition device such as an in-vehicle stereo camera, and more particularly to an external environment recognition device that accurately performs a stop determination for driving assistance control using an image captured by an in-vehicle camera.
アダプティブクルーズコントロール(ACC)や衝突被害軽減ブレーキ(AEB)といった運転支援制御が知られている。これらの制御は、例えば車両前方を被写体としてフロントガラス内に設置されたカメラによって撮像される画像から周辺環境(外界)を認識し、車両の制御を行う。There are known driving assistance controls such as adaptive cruise control (ACC) and automatic emergency braking (AEB). These controls recognize the surrounding environment (external world) from images captured by a camera installed in the windshield with the subject in front of the vehicle, and control the vehicle.
上記運転支援制御において、豪雨やフロントガラスの曇り等によってカメラの視界が妨げられ、画像が劣化した場合には、未検知・誤検知が発生し、AEBの未制動やACC中の誤加速、AEBの誤制動やACC中の誤制動といった動作を起こす。そこで、運転支援制御がこのような動作を起こす前に運転支援制御を一時的に停止し、ユーザに一時停止したことを通知する機能であるHALT機能が必要である。ただし、運転支援制御を一時的に停止すると、ドライバの運転操作の負担を軽減できなくなるため、運転支援制御を一時的に停止すべき状況の判定を的確に行うことが望まれる。In the above driving assistance control, if the camera's visibility is obstructed by heavy rain or fogging of the windshield, etc., and the image deteriorates, non-detection or erroneous detection occurs, resulting in operations such as no braking in AEB, erroneous acceleration during ACC, erroneous braking in AEB, and erroneous braking during ACC. Therefore, a HALT function is required that temporarily stops the driving assistance control before it causes such operations and notifies the user that it has been temporarily stopped. However, if the driving assistance control is temporarily stopped, it is not possible to reduce the burden of driving operations on the driver, so it is desirable to accurately determine the situation in which the driving assistance control should be temporarily stopped.
特許文献1では、運転支援制御を一時的に停止すべき状況の判定を的確に行うために、ワイパー作動中に第1、第2の撮像画像データからエッジまたは輝度の差分を求め、差分が規定値以上の場合は停止判定処理を行わないことが記載されている。
特許文献1では、停止判定処理は、現在フレームでのエッジ数や距離データ数、輝度を用いているが、現在フレームでの情報のみを用いて停止判定(画像劣化判定)を行っており、もともと輝度やエッジが出にくい環境なのか、豪雨等による画像劣化によって輝度やエッジが出ていないのかが判断できない。その場合、積雪路のようなもともと輝度やエッジが出にくい環境で、雨滴や雪が付着して画像の軽度の劣化が生じた場合に、誤ってHALTとして判定して機能(運転支援制御)を停止してしまう。In
そこで、本発明では、豪雨のように画像の劣化が激しい場合はHALTとして判定して機能を停止させ、画像の劣化が軽度である小雨の場合はHALT判定せずに機能を停止させない外界認識装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention aims to provide an external environment recognition device that judges the device to be HALT and halts its functions when the image degradation is severe, such as in heavy rain, and does not judge the device to be HALT and halt its functions when the image degradation is minor, such as in light rain.
上記課題を解決するために、代表的な本発明の外界認識装置の一つは、車室内に取り付けられたカメラと、前記カメラで取得された画像から、画像特徴量を求める画像特徴量算出部と、前記カメラで取得された画像から、車外の対象物を認識する認識部と、所定周期で定められたタイミングで取得された第一の画像における第一の画像特徴量を記憶するメモリと、前記第一の画像特徴量、または当該第一の画像特徴量と現在の画像における第二の画像特徴量との比較結果に基づいて、前記認識部の機能を一時停止するか否かを判定する機能停止判定部と、を有することを特徴とする。In order to solve the above problems, one representative external environment recognition device of the present invention is characterized by having a camera mounted in a vehicle cabin, an image feature calculation unit that calculates image features from an image acquired by the camera, a recognition unit that recognizes objects outside the vehicle from an image acquired by the camera, a memory that stores a first image feature in a first image acquired at a timing determined in a predetermined cycle, and a function stop determination unit that determines whether to temporarily suspend the function of the recognition unit based on the first image feature or a comparison result between the first image feature and a second image feature in a current image.
本発明によれば、時系列データを用いて判定を行うことで、もともと視差等の画像特徴が出にくい環境なのか、豪雨等による画像劣化によって視差等の画像特徴が出ていないのかが判断できるため、豪雨のように画像の劣化が激しい場合はHALTとして判定して機能を停止させ、画像の劣化が軽度である小雨の場合はHALT判定せずに機能を停止させない。そのため、豪雨のように画像の劣化が激しい場合は、機能(運転支援制御)を一時的に停止する一方、HALTする程度ではない画像の劣化が軽度である小雨の場合は、機能(運転支援制御)を停止させず、運転支援を継続してドライバの運転操作の負担を軽減し続けることができる。According to the present invention, by making a judgment using time series data, it is possible to judge whether the environment is originally one in which image features such as parallax are difficult to appear, or whether image features such as parallax are not appearing due to image deterioration caused by heavy rain, etc., and therefore, when the image deterioration is severe, such as heavy rain, it is judged as HALT and the function is stopped, and when the image deterioration is light rain, the HALT judgment is not made and the function is not stopped. Therefore, when the image deterioration is severe, such as heavy rain, while when the image deterioration is light rain and the image deterioration is not severe enough to HALT, the function (driving assistance control) is not stopped and driving assistance is continued, so that the burden of the driver's driving operation can be continued to be reduced.
上述した以外の課題、構成、及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of the embodiments.
本発明の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の代表図であり、本実施形態における車載ステレオカメラの構成図である。車載ステレオカメラ1は、車両に搭載され、車室内に取り付けられた(複数の)カメラで取得(撮像)された画像から、車外の対象物を認識し、ACCやAEB等の運転支援機能を実現する外界認識装置としての機能を有する。車載ステレオカメラ1は、左右一対の撮像部としてのカメラ2A、2B(左カメラ2A、右カメラ2B)と、画像特徴量算出部3と、認識部4と、第一の画像特徴量を記憶するメモリ5と、機能停止判定部6と、で構成される。車載ステレオカメラ1は、カメラやCPU、メモリ、電子回路などのハードウェ
アと、ハードウェアと協働して車両の運転支援を行うソフトウェアとを備えている。 FIG. 1 is a representative diagram of this embodiment, and is a configuration diagram of an in-vehicle stereo camera in this embodiment. The in-
図1のカメラ2A、2Bは、画像を撮像する。カメラ2A、2Bは車幅方向に離間して配置されるように車両に固定されており、車両のフロントガラス越しに前方を撮像して、互いに同じ領域を撮像できるようになっている。The
図1の認識部4は、カメラ2A、2Bより取得した画像から、周辺環境(ここでは前方)の車両や歩行者等の対象物を検知・認識して、ACCやAEB等の運転支援機能を実現する。The recognition unit 4 in FIG. 1 detects and recognizes objects such as vehicles and pedestrians in the surrounding environment (here, ahead) from images acquired by the
画像特徴量算出部3は、左カメラ2Aで撮像された画像(以下、左カメラ画像とも呼ぶ)と右カメラ2Bで撮像された画像(以下、右カメラ画像とも呼ぶ)を入力として、画像中の画素値(輝度値)を解析することで画像特徴量を算出する。画像特徴量は、画素値そのものを利用して算出してもよいし、複数のピクセルから局所領域を定義し、局所領域内の平均輝度、重み付きの平均輝度、代表輝度などを利用して算出してもよい。本例では、画像特徴量算出部3は、画像特徴量として、視差数やエッジ数を算出する。The image feature amount calculation unit 3 receives an image captured by the
画像中のエッジ数は、公知の技術として現フレームにおける左カメラ2Aまたは右カメラ2B(の画像)から算出することができる。The number of edges in an image can be calculated from (the image from) the
視差は、左右カメラ2A、2Bの画像の対応点をパターンマッチングにより検出し、検出された対応点間の座標のずれを算出する。この視差を用いることで、三角測量の原理により実空間上における対応点までの距離を算出することができる。図2に、画像特徴量算出部3における視差計算のイメージを表す。図2では、(a)左カメラ画像と(b)右カメラ画像のパターンマッチングによって、(c)視差画像を算出する。視差は、人や白線、先行車等、エッジが出る部分で算出されるが、空等のエッジが出にくくパターンマッチングが困難な部分では視差が算出できない。この視差画像全体で、エッジが出る部分で算出された有効な視差の数を視差数と呼ぶ。Parallax is calculated by detecting corresponding points in the images of the left and
図3は、図2の例で雨滴が付着した場合の例を示す。図3の(a)左カメラ画像のように左カメラ(詳しくは、左カメラの視野内のフロントガラス)に雨滴が付着した場合は、雨滴によって周辺環境の撮像画像がゆがむ、あるいは、隠されるため、(b)右カメラ画像とのパターンマッチングが困難となり、(c)視差画像のように全体の視差数は低下する。Fig. 3 shows an example of the case where raindrops are attached to the example of Fig. 2. When raindrops are attached to the left camera (specifically, the windshield in the field of view of the left camera) as in the left camera image (a) of Fig. 3, the captured image of the surrounding environment is distorted or hidden by the raindrops, making pattern matching with the right camera image (b) difficult, and the overall number of parallaxes is reduced as in the parallax image (c).
メモリ5は、画像特徴量算出部3により取得した第一の画像における第一の画像特徴量を記憶する。第一の画像特徴量を算出するための第一の画像は、ワイパー払拭によって規定される所定周期で定められたタイミングで取得する。図4A、B、図5A、Bに、ワイパー払拭直後について説明するワイパー位置、カメラ画像を示す。図4A、B中、2A、2Bは左右カメラ、10はフロントガラス、11A、11Bは左右ワイパーである。The memory 5 stores the first image feature amount of the first image acquired by the image feature amount calculation unit 3. The first image for calculating the first image feature amount is acquired at a timing determined by a predetermined cycle defined by the wiper wiping. Figures 4A and 4B and Figures 5A and 5B show the wiper positions and camera images to explain the state immediately after the wiper wiping. In Figures 4A and 4B, 2A and 2B are left and right cameras, 10 is the windshield, and 11A and 11B are left and right wipers.
図4Aはワイパー作動前のイメージであり、雨天時にはこの時、カメラ前のフロントガラスに雨滴が付着し、カメラから得られる画像は、図5Aのようになる。一方、図5Bは、ワイパー払拭直後の画像である。図4Bのようにワイパー11A、11Bが共に左右カメラ前を通過してフロントガラスに付着した雨滴を払拭し、図5Bのような鮮明な画像が取得できる場合を、ワイパー払拭直後と定義する。例えば、一般的な車両では、ワイパー11A、11Bは、図4Aのようなワイパー作動前の位置(通常時ないし収納時の位置)から、フロントガラス上を一方向(図4A、Bに示す例では、時計回り)に動作(回転)する。そして、ワイパー作動前の位置から最も離間した位置(図4BのAA、BBの位置)に到達した後、フロントガラス上を一方向とは逆方向(図4A、Bに示す例では、反時計回り)に動作(回転)し、図4Aのようなワイパー作動前の位置(通常時ないし収納時の位置)に再び戻る。このような一連の動作を1回または複数回繰り返し実行することで、フロントガラスに付着した雨滴を払拭する。このような車両において、前記一連の動作の中で、ワイパー11A、11Bはそれぞれ、左カメラ2A前、右カメラ2B前を2回(一方向と他方向の2回)通過することになる。なお、カメラの設置位置とワイパーの払拭範囲(動作範囲)によっては、ワイパー11A、11Bがそれぞれ、左カメラ2A前を2回(ワイパー11A、11Bで合計4回)通過したり、ワイパー11A、11Bがそれぞれ、右カメラ2B前を2回(ワイパー11A、11Bで合計4回)通過したりする場合もある。一般的には、ワイパー11A、11Bがそれぞれ、左カメラ2A前、右カメラ2B前を(一方向に1回ではなく)一方向と他方向に2回通過することで、前記一連の動作の中で、ワイパー払拭が完了すると考えられる。そのため、前記一連の動作の中で、ワイパー11A、11Bがそれぞれ、左カメラ2A前、右カメラ2B前を2回目に完全に通過した直後(換言すると、一方向に通過した後に他方向に通過した直後)を、ワイパー払拭直後と定義する。FIG. 4A is an image before the wipers are operated. In rainy weather, raindrops adhere to the windshield in front of the camera, and the image obtained from the camera is as shown in FIG. 5A. On the other hand, FIG. 5B is an image immediately after the wipers are wiped. As shown in FIG. 4B, the
また、本実施形態では、上述のワイパー払拭動作のタイミングが、機能停止判定(画像劣化判定)タイミングの基準となり得る。そのため、ある一連の動作の中のワイパー払拭直後から次の一連の動作の中のワイパー払拭直後までを、ワイパー11A、11Bの動作周期(駆動周期)と定義する。換言すると、ワイパー11A、11Bがワイパー作動前の位置からフロントガラス上を動作(回転)してワイパー作動前の位置に再び戻るまでを、ワイパー11A、11Bの動作周期と定義することもできる。さらに換言すると、ワイパー払拭動作の一連の動作の中の所定のタイミングを基準タイミングとして設定し、ある一連の動作の中の所定のタイミングから次の一連の動作の中の所定のタイミングまでを、ワイパー11A、11Bの動作周期と定義することもできる。In addition, in this embodiment, the timing of the wiper wiping operation can be the reference for the timing of function stop determination (image deterioration determination). Therefore, the period from immediately after the wiper wiping in one series of operations to immediately after the wiper wiping in the next series of operations is defined as the operation cycle (drive cycle) of the
ワイパー払拭直後かどうかは、カメラの画像や、ワイパーのモーター信号、ワイパーの駆動周期、雨滴センサからの信号などから判定することができる。画像特徴量算出部3は、ワイパー払拭直後の画像での画像特徴量をメモリ5へ第一の画像の画像特徴量として上書き保存する。Whether or not it is immediately after wiping with the wiper can be determined from an image captured by the camera, a wiper motor signal, a wiper drive cycle, a signal from a raindrop sensor, etc. The image feature amount calculation unit 3 overwrites and saves the image feature amount of the image immediately after wiping with the wiper in the memory 5 as the image feature amount of the first image.
図1の機能停止判定部6は、画像特徴量算出部3により取得した現在のフレーム(画像)での画像特徴量を第二の画像特徴量として、メモリ5に保存された第一の画像特徴量と比較して、機能(認識部4の運転支援機能)の停止判定を行う。The function stop determination unit 6 in FIG. 1 compares the image feature amount in the current frame (image) acquired by the image feature amount calculation unit 3 as a second image feature amount with the first image feature amount stored in the memory 5 to determine whether or not to stop the function (the driving assistance function of the recognition unit 4).
次に、図6を参照して、上述の車載ステレオカメラ1の機能停止判定部6の具体的な動作内容について説明する。図6は、本実施形態に関わる車載ステレオカメラ1の機能停止判定部6の手順を示すフローチャートである。Next, a specific operation of the function stop determination unit 6 of the above-mentioned vehicle-mounted
まず、S101でワイパー作動中かどうかを判定し、ワイパー作動中である場合は、S102へ移行する。ワイパー作動中でない場合には、機能停止判定を終了する。ワイパー作動中かどうかを判定するためには、ワイパースイッチ信号などを取得する。First, in S101, it is determined whether the wipers are in operation, and if so, the process proceeds to S102. If the wipers are not in operation, the function stop determination is terminated. In order to determine whether the wipers are in operation, a wiper switch signal or the like is acquired.
S102では、メモリ5へ保存したワイパー払拭直後の第一の画像特徴量と現在のフレームの特徴数である第二の画像特徴量を比較して、減少率dを求める。第一の画像特徴量
をf1、第二の画像特徴量をf2とする時、減少率d[%]は以下の式(1)で求められる。
[数1]
d = ( f1 - f2 ) ÷ f1 × 100 ・・・(1) In S102, the first image feature immediately after wiping stored in memory 5 is compared with the second image feature which is the number of features of the current frame to obtain a reduction rate d. When the first image feature is f1 and the second image feature is f2, the reduction rate d [%] can be obtained by the following formula (1).
[Equation 1]
d = (f1 - f2) ÷ f1 × 100...(1)
S103では、減少率dが基準値dTHより大きいかどうかを判定する。基準値dTHより大
きい場合は、現在フレームを劣化と判定し、S104にてHALT発生カウンタのカウンタ値を加算する。基準値dTH以下の場合は、現在フレームを非劣化と判定し、S105にてHALT発生カウンタのカウンタ値を減算する。 In S103, it is determined whether the decrease rate d is greater than a reference value dTH. If it is greater than the reference value dTH, the current frame is determined to be degraded, and the counter value of the HALT occurrence counter is incremented in S104. If it is equal to or less than the reference value dTH, the current frame is determined to be non-degraded, and the counter value of the HALT occurrence counter is decremented in S105.
S106では、S104、S105で算出したHALT発生カウンタのカウンタ値によってカメラ機能を一時停止(HALT)するかどうかを判定する。カウンタ値が基準値以上の場合はS107へ移行し、カメラ機能を一時停止(HALT)する。この状態の場合、認識部4で行う運転支援機能を一時的に停止する。In S106, it is determined whether or not to halt (HALT) the camera function based on the counter value of the HALT occurrence counter calculated in S104 and S105. If the counter value is equal to or greater than the reference value, the process proceeds to S107, where the camera function is halted (HALT). In this state, the driving support function performed by the
次に、上記フローの具体的な挙動について、図7A、B、C、図8A、B、Cを用いて説明する。Next, the specific behavior of the above flow will be described with reference to FIGS. 7A, 7B, and 7C, and FIGS. 8A, 8B, and 8C.
図7A、B、Cは、豪雨シーンでの挙動のイメージ図である。図7Aは、視差数の時系列変化のグラフである。豪雨の場合では、ワイパー払拭直後(▲)は画像が鮮明に映るため(図5B参照)、視差数がピークに達する。その後、次回のワイパー払拭まで、カメラ前のフロントガラスに雨滴が少しずつ付着するため(図5A参照)、視差数は減少する。次のワイパー払拭直後のタイミングで、また視差数が増加し、以降は同様の挙動を繰り返す。図7Bは、各フレームでの劣化判定の結果であり、S103の判定の結果を表す。図7Bのグラフでは、S104の劣化と判定した場合を1、S105の非劣化と判定した場
合を0として表す。豪雨の場合は、視差数の減少率が大きくなるので、劣化(1)、非劣化(0)を周期的に繰り返す挙動となる。図7Cは、S104、S105でのHALT発生カウンタ
を表す。図7Bの場合には、劣化(視差数の減少率が周期的に複数回基準値より大きくなる)、非劣化(視差数の減少率が周期的に複数回基準値以下となる)を周期的に繰り返すことで、カウンタ値は増加、減少を繰り返す。本例では、各フレームでの減少値と比較して増加値を大きくしている。ここで、カウンタ値と基準値を比較して(S106)、カウンタ値が基準値を上回った場合に、カメラの機能を一時停止(HALT)する(S107)。これにより、認識部4で行う運転支援機能が未作動や誤作動を起こす前に運転支援機能を一時的に停止する。 7A, 7B, and 7C are conceptual diagrams of behavior in a heavy rain scene. FIG. 7A is a graph of the time series change in the number of parallaxes. In the case of heavy rain, the image is clearly reflected immediately after the wiper is wiped (▲) (see FIG. 5B), so the number of parallaxes reaches a peak. After that, until the next wiper wipe, raindrops gradually adhere to the windshield in front of the camera (see FIG. 5A), so the number of parallaxes decreases. The number of parallaxes increases again immediately after the next wiper wipe, and the same behavior is repeated thereafter. FIG. 7B shows the results of the degradation judgment in each frame, and represents the result of the judgment in S103. In the graph of FIG. 7B, the case where degradation is judged in S104 is represented as 1, and the case where no degradation is judged in S105 is represented as 0. In the case of heavy rain, the rate of decrease in the number of parallaxes becomes large, so the behavior is a periodic repetition of degradation (1) and no degradation (0). FIG. 7C represents the HALT occurrence counters in S104 and S105. In the case of FIG. 7B, the counter value repeatedly increases and decreases by periodically repeating degradation (the rate of decrease in the number of disparities periodically exceeds the reference value multiple times) and non-degradation (the rate of decrease in the number of disparities periodically falls below the reference value multiple times). In this example, the increase value is made larger compared to the decrease value in each frame. Here, the counter value is compared with the reference value (S106), and if the counter value exceeds the reference value, the camera function is temporarily suspended (HALT) (S107). This temporarily stops the driving assistance function performed by the
図8A、B、Cは、積雪等の視差(またはエッジ)が出にくい環境での小雨の挙動のイメージ図である。図8Aは、視差数の時系列変化のグラフである。小雨の場合では、豪雨と同様にワイパー払拭直後(▲)は画像が鮮明に映るため(図5B参照)、視差数がピークに達し、その後は減少するが、その減少率は小さい。図8Bは、各フレームでの劣化判定の結果であり、S103の判定の結果を表す。小雨の場合は、視差数の減少率が大きくないので、非劣化(0)と判定される。図8Cは、S104、S105でのHALT発生カウン
タを表す。非劣化であるため、カウンタ値は減少する(具体的には、カウンタ値は0以上
であるため、変化せず、横ばいとなる)。ここで、カウンタ値と基準値を比較して(S106)、カウンタ値は基準値を下回る。これにより、認識部4で行う運転支援機能を停止させず、運転支援を継続してドライバの運転操作の負担を軽減し続けることができる。 8A, 8B, and 8C are conceptual diagrams of the behavior of light rain in an environment where parallax (or edges) are difficult to produce, such as snowfall. FIG. 8A is a graph of the time series change in the number of parallaxes. In the case of light rain, the image is clear immediately after wiping with the wiper (▲) as in the case of heavy rain (see FIG. 5B), so the number of parallaxes reaches a peak and then decreases, but the rate of decrease is small. FIG. 8B shows the results of the degradation judgment for each frame, and represents the result of the judgment in S103. In the case of light rain, the rate of decrease in the number of parallaxes is not large, so it is judged to be non-degraded (0). FIG. 8C shows the HALT occurrence counter in S104 and S105. Since it is non-degraded, the counter value decreases (specifically, since the counter value is 0 or more, it does not change and remains flat). Here, the counter value is compared with a reference value (S106), and the counter value is below the reference value. This allows the driving assistance function performed by the
このように機能停止判定部6において、ワイパー払拭直後(左右のカメラ前をワイパーが完全に通過し、画像が鮮明に映る状態)を基準として現在フレームと比較して視差数の減少率を算出することで、もともと視差が出にくい環境なのか、豪雨等による画像劣化によって視差が出ていないのかが判断(言い換えると、通常の雨と積雪等のもともと視差が出にくい環境を区別)できる。In this way, the function stop determination unit 6 calculates the rate of reduction in the number of parallaxes by comparing the current frame with the frame immediately after the wiper has been wiped (when the wiper has completely passed in front of the left and right cameras and the image is clearly captured) as a reference frame, and can determine whether the environment is one in which parallax is unlikely to occur to begin with, or whether parallax is not occurring due to image degradation caused by heavy rain or the like (in other words, it is possible to distinguish between environments in which parallax is unlikely to occur to begin with, such as normal rain and accumulated snow).
なお、上記実施形態では、HALT発生カウンタを用いて機能停止を判定したが、図7Aのような視差数の周期的な変化をとらえる別の手法を用いてもよい。例えば、図7Bのような各フレームでの劣化判定の結果の立上り間隔や立下り間隔の周期的な変化(周期性)を基に、機能停止を判定してもよい。In the above embodiment, the HALT occurrence counter is used to determine whether the function has stopped, but another method of capturing a periodic change in the number of disparities as shown in Fig. 7A may be used. For example, the function may be determined based on a periodic change (periodicity) in the rise interval or fall interval of the degradation determination result for each frame as shown in Fig. 7B.
また、上記実施形態では、機能停止を判定するタイミングとして、ワイパー払拭直後(左右のカメラ前をワイパーが完全に通過し、画像が鮮明に映る状態)を基準として現在フレームと比較して、ワイパー払拭直後の画像の画像特徴量に対する現在フレームの画像特徴量の減少率を算出することで、機能停止を判定した。ただし、機能停止を判定するタイミングは、上記実施形態に限られない。In the above embodiment, the timing for determining whether the function has stopped is determined by comparing the current frame with the time immediately after the wiper has been wiped (when the wiper has completely passed in front of the left and right cameras and an image is clearly captured) as a reference, and calculating the reduction rate of the image feature amount of the current frame relative to the image feature amount of the image immediately after the wiper has been wiped, but the timing for determining whether the function has stopped is not limited to the above embodiment.
例えば、ワイパー払拭直後から所定時間後(または所定フレーム数後)を基準として現在フレームと比較して、画像特徴量の減少率を算出することで、機能停止を判定してもよい。また、ワイパー払拭直前(左右カメラ前をワイパーが完全に通過する直前で、視差が出にくい画像の状態)を基準として現在フレームと比較して、ワイパー払拭直前の画像の画像特徴量に対する現在フレームの画像特徴量の増加率を算出することで、機能停止を判定してもよい。また、ワイパー払拭直後などを基準として現在フレームより所定時間前(または所定フレーム数前)のフレーム(言い換えると、例えばワイパー払拭直前やワイパー払拭直後から所定時間後のフレーム)と比較して、画像特徴量の変化率(減少率または増加率)を算出することで、機能停止を判定してもよい。ここでの判定で用いる所定時間(または所定フレーム数)は、ワイパーの動作周期(例えば、あるワイパー払拭直後から次のワイパー払拭直後までの期間)などから規定することができる。For example, the function stop may be determined by comparing the current frame with a predetermined time (or a predetermined number of frames) after the wiper is wiped as a reference and calculating a decrease rate of the image feature. Alternatively, the function stop may be determined by comparing the current frame with a frame immediately before the wiper is wiped (an image state in which the parallax is less likely to occur immediately before the wiper is wiped) as a reference and calculating an increase rate of the image feature of the current frame relative to the image feature of the image immediately before the wiper is wiped. Alternatively, the function stop may be determined by comparing the current frame with a frame immediately before the wiper is wiped as a reference (a frame immediately before the wiper is wiped or a frame immediately after the wiper is wiped) as a reference and calculating a change rate (decrease rate or increase rate) of the image feature. The predetermined time (or the predetermined number of frames) used in the determination here can be specified based on the wiper operation cycle (for example, the period from immediately after a wiper is wiped to immediately after the next wiper is wiped), etc.
すなわち、本実施形態の機能停止判定部6は、ワイパーの動作周期内の異なる2点(2時刻)を特定し、そのワイパーの動作周期内の異なる2点(2時刻)の画像特徴量の変化率(減少率または増加率)を算出することで、機能停止を判定することが可能である。In other words, the function stop determination unit 6 of this embodiment is able to determine function stop by identifying two different points (two times) in the wiper's operating cycle and calculating the rate of change (rate of decrease or rate of increase) in the image features between the two different points (two times) in the wiper's operating cycle.
さらに、上記実施形態では、第一、第二の画像特徴量の変化率を用いて機能停止を判定したが、例えば、第一、第二の画像特徴量の絶対値同士の比較結果に基づいて、機能停止を判定するようにしてもよい。Furthermore, in the above embodiment, the function stoppage is determined using the rate of change of the first and second image features, but the function stoppage may also be determined based on, for example, the results of a comparison between the absolute values of the first and second image features.
以上で説明したように、従来技術では、もともと視差等の画像特徴が出にくい環境なのか、豪雨等による画像劣化によって視差等の画像特徴が出ていないのかが判断できない。その場合、積雪路のようなもともと視差等の画像特徴が出にくい環境で、雨滴や雪が付着して画像の軽度の劣化が生じた場合に、誤ってHALTとして判定して機能(運転支援制御)を停止してしまう。As described above, in the conventional technology, it is not possible to determine whether the environment is originally one in which image features such as parallax are difficult to produce, or whether image features such as parallax are not produced due to image degradation caused by heavy rain, etc. In such a case, when an environment in which image features such as parallax are originally difficult to produce, such as a snowy road, causes minor degradation of the image due to raindrops or snow adhering to the image, the system will erroneously determine that the system is HALT and stop the function (driving assistance control).
豪雨等によって画像が劣化したため(画面全体がゆがんだため)、視差等の画像特徴が出なくなってHALTとなり機能(運転支援制御)が一時的に停止した場合、ユーザは違和感がない。一方、雪道等ではもともと視差等の画像特徴が出にくく、雨滴によって画像に軽度の劣化が生じたため(画面の一部がゆがんだため)、視差等の画像特徴が出なくなってHALTとなり機能(運転支援制御)が一時的に停止した場合、ユーザは違和感がある。言い換えると、視差等の画像特徴が出にくい場所(雪道や真っ暗な路面)でHALTする程度ではない軽度の劣化が画像に発生した場合に、誤ってHALTを発生させて機能(運転支援制御)を一時的に停止してしまうと、ユーザに違和感を与える。When image characteristics such as parallax are no longer visible due to image degradation (distortion of the entire screen) caused by heavy rain, etc., the HALT is activated and the function (driving assistance control) is temporarily stopped, and the user does not feel uncomfortable. On the other hand, when image characteristics such as parallax are originally difficult to appear on snowy roads, etc., and image characteristics such as parallax are no longer visible due to slight degradation of the image caused by raindrops (distortion of a part of the screen), the HALT is activated and the function (driving assistance control) is temporarily stopped, the user feels uncomfortable. In other words, when slight degradation not enough to cause HALT occurs in an image in a place where image characteristics such as parallax are difficult to appear (snowy roads or pitch black roads), if HALT is accidentally activated and the function (driving assistance control) is temporarily stopped, the user feels uncomfortable.
そのため、もともと視差等の画像特徴が出にくい環境なのか、豪雨等による画像劣化によって視差等の画像特徴が出ていないのかを判断し、機能(運転支援制御)を一時的に停止すべき状況を正確に判定し、豪雨のように画像の劣化が激しい場合はHALTとして判定して機能を停止させ、画像の劣化が軽度である小雨の場合はHALT判定せずに機能を停止させないことが重要である。For this reason, it is important to determine whether the environment is one in which image features such as parallax are difficult to bring out in the first place, or whether image features such as parallax are not coming out due to image degradation caused by heavy rain, etc., and to accurately determine the situation in which the function (driving assistance control) should be temporarily stopped. In cases where the image degradation is severe, such as heavy rain, it is important to make a HALT judgment and stop the function, and in cases where the image degradation is only mild, such as light rain, it is important to not make a HALT judgment and not stop the function.
以上で説明した本実施形態の車載ステレオカメラ(外界認識装置)1は、車室内に取り付けられたカメラ(左カメラ2A、右カメラ2B)と、前記カメラで取得された画像から、画像特徴量(視差数、エッジ数等)を求める画像特徴量算出部3と、前記カメラで取得された画像から、車外の対象物を認識する認識部4と、所定周期で定められたタイミング(ワイパー11A、11Bの動作で規定されるタイミング)で取得された第一の画像における第一の画像特徴量を記憶するメモリ5と、前記第一の画像特徴量、または当該第一の画像特徴量と現在の画像における第二の画像特徴量との比較結果に基づいて、前記認識部4の機能を一時停止するか否かを判定(HALT判定)する機能停止判定部6と、を有する。The in-vehicle stereo camera (external environment recognition device) 1 of the present embodiment described above includes cameras (left
より詳しくは、本実施形態の車載ステレオカメラ(外界認識装置)1は、ワイパー払拭直後の画像特徴量を保存して、現在の画像特徴量との減少率を算出して、減少率が基準値より大きく、かつ、周期的に複数回減少率が基準値より大きくなる場合に、認識部4の機能を一時的に停止する。More specifically, the in-vehicle stereo camera (external environment recognition device) 1 of this embodiment saves the image feature amount immediately after wiping with the wiper, calculates the decrease rate with respect to the current image feature amount, and temporarily stops the function of the
本実施形態によれば、時系列データ(例えば、ワイパー払拭直後を基準とした2点の時系列のフレーム)を用いて判定を行うことで、もともと視差等の画像特徴が出にくい環境なのか、豪雨等による画像劣化によって視差等の画像特徴が出ていないのかが判断できるため、豪雨のように画像の劣化が激しい場合はHALTとして判定して機能を停止させ、画像の劣化が軽度である小雨の場合はHALT判定せずに機能を停止させない。そのため、豪雨のように画像の劣化が激しい場合は、機能(運転支援制御)を一時的に停止する一方、HALTする程度ではない画像の劣化が軽度である小雨の場合は、機能(運転支援制御)を停止させず、運転支援を継続してドライバの運転操作の負担を軽減し続けることができる。According to this embodiment, by making a judgment using time series data (for example, two time series frames based on the time immediately after wiping the wiper), it is possible to judge whether the environment is originally one in which image features such as parallax are difficult to appear, or whether image features such as parallax are not appearing due to image deterioration caused by heavy rain, etc., so that when the image deterioration is severe, such as heavy rain, it is judged as HALT and the function is stopped, and when the image deterioration is light rain, the HALT judgment is not made and the function is not stopped. Therefore, when the image deterioration is severe, such as heavy rain, the function (driving assistance control) is temporarily stopped, while when the image deterioration is light rain, which is not enough to HALT, the function (driving assistance control) is not stopped, and the driving assistance can be continued to reduce the burden of the driver's driving operation.
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications are included. For example, the above-mentioned embodiment has been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, it is possible to replace a part of the configuration of a certain embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of a certain embodiment. In addition, it is possible to add, delete, or replace other configurations with respect to a part of the configuration of each embodiment. In addition, each of the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized by hardware, for example, by designing them as integrated circuits. In addition, each of the above-mentioned configurations, functions, etc. may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by a processor. Information such as a program, table, file, etc. that realizes each function can be placed in a memory, a recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD.
1…車載ステレオカメラ(外界認識装置)
2A、2B…カメラ(撮像部)(2A:左カメラ、2B:右カメラ)
3…画像特徴量算出部
4…認識部
5…メモリ
6…機能停止判定部
10…フロントガラス
11A、11B…ワイパー1...In-vehicle stereo camera (external environment recognition device)
2A, 2B... Camera (imaging unit) (2A: left camera, 2B: right camera)
3: Image feature amount calculation unit 4: Recognition unit 5: Memory 6: Function stop determination unit 10:
Claims (6)
前記カメラで取得された画像から、画像特徴量を求める画像特徴量算出部と、
前記カメラで取得された画像から、車外の対象物を認識する認識部と、
所定周期で定められたタイミングで取得された第一の画像における第一の画像特徴量を記憶するメモリと、
前記第一の画像特徴量、または当該第一の画像特徴量と現在の画像における第二の画像特徴量との比較結果に基づいて、前記認識部の機能を一時停止するか否かを判定する機能停止判定部と、
を有し、
前記第一の画像特徴量を記憶する前記メモリは、ワイパーの動作で規定されるタイミングで撮像された状態の画像特徴量を記憶し、
前記機能停止判定部は、ワイパーの動作周期内の2点の時系列の前記画像特徴量の変化率に基づいて、前記認識部の機能を一時停止するか否かを判定し、
前記機能停止判定部は、前記メモリに記憶されたワイパー払拭直前の前記第一の画像特徴量と前記現在の画像における前記第二の画像特徴量とから、前記第一の画像特徴量に対する前記第二の画像特徴量の変化率を算出し、前記変化率が基準値より大きければ前記認識部の機能を停止し、前記変化率が基準値以下の場合は前記認識部の機能を停止しないことを特徴とする外界認識装置。 A camera installed inside the vehicle,
an image feature amount calculation unit that calculates an image feature amount from the image captured by the camera;
A recognition unit that recognizes an object outside the vehicle from the image acquired by the camera;
a memory that stores a first image feature amount in a first image acquired at a timing determined in a predetermined cycle;
a function stop determination unit that determines whether or not to suspend a function of the recognition unit based on the first image feature amount or a comparison result between the first image feature amount and a second image feature amount in a current image;
having
the memory for storing the first image feature amount stores an image feature amount captured at a timing defined by the operation of a wiper;
the function stop determination unit determines whether or not to suspend the function of the recognition unit based on a rate of change in the image feature amount between two time series points in an operation cycle of the wiper;
The function stop determination unit calculates a rate of change of the second image feature relative to the first image feature from the first image feature immediately before wiping by the wiper stored in the memory and the second image feature in the current image, and stops the function of the recognition unit if the rate of change is greater than a reference value, and does not stop the function of the recognition unit if the rate of change is equal to or less than the reference value .
前記第一の画像は、ワイパーの動作で規定されるタイミングで取得されることを特徴とする外界認識装置。 The external environment recognition device according to claim 1,
The external environment recognition device is characterized in that the first image is acquired at a timing defined by the operation of a wiper.
前記画像特徴量算出部は、現フレームにおける2つ以上のカメラから算出した視差数を画像特徴量とすることを特徴とする外界認識装置。 The external environment recognition device according to claim 1,
The external environment recognition device, wherein the image feature calculation unit sets the number of parallaxes calculated from two or more cameras in the current frame as the image feature.
前記画像特徴量算出部は、現フレームにおける1つのカメラから算出したエッジ数を画像特徴量とすることを特徴とする外界認識装置。 The external environment recognition device according to claim 1,
The external environment recognition device, wherein the image feature calculation unit sets the number of edges calculated from one camera in the current frame as the image feature.
前記機能停止判定部は、前記変化率が周期的に複数回基準値より大きくなる場合に前記認識部の機能を停止することを特徴とする外界認識装置。 The external environment recognition device according to claim 1 ,
The external environment recognition device, wherein the function stop determination unit stops the function of the recognition unit when the rate of change periodically becomes greater than a reference value multiple times.
前記機能停止判定部は、前記第一の画像特徴量と前記第二の画像特徴量の絶対値同士の比較結果に基づいて、前記認識部の機能を一時停止するか否かを判定することを特徴とする外界認識装置。 The external environment recognition device according to claim 1,
The function stop determination unit determines whether to temporarily suspend the function of the recognition unit based on a comparison result between absolute values of the first image feature amount and the second image feature amount. The external environment recognition device.
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