JP7789231B2 - In-vehicle information processing device, in-vehicle information processing system, and in-vehicle information processing method - Google Patents
In-vehicle information processing device, in-vehicle information processing system, and in-vehicle information processing methodInfo
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Description
本発明は、車載情報処理装置、車載情報処理システム及び車載情報処理方法に関する。The present invention relates to an in-vehicle information processing device, an in-vehicle information processing system, and an in-vehicle information processing method.
近年、車両の運転支援や自動運転に必要な技術の開発が行われており、これら技術の要素技術として車両の周辺状況を把握する技術がある。運転支援や自動運転の高度化に伴い、車両の周辺状況をより詳細に把握することが重要となっており、この手段としてカメラ、ミリ波レーダ、LiDARなどの外界センサを多数用いるようになってきている。In recent years, the development of technologies necessary for vehicle driving assistance and autonomous driving has been progressing, and one of the elemental technologies for these technologies is the technology to grasp the vehicle's surroundings. As driving assistance and autonomous driving become more advanced, it has become important to grasp the vehicle's surroundings in more detail, and as a means to achieve this, a large number of external sensors such as cameras, millimeter-wave radar, and LiDAR have come to be used.
運転支援や自動運転では、これら外界センサで取得した外界センシングデータに対し認識処理を施して回避すべき障害物や走行すべき領域などを検出し、認識結果を総合的に判断し、必要に応じ車両の運転者の操作も考慮して、最終的に必要な動作を決定する。In driving assistance and autonomous driving, external sensing data acquired by these external sensors is subjected to recognition processing to detect obstacles to be avoided and areas in which the vehicle should be driven, and the recognition results are then comprehensively judged, taking into account the vehicle driver's operations as necessary, to ultimately determine the necessary action.
特許文献1には、ステレオカメラにて視差画像を取得し、視差画像からワールド座標系で物体の座標を導出し、車両の進行予定領域上に位置する物体を優先物体として人か否かを判定する技術が記載されている。Patent document 1 describes a technology that acquires parallax images using a stereo camera, derives the coordinates of an object in a world coordinate system from the parallax images, and determines whether an object located in the vehicle's planned travel area is a person by using the object as a priority object.
外界センサの数が増えると認識処理の対象となる外界センシングデータも増加し、認識処理に伴う演算量が増え、演算負荷の低減が課題となる。特に、高解像度のデータを扱ったり、高精度の認識処理を施したりする場合には、個々の外界センサのセンシングデータ単位でも認識処理の演算量が増え、演算負荷低減への要求は大きくなる。
演算量を抑制する方法として、外界センサがセンシングする領域に応じて優先度をつけて認識処理を行うことで、認識処理を効率化する方法がある。このような方法として、特許文献1に記載の技術が知られている。
しかし、公道を走行するような車両に関して運転支援や自動運転の制御を行う際には、周辺に物体が多数存在する状況があり、そのような状況では優先物体が多く演算量の抑制が難しくなる。
また、自転車や自動車など移動速度の速い周辺の物体にも対応が必要であり、周辺の物体から近づくケースなどで優先物体の認識が遅れ、制御の遅延につながることがある。
本発明の目的は、優先度が低い領域より、優先度が高い領域に対して演算資源量を多くして、緊急度が高い物体に対する認識遅延を抑制することが可能な車載情報処理装置、車載情報処理システム及び車載情報処理方法を実現することである。As the number of external sensors increases, the amount of external sensing data to be processed for recognition also increases, increasing the amount of calculation required for recognition processing, and reducing the computational load becomes an issue. In particular, when handling high-resolution data or performing high-precision recognition processing, the amount of calculation required for recognition processing increases even for each piece of sensing data from an individual external sensor, creating a growing demand for reducing the computational load.
One method for reducing the amount of calculation is to perform recognition processing by prioritizing areas sensed by external sensors, thereby improving the efficiency of the recognition processing. A technique described in Patent Literature 1 is known as such a method.
However, when providing driving assistance or controlling autonomous driving for vehicles traveling on public roads, there are situations where there are many objects in the vicinity, and in such situations, there are many priority objects, making it difficult to reduce the amount of calculation.
It is also necessary to respond to fast-moving objects in the vicinity, such as bicycles and cars, and in cases where a surrounding object approaches, recognition of the priority object may be delayed, leading to delays in control.
The object of the present invention is to realize an in-vehicle information processing device, an in-vehicle information processing system, and an in-vehicle information processing method that can reduce recognition delays for objects with high urgency by increasing the amount of computing resources for areas with high priority compared to areas with low priority.
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
車載情報処理装置は、制御部を備え、制御部は、車両に搭載された外界センサから外界データを取得する外界データ取得部と、全部又は一部の前記外界センサから取得した外界データを構成する複数の点に対しクラスタリングを行い、点群クラスタを生成する点群クラスタ生成部と、前記点群クラスタに係る前記外界データから求められた前記点群クラスタの前記車両に対する相対速度に基づいて、前記点群クラスタ又は前記点群クラスタが存在する外界領域に優先度を設定する優先度設定部と、前記優先度に応じて前記外界データの認識処理の演算資源量を決定する演算資源量決定部と、前記外界データ取得部が取得した前記外界データの画像を補正する画像補正処理部と、前記演算資源量決定部が決定した演算資源量に基づき、前記画像補正処理部が補正した画像を認識する画像認識処理部と、前記点群クラスタ生成部が生成した前記点群クラスタに対して対象物の種別検出およびノイズ除外を行い、前記点群クラスタの認識処理を行う点群クラスタ認識処理部と、前記点群クラスタ認識処理部の処理結果と前記画像認識処理部の処理結果に対して、認識結果の整合性の確認および不整合のある認識結果に対する認識結果の選択、除外を行い、前記点群クラスタ認識処理部の処理結果と画像認識処理部の処理結果とを統合して外界認識結果として出力する認識結果統合処理部と、を有する。
The in-vehicle information processing device includes a control unit, and the control unit includes an external world data acquisition unit that acquires external world data from external world sensors mounted on the vehicle, a point cloud cluster generation unit that performs clustering on a plurality of points constituting the external world data acquired from all or some of the external world sensors to generate a point cloud cluster, a priority setting unit that sets a priority to the point cloud cluster or an external world area where the point cloud cluster exists based on the relative speed of the point cloud cluster with respect to the vehicle calculated from the external world data related to the point cloud cluster, a calculation resource amount determination unit that determines the amount of calculation resources for recognition processing of the external world data in accordance with the priority, and a calculation resource amount determination unit that calculates an image of the external world data acquired by the external world data acquisition unit. an image recognition processing unit that recognizes the image corrected by the image correction processing unit based on the amount of computational resources determined by the computational resource amount determination unit; a point cloud cluster recognition processing unit that performs object type detection and noise removal on the point cloud cluster generated by the point cloud cluster generation unit and performs recognition processing on the point cloud cluster; and a recognition result integration processing unit that checks the consistency of the recognition results between the processing result of the point cloud cluster recognition processing unit and the processing result of the image recognition processing unit, selects and removes inconsistent recognition results, and integrates the processing result of the point cloud cluster recognition processing unit and the processing result of the image recognition processing unit to output the result as an external world recognition result .
また、車載情報処理システムは、車両の周囲の物体を検出する複数の外界センサと、上記車載情報装置の制御部と同様な構成の制御部と、を備える。The in-vehicle information processing system also includes a plurality of external sensors that detect objects around the vehicle, and a control unit having a configuration similar to that of the control unit of the in-vehicle information device.
また、車載情報処理方法は、車両の周囲の物体を、複数の外界センサにより検出し、複数の前記外界センサから外界データを取得し、車載情報処理装置の制御部により、全部又は一部の前記外界センサから取得した外界データを構成する複数の点に対しクラスタリングを行い、点群クラスタを生成し、前記点群クラスタに係る前記外界データから求められた前記点群クラスタの前記車両に対する相対速度に基づいて、前記点群クラスタ又は前記点群クラスタが存在する外界領域に優先度を設定し、前記優先度に応じて前記外界データの認識処理の演算資源量を決定し、取得した前記外界データの画像を補正し、前記演算資源量に基づき、補正した前記画像を認識し、前記点群クラスタに対して対象物の種別検出およびノイズ除外を行い、前記点群クラスタの認識処理を行い、前記点群クラスタの認識処理結果と、認識された前記補正した前記画像に対して、前記認識結果の整合性の確認および不整合のある認識結果に対する認識結果の選択、除外を行い、前記点群クラスタの前記認識処理結果と、認識された前記補正した前記画像とを統合して外界認識結果として出力する。
and a control unit of the on-board information processing method for detecting objects around a vehicle using a plurality of external sensors. The control unit of the on-board information processing device performs clustering on a plurality of points constituting the external data acquired from all or some of the external sensors to generate a point cloud cluster. The control unit of the on-board information processing device performs clustering on the plurality of points constituting the external data acquired from all or some of the external sensors to generate a point cloud cluster. The control unit of the on-board information processing device performs clustering on the plurality of points constituting the external data acquired from all or some of the external sensors to generate a point cloud cluster. The control unit of the on-board information processing device performs clustering on the plurality of points constituting the external data acquired from all or some of the external sensors to generate a point cloud cluster. The control unit of the on-board information processing device performs clustering on the plurality of points constituting the external data acquired from all or some of the external sensors to generate a point cloud cluster. The control unit of the on-board information processing device performs clustering on the plurality of points constituting the external data acquired from all or some of the external sensors to generate a point cloud cluster. The control unit of the on-board information processing device performs clustering on the plurality of points constituting the external data acquired from all or some of the external sensors to generate a point cloud cluster. The control unit of the on-board information processing device performs clustering on the plurality of points constituting the external world cluster
公道を走行するような車両においてもセンシング対象としている周辺の領域に応じて優先度を適切に判断し、優先度が低い領域より、優先度が高い領域に対して演算資源量を多くして、緊急度が高い物体に対する認識遅延を抑制することが可能な車載情報処理装置、車載情報処理システム及び車載情報処理方法を実現することができる。また、演算資源を認識精度や認識機能の向上に用いることで、緊急度の高い物体に対する誤認識や未認識の発生を抑制したり、物体の種別や動作など詳細な情報取得したりすることも可能となる。It is possible to realize an in-vehicle information processing device, an in-vehicle information processing system, and an in-vehicle information processing method that can appropriately determine priority according to the surrounding area being sensed, even in a vehicle traveling on a public road, and allocate more computing resources to areas with higher priority than to areas with lower priority, thereby suppressing delays in recognition of objects with high urgency. Furthermore, by using computing resources to improve recognition accuracy and recognition function, it is possible to suppress the occurrence of erroneous recognition or non-recognition of objects with high urgency, and to obtain detailed information such as the type and behavior of the object.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施例1)
本発明が対象とする外界センシングシステムのセンサ構成例について図1を用いて説明する。 Example 1
An example of the sensor configuration of an external sensing system to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
図1において、自車両10は、自車両10の周囲の物体を検出する外界センサとしてカメラ6台と全周囲をセンシング可能なLiDAR A290を有している。カメラ6台は前方監視用のカメラF310、左前方監視用のカメラFL320、右前方監視用のカメラFR330、左後方監視用のカメラRL340、右後方監視用のカメラRR350、後方監視用のカメラR360で構成する。1, the vehicle 10 has six cameras and a LiDAR A290 capable of sensing the entire periphery as external sensors that detect objects around the vehicle 10. The six cameras are a camera F310 for monitoring the front, a camera FL320 for monitoring the left front, a camera FR330 for monitoring the right front, a camera RL340 for monitoring the left rear, a camera RR350 for monitoring the right rear, and a camera R360 for monitoring the rear.
カメラF310の水平画角をカメラ画角F410、カメラFL320の水平画角をカメラ画角FL420、カメラFR330の水平画角をカメラ画角FR430、カメラRL340の水平画角をカメラ画角RL440、カメラRR350の画角をカメラ画角RR450、カメラR360の水平画角をカメラR画角460として示している。The horizontal angle of view of camera F310 is shown as camera angle of view F410, the horizontal angle of view of camera FL320 as camera angle of view FL420, the horizontal angle of view of camera FR330 as camera angle of view FR430, the horizontal angle of view of camera RL340 as camera angle of view RL440, the angle of view of camera RR350 as camera angle of view RR450, and the horizontal angle of view of camera R360 as camera angle of view R460.
図2を用いて本発明による外界センシングシステム動作例を説明する。図2では3台の周辺車両として、車両A20、車両B30、車両C40が存在する。自車両10に対して、車両Aは速度Vaで接近し、車両Bは速度Vbで離れ、車両Cは速度Vcで接近している。この状況において、自車両10はLiDAR A290を用いて周辺に存在する車両を反映した距離情報を含む点群を取得する。An example of the operation of the external sensing system according to the present invention will be described using Fig. 2. In Fig. 2, there are three surrounding vehicles: vehicle A20, vehicle B30, and vehicle C40. Vehicle A is approaching the host vehicle 10 at a speed Va, vehicle B is moving away at a speed Vb, and vehicle C is approaching at a speed Vc. In this situation, the host vehicle 10 uses LiDAR A290 to acquire a point cloud including distance information reflecting the surrounding vehicles.
そして、空間的に近傍にある点の集合体である点群クラスタを作成し、点群クラスタ毎に自車両10からの代表的な相対距離を取得する。さらに、点群クラスタ毎に相対距離の時間的変化を求め、自車両10に対する相対速度を算出する。Then, a point cloud cluster, which is a collection of spatially nearby points, is created, and a representative relative distance from the vehicle 10 is obtained for each point cloud cluster. Furthermore, a change in the relative distance over time is obtained for each point cloud cluster, and the relative speed with respect to the vehicle 10 is calculated.
なお、LiDAR A290がセンシングにより直接的に相対速度を測定可能な場合には、相対距離の時間的変化から算出した相対速度の代わりにセンシングで得た相対速度を用いても良い。また、点群クラスタを作成するのに必要な情報を得ることが可能な外界センサであればLiDAR以外のセンサを用いても良い。If the LiDAR A290 can directly measure the relative velocity by sensing, the relative velocity obtained by sensing may be used instead of the relative velocity calculated from the change in relative distance over time. Also, any external sensor other than LiDAR may be used as long as it can obtain the information necessary to create a point cloud cluster.
点群クラスタは、画像を構成する点である画素をもとにした集合体でも良い。すなわち、カメラで取得した画像データをもとにして点群クラスタを作成しても構わない。但し、空間的に近傍にあるかを判定する上で距離情報が必要となるので、複数カメラによるステレオ視などの技術を用いて各画素に距離情報を与えた上で用いる必要がある。この際、ステレオ視などで距離情報を得られなかった画素については除外したり、近傍画素の距離情報から推定したりして対応する必要がある。A point cloud cluster may be a collection of pixels, which are the points that make up an image. In other words, a point cloud cluster may be created based on image data acquired by a camera. However, since distance information is required to determine whether pixels are spatially close, distance information must be provided to each pixel using techniques such as stereo vision using multiple cameras before use. In this case, pixels for which distance information cannot be obtained using stereo vision or other methods must be excluded or estimated from distance information of neighboring pixels.
LiDAR A290で物体を検出した方位、かつ相対速度から判断し、自車両10に接近中である物体の存在する方位と重なりの大きいカメラ画角F410、カメラ画角FL420、カメラ画角R460に対応するカメラである、カメラF310、カメラFL320、カメラR360で取得した画像データに対して認識処理の優先度を高める。Based on the direction and relative speed at which the object was detected by LiDAR A290, the recognition process prioritizes image data acquired by cameras F310, FL320, and R360, which correspond to camera view angles F410, FL420, and R460 that overlap greatly with the direction in which the object approaching the vehicle 10 is located.
相対速度から判断し、自車両10から離れていく物体の方位のみと重なりの大きいカメラ画角F430に対応するカメラであるカメラFR330で取得した画像データについては認識処理の優先度を高めることはしない。自車両10から離れていく物体だけが存在する画像の認識処理優先度を高めることなく、車両A20及び車両C40に対応した画像の認識処理のみ優先度を高めることで、車両A20及び車両C40に対する認識処理に演算リソースを多く割くことが可能となり、これから自車両10に影響を与える可能性のある物体に対する認識精度の向上や認識に要する時間を短縮することができる。Judging from the relative speed, the priority of the recognition process is not increased for image data acquired by camera FR330, which is a camera corresponding to camera angle of view F430 that has a large overlap with only the direction of objects moving away from the host vehicle 10. By increasing the priority of the recognition process only for images corresponding to vehicles A20 and C40 without increasing the priority of the recognition process for images that only contain objects moving away from the host vehicle 10, it becomes possible to allocate more computing resources to the recognition process for vehicles A20 and C40, thereby improving the recognition accuracy for objects that may have an impact on the host vehicle 10 and shortening the time required for recognition.
認識処理の優先度を高めるのは、各カメラで取得した画像データ単位より細かい単位であっても良い。例えば、各カメラで取得した画像データを複数に分割した単位でも良いし、対象となる点群クラスタの存在する部分に対応する画像上の領域にある画像データだけでも良い。点群クラスタの存在する部分に対応する画像上の領域の優先度を高める場合には、点群クラスタの作成に用いたセンシングデータを得る外界センサと、認識処理を行うセンシングデータを得る外界センサの位置ずれを考慮して、対象となる点群クラスタの存在する部分に対応する領域より、認識処理を行うセンシングデータの領域をやや大きくとることも考えられる。The priority of the recognition process may be increased for smaller units than the image data units acquired by each camera. For example, the unit may be a unit obtained by dividing the image data acquired by each camera into multiple units, or it may be only image data in an area on the image corresponding to the part where the target point cloud cluster exists. When increasing the priority of the area on the image corresponding to the part where the point cloud cluster exists, it may be possible to set the area of sensing data where the recognition process is performed slightly larger than the area where the target point cloud cluster exists, taking into account the positional deviation between the external sensor that obtains the sensing data used to create the point cloud cluster and the external sensor that obtains the sensing data used to perform the recognition process.
相対速度(自車両10と離れる方向を正、近づく方向を負とする)を相対距離と組み合わせて利用し、例えば、相対距離を相対速度で割り符号を反転して、センシングした際の状態が継続したと仮定した場合の衝突までの時間(以降、衝突猶予時間)を求めると、認識処理の優先度を段階的に設定することも可能である。By using the relative speed (positive for the direction away from the vehicle 10 and negative for the direction towards it) in combination with the relative distance, for example, by dividing the relative distance by the relative speed and inverting the sign, the time until collision (hereinafter referred to as the collision grace period) assuming that the state at the time of sensing continues can be calculated, and it is also possible to set the priority of the recognition process in stages.
例えば、衝突猶予時間が正の小さい値となる点群クラスタほど、衝突する場合における時間的猶予が短いと考えられる。そこで、そのような点群クラスタに対応する物体は緊急度の高い認識対象と判断し、当該点群クラスタの存在する方位をカバーする画角に対応するカメラで取得した画像データに対して認識処理の優先度をより高くすることができる。For example, it is considered that the smaller the positive value of the collision grace period for a point cloud cluster, the shorter the time grace period in case of a collision. Therefore, an object corresponding to such a point cloud cluster can be determined to be a recognition target with a high degree of urgency, and a higher priority can be given to the recognition process for image data acquired by a camera corresponding to an angle of view that covers the direction in which the point cloud cluster exists.
点群クラスタの相対速度が正、すなわち衝突猶予時間が負の場合、当該点群クラスタに対応する物体は離れていくことを示すので、当該点群クラスタの存在する方位をカバーする画角に対応するカメラで取得した画像データに対しては認識処理の優先度を高めることはしない。If the relative velocity of a point cloud cluster is positive, i.e., if the collision grace period is negative, it indicates that the object corresponding to the point cloud cluster is moving away, so the recognition processing priority is not increased for image data acquired by a camera corresponding to an angle of view that covers the direction in which the point cloud cluster exists.
あるカメラの対応する画角に複数の点群クラスタが存在する場合には、当該カメラで取得した画像に対する認識処理の優先度は、それら複数の点群クラスタで衝突猶予時間が正で最も小さい値、すなわち衝突する場合における時間的猶予が最も短い点群クラスタを対象に認識処理の優先度を設定する。When there are multiple point cloud clusters in the corresponding angle of view of a certain camera, the priority of the recognition process for the image acquired by that camera is set to the point cloud cluster with the smallest positive collision grace period among those multiple point cloud clusters, i.e., the point cloud cluster with the shortest time grace period in the event of a collision.
相対距離を相対速度で割り衝突猶予時間を求める際に、相対速度が0に近い場合は、衝突猶予時間は非常に大きくなり、0の場合は無限大となるが、このような場合には、認識処理の優先度調整で優先度を高くする対象として扱うことがないような大きな固定値となるようにクリップ処理を行い、衝突猶予時間が無限大となることを避ける。When the relative distance is divided by the relative speed to obtain the collision grace period, if the relative speed is close to 0, the collision grace period becomes very large, and if the relative speed is 0, the collision grace period becomes infinite. In such a case, clipping is performed to obtain a large fixed value that will not be treated as a target for increasing the priority in the priority adjustment of the recognition processing, thereby preventing the collision grace period from becoming infinite.
図2に示す状況において、衝突猶予時間を用いて認識処理の優先度を決めると例えば次にようになる。In the situation shown in FIG. 2, if the priority of the recognition process is determined using the collision margin time, the result will be as follows, for example.
車両B30は自車両10から離れていくので、周辺車両の中では自車両10に最も近いが認識処理の優先度を高める要素とはならない。車両A20と車両C40では車両C40の方が自車両10に近いが、車両A20の相対速度Vaが車両C40の相対速度Vcより大きい。図2に示した状況では、車両A20の衝突猶予時間が車両C40の衝突猶予時間より短くなるような相対速度Vaと相対速度Vcの関係を想定する。このような状況では、車両C40より相対距離は遠いが衝突猶予時間の短い車両A20に対応する点群クラスタが存在する方位の認識処理の優先度が高いと判断する。Since vehicle B30 is moving away from the host vehicle 10, although it is the closest to the host vehicle 10 among the surrounding vehicles, this does not become a factor for increasing the priority of the recognition process. Between vehicle A20 and vehicle C40, vehicle C40 is closer to the host vehicle 10, but the relative speed Va of vehicle A20 is greater than the relative speed Vc of vehicle C40. In the situation shown in FIG. 2 , a relationship between the relative speeds Va and Vc is assumed such that the collision grace period of vehicle A20 is shorter than the collision grace period of vehicle C40. In this situation, it is determined that the priority of the recognition process is high for the direction in which there is a point cloud cluster corresponding to vehicle A20, which is farther away than vehicle C40 but has a shorter collision grace period.
結果、車両A20の方位と重なりの大きいカメラ画角F410、カメラ画角FL420で取得した画像データに対する認識処理の優先度が最も高くなり、車両C40の方位と重なりの大きいカメラ画角R460に対応するカメラR360で取得した画像データに対する認識処理の優先度はその次に高いと扱う。すなわち、単純に物体までの相対距離で認識処理の優先度を決定する場合に比べて、緊急度の高さに適切に対応して認識処理の優先度を決定することができる。As a result, the recognition process priority is given highest to image data acquired at camera view angles F410 and FL420, which overlap closely with the orientation of vehicle A20, and the recognition process priority is given next to image data acquired by camera R360, which corresponds to camera view angle R460, which overlaps closely with the orientation of vehicle C40. In other words, compared to when the recognition process priority is simply determined based on the relative distance to the object, it is possible to determine the recognition process priority in an appropriate manner corresponding to the level of urgency.
尚、衝突猶予時間の計算は相対距離と相対速度を用いた単純な方法を示したが、対象物との相対速度の時間的変化や相対方位の変化も考慮するなど、より高度な方法を用いて衝突猶予時間の推定を行うことも考えられ、その際に衝突の可能性の低くなった対象物に関しては緊急度を低下させることも考えられる。Although a simple method using relative distance and relative speed has been shown for calculating the time to wait for collision, it is also possible to estimate the time to wait for collision using more advanced methods, such as taking into account changes over time in the relative speed and relative direction with respect to the object, and in such cases it is also possible to lower the level of urgency for objects that have become less likely to collide.
図2を用いて説明した動作例を実現する外界センシングシステムの接続構成例を図3に示す。図3に示すように、外界センサであるLiDAR A290、カメラF310、カメラFL320、カメラFR330、カメラRL340、カメラRR350、およびカメラR360は外界の認識処理を含む信号処理機能を有するECU Type A110(制御部)に直接接続している。Fig. 3 shows an example of a connection configuration of an external world sensing system that realizes the example operation described using Fig. 2. As shown in Fig. 3, external world sensors LiDAR A290, camera F310, camera FL320, camera FR330, camera RL340, camera RR350, and camera R360 are directly connected to ECU Type A110 (control unit) that has a signal processing function including external world recognition processing.
LiDAR A290からは点群データ、カメラF310、カメラFL320、カメラFR330、カメラRL340、カメラRR350、およびカメラR360からは画像データを数十フレーム毎秒程度のフレームレートでECU Type A110に送信する必要がある。このため、必要なセンシングデータ通信帯域の確保、及び通信遅延抑制の観点で直接接続を行う。外界センサとECU Type A110の間の通信には、例えば数~数十Gbps程度の高速シリアル通信を用いる。It is necessary to transmit point cloud data from the LiDAR A290 and image data from the cameras F310, FL320, FR330, RL340, RR350, and R360 to the ECU Type A110 at a frame rate of approximately several tens of frames per second. For this reason, a direct connection is made to ensure the necessary sensing data communication bandwidth and to suppress communication delays. High-speed serial communication of several to several tens of Gbps is used for communication between the external sensors and the ECU Type A110.
ECU Type A110はCANなどのインタフェースを介して自車両10に搭載される他のECUとも通信を行う。ECU Type A110が他のECUと接続することで、外界を認識した結果を走行判断や走行制御を行うECUに伝えたり、車両の走行状態を取得したりすることが可能である。ECU Type A110はECUの処理能力次第で外界センシングに関する処理以外を行う場合もある。The ECU Type A110 also communicates with other ECUs installed in the vehicle 10 via an interface such as a CAN. By connecting with other ECUs, the ECU Type A110 can transmit the results of recognizing the outside world to ECUs that make driving decisions and control driving, and can acquire the driving status of the vehicle. Depending on the processing capacity of the ECU, the ECU Type A110 may also perform processes other than those related to external world sensing.
図4は、ECU Type A110の概略内部機能ブロック図である。FIG. 4 is a schematic internal functional block diagram of the ECU Type A110.
図4において、ECU Type A110は、自車両10に搭載された外界センサ290、310~360から外界データを取得する外界データ取得部111と、外界センサ取得部111が外界センサ290、310~360から取得した外界データのうち三次元位置情報を利用可能な外界データを構成する複数の点に対しクラスタリングを行い、点群クラスタを生成する点群クラスタ生成部112と、外界データの画像の歪み、画像の明るさ補正、色の再現及び補正、画像のズレ等の補正を行う画像補正処理部116と、点群クラスタ生成部112が生成した点群クラスタに係る外界データから求められた点群クラスタの自車両10に対する相対速度に基づいて、点群クラスタ又は点群クラスタが存在する外界領域に優先度を設定する優先度設定部113と、を備える。
さらに、ECU Type A110は、優先度設定部113が設定した優先度に応じて外界データの認識処理の演算資源量を決定する演算資源量決定部114と、画像に対する認識処理を行う画像認識処理部117と、LiDAR A290から取得した点群データを元に点群クラスタ生成部112が生成した点群クラスタに対して認識処理を行う点群クラスタ認識処理部118と、点群クラスタ認識処理部118の処理結果と画像認識処理部117の処理結果とを統合し、外界認識結果として出力する認識結果統合処理部115と、を備える。 4, the ECU Type A110 includes an external data acquisition unit 111 that acquires external data from external sensors 290, 310 to 360 mounted on the vehicle 10, a point cloud cluster generation unit 112 that performs clustering on a plurality of points constituting the external data for which three-dimensional position information is available among the external data acquired by the external sensor acquisition unit 111 from the external sensors 290, 310 to 360, and generates a point cloud cluster, an image correction processing unit 116 that performs corrections such as image distortion of the external data, image brightness correction, color reproduction and correction, and image misalignment, and a priority setting unit 113 that sets a priority to the point cloud cluster or an external area in which the point cloud cluster is located, based on the relative speed of the point cloud cluster with respect to the vehicle 10 obtained from the external data related to the point cloud cluster generated by the point cloud cluster generation unit 112.
Furthermore, the ECU Type A110 includes a computational resource amount determination unit 114 that determines the amount of computational resources for recognition processing of external world data in accordance with the priority set by the priority setting unit 113, an image recognition processing unit 117 that performs recognition processing on images, a point cloud cluster recognition processing unit 118 that performs recognition processing on point cloud clusters generated by the point cloud cluster generation unit 112 based on point cloud data acquired from the LiDAR A290, and a recognition result integration processing unit 115 that integrates the processing results of the point cloud cluster recognition processing unit 118 and the processing results of the image recognition processing unit 117 and outputs the result as an external world recognition result.
ECU Type A110で行う処理の例を図5に示す。図5ではLiDAR点群処理とカメラ画像処理とに分け、それぞれ1フレーム分の処理を示している。すなわち、1フレーム毎に図5に示す処理を繰り返し行う。LiDAR点群フレーム処理は、LiDAR A290で取得した外界センシングデータの処理を行い、カメラ画像フレーム処理は、カメラF310、カメラFL320、カメラFR330、カメラRL340、カメラRR350、カメラR360で取得した画像データの処理を行う。An example of processing performed by ECU Type A110 is shown in Figure 5. Figure 5 is divided into LiDAR point cloud processing and camera image processing, and each shows the processing for one frame. In other words, the processing shown in Figure 5 is repeated for each frame. LiDAR point cloud frame processing processes external sensing data acquired by LiDAR A290, and camera image frame processing processes image data acquired by camera F310, camera FL320, camera FR330, camera RL340, camera RR350, and camera R360.
LiDAR点群処理及びカメラ画像処理で実施しした認識結果は認識結果統合処理部115へ送られ、フュージョン処理を行って自車両10の周辺状況の最終認識結果となる。The recognition results performed by LiDAR point cloud processing and camera image processing are sent to the recognition result integration processing unit 115, where fusion processing is performed to obtain the final recognition results of the surrounding conditions of the vehicle 10.
LiDAR点群処理とカメラ画像処理及び認識結果統合処理をECU内で実行する際には、複数のプロセッサコアによる分散処理を行っても良いし、時分割で行っても良い。分散処理と時分割処理を組み合わせて実行しても良い。When LiDAR point cloud processing, camera image processing, and recognition result integration processing are executed within the ECU, they may be executed as distributed processing using multiple processor cores, or as time-sharing processing, or as a combination of distributed processing and time-sharing processing.
複数のカメラから得られるそれぞれの画像データの処理においても時分割処理や分散処理を行って良いが、それぞれの画像の認識処理に割り当てる演算リソース量、すなわち利用可能なプロセッサコアの数や処理可能時間、各種専用処理回路の割り当てなどは、認識優先度により調整する。Although time-sharing or distributed processing may be used to process the image data obtained from multiple cameras, the amount of computing resources allocated to the recognition processing of each image, i.e., the number of available processor cores, the available processing time, and the allocation of various dedicated processing circuits, is adjusted based on the recognition priority.
LiDAR点群フレーム処理では、LiDAR点群データ取得ステップS710にてLiDAR A290で取得した外界センシングデータを外界データ取得部111に取り込み、取り込んだデータに対し、点群取得信号処理ステップS720で点群クラスタ生成部112がセンサの個体差やセンサの車両取り付け誤差などに伴う誤差補正を行う。また、一定レベルに満たない入力信号のフィルタ処理などセンシング信号に含まれるノイズの除去を行う。In the LiDAR point cloud frame processing, external sensing data acquired by the LiDAR A290 in a LiDAR point cloud data acquisition step S710 is imported into the external data acquisition unit 111, and in a point cloud acquisition signal processing step S720, the point cloud cluster generation unit 112 performs error correction on the imported data due to individual differences between sensors, errors in mounting the sensor on the vehicle, etc. Also, noise contained in the sensing signal is removed, such as by filtering input signals that do not meet a certain level.
次に、点群クラスタ化処理ステップS730で、点群クラスタ生成部112が点群のクラスタ化を行う。点群のクラスタ化は、例えば、ある点について空間上で距離が一定以下の周囲の点を検出し、そのような周囲の点が一定個数以上存在する場合は当該点を有効な点とした上で、検出した周囲の点と同一のクラスタに属する点とすることを繰り返して行う。但し、物体と路面の分離が必要なので、予めセンサの位置と水平面の関係を考慮して路面を推定し、路面及びそれより空間上で下に位置する点は除外して扱う。また、クラスタ化した結果、クラスタを構成する点の数が一定以下の場合は、ノイズと見なして当該点群クラスタを除外する。Next, in point cloud clustering processing step S730, the point cloud cluster generation unit 112 clusters the point cloud. Point cloud clustering is performed by, for example, detecting surrounding points within a certain distance in space from a given point, and if there are a certain number or more of such surrounding points, designating the point as a valid point and then repeatedly classifying the point as belonging to the same cluster as the detected surrounding points. However, since it is necessary to separate objects from the road surface, the road surface is estimated in advance taking into account the relationship between the sensor position and the horizontal plane, and points located below the road surface in space are excluded. Furthermore, if the number of points constituting a cluster as a result of clustering is below a certain number, the point cloud cluster is excluded as it is considered to be noise.
点群クラスタ化処理S730では、抽出した点群クラスタ毎に、自車両10からの相対距離が小さい方から順にクラスタを構成する数個から数十個程度の点を選択し、それらの点の相対距離を平均し、自車両10から当該点群クラスタまでの相対距離とする。点群クラスタに対応する物体の一部でも自車両10に接触すれば衝突を意味するので、点群クラスタを構成する点で相対距離の小さい方の値を用いるが、1点ではノイズの影響が大きいので、複数の点の平均を用いて点群クラスタまでの相対距離を決める。In the point cloud clustering process S730, for each extracted point cloud cluster, several to several tens of points constituting the cluster are selected in order of shortest relative distance from the host vehicle 10, and the relative distances of these points are averaged to determine the relative distance from the host vehicle 10 to the point cloud cluster. Since contact of even a part of an object corresponding to a point cloud cluster with the host vehicle 10 indicates a collision, the value of the smallest relative distance among the points constituting the point cloud cluster is used, but since the influence of noise is large at a single point, the relative distance to the point cloud cluster is determined using the average of multiple points.
点群クラスタ化処理ステップS730で抽出した点群クラスタは点群クラスタ相対速度検出ステップS740で前フレームの点群クラスタと対応付けを行い、前フレームからの経過時間及び相対距離の差分から相対速度を算出する。相対速度は相対距離の時間的変化と捉え、接近方向を負の値とする。前フレームの点群クラスタとの対応付けは、例えば点の重なりの最も多い点群クラスタを対応付けたり、前フレームまでの当該点群クラスタの移動傾向を考慮して、経過時間から前フレームの点群クラスタの位置を推定し、推定した位置との重なりの最も多い点群クラスタを対応づけたりして行う。The point cloud clusters extracted in the point cloud clustering processing step S730 are associated with the point cloud clusters of the previous frame in the point cloud cluster relative velocity detection step S740, and the relative velocity is calculated from the difference between the elapsed time and relative distance from the previous frame. The relative velocity is considered to be a change in relative distance over time, and the approach direction is set to a negative value. The association with the point cloud clusters of the previous frame can be performed, for example, by associating the point cloud cluster with the most overlapping points, or by estimating the position of the point cloud cluster of the previous frame from the elapsed time taking into account the movement tendency of the point cloud cluster up to the previous frame, and then associating the point cloud cluster with the most overlap with the estimated position.
点群クラスタ相対速度検出ステップS740はLiDARの代わりにミリ波レーダを用いる場合や、LiDARでも相対速度を得ることが可能なセンシング方式である場合には、センシング結果として得られる相対速度を用いても良い。In the point cloud cluster relative velocity detection step S740, if millimeter wave radar is used instead of LiDAR, or if the sensing method is capable of obtaining relative velocity even with LiDAR, the relative velocity obtained as a sensing result may be used.
点群クラスタ相対速度検出ステップS740で自車両10に対する周辺物体の相対速度を得た後、衝突猶予時間算出ステップS750で、優先度設定部113は、点群クラスタ毎に相対距離を相対速度で割り符号を反転して、各点群クラスタの衝突猶予時間を算出する。つまり、優先度設定部113は、相対速度を用いて、点群クラスタが自車両10に接触すると仮定した際の接触までに要する時間を表す衝突猶予時間を算出し、衝突猶予時間に基づいて、点群クラスタ又は点群クラスタが存在する方位の外界領域に優先度を設定する。After obtaining the relative speed of the peripheral object with respect to the host vehicle 10 in the point cloud cluster relative speed detection step S740, the priority setting unit 113 calculates the collision grace time for each point cloud cluster by dividing the relative distance by the relative speed and inverting the sign for each point cloud cluster in the collision grace time calculation step S750. That is, the priority setting unit 113 uses the relative speed to calculate the collision grace time that indicates the time required for the point cloud cluster to come into contact with the host vehicle 10, and sets a priority for the point cloud cluster or the external area in the direction in which the point cloud cluster is located based on the collision grace time.
尚、相対速度の絶対値が非常に小さく衝突猶予時間が非常に大きくなる場合に備え、例えば、衝突猶予時間が30秒を超える場合には30秒でクリッピングするなどの処理を行う。また、計算した衝突猶予時間が負となる場合、すなわち相対速度が正の場合も、衝突猶予時間を取り得る最大値の30秒として設定し、離れていく物体に対応する点群クラスタを衝突猶予時間の長い点群クラスタとして取り扱うことで、認識処理の優先度が高くなることを抑制する。In addition, in preparation for the case where the absolute value of the relative velocity is very small and the collision grace period is very large, for example, if the collision grace period exceeds 30 seconds, processing such as clipping at 30 seconds is performed. Also, even if the calculated collision grace period is negative, that is, if the relative velocity is positive, the collision grace period is set to the maximum possible value of 30 seconds, and the point cloud cluster corresponding to the moving away object is treated as a point cloud cluster with a long collision grace period, thereby preventing the recognition process from having a high priority.
衝突猶予時間通知ステップS760では、点群クラスタ毎に当該点群クラスタが存在する方位の範囲を求め、求めた方位の範囲を当該点群クラスタの衝突猶予時間と共に認識処理優先度設定ステップS735に通知し、優先度設定部113により優先度が設定される。通知は変数や共通メモリ領域、プロセス間通信など実装の形態に適した方法で行う。In the collision grace period notification step S760, the range of the direction in which each point cloud cluster exists is calculated for each point cloud cluster, and the calculated range of the direction is notified to the recognition processing priority setting step S735 together with the collision grace period of the point cloud cluster, and the priority is set by the priority setting unit 113. The notification is performed by a method suitable for the implementation form, such as a variable, a shared memory area, or inter-process communication.
方位については、本実施例1では水平方向を分けて複数カメラで画像データを取得しているので、それぞれのカメラで取得した画像データの単位で認識処理を行う場合には、水平方向のみで良い。但し、垂直方向で別のカメラを用いる構成が含まれる場合には、垂直方向の方位も必要となる。また、個々のカメラで撮影した画像を水平に分割して上下で認識処理を分ける場合にも、分割した画像領域毎に認識処理の優先度を決めるために垂直方向の方位も必要となる。各点群クラスタ単位で認識処理の優先度を決める場合にも、認識処理対象の存在する範囲を特定するために水平方向と垂直方向の情報が必要となる。Regarding the orientation, in the first embodiment, image data is acquired by multiple cameras, with the horizontal direction being divided, so when performing recognition processing in units of image data acquired by each camera, only the horizontal direction is required. However, when a configuration using a separate camera in the vertical direction is included, the vertical direction orientation is also required. Furthermore, when images captured by individual cameras are divided horizontally and recognition processing is performed separately for the top and bottom, the vertical direction orientation is also required to determine the priority of recognition processing for each divided image region. When determining the priority of recognition processing for each point cloud cluster, horizontal and vertical direction information is also required to identify the range in which the recognition processing target exists.
点群クラスタ認識処理ステップS770では、点群クラスタ認識処理部118がそれぞれの点群クラスタに対して点群クラスタを構成する点群データを参照し認識処理を行う。点群クラスタを構成する各点データの空間上の位置関係やレーザ反射光の信号強度の分布から、対象物の種別検出や、ノイズと思われる点群クラスタの除外を行う。In the point cloud cluster recognition processing step S770, the point cloud cluster recognition processing unit 118 performs a recognition process for each point cloud cluster by referring to the point cloud data constituting the point cloud cluster. Based on the spatial positional relationship of each point data constituting the point cloud cluster and the distribution of the signal intensity of the reflected laser light, the type of object is detected and point cloud clusters that appear to be noise are excluded.
点群クラスタの認識処理を行う際にも認識の優先度を考慮しても良い。すなわち、衝突猶予時間算出ステップS750で算出した衝突猶予時間の短い点群クラスタから順に認識処理を行うことや、衝突猶予時間の長い点群クラスタに対してはノイズ除外処理のみ行い物体の存在のみを検出する比較的軽い認識処理を施し、衝突猶予時間が一定時間以下の点群クラスタに対しては種別(四輪車以上、二輪車、自転車、歩行者等)を検出する比較的重い認識処理を行うことも考えられる。The recognition priority may also be taken into consideration when performing the point cloud cluster recognition process. That is, the recognition process may be performed in order of the point cloud clusters with the shortest collision time allowed in the collision time calculation step S750, or a relatively light recognition process may be performed on point cloud clusters with long collision time allowed, in which only noise removal processing is performed to detect the presence of objects, and a relatively heavy recognition process may be performed on point cloud clusters with collision time allowed less than a certain time to detect the type of vehicle (four-wheeled or larger vehicle, two-wheeled vehicle, bicycle, pedestrian, etc.).
衝突猶予時間の短い点群クラスタから順に認識処理を行うことで、緊急度の高い物体に対し迅速に認識結果を出せる利点が得られる。また、衝突猶予時間が一定時間以下になってから対象の種類まで識別処理を行う認識処理を行うことで、走行経路決定や衝突回避動作への影響の大きい自車両10近傍の対象物に限定して負荷の高い認識処理を行え、全体的な認識処理負荷を抑制できる利点がある。By performing the recognition process in order from the point cloud cluster with the shortest collision grace period, it is possible to obtain the advantage of quickly obtaining the recognition result for the object with the highest degree of urgency. In addition, by performing the recognition process to identify the object type after the collision grace period is equal to or less than a certain time, it is possible to perform the high-load recognition process only for the objects near the vehicle 10, which have a large impact on the travel route determination and the collision avoidance operation, and it is possible to reduce the overall recognition process load.
点群クラスタ認識処理ステップS770の認識結果は、複数の外界センサから得たセンシングデータに対する認識結果を統合する認識結果統合処理に送られ、自車両10に対するさまざまな方向の認識結果の合成、複数の外界センサによる認識結果の整合性の確認や、不整合の生じた認識結果に対する認識結果の選択や除外等を経て、最終的な外界認識結果となる。The recognition results of the point cloud cluster recognition processing step S770 are sent to a recognition result integration process that integrates the recognition results for the sensing data obtained from multiple external sensors, and the final external recognition result is obtained after synthesizing the recognition results for various directions of the vehicle 10, checking the consistency of the recognition results from the multiple external sensors, and selecting or excluding recognition results where inconsistencies occur.
カメラ画像処理は、まず、カメラ画像データ取得ステップS715で外界データ取得部111により、各カメラからの画像データを取り込む。各カメラから取得した画像データは、画像補正処理ステップS725で、画像補正処理部116が画像の歪み、画像の明るさ補正、色の再現及び補正、画像のズレ等の補正を行う。この際、各カメラの個体差や、カメラの車両取り付け誤差などに伴う補正も含めて行う。色については、画素により異なる赤、緑、青など異なる透過波長特性を持つカラーフィルタを用いる画像センサで取得した画像データを用いる場合には、周辺の複数画素を用いて色の復元を行う。In the camera image processing, first, in a camera image data acquisition step S715, the external world data acquisition unit 111 acquires image data from each camera. In an image correction processing step S725, the image correction processing unit 116 corrects the image data acquired from each camera for image distortion, image brightness correction, color reproduction and correction, image misalignment, etc. At this time, corrections due to individual differences between each camera and errors in installing the camera on the vehicle are also performed. Regarding color, when using image data acquired by an image sensor that uses color filters with different transmission wavelength characteristics such as red, green, and blue that vary depending on the pixel, color restoration is performed using multiple surrounding pixels.
画像補正処理ステップS725では、必要に応じて、あるカメラから取得した画像データを、複数の画像上の領域に分割して処理をしても良い。また、カメラ毎に異なる領域分割を行っても良い。例えば、あるカメラが画角の広い魚眼レンズで画像を取得する場合、当該カメラで取得した画像データについては画像の中心部と周辺部で歪が大きく異なるので、当該カメラについては中心部と複数の周辺部に領域分割し、それぞれの領域を別画像として切り出し、領域毎に適切な歪の補正を行うことが考えられる。In the image correction processing step S725, image data acquired from a certain camera may be divided into multiple image regions and processed as necessary. Also, different region divisions may be performed for each camera. For example, if a certain camera acquires an image using a fisheye lens with a wide angle of view, the distortion of the image data acquired by that camera will differ significantly between the center and periphery of the image. Therefore, it is conceivable to divide the image data for that camera into a center region and multiple periphery regions, cut out each region as a separate image, and perform appropriate distortion correction for each region.
認識処理優先度設定ステップS735は、衝突猶予時間通知ステップS760で得た各点群クラスタの方向の範囲と衝突猶予時間をもとに、優先度設定部113が、画像補正処理ステップS725から出力される画像データ毎に認識処理の優先度を決定する。ただし、画像補正処理ステップS725から出力される各々の画像データを画像上の複数の領域に分割し、分割した単位で優先度を決定しても良い。In the recognition processing priority setting step S735, the priority setting unit 113 determines the priority of the recognition processing for each piece of image data output from the image correction processing step S725 based on the range of directions of each point cloud cluster and the collision allowance time obtained in the collision allowance time notification step S760. However, each piece of image data output from the image correction processing step S725 may be divided into multiple regions on the image, and the priority may be determined for each divided unit.
認識の優先度は、認識処理を行う画像データの単位で、当該画像に含まれる方向と一定以上方向の重なる点群クラスタを考慮すべき点群クラスタとし、これら点群クラスタの中で最も衝突猶予時間の短い衝突猶予時間を用いて決める。認識処理を行う画像データの単位は点群クラスタに対応する範囲毎としても良く、この場合は当該点群クラスタの衝突猶予時間を用いて決める。The recognition priority is determined by the unit of image data to be processed for recognition, and the point cloud cluster that overlaps with the direction included in the image in a certain direction or more is set as the point cloud cluster to be considered, and the collision grace period of the point cloud cluster is used to determine the priority. The unit of image data to be processed for recognition may be a range corresponding to a point cloud cluster, in which case the priority is determined by the collision grace period of the point cloud cluster.
考慮すべき点群クラスタとして判定する際の重なり具合の基準は、例えば、認識処理の仕様を考慮して決める。すなわち、認識処理において物体認識に最低限必要となる画像に含まれる物体の部分の割合を考慮する。認識処理にて認識可能な割合の物体部分が含まれないと、認識処理で当該物体の認識はできないので、そのような物体に対応する点群クラスタに関する情報は除外して扱う。The criteria for the degree of overlap when determining whether a point cloud cluster should be considered are determined, for example, taking into account the specifications of the recognition process. That is, the minimum proportion of the object contained in the image required for object recognition in the recognition process is taken into account. If the object portion is not included in a proportion that is recognizable in the recognition process, the object cannot be recognized in the recognition process, so information about point cloud clusters corresponding to such objects is excluded and handled.
認識の優先度を決める際、単純な方法としては、衝突猶予時間が一定以下になった場合に優先度高として扱えばよい。認識の優先度を複数の段階に分ける場合には、衝突猶予時間の値で段階的に区切り、各レベルに対し段階的な優先度の割り当てを行う。例えば、優先度を緊急、最高、高、中、低などの5段階に分け、衝突猶予時間の範囲を区切り、時間の短い順に割り当てをすることが考えられる。A simple method for determining the priority of recognition is to treat a collision time that is less than a certain value as a high priority. When dividing the priority of recognition into multiple stages, the collision time value is divided into stages and a tiered priority is assigned to each level. For example, it is conceivable to divide the priority into five stages such as urgent, highest, high, medium, and low, divide the collision time range into ranges, and assign the priority in order of shortest time.
認識処理優先度設定ステップS735では、優先度を決める際、自車両10の走行状態や操作状態をもとに優先度に重み付けを行っても良い。例えば、通常走行時は前方に対応するカメラF310で取得した画像に対して優先度を高め、後退時は後方及び斜め後方に対応するカメラであるカメラR360、カメラRL340、カメラRR350で取得した画像に対して優先度を高めることが考えられる。自車両10の後退時は車庫入れなどで大きく旋回することが多いため、斜め後方の優先度も高める。カメラRL340やカメラRR350の画角は一部側方前方も含むため、これらのカメラで取得した画像に関しては、画像を垂直に分割し、後方側に対応する領域の画像のみ優先度を高めても良い。In the recognition processing priority setting step S735, when determining the priorities, the priorities may be weighted based on the driving state and operation state of the vehicle 10. For example, during normal driving, it is conceivable to give a higher priority to images acquired by camera F310 corresponding to the front, and during reversing, give a higher priority to images acquired by cameras R360, RL340, and RR350 corresponding to the rear and diagonally rear. Because the vehicle 10 often makes large turns when reversing, such as when parking in a garage, the priority of diagonally rearward images is also increased. Because the angles of view of camera RL340 and camera RR350 include some of the lateral and forward views, the images acquired by these cameras may be vertically divided, and only the images in the area corresponding to the rearward view may be given a higher priority.
画像データに対する認識処理を点群クラスタ単位で行う場合には、当該点群クラスタの存在する方位を含む撮影を行うカメラの中で、最も高い優先度重み付けを持つカメラで取得した画像上で当該点群クラスタに対応する領域に対し優先的に認識処理を行うことも考えられる。When performing recognition processing on image data in units of point cloud clusters, it is also possible to perform recognition processing preferentially on the area corresponding to the point cloud cluster on the image acquired by the camera with the highest priority weighting among cameras that take images including the orientation in which the point cloud cluster exists.
認識演算資源量決定ステップS745では、認識処理優先度設定ステップS735で決めた認識処理の優先度から、演算資源量決定部114が、画像認識処理ステップS755で行う認識処理の画像データ単位ごとに認識処理に割り当てる演算資源の決定を行う。演算資源とは、処理時間、処理に用いるプロセッサの数、認識処理に用いる専用回路、プロセッサや専用回路の動作に用いるメモリアクセス帯域やメモリ容量などである。また、認識処理を行う順序も決定する。演算資源量決定部114は、優先度に応じてカメラF310、FL320、FR330、RL340、RR350、R360により撮影された複数の画像領域毎(又は画像毎)に認識処理の演算資源量を決定する。In the recognition computation resource amount determination step S745, the computation resource amount determination unit 114 determines the computation resources to be allocated to the recognition processing for each image data unit of the recognition processing performed in the image recognition processing step S755 based on the recognition processing priority determined in the recognition processing priority setting step S735. The computation resources include the processing time, the number of processors used for the processing, the dedicated circuits used for the recognition processing, the memory access bandwidth and memory capacity used for the operation of the processors and dedicated circuits, etc. The order in which the recognition processing is performed is also determined. The computation resource amount determination unit 114 determines the computation resource amount for the recognition processing for each of the multiple image regions (or each image) captured by the cameras F310, FL320, FR330, RL340, RR350, and R360 according to the priority.
優先度に応じた演算資源量の割り当てを行うために、優先度の低い認識処理に対しては認識処理に用いる画像データの解像度を下げたり、認識処理を施すフレームの間引き(間引くタイミングのフレームに対しては認識処理を省略する)により実際に認識処理を行う頻度を下げたり、認識性能(認識率)や認識機能(判別可能な対象の種別の多さ)の異なるロジックをもつ認識処理を用意し、性能や機能は劣るが演算処理の軽いロジックを用いたりする。解像度を下げる程度、フレームを間引く頻度、演算処理負荷の異なる認識ロジックへの切り替えなどにより、複数の優先度に対応することが可能である。In order to allocate the amount of computational resources according to priority, for low-priority recognition processes, the resolution of the image data used in the recognition process may be lowered, or the frequency of actual recognition processing may be reduced by thinning out frames to be subjected to recognition processing (omitting recognition processing for frames at the timing of thinning out), or recognition processes with logics that differ in recognition performance (recognition rate) and recognition functionality (number of types of objects that can be distinguished) may be prepared, and logic with lower performance and functionality but lighter computational processing may be used. It is possible to accommodate multiple priorities by varying the degree to which the resolution is lowered, the frequency with which frames are thinned out, and switching to recognition logic with different computational processing loads.
認識頻度を下げる場合には、特定のフレームの処理に認識処理が集中することや、自車両10に対し特定の方向の画像の認識処理が長期間行われないことを防止するため、複数のフレームを考慮して、どのタイミングでどの方向の画像データの認識処理を行うか計画して処理を行う。When the recognition frequency is reduced, in order to prevent the recognition process from concentrating on processing of a specific frame or from not performing recognition processing of images in a specific direction relative to the vehicle 10 for a long period of time, the process is carried out by taking into consideration multiple frames and planning when and in which direction to perform recognition processing of image data.
認識処理を行う順序は、通常は優先度の高いものを先に行うこととするが、特定の方向の画像の認識処理が長期間連続して間引かれていることを検出した場合には、優先度が緊急など特に優先度の高い画像データ以外では当該方向の画像データに対する処理を先に行うこととする。このように認識処理を行うことで、演算資源量の割り当ての際に誤差があり、処理時間が不足し認識処理が途中で打ち切られる場合でも、ある方向の画像データの認識処理が長期間実施されなくなる状態を回避できる。The order of recognition processing is normally such that the highest priority is performed first, but if it is detected that recognition processing of images in a specific direction has been continuously thinned out for a long period of time, processing of image data in that direction will be performed first except for image data with a particularly high priority, such as an urgent priority. By performing recognition processing in this manner, it is possible to avoid a situation where recognition processing of image data in a certain direction is not performed for a long period of time, even if there is an error in allocating the amount of computing resources and the recognition processing is terminated midway due to a lack of processing time.
画像認識処理ステップS755では、画像認識処理部117が、認識演算資源量決定ステップS745で決定した内容に基づき、認識処理をそれぞれの画像データに対して行う。認識演算資源量決定ステップS745で認識処理を省略すると決めた画像データの認識処理は省略する。複数の画像データに対し認識処理を行う際、画像データ毎に逐次処理しても良いし、複数のプロセッサコアを利用して並列処理を行っても良い。また、2つの画像データ毎に並列処理し、この並列処理を順に処理を行うなど、並列処理と逐次処理を組み合わせても良い。認識処理時間が想定より長くなり次のフレーム処理に支障が発生しそうな場合には処理を打ち切る。In image recognition processing step S755, the image recognition processing unit 117 performs recognition processing on each image data based on the content determined in recognition computation resource amount determination step S745. Recognition processing is omitted for image data for which it was determined in recognition computation resource amount determination step S745 that recognition processing should be omitted. When performing recognition processing on multiple image data, each image data may be processed sequentially, or parallel processing may be performed using multiple processor cores. Also, parallel processing and sequential processing may be combined, such as parallel processing for two sets of image data at a time and processing these parallel processes sequentially. If the recognition processing time becomes longer than expected and it is likely that processing of the next frame will be affected, the processing is aborted.
画像認識処理ステップS755で得た認識結果は、複数の外界センサ290、310~360から得たセンシングデータに対する認識結果を統合する認識結果統合処理部115に送られ、認識結果の整合性の確認や、不整合のある認識結果に対する認識結果の選択や除外などを経て、最終的な外界認識結果となる。The recognition result obtained in the image recognition processing step S755 is sent to a recognition result integration processing unit 115 that integrates the recognition results for the sensing data obtained from the multiple external sensors 290, 310 to 360, and after checking the consistency of the recognition results and selecting or excluding inconsistent recognition results, the final external recognition result is obtained.
図6及び図7を用いて、カメラF310、カメラFL320及びカメラFR330で取得する画像データを複数の画像上の領域に分割して取り扱い、認識頻度を変えることで領域毎に優先度の異なる認識処理を行う例を示す。6 and 7 show an example in which image data acquired by camera F310, camera FL320, and camera FR330 is divided into multiple image regions and handled, and recognition processing with different priorities is performed for each region by changing the recognition frequency.
図6に示すように、カメラFL320で取得する画像は領域D514及び領域F516に分けて取り扱う。カメラF310で取得する画像は領域A511、領域B512及び領域C513に分けて取り扱う。カメラFR330で取得する画像は領域E515及び領域G517で取り扱うことを想定する。6, an image acquired by camera FL320 is divided into areas D514 and F516 for handling. An image acquired by camera F310 is divided into areas A511, B512, and C513 for handling. An image acquired by camera FR330 is assumed to be divided into areas E515 and G517 for handling.
図7では図6で示した各領域の認識処理を行う順序の例を示している。図7でA~Gのアルファベットは、図6に示す領域A511から領域G517にそれぞれ対応しており、角括弧で囲んだ単位で認識処理を行うことを示している。例えば、[B、A、C]612では領域B512、領域A511及び領域C513を纏めて認識処理を行う。すなわち、カメラF310で取得した画像全体の認識処理を行うことを示す。[A]611は領域A511のみの認識処理を行うことを示す。Fig. 7 shows an example of the order in which recognition processing is performed for each area shown in Fig. 6. The letters A to G in Fig. 7 correspond to areas A511 to G517 shown in Fig. 6, respectively, and indicate that recognition processing is performed on the unit enclosed in square brackets. For example, [B, A, C] 612 indicates that recognition processing is performed on area B512, area A511, and area C513 collectively. In other words, this indicates that recognition processing is performed on the entire image acquired by camera F310. [A] 611 indicates that recognition processing is performed on only area A511.
同じカメラで取得した画像の領域を角括弧で囲んだように纏めて一括で認識処理を施すことで、画像の領域分割により、ある物体の画像がそれぞれの画像領域では一部しか含まれていない状況となっても、纏めて処理を行う際には領域分割の影響を受けない形で認識処理を行うことが可能となり、画像に対する認識率の向上を図れる。By grouping the areas of images acquired by the same camera together as enclosed in square brackets and performing recognition processing all at once, even if the image of a certain object is only partially contained in each image area due to image area division, it is possible to perform recognition processing without being affected by area division when processing the images together, thereby improving the recognition rate for images.
図7では、自車両10が前方に高速で直進している状況を想定しており、領域A511の優先度は高、領域B512、領域C513、領域D514及び領域E515の優先度は中、領域F516及び領域G517の優先度は低となっている状況として、認識処理を行う際の順序となっている。In Figure 7, it is assumed that the vehicle 10 is moving straight ahead at high speed, and the order in which the recognition process is performed is such that area A511 has high priority, area B512, area C513, area D514, and area E515 have medium priority, and area F516 and area G517 have low priority.
この順序に従うと、図7に示す8回の連続した認識処理において、領域A511は4回、領域B512、領域C513、領域D514及び領域E515は2回、領域F516及び領域G517は1回認識処理を行うことができる。According to this order, in the eight consecutive recognition processes shown in FIG. 7, the recognition process can be performed four times on area A511, two times on area B512, area C513, area D514, and area E515, and one time on area F516 and area G517.
図7に示すように、認識処理の優先度に応じて認識処理の順序を適切に調整すれば、同じカメラで取得した画像の領域分割による影響を抑制しつつ、優先度の高い領域の認識頻度を高くすることが可能である。As shown in Figure 7, by appropriately adjusting the order of recognition processes according to the priority of the recognition processes, it is possible to increase the recognition frequency of high-priority areas while suppressing the influence of area division of images acquired with the same camera.
実施例1においては、車載情報処理装置は、ECU Type A110(制御部)を備えている。In the first embodiment, the in-vehicle information processing device includes an ECU Type A110 (controller).
本発明の実施例1によれば、優先度が低い領域より、優先度が高い領域に対して演算資源量を多くして、緊急度が高い物体に対する認識遅延を抑制することが可能な車載情報処理装置、車載情報処理システム及び車載情報処理方法を実現することができる。According to the first embodiment of the present invention, it is possible to realize an in-vehicle information processing device, an in-vehicle information processing system, and an in-vehicle information processing method that can reduce recognition delays for objects with high urgency by increasing the amount of computational resources for areas with high priority compared to areas with low priority.
尚、実施例1ではカメラで取得した画像の認識に対する優先度の調整を示したが、LiDARやミリ波レーダなど他の外界センサで取得したセンシングデータに対して認識処理を行い物体種別等の検出を行う場合においても、点群クラスタの生成は認識処理前に実施するので、点群クラスタとの相対速度や衝突猶予時間を用いて認識処理の優先度を調整することが可能である。In addition, in Example 1, the adjustment of the priority for recognizing images acquired by a camera was shown, but even when performing recognition processing on sensing data acquired by other external sensors such as LiDAR or millimeter wave radar to detect object types, etc., the generation of a point cloud cluster is performed before the recognition processing, so it is possible to adjust the priority of the recognition processing using the relative speed with respect to the point cloud cluster and the collision grace time.
(実施例2)
次に、本発明の実施例2について説明する。 Example 2
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
実施例1で示したLiDAR A290を用いる構成に対し、LiDARを前方監視用のLiDAR F210と、後方監視用のLiDAR R260とに変更した構成である実施例2について説明する。A second embodiment will be described in which the LiDARs are changed from the configuration using the LiDAR A290 shown in the first embodiment to a LiDAR F210 for forward monitoring and a LiDAR R260 for rearward monitoring.
図8は、実施例2のシステム接続構成例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a system connection configuration according to the second embodiment.
実施例2では、自車両10は外界センサとしてカメラ6台と前方監視用のLiDAR F210と後方監視用のLiDAR R260を有している。それぞれのカメラの画角は実施例1と同じである。LiDARは実施例1と異なり、前方監視用と後方監視用となり、左右監視用は存在しない。外界センサ構成の変更に伴い、外界の認識処理を含む信号処理機能を有するECUはECU Type A110からECU Type B120(制御部)に変更している。In Example 2, the vehicle 10 has six cameras as external sensors, a LiDAR F210 for forward monitoring, and a LiDAR R260 for rearward monitoring. The angle of view of each camera is the same as in Example 1. Unlike in Example 1, the LiDAR is for forward monitoring and rearward monitoring, and there is no LiDAR for left and right monitoring. Due to the change in the external sensor configuration, the ECU having a signal processing function including external recognition processing is changed from ECU Type A110 to ECU Type B120 (control unit).
ECU Type B120もCANなどのインタフェースを介して自車両10に搭載される他のECUとも通信を行う。他のECUと接続することで、外界を認識した結果を走行判断や走行制御を行うECUに伝えたり、自車両10の走行状態を取得したりすることが可能である。The ECU Type B 120 also communicates with other ECUs mounted on the vehicle 10 via an interface such as a CAN. By connecting with other ECUs, it is possible to transmit the results of recognizing the outside world to ECUs that make driving decisions and control driving, and to obtain the driving status of the vehicle 10.
実施例2においても、LiDAR F210とLiDAR R260でセンシング可能な範囲における認識処理の優先度の求め方は実施例1で示した方法と同じである。すなわち、LiDAR F210やLiDAR R260で得た点群データから点群クラスタを生成し、点群クラスタ毎の衝突猶予時間を算出し、衝突猶予時間の短い物体を示している点群クラスタの方向に対応するカメラの画像に対して認識処理の優先度を高める。In Example 2, the method for determining the priority of the recognition process in the range that can be sensed by the LiDAR F210 and the LiDAR R260 is the same as the method shown in Example 1. That is, point cloud clusters are generated from point cloud data obtained by the LiDAR F210 or the LiDAR R260, a collision grace period is calculated for each point cloud cluster, and the priority of the recognition process is increased for camera images corresponding to the direction of a point cloud cluster that shows an object with a short collision grace period.
LiDARでカバーされない左右側方については、車両の挙動や状態に応じて認識処理の優先度に重み付けをつけることで対応する。車両の挙動や状態に応じて重み付けを変更する例について図9A~図9Eを用いて説明する。The left and right sides that are not covered by LiDAR are addressed by weighting the priority of the recognition process according to the vehicle behavior and state. An example of changing the weighting according to the vehicle behavior and state will be described using Figures 9A to 9E.
図9A~図9Eにおいては、認識処理の優先度の重み付け方法として5種類のモードを用いることを想定している。モード毎に優先度を高める領域の画角を示している。9A to 9E, it is assumed that five modes are used as a method for weighting the priority of the recognition process, and the angle of view of the area for which the priority is increased for each mode is shown.
図9Aに示すMode DFFは高速巡行用のモードで、主に高速道路を含む自動車専用道路を高速巡行している際のモードとなる。高速巡行の状況では、カーブは緩いので優先度を高める領域は前方に絞ることができる。しかし、遠くの物体が短時間で接近する可能性が高いので、遠くまで認識するために高解像度画像に対する認識処理が必要となり、認識処理の頻度も高くしたい。そこで、認識処理の優先度を高める領域をカメラ画角F410に限定している。Mode DFF shown in Figure 9A is a high-speed cruising mode, and is used mainly when cruising at high speeds on expressways and other roads. When cruising at high speeds, the curves are gentle, so the area where priority is increased can be narrowed to the front. However, since distant objects are likely to approach in a short period of time, recognition processing is required for high-resolution images in order to recognize distant objects, and the frequency of recognition processing should also be increased. Therefore, the area where priority is increased for recognition processing is limited to the camera angle of view F410.
図9Bに示すMode DFは前進用のモードで、主に一般道を巡行している際のモードとなる。一般道の走行では高速巡行時ほど遠方を認識する必要はないが、左右からの飛び出しや急カーブへの対処が必要となるため、カメラ画角F410に加えてカメラ画角FL420、カメラ画角FR430に対する部分の認識優先度も高めている。Mode DF shown in Fig. 9B is a forward mode, and is mainly used when cruising on public roads. When driving on public roads, it is not necessary to recognize objects farther away than when cruising at high speeds. However, it is necessary to deal with sudden sudden changes in the direction of the vehicle from the left and right and sharp curves. Therefore, in addition to the camera angle of view F410, the recognition priority for the camera angle of view FL420 and the camera angle of view FR430 is also increased.
図9Cに示すMode DRは後退用のモードで、リバースギアに入れている際のモードとなる。後退時は走行速度が遅いが、車庫入れなどで操舵角が大きくなることが多いため、後方監視用の画角であるカメラ画角R460に加えて、主に斜め後方監視用のカメラ画角RL440及びカメラ画角RR450に対する部分の認識優先度も高めている。Mode DR shown in Fig. 9C is a mode for reverse driving, and is the mode when the reverse gear is engaged. When reversing, the driving speed is slow, but the steering angle is often large when parking in a garage, etc. Therefore, in addition to camera view angle R460, which is the view angle for rearward monitoring, the recognition priority is also increased for camera view angles RL440 and RR450, which are mainly used for diagonal rearward monitoring.
図9Dに示すMode DFLは後退以外で操舵角が一定以上左になった場合、及び左方向指示器が入っている際のモードである。操舵角が一定以上左になった場合、及び左方向指示器が入っている状況では、左折や左車線への車線変更等が予想されるため、前方をカバーするカメラ画角F410に加え、進行先として予想される左前方をカバーするカメラ画角FL420、及び左後方から迫る物体や左折に伴い巻き込む可能性のある物体の検出用にカメラ画角RL440に対する部分の認識優先度も高めている。Mode DFL shown in Fig. 9D is a mode used when the steering angle is turned left by a certain amount or more, other than when reversing, and when the left turn signal is on. When the steering angle is turned left by a certain amount or more, or when the left turn signal is on, it is expected that the vehicle will turn left or change lanes to the left lane. Therefore, in addition to camera view angle F410, which covers the front, camera view angle FL420, which covers the left front that is expected to be the destination, and camera view angle RL440, which is used to detect an object approaching from the rear left or an object that may be hit by the vehicle when turning left, are also given higher recognition priority.
図9Eに示すMode DFRは後退以外で操舵角が一定以上右になった場合、及び右方向指示器が入っている際のモードであり、Mode DFLとは左右反対のモードとなる。Mode DFR shown in FIG. 9E is a mode when the steering angle is turned to the right by a certain amount or more in a state other than reverse, and when the right turn signal is on, and is the left-right opposite mode of Mode DFL.
認識処理の優先度を高める際、図9A~図9Eに示したように優先度を高める画角が各カメラの画角と一致する場合には、各カメラで取得した画像データ単位で認識処理の優先度を高めれば良い。When increasing the priority of the recognition process, if the angle of view for which the priority is to be increased matches the angle of view of each camera, as shown in Figures 9A to 9E, the priority of the recognition process can be increased on an image data basis acquired by each camera.
但し、ECUの処理性能に余裕がある場合などは、例えば、図9Bに示したMode DFにおいて、カメラRL340及びカメラRR350で取得した画像で、カメラ画角FL420及びカメラ画角FR430の画角と重なる領域についても認識処理の優先度を高めることも考えられる。自車両10からみて同一の方向にある物体であっても、複数のカメラで取得した複数の画像データに対し認識処理を施すことで、片方のカメラでは死角となっているような状態にある物体の認識や、各画像に対する認識結果の比較による認識精度の向上が期待できる。However, if there is a margin in the processing performance of the ECU, for example, in Mode DF shown in Fig. 9B, it is also possible to increase the priority of the recognition process for the area of the images acquired by camera RL 340 and camera RR 350 that overlaps with the camera view angles FL 420 and FR 430. Even if an object is in the same direction as seen from vehicle 10, by performing recognition processing on multiple image data acquired by multiple cameras, it is possible to recognize an object that is in a blind spot for one of the cameras and to improve recognition accuracy by comparing the recognition results for each image.
尚、カメラで取得した画像データに対する認識処理は、厳密には各カメラで取得した画像データに対し画像補正処理を施した画像データに対する認識処理となる。以下同じである。Strictly speaking, the recognition process for image data acquired by the cameras is a recognition process for image data acquired by each camera that has been subjected to image correction processing. The same applies below.
車両の挙動や状態に応じて求めた認識処理の優先度に対する重み付けを、LiDAR F210及びLiDAR R260のセンシング結果に基づく各点群クラスタの衝突猶予時間から求めた認識処理の優先度に加味する際には、例えば優先度の重み付け結果を優先度そのものとして扱い、衝突猶予時間から求めた優先度と比較して、優先度の高い方を当該方向の優先度として扱うことが考えられる。この場合、車両の挙動や状態に応じて決める認識処理の優先度に対する重み付けも高、中、低3段階に分け、重み付けに対応して認識優先度を高、中、低とする。When weighting the priority of the recognition process determined according to the behavior and state of the vehicle is taken into account in the priority of the recognition process determined from the collision grace time of each point cloud cluster based on the sensing results of the LiDAR F210 and the LiDAR R260, it is possible to treat the weighted priority result as the priority itself, compare it with the priority determined from the collision grace time, and treat the higher priority as the priority for the direction. In this case, the weighting of the priority of the recognition process determined according to the behavior and state of the vehicle is also divided into three levels: high, medium, and low, and the recognition priority is set to high, medium, or low corresponding to the weighting.
認識処理の優先度に対する重み付けを3段階とする場合には、例えばMode DFでは中速域ではカメラ画角F410の重み付けを高、カメラ画角FL420及びカメラ画角FR430は中の重み付けを行い、低速域ではカメラ画角F410、カメラ画角FL420及びカメラ画角FR430を全て重み付け高とすることも考えられる。すなわち、中速域ではある程度の速度で走行できる幹線道路を巡行しているので、より前方監視に比重を置き、低速域では生活道路などの走行も考慮して、広い画角に対してまんべんなく優先度を高めて認識処理を行うことが考えられる。When weighting the priority of the recognition process is set to three levels, for example, in Mode DF, in the medium speed range, the camera view angle F410 is weighted high, and the camera view angle FL420 and the camera view angle FR430 are weighted medium, and in the low speed range, the camera view angle F410, the camera view angle FL420, and the camera view angle FR430 are all weighted high. In other words, in the medium speed range, since the vehicle is traveling on a main road where travel is possible at a certain speed, more emphasis is placed on forward monitoring, and in the low speed range, taking into account travel on residential roads and the like, recognition process is performed by uniformly increasing the priority for a wide view angle.
車両の挙動や状態に応じて求める認識処理の優先度に対する重み付けを高、中、低の三段階、点群クラスタの衝突猶予時間を用いた認識処理の優先度を緊急、最高、高、中、低とし、優先度の高い方を当該方向の優先度とする場合、優先度高~低については車両の挙動や状態でも検出した点群クラスタの衝突猶予時間によっても選択され、優先度緊急や最高は検出した点群クラスタの衝突猶予時間によってのみ発生することになる。The priority of the recognition process required according to the vehicle's behavior and condition is weighted at three levels: high, medium, and low, and the priority of the recognition process using the collision grace period of the point cloud cluster is set to emergency, highest, high, medium, and low. If the higher priority is set as the priority for the direction, the high to low priority is selected based on the vehicle's behavior and condition as well as the collision grace period of the detected point cloud cluster, and the emergency and highest priorities are determined only by the collision grace period of the detected point cloud cluster.
すなわち、実施例2の構成では、点群クラスタの衝突猶予時間を用いた認識処理の優先度づけはLiDAR F210及びLiDAR R260でセンシング可能な前後方向のみに対して行うので、優先度緊急及び最高も前後方向のみで発生する。自車両10は前後方向に関しては高速域を含む移動を行うが、横方向に関してはスリップなどを起こしていない通常の状況では操舵に伴う移動に限定され、移動速度が限られることから、遠方監視の必要性は低い。That is, in the configuration of Example 2, prioritization of recognition processing using the collision grace time of point cloud clusters is performed only in the forward/backward direction, which can be sensed by LiDAR F210 and LiDAR R260, and therefore, urgent and highest priority are also generated only in the forward/backward direction. Although the host vehicle 10 moves in the forward/backward direction, including at high speeds, in the lateral direction, movement is limited to steering in normal situations where there is no slippage or the like, and since the movement speed is limited, there is little need for remote monitoring.
そこで、センサのコストやECUの処理負荷とのバランスを考慮して、実施例2の構成とすることも考えられる。Therefore, the configuration of the second embodiment may be considered, taking into consideration the balance between the cost of the sensor and the processing load of the ECU.
また、横方向に関する優先度の判定をもう少し厳密に行いたい場合には、左方向はカメラFL320及びカメラRL340、右方向はカメラFR330及びカメラRR350を組み合わせて、画角が重なっている領域についてそれぞれステレオ視を行い、ステレオ視で得られた各画素の距離情報と当該画素の画像上の位置情報から当該画素の空間上の位置を算出することで、各画素を空間上の位置情報を持つ点として扱い、これらの点の集合を点群として取り扱うことも考えられる。点群が得られれば、横方向についても点群クラスタが得られ、各点群クラスタの衝突猶予時間も得られ、これら情報をもとに認識処理の優先度を求めることができる。Furthermore, if it is desired to more precisely determine the priority in the horizontal direction, it is possible to perform stereoscopic vision of the area where the angles of view overlap by combining cameras FL320 and RL340 in the left direction and cameras FR330 and RR350 in the right direction, and calculate the spatial position of each pixel from the distance information of each pixel obtained by stereoscopic vision and the position information of the pixel on the image, thereby treating each pixel as a point having spatial position information, and treating the set of these points as a point cloud. Once a point cloud is obtained, point cloud clusters can be obtained in the horizontal direction as well, and the collision grace time for each point cloud cluster can also be obtained, and the priority of the recognition process can be determined based on this information.
さらに、LiDAR R260のみ、あるいはLiDAR F210及びLiDAR R260の両方を省略し、LiDARではセンシングできない自車両10周辺に関しては必要なカメラの画角を広げることで2台以上のカメラで撮影できるようにして、複数のカメラで取得した画像によるステレオ視で得た各画素の距離情報から点群クラスタを抽出し、点群クラスタ及び各点群クラスタの衝突猶予時間を用いて認識処理の優先度を求めることも考えられる。Furthermore, it is also possible to omit only LiDAR R260, or both LiDAR F210 and LiDAR R260, and widen the angle of view of the necessary cameras so that the surroundings of the vehicle 10 that cannot be sensed by LiDAR can be photographed with two or more cameras, extract a point cloud cluster from the distance information of each pixel obtained by stereoscopic vision using images acquired by multiple cameras, and determine the priority of the recognition process using the point cloud cluster and the collision grace time of each point cloud cluster.
実施例2においては、車載情報処理装置は、ECU Type B120(制御部)を備えている。In the second embodiment, the in-vehicle information processing device includes an ECU Type B120 (controller).
実施例2においては、実施例1と同様な効果を得ることができる他、自車両10と他車両との相対速度が速い可能性がある前方向及び後方向に監視方向について、認識処理の優先度を判定し、左右側方は、自車両10の挙動や状態に応じて重み付けを決めることで、点群取得に必要なセンサのコストを抑制したり、センシング対象として重要な前後方向にLidar点群処理を限定してECUの演算性能を確保したりすることができる。In Example 2, in addition to being able to achieve the same effect as Example 1, the priority of recognition processing is determined for the monitoring directions in the forward and backward directions where the relative speed between the vehicle 10 and other vehicles is likely to be high, and weighting is determined for the left and right sides according to the behavior and state of the vehicle 10, thereby reducing the cost of sensors required for point cloud acquisition and ensuring the calculation performance of the ECU by limiting Lidar point cloud processing to the forward and backward directions which are important as sensing targets.
(実施例3)
次に、本発明の実施例3について説明する。 Example 3
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
実施例2で示した構成を基に、外界センサから取り込んだデータの認識処理を含む信号処理機能を有するECUを複数用いるシステムの接続構成例を図10に示す。外界センサである複数のカメラと複数のLiDARの構成は実施例2の構成と同じである。10 shows an example of the connection configuration of a system using multiple ECUs with signal processing functions including recognition processing of data acquired from external sensors, based on the configuration shown in Example 2. The configuration of the multiple cameras and multiple LiDARs that are external sensors is the same as that of Example 2.
図10に示す構成では、認識処理を含む信号処理機能を有するECUは、FrontセンシングECU160(第1制御部)、RearセンシングECU170(第2制御部)及び統合ECU150(統合制御部)で構成する。In the configuration shown in FIG. 10, the ECUs having signal processing functions including recognition processing are made up of a front sensing ECU 160 (first control unit), a rear sensing ECU 170 (second control unit), and an integrated ECU 150 (integrated control unit).
FrontセンシングECU160は、カメラF310、カメラFL320、カメラFR330及びLiDAR F210を直接接続しており、主として自車両10前方の外界センシング処理を行う。The front sensing ECU 160 is directly connected to the camera F310, the camera FL320, the camera FR330, and the LiDAR F210, and mainly performs external environment sensing processing in front of the host vehicle 10.
RearセンシングECU170は、カメラR360、カメラRL340、カメラRR350及びLiDAR R260を直接接続しており、主として自車両10後方の外界センシング処理を行う。The rear sensing ECU 170 is directly connected to the camera R360, the camera RL340, the camera RR350, and the LiDAR R260, and mainly performs external environment sensing processing behind the vehicle 10.
外界センサそれぞれから出力される単位時間当たりのセンシングデータ量を考慮し、各外界センサはFrontセンシングECU160あるいはRearセンシングECU170に直接接続している。Taking into consideration the amount of sensing data output per unit time from each external sensor, each external sensor is directly connected to the front sensing ECU 160 or the rear sensing ECU 170 .
統合ECU150はFrontセンシングECU160とRearセンシングECU170、及び自車両10に搭載される他のECUにCANや車載イーサーネットを介して接続している。統合ECU150はFrontセンシングECU160及びRearセンシングECU170で処理した外界の認識結果の統合処理に加え、FrontセンシングECU160及びRearセンシングECU170で抽出した点群クラスタに関する情報及び自車両10に搭載される他のECUから車両の挙動や状態から自車両10の各方向の認識処理の優先度を判定して、FrontセンシングECU160及びRearセンシングECU170の認識処理などの処理負荷のバランスが取れるように調整を行う。The integrated ECU 150 is connected to the Front sensing ECU 160, the Rear sensing ECU 170, and other ECUs mounted on the vehicle 10 via a CAN or an in-vehicle Ethernet. In addition to integrating the results of external recognition processed by the Front sensing ECU 160 and the Rear sensing ECU 170, the integrated ECU 150 determines the priority of recognition processing for each direction of the vehicle 10 based on information about the point cloud clusters extracted by the Front sensing ECU 160 and the Rear sensing ECU 170 and on the behavior and state of the vehicle from other ECUs mounted on the vehicle 10, and makes adjustments to balance the processing load of the recognition processing of the Front sensing ECU 160 and the Rear sensing ECU 170.
FrontセンシングECU160とRearセンシングECU170の間は、複数のカメラで取得する動画像データの転送に対応した高速通信路であるECU間画像転送対応通信路165で直接接続している。ECU間画像転送対応通信路165には例えば高速シリアル通信等を用いる。この際、カメラとECUの間をデジタル接続するために利用する通信技術を流用しても良い。ECU間画像転送対応通信路165が動画像データの双方向通信を必要とする場合であっても、FrontセンシングECU160からRearセンシングECU170へのデータ転送用と、逆方向のデータ転送用に分け、それぞれに片方向の通信路を用いてもよい。The front sensing ECU 160 and the rear sensing ECU 170 are directly connected via an inter-ECU image transfer communication path 165, which is a high-speed communication path compatible with the transfer of moving image data acquired by multiple cameras. The inter-ECU image transfer communication path 165 uses, for example, high-speed serial communication. In this case, communication technology used for digitally connecting cameras and ECUs may be used. Even if the inter-ECU image transfer communication path 165 requires bidirectional communication of moving image data, it may be divided into two paths for data transfer from the front sensing ECU 160 to the rear sensing ECU 170 and data transfer in the reverse direction, and a unidirectional communication path may be used for each.
図10に示す構成における処理フローの例を図11に示す。図11ではFrontセンシングECU160、RearセンシングECU170、統合ECU150の各処理に分けて示している。各処理は1フレーム分の処理を示しており、フレーム毎に繰り返し行う。An example of a processing flow in the configuration shown in Fig. 10 is shown in Fig. 11. Fig. 11 shows the processing separately for the Front Sensing ECU 160, the Rear Sensing ECU 170, and the Integrated ECU 150. Each processing represents processing for one frame, and is repeated for each frame.
FrontセンシングECU160で行うFrontセンシングECU処理において、LiDAR F点群データ取得ステップS810~LiDAR F点群クラスタ衝突猶予時間算出ステップS850までの処理は、実施例1にて図5を用いて説明したLiDAR点群データ取得ステップS710~衝突猶予時間算出ステップS750と同様の処理を、LiDAR F210で取得した点群データに対して行う。In the Front Sensing ECU processing performed by the Front Sensing ECU 160, the processing from the LiDAR F point cloud data acquisition step S810 to the LiDAR F point cloud cluster collision grace period calculation step S850 is the same processing as the LiDAR point cloud data acquisition step S710 to the collision grace period calculation step S750 described using Figure 5 in Example 1, and is performed on the point cloud data acquired by the LiDAR F210.
LiDAR F点群クラスタ衝突猶予時間通知ステップS860では、点群クラスタ毎に当該点群クラスタが存在する方位の範囲を求め、当該点群クラスタの衝突猶予時間と共に統合ECU150に通知する。通知されたデータは統合ECU150で行う画像認識優先度設定ステップS960で参照する。通知にはFrontセンシングECU160と統合ECU150を接続するCAN等の通信路を用いて行う。
方位については、本実施例3では水平方向を分割して複数カメラで画像を取得しているので、それぞれのカメラで取得した画像データ単位で認識処理を行う場合には、方位の情報は水平方向のみで良い。但し、垂直方向で別のカメラを用いる構成が含まれる場合には、垂直方向の情報も必要となる。また、個々のカメラで撮影した画像を水平に分割して上下で認識処理を分ける場合にも、分割した画像領域毎に認識処理の優先度を決めるために垂直方向の情報も必要となる。 In the LiDAR F point cloud cluster collision grace period notification step S860, the range of the direction in which each point cloud cluster exists is calculated for each point cloud cluster, and this is notified to the integrated ECU 150 together with the collision grace period for that point cloud cluster. The notified data is referenced in the image recognition priority setting step S960 performed by the integrated ECU 150. The notification is performed using a communication path such as a CAN that connects the Front sensing ECU 160 and the integrated ECU 150.
Regarding orientation, in this embodiment 3, since images are acquired by multiple cameras with the horizontal direction divided, when performing recognition processing on image data acquired by each camera, only horizontal orientation information is required. However, when a configuration using a separate camera in the vertical direction is included, vertical information is also required. Furthermore, when images captured by individual cameras are divided horizontally and recognition processing is performed separately for the top and bottom, vertical information is also required to determine the priority of recognition processing for each divided image area.
LiDAR F点群クラスタ認識処理ステップS870ではそれぞれの点群クラスタに対して点群クラスタを構成する点群データを参照した認識処理を行う。この認識処理では点群クラスタを構成する各点データの空間上の位置関係やレーザ反射光の信号強度の分布から、対象物の種別検出や、ノイズと思われる点群クラスタの除外を行う。認識結果は統合ECU150の認識結果統合処理ステップS980に送信する。送信はFrontセンシングECU160と統合ECU150を接続するCAN等の通信路を用いて行う。In the LiDAR F point cloud cluster recognition processing step S870, a recognition process is performed on each point cloud cluster by referencing the point cloud data that constitutes the point cloud cluster. This recognition process detects the type of object and removes point cloud clusters that appear to be noise based on the spatial positional relationship of each point data that constitutes the point cloud cluster and the distribution of signal intensity of the reflected laser light. The recognition results are sent to the integrated ECU 150 in the recognition result integration processing step S980. The transmission is performed using a communication path such as a CAN that connects the Front Sensing ECU 160 and the integrated ECU 150.
RearセンシングECU170への画像データ転送設定ステップS880では、統合ECU150の画像転送パスモード指定ステップS970での結果に基づき、FrontセンシングECU160に直接接続されているカメラF310、カメラFL320、カメラFR330で取得した画像データやそれら画像データを元に生成したデータに関し、RearセンシングECU170で必要となる画像データをECU間画像転送対応通信路165経由でRearセンシングECU170に送信するよう設定を行う。In step S880 for setting image data transfer to the Rear sensing ECU 170, based on the result of step S970 for specifying the image transfer path mode of the integrated ECU 150, settings are made to transmit image data required by the Rear sensing ECU 170 to the Rear sensing ECU 170 via the inter-ECU image transfer compatible communication path 165, regarding image data acquired by the camera F310, camera FL320, and camera FR330 directly connected to the Front sensing ECU 160 and data generated based on such image data.
F直接接続カメラ画像データ取得S890ではFrontセンシングECU160に直接接続されているカメラF310、カメラFL320、カメラFR330から画像データの取得を行う。In S890 of acquiring F directly connected camera image data, image data is acquired from the camera F310, the camera FL320, and the camera FR330 that are directly connected to the Front sensing ECU 160.
F直接接続カメラ画像データ取得ステップS890で取得した画像データは、F直接カメラ画像補正処理ステップS892で画像の歪み、画像の明るさ補正、色の再現及び補正、画像のズレ等の補正を行う。この際、各カメラの個体差や、カメラの車両取り付け誤差などに伴う補正も含めて行う。色については、画素により異なる赤、緑、青など異なる透過波長特性を持つカラーフィルタを用いる画像センサで取得した画像データを用いる場合には、周辺の複数画素を用いて色の復元を行う。The image data acquired in the F directly connected camera image data acquisition step S890 is corrected in the F direct camera image correction processing step S892 for image distortion, image brightness correction, color reproduction and correction, image misalignment, etc. At this time, corrections due to individual differences between each camera and errors in mounting the camera on the vehicle are also performed. Regarding color, when using image data acquired by an image sensor that uses color filters with different transmission wavelength characteristics such as red, green, and blue that vary depending on the pixel, color restoration is performed using multiple surrounding pixels.
F直接カメラ画像補正処理ステップS892では、必要に応じてあるカメラから取得した画像を、複数の画像の領域に分けて、複数の画像に分割して処理しても良い。また、カメラ毎に異なる画像の領域分割を行っても良い。例えば、あるカメラで画角の広い魚眼レンズで画像を取得する場合、画像の中心部と周辺部で歪が大きく異なるので、当該カメラについては中心部と複数の周辺部に領域分割し、それぞれの領域を別画像として切り出し、領域毎に適切な歪の補正を行うことが考えられる。In the direct camera image correction processing step S892, an image acquired from a certain camera may be divided into multiple image regions and processed as necessary. Also, different image region divisions may be performed for each camera. For example, when an image is acquired using a fisheye lens with a wide angle of view on a certain camera, distortion differs greatly between the center and periphery of the image. Therefore, it is conceivable to divide the image into a center region and multiple peripheries for that camera, cut out each region as a separate image, and perform appropriate distortion correction for each region.
F直接カメラ画像補正処理ステップS892で補正した画像データのうちRearセンシングECU170で必要となる画像データは、RearセンシングECU170への画像データ転送設定ステップS880での設定に基づき、RearセンシングECU170へ送信される。Of the image data corrected in the F direct camera image correction processing step S892, the image data required by the Rear sensing ECU 170 is sent to the Rear sensing ECU 170 based on the settings made in the image data transfer setting step S880 to the Rear sensing ECU 170.
F直接接続カメラ画像認識処理ステップS900は、FrontセンシングECU160に直接接続されているカメラF310、カメラFL320、カメラFR330で取得した画像データに関して、FrontセンシングECU160で認識処理すべき画像データの認識処理を行う。各画像データの認識処理の方法、内容及び、各画像データの処理順序は、統合ECU150による画像認識演算資源量決定ステップS965の結果に従う。In the F directly connected camera image recognition processing step S900, recognition processing is performed on image data acquired by the camera F310, the camera FL320, and the camera FR330 that are directly connected to the Front sensing ECU 160, for image data that should be recognized and processed by the Front sensing ECU 160. The method, content, and processing order of each image data item depend on the result of the image recognition calculation resource amount determination step S965 by the integrated ECU 150.
F直接接続カメラ画像認識処理ステップS900の認識処理結果は統合ECU150の認識結果統合処理ステップS980に送信する。送信はFrontセンシングECU160と統合ECU150を接続するCAN等の通信路を用いて行う。FrontセンシングECU160に直接接続されているカメラで取得した画像でも、認識処理をRearセンシングECU170に任せる画像データについては認識処理を行わない。The recognition processing results of the F directly connected camera image recognition processing step S900 are transmitted to the recognition result integration processing step S980 of the integrated ECU 150. The transmission is performed using a communication path such as a CAN that connects the Front sensing ECU 160 and the integrated ECU 150. Even for images acquired by a camera directly connected to the Front sensing ECU 160, recognition processing is not performed on image data for which recognition processing is left to the Rear sensing ECU 170.
F間接接続カメラ画像データ取得ステップS910では、カメラR360、カメラRL340、カメラRR350から取得した画像データのうちFrontセンシングECU160で必要な画像データを、ECU間画像転送対応通信路165経由で受信する。In the F indirectly connected camera image data acquisition step S910, the image data required by the Front sensing ECU 160 among the image data acquired from the camera R360, the camera RL340, and the camera RR350 is received via the inter-ECU image transfer communication path 165.
F間接接続カメラ画像認識処理ステップS920は、F間接接続カメラ画像データ取得ステップS910で受信した画像データのうち、認識処理すべき画像データの認識処理を行う。各画像データの認識処理の方法や内容及び、各画像データの処理順序は、統合ECU150による画像認識演算資源量決定ステップS965の結果に従う。In the F indirectly connected camera image recognition processing step S920, recognition processing is performed on the image data to be recognized from the image data received in the F indirectly connected camera image data acquisition step S910. The method and content of the recognition processing for each image data and the processing order for each image data are determined according to the result of the image recognition calculation resource amount determination step S965 by the integrated ECU 150.
F間接接続カメラ画像認識処理ステップS920の認識処理結果は統合ECU150の認識結果統合処理ステップS980に送信する。送信はFrontセンシングECU160と統合ECU150を接続するCAN等の通信路を用いて行う。The recognition processing result of the F indirectly connected camera image recognition processing step S920 is transmitted to the recognition result integration processing step S980 of the integrated ECU 150. The transmission is performed using a communication path such as a CAN that connects the front sensing ECU 160 and the integrated ECU 150.
RearセンシングECU170で行うRearセンシングECU処理は、直接接続されているカメラがカメラR360、カメラRL340、カメラRR350となり、間接接続されているカメラ(FrontセンシングECU160に直接接続されているカメラ)がカメラF310、カメラFL320、カメラFR330、と入れ替わる以外は、FrontセンシングECU処理と同等の処理を行う。The Rear sensing ECU processing performed by the Rear sensing ECU 170 is equivalent to the Front sensing ECU processing, except that the directly connected cameras are camera R360, camera RL340, and camera RR350, and the indirectly connected cameras (cameras directly connected to the Front sensing ECU 160) are camera F310, camera FL320, and camera FR330.
統合ECU150で行う統合ECU処理では、まず、車両状態取得ステップS950で認識処理の優先度重み付けに必要な自車両10の挙動や状態の情報を取得する。取得する挙動や状態の情報としてはギアの状態(前進用か後退用か)、操舵状態、方向指示器の点灯設定等がある。In the integrated ECU process performed by the integrated ECU 150, first, in a vehicle state acquisition step S950, information on the behavior and state of the vehicle 10 required for prioritizing and weighting the recognition process is acquired. The acquired behavior and state information includes the gear state (forward or reverse), the steering state, the turn signal illumination setting, etc.
画像認識優先度設定ステップS960では、LiDAR F点群クラスタ衝突猶予時間通知ステップS860、LiDAR R点群クラスタ衝突猶予時間通知ステップS865より得たLiDAR F210及びLiDAR R260でのセンシング結果に基づき検出した点群クラスタの方向と衝突猶予時間、及び車両状態取得ステップS950で取得した情報から、実施例1及び実施例2に示した方法などを用いて、認識処理対象となる各画像に対する認識処理の優先度を算出する。In the image recognition priority setting step S960, the priority of the recognition processing for each image to be recognized is calculated using the methods shown in Examples 1 and 2, etc., based on the direction of the point cloud cluster and the collision grace period detected based on the sensing results from LiDAR F210 and LiDAR R260 obtained in the LiDAR F point cloud cluster collision grace period notification step S860 and the LiDAR R point cloud cluster collision grace period notification step S865, and the information obtained in the vehicle state acquisition step S950.
認識処理の対象となる各画像は各カメラで取得した画像や、F直接接続カメラ画像補正処理ステップS892やR直接接続カメラ画像補正処理ステップS897で画像補正するのに伴い分割した画像、さらには画像認識処理を行う際に分割して取り扱う画像などが考えられる。どのような画像データ単位で優先度を算出するかは、認識処理で取り扱う画像データの単位に依存して決める。Possible images to be subjected to the recognition process include images acquired by each camera, images divided in association with image correction in the F directly connected camera image correction process step S892 or the R directly connected camera image correction process step S897, and images divided and handled when performing image recognition process. The image data unit for calculating the priority is determined depending on the unit of image data handled in the recognition process.
画像認識演算資源量決定ステップS965では画像認識優先度設定ステップS960の結果に基づき、実施例1で説明した認識演算資源量決定ステップS745と同様の方法で、認識処理の画像データの単位に認識処理の演算資源量及び認識処理の順序を決定する。但し、FrontセンシングECU160とRearセンシングECU170での認識処理の分担や、ECU間画像転送対応通信路165で転送可能な画像データの量や組合せについても考慮する。認識処理の順序もFrontセンシングECU160とRearセンシングECU170のそれぞれに対して決定する。In the image recognition computation resource amount determination step S965, the computation resource amount for the recognition process and the order of the recognition process are determined for each image data of the recognition process based on the result of the image recognition priority setting step S960, in the same manner as in the recognition computation resource amount determination step S745 described in the first embodiment. However, consideration is also given to the division of the recognition process between the front sensing ECU 160 and the rear sensing ECU 170, and the amount and combination of image data that can be transferred via the inter-ECU image transfer communication path 165. The order of the recognition process is also determined for each of the front sensing ECU 160 and the rear sensing ECU 170.
画像認識演算資源量決定ステップS965で決定した内容は、FrontセンシングECU160で行うF直接接続カメラ画像認識処理ステップS900、F間接接続カメラ画像認識処理ステップS920、RearセンシングECU170で行うR直接接続カメラ画像認識処理ステップS905、およびR間接接続カメラ画像認識処理ステップS925にCAN等のパスで伝えられ、それぞれの画像認識処理に反映される。The contents determined in the image recognition calculation resource amount determination step S965 are transmitted via a path such as CAN to the F directly connected camera image recognition processing step S900 and F indirectly connected camera image recognition processing step S920 performed by the Front sensing ECU 160, the R directly connected camera image recognition processing step S905 performed by the Rear sensing ECU 170, and the R indirectly connected camera image recognition processing step S925, and are reflected in each image recognition processing.
画像転送パスモード指定ステップS970では画像認識演算資源量決定ステップS965の決定に基づき、それぞれのECUで当該認識処理に必要な画像データを参照できるように、RearセンシングECU170への画像データ転送設定ステップS880及びFrontセンシングECU170への画像データ転送設定ステップS885に転送設定情報を伝える。In the image transfer path mode designation step S970, based on the decision made in the image recognition calculation resource amount determination step S965, transfer setting information is transmitted to the image data transfer setting step S880 to the rear sensing ECU 170 and the image data transfer setting step S885 to the front sensing ECU 170 so that each ECU can refer to the image data required for the recognition processing.
この結果、画像転送パスモード指定ステップS970により決定された内容に基づき、FrontセンシングECU160及びRearセンシングECU170は、それぞれのECUに直接接続されたカメラにより取得した画像データでもう一方のECUが必要とするデータをECU間画像転送対応通信路165経由で送信する。As a result, based on the contents determined in the image transfer path mode designation step S970, the Front sensing ECU 160 and the Rear sensing ECU 170 transmit the image data acquired by the camera directly connected to each ECU that is required by the other ECU via the ECU-to-ECU image transfer compatible communication path 165.
認識結果統合処理ステップS980では、LiDAR F点群クラスタ認識処理ステップS870、F直接接続カメラ画像認識処理ステップS900、F間接接続カメラ画像認識処理ステップS920、LiDAR R点群クラスタ認識処理ステップS875、R直接接続カメラ画像認識処理ステップS905、およびR間接接続カメラ画像認識処理ステップS925の認識結果を統合し、最終的な外界検出結果を求めて、自動運転や運転支援に必要な走行計画や判断の処理に提供する。In the recognition result integration processing step S980, the recognition results of the LiDAR F point cloud cluster recognition processing step S870, the F directly connected camera image recognition processing step S900, the F indirectly connected camera image recognition processing step S920, the LiDAR R point cloud cluster recognition processing step S875, the R directly connected camera image recognition processing step S905, and the R indirectly connected camera image recognition processing step S925 are integrated to obtain the final external environment detection result, which is provided for the driving plan and decision-making processing required for autonomous driving and driving assistance.
認識結果の統合においては、自車両10に対するさまざまな方向の認識結果の合成、複数の外界センサによる認識結果の整合性の確認や、不整合の生じた認識結果に対する認識結果の選択や除外等を行う。When integrating recognition results, recognition results from various directions relative to the vehicle 10 are synthesized, the consistency of recognition results from multiple external sensors is confirmed, and inconsistent recognition results are selected or excluded.
図12は、画像転送パスモード指定ステップS970にてECU間画像転送対応通信路165経由での画像データの転送設定の例を示す図である。図12には、各カメラで取得した画像データの単位で転送設定を行う例を示している。12 is a diagram showing an example of image data transfer settings made in image transfer path mode designation step S970 via the inter-ECU image transfer compatible communication path 165. Fig. 12 shows an example of transfer settings made in units of image data acquired by each camera.
図12では自車両10を中心とした八方向のうちいずれかの一方向に認識処理の優先度の高い状況が生じたときのみ、ECU間画像転送対応通信路165経由で画像データの転送を行い、直接接続されていないカメラで取得した画像に対する認識処理をFrontセンシングECU160及びRearセンシングECU170の一方あるいは両方で行う。In FIG. 12, only when a situation arises in which recognition processing has a high priority in one of the eight directions centered on the vehicle 10, image data is transferred via the inter-ECU image transfer compatible communication path 165, and recognition processing for images acquired by a camera that is not directly connected is performed by one or both of the front sensing ECU 160 and the rear sensing ECU 170.
図12に示した各行の動作について説明する。自車両10の前方向の認識処理優先度が高い場合は、FrontセンシングECU160はカメラF310で取得した画像データに対してのみ認識処理を行い、カメラF310以外で取得した画像データの認識処理はRearセンシングECU170で行う。そこで、カメラFL320及びカメラFR330で取得した画像データ(厳密にはカメラで取得した画像データに画像補正処理を施したデータ、以下同じ)は、ECU間画像転送対応通信路165経由でRearセンシングECU170に送信する。The operation of each row shown in Fig. 12 will be described below. When the recognition processing priority for the front direction of the vehicle 10 is high, the Front sensing ECU 160 performs recognition processing only on image data acquired by the camera F310, and recognition processing for image data acquired by cameras other than the camera F310 is performed by the Rear sensing ECU 170. Therefore, the image data acquired by the camera FL320 and the camera FR330 (strictly speaking, data obtained by performing image correction processing on image data acquired by the cameras; the same applies hereinafter) is transmitted to the Rear sensing ECU 170 via the inter-ECU image transfer communication path 165.
自車両10の右前方向の認識処理優先度が高い場合は、FrontセンシングECU160はカメラF310及びカメラFR330で取得した画像データに対してのみ認識処理を行い、カメラF310及びカメラFR330以外で取得した画像データの認識処理はRearセンシングECU170で行う。そこで、カメラFL320で取得した画像データはECU間画像転送対応通信路165経由でRearセンシングECU170に送信する。When the recognition processing priority for the right front direction of the vehicle 10 is high, the Front sensing ECU 160 performs recognition processing only on image data acquired by the camera F310 and the camera FR330, and recognition processing for image data acquired by cameras other than the camera F310 and the camera FR330 is performed by the Rear sensing ECU 170. Therefore, the image data acquired by the camera FL320 is transmitted to the Rear sensing ECU 170 via the inter-ECU image transfer compatible communication path 165.
自車10の右方向の認識処理優先度が高い場合は、FrontセンシングECU160はカメラFR330及びカメラRR350で取得した画像データに対してのみ認識処理を行い、FR330及びカメラRR350以外で取得した画像データの認識処理はRearセンシングECU170で行う。そこで、カメラF310及びカメラFL320で取得した画像データはECU間画像転送対応通信路165経由でRearセンシングECU170に送信する。また、カメラRR350で取得した画像データはECU間画像転送対応通信路165経由でFrontセンシングECU160に送信する。When the recognition processing priority for the right direction of the host vehicle 10 is high, the Front sensing ECU 160 performs recognition processing only on image data acquired by the cameras FR 330 and RR 350, and recognition processing for image data acquired by cameras other than FR 330 and RR 350 is performed by the Rear sensing ECU 170. Therefore, the image data acquired by the cameras F 310 and FL 320 is transmitted to the Rear sensing ECU 170 via the inter-ECU image transfer communication path 165. In addition, the image data acquired by the camera RR 350 is transmitted to the Front sensing ECU 160 via the inter-ECU image transfer communication path 165.
認識優先度の高いカメラFR330及びカメラRR350で取得した画像データをFrontセンシングECU160に集めて処理を行うことで、自車両10の右方向全体を包括して一つのECUで処理でき、2台のカメラの両方で捉えられる方向の整合性確認をFrontセンシングECU160で行える利点がある。また、高速走行への対応からFrontセンシングECU160はRearセンシングECU170より処理性能の高いECUを用いることが考えられ、このような構成では認識優先度の高い方向の認識処理をFrontセンシングECU160で行える利点もある。By collecting and processing image data acquired by camera FR330 and camera RR350, which have a high recognition priority, in Front sensing ECU 160, the entire right direction of vehicle 10 can be processed comprehensively by a single ECU, and there is an advantage that the consistency of the directions captured by both cameras can be confirmed by Front sensing ECU 160. Furthermore, in order to accommodate high-speed driving, it is conceivable that an ECU with higher processing performance than Rear sensing ECU 170 will be used as Front sensing ECU 160, and such a configuration has the advantage that recognition processing for directions with a high recognition priority can be performed by Front sensing ECU 160.
自車両10の右後ろ方向の認識処理優先度が高い場合は、RearセンシングECU160はカメラR360及びカメラRR350で取得した画像データに対してのみ認識処理を行い、カメラR360及びカメラRR350以外で取得した画像データの認識処理はFrontセンシングECU160で行う。そこで、カメラRL340で取得した画像データはECU間画像転送対応通信路165経由でFrontセンシングECU160に送信する。When the recognition processing priority for the right rear direction of the vehicle 10 is high, the Rear sensing ECU 160 performs recognition processing only on image data acquired by the camera R360 and the camera RR350, and recognition processing of image data acquired by cameras other than the camera R360 and the camera RR350 is performed by the Front sensing ECU 160. Therefore, the image data acquired by the camera RL340 is transmitted to the Front sensing ECU 160 via the inter-ECU image transfer compatible communication path 165.
自車両10の後方向の認識処理優先度が高い場合は、RearセンシングECU170はカメラR360で取得した画像データに対してのみ認識処理を行い、カメラR360以外で取得した画像データの認識処理はFrontセンシングECU160で行う。そこで、カメラRL340及びカメラRR350で取得した画像データはECU間画像転送対応通信路165経由でFrontセンシングECU160に送信する。When the recognition processing priority for the area behind the vehicle 10 is high, the Rear sensing ECU 170 performs recognition processing only on image data acquired by the camera R 360, and recognition processing for image data acquired by cameras other than the camera R 360 is performed by the Front sensing ECU 160. Therefore, the image data acquired by the camera RL 340 and the camera RR 350 is transmitted to the Front sensing ECU 160 via the inter-ECU image transfer compatible communication path 165.
自車両10の左前方向、左方向、左後ろ方向の認識処理優先度が高い場合は、それぞれ右前方向、右方向、右後ろ方向と左右が異なる以外同じとなる。If the recognition processing priority is high for the left front, left, and left rear directions of the vehicle 10, the directions are the same except for the difference between the left and right directions, i.e., the right front, right, and right rear directions, respectively.
実施例3でも実施例2と同様に横方向に関する優先度の判定をもう少し厳密に行いたい場合には、左方向はカメラFL320及びカメラRL340、右方向はカメラFR330及びカメラRR350を組み合わせ、画角が重なっている領域についてそれぞれステレオ視を利用することが考えられる。In the third embodiment, as in the second embodiment, if it is desired to more strictly determine the priority in the horizontal direction, it is conceivable to combine cameras FL320 and RL340 in the left direction and cameras FR330 and RR350 in the right direction, and use stereo vision for the areas where the angles of view overlap.
ステレオ視では組み合わせるカメラで取得した画像データの両方を参照する必要があるので、一つのECUに組となるカメラの画像データを集めて処理を行う方が良い。そこで、左右方向のステレオ視に関する処理を行う際には、予め画像データの各画素の視差情報から点群クラスタを求める処理を行うECUを決め、当該ECUでステレオ視を利用した点群クラスタ関連の処理に必要な画像データを参照できるようECU間画像転送対応通信路165の利用設定を行う。Since stereo vision requires reference to both sets of image data acquired by the associated cameras, it is better to collect and process the image data from the associated cameras in one ECU. Therefore, when performing processing related to left-right stereo vision, an ECU that will perform processing to obtain a point cloud cluster from the disparity information of each pixel of the image data is determined in advance, and the usage settings for the inter-ECU image transfer compatible communication path 165 are made so that the ECU can reference the image data required for processing related to the point cloud cluster using stereo vision.
左方向と右方向のステレオ視を行うために必要なECU間画像転送対応通信路165の利用設定を図13に示す。図13において、右方向に関してFrontセンシングECU160でステレオ視及びその結果の点群クラスタ情報への変換を行う場合、カメラRR350で取得した画像データは常にRearセンシングECU170からFrontセンシングECU160にECU間画像転送対応通信路165経由で送信するようにする。右方向に関してRearセンシングECU170でステレオ視の処理及びその結果から点群クラスタ情報を求める場合、カメラFR330で取得した画像データは常にFrontセンシングECU160からRearセンシングECU170にECU間画像転送対応通信路165経由で送信するようにする。左方向についてもカメラFL320及びカメラRL340で取得した画像データに関して同様に取り扱う。FIG. 13 shows the usage settings of the inter-ECU image transfer communication path 165 required for performing stereoscopic viewing in the left and right directions. In FIG. 13 , when the Front sensing ECU 160 performs stereoscopic viewing and converts the results into point cloud cluster information for the right direction, image data acquired by camera RR 350 is always transmitted from the Rear sensing ECU 170 to the Front sensing ECU 160 via the inter-ECU image transfer communication path 165. When the Rear sensing ECU 170 processes stereoscopic viewing for the right direction and obtains point cloud cluster information from the results, image data acquired by camera FR 330 is always transmitted from the Front sensing ECU 160 to the Rear sensing ECU 170 via the inter-ECU image transfer communication path 165. The same applies to image data acquired by cameras FL 320 and RL 340 for the left direction.
ステレオ視及びその結果から点群クラスタ情報を求めるECUはFrontセンシングECU160及びRearセンシングECU170の構成により、左右方向共にFrontセンシングECU160でも良いし、RearセンシングECU170でも良い。また、左方向をFrontセンシングECU160で処理し、右方向をRearセンシングECU170で処理するなど、左右で異なるECUで処理しても良い。また、画像認識処理の優先度を考慮して、動的に処理を割り当てることも考えられる。The ECU that obtains point cloud cluster information from the stereo vision and the results thereof may be the Front sensing ECU 160 or the Rear sensing ECU 170 for both the left and right directions, depending on the configuration of the Front sensing ECU 160 and the Rear sensing ECU 170. Also, different ECUs may process the left direction by the Front sensing ECU 160 and the right direction by the Rear sensing ECU 170. It is also possible to dynamically allocate processing taking into account the priority of image recognition processing.
点群クラスタ情報の取得は画像認識優先度算出ステップS960で必要となるため、ステレオ視及びその結果から点群クラスタ情報を求める処理は画像認識優先度算出ステップS960より前に行う必要がある。そこで、ステレオ視による点群クラスタ情報の作成は前フレームの画像データを用いて行う。あるいは、ステレオ視及びその結果から点群クラスタ情報を求める処理を行うECUを固定しておき、当該ECUには常にステレオ視の処理に必要なカメラの画像データが送られる設定として、ステレオ視処理に必要な処理までは、画像認識処理とは別に処理の早い段階で行っても良い。ステレオ視自体は、基本的には画像補正処理後に組となる画像の局所的なマッチング処理により実施するので、認識処理の前段階で処理可能である。Because the acquisition of point cloud cluster information is required in image recognition priority calculation step S960, the stereoscopic vision and the process of obtaining point cloud cluster information from the results must be performed before image recognition priority calculation step S960. Therefore, the creation of point cloud cluster information using stereoscopic vision is performed using image data from the previous frame. Alternatively, the ECU that performs the stereoscopic vision and the process of obtaining point cloud cluster information from the results may be fixed, and the camera image data required for the stereoscopic vision processing may be constantly sent to the ECU, and the processes up to the stereoscopic vision processing may be performed at an early stage of processing, separate from the image recognition processing. Stereoscopic vision itself is basically performed by local matching processing of paired images after image correction processing, so it can be performed at a stage prior to the recognition processing.
実施例3においては、車載情報処理装置は、Front センシングECU 160(第1制御部)と、Rear センシングECU 170(第2制御部)と、を備えている
。 In the third embodiment, the in-vehicle information processing device includes a front sensing ECU 160 (first control unit) and a rear sensing ECU 170 (second control unit).
実施例3でも、LiDAR R260のみ、あるいはLiDAR F210及びLiDAR R260の両方を省略し、LiDARではセンシングできない自車両10周辺に関して、必要なカメラの画角を広げることなどして2台以上のカメラで撮影を行い、カメラで取得した画像データのステレオ視による各画素の視差情報から求めた距離情報を用いて点群を取得し、その点群から点群クラスタを抽出し、各点群クラスタの衝突猶予時間を算出して認識処理の優先度を決定することも考えられる。In Example 3, it is also possible to omit only LiDAR R260, or both LiDAR F210 and LiDAR R260, and use two or more cameras to capture the area around the vehicle 10 that cannot be sensed by LiDAR, for example by widening the angle of view of the necessary cameras, obtain a point cloud using distance information calculated from the parallax information of each pixel in stereoscopic vision of the image data obtained by the cameras, extract point cloud clusters from the point cloud, calculate the collision grace time for each point cloud cluster, and determine the priority of the recognition process.
左方向と右方向以外は、ステレオ視に必要となる画像データを取得するカメラが同一のECUに直接接続されているので、当該ECUにてステレオ視及びその結果から点群クラスタ情報を求める処理を行えば、ステレオ視の処理に伴うECU間画像転送対応通信路165による画像データの転送は不要である。Except for the left and right directions, the cameras that acquire the image data required for stereo vision are directly connected to the same ECU. Therefore, if the ECU performs the stereo vision and the processing that determines point cloud cluster information from the results, there is no need to transfer image data via the inter-ECU image transfer compatible communication path 165 associated with the stereo vision processing.
実施例3によれば、FrontセンシングECU160と、RearセンシングECU170と、を備え、高優先度の認識方向に関するカメラからの出力を処理するに適した一方のECUにより認識処理を行い、高優先度の認識方向以外の方向に関するカメラからの出力は、他のECUにより認識処理を行うように構成したので、緊急度が高い物体に対する認識遅延を、さらに抑制することが可能な車載情報処理装置、車載情報処理システム及び車載情報処理方法を実現することができる。According to the third embodiment, the vehicle is equipped with a Front sensing ECU 160 and a Rear sensing ECU 170, and is configured so that recognition processing is performed by one ECU that is suitable for processing output from a camera relating to a high-priority recognition direction, and recognition processing is performed by another ECU for output from a camera relating to directions other than the high-priority recognition direction. This makes it possible to realize an in-vehicle information processing device, an in-vehicle information processing system, and an in-vehicle information processing method that can further reduce recognition delays for objects with a high level of urgency.
(実施例4)
次に、本発明の実施例4について説明する。 Example 4
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
実施例4として比較的単純な運転支援システム等で用いる構成を図14に示す。実施例4では外界センシング用のセンサとしてカメラF310及びLiDAR F210のみを有しており、これらセンサから得た情報を基に外界認識を行う機能を有するECU Type C130(制御部)を備えている。14 shows a configuration used in a relatively simple driving assistance system or the like as Example 4. Example 4 has only a camera F310 and a LiDAR F210 as sensors for sensing the external world, and includes an ECU Type C130 (controller) having a function of recognizing the external world based on information obtained from these sensors.
ECU Type C130はCANなどのインタフェースを介して自車両10に搭載される他のECUとも通信を行う。他のECUと接続することで、外界を認識した結果を走行判断や走行制御を行うECUに伝えたり、車両の走行状態を取得したりすることが可能である。The ECU Type C130 communicates with other ECUs installed in the vehicle 10 via an interface such as a CAN. By connecting with other ECUs, it is possible to transmit the results of recognizing the outside world to ECUs that make driving decisions and control driving, and to obtain the driving status of the vehicle.
実施例4ではカメラF310で取得する画像データは、画像の歪補正などの画像補正処理を行った後に、図15に示すカメラ画角FA411、カメラ画角FB412、カメラ画角FC413の三方向に分けて取り扱う。これらの各領域は画像として図6に示すカメラF画像の領域A511、領域B512、領域C513に対応する。In the fourth embodiment, image data acquired by the camera F310 is subjected to image correction processing such as image distortion correction, and then the image data is divided into three areas, camera angle of view FA411, camera angle of view FB412, and camera angle of view FC413, as shown in Fig. 15. These areas correspond to areas A511, B512, and C513 of the image of the camera F shown in Fig. 6.
LiDAR F210で取得する点群データを用い、これまでに示した実施例1~3と同様に点群クラスタを抽出し、各点群クラスタの衝突猶予時間を得て、各点群クラスタの位置する方向に基づきカメラ画角FA411、カメラ画角FB412、カメラ画角FC413の各方向の認識処理の優先度を算出する。また、各点群クラスタに対し認識処理を行う。Using point cloud data acquired by the LiDAR F210, point cloud clusters are extracted in the same manner as in Examples 1 to 3 described above, the collision grace time for each point cloud cluster is obtained, and the priority of recognition processing for each direction of the camera view angle FA411, the camera view angle FB412, and the camera view angle FC413 is calculated based on the direction in which each point cloud cluster is located. In addition, recognition processing is performed for each point cloud cluster.
点群クラスタの作成に用いる点群データは、これまでに示した実施例1~3と同様にミリ波レーダによるセンシングやカメラによるステレオ視により得たデータを用いることも考えられる。特に、カメラによるステレオ視を用いる場合、図14に示す構成は外界センサとしてステレオカメラ1台のみを接続した構成に変更できる。The point cloud data used to create the point cloud cluster may be data obtained by sensing with millimeter wave radar or stereo vision with a camera, as in the above-described Examples 1 to 3. In particular, when stereo vision with a camera is used, the configuration shown in Fig. 14 can be modified to a configuration in which only one stereo camera is connected as an external sensor.
認識処理の優先度の重み付けも、これまでに示した実施例1~3と同様に、車両の挙動や状態を基に行っても良い。The weighting of the recognition process priority may also be performed based on the behavior or state of the vehicle, as in the first to third embodiments described above.
認識処理の優先度の重み付けを反映した最終的な認識処理の優先度に従う方法で、図6に示したように、領域A511、領域B512、領域C513それぞれの画像データに対する認識処理を行う。As shown in FIG. 6, the recognition process is performed on the image data of each of the areas A511, B512, and C513 in accordance with the method according to the final recognition process priority that reflects the weighting of the recognition process priority.
各領域の画像データの認識結果とLiDARで取得した点群データに基づく認識結果は、認識結果統合処理を経て最終的な外界認識結果となり、運転支援に必要な走行計画や判断の処理に用いられる。The recognition results based on the image data of each area and the point cloud data acquired by LiDAR undergo a recognition result integration process to become the final external recognition results, which are used to process driving plans and decisions required for driving assistance.
図14に示す実施例4のように、比較的簡単な外界センサ構成であっても、カメラで取得した画像を複数領域に分割することで、緊急度に応じて優先度を調整した認識処理が可能である。Even with a relatively simple external sensor configuration, as in Example 4 shown in Figure 14, by dividing the image acquired by the camera into multiple areas, recognition processing with adjusted priority according to urgency is possible.
周辺の物体との相対速度を用いることで、進行予定領域上の物体であっても、自車両10から離れていく物体、すなわち認識する必要性の低い物体は優先物体から除外でき、認識処理の演算量を抑制できる。さらに、衝突までの猶予時間を用いて認識処理の優先度を決めることで、周辺の物体から近づくケースであっても衝突まで猶予のない物体の認識優先度を高めることができ、緊急度の高い物体に対する認識遅延を抑制できる。By using the relative speed with respect to surrounding objects, even if an object is in the expected travel area, an object moving away from the vehicle 10, i.e., an object with little need to be recognized, can be excluded from the priority objects, thereby reducing the amount of calculation required for the recognition process. Furthermore, by determining the priority of the recognition process using the time until collision, it is possible to increase the recognition priority of an object with little time until collision even in cases where the object is approaching from a surrounding object, and to reduce delays in recognition of objects with high urgency.
すなわち、自車両10の周辺に物体が多数存在する場合や、自転車や自動車など移動速度の速い物体が存在する場合でも、認識処理に対する優先度を必要性や緊急度を適切に反映して設定できるので、認識処理を効率的に行うことが可能となる。In other words, even when there are many objects around the vehicle 10 or when there are fast-moving objects such as bicycles or automobiles, the priority for recognition processing can be set to appropriately reflect the necessity and urgency, making it possible to perform recognition processing efficiently.
実施例4においては、車載情報処理装置は、ECU Type C(制御部)を備えている。In the fourth embodiment, the in-vehicle information processing device includes an ECU Type C (controller).
実施例4においても、実施例1と同様な効果を得ることができる。In the fourth embodiment, the same effects as those in the first embodiment can be obtained.
尚、本明細書では、自車両10から物体までの測距や自車両10と物体の相対速度の検出手段として主としてLiDARを用いて説明したが、本発明においては、ミリ波レーダや複数カメラによるステレオ視を用いても良い。In this specification, LiDAR has been mainly used as a means for measuring the distance from the vehicle 10 to an object and detecting the relative speed between the vehicle 10 and the object, but in the present invention, millimeter-wave radar or stereo vision using multiple cameras may also be used.
また、LiDAR、ミリ波レーダや複数カメラによるステレオ視以外による外界センシングであっても、認識処理前に少なくとも物体の存在、存在する方向及び、距離を取得できる手段であれば、それらの内容から外界センシングの方向に応じて認識処理の優先度を決めることができるので、センシング手段は任意で構わない。Furthermore, even if the external world sensing is done by means other than LiDAR, millimeter wave radar, or stereo vision using multiple cameras, as long as the means can acquire at least the presence, direction, and distance of an object before the recognition process, the priority of the recognition process can be determined based on the content of these information and the direction of external world sensing, so the sensing means can be any.
また、図4に示したECU Type A110は、画像補正処理部116と、画像認識処理部117と、点群クラスタ認識処理部118と、を備えているが、これら画像補正処理部116を省略しても、画像認識処理部117あるいは点群クラスタ認識処理部118のいずれか一方を省略しても、本発明は成立する。Furthermore, the ECU Type A110 shown in FIG. 4 includes an image correction processing unit 116, an image recognition processing unit 117, and a point cloud cluster recognition processing unit 118. However, the present invention can be implemented even if the image correction processing unit 116 is omitted, or even if either the image recognition processing unit 117 or the point cloud cluster recognition processing unit 118 is omitted.
さらに、自車両10から物体までの測距や自車両10と物体の相対速度や相対距離の検出手段として認識処理に類する処理を行うことも考えられる。相対速度や相対距離の検出手段として認識処理に類する処理が、当該処理より後に行うセンシングデータに対する認識処理に対して軽い負荷で行う簡易的な認識処理であれば、最終的な認識処理を効率的に行うことも可能である。ここで、認識処理の対象とするセンシングデータはカメラ画像に限定する必要はなく、他の外界センサで得たセンシングデータに対する処理であっても良い。Furthermore, it is also conceivable to perform processing similar to recognition processing as a means for measuring the distance from the vehicle 10 to an object or detecting the relative speed and distance between the vehicle 10 and the object. If the processing similar to recognition processing as a means for detecting the relative speed and distance is a simple recognition processing that is performed with a lighter load than the recognition processing on sensing data that is performed after the processing, it is possible to perform the final recognition processing efficiently. Here, the sensing data that is the target of the recognition processing does not need to be limited to camera images, and processing on sensing data obtained by other external sensors may also be performed.
本明細書で示した外界センサの構成やECUの構成は例であり、本明細書で示した手法に基づき認識処理の優先度を調整できる構成であれば他の構成であっても構わない。ECUへの処理の実装もソフトウェアによる実装、論理回路などの電子回路による実装、ソフトウェアと電子回路の組合せなどどのような実装方法を用いても良い。またECUも一つの箱に入った形態だけでなく、SoC(System on Chip)や電子回路を実装した基板など、機能を実現できればどのような形態も考えられる。The external sensor configurations and ECU configurations shown in this specification are examples, and other configurations may be used as long as they can adjust the priority of recognition processing based on the techniques shown in this specification. The processing in the ECU may be implemented using any method, such as software, electronic circuits such as logic circuits, or a combination of software and electronic circuits. Furthermore, the ECU may not only be packaged in a single box, but may also be in any form that can realize the function, such as a SoC (System on Chip) or a board with electronic circuits mounted on it.
10・・・自車両、20・・・車両A、30・・・車両B、40・・・車両C、110・・・ECU Type A、111・・・外界データ取得部、112・・・点群クラスタ生成部、113・・・優先度設定部、114・・・演算資源量決定部、115・・・認識結果統合処理部、116・・・画像補正処理部、117・・・画像認識処理部、118・・・点群クラスタ認識処理部、120・・・ECU Type B、130・・・ECU Type C、150・・・統合ECU、160・・・FrontセンシングECU、165・・・ECU間画像転送対応通信路、170・・・RearセンシングECU、210・・・LiDAR F、260・・・LiDAR R、290・・・LiDAR A、310・・・カメラF、320・・・カメラFL、330・・・カメラFR、340・・・カメラRL、350・・・カメラRR、360・・・カメラR、410・・・カメラ画角F、411・・・カメラ画角FA、412・・・カメラ画角FB、413・・・カメラ画角FC、420・・・カメラ画角FL、430・・・カメラ画角FR、440・・・カメラ画角RL、450・・・カメラ画角RR、460・・・カメラ画角R、511・・・領域A、512・・・領域B、513・・・領域C、514・・・領域D、515・・・領域E、516・・・領域F、517・・・領域G、611・・・[A](領域Aの処理)、612・・・[B、A、C](領域B、A及びCの処理)、616・・・[D](領域Dの処理)、617・・・[E](領域Eの処理)、618・・・[D、F](領域D及びFの処理)、619・・・[E,G](領域E及びGの処理)DESCRIPTION OF SYMBOLS 10...Own vehicle, 20...Vehicle A, 30...Vehicle B, 40...Vehicle C, 110...ECU Type A, 111...External data acquisition unit, 112...Point cloud cluster generation unit, 113...Priority setting unit, 114...Computational resource amount determination unit, 115...Recognition result integration processing unit, 116...Image correction processing unit, 117...Image recognition processing unit, 118...Point cloud cluster recognition processing unit, 120...ECU Type B, 130...ECU Type C, 150...Integrated ECU, 160...Front sensing ECU, 165...Inter-ECU image transfer compatible communication path, 170...Rear sensing ECU, 210...LiDAR F, 260...LiDAR R, 290...LiDAR A, 310...Camera F, 320...Camera FL, 330...Camera FR, 340...Camera RL, 350...Camera RR, 360...Camera R, 410...Camera angle of view F, 411...Camera angle of view FA, 412...Camera angle of view FB, 413...Camera angle of view FC, 420...Camera angle of view FL, 430...Camera angle of view FR, 440...Camera angle of view RL, 450...Camera angle of view RR, 460...Camera angle of view R, 511...area A, 512...area B, 513...area C, 514...area D, 515...area E, 516...area F, 517...area G, 611...[A] (processing of area A), 612...[B, A, C] (processing of areas B, A and C), 616...[D] (processing of area D), 617...[E] (processing of area E), 618...[D, F] (processing of areas D and F), 619...[E, G] (processing of areas E and G)
Claims (12)
全部又は一部の前記外界センサから取得した外界データを構成する複数の点に対しクラスタリングを行い、点群クラスタを生成する点群クラスタ生成部と、
前記点群クラスタに係る前記外界データから求められた前記点群クラスタの前記車両に対する相対速度に基づいて、前記点群クラスタ又は前記点群クラスタが存在する外界領域に優先度を設定する優先度設定部と、
前記優先度に応じて前記外界データの認識処理の演算資源量を決定する演算資源量決定部と、
前記外界データ取得部が取得した前記外界データの画像を補正する画像補正処理部と、
前記演算資源量決定部が決定した前記演算資源量に基づき、前記画像補正処理部が補正した画像を認識する画像認識処理部と、
前記点群クラスタ生成部が生成した前記点群クラスタに対して対象物の種別検出およびノイズ除外を行い、前記点群クラスタの認識処理を行う点群クラスタ認識処理部と、
前記点群クラスタ認識処理部の処理結果と前記画像認識処理部の処理結果に対して、認識結果の整合性の確認および不整合のある認識結果に対する認識結果の選択、除外を行い、前記点群クラスタ認識処理部の処理結果と前記画像認識処理部の処理結果とを統合して外界認識結果として出力する認識結果統合処理部と、
を有する制御部を備えることを特徴とする車載情報処理装置。 an external data acquisition unit that acquires external data from an external sensor mounted on the vehicle;
a point cloud cluster generation unit that performs clustering on a plurality of points constituting the external world data acquired from all or a part of the external world sensors to generate a point cloud cluster;
a priority setting unit that sets a priority to the point cloud cluster or an external environment area in which the point cloud cluster exists, based on a relative speed of the point cloud cluster with respect to the vehicle calculated from the external environment data related to the point cloud cluster;
a computational resource amount determination unit that determines the amount of computational resources for the recognition process of the external world data in accordance with the priority;
an image correction processing unit that corrects an image of the outside world data acquired by the outside world data acquisition unit;
an image recognition processing unit that recognizes the image corrected by the image correction processing unit based on the amount of calculation resources determined by the calculation resource amount determination unit;
a point cloud cluster recognition processing unit that performs object type detection and noise removal on the point cloud cluster generated by the point cloud cluster generation unit, and performs a recognition process on the point cloud cluster;
a recognition result integration processing unit that checks the consistency of the processing result of the point cloud cluster recognition processing unit and the processing result of the image recognition processing unit, selects or excludes inconsistent recognition results, integrates the processing result of the point cloud cluster recognition processing unit and the processing result of the image recognition processing unit, and outputs the integrated result as an external world recognition result;
1. An in-vehicle information processing device comprising: a control unit having:
前記優先度設定部は、前記相対速度を用いて、前記点群クラスタが前記車両に接触すると仮定した際の前記接触までに要する時間を表す衝突猶予時間を算出し、前記衝突猶予時間に基づいて、前記点群クラスタ又は前記点群クラスタが存在する外界領域に前記優先度を設定することを特徴とする車載情報処理装置。 2. The information processing device according to claim 1,
The priority setting unit uses the relative speed to calculate a collision grace period that represents the time required for the point cloud cluster to come into contact with the vehicle when it is assumed that the point cloud cluster will come into contact with the vehicle, and sets the priority to the point cloud cluster or an external area in which the point cloud cluster is located based on the collision grace period.
前記外界センサの全部又は一部はカメラであることを特徴とする車載情報処理装置。 3. The in-vehicle information processing device according to claim 1,
10. An in-vehicle information processing device, wherein all or some of the external sensors are cameras.
前記演算資源量決定部は、前記優先度に応じて前記カメラにより撮影された画像中の画像領域毎に前記認識処理の前記演算資源量を決定することを特徴とする車載情報処理装置。 4. The in-vehicle information processing device according to claim 3,
The in-vehicle information processing device is characterized in that the computational resource amount determination unit determines the computational resource amount for the recognition process for each image area in the image captured by the camera according to the priority.
前記演算資源量決定部は、前記優先度に応じて前記カメラにより撮影された画像の解像度、認識処理の周期、認識処理のロジック、のうち少なくとも一つを変更することを特徴とする車載情報処理装置。 4. The in-vehicle information processing device according to claim 3,
The in-vehicle information processing device is characterized in that the computational resource amount determination unit changes at least one of the resolution of the image captured by the camera, the cycle of the recognition processing, and the logic of the recognition processing according to the priority.
前記外界データ取得部は、複数の前記カメラにより撮影された複数の画像を取得し、前記演算資源量決定部は、前記優先度に応じて前記複数の画像毎に認識処理の演算資源量を決定することを特徴とする車載情報処理装置。 4. The in-vehicle information processing device according to claim 3,
The external environment data acquisition unit acquires a plurality of images captured by a plurality of the cameras, and the computational resource amount determination unit determines the amount of computational resources for recognition processing for each of the plurality of images according to the priority.
前記外界データ取得部は、複数の前記カメラにより撮影された複数の画像を取得し、前記演算資源量決定部は、前記優先度に応じて前記複数の画像中の画像領域毎に認識処理の演算資源量を決定することを特徴とする車載情報処理装置。 4. The in-vehicle information processing device according to claim 3,
The external environment data acquisition unit acquires a plurality of images captured by a plurality of the cameras, and the computational resource amount determination unit determines the amount of computational resources for recognition processing for each image area in the plurality of images according to the priority.
前記外界センサは、カメラと、LiDARと、を有することを特徴とする車載情報処理装置。 3. The in-vehicle information processing device according to claim 1,
The in-vehicle information processing device, characterized in that the external sensor has a camera and a LiDAR.
前記外界センサは、カメラと、前記車両の前方監視用のLiDARと、前記車両の後方監視用のLiDARと、を有することを特徴とする車載情報処理装置。 3. The in-vehicle information processing device according to claim 1,
The in-vehicle information processing device, characterized in that the external sensor includes a camera, a LiDAR for monitoring the front of the vehicle, and a LiDAR for monitoring the rear of the vehicle.
前記制御部は、
前記車両の前方の外界センシングを行う第1制御部と、
前記車両の後方の外界センシングを行う第2制御部と、
を有し、
前記外界センサは、カメラと、前記車両の前方監視用のLiDARと、前記車両の後方監視用のLiDARと、を有することを特徴とする車載情報処理装置。 3. The in-vehicle information processing device according to claim 1,
The control unit
a first control unit that senses an external environment in front of the vehicle;
a second control unit that senses the external environment behind the vehicle;
and
The in-vehicle information processing device, characterized in that the external sensor includes a camera, a LiDAR for monitoring the front of the vehicle, and a LiDAR for monitoring the rear of the vehicle.
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
複数の前記外界センサから外界データを取得する外界データ取得部と、
全部又は一部の前記外界センサから取得した外界データを構成する複数の点に対しクラスタリングを行い、点群クラスタを生成する点群クラスタ生成部と、
前記点群クラスタに係る前記外界データから求められた前記点群クラスタの前記車両に対する相対速度に基づいて、前記点群クラスタ又は前記点群クラスタが存在する外界領域に優先度を設定する優先度設定部と、
前記優先度に応じて前記外界データの認識処理の演算資源量を決定する演算資源量決定部と、
前記外界データ取得部が取得した前記外界データの画像を補正する画像補正処理部と、
前記演算資源量決定部が決定した演算資源量に基づき、前記画像補正処理部が補正した画像を認識する画像認識処理部と、
前記点群クラスタ生成部が生成した前記点群クラスタに対して対象物の種別検出およびノイズ除外を行い、前記点群クラスタの認識処理を行う点群クラスタ認識処理部と、
前記点群クラスタ認識処理部の処理結果と前記画像認識処理部の処理結果に対して、認識結果の整合性の確認および不整合のある認識結果に対する認識結果の選択、除外を行い、前記点群クラスタ認識処理部の処理結果と前記画像認識処理部の処理結果とを統合して外界認識結果として出力する認識結果統合処理部と、
を有することを特徴とする車載情報処理システム。 a plurality of external sensors that detect objects around the vehicle;
A control unit;
Equipped with
The control unit
an external data acquisition unit that acquires external data from the plurality of external sensors;
a point cloud cluster generation unit that performs clustering on a plurality of points constituting the external world data acquired from all or a part of the external world sensors to generate a point cloud cluster;
a priority setting unit that sets a priority to the point cloud cluster or an external environment area in which the point cloud cluster exists, based on a relative speed of the point cloud cluster with respect to the vehicle calculated from the external environment data related to the point cloud cluster;
a computational resource amount determination unit that determines the amount of computational resources for the recognition process of the external world data in accordance with the priority;
an image correction processing unit that corrects an image of the outside world data acquired by the outside world data acquisition unit;
an image recognition processing unit that recognizes the image corrected by the image correction processing unit based on the amount of calculation resources determined by the calculation resource amount determination unit;
a point cloud cluster recognition processing unit that performs object type detection and noise removal on the point cloud cluster generated by the point cloud cluster generation unit, and performs a recognition process on the point cloud cluster;
a recognition result integration processing unit that checks the consistency of the processing result of the point cloud cluster recognition processing unit and the processing result of the image recognition processing unit, selects or excludes inconsistent recognition results, integrates the processing result of the point cloud cluster recognition processing unit and the processing result of the image recognition processing unit, and outputs the integrated result as an external world recognition result;
An in-vehicle information processing system comprising:
複数の前記外界センサから外界データを取得し、
車載情報処理装置の制御部により、
全部又は一部の前記外界センサから取得した外界データを構成する複数の点に対しクラスタリングを行い、点群クラスタを生成し、
前記点群クラスタに係る前記外界データから求められた前記点群クラスタの前記車両に対する相対速度に基づいて、前記点群クラスタ又は前記点群クラスタが存在する外界領域に優先度を設定し、
前記優先度に応じて前記外界データの認識処理の演算資源量を決定し、
取得した前記外界データの画像を補正し、
前記演算資源量に基づき、補正した前記画像を認識し、
前記点群クラスタに対して対象物の種別検出およびノイズ除外を行い、前記点群クラスタの認識処理を行い、
前記点群クラスタの認識処理結果と、認識された前記補正した前記画像に対して、認識の結果の整合性の確認および不整合のある認識の結果に対する認識結果の選択、除外を行い、前記点群クラスタの前記認識処理結果と、認識された前記補正した前記画像とを統合して外界認識結果として出力する
ことを特徴とする車載情報処理方法。 Detecting objects around the vehicle using multiple external sensors;
Acquire external world data from the plurality of external world sensors;
The control unit of the in-vehicle information processing device
clustering a plurality of points constituting the external world data acquired from all or a part of the external world sensors to generate a point cloud cluster;
setting a priority for the point cloud cluster or an external environment area in which the point cloud cluster exists based on a relative speed of the point cloud cluster with respect to the vehicle calculated from the external environment data related to the point cloud cluster;
determining an amount of computational resources for the recognition processing of the external world data according to the priority ;
Correcting the acquired image of the external world data;
Recognizing the corrected image based on the amount of computational resources;
performing object type detection and noise elimination on the point cloud cluster, and performing recognition processing on the point cloud cluster;
The recognition processing result of the point cloud cluster and the recognized corrected image are checked for consistency with each other, and inconsistent recognition results are selected and excluded, and the recognition processing result of the point cloud cluster and the recognized corrected image are integrated and output as an external world recognition result.
10. An in-vehicle information processing method comprising:
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/042579 WO2024105815A1 (en) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | In-vehicle information processing device, in-vehicle information processing system, and in-vehicle information processing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2024105815A1 JPWO2024105815A1 (en) | 2024-05-23 |
| JP7789231B2 true JP7789231B2 (en) | 2025-12-19 |
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ID=91084056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP2017194827A (en) | 2016-04-20 | 2017-10-26 | トヨタ自動車株式会社 | Automatic operation control system for moving objects |
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2017194827A (en) | 2016-04-20 | 2017-10-26 | トヨタ自動車株式会社 | Automatic operation control system for moving objects |
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| JPWO2024105815A1 (en) | 2024-05-23 |
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