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JP7805201B2 - Object recognition method and object recognition device - Google Patents
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JP7805201B2 - Object recognition method and object recognition device - Google Patents

Object recognition method and object recognition device

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JP7805201B2
JP7805201B2 JP2022032846A JP2022032846A JP7805201B2 JP 7805201 B2 JP7805201 B2 JP 7805201B2 JP 2022032846 A JP2022032846 A JP 2022032846A JP 2022032846 A JP2022032846 A JP 2022032846A JP 7805201 B2 JP7805201 B2 JP 7805201B2
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Description

本発明は、物体認識方法及び物体認識装置に関する。 The present invention relates to an object recognition method and an object recognition device.

従来より、画像上における陰影領域及び非陰影領域を特定し、陰影領域及び非陰影領域の色相情報及び輝度情報に基づいて光源の色情報を算出し、陰影領域を検出、除去する発明が知られている(特許文献1)。 There is a known invention that identifies shaded and non-shaded areas on an image, calculates light source color information based on the hue and luminance information of the shaded and non-shaded areas, and detects and removes the shaded areas (Patent Document 1).

特開2010-237976号公報JP 2010-237976 A

しかしながら、特許文献1に記載された発明は色相に基づいて同一物体判定をするため、隣接するアスファルト領域と白線領域を同一物体の陰影領域、非陰影領域と誤判定するおそれがある。 However, because the invention described in Patent Document 1 determines whether an object is the same based on hue, there is a risk that adjacent asphalt areas and white line areas may be mistakenly determined to be shaded and non-shaded areas of the same object.

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、精度良く路面標示を認識することが可能な物体認識方法及び物体認識装置を提供することである。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide an object recognition method and object recognition device that are capable of recognizing road markings with high accuracy.

本発明の一態様に係る物体認識方法は、位置検出手段によって検出された測距点の位置に基づいて、複数の測距点のうち、路面からの反射点である路面反射点を抽出し、路面反射点の反射強度に基づいて、撮像手段によって撮像された撮像画像上における路面標示が存在する領域を示す路面標示領域と、路面標示領域を除いた路面の領域を示す舗装領域とを抽出し、舗装領域における撮像画像上の明るさの基準となる基準反射点群を抽出し、基準反射点群の基準を示す基準画素値を算出し、基準画素値を用いて撮像画像上の各画素の相対照度を推定し、相対照度を用いて撮像画像の各画素の輝度値を補正し、補正が行われた補正画像から路面標示を認識する。 An object recognition method according to one aspect of the present invention extracts road surface reflection points, which are reflection points from the road surface, from among multiple distance measurement points based on the positions of the distance measurement points detected by a position detection means; extracts a road surface marking area indicating the area where road surface markings exist in the captured image captured by the imaging means and a pavement area indicating the area of the road surface excluding the road surface marking area based on the reflection intensity of the road surface reflection points; extracts a reference reflection point group that serves as a standard for brightness in the captured image in the pavement area; calculates a reference pixel value that indicates the standard for the reference reflection point group; estimates the relative illuminance of each pixel in the captured image using the reference pixel value; corrects the luminance value of each pixel in the captured image using the relative illuminance; and recognizes road surface markings from the corrected image.

本発明によれば、精度良く路面標示を認識することが可能となる。 This invention makes it possible to recognize road markings with high accuracy.

図1は、本発明の実施形態に係る物体認識装置1の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an object recognition device 1 according to an embodiment of the present invention. 図2は、基準反射点群の一例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a reference reflection point group. 図3は、相対照度の一例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of relative illuminance. 図4は、画像補正方法の一例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image correction method. 図5は、物体認識装置1の一動作例を説明するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the object recognition device 1. 図6は、物体認識装置1の一動作例を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of the object recognition device 1. 図7は、物体認識装置1の一動作例を説明するフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the operation of the object recognition device 1. 図8は、物体認識の一例を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of object recognition.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, identical parts will be designated by the same reference numerals and their descriptions will be omitted.

図1を参照して物体認識装置1の構成例を説明する。図1に示すように、物体認識装置1は、センサ群10と、カメラ11と、コントローラ20とを備える。 An example configuration of the object recognition device 1 will be described with reference to Figure 1. As shown in Figure 1, the object recognition device 1 includes a sensor group 10, a camera 11, and a controller 20.

物体認識装置1は自動運転機能を有する車両に搭載されてもよく、自動運転機能を有しない車両に搭載されてもよい。また、物体認識装置1は自動運転と手動運転とを切り替えることが可能な車両に搭載されてもよい。また、自動運転機能は操舵制御、制動力制御、駆動力制御などの車両制御機能のうちの一部の機能のみを自動的に制御して運転者の運転を支援する運転支援機能であってもよい。本実施形態では物体認識装置1は自動運転機能を有する車両に搭載されるものとして説明する。 The object recognition device 1 may be installed in a vehicle with an autonomous driving function, or in a vehicle without an autonomous driving function. The object recognition device 1 may also be installed in a vehicle that is capable of switching between autonomous driving and manual driving. The autonomous driving function may also be a driving assistance function that automatically controls only some of the vehicle control functions, such as steering control, braking force control, and driving force control, to assist the driver in driving. In this embodiment, the object recognition device 1 will be described as being installed in a vehicle with an autonomous driving function.

なお図1において省略されているが、物体認識装置1は画像認識部24による認識結果(物体の位置、形状、姿勢など)に基づいてステアリングアクチュエータ、アクセルペダルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータなどの各種のアクチュエータを制御してもよい。これにより高精度な自動運転が実現しうる。 Although not shown in Figure 1, the object recognition device 1 may control various actuators, such as the steering actuator, accelerator pedal actuator, and brake actuator, based on the recognition results (object position, shape, orientation, etc.) from the image recognition unit 24. This may enable highly accurate autonomous driving.

センサ群10には主に自車両の周囲の物体までの距離及び方向を測定するセンサが含まれる。このようなセンサは一例としてライダ(LIDAR:Laser Imaging Detection and Ranging)である。ライダとは自車両の周囲の物体に光(レーザ光)を発射し、その光(反射光)が物体に当たって跳ね返ってくるまでの時間を測定することにより、物体までの距離及び方向を測定したり、物体の形状を認識したりする。さらにライダは物体の位置関係を三次元で取得することも可能である。ライダの原理、仕組みは周知であるため詳細な説明は省略する。なおレーザ光の反射強度を用いてマッピングすることも可能である。他にセンサ群10には自車両の位置を検出するGPS受信機またはGNSS受信機が含まれてもよい。またセンサ群10には自車両の状態を検出する速度センサ、加速度センサ、舵角センサ、ジャイロセンサ、ブレーキ油圧センサ、アクセル開度センサなどが含まれてもよい。センサ群10によって取得された情報はコントローラ20に出力される。なお以下では特に断らない限り、センサ群10の代表をライダとして説明し、コントローラ20に出力される情報はライダによって取得された情報として説明する。 The sensor group 10 primarily includes sensors that measure the distance and direction to objects around the vehicle. One example of such a sensor is a LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging). LIDAR measures the distance and direction to objects and recognizes the shape of objects by emitting light (laser light) at objects around the vehicle and measuring the time it takes for the reflected light to hit the object and bounce back. LIDAR can also obtain the positional relationship of objects in three dimensions. The principles and mechanisms of LIDAR are well known, so a detailed explanation is omitted. Mapping is also possible using the reflected intensity of laser light. The sensor group 10 may also include a GPS or GNSS receiver that detects the position of the vehicle. The sensor group 10 may also include a speed sensor, acceleration sensor, steering angle sensor, gyro sensor, brake oil pressure sensor, accelerator position sensor, etc. that detect the state of the vehicle. Information obtained by the sensor group 10 is output to the controller 20. Unless otherwise specified, the sensor group 10 will be described below as being represented by a lidar, and the information output to the controller 20 will be described as information acquired by the lidar.

カメラ11はCCD(charge-coupled device)、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)などの撮像素子を有する。カメラ11の設置場所は特に限定されないが、一例としてカメラ11は自車両の前方、側方、後方に設置される。カメラ11は所定の周期で自車両の周囲を連続的に撮像する。カメラ11は自車両の周囲に存在する物体(歩行者、自転車、バイク、他車両など)、及び自車両の前方の情報(区画線、信号機、標識、横断歩道、交差点など)を検出する。カメラ11によって撮像された画像はコントローラ20に出力される。なおカメラ11によって撮像された画像は記憶装置(図示しない)に格納され、コントローラ20は記憶装置に格納された画像を参照してもよい。 The camera 11 has an imaging element such as a CCD (charge-coupled device) or CMOS (complementary metal oxide semiconductor). While there are no particular limitations on where the camera 11 may be installed, as an example, the camera 11 may be installed in front, to the side, or behind the vehicle. The camera 11 continuously captures images of the area around the vehicle at a predetermined interval. The camera 11 detects objects around the vehicle (pedestrians, bicycles, motorbikes, other vehicles, etc.) and information ahead of the vehicle (demarcation lines, traffic lights, signs, crosswalks, intersections, etc.). Images captured by the camera 11 are output to the controller 20. The images captured by the camera 11 are stored in a storage device (not shown), and the controller 20 may refer to the images stored in the storage device.

ライダによって測定(検出)される領域と、カメラ11によって撮像(検出)される領域は全部または一部が重複する。 The area measured (detected) by the lidar and the area imaged (detected) by the camera 11 overlap in whole or in part.

コントローラ20は、CPU(中央処理装置)、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータには、物体認識装置1として機能させるためのコンピュータプログラムがインストールされている。コンピュータプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータは物体認識装置1が備える複数の情報処理回路として機能する。なおここでは、ソフトウェアによって物体認識装置1が備える複数の情報処理回路を実現する例を示すが、もちろん以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して情報処理回路を構成することも可能である。また複数の情報処理回路を個別のハードウェアにより構成してもよい。コントローラ20は、複数の情報処理回路(情報処理機能)の一例として、点群取得部21と、路面反射点推定部22と、画像取得部23と、画像認識部24と、基準反射点抽出部25と、基準画素値算出部26と、相対照度推定部27と、画像照度補正部28を備える。なおコントローラ20はECU(Electronic Control Unit)と表現されてもよい。 The controller 20 is a general-purpose microcomputer equipped with a CPU (Central Processing Unit), memory, and input/output units. A computer program for functioning as the object recognition device 1 is installed on the microcomputer. By executing the computer program, the microcomputer functions as the multiple information processing circuits provided in the object recognition device 1. Note that while an example is shown here in which the multiple information processing circuits provided in the object recognition device 1 are realized by software, it is of course possible to configure the information processing circuits by providing dedicated hardware for executing each of the information processes described below. The multiple information processing circuits may also be configured as individual hardware. The controller 20 includes, as examples of multiple information processing circuits (information processing functions), a point cloud acquisition unit 21, a road surface reflection point estimation unit 22, an image acquisition unit 23, an image recognition unit 24, a reference reflection point extraction unit 25, a reference pixel value calculation unit 26, a relative illuminance estimation unit 27, and an image illuminance correction unit 28. Note that the controller 20 may also be referred to as an ECU (Electronic Control Unit).

点群取得部21はライダから測距点群(三次元座標における複数の測距点の集合)を取得する。点群取得部21は取得した測距点群を路面反射点推定部22に出力する。 The point cloud acquisition unit 21 acquires a ranging point cloud (a collection of multiple ranging points in three-dimensional coordinates) from the lidar. The point cloud acquisition unit 21 outputs the acquired ranging point cloud to the road surface reflection point estimation unit 22.

路面反射点推定部22は、測距点群の三次元位置及び形状に基づいて路面反射点を推定する。本実施形態において「路面反射点」とは、複数の測距点のうち、路面からの反射点を意味する。走行中において路面以外の反射点には例えば建物からの反射点が挙げられる。路面反射点推定部22は推定した路面反射点を基準反射点抽出部25に出力する。 The road surface reflection point estimation unit 22 estimates road surface reflection points based on the three-dimensional position and shape of the range-finding point cloud. In this embodiment, "road surface reflection points" refer to reflection points from the road surface among the multiple range-finding points. Examples of reflection points other than those on the road surface while driving include reflection points from buildings. The road surface reflection point estimation unit 22 outputs the estimated road surface reflection points to the reference reflection point extraction unit 25.

画像取得部23はカメラ11によって撮像された画像を取得する。画像取得部23は取得した画像を画像認識部24に出力する。なお認識対象物体が存在する可能性の高い領域が既知の場合、画像取得部23はその領域のみを抽出して出力してもよい。 The image acquisition unit 23 acquires the image captured by the camera 11. The image acquisition unit 23 outputs the acquired image to the image recognition unit 24. Note that if an area where the object to be recognized is likely to exist is known, the image acquisition unit 23 may extract and output only that area.

画像認識部24は画像取得部23から取得した画像に対して、路面標示認識処理を行う。路面標示認識処理とは画像処理の一例であり、自車両の周囲(主に自車両の前方)の路面標示を検出、識別し、これらの属性情報を各画素に対応付ける処理である。このような画像処理は周知であり、例えば各画素について各路面標示である尤度を推定するセマンティックセグメンテーションを用いることができる。また、白線、黄線など色に応じて属性を分けて識別してもよい。本実施形態において「路面標示」とは、道路交通に対して必要な案内、誘導、警戒、規制、指示などを行うために専用の塗料で路面に標示されたものを意味し、例えば区画線(破線の白線)、横断歩道、停止線、進行方向矢印線などが挙げられる。画像認識部24は処理結果を基準反射点抽出部25に出力する。 The image recognition unit 24 performs road marking recognition processing on the image acquired from the image acquisition unit 23. Road marking recognition processing is an example of image processing, and is a process of detecting and identifying road markings around the vehicle (mainly ahead of the vehicle) and associating their attribute information with each pixel. Such image processing is well known, and for example, semantic segmentation can be used, which estimates the likelihood that each pixel is a road marking. Attributes may also be distinguished by color, such as white lines and yellow lines. In this embodiment, "road markings" refer to markings on the road surface with special paint to provide guidance, direction, caution, regulation, instructions, etc. necessary for road traffic, and examples include dividing lines (dashed white lines), pedestrian crossings, stop lines, and direction arrows. The image recognition unit 24 outputs the processing results to the reference reflection point extraction unit 25.

基準反射点抽出部25は路面反射点のレーザ光の反射強度と画像認識結果に基づいて、路面における舗装領域と路面標示領域のそれぞれについて画像上の画素の明るさの基準となる反射点群(基準反射点群)を抽出する。本実施形態において「舗装領域」とは、路面のうち路面標示が存在する領域を除いたアスファルト部分を意味する。「路面標示領域」とは、路面標示が存在する領域を意味する。「舗装領域の基準反射点群」とは、舗装領域からの反射点の集合を意味する。また、「路面標示領域の基準反射点群」とは、路面標示領域からの反射点の集合を意味する。基準反射点抽出部25は抽出した基準反射点群を基準画素値算出部26に出力する。なお路面標示領域については、画像平面に投影した点の画素値の色(色相、彩度)によりクラスタリングし、各クラスタを別々の基準反射点群としてもよい。また、アスファルトやコンクリートなどの舗装路面の光(レーザ光)の反射率に対し、白線やその他の路面標示の光(レーザ光)の反射率は高いため、ライダは反射率(すなわち反射光の強度)に基づいて、路面反射点がアスファルトやコンクリートなどの舗装路面であるのか、白線などの路面標示であるのかを判定することができる。すなわち、反射強度が相対的に高い路面の領域を路面標示領域、反射強度が相対的に低い路面の領域を路面標示領域以外の舗装領域と判定することができる。 Based on the reflection intensity of the laser light from the road surface reflection points and the image recognition results, the reference reflection point extraction unit 25 extracts reflection point groups (reference reflection point groups) that serve as a reference for the brightness of pixels on the image for each of the paved area and road marking area on the road surface. In this embodiment, "paved area" refers to the asphalt portion of the road surface excluding areas where road markings exist. "Road marking area" refers to areas where road markings exist. "Reference reflection point group for paved area" refers to a collection of reflection points from the paved area. Furthermore, "reference reflection point group for road marking area" refers to a collection of reflection points from the road marking area. The reference reflection point extraction unit 25 outputs the extracted reference reflection point groups to the reference pixel value calculation unit 26. Note that for road marking areas, clustering may be performed based on the color (hue, saturation) of the pixel values of points projected onto the image plane, with each cluster being treated as a separate reference reflection point group. Furthermore, because the reflectivity of light (laser light) from paved road surfaces such as asphalt and concrete is higher than that of light (laser light) from white lines and other road markings, lidar can determine whether a road reflection point is a paved road surface such as asphalt or concrete, or a road marking such as a white line, based on the reflectivity (i.e., the intensity of the reflected light). In other words, areas of the road surface with relatively high reflection intensity can be determined to be road marking areas, and areas of the road surface with relatively low reflection intensity can be determined to be paved areas other than road marking areas.

基準画素値算出部26は、基準反射点抽出部25から取得した基準反射点群を画像平面に投影し、投影された点群の画素値から舗装領域と路面標示領域のそれぞれについて基準となる基準画素値を算出する。基準画素値の算出方法は特に限定されないが一例として中央値、平均値を用いて算出される。路面標示の色に応じて複数の基準反射点群がある場合は、それぞれについて基準画素値が計算される。基準画素値算出部26は算出した基準画素値を相対照度推定部27に出力する。 The reference pixel value calculation unit 26 projects the reference reflection point cloud acquired from the reference reflection point extraction unit 25 onto the image plane, and calculates reference pixel values for each of the pavement area and the road marking area from the pixel values of the projected point cloud. There are no particular restrictions on the method for calculating the reference pixel value, but as an example, it is calculated using the median and average values. If there are multiple reference reflection point clouds corresponding to different road marking colors, a reference pixel value is calculated for each of them. The reference pixel value calculation unit 26 outputs the calculated reference pixel values to the relative illuminance estimation unit 27.

相対照度推定部27は基準画素値算出部26によって算出された基準画素値に基づいて、画像の各画素について相対照度を推定し相対照度画像を生成する。相対照度推定部27は生成した相対照度画像を画像照度補正部28に出力する。相対照度は各画素において画素値を基準画素値で除算することにより算出される。また、一般的にライダの測距点は画像よりも疎であるため、画像上で対応する測距点が存在しない領域は補間して算出される。 The relative illuminance estimation unit 27 estimates the relative illuminance for each pixel of the image based on the reference pixel value calculated by the reference pixel value calculation unit 26, and generates a relative illuminance image. The relative illuminance estimation unit 27 outputs the generated relative illuminance image to the image illuminance correction unit 28. The relative illuminance is calculated by dividing the pixel value at each pixel by the reference pixel value. Furthermore, since lidar ranging points are generally sparser than in an image, areas on the image where there are no corresponding ranging points are calculated by interpolation.

画像照度補正部28は、相対照度推定部27によって生成された相対照度画像を用いてカメラ11によって撮像された画像の明るさを補正する。補正は画像を相対照度画像で除算することによって行われる。補正された画像は画像認識部24に出力され、再度物体認識処理が行われ、最終的な認識結果として出力される。上述したように物体認識装置1は画像認識部24による最終的な認識結果(物体の位置、形状、姿勢など)に基づいてステアリングアクチュエータ、アクセルペダルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータなどの各種のアクチュエータを制御してもよい。これにより高精度な自動運転が実現しうる。 The image illuminance correction unit 28 corrects the brightness of the image captured by the camera 11 using the relative illuminance image generated by the relative illuminance estimation unit 27. The correction is performed by dividing the image by the relative illuminance image. The corrected image is output to the image recognition unit 24, where it is subjected to object recognition processing again and output as the final recognition result. As described above, the object recognition device 1 may control various actuators such as the steering actuator, accelerator pedal actuator, and brake actuator based on the final recognition result (object position, shape, orientation, etc.) by the image recognition unit 24. This can realize highly accurate autonomous driving.

次に図2~4を参照してコントローラ20の各機能の詳細について説明する。 Next, we will explain the details of each function of the controller 20 with reference to Figures 2 to 4.

図2に示すシーン(画像30)は、道路を走行中の自車両の前方風景である。画像30は自車両の前方に設置されたカメラ11によって撮像されたものである。図2に示すように自車両は2車線道路の左側車線を走行している。図2において左側に車両が停車可能なスペースがあるが、これはバスの停留所である。図2の符号40~41は路面のアスファルト領域(走行車線領域)を示す。より詳しくは符号40は左側のアスファルト領域、符号41は右側のアスファルト領域を示す。符号42~43は区画線(白線)を示す。符号50は太陽(日光)に照らされている領域を示す。符号50で示された領域では光が強いためカメラ11では物体(例えば白線)を認識することが難しい場合がある。そこで本実施形態ではライダによって取得された情報とカメラ11によって撮像された画像30とを用いて符号50で示された領域を補正(画像上における補正)し、画像上で物体(例えば白線)を精度良く認識する。なお符号50で示された領域は空間周波数が所定値以上の領域と表現されてもよい。 The scene shown in Figure 2 (image 30) is a view ahead of the vehicle traveling on a road. Image 30 was captured by camera 11 installed in front of the vehicle. As shown in Figure 2, the vehicle is traveling in the left lane of a two-lane road. In Figure 2, there is a space on the left side where vehicles can stop; this is a bus stop. Reference numerals 40 and 41 in Figure 2 indicate asphalt areas (traffic lane areas) on the road surface. More specifically, reference numeral 40 indicates the asphalt area on the left side, and reference numeral 41 indicates the asphalt area on the right side. Reference numerals 42 and 43 indicate dividing lines (white lines). Reference numeral 50 indicates an area illuminated by the sun (sunlight). Because the light in the area indicated by reference numeral 50 is strong, it may be difficult for the camera 11 to recognize objects (e.g., white lines). Therefore, in this embodiment, the area indicated by reference numeral 50 is corrected (corrected on the image) using information acquired by the lidar and image 30 captured by camera 11, thereby accurately recognizing objects (e.g., white lines) on the image. The area indicated by the reference numeral 50 may also be expressed as an area where the spatial frequency is above a predetermined value.

路面反射点推定部22は測距点群の三次元位置及び形状に基づいて路面反射点を推定する。図2において路面反射点は、符号40~43,50で示される領域からの反射点を意味する。なお図2において路面には符号40~43,50で示される領域以外も含まれるため、路面であれば符号40~43,50で示される領域以外の領域からの反射点も含まれる。ただし説明の都合上、ここでは路面反射点を符号40~43,50で示される領域からの反射点として説明する。 The road surface reflection point estimation unit 22 estimates road surface reflection points based on the three-dimensional position and shape of the range-finding point cloud. In Figure 2, road surface reflection points refer to reflection points from the areas indicated by reference numerals 40 to 43 and 50. Note that in Figure 2, the road surface includes areas other than those indicated by reference numerals 40 to 43 and 50, so the road surface also includes reflection points from areas other than those indicated by reference numerals 40 to 43 and 50. However, for convenience of explanation, road surface reflection points will be described here as reflection points from the areas indicated by reference numerals 40 to 43 and 50.

基準反射点抽出部25は路面反射点の反射強度と画像認識結果に基づいて、路面における舗装領域と路面標示領域のそれぞれについて画像上の画素の明るさの基準となる反射点群(基準反射点群)を抽出する。図2において「舗装領域の基準反射点群」とは、符号40,41で示される領域からの反射点の集合を意味する。「路面標示領域の基準反射点群」とは、符号42,44で示される領域からの反射点の集合を意味する。本実施形態においてライダの検出領域とカメラ11の撮像領域が重複している。両者の検出結果を照らし合わせることにより、精度良く基準反射点群が抽出される。符号50で示される領域についてはライダの検出結果(路面反射点の反射強度)に基づいて「舗装領域の基準反射点群」及び「路面標示領域の基準反射点群」が抽出される。 The reference reflection point extraction unit 25 extracts reflection point groups (reference reflection point groups) that serve as a reference for pixel brightness on the image for each paved area and road marking area on the road surface, based on the reflection intensity of the road surface reflection points and the image recognition results. In Figure 2, the "reference reflection point group for the paved area" refers to the collection of reflection points from the areas indicated by reference numerals 40 and 41. The "reference reflection point group for the road marking area" refers to the collection of reflection points from the areas indicated by reference numerals 42 and 44. In this embodiment, the lidar detection area and the camera 11 imaging area overlap. By comparing the detection results of both, the reference reflection point group is extracted with high accuracy. For the area indicated by reference numeral 50, the "reference reflection point group for the pavement area" and the "reference reflection point group for the road marking area" are extracted based on the lidar detection results (reflection intensity of the road surface reflection points).

基準画素値算出部26は基準反射点群を画像平面に投影し、投影された点群の画素値から舗装領域と路面標示領域のそれぞれについて基準となる基準画素値を算出する。相対照度推定部27は基準画素値算出部26によって算出された基準画素値に基づいて、画像の各画素について相対照度を算出し相対照度画像を生成する。具体的には符号50で示される領域にうち、ライダによって白線(路面標示領域)であると検出された領域(画像上の領域)ではその白線の画素値を「路面標示領域の基準画素値」で除算する。同様に、符号50で示される領域のうち、ライダによってアスファルト(舗装領域)であると検出された領域(画像上の領域)ではそのアスファルトの画素値を「舗装領域の基準画素値」で除算する。この除算は画像30の各画素の輝度値を補正することを意味する。この除算によって図3の符号60で示される相対照度が算出される。この相対照度を二次元画像に投影することによって図3の符号61で示される相対照度画像が生成される。 The reference pixel value calculation unit 26 projects the reference reflection point cloud onto the image plane and calculates reference pixel values for each of the pavement area and road marking area from the pixel values of the projected point cloud. The relative illuminance estimation unit 27 calculates the relative illuminance for each pixel of the image based on the reference pixel values calculated by the reference pixel value calculation unit 26, generating a relative illuminance image. Specifically, in the area indicated by the symbol 50, in areas (areas on the image) detected by the lidar as white lines (road marking areas), the pixel values of the white lines are divided by the "reference pixel value of the road marking area." Similarly, in the area indicated by the symbol 50, in areas (areas on the image) detected by the lidar as asphalt (pavement area), the pixel values of the asphalt are divided by the "reference pixel value of the pavement area." This division corrects the brightness value of each pixel in the image 30. This division calculates the relative illuminance indicated by the symbol 60 in Figure 3. By projecting this relative illuminance onto a two-dimensional image, a relative illuminance image is generated, as shown at 61 in Figure 3.

次に画像照度補正部28は相対照度推定部27によって生成された相対照度画像61を用いてカメラ11によって撮像された画像の明るさを補正する。具体的には図2の画像30を入力画像とし、画像照度補正部28はこの入力画像を相対照度画像61で除算する。これにより図4に示す照度補正画像70が生成される。照度補正画像70から分かるように領域50の明るさが補正される。補正された画像上では白線などの路面標示を精度良く認識することが可能となる。 Next, the image illuminance correction unit 28 corrects the brightness of the image captured by the camera 11 using the relative illuminance image 61 generated by the relative illuminance estimation unit 27. Specifically, the image 30 in Figure 2 is used as the input image, and the image illuminance correction unit 28 divides this input image by the relative illuminance image 61. This generates the illuminance-corrected image 70 shown in Figure 4. As can be seen from the illuminance-corrected image 70, the brightness of the area 50 is corrected. Road markings such as white lines can be recognized with high accuracy on the corrected image.

次に図5のフローチャートを参照して、物体認識装置1の一動作例について説明する。ステップS101において、カメラ11は自車両前方を撮像する。処理はステップS103に進み、画像認識部24はステップS101で取得された画像に対して路面標示認識処理を行う。これにより図2に示す白線、アスファルトなどが認識される。ステップS105において、点群取得部21はライダから測距点群(三次元座標における複数の測距点の集合)を取得する。処理はステップS107に進み、路面反射点推定部22はステップS105で取得された測距点群の三次元位置及び形状に基づいて路面反射点を推定する。 Next, an example of the operation of the object recognition device 1 will be described with reference to the flowchart in Figure 5. In step S101, the camera 11 captures an image of the area ahead of the vehicle. Processing proceeds to step S103, where the image recognition unit 24 performs road marking recognition processing on the image acquired in step S101. This recognizes the white lines, asphalt, etc. shown in Figure 2. In step S105, the point cloud acquisition unit 21 acquires a ranging point cloud (a collection of multiple ranging points in three-dimensional coordinates) from the lidar. Processing proceeds to step S107, where the road surface reflection point estimation unit 22 estimates road surface reflection points based on the three-dimensional positions and shapes of the ranging point cloud acquired in step S105.

処理はステップS109に進み、基準反射点抽出部25はステップS107で推定された路面反射点の反射強度と画像認識結果に基づいて、路面における舗装領域と路面標示領域のそれぞれについて画像上の画素の明るさの基準となる反射点群(基準反射点群)を抽出する。処理はステップS111に進み、基準画素値算出部26はステップS109で抽出された基準反射点群を画像平面に投影し、投影された点群の画素値から舗装領域と路面標示領域のそれぞれについて基準となる基準画素値を算出する。処理はステップS113に進み、相対照度推定部27はステップS111で算出された基準画素値を用いて相対照度を推定し図3に示す相対照度画像61を生成する。 The process proceeds to step S109, where the reference reflection point extraction unit 25 extracts reflection point groups (reference reflection point groups) that serve as a reference for the brightness of pixels on the image for each of the paved area and road marking area on the road surface, based on the reflection intensity of the road surface reflection points estimated in step S107 and the image recognition results. The process proceeds to step S111, where the reference pixel value calculation unit 26 projects the reference reflection point groups extracted in step S109 onto the image plane and calculates reference pixel values that serve as references for each of the paved area and road marking area from the pixel values of the projected point groups. The process proceeds to step S113, where the relative illuminance estimation unit 27 estimates relative illuminance using the reference pixel values calculated in step S111, and generates the relative illuminance image 61 shown in Figure 3.

処理はステップS115に進み、画像照度補正部28はステップS113で生成された相対照度画像61を用いてカメラ11によって撮像された画像の明るさを補正する(図4参照)。処理はステップS117に進み、画像認識部24はステップS115で補正された画像を用いて白線などの路面標示を認識する。これにより太陽の光が強く当たりカメラ11では認識できないよう場合であっても画像上で路面標示を認識することが可能となる。 The process proceeds to step S115, where the image illuminance correction unit 28 corrects the brightness of the image captured by the camera 11 using the relative illuminance image 61 generated in step S113 (see Figure 4). The process proceeds to step S117, where the image recognition unit 24 recognizes road markings such as white lines using the image corrected in step S115. This makes it possible to recognize road markings on the image even when the sun's rays are too strong for the camera 11 to recognize them.

路面標示領域の基準反射点群、舗装領域の基準反射点群の抽出方法の一例を図6~7を参照して説明する。まず図6を参照して路面標示領域の基準反射点群の抽出方法の一例を説明する。ステップS201において、路面反射点推定部22は測距点群の三次元位置及び形状に基づいて各測距点が路面から反射したものかそれ以外(立体物)から反射したものかを判定する。ステップS201以降では各測距点が路面から反射したと判定されたものとして説明する。ステップS203において未処理の路面反射点が存在する場合(ステップS203でYES)、処理はステップS205に進み未処理の路面反射点が一点選択される。ステップS203でNOの場合処理は終了する。 An example of a method for extracting the reference reflection point cloud for a road marking area and the reference reflection point cloud for a pavement area will be described with reference to Figures 6 and 7. First, an example of a method for extracting the reference reflection point cloud for a road marking area will be described with reference to Figure 6. In step S201, the road surface reflection point estimation unit 22 determines whether each ranging point has been reflected from the road surface or something else (a three-dimensional object) based on the three-dimensional position and shape of the ranging point cloud. From step S201 onwards, the description will be given assuming that each ranging point has been determined to have reflected from the road surface. If there are unprocessed road surface reflection points in step S203 (YES in step S203), processing proceeds to step S205, where one unprocessed road surface reflection point is selected. If NO in step S203, processing ends.

ステップS207において測距点の反射強度が閾値以上である場合(ステップS207でYES)、処理はステップS209に進み測距点は画像平面に投影される。ステップS201において投影された測距点が画像上で路面標示と認識されている場合(ステップS211でYES)、処理はステップS213に進み、測距点は路面標示領域の基準反射点であると判定される。なお測距点までの距離、法線方向に応じて閾値は変更されてもよい。具体的には測距点までの距離が長いほど閾値を小さくしてもよい。レーザ入射方向と測距点の法線方向のなす角が大きいほど、閾値を小さくしてもよい。ステップS207でNOである場合、ステップS211でNOである場合、及びステップS213の処理の後は、ステップS203に処理が戻る。 If the reflection intensity of the ranging point is equal to or greater than the threshold in step S207 (YES in step S207), processing proceeds to step S209, where the ranging point is projected onto the image plane. If the projected ranging point in step S201 is recognized as a road marking on the image (YES in step S211), processing proceeds to step S213, where the ranging point is determined to be a reference reflection point in the road marking area. The threshold may be changed depending on the distance to the ranging point and the normal direction. Specifically, the threshold may be made smaller the longer the distance to the ranging point. The threshold may be made smaller the larger the angle between the laser incident direction and the normal direction of the ranging point. If NO in step S207, NO in step S211, or after processing in step S213, processing returns to step S203.

次に図7を参照して舗装領域の基準反射点群の抽出方法の一例を説明する。ただしステップS301~305,309の処理は図6に示すステップS201~205,209の処理と同じであるため説明を省略する。ステップS307において、測距点の反射強度が閾値以下である場合(ステップS307でYES)、舗装領域の反射点であると判定される。ステップS311において、投影された測距点が画像上で路面標示と認識されていない場合(ステップS311でYES)、処理はステップS315に進み、測距点の近傍に図6のステップS213の処理で抽出された路面標示領域の基準反射点が存在するか否かが判定される。測距点の近傍に路面標示領域の基準反射点が存在する(ステップS315でYES)、処理はステップS317に進み、舗装領域の基準反射点であると判定される。ステップS307でNOである場合、ステップS311でNOである場合、ステップS315でNOである場合、及びステップS317の処理の後は、ステップS303に処理が戻る。なお測距点までの距離、法線方向に応じて閾値が変更されてもよい点は図6と同じである。 Next, an example of a method for extracting a reference reflection point group for a pavement area will be described with reference to Figure 7. However, since the processing of steps S301 to S305 and S309 is the same as the processing of steps S201 to S205 and S209 shown in Figure 6, the description will be omitted. In step S307, if the reflection intensity of the ranging point is below the threshold (YES in step S307), it is determined to be a reflection point for a pavement area. In step S311, if the projected ranging point is not recognized as a road marking on the image (YES in step S311), processing proceeds to step S315, where it is determined whether or not a reference reflection point for the road marking area extracted in the processing of step S213 in Figure 6 exists near the ranging point. If a reference reflection point for the road marking area exists near the ranging point (YES in step S315), processing proceeds to step S317, where it is determined to be a reference reflection point for a pavement area. If the result is NO in step S307, NO in step S311, NO in step S315, or after the processing of step S317, the processing returns to step S303. Note that, as in Figure 6, the threshold value may be changed depending on the distance to the ranging point and the normal direction.

図8は、図5に示すステップS115による補正後の画像の一例を示す。図8の符号81は横断歩道を示し、符号82は矢印線を示し、符号83は区画線(白線)を示す。符号81~83は太陽の光が強く当たりカメラ11では物体を認識できない領域を示す。本実施形態による画像補正により太陽の光が強く当たりカメラ11では認識できないよう場合であっても画像上で路面標示を認識することが可能となる。なお図8に示すシーンは図2に示すシーンとは異なる。 Figure 8 shows an example of an image after correction by step S115 shown in Figure 5. In Figure 8, reference numeral 81 indicates a crosswalk, reference numeral 82 indicates an arrow line, and reference numeral 83 indicates a dividing line (white line). Reference numerals 81 to 83 indicate areas where strong sunlight hits and objects cannot be recognized by the camera 11. Image correction according to this embodiment makes it possible to recognize road markings on the image even in areas where strong sunlight makes them difficult for the camera 11 to recognize. Note that the scene shown in Figure 8 is different from the scene shown in Figure 2.

(作用効果)
以上説明したように、本実施形態に係る物体認識装置1によれば、以下の作用効果が得られる。
(Action and effect)
As described above, the object recognition device 1 according to this embodiment provides the following advantageous effects.

物体認識装置1は、路面を含む車両の周囲の所定範囲を撮像する撮像手段と、少なくとも撮像手段と重複する範囲に光を出射し反射光に基づいて反射点である測距点の位置を検出する位置検出手段と、撮像手段及び位置検出手段から取得したデータを処理するコントローラ20と、を備える。「撮像手段」の一例はカメラ11である。「位置検出手段」の一例はライダである。「光」の一例はレーザ光である。コントローラ20は位置検出手段によって検出された測距点の位置に基づいて、複数の測距点のうち、路面からの反射点である路面反射点を抽出する。コントローラ20は路面反射点の反射強度に基づいて、撮像手段によって撮像された撮像画像上における路面標示が存在する領域を示す路面標示領域と、路面標示領域を除いた路面の領域を示す舗装領域とを抽出する。コントローラ20は舗装領域における撮像画像上の明るさの基準となる基準反射点群を抽出する。基準反射点群の基準を示す基準画素値を算出する。コントローラ20は基準画素値を用いて撮像画像上の各画素の相対照度を推定する。コントローラ20は相対照度を用いて撮像画像の各画素の輝度値を補正する。コントローラ20は補正が行われた補正画像から路面標示を認識する。本実施形態によれば道路周辺の構造物、物体の陰影による路面上の明暗を補正することができるため、精度良く路面標示を認識することが可能となる。また、ライダから照射されるレーザ光の反射強度を用いるため、対象の色相及び領域の隣接関係によらず反射強度の強い物体(路面標示)と弱い物体(アスファルト)を区別することが可能となる。上述の実施形態では、「舗装領域の基準反射点群」と「路面標示領域の基準反射点群」の両方の基準画素値を使用する例を説明したがこれに限定されない。「舗装領域の基準反射点群」の基準画素値のみが用いられてもよい。 The object recognition device 1 includes an imaging means for capturing an image of a predetermined range around the vehicle, including the road surface; a position detection means for emitting light in at least an area overlapping the imaging means and detecting the positions of ranging points, which are reflection points, based on the reflected light; and a controller 20 for processing data acquired from the imaging means and position detection means. An example of the "imaging means" is a camera 11. An example of the "position detection means" is a lidar. An example of "light" is laser light. Based on the positions of the ranging points detected by the position detection means, the controller 20 extracts road surface reflection points, which are reflection points from the road surface, from among the multiple ranging points. Based on the reflection intensity of the road surface reflection points, the controller 20 extracts a road surface marking area, which indicates the area where road markings exist on the captured image captured by the imaging means, and a pavement area, which indicates the area of the road surface excluding the road surface marking area. The controller 20 extracts a reference reflection point group that serves as a reference for the brightness of the captured image in the pavement area. It then calculates a reference pixel value that indicates the reference for the reference reflection point group. The controller 20 estimates the relative illuminance of each pixel in the captured image using the reference pixel value. The controller 20 corrects the brightness value of each pixel in the captured image using the relative illuminance. The controller 20 recognizes road markings from the corrected image. This embodiment can correct for differences in brightness on the road surface due to the shadows of structures and objects around the road, enabling accurate recognition of road markings. Furthermore, because the reflection intensity of the laser light emitted from the lidar is used, it is possible to distinguish between objects with high reflection intensity (road markings) and objects with low reflection intensity (asphalt) regardless of the hue of the objects or the adjacent relationship between the areas. In the above-mentioned embodiment, an example was described in which reference pixel values of both the "reference reflection point cloud of the pavement area" and the "reference reflection point cloud of the road marking area" are used, but this is not limiting. Only the reference pixel value of the "reference reflection point cloud of the pavement area" may be used.

基準反射点群は第1基準反射点群と定義され、基準画素値は第1基準画素値と定義されてもよい。コントローラ20は路面標示領域における撮像画像上の明るさの基準となる第2基準反射点群を抽出し、第2基準反射点群の基準を示す第2基準画素値を算出し、第2基準画素値を用いて撮像画像上の各画素の相対照度を推定し、相対照度を用いて撮像画像の各画素の輝度値を補正してもよい。これにより精度良く路面標示を認識することが可能となる。 The reference reflection point group may be defined as a first reference reflection point group, and the reference pixel value may be defined as a first reference pixel value. The controller 20 may extract a second reference reflection point group that serves as a reference for brightness on the captured image in the road marking area, calculate a second reference pixel value that indicates the reference for the second reference reflection point group, estimate the relative illuminance of each pixel on the captured image using the second reference pixel value, and correct the luminance value of each pixel in the captured image using the relative illuminance. This enables road markings to be recognized with high accuracy.

コントローラ20は第2基準反射点群を対応する画素の色相及び彩度によりクラスタリングし、各クラスタの相対照度を推定してもよい。路面標示の色(白色、黄色など)ごとにクラスタリング処理を行うことにより適切な基準画素値を設定できるため、複数の色の路面標示が存在する場合においても適切な相対照度を算出し、陰影を補正することが可能となる。 The controller 20 may cluster the second reference reflection point group by the hue and saturation of the corresponding pixels and estimate the relative illuminance of each cluster. By performing clustering processing for each road marking color (white, yellow, etc.), it is possible to set an appropriate reference pixel value, making it possible to calculate an appropriate relative illuminance and correct shading even when road markings of multiple colors are present.

位置検出手段から路面反射点までの距離が大きいほど、路面反射点が路面標示か否かの判定に用いられる反射強度の閾値は小さくてもよい。路面反射点(測距点)までの距離が大きいほど反射強度は減衰し弱くなるが、このように閾値を設定することでその影響を抑制することができるため、精度良く舗装領域(アスファルト)と路面標示を区別することが可能となる。 The greater the distance from the position detection means to the road surface reflection point, the smaller the reflection intensity threshold used to determine whether the road surface reflection point is a road marking. The greater the distance to the road surface reflection point (distance measurement point), the weaker the reflection intensity becomes, but by setting the threshold in this way, this effect can be suppressed, making it possible to accurately distinguish between paved areas (asphalt) and road markings.

コントローラ20は路面反射点の各点について形状に基づいて法線方向を推定してもよい。光(レーザ光)の入射方向と法線方向とのなす角が大きいほど、路面反射点が路面標示か否かの判定に用いられる反射強度の閾値は小さくてもよい。測距対象面に対するライダの照射光の入射角が大きい(測距対象面の法線と照射光の入射方向のなす角が直角に近い)ほど反射強度は弱くなるが、このように閾値を設定することでその影響を抑制することができるので、精度良く舗装領域(アスファルト)と路面標示を区別することが可能となる。 The controller 20 may estimate the normal direction for each road surface reflection point based on its shape. The larger the angle between the incident direction of the light (laser light) and the normal direction, the smaller the reflection intensity threshold used to determine whether the road surface reflection point is a road marking. The greater the incident angle of the lidar's light with respect to the target surface (the closer the angle between the normal to the target surface and the incident direction of the light is to a right angle), the weaker the reflection intensity will be; however, by setting the threshold in this way, this effect can be suppressed, making it possible to accurately distinguish between paved areas (asphalt) and road markings.

コントローラ20は相対照度を撮像画像上で補間し相対照度画像を生成する際に平滑化処理を行ってもよい。舗装領域及び路面標示は微視的には多様な色をもつため、ある一点を基準として相対照度を算出すると小さい誤差が発生するが、屋外環境において一般的に照度は陰影、非陰影の境界部を除き滑らかに変化するため、相対照度画像を平滑化することで路面の細かい色の差の影響を抑制することが可能となる。 The controller 20 may perform a smoothing process when interpolating the relative illuminance on the captured image to generate a relative illuminance image. Because pavement areas and road markings have a variety of colors microscopically, small errors will occur when calculating relative illuminance based on a single point. However, in outdoor environments, illuminance generally changes smoothly except at the boundaries between shaded and non-shaded areas. Therefore, smoothing the relative illuminance image makes it possible to reduce the effects of small color differences on the road surface.

コントローラ20は撮像画像上において相対照度が所定範囲外の領域でのみ、補正画像から路面標示を認識してもよい。「相対照度が所定範囲外の領域」の一例は図2の符号50で示される領域である。画像の一部についてのみ画像認識を行うことにより、演算負荷が低減される。もちろん上述したように画像全体について画像認識を行ってもよい。画像全体について画像認識を行うことにより、画像全体を手掛かりとして精度良く路面標示を認識することが可能となる。 The controller 20 may recognize road markings from the corrected image only in areas of the captured image where the relative illuminance is outside a specified range. An example of an "area where the relative illuminance is outside a specified range" is the area indicated by reference numeral 50 in Figure 2. By performing image recognition on only a portion of the image, the computational load is reduced. Of course, as described above, image recognition may also be performed on the entire image. By performing image recognition on the entire image, it is possible to accurately recognize road markings using the entire image as a clue.

上述の実施形態に記載される各機能は、1または複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理回路は、また、記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路(ASIC)や回路部品等の装置を含む。 Each function described in the above embodiments may be implemented by one or more processing circuits. Processing circuits include programmed processing devices, such as processors including electrical circuitry. Processing circuits also include devices, such as application-specific integrated circuits (ASICs) or circuit components, arranged to perform the described functions.

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

1 物体認識装置、10 センサ群、11 カメラ、20 コントローラ、21 点群取得部、22 路面反射点推定部、23 画像取得部、24 画像認識部、25 基準反射点抽出部、26 基準画素値算出部、27 相対照度推定部、28 画像照度補正部、 1 Object Recognition Device, 10 Sensor Group, 11 Camera, 20 Controller, 21 Point Cloud Acquisition Unit, 22 Road Surface Reflection Point Estimation Unit, 23 Image Acquisition Unit, 24 Image Recognition Unit, 25 Reference Reflection Point Extraction Unit, 26 Reference Pixel Value Calculation Unit, 27 Relative Illuminance Estimation Unit, 28 Image Illuminance Correction Unit,

Claims (8)

路面を含む車両の周囲の所定範囲を撮像する撮像手段と、少なくとも前記撮像手段と重複する範囲に光を出射し反射光に基づいて反射点である測距点の位置を検出する位置検出手段と、前記撮像手段及び前記位置検出手段から取得したデータを処理するコントローラと、を備える物体認識装置の物体認識方法であって、
前記コントローラは、
前記位置検出手段によって検出された前記測距点の位置に基づいて、複数の測距点のうち、前記路面からの反射点である路面反射点を抽出し、
前記路面反射点の反射強度に基づいて、前記撮像手段によって撮像された撮像画像上における路面標示が存在する領域を示す路面標示領域と、前記路面標示領域を除いた路面の領域を示す舗装領域とを抽出し、
前記舗装領域における前記撮像画像上の明るさの基準となる第1基準反射点群を抽出し、
前記路面標示領域における前記撮像画像上の明るさの基準となる第2基準反射点群を抽出し、
前記撮像画像の各画素の画素値から前記第1基準反射点群の基準を示す第1基準画素値を算出し、
前記撮像画像の各画素の画素値から前記第2基準反射点群の基準を示す第2基準画素値を算出し、
前記第1基準画素値及び前記第2基準画素値を用いて前記撮像画像上の各画素の相対照度を推定し、
前記相対照度を用いて前記撮像画像の各画素の輝度値を補正し、
前記補正が行われた補正画像から前記路面標示を認識する
ことを特徴とする物体認識方法。
An object recognition method for an object recognition device comprising: an imaging means for imaging a predetermined range around a vehicle including a road surface; a position detection means for emitting light into at least a range overlapping with the imaging means and detecting the position of a distance measurement point, which is a reflection point, based on the reflected light; and a controller for processing data acquired from the imaging means and the position detection means,
The controller
extracting road surface reflection points, which are reflection points from the road surface, from among the plurality of distance measurement points based on the positions of the distance measurement points detected by the position detection means;
extracting a road marking area indicating an area where road markings exist on the image captured by the imaging means and a pavement area indicating an area of the road surface excluding the road marking area based on the reflection intensities of the road surface reflection points;
extracting a first reference reflection point group that serves as a reference for brightness on the captured image of the paved area;
extracting a second reference reflection point group that serves as a reference for brightness on the captured image in the road marking area;
calculating a first reference pixel value indicating a reference for the first reference reflection point group from a pixel value of each pixel of the captured image ;
calculating a second reference pixel value indicating a reference for the second reference reflection point group from the pixel value of each pixel of the captured image;
estimating relative illuminance of each pixel on the captured image using the first reference pixel value and the second reference pixel value ;
correcting the luminance value of each pixel of the captured image using the relative illuminance;
an object recognition method for recognizing the road marking from the corrected image;
前記コントローラは、前記第2基準反射点群を対応する画素の色相及び彩度によりクラスタリングし、各クラスタの相対照度を推定する
ことを特徴とする請求項に記載の物体認識方法。
The object recognition method according to claim 1 , wherein the controller clusters the second reference reflection point group according to the hue and saturation of the corresponding pixels, and estimates the relative illuminance of each cluster.
路面を含む車両の周囲の所定範囲を撮像する撮像手段と、少なくとも前記撮像手段と重複する範囲に光を出射し反射光に基づいて反射点である測距点の位置を検出する位置検出手段と、前記撮像手段及び前記位置検出手段から取得したデータを処理するコントローラと、を備える物体認識装置の物体認識方法であって、
前記コントローラは、
前記位置検出手段によって検出された前記測距点の位置に基づいて、複数の測距点のうち、前記路面からの反射点である路面反射点を抽出し、
前記路面反射点の反射強度に基づいて、前記撮像手段によって撮像された撮像画像上における路面標示が存在する領域を示す路面標示領域と、前記路面標示領域を除いた路面の領域を示す舗装領域とを抽出し、
前記舗装領域における前記撮像画像上の明るさの基準となる基準反射点群を抽出し、
前記撮像画像の各画素の画素値から前記基準反射点群の基準を示す基準画素値を算出し、
前記基準画素値を用いて前記撮像画像上の各画素の相対照度を推定し、
前記相対照度を用いて前記撮像画像の各画素の輝度値を補正し、
前記補正が行われた補正画像から前記路面標示を認識し、
前記位置検出手段から前記路面反射点までの距離が大きいほど、前記路面反射点が前記路面標示か否かの判定に用いられる前記反射強度の閾値は小さい
ことを特徴とする物体認識方法。
An object recognition method for an object recognition device comprising: an imaging means for imaging a predetermined range around a vehicle including a road surface; a position detection means for emitting light into at least a range overlapping with the imaging means and detecting the position of a distance measurement point, which is a reflection point, based on the reflected light; and a controller for processing data acquired from the imaging means and the position detection means,
The controller
extracting road surface reflection points, which are reflection points from the road surface, from among the plurality of distance measurement points based on the positions of the distance measurement points detected by the position detection means;
extracting a road marking area indicating an area where road markings exist on the image captured by the imaging means and a pavement area indicating an area of the road surface excluding the road marking area based on the reflection intensities of the road surface reflection points;
extracting a reference reflection point group that serves as a reference for brightness on the captured image of the pavement area;
calculating a reference pixel value indicating a reference for the reference reflection point group from the pixel value of each pixel of the captured image;
estimating the relative illuminance of each pixel on the captured image using the reference pixel value;
correcting the luminance value of each pixel of the captured image using the relative illuminance;
Recognizing the road marking from the corrected image;
An object recognition method, characterized in that the greater the distance from the position detection means to the road surface reflection point, the smaller the threshold value of the reflection intensity used to determine whether the road surface reflection point is a road marking or not.
路面を含む車両の周囲の所定範囲を撮像する撮像手段と、少なくとも前記撮像手段と重複する範囲に光を出射し反射光に基づいて反射点である測距点の位置を検出する位置検出手段と、前記撮像手段及び前記位置検出手段から取得したデータを処理するコントローラと、を備える物体認識装置の物体認識方法であって、
前記コントローラは、
前記位置検出手段によって検出された前記測距点の位置に基づいて、複数の測距点のうち、前記路面からの反射点である路面反射点を抽出し、
前記路面反射点の反射強度に基づいて、前記撮像手段によって撮像された撮像画像上における路面標示が存在する領域を示す路面標示領域と、前記路面標示領域を除いた路面の領域を示す舗装領域とを抽出し、
前記舗装領域における前記撮像画像上の明るさの基準となる基準反射点群を抽出し、
前記撮像画像の各画素の画素値から前記基準反射点群の基準を示す基準画素値を算出し、
前記基準画素値を用いて前記撮像画像上の各画素の相対照度を推定し、
前記相対照度を用いて前記撮像画像の各画素の輝度値を補正し、
前記補正が行われた補正画像から前記路面標示を認識し、
前記コントローラは、前記路面反射点の各点について形状に基づいて法線方向を推定し、
前記光の入射方向と前記法線方向とのなす角が大きいほど、前記路面反射点が前記路面標示か否かの判定に用いられる前記反射強度の閾値は小さい
ことを特徴とする物体認識方法。
An object recognition method for an object recognition device comprising: an imaging means for imaging a predetermined range around a vehicle including a road surface; a position detection means for emitting light into at least a range overlapping with the imaging means and detecting the position of a distance measurement point, which is a reflection point, based on the reflected light; and a controller for processing data acquired from the imaging means and the position detection means,
The controller
extracting road surface reflection points, which are reflection points from the road surface, from among the plurality of distance measurement points based on the positions of the distance measurement points detected by the position detection means;
extracting a road marking area indicating an area where road markings exist on the image captured by the imaging means and a pavement area indicating an area of the road surface excluding the road marking area based on the reflection intensities of the road surface reflection points;
extracting a reference reflection point group that serves as a reference for brightness on the captured image of the pavement area;
calculating a reference pixel value indicating a reference for the reference reflection point group from the pixel value of each pixel of the captured image;
estimating the relative illuminance of each pixel on the captured image using the reference pixel value;
correcting the luminance value of each pixel of the captured image using the relative illuminance;
Recognizing the road marking from the corrected image;
The controller estimates a normal direction for each of the road surface reflection points based on the shape of the road surface reflection points;
The object recognition method is characterized in that the larger the angle between the incident direction of the light and the normal direction, the smaller the threshold value of the reflection intensity used to determine whether the road surface reflection point is a road marking.
路面を含む車両の周囲の所定範囲を撮像する撮像手段と、少なくとも前記撮像手段と重複する範囲に光を出射し反射光に基づいて反射点である測距点の位置を検出する位置検出手段と、前記撮像手段及び前記位置検出手段から取得したデータを処理するコントローラと、を備える物体認識装置の物体認識方法であって、
前記コントローラは、
前記位置検出手段によって検出された前記測距点の位置に基づいて、複数の測距点のうち、前記路面からの反射点である路面反射点を抽出し、
前記路面反射点の反射強度に基づいて、前記撮像手段によって撮像された撮像画像上における路面標示が存在する領域を示す路面標示領域と、前記路面標示領域を除いた路面の領域を示す舗装領域とを抽出し、
前記舗装領域における前記撮像画像上の明るさの基準となる基準反射点群を抽出し、
前記撮像画像の各画素の画素値から前記基準反射点群の基準を示す基準画素値を算出し、
前記基準画素値を用いて前記撮像画像上の各画素の相対照度を推定し、
前記相対照度を用いて前記撮像画像の各画素の輝度値を補正し、
前記補正が行われた補正画像から前記路面標示を認識し、
前記コントローラは、前記相対照度を前記撮像画像上で補間し相対照度画像を生成する際に平滑化処理を行う
ことを特徴とする物体認識方法。
An object recognition method for an object recognition device comprising: an imaging means for imaging a predetermined range around a vehicle including a road surface; a position detection means for emitting light into at least a range overlapping with the imaging means and detecting the position of a distance measurement point, which is a reflection point, based on the reflected light; and a controller for processing data acquired from the imaging means and the position detection means,
The controller
extracting road surface reflection points, which are reflection points from the road surface, from among the plurality of distance measurement points based on the positions of the distance measurement points detected by the position detection means;
extracting a road marking area indicating an area where road markings exist on the image captured by the imaging means and a pavement area indicating an area of the road surface excluding the road marking area based on the reflection intensities of the road surface reflection points;
extracting a reference reflection point group that serves as a reference for brightness on the captured image of the pavement area;
calculating a reference pixel value indicating a reference for the reference reflection point group from the pixel value of each pixel of the captured image;
estimating the relative illuminance of each pixel on the captured image using the reference pixel value;
correcting the luminance value of each pixel of the captured image using the relative illuminance;
Recognizing the road marking from the corrected image;
The object recognition method is characterized in that the controller performs a smoothing process when interpolating the relative illuminance on the captured image to generate a relative illuminance image.
路面を含む車両の周囲の所定範囲を撮像する撮像手段と、少なくとも前記撮像手段と重複する範囲に光を出射し反射光に基づいて反射点である測距点の位置を検出する位置検出手段と、前記撮像手段及び前記位置検出手段から取得したデータを処理するコントローラと、を備える物体認識装置の物体認識方法であって、
前記コントローラは、
前記位置検出手段によって検出された前記測距点の位置に基づいて、複数の測距点のうち、前記路面からの反射点である路面反射点を抽出し、
前記路面反射点の反射強度に基づいて、前記撮像手段によって撮像された撮像画像上における路面標示が存在する領域を示す路面標示領域と、前記路面標示領域を除いた路面の領域を示す舗装領域とを抽出し、
前記舗装領域における前記撮像画像上の明るさの基準となる基準反射点群を抽出し、
前記撮像画像の各画素の画素値から前記基準反射点群の基準を示す基準画素値を算出し、
前記基準画素値を用いて前記撮像画像上の各画素の相対照度を推定し、
前記相対照度を用いて前記撮像画像の各画素の輝度値を補正し、
前記補正が行われた補正画像から前記路面標示を認識し、
前記コントローラは、前記撮像画像上において前記相対照度が所定範囲外の領域でのみ、前記補正画像から前記路面標示を認識する
ことを特徴とする物体認識方法。
An object recognition method for an object recognition device comprising: an imaging means for imaging a predetermined range around a vehicle including a road surface; a position detection means for emitting light into at least a range overlapping with the imaging means and detecting the position of a distance measurement point, which is a reflection point, based on the reflected light; and a controller for processing data acquired from the imaging means and the position detection means,
The controller
extracting road surface reflection points, which are reflection points from the road surface, from among the plurality of distance measurement points based on the positions of the distance measurement points detected by the position detection means;
extracting a road marking area indicating an area where road markings exist on the image captured by the imaging means and a pavement area indicating an area of the road surface excluding the road marking area based on the reflection intensities of the road surface reflection points;
extracting a reference reflection point group that serves as a reference for brightness on the captured image of the pavement area;
calculating a reference pixel value indicating a reference for the reference reflection point group from the pixel value of each pixel of the captured image;
estimating the relative illuminance of each pixel on the captured image using the reference pixel value;
correcting the luminance value of each pixel of the captured image using the relative illuminance;
Recognizing the road marking from the corrected image;
The object recognition method, wherein the controller recognizes the road marking from the corrected image only in an area on the captured image where the relative illuminance is outside a predetermined range.
路面を含む車両の周囲の所定範囲を撮像する撮像手段と、
少なくとも前記撮像手段と重複する範囲に光を出射し反射光に基づいて反射点である測距点の位置を検出する位置検出手段と、
前記撮像手段及び前記位置検出手段から取得したデータを処理するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記位置検出手段によって検出された前記測距点の位置に基づいて、複数の測距点のうち、前記路面からの反射点である路面反射点を抽出し、
前記路面反射点の反射強度に基づいて、前記撮像手段によって撮像された撮像画像上における路面標示が存在する領域を示す路面標示領域と、前記路面標示領域を除いた路面の領域を示す舗装領域とを抽出し、
前記舗装領域における前記撮像画像上の明るさの基準となる基準反射点群を抽出し、
前記撮像画像の各画素の画素値から前記基準反射点群の基準を示す基準画素値を算出し、
前記基準画素値を用いて前記撮像画像上の各画素の相対照度を推定し、
前記相対照度を用いて前記撮像画像の各画素の輝度値を補正し、
前記補正が行われた補正画像から前記路面標示を認識し、
前記コントローラは、前記撮像画像上において前記相対照度が所定範囲外の領域でのみ、前記補正画像から前記路面標示を認識する
ことを特徴とする物体認識装置。
an imaging means for imaging a predetermined range around the vehicle including the road surface;
a position detection means for emitting light to at least an area overlapping with the imaging means and detecting the position of a distance measurement point, which is a reflection point, based on the reflected light;
a controller that processes data acquired from the imaging means and the position detection means,
The controller
extracting road surface reflection points, which are reflection points from the road surface, from among the plurality of distance measurement points based on the positions of the distance measurement points detected by the position detection means;
extracting a road marking area indicating an area where road markings exist on the image captured by the imaging means and a pavement area indicating an area of the road surface excluding the road marking area based on the reflection intensities of the road surface reflection points;
extracting a reference reflection point group that serves as a reference for brightness on the captured image of the pavement area;
calculating a reference pixel value indicating a reference for the reference reflection point group from the pixel value of each pixel of the captured image ;
estimating the relative illuminance of each pixel on the captured image using the reference pixel value;
correcting the luminance value of each pixel of the captured image using the relative illuminance;
Recognizing the road marking from the corrected image ;
The controller recognizes the road marking from the corrected image only in an area on the captured image where the relative illuminance is outside a predetermined range.
An object recognition device characterized by:
路面を含む車両の周囲の所定範囲を撮像する撮像手段と、an imaging means for imaging a predetermined range around the vehicle including the road surface;
少なくとも前記撮像手段と重複する範囲に光を出射し反射光に基づいて反射点である測距点の位置を検出する位置検出手段と、a position detection means for emitting light to at least an area overlapping with the imaging means and detecting the position of a distance measurement point, which is a reflection point, based on the reflected light;
前記撮像手段及び前記位置検出手段から取得したデータを処理するコントローラと、を備え、a controller that processes data acquired from the imaging means and the position detection means,
前記コントローラは、The controller
前記位置検出手段によって検出された前記測距点の位置に基づいて、複数の測距点のうち、前記路面からの反射点である路面反射点を抽出し、extracting road surface reflection points, which are reflection points from the road surface, from among the plurality of distance measurement points based on the positions of the distance measurement points detected by the position detection means;
前記路面反射点の反射強度に基づいて、前記撮像手段によって撮像された撮像画像上における路面標示が存在する領域を示す路面標示領域と、前記路面標示領域を除いた路面の領域を示す舗装領域とを抽出し、extracting a road marking area indicating an area where road markings exist on the image captured by the imaging means and a pavement area indicating an area of the road surface excluding the road marking area based on the reflection intensities of the road surface reflection points;
前記舗装領域における前記撮像画像上の明るさの基準となる基準反射点群を抽出し、extracting a reference reflection point group that serves as a reference for brightness on the captured image of the pavement area;
前記撮像画像の各画素の画素値から前記基準反射点群の基準を示す基準画素値を算出し、calculating a reference pixel value indicating a reference for the reference reflection point group from the pixel value of each pixel of the captured image;
前記基準画素値を用いて前記撮像画像上の各画素の相対照度を推定し、estimating the relative illuminance of each pixel on the captured image using the reference pixel value;
前記相対照度を用いて前記撮像画像の各画素の輝度値を補正し、correcting the luminance value of each pixel of the captured image using the relative illuminance;
前記補正が行われた補正画像から前記路面標示を認識し、Recognizing the road marking from the corrected image;
前記コントローラは、前記相対照度を前記撮像画像上で補間し相対照度画像を生成する際に平滑化処理を行うThe controller performs a smoothing process when interpolating the relative illuminance on the captured image to generate a relative illuminance image.
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佐藤 将吾、外3名,"LiDAR光反射強度に基づいた日影領域検出補正技術の提案と実証",電子情報通信学会技術研究報告,日本,一般社団法人電子情報通信学会,2021年12月09日,Vol.121, No.304,pp.7-12

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