JP2008026998A - Obstacle position calculation system and obstacle position calculation method - Google Patents
Obstacle position calculation system and obstacle position calculation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008026998A JP2008026998A JP2006196132A JP2006196132A JP2008026998A JP 2008026998 A JP2008026998 A JP 2008026998A JP 2006196132 A JP2006196132 A JP 2006196132A JP 2006196132 A JP2006196132 A JP 2006196132A JP 2008026998 A JP2008026998 A JP 2008026998A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- area
- obstacle
- image
- far
- infrared imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 claims abstract description 51
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NSXCBNDGHHHVKT-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Sr].[Ba] Chemical compound [Ti].[Sr].[Ba] NSXCBNDGHHHVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
【課題】視差算出の対象となる対象領域の周辺領域の画像データも含めて視差を算出することにより、より精度良く障害物が存在する位置を算出することができる障害物位置算出システム、及び障害物位置算出方法を提供する。
【解決手段】車両の周辺を撮像する複数の遠赤外線撮像装置で撮像した画像データを取得して画像中の障害物の存在を検出し、障害物の位置を算出する。複数の遠赤外線撮像装置から取得した画像データを所定の大きさの対象領域に分割し、分割された対象領域、及び該対象領域の周囲に存在する周辺領域とで構成される拡張領域を設定する。拡張領域ごとに複数の画像間で相関値を算出し、算出された相関値に基づいて一の画像データ中の拡張領域に対応する他の画像データ中の領域との視差を算出する。視差が略一致する隣接する領域を結合して障害物候補領域として特定し、特定された障害物候補領域の代表点の実際の位置を推算する。
【選択図】図5An obstacle position calculation system capable of calculating a position where an obstacle exists more accurately by calculating parallax including image data of a peripheral area of a target area to be subjected to parallax calculation, and an obstacle An object position calculation method is provided.
Image data captured by a plurality of far-infrared imaging devices that capture the periphery of a vehicle is acquired, the presence of an obstacle in the image is detected, and the position of the obstacle is calculated. Image data acquired from a plurality of far-infrared imaging devices is divided into target areas of a predetermined size, and an extended area composed of the divided target areas and peripheral areas existing around the target areas is set. . A correlation value is calculated between a plurality of images for each extension region, and a parallax with a region in other image data corresponding to the extension region in one image data is calculated based on the calculated correlation value. Adjacent areas having substantially the same parallax are combined and specified as an obstacle candidate area, and an actual position of a representative point of the specified obstacle candidate area is estimated.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、車両の周辺を撮像する遠赤外線撮像装置で撮像した画像データに基づいて、精度良く障害物が存在する位置を算出することができる障害物位置算出システム、及び障害物位置算出方法に関する。 The present invention relates to an obstacle position calculation system and an obstacle position calculation method that can accurately calculate a position where an obstacle exists based on image data captured by a far-infrared imaging device that images the periphery of a vehicle. .
自動車等の車両に、ボロメータ又は焦電型撮像素子を備えた遠赤外線撮像装置を搭載し、例えば夜間走行時に、車両前方の歩行者、自転車等の存在を認識して運転者に注意を促す周囲監視システムが多々開発されている。 A vehicle that is equipped with a far-infrared imaging device equipped with a bolometer or pyroelectric image sensor in a vehicle such as an automobile. Many monitoring systems have been developed.
例えば、遠赤外線撮像装置で人間を撮像した場合、熱源である人間は他の背景物に対して高い輝度値を有する。従来の周囲監視システムは、予め人間の体温分布に応じた輝度分布を示す基準パターンを記憶しておき、遠赤外線撮像装置で撮像した画像データと記憶してある基準パターンとをパターンマッチングすることにより、人間の存在を検出することが可能となっている。 For example, when a person is imaged by a far-infrared imaging device, the person who is a heat source has a high luminance value with respect to other background objects. A conventional ambient monitoring system stores a reference pattern indicating a luminance distribution according to a human body temperature distribution in advance, and pattern matching is performed between the image data captured by the far-infrared imaging device and the stored reference pattern. It is possible to detect human presence.
そして、例えば特許文献1では、人間の存在を障害物の存在として検出した場合、障害物までの距離及び方向を算出して、衝突の可能性を算出することにより、ヘッドアップディスプレイに警告表示を出力する、警笛を鳴動する等の運転者に対する注意喚起手段を備える周辺監視装置が開示されている。
特許文献1では、左右に並置された遠赤外線撮像装置で撮像された画像データから障害物として検出された人間を示す領域の視差を求め、三角測量の原理を用いて障害物までの距離及び障害物が存在する方向を推定している。遠赤外線撮像装置で撮像した画像データは、他の種類の撮像装置で撮像された画像データと比較して色情報、あるいは画像スペクトルの高周波成分が少ない。そのため、遠赤外線撮像装置で撮像された画像は、視差を求める場合に比較される画像データ間での差異が小さく、相関の大小だけでは領域が一致しているか否かを判断することが困難になるおそれがあるという問題点があった。
In
例えば左右に配置された遠赤外線撮像装置で撮像された画像データに基づいて相関値を算出する場合、左右の画像に同一の対象物が映っているか否かを判定するに止まっており、例えば「電柱の前の人間」といった、複数の対象物の位置関係を考慮しつつ相関値を算出することはできなかった。したがって、相違する複数の対象物を含む一の障害物候補領域について視差を求めることになり、検出すべき障害物までの距離を正確に求めることができない。 For example, when calculating a correlation value based on image data captured by far-infrared imaging devices arranged on the left and right, it is limited to determining whether or not the same object appears in the left and right images. The correlation value could not be calculated in consideration of the positional relationship of a plurality of objects such as “a person in front of the utility pole”. Therefore, the parallax is obtained for one obstacle candidate region including a plurality of different objects, and the distance to the obstacle to be detected cannot be obtained accurately.
また、遠赤外線撮像装置を車両に搭載する場合、対象物までの距離が30m乃至80mである遠近双方に存在する対象物が同時に撮像される。例えば距離30mの対象物と距離80mの対象物とが一の画像内で撮像されている場合、視差を求める対象を正確に特定することが困難であり、類似する距離に存在する異なる対象物間であるにもかかわらず高い相関値が算出されるおそれがあり、結果として誤った視差が算出される場合が生じうる。 In addition, when the far-infrared imaging device is mounted on a vehicle, the objects existing in both the near and near directions with a distance to the object of 30 m to 80 m are simultaneously imaged. For example, when an object with a distance of 30 m and an object with a distance of 80 m are captured in one image, it is difficult to accurately specify the object for which parallax is to be obtained, and between different objects existing at similar distances. However, there is a possibility that a high correlation value may be calculated, and as a result, an erroneous parallax may be calculated.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、視差算出の対象となる対象領域の周辺領域の画像データも含めて視差を算出することにより、より精度良く障害物が存在す
る位置を算出することができる障害物位置算出システム、及び障害物位置算出方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and by calculating the parallax including the image data of the peripheral area of the target area that is the target of the parallax calculation, the position where the obstacle is present can be determined more accurately. An object of the present invention is to provide an obstacle position calculation system and an obstacle position calculation method that can be calculated.
上記目的を達成するために第1発明に係る障害物位置算出システムは、車両の周辺を撮像する複数の遠赤外線撮像装置と、該複数の遠赤外線撮像装置で撮像した画像データを取得して画像中の障害物の存在を検出する検出装置とを備え、複数の遠赤外線撮像装置で撮像された画像に基づいて障害物の位置を算出する障害物位置算出システムにおいて、前記検出装置は、前記複数の遠赤外線撮像装置から取得した画像を所定の大きさの対象領域に分割する領域分割手段と、分割された対象領域、及び該対象領域の周囲に存在する周辺領域とで構成される拡張領域を設定する拡張領域設定手段と、設定された拡張領域ごとに複数の画像間で相関値を算出する相関値算出手段と、算出された相関値に基づいて一の画像中の拡張領域に対応する他の画像中の領域との視差を算出する視差算出手段と、算出された視差が略一致する隣接する領域を結合して障害物候補領域として特定する障害物候補領域特定手段と、特定された障害物候補領域の代表点の実際の位置を推算する位置推算手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an obstacle position calculation system according to a first invention acquires a plurality of far-infrared imaging devices that image the periphery of a vehicle and image data captured by the plurality of far-infrared imaging devices. An obstacle position calculating system that calculates the position of an obstacle based on images captured by a plurality of far-infrared imaging devices. An extended area composed of area dividing means for dividing an image acquired from the far-infrared imaging device into a target area of a predetermined size, a divided target area, and a peripheral area existing around the target area Extended area setting means for setting, correlation value calculating means for calculating a correlation value between a plurality of images for each set extended area, and other corresponding to an extended area in one image based on the calculated correlation value Painting A parallax calculating means for calculating the parallax with the inner area, an obstacle candidate area specifying means for specifying adjacent obstacle areas where the calculated parallaxes substantially coincide with each other as an obstacle candidate area, and the specified obstacle candidate And a position estimating means for estimating the actual position of the representative point of the region.
第2発明に係る障害物位置算出システムは、第1発明において、前記領域分割手段は、前記複数の遠赤外線撮像装置から取得した画像データを二値化処理する手段と、二値化処理されたデータに基づいて位置算出の対象となる範囲を特定する手段とを備え、画像中の特定された範囲に相当する領域を所定の大きさの対象領域に分割するようにしてあることを特徴とする。 The obstacle position calculation system according to a second invention is the obstacle position calculation system according to the first invention, wherein the region dividing means is binarized with means for binarizing image data acquired from the plurality of far-infrared imaging devices. Means for specifying a range for position calculation based on the data, and an area corresponding to the specified range in the image is divided into target areas of a predetermined size. .
第3発明に係る障害物位置算出システムは、第1又は第2発明において、矩形領域として前記対象領域を設定してあり、前記周辺領域は、対象領域ごとに矩形領域の各辺に直交する方向に存在する矩形領域であることを特徴とする。 In the obstacle position calculation system according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the target area is set as a rectangular area, and the peripheral area is a direction orthogonal to each side of the rectangular area for each target area It is a rectangular area existing in.
第4発明に係る障害物位置算出方法は、車両の周辺を撮像する複数の遠赤外線撮像装置で撮像した画像データを取得して画像中の障害物の存在を検出し、検出された障害物の位置を算出する障害物位置算出方法において、前記複数の遠赤外線撮像装置から取得した画像を所定の大きさの対象領域に分割し、分割された対象領域、及び該対象領域の周囲に存在する周辺領域とで構成される拡張領域を設定し、設定された拡張領域ごとに複数の画像間で相関値を算出し、算出された相関値に基づいて一の画像中の拡張領域に対応する他の画像中の領域との視差を算出し、算出された視差が略一致する隣接する領域を結合して障害物候補領域として特定し、特定された障害物候補領域の代表点の実際の位置を推算することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an obstacle position calculation method that acquires image data captured by a plurality of far-infrared imaging devices that capture the periphery of a vehicle, detects the presence of an obstacle in the image, and detects the detected obstacle. In the obstacle position calculation method for calculating a position, an image acquired from the plurality of far-infrared imaging devices is divided into target areas of a predetermined size, and the divided target areas and surroundings around the target areas An extended area composed of areas is set, a correlation value is calculated between a plurality of images for each set extended area, and another corresponding to the extended area in one image is calculated based on the calculated correlation value Calculates the parallax with the area in the image, combines adjacent areas where the calculated parallax is approximately the same, identifies it as an obstacle candidate area, and estimates the actual position of the representative point of the identified obstacle candidate area It is characterized by doing.
第1発明、及び第4発明では、車両の周辺を撮像する複数の遠赤外線撮像装置で撮像した画像データを取得して画像中の障害物の存在を検出し、検出された障害物の位置を算出する。複数の遠赤外線撮像装置から取得した画像を所定の大きさの対象領域に分割し、分割された対象領域、及び該対象領域の周囲に存在する周辺領域とで構成される拡張領域を設定する。設定された拡張領域ごとに複数の画像間で相関値を算出し、算出された相関値に基づいて一の画像中の拡張領域に対応する他の画像中の領域との視差を算出する。算出された視差が略一致する隣接する領域を結合して障害物候補領域として特定し、特定された障害物候補領域の代表点の実際の位置を推算する。相関値を算出する対象領域を拡張し、拡張された拡張領域について相関値を算出することにより、障害物の周辺の情報、例えば対象物と同一の物体に一部が撮像されている、対象物の前に存在する障害物が撮像されている、対象物の後ろに存在する障害物が撮像されている等の状態を考慮して相関値を算出することができる。したがって、輝度変化が比較的小さい領域、対象物に相当する領域と類似する領域が対象範囲内に存在する場合等であっても、障害物として検出すべき対象
物について対応する点、ブロック、領域等を精度良く特定することができ、左右画像の視差をより精度良く算出することが可能となる。
In the first invention and the fourth invention, image data captured by a plurality of far-infrared imaging devices that capture the periphery of the vehicle is acquired to detect the presence of an obstacle in the image, and the position of the detected obstacle is determined. calculate. An image acquired from a plurality of far-infrared imaging devices is divided into target areas of a predetermined size, and an extended area composed of the divided target areas and peripheral areas existing around the target areas is set. A correlation value is calculated between a plurality of images for each set extension region, and a parallax with a region in another image corresponding to the extension region in one image is calculated based on the calculated correlation value. Adjacent areas where the calculated parallax substantially coincides are combined and specified as an obstacle candidate area, and an actual position of a representative point of the specified obstacle candidate area is estimated. The target area for which the correlation value is calculated is expanded, and the correlation value is calculated for the expanded extended area, so that information around the obstacle, for example, a part of the same object as the target object is imaged. The correlation value can be calculated in consideration of a state in which an obstacle existing before the object is imaged, an obstacle existing behind the object is imaged, and the like. Therefore, even if there is an area where the luminance change is relatively small, or an area similar to the area corresponding to the object is present in the object range, the corresponding point, block, area for the object to be detected as an obstacle Etc. can be specified with high accuracy, and the parallax between the left and right images can be calculated with higher accuracy.
第2発明では、複数の遠赤外線撮像装置から取得した画像データを二値化処理することにより位置算出の対象となる範囲を特定し、画像中の特定された範囲に相当する領域を所定の大きさの対象領域に分割する。これにより、例えば二値化処理により得ることができた高輝度領域の代表点について実際の距離を推算することができ、輝度変化が比較的小さい領域、対象物に相当する領域と類似する領域が対象範囲内に存在する場合等であっても、障害物として検出すべき対象物について対応する点、ブロック、領域等を精度良く特定することができ、左右画像の視差をより精度良く算出することが可能となる。 In the second aspect of the invention, the image data acquired from a plurality of far-infrared imaging devices is binarized to specify a range that is a position calculation target, and an area corresponding to the specified range in the image is set to a predetermined size. The target area is divided. As a result, for example, the actual distance can be estimated for the representative points of the high luminance area obtained by the binarization process, and there are areas where the luminance change is relatively small and areas similar to the area corresponding to the object. Even when the object is within the target range, the corresponding points, blocks, areas, etc. can be specified with high accuracy for the object to be detected as an obstacle, and the parallax between the left and right images can be calculated with higher accuracy. Is possible.
第3発明では、矩形領域として対象領域を設定してあり、周辺領域は、対象領域ごとに矩形領域の各辺に直交する方向に存在する矩形領域である。これにより、画像の上下方向又は左右方向に輝度変化の依存性を有する可能性が高い対象物、例えば歩行者を検出する場合に、上下左右の周辺領域における周囲の輝度値を考慮した上で対象領域の相関値を算出することができ、左右の画像から視差を正確に算出することが可能となる。 In the third invention, the target area is set as a rectangular area, and the peripheral area is a rectangular area that exists in a direction orthogonal to each side of the rectangular area for each target area. Thus, when detecting an object that is highly likely to have a luminance change dependency in the vertical direction or the horizontal direction of the image, for example, a pedestrian, the target is considered in consideration of surrounding luminance values in the upper, lower, left, and right peripheral regions. The correlation value of the region can be calculated, and the parallax can be accurately calculated from the left and right images.
本発明によれば、相関値を算出する対象領域を拡張し、拡張された拡張領域について相関値を算出することにより、障害物の周辺の情報、例えば対象物と同一の物体に一部が撮像されている、対象物の前に存在する障害物が撮像されている、対象物の後ろに存在する障害物が撮像されている等の状態を考慮して相関値を算出することができる。したがって、輝度変化が比較的小さい領域、対象物に相当する領域と類似する領域が対象範囲内に存在する場合等であっても、障害物として検出すべき対象物について対応する点、ブロック、領域等を精度良く特定することができ、左右画像の視差をより精度良く算出することが可能となる。 According to the present invention, the target area for calculating the correlation value is expanded, and the correlation value is calculated for the expanded extended area, so that a part of the information around the obstacle, for example, the same object as the target object is imaged. The correlation value can be calculated in consideration of a state where an obstacle existing in front of the object is imaged, an obstacle existing behind the object is imaged, and the like. Therefore, even if there is an area where the luminance change is relatively small, or an area similar to the area corresponding to the object is present in the object range, the corresponding point, block, area for the object to be detected as an obstacle Etc. can be specified with high accuracy, and the parallax between the left and right images can be calculated with higher accuracy.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、夜間走行中に遠赤外線撮像装置で撮像された画像に基づいて車両の前方に存在する障害物までの距離を算出する場合を例として説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiment, an example will be described in which the distance to an obstacle existing in front of the vehicle is calculated based on an image captured by the far-infrared imaging device during night driving.
図1は、本発明の実施の形態に係る障害物位置算出システムの構成を示す模式図である。本実施の形態では、夜間走行中に周辺の画像を撮像する遠赤外線撮像装置1、1を、車両前方の中央近傍のフロントグリル内に並置している。なお、遠赤外線撮像装置1、1は、波長が7〜14マイクロメートルの赤外光を用いた撮像装置である。遠赤外線撮像装置1、1で撮像された画像データは、NTSC等のアナログ映像方式、又はデジタル映像方式に対応した映像ケーブル7を介して接続してある検出装置3へ送信される。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an obstacle position calculation system according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, far-
検出装置3は、遠赤外線撮像装置1、1の他、操作部を備えた表示装置4とは、NTSC、VGA、DVI等の映像方式に対応したケーブル8を介して接続されており、音声、効果音等により聴覚的な警告を発する警報装置5等の出力装置とは、CANに準拠した車載LANケーブル6を介して接続されている。
In addition to the far-
図2は、本発明の実施の形態に係る障害物位置算出システムの遠赤外線撮像装置1の構成を示すブロック図である。画像撮像部11は、光学信号を電気信号に変換する撮像素子をマトリックス状に備えている。赤外光用の撮像素子としては、マイクロマシニング(micromachining)技術を用いた酸化バナジウムのボロメータ型、BST(Barium−Strontium−Titanium)の焦電型等の赤外線センサを用いている。画像撮像部11は、車両の周囲の赤外光像を輝度信号として読み取り、読み取っ
た輝度信号を信号処理部12へ送信する。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the far-
信号処理部12は、LSIであり、画像撮像部11から受信した輝度信号をデジタル信号に変換し、撮像素子のばらつきを補正する処理、欠陥素子の補正処理、ゲイン制御処理等を行い、画像データとして画像メモリ13へ記憶する。なお、画像データを画像メモリ13へ一時記憶することは必須ではなく、映像出力部14を介して直接検出装置3へ送信しても良いことは言うまでもない。
The
映像出力部14は、LSIであり、NTSC等のアナログ映像方式、又はデジタル映像方式に対応した映像ケーブル7を介して検出装置3に映像データを出力する。
The
図3は、本発明の実施の形態に係る障害物位置算出システムの検出装置3の構成を示すブロック図である。映像入力部31aは、遠赤外線撮像装置1、1から映像信号の入力を行う。映像入力部31aは、遠赤外線撮像装置1、1から入力された画像データを、1フレーム単位に同期させて画像メモリ32に記憶する。また、映像出力部31bは、映像ケーブル8を介して液晶ディスプレイ等の表示装置4に対して画像データを出力し、通信インタフェース部31cは車載LANケーブル6を介してブザー、スピーカ等の警報装置5に対して合成音等の出力信号を送信する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the
画像メモリ32は、SRAM、フラッシュメモリ、SDRAM等であり、映像入力部31aを介して遠赤外線撮像装置1、1から入力された画像データを記憶する。
The
画像処理を行うLSI33は、画像メモリ32に記憶された画像データをフレーム単位で読み出し、遠赤外線撮像装置1、1から取得した画像データを、所定の大きさ、例えば3×3画素の対象領域に分割する。LSI33は、分割された対象領域を周辺領域まで拡張した拡張領域を設定する。LSI33は、拡張領域について、遠赤外線撮像装置1、1から取得した左右の画像データの視差を算出し、対象物までの距離を三角測量の原理に基づいて算出する。なお、RAM331は、演算処理の途上で生成したデータ及び算出した障害物の時系列的位置データを記憶する。
The
LSI33での詳細な処理について以下に説明する。図4は、本発明の実施の形態に係る障害物位置算出システムの検出装置3のLSI33の障害物位置算出処理の手順を示すフローチャートである。
Detailed processing in the
LSI33は、画像メモリ32に記憶してある画像データを読み出し(ステップS401)、読み出した画像データを所定の大きさの対象領域に分割する(ステップS402)。分割する対象領域の設定方法は特に限定されるものではない。例えばm×n(m、nは自然数)画素からなる方形領域として設定しても良い。本実施の形態では、3×3画素からなる方形領域として対象領域を設定する。
The
LSI33は、分割された対象領域、及び該対象領域の周囲に存在する周辺領域とで構成される拡張領域を設定する(ステップS403)。拡張領域を設定する方向及び大きさは、検出すべき対象物に応じて相違する。例えば検出すべき対象物が歩行者である場合、二値化処理による高輝度領域は歩行者の頭部を中心とした領域となる。したがって、対象領域を単純に周囲方向へ拡張するよりも、上下方向及び左右方向に拡張する方が、背景、路面等の他の対象物との輝度差を検出しやすく、より精度良く視差を算出することが可能となる。
The
例えば対象領域が3×3画素からなる方形領域である場合、方形領域の各辺方向へ対象領域を拡張することが好ましい。図5は、対象領域が方形領域である場合の拡張領域の設
定例を示す図である。
For example, when the target area is a square area composed of 3 × 3 pixels, it is preferable to extend the target area in each side direction of the square area. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of setting an extension area when the target area is a square area.
従来の視差算出には、3×3画素からなる対象領域51を基準として、左右の遠赤外線撮像装置1、1で撮像された画像の相関値を算出して、対応する点、ブロック、領域等を探索していた。図6は、対象領域51の変動による障害物候補領域として検出される領域の変動例を示す図である。図6(a)に示すように、対象領域51が比較的狭小である場合には、対象領域間で高い相関が検出される領域は少なく、障害物候補領域を正確に特定することは困難である。
In the conventional parallax calculation, correlation values of images captured by the left and right far-
そこで対象領域51を、図5(b)に示すように周辺領域52を含む拡張領域、例えば5×5画素からなる領域まで拡張して、拡張領域を基準として、左右の遠赤外線撮像装置1、1で撮像された画像の相関値を算出して、対応する点、ブロック、領域等を探索する。この場合、図6(b)に示すように、拡張領域間で高い相関が検出される領域が比較的多く、障害物候補領域をより特定しやすくなる。したがって、左右の遠赤外線撮像装置1、1で撮像された画像間で算出された相関値の信頼性が高くなり、両画像間で対応する点、ブロック、領域等を探索することがより容易となり、視差を確実に求めることにより検出対象となる障害物の全体像を精度良く推算することができる。
Therefore, the
また、対象領域51を単純に5×5画素からなる領域まで拡張するのではなく、検出すべき対象物の特徴に応じて拡張する方向を特定することがより好ましい。例えば、検出すべき対象物が歩行者である場合、画像の上下方向及び左右方向にのみ背景画像との間に強い依存性を有する。この場合、図5(c)に示すように、対象領域51を、方形領域の各辺の外側方向、すなわち対象領域51の上下方向及び左右方向にのみ拡張した部分拡張領域53、53、53、53を含む拡張領域を基準として、左右の遠赤外線撮像装置1、1で撮像された画像の相関値を算出して、対応する点、ブロック、領域等を探索する。
In addition, it is more preferable to specify the extension direction according to the characteristics of the target object to be detected, instead of simply expanding the
図6(c)は、対象領域51の上下方向及び左右方向にのみ拡張した部分拡張領域53、53、53、53を含む拡張領域を基準とした場合の障害物候補領域の検出状態を示している。周辺の背景画像等との依存関係を考慮することにより、単純に対象領域51を拡張した場合の図6(b)と比較した場合、より障害物候補領域を特定しやすく、左右の遠赤外線撮像装置1、1で撮像された画像間で算出された相関値の信頼性が高くなり、両画像間で対応する点、ブロック、領域等を探索することがより容易となり、多くの領域で視差を確実に求めることにより検出対象となる障害物の全体像を精度良く推算することができる。
FIG. 6C shows the detection state of the obstacle candidate area when the extension area including the
LSI33は、設定された拡張領域ごとに画像単位で相関値を算出する(ステップS404)。例えば左の遠赤外線撮像装置1で撮像された画像に基づいて設定された拡張領域を基準として、右の遠赤外線撮像装置1で撮像された画像中の該拡張領域と同一の形状、同一の大きさの領域群との間の相関値を算出する。なお、拡張領域と同一の形状、同一の大きさの領域群とは、例えば視差=1、2、・・・、n(nは自然数)の場合の領域群を意味している。
The
LSI33が、拡張領域ごとに画像単位で相関値Rを算出する場合、相関値Rは(数1)に基づいて算出される。
When the
(数1)において、Nはマッチング処理を行う領域の総画素数を、kは0≦k≦(N−1)の整数を、Fkは左の遠赤外線撮像装置1で撮像された画像に基づいて設定された拡張領域内におけるk番目の画素の画素値を、Gkは右の遠赤外線撮像装置1で撮像された画像中の該拡張領域と同一の形状、同一の大きさの領域群におけるk番目の画素の画素値を、それぞれ示している。
In (Expression 1), N is the total number of pixels in the region to be matched, k is an integer of 0 ≦ k ≦ (N−1), and Fk is based on an image captured by the left far-
LSI33は、視差ごとに算出した相関値が最大である視差を抽出する(ステップS405)。すなわち算出された相関値が最大である視差で障害物が存在する可能性が高い。
The
LSI33は、抽出された視差が略一致する隣接する領域を結合して障害物候補領域として特定する(ステップS406)。LSI33は、特定された障害物候補領域の代表点の実際の位置を推算する(ステップS407)。例えば障害物候補領域の重心を代表点とする。
The
具体的には、LSI33は、左右の遠赤外線撮像装置1、1で撮像された画像にて対応している領域の視差に基づいて、車両前部中心点と検出された障害物との距離、及び障害物の方向を示す車両前部中心点からの角度を算出する。方向を示す角度は、車両の進行方向に対して左側を正の角度、右側を負の角度として算出する。
Specifically, the
LSI33は、算出した障害物までの距離及び障害物が存在する方向に基づいて、公知のアルゴリズムに沿って衝突判定処理を実行し、衝突する可能性が高い場合には、障害物の存在を検出した旨を示す信号を表示装置4又は警報装置5へ出力する。表示装置4では、歩行者等の障害物の存在を検出した旨を示す表示を出力する、警告表示を点滅させる等の警告表示を出力する。警報装置5では、ブザーの鳴動等によって歩行者等の障害物の存在を運転者へ報知する。
The
障害物として検出する対象物が歩行者ではない場合には、拡張領域は上限方向及び左右方向に拡張することに限定されない。例えば道路上の白線検出に上述したシステムを適用する場合、路面上の白線が斜め方向に延伸していることから、対象領域を斜め4方向に拡張した拡張領域とすることにより、精度良く白線を検出することが可能となる。このように、検出する対象物に応じて、背景画像との依存方向が相違することから、対象物に応じて拡張領域を設定することにより、より精度良く相関値を算出することができ、障害物の位置を推定することが可能となる。 When the object to be detected as an obstacle is not a pedestrian, the extension area is not limited to extending in the upper limit direction and the left-right direction. For example, when the above-described system is applied to the detection of a white line on a road, the white line on the road surface extends in an oblique direction. It becomes possible to detect. As described above, since the dependency direction with the background image differs depending on the target object to be detected, the correlation value can be calculated with higher accuracy by setting the extended region according to the target object. The position of the object can be estimated.
以上のように本実施の形態によれば、相関値を算出する対象領域を拡張し、拡張された拡張領域について相関値を算出することにより、障害物の周辺の情報、例えば対象物と同一の物体に一部が撮像されている、対象物の前に存在する障害物が撮像されている、対象物の後ろに存在する障害物が撮像されている等の状態を考慮して相関値を算出することができる。したがって、輝度変化が比較的小さい領域、対象物に相当する領域と類似する領域が対象範囲内に存在する場合等であっても、障害物として検出すべき対象物について対
応する点、ブロック、領域等を精度良く特定することができ、左右画像の視差を精度良く算出することにより障害物までの距離を正確に推定することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the target area for calculating the correlation value is expanded, and the correlation value is calculated for the expanded extended area. The correlation value is calculated taking into account the state where a part of the object is imaged, an obstacle existing in front of the object is imaged, and an obstacle existing behind the object is imaged. can do. Therefore, even if there is an area where the luminance change is relatively small, or an area similar to the area corresponding to the object is present in the object range, the corresponding point, block, area for the object to be detected as an obstacle Etc. can be specified with high accuracy, and the distance to the obstacle can be accurately estimated by calculating the parallax between the left and right images with high accuracy.
なお、対象領域が正方領域である場合を例に説明してきたが、対象領域は正方領域に限定されるものではなく、障害物が存在する可能性のある領域であれば形状は特に限定されない。また、撮像された画像全てを対象領域に分割することに限定されるものでもなく、例えば二値化処理を実行した後の高輝度領域に対してのみ、領域分割を行っても良い。 In addition, although the case where the target area is a square area has been described as an example, the target area is not limited to the square area, and the shape is not particularly limited as long as there is a possibility that an obstacle exists. Further, the present invention is not limited to dividing all captured images into target regions, and for example, region division may be performed only on a high-luminance region after binarization processing is executed.
また、上述した実施の形態では、検出装置3のLSI33が上述した制御を行っているが、別個に制御装置を設けても良いし、他の機器の制御装置が兼用しても良い。
In the above-described embodiment, the
1 遠赤外線撮像装置
3 検出装置
4 表示装置
5 警報装置
31a 映像入力部
31b 映像出力部
31c 映像出力部
32 画像メモリ
33 LSI
331 RAM
DESCRIPTION OF
331 RAM
Claims (4)
該複数の遠赤外線撮像装置で撮像した画像データを取得して画像中の障害物の存在を検出する検出装置と
を備え、複数の遠赤外線撮像装置で撮像された画像に基づいて障害物の位置を算出する障害物位置算出システムにおいて、
前記検出装置は、
前記複数の遠赤外線撮像装置から取得した画像を所定の大きさの対象領域に分割する領域分割手段と、
分割された対象領域、及び該対象領域の周囲に存在する周辺領域とで構成される拡張領域を設定する拡張領域設定手段と、
設定された拡張領域ごとに複数の画像間で相関値を算出する相関値算出手段と、
算出された相関値に基づいて一の画像中の拡張領域に対応する他の画像中の領域との視差を算出する視差算出手段と、
算出された視差が略一致する隣接する領域を結合して障害物候補領域として特定する障害物候補領域特定手段と、
特定された障害物候補領域の代表点の実際の位置を推算する位置推算手段と
を備えることを特徴とする障害物位置算出システム。 A plurality of far-infrared imaging devices for imaging the periphery of the vehicle;
A detection device that acquires image data captured by the plurality of far-infrared imaging devices and detects the presence of an obstacle in the image, and the position of the obstacle based on the images captured by the plurality of far-infrared imaging devices In the obstacle position calculation system for calculating
The detection device includes:
Area dividing means for dividing the images acquired from the plurality of far-infrared imaging devices into target areas of a predetermined size;
An extension area setting means for setting an extension area composed of a divided target area and a peripheral area existing around the target area;
Correlation value calculating means for calculating a correlation value between a plurality of images for each set extension region;
Disparity calculating means for calculating a disparity with a region in another image corresponding to the extended region in one image based on the calculated correlation value;
An obstacle candidate area specifying unit that combines adjacent areas where the calculated parallax substantially coincides and specifies the obstacle candidate area;
An obstacle position calculation system comprising: position estimation means for estimating an actual position of a representative point of the identified obstacle candidate area.
前記複数の遠赤外線撮像装置から取得した画像データを二値化処理する手段と、
二値化処理されたデータに基づいて位置算出の対象となる範囲を特定する手段と
を備え、
画像中の特定された範囲に相当する領域を所定の大きさの対象領域に分割するようにしてあることを特徴とする請求項1記載の障害物位置算出システム。 The region dividing means includes
Means for binarizing image data acquired from the plurality of far-infrared imaging devices;
Means for specifying a range for position calculation based on the binarized data,
2. The obstacle position calculation system according to claim 1, wherein an area corresponding to the specified range in the image is divided into target areas of a predetermined size.
前記周辺領域は、対象領域ごとに矩形領域の各辺に直交する方向に存在する矩形領域であることを特徴とする請求項1又は2記載の障害物位置算出システム。 The target area is set as a rectangular area,
The obstacle position calculation system according to claim 1, wherein the peripheral area is a rectangular area that exists in a direction orthogonal to each side of the rectangular area for each target area.
前記複数の遠赤外線撮像装置から取得した画像を所定の大きさの対象領域に分割し、
分割された対象領域、及び該対象領域の周囲に存在する周辺領域とで構成される拡張領域を設定し、
設定された拡張領域ごとに複数の画像間で相関値を算出し、
算出された相関値に基づいて一の画像中の拡張領域に対応する他の画像中の領域との視差を算出し、
算出された視差が略一致する隣接する領域を結合して障害物候補領域として特定し、
特定された障害物候補領域の代表点の実際の位置を推算することを特徴とする障害物位置算出方法。 In the obstacle position calculation method for acquiring image data captured by a plurality of far-infrared imaging devices that image the periphery of a vehicle, detecting the presence of an obstacle in the image, and calculating the position of the detected obstacle,
Dividing images acquired from the plurality of far-infrared imaging devices into target areas of a predetermined size,
Set an extended area consisting of the divided target area and the peripheral area around the target area,
Calculate the correlation value between multiple images for each set extension area,
Based on the calculated correlation value, a parallax with an area in another image corresponding to an extended area in one image is calculated,
Combining adjacent areas where the calculated parallax substantially coincides and specifying as an obstacle candidate area,
An obstacle position calculation method characterized by estimating an actual position of a representative point of an identified obstacle candidate area.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006196132A JP2008026998A (en) | 2006-07-18 | 2006-07-18 | Obstacle position calculation system and obstacle position calculation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006196132A JP2008026998A (en) | 2006-07-18 | 2006-07-18 | Obstacle position calculation system and obstacle position calculation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008026998A true JP2008026998A (en) | 2008-02-07 |
Family
ID=39117591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006196132A Pending JP2008026998A (en) | 2006-07-18 | 2006-07-18 | Obstacle position calculation system and obstacle position calculation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008026998A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012014327A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | トヨタ自動車 株式会社 | Spectrum measuring device for mobile object and spectrum measuring method for mobile object |
| WO2013035612A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 日本電気株式会社 | Obstacle sensing device, obstacle sensing method, and obstacle sensing program |
| KR101250566B1 (en) * | 2010-12-21 | 2013-04-03 | 쌍용자동차 주식회사 | Night vision system and controlling method thereof |
| KR20160093169A (en) * | 2015-01-28 | 2016-08-08 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Apparatus for sensing forward obstacle |
| WO2019116975A1 (en) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | キヤノン株式会社 | Image processing method, image processing device, and program |
| JP2019106173A (en) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | キヤノン株式会社 | Image processing method, image processing apparatus and program |
| CN111985398A (en) * | 2020-08-20 | 2020-11-24 | 广州洪拓光电技术有限公司 | Infrared-assisted binocular distance measurement method and distance compensation heat value acquisition method |
| CN112884761A (en) * | 2021-03-19 | 2021-06-01 | 东营市阔海水产科技有限公司 | Aquatic economic animal head identification method, terminal device and readable storage medium |
| CN114913355A (en) * | 2022-05-18 | 2022-08-16 | 山东新一代信息产业技术研究院有限公司 | Multi-obstacle matching method and device |
-
2006
- 2006-07-18 JP JP2006196132A patent/JP2008026998A/en active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012014327A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | トヨタ自動車 株式会社 | Spectrum measuring device for mobile object and spectrum measuring method for mobile object |
| CN103038628A (en) * | 2010-07-30 | 2013-04-10 | 丰田自动车株式会社 | Spectrum measuring device for mobile object and spectrum measuring method for mobile object |
| JP5321735B2 (en) * | 2010-07-30 | 2013-10-23 | トヨタ自動車株式会社 | Spectrum measuring apparatus for moving body and spectrum measuring method for moving body |
| US9121818B2 (en) | 2010-07-30 | 2015-09-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Movable body spectrum measuring apparatus and movable body spectrum measuring method |
| KR101250566B1 (en) * | 2010-12-21 | 2013-04-03 | 쌍용자동차 주식회사 | Night vision system and controlling method thereof |
| WO2013035612A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 日本電気株式会社 | Obstacle sensing device, obstacle sensing method, and obstacle sensing program |
| KR20160093169A (en) * | 2015-01-28 | 2016-08-08 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Apparatus for sensing forward obstacle |
| KR101665340B1 (en) | 2015-01-28 | 2016-10-13 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Apparatus for sensing forward obstacle |
| WO2019116975A1 (en) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | キヤノン株式会社 | Image processing method, image processing device, and program |
| JP2019106173A (en) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | キヤノン株式会社 | Image processing method, image processing apparatus and program |
| US11301962B2 (en) | 2017-12-13 | 2022-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing method, image processing apparatus, and medium |
| JP7114431B2 (en) | 2017-12-13 | 2022-08-08 | キヤノン株式会社 | Image processing method, image processing device and program |
| CN111985398A (en) * | 2020-08-20 | 2020-11-24 | 广州洪拓光电技术有限公司 | Infrared-assisted binocular distance measurement method and distance compensation heat value acquisition method |
| CN111985398B (en) * | 2020-08-20 | 2023-11-28 | 广州洪拓光电技术有限公司 | Infrared-assisted binocular ranging method and distance compensation heat value acquisition method |
| CN112884761A (en) * | 2021-03-19 | 2021-06-01 | 东营市阔海水产科技有限公司 | Aquatic economic animal head identification method, terminal device and readable storage medium |
| CN114913355A (en) * | 2022-05-18 | 2022-08-16 | 山东新一代信息产业技术研究院有限公司 | Multi-obstacle matching method and device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4359710B2 (en) | Vehicle periphery monitoring device, vehicle, vehicle periphery monitoring program, and vehicle periphery monitoring method | |
| JP4631096B2 (en) | Vehicle periphery monitoring device | |
| JP4173901B2 (en) | Vehicle periphery monitoring device | |
| JP4899424B2 (en) | Object detection device | |
| KR101439052B1 (en) | Apparatus and method for detecting obstacle | |
| JP2008174028A (en) | Object detection system and object detection method | |
| JP2008027309A (en) | Collision determination system and collision determination method | |
| CN110441781A (en) | Reversing radar image system based on information fusion | |
| JP4644273B2 (en) | Vehicle periphery monitoring device | |
| JP2008026998A (en) | Obstacle position calculation system and obstacle position calculation method | |
| JP2005285011A (en) | Human recognition system and image processing apparatus | |
| CN105691300A (en) | Monitoring method and apparatus using a camera | |
| JP2008286648A (en) | Distance measuring device, distance measuring system, distance measuring method | |
| JP2011134119A (en) | Vehicle periphery monitoring device | |
| JP2005242914A (en) | Human recognition system and image processing apparatus | |
| KR101470198B1 (en) | Apparatus and method for combining image | |
| JP2007045336A (en) | Obstacle detection system and obstacle detection method | |
| JP2008026999A (en) | Obstacle detection system and obstacle detection method | |
| JP2008165595A (en) | Obstacle detection method, obstacle detection device, obstacle detection system | |
| JP2007139564A (en) | Obstacle detection system, obstacle detection method, and computer program | |
| JP2008108135A (en) | Obstacle detection system and obstacle detection method | |
| JP2006127058A (en) | Object recognition system and image processing apparatus | |
| JP5602354B2 (en) | Vehicle periphery monitoring device | |
| JP2011131740A (en) | Driving support device of vehicle | |
| JP2008028478A (en) | Obstacle detection system and obstacle detection method |