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JP7621801B2 - Traffic light recognition method and traffic light recognition device - Google Patents

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JP7621801B2 JP2021003588A JP2021003588A JP7621801B2 JP 7621801 B2 JP7621801 B2 JP 7621801B2 JP 2021003588 A JP2021003588 A JP 2021003588A JP 2021003588 A JP2021003588 A JP 2021003588A JP 7621801 B2 JP7621801 B2 JP 7621801B2
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Description

本発明は、信号機認識方法及び信号機認識装置に関する。 The present invention relates to a traffic light recognition method and a traffic light recognition device.

特許文献1には、青色、黄色及び赤色の各灯器を備える三灯式の信号機を認識する手法が開示されている。この手法は、信号機を含む景色を撮像したカメラから入力されるカラー画像において赤色部分、青色部分及び黄色部分をそれぞれ抽出し、色部分毎に円形度を導出することにより、画像から信号機の候補を抽出している。 Patent Document 1 discloses a method for recognizing three-light traffic lights that have green, yellow, and red lights. This method extracts red, blue, and yellow parts from a color image input from a camera that captures a scene including a traffic light, and derives the circularity for each color part to extract traffic light candidates from the image.

特開2005-301518号公報JP 2005-301518 A

特許文献1に開示された手法によれば、車両が交差点の外に位置する場合でも、車両が交差点内に位置する場合でも、同じ判定条件を用いて信号機の灯火を抽出している。車両と交差点との関係に係わらず、信号機の灯火を判定する判定精度が同じであるので、円滑な交通判断が困難となる可能性があった。 According to the method disclosed in Patent Document 1, the same judgment conditions are used to extract traffic light signals whether the vehicle is located outside the intersection or inside the intersection. Regardless of the relationship between the vehicle and the intersection, the judgment accuracy for judging traffic light signals is the same, which can make it difficult to make smooth traffic judgments.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、円滑な交通判断が可能となる信号機認識方法及び信号機認識装置を提供することである。 The present invention was made in consideration of these problems, and its purpose is to provide a traffic light recognition method and a traffic light recognition device that enable smooth traffic judgment.

本発明の一態様に係る信号機認識方法は、コントローラが、対象信号機が存在する信号機領域を画像の中から推定し、対象信号機の灯火の色毎に用意された色度の判定範囲と信号機領域内の各画素の色度とに基づいて、対象信号機の灯火の色を判定する灯火色判定を行う。コントローラは、交差点内に車両が位置するか否かを判定し、交差点内に車両が位置すると判定された場合には、色度の判定範囲を、交差点内に車両が位置しないと判定された場合に設定される色度の判定範囲よりも狭い範囲に切り替える処理を行う。 In a traffic light recognition method according to one aspect of the present invention, a controller estimates a traffic light area in an image where a target traffic light is located, and performs a light color determination to determine the color of the target traffic light based on a chromaticity determination range prepared for each light color of the target traffic light and the chromaticity of each pixel in the traffic light area. The controller determines whether or not a vehicle is located in the intersection, and if it is determined that a vehicle is located in the intersection, it performs a process of switching the chromaticity determination range to a narrower range than the chromaticity determination range that is set when it is determined that a vehicle is not located in the intersection.

本発明によれば、円滑な交通判断が可能となる。 The present invention enables smooth traffic decisions.

図1は、本実施形態に係る信号機認識装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a traffic light recognition device according to this embodiment. 図2は、信号機の灯火に対応する色を判定する色相の判定範囲を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a hue determination range for determining the color corresponding to a traffic light. 図3は、交差点に対する車両の位置と信号機の灯火との関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the position of a vehicle relative to an intersection and the lights of traffic lights. 図4は、第1の実施形態に係る信号機認識方法の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the process flow of the traffic light recognition method according to the first embodiment. 図5は、第1の実施形態に係る灯火色判定の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the flow of a light color determination process according to the first embodiment. 図6は、第2の実施形態に係る灯火色判定の概念を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the concept of light color determination according to the second embodiment. 図7は、第2の実施形態に係る信号機認識方法の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the process flow of the traffic light recognition method according to the second embodiment. 図8は、第2の実施形態に係る灯火色判定の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the flow of a light color determination process according to the second embodiment. 図9は、第3の実施形態に係る信号機認識方法の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the process flow of the traffic light recognition method according to the third embodiment. 図10は、第3の実施形態に係る灯火色判定の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing the flow of a light color determination process according to the third embodiment.

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 description of the drawings, identical parts are given the same reference numerals and the description will be omitted.

図1を参照して、本実施形態に係る信号機認識装置の構成を説明する。信号機認識装置は、撮像部10と、コントローラ30とを備えている。コントローラ30は、有線通信又は無線通信により、撮像部10と接続されている。また、コントローラ30は、有線通信又は無線通信により、運転支援装置50に接続されている。 The configuration of the traffic light recognition device according to this embodiment will be described with reference to FIG. 1. The traffic light recognition device includes an imaging unit 10 and a controller 30. The controller 30 is connected to the imaging unit 10 via wired or wireless communication. The controller 30 is also connected to the driving assistance device 50 via wired or wireless communication.

撮像部10、コントローラ30及び運転支援装置50は、図示しない車両に搭載されている。しかしながら、コントローラ30は、車両の外部に設置されるものであってもよい。 The imaging unit 10, the controller 30, and the driving assistance device 50 are mounted on a vehicle (not shown). However, the controller 30 may be installed outside the vehicle.

撮像部10は、車両の進行方向、例えば車両前方の画像を撮像する。撮像部10はCCD、CMOS等の固体撮像素子を備えたデジタルカメラであり、車両の周囲を撮像して周辺領域の画像データを取得する。撮像部10は、焦点距離、レンズの画角、カメラの垂直方向及び水平方向の角度などが設定されることにより、車両前方の所定の範囲を撮像する。 The imaging unit 10 captures images in the direction of travel of the vehicle, for example, in front of the vehicle. The imaging unit 10 is a digital camera equipped with a solid-state imaging element such as a CCD or CMOS, and captures images of the surroundings of the vehicle to obtain image data of the surrounding area. The imaging unit 10 captures an image of a specified range in front of the vehicle by setting the focal length, the lens angle of view, the vertical and horizontal angles of the camera, etc.

撮像部10によって撮像された画像は、コントローラ30に入力され、図示しない記憶部に記憶される。撮像部10は所定の周期で画像を撮像しており、コントローラ30に画像が順次入力される。 The images captured by the imaging unit 10 are input to the controller 30 and stored in a storage unit (not shown). The imaging unit 10 captures images at a predetermined cycle, and the images are input to the controller 30 sequentially.

コントローラ30は、撮像部10から入力される画像を処理する。コントローラ30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り、制御装置または処理装置の一例である。コントローラ30には、コントローラ30を信号機認識装置の一部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、コントローラ30は、信号機認識装置が備える複数の情報処理回路として機能する。 The controller 30 processes the images input from the imaging unit 10. The controller 30 is a general-purpose microcomputer equipped with a CPU (Central Processing Unit), memory, and input/output units, and is an example of a control device or processing device. A computer program for causing the controller 30 to function as part of the traffic light recognition device is installed in the controller 30. By executing the computer program, the controller 30 functions as multiple information processing circuits equipped in the traffic light recognition device.

このコントローラ30は、複数の情報処理回路として、位置取得部31と、信号機領域設定部32と、交差点判定部33と、判定条件切替部34と、灯火色判定部35と、出力部36とを備えている。 This controller 30 has multiple information processing circuits, including a position acquisition unit 31, a traffic light area setting unit 32, an intersection determination unit 33, a determination condition switching unit 34, a light color determination unit 35, and an output unit 36.

位置取得部31は、車両の実空間上での位置を取得する。信号機領域設定部32は、交差点(停止線)及び信号機の位置情報を含んで予め記憶されている地図に基づいて、車両の実空間上の位置を、地図上における車両の位置に変換する。信号機領域設定部32は、地図上における車両の位置と対象信号機の位置とに基づいて、画像上に信号機領域を設定する。信号機領域とは、対象信号機、すなわち、車両の進行方向において車両の直近に位置する交差点に設けられている信号機が画像上で存在する領域という。信号機の高さ方向の設置範囲は法令により規定されているため、車両姿勢、撮像部10の撮像方向、地図上における車両の位置及び対象信号機の位置に基づいて、画像上における対象信号機の存在する領域を設定することができる。すなわち、車両姿勢を考慮した撮像部10の撮像方向と、車両に対する信号機の相対位置が判れば信号機領域の設定が可能である。なお、信号機領域設定部32は上記のように必ずしも地図に基づいて信号機領域を設定するものに限定されず、例えば画像上の全ての領域に対して信号機の外形形状をパターンマッチングで探索して信号機領域を設定することも可能である。 The position acquisition unit 31 acquires the position of the vehicle in real space. The traffic light area setting unit 32 converts the position of the vehicle in real space to the position of the vehicle on the map based on a map that is stored in advance and includes the position information of the intersection (stop line) and the traffic light. The traffic light area setting unit 32 sets a traffic light area on the image based on the position of the vehicle and the position of the target traffic light on the map. The traffic light area is an area on the image where the target traffic light, that is, the traffic light installed at the intersection located immediately adjacent to the vehicle in the traveling direction of the vehicle, exists. Since the installation range of the traffic light in the height direction is regulated by law, the area where the target traffic light exists on the image can be set based on the vehicle attitude, the imaging direction of the imaging unit 10, the position of the vehicle on the map, and the position of the target traffic light. In other words, the traffic light area can be set if the imaging direction of the imaging unit 10 taking into account the vehicle attitude and the relative position of the traffic light with respect to the vehicle are known. Note that the traffic light area setting unit 32 is not necessarily limited to setting traffic light areas based on a map as described above, and can also set traffic light areas by searching for the external shape of traffic lights in all areas of the image using pattern matching, for example.

交差点判定部33は、地図上の車両の位置に基づいて、対象信号機が設けられている交差点内に車両が位置するか否かを判定する。判定条件切替部34は、交差点判定部33の判定結果に応じて、灯火色判定部35が用いる判定条件、本実施形態では色相の判定範囲(色度の判定範囲)を切り替える処理を行う。 The intersection determination unit 33 determines whether or not the vehicle is located in an intersection where a target traffic light is installed, based on the position of the vehicle on the map. The determination condition switching unit 34 switches the determination conditions used by the light color determination unit 35, which in this embodiment is the hue determination range (chromaticity determination range), depending on the determination result of the intersection determination unit 33.

灯火色判定部35は、対象信号機の灯火の色(点灯している灯火の色)を判定する灯火色判定を行う。画像の各画素がRGB値で表現される場合、灯火色判定部35は、画素毎に、RGB値をRGB空間からHSV空間に変換して、色相を得る。図2に示すように、各画素の色度は、例えば0度(赤色)から180度(青色)を経由して360度(赤色)に至る色相で表される。 The light color determination unit 35 performs light color determination to determine the color of the light of the target traffic light (the color of the light that is turned on). When each pixel of the image is expressed by an RGB value, the light color determination unit 35 converts the RGB value for each pixel from RGB space to HSV space to obtain the hue. As shown in FIG. 2, the chromaticity of each pixel is represented by a hue ranging from, for example, 0 degrees (red) through 180 degrees (blue) to 360 degrees (red).

灯火色判定部35は、青色灯器111の灯火を表す色相(180度)を中心に、プラス側及びマイナス側にそれぞれ所定の範囲設定値THを加味した範囲(180-TH~180+TH)を、青色に相当する色相の判定範囲として保持している。同様に、灯火色判定部35は、黄色灯器112の灯火を表す色相(60度)を中心に、プラス側及びマイナス側にそれぞれ所定の範囲設定値THを加味した範囲(60-TH~60+TH)を、黄色に相当する色相の判定範囲として保持している。また、灯火色判定部35は、赤色灯器113の灯火を表す色相(0度(360度))を中心に、プラス側及びマイナス側にそれぞれ所定の範囲設定値THを加味した範囲(180-TH~0+TH)を、赤色に相当する色相の判定範囲として保持している。 The light color determination unit 35 holds a range (180-TH to 180+TH) that takes into account a predetermined range setting value TH on both the plus and minus sides, centered on the hue (180 degrees) that represents the light of the blue light device 111, as a determination range for a hue that corresponds to blue. Similarly, the light color determination unit 35 holds a range (60-TH to 60+TH) that takes into account a predetermined range setting value TH on both the plus and minus sides, centered on the hue (60 degrees) that represents the light of the yellow light device 112, as a determination range for a hue that corresponds to yellow. The light color determination unit 35 also holds a range (180-TH to 0+TH) that takes into account a predetermined range setting value TH on both the plus and minus sides, centered on the hue (0 degrees (360 degrees)) that represents the light of the red light device 113, as a determination range for a hue that corresponds to red.

灯火色判定部35は、対象信号機の灯火の色毎に用意された色相の判定範囲と、信号機領域内の各画素の色相とに基づいて、対象信号機の灯火の色を判定する。 The light color determination unit 35 determines the color of the light of the target traffic light based on the hue determination range prepared for each color of the light of the target traffic light and the hue of each pixel within the traffic light area.

出力部36は、灯火色判定部35の判定結果を出力する。出力部36は、例えば運転支援装置50に、判定結果を出力する。 The output unit 36 outputs the determination result of the light color determination unit 35. The output unit 36 outputs the determination result to, for example, the driving assistance device 50.

運転支援装置50は、コントローラ30によって得られた信号機の認識結果に基づいて、図示しない車両の走行を支援する運転支援を行う。運転支援は、例えば、所定の走行経路に従って自動運転によって車両を走行させる、あるいは進行及び停止を判定するものであってもよいし、車両の乗員の運転操作を支援するものであってもよい。また、運転支援は、ヒューマンインターフェース(表示装置及びスピーカ)を制御して、信号機の認識結果を車両の乗員に通知するものであってもよい。 The driving assistance device 50 performs driving assistance to assist the driving of a vehicle (not shown) based on the traffic light recognition results obtained by the controller 30. The driving assistance may be, for example, driving the vehicle by automatic driving along a predetermined driving route, or determining whether to proceed or stop, or it may be assisting the driving operation of the vehicle occupant. The driving assistance may also be controlling a human interface (display device and speaker) to notify the vehicle occupant of the traffic light recognition results.

なお、運転支援装置50は、コントローラ30から独立したハードウェアで構成する必要はない。コントローラ30が備える複数の情報処理回路の一つとして、運転支援装置50が実行する機能を実現してもよい。 The driving assistance device 50 does not need to be configured as hardware independent of the controller 30. The functions executed by the driving assistance device 50 may be realized as one of a plurality of information processing circuits included in the controller 30.

図3を参照し、交差点に対する車両の位置と対象信号機の灯火に対する交通判断との関係を説明する。図3では、車両が符号Aで示され、対象信号機が符号100で示されている。 Referring to Figure 3, the relationship between the position of the vehicle relative to the intersection and the traffic judgment regarding the light of the target traffic light will be explained. In Figure 3, the vehicle is indicated by the symbol A, and the target traffic light is indicated by the symbol 100.

交差点に設けられた対象信号機100は、例えば三灯式の信号機であり、所定の色信号、例えば青信号、黄信号及び赤信号を表す灯火を行う装置である。対象信号機100は、青色灯器111、黄色灯器112、及び赤色灯器113を備えている。三灯式の信号機本体110において、3つの色灯器111、112、113は横方向に沿って並んでいる。青色灯器111は左端に位置し、黄色灯器112は中央に位置し、赤色灯器113は右端に位置している。 The target traffic light 100 installed at an intersection is, for example, a three-light traffic light, and is a device that lights up to represent specific color signals, for example, green, yellow, and red. The target traffic light 100 is equipped with a blue light 111, a yellow light 112, and a red light 113. In the three-light traffic light main body 110, the three color lights 111, 112, and 113 are lined up horizontally. The blue light 111 is located at the left end, the yellow light 112 is located in the center, and the red light 113 is located at the right end.

青色灯器111は、内部に光源が収められて、青色の灯火を行う灯器である。青色灯器111によって行われる灯火形状は、丸形状である。青色灯器111の灯火により、青信号が表される。青色灯器111と同様、黄色灯器112及び赤色灯器113は、内部に光源が収められて、黄色及び赤色の灯火を行う灯器である。黄色灯器112及び赤色灯器113によって行われる灯火形状は、丸形状である。黄色灯器112及び赤色灯器113の灯火により、黄信号及び赤信号が表される。 Blue light unit 111 is a light unit that has a light source housed inside and provides blue lighting. The light shape provided by blue light unit 111 is round. The light provided by blue light unit 111 indicates a green traffic light. Like blue light unit 111, yellow light unit 112 and red light unit 113 are lights that have a light source housed inside and provide yellow and red lighting. The light shape provided by yellow light unit 112 and red light unit 113 is round. The light provided by yellow light unit 112 and red light unit 113 indicates a yellow traffic light and a red traffic light.

三灯式の信号機の灯火が表す意味は、車両が従うべき交通法規等によって定まる。例えば、青色の灯火(青信号)は「進んでも良い」の意味を表し、赤色の灯火(赤信号)は、「停止位置で止まれ」の意味を表す。黄色の灯火(黄信号)は、「停止位置に近接しているため安全に停止することができない場合を除き、停止位置で止まれ」の意味を表す。 The meaning of the lights on a three-light traffic signal is determined by traffic laws that vehicles must follow. For example, a green light means "you may proceed," and a red light means "stop at the stop position." A yellow light means "stop at the stop position, unless you are too close to the stop position to stop safely."

ここで、「青色」の灯火とは、対象信号機100が行う3色の灯火のうち、黄色及び赤色を除いた色を示すものである。すなわち、「青色」の灯火は、現実の色度として青色である必要はなく、緑色に相当する色度であってもよい。また、対象信号機100は、横型の信号機に限らず、3つの色灯器111、112、113が縦方向に沿って並んだ縦型の信号機であってもよい。また、灯火形状は四角形状であってもよい。 Here, "green" light refers to the three-color light of the target traffic light 100, excluding yellow and red. In other words, the "green" light does not have to be blue in actual chromaticity, but may be a chromaticity equivalent to green. Furthermore, the target traffic light 100 is not limited to a horizontal traffic light, but may be a vertical traffic light with three colored lights 111, 112, 113 lined up vertically. Furthermore, the light shape may be rectangular.

車両Aから交差点、例えば停止線までの距離Dがゼロよりも大きい場合、すなわち、交差点内に車両Aが位置していない場合、車両A又はドライバーは、対象信号機100の灯火に対して次のような判断を行う。すなわち、対象信号機100が青色の灯火である場合、車両Aは、交差点内に進んでも良いと判断する。一方、対象信号機100が黄色又は赤色の灯火である場合、車両Aは、交差点内に進むことなく、停止線で停止すると判断する。 If the distance D from vehicle A to the intersection, e.g., the stop line, is greater than zero, i.e., vehicle A is not located in the intersection, vehicle A or the driver makes the following judgment regarding the light of the target traffic light 100. That is, if the target traffic light 100 has a green light, vehicle A judges that it is OK to proceed into the intersection. On the other hand, if the target traffic light 100 has a yellow or red light, vehicle A judges that it will stop at the stop line without proceeding into the intersection.

交差点内に車両Aが位置していない場合、車両Aは、その後に交差点への進入を控えている。よって、青色の灯火でのみ交差点へと進入するように、対象信号機100における停止を示す色の灯火を早期に判定できることが好ましい。本実施形態では、対象信号機100における停止を示す色の灯火として、赤色を例示するが、黄色を含んでもよい。 If vehicle A is not located within the intersection, vehicle A will refrain from entering the intersection later. Therefore, it is preferable to be able to determine early on the color of the light indicating a stop at the target traffic light 100 so that vehicle A can enter the intersection only when the light is green. In this embodiment, red is exemplified as the color of the light indicating a stop at the target traffic light 100, but yellow may also be used.

一方、車両Aから交差点の停止線までの距離Dがゼロ以下の場合、すなわち、交差点内に車両Aが位置している場合、車両A又はドライバーは、対象信号機100の灯火に対して次のような判断を行う。すなわち、対象信号機100が黄色又は赤色の灯火である場合、車両Aは、交差点内から速やかに脱出する必要があると判断する。 On the other hand, if the distance D from vehicle A to the stop line of the intersection is zero or less, i.e., if vehicle A is located inside the intersection, vehicle A or the driver makes the following judgment regarding the light of the target traffic light 100. That is, if the target traffic light 100 is lit yellow or red, vehicle A judges that it is necessary to quickly exit the intersection.

交差点内に車両Aが位置している場合、車両Aは、交差点から脱出を控えている状況である。この場合、対向車が交差点に進入してこないことが保証された状況では、交差点から速やかに脱出することが好ましい。よって、対象信号機100における黄色又は赤色の灯火であるの灯火を誤判定することなく、精度よく判定できることが好ましい。本実施形態では、対象信号機100における停止を示す色の灯火として、赤色を例示するが、黄色を含んでもよい。 When vehicle A is located in an intersection, it is in a situation where vehicle A is about to exit the intersection. In this case, it is preferable to exit the intersection quickly when it is guaranteed that an oncoming vehicle will not enter the intersection. Therefore, it is preferable to be able to accurately determine whether the target traffic light 100 is yellow or red without erroneously determining that the light is yellow or red. In this embodiment, red is exemplified as the color of the light indicating a stop at the target traffic light 100, but yellow may also be included.

このように、交差点内に車両Aが位置するか否かで、灯火の色を判定する際の好ましい判定精度が相違するのである。 In this way, the desired accuracy of determining the color of the lights differs depending on whether vehicle A is located inside the intersection.

以下、図3を参照し、信号機認識装置によって実行される一連の処理、すなわち、信号機認識方法の処理の流れを説明する。図3に示すフローチャートは、撮像部10によって画像が撮像されるタイミングに対応して呼び出され、コントローラ30によって実行される。 The following describes a series of processes executed by the traffic light recognition device, i.e., the flow of the traffic light recognition method, with reference to FIG. 3. The flowchart shown in FIG. 3 is called up in response to the timing at which an image is captured by the imaging unit 10, and is executed by the controller 30.

まず、信号機領域設定部32は、撮像部10から入力された画像を取得する(ステップS10)。 First, the traffic light area setting unit 32 acquires the image input from the imaging unit 10 (step S10).

位置取得部31は、車両の実空間上での位置を取得する(S11)。例えば、位置取得部31は、図示しないGPS(グローバル・ポジショニング・システム)受信器から入力される情報に基づいて、位置推定技術を利用して、車両の位置を取得する。また、位置取得部31は、図示しないレーザレーダなどの物体センサから入力される、車両の周囲の物体の情報に基づいて、車両の周囲の物体と車両との位置関係を利用して、車両の位置を取得してもよい。加えて、位置取得部31は、慣性航法装置、ブレーキペダルやアクセルペダルに設けられたセンサ、車輪速センサやヨーレートセンサなど車両の挙動を取得するセンサから入力される情報に基づいて、オドメトリなどの位置推定技術を利用して、車両の位置を取得してもよい。 The position acquisition unit 31 acquires the position of the vehicle in real space (S11). For example, the position acquisition unit 31 acquires the position of the vehicle using a position estimation technique based on information input from a GPS (Global Positioning System) receiver (not shown). The position acquisition unit 31 may also acquire the position of the vehicle using the positional relationship between the object around the vehicle and the vehicle based on information about the object around the vehicle input from an object sensor such as a laser radar (not shown). In addition, the position acquisition unit 31 may acquire the position of the vehicle using a position estimation technique such as odometry based on information input from a sensor that acquires the behavior of the vehicle, such as an inertial navigation system, a sensor provided on the brake pedal or accelerator pedal, a wheel speed sensor, or a yaw rate sensor.

信号機領域設定部32は、車両の位置に基づいて、画像上に信号機領域を設定する(ステップS12)。撮像部10の撮像範囲内に存在する信号機の画像内での位置は、撮像部10の撮像方向、撮像時の車両の位置、姿勢、車両に対する対象信号機の位置に基づいて推定することができる。判定部150は、例えば、撮像した画像の一部領域であって、画像内での推定した対象信号機の位置を含む領域を、信号機領域として設定する。 The traffic light area setting unit 32 sets a traffic light area on the image based on the position of the vehicle (step S12). The position in the image of a traffic light that is within the imaging range of the imaging unit 10 can be estimated based on the imaging direction of the imaging unit 10, the position and attitude of the vehicle at the time of imaging, and the position of the target traffic light relative to the vehicle. The determination unit 150 sets, for example, a part of the captured image that includes the estimated position of the target traffic light in the image, as the traffic light area.

交差点判定部33は、車両の位置に基づいて、車両から、車両の進行方向における対象信号機が存在する交差点の停止線までの距離Dを算出する(ステップS13)。交差点判定部33は、レーザレーダなどの物体センサから得られる対象信号機又は停止線までの距離を参照したり、車両の位置及び車両周囲の地図情報を参照したりすることで、停止線の位置を特定することができる。 Based on the vehicle's position, the intersection determination unit 33 calculates the distance D from the vehicle to the stop line of the intersection where the target traffic light is located in the vehicle's traveling direction (step S13). The intersection determination unit 33 can identify the position of the stop line by referring to the distance to the target traffic light or stop line obtained from an object sensor such as a laser radar, or by referring to the vehicle's position and map information around the vehicle.

交差点判定部33は、距離Dがゼロ以下であるか否かを判断する(ステップS14)。距離Dがゼロよりも大きい場合(ステップS14でNO)、交差点判定部33は、交差点の手前に車両が位置すると判断する。一方、距離Dがゼロ以下の場合(ステップS14でYES)、交差点判定部33は、交差点内に車両が位置すると判断する。 The intersection determination unit 33 determines whether the distance D is zero or less (step S14). If the distance D is greater than zero (NO in step S14), the intersection determination unit 33 determines that the vehicle is located before the intersection. On the other hand, if the distance D is zero or less (YES in step S14), the intersection determination unit 33 determines that the vehicle is located inside the intersection.

なおここで、交差点判定部33は、距離Dがゼロよりも大きい場合に交差点の手前に車両が位置すると判断し、距離Dがゼロ以下の場合に交差点内に車両が位置すると判断する例を示したがこれに限らない。例えば自車両の車速を検出して、車速に基づいて車両の停止距離(車両が停止するまでに必要な距離)を算出し、距離Dが停止距離よりも大きい場合に交差点の手前に車両が位置すると判断し、距離Dが停止距離以下の場合に交差点内に車両が位置すると判断してもよい。すなわち、距離Dが停止距離以下である場合には、その後に必ず交差点内に進入すると判断して、距離Dが停止距離以下の場合に交差点内に車両が位置すると判断してもよい。このように、交差点に進入する前の段階で、車両の将来の停止位置に基づいて、交差点内に車両が位置するか否かを判断してもよい。本実施形態においては上述の通り、距離Dがゼロ以下であるか否かに基づいて、車両が交差点内に位置するか否かを判定するものとする。 Here, the intersection determination unit 33 determines that the vehicle is located before the intersection when the distance D is greater than zero, and determines that the vehicle is located inside the intersection when the distance D is equal to or less than zero, but this is not limited to the above example. For example, the vehicle speed of the vehicle may be detected, the stopping distance of the vehicle (the distance required for the vehicle to stop) may be calculated based on the vehicle speed, and the vehicle may be determined to be before the intersection when the distance D is greater than the stopping distance, and the vehicle may be determined to be inside the intersection when the distance D is equal to or less than the stopping distance. In other words, if the distance D is equal to or less than the stopping distance, it may be determined that the vehicle will definitely enter the intersection after that, and if the distance D is equal to or less than the stopping distance, it may be determined that the vehicle is located inside the intersection. In this way, before entering the intersection, it may be determined whether the vehicle is located inside the intersection based on the future stopping position of the vehicle. In this embodiment, as described above, it is determined whether the vehicle is located inside the intersection based on whether the distance D is equal to or less than zero.

距離Dがゼロよりも大きい場合(ステップS14でNO)、判定条件切替部34は、灯火色判定部35が用いる色相の判定範囲を規定する範囲設定値THを、第1値に設定する(ステップS15)。一方、距離Dがゼロ以下の場合(ステップS14でYES)、判定条件切替部34は、範囲設定値THを、第1値よりも小さい第2値に設定する(ステップS16)。すなわち、判定条件切替部34は、交差点内に車両が位置すると判定された場合には、灯火色を判定する色相の判定範囲を、交差点内に車両が位置しないと判定された場合に設定される色相の判定範囲よりも狭い範囲に切り替える処理を行っている。 If the distance D is greater than zero (NO in step S14), the judgment condition switching unit 34 sets the range setting value TH, which specifies the judgment range of the hue used by the light color judgment unit 35, to a first value (step S15). On the other hand, if the distance D is equal to or less than zero (YES in step S14), the judgment condition switching unit 34 sets the range setting value TH to a second value smaller than the first value (step S16). In other words, when it is determined that a vehicle is located in the intersection, the judgment condition switching unit 34 performs a process of switching the judgment range of the hue used to judge the light color to a narrower range than the judgment range of the hue set when it is determined that a vehicle is not located in the intersection.

灯火色判定部35は、対象信号機の灯火の色を判定する灯火色判定を行う(ステップS17)。図5を参照し、ステップS17における灯火色判定の処理を説明する。 The light color determination unit 35 performs a light color determination to determine the color of the light of the target traffic light (step S17). The light color determination process in step S17 will be described with reference to FIG. 5.

灯火色判定部35は、画素毎にRGB値をRGB空間からHSV空間に変換して、信号機領域の各画素の色相を得る(ステップS100)。そして、灯火色判定部35は、信号機領域内の各画素の色相を統計的に処理することに、信号機領域の色相を得る。例えば、灯火色判定部35は、信号機領域に存在する色相の中央値、又は最も頻出する色相を、信号機領域の色相として決定する。 The light color determination unit 35 converts the RGB values for each pixel from RGB space to HSV space to obtain the hue of each pixel in the traffic light area (step S100). The light color determination unit 35 then obtains the hue of the traffic light area by statistically processing the hue of each pixel in the traffic light area. For example, the light color determination unit 35 determines the median hue or the most frequently occurring hue of the hues present in the traffic light area as the hue of the traffic light area.

信号機領域の色相が、赤色に相当する色相の判定範囲に該当する場合、灯火色判定部35は、信号機領域の色相を赤と判定する(ステップS101でYES)。そして、灯火色判定部35は、対象信号機の灯火を赤色と判定する(ステップS102)。 If the hue of the traffic light area falls within the judgment range of the hue corresponding to red, the light color judgment unit 35 judges the hue of the traffic light area to be red (YES in step S101). Then, the light color judgment unit 35 judges the light of the target traffic light to be red (step S102).

信号機領域の色相が赤色でない場合(ステップS101でNO)、灯火色判定部35は、信号機領域の色相が、黄色に相当する色相の判定範囲であるかを判断する(ステップS103)。信号機領域の色相が、黄色に相当する色相の判定範囲に該当する場合、灯火色判定部35は、信号機領域の色相を黄色と判定する(ステップS103でYES)。そして、灯火色判定部35は、対象信号機の灯火を黄色と判定する(ステップS104)。 If the hue of the traffic light area is not red (NO in step S101), the light color determination unit 35 determines whether the hue of the traffic light area is within the judgment range for a hue corresponding to yellow (step S103). If the hue of the traffic light area falls within the judgment range for a hue corresponding to yellow, the light color determination unit 35 determines the hue of the traffic light area to be yellow (YES in step S103). Then, the light color determination unit 35 determines the light of the target traffic light to be yellow (step S104).

信号機領域の色相が黄色でないと判定した場合(ステップS103でNO)、灯火色判定部35は、信号機領域の色相が、青色に相当する色相の判定範囲であるか否を判定する(ステップS105)。信号機領域の色相が、青色に相当する色相の判定範囲である場合、灯火色判定部35は、信号機領域の色相を青色と判定する(ステップS105でYES)。そして、灯火色判定部35は、対象信号機の灯火を青色と判定する(ステップS106)。 If it is determined that the hue of the traffic light area is not yellow (NO in step S103), the light color determination unit 35 determines whether the hue of the traffic light area is within the determination range for a hue corresponding to blue (step S105). If the hue of the traffic light area is within the determination range for a hue corresponding to blue, the light color determination unit 35 determines that the hue of the traffic light area is blue (YES in step S105). Then, the light color determination unit 35 determines that the light of the target traffic light is blue (step S106).

信号機領域の色相を青色でないと判定した場合(ステップS105でNO)、灯火色判定部35は、信号機の灯火を色不明と判定する(ステップS107)。 If it is determined that the hue of the traffic light area is not blue (NO in step S105), the light color determination unit 35 determines that the color of the traffic light is unknown (step S107).

このように本実施形態の信号機認識方法では、コントローラ30が、対象信号機が存在する信号機領域を画像の中から推定し、対象信号機の灯火の色毎に用意された色度の判定範囲と信号機領域内の各画素の色度とに基づいて、対象信号機の灯火の色を判定する灯火色判定を行う。コントローラ30は、交差点内に車両が位置するか否かを判定し、交差点内に車両が位置すると判定された場合には、色度の判定範囲を交差点内に車両が位置しないと判定された場合に設定される色度の判定範囲よりも狭い範囲に切り替える処理を行う。 In this manner, in the traffic light recognition method of this embodiment, the controller 30 estimates the traffic light area in which the target traffic light is located from within the image, and performs a light color determination to determine the color of the target traffic light's light based on the chromaticity determination ranges prepared for each light color of the target traffic light and the chromaticity of each pixel within the traffic light area. The controller 30 determines whether or not a vehicle is located within the intersection, and if it is determined that a vehicle is located within the intersection, it performs processing to switch the chromaticity determination range to a narrower range than the chromaticity determination range that is set when it is determined that no vehicle is located within the intersection.

交差点の外に車両が位置する場合には、その後に交差点への進入を控えている状況であるから、赤色の灯火を早期に判定できることが好ましい。一方、交差点内に車両が位置している状況で、対象信号機の灯火状態が赤色の灯火に切り替わった場合には、車両は交差点から速やかに脱出する必要がある。そのため、交差点内に車両が位置する場合は、赤色の灯火を誤判定しないことが好ましい。このように交差点内に車両が位置するか否かで、灯火の色を判定するための好ましい判定精度が相違する。この点、本実施形態によれば、交差点内に車両が位置すると判定された場合には、交差点内に車両が位置しないと判定された場合よりも、色度の判定範囲が狭い範囲に切り替わることとなる。これにより、車両が交差点内に位置する状況で、赤色の灯火を誤判定することを抑制することができる。したがって、自車両と交差点との位置関係に応じて、灯火色判定の判定精度を切り替えることができるので、円滑な交通判断を行うことが可能となる。 When a vehicle is outside the intersection, it is preferable to be able to determine the red light early, since it is a situation in which the vehicle is refraining from entering the intersection. On the other hand, when a vehicle is inside the intersection and the light state of the target traffic light changes to red, the vehicle needs to quickly exit the intersection. Therefore, when a vehicle is inside the intersection, it is preferable not to erroneously determine the red light. In this way, the preferable determination accuracy for determining the color of the light differs depending on whether or not the vehicle is inside the intersection. In this respect, according to the present embodiment, when it is determined that the vehicle is inside the intersection, the chromaticity determination range is switched to a narrower range than when it is determined that the vehicle is not inside the intersection. This makes it possible to suppress erroneous determination of the red light when the vehicle is inside the intersection. Therefore, the determination accuracy of the light color can be switched depending on the positional relationship between the host vehicle and the intersection, making it possible to make smooth traffic decisions.

なお、上述した実施形態では、判定条件切替部34が、交差点の内と外とで、全部の色に対する色度の判定範囲の切り替えを行っている。しかしながら、判定条件切替部34は、赤色に対する色度の判定範囲についてだけ切り替えを行ってもよい。 In the above embodiment, the judgment condition switching unit 34 switches the chromaticity judgment range for all colors between inside and outside the intersection. However, the judgment condition switching unit 34 may switch only the chromaticity judgment range for red.

(第2の実施形態)
第2の実施形態に係る信号機認識装置及び信号機認識方法について説明する。以下、第1の実施形態と重複する内容についての説明は省略し、第1の実施形態との相違点を中心に第2の実施形態を説明する。
Second Embodiment
A traffic light recognition device and a traffic light recognition method according to a second embodiment will be described. Hereinafter, the description of the second embodiment will be omitted, and the differences from the first embodiment will be mainly described.

図6に示すように、第2の実施形態の信号機認識装置において、灯火色判定部35は、撮像部10によって撮像される画像のフレーム毎に、灯火色判定の判定結果を記憶する。図6に示す例において、灯火色判定部35は、過去8回分の連続した判定結果を記憶している。そして、灯火色判定部35は、過去8回分の判定結果のうち、予め定められた回数判定値、例えば5回以上となる灯火色を、灯火色判定の判定結果として確定する。 As shown in FIG. 6, in the traffic light recognition device of the second embodiment, the light color determination unit 35 stores the light color determination result for each frame of the image captured by the imaging unit 10. In the example shown in FIG. 6, the light color determination unit 35 stores the past eight consecutive determination results. Then, the light color determination unit 35 determines, as the light color determination result, the light color that has been determined a predetermined number of times, for example, five times or more, among the past eight determination results.

図6に示す例では、フレームtcの画像で、対象信号機が青色の灯火から黄色の灯火に切り替わっている。灯火色判定部35は、フレームtcの画像に基づいて対象信号機の灯火を黄色と判定するが、過去8回分の判定結果のうち5回以上となる対象信号機の灯火は青色である。そのため、灯火色判定部35は、灯火色判定の判定結果として青色を確定する。 In the example shown in FIG. 6, the target traffic light has switched from a green light to a yellow light in the image of frame tc. The light color determination unit 35 determines that the light of the target traffic light is yellow based on the image of frame tc, but the light of the target traffic light has been blue five or more times out of the past eight determination results. Therefore, the light color determination unit 35 determines that the light color determination result is blue.

一方、画像の周期的な撮像が進み、各フレームの画像に基づいて対象信号機の灯火を黄色と判定する回数が増えると、フレームtjの画像を取得したタイミングで、過去8回分の判定結果のうち5回以上となる対象信号機の灯火が黄色となる。これにより、灯火色判定部35は、灯火色判定の判定結果として黄色を確定する。 On the other hand, as the periodic capture of images progresses and the number of times the target traffic light is determined to be yellow based on the images of each frame increases, at the time the image of frame tj is acquired, the target traffic light will be yellow in five or more of the past eight determination results. As a result, the light color determination unit 35 determines yellow as the light color determination result.

この構成によれば、対象信号機の灯火の色が灯火色判定の判定結果として確定されるには、一定の遅れ時間を伴うが、灯火色を精度よく判定することができる。また、灯火色判定部35が利用する回数判定値を大きな値に切り替えれば、灯火の色変化に対する早期な判定は難しくなるが、灯火色の誤判定を抑制することができる。 With this configuration, although there is a certain delay before the color of the light of the target traffic light is determined as the result of the light color determination, the light color can be determined with high accuracy. In addition, if the number of times determination value used by the light color determination unit 35 is switched to a larger value, it becomes difficult to quickly determine the change in the light color, but erroneous determination of the light color can be suppressed.

以下、図7を参照し、信号機認識装置によって実行される一連の処理、すなわち、信号機認識方法の処理の流れを説明する。図7に示すフローチャートは、撮像部10によって画像が撮像されるタイミングに対応して呼び出され、コントローラ30によって実行される。 The following describes a series of processes executed by the traffic light recognition device, i.e., the flow of the traffic light recognition method, with reference to FIG. 7. The flowchart shown in FIG. 7 is called up in response to the timing at which an image is captured by the imaging unit 10, and is executed by the controller 30.

図7に示すフローチャートにおいて、ステップS10からステップS16までの処理は、第1の実施形態に示す処理と同様である。本実施形態に係る信号機認識方法では、ステップS20及びステップS21の処理が追加されている。 In the flowchart shown in FIG. 7, the processes from step S10 to step S16 are the same as those shown in the first embodiment. In the traffic light recognition method according to this embodiment, the processes of step S20 and step S21 are added.

距離Dがゼロよりも大きい場合(ステップS14でNO)、判定条件切替部34は、範囲設定値THの設定に続き(ステップS15)、灯火色判定部35が用いる回数判定値THAを第1回数値に設定する(ステップS20)。第1回数値は例えば5回である。 If the distance D is greater than zero (NO in step S14), the judgment condition switching unit 34 sets the range setting value TH (step S15) and sets the number judgment value THA used by the light color judgment unit 35 to the first number (step S20). The first number value is, for example, 5 times.

一方、距離Dがゼロ以下の場合(ステップS14でYES)、判定条件切替部34は、範囲設定値THの設定に続き(ステップS16)、回数判定値THAを第1回数値よりも大きい第2回数値に設定する(ステップS20)。第2回数値は例えば7回である。すなわち、判定条件切替部34は、交差点内に車両が位置すると判定された場合には、灯火色を判定する回数判定値THAを、交差点内に車両が位置しないと判定された場合に設定される回数判定値THAよりも大きい値に切り替える処理を行っている。 On the other hand, if the distance D is equal to or less than zero (YES in step S14), the judgment condition switching unit 34 sets the range setting value TH (step S16) and then sets the number of times judgment value THA to a second number of times greater than the first number of times (step S20). The second number of times is, for example, seven times. In other words, when it is determined that a vehicle is located within the intersection, the judgment condition switching unit 34 performs a process of switching the number of times judgment value THA for judging the light color to a value greater than the number of times judgment value THA that is set when it is determined that a vehicle is not located within the intersection.

図8を参照し、灯火色判定の処理を説明する。図8に示すフローチャートにおいて、ステップS100からステップS107までの処理は、第1の実施形態に示す処理と同様である。本実施形態に係る信号機認識方法では、ステップS110~及びステップS116の処理が追加されている。 The light color determination process will be described with reference to FIG. 8. In the flowchart shown in FIG. 8, the processes from step S100 to step S107 are the same as those shown in the first embodiment. In the traffic light recognition method according to this embodiment, the processes from step S110 to step S116 are added.

ステップS110からステップS113の各処理において、灯火色判定部35は、灯火色の判定結果を記憶する。灯火色判定部35は、例えば8回分の判定結果を記憶することができる記憶部を備え、直近の判定結果を含む過去8回分の判定結果を記憶する。 In each process from step S110 to step S113, the light color determination unit 35 stores the light color determination result. The light color determination unit 35 has a memory unit that can store, for example, eight determination results, and stores the past eight determination results including the most recent determination result.

灯火色判定部35は、回数判定値THA以上となる灯火色があるか否かを判定する(ステップS114)。回数判定値THA以上となる灯火色がある場合(ステップS114でYES)、灯火色判定部35は、回数判定値THA以上となる灯火色を、灯火色判定の判定結果として確定する(ステップS115)。一方、回数判定値THA以上となる灯火色がない場合(ステップS114でNO)、灯火色判定部35は、灯火色判定の判定結果を不明として確定する(ステップS116)。 The light color determination unit 35 determines whether there is a light color that is equal to or greater than the number of times determination value THA (step S114). If there is a light color that is equal to or greater than the number of times determination value THA (YES in step S114), the light color determination unit 35 determines the light color that is equal to or greater than the number of times determination value THA as the determination result of the light color determination (step S115). On the other hand, if there is no light color that is equal to or greater than the number of times determination value THA (NO in step S114), the light color determination unit 35 determines the determination result of the light color determination as unknown (step S116).

このように本実施形態の信号機認識方法では、コントローラ30が、画像のフレーム毎に灯火色判定の判定結果を記憶し、所定回数分の判定結果のうち、予め定められた回数判定値以上となる灯火色を、灯火色判定の判定結果を確定する。コントローラ30は、交差点内に車両が位置すると判定された場合には、回数判定値を、交差点内に車両が位置しないと判定された場合に設定される回数判定値をよりも大きな値に切り替える処理をさらに行っている。 In this manner, in the traffic light recognition method of this embodiment, the controller 30 stores the light color judgment results for each image frame, and determines the light color judgment result for the light color that is equal to or exceeds a predetermined number of judgment results among the judgment results for a predetermined number of times. When it is determined that a vehicle is located within the intersection, the controller 30 further performs a process of switching the number of judgment value to a value greater than the number of judgment value that is set when it is determined that a vehicle is not located within the intersection.

この構成によれば、交差点に前記車両が位置すると判定された場合には、交差点に前記車両が位置しないと判定された場合よりも、回数判定値が大きな値に切り替わることとなる。これにより、車両が交差点内に位置する状況で、赤色の灯火を誤判定することを抑制することができる。したがって、自車両と交差点との位置関係に応じて、灯火色判定の判定精度を切り替えることができるので、円滑な交通判断を行うことが可能となる。 According to this configuration, when it is determined that the vehicle is located at the intersection, the number judgment value is switched to a larger value than when it is determined that the vehicle is not located at the intersection. This makes it possible to prevent erroneous judgment of red lights when the vehicle is located at the intersection. Therefore, the judgment accuracy of the light color judgment can be switched depending on the positional relationship between the vehicle and the intersection, making it possible to make smooth traffic judgments.

(第3の実施形態)
第3の実施形態に係る信号機認識装置及び信号機認識方法について説明する。以下、第1の実施形態と重複する内容についての説明は省略し、第3の実施形態との相違点を中心に第2の実施形態を説明する。
Third Embodiment
A traffic light recognition device and a traffic light recognition method according to a third embodiment will be described. Hereinafter, the description of the second embodiment will be omitted, and the differences from the third embodiment will be mainly described.

第3の実施形態の信号機認識装置において、灯火色判定部35は、赤色、黄色及び青色のいずれかの色と判定された灯火の円形度を算出する。具体的には、灯火色判定部35は、灯火に対応する複数の画素を抽出し、抽出した複数の画素の集合である集合画素の形状を特定する。形状の特定は、以下の数式1に示すように、例えば円形度を算出することにより行われる。
(数式1)
円形度=4π×(画素集合の面積)÷(画素集合の周囲長)
In the traffic light recognition device of the third embodiment, the light color determination unit 35 calculates the circularity of a light determined to be red, yellow, or blue. Specifically, the light color determination unit 35 extracts a plurality of pixels corresponding to the light, and identifies the shape of a pixel set that is a set of the extracted pixels. The shape is identified by, for example, calculating the circularity, as shown in the following formula 1.
(Formula 1)
Circularity = 4π × (area of pixel group) ÷ (perimeter of pixel group) 2

数式1に示す円形度は、画素集合の形状が円形に近ければ近いほど、1に近くなる。すなわち、この円形度は、対象信号機の灯器の灯火形状との類似度を示すことなる。そして、灯火色判定部35は、円形度が形状判定値(類似判定値の一例)以上である場合に、画像に基づく信号機の灯火の色を、灯火色判定の判定結果として確定する。 The circularity shown in Equation 1 approaches 1 the closer the shape of the pixel group is to a circle. In other words, this circularity indicates the degree of similarity to the light shape of the target traffic light. If the circularity is equal to or greater than the shape judgment value (an example of a similarity judgment value), the light color judgment unit 35 determines the color of the traffic light based on the image as the judgment result of the light color judgment.

この構成によれば、色に加え、形状を評価することで、対象信号機の灯火色を精度よく判定することができる。また、灯火色判定部35が利用する形状判定値を大きな値に切り替えれば、灯火色の誤判定を抑制することができる。 With this configuration, by evaluating the shape in addition to the color, the light color of the target traffic light can be determined with high accuracy. In addition, by switching the shape determination value used by the light color determination unit 35 to a larger value, erroneous determination of the light color can be suppressed.

以下、図9を参照し、信号機認識装置によって実行される一連の処理、すなわち、信号機認識方法の処理の流れを説明する。図9に示すフローチャートは、撮像部10によって画像が撮像されるタイミングに対応して呼び出され、コントローラ30によって実行される。 The following describes a series of processes executed by the traffic light recognition device, i.e., the flow of the traffic light recognition method, with reference to FIG. 9. The flowchart shown in FIG. 9 is called up in response to the timing at which an image is captured by the imaging unit 10, and is executed by the controller 30.

図9に示すフローチャートにおいて、ステップS10からステップS16までの処理は、第1の実施形態に示す処理と同様である。本実施形態に係る信号機認識方法では、ステップS22及びステップS23の処理が追加されている。 In the flowchart shown in FIG. 9, the processes from step S10 to step S16 are the same as those shown in the first embodiment. In the traffic light recognition method according to this embodiment, the processes of step S22 and step S23 are added.

距離Dがゼロよりも大きい場合(ステップS14でNO)、判定条件切替部34は、範囲設定値THの設定に続き(ステップS15)、灯火色判定部35が用いる形状判定値THBを第1形状値に設定する(ステップS22)。第1形状値は、1以下の値である。 If the distance D is greater than zero (NO in step S14), the judgment condition switching unit 34 continues to set the range setting value TH (step S15), and sets the shape judgment value THB used by the light color judgment unit 35 to the first shape value (step S22). The first shape value is a value equal to or less than 1.

一方、距離Dがゼロ以下の場合(ステップS14でYES)、判定条件切替部34は、範囲設定値THの設定に続き(ステップS16)、形状判定値THBを第2形状値に設定する(ステップS23)。第2形状値は、1以下の値であり、第1形状値よりも大きい値である。すなわち、判定条件切替部34は、交差点内に車両が位置すると判定された場合には、灯火色を判定する形状判定値THBを、交差点内に車両が位置しないと判定された場合に設定される形状判定値THBよりも大きい値に切り替える処理を行っている。 On the other hand, if the distance D is zero or less (YES in step S14), the judgment condition switching unit 34 sets the range setting value TH (step S16) and then sets the shape judgment value THB to the second shape value (step S23). The second shape value is a value equal to or less than 1 and is greater than the first shape value. In other words, when it is determined that a vehicle is located in the intersection, the judgment condition switching unit 34 performs a process of switching the shape judgment value THB, which determines the light color, to a value greater than the shape judgment value THB that is set when it is determined that a vehicle is not located in the intersection.

図10を参照し、灯火色判定の処理を説明する。図8に示すフローチャートにおいて、ステップS100からステップS107までの処理は、第1の実施形態に示す処理と同様である。本実施形態に係る信号機認識方法では、ステップS120~ステップS123の処理が追加されている。 The light color determination process will be described with reference to FIG. 10. In the flowchart shown in FIG. 8, the processes from step S100 to step S107 are the same as those shown in the first embodiment. In the traffic light recognition method according to this embodiment, the processes from step S120 to step S123 are added.

ステップS120では、灯火色判定部35は、赤色、黄色及び青色のいずれかの色に判定された灯火について、円形度を算出する(ステップS20)。円形度の算出は、例えば数式1に示す通りである。 In step S120, the light color determination unit 35 calculates the circularity of the light determined to be red, yellow, or blue (step S20). The circularity is calculated, for example, as shown in Equation 1.

灯火色判定部35は、算出した円形度が形状判定値THB以上となるか否かを判定する(ステップS121)。円形度が形状判定値THB以上となる場合(ステップS121でYES)、灯火色判定部35は、円形度を算出した灯火の色を、灯火色判定の判定結果として確定する(ステップS122)。一方、円形度が形状判定値THB以上とならない場合(ステップS121でNO)、灯火色判定部35は、灯火色判定の判定結果を不明として確定する。 The light color determination unit 35 determines whether the calculated circularity is equal to or greater than the shape determination value THB (step S121). If the circularity is equal to or greater than the shape determination value THB (YES in step S121), the light color determination unit 35 determines the color of the light whose circularity was calculated as the determination result of the light color determination (step S122). On the other hand, if the circularity is not equal to or greater than the shape determination value THB (NO in step S121), the light color determination unit 35 determines the determination result of the light color determination as unknown.

このように本実施形態の信号機認識方法では、コントローラ30が、信号機領域において、信号機の灯火に対応する色度を有する画素の集合である集合画素の形状と、信号機の灯火の形状との類似度が所定の類似判定値以上である場合に、灯火色判定において判定された灯火の色を確定する。コントローラ30は、交差点内に車両が位置すると判定された場合には、類似判定値を、交差点内に車両が位置しないと判定された場合に設定される前類似記判定値よりも大きな値に切り替える処理をさらに行っている。 In this manner, in the traffic light recognition method of this embodiment, the controller 30 confirms the color of the light determined in the light color determination when the similarity between the shape of a set of pixels in the traffic light area, which is a set of pixels having chromaticity corresponding to the traffic light, and the shape of the traffic light is equal to or greater than a predetermined similarity determination value. When it is determined that a vehicle is located within the intersection, the controller 30 further performs a process of switching the similarity determination value to a value greater than the previous similarity determination value that is set when it is determined that a vehicle is not located within the intersection.

この構成によれば、交差点に前記車両が位置すると判定された場合には、交差点に前記車両が位置しないと判定された場合よりも、判定値が大きな値に切り替わることとなる。これにより、車両が交差点内に位置する状況で、赤色の灯火を誤判定することを抑制することができる。したがって、自車両と交差点との位置関係に応じて、灯火色判定の判定精度を切り替えることができるので、円滑な交通判断を行うことが可能となる。 According to this configuration, when it is determined that the vehicle is located at the intersection, the judgment value is switched to a larger value than when it is determined that the vehicle is not located at the intersection. This makes it possible to prevent erroneous judgment of red lights when the vehicle is located at the intersection. Therefore, the judgment accuracy of the light color judgment can be switched depending on the positional relationship between the vehicle and the intersection, making it possible to make smooth traffic judgments.

なお、上述した各実施形態では、車両が交差点内に進入した後、信号機の灯火色を判定する判定条件(色相の判定範囲、回数判定値THA、形状判定値THB)を切り替えている。もっとも、判定条件切替部34は、判定条件の切り替え行った後に、対象信号機の灯火の色として、赤色が一度でも判定された場合、判定条件を切り替え前の条件に復帰させてもよい。これにより、停止を示す灯火の色が判定されると、判定条件が元に戻るので、その後は灯火の色を安定的に判定することができる。 In each of the above-described embodiments, the judgment conditions (hue judgment range, number judgment value THA, shape judgment value THB) for judging the traffic light color are switched after the vehicle enters the intersection. However, if the color of the target traffic light is judged to be red even once after switching the judgment conditions, the judgment condition switching unit 34 may restore the judgment conditions to the conditions before switching. In this way, once the color of the light indicating a stop is judged, the judgment conditions are restored, so that the color of the light can be stably judged thereafter.

以上、第1、第2又は第3の実施形態を用いて信号認機識方法及び信号機認識装置を説明した。各実施形態に係る信号機認識装置は、それぞれの実施形態で説明した信号機認識方法を実行するものであり、信号機認識方法と同様の作用、効果を奏する。 The traffic light recognition method and traffic light recognition device have been described above using the first, second, or third embodiment. The traffic light recognition device according to each embodiment executes the traffic light recognition method described in the respective embodiment, and achieves the same actions and effects as the traffic light recognition method.

上述した第1、第2又は第3の実施形態では、信号機認識装置が、運転支援装置50を備えている。しかしながら、信号機認識装置は、撮像部10及びコントローラ30だけで構成されてもよい。 In the first, second or third embodiment described above, the traffic light recognition device includes a driving assistance device 50. However, the traffic light recognition device may be configured with only the imaging unit 10 and the controller 30.

また、上述した第1又は第2の実施形態では、三灯式の信号機本体を構成する各色灯器の灯火形状を円形状とした。しかしながら、各色灯器の灯火形状は、四角形状などの多角形状であってもよい。 In the first and second embodiments described above, the light shape of each color light that constitutes the main body of the three-light traffic light is circular. However, the light shape of each color light may be polygonal, such as rectangular.

また、第1又は第2の第実施形態では、ソフトウェアによってコントローラ30が備える複数の情報処理回路を実現する例を示したが、もちろん、各情報処理回路の機能を実現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。 In the first and second embodiments, an example is shown in which the multiple information processing circuits provided in the controller 30 are realized by software, but it is of course possible to configure the information processing circuits by preparing dedicated hardware for realizing the functions of each information processing circuit. Also, the multiple information processing circuits may be configured by individual hardware.

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

10 撮像部
30 コントローラ
31 位置取得部
32 信号機領域設定部
33 交差点判定部
34 判定条件切替部
35灯火色判定部
36出力部
50 運転支援装置
REFERENCE SIGNS LIST 10 Imaging unit 30 Controller 31 Position acquisition unit 32 Traffic light area setting unit 33 Intersection determination unit 34 Determination condition switching unit 35 Light color determination unit 36 Output unit 50 Driving support device

Claims (5)

車両に搭載された撮像部を用いて、前記車両前方の画像を撮像し、
前記撮像部から入力される前記画像を処理するコントローラが、
前記車両の進行方向において前記車両の直近に位置する交差点に設けられている信号機である対象信号機が存在する信号機領域を、前記画像の中から推定し、
前記対象信号機の灯火の色毎に用意された色度の判定範囲と、前記信号機領域内の各画素の色度とに基づいて、前記対象信号機の灯火の色を判定する灯火色判定を行い、
前記交差点内に前記車両が位置するか否かを判定し、
前記交差点内に前記車両が位置すると判定された場合には、前記対象信号機において停止を示す色の灯火を判定する前記色度の判定範囲を、前記交差点内に前記車両が位置しないと判定された場合に設定される前記色度の判定範囲よりも狭い範囲に切り替える処理を行う
信号機認識方法。
An image of an area in front of the vehicle is captured using an imaging unit mounted on the vehicle;
A controller that processes the image input from the imaging unit,
A traffic light area including a target traffic light provided at an intersection located immediately adjacent to the vehicle in the traveling direction of the vehicle is estimated from the image;
performing a light color determination for determining the color of the light of the target traffic light based on a chromaticity determination range prepared for each color of the light of the target traffic light and the chromaticity of each pixel within the traffic light area;
determining whether the vehicle is located within the intersection;
A traffic light recognition method which, when it is determined that the vehicle is located within the intersection, switches the chromaticity judgment range for judging the light of a color indicating a stop at the target traffic light to a narrower range than the chromaticity judgment range which is set when it is determined that the vehicle is not located within the intersection.
前記コントローラが、
前記撮像部によって撮像される前記画像のフレーム毎に、前記灯火色判定の判定結果を記憶し、
所定回数分の判定結果のうち、予め定められた回数判定値以上となる灯火色を、前記灯火色判定の判定結果を確定し、
前記交差点内に前記車両が位置すると判定された場合には、前記回数判定値を、前記交差点内に前記車両が位置しないと判定された場合に設定される前記回数判定値よりも大きな値に切り替える処理をさらに行う
請求項1記載の信号機認識方法。
The controller:
storing a result of the light color determination for each frame of the image captured by the imaging unit;
A light color that is equal to or exceeds a predetermined number of judgment results among the judgment results of the predetermined number of times is determined as a judgment result of the light color judgment,
The traffic light recognition method according to claim 1, further comprising the step of: when it is determined that the vehicle is located within the intersection, switching the number judgment value to a value greater than the number judgment value that is set when it is determined that the vehicle is not located within the intersection.
前記コントローラが、
前記信号機領域において、前記信号機の灯火に対応する色度を有する画素の集合である集合画素の形状と、前記信号機の灯火の形状との類似度が所定の類似判定値以上である場合に、前記灯火色判定において判定された前記灯火の色を確定し、
前記交差点内に前記車両が位置すると判定された場合には、前記類似判定値を、前記交差点内に前記車両が位置しないと判定された場合に設定される前類似記判定値よりも大きな値に切り替える処理をさらに行う
請求項1又は2記載の信号機認識方法。
The controller:
In the traffic light area, when a similarity between a shape of a set of pixels, which is a set of pixels having a chromaticity corresponding to the traffic light of the traffic light, and a shape of the traffic light of the traffic light is equal to or greater than a predetermined similarity determination value, the color of the traffic light determined in the light color determination is confirmed;
3. The traffic light recognition method according to claim 1, further comprising the step of: when it is determined that the vehicle is located within the intersection, switching the similarity judgment value to a value greater than the previous similarity judgment value that is set when it is determined that the vehicle is not located within the intersection.
前記コントローラが、
前記信号機の灯火の色を判定する判定条件の切り替えを行った後に、前記対象信号機の灯火の色として、停止を示す色が一度でも判定された場合には、前記判定条件を切り替え前の条件に復帰させる
請求項1から3いずれか一項記載の信号機認識方法。
The controller:
4. A traffic light recognition method as claimed in claim 1, further comprising: returning the judgment conditions to the conditions before the switching if the color of the light of the target traffic light is judged to be a color indicating a stop even once after the judgment conditions for judging the color of the light of the traffic light are switched.
車両に搭載されて、前記車両前方の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部から入力される前記画像を処理するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記車両の進行方向において前記車両の直近に位置する交差点に設けられている信号機である対象信号機が存在する信号機領域を、前記画像の中から推定し、
前記信号機の灯火の色毎に用意された色度の判定範囲と、前記信号機領域内の各画素の色度とに基づいて、前記対象信号機の灯火の色を判定する灯火色判定を行い、
前記交差点内に前記車両が位置するか否かを判定し、
前記交差点内に前記車両が位置すると判定された場合には、前記信号機において停止を示す色の灯火を判定する前記色度の判定範囲を、前記交差点内に前記車両が位置しないと判定された場合に設定される前記色度の判定範囲よりも狭い範囲に切り替える処理を行う
信号機認識装置。
An imaging unit mounted on a vehicle to capture an image of an area in front of the vehicle;
a controller for processing the image input from the imaging unit;
The controller:
A traffic light area including a target traffic light provided at an intersection located immediately adjacent to the vehicle in the traveling direction of the vehicle is estimated from the image;
performing a light color determination for determining the color of the light of the target traffic light based on a chromaticity determination range prepared for each color of the light of the traffic light and the chromaticity of each pixel within the traffic light area;
determining whether the vehicle is located within the intersection;
When it is determined that the vehicle is located within the intersection, the traffic light recognition device performs a process of switching the chromaticity judgment range for judging the light color indicating a stop at the traffic light to a narrower range than the chromaticity judgment range that is set when it is determined that the vehicle is not located within the intersection.
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