專利名稱：外界識(shí)別方法、裝置以及車輛系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用圖像傳感器來(lái)識(shí)別外界的技術(shù)，特別是涉及與到物體的距離無(wú)關(guān)地檢測(cè)物體的技術(shù)。
背景技術(shù)：
為了減少交通事故導(dǎo)致的死傷者數(shù)，正在進(jìn)行未然地防止事故的預(yù)防安全系統(tǒng)的開發(fā)。預(yù)防安全系統(tǒng)是在產(chǎn)生事故的可能性較高的狀況下工作的系統(tǒng)，例如如下的防撞安全系統(tǒng)等被實(shí)用化在產(chǎn)生了與本車前方的先行車碰撞的可能性時(shí)，通過(guò)警報(bào)督促駕駛員注意，在成為不能夠避免碰撞的狀況時(shí)，通過(guò)自動(dòng)制動(dòng)器減少成員的被害。作為檢測(cè)本車前方的先行車的方法，已知如下方法通過(guò)車載攝像機(jī)拍攝本車前方，從所拍攝的圖像中識(shí)別車輛的形狀圖案即車輛圖案。例如在專利文獻(xiàn)I中，公開了通過(guò)捕捉車輛兩端的邊緣來(lái)檢測(cè)車輛的方法。然而，車輛的形狀根據(jù)距離而不同，因此與遠(yuǎn)方附近無(wú)關(guān)地使用相同處理時(shí)不能夠?qū)崿F(xiàn)較高的檢測(cè)精度。例如，在遠(yuǎn)方分辨率降低，因此不能夠捕捉識(shí)別力較高的特征，檢測(cè)精度降低。對(duì)于這種課題，提出根據(jù)距離、接近狀態(tài)而改變處理內(nèi)容的方式(參照專利文獻(xiàn)2、3)。專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-156199號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2007-072665號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開平10-143799號(hào)公報(bào)根據(jù)專利文獻(xiàn)2，通過(guò)背景差分法等對(duì)成為行駛障礙的物體候補(bǔ)進(jìn)行檢測(cè)，使用相對(duì)于檢測(cè)的物體候補(bǔ)按照距離不同定義的模板，能夠?qū)υ撐矬w是什么進(jìn)行辨別。然而，存在在第一物體候補(bǔ)檢測(cè)中遺漏的情況下，能夠辨別物體這樣的課題。根據(jù)專利文獻(xiàn)3，根據(jù)通過(guò)音響攝像機(jī)檢測(cè)的車輛的相對(duì)速度，切換車輛追蹤用的模板，由此能夠提高追蹤性能。然而，存在對(duì)于初期檢測(cè)不能夠使性能提高這樣的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而進(jìn)行的，其目的在于提供與距離無(wú)關(guān)而良好地進(jìn)行物體檢測(cè)的外界識(shí)別方法、裝置以及使用該裝置的車輛系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中提供一種外界識(shí)別方法，使用對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行解析并檢測(cè)物體的外界識(shí)別裝置進(jìn)行外界識(shí)別，其中，外界識(shí)別裝置在圖像內(nèi)設(shè)定用于物體檢測(cè)的第一區(qū)域以及第二區(qū)域，在設(shè)定的第二區(qū)域中進(jìn)行物體檢測(cè)時(shí)，使用物體圖案和該物體圖案的背景圖案這兩種圖案進(jìn)行物體檢測(cè)。此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中提供一種外界識(shí)別裝置，對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行解析并檢測(cè)物體，其中，具備處理區(qū)域設(shè)定部，在圖像內(nèi)設(shè)定用于物體檢測(cè)的第一區(qū)域以及第二區(qū)域；以及第一、第二物體檢測(cè)部，在設(shè)定的第一區(qū)域以及第二區(qū)域中分別進(jìn)行物體檢測(cè)；當(dāng)?shù)谝晃矬w檢測(cè)部進(jìn)行物體檢測(cè)時(shí)，僅使用物體圖案，當(dāng)?shù)诙矬w檢測(cè)部進(jìn)行物體檢測(cè)時(shí)，使用物體圖案以及該物體圖案的背景圖案這兩種圖案。
并且，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中提供一種車輛系統(tǒng)，具備對(duì)本車周邊的拍攝圖像進(jìn)行解析而檢測(cè)車輛的外界識(shí)別裝置，在該車輛系統(tǒng)中，外界識(shí)別裝置具備處理部和存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)部存儲(chǔ)第一識(shí)別器和第二識(shí)別器，處理部在圖像內(nèi)設(shè)定用于車輛檢測(cè)的第一區(qū)域以及比第一區(qū)域更靠遠(yuǎn)方的第二區(qū)域，在第一區(qū)域中使用第一識(shí)別器來(lái)捕捉車輛圖案而進(jìn)行車輛的車輛矩形的檢測(cè)，在第二區(qū)域中使用第二識(shí)別器來(lái)捕捉車輛圖案和該車輛圖案的背景圖案而進(jìn)行車輛的車輛矩形的檢測(cè)，對(duì)在第二區(qū)域中檢測(cè)到的車輛矩形進(jìn)行修正，基于使用第一識(shí)別器檢測(cè)的車輛矩形、或使用第二識(shí)別器檢測(cè)且修正的車輛矩形，計(jì)算表不何時(shí)將與本車發(fā)生碰撞的碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠與到物體的距離無(wú)關(guān)，而良好地進(jìn)行物體檢測(cè)。


圖1A是用于說(shuō)明各實(shí)施例的物體檢測(cè)的圖。
圖1B是用于說(shuō)明各實(shí)施例的外界識(shí)別裝置的框圖。
圖2是第一實(shí)施例的外界識(shí)別裝置的構(gòu)成例的框圖。
圖3是第一實(shí)施例的處理區(qū)域設(shè)定部的說(shuō)明圖。
圖4A是第一實(shí)施例的第一車輛檢測(cè)部的說(shuō)明圖。
圖4B是第一實(shí)施例的第一識(shí)別器的說(shuō)明圖。
圖5A是第一實(shí)施例的第二車輛檢測(cè)部的說(shuō)明圖。
圖5B是第一實(shí)施例的第二識(shí)別器的說(shuō)明圖。
圖5C是第一實(shí)施例的矩形修正部的說(shuō)明圖。
圖6是表示第一實(shí)施例的外界識(shí)別裝置的處理流程圖的圖。
圖7是第二實(shí)施例的外界識(shí)別裝置的框圖。
圖8A是第二實(shí)施例的處理區(qū)域設(shè)定部的說(shuō)明圖。
圖8B是第二實(shí)施例的處理區(qū)域設(shè)定部的說(shuō)明圖。
圖9是第二實(shí)施例的處理區(qū)域設(shè)定部的他的說(shuō)明圖。
圖10是第三實(shí)施例的車輛系統(tǒng)的框圖。
符號(hào)的說(shuō)明
8、9處理區(qū)域
10車輛前方圖像
11、12物體
13、15背面圖案
14背景圖案
30圖像
100、200、700、1003外界識(shí)別裝置
101,201,702處理區(qū)域設(shè)定部
102第一物體檢測(cè)部
104物體檢測(cè)部
105第二物體檢測(cè)部
202第一車輛檢測(cè)部103,203 第一識(shí)別器204車輛檢測(cè)部205第二車輛檢測(cè)部106,206 第二識(shí)別器107、207矩形修正部
108,208碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間計(jì)算部301消失點(diǎn)302假想平面303 第一區(qū)域304 第二區(qū)域701車線檢測(cè)部801,802 車線901預(yù)測(cè)進(jìn)路1000攝像機(jī)
1001揚(yáng)聲器
1002行駛控制裝置
1004I/o
1005存儲(chǔ)器
1006CPU
1007碰撞危險(xiǎn)度判斷部。
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在以下的說(shuō)明中，作為成為檢測(cè)對(duì)象的物體，例示車輛、特別是本車前方的先行車的車輛進(jìn)行說(shuō)明，但不限定于此，也可以是歩行者等。使用圖1A、圖1B，對(duì)具備本發(fā)明實(shí)施例的物體檢測(cè)構(gòu)件的外界識(shí)別裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖1A是由車載攝像機(jī)拍攝的車輛前方圖像10的例子。該車輛前方圖像10中的序號(hào)8、9是進(jìn)行物體檢測(cè)的圖像處理的處理區(qū)域，由二維圖像圖案構(gòu)成。在圖1A的車輛前方圖像10的處理區(qū)域8、9中，成為檢測(cè)對(duì)象的物體11、12為車輛，檢測(cè)對(duì)象的物體圖案成為表示車輛的背面形狀的車輛圖案，即車輛的背面圖案13、15。如圖所示那樣，在車輛前方圖像10中，附近的物體11的背面圖案15清楚，遠(yuǎn)方的物體12的背面圖案13不清楚。在物體的背面圖案不清楚的情況下，難以提取識(shí)別力較高的特征，物體檢測(cè)的性能變低。另外，在圖1A中，處理區(qū)域9的序號(hào)14表示遠(yuǎn)方的物體12的背景圖案。在本說(shuō)明書中，所謂背景圖案，意味著在用于物體檢測(cè)的處理區(qū)域中，成為檢測(cè)對(duì)象的物體圖案即背面圖案13以外的圖案。因此，所謂背面圖案14表示處理區(qū)域9中的物體12的背面圖案13以外的圖像圖案。因此，在各實(shí)施例的外界識(shí)別裝置中，按照距離準(zhǔn)備多個(gè)識(shí)別器，通過(guò)對(duì)它們進(jìn)行切換，由此提高所有距離上的物體檢測(cè)性能。具體地說(shuō)，在附近、使用以檢測(cè)對(duì)象的物體圖案為中心的識(shí)別器來(lái)進(jìn)行物體檢測(cè)，在遠(yuǎn)方、使用包括物體和背景圖案雙方的識(shí)別器來(lái)進(jìn)行物體檢測(cè)。其理由如以下所述。即，在物體圖案不清楚的遠(yuǎn)方，同時(shí)采用背景圖案而增加物體以外的信息量的情況能夠提高檢測(cè)率。此外，在物體圖案清楚的附近，不包括背景圖案的情況能夠減少誤檢測(cè)。此外，在各實(shí)施例的外界識(shí)別裝置中，預(yù)先對(duì)這些特性的不同識(shí)別器進(jìn)行定義，通過(guò)根據(jù)附近、遠(yuǎn)方來(lái)適當(dāng)?shù)厍袚Q識(shí)別器，能夠與距離無(wú)關(guān)地良好地進(jìn)行物體檢測(cè)。圖1B是表示各實(shí)施例的外界識(shí)別裝置的基本構(gòu)成的一個(gè)例子的圖。該圖所示的外界識(shí)別裝置100包括在圖像中設(shè)定處理區(qū)域的處理區(qū)域設(shè)定部101、第一物體檢測(cè)部102、第二物體檢測(cè)部105以及碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間計(jì)算部108。并且，第一物體檢測(cè)部102包括第一識(shí)別器103和物體檢測(cè)部104，第二物體檢測(cè)部105包括第二識(shí)別器106、物體檢測(cè)部104和矩形修正部107。在以下說(shuō)明的各實(shí)施例中，作為物體11、12以先行的四輪車輛為例進(jìn)行說(shuō)明，但不限定于此。例如，對(duì)于二輪車以及歩行者等也能夠通過(guò)同樣的構(gòu)件來(lái)良好地進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)施例1圖2是表示第一實(shí)施例的外界識(shí)別裝置200的一個(gè)例子的框圖。該圖所示的外界識(shí)別裝置200具備處理區(qū)域設(shè)定部201、第一車輛檢測(cè)部202、第二車輛檢測(cè)部205以及碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間計(jì)算部208。然后，第一車輛檢測(cè)部202具備第一識(shí)別器203和車輛檢測(cè)部204，第二車輛檢測(cè)部205具備第二識(shí)別器206、車輛檢測(cè)部204以及矩形修正部207。上述各部分可以由硬件構(gòu)成，也可以由軟件構(gòu)成。此外，也可以是將硬件和軟件組合的模塊。在通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)外界識(shí)別裝置200的情況下，如之后對(duì)車輛系統(tǒng)進(jìn)行例示說(shuō)明的那樣，外界識(shí)別裝置200當(dāng)然能夠包括通常計(jì)算機(jī)的作為處理部的中央處理部(Central ProcessingUnit:CPU)、作為存儲(chǔ)部的存儲(chǔ)器以及輸入輸出部(Input Output Unit:1/0)等。使用圖3，對(duì)本實(shí)施例的外界識(shí)別裝置200的處理區(qū)域設(shè)定部201的處理流程進(jìn)行說(shuō)明。首先，在圖像30中，基于消失點(diǎn)301和攝像機(jī)參數(shù)確定假想平面302?；诖_定的假想平面302，對(duì)表示附近區(qū)域的第一區(qū)域303以及表示遠(yuǎn)方區(qū)域的第二區(qū)域304進(jìn)行設(shè)定。例如，通過(guò)將圖像30中的附近區(qū)域的開始地點(diǎn)假設(shè)為ND[m]地點(diǎn)而取得圖像上的下端位置BI，并對(duì)表示區(qū)域的位置和大小的參數(shù)(XI，Wl，Hl)進(jìn)行規(guī)定，由此設(shè)定第一區(qū)域303。同樣，通過(guò)將遠(yuǎn)方區(qū)域的開始地點(diǎn)假設(shè)為FD[m]地點(diǎn)而取得圖像上的下端位置B2，并對(duì)表示區(qū)域的位置和大小的參數(shù)(X2，W2，H2)進(jìn)行規(guī)定，由此設(shè)定第二區(qū)域304。本實(shí)施例的外界識(shí)別裝置200對(duì)于如此求得的每個(gè)處理區(qū)域，進(jìn)行后述的車輛檢測(cè)。使用圖4A、圖4B，對(duì)本實(shí)施例的圖2的第一車輛檢測(cè)部202的處理流程進(jìn)行說(shuō)明。如圖4A所示那樣，第一車輛檢測(cè)部202改變圖像30內(nèi)的掃描框401的位置和尺寸，并且對(duì)表示附近區(qū)域的第一區(qū)域303內(nèi)進(jìn)行光柵掃描41，而進(jìn)行附近區(qū)域的車輛檢測(cè)。掃描方法并不局限于光柵掃描41，也可以使用螺旋掃描、根據(jù)重要度進(jìn)行插補(bǔ)掃描等、其他掃描方法。圖4B是用于說(shuō)明圖3的第一車輛檢測(cè)部202內(nèi)的第一識(shí)別器203的功能的圖。如圖4B所示那樣，第一識(shí)別器203用于矩形狀的掃描框401所示的圖像部分區(qū)域402，對(duì)掃描目標(biāo)是否為車輛進(jìn)行識(shí)別。第一識(shí)別器203包括捕捉車輛的形狀即車輛的背面圖案的T個(gè)弱識(shí)別器403、總和部404以及符號(hào)函數(shù)405。第一識(shí)別器203的識(shí)別處理如式(I)那樣表示。數(shù)式I
權(quán)利要求
1.一種外界識(shí)別方法，使用對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行解析并檢測(cè)物體的外界識(shí)別裝置進(jìn)行外界識(shí)別，其特征在于，上述外界識(shí)別裝置，在上述圖像內(nèi)設(shè)定用于物體檢測(cè)的第一區(qū)域以及第二區(qū)域，在設(shè)定的上述第二區(qū)域中進(jìn)行物體檢測(cè)時(shí)，使用物體圖案和該物體圖案的背景圖案這兩種圖案進(jìn)行物體檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1記載的外界識(shí)別方法，其特征在于，上述第一區(qū)域是比上述第二區(qū)域近的區(qū)域，上述外界識(shí)別裝置，當(dāng)上述第一區(qū)域中進(jìn)行物體檢測(cè)時(shí)，僅使用物體圖案進(jìn)行物體檢測(cè)。
3.如權(quán)利要求1記載的外界識(shí)別方法，其特征在于，上述外界識(shí)別裝置，將包括在上述第二區(qū)域檢測(cè)到的上述背景圖案的物體矩形，修正為不包括該背景圖案的物體矩形。
4.如權(quán)利要求3記載的外界識(shí)別方法，其特征在于，上述外界識(shí)別裝置，使用在上述第一區(qū)域中檢測(cè)的物體矩形或者上述修正后的物體矩形，計(jì)算表示何時(shí)將與該矩形物體所對(duì)應(yīng)的物體發(fā)生碰撞的預(yù)測(cè)時(shí)間。
5.如權(quán)利要求4記載的外界識(shí)別方法，其特征在于，上述物體為車輛，上述外界識(shí)別裝置，根據(jù)在上述第一區(qū)域中檢測(cè)的物體矩形或者上述修正后的物體矩形，生成上述車輛的車輛寬度，基于上述車輛寬度計(jì)算上述預(yù)測(cè)時(shí)間。
6.一種外界識(shí)別裝置，對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行解析并檢測(cè)物體，其特征在于，具備處理區(qū)域設(shè)定部，在上述圖像內(nèi)設(shè)定用于物體檢測(cè)的第一區(qū)域以及第二區(qū)域；和第一、第二物體檢測(cè)部，在設(shè)定的上述第一區(qū)域以及上述第二區(qū)域中分別進(jìn)行物體檢測(cè)，在上述第一物體檢測(cè)部進(jìn)行物體檢測(cè)時(shí)，僅使用物體圖案，在上述第二物體檢測(cè)部進(jìn)行物體檢測(cè)時(shí)，使用物體圖案以及該物體圖案的背景圖案的這兩種圖案。
7.如權(quán)利要求6記載的外界識(shí)別裝置，其特征在于，上述物體為車輛，上述第一區(qū)域是比上述第二區(qū)域近的區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7記載的外界識(shí)別裝置，其特征在于，上述第一物體檢測(cè)部和上述第二物體檢測(cè)部分別包括第一識(shí)別器和第二識(shí)別器，上述第一識(shí)別器由捕捉上述車輛的背面圖案的多個(gè)弱識(shí)別器構(gòu)成，上述第二識(shí)別器由捕捉上述車輛的背面圖案和背景圖案的多個(gè)弱識(shí)別器構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8記載的外界識(shí)別裝置，其特征在于，上述第二物體檢測(cè)部包括矩形修正部，該矩形修正部將包含有在上述第二區(qū)域中檢測(cè)到的上述背景圖案的物體矩形修正為不包括該背景圖案的物體矩形。
10.如權(quán)利要求9記載的外界識(shí)別裝置，其特征在于，還具備碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間計(jì)算部，該碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間計(jì)算部使用上述第一物體檢測(cè)部檢測(cè)的物體矩形或者由上述矩形修正部進(jìn)行了修正的上述修正后的物體矩形，計(jì)算表示何時(shí)將與該矩形物體所對(duì)應(yīng)的物體發(fā)生碰撞的預(yù)測(cè)時(shí)間。
11.如權(quán)利要求10記載的外界識(shí)別裝置，其特征在于，上述碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間計(jì)算部，使用上述第一物體檢測(cè)部檢測(cè)的物體矩形或者由上述矩形修正部進(jìn)行了修正的上述修正后的物體矩形，生成上述車輛的車輛寬度，并基于上述車輛寬度計(jì)算上述預(yù)測(cè)時(shí)間。
12.—種車輛系統(tǒng)，具備對(duì)本車周邊的拍攝圖像進(jìn)行解析而檢測(cè)車輛的外界識(shí)別裝置，其特征在于，上述外界識(shí)別裝置具備處理部和存儲(chǔ)部，上述存儲(chǔ)部存儲(chǔ)第一識(shí)別器和第二識(shí)別器，上述處理部，在上述圖像內(nèi)設(shè)定用于車輛檢測(cè)的第一區(qū)域以及比上述第一區(qū)域靠遠(yuǎn)方的第二區(qū)域，在上述第一區(qū)域中，使用上述第一識(shí)別器來(lái)捕捉車輛圖案，以進(jìn)行上述車輛的車輛矩形的檢測(cè)，在上述第二區(qū)域中，使用上述第二識(shí)別器來(lái)捕捉車輛圖案和該車輛圖案的背景圖案，以進(jìn)行上述車輛的車輛矩形的檢測(cè)，對(duì)在上述第二區(qū)域中檢測(cè)的上述車輛矩形進(jìn)行修正，基于使用上述第一識(shí)別器檢測(cè)的上述車輛矩形、或者使用上述第二識(shí)別器檢測(cè)且修正的上述車輛矩形，計(jì)算表示何時(shí)將與本車發(fā)生碰撞的碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間。
13.如權(quán)利要求12記載的車輛系統(tǒng)，其特征在于，上述處理部，通過(guò)檢測(cè)上述圖像中的車線，設(shè)定上述第一區(qū)域以及上述第二區(qū)域。
14.如權(quán)利要求12記載的車輛系統(tǒng)，其特征在于，上述處理部，基于橫擺角設(shè)定上述第一區(qū)域以及上述第二區(qū)域。
15.如權(quán)利要求12記載的車輛系統(tǒng)，其特征在于，上述處理部，根據(jù)上述碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間對(duì)本車與上述車輛碰撞的碰撞危險(xiǎn)度進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算的上述碰撞危險(xiǎn)度進(jìn)行用于避免本車的碰撞的控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及外界識(shí)別方法、裝置以及車輛系統(tǒng)。與到物體為止的距離無(wú)關(guān)地良好地進(jìn)行車輛等的物體檢測(cè)。對(duì)本車周邊的拍攝圖像進(jìn)行解析的外界識(shí)別裝置(100)具備處理區(qū)域設(shè)定部(101)，對(duì)表示附近的圖像的第一區(qū)域以及表示遠(yuǎn)方的圖像的第二區(qū)域進(jìn)行設(shè)定；第一物體檢測(cè)部(104)，在設(shè)定的第一區(qū)域中通過(guò)第一識(shí)別器(103)進(jìn)行物體檢測(cè)；第二物體檢測(cè)部(104)，在設(shè)定的第二區(qū)域中通過(guò)第二識(shí)別器(106)還考慮背景圖案而進(jìn)行物體檢測(cè)；矩形修正部(107)，對(duì)檢測(cè)的物體矩形進(jìn)行修正；以及碰撞預(yù)測(cè)時(shí)間計(jì)算部(108)，基于檢測(cè)的物體矩形計(jì)算到碰撞為止的預(yù)測(cè)時(shí)間。
文檔編號(hào)G01C11/00GK102997900SQ20121027889
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者中村克行, 吉永智明, 守永光利, 緒方健人 申請(qǐng)人:歌樂(lè)株式會(huì)社