JP2020161021A - Traffic light detection method and traffic light detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号機検出方法及び信号機検出装置に関する。 The present invention relates to a traffic light detection method and a traffic light detection device.
夜間や信号機の一部遮蔽が起こる状況のため信号機の全体形状が見えない場合でも、信号機を認識する技術として、入力される交流電源の周波数に起因して信号機のランプが輝度変化することに着目し、周波数解析によって信号機のランプと同じ周波数で輝度変化する領域を抽出し、周波数成分を算出する同期画像生成部を用いた信号機検出装置及び信号機検出方法が提案されている(特許文献1参照)。 Focusing on the fact that the brightness of the traffic light lamp changes depending on the frequency of the input AC power supply as a technology for recognizing the traffic light even when the entire shape of the traffic light cannot be seen at night or when the traffic light is partially shielded. Then, a traffic light detection device and a traffic light detection method using a synchronous image generator that extracts a region where the brightness changes at the same frequency as the lamp of the traffic light by frequency analysis and calculates a frequency component have been proposed (see Patent Document 1). ..
しかしながら、特許文献1に記載の技術によれば、信号機のランプと同じ周波数成分を持つ領域を抽出する構成になっているため、高輝度の物体が画素上を移動する場合に、信号機ではない物体を信号機であると誤検知する可能性がある。 However, according to the technique described in Patent Document 1, since a region having the same frequency component as the lamp of a traffic light is extracted, an object that is not a traffic light when a high-brightness object moves on a pixel. May be falsely detected as a traffic light.
例えば、テールランプなどの高輝度の物体が、特定の画素上を通過すると、高輝度の物体の移動に伴って、当該画素の輝度値は徐々に増加していき、輝度値が最大となった後に、当該画素の輝度値は徐々に低下していくため、当該画素における輝度変化に周波数成分が含まれる。このため、高輝度の物体の移動に伴う輝度変化にも信号機のランプと同じ周波数成分が含まれる場合が有り、信号機ではない物体を信号機であると誤検知してしまうおそれがある。 For example, when a high-luminance object such as a tail lamp passes over a specific pixel, the brightness value of the pixel gradually increases as the high-luminance object moves, and after the brightness value reaches the maximum. Since the brightness value of the pixel gradually decreases, the brightness change in the pixel includes a frequency component. Therefore, the change in brightness due to the movement of a high-brightness object may include the same frequency component as the lamp of the traffic light, and there is a possibility that an object that is not a traffic light may be erroneously detected as a traffic light.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、例えば他車両のテールランプといった自車両に対して相対的に移動する高輝度の物体を信号機であるとして誤検知してしまう事態を防ぎ、信号認識性能を向上させることができる信号機検出方法及び信号機検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to erroneously detect a high-intensity object that moves relative to its own vehicle, such as a tail lamp of another vehicle, as a traffic light. It is an object of the present invention to provide a traffic light detection method and a traffic light detection device capable of preventing such a situation and improving signal recognition performance.
上述した問題を解決するために、本発明の一態様に係る信号機検出方法及び信号機検出装置は、車両に搭載される撮像部によって取得した第1画像に基づいて、車両に対して相対的に移動する物体による輝度値の時間変化を抑制した第2画像を作成し、第2画像の画素のうち、輝度値の時間変化に含まれる所定周波数の成分の大きさが所定閾値を超える画素を信号機が写る信号機画素として抽出することで、信号機の検出を行う。 In order to solve the above-mentioned problems, the traffic light detection method and the traffic light detection device according to one aspect of the present invention move relative to the vehicle based on the first image acquired by the imaging unit mounted on the vehicle. A second image is created in which the time change of the brightness value due to the object is suppressed, and among the pixels of the second image, the traffic light selects the pixel in which the magnitude of the component of the predetermined frequency included in the time change of the brightness value exceeds the predetermined threshold value. The traffic light is detected by extracting it as a captured signal pixel.
本発明によれば、自車両が交差点に近接した際に、他車両のテールランプといった自車両に対して相対的に移動する高輝度の物体を信号機であるとして誤検知してしまう事態を防ぎ、信号認識性能を向上させることができる。 According to the present invention, when the own vehicle approaches an intersection, it is possible to prevent a situation in which a high-intensity object that moves relative to the own vehicle, such as the tail lamp of another vehicle, is erroneously detected as a traffic light and a signal. The recognition performance can be improved.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。説明において、同一のものには同一符号を付して重複説明を省略する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are given and duplicate description is omitted.
[信号機検出装置の構成]
図1は、本実施形態に係る信号機検出装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る信号機検出装置は、撮像部20と、コントローラ100とを備える。なお、信号機検出装置は、図示しない車両に搭載される。
[Structure of traffic light detector]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a traffic light detection device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the traffic signal detection device according to the present embodiment includes an
撮像部20は、例えばCCD、CMOS等の固体撮像素子を備えたデジタルカメラであり、画像処理が可能な画像を第1画像として取得する。撮像部20は、画角の広い広角レンズを備えており、カメラの撮像範囲(画角)には、車両の進行方向から車両の左右方向までが含まれ、車両の周囲の路肩なども含まれる。撮像部20は、所定の時間間隔で繰り返し車両の周囲を撮像し、連続する複数の第1画像(フレーム)を取得する。
The
撮像部20による撮像が行われる際のサンプリング周波数(撮像が行われる所定の時間間隔の逆数)は、検出対象となる信号機のランプに供給される交流電源の周波数よりも大きいことが望ましい。より望ましくは、サンプリング周波数は、交流電源の周波数の2倍以上であることが望ましい。
It is desirable that the sampling frequency (the reciprocal of the predetermined time interval at which the imaging is performed) when the
コントローラ100(制御部、処理部の一例)は、CPU(中央処理装置)、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。コントローラ100には、信号機検出装置として機能させるためのコンピュータプログラム(信号機検出装置プログラム)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100は、信号機検出装置が備える複数の情報処理回路(51、53、55、57、61、63)として機能する。
The controller 100 (an example of a control unit and a processing unit) is a general-purpose microcomputer including a CPU (central processing unit), a memory, and an input / output unit. A computer program (traffic light detector program) for functioning as a traffic light detector is installed in the
なお、ここでは、ソフトウェアによって信号機検出装置が備える複数の情報処理回路(51、53、55、57、61、63)を実現する例を示す。ただし、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、情報処理回路(51、53、55、57、61、63)を構成することも可能である。また、複数の情報処理回路(51、53、55、57、61、63)を個別のハードウェアにより構成してもよい。更に、情報処理回路(51、53、55、57、61、63)は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット(ECU)と兼用してもよい。 Here, an example is shown in which a plurality of information processing circuits (51, 53, 55, 57, 61, 63) included in the traffic signal detection device are realized by software. However, it is also possible to configure information processing circuits (51, 53, 55, 57, 61, 63) by preparing dedicated hardware for executing each of the following information processing. Further, a plurality of information processing circuits (51, 53, 55, 57, 61, 63) may be configured by individual hardware. Further, the information processing circuit (51, 53, 55, 57, 61, 63) may also be used as an electronic control unit (ECU) used for other control related to the vehicle.
コントローラ100は、複数の情報処理回路(51、53、55、57、61、63)として、変動抑制部51、領域判定部53、周波数成分算出部55、領域抽出部57、色判定部61、出力部63を備える。更に、図2に示すように、周波数成分算出部55は、乗算部81と、ローパスフィルタ83(LPF)と、基準信号生成部85と、位相判定部87とを備える。
The
領域判定部53は、第1画像を構成する各画素の時系列の輝度値の変化に基づいて、輝度値の時間変化を抑制する対象となる画素(対象画素)を抽出する。例えば、領域判定部53は、時間的に前後するフレーム間で輝度値を比較し、所定時間の間、輝度値が連続して増加、又は、輝度値が連続して減少する画素を、対象画素として抽出する。また、領域判定部53は、パターンマッチングに基づいて、対象画素として抽出するものであってもよい。
The
その他、領域判定部53は、時間的に前後するフレーム間で輝度値を比較し、所定時間の間、輝度値が連続して増加、又は、輝度値が連続して減少する画素であって、かつ、隣接する画素との輝度差が所定値以上である画素を、対象画素として抽出するものであってもよい。
In addition, the
なお、輝度値が連続して増加、又は、輝度値が連続して減少する画素を、対象画素として抽出する際に用いる所定時間は、信号機に供給される交流電源の周波数の逆数以上の値であることが望ましい。 The predetermined time used when extracting a pixel whose brightness value continuously increases or decreases continuously as a target pixel is a value equal to or greater than the reciprocal of the frequency of the AC power supply supplied to the traffic light. It is desirable to have.
変動抑制部51は、第1画像を構成する各画素の時系列の輝度値の変化に基づいて、領域判定部53によって抽出された対象画素を対象として、車両に対して相対的に移動する物体による輝度値の時間変化を抑制する処理を行う。例えば、変動抑制部51は、対象画素に対して、時間的に前後するフレーム間での輝度値の差分をとり、当該差分の絶対値を新しい輝度値として第2画像を作成する。フレーム間の輝度値の差分をとることは、第1画像における輝度値の1階時間微分を行うこと、すなわち、1次微分フィルタによって処理することに相当する。変動抑制部51は、対象画素の輝度値を定数とすることで第2画像を作成するものであってもよい。
The
変動抑制部51は、領域判定部53によって抽出された対象画素を対象として、輝度値の時間変化を抑制する処理を行い、第2画像を作成する。第2画像の対象画素以外の画素の輝度値は、第1画像の画素の輝度値と同じである。変動抑制部51は、撮像部20によって繰り返し取得される第1画像を順次処理することで、第2画像を順次作成する。
The
周波数成分算出部55は、変動抑制部51によって作成された第2画像を構成する各画素の時系列の輝度値の変化に基づいて、輝度値の時間変化に含まれる所定周波数の成分を算出する。
The frequency
算出のため、周波数成分算出部55は、基準信号生成部85によって生成される基準信号を用いる。基準信号は正弦波である。基準信号生成部85は、信号機に供給される交流電源と同じ周波数を持つ通常信号、通常信号に対して所定の遅れ位相を有する遅延信号、通常信号に対して所定の進み位相を有する先進信号、の3種類の基準信号を生成する。
For the calculation, the frequency
乗算部81は、3種類の基準信号のそれぞれに対して時系列の輝度値を乗算し、3種類の基準信号のそれぞれに対応する3種類の検波用信号を算出する。ローパスフィルタ83は、検波用信号から高調波成分を除去して振幅検出用信号を出力する。周波数成分算出部55は、3種類の振幅検出用信号のうち、もっとも振幅が大きくなる振幅検出用信号を出力する。
The
3種類の基準信号を用いる理由は、信号機に実際に供給される交流電源と、基準信号との間の位相差は一般に不明であり、位相差に起因して、振幅検出用信号の振幅が変わりうることに対応するためである。位相判定部87は、3種類の振幅検出用信号のうちもっとも振幅が大きくなる振幅検出用信号の位相に同期して基準信号生成部85が通常信号を生成するよう、基準信号生成部85を制御する。
The reason for using the three types of reference signals is that the phase difference between the AC power supply actually supplied to the traffic light and the reference signal is generally unknown, and the amplitude of the amplitude detection signal changes due to the phase difference. This is to deal with the situation. The
上記の他、周波数成分算出部55は、有限時間長さのフレームのデータに基づいて、離散時間フーリエ変換を行うことで所定の周波数成分を算出するものであってもよい。この場合、基準信号は不要である。
In addition to the above, the frequency
領域抽出部57は、周波数成分算出部55の出力に基づいて、所定周波数の成分の大きさ(振幅)が所定閾値を超える画素を、信号機が写る信号機画素として抽出する。その他、領域抽出部57は、信号機画素を抽出し、隣接する信号機画素をグループ化するものであってもよい。グループ化して得られた画素の集合が所定の画素数以下であるものを孤立点領域として抽出するものであってもよい。また、孤立点領域を信号機候補領域として判定するものであってもよい。
Based on the output of the frequency
色判定部61は、信号機画素に対応する第1画像上の画素の色情報(例えば、RGB値)を参照して、信号機の信号色を判定する。
The
出力部63は、色判定部61によって判定された信号機の信号色を運転者に報知する。例えば、出力部63は、図示しない画像表示部を介して視覚情報として信号機の信号色を運転者に報知するものであってもよい。また、出力部63は、図示しないスピーカーによって、聴覚情報として信号機の信号色を運転者に報知するものであってもよい。
The
[信号機検出装置の処理手順]
次に、本実施形態に係る信号機検出装置による信号機検出の処理手順を、図3のフローチャートを参照して説明する。図3に示す信号機検出の処理は、車両のイグニッションがオンされると開始し、イグニッションがオンとなっている間、繰り返し実行される。
[Traffic light detector processing procedure]
Next, the processing procedure of the traffic light detection by the traffic light detection device according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The traffic light detection process shown in FIG. 3 starts when the ignition of the vehicle is turned on, and is repeatedly executed while the ignition is turned on.
ステップS101において、撮像部20は繰り返し車両の周囲を撮像して、連続する複数の第1画像(フレーム)を取得する。取得した第1画像は、図示しないメモリ等に記録される。撮像部20は、信号機のランプに供給される交流電源の周波数の1周期の間に、複数回の撮像を行う。
In step S101, the
ステップS103において、領域判定部53は、記録された複数枚の第1画像を参照して、画素毎に時間的に前後するフレーム間で輝度値の変化を算出する。そして、ステップS105において、輝度値の変化を算出した画素において、所定時間の間、輝度値が連続して増加、又は、輝度値が連続して減少する場合(ステップS105でYESの場合)には、領域判定部53は、当該画素を対象画素として抽出し、ステップS107において、抽出された対象画素に対して、輝度値の時間変化を抑制する処理を行う。ステップS105でNOの場合には、輝度値の時間変化を抑制する処理を行わない。第1画像を構成する画素が対象画素として抽出されたか否かの情報は、図示しないメモリ等に記録される。
In step S103, the
ステップS109において、周波数成分算出部55に含まれる基準信号生成部85は、信号機に供給される交流電源と同じ周波数を持つ通常信号、通常信号に対して所定の遅れ位相を有する遅延信号、通常信号に対して所定の進み位相を有する先進信号、の3種類の基準信号を生成する。
In step S109, the reference
ステップS111において、乗算部81は、ステップS109で算出された3種類の基準信号のそれぞれに対して時系列の輝度値を乗算し、3種類の基準信号のそれぞれに対応する3種類の検波用信号を算出する。そして、ローパスフィルタ83は、検波用信号から高調波成分を除去して振幅検出用信号を出力する。
In step S111, the
ステップS113において、周波数成分算出部55は、ステップS111で算出された3種類の振幅検出用信号のうち、もっとも振幅が大きくなる振幅検出用信号を検出する。周波数成分算出部55は、検出した振幅検出用信号を出力する。
In step S113, the frequency
ステップS115において、領域抽出部57は、周波数成分算出部55の出力に基づいて、所定周波数の成分の大きさが所定閾値を超える画素を、信号機が写る信号機画素として抽出する。領域抽出部57は、信号機画素を抽出し、隣接する信号機画素をグループ化し、グループ化して得られた画素の集合が所定の画素数以下であるものを孤立点領域として抽出する。
In step S115, the
ステップS117において、領域抽出部57は、第1画像に基づいて画像二値化を行う。具体的には、第1画像において、所定の輝度値以上を示す画素を高輝度画素として抽出する。ステップS119において、領域抽出部57は、高輝度画素として抽出された画素であって、孤立点領域に含まれる画素を、信号機が写る信号機画素として抽出する。これにより、孤立点領域を信号機候補領域として判定することができる。
In step S117, the
ステップS121において、領域抽出部57は、信号機候補領域として判定された孤立点領域の追跡処理を行う。追跡処理には種々の方法があり、例えば、正規化相関法に基づいて追跡処理を行う。
In step S121, the
ステップS123において、領域抽出部57は、各信号機候補領域について、ステップS121での追跡回数が所定閾値以上であるか否かを判定し、追跡回数が所定閾値以上である場合(ステップS123でYESの場合)には、ステップS131において、当該信号機候補領域についての色判定を行う。ステップS123でNOの場合には、色判定を行わない。
In step S123, the
ステップS131において、色判定部61は、信号機画素に対応する第1画像上の画素の色情報を参照して、信号機の信号色を判定する。より具体的には、ステップS123において追跡回数が所定閾値以上であると判定された信号機候補領域について、信号機の信号色を判定する。例えば、画素の色情報としてRGB値を参照して色相を判定し、「赤色」又は「青色」(「緑色」)と判定した場合は信号であるとし、またその色を信号色として記録する。
In step S131, the
ステップS133において、出力部63は、色判定部61によって判定された信号機の信号色を運転者に報知する。例えば、出力部63は、図示しない画像表示部を介して視覚情報として信号機の信号色を運転者に報知する。又は、出力部63は、図示しないスピーカーによって、聴覚情報として信号機の信号色を運転者に報知する。
In step S133, the
[実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る信号機検出方法及び信号機検出装置は、車両に搭載される撮像部によって取得した第1画像に基づいて、車両に対して相対的に移動する物体による輝度値の時間変化を抑制した第2画像を作成し、第2画像の画素ごとに輝度値の時間変化に含まれる所定周波数の成分を算出し、成分の大きさ(振幅)が所定閾値を超える画素を、信号機が写る信号機画素として抽出する。
[Effect of Embodiment]
As described in detail above, the signal detection method and the signal detection device according to the present embodiment are based on an object that moves relative to the vehicle based on the first image acquired by the imaging unit mounted on the vehicle. A second image in which the time change of the brightness value is suppressed is created, a component of a predetermined frequency included in the time change of the brightness value is calculated for each pixel of the second image, and the magnitude (amplitude) of the component exceeds a predetermined threshold. Pixels are extracted as signal pixel in which the signal appears.
これにより、移動する高輝度の物体が写りこむ画素において生じうる、信号機のランプの輝度値の時間変化と同じ周波数成分が第2画像からは観測されにくくなる。したがって、移動する高輝度の物体が写りこむ画素を、信号機の存在する領域であると誤検出する可能性を低減できる。その結果、信号機のランプ部分のみを精度よく検出できる。また、その検出された部分をグループ化して抽出することが可能となり、信号機の検出、及び、信号機の点灯状態の認識の精度を向上させることができる。 As a result, it becomes difficult to observe from the second image the same frequency component as the time change of the brightness value of the lamp of the traffic light, which may occur in the pixel in which the moving high-intensity object is reflected. Therefore, it is possible to reduce the possibility of erroneously detecting a pixel in which a moving high-intensity object is reflected as an area where a traffic light exists. As a result, only the lamp portion of the traffic light can be detected with high accuracy. In addition, the detected portions can be grouped and extracted, and the accuracy of detecting the traffic light and recognizing the lighting state of the traffic light can be improved.
また、本実施形態に係る信号機検出方法及び信号機検出装置において、第1画像の画素ごとに、第1画像の画素の輝度値の1階時間微分を新しい輝度値とすることで、第2画像を作成するものであってもよい。これにより、信号機のランプの輝度値の時間変化と同じ周波数成分が第2画像からは観測されにくくなり、信号機の存在する領域であると誤検出される可能性を低減できる。 Further, in the traffic light detection method and the traffic light detection device according to the present embodiment, the second image is obtained by setting the first-order time derivative of the brightness value of the pixel of the first image as a new brightness value for each pixel of the first image. It may be the one to be created. As a result, it becomes difficult to observe the same frequency component as the time change of the brightness value of the lamp of the traffic light from the second image, and the possibility of erroneous detection in the region where the traffic light exists can be reduced.
輝度値の1階時間微分によって、移動する高輝度の物体が写りこむ画素において生じうる周波数成分が観測されにくくなる理由について、図4及び図5を用いて説明する。 The reason why the frequency component that can be generated in the pixel in which the moving high-luminance object is reflected becomes difficult to be observed due to the first-order time derivative of the brightness value will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
図4は、信号機のランプの輝度値の時間変化の様子を示す図である。図4に示すように、一般に、信号機のランプは、信号機のランプに供給される交流電源の電圧変化に依存して、曲線F1、曲線F2のように変化している。図4において、曲線F1は、LEDのような応答性の高いランプでの輝度値の時間変化を示し、曲線F2は、白熱灯のような応答性の低いランプでの輝度値の時間変化を示している。曲線F1、曲線F2の1階時間微分も図4と同様の変化を示すため、1階時間微分によって、信号機のランプの輝度値の時間変化が抑制されることはない。 FIG. 4 is a diagram showing a state of time change of the brightness value of the lamp of the traffic light. As shown in FIG. 4, in general, the lamp of the traffic light changes as shown by the curve F1 and the curve F2 depending on the voltage change of the AC power supply supplied to the lamp of the traffic light. In FIG. 4, the curve F1 shows the time change of the brightness value in a highly responsive lamp such as an LED, and the curve F2 shows the time change of the brightness value in a low responsive lamp such as an incandescent lamp. ing. Since the first-order time derivative of the curves F1 and F2 also shows the same change as in FIG. 4, the first-order time derivative does not suppress the time change of the brightness value of the lamp of the traffic light.
一方、図5は、高輝度の物体が通過する画素での輝度値の変化の様子を示す図である。図5では、高輝度物体BRが、ある画素に写り込む領域R1を通過する場合が示されており、時刻t1において高輝度物体BRが当該画素に写り始める状態(状態A)、時刻t2において高輝度物体BRが当該画素に完全に写り込む状態(状態B)、時刻t3において高輝度物体BRが当該画素に写り込む状態が終了する状態(状態C)がそれぞれ示されている。高輝度物体の移動による輝度値の時間変化は、図4のように定常的に継続するものではなく、高輝度物体が画素から画素に移動するタイミング(時刻t1から時刻t2までの間、又は、時刻t2から時刻t3までの間)で生じるのみで、継続するものではない。したがって、1階時間微分によって、移動する高輝度の物体が写りこむ画素において生じうる周波数成分が抑制されることになる。 On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing how the luminance value changes in the pixels through which a high-luminance object passes. FIG. 5 shows a case where the high-luminance object BR passes through the region R1 reflected in a certain pixel, and the high-luminance object BR starts to be reflected in the pixel at time t1 (state A), and is high at time t2. A state in which the luminance object BR is completely reflected in the pixel (state B) and a state in which the state in which the luminance object BR is reflected in the pixel at time t3 ends (state C) are shown. The temporal change of the luminance value due to the movement of the high-luminance object does not continue steadily as shown in FIG. It only occurs between time t2 and time t3) and does not continue. Therefore, the first-order time derivative suppresses the frequency component that can occur in the pixel in which the moving high-intensity object is reflected.
さらに、本実施形態に係る信号機検出方法及び信号機検出装置において、所定時間の間、輝度値が連続して増加、又は、輝度値が連続して減少する画素を、対象画素として抽出し、対象画素での輝度値の時間変化を抑制して第2画像を作成するものであってもよい。 Further, in the signal detection method and the signal detection device according to the present embodiment, pixels whose brightness value continuously increases or decreases continuously for a predetermined time are extracted as target pixels and are targeted pixels. The second image may be created by suppressing the time change of the brightness value in.
図5に示すように、輝度値が連続して増加、又は、輝度値が連続して減少する画素を対象画素として抽出することができるため、高輝度の物体が通過する画素をより正確に捉えて、当該画素での輝度値の時間変化の抑制を行うことができる。その結果、信号機のランプの輝度値の時間変化と同じ周波数成分が第2画像からは観測されにくくなり、信号機の存在する領域であると誤検出される可能性を低減できる。 As shown in FIG. 5, since pixels in which the luminance value continuously increases or decreases continuously can be extracted as target pixels, the pixels through which a high-luminance object passes can be captured more accurately. Therefore, it is possible to suppress the time change of the luminance value in the pixel. As a result, it becomes difficult to observe the same frequency component as the time change of the brightness value of the lamp of the traffic light from the second image, and the possibility of erroneous detection in the region where the traffic light exists can be reduced.
また、本実施形態に係る信号機検出方法及び信号機検出装置において、所定時間の間、輝度値が連続して増加、又は、輝度値が連続して減少する画素であって、隣接する画素との輝度差が所定値以上である画素を、対象画素として抽出し、対象画素での輝度値の時間変化を抑制して第2画像を作成するものであってもよい。 Further, in the signal detection method and the signal detection device according to the present embodiment, a pixel whose brightness value continuously increases or decreases continuously for a predetermined time, and whose brightness is that of an adjacent pixel. Pixels whose difference is equal to or greater than a predetermined value may be extracted as target pixels, and a second image may be created by suppressing the time change of the brightness value in the target pixels.
隣接する画素との輝度差が所定値以上である画素を対象画素として抽出するため、高輝度の物体が写り込む画素の周囲に存在し得るエッジの情報を用いて、対象画素を抽出することになる。したがって、高輝度の物体が通過する画素をより正確に捉えて、当該画素での輝度値の時間変化の抑制を行うことができる。その結果、信号機のランプの輝度値の時間変化と同じ周波数成分が第2画像からは観測されにくくなり、信号機の存在する領域であると誤検出される可能性を低減できる。 Since pixels whose brightness difference from adjacent pixels is equal to or greater than a predetermined value are extracted as target pixels, the target pixels are extracted using the edge information that can exist around the pixels in which a high-brightness object is reflected. Become. Therefore, it is possible to more accurately capture the pixel through which a high-luminance object passes and suppress the time change of the brightness value in the pixel. As a result, it becomes difficult to observe the same frequency component as the time change of the brightness value of the lamp of the traffic light from the second image, and the possibility of erroneous detection in the region where the traffic light exists can be reduced.
さらに、本実施形態に係る信号機検出方法及び信号機検出装置において、対象画素として抽出された画素の新しい輝度値を定数とすることで第2画像を作成するものであってもよい。高輝度の物体が通過する画素をより正確に捉えて、当該画素での輝度値の時間変化を除去することができる。 Further, in the traffic light detection method and the traffic light detection device according to the present embodiment, the second image may be created by setting a new luminance value of the pixel extracted as the target pixel as a constant. It is possible to more accurately capture the pixel through which a high-luminance object passes and remove the time change of the brightness value in the pixel.
また、本実施形態に係る信号機検出方法及び信号機検出装置において、所定時間は、所定周波数の逆数以上の長さであるものであってもよい。信号機のランプに生じる輝度値の時間変化の1周期分の時間長さよりも長い時間をかけて、輝度値が連続して増加、又は、輝度値が連続して減少する画素を対象画素として抽出することができるため、高輝度の物体が通過する画素をより正確に捉えて、当該画素での輝度値の時間変化の抑制を行うことができる。その結果、信号機のランプの輝度値の時間変化と同じ周波数成分が第2画像からは観測されにくくなり、信号機の存在する領域であると誤検出される可能性を低減できる。 Further, in the traffic light detection method and the traffic light detection device according to the present embodiment, the predetermined time may be a length equal to or greater than the reciprocal of the predetermined frequency. Pixels whose brightness value continuously increases or decreases continuously over a period longer than the time length of one cycle of the time change of the brightness value generated in the lamp of the traffic light are extracted as target pixels. Therefore, it is possible to more accurately capture the pixel through which the high-luminance object passes and suppress the time change of the brightness value in the pixel. As a result, it becomes difficult to observe the same frequency component as the time change of the brightness value of the lamp of the traffic light from the second image, and the possibility of erroneous detection in the region where the traffic light exists can be reduced.
さらに、本実施形態に係る信号機検出方法及び信号機検出装置において、所定周波数は、信号機に供給される交流電源の周波数の2倍の周波数であるものであってもよい。信号機のランプに生じる輝度値の時間変化の周波数は、交流電源の周波数の2倍の周波数となることが多いため、より正確に、信号機のランプに生じる輝度値の時間変化をとらえることができる。 Further, in the traffic light detection method and the traffic light detection device according to the present embodiment, the predetermined frequency may be twice the frequency of the AC power supply supplied to the traffic light. Since the frequency of the time change of the brightness value that occurs in the lamp of the traffic light is often twice the frequency of the AC power supply, it is possible to more accurately capture the time change of the brightness value that occurs in the lamp of the traffic light.
また、本実施形態に係る信号機検出方法及び信号機検出装置において、信号機画素の色情報に基づいて信号機の信号色を判定し、信号色を車両の運転者に報知するものであってもよい。運転者が信号機を認識しづらい環境であっても、信号機のランプに生じる輝度値の時間変化に基づいて検出した信号機の信号色を運転者に通知でき、その結果、運転者が早期に信号機の点灯状態を認識することができる。 Further, in the traffic light detection method and the traffic light detection device according to the present embodiment, the signal color of the traffic light may be determined based on the color information of the traffic light pixel, and the signal color may be notified to the driver of the vehicle. Even in an environment where it is difficult for the driver to recognize the traffic light, the signal color of the traffic light detected based on the time change of the brightness value generated in the lamp of the traffic light can be notified to the driver, and as a result, the driver can promptly notify the driver of the traffic light. The lighting state can be recognized.
上述の実施形態で示した各機能は、1又は複数の処理回路によって実装されうる。処理回路には、プログラムされたプロセッサや、電気回路などが含まれ、さらには、特定用途向けの集積回路(ASIC)のような装置や、記載された機能を実行するよう配置された回路構成要素なども含まれる。 Each function shown in the above-described embodiment can be implemented by one or more processing circuits. Processing circuits include programmed processors, electrical circuits, etc., as well as devices such as application specific integrated circuits (ASICs) and circuit components arranged to perform the described functions. Etc. are also included.
以上、実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。この開示の一部をなす論述および図面は本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形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。 Although the contents of the present invention have been described above with reference to the embodiments, it is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to these descriptions and various modifications and improvements can be made. The discourses and drawings that form part of this disclosure should not be understood as limiting the invention. Various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art from this disclosure.
本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 It goes without saying that the present invention includes various embodiments not described here. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the matters specifying the invention relating to the reasonable claims from the above description.
20 撮像部
51 変動抑制部
53 領域判定部
55 周波数成分算出部
57 領域抽出部
61 色判定部
63 出力部
81 乗算部
83 ローパスフィルタ(LPF)
85 基準信号生成部
87 位相判定部
100 コントローラ
20
85
Claims (9)
前記第1画像に基づいて、前記車両に対して相対的に移動する物体による輝度値の時間変化を抑制した第2画像を作成し、
前記第2画像の画素ごとに輝度値の時間変化に含まれる所定周波数の成分を算出し、
前記成分の大きさが所定閾値を超える画素を、前記信号機が写る信号機画素として抽出すること
を特徴とする信号機検出方法。 It is a traffic light detection method that detects a traffic light based on a first image acquired by an imaging unit mounted on a vehicle.
Based on the first image, a second image in which the time change of the brightness value due to the object moving relative to the vehicle is suppressed is created.
A component of a predetermined frequency included in the time change of the luminance value is calculated for each pixel of the second image.
A traffic light detection method, characterized in that pixels in which the size of the component exceeds a predetermined threshold value are extracted as traffic light pixels in which the traffic light is captured.
前記第1画像の画素ごとに、前記第1画像の画素の輝度値の1階時間微分を新しい輝度値とすることで、前記第2画像を作成すること
を特徴とする信号機検出方法。 The traffic light detection method according to claim 1.
A traffic light detection method, characterized in that the second image is created by setting the first-order time derivative of the brightness value of the pixel of the first image as a new brightness value for each pixel of the first image.
所定時間の間、輝度値が連続して増加、又は、輝度値が連続して減少する画素を、対象画素として抽出し、
前記対象画素での輝度値の時間変化を抑制して前記第2画像を作成すること
を特徴とする信号機検出方法。 The traffic light detection method according to claim 1.
Pixels whose luminance value continuously increases or whose luminance value continuously decreases for a predetermined time are extracted as target pixels.
A traffic light detection method characterized in that the second image is created by suppressing a time change of a luminance value in the target pixel.
所定時間の間、輝度値が連続して増加、又は、輝度値が連続して減少する画素であって、隣接する画素との輝度差が所定値以上である画素を、対象画素として抽出し、
前記対象画素での輝度値の時間変化を抑制して前記第2画像を作成すること
を特徴とする信号機検出方法。 The traffic light detection method according to claim 1.
Pixels whose luminance value continuously increases or decreases continuously for a predetermined time and whose luminance difference from adjacent pixels is equal to or greater than a predetermined value are extracted as target pixels.
A traffic light detection method characterized in that the second image is created by suppressing a time change of a luminance value in the target pixel.
前記対象画素として抽出された画素の新しい輝度値を定数とすることで前記第2画像を作成すること
を特徴とする信号機検出方法。 The traffic light detection method according to claim 3 or 4.
A traffic light detection method characterized in that the second image is created by setting a new luminance value of a pixel extracted as a target pixel as a constant.
前記所定時間は、前記所定周波数の逆数以上の長さであること
を特徴とする信号機検出方法。 The traffic light detection method according to any one of claims 3 to 5.
A traffic signal detection method, wherein the predetermined time is a length equal to or greater than the reciprocal of the predetermined frequency.
前記所定周波数は、前記信号機に供給される交流電源の周波数の2倍の周波数であること
を特徴とする信号機検出方法。 The traffic light detection method according to any one of claims 1 to 6.
A traffic light detection method, wherein the predetermined frequency is twice the frequency of an AC power supply supplied to the traffic light.
前記信号機画素の色情報に基づいて前記信号機の信号色を判定し、
前記信号色を前記車両の運転者に報知すること
を特徴とする信号機検出方法。 The traffic light detection method according to any one of claims 1 to 7.
The signal color of the traffic light is determined based on the color information of the traffic light pixel,
A traffic light detection method comprising notifying the driver of the vehicle of the signal color.
前記撮像部によって取得した第1画像を処理するコントローラと、
を備える信号機検出装置であって、
前記コントローラは、
前記第1画像に基づいて、前記車両に対して相対的に移動する物体による輝度値の時間変化を抑制した第2画像を作成し、
前記第2画像の画素ごとに輝度値の時間変化に含まれる所定周波数の成分を算出し、
前記成分の大きさが所定閾値を超える画素を、信号機が写る信号機画素として抽出すること
を特徴とする信号機検出装置。 The image pickup unit mounted on the vehicle and
A controller that processes the first image acquired by the imaging unit, and
It is a traffic light detector equipped with
The controller
Based on the first image, a second image in which the time change of the brightness value due to the object moving relative to the vehicle is suppressed is created.
For each pixel of the second image, a component of a predetermined frequency included in the time change of the brightness value is calculated.
A traffic light detection device characterized in that pixels in which the size of the component exceeds a predetermined threshold value are extracted as traffic light pixels in which a traffic light is captured.
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WO2012137332A1 (en) * | 2011-04-07 | 2012-10-11 | パイオニア株式会社 | System for detecting surrounding conditions of moving body |
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