专利名称：外界识别方法、装置以及车辆系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用图像传感器来识别外界的技术，特别是涉及与到物体的距离无关地检测物体的技术。
背景技术：
为了减少交通事故导致的死伤者数，正在进行未然地防止事故的预防安全系统的开发。预防安全系统是在产生事故的可能性较高的状况下工作的系统，例如如下的防撞安全系统等被实用化在产生了与本车前方的先行车碰撞的可能性时，通过警报督促驾驶员注意，在成为不能够避免碰撞的状况时，通过自动制动器减少成员的被害。作为检测本车前方的先行车的方法，已知如下方法通过车载摄像机拍摄本车前方，从所拍摄的图像中识别车辆的形状图案即车辆图案。例如在专利文献I中，公开了通过捕捉车辆两端的边缘来检测车辆的方法。然而，车辆的形状根据距离而不同，因此与远方附近无关地使用相同处理时不能够实现较高的检测精度。例如，在远方分辨率降低，因此不能够捕捉识别力较高的特征，检测精度降低。对于这种课题，提出根据距离、接近状态而改变处理内容的方式(参照专利文献2、3)。专利文献1:日本特开2005-156199号公报专利文献2 日本特开2007-072665号公报专利文献3 日本特开平10-143799号公报根据专利文献2，通过背景差分法等对成为行驶障碍的物体候补进行检测，使用相对于检测的物体候补按照距离不同定义的模板，能够对该物体是什么进行辨别。然而，存在在第一物体候补检测中遗漏的情况下，能够辨别物体这样的课题。根据专利文献3，根据通过音响摄像机检测的车辆的相对速度，切换车辆追踪用的模板，由此能够提高追踪性能。然而，存在对于初期检测不能够使性能提高这样的课题。

发明内容
本发明是鉴于上述课题而进行的，其目的在于提供与距离无关而良好地进行物体检测的外界识别方法、装置以及使用该装置的车辆系统。为了实现上述目的，在本发明中提供一种外界识别方法，使用对拍摄的图像进行解析并检测物体的外界识别装置进行外界识别，其中，外界识别装置在图像内设定用于物体检测的第一区域以及第二区域，在设定的第二区域中进行物体检测时，使用物体图案和该物体图案的背景图案这两种图案进行物体检测。此外，为了实现上述目的，在本发明中提供一种外界识别装置，对拍摄的图像进行解析并检测物体，其中，具备处理区域设定部，在图像内设定用于物体检测的第一区域以及第二区域；以及第一、第二物体检测部，在设定的第一区域以及第二区域中分别进行物体检测；当第一物体检测部进行物体检测时，仅使用物体图案，当第二物体检测部进行物体检测时，使用物体图案以及该物体图案的背景图案这两种图案。
并且，为了实现上述目的，在本发明中提供一种车辆系统，具备对本车周边的拍摄图像进行解析而检测车辆的外界识别装置，在该车辆系统中，外界识别装置具备处理部和存储部，存储部存储第一识别器和第二识别器，处理部在图像内设定用于车辆检测的第一区域以及比第一区域更靠远方的第二区域，在第一区域中使用第一识别器来捕捉车辆图案而进行车辆的车辆矩形的检测，在第二区域中使用第二识别器来捕捉车辆图案和该车辆图案的背景图案而进行车辆的车辆矩形的检测，对在第二区域中检测到的车辆矩形进行修正，基于使用第一识别器检测的车辆矩形、或使用第二识别器检测且修正的车辆矩形，计算表不何时将与本车发生碰撞的碰撞预测时间。发明的效果
根据本发明，能够与到物体的距离无关，而良好地进行物体检测。


图1A是用于说明各实施例的物体检测的图。
图1B是用于说明各实施例的外界识别装置的框图。
图2是第一实施例的外界识别装置的构成例的框图。
图3是第一实施例的处理区域设定部的说明图。
图4A是第一实施例的第一车辆检测部的说明图。
图4B是第一实施例的第一识别器的说明图。
图5A是第一实施例的第二车辆检测部的说明图。
图5B是第一实施例的第二识别器的说明图。
图5C是第一实施例的矩形修正部的说明图。
图6是表示第一实施例的外界识别装置的处理流程图的图。
图7是第二实施例的外界识别装置的框图。
图8A是第二实施例的处理区域设定部的说明图。
图8B是第二实施例的处理区域设定部的说明图。
图9是第二实施例的处理区域设定部的他的说明图。
图10是第三实施例的车辆系统的框图。
符号的说明
8、9处理区域
10车辆前方图像
11、12物体
13、15背面图案
14背景图案
30图像
100、200、700、1003外界识别装置
101,201,702处理区域设定部
102第一物体检测部
104物体检测部
105第二物体检测部
202第一车辆检测部103,203 第一识别器204车辆检测部205第二车辆检测部106,206 第二识别器107、207矩形修正部
108,208碰撞预测时间计算部301消失点302假想平面303 第一区域304 第二区域701车线检测部801,802 车线901预测进路1000摄像机
1001扬声器
1002行驶控制装置
1004I/o
1005存储器
1006CPU
1007碰撞危险度判断部。
具体实施例方式以下，根据附图对本发明的实施例进行说明。在以下的说明中，作为成为检测对象的物体，例示车辆、特别是本车前方的先行车的车辆进行说明，但不限定于此，也可以是歩行者等。使用图1A、图1B，对具备本发明实施例的物体检测构件的外界识别装置进行说明。图1A是由车载摄像机拍摄的车辆前方图像10的例子。该车辆前方图像10中的序号8、9是进行物体检测的图像处理的处理区域，由二维图像图案构成。在图1A的车辆前方图像10的处理区域8、9中，成为检测对象的物体11、12为车辆，检测对象的物体图案成为表示车辆的背面形状的车辆图案，即车辆的背面图案13、15。如图所示那样，在车辆前方图像10中，附近的物体11的背面图案15清楚，远方的物体12的背面图案13不清楚。在物体的背面图案不清楚的情况下，难以提取识别力较高的特征，物体检测的性能变低。另外，在图1A中，处理区域9的序号14表示远方的物体12的背景图案。在本说明书中，所谓背景图案，意味着在用于物体检测的处理区域中，成为检测对象的物体图案即背面图案13以外的图案。因此，所谓背面图案14表示处理区域9中的物体12的背面图案13以外的图像图案。因此，在各实施例的外界识别装置中，按照距离准备多个识别器，通过对它们进行切换，由此提高所有距离上的物体检测性能。具体地说，在附近、使用以检测对象的物体图案为中心的识别器来进行物体检测，在远方、使用包括物体和背景图案双方的识别器来进行物体检测。其理由如以下所述。即，在物体图案不清楚的远方，同时采用背景图案而增加物体以外的信息量的情况能够提高检测率。此外，在物体图案清楚的附近，不包括背景图案的情况能够减少误检测。此外，在各实施例的外界识别装置中，预先对这些特性的不同识别器进行定义，通过根据附近、远方来适当地切换识别器，能够与距离无关地良好地进行物体检测。图1B是表示各实施例的外界识别装置的基本构成的一个例子的图。该图所示的外界识别装置100包括在图像中设定处理区域的处理区域设定部101、第一物体检测部102、第二物体检测部105以及碰撞预测时间计算部108。并且，第一物体检测部102包括第一识别器103和物体检测部104，第二物体检测部105包括第二识别器106、物体检测部104和矩形修正部107。在以下说明的各实施例中，作为物体11、12以先行的四轮车辆为例进行说明，但不限定于此。例如，对于二轮车以及歩行者等也能够通过同样的构件来良好地进行检测。实施例1图2是表示第一实施例的外界识别装置200的一个例子的框图。该图所示的外界识别装置200具备处理区域设定部201、第一车辆检测部202、第二车辆检测部205以及碰撞预测时间计算部208。然后，第一车辆检测部202具备第一识别器203和车辆检测部204，第二车辆检测部205具备第二识别器206、车辆检测部204以及矩形修正部207。上述各部分可以由硬件构成，也可以由软件构成。此外，也可以是将硬件和软件组合的模块。在通过软件实现外界识别装置200的情况下，如之后对车辆系统进行例示说明的那样，外界识别装置200当然能够包括通常计算机的作为处理部的中央处理部(Central ProcessingUnit:CPU)、作为存储部的存储器以及输入输出部(Input Output Unit:1/0)等。使用图3，对本实施例的外界识别装置200的处理区域设定部201的处理流程进行说明。首先，在图像30中，基于消失点301和摄像机参数确定假想平面302。基于确定的假想平面302，对表示附近区域的第一区域303以及表示远方区域的第二区域304进行设定。例如，通过将图像30中的附近区域的开始地点假设为ND[m]地点而取得图像上的下端位置BI，并对表示区域的位置和大小的参数(XI，Wl，Hl)进行规定，由此设定第一区域303。同样，通过将远方区域的开始地点假设为FD[m]地点而取得图像上的下端位置B2，并对表示区域的位置和大小的参数(X2，W2，H2)进行规定，由此设定第二区域304。本实施例的外界识别装置200对于如此求得的每个处理区域，进行后述的车辆检测。使用图4A、图4B，对本实施例的图2的第一车辆检测部202的处理流程进行说明。如图4A所示那样，第一车辆检测部202改变图像30内的扫描框401的位置和尺寸，并且对表示附近区域的第一区域303内进行光栅扫描41，而进行附近区域的车辆检测。扫描方法并不局限于光栅扫描41，也可以使用螺旋扫描、根据重要度进行插补扫描等、其他扫描方法。图4B是用于说明图3的第一车辆检测部202内的第一识别器203的功能的图。如图4B所示那样，第一识别器203用于矩形状的扫描框401所示的图像部分区域402，对扫描目标是否为车辆进行识别。第一识别器203包括捕捉车辆的形状即车辆的背面图案的T个弱识别器403、总和部404以及符号函数405。第一识别器203的识别处理如式(I)那样表示。数式I
权利要求
1.一种外界识别方法，使用对拍摄的图像进行解析并检测物体的外界识别装置进行外界识别，其特征在于，上述外界识别装置，在上述图像内设定用于物体检测的第一区域以及第二区域，在设定的上述第二区域中进行物体检测时，使用物体图案和该物体图案的背景图案这两种图案进行物体检测。
2.如权利要求1记载的外界识别方法，其特征在于，上述第一区域是比上述第二区域近的区域，上述外界识别装置，当上述第一区域中进行物体检测时，仅使用物体图案进行物体检测。
3.如权利要求1记载的外界识别方法，其特征在于，上述外界识别装置，将包括在上述第二区域检测到的上述背景图案的物体矩形，修正为不包括该背景图案的物体矩形。
4.如权利要求3记载的外界识别方法，其特征在于，上述外界识别装置，使用在上述第一区域中检测的物体矩形或者上述修正后的物体矩形，计算表示何时将与该矩形物体所对应的物体发生碰撞的预测时间。
5.如权利要求4记载的外界识别方法，其特征在于，上述物体为车辆，上述外界识别装置，根据在上述第一区域中检测的物体矩形或者上述修正后的物体矩形，生成上述车辆的车辆宽度，基于上述车辆宽度计算上述预测时间。
6.一种外界识别装置，对拍摄的图像进行解析并检测物体，其特征在于，具备处理区域设定部，在上述图像内设定用于物体检测的第一区域以及第二区域；和第一、第二物体检测部，在设定的上述第一区域以及上述第二区域中分别进行物体检测，在上述第一物体检测部进行物体检测时，仅使用物体图案，在上述第二物体检测部进行物体检测时，使用物体图案以及该物体图案的背景图案的这两种图案。
7.如权利要求6记载的外界识别装置，其特征在于，上述物体为车辆，上述第一区域是比上述第二区域近的区域。
8.如权利要求7记载的外界识别装置，其特征在于，上述第一物体检测部和上述第二物体检测部分别包括第一识别器和第二识别器，上述第一识别器由捕捉上述车辆的背面图案的多个弱识别器构成，上述第二识别器由捕捉上述车辆的背面图案和背景图案的多个弱识别器构成。
9.如权利要求8记载的外界识别装置，其特征在于，上述第二物体检测部包括矩形修正部，该矩形修正部将包含有在上述第二区域中检测到的上述背景图案的物体矩形修正为不包括该背景图案的物体矩形。
10.如权利要求9记载的外界识别装置，其特征在于，还具备碰撞预测时间计算部，该碰撞预测时间计算部使用上述第一物体检测部检测的物体矩形或者由上述矩形修正部进行了修正的上述修正后的物体矩形，计算表示何时将与该矩形物体所对应的物体发生碰撞的预测时间。
11.如权利要求10记载的外界识别装置，其特征在于，上述碰撞预测时间计算部，使用上述第一物体检测部检测的物体矩形或者由上述矩形修正部进行了修正的上述修正后的物体矩形，生成上述车辆的车辆宽度，并基于上述车辆宽度计算上述预测时间。
12.—种车辆系统，具备对本车周边的拍摄图像进行解析而检测车辆的外界识别装置，其特征在于，上述外界识别装置具备处理部和存储部，上述存储部存储第一识别器和第二识别器，上述处理部，在上述图像内设定用于车辆检测的第一区域以及比上述第一区域靠远方的第二区域，在上述第一区域中，使用上述第一识别器来捕捉车辆图案，以进行上述车辆的车辆矩形的检测，在上述第二区域中，使用上述第二识别器来捕捉车辆图案和该车辆图案的背景图案，以进行上述车辆的车辆矩形的检测，对在上述第二区域中检测的上述车辆矩形进行修正，基于使用上述第一识别器检测的上述车辆矩形、或者使用上述第二识别器检测且修正的上述车辆矩形，计算表示何时将与本车发生碰撞的碰撞预测时间。
13.如权利要求12记载的车辆系统，其特征在于，上述处理部，通过检测上述图像中的车线，设定上述第一区域以及上述第二区域。
14.如权利要求12记载的车辆系统，其特征在于，上述处理部，基于横摆角设定上述第一区域以及上述第二区域。
15.如权利要求12记载的车辆系统，其特征在于，上述处理部，根据上述碰撞预测时间对本车与上述车辆碰撞的碰撞危险度进行计算，根据计算的上述碰撞危险度进行用于避免本车的碰撞的控制。
全文摘要
本发明涉及外界识别方法、装置以及车辆系统。与到物体为止的距离无关地良好地进行车辆等的物体检测。对本车周边的拍摄图像进行解析的外界识别装置(100)具备处理区域设定部(101)，对表示附近的图像的第一区域以及表示远方的图像的第二区域进行设定；第一物体检测部(104)，在设定的第一区域中通过第一识别器(103)进行物体检测；第二物体检测部(104)，在设定的第二区域中通过第二识别器(106)还考虑背景图案而进行物体检测；矩形修正部(107)，对检测的物体矩形进行修正；以及碰撞预测时间计算部(108)，基于检测的物体矩形计算到碰撞为止的预测时间。
文档编号G01C11/00GK102997900SQ20121027889
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月7日 优先权日2011年9月15日
发明者中村克行, 吉永智明, 守永光利, 绪方健人 申请人:歌乐株式会社