JP6432601B2 - Signal detection device and signal detection method - Google Patents

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Description

本発明は、信号機検出装置及び信号機検出方法に関するものである。   The present invention relates to a traffic signal detection apparatus and a traffic signal detection method.

従来から、日照によりコントラストが低下した場合でも、信号機を正確に検出するための技術が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1では、カメラ画像から、信号機の点灯領域の輝度値と、その周囲に存在する消灯領域と筐体領域との分離度とを用いて、信号機の判定を行っている。   Conventionally, a technique has been proposed for accurately detecting a traffic light even when the contrast is reduced by sunshine (see Patent Document 1). In Patent Literature 1, a traffic signal is determined from the camera image using the luminance value of the lighting area of the traffic light and the degree of separation between the extinguishing area and the casing area existing around the traffic light.

特開2013−242686号公報JP2013-242686A

夜間、点灯中の信号灯は周囲に比べて輝度が高くなる。このため、点灯中の信号灯の輝度が飽和しないようにカメラの露出を調整すると、その周囲に存在する消灯中の信号灯や信号機の筐体を撮像できない場合があった。   At night, signal lights that are lit are brighter than their surroundings. For this reason, when the exposure of the camera is adjusted so that the luminance of the signal lamp that is lit is not saturated, there is a case where it is impossible to image the signal lamp that is turned off and the casing of the traffic signal that are present around the camera.

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、点灯中及び消灯中の信号灯を含む信号機全体を撮像して、信号機を精度良く検出することができる信号機検出装置及び信号機検出方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a traffic signal detection device and a traffic signal that can accurately detect a traffic signal by imaging the entire traffic signal including signal lights that are turned on and off. It is to provide a detection method.

本発明の一態様に係わる信号機検出装置は、車両に搭載された撮像部を用いて、車両の周囲を撮像して画像を取得し、画像の中から、電力の交流周期と同期して輝度が変化する信号灯を検出する。撮像部により取得された異なる時刻の画像からそれぞれに検出された信号灯の画像間の位置が維持されるように、異なる時刻の画像を重ね合わせて重畳画像を生成し、重畳画像を用いて信号灯を含む信号機を認識する。   A traffic light detection apparatus according to an aspect of the present invention uses an imaging unit mounted on a vehicle to capture an image of the surroundings of the vehicle to obtain an image, and the luminance is synchronized with the AC power cycle from the image. Detect changing signal lights. The superimposed images are generated by superimposing the images at different times so that the positions between the images of the signal lights detected from the images at different times acquired by the imaging unit are maintained. Recognize including traffic lights.

図1は、実施形態に係わる信号機検出装置の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a traffic light detection apparatus according to an embodiment. 図2は、基準信号の位相の同期或いは非同期による相関値の違いを示し、図2(a)は基準信号の位相が電力の位相に同期している状態を示し、図2(b)は基準信号の位相が電力の位相と反転している状態を示す。FIG. 2 shows the difference in the correlation value depending on whether the phase of the reference signal is synchronized or asynchronous, FIG. 2A shows the state where the phase of the reference signal is synchronized with the phase of power, and FIG. This shows a state where the phase of the signal is inverted from the phase of the power. 図3は、信号灯検出部22により検出された信号灯(DA1〜DA3)を示し、図3(a)は、車両が停止している時に検出された信号灯DA1を示し、図3(b)は、車両が移動し且つ車体が振動している時に検出された信号灯DA2を示し、図3(c)は画像の位置を調整した後に検出される信号灯DA3を示す。FIG. 3 shows signal lights (DA1 to DA3) detected by the signal light detector 22, FIG. 3 (a) shows the signal lamp DA1 detected when the vehicle is stopped, and FIG. The signal lamp DA2 detected when the vehicle is moving and the vehicle body is vibrating is shown, and FIG. 3C shows the signal lamp DA3 detected after adjusting the position of the image. 図4は、信号灯検出部22により検出された信号灯(DA1〜DA3)を示し、図4(a)は、車両が停止している時に検出された信号灯DA1を示し、図4(b)は、車両が移動し且つ車体が振動している時に検出された信号灯DA2を示し、図4(c)は画像の位置を調整した後に検出される信号灯DA3を示す。FIG. 4 shows the signal lights (DA1 to DA3) detected by the signal light detection unit 22, FIG. 4 (a) shows the signal lamp DA1 detected when the vehicle is stopped, and FIG. The signal lamp DA2 detected when the vehicle moves and the vehicle body vibrates is shown. FIG. 4C shows the signal lamp DA3 detected after adjusting the position of the image. 図5は、信号灯の輝度がしきい値以下となる画像を選定する画像選定部23の詳細を説明するためのグラフである。FIG. 5 is a graph for explaining details of the image selection unit 23 that selects an image in which the luminance of the signal lamp is equal to or less than the threshold value. 図6は、図1に示した信号機検出装置を用いた信号機検出方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing an example of a traffic light detection method using the traffic light detection apparatus shown in FIG. 図7は、信号機認識部26による信号機の認識処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an example of signal recognition processing by the signal recognition unit 26. 図8は、カメラ画像の縮尺変更を説明するための図であり、図8(a)及び図8(b)は、連続する2つの情報処理サイクルで検出された2つの信号灯SG1、SG2を示すカメラ画像であり、図8(c)は、図8(b)の縮尺を変更した後のカメラ画像を示す。FIG. 8 is a diagram for explaining the scale change of the camera image, and FIGS. 8A and 8B show two signal lights SG1 and SG2 detected in two successive information processing cycles. FIG. 8C shows a camera image after the scale of FIG. 8B has been changed. 図9は、カメラ画像の縮尺変更及びカメラ画像の回転を説明するための図であり、図9(a)及び図9(b)は、連続する2つの情報処理サイクルで検出された2つの信号灯SG1、SG2を示すカメラ画像であり、図9(c)は、図9(b)の縮尺を変更し且つ回転させた後のカメラ画像を示す。FIG. 9 is a diagram for explaining the scale change of the camera image and the rotation of the camera image. FIGS. 9A and 9B show two signal lights detected in two consecutive information processing cycles. It is a camera image which shows SG1 and SG2, and FIG.9 (c) shows the camera image after changing the scale of FIG.9 (b), and rotating it. 図10は、第2実施形態に係わる信号機検出方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a traffic light detection method according to the second embodiment. 図11は、カメラ画像から切り出される信号機領域(CT1〜CT3)を示し、図10(a)は垂直方向(y方向)及び水平方向(x方向)に5つの信号灯を並べることができる大きさを有する信号機領域CT1を示し、図11(b)は垂直方向(y方向)に5つの信号灯を並べることができる大きさを有する信号機領域CT2を示し、図11(c)は水平方向(x方向)に5つの信号灯を並べることができる大きさを有する信号機領域CT3を示す。FIG. 11 shows the traffic signal areas (CT1 to CT3) cut out from the camera image, and FIG. 10 (a) shows the size in which five signal lights can be arranged in the vertical direction (y direction) and the horizontal direction (x direction). FIG. 11 (b) shows a traffic light area CT2 having a size capable of arranging five signal lights in the vertical direction (y direction), and FIG. 11 (c) shows a horizontal direction (x direction). Shows a traffic signal area CT3 having a size capable of arranging five signal lights.

(第1実施形態)
図面を参照して、実施形態を説明する。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。
(First embodiment)
Embodiments will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図1を参照して、第1実施形態に係わる信号機検出装置の全体構成を説明する。信号機検出装置は、車両に搭載され、車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部11と、撮像部11により取得された画像の中から信号機を検出する信号機検出部12とを備える。   With reference to FIG. 1, the whole structure of the traffic signal detection apparatus concerning 1st Embodiment is demonstrated. The traffic signal detection device is mounted on a vehicle, and includes an imaging unit 11 that captures an image of the surroundings of the vehicle and acquires an image, and a traffic signal detection unit 12 that detects a traffic signal from the images acquired by the imaging unit 11.

撮像部11は、固体撮像素子、例えばCCD又はCMOSを備えたカメラであって、画像処理が可能なカラー画像を取得する。撮像部11は、所定の時間間隔で繰り返し車両の前方を撮像して、連続する複数の画像(フレーム)を取得する。信号機に供給される電力の1交流周期の間に、複数回の撮像を行う。   The imaging unit 11 is a camera including a solid-state imaging device, for example, a CCD or a CMOS, and acquires a color image that can be image-processed. The imaging unit 11 repeatedly captures the front of the vehicle at predetermined time intervals and acquires a plurality of continuous images (frames). Imaging is performed a plurality of times during one AC cycle of power supplied to the traffic light.

信号機検出部12は、撮像部11により取得された画像(以後、「カメラ画像」という)を受信し、カメラ画像の中から信号機を検出する。検出された信号機の情報は、例えば車両の自動運転を実現するためのコントローラを含む、車両に搭載された他の処理演算装置(車両CPU13)に転送される。信号機検出部12は、例えば、CPU、メモリ25、及び入出力部を備えるマイクロコントローラからなり、予めインストールされたコンピュータプログラムを実行することにより、信号機検出装置が備える複数の情報処理部を構成する。信号機検出部12は、カメラ画像から信号機を検出する一連の情報処理サイクル(同期検波処理を含む)を、連続する複数のカメラ画像(フレーム)毎に繰り返し実行する。信号機検出部12は、車両にかかわる他の制御に用いるECUと兼用してもよい。   The traffic light detection unit 12 receives an image (hereinafter referred to as “camera image”) acquired by the imaging unit 11 and detects a traffic signal from the camera image. Information of the detected traffic signal is transferred to another processing arithmetic device (vehicle CPU 13) mounted on the vehicle including a controller for realizing automatic driving of the vehicle, for example. The traffic signal detection unit 12 includes, for example, a microcontroller including a CPU, a memory 25, and an input / output unit, and configures a plurality of information processing units included in the traffic signal detection device by executing a computer program installed in advance. The traffic signal detection unit 12 repeatedly executes a series of information processing cycles (including synchronous detection processing) for detecting a traffic signal from a camera image for each of a plurality of continuous camera images (frames). The traffic light detection unit 12 may also be used as an ECU used for other control related to the vehicle.

メモリ25は、撮像部11により撮像された複数のカメラ画像(フレーム)28を同時に記憶する。例えば、信号機に供給される電力の1〜3交流周期の間に撮像される複数のカメラ画像28を同時に記憶する。同期検波処理は、複数のカメラ画像28ごとに実施される。   The memory 25 stores a plurality of camera images (frames) 28 imaged by the imaging unit 11 at the same time. For example, a plurality of camera images 28 captured during 1 to 3 AC cycles of power supplied to the traffic light are stored simultaneously. The synchronous detection process is performed for each of the plurality of camera images 28.

信号機検出部12により構成される複数の情報処理部には、位相検出部29と、信号灯検出部22と、画像重畳部21と、信号機認識部26と、位置変化算出部16とが含まれる。   The plurality of information processing units configured by the traffic signal detection unit 12 include a phase detection unit 29, a signal lamp detection unit 22, an image superimposition unit 21, a traffic signal recognition unit 26, and a position change calculation unit 16.

位相検出部29は、カメラ画像28中の予め設定した空間領域から、信号機に供給される電力の交流周期と同期して輝度が変化する画素を抽出し、輝度の時間変化から、信号機を含む車両周辺における電力系統の位相情報を検出する。   The phase detection unit 29 extracts pixels whose luminance changes in synchronization with the AC cycle of the power supplied to the traffic light from a preset space region in the camera image 28, and the vehicle including the traffic light from the temporal change in luminance. Detect phase information of the surrounding power system.

信号灯検出部22は、電力系統の位相情報を用いて、カメラ画像の中から電力の交流周期と同期して輝度が変化する信号灯を検出する。つまり、信号灯検出部22は、信号機に含まれる複数の信号灯のうち点灯中の信号灯を検出する。   The signal lamp detection unit 22 detects a signal lamp whose luminance changes in synchronization with the AC power cycle from the camera image using the phase information of the power system. That is, the signal lamp detection unit 22 detects a signal lamp that is lit among a plurality of signal lamps included in the traffic light.

画像重畳部21は、信号灯検出部22により異なる時刻の画像からそれぞれに検出された信号灯の位置が維持されるように、異なる時刻のカメラ画像を重ね合わせて重畳画像を生成する。   The image superimposing unit 21 generates a superimposed image by superimposing the camera images at different times so that the positions of the signal lights detected from the images at different times by the signal lamp detecting unit 22 are maintained.

信号機認識部26は、重畳画像を用いて、信号灯検出部22により検出された信号灯を含む信号機全体を認識する。つまり、信号機認識部26は、重畳画像から、灯火中の信号灯のみならず、隣接する消灯中の信号灯及び信号機の枠とも、認識する。   The traffic signal recognition unit 26 recognizes the entire traffic signal including the signal lamp detected by the signal lamp detection unit 22 using the superimposed image. That is, the traffic light recognition unit 26 recognizes not only a signal light that is being lit but also an adjacent signal light that is being extinguished and a frame of the traffic signal from the superimposed image.

位置変化算出部16は、異なる時刻において信号灯検出部22により検出された信号灯の異なる時刻の画像間の位置の変化量を算出する。具体的に、位置変化算出部16は、信号灯の重心位置の変化、或いは、信号灯の面積の増減から、信号灯の異なる時刻の画像間の位置の変化量を算出する。画像重畳部21は、信号灯の異なる時刻の画像間の位置の変化量に基づいて、重畳される異なる時刻のカメラ画像間の位置あわせを行う。図3を参照して信号灯の重心位置の変化を用いた例を、図4を参照して信号灯の面積の増減を用いた例を、それぞれ後述する。   The position change calculation unit 16 calculates the amount of change in position between images at different times of the signal lamp detected by the signal lamp detection unit 22 at different times. Specifically, the position change calculation unit 16 calculates the amount of change in the position of the signal lamp between images at different times from the change in the center of gravity position of the signal lamp or the increase or decrease in the area of the signal lamp. The image superimposing unit 21 performs alignment between the superimposed camera images at different times based on the amount of change in the position between the images of the signal lights at different times. An example using a change in the barycentric position of a signal lamp will be described later with reference to FIG. 3, and an example using an increase / decrease in the area of the signal lamp will be described later with reference to FIG.

信号灯検出部22は、同期画像生成部15(同期画素抽出部)と、信号灯判断部18とを有する。同期画像生成部15は、位相検出部29により検出された電力系統の位相情報を用いて、カメラ画像28の中から、信号機に供給される電力の交流周期と同期して輝度が変化する同期画素を抽出する。そして、抽出された同期画素からなる同期画像を生成する。具体的に、同期画像生成部15は、基準信号生成部17と、乗算部30と、ローパスフィルタ(LPF)20とを備える。   The signal lamp detection unit 22 includes a synchronized image generation unit 15 (synchronized pixel extraction unit) and a signal lamp determination unit 18. The synchronized image generating unit 15 uses the phase information of the power system detected by the phase detecting unit 29, and from the camera image 28, the synchronized pixel whose luminance changes in synchronization with the AC cycle of the power supplied to the traffic light. To extract. And the synchronous image which consists of the extracted synchronous pixel is produced | generated. Specifically, the synchronized image generation unit 15 includes a reference signal generation unit 17, a multiplication unit 30, and a low-pass filter (LPF) 20.

基準信号生成部17は、電力系統(商用電源)の位相情報を用いて、信号機に供給される電力の位相に同期した基準信号を生成する。乗算部30は、メモリ25から読み出したカメラ画像(フレーム)28の各画素の輝度信号と基準信号とを乗算する。乗算部30は、メモリ25に同時に記憶されている複数のカメラ画像の各々について、上記した乗算処理を実施する。LPF20は、乗算部30による乗算結果のうち、所定の遮断周波数よりも高い周波数成分を低減させて低周波数成分のみを取り出して、同期画素からなる同期画像を出力する。基準信号の位相の整合性については、図2を参照して後述する。   The reference signal generation unit 17 uses the phase information of the power system (commercial power supply) to generate a reference signal synchronized with the phase of power supplied to the traffic light. The multiplier 30 multiplies the luminance signal of each pixel of the camera image (frame) 28 read from the memory 25 and the reference signal. The multiplication unit 30 performs the multiplication process described above for each of the plurality of camera images stored simultaneously in the memory 25. The LPF 20 reduces a frequency component higher than a predetermined cut-off frequency from the multiplication result obtained by the multiplication unit 30, extracts only a low-frequency component, and outputs a synchronized image composed of synchronized pixels. The phase matching of the reference signal will be described later with reference to FIG.

信号機に供給される電力は、商用電源の電力を全波整流した交流電力である。商用電源から電力の供給を受けて点灯する信号灯の輝度は、全波整流した交流電力の周期(例えば、100Hz)と同じ周期で変化する。そこで、信号機に供給される電力の交流周期に同期して輝度が変化する同期画素をカメラ画像28の中から抽出することにより、商用電源から電力の供給を受けて点灯する信号灯を検出することができる。   The power supplied to the traffic light is AC power obtained by full-wave rectifying the power of the commercial power supply. The luminance of a signal lamp that is turned on when supplied with power from a commercial power supply changes in the same cycle as the cycle of full-wave rectified AC power (for example, 100 Hz). Therefore, it is possible to detect a signal lamp that is turned on when power is supplied from a commercial power source by extracting from the camera image 28 synchronous pixels whose luminance changes in synchronization with the AC cycle of the power supplied to the traffic light. it can.

信号灯判断部18は、同期画像の中から、点灯中の信号灯を検出する。具体的に、同期画素の検出安定性及び色相に基づいて、同期画素の位置に信号灯が存在するか否かを判断する。遠方の信号機を撮像する場合、走行中の車両振動などにより計測対象(信号機)の画像間の位置が変動してしまう。そこで、信号灯判断部18は、所定の判定期間、連続して同じ位置で同期画素が抽出されるか否かを判断する。また、信号灯判断部18は、同期画素の色相が信号色の色相に類似するか否かを判断する。信号灯判断部18は、所定の判定期間、連続して同じ画像上の位置で同期画素が抽出され、且つ同期画素の色相が信号色の色相に類似する場合に、同期画素の位置に信号灯が存在すると判断する。   The signal lamp determination unit 18 detects a signal lamp that is lit from the synchronized image. Specifically, it is determined whether or not a signal lamp exists at the position of the synchronization pixel based on the detection stability and hue of the synchronization pixel. When a remote traffic signal is imaged, the position between images of the measurement target (traffic signal) varies due to vehicle vibration during traveling. Therefore, the signal lamp determination unit 18 determines whether or not synchronized pixels are extracted at the same position continuously for a predetermined determination period. Further, the signal light determination unit 18 determines whether or not the hue of the synchronized pixel is similar to the hue of the signal color. The signal light determination unit 18 detects the presence of a signal light at the position of the synchronization pixel when the synchronization pixel is extracted continuously at the same image position for a predetermined determination period and the hue of the synchronization pixel is similar to the hue of the signal color. Judge that.

画像重畳部21は、画像選定部23と、画像積算部24と、画像調整部19とを有する。画像選定部23は、異なる時刻のカメラ画像の中から、信号灯の輝度がしきい値以下となる2以上の異なる時刻のカメラ画像を選定する。画像選定部23は、電力の交流周期と同期する基準信号の位相を用いることにより、信号灯の輝度がしきい値以下となる2以上の異なる時刻のカメラ画像を選定することができる。画像積算部24は、選定された2以上の異なる時刻のカメラ画像を重ね合わせて重畳画像を生成する。画像選定部23の詳細は、図5を参照して後述する。   The image superimposing unit 21 includes an image selecting unit 23, an image integrating unit 24, and an image adjusting unit 19. The image selection unit 23 selects camera images at two or more different times at which the luminance of the signal lamp is equal to or less than a threshold value from the camera images at different times. The image selection unit 23 can select camera images at two or more different times when the luminance of the signal lamp is equal to or lower than the threshold value by using the phase of the reference signal synchronized with the AC power cycle. The image integration unit 24 generates a superimposed image by superimposing two or more selected camera images at different times. Details of the image selection unit 23 will be described later with reference to FIG.

画像調整部19は、異なる時刻において信号灯判断部18により検出された信号灯の画像間の位置が維持されるように、撮像部11により取得された異なる時刻のカメラ画像間の位置関係を調整する。画像調整部19は、位置変化算出部16により算出された信号灯の異なる時刻の画像間の位置の変化量を用いることにより、異なる時刻の画像からそれぞれに検出された信号灯の画像間の位置が維持されるように異なる時刻のカメラ画像間の位置関係を調整することができる。よって、位置関係を調整した後のカメラ画像を画像積算部24が重畳することにより、重畳画像における信号機の位置合わせ精度が向上する。   The image adjustment unit 19 adjusts the positional relationship between the camera images at different times acquired by the imaging unit 11 so that the position between the images of the signal lamps detected by the signal lamp determination unit 18 at different times is maintained. The image adjustment unit 19 uses the amount of change in the position of the signal lamp between the images at different times calculated by the position change calculation unit 16, thereby maintaining the position between the images of the signal lamp detected respectively from the images at different times. As described above, the positional relationship between camera images at different times can be adjusted. Therefore, the image accumulating unit 24 superimposes the camera image after adjusting the positional relationship, so that the alignment accuracy of the traffic light in the superimposed image is improved.

図2(a)及び図2(b)を参照して、基準信号の位相の整合性について説明する。図2(a)は、基準信号の位相が、信号機に供給される電力の位相に整合している状態を示す。この状態において、各画素の1)輝度信号と2)基準信号とを乗算することにより、3)乗算後の信号、すなわち同期画素の輝度、及び同期画素の輝度の平均値(相関値G1)は、最も大きな値となる。   With reference to FIG. 2A and FIG. 2B, the phase matching of the reference signal will be described. FIG. 2A shows a state in which the phase of the reference signal matches the phase of the power supplied to the traffic light. In this state, by multiplying 1) the luminance signal and 2) the reference signal of each pixel, 3) the signal after multiplication, that is, the luminance of the synchronous pixel and the average value of the luminance of the synchronous pixel (correlation value G1) , The largest value.

一方、図2(b)は、基準信号の位相が、信号機に供給される電力の位相と反転している状態を示す。この状態において、各画素の1)輝度信号と2)基準信号とを乗算することにより、3)乗算後の信号、すなわち同期画素の輝度、及び同期画素の輝度の平均値(相関値G2)は、最も小さな値となる。   On the other hand, FIG. 2B shows a state in which the phase of the reference signal is inverted from the phase of the power supplied to the traffic light. In this state, by multiplying each pixel by 1) the luminance signal and 2) the reference signal, 3) the signal after multiplication, that is, the luminance of the synchronous pixel and the average value of the luminance of the synchronous pixel (correlation value G2) , The smallest value.

車両から信号機までの距離が遠くなるほど、撮像部11により検出される信号灯の輝度は小さくなり、輝度の変化幅も小さくなる。よって、基準信号の位相を、信号灯の輝度変化の位相、すなわち信号機に供給される電力の位相に近づけることにより、高い相関値(G1)を得ることができ、ひいては遠方の信号機を精度良く検出することができる。   As the distance from the vehicle to the traffic signal increases, the luminance of the signal lamp detected by the imaging unit 11 decreases and the change width of the luminance also decreases. Therefore, a high correlation value (G1) can be obtained by bringing the phase of the reference signal closer to the phase of the luminance change of the signal lamp, that is, the phase of the electric power supplied to the traffic light, and thus far away traffic lights can be detected with high accuracy. be able to.

図3(a)〜(c)を参照して、信号灯の異なる時刻の画像間での重心位置の変化量に基づいて、異なる時刻のカメラ画像間の位置関係を調整する画像調整部19の例を説明する。   3A to 3C, an example of the image adjustment unit 19 that adjusts the positional relationship between the camera images at different times based on the amount of change in the center of gravity between the images at different times of the signal lamp. Will be explained.

位置変化算出部16は、信号灯判断部18により検出された信号灯のカメラ画像上の重心位置を検出する。位置変化算出部16は、異なる時刻の画像からそれぞれに検出された信号灯の各々の異なる時刻の画像上の重心位置を検出し、異なる時刻の画像間の信号灯の重心位置の変化量を算出する。   The position change calculation unit 16 detects the position of the center of gravity of the signal lamp detected by the signal lamp determination unit 18 on the camera image. The position change calculation unit 16 detects the position of the center of gravity of each signal lamp detected from the images at different times, and calculates the amount of change in the position of the center of the signal lamp between the images at different times.

画像調整部19は、異なる時刻の画像間の信号灯の重心位置の変化量が所定の基準値を超える場合、重心位置が変化していると判断する。そして、画像調整部19は、信号灯の重心位置の移動方向と逆方向に、重心位置の移動距離の2倍だけ、後の時刻のカメラ画像の位置をずらす。位置をずらした後のカメラ画像は、メモリ25に再び記憶される。   The image adjustment unit 19 determines that the position of the center of gravity has changed when the amount of change in the position of the center of gravity of the signal lamp between images at different times exceeds a predetermined reference value. Then, the image adjusting unit 19 shifts the position of the camera image at a later time in the direction opposite to the moving direction of the barycentric position of the signal lamp by twice the moving distance of the barycentric position. The camera image after the position shift is stored in the memory 25 again.

図3は、信号灯判断部18により検出された信号灯(DA1〜DA3)を示し、(a)は、車両が停止している時に検出された信号灯DA1を示す。(b)は、車両が移動し且つ車体が振動している時に検出された信号灯DA2を示す。(c)は、画像調整部19により画像の位置を調整した後に検出される信号灯DA3を示す。図3(a)〜図3(c)の格子枠(FL、FLm3)は、行列状に配列された複数の画素からなるフレームを示し、格子枠の各々は撮像素子の画素を示す。   FIG. 3 shows the signal lights (DA1 to DA3) detected by the signal lamp determination unit 18, and (a) shows the signal lamp DA1 detected when the vehicle is stopped. (B) shows the signal lamp DA2 detected when the vehicle is moving and the vehicle body is vibrating. (C) shows the signal lamp DA3 detected after the image adjustment unit 19 has adjusted the position of the image. The lattice frames (FL, FLm3) in FIG. 3A to FIG. 3C indicate frames composed of a plurality of pixels arranged in a matrix, and each of the lattice frames indicates a pixel of the image sensor.

車両が停止しているとき、車体の振動は無いため、カメラ画像は変動しない。このため、図3(a)に示すように、同じ情報処理サイクルの間で、信号灯の異なる時刻の画像間の位置は変動しない。よって、信号灯判断部18は、信号灯DA1を実際の大きさ及び形状のままで検出することができる。一方、車両が移動し且つ車体が振動する場合、カメラ画像も変動する。たとえば、図3(b)に示すように、同じ情報処理サイクルの間で、信号灯の位置が領域ST2から領域EN2まで移動する。この場合、信号灯判断部18は、領域ST2と領域EN2が重複する領域DA2を、信号灯として検出する。なお、車両が移動中であっても振動が無ければ、図3(a)と同様な検出結果となる。また、信号灯判断部18は、図3(a)の信号灯DA1と図3(b)の信号灯DA2とを、異なる時刻、具体的には、異なる情報処理サイクルにおいて検出している。更に具体的には、連続する2つの情報処理サイクルにおいて、信号灯DA1と信号灯DA2とを検出している。   When the vehicle is stopped, the camera image does not fluctuate because there is no vibration of the vehicle body. For this reason, as shown to Fig.3 (a), the position between the images of a different time of a signal lamp does not change between the same information processing cycles. Therefore, the signal lamp determination unit 18 can detect the signal lamp DA1 with its actual size and shape. On the other hand, when the vehicle moves and the vehicle body vibrates, the camera image also changes. For example, as shown in FIG. 3B, the position of the signal lamp moves from the region ST2 to the region EN2 during the same information processing cycle. In this case, the signal lamp determination unit 18 detects an area DA2 where the area ST2 and the area EN2 overlap as a signal lamp. If there is no vibration even when the vehicle is moving, a detection result similar to that shown in FIG. Further, the signal lamp determination unit 18 detects the signal lamp DA1 in FIG. 3A and the signal lamp DA2 in FIG. 3B at different times, specifically, in different information processing cycles. More specifically, the signal lamp DA1 and the signal lamp DA2 are detected in two consecutive information processing cycles.

図3(a)及び図3(b)の例では、信号灯DA2の重心位置は、信号灯DA1の重心位置よりも、x軸方向に−0.5画素分だけ移動している。そこで、画像調整部19は、図3(c)に示すように、後の時刻のフレーム(カメラ画像)FLの位置を、x軸方向に+1画素分だけずらす。これにより、後の時刻のカメラ画像の位置を、信号灯の重心位置の移動方向と逆方向(x軸方向)に重心位置の移動距離の2倍(=1画素分)だけずらすことができる。ずらした後のフレームFLm3における信号灯DA3は、図3(a)の信号灯DA1と同じ位置となる。よって、車体の振動があっても、信号機灯の輝度変動の連続性を画素レベルで維持できるので、安定した信号灯検出が可能となる。   In the example of FIGS. 3A and 3B, the barycentric position of the signal lamp DA2 is moved by −0.5 pixels in the x-axis direction from the barycentric position of the signal lamp DA1. Therefore, as shown in FIG. 3C, the image adjustment unit 19 shifts the position of the frame (camera image) FL at a later time by +1 pixel in the x-axis direction. As a result, the position of the camera image at a later time can be shifted by twice the movement distance of the center of gravity (= one pixel) in the direction opposite to the movement direction of the center of gravity of the signal lamp (x-axis direction). The signal lamp DA3 in the frame FLm3 after the shift is in the same position as the signal lamp DA1 in FIG. Therefore, even if there is vibration of the vehicle body, the continuity of the luminance fluctuation of the traffic light can be maintained at the pixel level, so that stable signal light detection can be performed.

図4(a)〜(c)を参照して、信号灯の面積の増減に基づいて、異なる時刻のカメラ画像間の位置を調整する画像調整部19の例を説明する。   With reference to FIGS. 4A to 4C, an example of the image adjusting unit 19 that adjusts the position between camera images at different times based on the increase or decrease of the area of the signal lamp will be described.

位置変化算出部16は、信号灯判断部18により検出された信号灯の面積を検出する。位置変化算出部16は、異なる時刻の画像からそれぞれに検出された信号灯の各々の面積を検出し、信号灯の面積の増減量を算出する。   The position change calculation unit 16 detects the area of the signal lamp detected by the signal lamp determination unit 18. The position change calculation unit 16 detects the area of each signal lamp detected from the images at different times, and calculates the increase / decrease amount of the area of the signal lamp.

画像調整部19は、信号灯の面積の増減量が所定の基準値を超える場合、信号灯の異なる時刻の画像間の位置が変化していると判断する。信号灯の面積が減少する場合、画像調整部19は、信号灯の面積が減少する方向に、減少する領域の幅だけ、後の時刻のカメラ画像の位置をずらす。一方、信号灯の面積が増大する場合、画像調整部19は、増大する方向と逆方向に、増大する領域の幅だけ、後の時刻のカメラ画像の位置をずらす。これにより、異なる時刻において信号灯判断部18により検出された信号灯のカメラ画像間の位置が維持される。位置をずらした後のカメラ画像は、メモリ25に再び記憶される。   When the increase / decrease amount of the area of the signal lamp exceeds a predetermined reference value, the image adjusting unit 19 determines that the position of the signal lamp between images at different times has changed. When the area of the signal lamp decreases, the image adjustment unit 19 shifts the position of the camera image at the later time by the width of the decreasing area in the direction in which the area of the signal lamp decreases. On the other hand, when the area of the signal lamp increases, the image adjustment unit 19 shifts the position of the camera image at a later time by the width of the increasing region in the direction opposite to the increasing direction. Thereby, the position between the camera images of the signal lamp detected by the signal lamp determination unit 18 at different times is maintained. The camera image after the position shift is stored in the memory 25 again.

図4は、図3と同様に、信号灯判断部18により検出された信号灯(DA1〜DA3)を示す。ただし、図4(c)は、画像調整部19がカメラ画像間の位置関係を調整した後に検出される信号灯DA3を示す。   FIG. 4 shows the signal lights (DA1 to DA3) detected by the signal lamp determination unit 18 as in FIG. However, FIG.4 (c) shows the signal lamp DA3 detected after the image adjustment part 19 adjusts the positional relationship between camera images.

車両が停止しているとき、図4(a)に示すように、同じ情報処理サイクルの間で、信号灯の画像間の位置は変動しない。よって、信号灯判断部18は、信号灯DA1を実際の大きさ及び形状のままで検出することができる。一方、車両が移動し且つ車体が振動する場合、図4(b)に示すように、同じ情報処理サイクルの間で、信号灯の位置が領域ST2から領域EN2まで移動する。この場合、信号灯判断部18は、領域ST2と領域EN2が重複する領域DA2を、信号灯として検出する。   When the vehicle is stopped, as shown in FIG. 4A, the position between the images of the signal lamp does not change during the same information processing cycle. Therefore, the signal lamp determination unit 18 can detect the signal lamp DA1 with its actual size and shape. On the other hand, when the vehicle moves and the vehicle body vibrates, as shown in FIG. 4B, the position of the signal lamp moves from the region ST2 to the region EN2 during the same information processing cycle. In this case, the signal lamp determination unit 18 detects an area DA2 where the area ST2 and the area EN2 overlap as a signal lamp.

図4の例では、信号灯DA2の面積は、信号灯DA1の面積から減少している。具体的には、信号灯DA2の面積は、x軸方向に−1画素分、y軸方向に2画素分、減少している。そこで、画像調整部19は、図4(c)に示すように、後の時刻のフレーム(カメラ画像)FLの位置を、x軸方向に−1画素分、y軸方向に2画素分だけずらす。これにより、画像調整部19は、信号灯の面積が減少する方向に、減少する領域の幅だけ、カメラ画像の位置をずらすことができる。ずらした後のフレームFLm3における信号灯DA3は、図4(a)の信号灯DA1と同じ位置となる。よって、車体の振動があっても、信号灯の輝度変動の連続性を画素レベルで維持できるので、安定した信号灯検出が可能となる。   In the example of FIG. 4, the area of the signal lamp DA2 is reduced from the area of the signal lamp DA1. Specifically, the area of the signal lamp DA2 decreases by −1 pixel in the x-axis direction and by 2 pixels in the y-axis direction. Therefore, as shown in FIG. 4C, the image adjusting unit 19 shifts the position of the frame (camera image) FL at a later time by −1 pixel in the x-axis direction and by 2 pixels in the y-axis direction. . Thereby, the image adjustment part 19 can shift the position of a camera image by the width | variety of the area | region which decreases in the direction which the area of a signal lamp decreases. The signal lamp DA3 in the frame FLm3 after the shift is in the same position as the signal lamp DA1 in FIG. Therefore, even if the vehicle body vibrates, the continuity of the luminance variation of the signal lamp can be maintained at the pixel level, so that stable signal lamp detection is possible.

なお、ここでは、後の時刻のカメラ画像を調整しているが、異なる時刻のカメラ画像間の位置を調整できればよく、前の時刻のカメラ画像を調整するようにしてもいいし、すべてのカメラ画像を調整してもいいし、一部のカメラ画像を調整するようにしてもよい。   Although the camera images at the later time are adjusted here, it is only necessary to be able to adjust the position between the camera images at different times, and the camera images at the previous time may be adjusted. The image may be adjusted, or a part of the camera image may be adjusted.

図5を参照して、信号灯の輝度がしきい値以下となるカメラ画像を選定する画像選定部23の詳細を説明する。図5の「BR」は信号灯の輝度の時間変化を示し、「LO」は基準信号生成部17により生成される基準信号の時間変化を示す。前述したように、基準信号LOは、信号機に供給される電力の位相、すなわち信号灯の輝度変化に同期している。よって、信号灯の輝度がしきい値以下となる2以上のカメラ画像を画像選定部23が選定する際に、輝度のしきい値(Th)に対応する基準信号のしきい値(Th’)を求めることができる。画像選定部23は、基準信号LOがしきい値(Th’)よりも小さい時に撮像された2以上のカメラ画像を選択する。たとえば、基準信号LOの位相が第三象限或いは第四象限の時に撮像されたカメラ画像を選択する。これにより、信号灯の輝度がしきい値(Th)以下となる2以上のカメラ画像を選定することができる。このようにして、画像選定部23は、電力の交流周期と同期する基準信号LOの位相を用いて、信号灯の輝度がしきい値(Th)以下となる2以上のカメラ画像を選定することができる。   With reference to FIG. 5, the detail of the image selection part 23 which selects the camera image from which the brightness | luminance of a signal lamp becomes below a threshold value is demonstrated. “BR” in FIG. 5 indicates the time change of the luminance of the signal lamp, and “LO” indicates the time change of the reference signal generated by the reference signal generation unit 17. As described above, the reference signal LO is synchronized with the phase of power supplied to the traffic light, that is, the luminance change of the signal lamp. Therefore, when the image selection unit 23 selects two or more camera images in which the luminance of the signal lamp is equal to or lower than the threshold value, the threshold value (Th ′) of the reference signal corresponding to the luminance threshold value (Th) is set. Can be sought. The image selection unit 23 selects two or more camera images captured when the reference signal LO is smaller than a threshold value (Th ′). For example, a camera image picked up when the phase of the reference signal LO is in the third quadrant or the fourth quadrant is selected. Thereby, two or more camera images in which the luminance of the signal lamp is equal to or less than the threshold value (Th) can be selected. In this way, the image selection unit 23 can select two or more camera images in which the luminance of the signal lamp is equal to or less than the threshold value (Th) using the phase of the reference signal LO synchronized with the AC power cycle. it can.

なお、図5を参照して説明した画像選定部23の詳細は一例である。画像選定部23は、基準信号生成部17により生成される基準信号LOを用いずに、信号灯の輝度をしきい値(Th)と比較することによりカメラ画像を選定しても構わない。   The details of the image selection unit 23 described with reference to FIG. 5 are an example. The image selection unit 23 may select the camera image by comparing the luminance of the signal lamp with the threshold value (Th) without using the reference signal LO generated by the reference signal generation unit 17.

これにより、画像重畳部21が信号灯の輝度が低い時に撮像された2以上のカメラ画像を重畳することができる。よって、点灯中の信号灯の輝度が飽和していない状態で、消灯中の信号灯又は信号機の枠を撮像することができる。また、基準信号LOの位相を用いることにより、信号灯の輝度を判定することなく、信号灯の輝度がしきい値以下となる2以上のカメラ画像を精度良く選定することができる。   Thereby, the image superimposing unit 21 can superimpose two or more camera images captured when the luminance of the signal lamp is low. Therefore, it is possible to take an image of the lighted signal light or the frame of the traffic light in a state where the luminance of the lighted signal light is not saturated. Further, by using the phase of the reference signal LO, two or more camera images in which the luminance of the signal lamp is equal to or lower than the threshold can be selected with high accuracy without determining the luminance of the signal lamp.

なお、画像重畳部21は、重畳画像における消灯中の信号灯及び信号機の枠の輝度に応じて、選定及び重畳するカメラ画像の数を設定することが望ましい。具体的には、重畳画像における消灯中の信号灯及び信号機の枠の少なくとも一方の輝度が信号機の検出に必要な下限値以上となるように、重畳するカメラ画像の数を設定すればよい。   In addition, as for the image superimposition part 21, it is desirable to set the number of the camera images to select and superimpose according to the brightness | luminance of the signal lamp in the light extinction in the superimposition image, and the frame of a traffic light. Specifically, the number of camera images to be superimposed may be set so that the luminance of at least one of the signal lamp being extinguished in the superimposed image and the frame of the traffic signal is equal to or higher than the lower limit value necessary for detection of the traffic signal.

また、重畳するカメラ画像の数の代わりに、或いはそれに加えて、撮像部11の露出条件をフィードバック制御してもよい。具体的には、画像選定部23が、重畳画像における消灯中の信号灯及び信号機の枠の少なくとも一方の輝度が信号機の検出に必要な下限値以上となるように、撮像部11の露出条件を設定すればよい。ここで、撮像部11の露出条件には、カメラの露光時間(シャッタースピード)、カメラレンズの絞り値(F値)、及び撮像素子の受光感度(ISO感度)のうち少なくとも1つが含まれる。   Further, instead of or in addition to the number of camera images to be superimposed, the exposure condition of the imaging unit 11 may be feedback controlled. Specifically, the image selection unit 23 sets the exposure condition of the imaging unit 11 so that the luminance of at least one of the signal lamp being turned off and the frame of the traffic light in the superimposed image is equal to or higher than a lower limit value necessary for detection of the traffic light. do it. Here, the exposure condition of the imaging unit 11 includes at least one of the exposure time (shutter speed) of the camera, the aperture value (F value) of the camera lens, and the light receiving sensitivity (ISO sensitivity) of the imaging device.

図6及び図7を参照して、図1の信号機検出部12により実行される、カメラ画像から信号機を検出する一連の情報処理サイクルの一例を説明する。図6及び図7のフローチャートに示す情報処理サイクルは、車両のイグニションスイッチがオン状態となり、信号機検出装置が起動すると同時に開始され、信号機検出装置が停止するまで、所定の周期で繰り返し実行される。   An example of a series of information processing cycles for detecting a traffic light from a camera image, which is executed by the traffic light detection unit 12 of FIG. 1, will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The information processing cycle shown in the flowcharts of FIGS. 6 and 7 is started at the same time as the ignition switch of the vehicle is turned on and the traffic light detection device is started, and is repeatedly executed at a predetermined cycle until the traffic light detection device is stopped.

まず、図6のステップS01で、画像調整部19は、前回の情報処理サイクルにおけるステップS13で設定されたオフセット量、すなわちカメラ画像をずらす方向及びずらす量に基づいて、カメラ画像間の位置関係を調整する。   First, in step S01 of FIG. 6, the image adjusting unit 19 determines the positional relationship between the camera images based on the offset amount set in step S13 in the previous information processing cycle, that is, the direction and amount of shifting of the camera image. adjust.

ステップS03に進み、画像調整部19は、位置調整後のカメラ画像をメモリ25に記憶する。ステップS05に進み、同期画像生成部15は、電力系統の位相情報を用いて、位置調整後のカメラ画像の中から、信号機に供給される電力の交流周期と同期して輝度が変化する同期画素を抽出し、そして、抽出された同期画素からなる同期画像を生成する。   In step S03, the image adjustment unit 19 stores the camera image after the position adjustment in the memory 25. Proceeding to step S05, the synchronized image generating unit 15 uses the phase information of the power system, and the synchronized pixels whose luminance changes in synchronization with the AC cycle of the power supplied to the traffic light from the position-adjusted camera image. And a synchronized image composed of the extracted synchronized pixels is generated.

ステップS07に進み、信号灯判断部18は、同期画像の中から信号灯を検出する。ステップS09に進み、位置変化算出部16は、信号灯の重心位置の変化又は面積の増減から、信号灯のカメラ画像間の位置の変化量を算出する。位置変化算出部16は、位置調整後のカメラ画像から検出された信号灯の位置と、他の情報処理サイクルで検出された信号灯の位置との間の変化量を算出する。   In step S07, the signal lamp determination unit 18 detects a signal lamp from the synchronized image. In step S09, the position change calculation unit 16 calculates the amount of change in the position of the signal lamp between the camera images from the change in the center of gravity position of the signal lamp or the increase or decrease in the area. The position change calculator 16 calculates the amount of change between the position of the signal lamp detected from the camera image after position adjustment and the position of the signal lamp detected in another information processing cycle.

ステップS11に進み、画像調整部19は、信号灯の異なる時刻の画像間の位置が所定値よりも変化しているか否かを判断する。位置が所定値よりも変化している場合(S11でYES)、カメラ画像のオフセット量を設定するために、ステップS13に進む。位置が所定値よりも変化していなければ(S11でNO)、信号灯の異なる時刻のカメラ画像間の位置が変化していないと判断できるので、カメラ画像のオフセット量を設定しない。   Proceeding to step S11, the image adjusting unit 19 determines whether or not the position of the signal lamp between images at different times has changed from a predetermined value. If the position has changed from the predetermined value (YES in S11), the process proceeds to step S13 in order to set the offset amount of the camera image. If the position has not changed from the predetermined value (NO in S11), it can be determined that the position between the camera images at different times of the signal lamp has not changed, so the offset amount of the camera image is not set.

ステップS13において、図3に示したように、重心位置の移動方向及び移動量に基づいて、カメラ画像のオフセット量を算出して設定する。設定されたオフセット量に基づいて、次の処理サイクルにおけるステップS01においてカメラ画像間の位置が調整される。もちろん、図4に示したように、面積の増減方向及び増減領域の幅に基づいて、オフセット量を算出してもよい。   In step S13, as shown in FIG. 3, the offset amount of the camera image is calculated and set based on the moving direction and moving amount of the center of gravity position. Based on the set offset amount, the position between the camera images is adjusted in step S01 in the next processing cycle. Of course, as shown in FIG. 4, the offset amount may be calculated based on the area increasing / decreasing direction and the width of the increasing / decreasing area.

ステップS01の後、並行して、ステップS15〜S21を実施する。ステップS15において、画像選定部23は、図5に示したように、基準信号LOが、しきい値(Th’)よりも小さい時に撮像された2以上のカメラ画像を抽出する。これにより、信号灯の輝度がしきい値(Th)以下となる2以上のカメラ画像を抽出することができる。   After step S01, steps S15 to S21 are performed in parallel. In step S15, the image selection unit 23 extracts two or more camera images captured when the reference signal LO is smaller than the threshold value (Th ′), as shown in FIG. Thereby, it is possible to extract two or more camera images in which the luminance of the signal lamp is not more than the threshold value (Th).

ステップS17に進み、画像選定部23は、抽出されたカメラ画像の数が、画像重畳部21により設定された、重畳するカメラ画像の数以上であるか否かを判断する。重畳するカメラ画像の数以上である場合(S17でYES)、さらなるカメラ画像の選定は不要であるので、ステップS19へ進む。重畳するカメラ画像の数未満である場合(S17でNO)、さらなるカメラ画像の選定が必要であるため、重畳作業を開始せずに、次の情報処理サイクルへ進む。   In step S17, the image selection unit 23 determines whether the number of extracted camera images is equal to or greater than the number of camera images to be superimposed set by the image superimposing unit 21. If the number is equal to or greater than the number of camera images to be superimposed (YES in S17), further camera image selection is unnecessary, and the process proceeds to step S19. If it is less than the number of camera images to be superimposed (NO in S17), it is necessary to select a further camera image, and therefore the process proceeds to the next information processing cycle without starting the superimposition work.

ステップS19において、画像積算部24は、抽出された2以上の異なる時刻のカメラ画像を重ね合わせて重畳画像を生成する。ステップS21に進み、生成された重畳画像を信号機認識部26へ出力する。   In step S19, the image integrating unit 24 generates a superimposed image by superimposing the extracted camera images at two or more different times. In step S 21, the generated superimposed image is output to the traffic signal recognition unit 26.

図7を参照して、信号機認識部26による信号機の認識処理の一例を説明する。まず、重畳画像のデータを読み込み(S51)、Haar−like特徴などの輝度パターンの局所特徴を用いて、重畳画像の中から信号機の候補を検出する(S52)。そして、信号機の候補に含まれる灯火領域の円形度を判定する(S53)。具体的に、灯火領域の縦と横の長さの比を求め、その比がたとえば0.7より大きく且つ1.3未満である灯火領域のみを抽出する。これにより、灯火領域が略円形である信号機の候補を抽出することができる。   With reference to FIG. 7, an example of signal recognition processing by the signal recognition unit 26 will be described. First, data of a superimposed image is read (S51), and a traffic signal candidate is detected from the superimposed image using local features of a luminance pattern such as a Haar-like feature (S52). Then, the circularity of the lighting area included in the candidate traffic lights is determined (S53). Specifically, the ratio of the vertical and horizontal lengths of the lighting area is obtained, and only the lighting areas whose ratio is, for example, greater than 0.7 and less than 1.3 are extracted. Thereby, the candidate of the traffic light whose lighting area is substantially circular can be extracted.

次に、HSV色空間における灯火領域の色相を判定する(S54)。具体的に、重畳画像の色空間をRGBからHSV(Hue(色相)、Saturation(彩度)、Value(明度))に変換する。そして、灯火領域の色相が、赤、青、黄のいずれであるかである信号機の候補を抽出する。最後に、抽出された信号機の候補の現示色(赤、青、黄のいずれか)を、図1の車両CPU13に出力する。   Next, the hue of the lighting area in the HSV color space is determined (S54). Specifically, the color space of the superimposed image is converted from RGB to HSV (Hue (hue), Saturation (saturation), Value (lightness)). And the candidate of a traffic light whose hue of a lighting area is red, blue, or yellow is extracted. Finally, the extracted candidate color of the traffic light (any one of red, blue, and yellow) is output to the vehicle CPU 13 in FIG.

以上説明したように、第1実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。   As described above, according to the first embodiment, the following operational effects can be obtained.

夜間、点灯中の信号灯は周囲に比べて輝度が高くなるため、撮像部11の露出を調整しただけでは、点灯中及び消灯中の信号灯を含む信号機全体の画像を、一度の撮像で取得することは難しい。具体的には、点灯中の信号灯に露出を合わせた場合、消灯中の信号灯及び信号機の枠に対する露出が不足し、消灯中の信号灯及び信号機の枠を撮像できない。一方、消灯中の信号灯及び信号機の枠に露出を合わせた場合、点灯中の信号灯に対する露出が超過してしまい、やはり消灯中の信号灯及び信号機の枠を撮像することが難しくなる。   At night, signal lights that are lit have higher brightness than the surroundings. Therefore, by adjusting the exposure of the image pickup unit 11, an image of the entire traffic light including signal lights that are lit and extinguished can be acquired at one time. Is difficult. Specifically, when the exposure is adjusted to the signal lamp that is lit, the signal lamp and the frame of the traffic light that are not lit are insufficiently exposed, and the signal light and the frame of the traffic light that are not lit cannot be imaged. On the other hand, when the exposure is set to the frame of the signal lamp being turned off and the traffic light, the exposure to the signal lamp being turned on is exceeded, so that it is difficult to image the frame of the signal lamp being turned off and the traffic light.

そこで、電力の交流周期で輝度が変化する信号灯の位置が維持されるように、異なる時刻のカメラ画像を重ね合わせて重畳画像を生成する。これにより、点灯中の信号灯に対する露出超過を抑制しつつ、消灯中の信号灯或いは信号機の枠を高感度で撮像することができる。よって、信号機の周囲が暗い状況であっても、点灯中及び消灯中の信号灯を含む信号機全体を撮像して、信号機を精度良く検出することができる。なお、信号灯の位置が維持されるように、異なる時刻のカメラ画像を重ね合わせて重畳画像を生成しているが、信号灯の位置を完全に一致させる必要はなく、例えば、信号灯の円形形状や信号機の枠形状が判別可能な位置ずれの範囲で、信号灯の位置が維持されればよい。   Therefore, the superimposed images are generated by superimposing the camera images at different times so that the position of the signal lamp whose luminance changes with the alternating current cycle of power is maintained. Thereby, it is possible to capture the signal light or the frame of the traffic light with high sensitivity while suppressing overexposure to the signal light that is lit. Therefore, even if the surroundings of the traffic light are dark, it is possible to detect the traffic signal with high accuracy by imaging the entire traffic light including the signal lights that are turned on and off. Note that the superimposed images are generated by superimposing the camera images at different times so that the position of the signal lamp is maintained. However, the position of the signal lamp does not have to be completely matched, for example, the circular shape of the signal lamp or the traffic light It is only necessary to maintain the position of the signal lamp within a range of positional deviation in which the frame shape can be discriminated.

画像重畳部21は、信号灯が検出された複数のカメラ画像のうち、信号灯の輝度がしきい値Th以下となる2以上の異なる時刻のカメラ画像を重畳して重畳画像を生成する。これにより、信号灯の輝度が低い時に撮像された2以上の画像を重畳することができる。よって、点灯中の信号灯の輝度が飽和していない状態で、消灯中の信号灯又は信号機の枠を高感度で撮像することができる。   The image superimposing unit 21 generates a superimposed image by superimposing camera images at two or more different times at which the luminance of the signal lamp is equal to or less than the threshold Th among the plurality of camera images in which the signal lamp is detected. Thereby, two or more images captured when the luminance of the signal lamp is low can be superimposed. Therefore, it is possible to image the signal light or the frame of the signal light that is turned off with high sensitivity in a state where the luminance of the signal light that is turned on is not saturated.

画像選定部23は、電力の交流周期と同期する基準信号(LO)の位相を用いて、信号灯の輝度がしきい値(Th)以下となる2以上のカメラ画像を選定する。信号灯の輝度は、電力の交流周期と同期する基準信号(LO)に同期して変化している。よって、基準信号(LO)の位相を用いることにより、信号灯の輝度を判定することなく、信号灯の輝度がしきい値(Th)以下となる2以上のカメラ画像を精度良く選定することができる。   The image selection unit 23 selects two or more camera images in which the luminance of the signal lamp is equal to or lower than the threshold value (Th) using the phase of the reference signal (LO) synchronized with the AC power cycle. The luminance of the signal lamp changes in synchronization with a reference signal (LO) that is synchronized with the AC cycle of power. Therefore, by using the phase of the reference signal (LO), two or more camera images in which the luminance of the signal lamp is equal to or lower than the threshold value (Th) can be selected with high accuracy without determining the luminance of the signal lamp.

画像調整部19は、信号灯の異なる時刻の画像間の位置が維持されるように、重畳される異なる時刻のカメラ画像間の位置関係を調整する。位置を調整した後の画像を重畳することにより、重畳画像における信号機の位置合わせ精度が向上する。   The image adjustment unit 19 adjusts the positional relationship between the superimposed camera images at different times so that the position between the images of the signal lights at different times is maintained. By superimposing the image whose position has been adjusted, the positioning accuracy of the traffic light in the superimposed image is improved.

画像重畳部21は、重畳画像における消灯中の信号灯及び信号機の枠の少なくとも一方の輝度が信号機の検出に必要な下限値以上となるように、撮像部11の露出条件を設定する。これにより、重畳画像から、消灯中の信号灯又は信号機の枠を検出することができる。   The image superimposing unit 21 sets the exposure condition of the imaging unit 11 so that the luminance of at least one of the signal lamp being extinguished and the frame of the traffic light in the superimposed image is equal to or higher than the lower limit value necessary for detection of the traffic light. Thereby, it is possible to detect a signal lamp or a frame of a traffic light that is extinguished from the superimposed image.

画像重畳部21は、重畳画像における消灯中の信号灯及び信号機の枠の少なくとも一方の輝度が信号機の検出に必要な下限値以上となるように、重畳するカメラ画像の数を設定する。これにより、重畳画像から、消灯中の信号灯又は信号機の枠を検出することができる。   The image superimposing unit 21 sets the number of camera images to be superimposed so that the luminance of at least one of the signal lamp being turned off and the frame of the traffic light in the superimposed image is equal to or higher than the lower limit value necessary for detection of the traffic light. Thereby, it is possible to detect a signal lamp or a frame of a traffic light that is extinguished from the superimposed image.

(第2実施形態)
第2実施形態では、画像平面(xy平面)内での位置ずれを補正するのみならず、画像平面の法線方向(z方向)の位置ずれをも補正する画像調整部19について説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, an image adjusting unit 19 that corrects not only the positional deviation in the image plane (xy plane) but also the positional deviation in the normal direction (z direction) of the image plane will be described.

第2実施形態に係わる信号機検出装置の全体構成は、図1と同じである。位置変化算出部は、信号灯判断部18が同時に2以上の信号灯を検出した場合、2以上の信号灯の異なる時刻のカメラ画像間の相対位置を検出する。具体的には、同じ情報処理サイクルにおいて2以上の信号灯が検出された場合に、2以上の信号灯の相対的位置を求める。   The overall configuration of the traffic light detection apparatus according to the second embodiment is the same as that shown in FIG. When the signal lamp determination unit 18 detects two or more signal lamps at the same time, the position change calculation unit detects a relative position between the camera images at different times of the two or more signal lamps. Specifically, when two or more signal lights are detected in the same information processing cycle, the relative positions of the two or more signal lights are obtained.

画像調整部19は、異なる時刻の画像からそれぞれに検出された2以上の信号灯の異なる時刻のカメラ画像間の相対位置が変化しているか否かを判断する。2以上の信号灯の異なる時刻のカメラ画像間の相対位置が変化している場合、画像調整部19は、2以上の信号灯の異なる時刻のカメラ画像間の相対位置が維持されるように、異なる時刻のカメラ画像間の縮尺及び回転の少なくとも一方を調整する。縮尺及び回転の少なくとも一方が調整された後のカメラ画像は、メモリ25に記憶される。   The image adjustment unit 19 determines whether or not the relative positions of the two or more signal lamps detected from the images at different times have changed between the camera images at different times. When the relative position between the camera images at different times of the two or more signal lights is changing, the image adjusting unit 19 is configured to perform different times so that the relative positions between the camera images at different times of the two or more signal lights are maintained. At least one of the scale and rotation between the camera images is adjusted. The camera image after adjustment of at least one of scale and rotation is stored in the memory 25.

図8及び図9を参照して、カメラ画像の縮尺変更及びカメラ画像の回転を説明する。図8(a)及び図8(b)は、連続する2つの情報処理サイクルで検出された2つの信号灯(SG1、SG2)を示すカメラ画像であり、図8(c)は、図8(b)の縮尺を変更した後のカメラ画像を示す。図8(a)は、車体の振動の影響が無い安定時に撮像されたカメラ画像であり、図8(b)は、その後、信号機までの距離が縮まったことにより2つの信号機の相対位置が変化しているカメラ画像である。連続する2つの情報処理サイクル間の車両の移動により、図8(a)と図8(b)とでは、2つの信号灯(SG1、SG2)の相対位置が変化している。   The scale change of the camera image and the rotation of the camera image will be described with reference to FIGS. FIGS. 8A and 8B are camera images showing two signal lamps (SG1, SG2) detected in two successive information processing cycles. FIG. ) Shows the camera image after changing the scale. FIG. 8 (a) is a camera image captured at a stable time without being affected by the vibration of the vehicle body, and FIG. 8 (b) is a diagram showing the relative position of the two traffic lights changing as the distance to the traffic lights is reduced thereafter. It is a camera image. Due to the movement of the vehicle between two successive information processing cycles, the relative positions of the two signal lights (SG1, SG2) are changed in FIGS. 8 (a) and 8 (b).

画像調整部19は、2以上の信号灯(SG1、SG2)の異なる時刻のカメラ画像間の相対位置が維持されるように、縮尺量を算出して設定する。図8は、カメラ画像の回転が不要な場合を示す。画像調整部19は、図8(c)に示すように、図8(b)のカメラ画像の縮尺を変更する。たとえば、図8(b)のカメラ画像を縮小する。もちろん、図8(a)のカメラ画像を拡大しても構わない。図8(c)における2つの信号灯(SG1、SG2)の相対位置は、図11(a)における相対位置が維持されている。   The image adjusting unit 19 calculates and sets the scale amount so that the relative positions between the camera images at different times of the two or more signal lamps (SG1, SG2) are maintained. FIG. 8 shows a case where rotation of the camera image is unnecessary. The image adjustment unit 19 changes the scale of the camera image in FIG. 8B as shown in FIG. For example, the camera image in FIG. Of course, you may enlarge the camera image of Fig.8 (a). The relative positions of the two signal lamps (SG1, SG2) in FIG. 8 (c) are maintained in FIG. 11 (a).

一方、図9は、画像調整部19が、カメラ画像の縮尺を変更し、更にカメラ画像を回転させる例を示す。図9(b)では、図9(a)よりも信号機(SG1、SG2)までの距離が縮まり、且つ車体が横方向に傾いたため、カメラ画像にも傾きが生じている。そこで、画像調整部19は、図9(c)に示すように、図9(b)のカメラ画像の縮尺を変更し、且つカメラ画像を回転させる。たとえば、図9(b)のカメラ画像を縮小し、且つ右回りに回転させる。もちろん、図9(a)を拡大し、且つ左回りに回転させても構わない。図9(c)における2つの信号機(SG1、SG2)の相対位置は、図9(a)における相対位置が維持されている。   On the other hand, FIG. 9 shows an example in which the image adjustment unit 19 changes the scale of the camera image and further rotates the camera image. In FIG. 9B, since the distance to the traffic lights (SG1, SG2) is shorter than that in FIG. 9A and the vehicle body is inclined in the lateral direction, the camera image is also inclined. Therefore, as shown in FIG. 9C, the image adjustment unit 19 changes the scale of the camera image in FIG. 9B and rotates the camera image. For example, the camera image in FIG. 9B is reduced and rotated clockwise. Of course, FIG. 9A may be enlarged and rotated counterclockwise. The relative positions of the two traffic lights (SG1, SG2) in FIG. 9 (c) are maintained as in FIG. 9 (a).

図10を参照して、第2実施形態に係わる信号機検出部12により実行される、カメラ画像から信号機を検出する一連の情報処理サイクルの一例を説明する。図10に示す処理は、予め定めた周期で繰り返し実行される。   With reference to FIG. 10, an example of a series of information processing cycles executed by the traffic signal detector 12 according to the second embodiment for detecting a traffic signal from a camera image will be described. The process shown in FIG. 10 is repeatedly executed at a predetermined cycle.

ステップS01〜S21は、図4と同じ処理であるため説明を省略し、図4に対して追加されたステップS23〜S27について説明する。ステップS11或いはステップS13の後にステップS23に進み、位置変化算出部16は、信号灯判断部18が同じ情報処理サイクルにおいて2以上の信号灯を検出したか否かを判断する。2以上の信号灯を検出した場合(S23でYES)、ステップS25に進み、位置変化算出部16は、2以上の信号灯のカメラ画像上の相対位置を検出する。位置変化算出部16は、異なる時刻の画像からそれぞれに検出された2以上の信号灯の各々について異なる時刻のカメラ画像間の相対位置を検出する。   Steps S01 to S21 are the same as those in FIG. 4 and thus will not be described. Steps S23 to S27 added to FIG. 4 will be described. Proceeding to step S23 after step S11 or step S13, the position change calculation unit 16 determines whether or not the signal lamp determination unit 18 has detected two or more signal lamps in the same information processing cycle. When two or more signal lights are detected (YES in S23), the process proceeds to step S25, and the position change calculation unit 16 detects the relative positions of the two or more signal lights on the camera image. The position change calculation unit 16 detects the relative position between the camera images at different times for each of the two or more signal lights detected from the images at different times.

ステップS27に進み、2以上の信号灯の異なる時刻のカメラ画像間の相対位置が変化している場合、画像調整部19は、2以上の信号灯の異なる時刻の画像間の相対位置が維持されるように、カメラ画像の縮尺量及び回転量の少なくとも一方を算出して設定する。カメラ画像の縮尺を変更し、カメラ画像を回転させることで、同時に検出された2以上の信号灯の異なる時刻の画像間の相対位置を維持することができる。なお、2以上の信号灯の異なる時刻のカメラ画像間の相対位置が変化しなければ、カメラ画像の縮尺は調整せず、カメラ画像の回転も行わない。   Proceeding to step S27, when the relative position between the camera images at different times of the two or more signal lights has changed, the image adjustment unit 19 maintains the relative position between the images of the two or more signal lights at different times. In addition, at least one of the scale amount and the rotation amount of the camera image is calculated and set. By changing the scale of the camera image and rotating the camera image, it is possible to maintain the relative position between the images of two or more simultaneously detected signal lights at different times. If the relative positions of the two or more signal lamps at different times do not change, the scale of the camera image is not adjusted and the camera image is not rotated.

なお、ステップS27においてカメラ画像の縮尺量及び回転量が設定された場合、次の情報処理サイクルのステップS01において、画像調整部19は、カメラ画像の縮尺を変更し、カメラ画像を回転させる。   When the scale amount and the rotation amount of the camera image are set in step S27, the image adjustment unit 19 changes the scale of the camera image and rotates the camera image in step S01 of the next information processing cycle.

1つの重畳画像を形成するために重畳されるカメラ画像の数が増えると、車両の移動による画像の縮尺及び回転のずれが大きくなり、カメラ画像の位置合わせ精度が低下してしまう。そこで、同時に2以上の信号灯を検出した場合、2以上の信号灯の異なる時刻の画像間の相対位置が維持されるように、画像の縮尺及び回転の少なくともいずれか1つを調整する。これにより、画像平面(xy平面)内での位置ずれを補正するのみならず、画像平面の法線方向(z方向)の位置ずれを補正することができる。よって、重畳する画像の数が増えても、画像の位置合わせ精度を維持することができる。   When the number of camera images superimposed to form one superimposed image increases, the displacement of the image scale and rotation due to the movement of the vehicle increases, and the alignment accuracy of the camera image decreases. Therefore, when two or more signal lights are detected at the same time, at least one of the scale and rotation of the image is adjusted so that the relative positions between the images at different times of the two or more signal lights are maintained. Thereby, not only the positional deviation in the image plane (xy plane) is corrected, but also the positional deviation in the normal direction (z direction) of the image plane can be corrected. Therefore, even if the number of images to be superimposed increases, the image alignment accuracy can be maintained.

(第3実施形態)
第3実施形態では、画像処理負担を軽減するために、信号機全体を含むことができる最小限の領域(信号機領域)をカメラ画像の中から切り出し、2以上の信号機領域を重畳する例を説明する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, an example in which a minimum area (signal area) that can include the entire traffic signal is cut out from the camera image and two or more traffic signal areas are superimposed in order to reduce the image processing burden will be described. .

図11(a)に示すように、画像重畳部21は、検出された信号灯SGを中心とする信号機領域CT1をカメラ画像の中から切り出す。信号機領域CT1は、信号機内で隣接する信号灯の間隔と同じ間隔で垂直方向(y方向)及び水平方向(x方向)に5つの信号灯を並べることができる大きさを有する。画像重畳部21は、カメラ画像の各々について切り出された信号機領域CT1を重畳して重畳画像を生成する。   As shown to Fig.11 (a), the image superimposition part 21 cuts out the traffic light area | region CT1 centering on the detected signal lamp SG from a camera image. The traffic light region CT1 has a size capable of arranging five signal lights in the vertical direction (y direction) and the horizontal direction (x direction) at the same interval as the interval between adjacent signal lights in the traffic light. The image superimposing unit 21 superimposes the traffic signal region CT1 cut out for each of the camera images to generate a superimposed image.

検出された信号灯SGを含む信号機領域CT1をカメラ画像の中から切り出して重畳することにより、カメラ画像全体を重畳する場合に比べて画像処理の負担が軽減される。また、通常、信号機は、赤、青、黄色の3つの信号灯を有し、これらは、垂直方向或いは水平方向に配列されている。そこで、信号灯を中心とする領域であって、5つの信号灯を垂直方向或いは水平方向に並べることができる大きさの領域を切り出して重畳する。これにより、3つの信号灯のうちどの位置の信号灯が点灯しているかが不明な状況においても、信号機全体を含むことができる最小限の領域を切り出すことができる。   By cutting out and superimposing the traffic signal area CT1 including the detected signal lamp SG from the camera image, the burden of image processing is reduced as compared with the case of superimposing the entire camera image. In general, the traffic light has three signal lights of red, blue and yellow, which are arranged in the vertical direction or the horizontal direction. Therefore, an area centered on the signal lamp and having a size that allows five signal lamps to be arranged in the vertical direction or the horizontal direction is cut out and superimposed. As a result, even in a situation where it is unclear which position of the three signal lights is lit, it is possible to cut out the minimum area that can include the entire traffic light.

なお、赤、青、黄色の3つの信号灯が配列される方向が垂直方向(y方向)であることが判明している場合、画像重畳部21は、図11(b)に示すように、隣接する信号灯の間隔と同じ間隔で垂直方向(y方向)にのみ5つの信号灯を並べることができる大きさを有する信号機領域CT1を切り出してもよい。一方、信号灯が配列される方向が水平方向(x方向)であることが判明している場合、画像重畳部21は、図11(c)に示すように、隣接する信号灯の間隔と同じ間隔で水平方向(x方向)にのみ5つの信号灯を並べることができる大きさを有する信号機領域CT1を切り出してもよい。   If it is known that the direction in which the three signal lights of red, blue, and yellow are arranged is the vertical direction (y direction), the image superimposing unit 21 is adjacent to each other as shown in FIG. The traffic signal area CT1 having a size that allows five signal lights to be arranged only in the vertical direction (y direction) at the same interval as the interval between the signal lights to be performed may be cut out. On the other hand, when it is found that the direction in which the signal lamps are arranged is the horizontal direction (x direction), the image superimposing unit 21 has the same interval as the interval between adjacent signal lamps as shown in FIG. You may cut out traffic signal area | region CT1 which has a magnitude | size which can arrange | position five signal lights only in a horizontal direction (x direction).

隣接する信号灯の間隔は予め定まっているため、検出された信号灯SGの直径が検出できれば、カメラ画像上における信号灯の間隔を算出することができる。   Since the interval between adjacent signal lamps is determined in advance, if the diameter of the detected signal lamp SG can be detected, the interval between the signal lamps on the camera image can be calculated.

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。   Although the embodiments of the present invention have been described as described above, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

11 撮像部
12 信号機検出部
16 位置変化算出部
19 画像調整部
21 画像重畳部
22 信号灯検出部
23 画像選定部
26 信号機認識部
28 カメラ画像(画像)
CT1〜CT3 信号機領域
DA1〜DA3 信号灯
LO 基準信号
SG、SG1、SG2 信号灯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Image pick-up part 12 Traffic light detection part 16 Position change calculation part 19 Image adjustment part 21 Image superimposition part 22 Signal lamp detection part 23 Image selection part 26 Traffic signal recognition part 28 Camera image (image)
CT1 to CT3 Signal area DA1 to DA3 Signal lamp LO Reference signal SG, SG1, SG2 Signal lamp

Claims (10)

車両に搭載され、前記車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記画像の中から、電力の交流周期と同期して輝度が変化する信号灯を検出する信号灯検出部と、
前記撮像部により取得された異なる時刻の画像からそれぞれに検出された前記信号灯の画像間の位置が維持されるように、前記異なる時刻の画像を重ね合わせて重畳画像を生成する画像重畳部と、
前記重畳画像における、点灯中の信号灯と、消灯中の信号灯及び信号機の枠の少なくとも一方と、を用いて、前記信号灯を含む信号機を認識する信号機認識部と
を有することを特徴とする信号機検出装置。
An imaging unit mounted on a vehicle and capturing an image of the surroundings of the vehicle;
From the image, a signal lamp detection unit that detects a signal lamp whose luminance changes in synchronization with the AC cycle of power,
An image superimposing unit that superimposes the images at different times to generate a superimposed image so that the position between the images of the signal lights detected from the images at different times acquired by the imaging unit is maintained;
In the superimposed image, the signal lamp during lighting, with at least one frame of the signal lights and traffic lights Off, traffic signal detecting apparatus characterized by comprising a recognizing traffic recognizer traffic signal including the signal lamp .
車両に搭載され、前記車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記画像の中から、電力の交流周期と同期して輝度が変化する信号灯を検出する信号灯検出部と、
前記撮像部により取得された異なる時刻の画像からそれぞれに検出された前記信号灯の画像間の位置が維持されるように、前記異なる時刻の画像を重ね合わせて重畳画像を生成する画像重畳部と、
前記重畳画像を用いて、前記信号灯を含む信号機を認識する信号機認識部と、を有し、
前記画像重畳部は、前記異なる時刻の画像のうち、前記信号灯の輝度がしきい値以下となる2以上の前記異なる時刻の画像を重畳して前記重畳画像を生成することを特徴とする信号機検出装置。
An imaging unit mounted on a vehicle and capturing an image of the surroundings of the vehicle;
From the image, a signal lamp detection unit that detects a signal lamp whose luminance changes in synchronization with the AC cycle of power,
An image superimposing unit that superimposes the images at different times to generate a superimposed image so that the position between the images of the signal lights detected from the images at different times acquired by the imaging unit is maintained;
A signal recognition unit that recognizes a signal including the signal light using the superimposed image;
The signal superimposing unit generates the superimposed image by superimposing two or more images at different times at which the luminance of the signal lamp is not more than a threshold value among the images at different times. apparatus.
前記画像重畳部は、電力の交流周期と同期する基準信号の位相を用いて、前記信号灯の輝度がしきい値以下となる2以上の前記異なる時刻の画像を選定する画像選定部を備えることを特徴とする請求項2に記載の信号機検出装置。   The image superimposing unit includes an image selecting unit that selects an image at two or more different times at which the luminance of the signal lamp is equal to or less than a threshold value using a phase of a reference signal synchronized with an AC cycle of power. The traffic light detection device according to claim 2, wherein 車両に搭載され、前記車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記画像の中から、電力の交流周期と同期して輝度が変化する信号灯を検出する信号灯検出部と、
前記撮像部により取得された異なる時刻の画像からそれぞれに検出された前記信号灯の画像間の位置が維持されるように、前記異なる時刻の画像を重ね合わせて重畳画像を生成する画像重畳部と、
前記重畳画像を用いて、前記信号灯を含む信号機を認識する信号機認識部と、を有し、
前記画像重畳部は、前記信号灯の画像間の位置が維持されるように、重畳される前記異なる時刻の画像間の位置関係を調整する画像調整部を備えることを特徴とする信号機検出装置。
An imaging unit mounted on a vehicle and capturing an image of the surroundings of the vehicle;
From the image, a signal lamp detection unit that detects a signal lamp whose luminance changes in synchronization with the AC cycle of power,
An image superimposing unit that superimposes the images at different times to generate a superimposed image so that the position between the images of the signal lights detected from the images at different times acquired by the imaging unit is maintained;
A signal recognition unit that recognizes a signal including the signal light using the superimposed image;
The traffic light detection apparatus , wherein the image superimposing unit includes an image adjusting unit that adjusts a positional relationship between images at different times to be superimposed so that a position between images of the signal lamp is maintained .
前記画像調整部は、前記信号灯検出部が同時に2以上の前記信号灯を検出した場合、前記2以上の信号灯の前記異なる時刻の画像間の相対位置が維持されるように、前記異なる時刻の画像間の縮尺及び回転の少なくともいずれか1つを調整することを特徴とする請求項4に記載の信号機検出装置。 The image adjustment unit is configured to detect a difference between images at different times so that a relative position between the images at different times of the two or more signal lights is maintained when the signal lamp detection unit detects two or more signal lights at the same time. 5. The traffic light detection apparatus according to claim 4 , wherein at least one of scale and rotation is adjusted . 車両に搭載され、前記車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記画像の中から、電力の交流周期と同期して輝度が変化する信号灯を検出する信号灯検出部と、
前記撮像部により取得された異なる時刻の画像からそれぞれに検出された前記信号灯の画像間の位置が維持されるように、前記異なる時刻の画像を重ね合わせて重畳画像を生成する画像重畳部と、
前記重畳画像を用いて、前記信号灯を含む信号機を認識する信号機認識部と、を有し、
前記画像重畳部は、前記重畳画像における消灯中の信号灯及び信号機の枠の少なくとも一方の輝度が前記信号機の検出に必要な下限値以上となるように、前記撮像部の露出条件を設定することを特徴とする信号機検出装置。
An imaging unit mounted on a vehicle and capturing an image of the surroundings of the vehicle;
From the image, a signal lamp detection unit that detects a signal lamp whose luminance changes in synchronization with the AC cycle of power,
An image superimposing unit that superimposes the images at different times to generate a superimposed image so that the position between the images of the signal lights detected from the images at different times acquired by the imaging unit is maintained;
A signal recognition unit that recognizes a signal including the signal light using the superimposed image;
The image superimposing unit sets the exposure condition of the imaging unit so that the luminance of at least one of the signal lamp being extinguished and the frame of the traffic light in the superimposed image is equal to or higher than a lower limit value necessary for detection of the traffic light. A traffic signal detection device.
車両に搭載され、前記車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部と、An imaging unit mounted on a vehicle and capturing an image of the surroundings of the vehicle;
前記画像の中から、電力の交流周期と同期して輝度が変化する信号灯を検出する信号灯検出部と、From the image, a signal lamp detection unit that detects a signal lamp whose luminance changes in synchronization with the AC cycle of power,
前記撮像部により取得された異なる時刻の画像からそれぞれに検出された前記信号灯の画像間の位置が維持されるように、前記異なる時刻の画像を重ね合わせて重畳画像を生成する画像重畳部と、An image superimposing unit that superimposes the images at different times to generate a superimposed image so that the position between the images of the signal lights detected from the images at different times acquired by the imaging unit is maintained;
前記重畳画像を用いて、前記信号灯を含む信号機を認識する信号機認識部と、を有し、A signal recognition unit that recognizes a signal including the signal light using the superimposed image;
前記画像重畳部は、前記重畳画像における消灯中の信号灯及び信号機の枠の少なくとも一方の輝度が前記信号機の検出に必要な下限値以上となるように、重畳する前記異なる時刻の画像の数を設定することを特徴とする信号機検出装置。The image superimposing unit sets the number of images at different times to be superimposed so that the luminance of at least one of the signal lamp being turned off and the frame of the traffic light in the superimposed image is equal to or higher than a lower limit value necessary for detection of the traffic light. A traffic light detecting device.
車両に搭載され、前記車両の周囲を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記画像の中から、電力の交流周期と同期して輝度が変化する信号灯を検出する信号灯検出部と、
前記撮像部により取得された異なる時刻の画像からそれぞれに検出された前記信号灯の画像間の位置が維持されるように、前記異なる時刻の画像を重ね合わせて重畳画像を生成する画像重畳部と、
前記重畳画像を用いて、前記信号灯を含む信号機を認識する信号機認識部と、を有し、
前記画像重畳部は、検出された前記信号灯を中心とする領域であって、且つ前記信号機の中で隣接する信号灯の間隔と同じ間隔で5つの信号灯を垂直方向或いは水平方向に並べることができる大きさの前記領域を、前記異なる時刻の画像の中から切り出し、
前記画像重畳部は、前記異なる時刻の画像の各々について切り出された前記領域を重畳して前記重畳画像を生成すること
を特徴とする信号機検出装置。
An imaging unit mounted on a vehicle and capturing an image of the surroundings of the vehicle;
From the image, a signal lamp detection unit that detects a signal lamp whose luminance changes in synchronization with the AC cycle of power,
An image superimposing unit that superimposes the images at different times to generate a superimposed image so that the position between the images of the signal lights detected from the images at different times acquired by the imaging unit is maintained;
A signal recognition unit that recognizes a signal including the signal light using the superimposed image;
The image superimposing unit is a region that is centered on the detected signal lamp and can arrange five signal lamps in the vertical direction or the horizontal direction at the same interval as the interval between adjacent signal lamps in the traffic light. The region is cut out from the images at different times,
The traffic light detection device , wherein the image superimposing unit generates the superimposed image by superimposing the regions cut out for each of the images at different times .
車両に搭載された撮像部を用いて、前記車両の周囲を撮像して画像を取得し、Using an imaging unit mounted on the vehicle, image the surroundings of the vehicle to obtain an image,
前記画像の中から、電力の交流周期と同期して輝度が変化する信号灯を検出し、From the image, a signal light whose brightness changes in synchronization with the AC cycle of power is detected,
前記撮像部により取得された異なる時刻の画像からそれぞれに検出された前記信号灯の画像間の位置が維持されるように、前記異なる時刻の画像を重ね合わせて重畳画像を生成し、The superimposed images are generated by superimposing the images at different times so that the positions between the images of the signal lights detected from the images at different times acquired by the imaging unit are maintained,
前記重畳画像における、点灯中の信号灯と、消灯中の信号灯及び信号機の枠の少なくとも一方と、を用いて、前記信号灯を含む信号機を認識するIn the superimposed image, the signal light including the signal light is recognized by using a signal light that is turned on and at least one of a signal light that is turned off and a frame of the traffic light.
ことを特徴とする信号機検出方法。A traffic light detecting method.
車両に搭載された撮像部を用いて、前記車両の周囲を撮像して画像を取得し、Using an imaging unit mounted on the vehicle, image the surroundings of the vehicle to obtain an image,
前記画像の中から、電力の交流周期と同期して輝度が変化する信号灯を検出し、From the image, a signal light whose brightness changes in synchronization with the AC cycle of power is detected,
前記撮像部により取得された異なる時刻の画像からそれぞれに検出された前記信号灯の画像間の位置が維持されるように、前記異なる時刻の画像のうち、前記信号灯の輝度がしきい値以下となる2以上の前記異なる時刻の画像を重畳して重畳画像を生成し、In the images at different times, the luminance of the signal lights is equal to or less than a threshold value so that the positions between the images of the signal lights detected from the images at different times acquired by the imaging unit are maintained. Two or more images at different times are superimposed to generate a superimposed image;
前記重畳画像を用いて、前記信号灯を含む信号機を認識するRecognize the traffic light including the signal light using the superimposed image.
ことを特徴とする信号機検出方法。A traffic light detecting method.
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