專(zhuān)利名稱(chēng)：環(huán)境識(shí)別裝置及環(huán)境識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于檢測(cè)區(qū)域的對(duì)象物的亮度識(shí)別該對(duì)象物的環(huán)境識(shí)別裝置及環(huán)境識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
以往，檢測(cè)位于本車(chē)輛前方的車(chē)輛或信號(hào)燈等所謂障礙物的對(duì)象物，并對(duì)本車(chē)輛進(jìn)行控制以避免與所檢測(cè)出的對(duì)象物發(fā)生碰撞或使本車(chē)輛與前行車(chē)輛的車(chē)距保持在安全距離的技術(shù)已被為人所知(例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2)。而且，在這種技術(shù)中，不僅將對(duì)象物一律特定為物體，而且為了進(jìn)行更高精度的控制，還存在判斷對(duì)象物是以與本車(chē)輛相同的速度行駛的前行車(chē)輛，還是不移動(dòng)的被固定的 物體等的技術(shù)。在此，當(dāng)通過(guò)對(duì)檢測(cè)區(qū)域的拍攝而檢測(cè)出對(duì)象物時(shí)，在特定對(duì)象物為何物之前，應(yīng)從所拍攝的圖像中提取(剪切)對(duì)象物本身。例如，當(dāng)所拍攝的圖像為彩色圖像時(shí)，可以采用將具有相同的亮度(顏色)的像素群組化并作為對(duì)象物進(jìn)行提取的方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本專(zhuān)利第3 3 4 9 0 6 0號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)平1 0 — 2 8 3 4 6 1號(hào)公報(bào)但是，若僅僅簡(jiǎn)單地群組化具有相同的顏色特性的多個(gè)像素，則當(dāng)發(fā)光標(biāo)識(shí)或電子告示板中表示出的文字或圖形與信號(hào)燈的點(diǎn)亮部分的顏色或大小近似時(shí)，有可能將這些文字或圖形誤認(rèn)為是信號(hào)燈。而且，即便是大于信號(hào)燈的點(diǎn)亮部分的顯示器，根據(jù)其顯示狀態(tài)，所顯示的文字或圖形未必會(huì)連續(xù)，在分別區(qū)分并群組化后，有可能無(wú)法識(shí)別為是顯示于同一物體的部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種課題而提出的，其目的在于提供一種提高對(duì)象物的特定精度的環(huán)境識(shí)別裝置及環(huán)境識(shí)別方法。為了達(dá)到目的，本發(fā)明的環(huán)境識(shí)別裝置，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，將亮度范圍和特定物對(duì)應(yīng)而存儲(chǔ)；売度獲取單兀，獲取檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象部位的売度；特定物初步確定單兀，基于存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從對(duì)象部位的亮度初步確定對(duì)應(yīng)于對(duì)象部位的特定物；對(duì)象部位群組化單元，對(duì)初步確定為對(duì)應(yīng)于同一特定物的相鄰的對(duì)象部位進(jìn)行群組化而作為對(duì)象物；位置信息獲取單元，獲取對(duì)象部位的相對(duì)距離；代表距離導(dǎo)出單元，導(dǎo)出作為對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位的相對(duì)距離的代表值的代表距離；對(duì)象物群組化單元，將自對(duì)象物的水平距離的差值及高度的差值處于第一預(yù)定范圍內(nèi)，且相對(duì)距離和代表距離的差值處于第二預(yù)定范圍內(nèi)的、在亮度方面與該對(duì)象物對(duì)應(yīng)于同一特定物的對(duì)象部位作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化。
在處于第一預(yù)定范圍內(nèi)及第二預(yù)定范圍內(nèi)的多個(gè)對(duì)象部位互為相鄰，且其數(shù)量達(dá)到預(yù)定數(shù)量以上時(shí)，對(duì)象物群組化單元可以對(duì)多個(gè)對(duì)象部位作為對(duì)象物而群組化。對(duì)象物群組化單元可以將作為對(duì)象物而群組化的對(duì)象部位的相對(duì)距離視為代表距離，并以對(duì)象部位為基準(zhǔn)點(diǎn)，將滿(mǎn)足條件的其他對(duì)象部位進(jìn)一步作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化。對(duì)象物群組化單元可以在相對(duì)于處于第一預(yù)定范圍內(nèi)以及第二預(yù)定范圍內(nèi)的對(duì)象部位的水平距離的相對(duì)距離的傾斜度以及相對(duì)于高度的相對(duì)距離的傾斜度與對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位形成直線(xiàn)關(guān)系時(shí)，作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化。對(duì)象物群組化單元可以在相對(duì)于處于第一預(yù)定范圍內(nèi)以及第二預(yù)定范圍內(nèi)的對(duì)象部位的水平距離的相對(duì)距離的傾斜度以及相對(duì)于高度的相對(duì)距離的傾斜度與對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位形成高次曲線(xiàn)關(guān)系時(shí),作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化。 代表距離可以是與對(duì)象物內(nèi)的對(duì)象部位的距離分布的頂點(diǎn)相當(dāng)?shù)南鄬?duì)距離。代表距離可以為對(duì)象物內(nèi)的對(duì)象部位的相對(duì)距離的平均值。為了達(dá)到目的，本發(fā)明的環(huán)境識(shí)別方法，包括獲取檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象部位的亮度；獲取對(duì)象部位的相對(duì)距尚；基于存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單兀的売度的范圍和特定物的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從對(duì)象部位的亮度初步確定對(duì)應(yīng)于對(duì)象部位的特定物；對(duì)初步確定為對(duì)應(yīng)于同一特定物的相鄰的對(duì)象部位進(jìn)行群組化而作為對(duì)象物；導(dǎo)出作為對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位的相對(duì)距離的代表值的代表距離；將自對(duì)象物的水平距離的差值及高度的差值處于第一預(yù)定范圍內(nèi)，且相對(duì)距離和代表距離的差值處于第二預(yù)定范圍內(nèi)的、在亮度方面與該對(duì)象物對(duì)應(yīng)于同一特定物的對(duì)象部位作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化。根據(jù)本發(fā)明，能夠提高對(duì)象物的特定精度，因此能夠防止錯(cuò)誤識(shí)別。


圖I為示出環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)的連接關(guān)系的方框圖。圖2為用于說(shuō)明亮度圖像和距離圖像的說(shuō)明圖。圖3為示出環(huán)境識(shí)別裝置的概略的功能的功能方框圖。圖4為用于說(shuō)明特定物表格的說(shuō)明圖。圖5為用于說(shuō)明通過(guò)位置信息獲取單元變換為三維位置信息的說(shuō)明圖。圖6為用于說(shuō)明特定物映射圖的說(shuō)明圖。圖7為用于說(shuō)明對(duì)象部位群組化單元的處理的說(shuō)明圖。圖8為用于說(shuō)明對(duì)象物群組化單元的處理的說(shuō)明圖。圖9為示出環(huán)境識(shí)別方法的整個(gè)流程的流程圖。圖10為示出特定物映射圖生成處理的流程的流程圖。圖11為示出對(duì)象部位群組化處理的流程的流程圖。圖12為示出代表距離導(dǎo)出處理的流程的流程圖。圖13為示出對(duì)象物群組化處理的流程的流程圖。圖14為示出特定物確定處理的流程的流程圖。主要符號(hào)說(shuō)明I :車(chē)輛
122 :檢測(cè)區(qū)域124 :亮度圖像126:距離圖像130 :環(huán)境識(shí)別裝置152 :數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元160:亮度獲取單元162 :位置信息獲取單元164 :特定物初步確定單元 166 :對(duì)象部位群組化單元168 :代表距離導(dǎo)出單元170 :對(duì)象物群組化單元172 :特定物確定單元200 :特定物表格202 :亮度范圍204 :幅度范圍210:特定物映射圖
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。所涉及的實(shí)施方式中所示的尺寸、材料、其他具體數(shù)值等僅僅是為容易地理解發(fā)明而例示的，除了特別指定的情況之外，并不能用來(lái)限定本發(fā)明。在此，本說(shuō)明書(shū)及附圖中，對(duì)于具有實(shí)質(zhì)上相同的功能、結(jié)構(gòu)的要素通過(guò)賦予相同的符號(hào)的方式省略重復(fù)性說(shuō)明，而且對(duì)與本發(fā)明沒(méi)有直接關(guān)系的要素省略了圖示。(環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)100)圖I為示出環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)的連接關(guān)系的方框圖。環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)100包括設(shè)置在車(chē)輛I內(nèi)的多個(gè)(本實(shí)施方式中為兩個(gè))攝像裝置110、圖像處理裝置120、環(huán)境識(shí)別裝置130、車(chē)輛控制裝置140。攝像裝置110包含電荷稱(chēng)合器件(CO),Charge-Coupled Device)或互補(bǔ)金素氧化半導(dǎo)體(CMOS, Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等攝像器件，能夠獲取彩色圖像，即，像素單位中可獲取三個(gè)色相(紅、綠、藍(lán))的亮度。在本實(shí)施方式中，把顏色和亮度同等看待，在同一篇文章中包含這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)時(shí)，可以相互交替讀取為構(gòu)成顏色的亮度，或者是具有亮度的顏色。在此，由攝像裝置110所拍攝的彩色圖像稱(chēng)為亮度圖像，區(qū)別于后述的距離圖像。而且，攝像裝置110為兩個(gè)，兩個(gè)攝像裝置110在大致水平方向分開(kāi)布置，以在車(chē)輛I的行進(jìn)方向側(cè)兩個(gè)攝像裝置110各自的光軸大致平行。攝像裝置110每隔例如1/60秒(60fps)連續(xù)生成拍攝存在于車(chē)輛I前方的檢測(cè)區(qū)域的對(duì)象物的圖像數(shù)據(jù)。在此，對(duì)象物不僅包括車(chē)輛、信號(hào)燈、道路、護(hù)欄等獨(dú)立存在的立體物體，還包括尾燈或轉(zhuǎn)向指示燈、信號(hào)燈的各個(gè)照明部分等能夠確定為立體物的部分的物體。在以下實(shí)施方式中的各個(gè)功能單元以這種圖像數(shù)據(jù)的更新為契機(jī)執(zhí)行各種處理。圖像處理裝置120從兩個(gè)攝像裝置110分別獲取圖像數(shù)據(jù)，并基于兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出包含圖像中的任意區(qū)塊(集合預(yù)定數(shù)量的像素的區(qū)塊)的視差以及示出任意區(qū)塊在畫(huà)面中的位置的畫(huà)面位置的視差信息。圖像處理裝置120采用從另一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)搜索對(duì)應(yīng)于從一個(gè)圖像數(shù)據(jù)任意抽出的區(qū)塊(例如，水平4像素X垂直4像素的陣列)的區(qū)塊的所謂的圖案匹配而導(dǎo)出視差。在此，水平是指所拍攝的圖像的畫(huà)面橫向方向，相當(dāng)于實(shí)際空間中的水平方向。而且，垂直是指所拍攝的圖像的畫(huà)面縱向方向，相當(dāng)于實(shí)際空間中的豎直方向。所述圖案匹配是指，在兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)之間以示出任意圖像位置的區(qū)塊單位比較亮度值(Y色差信號(hào))的方法。例如，包括求出亮度值的差值的絕對(duì)差值和(SAD，Sumof Absolute Difference)、將差值平方后使用的差值的平方和(SSD, Sum of Squaredintensity Difference)、求出從各個(gè)像素的亮度值減去了平均值的分散值的相似度的歸一化互相關(guān)(NCC, Normalized Cross Correlation)等方法。圖像處理裝置120對(duì)于被顯示在檢索區(qū)域(例如，600像素X200像素)的全部區(qū)塊執(zhí)行這種區(qū)塊單位的視差導(dǎo)出處理。在此，將區(qū)塊設(shè)定為4像素X4像素，但區(qū)塊內(nèi)的像素?cái)?shù)量可以任意地設(shè)定。但是，在圖像處理裝置120中，雖然對(duì)作為檢測(cè)分辨率的單位的每個(gè)區(qū)塊能夠?qū)С鲆暡睿珶o(wú)法識(shí)別該區(qū)塊是哪種對(duì)象物的一部分。因此，視差信息不是對(duì)象物單位，而是 作為檢測(cè)區(qū)域的檢測(cè)分辨率單位(例如區(qū)塊單位)而被獨(dú)立地導(dǎo)出。在此,將如此導(dǎo)出的視差信息(相當(dāng)于后述的相對(duì)距離)映射到圖像數(shù)據(jù)的圖像稱(chēng)為距離圖像。圖2為用于說(shuō)明亮度圖像124和距離圖像126的說(shuō)明圖。例如，假設(shè)通過(guò)兩個(gè)攝像裝置110針對(duì)檢測(cè)區(qū)域122生成圖2 (a)所示的亮度圖像(圖像數(shù)據(jù))124。但是，在此，為了便于理解，僅模式性地示出兩個(gè)亮度圖像124中的一個(gè)。在本實(shí)施方式中，圖像處理裝置120從這種亮度圖像124求出每個(gè)區(qū)塊的視差，從而形成圖2 (b)所示的距離圖像126。對(duì)于距離圖像126中的各個(gè)區(qū)塊來(lái)說(shuō)，其區(qū)塊的視差相互關(guān)聯(lián)。在此，為了便于說(shuō)明，將導(dǎo)出視差的區(qū)塊以黑點(diǎn)表示。對(duì)于視差來(lái)說(shuō)，容易在圖像的邊緣部分(相鄰像素之間明暗的差值較大的部分)被特定，因此在距離圖像126中，賦予黑點(diǎn)的、導(dǎo)出視差的區(qū)塊在亮度圖像124中也大多形成邊緣。因此，圖2 (a)所示的亮度圖像124和圖2 (b)所示的距離圖像126在各個(gè)對(duì)象物的輪廓上相互近似。環(huán)境識(shí)別裝置130從圖像處理裝置120獲得亮度圖像124和距離圖像126，并利用基于亮度圖像124的亮度和基于距離圖像126的與本車(chē)輛I的相對(duì)距離特定檢測(cè)區(qū)域122中的對(duì)象物對(duì)應(yīng)于哪種特定物。這時(shí)，環(huán)境識(shí)別裝置130利用所謂的立體視覺(jué)法將距離圖像126中的檢測(cè)區(qū)域122內(nèi)的每個(gè)區(qū)塊的視差信息變換為包含相對(duì)距離的三維位置信息。在此，立體視覺(jué)法是通過(guò)使用三角測(cè)量法從對(duì)象物的視差導(dǎo)出該對(duì)象物相對(duì)于攝像裝置110的相對(duì)距離的方法。對(duì)于環(huán)境識(shí)別裝置130將在后面詳述。車(chē)輛控制裝置140執(zhí)行避免本車(chē)輛與通過(guò)環(huán)境識(shí)別裝置130特定的對(duì)象物碰撞或使本車(chē)輛與前行車(chē)輛的車(chē)間距保持在安全距離的控制。具體來(lái)說(shuō)，車(chē)輛控制裝置140通過(guò)用于檢測(cè)方向盤(pán)角度的舵角傳感器142和用于檢測(cè)車(chē)輛I的速度的車(chē)速傳感器144等獲得當(dāng)前的車(chē)輛I的行駛狀態(tài)，并通過(guò)控制致動(dòng)器146將車(chē)輛I與前行車(chē)輛的車(chē)間距保持在安全距離。在此，致動(dòng)器146是用于控制剎車(chē)、節(jié)氣閥、舵角等的車(chē)輛控制用致動(dòng)器。而且，當(dāng)推斷出將與對(duì)象物產(chǎn)生碰撞時(shí)，車(chē)輛控制裝置140在設(shè)置在駕駛者前方的顯示器148進(jìn)行相應(yīng)警告顯示(報(bào)警)的同時(shí)，控制致動(dòng)器146使車(chē)輛I自動(dòng)地減速。車(chē)輛控制裝置140也可以與環(huán)境識(shí)別裝置130形成為一體。(環(huán)境識(shí)別裝置130)圖3為示出環(huán)境識(shí)別裝置130的概略的功能的功能方框圖。如圖3所示，環(huán)境識(shí)別裝置130包括I/F單元150、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元152、中央控制單元154。I/F單元150是用于使圖像處理裝置120和車(chē)輛控制裝置140進(jìn)行雙向信息交換的接口。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元152由RAM、閃存、HDD等構(gòu)成，以用于保存特定物表格(對(duì)應(yīng)關(guān)系)或以下所示各個(gè)功能單元的處理中所必要的各種信息，而且暫時(shí)保存從圖像處理裝置120接收的亮度圖像124、距離圖像126。在此，特定物表格的使用方式如下。圖4為用于說(shuō)明特定物表格200的說(shuō)明圖。特定物表格200中，針對(duì)多個(gè)特定物對(duì)應(yīng)有表示亮度的范圍的亮度范圍202、表示特定物的大小范圍的幅度范圍204。在此，作為特定物，可假設(shè)“信號(hào)燈(紅)”、“信號(hào)燈(黃)”、“信號(hào)燈(藍(lán))”、“尾燈(紅)”、“轉(zhuǎn)向指示燈 (橙)”、“道路標(biāo)識(shí)(紅)”、“道路標(biāo)識(shí)(藍(lán))”、“道路標(biāo)識(shí)(綠)”等在道路上行駛時(shí)有必要目視的各種物體。當(dāng)然，特定物并不局限于圖4所示的物體。而且，特定物表格200中，特定物的特定具有優(yōu)先順序，該環(huán)境識(shí)別處理依照該優(yōu)先順序，對(duì)于從特定物表格200中的多個(gè)特定物中依次選擇出的每一個(gè)特定物執(zhí)行。特定物中，例如，特定物“信號(hào)燈(紅)”對(duì)應(yīng)的亮度(紅)為“150以上”，亮度(綠)為“100以下”，亮度(藍(lán))為“50以下”，幅度范圍為“0. 2 0. 4m”。在本實(shí)施方式中，基于特定物表格200，在亮度圖像124內(nèi)的任意對(duì)象部位中滿(mǎn)足有關(guān)任意特定物的亮度范圍202條件的對(duì)象部位成為特定物的候補(bǔ)。例如，當(dāng)對(duì)象部位的亮度被包含于特定物“信號(hào)燈(紅)”的亮度范圍202之內(nèi)時(shí)，將該對(duì)象部位作為特定物“信號(hào)燈(紅)”的候補(bǔ)。而且，將對(duì)象部位群組化的對(duì)象物被提取為類(lèi)似特定物的形態(tài)時(shí)，例如，被群組化的對(duì)象物的大小被包含在“信號(hào)燈(紅)”的幅度范圍“0. 2^0. 4m”之內(nèi)時(shí)，被判斷為特定物。被判斷為特定物的對(duì)象部位通過(guò)特定物固有的識(shí)別號(hào)被標(biāo)記。在此，對(duì)象部位假設(shè)為像素或集合像素的區(qū)塊，但本實(shí)施方式中，為了便于說(shuō)明，假設(shè)為像素。中央控制單元154由包括中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)程序等的ROM、作為工作區(qū)的RAM等的半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成，通過(guò)系統(tǒng)總線(xiàn)156控制I/F單元150和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元152。而且，在本實(shí)施方式中，中央控制單元154具有作為亮度獲取單元160、位置信息獲取單元162、特定物初步確定單元164、對(duì)象部位群組化單元166、代表距離導(dǎo)出單元168、對(duì)象物群組化單元170、特定物確定單元172、圖案匹配單元174的功能。亮度獲取單元160根據(jù)后述的特定物初步確定單元164的控制指令，從接收的亮度圖像124以對(duì)象部位(像素)單位獲取亮度(在像素單位中獲取三個(gè)色相(紅、綠、藍(lán))的亮度)。這時(shí)，當(dāng)檢測(cè)區(qū)域處于例如雨天或陰天時(shí)，亮度獲取單元160也可以調(diào)整白平衡之后獲取亮度，以能夠獲取原始的亮度。位置信息獲取單元162根據(jù)后述的代表距離導(dǎo)出單元168的控制指令，使用立體視覺(jué)法將距離圖像126中的檢測(cè)區(qū)域122內(nèi)的每個(gè)區(qū)塊的視差信息變換為包含水平距離X、自道路表面的高度I以及自本車(chē)輛I的相對(duì)距離z的三維位置信息。在此，視差信息表示距離圖像126中的各個(gè)對(duì)象部位的視差，而三維位置信息表示實(shí)際空間中的各個(gè)對(duì)象部位的相對(duì)距離的信息。因此，當(dāng)使用所謂水平距離、高度、相對(duì)距離的術(shù)語(yǔ)時(shí)，指實(shí)際空間上的距離，當(dāng)使用所謂檢測(cè)距離的術(shù)語(yǔ)時(shí)，指距離圖像126上的距離。而且，當(dāng)視差信息并非以像素單位，而是以區(qū)塊單位(即，以多個(gè)像素為單位)被導(dǎo)出時(shí)，該視差信息被視為屬于區(qū)塊的所有像素的視差信息，從而能夠執(zhí)行像素單位的計(jì)算。圖5為用于說(shuō)明通過(guò)位置信息獲取單元162變換為三維位置信息的說(shuō)明圖。位置信息獲取單元162首先將距離圖像126識(shí)別為如圖5所示的像素單位的坐標(biāo)系。在此，圖5中,將左下角設(shè)定為原點(diǎn)(0，0),橫向方向設(shè)定為i坐標(biāo)軸,縱向方向設(shè)定為j坐標(biāo)軸。因此，具有視差dp的像素能夠由像素位置i、j和視差dp表示為(i, j, dp)。將本實(shí)施方式中的實(shí)際空間上的三維坐標(biāo)系假設(shè)為以車(chē)輛I為中心的相對(duì)坐標(biāo)系。在此，將車(chē)輛I的行進(jìn)方向右側(cè)方設(shè)定為X軸的正方向，車(chē)輛I的上方設(shè)定為Y軸的正方向，車(chē)輛I的行進(jìn)方向(前方)設(shè)定為Z軸的 正方向，經(jīng)過(guò)兩個(gè)攝像裝置110的中央的鉛直線(xiàn)和道路表面的交點(diǎn)作為原點(diǎn)(0，0，O)。此時(shí)，假設(shè)道路為平面時(shí)，道路表面與X-Z平面(y=0)—致。位置信息獲取單元162通過(guò)以下的數(shù)學(xué)式f數(shù)學(xué)式3將距離圖像126上的區(qū)塊坐標(biāo)(i，j，dp)變換為實(shí)際空間上的三維的點(diǎn)坐標(biāo)(x，y, z)。x = CD / 2 + z P W ( i - I V)…數(shù)學(xué)式 Iy = CH+ z PW (j — J V)…數(shù)學(xué)式2z = K S / d p …數(shù)學(xué)式 3在此，⑶為攝像裝置110之間的間隔(基線(xiàn)長(zhǎng)度)，Pff為每一個(gè)像素的視角，CH為攝像裝置110自道路表面的布置高度，IV、JV為車(chē)輛I的正面方向無(wú)限遠(yuǎn)端的圖像上的坐標(biāo)(像素)，KS為距離系數(shù)(KS=CD/PW)。特定物初步確定單元164基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元152的特定物表格200，從對(duì)象物的亮度初步確定對(duì)應(yīng)于對(duì)象物的特定物。具體來(lái)說(shuō)，特定物初步確定單元164首先使亮度獲取單元160獲取亮度圖像124上的任意對(duì)象部位的亮度。接著，特定物初步確定單元164從登記在特定物表格200的特定物順序地選擇出任意的特定物，判斷獲取的一個(gè)對(duì)象部位的亮度是否包含于順序地選擇出的特定物的亮度范圍202。然后，若對(duì)象部位的亮度包含于成為對(duì)象的亮度范圍202之內(nèi)，則將該對(duì)象部位初步確定為特定物，并對(duì)該對(duì)象部位賦予表示該特定物的識(shí)別號(hào)，并制作特定物映射圖。特定物初步確定單位164對(duì)于多個(gè)對(duì)象部位的每一個(gè)順序進(jìn)行這種各個(gè)對(duì)象部位的亮度與登記在特定物表格200上的多個(gè)特定物的亮度范圍202之間的一系列的比較。在此，特定物的選擇順序遵從如上所述地表示在特定物表格200上的優(yōu)先順序。即，圖4的特定物表格200的例中，以“信號(hào)燈(紅)”、“信號(hào)燈(黃)”、“信號(hào)燈(藍(lán))”、“尾燈(紅)”、“轉(zhuǎn)向指示燈(橙)”、“道路標(biāo)識(shí)(紅)”、“道路標(biāo)識(shí)(藍(lán))”、“道路標(biāo)識(shí)(綠)”順序執(zhí)行比較處理。而且，按照所述優(yōu)先順序比較的結(jié)果，當(dāng)判斷為對(duì)象部位的亮度包含于優(yōu)先順序高的特定物的亮度范圍202時(shí)，就不會(huì)執(zhí)行有關(guān)優(yōu)先順序低于它的特定物的比較處理。因此，對(duì)于一個(gè)對(duì)象部位最多賦予一個(gè)表示特定物的識(shí)別號(hào)。這是因?yàn)?，由于多個(gè)特定物不會(huì)在空間上重疊，因此由特定物初步確定單元164 —旦判斷為任意的特定物的對(duì)象物就沒(méi)有必要判斷是否會(huì)是其他特定物。如此，通過(guò)排他性地處理對(duì)象部位，能夠避免對(duì)已經(jīng)被初步確定為特定物的對(duì)象部位的重復(fù)的特定處理，從而能夠減輕處理負(fù)荷。圖6為用于說(shuō)明特定物映射圖210的說(shuō)明圖。特定物映射圖210是在亮度圖像124中疊加特定物的識(shí)別號(hào)的圖，在相當(dāng)于被初步確定為特定物的對(duì)象部位的位置映射有該特定物的識(shí)別號(hào)。
例如，特定物映射圖210中的局部映射圖210a中，相當(dāng)于前行車(chē)輛的尾燈的多個(gè)對(duì)象部位212的亮度以特定物“信號(hào)燈(紅)”、“信號(hào)燈(黃)”、“信號(hào)燈(藍(lán))”、特定物“尾燈(紅)”的順序與亮度范圍202進(jìn)行比較。其結(jié)果，由于被包含于特定物“尾燈(紅)”的亮度范圍202，因此被對(duì)應(yīng)賦予特定物“尾燈(紅)”的識(shí)別號(hào)“4”。而且，特定物映射圖210中的局部映射圖210b中，相當(dāng)于信號(hào)燈的右側(cè)點(diǎn)亮部分的多個(gè)對(duì)象部位214的亮度被包含于特定物“信號(hào)燈(紅)”的亮度范圍202，因此被對(duì)應(yīng)賦予特定物“信號(hào)燈(紅)”的識(shí)別號(hào)“ I ”。進(jìn)一步，特定物映射圖210中的局部映射圖210c中，相當(dāng)于前行車(chē)輛的背面燈單元的多個(gè)對(duì)象部位216的亮度以特定物“信號(hào)燈(紅)”、“信號(hào)燈(黃)”、“信號(hào)燈(藍(lán))”的順序與亮度范圍202進(jìn)行比較，最終被對(duì)應(yīng)賦予特定物“尾燈(紅)”的識(shí)別號(hào)“4”以及“轉(zhuǎn)向指示燈(橙)”的識(shí)別號(hào)“5”。圖6中示出亮度圖像124的多個(gè)對(duì)象部位上被賦予識(shí)別號(hào)的圖，但這種表示僅僅是為便于理解的概念性表示，實(shí)際上，在對(duì)象位置上用數(shù)據(jù)登記識(shí)別號(hào)。對(duì)象部位群組化單元166以初步確定的任意的對(duì)象部位為基準(zhǔn)點(diǎn)，將在亮度圖像124上與該對(duì)象部位相鄰的、初步確定為對(duì)應(yīng)于相同特定物(被賦予相同的識(shí)別號(hào))的對(duì)象部位群組化，作為對(duì)象物。而且，對(duì)象部位群組化單元166對(duì)于通過(guò)群組化而新增加的對(duì)象部位,也以該對(duì)象部位為基準(zhǔn)點(diǎn)，將與該對(duì)象部位相鄰的、特定物相同的對(duì)象部位群組化。 其結(jié)果，若被初步確定為同一特定物的對(duì)象部位相鄰，則這些全部被群組化。圖7為用于說(shuō)明對(duì)象部位群組化單元166的處理的說(shuō)明圖。在此，為了便于理解，省略示出識(shí)別號(hào)。對(duì)于如圖7 (a)所示的特定物映射圖210，對(duì)象部位群組化單元166群組化初步確定為對(duì)應(yīng)于例如特定物“信號(hào)燈(紅)”的相鄰的對(duì)象部位，并如圖7 (b)所示，作為對(duì)象物218。由此，特定物“信號(hào)燈(紅)”被提取。但是，在如圖7 (c)所示的發(fā)光標(biāo)識(shí)中，當(dāng)顯示有發(fā)光色為“紅”的文字時(shí)，如圖7(d)所示，對(duì)象部位群組化單元166對(duì)于每一個(gè)該文字進(jìn)行群組化而導(dǎo)出對(duì)象物218。若所述對(duì)象物218的大小近似于特定物“信號(hào)燈(紅)”，則存在這種文字最終被誤認(rèn)為“信號(hào)燈(紅)”的可能性。以下，將如發(fā)光標(biāo)識(shí)的、伴隨著發(fā)光而提示信息的物體簡(jiǎn)單地表示為“顯示
典”在此，分析圖7 (a)的信號(hào)燈和圖7 (C)的顯示器的不同點(diǎn)時(shí)，相對(duì)于信號(hào)燈的附近不存在發(fā)光色相同的發(fā)光部分，顯示器的附近有可能存在。因此，本實(shí)施方式中，若發(fā)光部分(對(duì)象物)的附近存在初步確定為特定物的對(duì)象部位(或者對(duì)象物)，則進(jìn)一步群組化兩者而集合為一個(gè)對(duì)象物。由此，能夠使在同一面上顯示相同的發(fā)光色的顯示器等特定為一個(gè)對(duì)象物。以下，用于實(shí)現(xiàn)這種群組化的代表距離導(dǎo)出單元168和對(duì)象物群組化單元170進(jìn)行說(shuō)明。代表距離導(dǎo)出單元168導(dǎo)出代表距離，該代表距離是由對(duì)象部位群組化單元166群組化的對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位的相對(duì)距離z的代表值。代表距離可以是從被群組化的對(duì)象物任意指定多個(gè)對(duì)象部位，并基于這些對(duì)象部位的相對(duì)距離計(jì)算出的平均值，但在本實(shí)施方式中，將出現(xiàn)頻率高的相對(duì)距離作為代表距離。具體來(lái)說(shuō)，代表距離導(dǎo)出單元168設(shè)定將預(yù)定的距離范圍區(qū)分為多個(gè)的區(qū)分距離范圍，并判斷對(duì)象物上的各個(gè)對(duì)象部位的相對(duì)距離z屬于哪個(gè)區(qū)分距離范圍，并在包含相對(duì)距離z的區(qū)分距離范圍累加“I”。如此，對(duì)于對(duì)象物的所有對(duì)象部位的相對(duì)距離z進(jìn)行累加計(jì)算時(shí)，可生成表示對(duì)象物的距離分布的柱狀圖。然后，代表距離導(dǎo)出單元168將與累加的距離分布(柱狀圖)的頂點(diǎn)相當(dāng)?shù)南鄬?duì)距離導(dǎo)出為代表距離。在此，相當(dāng)于頂點(diǎn)是指在峰值或頂點(diǎn)附近滿(mǎn)足任意的條件的值。但是，代表距離不僅是上述的距離分布的頂點(diǎn)，還可以取例如對(duì)象物內(nèi)的對(duì)象部位的相對(duì)距離z的平均值、最大值或最小值等，以各種順序?qū)С觥４砭嚯x只要能夠特定其對(duì)象物的概略的一個(gè)相對(duì)距離即可。對(duì)象物群組化單元170判斷自成為基準(zhǔn)點(diǎn)的對(duì)象物的水平距離X的差值以及高度y的差值在第一預(yù)定范圍，且相對(duì)距離z和代表距離的差值在第二預(yù)定范圍的對(duì)象部位在亮度方面是否與成為基準(zhǔn)點(diǎn)的對(duì)象物對(duì)應(yīng)于同一特定物。在此，第一預(yù)定范圍和第二預(yù)定范圍，可以是例如實(shí)際空間中的1.0m。然后，若存在與對(duì)象物對(duì)應(yīng)于同一特定物的對(duì)象部位，則對(duì)象物群組化單元170將該對(duì)象部位也作為對(duì)象物而進(jìn)行群組化。在實(shí)際空間中，雖然水平距離X和高度y近似，但相對(duì)距離z不同時(shí)，推斷為不同的對(duì)象物。因此，在此，在水平距離X、高度I以及相對(duì)距離z中的其中一個(gè)不相近時(shí)，將該對(duì)象部位的群組視為獨(dú)立的對(duì)象物。據(jù)此，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的群組化。 這時(shí)，對(duì)象物群組化單元170僅在處于第一預(yù)定范圍及第二預(yù)定范圍內(nèi)的多個(gè)對(duì)象部位互為相鄰，且其數(shù)量為預(yù)定數(shù)量(例如為“5”)以上時(shí)，才將這些多個(gè)對(duì)象部位作為對(duì)象物而群組化。例如，處于第一預(yù)定范圍以及第二預(yù)定范圍的對(duì)象部位互為相鄰，且其數(shù)量超過(guò)某種程度，則能夠?qū)⒃搶?duì)象部位的群視為實(shí)際存在的對(duì)象物的一部分。由此，能夠排除作為干擾部分的、與對(duì)象物對(duì)應(yīng)于同一特定物的對(duì)象部位，執(zhí)行恰當(dāng)?shù)娜航M化。而且，對(duì)象物群組化單元170將作為對(duì)象物而群組化的對(duì)象部位的相對(duì)距離z視為代表距離，并以該對(duì)象部位為基準(zhǔn)點(diǎn)，將滿(mǎn)足條件的其他對(duì)象部位進(jìn)一步作為對(duì)象物而進(jìn)行群組化。圖8為用于說(shuō)明對(duì)象物群組化單元170的處理的說(shuō)明圖。在此圖8(a)及圖8(b)為對(duì)應(yīng)于圖7 (d)的特定物映射圖210的距離圖像126，圖8 (c)為與圖7 (d)相同的特定物映射圖210。如圖8 Ca)所示，對(duì)象物群組化單元170首先查找以畫(huà)面左下角的對(duì)象物218a為基準(zhǔn)點(diǎn)，與自對(duì)象物218a的中心(或者重心)位置處于第一預(yù)定范圍220內(nèi)以及第二預(yù)定范圍內(nèi)的、與對(duì)象物對(duì)應(yīng)于同一特定物的對(duì)象部位。在此，由于對(duì)象物218b與對(duì)象物218a對(duì)應(yīng)于同一特定物，且相鄰的對(duì)象部位存在預(yù)定數(shù)量以上，因此對(duì)象物218b被群組化到對(duì)象物218a。接著，對(duì)象物群組化單元170將群組化到對(duì)象物218a的對(duì)象部位(對(duì)象物218b)的相對(duì)距離z視為代表距離，以該對(duì)象部位為基準(zhǔn)點(diǎn)，將滿(mǎn)足條件的其他對(duì)象部位進(jìn)一步群組化到對(duì)象物218a。在此，條件為處于第一預(yù)定范圍內(nèi)及第二預(yù)定范圍內(nèi)，且是與對(duì)象物218a相同的特定物。如此，通過(guò)將視為同一特定物的對(duì)象部位依次群組化，將距離近似的對(duì)象物(對(duì)象部位)整合為如圖8 (b)所示的一個(gè)對(duì)象物218a。而且，通過(guò)順序地群組化對(duì)象部位，與一次群組化較寬范圍時(shí)不同，能夠僅對(duì)連續(xù)性高的對(duì)象物進(jìn)行恰當(dāng)?shù)厝航M化。當(dāng)將此反映到如圖8 (c)的特定物映射圖210時(shí)，對(duì)象物218a在亮度方面被初步確定為特定物“信號(hào)燈(紅)”，但由于其大小達(dá)到0. 4m以上(參照?qǐng)D4)，因此最終不會(huì)被判斷為特定物“信號(hào)燈(紅)”。由此，能夠避免將顯示器誤判為信號(hào)燈。在此，對(duì)象物群組化單元170使用實(shí)際空間上的水平距離X或高度y進(jìn)行判斷，但當(dāng)利用亮度圖像124或距離圖像126上的檢測(cè)距離判斷時(shí)，用于群組化的第一預(yù)定范圍的閾值會(huì)根據(jù)對(duì)象部位的相對(duì)距離z而變化。如圖2等所示，亮度圖像124或距離圖像126中，由于遠(yuǎn)近的物體都被表示在平面上，因此原本位于遠(yuǎn)處的物體被表示得小(短)，位于附近的物體被表示得大(長(zhǎng))。因此，亮度圖像124或距離圖像126中的第一預(yù)定范圍的閾值，例如對(duì)于位于遠(yuǎn)處的對(duì)象部位設(shè)定得較短，對(duì)于位于附近的對(duì)象部位設(shè)定得較長(zhǎng)。由此，在遠(yuǎn)處和附近的檢測(cè)距離不同時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的群組化。而且，當(dāng)用距離圖像126上的檢測(cè)距離判斷時(shí)，可以用像素?cái)?shù)量定義第一預(yù)定范圍，例如，可以將在水平方向或垂直方向上具有一個(gè)像素的間隔(相鄰)的像素彼此群組化。而且，在此，分別獨(dú)立判斷水平距離X的差值、高度y的差值以及相對(duì)距離z的差值，且僅在所有差值被包含在預(yù)定范圍時(shí)才作為同一群組，但還可以依據(jù)其他的計(jì)算。例如，當(dāng)水平距離X的差值、高度y的差值以及相對(duì)距離z的差值的歐氏距離
^/((水平距離X的差值f + (高度y的差值)2 + (相對(duì)距離z的差值)2)被包含于第三預(yù)定范圍之內(nèi)時(shí)，也可以作為同一群組。通過(guò)所述計(jì)算，能夠?qū)С鰧?duì) 象物與其他對(duì)象部位的實(shí)際空間上的正確的距離，能夠提高群組化精度。而且，在此，僅依據(jù)具有相同的亮度的對(duì)象部位處于第一預(yù)定范圍及第二預(yù)定范圍的情況而進(jìn)行群組化，但并不局限于此，也可以依據(jù)滿(mǎn)足進(jìn)一步的條件的情況進(jìn)行群組化。進(jìn)一步的條件例如為，相對(duì)于對(duì)象部位的水平距離X的相對(duì)距離z的傾斜度以及相對(duì)于高度y的相對(duì)距離z的傾斜度與對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位形成直線(xiàn)或高次曲線(xiàn)的關(guān)系。當(dāng)處于第一預(yù)定范圍內(nèi)及第二預(yù)定范圍內(nèi)的對(duì)象部位滿(mǎn)足上述條件時(shí)，對(duì)象物群組化單元170將該對(duì)象部位作為對(duì)象物而群組化。此時(shí)，相對(duì)于水平距離X的相對(duì)距離z的傾斜度以及相對(duì)于高度y的相對(duì)距離z的傾斜度可根據(jù)借助霍夫變換或最小平方法的近似直線(xiàn)或近似曲線(xiàn)確定。由此，在其表面相對(duì)于xy平面朝相對(duì)距離z方向傾斜的、例如護(hù)欄等對(duì)象物也被識(shí)別為適當(dāng)?shù)拇笮〉膶?duì)象物，從而能夠提高對(duì)象物的特定精度。當(dāng)由對(duì)象物群組化單元170群組化的對(duì)象物滿(mǎn)足預(yù)定的條件時(shí)，特定物確定單元172將該對(duì)象物確定為特定物。例如，如圖4所示，在特定物表格200中對(duì)應(yīng)賦予有幅度范圍204時(shí)，特定物確定單元172基于特定物表格200，若對(duì)象物的大小(對(duì)象物的水平距離X的幅度以及高度I的幅度中的其中一個(gè))被包含于針對(duì)對(duì)象物初步確定的特定物的幅度范圍204之中，則將該對(duì)象物確定為成為對(duì)象的特定物。而且，也可以針對(duì)對(duì)象物的水平距離X的幅度以及高度y的幅度分別設(shè)定幅度范圍204。在此，將對(duì)象物視為特定物時(shí)，確認(rèn)是否具有適當(dāng)?shù)拇笮?。因此，?dāng)未被包含于幅度范圍204時(shí)，可以作為對(duì)于該環(huán)境識(shí)別處理無(wú)用的信息而剔除。例如，在使用圖7和圖8的例中，圖7 (b)的對(duì)象物218的大小被包含于特定物“信號(hào)燈(紅)”的幅度范圍“0. 2^0. 4m”，因此恰當(dāng)?shù)卮_定為特定物“信號(hào)燈(紅)”。另外，圖8 (c)的對(duì)象物218a的大小未被包含于特定物“信號(hào)燈(紅)”的幅度范圍“0. 2^0. 4m”，因此不會(huì)被特定為特定物“信號(hào)燈(紅)”。因此，在環(huán)境識(shí)別裝置130中，能夠從亮度圖像124提取一個(gè)或多個(gè)對(duì)象物作為特定物，并能夠?qū)⒃撔畔?yīng)用于各種控制。例如，通過(guò)提取特定物“信號(hào)燈(紅)”，能夠了解到該對(duì)象物是不移動(dòng)的固定的物體的同時(shí)，若該對(duì)象物是與本車(chē)輛車(chē)道有關(guān)的信號(hào)燈，則能夠了解本車(chē)輛I應(yīng)停止或減速。而且，通過(guò)提取特定物“尾燈(紅)”，能夠了解該處有與本車(chē)輛I共同行使的前行車(chē)輛，且該前行車(chē)輛的背面處于特定物“尾燈(紅)”的相對(duì)距離z之內(nèi)。
當(dāng)特定物確定單元172所確定的特定物為例如為“標(biāo)識(shí)”，且推斷其中標(biāo)記有限制速度時(shí)，圖案匹配單元174進(jìn)一步對(duì)所標(biāo)記的數(shù)值執(zhí)行圖案匹配，并明確該數(shù)值。由此，環(huán)境識(shí)別裝置130能夠識(shí)別本車(chē)輛車(chē)道的限制速度等。在本實(shí)施方式中，首先通過(guò)特定物確定單元172提取被限定為多個(gè)的特定物，并僅進(jìn)行與該提取的特定物的圖案匹配即可。因此，與以往的對(duì)亮度圖像124全面進(jìn)行圖案匹配相比，處理負(fù)荷顯著地減少。(環(huán)境識(shí)別方法)以下，參照?qǐng)D9至圖14的流程圖說(shuō)明環(huán)境識(shí)別裝置130的具體的處理。圖9示出關(guān)于從圖像處理裝置120接收到距離圖像(視差信息)126時(shí)的中斷處理的整個(gè)流程，圖10 至圖14示出其中的個(gè)別的子程序。而且，在此，例舉像素作為對(duì)象部位，并將亮度圖像124和距離圖像126的左下角作為原點(diǎn)，且在圖像的水平方向的f600像素、垂直方向的廣200像素的范圍執(zhí)行依照該環(huán)境識(shí)別方法的處理。而且，在此，假設(shè)作為對(duì)象的特定物的數(shù)量為八個(gè)。如圖9所示，以距離圖像126的接收信號(hào)為契機(jī)，產(chǎn)生依照該環(huán)境識(shí)別方法的中斷時(shí)，參照由圖像處理裝置120獲得的亮度圖像124而對(duì)象部位初步確定為特定物，生成特定物映射圖210 (S302)。接著，被初步確定的特定物被群組化(S304)，并導(dǎo)出該被群組化的對(duì)象物的代表距離(S306)，進(jìn)一步群組化位于對(duì)象物周?chē)膶?duì)象部位(S308)，從而被群組化的對(duì)象物被確定為特定物(S310)。若有必要從被確定的特定物進(jìn)一步獲取信息，則通過(guò)圖案匹配單元174執(zhí)行特定物的圖案匹配(S312)。以下，具體說(shuō)明上述的處理。(特定物映射圖生成處理S302)參照?qǐng)D10，特定物初步確定單元164初始化(代入“0”)用于特定對(duì)象部位(像素)的垂直變量j (S350)。接著，特定物初步確定單元164在垂直變量j上加“I”(累加)的同時(shí)初始化水平變量i (代入“0”)(S352)。然后，特定物初步確定單元164在水平變量上加“1”，并初始化特定物變量m (代入“0”)(S354)。在此，設(shè)定水平變量i和垂直變量j是為了對(duì)整個(gè)600X200的像素執(zhí)行該特定物映射圖生成處理，設(shè)定特定物變量m是為了對(duì)每個(gè)像素順序地比較八個(gè)特定物。特定物初步確定單元164使亮度獲取單元160從亮度圖像124中獲得作為對(duì)象部位的像素(i，j)的亮度(S356)，并在特定物變量m中加“I”(S358)，獲得特定物(m)的亮度范圍202 (S360)，并判斷像素(i，j)的亮度是否被包含在特定物(m)的亮度范圍202(S362)。若像素(i，j)的亮度被包含于特定物(m)的亮度范圍202 (S362的“是”)，則特定物初步確定單元164對(duì)于該像素對(duì)應(yīng)地賦予表示特定物(m)的識(shí)別號(hào)p而變成像素(i，j，p) (S364)。由此，生成對(duì)亮度圖像124中的各個(gè)像素賦予識(shí)別號(hào)的特定物映射圖210。而且，若像素(i，j)的亮度未包含在特定物(m)的亮度范圍202 (S362的“否”)，則判斷特定物變量m是否超過(guò)作為特定物的最大數(shù)量的8 (S366)。在此，若特定物變量m并未超過(guò)最大值(S366的“否”)，則從步驟S358的特定物變量m的累加處理開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行。而且，若特定物變量m超過(guò)最大值(S366的“是”)，則認(rèn)為對(duì)應(yīng)于該像素(i，j)的特定物不存在，處理轉(zhuǎn)到下一步驟S368。
接著，特定物初步確定單元164判斷水平變量i是否超過(guò)作為水平像素的最大值的600(S368)，若水平變量i并沒(méi)有超過(guò)最大值(S368的“否”)，則從步驟S354的水平變量i的累加處理開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行。而且，若水平變量i超過(guò)最大值(S368中的“是”)，則特定物初步確定單元164判斷垂直變量j是否超過(guò)作為垂直像素的最大值的200 (S370)。接著，若垂直變量j并沒(méi)有超過(guò)最大值(S370的“否”)，則從步驟S352的垂直變量j的累加處理開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行。而且，若垂直變量j超過(guò)最大值(S370的“是”)，則終止該特定物映射圖生成處理。(對(duì)象部位群組化處理S304)參照?qǐng)D11，對(duì)象部位群組化單元166初始化(代入“ 0，，)用于特定對(duì)象部位(像素)的垂直變量j (S402)。接著，對(duì)象部位群組化單元166在垂直變量j上加“I”的同時(shí)初始化水平變量i (代入“0”)(S404)。然后，對(duì)象部位群組化單元166在水平變量i上加“I”(S406)。 對(duì)象部位群組化單元166從亮度圖像124獲取作為對(duì)象部位的像素(i，j，p，dp)(S408)。然后，判斷該像素(i，j，p，dp)上是否對(duì)應(yīng)賦予有特定物的識(shí)別號(hào)p (S410)。在此，若對(duì)應(yīng)賦予了識(shí)別號(hào)P (S410的“是”)，則對(duì)象部位群組化單元166判斷是否存在與該像素(i，j，p，dp)相鄰的、被對(duì)應(yīng)賦予相同的識(shí)別號(hào)p的其他像素(S412)。若存在識(shí)別號(hào)p相同的其他像素(i，j，P，dp) (S412的“是”)，則對(duì)象部位群組化單元166判斷包括自身的相鄰的所有像素的任意像素是否被賦予了群組號(hào)g (S414)。若任意一個(gè)像素被賦予了群組號(hào)g (S414中的“是”)，則對(duì)象部位群組化單元166對(duì)于相鄰的所有像素及被賦予同一群組號(hào)g的所有像素，賦予所賦予的群組號(hào)中最小的群組號(hào)g以及還沒(méi)有用作群組號(hào)的號(hào)中的最小值中的相對(duì)小的一個(gè)值，從而變成像素(i，j，P，dp, g)(S416)。而且，若任意一個(gè)像素均未被賦予群組號(hào)g (S414的“否”)，則對(duì)包含自身的相鄰的所有像素新賦予還沒(méi)有用作群組號(hào)的號(hào)中的最小值(S418)。由此，當(dāng)相鄰像素中存在多個(gè)識(shí)別號(hào)相同的對(duì)象部位時(shí)，通過(guò)賦予一個(gè)群組號(hào)g而執(zhí)行群組化。此時(shí)，當(dāng)多個(gè)對(duì)象部位的任意一個(gè)均未被賦予群組號(hào)g時(shí)，賦予新的群組號(hào)，當(dāng)多個(gè)對(duì)象部位的某些已經(jīng)被賦予群組號(hào)g時(shí)，賦予與此相同的群組號(hào)g。但是，當(dāng)多個(gè)對(duì)象部位中存在多個(gè)群組號(hào)g時(shí)，因?yàn)閼?yīng)視為一個(gè)群組，因此將該對(duì)象部位的所有的群組號(hào)g置換為一個(gè)群組號(hào)g。此時(shí)，不僅對(duì)相鄰的所有的像素，還對(duì)被賦予同一群組號(hào)g的所有像素的群組號(hào)g進(jìn)行一次性變更的理由在于通過(guò)群組號(hào)g的變更，避免已經(jīng)被統(tǒng)一的群組分離。而且，在最小的群組號(hào)g以及還未用作群組號(hào)的號(hào)中的最小值中采用相對(duì)小的一個(gè)值的理由在于對(duì)組標(biāo)號(hào)時(shí)，盡可能避免出現(xiàn)空號(hào)。據(jù)此，防止群組號(hào)g的最大值無(wú)端地變大，從而能夠減輕處理負(fù)荷。若沒(méi)有對(duì)應(yīng)賦予識(shí)別號(hào)p (S410的“否”)，或者不存在識(shí)別號(hào)相同的其他像素(S412的“否”)，則轉(zhuǎn)移到下一步驟S420。接著，對(duì)象部位群組化單元166判斷水平變量i是否超過(guò)作為水平像素的最大值的600 (S420)，若水平變量i并沒(méi)有超過(guò)最大值(S420的“否”)，則從步驟S406的水平變量i的累加處理開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行。而且，若水平變量i超過(guò)最大值(S420的“是”)，則對(duì)象部位群組化單元166判斷垂直變量j是否超過(guò)作為垂直像素的最大值的200 (S422)。然后，若垂直變量j沒(méi)有超過(guò)最大值(S422中的“否”)，則從步驟S404的垂直變量j的累加處理開(kāi)始重復(fù)。而且，若垂直變量j超過(guò)最大值(S422的“是”)，則終止該對(duì)象部位群組化處理。(代表距離導(dǎo)出處理S306)參照?qǐng)D12，代表距離導(dǎo)出單元168初始化(代入“0”)用于特定對(duì)象部位(像素)的垂直變量j (S450)。接著，代表距離導(dǎo)出單元168在垂直變量j上加“I”的同時(shí)初始化(代入“0”)水平變量i (S452)。接著，代表距離導(dǎo)出單元168在水平變量i上加“I”(S454)。代表距離導(dǎo)出單元168從亮度圖像124獲取作為對(duì)象部位的像素(i，j，p，dp，g)，并將包含視差信息dp的像素坐標(biāo)變換為實(shí)際空間上的點(diǎn)(x，y, z)，變成像素(i，j, p，dp, g, x, y, z) (S456)。然后,判斷該像素(i, j, p, dp, g, x, y, z)的群組號(hào)g是否為有效的值，即，是否已經(jīng)賦予群組號(hào)g(S458)。在此，若作為群組號(hào)g賦予了有效的值(S458的“是”)，則代表距離導(dǎo)出單元168判斷包含該像素(i，j，p，dp, g，x, y, z)的對(duì)象物的代表距離是否已經(jīng)被導(dǎo)出(S460)。若還沒(méi)有導(dǎo)出包含該像素的代表距離(S460的“否”)，則代表距離導(dǎo)出單元168導(dǎo)出代表距離，對(duì)于對(duì)象物內(nèi)的所有的對(duì)象部位設(shè)定代表距離rd，變成像素(i，j，p，dp, g，x，y，z, rd) (S462)。在此，代表距離是相當(dāng)于對(duì)象物內(nèi)的對(duì)象部位的距離分布的頂點(diǎn)的相對(duì)距離z。若群組號(hào)g不是有效值(S458的“否”)或者代表距離已經(jīng)完成導(dǎo)出(S460的“是”)，則轉(zhuǎn)移到下一步驟S464。接著，代表距離導(dǎo)出單元168判斷水平變量i是否超過(guò)作為水平像素的最大值的600 (S464)，若水平變量i并沒(méi)有超過(guò)最大值(S464的“否”)，則從步驟S454的水平變量i的累加處理開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行。而且，若水平變量i超過(guò)最大值(S464中的“是”)，則代表距離導(dǎo)出單元168判斷垂直變量j是否超過(guò)作為垂直像素的最大值的200 (S466)。接著，若垂直變量j并沒(méi)有超過(guò)最大值(S466的“否”)，則從步驟S452的垂直變量j的累加處理開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行。而且，若垂直變量j超過(guò)最大值(S466的“是”)，則終止該代表距離導(dǎo)出處理。(對(duì)象物群組化處理S308)參照?qǐng)D13，對(duì)象物群組化單元170參照用于群組化對(duì)象部位的第一預(yù)定范圍、第二預(yù)定范圍(S500)，初始化(代入“0”)用于特定對(duì)象部位(像素)的垂直變量j (S502)。接著，對(duì)象物群組化單元170在垂直變量j上加“I”的同時(shí)初始化(代入“0”)水平變量i(S504)。接著，對(duì)象物群組化單元170在水平變量i上加“I”(S506)。對(duì)象物群組化單元170從亮度圖像124獲取作為對(duì)象部位的像素(i，j，p，dp, g，x, y, z, rd) (S508)。然后,判斷該像素(i, j, p, dp, g, x, y, z, rd)上是否對(duì)應(yīng)賦予有特定物的識(shí)別號(hào)P (S510)。在此，若對(duì)應(yīng)賦予有識(shí)別號(hào)p (S510的“是”)，則對(duì)象物群組化單元170判斷在自該像素的實(shí)際空間上的坐標(biāo)(x，y，z)的第一預(yù)定范圍及第二預(yù)定范圍之內(nèi)是否存在對(duì)應(yīng)賦予相同的識(shí)別號(hào)P的其他像素(S512)。若存在識(shí)別號(hào)p相同的其他像素(i，j，P，dp, g, x, y, z, rd) (S512的“是”),則對(duì)象物群組化單元170判斷包括其他像素的對(duì)象物內(nèi)的對(duì)象部位的數(shù)量是否在預(yù)定數(shù)量以上(S514)。若對(duì)象物內(nèi)的對(duì)象部位的數(shù)量在預(yù)定數(shù)量以上(S514中的“是”)，則對(duì)象物群組化單元170對(duì)于包含其他像素的所有對(duì)象物與該對(duì)象物一起群組化，并將包含其他像素的對(duì)象物的群組號(hào)置換為該對(duì)象物的群組號(hào)(S516)。然后，對(duì)象物群組化單元170將包含其他像素的對(duì)象物的代表距離增加為代表距離，從步驟S512的條件判斷處理開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行(S518)。由此，不僅是對(duì)于成為基準(zhǔn)點(diǎn)的對(duì)象物,還對(duì)于被群組化的對(duì)象物，附近的對(duì)象物也會(huì)被查找出來(lái)。若沒(méi)有對(duì)應(yīng)賦予識(shí)別號(hào)p (S510的“否”)、不存在滿(mǎn)足條件的對(duì)象物(S512的“否”)，或者對(duì)象部位的數(shù)量小于預(yù)定數(shù)量(S514的“否”)，則處理轉(zhuǎn)移到下一步驟S520。接著，對(duì)象物群組化單元170判斷水平變量i是否超過(guò)作為水平像素的最大值的600 (S520)，若水平變量i并沒(méi)有超過(guò)最大值(S520的“否”)，則從步驟S506的水平變量i的累加處理開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行。而且，若水平變量i超過(guò)最大值(S520的“是”)，則對(duì)象物群組化單元170判斷垂直變量j是否超過(guò)作為垂直像素的最大值的200 (S522)。然后，若垂直變量j沒(méi)有超過(guò)最大值(S522中的“否”)，則從步驟S504的垂直變量j的累加處理開(kāi)始重復(fù)。而且，若垂直變量j超過(guò)最大值(S522的“是”)，則終止該對(duì)象物群組化處理。(特定物確定處理S310)
參照?qǐng)D14，特定物確定單元172初始化(代入“0”)用于特定群組的群組變量k(S552)。接著，特定物確定單元172在群組變量k上加“I”(S554)。特定物確定單元172判斷亮度圖像124中是否存在群組號(hào)g為群組變量k的對(duì)象物(S556)，若存在(S556的“是”)，則計(jì)算被賦予該群組號(hào)g的對(duì)象物的大小(S558)。此時(shí)，對(duì)象物的大小根據(jù)作為位于畫(huà)面左端的像素和位于畫(huà)面右端的像素之間的水平距離(差值)的水平方向分量以及作為位于對(duì)象物的畫(huà)面上端的像素和位于畫(huà)面下端的像素之間的高度(差值)的垂直方向分量確定。接著，判斷所計(jì)算出的大小是否被包含在以對(duì)群組號(hào)g為群組變量k的對(duì)象物對(duì)應(yīng)賦予的識(shí)別號(hào)p表示的特定物的幅度范圍204 (S560)。例如，當(dāng)對(duì)象物的大小的水平方向分量處于特定物“信號(hào)燈(紅)”的幅度范圍204以?xún)?nèi)，且對(duì)象物大小的垂直方向分量處于特定物“信號(hào)燈(紅)”的幅度范圍204以?xún)?nèi)時(shí)，可判斷為對(duì)象物被包含于特定物“信號(hào)燈(紅)”的幅度范圍204。若大小被包含于以識(shí)別號(hào)p表示的特定物的幅度范圍204 (S560的“是”)，則特定物確定單元172將該對(duì)象物確定為特定物(S562)。若大小未包含于以識(shí)別號(hào)p表示的特定物的幅度范圍204 (S560的“否”)，或不存在群組號(hào)g為群組變量k的對(duì)象物時(shí)(S556的“否”)，處理轉(zhuǎn)移到下一步驟S564。接著，特定物確定單元172判斷群組變量k是否超過(guò)群組化處理中設(shè)定的群組號(hào)的最大值(S564)。然后，若群組變量k沒(méi)有超過(guò)最大值(S564中的“否”)，則從步驟S554的群組變量k的累加處理開(kāi)始重復(fù)執(zhí)行。而且，若群組變量k超過(guò)最大值(S564中的“是”)，則終止該特定物確定處理。據(jù)此，被群組化的對(duì)象物正式被確定為特定物。根據(jù)如上說(shuō)明的環(huán)境識(shí)別裝置130，基于水平距離X、高度y以及相對(duì)距離z，能夠群組化原本就應(yīng)識(shí)別為一個(gè)對(duì)象物的對(duì)象物，因此能夠提高對(duì)象物的特定精度，并能夠避免錯(cuò)誤識(shí)別。而且，將進(jìn)行如此的基于水平距離X、高度J、以及相對(duì)距離z的群組化之前，首先，無(wú)需利用距離信息，而對(duì)具有同一識(shí)別號(hào)P的相鄰的像素進(jìn)行群組化，并以該被群組化的對(duì)象物為基準(zhǔn)點(diǎn)，擴(kuò)大對(duì)象物范圍，從而與從最初就對(duì)所有的對(duì)象部位進(jìn)行基于水平距離x、高度y以及相對(duì)距離z的群組化時(shí)相比，能夠以非常少的處理負(fù)荷實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)構(gòu)。而且，還提供將計(jì)算機(jī)作為環(huán)境識(shí)別裝置130而功能化的程序或記錄該程序的計(jì)算機(jī)可讀軟盤(pán)、光磁盤(pán)、ROM、⑶、DVD、BD等記錄介質(zhì)。在此，程序是利用任意的語(yǔ)言或記述方法記述的數(shù)據(jù)處理方法。以上的說(shuō)明中，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不局限于已說(shuō)明 的實(shí)施方式。本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)知道在權(quán)利要求書(shū)所記載的范疇之內(nèi)導(dǎo)出各種變更例或修改例是顯而易見(jiàn)的，但顯然這些都屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。例如，在上述實(shí)施方式中，基于利用多個(gè)攝像裝置110的圖像數(shù)據(jù)之間的視差導(dǎo)出對(duì)象物的三維位置，但并不局限于所說(shuō)明的情況，例如，可以利用激光雷達(dá)測(cè)距裝置等已知的各種距離測(cè)量裝置。在此，激光雷達(dá)測(cè)距裝置通過(guò)向檢測(cè)區(qū)域122發(fā)射激光光束，并接收該激光光束到達(dá)物體之后反射的光，從而根據(jù)所需時(shí)間測(cè)量至物體的距離。而且，在上述的實(shí)施方式中，以由攝像裝置110獲取彩色圖像為前提，但并不局限于所說(shuō)明的情況，通過(guò)取得單色圖像，也能夠執(zhí)行本實(shí)施方式。此時(shí)，特定物表格200以單色的亮度定義。而且，在上述的實(shí)施方式中，舉出位置信息獲取單元162從圖像處理裝置120接收距離圖像(視差信息)126而生成三維位置信息的例子。但是，并不局限于所說(shuō)明的情況，也可以由圖像處理裝置120預(yù)先生成三維的位置信息，再由位置信息獲取單元162獲取所生成的三維位置信息。據(jù)此，實(shí)現(xiàn)功能的分散，能夠減輕環(huán)境識(shí)別裝置130的處理負(fù)荷。而且，在上述的實(shí)施方式中，亮度獲取單元160、位置信息獲取單元162、特定物初步確定單元164、對(duì)象部位群組化單元166、代表距離導(dǎo)出單元168、對(duì)象物群組化單元170、特定物確定單元172、圖案匹配單元174由中央控制單元154通過(guò)軟件進(jìn)行操縱。但是，上述的功能單元也可以由硬件構(gòu)成。而且，特定物確定單元172基于例如對(duì)象物的大小被包含于特定物的幅度范圍204的情況來(lái)確定特定物，但并不局限于此，也可以在滿(mǎn)足其他各種條件時(shí)確定為特定物。例如，對(duì)象物中的水平方向和鉛直方向的相對(duì)距離z的推移幾乎相等(連續(xù))時(shí)或相對(duì)于z坐標(biāo)的相對(duì)移動(dòng)速度相同時(shí)確定為特定物。此時(shí)，對(duì)象物中的水平方向及鉛直方向的相對(duì)距離z的推移可根據(jù)借助霍夫變換或最小平方法的近似直線(xiàn)確定。在此，本說(shuō)明書(shū)中的環(huán)境識(shí)別方法的各個(gè)步驟并不一定要按照流程圖中記載的順序按時(shí)間順序進(jìn)行處理，也可以包含并行處理或依據(jù)子程序的處理。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可利用于基于檢測(cè)區(qū)域中的對(duì)象物的亮度識(shí)別該對(duì)象物的環(huán)境識(shí)別裝置及環(huán)境識(shí)別方法。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，將亮度范圍和特定物對(duì)應(yīng)而存儲(chǔ)； 売度獲取單兀，獲取檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象部位的売度； 特定物初步確定單元，基于存儲(chǔ)于所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從所述對(duì)象部位的亮度初步確定對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象部位的特定物； 對(duì)象部位群組化單元，對(duì)初步確定為對(duì)應(yīng)于同一特定物的相鄰的對(duì)象部位進(jìn)行群組化而作為對(duì)象物； 位置信息獲取單元，獲取所述對(duì)象部位的相對(duì)距離； 代表距離導(dǎo)出單元，導(dǎo)出作為所述對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位的相對(duì)距離的代表值的代表距離； 對(duì)象物群組化單元，將自所述對(duì)象物的水平距離的差值及高度的差值處于第一預(yù)定范圍內(nèi)，且相對(duì)距離和所述代表距離的差值處于第二預(yù)定范圍內(nèi)的、在亮度方面與該對(duì)象物對(duì)應(yīng)于同一特定物的對(duì)象部位作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，在處于所述第一預(yù)定范圍內(nèi)及所述第二預(yù)定范圍內(nèi)的多個(gè)對(duì)象部位互為相鄰，且其數(shù)量達(dá)到預(yù)定數(shù)量以上時(shí)，所述對(duì)象物群組化單元對(duì)所述多個(gè)對(duì)象部位作為對(duì)象物而群組化。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，所述對(duì)象物群組化單元將作為對(duì)象物而群組化的對(duì)象部位的相對(duì)距離視為代表距離，并以所述對(duì)象部位為基準(zhǔn)點(diǎn)，將滿(mǎn)足條件的其他對(duì)象部位進(jìn)一步作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，所述對(duì)象物群組化單元在相對(duì)于處于所述第一預(yù)定范圍內(nèi)以及第二預(yù)定范圍內(nèi)的對(duì)象部位的水平距離的相對(duì)距離的傾斜度以及相對(duì)于高度的相對(duì)距離的傾斜度與所述對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位形成直線(xiàn)關(guān)系時(shí)，作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，所述對(duì)象物群組化單元在相對(duì)于處于所述第一預(yù)定范圍以及第二預(yù)定范圍的對(duì)象部位的水平距離的相對(duì)距離的傾斜度以及相對(duì)于高度的相對(duì)距離的傾斜度與所述對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位形成高次曲線(xiàn)關(guān)系時(shí)，作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，所述代表距離是與所述對(duì)象物內(nèi)的對(duì)象部位的距離分布的頂點(diǎn)相當(dāng)?shù)南鄬?duì)距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，所述代表距離為所述對(duì)象物內(nèi)的對(duì)象部位的相對(duì)距離的平均值。
8.一種環(huán)境識(shí)別方法，其特征在于，包括 獲取檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象部位的亮度； 獲取所述對(duì)象部位的相對(duì)距離； 基于存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單兀的売度的范圍和特定物的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從所述對(duì)象部位的売度初步確定對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象部位的特定物； 對(duì)初步確定為對(duì)應(yīng)于同一特定物的相鄰的對(duì)象部位進(jìn)行群組化而作為對(duì)象物； 導(dǎo)出作為所述對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位的相對(duì)距離的代表值的代表距離； 將自所述對(duì)象物的水平距離的差值及高度的差值處于第一預(yù)定范圍內(nèi)，且相對(duì)距離和所述代表距離的差值處于第二預(yù)定范圍內(nèi)的、在亮度方面與該對(duì)象物對(duì)應(yīng)于同一特定物的對(duì)象部位作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)境識(shí)別裝置及環(huán)境識(shí)別方法，以提高對(duì)象物的特定精度。環(huán)境識(shí)別裝置(130)，從對(duì)象部位的亮度初步確定對(duì)應(yīng)于對(duì)象部位的特定物(S302)，對(duì)初步確定為對(duì)應(yīng)于同一特定物的相鄰的對(duì)象部位進(jìn)行群組化而作為對(duì)象物(S304)，導(dǎo)出作為對(duì)象物的各個(gè)對(duì)象部位的相對(duì)距離的代表值的代表距離(S306)，將自對(duì)象物的水平距離的差值及高度的差值處于第一預(yù)定范圍內(nèi)，且相對(duì)距離和代表距離的差值處于第二預(yù)定范圍內(nèi)的、在亮度方面與該對(duì)象物對(duì)應(yīng)于同一特定物的對(duì)象部位作為該對(duì)象物而進(jìn)行群組化(S308)。
文檔編號(hào)G08G1/16GK102774341SQ20121013550
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者木戶(hù)辰之輔 申請(qǐng)人:富士重工業(yè)株式會(huì)社