信号机检测装置以及信号机检测方法制造方法及图纸

信号机检测装置包括：拍摄车辆的周围，获取图像的摄像单元(11)；以及从图像中检测信号机的信号机检测单元(12)。信号机检测单元(12)提取亮度与提供给信号机的电力的交流周期同步地变化的同步像素(51)，设定包含同步像素(51)的规定范围作为像素群(50)。然后，在规定的判定期间，连续地从像素群(50)中提取同步像素(51)的情况下，由同步像素(51)判断是否存在信号机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及信号机检测装置以及信号机检测方法。
技术介绍
以往，已知从摄像机拍摄的图像中检测信号机的信号机检测装置(参照专利文献1)。在专利文献1中，从图像中提取成为信号灯的颜色的部分，计算表示提取出的部分到底有多少接近圆形的圆形度，检测圆形度高的部分作为信号灯候选。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2005－301518号公报
技术实现思路
为了被检测作为信号灯候选，提取出的部分的图像尺寸必须大到能够判定圆形度的程度。由此，在专利文献1中，越不能判定圆形度，越难以高精度地检测图像尺寸变小的远方的信号机。本专利技术鉴于上述课题而完成，其目的是提供即使是远方的信号机，也可以高精度地进行检测的信号机检测装置以及信号机检测方法。本专利技术的一个方式的信号机检测装置包括：摄像单元，拍摄车辆的周围，获取图像；以及信号机检测单元，从图像中检测信号机。信号机检测单元提取亮度与提供给信号机的电力的交流周期同步地变化的同步像素，设定包含同步像素的规定范围作为像素群。然后，在规定的判定期间，连续地从像素群中提取同步像素的情况下，由同步像素判断是否存在信号机。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的信号机检测装置的整体结构的方框图。图2是表示图1所示的同步图像生成单元15的详细的结构的方框图。图3表示基于基准信号的相位的同步或者非同步的相关值的不同，图3(a)表示基准信号的相位与电力的相位同步的状态，图3(b)表示基准信号的相位与电力的相位反相的状态。图4是表示在包含同步像素51的规定范围中设定的像素群50的示意图，图4(a)表示包含对于同步像素51在水平方向以及垂直方向上相邻的周边像素52的像素群50，图4(b)表示在垂直方向上相邻的周边像素52的宽度比在水平方向上相邻的周边像素52的宽度更宽的像素群50，图4(c)表示根据同步像素51的大小，增大周边像素52的宽度的例子。图5是表示使用了图1所示的信号机检测装置的信号机检测方法的一个例子的流程图。图6(a)是表示在从圆形度检测信号灯的候选的情况下所需要的像素群53a的大小的图，图6(b)是表示在实施方式中能够检测的同步像素53b的数的图。图7(a)～图7(d)是表示由于行驶中的车辆振动等，同步像素的位置(51a，51b)变化的状况的图。图8是表示在三个像素(pix1，pix2，pix3)之间，周期性的亮度变化不断移动的状况的曲线图。图9是比较LED灯和白炽灯的亮度变动幅度的曲线图，图9(a)表示亮度的时间变化，图9(b)表示FFT解析的频率解析结果。具体实施方式参照附图，说明实施方式。在附图的记载中对同一部分附加同一标号，省略说明。参照图1，说明实施方式的信号机检测装置的整体结构。信号机检测装置包括：被安装在车辆上，拍摄车辆的周围，获取图像的摄像单元11；以及从摄像单元11获取的图像中检测信号机的信号机检测单元12。摄像单元11是使用了固体摄像元件，例如CCD或者CMOS的数字摄像机，获取可进行图像处理的数字图像。数字摄像机具有画角宽的广角镜头。在摄像单元11的摄像范围(画角)中，包含从车辆的行进方向向左右方向直至车辆近旁的路肩。摄像单元11以规定的时间间隔反复拍摄，获取连续的多个的图像(帧)。信号机检测单元12接收由摄像单元11获取的图像(以后，称为“摄像机图像”)，检测摄像机图像中的信号机的位置。检测到的信号机的位置信息被转发至例如包含用于实现车辆的自动运转的控制器的、车辆上安装的其它的处理运算装置(车辆CPU13)。信号机检测单元12例如由具有CPU、存储器、以及输入输出单元的微控制器构成，通过执行预先安装的计算机程序，构成信号机检测装置具有的多个信息处理单元。信号机检测单元12对连续的多个摄像机图像(帧)的每一个反复执行从摄像机图像检测信号机的位置的一连串的信息处理。信号机检测单元12也可以与和车辆有关的其它控制中使用的ECU兼用。在由信号机检测单元12构成的多个信息处理单元中，包含同步图像生成单元15、像素群设定单元38、和信号机判断单元18。在信号机判断单元18中包含稳定性判断单元39和色相判断单元40。同步图像生成单元15从摄像机图像中，提取亮度与对信号机提供的电力的交流周期同步地变化的同步像素，生成被提取出的同步像素所构成的同步图像。例如，同步图像生成单元15生成与对信号机提供的电力的相位同步的基准信号，进行将基准信号和摄像机图像的各像素的亮度信号相乘的同步检波处理。由此，提取亮度与电力的交流周期同步地变化的同步像素。对信号机提供的电力是将商用电源的电力进行全波整流后的交流电力。从商用电源接受电力的供给而点亮的信号灯的亮度，以与全波整流后的交流电力的周期(例如，100Hz)相同的周期进行变化。因此，通过从摄像机图像中提取亮度与对信号机提供的电力的交流周期同步地变化的同步像素，可以检测从商用电源接受电力的供给而点亮的信号灯。具体的处理内容参照图2以及图3在后面叙述。像素群设定单元38设定包含同步像素的规定范围作为像素群。像素群由同步像素以及与同步像素的周围相邻的1个或者2个以上的周边像素构成。细节参照图4在后面叙述。信号机判断单元18根据同步像素的检测稳定性以及色相，判断在包含由像素群设定单元38设定的同步像素的像素群的位置是否存在信号机。在拍摄远方的信号机的情况下，由于行驶中的车辆振动等，测量对象(信号机)的观测位置发生变动。因此，稳定性判断单元39判断是否在规定的判定期间、连续地从像素群中提取同步像素。在提取的同步像素的位置在像素群的范围内发生变动的情况下，稳定性判断单元39判断为稳定地检测着同步像素。色相判断单元40判断同步像素的色相是否与信号颜色的色相类似。因为测量对象(信号机)的观测位置由于车辆振动等发生变动，所以色相判断单元40也可以判断将像素群中的各同步像素的色相合成后的色相是否与信号颜色的色相类似。在至少在规定的判定期间、连续地从像素群中提取同步像素的情况下，信号机判断单元18判断为在像素群的位置存在信号机。而且，在规定的判定期间、连续地从像素群中提取同步像素，并且将像素群中的各同步像素的色相合成后的色相与信号颜色的色相类似的情况下，信号机判断单元18也可以判断为在像素群的位置存在信号机。在从商用电源接受电力的供给而点亮的电灯中，除了信号机所具有的信号灯之外，还包含路灯、自动售货机、广告牌等在路上点亮的其它电灯。在由同步图像生成单元15提取的同步像素中，存在还包含这些其它电灯的可能性。通过色相判断单元40判断同步像素与信号颜色之间色相的类似性，可以从稳定性判断单元39的判断结果中排除这些其它的电灯。而且，信号机判断单元18也可以不使用色相判断单元40，而由稳定性判断单元39的判断结果，使用同步像素在图像上的位置和亮度，判断是否存在信号机。通过由车辆的周围的地图信息求出图像上的信号机的位置，与同步像素的位置核对，可以排除上述其它的电灯。进而，根据从车辆至信号机的距离设想图像上的亮度，可以判断为在设想亮度内的同步像素中存在信号机。信号机检测单元12将信号机判断单元18判断为存在信号机的像素群的位置信息输出到车辆CPU13。接着，参照图2以及图3，说明同步图像生成单元15的细节。参照图2，说明同步图像生成单元15的详细的结构。同步图像生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号机检测装置，其特征在于，包括：摄像单元，被安装在车辆上，拍摄所述车辆的周围，获取图像；以及信号机检测单元，从所述图像中检测信号机，所述信号机检测单元包括：同步像素提取单元，从所述图像中，提取亮度与对所述信号机提供的电力的交流周期同步地变化的同步像素；像素群设定单元，设定包含所述同步像素的规定范围作为像素群；以及信号机判断单元，在规定的判定期间、连续地从所述像素群中提取所述同步像素的情况下，由所述同步像素判断是否存在所述信号机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种信号机检测装置，其特征在于，包括：摄像单元，被安装在车辆上，拍摄所述车辆的周围，获取图像；以及信号机检测单元，从所述图像中检测信号机，所述信号机检测单元包括：同步像素提取单元，从所述图像中，提取亮度与对所述信号机提供的电力的交流周期同步地变化的同步像素；像素群设定单元，设定包含所述同步像素的规定范围作为像素群；以及信号机判断单元，在规定的判定期间、连续地从所述像素群中提取所述同步像素的情况下，由所述同步像素判断是否存在所述信号机。2.如权利要求1所述的信号机检测装置，其特征在于，所述像素群由所述同步像素以及与所述同步像素的周围相邻的1个或者2个以上的周边像素构成。3.如权利要求2所述的信号机检测装置，其特征在于，与从所述同步像素在水平方向上相邻的周边像素的宽度相比，从所述同步像素在垂直方向上相邻的周边像素的宽度更宽。4.如权利要求2或3所述的信号机检测装置，其特征在于，一个像素群中的所述同步像素的数越多，所述像素群设定单元越加宽该一个像素群中的周边像素的宽度。5.如权利要求1～4的任意一项所述的信号机检测装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：冲孝彦，西内秀和，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP