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)象物的亮度而識(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)。
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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)。這里，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)象物提取的方法。現(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3349060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，關(guān)于設(shè)置在道路上的實(shí)際信號(hào)燈或道路標(biāo)識(shí)等而言，例如對(duì)應(yīng)于電燈泡形態(tài)的信號(hào)燈的照明部分的圖像中會(huì)出現(xiàn)變色的情況等，同一個(gè)對(duì)象物未必以單色發(fā)光。而且，還會(huì)產(chǎn)生基于形成為方格花紋狀的貝爾(Bayer)格式圖像的假彩色，因此嚴(yán)格用一個(gè)亮度來(lái)特定一個(gè)對(duì)象物有時(shí)會(huì)存在困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種可以提高對(duì)象物的特定精度的環(huán)境識(shí)別裝置和環(huán)境識(shí)別方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的環(huán)境識(shí)別裝置包含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，將預(yù)先設(shè)定的預(yù)定數(shù)量的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符與亮度范圍對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)，同時(shí)針對(duì)多個(gè)特定物的每一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符進(jìn)行存儲(chǔ)；亮度獲取單元，用于獲取檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象部位的亮度；顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元，基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符與亮度范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)對(duì)象部位的亮度而在對(duì)象部位設(shè)定顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符；群組化單元，基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的特定物與顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將水平距離的差值和高度的差值在預(yù)定范圍內(nèi)的、設(shè)定有對(duì)應(yīng)于同一個(gè)特定物的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的對(duì)象部位群組化。多個(gè)特定物中分別預(yù)先設(shè)定有所對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符中作為代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的一個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符，當(dāng)在經(jīng)群組化的對(duì)象部位中包含代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符時(shí)，群組化單元將該對(duì)象部位群組化。群組化單元將經(jīng)群組化的對(duì)象部位的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符全部置換成代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的環(huán)境識(shí)別方法，獲取檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象部位的亮度；基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符與亮度范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)所述對(duì)象部位的亮度而在對(duì)象部位設(shè)定顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符；基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元的特定物與顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將水平距離的差值和高度的差值在預(yù)定范圍內(nèi)的、設(shè)定有對(duì)應(yīng)于同一個(gè)特定物的ー個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的對(duì)象部位群組化。根據(jù)本發(fā)明，可以提高對(duì)象物的特定精度，因此可以避免錯(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)別裝置的概略功能的功能方框圖。圖4為用于說(shuō)明顏色表格的說(shuō)明圖。圖5為用于說(shuō)明特定物表格的說(shuō)明圖。圖6為用于說(shuō)明通過(guò)位置信息獲取部變換為三維位置信息的說(shuō)明圖。圖7為用于說(shuō)明顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖的說(shuō)明圖。圖8為用于說(shuō)明群組化單元的處理的說(shuō)明圖。圖9為表示環(huán)境識(shí)別方法的整個(gè)流程的流程圖。圖10為表示顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖生成處理的流程的流程圖。圖11為表示群組化處理的流程的流程圖。圖12為表示特定物確定處理的流程的流程圖。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 :顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元166 :群組化單元168 :特定物確定單元200 :特定物表格202:亮度范圍204 :幅度范圍210 :顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)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)值等是僅僅是為了使發(fā)明容易理解而例示的，除了特別指定的情況之夕卜，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)100的連接關(guān)系的方框圖。環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)100包含設(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)金屬氧化 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，在同一篇文章里包含兩個(gè)用語(yǔ)時(shí)，可相互交替讀取為構(gòu)成顏色的亮度或具有亮度的顏色。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在大致水平方向上分開(kāi)布置，以在車(chē)輛I的行駛方向側(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)生成拍攝車(chē)輛I前方的檢測(cè)區(qū)域中的對(duì)象物的圖像數(shù)據(jù)。這里，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，還包括尾燈或轉(zhuǎn)向指示燈、信號(hào)燈的各個(gè)照明部分等能夠特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?，但無(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，這里，為了便于理解，僅模式性地示出兩個(gè)亮度圖像124中的ー個(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，井利用基于亮度圖像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。這里，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是用于與圖像處理裝置120和車(chē)輛控制裝置140進(jìn)行雙向信息交換的接ロ。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元152由RAM、閃存、HDD等構(gòu)成，以用于存儲(chǔ)顏色表格(對(duì)應(yīng)關(guān)系)和特定物表格(對(duì)應(yīng)關(guān)系)或以下所示各個(gè)功能単元的處理中所必要的各種信息，而且暫時(shí)存儲(chǔ)從圖像處理裝置120接收的亮度圖像124、距離圖像126。在此，顏色表格和特定物表格的使用方式如下。圖4為用于說(shuō)明顏色表格190的說(shuō)明圖。在顏色表格190中，表示預(yù)先設(shè)定的預(yù)定數(shù)量的顔色的亮度范圍192對(duì)應(yīng)于顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194。例如，顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“I”中對(duì)應(yīng)有與紅色相應(yīng)的亮度范圍。顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“2”中對(duì)應(yīng)有與黃色相應(yīng)的亮度范圍。顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“3”中對(duì)應(yīng)有與青綠色相應(yīng)的亮度范圍。顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“4”中對(duì)應(yīng)有與品紅色相應(yīng)的亮度范圍。顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“5”中對(duì)應(yīng)有與橙色相應(yīng)的亮度范圍。顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“6”中對(duì)應(yīng)有與朱紅色相應(yīng)的亮度范圍。顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“7”中對(duì)應(yīng)有與藍(lán)色相應(yīng)的亮度范圍。顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“8”中對(duì)應(yīng)有與綠色相應(yīng)的亮度范圍。但是，無(wú)容置疑，亮度范圍并不局限于圖4中記載的亮度范圍，而且其數(shù)量也不局限于圖4中記載的數(shù)量。圖5為用于說(shuō)明特定物表格200的說(shuō)明圖。在特定物表格200中，針對(duì)多個(gè)特定物對(duì)應(yīng)有與特定物自身的亮度范圍相應(yīng)的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202、還包括接近特定物的亮度的范圍的ー個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194、表示特定物的大小范圍的幅度范圍204。這里，作為特定物，可假設(shè)“信號(hào)燈(紅)”、“信號(hào)燈(黃)”、“信號(hào)燈(青緑)”、“尾燈(品紅)”、“轉(zhuǎn)向指示燈(橙)”、“道路標(biāo)識(shí)(朱紅)”、“道路標(biāo)識(shí)(藍(lán))”、“道路標(biāo)識(shí)(緑)”等在道路上行駛時(shí)需要看見(jiàn)的各種物體。當(dāng)然，特定物并不局限于圖5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ー個(gè)特定物執(zhí)行。特定物中，例如，特定物“信號(hào)燈(紅)”中對(duì)應(yīng)著用于特定特定物“信號(hào)燈(紅)”的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“1”、“5”、“6”和幅度范圍“O. 2 O. 4”。代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202為相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)識(shí)別標(biāo)識(shí)符194中的任意的識(shí)別標(biāo)識(shí)符，使用與特定特定物時(shí)最適合的亮度相對(duì)應(yīng)的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194來(lái)確定。圖5對(duì)應(yīng)于圖4,將圖5形成為圖4的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的排列與圖5的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202的排列相等。 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)任意特定物的多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194(亮度范圍192)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基于特定物“信號(hào)燈(紅)”的多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“1”、“5”、“6”的亮度范圍192之內(nèi)吋，將該對(duì)象部位作為“信號(hào)燈(紅)”的候補(bǔ)。并且，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“O. 2 O. 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)特定物固有的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符(識(shí)別編號(hào))被標(biāo)記。這里，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156控制I/F単元150和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元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、顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元164、群組化單元166、特定物確定單元168、圖案匹配単元170的功倉(cāng)^:。亮度獲取単元160根據(jù)后述的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)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)単位獲取亮度(在像素単位中獲取三個(gè)色相(紅、緑、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)后述的群組化單元166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、離道路表面的高度I以及從本車(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，在使用的術(shù)語(yǔ)中，水平距離、高度、相對(duì)距離是指實(shí)際空間上的距離，檢測(cè)距離是指距離圖像126上的距離。而且，當(dāng)視差信息并非以像素単位，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6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將距離圖像126識(shí)別為如圖6所示的像素單位的坐標(biāo)系。這里，在圖6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的中央的鉛直線和道路表面的交點(diǎn)作為原點(diǎn)(0，0，0)。此時(shí)，假設(shè)道路為平面時(shí)，道路表面與X-Z平面(y = O) 一致。位置信息獲取單元162通過(guò)以下的數(shù)學(xué)式I 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 · Pff · (i_IV)...數(shù)學(xué)式 Iy = CH+z · Pff · (j-JV)...數(shù)學(xué)式 2z = KS/d P …數(shù)學(xué)式 3在此，⑶為攝像裝置110之間的間隔(基線長(zhǎng)度)，PW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 =⑶/PW)。顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元164基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元152的顏色表格190，根據(jù)對(duì)應(yīng)部位的亮度給對(duì)象部位設(shè)定顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194。具體來(lái)說(shuō)，顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元164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，顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元164依次選擇登記在顏色表格190中的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194，判斷獲取的一個(gè)對(duì)象部位的亮度是否包含于依次選擇出的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的亮度范圍192。然后，若對(duì)象部位的亮度包含于成為對(duì)象的亮度范圍192之內(nèi)，則對(duì)該對(duì)象部位設(shè)定該顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194，制作顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖。顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)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顏色表格190上的多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的亮度范圍192之間的一系列比較。這里，顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的選擇順序遵從如上所述的表示在顏色表格190上的優(yōu)先順序。即，在圖4的顏色表格190的例子中，以“紅”、“黃”、“青綠”、“品紅”、“橙”、“朱紅”、“藍(lán)”、“綠”的順序執(zhí)行比較處理。而且，按照所述優(yōu)先順序進(jìn)行比較的結(jié)果，當(dāng)判斷為對(duì)象部位的亮度包含于優(yōu)先順序高的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的亮度范圍192時(shí)，就不會(huì)執(zhí)行有關(guān)優(yōu)先順序低于顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194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)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194。這是因?yàn)椋捎诙鄠€(gè)特定物不會(huì)在空間上重疊，因此由顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單位164 —旦設(shè)定為任意的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的對(duì)象物就沒(méi)有必要判斷是否會(huì)是其他顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194。如此，通過(guò)排他地處理對(duì)象部位，能夠避免對(duì)已經(jīng)設(shè)定了顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的對(duì)象部位進(jìn)行重復(fù)的設(shè)定處理，從而能夠減輕處理負(fù)荷。圖7為用于說(shuō)明顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖210的說(shuō)明圖。顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖210是在亮度圖像124中疊加顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的圖。因此，在相當(dāng)于特定物的對(duì)象部位的位置上集中地設(shè)定有顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194。例如，在顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖210中的局部對(duì)應(yīng)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的亮度以顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“I”、顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“2”、顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“3”、顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“4”的順序與亮度范圍192進(jìn)行比較。其結(jié)果，因?yàn)閷?duì)象部位212的亮度被包含在顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“4”的亮度范圍192內(nèi)，因此對(duì)應(yīng)顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“4”。并且，在顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖210中的局部對(duì)應(yīng)圖210b中，因?yàn)橄喈?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的亮度被包含于顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“I”的亮度范圍192內(nèi)，因此對(duì)象部位214的亮度對(duì)應(yīng)特定物“信號(hào)燈(紅)”的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“I”。進(jìn)ー步，在顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖210中的局部對(duì)應(yīng)圖210c中，相當(dāng)于前行車(chē)輛的后燈的多個(gè)對(duì)象部位216的亮度以顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“I”、顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“2”、顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“3”的順序與亮度范圍192進(jìn)行比較，最終對(duì)應(yīng)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“4”和顔色識(shí)別標(biāo) 識(shí)符“5”。圖7中示出亮度圖像124的多個(gè)對(duì)象部位上被賦予顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的圖，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)登記顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符。群組化單元166以任意的對(duì)象部位為基點(diǎn)，將該對(duì)象部位和水平距離X的差值以及高度y的差值在預(yù)定范圍(例如，I. Om等)內(nèi)的、對(duì)應(yīng)于同一個(gè)特定物的對(duì)象部位群組化，作為對(duì)象物。這里，預(yù)定范圍用實(shí)際空間上的距離表示，且可以設(shè)定為任意的值。具體來(lái)講，群組化單元166首先依次獲得亮度圖像124中的任意的對(duì)象部位的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194。然后，群組化單元166以該對(duì)象部位為基點(diǎn)，將對(duì)象部位和水平距離X的差值和高度I的差值在預(yù)定范圍內(nèi)的、設(shè)定有與將對(duì)象部位的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194作為代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202的特定物對(duì)應(yīng)的ー個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的對(duì)象部位群組化，作為對(duì)象物。并且，群組化單元166對(duì)于通過(guò)群組化而新增的對(duì)象部位也進(jìn)行如下群組化，即，以該對(duì)象部位為新的基點(diǎn)，將水平距離X的差值和高度y的差值在預(yù)定范圍內(nèi)的、設(shè)定有與同一個(gè)特定物對(duì)應(yīng)的ー個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的對(duì)象部位群組化。結(jié)果，只要設(shè)定有與同一個(gè)特定物對(duì)應(yīng)的ー個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的對(duì)象部位之間的距離在預(yù)定范圍之內(nèi)，則這些全部被群組化。在此，群組化單元166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，因此原來(lái)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)定得較小，對(duì)于位于附近的對(duì)象部位設(shè)定得較大。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。并且，用距離圖像126上的檢測(cè)距離進(jìn)行判定時(shí)，可以用像素?cái)?shù)來(lái)定義預(yù)定范圍，例如將在水平方向和垂直方向上具有ー個(gè)像素間隔(相鄰)的像素彼此群組化。并且，在此，分別獨(dú)立判斷水平距離X的差值和高度I的差值，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的差值和
高度y的差值的歐氏距離(Euclidean distance) ^((水平距離x的差值)2+(高度y的差值)2)被包含于預(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)象部位在實(shí)際空間上的正確的彼此距離，能夠提高群組化精度。圖8為用于說(shuō)明群組化單元166的處理的說(shuō)明圖。這里，為了便于理解，省略示出顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194。群組化單元166在圖8(a)中示出的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖210中，對(duì)預(yù)定范圍內(nèi)的、例如設(shè)定有對(duì)應(yīng)于特定物“信號(hào)燈(紅)”的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的所有對(duì)象部位進(jìn)行群組化，如圖8(b)所示，作為對(duì)象物218。具體來(lái)講，例如圖8(c)所示，假設(shè)有沿水平方向并排設(shè)置綠黃紅的照明部分，且其豎直方向的下方并排設(shè)置表示允許行使的方向的箭頭形狀的照明部分的兩層信號(hào)燈。這里，如圖8(c)所示，假設(shè)在上層的信號(hào)燈中對(duì)象物218a的位置上有“紅”色點(diǎn)亮，在下層的信號(hào)燈中對(duì)象物218b的位置上有“青綠”箭頭點(diǎn)亮。如果參照特定物表格200，在上述情況下，特定物“信號(hào)燈(紅)”的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202為“ I ”，特定物“信號(hào)燈(青綠)”的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202為“3”。因此，原來(lái)只要提取對(duì)應(yīng)于上述的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202的亮度范圍192，就 應(yīng)該可以特定對(duì)應(yīng)于代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202的特定物，但照明部分可能變色，而且一個(gè)特定物未必以單色發(fā)光。并且，根據(jù)亮度圖像124的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如還可能產(chǎn)生基于貝爾(Bayer)格式圖像的假彩色。因此，在本實(shí)施方式中，在一個(gè)特定物上不只對(duì)應(yīng)賦予代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202，還對(duì)應(yīng)賦予一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別194，通過(guò)多個(gè)亮度來(lái)特定其特定物。例如，圖8 (d)中示出的對(duì)象物218a，除了作為特定物“信號(hào)燈(紅)”的原來(lái)的顏色的“紅”之外，因?yàn)樽兩€存在呈現(xiàn)“橙”或“朱紅”的亮度的對(duì)象部位。這里，群組化單元166對(duì)代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“I” (相當(dāng)于“紅”)、顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“5” (相當(dāng)于“橙”)、顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“ 6 ”(相當(dāng)于“朱紅”)這三個(gè)亮度進(jìn)行群組化。因此，還可以吸收上述的變色“橙”和“朱紅”，可以在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)對(duì)特定物“信號(hào)燈(紅)”進(jìn)行特定。并且，圖8(d)示出的對(duì)象物218b，除了作為特定物“信號(hào)燈(青綠)”的原來(lái)的顏色的“青綠”之外，還存在亮度呈現(xiàn)“綠”的對(duì)象部位。這里，與特定物“信號(hào)燈(紅)”相同，群組化單元166對(duì)代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“3” (相當(dāng)于“青綠”)、顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符“8” (相當(dāng)于“綠”)這兩個(gè)亮度進(jìn)行群組化。因此，還可以吸收上述的變色“綠”，可以在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)對(duì)特定物“信號(hào)燈(青綠)”進(jìn)行特定。如此，即使對(duì)象部位包含特定物表格200中所對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194中的任何顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符，只要對(duì)象部位彼此接近，群組化單元166就將其看作為特定物。但是，如果簡(jiǎn)單地看作是特定物，則會(huì)產(chǎn)生以下的問(wèn)題。即，當(dāng)對(duì)象物218的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194由代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202之外的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符構(gòu)成時(shí)，原本應(yīng)該判定為對(duì)應(yīng)于其顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的其他特定物的情況下，可能被判定為對(duì)應(yīng)于代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202的特定物。因此，在本實(shí)施方式中，只有在滿(mǎn)足預(yù)定條件的情況下才看作目標(biāo)特定物。具體來(lái)講，群組化單元166提取設(shè)定有對(duì)應(yīng)于特定物的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的所有對(duì)象部位，然后在該對(duì)象部位中，只有在特定物的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202占整體的預(yù)定比率以上時(shí)，對(duì)所提取的對(duì)象部位進(jìn)行群組化。這里，預(yù)定比率可以被任意設(shè)定，例如可以設(shè)定為60%。由此，可以避免上述的錯(cuò)誤識(shí)別特定物的情況，而且可以恰當(dāng)?shù)靥崛?duì)象物作為特定物。
并且，群組化單元166只有在所提取的、設(shè)定有對(duì)應(yīng)于特定物的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的對(duì)象部位存在預(yù)定數(shù)量的情況下，才將該多個(gè)對(duì)象部位作為對(duì)象物進(jìn)行群組化。由此，能夠避免因?yàn)楦蓴_性亮度相當(dāng)于某些特定物而被識(shí)別為對(duì)象物的現(xiàn)象，能夠進(jìn)行恰當(dāng)?shù)娜航M化。進(jìn)一歩，群組化單元166還可以將被群組化的對(duì)象部位的所有顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194置換為代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202。在本實(shí)施方式中,將因?yàn)樽兩榷x原來(lái)的亮度的對(duì)象部位作為對(duì)應(yīng)于原來(lái)的亮度的特定物進(jìn)行提取為目的。即，即使對(duì)象部位的亮度與特定物原來(lái)的亮度不同，也將其亮度看作為特定物的原來(lái)的亮度。因此，群組化單元166將這種特定部位置換為原來(lái)的亮度(置換為特定物的代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202)，僅用對(duì)應(yīng)于特定物原來(lái)的亮度的代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202來(lái)表示顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖210，從而將顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖210簡(jiǎn)單化。并且，通過(guò)這種構(gòu)成，可以減少被置換的對(duì)象部位成為其他特定物的判斷對(duì)象的可能性，可以減輕處理負(fù)荷。由群組化單元166群組化的對(duì)象物只要滿(mǎn)足預(yù)定的條件，則特定物確定單元168 時(shí)，特定物確定單元168基于特定物表格200，只要對(duì)象物的大小(對(duì)象物的水平距離X的幅度和高度I的幅度的全部)被包含于特定物的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202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。并且，也可以對(duì)對(duì)象物的水平距離X的幅度和高度I的幅度分別設(shè)定幅度范圍204。在此，將對(duì)象物視為特定物吋，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8的例子中，由于圖8(d)的對(duì)象物218的大小被包含在特定物“信號(hào)燈(紅)”的幅度范圍“O. 2 O. 4m”中，因此恰當(dāng)?shù)乇惶囟樘囟ㄎ铩靶盘?hào)燈(紅)”。如此，在環(huán)境識(shí)別裝置130中，能夠從亮度圖像124提取ー個(gè)或多個(gè)對(duì)象物作為特定物，井能夠?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)輛的背面位于特定物“尾燈(紅)”的相對(duì)距離
Zo當(dāng)特定物確定單元168所確定的特定物為例如為“標(biāo)識(shí)”，且假設(shè)其中標(biāo)記有限制速度吋，圖案匹配単元170進(jìn)ー步對(duì)所標(biāo)記的數(shù)值執(zhí)行圖案匹配，特定該數(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168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的整個(gè)面進(jìn)行圖案匹配相比，能夠顯著地減少處理負(fù)荷。(環(huán)境識(shí)別方法)以下，基于圖9至圖12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12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I 600個(gè)像素、垂直方向的I 200個(gè)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)象的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194和特定物的數(shù)量為8個(gè)。如圖9所示，以距離圖像126的接收信號(hào)為契機(jī)，發(fā)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而在對(duì)象部位設(shè)定顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194，生成顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖210(S302)。接著，在顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖210中距離相近的對(duì)象部位被群組化(S304)，被群組化的對(duì)象物被確定為特定物(S306)。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170執(zhí)行特定物的圖案匹配(S308)。以下，具體說(shuō)明上述的處理。(顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)圖生成處理S302)參照?qǐng)D10，顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元164對(duì)用于特定對(duì)象部位(像素)的垂直變量j進(jìn)行初始化(代入“O”)(S350)。接著，顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元164在垂直變量j上 加(累加)“1”，同時(shí)對(duì)水平變量i進(jìn)行初始化(代入“O”)(S352)。接著，顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元164在水平變量上加“1”，并對(duì)特定物變量m進(jìn)行初始化(代入“0”)6354)。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)行該特定物對(duì)應(yīng)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8個(gè)特定物。顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)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(3356)，并在特定物變量111中加“1”(3358)，獲得特定物(m)的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的亮度范圍202 (S360)，并判斷像素(i，j)的亮度是否被包含在特定物(m)的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的亮度范圍202 (S362)。若像素(i，j)的亮度被包含于特定物(m)的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的亮度范圍202 (S362的“是”)，則顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元164針對(duì)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)的特定物對(duì)應(yīng)圖210。而且，若像素(i，j)的亮度未包含在特定物(m)的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的亮度范圍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，顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)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US368中的“是”)，則顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)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并未超過(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”)，則終止該特定物對(duì)應(yīng)圖生成處理。(群組化處理S304)參照?qǐng)D11，群組化單元166參照用于群組化對(duì)象部位的預(yù)定范圍(S400)，初始化(代入“O”)用于特定對(duì)象部位(像素)的垂直變量j (S402)。接著，群組化單元166在垂直變量j上加“ I ”，同時(shí)初始化(代入“ O，，)水平變量i (S404)。接著，群組化單元166在水平變量i上加“I” (S406)。
群組化單元166從亮度圖像124獲取包含作為對(duì)象部位的視差信息dp的像素(i，j,p, dp),將包含視差信息dp的像素(i, j,p, dp)坐標(biāo)變換為實(shí)際空間上的點(diǎn)(x, y, z),作為像素(i，j，P，dp, x, y, z) (S408)。然后，判斷該像素(i，j，p，dp, x, y，z)上是否存在有效(不是零)的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P且是否還沒(méi)有被賦予群組號(hào)g(S410)。在此，若存在有效的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P且還沒(méi)有被賦予群組號(hào)g(S410的“是”)，則群組化単元166判斷其像素的實(shí)際空間上的坐標(biāo)(X，1，z)的預(yù)定范圍之內(nèi)是否存在設(shè)定有對(duì)應(yīng)于以該顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P為代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的特定物的ー個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的其他的一個(gè)或多個(gè)像素且其像素是否還沒(méi)有被賦予群組號(hào)g(S412)。若存在設(shè)定有ー個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194的其他的像素(i，j，p，dp，X，y，z)，且其像素上未被賦予群組號(hào)g(S412的“是”)，則群組化単元166判斷在包括自身的預(yù)定范圍內(nèi)的、設(shè)定有對(duì)應(yīng)于特定物的ー個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194且還未被賦予群組號(hào)g的所有像素中，特定物的代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P的比率是否占預(yù)定比率以上(S414)。然后，當(dāng)特定物的代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P的比率占預(yù)定比率以上時(shí)(S414中的“是”)，將還沒(méi)有用 作群組號(hào)的號(hào)中的最小值分配給包括自身的預(yù)定范圍內(nèi)的所有像素(S416)。這里，關(guān)于已作為其他的特定物而被群組化的像素，將其從群組化處理的對(duì)象中排除，不進(jìn)行群組化。并且，將進(jìn)行了群組化的所有像素的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194置換為代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P。如此，當(dāng)顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符相同的對(duì)象部位在預(yù)定范圍內(nèi)存在有多個(gè)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)，采用還未用作群組號(hào)的號(hào)中的最小值的理由在于對(duì)群組標(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。當(dāng)顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P不是有效值(為零)或者雖是有效值但已經(jīng)被賦予了群組號(hào)g時(shí)(S410中的“否”)、當(dāng)不存在顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符相同的其他像素或者雖存在但其所有像素已經(jīng)被賦予了群組號(hào)g時(shí)(S412中的“否”)、或者代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符202的比率沒(méi)有占預(yù)定比率以上時(shí)(S414中的“否”)，處理轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步驟S418。接著，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(S418)，若水平變量i并未超過(guò)最大值(S418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(S418的“是”)，則群組化単元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(S420)。然后，若垂直變量j沒(méi)有超過(guò)最大值(S420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(S420的“是”)，則終止該群組化處理。(特定物確定處理S306)參照?qǐng)D12，特定物確定單元168初始化(代入“O”)用于特定群組的群組變量k(S452)。接著，特定物確定單元168在群組變量k上加“I”(S454)。特定物確定單元168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(S456)，若存在(S456的“是”)，則計(jì)算被賦予該群組號(hào)g的對(duì)象物的大小(S458)。此時(shí),對(duì)象物的大小由對(duì)象物的位于畫(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)的水平方向成分和對(duì)象物的位于畫(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)的垂直方向成分來(lái)特定。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)賦予的代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P表示的特定物的幅度范圍204 (S460)。例如，當(dāng)對(duì)象物的大小的水平方向成分在以代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P表示的特定物的幅度范圍204之內(nèi)，且對(duì)象物的大小的垂直方向成分在以代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P表示的特定物的幅度范圍204之內(nèi)，則對(duì)象物被判定為包含于以代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P表示的特定物的寬度范圍204。若大小被包含于以代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P表示的特定物的幅度范圍204(S460的“是”)，則特定物確定單元168將該對(duì)象物確定為特定物(S462)。若大小未包含于以代表顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符P表示的特定物的幅度范圍204(S460的“否”)，或不存在群組號(hào)g為群組變量k的對(duì)象物時(shí)(S456的“否”)，處理轉(zhuǎn)到下一步驟S464。接著，特定物確定單元168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(S464)。然后，若群組變量k沒(méi)有超過(guò)最大值(S464中的“否”)，則從步驟S454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)了最大值(S464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。
如上所述，根據(jù)環(huán)境識(shí)別裝置130，由于只要對(duì)象部位包含有在特定物表格200中對(duì)應(yīng)賦予的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194中的一些顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符，就將其看作一個(gè)特定物，因此可以避免錯(cuò)誤識(shí)別特定物，而且能夠恰當(dāng)?shù)靥崛?duì)象物作為特定物。并且，在特定物表格200中對(duì)應(yīng)賦予的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194中僅使用預(yù)先設(shè)定的顏色表格190的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符194，從而無(wú)需無(wú)端地判定多個(gè)亮度范圍，而只要判定預(yù)定數(shù)量的亮度范圍即可，因此可以大幅度地減輕處理負(fù)荷。而且，還提供使計(jì)算機(jī)執(zhí)行環(huán)境識(shí)別裝置130的功能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、CD、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，雖然在上述的實(shí)施方式的特定物表格200中對(duì)特定物僅對(duì)應(yīng)賦予了預(yù)先在顏色表格190中確定的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符，但也可以對(duì)每個(gè)特定物對(duì)應(yīng)賦予任意的多個(gè)亮度范圍。而且，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。并且，在上述的實(shí)施方式中，雖然以由攝像裝置110獲取彩色圖像為前提進(jìn)行了說(shuō)明，但并不局限于這種情況，即使獲取單色圖像，也能執(zhí)行本實(shí)施方式。此時(shí)，顏色表格190由單色的亮度定義。并且，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。
并且，在上述的實(shí)施方式中，亮度獲取単元160、位置信息獲取單元162、顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元164、群組化單元166、特定物確定單元168、圖案匹配単元170由中央控制単元154通過(guò)軟件運(yùn)行。但是，上述的功能単元也可以由硬件構(gòu)成。并且，特定物確定單元168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通過(guò)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)象物的亮度來(lái)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.ー種環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元，將預(yù)先設(shè)定的預(yù)定數(shù)量的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符與亮度范圍對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)，同時(shí)針對(duì)多個(gè)特定物的每ー個(gè)對(duì)應(yīng)ー個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符進(jìn)行存儲(chǔ)； 亮度獲取単元，用于獲取檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象部位的亮度； 顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符設(shè)定單元，基于存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符與亮度范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)所述對(duì)象部位的亮度而在所述對(duì)象部位設(shè)定顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符； 群組化單元，基于存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的特定物與顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將水平距離的差值和高度的差值在預(yù)定范圍內(nèi)的、設(shè)定有對(duì)應(yīng)于同一個(gè)特定物的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的對(duì)象部位群組化。
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，所述多個(gè)特定物中分別預(yù)先設(shè)定有所對(duì)應(yīng)的ー個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符中作為代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的一個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符， 當(dāng)在經(jīng)群組化的對(duì)象部位中包含所述代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符時(shí)，所述群組化単元將該對(duì)象部位群組化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)境識(shí)別裝置，其特征在干，所述群組化單元將經(jīng)群組化的對(duì)象部位的顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符全部置換成代表顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符。
4.ー種環(huán)境識(shí)別方法，其特征在干， 獲取檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象部位的亮度； 基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符與亮度范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)所述對(duì)象部位的亮度而在所述對(duì)象部位設(shè)定顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符； 基于存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的特定物與顔色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將水平距離的差值和高度的差值在預(yù)定范圍內(nèi)的、設(shè)定有對(duì)應(yīng)于同一個(gè)特定物的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的對(duì)象部位群組化。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)境識(shí)別裝置及環(huán)境識(shí)別方法，本發(fā)明的環(huán)境識(shí)別裝置(130)獲取檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象部位的亮度，基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元(152)的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符與亮度范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)對(duì)象部位的亮度而在對(duì)象部位設(shè)定顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符(S302)，基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符與亮度范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將水平距離的差值和高度的差值在預(yù)定范圍內(nèi)的、設(shè)定有對(duì)應(yīng)于同一個(gè)特定物的一個(gè)或多個(gè)顏色識(shí)別標(biāo)識(shí)符的對(duì)象部位群組化(S304)。根據(jù)本發(fā)明，可以提高對(duì)象物的特定精度。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102842029SQ20121013855
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年5月7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