カメラシステムにより車両電灯を認識するための閾値の適応算定方法

专利摘要:
本発明は、暗がりにおいて、車両の周辺へ向けられるカメラセンサにより光点として記録される対向車両電灯と反射体とを区別するため、少なくとも１つの閾値Ｓを求める方法に関する。カメラセンサが車両周辺の画像列を記録する。画像列の中の少なくとも１つの光点が追跡される。光点の追跡の終了後、各画像中の光点の強度のような測定値から、全画像列中の光点の最大強度Ｉｍａｘ又は光点の寿命τのような少なくとも１つのパラメータが求められる。次に閾値Ｓが求められたパラメータに適応される。光点のちょうど求められたパラメータ値が、以前に追跡された光点からパラメータ値の頻度分布へ書き込まれる。パラメータ値の実現される頻度分布から、車両電灯と反射体とを区別するための新しい閾値が求められる。時間的濾波特に時間的低域濾波後、反射体と車両電灯とを区別するための閾値Ｓが新たに規定される。時間的濾波により、閾値が現在存在する状況に合わされる。
公开号:JP2011505612A
申请号:JP2010532421
申请日:2008-10-16
公开日:2011-02-24
发明作者:カルロス アルメイダ，；デイーテル クレーケル，；クリステイアン シヤーレ，；トーマス フエヒネル，
申请人:アーデーツエー・オートモテイブ・デイスタンス・コントロール・システムズ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング；
IPC主号:G08G1-16

专利说明:

[0001] 本発明は、自動車の自動電灯制御の分野における、請求項１の上位概念に記載の、暗がりにおいて対向車両電灯と反射体とを区別するため少なくとも１つの閾値を求める方法に関する。]
[0002] 夜間における車両の識別は、特に車両の自動電灯制御において必要とされる。自動電灯制御の目的は、自己車両の前照灯の光の強さ及び方向を制御して、他の道路使用者の目をくらませないようにすることである。暗がりにおいてカメラにより車両を識別するための重要な目じるしは、カメラ画像において高い強度の点により表される対向車両の車両電灯である。]
背景技術

[0003] 国際公開第２００８／０６４６２１号は、カメラシステムによる車両周辺の反射体及び車両電灯の識別方法を示している。このため車両周辺の画像列が記録される。画像列にある少なくとも１つの光点が追跡される。画像列にある光点の強度が求められて分析される。第１の閾値より上の光点は車両電灯であると認識され、第２の閾値より下の光点は反射体であると認識される。]
[0004] 市販されている画像センサの若干のサンプルでは、固定的に規定される閾値を持つこの方法は、車両電灯又は反射体を識別する際所望の信頼度を与えないことがわかった。その理由は、画像センサの各サンプルが僅か異なる感度を持っているからである。他方各画像センサにおいて時間の経過と共に感度の変化が起こる。これは、特に色フィルタ（バイエルパターン）の性能低下による感度の悪化、及び特に画像センサの視程にあるプラスチックの後になっての硬化による感度の上昇（それにより視野が一層明るくなる）である。]
発明が解決しようとする課題

[0005] 本発明の課題は、長期間にわたって異なる感度を持つ画像センサに対して対向車両電灯と反射体との区別の高い信頼性を与える方法を提供することである。]
課題を解決するための手段

[0006] この課題は請求項１の特徴を持つ方法によって解決される。本発明の有利な展開は従属請求項からわかり、個々の特徴の組合わせ及び展開も考えられる。]
[0007] 暗がりにおいて、車両の周辺へ向けられるカメラセンサにより光点として記録される対向車両電灯と反射体とを区別するため、少なくとも１つの閾値を求めるための本発明による方法は、次にあげる段階を含んでいる。]
[0008] カメラセンサが車両周辺の画像列を記録する。画像列の中の少なくとも１つの光点が追跡される。その後即ち光点の追跡の終了後、例えば各画像中の光点の光度のような測定値から、画像列中の光点の少なくとも１つのパラメータが求められる。適当なパラメータは、例えば光点の平均強度、全画像列中の光点の最大強度、又は光点の寿命である。最大強度は、特に対向車両に対して典型的に、最終強度に相当している。寿命は光点が追跡される個別画像の数からわかる。]
[0009] 暗がりにおいて反射体と車両電灯とを区別するための閾値は、次に求められたパラメータに合わされる。そのため少なくとも１つのパラメータについての頻度分布が、複数の画像にわたって追跡される複数の光点から作成される。この光点の求められたパラメータ値は、以前に追跡された光点から成るパラメータ値の頻度分布へ書き込まれる。パラメータ値の更新された頻度分布から、車両電灯と反射体とを区別するための新しい閾値が求められる。この閾値算定は、車両電灯及び反射体のパラメータ値の異なる特徴から出発する。]
[0010] 車両電灯が大きく離れた所でも識別されるという事実のため、車両電灯の光点は、画像中の他の光点と比べて、一層長い寿命及び一層高い最終強度（最大強度）を持っている。これに反し反射体は近傍範囲で初めて検出され、従って車両電灯より短い寿命を持っている。反射体の光点の最大強度も、一般に車両電灯のそれより低い。]
[0011] これらの特徴又は対比可能な異なる特徴を考慮して、存在する頻度分布により確実な決定のために最適な閾値が求められる。複数のパラメータを考慮する場合、閾値は複数のパラメータに関係し、その場合閾値は境界線又は境界面の形をとる。]
[0012] 時間的濾波特に時間的低域濾波後、反射体と車両電灯とを区別するための閾値が新たに規定される。時間的濾波により、閾値が現在存在する状況に合わされる。求められたパラメータ値の個々の異常値は過大評価されない。これは例えば時間的低域濾波を阻止する。]
[0013] 好ましい実施形態によれば、車両電灯及び反射体のために求められたパラメータ値の頻度分布が、決定理論の適用により分析され、この分析から閾値が新たに規定される。適当な決定理論の方法は、例えば費用関数の分析又は最尤理論である。これらの方法の目的は、誤決定の数が最小であるように閾値を規定することである。]
[0014] 別の好ましい実施形態によれば、パラメータとして光点の最大強度が使用される。最大強度は、光点が追跡されたすべての個別画像について求められた光点の強度の推移に関係している。]
[0015] 別の好ましい実施形態によれば、第２のパラメータとして光点の寿命が使用される。]
[0016] 本発明は、車両周辺の暗がりにおいて反射体と車両電灯とを区別する装置を含んでいる。この装置は、カメラセンサと、カメラセンサにより検出された画像を評価しかつそのために上述した方法の１つを適用する評価装置とを含んでいる。]
[0017] 本発明の利点は、カメラセンサ又はその前にあるガラスたとえば前窓ガラスの範囲における材料変化のため時間の経過と共に現れるパラメータ移動への高い適合性である。各センササンプルに対して、本発明の方法により適応した閾値を求めることができる。この適応は安価かつ確実である。異なる明るさの反射体及び／又はあらゆる国の車両電灯への適応も、本発明によって可能である。]
[0018] 実施例及び図面により本発明が以下に詳細に説明される。]
図面の簡単な説明

[0019] 光点の最大強度の起こり得る頻度分布を概略的に示す。 光点の最大強度及び寿命の起こり得る分布を概略的に示す。暗がりにおいて反射体と車両電灯を区別するため少なくとも１つの閾値を求める方法の流れ図を示す。]
実施例

[0020] 図１において光点の求められる最大強度の概略頻度分布が、本発明の第１実施例を示す。最大強度Ｉｍａｘを持つ光点の数ｎが記入されている。光点の最大強度Ｉｍａｘは、光点が追跡されたすべての個所画像にわたって、光点の求められた強度値の推移に関係している。分布は明確に認められる２つの最大値及びその間にある最小値を持っている。] 図１
[0021] 対向車両電灯に基因する光点の最大強度Ｉｍａｘは、殆どの場合反射体に基因する光点の最大強度Ｉｍａｘより大きいので、大きい方の最大強度Ｉｍａｘを持つ最大値は車両電灯ＦＬに対応せしめられ、他方の最大値は反射体Ｒに対応せしめられる。]
[0022] さて頻度分布は、車両電灯及び反射体に対する最大強度Ｉｍａｘの両方の範囲ＦＬ及びＲを互いに分離する閾値を求める目的で評価される。第１の可能性は、例えば分布の最大値の最大強度Ｉｍａｘを閾値Ｓとして規定することである。こうして適当な閾値Ｓを前もって知ることなしでも、閾値を求めることができる。そのための前提条件は、十分な頻度分布が既に求められていることである。閾値Ｓを求める別の可能性は、車両電灯及び反射体用の分布を仮定して、この分布を求められた全体分布に合わせることである（フィット法）。
これは点で示す両方の曲線推移に相当する。その場合適当な閾値Ｓは、特に両方の光点原因が同じ頻度であるような強度値Ｉｍａｘ、従って両方の個別分布（破線）の交点である。]
[0023] 図２は光点の寿命τの軸及び最大強度の軸上における光点の分布を概略的に示す。図の場合すべての光点が互いに区切られる２つの領域内にある。反射体は自己車両の近傍範囲で初めて検出されるので、これらの反射体は、大きく離れた所で既に検出された車両電灯より短い寿命τを持っている。図１からわかるように、車両電灯は大きい最終強度、従ってその寿命τの経過中に大きい最大強度Ｉｍａｘを持っている。反射体の最大強度Ｉｍａｘは一般にその下にあるが、必ずしもそうではない。寿命τも、個々の場合車両電灯及び反射体について比較可能である。図２に示すように両方のパラメータを考慮すると、車両電灯ＦＬ及び反射体Ｒの画素は一層確実に区別され、両方の範囲は明らかに並立する。一般に範囲ＦＬとＲは、図２に模範的に示すように全く重ならない。閾値は、両方の範囲ＦＬとＲとを互いに分離する境界線になる。図２では境界線Ｓが直線として示されているが、曲線の形状を持っていてもよい。図２に示すものとは異なり、両方の範囲ＦＬとＲは重なっていてもよい。その場合境界線は、全体分布の両方の頂点の間にある谷を通される。しかし２つのパラメータ（境界線）による区別は、１つのパラメータ（閾値）による区別に比べて常に一層確実である。３つのパラメータを考慮することによって、確実性は場合によっては一層増大され、下位範囲ＦＬ及びＲを分離する境界線が規定される。] 図１ 図２
[0024] 図３は閾値の適応方法の流れ図を示す。第１の閾値Ｓ０はもっともらしく規定される。この閾値は、例えば図１又は図２に示されているように、初期分布から求めることができる。その代わりに、反射体と車両電灯との区別をトレーナが行う際の修正から求めることができる。] 図１ 図２ 図３
[0025] 各方法サイクルの始めに、光点が追跡される。その後画像列の推移中に光点の測定値から、例えば寿命τ又は最大強度Ｉｍａｘのような少なくとも１つのパラメータが求められる。]
[0026] 求められたパラメータ値が今までの頻度分布ｎへ書き込まれる。方法の開始以来すべてのパラメータ値を含む累加頻度分布が考えられる。しかし例えば常に最後の１０００個のパラメータ値を含む頻度分布も考えられる。次の段階でこの頻度分布ｎが評価される。その際決定理論の方法が使用される。図１及び２において説明されたように評価を行うこともできる。評価の目的は、存在する頻度分布ｎに対して最適な閾値Ｓｎｅｕを求めることである。求められた閾値Ｓｎｅｕが今までの閾値Ｓと一致すると、新たな規定は必要でなく、次の方法サイクルが始まる。求められた閾値Ｓｎｅｕが今までの閾値Ｓとは相違していると、時間的濾波を経て、閾値Ｓが求められた閾値Ｓｎｅｕに応じて規定され、次の方法サイクルが始まる。時間的濾波は、流れ図に示すものとは異なり、閾値Ｓｎｅｕを求める前に行うこともできる。] 図１
[0027] その際重要なことは、各サイクルにおいて閾値Ｓが検査され、場合によっては適応されることである。例えばすべての強度がカメラセンサの低下する感度のため次第に低下すると、この方法により閾値Ｓも低下する。車両電灯と反射体との確実な区別は維持されている。閾値Ｓの適応により、自動光制御が確実に機能するのが保証される。なぜならば、閾値Ｓは、自動光制御の連続する区別に対する重要な基準だからである。例えばカメラセンサにより検出される個別画像中の光点の現在の強度値が初めて閾値Ｓより上にあると、光点がもはや反射体ではなく、対向車両電灯であり、従って減光せねばならないことが決定される。]

权利要求:

請求項1
暗がりにおいて、車両の周辺へ向けられるカメラセンサにより光点として記録される対向車両電灯と反射体とを区別するため、少なくとも１つの閾値Ｓを求める方法であって、カメラセンサが車両周辺の画像列を記録し、画像列の中の少なくとも１つの光点が追跡され、画像列中の光点が完全に追跡された後、画像列中の光点の少なくとも１つのパラメータが求められるものにおいて、このようにして求められた少なくとも１つのパラメータ値が、それぞれ複数の画像にわたって追跡された複数の光点のパラメータの頻度分布ｎへ書き込まれ、前に求められたパラメータ値の頻度分布から、車両電灯と反射体とを区別するための閾値Ｓｎｅｕが求められ、時間的濾波特に時間的低域濾波後、反射体と車両電灯とを区別するための閾値Ｓが新たに規定されることによって、閾値Ｓが適応せしめられることを特徴とする方法。
請求項2
前に求められたパラメータの頻度分布ｎから、決定理論の方法の適用により、反射体と車両電灯とを区別するための閾値Ｓｎｅｕが求められることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
請求項3
パラメータとして光点の最大強度Ｉｍａｘが使用されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
請求項4
第２のパラメータとして光点の寿命τが使用されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
請求項5
カメラセンサ及び評価装置を含む、車両周辺の暗がりにおいて反射体と車両電灯とを区別する装置において、評価装置が、カメラセンサにより検出される画像データを、請求項１〜４の１つに記載の方法によって評価することを特徴とする、装置。