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：拍摄车辆的行进方向，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)设定相位偏离了将对信号机提供的交流电力的周期除以3的倍数的时间的、3的倍数的基准信号(L01～L03)，将最接近交流电力的相位的基准信号(L01)的相位与交流电力的相位匹配。信号机检测单元(12)从图像中，提取亮度与和交流电力的相位匹配的基准信号(L01)同步地变化的同步像素(53b)，判断为在同步像素的位置存在信号机。

【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，拍摄车辆的行进方向，获取图像；以及信号机检测单元，从图像中检测信号机。信号机检测单元包括：基准信号生成单元，设定相当于相位偏离了将对信号机提供的交流电力的周期除以3的倍数的时间的、3的倍数的基准信号；以及相位调整单元，在3的倍数的基准信号中，将与交流电力的相位最接近的基准信号的相位与交流电力的相位匹配。信号机检测单元从图像中，提取亮度与和交流电力的相位匹配的基准信号同步地变化的同步像素，判断为在同步像素的位置存在信号机。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是表示基准信号生成单元17、同步图像生成单元15以及相位调整单元16的详细的结构的方框图。图3是表示由基准信号生成单元17设定的三个基准信号(L01、L02、L03)的例子的曲线图。图4是表示同步图像(G01、G02、G03)的亮度变化的曲线图，图4(a)表示被选择的基准信号的相位从对信号机提供的交流电力的相位偏离的情况，图4(b)表示被选择的基准信号的相位与对信号机提供的交流电力的相位匹配的情况。图5是表示一例使用了图1所示的信号机检测装置的信号机检测方法的流程图。图6(a)是表示在由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)是表示可通过实施方式检测的同步像素53b的数的图。图7是表示一例从6个基准信号的每一个得到的6个同步图像(G01～G06)的检波输出值的曲线图。图8(a)是表示与离车辆的距离相应的、亮度变化的幅度不同的曲线图，图8(b)是作为位于车辆近旁的电灯的例子，表示路灯31a、自动售货机31b、广告牌31c，并表示离车辆位于远方的信号机32、33的图。图9是表示一例车辆在隧道行驶时拍摄的摄像机图像的图。具体实施方式参照附图，说明实施方式。对于附图的记载中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。信号机检测装置被安装在车辆上，包括：拍摄车辆的行进方向，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。数字摄像机具有视场角宽的广角镜头。在摄像单元11的摄像范围(视场角)中，从车辆的行进方向至左右方向直至包含车辆近旁的路肩。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。检测的信号机的位置信息被转发到例如包含用于实现车辆的自动驾驶的控制器的、在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对于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；相位调整单元16；基准信号生成单元17；以及信号机判断单元18。基准信号生成单元17设定相当于相位偏离了将对信号机提供的交流电力的周期除以3的倍数的时间的、3的倍数的基准信号。相位调整单元16将3的倍数的基准信号中最接近交流电力的相位的基准信号的相位与交流电力的相位匹配。基准信号生成单元17以及相位调整单元16的细节，参照图2～图4在后叙述。同步图像生成单元15从摄像机图像中，提取亮度和与交流电力的相位匹配的基准信号同步地变化的同步像素，生成由被提取的同步像素构成的同步图像。例如，同步图像生成单元15进行将与交流电力的相位匹配的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，提取亮度与对信号机提供的交流电力的周期同步地变化的同步像素。对信号机提供的交流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交流电力的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。同步图像生成单元15的细节参照图2在后叙述。信号机判断单元18根据同步像素的色调，判断在由同步图像生成单元15提取的同步像素的位置是否存在信号机。具体地说，信号机判断单元18判断同步像素的色调是否与信号颜色的色调类似。在同步像素的色调与信号颜色的色调类似的情况下，信号机判断单元18判断为在同步像素的位置存在信号机。在从商用电源接受电力的供给而点亮的电灯中，除了信号机具有的信号灯之外，还包括路灯31a、自动售货机31b、广告牌31c等在路上点灯的其它电灯。在由同步图像生成单元15提取的同步像素中，有可能还包含这些其它的电灯。信号机判断单元18通过判断同步像素和信号颜色之间色调的类似性，可以从同步图像生成单元15的提取结果中排除这些其它的电灯。而且，信号机判断单元18也可以构成为不使用判断同步像素的色调是否与信号颜色的色调类似的色调判断单元，而使用同步像素的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信号机在图像上的位置，与同步像素的位置核对，可以排除上述其它的电灯。进而，可以根据从车辆至信号机的距离设想图像上的亮度，判断为在设想亮度内的同步像素上存在信号机。信号机检测单元12将信号机判断单元18判断为存在信号机时的同步像素的位置信息输出到车辆CPU13。参照图2，说明基准信号生成单元17、同步图像生成单元15以及相位调整单元16的详细的结构。基准信号生成单元17设定例如偏离了将对信号机提供的交流电力的周期除以3后的时间的三个基准信号(L01、L02、L03)。基准信号(L01、L02、L03)的周期与对信号机提供的交流电力的周期相等、相位不同。对于基准信号L01，基准信号L02的相位偏离120°，基准信号L03的相位偏离240°。图3表示基准信号(L01、L02、L03)的一个例子。同步图像生成单元15具有存储器25和乘法单元(26a、26b、26c)。存储器25同时存储连续的多个摄像机图像(帧)28。例如，同时存储在对信号机提供的电力的1交流周期期本文档来自技高网...

【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：基准信号生成单元，设定相位偏离了相当于将对所述信号机提供的交流电力的周期除以3的倍数的时间的、3的倍数的基准信号；相位调整单元，在所述3的倍数的基准信号中，将与所述交流电力的相位最接近的基准信号的相位与所述交流电力的相位匹配；同步像素提取单元，从所述图像中，提取亮度与和所述交流电力的相位匹配的基准信号同步地变化的同步像素；以及信号机判断单元，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：基准信号生成单元，设定相位偏离了相当于将对所述信号机提供的交流电力的周期除以3的倍数的时间的、3的倍数的基准信号；相位调整单元，在所述3的倍数的基准信号中，将与所述交流电力的相位最接近的基准信号的相位与所述交流电力的相位匹配；同步像素提取单元，从所述图像中，提取亮度与和所述交流电力的相位匹配的基准信号同步地变化的同步像素；以及信号机判断单元，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，同步像素提取单元提取使用了从所述选择的基准信号向正方向以及负方向偏离了相等的相位的其它的基准信号的各个信号的同步图像，所述相位调整单元使所述3的倍数的基准信号的相位匹配，使得使用了所述其它的基准信号的各个信号的同步图像的检波输出值相等。3.如权利要求2所述的信号机检测装置，其特征在于，所述相位调整单元对所述图像中亮度变化的幅度最大的区域进行检波，得到所述检波输出值...

【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