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CN113327201A - 图像处理装置及图像处理方法 - Google Patents

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CN113327201A
CN113327201A CN202110127090.0A CN202110127090A CN113327201A CN 113327201 A CN113327201 A CN 113327201A CN 202110127090 A CN202110127090 A CN 202110127090A CN 113327201 A CN113327201 A CN 113327201A
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CN
China
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parking frame
parking
image
display
vehicle
Prior art date
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Application number
CN202110127090.0A
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金子贵之
近藤俊辅
久保田守
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Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Original Assignee
Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种能够高精度地检测停车框的图像处理装置以及图像处理方法。图像处理装置(100)包括：其沿预定方向扫描图像并检测边缘的边缘检测部(111)；基于检测到的边缘对停车位线进行检测的停车位线检测部(112)；基于检测到的停车位线来设定停车框的停车框设定部(113)；对设定的停车框的相邻的两侧边的长度比进行计算，当长度比在预定的范围内时判定停车框为显示对象，当长度比在预定的范围之外时判定停车框为非显示对象的停车框选择部(114)；向监视器(31)传送显示控制信号并显示的显示控制部(115)，该显示控制信号使表示判定为显示对象的停车框的停车框图像与画像叠加。

Description

图像处理装置及图像处理方法
技术领域
本发明涉及图像处理装置及图像处理方法，其基于来自摄像车辆周围的路面的摄像装置输出的图像信号，对设置在该路面上的停车框进行推断。
背景技术
在预定的停车位停放车辆时，自动检测作为停车目标的停车框，并实施车辆的自动停车的停车辅助装置已经投入实际使用(例如，参见专利文献1参见)。在专利文献1中公开的技术中，从由摄像部摄像的摄像图像等检测停车位线，并将由一对停车位线包围的区域作为能够停车的停车目标位置而检测，也就是说作为停车框检测，并将表示检测到的停车框的停车框图像与摄像图像叠加并显示在显示部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－166834号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，检测停车位线时，由于车辆、墙壁以及围栏等的相对较大的阴影或穿过树的阳光、道路照明的光反射、障碍物的存在等而不能检测停车位线或者存在将停车位线等以外的线错误地检测为停车位线的错误检测。在这种情况下，如果基于检测到的停车位线将停车框显示在车载装置的显示器上，则根据停车框的检测时刻的检测状态，停车框被以波动的状态显示，从而变成一种驾驶员难以看清的显示。此外，还影响停车框的检测。因此，期望能够开发一种能够消除这种影响的技术。
因此，本发明的目的是提供一种图像处理装置以及图像处理方法，其能够以容易看到的方式显示停车框并且能够高精度地检测停车框。
用于解决问题的手段
为了达到上述目的，本发明的图像处理装置包括：停车位线检测部，其从拍摄车辆周围路面的摄像装置取得的图像检测停车位线；停车框设定部，其基于检测到的所述停车位线，设定停车框；停车框选择部，其对设定的所述停车框的相邻的两侧边的长度比进行计算，当所述长度比在预定的范围内时，判定所述停车框为显示对象，当所述长度比在预定的范围之外时，判定所述停车框为非显示对象；显示控制部，其控制显示部使得停车框图像与所述图像叠加并显示，该停车框图像是表示由所述停车框选择部判定为显示对象的所述停车框。
发明效果
在如上构成的本发明的图像处理装置中，将相邻的两侧边的长度比在预定的范围之外的停车框判定为非显示对象。因此，因阴影、光反射，障碍物的存在等的影响而没有检测到适当的形状和尺寸的停车框或者在实际停车区域以外的场所检测到的停车框等成为非显示对象并被丢弃。而且，仅将检测到适当的形状和尺寸的停车框作为能够适当停车的停车框来登记并显示在显示部。因此，由停车框的检测时刻时机而产生的停车框的波动显示会消除，从而容易看清停车框。此外，能够高精度地检测停车框。
附图说明
图1是表示适用本发明的实施方式的图像处理装置的停车辅助装置的概略构成的框图。
图2是表示实施方式的停车辅助装置的摄像装置的配置位置的一例的图。
图3是表示实施方式的图像处理装置的概略构成的功能框图。
图4是用于说明实施方式的图像处理装置的动作的一例的流程图。
图5是用于说明实施方式的图像处理装置的动作的一例的图，并且是表示车辆和停车场的路面上描绘的停车位线的一例。
图6是用于说明实施方式的图像处理装置的动作的一例的图，并且是示意性地示出俯视图像和从俯视图像检测到的边缘的图。
图7是用于说明实施方式的图像处理装置的动作的一例的图，是用于说明由停车框选择部实施停车框选择处理的顺序的图。
图8是用于说明实施方式的图像处理装置的动作的一例的图，并且表示伴随车辆的移动而变化的俯视图像和停车框图像。
图9是表示在不实施实施方式的图像处理装置的停车框选择处理的情况时，伴随车辆的移动而变化的俯视图像和停车框图像。
具体实施方式
[停车辅助装置的概略构成]
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出适用作为本发明的实施方式的图像处理装置的停车辅助装置的概略构成的框图。图2是示出停车辅助装置的摄像装置的配置位置的一例的图。另外，在下文中，虽然对停车辅助装置进行说明，但是适用于本发明的实施方式的图像处理装置的装置不限于停车辅助装置，能够适用于行驶于行驶车道的车辆的行驶进行辅助的行驶辅助装置等。
如图1所示，停车辅助装置1安装在车辆V(参见图2)，进行停车辅助动作。具体而言，停车辅助装置1识别出该车辆V能够停车的停车框。而且，停车辅助装置1对车辆V进行控制，使车辆V停车于已识别出的停车框内。
如图2所示，在车辆V的前后左右具备多个小型照相机(摄像装置)。具体而言，在车辆V的前保险杠或者前格栅上安装有朝向车辆V的前侧的前侧照相机20a。在车辆V的后保险杠或者后装饰条上安装有朝向车辆V的后侧的后侧照相机20b。在车辆V的左后视镜上安装有朝向车辆V的左侧方的左侧方照相机20c。在车辆V的右后视镜上安装有朝向车辆V的右侧方的右侧方照相机20d。
在前侧照相机20a、后侧照相机20b、左侧方照相机20c以及右侧方照相机20d上分别安装有能够观察大范围的广角镜头和鱼眼镜头，并且通过4个照相机20a～20d能够观测包含车辆V的周围的路面的区域。通过这些照相机20a～20d来构成摄像车辆V周围的路面的摄像装置。另外，在下面的描述中，当无区别地对各个照相机(摄像装置)20a～20d进行描述时，将它们简单地描述为照相机20。
返回图1，停车辅助装置1具有：前侧照相机20a，后侧照相机20b，左侧方照相机20c，右侧方照相机20d，照相机ECU21，导航装置30，轮速传感器32以及转向角传感器33。
照相机ECU21的主体由微型计算机构成，该微型计算机由CPU(CentralProcessing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)以及闪速存储器等构成。照相机ECU21对照相机20进行控制，并且使用由照相机20检测到的信息实施以下处理：俯视图像的生成处理；检测停车框的检测处理；对车辆V是否能够停车于已检测到的停车框内进行判定的判定处理等。
导航装置(显示装置)30具备具有图像显示功能的监视器31。导航装置30具有存储有路径导航用的地图数据等的存储部。导航装置30基于该地图数据等以及省略了图示的GPS装置等检测到的车辆V的当前位置，来进行到导航装置30的操作者所设定的目标地点为止的路径导航(路径引导)。路径导航动作中的各种图像被显示于监视器31。
轮速传感器32是检测车辆V的轮速的传感器。在轮速传感器32处检测到的检测信息(轮速)被输入至车辆控制ECU40。
转向角传感器33对车辆V的转向的转向角进行检测。将车辆V直线行驶的状态时的转向角设为中立位置(0度)，并将距该中立位置的旋转角度作为转向角而输出。在转向角传感器33处检测到的检测信息(转向角)被输入至车辆控制ECU40。
进一步，停车辅助装置1具有：车辆控制ECU40，转向控制单元50，节气门控制单元60以及制动控制单元70。
车辆控制ECU40的主体由微型计算机构成，该微型计算机由CPU(CentralProcessing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)以及闪速存储器等构成。车辆控制ECU40基于来自照相机ECU21、轮速传感器32以及转向角传感器33输入的各检测信息，来实施辅助车辆V的停车的各种处理。
也就是说，例如当驾驶员实施开启省略了图示的自动停车开始开关而使停车辅助装置1动作时，车辆控制ECU40执行将车辆V自动停车于由照相机ECU21判定为可停车的停车框的自动停车处理。
转向控制单元50基于由车辆控制ECU40确定的车辆控制信息，来驱动动力转向执行器51并控制车辆V的转向角。
节气门控制单元60基于由车辆控制ECU40确定的车辆控制信息，来驱动节气门执行器61并控制车辆V的风门(节气门开度)。
制动控制单元70基于由车辆控制ECU40确定的车辆控制信息，来驱动制动执行器71并控制车辆V的制动。
另外，照相机ECU21、轮速传感器32以及转向角传感器33和车辆控制ECU40之间通过作为车内LAN(Local AreaNetwork)的传感器信息CAN(注册商标)(Control ler AreaNetwork)80而连接。
此外，转向控制单元50、节气门控制单元60以及制动控制单元70和车辆控制ECU40之间通过作为车内LAN的车辆信息CAN(注册商标)81而连接。
在具有以上构成的停车辅助装置1中，本实施方式的图像处理装置100主要由照相机ECU21构成。
[图像处理装置的功能构成]
图3是表示本实施方式的图像处理装置100的概略构成的功能框图。本实施方式的图像处理装置100具有控制部110以及存储部120。控制部110主要由照相机ECU21的CPU构成，存储部120主要由照相机ECU21的ROM、RAM、闪速存储器等构成。
控制部110实施图像处理装置100整体的控制。除此之外，控制部110基于对通过后述的边缘检测部111、停车位线检测部112、停车框设定部113以及停车框选择部114检测或推断的停车空间进行划分的停车位线或停车空间，向该车辆控制ECU40传送自动停车处理所需的信息(停车空间，停车框的位置，形状等)，该信息使用于车辆控制ECU40执行自动停车处理，以使车辆V自动地停车于判定为车辆V可停车的停车框内。
车辆控制ECU40基于从控制部110提供的信息，以及基于由轮速传感器32和转向角传感器33(在图3中仅示出了传感器)检测出的检测信息，来驱动控制动力转向执行器51、节气门执行器61以及制动执行器71(在图3中仅示出了执行器)。
控制部110具有以CPU、FPGA等的可编程逻辑器件、ASIC等的集成电路为代表的运算元件。
在图像处理装置100的存储部120存储有未图示的控制用程序，在图像处理装置100的启动时通过控制部110执行该控制用程序，使图像处理装置100成为具备如图3所示的功能结构。特别是，通过本实施方式的图像处理装置100实施后述的高速的图像处理，优选具备高速运算可能的运算元件，例如FPGA等。
如图3所示，控制部110具备：边缘检测部111，停车位线检测部112，停车框设定部113，停车框选择部114以及显示控制部115。
边缘检测部111基于从拍摄车辆V的周围的路面R的照相机20输出的图像信号，通过边缘检测来检测停车场P等的路面R上的停车位线200的边缘。这里所指的停车位线200主要是指将设置在路面R上的停车区域划分为边界线(直线)而描绘出的线。在图5示出了车辆V和在路面R上描绘出的实施停放该车辆V的停车场P的停车位线200的一例。在停车位线200之间是表示停车空间的停车框201。
此外，图6是示意性地示出了将由照相机20摄像的图像信号合成并生成的俯视图像G以及从该俯视图像G检测出的边缘的图。在图6的俯视图像G中，将沿着车辆V的行驶方向的方向且与停车位线的延伸方向正交的方向设为X轴，将停车位线的延伸方向设为Y轴。
图6所示的俯视图像G是基于由照相机20a～20d摄像的图像信号，将分别拍摄的车辆V变更为从正上方向下观察的俯视图像g1、g2、g3以及g4，并且是进一步将各俯视图像g1合成并生成的图像。在俯视图像G的中心部分上显示有表示从正上方向下观察车辆V的状態的图标I。
停车位线通常由白线来表示，但是除了白线以外，也存在例如由黄色线等，除了白颜色以外的颜色的线描绘的情况。因此，通过边缘检测部111检测的停车位线不限于“白线”，通常情况下，将与路面之间具有对比度的边界线作为停车位线来实施检测即可。
边缘检测部111沿预定方向扫描(扫描)图像，检测出包含于图像信号的亮度或者颜色的参数(例如，RGB，RGBA等)相比阈值具有大的变化的像素，并将检测出的像素的排列成为预定长度以上的部分作为边缘来检测。在此作为扫描是指，沿着预定方向选择一个接一个地选择像素，在相邻的像素之间，比较亮度或者颜色的参数。检测的边缘根据亮度或者颜色的参数的变化的方向(倾向)，作为第一边缘或者第二边缘。
另外，期望将扫描的方向设置在与在路面R上绘制的停车位线正交的方向。也就是说，如图5所示，停车位线200在与车辆V的行进方向(图5的箭头参见)正交的方向延伸时，期望在俯视图像G(参见图6)上沿着行进方向进行扫描。另一方面，停车位线200沿车辆V的行进方向延伸时，优选扫描在俯视图像G上的与行进方向正交的方向。通常，由于不知道停车位线200所延伸的方向，因此边缘检测部111在俯视图像G上中分别沿车辆V的行进方向以及与此正交的方向分为两次进行扫描。
而且，边缘检测部111将从检测的多个边缘中，将相邻的像素的亮度差或者颜色的参数差在正方向上比预定值大的边缘作为第一边缘(称为“正边缘”，“上升边缘”)而检测，相邻的像素的亮度差或者颜色的参数差成为在负方向上比预定值大的边缘作为第二边缘(称为“负边缘”，“下降边缘”)而检测。
在此，基于亮度提取边缘的情况时，将从亮度低且暗的像素(例如黑色像素)，变为具有比阈值大的差且亮度高且明亮的像素(例如白い像素)(正方向的变化)的像素的排列作为正边缘而检测。即，表示扫描位置从路面R被切换为推断为停车位线的情况。此外，从亮度高且明亮的像素，变为具有比阈值大的差且亮度低且暗的像素(负方向的变化)的像素的排列作为负边缘而检测。即，表示扫描位置从推断为停车位线的情况被切换为路面R。
与此相比，基于颜色的参数提取边缘的情况时，对路面的颜色的参数和停车位线的颜色的参数进行比较。边缘检测部111将颜色的参数的值朝向变大的方向变化(朝负方向变化)的像素的排列作为负边缘而检测，将颜色的参数的值朝向变小的方向变化(朝正方向变化)的像素的排列作为正边缘而检测。此外，停车位线的亮度比路面低的(或者颜色的参数大)情况时，亮度和颜色的参数的变化将反转。不管在何种情况下，在停车位线等的边界线中，为了在其两侧边缘检测正边缘和负边缘，因此可以提取后述的一对。
通过将上述扫描重复实施多个线(行)段，将由与扫描方向正交的方向连续的正边缘构成的线段(像素的排列，像素列)作为正边缘(第一边缘)的线段而提取。将由进一步连续的负边缘构成的线段(像素列)作为负边缘(第二边缘)的线段而提取。针对提取的正边缘的线段以及负边缘的线段根据基准长度实施长度的滤波，丢弃小于基准长度的正边缘的线段以及负边缘的线段。此外，除了长度以外，可以根据线段延伸的方向(角度)来滤波。
基准长度例如能够设为车辆V的车身长(例如5m)的长度，但是在停车位线较短的情况时，设为比车身长短的长度。角度是根据车辆V的行驶方向、拍摄图像的照相机20的朝向等来设定角度。在图6的情况时，停车位线设为角度＝90°±阈值，这是因为相对于行驶方向朝向停车空间延伸为大致直角。
图6适宜性地由粗实线表示了从俯视图像G检测到的正边缘，由粗虚线表示了负边缘。在本图6的例中，在车辆V(图标I)的右侧的停车位线(实际为停车位线图像)K1～K4和左侧的停车位线k1～k4的两侧边缘部分的、在X轴方向中的扫描源侧检测出正边缘的线段Ep，扫描前端侧检测出负边缘的线段Em。有关停车位线K1、K3、k4检测出比实际的停车框线短的边缘，有关停车位线K2检测出向车辆V侧突出的比实际的停车框线长的边缘。此外，除了停车位线以外的部分检测出正边缘的线段Ep’和负边缘的线段Em’。这些被推测为例如由阴影、光反射、障碍物等的存在而引起的停车框线的中断，与其他凌杂的线的结合，凌杂的误检测等。此外，由于照相机20的镜头的畸变校正或图像的俯视转变的影响，可能会产生停车位线的检测的误差。
停车位线检测部112基于由边缘检测部111检测的边缘，检测停车位线。更加具体而言，停车位线检测部112计算由于滤波的结果而残留的正边缘的线段Ep以及负边缘的线段Em的各起点以及终点的位置(坐标)。基于计算的位置，提取以预定间隔相邻的正边缘的线段和负边缘的线段，并判定为构成停车位线的边缘的一对。例如，当正边缘和负边缘的距离例如在停车位线的线宽±阈值的范围内时，将这些判定为一对。另一方面，将沿非垂直方向延伸的长的边缘的线段以及未找到一对的边缘的线段作为凌杂而丢弃。
在图6的例中，检测了停车位线K1～K4和停车位线k1～k4。另外，作为凌杂的两对的正边缘的线段Ep’和负边缘的线段Em’之间检测出停车位线。
停车框设定部113基于由停车位线检测部112检测的构成停车位线的边缘的一对来推断停车框，并设定在俯视图像G上。首先，停车框设定部113从多个一对的正边缘的线段以及负边缘的线段中选择能够构成停车空间的相邻的两个边缘的线段。在此，被选择的两个边缘的线段构成分断停车空间的一対的停车位线的左右两端的线。例如，如图6所示的停车位线K1的负边缘的线段Em和与此相邻的停车位线K2的正边缘的线段Ep。
而且，停车框设定部113基于各边缘的端点的坐标值计算出选择的两个边缘的线的距离(相邻的停车位线的内部尺寸)，并判定被计算的距离是否在预定范围内。该距离在预定的停车空间宽度±阈值的范围内时，将由两个边缘的线划分的区域检测为停车空间。作为停车空间宽度，用于普通机动车或小型货车的停车空间期望在2m～3m。作为用于大型货车或公共汽车的停车空间期望在3.3m以上。
图7示意性地示出了基于从图6所示的俯视图像G检测的边缘而检测到的停车框。如该图7所示，在停车位线K1和K2之间检测出A2，K3和K4之间检测出A3，k1和k2之间检测出B1，k3和k4之间检测出B2的停车框。此外，在凌杂的边缘的线段(Ep’，Em’)之间检测出停车框A1。
停车框B1被设定为接近于实际的停车框的适当的形状(长方形)或者大小尺寸。停车框B2以及停车框A3的后侧或者前侧变形，其形状和大小尺寸与实际值相比稍有差异，但是对停车的影响很小并且在允许的范围内。另一方面，停车框A2的右侧朝向车辆V具有较大的突出，左侧缩回，其形状和大小尺寸不同于实际的停车框。另外，停车框A1设定在不同于实际的停车空间的场所。这样的停车框A1、A2被传送到车辆控制ECU40或者显示在监视器31时，存在产生影响停车辅助或者畸变停车框的显示(停车框不在静态，会有稍微移动并晃动的视觉)问题。
为了避免这种情况(上述问题)，停车框选择部114相对于由停车框设定部113设定的停车框，判定是否设为显示对象(即是否作为停车框登记于存储部120)，或者，作为非显示对象(即是否不作为停车框不登记于存储部120)。
在本实施方式中实施，(1)基于停车框的起点的位置的判定、(2)基于停车框的两侧边的长度比的判定，并仅选择作为停车框而适当的判定结果。另外，至少实施(2)的判定即可，无需实施(1)的判定。在此情况时，能够提高运算速度。另一方面，通过实施(1)、(2)的两个判定，能够进一步提高停车框的检测精度。此外，在本实施方式中，以(1)→(2)的顺序实施了判定，但是不限于该顺序，可以是以(2)→(1)的顺序实施判定。可根据与要链接的其他系统的关系、规格、客户要求等，以期望的顺序实施期望的判定。
在本说明书中，靠近车辆V的一侧被称为停车框的“前侧”、“前”等，其相反侧称“进深侧”、“后侧”等。而且，构成停车框的矩形的4个顶点(端点)，即，沿停车位线的停车框的两个两侧边的各自的两个端点中的、靠近车辆V的一侧的端点称为“起点”，后侧的端点称为“终点”。此外，将从车辆V侧观察停车框时的作为基来确定左右。因此，在图5的例中，在位于朝向车辆V的行进方向(箭头方向)的右侧的停车框201和位于左侧的停车框201中，左右相反。
以下，基于图7，对(1)、(2)的判定的细节进行说明。图7是在俯视图像G上虚拟地绘制由停车框设定部113检测的停车框A1～A3、B1～B2的印象图，而实际的停车框的线和端点没有显示在俯视图像G上。
(1)基于停车框的起点的位置的判定
停车框选择部114计算各停车框A1～B2的各两侧边的两个起点的位置(坐标)。而且，两个起点中的，至少一个位置位于从俯视图像G上的预定区域分离的位置时，即，从车辆V(图标I)分离的位置大于左右方向上的阈值(在图7中由虚线所示的范围)时，判定该停车框为非显示对象(显示对象之外)。
在本实施方式中，阈值被设定为100pix(像素)。图像上的100pix相当于实际的3m，可以将此设为阈值。另外，阈值不限于该数值，可对应照相机20的规格和图像的分辨率等来设定适当的数值。
在图7所示的例中，在停车框A2、A3、B1、B2中，由于左右的起点(L2和R2，L3和R3，l1和r1，l2和r2)在阈值内，因此不判定为非显示对象，这些位置信息成为被登记于存储部120的状态。另一方面，对于停车框A1，左右的起点(L1和R1)中，右起点R1在大于阈值的分离的位置。因此，停车框A1被判定为非显示对象，其位置信息通过停车框选择部114从存储部120删除。据此，能够从停车对象和显示对象除去来自停车区域以外的误检测的停车框A1。
(2)基于停车框的两侧边的长度比的判定
停车框选择部114基于各停车框A1～B2的两个起点以及终点的坐标值，计算一侧(一方)的侧边(左侧边)以及另一侧(另一方)的侧边(右侧边)的长度，并基于计算的长度来计算长度比。这些长度比满足以下所示的所有公式(a)、(b)的情况时，判定该停车框为显示对象。另一方面，如果不满足以下公式(a)、(b)中的任意一个的情况时，判定该停车框为非显示对象。
(一方的侧边的长度/另一方的侧边的长度)≥阈值(a)
(另一方的侧边的长度/一方的侧边的长度)≥阈值(b)
例如，阈值设为0.4，能够实施高精度的判定，阈值不限于0.4，可以根据图像的分辨率、摄像范围等设定适当的阈值。另外，停车框的起点和终点是构成停车框的停车位线的、相对(面向)的正边缘的线段以及负边缘的线段的两端点。
此外，停车框选择部114将判定为显示对象的停车框的信息(坐标值)作为停车框登记数据121存储于(登记于)存储部120。与此相比，被判定为非显示对象的停车框不会作为停车框登记数据121而登记于存储部120。
下面，对图7所示的停车框A2、A3的判定顺序进行具体说明。如图7所示，停车框A3的右侧边RA3为80pix，左侧边LA3为100pix。停车框A3均满足下面的公式(a)、(b)。因此，停车框A3被判定为显示对象，其坐标值被登记于存储部120。
RA3/LA3＝80/100＝0.8＞0.4
LA3/RA3＝100/80＝1.25＞0.4
与此相比，停车框A2的右侧边RA2为40pix，左侧边LA2为120pix。停车框A2不满足下面的公式(a)。因此，停车框A2被判定为非显示对象，而不登记于存储部120。其结果是，能够将影响停车辅助和停车框的显示的停车框A2排除在停车对象和显示对象外。
RA2/LA2＝40/120＝0.33＜0.4
LA2/RA2＝120/40＝3.0＞0.4
显示控制部115将用于在监视器31上显示图像的显示控制信号传送至导航装置30，并控制监视器31。具体而言，传送用于在监视器31上显示的由照相机20摄像的车辆V周边的路面图像或将这些合成的俯视图像G的显示控制信号。此外，传送停车框图像202与路面图像或俯视图像G叠加显示的显示控制信号，该停车框图像202是表示由停车框选择部114选择的作为显示对象的停车框。
图8(a)是表示，将监视器31上显示的俯视图像G和停车框图像202叠加的图像的例。如图8(a)的实线所示，由停车框选择部114判定为显示对象的停车框A3、B1、B2的停车框图像202被显示在监视器31上。此时，停车框A3、B2被显示为形状被导航装置30适当地校正的停车框图像202。与此相比，如图8(a)的虚拟线所示，由停车框选择部114判定为非显示对象的停车框A1、A2不被显示在监视器31。
此外，每当车辆V行驶并更新由照相机20摄像的图像时，由边缘检测部111、停车位线检测部112、停车框设定部113、停车框选择部114执行停车框的设定和选择，以及由显示控制部115执行显示控制。因此，最初被判定为显示对象的停车框，在以下的处理中，由于阴阴影等的影响而被判定为非显示对象的情况时，先前被显示的停车框图像从监视器31上消失，从停车对象中排除。
为了抑制这样的事态，在图像处理装置100中，对被判定为显示对象的停车框进行追踪(跟踪)，并实施控制以使继续适当地显示停车框图像202。也就是说，显示控制部115在由停车框选择部114判定为非显示对象的情况时，将表示所有被判定为显示对象的停车框的停车框图像202与俯视图像G叠加显示的显示控制信号传送至导航装置30，并控制监视器31。据此，一旦适当地检测出停车框，其后即使在没有适当地检测出停车框的情况时，也将继续显示适当的停车框图像，并适当地实施停车辅助，并且不会给驾驶员视觉不清楚或不适感。
存储部120具有诸如硬盘驱动器等的大容量存储介质和ROM、RAM等的半导体存储介质等的存储介质。在存储部120中临时或非临时地存储有用于在控制部110中实施各种动作时的各种数据。
此外，如上所述，在存储部120存储有停车框登记数据121和参数数据122。作为参数数据122能够存储诸如阈值、停车位线的基准长度、停车空间宽度以及其阈值等。进一步，能够存储诸如停车位线的宽度、延伸方向的角度等的，图像处理装置100使用的各种参数。此外，可以构成为，能够根据使用停车辅助装置1的国家、地区、停车空间(停车框)的形状和大小等，存储多个参数，并选择适当的参数。
在此，参见图8、图9，对由停车框选择部114选择停车框的处理的效果进行说明。图8是表示，在实施了停车框选择处理的情况时的，伴随车辆V的移动而变化的俯视图像G和停车框图像202的图。图9是表示，不实施相同处理的情况时的，伴随车辆V的移动而变化的俯视图像G和停车框图像202的图。
如图9(a)所示，如以往那样，不实施停车框选择处理的情况时，不仅显示对应适当检测的停车框A3、B1、B2的停车框图像202，还显示对应实际上不是停车区域的停车框A1的停车框图像202。此外，起点被错误检测的停车框A2中，停车框图像202在图标I侧比实际状态突出显示。
接下来，如图9(b)所示，车辆V前行通过停车场P并位于停车框A2的旁边时，消除阴影等的影响并适当地检测停车框A2，且检测不到停车框A1。在此情况下，为了显示被检测的停车框A2的停车框图像202，在驾驶员的眼中停车框A2被映射为缩回。此外，停车框A1的停车框图像202从画面消失。之后，车辆V前行，位于如图9(c)的位置时，再次因阴影等的影响而停车框A2以虚拟线所示的不适当的形状而被检测。在此情况下，停车框图像202向图标I侧突出显示，并在驾驶员的眼中被映射为停车框A2好像弹出。如此停车框以不固定的方式被显示时，对于驾驶员而言成为难以看清的显示，具有不适感，同时可能会出现影响停车辅助的情况。
另一方面，如本实施方式那样实施了停车框选择处理的情况时，如图8(a)所示，不显示停车框A1和停车框A2的停车框图像202，仅显示被适当地检测的停车框A3、B1、B2的停车框图像202。接下来，在适当地检测到停车框A2的情况时，如图8(b)所示，在俯视图像G中也适当地显示停车框A2的停车框图像202。之后，停车框A2以不适当的形状被检测并判定为非显示对象的情况时，从图8(b)所示的过去的俯视图像G检测到的适当的停车框A2的停车框图像202被继续显示(图8(c))。因此，停车框不会以不固定(不稳定)的状态被显示，驾驶员能够容易看清停车框，不会感到不适感，并且能够高精度地实施停车辅助。
[图像处理装置的动作]
接下来，参见图4的流程图以及图6～图8，对本实施方式的图像处理装置100的动作的一例进行说明。
图4是用于说明图像处理装置100的动作(操作)的流程图。在驾驶者操作自动停车开始开关(未图示)而实施自动停车开始的指令输入时，开始图4的流程图所示的动作。
在步骤S1中，图像处理装置100的控制部110获取由照相机20摄像的车辆V周围的路面R的图像信号。
在步骤S2中，基于在步骤S1获取的图像信号，控制部110生成合成这些图像信号的信号。在步骤S2中合成的信号是用于将图像(俯视图像G)显示在导航装置30上的信号，该图像就像在车辆V的上方安装照相机并直接向下观察。这样生成的俯视图像的技术是已知的，作为一例，已知在特许公开平3－99952号公报和特许公开2003－118522号公报中公开的技术。
另外，可以不实施在步骤S2中的图像合成作业，或者在下一个步骤S3中提取正边缘和负边缘之后在实施步骤S2中的图像合成作业。但是，生成俯视图像G之后在实施正边缘和负边缘的提取作业有助于降低图像处理装置100的处理负担。
在步骤S3(边缘检测工序)中，如上所述，边缘检测部111沿预定方向扫描在步骤S2中合成的俯视图像G，并基于包含于图像信号的亮度，提取图像中的正边缘以及负边缘。
在图6所示的例中，边缘检测部111朝向X轴正方向扫描俯视图像G，并对图像中的正(+)边缘以及负(－)边缘进行检测。其结果是，检测出在图6中由粗实线表示的正边缘的线段Ep和由粗虚线表示的负边缘的线段Em。另外，沿X轴负方向扫描像素的情况时，正边缘和负边缘会反转。此外，可以基于包含于图像信号的颜色参数(例如，RGB，RGBA等)的信息检测正边缘、负边缘。在此情况时，基于预定的颜色的尺寸(灰度)的变化来检测这些。
在接下来的步骤S4中，边缘检测部111基于上述的基准长度对在步骤S3中检测到的正边缘以及负边缘进行滤波。据此，由在路面上的光的反射或废弃物和污物等而变得凌杂的短的边缘被丢弃。该滤波可以在接下来的步骤S5提取一对之后实施，但是通过在提取一对之前实施滤波而除去凌杂，能够加快图像处理的速度。
在接下来的步骤S5(停车位线检测工序)中，停车位线检测部从在步骤S4中检测到的多个边缘的线段提取一对相邻的正边缘的线段和负边缘的线段。此时，基于俯视图像G计算在路面上相邻的正边缘和负边缘的距离，并且该距离在预定的线宽±阈值的范围内时，被判定为构成停车位线的边缘的一对。
在接下来的步骤S6(停车框设定工序)中，停车框设定部113基于构成停车位线的一对边缘，通过如上所述的顺序检测停车框以及停车空间。检测到的停车框的信息(坐标值)临时存储于存储部120。在图7所示的例中，检测有对应实际停车框的停车框A2、A3、B1、B2和不对应实际停车框的停车框A1。
通过接下来的步骤S7～S11的停车框选择的循环处理(停车框选择工序)，停车框选择部114仅将适当的停车框作为显示对象，将不适当的停车框作为非显示对象而排除。对在步骤S6中检测到的所有的停车框进行完处理的情况时结束步骤S7～S13的处理。
首先，在步骤S8中，停车框选择部114获取作为处理对象的停车框的两个起点的位置(坐标)，在步骤S9中，判定两个起点的坐标是否位于从车辆V(图标I)至阈值之内。当判定为在阈值之内的情况时(YES)，进入接下来的步骤S10。
与此相比，当判定两个起点的坐标当中的任何一个位于超出阈值的远离的位置的情况时(NO)，该停车框为非显示对象，并跳过步骤S10～S12，进入步骤S13判定是否存在需要接下来处理的停车框。在存在停车框的情况时，返回步骤S7，对接下来的停车框实施处理。如果没有需要处理的停车框的情况时，结束循环而进入步骤S14。
通过上述步骤S8、S9的处理，如图7所示的停车框A1，从实际的停车区域之外的场所检测出的停车框等成为非显示对象，且不登记为停车框并被丢弃。
在接下来的步骤S10中，停车框选择部114基于停车框的两个起点和终点的坐标值，对停车框的左侧边和右侧边的长度进行计算，并计算长度比(左侧边/右侧边，右侧边/左侧边)。接下来，在步骤S11中，判定长度比是否大于或等于阈值。
当判定为两个长度比中的任何一都大于或等于阈值的情况时(YES)，该停车框作为显示对象，进入步骤S12。另一方面，当判定为长度比凌杂或者任何一个或者两个都小于阈值的情况时(NO)，该停车框被判定为非显示对象，跳过步骤S12，在步骤S13中，判定是否存在需要接下来处理的停车框。当存在停车框的情况时，返回步骤S7，对接下来的停车框进行处理。当不存在需要处理的停车框的情况时，结束循环并进入步骤S14。
通过步骤S11的处理，例如，如图7的停车框A2那样，以超出实际停车框的形状或者超出允许范围检测出的不同形状的停车框等被视为非显示对象，且不登记为停车框并丢弃。
在步骤S12中，将判定为显示对象的停车框(停车空间)登记于存储部120。具体而言，将构成停车框的向相的正边缘的线段的端点和负边缘的线段的端点的坐标值作为停车框的起点或终点的坐标值，并作为停车框登记数据121登记于存储部120。此时，停车框的至少两个起点的坐标值被登记时，能够确定停车框并且能够减少存储容量，但是也可以登记四个坐标值。此外，还可以将停车位线200的角度(延伸方向)以及其他用于自动停车处理所需的信息添加于停车框登记数据121。
接下来，进入步骤S13，判定是否存在需要接下来处理的停车框。当存在停车框的情况时，返回步骤S7，对接下来的停车框进行处理。当不存在需要处理的停车框的情况时，结束循环并进入步骤S14。
在步骤S14(显示控制工序)中，显示控制部115生成显示控制信号并传送至导航装置30，该显示控制信号用于叠加显示停车框图像202与俯视图像G，该停车框图像202是表示判定为显示对象且登记于存储部120的停车框。据此，如图8(a)所示，停车框A3、B1、B2的停车框图像202与俯视图像G叠加的图像显示在监视器31上。
此外，登记于存储部120的停车框登记数据121被传送至车辆控制ECU40，并执行辅助车辆V的停车的各种处理。
每当从照相机20获取图像信号时，重复实施上述步骤S1～S14的处理。其结果是，车辆V前进通过停车场P，除了停车框A3、B1、B2之外还适当地检测停车框A2时，如图8(b)所示，显示停车框A3、B1、B2的停车框图像202和停车框A2的停车框图像202。此后，通过车辆V的前进，适当地检测出停车框A3、A4、B1、B2、B3时，如图8(c)所示，这些停车框图像202与俯视图像G叠加并被显示。此时，即使在停车框A2被在此判定为非显示对象的情况时，已经(过去)被判定为显示对象的停车框图像202(参见图8(b))与俯视图像G叠加并被显示。
[图像处理装置的效果]
如上所述构成的本实施方式的图像处理装置100中，停车位线检测部112从拍摄车辆V的周围的路面的照相机20获取的图像来检测停车位线。停车框设定部113基于检测到的停车位线设定停车框。停车框选择部114对设定的停车框的相邻的两侧边的长度比进行计算，并在长度比在预定的范围内时，停车框判定为显示对象，当长度比在预定的范围之外时，停车框被判定为非显示对象。而且，显示控制部115控制监视器31，以使表示由停车框选择部114判定为显示对象的停车框的停车框图像202与俯视图像G叠加并显示。
据此，因阴影、光的反射、障碍物的存在以及镜头的畸变等的影响而没有被检测到适当的形状和尺寸的停车框或者从实际的停车区域以外的场所检测到的停车框等被作为非显示对象并被丢弃。与此相比，仅以适当的形状和尺寸被检测到的停车框被视为适合于停车而作为停车框而被登记，其停车框图像202与俯视图像G叠加并显示在监视器31。因此，能够清楚地显示停车框，此外，能够提供能够高精度地检测停车框的图像处理装置100以及图像处理方法。
此外，通过具备该图像处理装置100或图像处理方法，能够提供能够以高精度进行停车框的检测和行驶车道的检测的停车辅助装置、停车辅助方法、行驶辅助装置以及行驶辅助方法。
此外，在本实施方式中，停车框选择部114在停车框的一方的侧边和另一方的侧边满足下面公式时，
(一方的侧边的长度/另一方的侧边的长度)≥阈值
(另一方的侧边的长度/一方的侧边的长度)≥阈值
判定停车框为显示对象，在其中任何一方不满足该公式时，判定停车框为非显示对象。据此，能够更加提高停车框的检测精度。
进一步，在本实施方式中，当停车框的车辆侧的端点位于从图像上的车辆的位置远离预定距离以上的位置时，停车框选择部114判定停车框为非显示对象。据此，能够进一步提高停车框的检测精度。
此外，在本实施方式中，在由停车框选择部114判定为非显示对象的情况时，显示控制部115控制监视器31，使得表示所有被判定为显示对象的停车框的停车框图像202与俯视图像G叠加并显示。据此，能够以更高精度实施停车辅助，并且使驾驶员能够容易看清停车框，不会产生不适感，并且能够进行舒适的驾驶。
此外，在本实施方式中，边缘检测部111沿预定方向扫描俯视图像G，并对包含于图像信号的亮度或颜色的参数相比阈值具有较大变化的像素进行检测，并且对检测的像素的排列中的大于预定长度的部分作为边缘来检测。而且，停车位线检测部112基于由边缘检测部111检测到的边缘对停车位线进行检测。据此，能够以高精度检测停车位线，提高运算速度。其结果是，能够以更加高精度且高速地检测停车框。
以上，参见附图，详细描述了本发明的实施方式，但是具体的构成不限于本实施方式以及实施例，并且不脱离本发明的主旨范围的设计变更也包含于本发明。
例如，在上述实施方式的图像处理装置100中，基于图像的亮度和颜色的参数(例如，RGB，RGBA等)的信息的变化的尺寸以及变化的方向(正方向或负方向)来检测边缘，但是不限于此，可以基于包含于图像信号的其他信息的变化的尺寸以及变化的方向来检测边缘。
(符号的说明)
20 照相机(摄像装置)
20a 前侧照相机(摄像装置)
20b 后侧照相机(摄像装置)
20c 左侧方照相机(摄像装置)
20d 右侧方照相机(摄像装置)
100 图像处理装置
111 边缘检测部
112 停车位线检测部
113 停车框设定部
114 停车框选择部
115 显示控制部
200 停车位线
201 停车框
202 停车框图像
G 俯视图像(图像)
R 路面
V 车辆

Claims (6)

1.一种图像处理装置，其特征在于，包括：
停车位线检测部，其从拍摄车辆周围路面的摄像装置取得的图像检测停车位线；
停车框设定部，其基于检测到的所述停车位线，设定停车框；
停车框选择部，其对设定的所述停车框的相邻的两侧边的长度比进行计算，当所述长度比在预定的范围内时，判定所述停车框为显示对象，当所述长度比在预定的范围之外时，判定所述停车框为非显示对象；
显示控制部，其控制显示部使得停车框图像与所述图像叠加并显示，该停车框图像表示由所述停车框选择部判定为显示对象的所述停车框。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，
所述停车框选择部在所述停车框的一方的侧边和另一方的侧边都满足所有的下面的公式时，判定所述停车框为显示对象，在所述停车框的一方的侧边和另一方的侧边不满足至少任何一方的下面的公式时，判定所述停车框为非显示对象，
(一方的侧边的长度/另一方的侧边的长度)≥阈值
(另一方的侧边的长度/一方的侧边的长度)≥阈值。
3.根据权利要求1或2所述的图像处理装置，其中，
所述停车框的车辆侧的端点位于从所述图像上的所述车辆的位置分离预定距离以上的位置时，所述停车框选择部判定所述停车框为非显示对象。
4.根据权利要求1或2所述的图像处理装置，其中，
在由所述停车框选择部判定为非显示对象的情况时，所述显示控制部控制所述显示部，使得表示已经被判定为显示对象的所述停车框的所述停车框图像与所述图像叠加并显示。
5.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，
具备边缘检测部，其沿预定方向扫描所述图像，并对包含于所述图像信号的亮度或颜色的参数相比阈值变化大的像素进行检测，并且将检测到的所述像素的排列中的长度大于或等于预定的部分作为边缘进行检测，
所述停车位线检测部，基于由所述边缘检测部检测到的所述边缘，检测所述停车位线。
6.一种图像处理方法，其特征在于，包括以下工序：
停车位线检测工序，其从拍摄车辆周围路面的摄像装置所取得的图像，检测停车位线；
停车框设定工序，其基于检测到的所述停车位线，设定停车框；
停车框选择工序，其对设定的所述停车框的相邻的两侧边的长度比进行计算，当所述长度比在预定的范围内时，判定所述停车框为显示对象，当所述长度比在预定的范围之外时，判定所述停车框为非显示对象，
显示控制工序，其发送显示控制信号，该显示控制信号用于叠加并显示停车框图像与所述图像，该停车框图像表示由所述停车框选择工序判定为显示对象的所述停车框。
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