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記事詳細:Detailed Article

報告書/ReportIT・エレクトロニクス応用/IT & Electronics

資料名 / Title

00-1

知的走路認識技術に関する研究

自動車交通に対する環境保全や交通事故の撲滅などの社会的要請や近年の電子技術の飛躍的な発展を背景として、情報処理・通信技術の総合的な利用による自動車の機能高度化の取り組みがなされている。その取り組みの一つである高度道路交通システム(ITS)は、最先端の情報通信技術を用い、道路と車を一体のシステムとして構築し、安全性、輸送効率、快適性の向上を達成し、環境保全に資することを目的としている。
このITSには、走行環境情報の提供や警告、運転補助、自動運転など安全性の向上を目的としたさまざまなサービスが定義されているが、それらのサービス実現のためには走路認識や走行環境検出のためのインテリジェントなセンシング技術の開発が必要とされている。本研究では、インテリジェントな走路認識や走行環境検出のセンサとして画像処理システム(コンピュータビジョン)に注目し2テーマの研究を実施した。

I 実道路におけるレーンマーク認識性能評価のためのレーンマーク/路面輝度コントラスト計測手法に関する研究
レーンマークの視認性は、運転者の安全に大きな影響を及ぼす要因である。また、画像センサによる道路レーンマークの視認性評価は、自動車の高度走行支援システムにおける重要な技術の一つである。レーンマーク検出システムによる自動走行システムやレーン逸脱警報システムは実用化されつつある。このレーンマーク検出システムにとって、悪天候下における低視認性時の信頼性の向上が実用化に向けての課題である。しかしながら、レーンマークの視認性評価の標準方法がないので各レーンマーク検出システムの性能評価が難しい。良い検出性能を確保するには、レーンマークの視認性を明確に定義しなければならない。レーンマークの視認性と検出性能を、ここではまとめて認識性能と呼ぶ。認識性能を向上させるためには、認識性能を定量的に評価するための方法が必要である

自動車の自律走行にはレーンマークの表示技術及び画像センサによる走路の認識技術の確立が必要である。しかしながら現在、実道路におけるレーンマークの認識性能を評価する手法が確立していない

上記の課題に対して、本研究は下記の3年計画で実施する。
■ 平成11年度
 ・レーンマーク認識性能評価手法の確立
■ 平成12年度
 ・様々な天候時における実道路レーンマーク/路面輝度コントラストの調査
 ・人の目による見えやすさと輝度コントラストの関係の調査
 ・画像レーンマークセンサの認識性能と輝度コントラストの関係の検討
■ 平成13年度
 ・候補技術の評価及び最終まとめ
平成12年度は上記調査を実施するため前年度に構築した環境輝度計測システムを用いて、定置観測実験及び実道路での走行観測実験を行う。実施する具体的な実験項目は、下記の2項目である。
(1)各種道路環境下を走行し、実道路のレーンマークと路面の輝度コントラストをデータ採取し、道路構造及び各種気象環境がレーンマーク輝度コントラストに及ぼす影響とインフラの整備要件、カメラの性能要件の調査を行う。
(2)定置におけるレーンマークと路面の輝度コントラストと、レーンマークの視認性に関する実験から、レーンマーク認識上の最小輝度、及び、同最小輝度コントラストの調査を行う。
これらの実験から期待される成果として、現状のレーンマークと路面の輝度コントラスト状態と画像センサによるレーンマーク検出性能評価のための要件の把握、さらに、インフラの整備要件の把握が上げられる

第1章 はじめに
第2章 今年度の実施内容と目標
第3章 計測方法
 3.1 計測システム
 3.2 撮影条件
第4章 実験計画
 4.1 定置実験1(異なる照明光度でのレーンマークの視認性評価)
 4.2 定置実験2(霧時におけるレーンマーク視認性評価)
 4.3 目視による視認性評価
 4.4 走行実験
 4.5 画像解析
第5章 実験結果
 5.1 走行実験結果
 5.2 定置実験結果
第6章 研究の成果及び残された課題
 6.1 成果
 6.2 次年度の課題
II 道路画像処理システムの評価用基準シーンに関する研究
  ≪委託先:株式会社 デンソー≫
走行環境情報の提供、危険警告、運転補助、自動運転などの安全運転支援システムにおいて、画像解析に基づく道路環境検出技術は重要なセンシング技術であり、近い将来に本格的実用化が予想される。このような画像解析システムが対象とする走行路の画像(道路シーン画像)は、天候や時間帯、道路構造などといった様々な環境下で異なり、画像解析システムの開発や性能の評価に、これらの道路シーン画像を用意する必要がある。また、異なるアルゴリズムを持つ複数のシステムの評価には、それぞれの道路環境において統一の道路シーン画像を用いて性能を比較する必要がある。しかし、こうした用途に利用できる様な道路シーン画像はまだ整備されておらず、システムの開発者毎に独自の道路シーンを用いて研究開発を行っているのが現状である

本研究では、車載カメラを用いた道路環境の解析システムを評価する為の統一的基準となる道路シーン動画像データベースを構築する為の技術開発を目的として、車載カメラによる道路シーン解析に関する既往の研究を調査し、画像解析システムの検出、認識、追跡対象と、それらに応じた画像処理アルゴリズムについて整理した。また、道路構造や交通量、天候、時間帯などの道路シーンの特徴となるパラメータの整理と、それらの特徴パラメータを持つ典型的な画像の撮影を行った

画像解析に基づくレーンマークの検出や、障害物の検出など道路環境解析技術は重要なセンシング技術であり、近い将来に本格的実用化が予想される。しかし、このような画像解析システムが対象とする道路シーン画像は、天候や時間帯、道路構造などといった様々な環境下で異なり、画像解析システムの開発や性能の評価には、これらの道路シーン画像を用意する必要がある。また、異なるアルゴリズムを持つ複数のシステムの評価には、統一の道路シーン画像群を用いて性能を評価する必要がある。しかし、こうした用途に利用できる道路シーン画像はまだ整備されていない

本研究では、道路シーン解析システムの評価基準となるような、実世界の道路環境に存在する様々なパラメータを持つ道路シーン画像の作成のための技術開発を目的としている。
一般に、道路画像処理システムの性能は、画像入力部分であるカメラの性能と、入力画像を処理する画像解析システムの性能とで決まる。本研究で評価対象とするのは画像解析システムの性能であり、評価用道路シーン画像のパラメータには道路構造や照明条件などの道路環境のほかに、カメラの各種設定も含まれる

画像解析システムの性能の評価軸としては、
(1)その条件下で画像解析が可能であるか
(2)解析可能であるとした時、解析結果がどれだけ正確か
の2つがある。本研究で提案する評価用道路シーン画像は、画像解析システムにとって障害となるような環境パラメータの影響(照明条件に基づく路面と白線の輝度コントラストの変化など)をいくつかの段階にレベル分けして、そのレベル毎の画像を作成する。システムがどのレベルの画像まで解析できるかによって、その悪条件「見えにくさ」に対するシステムの性能の段階的な評価をする。しかしながら、各環境パラメータはそれぞれが相互に影響しあい、画像場に新たな影響を与える事が多々ある。よって、他のパラメータは全く同一で、評価対象とするパラメータのみが段階的に異なる道路シーン画像を実際に撮影することは困難である

特定パラメータに対するシステムの性能を評価するために、本研究で提案する評価用道路シーン画像では、道路の実画像だけではなく、同一の実画像に対してコンピュータ・グラフィクス(CG)を用いてパラメータの影響を付加した画像も用意する。そのために、実道路環境のパラメータが画像に与える影響を、実際に車載カメラで撮影した画像を用いて解析する

なお、本研究は3年計画で行う事とし、初年度である本年度は、現在までに行われている画像処理に基づく道路シーンの解析に関する研究について、システムの対象及び画像処理アルゴリズムの典型例の調査と、道路シーン画像及び画像解析システムに影響を与えると思われるパラメータの整理、及びそれらの特徴パラメータを持つ典型的な道路シーンの撮影を行った

第1章 はじめに
第2章 研究目的
第3章 画像を用いた道路環境解析に関する既往の研究
 3.1 車線検出
 3.2 障害物検出
 3.3 信号、道路標識、路面標示の検出、追跡
第4章 道路シーン画像に影響を与える要因
 4.1 道路シーン画像のパラメータ
 4.2 特徴パラメータを持つ道路シーン画像のデータベース化の留意点
第5章 道路シーンの撮影
 5.1 走行中の車両内から撮影した道路シーン
 5.2 定置車両内から撮影した道路シーン
第6章 まとめ

種別 / Article Type

報告書/Report

資料名 / Title

00-1

事業種別 / Type of Business

補助(2007年~最新)/Subsidy

発行年月 / Date of Issue

2001/03

分野 / Field

IT・エレクトロニクス応用/IT & Electronics

分野詳細 / Detailed Field

研究開発/車載機器
ID:7966
 

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