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おぺんcv

画像処理エンジニアのブログ

6D-Visionについて調べてみた

車載ステレオカメラによる画像認識技術「6D-Vision」について調べてみました

6D-Visionとは

6D-Visionとは自動車メーカーのダイムラー(Daimler AG)が開発している
自動運転のための画像認識技術です
メルセデス・ベンツの資料

2012 年からは、メルセデス・ ベンツによる高度
支援システムの総称として、「インテリジェントド
ライブ」という名称が導入されました。その基
盤となる革新的な 6D ビジョンは、車載ステレオ
カメラで撮影した映像を処理・解析する技術で
す。車両センサーでクルマの周囲の状況を瞬時
に検知。レーダーセンサーと連動したステレオ
カメラによって、車両や歩行者などの動く対象物
を認識し、その位置や運動方向(速度も含む)
を測定することで、その後の行動を予測します。
危険な状況が発生すると、車載支援システムが
適切に、しかも瞬時に対処します。

とあるように、6D-Visionの特徴は

  • ステレオカメラを使用
  • 車両や歩行者などの動く対象物を認識
  • その位置や運動方向(速度も含む)を測定することで行動を予測

とのことです

6D-Visionの詳細

6D-Visionはどのように実現されているのか
6D-Visionには公式ページがあり、研究の紹介や論文へのリンクが載ってます
www.6d-vision.com
うーん、とても勉強になる

Stixel World

公式ページの中で興味を引いたのが「Stixel」と呼ばれるシーンの表現手法です
こちらのデモ動画をご覧下さい

www.youtube.com

物体を覆う棒状のSuperpixel(ピクセルをグループ化したもの)がStixelと呼ばれます
路面から物体を覆う高さまで伸びています
また距離の情報も備えており、動画ではカメラからの距離によって色付けされています

物体から伸びる白い矢印は、物体の移動方向と0.5秒後に到達する位置を示しています
これにより自動車が危険な状況を察知できるというわけですね
6D-Visionの6Dとは、物体の3次元位置(X,Y,Z)と速度(Vx,Vy,Vz)を合わせた
6次元のパラメータに由来し、ここでは各Stixelについて運動を推定しています

アルゴリズム

まだ理解できてないのでちゃんと説明できませんが
わかったことを処理の流れにそって書いておきます
読んだ論文はこれです

Dence Stereo

まずステレオ画像から密な(全ピクセルの)視差を求めます
論文ではSGM(Semi-Global Matching)と呼ばれるアルゴリズムを使用しており
FPGA上に実装して高速化しているようです

Stixelの構築

まず視差画像を路面と物体の領域に分け(動的計画法を使うらしい)
次に物体の高さを推定、最後に物体の領域をStixelの幅で区切っているようです

Stixelの運動推定

カルマンフィルタによってStixelの正確な運動を推定しています
状態ベクトルは3次元位置(X,Y,Z)と速度(Vx,Vy,Vz)からY成分を除いた
4次元ベクトルになります(物体が垂直方向に移動しないと仮定)
またこの箇所ではエゴモーション(自車の運動)と密なオプティカルフローを計算しており
それぞれ状態の予測ステップと修正ステップで使用しています

おわりに

今車載関連の仕事をしてるのですが
最近6D-Visionについて耳にすることがあり
気になったので調べてみました
アルゴリズムをちゃんと理解したいです