JP2001108434A - Method and apparatus for measuring distance - Google Patents

Method and apparatus for measuring distance

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JP2001108434A JP29068599A JP29068599A JP2001108434A JP 2001108434 A JP2001108434 A JP 2001108434A JP 29068599 A JP29068599 A JP 29068599A JP 29068599 A JP29068599 A JP 29068599A JP 2001108434 A JP2001108434 A JP 2001108434A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a highly accurate distance measurement based on the image from a single visible camera even when the camera itself is moving or the road surface is not horizontal. SOLUTION: An object detecting means 12 detects the position based on image data 15 received from an image input section 11. A road structure recognizing means 13 recognizes the road structure based on the image data and a distance calculating means 14 calculates the distance accurately by integrating the position of the object and the road structure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像中に存在する
物体までの距離を算出するための距離測定技術に関す
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a distance measuring technique for calculating a distance to an object existing in an image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、距離を測定する技術として、レー
ザーレーダーを用いるものや、2台の可視カメラを用い
るステレオ法によるものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques for measuring a distance include a technique using a laser radar and a technique using a stereo method using two visible cameras.

【0003】また、1台の可視カメラのみを用いる方式
として、特開平11−44533号公報「先行車両検出
装置」に示されるものがある。
As a system using only one visible camera, there is a system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-44533, entitled "Advance Vehicle Detector".

【0004】図10に従来方式の説明図を示す。図10
において、91は撮像面、92はレンズを表す。先行車
両推定点の画像中央からのy座標のが素数をdy2、画
像入力部のCCDカメラのレンズ92の焦点距離をf、
撮像面91の画素数をIY、画面サイズをDHとすると
き、撮像面91上の先行車両推定点とレンズ92の中心
点を結ぶ直線と光軸のなす角度dθ2は、次式で表され
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional system. FIG.
In the figure, reference numeral 91 denotes an imaging surface, and 92 denotes a lens. The prime number of the y coordinate from the image center of the preceding vehicle estimation point is dy2, the focal length of the lens 92 of the CCD camera of the image input unit is f,
When the number of pixels of the imaging surface 91 is IY and the screen size is DH, the angle dθ2 between the optical axis and a straight line connecting the estimated vehicle ahead point on the imaging surface 91 and the center point of the lens 92 is represented by the following equation. .

【0005】 dθ2=atan(DH/IY・dy2/f) このとき、先行車両推定点までの実空間での距離をL2
とし、レンズ92の光軸方向と水平線のなす上下方向の
角度をθ1、CCDカメラの取り付け高さをHとする
と、距離L2は次式で表される。
Dθ2 = atan (DH / IY · dy2 / f) At this time, the distance in the real space to the preceding vehicle estimation point is represented by L2.
Assuming that the vertical angle between the optical axis direction of the lens 92 and the horizontal line is θ1 and the mounting height of the CCD camera is H, the distance L2 is expressed by the following equation.

【0006】L2=H/tan(θ1−dθ2) 上式で得られた距離L2を車間距離と見なすものであ
る。
L2 = H / tan (θ1-dθ2) The distance L2 obtained by the above equation is regarded as the inter-vehicle distance.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
においては、距離を測定するためにレーザーレーダーや
2台の可視カメラを必要とした。また、1台の可視カメ
ラから距離を測定するには、カメラが固定されている場
合、あるいは固定されていない場合でもカメラから対象
物体までの道路が水平面である場合に限られてしまう。
In such prior art, a laser radar and two visible cameras were required to measure the distance. Further, measuring the distance from one visible camera is limited to a case where the camera is fixed, or a case where the road from the camera to the target object is a horizontal plane even when the camera is not fixed.

【0008】本発明は、カメラ自身が動いている場合、
かつ道路面が水平でない場合においても、可視カメラ1
台のみを用いて距離を正確に測定することを目的とす
る。
According to the present invention, when the camera itself is moving,
Even when the road surface is not horizontal, the visible camera 1
An object of the present invention is to accurately measure a distance using only a table.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、カメラより入力した画像の中から道路上に
存在する物体を検出する物体検出手段と、同時にその道
路面の構造を認識する道路構造認識手段と、検出した物
体の画像中における位置と道路面構造とを用いてカメラ
から物体までの実空間における距離を算出する距離算出
手段とを備え、距離を測定するように構成したものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the present invention relates to an object detecting means for detecting an object existing on a road from an image input from a camera, and at the same time, recognizing a structure of the road surface. Road structure recognizing means, and distance calculating means for calculating the distance in real space from the camera to the object using the position of the detected object in the image and the road surface structure, and configured to measure the distance Things.

【0010】これにより、カメラ自身が動いている場
合、かつ道路面が水平でない場合においても、可視カメ
ラ1台のみの画像から距離を正確に算出可能な距離測定
装置が得られる。
Thus, a distance measuring device capable of accurately calculating a distance from an image of only one visible camera can be obtained even when the camera itself is moving and the road surface is not horizontal.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、カメラより入力した画像から道路上に存在する物体
の画像中の位置を検出し、前記画像からその道路面の構
造を認識し、前記検出した物体の位置と前記道路面構造
とからカメラから物体までの実空間の距離を算出するこ
とを特徴とする距離測定方法であり、カメラ自身が動い
ている場合、かつ道路面が水平でない場合においても、
可視カメラ1台のみの画像から距離を測定できるという
作用を有する。
According to the first aspect of the present invention, a position in an image of an object existing on a road is detected from an image input from a camera, and the structure of the road surface is recognized from the image. A distance measuring method comprising calculating a real space distance from a camera to an object from the detected position of the object and the road surface structure, wherein the camera itself is moving, and the road surface is Even when not horizontal,
This has the effect that the distance can be measured from an image of only one visible camera.

【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の距離測定方法において、物体の画像中の位置検出は、
あらかじめ複数の検出対象物体の特徴を保持しておき、
入力画像からその特徴量を求め、前記検出対象物体の特
徴と最も類似する物体を抽出し、その物体の位置を検出
するもので、カメラ自身が動いている場合、かつ道路面
が水平でない場合においても、可視カメラ1台のみの画
像から距離を測定できるという作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the distance measuring method according to the first aspect, the position of the object in the image is detected by:
The characteristics of multiple detection target objects are stored in advance,
The feature amount is obtained from the input image, the object most similar to the feature of the detection target object is extracted, and the position of the object is detected.When the camera itself is moving, and when the road surface is not horizontal, Also has the effect that the distance can be measured from an image of only one visible camera.

【0013】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の距離測定方法において、物体の特徴は、その物体の微
分2値画像から直線成分を抽出し、これら直線成分の長
さ、対象性および位置関係の少なくとも1つで表現され
るもので、カメラ自身が動いている場合、かつ道路面が
水平でない場合においても、可視カメラ1台のみの画像
から距離を測定できるという作用を有する。
According to a third aspect of the present invention, in the distance measuring method according to the second aspect, the feature of the object is obtained by extracting linear components from a differential binary image of the object, and determining the lengths of the linear components and the object. It is expressed by at least one of the gender and the positional relationship, and has an effect that the distance can be measured from the image of only one visible camera even when the camera itself is moving and the road surface is not horizontal.

【0014】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の距離測定方法において、物体の画像中の位置検出は、
あらかじめ複数種類の学習画像を登録しておき、入力画
像に対して各学習画像と照合して最も類似する領域を求
めることにより、物体の位置を検出するもので、カメラ
自身が動いている場合、かつ道路面が水平でない場合に
おいても、可視カメラ1台のみの画像から距離を測定で
きるという作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the distance measuring method according to the first aspect, the position of the object in the image is detected by:
In order to detect the position of the object by registering multiple types of learning images in advance and comparing the input image with each learning image to determine the most similar area, if the camera itself is moving, In addition, even when the road surface is not horizontal, the distance can be measured from the image of only one visible camera.

【0015】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
の距離測定方法において、学習画像は、検出対象となる
各物体について、複数の異なる距離に存在する場合の画
像上の大きさ毎にそれぞれ保持するもので、カメラ自身
が動いている場合、かつ道路面が水平でない場合におい
ても、可視カメラ1台のみの画像から距離を測定できる
という作用を有する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the distance measuring method according to the fourth aspect, a learning image is provided for each object to be detected at each of a plurality of different distances when the object exists at a plurality of different distances. And has the effect that the distance can be measured from the image of only one visible camera even when the camera itself is moving and the road surface is not horizontal.

【0016】請求項6に記載の発明は、請求項1に記載
の距離測定方法において、道路構造の認識は、あらかじ
め道路のモデルを仮定し、入力画像から左右の道路端の
位置を検出し、前記モデルに基づき左右の道路端の実空
間における位置を求めることにより道路面の構造を認識
するもので、カメラ自身が動いている場合、かつ道路面
が水平でない場合においても、可視カメラ1台のみの画
像から距離を測定できるという作用を有する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the distance measuring method according to the first aspect, the road structure is recognized by assuming a road model in advance and detecting the positions of left and right road edges from an input image. Recognizes the structure of the road surface by obtaining the positions of the left and right road edges in the real space based on the model. Even when the camera itself is moving and the road surface is not horizontal, only one visible camera is used. Has the effect that the distance can be measured from the image.

【0017】請求項7に記載の発明は、請求項6に記載
の距離測定方法において、道路モデルは、左右の道路端
の間隔は一定の長さであり、これを結ぶ線分は常に水平
であるという仮定の基に構成されるもので、カメラ自身
が動いている場合、かつ道路面が水平でない場合におい
ても、可視カメラ1台のみの画像から距離を測定できる
という作用を有する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the distance measuring method according to the sixth aspect, the distance between the left and right road edges is a fixed length, and a line segment connecting the left and right road edges is always horizontal. It is configured based on the assumption that there is an object, and has an effect that the distance can be measured from an image of only one visible camera even when the camera itself is moving and the road surface is not horizontal.

【0018】請求項8に記載の発明は、請求項6に記載
の距離測定方法において、道路端は、道路端に通常設け
られている白線から検出し、白線が破線になっている箇
所においては既に検出されている白線の間を補完するこ
とにより検出するもので、カメラ自身が動いている場
合、かつ道路面が水平でない場合においても、可視カメ
ラ1台のみの画像から距離を測定できるという作用を有
する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the distance measuring method according to the sixth aspect, the road edge is detected from a white line normally provided at the road edge, and a position where the white line is a broken line is detected. Detects by complementing between already detected white lines, and can measure the distance from the image of only one visible camera even when the camera itself is moving and the road surface is not horizontal. Having.

【0019】請求項9に記載の発明は、請求項1に記載
の距離測定方法において、距離の算出は、検出した物体
の画像中の位置に対応する左右の道路端を求め、この位
置から道路構造の認識に基づいた実空間における位置の
検出により、距離を算出するもので、カメラ自身が動い
ている場合、かつ道路面が水平でない場合においても、
可視カメラ1台のみの画像から距離を測定できるという
作用を有する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the distance measuring method according to the first aspect, the distance is calculated by finding left and right road edges corresponding to the position in the image of the detected object, and calculating the road edge from this position. The distance is calculated by detecting the position in the real space based on the recognition of the structure, and even when the camera itself is moving and the road surface is not horizontal,
This has the effect that the distance can be measured from an image of only one visible camera.

【0020】請求項10に記載の発明は、請求項9に記
載の距離測定方法において、物体の画像中の位置に対応
する左右の道路端は、左右の道路端を結び前記位置を通
る線分が最も短くなるような組み合わせとして求めるも
ので、カメラ自身が動いている場合、かつ道路面が水平
でない場合においても、可視カメラ1台のみの画像から
距離を測定できるという作用を有する。
According to a tenth aspect of the present invention, in the distance measuring method according to the ninth aspect, the left and right road edges corresponding to the position in the image of the object are line segments connecting the left and right road edges and passing through the position. Is determined as a combination that minimizes the distance, and has an effect that the distance can be measured from an image of only one visible camera even when the camera itself is moving and the road surface is not horizontal.

【0021】請求項11に記載の発明は、カメラより入
力した画像から道路上に存在する物体の画像中の位置を
検出する物体検出手段と、前記画像からその道路面の構
造を認識する道路構造認識手段と、前記検出した物体の
位置と前記道路面構造とからカメラから物体までの実空
間の距離を算出する距離算出手段とを備えたもので、カ
メラ自身が動いている場合、かつ道路面が水平でない場
合においても、可視カメラ1台のみの画像から距離を測
定できるという作用を有する。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an object detecting means for detecting a position in an image of an object existing on a road from an image input from a camera, and a road structure for recognizing a structure of a road surface from the image. Recognition means, and a distance calculation means for calculating a real space distance from the camera to the object from the detected position of the object and the road surface structure, when the camera itself is moving, and Has an effect that the distance can be measured from an image of only one visible camera even when is not horizontal.

【0022】請求項12に記載の発明は、請求項11に
記載の距離測定装置において、前記道路構造認識手段に
おいて、カメラが走行車両後方に設置され進行方向と反
対方向を連続撮影しているような場合、カメラに十分近
い位置では道路は水平であることを仮定し、この仮定の
基に現時刻の入力画像のカメラに十分近い範囲の道路端
の位置から実空間における道路端の位置を求め、同時に
前時刻から現時刻までの車両自身の実空間における移動
量を車両から得、この移動量を基に前時刻までに求めた
道路端の位置と接続することにより道路面の構造を認識
するもので、カメラ自身が動いている場合、かつ道路面
が水平でない場合においても、可視カメラ1台のみの画
像から距離を測定できるという作用を有する。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the distance measuring device according to the eleventh aspect, the road structure recognizing means is arranged such that a camera is installed behind the traveling vehicle to continuously photograph a direction opposite to the traveling direction. In this case, it is assumed that the road is horizontal at a position sufficiently close to the camera, and based on this assumption, the position of the road end in real space is calculated from the position of the road end in a range sufficiently close to the camera in the input image at the current time. At the same time, the movement amount of the vehicle itself in the real space from the previous time to the current time is obtained from the vehicle, and the road surface structure is recognized by connecting to the position of the road edge obtained by the previous time based on the movement amount. This has the effect that the distance can be measured from an image of only one visible camera even when the camera itself is moving and the road surface is not horizontal.

【0023】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図9を用いて説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0024】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1における距離測定装置のブロック図を示してい
る。図1において、11は物体を撮影した画像を入力す
る画像入力部、12は画像入力部11により入力された
画像データ15に対して物体の領域を抽出し位置情報1
6を検出する物体検出手段、13は画像入力部11によ
り入力された画像データ15に対して道路構造情報17
を認識する道路構造認識手段、14は位置情報16と道
路構造情報17とを用いてカメラから物体までの距離を
算出し測定結果18を出力する距離算出手段である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of a distance measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an image input unit for inputting an image of an object, and 12 denotes an area of the object which is extracted from image data 15 input by the image input unit 11 to obtain position information 1.
The object detection means 13 for detecting the image data 6 is used to output road structure information 17 to the image data 15 input by the image input unit 11.
Is a distance calculating means for calculating the distance from the camera to the object using the position information 16 and the road structure information 17 and outputting a measurement result 18.

【0025】以上のように構成された距離測定装置につ
いて、以下にその動作を説明する。ここで、図2は画像
データ15の例を示しており、道路23の上に検出対象
物体21があり、検出対象物体21と道路23とが位置
22において接している。また、道路23の上には白線
24、25が描かれている。図3は微分2値画像の例を
示しており、31は検出した先行車両のモデルを表す。
図4は道路構造認識結果の例を示しており、41は上か
ら見たときの水平面上の道路形状、42は横から見たと
きの縦断面上の道路形状を表し、線分43の両端の左右
道路エッジがそれぞれ1対1対応している。また、44
は実空間における位置を表す。図5は画像データ15か
ら検出した道路エッジとその対応を示しており、51、
52は検出した道路エッジ、53は左右道路エッジの対
応を表す線分を表す。
The operation of the distance measuring device configured as described above will be described below. Here, FIG. 2 shows an example of the image data 15, where the detection target object 21 is on the road 23, and the detection target object 21 and the road 23 are in contact at the position 22. White lines 24 and 25 are drawn on the road 23. FIG. 3 shows an example of a differential binary image, and 31 indicates a detected model of the preceding vehicle.
FIG. 4 shows an example of a road structure recognition result, where 41 is a road shape on a horizontal plane when viewed from above, 42 is a road shape on a vertical cross section when viewed from the side, and both ends of a line segment 43. Have a one-to-one correspondence. Also, 44
Represents a position in the real space. FIG. 5 shows the road edges detected from the image data 15 and their correspondence.
52 indicates a detected road edge, and 53 indicates a line segment representing the correspondence between the left and right road edges.

【0026】画像入力部11は、認識対象となる道路
と、その道路上にある検出対象となる物体とを1台のカ
メラにより撮影した画像を入力する。本発明において
は、カメラが車などに搭載されることによってりカメラ
自身が動いている場合、かつ道路面が図2に示すような
坂道などで水平でない場合においても対応可能である。
The image input unit 11 inputs an image obtained by photographing a road to be recognized and an object to be detected on the road with one camera. The present invention can cope with a case where the camera itself is moving by mounting the camera on a car or the like, and a case where the road surface is not horizontal due to a slope as shown in FIG.

【0027】物体検出手段12は、前記画像入力部11
により入力された図2に示すような画像データ15を読
み込み、検出対象物体21の画像中における位置22を
検出し、これを位置情報16として保持する。
The object detecting means 12 is provided with the image input unit 11
2 is read, the position 22 in the image of the detection target object 21 is detected, and this is stored as position information 16.

【0028】ここで、画像の中から物体の位置を検出す
る方式の例としては、情処研報CV37−4(1985
年)「高速道路における先行車の同定と追跡」に示され
ているもの等がある。上記の方式は、検出対象物体とし
て特に前方を走行する車両を想定したもので、以下に簡
単にその内容を説明する。まず、先行車両の後面を撮影
した入力画像に対して、2次微分処理、2値化処理を施
し図3に示すような微分2値画像を得る。次に得られた
画像から対象な水平エッジ成分を抽出し、この集合を先
行車のモデル31とするものである。
Here, as an example of a method of detecting the position of an object from an image, an information processing report CV37-4 (1985)
Years) There are those shown in "Identification and tracking of preceding vehicles on expressways". The above method assumes a vehicle traveling ahead in particular as a detection target object, and its content will be briefly described below. First, the input image obtained by photographing the rear surface of the preceding vehicle is subjected to a secondary differentiation process and a binarization process to obtain a differential binary image as shown in FIG. Next, a target horizontal edge component is extracted from the obtained image, and this set is used as a model 31 of the preceding vehicle.

【0029】道路構造認識手段13は、前記画像入力部
11により入力された図2に示すような画像データ15
を読み込み、道路23の実空間における構造を認識し、
これを道路構造情報17として保持する。ここで、画像
から実空間における道路面の構造を認識する方式の例と
しては、情処研報CV62−3(1989年)「局所平
面近似による道路形状復元」に示されているもの等があ
る。上記の方式は、画像中の道路エッジから、道路モデ
ルと呼ばれる道路形状に関する知識に基づいて、図4に
示すような道路構造を得るもので、以下に簡単にその内
容を説明する。道路モデルとは、滑らかな曲線上を長さ
一定の線分が中点で垂直に交わりながら水平に動いたと
きの端点の軌跡を道路エッジとする。
The road structure recognizing means 13 outputs the image data 15 as shown in FIG.
To recognize the structure of the road 23 in the real space,
This is stored as road structure information 17. Here, as an example of a method of recognizing the structure of the road surface in the real space from the image, there is a method shown in Jikken Kenkyu CV62-3 (1989) "Road shape restoration by local plane approximation" and the like. . The above-mentioned method obtains a road structure as shown in FIG. 4 from a road edge in an image based on knowledge about a road shape called a road model, and its content will be briefly described below. The road model is defined as a road edge when a line segment having a constant length on a smooth curve moves horizontally while intersecting vertically at a middle point.

【0030】まず、入力画像に対して図5に示すよう
に、道路エッジ51,52を検出し、左右の道路エッジ
間の1対1の対応を前記長さ一定の線分の両端となるよ
うに求める。次にこの左右の道路エッジの対応点に対し
て、道路モデルに基づき3次元位置を復元し、滑らかな
曲線をあてはめることにより3次元の道路形状41,4
2とするものである。
First, as shown in FIG. 5, road edges 51 and 52 are detected with respect to an input image, and a one-to-one correspondence between left and right road edges is set so as to correspond to both ends of the line segment having a constant length. Ask for. Next, for the corresponding points of the left and right road edges, the three-dimensional position is restored based on the road model, and a smooth curve is applied to obtain the three-dimensional road shapes 41 and 4.
2.

【0031】距離算出手段14は、前記物体検出手段1
2により検出された位置情報16と、前記道路構造認識
手段13により認識された道路構造情報17とから検出
対象物体21の実空間における位置を求めることにより
カメラからの距離を算出し、これを測定結果18として
出力する。例えば、図2に示すような画像データに対し
て、前記物体検出手段12により対象物体21を検出
し、画像中における位置22を求める。
The distance calculating means 14 comprises the object detecting means 1
The distance from the camera is calculated by calculating the position of the detection target object 21 in the real space from the position information 16 detected by Step 2 and the road structure information 17 recognized by the road structure recognition means 13, and the distance is measured. Output as result 18. For example, a target object 21 is detected from the image data as shown in FIG. 2 by the object detection means 12, and a position 22 in the image is obtained.

【0032】一方、前記道路構造認識手段13により図
4に示すような道路構造を認識する。このとき、図5に
示すように画像中の白線を道路エッジ51,52として
検出し、左右の道路エッジの対応を求めているので、検
出した位置22に対応する画像中の線分53を求める。
線分53は前記道路構造認識手段13において線分43
に復元されているので、それに対応して画像中における
位置22から実空間における位置44が求められる。こ
の位置44より、カメラから物体までの距離を算出する
ものである。
On the other hand, the road structure as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 5, the white lines in the image are detected as road edges 51 and 52, and the correspondence between the left and right road edges is determined, so the line segment 53 in the image corresponding to the detected position 22 is determined. .
The line segment 53 is converted into the line segment 43 by the road structure recognizing means 13.
Therefore, the position 44 in the real space is obtained from the position 22 in the image corresponding to the position. From this position 44, the distance from the camera to the object is calculated.

【0033】(実施の形態2)図6に、本発明の実施の
形態2における距離測定装置のブロック図を示すが、実
施の形態1と異なるのは物体検出手段12と物体学習画
像データベース19であり、異なる部分のみを以下に説
明する。
(Embodiment 2) FIG. 6 shows a block diagram of a distance measuring apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The difference from Embodiment 1 is the object detecting means 12 and the object learning image database 19. Yes, only different parts will be described below.

【0034】実施の形態2における物体検出手段12に
ついて、以下にその動作を説明する。ここで、図7は学
習画像の例を示している。
The operation of the object detecting means 12 according to the second embodiment will be described below. Here, FIG. 7 shows an example of the learning image.

【0035】物体検出手段12において物体の位置を検
出するに際し、あらかじめ図7に示すような複数の学習
画像を物体学習画像データベース19に登録しておく。
物体学習画像データベース19に登録する学習画像は、
各検出対象物体に対して、適当な間隔で設定したカメラ
からの距離毎に、それぞれの距離における見え方に応じ
たサイズの画像が登録されている。
When the position of the object is detected by the object detecting means 12, a plurality of learning images as shown in FIG. 7 are registered in the object learning image database 19 in advance.
The learning image registered in the object learning image database 19 is
For each detection target object, an image having a size corresponding to the appearance at each distance is registered for each distance from the camera set at an appropriate interval.

【0036】画像入力部11により入力された図2に示
すような画像データ15を読み込み、それぞれの物体学
習画像データベース19に登録されている学習画像と照
合し、最も類似する学習画像と入力画像中の領域とを求
める。このときの入力画像中の位置を位置情報16とし
て保持する。
The image data 15 as shown in FIG. 2 input by the image input unit 11 is read and collated with the learning images registered in the respective object learning image databases 19, and the most similar learning image and the input image are compared. And the area of The position in the input image at this time is held as position information 16.

【0037】また、同時に、照合した距離における見え
方に応じたサイズの学習画像よりカメラから対象物体ま
での大まかな距離を求めることができる。
At the same time, a rough distance from the camera to the target object can be obtained from a learning image of a size corresponding to the appearance at the collated distance.

【0038】(実施の形態3)次に、本発明の実施の形
態3の距離測定装置について説明するが、実施の形態1
とは道路構造認識手段13の処理が異なるもので、異な
る道路構造認識手段13について如何に説明する。
(Embodiment 3) Next, a distance measuring apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described.
Is different from the processing of the road structure recognizing means 13, and how the different road structure recognizing means 13 will be described.

【0039】実施の形態3における道路構造認識手段に
ついて、以下にその動作を説明する。ここで、図8は画
像と実空間の関係を示しており、71はレンズ中心、7
2は画像の座標軸、73は実空間の座標軸、74は画像
中の位置、75は実空間の位置を表す。ただし、ともに
y軸は紙面に垂直な方向とする。図9は実空間における
道路構造を示しており、図9(a)は現時刻におけるカ
メラに十分近い位置での道路構造、図9(b)は前時刻
における道路構造認識結果、図9(c)は現時刻におけ
る道路構造認識結果を表し、81は前時刻における座標
軸を表す。
The operation of the road structure recognition means according to the third embodiment will be described below. Here, FIG. 8 shows the relationship between the image and the real space, where 71 is the lens center, 7
2 is the coordinate axis of the image, 73 is the coordinate axis of the real space, 74 is the position in the image, and 75 is the position of the real space. However, in both cases, the y-axis is a direction perpendicular to the paper surface. 9A and 9B show the road structure in the real space. FIG. 9A shows the road structure at a position sufficiently close to the camera at the current time, FIG. 9B shows the road structure recognition result at the previous time, and FIG. ) Indicates a road structure recognition result at the current time, and 81 indicates a coordinate axis at the previous time.

【0040】道路構造認識手段13において、カメラが
走行車両後方に設置され進行方向と反対方向を連続撮影
しているような場合を考え、カメラに十分近い位置では
道路は水平であることを仮定する。前記画像入力部11
により入力された図2に示すような画像データ15を読
み込み、カメラに十分近い位置で画像中の白線の位置
(ix,iy)を検出する。図8に示すように、焦点距
離をf、レンズ中心の高さをh、水平方向からカメラ光
軸への角度をθとすると、前記仮定に基づき、実空間に
おける白線の位置(px,py,pz)は(数1)のよ
うになる。
In a case where the road structure recognizing means 13 considers a case where a camera is installed behind the traveling vehicle and continuously photographs in a direction opposite to the traveling direction, it is assumed that the road is horizontal at a position sufficiently close to the camera. . The image input unit 11
2 is read, and the position (ix, iy) of the white line in the image is detected at a position sufficiently close to the camera. As shown in FIG. 8, assuming that the focal length is f, the height of the lens center is h, and the angle from the horizontal direction to the camera optical axis is θ, the position (px, py, pz) is as shown in (Equation 1).

【0041】[0041]

【数1】 検出した画像中のカメラに十分近い範囲の白線のすべて
の位置から(数1)により実空間における白線の位置を
算出し、曲線をあてはめると図9(a)に示すようなカ
メラに十分近い位置の実空間における道路構造が求めら
れる。
(Equation 1) The position of the white line in the real space is calculated from all positions of the white line in the range of the detected image that is sufficiently close to the camera by (Equation 1), and the curve is applied to obtain a position sufficiently close to the camera as shown in FIG. The road structure in the real space is required.

【0042】ここで前時刻において、前時刻における座
標軸で図9(b)に示すような実空間における道路構造
が出力されていたとする。また、前時刻から現時刻まで
の車両自身の移動量、つまり前時刻における座標軸から
現時刻における座標軸への平行移動量と回転角度を車両
側から別途入手する。そこで、現時刻において求めた図
9(a)に示すカメラに十分近い位置の道路構造に、前
時刻における図9(b)に示す道路構造を、前記移動量
を基に接続することにより図9(c)に示すような現時
刻における道路構造を得ることができ、これを道路構造
情報17として保持する。
Here, at the previous time, it is assumed that the road structure in the real space as shown in FIG. Further, the movement amount of the vehicle itself from the previous time to the current time, that is, the parallel movement amount and the rotation angle from the coordinate axis at the previous time to the coordinate axis at the current time are separately obtained from the vehicle side. Therefore, the road structure shown in FIG. 9B at the previous time is connected to the road structure sufficiently close to the camera shown in FIG. The road structure at the current time as shown in (c) can be obtained, and this is stored as the road structure information 17.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、カメラ自
身が動いている場合、かつ道路面が水平でない場合にお
いても、可視カメラ1台のみの画像から距離を正確に測
定できるという有利な効果が得られる。
As described above, according to the present invention, even when the camera itself is moving and the road surface is not horizontal, the distance can be accurately measured from the image of only one visible camera. The effect is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1における距離測定装置を
示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a distance measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1における画像データの例
を示す図
FIG. 2 is a diagram showing an example of image data according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態1における微分2値画像の
例を示す図
FIG. 3 is a diagram showing an example of a differential binary image according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態1における道路構造の認識
結果の例を示す図
FIG. 4 is a diagram showing an example of a recognition result of a road structure according to the first embodiment of the present invention;

【図5】本発明の実施の形態1における道路エッジ検出
とその対応の例を示す図
FIG. 5 is a diagram showing an example of road edge detection and its correspondence in the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態2における距離測定装置を
示すブロック図
FIG. 6 is a block diagram showing a distance measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態2における学習画像の例を
示す図
FIG. 7 is a diagram showing an example of a learning image according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態3における画像と実空間の
関係を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an image and a real space according to the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態3における実空間の道路構
造を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a road structure in a real space according to the third embodiment of the present invention;

【図10】従来の距離測定方式の説明図FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional distance measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 画像入力部 12 物体検出手段 13 道路構造認識手段 14 距離算出手段 15 画像データ 16 位置情報 17 道路構造情報 18 測定結果 19 物体学習画像データベース 21 検出対象物体 22 物体の位置 23 道路 24、25 白線 31 先行車両モデル 41 水平面上の道路形状 42 縦断面上の道路形状 43 道路エッジの対応を表す線分 44 実空間上の位置 51、52 道路エッジ 53 道路エッジの対応を表す線分 71 レンズ中心 72 画像の座標軸 73 実空間の座標軸 74 画像中の位置 75 実空間の位置 81 前時刻における座標軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Image input part 12 Object detection means 13 Road structure recognition means 14 Distance calculation means 15 Image data 16 Position information 17 Road structure information 18 Measurement result 19 Object learning image database 21 Object to be detected 22 Object position 23 Road 24, 25 White line 31 Preceding vehicle model 41 road shape on horizontal plane 42 road shape on longitudinal section 43 line segment representing correspondence of road edge 44 position in real space 51, 52 road edge 53 line segment representing correspondence of road edge 71 lens center 72 image 73 Coordinate axis of real space 74 Coordinate axis of image 74 Position in image 75 Position of real space 81 Coordinate axis at previous time

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA12 CC11 DD02 FF04 FF09 JJ03 JJ19 JJ26 MM07 QQ04 QQ13 QQ21 QQ32 QQ39 RR02 2F112 AD05 AD10 BA09 CA05 FA08 FA27 FA35 FA38 FA39 FA45 5L096 BA04 CA02 FA03 FA64 FA66 FA69 GA02 HA04 HA08 9A001 HH21 HH23 KK56  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 2F065 AA12 CC11 DD02 FF04 FF09 JJ03 JJ19 JJ26 MM07 QQ04 QQ13 QQ21 QQ32 QQ39 RR02 2F112 AD05 AD10 BA09 CA05 FA08 FA27 FA35 FA38 FA39 FA45 5L096 BA04 CA08 FA03 FA04 FA66 FA66 HH21 HH23 KK56

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カメラより入力した画像から道路上に存
在する物体の画像中の位置を検出し、前記画像からその
道路面の構造を認識し、前記検出した物体の位置と前記
道路面構造とからカメラから物体までの実空間の距離を
算出することを特徴とする距離測定方法。
1. A position in an image of an object existing on a road is detected from an image input from a camera, a structure of the road surface is recognized from the image, and a position of the detected object and the road surface structure are detected. A distance measuring method, wherein a distance in a real space from a camera to an object is calculated from the distance.
【請求項2】 物体の画像中の位置検出は、あらかじめ
複数の検出対象物体の特徴を保持しておき、入力画像か
らその特徴量を求め、前記検出対象物体の特徴と最も類
似する物体を抽出し、その物体の位置を検出することを
特徴とする請求項1に記載の距離測定方法。
2. A method for detecting a position of an object in an image, wherein a plurality of characteristics of a plurality of objects to be detected are held in advance, a characteristic amount thereof is obtained from an input image, and an object most similar to the characteristic of the object to be detected is extracted. The method according to claim 1, wherein the position of the object is detected.
【請求項3】 物体の特徴は、その物体の微分2値画像
から直線成分を抽出し、これら直線成分の長さ、対象性
および位置関係の少なくとも1つで表現されるものであ
ることを特徴とする請求項2に記載の距離測定方法。
3. The feature of the object is that a linear component is extracted from a differential binary image of the object, and is represented by at least one of the length, symmetry, and positional relationship of the linear component. The distance measuring method according to claim 2, wherein
【請求項4】 物体の画像中の位置検出は、あらかじめ
複数種類の学習画像を登録しておき、入力画像に対して
各学習画像と照合して最も類似する領域を求めることに
より、物体の位置を検出することを特徴とする請求項1
に記載の距離測定方法。
4. The position of an object in an image of an object is detected by registering a plurality of types of learning images in advance and comparing the input image with each of the learning images to determine a region most similar to the input image. 2. The method according to claim 1, wherein
The distance measurement method described in.
【請求項5】 学習画像は、検出対象となる各物体につ
いて、複数の異なる距離に存在する場合の画像上の大き
さ毎にそれぞれ保持していることを特徴とする請求項4
に記載の距離測定方法。
5. The learning image according to claim 4, wherein each of the objects to be detected is held for each size on the image when the object is present at a plurality of different distances.
The distance measurement method described in.
【請求項6】 道路構造の認識は、あらかじめ道路のモ
デルを仮定し、入力画像から左右の道路端の位置を検出
し、前記道路モデルに基づき左右の道路端の実空間にお
ける位置を求めることにより道路面の構造を認識するこ
とを特徴とする請求項1に記載の距離測定方法。
6. The road structure is recognized by assuming a road model in advance, detecting the positions of left and right road edges from an input image, and obtaining the positions of the right and left road edges in a real space based on the road model. The distance measuring method according to claim 1, wherein a structure of a road surface is recognized.
【請求項7】 道路モデルは、左右の道路端の間隔は一
定の長さであり、これを結ぶ線分は常に水平であるとい
う仮定の基に構成されることを特徴とする請求項6に記
載の距離測定方法。
7. The road model according to claim 6, wherein the road model is constructed on the assumption that the distance between the right and left road edges is a fixed length and the line segment connecting the road edges is always horizontal. The distance measurement method described.
【請求項8】 道路端は、道路端に設けられている白
線、または白線が破線になっている箇所においては既に
検出されている白線の間を補間することにより道路端を
検出することを特徴とする請求項6に記載の距離測定方
法。
8. The road edge is characterized by detecting a road edge by interpolating a white line provided at the road edge or a portion where the white line is a broken line between already detected white lines. The distance measuring method according to claim 6, wherein
【請求項9】 距離の算出は、検出した物体の画像中の
位置に対応する左右の道路端を求め、この位置から道路
構造の認識に基づいた実空間における位置の検出によ
り、距離を算出することを特徴とする請求項1に記載の
距離測定方法。
9. The distance is calculated by finding left and right road edges corresponding to the position of the detected object in the image, and detecting the position in the real space based on the recognition of the road structure from the position to calculate the distance. The distance measuring method according to claim 1, wherein:
【請求項10】 物体の画像中の位置に対応する左右の
道路端は、左右の道路端を結び前記位置を通る線分が最
も短くなるような組み合わせとして求めることを特徴と
する請求項9に記載の距離測定方法。
10. The method according to claim 9, wherein the left and right road edges corresponding to the position in the image of the object are obtained as a combination that connects the left and right road edges and passes the shortest line segment. The distance measurement method described.
【請求項11】 カメラより入力した画像から道路上に
存在する物体の画像中の位置を検出する物体検出手段
と、前記画像からその道路面の構造を認識する道路構造
認識手段と、前記検出した物体の位置と前記道路面構造
とからカメラから物体までの実空間の距離を算出する距
離算出手段とを備えたことを特徴とする距離測定装置。
11. An object detecting means for detecting a position in an image of an object present on a road from an image input from a camera, a road structure recognizing means for recognizing a structure of a road surface from the image, A distance measuring device, comprising: distance calculating means for calculating a distance in a real space from a camera to an object from a position of the object and the road surface structure.
【請求項12】 前記道路構造認識手段において、カメ
ラが走行車両後方に設置され進行方向と反対方向を連続
撮影しているような場合、カメラに十分近い位置では道
路は水平であることを仮定し、この仮定の基に現時刻の
入力画像のカメラに十分近い範囲の道路端の位置から実
空間における道路端の位置を求め、同時に前時刻から現
時刻までの車両自身の実空間における移動量を車両から
得、この移動量を基に前時刻までに求めた道路端の位置
と接続することにより道路面の構造を認識することを特
徴とする請求項11に記載の距離測定装置。
12. In the road structure recognizing means, when a camera is installed behind the traveling vehicle and continuously photographs in a direction opposite to the traveling direction, it is assumed that the road is horizontal at a position sufficiently close to the camera. Based on this assumption, the position of the road edge in real space is obtained from the position of the road edge sufficiently close to the camera of the input image at the current time, and at the same time, the amount of movement of the vehicle itself in the real space from the previous time to the current time is calculated. The distance measuring device according to claim 11, wherein the distance measuring device recognizes a structure of a road surface by connecting to a position of a road edge obtained up to a previous time based on the movement amount obtained from the vehicle.
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