JP2001272210A - 距離認識装置 - Google Patents
距離認識装置Info
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- JP2001272210A JP2001272210A JP2000087507A JP2000087507A JP2001272210A JP 2001272210 A JP2001272210 A JP 2001272210A JP 2000087507 A JP2000087507 A JP 2000087507A JP 2000087507 A JP2000087507 A JP 2000087507A JP 2001272210 A JP2001272210 A JP 2001272210A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】２つのカメラのずれを正確に補正できる距離認
識装置を提供する。 【解決手段】２つのカメラで固定パターンを撮像して画
像データを取り込むＳ１００。各カメラにより撮像され
た画像データを、テンプレート画像データ記憶手段に距
離に応じて記憶されているテンプレート画像と距離演算
手段にて順次比較し、各カメラ毎に一致する画像データ
を判定する。判定されたテンプレート画像データは予め
距離が対応付けされているので、それぞれから固定パタ
ーンまでの距離が求まる。視差量演算手段により距離演
算手段で求めた距離に基づき視差量を求め、ずれ演算手
段により各カメラにより撮像された画像データ中の固定
パターンの位置からのずれ量を求める。画像データ補正
手段により、求められた視差量とずれ量に基づきカメラ
を校正するためのずれ量を求めるＳ１０２。求めた画像
データのずれを補正するＳ１０６。
識装置を提供する。 【解決手段】２つのカメラで固定パターンを撮像して画
像データを取り込むＳ１００。各カメラにより撮像され
た画像データを、テンプレート画像データ記憶手段に距
離に応じて記憶されているテンプレート画像と距離演算
手段にて順次比較し、各カメラ毎に一致する画像データ
を判定する。判定されたテンプレート画像データは予め
距離が対応付けされているので、それぞれから固定パタ
ーンまでの距離が求まる。視差量演算手段により距離演
算手段で求めた距離に基づき視差量を求め、ずれ演算手
段により各カメラにより撮像された画像データ中の固定
パターンの位置からのずれ量を求める。画像データ補正
手段により、求められた視差量とずれ量に基づきカメラ
を校正するためのずれ量を求めるＳ１０２。求めた画像
データのずれを補正するＳ１０６。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置を用いた
距離認識装置に関するもので、例えば、車両の安全走行
を支援するため車に搭載して前を走行する車両までの距
離を認識するのに用いられるものである。具体的には、
ＣＣＤカメラ等の画像センサを撮像装置として用いて前
を走行する車両までの距離を認識する装置に関するもの
である。
距離認識装置に関するもので、例えば、車両の安全走行
を支援するため車に搭載して前を走行する車両までの距
離を認識するのに用いられるものである。具体的には、
ＣＣＤカメラ等の画像センサを撮像装置として用いて前
を走行する車両までの距離を認識する装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の距離認識装置としては、例えば、
車両の安全走行を支援するために、車両に撮像装置とし
てＣＣＤカメラ（以下、単に「カメラ」という）を搭載
し、前を走行する車両までの距離を認識するものとし
て、特開平７−１２３３１６号に開示されたものがあ
る。この距離認識装置において、前を走行する車両まで
の距離を検出するに際し、２台のカメラを車両に搭載し
て、前を走行する車両を異なった位置から１組の画像を
撮像し、この撮像した撮像データに基づき、対応する位
置のずれ量を検出し三角測量の原理（ステレオ法）によ
り距離を求めるようにしている。この場合、左右に配置
した２台のカメラの撮像面が水平線に対して互いに一致
していないと、距離の検出の際に誤認識をする恐れがあ
るため、一方のカメラの画像から他方のカメラの画像内
の水平線に対するずれ量を検出し、このずれ量を打ち消
すように、一方のカメラを圧電素子により微小距離移動
させることにより、距離認識装置のカメラの校正を行な
うようにしている。
車両の安全走行を支援するために、車両に撮像装置とし
てＣＣＤカメラ（以下、単に「カメラ」という）を搭載
し、前を走行する車両までの距離を認識するものとし
て、特開平７−１２３３１６号に開示されたものがあ
る。この距離認識装置において、前を走行する車両まで
の距離を検出するに際し、２台のカメラを車両に搭載し
て、前を走行する車両を異なった位置から１組の画像を
撮像し、この撮像した撮像データに基づき、対応する位
置のずれ量を検出し三角測量の原理（ステレオ法）によ
り距離を求めるようにしている。この場合、左右に配置
した２台のカメラの撮像面が水平線に対して互いに一致
していないと、距離の検出の際に誤認識をする恐れがあ
るため、一方のカメラの画像から他方のカメラの画像内
の水平線に対するずれ量を検出し、このずれ量を打ち消
すように、一方のカメラを圧電素子により微小距離移動
させることにより、距離認識装置のカメラの校正を行な
うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな圧電素子を用いて２つのカメラの撮像面を水平線に
一致させる校正方式では、圧電素子を用いるため、校正
により補正できるずれ量がある程度限定されてしまう。
また、水平線に対するずれ量を補正すことは可能である
としても２台のカメラが水平線以外の方向にずれている
ような場合には、完全にずれ量を補正することはでき
ず、距離の検出に際し誤認識をする恐れがあった。
うな圧電素子を用いて２つのカメラの撮像面を水平線に
一致させる校正方式では、圧電素子を用いるため、校正
により補正できるずれ量がある程度限定されてしまう。
また、水平線に対するずれ量を補正すことは可能である
としても２台のカメラが水平線以外の方向にずれている
ような場合には、完全にずれ量を補正することはでき
ず、距離の検出に際し誤認識をする恐れがあった。
【０００４】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、上下も
しくは左右に配置した２つのカメラのずれを正確に補正
（以下、「ステレオ視の補正」という）し、誤認識の無
い距離認識装置を提供することにある。
なされたものであり、その目的とするところは、上下も
しくは左右に配置した２つのカメラのずれを正確に補正
（以下、「ステレオ視の補正」という）し、誤認識の無
い距離認識装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び発明の効果】上
記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明では、
複数のカメラからなる撮像装置と、この各カメラにより
撮像された物体の画像データに基づき、前記物体までの
距離を検出するようにした距離認識装置において、予め
形成されたパターンからなる固定パターンと、この固定
パターンの画像データを距離に応じて記憶するテンプレ
ート画像データ記憶手段と、前記各カメラにより前記固
定パターンを撮像したときの画像データと前記テンプレ
ート画像データ記憶手段に記憶されたテンプレート画像
データとをテンプレートマッチングして前記固定パター
ンと前記各カメラとの間の距離を求める距離演算手段
と、この距離演算手段により求めた距離に基づき視差量
を求める視差量演算手段と、前記固定パターンを撮像し
たときの画像データ中の固定パターンの位置から固定パ
ターンのずれ量を求めるずれ量演算手段と、前記視差量
演算手段と前記ずれ量演算手段とに基づき、撮像される
画像データのずれを補正する画像データ補正手段とを備
えることを技術的特徴とする。請求項２に記載の発明で
は、前記固定パターンは、大小の穴からなるパターンで
構成されていることを技術的特徴とする。請求項３に記
載の発明では、前記距離演算手段によるテンプレートマ
ッチングは、前記テンプレート画像データ記憶手段に記
憶された画像データの中から相関の高い固定パターンを
判定して距離を求めるようにしたことを技術的特徴とす
る。請求項４に記載の発明では、前記視差量演算手段
は、前記距離演算手段により求めた各距離の平均に基づ
き視差量を求めることを技術的特徴とする。
記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明では、
複数のカメラからなる撮像装置と、この各カメラにより
撮像された物体の画像データに基づき、前記物体までの
距離を検出するようにした距離認識装置において、予め
形成されたパターンからなる固定パターンと、この固定
パターンの画像データを距離に応じて記憶するテンプレ
ート画像データ記憶手段と、前記各カメラにより前記固
定パターンを撮像したときの画像データと前記テンプレ
ート画像データ記憶手段に記憶されたテンプレート画像
データとをテンプレートマッチングして前記固定パター
ンと前記各カメラとの間の距離を求める距離演算手段
と、この距離演算手段により求めた距離に基づき視差量
を求める視差量演算手段と、前記固定パターンを撮像し
たときの画像データ中の固定パターンの位置から固定パ
ターンのずれ量を求めるずれ量演算手段と、前記視差量
演算手段と前記ずれ量演算手段とに基づき、撮像される
画像データのずれを補正する画像データ補正手段とを備
えることを技術的特徴とする。請求項２に記載の発明で
は、前記固定パターンは、大小の穴からなるパターンで
構成されていることを技術的特徴とする。請求項３に記
載の発明では、前記距離演算手段によるテンプレートマ
ッチングは、前記テンプレート画像データ記憶手段に記
憶された画像データの中から相関の高い固定パターンを
判定して距離を求めるようにしたことを技術的特徴とす
る。請求項４に記載の発明では、前記視差量演算手段
は、前記距離演算手段により求めた各距離の平均に基づ
き視差量を求めることを技術的特徴とする。
【０００６】請求項１の発明では、テンプレート画像デ
ータ記憶手段が固定パターンを撮像した場合のテンプレ
ート画像データを距離に応じて記憶しており、距離演算
手段によりテンプレート画像データ記憶手段に記憶され
たテンプレート画像データと各カメラにより撮像された
画像データとを順次比較してテンプレートマッチングす
ることにより、各カメラ毎に一致するテンプレート画像
データを判定する。この判定されたテンプレート画像デ
ータは距離に応じて記憶されているので、判定されたテ
ンプレート画像データから固定パターンまでの距離を求
めることができる。視差量演算手段により、この距離演
算手段で求めた距離に基づいて視差量を求め、ずれ量演
算手段により、各カメラにより撮像された画像データ中
の固定パターンの位置からずれ量を求めることができ
る。画像データ補正手段により、視差量演算手段とずれ
量演算手段により求めた視差量とずれ量に基づき、カメ
ラを校正するためのずれ量を求め、この求めたずれ量に
基づいて、カメラで撮像される画像データのずれを補正
することができる。
ータ記憶手段が固定パターンを撮像した場合のテンプレ
ート画像データを距離に応じて記憶しており、距離演算
手段によりテンプレート画像データ記憶手段に記憶され
たテンプレート画像データと各カメラにより撮像された
画像データとを順次比較してテンプレートマッチングす
ることにより、各カメラ毎に一致するテンプレート画像
データを判定する。この判定されたテンプレート画像デ
ータは距離に応じて記憶されているので、判定されたテ
ンプレート画像データから固定パターンまでの距離を求
めることができる。視差量演算手段により、この距離演
算手段で求めた距離に基づいて視差量を求め、ずれ量演
算手段により、各カメラにより撮像された画像データ中
の固定パターンの位置からずれ量を求めることができ
る。画像データ補正手段により、視差量演算手段とずれ
量演算手段により求めた視差量とずれ量に基づき、カメ
ラを校正するためのずれ量を求め、この求めたずれ量に
基づいて、カメラで撮像される画像データのずれを補正
することができる。
【０００７】以上の補正により、ステレオ視の補正を正
確に校正を行うことが出来る。請求項２の発明では、固
定パターンを大小の穴からなるパターンで構成すること
により、固定パターンを各カメラで撮像するときの距離
が近い場合から遠い場合までテンプレートマッチングが
行い易くなり、各カメラに基づく視差量を正確に求める
ことができる。
確に校正を行うことが出来る。請求項２の発明では、固
定パターンを大小の穴からなるパターンで構成すること
により、固定パターンを各カメラで撮像するときの距離
が近い場合から遠い場合までテンプレートマッチングが
行い易くなり、各カメラに基づく視差量を正確に求める
ことができる。
【０００８】請求項３に記載の発明では、距離演算手段
により、各カメラにより撮像された固定パターンと、テ
ンプレート画像データ記憶手段に記憶された画像データ
とをテンプレートマッチングする際、相関度の高いテン
プレート画像データを判定し距離を求めるようにしたの
で、テンプレートマッチングによる距離の判定時間を短
くできる。
により、各カメラにより撮像された固定パターンと、テ
ンプレート画像データ記憶手段に記憶された画像データ
とをテンプレートマッチングする際、相関度の高いテン
プレート画像データを判定し距離を求めるようにしたの
で、テンプレートマッチングによる距離の判定時間を短
くできる。
【０００９】請求項４に記載の発明では、第１視差量演
算手段により、距離演算手段により求めた距離を平均す
ることにより、視差量を求めるようにしているので、一
方の距離の誤差が大きい場合でも平均化されることから
カメラの取付位置精度に起因する誤差が少ない視差量を
求めることができる。
算手段により、距離演算手段により求めた距離を平均す
ることにより、視差量を求めるようにしているので、一
方の距離の誤差が大きい場合でも平均化されることから
カメラの取付位置精度に起因する誤差が少ない視差量を
求めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る距
離認識装置について図面を参照して説明する。第１の実
施形態は本発明を前を走行する車両までの車間距離の検
出を行なう車間距離認識装置に適用したものである。
離認識装置について図面を参照して説明する。第１の実
施形態は本発明を前を走行する車両までの車間距離の検
出を行なう車間距離認識装置に適用したものである。
【００１１】この車間距離認識装置は、図２の符号２０
０で示すように、車両１００の幅方向に所定の間隔を持
って固定された２台のＣＣＤカメラ（以下、単に「カメ
ラ」という）１０ａ，１０ｂを備えており、車両１００
のサンバイザー１０２に図略のクリップなどで取付けら
れる。この取り付け箇所については、サンバイザーの
他、ルームミラー部、車両のフロングリルなどが考えら
れる。
０で示すように、車両１００の幅方向に所定の間隔を持
って固定された２台のＣＣＤカメラ（以下、単に「カメ
ラ」という）１０ａ，１０ｂを備えており、車両１００
のサンバイザー１０２に図略のクリップなどで取付けら
れる。この取り付け箇所については、サンバイザーの
他、ルームミラー部、車両のフロングリルなどが考えら
れる。
【００１２】前記車間距離認識装置２００は、図１のブ
ロック図に示すように、左右のカメラ１０ａ，１０ｂで
撮像したアナログ画像をデジタル画像に変換するＡ／Ｄ
コンバータ２０ａ，２０ｂ、このＡ／Ｄコンバータ２０
ａ，２０ｂにより変換されたデジタル画像を画素単位で
順に画像ＲＡＭ４０に転送する画像データ転送回路ＤＭ
Ａ３０、画像ＲＡＭ４０に記憶された画像データに基づ
き車間距離の演算などを行なうＣＰＵ５０、その他、Ｒ
ＯＭ６０、ＲＡＭ７０、入出力ポート８０、カメラ１０
ａ，１０ｂの校正を行う場合に選択される校正モード選
択スイッチ９０、カメラ１０ａ，１０ｂの校正中である
ことを表示する例えばＬＥＤからなる校正状況表示装置
９５から構成されている。なお、前記ＣＰＵ５０には、
入出力ポート８０を介して校正モード選択スイッチ９０
と校正状況表示装置９５が接続されている。
ロック図に示すように、左右のカメラ１０ａ，１０ｂで
撮像したアナログ画像をデジタル画像に変換するＡ／Ｄ
コンバータ２０ａ，２０ｂ、このＡ／Ｄコンバータ２０
ａ，２０ｂにより変換されたデジタル画像を画素単位で
順に画像ＲＡＭ４０に転送する画像データ転送回路ＤＭ
Ａ３０、画像ＲＡＭ４０に記憶された画像データに基づ
き車間距離の演算などを行なうＣＰＵ５０、その他、Ｒ
ＯＭ６０、ＲＡＭ７０、入出力ポート８０、カメラ１０
ａ，１０ｂの校正を行う場合に選択される校正モード選
択スイッチ９０、カメラ１０ａ，１０ｂの校正中である
ことを表示する例えばＬＥＤからなる校正状況表示装置
９５から構成されている。なお、前記ＣＰＵ５０には、
入出力ポート８０を介して校正モード選択スイッチ９０
と校正状況表示装置９５が接続されている。
【００１３】図３のＫＰは固定パターンを示し、この固
定パターンＫＰは大小の複数の穴Ｈで構成されている。
この固定パターンＫＰを大小の複数の穴Ｈで構成してい
るのは、後述するテンプレートマッチングの際、固定パ
ターンＫＰを遠くから撮像した画像データであっても近
くから撮像した画像データであっても相関度が高く判定
できるからである。また、小さい穴だけで構成した場合
には、固定パターンＫＰが傾いた場合には穴の検出がで
きなくなり、相関度が低下する恐れがあるからである。
この固定パターンＫＰを車間距離認識装置２００により
撮像し、後述する校正処理を行うことによりステレオ視
の補正を行う。
定パターンＫＰは大小の複数の穴Ｈで構成されている。
この固定パターンＫＰを大小の複数の穴Ｈで構成してい
るのは、後述するテンプレートマッチングの際、固定パ
ターンＫＰを遠くから撮像した画像データであっても近
くから撮像した画像データであっても相関度が高く判定
できるからである。また、小さい穴だけで構成した場合
には、固定パターンＫＰが傾いた場合には穴の検出がで
きなくなり、相関度が低下する恐れがあるからである。
この固定パターンＫＰを車間距離認識装置２００により
撮像し、後述する校正処理を行うことによりステレオ視
の補正を行う。
【００１４】前記ＲＯＭ６０には、前述した図３に示す
固定パターンＫＰの画像データであるテンプレート画像
データ（以下、「テンプレート」という）が図４のＰ０
ｎ〜Ｐ０ｎ（ｎ＝１，２，３…Ｎ）で示すようにカメラ
と固定パターンの間の距離に対応させて記憶されてい
る。この他にテンプレートとして、図５（ａ），
（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）に示すＰ１ｎ〜Ｐ４ｎ（ｎ
＝１，２，３…Ｎ）も同様にカメラと固定パターンの間
の距離に対応させて記憶されている。なお、図５（ａ）
は固定パターンＫＰを角度θａ旋回させたテンプレート
を距離に対応させて記憶したものであり、以下、図５
（ｂ）は角度θｂ、図６（ａ）は角度θｃ、図６（ｂ）
は角度θｄ、固定パターンＫＰをそれぞれ旋回させ距離
に対応させて記憶したテンプレートである。これら記憶
するテンプレートの数は、測定する距離の範囲内の距離
分解能で決定される、すなわち、撮像される画像データ
から距離の変化が認識できる画像の数に基づき決定され
る。
固定パターンＫＰの画像データであるテンプレート画像
データ（以下、「テンプレート」という）が図４のＰ０
ｎ〜Ｐ０ｎ（ｎ＝１，２，３…Ｎ）で示すようにカメラ
と固定パターンの間の距離に対応させて記憶されてい
る。この他にテンプレートとして、図５（ａ），
（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）に示すＰ１ｎ〜Ｐ４ｎ（ｎ
＝１，２，３…Ｎ）も同様にカメラと固定パターンの間
の距離に対応させて記憶されている。なお、図５（ａ）
は固定パターンＫＰを角度θａ旋回させたテンプレート
を距離に対応させて記憶したものであり、以下、図５
（ｂ）は角度θｂ、図６（ａ）は角度θｃ、図６（ｂ）
は角度θｄ、固定パターンＫＰをそれぞれ旋回させ距離
に対応させて記憶したテンプレートである。これら記憶
するテンプレートの数は、測定する距離の範囲内の距離
分解能で決定される、すなわち、撮像される画像データ
から距離の変化が認識できる画像の数に基づき決定され
る。
【００１５】以上の構成において、図７に示すように、
車両１００に設けられた車間距離認識装置２００の前方
に固定パターンＫＰを配置し、前記校正モード選択スイ
ッチ９０が選択されると、カメラの校正中であることを
示す校正状況表示装置９５としてのＬＥＤが点燈され、
図８に示すカメラの校正処理が車間距離認識装置２００
のＣＰＵ５０により実行される。
車両１００に設けられた車間距離認識装置２００の前方
に固定パターンＫＰを配置し、前記校正モード選択スイ
ッチ９０が選択されると、カメラの校正中であることを
示す校正状況表示装置９５としてのＬＥＤが点燈され、
図８に示すカメラの校正処理が車間距離認識装置２００
のＣＰＵ５０により実行される。
【００１６】ステップＳ１００では、車間距離認識装置
２００に設けられた２つのカメラ１０ａ，１０ｂにより
固定パターンＫＰを撮像する。このカメラ１０ａ，１０
ｂにより固定パターンＫＰを撮像した画像データは、Ａ
／Ｄコンバータ２０ａ，２０ｂを介してデジタル画像に
変換され、画像データ転送回路ＤＭＡ３０により画素単
位で順番に画像ＲＡＭ４０に転送される。これにより２
つのカメラ１０ａ，１０ｂにより撮像した２つの固定パ
ターンＫＰのデジタル画像が入力される。
２００に設けられた２つのカメラ１０ａ，１０ｂにより
固定パターンＫＰを撮像する。このカメラ１０ａ，１０
ｂにより固定パターンＫＰを撮像した画像データは、Ａ
／Ｄコンバータ２０ａ，２０ｂを介してデジタル画像に
変換され、画像データ転送回路ＤＭＡ３０により画素単
位で順番に画像ＲＡＭ４０に転送される。これにより２
つのカメラ１０ａ，１０ｂにより撮像した２つの固定パ
ターンＫＰのデジタル画像が入力される。
【００１７】ステップＳ１０２では、画像ＲＡＭ４０に
取り込まれた２つの固定パターンＫＰのデジタル画像
と、ＲＯＭ６０に記憶された図４、図５（ａ），
（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）に示す複数のテンプレート
Ｐ０ｎ〜Ｐ４ｎとを比較するテンプレートマッチングを
行い、それぞれ相関度の高いテンプレートＰ０ｎ〜Ｐ４
ｎを判定する。このようにして判定された２つのテンプ
レートＰ０ｎ〜Ｐ４ｎに対応する距離Ｄをそれぞれ求
め、この２つの距離Ｄの平均値を求めることにより視差
量ＴＤＸを求める。この視差量ＴＤＸを求めるまでの方
法について図１０を用いて説明する。
取り込まれた２つの固定パターンＫＰのデジタル画像
と、ＲＯＭ６０に記憶された図４、図５（ａ），
（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）に示す複数のテンプレート
Ｐ０ｎ〜Ｐ４ｎとを比較するテンプレートマッチングを
行い、それぞれ相関度の高いテンプレートＰ０ｎ〜Ｐ４
ｎを判定する。このようにして判定された２つのテンプ
レートＰ０ｎ〜Ｐ４ｎに対応する距離Ｄをそれぞれ求
め、この２つの距離Ｄの平均値を求めることにより視差
量ＴＤＸを求める。この視差量ＴＤＸを求めるまでの方
法について図１０を用いて説明する。
【００１８】まず、カメラ１０ａにより撮影されたデジ
タル画像ＤＧａの処理について説明する。カメラ１０ａ
により撮像され画像ＲＡＭ４０に入力されたデジタル画
像ＤＧａと、ＲＯＭ６０に記憶された距離に応じて記憶
された図４に示すテンプレートＰ０１〜Ｐ０ｎとを順次
比較することによりテンプレートマッチングを行い、相
互の相関度が高いテンプレートＰ０ｎを判定する。この
テンプレートマッチングで相関度の高いテンプレートＰ
０ｎが判定されない場合には、図５（ａ），（ｂ）、図
６（ａ），（ｂ）に示すテンプレートＰ１ｎ〜Ｐ４ｎを
用いてテンプレートマッチングを行う。このようにして
判定したテンプレートＰ０ｎ〜Ｐ４ｎには予め距離Ｄが
対応付けされているので、このテンプレートＰ０ｎ〜Ｐ
４ｎに対応する距離Ｄを求める。例えば、判定されたテ
ンプレートが「Ｐ０３」であれば、距離Ｄは「３」とい
うように対応付けされている。なお、この距離Ｄは、２
つのカメラ間の距離および焦点距離などの各カメラのパ
ラメータから公知の三角測量の式を用いて算出される値
である。
タル画像ＤＧａの処理について説明する。カメラ１０ａ
により撮像され画像ＲＡＭ４０に入力されたデジタル画
像ＤＧａと、ＲＯＭ６０に記憶された距離に応じて記憶
された図４に示すテンプレートＰ０１〜Ｐ０ｎとを順次
比較することによりテンプレートマッチングを行い、相
互の相関度が高いテンプレートＰ０ｎを判定する。この
テンプレートマッチングで相関度の高いテンプレートＰ
０ｎが判定されない場合には、図５（ａ），（ｂ）、図
６（ａ），（ｂ）に示すテンプレートＰ１ｎ〜Ｐ４ｎを
用いてテンプレートマッチングを行う。このようにして
判定したテンプレートＰ０ｎ〜Ｐ４ｎには予め距離Ｄが
対応付けされているので、このテンプレートＰ０ｎ〜Ｐ
４ｎに対応する距離Ｄを求める。例えば、判定されたテ
ンプレートが「Ｐ０３」であれば、距離Ｄは「３」とい
うように対応付けされている。なお、この距離Ｄは、２
つのカメラ間の距離および焦点距離などの各カメラのパ
ラメータから公知の三角測量の式を用いて算出される値
である。
【００１９】同様にしてカメラ１０ｂにより撮影された
デジタル画像ＤＧｂについてもカメラ１０ａのデジタル
画像ＤＧａと同様に処理を行い距離Ｄを求める。カメラ
１０ａとカメラ１０ｂにより撮像されたデジタル画像Ｄ
Ｇａ，ＤＧｂから求めた２つの距離Ｄを平均することに
より視差量ＴＤＸを求める。すなわち２つの距離Ｄの平
均値が視差量ＴＤＸとなる。
デジタル画像ＤＧｂについてもカメラ１０ａのデジタル
画像ＤＧａと同様に処理を行い距離Ｄを求める。カメラ
１０ａとカメラ１０ｂにより撮像されたデジタル画像Ｄ
Ｇａ，ＤＧｂから求めた２つの距離Ｄを平均することに
より視差量ＴＤＸを求める。すなわち２つの距離Ｄの平
均値が視差量ＴＤＸとなる。
【００２０】次に、上記視差量を求める際に使用した画
像ＲＡＭ４０に入力されているデジタル画像ＤＧａ，Ｄ
Ｇｂを用い、このデジタル画像ＤＧａ，ＤＧｂの中心を
原点とする座標を設定し、この座標に基づく撮像された
固定プレートＫＰの中心座標の水平方向（図中Ｘ方向）
と垂直方向（図中Ｙ方向）のずれ量を求める。
像ＲＡＭ４０に入力されているデジタル画像ＤＧａ，Ｄ
Ｇｂを用い、このデジタル画像ＤＧａ，ＤＧｂの中心を
原点とする座標を設定し、この座標に基づく撮像された
固定プレートＫＰの中心座標の水平方向（図中Ｘ方向）
と垂直方向（図中Ｙ方向）のずれ量を求める。
【００２１】このずれ量の求め方は図１１（ａ），
（ｂ）に示すように、デジタル画像ＤＧａについて説明
すると、デジタル画像ＤＧａの水平方向のずれ量はｄＸ
Ｌ、垂直方向のずれ量はｄＹＬとなる。同様にして、デ
ジタル画像ＤＧｂについてもずれ量ｄＸＲ，ｄＹＲを求
める。このようにして求めた各ずれ量ｄＸＬ，ｄＹＬ，
ｄＸＲ，ｄＹＲから水平方向のずれ量ＤＸ，垂直方向の
ずれ量ＤＹを次の式（１），（２）に基いて求める。 ＤＸ＝｜ｄＸＬ−ｄＸＲ｜ …（１） ＤＹ＝｜ｄＹＬ−ｄＹＲ｜ …（２）
（ｂ）に示すように、デジタル画像ＤＧａについて説明
すると、デジタル画像ＤＧａの水平方向のずれ量はｄＸ
Ｌ、垂直方向のずれ量はｄＹＬとなる。同様にして、デ
ジタル画像ＤＧｂについてもずれ量ｄＸＲ，ｄＹＲを求
める。このようにして求めた各ずれ量ｄＸＬ，ｄＹＬ，
ｄＸＲ，ｄＹＲから水平方向のずれ量ＤＸ，垂直方向の
ずれ量ＤＹを次の式（１），（２）に基いて求める。 ＤＸ＝｜ｄＸＬ−ｄＸＲ｜ …（１） ＤＹ＝｜ｄＹＬ−ｄＹＲ｜ …（２）
【００２２】次に、ステップＳ１０４では、ステップＳ
１０２で求めた視差量ＴＤＸと水平方向のずれ量ＤＸと
を比較する。この比較では、水平方向の視差量ＴＤＸと
２つのカメラ１０ａ，１０ｂにより撮影したデジタル画
像ＤＧａ，ＤＧｂのずれ量ＤＸとを比較して異なる場合
にはカメラの校正が必要と判定される。次に、ずれ量Ｄ
Ｙがゼロかどうか判定する。この判定では、経年変化な
どの影響により、カメラ撮像面に写し出される画像の垂
直方向にずれがあるかどうか判断し、ゼロでない場合に
は校正が必要と判定される。これらの判定によりＹＥＳ
と判定された場合には、２つのカメラ１０ａ，１０ｂと
の位置関係にずれが生じていないと判定されステップＳ
１０８に移行し、カメラの校正が完了したことを表わす
ため校正状況表示装置９５としてのＬＥＤが消灯され
る。
１０２で求めた視差量ＴＤＸと水平方向のずれ量ＤＸと
を比較する。この比較では、水平方向の視差量ＴＤＸと
２つのカメラ１０ａ，１０ｂにより撮影したデジタル画
像ＤＧａ，ＤＧｂのずれ量ＤＸとを比較して異なる場合
にはカメラの校正が必要と判定される。次に、ずれ量Ｄ
Ｙがゼロかどうか判定する。この判定では、経年変化な
どの影響により、カメラ撮像面に写し出される画像の垂
直方向にずれがあるかどうか判断し、ゼロでない場合に
は校正が必要と判定される。これらの判定によりＹＥＳ
と判定された場合には、２つのカメラ１０ａ，１０ｂと
の位置関係にずれが生じていないと判定されステップＳ
１０８に移行し、カメラの校正が完了したことを表わす
ため校正状況表示装置９５としてのＬＥＤが消灯され
る。
【００２３】前記ステップＳ１０４によりＮＯと判定さ
れた場合には、次のステップＳ１０６に移行し、ステレ
オ視の補正処理が行われる。このステレオ視の補正は、
車間距離認識装置２００のＣＰＵ５０がデジタル画像を
認識する際、マトリックス状に並んだ画素の画素単位に
アドレスを付し、このアドレスを指定することにより、
画素単位で読み込みを行うようにしているが、一方のカ
メラの画像ＲＡＭ４０の画素を読み込むときの開始アド
レスをＨＯＳＥＩ＿Ｘ，ＨＯＳＥＩ＿Ｙ分ずらすことに
よりステレオ視の補正を行うようになっている。なお、
この一方のカメラの画像ＲＡＭ７０の画素を読み込むと
きの開始アドレスのみを補正するのは、一方のカメラの
画像を基準にしているからである。
れた場合には、次のステップＳ１０６に移行し、ステレ
オ視の補正処理が行われる。このステレオ視の補正は、
車間距離認識装置２００のＣＰＵ５０がデジタル画像を
認識する際、マトリックス状に並んだ画素の画素単位に
アドレスを付し、このアドレスを指定することにより、
画素単位で読み込みを行うようにしているが、一方のカ
メラの画像ＲＡＭ４０の画素を読み込むときの開始アド
レスをＨＯＳＥＩ＿Ｘ，ＨＯＳＥＩ＿Ｙ分ずらすことに
よりステレオ視の補正を行うようになっている。なお、
この一方のカメラの画像ＲＡＭ７０の画素を読み込むと
きの開始アドレスのみを補正するのは、一方のカメラの
画像を基準にしているからである。
【００２４】このステレオ視の補正処理の詳細は図９に
示すようになっており、ステップＳ２００では、画像Ｒ
ＡＭ４０の画素を読み込むときの開始アドレスをずらす
ための補正値ＨＯＳＥＩ＿Ｘ，ＨＯＳＥＩ＿Ｙの演算が
行われる。この補正値ＨＯＳＥＩ＿Ｘ，ＨＯＳＥＩ＿Ｙ
は次の式（３），（４）に基いて求める。 ＨＯＳＥＩ＿Ｘ＝ＤＸ−ＴＤＸ …（３） ＨＯＳＥＩ＿Ｙ＝ＤＹ …（４）
示すようになっており、ステップＳ２００では、画像Ｒ
ＡＭ４０の画素を読み込むときの開始アドレスをずらす
ための補正値ＨＯＳＥＩ＿Ｘ，ＨＯＳＥＩ＿Ｙの演算が
行われる。この補正値ＨＯＳＥＩ＿Ｘ，ＨＯＳＥＩ＿Ｙ
は次の式（３），（４）に基いて求める。 ＨＯＳＥＩ＿Ｘ＝ＤＸ−ＴＤＸ …（３） ＨＯＳＥＩ＿Ｙ＝ＤＹ …（４）
【００２５】ステップＳ２０２では、一方のカメラのデ
ジタル画像を画像ＲＡＭ４０から画素単位で画素を読み
込むときの補正前の開始アドレスのＸ方向の位置をＡｄ
ｒｓ＿Ｘ、Ｙ方向の位置をＡｄｒｓ＿Ｙ、補正後の開始
アドレスのＸ方向の位置をＡｄｒｓ＿Ｘ’とし、Ｙ方向
の位置をＡｄｒｓ＿Ｙ’とすると、補正後の開始アドレ
スＡｄｒｓ（Ｘ’，Ｙ’）の位置は次の式（５），
（６）に基いて求められる。この場合は左側のカメラ１
０ａのデジタル画像ＤＧａの画素を読み込むときの開始
アドレスＡｄｒｓ（Ｘ，Ｙ）の位置を補正することとす
る。 Ａｄｒｓ＿Ｘ’＝Ａｄｒｓ＿Ｘ＋ＨＯＳＥＩ＿Ｘ …（５） Ａｄｒｓ＿Ｙ’＝Ａｄｒｓ＿Ｙ＋ＨＯＳＥＩ＿Ｙ …（６）
ジタル画像を画像ＲＡＭ４０から画素単位で画素を読み
込むときの補正前の開始アドレスのＸ方向の位置をＡｄ
ｒｓ＿Ｘ、Ｙ方向の位置をＡｄｒｓ＿Ｙ、補正後の開始
アドレスのＸ方向の位置をＡｄｒｓ＿Ｘ’とし、Ｙ方向
の位置をＡｄｒｓ＿Ｙ’とすると、補正後の開始アドレ
スＡｄｒｓ（Ｘ’，Ｙ’）の位置は次の式（５），
（６）に基いて求められる。この場合は左側のカメラ１
０ａのデジタル画像ＤＧａの画素を読み込むときの開始
アドレスＡｄｒｓ（Ｘ，Ｙ）の位置を補正することとす
る。 Ａｄｒｓ＿Ｘ’＝Ａｄｒｓ＿Ｘ＋ＨＯＳＥＩ＿Ｘ …（５） Ａｄｒｓ＿Ｙ’＝Ａｄｒｓ＿Ｙ＋ＨＯＳＥＩ＿Ｙ …（６）
【００２６】以上の補正処理が終了すると、ＣＰＵ５０
が画像ＲＡＭ４０から画素を読み込む際の読み込み開始
アドレスＡｄｒｓ（Ｘ’，Ｙ’）がずれ量ＤＸ，ＤＹ分
ずらした状態で画素の読み込みを行うように設定され、
次のステップＳ１０８に移行し、ステレオ視の補正が完
了したことを表わすため校正状況表示装置９５としての
ＬＥＤが消灯される。
が画像ＲＡＭ４０から画素を読み込む際の読み込み開始
アドレスＡｄｒｓ（Ｘ’，Ｙ’）がずれ量ＤＸ，ＤＹ分
ずらした状態で画素の読み込みを行うように設定され、
次のステップＳ１０８に移行し、ステレオ視の補正が完
了したことを表わすため校正状況表示装置９５としての
ＬＥＤが消灯される。
【００２７】以上の処理が完了するとステレオ視の補正
処理が完了する。なお、ステレオ視の補正処理が完了す
ると、画像ＲＡＭ４０の画素を読み込むときの開始アド
レスをずらして読み込む処理は次に校正モード選択スイ
ッチ９０が選択されるまでは継続して行われるようにな
っている。
処理が完了する。なお、ステレオ視の補正処理が完了す
ると、画像ＲＡＭ４０の画素を読み込むときの開始アド
レスをずらして読み込む処理は次に校正モード選択スイ
ッチ９０が選択されるまでは継続して行われるようにな
っている。
【００２８】このように、第１の実施形態によれば、固
定パターンＫＰをＣＰＵ５０がカメラ１０ａ，１０ｂで
撮像されたデジタル画像ＤＧａまたはデジタル画像ＤＧ
ｂの画素を読み込むための読み込み開始アドレスをずれ
量ＤＸ，ＤＹ分ずらすようにしているので、圧電素子に
より物理的に補正を行うものに比べて補正の自由度を大
きくすることができる。
定パターンＫＰをＣＰＵ５０がカメラ１０ａ，１０ｂで
撮像されたデジタル画像ＤＧａまたはデジタル画像ＤＧ
ｂの画素を読み込むための読み込み開始アドレスをずれ
量ＤＸ，ＤＹ分ずらすようにしているので、圧電素子に
より物理的に補正を行うものに比べて補正の自由度を大
きくすることができる。
【００２９】なお、この実施形態においては、一方のカ
メラにより撮像したデジタル画像の読み込み開始アドレ
スを補正するようにしているが、両方のデジタル画像の
読み込み開始アドレスを補正するようにしても良い。ま
た、この実施の形態では２台のカメラを水平方向に間隔
を置いて配置したが、垂直方向に間隔を置いて配置した
ものにも適用できる。
メラにより撮像したデジタル画像の読み込み開始アドレ
スを補正するようにしているが、両方のデジタル画像の
読み込み開始アドレスを補正するようにしても良い。ま
た、この実施の形態では２台のカメラを水平方向に間隔
を置いて配置したが、垂直方向に間隔を置いて配置した
ものにも適用できる。
【００３０】なお、図３に示す固定パターンＫＰが、本
発明の固定パターンに対応し、図１に示すＲＯＭ６０
が、図４、図５（ａ），（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）の
テンプレートＰ０ｎ〜Ｐ４ｎで示す固定パターン画像デ
ータを記憶した固定パターン画像データ記憶手段に対応
し、図８に示すステップＳ１０２が距離演算手段と視差
量演算手段として機能し、図８に示すステップＳ１０
６，図９に示すＳ２００がずれ量演算手段として機能
し、図９に示すステップＳ２０２が画像データ補正手段
として機能する。
発明の固定パターンに対応し、図１に示すＲＯＭ６０
が、図４、図５（ａ），（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）の
テンプレートＰ０ｎ〜Ｐ４ｎで示す固定パターン画像デ
ータを記憶した固定パターン画像データ記憶手段に対応
し、図８に示すステップＳ１０２が距離演算手段と視差
量演算手段として機能し、図８に示すステップＳ１０
６，図９に示すＳ２００がずれ量演算手段として機能
し、図９に示すステップＳ２０２が画像データ補正手段
として機能する。
【図１】本発明の第１の実施形態における車間距離認識
装置２００の制御ブロック図。
装置２００の制御ブロック図。
【図２】車間距離認識装置２００の取付箇所を示す図。
【図３】固定パターンを示す図。
【図４】テンプレートを示す図。
【図５】（ａ）水平軸回りに角度θａ傾斜したテンプレ
ート、（ｂ）垂直軸回りに角度θｂ傾斜したテンプレー
トを示す図。
ート、（ｂ）垂直軸回りに角度θｂ傾斜したテンプレー
トを示す図。
【図６】（ａ）左方向に角度θｃ傾斜したテンプレー
ト、（ｂ）右方向に角度θｄ傾斜したテンプレートを示
す図。
ト、（ｂ）右方向に角度θｄ傾斜したテンプレートを示
す図。
【図７】固定パターンを撮影するときの説明図。
【図８】車間距離認識装置２００のＣＰＵ５０のカメラ
の校正処理を示すフローチャート。
の校正処理を示すフローチャート。
【図９】ステレオ視の補正処理の詳細を示すフローチャ
ート。
ート。
【図１０】撮影したデジタル画像とＲＡＭ６０に記憶さ
れたテンプレートとを比較し、テンプレートマッチング
する動作を説明するための図。
れたテンプレートとを比較し、テンプレートマッチング
する動作を説明するための図。
【図１１】テンプレートとデジタル画像とのずれ量の求
め方を説明するための図。
め方を説明するための図。
１０ａ，１０ｂ…カメラ（ＣＣＤカメラ） ２０ａ，２０ｂ…Ａ／Ｄコンバータ ３０…ＤＭＡ ４０…画像ＲＡＭ ５０…ＣＰＵ ６０…ＲＯＭ ７０…ＲＡＭ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 7/60 １８０ Ｇ０６Ｔ 7/60 １８０Ｂ Ｆターム(参考） 2F065 AA06 BB15 CC11 EE00 FF05 FF09 FF61 JJ03 JJ05 JJ26 QQ24 QQ25 QQ31 2F112 AC03 AC06 BA06 CA05 CA12 FA03 FA07 FA21 FA38 FA45 5B057 AA16 BA02 DA07 DB03 DC02 DC34 DC36 5L096 BA03 BA04 CA05 DA02 FA34 GA17 HA09 JA03 JA09
Claims (4)
- 【請求項１】 複数のカメラからなる撮像装置と、この
各カメラにより撮像された物体の画像データに基づき、
前記物体までの距離を検出するようにした距離認識装置
において、予め形成されたパターンからなる固定パター
ンと、この固定パターンの画像データを距離に応じて記
憶するテンプレート画像データ記憶手段と、前記各カメ
ラにより前記固定パターンを撮像したときの画像データ
と前記テンプレート画像データ記憶手段に記憶されたテ
ンプレート画像データとをテンプレートマッチングして
前記固定パターンと前記各カメラとの間の距離を求める
距離演算手段と、この距離演算手段により求めた距離に
基づき視差量を求める視差量演算手段と、前記固定パタ
ーンを撮像したときの画像データ中の固定パターンの位
置から固定パターンのずれ量を求めるずれ量演算手段
と、前記視差量演算手段と前記ずれ量演算手段とに基づ
き、撮像される画像データのずれを補正する画像データ
補正手段とを備えることを特徴とする距離認識装置。 - 【請求項２】 前記固定パターンは、大小の穴からなる
パターンで構成されていることを特徴とする請求項１に
記載の距離認識装置。 - 【請求項３】 前記距離演算手段によるテンプレートマ
ッチングは、前記テンプレート画像データ記憶手段に記
憶された画像データの中から相関の高い固定パターンを
判定して距離を求めるようにしたことを特徴とする請求
項１または２に記載の距離認識装置。 - 【請求項４】 前記視差量演算手段は、前記距離演算手
段により求めた各距離の平均に基づき視差量を求めるこ
とを特徴とする請求項１、２または３に記載の距離認識
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000087507A JP3666348B2 (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 距離認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000087507A JP3666348B2 (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 距離認識装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001272210A true JP2001272210A (ja) | 2001-10-05 |
| JP3666348B2 JP3666348B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=18603510
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (13)
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|---|---|---|---|---|
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| US7599521B2 (en) | 2004-11-30 | 2009-10-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle vicinity monitoring apparatus |
| US7616806B2 (en) | 2004-11-30 | 2009-11-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Position detecting apparatus and method of correcting data therein |
| US7620237B2 (en) | 2004-11-30 | 2009-11-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Position detecting apparatus and method of correcting data therein |
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| WO2020095549A1 (ja) * | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 撮像装置 |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000087507A patent/JP3666348B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US8102516B2 (en) | 2008-02-26 | 2012-01-24 | Panasonic Corporation | Test method for compound-eye distance measuring apparatus, test apparatus, and chart used for the same |
| JP2012032349A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-16 | Alps Electric Co Ltd | ステレオカメラシステム及び該システムを備える車両 |
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