JP2003344045A - Image processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像を補正する画
像処理装置に関し、特に、振動の影響を受けた距離画像
を補正する画像処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus for correcting an image, and more particularly to an image processing apparatus for correcting a distance image affected by vibration.
【０００２】[0002]
【従来の技術】振動の影響を受けた画像を補正する装置
として、ビデオカメラの手ぶれを防止するものがいくつ
か開示されており、例えば、特開平３−２５４２８６号
公報の「ビデオカメラの手ぶれ防止装置」がある。まず
は、前記公報を従来の技術の１例として、図を用いて簡
単に説明する。2. Description of the Related Art As a device for correcting an image affected by vibration, there have been disclosed some devices for preventing camera shake of a video camera. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-254286 discloses "camera shake prevention. There is a device. First, the above publication will be briefly described with reference to the drawings as an example of a conventional technique.
【０００３】図９に、手ぶれ防止装置を組み込んだビデ
オカメラ本体の構成図を示す。このビデオカメラは、撮
影レンズ１と撮像信号を出力するＣＣＤ２を有するカメ
ラ部３と、ＣＣＤ２からの撮像信号が入力され読み取り
位置を制御する走査位置制御部４と、カメラに一体に取
り付けられたカメラの手ぶれを検出し、走査位置制御部
４へ検出信号を送る縦ぶれ検出用加速度センサ５及び横
ぶれ検出用加速度センサ６と、走査位置制御部４からの
出力信号に基づき映像信号を作成する録画部７とから構
成されている。手ぶれ発生時、縦ぶれ検出用加速度セン
サ５または横ぶれ検出用加速度センサ６からの手ぶれ信
号Ｓ１、Ｓ２が走査位置制御部４に入力され、走査位置
制御部４は手ぶれ信号Ｓ１、Ｓ２に応じて撮像信号を手
ぶれが打ち消される方向に移動させる。FIG. 9 shows a block diagram of a video camera body incorporating a camera shake prevention device. This video camera comprises a camera unit 3 having a taking lens 1 and a CCD 2 for outputting an image pickup signal, a scanning position control unit 4 for receiving an image pickup signal from the CCD 2 and controlling a reading position, and a camera integrally attached to the camera. Recording for detecting a camera shake of the camera and transmitting a detection signal to the scanning position control unit 4 by using a vertical shake detection acceleration sensor 5 and a horizontal shake detection acceleration sensor 6, and a video signal based on an output signal from the scanning position control unit 4. It is composed of a section 7. When camera shake occurs, camera shake signals S1 and S2 from the vertical camera shake detection acceleration sensor 5 or the horizontal camera shake detection acceleration sensor 6 are input to the scanning position control unit 4, and the scanning position control unit 4 responds to the camera shake signals S1 and S2. The image pickup signal is moved in the direction in which the camera shake is canceled.
【０００４】次に、距離画像を対象とした１例を従来の
技術として挙げ、図を用いて簡単に説明する。Next, one example of a range image will be given as a conventional technique, and a brief description will be given with reference to the drawings.
【０００５】図１０に、従来の距離画像取得システムの
構成図を示す。図１０において、Ａ０１は距離計測手段
で、代表的なものはレーザレンジファインダである。Ａ
０２は距離計測手段Ａ０１で取得される距離画像であ
る。Ａ０３は距離計測手段Ａ０１を固定・支持する支持
手段で、図１０の場合、複数軸を有するマニピュレータ
としている。Ａ０４は対象物で、対象物Ａ０４が距離計
測手段Ａ０１の計測対象となる。距離計測装置Ａ０１
は、レーザスポット光またはレーザスリット光を駆動・
投影し、それらが対象物Ａ０４で散乱した散乱光を受光
し、三角測量の原理で対象物Ａ０４表面の３次元位置の
分布（距離画像）を計測するものである。支持手段Ａ０
３は、マニピュレータに限らず、単に棒状のものや、人
が距離計測手段Ａ０１を把持する場合には人の腕にも相
当する。今、風等の環境の影響で、支持手段Ａ０３が外
力を受け、距離計測手段Ａ０１が振動する場合を考え
る。一般に、距離計測装置Ａ０１は、レーザスポット光
またはレーザスリット光を駆動・投影するという原理
上、１つの距離画像Ａ０２を取得するのに数秒から数十
秒の時間を要する。従って、距離計測手段Ａ０１によっ
て対象物Ａ０４に関する距離画像を取得している間に、
距離計測手段Ａ０１が振動すると、取得される距離画像
Ａ０２が振動的になってしまう。FIG. 10 shows a block diagram of a conventional range image acquisition system. In FIG. 10, A01 is a distance measuring means, and a typical one is a laser range finder. A
Reference numeral 02 is a distance image acquired by the distance measuring means A01. A03 is a supporting means for fixing and supporting the distance measuring means A01, and in the case of FIG. 10, it is a manipulator having a plurality of axes. A04 is an object, and the object A04 is an object to be measured by the distance measuring means A01. Distance measuring device A01
Drives laser spot light or laser slit light
The projection is performed, the scattered light scattered by the object A04 is received, and the distribution (distance image) of the three-dimensional position on the surface of the object A04 is measured by the principle of triangulation. Support means A0
Reference numeral 3 is not limited to the manipulator, but is simply a rod-shaped object, or a person's arm when the person holds the distance measuring means A01. Now, consider a case where the supporting means A03 receives an external force and the distance measuring means A01 vibrates due to the influence of the environment such as wind. In general, the distance measuring device A01 requires several seconds to several tens of seconds to acquire one distance image A02 on the principle of driving and projecting laser spot light or laser slit light. Therefore, while the distance image regarding the object A04 is acquired by the distance measuring means A01,
When the distance measuring means A01 vibrates, the acquired distance image A02 becomes vibrating.
【０００６】図１１に振動の影響を受けた距離画像の１
例を示す。図１１において、黒色領域は背景に相当し、
距離情報のない領域である。白色領域は、対象物Ａ０４
に関する距離画像Ａ０２であり、距離計測手段Ａ０１か
ら見て四角い対象物Ａ０４が振動の影響を受けているこ
とが分かる。FIG. 11 shows a range image 1 affected by vibration.
Here is an example: In FIG. 11, the black area corresponds to the background,
It is an area without distance information. The white area is the object A04.
It is a distance image A02 related to, and it can be seen that the rectangular object A04 is affected by the vibration when viewed from the distance measuring means A01.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】図９を用いて説明した
特開平３−２５４２８６号公報の「ビデオカメラの手ぶ
れ防止装置」では、手ぶれの防止、すなわち振動の補正
の対象を、撮像信号、すなわち画像全体としており、か
つ、画像全体を全て同じ量だけ補正するものであり、距
離画像の振動を局所的に補正できないという問題点があ
る。In the "camera shake prevention device for a video camera" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-254286, which has been described with reference to FIG. Since the whole image is corrected and the whole image is corrected by the same amount, there is a problem that the vibration of the range image cannot be locally corrected.
【０００８】また、図１０及び図１１を用いて説明した
距離画像を対象とした従来の技術では、図１１に示すよ
うに距離画像Ａ０２が振動の影響を受けて振動的にな
り、対象物Ａ０４に関する距離画像Ａ０２が正しく取得
できず、例えば、対象物Ａ０４に関して３次元物体検出
を適用するのが困難になるという問題点がある。Further, in the conventional technique for the range image described with reference to FIGS. 10 and 11, the range image A02 becomes vibrating under the influence of the vibration as shown in FIG. However, there is a problem that the distance image A02 regarding the object A04 cannot be acquired correctly, and it becomes difficult to apply the three-dimensional object detection to the object A04, for example.
【０００９】本発明は、振動の影響を受けた距離画像を
局所的に補正し、対象物に関する正しい距離画像を作成
して、３次元物体の検出に適用できる画像処理装置を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus which can be applied to the detection of a three-dimensional object by locally correcting a range image affected by vibration and creating a correct range image regarding an object. And
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の画像処理装置は、計測対象
となる対象物と、前記対象物に関する距離画像を取得す
る距離計測手段と、前記距離計測手段を支持する支持手
段とを有する画像処理装置において、前記距離計測手段
と相対的な位置変化を伴わず、前記距離計測手段の振動
データを計測する振動計測手段と、前記距離画像と前記
振動データとから前記距離画像の振動を補正する距離画
像補正手段とを有し、前記距離画像を前記振動計測手段
で計測した前記振動データに基づいて前記距離画像補正
手段で補正するようにするものである。In order to solve the above problems, an image processing apparatus according to claim 1 of the present invention comprises an object to be measured, and distance measuring means for acquiring a distance image relating to the object. An image processing device having a supporting means for supporting the distance measuring means, a vibration measuring means for measuring vibration data of the distance measuring means without causing a positional change relative to the distance measuring means, and the distance image And a distance image correction means for correcting the vibration of the distance image from the vibration data, and the distance image correction means corrects the distance image based on the vibration data measured by the vibration measuring means. To do.
【００１１】この請求項１記載の画像処理装置によれ
ば、前記振動計測手段が前記距離計測手段に与えられた
振動を計測し、振動データを生成し、前記距離画像補正
手段が前記振動データに基づいて前記距離計測手段で取
得された距離画像の振動を局所的に補正するため、前記
対象物に関する正しい距離画像を作成することができ、
例えば、前記距離画像を用いて３次元物体検出等を良好
に行うことができるという効果がある。According to the image processing apparatus of the present invention, the vibration measuring means measures the vibration applied to the distance measuring means to generate vibration data, and the distance image correcting means converts the vibration data into the vibration data. On the basis of locally correcting the vibration of the distance image acquired by the distance measuring means, it is possible to create a correct distance image of the object,
For example, there is an effect that three-dimensional object detection and the like can be favorably performed using the distance image.
【００１２】また、本発明の請求項２記載の画像処理装
置は、前記振動計測手段が、少なくとも１つの加速度計
測手段と、１つの前記加速度計測手段に対して２つの積
分手段とを有し、前記加速度計測手段で計測される加速
度データを位置データに変換し、前記振動データを前記
位置データとするようにするものである。Further, in the image processing apparatus according to claim 2 of the present invention, the vibration measuring means has at least one acceleration measuring means and two integrating means for one acceleration measuring means. The acceleration data measured by the acceleration measuring means is converted into position data, and the vibration data is used as the position data.
【００１３】この請求項２記載の画像処理装置によれ
ば、前記加速度計測手段を複数用いて加速度データを計
測し、１つの前記加速度計測手段に対する２つの積分手
段で前記加速度データを位置データに変換し、前記位置
データを前記距離画像の補正に用いるので、前記距離計
測手段が持つＸＹＺ座標系の各軸方向の振動が補正で
き、請求項１記載の画像処理装置と比較して、より良好
に前記対象物に関する正しい距離画像を作成することが
でき、例えば、前記距離画像を用いて３次元物体検出等
をより良好に行うことができるという効果がある。According to the image processing apparatus of the present invention, the acceleration data is measured by using a plurality of the acceleration measuring means, and the acceleration data is converted into the position data by the two integrating means for one acceleration measuring means. However, since the position data is used for the correction of the distance image, it is possible to correct the vibration in each axial direction of the XYZ coordinate system of the distance measuring means, which is better than the image processing device according to claim 1. There is an effect that a correct range image regarding the object can be created, and for example, three-dimensional object detection and the like can be performed better using the range image.
【００１４】また、本発明の請求項３記載の画像処理装
置は、前記振動計測手段が、前記積分手段の前段に、計
測開始時の前記加速度データを抽出する開始データ抽出
手段と、前記加速度データと前記計測開始時の加速度デ
ータとの差分を演算する差分手段とを有するようにする
ものである。Further, in the image processing apparatus according to claim 3 of the present invention, the vibration measuring means includes, before the integrating means, start data extracting means for extracting the acceleration data at the start of measurement, and the acceleration data. And a difference means for calculating a difference between the acceleration data at the start of measurement and the acceleration data.
【００１５】この請求項３記載の画像処理装置によれ
ば、前記開始データ抽出手段が計測開始時の加速度デー
タを抽出し、前記差分手段が前記加速度データと前記計
測開始時の加速度データとの差分を演算し、後段の積分
手段が前記加速度データと前記計測開始時の加速度デー
タとの差分を用いて積分演算を行うので、積分演算を行
う際のオフセットによる影響が軽減でき、請求項２記載
の画像処理装置と比較して、より良好に位置データを演
算することができ、従って、より良好に前記対象物に関
する正しい距離画像を作成することができるという効果
がある。その結果、例えば、前記距離画像を用いて３次
元物体検出等をより良好に行うことができるという効果
がある。According to the image processing apparatus of the third aspect, the start data extracting means extracts the acceleration data at the start of measurement, and the difference means makes a difference between the acceleration data and the acceleration data at the start of measurement. Is calculated and the integrating means in the subsequent stage performs the integral calculation by using the difference between the acceleration data and the acceleration data at the time of starting the measurement. Therefore, the influence of the offset at the time of performing the integral calculation can be reduced. Compared with the image processing device, the position data can be calculated better, and therefore, the correct distance image for the object can be created better. As a result, there is an effect that, for example, three-dimensional object detection and the like can be performed better using the distance image.
【００１６】また、本発明の請求項４記載の画像処理装
置は、前記振動計測手段が、前記積分手段の前段に、前
記加速度データの平均値を演算する平均値演算手段と、
前記加速度データと前記平均値との差分を演算する差分
手段とを有するようにするものである。Further, in the image processing apparatus according to claim 4 of the present invention, the vibration measuring means includes an average value calculating means for calculating an average value of the acceleration data before the integrating means.
A difference means for calculating a difference between the acceleration data and the average value is provided.
【００１７】この請求項４記載の画像処理装置によれ
ば、前記平均値演算手段が前記加速度データの平均値を
演算し、前記差分手段が前記加速度データと前記平均値
との差分を演算し、後段の積分手段が前記加速度データ
と前記平均値との差分を用いて積分演算を行うので、積
分演算を行う際のオフセットによる影響が軽減でき、請
求項２記載の画像処理装置と比較して、より良好に位置
データを演算することができ、従って、より良好に前記
対象物に関する正しい距離画像を作成することができる
という効果がある。その結果、例えば、前記距離画像を
用いて３次元物体検出等をより良好に行うことができる
という効果がある。According to the image processing device of the fourth aspect, the average value calculating means calculates the average value of the acceleration data, and the difference means calculates the difference between the acceleration data and the average value. Since the integrating means in the latter stage performs the integral calculation using the difference between the acceleration data and the average value, the influence of the offset at the time of performing the integral calculation can be reduced, and compared with the image processing apparatus according to claim 2, There is an effect that the position data can be calculated better, and thus the correct range image regarding the object can be created better. As a result, there is an effect that, for example, three-dimensional object detection and the like can be performed better using the distance image.
【００１８】また、本発明の請求項５記載の画像処理装
置は、前記振動計測手段が、前記積分手段の後段に、前
記位置データを２次関数に近似する２次関数近似手段
と、前記位置データと前記２次関数の分との差分演算で
前記位置データを補正する位置補正手段とを有するよう
にするものである。Further, in the image processing apparatus according to claim 5 of the present invention, the vibration measuring means is provided, after the integrating means, with a quadratic function approximating means for approximating the position data to a quadratic function, and the position. The position correction means corrects the position data by calculating a difference between the data and the quadratic function.
【００１９】この請求項５記載の画像処理装置によれ
ば、前記２次関数近似手段が前記位置データを２次関数
で近似し、前記位置補正手段が前記位置データから前記
２次関数分の差分を演算して補正するので、前記積分手
段にて発生したオフセットの影響が削減でき、請求項２
記載の画像処理装置と比較して、より良好に位置データ
を演算することができ、従って、より良好に前記対象物
に関する正しい距離画像を作成することができるという
効果がある。その結果、例えば、前記距離画像を用いて
３次元物体検出等をより良好に行うことができるという
効果がある。According to the image processing device of the fifth aspect, the quadratic function approximating means approximates the position data by a quadratic function, and the position correcting means subtracts the quadratic function from the position data. Is calculated and corrected, the influence of the offset generated in the integrating means can be reduced,
Compared with the image processing device described, there is an effect that position data can be calculated better, and thus a correct distance image regarding the object can be created better. As a result, there is an effect that, for example, three-dimensional object detection and the like can be performed better using the distance image.
【００２０】また、本発明の請求項６記載の画像処理装
置は、前記距離画像補正手段が、ある時刻の前記距離画
像と、前記時刻に最も近い前記振動データとを用いて、
前記距離画像を補正するようにするものである。In the image processing apparatus according to claim 6 of the present invention, the distance image correction means uses the distance image at a certain time and the vibration data closest to the time,
The distance image is corrected.
【００２１】この請求項６記載の画像処理装置によれ
ば、前記距離画像補正手段によって、ある時刻の距離画
像に最も近い振動データが選ばれ、前記振動データを利
用して前記距離画像を補正するので、前記対象物に関す
る正しい距離画像を作成することができるという効果が
ある。その結果、例えば、前記距離画像を用いて３次元
物体検出等をより良好に行うことができるという効果が
ある。また、一般に前記距離計測手段と前記振動計測手
段とは別の装置で構成されるが、ある時刻の距離画像に
最も近い振動データを選ぶように同期を取るため、ハー
ドウェアを改作することなく容易に装置を構成すること
ができるという効果がある。According to the image processing apparatus of the sixth aspect, the distance image correcting means selects the vibration data closest to the distance image at a certain time, and corrects the distance image using the vibration data. Therefore, there is an effect that a correct distance image regarding the object can be created. As a result, there is an effect that, for example, three-dimensional object detection and the like can be performed better using the distance image. Further, although the distance measuring means and the vibration measuring means are generally constituted by different devices, synchronization is performed so that the vibration data closest to the distance image at a certain time is selected, so that it is easy to perform without modifying the hardware. The effect is that the device can be configured.
【００２２】また、本発明の請求項７記載の画像処理装
置は、前記距離画像補正手段が、ある時刻の前記距離画
像と、前記時刻に近い２つの前記振動データを補間した
振動補間データとを用いて、前記距離画像を補正するよ
うにするものである。Further, in the image processing apparatus according to claim 7 of the present invention, the distance image correction means outputs the distance image at a certain time and the vibration interpolation data obtained by interpolating the two vibration data near the time. The distance image is corrected by using this.
【００２３】この請求項７記載の画像処理装置によれ
ば、前記距離画像補正手段が、ある時刻の距離画像の前
後２つの時刻の振動データから補間した振動補間データ
を演算し、前記振動補間データを利用して前記距離画像
を補正するので、請求項６記載の画像処理装置と比較し
て、より良好に前記距離画像に対応する前記振動データ
を利用することができ、従って、より良好に前記対象物
に関する正しい距離画像を作成することができるという
効果がある。その結果、例えば、前記距離画像を用いて
３次元物体検出等をより良好に行うことができるという
効果がある。また、一般に前記距離計測手段と前記振動
計測手段とは別の装置で構成されるが、ある時刻の距離
画像の前後２つの時刻の振動データから補間した振動補
間データを選ぶように同期を取るため、ハードウェアを
改作することなく容易に装置を構成することができると
いう効果がある。According to the image processing device of the seventh aspect, the distance image correction means calculates the vibration interpolation data interpolated from the vibration data at two times before and after the distance image at a certain time, and the vibration interpolation data. Since the range image is corrected by utilizing the above, the vibration data corresponding to the range image can be used better as compared with the image processing device according to claim 6, and thus the better There is an effect that it is possible to create a correct distance image regarding the object. As a result, there is an effect that, for example, three-dimensional object detection and the like can be performed better using the distance image. Further, generally, the distance measuring means and the vibration measuring means are constituted by different devices, but for synchronizing so as to select vibration interpolation data interpolated from vibration data at two times before and after a distance image at a certain time. There is an effect that the device can be easily configured without modifying the hardware.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】本発明の画像処理装置に関する実
施の形態について図を用いて説明する。本実施の形態
は、従来の技術の図１０で説明した距離画像取得システ
ムの構成図において、振動の影響を受けた距離画像を局
所的に補正し、対象物に関する正しい距離画像を作成
し、例えば、３次元物体検出が適用できるようにする問
題を扱う。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of an image processing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, in the configuration diagram of the range image acquisition system described in FIG. 10 of the related art, the range image affected by vibration is locally corrected and a correct range image regarding the object is created. It deals with the problem of making three-dimensional object detection applicable.
【００２５】（１）第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態の画像処理装置について、図
１を用いて説明する。本実施の形態は、請求項１の内容
に相当する。図１は、本発明の第１の実施の形態に関わ
る距離画像取得システムの構成図である。なお、以降で
は、前出の図を用いて説明した構成要素については、同
一の符号を付してその説明を割愛する。(1) First Embodiment An image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment corresponds to the content of claim 1. FIG. 1 is a configuration diagram of a range image acquisition system according to the first embodiment of the present invention. Note that, hereinafter, the same reference numerals are given to the constituent elements described with reference to the above drawings, and the description thereof will be omitted.
【００２６】図１において、１０１は振動計測手段で、
距離計測手段Ａ０１とは相対的な位置変化を伴わないよ
う支持手段Ａ０３に固定されている。振動計測手段１０
１は、風等の影響で支持手段Ａ０３が振動することによ
り与えられる距離計測手段Ａ０１の振動を計測し、振動
データ１０３を出力する。１０２は距離画像補正手段
で、距離計測手段Ａ０１で取得した距離画像Ａ０２と、
振動計測手段１０１で取得した振動データ１０３とを入
力し、振動データ１０３を用いて距離画像Ａ０２の振動
を補正し、補正距離画像１０４を出力する。振動の補正
は、例えば以下のように行えば良い。ある時刻ｔの距離
画像Ａ０２のＸＹＺ座標値をＩｔとし、その時刻ｔの振
動データ１０３（位置変位）をＳｔとする。時刻ｔの補
正距離画像１０４のＸＹＺ座標値Ｊｔを次式によって求
める。In FIG. 1, 101 is a vibration measuring means,
The distance measuring unit A01 is fixed to the supporting unit A03 so as not to change its relative position. Vibration measuring means 10
Reference numeral 1 measures the vibration of the distance measuring means A01 given by the vibration of the supporting means A03 under the influence of wind or the like, and outputs the vibration data 103. Reference numeral 102 denotes a distance image correction means, and the distance image A02 acquired by the distance measurement means A01,
The vibration data 103 acquired by the vibration measuring unit 101 is input, the vibration of the distance image A02 is corrected using the vibration data 103, and the corrected distance image 104 is output. The vibration correction may be performed as follows, for example. It is assumed that the XYZ coordinate value of the distance image A02 at a certain time t is I t, and the vibration data 103 (positional displacement) at that time t is S t . The XYZ coordinate value J t of the corrected distance image 104 at time t obtained by the following equation.
【００２７】Ｊｔ＝Ｉｔ＋Ｓｔ ・・・・（１）
図８に補正距離画像１０４の１例を示す。図８に示すよ
うに、振動の影響を受けた距離画像Ａ０２が、振動計測
手段１０１で取得した振動データ１０３を用いて距離画
像補正手段１０２で補正され、振動の影響を補正された
距離画像（補正距離画像１０４）が作成されていること
が分かる。J t = I t + S t (1) FIG. 8 shows an example of the corrected distance image 104. As shown in FIG. 8, the distance image A02 affected by the vibration is corrected by the distance image correction unit 102 using the vibration data 103 acquired by the vibration measurement unit 101, and the distance image corrected by the influence of the vibration ( It can be seen that the corrected distance image 104) has been created.
【００２８】以上説明したように、本発明の第１の実施
の形態（請求項１記載の例）は、振動計測手段１０１が
距離計測手段Ａ０１に与えられた振動を計測し、振動デ
ータ１０３を生成し、距離画像補正手段１０２が振動デ
ータ１０３に基づいて距離計測手段Ａ０１で取得された
距離画像Ａ０２の振動を局所的に補正するため、対象物
Ａ０４に関する正しい距離画像（補正距離画像１０４）
を作成することができ、例えば、補正距離画像１０４を
用いて３次元物体検出等を良好に行うことができるとい
う効果がある。As described above, in the first embodiment of the present invention (example described in claim 1), the vibration measuring means 101 measures the vibration given to the distance measuring means A01, and the vibration data 103 is obtained. Since the distance image correcting unit 102 locally corrects the vibration of the distance image A02 acquired by the distance measuring unit A01 based on the vibration data 103, the correct distance image (corrected distance image 104) regarding the object A04.
Can be created, and for example, there is an effect that three-dimensional object detection and the like can be favorably performed using the corrected distance image 104.
【００２９】（２）第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態の画像処理装置について、図
２を用いて説明する。本実施の形態は、請求項２記載の
内容に相当する。図２は、本発明の第２の実施の形態に
関わる振動計測手段１０１の構成図である。図２におい
て、２０７は振動計測手段座標系で、振動計測手段１０
１が持つＸＹＺ座標系である。２０１は加速度計測手段
で、振動計測手段座標系２０７の各軸方向の加速度デー
タ２０４が計測できるように設置されている。加速度計
測手段２０１には一般に市販されている加速度計やサー
ボ加速度計等を用いれば良い。２０２は第１の積分手段
で、加速度計測手段２０１で取得された加速度データ２
０４を入力し、積分演算を行い、速度データ２０５を出
力する。積分演算には例えば以下の演算を行えば良い。
時刻ｔｉ（ｉ＝０，．．．，ｎ−１：ｎはデータ点数）
の加速度データ２０４をａ（ｔｉ）とする。時刻ｔｉに
おける速度データ２０５ｖ（ｔｉ）を、(2) Second Embodiment An image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment corresponds to the content of claim 2. FIG. 2 is a configuration diagram of the vibration measuring unit 101 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 207 denotes a vibration measuring means coordinate system, which is the vibration measuring means 10
This is the XYZ coordinate system of 1. An acceleration measuring unit 201 is installed so that acceleration data 204 in each axial direction of the vibration measuring unit coordinate system 207 can be measured. As the acceleration measuring unit 201, a commercially available accelerometer or servo accelerometer may be used. Reference numeral 202 denotes a first integrating means, which is acceleration data 2 acquired by the acceleration measuring means 201.
04 is input, integration calculation is performed, and speed data 205 is output. For the integral calculation, for example, the following calculation may be performed.
Time t i (i = 0, ..., N-1: n is the number of data points)
Let the acceleration data 204 of a be a (t i ). The velocity data 205v (t i ) at time t i is
【数１】
で求める。ここで、Δｔは加速度データ２０４のサンプ
リング時間である。２０３は第２の積分手段で、第１の
積分手段２０２で演算された速度データ２０５を入力
し、積分演算を行い、位置データ２０６を出力する。第
２の積分手段２０３での積分演算は、第１の積分手段２
０２での演算式（２）における、加速度データ２０４ａ
（ｔｉ）をｖ（ｔｉ）に、速度データ２０５ｖ（ｔｉ）
をｐ（ｔｉ）にそれぞれ置き換えれば良い。本実施の形
態では、第２の積分手段２０３で求めた位置データ２０
６ｐ（ｔｉ）が、振動計測手段１０１の出力の振動デー
タ１０３となる。第１の実施の形態で説明した距離画像
補正手段１０２は、振動データ１０３である位置データ
２０６ｐ（ｔｉ）を用いて距離画像Ａ０２の振動を補正
し、補正距離画像１０４を出力する。補正の効果は図８
に示したとおりである。[Equation 1] Ask in. Here, Δt is the sampling time of the acceleration data 204. Reference numeral 203 denotes a second integrating means, which inputs the speed data 205 calculated by the first integrating means 202, performs integral calculation, and outputs position data 206. The integration operation in the second integrating means 203 is the first integrating means 2
Acceleration data 204a in the arithmetic expression (2) in 02.
(T i ) to v (t i ) and speed data 205v (t i ).
May be replaced with p (t i ), respectively. In the present embodiment, the position data 20 obtained by the second integrating means 203
6p (t i ) becomes the vibration data 103 output from the vibration measuring means 101. The distance image correction means 102 described in the first embodiment corrects the vibration of the distance image A02 using the position data 206p (t i ) which is the vibration data 103, and outputs the corrected distance image 104. Figure 8 shows the effect of the correction.
As shown in.
【００３０】以上説明したように、本発明の第２の実施
の形態（請求項２記載の例）は、加速度計測手段２０１
を複数用いて加速度データ２０４を計測し、１つの加速
度計測手段２０４に対する２つの積分手段（第１の積分
手段２０２及び第２の積分手段２０３）で加速度データ
２０４を位置データ２０６に変換し、位置データ２０６
を距離画像Ａ０２の補正に用いるので、距離計測手段１
０１が持つＸＹＺ座標系の各軸方向の振動が補正でき、
請求項１記載の画像処理装置と比較して、より良好に対
象物Ａ０４に関する正しい距離画像（補正距離画像１０
４）を作成することができ、例えば、補正距離画像１０
４を用いて３次元物体検出等をより良好に行うことがで
きるという効果がある。As described above, the acceleration measuring means 201 according to the second embodiment (example of claim 2) of the present invention.
Is used to measure the acceleration data 204, and two integration means (first integration means 202 and second integration means 203) for one acceleration measurement means 204 convert the acceleration data 204 into position data 206, Data 206
Is used to correct the distance image A02, the distance measuring means 1
The vibration in each axis of the XYZ coordinate system of 01 can be corrected,
Compared to the image processing apparatus according to claim 1, the correct distance image (corrected distance image 10
4) can be created, for example, the corrected distance image 10
There is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed more favorably by using 4.
【００３１】なお、本実施の形態では、距離計測手段１
０１が持つＸＹＺ座標系（図示なし）と、振動計測手段
座標系２０７との各軸方向は必ずしも一致している必要
はなく、距離計測手段１０１と振動計測手段１０１との
位置関係が既知であれば、距離画像補正手段１０２にお
いては一般に良く知られている座標変換を用いて補正を
行えば良い。また、本実施の形態では、１つの加速度計
測手段２０１と２つの積分手段（第１の積分手段２０２
及び第２の積分手段２０３）の構成で位置データ２０６
を作成したが、本発明はこれに限るものではなく、１つ
の速度計測手段と１つの積分手段、あるいは１つの位置
計測手段を用いて位置データ２０６を作成するようにし
ても良い。また、本実施の形態では、第１の積分手段２
０２、第２の積分手段２０３の演算に式（２）を用いた
が、本発明はこれに限るものではなく、離散データを積
分する各種演算を用いても良い。In the present embodiment, the distance measuring means 1
The XYZ coordinate system (not shown) of 01 and the vibration measuring means coordinate system 207 do not necessarily have to coincide with each other in the axial directions, and the positional relationship between the distance measuring means 101 and the vibration measuring means 101 may be known. For example, the distance image correction means 102 may perform the correction using well-known coordinate transformation. Further, in the present embodiment, one acceleration measuring means 201 and two integrating means (first integrating means 202).
And the position data 206 by the configuration of the second integrating means 203).
However, the present invention is not limited to this, and the position data 206 may be created using one speed measuring means and one integrating means, or one position measuring means. Further, in the present embodiment, the first integration means 2
02, the formula (2) is used for the calculation of the second integrating means 203, but the present invention is not limited to this, and various calculations for integrating discrete data may be used.
【００３２】（３）第３の実施の形態
本発明の第３の実施の形態の画像処理装置について、図
３を用いて説明する。本実施の形態は、請求項３記載の
内容に相当する。図３は、本発明の第３の実施の形態に
関わる振動計測手段１０１の構成図であり、以降では理
解の簡単化のため、１つの加速度計測手段２０１に対す
る構成を示す。図３において、３０１は開始データ抽出
手段で、加速度計測手段２０１で取得した加速度データ
２０４の計測開始時のデータ（加速度開始データ３０
３）を抽出する。３０２は第１の差分手段で、加速度デ
ータ２０４から加速度開始データ３０３を引く演算を行
う。第１の差分手段３０２で演算した結果が加速度差分
データ３０４で、以降は第２の実施の形態で説明した処
理を行う。この加速度開始データ３０３を抽出し、加速
度データ２０４を加速度開始データ３０３で引く演算を
行う理由を以下に説明する。加速度計測手段２０１は重
力の方向を必ずしも考慮して支持手段Ａ０３に取り付け
られる訳ではないため、加速度データ２０４は重力加速
度の成分を含んでいる場合がある。すなわち、加速度デ
ータ２０４がオフセットを持っていると言える。従っ
て、このオフセットを持った加速度データ２０４を第１
の積分手段２０２で積分すると、演算結果がドリフトし
てしまうという現象が発生する。すなわち、速度データ
２０５がドリフトし、また、第２の積分手段２０３にお
ける同様の現象により、位置データ２０６がドリフトす
る。本実施の形態は、このドリフトの影響を軽減するも
のであり、加速度データ２０４のオフセットをなくすた
め、加速度開始データ３０３を抽出し、加速度データ２
０４を加速度開始データ３０３で引く演算を行うように
するものである。(3) Third Embodiment An image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment corresponds to the contents of claim 3. FIG. 3 is a configuration diagram of the vibration measuring unit 101 according to the third embodiment of the present invention, and for simplicity of understanding, the configuration for one acceleration measuring unit 201 is shown below. In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a start data extraction unit, which is the data at the start of measurement of the acceleration data 204 acquired by the acceleration measurement unit 201 (acceleration start data 30
3) is extracted. Reference numeral 302 denotes a first difference means, which performs an operation of subtracting the acceleration start data 303 from the acceleration data 204. The result calculated by the first difference means 302 is the acceleration difference data 304, and after that, the processing described in the second embodiment is performed. The reason for extracting the acceleration start data 303 and subtracting the acceleration data 204 by the acceleration start data 303 will be described below. Since the acceleration measuring means 201 is not necessarily attached to the supporting means A03 in consideration of the direction of gravity, the acceleration data 204 may include a component of gravitational acceleration. That is, it can be said that the acceleration data 204 has an offset. Therefore, the acceleration data 204 having this offset is first
When the integration means 202 of (1) integrates, a phenomenon that the calculation result drifts occurs. That is, the velocity data 205 drifts and the position data 206 drifts due to the same phenomenon in the second integrating means 203. The present embodiment reduces the influence of this drift, and in order to eliminate the offset of the acceleration data 204, the acceleration start data 303 is extracted and the acceleration data 2
The calculation of subtracting 04 from the acceleration start data 303 is performed.
【００３３】以上説明したように、本発明の第３の実施
の形態（請求項３記載の例）は、開始データ抽出手段３
０１が計測開始時の加速度データ（加速度開始データ３
０３）を抽出し、第１の差分手段３０２が加速度データ
２０４と加速度開始データ３０３との差分を演算し、後
段の積分手段が加速度データ２０４と加速度開始データ
３０３との差分（加速度差分データ３０４）を用いて積
分演算を行うので、積分演算を行う際のオフセットによ
る影響が軽減でき、請求項２記載の画像処理装置と比較
して、より良好に位置データ２０６を演算することがで
き、従って、より良好に対象物Ａ０４に関する正しい距
離画像（補正距離画像１０４）を作成することができる
という効果がある。その結果、例えば、補正距離画像１
０４を用いて３次元物体検出等をより良好に行うことが
できるという効果がある。As described above, according to the third embodiment of the present invention (the example described in claim 3), the start data extracting means 3 is used.
01 is the acceleration data at the start of measurement (acceleration start data 3
03) is extracted, the first difference means 302 calculates the difference between the acceleration data 204 and the acceleration start data 303, and the integrating means in the subsequent stage calculates the difference between the acceleration data 204 and the acceleration start data 303 (acceleration difference data 304). Since the integral calculation is performed using, the influence of the offset at the time of performing the integral calculation can be reduced, and the position data 206 can be calculated more favorably as compared with the image processing device according to claim 2. There is an effect that a correct distance image (corrected distance image 104) regarding the object A04 can be created more favorably. As a result, for example, the corrected distance image 1
There is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better using 04.
【００３４】（４）第４の実施の形態
本発明の第４の実施の形態の画像処理装置について、図
４を用いて説明する。本実施の形態は、請求項４記載の
内容に相当する。図４は、本発明の第４の実施の形態に
関わる振動計測手段１０１の構成図である。図４におい
て、４０１は平均値演算手段で、加速度計測手段２０１
で取得した加速度データ２０４の平均値（加速度平均デ
ータ４０３）を演算する。４０２は第２の差分手段で、
加速度データ２０４から加速度平均データ４０３を引く
演算を行う。第２の差分手段４０２で演算した結果が加
速度差分データ３０４で、以降は第２の実施の形態で説
明した処理を行う。この加速度平均データ４０３を演算
し、加速度データ２０４を加速度平均データ４０３で引
く演算を行う理由は、第３の実施の形態で説明したとお
りである。すなわち、第１の積分手段２０２、あるいは
第２の積分手段２０３によるドリフトの影響を軽減する
ものである。(4) Fourth Embodiment An image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment corresponds to the contents of claim 4. FIG. 4 is a configuration diagram of the vibration measuring unit 101 according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, 401 is an average value calculating means, which is an acceleration measuring means 201.
The average value (acceleration average data 403) of the acceleration data 204 acquired in step 1 is calculated. 402 is the second difference means,
Calculation is performed by subtracting the acceleration average data 403 from the acceleration data 204. The result calculated by the second difference means 402 is the acceleration difference data 304, and the processing described in the second embodiment is performed thereafter. The reason why the acceleration average data 403 is calculated and the acceleration data 204 is subtracted from the acceleration average data 403 is as described in the third embodiment. That is, the influence of drift by the first integrating means 202 or the second integrating means 203 is reduced.
【００３５】以上説明したように、本発明の第４の実施
の形態（請求項４記載の例）は、平均値演算手段４０１
が加速度データ２０４の平均値（加速度平均データ４０
３）を演算し、第２の差分手段４０２が加速度データ２
０４と加速度平均データ４０３との差分を演算し、後段
の積分手段が加速度データ２０４と加速度平均データ４
０３との差分（加速度差分データ３０４）を用いて積分
演算を行うので、積分演算を行う際のオフセットによる
影響が軽減でき、請求項２記載の画像処理装置と比較し
て、より良好に位置データ２０６を演算することがで
き、従って、より良好に対象物Ａ０４に関する正しい距
離画像（補正距離画像１０４）を作成することができる
という効果がある。その結果、例えば、補正距離画像１
０４を用いて３次元物体検出等をより良好に行うことが
できるという効果がある。As described above, in the fourth embodiment of the present invention (example of claim 4), the average value calculating means 401
Is the average value of the acceleration data 204 (acceleration average data 40
3) is calculated, and the second difference means 402 calculates the acceleration data 2
04 and the acceleration average data 403 are calculated, and the integrating means in the subsequent stage calculates the difference between the acceleration data 204 and the acceleration average data 4
No. 03 (acceleration difference data 304) is used to perform the integral calculation, the influence of the offset at the time of performing the integral calculation can be reduced, and the position data can be better compared with the image processing apparatus according to claim 2. There is an effect that 206 can be calculated, and thus a correct distance image (corrected distance image 104) regarding the object A04 can be created better. As a result, for example, the corrected distance image 1
There is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better using 04.
【００３６】（５）第５の実施の形態
本発明の第５の実施の形態の画像処理装置について、図
５を用いて説明する。本実施の形態は、請求項５記載の
内容に相当する。図５は、本発明の第５の実施の形態に
関わる振動計測手段１０１の構成図である。図５におい
て、５０１は２次関数近似手段で、第２の積分手段で演
算した位置データ２０６を２次関数に近似する演算を行
い、近似した係数（近似係数５０３）を出力する。２次
関数の近似は、例えば以下のように行えば良い。近似係
数５０３をＡ、Ｂ、Ｃとし、求める２次関数ｑ（ｔ）を
ｑ（ｔ）＝Ａｔ２＋Ｂｔ＋Ｃ・・・・（３）
とする。ここでｔは時間である。位置データ２０６ｐ
（ｔｉ）を用いて評価関数(5) Fifth Embodiment An image processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment corresponds to the contents of claim 5. FIG. 5 is a configuration diagram of the vibration measuring unit 101 according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 501 denotes a quadratic function approximating means, which performs an operation for approximating the position data 206 calculated by the second integrating means to a quadratic function, and outputs an approximated coefficient (approximate coefficient 503). The approximation of the quadratic function may be performed as follows, for example. The approximation coefficient 503 is A, B, and C, and the quadratic function q (t) to be obtained is q (t) = At 2 + Bt + C ... (3). Where t is time. Position data 206p
Evaluation function using (t i ).
【数２】
を最小にする近似係数５０３を、正規方程式を解くこと
によって求めることができる。５０２は位置補正手段
で、例えば次式を演算することで位置データ２０６ｐ
（ｔｉ）を補正する。[Equation 2] The approximate coefficient 503 that minimizes can be obtained by solving a normal equation. A position correction unit 502 calculates position data 206p by calculating the following expression, for example.
Correct (t i ).
【００３７】
ｒ（ｔｉ）＝ｐ（ｔｉ）−ｑ（ｔｉ）・・・・（５）
ここで、ｒ（ｔｉ）は位置補正手段５０２によって演算
された補正位置データ５０４である。この２次関数を求
めて、位置データ２０６を２次関数分引く演算を行う理
由は、第３の実施の形態で説明したように、ドリフトの
影響を軽減するためである。例えば、加速度データ２０
４がオフセットを持っているとし、加速度データ２０４
を第１の積分手段２０２と第２の積分手段２０３により
２回の積分演算を行うと、オフセット分が時間に関する
２次の項（ドリフト）となって現れる。本実施の形態
は、このドリフトの影響を軽減するものであり、加速度
データ２０４に対して行った２回の積分演算によって生
じた２次のドリフトを、近似した２次関数分で引くよう
にするものである。R (t i ) = p (t i ) −q (t i ) ... (5) where r (t i ) is the corrected position data 504 calculated by the position correction means 502. . The reason why this quadratic function is calculated and the position data 206 is subtracted by the quadratic function is to reduce the influence of drift, as described in the third embodiment. For example, acceleration data 20
If 4 has an offset, the acceleration data 204
When the integral calculation is performed twice by the first integrating means 202 and the second integrating means 203, the offset appears as a quadratic term (drift) with respect to time. In the present embodiment, the effect of this drift is reduced, and the quadratic drift caused by the two integral operations performed on the acceleration data 204 is subtracted by the approximated quadratic function. It is a thing.
【００３８】以上説明したように、本発明の第５の実施
の形態（請求項５記載の例）は、２次関数近似手段５０
１が位置データ２０６を２次関数で近似し、位置補正手
段５０２が位置データ２０６から２次関数分の差分を演
算して補正するので、積分手段にて発生したオフセット
の影響が削減でき、請求項２記載の画像処理装置と比較
して、より良好に位置データ（補正位置データ５０４）
を演算することができ、従って、より良好に対象物Ａ０
４に関する正しい距離画像（補正距離画像１０４）を作
成することができるという効果がある。その結果、例え
ば、補正距離画像１０４を用いて３次元物体検出等をよ
り良好に行うことができるという効果がある。As described above, in the fifth embodiment of the present invention (example of claim 5), the quadratic function approximating means 50 is used.
1 approximates the position data 206 with a quadratic function, and the position correction unit 502 calculates and corrects the difference of the quadratic function from the position data 206, so that the influence of the offset generated in the integration unit can be reduced, and the claim Better position data (corrected position data 504) than the image processing device according to item 2.
Can be calculated, and thus the object A0 can be better
There is an effect that a correct distance image (corrected distance image 104) regarding No. 4 can be created. As a result, for example, there is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better using the corrected distance image 104.
【００３９】（６）第６の実施の形態
本発明の第６の実施の形態の画像処理装置について、図
６を用いて説明する。本実施の形態は、請求項６記載の
内容に相当する。図６は、本発明の第６の実施の形態に
関わる距離画像補正手段１０２の動作説明図である。図
６において、６０１は距離画像グラフで、縦軸の距離画
像有無６０３と横軸の時間６０４とで構成される。距離
画像有無６０３は、距離画像Ａ０２のＸＹＺ座標値が存
在するかしないかを表しており、図６では、存在する場
合に縦棒を描いている。６０２は振動データグラフで、
縦軸の振動データ１０３と横軸の時間６０４とで構成さ
れる。６０５は時刻ｔｃの距離画像画素で、今、この画
素に注目する。一般に、距離計測手段Ａ０１と振動計測
手段１０１とは別の装置で構成されているため、距離画
像Ａ０２の画素と振動データ１０３とは同期が取れてい
ない。従って、本実施の形態では、時刻ｔｃの距離画像
画素６０５と時間的に近い振動データ１０３を採用す
る。図６の振動データグラフ６０２の場合、時刻ｔｃの
距離画像画素６０５と時間的に近い振動データ１０３に
は、第１の振動データ６０６と第２の振動データ６０７
とがある。図６の場合、Ｌ１とＬ２との距離から第１の
振動データ６０６の方が時間的に近い。従って、時刻ｔ
ｃの距離画像画素６０５に対応する振動データ１０３と
して第１の振動データ６０６を採用する。(6) Sixth Embodiment An image processing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment corresponds to the content of claim 6. FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the distance image correction means 102 according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 6, a range image graph 601 is composed of a range image presence / absence 603 on the vertical axis and a time 604 on the horizontal axis. The distance image presence / absence 603 indicates whether or not the XYZ coordinate values of the distance image A02 exist, and in FIG. 6, a vertical bar is drawn when they exist. 602 is a vibration data graph,
It is composed of vibration data 103 on the vertical axis and time 604 on the horizontal axis. Reference numeral 605 is a distance image pixel at time t c , and attention is focused on this pixel now. In general, since the distance measuring unit A01 and the vibration measuring unit 101 are configured by different devices, the pixels of the distance image A02 and the vibration data 103 are not synchronized. Therefore, in the present embodiment, the vibration data 103 that is temporally close to the distance image pixel 605 at time t c is adopted. In the case of the vibration data graph 602 of FIG. 6, the first vibration data 606 and the second vibration data 607 are included in the vibration data 103 that is temporally close to the distance image pixel 605 at the time t c.
There is. In the case of FIG. 6, the first vibration data 606 is closer in time than the distance between L 1 and L 2 . Therefore, time t
The first vibration data 606 is adopted as the vibration data 103 corresponding to the distance image pixel 605 of c .
【００４０】以上説明したように、本発明の第６の実施
の形態（請求項６記載の例）は、距離画像補正手段１０
２によって、ある時刻の距離画像（時刻ｔｃの距離画像
画素６０５）に最も近い振動データ（第１の振動データ
６０６）が選ばれ、第１の振動データ６０６を利用して
時刻ｔｃの距離画像画素６０５を補正するので、対象物
Ａ０４に関する正しい距離画像（補正距離画像１０４）
を作成することができるという効果がある。その結果、
例えば、補正距離画像１０４を用いて３次元物体検出等
をより良好に行うことができるという効果がある。ま
た、一般に距離計測手段Ａ０１と振動計測手段１０１と
は別の装置で構成されるが、ある時刻の距離画像（時刻
ｔｃの距離画像画素６０５）に最も近い振動データ（第
１の振動データ６０６）を選ぶように同期を取るため、
ハードウェアを改作することなく容易に装置を構成する
ことができるという効果がある。As described above, the sixth embodiment (example of claim 6) of the present invention is the distance image correction means 10.
The 2 closest vibration data a distance image of a time (distance image pixel 605 at time t c) (first vibration data 606) is selected, the distance of time t c using the first vibration data 606 Since the image pixel 605 is corrected, a correct range image (correction range image 104) regarding the object A04 is obtained.
There is an effect that can be created. as a result,
For example, there is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better using the corrected distance image 104. Further, although the distance measuring unit A01 and the vibration measuring unit 101 are generally configured by different devices, the vibration data (first vibration data 606) closest to the distance image at a certain time (distance image pixel 605 at the time t c ). ) To synchronize,
There is an effect that the device can be easily configured without modifying the hardware.
【００４１】（７）第７の実施の形態
本発明の第７の実施の形態の画像処理装置について、図
７を用いて説明する。本実施の形態は、請求項７記載の
内容に相当する。図７は、本発明の第７の実施の形態に
関わる距離画像補正手段１０２の動作説明図である。図
７において、７０１は振動補間データで、第１の振動デ
ータ６０６と第２の振動データ６０７とを補間したデー
タである。それ以外の構成要素については、第６の実施
の形態と同じである。時刻ｔｃの距離画像画素６０５を
補正するのに関し、第６の実施の形態が時刻ｔｃの距離
画像画素６０５と時間的に近い振動データ１０３（この
場合第１の振動データ６０６）を採用するのに対し、本
実施の形態では、時間的に近い２つの振動データ１０３
（この場合第１の振動データ６０６と第２の振動データ
６０７）とを補間した振動補間データ７０１を採用す
る。この補間演算は例えば以下のように行えばよい。第
１の振動データ６０６の時刻をｔｓ、振動データをｐ
（ｔｓ）、第２の振動データ６０７の時刻をｔｅ、振動
データをｐ（ｔｅ）とした時、時刻ｔｃにおける振動補
間データ７０１ｐ（ｔｃ）は次式により求めることがで
きる。(7) Seventh Embodiment An image processing apparatus according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment corresponds to the content of claim 7. FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the distance image correction means 102 according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 7, reference numeral 701 is vibration interpolation data, which is data obtained by interpolating the first vibration data 606 and the second vibration data 607. The other components are the same as those in the sixth embodiment. Regarding the correction of the distance image pixel 605 at time t c , the sixth embodiment employs the vibration data 103 (in this case, the first vibration data 606) temporally close to the distance image pixel 605 at time t c. On the other hand, in the present embodiment, two vibration data 103 that are close in time are used.
The vibration interpolation data 701 obtained by interpolating (in this case, the first vibration data 606 and the second vibration data 607) is adopted. This interpolation calculation may be performed as follows, for example. The time of the first vibration data 606 is t s , and the vibration data is p
(T s ), assuming that the time of the second vibration data 607 is t e and the vibration data is p (t e ), the vibration interpolation data 701p (t c ) at the time t c can be obtained by the following equation.
【００４２】[0042]
【数３】
本実施の形態の場合、時刻ｔｃの距離画像画素６０５に
対応する振動データ１０３として式（６）で求めた振動
補間データ７０１ｐ（ｔｃ）を採用する。[Equation 3] In the case of the present embodiment, as the vibration data 103 corresponding to the distance image pixel 605 at time t c , the vibration interpolation data 701p (t c ) obtained by the equation (6) is adopted.
【００４３】以上説明したように、本発明の第７の実施
の形態（請求項７記載の例）は、距離画像補正手段１０
２が、ある時刻の距離画像（時刻ｔｃの距離画像画素６
０５）の前後２つの時刻の振動データ（第１の振動デー
タ６０６及び第２の振動データ６０７）から補間した振
動補間データ７０１を演算し、振動補間データ７０１を
利用して時刻ｔｃの距離画像画素６０５を補正するの
で、請求項６記載の画像処理装置と比較して、より良好
に時刻ｔｃの距離画像画素６０５に対応する振動データ
（振動補間データ７０１）を利用することができ、従っ
て、より良好に対象物Ａ０４に関する正しい距離画像
（補正距離画像１０４）を作成することができるという
効果がある。その結果、例えば、補正距離画像１０４を
用いて３次元物体検出等をより良好に行うことができる
という効果がある。また、一般に距離計測手段Ａ０１と
振動計測手段１０１とは別の装置で構成されるが、ある
時刻の距離画像（時刻ｔｃの距離画像画素６０５）の前
後２つの時刻の振動データ（第１の振動データ６０６及
び第２の振動データ６０７）から補間した振動補間デー
タ７０１を選ぶように同期を取るため、ハードウェアを
改作することなく容易に装置を構成することができると
いう効果がある。As described above, in the seventh embodiment of the present invention (example of claim 7), the range image correction means 10 is used.
2 is a distance image at a certain time (the distance image pixel 6 at the time t c
05) before and after two times of vibration data (first vibration data 606 and second vibration data 607) are interpolated, and the vibration interpolation data 701 is used to calculate the distance image at time t c . Since the pixel 605 is corrected, the vibration data (vibration interpolation data 701) corresponding to the distance image pixel 605 at the time t c can be used better as compared with the image processing device according to claim 6. There is an effect that a correct distance image (corrected distance image 104) regarding the object A04 can be created more satisfactorily. As a result, for example, there is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better using the corrected distance image 104. In general, the distance measuring unit A01 and the vibration measuring unit 101 are configured by different devices, but the vibration data at two times before and after the distance image at a certain time (the distance image pixel 605 at the time t c ) (first time). Since the vibration interpolation data 701 interpolated from the vibration data 606 and the second vibration data 607) is synchronized, there is an effect that the apparatus can be easily configured without modifying the hardware.
【００４４】以上、本発明の実施の形態を個別に説明し
たが、本発明はこれに限るものではなく、必要に応じて
複数組み合わせて利用しても良い。Although the embodiments of the present invention have been individually described above, the present invention is not limited to this, and a plurality of combinations may be used as necessary.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の画像処理装置によれば、振動計測手段が距離計測
手段に与えられた振動を計測し、振動データを生成し、
距離画像補正手段が振動データに基づいて距離計測手段
で取得された距離画像の振動を局所的に補正するため、
対象物に関する正しい距離画像を作成することができ、
例えば、この距離画像を用いて３次元物体検出等を良好
に行うことができるという効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention.
According to the image processing device described, the vibration measuring means measures the vibration given to the distance measuring means, and generates vibration data,
Since the distance image correction means locally corrects the vibration of the distance image acquired by the distance measurement means based on the vibration data,
You can create the correct range image of the object,
For example, there is an effect that it is possible to favorably perform three-dimensional object detection and the like using this distance image.
【００４６】また、本発明の請求項２記載の画像処理装
置によれば、加速度計測手段を複数用いて加速度データ
を計測し、１つの加速度計測手段に対する２つの積分手
段で加速度データを位置データに変換し、位置データを
距離画像の補正に用いるので、距離計測手段が持つＸＹ
Ｚ座標系の各軸方向の振動が補正でき、請求項１記載の
画像処理装置と比較して、より良好に対象物に関する正
しい距離画像を作成することができ、例えば、この距離
画像を用いて３次元物体検出等をより良好に行うことが
できるという効果がある。According to the second aspect of the present invention, the acceleration data is measured using a plurality of acceleration measuring means, and the acceleration data is converted into position data by two integrating means for one acceleration measuring means. XY that the distance measuring means has because it is converted and the position data is used to correct the distance image.
Vibration in each axial direction of the Z coordinate system can be corrected, and a correct distance image regarding the object can be created better than in the image processing device according to claim 1. For example, using this distance image There is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better.
【００４７】また、本発明の請求項３記載の画像処理装
置によれば、開始データ抽出手段が計測開始時の加速度
データを抽出し、差分手段が加速度データと計測開始時
の加速度データとの差分を演算し、後段の積分手段が加
速度データと計測開始時の加速度データとの差分を用い
て積分演算を行うので、積分演算を行う際のオフセット
による影響が軽減でき、請求項２記載の画像処理装置と
比較して、より良好に位置データを演算することがで
き、従って、より良好に対象物に関する正しい距離画像
を作成することができるという効果がある。その結果、
例えば、この距離画像を用いて３次元物体検出等をより
良好に行うことができるという効果がある。Further, according to the image processing apparatus of the third aspect of the present invention, the start data extracting means extracts the acceleration data at the start of measurement, and the difference means makes a difference between the acceleration data and the acceleration data at the start of measurement. And the integrating means in the subsequent stage performs the integral calculation by using the difference between the acceleration data and the acceleration data at the time of measurement start, so that the influence of the offset when performing the integral calculation can be reduced, and the image processing according to claim 2. Compared with the device, the position data can be calculated better, and thus the correct range image of the object can be created better. as a result,
For example, there is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better using this range image.
【００４８】また、本発明の請求項４記載の画像処理装
置によれば、平均値演算手段が加速度データの平均値を
演算し、差分手段が加速度データと平均値との差分を演
算し、後段の積分手段が加速度データと平均値との差分
を用いて積分演算を行うので、積分演算を行う際のオフ
セットによる影響が軽減でき、請求項２記載の画像処理
装置と比較して、より良好に位置データを演算すること
ができ、従って、より良好に対象物に関する正しい距離
画像を作成することができるという効果がある。その結
果、例えば、この距離画像を用いて３次元物体検出等を
より良好に行うことができるという効果がある。According to the image processing apparatus of the fourth aspect of the present invention, the average value calculation means calculates the average value of the acceleration data, and the difference means calculates the difference between the acceleration data and the average value, and the latter stage Since the integrating means performs the integral calculation by using the difference between the acceleration data and the average value, the influence of the offset at the time of performing the integral calculation can be reduced, which is better than the image processing apparatus according to claim 2. There is an effect that the position data can be calculated, and thus a correct range image regarding the object can be created better. As a result, for example, there is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better using this range image.
【００４９】また、本発明の請求項５記載の画像処理装
置によれば、２次関数近似手段が位置データを２次関数
で近似し、位置補正手段が位置データから２次関数分の
差分を演算して補正するので、積分手段にて発生したオ
フセットの影響が削減でき、請求項２記載の画像処理装
置と比較して、より良好に位置データを演算することが
でき、従って、より良好に対象物に関する正しい距離画
像を作成することができるという効果がある。その結
果、例えば、この距離画像を用いて３次元物体検出等を
より良好に行うことができるという効果がある。According to the image processing apparatus of the fifth aspect of the present invention, the quadratic function approximating means approximates the position data by a quadratic function, and the position correcting means calculates the difference from the position data by the quadratic function. Since the correction is performed by the calculation, the influence of the offset generated in the integration means can be reduced, and the position data can be calculated more favorably as compared with the image processing device according to claim 2, and therefore, the better. There is an effect that it is possible to create a correct distance image regarding the object. As a result, for example, there is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better using this range image.
【００５０】また、本発明の請求項６記載の画像処理装
置によれば、距離画像補正手段によって、ある時刻の距
離画像に最も近い振動データが選ばれ、その振動データ
を利用して距離画像を補正するので、対象物に関する正
しい距離画像を作成することができるという効果があ
る。その結果、例えば、この距離画像を用いて３次元物
体検出等をより良好に行うことができるという効果があ
る。また、一般に距離計測手段と振動計測手段とは別の
装置で構成されるが、ある時刻の距離画像に最も近い振
動データを選ぶように同期を取るため、ハードウェアを
改作することなく容易に装置を構成することができると
いう効果がある。Further, according to the image processing apparatus of the sixth aspect of the present invention, the distance image correction means selects the vibration data closest to the distance image at a certain time, and the distance data is used to generate the distance image. Since the correction is performed, there is an effect that a correct range image regarding the object can be created. As a result, for example, there is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better using this range image. In addition, although the distance measuring means and the vibration measuring means are generally constituted by different devices, synchronization is performed so that the vibration data closest to the distance image at a certain time is selected, so that the device can be easily adjusted without reworking the hardware. Is effective.
【００５１】また、本発明の請求項７記載の画像処理装
置によれば、距離画像補正手段が、ある時刻の距離画像
の前後２つの時刻の振動データから補間した振動補間デ
ータを演算し、振動補間データを利用して距離画像を補
正するので、請求項６記載の画像処理装置と比較して、
より良好に距離画像に対応する振動データを利用するこ
とができ、従って、より良好に対象物に関する正しい距
離画像を作成することができるという効果がある。その
結果、例えば、この距離画像を用いて３次元物体検出等
をより良好に行うことができるという効果がある。ま
た、一般に距離計測手段と振動計測手段とは別の装置で
構成されるが、ある時刻の距離画像の前後２つの時刻の
振動データから補間した振動補間データを選ぶように同
期を取るため、ハードウェアを改作することなく容易に
装置を構成することができるという効果がある。Further, according to the image processing apparatus of the seventh aspect of the present invention, the distance image correction means calculates the vibration interpolation data interpolated from the vibration data at two times before and after the distance image at a certain time, and shakes the vibration. Since the distance image is corrected using the interpolation data, as compared with the image processing device according to claim 6,
There is an effect that the vibration data corresponding to the distance image can be better utilized, and thus the correct distance image regarding the object can be better produced. As a result, for example, there is an effect that three-dimensional object detection and the like can be performed better using this range image. Further, the distance measuring means and the vibration measuring means are generally constituted by different devices, but since synchronization is performed so as to select vibration interpolation data interpolated from vibration data at two times before and after a distance image at a certain time, hardware is used. There is an effect that the device can be easily configured without modifying the wear.
【図１】本発明の第１の実施の形態に関わる距離画像取
得システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a distance image acquisition system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態に関わる振動計測手
段の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of vibration measuring means according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施の形態に関わる振動計測手
段の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of vibration measuring means according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施の形態に関わる振動計測手
段の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of vibration measuring means according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第５の実施の形態に関わる振動計測手
段の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of vibration measuring means according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第６の実施の形態に関わる距離画像補
正手段の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of a distance image correction unit according to a sixth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第７の実施の形態に関わる距離画像補
正手段の動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the distance image correction means according to the seventh embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施の形態に関わる補正距離画像の１
例である。FIG. 8 is a correction range image 1 according to the embodiment of the present invention.
Here is an example.
【図９】手ぶれ防止装置を組み込んだビデオカメラ本体
の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a video camera body incorporating a camera shake prevention device.
【図１０】従来の距離画像取得システムの構成図であ
る。FIG. 10 is a block diagram of a conventional range image acquisition system.
【図１１】振動の影響を受けた距離画像の１例である。FIG. 11 is an example of a range image affected by vibration.
１０１ 振動計測手段 １０２ 距離画像補正手段 １０３ 振動データ １０４ 補正距離画像 ２０１ 加速度計測手段 ２０２ 第１の積分手段 ２０３ 第２の積分手段 ２０４ 加速度データ ２０５ 速度データ ２０６ 位置データ ２０７ 振動計測手段座標系 ３０１ 開始データ抽出手段 ３０２ 第１の差分手段 ３０３ 加速度開始データ ３０４ 加速度差分データ ４０１ 平均値演算手段 ４０２ 第２の差分手段 ４０３ 加速度平均データ ５０１ ２次関数近似手段 ５０２ 位置補正手段 ５０３ 近似係数 ５０４ 補正位置データ ６０１ 距離画像グラフ ６０２ 振動データグラフ ６０３ 距離画像有無 ６０４ 時間 ６０５ 時刻ｔｃの距離画像画素 ６０６ 第１の振動データ ６０７ 第２の振動データ ７０１ 振動補間データ Ａ０１ 距離計測手段 Ａ０２ 距離画像 Ａ０３ 支持手段 Ａ０４ 対象物 １ 撮影レンズ ２ ＣＣＤ ３ カメラ部 ４ 走査位置制御部 ５ 縦ぶれ検出用加速度センサ ６ 横ぶれ検出用加速度センサ ７ 録画部 Ｓ１，Ｓ２ 手ぶれ信号 101 Vibration measuring means 102 distance image correction means 103 Vibration data 104 corrected range image 201 Acceleration measuring means 202 first integrating means 203 Second integrating means 204 acceleration data 205 speed data 206 position data 207 Vibration measuring means Coordinate system 301 Start data extraction means 302 First difference means 303 Acceleration start data 304 Acceleration difference data 401 Mean value calculation means 402 Second difference means 403 Acceleration average data 501 quadratic function approximating means 502 Position correction means 503 Approximation coefficient 504 corrected position data 601 Distance image graph 602 Vibration data graph 603 Presence or absence of range image 604 hours 605 Distance image pixel at time tc 606 First vibration data 607 Second vibration data 701 Vibration interpolation data A01 Distance measuring means A02 range image A03 Supporting means A04 Target 1 Shooting lens 2 CCD 3 camera section 4 Scan position controller 5 Accelerometer for vertical shake detection 6 Lateral shake detection acceleration sensor 7 Recording section S1, S2 Shake signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋口 幸男 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 (72)発明者 岩下 朋亨 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82号 九州電力株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA06 BB05 DD14 EE06 FF04 FF09 JJ03 JJ26 QQ14 QQ17 QQ42 2F112 AA10 BA06 CA08 DA15 DA25 FA03 FA31 FA35 FA45 5C022 AA00 AB55 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Yukio Hashiguchi 2-1, Kurosaki Shiroishi, Hachiman Nishi-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture Yasukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Tomoki Iwashita 2-82 Watanabe-dori 2-chome, Chuo-ku, Fukuoka-shi, Fukuoka Kyushu Electric Power Co., Inc. F term (reference) 2F065 AA06 BB05 DD14 EE06 FF04 FF09 JJ03 JJ26 QQ14 QQ17 QQ42 2F112 AA10 BA06 CA08 DA15 DA25 FA03 FA31 FA35 FA45 5C022 AA00 AB55
Claims (7)
関する距離画像を取得する距離計測手段と、前記距離計
測手段を支持する支持手段とを有する画像処理装置にお
いて、前記距離計測手段と相対的な位置変化を伴わず、
前記距離計測手段の振動データを計測する振動計測手段
と、前記距離画像と前記振動データとから前記距離画像
の振動を補正する距離画像補正手段とを有し、前記距離
画像を前記振動計測手段で計測した前記振動データに基
づいて前記距離画像補正手段で補正することを特徴とす
る画像処理装置。1. An image processing apparatus having an object to be measured, a distance measuring means for acquiring a distance image of the object, and a supporting means for supporting the distance measuring means. Without changing the physical position,
Vibration measuring means for measuring the vibration data of the distance measuring means, and distance image correcting means for correcting the vibration of the distance image from the distance image and the vibration data, the distance image by the vibration measuring means. An image processing apparatus, wherein the distance image correction means corrects the vibration data based on the measured vibration data.
加速度計測手段と、１つの前記加速度計測手段に対して
２つの積分手段とを有し、前記加速度計測手段で計測さ
れる加速度データを位置データに変換し、前記振動デー
タを前記位置データとすることを特徴とする請求項１記
載の画像処理装置。2. The vibration measuring means includes at least one acceleration measuring means and two integrating means for one acceleration measuring means, and the acceleration data measured by the acceleration measuring means is used as position data. The image processing device according to claim 1, wherein the vibration data is converted into the position data.
段に、計測開始時の前記加速度データを抽出する開始デ
ータ抽出手段と、前記加速度データと前記計測開始時の
加速度データとの差分を演算する差分手段とを有するこ
とを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。3. The vibration measuring means, in front of the integrating means, calculates start data extracting means for extracting the acceleration data at the start of measurement, and a difference between the acceleration data and the acceleration data at the start of measurement. The image processing apparatus according to claim 2, further comprising:
段に、前記加速度データの平均値を演算する平均値演算
手段と、前記加速度データと前記平均値との差分を演算
する差分手段とを有することを特徴とする請求項２記載
の画像処理装置。4. The vibration measuring means comprises, before the integrating means, an average value calculating means for calculating an average value of the acceleration data and a difference means for calculating a difference between the acceleration data and the average value. The image processing apparatus according to claim 2, further comprising:
段に、前記位置データを２次関数に近似する２次関数近
似手段と、前記位置データと前記２次関数の分との差分
演算で前記位置データを補正する位置補正手段とを有す
ることを特徴とする請求項２から４までのいずれか１つ
に記載の画像処理装置。5. The vibration measuring means comprises a quadratic function approximating means for approximating the position data into a quadratic function and a difference calculation between the position data and the quadratic function after the integrating means. The image processing apparatus according to any one of claims 2 to 4, further comprising a position correction unit that corrects the position data.
記距離画像と、前記時刻に最も近い前記振動データとを
用いて、前記距離画像を補正することを特徴とする請求
項１から５までのいずれか１つに記載の画像処理装置。6. The distance image correcting means corrects the distance image by using the distance image at a certain time and the vibration data closest to the time. The image processing device according to any one of 1.
記距離画像と、前記時刻に近い２つの前記振動データを
補間した振動補間データとを用いて、前記距離画像を補
正することを特徴とする請求項１から５までのいずれか
１つに記載の画像処理装置。7. The distance image correction means corrects the distance image using the distance image at a certain time and vibration interpolation data obtained by interpolating two pieces of the vibration data close to the time. The image processing device according to any one of claims 1 to 5.
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