JP2006054681A - 移動体周辺監視装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基準カメラ12により基準画像Ibを撮像し、参照カメラ14により参照画像Irを撮像する。基準画像Ib及び参照画像Irから平面領域Πfを抽出する。基準画像Ibからエッジや特徴点を抽出したエッジ画像を作成し、平面領域Πfを除去した修正エッジ画像62を生成する。修正エッジ画像62のエッジや特徴点に対して参照画像Irを参照しながら物体検出処理を行う。
【選択図】図5
Description
前記撮像手段からのステレオ画像を用いてステレオ画像中の平面領域を抽出する平面領域抽出手段と、
前記平面領域抽出手段によって抽出された平面領域以外の領域に対して物体検出処理を行う物体検出手段とを備えることを特徴とする(請求項1記載の発明)。
前記物体検出手段による物体検出処理は、前記平面領域抽出手段によって抽出された平面領域以外の領域の前記特徴点に対して前記参照画像を参照しながらステレオマッチングを用いて物体検出処理を行うようにしてもよい(請求項3記載の発明)。基準画像の平面領域以外の領域の特徴点のみ用いるため、平面領域で抽出された特徴点をステレオマッチングすることが防止され、計算時間を短縮することができるとともに計算コストの低廉化を図ることができる。
前記平面パラメータ算出手段によって算出された位置姿勢パラメータを用いて、物体の前記平面を基準とした空間位置を算出する物体位置算出手段と、を備えるようにしてもよい(請求項5記載の発明)。
基準画像Ib及び参照画像Irに係る画像情報を取得する。
射影変換行列算出部28において、画像記憶部22に記憶された基準画像Ib及び参照画像Irを用いて、路面に対する射影変換行列Hを動的に推定する。
と表すことができる。なお、dXは、微小変化行列DXのパラメータをベクトルで表したものである。
平面領域抽出部32において、ステップS1で推定した射影変換行列Hを用いて、車両10が走行可能な道路平面領域を抽出する。この抽出処理について、図5を参照して説明する。
平面パラメータ算出部30において、ステップS1で推定した射影変換行列Hを用いて、平面Πの平面パラメータである法線ベクトルn及び基準カメラ12の光学中心Oから平面Πまでの距離dを求める。
(I) 重解を持たない場合(σ1≠σ2≠σ3)
(II) 重解を持つ場合(σ1=σ2≠σ3 又は σ1≠σ2=σ3)
(III) 3重解を持つ場合(σ1=σ2=σ3)
に場合分けして考える。(I)及び(II)の場合は、k=±σ1若しくはk=±
σ3とすると、(3−9)式から算出されるn′が単位ベクトルであることに矛盾する。したがって、いずれの場合でもk=±σ2として求められることになる。また、k=−σ2の場合は2台のカメラ(基準カメラ12及び参照カメラ14)が平面を挟むような配置となるため除外され、kはσ2として求められることになる。なお、(III)の3重解の場合は、2台の基準カメラ12及び参照カメラ14の光学中心が一致し、回転のみの場合であるため、除外する。
となる。
ステップS4は物体を検出する処理であり、図6に示すステップS41〜ステップS46のサブルーチン処理からなる。
ステップS5は物体の相対速度を算出する処理であり、図18に示すステップS51〜ステップS55のサブルーチン処理からなる。
このステップS6は、自車である車両10の自車速度ベクトルVV(図25参照)を求めるために、道路平面Πを仮想的に上方から見たVPP画像を生成するための処理であり、図28に示すステップS61〜ステップS63のサブルーチン処理からなる。すなわち、ステップS61において、基準画像IbをVPP画像に変換(以下、VPP変換とも呼ぶ)するための変換式HVPPを算出する。この後、ステップS62において、求められた変換式HVPPを用いて、前記基準画像IbをVPP画像IVに変換し、記録する(図33参照)。さらに、ステップS63において、同じ変換式HVPPを用いて前記平面領域ΠfをVPP変換して記録する(図34参照)。以下、各ステップS61〜S63について詳細に説明する。
ステップS7は、前記ステップS6で求めたVPP画像IV及びVPP平面画像IVfに基づいて、車両10の自車速度ベクトルVV(図25参照)を求めるための処理であり、図35に示すステップS71〜ステップS77のサブルーチン処理からなる。なお、以下の説明においては、現時刻の処理で得られたVPP画像IV及びVPP平面画像IVfをVPP画像IV(t)及びVPP平面画像IVf(t)と表し、前時刻に得られたものをVPP画像IV(t−1)及びVPP平面画像IVf(t−1)と表して区別する。また、ワールド座標系では車両10の前後方向が座標Zw(図10参照)として規定されているが、前記のとおり、VPP画像IVでは前後方向がY軸と規定されているため、以下のステップS7に関する説明では車両10の前後方向に対応するパラメータには添え字「Y」又は「y」を付けて表す。
ステップS8は、検出した物体が静止物体であるか移動物体であるかを判断する処理であり、図38に示すステップS81〜S84のサブルーチン処理からなる。
14…参照カメラ 16…演算処理装置
18、20…画像処理部 22…画像記憶部
24…演算制御部 26…パラメータ記憶部
28…射影変換行列算出部 30…平面パラメータ算出部
32…平面領域抽出部 34…物体検出部
36…物体相対速度算出部 38…仮想投影面画像生成部
40…自車速度算出部 42…物体絶対速度算出部
44…表示処理部 50…投票面
52a〜52c、54a〜54c…クラスタ
60…エッジ画像 62…修正エッジ画像
80a〜80c…テンプレート 82a…物体位置領域
Ab、Ar…内部パラメータ Cc…カメラ座標
Cw…ワールド座標 EP…エピポーラライン
H…射影変換行列 Ib…基準画像
Ir…参照画像 Π…平面
d…距離 n…法線ベクトル
t…並進ベクトル
Claims (5)
- 複数のカメラにより、基準画像と参照画像とを含むステレオ画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段からのステレオ画像を用いてステレオ画像中の平面領域を抽出する平面領域抽出手段と、
前記平面領域抽出手段によって抽出された前記平面領域以外の領域に対して物体検出処理を行う物体検出手段と、
を備えることを特徴とする移動体周辺監視装置。 - 請求項1記載の移動体周辺監視装置において、
前記物体検出手段による物体検出処理は、前記ステレオ画像のステレオマッチングを用いた物体検出処理であることを特徴とする移動体周辺監視装置。 - 請求項1又は2記載の移動体周辺監視装置において、
前記基準画像上の特徴点を抽出する基準画像特徴点抽出手段を備え、
前記物体検出手段による物体検出処理は、前記平面領域抽出手段によって抽出された前記平面領域以外の領域の前記特徴点に対して前記参照画像を参照しながらステレオマッチングを用いて物体検出処理を行うことを特徴とする移動体周辺監視装置。 - 請求項3記載の移動体周辺監視装置において、
前記参照画像における前記平面領域抽出手段にて抽出された前記平面領域以外の領域から、前記特徴点の近傍小領域に対応する小領域を領域ベースマッチングによって特定する参照画像対応部探索手段を備えることを特徴とする移動体周辺監視装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の移動体周辺監視装置において、
カメラに対する前記平面領域に対応する平面の位置姿勢パラメータを算出する平面パラメータ算出手段と、
前記平面パラメータ算出手段によって算出された位置姿勢パラメータを用いて、物体の前記平面を基準とした空間位置を算出する物体位置算出手段と、
を備えることを特徴とする移動体周辺監視装置。
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