JP2006309455A - 特徴点検出装置及び距離測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】日照条件などの外的要因の影響が低減され、人体頭部の特徴点を短時間で正確に検出することのできる特徴点検出装置及び距離測定装置を提供する。
【解決手段】位置検出部２は、人体の頭部Ｍを撮影し撮像素子２３ａ，２３ｂを備える撮像装置２１ａ，２１ｂと、撮像装置２１ａ，２１ｂによって撮影された画像信号に基づいて特徴点を判断する特徴点検出部２２ａ，２２ｂと、を備えている。撮像素子２３ａ，２３ｂには入射光に含まれる垂直偏光と水平偏光が別々に結像される。特徴点検出部２２ａ，２２ｂは入射光に含まれる垂直偏光成分及び水平偏光成分の輝度値に基づいて特徴点を判断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特徴点を検出する特徴点検出装置、及び、特徴点までの距離を算出する距離測定装置に関する。

従来、車両には、乗員の安全を確保する乗員保護装置として、例えばシートベルト装置やエアバックなどが搭載されている。シートベルト装置やエアバックは衝突時や衝突後に乗員に作用する衝撃を緩和することを目的とする受動的な乗員保護装置である。しかしながら、衝突時に乗員に及ぶ衝撃の大きさを正確に予測することは困難であるため、乗員の体格や衝撃の大きさ等に応じた制御は困難である。より確実に乗員の安全を確保するためには衝突の発生を未然に防ぐことが最も効果的であり、近年においてはそのような考えに基づく能動的な乗員保護装置も数多く開発されている。

能動的な乗員保護装置として、例えば、乗員の居眠りを検知し警報を鳴らすことで衝突を防ぐ居眠り運転警報システムがある。例えば、特許文献１で開示された居眠り運転警報システムは、人体の頭部を撮像するＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラから出力された画像信号を分析して人体の頭部の特徴点として目を検出する映像処理部とを備えている。映像処理部は、まず、ＣＣＤカメラから出力されたグレイレベルの画像信号に対して、目と類似するグレイレベルのピクセルを１とし、その他のピクセルは０とする臨界値フィルタリングを通じて２進映像化を行う。居眠り運転警報システムは頭部の特徴点として検出された目を追従することで、乗員が居眠りしているか否かを判断することができる。なお、目は個人差の少ない部分であり人体の頭部の特徴点として適している。

検出された特徴点から乗員の頭部の位置を算出することにより、シートやシートベルトの位置をドライバの体格に合わせて自動的に設定することや、エアバッグが開かれるタイミングをより緻密に設定することや、乗員のわき見運転を検出することも可能となる。すなわち、乗員の姿勢を判断して乗員に注意を促すことで、より積極的に（能動的に）乗員の安全を確保することが可能となる。
特開２００１−１７８６号公報

しかしながら、上述した居眠り運転警報システムは、ＣＣＤカメラに結像される光の強さは日照条件などの外的要因の影響を受けるため、臨界値フィルタリングの閾値を日照条件等に応じて変化させる必要がある。よって、特徴点を正確に特定することができない、つまり乗員の頭部の位置を検出することができない。このため、居眠り運転警報システムにおいて、乗員に的確な注意を促すことができないという問題がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、日照条件などの外的要因の影響を低減し特徴点を短時間で正確に検出することのできる特徴点検出装置及び距離測定装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、対象物の撮像画像に含まれる特徴点を抽出する特徴点検出装置であって、対象物の反射光に含まれる第１偏光に基づく第１偏光画像及び前記反射光に含まれ前記第１偏光と直交する第２偏光に基づく第２偏光画像を生成する撮像手段と、前記第１偏光画像及び前記第２偏光画像に基づいて両偏光画像に含まれる特徴点を検出する検出手段と、を備えた。

また、請求項２に記載の発明は、前記対象物は人体の頭部であり、前記反射光には表面に水分を有する目にて反射した反射光が含まれる。
また、請求項３に記載の発明は、前記検出手段は、前記第１偏光画像及び第２偏光画像の各画素の輝度値を比較し、該比較結果に基づいて前記特徴点を検出する。

また、請求項４に記載の発明は、前記検出手段は、前記第１偏光画像の各画素の輝度値と前記第２偏光画像の各画素の輝度値との差と基準値とを比較し、該比較結果に基づいて前記特徴点を検出する。

また、請求項５に記載の発明は、前記検出手段は、前記第１偏光画像の各画素の輝度値と前記第２偏光画像の各画素の輝度値との比と基準値とを比較し、該比較結果に基づいて前記特徴点を検出する。

また、請求項６に記載の発明は、前記撮像手段は、前記対象物の反射光が入射され、制御された偏光電圧が印加される液晶パネルと、前記液晶パネルの透過光が入射され、直線偏光を透過する偏光フィルタと、前記偏光フィルタの透過光が入射され、前記偏光電圧に応じて前記第１偏光画像の画像データと前記第２偏光画像の画像データを生成する撮像素子と、を備えた。

また、請求項７に記載の発明は、対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、対象物の反射光に含まれる第１偏光に基づく第１偏光画像及び前記反射光に含まれ前記第１偏光と直交する第２偏光に基づく第２偏光画像を生成する第１撮像手段と、前記第１撮像手段により生成された前記第１偏光画像及び前記第２偏光画像に基づいて両偏光画像に含まれる特徴点を検出する第１検出手段と、前記対象物の反射光に含まれる第１偏光に基づく第１偏光画像及び前記反射光に含まれ前記第１偏光と直交する第２偏光に基づく第２偏光画像を生成する第２撮像手段と、前記第２撮像手段によって生成された前記第１偏光画像及び前記第２偏光画像に基づいて両偏光画像に含まれる特徴点を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段により検出された第１の特徴点と、前記第２検出手段により検出された第２の特徴点とに基づいて、前記対象物までの距離を算出する距離算出手段と、を備えた。

以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１に記載の発明によれば、水面やガラスにおける光のエネルギー反射率は垂直偏光成分と水平偏光成分とで異なるため、同一の対象物の撮像画像であるにもかかわらず、水分を有する部分に相当する部分において第１偏光画像と第２偏光画像との間に差が生じる。よって、頭部を撮影したとき水分を有する部分（目）と水分を有しない部分（目を除く部分）とを区別することが可能となり、水分を有する部分（個人差の少ない目）を対象物（頭部）の特徴点として検出することができる。また、日照状態等の外的要因が変化しても特徴点（目）を除く部分に対する垂直偏光と水平偏光の反射率がほぼ同じである、即ち垂直偏光画像における輝度値と水平偏光画像の輝度値が同じである。よって、特徴点を除く部分においては両偏光画像の輝度値の差分はほぼ０となり、外的要因による影響を受けることなく特徴点を正確に検出することができる。

請求項２に記載の発明によれば、水分を有する目と水分を有しない目を除く部分とを区別することが可能となり、水分を有し個人差の少ない目を頭部の特徴点として検出することができる。よって、人体頭部の存在を検知することができる。

請求項３に記載の発明によれば、垂直偏光画像の各画素の輝度値と水平偏光画像の各画素の輝度値との比較結果に基づいて特徴点を検出するため、特徴点を検出するための画像処理を短時間で行うことができる。すなわち、人体頭部の特徴点を短時間で正確に検出することに貢献することができる。

請求項４に記載の発明によれば、水分を有する目に相当する画素において、垂直偏光画像の輝度値と水平偏光画像の輝度値との差は大きくなる。よって、第１偏光画像の各画素の輝度値と第２偏光画像の各画素の輝度値との差と基準値とを比較することによって特徴点を判断することができる。

請求項５に記載の発明によれば、水分を有する目に相当する画素において、垂直偏光画像の輝度値と水平偏光画像の輝度値との比は１から離れる。よって、第１偏光画像の各画素の輝度値と第２偏光画像の各画素の輝度値との比と基準値（例えば、基準値＝１）とを比較することによって特徴点を判断することができる。

請求項６に記載の発明によれば、液晶に印加される電圧を変化させることにより撮像素子が受光する反射光の偏光方向が変化し、液晶の印加状態に応じて偏光フィルタによって垂直偏光成分と水平偏光成分とが抽出される。よって、撮像手段は、偏光フィルタや液晶などを回転させることなく垂直偏光画像と水平偏光画像とを撮像することができる。

請求項７に記載の発明によれば、距離算出手段により撮像素子から特徴点までの距離を算出することが可能となり乗員の頭部の位置を判断することができる。

本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１〜請求項７に記載の発明によれば、日照条件などの外的要因の影響が低減され人体頭部の特徴点を短時間で正確に検出することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る距離測定装置１の概略構成図である。図１に示すように、距離測定装置１は、対象物の位置を検出するための位置検出部２と、対象物までの距離を算出する距離算出手段としての距離算出部３と、から構成されている。

位置検出部２は、対象物の特徴点を検出する特徴点検出装置としての第１位置検出部２ａ及び第２位置検出部２ｂから構成され、第１位置検出部２ａ及び第２位置検出部２ｂは所定の距離Ｂだけ離間して水平方向に沿って並列されている。距離算出部３は、第１位置検出部２ａ（第１検出手段）及び第２位置検出部２ｂ（第２検出手段）の検出結果に基づいて特徴点、つまり対象物までの距離を算出する。

第１位置検出部２ａは、人体の頭部Ｍを撮影する撮像手段としての撮像装置２１ａと、撮像装置２１ａによって撮影された画像に基づいて特徴点を検出する検出手段としての特徴点検出部２２ａとを備えている。

撮像装置２１ａは、撮像素子２３ａとレンズ２４ａと、を備えている。また、撮像装置２１ａは、偏光電圧が印加される液晶パネル２５ａと、反射光の入射方向において液晶パネル２５ａとレンズ２４ａとの間に配設され直線偏光を透過する偏光フィルタ２６ａとを備えている。対象物（頭部Ｍ）に反射した反射光は、液晶パネル２５ａ、偏光フィルタ２６ａ、レンズ２４ａを介して撮像素子２３ａに結像される。

特徴点検出部２２ａは、液晶パネル２５ａに対して、反射光に含まれ互いに直交する２つの偏光（本実施形態では垂直偏光及び水平偏光）が偏光フィルタ２６ａを透過するように偏光電圧を供給する。つまり、図２（ａ）に示すように、偏光電圧が印加されていない（偏光電圧が０Ｖ）場合、液晶パネル２５ａは、入射光を９０度回転させて出射する。偏光フィルタ２６ａは、水平方向の偏光を透過するように配置されている。従って、液晶パネル２５ａ及び偏光フィルタ２６ａは、反射光に含まれる垂直偏光を透過する。

一方、偏光電圧が印加されている（偏光電圧が所定電圧）場合、図２（ｂ）に示すように、液晶パネル２５ａは、入射光を回転させずに出射する。偏光フィルタ２６ａは、水平方向の偏光を透過するように配置されている。従って、液晶パネル２５ａ及び偏光フィルタ２６ａは、反射光に含まれる水平偏光を透過する。

撮像装置２１ａは、光の垂直偏光成分のみの輝度に基づいて垂直偏光画像を作成し、光の水平偏光成分のみの輝度に基づいて水平偏光画像を作成する。すなわち、撮像装置２１ａは、図４に示すように、頭部Ｍによって反射された反射光の第１偏光画像としての水平偏光画像５と第２偏光画像としての垂直偏光画像４とを作成する。

なお、撮像素子２３ａに結像される光の偏光成分は液晶パネル２５ａに印加される電圧に応じて変化する。よって、撮像素子２３ａが受光する光の偏光方向（垂直偏光成分か水平偏光成分か）は液晶パネル２５ａによって瞬時に切り替えられ、撮像装置２１ａは反射光の垂直偏光画像４と水平偏光画像５とをほぼ同時刻に作成することができる。

撮像装置２１ａは、撮像素子２３ａの各画素に蓄えられた電荷に応じて画像データを作成する。画像データは、撮像素子２３ａの各画素が受光した光の明るさ（輝度値）を有する。撮像装置２１ａは、生成した画像データを特徴点検出部２２ａに出力する。

特徴点検出部２２ａは、例えば、ＣＰＵやプログラムＲＯＭを備えるコンピュータから構成されておりＣＰＵがプログラムＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することにより撮像装置２１ａを制御する。また、特徴点検出部２２ａは、撮像装置２１ａによって撮影された垂直偏光画像４及び水平偏光画像５に基づいて作成される判別画像６から人体頭部の特徴点を判断する特徴点判断処理を行う特徴点検出手段としての機能を有する。そして、特徴点検出部２２ａは、検出した特徴点の位置情報を距離算出部３に出力する。

ここで、垂直偏光画像４及び水平偏光画像５について説明する。
光の偏光特性として水面やガラスなどにおける光のエネルギー反射率は光に含まれる偏光成分毎に異なることが知られており、水やガラスなどに反射した反射光に含まれる垂直偏光成分のエネルギー強度と水平偏光成分のエネルギー強度との間には差が生じる。人体頭部において水分を有するのは目のみであるため、目に反射した反射光に含まれる垂直偏光成分と水平偏光成分とのエネルギー強度の差は、他の部分（皮膚など）に反射した反射光と比較して大きくなる。

よって、撮像装置２１ａによって撮像された垂直偏光画像４及び水平偏光画像５の画素データ毎の輝度値の差として判別輝度値を算出すると、水分を有する目に相当する判別輝度値の値が大きい部分Ｘとそうでない部分とが明確に区別された判別画像６が得られる。すなわち、判別画像６を得ることにより、特徴点Ｘとして目を検出することができる。

次に、図３を用いて特徴点判断処理について説明する。
特徴点判断処理は判別輝度値と基準値とを比較しその比較結果に基づいて特徴点Ｘを判断する処理である。特徴点検出部２２ａは、まず、撮像装置２１ａから垂直偏光画像４を取得する（ステップ１０１）。次に、特徴点検出部２２ａは、撮像装置２１ａから水平偏光画像５を取得する（ステップ１０２）。次に、特徴点検出部２２ａは、垂直偏光画像４及び水平偏光画像５の画素データの輝度値から判別輝度値を算出し判別輝度値を有する画素データによって構成された判別画像６を算出する（ステップ１０３）。次に、特徴点検出部２２ａは、判別画像６の画素データごとに判別輝度値と基準値とを比較する（ステップ１０４）。そして、特徴点検出部２２ａは、判別輝度値が基準値よりも大きい値となったときは特徴点Ｘと判断し（ステップ１０５）、判別輝度値が基準値以下の値のときは特徴点Ｘではないと判断し（ステップ１０６）本処理を終了する。

第２位置検出部２ｂは、第１位置検出部２ａと同様に構成されている。つまり、第２位置検出部２ｂは、撮像装置２１ｂと、特徴点検出部２２ｂとを備えている。撮像装置２１ｂは、撮像素子２３ｂと、レンズ２４ｂと、液晶パネル２５ｂと、偏光フィルタ２６ｂとを備えている。対象物（頭部Ｍ）に反射した反射光は、液晶パネル２５ｂ、偏光フィルタ２６ｂ、レンズ２４ｂを介して撮像素子２３ｂに結像される。

特徴点検出部２２ｂは、液晶パネル２５ｂに対して、反射光に含まれ互いに直交する２つの偏光（本実施形態では垂直偏光及び水平偏光）が偏光フィルタ２６ｂを透過するように偏光電圧を供給する。従って、撮像装置２１ｂは、反射光に含まれる垂直偏光に基づく垂直偏光画像の画像データと、反射光に含まれる水平偏光に基づく水平偏光画像の画像データとを生成する。画像データは、撮像素子２３ｂの各画素が受光した光の明るさ（輝度値）を有する。撮像装置２１ｂは、生成した画像データを特徴点検出部２２ｂに出力する。

特徴点検出部２２ｂは、撮像装置２１ｂを制御する。また、特徴点検出部２２ｂは、特徴点検出手段としての機能を有し、撮像装置２１ｂによって撮影された垂直偏光画像及び水平偏光画像の画像データに基づいて人体頭部の特徴点を検出し、検出した特徴点の位置情報を距離算出部３に出力する。

距離算出部３は、例えば、ＣＰＵやプログラムＲＯＭを備えるコンピュータから構成され、第１位置検出部２ａ及び第２位置検出部２ｂから出力された特徴点の検出結果に基づいて距離Ｌを算出する距離算出処理を行う。

距離算出部３による距離算出処理を図５〜７に従って説明する。
距離算出部３は、撮像装置２１ａ，２１ｂの間の距離Ｂと、レンズ２４ａ，２４ｂの焦点距離ｆと、特徴点検出部２２ａ，２２ｂから出力された第１判別画像６ａ及び第２判別画像６ｂと、に基づいて距離Ｌを算出する距離算出処理を行う。なお、以下の距離算出処理においては右目を特徴点Ｘ１、Ｘ２とし、特徴点Ｘ１，Ｘ２までの距離Ｌｒを算出する。

まず、距離算出部３は、特徴点判断処理によって特徴点検出部２２ａ，２２ｂから判別画像６ａ，６ｂ（図７参照）を取得する（ステップ２０１）。次に、距離算出部３は、判別画像６ａ，６ｂを解析し特徴点Ｘ１、Ｘ２の存在する位置を基準線Ｃからの距離Ｘｒ１、Ｘｒ２として算出する（ステップ２０２）。次に、距離算出部３は、撮像装置２１ａ，２１ｂとの間の距離Ｂ、焦点距離ｆ、第１判別画像６ａにおける距離Ｘｒ１、第２判別画像６ｂにおける距離Ｘｒ２、を特徴点までの距離Ｌｒを求める式（Ｌｒ＝Ｂ・ｆ／（Ｘｒ１＋Ｘｒ２））を用いて特徴点までの距離Ｌｒを算出する（ステップ２０３）。

上記した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）特徴点検出部２２ａ，２２ｂは、人体頭部の反射光に含まれる垂直偏光成分と水平偏光成分により人体頭部を撮像した垂直偏光画像と水平偏光画像に基づいて、両偏光画像に含まれる特徴点を抽出する。目のように液体によってぬれた部分は垂直偏光成分と水平偏光成分の反射率が異なるため、目の画素の輝度値は両偏光画像において異なる。一方、日照状態等の外的要因が変化しても目を除く部分に対する垂直偏光成分と水平偏光成分の反射率がほぼ同じであるため、両偏光画像の輝度値の差分はほぼ０となる。このため、外的要因による影響を受けることなく特徴点を正確に検出することができる。

（２）特徴点検出部２２ａ，２２ｂは、垂直偏光画像４及び水平偏光画像５に基づいて作成された判別画像６によって特徴点を検出する。目における両偏光画像の輝度値の差は、目以外の部分における両偏光画像の輝度値の差と異なる。従って、本実施形態では、両偏光画像の画像データの輝度の差を演算することにより目を検出するため、従来のように目を特定するために２進映像化された画像信号をさらに解析する方法に比べて処理時間が短く、また少ない負荷にて人体頭部の特徴点を正確に検出することができる。

（３）液晶パネル２５ａ，２５ｂに印加される電圧を変化させることで撮像素子２３ａ，２３ｂに結像される反射光の偏光方向を変化させることができる。よって、撮像装置２１ａ，２１ｂは偏光フィルタや液晶などを回転させるモータなどの駆動手段を必要とせず回転させることなく垂直偏光画像と水平偏光画像とを撮像するため、小さく軽い装置にて特徴点の検出、対象物までの距離の測定を行うことができる。

（４）距離算出部３によって撮像装置２１ａ，２１ｂから特徴点までの距離を算出する。よって、乗員の頭部の位置を判断することが可能となる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。

○上記実施形態では、液晶パネル２５ａ，２５ｂによって反射光の偏光方向を変化させたが、このような態様に限定されない。例えば、入射された光の偏光方向を所定角度回転させて出力する偏光回転手段としてのファラデーローテータを反射光の光軸上で回転若しくは挿脱することによって反射光の偏光方向を変化させ、その後、偏光フィルタを通過させ、反射光の垂直偏光成分と水平偏光成分とを抽出することもできる。

また、反射光を透過する偏光フィルタをモータなどの駆動手段によって回転させると、偏光フィルタの回転位置に応じて画像データを作成する撮像素子とを用いてもよい。このような構成によれば、偏光フィルタの回転位置に応じて反射光の垂直偏光成分と水平偏光成分とが抽出される。

また、反射光を垂直偏光成分と水平偏光成分とに分離する偏光分離手段として偏光分離素子（偏光ビームスプリッタ）と、垂直偏光成分を受光して対象物の垂直偏光画像データを生成する第１撮像手段と、水平偏光成分を受光して対象物の水平偏光画像データを生成する第２撮像手段と、を備える構成としてもよい。この構成によれば、モータなどの駆動手段を必要としないとともに、対象物の垂直偏光画像データと水平偏光画像データとを同時に生成するため、特徴点の抽出に要する時間を短縮することができる。

○上記実施形態では、垂直偏光画像４と水平偏光画像５との輝度値の差から判別画像６を取得したが、垂直偏光画像４と水平偏光画像５との輝度値の比から判別画像６を得ることもできる。詳述すると、水分を有する目に相当する画素の判別輝度値は反射光の垂直偏光成分と水平偏光成分のエネルギー強度が異なるため、水分を有する目に相当する画素の判別輝度値は１から離れる。よって、判別輝度値と基準値（例えば、基準値＝１）とを比較することによって特徴点を判断することができる。

○上記距離測定装置１は、距離算出部３は位置検出部２ａ，２ｂが有する特徴点検出部２２ａ，２２ｂから判別画像６ａ，６ｂを取得していたが、このような態様に限定されない。例えば、位置検出処理と判別処理とは一つのＣＰＵによって実行されてもよい。すなわち、ＣＰＵと、ＣＰＵが位置検出処理及び判別処理を実行するためのプログラムを記憶するプログラムＲＯＭと、を備えた一つのコンピュータによって特徴点を判断する特徴点検出部２２ａ，２２ｂと距離算出部３とが構成されていてもよい。

○上記実施形態では、撮像装置２１ａ，２１ｂは水平方向に沿って配設されているがこのような態様に限定されない。例えば、鉛直方向に沿って配置しても特徴点までの距離を測定することが可能である。

○上記実施形態では、距離算出部３は、特徴点として右目Ｘ１，Ｘ２までの距離Ｌｒを算出したがこのような態様に限定されず、図８に示すように、左眼Ｘ３，Ｘ４までの距離Ｌｌを算出することで特徴点までの距離を算出することもできる。なお、その際は、距離算出部３は、ステップ２０１において、右目Ｘ１，Ｘ２に代えて、特徴点としての左眼Ｘ３，Ｘ４の存在する位置として基準線Ｃまでの距離Ｘｌ１，Ｘｌ２を算出する。さらに、距離算出部３は、ステップ２０２において、撮像装置２１ａ，２１ｂとの間の距離Ｂ、焦点距離ｆ、第１判別画像６ａにおける距離Ｘｌ１、第２判別画像６ｂにおける距離Ｘｌ２、を特徴点までの距離Ｌｒを求める式（Ｌｌ＝Ｂ・ｆ／（Ｘｌ１＋Ｘｌ２））を用いて特徴点までの距離Ｌｌを算出する。

上記各形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項１〜５の何れか１項に記載の特徴点検出装置において、前記撮像手段は、前記反射光の入射方向と直交する平面に沿って回転可能に支持され、直線偏光を透過する偏光フィルタと、前記偏光フィルタを回転駆動するとともに、該偏光フィルタを第１方向の偏光を透過する第１の回転位置と、前記第１方向と直交する第２方向の偏光を透過する第２の回転位置とに配置する駆動手段と、前記第１の回転位置に配置された前記偏光フィルタの透過光により前記第１偏光画像の画像データを生成し、前記第２の回転位置に配置された偏光フィルタの透過光により前記第２偏光画像の画像データを生成する撮像素子と、を備えた。このような構成の特徴点検出装置によれば、偏光フィルタを透過することのできる反射光の偏光成分が限定されるため、撮像素子に結像される反射光の偏光成分が変化する。よって、撮像手段は、垂直偏光画像と水平偏光画像とを撮像することができる。

（ロ）請求項１〜５の何れか１項に記載の特徴点検出装置において、前記撮像手段は、前記対象物の反射光が入射され、該反射光の偏光を所定角度回転させて出力する偏光回転手段と、直線偏光を透過する偏光フィルタと、前記偏光回転手段を、その出射光が前記偏光フィルタに入射される第１の位置と、その出射光が前記偏光フィルタに入射されない第２の位置とに配置する駆動手段と、前記偏光フィルタの透過光が入射され、前記偏光回転手段を透過した偏光により前記第１偏光画像の画像データを生成し、前記偏光回転手段を透過しない偏光により前記第２偏光画像の画像データを生成する撮像素子と、を備えた。このような構成の特徴点検出装置によれば、偏光手段によって反射光の偏光方向が変化し、偏光手段による反射光の偏光方向に応じて偏光フィルタによって垂直偏光成分と水平偏光成分とが抽出される。よって、撮像手段は、偏光フィルタを回転させることなく垂直偏光画像と水平偏光画像とを撮像することができる。

（ハ）請求項１〜５の何れか１項に記載の特徴点検出装置において、前記撮像手段は、前記対象物の反射光を互いに直交する第１偏光及び第２偏光に分離する偏光分離手段と、前記偏光分離手段によって分離された前記第１偏光を受光し、第１偏光画像の画像データを作成する第１撮像手段と、前記偏光分離手段によって分離された前記第２偏光を受光し、第２偏光画像の画像データを生成する第２撮像手段と、を備えた。このような構成の特徴点検出装置によれば、偏光分離手段によって分離された第１偏光及び第２偏光はそれぞれ第１偏光手段及び第２偏光手段によって同時に受光されるため、第１偏光画像と第２偏光画像とを同時に作成することができる。よって、特徴点の抽出に要する時間を短縮することができる。

本発明の位置実施形態を示す概略構成図。 （ａ）（ｂ）撮像装置の概略図。 画像処理の手順を示すフローチャート。 画像処理の説明図。 距離算出処理の説明図。 距離算出処理の処理手順を示すフローチャート。 距離算出処理の説明図。 距離算出処理の別例の説明図

符号の説明

Ｂ・・・撮像装置の間の距離、Ｌ，Ｌｌ，Ｌｒ・・・特徴点までの距離、Ｘｒ１，Ｘｒ２，Ｘｌ１，Ｘｌ２…基準線までの距離、Ｍ…頭部、１…距離測定装置、２，２ａ，２ｂ・・・特徴点検出装置としての位置検出部、３・・・距離算出手段としての距離算出部、２１ａ，２１ｂ・・・撮像手段としての撮像装置、２２ａ，２２ｂ・・・検出手段としての特徴点検出部、２３ａ，２３ｂ…撮像素子、２５ａ，２５ｂ…液晶パネル、２６ａ，２６ｂ…偏光フィルタ。

Claims (7)

1. 対象物の撮像画像に含まれる特徴点を抽出する特徴点検出装置であって、
   対象物の反射光に含まれる第１偏光に基づく第１偏光画像及び前記反射光に含まれ前記第１偏光と直交する第２偏光に基づく第２偏光画像を生成する撮像手段と、
   前記第１偏光画像及び前記第２偏光画像に基づいて両偏光画像に含まれる特徴点を検出する検出手段と、を備えた
   ことを特徴とする特徴点検出装置。
2. 前記対象物は人体の頭部であり、
   前記反射光には表面に水分を有する目にて反射した反射光が含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の特徴点検出装置。
3. 前記検出手段は、前記第１偏光画像及び第２偏光画像の各画素の輝度値を比較し、該比較結果に基づいて前記特徴点を検出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の特徴点検出装置。
4. 前記検出手段は、前記第１偏光画像の各画素の輝度値と前記第２偏光画像の各画素の輝度値との差と基準値とを比較し、該比較結果に基づいて前記特徴点を検出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の特徴点検出装置。
5. 前記検出手段は、前記第１偏光画像の各画素の輝度値と前記第２偏光画像の各画素の輝度値との比と基準値とを比較し、該比較結果に基づいて前記特徴点を検出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の特徴点検出装置。
6. 前記撮像手段は、
   前記対象物の反射光が入射され、制御された偏光電圧が印加される液晶パネルと、
   前記液晶パネルの透過光が入射され、直線偏光を透過する偏光フィルタと、
   前記偏光フィルタの透過光が入射され、前記偏光電圧に応じて前記第１偏光画像の画像データと前記第２偏光画像の画像データを生成する撮像素子と、を備えた
   ことを特徴とする請求項１〜５のうちの何れか１項に記載の特徴点検出装置。
7. 対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、
   対象物の反射光に含まれる第１偏光に基づく第１偏光画像及び前記反射光に含まれ前記第１偏光と直交する第２偏光に基づく第２偏光画像を生成する第１撮像手段と、
   前記第１撮像手段により生成された前記第１偏光画像及び前記第２偏光画像に基づいて両偏光画像に含まれる特徴点を検出する第１検出手段と、
   前記対象物の反射光に含まれる第１偏光に基づく第１偏光画像及び前記反射光に含まれ前記第１偏光と直交する第２偏光に基づく第２偏光画像を生成する第２撮像手段と、
   前記第２撮像手段によって生成された前記第１偏光画像及び前記第２偏光画像に基づいて両偏光画像に含まれる特徴点を検出する第２検出手段と、
   前記第１検出手段により検出された第１の特徴点と、前記第２検出手段により検出された第２の特徴点とに基づいて、前記対象物まで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。

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