JP2008097126A - 移動物体認識装置、移動物体認識方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】時系列の画像を撮像するカメラ2と、カメラ2で撮像した時系列の各画像の特徴点を抽出する特徴点抽出部23と、時系列の画像の特徴点を異なる画像間で比較して、同じパターンを有する特徴点を結ぶオプティカルフローを生成するオプティカルフロー生成部24と、オプティカルフローの延長線が所定の誤差範囲で1点の消失点で交わり、かつ、オプティカルフローの延長線においてオプティカルフローの一方の端点を外分点として、オプティカルフローの他方の端点と消失点とを結ぶ線分の外分比が所定の誤差範囲で等しいオプティカルフローを、1つの移動物体に属するオプティカルフローとして選択するグルーピング処理部25と、を備える。さらに、カメラ2で撮像した画像を、カメラ2のレンズの特性に合わせて、透視図に補正する画像補正部22を備えてもよい。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施の形態である移動物体認識装置の論理的な構成を示すブロック図である。移動物体認識装置1は、カメラ2、画像入力部21、画像補正部22、特徴点抽出部23、オプティカルフロー生成部24、グルーピング処理部25、データ保持部5、移動物体判定部26、表示処理部27、表示装置7などから構成される。データ保持部5には、収集時系列画像データ51、補正時系列画像データ52、特徴点データ53、オプティカルフローデータ54、グルーピングデータ55が記憶保持される。移動物体認識装置1は、車両の周囲に移動物体があるかどうか、また、どのような移動物体であるかを認識する。特に、車両進行方向の後方から接近する車両等を検出する。
ここで、x1iは現在の画像Π1の特徴点の画像上の座標、x2iは過去の画像Π2の特徴点の画像上の座標、xfoeは消失点の画像上の座標、Cは定数である。
ここで、(x0,y0)は補正画像の歪み中心座標、(x'0、y'0)は補正前の画像の歪み中心座標である。fn(r)はカメラレンズ歪み特性関数である。
ここで、βはカメラ2のチルト角、zはスケール因子、e0は画像変換前の消失点と画像中心の距離、H=[hij]は画像変換行列をそれぞれ表す。
とおく。ここで、
である。KLT特徴量をλ2/λ1(行列M(x,y)の条件数=固有値の比)、もしくはmin(λ2,λ1)として、KLT特徴点計算法は次の計算式で表される。
ここで、IはN行×M列の領域の輝度値ベクトル、TはN行×M列のテンプレート領域の輝度値ベクトルである。変数の上のバーはそれぞれの領域内の平均値を表す。
ここで、fはカメラ2の焦点距離、δu、δvはそれぞれ横方向、縦方向の画素の物理的間隔、hは路面からのカメラ高さである。また、R=[rij]は射影変換行列係数の回転行列、T=[tk]Tは射影変換行列係数の平行移動ベクトルである。
次に、オプティカルフローにおける特徴点の座標を算出し、2つの画像間の変位が等しい特徴点を1つの移動物体に属する特徴点としてグルーピングする場合の移動物体認識装置1について説明する。図12は、本発明の実施の形態2に係る移動物体認識装置1の論理的な構成の例を示すブロック図である。
ここで、Su、Svはスケールファクタ、R=[rij]は射影変換行列係数の回転行列、T=[tk]Tは射影変換行列係数の平行移動ベクトルである。すなわち、θPan、θTilt、θRollをカメラ取り付け角度、TX、TY、TZをカメラ取り付け位置として、射影変換行列係数は次の式で表される。
2 カメラ(撮像手段)
3 距離計測器(距離検知手段)
5 データ保持部
7 表示装置
10 内部バス
11 制御部(特徴点抽出手段、オプティカルフロー生成手段、グルーピング手段、変位算出手段、等変位点選択手段、画像補正手段)
12 主記憶部
13 外部記憶部
14 操作部
15 画面表示部
16 送受信部
21 画像入力部
22 画像補正部(画像補正手段)
23 特徴点抽出部(特徴点抽出手段)
24 オプティカルフロー生成部(オプティカルフロー生成手段)
25 グルーピング処理部(グルーピング手段)
26 移動物体判定部
27 表示処理部
28 データ取得部
29 等変位点抽出処理部(変位算出手段、等変位点選択手段)
51 収集時系列画像データ
52 補正時系列画像データ
53 特徴点データ
54 オプティカルフローデータ
55 グルーピングデータ
56 距離データ
Claims (10)
- 時系列の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した前記時系列の各画像の特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
前記時系列の画像の特徴点を異なる画像間で比較して、同じパターンを有する前記特徴点を結ぶベクトルであるオプティカルフローを生成するオプティカルフロー生成手段と、
前記オプティカルフローのうち、前記オプティカルフローの延長線が所定の誤差範囲で1点の消失点で交わり、かつ、前記オプティカルフローの延長線において前記オプティカルフローの一方の端点を外分点として、前記オプティカルフローの他方の端点と前記消失点とを結ぶ線分の外分比が所定の誤差範囲で等しいオプティカルフローを、1つの移動物体に属するオプティカルフローとして選択するグルーピング手段と、
を備えることを特徴とする移動物体認識装置。 - 前記撮像手段で撮像した画像を、前記撮像手段のレンズの特性に合わせて、透視図に補正する画像補正手段を備え、
前記特徴点抽出手段は、前記画像補正手段で補正された画像の特徴点を抽出することを特徴とする請求項1に記載の移動物体認識装置。 - 前記グルーピング手段でグルーピングしたオプティカルフローを用いて、前記撮像手段から前記移動物体までの距離を算出する距離算出手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の移動物体認識装置。
- 時系列の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した前記時系列の各画像の特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
前記時系列の画像の特徴点を異なる画像間で比較して、同じパターンを有する前記特徴点を結ぶベクトルであるオプティカルフローを生成するオプティカルフロー生成手段と、
前記撮像手段から、前記特徴点抽出手段で抽出した少なくとも1つの特徴点までの距離を検知する距離検知手段と、
前記距離検知手段で検知した特徴点までの距離と前記特徴点を含むオプティカルフローから、前記オプティカルフローにおける特徴点の変位を算出する変位算出手段と、
前記変位算出手段で算出された変位が等しい特徴点を1つの移動物体に属する特徴点として選択する等変位点選択手段と、
を備えることを特徴とする移動物体認識装置。 - 前記撮像手段で撮像した画像を、前記撮像手段のレンズの特性に合わせて、透視図に補正する画像補正手段を備え、
前記特徴点抽出手段は、前記画像補正手段で補正された画像の特徴点を抽出することを特徴とする請求項4に記載の移動物体認識装置。 - 前記距離検知手段は、
前記オプティカルフローのうち、前記オプティカルフローの延長線が所定の誤差範囲で1点の消失点で交わり、かつ、前記オプティカルフローの延長線において前記オプティカルフローの一方の端点を外分点として、前記オプティカルフローの他方の端点と前記消失点とを結ぶ線分の外分比が所定の誤差範囲で等しいオプティカルフローを、1つの移動物体に属するオプティカルフローとして選択するグルーピング手段と、
前記グルーピング手段でグルーピングしたオプティカルフローを用いて、前記撮像手段から前記移動物体までの距離を算出する距離算出手段と、
を備え、前記距離算出手段で算出した距離を特徴点までの距離とすることを特徴とする請求項4に記載の移動物体認識装置。 - 前記距離検知手段は、物理的手段によって前記移動物体までの距離を計測することを特徴とする請求項4に記載の移動物体認識装置。
- 時系列の画像を入力する撮像ステップと、
前記撮像ステップで入力した前記時系列の各画像の特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、
前記時系列の画像の特徴点を異なる画像間で比較して、同じパターンを有する前記特徴点を結ぶベクトルであるオプティカルフローを生成するオプティカルフロー生成ステップと、
前記オプティカルフローのうち、前記オプティカルフローの延長線が所定の誤差範囲で1点の消失点で交わり、かつ、前記オプティカルフローの延長線において前記オプティカルフローの一方の端点を外分点として、前記オプティカルフローの他方の端点と前記消失点とを結ぶ線分の外分比が所定の誤差範囲で等しいオプティカルフローを選択するグルーピングステップと、
を備えることを特徴とする移動物体認識方法。 - 前記撮像ステップで入力した画像を、前記撮像手段のレンズの特性に合わせて、透視図に補正する画像補正ステップを備え、
前記特徴点抽出ステップは、前記画像補正ステップで補正された画像の特徴点を抽出することを特徴とする請求項8に記載の移動物体認識方法。 - コンピュータを、
時系列の画像を撮像手段から入力する画像入力手段と、
画像入力手段で入力した時系列の各画像の複数の特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
前記時系列の画像の特徴点を異なる画像間で比較して、画像上で位置が変化した同じパターンを有する前記特徴点を結ぶベクトルであるオプティカルフローを生成するオプティカルフロー生成手段と、
前記オプティカルフローのうち、前記オプティカルフローの延長線が所定の誤差範囲で1点の消失点で交わり、かつ、前記オプティカルフローの延長線において前記オプティカルフローの一方の端点を外分点として、前記オプティカルフローの他方の端点と前記消失点とを結ぶ線分の外分比が所定の誤差範囲で等しいオプティカルフローを、1つの移動物体に属するオプティカルフローとして選択するグルーピング手段、
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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