JP2012173874A - 距離算出プログラム、距離算出方法及び距離算出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カメラから画像を取得し、画像から、路面上にある特徴点を規定する抽出条件を満たす特徴点を抽出し、抽出された特徴点からカメラまでの実空間での距離を、画像内での特徴点の位置に基づいて求められる特徴点のカメラに対する実空間上での角度と、カメラの俯角及び路面からの距離を含む設置情報とを用いて算出する、処理をコンピュータに実行させる。
【選択図】図1
Description
<構成>
図1は、実施例1における距離算出装置10の構成の一例を示すブロック図である。図1に示す例では、距離算出装置10は、カメラ部101、抽出部102、歪み特性保持部103、設置情報保持部104、相対位置算出部105、相対位置保持部106を備える。
Z=h×tan(90°−φ+θ) ・・・式(1)
相対位置算出部105は、図6を例にして算出した距離と同様にして、上から見た平面で左右方向の距離を算出して合成することで、実空間(3次元)での対象物の特徴点からカメラまでの距離を算出できる。
次に、実施例1における距離算出装置の動作について説明する。図7は、実施例1における距離算出処理の一例を示すフローチャートである。図7に示すステップS101で、抽出部102は、カメラ部101により撮像された画像を取得する。
次に、実施例2における距離算出装置20について説明する。実施例2では、撮像時刻が異なる少なくとも2枚の画像を用いて、車両の移動量を算出する。距離算出装置20は、車両の移動量を算出することから移動量算出装置でもある。
図8は、実施例2における距離算出装置(移動量算出装置)20の構成の一例を示すブロック図である。図8に示す距離算出装置20は、カメラ部401、抽出部402、歪み特性保持部103、設置情報保持部104、追跡部403、相対位置算出部404、相対位置保持部405、移動量算出部406を備える。図8に示す構成で、図1に示す構成と同様のものは同じ符号を付し、その説明を省略する。
X0=Z0cosθ0 ・・・式(2)
X1=Z1cosθ1 ・・・式(3)
|ΔX|=|Z1cosθ1−Z0cosθ0| ・・・式(4)
移動量算出部406は、この移動距離を時刻差(t1−t0)で除算すれば、車両の移動速度vを算出することができる。また、移動量算出部406は、時刻差を微小(例えば100ms)として連続して移動速度を算出し、速度の変動を求めることで加速度を算出することも可能である。
次に、実施例2における距離算出装置20の動作について説明する。図11は、実施例2における移動量算出処理の一例を示すフローチャートである。図11に示すステップS201で、抽出部402は、カメラ部401により時刻t0に撮像された第1画像を取得する。
次に、実施例3における距離算出装置30について説明する。実施例3では、車両が直進しているか、旋回しているかを判断し、それぞれに応じた移動量の算出を行う。距離算出装置30は、移動量を算出する機能を有することから移動量算出装置でもある。
図12は、実施例3における距離算出装置(移動量算出装置)30の構成の一例を示すブロック図である。図12に示す例では、距離算出装置30は、カメラ部401、抽出部402、追跡部403、歪み特性保持部103、設置情報保持部104、相対位置算出部404、相対位置保持部405、特徴点抽出部701、特徴点追跡部702、フロー判定部703、移動量算出部704を備える。図12に示す構成で、図1、図8と同様のものは同じ符号を付し、その説明を省略する。
XW=Z1sinθ1+Z0sinθ0=A1 ・・・式(5)
YW=Z1cosθ1−Z0cosθ0=B1 ・・・式(6)
XY=sqrt(A12+B12)=C1 ・・・式(7)
α0=90−θ0 ・・・式(8)
α1=cos−1(A1/C1) ・・・式(9)
また、移動量算出部704は、角XYOのα2を次の式により算出する。
α2=tan−1(A1/B1)−θ1 ・・・式(10)
角度O'YQ0=α2−α22 ・・・式(11)
角度O'Q0Y=90+θ1 ・・・式(12)
角度YO'Q0=ω+90−θ11 ・・・式(13)
180=α2−α22+90+θ1+ω+90−θ11 ・・・式(14)
ω=θ11−θ1+(α22−α2) ・・・式(15)
角度XO'Q1=90−θ00−ω ・・・式(16)
XQ1=Z00sin(90−θ00−ω) ・・・式(17)
XQ2=Z00sin(90−θ0) ・・・式(18)
χ=XQ2−XQ1=Z0sin(90−θ0)−Z00sin(90−θ00−ω)
・・・式(19)
M=χ/sinω ・・・式(20)
次に、実施例3における距離算出装置30の動作について説明する。図18は、実施例3における移動量算出処理の一例を示すフローチャートである。図18に示すステップS301〜308は、図11に示すステップS201〜208と同様の処理であるため、その説明を省略する。
次に、実施例4における距離算出装置40について説明する。実施例4では、直進時の移動とみなして算出した移動量の変位に基づいて直進しているか、旋回しているかを判定する。距離算出装置40は、移動量を算出する機能を有することから移動量算出装置でもある。
図19は、実施例4における距離算出装置(移動量算出装置)40の構成の一例を示すブロック図である。図19に示す例では、距離算出装置40は、カメラ部401、抽出部402、追跡部403、歪み特性保持部103、設置情報保持部104、相対位置算出部404、相対位置保持部405を備える。また、距離算出装置40は、直進移動量算出部901、直進移動量保持部902、旋回判定部903、移動量算出部904を備える。図19に示す構成で、図1、図8と同様のものは同じ符号を付し、その説明を省略する。
次に、実施例4における距離算出装置40の動作について説明する。図20は、実施例4における移動量算出処理の一例を示すフローチャートである。図20に示すステップS401〜409は、図11に示すステップS201〜209と同様の処理であるため、その説明を省略する。
次に、実施例5における距離算出装置50について説明する。近年、車両には、前方にブラインドコーナモニタのカメラ、後方にバックガイドモニタのカメラなど、複数のカメラを設置する場合がある。そこで、実施例5では、車両の前後にカメラを設置し、各カメラで撮像した画像に基づいて、直進しているか、旋回しているかを判定する。距離算出装置50は、移動量を算出する機能を有することから移動量算出装置でもある。
図21は、実施例5における距離算出装置(移動量算出装置)50の構成の一例を示すブロック図である。図21に示す例では、距離算出装置50は、カメラ部401−1、401−2、抽出部402、追跡部403、歪み特性保持部103、設置情報保持部104、相対位置算出部404、相対位置保持部405を備える。
次に、実施例5における距離算出装置50の動作について説明する。実施例5における移動量算出処理は、図20に示す処理と同様である。実施例5では、ステップ401〜S409の処理を各カメラの画像毎に行い、ステップS410の旋回判定をベクトル交差判定部1001が行えばよい。
図23は、各実施例における情報処理装置60のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図23に示す情報処理装置60は、CPU1201、記憶装置1202、メモリ1203、読み取り装置1204、通信インタフェース1206、カメラ1207、表示装置1208を含む。情報処理装置60は、車両に搭載される。
・記憶装置1202に予めインストールされている。
・可搬型記録媒体1205により提供される。
・プログラムサーバ1210からダウンロードする。
上記構成の情報処理装置60で距離算出プログラム又は移動量算出プログラムを実行することにより、各実施例に係わる装置が実現される。
前述した実施例では、車両が直進しているとみなして、旋回判定を行う例について説明したが、車両が旋回しているとみなして直進判定を行うようにしてもよい。この場合、車両に搭載される情報処理装置60の情報処理能力によって、どちらとみなすかを決める。
(付記1)
カメラから画像を取得し、
前記画像から、路面上にある特徴点を規定する抽出条件を満たす特徴点を抽出し、
抽出された前記特徴点から前記カメラまでの実空間での距離を、前記画像内での前記特徴点の位置に基づいて求められる前記特徴点の前記カメラに対する実空間上での角度と、前記カメラの俯角及び路面からの距離を含む設置情報とを用いて算出する、
処理をコンピュータに実行させるための距離算出プログラム。
(付記2)
前記特徴点を抽出する場合、画像の消失点及び水平線に基づき設定された領域内で特徴点を抽出する付記1記載の距離算出プログラム。
(付記3)
前記距離を算出する場合、前記特徴点の位置と、前記カメラのレンズの歪み特性とから前記角度を求める付記1又は2記載の距離算出プログラム。
(付記4)
前記画像とは異なる他の画像から前記抽出条件を満たす特徴点を抽出し、
前記画像の特徴点と、前記他の画像の特徴点とが対応するかを判定し、
対応すると判定された前記他の画像の特徴点から前記カメラまでの実空間上での距離を、前記他の画像の特徴点の前記カメラに対する実空間上での角度及び前記設置情報を用いて算出し、
前記画像の特徴点の前記距離及び角度と、前記他の画像の特徴点の前記距離及び角度との差分から前記カメラを搭載する車両の移動量を算出する、
処理をコンピュータにさらに実行させるための付記1乃至3いずれか一項に記載の距離算出プログラム。
(付記5)
前記画像の特徴点を抽出する領域よりも、前記他の画像の特徴点を抽出する領域を大きくする付記4記載の距離算出プログラム。
(付記6)
前記画像の特徴点と、該特徴点に対応する前記他の画像の特徴点に基づき、前記車両が直進しているか、旋回しているかを判定し、
前記移動量を算出する場合、直進と判定されたときは直進時の移動量算出処理を実行させ、旋回と判定されたときは旋回時の移動量算出処理を実行させるための付記4又は5記載の距離算出プログラム。
(付記7)
前記直進又は旋回しているかの判定は、
前記画像の特徴点と、該特徴点に対応する前記他の画像の特徴点との横向きの移動ベクトルに基づいて判定される付記6記載の距離算出プログラム。
(付記8)
前記直進又は旋回しているかの判定は、
前記画像の特徴点と、該特徴点に対応する前記他の画像の特徴点との移動ベクトルの変化量に基づいて判定される付記6記載の距離算出プログラム。
(付記9)
第1カメラと第2カメラが前記車両に搭載される場合、
前記直進又は旋回しているかの判定は、
前記第1カメラで撮像した複数の画像に基づいて求めた前記第1カメラの移動量と、前記第2カメラで撮像した複数の画像に基づいて求めた前記第2カメラの移動量とに基づいて判定される付記6記載の距離算出プログラム。
(付記10)
カメラから画像を取得し、
前記画像から、路面上にある特徴点を規定する抽出条件を満たす特徴点を抽出し、
抽出された前記特徴点から前記カメラまでの実空間上での距離を、前記画像内での前記特徴点の位置に基づいて求められる前記特徴点の前記カメラに対する実空間上での角度と、前記カメラの俯角及び路面からの距離を含む設置情報とを用いて算出する距離算出方法。
(付記11)
カメラにより撮像された画像から、路面上にある特徴点を規定する抽出条件を満たす特徴点を抽出する抽出部と、
抽出された前記特徴点から前記カメラまでの実空間上での距離を、前記画像内での前記特徴点の位置に基づいて求められる前記特徴点の前記カメラに対する実空間上での角度と、前記カメラの俯角及び路面からの距離を含む設置情報とを用いて算出する相対位置算出部と、
を備える距離算出装置。
102、402 抽出部
103 歪み特性保持部
104 設置情報保持部
105、404 相対位置算出部
106、405 相対位置保持部
403 追跡部
406、704、904、1002 移動量算出部
701 特徴点抽出部
702 特徴点追跡部
703 フロー判定部
901 直進移動量算出部
902 直進移動量保持部
903 旋回判定部
1001 ベクトル交差判定部
Claims (7)
- カメラから画像を取得し、
前記画像から、路面上にある特徴点を規定する抽出条件を満たす特徴点を抽出し、
抽出された前記特徴点から前記カメラまでの実空間での距離を、前記画像内での前記特徴点の位置に基づいて求められる前記特徴点の前記カメラに対する実空間上での角度と、前記カメラの俯角及び路面からの距離を含む設置情報とを用いて算出する、
処理をコンピュータに実行させるための距離算出プログラム。 - 前記特徴点を抽出する場合、画像の消失点及び水平線に基づき設定された領域内で特徴点を抽出する請求項1記載の距離算出プログラム。
- 前記距離を算出する場合、前記特徴点の位置と、前記カメラのレンズの歪み特性とから前記角度を求める請求項1又は2記載の距離算出プログラム。
- 前記画像とは異なる他の画像から前記抽出条件を満たす特徴点を抽出し、
前記画像の特徴点と、前記他の画像の特徴点とが対応するかを判定し、
対応すると判定された前記他の画像の特徴点から前記カメラまでの実空間上での距離を、前記他の画像の特徴点の前記カメラに対する実空間上での角度及び前記設置情報を用いて算出し、
前記画像の特徴点の前記距離及び角度と、前記他の画像の特徴点の前記距離及び角度との差分から前記カメラを搭載する車両の移動量を算出する、
処理をコンピュータにさらに実行させるための請求項1乃至3いずれか一項に記載の距離算出プログラム。 - 前記画像の特徴点を抽出する領域よりも、前記他の画像の特徴点を抽出する領域を大きくする請求項4記載の距離算出プログラム。
- カメラから画像を取得し、
前記画像から、路面上にある特徴点を規定する抽出条件を満たす特徴点を抽出し、
抽出された前記特徴点から前記カメラまでの実空間上での距離を、前記画像内での前記特徴点の位置に基づいて求められる前記特徴点の前記カメラに対する実空間上での角度と、前記カメラの俯角及び路面からの距離を含む設置情報とを用いて算出する距離算出方法。 - カメラにより撮像された画像から、路面上にある特徴点を規定する抽出条件を満たす特徴点を抽出する抽出部と、
抽出された前記特徴点から前記カメラまでの実空間上での距離を、前記画像内での前記特徴点の位置に基づいて求められる前記特徴点の前記カメラに対する実空間上での角度と、前記カメラの俯角及び路面からの距離を含む設置情報とを用いて算出する相対位置算出部と、
を備える距離算出装置。
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