JP2014032118A - カメラパラメータ演算装置、ナビゲーションシステムおよびカメラパラメータ演算方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カメラパラメータ演算装置は、カメラによって撮影された風景画像をナビゲーション用に変換するためのカメラパラメータを演算するカメラパラメータ演算装置において、位置情報を取得する位置情報取得部と、位置情報に基づいて現在位置に応じた道路データを取得し、現在位置での幅員に関する幅員情報を道路データから取得する幅員情報取得部と、カメラから風景画像を取得する風景画像取得部と、風景画像と幅員情報とに基づいて、カメラパラメータを校正計算するカメラパラメータ校正部とを含む。
【選択図】図3
Description
(2)請求項10に記載のカメラパラメータ演算方法は、移動体に搭載されたカメラによって撮影された移動体が移動する道路を含む風景の風景画像をナビゲーション用に変換するための、カメラの搭載位置の高さおよびカメラの向きを表すカメラパラメータを演算するカメラパラメータ演算装置において、移動体の現在位置に関する位置情報を取得し、位置情報に基づいて現在位置に応じた道路データを取得し、移動体が移動する道路の現在位置での幅員に関する幅員情報を道路データから取得し、カメラから風景画像を取得し、風景画像と幅員情報とに基づいて、カメラパラメータを校正計算することを特徴とする。
以下、図面を参照して本発明の第1の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るナビゲーションシステムの全体構成を示した図である。本実施形態におけるナビゲーションシステムの端末装置としてナビゲーション装置を想定し、本実施形態について以下に説明する。
図2は、本実施形態のセンタ装置1において、センタ装置1のセンタCPU100に含まれるカメラパラメータ校正可否判断部13の処理フローの例を示している。カメラ校正可否判断部13は、カメラパラメータ校正部18によるカメラ6のカメラパラメータ校正が可能かどうかを判断する。センタCPU100は、通信インターフェース部11によって受信されたナビゲーション装置5からの要求情報を受け付け、カメラパラメータ校正可否判断処理を開始し、後述する各ステップの処理を実行する。本処理が開始されると、情報取得部12は、通信インターフェース部11によって受信されたナビゲーション装置5からの要求情報を取得する。カメラ校正可否判断部13は、情報取得部12によって取得された要求情報に含まれる車両4の緯度および経度で表される位置情報や移動方向などの情報を取得する(ステップS20)。カメラ校正可否判断部13は、車両4の位置情報と移動方向とから現在位置に位置する車両4の前方を含む車両周辺の道路データを地図データベース20から取得する(ステップS21)。カメラ校正可否判断部13は、マップマッチング処理によって車両4が走行中の道路を特定する(ステップS22)。カメラ校正可否判断部13は、車両4が走行中の道路の情報および/または車両4の周辺道路の情報を含む道路データに基づき、以下のステップS23、S24およびS25において、車両4が走行中の道路が現在位置周辺で所定の道路条件を満たすか否かを判断する。
図3は、本実施形態のセンタ装置1において、センタ装置1のセンタCPU100に含まれるカメラパラメータ校正タイミング検出部14の処理フローの例を示している。カメラパラメータ校正タイミング検出部14は、カメラパラメータの校正が必要か否かを判断する。
図5は、本実施形態のセンタ装置1において、センタ装置1のセンタCPU100に含まれるカメラパラメータ校正部18のカメラパラメータ校正計算処理フローの例を示している。カメラパラメータ校正部18は、カメラパラメータを校正計算する。図6は、図5の処理フローのステップS508を説明するための補足図であり、図7〜9は、ステップS502を補足説明するための補足図である。
図10は、本実施形態のセンタ装置1およびナビゲーション装置5で構成されるナビゲーションシステムの全体処理フローを示している。このナビゲーションシステムにおいては、カメラ6のカメラパラメータ校正が行われ、カメラ6で撮影された風景画像の画像情報を利用した目的地までの誘導案内が行われる。図14、図15はナビゲーション装置5の画面表示例1400および1500を示す図であって、本処理フローの補足説明図である。
(1) 図10の処理フローは、カメラパラメータの校正に関わる処理がセンタ装置1側で行われる形態に対応するが、ステップS1116〜S1119の処理がセンタ装置1側で実行されるように、ステップS1116で取得された風景画像の画像情報が、情報提供部521によって、通信制御部511および通信部51を介してセンタ装置1に送信されることとしてもよい。この場合、情報取得部512が、通信部51および通信インターフェース部511を介して、センタ装置1側で得られた車両4の走行状況の認識結果(車両4の周辺の地物との距離や走行レーンなど)および目的地までの経路誘導情報を取得する。そうすることで、端末装置5の構成がより簡易となり、カメラパラメータ校正や画像処理に関わる処理負荷が端末装置5の本体部52にかからないため、車両4の目的地までの経路計算や誘導案内、その他の処理が遅延無く、適切なタイミングで実行され得ることになる。また、車両4の周辺の地物の認識に必要な道路幅を含む地物形状などの詳細な地図情報が地図データベース520に保持される必要が無くなり、地図データベース520のサイズを小さくすることができる。また、GPS受信部54によって得られた位置情報および時刻や走行速度を利用し、車両4が誘導ポイントの手前などの所定位置に到着したとき、所定位置への到着予想時刻などから予め設定された時間や交通情報が更新されたとき、車両4が所定速度以上で走行したときなどにおいて、端末装置5からセンタ装置1への画像情報の送信タイミングを制御すれば、端末装置5の本体部52の通信負荷を抑えることができる。
2 通信ネットワーク
3 基地局
4 車両
5 端末装置(ナビゲーション装置)
6 カメラ
11 通信インターフェース部
12 情報取得部
13 カメラパラメータ校正可否判断部
14 カメラパラメータ校正タイミング検出部
15 情報提供部
16 画像処理部
17 風景予想画像生成部
18 カメラパラメータ校正部
20 地図データベース
50 表示部
51 通信部
52 本体部
53 操作部
54 GPS受信部
55 カメラ接続部
56 記憶部
100 センタCPU
110 記憶装置
511 通信制御部
512 情報取得部
513 カメラパラメータ記憶部
514 画像処理部
515 位置情報取得部
516 画像情報取得部
517 経路探索部
518 経路誘導部
519 入出力インターフェース部
520 地図データベース
521 情報提供部
522 経路誘導情報生成部
Claims (10)
- 移動体に搭載されたカメラによって撮影された前記移動体が移動する道路を含む風景の風景画像をナビゲーション用に変換するための、前記カメラの搭載位置の高さおよび前記カメラの向きを表すカメラパラメータを演算するカメラパラメータ演算装置において、
前記移動体の現在位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報に基づいて前記現在位置に応じた道路データを取得し、前記移動体が移動する道路の前記現在位置での幅員に関する幅員情報を前記道路データから取得する幅員情報取得部と、
前記カメラから前記風景画像を取得する風景画像取得部と、
前記風景画像と前記幅員情報とに基づいて、前記カメラパラメータを校正計算するカメラパラメータ校正部とを備えることを特徴とするカメラパラメータ演算装置。 - 請求項1に記載のカメラパラメータ演算装置において、
前記位置情報と、前記幅員情報取得部によって取得された前記道路データとに基づいて、前記風景の予想画像を生成するとともに前記予想画像に含まれる第1の特徴部分を抽出する予想画像生成部と、
前記カメラによって撮影された前記風景画像を取得する風景画像取得部と、
前記カメラパラメータに基づいて前記風景画像を座標変換することにより第1の風景変換画像を生成する第1の変換部と、
前記第1の風景変換画像から第2の特徴部分を、画像処理演算により抽出する特徴抽出部と、
前記予想画像生成部によって取得された前記第1の特徴部分と、前記特徴抽出部によって取得された前記第2の特徴部分とが類似しているか否かを判断する類似性判断部とをさらに備え、
前記類似性判断部によって前記第1の特徴部分と前記第2の特徴部分とが類似していないと判断されたとき、前記カメラパラメータ校正部によって前記カメラパラメータが校正計算されることを特徴とするカメラパラメータ演算装置。 - 請求項2に記載のカメラパラメータ演算装置において、
前記位置情報に基づいて前記現在位置に応じた前記道路データを取得する道路データ取得部と、
前記現在位置周辺で前記道路が所定の道路条件を満たすか否かを前記道路データに基づいて判断する道路条件判断部とをさらに備え、
前記道路条件判断部によって前記道路が前記所定の道路条件を満たすと判断されたとき、前記カメラパラメータ校正部によって前記カメラパラメータが校正計算されることを特徴とするカメラパラメータ演算装置。 - 請求項3に記載のカメラパラメータ演算装置において、
前記現在位置周辺での前記道路の幅員が所定幅よりも小さい場合、前記現在位置周辺での前記道路の車線数が所定数よりも小さい場合、前記現在位置周辺での前記道路の道路種別が細街路に区分される場合、前記現在位置周辺での前記道路に対応づけられたリンクのリンク種別が本線リンクでない場合、前記現在位置周辺での前記道路の勾配が所定の勾配値よりも大きい場合、前記現在位置周辺での前記道路の曲率が所定の曲率値よりも大きい場合、前記現在位置周辺での前記道路に対応づけられたリンクと他のリンクとの接続角度が所定角度よりも小さい場合のうちのいずれか1つの場合、前記道路条件判断部は前記道路が前記所定の道路条件を満たすと判断することを特徴とするカメラパラメータ演算装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のカメラパラメータ演算装置と、
前記カメラによって撮影された前記風景画像が前記風景画像取得部によって取得されるように、前記カメラが取り付けられて接続されるカメラ接続部と、
前記カメラパラメータ校正部によって校正計算された前記カメラパラメータに基づいて前記風景画像を座標変換することにより第2の風景変換画像を生成する第2の変換部とをさらに備えることを特徴とするナビゲーションシステム。 - 請求項5に記載のナビゲーションシステムにおいて、
前記現在位置から前記目的地までの推奨経路を探索する経路探索部と、
前記第2の風景変換画像を用いて前記移動体を前記推奨経路で前記目的地まで誘導するための経路誘導情報を、前記推奨経路と前記第2の風景変換画像とに基づいて生成する経路誘導情報生成部と、
前記経路誘導情報生成部によって生成される前記経路誘導情報に基づいて前記移動体を前記推奨経路で前記目的地まで誘導する経路誘導部とをさらに備えることを特徴とするナビゲーションシステム。 - 請求項6に記載のナビゲーションシステムにおいて、
前記第2の風景変換画像と、前記カメラの焦点距離と、前記カメラパラメータ校正部によって校正計算された前記カメラパラメータとに基づいて、前記現在位置から前記現在位置周辺での前記道路上の交差点または前記移動体の前方の他の移動体までの推定距離を算出するとともに、前記風景画像に含まれる前記移動体が移動するレーンの端部に引かれた線の種別に基づき前記レーンを画像処理で認識することによって、前記移動体の移動状況を認識する移動状況認識部をさらに備え、
前記経路誘導情報生成部は、前記移動状況認識部によって認識された前記推定距離および前記レーンと、前記第2の風景変換画像とに基づいて、前記経路誘導情報を生成することを特徴とするナビゲーションシステム。 - 請求項6に記載のナビゲーションシステムにおいて、
前記位置情報取得部と、前記幅員情報取得部と、前記風景画像取得部と、前記カメラパラメータ校正部と、前記第2の変換部と、前記経路探索部と、前記経路誘導情報生成部とはサーバ装置に含まれ、
前記カメラ接続部と、前記経路誘導部とは端末装置に含まれ、
前記サーバ装置は、前記風景画像取得部によって取得される前記風景画像を前記端末装置から受信するとともに、前記経路誘導情報生成部によって生成される前記経路誘導情報を前記端末装置へ送信する第1の通信処理部をさらに含み、
前記端末装置は、前記カメラによって撮影された前記風景画像を前記サーバ装置へ送信するとともに、前記経路誘導部による経路誘導に用いられる前記経路誘導情報を前記サーバ装置から受信する第2の通信処理部をさらに含むことを特徴とするナビゲーションシステム。 - 請求項6に記載のナビゲーションシステムにおいて、
前記位置情報取得部と、前記幅員情報取得部と、前記風景画像取得部と、前記カメラパラメータ校正部とはサーバ装置に含まれ、
前記カメラ接続部と、前記第2の変換部と、前記経路探索部と、前記経路誘導情報生成部と、前記経路誘導部とは端末装置に含まれ、
前記サーバ装置は、前記風景画像取得部によって取得される前記風景画像を前記端末装置から受信するとともに、前記カメラパラメータ校正部によって校正計算された前記カメラパラメータを前記端末装置へ送信する第1の通信処理部をさらに含み、
前記端末装置は、前記カメラによって撮影された前記風景画像を前記サーバ装置へ送信するとともに、前記第2の変換部による前記第2の風景画像の生成に用いられる前記カメラパラメータを前記サーバ装置から受信する第2の通信処理部をさらに含むことを特徴とするナビゲーションシステム。 - 移動体に搭載されたカメラによって撮影された前記移動体が移動する道路を含む風景の風景画像をナビゲーション用に変換するための、前記カメラの搭載位置の高さおよび前記カメラの向きを表すカメラパラメータを演算するカメラパラメータ演算装置において、
前記移動体の現在位置に関する位置情報を取得し、
前記位置情報に基づいて前記現在位置に応じた道路データを取得し、
前記移動体が移動する道路の前記現在位置での幅員に関する幅員情報を前記道路データから取得し、
前記カメラから前記風景画像を取得し、
前記風景画像と前記幅員情報とに基づいて、前記カメラパラメータを校正計算することを特徴とするカメラパラメータ演算方法。
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