JP2017169048A - Imaging apparatus, image processing apparatus, object detection system, object detection method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載され、車両の走行面と平行な方向を撮影する撮像装置、画像処理装置、物体検出システム、物体検出方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an imaging device, an image processing device, an object detection system, an object detection method, and a program that are mounted on a vehicle and photograph a direction parallel to a traveling surface of the vehicle.
近年、車両の運転補助装置や、自動運転装置を実現するために、CCD(Charge Coupled Device)カメラやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラを用いたカメラセンサで車外の状況を監視、センシングする手法が実用化されてきている。ここで述べる運転補助装置とは、例えば運転者が制御する車両に対して、車両が障害物と衝突する危険性があるような場合に必要に応じて加速、制動、操舵の制御介入を行う装置のことである。運転補助装置は、原動機や制動装置、操舵装置を操作するアクチュエータと、そのアクチュエータを制御する電子制御装置および電子制御装置へ入力するセンサ類からなり、運転支援システムとも呼ばれている。また、より簡易な運転補助装置としては、車両が障害物と衝突する危険性があるような場合に必要に応じて、ブザーやスピーカーによって警告音を発する、あるいはランプの発光やディスプレイ画面への警告表示等の視覚的な刺激をするなどの方法で、運転者に警告や指示を出す装置がある。 In recent years, in order to realize a vehicle driving assistance device or an automatic driving device, there is a method of monitoring and sensing the situation outside the vehicle with a camera sensor using a CCD (Charge Coupled Device) camera or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) camera. It has been put into practical use. The driving assistance device described here is a device that performs control intervention of acceleration, braking, and steering as necessary when there is a risk that the vehicle will collide with an obstacle for a vehicle controlled by the driver, for example. That is. The driving assistance device includes an actuator that operates a prime mover, a braking device, and a steering device, an electronic control device that controls the actuator, and sensors that are input to the electronic control device, and is also referred to as a driving support system. In addition, as a simpler driving assistance device, if there is a risk of the vehicle colliding with an obstacle, a warning sound is emitted by a buzzer or a speaker, or a lamp is emitted or a warning is given to the display screen as necessary. There are devices that give warnings and instructions to the driver by means of visual stimulation such as display.
自動運転装置とは、運転者が制御しない車両を加速、制動、操舵の制御を行うことで自動的に走行させる制御装置のことである。自動運転装置は、運転補助装置と同様に、原動機や制動装置、操舵装置を操作するアクチュエータと、そのアクチュエータを制御する電子制御装置および電子制御装置へ入力するセンサ類からなる。以下、運転補助装置および自動運転装置を合わせて車両制御装置という。車両制御装置にカメラセンサを用いる用途としては、車両周辺や進行方向の道路や側道などにある他の車両や歩行者、あるいは落下物などの障害物を検出することが挙げられる。カメラセンサが例えば障害物を検出した場合、車両制御装置は衝突を回避するために加速や制動、操舵の制御を行う。 An automatic driving device is a control device that automatically drives a vehicle that is not controlled by the driver by controlling acceleration, braking, and steering. Similar to the driving assistance device, the automatic driving device includes an actuator that operates a prime mover, a braking device, and a steering device, an electronic control device that controls the actuator, and sensors that are input to the electronic control device. Hereinafter, the driving assistance device and the automatic driving device are collectively referred to as a vehicle control device. Applications of using a camera sensor in a vehicle control device include detecting other vehicles, pedestrians, and obstacles such as falling objects in the vicinity of the vehicle or in a traveling road or side road. For example, when the camera sensor detects an obstacle, the vehicle control device controls acceleration, braking, and steering in order to avoid a collision.
カメラセンサの撮像装置として、CCDカメラと比較し、CMOSカメラを用いる利点がいくつかある。CMOSカメラは、CCDカメラと比較し、操作させるための電源電圧が低いことから消費電力が少なく、周辺電気系回路が少なく済むので製品コストが抑えられる。さらに、CCDカメラと比較し、CMOSカメラの動作速度が速いため、障害物をセンシングするまでに掛る時間を短縮でき、単位時間当たりの撮像回数を増やすことができるという利点がある。また、障害物をセンシングする時間が短いほど、障害物回避のための制動、操舵時間が延び、より安全により確実に、回避行動がとれる。 As an imaging device for a camera sensor, there are several advantages of using a CMOS camera compared to a CCD camera. Compared with a CCD camera, a CMOS camera has a lower power supply voltage for operation, so that it consumes less power and requires fewer peripheral circuitry, thereby reducing product costs. Further, since the operation speed of the CMOS camera is faster than that of the CCD camera, there is an advantage that the time taken to sense an obstacle can be shortened and the number of times of imaging per unit time can be increased. Moreover, the shorter the time for sensing an obstacle, the longer the braking and steering time for avoiding the obstacle, and the safer and more reliable avoidance action can be taken.
一方で、CMOSカメラが備えるCMOSイメージセンサのようなローリングシャッター方式のイメージセンサを用いる場合、いわゆる「ローリングシャッター現象」、「ローリングシャッター歪み」、または、「フォーカルプレーン歪み」などと呼ばれる特有の画像歪みが起きる。一般的なローリングシャッター方式のイメージセンサの撮像画素は、水平方向の一列ごとに上の列から順次読み出され、列ごとに撮像タイミングが異なる。イメージセンサが撮像対象に対して静止している場合は問題ないが、イメージセンサに振動が加わったり、撮像対象が動いていたりして、イメージセンサと撮像対象との位置関係が変化している場合は、各列で撮像タイミングがずれる。これにより、各列の撮影位置にずれや差異が生じてしまい、撮影画像に歪みが生じる。このようなローリングシャッター現象による撮影画像の歪みを補正する手法がある。 On the other hand, when a rolling shutter type image sensor such as a CMOS image sensor included in a CMOS camera is used, a specific image distortion called “rolling shutter phenomenon”, “rolling shutter distortion”, or “focal plane distortion” is used. Happens. Imaging pixels of a general rolling shutter type image sensor are sequentially read from the upper column for each column in the horizontal direction, and the imaging timing is different for each column. When the image sensor is stationary with respect to the imaging target, there is no problem, but the positional relationship between the image sensor and the imaging target has changed due to vibration applied to the image sensor or the imaging target moving. The imaging timing is shifted in each column. As a result, a shift or difference occurs in the shooting position of each row, and the shot image is distorted. There is a method for correcting distortion of a captured image due to such a rolling shutter phenomenon.
特許文献1には、画素値の読み出し順序を水平ライン方向と垂直ライン方向とで切り替えることが可能なイメージセンサを使用し、振動方向を加速度センサなどで検知して切り替えることにより各主走査方向のラインのずれを低減し、フォーカルプレーンシャッタ動作に起因する画像歪みを補正するイメージセンサおよびカメラシステムが開示されている。
特に、CMOSイメージセンサのようなローリングシャッター方式のイメージセンサを用いて車両の走行面と平行な方向を撮影している状況で、車両が路面の凹凸を通過するといった理由により、イメージセンサに車両の走行面に垂直な方向の振動が加わると、一列ごとに車両の走行面に垂直な方向に撮影位置がずれることになる。振動の速度によっては、隣り合った列の撮影位置が一列分以上ずれる場合もありうる。各列で撮影位置がずれることにより、本来撮影されるはずだった車外の物体の画素が、撮影画像から欠落することがある。 In particular, in a situation where a rolling shutter type image sensor such as a CMOS image sensor is used to photograph a direction parallel to the traveling surface of the vehicle, the image sensor is connected to the image sensor because the vehicle passes through unevenness on the road surface. When vibration in a direction perpendicular to the traveling surface is applied, the photographing position is shifted in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle for each row. Depending on the vibration speed, there may be a case where the shooting positions of adjacent rows are shifted by one row or more. Due to the shift of the shooting position in each row, pixels of an object outside the vehicle that should have been shot may be missing from the shot image.
特許文献1の技術は、画像歪みを補正するものであって、補正により画像が幅細になるという弊害がある。幅細になった箇所では撮影対象の欠落部分が発生する。このようなローリングシャッター現象により発生する画素欠落のために、車外の物体(道路や障害物など)の一部を検出できない場合がある。特にイメージセンサ上では1画素〜数画素程度にしか映らない、進行方向の遠方の道路上の障害物を検出できないことがある。
The technique of
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、車両に搭載され、縦横格子状に並んだ光電変換素子を備え、一列に並んだ光電変換素子で同時に受光した光を階調信号に置き換える処理をイメージセンサの一方の端の列から他方の端の列まで順次行うイメージセンサを用いて車両の走行面と平行な方向を撮影する撮像装置において、撮像装置に車両の走行面に垂直な方向の振動が加わった場合であっても、車外の物体を欠損なく撮影可能にすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is provided with a photoelectric conversion element mounted in a vehicle and arranged in a vertical and horizontal lattice pattern, and a light signal simultaneously received by the photoelectric conversion elements arranged in a row is a gradation signal. In an imaging device that captures a direction parallel to the traveling surface of the vehicle using an image sensor that sequentially performs processing to replace the image sensor from one end row to the other end row, the imaging device is perpendicular to the traveling surface of the vehicle. It is an object to make it possible to photograph an object outside the vehicle without any loss even when vibrations in various directions are applied.
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、車両に搭載され、縦横格子状に並んだ光電変換素子を備え、一列に並んだ光電変換素子で同時に受光した光を階調信号に置き換える処理をイメージセンサの一方の端の列から他方の端の列まで順次行い、一列に並んだ光電変換素子で同時に結像される像は被写界の車両の走行面に垂直な方向の像であるイメージセンサを用いて、車両の走行面に平行な方向を撮影する。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes photoelectric conversion elements mounted in a vehicle and arranged in a vertical and horizontal grid pattern, and replaces light received simultaneously by the photoelectric conversion elements arranged in a row with a gradation signal. Processing is performed sequentially from one end row of the image sensor to the other end row, and the image simultaneously formed by the photoelectric conversion elements arranged in a row is an image in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle in the object field. A certain image sensor is used to photograph a direction parallel to the traveling surface of the vehicle.
この発明によれば、車両に搭載され、縦横格子状に並んだ光電変換素子を備え、一列に並んだ光電変換素子で同時に受光した光を階調信号に置き換える処理をイメージセンサの一方の端の列から他方の端の列まで順次行うイメージセンサを用いて車両の走行面と平行な方向を撮影する撮像装置において、一列に並んだ光電変換素子で同時に結像される像が被写界の車両の走行面に垂直な方向の像であるイメージセンサを用いることで、撮像装置に車両の走行面に垂直な方向の振動が加わった場合であっても、車外の物体を欠損なく撮影可能になる。 According to the present invention, the process of replacing the light received at the same time by the photoelectric conversion elements mounted on the vehicle and arranged in a vertical and horizontal grid pattern with the grayscale signals at the one end of the image sensor is performed. In an imaging device that captures a direction parallel to a traveling surface of a vehicle using an image sensor that sequentially performs from the row to the other end row, an image formed simultaneously by the photoelectric conversion elements arranged in a row is a vehicle in the field of view. By using an image sensor that is an image in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle, it is possible to photograph an object outside the vehicle without loss even when the imaging device is subjected to vibration in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle. .
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一または相当する部分には同じ符号を付す。本実施の形態では、撮像装置がCMOSカメラである場合の例について説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail with reference to drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds in a figure. In this embodiment, an example in which the imaging device is a CMOS camera will be described.
図1は、本発明の実施の形態に係る物体検出システムの構成例を示す図である。物体検出システム100は、CMOSカメラ2と、振動検出センサ3と、画像処理装置1と、物体検出装置4とで構成される。CMOSカメラ2と、振動検出センサ3と、画像処理装置1と、物体検出装置4とは、車両に搭載される。CMOSカメラ2は、ローリングシャッター方式の電子制御カメラモジュールであって、車両の走行面と平行な方向を撮影する。CMOSカメラ2は、光学レンズとCMOSイメージセンサを備え、車外の物体の発するまたは反射する光を電気信号に置き換える。CMOSカメラ2に含まれるCMOSイメージセンサは、縦横格子状に並んだ光電変換素子からなり、各光電変換素子は撮影画像の画素に対応する。光電変換素子が受光した光の強度は、その画素の階調を示す電気信号である階調信号に変換される。画素の階調とは、画素の明るさ(輝度)を表す量であり、例えば、階調信号が8ビットのデジタル信号であれば、256段階の階調を表現でき、最も暗い輝度を0、最も明るい輝度を255とする。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an object detection system according to an embodiment of the present invention. The
CMOSカメラ2のCMOSイメージセンサは、一列に並んだ光電変換素子で同時に受光した光を階調信号に置き換える処理(以下、階調信号変換処理という)をCMOSイメージセンサの一方の端の列から他方の端の列まで順次行う。以下、同時に受光する光電変換素子の列方向をラインスキャン方向と呼び、CMOSイメージセンサの面上でラインスキャン方向に対して直角の方向をフレームスキャン方向と呼ぶ。ラインスキャン方向の画素数×フレームスキャン方向の画素数が、CMOSイメージセンサの画素数(あるいは解像度)であり、これらの画素の階調によって、撮影画像が表現される。階調信号にはさまざまな規格があるが、各画素の階調を示すデジタル信号であれば、どのようなものでもよい。例えば、クロック配線、階調を示すデータ8配線、1ラインの有効信号配線、1フレームの有効信号配線、1フレームの開始信号配線の計12配線で伝達されるデジタル信号を用いる。 The CMOS image sensor of the CMOS camera 2 performs a process of replacing light simultaneously received by the photoelectric conversion elements arranged in a line with a gradation signal (hereinafter referred to as gradation signal conversion process) from one column of the CMOS image sensor to the other. Repeat until the end of the row. Hereinafter, the column direction of photoelectric conversion elements that simultaneously receive light is referred to as a line scan direction, and a direction perpendicular to the line scan direction on the surface of the CMOS image sensor is referred to as a frame scan direction. The number of pixels in the line scan direction × the number of pixels in the frame scan direction is the number of pixels (or resolution) of the CMOS image sensor, and a captured image is expressed by the gradation of these pixels. There are various standards for the gradation signal, but any digital signal indicating the gradation of each pixel may be used. For example, digital signals transmitted by a total of 12 lines including a clock line, 8 data lines indicating gradation, 1 line of effective signal line, 1 frame of effective signal line, and 1 frame of start signal line are used.
CMOSカメラ2は、撮影画像を表す階調信号を撮像信号として画像処理装置1に送信する。CMOSカメラ2は、ラインスキャン方向が車両の走行面に垂直な方向になる姿勢で設置される。CMOSカメラ2のCMOSイメージセンサは、車両の走行面に垂直な方向に一列に並んだ光電変換素子で同時に受光した光を階調信号に置き換える。つまり、CMOSイメージセンサのラインスキャン方向に一列に並んだ光電変換素子で同時に結像される像は被写界の車両の走行面に垂直な方向の像である。CMOSカメラ2のCMOSイメージセンサのラインスキャン方向と車両の走行面に垂直な方向とが一致することによって得られる効果について図2〜図7を用いて説明する。図2〜図7では便宜上、車外の物体は動いていないものとする。
The CMOS camera 2 transmits a gradation signal representing a captured image to the
図2は、CMOSカメラに振動が加わっていない状態の撮影画像の例を示す図である。図2の撮影画像には、車両が走行している道路、路肩の樹木、空に雲が写っている。CMOSカメラ2のCMOSイメージセンサのラインスキャン方向が車両の走行面に平行な方向に一致する場合であっても、ラインスキャン方向が車両の走行面に垂直な方向に一致する場合であっても、CMOSカメラ2に振動が加わっていない状態では撮影画像に歪みは生じない。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a captured image in a state where no vibration is applied to the CMOS camera. In the photographed image of FIG. 2, the road on which the vehicle is traveling, the tree on the shoulder, and clouds are reflected in the sky. Even when the line scan direction of the CMOS image sensor of the CMOS camera 2 coincides with the direction parallel to the traveling surface of the vehicle, even when the line scan direction coincides with the direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle, When the CMOS camera 2 is not vibrated, the captured image is not distorted.
図3は、ラインスキャン方向が車両の走行面に平行な方向に一致するCMOSカメラに車両の走行面に垂直な方向の振動が加わっている状態の撮影画像の例を示す図である。図3(a)は、CMOSカメラ2が地面から離れる方向に動いている場合の撮影画像の例である。図2のCMOSカメラ2に振動が加わっていない場合の撮影画像と比較し、図3(a)では、道路や路肩の樹木が縦方向に引き伸ばされたように撮影されている。これは、一列の階調信号変換処理に要する時間に次の列の撮影位置が変化してしまうために起きる。各列で撮影位置がずれることにより、空の雲が撮影画像から欠落している。図3(b)は、CMOSカメラ2が地面に近づく方向に動いている場合の撮影画像の例である。図3(b)では、図2のCMOSカメラに振動が加わっていない場合の撮影画像と比較し、道路や路肩の樹木、空の雲が押しつぶされたように撮影されている。これも同様に、一列の階調信号変換処理に要する時間に次の列の撮影位置が変化してしまうために起きる。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a captured image in a state where vibration in a direction perpendicular to the vehicle traveling surface is applied to the CMOS camera in which the line scan direction coincides with a direction parallel to the vehicle traveling surface. FIG. 3A shows an example of a captured image when the CMOS camera 2 is moving in a direction away from the ground. Compared with a captured image in the case where no vibration is applied to the CMOS camera 2 in FIG. 2, in FIG. 3A, a road and a shoulder tree are photographed as if they are stretched in the vertical direction. This occurs because the shooting position of the next row changes during the time required for the one row of gradation signal conversion processing. Due to the shift of the shooting position in each row, sky clouds are missing from the shot image. FIG. 3B is an example of a captured image when the CMOS camera 2 is moving in a direction approaching the ground. In FIG. 3 (b), the image is taken as if the road, roadside trees, and clouds in the sky are crushed, as compared to the image taken when the CMOS camera in FIG. 2 is not vibrated. This also occurs because the shooting position of the next row changes during the time required for the one row of gradation signal conversion processing.
図4は、ラインスキャン方向が車両の走行面に垂直な方向に一致するCMOSカメラに車両の走行面に垂直な方向の振動が加わっている状態の撮影画像の例を示す図である。図2のCMOSカメラ2に振動が加わっていない場合の撮影画像と比較し、図4では、水平線や路肩の樹木、雲が右肩上がりに歪んでいることがわかる。本実施の形態のCMOSカメラ2のCMOSイメージセンサは、ラインスキャン方向が車両の走行面に垂直な方向になる姿勢で設置されているので、一列の階調信号変換処理に要する時間によってもたらされる次の列の撮像位置の変化はラインスキャン方向に平行である。このため、CMOSカメラ2に車両の走行面に垂直な方向の振動が加わっている状態では、撮影画像はCMOSカメラ2が地面から近づく方向に動いている場合は右肩上がりになり、撮影画像はCMOSカメラ2が地面に離れる方向に動いている場合は右肩下がりになる。続いて、CMOSカメラ2を搭載した車両が走行する道路の進行方向の遠方に障害物が存在する場合について説明する。障害物が、車両から一定の距離以上遠方にある場合には、CMOSイメージセンサ上に1画素〜数画素程度の大きさで結像する。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a captured image in a state where vibration in a direction perpendicular to the vehicle traveling surface is applied to the CMOS camera in which the line scan direction coincides with a direction perpendicular to the vehicle traveling surface. Compared to the photographed image in the case where no vibration is applied to the CMOS camera 2 in FIG. 2, it can be seen in FIG. 4 that the horizon, roadside trees, and clouds are distorted upward. Since the CMOS image sensor of the CMOS camera 2 according to the present embodiment is installed in a posture in which the line scan direction is a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle, the following is brought about by the time required for one row of gradation signal conversion processing. The change in the imaging position of the column is parallel to the line scan direction. For this reason, when the CMOS camera 2 is subjected to vibration in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle, the captured image rises to the right when the CMOS camera 2 moves in a direction approaching the ground, and the captured image is When the CMOS camera 2 is moving away from the ground, it falls downward. Next, the case where an obstacle exists in the far direction of the traveling direction of the road on which the vehicle on which the CMOS camera 2 is mounted travels will be described. When the obstacle is far from the vehicle by a certain distance or more, an image is formed on the CMOS image sensor with a size of about one pixel to several pixels.
図5は、CMOSカメラに振動が加わっていない状態で遠方の路上に障害物がある場合の撮影画像の例を示す図である。図5は、図2に示すようなCMOSカメラ2に振動が加わっていない状態の撮影画像の地平線付近の障害物がある道路の周辺を拡大したものであり、格子線に囲われている方形が1画素である。方形の中の色の濃さは各画素の階調を表している。図中の最も色の濃い領域は道路である。道路の領域の中に1画素分の色の薄い部分があるが、これが遠方の障害物を表す障害物画素Pである。ここでは、障害物が遠方にあり、CMOSイメージセンサ上の1画素以下の大きさで結像しているため、障害物画素Pは1画素の大きさとなっている。また、この例では、障害物が道路より明るい色であるために、障害物画素Pは道路を捉えている画素よりも階調が高くなっている。障害物が道路より暗い色である場合には、障害物画素Pは道路を捉えている画素よりも階調が低くなる。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a photographed image when there is an obstacle on a distant road with no vibration applied to the CMOS camera. FIG. 5 is an enlarged view of the periphery of the road where there is an obstacle near the horizon of the photographed image in a state where vibration is not applied to the CMOS camera 2 as shown in FIG. 2, and a square surrounded by a grid line is shown. One pixel. The color intensity in the square represents the gradation of each pixel. The darkest area in the figure is the road. There is a light-colored portion of one pixel in the road area, which is an obstacle pixel P representing a distant obstacle. Here, the obstacle pixel P has a size of one pixel because the obstacle is far away and an image is formed with a size of one pixel or less on the CMOS image sensor. In this example, since the obstacle is brighter than the road, the obstacle pixel P has a higher gradation than the pixel capturing the road. When the obstacle is darker than the road, the obstacle pixel P has a lower gradation than the pixel capturing the road.
図6は、ラインスキャン方向が車両の走行面に平行な方向に一致するCMOSカメラに車両の走行面に垂直な方向の振動が加わっている状態で遠方の路上に障害物がある場合の撮影画像の例を示す図である。図6(a)は、図3(a)に示すようなCMOSカメラ2が地面から離れる方向に動いている場合の撮影画像の地平線付近の障害物がある道路の周辺を拡大したものである。図6(a)中の障害物画素Pは縦方向に2画素分の大きさとなっている。これは、図3(a)のように撮影画像全体が縦方向に引き伸ばされていることと同様の理由である。図6(b)は、図3(b)に示すようなCMOSカメラ2が地面に近づく方向に動いている場合の撮影画像の地平線付近の障害物がある道路の周辺を拡大したものである。図6(b)では、障害物を捉えている画素が存在しない。これは、CMOSカメラ2に車両の走行面に垂直な方向の振動が加わることで、障害物より上の部分を捉えている一列の階調信号変換処理に要する時間に、次の列が障害物より下の部分を捉える位置まで撮影装置が移動してしまうことによる。 FIG. 6 is a photographed image in the case where there is an obstacle on a distant road in a state where vibration in a direction perpendicular to the vehicle running surface is applied to the CMOS camera whose line scan direction coincides with a direction parallel to the vehicle running surface. It is a figure which shows the example of. FIG. 6A is an enlarged view of the periphery of a road with an obstacle near the horizon of a captured image when the CMOS camera 2 as shown in FIG. 3A is moving away from the ground. The obstacle pixel P in FIG. 6A has a size of two pixels in the vertical direction. This is the same reason that the entire captured image is stretched in the vertical direction as shown in FIG. FIG. 6B is an enlarged view of the vicinity of the road where there is an obstacle near the horizon of the captured image when the CMOS camera 2 as shown in FIG. 3B is moving in the direction approaching the ground. In FIG. 6B, there is no pixel capturing an obstacle. This is because the vibration in the direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle is applied to the CMOS camera 2, so that the next column is the obstacle in the time required for one row of gradation signal conversion processing capturing the portion above the obstacle. This is because the photographing apparatus moves to a position where the lower part is captured.
CMOSカメラ2のCMOSイメージセンサのラインスキャン方向が車両の走行面に平行な方向である場合、図6(b)のように、障害物を捉えていない撮影画像が発生することがある。障害物を捉えた画素が存在しなければ、そこから障害物を検出することはできない。複数枚の撮影画像から障害物を検出する方法をとった場合でも、障害物が存在しない画像が含まれていると、検出精度が低下する。 When the line scan direction of the CMOS image sensor of the CMOS camera 2 is parallel to the traveling surface of the vehicle, a captured image that does not capture an obstacle may be generated as shown in FIG. If there is no pixel that captures the obstacle, the obstacle cannot be detected therefrom. Even when a method for detecting an obstacle from a plurality of captured images is used, if an image without an obstacle is included, the detection accuracy decreases.
図7は、ラインスキャン方向が車両の走行面に垂直な方向に一致するCMOSカメラに車両の走行面に垂直な方向の振動が加わっている状態で遠方の路上に障害物がある場合の撮影画像の例を示す図である。図7は、図4に示すようなCMOSカメラ2に車両の走行面に垂直な方向の振動が加わっている状態の撮影画像の地平線付近の障害物がある道路の周辺を拡大したものである。障害物画素Pは、1画素の大きさで障害物を捉えている。本実施の形態のCMOSカメラ2のCMOSイメージセンサは、ラインスキャン方向が車両の走行面に垂直な方向になる姿勢で設置されているので、車両の走行面に垂直な方向にCMOSカメラ2が動いていても、ラインスキャン方向(車両の走行面に垂直な方向)の画素は同時に階調信号に変換されるため、障害物が十分に遠方にあり、CMOSイメージセンサ上の1画素以下の大きさで結像している場合であっても障害物を捉えることができる。 FIG. 7 is a photographed image in the case where there is an obstacle on a distant road in a state where vibration in the direction perpendicular to the vehicle traveling surface is applied to the CMOS camera in which the line scan direction coincides with the direction perpendicular to the vehicle traveling surface. It is a figure which shows the example of. FIG. 7 is an enlarged view of the periphery of the road where there is an obstacle near the horizon of the photographed image in a state where the vibration in the direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle is applied to the CMOS camera 2 as shown in FIG. The obstacle pixel P captures an obstacle with a size of one pixel. Since the CMOS image sensor of the CMOS camera 2 according to the present embodiment is installed in a posture in which the line scan direction is perpendicular to the traveling surface of the vehicle, the CMOS camera 2 moves in the direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle. However, since the pixels in the line scan direction (direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle) are simultaneously converted into gradation signals, the obstacle is sufficiently far away, and the size is one pixel or less on the CMOS image sensor. Obstacles can be captured even when the image is formed with the.
このように、物体検出システム100では、CMOSカメラ2のCMOSイメージセンサが車両の走行面に垂直な方向に一列に並んだ光電変換素子で同時に受光した光を階調信号に置き換えることによって、車両が走行する道路の進行方向の遠方に障害物が存在し、CMOSカメラ2に車両の走行面に垂直な方向の振動が加わった場合であっても、障害物を捉えることができる。
Thus, in the
図1の振動検出センサ3は、加速度センサであって、検出した加速度を電気信号へ変換し、振動信号として画像処理装置1に送信する。振動信号は、1本の配線で電圧によって加速度を表現されるものであっても良いし、シリアル通信などのデジタル信号であってもよい。振動検出センサ3は、車両に搭載されたCMOSカメラ2に加わる車両の走行面に垂直な方向の振動を検出することが可能となる様に設置する。即ち、振動検出センサ3の加速度検出方向の少なくとも1軸を、車両の走行面に垂直な方向に対して直角とならないように、好ましくは、車両の走行面に垂直な方向に設置する。なお、振動検出センサ3は、CMOSカメラ2と同じ加速度が加わる位置に設置する。以上のような構成にすることで、振動検出センサ3によって、CMOSカメラ2に加わる車両の走行面に垂直な方向の振動を検出することが可能となる。
The
画像処理装置1は、LSI(Large-Scale Integration)やFPGA(field-programmable gate array)などのデジタル信号処理回路から構成され、機能構成として、撮像信号取得部11、振動信号取得部12、ずれ量算出部13、画像補正部14および補正画像信号出力部15を備える。撮像信号取得部11は、CMOSカメラ2から撮像信号を受信し、画像補正部14に送る。振動信号取得部12は、振動検出センサ3から振動信号を受信し、ずれ量算出部13に送る。振動信号がアナログ信号である場合は、振動信号取得部12は、適切なA−D変換(アナログデジタル変換)回路を備え、振動信号をデジタル信号に変換して、ずれ量算出部13に送る。あるいは、LSIやFPGAの機能として実装されているA−D変換回路を利用することで、振動信号をデジタル信号に変換してもよい。
The
ずれ量算出部13は、振動信号取得部12から受け取った振動信号に基づいて、CMOSカメラ2のCMOSイメージセンサの各列の撮影位置のずれ量を算出する。ずれ量算出部13は、算出した各列の撮影位置のずれ量から、撮影画像の各列のずれを補正する補正量を示す補正量信号を生成し、画像補正部14に送る。補正量信号は、CMOSカメラ2に加わる車両の走行面に垂直な方向の振動によって発生する図4および図7に示すような右肩上がりまたは右肩下がりの歪みを持った撮影画像を補正するために、各列をラインスキャン方向にずれた分だけ逆向きに戻す量を示す。撮影画像に生じる右肩上がりまたは右肩下がりの歪みは、各列のラインスキャン方向の撮影位置のずれによって生じるので、ずれが生じている列についてラインスキャン方向にずれた分だけ逆向きに戻すと、右肩上がりまたは右肩下がりの歪みの修正が可能である。
The shift
前述のように振動信号は車両の走行面に垂直な方向の加速度を示しているので、車両の走行面に垂直な方向の重力加速度を差し引くと、車両が道路の段差などを乗り越える際に発生した振動により、CMOSカメラ2に加わっている車両の走行面に垂直な方向の加速度が検出できる。任意の瞬間での車両の走行面に垂直な方向の速度が算出できるので、階調信号変換処理のタイミングでの各列の相対的な車両の走行面に垂直な方向のずれ量が算出できる。相対的な車両の走行面に垂直な方向のずれ量が算出されれば、第一番目の列に対する各列のラインスキャン方向のずれ量がわかるので、そのラインスキャン方向のずれ量と同じ量だけ逆向きにずらせば、ローリングシャッター現象で歪みを生じた画像を補正することが可能である。従って、ずれ量算出部13は、第一番目の列に対する各列のラインスキャン方向のずれ量を補正量信号として出力する。
As mentioned above, the vibration signal indicates the acceleration in the direction perpendicular to the running surface of the vehicle. Therefore, if the gravitational acceleration in the direction perpendicular to the running surface of the vehicle is subtracted, the vibration signal is generated when the vehicle gets over a road step. Due to the vibration, acceleration in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle applied to the CMOS camera 2 can be detected. Since the speed in the direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle at any moment can be calculated, the amount of shift in the direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle in each row at the timing of the gradation signal conversion process can be calculated. If the amount of deviation in the direction perpendicular to the running surface of the vehicle is calculated, the amount of deviation in the line scan direction of each row with respect to the first row can be found, so only the same amount as the amount of deviation in that line scan direction By shifting in the reverse direction, it is possible to correct an image that has been distorted by the rolling shutter phenomenon. Therefore, the shift
画像補正部14は、撮像信号取得部11から受け取った撮像信号とずれ量算出部13から受け取った補正量信号とに基づいて、CMOSカメラ2の撮影画像を補正する。画像補正部14は、補正量信号が示す補正量に従って、撮像信号で表される画像のずれが生じている列についてラインスキャン方向にずれを戻すことで、ローリングシャッター現象で歪みを生じた画像を補正する。このとき、画像の上下には、画素が存在しない部分があるが、本発明による画像処理装置1は、車外の物体を検出するための画像を生成することにあるため、補正した撮影画像に撮影対象の物体が含まれていればよい。画像が存在しない部分には、例えば、階調値0を挿入してもよいし、画素が存在しないことを示す値(例えば−1)を設定して挿入してもよい。画像補正部14は、補正した撮影画像を表す補正画像信号を生成し、補正画像信号出力部15に送る。補正画像信号出力部15は、画像補正部14から受け取った補正画像信号を物体検出装置4に送信する。
The
物体検出装置4は、画像処理装置1から受信した補正画像信号から障害物画素Pを検出し、検出結果を物体検出信号として出力する。物体検出信号の出力方法は、画面表示でもよいし、音声出力でもよいし、車両制御装置に出力してもよい。物体検出装置4は、例えば、補正画像信号が示す補正した撮影画像から道路の領域を抽出し、道路の領域内に存在する、道路を捉えている画素よりも階調が閾値以上高いまたは低い障害物画素Pを検出する。撮影画像から障害物を検出する方法は、これに限らず、既存の技術を用いればよい。従来のように、ラインスキャン方向が車両の走行面に平行な方向になる姿勢でCMOSカメラ2を設置した場合は、図6(b)を用いて説明したとおり、車両が走行する道路の進行方向の遠方に障害物が存在するにも関わらず、撮影画像に障害物画素Pが存在しないことがある。障害物画素Pが存在しなければ、撮影画像から障害物を検出するいかなる方法を用いたとしても、障害物を検出することが不可能である。ここで、図8を用いて物体検出システム100の各装置が行う処理について説明する。
The object detection device 4 detects the obstacle pixel P from the corrected image signal received from the
図8は、実施の形態に係る物体検出システムの動作の一例を示すフローチャートである。以下の処理は、物体検出システム100の各装置の起動中は繰り返し実行される。CMOSカメラ2は、車両の走行面と平行な方向を撮影する(ステップS11)。CMOSカメラ2は、ラインスキャン方向と車両の走行面に垂直な方向とが一致する撮影画像を表す階調信号を撮像信号として画像処理装置1に送信し(ステップS12)、処理を終了する。CMOSカメラ2から送信される撮影信号が示すラインスキャン方向と車両の走行面に垂直な方向とが一致する撮影画像は、図4に示すように、CMOSカメラ2に車両の走行面に垂直な方向の振動が加わっている状態では、全体として右肩上がりまたは右肩下がりになるが、図7に示すように、CMOSカメラ2に加わる車両の走行面に垂直な方向の振動によって障害物画素Pが消えることはない。振動検出センサ3は、車両の走行面に垂直な方向の加速度を検出する(ステップS21)。車両の走行面に垂直な方向の加速度を変換した電気信号を振動信号として画像処理装置1に送信し(ステップS22)、処理を終了する。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the operation of the object detection system according to the embodiment. The following processing is repeatedly executed while each device of the
画像処理装置1の撮像信号取得部11は、CMOSカメラ2から撮像信号を受信し(ステップS31)、画像補正部14に送る。振動信号取得部12は、振動検出センサ3から振動信号を受信し(ステップS32)、ずれ量算出部13に送る。ずれ量算出部13は、振動信号取得部12から受け取った振動信号に基づいて、CMOSカメラ2のCMOSイメージセンサの各列の撮影位置のずれ量を算出する(ステップS33)。ずれ量算出部13は、算出した各列の撮影位置のずれ量から、撮影画像の各列のずれを補正する補正量を示す補正量信号を生成し、画像補正部14に送る。画像補正部14は、撮像信号取得部11から受け取った撮像信号とずれ量算出部13から受け取った補正量信号とに基づいて、CMOSカメラ2の撮影画像を補正する(ステップS34)。画像補正部14は、図4および図7に示すような右肩上がりまたは右肩下がりになっている撮影画像に対し、補正量信号に従って、撮像信号で表される画像のずれが生じている列についてラインスキャン方向にずれを戻すことで、ローリングシャッター現象で歪みを生じた画像を補正する。
The imaging
画像補正部14は、補正した撮影画像を表す補正画像信号を生成し、補正画像信号出力部15に送る。補正画像信号出力部15は、画像補正部14から受け取った補正画像信号を物体検出装置4に送信し(ステップS35)、処理を終了する。物体検出装置4は、画像処理装置1から補正画像信号を受信すると(ステップS41)、補正画像信号が示す補正後の撮影画像から障害物画素Pを検出する(ステップS42)。物体検出装置4は、検出結果を物体検出信号として出力し(ステップS43)、処理を終了する。
The
以上説明したように、本実施の形態の車両に搭載され、ローリングシャッター方式のCMOSメージセンサを用いて車両の走行面と平行な方向を撮影するCMOSカメラ2によれば、一列に並んだ光電変換素子で同時に結像される像が被写界の車両の走行面に垂直な方向の像であるCMOSイメージセンサを用いることで、CMOSカメラ2に車両の走行面に垂直な方向の振動が加わった場合であっても、車外の物体を欠損なく撮影可能になる。また、物体検出システム100によれば、画像処理装置1から物体検出装置4に入力される補正画像信号が表す補正後の撮影画像は、CMOSカメラ2に加わる車両の走行面に垂直な方向の振動によっても障害物画素Pが消えることなく、かつ、撮影画像の列方向ズレも存在しないため、物体検出装置4での物体の検出が容易となる。なお、車外の物体が車両の走行面に平行な方向に動く場合には、ローリングシャッター現象による画素欠落が発生する可能性があるが、動く物体の場合は、1画素〜数画素程度にしか映らないほど遠方の時点で検出する必要がない。
As described above, according to the CMOS camera 2 that is mounted on the vehicle of the present embodiment and photographs the direction parallel to the traveling surface of the vehicle using the rolling shutter type CMOS image sensor, the photoelectric conversion elements arranged in a line When a CMOS image sensor is used in which the image formed at the same time is an image in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle in the object field, vibration in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle is applied to the CMOS camera 2 Even so, it is possible to photograph an object outside the vehicle without any loss. Further, according to the
上記の実施の形態では、CMOSカメラ2が送信した撮像信号を画像処理装置1が受信し、撮影画像の補正を行ってから物体検出装置4に送信するが、CMOSカメラ2が撮像信号を物体検出装置4に送信し、物体検出装置4は、CMOSカメラ2から受信した撮像信号から障害物画素Pを検出し、検出結果を物体検出信号として出力してもよい。
In the above embodiment, the
上記の実施の形態では、CMOSカメラ2の撮影方向と光軸が一致することを前提としているが、これに限らない。CMOSイメージセンサの一列に並んだ光電変換素子で同時に結像される像が被写界の車両の走行面に垂直な方向の像となる構成であれば、鏡などで光路を変更してもよい。光路を変更する場合には、CMOSイメージセンサのラインスキャン方向と車両の走行面に垂直な方向とが一致しない場合もあり得る。 In the above embodiment, it is assumed that the photographing direction of the CMOS camera 2 and the optical axis coincide with each other, but the present invention is not limited to this. If the image simultaneously formed by the photoelectric conversion elements arranged in a row in the CMOS image sensor is an image in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle in the object field, the optical path may be changed by a mirror or the like. . When the optical path is changed, the line scan direction of the CMOS image sensor may not match the direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle.
図9は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。画像処理装置1は、図9に示すように、制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、操作部34、表示部35および入出力部36を備える。主記憶部32、外部記憶部33、操作部34、表示部35および入出力部36はいずれも内部バス30を介して制御部31に接続されている。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the
制御部31はCPU(Central Processing Unit)などから構成され、外部記憶部33に記憶されている制御プログラム39に従って、画像処理装置1のずれ量算出部13および画像補正部14の各処理を実行する。
The
主記憶部32はRAM(Random-Access Memory)などから構成され、外部記憶部33に記憶されている制御プログラム39をロードし、制御部31の作業領域として用いられる。
The
外部記憶部33は、フラッシュメモリ、ハードディスク、DVD−RAM、DVD−RWなどの不揮発性メモリから構成され、画像処理装置1の処理を制御部31に行わせるためのプログラムをあらかじめ記憶し、また、制御部31の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御部31に供給し、制御部31から供給されたデータを記憶する。
The
操作部34はキーボードおよびマウスなどのポインティングデバイスなどと、キーボードおよびポインティングデバイスなどを内部バス30に接続するインタフェース装置から構成されている。ユーザが画像処理装置1に情報を入力する場合は、操作部34を介して、入力された情報が制御部31に供給される。
The
表示部35は、CRTまたはLCDなどから構成されている。ユーザが画像処理装置1に情報を入力する場合は、操作画面を表示する。
The
入出力部36は、シリアルインタフェースまたはパラレルインタフェースから構成されている。入出力部36はCMOSカメラ2、振動検出センサ3および物体検出装置4と接続する。入出力部36は、撮像信号取得部11、振動信号取得部12および補正画像信号出力部15として機能する。
The input /
図1に示す画像処理装置1の撮像信号取得部11、振動信号取得部12、ずれ量算出部13、画像補正部14および補正画像信号出力部15の処理は、制御プログラム39が、制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、操作部34、表示部35および入出力部36などを資源として用いて処理することによって実行する。
The processing of the imaging
その他、前記のハードウェア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更および修正が可能である。 In addition, the hardware configuration and the flowchart described above are merely examples, and can be arbitrarily changed and modified.
制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、操作部34、表示部35、入出力部36、内部バス30などから構成される画像処理装置1の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROMなど)に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する画像処理装置1を構成してもよい。また、インターネットなどの通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロードなどすることで画像処理装置1を構成してもよい。
The central part that performs processing of the
また、画像処理装置1の機能を、OS(オペレーティングシステム)とアプリケーションプログラムの分担、またはOSとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
When the functions of the
また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して提供することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS,Bulletin Board System)にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを提供してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、OSの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、画像処理装置1の処理を実行できるように構成してもよい。
It is also possible to superimpose a computer program on a carrier wave and provide it via a communication network. For example, a computer program may be posted on a bulletin board (BBS, Bulletin Board System) on a communication network, and the computer program may be provided via the network. The computer program may be activated and executed in the same manner as other application programs under the control of the OS, so that the processing of the
1 画像処理装置、2 CMOSカメラ、3 振動検出センサ、4 物体検出装置、11 撮像信号取得部、12 振動信号取得部、13 ずれ量算出部、14 画像補正部、15 補正画像信号出力部、30 内部バス、31 制御部、32 主記憶部、33 外部記憶部、34 操作部、35 表示部、36 入出力部、39 制御プログラム、100 物体検出システム、P 障害物画素。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記撮像装置から、前記撮像信号を取得する撮像信号取得部と、
前記振動検出センサから、前記振動信号を取得する振動信号取得部と、
前記振動信号取得部が取得した前記振動信号に基づいて、前記イメージセンサの各列の撮影位置のずれ量を算出し、算出した各列の撮影位置のずれ量から、前記撮影画像の各列のずれを補正する補正量を示す補正量信号を生成するずれ量算出部と、
前記撮像信号取得部が取得した前記撮像信号、および、前記ずれ量算出部が生成した前記補正量信号に基づいて、前記撮影画像の各列のずれを補正し、補正した前記撮影画像を表す補正画像信号を生成する画像補正部と、
前記画像補正部が生成した前記補正画像信号を出力する補正画像信号出力部と、
を備える画像処理装置。 A process for replacing photoelectric conversion elements mounted on a vehicle and arranged in a vertical and horizontal grid pattern, and simultaneously receiving light received by the photoelectric conversion elements arranged in a row with a gradation signal from one end row of the image sensor to the other end The image sensor is sequentially formed by the photoelectric conversion elements arranged in the row, and the image sensor is an image in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle in the object field, and An imaging device that captures a direction parallel to the traveling surface and outputs the gradation signal representing the captured image as an imaging signal, and an acceleration that is mounted on the vehicle and is perpendicular to the traveling surface of the vehicle, An image processing apparatus connected to a vibration detection sensor that outputs an electric signal obtained by converting an acceleration in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle as a vibration signal,
An imaging signal acquisition unit that acquires the imaging signal from the imaging device;
A vibration signal acquisition unit for acquiring the vibration signal from the vibration detection sensor;
Based on the vibration signal acquired by the vibration signal acquisition unit, the shift amount of the shooting position of each column of the image sensor is calculated, and from the calculated shift amount of the shooting position of each column, each column of the captured image is calculated. A deviation amount calculation unit for generating a correction amount signal indicating a correction amount for correcting the deviation;
Based on the imaging signal acquired by the imaging signal acquisition unit and the correction amount signal generated by the deviation amount calculation unit, the shift of each column of the captured image is corrected, and the correction representing the corrected captured image An image correction unit for generating an image signal;
A corrected image signal output unit that outputs the corrected image signal generated by the image correction unit;
An image processing apparatus comprising:
前記車両の走行面に垂直な方向の加速度を検出し、前記車両の走行面に垂直な方向の加速度を変換した電気信号を振動信号として出力する振動検出センサと、
前記撮像装置から、前記撮像信号を取得する撮像信号取得部、
前記振動検出センサから、前記振動信号を取得する振動信号取得部、
前記振動信号取得部が取得した前記振動信号に基づいて、前記イメージセンサの各列の撮影位置のずれ量を算出し、算出した各列の撮影位置のずれ量から、前記撮影画像の各列のずれを補正する補正量を示す補正量信号を生成するずれ量算出部、
前記撮像信号取得部が取得した前記撮像信号、および、前記ずれ量算出部が生成した前記補正量信号に基づいて、前記撮影画像の各列のずれを補正し、補正した前記撮影画像を表す補正画像信号を生成する画像補正部、ならびに、
前記画像補正部が生成した前記補正画像信号を出力する補正画像信号出力部、
を備える画像処理装置と、
前記画像処理装置が出力した前記補正画像信号に基づいて、車外に存在する物体を検出する物体検出装置と、
を備える物体検出システム。 A process for replacing photoelectric conversion elements mounted on a vehicle and arranged in a vertical and horizontal grid pattern, and simultaneously receiving light received by the photoelectric conversion elements arranged in a row with a gradation signal from one end row of the image sensor to the other end The image sensor is sequentially formed by the photoelectric conversion elements arranged in the row, and the image sensor is an image in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle in the object field, and An imaging device that captures a direction parallel to the traveling surface and outputs the gradation signal representing the captured image as an imaging signal;
A vibration detection sensor for detecting an acceleration in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle and outputting an electric signal obtained by converting the acceleration in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle as a vibration signal;
An imaging signal acquisition unit for acquiring the imaging signal from the imaging device;
A vibration signal acquisition unit for acquiring the vibration signal from the vibration detection sensor;
Based on the vibration signal acquired by the vibration signal acquisition unit, the shift amount of the shooting position of each column of the image sensor is calculated, and from the calculated shift amount of the shooting position of each column, each column of the captured image is calculated. A deviation amount calculation unit for generating a correction amount signal indicating a correction amount for correcting the deviation;
Based on the imaging signal acquired by the imaging signal acquisition unit and the correction amount signal generated by the deviation amount calculation unit, the shift of each column of the captured image is corrected, and the correction representing the corrected captured image An image correction unit for generating an image signal, and
A corrected image signal output unit that outputs the corrected image signal generated by the image correction unit;
An image processing apparatus comprising:
An object detection device for detecting an object existing outside the vehicle based on the corrected image signal output by the image processing device;
An object detection system comprising:
前記イメージセンサを用いて前記車両の走行面に平行な方向を撮影するステップと、
撮影画像を表す前記階調信号を撮像信号として出力するステップと、
前記車両に搭載される振動検出センサが実行する、
前記車両の走行面に垂直な方向の加速度を検出するステップと、
前記車両の走行面に垂直な方向の加速度を変換した電気信号を振動信号として出力するステップと、
画像処理装置が実行する、
前記振動検出センサが出力した前記振動信号に基づいて、前記イメージセンサの各列の撮影位置のずれ量を算出し、算出した各列の撮影位置のずれ量から、前記撮影画像の各列のずれを補正する補正量を示す補正量信号を生成するずれ量算出ステップと、
前記撮像装置が出力した前記撮像信号、および、前記ずれ量算出ステップで生成した前記補正量信号に基づいて、前記撮影画像の各列のずれを補正し、補正した前記撮影画像を表す補正画像信号を生成する画像補正ステップと、
前記画像補正ステップで生成した前記補正画像信号を出力する補正画像信号出力ステップと、
物体検出装置が実行する、
前記画像処理装置が出力した前記補正画像信号に基づいて、車外に存在する物体を検出するステップと、
を備える物体検出方法。 A process for replacing photoelectric conversion elements mounted on a vehicle and arranged in a vertical and horizontal grid pattern, and simultaneously receiving light received by the photoelectric conversion elements arranged in a row with a gradation signal from one end row of the image sensor to the other end An image pickup device including the image sensor is executed in which the images simultaneously formed by the photoelectric conversion elements arranged in a row are images in the direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle in the object scene. ,
Photographing a direction parallel to the traveling surface of the vehicle using the image sensor;
Outputting the gradation signal representing a captured image as an imaging signal;
The vibration detection sensor mounted on the vehicle executes,
Detecting acceleration in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle;
Outputting an electrical signal obtained by converting acceleration in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle as a vibration signal;
Executed by the image processing device,
Based on the vibration signal output from the vibration detection sensor, a shift amount of the shooting position of each column of the image sensor is calculated, and a shift of each column of the captured image is calculated from the calculated shift amount of the shooting position of each column. A deviation amount calculating step for generating a correction amount signal indicating a correction amount for correcting
Based on the imaging signal output from the imaging device and the correction amount signal generated in the shift amount calculation step, the corrected image signal representing the corrected captured image is corrected by correcting the shift of each column of the captured image. An image correction step for generating
A corrected image signal output step for outputting the corrected image signal generated in the image correction step;
Executed by the object detection device,
Detecting an object existing outside the vehicle based on the corrected image signal output by the image processing device;
An object detection method comprising:
前記振動検出センサが出力した前記振動信号に基づいて、前記イメージセンサの各列の撮影位置のずれ量を算出し、算出した各列の撮影位置のずれ量から、前記撮影画像の各列のずれを補正する補正量を示す補正量信号を生成するずれ量算出部、ならびに
前記撮像装置が出力した前記撮像信号、および、前記ずれ量算出部が生成した前記補正量信号に基づいて、前記撮影画像の各列のずれを補正し、補正した前記撮影画像を表す補正画像信号を生成する画像補正部、
として機能させるプログラム。 A process for replacing photoelectric conversion elements mounted on a vehicle and arranged in a vertical and horizontal grid pattern, and simultaneously receiving light received by the photoelectric conversion elements arranged in a row with a gradation signal from one end row of the image sensor to the other end The image sensor is sequentially formed by the photoelectric conversion elements arranged in the row, and the image sensor is an image in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle in the object field, and An imaging device that captures a direction parallel to the traveling surface and outputs the gradation signal representing the captured image as an imaging signal, and an acceleration that is mounted on the vehicle and is perpendicular to the traveling surface of the vehicle, A computer connected to a vibration detection sensor that outputs an electrical signal obtained by converting an acceleration in a direction perpendicular to the traveling surface of the vehicle as a vibration signal;
Based on the vibration signal output from the vibration detection sensor, a shift amount of the shooting position of each column of the image sensor is calculated, and a shift of each column of the captured image is calculated from the calculated shift amount of the shooting position of each column. A deviation amount calculation unit that generates a correction amount signal indicating a correction amount for correcting the image, and the captured image output based on the imaging signal output from the imaging device and the correction amount signal generated by the deviation amount calculation unit. An image correction unit that corrects a shift of each column and generates a corrected image signal representing the corrected captured image;
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