JP2019056647A

JP2019056647A - 画像生成装置、画像生成プログラムおよび撮影車両

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Publication number: JP2019056647A
Application number: JP2017181771A
Authority: JP
Inventors: 吉田　光伸; Mitsunobu Yoshida; 光伸吉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-04-11
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: JP7002898B2

Abstract

【課題】複数の画像を並べて正しい全体画像を生成できるようにする。
【解決手段】複数のカメラは、車両の外側に向けられ、且つ、車両の長さ方向に基準間隔で並べられ、且つ、車両の長さ方向と垂直に交わる縦断面において互いに向きが異なり、且つ、車両が基準距離を進む毎に撮影を行う。各帯状画像は、１つのカメラによって得られる複数の画像を前記車両の長さ方向に対応する方向に並べて得られる画像である。画像生成部は、各帯状画像を車両の長さ方向に対応する方向において調整画素数ずつずらして全体画像を生成する。調整画素数は、基準間隔と基準距離とに基づいて得られる画素数である。
【選択図】図１３

Description

本発明は、複数の画像を並べて全体画像を生成する技術に関するものである。

トンネルを撮影するための従来の撮影車両には、複数のカメラが扇型状に配置されている。
複数のカメラが同時に撮影を行うことにより、撮影車両の進行方向においてトンネルの同じ位置の内面が映った複数の映像が得られる。つまり、トンネルの入口からの距離が同じ位置におけるトンネルの内面が映った複数の映像が得られる。そのため、展開図を生成することが可能である。
しかし、複数のカメラが扇型状に配置されると、複数のカメラの各視点が一致しない。すると、撮影車両がトンネルの壁に近づいた場合に、撮影されない部分が発生してしまう。
また、複数のカメラを扇型状に配置しようとすると配置場所が限られるため、大型のカメラを使用することが困難である。

特開２００１−１４１６６０号公報特開２０１６−２１８５５５号公報

本発明は、複数の画像を並べて正しい全体画像を生成できるようにすることを目的とする。

本発明の画像生成装置は、車両に設置された複数のカメラから得られる複数の帯状画像を並べて全体画像を生成する画像生成部を備える。
前記複数のカメラは、前記車両の外側に向けられ、且つ、前記車両の長さ方向に基準間隔で並べられ、且つ、前記車両の長さ方向と垂直に交わる縦断面において互いに向きが異なり、且つ、前記車両が基準距離を進む毎に撮影を行う。
各帯状画像は、１つのカメラによって得られる複数の画像を前記車両の長さ方向に対応する方向に並べて得られる画像である。
前記画像生成部は、各帯状画像を前記車両の長さ方向に対応する方向において調整画素数ずつずらして前記全体画像を生成する。
前記調整画素数は、前記基準間隔と前記基準距離とに基づいて得られる画素数である。

本発明によれば、複数の画像を並べて正しい全体画像を生成することができる。

実施の形態１における撮影車両１００の左側面図。実施の形態１における撮影車両１００の平面図。実施の形態１における撮影車両１００の右側面図。実施の形態１における撮影装置２００の左斜視図。実施の形態１における撮影装置２００の右斜視図。実施の形態１におけるカメラユニット２１０の表斜視図。実施の形態１におけるカメラユニット２１０の裏斜視図。実施の形態１における撮影装置２００の撮像範囲を示す図。実施の形態１における撮影装置２００の撮像範囲を示す図。実施の形態１における撮影装置２００の撮像範囲を示す図。実施の形態１における撮影装置２００の撮像範囲を示す図。実施の形態１における画像生成装置３００の構成図。実施の形態１における画像生成方法のフローチャート。実施の形態１における帯状画像３０１を示す図。実施の形態１におけるカメラユニット群２０１の撮像方向を示す図。実施の形態１における＜実施例１＞を示す図。実施の形態１における全体画像３０９を示す図。実施の形態１における全体画像３０２を示す図。実施の形態１における＜実施例２＞を示す図。実施の形態１における＜実施例２＞の被写体間隔Ｌａを示す図。実施の形態１における＜実施例３＞を示す図。実施の形態１における＜実施例３＞の壁面角度θを示す図。実施の形態１における＜実施例３＞の被写体距離Ｌａを示す図。実施の形態１における＜実施例４＞の被写体距離Ｌａを示す図。実施の形態における画像生成装置３００のハードウェア構成を示す図。

実施の形態および図面において、同じ要素および対応する要素には同じ符号を付している。同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略化する。図中の矢印はデータの流れ又は処理の流れを主に示している。

実施の形態１．
撮影車両１００および画像生成装置３００について、図１から図２４に基づいて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１、図２および図３に基づいて、撮影車両１００を説明する。
図１は、撮影車両１００の左側面を示している。
図２は、撮影車両１００の上面を示している。
図３は、撮影車両１００の右側面を示している。

撮影車両１００は、走行しながら周囲を撮影するための車両である。具体的には、撮影車両１００がトンネルを走行している間に、トンネル内の壁面が撮影される。
撮影車両１００は、道路を走行するためのタイヤ１０１の他に、軌道を走行するための車輪１０３を備える。これにより、撮影車両１００は軌陸車として機能する。
タイヤ１０１には、後述するオドメータが設置されている。

撮影車両１００は、パネルで覆われた荷台１１０を備える。
荷台１１０の中には、後述する撮影装置が設置されている。
荷台１１０のパネルには、撮影装置の撮影方向に対応する部分にスリット１１１（Ｕ１〜Ｕ５、Ｒ１〜Ｒ４、Ｌ１〜Ｌ５）が設けられている。
スリット１１１Ｕｘは、後述するカメラユニット２１０Ｕｘのためのスリット１１１である。
スリット１１１Ｒｘは、後述するカメラユニット２１０Ｒｘのためのスリット１１１である。
スリット１１１Ｌｘは、後述するカメラユニット２１０Ｌｘのためのスリット１１１である。

図３において、スリット１１１Ｒ１とスリット１１１Ｒ２との間隔はＤａであり、スリット１１１Ｒ２とスリット１１１Ｒ３との間隔はＤｂであり、スリット１１１Ｒ３とスリット１１１Ｒ４との間隔はＤｃである。
スリットの間隔は、カメラユニット２１０（後述するカメラ）の間隔と一致する。

荷台１１０の前部には、オペレーション室１２０が設けられている。
オペレーション室１２０において、オペレータは撮影装置などを操作する。

荷台１１０の後部には、レーザスキャナ１１２が設置されている。

図４および図５に基づいて、撮影装置２００を説明する。
図４は、撮影装置２００の左側を示す斜視図である。
図５は、撮影装置２００の右側を示す斜視図である。

撮影装置２００は、３つのカメラユニット群２０１（Ｌ、Ｒ、Ｕ）を備える。
カメラユニット群２０１Ｌは、上段に配置されて左方向を撮影するカメラユニット群２０１である。
カメラユニット群２０１Ｒは、中段に配置されて右方向を撮影するカメラユニット群２０１である。
カメラユニット群２０１Ｕは、下段に配置されて上方向を撮影するカメラユニット群２０１である。

各カメラユニット群２０１は、複数のカメラユニット２１０から成る。
カメラユニット群２０１Ｌは、５つのカメラユニット２１０（Ｌ１〜Ｌ５）から成る。
カメラユニット群２０１Ｒは、４つのカメラユニット２１０（Ｒ１〜Ｒ５）から成る。
カメラユニット群２０１Ｕは、５つのカメラユニット２１０（Ｕ１〜Ｕ５）から成る。

図５において、カメラユニット２１０Ｒ１とカメラユニット２１０Ｒ２との間隔はＤａであり、カメラユニット２１０Ｒ２とカメラユニット２１０Ｒ３との間隔はＤｂであり、カメラユニット２１０Ｒ３とカメラユニット２１０Ｒ４との間隔はＤｃである。

図６および図７に基づいて、カメラユニット２１０を説明する。
カメラユニット２１０は、フレーム２１１とカメラ２１２と制御ボックス２１３と照明２１４とアクリル板２１５とを備える。
カメラ２１２、制御ボックス２１３および照明２１４は、フレーム２１１に取り付けられている。
アクリル板２１５は、カメラ２１２の撮影方向に配置されている。

カメラ２１２は、撮影によって画像を得る。
具体的には、カメラ２１２はラインカメラである。ラインカメラは、１回の撮影で１列の画像を得るカメラである。ラインカメラは、ラインセンサまたはラインセンサカメラともいう。

制御ボックス２１３は、カメラ２１２を制御するための基板および配線を収納する。

照明２１４は、カメラ２１２の撮影方向を照らす。具体的には、照明２１４は、レーザ照明である。
壁面にキズがあるか否かを調べる場合、カメラ２１２の撮影方向に斜めから光を照射するとキズが見えやすくなる。そのため、照明２１４は、カメラ２１２からずれた位置に固定され、カメラ２１２の撮影方向を斜めから照らす。

アクリル板２１５は、透明な板であり、カメラ２１２を保護する。

図４および図５に戻り、カメラユニット群２０１の説明を続ける。
図４および図５において、前後方向は撮影車両１００の長さ方向に相当し、左右方向は撮影車両１００の幅方向に相当する。

各カメラユニット群２０１において、複数のカメラ２１２は、以下のように構成されている。
複数のカメラ２１２は、撮影車両１００の外側に向けられている。
複数のカメラ２１２は、撮影車両１００の長さ方向に基準間隔で並べられている。基準間隔は、撮影車両１００の長さ方向におけるカメラ２１２間の距離である。
複数のカメラ２１２は、撮影車両１００の長さ方向と垂直に交わる縦断面において互いに向きが異なる。
複数のカメラ２１２は、撮影車両１００が基準距離を進む毎に撮影を行う。具体的には、複数のカメラ２１２は、撮影車両１００のオドメータからパルスが出力される毎に撮影を行う。オドメータは、撮影車両１００が基準距離を進む毎にパルスを出力する。

図８、図９、図１０および図１１に基づいて、撮影装置２００の撮影範囲２０９を説明する。
図８は、図４に対応しており、カメラユニット群２０１Ｕの撮影範囲２０９Ｕ（１〜５）を破線で示している。
図９は、図４に対応しており、カメラユニット群２０１Ｌの撮影範囲２０９Ｌ（１〜５）を一点鎖線で示している。
図１０は、図５に対応しており、カメラユニット群２０１Ｒの撮影範囲２０９Ｒ（１〜４）を二点鎖線で示している。

図１１は、撮影車両１００の荷台１１０に設置された撮影装置２００を撮影車両１００の後方から見た様子を示している。図１１が示す平面は、撮影車両１００の長さ方向と垂直に交わる縦断面に相当する。
破線はカメラユニット群２０１Ｕの撮影範囲２０９Ｕを示し、一点鎖線はカメラユニット群２０１Ｌの撮影範囲２０９Ｌを示し、二点鎖線はカメラユニット群２０１Ｒの撮影範囲２０９Ｒを示している。
矢印付きの弧は、撮影装置２００の全体の撮影範囲２０９を示している。撮影装置２００の全体の撮影範囲２０９は約２６８度に及ぶ。

図１２に基づいて、画像生成装置３００の構成を説明する。
画像生成装置３００は、プロセッサ９０１とメモリ９０２と補助記憶装置９０３といったハードウェアを備えるコンピュータである。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。

プロセッサ９０１は、演算処理を行うＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）であり、他のハードウェアを制御する。例えば、プロセッサ９０１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、またはＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。
メモリ９０２は揮発性の記憶装置である。メモリ９０２は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。例えば、メモリ９０２はＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）である。メモリ９０２に記憶されたデータは必要に応じて補助記憶装置９０３に保存される。
補助記憶装置９０３は不揮発性の記憶装置である。例えば、補助記憶装置９０３は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、またはフラッシュメモリである。補助記憶装置９０３に記憶されたデータは必要に応じてメモリ９０２にロードされる。

画像生成装置３００は、画像生成部３１０を備える。画像生成部３１０は、帯状画像生成部３１１および全体画像生成部３１２を備える。これらの要素はソフトウェアで実現される。

補助記憶装置９０３には、画像生成部３１０としてコンピュータを機能させるための画像生成プログラムが記憶されている。画像生成プログラムは、メモリ９０２にロードされて、プロセッサ９０１によって実行される。
さらに、補助記憶装置９０３にはＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）が記憶されている。ＯＳの少なくとも一部は、メモリ９０２にロードされて、プロセッサ９０１によって実行される。
つまり、プロセッサ９０１は、ＯＳを実行しながら、画像生成プログラムを実行する。
画像生成プログラムを実行して得られるデータは、メモリ９０２、補助記憶装置９０３、プロセッサ９０１内のレジスタまたはプロセッサ９０１内のキャッシュメモリといった記憶装置に記憶される。

メモリ９０２はデータを記憶する記憶部３９１として機能する。但し、他の記憶装置が、メモリ９０２の代わりに、又は、メモリ９０２と共に、記憶部３９１として機能してもよい。

画像生成装置３００は、プロセッサ９０１を代替する複数のプロセッサを備えてもよい。複数のプロセッサは、プロセッサ９０１の役割を分担する。

画像生成プログラムは、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記録媒体にコンピュータで読み取り可能に記録することができる。言い換えると、画像生成プログラムは、不揮発性の記録媒体にコンピュータで読み取り可能に格納することができる。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
画像生成装置３００の動作は画像生成方法に相当する。また、画像生成方法の手順は画像生成プログラムの手順に相当する。

画像生成方法において、画像生成部３１０は、撮影車両１００に設置された複数のカメラ２１２から得られる複数の帯状画像を並べて全体画像を生成する。帯状画像および全体画像については後述する。

図１３に基づいて、画像生成方法を説明する。
ステップＳ１１０において、帯状画像生成部３１１は、カメラ２１２毎に帯状画像を生成する。

帯状画像は、１つのカメラ２１２によって得られる複数の画像を撮影車両１００の長さ方向に対応する方向に並べて得られる画像である。
具体的には、帯状画像は、１つのラインカメラによって得られる複数のライン画像を撮影車両１００の長さ方向に対応する方向に並べて得られる画像である。

帯状画像生成部３１１は、カメラ２１２毎に帯状画像を以下のように生成する。
記憶部３９１には、ライン画像群が記憶されている。ライン画像群は、１つのラインカメラによって得られた複数のライン画像である。ライン画像は、１回の撮影で得られる１列の画像である。
帯状画像生成部３１１は、ライン画像群から各ライン画像を撮影時刻順に選択し、各ライン画像を撮影車両１００の長さ方向に対応する方向に並べる。これによって得られる画像が帯状画像である。記憶部３９１は、各帯状画像を記憶する。

図１４に、帯状画像３０１を示す。
帯状画像３０１は、複数の画像をＸ軸方向に並べた画像である。Ｙ軸方向に長い各画像がライン画像である。
Ｘ軸は、撮影車両１００の長さ方向に対応する方向を示す。撮影車両１００の長さ方向は、撮影車両１００の進行方向に相当する。
Ｙ軸は、撮影車両１００の高さ方向または撮影車両１００の幅方向に対応する方向を示す。

図１３に戻り、ステップＳ１２０を説明する。
ステップＳ１２０において、全体画像生成部３１２は、複数の帯状画像を並べて全体画像を生成する。

全体画像生成部３１２は、全体画像を以下のように生成する。
全体画像生成部３１２は、撮影車両１００の高さ方向に対応する方向または撮影車両１００の幅方向に対応する方向に複数の帯状画像を並べる。

但し、全体画像生成部３１２は、各帯状画像を撮影車両１００の長さ方向に対応する方向において調整画素数ずつずらす。これによって得られる画像が全体画像である。
調整画素数は、基準間隔と基準距離とに基づいて得られる画素数である
基準間隔は、撮影車両１００の長さ方向におけるカメラ２１２間の距離である。
基準距離は、前回の撮影時から今回の撮影時までに撮影車両１００が進む距離である。

図１５に、トンネルを走行する撮影車両１００を正面から見た様子を示す。
中段のカメラユニット群２０１は、撮影車両１００の右側の壁面を撮影する。
中段のカメラユニット群２０１において、各カメラは、撮影車両１００の高さ方向において向きが異なる。
そのため、全体画像生成部３１２は、中段のカメラユニット群２０１の撮影で得られる複数の帯状画像を撮影車両１００の高さ方向に対応する方向に並べる。

また、上段のカメラユニット群は、左方の壁面を撮影する。
上段のカメラユニット群において、各カメラは、撮影車両１００の高さ方向において向きが異なる。
そのため、全体画像生成部３１２は、上段のカメラユニット群の撮影で得られる複数の帯状画像を撮影車両１００の高さ方向に対応する方向に並べる。

また、下段のカメラユニット群は、上方の壁面を撮影する。
下段のカメラユニット群において、各カメラは、撮影車両１００の幅方向において向きが異なる。
そのため、全体画像生成部３１２は、下段のカメラユニット群の撮影で得られる複数の帯状画像を撮影車両１００の幅方向に対応する方向に並べる。

なお、各カメラの撮影範囲が撮影車両１００の高さ方向または撮影車両１００の幅方向において重なる場合、全体画像生成部３１２は、撮影範囲の重なりに対応する画素数を算出する。そして、全体画像生成部３１２は、撮影車両１００の高さ方向または撮影車両１００の幅方向に対応する方向おいて隣り合う帯状画像を算出した画素数だけ重ね合う。

図１６に、撮影車両１００を上方から見た様子を示す。
撮影車両１００の長さ方向において、各カメラ２１２の位置は異なる。
カメラ（１）とカメラ（２）との距離はＤａであり、カメラ（２）とカメラ（３）との距離はＤｂであり、カメラ（３）とカメラ（４）との距離はＤｃである。
距離Ｄａ、距離Ｄｂおよび距離Ｄｃを基準間隔という。

そのため、同じ時間帯に得られた複数の帯状画像を単純に並べると、カメラ間隔分、各帯状画像に映った壁面がずれる。
つまり、同じ時間帯に得られた複数の帯状画像を単純に並べると、トンネルの展開図として正しい全体画像が得られない。

図１７に、同じ時間帯に得られた複数の帯状画像を単純に並べて得られる全体画像３０９を示す。帯状画像（ｎ）は、カメラ（ｎ）の撮影で得られた帯状画像である。
全体画像３０９は、以下のように、トンネルの展開図として正しい全体画像ではない。
撮影車両１００の長さ方向に対応する方向ｘにおいて、帯状画像（１）と帯状画像（２）とに映った壁面（のひび割れ）の位置は画素数Ｓａだけずれる。
撮影車両１００の長さ方向に対応する方向ｘにおいて、帯状画像（２）と帯状画像（３）とに映った壁面（のひび割れ）の位置は画素数Ｓｂだけずれる。
撮影車両１００の長さ方向に対応する方向ｘにおいて、帯状画像（３）と帯状画像（４）とに映った壁面（のひび割れ）の位置は画素数Ｓｃだけずれる。
画素数Ｓａ、画素数Ｓｂおよび画素数Ｓｃを調整画素数という。

全体画像生成部３１２は、各帯状画像を撮影車両１００の長さ方向に対応する方向において調整画素数ずつずらす。

図１８に、各帯状画像を撮影車両１００の長さ方向に対応する方向において調整画素数ずつずらして得られる全体画像３０２を示す。
全体画像３０２において、各帯状画像に映った壁面（のひび割れ）の位置は一致している。
撮影車両１００の長さ方向に対応する方向ｘにおいて、帯状画像（２）は帯状画像（１）と画素数Ｓａだけずれている。
撮影車両１００の長さ方向に対応する方向ｘにおいて、帯状画像（３）は帯状画像（２）と画素数Ｓｂだけずれている。
撮影車両１００の長さ方向に対応する方向ｘにおいて、帯状画像（４）と帯状画像（３）と画素数Ｓｃだけずれている。
画素数Ｓａ、画素数Ｓｂおよび画素数Ｓｃを調整画素数という。

以下に、調整画素数を算出するための式を説明する。
調整画素数は、予め算出されて記憶部３９１に記憶される。または、調整画素数は、全体画像生成部３１２によって算出されて記憶部３９１に記憶される。

＜実施例１＞
図１６の状態における調整画素数の算出式を説明する。
図１６の状態において、条件（１−１）から条件（１−４）が成り立つ。
条件（１−１）：オドメータ１０２は撮影車両１００が基準距離を進む毎にパルスを出力し、各カメラ２１２はオドメータ１０２がパルスを出力する毎に撮影を行う。
条件（１−２）：撮影車両１００の長さ方向におけるカメラ間の距離（Ｄａ、ＤｂおよびＤｃ）、すなわち、基準間隔は既知である。
条件（１−３）：撮影車両１００の高さ方向と垂直に交わる横断面において、各カメラの向きが撮影車両１００の幅方向に対して傾いていないる。図１６が示す平面は横断面に相当する。
条件（１−４）：撮影車両１００は壁面と平行に走行する。

調整画素数は、以下の式で表すことができる。
調整画素数＝基準間隔／基準距離

例えば、基準間隔が３０センチメートルであり、基準距離が０．５ミリメートルである場合、調整画素数は６００画素である。

＜実施例２＞
図１９の状態における調整画素数の算出式を説明する。
図１９の状態において、条件（２−１）から条件（２−４）が成り立つ。
条件（２−１）：オドメータ１０２は撮影車両１００が基準距離を進む毎にパルスを出力し、各カメラ２１２はオドメータ１０２がパルスを出力する毎に撮影を行う。
条件（２−２）：撮影車両１００の長さ方向におけるカメラ間の距離（Ｄａ、ＤｂおよびＤｃ）、すなわち、基準間隔は既知である。
条件（２−３）：撮影車両１００の高さ方向と交わる横断面において、各カメラの向きが撮影車両１００の幅方向に対して傾いている。横断面における各カメラの傾きは既知である。図１９が示す断面は横断面に相当する。
条件（２−４）：撮影車両１００は壁面と平行に走行する。

被写体距離Ｌｐは、縦断面において各カメラから壁面までの距離である。
計測距離Ｌｍは、縦断面においてレーザスキャナ１１２から壁面までの距離であり、レーザスキャナ１１２によって計測される。
相対距離Ｌｒは、縦断面においてレーザスキャナ１１２から各カメラまでの距離である。

図２０に、カメラ（１）とカメラ（２）との被写体間隔Ｌａを示す。
被写体間隔Ｌａは、横断面において、隣り合うカメラのうちの前方のカメラ（１）によって撮影される箇所と、隣り合うカメラのうちの後方のカメラ（２）によって撮影される箇所との距離である。

第１距離差Ｄ_１は前方のカメラ（１）の距離差であり、第２距離差Ｄ_２は後方のカメラ（２）の距離差である。カメラの距離差は、実際に撮影される壁面とカメラの向きが撮影車両１００の幅方向に対して傾いていない場合にカメラによって撮影される壁面との距離である。
前方のカメラ（１）が前方に傾いている場合、第１距離差Ｄ_１は正の値となる。前方のカメラ（１）が後方に傾いている場合、第１距離差Ｄ１_は負の値となる。
後方のカメラ（２）が後方に傾いている場合、第２距離差Ｄ_２は正の値となる。後方のカメラ（２）が前方に傾いている場合、第２距離差Ｄ_２は負の値となる。

第１傾き角度ωは前方のカメラ（１）の傾き角度であり、第２傾き角度γは後方のカメラ（２）の傾き角度である。傾き角度は、横断面において撮影車両１００の幅方向に対するカメラの傾きの角度である。

全体画像生成部３１２は、以下の式を計算することによって調整画素数を算出する。
調整画素数＝被写体間隔／基準距離
被写体間隔＝基準間隔＋第１距離差＋第２距離差
第１距離差＝被写体距離 × ｔａｎ（ω）
第２距離差＝被写体距離 × ｔａｎ（γ）

＜実施例３＞
図２１の状態における調整画素数の算出式を説明する。
図２１の状態において、条件（３−１）から条件（３−４）が成り立つ。
条件（３−１）：オドメータ１０２は撮影車両１００が基準距離を進む毎にパルスを出力し、各カメラ２１２はオドメータ１０２がパルスを出力する毎に撮影を行う。
条件（３−２）：撮影車両１００の長さ方向におけるカメラ間の距離（Ｄａ、ＤｂおよびＤｃ）、すなわち、基準間隔は既知である。
条件（３−３）：撮影車両１００の高さ方向と垂直に交わる横断面において、各カメラの向きが撮影車両１００の幅方向に対して傾いていない。図２１が示す平面は横断面に相当する。
条件（３−４）：撮影車両１００は壁面と平行に走行しない。

被写体距離Ｌｎは、縦断面においてカメラ（ｎ）から壁面までの距離である。
計測距離Ｌｍは、縦断面においてレーザスキャナ１１２から壁面までの距離であり、レーザスキャナ１１２によって計測される。
相対距離Ｌｒは、縦断面においてレーザスキャナ１１２から各カメラまでの距離である。

図２２に、壁面角度θを示す。
壁面角度θは、撮影車両１００の長さ方向と壁面の長さ方向とが成す角度である。
第１計測距離Ｌｍ_１は、先の計測で得られた計測距離Ｌｍである。
第２計測距離Ｌｍ_２は、後の計測で得られた計測距離Ｌｍである。
計測間隔Ｄｍは、先の計測から後の計測までに撮影車両１００が進んだ距離である。

全体画像生成部３１２は、以下の式を計算することによって壁面角度θを算出する。
壁面角度θ ＝ａｒｃｔａｎ（（Ｌｍ_１−Ｌｍ_２）／Ｄｍ）
計測間隔Ｄｍ＝パルス数 × 基準距離
パルス数は、先の計測から後の計測までにオドメータ１０２から出力されたパルスの数である。

図２３に、カメラ（１）とカメラ（２）との被写体間隔Ｌａを示す。
被写体間隔Ｌａは、横断面において、隣り合うカメラのうちの前方のカメラ（１）によって撮影される箇所と、隣り合うカメラのうちの後方のカメラ（２）によって撮影される箇所との距離である。

全体画像生成部３１２は、以下の式を計算することによって調整画素数を算出する。
調整画素数＝被写体間隔／基準距離
被写体間隔＝基準間隔／ｃｏｓθ

＜実施例４＞
実施例２と実施例３との組み合わせにおける調整画素数の算出式を説明する。
条件（４−１）から条件（４−４）が成り立つ。
条件（４−１）：オドメータ１０２は撮影車両１００が基準距離を進む毎にパルスを出力し、各カメラ２１２はオドメータ１０２がパルスを出力する毎に撮影を行う。
条件（４−２）：撮影車両１００の長さ方向におけるカメラ間の距離（Ｄａ、ＤｂおよびＤｃ）、すなわち、基準間隔は既知である。
条件（４−３）：撮影車両１００の高さ方向と交わる横断面において、各カメラの向きが撮影車両１００の幅方向に対して傾いている。横断面における各カメラの傾きは既知である。
条件（４−４）：撮影車両１００は壁面と平行に走行しない。

図２４に、カメラ（１）とカメラ（２）との被写体間隔Ｌａを示す。
第１距離差Ｄ_１は前方のカメラ（１）の距離差であり、第２距離差Ｄ_２は後方のカメラ（２）の距離差である。カメラの距離差は、実際に撮影される箇所とカメラが撮影車両１００の幅方向に対して傾いていない場合に撮影される箇所との距離である。

暫定間隔Ｄａ’は、＜実施例３＞における被写体間隔である。

第１被写体距離Ｌ_１は、横断面においてカメラ（１）から壁面までの距離である。
第２被写体距離Ｌ_２は、横断面においてカメラ（２）から壁面までの距離である。

壁面角度θは、撮影車両１００の長さ方向と壁面の長さ方向とが成す角度である。
第１傾き角度ωは前方のカメラ（１）の傾き角度であり、第２傾き角度γは後方のカメラ（２）の傾き角度である。傾き角度は、横断面において撮影車両１００の幅方向に対するカメラの角度である。

全体画像生成部３１２は、以下の式を計算することによって調整画素数を算出する。
調整画素数＝被写体間隔／基準距離
被写体間隔＝第１距離差＋第２距離差＋暫定間隔
第１距離差＝第１被写体距離 × ｔａｎ（ω）／ｃｏｓ（θ）
第２距離差＝第２被写体距離 × ｔａｎ（δ）／ｃｏｓ（θ）
暫定間隔＝基準間隔／ｃｏｓ（θ）

＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
複数のカメラを撮影車両１００の長さ方向に並べることにより、各カメラの視点を一致させることができる。その結果、複数の帯状画像を並べて全体画像を生成することが容易になる。また、大型のカメラを使用することが可能になる。
各帯状画像を撮影車両１００の長さ方向に対応する方向において調整画素数ずつずらして並べることにより、正しい全体画像を生成することができる。
各カメラがオドメータと同期して撮影を行うことにより、撮影車両１００の速度を考慮せずに調整画素数を求めることができる。

＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
図２５に基づいて、画像生成装置３００のハードウェア構成を説明する。
画像生成装置３００は処理回路９９０を備える。
処理回路９９０は、画像生成部３１０を実現するハードウェアである。
処理回路９９０は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ９０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ９０１であってもよい。

処理回路９９０が専用のハードウェアである場合、処理回路９９０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。
ＡＳＩＣはＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔの略称であり、ＦＰＧＡはＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅ
Ａｒｒａｙの略称である。
画像生成装置３００は、処理回路９９０を代替する複数の処理回路を備えてもよい。複数の処理回路は、処理回路９９０の役割を分担する。

画像生成装置３００において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。

このように、処理回路９９０はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。

実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。フローチャート等を用いて説明した手順は、適宜に変更してもよい。

１００撮影車両、１０１タイヤ、１０２オドメータ、１０３車輪、１１０荷台、１１１スリット、１１２レーザスキャナ、１２０オペレーション室、２００撮影装置、２０１カメラユニット群、２０９撮影範囲、２１０カメラユニット、２１１フレーム、２１２カメラ、２１３制御ボックス、２１４照明、２１５アクリル板、３００画像生成装置、３０１帯状画像、３０２全体画像、３０９全体画像、３１０画像生成部、３１１帯状画像生成部、３１２全体画像生成部、３９１記憶部、９０１プロセッサ、９０２メモリ、９０３補助記憶装置、９９０処理回路。

Claims

車両に設置された複数のカメラから得られる複数の帯状画像を並べて全体画像を生成する画像生成部を備える画像生成装置であって、
前記複数のカメラは、前記車両の外側に向けられ、且つ、前記車両の長さ方向に基準間隔で並べられ、且つ、前記車両の長さ方向と垂直に交わる縦断面において互いに向きが異なり、且つ、前記車両が基準距離を進む毎に撮影を行い、
各帯状画像は、１つのカメラによって得られる複数の画像を前記車両の長さ方向に対応する方向に並べて得られる画像であり、
前記画像生成部は、各帯状画像を前記車両の長さ方向に対応する方向において調整画素数ずつずらして前記全体画像を生成し、
前記調整画素数は、前記基準間隔と前記基準距離とに基づいて得られる画素数である
画像生成装置。
前記車両の高さ方向と垂直に交わる横断面において各カメラの向きが前記車両の幅方向に対して傾いてなく、且つ、前記車両が壁面と平行に走行する場合、前記調整画素数は、前記基準間隔を前記基準距離で割って得られる値である
請求項１に記載の画像生成装置。
前記車両の高さ方向と垂直に交わる横断面において各カメラの向きが前記車両の幅方向に対して傾いており、且つ、前記車両が壁面と平行に走行する場合、前記画像生成部は、前記基準間隔と第１傾き角度と第２傾き角度と被写体距離とを用いて被写体間隔を算出し、前記被写体間隔を前記基準距離で割って前記調整画素数を算出し、
前記第１傾き角度は、隣り合うカメラのうちの前方のカメラの傾きの角度であり、
前記第２傾き角度は、隣り合うカメラのうちの後方のカメラの傾きの角度であり、
前記被写体距離は、前記縦断面における各カメラから前記壁面までの距離であり、
前記被写体間隔は、前記横断面において前記前方のカメラによって撮影される箇所と前記後方のカメラによって撮影される箇所との距離である
請求項１に記載の画像生成装置。
前記車両の高さ方向と垂直に交わる横断面において各カメラの向きが前記車両の幅方向に対して傾いてなく、且つ、前記車両が壁面と平行に走行しない場合、前記画像生成部は、前記基準間隔と壁面角度とを用いて被写体間隔を算出し、前記被写体間隔を前記基準距離で割って前記調整画素数を算出し、
前記壁面角度は、前記車両の長さ方向と前記壁面の長さ方向とが成す角度であり、
前記被写体間隔は、前記横断面において隣り合うカメラのうちの前方のカメラによって撮影される箇所と隣り合うカメラのうちの後方のカメラによって撮影される箇所との距離である
請求項１に記載の画像生成装置。
前記車両の高さ方向と垂直に交わる横断面において各カメラの向きが前記車両の幅方向に対して傾いており、且つ、前記車両が壁面と平行に走行しない場合、前記画像生成部は、第１傾き角度と第１被写体距離と第２傾き角度と第２被写体距離と壁面角度と前記基準間隔とを用いて被写体間隔を算出し、前記被写体間隔を前記基準距離で割って前記調整画素数を算出し、
前記第１傾き角度は、隣り合うカメラのうちの前方のカメラの傾きの角度であり、
前記第１被写体距離は、前記縦断面における前記前方のカメラから前記壁面までの距離であり、
前記第２傾き角度は、隣り合うカメラのうちの後方のカメラの傾きの角度であり、
前記第２被写体距離は、前記縦断面における前記後方のカメラから前記壁面までの距離であり、
前記壁面角度は、前記車両の長さ方向と前記壁面の長さ方向とが成す角度であり、
前記被写体間隔は、前記横断面において前記前方のカメラによって撮影される箇所と前記後方のカメラによって撮影される箇所との距離である
請求項１に記載の画像生成装置。
前記複数のカメラは、前記車両のオドメータからパルスが出力される毎に撮影を行い、
前記オドメータは、前記車両が前記基準距離を進む毎にパルスを出力する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像生成装置。
車両に設置された複数のカメラから得られる複数の帯状画像を並べて全体画像を生成する画像生成処理をコンピュータに実行させるための画像生成プログラムであって、
前記複数のカメラは、前記車両の外側に向けられ、且つ、前記車両の長さ方向に基準間隔で並べられ、且つ、前記車両の長さ方向と垂直に交わる縦断面において互いに向きが異なり、且つ、前記車両が基準距離を進む毎に撮影を行い、
各帯状画像は、１つのカメラによって得られる複数の画像を前記車両の長さ方向に対応する方向に並べて得られる画像であり、
前記画像生成処理は、各帯状画像を前記車両の長さ方向に対応する方向において調整画素数ずつずらして前記全体画像を生成し、
前記調整画素数は、前記基準間隔と前記基準距離とに基づいて得られる画素数である
画像生成プログラム。
パネルで覆われた荷台を備える撮影車両であり、
前記荷台の中には、撮影装置が設置され、
前記撮影装置は、カメラユニットを備え、
前記カメラユニットは、複数のカメラを備え、
前記複数のカメラのそれぞれは、前記撮影車両の長さ方向と前記撮影車両の高さ方向とにおいて互いにずれた位置に設けられ、
前記荷台は、各カメラの撮影方向に対応する部分にスリットを有する
ことを特徴とする撮影車両。
前記撮影車両の長さ方向においてスリットの間隔はカメラの間隔と一致する
請求項８に記載の撮影車両。
前記撮影装置は、上撮影用のカメラユニットと左撮影用のカメラユニットと右撮影用のカメラユニットとを備え、
上撮影用のカメラユニットと左撮影用のカメラユニットと右撮影用のカメラユニットとのそれぞれが、複数のカメラを備え、
前記荷台は、前記上撮影用のカメラユニットの各カメラの撮影方向に対応する部分と、前記左撮影用のカメラユニットの各カメラの撮影方向に対応する部分と、前記右撮影用のカメラユニットの各カメラの撮影方向に対応する部分とのそれぞれにスリットを有する
請求項８または請求項９に記載の撮影車両。