JP2019164018A - Imaging system, imaging method, mobile body with imaging system installed, imaging apparatus, and mobile body with imaging apparatus installed - Google Patents

Imaging system, imaging method, mobile body with imaging system installed, imaging apparatus, and mobile body with imaging apparatus installed Download PDF

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Abstract

To provide an imaging system, an imaging method, a mobile body with an imaging system installed, an imaging apparatus and a mobile body with an imaging apparatus installed, enabling easy obtainment of an image with a sufficient contrast appropriate for measuring characteristics of a road surface when imaging the road surface while driving by a vehicle.SOLUTION: A mobile body 1 includes a first imaging apparatus 2 and a second imaging apparatus 7 installed. The first imaging apparatus is arranged in the mobile body so as to take an image in a vertical direction with regard to a road surface 4 where the mobile body is moving. The second imaging apparatus is arranged so as to take an image of a road surface at a side to which the mobile body is progressing, with regard to the first imaging apparatus. An imaging condition of the first imaging apparatus is determined according to an image taken by the second imaging apparatus.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、撮像システム、撮像方法、撮像システムを搭載した移動体、撮像装置および撮像装置を搭載した移動体に関する。   The present invention relates to an imaging system, an imaging method, a moving body equipped with the imaging system, an imaging device, and a moving body equipped with the imaging device.

各種道路において、車両走行の安全性、快適性の確保、要修繕箇所の抽出などのため、路面のひび割れ率、わだち掘れ量、平坦性などの路面性状の測定が定期的に行われている。これらの測定を行う際には、対象路線において車両通行規制を行い、規制領域内で人手により測定を行うことが従来一般的であった。近年では、カメラやセンサを搭載した車両により走行しながら道路面の情報を取得することで、通行規制を行うことなく路面性状測定を実施する技術が提案されている。   On various roads, road surface properties such as the cracking rate of the road surface, the amount of rutting, and flatness are regularly measured in order to ensure vehicle driving safety and comfort, and to extract repair points. When performing these measurements, it has been common in the past to perform vehicle traffic control on the target route and perform measurement manually within the restricted area. In recent years, a technique has been proposed in which road surface information is measured without restricting traffic by acquiring road surface information while traveling with a vehicle equipped with a camera or sensor.

特許文献1には、複数の照明を用いて路面を撮像し、路面のひび割れなどの欠損の検出率を高めるようにした道路補正面調査装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a road correction surface inspection device that captures a road surface using a plurality of illuminations and increases the detection rate of defects such as cracks on the road surface.

車両にカメラを搭載し、走行しながら道路面を撮像する手法において、ひび割れの検出や、わだち掘れの測定を行う際には、撮像画像に含まれる特徴物の画像が十分なコントラストを有していることが望ましい。ところが、路面の状況、例えば舗装種の違いや影の有無などにより、撮像画像内に十分なコントラストが得られない場合がある。この場合、撮像画像に基づく測定が困難となるおそれがある。   When a camera is mounted on a vehicle and the road surface is imaged while traveling, when detecting cracks or measuring rutting, the image of the feature in the captured image has sufficient contrast. It is desirable. However, sufficient contrast may not be obtained in the captured image depending on the road surface condition, for example, the difference in pavement type and the presence or absence of shadows. In this case, measurement based on the captured image may be difficult.

これを解消するために、撮影対象領域に照明を当てることで適切なコントラストの画像を取得する手法がある。しかしながら、この手法では、撮像に必要な光量を得るために、大きな照明と、大容量のバッテリあるいは発電機とが必要になるため、コストが嵩む、専用車両が必要になってしまう、などの問題点があった。また、一般的な露出制御により路面の輝度変化に応じた自動露出を行うことも考えられる。しかしながら、車両走行しながらの路面撮像では、自動露光の追従タイムラグにより十分なコントラストが得られないフレームが多数発生しまう可能性があるという問題があった。   In order to solve this problem, there is a method of acquiring an image with an appropriate contrast by illuminating the region to be imaged. However, this method requires a large illumination and a large-capacity battery or generator in order to obtain the amount of light necessary for imaging, which increases costs and requires a dedicated vehicle. There was a point. It is also conceivable to perform automatic exposure according to changes in road surface brightness by general exposure control. However, in the road surface imaging while the vehicle is running, there is a problem that a large number of frames in which sufficient contrast cannot be obtained due to the tracking time lag of automatic exposure may occur.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両で走行しながら道路面を撮像する場合において、路面性状の測定に適した十分なコントラストの画像を容易に取得可能とすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to make it possible to easily acquire an image with sufficient contrast suitable for measurement of road surface properties when imaging a road surface while traveling with a vehicle. And

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、移動体に搭載され、移動体が移動する路面を撮像する第1の撮像装置と、移動体に搭載され、第1の撮像装置に対して移動体の進行方向側の路面を撮像する第2の撮像装置と、第2の撮像装置により撮像された撮像画像に基づき第1の撮像装置の撮像条件を決定する撮像制御部と、を備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a first imaging device that is mounted on a moving body and images a road surface on which the moving body moves, and a first imaging device that is mounted on the moving body. A second imaging device that images the road surface of the moving body in the traveling direction with respect to the device; an imaging control unit that determines imaging conditions of the first imaging device based on a captured image captured by the second imaging device; .

本発明によれば、車両で走行しながら道路面を撮像する場合において、路面性状の測定に適した十分なコントラストの画像を容易に取得可能となるという効果を奏する。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, when a road surface is imaged while traveling with a vehicle, it is possible to easily obtain an image with sufficient contrast suitable for measurement of road surface properties.

図1は、わだち掘れ量の計測を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the measurement of rutting amount. 図2は、平坦性の計測を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the measurement of flatness. 図3は、第1の実施形態に係る撮像システムの構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the imaging system according to the first embodiment. 図4は、第1の実施形態に適用可能な、ステレオカメラによる、車両の進行方向の撮像範囲を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an imaging range in the traveling direction of the vehicle using a stereo camera, which can be applied to the first embodiment. 図5は、第1の実施形態に適用可能な、ステレオカメラによる、車両の道路幅方向の撮像範囲を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an imaging range in the road width direction of a vehicle by a stereo camera, which can be applied to the first embodiment. 図6は、第1の実施形態に適用可能な、ステレオカメラによるステレオ撮像範囲の、車両の進行方向における重複を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating overlap in the traveling direction of the vehicle in the stereo imaging range applied by the stereo camera, applicable to the first embodiment. 図7は、第1の実施形態に係る、3台のステレオカメラを備える撮像システムの例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an imaging system including three stereo cameras according to the first embodiment. 図8は、第1の実施形態に係る撮像システムの概略的な構成の例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of the imaging system according to the first embodiment. 図9は、第1の実施形態に係る撮像システムのハードウェア構成の例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the imaging system according to the first embodiment. 図10は、第1の実施形態に係るステレオカメラの一例の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an example of the stereo camera according to the first embodiment. 図11は、第1の実施形態に適用可能な情報処理装置の一例の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of an information processing apparatus applicable to the first embodiment. 図12は、第1の実施形態に適用可能な情報処理装置の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。FIG. 12 is a functional block diagram of an example for explaining the functions of the information processing apparatus applicable to the first embodiment. 図13は、第1の実施形態に係る平坦性の算出処理を示す一例のフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of flatness calculation processing according to the first embodiment. 図14は、第1の実施形態に適用可能なデプスマップの生成処理を示す一例のフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a depth map generation process applicable to the first embodiment. 図15は、第1の実施形態に適用可能な三角法を説明するための図である。FIG. 15 is a diagram for explaining trigonometry applicable to the first embodiment. 図16は、第1の実施形態に適用可能な、カメラ位置および向きの推定処理を示す一例のフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of camera position and orientation estimation processing that can be applied to the first embodiment. 図17は、第1の実施形態に適用可能な、カメラ位置および向きの推定処理を説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining camera position and orientation estimation processing applicable to the first embodiment. 図18は、路面において大きな輝度変化がある箇所の例を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a location where there is a large luminance change on the road surface. 図19は、第1の実施形態に係る、進行方向用カメラに関する処理を示す一例のフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart illustrating an example of processing related to the moving direction camera according to the first embodiment. 図20は、第1の実施形態に係る、路面撮像用カメラに関する処理を示す一例のフローチャートである。FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of processing related to the road surface imaging camera according to the first embodiment. 図21は、第1の実施形態の第1の変形例に係る、進行方向用カメラに関する処理を示す一例のフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart of an example illustrating processing related to the moving direction camera according to the first modification of the first embodiment. 図22は、第1の実施形態の第1の変形例に適用可能な、進行方向用カメラによる撮像範囲と、路面撮像用カメラによるステレオ撮像範囲との関係を説明するための図である。FIG. 22 is a diagram for explaining a relationship between an imaging range by a traveling direction camera and a stereo imaging range by a road surface imaging camera that can be applied to the first modification of the first embodiment. 図23は、第1の実施形態の第1の変形例に適用可能な、路面撮像用カメラおよび進行方向用カメラによる撮像画像の例を示す図である。FIG. 23 is a diagram illustrating an example of an image captured by a road surface imaging camera and a traveling direction camera that can be applied to the first modification of the first embodiment. 図24は、第1の実施形態の第1の変形例に係る、路面撮像用カメラに関する処理を示す一例のフローチャートである。FIG. 24 is a flowchart of an example illustrating processing related to a road surface imaging camera according to a first modification of the first embodiment. 図25は、第1の実施形態の第2の変形例に係る、進行方向用カメラに関する処理を示す一例のフローチャートである。FIG. 25 is a flowchart illustrating an example of processing related to the moving direction camera according to the second modification of the first embodiment. 図26は、第2の実施形態に係る、撮像条件設定処理を示す一例のフローチャートである。FIG. 26 is a flowchart illustrating an example of imaging condition setting processing according to the second embodiment.

以下に添付図面を参照して、撮像システム、撮像方法、撮像システムを搭載した移動体、撮像装置および撮像装置を搭載した移動体の実施形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of an imaging system, an imaging method, a moving body equipped with the imaging system, an imaging device, and a moving body equipped with the imaging device will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

[既存の道路性状の検査方法の概略]
実施形態の説明に先んじて、既存の道路性状の検査方法について、概略的に説明する。道路性状を評価するための指標として、舗装の維持管理指数(MCI:Maintenance Control Index)が定められている。MCIは、舗装の供用性を、「ひび割れ率」、「わだち掘れ量」および「平坦性」という3種類の路面性状値によって定量的に評価するものである。
[Outline of existing road property inspection method]
Prior to the description of the embodiment, an existing road property inspection method will be schematically described. As an index for evaluating road properties, a maintenance control index (MCI) is defined. The MCI quantitatively evaluates the pavement serviceability by three kinds of road surface property values of “cracking rate”, “wad digging amount” and “flatness”.

これらのうち、「ひび割れ率」は、路面を50cmのメッシュに分割した各領域において、ひび割れの本数およびパッチング面積に応じて、下記の通り、ひび割れ面積を算出し、算出結果を式(1)に適用して、ひび割れ率を求める。   Of these, the “crack rate” is calculated as follows in each area where the road surface is divided into 50 cm meshes according to the number of cracks and the patching area. Apply to determine crack rate.

ひび割れ1本⇒0.15m2のひび
ひび割れ2本⇒0.25m2のひび
パッチング面積0〜25%⇒ひび割れ0m2
パッチング面積25〜75%⇒ひび割れ0.125m2
パッチング面積75%以上⇒ひび割れ0.25m2
Two crack one ⇒0.15M 2 Hibihibiware ⇒0.25M 2 Nohibi patching area 0 to 25% ⇒ cracks 0 m 2
Patching area 25-75% ⇒Crack 0.125m 2
Patching area 75% or more ⇒ Crack 0.25m 2

「わだち掘れ量」は、図1(a)および図1(b)に例示されるように、1車線について2本発生する「わだち」の深さD1およびD2を計測し、計測された深さD1およびD2のうち大きい値を採用する。「わだち」の掘れ方には、幾つかのパターンがあるので、それぞれのパターンに合わせた計測方法が規定される。図1(a)は、2本の「わだち」の間が、2本の「わだち」の両端より高い場合、図1(b)は、2本の「わだち」の間が、2本の「わだち」の両端より低い場合の計測方法の例を示している。 As shown in FIG. 1A and FIG. 1B, the “wadder digging amount” was measured by measuring the depths D 1 and D 2 of two “wadachi” generated in one lane. A larger value is adopted among the depths D 1 and D 2 . There are several patterns for digging "Wadachi", so a measurement method is defined for each pattern. FIG. 1A shows a case where the distance between two “wadachi” is higher than both ends of the two “wadachi”, and FIG. The example of the measurement method when it is lower than both ends of "Wadachi" is shown.

平坦性は、路面の車両の進行方向に沿って、基準面からの高さを1.5m間隔で3箇所、計測する。例えば、図2に示されるように、車両の下面に1.5m間隔で3箇所、測定器を設け、高さX1、X2およびX3を計測する。計測された高さX1、X2およびX3に基づき式(2)により変位量dを求める。この計測を、車両を移動させながら複数回実行する。これにより得られた複数の変位量dに基づき式(3)を計算し、平坦性σを算出する。 The flatness is measured at three points at 1.5 m intervals from the reference plane along the traveling direction of the vehicle on the road surface. For example, as shown in FIG. 2, three measuring instruments are provided at 1.5 m intervals on the lower surface of the vehicle, and the heights X 1 , X 2 and X 3 are measured. Based on the measured heights X 1 , X 2, and X 3 , the displacement amount d is obtained by Expression (2). This measurement is performed a plurality of times while moving the vehicle. Formula (3) is calculated based on the plurality of displacement amounts d obtained in this way, and flatness σ is calculated.

上述した「ひび割れ率」、「わだち掘れ量」および「平坦性」の計測を、100mの評価区間毎に実行する。損傷箇所が予め分かっている場合は、100mを40m+60mなどより小さい単位に分割して計測を行う場合もある。100m単位で実行された計測結果に基づきMCIを算出し、調書を作成する。   The above-described measurement of “cracking rate”, “wad digging amount” and “flatness” is executed for each evaluation section of 100 m. When the damaged part is known in advance, the measurement may be performed by dividing 100 m into smaller units such as 40 m + 60 m. The MCI is calculated based on the measurement result executed in units of 100 m, and a record is created.

MCIは、計測したひび割れ率C[%]、わだち掘れ量D[mm]、および、平坦性σ[mm」に基づき、表1に示される4つの式を計算して値MCI、MCI1、MCI2およびMCI3を算出する。そして、算出された値MCI、MCI1、MCI2およびMCI3のうち、最小値をMCIとして採用する。採用されたMCIに基づき表2に示す評価基準に従い評価を行い、評価区間の路面に修繕が必要か否かを判定する。   MCI is calculated based on the measured crack rate C [%], rutting amount D [mm], and flatness σ [mm], and the four equations shown in Table 1 are calculated to obtain the values MCI, MCI1, MCI2 and MCI3 is calculated. Of the calculated values MCI, MCI1, MCI2, and MCI3, the minimum value is adopted as the MCI. Evaluation is performed according to the evaluation criteria shown in Table 2 based on the adopted MCI, and it is determined whether or not the road surface of the evaluation section needs repair.

[第1の実施形態]
次に、第1の実施形態に係る撮像システムについて説明する。第1の実施形態では、ステレオ撮像が可能なカメラ(ステレオカメラ)を車両に取り付けて路面を撮像する。撮像されたステレオ撮像画像に基づき撮像位置から路面に対する奥行き情報を取得して路面の3次元形状を生成し、3次元路面データを作成する。この3次元路面データを解析することで、MCIを求めるために用いる「ひび割れ率」、「わだち掘れ量」および「平坦性」を取得することができる。
[First Embodiment]
Next, the imaging system according to the first embodiment will be described. In 1st Embodiment, the camera (stereo camera) in which a stereo imaging is possible is attached to a vehicle, and a road surface is imaged. Based on the captured stereo image, depth information with respect to the road surface is acquired from the imaging position, a three-dimensional shape of the road surface is generated, and three-dimensional road surface data is created. By analyzing this three-dimensional road surface data, it is possible to obtain “cracking ratio”, “wedge rubbing amount” and “flatness” used for obtaining MCI.

より具体的に説明する。ステレオカメラは、所定の長さ(基線長と呼ぶ)を離して設けられた2つのカメラを備え、この2つのカメラで撮像された2枚ペアの撮像画像(ステレオ撮像画像と呼ぶ)を出力する。このステレオ撮像画像に含まれる2枚の撮像画像間で対応する点を探索することで、撮像画像中の任意の点について、奥行き距離を復元することができる。撮像画像の全域について奥行きを復元し、各画素を奥行き情報により表したデータを、デプスマップと呼ぶ。すなわち、デプスマップは、それぞれ3次元の情報を持つ点の集合からなる3次元点群情報である。   This will be described more specifically. The stereo camera includes two cameras provided with a predetermined length (referred to as a baseline length) apart from each other, and outputs two pairs of captured images (referred to as stereo captured images) captured by the two cameras. . By searching for a corresponding point between two captured images included in this stereo captured image, the depth distance can be restored for any point in the captured image. Data in which the depth is restored for the entire captured image and each pixel is represented by depth information is referred to as a depth map. That is, the depth map is three-dimensional point group information including a set of points each having three-dimensional information.

このステレオカメラを車両の後方など1箇所に下向きに取り付け地面を撮像できるようにし、計測したい道路に沿って車両を移動させる。説明のため、測定のために車両に搭載するステレオカメラは、撮像範囲が、道路幅方向の規定の長さをカバーしているものとする。   This stereo camera is attached to one place such as the rear of the vehicle so that the ground can be imaged, and the vehicle is moved along the road to be measured. For the sake of explanation, it is assumed that an imaging range of a stereo camera mounted on a vehicle for measurement covers a specified length in the road width direction.

わだち掘れ量Dは、このステレオカメラにより撮像されたステレオ撮像画像から復元されたデプスマップ中の道路幅方向にストライプ状に切り取った部分の奥行き値を並べる。この奥行きの道路幅方向の変化に基づき、わだち掘れ深さD1およびD2を計算することができる。 The rutting amount D arranges the depth values of the portions cut out in a stripe shape in the road width direction in the depth map restored from the stereo captured image captured by the stereo camera. Based on the change of the depth in the road width direction, the rutting depths D 1 and D 2 can be calculated.

ひび割れ率Cは、路面を撮像した撮像画像を解析して「ひび」などを検出し、検出結果に基づき上述した式(1)による計算を行うことで取得する。   The crack rate C is obtained by analyzing a picked-up image obtained by picking up an image of the road surface, detecting “cracks” and the like, and performing the calculation according to the above formula (1) based on the detection result.

ここで、車両の進行方向では、1回の撮像による撮像範囲が限定されるため、例えば100m区間のひび割れ率Cを1回の撮像による撮像画像に基づき計算することができない。そこで、車両を道路に従い移動させながら、撮像範囲の車両の進行方向の長さに応じた移動毎に順次、撮像を行う。このとき、前回の撮像における撮像範囲と、今回の撮像における撮像範囲とが、予め設計された重複率以上で重複するように、撮像のトリガを制御する。   Here, in the traveling direction of the vehicle, since the imaging range by one imaging is limited, for example, the crack rate C in the 100 m section cannot be calculated based on the imaging image by one imaging. Therefore, imaging is sequentially performed every movement according to the length of the vehicle in the imaging range in the imaging range while moving the vehicle along the road. At this time, the imaging trigger is controlled so that the imaging range in the previous imaging and the imaging range in the current imaging overlap at an overlap rate designed in advance or higher.

このように、車両の移動に応じて撮像のトリガを制御することで、計測したい道路の路面を漏れなく撮像できる。そのため、車両の進行に応じて順次撮像された撮像画像をスティッチングと呼ばれる画像処理などを用いて繋ぎ合わせて、例えば100m区間の路面の画像を含む1枚の画像を生成する。この画像を目視確認あるいは解析することで、道路面上のひび割れ率Cを計測できる。   In this way, by controlling the imaging trigger according to the movement of the vehicle, the road surface of the road to be measured can be imaged without omission. Therefore, the picked-up images sequentially picked up according to the progress of the vehicle are connected using image processing called stitching to generate one image including, for example, a road surface image of a 100 m section. By visually confirming or analyzing this image, the crack rate C on the road surface can be measured.

平坦性の測定は、Structure from Motion(以下、SfM)と呼ばれる、異なる撮像地点の画像から十分に重複して撮像された画像に基づき、その撮像位置を推定する技術を使う。   The flatness measurement uses a technique called Structure from Motion (hereinafter referred to as “SfM”) that estimates an imaging position based on images that are sufficiently overlapped from images at different imaging points.

SfMの処理の概要について説明する。まず、撮像範囲を重複して撮像された画像を用い、それぞれの画像中で同一地点を撮像した点を対応点として検出する。対応点は、可能な限り多数を検出することが望ましい。次に、例えば1枚目の画像の撮像地点から、2枚目の画像の撮像地点へのカメラの移動を、回転と並進を未知パラメータとして、検出した対応点の座標を用いた連立方程式を立て、最もトータルの誤差が小さくなるようなパラメータを求める。このようにして、2枚目の画像の撮像位置を算出できる。   An overview of SfM processing will be described. First, using images captured with overlapping imaging ranges, a point at which the same point is captured in each image is detected as a corresponding point. It is desirable to detect as many corresponding points as possible. Next, for example, the movement of the camera from the imaging point of the first image to the imaging point of the second image is set as a simultaneous equation using the coordinates of the detected corresponding points using rotation and translation as unknown parameters. Then, a parameter that minimizes the total error is obtained. In this way, the imaging position of the second image can be calculated.

上述したように、それぞれの撮像地点におけるステレオ撮像画像から、画像中の任意の点の奥行きがデプスマップとして復元できている。1枚目のステレオ撮像画像に対応するデプスマップに対して、2枚目のステレオ撮像画像に対応するデプスマップを、上述の連立方程式により求めた2枚目のカメラの撮像位置を原点としたデプスマップに座標変換する。これにより、2枚のデプスマップを、1枚目のデプスマップの座標系に統一することができる。換言すれば、2枚のデプスマップを合成して1枚のデプスマップを生成できる。   As described above, the depth of an arbitrary point in the image can be restored as a depth map from the stereo captured image at each imaging point. For the depth map corresponding to the first stereo image, the depth map corresponding to the second stereo image is the depth with the imaging position of the second camera obtained from the above simultaneous equations as the origin. Convert coordinates to a map. Thus, the two depth maps can be unified with the coordinate system of the first depth map. In other words, a single depth map can be generated by combining two depth maps.

この処理を、例えば100m区間において撮像した全てのステレオ撮像画像に基づくデプスマップについて行い合成することで、1つの3次元空間中に、100m区間の道路面が復元される。このようにして復元された道路面の奥行き値を上述の式(2)に適用することで、変位量dを算出できる。この変位量dを上述の式(3)に適用して、平坦性σを算出する。   By performing this processing on, for example, depth maps based on all stereo images captured in the 100 m section, the road surface of the 100 m section is restored in one three-dimensional space. The displacement amount d can be calculated by applying the depth value of the road surface restored in this way to the above equation (2). The flatness σ is calculated by applying the displacement amount d to the above equation (3).

第1の実施形態では、車両に搭載したステレオカメラによる撮像と、撮像されたステレオ撮像画像に対する画像処理を行うことによって、MCIを求めるための、道路面の平坦性σ、わだち掘れ量D、および、ひび割れ率Cを、纏めて計測することができる。第1の実施形態では、この計測を、ステレオカメラとステレオ撮像画像に対する画像処理を行う情報処理装置とからなる撮像システムを用いて実施可能であり、MCIを簡易な構成により求めることが可能となる。   In the first embodiment, road surface flatness σ, rutting amount D for obtaining MCI by performing imaging with a stereo camera mounted on a vehicle and performing image processing on the captured stereo image, and The crack rate C can be measured collectively. In the first embodiment, this measurement can be performed using an imaging system including a stereo camera and an information processing apparatus that performs image processing on a stereo captured image, and MCI can be obtained with a simple configuration. .

[第1の実施形態の概要]
第1の実施形態では、この路面の3次元形状を生成するためのステレオカメラによる路面撮像に当たり、当該撮像システムが搭載される車両の進行方向前方における、ステレオカメラにて路面が撮像されるべき撮像範囲を撮像する。この進行方向前方の撮像範囲にて撮像された撮像画像に基づき、ステレオカメラにて当該撮像範囲を撮像する際の、露光量を含む撮像条件を求め、求めた撮像条件を当該ステレオカメラに対して設定する。これにより、ステレオカメラにて路面を撮像する際の撮像条件を適切に制御でき、ステレオ撮像画像に基づきより高精度に3次元形状を生成可能となる。
[Outline of First Embodiment]
In the first embodiment, when the road surface is picked up by the stereo camera for generating the three-dimensional shape of the road surface, the road surface should be picked up by the stereo camera ahead of the vehicle in which the image pickup system is mounted. Image the range. Based on the captured image captured in the forward imaging range, the imaging condition including the exposure amount when capturing the imaging range with the stereo camera is obtained, and the obtained imaging condition is determined for the stereo camera. Set. Thereby, it is possible to appropriately control the imaging conditions when the road surface is imaged by the stereo camera, and to generate a three-dimensional shape with higher accuracy based on the stereo captured image.

[第1の実施形態に適用可能なカメラ配置]
次に、第1の実施形態に適用可能なカメラ配置の例について説明する。図3は、第1の実施形態に係る撮像システムの構成例を示す図である。図3(a)は、第1の実施形態に係る撮像システムが車両1に搭載される様子を車両1の側面から示した図である。図3(a)において、図の左端に向けた方向が、車両1の進行方向とする。すなわち、図3(a)において、車両1の左端側が車両1の前部であり、右端側が車両1の後部である。図3(b)は、当該車両1を後部側から見た例を示す図である。
[Camera arrangement applicable to the first embodiment]
Next, an example of camera arrangement applicable to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the imaging system according to the first embodiment. FIG. 3A is a diagram illustrating a state in which the imaging system according to the first embodiment is mounted on the vehicle 1 from the side surface of the vehicle 1. In FIG. 3A, the direction toward the left end of the figure is the traveling direction of the vehicle 1. That is, in FIG. 3A, the left end side of the vehicle 1 is the front portion of the vehicle 1, and the right end side is the rear portion of the vehicle 1. FIG. 3B is a diagram illustrating an example in which the vehicle 1 is viewed from the rear side.

第1の実施形態に係る撮像システムは、当該撮像システムを搭載する移動体としての車両1の車体後部に撮像装置取付用の取付部2を備える取付部材3を固定し、取付部2に1以上のステレオカメラ6を取り付ける。ここでは、図3(b)に例示されるように、車両1の車体の幅方向の両端側に、2台のステレオカメラ6Lおよび6Rが取り付けられるものとする。各ステレオカメラ6Lおよび6Rは、車両1が移動する路面4を撮像する向きに取り付けられる。好ましくは、各ステレオカメラ6Lおよび6Rは、路面4を垂直方向から撮像するように取り付けられる。   In the imaging system according to the first embodiment, an attachment member 3 including an attachment unit 2 for attaching an imaging device is fixed to the rear part of a vehicle 1 as a moving body on which the imaging system is mounted. A stereo camera 6 is attached. Here, as illustrated in FIG. 3B, two stereo cameras 6 </ b> L and 6 </ b> R are attached to both ends in the width direction of the vehicle body of the vehicle 1. Each of the stereo cameras 6L and 6R is attached in a direction for imaging the road surface 4 on which the vehicle 1 moves. Preferably, each stereo camera 6L and 6R is attached so as to image the road surface 4 from the vertical direction.

以降、ステレオカメラ6Lおよび6Rを区別する必要の無い場合には、ステレオカメラ6Lおよび6Rをステレオカメラ6として纏めて記述する。   Hereinafter, when it is not necessary to distinguish between the stereo cameras 6L and 6R, the stereo cameras 6L and 6R are collectively described as the stereo camera 6.

ステレオカメラ6は、例えば車両1の内部に設置された、例えばパーソナルコンピュータ(PC)5により制御される。作業者はPC5を操作し、ステレオカメラ6による撮像開始を指示する。撮像開始が指示されると、PC5は、ステレオカメラ6による撮像を開始する。撮像は、ステレオカメラ6すなわち車両1の移動速度に応じてタイミング制御され、繰り返し実行される。   The stereo camera 6 is controlled by, for example, a personal computer (PC) 5 installed inside the vehicle 1. The operator operates the PC 5 and instructs the stereo camera 6 to start imaging. When the start of imaging is instructed, the PC 5 starts imaging with the stereo camera 6. The imaging is repeatedly executed with timing controlled according to the moving speed of the stereo camera 6, that is, the vehicle 1.

作業者は、例えば必要な区間の撮像の終了に応じてPC5を操作し撮像終了を指示する。PC5は、撮像終了の指示に応じて、ステレオカメラ6による撮像を終了させる。   For example, the operator operates the PC 5 in response to the end of imaging in a necessary section and instructs the end of imaging. The PC 5 ends the imaging by the stereo camera 6 in response to the instruction to end the imaging.

車両1に対して、さらに、車両1の進行方向前方の路面4を撮像するためのカメラ7が設けられる。すなわち、カメラ7は、ステレオカメラ6が撮像すべき路面4の所定領域を、ステレオカメラ6による当該所定領域の撮像に先んじて撮像する。カメラ7で撮像された撮像画像(進行方向撮像画像と呼ぶ)は、PC5に送られる。PC5は、カメラ7から送られた進行方向撮像画像に基づき、当該所定領域の明るさを検出し、検出結果に基づきステレオカメラ6の露光量を含む撮像条件を設定する。   For the vehicle 1, a camera 7 is further provided for imaging the road surface 4 ahead of the vehicle 1 in the traveling direction. That is, the camera 7 images a predetermined area of the road surface 4 to be imaged by the stereo camera 6 prior to the imaging of the predetermined area by the stereo camera 6. A captured image captured by the camera 7 (referred to as a traveling direction captured image) is sent to the PC 5. The PC 5 detects the brightness of the predetermined area based on the captured image in the traveling direction sent from the camera 7 and sets the imaging condition including the exposure amount of the stereo camera 6 based on the detection result.

以降、カメラ7を進行方向用カメラ7と呼ぶ。また、ステレオカメラ6Lおよび6Rは、MCI算出のために路面4を垂直方向から撮像するカメラであるため、特に記載の無い限り、ステレオカメラ6Lおよび6Rを、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rとして記述し、進行方向用カメラ7と区別する。   Hereinafter, the camera 7 is referred to as a traveling direction camera 7. Further, since the stereo cameras 6L and 6R are cameras that capture the road surface 4 from the vertical direction for MCI calculation, unless otherwise specified, the stereo cameras 6L and 6R are described as road surface imaging cameras 6L and 6R. This is distinguished from the moving direction camera 7.

図4および図5は、第1の実施形態に適用可能な、路面撮像用カメラ6の撮像範囲の例を示す図である。なお、図4および図5において、上述した図3と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。   4 and 5 are diagrams illustrating examples of the imaging range of the road surface imaging camera 6 that can be applied to the first embodiment. 4 and 5, the same reference numerals are given to the portions common to FIG. 3 described above, and the detailed description thereof is omitted.

図4は、第1の実施形態に適用可能な、路面撮像用カメラ6による、車両1の進行方向の撮像範囲(進行方向視野Vpとする)を説明するための図である。なお、図4は、上述の図1と同様に、図の左端に向けた方向を、車両1の進行方向としている。進行方向視野Vpは、図4に示されるように、路面撮像用カメラ6の画角αと、路面撮像用カメラ6の路面4に対する高さhとに従い決定される。   FIG. 4 is a diagram for explaining an imaging range in the traveling direction of the vehicle 1 (referred to as a traveling direction visual field Vp) by the road surface imaging camera 6 that can be applied to the first embodiment. Note that, in FIG. 4, the direction toward the left end of the figure is the traveling direction of the vehicle 1, as in FIG. 1 described above. As shown in FIG. 4, the traveling direction visual field Vp is determined according to the angle of view α of the road surface imaging camera 6 and the height h of the road surface imaging camera 6 with respect to the road surface 4.

図5は、第1の実施形態に適用可能な、路面撮像用カメラ6による、車両1の道路幅方向の撮像範囲を説明するための図である。図5は、車両1を後部側から見た図であり、図3(b)と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。   FIG. 5 is a diagram for describing an imaging range in the road width direction of the vehicle 1 by the road surface imaging camera 6 applicable to the first embodiment. FIG. 5 is a view of the vehicle 1 as seen from the rear side, and the same reference numerals are given to the parts common to FIG.

図5(a)において、路面撮像用カメラ6Lは、2つの撮像レンズ6LLおよび6LRを備える。撮像レンズ6LLおよび6LRを結ぶ線を基線、その長さを基線長と呼び、路面撮像用カメラ6Lは、基線が車両1の進行方向に対して垂直になるように配置される。路面撮像用カメラ6Rも同様に、基線長だけ離れた2つの撮像レンズ6RLおよび6RRを備え、基線が車両1の進行方向に対して垂直になるように配置される。 In FIG. 5 (a), a road surface imaging camera 6L is provided with two imaging lens 6L L and 6L R. A line connecting the imaging lenses 6L L and 6L R is referred to as a base line, and the length thereof is referred to as a base line length. The road surface imaging camera 6L is disposed so that the base line is perpendicular to the traveling direction of the vehicle 1. Similarly, the road surface imaging camera 6 </ b> R includes two imaging lenses 6 </ b> R L and 6 </ b> R R separated by the base line length, and is arranged so that the base line is perpendicular to the traveling direction of the vehicle 1.

図5(b)は、第1の実施形態に適用可能な、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの撮像範囲の例を示す。路面撮像用カメラ6Lにおいて、撮像レンズ6LLおよび6LRそれぞれの撮像範囲60LLおよび60LRは、基線長および高さhに応じてずれて重ねられる。路面撮像用カメラ6Rについても同様に、撮像レンズ6RLおよび6RRそれぞれによる、撮像範囲60RLおよび60RRは、基線長および高さhに応じてずれて重ねられる。 FIG. 5B shows an example of the imaging range of the road surface imaging cameras 6L and 6R applicable to the first embodiment. In the road surface imaging camera 6L, the imaging ranges 60L L and 60L R of the imaging lenses 6L L and 6L R are shifted and overlapped according to the base line length and the height h. Similarly, for the road surface imaging camera 6R, the imaging ranges 60R L and 60R R by the imaging lenses 6R L and 6R R are shifted and overlapped according to the base line length and the height h.

以下、特に記載の無い限り、これら撮像範囲60LLおよび60LR、ならびに、撮像範囲60RLおよび60RRを、それぞれ纏めてステレオ撮像範囲60Lおよび60Rと呼ぶ。路面撮像用カメラ6Lおよび6Rは、図5(b)に示されるように、ステレオ撮像範囲60Lおよび60Rが、ステレオ撮像範囲60Lの車両1の幅方向の一端と、ステレオ撮像範囲60Rの当該幅方向の他端とが、領域61において所定の重複率で重複するように、配置される。 Hereinafter, unless otherwise specified, the imaging ranges 60L L and 60L R and the imaging ranges 60R L and 60R R are collectively referred to as the stereo imaging ranges 60L and 60R, respectively. As shown in FIG. 5 (b), the road surface imaging cameras 6L and 6R have a stereo imaging range 60L and 60R, one end of the stereo imaging range 60L in the width direction of the vehicle 1, and the width direction of the stereo imaging range 60R. Are arranged so as to overlap at a predetermined overlap rate in the region 61.

図6は、第1の実施形態に適用可能な、路面撮像用カメラ6Lによるステレオ撮像範囲60Lの、車両1の進行方向における重複を示す図である。移動中の車両1において、路面撮像用カメラ6Lにより2回の撮像を行ったものとする。路面撮像用カメラ6Lは、1回目は、ステレオ撮像範囲60L(撮像範囲60LLおよび60LR)の撮像を行い、2回目は、ステレオ撮像範囲60Lに対して、車両1の進行方向に、車両1の移動距離に応じた距離だけ移動したステレオ撮像範囲60L’(撮像範囲60LL’および60LR’)の撮像を行う。 FIG. 6 is a diagram illustrating overlap in the traveling direction of the vehicle 1 of the stereo imaging range 60L by the road surface imaging camera 6L that can be applied to the first embodiment. Assume that in the moving vehicle 1, imaging is performed twice by the road surface imaging camera 6 </ b> L. The road surface imaging camera 6L first images the stereo imaging range 60L (imaging ranges 60L L and 60L R ), and the second time, the vehicle 1 in the traveling direction of the vehicle 1 with respect to the stereo imaging range 60L. The stereo imaging range 60L ′ (imaging ranges 60L L ′ and 60L R ′) moved by a distance corresponding to the moving distance is captured.

このとき、ステレオ撮像範囲60Lとステレオ撮像範囲60L’とが、進行方向視野Vpに対して予め定められた進行方向重複率Dr以上の重複率で重複するように、路面撮像用カメラ6Lの撮像タイミングを制御する。このように、時間軸に沿ってステレオ撮像範囲60Lおよび60L’を順次撮像することで、ステレオ撮像範囲60Lおよび60L’を撮像した2枚のステレオ撮像画像を繋ぎ合わせる処理を容易とすることができる。   At this time, the imaging timing of the road surface imaging camera 6L is such that the stereo imaging range 60L and the stereo imaging range 60L ′ overlap with the overlapping rate that is greater than or equal to the traveling direction overlap rate Dr with respect to the traveling direction visual field Vp. To control. In this way, by sequentially capturing the stereo imaging ranges 60L and 60L ′ along the time axis, it is possible to facilitate the process of joining the two stereo captured images obtained by capturing the stereo imaging ranges 60L and 60L ′. .

なお、上述では、第1の実施形態に係る撮像システムが2台の路面撮像用カメラ6Lおよび6Rを用いるものとして説明したが、これはこの例に限定されない。例えば、第1の実施形態に係る撮像システムは、図7(a)に示されるように、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに対してさらに1台のステレオカメラ(路面撮像用カメラ)6Cを加え、3台の路面撮像用カメラ6L、6Rおよび6Cを用いて構成してもよい。   In the above description, the imaging system according to the first embodiment has been described as using two road surface imaging cameras 6L and 6R. However, this is not limited to this example. For example, in the imaging system according to the first embodiment, as shown in FIG. 7A, one more stereo camera (road surface imaging camera) 6C is added to the road surface imaging cameras 6L and 6R. You may comprise using the three road surface imaging cameras 6L, 6R, and 6C.

図7(a)の例では、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの間隔が、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rのみを用いる場合に比べて広げられ、その中央部に路面撮像用カメラ6Cが配置されている。図7(b)に示されるように、路面撮像用カメラ6Cの撮像レンズ6CLおよび6CRによる撮像範囲60CLおよび60CRにより、ステレオ撮像範囲60Cが構成される。路面撮像用カメラ6L、6Cおよび6Rは、それぞれによる各ステレオ撮像範囲60L、60Cおよび60Rが車両1の幅方向に所定の重複率で以て重複するように配置される。 In the example of FIG. 7A, the distance between the road surface imaging cameras 6L and 6R is wider than when only the road surface imaging cameras 6L and 6R are used, and the road surface imaging camera 6C is arranged at the center. Yes. As shown in FIG. 7 (b), the imaging range 60C L and 60C R by the image pickup lens 6C L and 6C R road imaging camera 6C, stereo imaging range 60C is formed. The road surface imaging cameras 6L, 6C, and 6R are arranged such that the respective stereo imaging ranges 60L, 60C, and 60R overlap in the width direction of the vehicle 1 with a predetermined overlap rate.

このように、1車線を撮像するために、3台の路面撮像用カメラ6L、6Cおよび6Rを用いることで、車線の右側、中央および左側にそれぞれ撮像範囲を設定して撮像が可能となり、高画質(高解像)なステレオ撮像画像を、少ない台数の路面撮像用カメラで撮像可能となる。ここで、特に道路幅は、一般的には、3.5mと規定されている。そこで、この道路幅の3.5mに対応して、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより車線の道路幅方向の両端を撮像し、路面撮像用カメラ6Cにより中央部を撮像することが考えられる。   Thus, by using the three road surface imaging cameras 6L, 6C and 6R to image one lane, it becomes possible to set an imaging range on each of the right side, the center and the left side of the lane, thereby enabling imaging. It is possible to capture a high-resolution (high-resolution) stereo image with a small number of road surface imaging cameras. Here, in particular, the road width is generally defined as 3.5 m. Accordingly, it is conceivable that both ends of the lane in the road width direction are imaged by the road surface imaging cameras 6L and 6R and the center portion is imaged by the road surface imaging camera 6C corresponding to the road width of 3.5 m.

なお、撮像範囲がこの規定される道路幅(3.5m)をカバー可能な画角を有する路面撮像用カメラを1台のみ用いて、撮像システムを構成してもよい。   Note that the imaging system may be configured by using only one road surface imaging camera having an angle of view that allows the imaging range to cover the prescribed road width (3.5 m).

[第1の実施形態に係る撮像システムの構成]
次に、第1の実施形態に係る撮像システムの構成について説明する。以下では、撮像システムが2台の路面撮像用カメラを備えるものとして説明を行う。
[Configuration of Imaging System According to First Embodiment]
Next, the configuration of the imaging system according to the first embodiment will be described. In the following description, it is assumed that the imaging system includes two road surface imaging cameras.

図8は、第1の実施形態に係る撮像システムの概略的な構成の例を示すブロック図である。図8において、撮像システム10は、撮像部1001および1002と、位置情報取得部101と、撮像制御部102と、進行方向用撮像部103と、を含む。 FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of the imaging system according to the first embodiment. In FIG. 8, the imaging system 10 includes imaging units 100 1 and 100 2 , a position information acquisition unit 101, an imaging control unit 102, and a traveling direction imaging unit 103.

撮像部1001および1002は、それぞれ上述した路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに対応する。位置情報取得部101は、車両1の現在位置を取得する。進行方向用撮像部103は、上述した進行方向用カメラ7に対応し、車両1の進行方向前方の路面4を撮像し、進行方向撮像画像を取得する。 The imaging units 100 1 and 100 2 correspond to the above-described road surface imaging cameras 6L and 6R, respectively. The position information acquisition unit 101 acquires the current position of the vehicle 1. The traveling direction imaging unit 103 corresponds to the traveling direction camera 7 described above, images the road surface 4 ahead of the traveling direction of the vehicle 1, and acquires a traveling direction captured image.

撮像制御部102は、それぞれ撮像部1001および1002の撮像タイミング、露光、シャッタ速度などの撮像動作を制御する。撮像制御部102は、進行方向用撮像部103により取得された進行方向撮像画像に基づき、撮像部1001および1002が撮像すべき領域の明るさを求め、求めた明るさに基づき、撮像部1001および1002に対して露光量を含めた撮像条件の設定を行う。また、撮像制御部102は、位置情報取得部101が取得した車両1の現在位置に基づき、撮像部1001および1002に対して撮像条件を設定するタイミングを決定する。 The imaging control unit 102 controls imaging operations such as imaging timing, exposure, and shutter speed of the imaging units 100 1 and 100 2 , respectively. The imaging control unit 102 obtains the brightness of the area to be imaged by the imaging units 100 1 and 100 2 based on the traveling direction captured image acquired by the traveling direction imaging unit 103, and based on the obtained brightness, the imaging unit Imaging conditions including the exposure amount are set for 100 1 and 100 2 . Further, the imaging control unit 102 determines the timing for setting imaging conditions for the imaging units 100 1 and 100 2 based on the current position of the vehicle 1 acquired by the position information acquisition unit 101.

図9は、第1の実施形態に係る撮像システム10のハードウェア構成の例を示すブロック図である。図9において、撮像システム10は、路面撮像用カメラ6Lおよび6R(ステレオカメラ6Lおよび6R)と、進行方向用カメラ7と、図3のPC5に対応する情報処理装置50と、位置情報取得部51と、を含む。   FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the imaging system 10 according to the first embodiment. 9, the imaging system 10 includes road surface imaging cameras 6L and 6R (stereo cameras 6L and 6R), a traveling direction camera 7, an information processing device 50 corresponding to the PC 5 in FIG. 3, and a position information acquisition unit 51. And including.

情報処理装置50は、所定のタイミングでトリガを生成し、生成したトリガを路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに送る。路面撮像用カメラ6Lおよび6Rは、このトリガに応じて同期して撮像を行う。路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより撮像された各ステレオ撮像画像は、情報処理装置50に供給される。情報処理装置50は、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rから供給された各ステレオ撮像画像をストレージなどに記憶、蓄積する。情報処理装置50は、蓄積したステレオ撮像画像に基づき、デプスマップの生成、生成したデプスマップの繋ぎ合わせ、などの画像処理を実行する。   The information processing apparatus 50 generates a trigger at a predetermined timing, and sends the generated trigger to the road surface imaging cameras 6L and 6R. The road surface imaging cameras 6L and 6R perform imaging in synchronization with this trigger. The stereo captured images captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R are supplied to the information processing apparatus 50. The information processing apparatus 50 stores and accumulates each stereo captured image supplied from the road surface imaging cameras 6L and 6R in a storage or the like. The information processing apparatus 50 performs image processing such as generation of a depth map and joining of the generated depth maps based on the accumulated stereo captured image.

また、情報処理装置50は、進行方向用カメラ7の撮像を指示するトリガを生成し、進行方向用カメラ7に送る。このトリガは、上述の路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに送るトリガと動悸している必要は無い。進行方向用カメラ7は、このトリガに応じて撮像を行う。情報処理装置50は、進行方向用カメラ7から供給された進行方向撮像画像に基づき、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに対する露光量を含む撮像条件を求め、求めた撮像条件を設定情報として路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにそれぞれ供給する。ここで、情報処理装置50は、路面撮像用カメラ6Lと、路面撮像用カメラ6Rと、に対してそれぞれ撮像条件を求めることができる。情報処理装置50は、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rについてそれぞれ求めた撮像条件を含む各設定情報を、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにそれぞれ供給する。このとき、情報処理装置50は、位置情報取得部51により取得された車両1の現在位置に基づき、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに対して設定情報を設定するタイミングを決定する。   Further, the information processing apparatus 50 generates a trigger for instructing imaging of the traveling direction camera 7 and sends it to the traveling direction camera 7. This trigger does not need to be in tune with the trigger to be sent to the road surface imaging cameras 6L and 6R described above. The traveling direction camera 7 performs imaging in response to this trigger. The information processing apparatus 50 obtains an imaging condition including an exposure amount for the road surface imaging cameras 6L and 6R based on the traveling direction captured image supplied from the traveling direction camera 7, and uses the obtained imaging condition as setting information for road surface imaging. Supplied to the cameras 6L and 6R, respectively. Here, the information processing apparatus 50 can obtain imaging conditions for the road surface imaging camera 6L and the road surface imaging camera 6R, respectively. The information processing apparatus 50 supplies the setting information including the imaging conditions obtained for the road surface imaging cameras 6L and 6R to the road surface imaging cameras 6L and 6R, respectively. At this time, the information processing apparatus 50 determines the timing for setting the setting information for the road surface imaging cameras 6L and 6R based on the current position of the vehicle 1 acquired by the position information acquisition unit 51.

図10は、第1の実施形態に係る路面撮像用カメラ6Lの一例の構成を示すブロック図である。なお、路面撮像用カメラ6Rは、この路面撮像用カメラ6Lと同様の構成にて実現可能であるので、ここでの説明を省略する。   FIG. 10 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of a road surface imaging camera 6L according to the first embodiment. Note that the road surface imaging camera 6R can be realized with the same configuration as the road surface imaging camera 6L, and thus description thereof is omitted here.

図10において、路面撮像用カメラ6Lは、撮像光学系600Lおよび600Rと、撮像素子601Lおよび601Rと、駆動部602Lおよび602Rと、信号処理部603Lおよび603Rと、出力部604と、を含む。これらのうち、撮像光学系600L、撮像素子601L、駆動部602L、および、信号処理部603Lは、上述した撮像レンズ6LLに対応する構成である。同様に、撮像光学系600R、撮像素子601R、駆動部602R、および、信号処理部603Rは、上述した撮像レンズ6LRに対応する構成である。 10, the road surface imaging camera 6L includes an imaging optical system 600 L and 600 R, and the imaging device 601 L and 601 R, and a driving unit 602 L and 602 R, and a signal processing unit 603 L and 603 R, the output Part 604. Among these, the imaging optical system 600 L , the imaging element 601 L , the driving unit 602 L , and the signal processing unit 603 L have a configuration corresponding to the imaging lens 6L L described above. Similarly, the imaging optical system 600 R , the imaging element 601 R , the driving unit 602 R , and the signal processing unit 603 R have a configuration corresponding to the imaging lens 6L R described above.

撮像光学系600Lは、画角α、焦点距離fを有する光学系であって、被写体からの光を撮像素子601Lに投射する。撮像素子601Lは、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)を用いた光センサであって、投射された光に応じた信号を出力する。なお、撮像素子601Lに、CCD(Charge Coupled Device)による光センサを適用してもよい。駆動部602Lは、撮像素子601Lを駆動し、撮像素子601Lから出力された信号に対してノイズ除去、ゲイン調整などの所定の処理を施して出力する。信号処理部603Lは、駆動部602Lから出力された信号に対してA/D変換を施して、当該信号をディジタル方式の画像信号(撮像画像)に変換する。信号処理部603Lは、変換した画像信号に対してガンマ補正など所定の画像処理を施して出力する。信号処理部603Lから出力された撮像画像は、出力部604に供給される。 The imaging optical system 600 L is an optical system having an angle of view α and a focal length f, and projects light from the subject onto the imaging element 601 L. The image sensor 601 L is an optical sensor using, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and outputs a signal corresponding to the projected light. Note that an optical sensor using a CCD (Charge Coupled Device) may be applied to the image sensor 601 L. Driver 602 L drives the image sensor 601 L, noise removal with respect to the signal output from the image sensor 601 L, and outputs performs a predetermined processing such as gain adjustment. The signal processing unit 603 L performs A / D conversion on the signal output from the driving unit 602 L, and converts the signal into a digital image signal (captured image). The signal processing unit 603 L performs predetermined image processing such as gamma correction on the converted image signal and outputs it. The captured image output from the signal processing unit 603 L is supplied to the output unit 604.

撮像光学系600R、撮像素子601R、駆動部602R、および、信号処理部603Rの動作は、上述の撮像光学系600L、撮像素子601L、駆動部602L、および、信号処理部603Lと同様なので、ここでの説明を省略する。 The operations of the imaging optical system 600 R , the imaging element 601 R , the driving unit 602 R , and the signal processing unit 603 R are the same as the above-described imaging optical system 600 L , imaging element 601 L , driving unit 602 L , and signal processing unit. Since this is the same as 603 L , description thereof is omitted here.

駆動部602Lおよび602Rは、例えば情報処理装置50から出力されたトリガが供給される。このトリガは、路面撮像用カメラ6Rに含まれる駆動部602Lおよび602Rと同期して、供給される。駆動部602Lおよび602Rは、このトリガに従い、撮像素子601Lおよび601Rから信号を取り込み、撮像を行う。 For example, a trigger output from the information processing apparatus 50 is supplied to the drive units 602 L and 602 R. This trigger is supplied in synchronization with the drive units 602 L and 602 R included in the road surface imaging camera 6R. The driving units 602 L and 602 R take signals from the image sensors 601 L and 601 R according to this trigger and perform imaging.

ここで、駆動部602Lおよび602Rは、撮像素子601Lおよび601Rにおける露光を、一括同時露光方式により行う。この方式は、グローバルシャッタと呼ばれる。これに対して、ローリングシャッタは、画素位置の上から順番(ライン順)に光を取り込んでいく方式であるため、フレーム中の各ラインは、厳密に同じ時刻の被写体を写したものではない。ローリングシャッタ方式の場合、1フレームの撮像信号を取り込んでいる間にカメラもしくは被写体が高速に動いてしまうと、被写体の像がライン位置に応じてずれて撮像されてしまう。そのため、第1の実施形態に係る路面撮像用カメラ6Lおよび6Rでは、グローバルシャッタを用いて、投影幾何的に正しく道路形状が撮像されるようにする。 Here, the driving units 602 L and 602 R perform the exposure in the image sensors 601 L and 601 R by the collective simultaneous exposure method. This method is called a global shutter. On the other hand, since the rolling shutter is a method of capturing light in order (line order) from the top of the pixel position, each line in the frame is not a photograph of a subject at exactly the same time. In the case of the rolling shutter system, if the camera or the subject moves at high speed while capturing an image signal of one frame, the image of the subject is captured with a shift depending on the line position. For this reason, in the road surface imaging cameras 6L and 6R according to the first embodiment, a global shutter is used so that the road shape is accurately imaged in terms of projection geometry.

また、情報処理装置50から出力された、露光に係る撮像条件を含む設定情報が、駆動部602Lおよび602R、ならびに、信号処理部603Lおよび603Rにそれぞれ供給される。駆動部602Lおよび602Rは、この設定条件に従い、例えばゲインや露光時間を設定する。また、信号処理部603Lおよび603Rは、この設定条件に従い、ガンマ補正の際のガンマ係数や階調の設定を行うことができる。 Also, setting information output from the information processing apparatus 50 and including the imaging conditions relating to exposure is supplied to the drive units 602 L and 602 R and the signal processing units 603 L and 603 R , respectively. The drive units 602 L and 602 R set, for example, a gain and an exposure time according to this setting condition. In addition, the signal processing units 603 L and 603 R can set a gamma coefficient and a gradation at the time of gamma correction according to this setting condition.

出力部604は、信号処理部603Lおよび603Rから供給された各フレームの撮像画像を、1組のステレオ撮像画像として出力する。出力部604から出力されたステレオ撮像画像は、情報処理装置50に送られ、蓄積される。 The output unit 604 outputs the captured images of each frame supplied from the signal processing units 603 L and 603 R as a set of stereo captured images. The stereo captured image output from the output unit 604 is sent to the information processing apparatus 50 and accumulated.

図11は、第1の実施形態に適用可能な情報処理装置50の一例の構成を示すブロック図である。図11において、情報処理装置50は、それぞれバス5030に接続されたCPU(Central Processing Unit)5000と、ROM(Read Only Memory)5001と、RAM(Random Access Memory)5002と、グラフィクスI/F(インタフェース)5003と、ストレージ5004と、入力デバイス5005と、データI/F5006と、通信I/F5007と、を備える。さらに、情報処理装置50は、それぞれバス5030に接続されたカメラI/F5010aおよび5010bと、速度取得部5021と、位置情報取得部5022と、を備える。   FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of the information processing apparatus 50 applicable to the first embodiment. 11, the information processing apparatus 50 includes a CPU (Central Processing Unit) 5000, a ROM (Read Only Memory) 5001, a RAM (Random Access Memory) 5002, and a graphics I / F (interface) connected to a bus 5030, respectively. ) 5003, storage 5004, input device 5005, data I / F 5006, and communication I / F 5007. Further, the information processing apparatus 50 includes camera I / Fs 5010a and 5010b, a speed acquisition unit 5021, and a position information acquisition unit 5022 that are connected to the bus 5030, respectively.

ストレージ5004は、データを不揮発に記憶する記憶媒体であって、ハードディスクドライブやフラッシュメモリを適用できる。ストレージ5004は、CPU5000が動作するためのプログラムやデータが記憶される。   The storage 5004 is a storage medium that stores data in a nonvolatile manner, and a hard disk drive or a flash memory can be applied. The storage 5004 stores programs and data for operating the CPU 5000.

CPU5000は、例えば、ROM5001やストレージ5004に予め記憶されたプログラムに従い、RAM5002をワークメモリとして用い、この情報処理装置50の全体の動作を制御する。グラフィクスI/F5003は、CPU5000によりプログラムに従い生成された表示制御信号に基づき、ディスプレイ5020が対応可能な表示信号を生成する。ディスプレイ5020は、グラフィクスI/F5003から供給された表示信号に応じた画面を表示する。   The CPU 5000 controls the overall operation of the information processing apparatus 50 using the RAM 5002 as a work memory, for example, according to a program stored in the ROM 5001 or the storage 5004 in advance. The graphics I / F 5003 generates a display signal that can be supported by the display 5020 based on the display control signal generated by the CPU 5000 according to the program. The display 5020 displays a screen corresponding to the display signal supplied from the graphics I / F 5003.

入力デバイス5005は、ユーザ操作を受け付け、受け付けたユーザ操作に応じた制御信号を出力する。入力デバイス5005としては、マウスやタブレットといったポインティングデバイスや、キーボードを適用できる。また、入力デバイス5005とディスプレイ5020とを一体的に形成し、所謂タッチパネル構成としてもよい。   The input device 5005 receives a user operation and outputs a control signal corresponding to the received user operation. As the input device 5005, a pointing device such as a mouse or a tablet, or a keyboard can be used. Alternatively, the input device 5005 and the display 5020 may be integrally formed to have a so-called touch panel configuration.

データI/F5006は、外部の機器との間でデータの送受信を行う。データI/F5006としては、例えばUSB(Universal Serial Bus)を適用可能である。通信I/F5007は、CPU5000の指示に従い、外部のネットワークに対する通信を制御する。   The data I / F 5006 transmits / receives data to / from an external device. As the data I / F 5006, for example, USB (Universal Serial Bus) can be applied. A communication I / F 5007 controls communication with an external network in accordance with an instruction from the CPU 5000.

カメラI/F5010aは、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに対するインタフェースである。各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rから出力された各ステレオ撮像画像は、カメラI/F5010aを介して、例えばCPU5000に渡される。また、カメラI/F5010aは、CPU5000の指示に従い上述したトリガを生成し、生成したトリガを各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに送る。さらに、カメラI/F5010aは、CPU5000により生成された設定情報を、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに送る。   The camera I / F 5010a is an interface to the road surface imaging cameras 6L and 6R. The stereo captured images output from the road surface imaging cameras 6L and 6R are transferred to, for example, the CPU 5000 via the camera I / F 5010a. The camera I / F 5010a generates the above-described trigger according to the instruction from the CPU 5000, and sends the generated trigger to the road surface imaging cameras 6L and 6R. Further, the camera I / F 5010a sends the setting information generated by the CPU 5000 to the road surface imaging cameras 6L and 6R.

カメラI/F5010bは、進行方向用カメラ7に対するインタフェースである。進行方向用カメラ7から出力された進行方向撮像画像は、カメラI/F5010bを介して例えばCPU5000に渡される。また、カメラI/F5010bは、CPU5000により生成された、撮像タイミングを指示するためのトリガを、進行方向用カメラ7に送る。   The camera I / F 5010b is an interface to the traveling direction camera 7. The travel direction captured image output from the travel direction camera 7 is transferred to, for example, the CPU 5000 via the camera I / F 5010b. In addition, the camera I / F 5010b sends a trigger, which is generated by the CPU 5000, for instructing the imaging timing to the traveling direction camera 7.

速度取得部5021は、車両1の速度を示す速度情報を取得する。車両1に各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rが取り付けられている場合、速度取得部5021が取得する速度情報は、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの、被写体(路面)に対する速度を示す。速度取得部5021は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)の信号を受信する機能を有し、受信したGNSSによる信号のドップラー効果に基づき車両1の速度を示す速度情報を取得する。これに限らず、速度取得部5021は、車両1から直接的に速度情報を取得することもできる。   The speed acquisition unit 5021 acquires speed information indicating the speed of the vehicle 1. When the road surface imaging cameras 6L and 6R are attached to the vehicle 1, the speed information acquired by the speed acquisition unit 5021 indicates the speed of the road surface imaging cameras 6L and 6R with respect to the subject (road surface). The speed acquisition unit 5021 has a function of receiving, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) signal, and acquires speed information indicating the speed of the vehicle 1 based on the Doppler effect of the received GNSS signal. Not limited to this, the speed acquisition unit 5021 can also acquire speed information directly from the vehicle 1.

位置情報取得部5022は、車両1の現在位置を示す位置情報を取得する。位置情報取得部5022は、例えば速度取得部5021が有するGNSS信号の受信機能を利用して、当該位置情報を取得する。   The position information acquisition unit 5022 acquires position information indicating the current position of the vehicle 1. The position information acquisition unit 5022 acquires the position information using, for example, the reception function of the GNSS signal that the speed acquisition unit 5021 has.

図12は、第1の実施形態に適用可能な情報処理装置50の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。図12において、情報処理装置50は、撮像画像取得部500aおよび500bと、UI部501と、制御部502と、撮像画像記憶部503と、撮像制御部504と、を含む。情報処理装置50は、さらに、マッチング処理部510と、3D情報生成部511と、3D情報取得部520と、状態特性値算出部521と、調書作成部522と、を含む。   FIG. 12 is a functional block diagram of an example for explaining the functions of the information processing apparatus 50 applicable to the first embodiment. 12, the information processing apparatus 50 includes captured image acquisition units 500a and 500b, a UI unit 501, a control unit 502, a captured image storage unit 503, and an imaging control unit 504. The information processing apparatus 50 further includes a matching processing unit 510, a 3D information generation unit 511, a 3D information acquisition unit 520, a state characteristic value calculation unit 521, and a record creation unit 522.

これら撮像画像取得部500、UI部501、制御部502、撮像制御部504、マッチング処理部510、3D情報生成部511、3D情報取得部520、状態特性値算出部521および調書作成部522は、CPU5000上で動作するプログラムにより実現される。これに限らず、これら撮像画像取得部500、UI部501、制御部502、撮像制御部504、マッチング処理部510、3D情報生成部511、3D情報取得部520、状態特性値算出部521および調書作成部522の一部または全部を、互いに協働して動作するハードウェア回路により構成してもよい。   These captured image acquisition unit 500, UI unit 501, control unit 502, imaging control unit 504, matching processing unit 510, 3D information generation unit 511, 3D information acquisition unit 520, state characteristic value calculation unit 521, and record creation unit 522 include This is realized by a program operating on the CPU 5000. Without being limited thereto, the captured image acquisition unit 500, UI unit 501, control unit 502, imaging control unit 504, matching processing unit 510, 3D information generation unit 511, 3D information acquisition unit 520, state characteristic value calculation unit 521, and record A part or all of the creation unit 522 may be configured by a hardware circuit that operates in cooperation with each other.

撮像画像取得部500aは、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rから、ステレオ撮像画像を取得する。撮像画像取得部500bは、進行方向用カメラ7から進行方向撮像画像を取得する。撮像画像記憶部503は、撮像画像取得部500aおよび500bにより取得されたステレオ撮像画像および進行方向撮像撮像を、例えばストレージ5004に記憶する。また、撮像画像記憶部503は、ストレージ5004から、記憶されたステレオ撮像画像および進行方向撮像撮像を取得する。   The captured image acquisition unit 500a acquires stereo captured images from the road surface imaging cameras 6L and 6R. The captured image acquisition unit 500 b acquires a traveling direction captured image from the traveling direction camera 7. The captured image storage unit 503 stores the stereo captured image and the traveling direction captured image acquired by the captured image acquisition units 500a and 500b, for example, in the storage 5004. Also, the captured image storage unit 503 acquires the stored stereo captured image and traveling direction captured image from the storage 5004.

UI部501は、入力デバイス5005やディスプレイ5020に対する表示によるユーザインタフェースを実現する。制御部502は、この情報処理装置50全体の動作を制御する。   The UI unit 501 realizes a user interface by display on the input device 5005 and the display 5020. The control unit 502 controls the overall operation of the information processing apparatus 50.

撮像制御部504は、上述した位置情報取得部101および撮像制御部102に対応する。すなわち、撮像制御部504は、撮像画像取得部500bにより取得された進行方向撮像画像に基づき進行方向用カメラ7の撮像条件を生成する。また、撮像制御部504は、位置情報取得部101により取得された車両1の現在位置を示す位置情報に基づき、進行方向用カメラ7に対して撮像を指示するためのトリガを生成する。   The imaging control unit 504 corresponds to the position information acquisition unit 101 and the imaging control unit 102 described above. That is, the imaging control unit 504 generates an imaging condition of the traveling direction camera 7 based on the traveling direction captured image acquired by the captured image acquisition unit 500b. Further, the imaging control unit 504 generates a trigger for instructing the traveling direction camera 7 to perform imaging based on the position information indicating the current position of the vehicle 1 acquired by the position information acquisition unit 101.

また、撮像制御部504は、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの被写体(路面4)に対する速度を示す速度情報を取得し、取得した速度情報と、予め設定される各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの画角α、高さhと、に基づき、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの同期撮像を指示するためのトリガを生成する。   In addition, the imaging control unit 504 acquires speed information indicating the speed of the road surface imaging cameras 6L and 6R with respect to the subject (road surface 4). The acquired speed information and preset road surface imaging cameras 6L and 6R are acquired. Based on the angle of view α and the height h, a trigger for instructing synchronous imaging of the road surface imaging cameras 6L and 6R is generated.

マッチング処理部510は、撮像画像取得部500により取得されたステレオ撮像画像を構成する2枚の撮像画像を用いてマッチング処理を行う。3D情報生成部511は、3次元情報に係る処理を行う。例えば、3D情報生成部511は、マッチング処理部510によるマッチング処理の結果を用いて三角法などにより深度情報を求め、求めた深度情報に基づき3次元点群情報を生成する。   The matching processing unit 510 performs matching processing using the two captured images constituting the stereo captured image acquired by the captured image acquisition unit 500. The 3D information generation unit 511 performs processing related to 3D information. For example, the 3D information generation unit 511 obtains depth information by trigonometry or the like using the result of the matching processing by the matching processing unit 510, and generates 3D point cloud information based on the obtained depth information.

3D情報取得部520は、3D情報生成部511によりステレオ撮像画像毎に求めた3次元点群情報を取得する。状態特性値算出部521は、3D情報取得部520により取得された各3次元点群情報と、撮像画像取得部500により取得された各ステレオ撮像画像とを用いて、MCIを求めるための、ひび割れ率C、わだち掘れ量Dおよび平坦性σの各状態特性値を算出する。調書作成部522は、状態特性値算出部521により算出された各状態特性値に基づきMCIを求め、調書を作成する。   The 3D information acquisition unit 520 acquires the 3D point cloud information obtained for each stereo captured image by the 3D information generation unit 511. The state characteristic value calculation unit 521 uses the three-dimensional point cloud information acquired by the 3D information acquisition unit 520 and the stereo captured images acquired by the captured image acquisition unit 500 to crack the MCI. Each state characteristic value of the rate C, the rutting amount D, and the flatness σ is calculated. The record creation unit 522 determines the MCI based on each state characteristic value calculated by the state characteristic value calculation unit 521 and creates a record.

情報処理装置50における第1の実施形態に係る各機能を実現するためのプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD(Compact Disk)、フレキシブルディスク(FD)、DVD(Digital Versatile Disk)などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供される。これに限らず、当該プログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、当該ネットワークを介してダウンロードさせることにより提供してもよい。また、当該プログラムをインターネットなどのネットワークを経由して提供または配布するように構成してもよい。   A program for realizing each function according to the first embodiment in the information processing apparatus 50 is a file in an installable format or an executable format, which is a CD (Compact Disk), a flexible disk (FD), a DVD (Digital Versatile). Disk) and the like are provided on a computer-readable recording medium. However, the present invention is not limited to this, and the program may be provided by storing it on a computer connected to a network such as the Internet and downloading it via the network. In addition, the program may be provided or distributed via a network such as the Internet.

当該プログラムは、撮像画像取得部500aおよび500b、UI部501、制御部502、撮像画像記憶部503、撮像制御部504、マッチング処理部510、3D情報生成部511、3D情報取得部520、状態特性値算出部521および調書作成部522を含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしては、CPU5000がストレージ5004などの記憶媒体から当該プログラムを読み出して実行することにより、上述した各部がRAM5002などの主記憶装置上にロードされ、撮像画像取得部500aおよび500b、UI部501、制御部502、撮像画像記憶部503、撮像制御部504、マッチング処理部510、3D情報生成部511、3D情報取得部520、状態特性値算出部521および調書作成部522が主記憶装置上に生成されるようになっている。   The program includes captured image acquisition units 500a and 500b, UI unit 501, control unit 502, captured image storage unit 503, imaging control unit 504, matching processing unit 510, 3D information generation unit 511, 3D information acquisition unit 520, state characteristics. The module configuration includes a value calculation unit 521 and a record creation unit 522. As actual hardware, the CPU 5000 reads the program from a storage medium such as the storage 5004 and executes the program, whereby the above-described units are loaded on a main storage device such as the RAM 5002, and the captured image acquisition units 500a and 500b, UI Unit 501, control unit 502, captured image storage unit 503, imaging control unit 504, matching processing unit 510, 3D information generation unit 511, 3D information acquisition unit 520, state characteristic value calculation unit 521, and record creation unit 522 It is supposed to be generated above.

[第1の実施形態に適用可能なトリガ生成方法]
次に、第1の実施形態に適用可能な、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに対して撮像を指示するためのトリガの生成方法について、より詳細に説明する。第1の実施形態において、生成部103は、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの被測定物(路面4)に対するステレオ撮像範囲の、車両1の速度の方向の距離を、車両1が速度情報が示す速度で移動する時間に対して、当該時間より短い所定時間以下の時間間隔でトリガを生成する。
[Trigger Generation Method Applicable to First Embodiment]
Next, a trigger generation method for instructing imaging to each of the road surface imaging cameras 6L and 6R that can be applied to the first embodiment will be described in more detail. In the first embodiment, the generation unit 103 indicates the distance in the speed direction of the vehicle 1 in the stereo imaging range of the road surface imaging cameras 6L and 6R with respect to the object to be measured (road surface 4). A trigger is generated at a time interval equal to or less than a predetermined time that is shorter than the time for moving at a speed.

すなわち、トリガは、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにおける路面4の撮影範囲が、車両1の進行方向に所定の重複率(進行方向重複率Dr)を保つように発生させる必要がある。これは、後述するように、各ステレオ撮像画像から撮像位置を算出する処理において、安定的に精度の高いカメラ位置を算出するため、十分な対応点を検出できるようにすることが目的である。進行方向重複率Drの下限値は、例えば実験的に「60%」のように決定される。   That is, the trigger needs to be generated so that the shooting range of the road surface 4 in the road surface imaging cameras 6L and 6R maintains a predetermined overlapping rate (traveling direction overlapping rate Dr) in the traveling direction of the vehicle 1. The purpose of this is to enable detection of sufficient corresponding points in order to stably calculate a highly accurate camera position in the process of calculating the imaging position from each stereo captured image, as will be described later. The lower limit value of the traveling direction overlap rate Dr is determined experimentally, for example, as “60%”.

第1の実施形態において、トリガの生成方法は、下記の3通りの方法を適用できる。
(1)一定時間間隔で生成する方法(第1の生成方法)
(2)カメラの移動速度を検出して生成する方法(第2の生成方法)
(3)撮像画像を用いて移動距離を算出して生成する方法(第3の生成方法)
In the first embodiment, the following three methods can be applied as a trigger generation method.
(1) Method of generating at regular time intervals (first generation method)
(2) Method of generating by detecting the moving speed of the camera (second generation method)
(3) A method of calculating and generating a movement distance using a captured image (third generation method)

(第1の生成方法)
先ず、トリガの第1の生成方法について説明する。第1の生成方法においては、撮像中の車両1の最高速度Speedと、撮像範囲の大きさ(撮像範囲の車両1の進行方向の長さ)と、からトリガの時間間隔を決める。速度取得部5021は、車両1におけるシステム設定値や、情報処理装置50に対するユーザ入力により、車両1の最高速度Speedを予め取得しておく。撮像制御部504は、速度取得部5021から最高速度Speedを取得し、トリガの時間間隔を、取得した最高速度Speedと、進行方向視野Vpおよび進行方向重複率Drと、を用いて、下記の式(4)により算出する。なお、進行方向重複率Drは、上述した下限値が適用される。
(First generation method)
First, a first trigger generation method will be described. In the first generation method, the trigger time interval is determined from the maximum speed Speed of the vehicle 1 being imaged and the size of the imaging range (the length of the imaging range in the traveling direction of the vehicle 1). The speed acquisition unit 5021 acquires in advance the maximum speed Speed of the vehicle 1 based on a system setting value in the vehicle 1 or a user input to the information processing apparatus 50. The imaging control unit 504 acquires the maximum speed Speed from the speed acquisition unit 5021, and uses the following formula to determine the trigger time interval using the acquired maximum speed Speed, the traveling direction visual field Vp, and the traveling direction overlap rate Dr. Calculate by (4). The lower limit value described above is applied to the traveling direction overlap rate Dr.

式(4)により、1秒間に生成すべきトリガ数fpsが算出される。トリガ数fpsの逆数が、生成すべき次のトリガまでの時間間隔となる。   The number of triggers fps to be generated per second is calculated from the equation (4). The reciprocal of the trigger number fps is the time interval until the next trigger to be generated.

進行方向視野Vpは、模式的には、図4を用いて説明したように、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの路面4からの高さhと、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの画角αと、に基づき設定できる。実際は、さらに、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの路面4に対する角度なども考慮して、進行方向視野Vpを設定する。   As described with reference to FIG. 4, the traveling direction visual field Vp is typically the height h from the road surface 4 of each of the road surface imaging cameras 6L and 6R and the angle of view of each of the road surface imaging cameras 6L and 6R. It can be set based on α. Actually, the traveling direction visual field Vp is set in consideration of the angles of the road surface imaging cameras 6L and 6R with respect to the road surface 4 and the like.

ここで、移動中の車両1が右もしくは左にカーブした際には、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rのうち外側にあるカメラの移動量が大きくなる。そのため、車両1の最高速度Speedをそのまま使うのではなく、外側カメラの位置に基づく回転移動の速度を使うと、より好ましい。   Here, when the moving vehicle 1 curves to the right or left, the movement amount of the camera outside the road surface imaging cameras 6L and 6R increases. Therefore, it is more preferable to use the rotational speed based on the position of the outer camera instead of using the maximum speed Speed of the vehicle 1 as it is.

撮像制御部504は、生成したトリガに応じて撮像されたステレオ撮像画像を、全て例えばストレージ5004やRAM5002に記憶し、蓄積する。   The imaging control unit 504 stores and accumulates all of the stereo captured images captured according to the generated trigger, for example, in the storage 5004 or the RAM 5002.

(第2の生成方法)
次に、トリガの第2の生成方法について説明する。上述した第1の方法は、シンプルである一方、車両1が停止している状態や、所定の速度よりも低速で移動している状態では、最高速度Speedに対して過剰に細かい間隔で撮像することになり、蓄積されるステレオ撮像画像の量が大きくなってしまう。第2の生成方法では、撮像制御部504は、カメラの移動速度を検出し、検出された移動速度に応じてトリガを生成する。
(Second generation method)
Next, the second trigger generation method will be described. While the first method described above is simple, when the vehicle 1 is stopped or moving at a speed lower than a predetermined speed, images are captured at an excessively fine interval with respect to the maximum speed Speed. As a result, the amount of the stereo captured image to be accumulated becomes large. In the second generation method, the imaging control unit 504 detects the moving speed of the camera, and generates a trigger according to the detected moving speed.

撮像制御部504は、速度取得部5021により取得された速度情報が示す現在の車両1の速度を、式(4)の最高速度Speedとして用いて、次のトリガまでの時間間隔を算出し、撮像を行う。第2の生成方法によれば、車両1の移動速度が小さいほど、トリガ生成の時間間隔が長くなり、無駄な撮像が行われることが抑制される。   The imaging control unit 504 calculates the time interval until the next trigger using the current speed of the vehicle 1 indicated by the speed information acquired by the speed acquisition unit 5021 as the maximum speed Speed of Expression (4), and performs imaging. I do. According to the second generation method, the lower the moving speed of the vehicle 1 is, the longer the trigger generation time interval is suppressed, and the useless imaging is suppressed.

撮像制御部504は、生成したトリガに応じて撮像されたステレオ撮像画像を、全て例えばストレージ5004やRAM5002に記憶し、蓄積する。   The imaging control unit 504 stores and accumulates all of the stereo captured images captured according to the generated trigger, for example, in the storage 5004 or the RAM 5002.

なお、この第2の生成方法と、上述した第1の生成方法は、組み合わせて実施することが可能である。   The second generation method and the first generation method described above can be implemented in combination.

(第3の生成方法)
次に、トリガの第3の生成方法について説明する。第3の生成方法では、上述した第1の生成方法と同様に、車両1の最高速度Speedに基づいた一定時間間隔でトリガを生成する。ここで、第3の生成方法においては、トリガに応じて撮像されたステレオ撮像画像を、全て蓄積するのではなく、進行方向重複率Drが予め設定された値を下回った場合にのみ蓄積する。
(Third generation method)
Next, a third trigger generation method will be described. In the third generation method, a trigger is generated at regular time intervals based on the maximum speed Speed of the vehicle 1 as in the first generation method described above. Here, in the third generation method, not all of the stereo captured images captured in response to the trigger are accumulated, but only when the traveling direction overlap rate Dr falls below a preset value.

後述するが、車両1の進行方向に重複するように撮像されたステレオ撮像画像のみを用いて、カメラ(車両1)の移動距離を算出することが可能である。   As will be described later, it is possible to calculate the moving distance of the camera (vehicle 1) using only stereo captured images that are captured so as to overlap in the traveling direction of the vehicle 1.

撮像制御部504は、最後に蓄積されたステレオ撮像画像と、直前に撮像されたステレオ撮像画像とを用いてカメラの移動距離を算出する。撮像制御部504は、算出した距離が、進行方向重複率Drの下限値に対応した移動距離を超えたか否かを判定する。撮像制御部504は、超えたと判定した場合には、直前に撮像されたステレオ撮像画像を蓄積する。一方、撮像制御部504は、超えていないと判定した場合は、直前に撮像したステレオ撮像画像を破棄する。   The imaging control unit 504 calculates the moving distance of the camera using the last captured stereo captured image and the previously captured stereo captured image. The imaging control unit 504 determines whether or not the calculated distance exceeds the movement distance corresponding to the lower limit value of the traveling direction overlap rate Dr. When it is determined that the image capturing control unit 504 has exceeded, the image capturing control unit 504 accumulates the previously captured stereo image. On the other hand, if the imaging control unit 504 determines that it does not exceed, the stereo captured image captured immediately before is discarded.

これにより、車両1の現在速度を計測するためのセンサを用いずとも、移動速度が小さいときには無駄な画像蓄積が行われないことになる。   As a result, even if a sensor for measuring the current speed of the vehicle 1 is not used, useless image accumulation is not performed when the moving speed is low.

[第1の実施形態に適用可能な路面性状値の算出方法]
次に、第1の実施形態に適用可能な路面性状値の算出方法について説明する。以下では、第1の実施形態に適用可能な平坦性σ、わだち掘れ量Dおよびひび割れ率Cの計測方法について説明する。
[Calculation method of road surface property value applicable to the first embodiment]
Next, a road surface property value calculation method applicable to the first embodiment will be described. Below, the measuring method of flatness (sigma), rutting amount D, and crack rate C applicable to 1st Embodiment is demonstrated.

(平坦性)
図13は、第1の実施形態に適用可能な平坦性の算出処理を示す一例のフローチャートである。ステップS100で、撮像画像取得部500により、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより撮像され、例えばストレージ5004に記憶されたステレオ撮像画像が取得される。ステレオ撮像画像が取得されると、処理は、並列して処理が可能なステップS101aおよびステップS101bに移行する。
(Flatness)
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of flatness calculation processing applicable to the first embodiment. In step S100, the captured image acquisition unit 500 acquires images captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R, for example, stored in the storage 5004. If a stereo picked-up image is acquired, a process will transfer to step S101a and step S101b which can be processed in parallel.

ステップS101aでは、ステップS100で取得されたステレオ撮像画像に基づきデプスマップが生成される。図14および図15を用いて、第1の実施形態に適用可能なデプスマップの生成処理について説明する。図14は、第1の実施形態に適用可能なデプスマップの生成処理を示す一例のフローチャートである。   In step S101a, a depth map is generated based on the stereo captured image acquired in step S100. Depth map generation processing applicable to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a depth map generation process applicable to the first embodiment.

ステップS120で、マッチング処理部510は、撮像画像取得部500からステレオ撮像画像を取得する。次のステップS121で、マッチング処理部510は、取得したステレオ撮像画像を構成する2枚の撮像画像に基づきマッチング処理を行う。次のステップS122で、3D情報生成部511は、ステップS121のマッチング処理結果に基づき深度情報を計算し、3次元点群情報であるデプスマップを生成する。   In step S120, the matching processing unit 510 acquires a stereo captured image from the captured image acquisition unit 500. In the next step S121, the matching processing unit 510 performs a matching process based on the two captured images constituting the acquired stereo captured image. In the next step S122, the 3D information generation unit 511 calculates depth information based on the matching processing result in step S121, and generates a depth map that is three-dimensional point cloud information.

ステップS121およびステップS122の処理について、より具体的に説明する。第1の実施形態では、ステレオ撮像画像を構成する2枚の撮像画像を用いて、ステレオ法により深度情報を計算する。ここでいうステレオ法は、2つのカメラにより異なる視点から撮像された2枚の撮像画像を用い、一方の撮像画像のある画素(参照画素)に対して、他方の撮像画像内における対応する画素(対応画素)を求め、参照画素と対応画素とに基づき三角法により深度(奥行き値)を算出する方法である。   The process of step S121 and step S122 will be described more specifically. In the first embodiment, depth information is calculated by a stereo method using two captured images constituting a stereo captured image. The stereo method here uses two captured images captured from different viewpoints by two cameras, and a pixel (reference pixel) in one captured image corresponds to a corresponding pixel ( This is a method of calculating a depth (depth value) by trigonometry based on a reference pixel and a corresponding pixel.

ステップS121で、マッチング処理部510は、撮像画像取得部500から取得した、ステレオ撮像画像を構成する2枚の撮像画像を用い、基準となる一方の撮像画像における参照画素を中心とする所定サイズの領域に対応する、探索対象となる他方の撮像画像内の領域を、当該他方の撮像画像内で移動させて、探索を行う。   In step S121, the matching processing unit 510 uses the two captured images constituting the stereo captured image acquired from the captured image acquisition unit 500, and has a predetermined size centered on the reference pixel in one of the reference captured images. A search is performed by moving a region in the other captured image corresponding to the region in the other captured image to be searched.

対応画素の探索は、様々な方法が知られており、例えば、ブロックマッチング法を適用することができる。ブロックマッチング法は、一方の撮像画像において参照画素を中心としてM画素×N画素のブロックとして切り出される領域の画素値を取得する。また、他方の撮像画像において、対象画素を中心としてM画素×N画素のブロックとして切り出される領域の画素値を取得する。画素値に基づき、参照画素を含む領域と、対象画素を含む領域との類似度を計算する。探索対象の画像内でM画素×N画素のブロックを移動させながら類似度を比較し、最も類似度が高くなる位置のブロックにおける対象画素を、参照画素に対応する対応画素とする。   Various methods are known for searching for corresponding pixels. For example, a block matching method can be applied. In the block matching method, a pixel value of an area cut out as a block of M pixels × N pixels around a reference pixel in one captured image is acquired. Further, in the other captured image, a pixel value of an area cut out as a block of M pixels × N pixels centering on the target pixel is acquired. Based on the pixel value, the similarity between the region including the reference pixel and the region including the target pixel is calculated. Similarities are compared while moving a block of M pixels × N pixels in the search target image, and the target pixel in the block with the highest similarity is set as a corresponding pixel corresponding to the reference pixel.

類似度は、様々な計算方法により算出できる。例えば、式(5)に示される、正規化相互相関(NCC:Normalized Cross-Correlation)は、コスト関数の1つであって、コストを示す数値CNCCの値が大きいほど、類似度が高いことを示す。式(5)において、値MおよびNは、探索を行うための画素ブロックのサイズを表す。また、値I(i,j)は、基準となる一方の撮像画像における画素ブロック内の画素の画素値を表し、値T(i,j)は、探索対象となる他方の撮像画像における画素ブロック内の画素値を表す。 The similarity can be calculated by various calculation methods. For example, the normalized cross-correlation (NCC) shown in Equation (5) is one of cost functions, and the higher the value of the numerical value C NCC indicating the cost, the higher the degree of similarity. Indicates. In equation (5), values M and N represent the size of a pixel block for performing a search. The value I (i, j) represents the pixel value of the pixel in the pixel block in one captured image serving as a reference, and the value T (i, j) represents the pixel block in the other captured image to be searched. Represents the pixel value.

マッチング処理部510は、上述したように、一方の撮像画像における、M画素×N画素の画素ブロックに対応する、他方の撮像画像における画素ブロックを、他方の撮像画像内で例えば画素単位で移動ながら式(5)の計算を実行し、数値CNCCを算出する。他方の撮像画像において、数値CNCCが最大となる画素ブロックの中心画素を、参照画素に対応する対象画素とする。 As described above, the matching processing unit 510 moves the pixel block in the other captured image corresponding to the pixel block of M pixels × N pixels in one captured image, for example, in units of pixels in the other captured image. The calculation of Expression (5) is executed to calculate the numerical value C NCC . In the other captured image, the center pixel of the pixel block having the maximum numerical value C NCC is set as a target pixel corresponding to the reference pixel.

図14の説明に戻り、ステップS122で、3D情報生成部511は、ステップS121のマッチング処理により求められた、参照画素および対応画素とに基づき、三角法を用いて奥行き値(深度情報)を算出し、ステレオ撮像画像を構成する一方の撮像画像および他方の撮像画像に係る3次元点群情報を生成する。   Returning to the description of FIG. 14, in step S122, the 3D information generation unit 511 calculates a depth value (depth information) using trigonometry based on the reference pixel and the corresponding pixel obtained by the matching process in step S121. Then, three-dimensional point group information relating to one captured image and the other captured image that form the stereo captured image is generated.

図15は、第1の実施形態に適用可能な三角法を説明するための図である。図中のターゲット物体403(例えば路面4上の1点)までの距離Sを、各撮像素子402(撮像素子601Lおよび601Rに対応)に撮像された画像内の撮像位置情報から算出することが処理の目的である。すなわち、この距離Sが、対象となる画素の深度情報に対応する。距離Sは、下記の式(6)により計算される。 FIG. 15 is a diagram for explaining trigonometry applicable to the first embodiment. The distance S to the target object 403 in FIG. (E.g. 1 point on the road 4), be calculated from the image pickup position information in the captured image on the imaging elements 402 (corresponding to the imaging device 601 L and 601 R) Is the purpose of processing. That is, this distance S corresponds to the depth information of the target pixel. The distance S is calculated by the following equation (6).

なお、式(6)において、値baselineは、カメラ400aおよび400b間の基線の長さ(基線長)を表す。これは、図5の例では、撮像レンズ6LLおよび6LR(路面撮像用カメラ6Lの場合)による基線長に対応する。値fは、レンズ401(撮像レンズ6LLおよび6LRに対応)の焦点距離を表す。値qは、視差を表す。視差qは、参照画素と対応画素の座標値の差分に、撮像素子の画素ピッチを乗じた値である。対応画素の座標値は、ステップS121のマッチング処理の結果に基づき得られる。 In formula (6), the value baseline represents the length of the base line (base line length) between the cameras 400a and 400b. In the example of FIG. 5, this corresponds to the baseline length by the imaging lenses 6L L and 6L R (in the case of the road surface imaging camera 6L). The value f represents the focal length of the lens 401 (corresponding to the imaging lenses 6L L and 6L R ). The value q represents the parallax. The parallax q is a value obtained by multiplying the difference between the coordinate values of the reference pixel and the corresponding pixel by the pixel pitch of the image sensor. The coordinate value of the corresponding pixel is obtained based on the result of the matching process in step S121.

この式(6)が、2つのカメラ400aおよび400b、すなわち、撮像レンズ6LLおよび6LRを利用した場合の距離Sの算出方法となる。これは2つのカメラ400aおよび400b、すなわち、撮像レンズ6LLおよび6LRによりそれぞれ撮像された撮像画像から距離Sを算出するものである。第1の実施形態では、この式(6)による算出方法を、路面撮像用カメラ6Lの撮像レンズ6LLおよび6LR、ならびに、路面撮像用カメラ6Rの撮像レンズ6RLおよび6RRにより撮像された各撮像画像に適用して、画素毎に距離Sを算出する。 This equation (6) is a calculation method of the distance S when the two cameras 400a and 400b, that is, the imaging lenses 6L L and 6L R are used. This calculates the distance S from the captured images captured by the two cameras 400a and 400b, that is, the imaging lenses 6L L and 6L R , respectively. In the first embodiment, the calculation method of the equation (6), the imaging lens 6L L and 6L R road imaging camera 6L, and was imaged by the imaging lens 6R L and 6R R road imaging camera 6R Applying to each captured image, the distance S is calculated for each pixel.

図13の説明に戻り、ステップS101bで、3D情報生成部511は、カメラ位置および向きを推定する。ここで、カメラ位置は、例えば路面撮像用カメラ6Lを一体と捉えた場合のその中心座標を示す。ステップS101bの処理の詳細については、後述する。   Returning to the description of FIG. 13, in step S101b, the 3D information generation unit 511 estimates the camera position and orientation. Here, the camera position indicates, for example, the center coordinates when the road surface imaging camera 6L is regarded as one body. Details of the processing in step S101b will be described later.

ステップS101aおよびステップS101bの処理が終了すると、処理がステップS102に移行される。ステップS102で、3D情報生成部511は、時系列上で隣接する2つのデプスマップについて、ステップS101bで推定したカメラ位置および向きに基づき、前時刻のデプスマップの座標系に合うように、当該前時刻の次の次時刻のデプスマップの座標変換を行う。   When the processes of step S101a and step S101b are completed, the process proceeds to step S102. In step S102, the 3D information generation unit 511 calculates the previous depth map so that it matches the coordinate system of the previous time depth map based on the camera position and orientation estimated in step S101b for two depth maps adjacent in time series. The coordinate conversion of the depth map of the next time after the time is performed.

なお、前時刻および次時刻は、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにおいてトリガに応じて時系列上で連続的に実行された1回目の撮像と、2回目の撮像とにおいて、1回目の撮像が行われた時刻を前時刻、2回目の撮像が行われた時刻を次時刻としている。すなわち、前時刻のデプスマップは、1回目の撮像によるステレオ撮像画像に基づき生成されたデプスマップであり、次時刻のデプスマップは、2回目の撮像によるステレオ撮像画像に基づき生成されたデプスマップである。   Note that the previous time and the next time are the first imaging performed by the road imaging cameras 6L and 6R in the first imaging and the second imaging continuously executed in time series according to the trigger. The time at which the image was taken is the previous time, and the time when the second imaging is performed is the next time. That is, the depth map at the previous time is a depth map generated based on the stereo image captured by the first imaging, and the depth map at the next time is a depth map generated based on the stereo image captured by the second imaging. is there.

次のステップS103で、3D情報生成部511は、ステップS102で座標変換された次時刻のデプスマップを、前時刻のデプスマップに統合する。すなわち、ステップS102の座標変換により、前時刻および次時刻の2つのデプスマップが共通の座標系に並ぶため、これら2つのデプスマップを統合することができる。この、ステップS102およびステップS103の処理を、全ての時刻で撮像されたステレオ撮像画像に対して実施する。   In the next step S103, the 3D information generation unit 511 integrates the depth map of the next time coordinate-converted in step S102 into the depth map of the previous time. In other words, since the two depth maps of the previous time and the next time are arranged in a common coordinate system by the coordinate conversion in step S102, these two depth maps can be integrated. The processes of step S102 and step S103 are performed on the stereo captured images captured at all times.

なお、図5や図7に示すように、路面撮像用カメラ6Lおよび6R、あるいは、路面撮像用カメラ6L、6Cおよび6Rを道路幅方向に複数台並べて用いる場合、道路幅方向に並んだ路面撮像用カメラ同士(例えば路面撮像用カメラ6Lおよび6R)においても、同様にしてカメラ位置および向きを推定し、その後、デプスマップ統合を行う。   As shown in FIGS. 5 and 7, when a plurality of road surface imaging cameras 6L and 6R or road surface imaging cameras 6L, 6C and 6R are used side by side in the road width direction, the road surface images are aligned in the road width direction. The camera positions and orientations are similarly estimated between the cameras for use (for example, the road surface imaging cameras 6L and 6R), and then the depth maps are integrated.

また、上述した第3の生成方法における、カメラ(車両1)の移動距離は、ステップS102の座標変換、および、ステップS103のデプスマップ統合処理において、算出が可能である。   Further, the moving distance of the camera (vehicle 1) in the third generation method described above can be calculated in the coordinate transformation in step S102 and the depth map integration process in step S103.

次のステップS104で、3D情報取得部520は、3D情報生成部511から、ステップS103で統合されたデプスマップを取得する。そして、状態特性値算出部521は、3D情報取得部520に取得されたデプスマップに基づき、平坦性σを算出する。すなわち、デプスマップが統合されると、計測した区間の道路について路面形状が、1つの3次元空間中の点群として復元される。点群が復元されると、路面上の各サンプリング地点について、規定に従い前後1.5m地点の座標を結んだ座標系を取り、中心部分の3次元点群までの距離を算出することで、式(2)と同様に変位量dを算出でき、式(3)に従い、この変位量dから平坦性σを算出できる。   In the next step S104, the 3D information acquisition unit 520 acquires the depth map integrated in step S103 from the 3D information generation unit 511. Then, the state characteristic value calculation unit 521 calculates the flatness σ based on the depth map acquired by the 3D information acquisition unit 520. That is, when the depth maps are integrated, the road surface shape is restored as a point group in one three-dimensional space for the roads in the measured section. When the point cloud is restored, for each sampling point on the road surface, take the coordinate system connecting the coordinates of the 1.5m front and back points according to the regulations, and calculate the distance to the 3D point group in the center part, The displacement amount d can be calculated in the same manner as (2), and the flatness σ can be calculated from the displacement amount d according to the equation (3).

(わだち掘れ量)
わだち掘れ量Dについては、ステップS104で、状態特性値算出部521は、3D情報取得部520に取得されたデプスマップを道路幅方向にスキャンすることで、図1(a)および図1(b)に示されるような深さD1およびD2を取得することができる。これら取得した深さD1およびD2と、デプスマップをスキャンした断面の情報に基づき、わだち掘れ量Dを求めることができる。
(Wad digging amount)
For the rutting amount D, in step S104, the state characteristic value calculation unit 521 scans the depth map acquired by the 3D information acquisition unit 520 in the road width direction, so that FIG. 1 (a) and FIG. Depths D 1 and D 2 as shown in FIG. Based on the acquired depths D 1 and D 2 and information on the cross section obtained by scanning the depth map, the rutting amount D can be obtained.

(ひび割れ率)
状態特性値算出部521は、例えば、ステップS103において統合されたデプスマップに対し、ステップS100で取得されたステレオ撮像画像を適用する。すなわち、状態特性値算出部521は、車両1の進行方向に、進行方向重複率Drで以て重複して撮像された各ステレオ撮像画像を統合する。状態特性値算出部521は、統合した画像に対して規定に従い50cmのメッシュを設定し、画像解析により各メッシュ内のひび、パッチングなどの情報を取得し、取得した情報に基づき規定に従いひび割れ率Cを算出する。
(Crack rate)
For example, the state characteristic value calculation unit 521 applies the stereo captured image acquired in step S100 to the depth map integrated in step S103. That is, the state characteristic value calculation unit 521 integrates the respective stereo captured images that are captured in the traveling direction of the vehicle 1 with the traveling direction overlap rate Dr. The state characteristic value calculation unit 521 sets a 50 cm mesh for the integrated image according to the rule, acquires information such as cracks and patching in each mesh by image analysis, and based on the acquired information, the crack rate C Is calculated.

(カメラ位置および向きの推定処理)
次に、上述した図13のフローチャートにおけるステップS101bの、カメラ位置および向きの推定処理について、より詳細に説明する。図16は、第1の実施形態に適用可能な、カメラ位置および向きの推定処理を示す一例のフローチャートである。第1の実施形態では、カメラ位置および向きを、上述したSfMを用いて推定する。
(Camera position and orientation estimation process)
Next, the camera position and orientation estimation processing in step S101b in the flowchart of FIG. 13 described above will be described in more detail. FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of camera position and orientation estimation processing that can be applied to the first embodiment. In the first embodiment, the camera position and orientation are estimated using SfM described above.

ステップS130で、3D情報生成部511は、撮像画像取得部500からステレオ撮像画像を取得する。ここで、3D情報生成部511は、時系列上で連続的に撮像された2枚のステレオ撮像画像(前時刻のステレオ撮像画像、次時刻のステレオ撮像画像、とする)を取得する。次に、ステップS131で、3D情報生成部511は、取得した各ステレオ撮像画像から特徴点を抽出する。この特徴点抽出処理は、各ステレオ撮像画像の対応点として検出しやすい点を見つける処理であって、典型的には、画像中の変化があり、かつ変化が一様でないコーナーと呼ばれる点を検出する。   In step S <b> 130, the 3D information generation unit 511 acquires a stereo captured image from the captured image acquisition unit 500. Here, the 3D information generation unit 511 acquires two stereo captured images that are continuously captured in time series (a stereo captured image at the previous time and a stereo captured image at the next time). Next, in step S131, the 3D information generation unit 511 extracts feature points from each acquired stereo captured image. This feature point extraction process is a process of finding a point that is easy to detect as a corresponding point of each stereo image, and typically, a point called a corner where there is a change in the image and the change is not uniform is detected. To do.

次のステップS132で、3D情報生成部511は、前時刻のステレオ撮像画像内で特徴点として抽出された点と同じ場所を撮像した点を、次時刻のステレオ撮像画像内から検出する。この検出処理は、オプティカルフローと呼ばれる手法や、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)、SURF(Speed-Upped Robust Feature)などに代表される特徴点マッチングと呼ばれる手法を適用することができる。   In the next step S132, the 3D information generation unit 511 detects a point obtained by imaging the same location as the point extracted as the feature point in the stereo captured image at the previous time from the stereo captured image at the next time. For this detection process, a technique called optical flow or a technique called feature point matching represented by SIFT (Scale-Invariant Feature Transform), SURF (Speed-Upped Robust Feature), or the like can be applied.

次のステップS133で、3D情報生成部511は、カメラの初期位置および向きを推定する。3D情報生成部511は、ステップS132において各ステレオ撮像画像で検出された対応点の座標を固定値とし、次時刻のステレオ撮像画像を撮像したカメラの位置および向きをパラメータとして連立方程式を解くことで、カメラの位置を推定し、3次元座標を算出する(ステップS134)。   In the next step S133, the 3D information generation unit 511 estimates the initial position and orientation of the camera. The 3D information generation unit 511 uses the coordinates of the corresponding points detected in each stereo captured image in step S132 as fixed values, and solves simultaneous equations using the position and orientation of the camera that captured the stereo captured image at the next time as parameters. Then, the position of the camera is estimated and three-dimensional coordinates are calculated (step S134).

図17を参照しながら、カメラの初期位置および向きの推定方法について説明する。式(7)は、空間の点Xjを、カメラ(視点)Piに投影した座標xijの関係を表している。なお、式(7)において、値nが3次元空間における点の数、値mは、カメラ(撮像画像)の数をそれぞれ表す。 A method for estimating the initial position and orientation of the camera will be described with reference to FIG. Expression (7) represents the relationship between coordinates x ij obtained by projecting the point X j of the space onto the camera (viewpoint) P i . In Equation (7), the value n represents the number of points in the three-dimensional space, and the value m represents the number of cameras (captured images).

各値Pは、それぞれのカメラについて、3次元空間の点の座標をその画像の2次元座標に変換する投影行列であって、次式(8)で表される。式(8)は、右辺に示す3次元座標の2行2列の変換行列と、3次元座標から2次元座標への射影変換fiから成る。 Each value P is a projection matrix for converting the coordinates of a point in the three-dimensional space into the two-dimensional coordinates of the image for each camera, and is represented by the following equation (8). Expression (8) is composed of a 2-by-2 conversion matrix of three-dimensional coordinates shown on the right side and a projective transformation f i from the three-dimensional coordinates to the two-dimensional coordinates.

図17において、カメラに映った座標xijのみが与えられた連立方程式を用いて、値Xjと値Piとを算出する。この連立方程式の解法には、線形最小二乗法を用いることができる。 In FIG. 17, a value X j and a value P i are calculated using simultaneous equations given only coordinates x ij reflected on the camera. A linear least square method can be used to solve the simultaneous equations.

次のステップS135で、3D情報生成部511は、ステップS134で算出されたカメラ位置を示す3次元座標を最適化する。連立方程式を解いて算出されたカメラの位置および向きは、十分な精度を有していない場合がある。そのため、算出された値を初期値として最適化処理を行うことで、精度を向上させる。   In the next step S135, the 3D information generation unit 511 optimizes the three-dimensional coordinates indicating the camera position calculated in step S134. The position and orientation of the camera calculated by solving the simultaneous equations may not have sufficient accuracy. Therefore, the accuracy is improved by performing the optimization process using the calculated value as the initial value.

画像上探索により取得された対応点座標と、ステップS134で算出された3次元座標および式(8)の投影行列をパラメータとして上述した式(7)により算出される2次元座標xij(再投影座標と呼ばれる)と、の差は、残差と呼ばれる。カメラの位置および向きを算出するために用いた全てのステレオ撮像画像中の、全ての対応点について、この残差の総和が最小になるように、パラメータを最適化演算によって調整する。これを、バンドル調整と呼ぶ。バンドル調整による全体最適化を行うことで、カメラの位置および向きの精度を向上させることができる。 Two-dimensional coordinates x ij (reprojected) calculated by the above-described equation (7) using the corresponding point coordinates acquired by the search on the image, the three-dimensional coordinates calculated in step S134 and the projection matrix of the equation (8) as parameters. The difference between the two is called the residual. Parameters are adjusted by an optimization operation so that the sum of the residuals is minimized for all corresponding points in all stereo captured images used for calculating the position and orientation of the camera. This is called bundle adjustment. By performing overall optimization through bundle adjustment, the accuracy of the position and orientation of the camera can be improved.

以上が、通常のSfMにおけるカメラ位置および向き推定のベース処理である。第1の実施形態では、基線長が既知の路面撮像用カメラ6Lおよび6Rを使用しているため、車両1の移動に応じて撮像範囲を重複させて撮像されたステレオ撮像画像における対応点の検出に加えて、ステレオ撮像画像を構成する2枚の撮像画像における対応点の探索が容易である。したがって、空間での3次元座標Xjが実スケール(現実の大きさ)で確定し、移動後のカメラの位置および向きも安定的に算出できる。 The above is the base processing for camera position and orientation estimation in normal SfM. In the first embodiment, since the road surface imaging cameras 6L and 6R whose base line lengths are known are used, detection of corresponding points in a stereo captured image captured with overlapping imaging ranges according to the movement of the vehicle 1 is performed. In addition, it is easy to search for corresponding points in the two captured images constituting the stereo captured image. Accordingly, the three-dimensional coordinates X j in the space are determined on the actual scale (actual size), and the position and orientation of the camera after movement can be calculated stably.

なお、上述したように、第1の実施形態に適用可能な撮像システム10では、情報処理装置50においてトリガを生成し、生成したトリガを各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに全てのカメラに分配することで、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rが同期して撮像を行う構成となっている。このとき、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rが有するクロック生成器や、情報処理装置50においてトリガを分配するためのトリガ分配部品、情報処理装置50や各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにおけるトリガ配線長の差異などの影響により、実際に各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rがトリガを取り込んで撮像を実行するタイミングに僅かなズレが発生する可能性がある。この撮像タイミングのズレは、可能な限り抑制することが好ましい。   As described above, in the imaging system 10 applicable to the first embodiment, the information processing apparatus 50 generates a trigger, and distributes the generated trigger to all the road surface imaging cameras 6L and 6R. Thus, the road surface imaging cameras 6L and 6R are configured to perform imaging in synchronization. At this time, a clock generator included in each of the road surface imaging cameras 6L and 6R, a trigger distribution component for distributing a trigger in the information processing device 50, and a trigger wiring length in the information processing device 50 and each of the road surface imaging cameras 6L and 6R There is a possibility that a slight deviation may occur in the timing at which the road surface imaging cameras 6L and 6R actually capture the trigger and execute the imaging due to the influence of the difference between the two. It is preferable to suppress this shift in imaging timing as much as possible.

特に基線長が既知である路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの間では、撮像タイミングのズレを極力抑えることが望ましい。例えば、カメラI/F5010aから各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにトリガ供給の配線を行う際に、トリガの品質確保のための中継器や、静電ノイズなどから保護するためにフォトカプラを経由する場合がある。この場合に、路面撮像用カメラ6Lおよび6R間でこれら中継器やフォトカプラを共有することが望ましい。   In particular, it is desirable to suppress the deviation of the imaging timing as much as possible between the road surface imaging cameras 6L and 6R whose base line length is known. For example, when wiring for trigger supply from the camera I / F 5010a to the road surface imaging cameras 6L and 6R, a relay is used to ensure the trigger quality, and a photocoupler is used to protect against electrostatic noise. There is a case. In this case, it is desirable to share these repeaters and photocouplers between the road surface imaging cameras 6L and 6R.

[第1の実施形態に係る撮像条件の決定処理]
次に、第1の実施形態に係る撮像条件の決定処理について、より詳細に説明する。第1の実施形態は、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにて撮像するステレオ撮像範囲が大きな輝度変化を含む場合であっても、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rによる、適切な撮像条件での撮像を可能とするものである。
[Imaging Condition Determination Processing According to First Embodiment]
Next, the imaging condition determination process according to the first embodiment will be described in more detail. In the first embodiment, even when the stereo imaging range captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R includes a large luminance change, the road surface imaging cameras 6L and 6R perform imaging under appropriate imaging conditions. It is possible.

図18は、路面4において大きな輝度変化がある箇所の例を示す図である。なお、図18(a)および図18(b)は、図の下方から上方に向けて走行しながら撮像をした画像の例を示している。   FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a portion where there is a large luminance change on the road surface 4. FIG. 18A and FIG. 18B show examples of images taken while traveling from the bottom to the top of the figure.

図18(a)は、日向から日陰に入る箇所の例である。画像の下半分が日向領域41、上半分が日陰領域40となっており、日陰領域40は、日向領域41と比較して路面輝度が低くなっている。図18(b)は、路面4が途中から新しく舗装し直された箇所の例である。画像の上部分が修繕をされて間もない箇所で新しく舗装し直された新規舗装領域42である。新規舗装領域42は、路面4の他の領域43と比べ反射率が低くなっており、路面輝度が低くなっている。   FIG. 18A is an example of a portion that enters the shade from the sun. The lower half of the image is a sunny area 41 and the upper half is a shaded area 40, and the shaded area 40 has lower road surface brightness than the sunny area 41. FIG. 18B is an example of a location where the road surface 4 is newly paved from the middle. The upper part of the image is a new pavement area 42 that has been newly paved at a place that has just been repaired. The new pavement area 42 has a lower reflectance than the other areas 43 of the road surface 4, and the road surface brightness is low.

図18(a)および図18(b)の何れも、明るい箇所(日向領域41、他の領域43)での露出設定のまま暗い箇所(日陰領域40、新規舗装領域42)を撮像すると、暗い箇所において十分なコントラストの画像が得られない。また、自動露出で撮像する場合であっても、車両1で走行しながら撮像を実行すると、自動露出の追従におけるタイムラグからコントラストの十分でない画像が撮像されてしまうおそれがある。   18A and 18B are both dark when an image is taken of a dark place (shade area 40, new pavement area 42) with the exposure setting at a bright place (sunlight area 41, other area 43). An image with sufficient contrast cannot be obtained at the location. Further, even when imaging is performed with automatic exposure, if imaging is performed while running on the vehicle 1, an image with insufficient contrast may be captured due to a time lag in tracking automatic exposure.

そこで、第1の実施形態では、進行方向用カメラ7により、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rによる撮像に先んじて、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより撮像されるステレオ撮像範囲を撮像し、撮像により得られた進行方向撮像画像に基づき、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rによる撮像条件を決定する。   Therefore, in the first embodiment, the stereo imaging range captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R is imaged by the traveling direction camera 7 prior to the imaging by the road surface imaging cameras 6L and 6R, and obtained by imaging. Based on the obtained traveling direction captured image, the imaging conditions by the road surface imaging cameras 6L and 6R are determined.

図19および図20は、第1の実施形態に係る撮像条件決定処理を示す一例のフローチャートである。ここで、進行方向用カメラ7と、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rは、情報処理装置50から供給されるトリガにより、撮像の同期が取られている。図19および図20のフローチャートにおいては、進行方向用カメラ7により1フレームの撮像を行った際に、当該撮像により得られた進行方向撮像画像に基づき路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの撮像条件を決定する。   19 and 20 are flowcharts illustrating an example of the imaging condition determination process according to the first embodiment. Here, the advancing direction camera 7 and the road surface imaging cameras 6L and 6R are synchronized in imaging by a trigger supplied from the information processing apparatus 50. In the flowcharts of FIGS. 19 and 20, when one frame is imaged by the traveling direction camera 7, the imaging conditions of the road surface imaging cameras 6L and 6R are determined based on the traveling direction captured image obtained by the imaging. To do.

先ず、図19のフローチャートによる処理について説明する。図19のフローチャートは、第1の実施形態に係る、進行方向用カメラ7に関する処理を示している。ステップS200で、情報処理装置50は、撮像制御部504により、位置情報取得部51から現在位置を示す位置情報を取得する。次のステップS201で、撮像画像取得部500bは、進行方向用カメラ7で撮像された進行方向撮像画像を取得する。取得された進行方向撮像画像は、撮像画像記憶部503により情報処理装置50のメモリ(例えばRAM5002)に記憶される。   First, processing according to the flowchart of FIG. 19 will be described. The flowchart in FIG. 19 illustrates processing related to the traveling direction camera 7 according to the first embodiment. In step S <b> 200, the information processing apparatus 50 acquires position information indicating the current position from the position information acquisition unit 51 by the imaging control unit 504. In the next step S <b> 201, the captured image acquisition unit 500 b acquires a traveling direction captured image captured by the traveling direction camera 7. The acquired traveling direction captured image is stored in the memory (for example, RAM 5002) of the information processing apparatus 50 by the captured image storage unit 503.

次のステップS202で、情報処理装置50は、撮像制御部504により、ステップS201で記憶した進行方向撮像画像を解析し、撮像条件の変更が必要か否かを判定する。撮像制御部504は、進行方向用カメラ7の露出設定と、進行方向撮像画像の注目領域における画像輝度とから進行方向用カメラ7の撮像範囲(撮像道路面)の輝度を算出し、算出された輝度に応じて、撮像条件の変更が必要か否か、必要な場合、どのような設定にするかを決定する。ここで、撮像条件は、例えば露出設定である。   In the next step S202, the information processing apparatus 50 causes the imaging control unit 504 to analyze the traveling direction captured image stored in step S201 and determine whether or not the imaging condition needs to be changed. The imaging control unit 504 calculates the luminance of the imaging range (imaging road surface) of the traveling direction camera 7 from the exposure setting of the traveling direction camera 7 and the image luminance in the attention area of the traveling direction captured image. Depending on the brightness, it is determined whether or not the imaging condition needs to be changed, and if so, what setting is to be set. Here, the imaging condition is, for example, exposure setting.

例えば、撮像制御部504は、道路面輝度の変化が閾値を超えた場合に、変化量に応じて、輝度が明るくなる方向に変化した場合は撮像される画像が暗くなるように、輝度が暗くなる方向に変化した場合は、撮像される画像が明るくなるように、露出パラメータを決定する。露出パラメータとは、露光時間、ゲインのうち少なくとも一方である。   For example, when the change in road surface luminance exceeds a threshold value, the imaging control unit 504 decreases the luminance so that the captured image becomes darker when the luminance changes in the direction of increasing brightness according to the amount of change. The exposure parameter is determined so that the captured image becomes bright. The exposure parameter is at least one of exposure time and gain.

ステップS203で、撮像制御部504は、ステップS202の判定処理により撮像条件の変更が必要であると判定した場合(ステップS203、「有り」)、処理をステップS204に移行させる。ステップS204で、撮像制御部504は、変更した撮像条件と、撮像条件の変更を行うための位置を示す変更位置情報とを関連付けて、例えばRAM5002に記憶する。これは、進行方向用カメラ7と、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rと、では撮像方向が異なるため、進行方向用カメラ7で撮像した箇所を道路面撮像カメラで撮像するまでのタイムラグがあり、適切なタイミングで露出の変更をする必要があるためである。   In step S203, when the imaging control unit 504 determines that the imaging condition needs to be changed by the determination process in step S202 (step S203, “Yes”), the imaging control unit 504 shifts the process to step S204. In step S204, the imaging control unit 504 associates the changed imaging condition with the changed position information indicating the position for changing the imaging condition, and stores the association in the RAM 5002, for example. This is because the shooting direction camera 7 and the road surface imaging cameras 6L and 6R have different imaging directions, so there is a time lag until the location imaged by the traveling direction camera 7 is captured by the road surface imaging camera. This is because it is necessary to change the exposure at an appropriate timing.

なお、変更位置情報は、例えば、ステップS200で取得された位置情報に、既知の、進行方向用カメラ7により撮像される撮像範囲の、位置情報取得部5021(情報処理装置50またはGNSS受信機)からの距離を加算した値を適用できる。   Note that the changed position information is, for example, the position information acquisition unit 5021 (the information processing apparatus 50 or the GNSS receiver) of the imaging range captured by the traveling direction camera 7 in the position information acquired in step S200. A value obtained by adding the distance from can be applied.

ステップS204における設定情報と変更位置情報との記憶が完了すると、図19のフローチャートによる一連の処理が終了される。また、上述したステップS203で、露出設定の変更の必要が無いと判定された場合(ステップS203、「無し」)、図19のフローチャートによる一連の処理が終了される。   When the storage of the setting information and the changed position information in step S204 is completed, a series of processes according to the flowchart of FIG. If it is determined in step S203 described above that there is no need to change the exposure setting (step S203, “none”), the series of processes in the flowchart of FIG. 19 is terminated.

上述したステップS200〜ステップS204の処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。   The processes in steps S200 to S204 described above are repeatedly executed at predetermined time intervals.

図20は、第1の実施形態に係る、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに関する処理を示す一例のフローチャートである。なお、情報処理装置50は、位置情報取得部5022により、所定の時間間隔で高頻度に位置情報を取得している。情報処理装置50において、撮像制御部504は、ステップS300で、位置情報取得部5022により取得された現在位置を示す位置情報に基づき、現在位置が、図19のステップS204で記憶された変更位置情報が示す位置であるか否かを判定する。   FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of processing related to the road surface imaging cameras 6L and 6R according to the first embodiment. In addition, the information processing apparatus 50 acquires the position information frequently at a predetermined time interval by the position information acquisition unit 5022. In the information processing apparatus 50, the imaging control unit 504, based on the position information indicating the current position acquired by the position information acquisition unit 5022 in step S300, the changed position information stored in step S204 of FIG. It is determined whether or not the position is indicated by.

撮像制御部504は、現在位置が変更位置情報が示す位置であると判定した場合(ステップS300、「Yes」)、処理をステップS301に移行させる。ステップS301で、撮像制御部504は、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに対して、図19のステップS204において当該変更位置情報と関連付けられて記憶される設定情報を設定し、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの撮像条件を変更する。   If the imaging control unit 504 determines that the current position is the position indicated by the changed position information (step S300, “Yes”), the imaging control unit 504 shifts the process to step S301. In step S301, the imaging control unit 504 sets the setting information stored in association with the changed position information in step S204 of FIG. 19 for the road surface imaging cameras 6L and 6R. 6R imaging conditions are changed.

次のステップS302で、撮像制御部504は、撮像を指示するためのトリガを生成して、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに送り、当該トリガに従い路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより撮像された各ステレオ撮像画像を取得する。撮像制御部504は、取得した各ステレオ撮像画像を、例えばRAM5002に記憶し、ストレージ5004に格納する。   In next step S302, the imaging control unit 504 generates a trigger for instructing imaging, sends the trigger to the road surface imaging cameras 6L and 6R, and each stereo imaged by the road surface imaging cameras 6L and 6R according to the trigger. A captured image is acquired. The imaging control unit 504 stores each acquired stereo captured image in, for example, the RAM 5002 and stores it in the storage 5004.

一方、撮像制御部504は、ステップS300で、現在位置が変更位置情報が示す位置ではないと判定した場合、処理をステップS302に移行させ、撮像を指示するためのトリガを生成して、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに送り、当該トリガに従い路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより撮像された各ステレオ撮像画像を取得する。   On the other hand, if the imaging control unit 504 determines in step S300 that the current position is not the position indicated by the changed position information, the imaging control unit 504 shifts the process to step S302, generates a trigger for instructing imaging, and captures the road surface. The stereo captured images captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R are acquired according to the trigger.

第1の実施形態に係る撮像システム10は、これら図19および図20のフローチャートによる各処理を車両1の移動中に繰り返し実施し、路面4のステレオ撮像画像を取得する。   The imaging system 10 according to the first embodiment repeatedly performs each process according to the flowcharts of FIGS. 19 and 20 while the vehicle 1 is moving, and acquires a stereo captured image of the road surface 4.

第1の実施形態によれば、進行方向用カメラ7により、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rによるステレオ撮像範囲の輝度情報を、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの撮像に先立って取得し、撮像条件を決定している。そのため、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rによるステレオ撮像範囲の撮像を、適切な撮像条件にて実行できる。これにより、ひび割れ率C、わだち掘れ量Dおよび平坦性σを、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより撮像されたステレオ撮像画像に基づき、より高精度に算出でき、これらを用いたMCIによる評価の信頼性を高めることが可能である。   According to the first embodiment, the luminance information of the stereo imaging range by the road surface imaging cameras 6L and 6R is acquired by the advancing direction camera 7 prior to the imaging of the road surface imaging cameras 6L and 6R, and the imaging conditions are set. Has been decided. Therefore, the imaging of the stereo imaging range by the road surface imaging cameras 6L and 6R can be executed under appropriate imaging conditions. As a result, the crack rate C, the rutting amount D, and the flatness σ can be calculated with higher accuracy based on the stereo images captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R, and the reliability of the evaluation by MCI using these images It is possible to increase the sex.

[第1の実施形態の第1の変形例]
次に、第1の実施形態の第1の変形例について説明する。第1の実施形態の第1の変形例は、撮像システム10が備える、MCI算出のために路面4を撮像するための複数の路面撮像用カメラ(例えば路面撮像用カメラ6Lおよび6R)毎に、撮像条件を設定するようにしている。
[First Modification of First Embodiment]
Next, a first modification of the first embodiment will be described. The first modification of the first embodiment is provided in the imaging system 10 for each of a plurality of road surface imaging cameras (for example, road surface imaging cameras 6L and 6R) for imaging the road surface 4 for MCI calculation. Imaging conditions are set.

図21〜図24を用いて、第1の実施形態の第1の変形例に係る撮像条件決定処理について説明する。上述と同様に、進行方向用カメラ7と、路面撮像用カメラカメラ6Lおよび6Rは、情報処理装置50から供給されるトリガにより、撮像の同期が取られている。第1の実施形態の第1の変形例では、進行方向用カメラ7により1フレームの撮像を行った際に、当該撮像により得られた進行方向撮像画像に基づき路面撮像用カメラ6Lおよび6Rそれぞれの撮像条件を決定する。   The imaging condition determination process according to the first modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. Similarly to the above, the camera 7 for traveling direction and the camera cameras 6L and 6R for road surface imaging are synchronized in imaging by a trigger supplied from the information processing device 50. In the first modification of the first embodiment, when one frame is captured by the traveling direction camera 7, each of the road surface imaging cameras 6L and 6R is based on the traveling direction captured image obtained by the imaging. Determine imaging conditions.

図21は、第1の実施形態の第1の変形例に係る、進行方向用カメラ7に関する処理を示す一例のフローチャートである。ステップS210で、情報処理装置50は、撮像制御部504により、位置情報取得部51から現在位置を示す位置情報を取得する。次のステップS211で、撮像画像取得部500bは、進行方向用カメラ7で撮像された進行方向撮像画像を取得する。取得された進行方向撮像画像は、撮像画像記憶部503により情報処理装置50のメモリ(例えばRAM5002)に記憶される。   FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of processing related to the traveling direction camera 7 according to the first modification of the first embodiment. In step S <b> 210, the information processing apparatus 50 acquires position information indicating the current position from the position information acquisition unit 51 by the imaging control unit 504. In the next step S <b> 211, the captured image acquisition unit 500 b acquires a traveling direction captured image captured by the traveling direction camera 7. The acquired traveling direction captured image is stored in the memory (for example, RAM 5002) of the information processing apparatus 50 by the captured image storage unit 503.

次のステップS212で、情報処理装置50は、撮像制御部504により、ステップS211で記憶した進行方向撮像画像を解析し、撮像条件の変更が必要か否かを判定する。撮像制御部504は、進行方向用カメラ7の露出設定と、進行方向撮像画像の注目領域における画像輝度とから進行方向用カメラ7の撮像範囲(撮像道路面)の輝度を算出し、算出された輝度に応じて、撮像条件の変更が必要か否か、必要な場合、どのような設定にするかを決定する。ここで、撮像条件は、例えば露出パラメータである。   In the next step S212, the information processing apparatus 50 causes the imaging control unit 504 to analyze the traveling direction captured image stored in step S211 and determine whether or not the imaging condition needs to be changed. The imaging control unit 504 calculates the luminance of the imaging range (imaging road surface) of the traveling direction camera 7 from the exposure setting of the traveling direction camera 7 and the image luminance in the attention area of the traveling direction captured image. Depending on the brightness, it is determined whether or not the imaging condition needs to be changed, and if so, what setting is to be set. Here, the imaging condition is, for example, an exposure parameter.

例えば、撮像制御部504は、道路面輝度の変化が閾値を超えた場合に、変化量に応じて、輝度が明るくなる方向に変化した場合は撮像される画像が暗くなるように、輝度が暗くなる方向に変化した場合は、撮像される画像が明るくなるように、露出パラメータを決定する。第1の実施形態の第1の変形例では、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rそれぞれについて、個別に露出パラメータを決定する。   For example, when the change in road surface luminance exceeds a threshold value, the imaging control unit 504 decreases the luminance so that the captured image becomes darker when the luminance changes in the direction of increasing brightness according to the amount of change. The exposure parameter is determined so that the captured image becomes bright. In the first modification of the first embodiment, the exposure parameters are individually determined for each of the road surface imaging cameras 6L and 6R.

図22は、第1の実施形態の第1の変形例に適用可能な、進行方向用カメラ7による撮像範囲と、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rによるステレオ撮像範囲との関係を説明するための図である。   FIG. 22 is a diagram for explaining the relationship between the imaging range by the traveling direction camera 7 and the stereo imaging range by the road surface imaging cameras 6L and 6R, which can be applied to the first modification of the first embodiment. It is.

図22に示されるように、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rは、車両1の後方を、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rそれぞれの撮像範囲60Lおよび60Rが互いに重複部分を持ち、且つ、車両1が走行中の路面4における車線の幅方向全てが当該撮像範囲60Lおよび60Rの何れかに入るように撮像を行う。例えば、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rは、撮像範囲60Lおよび60Rの何れかに車線の両端を示す白線44および45が含まれるように、配置される。また、進行方向用カメラ7は、車両1の進行方向前方において、当該車線の幅方向全てが撮影範囲70に入るように撮像を行う。   As shown in FIG. 22, the road surface imaging cameras 6L and 6R are located behind the vehicle 1, the imaging surfaces 60L and 60R of the road surface imaging cameras 6L and 6R have overlapping portions, and the vehicle 1 travels. Imaging is performed so that the entire width direction of the lane on the inside road surface 4 falls within one of the imaging ranges 60L and 60R. For example, the road surface imaging cameras 6L and 6R are arranged such that either one of the imaging ranges 60L and 60R includes white lines 44 and 45 indicating both ends of the lane. Further, the traveling direction camera 7 performs imaging so that the entire width direction of the lane is within the imaging range 70 in front of the traveling direction of the vehicle 1.

図23は、第1の実施形態の第1の変形例に適用可能な、路面撮像用カメラ6Lおよび6R、ならびに、進行方向用カメラ7による撮像画像の例を示す図である。なお、図23において、上述の図23と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図23(a)は、上述した図23と対応し、図23(b)は、進行方向用カメラ7が撮像範囲70を撮像した進行方向撮像画像71の例を示す。また、図23(c)は、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rが撮像範囲60Lおよび60Rを撮像したステレオ撮像画像61Lおよび61Rの例を示す。   FIG. 23 is a diagram illustrating an example of images captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R and the traveling direction camera 7 that can be applied to the first modification of the first embodiment. Note that, in FIG. 23, the same reference numerals are given to portions common to the above-described FIG. 23, and detailed description thereof is omitted. FIG. 23A corresponds to FIG. 23 described above, and FIG. 23B shows an example of a traveling direction captured image 71 obtained by capturing the imaging range 70 by the traveling direction camera 7. FIG. 23C illustrates an example of stereo captured images 61L and 61R obtained by the road surface imaging cameras 6L and 6R capturing the imaging ranges 60L and 60R.

進行方向用カメラ7の進行方向撮像画像に基づき路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの撮像条件(露光パラメータ)を決定するに当たり、進行方向撮像画像71に対して、輝度評価を行うための評価領域が、各ステレオ撮像画像61Lおよび61Rそれぞれに対応して決められる。図23(b)に示されるように、各ステレオ撮像画像61Lおよび61Rそれぞれに対応して輝度評価を行う評価領域710Lおよび710Rは、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの撮像範囲60Lおよび60Rの中央付近に合わせて設定される。この評価領域710Lおよび710R内の輝度情報に応じて、各路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの撮像条件(露出パラメータ)を個別に決定する。   In determining the imaging conditions (exposure parameters) of the road surface imaging cameras 6L and 6R based on the traveling direction captured image of the traveling direction camera 7, an evaluation region for performing luminance evaluation on the traveling direction captured image 71 is: It is determined corresponding to each stereo image 61L and 61R. As shown in FIG. 23B, the evaluation areas 710L and 710R for performing luminance evaluation corresponding to the stereo captured images 61L and 61R are the centers of the imaging ranges 60L and 60R of the road surface imaging cameras 6L and 6R, respectively. Set according to the vicinity. The imaging conditions (exposure parameters) of the road surface imaging cameras 6L and 6R are individually determined according to the luminance information in the evaluation areas 710L and 710R.

ステップS213で、撮像制御部504は、ステップS212の判定処理により撮像条件の変更が必要であると判定した場合(ステップS213、「有り」)、処理をステップS214に移行させる。ステップS204で、撮像制御部504は、路面撮像用カメラ6Lおよび6R毎に、変更した撮像条件と、撮像条件の変更を行うための位置を示す変更位置情報とを関連付けて、例えばRAM5002に記憶する。   In step S213, when the imaging control unit 504 determines that the imaging condition needs to be changed by the determination process in step S212 (step S213, “Yes”), the process proceeds to step S214. In step S204, the imaging control unit 504 associates the changed imaging condition with the changed position information indicating the position for changing the imaging condition, for example, in the RAM 5002 for each of the road surface imaging cameras 6L and 6R. .

ステップS214における、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rそれぞれに対する設定情報と変更位置情報との記憶が完了すると、図21のフローチャートによる一連の処理が終了される。また、上述したステップS213で、露出設定の変更の必要が無いと判定された場合(ステップS213、「無し」)、図21のフローチャートによる一連の処理が終了される。   When the storage of the setting information and the changed position information for each of the road surface imaging cameras 6L and 6R in step S214 is completed, a series of processes according to the flowchart of FIG. If it is determined in step S213 described above that there is no need to change the exposure setting (step S213, “none”), the series of processes in the flowchart of FIG. 21 is terminated.

上述したステップS210〜ステップS214の処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。   The processes in steps S210 to S214 described above are repeatedly executed at predetermined time intervals.

図24は、第1の実施形態の第1の変形例に係る、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに関する処理を示す一例のフローチャートである。情報処理装置50において、撮像制御部504は、ステップS310で、位置情報取得部5022により取得された現在位置を示す位置情報に基づき、現在位置が、図23のステップS214で記憶された変更位置情報が示す位置であるか否かを判定する。   FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of processing related to the road surface imaging cameras 6L and 6R according to the first modification of the first embodiment. In the information processing apparatus 50, the imaging control unit 504, based on the position information indicating the current position acquired by the position information acquisition unit 5022 in step S310, the changed position information stored in step S214 of FIG. It is determined whether or not the position is indicated by.

撮像制御部504は、現在位置が変更位置情報が示す位置であると判定した場合(ステップS310、「Yes」)、処理をステップS311に移行させる。ステップS301で、撮像制御部504は、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに対して、図19のステップS214において、路面撮像用カメラ6Lおよび6R毎に当該変更位置情報と関連付けられて記憶される各設定情報を設定し、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rそれぞれの撮像条件を変更する。   If the imaging control unit 504 determines that the current position is the position indicated by the changed position information (step S310, “Yes”), the imaging control unit 504 shifts the process to step S311. In step S301, the imaging control unit 504 stores each setting stored in association with the change position information for each of the road surface imaging cameras 6L and 6R in step S214 of FIG. 19 for the road surface imaging cameras 6L and 6R. Information is set, and the imaging conditions of the road surface imaging cameras 6L and 6R are changed.

次のステップS312で、撮像制御部504は、撮像を指示するためのトリガを生成して、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに送り、当該トリガに従い路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより撮像された各ステレオ撮像画像を取得する。撮像制御部504は、取得した各ステレオ撮像画像を、例えばRAM5002に記憶し、ストレージ5004に格納する。   In the next step S312, the imaging control unit 504 generates a trigger for instructing imaging, sends it to the road surface imaging cameras 6L and 6R, and each stereo imaged by the road surface imaging cameras 6L and 6R according to the trigger. A captured image is acquired. The imaging control unit 504 stores each acquired stereo captured image in, for example, the RAM 5002 and stores it in the storage 5004.

一方、撮像制御部504は、ステップS310で、現在位置が変更位置情報が示す位置ではないと判定した場合、処理をステップS312に移行させ、撮像を指示するためのトリガを生成して、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに送り、当該トリガに従い路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより撮像された各ステレオ撮像画像を取得する。   On the other hand, if the imaging control unit 504 determines in step S310 that the current position is not the position indicated by the changed position information, the imaging control unit 504 shifts the process to step S312 to generate a trigger for instructing imaging to generate road surface imaging. The stereo captured images captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R are acquired according to the trigger.

第1の実施形態に係る撮像システム10は、これら図23および図24のフローチャートによる各処理を車両1の移動中に繰り返し実施し、路面4のステレオ撮像画像を取得する。   The imaging system 10 according to the first embodiment repeatedly performs each process according to the flowcharts of FIGS. 23 and 24 while the vehicle 1 is moving, and acquires a stereo captured image of the road surface 4.

第1の実施形態の第1の変形例によれば、進行方向用カメラ7により、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rそれぞれのステレオ撮像範囲の輝度情報を、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの撮像に先立って取得し、路面撮像用カメラ6Lおよび6R個別に撮像条件を決定している。そのため、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rそれぞれによるステレオ撮像範囲の撮像を、適切な撮像条件にて実行できる。これにより、ひび割れ率C、わだち掘れ量Dおよび平坦性σを、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより撮像されたステレオ撮像画像に基づき、より高精度に算出でき、これらを用いたMCIによる評価の信頼性をより高めることが可能である。   According to the first modification of the first embodiment, the moving direction camera 7 uses the traveling direction camera 7 to obtain the luminance information of the stereo imaging ranges of the road surface imaging cameras 6L and 6R prior to the imaging of the road surface imaging cameras 6L and 6R. And the imaging conditions are determined individually for the road surface imaging cameras 6L and 6R. Therefore, the imaging of the stereo imaging range by each of the road surface imaging cameras 6L and 6R can be executed under appropriate imaging conditions. As a result, the crack rate C, the rutting amount D, and the flatness σ can be calculated with higher accuracy based on the stereo images captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R, and the reliability of the evaluation by MCI using these images It is possible to increase the sex.

[第1の実施形態の第2の変形例]
次に、第1の実施形態の第2の変形例について説明する。第1の実施形態の第2の変形例は、異物検出処理を含むものであって、上述した第1の実施形態の第1の変形例による処理を、より具体的としたものである。
[Second Modification of First Embodiment]
Next, a second modification of the first embodiment will be described. The second modification example of the first embodiment includes a foreign object detection process, and the process according to the first modification example of the first embodiment described above is more specific.

図25は、第1の実施形態の第2の変形例に係る、進行方向用カメラ7に関する処理を示す一例のフローチャートである。ステップS400で、情報処理装置50は、撮像制御部504により、位置情報取得部51から現在位置を示す位置情報を取得する。次のステップS401で、撮像画像取得部500bは、進行方向用カメラ7で撮像された進行方向撮像画像を取得する。取得された進行方向撮像撮像は、撮像画像記憶部503により、情報処理装置50のメモリ(例えばRAM5002)に記憶される。   FIG. 25 is a flowchart illustrating an example of processing related to the traveling direction camera 7 according to the second modification of the first embodiment. In step S <b> 400, the information processing apparatus 50 acquires position information indicating the current position from the position information acquisition unit 51 by the imaging control unit 504. In the next step S401, the captured image acquisition unit 500b acquires a traveling direction captured image captured by the traveling direction camera 7. The acquired traveling direction imaging is stored in the memory (for example, RAM 5002) of the information processing apparatus 50 by the captured image storage unit 503.

次のステップS402で、撮像制御部504は、ステップS401で記憶した進行方向撮像画像を解析し、当該進行方向撮像画像内から異物を示す画像を検出する。ここで、異物とは、例えば白線、道路標示、マンホール、落ち葉、花びら、土砂、雪、ゴミ、といった、道路面舗装以外のものを指す。異物の検出方法としては、例えばハフ変換による直線検出による白線検出、同じくハフ変換による円検出によるマンホール(丸型)検出、を適用できる。また、異物検出の方法として、ディープラーニングでの学習結果によりその他の異物を検出することも可能である。   In the next step S402, the imaging control unit 504 analyzes the traveling direction captured image stored in step S401, and detects an image indicating a foreign object from the traveling direction captured image. Here, the foreign matter refers to things other than road pavement such as white lines, road markings, manholes, fallen leaves, petals, earth and sand, snow, and dust. As a foreign matter detection method, for example, white line detection by straight line detection by Hough transform, and manhole (round shape) detection by circle detection by Hough transform can be applied. Further, as a foreign matter detection method, it is possible to detect other foreign matters based on the learning result of deep learning.

ステップS403で、撮像制御部504は、ステップS402の処理の結果、異物が検出されたか否かを判定する。撮像制御部504は、異物が検出されたと判定した場合(ステップS403、「有り」)、処理をステップS404に移行させ、異物の画像を含まない領域を評価領域710Lおよび710Rとして設定する。例えば、路面撮像用カメラ6Lのステレオ撮像範囲に対応して初期設定された評価領域710Lが異物の画像を含むと判定された場合、撮像制御部504は、当該評価領域710Lの位置を前後あるいは左右にずらす処理を行い、評価領域710Lが異物の画像を含まないようにする。これに限らず、当該評価領域710Lを縮小あるいは変形させてもよい。   In step S403, the imaging control unit 504 determines whether a foreign object is detected as a result of the process in step S402. If the imaging control unit 504 determines that a foreign object has been detected (step S403, “Yes”), the imaging control unit 504 shifts the process to step S404, and sets areas that do not include the foreign object image as the evaluation areas 710L and 710R. For example, when it is determined that the evaluation area 710L that is initially set corresponding to the stereo imaging range of the road surface imaging camera 6L includes a foreign object image, the imaging control unit 504 moves the position of the evaluation area 710L forward, backward, left, or right The evaluation area 710L does not include a foreign object image. Not limited to this, the evaluation region 710L may be reduced or deformed.

一方、撮像制御部504は、ステップS403で異物が検出されないと判定した場合(ステップS403、「無し」)、処理をステップS405に移行させる。ステップS405で、撮像制御部504は、進行方向撮像画像71における評価領域710Lおよび710Rの本来の位置、例えば進行方向撮像画像71の中央領域を、評価領域710Lおよび710Rに設定する。   On the other hand, if the imaging control unit 504 determines in step S403 that no foreign matter is detected (step S403, “None”), the process proceeds to step S405. In step S405, the imaging control unit 504 sets the original positions of the evaluation regions 710L and 710R in the traveling direction captured image 71, for example, the central region of the traveling direction captured image 71, in the evaluation regions 710L and 710R.

ステップS404またはステップS405の処理の後、処理がステップS410に移行される。ステップS410で、撮像制御部504は、ステップS404またはステップS405で決定された評価領域710Lおよび710Rに含まれる画素に基づき当該評価領域710Lおよび710Rの輝度を求め、求めた輝度が予め定めた適正な輝度であるか否かを判定する。撮像処理部504は、適正な輝度であると判定した場合(ステップS410、「Yes」)、この図25のフローチャートによる一連の処理を終了させる。   After the process of step S404 or step S405, the process proceeds to step S410. In step S410, the imaging control unit 504 obtains the brightness of the evaluation areas 710L and 710R based on the pixels included in the evaluation areas 710L and 710R determined in step S404 or S405, and the obtained brightness is an appropriate value determined in advance. It is determined whether or not the brightness. When the imaging processing unit 504 determines that the luminance is appropriate (step S410, “Yes”), the series of processing according to the flowchart of FIG. 25 is terminated.

撮像制御部504は、ステップS410で、適正な輝度ではないと判定した場合、処理をステップS411に移行させる。ステップS411で撮像制御部504は、評価領域710Lおよび710Rの輝度が所定より明るい値を示しているか否かを判定する。撮像制御部504は、当該輝度が所定より明るい値を示していると判定した場合、処理をステップS412に移行させる。ステップS412で、撮像制御部504は、撮像画像を暗くする方向に撮像条件(露出パラメータ)を変更する。   If the imaging control unit 504 determines in step S410 that the luminance is not appropriate, the imaging control unit 504 shifts the process to step S411. In step S411, the imaging control unit 504 determines whether the luminance values of the evaluation areas 710L and 710R are brighter than a predetermined value. If the imaging control unit 504 determines that the luminance indicates a value brighter than a predetermined value, the imaging control unit 504 shifts the processing to step S412. In step S412, the imaging control unit 504 changes the imaging condition (exposure parameter) in a direction to darken the captured image.

一方、撮像制御部504は、ステップS411で当該輝度が所定より暗い値を示していると判定した場合、処理をステップS413に移行させる。ステップS413で、撮像制御部504は、撮像画像を明るくする方向に撮像条件(露光パラメータ)を変更する。   On the other hand, if the imaging control unit 504 determines in step S411 that the luminance is darker than the predetermined value, the imaging control unit 504 shifts the processing to step S413. In step S413, the imaging control unit 504 changes the imaging condition (exposure parameter) in a direction to brighten the captured image.

撮像制御部504は、ステップS412またはステップS413の処理の後、処理をステップS414に移行させる。ステップS414で、撮像制御部504は、ステップS412またはステップS413で変更した撮像条件と、撮像条件の変更を行うための位置を示す変更位置情報とを関連付けて、例えばRAM5002に記憶する。ステップS414における設定情報と変更位置情報との記憶が完了すると、図25のフローチャートによる一連の処理が終了される。   The imaging control unit 504 shifts the process to step S414 after the process of step S412 or step S413. In step S414, the imaging control unit 504 associates the imaging condition changed in step S412 or step S413 with the changed position information indicating the position for changing the imaging condition, and stores the association in the RAM 5002, for example. When the storage of the setting information and the changed position information in step S414 is completed, a series of processes according to the flowchart of FIG.

第1の実施形態の第2の変形例によれば、進行方向用カメラ7により、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rによるステレオ撮像範囲の輝度情報を、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rの撮像に先立って取得し、撮像条件を決定している。その際、撮像制御部504は、進行方向用カメラ7により撮像された進行方向撮像画像71における評価領域710Lおよび710Rに異物の画像が含まれる場合に、この異物の画像を避けて、評価領域710Lおよび710Rを設定している。そのため、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rによるステレオ撮像範囲の撮像を、異物の画像の影響を受けること無く、適切な撮像条件にて実行できる。これにより、ひび割れ率C、わだち掘れ量Dおよび平坦性σを、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rにより撮像されたステレオ撮像画像に基づき、より高精度に算出でき、これらを用いたMCIによる評価の信頼性を高めることが可能である。   According to the second modified example of the first embodiment, the traveling direction camera 7 uses the road surface imaging cameras 6L and 6R to obtain the luminance information of the stereo imaging range prior to the imaging of the road surface imaging cameras 6L and 6R. Obtaining and determining imaging conditions. At that time, when the evaluation area 710L and 710R in the traveling direction captured image 71 captured by the traveling direction camera 7 includes a foreign object image, the imaging control unit 504 avoids the foreign object image and evaluates the evaluation area 710L. And 710R are set. Therefore, the imaging of the stereo imaging range by the road surface imaging cameras 6L and 6R can be executed under appropriate imaging conditions without being affected by the image of the foreign matter. As a result, the crack rate C, the rutting amount D, and the flatness σ can be calculated with higher accuracy based on the stereo images captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R, and the reliability of the evaluation by MCI using these images It is possible to increase the sex.

[第2の実施形態」
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、上述した進行方向用カメラ7の代わりに、対象物の光を検出する光センサを用いた例である。光センサとしては、単純に対象物からの光を検出するフォトダイオードやフォトトランジスタなどを用いてもよいし、レーザスキャナなどを用いてもよい。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment is an example in which an optical sensor that detects light of an object is used in place of the above-described moving direction camera 7. As the optical sensor, a photodiode or a phototransistor that simply detects light from an object may be used, or a laser scanner or the like may be used.

図26は、第2の実施形態に係る、撮像条件設定処理を示す一例のフローチャートである。図26のフローチャートにおいて、上述した図19のフローチャートと共通する処理には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。なお、光センサの出力は、上述同様に、撮像画像取得部500bにより取得されるものとする。ステップS200で、情報処理装置50は、撮像制御部504により、位置情報取得部51から現在位置を示す位置情報を取得する。次のステップS221で、撮像画像取得部500bは、光センサの出力を取得する。取得された出力値は、撮像画像記憶部503により、出力値を情報処理装置50のメモリ(例えばRAM5002)に記憶される。   FIG. 26 is a flowchart illustrating an example of imaging condition setting processing according to the second embodiment. In the flowchart of FIG. 26, the same reference numerals are given to the processes common to the flowchart of FIG. 19 described above, and detailed description thereof is omitted. Note that the output of the optical sensor is acquired by the captured image acquisition unit 500b as described above. In step S <b> 200, the information processing apparatus 50 acquires position information indicating the current position from the position information acquisition unit 51 by the imaging control unit 504. In the next step S221, the captured image acquisition unit 500b acquires the output of the optical sensor. The acquired output value is stored in the memory (for example, RAM 5002) of the information processing apparatus 50 by the captured image storage unit 503.

次のステップS222で、撮像制御部504は、ステップS221で記憶した光センサの出力値を解析し、撮像条件の変更が必要か否かを判定する。撮像制御部504は、光センサの出力値に基づき検出範囲(撮像道路面)の輝度を算出し、算出された輝度に応じて、撮像条件(露出パラメータ)の変更が必要か否か、必要な場合、どのような設定にするかを決定する。   In the next step S222, the imaging control unit 504 analyzes the output value of the optical sensor stored in step S221, and determines whether or not the imaging condition needs to be changed. The imaging control unit 504 calculates the luminance of the detection range (imaging road surface) based on the output value of the optical sensor, and whether or not the imaging condition (exposure parameter) needs to be changed according to the calculated luminance. If so, decide what settings to use.

例えば、撮像制御部504は、道路面輝度の変化が閾値を超えた場合に、変化量に応じて、輝度が明るくなる方向に変化した場合は撮像される画像が暗くなるように、輝度が暗くなる方向に変化した場合は、撮像される画像が明るくなるように、露出パラメータを決定する。露出パラメータとは、露光時間、ゲインのうち少なくとも一方である。   For example, when the change in road surface luminance exceeds a threshold value, the imaging control unit 504 decreases the luminance so that the captured image becomes darker when the luminance changes in the direction of increasing brightness according to the amount of change. The exposure parameter is determined so that the captured image becomes bright. The exposure parameter is at least one of exposure time and gain.

ステップS203で、撮像制御部504は、ステップS222の判定処理により撮像条件の変更が必要であると判定した場合(ステップS203、「有り」)、処理をステップS204に移行させる。ステップS204で、撮像制御部504は、変更した撮像条件と、撮像条件の変更を行うための位置を示す変更位置情報とを関連付けて、例えばRAM5002に記憶する。これは、光センサの検出範囲と、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rのステレオ撮像範囲と、では方向が異なるため、光センサで輝度を検出した箇所を路面撮像用カメラ6Lおよび6Rで撮像するまでのタイムラグがあり、適切なタイミングで露出の変更をする必要があるためである。   In step S203, when the imaging control unit 504 determines that the imaging condition needs to be changed by the determination process in step S222 (step S203, “Yes”), the imaging control unit 504 shifts the process to step S204. In step S204, the imaging control unit 504 associates the changed imaging condition with the changed position information indicating the position for changing the imaging condition, and stores the association in the RAM 5002, for example. This is because the direction of the detection range of the optical sensor is different from the direction of the stereo imaging range of the road surface imaging cameras 6L and 6R. Therefore, the location where the luminance is detected by the optical sensor is captured by the road surface imaging cameras 6L and 6R. This is because there is a time lag and it is necessary to change the exposure at an appropriate timing.

なお、変更位置情報は、上述と同様に、例えば、ステップS200で取得された位置情報に、既知の、光センサが検出対象とする検出範囲の、位置情報取得部5021からの距離を加算した値を適用できる。   As described above, the changed position information is, for example, a value obtained by adding the distance from the position information acquisition unit 5021 in the detection range that is a detection target of the optical sensor to the position information acquired in step S200. Can be applied.

ステップS504における設定情報と変更位置情報との記憶が完了すると、図26のフローチャートによる一連の処理が終了される。また、上述したステップS203で、露出設定の変更の必要が無いと判定された場合(ステップS203、「無し」)、図26のフローチャートによる一連の処理が終了される。   When the storage of the setting information and the changed position information in step S504 is completed, a series of processes according to the flowchart of FIG. If it is determined in step S203 described above that there is no need to change the exposure setting (step S203, “none”), the series of processes in the flowchart of FIG. 26 is terminated.

上述したステップS200、ステップS221、ステップS222、ステップS203およびステップS204の処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。   The processes of step S200, step S221, step S222, step S203, and step S204 described above are repeatedly executed at predetermined time intervals.

なお、路面撮像用カメラ6Lおよび6Rに関する処理は、例えば図20を用いて説明した処理と同様なので、ここでの説明を省略する。   Note that the processing related to the road surface imaging cameras 6L and 6R is the same as the processing described using, for example, FIG.

第2の実施形態によれば、車両1の進行方向前方の評価領域の輝度を検出するために、進行方向用カメラ7に対してより簡易な構成により実現可能な光センサを用いてる。これにより、撮像システムをより小規模に構成することが可能である。   According to the second embodiment, in order to detect the luminance of the evaluation area ahead of the vehicle 1 in the traveling direction, an optical sensor that can be realized with a simpler configuration than the traveling direction camera 7 is used. As a result, the imaging system can be configured on a smaller scale.

なお、上述の各実施形態は、本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形による実施が可能である。   Each of the above-described embodiments is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

1 車両
4 路面
5 PC
6,6C,6L,6R ステレオカメラ
6LL,6LR,6RL,6RR 撮像レンズ
7 進行方向用カメラ
10 撮像システム
50 情報処理装置
51,5022 位置情報取得部
60C,60L,60R ステレオ撮像範囲
60CL,60CR,60LL,60LR,60RL,60RR 撮像範囲
1001,1002 撮像部
102,504 撮像制御部
103 生成部
500a,500b 撮像画像取得部
503 撮像画像記憶部
710L,710R 評価領域
5021 速度取得部
1 Vehicle 4 Road surface 5 PC
6, 6C, 6L, 6R Stereo camera 6L L , 6L R , 6R L , 6R R Imaging lens 7 Traveling direction camera 10 Imaging system 50 Information processing device 51, 5022 Position information acquisition unit 60C, 60L, 60R Stereo imaging range 60C L 1 , 60 C R , 60 L L , 60 L R , 60 R L , 60 R R Imaging range 100 1 , 100 2 Imaging unit 102, 504 Imaging control unit 103 Generation unit 500 a, 500 b Captured image acquisition unit 503 Captured image storage unit 710 L, 710 R Evaluation Region 5021 Speed acquisition unit

特開2013−096740号公報JP 2013-096740 A

Claims (10)

移動体に搭載され、該移動体が移動する路面を撮像する第1の撮像装置と、
前記移動体に搭載され、前記第1の撮像装置に対して該移動体の進行方向側の前記路面を撮像する第2の撮像装置と、
前記第2の撮像装置により撮像された撮像画像に基づき前記第1の撮像装置の撮像条件を決定する撮像制御部と、
を備える
撮像システム。
A first imaging device mounted on a moving body and imaging a road surface on which the moving body moves;
A second imaging device mounted on the movable body and imaging the road surface on the traveling direction side of the movable body with respect to the first imaging device;
An imaging control unit that determines imaging conditions of the first imaging device based on a captured image captured by the second imaging device;
An imaging system comprising:
前記撮像制御部は、
前記撮像条件を前記第1の撮像装置に設定するタイミングをさらに決定する
請求項1に記載の撮像システム。
The imaging control unit
The imaging system according to claim 1, further determining timing for setting the imaging condition in the first imaging device.
前記移動体の現在位置を示す現在位置情報を取得する取得部をさらに備え、
前記撮像制御部は、
前記タイミングを、前記現在位置情報と、予め定められた、前記第2の撮像装置による撮像範囲の前記移動体からの距離と、に基づき決定する
請求項2に記載の撮像システム。
An acquisition unit for acquiring current position information indicating a current position of the mobile body;
The imaging control unit
The imaging system according to claim 2, wherein the timing is determined based on the current position information and a predetermined distance from the moving body of an imaging range by the second imaging device.
複数の前記第1の撮像装置が前記移動体に搭載され、
前記撮像制御部は、
前記第2の撮像装置の撮像範囲における前記複数の前記第1の撮像装置それぞれの撮像範囲に対応する各領域の画像に基づき、該複数の前記第1の撮像装置それぞれの前記撮像条件を決定する
請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の撮像システム。
A plurality of the first imaging devices are mounted on the moving body,
The imaging control unit
The imaging condition of each of the plurality of first imaging devices is determined based on an image of each region corresponding to the imaging range of each of the plurality of first imaging devices in the imaging range of the second imaging device. The imaging system according to any one of claims 1 to 3.
前記撮像制御部は、
前記撮像画像に前記路面に対する異物の画像が含まれる場合に、該第2の撮像画像の、該異物の画像を除いた領域の画像を用いて、前記撮像条件を決定する
請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の撮像システム。
The imaging control unit
2. The imaging condition is determined using an image of a region of the second captured image excluding the image of the foreign object when the captured image includes an image of the foreign object with respect to the road surface. 5. The imaging system according to any one of 4 above.
それぞれ移動体に搭載される第1の撮像装置および第2の撮像装置を含む撮像システムの撮像方法であって、
前記第1の撮像装置は、前記移動体が移動する路面を撮像し、
前記第2の撮像装置は、前記第1の撮像装置に対して該移動体の進行方向側の前記路面を撮像し、
前記第2の撮像装置により撮像された撮像画像に基づき前記第1の撮像装置の撮像条件を決定する撮像制御ステップ
を有する
撮像方法。
An imaging method for an imaging system including a first imaging device and a second imaging device each mounted on a moving body,
The first imaging device images a road surface on which the moving body moves,
The second imaging device images the road surface on the traveling direction side of the moving body with respect to the first imaging device,
An imaging method including an imaging control step of determining an imaging condition of the first imaging device based on a captured image captured by the second imaging device.
請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の撮像システムを搭載した移動体。   A moving body on which the imaging system according to any one of claims 1 to 5 is mounted. 第1の撮像範囲を撮像する撮像部と、
前記第1の撮像範囲とは異なる第2の撮像範囲を撮像した撮像画像に基づき前記撮像部の撮像条件を決定する撮像制御部と、
を備える撮像装置。
An imaging unit for imaging the first imaging range;
An imaging control unit that determines an imaging condition of the imaging unit based on a captured image obtained by imaging a second imaging range different from the first imaging range;
An imaging apparatus comprising:
前記撮像部とは異なる他の撮像部が前記第2の撮像範囲を撮像した前記撮像画像を取得する取得部
をさらに備える
請求項8に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 8, further comprising an acquisition unit that acquires the captured image obtained by capturing an image of the second imaging range by another imaging unit different from the imaging unit.
請求項8または請求項9に記載の撮像装置を搭載した移動体。   A moving body on which the imaging device according to claim 8 is mounted.
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