JP2021081368A - Distance image generator, model generator, inter-vehicle distance calculation device, distance image generation method, and program therefor - Google Patents
Distance image generator, model generator, inter-vehicle distance calculation device, distance image generation method, and program therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021081368A JP2021081368A JP2019210749A JP2019210749A JP2021081368A JP 2021081368 A JP2021081368 A JP 2021081368A JP 2019210749 A JP2019210749 A JP 2019210749A JP 2019210749 A JP2019210749 A JP 2019210749A JP 2021081368 A JP2021081368 A JP 2021081368A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- image
- vehicle
- camera
- error
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000003062 neural network model Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 1
- 238000012706 support-vector machine Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
Description
本発明は、距離画像生成装置、モデル生成装置、車間距離算出装置等に関する。 The present invention relates to a distance image generation device, a model generation device, an inter-vehicle distance calculation device, and the like.
車両等で用いられるセンサとして、距離情報を画像化するものが知られている。このようなセンサの一つがLIDAR(light detection and ranging)である。また、ステレオカメラも、2台のカメラの視差を利用して対象物までの距離を計算することができるので、距離画像を生成可能である。距離情報を画像化することで、例えば、先行車両との車間距離を計測したり、視認性が悪い夜間でも物体を検出したりすることができるというメリットがある。その一方で、LIDARやステレオカメラは、コストが高いという産業的なデメリットが存在する。 As a sensor used in a vehicle or the like, a sensor that images distance information is known. One such sensor is LIDAR (light detection and ranging). Further, since the stereo camera can also calculate the distance to the object by using the parallax of the two cameras, it is possible to generate a distance image. By imaging the distance information, for example, there is an advantage that the distance between the vehicle and the preceding vehicle can be measured, and an object can be detected even at night when the visibility is poor. On the other hand, LIDAR and stereo cameras have an industrial disadvantage of high cost.
非特許文献1では、単眼カメラでの教師なしのデプス推定が提案されているが、推定を行うためのモデルをトレーニングする際には、キャリブレートされたステレオカメラからの左右のカラー画像にアクセスしており(非特許文献1、272頁右欄)、やはりステレオカメラが必要である。
Non-Patent
単眼カメラで撮影した画像から距離画像を生成することができれば、LIDARやステレオカメラを省略できる。このための一手法として、単眼カメラ画像から距離画像を推定するための推論モデルを用いることが考えられるが、このようなモデルを生成するためには、カメラでの撮影画像とそれに対応する距離画像とをセットにした大量の教師データが必要である。 If a distance image can be generated from an image taken by a monocular camera, a lidar or a stereo camera can be omitted. As one method for this, it is conceivable to use an inference model for estimating a distance image from a monocular camera image, but in order to generate such a model, an image taken by the camera and a corresponding distance image can be used. A large amount of teacher data is required as a set.
そこで、本発明は、上記背景に鑑み、カメラの撮影画像から距離画像を生成する距離画像生成装置等を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above background, an object of the present invention is to provide a distance image generation device or the like that generates a distance image from an image captured by a camera.
本発明の距離画像生成装置は、車両に搭載されたカメラにて撮影した動画像データと、動画像を撮影したときの車両の位置または速度のデータとを入力する入力部と、前記動画像の所定フレームの画像のピクセルに対して、カメラの光学中心から延びる光線を算出する光線算出部と、前記動画像データと前記車両の位置または速度のデータとに基づいてカメラの運動パラメタを求める運動パラメタ算出部と、前記運動パラメタに基づいて車両が走行した路面の形状を求める路面復元部と、前記光線と前記路面との交点に基づいて、前記所定フレームの画像において前記光線に対応するピクセルまでの距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部にて算出した距離に基づいて、前記所定フレームの画像において路面までの距離を示す距離画像を生成する距離画像生成部とを備える。このように所定フレームの画像の各ピクセルへの光線と走行により復元される路面との交点の情報から、路面の各ピクセルまでの距離を求めることができる。これにより、カメラで撮影した動画像と車両の位置または速度に基づいて、路面までの距離を示す距離画像を生成することができる。 The distance image generation device of the present invention has an input unit for inputting moving image data taken by a camera mounted on a vehicle and data on the position or speed of the vehicle when the moving image is taken, and the moving image. A light ray calculation unit that calculates a light beam extending from the optical center of the camera with respect to a pixel of an image of a predetermined frame, and a motion parameter that obtains a motion parameter of the camera based on the moving image data and the position or speed data of the vehicle. Based on the calculation unit, the road surface restoration unit that obtains the shape of the road surface on which the vehicle travels based on the motion parameters, and the intersection of the light beam and the road surface, up to the pixel corresponding to the light beam in the image of the predetermined frame. It includes a distance calculation unit that calculates a distance, and a distance image generation unit that generates a distance image indicating a distance to a road surface in an image of the predetermined frame based on the distance calculated by the distance calculation unit. In this way, the distance to each pixel of the road surface can be obtained from the information of the intersection of the light ray to each pixel of the image of the predetermined frame and the road surface restored by traveling. This makes it possible to generate a distance image showing the distance to the road surface based on the moving image taken by the camera and the position or speed of the vehicle.
上記距離画像生成装置は、前記距離算出部にて求めた距離に含まれる誤差のスケールを、(i)前記所定フレームの画像を撮影したときのカメラのピッチ角と前記ピクセルに該当する路面を復元したときのカメラのピッチ角との変位と、(ii)前記カメラの光学中心から前記ピクセルまでの前記所定フレームの画像内での長さと、を変数として表した誤差モデルを記憶した誤差モデル記憶部と、前記誤差モデルを参照して、前記距離算出部にて求められた距離に対する誤差のスケールを算出する誤差スケール算出部とを備える。この構成により、各ピクセルまでの距離に加えて、求められた距離に含まれる誤差のスケールを求めることができる。 The distance image generator restores the scale of the error included in the distance obtained by the distance calculation unit, (i) the pitch angle of the camera when the image of the predetermined frame is taken, and the road surface corresponding to the pixel. An error model storage unit that stores an error model in which the displacement of the camera with respect to the pitch angle and (ii) the length of the predetermined frame from the optical center of the camera to the pixel in the image are expressed as variables. And an error scale calculation unit that calculates the scale of the error with respect to the distance obtained by the distance calculation unit with reference to the error model. With this configuration, in addition to the distance to each pixel, the scale of the error included in the obtained distance can be obtained.
本発明のモデル生成装置は、上記距離画像生成装置にて生成された距離画像と、前記距離画像の元となった所定フレームの画像とのセットを教師データとして、撮影画像から距離画像を推論するモデルを生成する構成を有する。この構成により、動画像から生成した距離画像を教師データとして、カメラでの撮影画像から距離画像を生成するモデルを生成することができる。 The model generation device of the present invention infers a distance image from a captured image using a set of a distance image generated by the distance image generation device and an image of a predetermined frame that is the source of the distance image as training data. It has a configuration to generate a model. With this configuration, it is possible to generate a model that generates a distance image from an image taken by a camera using a distance image generated from a moving image as teacher data.
本発明のモデル生成装置は、上記距離画像生成装置にて生成された距離画像と、前記距離画像の元となった所定フレームの画像と、前記誤差のスケールとのセットを教師データとして、撮影画像から距離画像を生成するモデルを学習してモデルを生成するモデル生成装置であって、前記誤差のスケールが大きいほど、損失関数に与える影響を小さくして学習を行う構成を有する。この構成により、誤差の大きい教師データのモデル生成に対する影響を小さくするので、精度の高い推定を可能にしたモデルを生成できる。 The model generation device of the present invention uses a set of a distance image generated by the distance image generation device, an image of a predetermined frame that is the source of the distance image, and a scale of the error as teacher data, and captures an image. It is a model generation device that learns a model for generating a distance image from an image and generates a model, and has a configuration in which the larger the scale of the error, the smaller the influence on the loss function is to perform the learning. With this configuration, the influence of the teacher data having a large error on the model generation is reduced, so that a model capable of highly accurate estimation can be generated.
本発明の車間距離算出装置は、上記モデル生成装置にて生成されたモデルを記憶した記憶部と、車両に搭載されたカメラにて撮影された画像を入力する入力部と、前記入力部にて入力された画像から先行車両を検出する車両検出部と、前記車両検出部にて先行車両を検出したときに、前記記憶部から前記モデルを読み出し、前記画像を前記モデルに適用して距離画像を生成する距離画像生成部と、前記距離画像に前記先行車両を重畳し、前記先行車両の下端のピクセルまでの距離を車間距離として決定する距離決定部とを備える。この構成により、単眼カメラにて撮影した画像を用いて先行車両までの車間距離を算出できる。 The inter-vehicle distance calculation device of the present invention has a storage unit that stores a model generated by the model generation device, an input unit that inputs an image taken by a camera mounted on the vehicle, and the input unit. A vehicle detection unit that detects a preceding vehicle from the input image, and when the vehicle detection unit detects a preceding vehicle, the model is read from the storage unit, and the image is applied to the model to obtain a distance image. It includes a distance image generation unit to be generated, and a distance determination unit that superimposes the preceding vehicle on the distance image and determines the distance to the pixel at the lower end of the preceding vehicle as the inter-vehicle distance. With this configuration, the inter-vehicle distance to the preceding vehicle can be calculated using the image taken by the monocular camera.
本発明の距離画像生成方法は、車両に搭載されたカメラにて撮影した動画像に映る路面までの距離を示す距離画像を生成する方法であって、車両に搭載されたカメラにて撮影した動画像データと、動画像を撮影したときの車両の位置または速度のデータとを入力するステップと、前記動画像の所定フレームの画像のピクセルに対して、カメラの光学中心から延びる光線を算出するステップと、前記動画像データと前記車両の位置または速度のデータとに基づいてカメラの運動パラメタを求めるステップと、前記運動パラメタに基づいて車両が走行した路面の形状を求めるステップと、前記光線と前記路面との交点に基づいて、前記所定フレームの画像において前記光線に対応するピクセルまでの距離を算出するステップと、前記距離算出部にて算出した距離に基づいて、前記所定フレームの画像において路面までの距離を示す距離画像を生成するステップとを備える。 The distance image generation method of the present invention is a method of generating a distance image showing a distance to a road surface reflected in a moving image taken by a camera mounted on a vehicle, and is a moving image taken by a camera mounted on the vehicle. A step of inputting image data and data of the position or speed of the vehicle when the moving image is taken, and a step of calculating a light beam extending from the optical center of the camera with respect to the pixels of the image of a predetermined frame of the moving image. A step of obtaining the motion parameter of the camera based on the moving image data and the data of the position or speed of the vehicle, a step of obtaining the shape of the road surface on which the vehicle traveled based on the motion parameter, and the light beam and the above. Based on the step of calculating the distance to the pixel corresponding to the light beam in the image of the predetermined frame based on the intersection with the road surface, and to the road surface in the image of the predetermined frame based on the distance calculated by the distance calculation unit. It includes a step of generating a distance image showing the distance of.
本発明の距離画像生成方法は、前記距離を算出するステップにて算出された距離に含まれる誤差のスケールを、(i)前記所定フレームの画像を撮影したときのカメラのピッチ角と前記ピクセルに該当する路面を復元したときのカメラのピッチ角との変位と、(ii)前記カメラの光学中心から前記ピクセルまでの前記所定フレームの画像内での長さと、を変数として表した誤差モデルを、誤差モデル記憶部から読み出すステップと、前記誤差モデルを参照して、前記距離を算出するステップにて求められた距離に対する誤差のスケールを算出するステップとを備える。 In the distance image generation method of the present invention, the scale of the error included in the distance calculated in the step of calculating the distance is (i) the pitch angle of the camera when the image of the predetermined frame is taken and the pixel. An error model in which the displacement of the camera from the pitch angle when the corresponding road surface is restored and (ii) the length of the predetermined frame from the optical center of the camera to the pixel in the image are expressed as variables. It includes a step of reading from the error model storage unit and a step of calculating the scale of the error with respect to the distance obtained in the step of calculating the distance with reference to the error model.
本発明のプログラムは、車両に搭載されたカメラにて撮影した動画像に映る路面までの距離を示す距離画像を生成するためのプログラムであって、コンピュータに、車両に搭載されたカメラにて撮影した動画像データと、動画像を撮影したときの車両の位置または速度のデータとを入力するステップと、前記動画像の所定フレームの画像のピクセルに対して、カメラの光学中心から延びる光線を算出するステップと、前記動画像データと前記車両の位置または速度のデータとに基づいてカメラの運動パラメタを求めるステップと、前記運動パラメタに基づいて車両が走行した路面の形状を求めるステップと、前記光線と前記路面との交点に基づいて、前記所定フレームの画像において前記光線に対応するピクセルまでの距離を算出するステップと、前記距離算出部にて算出した距離に基づいて、前記所定フレームの画像において路面までの距離を示す距離画像を生成するステップとを実行させる。 The program of the present invention is a program for generating a distance image showing the distance to the road surface reflected in a moving image taken by a camera mounted on a vehicle, and is photographed by a computer and a camera mounted on the vehicle. The step of inputting the moving image data and the data of the position or speed of the vehicle when the moving image was taken, and the light beam extending from the optical center of the camera for the pixels of the image of the predetermined frame of the moving image are calculated. The step of obtaining the motion parameter of the camera based on the moving image data and the data of the position or speed of the vehicle, the step of obtaining the shape of the road surface on which the vehicle traveled based on the motion parameter, and the light beam. In the image of the predetermined frame, based on the step of calculating the distance to the pixel corresponding to the light beam in the image of the predetermined frame based on the intersection of the and the road surface, and the distance calculated by the distance calculation unit. A step of generating a distance image showing the distance to the road surface is executed.
本発明のプログラムは、コンピュータに、前記距離を算出するステップにて算出された距離に含まれる誤差のスケールを、(i)前記所定フレームの画像を撮影したときのカメラのピッチ角と前記ピクセルに該当する路面を復元したときのカメラのピッチ角との変位と、(ii)前記カメラの光学中心から前記ピクセルまでの前記所定フレームの画像内での長さと、を変数として表した誤差モデルを、誤差モデル記憶部から読み出すステップと、前記誤差モデルを参照して、前記距離を算出するステップにて求められた距離に対する誤差のスケールを算出するステップとをさらに実行させる。 The program of the present invention tells a computer the scale of the error included in the distance calculated in the step of calculating the distance to (i) the pitch angle of the camera when the image of the predetermined frame is taken and the pixel. An error model in which the displacement of the camera from the pitch angle when the corresponding road surface is restored and (ii) the length of the predetermined frame from the optical center of the camera to the pixel in the image are expressed as variables. The step of reading from the error model storage unit and the step of calculating the scale of the error with respect to the distance obtained in the step of calculating the distance with reference to the error model are further executed.
本発明によれば、カメラで撮影した動画像と車両の位置または速度に基づいて、路面までの距離画像を生成することができる。 According to the present invention, it is possible to generate a distance image to a road surface based on a moving image taken by a camera and a position or speed of a vehicle.
以下、本発明の実施の形態に係る距離画像生成装置、モデル生成装置および車間距離算出装置について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the distance image generation device, the model generation device, and the inter-vehicle distance calculation device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、以下で説明する距離画像生成装置、モデル生成装置、車間距離算出装置の関係を示す図である。距離画像生成装置は、動画像データと動画像を撮影したときの車速データの入力を受け付け、動画像データの所定のフレームの画像(撮影画像)に対する距離画像を生成する。本実施の形態により、LIDARやステレオカメラを用いることなく、距離画像を得られる。動画像データと車速データから距離画像を生成できるので、大量の距離画像を容易に準備できる。 FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the distance image generation device, the model generation device, and the inter-vehicle distance calculation device described below. The distance image generation device accepts input of moving image data and vehicle speed data when the moving image is taken, and generates a distance image with respect to an image (captured image) of a predetermined frame of the moving image data. According to this embodiment, a distance image can be obtained without using a lidar or a stereo camera. Since the distance image can be generated from the moving image data and the vehicle speed data, a large amount of distance images can be easily prepared.
モデル生成装置は、撮影画像と距離画像生成装置で生成された距離画像とを教師データとして、撮影画像から距離画像を推論するためのモデルを生成する。ここで、モデルはニューラルネットワークのモデルであってもよい。 The model generation device uses the captured image and the distance image generated by the distance image generation device as teacher data to generate a model for inferring the distance image from the captured image. Here, the model may be a model of a neural network.
車間距離算出装置は、モデル生成装置にて生成されたモデルを用いて、先行車両までの車間距離を求める。処理の概要としては、撮影画像をモデルに適用して距離画像を生成し、先行車両の下端の位置のピクセルの距離情報を読み取ることによって、車間距離を求める。以下、各装置の構成について詳しく説明する。 The inter-vehicle distance calculation device uses the model generated by the model generation device to obtain the inter-vehicle distance to the preceding vehicle. As an outline of the process, the distance between vehicles is obtained by applying the captured image to the model to generate a distance image and reading the distance information of the pixels at the lower end position of the preceding vehicle. Hereinafter, the configuration of each device will be described in detail.
(第1の実施の形態)
[距離画像生成装置]
図2は、第1の実施の形態の距離画像生成装置1の構成を示す図である。距離画像生成装置1は、動画像データの所定フレームの画像に映る路面の距離画像を生成する。距離画像生成装置1は、入力部10と、光線算出部11と、運動パラメタ算出部12と、路面復元部13と、距離算出部14と、距離画像生成部15と、出力部16とを有している。入力部10は、車両に搭載されたカメラにて撮影した動画像データと、動画像を撮影したときの車速データの入力を受け付ける。
(First Embodiment)
[Distance image generator]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the distance
距離画像生成装置1は、動画像データの所定フレームの画像について、距離画像を生成する。所定フレームは、動画像データの全フレームであってもよいし、例えば、所定の間隔(例えば、100ms)で動画像データからサンプリングしたフレームでもよい。
The distance
光線算出部11は、所定フレームの画像の全ピクセルに対して、カメラの光学中心から延びる光線を算出する。運動パラメタ算出部12は、動画像データと車速データとに基づいてカメラの運動パラメタを求める。具体的には、運動パラメタ算出部12は、動画像データに基づいてカメラの回転パラメータ(ヨー、ピッチ、ロール)と移動方向を求める。また、運動パラメタ算出部12は、車速データに基づいて、画像内での移動距離とカメラの実際の移動距離を対応付ける。なお、本実施の形態では、動画像を撮影したときの車速データを用いる例を挙げたが、車速データに代えて、動画像を撮影したときの車両の位置データを用いることとしてもよい。車両の位置データを用いても、画像内での移動距離と実際の移動距離とを対応付け、カメラの運動パラメタを求めることができる。
The light
路面復元部13は、運動パラメタに基づいて、カメラの動きを復元し、これによってカメラを搭載した車両(すなわち、動画像を撮影した車両)の動きを復元することで、車両が走行した路面を復元する。例えば、ピッチ角の変位によって、路面の起伏を求めることができる。ロール角の変位によって路面の幅方向の高さの違いを求めることができる。
The road
距離算出部14は、所定フレームの画像において求めた各ピクセルまでの光線と復元した路面との交点を求めて、交点が得られた光線に対応するピクセルまでの距離を算出する。具体的な距離算出の説明に先立って、車両に設置されたカメラの向きや以下で用いる座標系について説明する。
The
図3は、カメラ10の設置位置を示す図である。カメラ10は、車両の先端(フロントバンパー)に設置される。カメラ10の地面からの高さをHとし、本書では、カメラ10の光学中心の鉛直下方向の地面を地面点という。なお、距離画像生成装置1は、高さHのデータを有しており、既知とする。
FIG. 3 is a diagram showing an installation position of the
カメラ10の車両への設置に際して、カメラ10の光軸(Z軸)が車両の進行方向と一致し、カメラ10によって撮影された画像の横軸(X軸)が地面と平行になるように、カメラ10の設置角度等が調整される。この結果、画像の縦軸(Y軸)は、地面に垂直な方向に一致する。
When installing the
続いて、画像内のピクセルまでの距離の算出について説明する。ここでは、画像内の1つの点、例えば、図4に示す画像におけるP点までの距離を算出する例について述べるが、距離算出部14は、画像内の全てのピクセルについて、以下の説明と同様の処理を行う。
Next, the calculation of the distance to the pixel in the image will be described. Here, an example of calculating the distance to one point in the image, for example, the point P in the image shown in FIG. 4 will be described, but the
図5(a)は、所定フレームの画像を撮影したときのカメラの位置をZ=0(m)としてP点までの光線を記載した図である。画像内のP点の位置から、カメラの光学中心からP点までの光線を求めることができる。P点はこの光線上に存在するが、奥行きはわからないので、この段階では、路面がどこにあるのかを特定することができない。 FIG. 5A is a diagram showing light rays up to point P with the position of the camera when an image of a predetermined frame is taken as Z = 0 (m). From the position of point P in the image, the light beam from the optical center of the camera to point P can be obtained. The point P exists on this ray, but since the depth is unknown, it is not possible to specify where the road surface is at this stage.
図5(b)は、運動パラメタから復元した路面を示した図である。動画像データと車速データとに基づく運動パラメタにより路面が復元されていくと、P点が路面上の点であれば、路面とP点までの光線とが交差する。これにより、所定フレームの画像において、P点までの距離が求まる。なお、P点が路面上の点でないか、または、P点が路面上の点であっても車両がP点上を通過しない場合には、復元された路面とP点とは交差しない。以上のようにしてP点までの距離が求まる。距離算出部14は、所定フレームの画像内の全ピクセルについて上記の処理を行うことで、所定フレームの画像における路面の各ピクセルまでの距離を求める。
FIG. 5B is a diagram showing a road surface restored from the motion parameters. When the road surface is restored by the motion parameters based on the moving image data and the vehicle speed data, if the point P is a point on the road surface, the road surface and the light rays up to the point P intersect. As a result, the distance to the point P can be obtained in the image of the predetermined frame. If the point P is not a point on the road surface, or if the vehicle does not pass on the point P even if the point P is a point on the road surface, the restored road surface and the point P do not intersect. As described above, the distance to point P can be obtained. The
なお、ここでは理解を容易にするため、YZ方向についてのみ説明したが、実際には、P点への光線はX方向にも値を有している。3次元の場合であっても、光線と復元された路面との交点を求めるのが可能なことは、上記した説明を3次元に拡張して考えれば明らかである。 Although only the YZ direction has been described here for ease of understanding, the light ray to the point P actually has a value in the X direction as well. It is clear that it is possible to find the intersection of the light beam and the restored road surface even in the case of three dimensions by extending the above explanation to three dimensions.
距離画像生成部15は、距離算出部14にて求めた各ピクセルまでの距離のデータに基づいて距離画像を生成する。具体的には、距離画像生成部15は、各ピクセルまでの距離に応じて、ピクセルを着色することにより、色によって距離を表した距離画像を生成する。
The distance
出力部16は、距離画像生成部15にて生成した距離画像データを出力する機能を有する。出力部16は、例えば、ユーザに対して距離画像を表示するモニタであってもよいし、他の車載機器に対して距離画像のデータを出力する通信インターフェースであってもよい。
The
図6は、距離画像生成装置1の動作を示すフローチャートである。距離画像生成装置1は、動画像データおよび動画像を撮影したときの車速データの入力を受け付ける(S10)。動画像の各フレームと車速データとは関連付けられており、各フレームを撮影したときに車両が時速何キロであったかを知ることができる。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the distance
距離画像生成装置1は、所定フレームの画像の全ピクセルに対して、カメラの光学中心から延びる光線を算出する(S11)。距離画像生成装置1は、動画像データおよび車速データに基づいてカメラの運動パラメタを算出し(S12)、運動パラメタに基づいて路面を復元する(S13)。次に、距離画像生成装置1は、各ピクセルへの光線と復元された路面とが交差するか否かを判定し(S14)、交差しない場合には(S14でNO)、動画像データ及び車速データの入力へと戻る(S10)。
The
光線と路面が交差する場合には(S14でYES)、その交点に基づいて、その光線に対応するピクセルまでの距離を算出する(S15)。距離画像生成装置1は、所定フレームの画像の全ピクセルについて処理を完了したか否かを判定し(S16)、処理が完了した場合には(S16でYES)、距離画像生成装置1は、距離が算出された各ピクセルまでの距離データを用いて、距離画像を生成する(S17)。全ピクセルの処理が完了していない場合には(S16でNO)、動画像データおよび車速データを入力するステップS10に戻る。
When the light ray and the road surface intersect (YES in S14), the distance to the pixel corresponding to the light ray is calculated based on the intersection (S15). The distance
ここで、ピクセルの処理完了の判定について説明する。路面画像生成装置1は、光線と路面とが交差した場合に、その光線にかかるピクセルの処理は完了したと判定する。これに加え、路面画像生成装置1は、所定フレームの画像を撮影した場所から所定距離進行した場合に、その画像のピクセルの処理が完了したと判定する。なぜなら、路面との交差しない光線もあるので、光線と路面との交差を待ち続けると処理が終了しないからである。
Here, the determination of the completion of pixel processing will be described. When the light ray and the road surface intersect, the road surface
以上、実施の形態の距離画像生成装置1について説明したが、距離画像生成装置1は、図示しないCPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータによって構成される。距離画像生成装置1は、例えば、ROMに記憶されているプログラムに従って、動画像データから切り出した所定フレームの画像について距離画像を生成する。このようなプログラムも本発明の範囲に含まれる。
Although the distance
[モデル生成装置]
図7は、モデル生成装置20の構成を示す図である。モデル生成装置20は、教師データの入力を受け付ける入力部22を有している。教師データは、撮影画像とその距離画像である。教師データは、上記した距離画像生成装置1によって、動画像データを使って大量に生成することができる。モデル生成装置20は、教師データを用いて、カメラにて撮影した画像から距離画像を推論するためのモデルを生成するモデル生成装部23と、生成したモデルを記憶する記憶部とを有している。モデル生成装置20が生成するモデルは、例えば、ニューラルネットワークモデルである。
[Model generator]
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the
[車間距離算出装置]
図8は、車間距離算出装置30の構成を示す図である。車間距離算出装置30は、車両に搭載されたカメラ40にて撮影した画像から先行車両を検出すると、撮影画像から生成した距離画像に検出された先行車両を重畳し、先行車両の下端のピクセルまでの距離を取得することにより、先行車両との車間距離を算出する。
[Inter-vehicle distance calculation device]
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the inter-vehicle
車間距離算出装置30は、入力部31と、車両検出部32と、距離画像生成部33と、距離決定部34とを有している。以下、車間距離算出のフローを記載した図9も参照しながら、車間距離算出装置30が備える各構成について説明する。
The inter-vehicle
入力部10は車両に搭載されたカメラ36と接続されており、カメラ36にて撮影した画像データが入力される(S20)。車両検出部32は、入力された撮影画像の中から先行車両を検出する(S21)。例えば、画像からHOG特徴を抽出し、得られた特徴量に対してサポートベクトルマシンなどのパターン識別器を適応する。HOG特徴は、N. Dalal and B. Triggs「Histograms of oriented gradients for human detection」CVPR 2005.に詳しく紹介されている。
The
先行車両が検出されない場合(S22でNO)、車間距離算出装置30は、カメラから撮影画像を入力するステップに戻る(S20)。先行車両が検出された場合には(S22でYES)、距離画像生成部33が距離画像を生成する(S23)。
When the preceding vehicle is not detected (NO in S22), the inter-vehicle
距離画像生成部33には、撮像画像から距離画像を推論するためのモデルを記憶した記憶部35と接続されている。このモデルは、上述したモデル生成装置20によって生成されたモデルである。距離画像生成部33は、記憶部35からモデルを読み出し、読み出したモデルに先行車両を検出した撮影画像を適用することにより、撮影画像に対応する距離画像を生成する。
The distance
距離決定部34は、先行車両と距離画像とを重畳し、先行車両の下端にあるピクセルまでの距離を車間距離として決定する(S24)。距離画像は、各ピクセルまでの距離の情報を有しているので、先行車両の下端のピクセルが求まれば、直ちに、先行車両までの車間距離が求まる。
The
ここでは、上述したモデル生成装置20によって生成されたモデルを用いて距離画像を生成する例を挙げたが、後述するモデル生成装置21によって生成されたモデルを用いることもできる。
Here, an example of generating a distance image using the model generated by the
(第2の実施の形態)
[距離画像生成装置]
図10は、第2の実施の形態の距離画像生成装置2の構成を示す図である。第2の実施の形態の距離画像生成装置2は、距離画像を生成することに加えて、距離画像が含む誤差のスケールを算出する処理を行う。
(Second Embodiment)
[Distance image generator]
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the distance
第2の実施の形態の距離画像生成装置2の基本的な構成は、第1の実施の形態の距離画像生成装置1と同じであるが、第2の実施の形態の距離画像生成装置2は、距離算出部14にて算出した距離がどれくらいの誤差を含んでいるかの誤差スケールを算出する構成を備えている。第2の実施の形態の距離画像生成装置2は、誤差スケール算出部17と、誤差モデル記憶部18とを有している。
The basic configuration of the distance
誤差モデルは、
(i)所定フレームの画像を撮影したときのカメラのピッチ角(図5(b)でいうZ=0mmのときのピッチ角)と、距離計算の対象であるピクセルがある路面を復元したときのカメラのピッチ角(図5(b)でいうZ=38mmのときのピッチ角)との変位、
(ii)カメラの光学中心からピクセルまでの所定フレームの画像内での長さ、
を変数とする誤差のスケールのモデルである。本実施の形態において、誤差モデルは、ピッチ角の変位と画像内での長さに対する誤差スケールの値を持ったルックアップテーブルである。
The error model is
(I) When the pitch angle of the camera when the image of the predetermined frame is taken (the pitch angle when Z = 0 mm in FIG. 5B) and the road surface where the pixel to be calculated the distance is located are restored. Displacement with the camera pitch angle (pitch angle when Z = 38 mm in FIG. 5B),
(Ii) The length of a predetermined frame from the optical center of the camera to the pixel in the image,
It is a model of the scale of the error with the variable. In this embodiment, the error model is a look-up table having the displacement of the pitch angle and the value of the error scale with respect to the length in the image.
誤差モデルは、計算によって求めたピクセルまでの距離と真値との誤差と、計算に用いた画像の(i)のピッチ角の変位と(ii)の長さとを教師データとして、学習を行うことによって生成できる。教師データは、実際に様々な条件で取得したデータを用いてもよいが、モンテカルロシミュレーションによって条件を変えて生成したデータを用いて、学習を行ってもよい。誤差モデル生成の例については、後述する。 In the error model, learning is performed using the error between the distance to the pixel obtained by calculation and the true value, the displacement of the pitch angle of (i) and the length of (ii) of the image used in the calculation as teacher data. Can be generated by. As the teacher data, data actually acquired under various conditions may be used, but learning may be performed using data generated under different conditions by Monte Carlo simulation. An example of error model generation will be described later.
誤差スケール算出部17は、誤差モデル記憶部18に記憶された誤差のスケールのモデルを参照し、(i)所定フレームの画像を撮影したときのカメラのピッチ角とピクセルに該当する路面を復元したときのカメラのピッチ角との変位と、(ii)カメラの光学中心からピクセルまでの所定フレームの画像内での長さとに対応する誤差のスケールを算出する。本実施の形態では、ルックアップテーブルを用いているので、(i)のピッチ角の変位と、(ii)の長さとに対応する誤差スケールをルックアップテーブルから読み出せばよい。
The error
図11は、第2の実施の形態の距離画像生成装置2の動作を示すフローチャートである。第2の実施の形態の距離画像生成装置2の基本的な動作は、第1の実施の形態の距離画像生成装置1と同じであり、ステップS30〜S35は、図6で説明したステップS10〜S15に対応する。第2の実施の形態の距離画像生成装置2は、各ピクセルまでの距離を算出(S35)した後に、その距離に対する誤差スケールを算出するステップS36を有している。距離画像生成装置1は、各ピクセルまでの距離に基づいて距離画像を生成すると共に、各ピクセルまでの誤差スケールのデータを保存する。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the distance
[モデル生成装置]
図12は、第2の実施の形態のモデル生成装置21の構成を示す図である。モデル生成装置21は、教師データの入力を受け付ける入力部22を備えている。教師データは、撮影画像とその距離画像と誤差スケールの情報である。教師データは、上記した距離画像生成装置2によって、動画像データを使って大量に生成することができる。また、モデル生成装置21は、教師データを用いてモデルの学習を行ってモデルを生成するモデル生成部23と、生成したモデルを記憶する記憶部24とを有している。モデル生成装置21が生成するモデルは、例えば、ニューラルネットワークモデルである。
[Model generator]
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the
第2の実施の形態のモデル生成装置21では、モデル生成部23は、損失関数設定部25を有している。モデル生成部23は、撮影画像とその距離画像および誤差スケールとを教師データとして学習モデルを生成し、生成した学習モデルを記憶部35に記憶する。学習パラメータθを持つ推定器を関数fθ(・)で表し、入力変数をxとし、ピクセルまでのターゲット値をZとすれば、回帰問題として以下の定式化が可能である。
モデル生成部23は、距離画像を正解として扱うが、距離画像の各ピクセルまでの距離には誤差が含まれる。モデル生成部23は、誤差のスケールが大きいほど、損失関数に与える影響を小さくして学習を行う。具体的には、本実施の形態では、誤差スケールの大きい距離データは重要視しないように、次式を用いて学習を行う。
[誤差モデル生成装置]
次に、第2の実施の形態の距離画像生成装置において用いた誤差モデルの生成の仕方について説明する。
[Error model generator]
Next, a method of generating an error model used in the distance image generation device of the second embodiment will be described.
(誤差モデル生成の第1の例)
図13は、距離画像生成装置2で用いる誤差モデルを生成する誤差モデル生成装置40の構成を示す図である。まず、誤差モデル生成装置40の概要について説明する。図14は、路面上のピクセルPまでの距離Dを求める際に用いる主なセンサ値を示す図である。自車両の位置(X,Y,Z)と、カメラのピッチ角φと、画像に映る路面上のピクセルPの位置座標yがある。なお、fは焦点距離、Hはカメラの高さである。
(First example of error model generation)
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an error
以下、誤差モデル生成装置40の構成について具体的に説明する。
図13に示すように、誤差モデル生成装置40は、道路構造の情報を入力する道路構造情報入力部41と、撮影画像に映るピクセルPまでの距離と誤差のシミュレーションを行うシミュレーション部42と、シミュレーションによって求めた距離と誤差のデータを用いて誤差解析を行う誤差解析部47と、誤差解析部47による解析結果に基づいて生成した誤差モデルを記憶する記憶部48とを有している。
Hereinafter, the configuration of the error
As shown in FIG. 13, the error
シミュレーション部42は、真値計算部43と、誤差設定部44と、距離算出部45と、誤差スケール算出部46とを有している。真値計算部43は、ピクセルPまでの距離の真値を計算する機能を有する。距離算出部45は、自車両を距離算出の対象であるピクセルPの位置にまで移動させるシミュレーションを行い、ピクセルPまでの距離を計算する機能を有する。
The
距離算出部45は、距離の計算において自車両が先行車両の位置まで移動する間の自車両位置(X,Y,Z)、自車両の姿勢(Oroll,Opitch,Oyaw)、ピクセルPの検出位置(Lx,Ly)の真値に対してランダムな誤差を設定し、誤差が付加された値を用いてピクセルPまでの距離を算出する。誤差設定部44は、ランダムな誤差を発生し、距離算出部46に入力する機能を有する。ピクセルPまでの距離を自車両の速度と車間時間とに基づいて決定する場合には、誤差設定部44は、各センサ値の誤差だけでなく、自車両の速度、車間時間もランダムに設定してもよい。
The
誤差スケール算出部46は、距離算出部45にて算出された距離と真値との差によって誤差を算出する機能を有する。シミュレーション部42は、付加する誤差を変えて、距離算出部45により距離の算出を繰り返し行って、多数のシミュレーション結果を得る。
The error
誤差解析部47は、距離とそれに対する誤差のシミュレーション結果に基づいて、誤差モデルを生成する機能を有する。誤差解析部47は、得られたシミュレーション結果に対し、自車両のピッチ角Opitchの変位とピクセルPの検出位置Lyを入力変数として、次式に示すように、誤差の分散の回帰問題から誤差の分散をモデル化する。
図15は、誤差モデル生成装置40の動作を示すフローチャートである。誤差モデル生成装置40は、まず、シミュレーションを行う道路構造の情報の入力を受け付ける(S40)。道路構造の情報としては、道路構造令の規定に準拠した構造の情報を入力する。誤差モデル生成装置40は、自車両及び距離算出対象のピクセルPを決定し(S41)、その距離の真値を計算する(S42)。
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the error
次に、誤差モデル生成装置40は、自車両の位置からピクセルの位置まで移動させるシミュレーションを行って、当該ピクセルまでの距離を算出する(S43)。具体的には、自車両の位置からピクセルPの位置まで移動する間における各センサ値の真値に対して、ランダムに発生した誤差を付加して距離を算出し、算出した距離の真値からの誤差を算出する(S43)。
Next, the error
誤差モデル生成装置40は、ランダムな誤差を設定して距離及び誤差の計算を繰り返し行う。すなわち、当該ピクセルでのシミュレーションを終了するか否かを判定し(S44)、終了しないと判定された場合には(S44でNO)、誤差モデル生成装置40は、ランダムな誤差を設定して距離及び誤差の計算を行う(S43)。当該ピクセルでのシミュレーションを終了すると判定された場合には(S44でYES)、画像内の別のピクセルについても距離及び誤差のシミュレーションを行うか否かを判定する(S45)。別のピクセルについてもシミュレーションを行うと判定された場合には(S45でYES)、誤差モデル生成装置40は、計算対象ピクセルを決定する処理に戻る(S41)。
The error
別のピクセルについてシミュレーションを行わないと判定された場合には(S45でNO)、誤差モデル生成装置40は、別の道路構造でシミュレーションを行うか否かを判定する(S46)。別の道路構造でシミュレーションを行う場合には(S46でYES)、道路の構造情報の入力(S40)に戻って、新たな道路構造情報の入力を受け付け、上記したシミュレーションを行う(S41〜S45)。別の道路構造でのシミュレーションを行わない場合には(S46でNO)、シミュレーションによって求めた距離及び誤差を解析して誤差モデルを生成し、生成した誤差モデルを記憶する(S47)。
ここで、一例として、誤差モデルの多項式回帰の例を示す。
Here, as an example, an example of polynomial regression of the error model is shown.
誤差モデル生成装置40では、シミュレーションによる擬似的な距離推定を繰り返して距離の測定結果のサンプルを収集することで、各サンプルと解析的に特定された誤差の支配項を使った多項式回帰による誤差のモデリングが可能である。
The
(誤差モデル生成の第2の例)
最初に、第2の例における誤差スケール算出の考え方を説明する。自車両が載っている路面および距離を求めようとしているピクセルPのある路面は局所的にみれば平面である。本発明者らは、ピクセルPまでの距離の誤差は、自車両が載っている路面から見たピクセルPのある路面の傾きに依存することに着目した。
(Second example of error model generation)
First, the concept of error scale calculation in the second example will be described. The road surface on which the own vehicle is placed and the road surface on which the pixel P for which the distance is to be obtained are locally flat. The present inventors have noted that the error in the distance to the pixel P depends on the inclination of the road surface with the pixel P as seen from the road surface on which the own vehicle is mounted.
図16は、第2の例においてピクセルPまでの距離を求める原理を示す図である。自車両が載っている平面に対するピクセルPのある路面の傾きは「a」である。ピクセルPの位置は、(i)自車両のカメラの光学中心とピクセルPとを結ぶ直線と、(ii)ピクセルPのある路面との交点である。(i)自車両のカメラの光学中心と計算対象ピクセルとを結ぶ直線は、カメラの焦点距離をfとすると次式(1)で表され、(ii)路面は次式(2)で表される。
なお、第2の例では、ピンホールカメラモデルを採用した例を挙げて説明したが、ピンホールカメラ以外のカメラにおいても上記と同様に誤差のスケールを求めることが可能である。 In the second example, an example in which a pinhole camera model is adopted has been described, but it is possible to obtain an error scale in a camera other than the pinhole camera in the same manner as described above.
本発明は、撮影画像から距離画像を生成する距離画像生成装置として有用である。 The present invention is useful as a distance image generator that generates a distance image from a captured image.
1,2 距離画像生成装置
10 入力部
11 光線算出部
12 運動パラメタ算出部
13 路面復元部
14 距離算出部
15 距離画像生成部
16 出力部
17 誤差スケール算出部
18 誤差モデル記憶部
20,21 モデル生成装置
22 入力部
23 モデル生成部
24 モデル記憶部
25 損失関数設定部
30 車間距離算出装置
31 入力部
32 車両検出部
33 距離画像生成部
34 距離決定部
35 モデル記憶部
36 カメラ
37 出力装置
40 誤差モデル生成装置
41 道路構造情報入力部
42 シミュレーション部
43 真値計算部
44 誤差設定部
45 距離算出部
46 誤差スケール算出部
47 誤差解析部
48 記憶部
1, 2
Claims (9)
前記動画像の所定フレームの画像のピクセルに対して、カメラの光学中心から延びる光線を算出する光線算出部と、
前記動画像データと前記車両の位置または速度のデータとに基づいてカメラの運動パラメタを求める運動パラメタ算出部と、
前記運動パラメタに基づいて車両が走行した路面の形状を求める路面復元部と、
前記光線と前記路面との交点に基づいて、前記所定フレームの画像において前記光線に対応するピクセルまでの距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部にて算出した距離に基づいて、前記所定フレームの画像において路面までの距離を示す距離画像を生成する距離画像生成部と、
を備えた距離画像生成装置。 An input unit for inputting moving image data taken by a camera mounted on the vehicle and data on the position or speed of the vehicle when the moving image was taken.
A ray calculation unit that calculates a ray extending from the optical center of the camera with respect to the pixels of the image of a predetermined frame of the moving image.
A motion parameter calculation unit that obtains motion parameters of a camera based on the motion image data and the position or speed data of the vehicle, and a motion parameter calculation unit.
A road surface restoration unit that obtains the shape of the road surface on which the vehicle traveled based on the motion parameters,
A distance calculation unit that calculates the distance to the pixel corresponding to the light ray in the image of the predetermined frame based on the intersection of the light ray and the road surface.
A distance image generation unit that generates a distance image indicating the distance to the road surface in the image of the predetermined frame based on the distance calculated by the distance calculation unit.
Distance image generator equipped with.
前記誤差モデルを参照して、前記距離算出部にて求められた距離に対する誤差のスケールを算出する誤差スケール算出部と、
を備える請求項1に記載の距離画像生成装置。 The scale of the error included in the distance obtained by the distance calculation unit is (i) the pitch angle of the camera when the image of the predetermined frame is taken and the pitch angle of the camera when the road surface corresponding to the pixel is restored. And (ii) an error model storage unit that stores an error model expressing the length of the predetermined frame from the optical center of the camera to the pixel in the image as variables.
With reference to the error model, an error scale calculation unit that calculates the scale of the error with respect to the distance obtained by the distance calculation unit, and
The distance image generator according to claim 1.
前記誤差のスケールが大きいほど、損失関数に与える影響を小さくして学習を行うモデル生成装置。 A distance image from a captured image using a set of a distance image generated by the distance image generator according to claim 2, an image of a predetermined frame that is the source of the distance image, and a scale of the error as teacher data. A model generator that generates a model that infers
A model generator that performs learning with a smaller effect on the loss function as the scale of the error increases.
車両に搭載されたカメラにて撮影された画像を入力する入力部と、
前記入力部にて入力された画像から先行車両を検出する車両検出部と、
前記車両検出部にて先行車両を検出したときに、前記記憶部から前記モデルを読み出し、前記画像を前記モデルに適用して距離画像を生成する距離画像生成部と、
前記距離画像に前記先行車両を重畳し、前記先行車両の下端のピクセルまでの距離を車間距離として決定する距離決定部と、
を備える車間距離算出装置。 A storage unit that stores the model generated by the model generator according to claim 3 or 4.
An input unit for inputting images taken by a camera mounted on the vehicle,
A vehicle detection unit that detects the preceding vehicle from the image input by the input unit, and
When the vehicle detection unit detects the preceding vehicle, the distance image generation unit reads the model from the storage unit and applies the image to the model to generate a distance image.
A distance determining unit that superimposes the preceding vehicle on the distance image and determines the distance to the pixel at the lower end of the preceding vehicle as the inter-vehicle distance.
An inter-vehicle distance calculation device equipped with.
車両に搭載されたカメラにて撮影した動画像データと、動画像を撮影したときの車両の位置または速度のデータとを入力するステップと、
前記動画像の所定フレームの画像のピクセルに対して、カメラの光学中心から延びる光線を算出するステップと、
前記動画像データと前記車両の位置または速度のデータとに基づいてカメラの運動パラメタを求めるステップと、
前記運動パラメタに基づいて車両が走行した路面の形状を求めるステップと、
前記光線と前記路面との交点に基づいて、前記所定フレームの画像において前記光線に対応するピクセルまでの距離を算出するステップと、
前記距離算出部にて算出した距離に基づいて、前記所定フレームの画像において路面までの距離を示す距離画像を生成するステップと、
を備えた距離画像生成方法。 It is a method of generating a distance image showing the distance to the road surface reflected in a moving image taken by a camera mounted on a vehicle.
A step of inputting moving image data taken by a camera mounted on the vehicle and data of the position or speed of the vehicle when the moving image was taken, and
A step of calculating a light ray extending from the optical center of the camera with respect to the pixel of the image of a predetermined frame of the moving image, and
A step of obtaining the motion parameters of the camera based on the moving image data and the position or speed data of the vehicle, and
A step of obtaining the shape of the road surface on which the vehicle traveled based on the motion parameters, and
A step of calculating the distance to a pixel corresponding to the light ray in the image of the predetermined frame based on the intersection of the light ray and the road surface.
A step of generating a distance image showing the distance to the road surface in the image of the predetermined frame based on the distance calculated by the distance calculation unit, and
Distance image generation method with.
前記誤差モデルを参照して、前記距離を算出するステップにて求められた距離に対する誤差のスケールを算出するステップと、
を備える請求項6に記載の距離画像生成方法。 The scale of the error included in the distance calculated in the step of calculating the distance is (i) the pitch angle of the camera when the image of the predetermined frame is taken and the camera when the road surface corresponding to the pixel is restored. (Ii) A step of reading an error model representing the length of the predetermined frame from the optical center of the camera to the pixel in the image as variables from the error model storage unit.
With reference to the error model, a step of calculating the scale of the error with respect to the distance obtained in the step of calculating the distance, and a step of calculating the error scale.
The distance image generation method according to claim 6.
車両に搭載されたカメラにて撮影した動画像データと、動画像を撮影したときの車両の位置または速度のデータとを入力するステップと、
前記動画像の所定フレームの画像のピクセルに対して、カメラの光学中心から延びる光線を算出するステップと、
前記動画像データと前記車両の位置または速度のデータとに基づいてカメラの運動パラメタを求めるステップと、
前記運動パラメタに基づいて車両が走行した路面の形状を求めるステップと、
前記光線と前記路面との交点に基づいて、前記所定フレームの画像において前記光線に対応するピクセルまでの距離を算出するステップと、
前記距離算出部にて算出した距離に基づいて、前記所定フレームの画像において路面までの距離を示す距離画像を生成するステップと、
を実行させるプログラム。 It is a program for generating a distance image showing the distance to the road surface reflected in a moving image taken by a camera mounted on a vehicle, and is a program for a computer.
A step of inputting moving image data taken by a camera mounted on the vehicle and data of the position or speed of the vehicle when the moving image was taken, and
A step of calculating a light ray extending from the optical center of the camera with respect to the pixel of the image of a predetermined frame of the moving image, and
A step of obtaining the motion parameters of the camera based on the moving image data and the position or speed data of the vehicle, and
A step of obtaining the shape of the road surface on which the vehicle traveled based on the motion parameters, and
A step of calculating the distance to a pixel corresponding to the light ray in the image of the predetermined frame based on the intersection of the light ray and the road surface.
A step of generating a distance image showing the distance to the road surface in the image of the predetermined frame based on the distance calculated by the distance calculation unit, and
A program that executes.
前記距離を算出するステップにて算出された距離に含まれる誤差のスケールを、(i)前記所定フレームの画像を撮影したときのカメラのピッチ角と前記ピクセルに該当する路面を復元したときのカメラのピッチ角との変位と、(ii)前記カメラの光学中心から前記ピクセルまでの前記所定フレームの画像内での長さと、を変数として表した誤差モデルを、誤差モデル記憶部から読み出すステップと、
前記誤差モデルを参照して、前記距離を算出するステップにて求められた距離に対する誤差のスケールを算出するステップと、
をさらに実行させる請求項8に記載のプログラム。 On the computer
The scale of the error included in the distance calculated in the step of calculating the distance is (i) the pitch angle of the camera when the image of the predetermined frame is taken and the camera when the road surface corresponding to the pixel is restored. (Ii) A step of reading an error model representing the length of the predetermined frame from the optical center of the camera to the pixel in the image as variables from the error model storage unit.
With reference to the error model, a step of calculating the scale of the error with respect to the distance obtained in the step of calculating the distance, and a step of calculating the error scale.
8. The program according to claim 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019210749A JP2021081368A (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | Distance image generator, model generator, inter-vehicle distance calculation device, distance image generation method, and program therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019210749A JP2021081368A (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | Distance image generator, model generator, inter-vehicle distance calculation device, distance image generation method, and program therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021081368A true JP2021081368A (en) | 2021-05-27 |
Family
ID=75966272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019210749A Pending JP2021081368A (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | Distance image generator, model generator, inter-vehicle distance calculation device, distance image generation method, and program therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021081368A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015079388A (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社デンソーアイティーラボラトリ | Inter-vehicle distance measurement apparatus, inter-vehicle distance measurement method, and program |
-
2019
- 2019-11-21 JP JP2019210749A patent/JP2021081368A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015079388A (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社デンソーアイティーラボラトリ | Inter-vehicle distance measurement apparatus, inter-vehicle distance measurement method, and program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110832275B (en) | System and method for updating high-resolution map based on binocular image | |
CN111856963B (en) | Parking simulation method and device based on vehicle-mounted looking-around system | |
JP6574611B2 (en) | Sensor system for obtaining distance information based on stereoscopic images | |
CN105335955A (en) | Object detection method and object detection apparatus | |
CN111680611B (en) | Road trafficability detection method, system and equipment | |
CN104574393A (en) | Three-dimensional pavement crack image generation system and method | |
CN108645375B (en) | Rapid vehicle distance measurement optimization method for vehicle-mounted binocular system | |
JP6552448B2 (en) | Vehicle position detection device, vehicle position detection method, and computer program for vehicle position detection | |
EP3067658A1 (en) | 3d-shape measurement device, 3d-shape measurement method, and 3d-shape measurement program | |
CN113240734B (en) | Vehicle cross-position judging method, device, equipment and medium based on aerial view | |
CN114692720B (en) | Image classification method, device, equipment and storage medium based on aerial view | |
CN113160327A (en) | Method and system for realizing point cloud completion | |
JP7145770B2 (en) | Inter-Vehicle Distance Measuring Device, Error Model Generating Device, Learning Model Generating Device, Methods and Programs Therefor | |
CN114919584A (en) | Motor vehicle fixed point target distance measuring method and device and computer readable storage medium | |
CN116778094B (en) | Building deformation monitoring method and device based on optimal viewing angle shooting | |
JPH1144533A (en) | Preceding vehicle detector | |
CN112507891A (en) | Method and device for automatically identifying high-speed intersection and constructing intersection vector | |
WO2019188704A1 (en) | Self-position estimation device, self-position estimation method, program, and recording medium | |
JP2021081368A (en) | Distance image generator, model generator, inter-vehicle distance calculation device, distance image generation method, and program therefor | |
WO2022214821A2 (en) | Monocular depth estimation | |
CN115222815A (en) | Obstacle distance detection method, obstacle distance detection device, computer device, and storage medium | |
CN114821497A (en) | Method, device and equipment for determining position of target object and storage medium | |
CN114140659A (en) | Social distance monitoring method based on human body detection under view angle of unmanned aerial vehicle | |
CN113269857A (en) | Coordinate system relation obtaining method and device | |
CN113792645A (en) | AI eyeball fusing image and laser radar |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220406 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230221 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230815 |