JP3081660B2 - 距離検出方法 - Google Patents

距離検出方法

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JP3081660B2
JP3081660B2 JP03091286A JP9128691A JP3081660B2 JP 3081660 B2 JP3081660 B2 JP 3081660B2 JP 03091286 A JP03091286 A JP 03091286A JP 9128691 A JP9128691 A JP 9128691A JP 3081660 B2 JP3081660 B2 JP 3081660B2
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、2台のCCDカメラ
等の撮像手段を用いて物体との距離を検出する距離検出
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車の自動車庫入れや走行時の
追突警告などのために、自動車の後方或いは前方との距
離を自動的に検出することが行われており、例えば図5
に示すように、自動車1の車室内に前方を撮像する撮像
手段である2台の二次元CCDカメラ2a,2bが近接
して並設され、両カメラ2a,2bによって前方の自動
車などの物体が撮像され、図6に示すように、両カメラ
2a,2bによる画像が、画像処理手段3によって処理
され、物体との距離が演算によって検出されるようにな
っている。
【0003】つぎに、距離検出の演算について説明す
る。
【0004】図7に示すように、X−Z平面における物
体の位置を点Pと表わし、その座標をP(X p,Z p)
とし、Z軸に対称にX軸上に両カメラ2a,2bのレン
ズLa,L bが位置しているものとする。
【0005】そして、両カメラ2a,2bの撮像面I
a,I b上における物体の撮像点をPa,P bとし、撮
像面I a,I bそれぞれの中心点から撮像点P a,P
それぞれまでの距離をX a,X b、両撮像面I a,I
の中心点間の距離をl、レンズL a,L bと撮像面I
a,I bとの距離をfとすると、三角形の相似の関係か
ら、次式のように表わされる。
【0006】 X a/f=(X p+l/2)/Z p … (I) X b/f=(X p−l/2)/Z p … (II) さらに、(I)式、(II)式よりX pを消去して整理す
ると、次式のように書き換えられる。
【0007】 Z p=l・f/(X a−X b)=l・f/u … (III) ここで、u=(X a−X b)である。
【0008】従って、両カメラ2a,2bと物体との距
離Z pを求めるには、 (III)式の演算を行えばよく、
(III)式中のl及びfが既知であるため、u=(X a−
b)がわかれば距離Z pが求められることになる。
【0009】ところで、 (III)式のuは両カメラ2a,
2bの視差に相当し、この視差uを求める手法は種々あ
るが、そのひとつに以下のようなものがある。
【0010】いま、図6に示す左側のカメラ2aにより
図8(a)に示すような前方の自動車の画像(以下この
画像を左画像という)が得られ、右側のカメラ2bによ
り図8(b)に示すような前方の自動車の画像(以下こ
の画像を右画像という)が得られたとすると、これら左
画像と右画像を重ね合わせたときに、両画像の対応する
点を検索,即ち同定(マッチング)し、これら両点A,
B間のずれ量を視差として導出する。
【0011】このような同定を行う手法には種々ある
が、一般には左画像と右画像の相関をとり、最も望まし
い相関値を示す微小エリアを検索するが、演算による相
関のとり方で容易な手法として以下のようなものがあ
る。
【0012】左画像と右画像を重ね合わせ、例えば左画
像の微小エリアを基準エリアとし、これと同じ大きさの
右画像の微小エリアを検索エリアとして、基準エリアと
検索エリアの各画素の濃度の差分値を算出し、次に右画
像の微小エリアを水平方向に1画素分ずらしてこれを次
の検索エリアとし、先程と同様の処理を行い、これを順
次繰り返して算出した濃度の差分値が最小となる状態を
検索することによって同定を行うものである。
【0013】そして、このような処理により、左,右画
像の同定された所定の水平ラインの濃度分布を重ね合わ
せると、図9に示すようになり、一方の画像の濃度分布
曲線を視差u分だけずらしたものが他方の画像の濃度分
布曲線となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図9はカメラ
2a,2bの前方のフロントガラスに雨滴が付着してい
ない場合の濃度分布曲線であり、フロントガラスに雨滴
が付着すると、左,右画像の対応する水平ラインの濃度
分布曲線は、図10に示すように雨滴の影響でガタガタ
になり、図10から明らかなように雨滴の影響のある濃
度分布曲線から正確な視差uを導出することができない
ため、雨天環境下において、従来の濃度分布曲線から視
差を求めて距離を算出する方法では正確な距離を検出で
きず、実質的に雨天ではこの方法を実施できないという
問題点があった。
【0015】また、雨滴以外にごみなどの付着物が付着
している場合も同様である。
【0016】そこでこの発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたもので、雨滴やごみなどの付着
物の影響のない画像のデータだけを取り出して視差を導
出し、雨天や塵埃の多い悪環境下においても実施可能な
距離検出方法を提供できるようにすることを目的とす
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】この発明に係る距離検出
方法は、2台の撮像手段により物体を撮像し、画像処理
手段により、前記両撮像手段による前記物体の画像を処
理して前記両撮像手段の視差を導出し、導出した前記視
差から、演算によって前記物体と前記撮像手段との間の
距離を検出する距離検出方法において、前記画像処理手
段により、一方の前記撮像手段の画像中の所定の微小基
準エリアにおける各画素の濃度と、他方の前記撮像手段
の画像中の前記基準エリアと同じ大きさの検索エリアに
おける各画素の濃度との差分値を導出し、前記検索エリ
アを1画素ずつずらして前記差分値の導出を繰り返し、
導出した前記各差分値の最小値が、前記両撮像手段の視
野内の雨滴やごみ等の付着物の有無によって予め定めら
れる所定のしきい値以下になったときに、当該最小の差
分値を与える検索エリアと前記基準エリアとのずれ量か
ら視差を導出することを特徴としている。
【0018】
【作用】この発明においては、検索エリアを1画素ずつ
ずらしたときの基準エリアと検索エリアの濃度の差分値
の最小値が所定のしきい値以下になったときに、付着物
の影響がないとして、最小の差分値を与える検索エリア
と基準エリアとのずれ量から視差が導出されるため、付
着物の影響がないときの画像のデータのみを選択し、選
択した画像から正確な視差を導出することが可能とな
り、雨天や塵埃の多い悪環境下においても正確な視差を
得て物体との間の正確な距離の検出が可能になる。
【0019】
【実施例】図1はこの発明の距離検出方法の一実施例の
動作説明図である。なお、以下の説明では図5,図6も
参照する。
【0020】いま、両カメラ2a,2bによる左,右画
像が図1(a),図1(b)にそれぞれ示すようになっ
たとすると、画像処理手段3により、例えば図1(b)
の右画像に所定の微小基準エリアEB が設定される。
【0021】このとき、基準エリアEB の大きさが水平
方向に1ラインの幅でk画素分とした場合、水平方向に
画素番号,垂直方向にライン番号をとると、基準エリア
B は座標(xm ,yn )から座標(xm +k−1,y
n )の大きさとなる。但し、xm は基準エリアの最初の
画素番号、yn は基準エリアのライン番号である。
【0022】そして、画像処理手段3により、図1
(a)の左画像中のyn番目の基準エリアEB と同じ大
きさの検索エリアEI が設定され、基準エリアEB の各
画素の濃度と検索エリアEI の各画素の濃度との差分値
が導出されると共に、検索エリアEI を1画素ずつずら
してそれぞれ差分値s(xi ,yn )が次の(IV)式に従
って算出される。但し、(IV)式中IL ,IR は左,右画
像における濃度値である。
【0023】 s(xi ,yn )= ΣΣ|IR (xm +j,yn ) −IL (xi +j,yn )| … (IV) ここで、i,jは変数で、第1のサンメイションはi=
0からpまで、第2のサンメイションはj=0からkま
で行なう。
【0024】つぎに、算出された差分値s(xi
n )が画素番号x1 で最小になるとすると、その最小
値c(x1 ,yn )が導出されて所定のしきい値と比較
される。
【0025】ところで、最小値を比較すべきしきい値
は、まず上限値として、フロントガラスに雨滴が付着し
ているか否かによって、予め実験的に求められる。
【0026】即ち、雨滴がない場合の差分値sの変化曲
線は例えば図2に示すようになり、差分値sの最小値c
は所定の値β以下となるのに対し、雨滴がある場合の差
分値sの変化曲線は例えば図3に示すようになり、差分
値sの最小値cはβよりも大きくなり、フロントガラス
への付着雨滴の有,無によって差分値sの最小値cがβ
以下或いはβよりも大きくなることから、予め実験によ
ってβが求められ、付着雨滴の有無を判断する基準とな
る差分値sの最小値cの上限がβに設定される。
【0027】一方、差分値sの最小値cの下段は理想的
には0であるが、例えば対向車のヘッドライトを受ける
ことによって、濃度の高い画素が画面中に局在すると、
これらの画素では飽和状態となるため、基準エリアEB
がこのような飽和状態の画素領域に設定された場合に
は、同じく飽和状態の画素領域に設定された検索エリア
I との間の差分値sの最小値cがゼロとなり、このよ
うに最小値cがゼロとなる場合には画像の濃度が局所的
に飽和していることになり、飽和画像からは付着雨滴が
存在する場合と同様に正確な視野を得ることができな
い。
【0028】そこで、こような飽和画像を除くために、
最小値cの下限値α(>0)が設定され、差分値sの最
小値cがαよりも大きければ飽和を生じていない画像で
あることがわかり、飽和の有無を判断する基準となる差
分値sの最小値cの下限がαに設定される。
【0029】従って、(IV)式により導出されれる差分値
sの最小値cがα≦c≦βの関係を満たす場合には、雨
滴の影響もなく、しかも飽和の生じていない正常な画像
であると判断することができ、最小値cを与える画素番
号x1 と基準エリアEB の最初の画素番号xm との差か
ら、両撮像手段2a,2bの視差u(=|x1 −x
m |)が導出される。
【0030】つぎに、一連の処理動作について図4のフ
ローチャートを参照して説明する。
【0031】まず、カメラ2a,2bによる左,右画像
から、画像処理手段3により上記のようにして基準エリ
アEB と検索エリアEI との濃度の差分値s(xi ,y
n )が導出され(ステップS1)、導出された差分値s
(xi ,yn )のうちの最小値c(x1 ,yn )が導出
されたのち(ステップS2)、この最小値c(x1 ,y
n )がα≦c(x1 ,yn )≦βの関係にあるか否かの
判断がなされる(ステップS3)。
【0032】そして、ステップS3の判定の結果がNO
であれば、β<c(x1 ,yn )或いはα>c(x1
n )であって当該画像が雨滴の影響があるか、或いは
飽和が生じているとして、その後の視差の演算は行われ
ずに処理が終了し、ステップS3の判定の結果がYES
であれば、当該画像が雨滴の影響もなくしかも飽和の生
じていない正常な画像であると判断され、最小値c(x
1 ,yn )を与える画素番号x1 と基準エリアEB の最
初の画素番号xm との差の大きさ|x1 −xm |が視差
uとして導出され(ステップS4)、この視差uから前
述の(III) 式に基づいて物体と両カメラ2a,2bとの
間の距離が算出される。
【0033】ところで、図4に示す処理はリアルタイム
で行なわれ、しかも30msec程度の周期で繰り返さ
れ、しかもフロントガラスに付着する雨滴の状況が刻々
と変化することから、図4の処理を繰り返すうちに、雨
滴の影響がなく、しかも飽和の生じていない画像が得ら
れるため、得られた画像から正しい視差uを導出して物
体との間の正確な距離を検出することが可能になり、特
に雨の降り始めなど、ワイパを動作させるほどでもない
ような場合に効果がある。
【0034】また、ワイパを動作させたときに、ワイパ
によりフロントガラスの付着雨滴を払拭した直後の画像
であれば、雨滴の影響のない正常な画像を得られる場合
が多いため、ワイパを動作させていても正確な距離検出
を行なうことができる。
【0035】従って、雨滴の影響がないときの画像のデ
ータのみを選択し、選択した画像から正確な視差を導出
することが可能になり、雨天環境下においても正確な視
差を得て物体との間の正確な距離の検出が可能になる。
【0036】なお、上記実施例では、付着物が雨滴であ
る場合について説明したが、雨滴に限らずごみ等が付着
している場合にも、この発明を同様に適用できるのは言
うまでもない。
【0037】さらに、上記実施例では、基準エリアを1
ラインの幅に設定した場合について説明したが、数ライ
ンの幅に設定してもよいのは勿論である。
【0038】また、図4のステップS3の判定結果がN
Oの場合に、運転者にワイパを動作させるべき旨等の警
告を発するようにしてもよい。
【0039】さらに、上記実施例では、差分値sの最小
値cに下限を設定したが、これは飽和状態にある画像を
除外するためであり、カメラ2a,2bのアイリス調整
等によって飽和防止が可能であることから、特に下限を
設定する必要はない。
【0040】
【発明の効果】以上のように、この発明の距離検出方法
によれば、検索エリアを1画素ずつずらしたときの基準
エリアと検索エリアの濃度の差分値の最小値が所定のし
きい値以下になったときに、最小の差分値を与える検索
エリアと基準エリアとのずれ量から視差を導出すること
により、雨滴などの付着物の影響がないときの画像デー
タのみを選択的に取り出して正確な視差を導出すること
が可能になり、雨天や塵埃の多い悪環境下においても正
確な視差を得て物体との間の正確な距離検出を行なうこ
とができ、車載用のシステムに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の距離検出方法の一実施例の動作説明
図である。
【図2】この発明の原理説明用の差分値の変化特性図で
ある。
【図3】この発明の原理説明用の差分値の変化特性図で
ある。
【図4】この発明の動作説明用フローチャートである。
【図5】この発明の背景となる距離検出装置の配置を示
す側面図である。
【図6】図5の装置の回路構成を示すブロック図であ
る。
【図7】図6の動作説明図である。
【図8】従来の視差の導出方法の説明図である。
【図9】従来の視差の導出方法の説明図である。
【図10】従来の視差の導出方法の説明図である。
【符号の説明】
2a,2b CCDカメラ 3 画像処理手段 EB 基準エリア EI 検索エリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01B 11/00 G06F 15/62 380 G05D 1/02 415 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/00 - 3/32 G06T 1/00 G06T 7/00 G08G 1/16 B60R 21/00 G01B 11/00 - 11/30 G05D 1/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2台の撮像手段により物体を撮像し、画
    像処理手段により、前記両撮像手段による前記物体の画
    像を処理して前記両撮像手段の視差を導出し、導出した
    前記視差から、演算によって前記物体と前記撮像手段と
    の間の距離を検出する距離検出方法において、前記画像
    処理手段により、一方の前記撮像手段の画像中の所定の
    微小基準エリアにおける各画素の濃度と、他方の前記撮
    像手段の画像中の前記基準エリアと同じ大きさの検索エ
    リアにおける各画素の濃度との差分値を導出し、前記検
    索エリアを1画素ずつずらして前記差分値の導出を繰り
    返し、導出した前記各差分値の最小値が、前記両撮像手
    段の視野内の雨滴,ごみ等の付着物の有無によって予め
    定められる所定のしきい値以下になったときに、当該最
    小の差分値を与える検索エリアと前記基準エリアとのず
    れ量から視差を導出することを特徴とする距離検出方
    法。
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JP3649327B2 (ja) * 2002-02-27 2005-05-18 富士重工業株式会社 フェールセーフ機能を有するステレオ式車外監視装置
JP4601376B2 (ja) * 2004-10-04 2010-12-22 ダイハツ工業株式会社 画像異常判定装置
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