JP3439830B2 - 撮像装置の俯角決定方法 - Google Patents
撮像装置の俯角決定方法Info
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- JP3439830B2 JP3439830B2 JP12429694A JP12429694A JP3439830B2 JP 3439830 B2 JP3439830 B2 JP 3439830B2 JP 12429694 A JP12429694 A JP 12429694A JP 12429694 A JP12429694 A JP 12429694A JP 3439830 B2 JP3439830 B2 JP 3439830B2
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- Japan
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- depression angle
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- calculated
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は撮像装置の俯角を確実に
決定して、車両に搭載した場合のピッチングによる画像
のブレを補正する等の用途に好適に使用できる撮像装置
の俯角決定方法に関する。
決定して、車両に搭載した場合のピッチングによる画像
のブレを補正する等の用途に好適に使用できる撮像装置
の俯角決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両等にＣＣＤカメラ等の撮像装置を搭
載して前方画像を得、障害物回避等の自動走行を可能に
するシステムの開発が精力的に進められているが、この
場合に車両のピッチング等により画像が上下にブレて正
確な前方認識ができないことがある。そこで、ピッチン
グセンサを設け、あるいは画像上で走行路面の平行なレ
ーンマークの消失点の上下変位を検出することにより、
車両のピッチング量を知って補正を図る等の対策が考え
られる。
載して前方画像を得、障害物回避等の自動走行を可能に
するシステムの開発が精力的に進められているが、この
場合に車両のピッチング等により画像が上下にブレて正
確な前方認識ができないことがある。そこで、ピッチン
グセンサを設け、あるいは画像上で走行路面の平行なレ
ーンマークの消失点の上下変位を検出することにより、
車両のピッチング量を知って補正を図る等の対策が考え
られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ピッチングセ
ンサでは絶対量の検出ができないために、荷物搭載等に
より車両の姿勢が変化した場合にはその都度再調整が必
要である。また、レーンマークによる検出も、走行路面
にレーンマークが存在することが条件として必要とな
り、一般性に欠けるものである。
ンサでは絶対量の検出ができないために、荷物搭載等に
より車両の姿勢が変化した場合にはその都度再調整が必
要である。また、レーンマークによる検出も、走行路面
にレーンマークが存在することが条件として必要とな
り、一般性に欠けるものである。
【０００４】なお、車両の姿勢角を検出する方法として
は、画像データに適応デジタルフィルタを適用するもの
（電子情報通信学会論文誌 １９９２年３月 Ｖｏｌ．
Ｊ７５−Ｄ−II Ｎｏ．３ Ｐ．４９０〜４９９）等が
あるが、複雑な演算を要するため、車両搭載のマイクロ
コンピュータの演算負担が大きくなる。
は、画像データに適応デジタルフィルタを適用するもの
（電子情報通信学会論文誌 １９９２年３月 Ｖｏｌ．
Ｊ７５−Ｄ−II Ｎｏ．３ Ｐ．４９０〜４９９）等が
あるが、複雑な演算を要するため、車両搭載のマイクロ
コンピュータの演算負担が大きくなる。
【０００５】本発明はかかる課題を解決するもので、走
行状況に左右されることなく、車両のピッチング絶対量
等を簡易かつ正確に算出することができる撮像装置の俯
角決定方法を提供することを目的とする。
行状況に左右されることなく、車両のピッチング絶対量
等を簡易かつ正確に算出することができる撮像装置の俯
角決定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の構成では、左
右に一定間隔を離して設けた一対の撮像装置によりそれ
ぞれ対象物画像を得、一方、上記左右の撮像装置による
各平面画像の視差を、所定範囲内の複数の俯角について
予め算出しておき、上記得られた対象物画像の一方を、
上記所定範囲内の各俯角について上記視差分を解消する
ように補正して、補正後の対象物画像と他方の対象物画
像の差分を算出するとともにさらに上記差分の絶対値の
総和を算出し、各俯角について得られた上記総和につい
てその変化量を算出して、該変化量が最大となる時の俯
角を、撮像装置の俯角として決定する。
右に一定間隔を離して設けた一対の撮像装置によりそれ
ぞれ対象物画像を得、一方、上記左右の撮像装置による
各平面画像の視差を、所定範囲内の複数の俯角について
予め算出しておき、上記得られた対象物画像の一方を、
上記所定範囲内の各俯角について上記視差分を解消する
ように補正して、補正後の対象物画像と他方の対象物画
像の差分を算出するとともにさらに上記差分の絶対値の
総和を算出し、各俯角について得られた上記総和につい
てその変化量を算出して、該変化量が最大となる時の俯
角を、撮像装置の俯角として決定する。
【０００７】
【０００８】請求項２の構成では、上記撮像装置により
得られる対象物画像を上下に複数の領域に区画し、それ
ぞれの画像領域について上記撮像装置の俯角を決定す
る。
得られる対象物画像を上下に複数の領域に区画し、それ
ぞれの画像領域について上記撮像装置の俯角を決定す
る。
【０００９】
【作用】請求項１記載の方法で決定される撮像装置の俯
角は、実際の俯角と良く対応する。したがって、車両に
搭載した場合にはピッチングの絶対量が正確に知られ、
画像のブレ補正や走行路面の勾配検出等に良好に使用で
きる。また、差分、総和や変化量の算出は比較的簡易な
演算で良いから、車両搭載のマイクロコンピュータ等に
より容易に実時間処理をすることができる。
角は、実際の俯角と良く対応する。したがって、車両に
搭載した場合にはピッチングの絶対量が正確に知られ、
画像のブレ補正や走行路面の勾配検出等に良好に使用で
きる。また、差分、総和や変化量の算出は比較的簡易な
演算で良いから、車両搭載のマイクロコンピュータ等に
より容易に実時間処理をすることができる。
【００１０】請求項２の構成においては、画像を上下に
区画した各領域について俯角を決定するから、例えば車
両前方の路面の勾配を知ることができる。
区画した各領域について俯角を決定するから、例えば車
両前方の路面の勾配を知ることができる。
【００１１】
【実施例１】図１には本発明方法を説明するフローチャ
ートを示す。図において、ステップ１０１では俯角θが
取り得る範囲Ｗｓ〜Ｗｅを設定する。Ｗｓ，Ｗｅはそれ
ぞれ例えば−５°，＋５°である。続いてステップ１０
２で車両Ｖ（図２）の左右位置に同一高さｈで一対設け
た撮像装置１から画像Ａ，Ｂを入力する。この画像Ａ，
Ｂを図３の（１）、（２）に示す。図中Ｍは立体物であ
り、平行路面Ｒは水平線上に消失点を有する。
ートを示す。図において、ステップ１０１では俯角θが
取り得る範囲Ｗｓ〜Ｗｅを設定する。Ｗｓ，Ｗｅはそれ
ぞれ例えば−５°，＋５°である。続いてステップ１０
２で車両Ｖ（図２）の左右位置に同一高さｈで一対設け
た撮像装置１から画像Ａ，Ｂを入力する。この画像Ａ，
Ｂを図３の（１）、（２）に示す。図中Ｍは立体物であ
り、平行路面Ｒは水平線上に消失点を有する。
【００１２】図１において、ステップ１０３では所定の
俯角θｉの時の平面路面の視差Ｆ（θｉ，ｙ）を下式
により算出しておく。このθｉは上記所定範囲Ｗｓ〜Ｗ
ｅのうちで一定間隔で複数選択する。例えば−５°〜＋
５°の範囲で０．５°間隔とすると、ｉ＝１〜２１であ
る。 Ｆ（θｉ，ｙ）＝ｃ／ｈ×（ｙ−Ｍ）…… ここで、ｃ：撮像装置の間隔（基線長） ｙ：画像上の垂直位置（画像上縁からの画素数） Ｍ：画像上の消失点の垂直位置（画像上縁からの画素
数） なお、消失点位置Ｍは下式により算出される。 Ｍ＝ｙｏ＋ｋ×ｆ×ｔａｎθｉ…… ここで、ｙｏ：画像の垂直中心位置（画像上縁からの画
素数） ｋ：係数（画素数／ｍｍ） ｆ：撮像装置の焦点距離（ｍｍ） 式、より知られる如く、路面視差Ｆ（θｉ，ｙ）は
俯角θｉにより変化するとともに、画像上の垂直位置ｙ
によっても変化する。すなわち、ｙ＝Ｍの時に零とな
り、これよりｙの増加（すなわち画像の下方）にともな
い直線的に大きくなる。したがって、上記画像Ａ，Ｂを
重ねると、図４に示す如く、路面視差は消失点から直線
的に下方へ大きくなり、一方、路面上の立体物の視差は
そのいずれの部分においても、該立体物が存在する路面
位置の路面視差に等しいものとなる。
俯角θｉの時の平面路面の視差Ｆ（θｉ，ｙ）を下式
により算出しておく。このθｉは上記所定範囲Ｗｓ〜Ｗ
ｅのうちで一定間隔で複数選択する。例えば−５°〜＋
５°の範囲で０．５°間隔とすると、ｉ＝１〜２１であ
る。 Ｆ（θｉ，ｙ）＝ｃ／ｈ×（ｙ−Ｍ）…… ここで、ｃ：撮像装置の間隔（基線長） ｙ：画像上の垂直位置（画像上縁からの画素数） Ｍ：画像上の消失点の垂直位置（画像上縁からの画素
数） なお、消失点位置Ｍは下式により算出される。 Ｍ＝ｙｏ＋ｋ×ｆ×ｔａｎθｉ…… ここで、ｙｏ：画像の垂直中心位置（画像上縁からの画
素数） ｋ：係数（画素数／ｍｍ） ｆ：撮像装置の焦点距離（ｍｍ） 式、より知られる如く、路面視差Ｆ（θｉ，ｙ）は
俯角θｉにより変化するとともに、画像上の垂直位置ｙ
によっても変化する。すなわち、ｙ＝Ｍの時に零とな
り、これよりｙの増加（すなわち画像の下方）にともな
い直線的に大きくなる。したがって、上記画像Ａ，Ｂを
重ねると、図４に示す如く、路面視差は消失点から直線
的に下方へ大きくなり、一方、路面上の立体物の視差は
そのいずれの部分においても、該立体物が存在する路面
位置の路面視差に等しいものとなる。
【００１３】ステップ１０４では、画像ＡをＦ（θｉ，
ｙ）だけずらした画像Ｃを作成し、これを画像Ｂと重ね
てその差分をとる。実際の撮像装置の俯角θが選択され
た俯角θｉと等しければ、画像Ａの路面はＦ（θｉ，
ｙ）ずらすことにより画像Ｂの路面に完全に一致してそ
の差分は零になり（図５）、立体物視差による差分のみ
が現れる。ここで、実際の俯角がθ4 であった場合の、
各画像Ｂ，Ｃの路面部の差分変化を図６に、立体部の差
分変化を図７に示す。図より知られる如く、路面部画像
の差分は俯角θ4 で最小の零となり、これに対して、立
体部画像の差分は正しい俯角θ4 の手前のθ3 で最小値
をとる。しかし、差分の変化量に注目すると、いずれの
場合も正しい俯角θ4 のところで最大となっている。
ｙ）だけずらした画像Ｃを作成し、これを画像Ｂと重ね
てその差分をとる。実際の撮像装置の俯角θが選択され
た俯角θｉと等しければ、画像Ａの路面はＦ（θｉ，
ｙ）ずらすことにより画像Ｂの路面に完全に一致してそ
の差分は零になり（図５）、立体物視差による差分のみ
が現れる。ここで、実際の俯角がθ4 であった場合の、
各画像Ｂ，Ｃの路面部の差分変化を図６に、立体部の差
分変化を図７に示す。図より知られる如く、路面部画像
の差分は俯角θ4 で最小の零となり、これに対して、立
体部画像の差分は正しい俯角θ4 の手前のθ3 で最小値
をとる。しかし、差分の変化量に注目すると、いずれの
場合も正しい俯角θ4 のところで最大となっている。
【００１４】しかして、図１のステップ１０５で上記差
分の絶対値の総和Ｓ（θ）を算出し、ステップ１０６で
総和Ｓ（θ）の変化量が最大となるθｒを算出して、こ
れを撮像装置の俯角θとする（ステップ１０７）。この
とき、総和Ｓ（θ）は、上記差分の絶対値を２値化した
ものの総和でも良い。なお、図８に示す如く、最大値を
とる俯角０°（＝θｒ）を、次の値をとる−０．５°と
の間で補間して最終的な俯角θを−０．１８°と決定す
るようにしても良い。
分の絶対値の総和Ｓ（θ）を算出し、ステップ１０６で
総和Ｓ（θ）の変化量が最大となるθｒを算出して、こ
れを撮像装置の俯角θとする（ステップ１０７）。この
とき、総和Ｓ（θ）は、上記差分の絶対値を２値化した
ものの総和でも良い。なお、図８に示す如く、最大値を
とる俯角０°（＝θｒ）を、次の値をとる−０．５°と
の間で補間して最終的な俯角θを−０．１８°と決定す
るようにしても良い。
【００１５】
【００１６】
【実施例２】図９に示す如く、撮像装置で得られた画像
を上下方向で複数の領域Ａ〜Ｆに区画し、各領域Ａ〜Ｆ
について路面を平面状とみなして、上記実施例１で説明
した手順により各領域Ａ〜Ｆについて俯角θを決定す
る。このようにして各領域Ａ〜Ｆについて俯角θを検出
することにより、図１０に示す如く、路面勾配を知るこ
とができる。
を上下方向で複数の領域Ａ〜Ｆに区画し、各領域Ａ〜Ｆ
について路面を平面状とみなして、上記実施例１で説明
した手順により各領域Ａ〜Ｆについて俯角θを決定す
る。このようにして各領域Ａ〜Ｆについて俯角θを検出
することにより、図１０に示す如く、路面勾配を知るこ
とができる。
【００１７】
【発明の効果】以上の如く、本発明の撮像装置の俯角決
定方法によれば、簡易な演算により正確に俯角を決定す
ることができるから、車両に搭載してピッチングによる
画像のブレ補正や路面勾配の検出等をマイクロコンピュ
ータ等を使用してリアルタイムに行うことができる。
定方法によれば、簡易な演算により正確に俯角を決定す
ることができるから、車両に搭載してピッチングによる
画像のブレ補正や路面勾配の検出等をマイクロコンピュ
ータ等を使用してリアルタイムに行うことができる。
【図１】本発明方法を説明するフローチャートである。
【図２】路上を走行する車両の側面図である。
【図３】左右の撮像装置で得られる画像の正面図であ
る。
る。
【図４】左右の撮像装置で得られる画像を重ねた際の視
差による差分を示す正面図である。
差による差分を示す正面図である。
【図５】路面視差を解消した状態での重ねた画像の差分
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図６】俯角に対する路面部画像の差分の変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図７】俯角に対する立体物画像の差分の変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図８】俯角と画像差分絶対値の総和の変化量との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図９】本発明の他の実施例を示す画像の正面図であ
る。
る。
【図１０】路上を走行する車両の側面図である。
フロントページの続き
(72)発明者 菊地 哲郎
愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式
会社日本自動車部品総合研究所内
(56)参考文献 特開 昭64−15605（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−277916（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−253286（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00 - 11/30 102
G01C 3/00 - 15/14
G06T 1/00 - 9/40
B60R 1/00
B60R 21/00 - 21/00 630
G08G 1/00 - 9/02
Claims (2)
- 【請求項１】 左右に一定間隔を離して設けた一対の撮
像装置によりそれぞれ対象物画像を得、一方、上記左右
の撮像装置による各平面画像の視差を、所定範囲内の複
数の俯角について予め算出しておき、上記得られた対象
物画像の一方を、上記所定範囲内の各俯角について上記
視差分を解消するように補正して、補正後の対象物画像
と他方の対象物画像の差分を算出するとともにさらに上
記差分の絶対値の総和を算出し、各俯角について得られ
た上記総和についてその変化量を算出して、該変化量が
最大となる時の俯角を、撮像装置の俯角として決定する
撮像装置の俯角決定方法。 - 【請求項２】 上記撮像装置により得られる対象物画像
を上下に複数の領域に区画し、それぞれの画像領域につ
いて上記撮像装置の俯角を決定する請求項１記載の撮像
装置の俯角決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12429694A JP3439830B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 撮像装置の俯角決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12429694A JP3439830B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 撮像装置の俯角決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07306039A JPH07306039A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3439830B2 true JP3439830B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=14881825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12429694A Expired - Fee Related JP3439830B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 撮像装置の俯角決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3439830B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001322491A (ja) * | 2000-05-15 | 2001-11-20 | Mitsubishi Electric Corp | 車載用表示方法および車載用表示装置 |
| US6921523B2 (en) | 2003-10-14 | 2005-07-26 | Tessenderlo Kerley, Inc. | Magnesium thiosulfate solution and process for preparing same |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP12429694A patent/JP3439830B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07306039A (ja) | 1995-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030527 |
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