JP6210946B2 - Angle-of-view adjustment device for camera in elevator car and method of angle-of-view adjustment for camera in elevator car - Google Patents

Angle-of-view adjustment device for camera in elevator car and method of angle-of-view adjustment for camera in elevator car Download PDF

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Description

本発明は、エレベータのかご内の乗車空間が視野に入るように、カメラの俯角を適切に設定するためのエレベータかご内カメラの画角調整装置およびエレベータかご内カメラの画角調整方法に関する。   The present invention relates to an angle-of-view adjustment device for an in-elevator car camera and an angle-of-view adjustment method for an in-elevator car camera for appropriately setting the depression angle of the camera so that the boarding space in the elevator car is within the field of view.

エレベータのかご内カメラは、かご内の乗車空間が視野に入るよう、俯角を適切に設定する必要がある。しかしながら、かごの寸法・レイアウトは、エレベータごとに異なるため、俯角の設定基準を一律に定めることは不可能である。従って、その調整は、作業者の主観的な判断に任されていた。   It is necessary to appropriately set the depression angle of the elevator car camera so that the boarding space in the car is within the field of view. However, since the size and layout of the car vary from elevator to elevator, it is impossible to uniformly define the depression angle setting standard. Therefore, the adjustment is left to the subjective judgment of the worker.

これに対して、画像認識装置が持っている「人の見え方のモデル」と、実際のカメラ画像の見え方が一致するよう、パン方向(左右首振り)、チルト方向(上下首振り)の調整を支援する従来技術がある(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, in the pan direction (left and right swing) and tilt direction (up and down swing) so that the “model of human appearance” of the image recognition device matches the actual camera image appearance. There is a conventional technique that supports the adjustment (for example, see Patent Document 1).

特許5325251号公報Japanese Patent No. 5325251

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
この特許文献1のような従来技術は、エレベータやカメラの仕様に関する数多くのデータを事前に与えておく必要があり、現地で実施する作業も多く、作業者に負担がかかるものであった。従って、入力ミスなどの可能性が高まり、利便性に欠けるものであった。
However, the prior art has the following problems.
The conventional technology such as this Patent Document 1 needs to give a lot of data related to the specifications of the elevator and the camera in advance, and there are many operations to be performed in the field, which burdens the operator. Therefore, the possibility of input mistakes and the like is increased, and convenience is lacking.

また、カメラのピントについても、ピントがずれたまま運用されると、ぼけた映像が撮影されることとなり、防犯・記録映像としての機能を果たさなくなる課題があった。   In addition, when the camera is operated out of focus, a blurred image is taken, and there is a problem that the function as a crime prevention / recording image is not performed.

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、事前に与える必要のあるデータをできるだけ少なくすることにより、簡便にカメラ調整が可能なエレベータかご内カメラの画角調整装置およびエレベータかご内カメラの画角調整方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of easily adjusting the camera angle of an elevator car camera by reducing as much data that needs to be given in advance as much as possible. And it aims at obtaining the angle-of-view adjustment method of the camera in an elevator car.

本発明に係るエレベータかご内カメラの画角調整装置は、エレベータのかご内に設置されたカメラを介してかご内画像を取得する画像取得部と、かご内画像から歪みパラメータを推定する歪みパラメータ推定部と、歪みパラメータ推定部により推定された歪みパラメータを用いて、かご内画像から歪み補正後の画像を生成する歪み補正部と、歪み補正部で生成された歪み補正後の画像から、現状のカメラ俯角を推定する俯角推定部と、俯角推定部により推定された現状のカメラ俯角と、あらかじめ設定された目標俯角との比較を行い、現状のカメラ俯角が目標俯角の範囲内であるか否かにより俯角合否判定を行う目標俯角比較部と、目標俯角比較部による俯角合否判定の結果が不合格の場合には、俯角を調整すべき方向を規定するメッセージを表示部に表示させ、作業者に適切な方向への俯角調整を促す表示制御部とを備え、歪みパラメータ推定部は、かご内画像に含まれる本来は直線部であるべき部分が曲線として取得されている部分を抽出し、抽出された部分を歪みのない直線とするような変換係数として、歪みパラメータを推定し、俯角推定部は、歪み補正後の画像から複数の直線部分を抽出し、複数の直線部分の交点である消失点の位置を算出し、あらかじめ設定されたカメラの焦点距離と、算出した消失点の位置とに基づいて、カメラの俯角を推定するものである。   An angle-of-view adjustment apparatus for an elevator car camera according to the present invention includes an image acquisition unit that acquires an in-car image via a camera installed in the elevator car, and a distortion parameter estimation that estimates a distortion parameter from the in-car image. A distortion correction unit that generates a distortion-corrected image from the in-car image using the distortion parameter estimated by the distortion parameter estimation unit, and a distortion-corrected image generated by the distortion correction unit, The depression angle estimator for estimating the depression angle of the camera, the current depression angle of the camera estimated by the depression angle estimation section, and a target depression angle set in advance are compared, and whether or not the current depression angle of the camera is within the target depression angle range. If the result of the acceptance angle acceptance by the target depression angle comparison unit and the depression angle acceptance determination result by the target depression angle comparison unit fails, a message specifying the direction in which the depression angle should be adjusted A display control unit that displays on the display unit and prompts the operator to adjust the depression angle in an appropriate direction, and the distortion parameter estimation unit acquires a portion that should be a straight line part included in the in-car image as a curve. And a distortion parameter is estimated as a conversion coefficient that makes the extracted portion a straight line without distortion, and the depression angle estimation unit extracts a plurality of straight line portions from the image after distortion correction, The vanishing point position that is the intersection of the straight line parts is calculated, and the depression angle of the camera is estimated based on the preset focal length of the camera and the calculated vanishing point position.

また、本発明に係るエレベータかご内カメラの画角調整方法は、エレベータのかご内に設置されたカメラを介して取得したかご内画像から、現状のカメラ俯角を推定し、推定した現状のカメラ俯角が目標俯角の範囲内でない場合には、適切な方向に俯角調整を行うように作業者を促す機能を実現するためのエレベータかご内カメラの画角調整方法であって、カメラを介してかご内画像を取得する画像取得ステップと、かご内画像から歪みパラメータを推定する歪みパラメータ推定ステップと、歪みパラメータ推定ステップにより推定された歪みパラメータを用いて、かご内画像から歪み補正後の画像を生成する歪み補正ステップと、歪み補正ステップで生成された歪み補正後の画像から、現状のカメラ俯角を推定する俯角推定ステップと、俯角推定ステップにより推定された現状のカメラ俯角と、あらかじめ記憶部に設定された目標俯角との比較を行い、現状のカメラ俯角が目標俯角の範囲内であるか否かにより俯角合否判定を行う目標俯角比較ステップと、目標俯角比較ステップによる俯角合否判定の結果が不合格の場合には、俯角を調整すべき方向を規定するメッセージを表示部に表示させ、作業者に適切な方向への俯角調整を促す表示制御ステップとを備え、歪みパラメータ推定ステップは、かご内画像に含まれる本来は直線部であるべき部分が曲線として取得されている部分を抽出し、抽出された部分を歪みのない直線とするような変換係数として、歪みパラメータを推定し、俯角推定ステップは、歪み補正後の画像から複数の直線部分を抽出し、複数の直線部分の交点である消失点の位置を算出し、あらかじめ記憶部に設定されたカメラの焦点距離と、算出した消失点の位置とに基づいて、カメラの俯角を推定するものである。   In addition, the angle-of-view adjustment method for the camera in the elevator car according to the present invention estimates the current camera depression angle from the in-car image acquired via the camera installed in the elevator car, and the estimated current camera depression angle. Is an angle-of-view adjustment method for an elevator car camera for realizing a function of prompting an operator to adjust the depression angle in an appropriate direction when the angle is not within the target depression angle range. An image acquisition step for acquiring an image, a distortion parameter estimation step for estimating a distortion parameter from the in-car image, and a distortion parameter estimated by the distortion parameter estimation step are used to generate a distortion-corrected image from the in-car image. A distortion correction step, a depression angle estimation step for estimating the current camera depression angle from the image after distortion correction generated in the distortion correction step, and The current camera depression angle estimated in the estimation step is compared with the target depression angle set in the storage unit in advance, and the depression angle acceptance / rejection determination is performed based on whether or not the current camera depression angle is within the target depression angle range. When the result of the acceptance / rejection judgment at the comparison step and the target depression comparison step is unsuccessful, a message that defines the direction in which the depression should be adjusted is displayed on the display unit, and the depression adjustment in the appropriate direction is performed by the operator. A display control step for prompting, wherein the distortion parameter estimation step extracts a portion where the portion that should be a straight line portion included in the in-car image is acquired as a curve, and the extracted portion is defined as a straight line without distortion. As a conversion coefficient, the distortion parameter is estimated, and the depression angle estimation step extracts a plurality of straight line portions from the image after distortion correction, and at the intersection of the plurality of straight line portions. It calculates the position of that vanishing point, in which the focal length of the camera set in advance in the storage unit, based on the calculated positions of vanishing points, to estimate the depression angle of the camera.

本発明によれば、歪み補正後の画像から消失点の位置を算出し、既知であるカメラの焦点距離と消失点の位置から現状のカメラの俯角を推定し、推定した俯角が所望の範囲内にない場合には、俯角調整方向を作業者に知らせる機能を有することにより、事前に与える必要のあるデータをできるだけ少なくすることにより、簡便にカメラ調整が可能なエレベータかご内カメラの画角調整装置およびエレベータかご内カメラの画角調整方法を得ることができる。   According to the present invention, the vanishing point position is calculated from the image after distortion correction, the current camera depression angle is estimated from the known camera focal length and vanishing point position, and the estimated depression angle is within a desired range. If not, it has a function of notifying the operator of the depression angle adjustment direction, thereby reducing the data that needs to be given in advance as much as possible, so that the camera angle adjustment device for the camera in the elevator car can be adjusted easily. And a method of adjusting the angle of view of the camera in the elevator car.

本発明の実施の形態1におけるエレベータかご内カメラの画角調整装置の構成図である。It is a block diagram of the angle-of-view adjustment apparatus of the camera in an elevator car in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるカメラの俯角調整に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the depression angle adjustment of the camera in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるピント判定部によるピントの合否判定に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the pass / fail determination of a focus by the focus determination part in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における歪み補正の説明図である。It is explanatory drawing of distortion correction in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における消失点に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the vanishing point in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるエレベータかご内カメラの画角調整方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the angle-of-view adjustment method of the camera in an elevator car in Embodiment 1 of this invention.

以下、本発明のエレベータかご内カメラの画角調整装置およびエレベータかご内カメラの画角調整方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
本発明は、ピント調整、画像歪み調整、俯角調整を、使用するカメラの焦点距離に関する情報に基づいて容易に実施でき、作業者の負担を軽減するとともに、作業者の技量によらず、一定レベル以上の調整精度を確保できるものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an angle-of-view adjustment apparatus for an in-elevator car camera and an angle-of-view adjustment method for an in-elevator car camera of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present invention can easily perform focus adjustment, image distortion adjustment, and depression angle adjustment based on information on the focal length of a camera to be used, reduces the burden on the operator, and maintains a constant level regardless of the skill of the operator. The above adjustment accuracy can be ensured.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1におけるエレベータかご内カメラの画角調整装置の構成図である。図1に示した本実施の形態1におけるエレベータかご内カメラの画角調整装置は、画像取得部11、歪みパラメータ推定部12、歪み補正部13、データ記憶部14、俯角推定部15、目標俯角比較部16、ピント判定部17、および表示制御部18を備えて構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of an angle-of-view adjustment device for an elevator car camera according to Embodiment 1 of the present invention. The angle-of-view adjustment device for an elevator car camera according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes an image acquisition unit 11, a distortion parameter estimation unit 12, a distortion correction unit 13, a data storage unit 14, a depression angle estimation unit 15, and a target depression angle. The comparison unit 16, the focus determination unit 17, and the display control unit 18 are provided.

そして、本実施の形態1におけるエレベータかご内カメラの画角調整装置は、カメラ1から取得した画像に基づいて、必要に応じて、表示部2にガイダンス表示を行った上で、ピント調整、画像歪み調整、俯角調整を簡便に実施できる点を技術的特徴としている。   Then, the angle-of-view adjustment device for the elevator car camera in the first embodiment performs guidance display on the display unit 2 as necessary based on the image acquired from the camera 1, and then performs focus adjustment and image The technical feature is that distortion adjustment and depression angle adjustment can be easily performed.

図2は、本発明の実施の形態1におけるカメラの俯角調整に関する説明図である。まず始めに、この図2に基づいて、通常の俯角の設定方法について説明する。
(手順1)かご内照明3が視野に入らないように、カメラ1の俯角を下向きにする。
俯角が小さい場合(より上向きの方向の場合)には、かご内照明3が画像に写り込む可能性がある。
FIG. 2 is an explanatory diagram relating to the depression angle adjustment of the camera according to Embodiment 1 of the present invention. First, a normal depression angle setting method will be described with reference to FIG.
(Procedure 1) The depression angle of the camera 1 is turned downward so that the in-car illumination 3 does not enter the field of view.
When the depression angle is small (in the upward direction), the car lighting 3 may appear in the image.

この場合、オートゲイン制御付きのカメラにおいて、特に問題となる。オートゲイン制御付きのカメラでは、かご内照明3が画像に写り込まれる状況では、画像全体が明るめになるので、ゲインが下げられ、入力画像が暗めになるように調整される。すなわち、本来撮影したい範囲(かご内乗車空間)が暗めに写り、写したい対象物(人物)が暗めに写ることとなる。   This is a particular problem in cameras with auto gain control. In a camera with auto gain control, in a situation where the car lighting 3 is reflected in the image, the entire image becomes brighter, so that the gain is lowered and the input image is adjusted to be darker. That is, the range (in-car riding space) that is originally desired to be photographed is dark, and the object (person) to be photographed is dark.

この結果、かご内カメラを用いた画像認識装置の感度が低下してしまう。また、俯角が小さいと、カメラ直下の範囲が写らなくなる。そこで、カメラの俯角は、まず始めに、下向きに調整することとしている。   As a result, the sensitivity of the image recognition apparatus using the car camera is reduced. If the depression angle is small, the area directly under the camera cannot be captured. Therefore, the depression angle of the camera is first adjusted downward.

(手順2)扉5の近傍の上部に設置されたかご内インジケータ4が視野に入るように、カメラの俯角を上向きにする。
手順1により俯角を大きくし過ぎる(下向きにし過ぎる)と、かご内インジケータ4が写らないこととなり、本来撮影したい範囲(かご内乗車空間)が視野内から外れてしまう結果となる。そこで、カメラの俯角は、かご内インジケータ4が視野からはずれてしまうほど俯角を下向きにしないように調整される。
(Procedure 2) The depression angle of the camera is turned upward so that the in-car indicator 4 installed near the door 5 is in the field of view.
If the depression angle is made too large (too downward) in step 1, the car interior indicator 4 will not be captured, resulting in the area (car interior space) that is originally intended to be taken out of view. Therefore, the depression angle of the camera is adjusted so that the depression angle does not face downward so that the in-car indicator 4 moves away from the field of view.

(手順3)手順1、2の調整を加味した上で、かご内照明3が視野に入らない程度に、できるだけ俯角を小さくする(上向きにする)。 (Procedure 3) In consideration of the adjustments in Procedures 1 and 2, the depression angle is made as small as possible (upward) so that the car illumination 3 does not enter the field of view.

このような通常の俯角の設定方法を前提に、本願発明による、定量的に最適な俯角を設定するための考え方について説明する。
(1)目標俯角について
目標となる俯角は、厳密には、下記のパラメータに依存する。
・カメラ1の画角(焦点距離)
・かご内インジケータ4の設置高さ
・カメラ1の設置高さ
・天井高さ
Based on such a normal depression angle setting method, a concept for quantitatively setting an optimum depression angle according to the present invention will be described.
(1) Target depression angle The target depression angle strictly depends on the following parameters.
-Angle of view of camera 1 (focal length)
・ Installation height of in-car indicator 4 ・ Installation height of camera 1 ・ Ceiling height

多くの場合、かご内におけるインジケータ4とカメラ1は、いずれもかご内の高い位置に取り付けられている。従って、インジケータ4とカメラ1の設置高さが同じだと仮定すれば、画角を与えることにより、インジケータが写る俯角の範囲(すなわち、目標俯角)が決定できる。   In many cases, the indicator 4 and the camera 1 in the car are both mounted at a high position in the car. Accordingly, if it is assumed that the installation height of the indicator 4 and the camera 1 is the same, the range of depression angles (that is, the target depression angle) in which the indicators are captured can be determined by giving the angle of view.

そこで、本発明では、俯角推定部15により、現状のカメラの俯角を推定し、目標俯角比較部16により、推定結果と目標俯角とを比較する。そして、俯角推定部15により、推定結果が目標俯角の範囲を逸脱していると判断した場合には、表示制御部18を介して表示部に対して、「俯角を上に向けて下さい」、あるいは「俯角を下に向けて下さい」といったメッセージを表示させる。この結果、作業者は、表示内容に基づいて、実際の俯角を目標俯角の範囲内に設定できることとなる。   Therefore, in the present invention, the depression angle estimation unit 15 estimates the depression angle of the current camera, and the target depression angle comparison unit 16 compares the estimation result with the target depression angle. Then, when the depression angle estimation unit 15 determines that the estimation result is out of the target depression angle range, the display unit 18 causes the display unit to “turn the depression angle upward”, Alternatively, a message such as “Please turn down the corner” is displayed. As a result, the operator can set the actual depression angle within the target depression angle based on the display content.

(2)ピントの判定について
本発明のピント判定部17は、画像取得部11を介して取り込んだカメラ画像から、ピントの合否を判定する。ピント判定部17は、例えば、以下のような方法により、基準映像を用いなくても、画像のコントラストを閾値判定することで、ピントの合否を判定できる。
(2) Determination of Focus The focus determination unit 17 of the present invention determines whether or not the focus is acceptable from the camera image captured via the image acquisition unit 11. For example, the focus determination unit 17 can determine whether or not focus is achieved by determining the threshold of the contrast of the image without using the reference video by the following method.

ピント判定部17による具体的なピントの合否判定方法を、図3を用いて説明する。図3は、本発明の実施の形態1におけるピント判定部17によるピントの合否判定に関する説明図である。
(手順1)図3(a)に示したように、画像を水平方向にスキャンし、輝度の変化を調べる。
A specific focus pass / fail determination method by the focus determination unit 17 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram relating to focus determination by the focus determination unit 17 according to Embodiment 1 of the present invention.
(Procedure 1) As shown in FIG. 3A, the image is scanned in the horizontal direction and the change in luminance is examined.

(手順2)図3(b)に示したように、輝度勾配が最大となる点を求め、その点での勾配の大きさがあらかじめ設定された許容閾値よりも小さければ、ピントがずれていると判定する。
(手順3)ピントがずれていると判定した場合には、ピント判定部17は、表示制御部18を介して表示部2に対して、「ピントがずれているので調整して下さい」といったメッセージを表示させることで、作業者に対して、ピント調整を促すことができる構成となっている。
(Procedure 2) As shown in FIG. 3B, a point at which the luminance gradient is maximized is obtained, and if the gradient at that point is smaller than a preset allowable threshold, the focus is shifted. Is determined.
(Procedure 3) When it is determined that the focus is out of focus, the focus determination unit 17 notifies the display unit 2 via the display control unit 18 that “adjust the focus because it is out of focus”. Is displayed to prompt the operator to adjust the focus.

(3)歪みパラメータの推定について
レンズ歪みをもつカメラ1によって直線状の物体を撮影すると、歪みの影響により、直線部分が曲線として写る。一方、かご内カメラ1は、一般に広角であるため、歪みが大きくなる。そこで、本発明では、歪みパラメータ推定部12および歪み補正部13の働きにより、歪み補正機能を実現している。
(3) Estimation of distortion parameters When a linear object is photographed by the camera 1 having lens distortion, the straight line portion appears as a curve due to the influence of distortion. On the other hand, since the in-car camera 1 is generally wide-angle, distortion increases. Therefore, in the present invention, the distortion correction function is realized by the functions of the distortion parameter estimation unit 12 and the distortion correction unit 13.

エレベータの場合には、かご内の構造物が主に直線で構成されていることを利用し、画像中の曲線が直線になるような歪みパラメータを算出することが可能となる。そこで、例えば、参考文献(F. Devernay and O. Faugeras. Straight lines have to be straight Automatic calibration and removal of distortion from scenes of structured environments. Machine Vision and Applications. Vol.13, pp.14-24, 2001.)に示されている従来技術を適用することで、画像から抽出された、本来は直線となるべき曲線部のエッジを折れ線近似し、折れ線に直線を当てはめたときの二乗誤差が最小になるような歪みパラメータを、1枚の画像から求めることができる。   In the case of an elevator, it is possible to calculate a distortion parameter such that a curve in an image becomes a straight line by utilizing the fact that the structure in the car is mainly composed of a straight line. Therefore, for example, reference (F. Devernay and O. Faugeras. Straight lines have to be straight Automatic calibration and removal of distortion from scenes of structured environments. Machine Vision and Applications. Vol.13, pp.14-24, 2001. By applying the prior art shown in Fig. 2), the edge of the curved line that should be a straight line extracted from the image is approximated by a polygonal line, and the square error when fitting the straight line to the polygonal line is minimized. Can be obtained from a single image.

すなわち、歪みパラメータ推定部12は、エレベータかご内をカメラ1で撮影した画像から、以下のような手順により歪みパラメータを推定することで、あらかじめパラメータを与えておくことを不要としている。また、歪みを除去することにより、後述するように、消失点検出処理の精度が上がる利点もある。   That is, the distortion parameter estimation unit 12 eliminates the need to give parameters in advance by estimating the distortion parameters from the image taken by the camera 1 in the elevator car according to the following procedure. Further, by removing the distortion, there is an advantage that the accuracy of the vanishing point detection process is improved as will be described later.

<歪み補正手順>
歪みのない理想的な画像の点(xu、yu)が、歪みのあるレンズによって(xd、yd)に移されるとする。この場合、両座標値は、下式(1)によって関係付けられる。
<Distortion correction procedure>
Assume that an ideal image point (xu, yu) without distortion is moved to (xd, yd) by a distorted lens. In this case, both coordinate values are related by the following equation (1).

Figure 0006210946
Figure 0006210946

歪み補正を行うには、上式(1)のK1、cx、cyの推定が必要となる。そこで、これらを、総称して歪みパラメータと呼ぶ。歪みパラメータを推定することにより、歪み補正が可能となる。より複雑なモデルを考えることもあるが、実用上は、上式(1)による簡略化したモデルでも十分であることが知られている。   In order to perform distortion correction, it is necessary to estimate K1, cx, and cy in the above equation (1). Therefore, these are collectively referred to as distortion parameters. By estimating the distortion parameter, the distortion can be corrected. Although a more complicated model may be considered, it is known that a simplified model according to the above equation (1) is sufficient in practice.

図4は、本発明の実施の形態1における歪み補正の説明図である。図4(a)は、画像取得部11がカメラ1を介して取得した画像(原画像)であり、歪みが存在している。そして、図4(b)は、参考文献に記載されているような従来技術により、本来は直線部分である箇所を、折れ線として抽出した画像である。さらに、図4(c)は、上式(1)により算出した歪みパラメータを用いて、歪み補正を行った後の画像である。   FIG. 4 is an explanatory diagram of distortion correction in the first embodiment of the present invention. FIG. 4A shows an image (original image) acquired by the image acquisition unit 11 via the camera 1 and there is distortion. FIG. 4B is an image in which a portion that is originally a straight line portion is extracted as a broken line by a conventional technique as described in a reference document. Further, FIG. 4C is an image after performing distortion correction using the distortion parameter calculated by the above equation (1).

(4)消失点の検出について
歪み補正済みのかご内画像から、ドアやかご枠の直線を抽出すると、これらの直線群が(画像の下方の)一点で交わる。このような点を消失点と呼ぶ。図5は、本発明の実施の形態1における消失点に関する説明図である。このような消失点の上下方向の位置については、以下の特徴がある。
(4) About vanishing point detection When a straight line of a door or a car frame is extracted from a distortion-corrected in-car image, these straight line groups intersect at a single point (below the image). Such a point is called a vanishing point. FIG. 5 is an explanatory diagram relating to the vanishing point in the first embodiment of the present invention. Such a position of the vanishing point in the vertical direction has the following characteristics.

<消失点の上下位置の特徴>
・カメラ1から壁、あるいは扉5までの距離には依存しない。
・カメラ1の設置高さには依存しない。
・カメラ1の俯角に依存する。
・カメラ1の焦点距離に依存する。
<Features of the upper and lower positions of the vanishing point>
-It does not depend on the distance from the camera 1 to the wall or the door 5.
-It does not depend on the installation height of the camera 1.
Depends on the depression angle of camera 1.
Depends on the focal length of the camera 1

従って、カメラ1の焦点距離だけを与えれば、消失点の位置からカメラの俯角を推定できることとなる。ここで、消失点の位置とカメラ俯角との関係は、カメラの焦点位置に応じて、あらかじめテーブル化して与えてもよいし、モデル化して与えてもよい。   Therefore, if only the focal length of the camera 1 is given, the depression angle of the camera can be estimated from the position of the vanishing point. Here, the relationship between the position of the vanishing point and the camera depression angle may be given in the form of a table in advance or modeled according to the focal position of the camera.

そこで、俯角推定部15は、歪み補正部13から取得した歪み補正済みの画像から消失点の位置を算出する。さらに、俯角推定部15は、あらかじめ記憶されたカメラの焦点距離に関する値と、算出した消失点の位置から、カメラ俯角を得ることができる。   Therefore, the depression angle estimation unit 15 calculates the position of the vanishing point from the distortion-corrected image acquired from the distortion correction unit 13. Further, the depression angle estimation unit 15 can obtain the depression angle of the camera from the value regarding the focal length of the camera stored in advance and the position of the calculated vanishing point.

図6は、本発明の実施の形態1におけるエレベータかご内カメラの画角調整方法を示すフローチャートである。上述した内容を整理すると、本発明のエレベータかご内カメラの画角調整装置は、図6のフローチャートに従って以下の一連の手順を実行することで、カメラの画角調整を容易に行うことができる。   FIG. 6 is a flowchart showing the angle-of-view adjustment method for the elevator car camera according to Embodiment 1 of the present invention. In summary, the angle-of-view adjustment apparatus for an elevator car camera according to the present invention can easily adjust the angle of view of the camera by executing the following series of procedures according to the flowchart of FIG.

(ステップS1)ピント調整処理
ピント判定部17は、画像取得部11を介してカメラ1から取得したかご内画像の輝度変化から勾配最大点を求め、ピントを定量評価する。なお、先の図3は、かご内画像の水平方向の輝度変化から勾配最大点を求める場合を例示したものである。そして、ピント判定部17は、勾配最大点における勾配が、所定の閾値よりも小さい場合には、表示制御部18を介して、「ピントがずれているので調整して下さい」といったメッセージを表示部2に表示させることで、作業者に対してピント調整を促す。
(Step S1) Focus Adjustment Processing The focus determination unit 17 obtains the maximum gradient point from the luminance change of the in-car image acquired from the camera 1 via the image acquisition unit 11, and quantitatively evaluates the focus. FIG. 3 shows an example of obtaining the maximum gradient point from the luminance change in the horizontal direction of the in-car image. When the gradient at the maximum gradient point is smaller than the predetermined threshold value, the focus determination unit 17 displays a message such as “Please adjust because the focus is out of alignment” via the display control unit 18. 2 is displayed to prompt the operator to adjust the focus.

この結果、作業者は、表示内容に基づく調整作業により、所定の閾値よりも大きい勾配を有するレベルになるように、カメラのピントを容易に調整することができる。なお、このピント調整処理は、必須の構成ではなく、あらかじめピント調整が実施済みであるか、オートフォーカス機能付きのカメラ、あるいは焦点深度の深いカメラを使用する場合などは、この機能を省略することも可能である。   As a result, the operator can easily adjust the focus of the camera so that the level of the gradient is greater than a predetermined threshold by the adjustment work based on the display content. Note that this focus adjustment process is not an indispensable component, and this function is omitted if focus adjustment has been performed in advance, or if a camera with an autofocus function or a camera with a deep focal depth is used. Is also possible.

(ステップS2)原画像の歪み補正処理
歪みパラメータ推定部12は、ピント調整実施後の原画像から、参考文献に開示されたような従来技術を利用して、曲線部の折れ線近似を直線化するための歪みパラメータを、上式(1)を用いて推定する。さらに、歪み補正部13は、歪みパラメータ推定部12により算出された歪みパラメータを用いて原画像を補正し、補正済み画像を出力する。
(Step S2) Original Image Distortion Correction Processing The distortion parameter estimation unit 12 linearizes the polygonal line approximation of the curved portion from the original image after the focus adjustment by using the conventional technique disclosed in the reference literature. The distortion parameter is estimated using the above equation (1). Further, the distortion correction unit 13 corrects the original image using the distortion parameter calculated by the distortion parameter estimation unit 12, and outputs a corrected image.

(ステップS3)補正済み画像に基づく現状の俯角推定処理
俯角推定部15は、歪み補正部13から取得した歪み補正済みの画像から消失点の位置を算出する。さらに、俯角推定部15は、あらかじめデータ記憶部14に記憶されたカメラの焦点距離に関する値と、算出した消失点の位置から、現状のカメラの俯角を推定する。
(Step S <b> 3) Current depression angle estimation process based on the corrected image The depression angle estimation unit 15 calculates the position of the vanishing point from the distortion-corrected image acquired from the distortion correction unit 13. Further, the depression angle estimation unit 15 estimates the depression angle of the current camera from the value regarding the focal length of the camera stored in the data storage unit 14 in advance and the calculated position of the vanishing point.

(ステップS4)俯角の調整処理
目標俯角比較部16は、俯角推定部15により推定された現状のカメラ1の俯角が、あらかじめ設定された目標俯角の範囲に入っているか否かを判定する。そして、目標俯角比較部16は、推定結果が目標俯角の範囲を逸脱している場合には、表示制御部18を介して表示部2に対して、「俯角を上に向けて下さい」、あるいは「俯角を下に向けて下さい」といったメッセージを表示させることで、作業者に対して俯角調整を促す。この結果、作業者は、表示内容に基づく調整作業により、目標俯角の範囲に収まるように、カメラの俯角を容易に調整することができる。
(Step S <b> 4) Depression Angle Adjustment Processing The target depression angle comparison unit 16 determines whether or not the current depression angle of the camera 1 estimated by the depression angle estimation unit 15 is within a preset target depression angle range. Then, the target depression angle comparing unit 16 “please make the depression angle upward” with respect to the display unit 2 via the display control unit 18 when the estimation result deviates from the range of the target depression angle, or Displaying a message such as “Please turn the depression angle downward” prompts the operator to adjust the depression angle. As a result, the operator can easily adjust the depression angle of the camera so as to be within the target depression angle range by the adjustment work based on the display content.

以上のように、実施の形態1によれば、作業者は、ピント調整処理、歪み補正処理、現状の俯角推定処理、および俯角の調整処理を、必要に応じて表示されるメッセージに従って順次行うことで、適切な俯角調整を容易に実施することができる。また、現地で入力すべきパラメータはなく、焦点距離をあらかじめ設定しておくだけで、表示内容に従って、個人差なく、一定レベルを満たす俯角調整が実現できる。   As described above, according to the first embodiment, the operator sequentially performs the focus adjustment process, the distortion correction process, the current depression angle estimation process, and the depression angle adjustment process according to the displayed message as necessary. Thus, appropriate depression angle adjustment can be easily performed. In addition, there is no parameter to be input locally, and by simply setting the focal length in advance, it is possible to achieve depression adjustment satisfying a certain level without individual differences according to the display contents.

1 カメラ、2 表示部、11 画像取得部、12 パラメータ推定部、13 歪み補正部、14 データ記憶部、15 俯角推定部、16 目標俯角比較部、17 ピント判定部、18 表示制御部。   Reference Signs List 1 camera, 2 display unit, 11 image acquisition unit, 12 parameter estimation unit, 13 distortion correction unit, 14 data storage unit, 15 depression angle estimation unit, 16 target depression angle comparison unit, 17 focus determination unit, 18 display control unit

Claims (3)

エレベータのかご内に設置されたカメラを介してかご内画像を取得する画像取得部と、
前記かご内画像から歪みパラメータを推定する歪みパラメータ推定部と、
前記歪みパラメータ推定部により推定された前記歪みパラメータを用いて、前記かご内画像から歪み補正後の画像を生成する歪み補正部と、
前記歪み補正部で生成された前記歪み補正後の画像から、現状のカメラ俯角を推定する俯角推定部と、
前記俯角推定部により推定された前記現状のカメラ俯角と、あらかじめ設定された目標俯角との比較を行い、前記現状のカメラ俯角が前記目標俯角の範囲内であるか否かにより俯角合否判定を行う目標俯角比較部と、
前記目標俯角比較部による前記俯角合否判定の結果が不合格の場合には、俯角を調整すべき方向を規定するメッセージを表示部に表示させ、作業者に適切な方向への俯角調整を促す表示制御部と
を備え、
前記歪みパラメータ推定部は、前記かご内画像に含まれる本来は直線部であるべき部分が曲線として取得されている部分を抽出し、抽出された部分を歪みのない直線とするような変換係数として、前記歪みパラメータを推定し、
前記俯角推定部は、前記歪み補正後の画像から複数の直線部分を抽出し、前記複数の直線部分の交点である消失点の位置を算出し、あらかじめ設定された前記カメラの焦点距離と、算出した前記消失点の位置とに基づいて、前記カメラの俯角を推定する
エレベータかご内カメラの画角調整装置。
An image acquisition unit for acquiring an in-car image via a camera installed in the elevator car;
A distortion parameter estimation unit for estimating a distortion parameter from the in-car image;
A distortion correction unit that generates an image after distortion correction from the in-car image using the distortion parameter estimated by the distortion parameter estimation unit;
A depression angle estimation unit that estimates a current camera depression angle from the image after distortion correction generated by the distortion correction unit;
The present camera depression angle estimated by the depression angle estimation unit is compared with a preset target depression angle, and a depression angle acceptance / rejection determination is performed based on whether the current camera depression angle is within the range of the target depression angle. A target depression angle comparison unit;
In a case where the result of the acceptance angle acceptance / rejection determination by the target depression angle comparison unit is unacceptable, a message for defining the direction in which the depression angle should be adjusted is displayed on the display unit, and a display prompting the operator to adjust the depression angle in an appropriate direction A control unit and
The distortion parameter estimation unit extracts a portion where the portion that should originally be a straight line portion included in the in-car image is acquired as a curve, and converts the extracted portion into a straight line without distortion. Estimating the distortion parameters;
The depression angle estimation unit extracts a plurality of straight line portions from the image after distortion correction, calculates a position of a vanishing point that is an intersection of the plurality of straight line portions, and calculates a focal length of the camera set in advance. An angle-of-view adjustment device for an elevator car camera that estimates a depression angle of the camera based on the position of the vanishing point.
請求項1に記載のエレベータかご内カメラの画角調整装置において、
前記画像取得部で取得された前記かご内画像について、輝度変化の最大勾配が、所定のしきい値勾配よりも大きくなるか否かで前記画像のピントの合否を判定するピント判定部
をさらに備え、
前記表示制御部は、前記ピント判定部によりピントの判定結果が不合格の場合には、ピントを調整すべきことを知らせるメッセージを前記表示部に表示させ、作業者にピント調整を促し、
前記歪みパラメータ推定部は、ピント調整後の前記かご内画像から歪みパラメータを推定し、
前記歪み補正部は、前記歪みパラメータ推定部により推定された前記歪みパラメータを用いて、ピント調整後の前記かご内画像から歪み補正後の画像を生成する
エレベータかご内カメラの画角調整装置。
In the elevator angle-of-view camera adjusting device according to claim 1,
A focus determination unit that determines whether the image is in focus or not based on whether or not the maximum gradient of the luminance change of the in-car image acquired by the image acquisition unit is greater than a predetermined threshold gradient; ,
When the focus determination result by the focus determination unit is unacceptable, the display control unit displays a message notifying that the focus should be adjusted on the display unit, and prompts the operator to adjust the focus.
The distortion parameter estimation unit estimates a distortion parameter from the in-car image after focus adjustment,
The distortion correction unit generates an image after distortion correction from the in-car image after focus adjustment using the distortion parameter estimated by the distortion parameter estimation unit.
エレベータのかご内に設置されたカメラを介して取得したかご内画像から、現状のカメラ俯角を推定し、推定した前記現状のカメラ俯角が目標俯角の範囲内でない場合には、適切な方向に俯角調整を行うように作業者を促す機能を実現するためのエレベータかご内カメラの画角調整方法であって、
前記カメラを介してかご内画像を取得する画像取得ステップと、
前記かご内画像から歪みパラメータを推定する歪みパラメータ推定ステップと、
前記歪みパラメータ推定ステップにより推定された前記歪みパラメータを用いて、前記かご内画像から歪み補正後の画像を生成する歪み補正ステップと、
前記歪み補正ステップで生成された前記歪み補正後の画像から、現状のカメラ俯角を推定する俯角推定ステップと、
前記俯角推定ステップにより推定された前記現状のカメラ俯角と、あらかじめ記憶部に設定された目標俯角との比較を行い、前記現状のカメラ俯角が前記目標俯角の範囲内であるか否かにより俯角合否判定を行う目標俯角比較ステップと、
前記目標俯角比較ステップによる前記俯角合否判定の結果が不合格の場合には、俯角を調整すべき方向を規定するメッセージを表示部に表示させ、作業者に適切な方向への俯角調整を促す表示制御ステップと
を備え、
前記歪みパラメータ推定ステップは、前記かご内画像に含まれる本来は直線部であるべき部分が曲線として取得されている部分を抽出し、抽出された部分を歪みのない直線とするような変換係数として、前記歪みパラメータを推定し、
前記俯角推定ステップは、前記歪み補正後の画像から複数の直線部分を抽出し、前記複数の直線部分の交点である消失点の位置を算出し、あらかじめ前記記憶部に設定された前記カメラの焦点距離と、算出した前記消失点の位置とに基づいて、前記カメラの俯角を推定する
エレベータかご内カメラの画角調整方法。
The current camera depression angle is estimated from the in-car image acquired via the camera installed in the elevator car, and if the estimated current camera depression angle is not within the target depression angle, the depression angle is set in an appropriate direction. A method for adjusting the angle of view of a camera in an elevator car for realizing a function of prompting an operator to perform adjustment,
An image acquisition step of acquiring an in-car image via the camera;
A distortion parameter estimation step for estimating a distortion parameter from the in-car image;
Using the distortion parameter estimated by the distortion parameter estimation step, a distortion correction step of generating an image after distortion correction from the in-car image;
A depression angle estimation step for estimating a current camera depression angle from the image after distortion correction generated in the distortion correction step;
A comparison is made between the current camera depression angle estimated in the depression angle estimation step and a target depression angle set in advance in the storage unit, and whether or not the depression angle is acceptable depending on whether or not the current camera depression angle is within the range of the target depression angle. A target depression angle comparison step for performing the determination;
If the result of the acceptance angle acceptance / rejection determination by the target depression angle comparison step is unsuccessful, a message that defines the direction in which the depression angle should be adjusted is displayed on the display unit, and a display that prompts the operator to adjust the depression angle in an appropriate direction A control step and
The distortion parameter estimation step extracts a portion where the portion that should originally be a straight line portion included in the in-car image is acquired as a curve, and converts the extracted portion into a straight line without distortion. Estimating the distortion parameters;
The depression angle estimating step extracts a plurality of straight line portions from the image after distortion correction, calculates a position of a vanishing point that is an intersection of the plurality of straight line portions, and sets the focal point of the camera previously set in the storage unit An angle-of-view adjustment method for a camera in an elevator car that estimates a depression angle of the camera based on a distance and the calculated position of the vanishing point.
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