JPH09145337A - Method for determining angle of depression in image pickup unit - Google Patents

Method for determining angle of depression in image pickup unit

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JPH09145337A
JPH09145337A JP7328166A JP32816695A JPH09145337A JP H09145337 A JPH09145337 A JP H09145337A JP 7328166 A JP7328166 A JP 7328166A JP 32816695 A JP32816695 A JP 32816695A JP H09145337 A JPH09145337 A JP H09145337A
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JP
Japan
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image
depression angle
correlation value
depression
calculated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7328166A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Imanishi
勝之 今西
Mare Kitagawa
希 北川
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09145337A publication Critical patent/JPH09145337A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine the angle of depression which fluctuates due to pitching of a pair of image pickup units for image detector calculating the distance from a pair of image to an object accurately through a simple method. SOLUTION: The pavement parallax of image is previously calculated optogeometrically for a plurality of angles of depression within a predetermined range. On the other hand, a correlation value is calculated from the difference between a translated image and other image. Using the movement of translation for the minimum correlation value as a parallax, a correlation value obtained during the process for calculating the distance to object, where the pavement parallax calculated for each angle of depression is equal to the movement of translation of one image at the time of calculating a correlation value, is multivalued (Step 103). Variation is then calculated for the angle of depression of multivalued correlation value and the angle of depression for maximum variation is determined as the angle of depression of image pickup unit (Step 104).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は前方の物体を検出す
る物体検出装置に備えられ、車両等に搭載されて用いら
れる撮像装置の俯角決定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining a depression angle of an image pickup device which is provided in an object detection device for detecting an object in front and is mounted on a vehicle and used.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両等にCCDカメラ等の撮像装置を搭
載して前方の画像を得、前方の物体を検出して障害物回
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。
2. Description of the Related Art Development of a system for mounting an image pickup device such as a CCD camera on a vehicle or the like to obtain a front image, detecting an object in front, and enabling automatic traveling such as obstacle avoidance However, in this case, the image may be vertically shaken due to pitching of the vehicle or the like, and accurate front recognition may not be possible. Therefore, a countermeasure such as providing a pitching sensor or detecting the vertical displacement of the vanishing points of the parallel lane marks on the traveling road surface on the image to know the pitching amount of the vehicle and make a correction can be considered.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ピッチングセ
ンサでは俯角の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。
However, since the absolute amount of depression angle cannot be detected by the pitching sensor, it is necessary to readjust each time the posture of the vehicle changes due to luggage loading or the like. Further, the detection by the lane mark is also lacking in generality because the condition that the lane mark exists on the traveling road surface is required.

【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。
As a method for detecting the attitude angle of a vehicle, an adaptive digital filter is applied to image data (Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, March 1992, Vol.
J75-D-II No. 3 P. 490 to 499), etc., but since complicated calculations are required, the calculation load of the microcomputer mounted on the vehicle becomes large.

【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。
The present invention solves such a problem, and provides a depression angle determining method for an image pickup apparatus which can easily and accurately calculate the pitching absolute amount of a vehicle and the like without being influenced by the running condition. To aim.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、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平面画
像を得、各平面画像の中の解析領域について、左右方向
に所定の移動量だけ平行移動した一方の平面画像と他方
の平面画像の間の差分から相関値を計算し、相関値の上
記移動量に対する変化から解析領域内に捉えられた対象
物の視差を得、対象物との距離を計算して対象物を検出
する物体検出装置の上記撮像装置の俯角決定方法におい
て、上記解析領域内の路面視差を、所定範囲内の複数の
俯角について予め算出しておき、上記相関値のうち、相
関値の算出時に平面画像を平行移動せしめた移動量と、
上記各俯角について算出した路面視差とが同じである相
関値を多値化し、次いで多値化した上記相関値の俯角に
対する変化量を算出して、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ようにした(請求項
1)。
According to the present invention, a plane image is obtained by a pair of image pickup devices which are arranged at regular intervals on the left and right sides, and an analysis area in each plane image is moved by a predetermined amount in the horizontal direction. The correlation value is calculated from the difference between the one plane image and the other plane image that are translated in parallel, and the parallax of the object captured in the analysis region is obtained from the change in the correlation value with respect to the movement amount. In the depression angle determination method of the imaging device of the object detection device for detecting the object by calculating the distance of, the road surface parallax in the analysis region, is calculated in advance for a plurality of depression angles in a predetermined range, the correlation value Of these, the amount of movement that the plane image is translated in parallel when calculating the correlation value,
The correlation value having the same road surface parallax calculated for each depression angle is multivalued, and then the change amount of the multivalued correlation value with respect to the depression angle is calculated, and the depression angle when the change amount becomes maximum is imaged. The depression angle of the device is determined (Claim 1).

【0007】撮像装置の俯角を対象物との距離の計算の
過程で得られる相関値を用いるだけで求めることがで
き、画像処理が一切不要となる。
The depression angle of the image pickup device can be obtained only by using the correlation value obtained in the process of calculating the distance from the object, and no image processing is required.

【0008】本発明方法は、上記解析領域を少なくとも
上下方向に複数の小解析領域に区画し、図1に示すよう
に小解析領域ごとに多値化した上記相関値を、解析領域
全域について加算し(ステップ102,103)、俯角
に対する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(ステップ104)ようにした(請求
項2)。
According to the method of the present invention, the analysis area is divided into a plurality of sub-analysis areas at least in the vertical direction, and the correlation values multivalued for each sub-analysis area as shown in FIG. Then, the depression angle at which the amount of change with respect to the depression angle is maximum is determined as the depression angle of the image pickup device (step 104) (claim 2).

【0009】相関値を小解析領域ごとに局所的に求める
ので複雑な平面画像に対しても精度良好に撮像装置の俯
角が得られる。
Since the correlation value is locally obtained for each small analysis area, the depression angle of the image pickup device can be obtained with good accuracy even for a complicated planar image.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図2、図3に本発明の俯角決定方
法を実施する物体検出装置の構成図を示す。撮像装置た
るステレオ画像撮像装置1は、車両V(図3)の左右位
置に一対のCCDカメラを水平な路面に対して平行に車
両前方に向けて同一高さh(mm)で設けたもので、車両
前方の平面画像を各CCDカメラからそれぞれ左カメラ
画像保存メモリ21、右カメラ画像保存メモリ22に入
力するようになっており、入力した平面画像は左カメラ
画像保存メモリ21、右カメラ画像保存メモリ22で一
時、保存され、制御周期ごとに更新されるようになって
いる。左カメラ画像保存メモリ21、右カメラ画像保存
メモリ22で保存される平面画像のデータを入力として
距離算出回路3が設けてあり、上記2つの平面画像の相
関値にもとずいて対象物の視差を算出し、カメラが捉え
た平面画像の中の対象物までの距離を算出するようにな
っている。距離算出回路3で算出された距離のデータ
は、これを一時保存する距離データ保存メモリ4を介し
てマイクロコンピュータ6に入力するようになってい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 2 and 3 are block diagrams of an object detecting apparatus for carrying out the depression angle determining method of the present invention. The stereo image pickup device 1 which is an image pickup device is provided with a pair of CCD cameras at the left and right positions of the vehicle V (FIG. 3) at the same height h (mm) parallel to the horizontal road surface toward the front of the vehicle. The plane image in front of the vehicle is input from each CCD camera to the left camera image storage memory 21 and the right camera image storage memory 22, respectively, and the input plane image is stored in the left camera image storage memory 21 and the right camera image storage. It is temporarily stored in the memory 22 and is updated every control cycle. A distance calculation circuit 3 is provided with the data of the plane images stored in the left camera image storage memory 21 and the right camera image storage memory 22 as an input, and the parallax of the object is obtained based on the correlation value of the two plane images. Is calculated, and the distance to the object in the plane image captured by the camera is calculated. The distance data calculated by the distance calculation circuit 3 is input to the microcomputer 6 via the distance data storage memory 4 which temporarily stores the data.

【0011】一方、距離算出回路3で算出される上記相
関値は、該相関値を一時保存する相関値データ保存メモ
リ5を介してマイクロコンピュータ6に入力するように
なっている。
On the other hand, the correlation value calculated by the distance calculating circuit 3 is input to the microcomputer 6 via the correlation value data storage memory 5 which temporarily stores the correlation value.

【0012】上記物体検出装置の作動とともに本発明方
法を説明する。
The method of the present invention will be described together with the operation of the above object detecting apparatus.

【0013】ステレオ画像撮像装置1で得られた左側の
平面画像、右側の平面画像は左カメラ画像保存メモリ2
1、右カメラ画像保存メモリ22に入力し、一時保存さ
れる。保存された左側および右側の平面画像(以下、単
に画像という)A,Bのデータが距離算出回路3に読み
込まれる。この画像A,Bを図4の(1)、(2)に示
す。説明の便宜のため、図のように水平方向にx座標
(画面の左端からの画素数(ドット))、垂直方向にy
座標(画面の上端からの画素数(ドット))を設定す
る。画像は画面全体の領域(0,0)〜(512,24
0)のうち、領域(50,100)〜(450,24
0)が距離の算出の対象領域である横幅400ドット、
縦幅140ドットの解析領域となっている。解析領域は
碁盤状に横幅4ドット、縦幅4ドットの図示しない小解
析領域に区画されている。各小解析領域には便宜上の番
地が付されている。図中、Oは立体物であり、水平路面
Gは水平線H上に消失点Mを有している。視差のため左
側の画像Aは右側の画像Bに対して全体にやや右側に寄
っている。
The left-side plane image and the right-side plane image obtained by the stereo image pickup device 1 are the left camera image storage memory 2.
1, input to the right camera image storage memory 22 and temporarily stored. The stored left and right plane images (hereinafter, simply referred to as images) A and B data are read into the distance calculation circuit 3. The images A and B are shown in (1) and (2) of FIG. For convenience of explanation, as shown in the figure, the x coordinate is horizontal (the number of pixels (dots) from the left edge of the screen), and y is vertical.
Set the coordinates (the number of pixels (dots) from the top edge of the screen). The image is the area (0, 0) to (512, 24) of the entire screen.
0), regions (50, 100) to (450, 24)
0) is a width calculation target area of 400 dots,
The analysis area has a vertical width of 140 dots. The analysis area is divided into a small analysis area (not shown) having a horizontal width of 4 dots and a vertical width of 4 dots in a grid pattern. Addresses are attached to the respective small analysis areas for convenience. In the figure, O is a three-dimensional object, and the horizontal road surface G has a vanishing point M on the horizontal line H. Due to parallax, the image A on the left side is slightly closer to the right side than the image B on the right side.

【0014】距離算出回路3では、読み込んだ左カメラ
画像のデータを所定の移動量z(ドット)だけ左右方向
に平行移動して別の画像のデータに変換する。移動量z
は対象物の視差が取りうる所定の範囲に一定間隔で離散
する変数で、画像の平行移動は各zごとに実行する。
In the distance calculation circuit 3, the read left camera image data is translated in the left-right direction by a predetermined movement amount z (dots) to be converted into another image data. Travel amount z
Is a variable dispersed at a constant interval within a predetermined range in which the parallax of the object can be taken, and the parallel translation of the image is executed for each z.

【0015】各小解析領域で式にしたがって平行移動
した左側の画像データL(x+z,y)と、右カメラ画
像保存メモリ22から読み込んだ右側の画像データR
(x,y)の差分の絶対値を各小解析領域内の画素につ
いて演算し、上記差分の絶対値の和を算出して、小解析
領域ごとに相関値S(z)を得る。
Image data L (x + z, y) on the left side translated in accordance with the equation in each sub-analysis region and image data R on the right side read from the image storage memory 22 for the right camera.
The absolute value of the difference of (x, y) is calculated for the pixels in each small analysis area, the sum of the absolute values of the differences is calculated, and the correlation value S (z) is obtained for each small analysis area.

【0016】[0016]

【数1】 (Equation 1)

【0017】図5は左側の画像Aと右側の画像Bを重ね
合わせたもので、上記2つの画像は対象物の視差だけ左
右にずれている。したがって画像Aの平行移動の移動量
zが小解析領域内に捉えられた対象物の視差に近い程、
平行移動した左側の画像データL(x+z,y)と右側
の画像データR(x,y)とはよく一致し、|L(x+
z,y)−R(x,y)|は0に近づくから、算出した
相関値S(z)と移動量zの関係は図6のように凹状を
なし、平行移動の移動量zが上記対象物の視差と一致す
れば相関値S(z)は最小となる。しかして相関値S
(z)が最小となるzを上記対象物の視差wとする。
FIG. 5 shows the image A on the left side and the image B on the right side superposed on each other. The two images are laterally displaced by the parallax of the object. Therefore, the closer the movement amount z of the parallel movement of the image A is to the parallax of the object captured in the small analysis region,
The image data L (x + z, y) on the left side and the image data R (x, y) on the right side, which are translated, are in good agreement, and | L (x +
Since z, y) -R (x, y) | approaches 0, the relationship between the calculated correlation value S (z) and the movement amount z is concave as shown in FIG. 6, and the movement amount z of the parallel movement is as described above. If it matches the parallax of the object, the correlation value S (z) becomes the minimum. Then the correlation value S
Let z that minimizes (z) be the parallax w of the object.

【0018】図7はステレオ画像撮像装置1の光路図を
示すもので、ステレオ撮像装置1には車両前方に向けて
一定の間隔で設けられた左右一対のレンズ11L,11
Rが配され、その焦点距離f(mm)だけ後方にCCD素
子12L,12Rが配されている。距離算出回路3で
は、幾何光学的に対象物までの距離(以下、物体間距離
という)dを、相関値S(z)の算出で得た上記視差w
から、対象物OのCCD素子12L上の投影像のCCD
素子12Lの中心からの偏差a(ドット)、対象物Oの
CCD素子12R上の投影像のCCD素子12Rの中心
からの偏差b(ドット)、レンズ11L,11Rの基線
長c(mm)、係数k(mm/ドット)として式で算出す
る。 d=k×f×(a+b)/c=kfw/c……
FIG. 7 shows an optical path diagram of the stereo image pickup device 1. In the stereo image pickup device 1, a pair of left and right lenses 11L, 11 are provided at a constant interval toward the front of the vehicle.
R is provided, and CCD elements 12L and 12R are provided behind the focal length f (mm). In the distance calculation circuit 3, the parallax w obtained by calculating the correlation value S (z) from the distance d to the object geometrically (hereinafter referred to as the inter-object distance) is calculated.
From the CCD of the projected image on the CCD element 12L of the object O
Deviation a (dot) from the center of the element 12L, deviation b (dot) from the center of the CCD element 12R of the projected image of the object O on the CCD element 12R, baseline length c (mm) of the lenses 11L and 11R, coefficient It is calculated by the formula as k (mm / dot). d = k × f × (a + b) / c = kfw / c ...

【0019】物体間距離dは各小解析領域ごとに求めら
れ、距離データ保存メモリ4に入力し、解析領域におけ
る物体間距離マップとして保存される。また相関値S
(z)は相関値データ保存メモリ5に入力し、小解析領
域に付された番地および移動量zをインデックスとして
保存される。
The inter-object distance d is obtained for each small analysis area, input to the distance data storage memory 4, and stored as an inter-object distance map in the analysis area. The correlation value S
(Z) is input to the correlation value data storage memory 5, and is stored using the address and movement amount z added to the small analysis area as an index.

【0020】解析領域のすべての小解析領域について上
記相関値S(z)が相関値データ保存メモリ5に保存さ
れると、マイクロコンピュータ6は図1に示すフローチ
ャートにしたがってステレオ画像撮像装置1の俯角の計
算を開始する。計算の開始に当たって、コンピュータ6
のプログラム上に設定された後述する特徴量V(θi)
(i=1〜31)をリセットする。
When the correlation values S (z) are stored in the correlation value data storage memory 5 for all the small analysis areas of the analysis area, the microcomputer 6 follows the flow chart shown in FIG. Start the calculation of. Computer 6 to start calculation
Feature amount V (θi) set on the program of
Reset (i = 1 to 31).

【0021】マイクロコンピュータ6では、予め車両の
ピッチングの計測試験等から俯角が取り得る角度の範囲
であるWs〜Weの範囲について、Mを画像上の消失点
のy座標として式を実行して路面視差r(θi ,yj
)を算出しておく。消失点のy座標Mは,画面の中心
位置のy座標をy0 として下式により算出される。な
おWs,Weはそれぞれ例えば−3°,+3°である。
この俯角が取りうる角度θiは上記所定範囲Ws〜We
のうちで一定間隔で複数選択しておく。例えば−3°〜
+3°の範囲で0.2°間隔とすると、i=1〜31で
ある。またyは100〜240ドットの範囲に小解析領
域の縦幅と同じ4ドット間隔で選択し、j=1〜35で
ある。 r(θi ,yj)=c/h×(yj −M)…… M=y0 −k×f×tanθi ……
The microcomputer 6 executes an equation with M as the y coordinate of the vanishing point on the image for the range of Ws to We, which is the range of angles that the depression angle can take in advance from a vehicle pitching measurement test or the like. Parallax r (θi, yj
) Is calculated. The y coordinate M of the vanishing point is calculated by the following equation with the y coordinate of the center position of the screen as y0. Note that Ws and We are, for example, −3 ° and + 3 °, respectively.
The angle θi that this depression angle can take is in the above-mentioned predetermined range Ws to We.
Among them, a plurality of them are selected at regular intervals. For example, -3 °
When the interval is 0.2 ° in the range of + 3 °, i = 1 to 31. Further, y is selected in the range of 100 to 240 dots at the same 4-dot intervals as the vertical width of the small analysis region, and j = 1 to 35. r ([theta] i, yj) = c / h * (yj-M) ... M = y0-k * f * tan [theta] i.

【0022】式、より知られる如く、路面視差r
(θi ,yj )は俯角θi により変化するとともに、画
像上の垂直位置yj によっても変化する。すなわち、y
j =Mの時に零となり、これよりyj 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。
As is known from the equation, the road surface parallax r
(Θi, yj) changes depending on the depression angle θi and also changes depending on the vertical position yj on the image. That is, y
It becomes zero when j = M, and linearly increases with increasing yj (that is, below the image).

【0023】各y座標yj は小解析領域の縦幅と同じ4
ドット間隔で選択されているから、各y座標yj に対し
てx方向に小解析領域が配列する。解析領域のx方向の
幅は400ドットであるからx方向に配列される上記解
析小領域は100である。y座標yj のときのr(θi
,yj )を読み出し、x方向に配列された100の小
解析領域について順次、相関値S(z)が保存されてい
る相関値データ保存メモリ5からインデックスが当該小
解析領域の番地およびz=r(θi ,yj )である相関
値S(z)を読み出して所定のしきい値で二値化し、V
(θi )に加算していく(ステップ103)。
Each y coordinate yj is the same as the vertical width of the small analysis area, 4
Since the dot intervals are selected, the small analysis regions are arranged in the x direction for each y coordinate yj. Since the width of the analysis area in the x direction is 400 dots, the number of analysis small areas arranged in the x direction is 100. r (θi at the y coordinate yj
, Yj) are read out, and for 100 small analysis areas arranged in the x direction, the index is sequentially stored from the correlation value data storage memory 5 in which the correlation value S (z) is stored and z = r. The correlation value S (z) that is (θi, yj) is read and binarized by a predetermined threshold value, and V
It is added to (θi) (step 103).

【0024】上記100の小解析領域について相関値S
(z)をすべてV(θi )に加算し終わると、次のy座
標yj+1 について同様に、y座標yj+1 に対してx方向
に配列する小解析領域の二値化した相関値S(z)を、
V(θi )にさらに加算し、j=1〜35のすべてのy
座標yj についてV(θi )に二値化した相関値S
(z)を加算する演算を実行する。しかして特徴量V
(θi )として解析領域内における小解析領域すべての
二値化した相関値S(z)の総和が得られる(ステップ
102)。
Correlation value S for the above 100 small analysis areas
When all (z) have been added to V (θi), the binarized correlation value S of the small analysis regions arranged in the x direction with respect to the y coordinate yj + 1 is similarly obtained for the next y coordinate yj + 1. (Z)
Further addition to V (θi), all y for j = 1 to 35
Correlation value S binarized into V (θi) for coordinate yj
An operation for adding (z) is executed. Then the feature value V
The sum of the binarized correlation values S (z) of all the small analysis areas in the analysis area is obtained as (θi) (step 102).

【0025】次いでi=i+1として特徴量V(θi+1
)を同様に計算し、i=1〜31のθi について特徴
量V(θi )を得る(ステップ101)。
Then, the feature quantity V (θi + 1
) Is similarly calculated, and the feature value V (θi) is obtained for θi of i = 1 to 31 (step 101).

【0026】小解析領域は4ドットの縦幅があるから、
小解析領域内の位置により路面視差は異なっている。し
かしながら4ドット程度の範囲では各路面視差はほぼ同
じであり、そのうちの1つである式で算出されるr
(θi ,yj )と見なせる。小解析領域内の位置におけ
る路面視差は式でyj をyに置き換えたr(θi ,
y)であるから、逆にS(z)は近似的に式で表され
るv(θi )と等しい。
Since the small analysis area has a vertical width of 4 dots,
Road parallax differs depending on the position in the small analysis area. However, in the range of about 4 dots, each road surface parallax is almost the same, and r calculated by one of the formulas is r.
It can be regarded as (θi, yj). The road surface parallax at the position within the small analysis region is r (θi, where yj is replaced by y in the equation).
Therefore, S (z) is equal to v (θi) approximately represented by the equation.

【0027】[0027]

【数5】 (Equation 5)

【0028】v(θi )は、式から明らかなように小
解析領域内の各位置について俯角をθi としたときの路
面視差r(θi ,y)だけ左側画像A(図4(1))を
平行移動した画像のデータと右側画像B(図4(2))
のデータの差分の小解析領域内における和である。
As is clear from the equation, v (θi) is the left side image A (FIG. 4 (1)) corresponding to the road surface parallax r (θi, y) when the depression angle is θi at each position in the small analysis region. Data of the translated image and right image B (Fig. 4 (2))
It is the sum within the small analysis area of the difference of the data.

【0029】図8は左側画像Aをその各位置について路
面視差r(θi ,y)だけ平行移動する画像処理をした
画像Cで、図9は画像Cと右側画像Bとの差分画像Dで
ある。θi が真の俯角θr と等しければ、画像C、右側
画像Bの中の路面画像は一致してその差分画像Dの中の
路面画像は図9のように消失し、立体物視差による立体
物の差分のみが現れる。逆に、平行移動の移動量として
のr(θi ,y)が立体物視差と等しければ差分画像D
の中の当該立体物が消失し、路面画像の差分のみが残
る。これをv(θi )や、これを一定のしきい値で二値
化、三値化等したものを解析領域の全域で総和した量
(以下、画像比較変数という)で言えば次のようにな
る。画像比較変数は解析領域に捉えられた路面画像の成
分と立体物画像の成分の和であるが、路面画像の成分は
真の俯角θr で小さな値を取り、その前後では大きな値
となる。一方、立体物成分は真の俯角θr の手前で小さ
な値を取る。
FIG. 8 is an image C obtained by performing image processing for translating the left image A at each position by the road surface parallax r (θi, y), and FIG. 9 is a difference image D between the image C and the right image B. . If θi is equal to the true depression angle θr, the road surface images in the image C and the right image B match, the road surface image in the difference image D disappears as shown in FIG. Only the differences appear. On the contrary, if r (θi, y) as the amount of parallel movement is equal to the three-dimensional object parallax, the difference image D
The three-dimensional object disappears and only the difference of the road surface image remains. This can be expressed in terms of v (θi) and the sum of binarized and ternarized values with a certain threshold value over the entire analysis region (hereinafter referred to as image comparison variable). Become. The image comparison variable is the sum of the road surface image component and the three-dimensional object image component captured in the analysis area. The road surface image component takes a small value at the true depression angle θr, and has a large value before and after that. On the other hand, the three-dimensional object component takes a small value before the true depression angle θr.

【0030】かかる画像比較変数に関し、発明者らはい
ずれの成分も、θi に対する変化量が真の俯角θr で最
大となり、したがって両成分の和である画像比較変数の
θiに対する変化量が真の俯角θr で最大となる性質を
有していることを確認している。しかしてv(θi )と
近似的に一致する上記相関値S(z)を二値化後、解析
領域内にある小解析領域について総和した特徴量V(θ
i )も上記画像比較変数と同じ性質を有しており、その
θi に対する変化量が真の俯角θr で最大となる。
With respect to such an image comparison variable, the inventors have found that the change amount with respect to θi is maximum at the true depression angle θr for all components, and therefore the change amount with respect to θi of the image comparison variable, which is the sum of both components, is the true depression angle. It has been confirmed that it has the maximum property at θr. Then, after the binarization of the correlation value S (z) that approximately matches v (θi), the feature amount V (θ
i) also has the same property as the image comparison variable, and its variation amount with respect to θi is maximum at the true depression angle θr.

【0031】ステップ104では、特徴量V(θi )
(i=1〜35)についてiが連続する特徴量V(θi
)、V(θi+1 )の差分を計算し、上記差分を上記変
化量としてその大きさを比較する。上記差分が最大とな
るθi を真の俯角θr とする(ステップ104)。そし
て次の制御周期では相関値データ保存メモリ5に新たに
保存された相関値S(z)について再び同様のルーチン
が実行される。
At step 104, the feature amount V (θi)
For i (i = 1 to 35), the feature value V (θ i
), V (θi + 1) difference is calculated, and the difference is used as the change amount to compare the magnitudes. The true depression angle θr is set to θi that maximizes the difference (step 104). Then, in the next control cycle, the same routine is executed again for the correlation value S (z) newly stored in the correlation value data storage memory 5.

【0032】図10(1)は特徴量V(θi)と俯角の
取りうる角度θiの、(2)は特徴量V(θi)の上記
変化量と俯角の取りうる角度θiの計算結果の一例を示
すもので、真の俯角θr は最大となる特徴量V(θi)
の変化量から0.4°と求められる。このように本発明
方法によれば画像処理によることなく、距離算出回路3
で距離計算の過程で計算される相関値を用いるだけで俯
角を決定することができる。
FIG. 10A shows an example of the calculation result of the feature amount V (θi) and the angle θi that the depression angle can take, and (2) shows the calculated amount of the change of the feature amount V (θi) and the angle θi that the depression angle can take. And the true depression angle θr is the maximum feature amount V (θi).
From the change amount of, it can be obtained as 0.4 °. As described above, according to the method of the present invention, the distance calculation circuit 3 can be used without performing image processing.
The depression angle can be determined only by using the correlation value calculated in the process of calculating the distance.

【0033】俯角が決定すると、コンピュータ6は距離
データ保存メモリ4から上記物体間距離マップを読み出
し、これを上記俯角にもとずいて補正してピッチング等
があっても前方の正確な状況を知ることができる。
When the depression angle is determined, the computer 6 reads the inter-object distance map from the distance data storage memory 4, corrects it according to the depression angle, and knows the correct situation ahead even if there is pitching or the like. be able to.

【0034】なお特徴量V(θi )の計算は、すべての
相関値データが距離算出回路3から転送されてから実行
するようにしたが、予め路面視差r(θi ,yj )を距
離算出回路3に記憶しておき、距離算出回路3でz=r
(θi ,yj )となる移動量zについて各小解析領域の
相関値S(z)が計算された時点で、その相関値S
(z)をマイクロコンピュータ6に転送してもよい。こ
の場合、相関値S(z)の計算がすべての小解析領域に
ついて終了するのとほぼ同時に真の俯角θr の計算結果
を得ることができる。
The calculation of the characteristic amount V (θi) is executed after all the correlation value data is transferred from the distance calculation circuit 3, but the road surface parallax r (θi, yj) is calculated in advance. In the distance calculation circuit 3 and z = r.
At the time when the correlation value S (z) of each small analysis region is calculated for the movement amount z that is (θi, yj), the correlation value S
(Z) may be transferred to the microcomputer 6. In this case, the calculation result of the true depression angle θr can be obtained almost at the same time when the calculation of the correlation value S (z) is completed for all the small analysis regions.

【0035】また解析領域を小解析領域に区分する仕方
は必ずしも上記のものに限定されるものではなく、本発
明の趣旨に反しない限り任意であり、解析領域を複数の
小解析領域に区分しないで実施することもできる。
Further, the method of dividing the analysis area into the small analysis areas is not limited to the above-mentioned one, and is arbitrary unless it goes against the gist of the present invention, and the analysis area is not divided into a plurality of small analysis areas. Can also be carried out.

【0036】また特徴量V(θi )を計算するに当たり
S(z)を二値化したが、三値化もしくはそれ以上でも
よい。
Although S (z) is binarized in calculating the feature amount V (θi), it may be binarized or more.

【0037】また特徴量の変化量を計算する前に、V
(θi )を移動平均して、ノイズ成分を除去するのもよ
い。
Before calculating the change amount of the feature quantity, V
It is also possible to remove the noise component by performing a moving average of (θi).

【0038】また解析領域の範囲や、取りうる俯角の範
囲等についても本発明の趣旨に反しない限り任意であ
る。
Further, the range of the analysis region, the range of possible depression angles, and the like are arbitrary as long as they do not violate the gist of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明方法を説明するフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart illustrating the method of the present invention.

【図2】本発明方法を適用した装置のブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram of an apparatus to which the method of the present invention is applied.

【図3】路上を走行する上記装置を搭載した車両の側面
図である。
FIG. 3 is a side view of a vehicle equipped with the above device that travels on a road.

【図4】(1)は本発明方法を説明する第1の画像の正
面図であり、(2)は本発明方法を説明する第2の画像
の正面図である。
FIG. 4 (1) is a front view of a first image illustrating the method of the present invention, and (2) is a front view of a second image illustrating the method of the present invention.

【図5】本発明方法を説明する第3の画像の正面図であ
る。
FIG. 5 is a front view of a third image illustrating the method of the present invention.

【図6】本発明方法を説明する第1のグラフである。FIG. 6 is a first graph illustrating the method of the present invention.

【図7】上記装置の要部概要図である。FIG. 7 is a schematic view of a main part of the apparatus.

【図8】本発明方法を説明する第4の画像の正面図であ
る。
FIG. 8 is a front view of a fourth image illustrating the method of the present invention.

【図9】本発明方法を説明する第5の画像の正面図であ
る。
FIG. 9 is a front view of a fifth image illustrating the method of the present invention.

【図10】(1)は本発明方法を説明する第2のグラフ
であり、(2)は本発明方法を説明する第3のグラフで
ある。
FIG. 10 (1) is a second graph illustrating the method of the present invention, and (2) is a third graph illustrating the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステレオ画像撮像装置(撮像装置) 1 Stereo image pickup device (image pickup device)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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平面画像を得、各平面画像の中で
同一位置にある領域を解析領域となし、左右いずれか一
方の平面画像を左右方向に移動量を変えて平行移動せし
め、平行移動した一方の平面画像の解析領域と、他方の
平面画像の解析領域の間の差分から上記2つの解析領域
内の映像の相関値を算出して上記2つの映像の間の相関
を判定し、上記2つの映像の間に最も相関があるときの
上記移動量を解析領域に捉えられた対象物の視差とし
て、解析領域内に捉えられた対象物までの距離を演算し
て、撮像装置の前方にある対象物を検出する物体検出装
置の上記撮像装置の俯角決定方法において、上記解析領
域内の路面視差を、所定範囲内の複数の俯角について予
め算出しておき、上記相関値の中から、相関値の算出時
に平面画像を平行移動せしめた移動量と、上記各俯角に
ついて算出した路面視差とが同じである相関値を多値化
し、多値化した上記相関値の俯角に対する変化量を算出
して、該変化量が最大となる時の俯角を、上記撮像装置
の俯角として決定する撮像装置の俯角決定方法。
1. A plane image is obtained by a pair of image pickup devices provided at regular intervals on the left and right sides, and an area at the same position in each plane image is defined as an analysis area. The amounts of movement in the left and right directions are changed to make parallel movements, and the correlation value of the images in the two analysis areas is calculated from the difference between the parallel movement analysis area of the one plane image and the parallel analysis area of the other plane image. The correlation between the two images is determined, and the movement amount when the correlation between the two images is the most is determined as the parallax of the target captured in the analysis region. In the depression angle determination method of the image pickup device of the object detection device that detects the object in front of the image pickup device by calculating the distance to the object, the road surface parallax in the analysis region, for a plurality of depression angles within a predetermined range Calculate in advance and From the correlation values, the amount of movement of the plane image moved in parallel when calculating the correlation value and the road surface parallax calculated for each depression angle are the same as the multi-valued correlation value, and the multi-valued correlation value A depression angle determination method for an imaging device, which calculates a variation amount with respect to a depression angle, and determines the depression angle when the variation amount is maximum as the depression angle of the imaging device.
【請求項2】 請求項1記載の撮像装置の俯角決定方法
において、上記解析領域を少なくとも上下方向に複数の
小解析領域に区画し、小領域ごとの多値化した上記相関
値の解析領域全域の総和を算出し、該総和の俯角に対す
る変化量が最大となる時の俯角を、上記撮像装置の俯角
として決定する撮像装置の俯角決定方法。
2. The depression angle determination method for an image pickup apparatus according to claim 1, wherein the analysis region is partitioned at least in a vertical direction into a plurality of small analysis regions, and the entire analysis region of the multivalued correlation value is calculated for each small region. Is calculated, and the depression angle when the amount of change with respect to the depression angle of the sum is maximum is determined as the depression angle of the imaging device.
JP7328166A 1995-11-21 1995-11-21 Method for determining angle of depression in image pickup unit Withdrawn JPH09145337A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016138814A (en) * 2015-01-28 2016-08-04 東レ株式会社 Periodic defect inspection method and periodic defect inspection device

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