JPH0948298A - 走行路における対象物位置計測方法 - Google Patents
走行路における対象物位置計測方法Info
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- JPH0948298A JPH0948298A JP7222815A JP22281595A JPH0948298A JP H0948298 A JPH0948298 A JP H0948298A JP 7222815 A JP7222815 A JP 7222815A JP 22281595 A JP22281595 A JP 22281595A JP H0948298 A JPH0948298 A JP H0948298A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 道路に凹凸がある場合においてもこれらを考
慮して対象物までの距離を計測可能とすることにより、
ピッチングの影響を受けずに高精度で対象物位置を計測
できる計測方法を提供する。 【解決手段】 （１）撮影画面内の道路全幅（ｗ）と全
幅までの高さ（ｈ）とを検出し、これらの値と実際の道
路幅（Ｗ）とにより取付高さ（ｔ）を求め、この取付高
さ（ｔ）を使用して対象物位置（Ｌ）を計測する。 （２）撮影画面内の道路消失点（Ｎ）の位置（ｌ∞）を
検出して、これにより取付角（θ）を求め、この取付角
（θ）と画面内での対象物までの距離検出値（ｌ）より
対象物位置（Ｌ）を計測する。
慮して対象物までの距離を計測可能とすることにより、
ピッチングの影響を受けずに高精度で対象物位置を計測
できる計測方法を提供する。 【解決手段】 （１）撮影画面内の道路全幅（ｗ）と全
幅までの高さ（ｈ）とを検出し、これらの値と実際の道
路幅（Ｗ）とにより取付高さ（ｔ）を求め、この取付高
さ（ｔ）を使用して対象物位置（Ｌ）を計測する。 （２）撮影画面内の道路消失点（Ｎ）の位置（ｌ∞）を
検出して、これにより取付角（θ）を求め、この取付角
（θ）と画面内での対象物までの距離検出値（ｌ）より
対象物位置（Ｌ）を計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に
主として搭載され、その走行路における車両から対象物
までの距離を、単眼ＣＣＤカメラにて、道路面の凹凸の
影響を受けずに高精度で計測する方法に関する。
主として搭載され、その走行路における車両から対象物
までの距離を、単眼ＣＣＤカメラにて、道路面の凹凸の
影響を受けずに高精度で計測する方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】車両、特に自動車の走
行路における車両と物体即ち対象物との間の距離を計測
する方法として提案されているものの１つに特開平３−
２７３５００号の技術がある。
行路における車両と物体即ち対象物との間の距離を計測
する方法として提案されているものの１つに特開平３−
２７３５００号の技術がある。
【０００３】この技術は、ビデオカメラで検出された走
行路内の水平エッジ成分を先行車検出手段（１４）で取
り出すことにより車両を検出し、車間距離検出手段（１
５）により、該先行車検出手段（１４）より検出された
水平エッジ成分の画像下端からの長さを用いて先行車
（対象物）までの距離を検出するように構成されてい
る。
行路内の水平エッジ成分を先行車検出手段（１４）で取
り出すことにより車両を検出し、車間距離検出手段（１
５）により、該先行車検出手段（１４）より検出された
水平エッジ成分の画像下端からの長さを用いて先行車
（対象物）までの距離を検出するように構成されてい
る。
【０００４】しかしながら、かかる従来の計測方法にあ
っては、撮像された先行車（対象物）の画像の下端から
の縦方向の長さに基づき車間距離を計測しているため、
平坦路においては充分に高い計測精度を有するが、道路
に凹凸があってカメラの取付地上高やカメラの取付角度
が変化するような場合には、これらを考慮していないた
め計測精度が大幅に低下する。
っては、撮像された先行車（対象物）の画像の下端から
の縦方向の長さに基づき車間距離を計測しているため、
平坦路においては充分に高い計測精度を有するが、道路
に凹凸があってカメラの取付地上高やカメラの取付角度
が変化するような場合には、これらを考慮していないた
め計測精度が大幅に低下する。
【０００５】本発明の目的は、道路に凹凸がある場合に
おいてもこれらを考慮して対象物までの距離を計測可能
とすることにより、あらゆる高低差の道路においても高
精度で対象物位置を計測できる計測方法を提供すること
である。
おいてもこれらを考慮して対象物までの距離を計測可能
とすることにより、あらゆる高低差の道路においても高
精度で対象物位置を計測できる計測方法を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、 （１）路面の凹凸等によるカメラの取付地上高の変動を
考慮して対象物位置を精度良く計測するため、画像上の
道路全幅（ｗ）と全幅までまでの縦方向の長さ（ｈ）と
を検出し、これらの値と実際の道路幅（Ｗ）とにより取
付地上高（ｔ）を求め、この取付地上高（ｔ）を使用し
て対象物位置（Ｌ）を計測する。 （２）ピッチングの影響等のカメラの傾斜の影響を考慮
して対象物位置を精度良く計測するため、画像上の道路
消失点（Ｎ）の位置（ｌ∞）を検出して、これにより取
付角（θ）を求め、この取付角（θ）と画像上での対象
物までの長さ検出値（ｌ）より対象物位置（Ｌ）を計測
する。の２つの技術手段からなるもので、その第１の技
術的手段は、単眼カメラにより車両前方または後方の道
路を撮像して該道路上の対象物までの距離を計測するに
あたり、前記道路全幅を撮像した撮像画像（１０）上に
おける道路全幅（ｗ）と画像（１０）基線から該全幅
（ｗ）の位置までの縦方向の長さ（ｈ）とを検出し、前
記画像上の道路全幅（ｗ）と前記縦方向の長さ（ｈ）と
実際の道路幅（Ｗ）とに基づき、前記カメラの取付地上
高（ｔ）を求めた後、前記カメラ取付地上高（ｔ）と、
前記画像（１０）基線より対象物（２０）までの長さ
（ｌ）と、前記カメラの焦点距離（ｆ）とに基づき、対
象物までの距離を計測することを特徴とするものであ
る。
考慮して対象物位置を精度良く計測するため、画像上の
道路全幅（ｗ）と全幅までまでの縦方向の長さ（ｈ）と
を検出し、これらの値と実際の道路幅（Ｗ）とにより取
付地上高（ｔ）を求め、この取付地上高（ｔ）を使用し
て対象物位置（Ｌ）を計測する。 （２）ピッチングの影響等のカメラの傾斜の影響を考慮
して対象物位置を精度良く計測するため、画像上の道路
消失点（Ｎ）の位置（ｌ∞）を検出して、これにより取
付角（θ）を求め、この取付角（θ）と画像上での対象
物までの長さ検出値（ｌ）より対象物位置（Ｌ）を計測
する。の２つの技術手段からなるもので、その第１の技
術的手段は、単眼カメラにより車両前方または後方の道
路を撮像して該道路上の対象物までの距離を計測するに
あたり、前記道路全幅を撮像した撮像画像（１０）上に
おける道路全幅（ｗ）と画像（１０）基線から該全幅
（ｗ）の位置までの縦方向の長さ（ｈ）とを検出し、前
記画像上の道路全幅（ｗ）と前記縦方向の長さ（ｈ）と
実際の道路幅（Ｗ）とに基づき、前記カメラの取付地上
高（ｔ）を求めた後、前記カメラ取付地上高（ｔ）と、
前記画像（１０）基線より対象物（２０）までの長さ
（ｌ）と、前記カメラの焦点距離（ｆ）とに基づき、対
象物までの距離を計測することを特徴とするものであ
る。
【０００７】さらに具体的には、第１の手段において、
取付地上高（ｔ）及び対象物までの距離（Ｌ）を次の式
により算出する。
取付地上高（ｔ）及び対象物までの距離（Ｌ）を次の式
により算出する。
【０００８】ｔ＝｛(V/2)−ｈ｝（Ｗ／ｗ）
【０００９】Ｌ＝（ｔ×ｆ）／｛（V/2）−ｌ｝
【００１０】ただしV＝画像の縦方向の長さ ｆ＝カメラのレンズの焦点距離 ｌ＝画像上における基線から対象物までの長さ
【００１１】従って前記第１の手段によれば、道路の凹
凸等によりカメラの高さ（ｔ）が変化してもこれを補正
して対象物までの距離（Ｌ）を計測することができるの
で、あらゆる高低差の道路においても対象物位置を正確
に計測することが可能となる。
凸等によりカメラの高さ（ｔ）が変化してもこれを補正
して対象物までの距離（Ｌ）を計測することができるの
で、あらゆる高低差の道路においても対象物位置を正確
に計測することが可能となる。
【００１２】この場合、画像（１０）基線から該全幅
（ｗ）の位置までの縦方向の長さ（ｈ）と前記画像（１
０）基線より対象物（２０）までの長さ（ｌ）とを同一
になるように設定することも可能である。このように構
成すれば、計測、演算処理が簡単化されるとともに、
取付地上高（ｔ）の計測用データと対象物までの距離
（Ｌ）の計測用データとが同期することになるため、車
両の走行による取付地上高（ｔ）の変動の影響を受けず
に対象物位置を計測できる。
（ｗ）の位置までの縦方向の長さ（ｈ）と前記画像（１
０）基線より対象物（２０）までの長さ（ｌ）とを同一
になるように設定することも可能である。このように構
成すれば、計測、演算処理が簡単化されるとともに、
取付地上高（ｔ）の計測用データと対象物までの距離
（Ｌ）の計測用データとが同期することになるため、車
両の走行による取付地上高（ｔ）の変動の影響を受けず
に対象物位置を計測できる。
【００１３】また第２の技術的手段は、単眼カメラによ
り車両前方または後方の道路を撮像して該道路上の対象
物までの距離を計測するにあたり、前記カメラによる
画像（１０）上における道路上消失点（Ｎ）の前記画像
（１０）基線からの縦方向の長さ（ｌ∞）を検出し、該
消失点までの長さ（ｌ∞）と前記カメラの焦点距離
（ｆ）とに基づき前記カメラの取付角（θ）を求め、次
いで前記画像（１０）上における道路全幅（ｗ）と前記
画像（１０）上の基線から該道路全幅（ｗ）までの縦方
向の長さ（ｌｗ）と、実際の道路幅（Ｗ）と前記取付角
（θ）とに基づき前記カメラの取付地上高（ｔ）を求
め、次いで前記取付角（θ）と取付地上高（ｔ）と、画
像（１０）基線から対象物（２０）までの縦方向の長さ
（ｌ）とに基づき対象物（２０）までの距離（Ｌ）を計
測することを特徴とする対象物位置計測方法にある。
り車両前方または後方の道路を撮像して該道路上の対象
物までの距離を計測するにあたり、前記カメラによる
画像（１０）上における道路上消失点（Ｎ）の前記画像
（１０）基線からの縦方向の長さ（ｌ∞）を検出し、該
消失点までの長さ（ｌ∞）と前記カメラの焦点距離
（ｆ）とに基づき前記カメラの取付角（θ）を求め、次
いで前記画像（１０）上における道路全幅（ｗ）と前記
画像（１０）上の基線から該道路全幅（ｗ）までの縦方
向の長さ（ｌｗ）と、実際の道路幅（Ｗ）と前記取付角
（θ）とに基づき前記カメラの取付地上高（ｔ）を求
め、次いで前記取付角（θ）と取付地上高（ｔ）と、画
像（１０）基線から対象物（２０）までの縦方向の長さ
（ｌ）とに基づき対象物（２０）までの距離（Ｌ）を計
測することを特徴とする対象物位置計測方法にある。
【００１４】さらに具体的には、第２の手段においてカ
メラの取付角（θ）、取付地上高（ｔ）及び、対象物ま
での距離（Ｌ）を次の式により算出する。
メラの取付角（θ）、取付地上高（ｔ）及び、対象物ま
での距離（Ｌ）を次の式により算出する。
【００１５】θ＝tan-1［(ｌ∞−V/2)／ｆ］ ｔ＝［ｆsinθ＋｛(V/2)−ｌｗ｝cosθ］×（Ｗ／ｗ）
【００１６】Ｌ＝（［ｆcosθ−{(V/2)−ｌ｝sinθ］／
［ｆsinθ＋｛(V/2)−ｌ｝cosθ］）×ｔ ただしV＝画像（１０）の縦方向の長さ ｆ＝カメラ（１）の焦点距離
［ｆsinθ＋｛(V/2)−ｌ｝cosθ］）×ｔ ただしV＝画像（１０）の縦方向の長さ ｆ＝カメラ（１）の焦点距離
【００１７】従って第２の技術手段によれば、車両のピ
ッチング等によりカメラが傾斜しても、これを補正して
対象物までの距離（Ｌ）を正確に計測を正確に計測する
ことができる。
ッチング等によりカメラが傾斜しても、これを補正して
対象物までの距離（Ｌ）を正確に計測を正確に計測する
ことができる。
【００１８】また前記第２の手段において、好ましく
は、前記画像（１０）における道路消失点（Ｎ）を、該
画像（１０）上の実走行路画像の左右の白線画像をそれ
ぞれ直線近似させ、両近似直線の交点を計測して求める
のがよい。
は、前記画像（１０）における道路消失点（Ｎ）を、該
画像（１０）上の実走行路画像の左右の白線画像をそれ
ぞれ直線近似させ、両近似直線の交点を計測して求める
のがよい。
【００１９】かかる手法によれば、道路消失点（Ｎ）を
簡便な手法で正確に求めることができ、これによって、
カメラの取付角（θ）を精度良く計測することができ
る。
簡便な手法で正確に求めることができ、これによって、
カメラの取付角（θ）を精度良く計測することができ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下図１〜図７を参照して本発明
の実施形態につき詳細に説明する。但し、この実施形態
に記載されている構成要素の寸法、形状、その相対的配
置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範
囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎ
ない。
の実施形態につき詳細に説明する。但し、この実施形態
に記載されている構成要素の寸法、形状、その相対的配
置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範
囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎ
ない。
【００２１】図１は本発明に係る自動車の走行路におけ
る対象物位置の計測システムの構成ブロック図、図２は
本発明の第１実施形態に係る走行路の画像の構成図、図
３は対象物位置計測の模式図である。
る対象物位置の計測システムの構成ブロック図、図２は
本発明の第１実施形態に係る走行路の画像の構成図、図
３は対象物位置計測の模式図である。
【００２２】図１において、１は単眼カメラでＣＣＤセ
ンサにより構成される。３は該カメラ１の画像を後述す
る演算装置（ＣＰＵ）につなげるための処理、あるいは
表示処理を行う画像処理装置、５は走行路における対象
物位置等所要計測データを得るための演算装置（ＣＰ
Ｕ）、６は各種データを記憶する入出力自在の記憶装置
（ＲＡＭ）、７は演算プログラムを記憶する出力専用の
記憶装置（ＲＯＭ）、２は演算あるいは計測結果を表示
する表示装置、４は上記各要素間のデータ伝送を行うシ
ステムバスである。
ンサにより構成される。３は該カメラ１の画像を後述す
る演算装置（ＣＰＵ）につなげるための処理、あるいは
表示処理を行う画像処理装置、５は走行路における対象
物位置等所要計測データを得るための演算装置（ＣＰ
Ｕ）、６は各種データを記憶する入出力自在の記憶装置
（ＲＡＭ）、７は演算プログラムを記憶する出力専用の
記憶装置（ＲＯＭ）、２は演算あるいは計測結果を表示
する表示装置、４は上記各要素間のデータ伝送を行うシ
ステムバスである。
【００２３】上記のように構成された自動車の走行路に
おける対象物位置の計測方法のうち、第１実施形態とし
てのカメラの取付地上高の変動を考慮した計測方法を図
２〜３を参照して以下に説明する。
おける対象物位置の計測方法のうち、第１実施形態とし
てのカメラの取付地上高の変動を考慮した計測方法を図
２〜３を参照して以下に説明する。
【００２４】ＣＣＤカメラ１にて撮像された実走行路画
像は画像処理装置３に入力される。該画像処理装置３で
は、図２に示すように、カメラ１の画像１０に実走行路
画像１１の左右の白線１１ａ、１１ｂが画像ＲＡＭ上に
ＣＣＤピクセルに対応するビットマップデータとして描
かれ、該ビットマップをカウントする事により各種デー
タ領域の縦方向及び横方向の長さが計測できる。
像は画像処理装置３に入力される。該画像処理装置３で
は、図２に示すように、カメラ１の画像１０に実走行路
画像１１の左右の白線１１ａ、１１ｂが画像ＲＡＭ上に
ＣＣＤピクセルに対応するビットマップデータとして描
かれ、該ビットマップをカウントする事により各種デー
タ領域の縦方向及び横方向の長さが計測できる。
【００２５】図２は画像ＲＡＭ上に展開された画像１０
において、ｗは画像１０上において計測しようとする対
象物２０が描かれている実走行路画像１１上の全幅とな
る道路幅、ｈは画像１０の下端基線から前記ｗの位置ま
での縦方向長さ、ｌは上記下端から対象物２０までの縦
方向長さである。
において、ｗは画像１０上において計測しようとする対
象物２０が描かれている実走行路画像１１上の全幅とな
る道路幅、ｈは画像１０の下端基線から前記ｗの位置ま
での縦方向長さ、ｌは上記下端から対象物２０までの縦
方向長さである。
【００２６】また、図３において、カメラ１のレンズ１
９からＬの距離にある物体２００の長さＡは数１で表わ
される。
９からＬの距離にある物体２００の長さＡは数１で表わ
される。
【００２７】
【数１】
【００２８】ここでＡを道路幅（一定値）と考えれば
（１）の比例式が成立つ。 ｔ＝｛(V/2)−ｈ｝（Ｗ／ｗ） （１） 尚、 ｔ＝カメラ１の地面よりの取付地上高 V＝画像１０全領域の縦方向の長さ ｆ＝カメラ１用レンズ１９の焦点距離
（１）の比例式が成立つ。 ｔ＝｛(V/2)−ｈ｝（Ｗ／ｗ） （１） 尚、 ｔ＝カメラ１の地面よりの取付地上高 V＝画像１０全領域の縦方向の長さ ｆ＝カメラ１用レンズ１９の焦点距離
【００２９】従って、図２に示す画像１０における実走
行路画像１１上の道路幅ｗと、画像１０の基線から該ｗ
の位置までの長さｈを計測すれば、上記画像１０の縦方
向の長さV及び実際の道路幅Ｗは既知であるので、
（１）式よりカメラ１の地面よりの取付地上高ｔを算出
することができる。
行路画像１１上の道路幅ｗと、画像１０の基線から該ｗ
の位置までの長さｈを計測すれば、上記画像１０の縦方
向の長さV及び実際の道路幅Ｗは既知であるので、
（１）式よりカメラ１の地面よりの取付地上高ｔを算出
することができる。
【００３０】つぎに図３に徴すると、カメラ１の設定点
つまり車両から対象物２０（物体２０に相当）までの実
走行路距離Ｌは次式で表わされる。
つまり車両から対象物２０（物体２０に相当）までの実
走行路距離Ｌは次式で表わされる。
【００３１】 Ｌ＝ｔ×（ｆ／（V/2−ｌ）） （２）
【００３２】よって、走行路の画像１０毎に、これに描
かれる実走行路画像１１の全幅となる道路幅ｗと、該ｗ
の（１）までの画像基線より対象物までの縦方向の長さ
ｌとを計測して、（１）式によりカメラ１の取付地上高
ｔを求めれば、この算出された取付地上高ｔは画像１０
に表わされた道路の路面の凹凸を考慮した値となる。
かれる実走行路画像１１の全幅となる道路幅ｗと、該ｗ
の（１）までの画像基線より対象物までの縦方向の長さ
ｌとを計測して、（１）式によりカメラ１の取付地上高
ｔを求めれば、この算出された取付地上高ｔは画像１０
に表わされた道路の路面の凹凸を考慮した値となる。
【００３３】そして、このｔを（２）式に代入して車両
から対象物２０までの距離Ｌを算出すれば、このＬは、
道路の凹凸等によるカメラ１の取付地上高ｔの変化を考
慮した対象物までの距離を表わすこととなる。上記方法
による対象物２０までの距離Ｌの計測、演算フローチャ
ートを図４に示す。即ち、同図において単眼ＣＣＤカメ
ラによる前方若しくは後方道路上画像を撮像し、該画像
を画像処理装置にて画像ＲＡＭ上にＣＣＤ画像が、ＣＣ
Ｄピクセルに対応するビットマップデータとして描か
れ、該ビットマップをカウントする事によりｗ、ｈ、を
計測し、前記（１）式によりカメラの取付地上高さｔを
計算する。
から対象物２０までの距離Ｌを算出すれば、このＬは、
道路の凹凸等によるカメラ１の取付地上高ｔの変化を考
慮した対象物までの距離を表わすこととなる。上記方法
による対象物２０までの距離Ｌの計測、演算フローチャ
ートを図４に示す。即ち、同図において単眼ＣＣＤカメ
ラによる前方若しくは後方道路上画像を撮像し、該画像
を画像処理装置にて画像ＲＡＭ上にＣＣＤ画像が、ＣＣ
Ｄピクセルに対応するビットマップデータとして描か
れ、該ビットマップをカウントする事によりｗ、ｈ、を
計測し、前記（１）式によりカメラの取付地上高さｔを
計算する。
【００３４】次に画像ＲＡＭ内のビットマップデータを
カウントして前記した画像上の基線より対象物までの縦
方向の長さｌを計測した後、前記（２）式により対象物
までの距離Ｌを算出する。
カウントして前記した画像上の基線より対象物までの縦
方向の長さｌを計測した後、前記（２）式により対象物
までの距離Ｌを算出する。
【００３５】尚、前記対象物２０までの距離Ｌを計測す
る際において、前記画像１０上の道路幅ｗの位置までの
縦方向の長さｈが、対象物までの距離ｌと同一になるよ
うに設定することも可能である。このように構成すれ
ば、カメラ取付地上高ｔの計測用データと距離Ｌの計測
用データとが同期することとなるため、車両の走行に伴
い前記取付地上高ｔが変動してもその影響を受けず、前
記距離Ｌを正確に計測することができる。従って前記実
施例によれば、道路の凹凸等によりカメラの高さ（ｔ）
が変化してもこれを補正して対象物までの距離（Ｌ）を
計測することができるので、あらゆる高低差の道路にお
いても対象物位置を正確に計測することが可能となる
が、車両のピッチング等がある場合に精度良く測定する
事が出来ない。
る際において、前記画像１０上の道路幅ｗの位置までの
縦方向の長さｈが、対象物までの距離ｌと同一になるよ
うに設定することも可能である。このように構成すれ
ば、カメラ取付地上高ｔの計測用データと距離Ｌの計測
用データとが同期することとなるため、車両の走行に伴
い前記取付地上高ｔが変動してもその影響を受けず、前
記距離Ｌを正確に計測することができる。従って前記実
施例によれば、道路の凹凸等によりカメラの高さ（ｔ）
が変化してもこれを補正して対象物までの距離（Ｌ）を
計測することができるので、あらゆる高低差の道路にお
いても対象物位置を正確に計測することが可能となる
が、車両のピッチング等がある場合に精度良く測定する
事が出来ない。
【００３６】第２実施形態はかかる点を改良したもの
で、車両のピッチング等によるカメラの傾斜を考慮した
計測方法を図５〜図７を参照して説明する。図５には、
カメラ１にて撮像され画像処理装置３に入力された画像
１０が示されている。図５において、右にカーブしてい
る平坦路の実走行路画像であり、１１ａ、１１ｂは走行
路の左右の白線である。
で、車両のピッチング等によるカメラの傾斜を考慮した
計測方法を図５〜図７を参照して説明する。図５には、
カメラ１にて撮像され画像処理装置３に入力された画像
１０が示されている。図５において、右にカーブしてい
る平坦路の実走行路画像であり、１１ａ、１１ｂは走行
路の左右の白線である。
【００３７】また、ｗは画像１０上の実走行路画像１１
上における実際の道路幅ｗに対応する全幅となる道路幅
であり、ｌｗは画像１０の下端から前記ｗまでの距離で
ある。
上における実際の道路幅ｗに対応する全幅となる道路幅
であり、ｌｗは画像１０の下端から前記ｗまでの距離で
ある。
【００３８】一方、図６には、ピッチングの影響により
カメラ１のレンズ１９が水平線Ｙから角度θ傾斜した場
合の画像１０と対象物２０とレンズ１９との位置関係の
模式図が示されている。図６において、レンズ１９が前
記取付角θだけ傾斜したときのカメラ１から対象物２０
までの距離Ｌは次の（３）式により表わされる。
カメラ１のレンズ１９が水平線Ｙから角度θ傾斜した場
合の画像１０と対象物２０とレンズ１９との位置関係の
模式図が示されている。図６において、レンズ１９が前
記取付角θだけ傾斜したときのカメラ１から対象物２０
までの距離Ｌは次の（３）式により表わされる。
【００３９】 Ｌ＝（［ｆcosθ−｛(V/2)−ｌ｝sinθ］／［ｆsinθ＋
｛(V/2)−ｌ｝cosθ］）×ｔ （３） （３）式において道路消失点までの距離即ち、Ｌ＝∞と
すると、
｛(V/2)−ｌ｝cosθ］）×ｔ （３） （３）式において道路消失点までの距離即ち、Ｌ＝∞と
すると、
【００４０】ｌ＝V/2＋ｆtanθ （４） けだしｌ−V/2＝ｆtanθ となり、このときのｌをｌ∞（ｌ∞：道路消失点までの
長さ）とすると、前記カメラ１の取付角θは、 θ＝tan-1｛［ｌ∞−(V/2)］／ｆ｝ （５） となる。
長さ）とすると、前記カメラ１の取付角θは、 θ＝tan-1｛［ｌ∞−(V/2)］／ｆ｝ （５） となる。
【００４１】ここで、V＝画像１０の縦方向の長さ ｆ＝レンズ１９の焦点距離 ｌ＝画像基線からの縦方向長さ 従って画像１０毎に道路消失点Ｎ（無限遠）を計測すれ
ば、前記V及びｆが既知であるので、（５）式により、
カメラの取付角（傾斜角）θを求めることができる。
ば、前記V及びｆが既知であるので、（５）式により、
カメラの取付角（傾斜角）θを求めることができる。
【００４２】次に前記道路消失点（無限遠）Ｎは次のよ
うにして求める。図５に示された画像１０上において、
実走行路画像１１の自車両に極めて近い位置で左右の白
線１１ａ、１１ｂ上の点をそれぞれ３点程度以上（図５
のａ1、ａ2、ａ3及びｂ1、ｂ2、ｂ3）計測し、これらの
点ａ1、ａ2、ａ3、ｂ1、ｂ2、ｂ 3を最小２乗法によりそ
れぞれ直線近似する。前記のようにして直線近似された
左右の直線１２ａ、１２ｂの交点Ｎが道路消失点Ｎ（無
限遠）になる。
うにして求める。図５に示された画像１０上において、
実走行路画像１１の自車両に極めて近い位置で左右の白
線１１ａ、１１ｂ上の点をそれぞれ３点程度以上（図５
のａ1、ａ2、ａ3及びｂ1、ｂ2、ｂ3）計測し、これらの
点ａ1、ａ2、ａ3、ｂ1、ｂ2、ｂ 3を最小２乗法によりそ
れぞれ直線近似する。前記のようにして直線近似された
左右の直線１２ａ、１２ｂの交点Ｎが道路消失点Ｎ（無
限遠）になる。
【００４３】次に、図５において、画像１０上の道路幅
ｗとこれに相当する実際の道路幅Ｗとの関係は、
ｗとこれに相当する実際の道路幅Ｗとの関係は、
【００４４】
【数２】
【００４５】（数２）式に（３）式を代入し、整理する
と、
と、
【００４６】 Ｗ＝［ｔ／（ｆsinθ＋｛(V/2)−ｌｗ｝cosθ）］×ｗ （７） ゆえに、道路幅Ｗが一定であるから、
【００４７】 ｔ＝［ｆsinθ＋｛(V/2)−ｌｗ｝cosθ］×（Ｗ／ｗ） （８）
【００４８】従って、画像１０上の道路幅ｗ及びｗの位
置から画像１０の基線（下端）までの長さｌｗを計測
し、前記（５）式にて求めたカメラの傾斜角θを使用す
ることにより、（８）式によりカメラの取付地上高ｔを
求めることができる。
置から画像１０の基線（下端）までの長さｌｗを計測
し、前記（５）式にて求めたカメラの傾斜角θを使用す
ることにより、（８）式によりカメラの取付地上高ｔを
求めることができる。
【００４９】そして、カメラ１から対象物までの距離Ｌ
は、画像１０上における対象物２０までの長さｌを計測
するとともに、前記（８）式により算出したカメラ取付
地上高ｔを用いて、前記（３）式により算出する。
は、画像１０上における対象物２０までの長さｌを計測
するとともに、前記（８）式により算出したカメラ取付
地上高ｔを用いて、前記（３）式により算出する。
【００５０】以上によるカメラ１の取付角：θ、取付地
上高：ｔ及び前記θ、ｔを用いたカメラ１（自車両）か
ら対象物２０までの実距離Ｌの計測手順を図７のフロー
チャートに示す。即ち、同図において単眼ＣＣＤカメラ
による前方若しくは後方道路上画像を撮像し、該画像を
画像処理装置にて画像処理及び表示を行う。前記画像上
の基線側の左右の白線１１ａ、１１ｂ上の点を３点以上
計測して左右夫々の計測点を最小２乗法により直線近似
を行う。
上高：ｔ及び前記θ、ｔを用いたカメラ１（自車両）か
ら対象物２０までの実距離Ｌの計測手順を図７のフロー
チャートに示す。即ち、同図において単眼ＣＣＤカメラ
による前方若しくは後方道路上画像を撮像し、該画像を
画像処理装置にて画像処理及び表示を行う。前記画像上
の基線側の左右の白線１１ａ、１１ｂ上の点を３点以上
計測して左右夫々の計測点を最小２乗法により直線近似
を行う。
【００５１】直線近似された左右の直線１２ａ、１２ｂ
の交点より道路消失点Ｎを計測する。 道路消失点Ｎを
求めた後、前記（５）式によりカメラ取付角θを算出す
る。次に画像上の道路幅ｗ及びｗまでの距離ｌｗを計測
した後、前記（８）式によりカメラ取付高さｔを算出す
る。最後に上記θ、ｔを用い、（３）式により対象物ま
での距離Ｌを算出する。
の交点より道路消失点Ｎを計測する。 道路消失点Ｎを
求めた後、前記（５）式によりカメラ取付角θを算出す
る。次に画像上の道路幅ｗ及びｗまでの距離ｌｗを計測
した後、前記（８）式によりカメラ取付高さｔを算出す
る。最後に上記θ、ｔを用い、（３）式により対象物ま
での距離Ｌを算出する。
【００５２】これにより、車両のピッチング等に起因し
てカメラに傾斜が生じても、これを考慮して対象物まで
の距離Ｌを正確に計測することができる。
てカメラに傾斜が生じても、これを考慮して対象物まで
の距離Ｌを正確に計測することができる。
【００５３】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
請求項１ないし３の発明によれば、画像上の道路全幅
（ｗ）と全幅までの縦方向の長さ（ｈ）とを検出し、こ
れらの値と実際の道路幅（ｗ）とにより取付地上高
（ｔ）を求め、この取付地上高（ｔ）を使用して対象物
位置（Ｌ）を計測するので、道路の凹凸等によりカメラ
の高さ（ｔ）が変化しても、これを補正して対象物まで
の距離（Ｌ）を計測することができるので、あらゆる高
低差の道路においても対象物位置を正確に計測すること
ができる。
請求項１ないし３の発明によれば、画像上の道路全幅
（ｗ）と全幅までの縦方向の長さ（ｈ）とを検出し、こ
れらの値と実際の道路幅（ｗ）とにより取付地上高
（ｔ）を求め、この取付地上高（ｔ）を使用して対象物
位置（Ｌ）を計測するので、道路の凹凸等によりカメラ
の高さ（ｔ）が変化しても、これを補正して対象物まで
の距離（Ｌ）を計測することができるので、あらゆる高
低差の道路においても対象物位置を正確に計測すること
ができる。
【００５４】また請求項４の発明によれば、上記に加え
て、計測、演算処理が簡単化されるとともに、取付地上
高（ｔ）の計測用データと対象物までの距離（Ｌ）の計
測用データとが同期することになるため、車両の走行に
よる取付地上高（ｔ）の変動の影響を受けずに対象物位
置を計測できるという効果が重畳される。
て、計測、演算処理が簡単化されるとともに、取付地上
高（ｔ）の計測用データと対象物までの距離（Ｌ）の計
測用データとが同期することになるため、車両の走行に
よる取付地上高（ｔ）の変動の影響を受けずに対象物位
置を計測できるという効果が重畳される。
【００５５】また請求項５ないし８の発明によれば、画
像上の道路消失点（Ｎ）の位置（ｌ∞）を検出して、こ
れにより取付角（θ）を求め、この取付角（θ）と画像
上での対象物までの長さ検出値（ｌ）より対象物位置
（Ｌ）を計測するので、車両のピッチング等によりカメ
ラが傾斜しても、画像の解析によりこれを補正して対象
物までの距離（Ｌ）を正確に計測することができる。
像上の道路消失点（Ｎ）の位置（ｌ∞）を検出して、こ
れにより取付角（θ）を求め、この取付角（θ）と画像
上での対象物までの長さ検出値（ｌ）より対象物位置
（Ｌ）を計測するので、車両のピッチング等によりカメ
ラが傾斜しても、画像の解析によりこれを補正して対象
物までの距離（Ｌ）を正確に計測することができる。
【００５６】さらに請求項９の発明によれば、上記に加
えて、道路消失点（Ｎ）を簡便な手法で正確に求めるこ
とができ、これによって、カメラの取付角（θ）を高精
度で計測することができる。
えて、道路消失点（Ｎ）を簡便な手法で正確に求めるこ
とができ、これによって、カメラの取付角（θ）を高精
度で計測することができる。
【図１】本発明の、第１、第２実施形態に係る自動車走
行路の対象物位置計測システムの構成ブロック図。
行路の対象物位置計測システムの構成ブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る走行路画像の構成
図。
図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る対象物距離算出説
明図。
明図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る計測フローチャ
ート。
ート。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る走行路画像の構
成図。
成図。
【図６】上記第２の実施形態に係る対象物距離算出説明
図。
図。
【図７】上記第２実施形態に係る計測フローチャート。
【符号の説明】 １ カメラ ３ 画像処理装置 ５ 演算装置（ＣＰＵ） １０ 画像 ２０ 対象物 １１ 実走行路画像 Ｌ 対象物までの距離 ｔ カメラ取付地上高 θ カメラ取付角
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｇ 1/04 Ｇ０８Ｇ 1/04 Ｄ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｃ
Claims (9)
- 【請求項１】 単眼カメラにより車両前方または後方の
道路全幅を撮像して該道路上の対象物までの距離を計測
する対象物位置計測方法において、前記道路全幅を撮像
した撮像画像（１０）上における道路全幅（ｗ）と画像
（１０）基線から該全幅（ｗ）の位置までの縦方向の長
さ（ｈ）とを検出し、前記画像上の道路全幅（ｗ）と前
記縦方向の長さ（ｈ）と実際の道路幅（Ｗ）とに基づ
き、前記カメラの取付地上高（ｔ）を求めた後、 前記カメラ取付地上高（ｔ）と、前記画像（１０）基線
より対象物（２０）までの長さ（ｌ）と、前記カメラの
焦点距離（ｆ）とに基づき、対象物までの距離を計測す
ることを特徴とする走行路における対象物位置計測方
法。 - 【請求項２】 前記カメラの取付地上高ｔを、下記式 ｔ＝｛(V/2)−ｈ｝（Ｗ／ｗ） ただし、V：画像１０の縦方向の長さ により算出する請求項１記載の走行路における対象物位
置計測方法。 - 【請求項３】 前記対象物までの実走行路距離Ｌを、次
の式 Ｌ＝（ｔ×ｆ）／（V/2−ｌ） ただし、ｆ：カメラ１のレンズの焦点距離 ｌ：画像（１０）基線から対象物までの縦方向長さ により算出する請求項１及び２記載の走行路における対
象物位置計測方法。 - 【請求項４】 画像（１０）基線から該全幅（ｗ）の位
置までの縦方向の長さ（ｈ）と前記画像（１０）基線よ
り対象物（２０）までの長さ（ｌ）とを同一になるよう
に設定した請求項１記載の対象物位置計測方法。 - 【請求項５】 単眼カメラにより車両前方または後方の
道路を撮像して該道路上の対象物までの距離を計測する
対象物位置計測方法において、前記カメラによる 画像
（１０）上における道路上消失点（Ｎ）の前記画像（１
０）基線からの縦方向の長さ（ｌ∞）を検出し、該消失
点までの長さ（ｌ∞）と前記カメラの焦点距離（ｆ）と
に基づき前記カメラの取付角（θ）を求め、次いで前記
画像（１０）上における道路全幅（ｗ）と前記画像（１
０）上の基線から該道路全幅（ｗ）までの縦方向の長さ
（ｌｗ）と、実際の道路幅（Ｗ）と前記取付角（θ）と
に基づき前記カメラの取付地上高（ｔ）を求め、次いで
前記取付角（θ）と取付地上高（ｔ）と、画像（１０）
基線から対象物（２０）までの縦方向の長さ（ｌ）とに
基づき対象物（２０）までの距離（Ｌ）を計測すること
を特徴とする走行路における対象物位置計測方法。 - 【請求項６】 前記カメラの取付角θを次の式 θ＝tan-1［（ｌ∞−V/2)／ｆ］ ただし、V＝画像（１０）の縦方向の長さ ｆ＝カメラの焦点距離 により算出する請求項５記載の走行路における対象物位
置計測方法。 - 【請求項７】 前記カメラの取付地上高ｔを次の式 ｔ＝［ｆsinθ＋｛(V/2)−ｌｗ｝cosθ］×（Ｗ／ｗ） により算出する請求項５及び６記載の対象物位置計測方
法。 - 【請求項８】 前記対象物（２０）までの距離Ｌを次の
式 Ｌ＝（［ｆcosθ−｛(V/2)−ｌ｝sinθ］／［ｆsinθ＋
｛(V/2)−ｌ｝cosθ］）×ｔ により算出する請求項５乃至７記載の走行路における対
象物位置計測方法。 - 【請求項９】 前記画像（１０）における道路消失点
（Ｎ）を、該画像（１０）上の実走行路画像（１１）の
左右の白線画像をそれぞれ直線近似させ、両近似直線の
交点を計測して求める請求項５記載の走行路における対
象物位置計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07222815A JP3099691B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 走行路における対象物位置計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07222815A JP3099691B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 走行路における対象物位置計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0948298A true JPH0948298A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3099691B2 JP3099691B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07222815A Expired - Fee Related JP3099691B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 走行路における対象物位置計測方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099691B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002042142A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 距離計測装置、それを用いた監視装置 |
| KR100616315B1 (ko) * | 2004-07-22 | 2006-08-28 | 중앙대학교 산학협력단 | 매개 변수 재구성 방법 |
| JP2007240422A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Fujitsu Ten Ltd | 俯角算出装置、俯角算出方法、俯角算出プログラムおよび画像処理装置 |
| JP2008070332A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Railway Technical Res Inst | 車両から信号機までの距離測定方法 |
| JP2010286278A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | データ処理装置及びデータ処理方法及びプログラム |
| US8760632B2 (en) | 2009-11-09 | 2014-06-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Distance measuring apparatus and distance measuring method |
| JP2014167677A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Fujifilm Corp | 車間距離算出装置およびその動作制御方法 |
| JP2015079388A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社デンソーアイティーラボラトリ | 車間距離測定装置、車間距離測定方法、およびプログラム |
| US20150222813A1 (en) * | 2012-08-03 | 2015-08-06 | Clarion Co., Ltd. | Camera Parameter Calculation Device, Navigation System and Camera Parameter Calculation Method |
| CN108151681A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-06-12 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种基于双目相机的车载路面不平度识别系统及方法 |
| CN112767678A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-07 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种全路网路面附着系数预估系统及方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11631197B2 (en) | 2020-10-01 | 2023-04-18 | Ford Global Technologies, Llc | Traffic camera calibration |
-
1995
- 1995-08-09 JP JP07222815A patent/JP3099691B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2002042142A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 距離計測装置、それを用いた監視装置 |
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| US9948853B2 (en) * | 2012-08-03 | 2018-04-17 | Clarion Co., Ltd. | Camera parameter calculation device, navigation system and camera parameter calculation method |
| EP2881710B1 (en) * | 2012-08-03 | 2019-04-10 | Clarion Co., Ltd. | Camera parameter computation device, navigation system, and camera parameter computation method |
| US20150222813A1 (en) * | 2012-08-03 | 2015-08-06 | Clarion Co., Ltd. | Camera Parameter Calculation Device, Navigation System and Camera Parameter Calculation Method |
| JP2014167677A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Fujifilm Corp | 車間距離算出装置およびその動作制御方法 |
| US9135709B2 (en) | 2013-02-28 | 2015-09-15 | Fujifilm Corporation | Vehicle-to-vehicle distance calculation apparatus and method |
| JP2015079388A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社デンソーアイティーラボラトリ | 車間距離測定装置、車間距離測定方法、およびプログラム |
| CN108151681A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-06-12 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种基于双目相机的车载路面不平度识别系统及方法 |
| CN108151681B (zh) * | 2017-11-23 | 2019-12-31 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种基于双目相机的车载路面不平度识别系统及方法 |
| CN112767678A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-07 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种全路网路面附着系数预估系统及方法 |
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