JPH07306037A

JPH07306037A - 立体物領域検出装置及び立体物領域迄の距離測定装置及びそれらの検出、測定方法

Info

Publication number: JPH07306037A
Application number: JP6097536A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Imanishi; 勝之今西; Takashi Naoi; 孝直井; Hiroyuki Kani; 博之可児
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1994-05-11
Publication date: 1995-11-21
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: JP3501841B2

Abstract

(57)【要約】【目的】座標テーブルを使用せず、少ない演算量で簡
単に立体物領域の抽出処理を実現する立体物領域検出装
置又は立体物領域迄の距離測定装置を提供する。【構成】移動体１に搭載された、ステレオ画像撮像手
段２、道路面３に対する俯角検出手段５、前記俯角より
画像上に於ける道路面視差Ｒｓを演算する道路面視差演
算手段６、ステレオ画像検出手段２に於ける一方の画像
７に、前記道路面視差Ｒｓを打ち消す様に、画像７の垂
直方向の走査毎に、視差ｓが発生する方向に前記画像情
報を道路面視差Ｒｓ分ずつずらせながら、道路面視差分
調整画像１１を作成する道路面視差分調整画像作成手段
９、道路面視差分調整画像１１とステレオ画像検出手段
２２に於ける他方の画像８とから差分画像１２を作成す
る差分画像作成手段１０及び差分画像から立体物領域を
検出する立体物領域検出手段１１とから構成されている
立体物領域検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、立体物領域検出装置お
よびその検出方法更には、立体物領域迄の距離測定装置
及びその測定方法に関するものでであり、更に詳しくは
車両等の移動体に於ける画像処理に於いて、前方の物体
の距離分布や走行路を検出するに際し、計算量を減少さ
せると同時に高精度に検出する事の出来る立体物領域検
出装置及び立体物領域迄の距離測定装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両等の移動体の安全走行の
為若しくは車両等の移動体の無人或いは自動走行を目的
として、ステレオ画像から画像処理を行い、立体物領域
を抽出する方法が知られている。係る公知の方法では、
例えば、道路平面方程式を算出して、一方の画像（第１
の画像）を道路平面に投影変換した後、更に他方の画像
（第２の画像）の位置にこれを投影した投影画像（第３
の画像）を作成し、道路面を第２と第３の画像に於いて
一致させる。

【０００３】そして、前記第２の画像と第３の画像とか
らその差分画像を作成して、道路面に関する画像部分を
消去させて、最後に残った差分量のある領域を立体物領
域として抽出する様にしたものである。係る投影変換方
法に於いては、予め座標変換テーブルを作成しておき、
一方の画像（第１の画像）の各データを、このテーブル
に記憶させておいた座標に配置するか、或いはかかる投
影変換処理を演算によって実行する事で実現しているも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、係る従来
の方法に於いては、座標変換テーブルを記憶しておく為
に所定のメモリが必要であり、又道路面方程式が変化し
た時の為の座標変換テーブルまで用意するとなると、メ
モリの量がかなり必要となり、コストアップに繋がる事
になる。

【０００５】一方、係る座標変換を計算によって行う場
合には、その計算量は非常に多くなり、演算処理効率或
いは演算処理能力の低下を来す事になる。本発明の目的
は、上記した従来技術の欠点を改良し、座標テーブルを
使用せずに、少ない演算量で簡単に立体物領域の抽出処
理を実現する立体物領域検出装置或いは立体物領域迄の
距離測定装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、本発明に於ける第１の態様とし
ては、移動体に搭載された、２個の画像撮像手段から構
成され、前記各撮像手段は、互いに平行で且つ路面に平
行に配置されると共に、然かも前記各撮像手段で得られ
た画像間に所定の視差が発生する様に、互いに所定の間
隔を隔てて配置されており、更に画像の走査線方向が、
前記視差発生方向と一致する様に構成されているステレ
オ画像撮像手段と、道路面に対する前記ステレオ画像撮
像手段の俯角を検出する俯角検出手段と、前記俯角より
前記画像画面上に於ける道路面視差を演算する道路面視
差演算手段と、前記ステレオ画像検出手段により撮像さ
れた一方の画像に於いて、前記道路面視差を打ち消す様
に、前記画像に於ける垂直方向の走査毎に、前記視差が
発生する方向に、前記画像情報を前記道路面視差分ずつ
ずらせながら、道路面視差分調整画像を作成する道路面
視差分調整画像作成手段と、係る道路面視差分調整画像
と前記したステレオ画像検出手段により撮像された他方
の画像との差分を演算して差分画像を作成する差分画像
作成手段及び前記差分画像から立体物領域を検出する立
体物領域検出手段とから構成されている立体物領域検出
装置であり、又、第２の態様としては、移動体に搭載さ
れた、２個の撮像手段から構成され、前記各撮像手段
は、互いに平行で且つ路面に平行に配置されると共に、
然かも前記各撮像手段で得られた画像間に所定の視差が
発生する様に、互いに所定の間隔を隔てて配置されてお
り、更に画像の走査線方向が、前記視差発生方向と一致
する様に構成されているステレオ画像撮像手段と、道路
面に対する前記ステレオ画像撮像手段の俯角を検出する
俯角検出手段と、前記俯角より前記画像画面上に於ける
道路面視差を演算する道路面視差演算手段と、前記ステ
レオ画像検出手段により撮像された一方の画像に於い
て、前記道路面視差を打ち消す様に、前記画像に於ける
垂直方向の走査毎に、前記視差が発生する方向に、前記
画像情報を前記道路面視差分ずつずらせながら、道路面
視差分調整画像を作成する道路面視差分調整画像作成手
段と、係る道路面視差分調整画像と前記したステレオ画
像検出手段により撮像された他方の画像との差分を演算
して差分画像を作成する差分画像作成手段と、前記差分
画像から立体物領域を検出する立体物領域検出手段と、
前記検出された立体物領域に付いて相関演算により前記
立体物領域迄の距離を解析する距離解析手段と、距離解
析手段により出力された距離情報を評価して、信頼性の
ある距離情報を選択して出力する距離算出手段とから構
成されている立体物領域迄の距離測定装置である。

【０００７】

【作用】本発明に係る立体物領域検出装置或いは立体物
領域迄の距離測定装置及びそれらの方法は、上記した様
な技術構成を有しているので、従来の方法に比べて座標
変換テーブルを使用しない事から演算処理操作が容易簡
便となり、又演算処理回路も少なくてすむ事から、低コ
ストで高速の検出結果をうる事が可能となる。

【０００８】つまり、本発明に於いては、従来の方法と
は異なり、道路面の視差は画面の垂直方向に連続的に変
化するが、立体物に対する視差は同一物体では一定であ
るという知見に基づいて、画像処理に際して所定の画像
に於ける垂直走査時の走査位置毎に、その走査位置毎の
画像データを前記道路面視差を打ち消す様な方向に、視
差方向と同一方向に所定の量だけ移動させる事により、
差分画像を作成し、係る差分画像から立体物領域を高速
度に検出する様にしたものである。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明に係る立体物領域検出装置の
一具体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明に係る立体物領域検出装置に於
けるステレオ画像撮像手段の構成とその取付け状態を示
す図であり、又図３は、本発明に係る立体物領域検出装
置の構成の概略を示すブロックダイアグラムである。

【００１０】即ち、図１から図３に於いて、車両等の移
動体１に搭載された、２個の画像撮像手段２１、２２か
ら構成され、前記各撮像手段２１、２２は、互いにその
光軸Ｒ１、Ｒ２が平行で且つ路面３に平行に配置される
と共に、然かも前記各撮像手段２１、２２で得られた画
像間に所定の視差ｓが発生する様に、互いに所定の間隔
ｍを隔てて配置されている。

【００１１】更に画像の走査線方向が、前記視差発生方
向と一致する様に構成されているステレオ画像撮像手段
２と、道路面３に対する前記ステレオ画像撮像手段２の
俯角θを検出する俯角検出手段５と、前記俯角より前記
画像画面上に於ける道路面視差Ｒｓを演算する道路面視
差演算手段６と、前記ステレオ画像検出手段２に於ける
第１の画像撮像手段２１により撮像された一方の画像７
に於いて、前記道路面視差Ｒｓを打ち消す様に、前記画
像７に於ける垂直方向の走査毎に、前記視差ｓが発生す
る方向に、前記画像情報をその時点における前記道路面
視差Ｒｓ分ずつずらせながら、道路面視差分調整画像を
作成する道路面視差分調整画像作成手段９と、係る道路
面視差分調整画像と前記ステレオ画像検出手段２２によ
り撮像された他方の画像８との差分を演算して差分画像
を作成する差分画像作成手段１０及び前記差分画像から
立体物領域を検出する立体物領域検出手段１１とから構
成されている立体物領域検出装置が示されている。

【００１２】本発明に於ける前記ステレオ画像撮像手段
２は、通常は、公知の画像撮像手段２１、２２を採用す
る事が出来、その一般的な構成例は、図２に示す様に、
焦点距離ｆを有するレンズ２３と前記レンズ２３に対向
して配置されたＣＣＤ等から構成される光検知素子２４
とから構成されるものであり、それぞれの光軸Ｒ１とＲ
２とは、互いに平行でカメラ基線長ｍだけ離れて配置さ
れていると共に、道路面に対しても平行となる様に配置
されているものである。

【００１３】係る構成に於いては、通常の視差ｓは、前
記カメラ基線長の方向に発生する。本発明に於ける前記
ステレオ画像撮像手段２に於いては、例えば、図２の左
側の画像撮像手段２１により、図４に示される様な画像
７が撮像され、又図２の右側の画像撮像手段２２によ
り、図５に示される様な画像８が撮像され、両画像が合
成される事によりステレオ画像が形成される事になる。

【００１４】又、本発明に於ける立体物領域検出装置に
於いては、俯角検出手段５が設けられており、当該ステ
レオ画像撮像手段２と道路面３に対する俯角θを検出す
る。係る俯角検出手段５の構成は特に限定されるもので
はなく、従来一般的に使用されている俯角測定方法を使
用する事が出来る。一方、本発明に於ける前記ステレオ
画像撮像手段２から得られる２つのステレオ画像から適
宜の差分画像を得る為に、本発明に於いては、道路面視
差Ｒｓと言うパラメータを使用するものである。

【００１５】即ち、本発明に於ける道路面視差Ｒｓは、
以下の式１若しくは式２に示されるパラメータで有る。
本発明等の知見によれば、本装置の構成で発生する視差
は、前記ステレオ画像に於ける各撮像画像に於いて、道
路面３の視差は画面の垂直方向には連続的に変化してい
るが、道路上に設けられた立体物領域４の視差は同一の
物体に関する限り一定であることが判明したものであ
り、その為、前記したステレオ画像の画像処理に於い
て、かかる道路面視差Ｒｓを利用して、所定の差分画像
を作成する事により、効率的に立体物領域の抽出が行わ
れる事を知得したものである。

【００１６】つまり、本発明に於いて定義される前記道
路面視差Ｒｓは、次式（１）及び式（２）で示される様
に、画像の垂直位置によって変化するものである。即ち
道路面視差Ｒｓは、画像上の任意の垂直位置をｙとする
と垂直位置ｙの関数として変化するものであり、従って
係る道路面視差Ｒｓは、画像を垂直方向に走査する毎に
変化するものである。

【００１７】ｙ＜Ｍの時Ｒｓ＝０・・・・・・・・・（１）ｙ≧Ｍの時Ｒｓ＝ｍ／ｈ×（ｙ−Ｍ）・・・（２）ここでＭ＝ｙ₀＋ｋ×ｆ×ｔａｎ（θ）で撮像画面に於
ける消失点Ｅの垂直位置、ｍは、左右の画像撮像手段２
１、２２間の間隔（ｍｍ）、ｈは、ステレオ画像撮像装
置２の高さ（ｍｍ）、ｙは、画像上の垂直位置（ｄｏ
ｔ）、ｆは、撮像手段２１、２２の焦点距離（ｍｍ）、
ｙ₀は、画像の垂直中心位置（ｄｏｔ）、ｋは、任意の
係数、θは、当該ステレオ画像撮像手段２の道路面に対
する俯角、をそれぞれ示すものである。

【００１８】その為、本発明に於いては、例えば、前記
ステレオ画像撮像手段２に於ける一つの画像撮像手段２
１により撮像された図４に示す画像７に於ける垂直位置
ｙ毎の画像データを、前記道路面視差Ｒｓを打ち消す様
な方向、つまり視差ｓの方向に前記画像７に於ける垂直
方向の走査毎に、移動させる事によって、図７に示され
る様な道路面視差分調整画像１１を作成するものであ
る。

【００１９】その為、本発明に於ける立体物領域検出装
置には、道路面視差分調整画像作成手段９が設けられて
いるものであって、係る道路面視差分調整画像作成手段
９は、例えば、係る道路面視差Ｒｓを遅延量とする遅延
回路等で構成されるものである。本発明に於ける立体物
領域検出装置に於いては、上記により得られた図７に示
される道路面視差分調整画像１１と前記したステレオ画
像検出手段２の他方の画像撮像手段２２により撮像され
た他方の図５に示される画像８との差分を演算して図８
に示される様な差分画像１２を作成するものであり、そ
の為、係る差分画像１２を作成する為の差分画像作成手
段１０が設けられている。

【００２０】係る差分画像作成手段１０の構成は特に限
定されるものではなく、従来公知の差分画像作成手段、
方法を採用する事が可能である。本発明に於いては、か
くして得られた差分画像１２を適宜の記憶手段に格納し
ておき、後述する立体物領域検出操作に利用するもので
ある。上記本発明に係る立体物領域検出装置に於いて
は、前記した道路面視差分調整画像作成手段９によっ
て、所定の画像７全体に前記した処理を実行して道路面
視差分調整画像１１を作成し、図５に示された他方の撮
像画像８全体とから差分画像１２を作成する様にしても
よく、又前記一方の画像７に対して、垂直方向ｙに走査
処理するに際して、１ライン走査する毎にその１ライン
分の画像情報を適宜の記憶手段３０に格納させ、その１
ライン分の画像情報毎に道路面視差Ｒｓを算出する回路
３１を介して図５に示された他方の撮像画像８の同一ラ
イン毎の画像情報との間で上記した差分演算処理を実行
し、最終的に、図８に示される様な差分画像１２を作成
する様にしたもので有ってもよい。

【００２１】本発明に於いて、上記した差分画像作成手
段１０により、前記した道路面視差分調整画像１１と前
記した撮像画像８との差分をとる事によって、図８に示
す様に道路面に関する情報は消去され、立体物領域に関
する輪郭部分のみに付いての差分値情報が画面上に残る
事になる。上記した様に、本発明に於ける立体物領域検
出方法では、前記した様に道路面視差Ｒｓを打ち消す様
に、画像情報を垂直方向の走査位置毎に、視差方向に移
動させるものであり、しかも遅延時間を可変する事が出
来る遅延回路を使用して実現したものであるので、回路
の構成が簡略化され、演算処理も高速化を達成出来るの
で、リアルタイムでの差分演算処理が可能となる。

【００２２】本発明に係る立体物領域検出装置に於いて
は、車両等の移動体が、道路を走行するに際し、上下に
振動する事が多く、その為、ステレオ画像撮像手段２に
ピッチングが発生し、検出される俯角θが変化する事が
考えられる。係る場合には、適宜のピッチ量検出手段１
３を設け、係るピッチ量検出手段１３が出力する検出さ
れたピッチ量に応答して、前記道路面視差分調整画像作
成手段９の遅延量を補正調整する事により、対処する事
が可能である。

【００２３】例えば、本発明に於いて、回転角速度検出
センサー等を設け、静止時のステレオ画像撮像手段２の
道路面３に対する俯角θと、回転角速度検出センサーの
出力を積分してステレオ画像撮像手段２のピッチ方向の
角度変位量を検出し、その結果得られた値を、前記の俯
角θに足し合わせる等の方法によって、当該ステレオ画
像撮像手段２の移動時に於ける消失点Ｅの垂直位置の変
化量を算出して、正確な消失点Ｅの垂直位置を確定させ
る事が可能となる。

【００２４】このように、それぞれの画像処理に当たっ
て、消失点Ｅの正確な位置が判明すれば、前記した式
（１）及び式（２）から、正確な道路面視差Ｒｓを求め
る事が出来るので、正確な立体物領域を抽出する事が可
能となる。更に、本発明に於いては、かくして求められ
た正確な立体物領域に対して、前記ステレオ画像撮像手
段２からの距離ｄを演算により求めるものである。

【００２５】本発明に於ける前記立体物領域に対する距
離ｄの演算方法は、特に特定されるものではなく、従来
の距離算出演算手段１６及び適宜の評価解析手段１５が
使用できる。本発明に於いては、係る距離の算出を正確
に行う為、例えば、前記ステレオ画像撮像を視差ｓ発生
方向に微分して、左右画像の明るさの直流分を除去した
もの等を距離解析手段として使用し、前記した方法によ
り求められた立体物領域に付いて相関演算により視差を
算出し、その相関結果を評価して、最も良いデータを選
択して視差を求め、係る視差から前記立体物領域までの
距離を求める事により、正確な立体物領域迄の距離を算
出する事が出来る。

【００２６】又、前記立体物領域の複数個の位置に対す
る距離を上記の方法で演算する事により、立体物領域に
対する距離の分布を求める事が可能となる。本発明に於
いては、更に前記立体物領域として検出された領域が、
移動体が走行する走行道路上に存在しているか否かを判
断する必要があり、その為、前記した方法で求められた
立体物領域以外の領域を走行路検出領域データとして使
用し、走行路を検出する走行路領域検出手段１４が更に
設けられている事が望ましい。

【００２７】係る走行路領域は、走行路を含んだ路面の
みのデータであり、走行路を検出するに十分な情報量を
有している反面、余分な立体物領域のデータが含まれて
いない為、処理データ量が少なく、従って高速化が可能
であり、且つより正確な検出が可能となる。図９は、本
発明に係る立体物領域迄の距離測定装置の一具体例の構
成例を示すブロックダイアグラムであり、図３に示され
る本発明に係る立体物領域検出装置に走行路検出手段１
４と、評価解析手段１５及び距離演算手段１６とが付加
されているものである。

【００２８】図１０は、本発明に於ける立体物領域検出
方法の一具体例に於ける操作手順を示すフローチャート
である。即ち、図９に於いて、スタート後、ステップ
（１）に於いて、図１乃至図３に示されたステレオ画像
撮像手段２を使用してステレオ画像７及び８を撮像する
と共に、ステップ（２）に於いて、道路面３に対する前
記ステレオ画像撮像手段の俯角θを検出し、ステップ
（３）に於いて前記ステップで検出された俯角と、前記
した２個の撮像手段２１、２２の配置間隔ｍ、前記ステ
レオ画像撮像手段２の高さｈ、及び現在の画像上の走査
位置ｙ、ｙ₀とに関する情報から、前記画像画面上に於
ける道路面視差Ｒｓを演算する。

【００２９】次いで、ステップ（４）に於いて、前記ス
テレオ画像検出手段により撮像された一方の画像７に於
ける、前記道路面視差Ｒｓを打ち消す様に、前記画像７
に於ける垂直方向の走査毎に、前記視差ｓが発生する方
向に、前記画像情報を前記道路面視差Ｒｓ分ずつずらせ
ながら、道路面視差分調整画像１１を作成する。その
後、ステップ（５）に移り、係る道路面視差分調整画像
１１と前記したステレオ画像検出手段２２により撮像さ
れた他方の画像８との差分を演算して差分画像１２を作
成した後、ステップ（６）に進んで、前記差分画像１２
から立体物領域４を検出してＥＮＤとなる。

【００３０】一方、本発明に於ける立体物領域迄の距離
測定方法の一具体例の手順を図１１のフローチャートに
示す。即ち、スタート後ステップ（１）に於いて、図１
乃至図３に示されたステレオ画像撮像手段２を使用して
ステレオ画像７及び８を撮像すると共に、ステップ
（２）に於いて、道路面３に対する前記ステレオ画像撮
像手段の俯角θを検出し、ステップ（３）に於いて、ピ
ッチの有無が判断され、ＮＯであれば、直接ステップ
（４）に進み前記ステップで検出された俯角と、前記し
た２個の撮像手段２１、２２の配置間隔ｍ、前記ステレ
オ画像撮像手段２の高さｈ、及び現在の画像上の走査位
置ｙ、ｙ₀とに関する情報から、前記画像画面上に於け
る道路面視差Ｒｓを演算するが、ＹＥＳ、即ちピッチが
存在すると判断された場合には、ステップ（５）に進ん
で道路面視差Ｒｓ補正データを算出し、ステップ（４）
に戻って道路面視差Ｒｓを演算する。

【００３１】次いで、ステップ（６）に於いて、前記ス
テレオ画像検出手段により撮像された一方の画像７に於
ける、前記道路面視差Ｒｓを打ち消す様に、前記画像７
に於ける垂直方向の走査毎に、前記視差ｓが発生する方
向に、前記画像情報を前記道路面視差Ｒｓ分ずつずらせ
ながら、道路面視差分調整画像１１を作成する。その
後、ステップ（７）に移り、係る道路面視差分調整画像
１１と前記したステレオ画像検出手段２２により撮像さ
れた他方の画像８との差分を演算して差分画像１２を作
成した後、ステップ（８）に進んで、前記差分画像１２
から立体物領域４を検出する。

【００３２】次いで、ステップ（９）に於いて、ステッ
プ（８）で得られた立体物領域４に対する相関演算と評
価処理を実行し、ステップ（１０）に進んで、ステップ
（９）で得られた評価を活用して、公知の距離演算方法
により係る立体物領域迄の距離を演算する。次いでステ
ップ（１１）に於いて、係る立体物領域４が、走行路上
に存在するか否かを判断し、ＹＥＳであれば、ステップ
（１２）に於いて、その立体物領域を障害物と判断し、
又ＮＯであればステップ（１３）に於いて、その立体物
領域を非障害物と判断し、ＥＮＤとなる。

【００３３】次に、本発明に係る上記具体例に於ける立
体物領域迄の距離を演算する為に、視差ｓを求め、当該
視差ｓから、当該立体物領域迄の距離を演算する具体的
方法の例を以下に説明する。即ち、本発明に於いては、
先ず２つの異なる視点から得られた画像情報に於ける輝
度情報を用いて、２つの輝度情報群中の計測対象物間に
於ける位置ずれ、即ち視差を求めるものであって、その
方法の一つとして、上記した相関演算がある。

【００３４】該相関演算方法は、上記した様に、画像デ
ータから視差を求めるものであって、例えば、図１２
（Ａ）と図１２（Ｂ）に示される様な、左右画像、即
ち、図１２（Ａ）は左側撮像装置により得られた画像で
あり、又図１２（Ｂ）は右側撮像装置により得られた画
像であるとすると、先ず図１２（Ｂ）に示す様に同図の
右側撮像画像について相関計算を行う領域単位（縦ｈド
ット、横ｗドット）に分割する。

【００３５】そして、図２に示される立体物領域４につ
いて式（３）を用いて相関計算を行い、図１３に示す様
に、相関値Ｖ(i) が最小となる最も相関の強い時のずら
し量ｉを求めるものである。次いで、より精度のよい情
報をうる為に、式（３）によるＶ(i) のグラフの最小値
部分で補間計算を行い、少数点以下の精度でずらし量を
算出する。

【００３６】このずらし量ｉをｉ₀とすると、求める視
差はｉ₀に比例しており、撮像装置の構成による係数Ｋ
を事前に求めておくと、視差は以下の式（４）で求める
事が出来る。

【００３７】

【００３８】尚、式（３）中、データＡは、右画像輝度
データであり、又データＢは、左画像輝度データであ
る。上記の様にして得られた相関結果について、それを
評価して信頼性のあるものだけを選択して、それについ
て算出した視差から後述する演算式（６）を用いて距離
を算出するが、その評価方法としては、以下に示す式
（５）を用いて、その評価値Ｈが１に近いａ以上のもの
を良い結果として評価する。

【００３９】

【００４０】尚、式（５）中、Ｓは相関計算における最
大ずらし量を示すものである。そこで、次に、当該立体
物領域迄の距離を演算する具体的方法、つまり立体視に
付いてその具体例を説明する。本発明に於ける該立体物
領域迄の距離を演算する方法としては、前記した様に求
められた距離計測対象間の位置ずれ、つまり視差と、予
め計測しておいた２視点間の距離、画角、画角中の輝度
情報数、視点の角度等より、距離を求めるものである。

【００４１】図１４は、本発明に於ける立体物領域迄の
距離を演算する方法、つまり立体視の方法の具体的構成
例を説明する図であり、図１４（Ａ）中、３１は計測対
象物体であり、３２、３３はレンズ、３４、３５は撮像
素子、又３６、３７はレンズ撮像素子を含んだ撮像装置
の光軸である。又、ｄは、撮像装置と対象物との距離で
あり、又、ｆはレンズの焦点距離を示す。

【００４２】更に、ａ、ｂは、それぞれ対象物３１の同
一点が撮像装置３４、３５に投影された位置の光軸から
の距離である。一方、ｍは、２台の撮像装置間の距離
（基線長）である。又、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）の
右側の撮像装置を基線長ｍだけ移動させ、レンズ３４と
３５を重ねた状態にしたものである。

【００４３】この図から理解される様に、三角形ＡＢＣ
と三角形ＡＤＦとは互いに相似である。そこで、図１２
（Ｂ）におけるａ＋ｂの値とｍの比は、ｆとｄの比と同
じとなる。上記演算方法を式にすると次式（６）とな
る。、（ａ＋ｂ）：ｍ＝ｆ：ｄ・・・・・（６）かかる式（６）を変形して式（７）の様になる。

【００４４】上記の於ける（ａ＋ｂ）（視差と言う）が算出され
ると前記式（７）を用いて立体物領域迄の距離ｄを計測
する。

【００４５】

【発明の効果】本発明に係る立体物領域検出装置或いは
立体物領域迄の距離測定装置及びそれらの方法は、従来
の方法に比べて座標変換テーブルを使用しない事から、
処理滑りデータの量も少なくて済、演算処理操作が容易
簡便となり、又演算処理回路も少なくてすむ事から、低
コストで高速且つ高精度の検出結果をうる事が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る立体物領域検出装置に於
けるステレオ画像撮像手段を移動体に搭載した例を示す
図である。

【図２】図２は、本発明に係る立体物領域検出装置に於
けるステレオ画像撮像手段の構成例を示すダイアグラム
である。

【図３】図３は、本発明に於けるステレオ画像撮像装置
の一具体例に於ける構成例を示すブロックダイアグラム
である。

【図４】図４は、前記ステレオ画像撮像手段により撮像
された第１の画像の例を示す図である。

【図５】図５は、前記ステレオ画像撮像手段により撮像
された第２の画像の例を示す図である。

【図６】図６は、本発明に於ける道路面視差Ｒｓを演算
する為に必要な画像情報の例を示す図である。

【図７】図７は、本発明に於いて作成される道路面視差
分調整画像の例を示す図である。

【図８】図８は、本発明に於いて得られる差分画像の例
を示す図である。

【図９】図９は、本発明に於ける立体物領域迄の距離測
定装置の構成の一例を示すブロックダイアグラムであ
る。

【図１０】図１０は、本発明に係る立体物領域検出方法
の操作手順を示すフローチャートである。

【図１１】図１１は、本発明に係る立体物領域迄の距離
測定方法の操作手順を示すフローチャートである。

【図１２】図１２は、本発明に於ける相関計算を行う場
合に使用される画像であり、図１２（Ａ）は、左側の画
像であり、図１２（Ｂ）は、右側の画像である。

【図１３】図１３は、ずらし量ｉと相関値Ｖ(i) との関
係を示すグラフである。

【図１４】図１４は、本発明に於ける立体物領域迄の距
離測定の為の演算方法の例を示す図であり、図１４
（Ａ）は、該立体物領域迄の距離測定装置の概略的構成
を示すブロック図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）
の右側の撮像装置を基線長ｍだけ移動させ、レンズ３４
と３５を重ねた状態にした図である。

【符号の説明】

１…移動体２…ステレオ画像撮像手段３…道路面４…立体物領域５…俯角検出手段６…道路面視差Ｒｓ検出手段７…第１の撮像画面８…第２の撮像画面９…道路面視差分調整画像作成手段１０…差分画像作成手段１１…立体物領域検出手段１２…差分画像１３…ピッチ量検出手段１４…走行路検出手段１５…相関評価手段１６…距離演算手段２１…第１の撮像手段２２…第２の撮像手段２３…レンズ２４…光受光手段３１…物体３２、３３…レンズ３４、３５…撮像素子３６、３７…撮像装置の光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体に搭載された、２個の画像撮像手
段から構成され、前記各撮像手段は、互いに平行で且つ
路面に平行に配置されると共に、然かも前記各撮像手段
で得られた画像間に所定の視差が発生する様に、互いに
所定の間隔を隔てて配置されており、更に画像の走査線
方向が、前記視差発生方向と一致する様に構成されてい
るステレオ画像撮像手段と、道路面に対する前記ステレ
オ画像撮像手段の俯角を検出する俯角検出手段と、前記
俯角より前記画像画面上に於ける道路面視差を演算する
道路面視差演算手段と、前記ステレオ画像検出手段によ
り撮像された一方の画像に於いて、前記道路面視差を打
ち消す様に、前記画像に於ける垂直方向の走査毎に、前
記視差が発生する方向に、前記画像情報を前記道路面視
差分ずつずらせながら、道路面視差分調整画像を作成す
る道路面視差分調整画像作成手段と、係る道路面視差分
調整画像と前記したステレオ画像検出手段により撮像さ
れた他方の画像との差分を演算して差分画像を作成する
差分画像作成手段及び前記差分画像から立体物領域を検
出する立体物領域検出手段とから構成されている事を特
徴とする立体物領域検出装置。
【請求項２】前記道路面視差分調整画像作成手段に於
ける、前記画像情報を前記道路面視差分ずつずらせる手
段は、遅延回路を使用する事を特徴とする請求項１記載
の立体物領域検出装置。
【請求項３】移動体に搭載された、２個の撮像手段か
ら構成され、前記各撮像手段は、互いに平行で且つ路面
に平行に配置されると共に、然かも前記各撮像手段で得
られた画像間に所定の視差が発生する様に、互いに所定
の間隔を隔てて配置されており、更に画像の走査線方向
が、前記視差発生方向と一致する様に構成されているス
テレオ画像撮像手段と、道路面に対する前記ステレオ画
像撮像手段の俯角を検出する俯角検出手段と、前記俯角
より前記画像画面上に於ける道路面視差を演算する道路
面視差演算手段と、前記ステレオ画像検出手段により撮
像された一方の画像に於いて、前記道路面視差を打ち消
す様に、前記画像に於ける垂直方向の走査毎に、前記視
差が発生する方向に、前記画像情報を前記道路面視差分
ずつずらせながら、道路面視差分調整画像を作成する道
路面視差分調整画像作成手段と、係る道路面視差分調整
画像と前記したステレオ画像検出手段により撮像された
他方の画像との差分を演算して差分画像を作成する差分
画像作成手段と、前記差分画像から立体物領域を検出す
る立体物領域検出手段と、前記検出された立体物領域に
付いて相関演算により前記立体物領域迄の距離を解析す
る距離解析手段と、距離解析手段により出力された距離
情報を評価して、信頼性のある距離情報を選択して出力
する距離算出手段とから構成されている事を特徴とする
立体物領域迄の距離測定装置。
【請求項４】前記道路面視差分調整画像作成手段に於
ける、前記画像情報を前記道路面視差分ずつずらせる手
段は、遅延回路を使用する事を特徴とする請求項３記載
の立体物領域迄の距離測定装置。
【請求項５】前記立体物領域として検出された領域以
外の領域を走行路検出領域データとして使用し、走行路
領域として検出する走行路領域検出手段が更に設けられ
ている事を特徴とする請求項３記載の立体物領域迄の距
離測定装置。
【請求項６】移動体に搭載された、２個の撮像手段か
ら構成され、前記各撮像手段は、互いに平行で且つ路面
に平行に配置されると共に、然かも前記各撮像手段で得
られた画像間に所定の視差が発生する様に、互いに所定
の間隔を隔てて配置されており、更に画像の走査線方向
が、前記視差発生方向と一致する様に構成されているス
テレオ画像撮像手段を用いて道路上の被測定物を検出す
る方法に於いて、前記道路面に対する前記ステレオ画像
撮像手段の俯角を検出する工程と、前記検出した俯角、
前記２個の撮像手段の配置間隔、前記ステレオ画像撮像
手段の高さ、及び現在の画像上の走査位置とに関する情
報から、前記画像画面上に於ける道路面視差を演算する
工程と、前記ステレオ画像検出手段により撮像された一
方の画像に於ける、前記道路面視差を打ち消す様に、前
記画像に於ける垂直方向の走査毎に、前記視差が発生す
る方向に、前記画像情報を前記道路面視差分ずつずらせ
ながら、道路面視差分調整画像を作成する工程と、係る
道路面視差分調整画像と前記したステレオ画像検出手段
により撮像された他方の画像との差分を演算して差分画
像を作成する工程と、前記差分画像から立体物領域を検
出する工程とから構成されている事を特徴とする立体物
領域検出方法。
【請求項７】移動体に搭載された、２個の撮像手段か
ら構成され、前記各撮像手段は、互いに平行で且つ路面
に平行に配置されると共に、然かも前記各撮像手段で得
られた画像間に所定の視差が発生する様に、互いに所定
の間隔を隔てて配置されており、更に画像の走査線方向
が、前記視差発生方向と一致する様に構成されているス
テレオ画像撮像手段を用いて道路上の被測定物を検出す
る方法に於いて、前記道路面に対する前記ステレオ画像
撮像手段の俯角を検出する工程と、前記検出した俯角、
前記２個の撮像手段の配置間隔、前記ステレオ画像撮像
手段の高さ、及び現在の画像上の走査位置とに関する情
報から、前記画像画面上に於ける道路面視差を演算する
工程と、前記ステレオ画像検出手段により撮像された一
方の画像に於ける、前記道路面視差を打ち消す様に、前
記画像に於ける垂直方向の走査毎に、前記視差が発生す
る方向に、前記画像情報を前記道路面視差分ずつずらせ
ながら、道路面視差分調整画像を作成する工程と、係る
道路面視差分調整画像と前記したステレオ画像検出手段
により撮像された他方の画像との差分を演算して差分画
像を作成する工程と、前記差分画像から立体物領域を検
出する工程と、前記検出された立体物領域に付いて相関
演算により前記立体物領域迄の距離を解析する工程と、
前記距離解析手段により出力された距離情報を評価し
て、信頼性のある距離情報を選択して出力する距離算出
工程とから構成されている事を特徴とする立体物領域迄
の距離測定方法。