JP3696440B2 - Distance detector - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、2つ撮像装置により得られる2つの画像から対象物の視差を算出し、その視差に基づいて対象物までの距離を検出する距離検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
2つの撮像装置により得られる2つの画像に基づいて、画像内に含まれる対象物までの距離を検出するための手法として、2つの画像を例えば4画素×4画素のブロックに分割し、一方の画像のブロックを基準として他方の画像の中に一致するブロックを見つけだして視差を算出し、この視差に基づいて対象物までの距離を検出するものが従来より知られている(特開平6−266828号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手法では一致するブロックを見つけるために、画像全体について相関演算を行う必要があり、演算量が膨大なものとなるという問題点がある。さらに画像中に同じような形状の(画像として類似した)対象物像が複数近接して存在する場合には、2つ画像間の対応関係が誤って認識されるおそれがあり、そのような誤った対応関係に基づいて視差を算出し、その視差から距離を算出すると距離の検出精度が低下する問題があった。
【0004】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、2つ撮像装置により得られる画像に含まれる対象物像の対応関係を正しく把握して正確な視差を算出し、距離検出精度を向上させることができる距離検出装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、第1及び第2の撮像手段により得られる2つの画像から対象物の視差を算出し、該視差に基づいてその対象物までの距離を検出する距離検出装置において、前記第1の撮像手段により得られる画像に含まれる第1対象物像を基準として、前記第2の撮像手段により得られる画像に含まれる、前記第1対象物像に対応する第2対象物像を探索することにより第1の視差を求める第1の視差算出手段と、前記第2の撮像手段により得られる画像に含まれる前記第2対象物像を基準として、前記第1の撮像手段により得られる画像に含まれる、前記第2対象物像に対応する第1対象物像を探索することにより第2の視差を求める第2の視差算出手段と、前記第1及び第2の視差がほぼ同一であるか否かを判断する視差同一性判断手段と、前記視差同一性判断手段にて視差がほぼ同一であると判断されたとき、前記第1及び第2の視差の少なくとも一方を用いて前記対象物までの距離を算出し、前記視差同一性判断手段にて視差がほぼ同一でないと判断されたとき、前記第1対象物像を基準として前記第2対象物像を探索したときの第1の相関特性(L1)と、前記第2対象物像を基準として前記第1対象物像を探索したときの第2の相関特性(L2)とを比較して、前記第1及び第2の視差のいずれかを選択可能かを判断し、選択可能であると判断された場合のみ、より相関性が高い対象物像から得られた視差を用いて前記距離を算出する距離算出手段とを備えることを特徴とする。
【0006】
ここで「視差がほぼ同一である」ことは、例えば第1及び第2の視差の偏差の絶対値が所定閾値以下であるか否かにより判定する。この場合所定閾値は、第1及び第2の視差の同一性を判定するための閾値であり、1つの対象物について基準画像を変えて複数回視差を算出したときの誤差に基づいて設定される。すなわち、第1及び第2の視差の偏差がその誤差の範囲内であれば両者は同一と判定されるような値とする。また、視差の同一性は、第1及び第2の視差の比が1を中心とする所定範囲内(1±ΔRTH)にあるか否かにより判定してもよい。
【0007】
この構成によれば、第1の撮像手段により得られる画像に含まれる第1対象物像を基準として、第2の撮像手段により得られる画像に含まれる、前記第1対象物像に対応する第2対象物像を探索することにより第1の視差が求られ、第2の撮像手段により得られる画像に含まれる前記第2対象物像を基準として、第1の撮像手段により得られる画像に含まれる、前記第2対象物像に対応する第1対象物像を探索することにより第2の視差が求められ、第1及び第2の視差がほぼ同一であるとき、第1及び第2の視差の少なくとも一方を用いて前記対象物までの距離が算出されるので、第1及び第2の撮像手段により得られる2つ画像に含まれる対象物像の対応関係を正しく把握して正確な視差を得ることができ、対象物までの距離をより正確に検出すること可能となる。また第1及び第2の視差がほぼ同一でないと判断されたときは、第1対象物像を基準として第2対象物像を探索したときの第1の相関特性と、第2対象物像を基準として第1対象物像を探索したときの第2の相関特性とを比較して、第1及び第2の視差のいずれかを選択可能かが判断され、選択可能であると判断された場合のみ、より相関性が高い対象物像から得られた視差を用いて対象物までの距離が算出されるので、第1及び第2の視差の偏差が大きい場合でも、正しい視差を選択して正確な距離を検出することができる。
【0008】
前記第1及び第2の視差算出手段は、一方の画像に含まれる基準とする対象物像と、他方の画像に含まれる、その対象物像と同一形状の局所領域との相関性を示す相関性パラメータ(C(a,b))を算出し、その相関性パラメータに基づいて対応対象物像を探索することが望ましい。
【0009】
また前記距離算出手段は、前記第1及び第2の視差がほぼ同一でない場合において、前記第1及び第2の相関特性を参照しても前記第1また第2の視差の一方を選択できないときは、前記対象物までの距離の算出を行わないことが望ましい。
これにより、画像内に著しく似通った対象物像が複数存在する場合に、誤った距離データを取得すること防止することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施形態にかかる距離検出装置を含む、車両の周辺監視装置の構成を示す図であり、この装置は、遠赤外線を検出可能な2つの赤外線カメラ1R,1Lと、当該車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ5と、当該車両の走行速度(車速)VCARを検出する車速センサ6と、ブレーキの操作量を検出するためのブレーキセンサ7と、これらのカメラ1R,1Lによって得られる画像データの基づいて車両前方の動物等の対象物を検出し、衝突の可能性が高い場合に警報を発する画像処理ユニット2と、音声で警報を発するためのスピーカ3と、カメラ1Rまたは1Lによって得られる画像を表示するとともに、衝突の可能性が高い対象物を運転者に認識させるためのヘッドアップディスプレイ(以下「HUD」という)4とを備えている。
【0011】
カメラ1R、1Lは、図2に示すように車両10の前部に、車両10の横方向の中心軸に対してほぼ対象な位置に配置されており、2つのカメラ1R、1Lの光軸が互いに平行となり、両者の路面からの高さが等しくなるように固定されている。赤外線カメラ1R、1Lは、対象物の温度が高いほど、その出力信号レベルが高くなる(輝度が増加する)特性を有している。
【0012】
画像処理ユニット2は、入力アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換回路、ディジタル化した画像信号を記憶する画像メモリ、各種演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)、CPUが演算途中のデータを記憶するために使用するRAM(Random Access Memory)、CPUが実行するプログラムやテーブル、マップなどを記憶するROM(Read Only Memory)、スピーカ3の駆動信号、HUD4の表示信号などを出力する出力回路などを備えており、カメラ1R,1L及びセンサ5〜7の出力信号は、ディジタル信号に変換されて、CPUに入力されるように構成されている。
HUD4は、図2に示すように、車両10のフロントウインドウの、運転者の前方位置に画面4aが表示されるように設けられている。
【0013】
図3は画像処理ユニット2における処理の手順を示すフローチャートであり、先ずカメラ1R、1Lの出力信号をA/D変換して画像メモリに格納する(ステップS11,S12,S13)。画像メモリに格納される画像は、輝度情報を含んだグレースケール画像である。図5(a)(b)は、それぞれはカメラ1R,1Lによって得られるグレースケール画像(カメラ1Rにより右画像が得られ、カメラ1Lにより左画像が得られる)を説明するための図であり、ハッチングを付した領域は、中間階調(グレー)の領域であり、太い実線で囲んだ領域が、輝度レベルが高く(高温で)、画面上に白色として表示される対象物の領域(以下「高輝度領域」という)である。右画像と左画像では、同一の対象物の画面上の水平位置がずれて表示されるので、このずれ(視差)によりその対象物までの距離を算出することができる。
【0014】
続くステップS14〜S16では、右画像を基準画像とする視差(以下「RL視差」という)を求める。先ずステップS14では、右画像に含まれる対象物像の中の1つを選択することにより、図5(a)に示すように右対象物像R1(ここでは、外接四角形で囲まれる領域全体を右対象物像とする)を抽出する。続くステップS15では、右対象物像R1に対応する左対象物像を探索する左画像探索領域を左画像中に設定し、相関演算を実行して左対象物像を抽出する。具体的には、右対象物像R1の各頂点座標に応じて左画像中に図5(b)に示すように、左画像探索領域R2を設定し、探索領域R2内で右対象物像R1との相関の高さを示す輝度差分総和値C(a,b)を下記式(1)により算出する。この相関性パラメータとしての総和値C(a,b)は、その値が小さいほどが相関性が高いことを示すので、総和値C(a,b)が最小となる領域を左対象物像として抽出する。なお、同一対象物についての過去の位置データがあるときは、その位置データに基づいて探索領域R2より狭い領域R2a(図5(b)に破線で示す)を左画像探索領域として設定する。
【数1】
【0015】
ここで、IR(m,n)は、図6に示す右対象物像R1内の座標(m,n)の位置の輝度値であり、IL(a+m−M,b+n−N)は、探索領域内の座標(a,b)を基点とした、右対象物像R1と同一形状の局所領域R3内の座標(m,n)の位置の輝度値である。基点の座標(a,b)を変化させて輝度差分総和値C(a,b)が最小となる位置を求めることにより、左対象物像の位置が特定される。
【0016】
ステップS15の処理により、図7に示すように右対象物像R1と、この対象物像(すなわち同一の対象物)に対応する左対象物像R4とが抽出されるので、ステップS16では、右対象物像R1の重心位置と、画像中心線LCTRとの距離dR(画素数)及び左対象物像R4の重心位置と画像中心線LCTRとの距離dL(画素数)を求め、右画像を基準画像としたRL視差Δd1=dR+dLを算出する。
【0017】
次にステップS17〜S19では、左画像を基準画像とする視差(以下「LR視差」という)を求める。すなわち、左画像から左対象物像R4を抽出し(ステップS17)、左対象物像R4に対応する右対象物像を探索する右画像探索領域を右画像中に設定し、前記式(1)による相関演算を実行して左対象物像R4に対応する右対象物像を抽出する(ステップS18)。そして、ステップS16と同様にしてLR視差Δd2を算出する(ステップS19)。
【0018】
このようにして左対象物像R4に対応する像を右画像中で探索した結果、右対象物像R1が得られれば、RL視差Δd1とLR視差Δd2とはほぼ等しくなるので、正確な視差が得られていることが検証される。そこで、ステップS20では、RL視差Δd1と、LR視差Δd2との偏差の絶対値|Δd1−Δd2|が所定閾値ΔdTH以下か否かを判別し、|Δd1−Δd2|≦ΔdTHであるときは、RL視差及びLR視差のいずれか一方の視差または両者の平均値をΔdとして下記式(2)に適用して、自車両10と、対象物との距離zを算出する(ステップS22)。
【数2】
【0019】
ここで、Bは基線長、すなわち図8に示すようにカメラ1Rの撮像素子11Rの中心位置と、カメラ1Lの撮像素子11Lの中心位置との水平方向の距離(両カメラの光軸の間隔)、Fはレンズ12R、12Lの焦点距離、pは、撮像素子11R、11L内の画素間隔である。
【0020】
一方ステップS20で|Δd1−Δd2|>ΔdTHであるときは、視差を算出する際に実行している相関演算(ステップS15,S18)の結果から、RL視差Δd1を算出したときの第1の相関特性と、LR視差Δd2を算出したときの第2の相関特性とを比較して、より相関性の高い対象物像から得られた視差を選択可能かどうかを判別し(ステップS21)、選択可能であるときは前記ステップS22に進んで、より相関性の高い対象物像から得られた視差を用いて距離zの算出を行う。また、相関特性を比較しても選択できない、すなわち第1及び第2の相関特性がほぼ同一であるとき、または両相関特性とも相関性が低いことを示すものであるときは、距離算出を実行せずに処理を終了する。
【0021】
図9は、上記相関特性を説明するための図あり、2つ対象物像の相関性パラメータである輝度差分総和値C(a,b)を変数bを一定として(最小の総和値が得られたときのb値に設定して)、変数aの関数として示したものである。この図でラインL1及びL2は、それぞれ第1の相関特性及び第2の相関特性に対応し、この相関特性を代表する相関特性パラメータとしては、例えば総和値Cの最小値CMIN1,CMIN2、及び/またはその最小値をとる変数値a1,a2の近傍におけるラインL1,L2の傾き(例えば平均の傾きを示す直線L1a,L1b,L2a,L2bの傾き)の絶対値DCを用いる。最小値CMINはその値が小さいほど、相関性が高いことを示し、また傾きの絶対値DCはその値が大きいほど相関性が高いことを示す。図9に示す例では、ラインL2で示される第2の相関特性がNG(相関性が低い)ので、LR視差Δd2の信頼性が低いと判定して、RL視差Δd1を用いて距離zの算出を行う。相関特性は、例えば最小値CMINが所定閾値CMINTHより小さくかつ傾きの絶対値CDが所定傾き値CDTHより大きいとき、OKと判定し、それ以外のときNGと判定する。第1及び第2の相関特性がともにOKであるときは、最小値CMINのより小さい方を採用する。ただし、その差ΔCMINが小さいとき(所定値ΔCMINTH以下であるとき)は、後述するように距離の算出は行わないようにする。
【0022】
図10は、RL視差Δd1と、LR視差Δd2と偏差が大きくなる場合を説明するための図であり、2人の人に対応する対象物像R11,R12が右画像中に存在するが、2人の人と自車両10との間に破線OBJXで示す他の車両が存在するため、左画像中では右対象物像R12に対応する左対象物像が存在しない(他の車両の陰に隠れている)ような場合を示している。なおこの図はグレースケール画像であるが、分かり易くするために対象物像と関連する像のみ示し、また相関演算を行う範囲を示す外接四角形は図示を省略している。また同図に示す対象物像R13,R14は、他の車両のテールランプが高輝度領域として撮像されたものである。
【0023】
この図に示す場合には、ステップS14〜S16で右画像から右対象物像R11を抽出して左画像から対応する左対象物像R21を抽出し、ステップS17〜S19で左対象物像R21に対応する右対象物像として誤ってR12を抽出した場合には、LR視差Δd2がRL視差Δd1より大きくなるため、ステップS20の答が否定(NO)となり、ステップS21に進んで相関特性の比較を行う。この例では、RL視差Δd1を算出したときの第1の相関特性の方が、LR視差Δd2を算出したときの第2の相関特性より相関性が高いので、RL視差Δd1を正しい視差として選択して、ステップS22に進む。
【0024】
またステップS14〜S16で右画像から右対象物R12を抽出したときは、左画像から似通ったものである左対象物像R21が抽出されるが、ステップS17〜S19で左対象物像R21に対応する右対象物像としてR11が抽出されるので、ステップS20の答が否定(NO)となり、ステップS21に進む。ステップS21で相関特性を比較すると今度は、LR視差Δd2を算出したときの第2の相関特性の方が、RL視差Δd1を算出したときの第1の相関特性より相関性が高いことを示すので、LR視差Δd2を正しい視差として、ステップS22に進む。
【0025】
また右対象物像R11とR12とが非常に似通っているときは、いずれか一方の視差を選択できないので、ステップS21の答が否定(NO)となって、距離zを算出することなく処理を終了する。
以上のように本実施形態では、右画像を基準とするRL視差Δd1と、左画像を基準とするLR視差Δd2とを算出し、両者がほぼ一致したときに正しい視差が得られたと判定し、そのようにして得られた視差に基づいて距離zを算出するようにしたので、左右の画像中の対象物像の対応関係を誤って把握して視差が不正確なものとなることを防止し、対象物までの距離をより正確に検出することができる。
【0026】
またRL視差Δd1とLR視差Δd2との偏差が大きいときは、両者を算出したときの第1の相関特性と第2の相関特性とを比較して、相関性が高い方の視差を選択するようにしたので、例えば図9に示すような場合であっても誤りなく、距離を算出することができる。また、相関特性の比較を行っても選択できないときは、そのデータによる距離の算出を行わないようにしたので、誤ったデータの取得を防止することができる。
【0027】
画像処理ユニット2は、図3の処理により算出された対象物までの距離と、対象物の他の位置情報(自車両10の進行方向に対して垂直な水平方向及び高さ方向の座標)とに基づいて、その対象物と自車両10との衝突の可能性を判定し、衝突の可能性が高いときは、スピーカ3及びHUD4を介して運転者への警報を発する。
【0028】
本実施形態では、赤外線カメラ1R、1Lが、第1及び第2の撮像手段に相当し、画像処理ユニット2が距離検出装置を構成する。具体的には、図3のステップS14〜S16が第1の視差算出手段に相当し、同図のステップS17〜S19が第2の視差算出手段に相当し、同図のステップS20が視差同一性判断手段に相当し、ステップS21及びS22が距離算出手段に相当する。そして、右対象物像及び左対象物像がそれぞれ第1対象物像及び第2対象物像に相当し、RL視差及びLR視差が、第1及び第2の視差に相当する。
【0029】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、RL視差Δd1とLR視差Δd2との同一性は、両者の偏差の絶対値に基づいて判定したが、両者の比Δd1/Δd2が1±RTHの範囲内にあるか否かにより判定してもよい。RTHは、視差の算出誤差程度の違いは同一性の範囲内と判定するための閾値である。
また撮像手段として赤外線カメラを用いたが、通常の可視光線のみ検出可能なテレビカメラなどを使用してもよい。また、2つの撮像手段は、離間して配置されていればよく、図2に示した配置に限定されるものではない。
【0030】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、第1の撮像手段により得られる画像に含まれる第1対象物像を基準として、第2の撮像手段により得られる画像に含まれる、前記第1対象物像に対応する第2対象物像を探索することにより第1の視差が求られ、第2の撮像手段により得られる画像に含まれる前記第2対象物像を基準として、第1の撮像手段により得られる画像に含まれる、前記第2対象物像に対応する第1対象物像を探索することにより第2の視差が求められ、第1及び第2の視差がほぼ同一であるとき、第1及び第2の視差の少なくとも一方を用いて前記対象物までの距離が算出されるので、第1及び第2の撮像手段により得られる2つ画像に含まれる対象物像の対応関係を正しく把握して正確な視差を得ることができ、対象物までの距離をより正確に検出すること可能となる。また第1及び第2の視差がほぼ同一でないと判断されたときは、第1対象物像を基準として第2対象物像を探索したときの第1の相関特性と、第2対象物像を基準として第1対象物像を探索したときの第2の相関特性とを比較して、第1及び第2の視差のいずれかを選択可能かが判断され、選択可能であると判断された場合のみ、より相関性が高い対象物像から得られた視差を用いて対象物までの距離が算出されるので、第1及び第2の視差の偏差が大きい場合でも、正しい視差を選択して正確な距離を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる距離検出装置を含む、車両の周辺監視装置の構成を示す図である。
【図2】赤外線カメラの配置を説明するための図である。
【図3】距離算出手順を示すフローチャートである。
【図4】赤外線カメラにより得られるグレースケール画像を説明するための図である。
【図5】右対象物像と、対応する左対象物像とを示す図である。
【図6】右対象物像から対応する左対象物像を探索する手法を説明するための図である。
【図7】右対象物像と左対象物像から視差を算出する手法を説明するための図である。
【図8】視差から対象物までの距離を算出する手法を説明するための図である。
【図9】相関特性の比較を説明するための図である。
【図10】視差を誤って算出するおそれのある場合を説明するための図である。
【符号の説明】
1R、1L 赤外線カメラ(第1及び第2の撮像手段)
2 画像処理ユニット(第1の視差算出手段、第2の視差算出手段、距離算出手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a distance detection device that calculates a parallax of an object from two images obtained by two imaging devices and detects a distance to the object based on the parallax.
[0002]
[Prior art]
As a method for detecting the distance to the object included in the image based on the two images obtained by the two imaging devices, the two images are divided into, for example, blocks of 4 pixels × 4 pixels, 2. Description of the Related Art Conventionally, it is known to find a matching block in the other image based on a block of an image, calculate a parallax, and detect a distance to an object based on the parallax (Japanese Patent Laid-Open No. 6-266828). Issue gazette).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, in order to find a matching block, it is necessary to perform a correlation operation on the entire image, and there is a problem that the amount of calculation becomes enormous. Further, when there are a plurality of object images having similar shapes (similar as images) close to each other in the image, the correspondence between the two images may be erroneously recognized. If the parallax is calculated based on the corresponding relationship and the distance is calculated from the parallax, there is a problem that the accuracy of detecting the distance is lowered.
[0004]
The present invention has been made paying attention to this point, and correctly grasps the correspondence between the object images included in the images obtained by the two imaging devices, calculates an accurate parallax, and improves the distance detection accuracy. It is an object of the present invention to provide a distance detection device that can perform the above-described process.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 calculates the parallax of an object from two images obtained by the first and second imaging means, and calculates the distance to the object based on the parallax. In the distance detection device to detect, the first object image included in the image obtained by the second image pickup unit with reference to the first object image included in the image obtained by the first image pickup unit. The first parallax calculating means for obtaining the first parallax by searching for the corresponding second object image, and the second object image included in the image obtained by the second imaging means as a reference, Second parallax calculating means for obtaining a second parallax by searching for a first object image corresponding to the second object image included in an image obtained by the first imaging means; Whether the second parallax is almost the same When the parallax identity determining means for determining whether or not the parallax identity determining means determines that the parallax is substantially the same, at least one of the first and second parallaxes is used to reach the object. A first correlation characteristic (when the second object image is searched with respect to the first object image when the distance is calculated and the disparity identity determining unit determines that the disparity is not substantially the same). L1) is compared with the second correlation characteristic (L2) when the first object image is searched with reference to the second object image, and one of the first and second parallaxes is compared. And a distance calculation unit that calculates the distance using a parallax obtained from an object image having a higher correlation only when it is determined that selection is possible and only when it is determined that selection is possible. .
[0006]
Here, “the parallax is substantially the same” is determined based on, for example, whether or not the absolute value of the deviation between the first and second parallaxes is equal to or less than a predetermined threshold value. In this case, the predetermined threshold is a threshold for determining the identity of the first and second parallaxes, and is set based on an error when the parallax is calculated a plurality of times by changing the reference image for one target object. . That is, if the deviation between the first and second parallaxes is within the error range, the values are determined to be the same. Also, the identity of the parallax may be determined based on whether or not the ratio of the first and second parallax is within a predetermined range centered at 1 (1 ± ΔRTH).
[0007]
According to this configuration, the first object image included in the image obtained by the second imaging unit is used as a reference, and the first object image included in the image obtained by the first imaging unit is used as a reference. The first parallax is obtained by searching for the two object images, and is included in the image obtained by the first imaging means with the second object image contained in the image obtained by the second imaging means as a reference Second parallax is obtained by searching for a first object image corresponding to the second object image, and the first and second parallaxes are substantially the same. Since the distance to the object is calculated using at least one of the above, the correspondence between the object images included in the two images obtained by the first and second imaging means is correctly grasped and accurate parallax is obtained. And get more accurate distance to the object It becomes possible to detect. When it is determined that the first and second parallaxes are not substantially the same, the first correlation characteristic when the second object image is searched with reference to the first object image and the second object image are obtained. When the first correlation image is compared with the second correlation characteristic when the first object image is searched for as a reference, and it is determined whether one of the first and second parallaxes can be selected. Since the distance to the object is calculated using the parallax obtained from the object image having higher correlation, the correct parallax can be selected accurately even when the deviation between the first and second parallaxes is large. A simple distance can be detected.
[0008]
The first and second parallax calculation means are correlations indicating a correlation between a reference object image included in one image and a local region having the same shape as the object image included in the other image. sexual parameter (C (a, b)) is calculated, Rukoto to search probe corresponding object image is desired on the basis of the correlation parameter.
[0009]
Also the distance calculating means, when the first and second parallax is not substantially the same, can not select one of the first and the second parallax even by referring to the first and second correlation characteristics In some cases, it is desirable not to calculate the distance to the object.
Thereby, it is possible to prevent erroneous distance data from being acquired when there are a plurality of object images that are remarkably similar in the image.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle periphery monitoring device including a distance detection device according to an embodiment of the present invention. This device includes two
[0011]
As shown in FIG. 2, the
[0012]
The
As shown in FIG. 2, the
[0013]
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure in the
[0014]
In subsequent steps S14 to S16, a parallax (hereinafter referred to as “RL parallax”) using the right image as a reference image is obtained. First, in step S14, by selecting one of the object images included in the right image, as shown in FIG. 5A, the right object image R1 (here, the entire region surrounded by the circumscribed rectangle is displayed). Extract right object image). In the subsequent step S15, a left image search area for searching for a left object image corresponding to the right object image R1 is set in the left image, and a correlation operation is executed to extract a left object image. Specifically, as shown in FIG. 5B, the left image search region R2 is set in the left image according to each vertex coordinate of the right object image R1, and the right object image R1 is set in the search region R2. The luminance difference total value C (a, b) indicating the height of the correlation with is calculated by the following equation (1). The sum value C (a, b) as the correlation parameter indicates that the smaller the value is, the higher the correlation is. Therefore, an area where the sum value C (a, b) is minimum is set as the left object image. Extract. When there is past position data for the same object, an area R2a (indicated by a broken line in FIG. 5B) narrower than the search area R2 is set as the left image search area based on the position data.
[Expression 1]
[0015]
Here, IR (m, n) is a luminance value at the position of the coordinate (m, n) in the right object image R1 shown in FIG. 6, and IL (a + m−M, b + n−N) is a search region. The luminance value at the position of the coordinate (m, n) in the local region R3 having the same shape as the right object image R1, with the coordinate (a, b) in the base as the base point. The position of the left object image is specified by changing the base point coordinates (a, b) to obtain the position where the luminance difference total value C (a, b) is minimized.
[0016]
As shown in FIG. 7, the right object image R1 and the left object image R4 corresponding to this object image (that is, the same object) are extracted by the process of step S15. A distance dR (number of pixels) between the center of gravity of the object image R1 and the image center line LCTR and a distance dL (number of pixels) between the center of gravity of the left object image R4 and the image center line LCTR are obtained, and the right image is used as a reference. RL parallax Δd1 = dR + dL for an image is calculated.
[0017]
Next, in steps S17 to S19, a parallax (hereinafter referred to as “LR parallax”) using the left image as a reference image is obtained. That is, the left object image R4 is extracted from the left image (step S17), the right image search area for searching for the right object image corresponding to the left object image R4 is set in the right image, and the equation (1) The correlation calculation is performed to extract the right object image corresponding to the left object image R4 (step S18). Then, the LR parallax Δd2 is calculated in the same manner as in step S16 (step S19).
[0018]
Thus, if the right object image R1 is obtained as a result of searching the right image for the image corresponding to the left object image R4, the RL parallax Δd1 and the LR parallax Δd2 are substantially equal. It is verified that it is obtained. Therefore, in step S20, it is determined whether or not the absolute value | Δd1−Δd2 | of the deviation between the RL parallax Δd1 and the LR parallax Δd2 is equal to or smaller than a predetermined threshold value ΔdTH. The distance z between the
[Expression 2]
[0019]
Here, B is the base length, that is, the horizontal distance between the center position of the
[0020]
On the other hand, if | Δd1−Δd2 |> ΔdTH in step S20, the first correlation when the RL parallax Δd1 is calculated from the result of the correlation calculation (steps S15 and S18) executed when calculating the parallax. The characteristic and the second correlation characteristic when the LR parallax Δd2 is calculated are compared, and it is determined whether or not the parallax obtained from the object image with higher correlation can be selected (step S21). If YES, the process proceeds to step S22, and the distance z is calculated using the parallax obtained from the object image with higher correlation. If the correlation characteristics cannot be selected, that is, if the first and second correlation characteristics are almost the same, or if both correlation characteristics indicate low correlation, the distance calculation is executed. The process is terminated without doing so.
[0021]
FIG. 9 is a diagram for explaining the above-mentioned correlation characteristics. The luminance difference total value C (a, b), which is a correlation parameter between two object images, is set to a constant variable b (the minimum total value is obtained). It is shown as a function of the variable a). In this figure, lines L1 and L2 correspond to the first correlation characteristic and the second correlation characteristic, respectively. As correlation characteristic parameters representing this correlation characteristic, for example, minimum values CMIN1, CMIN2, and / or Alternatively, the absolute value DC of the slopes of the lines L1 and L2 (for example, slopes of straight lines L1a, L1b, L2a, and L2b indicating average slopes) in the vicinity of the variable values a1 and a2 that take the minimum values is used. The minimum value CMIN indicates that the smaller the value is, the higher the correlation is, and the absolute value DC of the slope indicates that the larger the value is, the higher the correlation is. In the example shown in FIG. 9, since the second correlation characteristic indicated by the line L2 is NG (low correlation), it is determined that the reliability of the LR parallax Δd2 is low, and the distance z is calculated using the RL parallax Δd1. I do. For example, when the minimum value CMIN is smaller than the predetermined threshold value CMINTH and the absolute value CD of the inclination is larger than the predetermined inclination value CDTH, the correlation characteristic is determined to be OK, and otherwise determined to be NG. When both the first and second correlation characteristics are OK, the smaller one of the minimum values CMIN is adopted. However, when the difference ΔCMIN is small (when it is equal to or smaller than the predetermined value ΔCMINTH), the distance is not calculated as will be described later.
[0022]
FIG. 10 is a diagram for explaining a case where the deviation between the RL parallax Δd1 and the LR parallax Δd2 becomes large. The object images R11 and R12 corresponding to two people are present in the right image. Since there is another vehicle indicated by the broken line OBJX between the person and the
[0023]
In the case shown in this figure, the right object image R11 is extracted from the right image in steps S14 to S16, the corresponding left object image R21 is extracted from the left image, and the left object image R21 is extracted in steps S17 to S19. If R12 is mistakenly extracted as the corresponding right object image, the LR parallax Δd2 is larger than the RL parallax Δd1, so the answer to step S20 is negative (NO), and the flow proceeds to step S21 to compare the correlation characteristics. Do. In this example, since the first correlation characteristic when the RL parallax Δd1 is calculated has a higher correlation than the second correlation characteristic when the LR parallax Δd2 is calculated, the RL parallax Δd1 is selected as the correct parallax. Then, the process proceeds to step S22.
[0024]
Further, when the right object R12 is extracted from the right image in steps S14 to S16, a similar left object image R21 is extracted from the left image. However, in steps S17 to S19, the left object image R21 corresponds to the left object image R21. Since R11 is extracted as the right object image to be performed, the answer to step S20 is negative (NO), and the process proceeds to step S21. When the correlation characteristics are compared in step S21, this time, the second correlation characteristic when the LR parallax Δd2 is calculated indicates that the correlation is higher than the first correlation characteristic when the RL parallax Δd1 is calculated. The LR parallax Δd2 is set as the correct parallax, and the process proceeds to step S22.
[0025]
Further, when the right object images R11 and R12 are very similar, since either one of the parallaxes cannot be selected, the answer to step S21 is negative (NO), and the process is performed without calculating the distance z. finish.
As described above, in the present embodiment, the RL parallax Δd1 based on the right image and the LR parallax Δd2 based on the left image are calculated, and it is determined that the correct parallax is obtained when the two substantially coincide with each other. Since the distance z is calculated based on the parallax obtained in this way, it is possible to prevent the parallax from becoming inaccurate by erroneously grasping the correspondence between the object images in the left and right images. The distance to the object can be detected more accurately.
[0026]
When the deviation between the RL parallax Δd1 and the LR parallax Δd2 is large, the first correlation characteristic and the second correlation characteristic obtained by calculating both are compared, and the parallax having the higher correlation is selected. Thus, even in the case shown in FIG. 9, for example, the distance can be calculated without error. In addition, when the correlation characteristics cannot be selected even if they are compared, the calculation of the distance based on the data is not performed, so that erroneous data acquisition can be prevented.
[0027]
The
[0028]
In the present embodiment, the
[0029]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the identity between the RL parallax Δd1 and the LR parallax Δd2 is determined based on the absolute value of the deviation between the two, but is the ratio Δd1 / Δd2 between the two in the range of 1 ± RTH? It may be determined depending on whether or not. RTH is a threshold value for determining that the difference in the parallax calculation error is within the same range.
Further, although an infrared camera is used as the imaging means, a television camera that can detect only normal visible light may be used. Further, the two image pickup means need only be arranged apart from each other, and is not limited to the arrangement shown in FIG.
[0030]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the first object included in the image obtained by the second imaging means on the basis of the first object image contained in the image obtained by the first imaging means. By searching for a second object image corresponding to the object image, the first parallax is obtained, and the first imaging unit is based on the second object image included in the image obtained by the second imaging unit. When the second parallax is obtained by searching for the first object image corresponding to the second object image included in the image obtained by the above, and the first and second parallaxes are substantially the same, Since the distance to the object is calculated using at least one of the first and second parallaxes, the correspondence between the object images included in the two images obtained by the first and second imaging means is correctly grasped. Can get accurate parallax, Distance becomes possible to more accurately detect. When it is determined that the first and second parallaxes are not substantially the same, the first correlation characteristic when the second object image is searched with reference to the first object image and the second object image are obtained. When the first correlation image is compared with the second correlation characteristic when searching for the first object image as a reference, it is determined whether one of the first and second parallaxes can be selected, and it is determined that the selection is possible Since the distance to the object is calculated using the parallax obtained from the object image with higher correlation, the correct parallax can be selected and accurately selected even when the deviation between the first and second parallaxes is large. A simple distance can be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle periphery monitoring device including a distance detection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the arrangement of an infrared camera.
FIG. 3 is a flowchart showing a distance calculation procedure.
FIG. 4 is a diagram for explaining a grayscale image obtained by an infrared camera.
FIG. 5 is a diagram illustrating a right object image and a corresponding left object image.
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of searching for a corresponding left object image from a right object image.
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of calculating parallax from a right object image and a left object image.
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of calculating a distance from a parallax to an object.
FIG. 9 is a diagram for explaining a comparison of correlation characteristics.
FIG. 10 is a diagram for explaining a case where there is a possibility that parallax may be erroneously calculated.
[Explanation of symbols]
1R, 1L infrared camera (first and second imaging means)
2 Image processing unit (first parallax calculating means, second parallax calculating means, distance calculating means)
Claims (1)
前記第1の撮像手段により得られる画像に含まれる第1対象物像を基準として、前記第2の撮像手段により得られる画像に含まれる、前記第1対象物像に対応する第2対象物像を探索することにより第1の視差を求める第1の視差算出手段と、
前記第2の撮像手段により得られる画像に含まれる前記第2対象物像を基準として、前記第1の撮像手段により得られる画像に含まれる、前記第2対象物像に対応する第1対象物像を探索することにより第2の視差を求める第2の視差算出手段と、
前記第1及び第2の視差がほぼ同一であるか否かを判断する視差同一性判断手段と、
前記視差同一性判断手段にて視差がほぼ同一であると判断されたとき、前記第1及び第2の視差の少なくとも一方を用いて前記対象物までの距離を算出し、前記視差同一性判断手段にて視差がほぼ同一でないと判断されたとき、前記第1対象物像を基準として前記第2対象物像を探索したときの第1の相関特性と、前記第2対象物像を基準として前記第1対象物像を探索したときの第2の相関特性とを比較して、前記第1及び第2の視差のいずれかを選択可能かを判断し、選択可能であると判断された場合のみ、より相関性が高い対象物像から得られた視差を用いて前記距離を算出する距離算出手段とを備えることを特徴とする距離検出装置。In a distance detection apparatus that calculates a parallax of an object from two images obtained by the first and second imaging means, and detects a distance to the object based on the parallax.
The second object image corresponding to the first object image included in the image obtained by the second image pickup means with reference to the first object image included in the image obtained by the first image pickup means. First parallax calculating means for obtaining the first parallax by searching for;
The first object corresponding to the second object image included in the image obtained by the first image pickup means with reference to the second object image included in the image obtained by the second image pickup means. Second parallax calculating means for obtaining a second parallax by searching for an image;
Parallax identity determining means for determining whether or not the first and second parallaxes are substantially the same;
When the parallax identity determining means determines that the parallax is substantially the same, the distance to the object is calculated using at least one of the first and second parallaxes, and the parallax identity determining means When the parallax is determined to be substantially the same, the first correlation characteristic when the second object image is searched with reference to the first object image, and the second object image with reference to the second object image. Only when the first correlation image is compared with the second correlation characteristic when the first object image is searched to determine whether one of the first parallax and the second parallax can be selected. And a distance calculating unit that calculates the distance using a parallax obtained from an object image having higher correlation .
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