Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6983740B2 - Stereo camera system and distance measurement method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6983740B2 - Stereo camera system and distance measurement method - Google Patents

Stereo camera system and distance measurement method Download PDF

Info

Publication number
JP6983740B2
JP6983740B2 JP2018181674A JP2018181674A JP6983740B2 JP 6983740 B2 JP6983740 B2 JP 6983740B2 JP 2018181674 A JP2018181674 A JP 2018181674A JP 2018181674 A JP2018181674 A JP 2018181674A JP 6983740 B2 JP6983740 B2 JP 6983740B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
stereo camera
camera
distance measurement
cameras
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018181674A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020051903A (en
Inventor
利樹 石井
圭一 別井
健 島野
啓太 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2018181674A priority Critical patent/JP6983740B2/en
Priority to PCT/JP2019/010266 priority patent/WO2020066068A1/en
Publication of JP2020051903A publication Critical patent/JP2020051903A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6983740B2 publication Critical patent/JP6983740B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • G01C3/06Use of electric means to obtain final indication
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/50Depth or shape recovery
    • G06T7/55Depth or shape recovery from multiple images
    • G06T7/593Depth or shape recovery from multiple images from stereo images

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

本発明は、ステレオカメラシステム、及び測距方法に関する。 The present invention relates to a stereo camera system and a distance measuring method.

自動車におけるユーザサポート機能として、自動運転、自動ブレーキ、自動追従等の開発、改良が進められている。これらのユーザサポート機能の実現には、自動車の周囲に存在する物体を検知する技術が共通して用いられており、特に、自動運転については、自動車の全周囲(周囲360°)の物体検知技術の確立が重要となる。 Development and improvement of automatic driving, automatic braking, automatic tracking, etc. are being promoted as user support functions in automobiles. In order to realize these user support functions, technology for detecting objects existing around the vehicle is commonly used. In particular, for autonomous driving, technology for detecting objects around the entire vehicle (360 ° circumference) is used. Is important to establish.

自動車の全周囲の物体検知技術としては、レーザパルスの反射戻り時間から物体までの距離を検出するLIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)を用いる方法が知られている。 As a technique for detecting an object around the entire circumference of an automobile, a method using LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging), which detects the distance from the reflection return time of a laser pulse to an object, is known.

また、ステレオカメラを用いて物体までの距離を測定する方法も知られており、例えば特許文献1には、車体に複数のステレオカメラを配置し、得られた複数の画像に基づいてステレオカメラのキャリブレーションを行う建設機械が開示されている。 Further, a method of measuring the distance to an object using a stereo camera is also known. For example, in Patent Document 1, a plurality of stereo cameras are arranged on a vehicle body, and a stereo camera is used based on a plurality of obtained images. The construction machine to be calibrated is disclosed.

特開2014−215039号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-215039

LIDARを用いる方法の場合、LIDARだけでは画像を取得することができないので、検知した物体が何であるのかを認識するため、画像を撮影できるカメラを併用する必要がある。また、周囲に存在する自動車もLIDARを用いている場合、レーザ光が相互に干渉し合ってしまう可能性がある。 In the case of the method using LIDAR, since the image cannot be acquired only by LIDAR, it is necessary to use a camera capable of taking an image together in order to recognize what the detected object is. In addition, when LIDAR is used in the surrounding automobiles, the laser beams may interfere with each other.

特許文献1に記載の建設機械では、複数のステレオカメラはそれぞれの測距範囲を単体で測距しているに過ぎず、例えば、隣接するステレオカメラを組み合わせることによって、測距精度を向上させるような用途には用いられていない。 In the construction machine described in Patent Document 1, a plurality of stereo cameras merely measure the distance measurement range of each of them individually. For example, by combining adjacent stereo cameras, the distance measurement accuracy may be improved. It is not used for various purposes.

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであって、物体の距離に応じて精度良く測距できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to enable accurate distance measurement according to the distance of an object.

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記課題を解決すべく、本発明の一態様に係るステレオカメラシステムは、自己の画角範囲に存在する物体を撮像するとともに、前記物体を測距する複数の測距カメラと、前記測距カメラの対を仮想ステレオカメラとし、前記測距カメラの対のそれぞれによって撮像された画像に基づいて前記物体を測距する統合部と、を備え、前記仮想ステレオカメラは、前記測距カメラに比較して、所定の距離よりも遠くに存在する前記物体の測距精度が高いことを特徴とする。 The present application includes a plurality of means for solving at least a part of the above problems, and examples thereof are as follows. In order to solve the above problems, the stereo camera system according to one aspect of the present invention captures an object existing in its own angle of view range, and has a plurality of range-finding cameras for measuring the object and the range-finding camera. The pair is a virtual stereo camera, and the virtual stereo camera is provided with an integrated unit for measuring the distance of the object based on the images captured by each of the pairs of the distance measuring cameras, and the virtual stereo camera is compared with the distance measuring camera. Therefore, it is characterized in that the distance measurement accuracy of the object existing farther than a predetermined distance is high.

本発明によれば、物体の距離に応じて精度良く測距することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to measure the distance with high accuracy according to the distance of the object.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明に係る第1の実施形態であるステレオカメラシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the stereo camera system which is 1st Embodiment which concerns on this invention. ステレオカメラシステムの詳細な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed configuration example of a stereo camera system. 測距カメラにおける第1撮像部と第2撮像部との位置関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the positional relationship between the 1st image pickup part and the 2nd image pickup part in a distance measuring camera. ステレオカメラと見做される2つの測距カメラの位置関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the positional relationship of two distance measuring cameras which are regarded as a stereo camera. ステレオカメラ及び測距カメラの単体の距離に対する測距精度を表す図である。It is a figure which shows the distance measurement accuracy with respect to the distance of a single body of a stereo camera and a distance measurement camera. ステレオカメラ及び測距カメラの単体の距離に対する測距精度を表す図である。It is a figure which shows the distance measurement accuracy with respect to the distance of a single body of a stereo camera and a distance measurement camera. ステレオカメラ及び測距カメラの単体の距離に対する測距精度を表す図である。It is a figure which shows the distance measurement accuracy with respect to the distance of a single body of a stereo camera and a distance measurement camera. ステレオカメラシステムによる動作の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of operation by a stereo camera system. 本発明に係る第2の実施形態である車載ステレオカメラシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the configuration example of the vehicle-mounted stereo camera system which is the 2nd Embodiment which concerns on this invention. 車載ステレオカメラシステムにおける各測距カメラの画角範囲を示す図である。It is a figure which shows the angle of view range of each distance measuring camera in an in-vehicle stereo camera system. 車載ステレオカメラシステムにおける各測距カメラの単体での測距結果を採用する範囲を示す図である。It is a figure which shows the range which adopts the distance measurement result of each distance measurement camera alone in an in-vehicle stereo camera system. 測距カメラとして採用し得るステレオカメラの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the stereo camera which can be adopted as a distance measuring camera. 上側双曲面ミラーと外周側双曲面ミラーと内周側双曲面ミラーとの関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the relationship between the upper side hyperboloid mirror, the outer peripheral side hyperboloid mirror, and the inner peripheral side hyperboloid mirror. 各双曲面ミラーのパラメータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the parameter of each hyperboloid mirror.

以下、本発明に係る複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。 Hereinafter, a plurality of embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in all the drawings for explaining each embodiment, in principle, the same members are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted. Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily essential unless otherwise specified or clearly considered to be essential in principle. Needless to say. In addition, when saying "consisting of A", "consisting of A", "having A", and "including A", other elements are excluded unless it is clearly stated that it is only that element. It goes without saying that it is not something to do. Similarly, in the following embodiments, when the shape, positional relationship, etc. of the constituent elements are referred to, the shape is substantially the same, except when it is clearly stated or when it is considered that it is not clearly the case in principle. Etc., etc. shall be included.

<本発明に係る第1の実施形態であるステレオカメラシステムの構成例>
図1は、本発明に係る第1の実施形態であるステレオカメラシステム1の構成例を示している。ステレオカメラシステム1は、測距カメラ10a,10b、及び統合部20を備える。
<Structure example of the stereo camera system according to the first embodiment of the present invention>
FIG. 1 shows a configuration example of a stereo camera system 1 according to a first embodiment of the present invention. The stereo camera system 1 includes distance measuring cameras 10a and 10b, and an integrated unit 20.

測距カメラ10aは、例えば、路面に対して垂直な方向(図面に対して垂直な方向)に配置された第1撮像部11a(図2)及び第2撮像部13a(図2)を有するステレオカメラから成る。測距カメラ10aは、画角範囲AOVaを撮像し、撮像結果として得られる画像を統合部20に出力する。また、測距カメラ10aは、単体として、画角範囲AOVaに存在する物体を測距する(距離を測定する)機能を有し、測距結果を統合部20に出力する。なお、測距カメラ10aは、ステレオカメラの他、例えば、TOF(time of flight)カメラによって実現できる。 The range-finding camera 10a is, for example, a stereo having a first image pickup unit 11a (FIG. 2) and a second image pickup unit 13a (FIG. 2) arranged in a direction perpendicular to the road surface (direction perpendicular to the drawing). It consists of a camera. The ranging camera 10a captures the angle of view range AOVa and outputs the image obtained as the imaging result to the integration unit 20. Further, the distance measuring camera 10a has a function of measuring a distance (measuring the distance) of an object existing in the angle of view range AOVa as a single unit, and outputs the distance measuring result to the integrated unit 20. The ranging camera 10a can be realized by, for example, a TOF (time of flight) camera in addition to the stereo camera.

同様に、測距カメラ10bは、例えば、路面に対して垂直な方向に配置された第1撮像部11b(図2)及び第2撮像部13b(図2)を有するステレオカメラから成る。測距カメラ10bは、画角範囲AOVbを撮像し、撮像結果として得られる画像を統合部20に出力する。また、測距カメラ10bは、単体として、画角範囲AOVbに存在する物体を測距する機能を有し、測距結果を統合部20に出力する。なお、測距カメラ10bは、例えば、ステレオカメラの他、TOFカメラによって実現できる。 Similarly, the ranging camera 10b comprises, for example, a stereo camera having a first imaging unit 11b (FIG. 2) and a second imaging unit 13b (FIG. 2) arranged in a direction perpendicular to the road surface. The ranging camera 10b captures the angle of view range AOVb and outputs the image obtained as the imaging result to the integration unit 20. Further, the ranging camera 10b has a function of measuring an object existing in the angle of view range AOVb as a single unit, and outputs the ranging result to the integrated unit 20. The ranging camera 10b can be realized by, for example, a TOF camera in addition to a stereo camera.

以下、測距カメラ10a、10bを個々に区別する必要が無い場合、単に測距カメラ10と称する。 Hereinafter, when it is not necessary to distinguish the distance measuring cameras 10a and 10b individually, the distance measuring camera 10 is simply referred to as a distance measuring camera 10.

統合部20は、測距カメラ10の対(測距カメラ10a,10b)を1つのステレオカメラSabと見做して物体を測距する。ステレオカメラSabは、本発明の仮想ステレオカメラに相当する。 The integration unit 20 regards a pair of ranging cameras 10 (distance measuring cameras 10a and 10b) as one stereo camera Sub and measures an object. The stereo camera Sub corresponds to the virtual stereo camera of the present invention.

すなわち、統合部20は、測距カメラ10aと測距カメラ10bのそれぞれで撮像された画像を取得し、取得した画像を用いたステレオマッチング処理により、測距カメラ10aの画角範囲AOVaと測距カメラ10bの画角範囲AOVbとが重複する重複領域Rabに存在している物体を測距する。当然ながら、ステレオカメラSabは、重複領域Rabに存在しない物体を測距することはできない。 That is, the integrated unit 20 acquires images captured by each of the distance measuring camera 10a and the distance measuring camera 10b, and performs stereoscopic matching processing using the acquired images to obtain the angle of view range AOVa of the distance measuring camera 10a and the distance measuring. The distance is measured for an object existing in the overlapping region Rab where the angle of view range AOVb of the camera 10b overlaps. As a matter of course, the stereo camera Sab cannot measure an object that does not exist in the overlapping region Rab.

ステレオカメラSabは、その基線長L2(図4)が、測距カメラ10の単体の基線長L1(図4)よりも長くなるので、所定の距離よりも遠くに存在する物体に対する測距精度を測距カメラ10の単体よりも上げることができる。 Since the baseline length L2 (FIG. 4) of the stereo camera Sub is longer than the baseline length L1 (FIG. 4) of the distance measuring camera 10 alone, the distance measuring accuracy for an object existing farther than a predetermined distance can be improved. It can be raised more than the distance measuring camera 10 alone.

そこで、統合部20は、ステレオカメラSabの方が測距カメラ10の単体よりも測距精度が高くなる境の所定の距離を距離閾値THLとし、重複領域Rabに存在する物体のうち、測距カメラ10から距離閾値THLよりも遠くに存在する物体についてはステレオカメラSabによる測距結果を採用し、距離閾値THLよりも近い領域Ra,Rbに存在する物体については測距カメラ10の単体による測距結果を採用する。また、統合部20は、ステレオカメラSabによって測距できない物体については、測距カメラ10の単体での測距結果を採用する。 Therefore, the integrated unit 20 sets a predetermined distance at the boundary where the stereo camera Sab has higher distance measurement accuracy than the distance measurement camera 10 alone as the distance threshold THL, and among the objects existing in the overlapping region Rab, the distance measurement For objects farther than the distance threshold THL from the camera 10, the distance measurement result by the stereo camera Sab is adopted, and for objects existing in the regions Ra and Rb closer to the distance threshold THL, the measurement by the distance measurement camera 10 alone is adopted. Adopt the distance result. Further, the integration unit 20 adopts the distance measurement result of the distance measurement camera 10 alone for the object that cannot be distance-measured by the stereo camera Sub.

さらに、統合部20は、正確な距離が分かっている物体を測距することにより、正確な距離と測距結果との差分に基づいて、ステレオカメラSabの自己キャリブレーションを実行する。 Further, the integration unit 20 performs self-calibration of the stereo camera Sub based on the difference between the accurate distance and the distance measurement result by measuring the distance of the object whose exact distance is known.

なお、図1の場合は異なるが、測距カメラ10aの画角範囲AOVaに測距カメラ10bを配置し、統合部20が、測距カメラ10aによって撮像された、測距カメラ10bが写り込んでいる画像に基づき、ステレオカメラSabの基線長とその傾きを決定、補正するようにしてもよい。 Although it is different in the case of FIG. 1, the range-finding camera 10b is arranged in the angle-of-view range AOVa of the range-finding camera 10a, and the range-finding camera 10b captured by the range-finding camera 10a is reflected in the integrated unit 20. The baseline length of the stereo camera Sab and its inclination may be determined and corrected based on the existing image.

次に、図2は、ステレオカメラシステム1の詳細な構成例を示すブロック図である。なお、図2の構成例において、測距カメラ10は、第1撮像部11及び第2撮像部13を有するステレオカメラである。 Next, FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration example of the stereo camera system 1. In the configuration example of FIG. 2, the distance measuring camera 10 is a stereo camera having a first imaging unit 11 and a second imaging unit 13.

測距カメラ10は、第1撮像部11、歪補正部12、第2撮像部13、歪補正部14、及び距離算出部15を有する。 The distance measuring camera 10 has a first image pickup unit 11, a distortion correction unit 12, a second image pickup unit 13, a distortion correction unit 14, and a distance calculation unit 15.

以下、測距カメラ10aの第1撮像部11を、その符号にaを追加して第1撮像部11aと称する。その他の構成要素についても同様とする。また、測距カメラ10bについても同様とする。 Hereinafter, the first image pickup unit 11 of the distance measuring camera 10a will be referred to as a first image pickup unit 11a by adding a to the reference numeral. The same applies to other components. The same applies to the ranging camera 10b.

第1撮像部11は、例えば広角レンズや魚眼レンズ等から成る集光部31(図3)と、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等から成る高解像度イメージセンサ32(図3)を有する。第1撮像部11においては、集光部31によって物体の光を高解像度イメージセンサ32に集光し、高解像度イメージセンサ32にて光電変換により第1画像を生成する。第1撮像部11は、第1画像を歪補正部12に出力する。歪補正部12は、第1画像に生じている画像歪を補正して距離算出部15に出力する。 The first imaging unit 11 has, for example, a condensing unit 31 (FIG. 3) made of a wide-angle lens, a fisheye lens, or the like, and a high-resolution image sensor 32 (FIG. 3) made of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or the like. In the first image pickup unit 11, the light of the object is focused on the high-resolution image sensor 32 by the light-collecting unit 31, and the first image is generated by photoelectric conversion by the high-resolution image sensor 32. The first image pickup unit 11 outputs the first image to the distortion correction unit 12. The distortion correction unit 12 corrects the image distortion occurring in the first image and outputs it to the distance calculation unit 15.

第2撮像部13は、例えば広角レンズや魚眼レンズ等から成る集光部33(図3)と、CMOS等から成る低解像度イメージセンサ34(図3)を有する。第2撮像部13においては、集光部33によって物体の光を低解像度イメージセンサ34に集光し、低解像度イメージセンサ34にて光電変換により第2画像を生成する。第2撮像部13は、第2画像を歪補正部14に出力する。歪補正部14は、第2画像に生じている画像歪を補正して距離算出部15に出力する。 The second imaging unit 13 has, for example, a condensing unit 33 (FIG. 3) made of a wide-angle lens, a fisheye lens, or the like, and a low-resolution image sensor 34 (FIG. 3) made of CMOS or the like. In the second image pickup unit 13, the light of the object is focused on the low-resolution image sensor 34 by the light-collecting unit 33, and the second image is generated by photoelectric conversion by the low-resolution image sensor 34. The second image pickup unit 13 outputs the second image to the distortion correction unit 14. The distortion correction unit 14 corrects the image distortion occurring in the second image and outputs it to the distance calculation unit 15.

図3は、測距カメラ10における第1撮像部11と第2撮像部13との位置関係の例を示している。同図に示されるように、第1撮像部11と第2撮像部13とは、基線長L1(例えば、数cm)だけ路面に対して垂直な方向に離れて配置されている。第1撮像部11と第2撮像部13とは、路面に対して水平な方向の画角範囲が共通なので、オクルージョンの発生を抑止することができる。 FIG. 3 shows an example of the positional relationship between the first image pickup unit 11 and the second image pickup unit 13 in the distance measuring camera 10. As shown in the figure, the first image pickup unit 11 and the second image pickup unit 13 are arranged apart by a baseline length L1 (for example, several centimeters) in a direction perpendicular to the road surface. Since the first image pickup unit 11 and the second image pickup unit 13 have a common angle of view range in the direction horizontal to the road surface, it is possible to suppress the occurrence of occlusion.

なお、第1撮像部11の高解像度イメージセンサ32と、第2撮像部13の低解像度イメージセンサ34とは解像度が異なる。したがって、高解像度イメージセンサ32から得られる第1画像は、低解像度イメージセンサ34から得られる第2画像よりも高解像度となる。なお、低解像度イメージセンサ34は、高解像度イメージセンサ32よりも価格が安いので、その分だけ生産コストを抑えることができる。ただし高解像度イメージセンサ32と低解像度イメージセンサ34との解像度を統一するようにしてもよい。 The high-resolution image sensor 32 of the first image pickup unit 11 and the low-resolution image sensor 34 of the second image pickup unit 13 have different resolutions. Therefore, the first image obtained from the high-resolution image sensor 32 has a higher resolution than the second image obtained from the low-resolution image sensor 34. Since the low-resolution image sensor 34 is cheaper than the high-resolution image sensor 32, the production cost can be reduced accordingly. However, the resolutions of the high-resolution image sensor 32 and the low-resolution image sensor 34 may be unified.

図2に戻る。距離算出部15は、画像歪を補正した第1画像及び第2画像に基づき、ステレオマッチング処理によって、第1画像と第2画像との両方に写っている物体までの距離を算出して距離判定部23に出力する。 Return to FIG. The distance calculation unit 15 calculates the distance to the object shown in both the first image and the second image by the stereo matching process based on the first image and the second image corrected for the image distortion, and determines the distance. Output to unit 23.

測距カメラ10bは、測距カメラ10aと同様に構成されているので、その説明は省略する。 Since the range-finding camera 10b is configured in the same manner as the range-finding camera 10a, the description thereof will be omitted.

図4は、測距カメラ10aの第1撮像部11a及び第2撮像部13aと、測距カメラ10bの第1撮像部11b及び第2撮像部13bとの位置関係の例を示している。 FIG. 4 shows an example of the positional relationship between the first imaging unit 11a and the second imaging unit 13a of the ranging camera 10a and the first imaging unit 11b and the second imaging unit 13b of the ranging camera 10b.

ステレオカメラSabを成す測距カメラ10aと測距カメラ10bとは、路面に対して水平な方向に、例えば数mだけ離して配置される。したがって、ステレオカメラSabの基線長L2も数mとなり、測距カメラ10の単体での基線長L1よりも長くなる。よって、ステレオカメラSabは、測距カメラ10の単体に比較して、高い測距精度を実現することができる。 The range-finding camera 10a and the range-finding camera 10b forming the stereo camera Sub are arranged in a direction horizontal to the road surface, for example, a few meters apart. Therefore, the baseline length L2 of the stereo camera Sab is also several meters, which is longer than the baseline length L1 of the distance measuring camera 10 alone. Therefore, the stereo camera Sab can realize high distance measurement accuracy as compared with a single distance measurement camera 10.

図2に戻る。統合部20は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、通信I/F等から成り、画像取得部21、距離算出部22、及び距離判定部23の各機能ブロックを実現する。 Return to FIG. The integration unit 20 is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), a memory, a communication I / F, and the like, and realizes each functional block of the image acquisition unit 21, the distance calculation unit 22, and the distance determination unit 23.

画像取得部21は、測距カメラ10aの歪補正部12aから高解像度の第1画像aを取得し、測距カメラ10bの歪補正部12bから高解像度の第1画像bを取得して距離算出部22に出力する。距離算出部22は、2枚の第1画像a,bに基づき、ステレオマッチング処理によって、第1画像a,bの両方に写っている物体までの距離を算出して距離判定部23に出力する。 The image acquisition unit 21 acquires a high-resolution first image a from the distortion correction unit 12a of the range-finding camera 10a, acquires a high-resolution first image b from the distortion correction unit 12b of the range-finding camera 10b, and calculates the distance. Output to unit 22. The distance calculation unit 22 calculates the distance to the object shown in both the first images a and b by stereo matching processing based on the two first images a and b, and outputs the distance to the distance determination unit 23. ..

なお、画像取得部21が、測距カメラ10a,10bから低解像度の第2画像a,bを取得し、距離算出部22にて、第2画像a,bに基づき、物体までの距離を算出するようにしてもよい。ただし、高解像度の第1画像a,bを用いる方が、低解像度の第2画像a,bを用いる場合に比較して、より高い精度でステレオマッチング処理を行うことができるので、得られる測距結果もより高い精度を得ることができる。 The image acquisition unit 21 acquires low-resolution second images a and b from the distance measuring cameras 10a and 10b, and the distance calculation unit 22 calculates the distance to the object based on the second images a and b. You may try to do it. However, the stereo matching process can be performed with higher accuracy by using the high-resolution first images a and b than by using the low-resolution second images a and b, so that the obtained measurement can be obtained. The distance result can also be obtained with higher accuracy.

距離判定部23は、測定結果が距離閾値THL(例えば、10m)未満であった物体については、測距カメラ10の単体での測距結果を採用し、測定結果が距離閾値THL以上であった物体についてはステレオカメラSabによる測距結果、すなわち、距離算出部22による算出結果を採用すると判定する。また、距離判定部23は、ステレオカメラSabによって測距できない物体についても、測距カメラ10の単体での測距結果を採用すると判定する。さらに、距離判定部23は、何らかの原因(ステレオマッチングができない場合、故障の場合等)により、測距カメラ10の単体及びステレオカメラSabの一方が測距結果を得られず、他方が測距結果を得られた場合、他方の測距結果を採用すると判定する。そして、距離判定部23は、判定結果に対応する測距結果を、所定の装置(不図示)等に出力する。 The distance determination unit 23 adopted the distance measurement result of the distance measurement camera 10 alone for the object whose measurement result was less than the distance threshold THL (for example, 10 m), and the measurement result was the distance threshold THL or more. For the object, it is determined that the distance measurement result by the stereo camera Sab, that is, the calculation result by the distance calculation unit 22 is adopted. Further, the distance determination unit 23 determines that the distance measurement result of the distance measurement camera 10 alone is adopted even for an object that cannot be distance-measured by the stereo camera Sub. Further, in the distance determination unit 23, for some reason (when stereo matching cannot be performed, in the case of failure, etc.), one of the distance measuring camera 10 and the stereo camera Sub cannot obtain the distance measuring result, and the other is the distance measuring result. If is obtained, it is determined that the other distance measurement result is adopted. Then, the distance determination unit 23 outputs the distance measurement result corresponding to the determination result to a predetermined device (not shown) or the like.

なお、測距カメラ10の単体とステレオカメラSabとの両方によって測距できる重複領域Rabに存在する物体の距離については、測距カメラ10の単体による測距結果とステレオカメラSabによる測距結果とを用いた所定の演算値(例えば、重み付け平均値)を採用するようにしてもよい。 Regarding the distance of the object existing in the overlapping region Rab that can be measured by both the distance measuring camera 10 alone and the stereo camera Sab, the distance measurement result by the distance measurement camera 10 alone and the distance measurement result by the stereo camera Sab are obtained. A predetermined calculated value using the above (for example, a weighted average value) may be adopted.

該所定の装置に出力された物体の測距結果は、例えば、3D映像としてディスプレイに表示したり、ステレオカメラシステム1を搭載する自動車のECU(Electronic Control Unit)に供給したり、所定のサーバに送信したりするようにしてもよい。 The distance measurement result of the object output to the predetermined device can be displayed on a display as a 3D image, supplied to an ECU (Electronic Control Unit) of an automobile equipped with a stereo camera system 1, or sent to a predetermined server. You may send it.

次に、図5〜図7は、ステレオカメラSabと、測距カメラ10の単体とによる、物体までの距離に対する測距精度を表している。なお、各図の横軸は測距の対象となる物体までの実際の距離を示し、縦軸は測距精度を示している。ここで、測距精度とは、実際の距離に対する測距結果の誤差を百分率で示したものであり、各図においては、その値が小さいほど、測距精度が高いことを意味する。 Next, FIGS. 5 to 7 show the distance measurement accuracy with respect to the distance to the object by the stereo camera Sab and the distance measuring camera 10 alone. The horizontal axis of each figure shows the actual distance to the object to be distanced, and the vertical axis shows the distance measurement accuracy. Here, the distance measurement accuracy indicates the error of the distance measurement result with respect to the actual distance as a percentage, and in each figure, the smaller the value, the higher the distance measurement accuracy.

図5は、縦軸に平行な破線によって示す所定の距離(距離閾値THL)よりも近くに存在する物体については、ステレオカメラSabではオクルージョンによって測距ができず、所定の距離よりも遠くに存在する物体については、ステレオカメラSabの方が、測距カメラ10の単体よりも測距精度が高い場合を示している。このような場合、所定の距離を距離閾値THLとし、距離閾値THLよりも近くに存在する物体については測距カメラ10の単体による測距結果を採用し、距離閾値THLよりも遠くに存在する物体についてはステレオカメラSabによる測距結果を採用するようにする。 In FIG. 5, for an object existing closer than a predetermined distance (distance threshold THL) indicated by a broken line parallel to the vertical axis, the stereo camera Sub cannot measure the distance by occlusion and exists farther than the predetermined distance. As for the object to be used, the stereo camera Sab shows the case where the distance measuring accuracy is higher than that of the distance measuring camera 10 alone. In such a case, the predetermined distance is set as the distance threshold THL, and the distance measurement result by the distance measuring camera 10 alone is adopted for the object existing closer than the distance threshold THL, and the object existing farther than the distance threshold THL is adopted. For, the distance measurement result by the stereo camera Sab is adopted.

図6は、縦軸に平行な破線によって示す所定の距離(距離閾値THL)よりも近くに存在する物体については、測距カメラ10の単体の方がステレオカメラSabよりも測距精度が高く、距離閾値THLよりも遠くに存在する物体については、ステレオカメラSabの方が測距カメラ10の単体よりも測距精度が高い場合を示している。このような場合でも、所定の距離を距離閾値THLとし、距離閾値THLよりも近くに存在する物体については測距カメラ10の単体による測距結果を採用し、距離閾値THLよりも遠くに存在する物体についてはステレオカメラSabによる測距結果を採用するようにする。 In FIG. 6, for an object existing closer than a predetermined distance (distance threshold THL) indicated by a broken line parallel to the vertical axis, the distance measuring camera 10 alone has higher distance measuring accuracy than the stereo camera Sab. For an object that exists farther than the distance threshold THL, the case where the stereo camera Sub has higher distance measurement accuracy than the distance measurement camera 10 alone is shown. Even in such a case, a predetermined distance is set as the distance threshold THL, and for an object existing closer than the distance threshold THL, the distance measurement result by the distance measuring camera 10 alone is adopted, and the object exists farther than the distance threshold THL. For the object, the distance measurement result by the stereo camera Sab is adopted.

図7は、統合部20による自己キャリブレーション前後の測距精度を示している。自己キャリブレーション後においては、測距カメラ10の単体による測距精度とステレオカメラSabによる測距精度との優劣が逆転する縦軸に平行な破線によって示す所定の距離が変化するので、自己キャリブレーション後においては距離閾値THLも変更するようにする。なお、同図においては、ステレオカメラSabのみ自己キャリブレーションを行っているが、測距カメラ10の単体として自己キャリブレーションを行うようにしてもよい。 FIG. 7 shows the distance measurement accuracy before and after self-calibration by the integrated unit 20. After self-calibration, the predetermined distance indicated by the broken line parallel to the vertical axis, in which the superiority or inferiority of the distance measurement accuracy of the distance measurement camera 10 alone and the distance measurement accuracy of the stereo camera Sub is reversed, changes. Later, the distance threshold THL will also be changed. In the figure, only the stereo camera Sub is self-calibrated, but the range-finding camera 10 may be self-calibrated as a single unit.

<ステレオカメラシステム1の動作>
次に、図8は、ステレオカメラシステム1による動作の一例を説明するフローチャートである。
<Operation of stereo camera system 1>
Next, FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of operation by the stereo camera system 1.

この動作は、例えばユーザからの所定の操作に応じて開始される。 This operation is started, for example, in response to a predetermined operation from the user.

はじめに、測距カメラ10a,10bが、それぞれ単体として、自己の画角範囲に存在する物体を測距し、測距結果を統合部20に出力する(ステップS1)。 First, the distance measuring cameras 10a and 10b measure the distance of an object existing in their own angle of view range as a single unit, and output the distance measuring result to the integrated unit 20 (step S1).

具体的には、測距カメラ10aでは、第1撮像部11aが画角範囲AOVaを撮像し、その結果得られる第1画像aを歪補正部12aに出力し、歪補正部12aが第1画像aに生じている画像歪を補正して距離算出部15aに出力する。これと同時に、第2撮像部13aが画角範囲AOVaを撮像し、その結果得られる第2画像aを歪補正部14aに出力し、歪補正部14aが、第2画像aに生じている画像歪を補正して距離算出部15aに出力する。さらに、距離算出部15aが、画像歪を補正した第1画像a及び第2画像aに基づき、ステレオマッチング処理によって、第1画像aと第2画像aとの両方に写っている物体までの距離を算出して距離判定部23に出力する。 Specifically, in the distance measuring camera 10a, the first image pickup unit 11a captures the angle of view range AOVa, the first image a obtained as a result is output to the distortion correction unit 12a, and the distortion correction unit 12a is the first image. The image distortion generated in a is corrected and output to the distance calculation unit 15a. At the same time, the second image pickup unit 13a images the angle of view range AOVa, outputs the second image a obtained as a result to the distortion correction unit 14a, and the distortion correction unit 14a produces an image in the second image a. The distortion is corrected and output to the distance calculation unit 15a. Further, the distance calculation unit 15a is the distance to the object shown in both the first image a and the second image a by the stereo matching process based on the first image a and the second image a corrected for the image distortion. Is calculated and output to the distance determination unit 23.

なお、測距カメラ10bも、上述した測距カメラ10aと同様の動作を同時に実行するが、その説明は省略する。 The range-finding camera 10b also performs the same operation as the range-finding camera 10a described above at the same time, but the description thereof will be omitted.

次に、統合部20が、測距カメラ10a,10bを1つのステレオカメラSabと見做して物体を測距する(ステップS2)。 Next, the integrated unit 20 regards the ranging cameras 10a and 10b as one stereo camera Sub and measures the distance of the object (step S2).

具体的には、統合部20の画像取得部21が、測距カメラ10aの歪補正部12aから高解像度の第1画像aを、測距カメラ10bの歪補正部12bから高解像度の第1画像bを取得して距離算出部22に出力する。そして、距離算出部22が、画像歪を補正した高解像度の第1画像a,bに基づき、ステレオマッチング処理によって、第1画像a,bの両方に写っている、すなわち、重複領域Rab(図1)に存在する物体までの距離を算出して距離判定部23に出力する。 Specifically, the image acquisition unit 21 of the integration unit 20 receives the high-resolution first image a from the distortion correction unit 12a of the distance measuring camera 10a and the high-resolution first image from the distortion correction unit 12b of the distance measuring camera 10b. b is acquired and output to the distance calculation unit 22. Then, the distance calculation unit 22 is reflected in both the first images a and b by the stereo matching process based on the high-resolution first images a and b corrected for the image distortion, that is, the overlapping region Rab (FIG. The distance to the object existing in 1) is calculated and output to the distance determination unit 23.

次に、距離判定部23が、測定結果が距離閾値THL以上であった物体についてはステレオカメラSabによる測距結果を採用すると判定し、測定結果が距離閾値THL未満であった物体については測距カメラ10aまたは10bが単体で算出した測距結果を採用すると判定する。そして、距離判定部23が、判定結果に対応する測距結果を、所定の装置(不図示)等に出力する(ステップS3)。 Next, the distance determination unit 23 determines that the distance measurement result by the stereo camera Sub is adopted for the object whose measurement result is the distance threshold THL or more, and the distance measurement is performed for the object whose measurement result is less than the distance threshold THL. It is determined that the camera 10a or 10b adopts the distance measurement result calculated by itself. Then, the distance determination unit 23 outputs the distance measurement result corresponding to the determination result to a predetermined device (not shown) or the like (step S3).

この後、処理はステップS1に戻り、例えば、動作終了を指示する操作がユーザから入力されるまで、ステップS1〜S3が繰り返し実行される。 After that, the process returns to step S1, and for example, steps S1 to S3 are repeatedly executed until an operation instructing the end of the operation is input from the user.

以上説明したように、ステレオカメラシステム1によれば、2つの測距カメラ10の画角範囲に存在する物体をその距離に応じて精度良く測距することが可能となる。 As described above, according to the stereo camera system 1, it is possible to accurately measure an object existing in the angle of view range of the two distance measuring cameras 10 according to the distance.

<本発明に係る第2の実施形態である車載ステレオカメラシステムの構成例>
次に、図9は、本発明に係る第2の実施形態である車載ステレオカメラシステム2の構成例を示している。なお、車載ステレオカメラシステム2の構成要素のうち、ステレオカメラシステム1(図2)の構成要素と共通するものには同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
<Structure example of an in-vehicle stereo camera system according to a second embodiment of the present invention>
Next, FIG. 9 shows a configuration example of the vehicle-mounted stereo camera system 2 according to the second embodiment of the present invention. Of the components of the in-vehicle stereo camera system 2, the components common to the components of the stereo camera system 1 (FIG. 2) are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.

車載ステレオカメラシステム2は、自動車40に搭載される。車載ステレオカメラシステム2は、自動車40の全周囲に存在する物体を検知するためのものである。 The in-vehicle stereo camera system 2 is mounted on the automobile 40. The in-vehicle stereo camera system 2 is for detecting an object existing all around the automobile 40.

車載ステレオカメラシステム2は、測距カメラ10a,10b,10c,10d、及び統合部20ab,20bc,20cd,20adを備える。 The in-vehicle stereo camera system 2 includes distance measuring cameras 10a, 10b, 10c, 10d, and integrated units 20ab, 20bc, 20cd, 20ad.

測距カメラ10a〜10dは、自動車40の四隅に配置される。すなわち、例えば、測距カメラ10aは自動車40の右前隅に右前方向に向けて配置され、測距カメラ10bは自動車40の右後隅に右後方向に向けて配置され、測距カメラ10cは自動車40の左後隅に左後方向に向けて配置され、測距カメラ10dは自動車40の左前隅に左前方向に向けて配置される。ただし、測距カメラ10a〜10dの配置は上述した例に限るものではなく、例えば、ドアミラー等の車体から突出している部分に配置してもよい。 The ranging cameras 10a to 10d are arranged at the four corners of the automobile 40. That is, for example, the ranging camera 10a is arranged in the right front corner of the automobile 40 toward the right front, the ranging camera 10b is arranged in the right rear corner of the automobile 40 toward the right rear, and the ranging camera 10c is arranged in the automobile 40. The distance measuring camera 10d is arranged in the left rear corner of the 40 toward the left rear direction, and the ranging camera 10d is arranged in the left front corner of the automobile 40 toward the left front direction. However, the arrangement of the distance measuring cameras 10a to 10d is not limited to the above-mentioned example, and may be arranged in a portion protruding from the vehicle body such as a door mirror.

統合部20ab,20bc,20cd,20adは、それぞれ統合部20(図2)と同様に構成される。 The integrated unit 20ab, 20bc, 20cd, and 20ad are configured in the same manner as the integrated unit 20 (FIG. 2), respectively.

統合部20abは、測距カメラ10a,10bに接続されており、測距カメラ10a,10bそれぞれから単体としての測距結果を取得する。また、統合部20abは、測距カメラ10a,10bをステレオカメラSabと見做して物体を測距する。そして、統合部20abは、測距カメラ10a,10bそれぞれの単体としての測距結果、またはステレオカメラSabによる測距結果を走行制御ECU50に出力する。 The integrated unit 20ab is connected to the ranging cameras 10a and 10b, and acquires the ranging results as a single unit from each of the ranging cameras 10a and 10b. Further, the integrated unit 20ab regards the distance measuring cameras 10a and 10b as stereo cameras and measures the object. Then, the integrated unit 20ab outputs the distance measurement result of each of the distance measurement cameras 10a and 10b as a single unit or the distance measurement result by the stereo camera Sab to the traveling control ECU 50.

統合部20bcは、測距カメラ10b,10cに接続されており、測距カメラ10b,10cそれぞれから単体としての測距結果を取得する。また、統合部20bcは、測距カメラ10b,10cをステレオカメラSbcと見做して物体を測距する。そして、統合部20bcは、測距カメラ10b,10cそれぞれの単体としての測距結果、またはステレオカメラSbcによる測距結果を走行制御ECU50に出力する。 The integrated unit 20bc is connected to the ranging cameras 10b and 10c, and obtains the ranging results as a single unit from each of the ranging cameras 10b and 10c. Further, the integrated unit 20bc regards the distance measuring cameras 10b and 10c as stereo cameras Sbc and measures the object. Then, the integrated unit 20bc outputs the distance measurement result of each of the distance measurement cameras 10b and 10c as a single unit or the distance measurement result by the stereo camera Sbc to the traveling control ECU 50.

統合部20cdは、測距カメラ10c,10dに接続されており、測距カメラ10c,10dそれぞれから単体としての測距結果を取得する。また、統合部20cdは、測距カメラ10c,10dをステレオカメラScdと見做して物体を測距する。そして、統合部20cdは、測距カメラ10c,10dそれぞれの単体としての測距結果、またはステレオカメラScdによる測距結果を走行制御ECU50に出力する。 The integrated unit 20cd is connected to the ranging cameras 10c and 10d, and obtains the ranging results as a single unit from each of the ranging cameras 10c and 10d. Further, the integrated unit 20cd regards the distance measuring cameras 10c and 10d as stereo cameras Scd and measures the object. Then, the integrated unit 20cd outputs the distance measurement result of each of the distance measurement cameras 10c and 10d as a single unit or the distance measurement result by the stereo camera Scd to the traveling control ECU 50.

統合部20adは、測距カメラ10a,10dに接続されており、測距カメラ10a,10dそれぞれから単体としての測距結果を取得する。また、統合部20adは、測距カメラ10a,10dをステレオカメラSadと見做して物体を測距する。そして、統合部20adは、測距カメラ10a,10dそれぞれの単体としての測距結果、またはステレオカメラSadによる測距結果を走行制御ECU50に出力する。 The integrated unit 20ad is connected to the ranging cameras 10a and 10d, and acquires the ranging results as a single unit from each of the ranging cameras 10a and 10d. Further, the integrated unit 20ad regards the distance measuring cameras 10a and 10d as stereo cameras Sad and measures the distance of the object. Then, the integrated unit 20ad outputs the distance measurement result of each of the distance measurement cameras 10a and 10d as a single unit or the distance measurement result by the stereo camera Sad to the traveling control ECU 50.

したがって、車載ステレオカメラシステム2においては、4台の測距カメラ10によって4台のステレオカメラが実現されている。 Therefore, in the vehicle-mounted stereo camera system 2, four stereo cameras are realized by the four range-finding cameras 10.

自動車40が備える走行制御ECU50は、自動車40における各種の機能を制御する。例えば、走行制御ECU50は、各統合部20から入力される測距結果に基づき、全周囲に存在する物体を検出し、自動運転機能、自動ブレーキ機能、自動追従機能等を実現する。 The travel control ECU 50 included in the automobile 40 controls various functions in the automobile 40. For example, the travel control ECU 50 detects objects existing in the entire surroundings based on the distance measurement result input from each integrated unit 20, and realizes an automatic driving function, an automatic braking function, an automatic tracking function, and the like.

なお、統合部20ab,20bc,20cd,20adについては、接続される測距カメラ10と一体的に形成してもよい。また、統合部20ab,20bc,20cd,20adによる動作を、走行制御ECU50に実行させるようにしてもよい。 The integrated portions 20ab, 20bc, 20cd, and 20ad may be integrally formed with the distance measuring camera 10 to be connected. Further, the traveling control ECU 50 may be made to execute the operation by the integrated unit 20ab, 20bc, 20cd, 20ad.

次に、図10は、車載ステレオカメラシステム2における各測距カメラ10の画角範囲を示している。 Next, FIG. 10 shows the angle of view range of each ranging camera 10 in the in-vehicle stereo camera system 2.

なお、車載ステレオカメラシステム2における各測距カメラ10は、ステレオカメラシステム1(図1)における各測距カメラ10よりも画角が広く、例えば、240°程度の画角範囲を有する。 Each distance measuring camera 10 in the in-vehicle stereo camera system 2 has a wider angle of view than each distance measuring camera 10 in the stereo camera system 1 (FIG. 1), and has an angle of view range of, for example, about 240 °.

自動車40の右前隅に配置された測距カメラ10aに注目した場合、その画角範囲AOVaには、自動車40の右後隅に配置された測距カメラ10bの画角範囲AOVbと重なり合う重複領域Rabと、自動車40の左前隅に配置された測距カメラ10dの画角範囲AOVdと重なり合う重複領域Radと、画角範囲AOVb及びAOVdが重複しないオクルージョン領域Baとが生じている。 When paying attention to the range-finding camera 10a arranged in the right front corner of the automobile 40, the angle-of-view range AOVa includes an overlapping region Rab overlapping with the angle-of-view range AOVb of the range-finding camera 10b arranged in the right rear corner of the automobile 40. And an overlapping region Rad that overlaps with the angle of view range AOVd of the range-finding camera 10d arranged in the left front corner of the automobile 40, and an occlusion region Ba that does not overlap the angle of view ranges AOVb and AOVd.

重複領域Rabに存在する物体は、測距カメラ10aの単体によって測距でき、且つ、測距カメラ10a,10bから成るステレオカメラSabによって測距できる。重複領域Radに存在する物体は、測距カメラ10aの単体によって測距でき、且つ、測距カメラ10a,10dから成るステレオカメラSadによって測距できる。オクルージョン領域Baに存在する物体は、測距カメラ10aの単体によってのみ測距できる。したがって、総合部20abは、図11に示すように、測距カメラ10aの単体による測距結果を採用する範囲Raを定める距離閾値THLを、測距カメラ10aからオクルージョン領域Baの最遠距離よりも大きな値に設定すればよい。 The object existing in the overlapping region Rab can be measured by the distance measuring camera 10a alone, and can be measured by the stereo camera Sab including the distance measuring cameras 10a and 10b. The object existing in the overlapping region Rad can be measured by the distance measuring camera 10a alone, and can be measured by the stereo camera Sad including the distance measuring cameras 10a and 10d. The object existing in the occlusion area Ba can be measured only by the distance measuring camera 10a alone. Therefore, as shown in FIG. 11, the general unit 20ab sets the distance threshold value THL that determines the range Ra for adopting the distance measurement result by the distance measurement camera 10a alone to the farthest distance from the distance measurement camera 10a to the occlusion region Ba. You can set it to a large value.

そして、統合部20abが、測定結果が距離閾値THL以上であった物体についてはステレオカメラSabによる測距結果を採用すると判定し、測定結果が距離閾値THL未満であった物体については測距カメラ10aの単体による測距結果を採用すると判定し、判定結果に対応する測距結果を、走行制御ECU50に出力するようにすればよい。 Then, the integrated unit 20ab determines that the distance measurement result by the stereo camera Sab is adopted for the object whose measurement result is the distance threshold value THL or more, and the distance measurement camera 10a is used for the object whose measurement result is less than the distance threshold value THL. It may be determined that the distance measurement result of the single unit is to be adopted, and the distance measurement result corresponding to the determination result may be output to the traveling control ECU 50.

測距カメラ10b〜10dに注目した場合については、上述した測距カメラ10aに注目した場合と同様であるので、その説明は省略する。 The case of paying attention to the range-finding cameras 10b to 10d is the same as the case of paying attention to the range-finding camera 10a described above, and thus the description thereof will be omitted.

以上説明したように、車載ステレオカメラシステム2によれば、自動車40の全周囲に存在する物体を、その距離に応じて精度良く測距することが可能となる。 As described above, according to the in-vehicle stereo camera system 2, it is possible to accurately measure an object existing around the entire circumference of the automobile 40 according to the distance.

<測距カメラ10の変形例>
図12は、測距カメラ10として採用し得るステレオカメラ101の構成例を示している。
<Modification example of ranging camera 10>
FIG. 12 shows a configuration example of a stereo camera 101 that can be adopted as a distance measuring camera 10.

ステレオカメラ101は、上側双曲面ミラー102、下側双曲面ミラー103、結像光学系104、イメージセンサ105、駆動制御部118、及び画像処理部119を備える。 The stereo camera 101 includes an upper hyperboloid mirror 102, a lower hyperboloid mirror 103, an imaging optical system 104, an image sensor 105, a drive control unit 118, and an image processing unit 119.

上側双曲面ミラー102、及び下側双曲面ミラー103は、凸状の双曲面を有するミラーである。上側双曲面ミラー102及び下側双曲面ミラー103は、中心軸を共通とし、それぞれの頂点が対向する向きで所定の間隔を空けて上下に配置されている。 The upper hyperboloid mirror 102 and the lower hyperboloid mirror 103 are mirrors having a convex hyperboloid. The upper hyperboloid mirror 102 and the lower hyperboloid mirror 103 have a common central axis, and are arranged vertically at predetermined intervals in the directions in which the vertices face each other.

上側双曲面ミラー102は、頂点部分に開口106を有する。 The upper hyperboloid mirror 102 has an opening 106 at the apex portion.

下側双曲面ミラー103は、中心軸を共通とし、曲率が異なる外周側双曲面ミラー107、及び内周側双曲面ミラー108からなる。外周側双曲面ミラー107と内周側双曲面ミラー108との境界には、多少の段差があってもよい。 The lower hyperboloid mirror 103 includes an outer peripheral hyperboloid mirror 107 having a common central axis and different curvatures, and an inner peripheral hyperboloid mirror 108. There may be a slight step at the boundary between the outer peripheral side hyperboloid mirror 107 and the inner peripheral side hyperboloid mirror 108.

結像光学系104は、1枚以上のレンズから成り、開口106の中に配置される。結像光学系104は、下側双曲面ミラー103にて反射した光を収束してイメージセンサ105に入射させる。 The imaging optical system 104 is composed of one or more lenses and is arranged in the aperture 106. The imaging optical system 104 converges the light reflected by the lower hyperboloid mirror 103 and causes it to enter the image sensor 105.

イメージセンサ105は、例えばCMOSから成り、駆動制御部118からの制御に従い、結像光学系104を介して入射された光に基づき、出力画像117を生成し駆動制御部118に出力する。 The image sensor 105 is composed of, for example, CMOS, and under the control of the drive control unit 118, generates an output image 117 based on the light incident through the imaging optical system 104 and outputs the output image 117 to the drive control unit 118.

駆動制御部118は、イメージセンサ105の駆動を制御する。また、駆動制御部118は、イメージセンサ105が出力する出力画像117を画像処理部119に供給する。画像処理部119は、供給された出力画像117に基づき、被写体109の3次元位置情報120を生成する。 The drive control unit 118 controls the drive of the image sensor 105. Further, the drive control unit 118 supplies the output image 117 output by the image sensor 105 to the image processing unit 119. The image processing unit 119 generates the three-dimensional position information 120 of the subject 109 based on the supplied output image 117.

ここで、上側双曲面ミラー102、外周側双曲面ミラー107、及び内周側双曲面ミラー108をなす双曲面ミラーの一般的な性質について説明する。 Here, the general properties of the hyperboloid mirror forming the upper hyperboloid mirror 102, the outer peripheral side hyperboloid mirror 107, and the inner peripheral side hyperboloid mirror 108 will be described.

上側双曲面ミラー102、外周側双曲面ミラー107、及び内周側双曲面ミラー108それぞれの双曲面は、次式(1)によって表される2次曲面において、円錐定数κが−1よりも小さい場合に相当する。 The hyperboloids of the upper hyperboloid mirror 102, the outer peripheral side hyperboloid mirror 107, and the inner peripheral side hyperboloid mirror 108 each have a conical constant κ smaller than -1 in the quadric surface represented by the following equation (1). Corresponds to the case.

Figure 0006983740
Figure 0006983740

ここで、式(1)におけるz(r)は光軸上の頂点を原点とする光軸方向の面のサグ量である。cは光軸上の曲率(軸上曲率)である。rは光軸からの半径座標である。 Here, z (r) in the equation (1) is the sag amount of the surface in the optical axis direction with the apex on the optical axis as the origin. c is the curvature on the optical axis (curvature on the axis). r is the radial coordinate from the optical axis.

一般に、双曲面は2つの焦点を有する。2つの焦点の座標は、面頂点を基準として次式(2)によって表される。 In general, hyperboloids have two focal points. The coordinates of the two focal points are expressed by the following equation (2) with respect to the surface vertices.

Figure 0006983740
Figure 0006983740

なお、式(2)における±が+である場合が双曲面の内側にある焦点の座標を表す。式(2)における±が−である場合が双曲面の外側にある焦点の座標を表す。以下、双曲面の内側にある焦点を第1焦点と称し、双曲面の外側にある焦点を第2焦点と称する。 The case where ± in Eq. (2) is + represents the coordinates of the focal point inside the hyperboloid. When ± in equation (2) is −, it represents the coordinates of the focal point outside the bicurved surface. Hereinafter, the focal point inside the hyperboloid is referred to as a first focal point, and the focal point outside the hyperboloid is referred to as a second focal point.

双曲面ミラーは、第1焦点に向かう光線を双曲面にて反射すると、その反射光を第2焦点に集光させる性質を有する。逆に、双曲面ミラーは、第2焦点から出射された光を第1焦点から出射されたかのように反射する性質を有する。 The hyperboloid mirror has a property of condensing the reflected light to the second focal point when the light ray directed to the first focal point is reflected by the hyperboloidal surface. On the contrary, the hyperboloid mirror has a property of reflecting the light emitted from the second focal point as if it were emitted from the first focal point.

次に、図13は、上側双曲面ミラー102と外周側双曲面ミラー107と内周側双曲面ミラー108との関係を示す断面図である。 Next, FIG. 13 is a cross-sectional view showing the relationship between the upper hyperboloid mirror 102, the outer peripheral side hyperboloid mirror 107, and the inner peripheral side hyperboloid mirror 108.

上側双曲面ミラー102と外周側双曲面ミラー107と内周側双曲面ミラー108との関係は、上側双曲面ミラー102の第2焦点1022が、内周側双曲面ミラー108の第1焦点1081と略一致するようになされている。また、この一致点は、外周側双曲面ミラー107の第1焦点1071と略一致する必要はないが、近傍に位置するようになされている。 The relationship between the upper hyperboloid mirror 102, the outer peripheral hyperboloid mirror 107, and the inner peripheral hyperboloid mirror 108 is that the second focus 1022 of the upper hyperboloid mirror 102 is the first focus 1081 of the inner peripheral hyperboloid mirror 108. It is designed to be a close match. Further, this coincidence point does not have to substantially coincide with the first focal point 1071 of the outer peripheral side hyperboloid mirror 107, but is set to be located in the vicinity.

さらに、外周側双曲面ミラー107の第2焦点1072が、内周側双曲面ミラー108の第2焦点1082と略一致するようになされている。この一致点には、結像光学系104が配置されている。この一致点は、上側双曲面ミラー102の第1焦点1021と略一致する必要はないが、近傍に位置するようになされている。 Further, the second focal point 1072 of the outer peripheral side hyperboloidal mirror 107 is configured to substantially coincide with the second focal point 1082 of the inner peripheral side hyperboloidal mirror 108. An imaging optical system 104 is arranged at this coincidence point. This coincidence point does not have to substantially coincide with the first focal point 1021 of the upper hyperboloid mirror 102, but is set to be located in the vicinity.

これにより、図12に示された測距カメラ10においては、被写体109からの光110のうち、上側双曲面ミラー102の第1焦点(上側視点)1021に向かう光112は、上側双曲面ミラー102によって反射されて、上側双曲面ミラー102の第2焦点1022に集光される。 As a result, in the distance measuring camera 10 shown in FIG. 12, among the light 110 from the subject 109, the light 112 directed to the first focal point (upper viewpoint) 1021 of the upper hyperboloid mirror 102 is the upper hyperboloid mirror 102. Is reflected by and focused on the second focal point 1022 of the upper hyperboloid mirror 102.

上側双曲面ミラー102の第2焦点1022は、内周側双曲面ミラー108の第1焦点1081と略一致する。よって、上側双曲面ミラー102の第2焦点1022に集光される光は、内周側双曲面ミラー108の第1焦点1081に向かう光と見做せるので、この光は、内周側双曲面ミラー108によって再び反射されて、内周側双曲面ミラー108の第2焦点1082に集光される。 The second focus 1022 of the upper hyperboloid mirror 102 substantially coincides with the first focus 1081 of the inner peripheral side hyperboloid mirror 108. Therefore, the light focused on the second focal point 1022 of the upper double-curved mirror 102 can be regarded as the light directed to the first focal point 1081 of the inner-circumferential double-curved mirror 108. It is reflected again by the mirror 108 and focused on the second focal point 1082 of the inner peripheral side double-curved mirror 108.

一方、被写体109からの光110のうち、外周側双曲面ミラー107の第1焦点(下側視点)1071に向かう光114は、外周側双曲面ミラー107によって反射され、外周側双曲面ミラー107の第2焦点1072に向けて集光反射される。 On the other hand, of the light 110 from the subject 109, the light 114 directed to the first focal point (lower viewpoint) 1071 of the outer peripheral side hyperboloid mirror 107 is reflected by the outer peripheral side hyperboloid mirror 107, and the outer peripheral side hyperboloid mirror 107 It is focused and reflected toward the second focal point 1072.

外周側双曲面ミラー107の第2焦点1072と内周側双曲面ミラー108の第2焦点1082は略一致し、この一致点には結像光学系104が配置されている。したがって、上側双曲面ミラー102によって反射され、さらに内周側双曲面ミラー108によって反射された反射光と、外周側双曲面ミラー107によって反射された反射光とは、結像光学系104によって同時にイメージセンサ105に入射される。これにより、イメージセンサ105は、内周側に上側視点(第1焦点)1021から見た被写体109の像115が写され、それと同時に外周側に下側視点(第1焦点)1071から見た被写体109の像116が写された出力画像117を生成することができる。 The second focal point 1072 of the outer peripheral side hyperboloid mirror 107 and the second focal point 1082 of the inner peripheral side hyperboloid mirror 108 substantially coincide with each other, and the imaging optical system 104 is arranged at this coincidence point. Therefore, the reflected light reflected by the upper double-curved mirror 102 and further reflected by the inner peripheral-side double-curved mirror 108 and the reflected light reflected by the outer peripheral-side double-curved mirror 107 are simultaneously imaged by the imaging optical system 104. It is incident on the sensor 105. As a result, in the image sensor 105, the image 115 of the subject 109 seen from the upper viewpoint (first focus) 1021 is projected on the inner peripheral side, and at the same time, the subject seen from the lower viewpoint (first focus) 1071 is projected on the outer peripheral side. It is possible to generate an output image 117 in which the image 116 of 109 is captured.

このようにして得られた出力画像117は、駆動制御部118を介して画像処理部119に供給される。画像処理部119は、出力画像117を、像115が写されている内周領域と、像116が写されている外周領域とに分離し、それぞれに射影変換処理を行い、その結果得られる2枚の画像においてステレオマッチング処理を行い、被写体109の3次元位置情報120を生成する。 The output image 117 thus obtained is supplied to the image processing unit 119 via the drive control unit 118. The image processing unit 119 separates the output image 117 into an inner peripheral region in which the image 115 is captured and an outer peripheral region in which the image 116 is captured, and performs projective conversion processing on each of them, and the resulting 2 is obtained. Stereo matching processing is performed on the image to generate the three-dimensional position information 120 of the subject 109.

生成された3次元位置情報120は、統合部20(図1)に供給される。 The generated three-dimensional position information 120 is supplied to the integration unit 20 (FIG. 1).

なお、上述したステレオカメラ101における一部の構成要素、例えば、駆動制御部118や画像処理部119については、ステレオカメラ101から独立させて、例えば、自動車40の走行制御ECU50(図9)に実行させてもよい。 Some components of the stereo camera 101 described above, for example, the drive control unit 118 and the image processing unit 119, are executed independently of the stereo camera 101, for example, in the travel control ECU 50 (FIG. 9) of the automobile 40. You may let me.

<上側双曲面ミラー102と外周側双曲面ミラー107と内周側双曲面ミラー108とのその他の関係>
ステレオカメラ101においては、内周側双曲面ミラー108の円錐定数κの絶対値が、外周側双曲面ミラー107の円錐定数κの絶対値よりも大きくなる値に設定されている。これにより、出力画像117においては、上側視点1021から見た被写体109の像115と、下側視点1071から見た被写体109の像116との大きさが揃えられている。
<Other relationships between the upper hyperboloid mirror 102, the outer peripheral hyperboloid mirror 107, and the inner peripheral hyperboloid mirror 108>
In the stereo camera 101, the absolute value of the conical constant κ of the inner peripheral side hyperboloid mirror 108 is set to a value larger than the absolute value of the conical constant κ of the outer peripheral side hyperboloid mirror 107. As a result, in the output image 117, the sizes of the image 115 of the subject 109 seen from the upper viewpoint 1021 and the image 116 of the subject 109 seen from the lower viewpoint 1071 are aligned.

出力画像117における内周側の像115と外周側の像116とのサイズを揃えることにより、像115と像116の解像度を合わせることができ、ステレオマッチング処理の精度を上げることができる。 By matching the sizes of the image 115 on the inner peripheral side and the image 116 on the outer peripheral side in the output image 117, the resolutions of the image 115 and the image 116 can be matched, and the accuracy of the stereo matching process can be improved.

また、ステレオカメラ101においては、上側双曲面ミラー102には、下側双曲面ミラー103よりも口径が大きい双曲面ミラーが採用されている。上側双曲面ミラー102の口径を下側双曲面ミラー103よりも大きくすることで、下側視点1071の上向き画角の光線を上側視点1021で受光でき、ステレオ視を行うことができる上下の画角範囲を最大限まで広く確保することが可能となる。 Further, in the stereo camera 101, a hyperboloid mirror having a larger diameter than the lower hyperboloid mirror 103 is adopted as the upper hyperboloid mirror 102. By making the diameter of the upper hyperboloid mirror 102 larger than that of the lower hyperboloid mirror 103, the light rays having the upward angle of view of the lower viewpoint 1071 can be received by the upper viewpoint 1021, and the upper and lower angles of view can be viewed stereoscopically. It is possible to secure the widest range as much as possible.

なお、仮に、上側双曲面ミラー102と下側双曲面ミラー103との口径が略等しい場合、下側双曲面ミラー103は外周側双曲面ミラー107と内周側双曲面ミラー108とに分離されているため、下側視点1071の視野範囲は必然的に狭くなってしまうことになる。 If the diameters of the upper hyperboloid mirror 102 and the lower hyperboloid mirror 103 are substantially the same, the lower hyperboloid mirror 103 is separated into an outer peripheral side hyperboloid mirror 107 and an inner peripheral side hyperboloid mirror 108. Therefore, the viewing range of the lower viewpoint 1071 is inevitably narrowed.

ところで、ステレオカメラ101は、口径が大きく結像光学系104含む上側双曲面ミラー102が上側に、口径が小さい方の下側双曲面ミラー103が下側に配置されている。この上下の位置関係は反対にしても実用上支障はない。 By the way, in the stereo camera 101, the upper hyperboloid mirror 102 having a large diameter and including the imaging optical system 104 is arranged on the upper side, and the lower hyperboloid mirror 103 having a smaller diameter is arranged on the lower side. Even if the vertical positional relationship is reversed, there is no practical problem.

しかしながら、ステレオカメラ101を自動車40の四隅に配置する場合、ステレオ視できる画角範囲があまり広くないことが問題となる。特に完全自動運転のための周囲センシング用途にステレオカメラ101を用いるためには自動車近傍を撮影することが必須であり、下向きの画角範囲を確保することが必要である。 However, when the stereo camera 101 is arranged at the four corners of the automobile 40, there is a problem that the angle of view range that can be viewed in stereo is not so wide. In particular, in order to use the stereo camera 101 for ambient sensing applications for fully automatic driving, it is essential to take a picture of the vicinity of the automobile, and it is necessary to secure a downward angle of view range.

ステレオカメラ101においては、上側視点1021に入射する下向き画角の光線が、下側視点1071に入射する画角範囲よりも広い範囲をカバーできるようにしている。これにより上側視点1021による単眼視にはなるが、自動車の近傍を撮影することが可能とすることができる。自動車の近傍の画像は、主に路面にひかれたセンタライン等の白線を検知するために必要となるが、白線は路面にひかれていることが既知であるため、単眼視でも距離を計測することが可能である。そのため、結像光学系104が配置されている大きい方の上側双曲面ミラー102を上側に配置することが有効となる。 In the stereo camera 101, the light beam having a downward angle of view incident on the upper viewpoint 1021 can cover a wider range than the angle of view range incident on the lower viewpoint 1071. This makes it possible to take a picture of the vicinity of the automobile, although the monocular view is obtained from the upper viewpoint 1021. Images in the vicinity of the automobile are mainly required to detect white lines such as the center line drawn on the road surface, but since it is known that the white lines are drawn on the road surface, the distance should be measured even with monocular vision. Is possible. Therefore, it is effective to arrange the larger upper hyperboloid mirror 102 in which the imaging optical system 104 is arranged on the upper side.

次に、図14は、上側双曲面ミラー102、外周側双曲面ミラー107、及び内周側双曲面ミラー108に関する曲率半径r、円錐定数κ、頂点位置、及び口径の一例を示している。 Next, FIG. 14 shows an example of the radius of curvature r, the conical constant κ, the apex position, and the diameter of the upper hyperboloid mirror 102, the outer peripheral hyperboloid mirror 107, and the inner peripheral hyperboloid mirror 108.

同図の例では、上側双曲面ミラー102の曲率半径rは15mm、円錐定数κは−3.1、頂点位置は0mm、口径は34mm、外周側双曲面ミラー107の曲率半径rは−17mm、円錐定数κは−2.94、頂点位置は−18.5056mm、口径は25mm、内周側双曲面ミラー108の曲率半径rは−22mm、円錐定数κは−130、頂点位置は−18.5086mm、口径は9mmとされている。ただし、図14は、一例に過ぎず、ステレオカメラ101には、任意の上側双曲面ミラー102、外周側双曲面ミラー107、及び内周側双曲面ミラー108を採用することができる。 In the example of the figure, the radius of curvature r of the upper hyperboloid mirror 102 is 15 mm, the conical constant κ is -3.1, the apex position is 0 mm, the diameter is 34 mm, and the radius of curvature r of the outer peripheral hyperboloid mirror 107 is -17 mm. The conical constant κ is -2.94, the apex position is -18.5056 mm, the diameter is 25 mm, the radius of curvature r of the inner peripheral side hyperboloid mirror 108 is -22 mm, the conical constant κ is -130, and the apex position is -18.5086 mm. , The diameter is 9 mm. However, FIG. 14 is only an example, and an arbitrary upper hyperboloid mirror 102, an outer peripheral side hyperboloid mirror 107, and an inner peripheral side hyperboloid mirror 108 can be adopted for the stereo camera 101.

以上、本発明に係る各実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態の一例は、本発明を分かり易くするために詳細に説明したものであり、本発明は、ここで説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ある実施形態の一例の構成の一部を他の一例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の一例の構成に他の一例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の一例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることもできる。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、図中の制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、全てを示しているとは限らない。ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 Although each embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, an example of the above-described embodiment has been described in detail for the sake of clarity of the present invention, and the present invention is not limited to those having all the configurations described here. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one example of a certain embodiment with the configuration of another example. It is also possible to add the configuration of another example to the configuration of one example of one embodiment. Further, it is also possible to add / delete / replace a part of the configuration of one example of each embodiment with another configuration. Further, each of the above configurations, functions, processing units, processing means and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them by, for example, an integrated circuit. In addition, the control lines and information lines in the figure indicate what is considered necessary for explanation, and do not necessarily indicate all. You can think of almost all configurations as interconnected.

1・・・ステレオカメラシステム、2・・・車載ステレオカメラシステム、10・・・測距カメラ、11・・・第1撮像部、12・・・歪補正部、13・・・第2撮像部、14・・・歪補正部、15・・・距離算出部、20・・・統合部、21・・・画像取得部、22・・・距離算出部、23・・・距離判定部23、31・・・集光部、32・・・低解像度イメージセンサ、33・・・集光部、34・・・高解像度イメージセンサ、40・・・自動車、50・・・走行制御ECU、101・・・ステレオカメラ、102・・・上側双曲面ミラー、103・・・下側双曲面ミラー、104・・・結像光学系、105・・・イメージセンサ、106・・・開口、107・・・外周側双曲面ミラー、108・・・内周側双曲面ミラー、109・・・被写体、116・・・像、117・・・出力画像、118・・・駆動制御部、119・・・画像処理部、120・・・3次元位置情報 1 ... Stereo camera system, 2 ... In-vehicle stereo camera system, 10 ... Distance measuring camera, 11 ... First image pickup unit, 12 ... Distortion correction unit, 13 ... Second image pickup unit , 14 ... distortion correction unit, 15 ... distance calculation unit, 20 ... integration unit, 21 ... image acquisition unit, 22 ... distance calculation unit, 23 ... distance determination unit 23, 31 ... Condensing unit, 32 ... Low resolution image sensor, 33 ... Condensing unit, 34 ... High resolution image sensor, 40 ... Automobile, 50 ... Travel control ECU, 101 ... Stereo camera, 102 ... upper double curved mirror, 103 ... lower double curved mirror, 104 ... imaging optical system, 105 ... image sensor, 106 ... aperture, 107 ... outer circumference Side double curved mirror, 108 ... Inner peripheral side double curved mirror, 109 ... Subject, 116 ... Image, 117 ... Output image, 118 ... Drive control unit, 119 ... Image processing unit , 120 ... 3D position information

Claims (15)

自己の画角範囲に存在する物体を撮像するとともに、前記物体を測距する複数の測距カメラと、
前記測距カメラの対を仮想ステレオカメラとし、前記測距カメラの対のそれぞれによって撮像された画像に基づいて前記物体を測距する統合部と、を備え、
前記測距カメラは、解像度が異なる第1画像及び第2画像を同時に撮像するステレオカメラであり、
前記統合部は、前記測距カメラを成す前記ステレオカメラの対を前記仮想ステレオカメラとし、前記ステレオカメラの対のそれぞれによって撮像された、解像度が高い方の前記第1画像に基づいて前記物体を測距し、
前記仮想ステレオカメラは、前記測距カメラに比較して、所定の距離よりも遠くに存在する前記物体の測距精度が高い
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
A plurality of ranging cameras that capture an object existing in its own angle of view and measure the object, and
A pair of the distance measuring cameras is a virtual stereo camera, and an integrated unit for measuring the distance of the object based on the images captured by each of the pairs of the distance measuring cameras is provided.
The ranging camera is a stereo camera that simultaneously captures a first image and a second image having different resolutions.
The integrated unit uses the pair of the stereo cameras forming the range-finding camera as the virtual stereo camera, and uses the object based on the first image having the higher resolution captured by each of the pairs of the stereo cameras. Measure the distance and
The virtual stereo camera is a stereo camera system characterized in that the distance measurement accuracy of the object existing at a distance longer than a predetermined distance is higher than that of the distance measurement camera.
請求項1に記載のステレオカメラシステムであって、
前記統合部は、
前記測距カメラの単体による測距結果、または前記仮想ステレオカメラによる測距結果のいずれを採用するかを判定する距離判定部を、
有する
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to claim 1.
The integrated part is
A distance determination unit that determines whether to adopt the distance measurement result of the distance measurement camera alone or the distance measurement result of the virtual stereo camera.
A stereo camera system characterized by having.
自己の画角範囲に存在する物体を撮像するとともに、前記物体を測距する複数の測距カメラと、
前記測距カメラの対を仮想ステレオカメラとし、前記測距カメラの対のそれぞれによって撮像された画像に基づいて前記物体を測距する統合部と、を備え、
前記統合部は、
前記測距カメラの単体による測距結果、または前記仮想ステレオカメラによる測距結果のいずれを採用するかを判定する距離判定部を、有し、
正確な距離が分かっている物体の測距結果と前記正確な距離との差分に基づいて、前記仮想ステレオカメラの自己キャリブレーションを行い、
前記距離判定部は、
所定の距離を距離閾値とし、前記距離閾値よりも遠く存在する前記物体に対して、前記仮想ステレオカメラによる測距結果を採用すると判定し、前記距離閾値よりも近く存在する前記物体に対して、前記測距カメラの単体による測距結果を採用すると判定し、
前記自己キャリブレーションの結果に応じて、前記距離閾値を変更し、
前記仮想ステレオカメラは、前記測距カメラに比較して、前記所定の距離よりも遠くに存在する前記物体の測距精度が高い
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
A plurality of ranging cameras that capture an object existing in its own angle of view and measure the object, and
A pair of the distance measuring cameras is a virtual stereo camera, and an integrated unit for measuring the distance of the object based on the images captured by each of the pairs of the distance measuring cameras is provided.
The integrated part is
It has a distance determination unit for determining whether to adopt the distance measurement result by the distance measurement camera alone or the distance measurement result by the virtual stereo camera.
Based on the difference between the distance measurement result of an object whose exact distance is known and the accurate distance, the virtual stereo camera is self-calibrated.
The distance determination unit
With a predetermined distance as the distance threshold value, it is determined that the distance measurement result by the virtual stereo camera is adopted for the object existing farther than the distance threshold value, and the object existing closer than the distance threshold value is determined to be adopted. It was determined that the distance measurement result of the distance measurement camera alone would be adopted.
Depending on the results of the self-calibration, change the distance threshold value,
The virtual stereo camera is a stereo camera system characterized in that the distance measurement accuracy of the object existing at a distance longer than the predetermined distance is higher than that of the distance measurement camera.
請求項2または3に記載のステレオカメラシステムであって、
前記距離判定部は、前記仮想ステレオカメラのオクルージョン領域を少なくとも包含する領域に存在する物体に対して、前記測距カメラの単体による測距結果を採用すると判定する
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to claim 2 or 3.
The distance determination unit is a stereo camera system characterized in that it determines that an object existing in an area including at least an occlusion area of the virtual stereo camera is to adopt the distance measurement result of the distance measurement camera alone.
請求項2に記載のステレオカメラシステムであって、
前記距離判定部は、前記所定の距離を距離閾値とし、前記距離閾値よりも遠く存在する前記物体に対して、前記仮想ステレオカメラによる測距結果を採用すると判定し、前記距離閾値よりも近く存在する前記物体に対して、前記測距カメラの単体による測距結果を採用すると判定する
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to claim 2.
The distance determination unit determines that the predetermined distance is set as the distance threshold value and adopts the distance measurement result by the virtual stereo camera for the object existing farther than the distance threshold value, and exists closer than the distance threshold value. A stereo camera system characterized in that it is determined that a distance measurement result by a single distance measuring camera is adopted for the object.
請求項に記載のステレオカメラシステムであって、
前記統合部は、正確な距離が分かっている物体の測距結果と前記正確な距離との差分に基づいて、前記仮想ステレオカメラの自己キャリブレーションを行い、
前記距離判定部は、前記自己キャリブレーションの結果に応じて、前記距離閾値を変更する
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to claim 5.
The integrated unit self-calibrates the virtual stereo camera based on the difference between the distance measurement result of an object whose exact distance is known and the accurate distance.
The distance determination unit is a stereo camera system characterized in that the distance threshold value is changed according to the result of the self-calibration.
請求項2または3に記載のステレオカメラシステムであって、
前記距離判定部は、前記測距カメラの単体による測距結果、または前記仮想ステレオカメラによる測距結果の一方が得られない場合、他方を採用すると判定する
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to claim 2 or 3.
The stereo camera system is characterized in that, when one of the distance measurement result by the distance measurement camera alone or the distance measurement result by the virtual stereo camera cannot be obtained, the distance determination unit determines to adopt the other.
請求項1から7のいずれか一項に記載のステレオカメラシステムであって、
前記統合部は、前記測距カメラの対の一方によって撮像された、前記測距カメラの対の他方が写り込んだ画像と、前記測距カメラの対の前記他方に対する測距結果とに基づいて、前記仮想ステレオカメラの基線長とその傾きを決定する
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to any one of claims 1 to 7.
The integrated unit is based on an image captured by one of the pair of ranging cameras and the other of the pair of ranging cameras is captured, and the distance measuring result of the pair of ranging cameras with respect to the other. , A stereo camera system characterized in that the baseline length of the virtual stereo camera and its inclination are determined.
請求項に記載のステレオカメラシステムであって、
前記測距カメラを成す前記ステレオカメラの基線長は、前記仮想ステレオカメラの基線長よりも短い
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to claim 1.
A stereo camera system characterized in that the baseline length of the stereo camera forming the ranging camera is shorter than the baseline length of the virtual stereo camera.
請求項に記載のステレオカメラシステムであって、
前記測距カメラを成す前記ステレオカメラの基線長と前記仮想ステレオカメラの基線長とは、方向が異なる
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to claim 1.
A stereo camera system characterized in that the baseline length of the stereo camera forming the ranging camera and the baseline length of the virtual stereo camera are different in direction.
請求項10に記載のステレオカメラシステムであって、
前記測距カメラを成す前記ステレオカメラの基線長と前記仮想ステレオカメラの基線長とは、方向が直交する
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to claim 10.
A stereo camera system characterized in that the baseline length of the stereo camera forming the ranging camera and the baseline length of the virtual stereo camera are orthogonal to each other.
請求項11に記載のステレオカメラシステムであって、
前記測距カメラを成す前記ステレオカメラの基線長は路面に対して垂直な方向であり、
前記仮想ステレオカメラの基線長は路面に対して水平な方向である
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to claim 11.
The baseline length of the stereo camera forming the distance measuring camera is in the direction perpendicular to the road surface.
A stereo camera system characterized in that the baseline length of the virtual stereo camera is in a direction horizontal to the road surface.
請求項に記載のステレオカメラシステムであって、
前記測距カメラを成す前記ステレオカメラは、
中心軸を共通とし、頂点を対向して上下に配置された第1及び第2の凸双曲面ミラーと、
前記第1の凸双曲面ミラーの頂点部分に設けた開口に配置された結像光学系と、
被写体の光が前記第1の凸双曲面ミラーで反射された後、さらに、前記第2の凸双曲面ミラーで反射されてから前記結像光学系を介して入射する光、及び前記被写体の光が前記第2の凸双曲面ミラーで反射されてから前記結像光学系を介して入射する光に基づいて、異なる2視点から前記被写体を撮像した場合にそれぞれ対応する2つの像が同時に写し出されている出力画像を生成するイメージセンサと、
を有する
ことを特徴とするステレオカメラシステム。
The stereo camera system according to claim 1.
The stereo camera forming the distance measuring camera is
The first and second convex hyperboloid mirrors, which have a common central axis and are arranged vertically with their vertices facing each other,
An imaging optical system arranged in an opening provided at the apex portion of the first convex hyperboloid mirror, and
The light of the subject is reflected by the first convex double-curved mirror, then reflected by the second convex double-curved mirror, and then incident through the imaging optical system, and the light of the subject. Is reflected by the second convex double-curved mirror, and then two images corresponding to each other are simultaneously projected when the subject is imaged from two different viewpoints based on the light incident through the imaging optical system. An image sensor that generates an output image and
A stereo camera system characterized by having.
ステレオカメラシステムの測距方法であって、
自己の画角範囲に存在する物体を撮像するとともに、前記物体を測距する測距カメラの対を仮想ステレオカメラとし、前記測距カメラの対のそれぞれによって撮像された画像に基づいて前記物体を測距する測距ステップを、含み、
前記測距カメラは、解像度が異なる第1画像及び第2画像を同時に撮像するステレオカメラであり、
前記測距ステップは、前記測距カメラを成す前記ステレオカメラの対を前記仮想ステレオカメラとし、前記ステレオカメラの対のそれぞれによって撮像された、解像度が高い方の前記第1画像に基づいて前記物体を測距し、
前記仮想ステレオカメラは、前記測距カメラに比較して、所定の距離よりも遠くに存在する前記物体の測距精度が高い
ことを特徴とする測距方法。
It is a method of measuring the distance of a stereo camera system.
An object existing in its own angle of view range is imaged, and the pair of ranging cameras that measure the object is set as a virtual stereo camera, and the object is captured based on the images captured by each pair of the ranging cameras. Including the distance measuring step to measure the distance,
The ranging camera is a stereo camera that simultaneously captures a first image and a second image having different resolutions.
In the distance measuring step, the pair of the stereo cameras forming the distance measuring camera is the virtual stereo camera, and the object is based on the first image of the higher resolution imaged by each of the pairs of the stereo cameras. To measure the distance,
The virtual stereo camera is a distance measuring method characterized in that the distance measuring accuracy of the object existing at a distance longer than a predetermined distance is higher than that of the distance measuring camera.
ステレオカメラシステムの測距方法であって、 It is a method of measuring the distance of a stereo camera system.
自己の画角範囲に存在する物体を撮像するとともに、前記物体を測距する測距カメラの対を仮想ステレオカメラとし、前記測距カメラの対のそれぞれによって撮像された画像に基づいて前記物体を測距する測距ステップと、 An object existing in its own angle of view range is imaged, and the pair of ranging cameras that measure the object is set as a virtual stereo camera, and the object is captured based on the images captured by each pair of the ranging cameras. The distance measurement step to measure the distance and the distance measurement step
所定の距離を距離閾値とし、前記距離閾値よりも遠く存在する前記物体に対して、前記仮想ステレオカメラによる測距結果を採用すると判定し、前記距離閾値よりも近く存在する前記物体に対して、前記測距カメラの単体による測距結果を採用すると判定する判定ステップと、 With a predetermined distance as the distance threshold value, it is determined that the distance measurement result by the virtual stereo camera is adopted for the object existing farther than the distance threshold value, and the object existing closer than the distance threshold value is determined to be adopted. A determination step for determining that the distance measurement result of the distance measurement camera alone is adopted, and
正確な距離が分かっている物体の測距結果と前記正確な距離との差分に基づいて、前記仮想ステレオカメラの自己キャリブレーションを行い、前記自己キャリブレーションの結果に応じて、前記距離閾値を変更する変更ステップと、を含み、 The virtual stereo camera is self-calibrated based on the difference between the distance measurement result of an object whose exact distance is known and the accurate distance, and the distance threshold is changed according to the self-calibration result. Including change steps and
前記仮想ステレオカメラは、前記測距カメラに比較して、前記所定の距離よりも遠くに存在する前記物体の測距精度が高い The virtual stereo camera has higher distance measurement accuracy of the object existing at a distance than the predetermined distance as compared with the distance measuring camera.
ことを特徴とする測距方法。 A distance measuring method characterized by that.
JP2018181674A 2018-09-27 2018-09-27 Stereo camera system and distance measurement method Active JP6983740B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018181674A JP6983740B2 (en) 2018-09-27 2018-09-27 Stereo camera system and distance measurement method
PCT/JP2019/010266 WO2020066068A1 (en) 2018-09-27 2019-03-13 Stereo camera system and distance measurement method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018181674A JP6983740B2 (en) 2018-09-27 2018-09-27 Stereo camera system and distance measurement method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020051903A JP2020051903A (en) 2020-04-02
JP6983740B2 true JP6983740B2 (en) 2021-12-17

Family

ID=69951294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018181674A Active JP6983740B2 (en) 2018-09-27 2018-09-27 Stereo camera system and distance measurement method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6983740B2 (en)
WO (1) WO2020066068A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7369093B2 (en) * 2020-05-28 2023-10-25 株式会社日立製作所 Distance measurement system and distance measurement method
JP7467402B2 (en) * 2021-09-24 2024-04-15 キヤノン株式会社 IMAGE PROCESSING SYSTEM, MOBILE DEVICE, IMAGE PROCESSING METHOD, AND COMPUTER PROGRAM

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1139596A (en) * 1997-07-17 1999-02-12 Fuji Heavy Ind Ltd Outside monitoring device
JP4545503B2 (en) * 2004-07-14 2010-09-15 オリンパス株式会社 Image generating apparatus and method
KR100715026B1 (en) * 2005-05-26 2007-05-09 한국과학기술원 Single camera omnidirectional binocular image acquisition device
EP2729915B1 (en) * 2011-07-05 2017-12-27 Omron Corporation A method and apparatus for projective volume monitoring
JP2013207344A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Nikon Corp Detection device, imaging device, and program

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020051903A (en) 2020-04-02
WO2020066068A1 (en) 2020-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5273356B2 (en) Compound eye image input device and distance measuring device using the same
CN107122770B (en) Multi-camera system, intelligent driving system, automobile, method and storage medium
JP6510551B2 (en) Image pickup optical system, image pickup apparatus and distance measurement system
JP4414661B2 (en) Stereo adapter and range image input device using the same
CN104052986B (en) Detection apparatus, stereographic machine testing device and detection method
US10992920B2 (en) Stereo image processing device
US20180338095A1 (en) Imaging system and moving body control system
CN109799514A (en) Optical system, image capture apparatus, distance-measuring device and onboard system
JP6983740B2 (en) Stereo camera system and distance measurement method
TWM568376U (en) Multiple camera module adapted to autonomous driving and multiple camera module adapted to an electronic device
US11405600B2 (en) Stereo camera
JP7346080B2 (en) Stereo camera system and distance measurement method
JP2014238558A (en) Imaging device and parallax detection method
JP7756021B2 (en) Stereo Image Processing Device
JP2010118716A (en) Stereoscopic imaging apparatus
JP7043375B2 (en) Stereo camera, in-vehicle lighting unit, and stereo camera system
JP7492599B2 (en) Vehicle-mounted camera device
JP7207889B2 (en) Range finder and in-vehicle camera system
JP2011090166A (en) Stereo imaging apparatus
JP7801421B2 (en) Stereo Image Processing Device
JP7264749B2 (en) Stereo camera and stereo camera integrated light unit
CN119769099A (en) Video camera system
JP2007333525A (en) Distance measuring device
JP2022080901A (en) Three-dimensional image processing device
JP2020064526A (en) Image processing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201019

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210824

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211011

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211116

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211124

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6983740

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151