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
JP7724300B2 - Image processing device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7724300B2 - Image processing device - Google Patents

Image processing device

Info

Publication number
JP7724300B2
JP7724300B2 JP2023551019A JP2023551019A JP7724300B2 JP 7724300 B2 JP7724300 B2 JP 7724300B2 JP 2023551019 A JP2023551019 A JP 2023551019A JP 2023551019 A JP2023551019 A JP 2023551019A JP 7724300 B2 JP7724300 B2 JP 7724300B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
parallax
image
unit
road surface
parallaxes
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
JP2023551019A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2023053477A1 (en
Inventor
真穂 堀永
直也 多田
裕史 大塚
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.)
Astemo Ltd
Original Assignee
Astemo 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 Astemo Ltd filed Critical Astemo Ltd
Publication of JPWO2023053477A1 publication Critical patent/JPWO2023053477A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7724300B2 publication Critical patent/JP7724300B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/20Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/22Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle
    • B60R1/23Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle with a predetermined field of view
    • B60R1/24Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle with a predetermined field of view in front of the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/10Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of camera system used
    • B60R2300/107Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of camera system used using stereoscopic cameras
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10004Still image; Photographic image
    • G06T2207/10012Stereo images
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30248Vehicle exterior or interior
    • G06T2207/30252Vehicle exterior; Vicinity of vehicle
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/80Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration
    • G06T7/85Stereo camera calibration
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

本発明は、画像処理装置に関する。 The present invention relates to an image processing device.

従来から、車両(自車)に搭載されたステレオカメラで撮像された画像を解析することで、左カメラと右カメラの相対的な縦方向ずれ量を検出し、ずれ量分だけ補正する技術が知られている。 A technology has been known for some time that analyzes images captured by a stereo camera mounted on a vehicle (own vehicle) to detect the relative vertical misalignment between the left and right cameras and correct the misalignment accordingly.

特開2018-105682号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-105682

車載カメラであるステレオカメラは、左カメラの光軸と右カメラの光軸との間に相対的な縦方向ずれが発生している状態で、導流帯(ゼブラゾーン)のような奥行き方向に向かって繰り返し斜め線がペイントされた路面を撮像した場合、路面ペイントが記載された領域を立体物として誤検知するおそれがある。路面ペイントが記載された領域を立体物として誤検知した場合、AEBやACCといったステレオカメラが提供する安全システムが作動し、不要な警報やブレーキがかかるなどして乗員に違和感を与える可能性がある。 When an in-vehicle stereo camera captures an image of a road surface painted with repeated diagonal lines in the depth direction, such as a zebra strip, while there is a relative vertical misalignment between the optical axes of the left and right cameras, the camera may mistakenly detect the area with the road paint as a three-dimensional object. If the area with the road paint is mistakenly detected as a three-dimensional object, safety systems provided by the stereo camera, such as AEB and ACC, may be activated, causing unnecessary alarms or braking, potentially causing discomfort to occupants.

前述した従来の特許文献1の手法は、左右カメラ間の相対的な縦方向ずれを補正するためのものであり、左右カメラ間の水平方向の撮像位置ずれから求めた視差値を元に、左右カメラ間に発生した相対的な縦方向ずれを補正している。 The conventional method described in Patent Document 1, mentioned above, is intended to correct the relative vertical shift between the left and right cameras, and corrects the relative vertical shift that occurs between the left and right cameras based on the parallax value calculated from the horizontal imaging position shift between the left and right cameras.

しかしながら、この特許文献1の手法では、計算された視差値をそのまま利用して左右カメラ間の縦ずれを補正するため、誤った視差値を計算してしまった場合に、誤補正が発生する懸念がある。縦方向ずれを誤補正した状態で、例えば導流帯のような奥行き方向に向かって繰り返し斜め線がペイントされた路面を撮像した場合、路面ペイントが記載された領域を立体物として誤検知する恐れがある。However, the method in Patent Document 1 uses the calculated disparity value as is to correct for vertical misalignment between the left and right cameras, which raises the risk of erroneous correction if an incorrect disparity value is calculated. For example, if an image of a road surface painted with repeated diagonal lines in the depth direction, such as a flow guidance strip, is captured while the vertical misalignment has been erroneously corrected, there is a risk that the area with the road paint will be erroneously detected as a three-dimensional object.

路面ペイントが記載された領域を立体物として誤検知した場合、AEBやACCといったステレオカメラが提供する安全システムが作動し、不要な警報やブレーキがかかるなどして乗員に違和感を与える可能性がある。そのため、計算された視差値を利用する前に、視差値の正誤判断を実施するなどの仕組みが必要となる。
本発明の目的は、車載カメラの撮像画像に基づいて視差計算結果の正誤判断を実施する画像処理装置を提供することである。
If the area containing road paint is mistakenly detected as a three-dimensional object, safety systems provided by the stereo camera, such as AEB and ACC, may be activated, causing unnecessary alarms or braking, which may cause discomfort to the occupants. Therefore, a mechanism is needed to determine whether the calculated disparity value is correct before using it.
An object of the present invention is to provide an image processing device that determines whether a disparity calculation result is correct or not based on an image captured by an on-board camera.

上記課題を解決する本発明の画像処理装置は、
互いに水平方向に離反して配置された第一撮像部及び第二撮像部によって互いに重複する領域を撮像した画像を画像処理する画像処理装置であって、
前記第一撮像部により撮像された第一画像と、該第一画像と同時刻に前記第二撮像部により撮像された第二画像とを保存する画像保存部と、
前記第一画像の画素を上下方向に所定量ずつ移動させた複数の第三画像を生成する移動画像生成部と、
前記第二画像と前記複数の第三画像のそれぞれとから各視差を求める視差演算部と、
車両の予め設定された位置に予め設定された姿勢状態で前記第一撮像部と前記第二撮像部を設置して前方の平坦な路面を撮像した場合に該平坦な路面の撮像画像から得られるべき視差である路面の視差期待値を記憶する記憶部と、
前記視差演算部で求めた各視差を前記路面の視差期待値と比較して前記各視差がそれぞれ有効か否かを判定する有効性判定部と、
前記各視差の中から前記有効であると判定された視差を用いて、前記第一撮像部と前記第二撮像部との上下方向の光軸のずれ量を検出する光軸ずれ検出部と、
を備えることを特徴とする。
The image processing device of the present invention that solves the above problems comprises:
An image processing device that processes images captured by a first imaging unit and a second imaging unit that are arranged apart from each other in a horizontal direction and that capture overlapping areas,
an image storage unit that stores a first image captured by the first imaging unit and a second image captured by the second imaging unit at the same time as the first image;
a shifted image generating unit that generates a plurality of third images by shifting pixels of the first image in a vertical direction by a predetermined amount;
a parallax calculation unit that calculates each parallax between the second image and each of the plurality of third images;
a storage unit that stores an expected parallax value of a road surface, which is a parallax that should be obtained from an image of a flat road surface when the first imaging unit and the second imaging unit are installed at a predetermined position of a vehicle in a predetermined attitude state and the flat road surface ahead is imaged;
a validity determination unit that compares each parallax calculated by the parallax calculation unit with an expected parallax value of the road surface and determines whether each parallax is valid;
an optical axis deviation detection unit that detects a deviation amount of the optical axes of the first imaging unit and the second imaging unit in the up-down direction by using the parallax determined to be valid from among the parallaxes;
The present invention is characterized by comprising:

本発明によれば、一対の撮像部で撮像された画像から求めた視差の正誤判断を実施することで、撮像装置の光軸の誤補正を防止することが可能となる。 According to the present invention, by determining whether the parallax calculated from images captured by a pair of imaging units is correct, it is possible to prevent erroneous correction of the optical axis of the imaging device.

本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、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。 Further features related to the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings. Furthermore, issues, configurations, and advantages other than those described above will become apparent from the description of the following embodiments.

本発明の画像処理装置が適用される本実施形態の撮像装置の全体構成を概略的に示す機能ブロック図。1 is a functional block diagram illustrating an overall configuration of an image capturing apparatus according to an embodiment of the present invention to which an image processing apparatus of the present invention is applied; 本実施形態の撮像装置の視差正誤判定を説明するフローチャート。5 is a flowchart for explaining a parallax accuracy determination of the imaging device of the present embodiment. 左右の撮像画像と視差画像を模擬的に示す図。10A and 10B are diagrams illustrating simulated left and right captured images and a parallax image. 左右の撮像画像における遠方の視差と近傍の視差との差を示す図。10A and 10B are diagrams showing the difference between distant parallax and near parallax in left and right captured images; 左右のカメラの光軸が相対的に縦方向にずれているステレオカメラで繰り返しパターンを撮像したときの視差算出方法を模擬的に示した図。FIG. 10 is a diagram illustrating a method for calculating parallax when a repeating pattern is captured by a stereo camera in which the optical axes of the left and right cameras are relatively offset in the vertical direction. 第三画像の縦方向のずらし量と有効視差数との関係を示すグラフ。10 is a graph showing the relationship between the vertical shift amount of the third image and the effective parallax number. 路面の視差画像と視差期待値との関係を説明する図。10A and 10B are diagrams illustrating the relationship between a parallax image of a road surface and an expected parallax value.

次に、本発明の一実施形態について説明する。
本発明の画像処理装置が適用される本実施形態の撮像装置は、車両に搭載されて外界を撮像する撮像装置であって、ステレオカメラによって構成されている。
Next, one embodiment of the present invention will be described.
The imaging device of this embodiment to which the image processing device of the present invention is applied is an imaging device that is mounted on a vehicle and captures images of the outside world, and is configured by a stereo camera.

ステレオカメラは、例えばフロントウインド越しに前方を撮像する位置に配置されている一対のカメラと、これら一対のカメラで撮像された撮像画像を画像処理する画像処理装置を備えている。一対のカメラは、車両の予め設定された位置に予め設定された姿勢状態で設置されており、互いに水平方向に左右に離反して配置されてそれぞれ前方の互いに重複する領域を撮像する。 A stereo camera comprises a pair of cameras positioned to capture images of the road ahead, for example through the windshield, and an image processing device that processes the images captured by the pair of cameras. The pair of cameras are installed in a predetermined position on the vehicle in a predetermined orientation, positioned horizontally apart from each other on the left and right, and capture overlapping areas ahead.

画像処理装置は、CPU(Central Processing Unit)やメモリ、ソフトウエアプログラムを有するECU(Electronic Control Unit)によって構成されている。画像処理装置は、例えば左右の撮像画像に基づいて視差計算を行い、視差の正誤判断を実施し、正しい視差だけを使用して光軸ずれの検出処理を実施する。そして、その光軸ずれ量を使用して、互いの一対のカメラの光軸の相対的な縦方向ずれを補正する補正処理を実施する。 The image processing device is composed of an ECU (Electronic Control Unit) that has a CPU (Central Processing Unit), memory, and software programs. The image processing device, for example, calculates parallax based on the left and right captured images, determines whether the parallax is correct, and performs an optical axis misalignment detection process using only the correct parallax. It then uses the amount of optical axis misalignment to perform a correction process that corrects the relative vertical misalignment between the optical axes of the pair of cameras.

まず、ステレオカメラにおける視差の算出方法と、ステレオカメラが誤った視差を算出する原因について図3~図5を用いて説明する。 First, we will explain how to calculate disparity in a stereo camera and the reasons why a stereo camera calculates incorrect disparity using Figures 3 to 5.

図3は、左右の撮像画像と視差画像を模擬的に示す図である。図3(a)は左カメラにより自車両から前方を撮像した撮像画像301の模式図であり、図3(b)は右カメラにより左カメラと同時刻に自車両から前方を撮像した撮像画像302の模式図を示す。左右の撮像画像301、302には、路面312と、路面312を走行する先行車311が撮像されている。 Figure 3 is a diagram showing simulated left and right captured images and parallax images. Figure 3(a) is a schematic diagram of a captured image 301 captured by the left camera looking ahead from the vehicle, and Figure 3(b) is a schematic diagram of a captured image 302 captured by the right camera looking ahead from the vehicle at the same time as the left camera. The left and right captured images 301 and 302 show a road surface 312 and a preceding vehicle 311 traveling on the road surface 312.

図3(c)は、図3(a)の撮像画像301と図3(b)の撮像画像302を用いて作成した視差画像303であり、自車両に近い領域321、自車両から遠い領域323、中間の領域322を示す。図3(c)のような距離と視差の関係から、ステレオカメラでは視差値をもとに対象物との距離を算出することが可能である。 Figure 3(c) is a disparity image 303 created using the captured image 301 in Figure 3(a) and the captured image 302 in Figure 3(b), and shows an area 321 close to the vehicle, an area 323 far from the vehicle, and an intermediate area 322. From the relationship between distance and disparity shown in Figure 3(c), a stereo camera can calculate the distance to an object based on the disparity value.

ステレオカメラでは、図3(c)に示すような視差画像303から先行車311などの立体物を検知する。視差は、立体物がない場合は、路面上の距離を示し、近傍から遠方に向かって移行するにしたがって漸次減少し、視差画像においても縦方向下方から上方に移行するにしたがって漸次減少するように示される。一方、立体物がある場合は、近傍と遠方で視差が同じとなり、視差画像においても縦方向に沿って同じ値になるように示される。したがって、視差画像において縦方向に沿って同じ視差になる領域に立体物があると判断している。 A stereo camera detects a three-dimensional object, such as a preceding vehicle 311, from a disparity image 303 as shown in Figure 3(c). When there is no three-dimensional object, the disparity indicates the distance on the road surface, gradually decreasing as you move from near to far, and is also shown to gradually decrease vertically from bottom to top in the disparity image. On the other hand, when there is a three-dimensional object, the disparity is the same for near and far objects, and is shown to be the same value along the vertical direction in the disparity image. Therefore, it is determined that a three-dimensional object is present in an area in the disparity image where the disparity is the same along the vertical direction.

図4は左右の撮像画像における遠方の視差と近傍の視差との差を示す図である。
右カメラによる撮像画像401と左カメラによる撮像画像402の両方に2台の先行車411、412が撮像されている。ステレオカメラの特性上、図4に示すように自車に近傍の先行車411に対する視差は大きく、自車から遠方の先行車412に対する視差は小さい。
FIG. 4 is a diagram showing the difference between the distant parallax and the near parallax in the left and right captured images.
Two preceding vehicles 411 and 412 are captured in both an image 401 captured by the right camera and an image 402 captured by the left camera. Due to the characteristics of the stereo camera, the parallax for the preceding vehicle 411, which is close to the host vehicle, is large, and the parallax for the preceding vehicle 412, which is farther away from the host vehicle, is small, as shown in FIG.

図5は、フェンスのような繰り返しパターンの特徴をもつ立体物が自車両前方に存在した場合の視差を示す図であり、図5(a)は、左右のカメラの光軸が相対的に縦方向にずれていない、縦方向光軸ずれが未発生のステレオカメラによって繰り返しパターンを撮像したときの視差算出方法を模擬的に示した図、図5(b)は、左右のカメラの光軸が相対的に縦方向にずれている、縦方向光軸ずれが発生しているステレオカメラで繰り返しパターンを撮像したときの視差算出方法を模擬的に示した図である。 Figure 5 shows the disparity when a three-dimensional object with a repeating pattern, such as a fence, is present in front of the vehicle. Figure 5(a) is a diagram showing a simulation of the method of calculating disparity when a repeating pattern is captured by a stereo camera in which the optical axes of the left and right cameras are not shifted relative to each other in the vertical direction, and in which no vertical optical axis shift has occurred. Figure 5(b) is a diagram showing a simulation of the method of calculating disparity when a repeating pattern is captured by a stereo camera in which the optical axes of the left and right cameras are shifted relative to each other in the vertical direction, and in which vertical optical axis shift has occurred.

例えば図5に示すような金網が斜めに交差するフェンスなどの繰り返しパターンに対して視差を求める場合、図5(a)に示す左画像501の点511の視差を求める場合は、右画像502の点512とマッチングすることになる。つまり、右画像502において、左画像501の点511に対応する点512を探索することになる。ステレオカメラの左右カメラの相対的な縦方向の位置ずれδが発生していた場合、図5(b)のようになる。図5(b)は、左画像503が右画像504に対してδだけ上方向にずれている状態を示した図である。For example, when calculating the parallax for a repeating pattern such as a fence with diagonally intersecting wire mesh as shown in Figure 5, the parallax of point 511 in left image 501 shown in Figure 5(a) will be matched with point 512 in right image 502. In other words, point 512 in right image 502 that corresponds to point 511 in left image 501 is searched for. If there is a relative vertical positional shift δ between the left and right cameras of the stereo camera, the result will be as shown in Figure 5(b). Figure 5(b) shows a state in which left image 503 is shifted upward by δ relative to right image 504.

このとき、左画像503の点513について本来であれば右画像の点514とマッチングするところ、左右画像が上下方向にずれているためマッチングができず、視差を求めることが不可能である。しかし、フェンスのような繰り返しパターンの場合、右画像の点515のように、本来の位置とは少しずれている場合でもマッチングしてしまう事象が発生する。この場合、点514と点515の横方向位置の差分の分だけ誤差が含まれた視差値を算出してしまう。 In this case, point 513 on the left image 503 should match point 514 on the right image, but because the left and right images are misaligned in the vertical direction, matching is not possible and it is impossible to calculate the parallax. However, in the case of a repeating pattern such as a fence, a match can occur even when the pattern is slightly misaligned from its original position, as in the case of point 515 on the right image. In this case, the calculated parallax value includes an error equal to the difference in the horizontal positions of points 514 and 515.

特許文献1に示しているような手法の場合、自車両前方にフェンスや柵、路面に標示されたゼブラゾーンなどの繰り返しパターンが存在する状態で光軸補正を実施してしまうと、前述したような誤差が含まれた視差値を算出してしまい、その誤差が含まれた視差値に基づいて光軸補正をしてしまうおそれがある。 In the case of the method shown in Patent Document 1, if optical axis correction is performed when there is a repeating pattern such as a fence, barrier, or zebra stripe marked on the road ahead of the vehicle, there is a risk that a parallax value containing the above-mentioned error will be calculated, and optical axis correction will be performed based on that parallax value containing the error.

このような課題に対して、本実施形態の撮像装置は、左右のカメラ間に発生した縦方向ずれ補正を実施するときに、補正処理に利用する視差情報が正しい視差か否かを判断する処理を行うことを特徴としており、本実施形態の撮像装置によれば、複数の視差値の中から正しい視差値のみを使用して縦方向ずれ補正を実施することができる。 To address this issue, the imaging device of this embodiment is characterized by the fact that, when correcting vertical misalignment that occurs between the left and right cameras, it performs a process to determine whether the parallax information used in the correction process is correct.With the imaging device of this embodiment, vertical misalignment can be corrected using only the correct parallax value from among multiple parallax values.

図1は、本発明の画像処理装置が適用される本実施形態の撮像装置の全体構成を概略的に示す機能ブロック図である。
ステレオカメラである撮像装置100は、図1に示すように、一対の撮像部11、12、画像保存部13、移動画像生成部14、視差演算部15、記憶部16、有効性判定部17、及び光軸ずれ検出部18から概略構成されている。一対の撮像部11、12は、左右のカメラによって構成され、画像保存部13、移動画像生成部14、視差演算部15、記憶部16、有効性判定部17、及び光軸ずれ検出部18は、画像処理装置101の内部機能として構成されている。
FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall configuration of an image capturing apparatus according to an embodiment of the present invention to which an image processing apparatus of the present invention is applied.
1, the imaging device 100, which is a stereo camera, is generally composed of a pair of imaging units 11 and 12, an image storage unit 13, a movement image generation unit 14, a parallax calculation unit 15, a memory unit 16, a validity determination unit 17, and an optical axis deviation detection unit 18. The pair of imaging units 11 and 12 are composed of left and right cameras, and the image storage unit 13, the movement image generation unit 14, the parallax calculation unit 15, the memory unit 16, the validity determination unit 17, and the optical axis deviation detection unit 18 are configured as internal functions of the image processing device 101.

一対の撮像部11、12(第一撮像部11、第二撮像部12)は、撮像装置100における撮像対象の方向を撮像して画像を取得するためのものであり、光軸および撮像方向が同じ方向を向くように、かつ、撮像装置100の左右に同じ高さとなるように配置されている。第一撮像部11、第二撮像部12は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサやCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサと、レンズとを有したカメラである。 The pair of imaging units 11, 12 (first imaging unit 11, second imaging unit 12) are used to capture an image by imaging the direction of the imaging subject in the imaging device 100, and are arranged so that their optical axes and imaging directions face the same direction and are at the same height on the left and right sides of the imaging device 100. The first imaging unit 11 and second imaging unit 12 are, for example, cameras equipped with a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor or a CCD (Charge Coupled Device) image sensor, and a lens.

第一撮像部11と第二撮像部12は、同時刻でかつ定期的に撮像を行い、それぞれ第一画像と第二画像を取得する。画像保存部13は、第一撮像部11と第二撮像部12にて同時刻に撮像された第一画像と第二画像から、互いに重複する所定領域の画像をそれぞれ切り出して保存する。移動画像生成部14は、画像保存部13にて保存された第一画像を上下方向(縦方向)に一定量ずつずらした複数の第三画像を生成する。The first imaging unit 11 and the second imaging unit 12 capture images simultaneously and periodically to obtain first and second images, respectively. The image storage unit 13 cuts out and stores images of specific overlapping areas from the first and second images captured simultaneously by the first imaging unit 11 and the second imaging unit 12. The shifted image generation unit 14 generates multiple third images by shifting the first images stored in the image storage unit 13 by a fixed amount in the up-down direction (vertical direction).

視差演算部15では、第二画像と移動画像生成部で生成した複数の第三画像から、各第三画像についてそれぞれの視差を求める。視差を求める方法は、従来から一般的に知られている方法を用いることができる。例えば、第二画像を基準として、一つの第三画像において第二画像と縦方向に同じ高さ位置の画素列を横方向(水平ライン)に沿って走査して第二画像との一致点を探し出し、第二画像と第三画像との間の横方向のずれ量を視差として算出する、いわゆるステレオマッチングを行う。これを所定領域の縦方向の全ての高さ位置について行う。そして、同様の処理を、残りの複数の第三画像の全てについて行う。 The parallax calculation unit 15 calculates the parallax for each third image from the second image and the multiple third images generated by the movement image generation unit. A commonly known method can be used to calculate the parallax. For example, using the second image as a reference, a pixel row in one third image at the same vertical height as the second image is scanned horizontally (horizontally) to find a matching point with the second image, and the horizontal deviation between the second and third images is calculated as the parallax, a process known as stereo matching. This is performed for all vertical height positions in a specified area. The same process is then performed for all remaining multiple third images.

記憶部16は、路面の視差期待値を記憶する。路面の視差期待値は、車両の予め設定された位置に予め設定された姿勢状態で第一撮像部11と第二撮像部12を設置して前方の平坦な路面を撮像した場合に、その平坦な路面の撮像画像から得られるべき視差であり、幾何学的に求めることができるものである。記憶部16では、第一撮像部11もしくは第二撮像部12で撮像した第一画像もしくは第二画像から各水平ラインにて求められる視差期待値を記憶する。路面の視差期待値は、第二画像と第三画像の視差を求めた都度、取得される。水平ラインごとの視差期待値は、撮像装置100が設置されている高さと、第一撮像部と第二撮像部間の幅(基線長)から求めることができる。 The memory unit 16 stores the expected parallax value of the road surface. The expected parallax value of the road surface is the parallax that should be obtained from the captured image of the flat road surface when the first imaging unit 11 and the second imaging unit 12 are installed at a predetermined position on the vehicle in a predetermined attitude and the flat road surface ahead is imaged, and can be calculated geometrically. The memory unit 16 stores the expected parallax value calculated for each horizontal line from the first image or the second image captured by the first imaging unit 11 or the second imaging unit 12. The expected parallax value of the road surface is acquired each time the parallax between the second image and the third image is calculated. The expected parallax value for each horizontal line can be calculated from the height at which the imaging device 100 is installed and the width (baseline length) between the first imaging unit and the second imaging unit.

図7は、路面の視差画像と視差期待値との関係を説明する図である。
図7には、自車から前方に延びる平坦な路面702の視差画像701と、視差画像701に対応する視差期待値d1-d3が示されている。路面702の視差期待値d1-d3は、図7に示すように、自車から前方に離れる、つまり、視差画像701においてY軸方向に沿って上方に移行するにしたがって、漸次減少する値を示す(自車近傍の領域711の視差期待値d1>領域711よりも遠方の領域712の視差期待値d2>領域712よりも遠方の領域713の視差期待値d3)。
FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the parallax image of the road surface and the parallax expectation value.
7 shows a parallax image 701 of a flat road surface 702 extending forward from the own vehicle, and parallax expectation values d1-d3 corresponding to the parallax image 701. As shown in FIG. 7, the parallax expectation values d1-d3 of the road surface 702 exhibit values that gradually decrease as the road surface moves further forward from the own vehicle, that is, as the road surface moves upward along the Y-axis direction in the parallax image 701 (parallax expectation value d1 of a region 711 near the own vehicle > parallax expectation value d2 of a region 712 further away than the region 711 > parallax expectation value d3 of a region 713 further away than the region 712).

有効性判定部17は、視差演算部15で求めた各視差を、記憶部16で求めた視差の期待値と比較して、視差演算部15で求めた各視差がそれぞれ有効か否かを判定する。視差演算部15で求めた各視差のうち、記憶部16で求めた視差期待値よりも遠方の距離を示す視差(小さい視差)は、路面を撮像している場合には出てこないはずの視差であるので、誤った視差であり、無効視差と判定する。また、視差演算部15で求めた各視差のうち、記憶部16で求めた視差期待値以下の近傍の距離の値を示す視差(大きい視差)は、正しい視差であり、有効視差と判定する。 The validity determination unit 17 compares each parallax calculated by the parallax calculation unit 15 with the expected parallax value calculated by the memory unit 16 to determine whether each parallax calculated by the parallax calculation unit 15 is valid. Of the parallaxes calculated by the parallax calculation unit 15, parallaxes indicating distances farther than the expected parallax value calculated by the memory unit 16 (small parallax) are parallaxes that would not appear when capturing an image of the road surface, and are therefore determined to be incorrect parallax and invalid parallax. Furthermore, of the parallaxes calculated by the parallax calculation unit 15, parallaxes indicating nearby distances less than the expected parallax value calculated by the memory unit 16 (large parallax) are determined to be correct parallax and valid parallax.

視差演算部15で求めた視差と記憶部16で求めた視差期待値の比較は、水平ラインごとに比較する。視差演算部15で求めた視差の水平ラインごとの値は、水平ラインごとの平均値でもよいし、中央値でもよい。 The comparison between the parallax calculated by the parallax calculation unit 15 and the expected parallax value calculated by the memory unit 16 is performed for each horizontal line. The parallax value for each horizontal line calculated by the parallax calculation unit 15 may be the average value or the median value for each horizontal line.

光軸ずれ検出部18は、有効性判定部17にて有効と判定した視差値(有効視差)の視差数(有効視差数)を求める。ここでは、視差演算部15で求めた第二画像と複数の第三画像のそれぞれとから求めた有効視差の視差数を求める。そして、各第三画像の縦方向のずらし量と有効視差の視差数との関係に基づいて光軸ずれ量δを検出する。 The optical axis shift detection unit 18 calculates the number of parallaxes (effective number of parallaxes) for the parallax values (effective parallaxes) determined to be valid by the validity determination unit 17. Here, the number of parallaxes for the effective parallaxes calculated from the second image calculated by the parallax calculation unit 15 and each of the multiple third images is calculated. The optical axis shift amount δ is then detected based on the relationship between the vertical shift amount of each third image and the number of parallaxes for the effective parallax.

図6は、第三画像の縦方向のずらし量と有効視差数との関係を示すグラフである。
図6のグラフにおいて、点602は、第一画像と第二画像の有効視差数を示し、点601a~601dは、第一画像を所定画素分ごとに上方にずらした第三画像と第二画像との有効視差数を示し、点601e~601iは、第一画像を所定画素分ごとに下方にずらした第三画像と第二画像との有効視差数を示している。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the vertical shift amount of the third image and the number of effective parallaxes.
In the graph of Figure 6, point 602 indicates the number of effective parallaxes between the first image and the second image, points 601a to 601d indicate the number of effective parallaxes between the second image and a third image obtained by shifting the first image upward by a predetermined number of pixels, and points 601e to 601i indicate the number of effective parallaxes between the second image and a third image obtained by shifting the first image downward by a predetermined number of pixels.

ずらし量と視差数から光軸ずれ量を検出する方法は、特許文献1の技術を適用することができる。具体的には、図6に示すように、各第三画像における第一画像からの縦方向のずらし量(垂直ずれ)と有効視差数との分布を作成し、その分布から近似曲線Caを算出する。有効視差数の近似曲線Caは、例えば最小二乗法などの手法を用いて算出される。そして、この近似曲線Caから、第一撮像部11に対する第二撮像部12の上下方向の相対的な光軸ずれ量δを求める。The technology of Patent Document 1 can be applied to a method for detecting the amount of optical axis shift from the shift amount and the number of parallaxes. Specifically, as shown in Figure 6, a distribution of the vertical shift amount (vertical shift) from the first image in each third image and the number of effective parallaxes is created, and an approximation curve Ca is calculated from this distribution. The approximation curve Ca for the number of effective parallaxes is calculated using a method such as the least squares method. The relative amount of optical axis shift δ in the vertical direction of the second imaging unit 12 with respect to the first imaging unit 11 is then calculated from this approximation curve Ca.

ここでは、一対の撮像部で撮像された2つの画像から得られる視差画像の視差数は、一対の撮像部の光軸の上下方向のずれ量に依存して増減することを利用して光軸ずれ量δを求めている。つまり、視差画像の視差数は、一対の撮像部の光軸の上下方向のずれがない場合(最小の場合)に最大値をとり、光軸の上下方向のずれ量が大きくなるにしたがって減少するという傾向を有していることを利用している。第一画像からの縦方向(垂直方向)のずらし量に応じて、第三画像と第一画像との間の視差画像の視差数が変化し、光軸の上下方向のずれ量がない場合(最小の場合)に、視差画像の視差数は最大値をとることが分かっているので、横方向(すなわち、第三画像の縦方向のずらし量)における原点位置(すなわち、第三画像が第一画像と同じものである場合)602と、視差数が最大値(近似曲線Caのピーク値)をとるずらし量の値との差から、一対の撮像部の光軸の上下方向のずれ量δが得られる。Here, the optical axis shift amount δ is calculated by taking advantage of the fact that the number of parallaxes in a parallax image obtained from two images captured by a pair of image capture units increases or decreases depending on the vertical shift of the optical axes of the pair of image capture units. In other words, the number of parallaxes in a parallax image is maximized when there is no vertical shift of the optical axes of the pair of image capture units (minimum case), and tends to decrease as the vertical shift of the optical axes increases. Since the number of parallaxes in a parallax image between the third image and the first image changes depending on the vertical (vertical) shift from the first image, and the number of parallaxes in a parallax image is maximized when there is no vertical shift of the optical axes (minimum case), the vertical shift amount δ of the optical axes of the pair of image capture units is calculated from the difference between the origin position 602 (i.e., when the third image is the same as the first image) in the horizontal direction (i.e., the vertical shift amount of the third image) and the shift amount at which the number of parallaxes is maximized (the peak value of the approximation curve Ca).

撮像装置100の画像処理装置101は、光軸ずれ検出部18によって検出された光軸ずれ量δを用いて、第一撮像部11の光軸と第二撮像部12の光軸の上下方向の位置を一致させる縦方向ずれ補正を実施する。光軸ずれ検出部18によって検出された光軸ずれ量δは、有効視差のみを用いて検出したものであるので、撮像装置100の画像処理装置101は、縦方向ずれ補正を実施した場合に、誤補正を抑制することができる。The image processing device 101 of the imaging device 100 uses the optical axis shift amount δ detected by the optical axis shift detection unit 18 to perform vertical shift correction to align the vertical positions of the optical axis of the first imaging unit 11 and the optical axis of the second imaging unit 12. Because the optical axis shift amount δ detected by the optical axis shift detection unit 18 is detected using only effective parallax, the image processing device 101 of the imaging device 100 can suppress erroneous correction when performing vertical shift correction.

図2は、本実施形態における撮像装置の視差有効性の判定内容を説明するフローチャートである。
ステップS201では、画像取得が行われる。ここでは、第一撮像部11および第二撮像部12により同時刻に撮像された一対の撮像画像(第一画像と第二画像)が取得される。ステップS202では、第一画像を縦方向にずらした画像を第三画像として取得する。例えば、第一画像を第二画像に対して相対的に縦方向の座標毎または当分割した区分毎にずらした画像を第三画像として取得する。そして、ステップS203では、第二画像と第三画像からステレオマッチングにより視差を求める。視差を求める領域に関しては、画像全体を対象としてもよいし、任意の領域のみを対象としてもよい。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the contents of the determination of the parallax validity of the imaging device in this embodiment.
In step S201, image acquisition is performed. Here, a pair of captured images (first image and second image) captured at the same time by the first imaging unit 11 and the second imaging unit 12 is acquired. In step S202, an image obtained by vertically shifting the first image is acquired as a third image. For example, an image obtained by shifting the first image relative to the second image by each vertical coordinate or by each divided section is acquired as the third image. Then, in step S203, parallax is calculated from the second image and the third image by stereo matching. The area for which parallax is calculated may be the entire image, or only an arbitrary area.

ステップS204では、第一画像、第二画像または第三画像のいずれか一つから路面の視差期待値を算出する。路面の視差期待値は、ステップS203で視差を求めた領域と同様の領域内から求めることとし、画像の水平ラインごとに取得することができる。本実施形態では、第二画像と第三画像の視差を求めた都度、路面の視差期待値を取得しているが、予め水平ラインごとの視差期待値テーブル等をもつことでも対応可能である。 In step S204, the expected parallax value of the road surface is calculated from one of the first, second, or third images. The expected parallax value of the road surface is calculated from an area similar to the area in which the parallax was calculated in step S203, and can be obtained for each horizontal line of the image. In this embodiment, the expected parallax value of the road surface is obtained each time the parallax between the second and third images is calculated, but this can also be achieved by having a parallax expected value table for each horizontal line in advance.

ステップS205では、ステップS203で求めた視差と、ステップS204で求めた視差期待値を比較する。ステップS203で求めた視差は水平ラインごとに横方向一画素単位で視差期待値と比較することができる。処理時間を考慮して、複数画素単位で比較してもよい。ステップS205では、ステップS203で求めた視差がステップS204で求めた視差期待値以上であるか否かを判断する。 In step S205, the parallax calculated in step S203 is compared with the expected parallax calculated in step S204. The parallax calculated in step S203 can be compared with the expected parallax in units of one pixel in the horizontal direction for each horizontal line. Taking processing time into consideration, comparison may also be made in units of multiple pixels. In step S205, it is determined whether the parallax calculated in step S203 is greater than or equal to the expected parallax calculated in step S204.

ここで、ステップS203で求めた視差がステップS204で求めた視差期待値以上である場合、より具体的には、ステップS203で求めた視差がステップS204で求めた視差期待値よりも予め設定された1つ以上の規定数以上の大きな値(近傍の距離を示す視差)であった場合(ステップS205でYES)、ステップS206において有効視差と判断する。 Here, if the parallax calculated in step S203 is equal to or greater than the expected parallax calculated in step S204, more specifically, if the parallax calculated in step S203 is greater than the expected parallax calculated in step S204 by one or more predetermined number (parallax indicating the distance of the vicinity) (YES in step S205), it is determined to be a valid parallax in step S206.

一方、ステップS203で求めた視差がステップS204で求めた視差期待値よりも小さい場合、より具体的には、ステップS203で求めた視差がステップS204で求めた視差期待値よりも予め設定された1つ以上の規定数以上の小さな値(遠方の距離を示す視差)であった場合(ステップS205でNO)、ステップS207において無効視差と判断し、この無効視差については後段処理において使用しない。 On the other hand, if the parallax calculated in step S203 is smaller than the expected parallax calculated in step S204, more specifically, if the parallax calculated in step S203 is smaller than the expected parallax calculated in step S204 by one or more predetermined numbers (parallax indicating a distant distance) (NO in step S205), it is determined to be an invalid parallax in step S207, and this invalid parallax is not used in subsequent processing.

ステップS208では、ステップS205にて有効視差と判断された視差数をカウントする。 In step S208, the number of parallaxes determined to be valid in step S205 is counted.

ステップS209では、複数の第三画像を生成したか否かが判断される。第三画像の数が予め設定された2つ以上の規定数よりも少ない場合には、複数枚の第三画像を生成していない(ステップS209でNO)と判断され、ステップS202に戻る。そして、ステップS202およびステップS203において第一画像の縦方向のずらし量を変更して、ずらし量が異なる別の第三画像を生成し、その生成した第三画像と第二画像との間の視差を求める。In step S209, it is determined whether multiple third images have been generated. If the number of third images is less than a predetermined number of two or more, it is determined that multiple third images have not been generated (NO in step S209), and the process returns to step S202. Then, in steps S202 and S203, the vertical shift amount of the first image is changed to generate another third image with a different shift amount, and the parallax between the generated third image and the second image is calculated.

そして、ステップS209において規定数以上の第三画像がある(ステップS209でYES)と判断されるまで、第二画像とずらし量を変更した第三画像とから視差を求める処理が行われる。ずらし量は、例えば一画素分、あるは複数画素分だけずらした量とすることができる。また、第一画像をずらす方向は、例えば上方と下方の少なくとも一方であればよく、本実施形態では、第二画像に対して第一画像を上方と下方の両方にずらして複数の第三画像を生成し、それぞれ視差を算出している。 Then, in step S209, a process of calculating the parallax between the second image and the third image with the shift amount changed is performed until it is determined that there are a specified number of third images or more (YES in step S209). The shift amount can be, for example, a shift of one pixel or multiple pixels. Furthermore, the direction in which the first image is shifted can be at least one of upward and downward. In this embodiment, the first image is shifted both upward and downward relative to the second image to generate multiple third images, and the parallax for each is calculated.

ステップS210では、図6に示すように、縦方向のずらし量と有効視差数の分布を作成する。 In step S210, a distribution of vertical shift amounts and effective parallax numbers is created, as shown in Figure 6.

ステップS211では、ステップS210で求めた分布から近似曲線Caを求め、縦方向の相対的な光軸ずれ量δを求める。近似曲線Caの有効視差数が最も多い位置が、第一画像と第三画像の縦方向のずれがない位置となる。ステップS211で求めた光軸ずれ量δは、複数の視差の中から無効視差を取り除いて残った有効視差のみから求められたものである。したがって、この光軸ずれ量δを使用して、第一撮像部11と第二撮像部12の光軸ずれを補正することによって、第一撮像部11と第二撮像部12との間に発生した相対的な縦方向ずれを正確に補正することができる。 In step S211, an approximation curve Ca is calculated from the distribution calculated in step S210, and the relative vertical optical axis shift amount δ is calculated. The position on the approximation curve Ca where the number of effective parallaxes is the highest is the position where there is no vertical shift between the first image and the third image. The optical axis shift amount δ calculated in step S211 is calculated from only the effective parallaxes remaining after removing invalid parallaxes from the multiple parallaxes. Therefore, by using this optical axis shift amount δ to correct the optical axis shift between the first image capture unit 11 and the second image capture unit 12, the relative vertical shift that has occurred between the first image capture unit 11 and the second image capture unit 12 can be accurately corrected.

光軸ずれ量を求めるのに必要な有効視差数がステップS210の分布で求められなかった場合は、所定の条件を満たす撮像画像を取得できるまでステップS211における光軸ずれ量検知処理は実施しない。所定条件を満たしたのち、ステップS211における光軸ずれ量検知を実施して、処理を終了する。 If the number of effective parallaxes required to calculate the amount of optical axis deviation cannot be obtained from the distribution in step S210, the optical axis deviation detection process in step S211 is not performed until an image that satisfies the specified conditions can be acquired. After the specified conditions are met, the optical axis deviation detection in step S211 is performed and the process ends.

本実施形態の撮像装置100が有する画像処理装置101は、第一撮像部11により撮像された第一画像と第二撮像部12により撮像された第二画像を保存し、第一画像の画素を上下方向に所定量ずつ移動させた複数の第三画像を生成し、第二画像と複数の第三画像のそれぞれとから各視差を求める。そして、各視差を車両の前方の平坦な路面の撮像画像から得られるべき視差である路面の視差期待値と比較して各視差がそれぞれ有効か否かを判定し、有効と判定された視差のみを用いて、第一撮像部11と第二撮像部12との縦方向(上下方向)の光軸のずれ量を検出する。The image processing device 101 included in the imaging device 100 of this embodiment stores a first image captured by the first imaging unit 11 and a second image captured by the second imaging unit 12, generates multiple third images by shifting the pixels of the first image vertically by a predetermined amount, and calculates each parallax from the second image and each of the multiple third images. It then compares each parallax with the expected parallax value of the road surface, which is the parallax that should be obtained from an image of a flat road surface ahead of the vehicle, to determine whether each parallax is valid, and uses only the parallaxes determined to be valid to detect the amount of misalignment of the optical axes in the vertical direction (up and down direction) between the first imaging unit 11 and the second imaging unit 12.

本実施形態の画像処理装置101によれば、左右カメラ間で発生した光軸の縦方向ずれを補正する際に、補正処理に使用する視差情報の正誤判定を実施することによって、誤った視差を使用した光軸ずれの誤補正を抑制することが可能である。したがって、例えば導流帯(ゼブラゾーン)のような奥行き方向に向かって繰り返し斜め線がペイントされた路面を撮像した場合に、路面ペイントが記載された領域を立体物として誤検知するのを抑制でき、AEBやACCといったステレオカメラが提供する安全システムが誤作動し、不要な警報やブレーキがかかるなどして乗員に違和感を与えるのを抑制できる。 The image processing device 101 of this embodiment, when correcting the vertical misalignment of the optical axes that occurs between the left and right cameras, performs a correct/incorrect determination of the parallax information used in the correction process, thereby making it possible to prevent erroneous correction of the optical axis misalignment that uses an incorrect parallax. Therefore, for example, when capturing an image of a road surface painted with repeated diagonal lines in the depth direction, such as a zebra strip, it is possible to prevent the area with the road paint from being mistakenly detected as a three-dimensional object, thereby preventing safety systems provided by stereo cameras, such as AEB and ACC, from malfunctioning and causing unnecessary alarms or braking, causing discomfort to the occupants.

上記した実施形態では、画像処理装置101が第一撮像部11および第二撮像部12と一体に構成されたステレオカメラの場合を例に説明したが、本発明の画像処理装置の構成は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、一対のカメラとは別体に、画像処理装置101を設けてもよい。 In the above embodiment, a stereo camera in which the image processing device 101 is integrated with the first imaging unit 11 and the second imaging unit 12 has been described as an example, but the configuration of the image processing device of the present invention is not limited to this embodiment. For example, the image processing device 101 may be provided separately from the pair of cameras.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design modifications can be made without departing from the spirit of the present invention as set forth in the claims. For example, the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those that include all of the described configurations. Furthermore, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.

100・・・撮像装置、101・・・画像処理装置、11・・・第一撮像部、12・・・第二撮像部、13・・・画像保存部、14・・・移動画像生成部、15・・・視差演算部、16・・・記憶部、17・・・有効性判定部、18・・・光軸ずれ検出部100: Imaging device, 101: Image processing device, 11: First imaging unit, 12: Second imaging unit, 13: Image storage unit, 14: Movement image generation unit, 15: Parallax calculation unit, 16: Memory unit, 17: Validity determination unit, 18: Optical axis deviation detection unit

Claims (2)

互いに水平方向に離反して配置された第一撮像部及び第二撮像部によって互いに重複する領域を撮像した画像を画像処理する画像処理装置であって、
前記第一撮像部により撮像された第一画像と、該第一画像と同時刻に前記第二撮像部により撮像された第二画像とを保存する画像保存部と、
前記第一画像の画素を上下方向に所定量ずつ移動させた複数の第三画像を生成する移動画像生成部と、
前記第二画像と前記複数の第三画像のそれぞれとから各視差を求める視差演算部と、
車両の予め設定された位置に予め設定された姿勢状態で前記第一撮像部と前記第二撮像部を設置して前方の平坦な路面を撮像した場合に該平坦な路面の撮像画像から得られるべき視差である路面の視差期待値を記憶する記憶部と、
前記視差演算部で求めた各視差を前記路面の視差期待値と比較して前記各視差がそれぞれ有効か否かを判定する有効性判定部と、
前記各視差の中から前記有効であると判定された視差を用いて、前記第一撮像部と前記第二撮像部との上下方向の光軸のずれ量を検出する光軸ずれ検出部と、
を備え
前記移動画像生成部は、前記第一画像と前記第二画像の相対的な上下方向の位置関係を、縦方向の座標毎または当分割した区分毎にずらすことによって前記第三画像を生成し、
前記記憶部は、前記第一画像または前記第二画像または前記第三画像の縦方向の座標毎に前記視差期待値を求めて記憶し、
前記記憶部は、前記路面の視差期待値を前記平坦な路面の撮像画像の水平ラインごとの値として記憶し、
前記有効性判定部は、前記視差演算部で求めた各視差と前記路面の視差期待値とを前記水平ラインごとに比較し、
前記有効性判定部は、前記視差演算部で求めた各視差のうち前記路面の視差期待値よりも遠方の距離を示す視差を無効視差と判定し、前記路面の視差期待値以下の近傍の距離を示す視差を有効視差と判定し、
前記光軸ずれ検出部は、前記有効性判定部にて有効と判定した有効視差の視差数を求め、各第三画像の縦方向のずらし量と前記有効視差の視差数との関係に基づいて光軸ずれ量を検出し、
前記光軸ずれ検出部は、前記有効であると判定された視差の数、または、前記有効であると判定された視差の数の分布が所定の条件に満たない場合には、前記所定の条件を満たすまで前記光軸ずれ量の検出を行わないことを特徴とする画像処理装置。
An image processing device that processes images captured by a first imaging unit and a second imaging unit that are arranged apart from each other in a horizontal direction and that capture overlapping areas,
an image storage unit that stores a first image captured by the first imaging unit and a second image captured by the second imaging unit at the same time as the first image;
a shifted image generating unit that generates a plurality of third images by shifting pixels of the first image in a vertical direction by a predetermined amount;
a parallax calculation unit that calculates each parallax between the second image and each of the plurality of third images;
a storage unit that stores an expected parallax value of a road surface, which is a parallax that should be obtained from an image of a flat road surface when the first imaging unit and the second imaging unit are installed at a predetermined position of a vehicle in a predetermined attitude state and the flat road surface ahead is imaged;
a validity determination unit that compares each parallax calculated by the parallax calculation unit with an expected parallax value of the road surface and determines whether each parallax is valid;
an optical axis deviation detection unit that detects a deviation amount of the optical axes of the first imaging unit and the second imaging unit in the up-down direction by using the parallax determined to be valid from among the parallaxes;
Equipped with
the moving image generating unit generates the third image by shifting a relative vertical positional relationship between the first image and the second image for each vertical coordinate or for each divided section;
the storage unit calculates and stores the expected parallax value for each vertical coordinate of the first image, the second image, or the third image;
the storage unit stores the expected parallax value of the road surface as a value for each horizontal line of the captured image of the flat road surface;
the validity determination unit compares each parallax calculated by the parallax calculation unit with an expected parallax value of the road surface for each horizontal line;
the validity determination unit determines, among the parallaxes calculated by the parallax calculation unit, a parallax that indicates a distance farther than an expected parallax value of the road surface as an invalid parallax, and determines a parallax that indicates a nearby distance equal to or less than the expected parallax value of the road surface as a valid parallax;
the optical axis deviation detection unit calculates the number of parallaxes of the effective parallax determined to be valid by the validity determination unit, and detects the amount of optical axis deviation based on the relationship between the amount of vertical shift of each third image and the number of parallaxes of the effective parallax;
When the number of parallaxes determined to be valid or the distribution of the number of parallaxes determined to be valid does not satisfy a predetermined condition, the optical axis deviation detection unit does not detect the amount of optical axis deviation until the predetermined condition is satisfied .
車両に搭載されて外界を撮像する撮像装置であって、
互いに水平方向に離反して配置されて互いに重複する領域を撮像する第一撮像部及び第二撮像部と、
前記第一撮像部により撮像された第一画像と、該第一画像と同時刻に前記第二撮像部により撮像された第二画像とを保存する画像保存部と、
前記第一画像の画素を上下方向に所定量ずつ移動させた複数の第三画像を生成する移動画像生成部と、
前記第二画像と前記複数の第三画像のそれぞれとから各視差を求める視差演算部と、
前記車両の予め設定された位置に予め設定された姿勢状態で前記第一撮像部と前記第二撮像部を設置して前方の平坦な路面を撮像した場合に該平坦な路面の撮像画像から得られるべき視差である路面の視差期待値を記憶する記憶部と、
前記視差演算部で求めた各視差を前記路面の視差期待値と比較して前記各視差がそれぞれ有効か否かを判定する有効性判定部と、
前記各視差の中から前記有効であると判定された視差を用いて、前記第一撮像部と前記第二撮像部との上下方向の光軸のずれ量を検出する光軸ずれ検出部と、
を備え
前記移動画像生成部は、前記第一画像と前記第二画像の相対的な上下方向の位置関係を、縦方向の座標毎または当分割した区分毎にずらすことによって前記第三画像を生成し、
前記記憶部は、前記第一画像または前記第二画像または前記第三画像の縦方向の座標毎に前記視差期待値を求めて記憶し、
前記記憶部は、前記路面の視差期待値を前記平坦な路面の撮像画像の水平ラインごとの値として記憶し、
前記有効性判定部は、前記視差演算部で求めた各視差と前記路面の視差期待値とを前記水平ラインごとに比較し、
前記有効性判定部は、前記視差演算部で求めた各視差のうち前記路面の視差期待値よりも遠方の距離を示す視差を無効視差と判定し、前記路面の視差期待値以下の近傍の距離を示す視差を有効視差と判定し、
前記光軸ずれ検出部は、前記有効性判定部にて有効と判定した有効視差の視差数を求め、各第三画像の縦方向のずらし量と前記有効視差の視差数との関係に基づいて光軸ずれ量を検出し、
前記光軸ずれ検出部は、前記有効であると判定された視差の数、または、前記有効であると判定された視差の数の分布が所定の条件に満たない場合には、前記所定の条件を満たすまで前記光軸ずれ量の検出を行わない
ことを特徴とする撮像装置。
An imaging device mounted on a vehicle to capture an image of the outside world,
a first imaging unit and a second imaging unit that are arranged apart from each other in a horizontal direction and capture images of overlapping areas;
an image storage unit that stores a first image captured by the first imaging unit and a second image captured by the second imaging unit at the same time as the first image;
a shifted image generating unit that generates a plurality of third images by shifting pixels of the first image in a vertical direction by a predetermined amount;
a parallax calculation unit that calculates each parallax between the second image and each of the plurality of third images;
a storage unit that stores an expected parallax value of a road surface, which is a parallax that should be obtained from an image of a flat road surface when the first imaging unit and the second imaging unit are installed at a predetermined position of the vehicle in a predetermined attitude state and the flat road surface ahead is imaged;
a validity determination unit that compares each parallax calculated by the parallax calculation unit with an expected parallax value of the road surface and determines whether each parallax is valid;
an optical axis deviation detection unit that detects a deviation amount of the optical axes of the first imaging unit and the second imaging unit in the up-down direction by using the parallax determined to be valid from among the parallaxes;
Equipped with
the moving image generating unit generates the third image by shifting a relative vertical positional relationship between the first image and the second image for each vertical coordinate or for each divided section;
the storage unit calculates and stores the expected parallax value for each vertical coordinate of the first image, the second image, or the third image;
the storage unit stores the expected parallax value of the road surface as a value for each horizontal line of the captured image of the flat road surface;
the validity determination unit compares each parallax calculated by the parallax calculation unit with an expected parallax value of the road surface for each horizontal line;
the validity determination unit determines, among the parallaxes calculated by the parallax calculation unit, a parallax that indicates a distance farther than an expected parallax value of the road surface as an invalid parallax, and determines a parallax that indicates a nearby distance equal to or less than the expected parallax value of the road surface as a valid parallax;
the optical axis deviation detection unit calculates the number of parallaxes of the effective parallax determined to be valid by the validity determination unit, and detects the amount of optical axis deviation based on the relationship between the amount of vertical shift of each third image and the number of parallaxes of the effective parallax;
When the number of parallaxes determined to be valid or the distribution of the number of parallaxes determined to be valid does not satisfy a predetermined condition, the optical axis deviation detection unit does not detect the amount of optical axis deviation until the predetermined condition is satisfied.
An imaging device characterized by:
JP2023551019A 2021-09-29 2022-02-10 Image processing device Active JP7724300B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021160013 2021-09-29
JP2021160013 2021-09-29
PCT/JP2022/005296 WO2023053477A1 (en) 2021-09-29 2022-02-10 Image processing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2023053477A1 JPWO2023053477A1 (en) 2023-04-06
JP7724300B2 true JP7724300B2 (en) 2025-08-15

Family

ID=85782152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023551019A Active JP7724300B2 (en) 2021-09-29 2022-02-10 Image processing device

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7724300B2 (en)
DE (1) DE112022002020T5 (en)
WO (1) WO2023053477A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017027220A (en) 2015-07-17 2017-02-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 In-vehicle environment recognition device
JP2018105682A (en) 2016-12-26 2018-07-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 Stereo camera
JP2021022322A (en) 2019-07-30 2021-02-18 株式会社リコー Image processing device, object recognition device, apparatus control system, image processing method, and program

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017027220A (en) 2015-07-17 2017-02-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 In-vehicle environment recognition device
JP2018105682A (en) 2016-12-26 2018-07-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 Stereo camera
JP2021022322A (en) 2019-07-30 2021-02-18 株式会社リコー Image processing device, object recognition device, apparatus control system, image processing method, and program

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023053477A1 (en) 2023-04-06
DE112022002020T5 (en) 2024-03-07
WO2023053477A1 (en) 2023-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9378553B2 (en) Stereo image processing device for vehicle
JP6602982B2 (en) In-vehicle camera, in-vehicle camera adjustment method, in-vehicle camera system
CN110023951B (en) Information processing apparatus, imaging apparatus, device control system, information processing method, and computer-readable recording medium
JP6707022B2 (en) Stereo camera
US10984258B2 (en) Vehicle traveling environment detecting apparatus and vehicle traveling controlling system
JP2008039491A (en) Stereo image processing device
CN114550042A (en) Road vanishing point extraction method, vehicle-mounted sensor calibration method and device
JP2018084503A (en) Distance measuring device
US20210400190A1 (en) Partial image generating device, storage medium storing computer program for partial image generation and partial image generating method
JP2016062356A (en) Three-dimensional object detection device
JP6768554B2 (en) Calibration device
US20250368480A1 (en) Step position detection apparatus
JP7724300B2 (en) Image processing device
WO2023068034A1 (en) Image processing device
JP7232005B2 (en) VEHICLE DRIVING ENVIRONMENT DETECTION DEVICE AND DRIVING CONTROL SYSTEM
JP2000259997A (en) Height and inter-vehicle distance measuring device for preceding vehicle
EP2919191B1 (en) Disparity value deriving device, equipment control system, movable apparatus, robot, and disparity value producing method
JP7519275B2 (en) Image processing device and image processing method
EP4030746B1 (en) Image processing device and stereo camera device using same
JP7134780B2 (en) stereo camera device
JP7146608B2 (en) Image processing device
JP7250211B2 (en) processing equipment
JP7765503B2 (en) Imaging device, parallax displacement correction method, and parallax displacement correction program
JP4114647B2 (en) Obstacle detection device
JP2020042716A (en) Abnormality detection device and abnormality detection method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241210

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20250210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250408

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: 20250708

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250804

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7724300

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150