JP3099691B2 - Object position measurement method on traveling road - Google Patents

Object position measurement method on traveling road

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JP3099691B2
JP3099691B2 JP07222815A JP22281595A JP3099691B2 JP 3099691 B2 JP3099691 B2 JP 3099691B2 JP 07222815 A JP07222815 A JP 07222815A JP 22281595 A JP22281595 A JP 22281595A JP 3099691 B2 JP3099691 B2 JP 3099691B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に
主として搭載され、その走行路における車両から対象物
までの距離を、単眼CCDカメラにて、道路面の凹凸の
影響を受けずに高精度で計測する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is mainly mounted on a vehicle such as an automobile, and uses a single-lens CCD camera to increase the distance from a vehicle to an object on its traveling path without being affected by irregularities on the road surface. It relates to a method of measuring with accuracy.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】車両、特に自動車の走
行路における車両と物体即ち対象物との間の距離を計測
する方法として提案されているものの1つに特開平3−
273500号の技術がある。
One of the methods proposed for measuring the distance between a vehicle, especially an object, that is, an object, on a traveling path of a vehicle is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
No. 273500.

【0003】この技術は、ビデオカメラで検出された走
行路内の水平エッジ成分を先行車検出手段(14)で取
り出すことにより車両を検出し、車間距離検出手段(1
5)により、該先行車検出手段(14)より検出された
水平エッジ成分の画像下端からの長さを用いて先行車
(対象物)までの距離を検出するように構成されてい
る。
In this technique, a vehicle is detected by extracting a horizontal edge component in a traveling path detected by a video camera by a preceding vehicle detecting means (14), and an inter-vehicle distance detecting means (1) is detected.
According to 5), the distance to the preceding vehicle (object) is detected using the length of the horizontal edge component detected by the preceding vehicle detecting means (14) from the lower end of the image.

【0004】しかしながら、かかる従来の計測方法にあ
っては、撮像された先行車(対象物)の画像の下端から
の縦方向の長さに基づき車間距離を計測しているため、
平坦路においては充分に高い計測精度を有するが、道路
に凹凸があってカメラの取付地上高やカメラの取付角度
が変化するような場合には、これらを考慮していないた
め計測精度が大幅に低下する。
However, in such a conventional measuring method, the inter-vehicle distance is measured based on the vertical length from the lower end of the captured image of the preceding vehicle (object).
It has sufficiently high measurement accuracy on flat roads, but when the height of the camera mounting ground and the camera mounting angle change due to uneven roads, the measurement accuracy is significantly reduced because these factors are not considered. descend.

【0005】本発明の目的は、道路に凹凸がある場合に
おいてもこれらを考慮して対象物までの距離を計測可能
とすることにより、あらゆる高低差の道路においても高
精度で対象物位置を計測できる計測方法を提供すること
である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to measure the position of an object with high accuracy even on roads having any height difference by enabling the distance to the object to be measured in consideration of the unevenness of the road even when the road is uneven. It is to provide a measurement method that can be performed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、 (1)路面の凹凸等によるカメラの取付地上高の変動を
考慮して対象物位置を精度良く計測するため、画像上の
道路全幅(w)と全幅までまでの縦方向の長さ(h)と
を検出し、これらの値と実際の道路幅(W)とにより取
付地上高(t)を求め、この取付地上高(t)を使用し
て対象物位置(L)を計測する。 (2)ピッチングの影響等のカメラの傾斜の影響を考慮
して対象物位置を精度良く計測するため、画像上の道路
消失点(N)の位置(l∞)を検出して、これにより取
付角(θ)を求め、この取付角(θ)と画像上での対象
物までの長さ検出値(l)より対象物位置(L)を計測
する。の2つの技術手段からなるもので、その第1の技
術的手段は、単眼カメラにより車両前方または後方の道
路を撮像して該道路上の対象物までの距離を計測するに
あたり、前記道路全幅を撮像した撮像画像(10)上に
おける道路全幅(w)と画像(10)基線から該全幅
(w)の位置までの縦方向の長さ(h)とを検出し、前
記画像上の道路全幅(w)と前記縦方向の長さ(h)と
実際の道路幅(W)とに基づき、前記カメラの取付地上
高(t)を求めた後、前記カメラ取付地上高(t)と、
前記画像(10)基線より対象物(20)までの長さ
(l)と、前記カメラの焦点距離(f)とに基づき、対
象物までの距離を計測することを特徴とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides the following: (1) To accurately measure the position of an object in consideration of a variation in the ground clearance at which a camera is mounted due to irregularities on a road surface, etc. And the length (h) in the vertical direction up to the entire width are detected, and the mounting ground height (t) is obtained from these values and the actual road width (W), and this mounting ground height (t) is used. To measure the object position (L). (2) In order to accurately measure the position of the target object in consideration of the effect of camera tilt such as the effect of pitching, the position (l∞) of the road vanishing point (N) on the image is detected and attached. The angle (θ) is obtained, and the object position (L) is measured from the mounting angle (θ) and the length detection value (l) to the object on the image. The first technical means is that, when a monocular camera captures an image of a road in front of or behind a vehicle and measures the distance to an object on the road, the total width of the road is determined. The overall width (w) of the road on the captured image (10) and the vertical length (h) from the base line of the image (10) to the position of the full width (w) are detected, and the overall width of the road on the image ( w), the height in the vertical direction (h), and the actual road width (W), after obtaining the ground clearance (t) of the camera, the ground clearance (t) of the camera mounting;
The distance to the object is measured based on the length (l) from the base line of the image (10) to the object (20) and the focal length (f) of the camera.

【0007】さらに具体的には、第1の手段において、
取付地上高(t)及び対象物までの距離(L)を次の式
により算出する。
[0007] More specifically, in the first means,
The mounting ground height (t) and the distance to the object (L) are calculated by the following equations.

【0008】t={(V/2)−h}(W/w)T = {(V / 2) -h} (W / w)

【0009】L=(t×f)/{(V/2)−l}L = (t × f) / {(V / 2) −1}

【0010】ただしV=画像の縦方向の長さ f=カメラのレンズの焦点距離 l=画像上における基線から対象物までの長さWhere V = length of the image in the vertical direction f = focal length of the camera lens l = length from the base line to the object on the image

【0011】従って前記第1の手段によれば、道路の凹
凸等によりカメラの高さ(t)が変化してもこれを補正
して対象物までの距離(L)を計測することができるの
で、あらゆる高低差の道路においても対象物位置を正確
に計測することが可能となる。
Therefore, according to the first means, even if the height (t) of the camera changes due to irregularities on the road or the like, the height (t) can be corrected and the distance (L) to the object can be measured. Thus, it is possible to accurately measure the position of the object even on roads having any height difference.

【0012】この場合、画像(10)基線から該全幅
(w)の位置までの縦方向の長さ(h)と前記画像(1
0)基線より対象物(20)までの長さ(l)とを同一
になるように設定することも可能である。このように構
成すれば、計測、演算処理が簡単化されるとともに、
取付地上高(t)の計測用データと対象物までの距離
(L)の計測用データとが同期することになるため、車
両の走行による取付地上高(t)の変動の影響を受けず
に対象物位置を計測できる。
In this case, the vertical length (h) from the base line of the image (10) to the position of the full width (w) and the image (1)
0) It is also possible to set the length (l) from the base line to the object (20) to be the same. This configuration simplifies measurement and calculation processing,
Since the measurement data of the mounting ground height (t) and the measurement data of the distance (L) to the object are synchronized, the measurement ground height (t) is not affected by the fluctuation of the mounting ground height (t) due to the traveling of the vehicle. The object position can be measured.

【0013】また第2の技術的手段は、単眼カメラによ
り車両前方または後方の道路を撮像して該道路上の対象
物までの距離を計測するにあたり、前記カメラによる
画像(10)上における道路上消失点(N)の前記画像
(10)基線からの縦方向の長さ(l∞)を検出し、該
消失点までの長さ(l∞)と前記カメラの焦点距離
(f)とに基づき前記カメラの取付角(θ)を求め、次
いで前記画像(10)上における道路全幅(w)と前記
画像(10)上の基線から該道路全幅(w)までの縦方
向の長さ(lw)と、実際の道路幅(W)と前記取付角
(θ)とに基づき前記カメラの取付地上高(t)を求
め、次いで前記取付角(θ)と取付地上高(t)と、画
像(10)基線から対象物(20)までの縦方向の長さ
(l)とに基づき対象物(20)までの距離(L)を計
測することを特徴とする対象物位置計測方法にある。
[0013] A second technical means is to use a monocular camera to image the road ahead or behind the vehicle and measure the distance to an object on the road.
The vertical length (l∞) of the vanishing point (N) on the road from the image (10) baseline on the image (10) is detected, and the length (l∞) to the vanishing point and the camera's The mounting angle (θ) of the camera is determined based on the focal length (f), and then the entire road width (w) on the image (10) and the distance from the base line on the image (10) to the entire road width (w). A ground height (t) for mounting the camera is obtained based on the length (lw) in the vertical direction, an actual road width (W), and the mounting angle (θ), and then the mounting angle (θ) and the mounting ground height are obtained. Measuring the distance (L) to the object (20) based on (t) and the vertical length (l) from the image (10) baseline to the object (20); In the position measurement method.

【0014】さらに具体的には、第2の手段においてカ
メラの取付角(θ)、取付地上高(t)及び、対象物ま
での距離(L)を次の式により算出する。
More specifically, in the second means, the camera mounting angle (θ), the mounting ground height (t), and the distance to the object (L) are calculated by the following equations.

【0015】θ=tan-1[(l∞−V/2)/f] t=[fsinθ+{(V/2)−lw}cosθ]×(W/w)Θ = tan −1 [(l∞−V / 2) / f] t = [fsin θ + {(V / 2) −lw} cos θ] × (W / w)

【0016】L=([fcosθ−{(V/2)−l}sinθ]/
[fsinθ+{(V/2)−l}cosθ])×t ただしV=画像(10)の縦方向の長さ f=カメラ(1)の焦点距離
L = ([fcos θ − {(V / 2) −l} sin θ] /
[Fsinθ + {(V / 2) −1} cosθ]) × t where V = length of image (10) in the vertical direction f = focal length of camera (1)

【0017】従って第2の技術手段によれば、車両のピ
ッチング等によりカメラが傾斜しても、これを補正して
対象物までの距離(L)を正確に計測を正確に計測する
ことができる。
Therefore, according to the second technical means, even if the camera is tilted due to the pitching of the vehicle or the like, it can be corrected and the distance (L) to the object can be accurately measured. .

【0018】また前記第2の手段において、好ましく
は、前記画像(10)における道路消失点(N)を、該
画像(10)上の実走行路画像の左右の白線画像をそれ
ぞれ直線近似させ、両近似直線の交点を計測して求める
のがよい。
In the second means, preferably, the road vanishing point (N) in the image (10) is linearly approximated to white line images on the left and right of the actual road image on the image (10), respectively. It is preferable to measure the intersection of the two approximate straight lines to obtain it.

【0019】かかる手法によれば、道路消失点(N)を
簡便な手法で正確に求めることができ、これによって、
カメラの取付角(θ)を精度良く計測することができ
る。
According to this method, the road vanishing point (N) can be accurately obtained by a simple method.
The mounting angle (θ) of the camera can be accurately measured.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下図1〜図7を参照して本発明
の実施形態につき詳細に説明する。但し、この実施形態
に記載されている構成要素の寸法、形状、その相対的配
置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範
囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎ
ない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. However, unless otherwise specified, the dimensions, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the invention thereto, but are merely illustrative examples. Absent.

【0021】図1は本発明に係る自動車の走行路におけ
る対象物位置の計測システムの構成ブロック図、図2は
本発明の第1実施形態に係る走行路の画像の構成図、図
3は対象物位置計測の模式図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a system for measuring the position of an object on an automobile traveling route according to the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of an image of the traveling route according to the first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram of object position measurement.

【0022】図1において、1は単眼カメラでCCDセ
ンサにより構成される。3は該カメラ1の画像を後述す
る演算装置(CPU)につなげるための処理、あるいは
表示処理を行う画像処理装置、5は走行路における対象
物位置等所要計測データを得るための演算装置(CP
U)、6は各種データを記憶する入出力自在の記憶装置
(RAM)、7は演算プログラムを記憶する出力専用の
記憶装置(ROM)、2は演算あるいは計測結果を表示
する表示装置、4は上記各要素間のデータ伝送を行うシ
ステムバスである。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a monocular camera which is constituted by a CCD sensor. Reference numeral 3 denotes an image processing device for performing processing for connecting an image of the camera 1 to a calculation device (CPU) to be described later or display processing, and reference numeral 5 denotes a calculation device (CP) for obtaining required measurement data such as a position of an object on a traveling road.
U), 6 are input / output storage devices (RAM) for storing various data, 7 is an output-only storage device (ROM) for storing operation programs, 2 is a display device for displaying calculation or measurement results, and 4 is This is a system bus that performs data transmission between the above elements.

【0023】上記のように構成された自動車の走行路に
おける対象物位置の計測方法のうち、第1実施形態とし
てのカメラの取付地上高の変動を考慮した計測方法を図
2〜3を参照して以下に説明する。
Referring to FIGS. 2 to 3, a first embodiment of the method of measuring the position of an object on the traveling path of the automobile configured as described above, taking into account the variation in the ground clearance at which the camera is mounted, will be described. This will be described below.

【0024】CCDカメラ1にて撮像された実走行路画
像は画像処理装置3に入力される。該画像処理装置3で
は、図2に示すように、カメラ1の画像10に実走行路
画像11の左右の白線11a、11bが画像RAM上に
CCDピクセルに対応するビットマップデータとして描
かれ、該ビットマップをカウントする事により各種デー
タ領域の縦方向及び横方向の長さが計測できる。
The actual road image taken by the CCD camera 1 is input to the image processing device 3. In the image processing device 3, as shown in FIG. 2, white lines 11a and 11b on the left and right of the actual road image 11 are drawn as bitmap data corresponding to CCD pixels on an image RAM in an image 10 of the camera 1. By counting the bitmap, the lengths of the various data areas in the vertical and horizontal directions can be measured.

【0025】図2は画像RAM上に展開された画像10
において、wは画像10上において計測しようとする対
象物20が描かれている実走行路画像11上の全幅とな
る道路幅、hは画像10の下端基線から前記wの位置ま
での縦方向長さ、lは上記下端から対象物20までの縦
方向長さである。
FIG. 2 shows an image 10 developed on the image RAM.
, W is the full width of the actual road image 11 on which the object 20 to be measured is drawn on the image 10, and h is the vertical length from the base line at the lower end of the image 10 to the position of w. Here, l is the vertical length from the lower end to the object 20.

【0026】また、図3において、カメラ1のレンズ1
9からLの距離にある物体200の長さAは数1で表わ
される。
FIG. 3 shows a lens 1 of the camera 1.
The length A of the object 200 at a distance of L from 9 is represented by Expression 1.

【0027】[0027]

【数1】 (Equation 1)

【0028】ここでAを道路幅(一定値)と考えれば
(1)の比例式が成立つ。 t={(V/2)−h}(W/w) (1) 尚、 t=カメラ1の地面よりの取付地上高 V=画像10全領域の縦方向の長さ f=カメラ1用レンズ19の焦点距離
Here, if A is considered to be the road width (constant value), the proportional expression (1) is established. t = {(V / 2) −h} (W / w) (1) where t = height of the camera 1 above the ground V = vertical length of the entire area of the image 10 f = lens for the camera 1 19 focal lengths

【0029】従って、図2に示す画像10における実走
行路画像11上の道路幅wと、画像10の基線から該w
の位置までの長さhを計測すれば、上記画像10の縦方
向の長さV及び実際の道路幅Wは既知であるので、
(1)式よりカメラ1の地面よりの取付地上高tを算出
することができる。
Therefore, the road width w on the actual traveling road image 11 in the image 10 shown in FIG.
Is measured, the length V in the vertical direction of the image 10 and the actual road width W are known.
From equation (1), the height t above the camera 1 above the ground can be calculated.

【0030】つぎに図3に徴すると、カメラ1の設定点
つまり車両から対象物20(物体20に相当)までの実
走行路距離Lは次式で表わされる。
Next, referring to FIG. 3, the set point of the camera 1, that is, the actual travel distance L from the vehicle to the object 20 (corresponding to the object 20) is expressed by the following equation.

【0031】 L=t×(f/(V/2−l)) (2)L = t × (f / (V / 2−1)) (2)

【0032】よって、走行路の画像10毎に、これに描
かれる実走行路画像11の全幅となる道路幅wと、該w
の(1)までの画像基線より対象物までの縦方向の長さ
lとを計測して、(1)式によりカメラ1の取付地上高
tを求めれば、この算出された取付地上高tは画像10
に表わされた道路の路面の凹凸を考慮した値となる。
Therefore, for each traveling road image 10, a road width w that is the full width of the actual traveling road image 11 drawn on the traveling road image 10,
By measuring the vertical length l from the image base line up to (1) to the object, and obtaining the mounting ground height t of the camera 1 by the equation (1), the calculated mounting ground height t is Image 10
The value takes into account the unevenness of the road surface of the road represented by

【0033】そして、このtを(2)式に代入して車両
から対象物20までの距離Lを算出すれば、このLは、
道路の凹凸等によるカメラ1の取付地上高tの変化を考
慮した対象物までの距離を表わすこととなる。上記方法
による対象物20までの距離Lの計測、演算フローチャ
ートを図4に示す。即ち、同図において単眼CCDカメ
ラによる前方若しくは後方道路上画像を撮像し、該画像
を画像処理装置にて画像RAM上にCCD画像が、CC
Dピクセルに対応するビットマップデータとして描か
れ、該ビットマップをカウントする事によりw、h、を
計測し、前記(1)式によりカメラの取付地上高さtを
計算する。
Then, by substituting this t into the equation (2), and calculating the distance L from the vehicle to the object 20, this L becomes
It represents the distance to the target object in consideration of a change in the ground height t at which the camera 1 is mounted due to irregularities on the road. FIG. 4 shows a flowchart of the measurement and calculation of the distance L to the object 20 by the above method. That is, in the figure, an image on the road in front or behind is captured by a monocular CCD camera, and the CCD image is stored in an image RAM by an image processing device.
It is drawn as bitmap data corresponding to D pixels, w and h are measured by counting the bitmap, and the height t above the camera mounting ground is calculated by the above equation (1).

【0034】次に画像RAM内のビットマップデータを
カウントして前記した画像上の基線より対象物までの縦
方向の長さlを計測した後、前記(2)式により対象物
までの距離Lを算出する。
Next, after counting the bitmap data in the image RAM and measuring the vertical length l from the base line on the image to the object, the distance L to the object is calculated by the above equation (2). Is calculated.

【0035】尚、前記対象物20までの距離Lを計測す
る際において、前記画像10上の道路幅wの位置までの
縦方向の長さhが、対象物までの距離lと同一になるよ
うに設定することも可能である。このように構成すれ
ば、カメラ取付地上高tの計測用データと距離Lの計測
用データとが同期することとなるため、車両の走行に伴
い前記取付地上高tが変動してもその影響を受けず、前
記距離Lを正確に計測することができる。従って前記実
施例によれば、道路の凹凸等によりカメラの高さ(t)
が変化してもこれを補正して対象物までの距離(L)を
計測することができるので、あらゆる高低差の道路にお
いても対象物位置を正確に計測することが可能となる
が、車両のピッチング等がある場合に精度良く測定する
事が出来ない。
When measuring the distance L to the object 20, the vertical length h to the position of the road width w on the image 10 is the same as the distance l to the object. Can also be set to According to this configuration, the measurement data of the camera mounting ground height t and the measurement data of the distance L are synchronized, so that even if the mounting ground height t fluctuates as the vehicle travels, the influence thereof is not affected. Without this, the distance L can be measured accurately. Therefore, according to the above embodiment, the height (t) of the camera due to the unevenness of the road
Can be corrected and the distance (L) to the object can be measured, so that the position of the object can be accurately measured on any road with a height difference. If there is pitching, etc., accurate measurement cannot be performed.

【0036】第2実施形態はかかる点を改良したもの
で、車両のピッチング等によるカメラの傾斜を考慮した
計測方法を図5〜図7を参照して説明する。図5には、
カメラ1にて撮像され画像処理装置3に入力された画像
10が示されている。図5において、右にカーブしてい
る平坦路の実走行路画像であり、11a、11bは走行
路の左右の白線である。
The second embodiment is an improvement on this point, and a measuring method taking into account the inclination of the camera due to the pitching of the vehicle will be described with reference to FIGS. In FIG.
An image 10 captured by the camera 1 and input to the image processing device 3 is shown. In FIG. 5, it is an actual running road image of a flat road that curves to the right, and 11a and 11b are left and right white lines of the running road.

【0037】また、wは画像10上の実走行路画像11
上における実際の道路幅wに対応する全幅となる道路幅
であり、lwは画像10の下端から前記wまでの距離で
ある。
Further, w is an actual road image 11 on the image 10.
The road width is the entire width corresponding to the actual road width w above, and lw is the distance from the lower end of the image 10 to w.

【0038】一方、図6には、ピッチングの影響により
カメラ1のレンズ19が水平線Yから角度θ傾斜した場
合の画像10と対象物20とレンズ19との位置関係の
模式図が示されている。図6において、レンズ19が前
記取付角θだけ傾斜したときのカメラ1から対象物20
までの距離Lは次の(3)式により表わされる。
On the other hand, FIG. 6 is a schematic diagram showing the positional relationship between the image 10, the object 20, and the lens 19 when the lens 19 of the camera 1 is inclined at an angle θ from the horizontal line Y due to the effect of pitching. . In FIG. 6, when the lens 19 is tilted by the mounting angle θ, the camera 1
The distance L to is represented by the following equation (3).

【0039】 L=([fcosθ−{(V/2)−l}sinθ]/[fsinθ+
{(V/2)−l}cosθ])×t (3) (3)式において道路消失点までの距離即ち、L=∞と
すると、
L = ([fcosθ − {(V / 2) −1} sinθ] / [fsinθ +
{(V / 2) −l} cos θ]) × t (3) In equation (3), if the distance to the vanishing point of the road, that is, L = ∞,

【0040】l=V/2+ftanθ (4) けだしl−V/2=ftanθ となり、このときのlをl∞(l∞:道路消失点までの
長さ)とすると、前記カメラ1の取付角θは、 θ=tan-1{[l∞−(V/2)]/f} (5) となる。
L = V / 2 + ftan θ (4) The emission l−V / 2 = ftan θ, where l is l∞ (l∞: length to the vanishing point of the road), and the mounting angle θ of the camera 1 Is as follows: θ = tan −1 {[ l } (V / 2)] / f} (5)

【0041】ここで、V=画像10の縦方向の長さ f=レンズ19の焦点距離 l=画像基線からの縦方向長さ 従って画像10毎に道路消失点N(無限遠)を計測すれ
ば、前記V及びfが既知であるので、(5)式により、
カメラの取付角(傾斜角)θを求めることができる。
Here, V = the vertical length of the image 10 f = the focal length of the lens 19 1 = the vertical length from the image base line Therefore, if the road vanishing point N (infinity) is measured for each image 10 , V and f are known, so that according to equation (5),
The mounting angle (tilt angle) θ of the camera can be obtained.

【0042】次に前記道路消失点(無限遠)Nは次のよ
うにして求める。図5に示された画像10上において、
実走行路画像11の自車両に極めて近い位置で左右の白
線11a、11b上の点をそれぞれ3点程度以上(図5
のa1、a2、a3及びb1、b2、b3)計測し、これらの
点a1、a2、a3、b1、b2、b 3を最小2乗法によりそ
れぞれ直線近似する。前記のようにして直線近似された
左右の直線12a、12bの交点Nが道路消失点N(無
限遠)になる。
Next, the road vanishing point (infinity) N is as follows.
Ask for it. On the image 10 shown in FIG.
Left and right white at positions very close to the own vehicle in the actual road image 11
Each of the points on the lines 11a and 11b is about three points or more (FIG.
A1, ATwo, AThreeAnd b1, BTwo, BThreeA) measure these
Point a1, ATwo, AThree, B1, BTwo, B 3 by the least squares method
Each is approximated by a straight line. Linear approximation as described above
The intersection N between the left and right straight lines 12a and 12b is the road vanishing point N (no
Infinity).

【0043】次に、図5において、画像10上の道路幅
wとこれに相当する実際の道路幅Wとの関係は、
Next, in FIG. 5, the relationship between the road width w on the image 10 and the actual road width W corresponding thereto is as follows.

【0044】[0044]

【数2】 (Equation 2)

【0045】(数2)式に(3)式を代入し、整理する
と、
Substituting equation (3) into equation (2) and rearranging it,

【0046】 W=[t/(fsinθ+{(V/2)−lw}cosθ)]×w (7) ゆえに、道路幅Wが一定であるから、W = [t / (fsinθ + {(V / 2) −1w} cosθ)] × w (7) Therefore, since the road width W is constant,

【0047】 t=[fsinθ+{(V/2)−lw}cosθ]×(W/w) (8)T = [fsin θ + {(V / 2) −lw} cos θ] × (W / w) (8)

【0048】従って、画像10上の道路幅w及びwの位
置から画像10の基線(下端)までの長さlwを計測
し、前記(5)式にて求めたカメラの傾斜角θを使用す
ることにより、(8)式によりカメラの取付地上高tを
求めることができる。
Therefore, the length lw from the position of the road widths w and w on the image 10 to the base line (lower end) of the image 10 is measured, and the inclination angle θ of the camera obtained by the above equation (5) is used. Thus, the camera-mounted ground clearance t can be obtained by equation (8).

【0049】そして、カメラ1から対象物までの距離L
は、画像10上における対象物20までの長さlを計測
するとともに、前記(8)式により算出したカメラ取付
地上高tを用いて、前記(3)式により算出する。
Then, the distance L from the camera 1 to the object
Is calculated by the above equation (3) using the camera mounting ground height t calculated by the above equation (8) while measuring the length l to the target object 20 on the image 10.

【0050】以上によるカメラ1の取付角:θ、取付地
上高:t及び前記θ、tを用いたカメラ1(自車両)か
ら対象物20までの実距離Lの計測手順を図7のフロー
チャートに示す。即ち、同図において単眼CCDカメラ
による前方若しくは後方道路上画像を撮像し、該画像を
画像処理装置にて画像処理及び表示を行う。前記画像上
の基線側の左右の白線11a、11b上の点を3点以上
計測して左右夫々の計測点を最小2乗法により直線近似
を行う。
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure for measuring the actual angle L from the camera 1 (own vehicle) to the object 20 using the mounting angle: θ, the mounting ground height: t, and the aforementioned θ and t. Show. That is, an image on the road in front or behind is captured by a monocular CCD camera in the same figure, and the image is processed and displayed by an image processing device. Three or more points on the left and right white lines 11a and 11b on the base line side on the image are measured, and the right and left measurement points are approximated by a straight line using the least squares method.

【0051】直線近似された左右の直線12a、12b
の交点より道路消失点Nを計測する。 道路消失点Nを
求めた後、前記(5)式によりカメラ取付角θを算出す
る。次に画像上の道路幅w及びwまでの距離lwを計測
した後、前記(8)式によりカメラ取付高さtを算出す
る。最後に上記θ、tを用い、(3)式により対象物ま
での距離Lを算出する。
Left and right straight lines 12a and 12b approximated by straight lines
The road vanishing point N is measured from the intersection of. After finding the road vanishing point N, the camera attachment angle θ is calculated by the above equation (5). Next, after measuring the road width w on the image and the distance lw to the w, the camera attachment height t is calculated by the equation (8). Finally, the distance L to the object is calculated by the equation (3) using the above θ and t.

【0052】これにより、車両のピッチング等に起因し
てカメラに傾斜が生じても、これを考慮して対象物まで
の距離Lを正確に計測することができる。
Thus, even if the camera is tilted due to the pitching of the vehicle or the like, the distance L to the object can be accurately measured in consideration of the inclination.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
請求項1の発明によれば、画像上の道路全幅(w)と全
幅までの縦方向の長さ(h)とを検出し、これらの値と
実際の道路幅(w)とにより取付地上高(t)を求め、
この取付地上高(t)を使用して対象物位置(L)を計
測するので、道路の凹凸等によりカメラの高さ(t)が
変化しても、これを補正して対象物までの距離(L)を
計測することができるので、あらゆる高低差の道路にお
いても対象物位置を正確に計測することができる。
The present invention is configured as described above.
According to the first aspect of the present invention, the total road width (w) on the image and the vertical length (h) up to the full width are detected, and the mounting ground clearance is calculated based on these values and the actual road width (w). (T)
Since the position (L) of the object is measured using the ground clearance (t), even if the height (t) of the camera changes due to unevenness of the road or the like, this is corrected and the distance to the object is corrected. Since (L) can be measured, the position of the target object can be accurately measured even on roads having any height difference.

【0054】また請求項の発明によれば、上記に加え
て、計測、演算処理が簡単化されるとともに、取付地上
高(t)の計測用データと対象物までの距離(L)の計
測用データとが同期することになるため、車両の走行に
よる取付地上高(t)の変動の影響を受けずに対象物位
置を計測できるという効果が重畳される。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above, the measurement and calculation processing are simplified, and the measurement data of the mounting ground height (t) and the distance (L) to the object are measured. Since the data is synchronized with the application data, the effect that the position of the object can be measured without being affected by the variation of the mounting ground height (t) due to the running of the vehicle is superimposed.

【0055】また請求項の発明によれば、画像上の道
路消失点(N)の位置(l∞)を検出して、これにより
取付角(θ)を求め、この取付角(θ)と画像上での対
象物までの長さ検出値(l)より対象物位置(L)を計
測するので、車両のピッチング等によりカメラが傾斜し
ても、画像の解析によりこれを補正して対象物までの距
離(L)を正確に計測することができる。
According to the third aspect of the present invention, the position (l∞) of the road vanishing point (N) on the image is detected, thereby obtaining the mounting angle (θ). Since the object position (L) is measured from the length detection value (l) to the object on the image, even if the camera is tilted due to pitching of the vehicle or the like, this is corrected by analyzing the image and the object is corrected. Distance (L) can be accurately measured.

【0056】さらに請求項の発明によれば、上記に加
えて、道路消失点(N)を簡便な手法で正確に求めるこ
とができ、これによって、カメラの取付角(θ)を高精
度で計測することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the above, the road vanishing point (N) can be accurately obtained by a simple method, whereby the mounting angle (θ) of the camera can be determined with high accuracy. Can be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の、第1、第2実施形態に係る自動車走
行路の対象物位置計測システムの構成ブロック図。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a system for measuring the position of an object on an automobile traveling road according to first and second embodiments of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態に係る走行路画像の構成
図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a traveling road image according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施形態に係る対象物距離算出説
明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of calculating an object distance according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態に係る計測フローチャ
ート。
FIG. 4 is a measurement flowchart according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施形態に係る走行路画像の構
成図。
FIG. 5 is a configuration diagram of a traveling road image according to a second embodiment of the present invention.

【図6】上記第2の実施形態に係る対象物距離算出説明
図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of calculating an object distance according to the second embodiment.

【図7】上記第2実施形態に係る計測フローチャート。FIG. 7 is a measurement flowchart according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カメラ 3 画像処理装置 5 演算装置(CPU) 10 画像 20 対象物 11 実走行路画像 L 対象物までの距離 t カメラ取付地上高 θ カメラ取付角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera 3 Image processing device 5 Computing device (CPU) 10 Image 20 Object 11 Actual traveling road image L Distance to object t Camera mounting ground height θ Camera mounting angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G08G 1/16 G08G 1/16 C H04N 7/18 H04N 7/18 C (56)参考文献 特開 平3−273500(JP,A) 特開 平1−242916(JP,A) 特開 昭64−66712(JP,A) 特開 平5−183784(JP,A) 特開 平7−120258(JP,A) 特開 昭64−15605(JP,A) 特開 平6−229759(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/00 - 3/32 G01C 5/00 G01B 11/00 B60R 21/00 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI G08G 1/16 G08G 1/16 C H04N 7/18 H04N 7/18 C (56) References JP-A-3-273500 (JP, A) JP-A-1-242916 (JP, A) JP-A-64-66712 (JP, A) JP-A-5-183784 (JP, A) JP-A-7-120258 (JP, A) JP-A-64 -15605 (JP, A) JP-A-6-229759 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01C 3/00-3/32 G01C 5/00 G01B 11/00 B60R 21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 単眼カメラにより車両前方または後方の
道路全幅を撮像して該道路上の対象物までの距離を計測
する対象物位置計測方法において、 前記道路全幅を撮像した撮像画像(10)上における道
路全幅(w)と画像(10)基線から該全幅(w)の位
置までの縦方向の長さ(h)とを検出し、 前記画像上の道路全幅(w)と前記縦方向の長さ(h)
と実際の道路幅(W)とに基づき、前記カメラの取付地
上高(t)を求めた後、 前記カメラ取付地上高(t)と、前記画像(10)基線
より対象物(20)までの長さ(l)と、前記カメラの
焦点距離(f)とに基づき、対象物までの距離を計測す
ることを特徴とする走行路における対象物位置計測方
法。
An object position measuring method for measuring the distance to an object on a road by capturing the entire width of a road in front of or behind a vehicle using a monocular camera, wherein the captured image (10) captures the entire width of the road. , And the vertical length (h) from the baseline of the image (10) to the position of the full width (w) is detected, and the total width (w) of the road on the image and the vertical length are detected. Sa (h)
After obtaining the camera mounting ground height (t) based on the actual road width (W) and the camera mounting ground height (t), the camera mounting ground height (t) and the image (10) from the base line to the object (20) are obtained. A method for measuring a position of an object on a traveling path, comprising measuring a distance to the object based on a length (l) and a focal length (f) of the camera.
【請求項2】 画像(10)基線から該全幅(w)の位
置までの縦方向の長さ(h)と前記画像(10)基線よ
り対象物(20)までの長さ(l)とを同一になるよう
に設定した請求項1記載の対象物位置計測方法。
2. A vertical length (h) from the base line of the image (10) to the position of the full width (w) and a length (l) from the base line of the image (10) to the object (20). The object position measuring method according to claim 1, wherein the object position is set to be the same.
【請求項3】 単眼カメラにより車両前方または後方の
道路を撮像して該道路上の対象物までの距離を計測する
対象物位置計測方法において、 前記カメラによる 画像(10)上における道路上消失
点(N)の前記画像(10)基線からの縦方向の長さ
(l∞)を検出し、該消失点までの長さ(l∞)と前記
カメラの焦点距離(f)とに基づき前記カメラの取付角
(θ)を求め、次いで前記画像(10)上における道路
全幅(w)と前記画像(10)上の基線から該道路全幅
(w)までの縦方向の長さ(lw)と、実際の道路幅
(W)と前記取付角(θ)とに基づき前記カメラの取付
地上高(t)を求め、 次いで前記取付角(θ)と取付地上高(t)と、画像
(10)基線から対象物(20)までの縦方向の長さ
(l)とに基づき対象物(20)までの距離(L)を計
測することを特徴とする走行路における対象物位置計測
方法。
3. A method for measuring the distance to an object on a road by capturing an image of a road ahead or behind the vehicle with a single-lens camera, comprising: a vanishing point on the road on an image (10) obtained by the camera; (N) detecting a vertical length (l∞) from the baseline of the image (10), and based on the length (l∞) to the vanishing point and the focal length (f) of the camera, Is determined, then the overall width (w) of the road on the image (10), the vertical length (lw) from the baseline on the image (10) to the overall width (w) of the road, An installation ground height (t) of the camera is obtained based on the actual road width (W) and the installation angle (θ). Then, the installation angle (θ), the installation ground height (t), and the image (10) baseline Object (20) based on the vertical length (l) from the object to the object (20) Measuring the distance (L) to a target object on a traveling path.
【請求項4】 前記画像(10)における道路消失点
(N)を、該画像(10)上の実走行路画像(11)の
左右の白線画像をそれぞれ直線近似させ、両近似直線の
交点を計測して求める請求項記載の走行路における対
象物位置計測方法。
4. A road vanishing point (N) in the image (10) is linearly approximated to left and right white line images of an actual road image (11) on the image (10), and an intersection of both approximate straight lines is determined. 4. The method for measuring the position of an object on a traveling path according to claim 3, wherein the position is obtained by measurement.
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