距離測量裝置和距離測量方法制造方法及圖紙

提供充分地抑制起因于對象物的檢測誤差的距離檢測精度的劣化，并高精度地測量與拍攝出的對象物的距離的距離測量裝置和距離測量方法。第1部位檢測單元(101)～第3部位檢測單元(103)從對象物的拍攝圖像中檢測對象物中包含的大小已知的多個(gè)部位的部位圖像。相對誤差比較單元(104)使用由部位檢測單元(101～103)檢測出的多個(gè)部位的圖像大小D1～D3、以及與多個(gè)部位中已知的大小有關(guān)的信息，選擇使圖像大小D1、D2、D3和圖像大小中包含的誤差d1、d2、d3的比例即相對誤差d1/D1、d2/D2、d3/D3最小的部位圖像大小。距離估計(jì)單元(105)使用選擇出的部位圖像大小，計(jì)算對象物的距離。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及使用拍攝圖像，測量與對象物的距離的。
技術(shù)介紹
以往，考慮通過搭載于車輛中的相機(jī)，對道路狀況進(jìn)行拍攝，并基于由此獲得的圖像，輔助駕駛或者控制車輛。此時(shí)，非常重要的是，通過對用相機(jī)所拍攝的圖像進(jìn)行規(guī)定的處理，檢測圖像中存在的道路交通標(biāo)志、指示路牌、信號機(jī)等的對象物，從而對檢測出的對象物和相機(jī)之間的距離進(jìn)行測量。一般而言，能夠通過下式(1)求相機(jī)和對象物之間的距離(對象物距離)。對象物距離=(相機(jī)的焦距X對象物實(shí)際大小)/(像素間距X對象物像素?cái)?shù))…(1)這里，對象物實(shí)際大小是指，對象物的實(shí)際的大小，像素間距是指，拍攝元件 (CCD (charge coupled device,電冑華禹☆ 牛)CMOS (Complementary Metal Oxide kmiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)等)的一個(gè)元件的大小，對象物像素?cái)?shù)是指，顯示對象物的像素?cái)?shù)。也就是說，像素間距X對象物像素?cái)?shù)表示對象物的圖像大小。此外，焦距、像素間距為相機(jī)的規(guī)格(spec)特性，通常在各個(gè)相機(jī)中為固定值或已知值。作為利用式(1)的關(guān)系而測量相機(jī)和對象物之間的距離的技術(shù)，例如有專利文獻(xiàn) 1、2中公開的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)是對道路標(biāo)志或信號機(jī)等按規(guī)格統(tǒng)一了大小的對象物進(jìn)行拍攝，并基于圖像內(nèi)的對象物的大小，測量至對象物的距離的技術(shù)。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開的技術(shù)是通過對車輛的牌照(number plate)進(jìn)行拍攝，測定圖像中的牌照中的文字大小，并將測定出的文字大小與根據(jù)規(guī)格決定且已知的文字大小進(jìn)行比較，從而測量從相機(jī)至車輛的距離的技術(shù)。另外，在專利文獻(xiàn)3中，公開了通過考慮對象物的檢測誤差，能夠進(jìn)行對象物的準(zhǔn)確的位置記錄的位置記錄裝置。而且，在專利文獻(xiàn)3中，在使用GPS (global positioning system，全球定位系統(tǒng))等的定位裝置測量本車位置，并根據(jù)拍攝圖像計(jì)算對象物和本車的相對位置(相對距離和相對方向)的情況下，在本車位置的測量或相對位置的計(jì)算中產(chǎn)生誤差。因此，公開了將檢測出對象物的、多個(gè)地點(diǎn)中的最大誤差進(jìn)行比較，并記錄在最大誤差最小的地點(diǎn)中獲取的對象物的位置信息的技術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利特開平8-219775號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利特開2006-3^776號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本專利特開2006-330908號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的問題然而，在專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中公開的技術(shù)中，未考慮從圖像中檢測對象物時(shí)的檢測誤差。特別在由車載相機(jī)對標(biāo)志或先行車輛的牌照等的對象物進(jìn)行拍攝時(shí)，從車載相機(jī)至對象物相距數(shù)十米的情況較多，所以圖像中的對象物的大小變小。其結(jié)果，圖像大小和圖像大小中包含的誤差的比例即相對誤差變大。若該相對誤差變大，則距離的測量精度隨之劣化。圖1表示從實(shí)際的車載相機(jī)的圖像中檢測出限速標(biāo)志的例子。圖IA是車載相機(jī)圖像，圖IB表示將從大致連續(xù)的幀中檢測出限速標(biāo)志的結(jié)果歸一化為64X64的大小的情形。如圖IB所示，即使車輛的實(shí)際移動距離小，也由于照明或相對方向等的環(huán)境變化，檢測圖像的圖像大小的變化劇烈。另一方面，雖然在專利文獻(xiàn)3中公開的技術(shù)中，考慮了對象物的檢測誤差，但僅考慮了作為理論值的最大誤差，而未考慮實(shí)際的檢測誤差。而且，最大誤差對每個(gè)測量位置是固定的，所以最終等同于選擇最佳位置，而未考慮照明變化等的影響。也就是說，難以充分地抑制起因于對象物的檢測誤差的距離檢測精度的劣化。本專利技術(shù)的目的在于，提供充分地抑制起因于對象物的檢測誤差的距離檢測精度的劣化，并高精度地測量與拍攝出的對象物的距離的。解決問題的方案本專利技術(shù)的距離測量裝置的一個(gè)形態(tài)所采用的結(jié)構(gòu)包括部位圖像檢測單元，從對象物的拍攝圖像中檢測所述對象物中包含的大小已知的多個(gè)部位的部位圖像；相對誤差比較單元，使用由所述部位圖像檢測單元檢測出的所述多個(gè)部位的圖像大小、以及與所述多個(gè)部位中已知的大小有關(guān)的信息，選擇使所述圖像大小與所述圖像大小中包含的誤差的比例即相對誤差最小的部位圖像大小；以及距離估計(jì)單元，使用所述選擇出的部位圖像大小， 估計(jì)與所述對象物的距離。專利技術(shù)的效果根據(jù)本專利技術(shù)，能夠充分地抑制起因于對象物的檢測誤差的距離檢測精度的劣化， 并高精度地測量與拍攝出的對象物的距離。附圖說明圖1A、圖IB是表示從實(shí)際的車載相機(jī)的圖像中檢測限速標(biāo)志的情形的圖。圖2A、圖2B是表示限速標(biāo)志的圖。圖3是表示本專利技術(shù)的實(shí)施方式1的距離測量裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖4是表示圖3所示的相對誤差比較單元中的處理步驟的流程圖。圖5A 圖5D是以二進(jìn)制圖像(binary picture)表示圖IB所示的4個(gè)檢測結(jié)果的圖。圖6是表示本專利技術(shù)的實(shí)施方式2的距離測量裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖7是表示相對誤差的概率密度分布的圖。圖8A、圖8B是表示相對誤差的概率密度分布的圖。圖9是表示本專利技術(shù)的實(shí)施方式3的距離測量裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖IOA 圖IOC是表示在夜間拍攝出的暫停標(biāo)志的圖像的圖,圖11是表示牌照的圖。標(biāo)號說明101第1部位檢測單元102第2部位檢測單元103第3部位檢測單元104、302相對誤差比較單元105 距離估計(jì)單元301概率密度分布計(jì)算單元401部位質(zhì)量判定單元402相機(jī)參數(shù)控制單元403存儲單元具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，詳細(xì)地說明本專利技術(shù)的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)圖2A是表示限速標(biāo)志的圖，在該圖中，將標(biāo)志的外框的圓設(shè)為第1部位，將標(biāo)志的內(nèi)框的圓設(shè)為第2部位，將包圍左側(cè)的數(shù)字“5”或右側(cè)的數(shù)字“0”的長方形框定義為第3 部位。此外，圖2B表示圖2A的二進(jìn)制圖像。以下，以圖2所示的限速標(biāo)志為例進(jìn)行說明。[1]整體結(jié)構(gòu)圖3是表示本專利技術(shù)的實(shí)施方式1的距離測量裝置100的結(jié)構(gòu)的方框圖。距離測量裝置100搭載在汽車等的車輛中，并將圖像信息(二進(jìn)制圖像)輸入到第1部位檢測單元 101 第3部位檢測單元103。圖像信息是通過車輛中搭載的相機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝所得的車輛周圍的圖像。第1部位檢測單元101 第3部位檢測單元103根據(jù)輸入的圖像信息，檢測與限速標(biāo)志對應(yīng)的各個(gè)部位，對檢測出的部位的像素?cái)?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)所得的像素?cái)?shù)輸出到相對誤差比較單元104作為實(shí)測圖像大小Dl D3。具體而言，第1部位檢測單元101檢測圖2B的限速標(biāo)志的外側(cè)的圓作為第1部位。 第2部位檢測單元102檢測圖2B的限速標(biāo)志的內(nèi)側(cè)的圓作為第2部位。第3部位檢測單元103檢測圖2B的限速標(biāo)志的數(shù)字作為第3部位。這里，由圖2B明確可知，由于存在“外側(cè)的圓的圖像大小>內(nèi)側(cè)的圓的圖像大小>數(shù)字的圖像大小(例如，左側(cè)的數(shù)字5的外框大小)，，的關(guān)系，所以應(yīng)為Dl > D2 > D3”的關(guān)系。相對誤差比較單元104使用通過第1部位檢測單元101、第2部位檢測單元102、 第3部位檢測單元103檢測出的多個(gè)部位的圖像大小D1、D2、D3、以及與多個(gè)部位中為已知的大小有關(guān)的信息，選擇使圖像大小D1、D2、D3與圖像大小D1、D2、D3中包含的誤差dl、d2、 d3的比例即相對誤差dl/Dl、d2/D2、d3/D3最小的部位圖像大小。距離估計(jì)單元105使用由相對誤差比較單元104選擇出的圖像大小，估計(jì)與對象物的距離。具體而言，距離估計(jì)單元105通過將從相對誤本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2009.06.03 JP 2009-1342251.距離測量裝置，包括部位圖像檢測單元，從對象物的拍攝圖像中檢測所述對象物中包含的大小已知的多個(gè)部位的部位圖像；相對誤差比較單元，使用由所述部位圖像檢測單元檢測出的所述多個(gè)部位的圖像大小、以及與所述多個(gè)部位中已知的大小有關(guān)的信息，選擇使所述圖像大小與所述圖像大小中包含的誤差的比例即相對誤差最小的部位圖像大小；以及距離估計(jì)單元，使用所述選擇出的部位圖像大小，估計(jì)與所述對象物的距離。2.如權(quán)利要求1所述的距離測量裝置，所述相對誤差比較單元使用在所述多個(gè)部位間已知的大小比率。3.如權(quán)利要求1所述的距離測量裝置，所述相對誤差比較單元求每個(gè)所述部位的相對誤差之和即相對誤差和，并選擇使所述相對誤差和最小的部位的圖像大小。4.如權(quán)利要求1所述的距離測量裝置，所述相對誤差比較單元通過進(jìn)行如下的處理(i) (iii)，選擇使所述相對誤差最小的部位圖像大小，即(i).假設(shè)所述多個(gè)部位中的任一個(gè)部位的所述誤差為0，且依序改變假設(shè)所述誤差為 0的部位；(ii).在所述(i)的條件下，求除了將所述誤差設(shè)為0的一個(gè)部位以外的其他部位的所述相...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉偉杰，
申請(專利權(quán))人：松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：