(57)【要約】  視差画像のマッチング精度が高く、演算量を抑制した距離測定装置を提供する。  視差画像を作成し距離を測定する距離測定装置（４）において、画像を撮像する複数の撮像センサ（３ａ、３ｂ）と、画像から明から暗への変化によって生じるエッジと暗から明への変化によって生じるエッジとを識別するための識別情報を有する画素値を持つエッジ画像を抽出するエッジ画像抽出部（１３）と、エッジ画像の正負の符号に応じて２値化エッジ画像を作成する２値化エッジ画像作成部（１５）と、２値化エッジ画像から視差画像を作成する視差画像作成部（１７）と、視差画像から距離画像を演算する距離画像演算部（１９）とを備える。
2014065159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差画像を作成し距離を測定する距離測定装置において、
画像を撮像する複数の撮像センサと、
前記画像を基に明から暗への変化によって生じるエッジと暗から明への変化によって生じるエッジとを識別するための識別情報を有する画素値を持つエッジ画像を抽出するエッジ画像抽出部と、
前記エッジ画像の前記識別情報に応じて２値化エッジ画像を作成する２値化エッジ画像作成部と、
前記２値化エッジ画像から視差画像を作成する視差画像作成部と、
前記視差画像から距離画像を演算する距離画像演算部と
を備える距離測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の距離測定装置において、
前記識別情報は正負の符号である距離測定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の距離測定装置において、
前記２値化エッジ画像作成部は、
前記エッジ画像において前記識別情報の無い画素値を、鉛直方向の位置に応じて２値の一方の値または他方の値に規則性を有して置換する距離測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の距離測定装置において、
前記識別情報の無い画素値は０である距離測定装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の距離測定装置において、
前記規則性は交互の規則性である距離測定装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の距離測定装置において、
前記２値化エッジ画像作成部は、
前記エッジ画像において識別情報の無い画素領域を２値の一方の値と他方の値との横縞領域に置換する距離測定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の距離測定装置を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視差画像により距離を測定する距離測定装置及びそれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステレオ法により作成した視差画像から距離を測定する方法が研究されている。最も一般的な方法は、複数の画像をある視差分だけずらし、注目画素およびその近傍領域の画素において各画素の輝度差の絶対値和（ＳＡＤ：Sum of Absolute Differences）を計算し、ＳＡＤが小さくなる視差をその注目画素の視差として視差画像を作成する方法である。【０００３】
ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array;再構成可能なゲートアレイ）や小型ＣＰＵを用いて視差画像を作成する場合、輝度値やエッジ特徴を抽出した値をそのまま使用すると、計算規模が多くなり、使用メモリ数も多くなる。この結果、距離測定装置の規模が増大する。そこで、特許文献１に記載のステレオ視覚装置では、一方の原画像のエッジ画像を２値化処理した２値化エッジ画像を用いることで、視差画像作成時の計算規模を抑制している。また、距離測定装置が搭載される車両として、特許文献２に記載されている自律走行する車両が挙げられる。【０００４】
（１）特許文献１の技術
特許文献１に記載のステレオ視覚装置では、一方の原画像のエッジ部分を強調したエッジ強調画像を作成する。このエッジ強調画像の画素値を固定値と比較し、２値化処理して２値化エッジ画像を作成する。この２値化エッジ画像ともう一方の原画像とを用いて視差画像を作成する。【０００５】
（２）特許文献２の技術
特許文献２に記載のゴルフカートには自律走行装置が搭載されている。これにより、走路上に設けられた誘導線に従って走路を自律走行することができる。また、障害物との距離を視差画像ではなく超音波センサを用いて検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許０１７７８６８４号公報
【特許文献２】特開２００３−５８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、同じ被写体を撮像しても、個々のカメラで得られたそれぞれの画像の輝度値は異なる。特許文献１の技術では、エッジ抽出画像に対して閾値を用いて２値化エッジ画像を作成しているので、画像を撮像する個々のカメラ個体差の影響を受けやすくなる。これにより、視差画像のマッチング精度が低下する。【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、視差画像のマッチング精度を向上した距離測定装置及びそれを用いた車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る視差画像を作成し距離を測定する距離測定装置は、画像を撮像する複数の撮像センサと、前記画像を基に明から暗への変化によって生じるエッジと暗から明への変化によって生じるエッジとを識別するための識別情報を有する画素値を持つエッジ画像を抽出するエッジ画像抽出部と、前記エッジ画像の前記識別情報に応じて２値化エッジ画像を作成する２値化エッジ画像作成部と、前記２値化エッジ画像から視差画像を作成する視差画像作成部と、前記視差画像から距離画像を演算する距離画像演算部とを備える。【００１０】
本発明によれば、複数の撮像センサが画像をそれぞれ取得する。エッジ画像抽出部は撮像された各画像を基に、明から暗への変化によって生じるエッジと暗から明への変化によって生じるエッジとを識別するための識別情報を有する画素値を持つエッジ画像をそれぞれ抽出する。２値化エッジ画像作成部はエッジ画像の明暗変化の識別情報に応じて２値化したエッジ画像を作成する。視差画像作成部は作成された２値化エッジ画像から視差画像を作成する。距離画像演算部は視差画像から距離画像を演算する。【００１１】
このように、エッジ画像の２値化をエッジ画像の画素値を基準にするのではなく、エッジ画像において明暗変化を示す識別情報を基準として実施するので、エッジ画像の各画素値が有する明から暗への輝度変化、および、暗から明への輝度変化の情報を２値化エッジ画像にも有することができる。明暗変化の情報を有する２値化エッジ画像を基に視差画像を作成するので、視差画像のマッチング精度の向上をすることができる。また、撮像された各画像の２値化エッジ画像を作成するので、視差画像の演算量の抑制をすることができる。距離画像は視差画像を基に演算されるので、この結果、距離測定装置の測定距離の精度および演算速度の向上をすることができる。【００１２】
また、前記識別情報は正負の符号であることが好ましい。明暗変化を正負の符号によりエッジ画像の画素値に持たすことができる。【００１３】
また、前記２値化エッジ画像作成部は、前記エッジ画像において前記識別情報の無い画素値を、鉛直方向の位置に応じて２値の一方の値または他方の値に規則性を有して置換することが好ましい。２値化エッジ画像作成部は、エッジ画像において識別情報の無い画素値を、２値化エッジ画像上において鉛直方向の位置に応じて２値の一方の値または他方の値に規則性を有して置換する。すなわち、明暗変化の無い画素は、エッジ画像における鉛直方向の位置に応じて、つまり行単位で、２値の一方の値または他方の値に規則性を有して２値化エッジ画像上に置換される。これにより、２値化エッジ画像上で、鉛直方向に２値の一方の値または他方の値の規則性のある領域は明暗変化の無い領域と認定することができ、２値のデータでありながら、明から暗への変化、暗から明への変化、および、明暗変化無しの３種類の情報を含むことができる。これにより、視差画像の精度を向上することができ、距離測定装置の測定距離の精度を向上させることができる。【００１４】
また、前記識別情報の無い画素値は０であることが好ましい。識別情報の無い画素値を符号を有さない０値とすることで、エッジ画像のデータ量を低減することができる。【００１５】
また、前記規則性は交互の規則性であることが好ましい。２値化エッジ画像上において、明暗変化無しの領域が鉛直方向に行単位で、２値の一方の値と他方の値との交互の規則性を有しているので、視差画像のマッチング精度を向上することができる。【００１６】
また、前記２値化エッジ画像作成部は、前記エッジ画像において識別情報の無い画素領域を２値の一方の値と他方の値との横縞領域に置換することが好ましい。エッジ画像において識別情報の無い領域を、２値化エッジ画像上において、２値の一方の値と他方の値との横縞領域に置換するので、視差画像のマッチング精度を向上することができる。【００１７】
また、本発明に係る車両は、上記距離測定装置を備える車両である。上記距離測定装置を備えることで、車両周辺の物体との距離を精度よく測定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、エッジ画像の２値化をエッジ画像の画素値を基準にするのではなく、エッジ画像において明暗変化を示す識別情報を基準として実施するので、エッジ画像の各画素値が有する明から暗への輝度変化、および、暗から明への輝度変化の情報を２値化エッジ画像にも有することができる。明暗変化の情報を有する２値化エッジ画像を基に視差画像を作成するので、視差画像のマッチング精度の向上をすることができる。また、撮像された各画像の２値化エッジ画像を作成するので、視差画像の演算量の抑制をすることができる。距離画像は視差画像を基に演算されるので、この結果、距離測定装置の測定距離の精度および演算速度の向上をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る車両の前面図である。
【図２】実施例１に係る車両の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１に係る距離測定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施例１に係るソーベルフィルタを示す説明図である。
【図５】実施例１に係るフィルタの画像走査方向を示す説明図である。
【図６】実施例１に係る２値化された一方の画素領域を示す説明図である。
【図７】実施例１に係る２値化されたもう一方の画素領域を示す説明図である。
【図８】実施例１に係る距離画像演算の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施例１に係る２値化エッジ画像を示す説明図である。
【図１０】実施例１に係る２値化エッジ画像を示す説明図である。
【図１１】実施例２に係る２値化エッジ画像において明暗変化の情報の無い領域を示す説明図である。
【図１２】実施例２に係る２値化エッジ画像を示す説明図である。
【図１３】変形例に係る２値化エッジ画像において明暗変化の情報の無い領域を示す説明図である。
【図１４】変形例に係る２値化エッジ画像において明暗変化の情報の無い領域を示す説明図である。
【実施例１】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。本発明における車両の実施形態として、自律走行するゴルフカートを挙げる。なお、以下の説明で、前後とは車両１の前進する方向を基準としている。【００２１】
１．車両の概略構成
図１および図２を参照する。図１は、実施例に係る車両１の概略構成を示す前面図であり、図２は車両１の構成を示す機能ブロック図である。車両１はゴルフ場内を自動または手動走行するゴルフカートである。車両１は、走路に埋め込まれた誘導線から発せられる電磁波に誘導されて自律走行することができる。車両１の前面中央部に２個の撮像センサ３ａ、３ｂで構成されるステレオカメラ３が設けられている。なお、ステレオカメラ３は、２個以上の撮像センサで構成されてもよい。ステレオカメラ３は、左撮像センサ３ａおよび右撮像センサ３ｂで構成される。左撮像センサ３ａおよび右撮像センサ３ｂのいずれかを基準カメラとする。なお、ステレオカメラ３は２台の撮像センサに限られず、３台以上の撮像センサを用いてもよい。【００２２】
また、車両１には、ステレオカメラ３が撮像した画像を基に、車両１の周囲の物体との距離を測定する距離測定装置４と、車両１が走行する走路上の障害物を検出する障害物検出装置５と、車両１が誘導線に沿って自律走行するのを制御する自律走行制御部６と、障害物検出装置５が障害物を検出すると運転者および周囲に警告を発生する警告出力部７と、障害物の検出により減速または停止の制御をする走行速度制御部９と、車輪を駆動し、走行速度制御部９により回転数が制御される駆動モータ１１とが設けられている。【００２３】
２．距離測定装置の構成
次に図３を参照して車両１に備えられた距離測定装置４の構成を説明する。図３は、距離測定装置の構成を示すブロック図である。【００２４】
距離測定装置４は、車両１の前方の画像を撮像するステレオカメラ３と、ステレオカメラ３により撮像された画像のエッジを抽出するエッジ抽出部１３と、エッジ抽出された画像を２値化する２値化エッジ画像作成部１５と、２値化エッジ画像をステレオマッチングして視差画像を作成する視差画像作成部１７と、視差画像から距離画像を演算する距離画像演算部１９とを備える。エッジ抽出部１３、２値化エッジ画像作成部１５、視差画像作成部１７、および、距離画像演算部１９は小型ＣＰＵ、マイクロプロセッサ、または、ＦＰＧＡとメモリとで構成される。次にそれぞれの構成部について順に説明する。【００２５】
ステレオカメラ３の撮像センサ３ａ、３ｂは予め定められた幾何条件の下で設置されている。本実施例では、撮像センサ３ａ、３ｂは水平方向に一定距離を保たれて設置されている。すなわち、撮像センサ３ａ、３ｂは平行ステレオである。撮像センサ３ａ、３ｂは、ＣＣＤやＣＭＯＳなど一般的な可視光センサである。各撮像センサ３ａ、３ｂは、それぞれ撮像された画像の行の位置が一致するように、すなわち、エピポーラ線が一致するように、予めカメラキャリブレーションが実施されている。【００２６】
エッジ抽出部１３は、ステレオカメラ３から送られる画像、すなわち、撮像センサ３ａ、３ｂから送られる画像のエッジ部分を抽出してエッジ画像を作成する。エッジ抽出は、撮像センサ３ａ、３ｂから入力された各画像の輝度値と予め記憶された空間フィルタの数値列との積和により、エッジ画像を抽出することができる。空間フィルタとして、例えば、図４に示す３×３のソーベルフィルタＳｆが挙げられる。空間フィルタが走査する方向は、図５に示すように、入力画像Ｉｐに対して、左から右方向へ走査し、次に下へ移って、また、左から右へ走査するラスタースキャンである。ソーベルフィルタＳｆを用いることで、撮像された画像の縦方向のエッジを強調することができる。空間フィルタは、ソーベルフィルタＳｆ以外にもプリューウィットフィルタなどの微分フィルタを用いてもよい。【００２７】
このソーベルフィルタＳｆの数値列と各画像の輝度値との積和により、正負の符号付き値を有するエッジ画像を抽出することができる。ここで、正負の符号の意味を説明すると、ソーベルフィルタＳｆのフィルタリング方向に沿って、輝度が暗から明へ変化がある場合、正の符号を有し、輝度が明から暗へ変化する場合、負の符号を有する。輝度の明暗の変化がない場合、０値となる。すなわち、エッジ画像の画素値の正負の符号は、明から暗への変化によって生じるエッジと暗から明への変化によって生じるエッジとを識別するための識別情報である。また、明暗変化の識別情報として他の方法によりエッジ画像の画素値に持たしてもよい。【００２８】
ソーベルフィルタＳｆの行列をＡｉｊとし、左エッジ画像をＥＬ（Ｘ，Ｙ）とし、左撮像センサ３ａが撮像した左原画像をＩＬ（Ｘ，Ｙ）とすると、下記のように表される。【００２９】
【数１】
2014065159.tif 000003
【００３０】
このように、エッジ抽出された左エッジ画像ＥＬ（Ｘ，Ｙ）の取りえる値は、以下の通りである。
−２０４０≦ＥＬ（Ｘ，Ｙ）≦２０４０  …  （２）【００３１】
また、右撮像センサ３ｂが撮像した右原画像ＩＲ（Ｘ，Ｙ）についても同様に、ソーベルフィルタＳｆとの積和が演算され、右エッジ画像ＥＲ（Ｘ，Ｙ）が抽出される。右エッジ画像ＥＲ（Ｘ，Ｙ）の取りえる値も（２）式と同様である。なお、以下において、単にエッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）と記載する場合は、左エッジ画像ＥＬ（Ｘ，Ｙ）と右エッジ画像ＥＲ（Ｘ，Ｙ）の両方を意味する。【００３２】
２値化エッジ画像作成部１５は、エッジ抽出部１３により作成された正負の符号付き値を有するエッジ画像を基に、２値化エッジ画像を作成する。ある画素（Ｘ，Ｙ）において、入力された左エッジ画像の値をＥＬ（Ｘ，Ｙ）、出力する２値化左エッジ画像をＢＬ（Ｘ，Ｙ）とすると、次式のように表すことができる。【００３３】
【数２】
2014065159.tif 000004
【００３４】
ここで、ＥＬ（Ｘ，Ｙ）＝０の場合、すなわち、符号を有さない０値である場合、２値化エッジ画像の値として、２値の一方の値である０または他方の値である１のいずれかの値に置換する。実施例１では、１の値を有する。この結果、２値化左エッジ画像ＢＬ（Ｘ，Ｙ）の取りえる値は、以下の通りである。
０≦ＢＬ（Ｘ，Ｙ）≦１  …  （４）【００３５】
右エッジ画像ＥＲ（Ｘ，Ｙ）から２値化右エッジ画像ＢＲ（Ｘ，Ｙ）も同様に作成する。２値化右エッジ画像ＢＲ（Ｘ，Ｙ）の取りえる値も（４）式と同様である。なお、以下において、単に２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）と記載する場合は、左２値化エッジ画像ＢＬ（Ｘ，Ｙ）と右２値化エッジ画像ＢＲ（Ｘ，Ｙ）の両方を意味する。【００３６】
例えば、エッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）において符号が正の値を持つ領域は、２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）において、図６に示されるように、１の値を持つ画素領域Ａｅに置換される。また、エッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）において符号が負の値を持つ領域は、２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）において、図７に示されるように、０の値を持つ画素領域Ａｚに置換される。【００３７】
また、実施例１においては、エッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）において符号を有さない０の値を持つ領域は、２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）において、図６に示されるように、１の値を持つ画素領域Ａｅに置換される。【００３８】
２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）の有するデータ量はエッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）の有するデータ量と比較して大幅に圧縮されているので、視差画像作成の計算で使用するメモリ量を大幅に低減することができる。さらに２値化エッジ画像を用いることで、視差画像作成をＳＡＤ計算だけでなく、ハミング距離による類似度計算により実施することが可能になる。【００３９】
視差画像作成部１７は、入力される左２値化エッジ画像ＢＬ（Ｘ，Ｙ）および右２値化エッジ画像ＢＲ（Ｘ，Ｙ）から視差画像を作成する。視差画像の作成方法は、従来のＳＡＤを用いる方法またはハミング距離を用いる方法を採用する。どちらの方法を用いても同じ結果になるので、使用する演算装置により計算速度の速い方を選択すればよい。ＳＡＤによる計算式を以下に示す。【００４０】
【数３】
2014065159.tif 000005
【００４１】
（５）式において、ＭおよびＮは注目画素近傍領域の範囲を示す値である。また、ハミング距離を用いる方法による計算式を以下に示す。２進数におけるハミング距離とは異なる２進数ＡとＢの排他的論理和を取った後にビットカウントした結果であり、例えば「１１００」と「１００１」の間のハミング距離は２である。【００４２】
【数４】
2014065159.tif 000006
【００４３】
距離画像演算部１９は、視差画像を基に、各画素が表示する被写体までの実空間上の距離を演算する。視差画像から距離を演算する方法は、従来から利用されている平行ステレオ法を用いる。すなわち、２台の撮像センサ３ａ、３ｂ間の距離、および、２台の撮像センサ３ａ、３ｂの焦点距離と視差画像を用いることで、基準画像である左原画像ＩＬ（Ｘ，Ｙ）の各画素に距離情報が付された距離画像を演算することができる。【００４４】
次に、実施例１における距離測定の動作を図８〜図１０を用いて説明する。図８は距離画像演算の処理手順を示すフローチャートであり、図９および図１０は２値化エッジ画像を示す説明図である。【００４５】
車両１の前面に設置されたステレオカメラ３により複数の画像が撮像される（ステップＳ０１）。すなわち、左撮像センサ３ａおよび右撮像センサ３ｂにより車両１前方の画像が取得される。左撮像センサ３ａにより撮像された左原画像ＩＬ（Ｘ，Ｙ）、および、右撮像センサ３ｂにより撮像された右原画像ＩＲ（Ｘ，Ｙ）は、エッジ画像抽出部１３によりそれぞれのエッジ画像が抽出される（ステップＳ０２）。抽出された左エッジ画像ＥＬ（Ｘ，Ｙ）および右エッジ画像ＥＲ（Ｘ，Ｙ）を基に、２値化エッジ画像作成部１５により、それぞれの２値化エッジ画像ＢＬ（Ｘ，Ｙ）、ＢＲ（Ｘ，Ｙ）が作成される（ステップＳ０３）。図９は、（３）式の条件により作成された２値化エッジ画像である。また、エッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）において符号無しの０値の画素値を、２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）上において０値の画素値にした画像が図１０に示される。さらに、２値化左エッジ画像ＢＬ（Ｘ，Ｙ）および２値化右エッジ画像ＢＲ（Ｘ，Ｙ）を基に、視差画像作成部１７により、視差画像が作成される（ステップＳ０４）。作成された視差画像から、距離画像演算部１９により、基準カメラで撮像された画像上の各被写体までの距離情報を有する距離画像が演算される（ステップＳ０５）。【００４６】
距離画像が演算されると、障害物検出装置５により、距離画像中の各被写体までの距離および高さを基に、予め定められた閾値と比較することで障害物の有無が判定される。障害物が有ると判定されると、警告出力部７から操縦者および周囲に対して警報を発する。警告出力部７として、例えばスピーカやモニタが挙げられる。また、走行速度制御部９が減速または停止の制御が実施され、駆動モータ１１の回転数が低減または回転が制動される。障害物が無いと判定されると、車両１の走行が維持される。【００４７】
このように、実施例１によれば、２値画像である２値化エッジ画像から視差画像を作成するので、ステレオマッチングの際に必要な計算メモリ量を大幅に低減することができる。また、２値化エッジ画像の作成において、エッジ画像の画素値の大きさを基準としてではなく、明暗変化を示す識別情報を基準として２値化を行う。これにより、左撮像センサ３ａと右撮像センサ３ｂとで撮像した画像の明るさが極端に異なる場合でも、明るさが極端に異ならない場合と同様に、２値化エッジ画像を精度よく得ることができる。【００４８】
さらに、エッジ画像上では画素値の変動が小さくベタな領域であっても、２値化エッジ画像上では、画素値の変動に応じて明暗のある領域となるので、ステレオマッチングの精度を向上させることができる。このように、撮像センサの個体差の影響を受けることなく視差画像を作成することができ、距離画像を演算することができる。
【実施例２】
【００４９】
次に、実施例２に係る距離測定装置について説明する。以下に記載した以外の車両１および距離測定装置４の構成は実施例１と同様である。【００５０】
実施例１では、２値化エッジ画像作成部１５において、エッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）において符号の無い画素値０は、２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）上において０または１の値に置換している。実施例２では、エッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）の符号の無い画素値０は、画像の鉛直方向（Ｙ方向）に規則性を持たして、２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）上において０または１の値に置換する。【００５１】
実施例２における２値化エッジ画像作成部１５は、エッジ抽出部１３により抽出された正負の符号付き値を有するエッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）を基に、２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙを作成する。ある画素（Ｘ，Ｙ）において、入力された左エッジ画像の値をＥＬ（Ｘ，Ｙ）、出力する２値化左エッジ画像をＢＬ（Ｘ，Ｙ）とすると、次式のように表すことができる。【００５２】
【数５】
2014065159.tif 000007
【００５３】
上式において「Ｙ％２」は「Ｙを２で割ったときの余り」を意味する。すなわち、Ｙが偶数のときＹ％２＝０となり、Ｙが奇数のときＹ％２＝１となる。これにより、図１１に示すように、エッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）において、偶数行の０値の画素は２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）において０に置換され、奇数行の０値の画素は２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）において１に置換される。このようにエッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）において０値の画素領域が横縞領域Ａｆへと置換される。実施例２における２値化エッジ画像作成部１５によりエッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）が２値化された２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）を図１２に示す。この画素値０と画素値１とが鉛直方向に交互に並ぶ配列は、ハミング計算処理をより高速にすることができる。【００５４】
２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）上において、明暗変化無しの領域が０または１の値の行で鉛直方向に交互の規則性を有しているので、視差画像のマッチング精度を向上することができる。また、エッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）における０の値の領域を２値の一方の値である０の値と他方の値である１の値との横縞領域Ａｆに置換するので、縦方向のエッジの特性を残すことができ視差画像のマッチング精度を向上することができる。【００５５】
このように、実施例２によれば、実施例１の効果に加えて、エッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）の正の値の領域を画素領域Ａｅとして、負の値の領域を画素領域Ａｚとして、０値の領域を画素領域Ａｆとして、３種類の領域を２値画像に反映させることができる。これにより、ＳＡＤやハミング距離による類似度計算においても、この領域分割が有効に機能する。すなわち、２値画像でありながら、マッチング精度の高い視差画像を作成することができる。これにより、精度の高い距離画像の演算をすることができる。【００５６】
本発明は、上記実施例のものに限らず、次のように変形実施することができる。【００５７】
上記実施例２において、エッジ画像Ｅ（Ｘ，Ｙ）において符号無しの０値の領域を、２値化エッジ画像Ｂ（Ｘ，Ｙ）上にて、０値と１の値とが隔行で交互に並ぶパターンに置換されたがこれに限られない。たとえば、０値と１の値とが２行ごとに並ぶパターン（図１３参照）ように置換してもよいし、０値を２行並べるのに対して、１の値を１行並べるパターンでもよい（図１４参照）。このように、行方向に０値または１の値のいずれかに置換し、画像の鉛直方向に規則性を有するように置換するのであれば、他のパターンに置換してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  …  車両
３  …  ステレオカメラ
３ａ  …  左撮像センサ
３ｂ  …  右撮像センサ
４  …  距離測定装置
１３  …  エッジ画像抽出部
１５  …  ２値化エッジ画像作成部
１７  …  視差画像作成部
１９  …  距離画像演算部
【図１】
2014065159.tif 000008
【図２】
2014065159.tif 000009
【図３】
2014065159.tif 000010
【図４】
2014065159.tif 000011
【図５】
2014065159.tif 000012
【図６】
2014065159.tif 000013
【図７】
2014065159.tif 000014
【図８】
2014065159.tif 000015
【図９】
2014065159.tif 000016
【図１０】
2014065159.tif 000017
【図１１】
2014065159.tif 000018
【図１２】
2014065159.tif 000019
【図１３】
2014065159.tif 000020
【図１４】
2014065159.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月28日(2016.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差画像を作成し距離を測定する距離測定装置において、
画像を撮像する複数の撮像センサと、
前記画像を基に明から暗への変化によって生じるエッジと暗から明への変化によって生じるエッジとを識別するための識別情報を有する画素値を持つエッジ画像を抽出するエッジ画像抽出部と、
前記エッジ画像の前記識別情報に応じて２値化エッジ画像を作成する２値化エッジ画像作成部と、
前記２値化エッジ画像から視差画像を作成する視差画像作成部と、
前記視差画像から距離画像を演算する距離画像演算部と
を備える距離測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の距離測定装置において、
前記識別情報は正負の符号である距離測定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の距離測定装置において、
前記２値化エッジ画像作成部は、
前記エッジ画像において前記識別情報の無い画素値を、前記２値化エッジ画像において鉛直方向の位置に応じて２値の一方の値または他方の値に規則性を有して置換する距離測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の距離測定装置において、
前記識別情報の無い画素値は０である距離測定装置。
【請求項５】
請求項３に記載の距離測定装置において、
前記規則性は鉛直方向に２値の一方の値と他方の値とが交互に配置される規則性である距離測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の距離測定装置において、
前記２値化エッジ画像作成部は、
前記エッジ画像において識別情報の無い画素領域を、前記２値化エッジ画像において２値の一方の値と他方の値との横縞領域に置換する距離測定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の距離測定装置を備える車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、前記２値化エッジ画像作成部は、前記エッジ画像において前記識別情報の無い画素値を、前記２値化エッジ画像において鉛直方向の位置に応じて２値の一方の値または他方の値に規則性を有して置換することが好ましい。２値化エッジ画像作成部は、エッジ画像において識別情報の無い画素値を、２値化エッジ画像上において鉛直方向の位置に応じて２値の一方の値または他方の値に規則性を有して置換する。すなわち、明暗変化の無い画素は、エッジ画像における鉛直方向の位置に応じて、つまり行単位で、２値の一方の値または他方の値に規則性を有して２値化エッジ画像上に置換される。これにより、２値化エッジ画像上で、鉛直方向に２値の一方の値または他方の値の規則性のある領域は明暗変化の無い領域と認定することができ、２値のデータでありながら、明から暗への変化、暗から明への変化、および、明暗変化無しの３種類の情報を含むことができる。これにより、視差画像の精度を向上することができ、距離測定装置の測定距離の精度を向上させることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、前記規則性は鉛直方向に２値の一方の値と他方の値とが交互に配置される規則性であることが好ましい。２値化エッジ画像上において、明暗変化無しの領域が鉛直方向に行単位で、２値の一方の値と他方の値との交互の規則性を有しているので、視差画像のマッチング精度を向上することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、前記２値化エッジ画像作成部は、前記エッジ画像において識別情報の無い画素領域を、前記２値化エッジ画像において２値の一方の値と他方の値との横縞領域に置換することが好ましい。エッジ画像において識別情報の無い領域を、２値化エッジ画像上において、２値の一方の値と他方の値との横縞領域に置換するので、視差画像のマッチング精度を向上することができる。
【国際調査報告】
2014065159.tif 000022
2014065159.tif 000023
2014065159.tif 000024
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