特許ウォッチ

公開番号2023069642
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-18
出願番号2021181666
出願日2021-11-08
発明の名称移動量計測システム
出願人株式会社小野測器
代理人個人
主分類G06T 7/20 20170101AFI20230511BHJP(計算;計数)
要約【課題】移動量算出の処理量を低減する。
【解決手段】t=iの各時点で、撮影画像P(t=i)中に、NH行×NV列の被追尾領域A(t=i)を設定し、t=i+1の各時点で、画像P(t=i+1)中の被追尾領域A(t=i)にマッチする撮影画像P(t=i+1)中の領域を探索し、被追尾領域A(t=i)から探索した領域への移動ベクトルから移動量を算定する。領域の探索においては、被追尾領域A(t=i)のNH個の各行について行内のNV個の画素の輝度値の和を求め、求めた和を行の並び方向に並べたNH行×1列の被探索行配列HA(t=i)を設定する。また、画像P(t=i+1)の各画素の値を、当該画素を所定番目の列の画素として含む1行×NV列の領域中の画素の輝度値の和に置き換えた画像を生成し、生成画像に対する被探索行配列HA(t=i)の1次元のテンプレートマッチングを行う。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
カメラで撮影した対象体の画像である撮影画像から、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量を繰り返し計測する移動量計測システムであって、
計測の各回において、今回の撮影画像中に、H行×V列(但し、H＞２、V＞２）の被追尾領域を設定する被追尾領域設定手段と、
前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して、追尾領域のH個の各行について、行内のV個の画素の輝度値の和を求め、求めた和によって定まる値を行の並び方向に並べたH行×1列の被探索行配列を設定する被探索行配列設定手段と、
計測の各回において、前回に前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して前記被探索行配列設定手段が設定した被探索行配列である対象被探索行配列と、各行の行内のV個の画素の輝度値の和がマッチするH行×V列の今回の撮影画像中の領域を、追尾結果領域として探索する探索手段と、
計測の各回において、前回に被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域から今回に探索手段が探索した追尾結果領域への移動量を、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量に換算する移動量算定手段とを有することを特徴とする移動量計測システム。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
請求項１記載の移動量計測システムであって、
前記探索手段は、計測の各回において、今回の撮影画像の各画素の値を、当該画素を所定番目の列の画素として含む1行×V列の領域中の画素の輝度値の和によって定まる値に置き換えた行配列探索用画像を生成し、対象被探索行配列の、生成した行配列探索用画像に対するマッチングにより、前記追尾結果領域を探索することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項３】
カメラで撮影した対象体の画像である撮影画像から、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量を繰り返し計測する移動量計測システムであって、
計測の各回において、今回の撮影画像中に、H行×V列(但し、H＞２、V＞２）の被追尾領域を設定する被追尾領域設定手段と、
前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して、追尾領域のV個の各列について、列内のH個の画素の輝度値の和を求め、求めた和によって定まる値を列の並び方向に並べた1行×V列の被探索列配列を設定する被探索列配列設定手段と、
計測の各回において、前回に前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して前記被探索列配列設定手段が設定した被探索列配列である対象被探索列配列と、各列の列内のH個の画素の輝度値の和がマッチするH行×V列の今回の撮影画像中の領域を、追尾結果領域として探索する探索手段と、
計測の各回において、前回に被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域から今回に探索手段が探索した追尾結果領域への移動量を、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量に換算する移動量算定手段とを有することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項４】
請求項３記載の移動量計測システムであって、
前記探索手段は、計測の各回において、今回の撮影画像の各画素の値を、当該画素を所定番目の行の画素として含むH行×1列の領域中の画素の輝度値の和によって定まる値に置き換えた列配列探索用画像を生成し、対象被探索列配列の、生成した列配列探索用画像に対するマッチングにより、前記追尾結果領域を探索することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項５】
カメラで撮影した対象体の画像である撮影画像から、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量を繰り返し計測する移動量計測システムであって、
計測の各回において、今回の撮影画像中に、H行×V列の被追尾領域を設定する被追尾領域設定手段と、
前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して、追尾領域のH個の各行について、行内のV個の画素の輝度値の和を求め、求めた和によって定まる値を行の並び方向に並べたH行×1列の被探索行配列を設定すると共に、追尾領域のV個の各列について、列内のH個の画素の輝度値の和を求め、求めた和によって定まる値を列の並び方向に並べた1行×V列の被探索列配列を設定する被探索配列設定手段と、
計測の各回において、前回に前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して前記被探索配列設定手段が設定した被探索行配列と被探索列配列である、対象被探索行配列と対象被探索列配列とに、各行の行内のV個の画素の輝度値の和と各列の列内のH個の画素の輝度値の和とがマッチするH行×V列の今回の撮影画像中の領域を、追尾結果領域として探索する探索手段と、
計測の各回において、前回に被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域から今回に探索手段が探索した追尾結果領域への移動量を、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量に換算する移動量算定手段とを有することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項６】
請求項５記載の移動量計測システムであって、
前記探索手段は、
計測の各回において、今回の撮影画像の各画素の値を、当該画素を所定番目の列の画素として含む1行×V列の領域中の画素の輝度値の和によって定まる値に置き換えた行配列探索用画像と、今回の撮影画像の各画素の値を、当該画素を所定番目の行の画素として含むH行×1列の領域中の画素の輝度値の和によって定まる値に置き換えた列配列探索用画像とを生成し、
対象被探索行配列の、生成した行配列探索用画像に対するマッチングと、対象被探索列配列の、生成した列配列探索用画像に対するマッチングとを行って、前記追尾結果領域を探索することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項７】
請求項１、３または５記載の移動量計測システムであって、
前記対象体に対する前記カメラの、当該カメラの光軸と平行な方向を回転軸とする相対的な回転を検出する回転検出手段を有し、
前記探索手段は、前記回転検出手段が前記回転を検出した場合に、前記撮影画像に代えて、前記回転検出手段が検出した回転が相殺されるように前記カメラが出力する画像を回転した画像を前記撮影画像として用いて、前記追尾結果領域の探索を行うことを特徴とする移動量計測システム。
【請求項８】
請求項１または５記載の移動量計測システムであって、
前記対象体に対する前記カメラの、当該カメラの光軸と平行な方向を回転軸とする相対的な回転を検出する回転検出手段を有し、
前記探索手段は、前記回転検出手段が前記回転を検出した場合に、前記撮影画像に代えて、前記回転検出手段が検出した回転による行の並び方向の像のずれが相殺されるように前記カメラが出力する画像の各列を行の並び方向に順次ずらした画像を前記撮影画像として用いて、前記対象被探索行配列と、各行の行内のV個の画素の輝度値の和がマッチするH行×V列の領域の探索を行うことを特徴とする移動量計測システム。
【請求項９】
請求項３または５記載の移動量計測システムであって、
前記対象体に対する前記カメラの、当該カメラの光軸と平行な方向を回転軸とする相対的な回転を検出する回転検出手段を有し、
前記探索手段は、前記回転検出手段が前記回転を検出した場合に、前記撮影画像に代えて、前記回転検出手段が検出した回転による列の並び方向の像のずれが相殺されるように、前記カメラが出力する画像の各行を列の並び方向に順次ずらした画像を前記撮影画像として用いて、前記対象被探索列配列と、各列の列内のH個の画素の輝度値の和がマッチするH行×V列の領域の探索を行うことを特徴とする移動量計測システム。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の移動量計測システムであって、
前記カメラは移動体に搭載され、当該移動体が走行する走行面を前記対象体として撮影することを特徴とする移動量計測システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラで対象体を撮影した画像を用いて、カメラと対象体の間の相対的な移動量を測定する技術に関するものである。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
カメラで対象体を撮影した画像を用いて、カメラと対象体の間の相対的な移動量を測定する技術としては、第１の時刻ｔ１に撮影した画像中の特徴領域に類似する、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２に撮影した画像中の領域を、テンプレートマッチングによって探索し、探索した領域の特徴領域からの移動量を実空間の移動量に換算して、カメラと対象体の間の相対的な移動量を算定する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０-１９０４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したテンプレートマッチングを用いてカメラと対象体の間の相対的な移動量を測定する技術によれば、特徴領域を１次元の領域とすると、テンプレートマッチングによって探索された領域が、特徴領域に写り込んだ対象体の部分と同じ部分が写り込んでいる領域であることが確実と言えないため、信頼性高く測定を行うことができない。
【０００５】
一方、特徴領域を２次元の領域とすると、処理量の大きな２次元のテンプレートマッチングを行う必要があり、処理負荷の増大や処理速度の低下を招く。
そこで、本発明は、カメラで対象体を撮影した画像を用いて、処理負荷を過大とすること無しに、カメラと対象体の間の相対的な移動量を信頼性高く測定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題達成のために、本発明は、カメラで撮影した対象体の画像である撮影画像から、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量を繰り返し計測する移動量計測システムに、計測の各回において、今回の撮影画像中に、H行×V列(但し、H＞２、V＞２）の被追尾領域を設定する被追尾領域設定手段と、前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して、追尾領域のH個の各行について、行内のV個の画素の輝度値の和を求め、求めた和によって定まる値を行の並び方向に並べたH行×1列の被探索行配列を設定する被探索行配列設定手段と、計測の各回において、前回に前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して前記被探索行配列設定手段が設定した被探索行配列である対象被探索行配列と、各行の行内のV個の画素の輝度値の和がマッチするH行×V列の今回の撮影画像中の領域を、追尾結果領域として探索する探索手段と、計測の各回において、前回に被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域から今回探索手段が探索した追尾結果領域への移動量を、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量に換算する移動量算定手段とを備えたものである。
【０００７】
この移動量計測システムは、前記探索手段で、計測の各回において、今回の撮影画像の各画素の値を、当該画素を所定番目の列の画素として含む1行×V列の領域中の画素の輝度値の和によって定まる値に置き換えた行配列探索用画像を生成し、対象被探索行配列の、生成した行配列探索用画像に対するマッチングにより、前記追尾結果領域を探索してもよい。
【０００８】
また、前記課題達成のために、本発明は、カメラで撮影した対象体の画像である撮影画像から、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量を繰り返し計測する移動量計測システムに、計測の各回において、今回の撮影画像中に、H行×V列(但し、H＞２、V＞２）の被追尾領域を設定する被追尾領域設定手段と、前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して、追尾領域のV個の各列について、列内のH個の画素の輝度値の和を求め、求めた和によって定まる値を列の並び方向に並べた1行×V列の被探索列配列を設定する被探索列配列設定手段と、計測の各回において、前回に前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して前記被探索列配列設定手段が設定した被探索列配列である対象被探索列配列と、各列の列内のH個の画素の輝度値の和がマッチするH行×V列の今回の撮影画像中の領域を、追尾結果領域として探索する探索手段と、計測の各回において、前回に被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域から今回に探索手段が探索した追尾結果領域への移動量を、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量に換算する移動量算定手段とを備えたものである。
【０００９】
この移動量計測システムは、前記探索手段で、計測の各回において、今回の撮影画像の各画素の値を、当該画素を所定番目の行の画素として含むH行×1列の領域中の画素の輝度値の和によって定まる値に置き換えた列配列探索用画像を生成し、対象被探索列配列の、生成した列配列探索用画像に対するマッチングにより、前記追尾結果領域を探索してもよい。
【００１０】
また、前記課題達成のために、本発明は、カメラで撮影した対象体の画像である撮影画像から、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量を繰り返し計測する移動量計測システムに、計測の各回において、今回の撮影画像中に、H行×V列の被追尾領域を設定する被追尾領域設定手段と、前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して、追尾領域のH個の各行について、行内のV個の画素の輝度値の和を求め、求めた和によって定まる値を行の並び方向に並べたH行×1列の被探索行配列を設定すると共に、追尾領域のV個の各列について、列内のH個の画素の輝度値の和を求め、求めた和によって定まる値を列の並び方向に並べた1行×V列の被探索列配列を設定する被探索配列設定手段と、計測の各回において、前回に前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域に対して前記被探索配列設定手段が設定した被探索行配列と被探索列配列である、対象被探索行配列と対象被探索列配列とに、各行の行内のV個の画素の輝度値の和と各列の列内のH個の画素の輝度値の和とがマッチするH行×V列の今回の撮影画像中の領域を、追尾結果領域として探索する探索手段と、計測の各回において、前回に被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域から今回に探索手段が探索した追尾結果領域への移動量を、前記対象体に対するカメラの相対的な移動量に換算する移動量算定手段とを備えたものである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許