JP2010152026A

JP2010152026A - 距離測定器及び物体移動速度測定器

Info

Publication number: JP2010152026A
Application number: JP2008329021A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Nonaka; 雄一野中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2010-07-08

Abstract

【課題】
カメラで撮影した画像内から人物や車両等の特定のオブジェクトを抽出し、該撮影したカメラと該抽出した特定のオブジェクトとの間の距離、または該抽出した特定のオブジェクトの移動方向及び速度を測定する。
【解決手段】
被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群と、該レンズ群からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段と、前記画像信号と該位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段と、該オートフォーカス手段からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段とで構成する。
【選択図】図１

Description

本特許の技術分野は、距離測定器及び物体移動速度測定器に関する。例えば、カメラ機器を用いて、撮影された画像内の人物や車両等の被写体と、撮影を行ったカメラ機器との間の距離を計測する技術に関する。

例えば、特開平9-5071号公報がある。該公報には「［目的］多眼カメラ等からの入力を用いて、前方の対象物との距離を測定するための、距離計測方法に関し、高速に正しく、対象物を認識して、距離測定を行なうことができるとともに、認識対象範囲外における物体等に基づく誤認識を生じないようにすることを目的とする。［構成］平行な光軸を有する少なくとも２つのカメラを備えて、それぞれ対象物の画像を入力し、特徴領域検出手段６０１，６０２を備えて、それぞれのカメラによって得られた画像入力からそれぞれ特徴領域を検出し、対応付け手段６０３を備えて、検出されたそれぞれの特徴領域から対応付けの処理を行なって対応付けられた特徴領域を抽出し、視差算出手段６０４を備えて、対応付けられた特徴領域から対象物までの視差を算出し、この視差によって対象物までの距離を求める。」と記載されている。

また、例えば、特開2003-195148号公報がある。該公報には「［課題］フォーカスレンズ位置と被写体距離とを対応付ける特性データをフォーカスレンズの移動方向ごとに記憶しておき、フォーカスレンズの移動方向に応じた特性データに基づいてフォーカスレンズ位置から被写体距離を算出することにより、フォーカスレンズの移動方向の違いによって被写体距離に誤差が生じる不具合を解消することができる被写体距離表示装置を提供する。［解決手段］フォーカスレンズ位置と被写体距離とを対応付ける特性データを、フォーカスレンズの移動方向が至近側から無限遠側の場合（図３（Ａ））とフォーカスレンズの移動方向が無限遠側から至近側の場合（図３（Ｂ））とで予め作成しておく。そして、被写体距離を表示する際に、フォーカスレンズの移動方向を検出して、その方向の特性データを使用してフォーカスレンズ位置から被写体距離を算出する。」と記載されている。

特開平9-5071号公報特開2003-195148号公報

例えば、撮影された画像内の人物や車両等の被写体とカメラとの距離が測定可能なものとして、多眼カメラがある。多眼カメラは、人間の眼の原理と同様、特定の被写体に対して複数の方向から撮影を行う立体視により、撮影された画像内の人物や車両等の被写体とカメラ機器との距離を測定するものである。

また、撮影された画像内の人物や車両等の被写体とカメラとの距離が測定可能なものとして、カメラのフォーカスレンズ位置情報を基に被写体距離を算出するものがある。

しかしながら前記多眼カメラは、レンズおよび撮像素子が少なくとも二つ以上存在することが必須であり、製造コストが高くなるという問題がある。また、レンズおよび撮像素子を二つ以上有するシステムとなることから、単眼カメラほどに小型化することは容易ではないという問題がある。また、少なくとも二つ以上のレンズおよび撮像素子を設置する際に設計時とのずれがある場合、立体視による距離測定にずれが生じる。正確な距離測定のためには、少なくとも二つ以上のレンズおよび撮像素子の取り付け精度が非常に高精度である必要があり、設置コストが高くなるという問題がある。

また、フォーカスレンズ位置情報を基に被写体距離を算出する技術では、画像内にカメラからの距離がXである被写体Aとカメラからの距離がYである被写体Bが存在した場合であって、被写体Aの距離Xを測定したい場合であるとき、カメラが自動的に被写体Aにフォーカスを合わせて距離Xを計測することは考慮されていない。

上記課題を解決するために、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。例えば、単眼カメラを用いて撮影を行い、予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを抽出し、該単眼カメラと該抽出したオブジェクト間の距離を計測する、という技術を提供する。具体的に例えば、以下に記述する手段により実現する。

距離測定器として、被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群と、該レンズ群からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段と、前記画像信号と前記位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段と、該オートフォーカス手段からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段と、を有する構成とする。

上記構成において、前記撮像手段により撮影した際に距離測定を行いたい被写体が画像内に出現した場合、前記オブジェクト抽出手段が該距離測定を行いたい被写体を抽出し位置情報を生成する。前記オートフォーカス手段は、該位置情報を基に画像内の該距離測定を行いたい被写体の部分にフォーカスが最も合うようオートフォーカス制御を行い、合焦時の焦点距離情報を生成する。前記距離算出手段は、該焦点距離情報をしたオブジェクトまでの間の距離に変換する。以上の構成により、予め定められた特徴情報を含む被写体を自動的に抽出し、撮影したカメラから被写体までの距離情報を取得することが可能となる。

上記以外の手段は、後述の実施例において明らかにする。

例えば上記手段によると、単眼カメラを用いてカメラと被写体間の距離計測が可能となる。また、従来の多眼カメラによるシステムに比べて小型で安価なシステムを構築できる。また、従来の多眼カメラでは各カメラ同士の取り付け精度が高精度である必要があり設置コストがかかる問題があったが、上記手段においては単眼カメラで構成されることから上記設置コストを削減できる。

また上記手段によると、予め定められた特徴情報を含む被写体を自動的に抽出し、撮影したカメラから被写体までの距離情報を取得することが可能となり、例えば画像内に複数の異なる距離に位置する被写体があった場合、従来技術ではオートフォーカスでは必ずしも距離情報を取得したい被写体に確実にフォーカスを合わせて距離情報を得ることができず、またマニュアルフォーカスであった場合は人手によるフォーカス調整が必要であったが、上記手段によれば、取得したい被写体を自動的に抽出し自動的にフォーカスを合わせることで、カメラから該被写体の間の距離を正確に測定することが可能となる。

上記以外の課題、手段、効果は後述する実施例によって明らかにされる。

以下、本発明に好適な実施形態の例として、距離測定器及び物体移動速度測定器の実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例１における距離測定器の基本構成図である。被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群１と、該レンズ群１からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段２と、該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段３と、前記画像信号と前記位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段４と、該オートフォーカス手段４からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段６と、を有する構成とする。以下各要素の連携動作に関して示す。

レンズ群１は、被写体からの光を所定の位置に結像することを目的とした複数枚のレンズを集合したユニットであり、少なくとも1枚以上のフォーカスレンズを有し、該フォーカスレンズを駆動できる手段を有する構成とする。
撮像手段２は、前記レンズ群１からの入射光を光電変換し所定の信号処理を行うことで画像信号を生成する。

以上のレンズ群１と撮像手段２によれば、単眼カメラにおける撮影機能を実現することが出来る。

オブジェクト抽出手段３は、前記撮像手段２からの画像信号に対し、予め定められた特徴情報を含むオブジェクト（被写体）を含む画像領域を抽出し、該画像領域の位置や大きさや形状を表す情報を生成する。このオブジェクト抽出手段は例えば、予め定められた特徴情報として人物の顔の部位に関する特徴をパターン化した情報を記録しておく顔パターン記録手段と、該パターン化した情報と該撮像手段からの画像信号とを比較することで人物の顔をオブジェクトとして検出する人物検出手段とで構成することにより、人物の顔を画像から検出することが可能となる。またこのオブジェクト抽出手段は例えば、予め定められた特徴情報として車両に備え付けられた外装部品に関する特徴をパターン化した情報を記録しておく車両パターン記録手段と、該パターン化した情報と該撮像手段からの画像信号とを比較することで車両本体または車両に備え付けられた外装部品をオブジェクトとして検出する車両検出手段とで構成することにより、車両の本体もしくは車両に備え付けられたテールランプやナンバープレートなどの外装部品を画像から検出することが可能となる。

オートフォーカス手段４は、前記撮像手段２からの画像信号内において、前記オブジェクト抽出手段３で生成した前記画像領域の位置や大きさや形状を表す情報を基に前記オブジェクト抽出手段で抽出した予め定められた特徴情報を含むオブジェクト（被写体）を含む画像領域に対してフォーカスが合うよう前記レンズ群１内のフォーカスレンズを駆動し、フォーカスが合った（合焦した）と判断された時点での焦点距離情報を生成する。

距離算出手段６は、前記オートフォーカス手段４からの焦点距離情報を距離情報に変換する。該焦点距離情報とは例えば、前記レンズ群１のフォーカスレンズを駆動する手段があるいはリニアモータあるいはピエゾモータなどのフォーカスレンズを駆動するモータで構成されるとするならば、そのモータ駆動制御を行う際の情報であるステップ位置や電圧等の、前記フォーカスレンズの位置を示す情報であってもよい。焦点距離情報を距離情報に変換する方法としては例えば、焦点距離情報の各々に対応する距離情報が予め定められているテーブル情報を有し、該テーブル情報を参照する方法であればよく、また例えば、焦点距離情報をXとしたとき、距離情報に変換するための式ｆ(X)を予め定めておき、焦点距離情報Xを代入演算して変換する方法であればよい。

以上のオブジェクト抽出手段３とオートフォーカス手段４及び距離算出手段６によれば、予め定めておいた特徴情報を含むオブジェクトを自動抽出し、該抽出したオブジェクトに確実にフォーカスを合わせ、該フォーカスが合った時点で該抽出したオブジェクトが撮影を行ったレンズ群からどれだけ離れているかの距離情報を得ることが可能となる。

以上の本発明における実施例１の構成によれば、レンズ群及び撮像手段は各々ひとつのみで構成する単眼カメラを用いてカメラと被写体間の距離計測が可能となるため、従来の多眼カメラによるシステムに比べて小型で安価なシステムを構築できる。

また、従来の多眼カメラでは各カメラ同士の取り付け精度が高精度である必要があり、取り付け精度を高めるためには、距離測定器の剛性を上げる、取り付け時のばらつき吸収のために1つひとつに対してチューニングを行うなど、設置コストがかかる問題があったが、本発明においては単眼カメラで構成されることから上記設置コストを削減することが可能である。

また、従来技術ではオートフォーカスでは必ずしも距離情報を取得したい被写体に確実にフォーカスを合わせて距離情報を得ることができず、またマニュアルフォーカスであった場合は人手によるフォーカス調整が必要であったが、本発明によれば、取得したい被写体を自動的に抽出し自動的にフォーカスを合わせることで、カメラから該被写体の間の距離を正確に測定することが可能となる。

図２は、本発明の実施例１における距離測定器を用いて、距離測定器からaの距離にある人物と、距離測定器からｂの距離にある背景（花壇）とを撮影した場合の例図であり、図３がそのとき撮影した画像のイメージ図である。レンズ群１は所定の被写界深度cを持っており、画面全体の映像すべてにフォーカスを合わせることは出来ない。例えば人物を検出したい場合は、本発明におけるオブジェクト抽出手段３にて人物を検出し、図３の点線で囲った枠を抽出し、オートフォーカス手段４により抽出した画像内の人物にフォーカスを合わせフォーカスが合った時点の焦点距離情報を取得し、距離情報算出手段６により距離情報に変換することで距離aの取得が可能となる。

また、図２で示した条件のように、本発明における距離測定器で撮影した画像内において該距離測定器からの距離が異なる複数の被写体が存在した場合であっても、距離測定したい人物のみを自動抽出し距離を測定することが可能となる。

図４は、本発明の実施例２における物体移動速度測定器の基本構成図である。被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群１と、該レンズ群１からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段２と、該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段３と、前記画像信号と前記位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段４と、該オートフォーカス手段４からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段６と、時間情報を生成するタイマ手段７と、前記オートフォーカス手段４により合焦された第1の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段７からの時間情報と、前記オートフォーカス手段４により合焦点された第2の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段７からの時間情報との差分から、前記オブジェクト抽出手段３により抽出したオブジェクトが前記レンズ群に対して接近したか遠ざかったかの方向情報とその移動速度情報を出力する速度算出手段８と、を有する構成とする。以下各要素の連携動作に関して示す。

本発明の実施例２における物体移動速度測定器では、前記実施例１で述べた距離測定器に対して、さらに時間情報を出力するタイマ手段７と、速度算出手段８とを有する構成とする。それ以外の、レンズ群１、撮像手段２、オブジェクト抽出手段３、オートフォーカス手段４、距離算出手段６、に関しては、実施例１に述べたものと同様である。

タイマ手段７は、時間情報を生成するものであり、例えば時刻情報や、一定の周波数でインクリメントあるいはデクリメントされるカウンタ情報を生成する。

速度算出手段８は、前記オートフォーカス手段４により合焦された第1の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段７からの時間情報を取得する。さらには、前記オートフォーカス手段４により合焦点された第2の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段７からの時間情報を取得する。そして、第１の時点での時間情報と第２の時点での時間情報との差分を求めることで、前記抽出したオブジェクトの移動時間を算出する。また、第１の時点での距離情報と第２の時点での距離情報の差分を求めることで、前記抽出したオブジェクトの移動距離を算出する。そしてさらには、前記抽出したオブジェクトの移動時間と移動距離を基に、「移動速度＝移動距離／移動時間」となる前記抽出したオブジェクトの移動速度を算出する。また、移動距離の差分の符号から前記抽出したオブジェクトが前記レンズ群に対して接近したか遠ざかったかの方向情報を取得するものとする。

以上の本発明における実施例２の構成によれば、撮影中の画像内に特定のオブジェクトが出現し移動している場合に、本発明における物体移動速度測定器に対して接近したか遠ざかったかの方向情報とその移動速度情報を測定することができる。

また、レンズ群及び撮像手段は各々ひとつのみで構成する単眼カメラを用いてカメラと被写体間の距離計測が可能となるため、従来の多眼カメラによるシステムに比べて小型で安価なシステムを構築できる。

図５は、本発明における物体移動速度測定器を用いて、該物体移動速度測定器からaの距離にある車両と背景（建物）を撮影した場合の例図であり、図６がそのとき撮影した画像のイメージ図である。例えば車両を検出したい場合は、本発明におけるオブジェクト抽出手段３にて車両を抽出し、図６の点線で囲った抽出枠の画像を抽出する。オートフォーカス手段４により切り出した画像内の車両にフォーカスを合わせ、フォーカスが合った時点の焦点距離情報を取得することで距離aの測定が可能となる。

さらに、図７に示すように、図７(a)の第１の時点での車両から物体移動速度測定器までの距離A1を距離算出手段６により測定し、かつそのときのタイマ手段７の時刻時間情報をT1とする。また、図７(b)の第２の時点での車両から物体移動速度測定器までの距離A2を距離算出手段６により測定し、かつそのときのタイマ手段７の時刻をT2する。速度算出手段８は、前記「移動速度＝移動距離／移動時間」を実現する下記式（１）を演算し、結果の正負により本発明における物体移動速度測定器に対して接近したか遠ざかったかの方向情報を決定し、結果の絶対値を移動速度情報とする。
（Ａ１−Ａ２）／（Ｔ１−Ｔ２）・・・式（１）
以上の構成により、撮影画像内の車両が、物体移動速度測定器に対して接近したか遠ざかったかの方向情報と、移動速度情報を測定することが可能となる。

また、画像内にカメラからの距離が異なる複数の被写体が存在した場合において、距離測定したい被写体のみを自動抽出しかつ自動追従してフォーカスをあわせることで、該測定したい被写体の移動速度及び移動方向を測定することが可能となる。

尚、図６の説明で車両全体を抽出するここととしたが、車両の外装部位を抽出することでも実現可能であり、図８のように車両の外装部位としてナンバープレート部のみを抽出する方法であってもよい。

それ以外の効果については実施例１に記載のものと同様である。

図９は本発明の実施例３における距離測定器の基本構成図である。被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群１と、該レンズ群１からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段２と、該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段３と、前記画像信号と前記位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段４と、該オートフォーカス手段４からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段６と、該距離算出手段６により算出した距離情報が予め定められた距離範囲であった場合に音声あるいは画像あるいは文字あるいは光で出力する出力手段９と、を有する構成とする。以下各要素の連携動作に関して示す。

本発明の実施例３における距離測定器では、前記実施例１で述べた距離測定器に対して、前記距離算出手段により算出した距離情報が予め定められた距離範囲の場合に音声あるいは画像あるいは文字あるいは光で出力する出力手段９を有するものとする。それ以外の、レンズ群１、撮像手段２、オブジェクト抽出手段３、オートフォーカス手段４、距離算出手段６、に関しては、実施例１に述べたものと同様である。

以上の構成において、例えば人物や車両が特定の距離以内に接近している場合に、本発明における距離測定器の使用者または本発明における距離測定器の近くにいる人物に対して、音声あるいは画像あるいは文字あるいは光を用いることで警告を発して周知させることが可能となる。具体的に例えば、本発明における距離測定器を車両前方に搭載しておき、前方の車両が一定距離以内に接近した場合に追突の危険があることを運転者に周知させることが可能となる。

また具体的に例えば、本発明における距離測定器を据え置き型の監視カメラとすることで、不審人物が近づいてきた場合に、音声あるいは画像あるいは文字あるいは光を用いることで、本発明における距離測定器の使用者または本発明における距離測定器の近くにいる人物に対して認識させることができる。

図１０は本発明の実施例４における物体移動速度測定器の基本構成図である。被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群１と、該レンズ群１からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段２と、該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段３と、前記画像信号と前記位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段４と、該オートフォーカス手段４からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段６と、時間情報を生成するタイマ手段７と、前記オートフォーカス手段４により合焦された第1の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段７からの時間情報と、前記オートフォーカス手段４により合焦点された第2の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段７からの時間情報との差分から、前記オブジェクト抽出手段３により抽出したオブジェクトが前記レンズ群に対して接近したか遠ざかったかの方向情報とその移動速度情報を出力する速度算出手段８と、前記速度算出手段により算出した方向情報とその移動速度情報が予め定められた方向かつ予め定められた速度範囲であった場合に音声あるいは画像あるいは文字あるいは光で出力する出力手段９と、を有する構成とする。以下各要素の連携動作に関して示す。

本発明の実施例４における物体移動速度測定器では、前記実施例２で述べた物体移動速度測定器に対して、さらに速度算出手段８からの方向情報とその移動速度情報がそれぞれ予め定められた方向かつ予め定められた速度範囲の場合に、音声あるいは画像あるいは文字あるいは光で出力する出力手段９を有するものとする。それ以外の、レンズ群１、撮像手段２、オブジェクト抽出手段３、オートフォーカス手段４、距離算出手段６、速度算出手段８に関しては、実施例２に述べたものと同様である。

以上の構成により、例えば人物や車両が特定の速度以上で接近してきた場合に、本発明における距離測定器の使用者または本発明における距離測定器の近くにいる人物に対して、音声あるいは画像あるいは文字あるいは光を用いることで警告を発して周知させることが可能となる。具体的に例えば、本発明における距離測定器を車両前方に搭載しておき、前方の車両が一定速度以上で接近した場合に追突の危険があることを運転者に周知させることが可能となる。

また、例えば車両が特定の速度以上で遠ざかった場合に、警告を発することが可能となる。具体的に例えば、本発明における距離測定器を車両前方に搭載しておき、前方の車が加速し遠ざかったことを、本発明における物体移動速度測定器を搭載した車両の運転者に周知させることが可能となる。

それ以外の効果については実施例２に記載のものと同様である。

図１１は本発明の実施例５における距離測定器の基本構成図である。被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群１と、該レンズ群１からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段２と、該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段３と、前記画像信号と前記位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段４と、該オートフォーカス手段４からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段６と、該距離算出手段６により算出した距離情報が予め定められた距離範囲の場合に前記画像信号を記録する画像記録手段１０と、を有する構成とする。以下各要素の連携動作に関して示す。

本発明の実施例５における距離測定器では、前記実施例１で述べた距離測定器に対して、該距離算出手段により算出した距離情報が予め定められた距離範囲の場合に前記画像信号を自動的に記録する画像記録手段１０を有するものとする。それ以外の、レンズ群１、撮像手段２、オブジェクト抽出手段３、オートフォーカス手段４、距離算出手段６関しては、実施例１に述べたものと同様である。

以上の構成により、例えば人物や車両が特定の距離以内に接近している場合に自動的に画像を記録しておくシステムを提供できる。具体的に例えば、本発明の実施例５における距離測定器を据え置き型の監視カメラとすることで、不審人物が近づいてきた場合のみ、画像を記録することができ、画像保存用のストレージ容量を節約することができる。また具体的に例えば、本発明の実施例５における物体移動速度測定器を車両に搭載しドライブレコーダーとし、特定の距離以内に車両が接近してきた場合のみ画像を記録することができ、例えば事故時の画像のみを保存することが可能となり、保存用のストレージ容量を節約することができる。

図１２は本発明の実施例６における物体移動速度測定器の基本構成図である。被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群１と、該レンズ群１からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段２と、該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段３と、前記画像信号と前記位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段４と、該オートフォーカス手段４からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段６と、時間情報を生成するタイマ手段７と、前記オートフォーカス手段４により合焦された第1の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段７からの時間情報と、前記オートフォーカス手段４により合焦点された第2の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段７からの時間情報との差分から、前記オブジェクト抽出手段３により抽出したオブジェクトが前記レンズ群に対して接近したか遠ざかったかの方向情報とその移動速度情報を出力する速度算出手段８と、該該速度算出手段８により算出した方向情報とその移動速度情報が予め定められた方向かつ予め定められた速度範囲の場合に前記画像信号を記録する画像記録手段１０と、を有する構成とする。以下各要素の連携動作に関して示す。

本発明の実施例６における物体移動速度測定器では、前記実施例２で述べた物体移動速度測定器に対して、さらに前記速度算出手段により算出した方向情報とその移動速度情報が予め定められた方向かつ予め定められた速度範囲の場合に前記画像信号を記録する画像記録手段１０を有するものとする。それ以外の、レンズ群１、撮像手段２、オブジェクト抽出手段３、オートフォーカス手段４、距離算出手段６、タイマ手段７、速度算出手段８に関しては、実施例２に述べたものと同様である。

以上の構成により、例えば人物や車両が特定の速度以上で接近してきた場合に自動的に画像を記録しておくシステムを提供できる。具体的に例えば、本発明の実施例６における物体移動速度測定器を据え置き型の監視カメラとすることで、特定の速度以上で不審者が接近してきた場合のみ、画像を記録することができ、画像保存用のストレージ容量を節約することができる。また具体的に例えば、本発明の実施例６における物体移動速度測定器を車両に搭載しドライブレコーダーとし、特定の速度以上で車両が接近してきた場合のみ画像を記録することができ、例えば事故時の画像のみを保存することが可能となり、保存用のストレージ容量を節約することができる。

図１３は本発明の実施例７における物体移動速度測定器の基本構成図である。被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群１と、該レンズ群１からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段２と、該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段３と、前記画像信号と前記位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段４と、該オートフォーカス手段４からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段６と、時間情報を生成するタイマ手段７と、前記オートフォーカス手段４により合焦された第1の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段７からの時間情報と、前記オートフォーカス手段４により合焦点された第2の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段７からの時間情報との差分から、前記オブジェクト抽出手段３により抽出したオブジェクトが前記レンズ群に対して接近したか遠ざかったかの方向情報とその移動速度情報を出力する速度算出手段８と、該該速度算出手段８により算出した方向情報とその移動速度情報が予め定められた方向かつ予め定められた速度範囲の場合に第２の移動物体の移動速度を変更する速度制御手段１１と、を有する構成とする。以下各要素の連携動作に関して示す。

本発明の実施例７における物体移動速度測定器では、前記実施例２で述べた物体移動速度測定器に対して、該速度算出手段により算出した方向情報とその移動速度情報が予め定められた方向かつ予め定められた速度範囲の場合に第２の移動物体の移動速度を変更する速度制御手段１１を有するものとする。それ以外の、レンズ群１、撮像手段２、オブジェクト抽出手段３、オートフォーカス手段４、距離算出手段６、タイマ手段７、速度算出手段８に関しては、実施例２に述べたものと同様である。

以上の構成により、例えば本発明の実施例７における第２の移動物体を車両とし、本発明における物体移動速度測定器を該第２の移動物体である車両搭載した場合に、例えば人物や該第２の移動物体である車両以外の車両が接近してきた場合に危険と判定し、本発明を搭載した車両を自動的に減速させ、追突事故を防ぐあるいはダメージを軽減させることが出来る。

また、例えば本発明の実施例７における第２の移動物体を車両とし、本発明における物体移動速度測定器を該第２の移動物体である車両搭載した場合に、例えば人物や該第２の移動物体である車両以外の車両が特定の速度以上で本発明を搭載した車両にから遠ざかった場合に、本発明を搭載した車両を前方の車両に自動追尾させるシステムを提供できる。

尚、本発明を車両に搭載した場合としたが、航空機や船舶など速度制御手段を有するものであればよい。

本発明の実施例１における距離測定器の基本構成図本発明の実施例１における撮影状況イメージ図本発明の実施例１における撮影画像のイメージ図本発明の実施例２における物体移動速度測定器の基本構成図本発明の実施例２における撮影状況イメージ図１本発明の実施例２における撮影画像のイメージ図１本発明の実施例２における撮影状況イメージ図２本発明の実施例２における撮影画像のイメージ図２本発明の実施例３における距離測定器の基本構成図本発明の実施例４における物体移動速度測定器の基本構成図本発明の実施例５における距離測定器の基本構成図本発明の実施例６における物体移動速度測定器の基本構成図本発明の実施例７における物体移動速度測定器の基本構成図

符号の説明

１レンズ群
２撮像手段
３オブジェクト抽出手段
４オートフォーカス手段
６距離算出手段
７タイマ手段
８速度算出手段
９出力手段
１０画像記録手段
１１車両速度変更手段

Claims

被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群と、
該レンズ群からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、
該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段と、
前記画像信号と該位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段と、
該オートフォーカス手段からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段と、
を有することを特徴とする距離測定器。
被写体からの光を所定の焦点距離に結像するレンズ群と、
該レンズ群からの入射光を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、
該画像信号から予め定められた特徴情報を含むオブジェクトを検出し該オブジェクトの一部またはすべてを含む領域の位置情報を生成するオブジェクト抽出手段と、
前記画像信号と該位置情報を基に前記オブジェクトの一部またはすべてを含む領域に合焦させるとともに合焦時の焦点距離情報を算出するオートフォーカス手段と、
該オートフォーカス手段からの焦点距離情報を基に前記レンズ群から前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトまでの間の距離を算出する距離算出手段と、
時間情報を出力するタイマ手段と、
前記オートフォーカス手段により合焦された第1の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段からの時間情報と、前記オートフォーカス手段により合焦点された第2の時点での焦点距離情報とそれに対応する前記タイマ手段からの時間情報との差分から、前記オブジェクト抽出手段により抽出したオブジェクトが前記レンズ群に対して接近したか遠ざかったかの方向情報とその移動速度情報を出力する速度算出手段と、
を有することを特徴とする物体移動速度測定器
前記請求項１または２に記載のオブジェクト抽出手段は、
予め定められた特徴情報として人物の顔の部位に関する特徴をパターン化した情報を記録しておく顔パターン記録手段と、前記オブジェクトを検出するものとして前記パターン化した情報と前記撮像手段からの画像信号とを比較することで人物の顔を検出する人物検出手段と、で構成されることを特徴とした距離測定器または物体移動速度測定器。
前記請求項１または２に記載のオブジェクト抽出手段は、
予め定められた特徴情報として車両に備え付けられた外装部品に関する特徴をパターン化した情報を記録しておく車両パターン記録手段と、前記オブジェクトを検出するものとして前記パターン化した情報と前記撮像手段からの画像信号とを比較することで車両本体または車両に備え付けられた外装部品を検出する車両検出手段と、で構成されることを特徴とした距離測定器または物体移動速度測定器。
請求項１に記載の距離測定器において、
前記距離算出手段により算出した距離情報が予め定められた距離範囲の場合に音声あるいは画像あるいは文字あるいは光で出力する出力手段を有すること、
を特徴とする距離測定器。
請求項２に記載の物体移動速度測定器において、
前記速度算出手段により算出した方向情報とその移動速度情報が予め定められた方向かつ予め定められた速度範囲の場合に音声あるいは画像あるいは文字あるいは光で出力する出力手段を有すること、
を特徴とする物体移動速度測定器。
請求項１に記載の距離測定器において、
前記距離算出手段により算出した距離情報が予め定められた距離範囲の場合に前記画像信号を記録する画像記録手段を有すること、
を特徴とする距離測定器。
請求項２に記載の物体移動速度測定器において、
前記速度算出手段により算出した方向情報とその移動速度情報が予め定められた方向かつ予め定められた速度範囲の場合に前記画像信号を記録する画像記録手段を有すること、
を特徴とする物体移動速度測定器。
請求項１に記載の距離測定器において、
前記距離算出手段により算出した距離情報が予め定められた距離範囲の場合に車両あるいは航空機の移動速度を変更する速度制御手段を有すること、
を特徴とする距離測定器。
請求項２に記載の物体移動速度測定器において、
前記速度算出手段により算出した方向情報とその移動速度情報が予め定められた方向かつ予め定められた速度範囲の場合に第２の移動物体の移動速度を変更する速度制御手段を有すること、
を特徴とする物体移動速度測定器。