JP6328966B2 - 距離画像生成装置、物体検出装置および物体検出方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
まず、本実施形態の、距離画像を生成して物体を検出する、距離画像生成物体検出装置の構成を説明する。図1は、本実施形態の距離画像生成物体検出装置100の機能ブロック図である。
ここで、光飛行時間型(TOF方式)の距離画像生成物体検出装置100における距離画像生成の原理を説明する。図3は、距離画像生成の原理を説明するための図である。
距離画像生成部170は、上述の電荷蓄積時間Tf間隔で蓄積された各電荷量C1、C2、C3、C4を用い、画素毎に、式(2)に従って位相差φを求める。そして、求めた位相差φを用いて、式(1)に従って、物体113までの計算距離値Dを求める。
計算距離画像生成部171は、複数の電荷蓄積部150に蓄積された蓄積電荷に演算処理を施し、画素毎の計算距離値を得、当該計算距離値を画素値とする計算距離画像を生成する。本実施形態では、1フレーム時間Tf毎に、上記式(1)を用いて計算距離値を算出する。
フィルタパラメータ決定部172は、前記計算距離画像における対象物113の計算距離値および予め保持する対象物113の大きさの情報に応じて、、平滑化に用いるフィルタのパラメータを画素毎に決定する。以下、本明細書では、画像上の物体113を表示する画素数を、占有画素数と呼ぶ。
次に、本実施形態のフィルタパラメータ決定部172による、フィルタパラメータ決定手法の詳細について説明する。
まず、距離画像を平滑化する空間フィルタ321の最適なサイズ(画素数)が、物体113が同一であれば、センサ120からの距離によって異なることを説明する。
p=a/((D-F)/F) ・・・(3)
次に、距離画像を平滑化する時間フィルタ322の最適なサイズ(フレーム数)が、物体113が同一(速度も同一)であれば、センサ120からの距離によって異なることを説明する。
平滑化画像生成部173は、決定したパラメータのフィルタ(空間フィルタ321および時間フィルタ322)を適用し、平滑化後の距離画像を得る。本実施形態では、フィルタを、計算距離値を画素値とする計算距離画像に適用し、平滑化する。距離画像生成部170は、平滑化画像生成部173において平滑化後の計算距離画像を平滑化距離画像として出力する。
図10に、図9(a)、図9(b)、図9(c)の時間的に連続した距離画像210a、210b、210cに、本実施形態のフィルタパラメータ決定部172が決定した最適なパラメータの空間フィルタ321と時間フィルタ322とを施した後の距離画像(平滑化距離画像)220を示す。
次に、物体検出部180について説明する。物体検出部180は、平滑化距離画像220上で、大きさが既知の物体113を検出する。
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、計算距離画像に基づいて、既知の物体113を検出するために最適なフィルタパラメータを決定している。本実施形態では、計算距離画像から、背景等の情報を除いた補正距離画像を用い、フィルタパラメータを決定する。
参照画像格納部174は、距離画像生成物体検出装置100の撮像視野の背景情報を、参照画像400として格納しておく。背景情報は、上述のように、距離画像生成物体検出装置100が検出対象とする物体113以外の、撮像視野内の距離画像である。なお、参照画像は、予め、物体113が存在しない状態で撮像し、格納しておく。
そして、前記計算距離画像から予め保持する参照画像を減算して補正距離画像を生成する補正距離画像生成部175をさらに備え、前記フィルタパラメータ決定部172は、前記補正距離画像の当該対象物の画素値および前記大きさの情報に応じて、前記パラメータを決定し、前記平滑化画像生成部173は、前記補正距離画像に前記フィルタを適用する。
Claims (8)
- 対象空間に変調した変調光を照射する光源を備える光源部と、
前記光源部から照射され、前記対象空間内の対象物の表面で反射した反射光を含む光を受光して電荷に変換する光電変換素子を複数の画素についてそれぞれ備えるセンサ部と、
前記光電変換素子ごとに複数設けられた電荷蓄積部と、
前記変調光の変調に同期して、前記光電変換素子により変換された電荷を前記複数の電荷蓄積部に振り分ける電荷振分部と、
前記複数の電荷蓄積部に蓄積された蓄積電荷を用いて画素値が距離値である距離画像を生成する距離画像生成部と、を備え、
前記距離画像生成部は、
前記複数の電荷蓄積部の前記蓄積電荷に演算処理を施して画素毎に計算距離値を得、当該計算距離値を画素値とする計算距離画像を生成する計算距離画像生成部と、
前記計算距離画像における前記対象物の計算距離値および予め保持する当該対象物の大きさの情報に応じて、平滑化に用いるフィルタのパラメータを画素毎に決定するフィルタパラメータ決定部と、
前記決定したパラメータのフィルタを適用して平滑化した後の値を画素値とする平滑化距離画像を得る平滑化画像生成部と、を備え、前記平滑化距離画像を前記距離画像とすること
を特徴とする距離画像生成装置。 - 請求項1記載の距離画像生成装置であって、
前記平滑化画像生成部は、前記計算距離画像に前記フィルタを適用すること
を特徴とする距離画像生成装置。 - 請求項1記載の距離画像生成装置であって、
前記計算距離画像から予め保持する参照画像を減算して補正距離画像を生成する補正距離画像生成部をさらに備え、
前記フィルタパラメータ決定部は、前記補正距離画像の当該対象物の画素値および前記大きさの情報に応じて、前記パラメータを決定し、
前記平滑化画像生成部は、前記補正距離画像に前記フィルタを適用すること
を特徴とする距離画像生成装置。 - 請求項1から3いずれか1項記載の距離画像生成装置と、
前記平滑化距離画像を用いて物体の有無を検出する物体検出部と、を備えること
を特徴とする物体検出装置。 - 対象空間に変調した変調光を照射する光源部と、
前記光源部から照射され、前記対象空間内の対象物の表面で反射した反射光を含む光を受光して電荷に変換する光電変換素子を複数の画素それぞれについて備えるセンサ部と、
前記光電変換素子ごとに複数設けられた電荷蓄積部と、
前記変調光の変調に同期して、前記光電変換素子により変換された電荷を前記複数の電荷蓄積部に振り分ける電荷振分部と、を備える物体検出装置における物体検出方法であって、
前記複数の電荷蓄積部に蓄積された蓄積電荷に演算処理を施して画素毎に計算距離値を得、当該計算距離値を画素値とする計算距離画像を生成する計算距離画像生成ステップと、
前記計算距離画像における前記対象物の計算距離値および予め保持する当該対象物の大きさの情報に応じて、平滑化に用いるフィルタのパラメータを画素毎に決定するフィルタパラメータ決定ステップと、
前記計算距離画像に前記パラメータのフィルタを適用して平滑化距離画像を得る平滑化ステップと、
前記平滑化距離画像を用いて物体の有無を検出する物体検出ステップと、を含むこと
を特徴とする物体検出方法。 - 対象空間に変調した変調光を照射する光源部と、
前記光源部から照射され、前記対象空間内の対象物の表面で反射した反射光を含む光を受光して電荷に変換する光電変換素子を複数の画素それぞれについて備えるセンサ部と、
前記光電変換素子ごとに複数設けられた電荷蓄積部と、
前記変調光の変調に同期して、前記光電変換素子により変換された電荷を前記複数の電荷蓄積部に振り分ける電荷振分部と、を備える物体検出装置における物体検出方法であって、
前記複数の電荷蓄積部に蓄積された蓄積電荷に演算処理を施して画素毎に計算距離値を得、当該計算距離値を画素値とする計算距離画像を生成する計算距離画像生成ステップと、
前記計算距離画像から予め保持する参照画像を減算し、補正距離画像を得る補正ステップと、
前記補正距離画像の当該対象物の画素値および予め保持する当該対象物の大きさの情報に応じて、平滑化に用いるフィルタのパラメータを画素毎に決定するフィルタパラメータ決定ステップと、
前記補正距離画像に前記パラメータのフィルタを適用して平滑化距離画像を得る平滑化ステップと、
前記平滑化距離画像を用いて物体の有無を検出する物体検出ステップと、を含むこと
を特徴とする物体検出方法。 - 対象空間に変調した変調光を照射する光源を備える光源部と、
前記光源部から照射され、前記対象空間内の対象物の表面で反射した反射光を含む光を受光して電荷に変換する光電変換素子を複数の画素それぞれについて備えるセンサ部と、
前記光電変換素子ごとに複数設けられた電荷蓄積部と、
前記変調光の変調に同期して、前記光電変換素子により変換された電荷を前記複数の電荷蓄積部に振り分ける電荷振分部と、を備える物体検出装置のコンピュータに、
前記複数の電荷蓄積部に蓄積された蓄積電荷に演算処理を施して画素毎に計算距離値を得、当該計算距離値を画素値とする計算距離画像を生成する計算距離画像生成手順、
前記計算距離画像における前記対象物の計算距離値および予め保持する当該対象物の大きさの情報に応じて、平滑化に用いるフィルタのパラメータを画素毎に決定するフィルタパラメータ決定手順、
前記計算距離画像に前記パラメータのフィルタを適用して平滑化距離画像を得る平滑化手順、
前記平滑化距離画像を用いて物体の有無を検出する物体検出手順、を実行させるためのプログラム。 - 対象空間に変調した変調光を照射する光源を備える光源部と、
前記光源部から照射され、前記対象空間内の対象物の表面で反射した反射光を含む光を受光して電荷に変換する光電変換素子を複数の画素それぞれについて備えるセンサ部と、
前記光電変換素子ごとに複数設けられた電荷蓄積部と、
前記変調光の変調に同期して、前記光電変換素子により変換された電荷を前記複数の電荷蓄積部に振り分ける電荷振分部と、を備える物体検出装置のコンピュータに、
前記複数の電荷蓄積部に蓄積された蓄積電荷に演算処理を施して画素毎に計算距離値を得、当該計算距離値を画素値とする計算距離画像を生成する計算距離画像生成手順、
前記計算距離画像から予め保持する参照画像を減算し、補正距離画像を得る補正手順、
前記補正距離画像の当該対象物の画素値および予め保持する当該対象物の大きさの情報に応じて、平滑化に用いるフィルタのパラメータを画素毎に決定するフィルタパラメータ決定手順、
前記補正距離画像に前記パラメータのフィルタを適用して平滑化距離画像を得る平滑化手順、
前記平滑化距離画像を用いて物体の有無を検出する物体検出手順、を実行させるためのプログラム。
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