專利名稱：距離測量裝置以及環(huán)境地圖生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由搭載于車輛的攝像頭拍攝車輛行駛道路周邊的周邊物并使用拍攝到的圖像來測量到周邊物的距離的距離測量裝置以及使用距離測量裝置獲取周邊物的三維圖像來生成環(huán)境地圖的環(huán)境地圖生成裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為通過單眼攝像頭將特征點(diǎn)三維化并校正特征點(diǎn)距離的技術(shù)，例如已知有日本特開2007-263657號公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)所公開的三維坐標(biāo)獲取裝置。在該專利文獻(xiàn)I中公開了一種三維坐標(biāo)獲取裝置，其具有:單眼立體處理部，其具有以規(guī)定的距離設(shè)置的兩個(gè)攝像頭，利用兩個(gè)攝像頭中的一個(gè)攝像頭獲取周邊物標(biāo)的三維坐標(biāo)；以及復(fù)眼立體處理部，其使用兩個(gè)攝像頭同時(shí)拍攝的圖像來獲取周邊物標(biāo)的三維坐標(biāo)，其中，該三維坐標(biāo)獲取裝置選擇由各個(gè)處理部運(yùn)算出的三維坐標(biāo)或者對由各個(gè)處理部運(yùn)算出的三維坐標(biāo)進(jìn)行合成來計(jì)算周邊物標(biāo)的三維坐標(biāo)。專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-263657號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在專利文獻(xiàn)I的方法中，僅對通過單眼立體處理以及復(fù)眼立體處理的兩個(gè)處理同時(shí)算出的特征點(diǎn)進(jìn)行校正，無法對整個(gè)環(huán)境地圖進(jìn)行校正。本發(fā)明是為了解決這種以往的問題而完成的，其目的在于提供一種高精確度地測量到周邊物的距離的距離測量裝置以及能夠在整體上改進(jìn)高精確度的環(huán)境地圖的標(biāo)度精確度的環(huán)境地圖生成裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的距離測量裝置或環(huán)境地圖生成裝置具備:特征點(diǎn)檢測部，其從在車輛移動時(shí)拍攝到的車輛周圍的圖像中檢測存在于車輛周圍的多個(gè)物體的特征點(diǎn)；第一距離計(jì)算部，其根據(jù)檢測出的特征點(diǎn)的時(shí)間變化，來計(jì)算從特征點(diǎn)到攝像部的第一距離；第二距離計(jì)算部，其利用存在于圖像內(nèi)的多個(gè)物體中所包含的特定物體的一部分像素來計(jì)算從特定物體到攝像部的第二距離；以及標(biāo)度校正部，其在多個(gè)物體的特征點(diǎn)中抽取與特定物體的一部分像素大致一致的特定特征點(diǎn)，計(jì)算特定特征點(diǎn)處的第一距離與第二距離的比率，根據(jù)比率對由特征點(diǎn)檢測部同時(shí)檢測出的特定特征點(diǎn)以外的多個(gè)特征點(diǎn)的第一距離進(jìn)行校正。


圖1是表示存在于成為檢測對象的周邊物標(biāo)OBl、0B2的特征點(diǎn)FP、FPe與邊緣部ED之間的關(guān)系的不意圖。圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置100被搭載于車輛內(nèi)的情形的不意圖。圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置100的結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置100的環(huán)境地圖生成處理的過程的流程圖。圖5是由本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置100執(zhí)行標(biāo)度校正時(shí)的說明圖。圖6是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置200的結(jié)構(gòu)的框圖。圖7是概略地表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置200的特征點(diǎn)檢測處理的說明圖。圖8是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置300的結(jié)構(gòu)的框圖。圖9是表示第四實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置400的結(jié)構(gòu)的框圖。圖10是表示第四實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置400的環(huán)境地圖生成處理的過程的流程圖。圖11是表示第五實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置500的結(jié)構(gòu)的框圖。圖12是表示第六實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置600的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。[第一實(shí)施方式的說明]圖1是表示存在于成為檢測對象的周邊物標(biāo)OBl、0B2上的特征點(diǎn)FP、FPe與邊緣部ED之間的關(guān)系的示意圖，圖2是表示在車輛內(nèi)搭載有環(huán)境地圖生成裝置100的情形的示意圖，圖3是表示第一實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1 圖3所示，本實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置100被搭載于車輛I中，獲取周邊物標(biāo)0B1、0B2的三維信息來生成環(huán)境地圖，其具備攝像部2、環(huán)境地圖構(gòu)成E⑶(Electronic Control Unit:電子控制單元)3、光投射部4以及環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5。攝像部2例如是使用CCD等固體攝像元件的攝像頭，例如在車輛I的車內(nèi)鏡部的背后側(cè)設(shè)置成朝向能夠拍攝車輛前方的方向。攝像部2獲取普通的圖像，同時(shí)也接受由光投射部4照射出的光經(jīng)由被測量物的反射光。而且，將拍攝到的圖像輸出到環(huán)境地圖構(gòu)成ECU3。環(huán)境地圖構(gòu)成E⑶3具備光投射控制部31、檢波部32、邊緣檢測部33、距離計(jì)算部34、特征點(diǎn)檢測部35、本車輛位置估計(jì)部36、環(huán)境地圖生成部37以及標(biāo)度校正部38，是進(jìn)行使用攝像圖像生成環(huán)境地圖等后述的各種處理的電子控制單元。此外，該環(huán)境地圖構(gòu)成E⑶3也可以兼用作用于其它的控制的E⑶。另外，環(huán)境地圖構(gòu)成E⑶3與普通的E⑶同樣地由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成，在ROM中保存有實(shí)現(xiàn)后述的各種處理單元的程序。光投射部4例如是具備大燈、反射鏡的頭燈，具有在水平方向上形成發(fā)光區(qū)域的配光特性。在該水平方向上形成的發(fā)射光照射向被測量物，實(shí)現(xiàn)在被測量物上清晰地映出照射區(qū)域與非照射區(qū)域的亮度邊界的配光。即，光投射部4具備投射出在水平方向上具有發(fā)光區(qū)域的時(shí)間調(diào)制的脈沖光的功能。
環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5是將環(huán)境地圖生成部37所構(gòu)建的環(huán)境地圖信息與由攝像部2拍攝到的攝像圖像、由本車輛位置估計(jì)部36獲取到的本車輛位置等附加信息一起進(jìn)行存儲的存儲單元，例如能夠使用硬盤、存儲卡等存儲介質(zhì)。設(shè)置在環(huán)境地圖構(gòu)成ECU3中的光投射控制部31通過PWM控制等來控制光投射部4進(jìn)行脈沖點(diǎn)亮?xí)r的點(diǎn)亮和熄滅時(shí)間的長短。作為光投射部4的光投射模式，例如只要使用在水平方向上具有發(fā)光區(qū)域、也向下方區(qū)域照射投射光的光投射模式即可。另外，光投射控制部31輸出攝像部2的攝像時(shí)序信號。并且，對檢波部32提供用于進(jìn)行檢波處理的載波(載波頻率)，該檢波處理用于從與由光投射部4照射出的脈沖光同步地拍攝到的圖像中抽取脈沖光。檢波部32使用由攝像部2按時(shí)間序列獲得的圖像，在將處理區(qū)域限定為圖像中的所有像素、或者在圖像中限定出處理區(qū)域的情況下，在圖像處理區(qū)域中的所有像素中僅抽取與由光投射部4照射的脈沖光同步的光。作為穩(wěn)定地僅檢測所照射的光的處理，使用一般使用的公知的同步檢波方法即可。在本實(shí)施方式中，針對由攝像部2拍攝到的圖像的所有像素、或者被設(shè)定為處理區(qū)域的圖像區(qū)域中的所有像素實(shí)施該同步檢波處理，在各像素中進(jìn)行照射光的抽取。另外，作為輸送偏移調(diào)制方式，例如能夠使用BPSK(Binary PhaseShift Keying:二相移相調(diào)制)。邊緣檢測部33從由檢波部32抽取出的照射光圖像中檢測照射光的上端邊緣部ED0即，如圖1所示，向周邊物標(biāo)0B1、0B2照射脈沖光，從由攝像部2拍攝到的圖像中檢測作為照射光的上端的邊緣部ED。距離計(jì)算部34具備第一距離計(jì)算部34a和第二距離計(jì)算部34b。第二距離計(jì)算部34b基于三角測量的原理，根據(jù)照射光上端邊緣部ED的照射方向與攝像部2的視軸所形成的角度以及布局，針對由邊緣檢測部33檢測并確定出的邊緣部ED上的各像素計(jì)算距離(將其稱為第二距離)。計(jì)算方法使用一般稱為光切法的方法即可。另外，第一距離計(jì)算部34a計(jì)算從由本車輛位置估計(jì)部36估計(jì)出的本車輛位置的從攝像部2的設(shè)置位置到多個(gè)特征點(diǎn)的距離(將其稱為第一距離)。此外，至此說明的光投射部4、光投射控制部31、檢波部32、邊緣檢測部33、距離計(jì)算部34的具體的控制方法能夠使用上述方法以外的公知的技術(shù)。特征點(diǎn)檢測部35針對攝像部2的攝像圖像或者存儲在環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中的過去的攝像圖像來檢測畫面內(nèi)的特征點(diǎn)。在此，特征點(diǎn)是指畫面移動時(shí)能夠追蹤的點(diǎn)，一般是指在縱方向、橫方向上均存在亮度差的點(diǎn)。作為檢測方法，作為穩(wěn)定的特征點(diǎn)檢測方法(例如SIFT、SURF、fast等)提出了各種方法，能夠使用各種方法。本車輛位置估計(jì)部36根據(jù)攝像部2的攝像圖像、存儲在環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中的攝像圖像和特征點(diǎn)以及車輛上的攝像部2 (攝像頭)的設(shè)置位置的各信息來估計(jì)本車輛位置和姿勢。具體地說，首先利用事前知識(以前的時(shí)間步長(time step)中的本車輛位置估計(jì)結(jié)果、自身位置姿勢估計(jì)(odmetry)信號、車速、加速度信息等)實(shí)施本車輛位置的事前估計(jì)。在通過事前估計(jì)獲得了位置和姿勢的情況下，使用該位置和姿勢，在存儲于環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5的特征點(diǎn)中選擇能夠映現(xiàn)在攝像部2的攝像圖像中的特征點(diǎn)，估計(jì)在攝像圖像內(nèi)的位置，并以該圖像內(nèi)位置估計(jì)值為中心在圖像內(nèi)檢索特征點(diǎn)。由此，檢測基于事前估計(jì)值假設(shè)的圖像內(nèi)位置與實(shí)際檢測出的圖像內(nèi)位置的偏差。之后，根據(jù)圖像內(nèi)特征點(diǎn)位置與基于本車輛位置的事前估計(jì)值計(jì)算出的特征點(diǎn)位置的偏差，計(jì)算出本車輛位置。以下將其稱為“事后估計(jì)”。在此，通過調(diào)整事前位置估計(jì)的結(jié)果使得特征點(diǎn)的位置適合于實(shí)際的測量位置來實(shí)施事后估計(jì)，獲取最終的本車輛位置估計(jì)結(jié)果O環(huán)境地圖生成部37使用攝像部2的攝像圖像上的特征點(diǎn)以及被存儲在環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中并在攝像區(qū)域有重疊的過去的攝像圖像上的特征點(diǎn)進(jìn)行對照，通過公知的方法(例如 R.Hartley and A.Zisserman “Multiple View Geometry，，，Cambridge Universitypress所公開的方法)計(jì)算特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)。算出的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)被輸出到標(biāo)度校正部38。另外，從標(biāo)度校正部38獲取由該標(biāo)度校正部38進(jìn)行標(biāo)度校正后的校正三維坐標(biāo)。標(biāo)度校正后的特征點(diǎn)的校正三維坐標(biāo)在根據(jù)由本車輛位置估計(jì)部36獲得的本車輛位置和姿勢而變換為世界坐標(biāo)系之后，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送并保存到環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中。此時(shí)，本車輛位置和姿勢、攝像圖像也相互關(guān)聯(lián)地同時(shí)被保存。如上所述，為了將利用攝像部2的坐標(biāo)系進(jìn)行了三維化的特征點(diǎn)變換為世界坐標(biāo)系，而需要同時(shí)事先求出攝像部2在世界坐標(biāo)系中的位置和特征點(diǎn)的三維結(jié)構(gòu)。這樣，作為同時(shí)進(jìn)行地圖的生成以及本車輛位置的估計(jì)的方法，提出了 SLAM，與其相關(guān)地公布了各種算法。作為使用了攝像頭的SLAM，列舉出Mono-SLAM、PTAM等。標(biāo)度校正部38使用由距離計(jì)算部34算出的像素的距離信息，對由環(huán)境地圖生成部37進(jìn)行了三維化的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)度變換。在后詳細(xì)記述處理過程。接著，參照圖4所示的流程圖來說明第一實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置100的環(huán)境地圖生成過程。此外，圖4中的步驟S3 步驟S5以及步驟S6 步驟SlO可以利用線程處理同時(shí)執(zhí)行，也可以在步驟S5之后實(shí)施步驟S6。另外，也可以采用以快的周期實(shí)施步驟SI 步驟S5、以慢的周期非同步地實(shí)施步驟S6 步驟S13的方法。首先，在圖4所示的步驟SI中，根據(jù)光投射控制部31的指令，與使光投射部4脈沖點(diǎn)亮同時(shí)地向攝像部2發(fā)送攝像時(shí)序信號。之后，使處理進(jìn)入步驟S2。在步驟S2中，根據(jù)在步驟SI中發(fā)送的攝像時(shí)序信號，取入由攝像部2拍攝到的圖像。之后，使處理進(jìn)入步驟S3和步驟S6。在步驟S3中，根據(jù)步驟S2中的攝像圖像和從光投射部4發(fā)送的載波(載波頻率)，由檢波部32僅抽取與從光投射部4照射的脈沖光同步的光。之后，使處理進(jìn)入步驟S4。在步驟S4中，由邊緣檢測部33從由檢波部32抽取出的照射光圖像中檢測照射光上端邊緣部ED。之后，使處理進(jìn)入步驟S5。在步驟S5中，由距離計(jì)算部34的第二距離計(jì)算部34b針對由邊緣檢測部33檢測并確定出的邊緣部ED上的各像素計(jì)算距離，將計(jì)算出的距離設(shè)為第二距離。之后，使處理進(jìn)入步驟S11。此外，也可以在與步驟S6以后非同步地以高的更新頻率實(shí)施步驟SI S5的利用同步檢波的距離檢測處理的情況下，在步驟S5結(jié)束后將算出的數(shù)據(jù)保存在存儲器中之后，進(jìn)入步驟S6。在步驟S6中，從由攝像部2拍攝到的攝像圖像中選擇在步驟S5中計(jì)算第二距離時(shí)所使用的圖像，使用特征點(diǎn)檢測部35檢測特征點(diǎn)。之后，使處理進(jìn)入步驟S7。在步驟S7中，確認(rèn)在環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中是否已經(jīng)實(shí)施初始化處理。在未實(shí)施初始化的情況下(步驟S7 是”)，使處理進(jìn)入步驟S8，在已進(jìn)行初始化的情況下(步驟S7:“否”)，使處理進(jìn)入步驟S9。在步驟S8中，進(jìn)行環(huán)境地圖的初始化處理。在該處理中，首先將在步驟S6中計(jì)算出的特征點(diǎn)信息保持在存儲器中之后，返回到步驟S2的處理，再次從攝像部2取入攝像圖像，同樣地對特征點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，并與已經(jīng)獲取的特征點(diǎn)進(jìn)行比較，由此進(jìn)行特征點(diǎn)的追蹤。此外，特征點(diǎn)追蹤方法只要應(yīng)用KLT Tracker等一般已知的圖像處理方法即可。持續(xù)地進(jìn)行特征點(diǎn)追蹤，在車輛行進(jìn)固定距離、例如0.5m的時(shí)刻將最初的攝像圖像與當(dāng)前的攝像圖像的特征點(diǎn)進(jìn)行比較，利用一般已知的8點(diǎn)法等方法進(jìn)行特征點(diǎn)的三維化，并且規(guī)定車輛的初始的本車輛位置和姿勢來作為與特征點(diǎn)的相對關(guān)系，并結(jié)束環(huán)境地圖的初始化處理。此外，由于該處理使用連續(xù)地拍攝到的多個(gè)攝像圖像，因此在該處理期間不實(shí)施步驟S9以后的處理。在步驟S9中，使用本車輛位置估計(jì)部36，按照在步驟S6中計(jì)算出的特征點(diǎn)與存儲在環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中的三維特征點(diǎn)群的相對關(guān)系來估計(jì)本車輛位置和姿勢。之后，使處理進(jìn)入步驟SlO。在步驟SlO中，根據(jù)在步驟S9中獲得的本車輛位置和姿勢信息，從環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5獲取在攝像區(qū)域有重疊的過去的攝像圖像。將過去的攝像圖像中的特征點(diǎn)與通過步驟S6的處理獲取到的特征點(diǎn)進(jìn)行比較，利用一致的多個(gè)特征點(diǎn)群，來由環(huán)境地圖生成部37獲得三維特征點(diǎn)群。另外，計(jì)算從攝像部2的設(shè)置位置到各特征點(diǎn)的距離，將其設(shè)為第一距離。由圖1所示的距離計(jì)算部34的第一距離計(jì)算部34a進(jìn)行該第一距離的計(jì)算。之后，使處理進(jìn)入步驟SI I。在步驟Sll中，將通過步驟SlO的處理求出的三維特征群的在當(dāng)前圖像中的像素位置與在步驟S5的處理中存在于邊緣部ED上并被計(jì)算出第二距離的像素位置進(jìn)行比較，由此確認(rèn)是否存在被計(jì)算出第二距離的特征點(diǎn)(特定特征點(diǎn))。在存在被計(jì)算出第二距離的特征點(diǎn)(特定特征點(diǎn))的情況下(步驟Sll 是”)，使處理進(jìn)入步驟S12，在不存在的情況下(步驟Sll 否”)，使處理進(jìn)入步驟S13。在步驟S12中，根據(jù)特征點(diǎn)的距離信息進(jìn)行與本車輛位置同時(shí)計(jì)算出的所有特征點(diǎn)的標(biāo)度校正。之后，使處理進(jìn)入步驟S13。在步驟S13中，在將通過步驟SI I的處理求出的、或者通過步驟S12的處理校正過的特征點(diǎn)群以及本車輛位置和姿勢變換為世界坐標(biāo)系之后，與攝像圖像一起保存到環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中。之后，將處理返回到步驟SI。接著，使用圖5說明具體的方法。此外，在圖5中假設(shè)被檢測出距離的特征點(diǎn)為一個(gè)的情況(即，特征點(diǎn)的圖像位置與由距離計(jì)算部34計(jì)算出的距離算出圖像位置一致的點(diǎn)為一個(gè)的情況)。在圖5和圖1中，符號Ct表示通過步驟S9的處理估計(jì)出的當(dāng)前的攝像位置和姿勢，符號Ct-1表示在拍攝為了進(jìn)行步驟SlO的處理中的特征點(diǎn)的三維化而選擇的攝像圖像時(shí)的攝像位置和姿勢。符號P表示被檢測出距離的特征點(diǎn)(特定特征點(diǎn))。即，特征點(diǎn)P是其圖像位置與由距離計(jì)算部34算出的距離算出圖像位置一致的點(diǎn)。首先，使用通過步驟SlO的處理進(jìn)行了三維化的特征點(diǎn)群的坐標(biāo)位置，來計(jì)算從攝像頭位置Ct到特征點(diǎn)P的距離Dl (第一距離)。接著，將通過步驟S5的處理算出的在特征點(diǎn)像素位置的距離設(shè)為D2(第二距離)，利用R=D2/D1計(jì)算出標(biāo)度比R。接著，以攝像頭位置Ct-1為中心，將攝像頭位置Ct、特征點(diǎn)P以及其它的特征點(diǎn)全部根據(jù)標(biāo)度比R進(jìn)行放大或縮小。在圖5所示的例子中，攝像頭位置C' t和特征點(diǎn)P'分別為攝像頭位置Ct和特征點(diǎn)P進(jìn)行標(biāo)度變換后的位置，以“Ct-l、Ct、P”為頂點(diǎn)的三角形與以“Ct-l、C' t、P' ”為頂點(diǎn)的三角形相似，相似比為1:R(=D1:D2)，進(jìn)行標(biāo)度變換后的攝像頭位置C' t與特征點(diǎn)P'之間的距離與D2—致。然后，對于其它的特征點(diǎn)，也根據(jù)上述標(biāo)度比R，以攝像頭位置Ct-1為中心進(jìn)行放大、縮小。例如特征點(diǎn)P被校正標(biāo)度而變?yōu)樘卣鼽c(diǎn)P'的位置。圖5中的白圓表示校正前的特征點(diǎn)，黑圓表示校正后的特征點(diǎn)。另外，在上述說明中，針對被檢測出第二距離的特征點(diǎn)(特定特征點(diǎn))為一個(gè)的情況進(jìn)行了說明，但是實(shí)際上針對多個(gè)特征點(diǎn)計(jì)算第二距離的情況較多。下面，說明關(guān)于被計(jì)算出第二距離的特征點(diǎn)計(jì)算了 P1、P2、…、Pn的N個(gè)的情況下的標(biāo)度比的計(jì)算過程。首先，關(guān)于N個(gè)特征點(diǎn)Pl Pn的各個(gè)特征點(diǎn)，與上述同樣地計(jì)算標(biāo)度比Rl、R2、…、Rn。接著，將特征點(diǎn)檢測時(shí)的特征點(diǎn)強(qiáng)度H、f2、…、fn定義成特征越強(qiáng)的點(diǎn)、數(shù)字越大來進(jìn)行計(jì)算。例如，在作為利用亮度值之差的特征點(diǎn)檢測方法的FAST中，只要使用中心像素與周邊的比較像素的亮度差的平均值進(jìn)行評分即可。在此，將fl至fn的總和設(shè)為fs。使用計(jì)算出的特征點(diǎn)強(qiáng)度來通過R= (R1X f 1+R2 X f2+...+RnX fn) /fs計(jì)算出標(biāo)度比的代表值R，使用該標(biāo)度比的代表值R(加權(quán)平均值)進(jìn)行標(biāo)度校正即可。此外，作為標(biāo)度比的代表值R的計(jì)算方法，除了上述加權(quán)平均值以外，也可以利用單純的平均值，還可以利用強(qiáng)度最高的特征點(diǎn)的標(biāo)度比R。另外，也可以為關(guān)于距攝像頭(攝像部2)的距離已知的特征點(diǎn)，利用各自的標(biāo)度比來校正標(biāo)度，本車輛位置以及其它的特征點(diǎn)群利用標(biāo)度比的代表值R進(jìn)行校正。這樣，在本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置100中，在利用單眼攝像頭進(jìn)行立體處理的情況下 ，能夠添加利用同步檢波技術(shù)得到的絕對距離信息，因此能夠使表示周邊物標(biāo)的三維位置的地圖與實(shí)際尺寸符合。另外，在運(yùn)算處理的過程中，也同時(shí)進(jìn)行本車輛位置的校正，因此能夠提高本車輛位置估計(jì)精確度。另外，在存在多個(gè)被計(jì)算出第二距離的特征點(diǎn)(特定特征點(diǎn))的情況下，以與各特征點(diǎn)的強(qiáng)度相應(yīng)的加權(quán)進(jìn)行標(biāo)度校正處理，因此能夠進(jìn)行減少了可靠性低的特征點(diǎn)的影響、避免了匹配錯誤且防止了誤差累積的標(biāo)度校正。另外，如果使進(jìn)行立體處理所使用的單眼攝像頭和進(jìn)行同步檢波的攝像頭形成為同一攝像頭，并且使用被設(shè)置于車輛I的大燈作為投射脈沖光的光投射部4，則與通過立體攝像頭進(jìn)行距離檢測的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低。[第二實(shí)施方式的說明]接著，說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。圖6是表示第二實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置200的結(jié)構(gòu)的框圖。圖6與在上述的第一實(shí)施方式中說明的圖3相比，僅將邊緣檢測部33的檢測信號輸出到特征點(diǎn)檢測部35的點(diǎn)不同，其它的結(jié)構(gòu)相同。因此，對于相同結(jié)構(gòu)附加相同的附圖標(biāo)記，并省略結(jié)構(gòu)說明。圖6所示的特征點(diǎn)檢測部35針對攝像部2的攝像圖像或者被存儲在環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中的過去的攝像圖像檢測畫面內(nèi)特征點(diǎn)。并且,該特征點(diǎn)檢測部35使用由邊緣檢測部33求出的邊緣部ED的像素信息，來按每個(gè)區(qū)域變更特征點(diǎn)檢測基準(zhǔn)(特征點(diǎn)檢測閾值)。一般來說在特征點(diǎn)檢測方法中存在閾值，當(dāng)將該閾值設(shè)定得高時(shí)，檢測出的特征點(diǎn)減少，當(dāng)設(shè)定得低時(shí)，檢測出的特征點(diǎn)增多。參照圖7所示的說明圖說明特征點(diǎn)檢測基準(zhǔn)的變更區(qū)域。在通過被搭載于車輛的大燈投射出在水平方向上具有邊緣線的脈沖光來進(jìn)行攝像的情況下，一般來說邊緣部ED的檢測區(qū)域與車輛的俯仰角變動相應(yīng)地在攝像像素上的上下方向上振動。因此，將如圖7所示的由邊緣檢測部33計(jì)算出的檢測邊緣部ED的像素的上下固定區(qū)域GA設(shè)定為特征點(diǎn)檢測基準(zhǔn)的變更區(qū)域，在該區(qū)域?qū)⑻卣鼽c(diǎn)的檢測閾值設(shè)定得低，從而容易檢測出特征點(diǎn)。此外，只要考慮車輛的實(shí)際俯仰角變動值、處理速度要求值等來任意地設(shè)定檢測閾值的變更區(qū)域?qū)挾燃纯?。另外，對于檢測邊緣部ED上的像素，也可以將檢測閾值設(shè)定得更低。第二實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置200的處理過程在步驟S6之前執(zhí)行在上述的第一實(shí)施方式中說明的圖4所示的步驟S3 S5的處理。除此之外與圖4相同，因此省略詳細(xì)的動作說明。這樣，在第二實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置200中，能夠任意地提高在邊緣檢測部33所計(jì)算出的邊緣部ED周邊的特征點(diǎn)密度。即，能夠設(shè)定成在圖7所示的邊緣部ED附近的區(qū)域降低特征點(diǎn)的檢測閾值從而使特征點(diǎn)密度變多。因而，能夠提高檢測出進(jìn)行了三維化的特征點(diǎn)的第二距離的概率，結(jié)果能夠提高表示周邊物標(biāo)的三維位置的地圖的制作精確度。另外，如圖7所示，在通過同步檢波技術(shù)計(jì)算出距離信息的區(qū)域的與邊緣部ED垂直的方向的一定寬度GA中重點(diǎn)獲取特征點(diǎn)，因此即使在進(jìn)行特征點(diǎn)檢測時(shí)未檢測出第二距離的情況下，也能夠增加與車輛的移動同時(shí)地被檢測出第二距離的可能性高的特征點(diǎn)。而且，之后在發(fā)現(xiàn)了被檢測出第二距離的特征點(diǎn)的情況下，也需要從對應(yīng)的過去圖像中對相同的特征點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，但是由于事先作為特征點(diǎn)候選而完成了計(jì)算，因此不進(jìn)行追加處理就能夠容易地找出對應(yīng)特征點(diǎn)。此外，在脈沖光的邊緣線不連續(xù)的情況下，在與邊緣部ED垂直的方向上而非脈沖光的左右方向檢測出第二距離的可能性高，因此通過僅設(shè)為邊緣部ED的垂直方向而非邊緣部ED周邊，不會白白地增加存儲器容量和計(jì)算成本而能夠合理地增加特征點(diǎn)(特定特征點(diǎn))。[第三實(shí)施方式的說明]接著，說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。圖8是表示第三實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置300的結(jié)構(gòu)的框圖。圖8與在上述的第一實(shí)施方式中說明的圖3相比，不同點(diǎn)在于距離計(jì)算部34、標(biāo)度校正部38的處理不同，并且追加了環(huán)境地圖更新部39。其它的結(jié)構(gòu)相同。因此，對于相同結(jié)構(gòu)附加相同的附圖標(biāo)記并省略結(jié)構(gòu)說明。圖8所示的距離計(jì)算部34的第一距離計(jì)算部34a和第二距離計(jì)算部34b基于三角測量的原理，根據(jù)照射光上端邊緣部ED的照射方向與攝像部2的視軸所形成的角度以及布局，針對由邊緣檢測部33檢測并確定出的邊緣部上的各像素計(jì)算第一距離和第二距離。計(jì)算方法使用一般被稱為光切法的方法即可。而且，在第三實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置300中，由距離計(jì)算部34計(jì)算出的像素的第二距離的信息在該像素的位置與由環(huán)境地圖生成部37檢測出的特征點(diǎn)的位置一致的情況下，作為對該特征點(diǎn)附加的信息而保存到環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中。S卩，將附加有第二距離的信息的特征點(diǎn)保存到環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中。標(biāo)度校正部38獲取被存儲在環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中的一定幀數(shù)前(例如一幀前)的特征點(diǎn)群和本車輛位置信息，判斷在該特征點(diǎn)群中是否存在附加有距離信息的特征點(diǎn)，在存在的情況下，進(jìn)行該特征點(diǎn)群的標(biāo)度校正處理。該標(biāo)度校正處理能夠使用在上述的第一實(shí)施方式中說明的圖4的步驟S12的處理中所說明的方法。并且，在進(jìn)行了標(biāo)度校正的情況下，由于一定幀數(shù)前的本車輛位置也被校正，因此需要對在該幀之后計(jì)算出的本車輛位置和特征點(diǎn)群進(jìn)行校正。具體地說，進(jìn)行與通過上述標(biāo)度校正來對本車輛位置進(jìn)行的校正等同的坐標(biāo)變換、即與圖5所示的從攝像頭位置Ct向C' t的坐標(biāo)變換等同的坐標(biāo)變換，來校正位置。環(huán)境地圖更新部39使用被相互關(guān)聯(lián)地保存在環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5中的攝像圖像、特征點(diǎn)群以及拍攝時(shí)的本車輛位置信息，來與主要的處理步驟非同步地進(jìn)行環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫5的更新。作為更新方法,使用作為公知技術(shù)的Bundle Adjustment (例如，G.Klein andD.Murray “Parallel Tracking and Mapping for SmallAR Workspaces”，ISMAR2007 中公開的方法)即可。由此，與特征點(diǎn)群的位置的校正同時(shí)地將無法取得一致性的特征點(diǎn)從多個(gè)攝像圖像中刪除。接著，說明環(huán)境地圖生成裝置300的處理過程。第三實(shí)施方式的處理過程除了在上述的第一實(shí)施方式中說明的圖4的流程圖所示的步驟S12的標(biāo)度校正處理與其它的處理步驟非同步地通過不同的線程實(shí)施以外，與圖4的流程圖相同，因此省略詳細(xì)的動作說明。這樣，在第三實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置300中，環(huán)境地圖更新部39不僅與新圖像的獲取同時(shí)地更新環(huán)境地圖內(nèi)的特征點(diǎn)群，還非同步地進(jìn)行位置的校正、在無法取得一致性的情況下進(jìn)行刪除，因此能夠僅剩余可靠性高的特征點(diǎn)。然后，僅在多次更新之后剩余的情況下而非特征點(diǎn)檢測時(shí)，對距離算出特征點(diǎn)應(yīng)用標(biāo)度校正，由此能夠在標(biāo)度校正中僅利用可靠性高的特征點(diǎn)，從而能夠提高環(huán)境地圖的精確度可靠性。[第四實(shí)施方式的說明]接著，說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式。圖9是表示第四實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置400的結(jié)構(gòu)的框圖。圖9所示的環(huán)境地圖生成裝置400與第一實(shí)施方式所說明的圖3相比，不同點(diǎn)在于攝像部2不同，并省略了光投射控制部31、檢波部32、邊緣檢測部33以及光投射部4。其它的結(jié)構(gòu)相同。因此，針對相同結(jié)構(gòu)附加相同的附圖標(biāo)記并省略結(jié)構(gòu)說明。攝像部2由位置關(guān)系已知并被固定的兩個(gè)攝像頭(攝像頭A和攝像頭B)構(gòu)成的所謂的立體攝像頭，例如朝向能夠拍攝車輛前方的方向被設(shè)置在車輛I的車內(nèi)鏡部的背后偵U。攝像部2使兩個(gè)攝像頭同步地進(jìn)行攝像，并將拍攝到的圖像輸出到環(huán)境地圖構(gòu)成ECU3。此外，距離計(jì)算部34使用攝像頭A和攝像頭B的兩個(gè)圖像來計(jì)算距離，但是在特征點(diǎn)檢測部35、本身位置估計(jì)部36、環(huán)境地圖生成部37中，僅使用由攝像頭A和攝像頭B拍攝到的圖像的某一方的圖像。距離計(jì)算部34具備第一距離計(jì)算部34a和第二距離計(jì)算部34b。第二距離計(jì)算部34b將攝像頭A和攝像頭B的圖像進(jìn)行比較，找出在圖像間對應(yīng)的像素。然后，在對應(yīng)像素間，基于三角測量的原理，根據(jù)攝像頭間的位置關(guān)系，針對取得對應(yīng)的各像素計(jì)算距離(將其稱為第二距離)。計(jì)算方法使用普通的立體視法的方法即可。但是，在普通的立體視法的方法中，由于在整個(gè)畫面上進(jìn)行距離計(jì)算，因此存在產(chǎn)生由于弄錯圖像間的像素對應(yīng)而被錯誤地計(jì)算距離的像素的情況。在第四實(shí)施方式中，使排除錯誤后的正確的距離計(jì)算優(yōu)先于在整個(gè)畫面上計(jì)算距離。因此，為了抑制圖像間像素的錯誤對應(yīng)而引起的距離的錯誤計(jì)算，而期望將進(jìn)行圖像的對應(yīng)時(shí)的閾值設(shè)定得比普通的立體視法的方法更嚴(yán)格。另外，第一距離計(jì)算部34a以攝像頭A的圖像為基礎(chǔ)，計(jì)算從由本車輛位置估計(jì)部36估計(jì)出的本車輛位置的攝像部2的設(shè)置位置到多個(gè)特征點(diǎn)的距離(將其稱為第一距離)。接著，參照圖10所示的流程圖說明第四實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置400的環(huán)境地圖生成過程。在環(huán)境地圖生成裝置400的環(huán)境地圖生成過程中，基于圖4的流程圖而省略步驟S1、步驟S3、步驟S4，而步驟S5的處理內(nèi)容不同。其它步驟與圖4的流程圖相同。針對步驟S5的處理內(nèi)容進(jìn)行說明。在步驟S5中，將由距離計(jì)算部34的第二距離計(jì)算部34b計(jì)算出的距離設(shè)為第二距離。之后，使處理進(jìn)入步驟S11。這樣，在第四實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置400中，由立體攝像頭使用雖然計(jì)算范圍變窄但能夠計(jì)算出高精確度的距離的特征點(diǎn)，來對使用單眼攝像頭得到的運(yùn)動體視(motion stereo)的特征點(diǎn)群的位置進(jìn)行校正。由此,能夠特別提高是立體攝像頭無法覆蓋的遠(yuǎn)方的環(huán)境地圖精確度。[第五實(shí)施方式的說明]接著，說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式。圖11是表示第五實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置500的結(jié)構(gòu)的框圖。圖11所示的環(huán)境地圖生成裝置500與第一實(shí)施方式所說明的圖3相比，不同點(diǎn)在于追加測距傳感器6、省略光投射控制部31、檢波部32、邊緣檢測部33以及光投射部4。其它的結(jié)構(gòu)相同。因此，對相同結(jié)構(gòu)附加相同的附圖標(biāo)記并省略結(jié)構(gòu)說明。測距傳感器6是如下一種設(shè)備，即具有光源和受光部，通過測量從光源射出的光被物體反射而到達(dá)受光部的時(shí)間，來通過飛行時(shí)間方式測量從測距傳感器6到物體的距離，也被稱為激光測距儀(Laser Range-Finder)。一般來說，測距傳感器6能夠呈線狀地測量距離。在車輛I上，攝像部2與測距傳感器6的位置關(guān)系是已知的。距離計(jì)算部34具備第一距離計(jì)算部34a和第二距離計(jì)算部34b。第二距離計(jì)算部34b通過利用與攝像部2之間的幾何位置關(guān)系來對由測距傳感器6計(jì)算出的距離數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換，由此針對重疊于攝像圖像并疊加有距離數(shù)據(jù)的各像素計(jì)算距離(將其稱為第二距離)。另外，第一距離計(jì)算部34a計(jì)算從由本車輛位置估計(jì)部36估計(jì)的本車輛位置的攝像部2的設(shè)置位置到多個(gè)特征點(diǎn)的距離(將其稱為第一距離)。接著，說明第五實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置500的環(huán)境地圖生成過程。在環(huán)境地圖生成裝置500的環(huán)境地圖生成過程中，與圖4的流程圖相比，步驟S2的處理內(nèi)容不同。其它與圖4的流程圖相同。在步驟S2中，與圖像獲取同時(shí)地由測距傳感器6進(jìn)行距離測量。
這樣，在第五實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置500中，通過將由測距傳感器6獲取到的距離信息圖像轉(zhuǎn)換到由攝像部2拍攝到的圖像中，能夠?qū)κ褂脝窝蹟z像頭得到的運(yùn)動體視的特征點(diǎn)群附加正確的距離信息。[第六實(shí)施方式的說明]接著，說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式。圖12是表示第六實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置600的結(jié)構(gòu)的框圖。圖12所示的環(huán)境地圖生成裝置600與第一實(shí)施方式所說明的圖3相比，不同點(diǎn)在于光投射部4、光投射控制部31、檢波部32的處理內(nèi)容不同、省略了邊緣檢測部33。其它的結(jié)構(gòu)相同。因此，針對相同結(jié)構(gòu)附加相同的附圖標(biāo)記并省略結(jié)構(gòu)說明。光投射部4例如是激光光源、紅外光源，是能夠投射圖案光的單元。從光投射部4射出的光被照射向被測量物，是具有能夠與自然光分離地由攝像部2進(jìn)行檢測的波長的光。作為圖案光，例如可以呈線狀地投射激光、也可以如Kinect中所采用的那樣投射點(diǎn)圖案的紅外光。光投射控制部31控制光投射部4的點(diǎn)亮?xí)r間和熄滅時(shí)間的長短。另外，光投射控制部31輸出攝像部2的攝像時(shí)序信號。檢波部32使用由攝像部2拍攝到的圖像，在圖像中的所有像素中僅抽取從光投射部4照射的圖案光的波長的光。作為穩(wěn)定地僅檢測出所照射的光的處理，使用一般使用的公知的圖案光檢測方法即可。距離計(jì)算部34具備第一距離計(jì)算部34a和第二距離計(jì)算部34b。第二距離計(jì)算部34b基于三角測量的原理，根據(jù)照射圖案光的照射方向與攝像部2的視軸所形成的角度以及布局，針對由檢波部32檢測并確定出的圖案光上的各像素計(jì)算距離(將其稱為第二距離)。在圖案光為線狀的情況下，計(jì)算方法使用一般使用的稱為光切法的方法即可。如果圖案光為點(diǎn)圖案，則使用Kinect所使用的處理方法(美國專利公開2010/0118123A1公報(bào))即可。另外，第一距離計(jì)算部34a計(jì)算從由本車輛位置估計(jì)部36估計(jì)的本車輛位置的攝像部2的設(shè)置位置到多個(gè)特征點(diǎn)的距離(將其稱為第一距離)。接著，說明第六實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置600的環(huán)境地圖生成過程。在環(huán)境地圖生成裝置600的環(huán)境地圖生成過程中，基于圖4的流程圖而省略了步驟S4的邊緣部檢測處理。其它的處理與圖4的流程圖相同。這樣，在第六實(shí)施方式所涉及的環(huán)境地圖生成裝置600中，作為投射光，使用紅外光、激光等能夠與自然光分離的波長的光，因此不需要第一實(shí)施方式所需要的基于連續(xù)圖像的同步檢波。以上，按實(shí)施方式說明了本發(fā)明的內(nèi)容，但是本發(fā)明并不限定于這些記載，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，能夠進(jìn)行各種變形和改進(jìn)是顯而易見的。在第一至第六實(shí)施方式中，針對被搭載于車輛的、根據(jù)由上述第一距離計(jì)算部計(jì)算出的第一距離將多個(gè)特征點(diǎn)三維化來形成行駛道路周圍環(huán)境地圖的環(huán)境地圖生成裝置進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于環(huán)境地圖生成裝置。例如也能夠作為如下的距離測量裝置進(jìn)行實(shí)施:通過根據(jù)第一距離與第二距離的比率來校正到存在于車輛I周圍的多個(gè)物體OB1、0B2上的特征點(diǎn)FP的距離，由此提高了距離測量的精確度。
其它的實(shí)施方式所涉及的距離測量裝置具備攝像部2、特征點(diǎn)檢測部35、第一距離計(jì)算部34a、第二距離計(jì)算部34b以及標(biāo)度校正部38。攝像部2在車輛I移動時(shí)拍攝車輛I的周圍圖像。特征點(diǎn)檢測部35從由攝像部2拍攝到的圖像中檢測存在于車輛I周圍的多個(gè)物體0B1、0B2的特征點(diǎn)FP。第一距離計(jì)算部34a根據(jù)由特征點(diǎn)檢測部35檢測出的特征點(diǎn)的時(shí)間變化，來計(jì)算從特征點(diǎn)FP到攝像部2的第一距離。第二距離計(jì)算部34b使用存在于圖像內(nèi)的多個(gè)物體OB1、0B2中所包含的特定物體的一部分像素，來計(jì)算從特定物體到攝像部2的第二距離。標(biāo)度校正部38在多個(gè)物體的特征點(diǎn)中抽取與特定物體的一部分像素大致一致的特定特征點(diǎn)，來計(jì)算在特定特征點(diǎn)的第一距離與第二距離的比率，根據(jù)第一距離與第二距離的比率來對由特征點(diǎn)檢測部35同時(shí)檢測出的特定特征點(diǎn)以外的多個(gè)特征點(diǎn)的第一距離進(jìn)行校正。其它的實(shí)施方式所涉及的距離測量裝置也可以還具備光投射部4和邊緣檢測部3，該光投射部4投射具有在水平方向上延伸的邊緣部ED的光，該邊緣檢測部3檢測光的邊緣部ED。在這種情況下，第二距離計(jì)算部34b計(jì)算特定物體的邊緣部ED與攝像部2之間的
第二距離。第一至第六實(shí)施方式所說明的環(huán)境地圖生成裝置還能夠使用上述距離測量裝置來實(shí)現(xiàn)。在此引用日本特愿第2011-131888號(申請日:2011年6月14日)的全部內(nèi)容。產(chǎn)業(yè)h的可利用件在本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的距離測量裝置以及環(huán)境地圖生成裝置中，計(jì)算由特征點(diǎn)檢測部35檢測出的圖像中的特征點(diǎn)與攝像部2之間的距離、即第一距離。在存在能夠由距離計(jì)算部34計(jì)算出第二距離的特征點(diǎn)的情況下，根據(jù)第一距離與第二距離之間的比率即標(biāo)度比，對進(jìn)行了三維化的多個(gè)特征點(diǎn)的三維位置的標(biāo)度進(jìn)行校正。由此，能夠生成整體上高精確度的標(biāo)度精確度的環(huán)境地圖。在通過以往的方法不能進(jìn)行校正的遠(yuǎn)方的特征點(diǎn)中，精確度提高的效果尤其好。因此，能夠在產(chǎn)業(yè)上利用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的距離測量裝置以及環(huán)境地圖生成裝置。附圖標(biāo)記說明1:車輛；2:攝像部；3:環(huán)境地圖構(gòu)成E⑶；4:光投射部；5:環(huán)境地圖數(shù)據(jù)庫；6:測距傳感器；31:光投射控制部；32:檢波部；33:邊緣檢測部；34:距離計(jì)算部；34a:第一距離計(jì)算部；34b:第二距離計(jì)算部；35:特征點(diǎn)檢測部；36:本車輛位置估計(jì)部；37:環(huán)境地圖生成部；38:標(biāo)度校正部；39:環(huán)境地圖更新部；100、200、300、400、500:環(huán)境地圖生成裝置。
權(quán)利要求
1.一種距離測量裝置，其特征在于，具備: 攝像部，其在車輛移動時(shí)，拍攝上述車輛的周圍圖像； 特征點(diǎn)檢測部，其從由上述攝像部拍攝得到的圖像中檢測存在于上述車輛的周圍的多個(gè)物體的特征點(diǎn)； 第一距離計(jì)算部，其根據(jù)由上述特征點(diǎn)檢測部檢測出的上述特征點(diǎn)的時(shí)間變化，來計(jì)算從上述特征點(diǎn)到上述攝像部的第一距離； 第二距離計(jì)算部，其使用存在于上述圖像內(nèi)的上述多個(gè)物體中所包含的特定物體的一部分像素，來計(jì)算從上述特定物體到上述攝像部的第二距離；以及 標(biāo)度校正部，其在上述多個(gè)物體的特征點(diǎn)中抽取與上述特定物體的一部分像素大致一致的特定特征點(diǎn)，計(jì)算上述特定特征點(diǎn)處的上述第一距離與上述第二距離的比率，根據(jù)上述比率來對由上述特征點(diǎn)檢測部同時(shí)檢測出的上述特定特征點(diǎn)以外的多個(gè)特征點(diǎn)的上述第一距離進(jìn)行校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的距離測量裝置，其特征在于，還具備: 光投射部，其投射具有在水平方向上延伸的邊緣部的光；以及 邊緣檢測部，其檢測上述光的邊緣部， 其中，上述第二距離計(jì)算部計(jì)算上述特定物體的上述邊緣部與上述攝像部之間的第二距離。
3.一種環(huán)境地圖生成裝置，被搭載于車輛，生成行駛道路周圍的環(huán)境地圖，其特征在于，具有: 攝像部，其拍攝車輛的周圍圖像； 特征點(diǎn)檢測部，其從由上述攝像部拍攝得到的圖像中檢測多個(gè)特征點(diǎn)； 本車輛位置估計(jì)部，其根據(jù)由上述特征點(diǎn)檢測部檢測出的多個(gè)連續(xù)配置的特征點(diǎn)，來估計(jì)包含上述攝像部的設(shè)置位置的本車輛位置； 第一距離計(jì)算部，其計(jì)算從由上述本車輛位置估計(jì)部估計(jì)出的本車輛位置的上述攝像部的設(shè)置位置到上述多個(gè)特征點(diǎn)的第一距離； 環(huán)境地圖生成部，其將由上述特征點(diǎn)檢測部檢測出的多個(gè)特征點(diǎn)根據(jù)由上述第一距離計(jì)算部計(jì)算出的第一距離進(jìn)行三維化來形成環(huán)境地圖； 光投射部，其投射出在水平方向上具有發(fā)光區(qū)域的脈沖光； 檢波部，其通過同步檢波來從由上述攝像部拍攝得到的圖像中抽取上述脈沖光； 邊緣檢測部，其對由上述檢波部檢測出的脈沖光上端的邊緣部進(jìn)行檢測；以及第二距離計(jì)算部，其計(jì)算由上述邊緣檢測部檢測出的邊緣部與上述攝像部之間的第二距離， 其中，上述環(huán)境地圖生成部判斷上述多個(gè)特征點(diǎn)的圖像位置與上述邊緣部的圖像位置是否一致， 上述環(huán)境地圖生成裝置還具有標(biāo)度校正部，該標(biāo)度校正部將判斷為一致的特征點(diǎn)設(shè)為特定特征點(diǎn)，計(jì)算作為上述特定特征點(diǎn)處的第一距離與上述第二距離的比率的標(biāo)度比，根據(jù)上述標(biāo)度比來對由上述特征點(diǎn)檢測部同時(shí)檢測出的上述特定特征點(diǎn)以外的多個(gè)特征點(diǎn)的上述第一距離進(jìn)行校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)境地圖生成裝置，其特征在于，上述特征點(diǎn)檢測部根據(jù)判斷是否為上述特定特征點(diǎn)的特征點(diǎn)檢測基準(zhǔn)來判斷是否為特定特征點(diǎn)， 該特征點(diǎn)檢測部通過使由上述距離計(jì)算部計(jì)算距離的上述邊緣部的附近區(qū)域的上述特征點(diǎn)檢測閾值低于其它區(qū)域，由此使得易于在上述邊緣部的附近區(qū)域檢測出特征點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)境地圖生成裝置，其特征在于， 上述特征點(diǎn)檢測部將上述邊緣部的附近區(qū)域設(shè)定為上述邊緣部上下的規(guī)定寬度的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5中的任一項(xiàng)所述的環(huán)境地圖生成裝置，其特征在于， 上述標(biāo)度校正部針對上述多個(gè)特征點(diǎn)分別求出特征點(diǎn)強(qiáng)度，根據(jù)各上述特征點(diǎn)強(qiáng)度求出上述標(biāo)度比的加權(quán)平均值，根據(jù)該加權(quán)平均值，對上述特定特征點(diǎn)以外的多個(gè)特征點(diǎn)的三維位置進(jìn)行校正。
7.根據(jù)權(quán)利要求3 6中的任一項(xiàng)所述的環(huán)境地圖生成裝置，其特征在于， 上述攝像部按時(shí)間序列拍攝多個(gè)圖像， 上述環(huán)境地圖生成裝置還具有地圖更新部，該地圖更新部使用按時(shí)間序列拍攝得到的上述圖像來更新上述環(huán)境地圖， 上述標(biāo)度校正部在上述特定特征點(diǎn)超過規(guī)定期間而未被上述地圖更新部刪除的情況下，根據(jù)上述標(biāo)度比對與該特征點(diǎn)同時(shí)檢測出的該特征點(diǎn)以外的多個(gè)特征點(diǎn)的三維位置進(jìn)行校正。
8.—種距離測量裝置，其特征在于，具備: 攝像單元，其在車輛移動時(shí)，拍攝上述車輛的周圍圖像； 特征點(diǎn)檢測單元，其從由上述攝像單元拍攝得到的圖像中檢測存在于上述車輛周圍的多個(gè)物體的特征點(diǎn)； 第一距離計(jì)算單元，其根據(jù)由上述特征點(diǎn)檢測單元檢測出的上述特征點(diǎn)的時(shí)間變化，計(jì)算從上述特征點(diǎn)到上述攝像單元的第一距離； 第二距離計(jì)算單元，其使用存在于上述圖像內(nèi)的上述多個(gè)物體中所包含的特定物體的一部分像素，來計(jì)算從上述特定物體到上述攝像單元的第二距離； 標(biāo)度校正單元，其在上述多個(gè)物體的特征點(diǎn)中抽取與上述特定物體的一部分像素大致一致的特定特征點(diǎn)，計(jì)算上述特定特征點(diǎn)處的上述第一距離與上述第二距離的比率，根據(jù)上述比率來對由上述特征點(diǎn)檢測單元同時(shí)檢測出的上述特定特征點(diǎn)以外的多個(gè)特征點(diǎn)的上述第一距離進(jìn)行校正。
9.一種環(huán)境地圖生成裝置，被搭載于車輛，生成行駛道路周圍的環(huán)境地圖，其特征在于，具備: 攝像單元，其拍攝車輛的周圍圖像； 特征點(diǎn)檢測單元，其從由上述攝像單元拍攝得到的圖像中檢測多個(gè)特征點(diǎn)； 本車輛位置估計(jì)單元，其根據(jù)由上述特征點(diǎn)檢測單元檢測出的多個(gè)連續(xù)配置的特征點(diǎn)來估計(jì)包含上述攝像單元的設(shè)置位置的本車輛位置； 第一距離計(jì)算單元，其計(jì)算從由上述本車輛位置估計(jì)單元估計(jì)出的本車輛位置的上述攝像單元的設(shè)置位置到上述多個(gè)特征點(diǎn)的第一距離； 環(huán)境地圖生成單元，其將由上述特征點(diǎn)檢測單元檢測出的多個(gè)特征點(diǎn)根據(jù)由上述第一距離計(jì)算單元計(jì)算出的第一距離進(jìn)行三維化來形成環(huán)境地圖； 光投射單元，其投射出在水平方向上具有發(fā)光區(qū)域的脈沖光； 檢波單元，其通過同步檢波來從由上述攝像單元拍攝到的圖像中抽取上述脈沖光；邊緣檢測單元，其對由上述檢波單元檢測出的脈沖光上端的邊緣部進(jìn)行檢測；以及第二距離計(jì)算單元，其計(jì)算由上述邊緣檢測單元檢測出的邊緣部與上述攝像單元之間的第二距離， 其中，上述環(huán)境地圖生成單元判斷上述多個(gè)特征點(diǎn)的圖像位置與上述邊緣部的圖像位置是否一致， 上述環(huán)境地圖生成裝置還具備標(biāo)度校正單元，該標(biāo)度校正單元將判斷為一致的特征點(diǎn)設(shè)為特定特征點(diǎn)，計(jì)算作為上述特定特征點(diǎn)的第一距離與上述第二距離的比率的標(biāo)度比，根據(jù)上述標(biāo)度比來對由上述特征點(diǎn)檢測單元同時(shí)檢測出的上述特定特征點(diǎn)以外的多個(gè)特征點(diǎn)的上述第一 距離進(jìn)行校正。
全文摘要
根據(jù)由攝像部(2)拍攝到的圖像，來通過特征點(diǎn)檢測部(35)檢測存在于車輛周圍的多個(gè)物體的特征點(diǎn)，根據(jù)特征點(diǎn)的時(shí)間變化計(jì)算從特征點(diǎn)到攝像部(2)的第一距離。并且，使用存在于圖像內(nèi)的多個(gè)物體所包含的特定物體的一部分像素，來計(jì)算從特定物體到攝像部的第二距離。然后，根據(jù)第一距離與第二距離的比率，對由特征點(diǎn)檢測部(35)同時(shí)檢測出的特定特征點(diǎn)以外的多個(gè)特征點(diǎn)的第一距離進(jìn)行校正。
文檔編號G01B11/00GK103154666SQ20128000319
公開日2013年6月12日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者古城直樹, 渡邊省吾, 安藤敏之 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社