JP4576994B2 - Imaging apparatus and three-dimensional object recognition apparatus - Google Patents
Imaging apparatus and three-dimensional object recognition apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4576994B2 JP4576994B2 JP2004349306A JP2004349306A JP4576994B2 JP 4576994 B2 JP4576994 B2 JP 4576994B2 JP 2004349306 A JP2004349306 A JP 2004349306A JP 2004349306 A JP2004349306 A JP 2004349306A JP 4576994 B2 JP4576994 B2 JP 4576994B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support
- imaging
- external housing
- dimensional object
- camera
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Description
この発明は、例えば対象物を認識すると共に対象物までの距離を計測するような三次元物体認識装置、及びこれに使用する撮像装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional object recognition apparatus that recognizes an object and measures a distance to the object, for example, and an imaging apparatus used therefor.
従来、特定のエリアを並設した2台のカメラで撮像し、得られた2つの撮像画像に三角測量の原理に基づく画像処理技術を施して、対象物までの距離を計測するステレオカメラ装置が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a stereo camera apparatus that measures the distance to an object by capturing images with two cameras arranged in a specific area and applying image processing technology based on the triangulation principle to the two captured images obtained. Proposed.
このようなステレオカメラ装置では、各カメラの間隔や向き等の姿勢情報を使用して測定を行う。このため、カメラの間隔や向きが狂うと、測定結果に影響して距離測定精度が低下することとなる。 In such a stereo camera device, measurement is performed using posture information such as the interval and direction of each camera. For this reason, if the interval and direction of the camera are out of order, the measurement result is affected and the distance measurement accuracy is lowered.
この問題を解決する方法として、カメラを取り付けるT字型のカメラステイの辺部分にリブを備える方法が提案されている(特許文献1参照)。
この方法は、リブを備えることで、カメラを外部筐体に取り付ける過程で締め付けによる変形等が発生することを防止して、距離計測精度の低下を防止することが記載されている。また、カメラステイの剛性を高めることで、カメラステイが熱膨張で変形することによる誤差の発生を防止することが記載されている。
As a method for solving this problem, a method has been proposed in which a rib is provided on a side portion of a T-shaped camera stay to which a camera is attached (see Patent Document 1).
This method is described in that a rib is provided to prevent deformation due to tightening during the process of attaching the camera to the external housing, thereby preventing a decrease in distance measurement accuracy. Further, it is described that by increasing the rigidity of the camera stay, the occurrence of an error due to the deformation of the camera stay due to thermal expansion is prevented.
また、カメラを取り付けたベース板が固定部材に固定する際に歪まないようにした大型ステレオカメラの取付構造が提案されている(特許文献2参照)。
この取付構造は、塑性変形するブラケットを利用することで、ベース板が歪まないようにしている。
In addition, a large stereo camera mounting structure has been proposed in which the base plate to which the camera is mounted is not distorted when being fixed to a fixing member (see Patent Document 2).
This mounting structure prevents the base plate from being distorted by using a plastically deformed bracket.
しかしこれらの方法や構造は、温度変動による熱変形の対策としては不十分であった。 However, these methods and structures are insufficient as countermeasures against thermal deformation due to temperature fluctuations.
この発明は、上述の問題に鑑み、熱変形による誤差の発生を格段に抑制できる撮像装置及び三次元物体認識装置を提供し、利用者の満足度を向上させることを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus and a three-dimensional object recognition apparatus that can remarkably suppress the occurrence of errors due to thermal deformation, and to improve user satisfaction.
この発明は、略同一の範囲を撮像する2以上の撮像部を備えた撮像装置であって、前記2以上の撮像部を1つの支持体に取り付ける構成とし、該支持体を、全体が長手形状で長手方向に中空の通し穴を備えた形状に形成し、前記撮像部を、レンズと、撮像素子と、該レンズと撮像素子との位置関係を固定する固定部とで構成し、該固定部のうち、レンズが固定された面を、前記支持体に直接取り付け固定した撮像装置であることを特徴とする。 The present invention is an imaging apparatus including two or more imaging units that capture an image of substantially the same range, wherein the two or more imaging units are attached to a single support, and the support is entirely formed in a longitudinal shape. The imaging unit is formed of a lens, an imaging device, and a fixing unit that fixes the positional relationship between the lens and the imaging device, and the fixing unit. Among these, the imaging device is characterized in that the surface on which the lens is fixed is directly attached and fixed to the support .
前記支持体は、中空の四角柱等の多角形の筒状、又は円筒等の単純形状に形成する、あるいは、この単純形状に突起辺や撮像部取付穴を備える等した適宜の形状に形成することを含む。 The support is formed in a simple shape such as a polygonal cylinder such as a hollow quadrangular column, or a cylinder, or is formed in an appropriate shape such as a protrusion side or an imaging unit mounting hole in the simple shape. Including that.
また該支持体は、押し出し成形によって一体形成する、板状部材をネジ若しくはボルトナットによって固着して形成する、あるいは、板状部材を溶接して形成することを含む。 In addition, the support includes integrally forming by extrusion molding, fixing the plate-like member by screws or bolts and nuts, or welding the plate-like member.
前記構成により、支持体の強度を高めることができ、曲げやねじれといった変形を防止することができる。従って、外部筐体への支持体の取付時や温度変動によって変形することが防止できる。 With this configuration, the strength of the support can be increased, and deformation such as bending and twisting can be prevented. Therefore, it is possible to prevent deformation when the support is attached to the external housing or due to temperature fluctuations.
この発明の態様として、前記固定部を、前記支持体と熱膨張率が同じ部材で形成することができる。 As aspect of the invention, the pre-Symbol fixing portion, the support and the thermal expansion coefficient can be shape formed in the same member.
前記直接取り付け固定することは、ネジ止めによって固定する、凸部と凹部の嵌合等の嵌め込みによって固定する、あるいは溶接によって固定する等、適宜の固定で行うことを含む。 The direct mounting and fixing includes fixing by screwing, fixing by fitting such as fitting between a convex portion and a concave portion, or fixing by welding, or the like.
前記構成により、温度変化があった際に支持体と固定部との間で応力が発生することを防止できる。従って、温度変動があっても固定部の向きが変らないこととなり、レンズと撮像素子の向きも変らず、温度変化による精度低下を防止できる。 With the above configuration, it is possible to prevent stress from being generated between the support and the fixing portion when there is a temperature change. Therefore, the direction of the fixed part does not change even if there is a temperature change, the direction of the lens and the image sensor does not change, and a decrease in accuracy due to temperature change can be prevented.
またこの発明の態様として、外部筐体と、該外部筐体に前記支持体を取り付ける支持体取付具とを備え、該支持体取付具を、前記支持体及び外部筐体よりも柔軟な部材で形成することができる。 Further, as an aspect of the present invention, an external housing and a support fixture that attaches the support to the external housing are provided, and the support fixture is a member that is more flexible than the support and the external housing. Can be formed.
前記柔軟な部材は、外部から付与される外力に対して前記支持体及び外部筐体よりも変形しやすい部材で構成する、前記支持体及び外部筐体よりも厚みを薄く形成する、あるいはこの両方により形成することを含む。
前記支持体取付具による取り付けは、支持体取付具を介したネジ止め、ボルトナット止め、又は嵌め込み等、適宜の取り付けで行うことを含む。
The flexible member is formed of a member that is more easily deformed than the support and the external housing with respect to an external force applied from the outside, and is formed with a thickness thinner than the support and the external housing, or both Forming.
The attachment by the support attachment includes performing appropriate attachment such as screwing, bolt and nut attachment, or fitting through the support attachment.
前記構成により、前記支持体を前記外部筐体に取り付ける際に応力がかかっても、この応力を支持体取付具で吸収し、支持体が変形することを防止できる。
また、前記支持体を前記外部筐体に取り付ける際の応力の影響が減少するため、外部筐体の形状の自由度が増加する。従って、開口部が小さい外部筐体の製造や防水防塵の実現が容易となる。
By the arrangement, the even if the support the Tsu written stress when mounting the outer housing, to absorb the stress in the support fixture, the support can be prevented from being deformed.
Further, since the influence of stress when the support is attached to the external housing is reduced, the degree of freedom of the shape of the external housing is increased. Therefore, it is easy to manufacture an external housing having a small opening and to achieve waterproof and dustproof.
また、前記支持体を前記外部筐体に取り付けた後に外部筐体に外力が付与されても、この外力を支持体取付具で吸収でき、支持体が変形することを防止して精度低下を防止できる。 Further, even if an external force is applied to the external housing after the support is attached to the external housing, the external force can be absorbed by the support fixture, and the support is prevented from being deformed to prevent a decrease in accuracy. it can.
またこの発明の態様として、前記支持体を、押し出し形成によって形成することができる。
これにより、押し出し方向に厚みが一定な支持体を容易に製造することができる。また、溶接やネジ止めを行わずに支持体を製造することが可能となるため、支持体が外部から熱を受けた場合に、その熱を支持体全体に自然に伝導させることができる。
As an aspect of the present invention, the support can be formed by extrusion.
Thereby, a support having a constant thickness in the extrusion direction can be easily manufactured. Moreover, since it becomes possible to manufacture a support body without welding and screwing, when a support body receives heat from the outside, the heat can be conducted naturally to the whole support body.
またこの発明は、前記撮像装置と、各撮像部で撮像した画像から計測対象である三次元物体を認識する計測対象認識手段と、該認識に基づく計測結果を出力する出力手段とを備えた三次元物体認識装置とすることができる。 Further, the present invention provides a tertiary including the imaging apparatus, a measurement target recognition unit that recognizes a three-dimensional object that is a measurement target from an image captured by each imaging unit, and an output unit that outputs a measurement result based on the recognition. The original object recognition device can be obtained.
前記計測対象認識手段は、各撮像部での撮像画像を対応付けて計測対象を認識する演算処理部で構成することを含む。
前記計測結果は、計測対象の有無、計測対象の数、計測対象までの距離、計測対象の移動速度、計測対象の高さ、又はこれらの複数等、計測によって得られる結果で構成することを含む。
The measurement target recognizing unit includes an arithmetic processing unit that recognizes a measurement target by associating a captured image of each imaging unit.
The measurement result includes the presence or absence of a measurement target, the number of measurement targets, the distance to the measurement target, the moving speed of the measurement target, the height of the measurement target, or a plurality of these results obtained by measurement. .
前記出力手段は、計測結果を伝送出力する伝送部、計測結果を表示する表示部(液晶、CRT、デジタル表示部等)、計測結果に基づき発音するスピーカ等の発音部、計測結果に基づき点灯や点滅等を行うLED等の点灯部、又はこれらの組み合わせで構成することを含む。 The output means includes a transmission unit for transmitting and outputting the measurement result, a display unit for displaying the measurement result (liquid crystal, CRT, digital display unit, etc.), a sound generation unit such as a speaker that produces sound based on the measurement result, This includes a lighting unit such as an LED that blinks or the like, or a combination thereof.
前記構成により、影等の環境を誤認せずに計測対象を計測することができる。
また、組み付け時の変形や、組み付け後の温度変化や振動による精度低下を防止した三次元物体認識装置を提供することができる。
With the above configuration, it is possible to measure a measurement target without misidentifying an environment such as a shadow.
In addition, it is possible to provide a three-dimensional object recognition device that prevents deformation during assembly, and deterioration in accuracy due to temperature change and vibration after assembly.
この発明により、外部筐体への支持体の取付時の応力や取付後の温度変化による撮像装置の精度低下を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in accuracy of the imaging apparatus due to stress at the time of attaching the support body to the external housing or a temperature change after the attachment.
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
まず、図1に示す斜視図と共に、三次元物体認識装置1の全体構成について説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the three-dimensional object recognition apparatus 1 will be described with reference to the perspective view shown in FIG.
三次元物体認識装置1は、ステレオ撮像装置10と、処理装置70とで構成しており、ステレオ撮像装置10をポール2の上部に取り付けている。
The three-dimensional object recognition device 1 includes a
このステレオ撮像装置10の取り付け高さは、計測対象物である自動車4の高さよりも十分高く設定している。なお、自動車4には、乗用車、トラック、2階建てバス等様々な種類があるが、最も高い自動車4よりもステレオ撮像装置10の取り付け高さを高くしている。
The mounting height of the
ステレオ撮像装置10は、道路6を撮像するように撮像範囲を設定しており、道路6の横幅全部を撮像できるようにしている。なお、道路6の車線のうちステレオ撮像装置10へ自動車4が向かってくる車線側だけを撮像範囲としても良い。この場合、対向車線には別の三次元物体認識装置1を、撮像方向を反対にして備えれば良い。このように構成すると、測定する自動車を正面側から撮像してナンバープレートや運転者の写真又は映像も取得可能となる。
The
以上の構成により、三次元物体認識装置1は、ステレオ撮像装置10で道路6を斜め上から撮像することができる。道路6上に人物5がいれば、自動車4だけでなく人物5も撮像することができる。
With the above configuration, the three-dimensional object recognition device 1 can capture an image of the
次に、図2に示す倒した状態の斜視図、及び図3に示す倒した状態の分解斜視図と共に、ステレオ撮像装置10の構成について説明する。
ステレオ撮像装置10は、断面が四角形の筒状の外部筐体13(図3)と、その両端を塞ぐ四角形の板状の蓋11,11とで外装を形成している。
Next, the configuration of the
The
外部筐体13の上面には、四角形の窓ガラス12を、長手方向である図示前後方向に前後対象に2つ配設している。
外部筐体13は、蓋11により密閉する構成とし、窓ガラス12の周囲も隙間が無いように密閉している。これにより、内部に水や塵が浸入しないように防水、防塵している。
On the upper surface of the
The
ステレオ撮像装置10の内部には、図3の分解図に示すように、支持体20を収納している。この支持体20は、剛性の高い金属部材を使用して長手方向に押し出し成形し、断面が四角形(正確には断面がローマ数字のIIのようなII字型)の筒状の形状に形成している。これにより、通し穴24を有する中空形状に形成している。
As shown in the exploded view of FIG. 3, the
また、押し出し成形していることにより、支持体20は長手方向に厚みが均一となるよう一定の厚みに形成している。これにより、温度変化による長手方向の曲がりを防止している。
Further, by extrusion molding, the
また、長手方向だけでなく、通し穴24の上下左右の各面が、いずれも同一の厚みとなるよう一定の厚みに形成している。これにより、支持体20の熱膨張率を一定にし、長手方向に限らず曲がりやねじれといった変形を効果的に防止している。
In addition to the longitudinal direction, the upper, lower, left, and right surfaces of the through
支持体20の内側には、後述するように2つのカメラを長手方向(図示前後方向)に対称に配設しており、該カメラのレンズ31,31が支持体20の上面に形成したレンズ用穴21,21に嵌合するように構成している。
As will be described later, two cameras are symmetrically arranged in the longitudinal direction (front-rear direction in the figure) inside the
支持体20の両端の開口部には、支持体20及び外部筐体13の何れよりも柔らかい部材で、少なくとも支持体20の各面の厚みより薄い厚み形成した固定板50,50を取り付け、この固定板50,50によって外部筐体13に固定できるようにしている。この固定により、支持体20を外部筐体13に固定した際にレンズ用穴21と窓ガラス12が対向するように構成している。
Fixing
以上の構成により、2つのカメラを配設した支持体20を、外部筐体13の内部に収納することができる。カメラのレンズ31,31は、窓ガラス12に対応する位置に固定されるため、防水、防塵状態で外界を撮像することができる。
With the above configuration, the
次に、図4に示す部分拡大斜視図、図5に示す斜視図、及び図6に示す一部断面図と共に、支持体20及びカメラ30の形状について説明する。
支持体20の前後両端にある開口部の近傍位置には、図4の部分拡大斜視図に示すように、上面の天板部分20aの幅方向中央部に円形のレンズ用穴21を形成している。該レンズ用穴21の周囲には、ネジ穴22を4箇所形成している。
Next, the shapes of the
As shown in the partial enlarged perspective view of FIG. 4, a
天板部分20aの幅方向の両端部は、通し穴24を形成しているロ字型部分より外側へ突出させて、左右の取付片27,27を形成している。該取付片27は、側端の辺部分を角を丸めて形成している。
Both end portions in the width direction of the
支持体20の底面の底板部分20bには、前記レンズ用穴21に対向させて、幅方向中央部に正方形のカメラ用穴25を形成している。このカメラ用穴25は、通し穴24の底面幅より小さく形成している。
A
また、底板部分20bの幅方向の両端部は、通し穴24を形成するロ字型部分より外側へ突出させた突出片29を備えている。該突出片29,29は、左右対称に形成し、取付片27より突出幅を大きく形成している。
Further, both end portions in the width direction of the
通し穴24の上方左右の角部となる位置には、内側へ向けた突出部にネジ溝28,28を左右対称に備えている。このネジ溝28,28は、支持体20の長手方向に向けて一直線に形成しているため、支持体20の開口部は両側ともに固定板50(図3)をネジ止め可能となっている。
At the positions of the left and right corners above the through
カメラ30は、図5に示すように、底面開放で中空のボックス状(直方体形状)に形成した本体部33の上面にレンズ31を備え、底面に基板38を備えている。ここで、本体部33は、支持体20と同一の材質で形成しており、レンズ31と撮像素子34との位置関係を固定するレンズ保持部として機能する。
As shown in FIG. 5, the
本体部33の上面には、支持体20のネジ穴22と対応させて、レンズ31の周囲に4つのネジ穴32を形成している。このネジ穴22からネジ穴32に、図6に示すようにネジ41を螺入することによって、レンズ31がレンズ用穴21に収まった状態に固定している。
Four screw holes 32 are formed around the
この固定により、支持体20と同一素材で形成した本体部33の上面を、支持体20の内面に密着させて強固に直接固定している。これによって、支持体20と本体部33とは、温度変化に対していずれも同じ熱膨張を起こすこととなり、支持体20と本体部33の間に応力が発生せず、温度変化による影響が吸収できる。
By this fixing, the upper surface of the
なお、本体部33の各側面(底面を除く5面)の厚みは、支持体20の厚み(例えば天板部分20aの厚み)と異なる厚みに構成しても良いが、同一の厚みに形成することが望ましい。
The thickness of each side surface (5 surfaces excluding the bottom surface) of the
同一の厚みに構成した場合は、支持体20と本体部33が同一材質で同一の厚みとなり、支持体20と本体部33の間に応力が発生することをより効果的に防止できる。
When configured to have the same thickness, the
本体部33の底面には、図5に示したように、CCD若しくはCMOS等の撮像素子34を備えた基板38を、4つのネジ42(図6)にて螺着している。撮像素子34の位置は、正面と右側面とからそれぞれ螺入する撮像素子固定ネジ35,35にて直接固定して位置決めしている。
As shown in FIG. 5, a
以上の構成により、カメラ30を支持体20に安定して固定することができる。
撮像素子は、固定ネジ35で本体部33に固定した後、基板に実装しているため、本体部33に直接固定したレンズ31と撮像素子34の位置関係も温度変化によって変動しなくなり、精度低下が防止できる。
With the above configuration, the
Since the image sensor is fixed to the
図6に示すように、カメラ30の本体部33の外周サイズは、支持体20のカメラ用穴25のサイズより少し小さく形成しているため、カメラ30を支持体20の底面側から挿入し、支持体20の正面板部分の内側面に取り付けることができる。
As shown in FIG. 6, since the outer peripheral size of the
このとき、カメラ30の本体部33の上面を、支持体20の天板部分20aの内側面に密着させ、ネジ穴22とネジ穴32とに螺入したネジ41で強固に固定することができる。
At this time, the upper surface of the
支持体20は通し穴24を有する構造としているため、幅方向の熱伝導経路が短くなり、熱膨張による変形を抑制することができる。すなわち、図7の説明図に示すように、仮に支持体20を(A)に示すコ字型の形状に形成すると、点Aから点Bへの経路が長くなる。従って、点Aと点Bとの温度差が生じやすくなる。
Since the
これに対して、この実施形態では(B)に示すようにロ字型の形状に形成しているため、点Aから点Bへの経路が2つできて短くなる。従って、点Aから点Bへ熱が伝わりやすくなり、点Aと点Bとの温度差を生じにくくなる。従って、不均一な熱膨張による変化が少なくなる。 On the other hand, in this embodiment, since it is formed in a square shape as shown in (B), two paths from the point A to the point B are made and become shorter. Therefore, heat is easily transmitted from point A to point B, and a temperature difference between point A and point B is less likely to occur. Therefore, changes due to non-uniform thermal expansion are reduced.
なお、カメラ30は、図3に示した支持体20に備えたレンズ用穴21,21の内側位置に、1つずつ前後対称に並列に配設し、各カメラ30の撮像方向が互いに平行より内側向きとなって、予め設定した撮像対象の領域で交差するように配置している。これにより、同一の撮像対象を複数のカメラ30で撮像角度を少し異ならせて撮像するようにしている。
The
次に、図8〜図10に示す正面から見た斜視図と共に、固定板50による外部筐体13とカメラ30との固定について説明する。
Next, the fixing of the
外部筐体13の両端部分(前後両側の開放端部分)には、蓋11(図2)を取り付けるためのネジ溝15を、4つ角内側に1つずつ計4つ備えている。
外部筐体13の上部内側には、支持体20の取付片27を挿通して取り付けるコ字型の取付溝17,17を、溝部が内側に向くようにして左右対称に備えている。
A total of four
Inside the upper part of the
この取付溝17は、外部筐体13の端から端まで前後方向に一直線に形成している。
取付溝17と上側の前記ネジ溝15との間には、固定板50を取り付けるためのネジ溝16,16を左右対称に備えている。
The mounting
Between the mounting
図9の正面図に示すように、支持体20を外部筐体13に取り付ける際には、取付溝17,17に支持体20の取付片27,27を挿通して嵌め込む。なお、この図9では、見やすくするためにカメラ30の表示を省略している。
As shown in the front view of FIG. 9, when the
ここで、支持体20の長手方向の長さと、支持体20の長手方向の長さは同一に形成しているため、取付片27の両端と取付溝17の両端が同一の長さで正確にピタリと合うようにしている。
従ってこのとき、ネジ溝16,16とネジ溝28,28が同一面上に並ぶ構成となる。
Here, since the length of the
Accordingly, at this time, the
図10の正面図に示すように、支持体20を外部筐体13に挿通した状態で、固定板50をネジ止めする。このとき、固定板50に形成した穴を前記ネジ溝16,16とネジ溝28,28に対応させて、ネジ溝16,16にはネジ51,51を、ネジ溝28,28にはネジ52,52を螺入して固定する。
As shown in the front view of FIG. 10, the fixing
最後に、外部筐体13の両端開口部の各4つのネジ溝15に、蓋11,11(図3)をそれぞれネジ止めし、ステレオ撮像装置10が完成する。
Finally, the
以上の構成により、支持体20を外部筐体13に固定板50で固定することができる。
固定板50は、外部筐体13及び支持体20の何れよりも柔らかいため、外部筐体13の製作誤差等の影響によってネジ止めする際に応力が発生しても、発生した応力を吸収することができる。すなわち、外部筐体13及び支持体20より先に固定板50が変形することとなり、支持体20をゆがませる応力を固定板50で吸収できる。
With the above configuration, the
Since the fixing
また、基板38は、支持体20と外部筐体13の間に位置することとなり、組みつけによる測距精度低下の改善に加えて、温度変化による測距精度低下を改善することができる。
Further, the
また、支持体20を外部筐体13の長手方向に挿通して固定する構成により、外部筐体13の開口部を小さく構成でき、容易に防水、防塵することができる。
Moreover, the structure which inserts and fixes the
次に、図11に示すブロック図と共に、三次元物体認識装置1の構成について説明する。
三次元物体認識装置1は、ステレオ撮像装置10と処理装置70とで構成している。
Next, the configuration of the three-dimensional object recognition device 1 will be described with reference to the block diagram shown in FIG.
The three-dimensional object recognition device 1 includes a
まずステレオ撮像装置10について説明すると、ステレオ撮像装置10は、カメラ30,30、制御部48、及びアナログ信号変換部49,49で構成している。
First, the
制御部48は、2つのカメラ30の撮像タイミングを制御する。この撮像タイミングは、一定時間間隔で定期的に撮像する、あるいは予め定めた定時刻に撮像する等、適宜の条件によって設定しており、2つのカメラ30の同期をとって同時に撮像させるようにしている。
The control unit 48 controls the imaging timing of the two
カメラ30は、制御部48の制御に従って撮像を行い、撮像した撮像画像(デジタルの静止画データ)を後段のアナログ信号変換部49に送信する。
The
アナログ信号変換部49は、2つのカメラ30に対応させて2つ備えており、対応するカメラ30から受け取った撮像画像のデジタル信号をアナログ信号に変換する。このアナログ信号としては、NTSC等の適宜の信号方式を利用する。変換したアナログ信号は、処理装置70に備えているそれぞれ用のAD変換部71,71へ個別に同時に送信する。
Two
次に処理装置70について説明すると、該処理装置70は、画像処理部78及び伝送変換部79で構成している。さらに画像処理部78は、AD変換部71,71、画像メモリ72,72、対応付け処理部73、三次元座標算出部74、計測対象検出部75、追跡処理部76、及び結果出力部77で構成している。
Now be explained
AD変換部71は、ステレオ撮像装置10の2つのカメラ30に対応して2つ備えており、対応するアナログ信号変換部49から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換する。
Two AD converters 71 are provided corresponding to the two
画像メモリ72は、ステレオ撮像装置10の2つのカメラ30に対応して2つ備えており、対応するAD変換部71からデジタル信号として受信した画像データ(撮像画像)を一時的に格納する。
Two
対応付け処理部73は、2つの画像メモリ72に一時的に取り込まれている各画像データを取り込んでステレオ画像とする。さらにこのステレオ画像からエッジ等の特徴抽出を行い、各特徴点毎に相関を用いて同一ポイントの視差を求める。
The
三次元座標算出部74は、対応付け処理部73で求めた視差から、三角測量の原理に基づき各特徴点の三次元座標を算出する。
ここで、三角測量の原理を用いた距離の算出方法について、図12に示す説明図と共に説明する。
The three-dimensional coordinate
Here, a method for calculating a distance using the principle of triangulation will be described with reference to an explanatory diagram shown in FIG.
実際の空間に存在する点Aは、2つのカメラ30で撮像した各撮像画像上に、図示するように上側のカメラ30の撮像画像の点UA、及び下側のカメラ30の撮像画像の点LAとして投影される。
A point A that exists in the actual space includes a point U A of the captured image of the
これらの点UA,点LAの位置情報(xu,yu)、(xl,yl)を、次に示す数式1に当てはめることで、点Aまでの距離を算出することができる。 By applying the position information (x u , y u ) and (x l , y l ) of these points U A and L A to the following Equation 1, the distance to the point A can be calculated. .
計測対象検出部75は、三次元座標算出部74で算出した三次元空間上の各特徴点から、パターンマッチングの手法により三次元物体を認識する。この三次元物体を認識する手法は、パターンマッチングに限らず他の適宜の手法にて行っても良い。
The measurement
追跡処理部76は、計測対象検出部75で認識した三次元物体を時間的に追跡する。すなわち、カメラ30での撮像から計測対象検出部75での三次元物体の認識までの一連の処理は、所定時間間隔で複数回繰り返して実行し、この実行毎に認識した各三次元物体を時系列に追跡する。
The tracking
結果出力部77は、追跡処理部76による追跡結果から、道路の各車線毎の通過台数や車種の判別、通過速度の計測、渋滞状況の把握、違法駐車中の車両の認識、計測エリア内の人の有無、人数のカウント等の適宜の認識処理を行い、各認識処理の結果を出力する。
The
伝送変換部79は、結果出力部77による認識処理の結果を受け取り、これを上位装置に伝送する。この上位装置は、通信回線を通じて接続している監視サーバ等、用途に合わせた適宜の装置で構成する。
The transmission conversion unit 79 receives the result of the recognition process by the
以上の構成により、2つのカメラ30で撮像した撮像画像から三次元物体を認識し、この三次元物体の時間経過後の位置を追跡し、三次元物体に関する情報を取得、出力することができる。
With the above configuration, it is possible to recognize a three-dimensional object from captured images captured by the two
これにより、例えば走行している自動車数をカウントする際に、2次元である自動車の陰を三次元の自動車と誤認することを防止するといったことができ、撮像範囲内の正確な情報を取得することができる。 Thereby, for example, when counting the number of traveling vehicles, it is possible to prevent the shadow of a two-dimensional vehicle from being mistaken for a three-dimensional vehicle, and to acquire accurate information within the imaging range. be able to.
2つのカメラ30は、前述した支持体20に取り付ける等の構成により精度低下が防止できるため、長期間継続して正確な情報を取得することができる。
Since the two
詳述すると、仮に組み付け時の応力や温度変形によりカメラ30の向きにズレが生じたとすると、点UAと点LA(図12)の撮像画像上の位置は本来の位置とずれたところに現れることとなる。この場合、数式1における視差dの値が変化することとなり、計算結果である計測点までの距離Zの値がズレてしまい、距離精度が低下することとなる。
More specifically, if the
しかし、この実施形態では2つのカメラ30の位置及び角度がズレることを防止しているため、このような精度低下を防止できる。
However, in this embodiment, since the position and angle of the two
このように環境変化や組み付けによる精度低下を防止して高精度を維持することにより、各カメラ30の間の距離を短くしてステレオ撮像装置10を小型コンパクトに形成することや、各カメラ30の間の距離を長くしてステレオ撮像装置10を大きく形成することが可能となる。
In this way, by preventing the deterioration in accuracy due to environmental changes and assembly and maintaining high accuracy, the distance between the
すなわち、各カメラ30の間の距離が短い場合は、カメラ30の撮像方向の微小な変化が大きく影響するが、変形防止による精度向上によってこの影響を実用性のある範囲内に吸収できる。
That is, when the distance between the
また、各カメラ30の間の距離が長い場合は、支持体20の全長が長くなるため、支持体20を短く形成した場合より支持体20の変形量が大きくなるが、変形防止による精度向上によってこの変形による影響を実用性のある範囲内に吸収できる。
Further, when the distance between the
なお、支持体20の通し穴24の周面部分に複数の穴を穿設し、支持体20を肉抜きしても良い。これにより、ロ字型形状による支持体20の強度を保持した上で軽量化することができる。
In addition, a plurality of holes may be formed in the peripheral surface portion of the through
また、外部筐体13と蓋11の接触面や、窓ガラス12の取りつけ面にゴムパッキンを介在させても良い。これにより、密閉性をより高めることができ、より効果的な防水、防塵を施すことができる。
Further, rubber packing may be interposed between the contact surface of the
また、取付溝17,17は、取付片27,27を挿通した際に隙間ができるように余裕を持って形成しても良い。また、取付溝17,17は、開口両端部分にのみ取付溝17,17を備える構成としても良い。あるいは、取付溝17,17若しくは取付片27,27を備えない構成としても良い。
Further, the mounting
これらの場合、支持体20の外部筐体13への固定は、事実上固定板50とネジ51,52のみによる固定により近くなるため、温度変化等による外部筐体13の変形が支持体20に影響を与えることをより防止できる。
In these cases, the fixing of the
また、支持体20の通し穴24は、ロ字型に限らず、円形、楕円形、逆三角形、又は6角形等、適宜の形状に形成しても良い。この場合でも、通し穴24を有することで、ねじれや曲がりといった変形を防止することができる。
Further, the through
また、固定板50は、材質に柔らかいものを使用するのではなく、支持体20や外部筐体13より肉厚を薄く形成して柔らかく構成しても良い。
In addition, the fixing
また、支持体20の形状は、図13の(A)の斜視図に示すように単純なロ字型パイプ状に形成してもよい。また、固定板50をL字型に形成し、支持体20の幅方向の両側面に左右対称に取り付けて、(B)に示すように外部筐体13の底面から支持体20が浮くように離間させて取り付ける構成としても良い。
Further, the shape of the
この場合でも、上述した実施例と同様の効果が得られる。例えば外部筐体13に製作誤差がある場合は、(C)に示すように、固定板50が変形して締め付けによる応力を吸収できる。
Even in this case, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. For example, when there is a manufacturing error in the
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の撮像装置は、実施形態のステレオ撮像装置10に対応し、
以下同様に、
撮像部は、カメラ30に対応し、
固定部は、本体部33に対応し、
支持体取付具は、固定板50に対応し、
計測対象認識手段は、画像処理部78に対応し、
出力手段は、伝送変換部79に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
In correspondence between the configuration of the present invention and the above-described embodiment,
The imaging device of the present invention corresponds to the
Similarly,
The imaging unit corresponds to the
The fixing portion corresponds to the
The support fixture corresponds to the fixed
The measurement object recognition unit corresponds to the image processing unit 78, and
The output means corresponds to the transmission conversion unit 79,
The present invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.
1…三次元物体認識装置
10…ステレオ撮像装置
13…外部筐体
20…支持体
24…通し穴
30…カメラ
31…レンズ
33…本体部
34…撮像素子
50…固定板
78…画像処理部
79…伝送変換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Three-dimensional
Claims (5)
前記2以上の撮像部を1つの支持体に取り付ける構成とし、
該支持体を、全体が長手形状で長手方向に中空の通し穴を備えた形状に形成し、
前記撮像部を、レンズと、撮像素子と、該レンズと撮像素子との位置関係を固定する固定部とで構成し、
該固定部のうち、レンズが固定された面を、前記支持体に直接取り付け固定した
撮像装置。 An image pickup apparatus including two or more image pickup units that pick up images of substantially the same range,
The two or more imaging units are configured to be attached to a single support,
The support is formed into a shape having a longitudinal shape as a whole and a hollow through hole in the longitudinal direction ,
The imaging unit includes a lens, an imaging element, and a fixing unit that fixes a positional relationship between the lens and the imaging element.
The imaging apparatus , wherein a surface of the fixing portion on which the lens is fixed is directly attached and fixed to the support .
請求項1記載の撮像装置。 The fixed part, the support and the thermal expansion coefficient imaging apparatus of the formed <br/> claim 1, wherein the same member.
該支持体取付具を、前記支持体及び外部筐体よりも柔軟な部材で形成した
請求項1又は2記載の撮像装置。 An external housing and a support fixture for attaching the support to the external housing;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the support fixture is formed of a member that is more flexible than the support and the external housing.
請求項1、2又は3記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein the support is formed by extrusion.
各撮像部で撮像した画像から計測対象である三次元物体を認識する計測対象認識手段と、
該認識に基づく計測結果を出力する出力手段とを備えた
三次元物体認識装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A measurement object recognition means for recognizing a three-dimensional object as a measurement object from an image captured by each imaging unit;
A three-dimensional object recognition device comprising output means for outputting a measurement result based on the recognition.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004349306A JP4576994B2 (en) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | Imaging apparatus and three-dimensional object recognition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004349306A JP4576994B2 (en) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | Imaging apparatus and three-dimensional object recognition apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006165607A JP2006165607A (en) | 2006-06-22 |
| JP4576994B2 true JP4576994B2 (en) | 2010-11-10 |
Family
ID=36667168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004349306A Expired - Fee Related JP4576994B2 (en) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | Imaging apparatus and three-dimensional object recognition apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4576994B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008261974A (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Konica Minolta Holdings Inc | Imaging system |
| WO2009057436A1 (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-07 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Imaging device |
| JP2012155102A (en) * | 2011-01-25 | 2012-08-16 | Sharp Corp | Stereo camera unit, manufacturing method thereof, and electronic information apparatus |
| JP2016014564A (en) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 株式会社リコー | Imaging unit |
| JP7749178B2 (en) * | 2021-11-16 | 2025-10-06 | 大同特殊鋼株式会社 | Camera Support Structure |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0638200A (en) * | 1992-07-14 | 1994-02-10 | Fujitsu Ltd | Camera support mechanism in picture transmitter |
| JPH06109427A (en) * | 1992-09-30 | 1994-04-19 | Japan Radio Co Ltd | Flat plate shape and dimension measuring device |
| JP2555291Y2 (en) * | 1993-06-30 | 1997-11-19 | リズム時計工業株式会社 | Camera structure |
| JP3353408B2 (en) * | 1993-08-02 | 2002-12-03 | 三菱電機株式会社 | In-vehicle photographing device |
| JPH11160815A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Ricoh Co Ltd | Stereoscopic photographing device with two cameras |
| JP2000310679A (en) * | 1999-02-24 | 2000-11-07 | Denso Corp | Semiconductor light emitting device and distance measuring device |
| JP3862556B2 (en) * | 2001-11-27 | 2006-12-27 | 京セラ株式会社 | Camera lens holding mechanism using solid-state image sensor |
| JP2004069373A (en) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Japan Science & Technology Corp | Liquid crystal precision position controller |
-
2004
- 2004-12-02 JP JP2004349306A patent/JP4576994B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006165607A (en) | 2006-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4414661B2 (en) | Stereo adapter and range image input device using the same | |
| CN101326424B (en) | Stereo camera | |
| US20160098815A1 (en) | Imaging surface modeling for camera modeling and virtual view synthesis | |
| US11533455B2 (en) | Imaging apparatus and distance measuring apparatus using the same | |
| CN101680755A (en) | Distance measurement device | |
| US20150248594A1 (en) | Disparity value deriving device, equipment control system, movable apparatus, and robot | |
| JP2001169310A5 (en) | ||
| JPWO2018030319A1 (en) | Ranging system and mobile system | |
| WO2014050282A1 (en) | Stereo camera device | |
| US20180338095A1 (en) | Imaging system and moving body control system | |
| JP4576994B2 (en) | Imaging apparatus and three-dimensional object recognition apparatus | |
| JP2004257837A (en) | Stereo adapter imaging system | |
| JP6114617B2 (en) | Car stereo camera | |
| CN115835031B (en) | Camera module installation method and mobile platform | |
| JP7532926B2 (en) | Imaging unit and vehicle control unit | |
| WO2011090053A1 (en) | Obstacle detection warning device | |
| US20200065987A1 (en) | Signal processing apparatus, moving body, and stereo camera | |
| EP4589970A1 (en) | Control apparatus, image pickup apparatus, control system, moving apparatus, control method, and program | |
| JP7788520B1 (en) | Imaging device | |
| JP2006276129A (en) | Optical device | |
| CN211089732U (en) | Imaging device, fixing jig, and electronic apparatus | |
| US20230152552A1 (en) | Imaging device | |
| JP2008040115A (en) | Stereo camera | |
| WO2022113454A1 (en) | Information acquisition device attachment unit | |
| JP2007057437A (en) | Vehicle movement distance detection device and in-vehicle camera system with ranging function |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070626 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091029 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091215 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100209 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100727 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100809 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130903 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |