TOP > 国内特許検索 > 車両から信号機までの距離測定方法

車両から信号機までの距離測定方法 コモンズ

国内特許コード P110006368
掲載日 2011年12月21日
出願番号 特願2006-251550
公開番号 特開2008-070332
登録番号 特許第5156211号
出願日 平成18年9月15日(2006.9.15)
公開日 平成20年3月27日(2008.3.27)
登録日 平成24年12月14日(2012.12.14)
発明者
  • 長峯 望
  • 鵜飼 正人
  • 佐藤 和敏
  • 新井 英樹
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 車両から信号機までの距離測定方法 コモンズ
発明の概要

【課題】焦点距離、高さ、仰角のCCDカメラで撮影し、車両から信号機までの距離を測定する距離測定方法において、焦点距離、高さ、仰角のいずれかが未知数である場合であっても前記距離の測定ができるようにすること。
【解決手段】線路2と信号機を含む場面を、線路2上を走行する車両に搭載された焦点距離f、高さh、仰角θのCCDカメラで撮影し、ワールド座標系で表される線路2と信号機を含む場面とイメージ座標系で表される前記場面の画像との間に座標系の変換手法により成立する関係式と、線路2の幅Wは一定という関係式とをコンピュータで演算処理し、前記車両から信号機までの距離Z’を測定するようにした。
【選択図】図3

従来技術、競合技術の概要


車載の2台のCCDカメラの撮影画像を画像処理して車両から信号機までの距離Rを測定するステレオカメラ方式の距離測定装置は、特開平7-225126号公報(特許文献1)、特開平11-281350号公報(特許文献2)、特開2004-199148号公報(特許文献3)、特開平10-341458号公報(特許文献4)等に開示されている。ステレオカメラ方式の距離測定装置は、2台のカメラを必要とするので装置のコストが高いこと、及び2台のカメラの特性を整合させる補正等の付帯的な信号処理を要するという問題がある。



特開2002-42142号公報(特許文献5)には、例えば鉄道の線路の如き実空間で幅Wを持つ平行する線が指標として映されている画像から、各走査ラインごとに、この指標の平行する線の間の画素数wを計数し、Wとwの比に基づいて、各走査ラインに対応する距離L、即ちカメラ画像のy座標値に対応する距離Lを算出する距離計測方法が開示されている。また、特開昭63-78299号公報(特許文献6)の図6には、1台のCCDカメラの2枚の撮影画像を画像処理して車両から信号機までの距離を測定する方法が開示されている。これらはステレオカメラ方式の距離測定装置に比べて低コストである。しかしながら、距離測定の算出には、CCDカメラの焦点距離f、高さh、仰角θの3つのパラメータが既知である必要がある。

【特許文献1】特開平7-225126号公報

【特許文献2】特開平11-281350号公報

【特許文献3】特開2004-199148号公報

【特許文献4】特開平10-341458号公報

【特許文献5】特開2002-42142号公報

【特許文献6】特開昭63-78299号公報

【非特許文献1】徐剛、辻三郎著「3次元ビジョン」共立出版 1998年出版 3章 画像の変換

産業上の利用分野


本発明は、幅Wの線路上を走行する車両上に搭載された焦点距離f、高さh、仰角θのCCDカメラで進行方向前方の信号機を含む場面を撮影した画像をコンピュータで画像処理し、車両と信号機との間の距離を測定する距離測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
幅Wの線路上を走行する車両に搭載された焦点距離f、高さh、仰角θのCCDカメラで進行方向前方の信号機を含む場面を撮影した画像をコンピュータで画像処理し、車両から信号機までの距離を測定する方法であって、パラメータf、h、θのいずれかN個(Nは1から3の整数)が未知数である場合の車両から信号機までの距離測定方法において、
ワールド座標系における前記信号機とその近傍の線路上の対向するN対の点を含む場面を前記CCDカメラで撮影した画面上に前記N対の点に対応するN対の点を特定するステップと、
上記ワールド座標系のN対の点とイメージ座標系上の対応するN対の点との間に座標系の変換手法によって成立する関係式を利用して線路幅Wは一定という事実を表現した方程式を解いてN個の未知のパラメータの数値を特定するステップと、
上記ワールド座標系とイメージ座標系との間に座標系の変換手法によって成立する車両から信号機までの距離Z’を表す関係式に上記の特定された数値と既知の数値を代入し、車両から信号機までの距離Z’をコンピュータにより算出するステップとからなる車両から信号機までの距離測定方法。

【請求項2】
ワールド座標系における前記信号機とその近傍の幅Wの線路上の対向する一対の点P(X’,Y’,Z’)と点P(X’,Y’,Z’)を含む場面を前記CCDカメラで撮影した画像上に前記一対の点Pと点Pに対応する一対の点p(x,y)と点p(x,y)をイメージ座標系上に特定するステップと、
上記ワールド座標系の一対の点とイメージ座標系上の対応する一対の点との間に座標系の変換手法によって成立する関係式を利用して線路幅Wは一定という事実を表現した方程式W=X’-X’を解いて1個の未知のパラメータの数値を特定するステップと、
上記ワールド座標系とイメージ座標系との間に座標系の変換手法によって成立する車両から信号機までの距離Z’を表す関係式に上記の特定された数値と既知の数値を代入し、車両から信号機までの距離Z’をコンピュータにより算出するステップとからなる請求項1に記載の車両から信号機までの距離測定方法。

【請求項3】
ワールド座標系における前記信号機とその近傍の幅Wの線路上の対向する一対の点P(X’,Y’,Z’)と点P(X’,Y’,Z’)及び対向する他の一対の点P(X’,Y’,Z’)と点P(X’,Y’,Z’)を含む場面を前記CCDカメラで撮影した画面上に前記一対の点Pと点Pに対応する一対の点p(x,y)と点p(x,y)及び前記一対の点Pと点Pに対応する一対の点p(x,y)と点p(x,y)をそれぞれ特定するステップと、
上記ワールド座標系の一対の点とイメージ座標系上の対応する一対の点との間に座標系の変換手法によって成立する関係式を利用して線路幅Wは一定という事実を表現した連立方程式W=X’-X’とW=X’-X’を解いて2個の未知のパラメータの数値を特定するステップと、
上記ワールド座標系とイメージ座標系との間に座標系の変換手法によって成立する車両から信号機までの距離Z’を表す関係式に上記の特定された数値と既知の数値を代入し、車両から信号機までの距離Z’をコンピュータにより算出するステップとからなる請求項1に記載の車両から信号機までの距離測定方法。

【請求項4】
ワールド座標系における前記信号機とその近傍の幅Wの線路上の対向する一対の点P(X’,Y’,Z’)と点P(X’,Y’,Z’)、対向する他の一対の点P(X’,Y’,Z’)と点P(X’,Y’,Z’)及び更に他の一対の点P(X’,Y’,Z’)と点P(X’,Y’,Z’)を含む場面を前記CCDカメラで撮影した画面上に前記一対の点Pと点Pに対応する一対の点p(x,y)と点p(x,y)と、前記一対の点Pと点Pに対応する一対の点p(x,y)と点p(x,y)と、及び前記一対の点Pと点Pに対応する一対の点p(x,y)と点p(x,y)をそれぞれ特定するステップと、
上記ワールド座標系の一対の点とイメージ座標系上の対応する一対の点との間に座標系の変換手法によって成立する関係式を利用して線路幅Wは一定という事実を表現した連立方程式W=X’-X’、W=X’-X
、W=X’-X’を解いて3個の未知のパラメータの数値を特定するステップと、
上記ワールド座標系とイメージ座標系との間に座標系の変換手法によって成立する車両から信号機までの距離Z’を表す関係式に上記の特定された数値と既知の数値を代入し、車両から信号機までの距離Z’をコンピュータにより算出するステップとからなる請求項1に記載の車両から信号機までの距離測定方法。





















産業区分
  • 測定
  • 鉄道
  • 自動車
  • テレビ
  • 計算機応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2006251550thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close