摄像装置以及水平方向检测方法与流程

文档序号:16775926发布日期:2019-02-01 18:43阅读:218来源:国知局
摄像装置以及水平方向检测方法与流程

本发明涉及一种摄像装置以及水平方向检测方法。



背景技术:

对于车载相机等摄像装置,根据相机的实际安装位置与所需安装位置的偏移来进行摄像角度及摄像方向的修正。例如已提出了一种车载相机姿势修正装置,此车载相机姿势修正装置设置对车载相机进行摄像的外部相机,且具有平移误差修正机构,此平移误差修正机构根据由外部相机所拍摄的车载相机的图像来修正平移误差(例如日本专利特开2006-287789号公报)。

角度修正处理中的角度(例如水平角度)的检测是通过以下方式进行:将期待值影像与影像内的对象相比较并根据其差值而检测角度;或利用大规模的软件处理来进行图像识别,算出与影像内的对象物的关系。



技术实现要素:

[发明所要解决的问题]

与影像内的对象匹配(matching)的方法存在以下问题:若距离远则与相机影像的偏移变大,匹配变困难。另外,在进行大规模的软件处理的情况下,有需要复杂电路而不适于硬件安装的问题。

本发明是鉴于所述问题点而成,其目的在于提供一种能以简易的构成高精度地检测相机的水平角度的摄像装置。

[解决问题的技术手段]

本发明的摄像装置具有:摄像部,对规定的被摄体进行摄影而获得图像数据;图像旋转部,使基于所述图像数据的显示图像在显示面上逐步地旋转;计数部,针对旋转而成的所述显示图像各自,沿着所述显示面内的扫描线方向对所述显示图像所含的特定颜色的像素数进行计数,获得计数值;以及判定部,根据与旋转而成的所述显示图像各自有关的所述计数值,判定所述摄像部的摄影角度的水平方向。

本发明的检测方法对摄像装置的摄影角度的水平方向进行检测,且所述检测方法包括以下步骤:对被摄体进行摄影而获得图像数据,所述被摄体包含规定颜色的区域在水平方向上连续的连续区域或在水平方向上间隔配置的所述规定颜色的多个区域;使基于所述图像数据的显示图像在显示面上逐步地旋转;针对旋转而成的所述显示图像各自,沿着所述显示面内的扫描线方向对所述显示图像所含的特定颜色的像素数进行计数,获得计数值;以及根据与旋转而成的所述显示图像各自有关的所述计数值,检测所述水平方向。

[发明的效果]

根据本发明的摄像装置,能以简易的构成高精度地检测相机的水平角度。

附图说明

图1为表示本实施例的摄像装置的构成的方块图。

图2a及图2b为示意性地表示被摄体x的例子的图。

图3为表示平均化电路的构成的方块图。

图4为表示基于计数值的水平角度的检测的例子的图。

图5为表示水平检测处理的处理动作的流程图。

图6a及图6b为示意性地表示特定颜色的指定的图。

符号的说明

10:摄像装置

11:相机

12:adc

13:旋转部

14:计数器

15:滤波器

16:图像处理部

17:平均化电路

18:计算部

21、22:延迟电路

23:平均算出电路

ba1、ba2:角度

cb、cr:色差

cs:颜色设定信号

cv、cv1:计数值

deep:浓淡的范围

grad:斜率的范围

ha:水平角度

s101~s108:步骤

vd:图像数据

vs:图像信号

x、x1、x2:被摄体

θ:颜色角度

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施例进行说明。此外,以下的实施例的说明及附图中,对实质上相同或等价的部分标注相同的参照符号。

图1为表示本实施例的摄像装置10的概略构成的方块图。摄像装置10是由相机11、图像处理部16、平均化电路17以及计算部18所构成,所述图像处理部16包含模数转换器(analogdigitalconverter,adc)12、旋转部13及计数器14。摄像装置10根据对被摄体x进行摄像所得的图像数据,进行相机11的水平方向的角度检测(以下称为水平检测)。此外,以下的说明中,包括静止图像及动态图像(影像)而简称为“图像”。

相机11例如为搭载在汽车等车辆上的车载相机,为了取得车辆周边的图像而固定在规定的安装位置。相机11将对被摄体x进行摄像所得的模拟的图像信号vs供给于adc12。

被摄体x是为了进行水平检测而设置在相机11的摄像范围内的水平检测用的被摄体。例如,选择如图2a所示那样具有在水平方向上伸长的相同颜色区域的被摄体(x1)、或如图2b所示那样具有在水平方向上以一定间隔设置的相同颜色区域的被摄体(x2)作为被摄体x。

再次参照图1,adc12将从相机11供给的模拟的图像信号vs转换成数字数据,以图像数据vd的形式供给于旋转部13。

旋转部13为使基于图像数据vd的图像在显示平面(未图示)上显示的情况下使显示图像旋转的图像旋转部。旋转部13响应计算部18的控制,以规定角度为单位逐步地使显示图像旋转。

计数器14针对经旋转部13旋转而成的显示图像,沿着显示平面上的扫描线对特定颜色的像素数进行计数。计数器14对显示图像的多条扫描线各自进行像素数的计数,取得每条扫描线的像素数中一帧(frame)内的最大值作为计数值。

另外,计数器14具有用于从多条扫描线的像素数的系列中除去噪音成分的滤波器15。滤波器15例如是由低通滤波器所构成,借由通过滤波器15,而将表示像素数的急剧变化的高频成分作为噪音成分除去。计数器14从除去了噪音成分的像素数的系列中,取得所述最大值(每条扫描线的像素数中一帧内的最大值)作为计数值。

此外,成为计数器14的计数对象的特定颜色的设定是根据从外部供给的颜色设定信号cs而进行。另外,旋转部13进行的规定角度旋转的时间间隔与计数器14完成显示图像的一帧的计数为止的时间相对应。以下的说明中,将旋转部13进行的规定角度旋转的时间间隔称为一帧周期。

平均化电路17为算出从计数器14输出的多帧(例如3帧)计数值的平均值的电路。如图3所示那样,平均化电路17例如是由延迟电路21、延迟电路22及平均算出电路23所构成。

延迟电路21及延迟电路22为分别使所输入的计数值延迟一帧周期并输出的延迟电路。例如若从计数器14输出计数值cv1,则延迟电路21输出使其延迟一帧周期所得的计数值cv2,供给于延迟电路22及平均算出电路23。延迟电路22输出使计数值cv2延迟一帧周期所得的计数值cv3,供给于平均算出电路23。平均算出电路23算出3帧周期的计数值cv1~计数值cv3的平均值,作为平均的计数值cv(以下简称为计数值cv)而输出。

再次参照图1,计算部18根据旋转部13的旋转角度及计数值cv,检测相机11的水平角度。

如图4所示,计算部18例如将假设对被摄体x的特定颜色的像素数在水平方向上计数的情况下设想的计数值的80%的值设为阈值,并将计数值cv与阈值相比较。而且,计算部18检测计数值cv从小于阈值变化为阈值以上的角度ba1、及计数值cv从阈值以上变化为小于阈值的角度ba2,算出角度ba1及角度ba2的平均值,由此检测水平角度ha(即,水平角度ha=(超过阈值的角度ba1+低于阈值的角度ba2)/2)。

接下来,参照图5的流程图对本实施例的摄像装置10的水平检测处理的动作进行说明。

摄像装置10在以下状态下开始处理,即,已将相同颜色区域在作为水平方向而设想的方向上延伸或以一定间隔存在的被摄体x配置在相机11的摄像范围内。

首先,计数器14根据从外部供给的颜色设定信号cs,进行成为像素数的计数对象的特定颜色的设定(步骤s101)。特定颜色是根据被摄体x的颜色而指定。

图6a及图6b为示意性地表示特定颜色的指定方法的图。本实施例的摄像装置10中,根据ycbcr方式进行特定颜色的指定。

首先,在如图6a所示那样将蓝色的色差cb设为x方向(横轴)、将红色的色差cr设为y方向(纵轴)的色差平面上,根据被摄体x的颜色而指定颜色角度θ。

然后,如图6b所示那样,以所指定的颜色角度θ作为基准而决定斜率的范围及浓淡,由此指定特定颜色的范围。例如,在与颜色角度θ相应而使色差平面倾斜所得的平面上,y方向(图中以grad的形式表示)表示斜率的范围,x方向(图中以deep的形式表示)表示浓淡的范围。例如通过y=atc_grad×x及y=-atc_grad×x,而指定其间的范围作为斜率范围。另外,指定x=dx以上的范围,将浓淡为规定以上的区域(小于x=dx的区域)从范围内排除。由此,指定图6b中斜线所示的区域作为特定颜色的范围。

再次参照图5,计算部18设定旋转部13进行的旋转的初期角度及旋转范围(步骤s102)。例如将-3°设定为初期角度,将-3°~3°设定为旋转范围。

旋转部13响应计算部18的控制而使基于图像数据vd的显示图像旋转(步骤s103)。例如,旋转部13在最初的旋转中进行初期角度(-3°)的旋转,在第二次以后的旋转中进行规定角度(例如0.3°)的旋转。

计数器14针对由旋转部13旋转而成的显示图像,对显示平面的扫描线方向上的特定颜色的像素数进行计数。计数器14进行显示图像的一帧的像素数的计数,即针对所有扫描线对每条扫描线进行像素数的计数,取得其中的最大值(去掉噪音成分后,其中的最大值)作为计数值(步骤s104)。

计算部18从计数器14经由平均化电路17而取得计数值cv,将计数值cv与阈值相比较(步骤s105)。计算部18使比较结果暂且存储在存储器(未图示)等存储机构中。

计算部18判定显示图像的旋转是否已完成到步骤s102中设定的旋转范围的最后(步骤s106)。若判定为旋转未完成(步骤s106:否(no)),则重复进行步骤s103~步骤s105的处理,即旋转部13进行的显示图像的旋转、计数器14进行的计数值取得、及计算部18进行的计数值与阈值的比较处理。

另一方面,若判定为旋转完成(步骤s106:是(yes)),则判定是否检测出计数值与阈值的交界部分的两个角度、即从小于阈值变化为阈值以上的角度ba1及从阈值以上变化为小于阈值的角度ba2(步骤s107)。

若判定为未检测出与阈值的交界部分的两个角度(步骤s107:否(no)),则计算部18回到步骤s102,再次设定初期角度及旋转范围。例如在初期角度为-3°、旋转范围为-3°~3°时未检测出交界部分的角度的情况下,计算部18再次将初期角度设定为-5°,将旋转范围设定为-5°~5°。再次设定后,重复进行步骤s103~步骤s107的处理。

另一方面,若判定为检测出与阈值的交界部分的两个角度(步骤s107:是(yes)),则计算部18根据此交界部分的角度(角度ba1及角度ba2)算出水平角度ha(步骤s108),结束处理。

如以上那样,本实施例的摄像装置10一面使对被摄体x进行摄影所得的显示图像逐步地旋转一面沿着扫描线方向对特定颜色的像素数进行计数,并将计数值与阈值相比较而检测相机11的水平方向。

根据本实施例的摄像装置10,能利用包含对特定颜色的像素数进行计数的计数器14或将计数值与阈值相比较的计算部18等的简易构成来检测相机11的水平方向。

另外,计数器14具有滤波器15,由此能以降低了瞬间的环境噪音的状态而取得计数值,从而能进行精度高的水平方向的检测。

另外,使用色差cbcr的颜色角度、斜率及浓淡来进行特定颜色的设定,因此无论亮度如何均能进行特定颜色的设定,从而能吸收与被摄体的环境或相机的种类相应的误差。

此外,本发明不限定于所述实施形态。例如,所述实施例中,对滤波器15由低通滤波器所构成的情况进行了说明。但是,滤波器15只要构成为能除去噪音成分即可,例如也可为带通滤波器或高通滤波器。

另外,所述实施例中,对平均化电路17由延迟电路21、延迟电路22及平均算出电路23构成的情况进行了说明。但是,平均化电路17的构成不限于此,只要为能算出多帧计数值的平均值的构成即可。

另外,所述实施例中,对将水平情况下所设想的计数值的80%设为阈值,通过算出计数值cv超过阈值的角度与低于阈值的角度的平均值而算出水平角度的例子进行了说明。但是,阈值的选择及水平角度的算出方法不限于此,计算部18只要通过将计数值cv与规定阈值相比较而算出水平角度即可。

另外,所述实施例中,对以下例子进行了说明:设定初期角度及旋转范围而进行旋转后,判定是否检测出与阈值的交界部分的两个角度(从小于阈值变化为阈值以上的角度及从阈值以上变化为小于阈值的角度),并在未检测出的情况下再次设定初期角度及旋转范围而进行旋转。但是,也可为以下构成:在最初设定的旋转范围内未检测出与阈值的交界部分的两个角度的情况下,不再次设定旋转范围,而是超出最初的旋转范围进一步进行旋转直到检测出所述角度为止。即,也可为以下构成:计算部18对旋转部13进行控制,以进行旋转直到检测出与阈值的交界部分的两个角度为止。

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