專利名稱：道路計(jì)測(cè)裝置及道路計(jì)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道路計(jì)測(cè)裝置及道路計(jì)測(cè)方法，特別涉及對(duì)道路的路面及沿途進(jìn)行攝影、在道路圖像上生成用來(lái)確認(rèn)道路的寬度等的刻度圖像的道路計(jì)測(cè)裝置及道路計(jì)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
以往，提出了對(duì)道路上的各地點(diǎn)的影像進(jìn)行攝影、生成用于道路管理及汽車的運(yùn)行管理等的地圖信息等的技術(shù)。例如，在下述專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了通過(guò)計(jì)測(cè)車輛取得位置信息及圖像而制作地圖的地圖制作支持系統(tǒng)。[專利文獻(xiàn)1]日本特開(kāi)2007-206099號(hào)公報(bào)但是，上述以往的技術(shù)未成為通過(guò)由攝影機(jī)構(gòu)攝影的圖像來(lái)計(jì)測(cè)道路的寬度等的結(jié)構(gòu)。因此，在載置在車輛中的攝像機(jī)等的攝影機(jī)構(gòu)的攝影條件(距離路面的高度及攝影方向)隨著車輛的駕駛者的體重及行駛時(shí)的姿勢(shì)而變化的情況下，對(duì)于被攝影的道路等的對(duì)象物的圖像中的長(zhǎng)度變化這一點(diǎn)并沒(méi)有考慮。此外，以往在4輪的汽車中安裝攝影裝置， GPS接收機(jī)等而進(jìn)行道路等的攝影、進(jìn)行道路計(jì)測(cè)，但在寬度較窄的道路(例如日本建筑基準(zhǔn)法第42條2項(xiàng)道路等)中，有時(shí)在計(jì)測(cè)車輛的通行中發(fā)生障礙，不能進(jìn)行道路計(jì)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述以往的問(wèn)題而做出的，其目的是提供一種即使是寬度較窄的道路也能夠正確地測(cè)定圖像中的道路的寬度等的道路計(jì)測(cè)裝置。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案1所述的道路計(jì)測(cè)裝置的發(fā)明的特征在于，具備攝影機(jī)構(gòu)，在每個(gè)規(guī)定的定時(shí)對(duì)道路的路面及沿途進(jìn)行攝影；刻度形成機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述攝影機(jī)構(gòu)的距離路面的高度及上述攝影機(jī)構(gòu)的攝影方向與平行于路面的方向所成的角度的變化， 通過(guò)預(yù)先決定的處理次序，在上述攝影機(jī)構(gòu)攝影的道路圖像上形成刻度圖像；計(jì)測(cè)車輛，保持上述攝影機(jī)構(gòu)及上述刻度形成機(jī)構(gòu)，在作為攝影對(duì)象的道路上行駛。技術(shù)方案2的發(fā)明，在技術(shù)方案1所述的道路計(jì)測(cè)裝置中，其特征在于，在上述處理次序中，包括按照每個(gè)上述攝影機(jī)構(gòu)的距離路面的高度及上述攝影機(jī)構(gòu)的攝影方向與平行于路面的方向所成的角度保持刻度圖像的形成參數(shù)的表。技術(shù)方案3的發(fā)明，在技術(shù)方案1或2所述的道路計(jì)測(cè)裝置中，其特征在于，上述刻度圖像是在道路圖像的水平面上排列有規(guī)定的大小的矩形的棋盤格圖像。技術(shù)方案4的發(fā)明，在技術(shù)方案1 3中任一項(xiàng)所述的道路計(jì)測(cè)裝置中，其特征在于，上述刻度形成機(jī)構(gòu)在上述計(jì)測(cè)車輛改變行進(jìn)方向時(shí)，根據(jù)上述攝影機(jī)構(gòu)以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度而使上述刻度圖像旋轉(zhuǎn)，以使其與道路圖像中的路面平行。技術(shù)方案5的發(fā)明，在技術(shù)方案1 4中任一項(xiàng)所述的道路計(jì)測(cè)裝置中，其特征在于，上述攝影機(jī)構(gòu)在上述規(guī)定的定時(shí)之間攝影規(guī)定張數(shù)的圖像，基于各圖像的明亮度的變化來(lái)控制每個(gè)上述規(guī)定的定時(shí)的圖像的明亮度。
技術(shù)方案6的發(fā)明，在技術(shù)方案1 5中任一項(xiàng)所述的道路計(jì)測(cè)裝置中，其特征在于，上述計(jì)測(cè)車輛是自動(dòng)兩輪車、小型自動(dòng)三輪車或自行車。技術(shù)方案7的發(fā)明，在技術(shù)方案1 6中任一項(xiàng)所述的道路計(jì)測(cè)裝置中，其特征在于，在上述計(jì)測(cè)車輛中，具備用來(lái)對(duì)上述攝影機(jī)構(gòu)在行駛中輸入指示信息的輸入裝置。技術(shù)方案8所述的道路計(jì)測(cè)方法，其特征在于，具備在每個(gè)規(guī)定的定時(shí)對(duì)道路的路面及沿途由攝影機(jī)構(gòu)進(jìn)行攝影的工序；根據(jù)上述攝影機(jī)構(gòu)的距離路面的高度及上述攝影機(jī)構(gòu)的攝影方向與平行于路面的方向所成的角度的變化，通過(guò)預(yù)先決定的處理次序在上述攝影機(jī)構(gòu)攝影的道路圖像上形成刻度圖像的工序。發(fā)明的效果根據(jù)技術(shù)方案1、技術(shù)方案3、技術(shù)方案6及技術(shù)方案8的發(fā)明，即使是寬度較窄的道路，也能夠正確地測(cè)量圖像中的道路的寬度等。根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明，能夠容易地形成刻度圖像。根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明，即使在計(jì)測(cè)車輛傾斜時(shí)，也能夠正確地測(cè)量圖像中的道路的寬度等。根據(jù)技術(shù)方案5的發(fā)明，能夠控制道路圖像的明亮度。根據(jù)技術(shù)方案7的發(fā)明，在計(jì)測(cè)車輛的駕駛中也能夠容易地輸入指示信息。


圖1是表示本實(shí)施方式的計(jì)測(cè)車輛的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2是計(jì)測(cè)車輛的駕駛操作部的部分立體圖。圖3是表示構(gòu)成收納在控制盒中的控制裝置的計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)的例子的圖。圖4是本實(shí)施方式的道路計(jì)測(cè)裝置的功能框圖。圖5是表示通過(guò)本實(shí)施方式的道路計(jì)測(cè)裝置得到的道路的計(jì)測(cè)結(jié)果的例子的圖。圖6是表示在構(gòu)成攝影機(jī)構(gòu)的攝像機(jī)的透鏡的校準(zhǔn)中使用的面板的圖。圖7是構(gòu)成攝影機(jī)構(gòu)的攝像機(jī)的距離路面的高度及攝影方向與平行于路面的方向所成的角度、與由攝影機(jī)構(gòu)攝影的長(zhǎng)度的關(guān)系的說(shuō)明圖。圖8是表示在進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)由攝影機(jī)構(gòu)攝影的攝影畫面的例子的圖。圖9是表示校準(zhǔn)部生成的形成參數(shù)的表的例子的圖。圖10是當(dāng)計(jì)測(cè)車輛改變行進(jìn)方向時(shí)攝影機(jī)構(gòu)以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作的說(shuō)明圖。圖11是表示攝影機(jī)構(gòu)傾斜了旋轉(zhuǎn)角度的攝影畫面的例子的圖。圖12是本實(shí)施方式的道路計(jì)測(cè)裝置的動(dòng)作例的流程圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明10攝影機(jī)構(gòu)，11攝影高度-角度測(cè)量部，12坐標(biāo)取得裝置，14控制盒，16手柄， 18制動(dòng)器，20加速器，22計(jì)量?jī)x表盤，24輸入裝置，26距離計(jì)，28控制裝置，30CPU, 32RAM, 34R0M, 36輸入接口(I/F)，38顯示裝置，40硬盤裝置，42總線，44圖像取得部，46攝影高度-角度取得部，48校準(zhǔn)部，50刻度形成部，52攝影定時(shí)受理部，54指示輸入受理部，56坐標(biāo)信息取得部，100計(jì)測(cè)車輛，102a前輪，102b后輪，104駕駛操作部。
具體實(shí)施例方式以下，按照

用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)(以下稱作實(shí)施方式)。在圖1中表示本實(shí)施方式的計(jì)測(cè)車輛的結(jié)構(gòu)例。在圖1中，作為計(jì)測(cè)車輛100，可以使用例如自動(dòng)兩輪車、小型自動(dòng)三輪車或自行車。圖1的例子是小型自動(dòng)三輪車，例如是搭載有50CC左右的排氣量的發(fā)動(dòng)機(jī)、使前輪10 為一個(gè)、后輪102b為兩個(gè)的型式的結(jié)構(gòu)， 但并不限定于此。此外，在計(jì)測(cè)車輛100是自動(dòng)兩輪車或自行車的情況下，各具有一個(gè)前輪 102a和后輪102b。如圖1所示，在計(jì)測(cè)車輛100中，安裝有由C⑶攝像機(jī)等構(gòu)成的攝影機(jī)構(gòu)10、由GPS 接收機(jī)等構(gòu)成的坐標(biāo)取得裝置12、和控制盒14。在控制盒14中，收納有控制裝置28，由計(jì)算機(jī)等構(gòu)成；以及攝影高度-角度測(cè)定部11，測(cè)量攝影機(jī)構(gòu)10的距離路面的高度、攝影方向與平行于路面的方向所成的角度及攝影機(jī)構(gòu)10以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的角度。攝影機(jī)構(gòu)10在每個(gè)規(guī)定的定時(shí)對(duì)包括道路的路面及沿途的道路圖像進(jìn)行攝影。 這里所謂“規(guī)定的定時(shí)”，是上述計(jì)測(cè)車輛100從上次攝影時(shí)起前進(jìn)規(guī)定的距離、或從上次攝影時(shí)起經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間的定時(shí)。在使用距離的情況下，從后述的距離計(jì)沈取得，在使用時(shí)間的情況下，從定時(shí)器等取得。此外，攝影機(jī)構(gòu)10如圖1所示，安裝在比路面高的位置上， 所以在對(duì)路面及沿途進(jìn)行攝影時(shí)，其攝影方向成為比平行于路面的方向朝下。此外，當(dāng)計(jì)測(cè)車輛100在彎曲的道路等上改變行進(jìn)方向時(shí)，計(jì)測(cè)車輛100的車輛主體向左右傾斜，所以攝影機(jī)構(gòu)10以其攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)。該攝影機(jī)構(gòu)10的距離路面的高度、攝影方向與平行于路面的方向所成的角度及攝影機(jī)構(gòu)10以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的角度由上述攝影高度-角度測(cè)量部11測(cè)量。攝影高度-角度測(cè)量部11通過(guò)例如慣性測(cè)量的原理，使用加速度計(jì)與陀螺儀的組合、或者IMUdnertial Measurement Unit)等的慣性測(cè)量裝置測(cè)量攝影高度及角度。例如，可以做成將加速度計(jì)的輸出值(加速度)2次積分而求出高度、將陀螺儀的輸出值(角速度)積分而求出上述各角度的結(jié)構(gòu)，但并不限定于此。例如，高度也可以通過(guò)激光測(cè)距求出，此外角度也可以使用傾斜計(jì)求出。預(yù)先決定攝影高度-角度測(cè)量部11與攝影機(jī)構(gòu)10 的位置關(guān)系，根據(jù)攝影高度-角度測(cè)量部11的位置及角度的變化計(jì)算攝影機(jī)構(gòu)10的距離路面的高度、攝影方向與平行于路面的方向所成的角度及攝影機(jī)構(gòu)10以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的角度。另外，攝影高度-角度測(cè)量部11也可以設(shè)在攝影機(jī)構(gòu)10的附近。坐標(biāo)取得裝置12通過(guò)GPS等(全地球測(cè)位系統(tǒng))等，在攝影機(jī)構(gòu)10對(duì)道路圖像進(jìn)行攝影時(shí)取得計(jì)測(cè)車輛100的位置的坐標(biāo)信息。另外，也可以做成使用陀螺儀等的慣性測(cè)量裝置修正由GPS取得的坐標(biāo)信息的結(jié)構(gòu)。在圖2中表示計(jì)測(cè)車輛100的駕駛操作部104的部分立體圖。在圖2中，在駕駛操作部104中，設(shè)有計(jì)測(cè)車輛100的駕駛所需要的手柄16、制動(dòng)器18、加速器20及計(jì)量?jī)x表盤22等。此外，在手柄16上設(shè)有輸入裝置M，在計(jì)量?jī)x表盤22上設(shè)有距離計(jì)26。輸入裝置M是駕駛者用來(lái)在行駛中等對(duì)后述的控制裝置28輸入指示信息的裝置，具備適當(dāng)?shù)陌粹o等的開(kāi)關(guān)。距離計(jì)沈基于前輪10 或后輪102b的轉(zhuǎn)速等顯示計(jì)測(cè)車輛100的行駛距離。此外，距離計(jì)沈?qū)⒂?jì)測(cè)車輛100的行駛距離輸出給控制裝置觀。另外，在作為攝影定時(shí)不使用距離而使用時(shí)間的情況下，代替行駛距離而使用定時(shí)器等輸出的從上次攝影起的經(jīng)過(guò)時(shí)間或攝影時(shí)刻。在圖3中表示構(gòu)成收納在控制盒14中的控制裝置觀的計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)的例子。在圖3中，控制裝置28包括中央處理裝置(例如可以使用微處理器等的CPU) 30、隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM)32、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 34、輸入接口 36、顯示裝置38及硬盤裝置(HDD)40 而構(gòu)成。此外，這些構(gòu)成單元通過(guò)總線42相互連接。CPU30基于保存在RAM32或R0M34中的控制程序控制后述的各部的動(dòng)作。以RAM32 為主作為CPU30的工作區(qū)域發(fā)揮功能，在R0M34中，保存有BIOS等的控制程序及其他CPU30 使用的數(shù)據(jù)。此外，輸入接口 36是用來(lái)受理來(lái)自攝影機(jī)構(gòu)10、攝影高度-角度測(cè)量部11、坐標(biāo)取得裝置12、輸入裝置M及距離計(jì)沈的數(shù)據(jù)、傳遞給CPU30的接口。另外，在輸入接口 36 上，也可以連接鍵盤、指示設(shè)備等。此外，顯示裝置38由液晶顯示器等構(gòu)成，顯示攝影機(jī)構(gòu)10取得的道路圖像及在該道路圖像上形成的刻度圖像等。其結(jié)果，車輛的駕駛者無(wú)論何時(shí)都能夠確認(rèn)攝影圖像。另外，顯示裝置38不需要收納在控制盒14中，例如也可以設(shè)置在手柄16等上。此外，在不需要當(dāng)場(chǎng)確認(rèn)的情況下，也可以不設(shè)置顯示裝置38，而做成設(shè)置向外部監(jiān)視器的輸出端子、返回到事務(wù)所等后進(jìn)行確認(rèn)的結(jié)構(gòu)。此外，硬盤裝置40是存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)在后述的處理中需要的各種數(shù)據(jù)。在圖4中表示本實(shí)施方式的道路計(jì)測(cè)裝置的功能框圖。在圖4中，道路計(jì)測(cè)裝置包括圖像取得部44、攝影高度-角度取得部46、校準(zhǔn)部48，刻度形成部50、攝影定時(shí)受理部52、指示輸入受理部M及坐標(biāo)信息取得部56而構(gòu)成，這些功能例如通過(guò)CPU30和控制 CPU30的處理動(dòng)作的程序?qū)崿F(xiàn)。圖像取得部44從攝影機(jī)構(gòu)10經(jīng)由輸入接口 36取得包括道路的路面及沿途的圖像的道路圖像。在此情況下，基于攝影定時(shí)受理部52輸出的指示信號(hào)，對(duì)攝影機(jī)構(gòu)10輸出攝影指示信號(hào)而控制攝影時(shí)間，以使得每隔規(guī)定的行駛距離或每隔從上次攝影起的規(guī)定的經(jīng)過(guò)時(shí)間對(duì)路面及沿途進(jìn)行攝影。此外，從后述的坐標(biāo)信息取得部56獲取坐標(biāo)信息，將上述道路圖像與坐標(biāo)信息建立關(guān)聯(lián)。該道路圖像保存在硬盤裝置40等中。進(jìn)而，在以往的使用車輛的道路攝影中，操作者一邊觀察攝影影像一邊進(jìn)行攝像機(jī)的光圈調(diào)節(jié)，在使用自動(dòng)兩輪車、小型自動(dòng)三輪車或自行車的攝影中，不能另外使操作者進(jìn)行光圈調(diào)節(jié)。因此，自動(dòng)調(diào)節(jié)攝像機(jī)的增益，但特別在攝影的間隔較長(zhǎng)而在攝影圖像之間發(fā)生了顯著的明亮度的變化的情況下，在下個(gè)指示信號(hào)被輸入之前的期間中周圍的光量變化，所以有增益調(diào)節(jié)跟不上攝影的問(wèn)題。在此情況下，圖像取得部44也可以做成每當(dāng)接受上述指示信號(hào)時(shí)使攝影機(jī)構(gòu)10對(duì)道路圖像進(jìn)行攝影、并且在指示信號(hào)與下個(gè)指示信號(hào)之間的定時(shí)使攝影機(jī)構(gòu)10攝影規(guī)定張數(shù)的道路圖像的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果，通過(guò)在指示信號(hào)與下個(gè)指示信號(hào)之間攝影的道路圖像，運(yùn)算圖像取得部44在增益調(diào)節(jié)等中需要的各圖像的明亮度的變化，基于該明亮度的變化按照上述每個(gè)指示信號(hào)控制取得的道路圖像的明亮度，能夠減輕攝影圖像間的明亮度的變化。另外，并不一定需要將在指示信號(hào)之間攝影的圖像記錄，但為了確認(rèn)增益調(diào)節(jié)的過(guò)程，也可以與增益調(diào)節(jié)結(jié)果一起記錄。攝影高度-角度取得部46從攝影高度-角度測(cè)量部11經(jīng)由輸入接口 36取得攝影機(jī)構(gòu)10的距離路面的高度、攝影方向與平行于路面的方向所成的角度及攝影機(jī)構(gòu)10以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的角度。將上述取得的攝影機(jī)構(gòu)10的距離路面的高度、攝影方向與平行于路面的方向所成的角度及攝影機(jī)構(gòu)10以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的角度傳遞給校準(zhǔn)部48和刻度形成部50。校準(zhǔn)部48按照每個(gè)從上述攝影高度-角度取得部46傳遞來(lái)的、攝影機(jī)構(gòu)10的距離路面的高度及攝影機(jī)構(gòu)10的攝影方向與平行于路面的方向所成的角度，生成刻度形成部50在形成刻度圖像時(shí)使用的形成參數(shù)。另外，形成參數(shù)可以以表或運(yùn)算式的形式生成。 關(guān)于形成參數(shù)的生成次序在后面敘述。刻度形成部50根據(jù)攝影機(jī)構(gòu)10的距離路面的高度及攝影機(jī)構(gòu)10的攝影方向與平行于路面的方向所成的角度的變化，通過(guò)預(yù)先決定的處理次序，在攝影機(jī)構(gòu)10攝影的道路圖像上形成刻度圖像。通過(guò)該刻度圖像，能夠確認(rèn)例如道路的寬度、裂開(kāi)的位置及其大小等。在上述處理次序中，基于攝影高度-角度取得部46取得的攝影機(jī)構(gòu)10的距離路面的高度及攝影方向與平行于路面的方向所成的角度，選擇上述校準(zhǔn)部48生成的形成參數(shù)而形成刻度圖像。此外，刻度形成部50根據(jù)從攝影高度-角度取得部46傳遞來(lái)的、攝影機(jī)構(gòu) 10以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的角度，使刻度圖像旋轉(zhuǎn)，以使其與道路圖像中的路面平行。關(guān)于刻度圖像及處理次序在后面敘述。攝影定時(shí)受理部52從距離計(jì)沈經(jīng)由輸入接口 36受理計(jì)測(cè)車輛100的行駛距離， 每隔規(guī)定的行駛距離輸出指示信號(hào)。該指示信號(hào)在圖像取得部44進(jìn)行的攝影機(jī)構(gòu)10的攝影時(shí)間的控制等中使用。另外，在作為攝影定時(shí)不使用距離而使用時(shí)間的情況下，經(jīng)由輸入接口 36受理定時(shí)器等的輸出，每隔從上次攝影起的規(guī)定的經(jīng)過(guò)時(shí)間輸出指示信號(hào)。指示輸入受理部M經(jīng)由輸入接口 36受理駕駛者從輸入裝置M輸入的指示信息。 該指示信息被輸入到圖像取得部44中，控制攝影機(jī)構(gòu)10及校準(zhǔn)部48的動(dòng)作。由此，圖像取得部44進(jìn)行例如變更攝影機(jī)構(gòu)10的攝影定時(shí)、或中止攝影等的控制。此外，校準(zhǔn)部48 取得在上述形成參數(shù)的生成中需要的指示。坐標(biāo)信息取得部56從坐標(biāo)取得裝置12經(jīng)由輸入接口 36取得坐標(biāo)信息。將所取得的坐標(biāo)信息傳遞給圖像取得部44，與從攝影機(jī)構(gòu)10取得的包括道路的路面及沿途的圖像的道路圖像建立關(guān)聯(lián)。另外，坐標(biāo)信息取得部56也可以做成同步于攝影定時(shí)受理部52 輸出的指示信號(hào)而取得坐標(biāo)信息的結(jié)構(gòu)。在圖5(a)、圖5(b)中，表示本實(shí)施方式的道路計(jì)測(cè)裝置進(jìn)行的道路的計(jì)測(cè)結(jié)果的例子。將這些計(jì)測(cè)結(jié)果通過(guò)圖像取得部44顯示在例如顯示裝置38上。此外，也可以將計(jì)測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)通過(guò)通信或其他方法提供給其他計(jì)算機(jī)，在該計(jì)算機(jī)上顯示，或者通過(guò)印刷裝置印刷輸出。在圖5(a)中，在道路R上，將攝影機(jī)構(gòu)10的攝影位置以白圓顯示。攝影位置基于圖像取得部44從坐標(biāo)信息取得部56接受到的坐標(biāo)信息來(lái)決定。這里，如果通過(guò)鼠標(biāo)等的指示設(shè)備指定以白圓表示的點(diǎn)，則顯示該地點(diǎn)的道路圖像。圖5(b)是指定了圖5(a)的X點(diǎn)的情況下的道路圖像的例子。在圖5(b)中，與包括道路R的路面及沿途的道路圖像一起， 還顯示由刻度形成部50形成的刻度圖像S。上述刻度圖像S在攝影畫面的底邊上將攝影的長(zhǎng)度按照規(guī)定的長(zhǎng)度、例如Im進(jìn)行分割，通過(guò)從各分割點(diǎn)與圖像的進(jìn)深方向平行地延伸的縱線、和垂直于縱線的橫線，形成為在道路圖像的水平面上排列了規(guī)定的大小的矩形的棋盤格圖像。橫線的間隔也例如為lm。此外，在橫線上，賦予各縱線的間隔(例如Im)的十分之一(IOcm間隔)、五分之一(20cm間隔)等的刻度是優(yōu)選的。在圖5(b)的例子中，賦予IOcm間隔的刻度。以上所述的刻度圖像S的形成處理基于攝影機(jī)構(gòu)10的校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行。所以，以下對(duì)攝影機(jī)構(gòu)10的校準(zhǔn)進(jìn)行說(shuō)明。在圖6中表示在構(gòu)成攝影機(jī)構(gòu)10的攝像機(jī)的透鏡的校準(zhǔn)中使用的面板。在圖6 的面板中，形成有黑白格圖案(將黑白的正方形上下左右交替地描繪的圖案)。對(duì)該黑白格圖案進(jìn)行攝影，通過(guò)Tsai的校準(zhǔn)手法等的已有的方法計(jì)算透鏡中心位置、焦點(diǎn)距離、透鏡的畸變系數(shù)等的修正參數(shù)。將計(jì)算出的修正參數(shù)用于圖像取得部44從攝影機(jī)構(gòu)10取得的道路圖像的修正。由此，圖像取得部44能夠修正基于攝像機(jī)的透鏡特性的道路圖像的畸變。在圖7中，表示構(gòu)成攝影機(jī)構(gòu)10的攝像機(jī)的距離路面的高度及攝影方向與平行于路面的方向所成的角度、與由攝影機(jī)構(gòu)10攝影的長(zhǎng)度的關(guān)系的說(shuō)明圖。這里，所謂由攝影機(jī)構(gòu)10攝影的長(zhǎng)度，例如在圖5(b)所示的例子中，是指在攝影畫面的底邊上被攝影的(進(jìn)入到畫面中的)長(zhǎng)度。在圖7中，攝像機(jī)1、攝像機(jī)2、攝像機(jī)3分別以不同的高度及與平行于路面的方向所成的角度配置。攝像機(jī)1是高度hl，與平行于路面的方向所成的角度是01，攝像機(jī)2是高度h2，與平行于路面的方向所成的角度是02，攝像機(jī)3是高度h3，與平行于路面的方向所成的角度是03。在此情況下，用攝像機(jī)1攝影的長(zhǎng)度是從任意設(shè)定的基點(diǎn)P到Ll的距離， 由攝像機(jī)2攝影的長(zhǎng)度是從基點(diǎn)P到L2的距離，由攝像機(jī)3攝影的長(zhǎng)度是從基點(diǎn)P到L3 的距離。如果距離路面的高度是一定的、則與平行于路面的方向所成的角度越小它們?cè)介L(zhǎng)， 如果與平行于路面的方向所成的角度是一定的，則距離路面的高度越高這些距離越長(zhǎng)。因此，由刻度形成部50形成的刻度圖像S的矩形的大小也需要根據(jù)上述距離路面的高度及與平行于路面的方向所成的角度而變更。在圖8中，表示在進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)由攝影機(jī)構(gòu)10攝影的攝影畫面的例子。圖8作為校準(zhǔn)用的圖形，在地面等上在規(guī)定的大小的矩形(例如1邊是Im的正方形)的各頂點(diǎn)上設(shè)置高亮度反射片等、并對(duì)其攝影而得到的。該矩形成為刻度圖像。另外，圖8的虛線表示，越向攝影畫面的進(jìn)深方向行進(jìn)，則矩形圖像的各邊被越短地?cái)z影，結(jié)果在攝影畫面之中被攝影的長(zhǎng)度變長(zhǎng)。即，例如攝影畫面的底邊的兩端的頂點(diǎn)(用黑圓顯示)間的長(zhǎng)度D在攝影畫面的里側(cè)較短地顯示，相應(yīng)地在攝影畫面的橫向上包含的長(zhǎng)度變長(zhǎng)。這在攝影畫面的縱向上也是同樣的。這樣，在攝影畫面的橫向及縱向上包含怎樣長(zhǎng)度的像、以及隨著向進(jìn)深方向行進(jìn)、各頂點(diǎn)接近的比例即圖8的虛線的斜率，由圖7所示的攝像機(jī)的距離路面的高度及與平行于路面的方向所成的角度決定。所以，一邊改變攝像機(jī)的距離路面的高度及與平行于路面的方向所成的角度一邊對(duì)圖8所示的圖像進(jìn)行攝影，校準(zhǔn)部48求出此時(shí)的各頂點(diǎn)的坐標(biāo)，按照上述每個(gè)高度及與平行于路面的方向所成的角度作為刻度圖像的形成參數(shù)求出。該形成參數(shù)作為表保存到硬盤裝置40等的存儲(chǔ)裝置中。在此情況下，距離路面的高度及與平行于路面的方向所成的角度的間距根據(jù)刻度圖像所需要的精度等適當(dāng)決定。此外， 各頂點(diǎn)的坐標(biāo)是攝影畫面內(nèi)的坐標(biāo)，例如可以以畫面的左上角為原點(diǎn)通過(guò)圖8所示的x-y 坐標(biāo)表示。另外，形成參數(shù)也可以代替表的形式而做成運(yùn)算式的形式。在圖9中表示校準(zhǔn)部48生成的形成參數(shù)的表的例子。在圖9中，“角度”表示與平行于路面的方向所成的角度，“高度”表示攝像機(jī)的距離路面的高度。此外，“起點(diǎn)”是攝影畫面的底邊上的上述頂點(diǎn)的坐標(biāo)，“切片”是描繪在攝影畫面的中心的刻度圖像的縱線C(在圖8中為虛線)與其他縱線的交點(diǎn)的坐標(biāo)，“橫線位置”是上述各頂點(diǎn)的y坐標(biāo)。由上述起點(diǎn)決定刻度圖像的縱線的位置，由切片決定各縱線的斜率，由橫線位置決定橫線的位置。因而，刻度形成部50能夠根據(jù)上述形成參數(shù)形成刻度圖像。作為刻度形成部50形成刻度圖像時(shí)的處理次序，首先，基于攝影高度-角度取得部46取得的攝影機(jī)構(gòu)10的距離路面的高度及攝影方向與平行于路面的方向所成的角度， 選擇校準(zhǔn)部48生成的形成參數(shù)。即，形成參數(shù)按照每個(gè)上述高度及與平行于路面的方向所成的角度生成，所以在上述處理次序中，在通過(guò)攝影機(jī)構(gòu)10進(jìn)行的道路圖像的攝影時(shí)，選擇與攝影高度-角度取得部46所取得的上述高度及與平行于路面的方向所成的角度一致的形成參數(shù)，使用該形成參數(shù)形成刻度圖像。另外，在攝影高度-角度取得部46所取得的上述高度及與平行于路面的方向所成的角度與形成參數(shù)的上述高度及與平行于路面的方向所成的角度不一致的值的情況下，選擇上述高度及與平行于路面的方向所成的角度的值近似的多個(gè)形成參數(shù)，通過(guò)線性插值法等的適當(dāng)?shù)牟逯堤幚硇纬煽潭葓D像。在此情況下，所選擇的形成參數(shù)的數(shù)量可以根據(jù)刻度圖像的精度等適當(dāng)決定。在圖10中，表示當(dāng)計(jì)測(cè)車輛100改變行進(jìn)方向時(shí)攝影機(jī)構(gòu)10以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作的說(shuō)明圖。由于作為計(jì)測(cè)車輛100而使用自動(dòng)兩輪車、小型自動(dòng)三輪車或自行車， 所以當(dāng)在彎道等處改變行進(jìn)方向時(shí)車體向彎道的內(nèi)側(cè)傾斜。因此，攝影機(jī)構(gòu)10以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)。在圖10的例子中，計(jì)測(cè)車輛100的車體成為向左右某側(cè)以前輪與路面的接觸點(diǎn)為中心、以行進(jìn)方向?yàn)檩S傾斜了角度α的狀態(tài)。在此情況下，攝影機(jī)構(gòu)10也以透鏡中央為中心以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)角度α。進(jìn)而，由攝影機(jī)構(gòu)10攝影的攝影畫面也傾斜角度α。 攝影機(jī)構(gòu)10以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的角度α由上述攝影高度-角度測(cè)量部11測(cè)量，攝影高度-角度取得部46取得測(cè)量值。在圖11中表示攝影機(jī)構(gòu)10向左傾斜了旋轉(zhuǎn)角度α的攝影畫面的例子。在該攝影畫面中，包含有包括道路R的路面及沿途的道路圖像及刻度圖像S。如圖11所示，如果在左彎道處攝影機(jī)構(gòu)10向左傾斜，則攝影畫面中的道路圖像向右傾斜，所以如果不使刻度圖像S匹配于道路圖像的傾斜而向右傾斜，就不能正確地掌握道路的寬度等。所以，刻度形成部50從攝影高度-角度取得部46取得攝影機(jī)構(gòu)10的旋轉(zhuǎn)角度α，如圖11所示，使形成的刻度圖像S向右旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度α。由此，能夠使刻度圖像S與道路圖像中的路面平行，能夠正確地掌握道路的寬度等。另外，也可以通過(guò)校準(zhǔn)部48，除了攝影機(jī)構(gòu)10距離路面的高度及與平行于路面的方向所成的角度以外，還使以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的角度變化而攝影，生成形成參數(shù)。在圖12中，表示本實(shí)施方式的道路計(jì)測(cè)裝置的動(dòng)作例的流程。在圖12中，校準(zhǔn)部 48通過(guò)例如在圖8中說(shuō)明的方法生成形成參數(shù)(Si)。此外，圖像取得部44在每個(gè)上述規(guī)定的定時(shí)使攝影機(jī)構(gòu)10對(duì)道路圖像進(jìn)行攝影，取得該道路圖像(S》。此時(shí)，坐標(biāo)信息取得部56從坐標(biāo)取得裝置12取得攝影了道路圖像的位置的坐標(biāo)信息。進(jìn)而，攝影高度-角度取得部46從攝影高度-角度測(cè)量部11取得攝影了道路圖像時(shí)的攝影機(jī)構(gòu)10的距離路面的高度及攝影方向與平行于路面的方向所成的角度(S3)?？潭刃纬刹?0確認(rèn)在校準(zhǔn)部48生成的形成參數(shù)之中是否有具有與攝影高度-角度取得部46取得的上述高度及與平行于路面的方向所成的角度一致的高度及與平行于路面的方向所成的角度的形成參數(shù)(S4)。在有高度及與平行于路面的方向所成的角度一致的形成參數(shù)的情況下，根據(jù)該形成參數(shù)生成刻度圖像(SO。另一方面，在S4中，在沒(méi)有高度及與平行于路面的方向所成的角度一致的形成參數(shù)的情況下，選擇上述高度及與平行于路面的方向所成的角度的值近似的多個(gè)形成參數(shù)，通過(guò)線性插值法等的適當(dāng)?shù)牟逯堤幚硇纬煽潭葓D像(S6)。 另外，用來(lái)執(zhí)行上述圖12的各步驟的程序也可以保存在記錄媒介中，此外，也可以通過(guò)通信機(jī)構(gòu)提供該程序。在此情況下，例如對(duì)于上述說(shuō)明的程序也可以作為“記錄有程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄媒體”的發(fā)明來(lái)掌握。
權(quán)利要求
1.一種道路計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，具備攝影機(jī)構(gòu)，在每個(gè)規(guī)定的定時(shí)對(duì)道路的路面及沿途進(jìn)行攝影；刻度形成機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述攝影機(jī)構(gòu)的距離路面的高度及上述攝影機(jī)構(gòu)的攝影方向與平行于路面的方向所成的角度的變化，通過(guò)預(yù)先決定的處理次序，在上述攝影機(jī)構(gòu)攝影的道路圖像上形成刻度圖像；以及計(jì)測(cè)車輛，保持上述攝影機(jī)構(gòu)及上述刻度形成機(jī)構(gòu)，在作為攝影對(duì)象的道路上行駛。
2.如權(quán)利要求1所述的道路計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，在上述處理次序中，包括按照上述攝影機(jī)構(gòu)的距離路面的高度及上述攝影機(jī)構(gòu)的攝影方向與平行于路面的方向所成的每個(gè)角度保持刻度圖像的形成參數(shù)的表。
3.如權(quán)利要求1或2所述的道路計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，上述刻度圖像是在道路圖像的水平面上排列有規(guī)定的大小的矩形的棋盤格圖像。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的道路計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，上述刻度形成機(jī)構(gòu)在上述計(jì)測(cè)車輛改變行進(jìn)方向時(shí)，根據(jù)上述攝影機(jī)構(gòu)以攝影方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度而使上述刻度圖像旋轉(zhuǎn)，以使其與道路圖像中的路面平行。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的道路計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，上述攝影機(jī)構(gòu)在上述規(guī)定的定時(shí)之間攝影規(guī)定張數(shù)的圖像，基于各圖像的明亮度的變化來(lái)控制每個(gè)上述規(guī)定的定時(shí)的圖像的明亮度。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的道路計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，上述計(jì)測(cè)車輛是自動(dòng)兩輪車、小型自動(dòng)三輪車或自行車。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的道路計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，在上述計(jì)測(cè)車輛中，具備用來(lái)對(duì)上述攝影機(jī)構(gòu)在行駛中輸入指示信息的輸入裝置。
8.—種道路計(jì)測(cè)方法，其特征在于，具備在每個(gè)規(guī)定的定時(shí)對(duì)道路的路面及沿途由攝影機(jī)構(gòu)進(jìn)行攝影的工序；根據(jù)上述攝影機(jī)構(gòu)的距離路面的高度及上述攝影機(jī)構(gòu)的攝影方向與平行于路面的方向所成的角度的變化，通過(guò)預(yù)先決定的處理次序，在上述攝影機(jī)構(gòu)攝影的道路圖像上形成刻度圖像的工序。
全文摘要
在實(shí)施方式的道路計(jì)測(cè)裝置中，校準(zhǔn)部(48)根據(jù)由攝影機(jī)構(gòu)10對(duì)校準(zhǔn)用的圖形進(jìn)行攝影的結(jié)果生成在刻度圖像的形成中使用的形成參數(shù)。此外，圖像取得部(44)每隔規(guī)定的行駛距離從攝影機(jī)構(gòu)(10)取得道路圖像。此時(shí)，將坐標(biāo)信息取得部(56)從坐標(biāo)取得裝置(12)取得的坐標(biāo)信息與道路圖像建立關(guān)聯(lián)。攝影高度-角度取得部(46)從攝影高度-角度測(cè)量部(11)取得對(duì)道路圖像進(jìn)行攝影時(shí)的攝影機(jī)構(gòu)(10)的距離路面的高度及攝影方向與平行于路面的方向所成的角度?？潭刃纬刹?50)基于攝影高度-角度取得部(46)取得的上述高度及與平行于路面的方向所成的角度選擇上述形成參數(shù)，根據(jù)該形成參數(shù)生成刻度圖像。
文檔編號(hào)G01C11/02GK102197276SQ20098014238
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者岸田正憲, 黑須秀明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社博思科