物体位置检测装置制造方法及图纸

根据本发明专利技术，能够最佳地去除通过TOF法得到的距离图像中包含的散粒噪声。物体位置检测装置(1)包括：距离图像生成部(10)，其基于光的传播时间测量其至包含物体的被拍摄体的距离，生成2维的距离图像；生成从被拍摄体的距离图像中提取物体而得到的物体图像的物体图像生成部(16)；和设置角度检测部(20)，其检测距离图像生成部(10)的设置角度。物体图像生成部(16)包括差分器(17)，其进行从被拍摄体的距离图像中去除物体以外的背景的去除处理，基于设置角度检测部(20)检测出的距离图像生成部(10)的设置角度，来设定差分器(17)中的背景去除的阈值(d)。

【技术实现步骤摘要】
物体位置检测装置优先权声明本申请要求申请号为JP2017-007484、申请日为2017年1月19日的日本专利申请的优先权，其内容通过援引而加入本申请。
本专利技术涉及将人物等物体的位置作为距离图像输出的物体位置检测装置。
技术介绍
目前已知一种基于光的传播时间来测量与物体间的距离(以下称TOF法：timeofflight(飞行时间))，并输出表示距离的图像(距离图像)的技术。例如，日本特开2009-174830号公报所记载的人物位置检测装置公开了这样的结构，其包括：距离变化检测单元，其基于来自TOF式距离图像传感器的距离信息，检测与室内空间的物体之间的距离变化；和人物判别单元，其通过对检测出的距离变化区域确定形状而判别是否为人物，其中，将与形状被确定为人物的距离变化区域之间的方向和距离作为人物位置进行检测。
技术实现思路
在日本特开2009-174830号公报的技术中，测量与室内空间的物体之间的距离，根据测量值的时间变化量来检测距离变化区域，并且对预先登记的人物形状的特征与检测出的距离变化区域的特征进行比较来判别是否为人物。在这样的处理中，需要用到对距离变化区域进行判断的阈值，若阈值较小，会随距离变化区域一起较多地输出散粒噪声，可能会将该散粒噪声误识别为距离变化区域。反之，若上述阈值较大，则物体形状的一部分或全部可能会缺失。虽然可以考虑由用户一边观察所得到的距离图像一边设定最佳的阈值，但在为运动的物体的情况下，用户的负担将会增大，实用性不够。日本特开2009-174830号公报针对上述阈值的设定方法没有任何的考虑。本专利技术的目的在于，提供一种能够最佳地去除通过TOF法得到的距离图像中包含的散粒噪声的物体位置检测装置。本专利技术的将物体的位置作为距离图像输出的物体位置检测装置，其特征在于，包括：距离图像生成部，其基于光的传播时间测量其至包含所述物体的被拍摄体的距离，生成2维的距离图像；生成从所述被拍摄体的距离图像中提取所述物体而得到的物体图像的物体图像生成部；和设置角度检测部或物体距离/姿态检测部，其中所述设置角度检测部检测所述距离图像生成部的设置角度，所述物体距离/姿态检测部检测所述距离图像生成部至所述物体的距离或者所述物体的姿态，所述物体图像生成部包括差分器，该差分器进行从所述被拍摄体的距离图像中去除所述物体以外的背景的去除处理，基于所述设置角度检测部检测出的所述距离图像生成部的设置角度或所述物体距离/姿态检测部的检测结果，来设定所述差分器中的背景去除的阈值。根据本专利技术，由于自动并且自适应地设定用于去除距离图像中包含的背景的阈值，所以即使是对于运动的物体也能够提供噪声较少的清晰的图像。附图说明图1是表示物体位置检测装置之一实施例的结构图。图2A是说明基于TOF法的距离测量的原理的图。图2B是说明基于TOF法的距离测量的原理的图。图3是说明设置角度检测部的动作的图。图4A是表示TOF摄像机的配置与被拍摄体的图像的关系的图。图4B是表示TOF摄像机的配置与被拍摄体的图像的关系的图。图5A是表示TOF摄像机的配置与人物图像的关系的图。图5B是表示TOF摄像机的配置与人物图像的关系的图。图6A是表示TOF摄像机的设置角度与阈值的关系的图。图6B是表示TOF摄像机的设置角度与阈值的关系的图。图6C是表示TOF摄像机的设置角度与阈值的关系的图。图7A是表示摄像机到人物的距离与阈值的关系的图。图7B是表示摄像机到人物的距离与阈值的关系的图。图7C是表示摄像机到人物的距离与阈值的关系的图。图8A是表示人物的姿态与阈值的关系的图。图8B是表示人物的姿态与阈值的关系的图。图8C是表示人物的姿态与阈值的关系的图。图9是表示阈值设定用表的示例的图。图10是表示图像处理的流程的流程图。具体实施方式图1是表示本专利技术的物体位置检测装置之一实施例的结构图。以下例子说明作为物体检测人物的位置的情况。物体位置检测装置1利用TOF方式测量与包含人物的被拍摄体之间的距离，将测得的与被拍摄体的各部分的距离例如用颜色表示，并作为距离图像输出。此时，通过从整个被拍摄体中去除人物以外的背景图像，将作为检测对象的人物的位置和姿态易于观察地显示出来。物体位置检测装置1包括生成基于TOF方式的距离图像的距离图像生成部10(以下称TOF摄像机或仅称摄像机)，和从距离图像中提取人物等物体的部分而生成物体图像(人物图像)的物体图像生成部16。各部分的动作由未图示的CPU控制。TOF摄像机10包括对被拍摄体照射脉冲光的激光二极管(LD)或发光二极管(LED)等发光部11，接收从被拍摄体反射的脉冲光的CCD传感器或CMOS传感器等受光部12，和对发光部11进行驱动并根据受光部12的检测信号计算与被拍摄体间的距离的距离计算部13。受光部12拍摄被拍摄体的2维图像，从而距离计算部13将被拍摄体的2维图像的距离数据作为距离图像输出。基于TOF的距离测量的原理将在后文中描述。背景图像获取部14从距离计算部13获取不存在人物的状态下的距离图像(以下称背景图像B)，将其保存到背景图像存储部15中。物体图像生成部16包括差分器17、去噪部18和图像处理部19，基于由TOF摄像机10生成的距离图像生成并输出物体图像(人物图像)。当从距离计算部13输出了包含人物的距离图像(以下称输入图像A)时，差分器17对其进行与保存在背景图像存储部15中的背景图像B间的差分处理，输出差分图像C。该差分处理是这样的处理，对于输入图像A与背景图像B间的距离差大于阈值的区域，使输入图像A的信号直接通过，而对于距离差为阈值以下的区域，使输入图像A的信号无信号化。无信号化处理指的是，具体而言，将距离数据置换为距离摄像机无穷远(或者作为距离数据可取的最远位置)的数据。在差分图像C中，背景被从输入图像A中去除，例如成为提取出人物等物体的图像。去噪部18例如由低通滤波器构成，将差分图像C中包含的残留噪声进一步去除，作为物体图像E输出。图像处理部19基于距离数据进行改变人物的物体图像E的色调的彩色化处理，输出到外部装置或显示在显示器等上。图像处理也可以是改变明度、对比度等的处理。用户通过观察彩色化的物体图像E，能够容易地了解人物等物体的位置(距离)和形状(姿态)。在本实施例中，自动并且自适应地设定对差分器17设定的用于进行背景去除的阈值d。即，根据TOF摄像机10与作为检测对象的物体之间的位置关系而最佳地设定阈值。为此，利用设置角度检测部20检测TOF摄像机10的设置角度(相对于水平方向的倾斜角度)。设置角度检测部20例如使用加速度传感器。并且，物体距离/姿态检测部21根据从距离计算部13得到的距离数据，检测摄像机到物体(人物)的距离或物体的姿态。阈值存储部22以设置角度、物体位置/姿态为参数，将最佳的阈值d预先存储在查找表(LUT)中。其中，设置角度检测部20和物体距离/姿态检测部21可以将功能合并而构成为一个检测部，也可以采用仅包括其中任一检测部的结构。接着对各部分的动作进行说明。图2A和图2B是说明基于TOF法的距离测量的原理的图。TOF(飞行时间)法根据出射光信号与接收光信号的时间差来计算距离。图2A是表示TOF摄像机(距离图像生成部)10与被拍摄体2(例如人物)的关系的图。TOF摄像机10包括发光部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将物体的位置作为距离图像输出的物体位置检测装置，其特征在于，包括：距离图像生成部，其基于光的传播时间测量其至包含所述物体的被拍摄体的距离，生成2维的距离图像；生成从所述被拍摄体的距离图像中提取所述物体而得到的物体图像的物体图像生成部；和设置角度检测部或物体距离/姿态检测部，其中所述设置角度检测部检测所述距离图像生成部的设置角度，所述物体距离/姿态检测部检测所述距离图像生成部至所述物体的距离或者所述物体的姿态，所述物体图像生成部包括差分器，该差分器进行从所述被拍摄体的距离图像中去除所述物体以外的背景的去除处理，基于所述设置角度检测部检测出的所述距离图像生成部的设置角度或所述物体距离/姿态检测部的检测结果，来设定所述差分器中的背景去除的阈值。

【技术特征摘要】
2017.01.19 JP 2017-0074841.一种将物体的位置作为距离图像输出的物体位置检测装置，其特征在于，包括：距离图像生成部，其基于光的传播时间测量其至包含所述物体的被拍摄体的距离，生成2维的距离图像；生成从所述被拍摄体的距离图像中提取所述物体而得到的物体图像的物体图像生成部；和设置角度检测部或物体距离/姿态检测部，其中所述设置角度检测部检测所述距离图像生成部的设置角度，所述物体距离/姿态检测部检测所述距离图像生成部至所述物体的距离或者所述物体的姿态，所述物体图像生成部包括差分器，该差分器进行从所述被拍摄体的距离图像中去除所述物体以外的背景的去除处理，基于所述设置角度检测部检测出的所述距离图像生成部的设置角度或所述物体距离/姿态检测部的检测结果，来设定所述差分器中的背景去除的阈值。2.如权利要求1所述的物体位置检测装置，其特征在于：基于所述设置角度检测部检测出的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：增田浩三，
申请(专利权)人：日立乐金光科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP