立体摄像装置、车辆以及视差计算方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种立体摄像装置。该立体摄像装置(10)包括：第一拍摄部(11R)和第二拍摄部(11L)，具有包括多个透镜组的拍摄光学系统(14R、4L)和对拍摄光学系统(14R、14L)的多个透镜组中的至少一个进行驱动来改变焦距的致动器(16R、16L)；焦距控制部(21)，分别向致动器(16R、16L)输出相互同步的驱动信号；以及图像处理部(22)，使用由第一拍摄部(11R)和第二拍摄部(11L)拍摄的图像来计算到被摄体的距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】立体摄像装置、车辆以及视差计算方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年2月25日在日本申请的日本特愿2016－34904号的优先权，参照该在先申请的全部公开内容并援引到本申请中。
本专利技术涉及一种立体摄像装置、车辆以及视差计算方法。
技术介绍
近年来，以在驾驶员难以观察的地方的视觉辅助、障碍物的检测、行驶时的周围环境的记录等为目的，在车辆上搭载了许多摄像机。特别是，在针对前方行驶的车辆和道路上的障碍物的防撞系统等用途上，用于检测前方的障碍物的摄像机得到开发和实际应用。人们提出了一种摄像系统，在该系统中，根据基于车辆的行驶速度和地图信息而获得的道路形状的信息，改变拍摄的变焦倍率来检测障碍物(例如，参照专利文献1)。该摄像系统包括具有变焦机构的拍摄部，例如，变焦控制装置对变焦机构进行控制，使得拍摄的变焦倍率变为针对由车速传感器检测出的行驶速度而预先决定的变焦倍率。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-274518号公报
技术实现思路
本公开的多个实施方式中的一个立体摄像装置具备：第一拍摄部、第二拍摄部、焦距控制部以及图像处理部。第一拍摄部具有：第一拍摄光学系统，包括多个透镜组；以及第一驱动部，对该第一拍摄光学系统的所述多个透镜组中的至少一个透镜组进行驱动来改变焦距。第二拍摄部具有：第二拍摄光学系统，包括多个透镜组；以及，对该第二拍摄光学系统的所述多个透镜组中的至少一个透镜组进行驱动来改变焦距。焦距控制部向所述第一驱动部和所述第二驱动部分别输出相互同步的驱动信号。图像处理部使用由所述第一拍摄部和所述第二拍摄部拍摄的图像来计算到被摄体的视差。本公开的多个实施方式中的一个车辆具备立体摄像装置。立体摄像装置具备第一拍摄部、第二拍摄部、焦距控制部以及图像处理部。第一拍摄部具有：第一拍摄光学系统，包括多个透镜组；以及第一驱动部，对该第一拍摄光学系统的所述多个透镜组中的至少一个透镜组进行驱动来改变焦距。第二拍摄部具有：第二拍摄光学系统，包括多个透镜组；以及第二驱动部，对该第二拍摄光学系统的所述多个透镜组中的至少一个透镜组进行驱动来改变焦距。焦距控制部向所述第一驱动部和所述第二驱动部分别输出相互同步的驱动信号。图像处理部使用由所述第一拍摄部和所述第二拍摄部拍摄的图像来计算到被摄体的视差。本公开的多个实施方式中的一个视差计算方法使用具有第一拍摄部和第二拍摄部的立体摄像装置。第一拍摄部具有：第一拍摄光学系统，包括多个透镜组；以及第一驱动部，对该第一拍摄光学系统的所述多个透镜组中的至少一个透镜组进行驱动来改变焦距。第二拍摄部具有：第二拍摄光学系统，包括多个透镜组；以及第二驱动部，对该第二拍摄光学系统的所述多个透镜组中的至少一个透镜组进行驱动来改变焦距。该视差计算方法包括向所述第一驱动部和所述第二驱动部分别输出相互同步的驱动信号，并改变所述第一拍摄光学系统的所述焦距和所述第二拍摄光学系统的所述焦距的步骤。该视差计算方法还包括使用由所述第一拍摄部和所述第二拍摄部拍摄的图像来计算到被摄体的视差的步骤。附图说明图1是表示第一实施方式的立体摄像装置的概略结构的图。图2是示意性地表示搭载图1的立体摄像装置的车辆的侧视图。图3是示意性地表示搭载图1的立体摄像装置的车辆的主视图。图4是表示长焦挡上的图1的立体摄像装置的光学系统的图。图5是图1的控制部测量距离的流程图。图6是第二实施方式的立体摄像装置测量距离的流程图。图7是基于图像处理进行变焦的说明图，图7(a)、图7(b)和图7(c)是分别表示行驶的道路为水平时、从水平变为上坡时、及从水平变为下坡时的道路划线的图。具体实施方式为了使用摄像机来测量到前方障碍物的距离，使用一种立体摄像装置，该立体摄像装置使用大致平行地配置的两台以上的摄像机来计算对同一个被摄体的视差。可以考虑在立体摄像装置中，也与单目摄像机相同地，根据行驶速度和/或道路形状来改变应该拍摄的区域的图像倍率和视角。但是，在立体摄像装置中，距离是通过以达到亚像素的精度对由多个摄像机拍摄的图像的像素进行比较来计算的。因此，多个摄像机间的设定必需高精度地一致。试图在立体摄像装置中搭载变焦功能时，如果在多个摄像机间未使焦距的控制准确地同步，则有距离测量的精度受损的风险。在以下说明的本公开的实施方式的立体摄像装置、车辆及视差计算装置中，能够既具有变焦功能，又获得较高的距离测量精度。以下，参照附图说明本公开的多个实施方式。需要说明的是，在以下说明中使用的图是示意图。附图上的尺寸、比率等与现实不一定一致。(第一实施方式)如图1所示，第一实施方式的立体摄像装置10包括第一拍摄部11R、第二拍摄部11L、控制部12以及校正表切换部13。本公开中的“立体摄像装置”是指，包括相互具有视差且相互协作的多个摄像机的装置。立体摄像装置包括至少两个以上的摄像机。在立体摄像装置中，可通过使多个摄像机协作，从多个方向对对象进行拍摄。立体摄像机中包括能够使多个摄像机协作而对对象同时拍摄的元件。拍摄的“同时”不限于完全相同的时间。本公开中的“同时”拍摄，例如包括：(i)多个摄像机在同一时刻进行拍摄，(ii)多个摄像机基于相同信号进行拍摄，以及(iii)多个摄像机在各自内部时钟的同一时刻进行拍摄。拍摄的时间基准包括拍摄的开始时刻、拍摄的结束时刻、所拍摄的图像数据的发送时刻以及对方设备接收图像数据的时刻。立体摄像装置可以是在一个壳体中包括多个摄像机的设备。立体摄像装置也可以是包括彼此独立且位于相互分开的位置上的两台以上的摄像机的设备。立体摄像装置不限于彼此独立的多个摄像机。例如，在本公开中可以采用具有将入射到分开的两个位置上的光引导至一个受光元件的光学机构的摄像机作为立体摄像装置。在立体摄像装置10中，排列有两台拍摄部，即彼此独立的第一拍摄部11R和第二拍摄部11L。通过从具有视差的多个视点同时拍摄对象物，立体摄像装置也能够记录深度方向信息。本实施方式的立体摄像装置10，例如搭载于汽车等的车辆。在本公开的“车辆”中包括汽车、铁路车辆、工业车辆以及生活车辆，但不限于此。例如，在车辆中也可以包括在跑道上行驶的飞机。汽车包括轿车、卡车、公共汽车、摩托车以及无轨电车等，但不限于此，也可以包括道路上行驶的其他车辆。轨道车辆包括机车、货车、客车、有轨电车、轻轨、索道、缆车、线性马达汽车以及单轨电车，但不限于此，也可以包括沿着轨道前进的其他车辆。工业车辆包括用于农业和建筑的工业车辆。在工业车辆中包括叉车和高尔夫球车，但不限于此。用于农业的工业车辆包括拖拉机、耕种机、移栽机、收割扎束机、联合收割机以及割草机，但不限于此。建筑行业的工业车辆包括推土机、铲运机、挖掘机、起重机、自卸车以及压路机，但不限于此。生活车辆包括自行车、轮椅、婴儿车、手推车以及电动自行车，但不限于此。车辆动力机构包括内燃机以及电机；其中，内燃机包括柴油机、汽油机以及氢气机，电机包括马达，但不限于此。车辆也包括通过人力行驶的车辆。需要说明的是，车辆的分类不限于上述。例如，汽车也可以包括能够在道路行驶的工业车辆，在多个分类中也可以包括相同的车辆。如图2和图3所示，立体摄像装置10可配置在车辆30的挡风玻璃的内侧，例如，可以配置在由驾驶员观察的后视镜背面侧。如图2的侧视图所示，第一拍摄部11R和第二拍摄部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体摄像装置，具备：第一拍摄部，具有包括多个透镜组的第一拍摄光学系统、和对该第一拍摄光学系统的所述多个透镜组中的至少一个透镜组进行驱动来改变焦距的第一驱动部，第二拍摄部，具有包括多个透镜组的第二拍摄光学系统、和对该第二拍摄光学系统的所述多个透镜组中的至少一个透镜组进行驱动来改变焦距的第二驱动部，焦距控制部，向所述第一驱动部和所述第二驱动部分别输出相互同步的驱动信号，以及图像处理部，使用由所述第一拍摄部和所述第二拍摄部拍摄的图像来计算到被摄体的视差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.25 JP 2016-0349041.一种立体摄像装置，具备：第一拍摄部，具有包括多个透镜组的第一拍摄光学系统、和对该第一拍摄光学系统的所述多个透镜组中的至少一个透镜组进行驱动来改变焦距的第一驱动部，第二拍摄部，具有包括多个透镜组的第二拍摄光学系统、和对该第二拍摄光学系统的所述多个透镜组中的至少一个透镜组进行驱动来改变焦距的第二驱动部，焦距控制部，向所述第一驱动部和所述第二驱动部分别输出相互同步的驱动信号，以及图像处理部，使用由所述第一拍摄部和所述第二拍摄部拍摄的图像来计算到被摄体的视差。2.如权利要求1所述的立体摄像装置，其中，所述图像处理部根据所述第一拍摄光学系统的所述焦距和所述第二拍摄光学系统的所述焦距，对由所述第一拍摄部和所述第二拍摄部拍摄的图像的像差进行校正。3.如权利要求1或2所述的立体摄像装置，其中在搭载于车辆的情况下，所述焦距控制部获取与所述车辆的行驶状态相关的行驶状态信息，并根据该行驶状态信息向所述第一驱动部和所述第二驱动部输出所述驱动信号。4.如权利要求3所述的立体摄像装置，其中，所述图像处理部基于由第一拍摄部和第二拍摄部中的两者或者任意一者拍摄的图像来生成行驶状态信息，所述焦距控制部从所述图像处理部获取所述行驶状态信息。5.如权利要求1～4中任一项所述的立体摄像装置，其中，所述第一驱动部和所述第二驱动部各自包括步进电机，所述焦距控制部输出用于驱动所述步进电机的脉冲信号作为所述驱动信号。6.如权利要求1～5中任一项所述的立体摄像装置，其中，所述第一拍摄光学系统和所述第二拍摄光学系统分别由包括变焦用透镜组和焦点移动校正用透镜组的两个以上透镜组构成，所述变焦用透镜组与所述焦点移动校正用透镜组以彼此的位置建立唯一对应关系的方式进行连动。7.一种具备立体摄像装置的车辆，所述立体摄像装置具备：第一拍摄部，具有包括多个透镜组的第一拍摄光学系统、和对该第一拍摄光学系统的所述多个透镜组...

【专利技术属性】
技术研发人员：大原直人，河野健治，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP