お客様: 国立大学の研究拠点様

ご依頼内容

  • 走行映像から、周囲物体との相対距離・相対速度・衝突余裕時間を算出したい。
  • 算出した相対位置を、2Dマップでひと目で確認したい。
  • 既存のデータベースと連携し、動画・CSVを読み書きできる形で使いたい。
  • 操作しやすいMATLABのGUIとして実装したい。

課題

  • 単眼カメラからの距離推定で、カメラの内部・外部パラメータを精密に合わせること。
  • 物体検出とトラッキングを組み合わせ、映像中の対象を継続追跡すること。

ソリューション

  • 単眼カメラモデルを用い、実機の内部パラメータと、高さ・ピッチ等の外部パラメータを校正した。
  • 外部パラメータを実際に見ながら修正できる機能も含むGUIアプリケーションを作成した。
  • 相対距離と相対速度から、衝突余裕時間を算出した。
  • 静止物・移動物の相対位置を鳥瞰図へ表示し、地図重畳方式とも比較した。
  • 動画・CSVを読み書きするC#プラグインで、既存データベースと連携した。
走行映像上の車両検出枠と相対距離・相対速度・衝突余裕時間の表示例(生成サンプル)
走行映像上の検出・計測表示のイメージ。先行車両を検出枠で示し、相対距離・相対速度・衝突余裕時間(TTC)を重畳する。この画像は説明のために生成したサンプル画像で、実際の撮影画像ではありません。数値は表示例で、実測値ではありません。
自車周囲の静止物・移動物を鳥瞰図に表示した2Dマップのサンプル
2Dマップ(鳥瞰図)表示のイメージ。自車を基準に、静止物・移動物の相対位置と、移動物の相対速度ベクトルを表示する。サンプルデータによる表示例で、実際の計測データではありません。
単眼距離推定における外部パラメータ調整の効果を示す図
外部パラメータ(カメラ姿勢)校正の効果。取り付け高さ・ピッチが合っていないと表示距離は大きくずれる。GUIで外部パラメータを見ながら調整し、表示距離を実測へ近づける。各測定点の誤差率は概ね15%以内。

結果

  • 参照画像で最適ピッチを求め、各測定点の誤差率を概ね15%以内に収めた。
  • 外部パラメータの調整を、見ながら修正でき、実際の測定距離に近づけることを可能にした。

ひとこと

  • 今回のご依頼は、「撮影動画から、自車と物体までの距離を測定する」ことでした。単眼カメラの距離推定は、アルゴリズムも重要ですが、カメラ姿勢のわずかな差が誤差を左右します。
  • 外部パラメータを見ながら調整する機能を付けた、統合的なアプリケーションを作成し、自車との相対距離を俯瞰して確認できるようにするのは、様々な技術的要素の組み合わせが必要です。カメラパラメータや、コンピュータ・ビジョンの専門的な知識が必要な場面から、アプリケーションの作成まで、まとめてお引き受けします。

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