(57)【要約】【課題】  隣接する製造ラインにおいて、ライン間において車両の運行を可能なキャリブレーションターゲットを提供すること。【解決手段】  キャリブレーションターゲット８は、車載カメラ２Ａ２のキャリブレーションのために、予め定められた設置面にて用いられ、設置面に対して所定角度で傾斜する第１の斜面部８０１Ｂと、第１の斜面部８０１Ｂに描かれ、車載カメラ２Ａ２のキャリブレーションに用いられる第１のマーク部８１ｄ〜８１ｆとを備える。【選択図】  図５
2010121986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載カメラのキャリブレーションのために、予め定められた設置面にて用いられるキャリブレーションターゲットであって、
前記キャリブレーションターゲットは、
前記設置面に対して所定角度で傾斜する第１の斜面部と、
前記第１の斜面部に描かれ、前記車載カメラのキャリブレーションに用いられる第１のマーク部とを備える、
キャリブレーションターゲット。
【請求項２】
前記設置面に対して前記所定角度で傾斜し、前記第１の斜面部と連結された第２の斜面部と、
前記第２の斜面部に描かれ、別の車載カメラのキャリブレーションに用いられる第２のマーク部とをさらに備える、
請求項１に記載のキャリブレーションターゲット。
【請求項３】
前記第１の斜面部とは別の面に、別の車載カメラのキャリブレーションに用いられる第２のマーク部をさらに備え、
前記第２のマーク部は、前記第１のマーク部を用いる車載カメラからは不可視である、
請求項１に記載のキャリブレーションターゲット。
【請求項４】
前記車載カメラの光軸と前記第２の斜面部とが前記設置面となす角度が互いに同じに設定される、
請求項３に記載のキャリブレーションターゲット。
【請求項５】
キャリブレーションターゲットは、該車載カメラの設置位置を前記設置面に投影した点を基準として、（Ｈ３／Ｈ２）×（Ｗ２／２）を満たす位置に設置され、
前記Ｈ２は前記キャリブレーションターゲットの高さであり、前記Ｈ３は、車載カメラが設置される高さであり、前記Ｗ２はキャリブレーションターゲットの幅である、
請求項４に記載のキャリブレーションターゲット。
【請求項６】
前記第１の斜面部の高さは、前記設置面を基準として１４０ｍｍ未満である、
請求項１に記載のキャリブレーションターゲット。
【請求項７】
請求項１に記載のキャリブレーションターゲットを撮影する車載カメラと、
前記車載カメラが取得した撮影画像中から、前記キャリブレーションターゲットにおける前記第１のマーク部を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された第１のマーク部の所定位置の座標を算出する座標算出部と、
前記座標算出部により算出された座標を、所定の３次元座標に変換する座標変換部と、
前記座標変換部により得られた３次元座標に基づき、前記車載カメラのカメラパラメータを最適化する最適化部とを備える、キャリブレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設置されたカメラが所定の取付位置および取付方向からずれた場合の校正に用いられるキャリブレーションターゲット及びキャリブレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車載カメラのキャリブレーションシステムは、カメラの回転行列を求めることによって、車両に取り付けられた車載カメラを校正し、その成否を判定する。このとき、少なくとも異なる２箇所に配置されたキャリブレーションターゲットのマーク部の基準座標系における座標に基づいて演算する。（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−１３１２５０号公報（第１８頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両に搭載され、上方視点からの画像など、車両周辺の画像を表示する車載用カメラシステムについて、キャリブレーションは車両の製造工程で実施されることがある。更に、生産性を高めるために、図１１に示すように、製造ラインＡ，Ｂを並列に配置した製造工程が存在する。
【０００４】
また、製造工程では、車両α１，α２の運行をラインに合わせて制約するため、使用可能な空間が制限され、キャリブレーションに使用されるキャリブレーションターゲット８ａ〜８ｄも空間制約に対応した高さや大きさに合わせることが要求される。
【０００５】
このような製造工程で、異なる２箇所８ａ，８ｃに配置されたキャリブレーションターゲットのマーク部を使用して、車両α１のカメラ２Ａ１に対するキャリブレーションシステムを運用する場合、図１１に示すように、隣接するキャリブレーションターゲット８ｂが車載カメラ２Ａ１の画角内に存在する。
【０００６】
よって、車両α１のキャリブレーションシステムはキャリブレーションターゲットを誤って検出してしまう課題がある。
【０００７】
これを解決するための提案としては、図１２に示すように隣接するキャリブレーションターゲット８ａ，８ｂ間に衝立状の遮蔽物γを設置する方法があるが、図１３に示すような製造工程では車両の運行を妨げることになる。
【０００８】
本発明は、隣接する車両の製造工程において、車両の運行を妨げることがないキャリブレーションターゲット及びキャリブレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、車載カメラのキャリブレーションのために、予め定められた設置面にて用いられるキャリブレーションターゲットであって、キャリブレーションターゲットは、設置面に対して所定角度で傾斜する第１の斜面部と、第１の斜面部に描かれ、前記車載カメラのキャリブレーションに用いられる第１のマーク部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成のように、キャリブレーションターゲットに所定角度で傾斜する第１の斜面部を設けることにより、車両はキャリブレーションターゲットを乗り越えることが可能となるので、車両の運行を妨げることを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態の車載カメラ用のキャリブレーションシステムについて、図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は、第１の実施の形態に係る車載カメラ用のキャリブレーションシステム１の全体構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、キャリブレーションシステム１は、車両に取り付けられた複数のカメラ２（図示は２Ａ〜２Ｄの４台）と、表示装置６と、各カメラ２によって撮像した画像情報を入力し、画像情報に対して所定処理を行って、車両周辺を俯瞰した俯瞰画像を示す映像信号を生成し表示装置６に出力するカメラ画像制御部７とを備えている。
【００１４】
カメラ２は、図２に示すように、車両α（点線で図示）の周辺を撮影するように取り付けられる。本説明では、カメラ２Ａが車両αの後端に、カメラ２Ｂが車両αの左側、カメラ２Ｃが車両αの前端、カメラ２Ｄが車両αの右側に取り付けられる。
【００１５】
図２はさらに、車両の周辺領域において、カメラ２Ａ〜２Ｄが撮像する範囲も示す。
【００１６】
カメラ２Ａは、車両αの後方の撮像範囲ＣＡＭ０の状況を撮像する。同様に、カメラ２Ｂは、車両αの左側方の撮像範囲ＣＡＭ１を、カメラ２Ｃは、車両αの前方の撮像範囲ＣＡＭ２を、カメラ２Ｄは、車両αの右側方の撮像範囲ＣＡＭ３を撮像する。ここで、カメラ２Ａ〜２Ｄにより車両αの全周囲をカバーするために、撮像範囲ＣＡＭ０は、撮像範囲ＣＡＭ１，ＣＡＭ３とそれぞれ重なり合い、撮像範囲ＣＡＭ２もまた、撮像範囲ＣＡＭ１，ＣＡＭ３とそれぞれ重なり合う。以降、撮像範囲ＣＡＭ０及びＣＡＭ１の重なり部分をオーバーラップ領域Ｆ０１と、撮像範囲ＣＡＭ１及びＣＡＭ２の重なり部分をオーバーラップ領域Ｆ１２と、撮像範囲ＣＡＭ２及びＣＡＭ３の重なり部分をオーバーラップ領域Ｆ２３と、撮像範囲ＣＡＭ３とＣＡＭ０との重なり部分をオーバーラップ領域Ｆ３０という。
【００１７】
図２において、表示装置６は、入力映像信号が示す映像を、ブラウン管または液晶などの画面に表示する。
【００１８】
カメラ画像制御部７は、メモリ３（図示は３Ａ〜３Ｄの４個）と、画像処理部４と、不揮発性メモリ５とを含んでいる。メモリ３Ａ〜３Ｄは、ＲＡＭなどからなり、カメラ２Ａ〜２Ｄの撮影画像データを記録する。画像処理部４は、ＤＳＰ又はＦＰＧＡなどからなり、メモリ３Ａ〜３Ｄで記録された画素データを取り込んで画像処理を行う。不揮発性メモリ５は、画像処理部４により参照される。
【００１９】
メモリ３Ａは、カメラ２Ａと接続されており、カメラ２Ａにより撮影された映像情報を一時的に保持する。同様に、メモリ３Ｂ〜３Ｄは、カメラ２Ｂ〜２Ｄと接続されており、カメラ２Ｂ〜２Ｄからの映像情報を一時的に保持する。これら映像情報は、画像処理部４により参照される。
【００２０】
画像処理部４は、図３に示すように、画像抽出部４１と、補正値演算部４２と、補正画
像生成部４３と、イメージ映像重畳部４４とを含んでいる。
【００２１】
画像抽出部４１は、メモリ３Ａ〜３Ｄのいずれかから、それに保持される撮影画像を抽出する。抽出された撮影画像は、補正値演算部４２と補正画像生成部４３により参照される。
【００２２】
補正値演算部４２は、画像抽出部４１より抽出された撮影画像を用いて補正量を算出する。具体的には、補正値演算部４２は、現在参照している撮影画像から、校正点の意匠（図９を参照）を複数抽出し、各図形の画像上の座標情報と、３次元空間上の座標情報とが正しく対応付けられるための、カメラ２用のパラメータ補正量を算出する。
【００２３】
補正画像生成部４３は、画像抽出部４１より抽出された撮影画像を、補正値演算部４２で算出された補正量で補正する。具体的には、補正画像生成部４３は、補正値演算部４２により算出されたパラメータ補正量を参照して、画像抽出部４１から受け取った撮影画像を補正する。補正画像生成部４３は、不揮発性メモリ５を参照して、補正後の撮影画像の歪みを補正する。このような補正済みの撮影画像がイメージ映像重畳部４４に出力される。
【００２４】
イメージ映像重畳部４４は、補正画像生成部４３によって生成された補正済みの撮影画像上に所定のイメージを重畳する。より具体的には、イメージ映像重畳部４４は、補正画像生成部４３の出力撮影映像に、例えば、車両からの距離を示すガイドラインや、映像がない部分（例えば、自車両を示すイメージ）を重畳する。
【００２５】
図４は、車両α１に取り付けられたカメラ２Ａ１と、キャリブレーションターゲット８との位置関係を例示する図である。図４では、特に、車両α１の後方を撮像するためのカメラ２Ａ１と、車両α２の後方を撮像するためのカメラ２Ａ２で撮影するキャリブレーションターゲット８の斜面部８０１Ａ，８０１Ｂの位置関係を示し、製造ラインＡ，Ｂが隣接するため、製造ラインＡに隣接する製造ラインＢのキャリブレーションターゲット８の斜面部８０１Ｂは、カメラ２Ａ１の撮像範囲ＣＡＭ０ａ内にある。
【００２６】
図５は、キャリブレーションターゲット８の斜面部８０１Ａ，８０１Ｂの詳細な構成を示す図である。図５において、キャリブレーションターゲット８は斜面部８０１Ａ，８０１Ｂからなる。
【００２７】
また、キャリブレーションターゲット８の斜面部８０１Ａ，８０１Ｂの表面には、キャリブレーションに使用するマーク部８１ａ〜８１ｆがそれぞれ描かれる。マーク部８１ａ〜８１ｆは、画像抽出部４１にて抽出対象となる図形であり、例えば円などの図形で、複数の図形から構成されることもある。
【００２８】
ここで、本実施の形態におけるキャリブレーションターゲット８の斜面部８０１Ａにマーク部８１ａ〜８１ｃを描ける面積について説明する。
【００２９】
図５におけるマーク部を描ける面積Ｓ１は、キャリブレーションターゲット８の奥行きＤ１、高さＨ１、ならびに幅Ｗで表され、
Ｓ１＝Ｄ１×（Ｈ１／ｓｉｎ（Ａｔａｎ（Ｈ１／（Ｗ／２）））            （式１）
となり、図６に示すとおり、カメラ映像内のマーク部を大きく見せることができる。
【００３０】
ここで、Ｈ１は、車両が運行を妨げないために、１４０ｍｍ未満とする必要がある。
【００３１】
図７は、キャリブレーションターゲット８の設置位置点Ｐを示す。ｘ−ｚ平面上におい
て、カメラ２Ａ１の光軸がｘ−ｙ平面に対してなす角をθ１とする。カメラ２Ａ１に対して使用しないキャリブレーションターゲットの斜面部８０１Ｂがｘ−ｙ平面に対してなす角もθ１とする。このとき、点Ｐの位置を、カメラ２Ａ１の設置高さＨ３と図１２の座標原点から点Ｐまでの距離Ｌからなる直角三角形と、キャリブレーションターゲット８の高さＨ２とキャリブレーションターゲット８０１Ｂからなる直角三角形の相似関係により、
Ｌ＝（Ｈ３／Ｈ２）＊（Ｗ２／２）                                      （式２）と決定する。
【００３２】
これにより、キャリブレーションターゲットの斜面部８０１Ｂを、カメラ２Ａ１からの不可視部分とし、誤って検知することを防止することが可能となる。
【００３３】
以上のように構成されたキャリブレーションターゲット８を用いたキャリブレーションについて、図８のフローチャートを用いてその動作を説明する。
【００３４】
カメラ２Ａ〜２Ｄのいずれかは、所定の位置でキャリブレーションターゲット８が画像内に入るように撮影する（ステップ１００１）。撮影画像は、今回撮影を行ったカメラ２の後段のメモリ３に保存される（ステップ１００２）。画像処理部４において、画像抽出部４１は、取得した撮影画像中から、所定の２次元画像上の探索範囲を決定し（ステップＳ１００３）、キャリブレーションターゲット８の所定の斜面部に描かれるマーク部を抽出する（ステップＳ１００４）。
【００３５】
今、抽出されたマーク部の数をｎ個とし、ｉを１からｎまでの自然数とする。補正値演算部４２は、抽出された各校正点の意匠の重心座標ＭＡｉ（Ｘｉ，Ｙｉ）を算出し（ステップＳ１００５）、ＭＡｉ（Ｘｉ，Ｙi）から３次元座標系の点ＣＡｉ（Ｘｗｉ、Ｙｗｉ、Ｚｗｉ）へ変換する（ステップＳ１００６）。すべての校正点の意匠における点ＣＡiを算出後、補正値演算部４２では、各ｉに対し、重心座標ＣＡｉが本来位置している３次元座標値ＴＡi（Ｘｔｉ，Ｙｔｉ，Ｚｔｉ）に最も近づくように、点ＣＡｉを補正するカメラパラメータを最適化処理により算出する（ステップＳ１００７）。以上の処理がｎ個のマーク部に対し完了するまで行われる。
【００３６】
以上のように構成されたキャリブレーションターゲット８を用いたキャリブレーションシステムでは、高さを抑えることで車両の運行を妨げることなく、キャリブレーションターゲットのマーク部の大きさを確保し、マーク部の画像抽出を容易にしつつ、隣接する製造ラインのキャリブレーションターゲットを誤って検知することを防止することが可能となる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３７】
図９は、第２の実施の形態に係るキャリブレーションターゲット８ａを示す図である。図９では、異なる２つの車両製造ライン上の車載カメラ２Ａ１，２Ａ２の２つが示されており、１つのラインに対し１つ斜面を構成するキャリブレーションターゲットが示されている。具体的には、車載カメラ２Ａ１，２Ａ２には、それぞれ、ｘ−ｙ平面に対して斜面をなす斜面部８０１Ａ，８０１Ｂが使用される。
【００３８】
さらに具体的には、キャリブレーションターゲット８ａのマーク部８１ａ〜８１ｃを描くキャリブレーションターゲットの斜面部８０１Ａは、車載カメラ２Ａ１の撮像範囲ＣＡＭ０ａに入るよう設置され、キャリブレーションターゲットのマーク部を描くキャリブレーションターゲット８０１Ｂは、車載カメラ２Ａ２の撮影範囲ＣＡＭ０ｂに入るよう設置される。しかし、第１の実施の形態とは異なり、車載カメラ２Ａ１に対する光線の入射線を図９のｘ−ｙ平面に垂下して投影した線群のうち、車載カメラ２Ａ１に対する光線の入
射線がカメラ２Ａ１において交差する点Ｑと、キャリブレーションターゲット８０１Ａ上で、ｙ軸上の座標での最大値、最小値をとる２点のマーク部８１ａおよび８１ｃの中心とでなす線分をそれぞれβ１，β２として、β１＝β２となる位置に設置する。
【００３９】
この結果、図１０に示すとおり、第１の実施の形態と比較して、図９においてｙ軸上でカメラ２Ａ１から最遠方となるマーク部８１ａを大きく見せることが可能となる。
【００４０】
なお、第２の実施の形態において、図７における車載カメラ２Ａ１の高さＨ３や、カメラ２Ａ１の光軸がｘ−ｙ平面に対してなす角をθ１の値から、Ｈ２を必ずしも、最大の高さとする必要が無いときには、前記の設置に加え、キャリブレーションターゲットの斜面部の角度を調整し、マーク部を大きく見せるようにすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係るキャリブレーションターゲットは、隣接する製造工程において、校正点の意匠を誤って検知することなく、高さを抑えることで工程間において車両の運行を可能としつつ、かつ校正点の意匠の大きさを確保可能とすることが要求される、車載カメラのキャリブレーションに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施の形態に係るキャリブレーションシステム１の全体構成を示すブロック図
【図２】車両におけるキャリブレーションシステム１を例示する図
【図３】画像処理部４の詳細な構成を示すブロック図
【図４】第１の実施の形態におけるキャリブレーションターゲット８の配置例を示す図
【図５】キャリブレーションターゲット８の詳細な構成を示す図
【図６】第１の実施の形態におけるキャリブレーションターゲット８の撮影画像を例示する図
【図７】第１の実施の形態おけるキャリブレーションターゲット８の設置位置を示す図
【図８】第１の実施の形態に係るキャリブレーションの手順を示すフローチャート
【図９】第２の実施の形態におけるキャリブレーションターゲット８Ａの配置例を示す図
【図１０】第２の実施の形態におけるキャリブレーションターゲット８の撮影画像を例示する図
【図１１】隣接する製造ラインでのキャリブレーションターゲット８ａ，８ｂの配置例を示す図
【図１２】隣接する製造ラインでのキャリブレーションターゲット８ａ，８ｂにおいて、誤った検知の防止例を示す図
【図１３】隣接する製造ライン間での車両の運行を例示する図
【符号の説明】
【００４３】
１  キャリブレーションシステム
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ａ１，２Ａ２  車載用カメラ
３  メモリ
４  画像処理部
４１  画像抽出部
４２  補正値演算部
４３  補正画像生成部
４４  イメージ映像重畳部
５  不揮発性メモリ
６  表示装置
７  カメラ画像制御部
８，８ａ  キャリブレーションターゲット
８０１Ａ，８０１Ｂ  斜面部
８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ  キャリブレーションターゲットのマーク部
【図１】
2010121986.tif 000003
【図２】
2010121986.tif 000004
【図３】
2010121986.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010121986.tif 000013
【図１２】
2010121986.tif 000014
【図１３】
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