(57)【要約】【課題】工数と必要スペースの増大を招くことなくより精度の高い校正を行うことができる車載カメラ校正装置、車載カメラ校正方法を提供すること。【解決手段】本発明による車載カメラ校正装置１は、車両の前方に位置する平面Ｄに前照灯５により照射された照射範囲Ｓを撮像する車載カメラ２と、照射範囲Ｓの特徴点Ａ、Ｂと平面Ｄと車載カメラ２との距離と車載カメラ２の平面に対する相対位置とから車載カメラ２の撮像範囲の消失点ＦＯＥを演算する演算手段３ａを含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方に位置する平面に前照灯により照射された照射範囲を撮像する車載カメラと、前記照射範囲の特徴点と前記平面と前記車載カメラとの距離と前記車載カメラの前記平面に対する相対位置とから前記車載カメラの撮像範囲の消失点を演算する演算手段を含むことを特徴とする車載カメラ校正装置。
【請求項２】
前記前照灯に基づく校正が可能か否かの校正可能判定を行う判定手段を含み、当該判定手段が肯定と判定する場合に前記車載カメラが前記照射範囲を撮像し前記演算手段が前記消失点を演算することを特徴とする請求項１に記載の車載カメラ校正装置。
【請求項３】
前記判定手段は前記前照灯が調整工程を経ているか否かを含む調整情報と前記相対位置を含む位置情報を設備制御装置から取得する取得手段を含み、前記判定手段は前記調整情報と前記位置情報に基づいて前記校正可能判定を行うことを特徴とする請求項２に記載の車載カメラ校正装置。
【請求項４】
前記前照灯の前記照射範囲をロービームに対応するものとし、前記特徴点は当該ロービームに対応する前記照射範囲におけるカットオフラインに含まれる点であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載カメラ校正装置。
【請求項５】
車両の前方に位置する平面に前照灯により照射された照射範囲を車載カメラにより撮像する撮像ステップと、前記照射範囲の特徴点と前記車載カメラの前記平面に対する相対位置とから前記車載カメラの撮像範囲の消失点を演算する演算ステップを含むことを特徴とする車載カメラ校正方法。
【請求項６】
請求項５に記載の車載カメラ校正方法を実行するプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを格納した媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用して好適な車載カメラの校正に用いられる車載カメラ校正装置、車載カメラ校正方法、プログラム及び媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両においては、運転者の駐車操作を支援するためのＩＰＡ（Intelligent Parking Assist）や、高速道路や自動車専用道路において車線の中央を維持して走行するように操舵支援を行うＬＫＡ（Lane Keep Assist）等の運転者支援のシステムが車両に搭載されることがある。このシステムにおいては、車両に搭載されたＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラに代表される車載カメラにより撮像した、車両の周辺の画像データを用いて、路面の車線の両側に位置する白線を二値化処理等により検出する等の処理が行われる。
【０００３】
この車載カメラを車両の製造段階において車両に取り付けるにあたっては、車載カメラが所望の方向及び範囲を撮像することができるように画像処理上の校正を行うことが必要となる。この校正については、例えば車両前方の車載カメラの撮像範囲に複数の格子状のターゲットを設置して、認識したターゲットの位置に基づいて車載カメラの光軸方向の校正を行うことが行われている。レーダの光軸調整については例えば下記の特許文献１に記載の技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第０４０１９９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１はレーダの光軸調整であり上述した手法には適用できず、上述した手法では専用のターゲットの設置が必要となり、ターゲットの設置のためのスペースと、ターゲットの認識のための適切な光量と背景の選択が必要となる。つまり、従来技術においては、工数と必要スペースの増大という問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、工数と必要スペースの増大を招くことなくより精度の高い校正を行うことができる車載カメラ校正装置、車載カメラ校正方法、プログラム及び媒体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】
【０００７】
上記の問題を解決するため、本発明に係る車載カメラ校正装置は、車両の前方に位置する平面に前照灯により照射された照射範囲を撮像する車載カメラと、前記照射範囲の特徴点と前記平面と前記車載カメラとの距離と前記車載カメラの前記平面に対する相対位置とから前記車載カメラの撮像範囲の消失点を演算する演算手段を含むことを特徴とする。ここで、前記前照灯に基づく校正が可能か否かの校正可能判定を行う判定手段を含み、当該判定手段が肯定と判定する場合に前記車載カメラが前記照射範囲を撮像し前記演算手段が前記消失点を演算することとしてもよく、前記判定手段は前記前照灯が調整工程を経ているか否かを含む調整情報と前記相対位置を含む位置情報を設備制御装置から取得する取得手段を含み、前記判定手段は前記調整情報と前記位置情報に基づいて前記校正可能判定を行うこととしてもよく、前記前照灯の前記照射範囲をロービームに対応するものとし、前記特徴点は当該ロービームに対応する前記照射範囲におけるカットオフラインに含まれる点であることとしてもよい。
【０００８】
また本発明に係る車載カメラ校正方法は、車両の前方に位置する平面に前照灯により照射された照射範囲を車載カメラにより撮像する撮像ステップと、前記照射範囲の特徴点と前記車載カメラの前記平面に対する相対位置とから前記車載カメラの撮像範囲の消失点を演算する演算ステップを含むことを特徴とする。本発明のプログラムは前記方法を実行するプログラムであり、本発明の媒体は前記プログラムを格納した媒体である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、工数と必要スペースの増大を招くことなくより精度の高い校正を行うことができる車載カメラ校正装置、車載カメラ校正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施例の車載カメラ校正装置１の一実施形態を示す模式図である。
【図２】実施例の車載カメラ校正装置１におけるヘッドランプ５と車載カメラ２と車両Ｖと壁面Ｄとの相対位置関係を示す模式図である。
【図３】実施例の車載カメラ校正装置１におけるヘッドランプ５の壁面Ｄにおける照射範囲ＳとカットオフラインＣＬの態様を示す模式図である。
【図４】実施例の車載カメラ校正装置１において用いられる位置情報が含むパラメータとパラメータに基づく消失点の演算態様を示す模式図である。
【図５】実施例の車載カメラ校正装置１の処理内容を設備側のツール４の処理内容とともに示すシーケンス図である。
【図６】従来の校正に用いられるターゲットの態様を示す模式図である。
【図７】従来の校正に用いられるターゲットの設置位置を示す模式図である。
【図８】実施例の車載カメラ校正装置１においてヘッドランプ５をハイビームとした場合の壁面Ｄにおける照射範囲Ｓを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１２】
本実施例の車載カメラ校正装置１は、図１に示すように、車両Ｖに搭載された車載カメラ２と、車載カメラＥＣＵ３（Electronic Control Unit）を含む。車載カメラＥＣＵ３と工場の設備側に備えられたツール４はＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格で通信可能に接続されている。また車両Ｖは既存の構成として前端に左右一対のヘッドランプ５（前照灯）を備えており、ヘッドランプ５を点灯又は滅灯制御するボディＥＣＵ６も含み、ボディＥＣＵ６と車載カメラＥＣＵ３もＣＡＮにより接続されている。
【００１３】
車載カメラ２は、例えばＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラであって、図２に示すように、車両前方を指向するように車両のルーフ下面の例えば右側に車両中央ＶＣからカメラ横位置寸法Ｗだけオフセットされ床面からは高さＨだけ離隔させて設置されている。車載カメラ２は、図２に示すように車載カメラ２からターゲット距離Ｌだけ車両前方の位置する壁面Ｄ（平面）にヘッドランプ５のロービームにより照射された、図３に示すような照射範囲Ｓを含んで撮像して、撮像された画像データを車載カメラＥＣＵ３に出力する。
【００１４】
車載カメラＥＣＵ３は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭおよびそれらを相互に接続するデータバスと入出力インターフェースから構成される。車載カメラＥＣＵ３は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、撮像データを主に輝度に基づく二値化処理等の適宜の手法により照射範囲Ｓを認識してカットオフラインＣＬとその特徴点Ａ、Ｂを抽出し認識する。また車載カメラＥＣＵ３は、以下に述べるそれぞれの制御を行う演算手段３ａ、判定手段３ｂ、取得手段３ｃとして機能する。
【００１５】
ツール４は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭおよびそれらを相互に接続するデータバスと入出力インターフェース及び画面表示装置から構成される。ツール４は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、以下に述べるそれぞれの制御を行う記憶手段４ａと、送信手段４ｂを構成するものであって、工場内の設備全般を制御する設備制御装置を構成する。
【００１６】
ツール４は車両Ｖに車載されているＣＡＮに接続されて、車載された各種ＥＣＵの自己診断を実施するダイアグツールとしても機能し、工場内の設備全般の調整統括、検査設備の制御をも行う。
【００１７】
壁面Ｄに照射される照射範囲Ｓの含むカットオフラインＣＬは図４に示すように、左半分が左に行くほど水平方向に対して離隔する方向に傾斜する傾斜線と、右半分が水平方向に指向する水平線を含む「くの字」形態をなしている。
【００１８】
左のヘッドランプ５に対応するカットオフラインＣＬは傾斜線と水平線の変曲点である特徴点Ａを有し、右のヘッドランプ５に対応するカットオフラインＣＬは傾斜線と水平線の変曲点である特徴点Ｂを有している。特徴点Ａと特徴点Ｂは左右のヘッドランプ５の幅方向の離隔距離に対応する距離だけ水平方向に離隔しており、高さは同一である。
【００１９】
ヘッドランプ５を車両Ｖに組み付けるエーミング工程（調整工程）は、本実施例に示す車載カメラ２の校正工程よりも前に行われる工程である。このエーミング工程において、図３に示すカットオフラインＣＬの水平線とグランドラインＧＬ（工場内の床面）との鉛直方向の距離であるカットオフライン高さＣＬＨは、各国の規定を満足するよう調整される。なお、各国の規定は、例えばヘッドランプ取り付け高さに応じて規定され、カットオフラインの位置がランプ取り付け高さから所定角度以内であることが要求される。
【００２０】
このカットオフライン高さＣＬＨはツール４の記憶手段４ａに記憶されている。またエーミング工程完了時においてはヘッドランプ５が調整工程を経たことを示す調整情報がツール４の記憶手段４ａに記憶され保持される。
【００２１】
ツール４の記憶手段４ａは図２、図３に示される上述した相対位置関係、つまり、カメラ高さＨ、カメラ横位置寸法Ｗ、ターゲット距離Ｌ、カットオフライン高さＣＬＨの車載カメラ２の壁面Ｄに対する相対位置を含む位置情報を、例えば車両Ｖの車種と製造番号に対応させて記憶している。
【００２２】
車両Ｖが校正工程のラインに配置されてツール４が校正工程を担当する作業者により起動されて、車載カメラ２の調整が開始されると、ツール４の送信手段４ｂは車両Ｖに対応する調整情報と位置情報を含むデータフレームを車載カメラＥＣＵ３に対して送信し、車載カメラＥＣＵ３の取得手段３ｃはデータフレームを受信して、調整情報と位置情報を読み出し、これらの情報を記憶する。
【００２３】
車載カメラＥＣＵ３の取得手段３ｃは、記憶が完了すると記憶完了通知をツール４に対して送信し、ツール４はこの記憶完了通知情報を受信した後に、ツール４の送信手段４ｂは校正開始通知を車載カメラＥＣＵ３に送信する。車載カメラＥＣＵ３の判定手段３ｂは、この校正開始通知を受信した場合に、校正が可能であると判定し、受信できない場合に校正が不可であると判定する。
【００２４】
判定手段３ｂにより校正が可能と判定された場合に、車載カメラＥＣＵ３はヘッドランプ５のロービームを壁Ｂに向けて照射するようにボディＥＣＵ６に照射指令を出力する。この後、車載カメラＥＣＵ３は照射範囲Ｓを含む前方の壁面Ｄを撮像し、照射範囲ＳのカットオフラインＣＬとする。演算手段３ａは抽出された特徴点Ａ、Ｂの座標と位置情報と自身が記憶している焦点距離ＦＬと画像内の水平ピクセルサイズＨＰＳと垂直ピクセルサイズＶＰＳから以下に示す演算式にて消失点ＦＯＥの座標を演算する。
【００２５】
ここで消失点ＦＯＥのＸ座標をＦＯＥＸ、Ｙ座標をＦＯＥＹとし、特徴点Ａと特徴点Ｂの中点ＣのＸ座標をＣＸ、Ｙ座標をＣＹとし、特徴点Ａ、特徴点ＢのＸ、Ｙ座標をそれぞれ、ＡＸ、ＡＹ、ＢＸ、ＢＹとすると、演算式は以下の通りとなる。
【００２６】
すなわち、
ＣＸ＝（ＡＸ＋ＢＸ）／２、
ＣＹ＝（ＡＹ＋ＢＹ）／２、
ＦＯＥＸ＝ＣＸ＋（ＦＬ×Ｗ／Ｌ／ＨＰＳ）
ＦＯＥＹ＝ＣＹ−（ＦＬ×（Ｈ−ＣＬＨ）／Ｌ／ＶＰＳ）
である。
【００２７】
車載カメラＥＣＵ３は上述した演算式から消失点ＦＯＥを演算した後、例えば、消失点ＦＯＥから画像内における認識枠を設定する。認識枠を設定することにより処理負荷を減らすとともに認識の精度を高めている。
【００２８】
以下に以上述べた本実施例の車載カメラ校正装置１の制御内容を、図５に示すシーケンス図にて説明する。ステップＳ１において、ツール４が校正工程を担当する作業者により起動され、車載カメラ２の調整が開始されたか否かが判定され、肯定であればステップＳ２にすすみ、否定であればステップＳ１に戻る。
【００２９】
ステップＳ２において、ツール４の送信手段４ｂは調整情報と位置情報を含むデータフレームを車載カメラＥＣＵ３に対して送信する。これに対応して、車両側の車載カメラＥＣＵ３の取得手段３ｃは、ステップＳ３においてデータフレームを受信するとともに、データフレームから調整情報と位置情報を読み出して記憶する。
【００３０】
車載カメラＥＣＵ３の取得手段３ｃはステップＳ３における記憶が完了すると、ステップＳ４において記憶完了通知をツール４に対して送信し、ツール４はこの記憶完了通知情報をステップＳ５において受信する。
【００３１】
続いてステップＳ６においてツール４の送信手段４ｂは校正開始通知を車載カメラＥＣＵ３に送信する。ステップＳ７において、車載カメラＥＣＵ３の判定手段３ｂは、この校正開始通知を受信するか否かを判定し、肯定である場合に校正が可能であると判定し、否定である場合に校正が不可であると判定してステップＳ８からステップＳ１１の校正処理を実行せず制御を終了する。
【００３２】
ステップＳ７において、判定手段３ｂにより校正が可能と判定された場合に、ステップＳ８において、車載カメラＥＣＵ３の照射指令に基づいてボディＥＣＵ６はヘッドランプ５のロービームを壁面Ｄに向けて照射する。ステップＳ９において、車載カメラ２は照射範囲Ｓを含む壁面Ｄを撮像し、ステップＳ１０において車載カメラＥＣＵ３が画像処理に基づいてカットオフラインＣＬと特徴点Ａ、Ｂの座標を抽出する。
【００３３】
ステップＳ１１において、演算手段３ａは特徴点Ａ、Ｂの座標と位置情報と自身が記憶している焦点距離ＦＬと画像内の水平ピクセルサイズＨＰＳと垂直ピクセルサイズＶＰＳから上述した演算式にて消失点ＦＯＥの座標を演算する。以上述べた図４に示したシーケンス図において、本発明に係る車載カメラ校正方法が実行される。
【００３４】
これらの制御内容により実現される本実施例の車載カメラ校正装置１及びそれにより実行される車載カメラ校正方法によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、各国の規定に基づくカットオフラインＣＬに関連するパラメータを抽出して、位置情報と所定の演算式に基づいて消失点ＦＯＥを求めて車載カメラ２の校正を行うことができる。
【００３５】
従来においては図６に示す例えば幅方向に並列された三点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に図７に示す形態の格子模様を有するターゲットを設置して、車載カメラＥＣＵ３に車載カメラ２の位置を認識させる必要があった。本実施例ではこのようなターゲットをなくし、校正工程における工数と校正のためのスペース削減を図ることができる。
【００３６】
また従来の校正では、ターゲットの背景、つまり車両の前方に格子模様と類似する模様が存在してしまうことを避ける必要があったが、本実施例では車両の前方に位置する平面として工場の通常の壁面を用いることができ、模様の選択も不要とできる。また、夜間においてもターゲットを蛍光灯などにより別途照射する必要をなくすことができる。加えて夜間においてカットオフラインＣＬは輝度差が大きくより抽出がしやすいため、校正の精度を高めることができる。
【００３７】
加えて本実施例ではヘッドランプ５の壁面Ｄへの照射に基づく照射範囲ＳのカットオフラインＣＬが前工程であるエーミング工程にて確実に各国の規定に基づいて調整されている場合に限り校正工程を行うので、より精度の高い校正を行うことができる。
【００３８】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００３９】
例えば上述した実施例では特徴点としてロービームのカットオフラインの変曲点を用いたが、これは現状において各国の規定がロービームのカットオフラインを規定していることに基づく。このため、ハイビームについて規定が存在する場合には図８に示すハイビームの四角形状の照射範囲Ｓの角部の特徴点を用いることもできる。
【００４０】
また壁面Ｄについては平面であればよくスクリーン等を用いてもよい。またツールについては工場で用いられるもの以外にもディラーで用いられるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の車載カメラ校正装置、車載カメラ校正方法、プログラム及び媒体によれば、工数増大やスペースの増大を招くことなく、より精度の高い車載カメラの校正を行うことができる。このため、本発明は乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
【符号の説明】
【００４２】
１      車載カメラ校正装置
２      車載カメラ
３      車載カメラＥＣＵ
３ａ    演算手段
３ｂ    判定手段
３ｃ    取得手段
４      ツール（設備制御装置）
４ａ    記憶手段
４ｂ    送信手段
５      ヘッドランプ（前照灯）
６      ボディＥＣＵ
Ｄ      壁面（平面）
ＣＬ    カットオフライン
ＣＬＨ  カットオフライン高さ
Ａ      特徴点（左）
Ｂ      特徴点（右）
Ｓ      照射範囲
ＦＬ    焦点距離
Ｈ      カメラ高さ
Ｗ      カメラ横位置寸法
Ｌ      ターゲット距離
ＨＰＳ  水平ピクセルサイズ
ＶＰＳ  垂直ピクセルサイズ
ＦＯＥ  消失点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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