(57)【要約】【課題】複数の撮像手段の光軸を調整する調整装置を用いることなく、光軸間の相対角度に起因する誤差を補正する補正値を高精度に算出して位置を補正することができる位置検出装置及びその補正方法を提供する。【解決手段】赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌから距離Ｚｎの位置にエイミングターゲットＴ１、Ｔ２を配設し、赤外線カメラ１６ＲによりエイミングターゲットＴ１を撮像する一方、赤外線カメラ１６ＬによりエイミングターゲットＴ２を撮像し、得られた各画像を距離Ｚの位置に配設された同一のエイミングターゲットＴ０のものと見なして視差オフセット値を算出する。【選択図】図１０
2006184274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮像手段により対象物を撮像し、前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置において、
前記複数の撮像手段により撮像された画像から対象物を抽出する対象物抽出手段と、
前記対象物抽出手段により抽出された前記対象物の実空間位置を算出する実空間位置算出手段と、
前記実空間位置算出手段により算出された前記実空間位置を補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、
前記補正値算出手段により算出された前記補正値を用いて、前記実空間位置算出手段により算出された前記実空間位置を補正する実空間位置補正手段と、
を備え、前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された複数の対象物を前記複数の撮像手段により撮像し、得られる前記複数の対象物の画像上の位置に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の位置検出装置において、
前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された前記複数の対象物のそれぞれを異なる前記複数の撮像手段により撮像し、得られる前記複数の対象物の画像上の各位置に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
請求項２記載の位置検出装置において、
異なる前記複数の撮像手段により実空間上の予め規定された位置に配設された前記複数の対象物を撮像し、得られる前記複数の対象物間の画像上での距離を仮想視差として算出する仮想視差算出手段を備え、
前記補正値算出手段は、前記仮想視差に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
請求項１記載の位置検出装置において、
前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された前記複数の対象物を前記複数の撮像手段の配列方向に配列した場合における前記複数の対象物間の距離と、前記複数の対象物を前記複数の撮像手段の配列方向に配列した場合における前記複数の対象物及び前記複数の撮像手段間の距離とに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項５】
請求項１〜３記載の位置検出装置において、
前記複数の対象物間の距離は、前記複数の撮像手段間の距離に等しく設定されることを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】
請求項１記載の位置検出装置において、
前記実空間位置算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された同一の前記対象物を前記複数の撮像手段により撮像して得られる視差を算出する視差算出手段を備え、
前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された前記複数の対象物の前記各視差に基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項７】
請求項６記載の位置検出装置において、
前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された前記複数の対象物を前記複数の撮像手段の配列方向と直交する方向に配列した場合における前記複数の対象物間の距離に基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項８】
２台の撮像手段により対象物を撮像し、前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置において、
第１撮像手段及び第２撮像手段の配列方向に所定距離離間させて第１対象物及び第２対象物を配設し、前記第１撮像手段により撮像した前記第１対象物と、前記第２撮像手段により撮像した前記第２対象物との画像上での距離を仮想視差として算出する仮想視差算出手段と、
前記第１撮像手段の光軸と前記第２撮像手段の光軸とが平行であるとした場合における前記第１対象物と前記第２対象物との画像上での距離を基準仮想視差とし、前記仮想視差と前記基準仮想視差との差分を視差補正値として算出する視差補正値算出手段と、
を備え、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段により撮像された同一の対象物の画像の視差を前記視差補正値により補正することを特徴とする位置検出装置。
【請求項９】
請求項８記載の位置検出装置において、
前記第１対象物と前記第２対象物との間の前記所定距離を、前記第１撮像手段と前記第２撮像手段との間の基線長に等しく設定し、前記視差補正値算出手段は、前記仮想視差を前記視差補正値として算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１０】
２台の撮像手段により対象物を撮像し、前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置において、
第１撮像手段及び第２撮像手段からの距離が異なる位置に第１対象物及び第２対象物を配設し、
前記第１撮像手段により撮像した前記第１対象物の画像と、前記第２撮像手段により撮像した前記第１対象物の画像との視差を第１視差として算出する第１視差算出手段と、
前記第１撮像手段により撮像した前記第２対象物の画像と、前記第２撮像手段により撮像した前記第２対象物の画像との視差を第２視差として算出する第２視差算出手段と、
前記第１視差と、前記第２視差と、前記第１対象物及び前記第２対象物を前記２台の撮像手段の配列方向と直交する方向に配列した場合における前記第１対象物及び前記第２対象物間の距離とに基づいて視差補正値を算出する視差補正値算出手段と、
を備え、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段により撮像された同一の対象物の画像の視差を前記視差補正値により補正することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１１】
複数の撮像手段により対象物を撮像して前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置の補正方法であって、
実空間上の予め規定された位置に複数の対象物を配設するステップと、
前記複数の撮像手段により前記複数の対象物を撮像し、前記複数の対象物の画像を取得するステップと、
取得した前記複数の対象物の画像上の位置に基づき、前記実空間位置を補正するための補正値を算出するステップと、
を有し、前記複数の撮像手段により任意の対象物を撮像して得られる画像上の位置を前記補正値を用いて補正することを特徴とする補正方法。
【請求項１２】
２台の撮像手段により対象物を撮像して前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置の補正方法であって、
第１撮像手段及び第２撮像手段の配列方向に所定距離離間させて第１対象物及び第２対象物を配設するステップと、
前記第１撮像手段により前記第１対象物を撮像し、前記第１対象物の画像を取得するステップと、
前記第２撮像手段により前記第２対象物を撮像し、前記第２対象物の画像を取得するステップと、
前記第１対象物及び前記第２対象物間の画像上での距離を仮想視差として算出するステップと、
前記第１撮像手段の光軸と前記第２撮像手段の光軸とが平行であるとした場合における前記第１対象物及び前記第２対象物間の画像上での距離を基準仮想視差とし、前記仮想視差と前記基準仮想視差との差分を視差補正値として算出するステップと、
を有し、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段により任意の対象物を撮像して得られる画像の視差を前記視差補正値により補正することを特徴とする補正方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の補正方法において、
前記基準仮想視差ｄｎは、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段の焦点距離ｆ、画素ピッチｐ、基線長Ｂ、前記第１対象物及び前記第２対象物を前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段の配列方向に配列した場合における前記第１対象物及び前記第２対象物間の距離Ｄ、前記第１対象物及び前記第２対象物を前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段の配列方向に配列した場合における前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段と前記第１対象物及び前記第２対象物との距離Ｚｎを用いて、
ｄｎ＝ｆ／ｐ・（Ｂ−Ｄ）／Ｚｎ
として算出することを特徴とする補正方法。
【請求項１４】
２台の撮像手段により対象物を撮像して前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置の補正方法であって、
第１撮像手段及び第２撮像手段からの距離が異なる位置に第１対象物及び第２対象物を配設するステップと、
前記第１撮像手段により前記第１対象物及び前記第２対象物を撮像し、前記第１対象物の画像及び前記第２対象物の画像を取得するステップと、
前記第２撮像手段により前記第１対象物及び前記第２対象物を撮像し、前記第１対象物の画像及び前記第２対象物の画像を取得するステップと、
前記第１撮像手段により撮像した前記第１対象物の画像と、前記第２撮像手段により撮像した前記第１対象物の画像との視差を第１視差として算出するステップと、
前記第１撮像手段により撮像した前記第２対象物の画像と、前記第２撮像手段により撮像した前記第２対象物の画像との視差を第２視差として算出するステップと、
前記第１視差と、前記第２視差と、前記第１対象物及び前記第２対象物を前記２台の撮像手段の配列方向と直交する方向に配列した場合における前記第１対象物及び前記第２対象物間の距離とに基づいて視差補正値を算出するステップと、
前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段により撮像された同一の対象物の画像の視差を前記視差補正値により補正するステップと、
を有することを特徴とする補正方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の補正方法において、
前記視差補正値αは、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段の焦点距離ｆ、画素ピッチｐ、基線長Ｂ、前記第１視差ｄｎ１、前記第２視差ｄｎ２、前記第１対象物及び前記第２対象物を前記２台の撮像手段の配列方向と直交する方向に配列した場合における前記第１対象物及び前記第２対象物間の距離Ｅ、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段と前記第２対象物との距離Ｚｎを用いて、
Ｚｎ−Ｅ＝ｆ／ｐ・Ｂ／（ｄｎ１−α）
Ｚｎ＝ｆ／ｐ・Ｂ／（ｄｎ２−α）
の関係から算出することを特徴とする補正方法。
【請求項１６】
複数の撮像手段により対象物を撮像し、前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置において、
前記複数の撮像手段により撮像された画像から対象物を抽出する対象物抽出手段と、
前記対象物抽出手段により抽出された前記対象物の実空間位置を算出する実空間位置算出手段と、
前記実空間位置算出手段により算出された前記実空間位置を補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、
前記補正値算出手段により算出された前記補正値を用いて、前記実空間位置算出手段により算出された前記実空間位置を補正する実空間位置補正手段と、
を備え、前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された特定点と、前記複数の撮像手段とを結ぶ各直線上に配設された各対象物を前記複数の撮像手段により撮像し、得られる前記複数の対象物の画像上の位置に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の位置検出装置において、
前記補正値算出手段は、前記各直線上に配設された前記各対象物のそれぞれを異なる前記各撮像手段により撮像し、得られる前記各対象物の画像上の各位置に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の位置検出装置において、
前記各撮像手段により前記各対象物を撮像し、得られる前記各対象物間の画像上での距離を仮想視差として算出する仮想視差算出手段を備え、
前記補正値算出手段は、前記仮想視差に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１９】
複数の撮像手段により対象物を撮像して前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置の補正方法であって、
実空間上の予め規定された特定点と、前記複数の撮像手段とを結ぶ各直線上に各対象物を配設するステップと、
前記複数の撮像手段により前記複数の対象物を撮像し、前記複数の対象物の画像を取得するステップと、
取得した前記複数の対象物の画像上の位置に基づき、前記実空間位置を補正するための補正値を算出するステップと、
を有し、前記複数の撮像手段により任意の対象物を撮像して得られる画像上の位置を前記補正値を用いて補正することを特徴とする補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の撮像手段により対象物を撮像し前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置及びその補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に２台の撮像手段を搭載し、これらの撮像手段を用いて同一の対象物を撮像し、撮像された対象物の画像間の視差を利用して車両から対象物までの距離を計測し、あるいは、車両に対する対象物の実空間位置を計測し、ドライバに前方の障害物の有無等を報知するようにした車両周辺監視装置が開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１６９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、撮像手段から対象物までの距離Ｚは、各撮像手段の焦点距離をｆ、各撮像手段により撮像された画像の画素ピッチをｐ、撮像手段間の基線長をＢ、各撮像手段により撮像された対象物の画像間での視差をｄｎとした場合、各撮像手段の光軸が平行に設定されている理想的な透視変換モデルでは、
Ｚ＝ｆ／ｐ・Ｂ／ｄｎ                                        …（１）
として算出することができる。
【０００５】
しかしながら、各撮像手段の光軸が平行に設定されていない場合、すなわち、撮像手段間の相対パン角が０゜でない場合、相対パン角に応じた誤差が視差に含まれるため、視差に基づいて距離Ｚを正しく計測することができなくなってしまう。この対策として、単純には、撮像手段の光軸同士が正確に平行となるように調整することが考えられるが、光軸を調整するための調整装置が必要であり、多大なコストのかかることが懸念される。
【０００６】
一方、各撮像手段の焦点距離ｆ、画素ピッチｐ、基線長Ｂが容易に計測できるものとして、対象物を撮像手段から既知の距離Ｚに配設して撮像し、得られた対象物の２つの画像から誤差を含む視差を算出し、距離Ｚに対して（１）式の関係式から得られる理論上の視差ｄｎと、画像から算出した誤差を含む実際の視差との差分を求め、この差分を視差補正値として設定することが考えられる。この場合、光軸を調整するための特別な調整装置を用いることなく、相対パン角が０゜でないことを許容して視差を補正し、対象物までの距離を算出することができる。
【０００７】
しかしながら、視差補正値を算出する前記の方法では、相対パン角が視差に大きく影響を与えるため、対象物を配設する距離Ｚをできるだけ大きく設定しておかないと、視差補正値を高精度に算出することができない。従って、視差補正値の算出のために、広いスペースが必要となる。
【０００８】
本発明は、前記の不具合に鑑みなされたものであり、複数の撮像手段の光軸を調整する調整装置を用いることなく、光軸間の相対角度に起因する誤差を補正する補正値を高精度に算出して対象物の実空間位置を補正することができる位置検出装置及びその補正方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、広いスペースを必要とすることなく、撮像手段間の補正値を高精度に算出することができる位置検出装置及びその補正方法を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、必要最小限の既知情報を用いて補正値を算出することができる位置検出装置及びその補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数の撮像手段により対象物を撮像し、前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置において、
前記複数の撮像手段により撮像された画像から対象物を抽出する対象物抽出手段と、
前記対象物抽出手段により抽出された前記対象物の実空間位置を算出する実空間位置算出手段と、
前記実空間位置算出手段により算出された前記実空間位置を補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、
前記補正値算出手段により算出された前記補正値を用いて、前記実空間位置算出手段により算出された前記実空間位置を補正する実空間位置補正手段と、
を備え、前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された複数の対象物を前記複数の撮像手段により撮像し、得られる前記複数の対象物の画像上の位置に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１２】
この場合、対象物を規定された位置に配設すること以外の条件設定を必要とせず、前記補正値を高精度に算出することができる。
【００１３】
また、前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された前記複数の対象物のそれぞれを異なる前記複数の撮像手段により撮像し、得られる前記複数の対象物の画像上の各位置に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする（請求項２記載の発明）。
【００１４】
この場合、一の撮像手段から一の対象物を通る直線と、他の撮像手段から他の対象物を通る直線との延長上の交点に共通の対象物を配設するのと同等な効果が得られる。この結果、複数の撮像手段の光軸間の相対角度に起因する誤差を補正するための前記補正値を、広いスペースを確保することなく高精度に算出することができる。
【００１５】
また、異なる前記複数の撮像手段により実空間上の予め規定された位置に配設された前記複数の対象物を撮像し、得られる前記複数の対象物間の画像上での距離を仮想視差として算出する仮想視差算出手段を備え、
前記補正値算出手段は、前記仮想視差に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする（請求項３記載の発明）。
【００１６】
また、前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された前記複数の対象物を前記複数の撮像手段の配列方向に配列した場合における前記複数の対象物間の距離と、前記複数の対象物を前記複数の撮像手段の配列方向に配列した場合における前記複数の対象物及び前記複数の撮像手段間の距離とに基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする（請求項４記載の発明）。
【００１７】
また、前記複数の対象物間の距離は、前記複数の撮像手段間の距離に等しく設定されることを特徴とする（請求項５記載の発明）。
【００１８】
この場合、対象物が撮像手段間の基線長と等しい距離に配設され、対象物を無限遠に配設するのと同等の効果が得られるため、前記補正値を、広いスペースを確保することなく一層高精度に算出することができる。また、対象物間の距離のみを規定すればよく、複雑な計算を不要とし、且つ、対象物の設置場所を制約することなく、補正値を算出することができる。
【００１９】
また、前記実空間位置算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された同一の前記対象物を前記複数の撮像手段により撮像して得られる視差を算出する視差算出手段を備え、
前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された前記複数の対象物の前記各視差に基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする（請求項６記載の発明）。
【００２０】
また、前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された位置に配設された前記複数の対象物を前記複数の撮像手段の配列方向と直交する方向に配列した場合における前記複数の対象物間の距離に基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする（請求項７記載の発明）。
【００２１】
また、本発明は、２台の撮像手段により対象物を撮像し、前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置において、
第１撮像手段及び第２撮像手段の配列方向に所定距離離間させて第１対象物及び第２対象物を配設し、前記第１撮像手段により撮像した前記第１対象物と、前記第２撮像手段により撮像した前記第２対象物との画像上での距離を仮想視差として算出する仮想視差算出手段と、
前記第１撮像手段の光軸と前記第２撮像手段の光軸とが平行であるとした場合における前記第１対象物と前記第２対象物との画像上での距離を基準仮想視差とし、前記仮想視差と前記基準仮想視差との差分を視差補正値として算出する視差補正値算出手段と、
を備え、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段により撮像された同一の対象物の画像の視差を前記視差補正値により補正することを特徴とする（請求項８記載の発明）。
【００２２】
また、前記第１対象物と前記第２対象物との間の前記所定距離を、前記第１撮像手段と前記第２撮像手段との間の基線長に等しく設定し、前記視差補正値算出手段は、前記仮想視差を前記視差補正値として算出することを特徴とする（請求項９記載の発明）。
【００２３】
また、本発明は、２台の撮像手段により対象物を撮像し、前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置において、
第１撮像手段及び第２撮像手段からの距離が異なる位置に第１対象物及び第２対象物を配設し、前記第１撮像手段により撮像した前記第１対象物の画像と、前記第２撮像手段により撮像した前記第１対象物の画像との視差を第１視差として算出する第１視差算出手段と、
前記第１撮像手段により撮像した前記第２対象物の画像と、前記第２撮像手段により撮像した前記第２対象物の画像との視差を第２視差として算出する第２視差算出手段と、
前記第１視差と、前記第２視差と、前記第１対象物及び前記第２対象物を前記２台の撮像手段の配列方向と直交する方向に配列した場合における前記第１対象物及び前記第２対象物間の距離とに基づいて視差補正値を算出する視差補正値算出手段と、
を備え、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段により撮像された同一の対象物の画像の視差を前記視差補正値により補正することを特徴とする（請求項１０記載の発明）。
【００２４】
また、本発明は、複数の撮像手段により対象物を撮像して前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置の補正方法であって、
実空間上の予め規定された位置に複数の対象物を配設するステップと、
前記複数の撮像手段により前記複数の対象物を撮像し、前記複数の対象物の画像を取得するステップと、
取得した前記複数の対象物の画像上の位置に基づき、前記実空間位置を補正するための補正値を算出するステップと、
を有し、前記複数の撮像手段により任意の対象物を撮像して得られる画像上の位置を前記補正値を用いて補正することを特徴とする（請求項１１記載の発明）。
【００２５】
また、本発明は、２台の撮像手段により対象物を撮像して前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置の補正方法であって、
第１撮像手段及び第２撮像手段の配列方向に所定距離離間させて第１対象物及び第２対象物を配設するステップと、
前記第１撮像手段により前記第１対象物を撮像し、前記第１対象物の画像を取得するステップと、
前記第２撮像手段により前記第２対象物を撮像し、前記第２対象物の画像を取得するステップと、
前記第１対象物及び前記第２対象物間の画像上での距離を仮想視差として算出するステップと、
前記第１撮像手段の光軸と前記第２撮像手段の光軸とが平行であるとした場合における前記第１対象物及び前記第２対象物間の画像上での距離を基準仮想視差とし、前記仮想視差と前記基準仮想視差との差分を視差補正値として算出するステップと、
を有し、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段により任意の対象物を撮像して得られる画像の視差を前記視差補正値により補正することを特徴とする（請求項１２記載の発明）。
【００２６】
また、前記基準仮想視差ｄｎは、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段の焦点距離ｆ、画素ピッチｐ、基線長Ｂ、前記第１対象物及び前記第２対象物を前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段の配列方向に配列した場合における前記第１対象物及び前記第２対象物間の距離Ｄ、前記第１対象物及び前記第２対象物を前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段の配列方向に配列した場合における前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段と前記第１対象物及び前記第２対象物との距離Ｚｎを用いて、
ｄｎ＝ｆ／ｐ・（Ｂ−Ｄ）／Ｚｎ
として算出することを特徴とする（請求項１３記載の発明）。
【００２７】
また、本発明は、２台の撮像手段により対象物を撮像して前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置の補正方法であって、
第１撮像手段及び第２撮像手段からの距離が異なる位置に第１対象物及び第２対象物を配設するステップと、
前記第１撮像手段により前記第１対象物及び前記第２対象物を撮像し、前記第１対象物の画像及び前記第２対象物の画像を取得するステップと、
前記第２撮像手段により前記第１対象物及び前記第２対象物を撮像し、前記第１対象物の画像及び前記第２対象物の画像を取得するステップと、
前記第１撮像手段により撮像した前記第１対象物の画像と、前記第２撮像手段により撮像した前記第１対象物の画像との視差を第１視差として算出するステップと、
前記第１撮像手段により撮像した前記第２対象物の画像と、前記第２撮像手段により撮像した前記第２対象物の画像との視差を第２視差として算出するステップと、
前記第１視差と、前記第２視差と、前記第１対象物及び前記第２対象物を前記２台の撮像手段の配列方向と直交する方向に配列した場合における前記第１対象物及び前記第２対象物間の距離とに基づいて視差補正値を算出するステップと、
前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段により撮像された同一の対象物の画像の視差を前記視差補正値により補正するステップと、
を有することを特徴とする（請求項１４記載の発明）。
【００２８】
また、前記視差補正値αは、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段の焦点距離ｆ、画素ピッチｐ、基線長Ｂ、前記第１視差ｄｎ１、前記第２視差ｄｎ２、前記第１対象物及び前記第２対象物を前記２台の撮像手段の配列方向と直交する方向に配列した場合における前記第１対象物及び前記第２対象物間の距離Ｅ、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段と前記第２対象物との距離Ｚｎを用いて、
Ｚｎ−Ｅ＝ｆ／ｐ・Ｂ／（ｄｎ１−α）
Ｚｎ＝ｆ／ｐ・Ｂ／（ｄｎ２−α）
の関係から算出することを特徴とする（請求項１５記載の発明）。
【００２９】
また、本発明は、複数の撮像手段により対象物を撮像し、前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置において、
前記複数の撮像手段により撮像された画像から対象物を抽出する対象物抽出手段と、
前記対象物抽出手段により抽出された前記対象物の実空間位置を算出する実空間位置算出手段と、
前記実空間位置算出手段により算出された前記実空間位置を補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、
前記補正値算出手段により算出された前記補正値を用いて、前記実空間位置算出手段により算出された前記実空間位置を補正する実空間位置補正手段と、
を備え、前記補正値算出手段は、実空間上の予め規定された特定点と、前記複数の撮像手段とを結ぶ各直線上に配設された各対象物を前記複数の撮像手段により撮像し、得られる前記複数の対象物の画像上の位置に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする（請求項１６記載の発明）。
【００３０】
また、本発明は、前記補正値算出手段は、前記各直線上に配設された前記各対象物のそれぞれを異なる前記各撮像手段により撮像し、得られる前記各対象物の画像上の各位置に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする（請求項１７記載の発明）。
【００３１】
また、本発明は、前記各撮像手段により前記各対象物を撮像し、得られる前記各対象物間の画像上での距離を仮想視差として算出する仮想視差算出手段を備え、
前記補正値算出手段は、前記仮想視差に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする（請求項１８記載の発明）。
【００３２】
さらに、本発明は、複数の撮像手段により対象物を撮像して前記対象物の実空間位置を検出する位置検出装置の補正方法であって、
実空間上の予め規定された特定点と、前記複数の撮像手段とを結ぶ各直線上に各対象物を配設するステップと、
前記複数の撮像手段により前記複数の対象物を撮像し、前記複数の対象物の画像を取得するステップと、
取得した前記複数の対象物の画像上の位置に基づき、前記実空間位置を補正するための補正値を算出するステップと、
を有し、前記複数の撮像手段により任意の対象物を撮像して得られる画像上の位置を前記補正値を用いて補正することを特徴とする（請求項１９記載の発明）。
【００３３】
なお、本発明の位置検出装置及びその補正方法は、３台以上の撮像手段間においても、同様にして補正値を算出して対象物の実空間位置を補正することができる。すなわち、実空間上の予め規定された位置に複数の対象物を配設し、その画像を３台以上の撮像手段により撮像し、得られた前記複数の対象物の画像上の位置に基づき、各撮像手段の相対的な補正値を算出し、各補正値に従って対象物の実空間位置を補正することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、複数の撮像手段の光軸を調整する調整装置を用いることなく、光軸間の相対角度に起因する誤差を補正する補正値を高精度に算出して対象物の実空間位置を補正することができる。
【００３５】
また、広いスペースを必要とすることなく、複数の対象物を近距離に配設して補正値を高精度に算出し、対象物の実空間位置を補正することができる。
【００３６】
さらに、必要最小限の既知情報を用いて補正値を算出して対象物の実空間位置を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係る位置検出装置及びその補正方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図１に示すように、本実施形態に係るナイトビジョンシステム（車両用周辺監視装置）１０は、車両１２に搭載されたシステムであって、主要な制御部であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１４と、左右一対の赤外線カメラ（第１撮像手段、第２撮像手段）１６Ｒ、１６Ｌと、検出結果画像を表示するためのＨＵＤ(Ｈｅａｄ  Ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ)１８と、警報音等を発するスピーカ２０と、走行速度を検出する速度センサ２２と、走行時のヨーレートを検出するヨーレートセンサ２４と、日射センサ２６と、ヘッドライトスイッチ２８と、システムを起動又は停止させるメインスイッチ３０と、外部コンピュータシステムとの接続部３２とを有する。ナイトビジョンシステム１０を構成するこれらの機器間の接続には、他のシステムと兼用の車内通信網を用いてもよい。
【００３９】
赤外線カメラ１６Ｒ及び１６Ｌは、バンパ下部における横長グリル孔の右端部及び左端部に並行配置され、左右対称位置でそれぞれ前方を指向し、カメラ間距離（以下、基線長ともいう。）Ｂの間隔で設けられている。赤外線カメラ１６Ｒ及び１６Ｌは遠赤外線を検出することにより高温部ほど高輝度となる赤外線画像を撮像して、それぞれＥＣＵ１４に供給する。
【００４０】
ＨＵＤ１８はインスツルメントパネル上部のドライバ正面位置において前方視界を妨げないように設けられている。ＨＵＤ１８はシステムオフ状態ではインスツルメントパネル内に格納されており、日射センサ２６の情報から夜であると判断し、且つ、ヘッドライトスイッチ２８の情報からヘッドライト（又はフォグライト）が点灯していると判断される状態でメインスイッチ３０をオンにするとポップアップする。ＨＵＤ１８の映像表示部は凹面ミラーで構成され、インスツルメントパネル内部からの映像を反射・投影する。ナイトビジョンシステム１０はメインスイッチ３０の操作に拘わらず、オートライト機能に連動して自動起動させてもよい。ＨＵＤ１８の表示輝度は適当なスイッチ操作によって調整可能としてもよい。
【００４１】
ＥＣＵ１４は、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌから得られた２つの赤外線画像に基づいて、両画像の視差から熱源対象物を検出してＨＵＤ１８上で白いシルエットとして映し出す。さらに、熱源対象物の中から歩行者を特定すると、注意喚起のためにスピーカ２０から音を発すると同時に、ＨＵＤ１８上に映し出された歩行者を目立つ色の枠で囲んで強調表示する。この注意喚起機能は、所定の速度域において歩行者の位置に到達するまでの時間を予測し、充分な回避操作が行えるタイミングで注意喚起を行う。
【００４２】
赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌは、遠方の熱源対象物の位置、距離及び形状を正確に判定するため、製作所における製造時、あるいは、定期点検時等において、後述する調整処理であるエイミングが行われる。
【００４３】
図２に示すように、ＥＣＵ１４は、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌにより撮像された赤外線画像をＡ／Ｄ変換してグレースケール画像を生成する画像入力部４０と、閾値に基づいてグレースケール画像から二値化画像を生成する二値化処理部４２と、グレースケール画像及び二値化画像を記憶する画像記憶部４４と、エイミングを実行し、その処理結果であるカメラパラメータをカメラパラメータ記憶部４６に記憶させるエイミングモード実行部４８と、速度センサ２２等からのセンサ情報及びカメラパラメータ記憶部４６に記憶されたカメラパラメータを参照しながら通常の画像処理を行うとともにＨＵＤ１８及びスピーカ２０を制御する通常モード実行部５０と、接続部３２を介して外部のコンピュータシステムからの指示に基づき、エイミングモードか通常モードのいずれか一方を選択するモード選択部５２とを有する。
【００４４】
なお、通常モード実行部５０は、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌにより撮像された画像から対象物を抽出する対象物抽出手段、対象物の実空間位置を算出する実空間位置算出手段、及び、カメラパラメータ記憶部４６に記憶されたカメラパラメータを用いて対象物の実空間位置を補正する実空間位置補正手段として機能する。
【００４５】
エイミングモード実行部４８は、車両１２を製造する製作所内において外部コンピュータシステムとしてエイミングターゲット制御装置１００（図３参照）を用いてエイミングを行う製作所モード部７０と、サービスエイミング調整装置１２０（図４参照）を用いてサービス工場等でエイミングを行うサービスモード部７２とを有し、これらの外部コンピュータシステムからの指示に基づいて製作所モード部７０又はサービスモード部７２のいずれか一方が選択実行される。
【００４６】
また、エイミングモード実行部４８は、エイミングの開始時に外部コンピュータシステムから所定のパラメータを入力するパラメータ入力部７４と、エイミングに必要な初期設定を行う初期設定部７６と、画像記憶部４４に記憶された左右のグレースケール画像に対してテンプレートマッチングを行うテンプレートマッチング部７８と、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌにより撮像して得られた画像信号の輝度を調整するための輝度調整ＬＵＴを設定する輝度調整ＬＵＴ設定部８０と、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの焦点距離、画素ピッチ等の固体差に起因して発生する映像歪みを補正する左右カメラ映像歪補正部８２と、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの取付角（パン角、ピッチ角）を算出する左右カメラ取付角算出部８４と、画像から演算範囲を切り出すための基準となる切り出し座標を算出する左右カメラ映像切出座標算出部８６と、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの光軸が平行に設定されていないことに起因する対象物画像の視差に含まれる誤差である視差オフセット値を算出する視差オフセット値算出部８８とを有する。
【００４７】
なお、視差オフセット値算出部８８は、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌのそれぞれで撮像された異なる対象物間の画像上での距離を仮想視差として算出する仮想視差算出手段、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌのそれぞれで撮像された同一の対象物の画像の視差（第１視差、第２視差）を算出する視差算出手段（第１視差算出手段、第２視差算出手段）、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌにより撮像された各画像を各パン角に従って切り出し、測距精度をさらに向上するために視差オフセット値（補正値、視差補正値）を算出する補正値算出手段（視差補正値算出手段）として機能する。
【００４８】
初期設定部７６は、対象物までの距離に応じて用意された６つのテンプレートＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３、ＴＰ４、ＴＰ５、ＴＰ６（代表的にテンプレートＴＰとも示す。）から１つを選択するテンプレート設定部９４を有する。また、ＥＣＵ１４は、対象物の位置を求めるための透視変換モデルを数式として記憶するモデル記憶部９６を有し、エイミングモード実行部４８及び通常モード実行部５０は該透視変換モデルを用いて被撮像体の位置を算出する。なお、モデル記憶部９６には、対象物が近距離にある場合の近距離用モデルと遠距離にある場合の遠距離用モデルとが記憶されている。
【００４９】
ＥＣＵ１４は、主たる制御部としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、記憶部としてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を有しており、上記の各機能部は、ＣＰＵがプログラムを読み込み、記憶部等と協動しながらソフトウェア処理を実行することにより実現される。
【００５０】
図３に示すように、エイミングターゲット制御装置１００は、車両１２の位置決め装置１０２と、車両１２が位置決めされた状態で赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの前方の所定位置に設けられたゲート１０４と、前記接続部３２を介してＥＣＵ１４と通信を行うとともにゲート１０４を制御する主制御装置１０６とを有する。ゲート１０４は、車幅よりやや広い間隔で設けられた２本の支柱１０８と、左右端を支柱１０８に支持された横長のエイミングターゲット板１１０とを有し、該エイミングターゲット板１１０は、主制御装置１０６の作用下に支柱１０８に沿って昇降可能である。エイミングターゲット板１１０には、熱源である８つのエイミングターゲット１１２ａ〜１１２ｈ（代表的にエイミングターゲット１１２とも示す。）が左から順に水平に配列されている。
【００５１】
左側のエイミングターゲット１１２ａ〜１１２ｄは比較的小さい間隔Ｗで並んでおり左ターゲット群１１４を形成する。同様に、右側のエイミングターゲット１１２ｅ〜１１２ｈは間隔Ｗで並んでおり右ターゲット群１１６を形成する。左ターゲット群１１４の右端であるエイミングターゲット１１２ｄと右ターゲット群１１６の左端であるエイミングターゲット１１２ｅの間隔は基線長Ｂ（Ｗ＜Ｂ）に等しく、エイミングターゲット１１２ｄ及び１１２ｅは、赤外線カメラ１６Ｒ及び１６Ｌの正面位置に配置される。
【００５２】
図４に示すように、サービスエイミング調整装置１２０は、車両１２の位置マーク１２２と、該位置マーク１２２に基づいて車両１２が位置決めされた状態で赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの前方所定距離の位置に設けられたヘッドライトテスタ１２４と、前記接続部３２を介してＥＣＵ１４と通信を行う主制御装置１２６とを有する。ヘッドライトテスタ１２４は、レール１２８に沿って車幅方向と並行に移動可能であるとともに、昇降台１３０が昇降可能な構成となっている。昇降台１３０には、ターゲット板１３２が設けられ、該ターゲット板１３２には間隔Ｗ（Ｗ＜Ｂ）で水平に並んだ３つの熱源であるエイミングターゲット１３４ａ〜１３４ｃ（代表的にエイミングターゲット１３４とも示す。）が設けられている。エイミングターゲット１３４は、前記エイミングターゲット１１２と同じもの、あるいは、略同じものを用いることができる。
【００５３】
次に、このように構成されるエイミングターゲット制御装置１００又はサービスエイミング調整装置１２０を用いたナイトビジョンシステム１０のエイミングについて説明する。
【００５４】
エイミングには、製作所内でエイミングターゲット制御装置１００を用いる製作所エイミングモードと、サービスエイミング調整装置１２０を用いるサービスエイミングモードとがある。
【００５５】
製作所エイミングモードでは、位置決め装置１０２により車両１２の位置決めを行うとともに、主制御装置１０６を車両１２の接続部３２に接続しておく。主制御装置１０６は、ＥＣＵ１４に対して、エイミングターゲット制御装置１００を用いた製作所エイミングを実行するように指示を送出する。また、エイミングターゲット１１２ａ〜１１２ｈは、車両１２の種類に応じて赤外線カメラ１６Ｒ及び１６Ｌと同じ高さとなるように調整されている。
【００５６】
サービスエイミングモードでは、位置マーク１２２に各車輪を合わせて車両１２を位置決めし、主制御装置１２６を車両１２の接続部３２に接続しておく。主制御装置１２６は、ＥＣＵ１４に対して、サービスエイミング調整装置１２０を用いたサービスエイミングを実行するように指示を送出する。エイミングターゲット１３４ａ〜１３４ｃは、規定高さとなるように調整されている。
【００５７】
図５〜図９に示す処理は、ＥＣＵ１４において主にエイミングモード実行部４８で実行される処理である。
【００５８】
先ず、図５のステップＳ１において、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌからステレオ赤外線画像を入力し、画像入力部４０においてＡ／Ｄ変換してグレースケール画像を得る（ステップＳ２）。このグレースケール画像は、画像記憶部４４に記憶される。また、グレースケール画像は、二値化処理部４２で二値化されて画像記憶部４４に記憶される。
【００５９】
ステップＳ３において、モード選択部５２は、主制御装置１０６又は１２６からの指示に従い、エイミングモード又は通常モードのいずれを実行するのかを判断する。通常モードを実行する場合にはステップＳ５へ移り、エイミングモードを実行する場合にはステップＳ４へ移る。
【００６０】
ステップＳ５の通常モードでは、通常モード実行部５０の作用下に、カメラパラメータ記憶部４６に記憶されたカメラパラメータを参照し、後述するようにＨＵＤ１８及びスピーカ２０を制御して対象物の探索及び必要に応じた注意喚起を行う通常のモードを実行し、この後、ステップＳ１へ戻る。
【００６１】
ステップＳ４においては、モード選択部５２がエイミングターゲット制御装置１００又はサービスエイミング調整装置１２０のいずれの装置を用いるのかを判断し、エイミングターゲット制御装置１００を用いると判断した場合には、ステップＳ６へ移り、製作所モード部７０の作用下に製作所エイミングモードを実行する。また、サービスエイミング調整装置１２０を用いると判断した場合には、ステップＳ３０（図７参照）へ移り、サービスモード部７２の作用下にサービスエイミングモードを実行する。以下、製作所エイミングモード及びサービスエイミングモードを順に説明する。
【００６２】
製作所エイミングモードでは、先ず、ステップＳ６において、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌからエイミングターゲット板１１０までの距離Ｚｎを設定する。この場合、距離Ｚｎは固定値である。
【００６３】
ステップＳ７において、テンプレート設定部９４の作用下に、距離Ｚｎに配置されたエイミングターゲット１１２に対応した１つの基準テンプレートをテンプレートＴＰ１〜ＴＰ６から選択する。
【００６４】
ステップＳ８においては、近距離に配設されたエイミングターゲット１１２までの距離に対応した透視変換モデルを用いてエイミングターゲット１１２の位置を算出するため、この透視変換モデルに適応した赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの結像距離（焦点距離）を設定する。
【００６５】
ステップＳ９において、前記ステップＳ７で選択したテンプレートＴＰに基づいてテンプレートマッチング処理を行う。すなわち、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌにより撮像されたエイミングターゲット１１２のグレースケール画像と、テンプレートＴＰとの相関演算を行い、相関演算の結果が最小となるグレースケール画像の座標を算出して記憶する（ステップＳ１０）。
【００６６】
ステップＳ１１では、取得したグレースケール画像が所定枚数Ｎに達したか否かを確認し、Ｎ枚に達した場合には、ステップＳ１２へ移り、Ｎ枚未満である場合には、ステップＳ１へ戻り、グレースケール画像の取得を継続してターゲット座標の算出記憶処理を繰り返す。
【００６７】
ステップＳ１２において、算出されたＮ組のターゲット座標の平均値を算出する処理を行い、ターゲット座標が正常に算出された場合にはステップＳ１４へ移り、算出されなかった場合にはステップＳ３へ戻るという分岐処理（ステップＳ１３）を行う。
【００６８】
ステップＳ１４において、輝度調整ＬＵＴの設定処理を行う。この処理では、相関演算によるテンプレートマッチングを確実に実行できるよう、例えば、赤外線カメラ１６Ｒ及び１６Ｌにより検出されたエイミングターゲット１１２の輝度信号同士のレベルを比較し、各輝度レベルにおいて、相関演算の基準とする赤外線カメラ１６Ｒからの輝度信号が赤外線カメラ１６Ｌからの輝度信号よりも常に大きくなるように調整する輝度調整ＬＵＴを設定する。該輝度調整ＬＵＴ設定処理が正常に実行された場合にはステップＳ１６へ移る（ステップＳ１５）。
【００６９】
ステップＳ１６において、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの焦点距離、画素ピッチ等の個体差に起因して発生する映像歪みを補正する映像歪補正値の算出処理を行う。映像歪補正値が正常に算出された場合にはステップＳ１８へ移る（ステップＳ１７）。
【００７０】
ステップＳ１８において、左右カメラ取り付け角であるパン角及びピッチ角の算出処理を行い、左右カメラ取り付け角が正常に算出された場合にはステップＳ２０へ移る（ステップＳ１９）。
【００７１】
ステップＳ２０において、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌにより撮像された各画像から画像処理に用いられる範囲を切り出す基準とする切り出し座標の算出処理を行い、切り出し座標が正常に算出された場合にはステップＳ２２へ移る（ステップＳ２１）。
【００７２】
ステップＳ２２において、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの光軸が平行に設定されていないことに起因する対象物画像の視差に含まれる誤差である視差オフセット値の算出処理を行う。視差オフセットが正常に算出された場合にはステップＳ２４へ移る（ステップＳ２３）。なお、視差オフセット値の算出処理の詳細については、後述する。
【００７３】
ステップＳ２４において、ステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０及びＳ２２での処理で求められた輝度調整ＬＵＴ、映像歪補正値、パン角及びピッチ角、切り出し座標、視差オフセット値をカメラパラメータ記憶部４６に記憶し、これらのカメラパラメータが正しく記憶された場合には製作所エイミングの処理を終了する。このとき、ＥＣＵ１４は主制御装置１０６に対して製作所エイミングが終了した旨の信号を送出する。この後に通常モードを実行する場合には所定の再起動処理を行えばよい。なお、ステップＳ１７、Ｓ１９、Ｓ２１、Ｓ２３及びＳ２５における各分岐処理において判定結果が否定的であった場合には、ステップＳ１３の分岐処理における否定的な結果時と同様にステップＳ３へ戻ることになる。
【００７４】
次に、サービスエイミングモードの処理について説明する。サービスエイミングモードにおいては、前記の製作所エイミングと同様にステップＳ１〜Ｓ３の処理（図５参照）が実行され、次のステップＳ４からステップＳ３０へ分岐処理が行われ、サービスモード部７２の作用下に図７〜図９に示す処理が実行される。
【００７５】
図７のステップＳ３０において、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌからターゲット板１３２までの距離を設定する。この場合、ターゲット板１３２までの距離は、サービスエイミングを行う作業所に設置されたエイミングターゲット１３４の位置によって決定される。この距離は、主制御装置１２６から入力され、ＥＣＵ１４に供給される。
【００７６】
ステップＳ３１において、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの高さＨ（図１参照）を確認して入力する。
【００７７】
ステップＳ３２において、テンプレート設定部９４の作用下に、ステップＳ３０で設定したエイミングターゲット１３４までの距離に対応したテンプレートＴＰ１〜ＴＰ６のうちの１つを選択する。
【００７８】
ステップＳ３３においては、ステップＳ８と同様に、エイミングターゲット１３４までの距離に対応した透視変換モデルに適応した結像距離が設定される。
【００７９】
ステップＳ３４において、ターゲット板１３２の位置確認が行われる。つまり、サービスエイミングモードでは、ターゲット板１３２を中心位置ＰＣ、左位置ＰＬ及び右位置ＰＲ（図４参照）の順に配置してエイミングを行うため、ステップＳ３４が最初に実行されたときには、主制御装置１２６に対してターゲット板１３２を中心位置ＰＣに設定するように確認指示の信号を送出する。この信号を受けた主制御装置１２６では、モニタ画面上に「ターゲットを中心位置ＰＣに配置して、『Ｙ』キーを押してください。」等のメッセージを表示する。調整員はこのメッセージに応じてヘッドライトテスタ１２４を手動又は所定の駆動装置によってレール１２８に沿って移動させ、ターゲット板１３２を中心位置ＰＣに配置する。
【００８０】
ステップＳ３５においては、その時点のターゲット板１３２の位置に応じて分岐処理が行われる。つまり、ターゲット板１３２が中心位置ＰＣに配置されているとき（初回〜３０回目）にはステップＳ３６へ移り、左位置ＰＬに配置されているとき（３１回目〜６０回目）にはステップＳ４１へ移り、右位置ＰＲに配置されているとき（６１回目以降）にはステップＳ４６へ移る。
【００８１】
ステップＳ３６においては、ステップＳ９と同様に、テンプレートマッチング処理を行う。
【００８２】
ステップＳ３７においては、ステップＳ１０と同様に、エイミングターゲット１３４のターゲット座標を算出して記憶する。
【００８３】
ステップＳ３８においては、ステップＳ１１と同様に、取得したグレースケール画像の枚数を確認し、Ｎ枚以上である場合にはステップＳ３９へ移り、Ｎ枚未満である場合にはステップＳ１へ戻る。なお、２回目以降は、ステップＳ３〜Ｓ８及びＳ３０〜Ｓ３５の処理をスキップする。
【００８４】
ステップＳ３９においては、中心位置ＰＣについて、ステップＳ１２と同様に、ターゲット座標の平均値算出処理を行い、ターゲット座標が正常に算出された場合にはステップＳ１へ移り、算出されなかった場合にはステップＳ３へ戻るという分岐処理（ステップＳ４０）を行う。
【００８５】
同様にして、ターゲット板１３２を左位置ＰＬに配置し、図８に示すステップＳ４１〜Ｓ４５が実行される。
【００８６】
また、ターゲット板１３２を右位置ＰＲに配置し、図９に示すステップＳ４６〜Ｓ５０が実行される。
【００８７】
最後のステップＳ５０において、ターゲット座標が正常に算出されたと判断されたときには、ステップＳ１４（図６参照）へ移り、それ以降は製作所エイミングモードと同様の処理が行われ、各カメラパラメータがカメラパラメータ記憶部４６に記憶される。
【００８８】
次に、ステップＳ２２における視差オフセット値（視差補正値）の算出処理につき、図１０及び図１１を用いて詳細に説明する。なお、視差オフセット値とは、赤外線カメラ１６Ｒの光軸と赤外線カメラ１６Ｌの光軸とが正確に平行状態に設定され、これらの赤外線カメラ１６Ｒ、赤外線カメラ１６Ｌ間の相対パン角θが０の場合に同一の対象物を撮像して得られる視差ｄｎに対して、相対パン角θが０でない場合に得られる視差の誤差である。以下、この誤差を視差オフセット値αとする。
【００８９】
先ず、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌに対して、２つのエイミングターゲットＴ１、Ｔ２（第１対象物、第２対象物）を図１０に示す位置関係に配設する。この場合、エイミングターゲットＴ１、Ｔ２は、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌから既知の距離Ｚｎ（第２距離）にあり、エイミングターゲットＴ１、Ｔ２間の距離Ｄ（第１距離）は、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌ間の基線長Ｂに対してＤ≦Ｂの関係にある。なお、Ｄ＝Ｂとなる場合のエイミングターゲットＴ１、Ｔ２としては、例えば、図３に示すエイミングターゲット１１２ｄ及び１１２ｅを利用することができる。
【００９０】
赤外線カメラ１６ＲによりエイミングターゲットＴ１を撮像し、赤外線カメラ１６ＬによりエイミングターゲットＴ２を撮像するものとし、これらのエイミングターゲットＴ１、Ｔ２が同一物であると仮定すると、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌから距離Ｚの位置に１つのエイミングターゲットＴ０を配設した場合と等価になる。この場合、距離Ｚは、
Ｚ＝Ｂ／（Ｂ−Ｄ）・Ｚｎ                                      …（２）
である。
【００９１】
赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌ間の相対パン角θを０゜と仮定した理想状態において、エイミングターゲットＴ１、Ｔ２を各赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌで撮像して得られる画像間の基準仮想視差ｄｎは、（１）式及び（２）式を用いて算出することができ、
ｄｎ＝ｆ／ｐ・（Ｂ−Ｄ）／Ｚｎ                                …（３）
となる。
【００９２】
一方、相対パン角θが０゜でない任意の場合において、エイミングターゲットＴ１、Ｔ２を赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌにより撮像し、赤外線カメラ１６Ｒにより撮像された基準画像１４６のターゲット画像Ｔ１*と、赤外線カメラ１６Ｌにより撮像された探索画像１５２のターゲット画像Ｔ２*との間の基線長方向の仮想視差（ｄｎ＋α）を算出する。αは０゜でない相対パン角に起因する視差オフセット値である。そして、算出した仮想視差（ｄｎ＋α）と（３）式で求めた基準仮想視差ｄｎとの差分から、相対パン角θに起因する視差オフセット値αが求められる。算出された視差オフセット値αは、視差補正値としてカメラパラメータ記憶部４６に記憶される。
【００９３】
なお、仮想視差又は基準仮想視差は、異なる赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌにより異なるエイミングターゲットＴ１、Ｔ２を撮像して得られるエイミングターゲットＴ１、Ｔ２の画像上での距離を表し、異なる赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌにより同一の対象物を撮像して得られる画像上での視差と区別する。
【００９４】
ここで、上述した視差オフセット値αの算出処理では、各エイミングターゲットＴ１、Ｔ２を赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌから同一の距離Ｚｎに配設しているが、図１２に示すように、各エイミングターゲットＴ１、Ｔ２を赤外線カメラ１６Ｒ、１６ＬとエイミングターゲットＴ０とを結ぶ直線上の任意の位置に配設し、同様にして視差オフセット値αを算出することができる。
【００９５】
すなわち、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌを結ぶラインからエイミングターゲットＴ１までの距離Ｚ１、前記ラインからエイミングターゲットＴ２までの距離Ｚ２、エイミングターゲットＴ１、Ｔ２間の赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの配列方向成分である距離Ｄ、基準とする撮像手段である一方の赤外線カメラ１６Ｒの光軸からエイミングターゲットＴ１までの距離Ｘ１が分かれば、エイミングターゲットＴ０までの距離Ｚは、
Ｚ＝Ｂ・Ｚ１・Ｚ２／（Ｚ１・（Ｂ＋Ｘ１−Ｄ）−Ｘ１・Ｚ１）…（４）
として求めることができる。そして、算出した距離Ｚと（１）式とを用いて基準仮想視差ｄｎを算出し、この基準仮想視差ｄｎと、撮像した画像から得た仮想視差（ｄｎ＋α）との差分として視差オフセット値αを算出することができる。
【００９６】
なお、基準とする撮像手段を赤外線カメラ１６Ｌとし、赤外線カメラ１６Ｌの光軸からエイミングターゲットＴ２までの距離を用いて距離Ｚを算出し、視差オフセット値αを算出してもよい。
【００９７】
さらに、距離Ｚ１、Ｚ２、Ｄ、Ｘ１を与える代わりに、特定点であるエイミングターゲットＴ０の赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌに対する位置情報のみを予め与えておき、エイミングターゲットＴ０と各赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌとを結ぶ直線上の任意の位置に各エイミングターゲットＴ１、Ｔ２を配置することにより、前記位置情報を用いて基準仮想視差ｄｎを算出することができる。
【００９８】
例えば、前記位置情報から、エイミングターゲットＴ０と赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌとを結ぶ直線の式を算出し、これらの直線と赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌを結ぶラインに平行な任意の直線との交点の位置を算出することにより、図１０に示すように、エイミングターゲットＴ１及びＴ２が前記各交点に配置されている場合と同等の状況を設定することができる。そして、各交点間の距離Ｄ、各交点と赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌとの距離Ｚｎを算出し、（３）式から基準仮想視差ｄｎを算出することができる。
【００９９】
さらにまた、特定点であるエイミングターゲットＴ０の赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌに対する位置情報が予め与えられていることから、その位置情報である距離Ｚを用いて、（１）式から直接基準仮想視差ｄｎを算出することもできる。そして、この基準仮想視差ｄｎと、撮像した画像から得た仮想視差（ｄｎ＋α）との差分として視差オフセット値αを算出することができる。
【０１００】
また、エイミングターゲットＴ１、Ｔ２間の距離Ｄを基線長Ｂに等しく設定した場合、（２）式においてエイミングターゲットＴ０までの距離が無限大となるため、無限遠に配設されたエイミングターゲットＴ０を用いて視差オフセット値αを一層高精度に算出することができる。この場合、基準仮想視差ｄｎ＝０であり、ターゲット画像Ｔ１*、Ｔ２*間の仮想視差がそのまま視差オフセット値αとして求まる。しかも、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌを結ぶラインからそれぞれのエイミングターゲットＴ１、Ｔ２までの距離Ｚｎも任意である。従って、エイミングターゲットＴ１、Ｔ２間の前記ラインの方向に対する距離Ｄを基線長Ｂに一致するように調整することにより、距離Ｚｎのデータを用いることなく視差オフセット値αを得ることができる。
【０１０１】
次に、視差オフセット値αの算出処理の他の実施形態を図１３及び図１４を用いて説明する。
【０１０２】
この場合、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌから距離Ｚｎの位置にエイミングターゲットＴ２を配設し、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌから距離（Ｚｎ−Ｅ）の位置にエイミングターゲットＴ１を配設する。
【０１０３】
エイミングターゲットＴ１、Ｔ２を前記の状態に配設した後、赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌにより２つのエイミングターゲットＴ１、Ｔ２をそれぞれ撮像し、基準画像１４６及び探索画像１５２における各ターゲット画像Ｔ１*間の第１視差ｄｎ１と各ターゲット画像Ｔ２*間の第２視差ｄｎ２を算出する。
【０１０４】
この場合、（１）式を用いて、エイミングターゲットＴ１に対して、
Ｚｎ−Ｅ＝ｆ／ｐ・Ｂ／（ｄｎ１−α）                        …（５）
の関係が得られ、エイミングターゲットＴ２に対して、
Ｚｎ＝ｆ／ｐ・Ｂ／（ｄｎ２−α）                            …（６）
の関係が得られる。そして、（５）式及び（６）式から、視差オフセット値αを、
α＝ｄｎ２−ｆ／ｐ・Ｂ／Ｚｎ                                …（７）
として算出することができる。また、赤外線カメラ１６Ｒ、１６ＬからエイミングターゲットＴ２までの距離Ｚｎは、
Ｚｎ＝β・Ｅ−√（（β・Ｅ）2−４・β・Ｅ）／（２・β）      …（８）
（但し、β＝（ｄｎ２−ｄｎ１）／（ｆ／ｐ・Ｂ））
として算出される。従って、視差オフセット値αは、（７）、（８）式からエイミングターゲットＴ１、Ｔ２間の距離Ｅを与えるだけで算出することができる。
【０１０５】
なお、エイミングターゲットＴ１、Ｔ２は、必ずしも赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌを結ぶラインと直交する直線上に配列されている必要はなく、前記直線上にエイミングターゲットＴ１、Ｔ２を配列した場合における距離Ｅさえ分かれば、エイミングターゲットＴ１、Ｔ２を任意の位置に配設して視差オフセット値αを算出することができる。
【０１０６】
このようにして算出された赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの光軸間の相対パン角に起因する視差オフセット値αである視差補正値は、カメラパラメータとしてカメラパラメータ記憶部４６に記憶される。なお、同様にして、ターゲット画像Ｔ１*、Ｔ２*の鉛直方向に対する視差から光軸間の相対ピッチ角に起因する視差オフセット値を算出し、カメラパラメータとしてカメラパラメータ記憶部４６に記憶させる。
【０１０７】
以上のようにして、エイミングモードにより各カメラパラメータが設定された後、このカメラパラメータを用いて通常モードでの処理が行われる。
【０１０８】
そこで、通常モードでの対象物の探索処理及び必要に応じた注意喚起処理につき、図１５に示すフローチャートに従って説明する。
【０１０９】
赤外線カメラ１６Ｒにより車両１２の前方を基準画像として撮像するとともに、赤外線カメラ１６Ｌにより車両１２の前方を探索画像として撮像し、各画像をグレースケール画像として画像記憶部４４に記憶させるとともに、二値化処理部４２により赤外線カメラ１６Ｒからの画像を二値化画像として画像記憶部４４に記憶させる（ステップＳ１０１、１０２）。
【０１１０】
通常モード実行部５０は、赤外線カメラ１６Ｒにより撮像した基準画像の二値化画像から対象物を抽出する（ステップＳ１０３）。次いで、基準画像の対象物に対応する探索画像の対象物を、グレースケール画像同士の相関演算によって探索し、探索された対象物間の画像上での視差を算出して対象物までの距離を求める（ステップＳ１０４）。
【０１１１】
この場合、相関演算に先立ち、カメラパラメータである輝度調整ＬＵＴを用いて、赤外線カメラ１６Ｒにより撮像して得られた基準画像の輝度信号が赤外線カメラ１６Ｌにより撮像して得られた探索画像の輝度信号より大きくなるように調整され、調整された各グレースケール画像により相関演算が行われて対象物が確実に探索される。また、基準画像１４６及び探索画像１５２における対象物の座標は、カメラパラメータである映像歪み係数によって補正され、探索された対象物間の視差が、相対パン角に起因するカメラパラメータである視差オフセット値αにより高精度に補正され、対象物までの距離も高精度に算出される。
【０１１２】
次いで、基準画像における対象物の二次元座標をステップＳ１８で算出した赤外線カメラ１６Ｒ、１６Ｌの絶対パン角、絶対ピッチ角により補正し、ステップＳ１０４で算出した距離を含む対象物の実空間における三次元座標である相対位置を算出する（ステップＳ１０５）。
【０１１３】
ステップＳ１０５における対象物の実空間三次元座標は、微小時間間隔で繰り返し算出され、対象物の移動ベクトルが算出される（ステップＳ１０６）。この移動ベクトルを用いて、対象物から道路構造物や車両を除外する処理を行い（ステップＳ１０７）、残余の対象物の形状から歩行者の有無を判定する（ステップＳ１０８）。
【０１１４】
ステップＳ１０８において、歩行者有りとの判定がなされた場合、赤外線カメラ１６Ｒにより撮像された基準画像をＨＵＤ１８に表示させるとともに、歩行者の画像を強調枠で囲み（ステップＳ１０９）、且つ、スピーカ２０を鳴動させてドライバに注意喚起を行う（ステップＳ１１０）。
【０１１５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の位置検出装置及びその補正方法が適用されるナイトビジョンシステムの構成図である。
【図２】図１に示すナイトビジョンシステムを構成するＥＣＵの機能構成ブロック図である。
【図３】製作所に設置されるエイミングターゲット制御装置の構成図である。
【図４】サービス工場等に設置されるサービスエイミング調整装置の構成図である。
【図５】エイミング処理のフローチャートである。
【図６】エイミング処理のフローチャートである。
【図７】エイミング処理のフローチャートである。
【図８】エイミング処理のフローチャートである。
【図９】エイミング処理のフローチャートである。
【図１０】視差オフセット値の算出処理を行う際の赤外線カメラとエイミングターゲットとの配置関係説明図である。
【図１１】図１０に示す配置関係において得られた基準画像及び探索画像の説明図である。
【図１２】図１０に示す配置関係の変形例の説明図である。
【図１３】視差オフセット値の算出処理を行う他の実施形態での赤外線カメラとエイミングターゲットとの配置関係説明図である。
【図１４】図１３に示す配置関係において得られた基準画像及び探索画像の説明図である。
【図１５】通常モードでの対象物探索処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…ナイトビジョンシステム          １２…車両
１４…ＥＣＵ                          １６Ｒ、１６Ｌ…赤外線カメラ
１８…ＨＵＤ                          ２０…スピーカ
４６…カメラパラメータ記憶部          ４８…エイミングモード実行部
５０…通常モード実行部                ５２…モード選択部
７０…製作所モード部                  ７２…サービスモード部
７４…パラメータ入力部                ７６…初期設定部
７８…テンプレートマッチング部        ８０…輝度調整ＬＵＴ設定部
８２…左右カメラ映像歪補正部          ８４…左右カメラ取付角算出部
８６…左右カメラ映像切出座標算出部    ８８…視差オフセット値算出部
１００…エイミングターゲット制御装置  １２０…サービスエイミング調整装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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