(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシールドガラスを通して車外の対象物を撮影する車載カメラであって、
一対の撮像素子と、誤差情報記憶部と、を備え、
前記誤差情報記憶部は、前記一対の撮像素子の画素位置における前記対象物の結像位置の差に含まれる前記シールドガラスに起因する誤差に関する誤差情報を前記画素位置ごとに記憶し、
前記誤差情報は、前記撮像素子と前記対象物との距離に応じた複数の補正量を含むことを特徴とする車載カメラ。
【請求項２】
前記結像位置の差に含まれる前記一対の撮像素子の視差に関する視差情報を記憶する視差情報記憶部を備えることを特徴とする請求項１に記載の車載カメラ。
【請求項３】
車両のシールドガラスを通して対象物を撮影する車載カメラの調整方法であって、
撮像素子によって前記シールドガラスを通して対象物を撮影する工程と、
一対の前記撮像素子の画素位置における前記対象物の結像位置の差に含まれる前記シールドガラスに起因する誤差に関する誤差情報であって前記撮像素子と前記対象物との距離に応じた複数の補正量を含む誤差情報を前記画素位置ごとに検出する工程と、
前記誤差情報を用いて前記対象物の結像位置の差に含まれる視差情報を得るための補正量を算出する工程と、
を有することを特徴とする車載カメラの調整方法。
【請求項４】
前記対象物を撮影する工程において、前記シールドガラスを通して前記一対の撮像素子によって校正チャートを撮影し、該校正チャートのパターンと前記一対の撮像素子の画素位置における該パターンの結像位置とを用いて前記誤差情報を得ることを特徴とする請求項３に記載の車載カメラの調整方法。
【請求項５】
前記パターンは、等間隔に配置された複数の縦線を含むことを特徴とする請求項４に記載の車載カメラの調整方法。
【請求項６】
前記パターンは、矩形の枠線を含むことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の車載カメラの調整方法。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の車載カメラを含む車載カメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載カメラおよびその調整方法ならびに車載カメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から車載カメラの校正方法、校正装置及びプログラムに関する発明が知られている（たとえば下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された校正方法は、透明体を介さずに被写体を撮影して第１撮影画像を取得するステップと、透明体を介して被写体を撮影して第２撮影画像を取得するステップと、第１撮影画像の被写体の像の座標と、第２撮影画像の被写体の像の座標と、に基づいて、透明体に起因する被写体の像の座標のずれを示す絶対位置ずれを算出するステップと、前記絶対位置ずれを校正する補正パラメータを算出するステップと、前記補正パラメータを前記撮影装置に記憶するステップと、を含む（同文献、請求項１等を参照）。【０００３】
また、車載カメラの校正方法、校正装置、計測用具及びプログラムに関する別の発明も知られている（たとえば下記特許文献２を参照）。特許文献２に記載された校正方法は、ステレオカメラの撮影範囲に入るように設置された被写体とステレオカメラとの相対位置を計測するステップと、ステレオカメラにより撮影された被写体を含む撮影画像を取得するステップと、前記相対位置と前記撮影画像とに基づいてステレオカメラを校正する校正パラメータを決定するステップと、を含む（同文献、請求項１等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１６９５８３号公報
【特許文献２】特開２０１６−００６４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載された発明は、たとえば車両のシールドガラス等の透明体を取り外して被写体を撮影する必要があるという課題がある。また、前記特許文献２に記載された発明は、被写体とステレオカメラとの相対位置を計測するステップにおいて、レーザ測距計が必要になるという課題がある。【０００６】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シールドガラスの取り外しを要せず、別の測距装置を用いることなく、シールドガラスに起因する測距誤差を低減することができる車載カメラおよびその調整方法ならびに車載カメラシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成すべく、本発明の車載カメラは、車両のシールドガラスを通して対象物を撮影する車載カメラであって、一対の撮像素子と、該一対の撮像素子の画素位置における前記対象物の結像位置の差に含まれる前記シールドガラスに起因する誤差に関する誤差情報を前記画素位置ごとに記憶する誤差情報記憶部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両のシールドガラスを通して既知の対象物を撮影することで、撮像素子の画素位置における既知の対象物の結像位置の情報に基づいて、シールドガラスに起因する誤差に関する誤差情報を画素位置ごとに検出して誤差情報記憶部に記憶することができる。そして、この誤差情報を用いて、一対の撮像素子の画素位置における対象物の結像位置の差を補正することができる。したがって、本発明によれば、シールドガラスの取り外しを要せず、別の測距装置を用いることなく、シールドガラスに起因する測距誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載カメラの構成を示すブロック図。
【図２Ａ】対象物の結像位置の差を示すグラフ。
【図２Ｂ】誤差情報記憶部に記憶される誤差情報の一例を示すグラフ。
【図２Ｃ】視差情報記憶部に記憶される視差情報の一例を示すグラフ。
【図３】図１に示す車載カメラの処理の一例を示すフロー図。
【図４】本発明の一実施形態に係る車載カメラの調整方法のフロー図。
【図５】図４に示す撮像工程の詳細を示すフロー図。
【図６】校正チャートのパターンの一例を示す図。
【図７Ａ】校正チャートの設置誤差の一例を示す平面図。
【図７Ｂ】設置誤差の影響を受けたステレオカメラの単眼画像の一例を示す画像図。
【図７Ｃ】設置誤差の影響を受けたステレオカメラの単眼画像の一例を示す画像図。
【図８】校正チャートの枠線の寸法に基づく設置距離の算出原理を示す概念図。
【図９】校正チャートを撮影した一対の撮像素子の結像イメージを示す模式図。
【図１０】シールドガラスに起因する誤差の補正原理を示す概念図。
【図１１】誤差検出工程で得られる視差グラフの一例。
【図１２】校正チャートの設置誤差を考慮した補正原理を示す概念図。
【図１３】補正量算出工程で算出される距離の補正量の一例を示すグラフ。
【図１４】本発明の一実施形態に係る車載カメラシステムの構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の車載カメラ、車載カメラの調整方法、および車載カメラシステムの実施形態を説明する。
【００１１】
［車載カメラ］
図１は、本発明の一実施形態に係る車載カメラ１０の構成を示すブロック図である。
【００１２】
本実施形態の車載カメラ１０は、たとえば、歩行者、周辺の車両、道路の白線や路面、標識や建物などの立体物を含む自動車周辺の様々な対象物の視覚的な画像情報と距離情報とを取得するステレオカメラ装置である。すなわち、本実施形態の車載カメラ１０は、車両に搭載され、車両前方の撮影対象領域の画像情報に基づいて車外環境を認識する装置である。車載カメラ１０は、車両のシールドガラスＳＧ（図７Ａ参照）を通して測定対象物を撮影することで、測定対象物を詳細に把握し、たとえば運転支援時の安全性の向上に寄与する。
【００１３】
車載カメラ１０は、たとえば、ステレオカメラ１１と、画像入力インタフェース１２と、画像処理部１３と、記憶部１４と、演算処理部１５と、ＣＡＮ（Controller Area Network）インタフェース１６と、制御処理部１７と、を備える。ステレオカメラ１１は、左カメラ１１Ｌと右カメラ１１Ｒの一対のカメラを有している。ここでは図示を省略するが、左カメラ１１Ｌおよび右カメラ１１Ｒは、それぞれ、レンズと、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子と備えている。
【００１４】
画像入力インタフェース１２、画像処理部１３、記憶部１４、演算処理部１５、ＣＡＮインタフェース１６、および制御処理部１７は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing
Unit）等の演算装置、メモリ等の記憶装置、およびプログラム等を備えた、単数または複数のコンピュータユニットによって構成することができる。これらの各部は、たとえばバス１８を介して相互に接続されている。
【００１５】
画像入力インタフェース１２は、ステレオカメラ１１を制御し、撮影した画像を取り込むためのインタフェースである。画像入力インタフェース１２は、バス１８を介して、画像処理部１３、演算処理部１５、記憶部１４、ＣＡＮインタフェース１６、および制御処理部１７等に接続され、ステレオカメラ１１の入出力部としても機能する。
【００１６】
画像処理部１３は、画像入力インタフェース１２およびバス１８を介して取り込んだステレオカメラ１１の画像を処理する。画像処理部１３は、左カメラ１１Ｌの撮像素子ＩＥから得られる左画像と、右カメラ１１Ｒの撮像素子ＩＥから得られる右画像とを比較し、それぞれの画像に対して、撮像素子ＩＥに起因するデバイス固有の偏差の補正や、ノイズ補間などの画像補正を行う（図８から図１０参照）。
【００１７】
また、画像処理部１３は、左カメラ１１Ｌの撮像素子ＩＥから得られる左画像と、右カメラ１１Ｒの撮像素子ＩＥから得られる右画像とを比較して、これら一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差を求める。画像処理部１３による処理中のデータや処理完了後のデータは、たとえばバス１８を介して記憶部１４に保存される。
【００１８】
詳細については後述するが、一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差には、一対の撮像素子ＩＥの間の距離すなわち相対位置に起因する視差だけでなく、シールドガラスＳＧの形状に起因する対象物の結像位置の誤差が含まれている。画像処理部１３は、このシールドガラスＳＧに起因する結像位置の誤差に関する誤差情報を算出する。誤差情報は、撮像素子ＩＥの画素位置ごとに、後述する誤差情報記憶部１４Ａ（図４参照）に保存される。
【００１９】
演算処理部１５は、たとえば、記憶部１４に保存された左カメラ１１Ｌと右カメラ１１Ｒの一対の撮像素子ＩＥの間の距離に起因する視差に関する視差情報を用い、測定対象物である対象物の距離を測定し、測定対象物を認識することで、車両周辺の環境を知覚する。演算処理部１５による対象物の認識には、必要に応じて、予め記憶された認識辞書を利用することができる。
【００２０】
演算処理部１５による処理中のデータや処理後のデータは、たとえばバス１８を介して記憶部１４に保存される。演算処理部１５は、一対の撮像素子ＩＥによって撮影された画像に対して対象物の認識を行った後に、これらを用いて車両の制御量を計算することもできる。対象物、すなわち測定対象物には、たとえば、歩行者、周辺の車両、先行車のテールランプや対向車のヘッドライド、信号機、標識、その他の障害物などが含まれる。
【００２１】
記憶部１４は、一対の撮像素子ＩＥの画素位置ごとに誤差情報を記憶する誤差情報記憶部１４Ａと、一対の撮像素子ＩＥの視差情報を記憶する視差情報記憶部１４Ｂとを備えている（図４参照）。また、記憶部１４は、演算処理部１５による対象物の認識結果等を記憶する。
【００２２】
図２Ａは、ステレオカメラ１１の一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差を示すグラフである。図２Ｂは、誤差情報記憶部１４Ａに記憶される誤差情報の一例を示すグラフである。図２Ｃは、視差情報記憶部１４Ｂに記憶される視差情報の一例を示すグラフである。図２Ａから図２Ｃでは、ステレオカメラ１１の基線長に平行な横方向（ｘ軸方向）における撮像素子ＩＥの画素位置ごとに、それぞれ、結像位置の差、視差誤差δＤ、および視差Ｄを示している。
【００２３】
誤差情報は、補正量として、図２Ｂに示す視差誤差δＤを含むことができる。視差誤差δＤは、一対の撮像素子ＩＥの画素位置において、屈折等、シールドガラスＳＧに起因して発生する対象物の結像位置の差である。図２Ｂに示す視差誤差δＤは、図２Ａに示す一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差に含まれている。
【００２４】
図２Ｂに示す視差誤差δＤは、左カメラ１１Ｌの撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置のシールドガラスＳＧに起因するずれ量δＬと、右カメラ１１Ｒの撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置のシールドガラスＳＧに起因するずれ量δＲとの差δＬ−δＲである。視差誤差δＤを含む誤差情報は、たとえば、後述する車載カメラの調整方法Ｓ１００によって得ることができ、撮像素子ＩＥの画素位置ごとに誤差情報記憶部１４Ａに記憶される。
【００２５】
誤差情報は、撮像素子ＩＥと対象物との距離に応じた複数の補正量に関する誤差情報Ｂを含むことができる。より具体的には、シールドガラスＳＧに起因する視差誤差δＤは、ステレオカメラ１１の光軸方向（ｚ軸方向）における対象物の距離に応じて変化する。そのため、誤差情報は、撮像素子ＩＥと対象物との複数の異なる距離に応じた視差誤差δＤに対応する複数の補正量を、誤差情報Ｂとして含むことができる。また、誤差情報は、後述するエーミング処理工程によって得られた特定の距離におけるシールドガラスＳＧに起因する誤差情報Ａを含むことができる。
【００２６】
視差情報記憶部１４Ｂに記憶される視差情報は、図２Ｃに示す視差Ｄを含むことができる。視差Ｄは、たとえば、図２Ａに示すシールドガラスＳＧの影響を受けた一対の撮像素子ＩＥの画素位置における結像位置の差から、補正量として、図２Ｂに示す視差誤差δＤを差し引くことによって得ることができる。
【００２７】
換言すると、図２Ａに示す一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差は、図２Ｂに示すシールドガラスＳＧに起因する視差誤差δＤと、図２Ｃに示す一対の撮像素子ＩＥの間の距離に起因する視差Ｄを含む。図２Ｃに示す視差Ｄは、シールドガラスＳＧの影響を受けた視差である図２Ａに示す結像位置の差から、シールドガラスＳＧに起因する図２Ｂに示す視差誤差δＤを差し引くことで、シールドガラスＳＧの影響が低減されている。
【００２８】
ＣＡＮインタフェース１６は、画像処理部１３、演算処理部１５、および制御処理部１７の計算結果等を車両のＣＡＮ２０を介して車両制御装置３０に伝送する（図１４参照）。より具体的には、たとえば、画像処理部１３によって算出されシールドガラスＳＧに起因する誤差が補正された対象物の距離、演算処理部１５による対象物の認識結果等が、ＣＡＮインタフェース１６を介して車両制御装置３０に伝送される。
【００２９】
制御処理部１７は、画像処理部１３や演算処理部１５等の異常動作やデータ転送時のエラーの発生などを監視し、異常動作を防止する。
【００３０】
図３は、図１に示す車載カメラ１０の処理の一例を示すフロー図である。
【００３１】
たとえば車両の走行時において、車載カメラ１０は、ステップＳ１において、ステレオカメラ１１の一対の撮像素子ＩＥによって撮影した画像を、画像入力インタフェース１２を介して取得する。取得された画像は、ステップＳ２において、画像処理部１３によって画像処理され、一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差が得られる。
【００３２】
このとき、得られた結像位置の差を、誤差情報記憶部１４Ａに記憶された誤差情報Ａによって補正することができる。画像処理部１３の画像処理の結果は、ステップＳ３において、演算処理部１５による対象物の抽出および認識に用いられる。この演算処理部１５による対象物の抽出および認識の結果、対象物の位置、すなわち画像上の位置と実空間での基線長に沿う横方向の位置や、光軸方向の距離が得られる。
【００３３】
しかし、誤差情報Ａは、通常のエーミング処理工程で得られた所定の近距離におけるシールドガラスＳＧに起因する誤差や撮像素子ＩＥの固有の癖を補正するための補正量である。そのため、たとえば、遠距離に存在する対象物の画像から得られた位置や距離は、依然としてシールドガラスＳＧに起因する誤差を含んでいる。
【００３４】
そこで、ステップＳ４において、画像処理部１３によって誤差情報記憶部１４Ａに記憶された誤差情報Ｂを用い、対象物の横方向の位置や大まかな距離に応じて、当該対象物に適した補正処理を行う。誤差情報Ｂは、撮像素子ＩＥと対象物との複数の異なる距離に応じた視差誤差δＤに対応する複数の補正量である。これにより、遠距離に存在する対象物の画像から得られた位置や距離を、誤差情報Ｂを用いて補正し、シールドガラスＳＧに起因する測距誤差を低減することができる。
【００３５】
最後に、ステップＳ５において、ＣＡＮインタフェース１６によって、演算処理部１５による対象物の認識結果や画像処理部１３による補正後の距離を出力する。
【００３６】
このように、本実施形態の車載カメラ１０は、車両のシールドガラスＳＧを通して車外の対象物を撮影する。そのため、一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差には、視差だけでなく、シールドガラスＳＧのうねり等の形状に起因する誤差が含まれる。この誤差に対処するために、本実施形態の車載カメラ１０は、前述のように、シールドガラスＳＧに起因する誤差に関する誤差情報を画素位置ごとに記憶する誤差情報記憶部１４Ａを備えている。
【００３７】
したがって、本実施形態の車載カメラ１０によれば、誤差情報記憶部１４Ａに記憶された誤差情報を用いて、一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差を、画素位置ごとに補正することができる。よって、本実施形態の車載カメラ１０によれば、シールドガラスＳＧに起因する測定誤差を低減し、対象物の距離の測定や認識をより正確に行うことができる。
【００３８】
また、本実施形態の車載カメラ１０は、一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差に含まれる視差に関する視差情報を記憶する視差情報記憶部１４Ｂを備えている。これにより、視差情報記憶部１４Ｂに記憶された視差情報に基づいて、対象物の距離の測定や認識をより正確に行うことができる。
【００３９】
また、本実施形態の車載カメラ１０は、誤差情報記憶部１４Ａに記憶された誤差情報が、撮像素子ＩＥと対象物との距離に応じた複数の補正量である誤差情報Ｂを含んでいる。
これにより、対象物との距離に応じて変化するシールドガラスＳＧに起因する測距誤差をより正確に補正することが可能になる。
【００４０】
［車載カメラの調整方法］
図４は、図１に示す車載カメラ１０の調整方法の一例を示すフロー図である。本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００は、たとえば前述のように、車両のシールドガラスＳＧを通して対象物を撮影する車載カメラ１０の調整方法である。本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００は、たとえば、図１に示す車載カメラ１０のステレオカメラ１１、画像入力インタフェース１２、画像処理部１３、演算処理部１５、記憶部１４を用いて実施することができる。
【００４１】
本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００は、たとえば、撮像工程Ｓ１０と、誤差検出工程Ｓ２０と、補正量算出工程Ｓ３０とを含むことができる。撮像工程Ｓ１０は、ステレオカメラ１１の少なくとも一方の撮像素子ＩＥによってシールドガラスＳＧを通して対象物を撮影する工程である。誤差検出工程Ｓ２０は、一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差に含まれるシールドガラスＳＧに起因する誤差に関する誤差情報を画素位置ごとに検出する工程である。補正量算出工程Ｓ３０は、誤差情報を用いて対象物の結像位置の差に含まれる視差情報を得るための補正量を算出する工程である。以下、各工程について、より詳細に説明する。
【００４２】
（撮像工程）
図５は、図４に示す撮像工程Ｓ１０の詳細を示すフロー図である。従来から、たとえば車両工場において車載カメラが車両に搭載された後、光軸や測距誤差の補正量等を計算するエーミング（Aiming）処理工程が行われている。本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００は、撮像工程Ｓ１０に、従来と同様のエーミング処理工程Ｓ１１を含むことができる。撮像工程Ｓ１０は、たとえば、画像取得工程Ｓ１２と、単眼画像処理工程Ｓ１３と、チャート設置誤差算出工程Ｓ１４と、エーミング処理工程Ｓ１１と、を含む。
【００４３】
画像取得工程Ｓ１２では、まず、ステレオカメラ１１によって車両のシールドガラスＳＧを通して対象物を撮影し、画像入力インタフェース１２によって、左カメラ１１Ｌと右カメラ１１Ｒの一対の撮像素子ＩＥの少なくとも一方から画像データを取得する。本実施形態において、撮像工程Ｓ１０は、左カメラ１１Ｌと右カメラ１１Ｒの一対の撮像素子ＩＥによって撮影された一対の画像のうち、一方の画像を用いる単眼画像処理工程Ｓ１３と、双方の画像データを用いるステレオ画像処理工程Ｓ１１ａとを有している。
【００４４】
本実施形態の画像取得工程Ｓ１２では、エーミング処理工程Ｓ１１のステレオ画像処理工程Ｓ１１ａに用いるために、一対の撮像素子ＩＥから画像データを取得する。しかし、撮像工程Ｓ１０とは別にエーミング処理工程Ｓ１１を行う場合には、画像取得工程Ｓ１２において、ステレオカメラ１１の一対の撮像素子ＩＥのうち、一方のみから画像データを取得してもよい。画像取得工程Ｓ１２において撮影する対象物としては、図６に示す校正チャートＣを用いることができる。
【００４５】
図６は、校正チャートＣのパターンの一例を示す図である。校正チャートＣは、ステレオカメラ１１の校正に用いられる平面のパターンを有するチャートである。校正チャートＣのパターンは、たとえば、等間隔に配置された複数の縦線ＶＬからなる縦縞パターンと、矩形の枠線ＦＢを含んでいる。また、校正チャートＣのパターンは、矩形の枠線ＦＢの内側にランダムに配置された複数の点からなるランダムパターンＲＰを有してもよい。また、図示は省略するが、校正チャートＣのパターンは、ステレオカメラ１１の光軸を合わせるための十字パターンを有してもよい。
【００４６】
複数の縦線ＶＬは、たとえば、ステレオカメラ１１の基線長に概ね平行な方向に等間隔に配置され、鉛直方向に概ね平行になるように配置される。なお、縦線ＶＬに替えて、等間隔に並ぶ別のパターンを用いることも可能である。枠線ＦＢは、ステレオカメラ１１の基線長に平行な方向を長手方向とする長方形である。複数の縦線ＶＬは、枠線ＦＢの短辺の方向に平行に延び、枠線ＦＢの長辺に沿って等間隔に並んでいる。
【００４７】
校正チャートＣは、ステレオカメラ１１の光軸方向の前方の所定の距離に、ステレオカメラ１１の光軸に対して概ね垂直になるように配置される。ステレオカメラ１１から校正チャートＣまでの距離は、たとえば３ｍから５ｍ程度である。
【００４８】
単眼画像処理工程Ｓ１３では、左カメラ１１Ｌと右カメラ１１Ｒの一対の撮像素子ＩＥの一対の画像のうち、一方の画像データを用いた画像処理を行う。なお、単眼画像処理工程Ｓ１３では、左カメラ１１Ｌの撮像素子ＩＥから取得した画像と、右カメラ１１Ｒの撮像素子ＩＥから取得した画像のそれぞれに、画像処理を行うこともできる。単眼画像処理工程Ｓ１３では、校正チャートＣの複数の縦線ＶＬの位置や、枠線ＦＢの縦横の寸法が画像上の数カ所で算出される。
【００４９】
チャート設置誤差算出工程Ｓ１４では、単眼画像処理工程Ｓ１３において算出された画像上の校正チャートＣのパターンの縦線ＶＬの位置や枠線ＦＢの寸法が、予め記憶部１４等に保存された実際の校正チャートＣのパターンの縦線ＶＬの位置や枠線ＦＢの縦横の寸法と比較される。これにより、校正チャートＣの設置誤差が算出される。
【００５０】
図７Ａは、校正チャートＣの設置誤差の一例を示す平面図である。図７Ｂおよび図７Ｃは、設置誤差の影響を受けたステレオカメラ１１の単眼画像の一例を示す画像図である。
【００５１】
図７Ａに示すように、校正チャートＣの設置誤差は、校正チャートＣが本来配置されるべき基準位置Ｃ０と実際に校正チャートＣが配置された位置とのずれである。設置誤差は、たとえば、ステレオカメラ１１の基線長に平行な横方向（ｘ軸方向）の位置の誤差、ステレオカメラ１１の光軸方向（ｚ軸方向）の設置距離Ｚの誤差ΔＺ、ステレオカメラ１１の基線長および光軸方向に垂直な縦方向（ｙ軸方向）の位置の誤差を含む。また、設置誤差は、ｘ、ｙ、ｚ軸周りのロール角、ピッチ角、ヨー角の設置誤差を含む。
【００５２】
図７Ａに示すように、ヨー角θ（あおり）の設置誤差を有する場合には、図７Ｂに示すように、単眼画像における校正チャートＣの枠線ＦＢのパターンは、本来の長方形から台形に歪む。この場合、単眼画像処理工程Ｓ１３では、単眼画像における枠線ＦＢの長手方向（ｘ軸方向）両端で、枠線ＦＢの高さ方向（ｙ軸方向）の寸法を算出する。より具体的には、黒色の枠線ＦＢと、校正チャートＣの白地部分との境界が画像上のどこにあるかを算出する。これにより、単眼画像における枠線ＦＢの寸法を算出し、チャート設置誤差算出工程Ｓ１４においてヨー角θの設置誤差を算出することができる。
【００５３】
また、図７Ａに示すヨー角θの設置誤差を有さず、基準位置Ｃ０よりも実際の設置位置が遠くなる設置距離Ｚの誤差ΔＺを有する場合には、図７Ｃに示すように、単眼画像における校正チャートＣの枠線ＦＢのパターンは、本来の寸法よりも縮小される。一方、基準位置Ｃ０よりも実際の設置位置が近くなる設置距離Ｚの誤差を有する場合には、単眼画像における校正チャートＣの枠線ＦＢのパターンは、本来の寸法よりも拡大される。このように、縮小または拡大された単眼画像の枠線ＦＢの寸法を、前述のように算出することで、チャート設置誤差算出工程Ｓ１４において設置距離の誤差を算出することができる。
【００５４】
また、ヨー角θの設置誤差と設置距離Ｚの設置誤差の双方を有する場合や、ロール角、ピッチ角の設置誤差を有する場合にも、同様に設置誤差を算出することができる。
【００５５】
図８は、校正チャートＣの枠線ＦＢの寸法に基づく設置距離Ｚの算出原理を示す概念図である。撮像素子ＩＥの撮像面における画像の高さ方向（ｙ軸方向）の寸法ｈと、ステレオカメラ１１の焦点距離ｆと、校正チャートＣの枠線ＦＢの予め測定された高さ方向の寸法Ｈから、ステレオカメラ１１の光軸方向（ｚ軸方向）における校正チャートＣの設置距離Ｚは、Ｚ＝ｆＨ／ｈとなる。しかし、実際には、ステレオカメラ１１と校正チャートＣとの間に配置されたシールドガラスＳＧのうねりの影響を受けるため、後述する誤差検出工程Ｓ２０が行われる。
【００５６】
次に、撮像工程Ｓ１０に含まれるエーミング処理工程Ｓ１１について説明する。エーミング処理工程Ｓ１１は、図５に示すように、ステレオ画像処理工程Ｓ１１ａと、チャート測距工程Ｓ１１ｂと、測距誤差算出工程Ｓ１１ｃとを有することができる。ステレオ画像処理工程Ｓ１１ａは、画像取得工程Ｓ１２においてステレオカメラ１１の左カメラ１１Ｌおよび右カメラ１１Ｒの一対の撮像素子ＩＥによって車両のシールドガラスＳＧを通して撮影された校正チャートＣの画像を用いる。
【００５７】
ステレオ画像処理工程Ｓ１１ａでは、たとえば、一対の撮像素子ＩＥによって撮影された校正チャートＣのランダムパターンＲＰの一対の画像のデータのそれぞれについて、撮像素子ＩＥの固有の癖を吸収するための補正などの画像処理を行う。また、ステレオカメラ１１の一対の撮像素子ＩＥによって撮影された校正チャートＣの一対の画像のデータから、ステレオカメラ１１の視差に関する情報である視差画像を計算する。
【００５８】
すなわち、ステレオ画像処理工程Ｓ１１ａでは、一対の撮像素子ＩＥの画素位置における校正チャートＣのパターンの結像位置の差が、視差画像として得られる。しかし、この結像位置の差としての視差画像は、屈折等、シールドガラスＳＧに起因する視差誤差を含んでいる。
【００５９】
チャート測距工程Ｓ１１ｂでは、ステレオ画像処理工程Ｓ１１ａで得られたステレオ画像の所定部分を切り出し、視差値の分布である視差画像などの視差情報から、校正チャートＣまでの距離Ｚを算出する。算出された視差画像を含む視差情報や設置距離Ｚは、記憶部１４に記憶され保存される。
【００６０】
測距誤差算出工程Ｓ１１ｃでは、チャート測距工程Ｓ１１ｂにおいて算出された校正チャートＣの設置距離Ｚと、予め記憶部１４に入力されて保存された校正チャートＣのパターンの実際の位置および寸法などの設計情報とを用いて、測距誤差が算出される。算出された測距誤差は、所定の距離に配置された校正チャートＣのパターンに基づいて算出される。
【００６１】
そのため、校正チャートＣが配置された当該所定の距離においては、シールドガラスＳＧに起因する誤差や、撮像素子ＩＥの固有の癖を補正することが可能である。算出された測距誤差は、記憶部１４の誤差情報記憶部１４Ａに、誤差情報Ａとして記憶することができる（図４、図５参照）。以上により、図４に示す撮像工程Ｓ１０が終了する。
【００６２】
従来のエーミング処理工程Ｓ１１では、校正チャートＣの設置誤差がなく、測距誤差がシールドガラスＳＧの影響によるものと仮定し、所定の近距離に配置された校正チャートＣのパターンの測定誤差に基づいて、異なる距離の対象物に対する測距誤差を一律に補正するための補正量を求めていた。
【００６３】
これに対し、本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００では、図４および図５に示す撮像工程Ｓ１０において、従来と同様のエーミング処理工程Ｓ１１に対し、単眼画像処理工程Ｓ１３とチャート設置誤差算出工程Ｓ１４が付加されている。そのため、たとえば、チャート設置誤差算出工程Ｓ１４で算出され、記憶部１４に保存された校正チャートＣの設置誤差の算出結果を、チャート測距工程Ｓ１１ｂにおいて参照し、校正チャートＣの設置位置の補正などの設計情報の補正等を行うことが可能になる。
【００６４】
（誤差検出工程）
撮像工程Ｓ１０の終了後は、図４に示すように、誤差検出工程Ｓ２０が行われる。誤差検出工程Ｓ２０は、一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差に含まれるシールドガラスＳＧに起因する誤差に関する誤差情報Ｂを、撮像素子ＩＥの画素位置ごとに検出する工程である。誤差検出工程Ｓ２０では、たとえば、シールドガラスＳＧのうねりに対する処理等、シールドガラスＳＧに起因する誤差を検出する処理が行われる。
【００６５】
ここで、シールドガラスＳＧのうねりとは、シールドガラスＳＧの局所的な歪であり、たとえば、シールドガラスＳＧの上端から下端へ延びる筋状の凹凸や、シールドガラスＳＧの局所的な凹部や凸部である。前述の撮像工程Ｓ１０において、このようなうねりを有するシールドガラスＳＧを通して対象物を撮影する車載カメラ１０の一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差は、シールドガラスＳＧに起因する誤差に関する誤差情報を含んでいる。
【００６６】
より具体的には、前述のようなうねりを有するシールドガラスＳＧは、対象物からの光を屈折させ、ステレオカメラ１１に視差誤差を生じさせて距離の測定誤差を生じさせる。
そのため、誤差検出工程Ｓ２０では、シールドガラスＳＧに起因する視差誤差等の誤差を検出する処理が行われる。
【００６７】
誤差検出工程Ｓ２０では、まず、図６に示す校正チャートＣを、車載カメラ１０から所定の距離に設置してシールドガラスＳＧを通して撮影する。校正チャートＣの設置距離Ｚは、たとえば５ｍ程度にすることができる。校正チャートＣのパターンのうち、等間隔の複数の縦線ＶＬによる縦縞パターン（等間隔パターン）は、シールドガラスＳＧの局所的な歪みによる視差誤差を、ステレオカメラ１１の基線長に平行なＸ軸方向における異なる位置の部分ごとに計算するために重要な役割を果たす。
【００６８】
図９は、校正チャートＣの縦縞パターンを撮影したステレオカメラ１１の一対の撮像素子ＩＥの結像イメージとして左画像および右画像を示す模式図である。図１０は、誤差検出工程Ｓ２０におけるシールドガラスＳＧのうねりに起因する距離誤差の補正原理を示す概念図である。図１１は、誤差検出工程Ｓ２０で得られる視差グラフの一例である。
【００６９】
図１０に示すように、誤差検出工程Ｓ２０では、近距離に配置された校正チャートＣのパターンをステレオカメラ１１によってシールドガラスＳＧを通して撮影する。そして、図９に示すように、一対の撮像素子ＩＥによって得られた校正チャートＣのパターンの左画像と右画像の視差を計算すると、図１１に示すように、シールドガラスＳＧのうねりを反映した視差グラフＳｘが得られる。このとき、図１０に示す校正チャートＣ上の点ａ、ｂに対する視差値Ｓａ、Ｓｂは、右の撮像素子ＩＥ上の画素位置における点ａ、ｂの投影点Ｒａ、Ｒｂ、および、左の撮像素子ＩＥ上の画素位置における点ａ、ｂの投影点Ｌａ、Ｌｂとの間に、以下の関係式（１）および（２）が成立する。
【００７０】
Ｓａ＝Ｌａ−Ｒａ      （１）
Ｓｂ＝Ｌｂ−Ｒｂ      （２）
【００７１】
さらに、たとえば５０ｍ先の遠距離にある点ｄの視差値Ｓｄは、たとえば５ｍ先の近距離にある校正チャートＣ上の点ａ、ｂから計算することができる。より詳細には、遠距離にある点ｄの視差値Ｓｄ（距離）は、近距離にある点ａの左の撮像素子ＩＥに対する投影点Ｌａと、近距離にある点ｂの右の撮像素子ＩＥに対する投影点Ｒｂから計算することができる。
【００７２】
左の撮像素子ＩＥに対する投影点Ｌａと右の撮像素子ＩＥに対する投影点Ｒｂは、視差グラフＳｘに加えて、別の計算手段によって導くことができる。このように、左の撮像素子ＩＥに対する投影点Ｌａと右の撮像素子ＩＥに対する投影点Ｒｂが求められた場合、図１０に示す遠距離にある点ｄの視差値Ｓｄは、投影点Ｌａ、投影点Ｒｂ、および前記式（１）を用いて、以下の式（３）によって求めることができる。
【００７３】
Ｓｄ＝Ｌａ−Ｒｂ＝Ｓａ＋Ｒａ−Ｒｂ      （３）
【００７４】
また、図１０に示す遠距離にある点ｅの視差値Ｓｅは、近距離にある校正チャートＣ上の点ｂの左の撮像素子ＩＥに対する投影点Ｌｂと、近距離にある校正チャートＣ上の点ｃの右の撮像素子ＩＥに対する投影点Ｒｃと、前記式（２）を用い、以下の式（４）によって求めることができる。
【００７５】
Ｓｅ＝Ｌｂ−Ｒｃ＝Ｓｂ＋Ｒｂ−Ｒｃ      （４）
【００７６】
図１０に示す近距離にある点ａと点ｂの間隔と、点ｂと点ｃの間隔は、遠距離にある対象物Ｔの距離に応じて以下の式（５）によって計算することができる。したがって、対象物Ｔの距離やサイズに応じた視差変換が可能になる。
【００７７】
（基線長）−（基線長）×（校正チャートＣ設置距離／対象物Ｔの距離）  （５）
【００７８】
以上の計算は、校正チャートＣの設置位置の誤差がないと仮定した場合の計算である。
次に、校正チャートＣの設置誤差を考慮した視差の誤差の求め方について説明する。図１２は、校正チャートＣの設置誤差を考慮した補正原理を示す概念図である。
【００７９】
図１２において、Ｏａは、撮像素子ＩＥ上の光軸または基準となる校正チャートＣのパターンの縦線ＶＬの位置である。Ｖａは、撮像素子ＩＥの撮像面の傾きを示すベクトルである。Ｏｂは、校正チャートＣ上の光軸上の点または、基準となる校正チャートＣのパターンの縦線ＶＬの位置である。Ｖｂは、校正チャートＣの傾きを示すベクトルである。Ｏｃは、遠方の対象物Ｔの横位置の基準となる点（Ｏａ、Ｏｂと光軸方向に重なる点）である。Ｖｃは、遠方の対象物Ｔの測定面を示すベクトルである。ここで、Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは長さが１の単位ベクトルとする。また、校正チャートＣ上の点Ｐｂや、撮像素子ＩＥ上の点Ｐａは、それぞれ以下の式（６）および（７）を満たすものとする。
【００８０】
Ｐｂ＝Ｏｂ＋ｋｂ×Ｖｂ      （６）
Ｐａ＝Ｏａ＋ｋａ×Ｖａ      （７）
【００８１】
この場合、距離の補正量は以下の手順によって算出することができる。すなわち、以下の各手順は、誤差情報を用いて対象物の結像位置の差に含まれる視差情報を得るための補正量を算出する補正量算出工程Ｓ３０に含むことができる。
【００８２】
（補正量算出工程）
１）縦線の撮像位置の抽出
まず、図９に示すように、ステレオカメラ１１の一対の撮像素子ＩＥによって撮像した右画像と左画像のそれぞれについて、校正チャートＣの縦線ＶＬの位置を測定する。このとき、図１２に示す左の撮像素子ＩＥの正面の校正チャートＣ上の縦線ＶＬを基準の縦線ＶＬとする。そして基準の縦線ＶＬの位置をＬ０とし、基準の縦線ＶＬの左側に等間隔に並んだ複数の縦線ＶＬの位置を、基準の縦線ＶＬから左方向へ、順次、Ｌ−１、Ｌ−２、Ｌ−３、…とする。また、基準の縦線ＶＬの右側に等間隔に並んだ複数の縦線ＶＬの位置を、基準の縦線ＶＬから右方向へ、順次、Ｌ＋１、Ｌ＋２、Ｌ＋３、…とする。
【００８３】
また、右の撮像素子ＩＥの正面の校正チャートＣ上の縦線ＶＬを基準の縦線ＶＬとする。そして基準の縦線ＶＬの位置をＲ０とし、基準の縦線ＶＬの左側に等間隔に並んだ複数の縦線ＶＬの位置を、基準の縦線ＶＬから左方向へ、順次、Ｒ−１、Ｒ−２、Ｒ−３、…とする。また、基準の縦線ＶＬの右側に等間隔に並んだ複数の縦線ＶＬの位置を、基準の縦線ＶＬから右方向へ、順番にＲ＋１、Ｒ＋２、Ｒ＋３、…とする。
【００８４】
そして、パタンマッチングにより、右画像と左画像の縦線ＶＬの位置をサブピクセルで計算する。その結果として、以下の（８）に示すように、左画像上の縦線ＶＬの位置［ｐｉｘ］と、右画像上の縦線ＶＬの位置［ｐｉｘ］の複数のペアが得られる。
【００８５】
【数１】
0006602982.tif 000002
【００８６】
さらに、校正チャートＣ上の縦線ＶＬの位置の設計値としてＫｂｘが既知であり、校正チャートＣ上の各縦線ＶＬの位置に対応する右画像上の縦線ＶＬの位置をＫａｘで表した、以下に示すような複数の位置のペアが得られる。
【００８７】
【数２】
0006602982.tif 000003
【００８８】
同様に、以下の関係が得られる。
【００８９】
【数３】
0006602982.tif 000004
【００９０】
【数４】
0006602982.tif 000005
【００９１】
これらの関係式で、特に重要なのが、校正チャートＣ上の縦線ＶＬの位置の設計値Ｋｂと各種測定値との関係を表した、（９）から（１１）の関係式である。
【００９２】
２）行列パラメータ計算
この点をＫｂの基準点（０番目）とし、その右隣りｂの縦線ＶＬが、右画面上のａの位置に投影されたとする。これを、（Ｋｂ１，Ｋａ１）とする。このような値のペアが、以下の（１２）に示すように、縦線ＶＬの数だけ得られる。
【００９３】
【数５】
0006602982.tif 000006
【００９４】
ここで、以下の式（１３）は、以下の式（１４）のように展開できる。
【００９５】
【数６】
0006602982.tif 000007
【００９６】
【数７】
0006602982.tif 000008
【００９７】
これが、任意のＫｂ、Ｋａのペア（Ｋｂ，ｘ，Ｋａ，ｘ）に対して成り立つ必要がある。すなわち、解は、求めたいβ１からβ４に対して線形式である。そこで、以下のデータ（１５）を入力として、最小二乗法によって以下の式（１６）を解いて、β１からβ４を解く。
【００９８】
【数８】
0006602982.tif 000009
【００９９】
【数９】
0006602982.tif 000010
【０１００】
したがって、問題は、以下の式（１７）となる。
【０１０１】
【数１０】
0006602982.tif 000011
【０１０２】
ただし、上記の式（１７）は、β１からβ４に対して不定解を持つ。すなわち、ある解を持つ場合、その定数倍もまた解となる。従って、別の手段を用いてβ１からβ４のいずれかの値を決める必要がある。
【０１０３】
なお、上記の式（１７）からβ３＝０であることが導かれる。残りのβ１、β２、β４の係数である、ｋａ、ｋａｋｂ、−ｋｂを３次元空間にプロットすると、解（β１、β２、β４）は、プロット点（ｋａ、ｋａｋｂ、−ｋｂ）が構成する平面に対して直交するベクトルという意味を持つ。このプロット点群（ｋａ、ｋａｋｂ、−ｋｂ）は、放物線様の一列を成し、その作る部分空間は平面であることが分かる。
【０１０４】
３）チャート設置位置の算出
以上により，β１からβ４の値が導かれた。更に、このβ１からβ４の値を行列とした場合、図１０の校正チャートＣ上の点の関係は、以下の（１８）のような関係式が成り立つ。
【０１０５】
【数１１】
0006602982.tif 000012
【０１０６】
前述のように、単眼画像処理によって求めた縦線ＶＬの位置から、β１からβ４を不定解として求めることができる。すなわち、あるβ１からβ４が解とすると、その定数倍：（β１，β２，β３，β４）＝ｃ・（β１，β２，β３，β４）もまた、解となる。
【０１０７】
ここで、上記の関係式（１８）から、β１が校正チャートＣの設置位置、正確には、校正チャートＣの設置距離Ｚを焦点距離ｆで割った値を表す量であり、β４が校正チャートＣの設置角度を表す量であることが分かる。したがって、別の手段において、校正チャートＣの設置距離Ｚまたは設置角度が分かれば、片方からもう一方が導けることになる。
【０１０８】
校正チャートＣの設置誤差は、前述のように撮像工程Ｓ１０に含まれる単眼画像処理工程Ｓ１３およびチャート設置誤差算出工程Ｓ１４において算出され、記憶部１４に記憶されている。そのため、記憶部１４に記憶された校正チャートＣのヨー角θの設置誤差を用い、ｓｉｎθを求めると、これはβ４の近似値となる。これにより、校正チャートＣの設置位置β１を導くことができる。
【０１０９】
なお、前述の撮像工程Ｓ１０に含まれる単眼画像処理工程Ｓ１３およびチャート設置誤差算出工程Ｓ１４において算出された校正チャートＣの設置距離Ｚの誤差ΔＺは、シールドガラスＳＧによる影響を受けるおそれがある。具体的には、自動車のシールドガラスＳＧは、縦方向にも一定の曲率で湾曲しているため、そのレンズ効果によって、ステレオカメラ１１の一対の撮像素子ＩＥで撮影した画像が真値に対して拡大または縮小することがある。
【０１１０】
前述の単眼画像処理工程Ｓ１３およびチャート設置誤差算出工程Ｓ１４において、シールドガラスＳＧの影響を抑制するためには、角度を用いることが好ましい。角度を用いることで、β行列の展開式から、正確な距離を求めることができるためである。すなわち、校正チャートＣの縦線ＶＬのパターンから求めたβ行列が得られ、このうちβ４のパラメータが校正チャートＣの傾きを表すため、これを元に校正チャートＣの設置誤差をβ１から逆算することができる。これは、シールドガラスＳＧの縦方向のレンズ効果を打ち消すために効果的である。一方で、シールドガラスＳＧの湾曲による影響が少ない場合には、図８に示すように、設置距離Ｚは、Ｚ＝ｆＨ／ｈによって求めてもよい。
【０１１１】
以下、β行列と校正チャートＣの設置位置の関係について、より詳細に説明する。
【０１１２】
まず、図１２に示すように、右の撮像素子ＩＥにおける理想のピンホールＰＨを、右ピンホール原点ＯＲとすると、β３は恒常的に０であり、β１は、校正チャートＣ上の点Ｏｂまでの距離、すなわち、右ピンホール原点ＯＲから点Ｏｂまでの距離と、右の撮像素子ＩＥの仮想の撮像面上の点Ｏａまでの距離の比となる。この解は、点Ｏａが点Ｏｂと右ピンホール原点ＯＲを結ぶ直線上にある限り成立する。また、平面幾何における外積の性質から、以下の式（１９）を導くことができる。
【０１１３】
【数１２】
0006602982.tif 000013
【０１１４】
上記式（１９）を導くために、ベクトルＶａ、Ｖｂは単位ベクトルであることを利用している。もしも、ｓｉｎθＶａが１（ＯａとＶａが垂直）ならば、β４は、カメラ光軸（右ピンホール原点ＯＲと点Ｏｂを結ぶ直線）に対するｓｉｎ角を表すことになる。
【０１１５】
４）ガラスうねり効果の計算１  前述のように、誤差検出工程Ｓ２０は、一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差に含まれるシールドガラスＳＧに起因する誤差に関する誤差情報を、撮像素子ＩＥの画素位置ごとに検出する工程である。ここで、誤差検出工程Ｓ２０において行われるシールドガラスＳＧに起因する誤差を検出する処理であるシールドガラスＳＧのうねりに対する処理について説明する。
【０１１６】
まず、シールドガラスＳＧのうねりの効果を計算する。この計算処理では、遠方光点と校正チャートＣ上の光点の関係は、理論、すなわち、ガラスの歪みを受けないピンホールモデルで求める。そして、校正チャートＣ上の光点と、撮像素子ＩＥの投影面の関係を実際の観測値、すなわちシールドガラスＳＧの歪みの影響を受けた校正チャートＣの縦線ＶＬの位置の変位から勘案し、遠方光点による視差歪みを計算する。具体的には、ガラスのうねりの効果の計算処理は、以下の処理から成る。
【０１１７】
まず、遠方光点ｋｃに対して、チャート上のｋｂ１、ｋｂ２の関係式：ｋｂ１＝ｆ１（ｋｂ２）、ｋｂ２＝ｆ２（ｋｂ１）を求める。これらの関係式は、前述のβ行列に基づいて導かれる。次に、チャート上の点ｋｂが、左の撮像素子ＩＥの撮像面、右の撮像素子ＩＥの撮像面に投影される位置は、校正チャートＣの縦線ＶＬの位置の解析により、Ｌ(ｋｂ)とＲ(ｋｂ)のグラフとして求められている。次に、遠方光点ｋｃの視差のずれ量を、この光点の校正チャートＣ上の交差点ｋｂ１、ｋｂ２に対して、視差＝Ｌ（ｋｂ１）−Ｒ（ｋｂ２）により求める。
【０１１８】
５）ガラスうねり効果の計算２  以上により、たとえば３５ｍ先の遠距離に光点ｃがあるとき、ステレオカメラ１１の右の撮像素子ＩＥによって撮影された右画像上での左右換算投影点の関係式：ａ２=ａ２（ｃ)、ａ１＝ａ１（ｃ）を求めることが出来る。このようにたとえば３．５ｍ先の近距離の校正チャートＣ上の等間隔点、すなわち等間隔に配置された複数の縦線ＶＬを解析する事で、以下の（２０）に示すように、ステレオカメラ１１と校正チャートＣとの相対的な位置関係を表すβ行列の具体的な値を得ることができる。
【０１１９】
【数１３】
0006602982.tif 000014
【０１２０】
このとき、光点ｃの右の撮像素子ＩＥへの投影点ｂ２は、Ｐｂ２＝Ｏｂ＋ｋｂ２×Ｖｂとして、この係数ｋｂ２を、ｋｂ２＝関数１（ｋｃ）によって求めることができる。同様に、光点ｃの左の撮像素子ＩＥへの投影点ｂ１は、Ｐｂ１＝Ｏｂ＋ｋｂ１×Ｖｂとして、この係数ｋｂ１を、ｋｂ１＝関数２（ｋｃ）によって求めることができる。さらに、投影点ｂ２は、撮像面上の投影点ａ２（＝Ｏａ＋ｋａ２×Ｖａ）と、ｋａ２＝関数３（ｋｂ２）という関係にある。
【０１２１】
同様に、投影点ｂ１の、撮像面上の投影点ａ１（＝Ｏａ＋ｋａ１×Ｖａ）の関係は、ｋａ１＝関数４（ｋｂ１）である。したがって、たとえば３５ｍ先の遠距離に光点ｃがあるとき、その右画像上での左右換算投影点：ａ２＝ａ２（ｃ）、ａ１＝ａ１（ｃ）の関係式は、ｋａ２＝関数３（関数１（ｋｃ）)、ｋａ１＝関数４（関数２（ｋｃ））と求めることができる。
【０１２２】
図１３は、以上のシールドガラスＳＧのうねりの計算処理に基づく距離の補正量の一例を示すグラフである。○（丸印）でプロットされたグラフは、たとえば３．５ｍ先の近距離における左右成分であり、△（三角印）でプロットされたグラフは、近距離における左右成分から推定した、たとえば３５ｍ先の遠距離における左右成分である。
【０１２３】
このように、たとえば３．５ｍ先の近距離の校正チャートＣ上の等間隔点である縦線ＶＬを解析する事で、ステレオカメラ１１と校正チャートＣとの相対的な位置関係を表すβ行列の具体的な値を得ることができる。これにより、図１３に示すように、ＲとΔＲの関係式を明示的に求めることができる。すなわち、近距離の校正チャートＣ上の等間隔点である縦線ＶＬを解析する事で、誤差情報を用いて対象物の結像位置の差に含まれる視差情報を得るための補正量を算出することができる。
【０１２４】
以上のように、本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００は、車両のシールドガラスＳＧを通して対象物を撮影し、車載カメラ１０を調整する方法であり、前述のように、撮像工程Ｓ１０と、誤差検出工程Ｓ２０と、補正量算出工程Ｓ３０とを有している。これにより、撮像工程Ｓ１０において、撮像素子ＩＥによってシールドガラスＳＧを通して対象物を撮影することができる。また、誤差検出工程Ｓ２０において、一対の撮像素子ＩＥの画素位置における対象物の結像位置の差に含まれるシールドガラスＳＧに起因する誤差に関する誤差情報を画素位置ごとに検出することができる。そして、誤差検出工程Ｓ２０において得られた誤差情報を用いて対象物の結像位置の差に含まれる視差情報を得るための補正量を算出することができる。
【０１２５】
したがって、本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００によれば、従来の車載カメラの調整方法のように、シールドガラスＳＧの取り外しを要しない。加えて、別の測距装置を用いることなく、シールドガラスＳＧに起因する測距誤差を低減することができる。
【０１２６】
また、本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００は、前述のように、対象物を撮影する撮像工程Ｓ１０において、シールドガラスＳＧを通して一対の撮像素子ＩＥによって校正チャートＣを撮影し、該校正チャートＣのパターンと一対の撮像素子ＩＥの画素位置における該パターンの結像位置とを用いて誤差情報を得る。すなわち、遠距離の対象物を撮影することなく、近距離に配置した校正チャートＣを用いて、遠距離の対象物に対する距離の補正量を算出し、測距誤差を低減することができる。したがって、本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００は、車両工場だけでなく、カーディーラーなどの限られたスペースにおいても行うことができる。
【０１２７】
また、本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００は、校正チャートＣのパターンが、等間隔に配置された複数の縦線ＶＬを含む。これにより、前述のように、近距離に配置した校正チャートＣを用いて、遠距離の対象物に対する距離の補正量を算出し、測距誤差を低減することができる。
【０１２８】
また、本実施形態の車載カメラの調整方法Ｓ１００は、校正チャートＣのパターンが、矩形の枠線ＦＢを含む。これにより、前述のように、校正チャートＣの設置誤差を容易かつ正確に算出することが可能になる。
【０１２９】
［車載カメラシステム］
図１４は、本発明の一実施形態に係る車載カメラシステム１００の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の車載カメラシステム１００は、たとえば、車両に搭載されるシステムであり、前述の車載カメラ１０と、車両制御装置３０とを備えている。車両制御装置３０は、車載カメラ１０による対象物の距離や速度の算出結果および対象物の認識結果に基づいて、車両のブレーキ４０、アクセル５０、ブザー等の警報装置６０、エンジン７０、ステアリング８０、サスペンション９０等を制御する。
【０１３０】
本実施形態の車載カメラシステム１００は、前述の車載カメラ１０を含んでいる。そのため、車載カメラ１０によって、シールドガラスＳＧに起因する測定誤差を低減し、対象物の距離の測定や認識をより正確に行うことができ、車両制御装置３０による制御の精度や信頼性を向上させることができる。
【０１３１】
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  車載カメラ、１４Ａ  誤差情報記憶部、１４Ｂ  視差情報記憶部、１００  車載カメラシステム、Ｃ  校正チャート、ＦＢ  枠線（パターン）、ＩＥ  撮像素子、Ｓ１０  撮像工程（対象物を撮影する工程）、Ｓ２０  誤差検出工程（誤差情報を画素位置ごとに検出する工程）、Ｓ３０  補正量算出工程（補正量を算出する工程）、Ｓ１００  車載カメラの調整方法、ＳＧ  シールドガラス、Ｔ  対象物、ＶＬ  縦線（パターン）
【図１】
0006602982.tif 000015
【図２Ａ】
0006602982.tif 000016
【図２Ｂ】
0006602982.tif 000017
【図２Ｃ】
0006602982.tif 000018
【図３】
0006602982.tif 000019
【図４】
0006602982.tif 000020
【図５】
0006602982.tif 000021
【図６】
0006602982.tif 000022
【図７Ａ】
0006602982.tif 000023
【図７Ｂ】
0006602982.tif 000024
【図７Ｃ】
0006602982.tif 000025
【図８】
0006602982.tif 000026
【図９】
0006602982.tif 000027
【図１０】
0006602982.tif 000028
【図１１】
0006602982.tif 000029
【図１２】
0006602982.tif 000030
【図１３】
0006602982.tif 000031
【図１４】
0006602982.tif 000032