(57)【要約】【課題】  レーダなどのロール方向の軸ずれ調整が可能な軸調整方法、さらにはレーダとカメラを併用するフュージョン方式の監視装置において、各センサの軸ずれ（ロール方向含む）やセンサ相互の位置関係を容易かつ的確に調整する軸調整方法を提供する。【解決手段】  走査方向位置に対する受信強度の波形が逆Ｗ字状となり、この波形から軸ずれ量が各方向について定量的に算出可能となるよう、検出表面の明暗パターンと外形が設定されている調整用ターゲット３を使用し、レーダ１のロール方向を含む軸ずれを調整する。また、フュージョン方式では、レーダ１の軸調整後に、同一の調整用ターゲット３の画像を撮像し、この画像中の複数の特徴点の画像面上の座標値に基づいて、カメラ２のレーダ１に対する軸調整を行う。【選択図】  図１
2004317507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出エリア内からの波動を基準方向位置毎に受信する測定動作を実行可能であり、受信した波動の少なくとも受信強度に基づいて、前記検出エリアにある被検出物の少なくとも位置を特定するためのデータを出力する監視装置に関して、前記検出エリアのロール方向の軸ずれを調整する軸調整方法であって、
波動の反射率の大きな明部と反射率の小さい暗部が所定の明暗パターンで配置された所定外形の検出表面を備え、この検出表面に前記監視装置の検出エリアを向けた状態で前記測定動作を行うと、基準方向位置に対する前記受信強度の波形が、前記検出表面の明暗パターン或いはさらに外形に対応したＷ字状又は逆Ｗ字状となり、この波形から前記検出表面の基準方向の基準位置が算定可能となるように、前記検出表面の明暗パターン或いはさらに外形が設定された調整用ターゲットを使用し、
前記調整用ターゲットを前記監視装置の正面に配置し、前記検出表面の基準方向を前記検出エリアの基準方向であるべき方向に合わせ、さらに必要に応じて前記調整用ターゲットの周囲環境を前記明部又は暗部と同程度の反射率に設定するターゲット設置作業と、
次いで、前記監視装置の測定動作を、前記基準方向に直交する直交方向の測定位置を少なくとも二箇所以上に変化させてそれぞれ行い、これにより得られる前記受信強度の波形から算定される前記基準位置の変化に基づいて、前記検出エリアのロール方向の軸ずれを判定するロールずれ検知処理と、
必要に応じて、前記ロールずれ検知処理で判定された軸ずれを是正するように前記監視装置の取付角度を調整するか、前記検出エリアを設定するパラメータを変更する調整作業と
よりなることを特徴とする監視装置の軸調整方法。
【請求項２】
前記調整用ターゲットの検出表面の外形は、前記基準方向に直交する直交方向に平行な端縁を基準方向両側に有する形状であり、
前記検出表面の基準方向の幅は、前記検出エリアの基準方向の長さよりも小さい寸法とされ、
前記検出表面には、前記明暗パターンを構成する領域として、前記検出表面の中央部を横断するように配置された帯状領域と、この帯状領域の基準方向両側に位置する反転領域とが形成され、
前記帯状領域と前記反転領域のうち、何れか一方が前記明部とされ、他方が前記暗部とされているとともに、
前記ロールずれ検知処理では、前記受信強度のＷ字状又は逆Ｗ字状の波形において、中央側の山状部又は谷状部の頂点の基準方向両側に位置して前記頂点と同じ受信強度となる点の基準方向位置データａ，ｂに基づいて、前記基準位置を求めることを特徴とする請求項１記載の監視装置の軸調整方法。
【請求項３】
前記検出表面には、前記明暗パターンを構成する領域として、前記検出表面の中央部を横断するように配置された帯状領域と、この帯状領域の基準方向両側に位置する反転領域と、さらにこの反転領域の基準方向両側に位置する背景領域とが形成され、
前記帯状領域及び背景領域と、前記反転領域のうち、何れか一方が前記明部とされ、他方が前記暗部とされ、
前記検出表面の基準方向両側に存在する前記反転領域と背景領域の各境界が、前記基準方向に直交する直交方向に対して平行に配置され、これら境界間の寸法が前記検出エリアの基準方向の長さよりも小さく設定されているとともに、
前記ロールずれ検知処理では、前記受信強度のＷ字状又は逆Ｗ字状の波形において、中央側の山状部又は谷状部の頂点の基準方向両側に位置して前記頂点と同じ受信強度となる点の基準方向位置データａ，ｂに基づいて、前記基準位置を求めることを特徴とする請求項１記載の監視装置の軸調整方法。
【請求項４】
前記検出表面の基準方向の幅が、前記検出エリアの基準方向の長さよりも小さい寸法とされ、
前記検出表面には、前記明暗パターンを構成する領域として、前記検出表面の中央部を横断するように配置された帯状領域と、この帯状領域の基準方向両側に位置する反転領域とが形成され、
前記帯状領域と前記反転領域のうち、何れか一方が前記明部とされ、他方が前記暗部とされ、
前記帯状領域は、前記基準方向に直交する直交方向に対して平行に配置されているとともに、
前記ロールずれ検知処理では、前記受信強度のＷ字状又は逆Ｗ字状の波形において、中央側の山状部又は谷状部の頂点の基準方向位置データｃに基づいて、前記基準位置を求めることを特徴とする請求項１記載の監視装置の軸調整方法。
【請求項５】
前記検出表面には、前記明暗パターンを構成する領域として、前記検出表面の中央部を横断するように配置された帯状領域と、この帯状領域の基準方向両側に位置する反転領域と、さらにこの反転領域の基準方向両側に位置する背景領域とが形成され、
前記帯状領域及び背景領域と、前記反転領域のうち、何れか一方が前記明部とされ、他方が前記暗部とされ、
前記検出表面における基準方向両側に存在する前記反転領域と背景領域の各境界間の寸法が前記検出エリアの基準方向の長さよりも小さく設定され、
前記帯状領域は、前記基準方向に直交する直交方向に対して平行に配置されているとともに、
前記ロールずれ検知処理では、前記受信強度のＷ字状又は逆Ｗ字状の波形において、中央側の山状部又は谷状部の頂点の基準方向位置データｃに基づいて、前記基準位置を求めることを特徴とする請求項１記載の監視装置の軸調整方法。
【請求項６】
第１検出エリア内からの波動を基準方向位置毎に受信する測定動作を実行可能であり、受信した波動の少なくとも受信強度に基づいて、前記第１検出エリアにある被検出物の少なくとも位置を特定するためのデータを出力するレーダと、前記第１検出エリアに重複する第２検出エリアの画像を撮像するカメラとを備えた監視装置に関して、
前記第１検出エリアと前記第２検出エリアの位置姿勢をそれぞれ適正に調整するとともに、前記レーダと前記カメラ間の座標変換パラメータを求めて設定する軸調整方法であって、
同一の調整用ターゲットを前記第１検出エリアと前記第２検出エリアの重複領域の規定位置に設置し、この調整用ターゲットに対する前記レーダの測定結果に基づいて、前記第１検出エリアの調整を実行した後、
前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像に基づいて、前記第２検出エリアの軸ずれを把握して前記第２検出エリアの調整を行うとともに、前記座標変換パラメータを求めて設定することを特徴とする監視装置の軸調整方法。
【請求項７】
前記監視装置の内部又は外部に設置した処理手段により、前記調整用ターゲットに対する前記レーダの測定結果又は前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像に基づいて、前記第１検出エリア又は第２検出エリアの軸ずれに関する軸ずれ情報を求め、この軸ずれ情報を前記監視装置の内部又は外部に設置したディスプレイに表示し、
前記ディスプレイに表示される軸ずれ情報を見ながら、前記第１検出エリア又は第２検出エリアの軸ずれが許容範囲内に収まるまで、作業者が前記第１検出エリア又は第２検出エリアを変更することを特徴とする請求項６に記載の監視装置の軸調整方法。
【請求項８】
前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像に基づく調整不能状態の判定と、前記レーダによる前記調整用ターゲットの測定結果に基づく調整不能状態の判定を行い、何れかの判定により調整不能状態と判定された場合には、前記第１検出エリアと第２検出エリアの両方の調整を実行しないことを特徴とする請求項６又は７に記載の監視装置の軸調整方法。
【請求項９】
前記調整用ターゲットは、
波動の反射率の大きな明部と反射率の小さい暗部が所定の明暗パターンで配置された所定外形の検出表面を備え、この検出表面に前記レーダの第１検出エリアを向けた状態で基準方向に走査して測定動作を行うと、基準方向位置に対する前記受信強度の波形が、前記検出表面の明暗パターン或いはさらに外形に対応したＷ字状又は逆Ｗ字状となり、この波形から前記第１検出エリアの軸ずれが算定可能となるように、前記検出表面の明暗パターン或いはさらに外形が設定されたものであり、
前記第１検出エリアの調整は、
前記調整用ターゲットを前記レーダの正面に配置し、必要に応じて前記調整用ターゲットの検出表面の周囲環境を前記明部又は暗部と同程度の反射率に設定するターゲット設置作業と、
次いで、前記レーダを作動させ基準方向に走査して測定動作を行い、これにより得られる前記受信強度のＷ字状又は逆Ｗ字状の波形から前記第１検出エリアの軸ずれを算定する軸ずれ検知処理と、
必要に応じて、前記軸ずれ検知処理で算定された何れかの軸ずれを是正するように前記レーダの取付け位置又は取付角度を調整するか、前記第１検出エリアを設定するパラメータを変更する調整作業とよりなる
ことを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載の監視装置の軸調整方法。
【請求項１０】
前記監視装置の内部又は外部に設置した処理手段により、前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像から、前記調整用ターゲットの検出表面上の複数の特徴点を検出してこの特徴点の画像面上の座標値を特定し、この座標値に基づいて、前記第２検出エリアの軸ずれを把握するとともに、前記座標変換パラメータを求めて設定することを特徴とする請求項６乃至９の何れかに記載の監視装置の軸調整方法。
【請求項１１】
前記処理手段により、前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像をディスプレイに表示した後、作業者の領域指定操作に従ってディスプレイ画面上の前記特徴点を含む特定領域切り出し画像を決定し、この特定領域切り出し画像を対象として画像処理を行って、前記特徴点の画像面上の座標値を特定することを特徴とする請求項１０に記載の監視装置の軸調整方法。
【請求項１２】
前記特徴点は、前記調整用ターゲットの検出表面に形成された明暗パターンの境界線により作られる角又は隅に位置する頂点であり、
前記処理手段により、前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像に対して、直線を抽出する画像処理を実行し、この画像処理により抽出した直線をディスプレイに表示し、その後作業者の交点指定操作によって指定された前記直線の交点位置を、前記特徴点の画像面上の座標値として決定することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の監視装置の軸調整方法。
【請求項１３】
前記第２検出エリアの調整の際には、前記処理手段により、調整前の前記調整用ターゲットの画像における前記特徴点の周囲画像をテンプレートとして登録し、調整後の前記調整用ターゲットの画像から正規化相互相関演算により前記テンプレートの画像を探索することに基づいて、前記特徴点の画像面上の座標値であって調整後の新たな座標値を求めることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載の監視装置の軸調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載され、レーザ光などの波動を利用して先行車等の被検出物の位置情報などを測定する監視装置（レーダ等）において、検出エリアの位置姿勢調整（軸調整）を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両における先行車又は前方障害物の監視や追従走行制御等のための監視装置の開発は広く進められており、一般には、電波方式或いはレーザ方式のレーダが知られている。これは、所定の検出エリア内の検出対象に対して電波やレーザ光などの波動を照射し、その反射信号との伝搬遅延時間などから検出対象までの距離などを求める装置である。
【０００３】
例えば、レーザレーダの場合、一定のスキャンエリアに対して通常は一つの走査方向（通常は左右方向）に走査しつつレーザ光を照射し、その反射光との伝搬遅延時間を求めるために、制御回路により発光タイミングをつくり、そのタイミングでカウンタをスタートし、同時にそのタイミングに合わせてレーザダイオード（以下、ＬＤという。）を駆動してレーザの発光を行い、このレーザ光が検出対象に反射して帰ってきた反射光をフォトダイオード（以下、ＰＤという。）で受光し、信号処理部の中で設定した受光スレッシュレベル以上の受信強度の反射光が得られた場合、そのタイミングを制御回路で取込み、カウンタをストップして伝搬遅延時間を計測する。
また一方では、レーザ発光のタイミング、或いは反射光受光のタイミングにおけるスキャン角度から、検出対象物が存在する方向を判定する。
【０００４】
そして、こうして計測された対象物までの距離データと、方向データと、受光量のデータと、車速センサにより得られた車速のデータをもとに、個々の距離データをグループ化し、過去のデータとの対応づけを行い、対象物との相対速度を算出し、その対象物が何か（車か、バイクか、人か、看板か、路側のリフレクタ（反射体）かなど）を判断し、追従すべき対象物の特定や警報すべき対象物の特定を行うものである。
【０００５】
なお、車両における車間距離等の監視のための監視装置としては、例えばＣＣＤカメラなどの画像センサ（本明細書では、単にカメラという。）を用いたものもある。これは、車両周辺の所定の検出エリアからの波動（通常は可視光）を画像センサで受信し、この波動の受信信号から得られる検出エリアの画像における明暗の分布等によって、検出エリア内にある先行車等の検出対象の存在や位置を分析判断するものである。
また近年では、上記監視装置として、レーダとカメラを併用するフュージョン方式も検討されている。フュージョン方式であると、レーダとカメラのそれぞれの短所を補い合うことができるからである。
【０００６】
ところで、上述したレーダやカメラよりなる監視装置では、実際に車両などに取付た場合に、先行車両などの検出対象を検出すべき理想的な検出エリア（車両に搭載される一般的な監視装置の場合、通常は車両の進行方向正面の所定高さ位置に左右対称に広がる領域）に対して、装置の実際の検出エリア（反射波を受信する一定の領域）がずれていれば、その分だけ測定結果の信頼性が低下するため、当然このようなずれのない状態が維持されるように、検出エリアの中心位置を合わせる位置調整（レーザレーダの場合には、いわゆる光軸調整と称されている作業）が、車両等の生産ラインや、修理工場での点検時などに適宜必要となる。
【０００７】
この検出エリアの位置や姿勢の調整（本明細書では、場合により軸調整という）の従来の手法として、まず、走査を行う基準方向に直交する直交方向（一般的には上下方向）の軸調整については、例えば図１５（ａ）に示す方法がある。
これは、レーザレーダ等が搭載された例えば車両（停止状態）に対して、適正な検出エリアの例えば上側ぎりぎりの位置に基準となる反射体を設置し、この反射体以外の被検出物がなるべく検出されない外乱要因のない環境を整えた上で実際にレーザレーダを作動させて、この反射体が検出されている状態からレーザレーダ等の検出ヘッドの取付角度（上下方向の角度）や取付け位置を人的作業で下向きに徐々に変化させ、反射体が検出されなくなった時点で検出ヘッドの取付角度や取付け位置を人手により固定するというものである。
【０００８】
次に、走査を行う基準方向（一般的には水平方向）の軸調整については、例えば図１５（ｂ）に示す方法が通常使用されている。
即ち、レーダレーダ等が搭載された例えば車両（停止状態）に対して、理想的な検出エリアの中心位置に反射体を配置し、この反射体以外の被検出物がなるべく検出されない外乱要因のない環境を整えた上で、実際に測距装置を作動させて、検出される反射体の位置データが装置の検出エリアの中心位置に一致するように、例えば検出ヘッドの取付角度等を人的作業で物理的に変更するか、或いは制御システム内部のソフト的なパラメータを制御システムの処理で変更する手法がある。
【０００９】
なお、車両に搭載されるレーザレーダなどは、図１５（ｂ）に例示するように、レーザ光を実際に走査して照射する走査方向の角度領域（スキャンエリア）は、反射波を受信して前述の距離データなどの測定を行う角度領域（基準方向の検出エリア）よりも大きく設定してあり、この検出エリアのスキャンエリア内（実際には余裕をみて検出許容エリア内）におけるデータ処理上の設定位置（ソフト的なパラメータ）を変更することにより、装置の検出ヘッドの取付位置を物理的に変更することなく、検出エリアの走査方向の位置調整がある程度可能となっている。また、走査を実現するスキャン機構の動作範囲（例えば、スキャン用モータの動作範囲）の制御処理上の設定値（ソフト的なパラメータ）を変更することによって、上記スキャンエリアや検出エリアの全体を走査方向にある程度位置調整することも可能である。
【００１０】
次に、レーダ等の軸調整に関する他の従来技術について説明する。
特許文献１には、図１５（ａ），（ｂ）に示した方法の欠点を解消した軸調整方法、即ち、同一のターゲットで基準方向と直交方向の両方向の軸調整作業を短時間で行うことができるものが開示されている。
また、特許文献２乃至４には、レーダの水平又は垂直方向の軸調整に関する技術が開示されている。
また、カメラの調整方法としては、特許文献５に、自車先端部に特定のマークを設置し、そのマークを用いてカメラの方向を調整する技術が開示され、特許文献６には、特定の画像を撮影して調整を行うものが開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−７５０３１号公報
【特許文献２】特開平１１−３２６４９５号公報
【特許文献３】特開平１１−６４４８９号公報
【特許文献４】特開平７−２２５２７７号公報
【特許文献５】特開２００２−７４３３９号公報
【特許文献６】特開２０００−１４２２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上記従来の軸調整方法は、いずれも検出エリアの中心軸のニ方向（例えば、水平方向と垂直方向）の位置を調整するのみであり、ロール方向の軸ずれについては、考慮されておらず、無調整状態であった。ロール方向の軸ずれとは、検出エリアが軸回りに回転する方向のずれ、即ち、検出エリアの適正姿勢（通常は、基準方向が水平になっている状態）からの傾きである。このため従来では、軸調整後であっても、このようなロール方向の軸ずれによって、検出エリアの端側（中心軸からより離れた位置）において監視装置が把握する位置と実際の位置の誤差が相当量発生し、十分な測定精度が得られない恐れがあった。なお、単体で車両等に搭載される一般的なレーダ、特に基準方向（通常、水平方向）にのみ走査を行い、直交方向（通常、垂直方向）を問題としない一次元スキャンレーダの場合には、基準方向が多少傾いていても、それによる直交方向の誤差が問題とならないので、このロール方向の軸ずれは特に問題とはならなかった。しかし、監視装置が複数のセンサ（例えば、レーダとカメラ）を併用するフュージョン方式の場合には、センサ同士の認識情報（被検出物の位置情報）の相関が正しく取れないと、各センサの測定結果を相互利用してフュージョン方式の長所を十分発揮することができないので、上記ロール方向の軸ずれを適宜調整し、上記ロール方向の軸ずれが十分小さい状態（或いは、この軸ずれが把握されて位置データに反映される状態）に維持する必要がある。
【００１３】
また、従来の軸調整方法は、レーダとカメラの軸調整をそれぞれ別個のターゲット等を使用して独立して行う方法であるため、レーダとカメラを併用するフュージョン方式の場合、次のような問題があった。
即ち、従来の軸調整方法をフュージョン方式に適用すると、調整用のターゲットやマークの設置誤差等によって、レーダとカメラの相対位置関係が不適正（各センサの検出エリアの軸が平行でない状態、或いはロール方向の姿勢が相対的に傾いている状態）となる恐れがある。何故なら、車両等と各ターゲット間の位置決めにそれぞれ誤差を持つため、センサ間ではこれらの誤差が累積するからである。また、各センサのロール方向の軸ずれが無調整であるため、各検出エリアのロール方向の姿勢が一致しないためである。そして、このように各センサの相対位置関係が不適正になると、フュージョン方式として各センサが協調する際に、互いの認識情報の相関を正しく取ることができなくなり、やはりフュージョン方式としての長所を十分発揮できなくなる。
また、レーダとカメラの軸調整をそれぞれ別個のターゲット等を使用して行うので、軸調整がめんどうで時間のかかる作業となってしまう問題もある。
【００１４】
そこで本発明は、特にフュージョン方式の場合に問題となる上述した軸調整の課題が解消される監視装置の軸調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願第１の監視装置の軸調整方法は、検出エリア内からの波動を基準方向位置毎に受信する測定動作を実行可能であり、受信した波動の少なくとも受信強度に基づいて、前記検出エリアにある被検出物の少なくとも位置を特定するためのデータを出力する監視装置に関して、前記検出エリアのロール方向の軸ずれを調整する軸調整方法であって、
波動の反射率の大きな明部と反射率の小さい暗部が所定の明暗パターンで配置された所定外形の検出表面を備え、この検出表面に前記監視装置の検出エリアを向けた状態で前記測定動作を行うと、基準方向位置に対する前記受信強度の波形が、前記検出表面の明暗パターン或いはさらに外形に対応したＷ字状又は逆Ｗ字状となり、この波形から前記検出表面の基準方向の基準位置（例えば、中心位置）が算定可能となるように、前記検出表面の明暗パターン或いはさらに外形が設定された調整用ターゲットを使用し、
前記調整用ターゲットを前記監視装置の正面に配置し、前記検出表面の基準方向を前記検出エリアの基準方向であるべき方向に合わせ、さらに必要に応じて前記調整用ターゲットの周囲環境を前記明部又は暗部と同程度の反射率に設定するターゲット設置作業と、
次いで、前記監視装置の測定動作を、前記基準方向に直交する直交方向の測定位置を少なくとも二箇所以上に変化させてそれぞれ行い、これにより得られる前記受信強度の波形から算定される前記基準位置の変化に基づいて、前記検出エリアのロール方向の軸ずれを判定するロールずれ検知処理と、
必要に応じて、前記ロールずれ検知処理で判定された軸ずれを是正するように前記監視装置の取付角度を調整するか、前記検出エリアを設定するパラメータを変更する調整作業とよりなることを特徴とする。
【００１６】
この軸調整方法によれば、監視装置のロール方向の軸ずれが容易に調整できる。なぜなら、ロール方向の軸ずれが有れば、直交方向に測定位置を変化させると、ターゲットの基準方向一定位置（上記基準位置）は、一定の位置として観測されず、ロール方向の軸ずれ量に応じて観測値が変化するからである。このため、ロール方向の軸ずれを容易に調整して、監視装置の測定精度を向上させることができる。また、フュージョン方式の場合に、センサ同士の認識情報（被検出物の位置情報）の相関が正しく取れるようになり、各センサの測定結果を相互利用してフュージョン方式の長所を十分発揮することができる。
【００１７】
ここで、「監視装置」には、レーダ単独よりなるもの、カメラ単独よりなるもの、或いはレーダとカメラよりなるものがあり得る。
また、「検出表面の明暗パターン或いはさらに外形」とは、少なくとも検出表面の明暗パターンを含み、必要に応じて検出表面の外形も含むことを意味する。というのは、本発明には後述するように、検出表面の周囲環境と検出表面の明暗パターンの両者の影響で上述したＷ字状又は逆Ｗ字状の測定波形が得られる態様と、検出表面の周囲環境に無関係に上述したＷ字状又は逆Ｗ字状の測定波形が得られる態様とがあり、後者の態様の場合には検出表面の外形は特に限定されないことになるからである。
また、「Ｗ字状又は逆Ｗ字状」の波形は、少なくとも軸ずれの量が許容値を越えているときにだけ観測されればよい。また、観測された波形の全体が上述の「Ｗ字状又は逆Ｗ字状」の波形である必要は必ずしもなく、観測された波形の一部に「Ｗ字状又は逆Ｗ字状」の波形が含まれていてもよい。
また、「基準位置」とは、調整用ターゲットの検出表面における基準方向の一定位置（ロール方向の軸ずれを検知するために定められた基準の位置）であり、例えば、検出表面の基準方向中央位置である。
【００１８】
この発明における調整用ターゲットの好ましい態様としては、例えば次の四つの態様があり得る。
まず第１の態様は、例えば後述するターゲット３，３ｂ（図２（ｃ），図１４（ｂ））のように、前記検出表面の外形が、前記直交方向に平行となる端縁を基準方向両側に有する形状であり、前記検出表面の基準方向の幅（例えば、寸法Ｌ１）が、前記検出エリアの基準方向の幅よりも小さい寸法とされ、前記検出表面には、前記明暗パターンを構成する領域として、前記検出表面の中央部を横断（縦断も含む。）するように配置された帯状領域と、この帯状領域の基準方向両側に位置する反転領域とが形成され、前記帯状領域と前記反転領域のうち、何れか一方が前記明部とされ、他方が前記暗部とされているものである。なお、ロール方向の軸ずれのみを検知するのであれば、上記帯状領域は斜めに配設されている必要はないが、後述するターゲット３等のように、斜めに配設されていると、基準方向と直交方向の軸ずれについても同一のターゲットで検知できて極めて便利である（後述する第２の態様の調整用ターゲットでも同様）。なお本願において、「検出表面の中央部を横断する」といった記載中での「横断」とは、特に方向を限定されずに検出表面の中央部等を通過するという意味であり、厳密な意味での縦断も含まれる。
【００１９】
次に第２の態様は、例えば後述するターゲット３ａ，３ｃ（図１４（ａ），図１４（ｃ））のように、前記検出表面には、前記明暗パターンを構成する領域として、前記検出表面の中央部を横断するように配置された帯状領域と、この帯状領域の基準方向両側に位置する反転領域と、さらにこの反転領域の基準方向両側に位置する背景領域とが形成され、前記帯状領域及び背景領域と、前記反転領域のうち、何れか一方が前記明部とされ、他方が前記暗部とされているとともに、前記検出表面における基準方向両側に存在する前記反転領域と背景領域の各境界が、直交方向に対して平行に配置され、これら境界間の寸法（例えば、寸法Ｌ１）が前記検出エリアの基準方向の幅よりも小さく設定されているものである。
【００２０】
次に第３の態様は、例えば後述するターゲット３ｄ（図１３（ａ））のように、前記検出表面の基準方向の幅（例えば、寸法Ｌ１）が、前記検出エリアの基準方向の幅よりも小さい寸法とされ、前記検出表面には、前記明暗パターンを構成する領域として、前記検出表面の中央部を直交方向に横断するように配置された帯状領域と、この帯状領域の基準方向両側に位置する反転領域とが形成され、前記帯状領域と前記反転領域のうち、何れか一方が前記明部とされ、他方が前記暗部とされているものである。なお、ロール方向の軸ずれのみを検知するのであれば、前記検出表面の外形は特に限定されるものでないが、後述するターゲット３ｄのように、直交方向に対して斜めにかつ相互に平行に配置された端縁を基準方向両側に有する形状であると、基準方向と直交方向の軸ずれについても同一のターゲットで検知できて極めて便利である。
【００２１】
そして第４の態様は、例えば後述するターゲット３ｅ（図１３（ｂ））のように、前記検出表面には、前記明暗パターンを構成する領域として、前記検出表面の中央部を直交方向に横断するように配置された帯状領域と、この帯状領域の基準方向両側に位置する反転領域と、さらにこの反転領域の基準方向両側に位置する背景領域とが形成され、前記帯状領域及び背景領域と、前記反転領域のうち、何れか一方が前記明部とされ、他方が前記暗部とされているとともに、前記検出表面における基準方向両側に存在する前記反転領域と背景領域の各境界間の寸法（例えば、寸法Ｌ１）が、前記検出エリアの基準方向の幅よりも小さく設定されているものである。なお、ロール方向の軸ずれのみを検知するのであれば、前記反転領域と背景領域の各境界の方向は特に限定されるものでないが、後述するターゲット３ｅのように、上記各境界が、直交方向に対して斜めにかつ相互に平行に配置されていると、基準方向と直交方向の軸ずれについても同一のターゲットで検知できて極めて便利である。
【００２２】
これら四つの態様のうち、第１と第２の態様の調整用ターゲットを使用すれば、受信強度のＷ字状又は逆Ｗ字状の波形が容易に得られる。なぜなら、例えば前記帯状領域が暗部であり、その両側に位置する反転領域が明部であり、さらにその両側に位置する背景領域（又は周囲環境）が暗部とされた場合、前記帯状領域の位置で受信強度が谷状に落ち込み、その両側の反転領域の位置で受信強度が山状に高まり、さらにその両側の背景領域（又は周囲環境）の位置で受信強度が落ち込むからである。
そして、上述したように観測された波形において、中央側の山状部又は谷状部の頂点の基準方向両側に位置して前記頂点と同じ受信強度となる点に対応する基準方向位置データａ，ｂから、例えば、（ａ＋ｂ）／２という演算を行うことにより、前記基準位置として、検出表面の基準方向中央位置の測定値が容易かつ正確に算出できる。というのは、上記基準方向位置データａ及びｂは、ターゲットの検出表面における反転領域の基準方向外側の端位置（即ち、検出表面の両端位置、或いは反転領域と背景領域の境界位置）に対応する基準方向位置データである。このため、例えばａ及びｂの平均値（（ａ＋ｂ）／２）は、ターゲット検出表面の中心位置（即ち、一定の基準位置）の検出エリア上の基準方向位置データとなるからである。
【００２３】
次に、前述の第３と第４の態様の調整用ターゲットによれば、前述の第１又は第２の態様と同様に、やはりＷ字状又は逆Ｗ字状の受信強度の波形が容易に得られる。
そして、観測された波形において、中央側の山状部又は谷状部の頂点に対応する基準方向位置データｃに基づいて、前記基準位置を容易に求めることができる。というのは、上記基準方向位置データｃは、前記帯状領域の中心位置に相当する検出エリア上の基準方向位置データであり、ターゲット検出表面の基準方向における中央部の一定位置（即ち、基準位置）の検出エリア上の基準方向位置データそのものだからである。何故なら、この場合の前記帯状領域は検出表面の中央部を直交方向に横断するように配置されているからである。
【００２４】
なお、調整用ターゲットの上記第１と第２の態様の違い、或いは上記第３と第４の態様の違いは、以下のとおりである。
即ち上記第１及び第３の態様では、検出表面における反転領域の基準方向外側の端位置が検出表面の両端位置に相当し、検出表面の両側に位置する周囲環境が帯状領域と同等の反射率の領域（第２と第４の態様における背景領域に相当する領域）として、前述の波形を形成するために利用される。このため、周囲環境の反射率を帯状領域と同等に設定する必要があるものの、検出表面が比較的小型になる利点がある。
一方第２及び第４の態様では、検出表面における反転領域の基準方向外側には、帯状領域と同等の反射率の領域（即ち、背景領域）が検出表面内の領域として設けられているため、検出表面の周囲環境に無関係に前述の波形を形成することができる。このため、検出表面が比較的大型になるものの、周囲環境の反射率を帯状領域と同等に設定する必要はないという利点がある。
【００２５】
次に、本願の第２の軸調整方法は、第１検出エリア内からの波動を基準方向位置毎に受信する測定動作を実行可能であり、受信した波動の少なくとも受信強度に基づいて、前記第１検出エリアにある被検出物の少なくとも位置を特定するためのデータを出力するレーダと、前記第１検出エリアに重複する第２検出エリアの画像を撮像するカメラとを備えた監視装置に関して、
前記第１検出エリアと前記第２検出エリアの位置姿勢をそれぞれ適正に調整するとともに、前記レーダと前記カメラ間の座標変換パラメータを求めて設定する軸調整方法であって、
同一の調整用ターゲットを前記第１検出エリアと前記第２検出エリアの重複領域の規定位置に設置し、この調整用ターゲットに対する前記レーダの測定結果に基づいて、前記第１検出エリアの調整を実行した後、
前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像に基づいて、前記第２検出エリアの軸ずれを把握して前記第２検出エリアの調整を行うとともに、前記座標変換パラメータを求めて設定するものである。
【００２６】
この第２の軸調整方法における「監視装置」は、レーダとカメラを併用するものである。
また、「第１検出エリア」と「第２検出エリア」は、それぞれレーダとカメラの検出エリアを意味する。
また、「前記レーダと前記カメラ間の座標変換パラメータ」とは、各センサ（レーダとカメラ）の認識情報（被検出物の位置情報）の相関を正しく取るための座標変換パラメータを意味する。
また、「調整用ターゲット」の具体的態様や、「前記第１検出エリアの調整」の具体的方法は、例えば前述した第１の軸調整方法と同様でよい。但し、この場合は、後述する形態例のように、ロール方向の軸調整に加えて、通常の基準方向と直交方向の軸調整についても実現可能な態様とする必要がある。
【００２７】
この第２の軸調整方法によれば、レーダとカメラを併用するフュージョン方式の監視装置において、各センサの軸調整が、一つの調整用ターゲットを用いて容易かつ短時間に可能となり、フュージョン方式として各センサが協調する際に、互いの認識情報の相関を正しく取ることができて、フュージョン方式としての長所を高度に発揮できるようになる。例えば、レーダは、複雑な画像処理を行わなくても被検出物の有無や距離を比較的簡単に検知できるが、被検出物の形状などを正確に識別することは困難である。一方、カメラは、被検出物の形状などを比較的正確に識別することが可能であるが、複雑な画像処理が必要になるという不利がある。ところが、これらセンサの軸調整を正確に行った状態でこれらセンサを併用できると、例えばレーダで計測された被検出物の位置の小画像のみを、カメラが撮像した全体画像から切り取り、その小画像のみを重点的に画像処理して分析し、効率的に被検出物のより正確な情報を得るといったことができ、処理時間の大幅短縮等の効果が得られる。
【００２８】
次に、この第２の軸調整方法の好ましい態様は、前記監視装置の内部又は外部に設置した処理手段（例えば、マイクロコンピュータよりなるもの）により、前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像から、前記調整用ターゲットの検出表面上の複数の特徴点を検出してこの特徴点の画像面上の座標値を特定し、この座標値に基づいて、前記第２検出エリアの軸ずれを把握するとともに、前記座標変換パラメータを求めて設定するものである。
この態様であると、調整用ターゲットの複数の特徴点に基づいて、カメラの軸調整（上記座標変換パラメータの設定含む）が自動的に行われるため、より精度の高い軸調整が容易に可能となる。
【００２９】
なお上記態様の場合、さらに次のような態様とすることが望ましい。即ち、前記処理手段により、前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像をディスプレイに表示した後、作業者の領域指定操作に従ってディスプレイ画面上の前記特徴点を含む特定領域切り出し画像を決定し、この特定領域切り出し画像を対象として画像処理を行って、前記特徴点の画像面上の座標値を特定するようにするとよい。
このようにすると、特徴点抽出のための画像処理の領域が必要最小限に限定され、その分だけ処理時間が低減できる。
【００３０】
また前述の態様の場合、前記特徴点は、前記調整用ターゲットの検出表面に形成された明暗パターンの境界線により作られる角又は隅に位置する頂点とし、前記処理手段によって、前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像に対して、直線を抽出する画像処理を実行し、この画像処理により抽出した直線をディスプレイに表示し、その後作業者の交点指定操作によって指定された前記直線の交点位置を、前記特徴点の画像面上の座標値として決定するのが好ましい。
このようにすると、特殊な抽出フィルタ（エッジのコーナを検出するためのもの）を用いた複雑な画像処理を行うことなく、比較的簡単な直線抽出処理によって、特徴点を特定することが可能となり、処理時間の低減にさらに貢献できる。
【００３１】
また前述の態様の場合、前記第２検出エリアの調整の際（カメラの取付方向等を物理的に変更して第２検出エリアの位置姿勢を変更する作業の際）には、前記処理手段によって、調整前の前記調整用ターゲットの画像における前記特徴点の周囲画像をテンプレートとして登録し、調整後（調整中であってもよい）の前記調整用ターゲットの画像から正規化相互相関演算により前記テンプレートの画像を探索することに基づいて、前記特徴点の画像面上の座標値であって調整後の新たな座標値を求めるようにするとよい。
このようにすると、調整前（初期状態）と同様の画像処理を再度行わなくても、調整後の第２検出エリアの軸ずれ状況（カメラの光軸の位置姿勢）が、より容易な処理によって短時間で逐次算定できて有利である。
【００３２】
また、この第２の軸調整方法の好ましい他の態様は、前記処理手段により、前記調整用ターゲットに対する前記レーダの測定結果又は前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像に基づいて、前記第１検出エリア又は第２検出エリアの軸ずれに関する軸ずれ情報を求め、この軸ずれ情報を前記監視装置の内部又は外部に設置したディスプレイに表示し、
前記ディスプレイに表示される軸ずれ情報を見ながら、前記第１検出エリア又は第２検出エリアの軸ずれが許容範囲内に収まるまで、作業者が前記第１検出エリア又は第２検出エリアを変更するものである。
この態様は、作業者の人的作業（レーダやカメラの取付方向などを物理的に変更する作業）により軸調整するものであるが、ディスプレイに表示される軸ずれ情報を見ながら行えばよいので、高度な人的技量を要することなく、しかも軸調整を自動で行う装置を要することなく、的確な調整が比較的容易かつ安価に行える利点がある。
【００３３】
また、この第２の軸調整方法の好ましい他の態様は、前記カメラが撮像した前記調整用ターゲットの画像に基づく調整不能状態の判定と、前記レーダによる前記調整用ターゲットの測定結果に基づく調整不能状態の判定を行い、何れかの判定により調整不能状態と判定された場合には、前記第１検出エリアと第２検出エリアの両方の調整を実行しないものである。
この態様であると、一方のセンサで検出できない調整不能状態を他方のセンサで検出することによって、各種の調整不能状態を広く判定し、軸調整が可能か否かを統合的に判断できるから、調整不能状態で誤った調整を行ってしまう事態を信頼性高く回避できる。なお、調整不能状態の具体例については、後述の形態例で説明する。
【００３４】
なお、本願第１及び第２の軸調整方法に共通する好ましい態様としては、前記監視装置（レーダ又は／及びカメラ）を制御する制御手段を使用して、全ての軸ずれ検知処理を自動で行うとともに、前記監視装置の取付け位置又は取付角度を自動調整する調整装置、或いは、検出エリアのパラメータを自動変更したり、前記座標変換パラメータを自動設定する処理手段を使用して、軸調整作業を基本的に全自動で行うものである。但し、前述の領域指定操作や交点指定操作などの簡単な人的操作が必要であってもよい。
この場合作業者は、基本的に、調整用ターゲットを配置するターゲット設置作業を行った後、上記制御手段や処理手段に対して上記動作の実行を指令するだけでよく、従来の直交方向の軸調整のような繊細で困難な作業は全く不要であり、人的技能に依存しないで的確な調整が信頼性高く実現できる。従って、監視装置を搭載した車両などを量産する場合の生産性向上により大きく貢献できる。
【発明の効果】
【００３５】
本願第１の軸調整方法によれば、監視装置のロール方向の軸ずれを容易に調整して、監視装置の測定精度を向上させることができる。
また、本願第２の軸調整方法によれば、レーダとカメラを併用するフュージョン方式の監視装置において、各センサの軸調整が、一つの調整用ターゲットを用いて容易かつ短時間に可能となり、フュージョン方式として各センサが協調する際に、互いの認識情報の相関を正しく取ることができて、フュージョン方式としての長所を高度に発揮できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、本例の軸調整方法を実施する監視装置（レーザレーダとカメラよりなる車載用監視装置）を含む設備構成を説明する図であって、図１（ａ）は設備の主要構成を示す図、図１（ｂ）は監視装置の制御処理系を説明するブロック図、図２（ａ）はレーザレーダの構成を示すブロック図、図２（ｂ）はレーザレーダの測定原理を説明する図、図２（ｃ）は調整用ターゲット等を示す正面図である。
図１（ａ）において、符号１がレーザレーダ（以下、単にレーダ１という）を示し、符号２がレーダ１と同一車両に搭載されたカメラを示す。この場合のレーダ１は、左右方向（水平方向）と上下方向の両方向に走査可能な二次元スキャンレーザレーダである。また、図１（ａ）において符号３で示すものは、調整用ターゲットである。なお本例では、レーダ１やカメラ２から見て、左右方向が本発明の基準方向に相当し、この基準方向に直交する縦方向が本発明の直交方向に相当している。また、図１においてＸＹＺで示す座標は、車両或いは車両が設置された場所に固定した座標であり、車両から見て、Ｘが上下方向、Ｙが左右方向、Ｚが進行方向となっており、Ｚ軸回りの回転方向がロール方向である。
【００３７】
次に、本監視装置の制御処理系は、図１（ｂ）に示すように、判定部４と、画像処理演算部５と、レーザレーダ演算部６とを備える。
画像処理演算部５は、カメラ２の計測結果（撮像データ）を画像処理して、通常運転時には被検出物の検出判定等を行い、軸調整時にはカメラ２の軸ずれ情報（光軸情報Ａ）や光軸調整可否情報Ａを出力する要素である。
また、レーザレーダ演算部６は、レーダ１の計測結果に基づいて、通常運転時には被検出物の検出判定等を行い、軸調整時にはレーダ１の軸ずれ情報（光軸情報Ｂ）や光軸調整可否情報Ｂを出力する要素である。なお、このレーザレーダ演算部６と、後述する制御回路１７（図２（ａ））とは、一つの回路で構成されていてもよい。
また判定部４は、画像処理演算部５とレーザレーダ演算部６が出力する情報に基づき、通常運転時には被検出物の最終的な位置判定や種別判定等を実行し、軸調整時には、光軸調整可否情報Ａ，Ｂの受け渡し等を行う。
【００３８】
ここで、光軸調整可否情報Ａは、カメラ２の計測結果（撮像した画像）により判定される可否情報であり、例えばターゲット３が設置されていない、ターゲット３の明暗パターンが不正である、ターゲット３が大きく傾いている、ターゲット３の前に作業者や他の障害物があってターゲット３の全体が見えないといった原因により、軸調整が不能であるとの情報である。また、光軸調整可否情報Ｂは、レーダ１の計測結果により判定される可否情報であり、例えばターゲット３までの距離が異常であるために軸調整が不能であるとの情報である。
なお、判定部４、画像処理演算部５、及びレーザレーダ演算部６は、共通の又は別個のマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）を含む回路によって構成可能である。また本例では、判定部４等を構成する上記回路には、軸調整作業の際のディスプレイとしての外部ディスプレイ（或いは外部ディスプレイを含むパーソナルコンピュータ）が接続可能となっている。また、判定部４等を構成する上記回路には、軸調整指令手段（図示省略）が接続されている。この軸調整指令手段は、光軸調整を行う作業者（車両の出荷時の点検調整や出荷後の修理等を行う作業者）が操作可能に設けられた操作手段（例えば操作スイッチ）であり、後述する軸調整の処理（図１０に示す処理）の実行を、上記マイコンを含む回路や後述の制御回路１７に対して指令するものである。なお、この軸調整指令手段としての操作手段を設ける代わりに、接続したパーソナルコンピュータのキーボードやマウス操作によって、上記指令を入力するようにしてもよい。また、後述する軸調整の処理（図１０に示す処理）は、接続したパーソナルコンピュータの処理機能を使って実行してもよい。
【００３９】
次にレーダ１は、図２（ａ）に示すように、走査部１１、ＬＤ１２、ＬＤ駆動回路１３、走査位置検出部１４、ＰＤ１５、信号処理部１６、及び制御回路１７を有する。なお、例えば上述したＬＤ１２と走査部１１とＰＤ１５を含む部分がレーダ１の検出ヘッドを構成している。
ここで走査部１１は、ＬＤ１２により出力されたレーザ光を、揺動駆動される反射ミラー等により左右方向及び上下方向にスキャニングしてスキャンエリアに照射するもので、制御回路１７により制御されて所定のタイミング及び周期で作動する。
ＬＤ駆動回路１３は、制御回路１７により制御されて、制御回路１７で作られた発光タイミング毎にＬＤ１２を作動させてレーザ光を出力させる回路である。  走査位置検出部１４は、走査部１１のスキャン方向（方位角）を検出してその信号（スキャン方向信号）を制御回路１７に入力する要素である。
ＰＤ１５は、照射されたレーザ光が検出対象に反射して戻ってきた反射光を受光し、その受光量に応じた電気信号（以下、受光量信号という。）を出力するもので、このＰＤ１５から出力された受光量信号は信号処理部１６を介して制御回路１７に入力されるよう構成されている。
【００４０】
制御回路１７（或いはさらに前述のレーダレーダ演算部６）は、例えばマイコンにより構成され、装置の通常運転時には、基本的に以下のような制御処理によりレーダとしての測定動作を行う。
すなわち、走査部１１及びＬＤ駆動回路１３を上述したように制御するとともに、発光から受光までの伝搬遅延時間Ｔから検出対象までの距離を演算し、その際のスキャン方向から検出対象の方向を判定し、さらに受光した光の強度（前記受光量信号の大きさ）により受光量を判定するとともに、これらデータ（距離、方向、受光量）から、検出対象物の判別や移動状態などを判定し、検出対象物の種別情報，位置情報，大きさ情報などを含む検出データを出力するものである。なお、一回の発光によって得られる反射光は実際には一つではなく、照射する光ビームが広がりをもっている関係上、受光タイミングや受光量が異なる反射光が複数受光される。そこで、この種の装置では、例えば図２（ｂ）の如くサンプリングされたＰＤ１５の出力波形から、平均化処理（例えば、受光量が最大となる付近の複数ポイントの重心を求める処理）を行って伝搬遅延時間Ｔを求めている。また、例えば、求められた伝搬遅延時間Ｔに対応する受光量のサンプリング値を受光量のデータとして特定している。
【００４１】
なお本例の場合も、図１５（ｂ）で説明したように、レーザ光を実際に照射する角度領域（スキャンエリア）は、反射波を受信して上述の距離データなどの測定を行う角度領域（検出エリア）よりも大きく設定してあり、この検出エリアのスキャンエリア内（実際には余裕をみて検出許容エリア内）におけるデータ処理上の設定位置（ソフト的なパラメータ）を変更することにより、装置の検出ヘッドの取付位置を物理的に変更することなく、レーダ１の検出エリア（第１検出エリア）の左右方向の位置調整（即ち、レーダ１の基準方向の軸調整）がある程度可能となっている。また、本例のレーダ１は二次元スキャンレーダであるので、上下方向の位置調整やロール方向の調整についても同様のソフト的な軸調整が可能である。
なお、このようなパラメータ変更による調整を、以下ではソフト的光軸調整といい、このソフト的光軸調整が可能となる範囲を、以下ではソフト的光軸調整可能範囲という。
また以下では、調整用ターゲット３の検出表面を沿う平面上におけるレーダ１の検出エリアの広がりを、レーダ視野という（図２（ｃ）参照）。
【００４２】
次に、上記設備構成により実施される本例の光軸調整について説明する。なお本例の光軸調整はレーダ１等を搭載した車両を停止させて行う。
本例の光軸調整は、図２（ｃ）或いは図３（ａ）に示す調整用ターゲット３をレーダ１が取付けられた車両の正面の適正位置を中心として配置し、調整用ターゲット３の基準方向（左右方向）をレーダ１の基準方向があるべき方向（この場合、水平方向）に合わせるとともに、調整用ターゲット３の検出表面の周囲環境を反射率がほとんどゼロの環境（暗部）に設定する（ターゲット設置作業）。次いで、前述の光軸調整指令手段（図示省略）を操作して、後述の光軸調整（図１０に示す）を実行するものである。なお、後述する光軸調整は、本発明のずれ検知処理と調整処理とを略自動的に実行する処理である。
【００４３】
この場合の調整用ターゲット３は、図２（ｃ）に示すように、上下方向に平行となる辺（端縁）を左右両側に有する直角四辺形状の検出表面（二次元平面）を有するものであり、この検出表面の左右方向の幅Ｌ１は、レーザレーダ視野の左右方向の幅Ｌ２よりも小さい寸法とされている。また、このターゲット３の上下方向の長さ寸法（符号省略）は、レーダ視野の上下方向の最大位置ずれ量に対応する長さとなっている。具体的には、レーダ視野が上方に最もずれていた場合でも、図３（ａ）のケースＡに示すような位置関係となり、またレーダ視野が下方に最もずれていた場合でも、図３（ａ）のケースＣに示すような位置関係となるように上下方向の長さが設定されている。
そして、このターゲット３の検出表面には、本発明の明暗パターンを構成する領域として、検出表面の中心位置を上下方向に対して斜めに横断するように配置された帯状領域２１と、この帯状領域２１の左右方向両側に位置する反転領域２２，２３とが形成され、さらにこの場合、帯状領域２１の上端側と下端側に上下方向の帯状領域２５，２６（斜めでない部分）が形成されている。ここで、帯状領域２１，２５，２６は、光をほとんど反射しない反射率の低い暗部（例えば、黒色に塗られた部分）となっており、また、これら帯状領域２１，２５，２６の両側に位置する反転領域２２，２３は、光を強く反射する反射率の高い明部（例えば、白色に塗られた部分）となっている。
【００４４】
このような明暗パターンを有するターゲット３であると、その検出表面にレーダ１の検出エリアを向けた状態（即ち、前記ターゲット設置作業を行った状態）で測定動作を行うと、基準方向位置（即ち、基準方向の走査量）に対する反射光の受信強度（受光量）の波形が、例えば図３（ｂ）〜（ｄ）に示す如く前記検出表面の明暗パターンに対応した逆Ｗ字状となり、この波形から検出表面の中心位置に対する検出エリアの軸ずれ量（即ち、レーダ１の適正位置からの軸ずれ量であり、ずれの向きを含む）が上下左右の二方向について算出可能となる。
具体的には、上記受信強度の逆Ｗ字状の波形において、中央側の谷状部の頂点（この場合、最下点）に対応する基準方向位置データ（走査量ｃ）と、前記頂点の走査方向両側に位置して前記頂点と同じ受信強度となる点に対応する基準方向位置データ（走査量ａ，ｂ）から、適正位置（ターゲット３の中心位置）に対するレーザレーダ視野の中心位置の基準方向ずれ量（ＤＹ＝（ａ＋ｂ）／２）及び直交方向ずれ量（ＤＸ＝ＤＹ−ｃ）を算出することが可能となる。
【００４５】
というのは、上記受信強度の逆Ｗ字状の波形は、帯状領域２１，２５，２６（暗部）の位置で受光量が谷状（例えば、Ｖ字状又はＵ字状）に落ち込み、その両側の反転領域２２，２３（明部）の位置で受光量が高まり、さらにこれら反転領域２２，２３の外縁（即ち、ターゲット３の検出表面の左右両端縁）より外側（暗部として機能するターゲット３の周囲環境）に向かって受光量が大きく低下することによって生じる。このため、中央の谷状部の頂点と同じ受信強度となる点に対応する走査量ａ，ｂの平均値（（ａ＋ｂ）／２）は、ターゲット３の検出表面の左右方向中央位置ＣＰ（基準位置）の検出エリアにおける位置データに相当する。したがって、この平均値（又はこの平均値に所定係数を掛けた値）を、基準方向ずれ量ＤＹ及びターゲット３の左右方向中央位置ＣＰとして把握することができる。
ちなみに、上記基準方向ずれ量（ＤＹ）がゼロである場合（図３（ｃ）に示すケースＢのような場合）には、ターゲット３の検出表面の左右方向中央位置（ＣＰ）と、走査量のゼロ点位置（レーダ１の光軸の基準方向位置）が一致していること（即ち、ＤＹ＝ＣＰ＝ゼロ）を意味し、レーダ１の光軸が基準方向において適正位置にあること意味する。またこの場合、上記基準方向ずれ量（ＤＹ）が正の値である場合（図３（ｂ）に示すケースＡのような場合）には、ターゲット３の左右方向中央位置がレーダ視野中心に対して右側にあり、レーダ視野中心（光軸）が左方にずれていることを意味し、逆に上記基準方向ずれ量（ＤＹ）が負の値である場合（図３（ｄ）に示すケースＣのような場合）には、レーダ視野中心（光軸）が右方にずれていることを意味する。
【００４６】
また、上記走査量ｃは帯状領域２１，２５，２６の中心線が存在する基準方向位置に相当しているため、前記検出表面の左右方向中央位置（ＣＰ）に相当する基準方向ずれ量（ＤＹ）とこの走査量ｃとの差（ＤＹ−ｃ）は、前記検出表面の左右方向中央位置から帯状領域２１，２５，２６の中心線が存在する左右方向位置までの距離ＤＬ（図３（ａ）に示す）に相当する。そして、この距離ＤＬは、帯状領域２１が上下方向に対して傾いていることによって、基本的にはレーザレーダ視野の上下方向のずれに相当する直交方向ずれ量（ＤＸ）に比例することになる。したがって、上述の差（ＤＹ−ｃ）、或いはこの差に所定係数を掛けた値は、直交方向ずれ量（ＤＸ）として把握することが可能となる。
ちなみに、上述の直交方向ずれ量（ＤＸ）がゼロである場合（図３（ｃ）に示すケースＢのような場合）には、ターゲット３の検出表面の上下方向中央位置と、レーダ１の光軸の上下方向位置が一致していることを意味し、レーダ１の光軸が上下方向において適正位置にあること意味する。またこの場合、上記直交方向ずれ量（ＤＸ）が負の値である場合（図３（ｂ）に示すケースＡのような場合）には、ターゲット３の中心がレーダ視野中心に対して下方にあり、レーダ視野中心（光軸）が上方にずれていることを意味し、逆に上記直交方向ずれ量（ＤＸ）が正の値の場合（図３（ｄ）に示すケースＣのような場合）には、レーダ視野中心（光軸）が下方にずれていることを意味する。
【００４７】
なお、帯状領域２１の上下両端側の帯状領域２５，２６は、この場合斜めになっていないため、この部分に関しては、前述の距離ＤＬがレーダ視野の上下位置ずれ量に比例せず、この結果、直交方向ずれ量（ＤＸ）の計算値がこの部分において若干不正確になる（若干小さい値になる）。しかし、上下方向にレーダ視野が大きくずれた部分であるため、誤差の範囲に収まる。或いは、計算された直交方向ずれ量（ＤＸ）に相当する位置調整を行った後、再度その時点で直交方向ずれ量（ＤＸ）を求めて位置調整をもう一度行うことで（例えば、後述する図１１の処理を繰り返すことで）、最終的に正確な位置ずれ量の把握と位置調整が可能となり、実用上全く問題ない。
【００４８】
また、上記ターゲット３を利用すれば、さらにレーダ１のロール方向の軸ずれ量（ずれ角θ）を次のような方法で算定できる。
まず、ターゲット３の検出表面にレーダ１の検出エリアを向けた状態（例えば、前記ターゲット設置作業を行った状態）とする。但しこの場合は、必ずしもレーダ１の正面に検出表面を設置する必要はない。そして、レーダ１の基準方向のスキャン動作のみによる測定動作を行い、前述の原理で検出表面の左右方向中心位置ＣＰ１を求める。その後、レーダ１の直交方向のスキャン動作、或いはレーダ１の取付角度の変更によって、レーダ１の検出エリア（レーザレーダ視野）を直交方向に変化させ、この状態で再度上記測定動作を行って検出表面の左右方向中心位置ＣＰ２を求める。
即ち、例えば図４（ａ）のように、まず現状の検出エリア（レーザレーダ視野Ａ）で基準方向のスキャン動作のみによる測定動作を行い、左右方向中心位置ＣＰ１を求める。この場合、図１６（ａ）に示すような明暗が検出エリア内に見えることになり、反射光の受光量の波形は、図１６（ｂ）のようになる。また、検出表面の左右方向中心位置ＣＰ１は、前述の基準方向ずれ量（（ａ＋ｂ）／２）として求められ、図１６（ｂ）のようになる。次に、図４（ａ）のように、直交方向に位置を変化させた検出エリア（レーザレーダ視野Ｂ）で基準方向のスキャン動作のみによる測定動作を行い、左右方向中心位置ＣＰ２を求める。この場合、図１６（ｃ）に示すような明暗が検出エリア内に見えることになり、反射光の受光量の波形は、図１６（ｄ）のようになる。また、検出表面の左右方向中心位置ＣＰ２は、前述の基準方向ずれ量（（ａ＋ｂ）／２）として求められ、図１６（ｄ）のようになる。なおここで、ＣＰ１は、図４（ａ）におけるレーザレーダ視野Ａにおける基準方向ずれ量ＤＹ（ＤＹ１）に相当し、ＣＰ２は、図４（ａ）におけるレーザレーダ視野Ｂにおける基準方向ずれ量ＤＹ（ＤＹ２）に相当する。
そして、こうして求められたＣＰ２とＣＰ１の差（即ち、レーダ１から見た検出表面の左右方向中心位置の変化）により、ずれ角θの方向及び量を算定することができる。何故なら、例えば図４（ａ）のようにずれ角θを定義すると、レーダ１の検出エリアの直交方向位置を例えば上向きに変化させた時に、ターゲット３の左右方向中心位置が右側に変化したと観測されれば、図４（ａ）に示すような反時計方向のずれ角θが存在していると判定され、その関係は図４（ｂ）に示すような一定の関係となるからである。また、図４（ｃ）から明らかなように、レーダ１における検出エリアの直交方向位置の変化量ΔＸと、その際に測定されたターゲット３の左右方向中心位置の変化量ΔＹ（＝ＣＰ２−ＣＰ１）との間には、ΔＹ＝ΔＸ・ｔａｎθという関係式が成立するため、この式からずれ角θを定量的に求めることも可能となる。
【００４９】
次に、上記監視装置の光軸調整の動作を制御処理手順に従って説明する。
前述した光軸調整指令手段によって光軸調整の実行が指令されると、制御回路１７や判定部４等を含む制御処理系（或いは外部より接続されたパーソナルコンピュータ）が、例えば図１０のフローチャートに示す制御処理を実行する。
まずステップＳ１では、レーダ１の測定動作とカメラ２の撮像動作を所定回数実行し、光軸調整不能検出を行う。例えば、レーダ１により測定された被検出物までの距離が規定範囲外にあるか否か判定し、規定範囲外であれば、調整用ターゲット３の設置位置が異常であって光軸調整が不能であることを示す光軸調整可否情報Ｂを出力する。また、カメラ２により撮像された画像中に予め設定された調整用ターゲットの画像が存在するか否か判定し、存在しなければ、調整用ターゲット３が設置されておらず光軸調整が不能であることを示す光軸調整可否情報Ａを出力する。
次にステップＳ２では、レーダ１の測定結果に基づいて光軸調整不能と判定されか否か（即ち、光軸調整不能を示す光軸調整可否情報Ｂが出力されたか否か）を判断し、光軸調整不能であればステップＳ１２に進み、そうでなければステップＳ３に進む。
次いでステップＳ３では、カメラ２の画像に基づいて光軸調整不能と判定されか否か（即ち、光軸調整不能を示す光軸調整可否情報Ａが出力されたか否か）を判断し、光軸調整不能であればステップＳ１２に進み、そうでなければステップＳ４に進む。
【００５０】
次にステップＳ４では、レーダ１の光軸調整のサブルーチン（詳細後述する）を実行した後、ステップＳ５に進む。
次いでステップＳ５では、ステップＳ４の処理内（後述するステップＳ３０）においてレーダ１のロール方向のずれ角θが算定済みであるか否か判定し、算定済みである場合にはステップＳ６に、算定済みでない場合にはステップＳ１３に進む。
そしてステップＳ６では、算定されたレーダ１のずれ角θを是正するように、前記検出エリアを設定するパラメータを変更するソフト的光軸調整を実行し、ステップＳ６に進む。なおここでは、レーダ１のずれ角θを是正するようにレーダ１の取付角度を、人的操作又は機械的操作によって物理的に変更してもよい。
次にステップＳ７では、カメラ２の撮像動作を実行し、これにより得られた調整用ターゲット３の撮像データと、ステップＳ１又はステップＳ４におけるレーダ１の測定動作で得られたターゲット３までの距離情報（後述する距離ＤＬＴ）等に基づいて、カメラ２の光軸認識（詳細後述する）が実行される。
【００５１】
ステップＳ７を経ると、ステップＳ８で、ステップＳ７で求められたカメラ２の光軸ずれの情報、即ち、後述する外部パラメータや、この外部パラメータの値に基づくずれ角度の値（後述する数１１に示す角度の値）などを、接続されたディスプレイに表示し、ステップＳ９に進む。
そしてステップＳ９では、カメラ２の光軸調整が完了したか否か（この場合、上記ずれ角度が許容範囲内になったか否か）を判定し、完了ならばステップＳ１４を経て処理を終了し、未完了ならばステップＳ１０に進む。
次にステップＳ１０では、カメラ光軸調整要求をオンにし、ステップＳ１１に進む。カメラ光軸調整要求をオンにするとは、本例では、カメラ２の光軸の姿勢を物理的に変更して調整する作業を作業者に要求する情報を、接続されたディスプレイに表示することを意味する。
ステップＳ１１では、カメラ２の光軸の変化を認識する処理を行い、ステップＳ９に戻る。
一方、ステップＳ１２では、光軸調整が不能であることを示す情報を、例えば前述のディスプレイに表示して、ステップＳ１に戻る。
また、ステップＳ１３では、ロール方向のずれ角θが算定されていないので、レーダ１の検出エリアの直交方向位置を変えて、基準方向のスキャンによる測定動作を実行し、前述した方法でレーダ１のロール方向のずれ角θを算定する。
なお、ステップＳ１４では、ステップＳ１０でカメラ光軸調整要求がオンとされている場合、これを解除する（即ち、前記情報表示を止める）。
【００５２】
次に、レーダ１の光軸調整のサブルーチン（前述のステップＳ４）の詳細について説明する。
このルーチンが開始されると、まずステップＳ２１で、レーダ１を基準方向に走査させて測定動作を行い、調整用ターゲット３及びその周囲からの反射光の受光量波形（走査量に対する受光量の変化のデータ）を生成する。
次いでステップＳ２２では、上記受光量波形から前述した走査量（ｃ，ａ，ｂ）を求める。
次にステップＳ２３では、後述するステップＳ３７で設定される上下調整フラグがオンしているとステップＳ２９に進み、オンしていないときにはステップＳ２４に進む。
次にステップＳ２４では、ステップＳ２２で求めた走査量の値を使って、前述の基準方向ずれ量（ＤＹ）、即ち基準方向中心位置（ＣＰ）の値を求め、その後のステップＳ２５では、同様に前述の直交方向ずれ量（ＤＸ）を算出する。
【００５３】
ステップＳ２５を経ると、次のステップＳ２６で、ステップＳ２４で求めた基準方向ずれ量（ＤＹ）が許容範囲内か否か判定し、許容範囲内である場合にはステップＳ２７に進み、そうでない場合にはステップＳ３２に進む。
そしてステップＳ２７では、後述のステップＳ３４で設定された左右方向調整要求（ディスプレイの表示）をオフし、ステップＳ２８に進む。
そしてステップＳ２８では、ステップＳ２５で求めた直交方向ずれ量（ＤＸ）が許容範囲内か否か判定し、許容範囲内である場合には一連の処理を終了し、そうでない場合にはステップＳ３６に進む。
一方ステップＳ２９では、前回のシーケンスにおけるステップＳ２４で求めた基準方向中心位置の値ＣＰ１を保持したまま、直前に実行したステップＳ２２で求めた走査量から、新たに基準方向中心位置の値ＣＰ２を求める。
その後、ステップＳ３０では、上記基準方向中心位置ＣＰ１，ＣＰ２と、ステップＳ３７で記憶した直交方向位置の変化量ΔＸとから、前述の原理に基づいて、レーダ１のロール方向の軸ずれ量（ずれ角θ）を求める。
次いでステップＳ３１では、ステップＳ３７で設定されたフラグをオフに戻し、ステップＳ２５に進む。
【００５４】
また、ステップＳ３２では、基準方向ずれ量（ＤＹ）が、前述したソフト的光軸調整可能範囲内にあるか否か判定し、範囲内であればステップＳ３３に進み、そうでない場合にはステップＳ３４に進む。
次にステップＳ３３では、前述したソフト的光軸調整によってステップＳ２４で求めた基準方向ずれ量（ＤＹ）を是正する。
一方、ステップＳ３４では、ソフト的光軸調整によって調整しきれない基準方向ずれ量（ＤＹ）をレーダ１の取付状態の物理的な変更によって是正すべく、前述のディスプレイにこの調整作業を要求する情報やその軸ずれ量を出力して、作業者の軸調整作業を要請する。なお、ここでは作業者による軸調整作業を要求するのではなく、レーダ１の取付角度又は取付位置を機械的に動かして調整する機構を設けておき、この機構を作動させて自動調整する態様でもよい。
【００５５】
そしてステップＳ３３又はＳ３４を経ると、ステップＳ３５において、ステップＳ２８と同様の判定を行い、許容範囲内である場合にはステップＳ１に戻って処理を繰り返し、そうでない場合にはステップＳ３６に進む。
次にステップＳ３６では、ステップＳ２５で求めた直交方向ずれ量（ＤＸ）を、ソフト的光軸調整によって是正する。なお本例では、このようにソフト的光軸調整のみにより直交方向ずれ量（ＤＸ）を調整する態様であるが、ステップＳ３２やＳ３４と同様にステップを設けて、直交方向ずれ量（ＤＸ）についても必要に応じて物理的調整を行うようにしてもよい。
その後、ステップＳ３７では、ステップＳ３６の調整による直交方向位置の変化量ΔＸを記憶するとともに、上下調整フラグをオンとした後、ステップＳ２１に戻る。
【００５６】
次に、カメラ２の光軸認識の処理（前述のステップＳ７）の原理について、図５乃至図８により説明する。なお、図５乃至図９で図示した調整用ターゲットは、後述する図１４（ａ）のタイプであり、図２（ｃ）や図３（ａ）で説明したものと図面上タイプが異なるが、機能的には同じであるので、ここでは、同一の調整用ターゲット３であるとして説明する。ちなみに実際には、全く同一のもの（タイプも当然同一）を使用して、レーダ１とカメラ２の光軸調整を行うことができる。
この処理が開始されるときには、レーダ１の光軸調整（ロール方向含む）が全て完了している。このため、図５のようにレーダ１に固定されたレーダ座標（Ｘｌ，Ｙｌ，Ｚｌ）を定義すると、レーダ１の光軸（即ち、Ｚｌ軸）は調整用ターゲット３の中心点Ｇを貫き、レーダ１の投受光面（Ｘｌ−Ｙｌ平面）は、調整用ターゲット３の検出表面に平行になる。また、レーダ１（原点Ｏｌ）から調整用ターゲット３（中心点Ｇ）までの距離ＤＬＴは、前述のレーダ１の光軸調整等において測定されているし、調整用ターゲット３の外径寸法や明暗パターンの寸法は予め決められているので、図５に示す調整用ターゲット３上の各特徴点Ａ〜Ｍのレーダ座標（Ｘｌ，Ｙｌ，Ｚｌ）における座標値は容易に求まる。
したがって、これら各特徴点Ａ〜Ｍが、カメラ２に固定されたカメラ座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）上、最終的にはカメラ２の画像面上において、どのような位置関係で観測されるかを把握し、このような座標系相互の変換パラメータを把握すれば、カメラ２の光軸がレーダ１の光軸に対してどのような相対位置関係にあるかが把握できる。
【００５７】
なお、一般的なカメラは、光学系のレンズに歪があるため、画像面上の座標値としては、実際にカメラにより得られたデータに対してこの歪を考慮した補正（座標値変換）を施す必要があるが、ここでは、煩雑になるのを避けるため、このような歪がないものとして説明を簡略化する。ちなみに、上記レンズ歪のパラメータであるレンズ歪係数は、例えば格子状のパターンが表面に形成された正方形のターゲットをカメラの正面の規定距離位置に設置して、その画像データを分析するという公知の手法により容易に求まるので、できればカメラ２の機種毎又は製品毎に予め求めて、上記歪補正のパラメータとして設定しておくことが望ましい。
【００５８】
ところで、任意の固定した３次元座標系から見た任意の点Ｍの座標（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）と、点Ｍをカメラにより撮像した画像面上の点ｍの座標（ｕ，ｖ）との関係は、数１のように表される。ここで、スケールｓは係数であり、Ａはカメラの内部パラメータを表す３×３行列である。また、Ｒとｔはカメラの外部パラメータ（空間上の６自由度の位置姿勢を表すパラメータ）に相当する行列であり、それぞれ３×３行列と３×１行列である。なお、Ｒはカメラの回転成分を、ｔは並進成分を示す。つまり、上記座標系（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）をレーダ座標系（Ｘｌ，Ｙｌ，Ｚｌ）と考え、図５のようにカメラ２に固定したカメラ座標系（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を定義すれば、上記行列Ｒは、レーダ座標系（Ｘｌ，Ｙｌ，Ｚｌ）とカメラ２に固定したカメラ座標系（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）の相対的な角度（姿勢）のずれ、即ちレーダ１とカメラ２の光軸の不一致度（非平行の程度）に相当するパラメータである。またこの場合、上記行列ｔは、レーダ１とカメラ２の設置位置の違いに相当するパラメータである。ちなみに、図１（ａ）に示した態様では、カメラ２がレーダ１の鉛直方向上側に設置してあり、このような設置高さの違いや水平方向の設置位置の違いが上記行列ｔに反映される。
【００５９】
【数１】
2004317507.tif 000003
【００６０】
ここで、内部パラメータである行列Ａの求め方について説明しておく。
行列Ａは、カメラの機器によって決まる定数であり、数２のような成分となる。ここで、（ｃｕ，ｃｖ）は画像座標の原点（通常、画像面の中心点）であり、αとβは画像座標軸（ｕ，ｖ）のスケール要素であり、γはｕ軸とｖ軸の歪曲度である。
【００６１】
【数２】
2004317507.tif 000004
【００６２】
次に、数１のＡ，Ｒ，ｔを一つの行列Ｐにまとめれば、数３のようになる。これは、点Ｍの３次元固定座標と行列Ｐが分かれば、その投影先である画像面上の点がスケールｓの倍数で表されることを示す。なお、スケールｓは、点Ｍとカメラとの距離（この場合、前述の距離ＤＬＴに対応する値）に基づいて求まる。また、行列Ｐは、３×４行列であり、一般的に射影行列と呼ばれる。本例の場合、調整用ターゲット３の各特徴点のレーダ座標上の座標値と、これら特徴点のカメラ２における画像面上の座標値によって、この射影行列を求めることが、レーダ１とカメラ２間の座標変換パラメータを把握することになる。
【００６３】
【数３】
2004317507.tif 000005
【００６４】
そして、数３を変形すると、数４のような方程式となる。ここで、Ｚは、３次元の点Ｍ及び２次元の点ｍからなる２×１２の行列であり、ｐは、射影行列Ｐをベクトル状に並び替えたカメラパラメータである。３次元の点Ｍ及び２次元の点ｍが分かれば、数５に示すような最適化問題として、このカメラパラメータｐを求めることができる。なお、ベクトルｐが計算されたら、それを射影行列Ｐに表現しなおす。
【００６５】
【数４】
2004317507.tif 000006
【００６６】
【数５】
2004317507.tif 000007
【００６７】
次に、求めた射影行列Ｐを、数６に示すように、３×３行列と３×１行列に分ける。このうち、３×３行列は、数１から分かるように、行列ＡとＲの積ＡＲである。また、３×１行列は、行列Ａとｔの積Ａｔである。
このため、上記３×３行列を周知のＱＲ分解（コレスキー分解）により直交行列と上三角行列に分解し、この分解により得られた上三角行列を、その（３，３）成分で全体を除算すれば、数２と同じ形式の行列Ａ（内部パラメータ）が求まる。
なお、この行列Ａ（内部パラメータ）は、カメラ２の機器自体によって決まるものであるため、前述のステップＳ７において調整用ターゲット３のデータによって求める必要は必ずしもなく、通常は、カメラ２の機種毎又は製品毎に事前に求めて設定しておけばよい。例えば、前述したレンズ歪を求める作業において、同一のターゲットを用いてこの行列Ａを求めておいてもよい。
【００６８】
【数６】
2004317507.tif 000008
【００６９】
次に、外部パラメータ（Ｒｔ）の求め方について説明する。
この外部パラメータも、前述の内部パラメータと同様の考え方（射影行列Ｐを求めるという考え方）で求めることができる。但し、この外部パラメータは、前述のステップＳ７において、レーダ１の光軸調整後に同一の調整用ターゲット３を用いて行う。このようにすると、レーダ１の光軸とカメラ２の光軸との間の座標変換パラメータを構成する外部パラメータを正確かつ容易に求めることができる。
まず、既述したように、調整用ターゲット３上の各特徴点Ａ〜Ｍのレーダ座標（Ｘｌ，Ｙｌ，Ｚｌ）上の座標値は、数７に示すように容易に求まる。
【００７０】
【数７】
2004317507.tif 000009
【００７１】
次に、各特徴点Ａ〜Ｍ（中心点Ｇを除く、以下同様）の画像面上の座標値を求める。なお、この座標値は、カメラ２により撮像された調整用ターゲット３の画像を画像処理（エッジ抽出、コーナ抽出、及び２値化）することによって求めてもよいが、ここでは処理の簡素化のために、次のようにして各特徴点の座標値を求める。
即ち、図６に示すように、カメラ２により撮像された調整用ターゲット３の画像において、各特徴点Ａ〜Ｍを囲む四隅の位置を作業者が指定する操作を要求し、この操作によって指定された上記四隅の内側の領域を、図７（ａ）に示す如く切り出す。なお、上記指定操作（領域指定操作）は、例えば本監視装置に接続されたパーソナルコンピュータに上記調整用ターゲット３の画像を取り込み、このコンピュータのマウス操作によって行う（図６参照）。次に、こうして切り出された画像データに対して、周知のエッジ抽出フィルタ処理を施して、図７（ｂ）のようなエッジ画像を生成する。次いで、さらに周知のハフ変換を行い、図７（ｃ）に示すように直線を検出した後、検出された各直線の交点を求める。次に、求められた交点のうち、各特徴点Ａ〜Ｍに相当する点（図８（ａ）においてマル印で示す交点）を指定する作業者の操作（例えば、前述したマウス操作によるもので、本発明の交点指定操作に相当）を要求し、指定された交点の座標を各特徴点Ａ〜Ｍの座標値として登録する。これにより、図８（ｂ）に黒四角で示すように、各特徴点Ａ〜Ｍの画像面上の座標値がそれぞれ求められる。数８は、この座標値を表す式である。
【００７２】
【数８】
2004317507.tif 000010
【００７３】
次に、数３に示した射影行列Ｐを、調整用ターゲット３に関して求める。いいかえると、数７で表される各特徴点Ａ〜Ｍの３次元座標値と、数８で表される各特徴点Ａ〜Ｍの２次元座標値の関係を決定する射影行列Ｐを求める。求め方は、前述の行列Ａ（内部パラメータ）の求め方において説明したものと同じでよい。
次いで、求められた射影行列Ｐから外部パラメータ（行列Ｒとｔ）を抽出する。この抽出は、数６の関係から数９によって行うことができる。ここで、Ａ−１は、前述した求め方によって求められた行列Ａ（内部パラメータ）の逆行列である。以上により、調整用ターゲット３に基づく外部パラメータ、即ちレーダ１に対する外部パラメータが求められる。
【００７４】
【数９】
2004317507.tif 000011
【００７５】
次に、カメラ２の光軸変化（この場合、姿勢変化のみ）を認識する処理（前述のステップＳ１１）の原理について、図９を使用して説明する。
前述した外部パラメータにおける回転行列Ｒは、カメラ座標系の各軸回りの回転として表せる。即ち、カメラ２の検出エリア（第２検出エリア）が、Ｚｃ軸回りにθ回転し、Ｘｃ軸回りにφ回転し、Ｙｃ軸回りにρ回転したとすると、行列Ｒは数１０のようになる。これを数９の成分と比較することで、数１１のようにカメラ２の上記光軸角度θ，φ，ρが算出できる。
前述のステップＳ１１では、行列Ｒを新たに求めて数１１から新たな光軸角度を算出し、カメラ２の光軸角度の変化（カメラ２の検出エリアの姿勢変化）を把握してもよいが、本形態例では、処理の簡素化のために、次の方法によってこの光軸角度の変化を把握する。
【００７６】
【数１０】
2004317507.tif 000012
【００７７】
【数１１】
2004317507.tif 000013
【００７８】
即ち、角度調整によって、画像面上の特徴点Ａが例えば図９に示すような特徴点Ａ´に移動したとすると、このような特徴点の変化から角度調整後の新たな回転行列Ｒを推定する。
より具体的には、例えば前述のステップＳ９の判定が否定的になった時点（カメラ光軸調整が必要との判定がなされた時点）から、ステップＳ９の判定が肯定的になる（カメラ光軸調整が完了と判定される）時点まで、例えば一定時間毎にカメラ２の撮像動作を行い、その都度移動後の複数の特徴点の画像面上の座標を探索して、角度変化に相当する回転行列Ｒｔ＋１を数１２から推定する処理を繰り返し実行する。
なお、数１２において、ｕｔ，０，…，ｕｔ，ｎとｖｔ，０，…，ｖｔ，ｎは、時刻ｔでのｎ個の特徴点の画像面上の座標値であり、ｆはカメラ２の焦点距離である。また、ｕｔ＋１，０，…，ｕｔ＋１，ｎとｖｔ＋１，０，…，ｖｔ＋１，ｎは、時刻ｔ＋１でのｎ個の特徴点の画像面上の座標値である。
また、時刻ｔ＋１での回転行列Ｒｔ＋１の推定値は、数１３の最適化問題として解くことができる。
【００７９】
【数１２】
2004317507.tif 000014
【００８０】
【数１３】
2004317507.tif 000015
【００８１】
また、移動後の特徴点の検索は、次のようにして行う。
即ち、時刻ｔでの特徴点の周囲画像をテンプレートとして登録し、時刻ｔ＋１の時の画像から数１４に示す正規化相互相関演算で照合しながら特徴点の位置の周囲画像を探索し、数１４に示すｓｓｄが最大値となる位置を求めることで移動後の特徴点の座標を特定する。なお、数１４において、ｆ（ｕ，ｖ）とｇ（ｕ，ｖ）は、移動前後の画像面上の座標値を意味する。
【００８２】
【数１４】
2004317507.tif 000016
【００８３】
次に、角度変化に相当する回転行列Ｒｔ＋１が前述の推定によって求まると、各方向の角度変化量Δθｔ，Δφｔ，Δρｔを前述の数１１により求めることができる。そして、これら角度変化量が求まると、角度変化後（時刻ｔ＋１）のカメラ光軸の新たな姿勢（各方向の角度θｔ＋１，φｔ＋１，ρｔ＋１）が、数１５に示す式により容易に計算される。
なお、前述のステップＳ９の処理では、上述のカメラ光軸の新たな姿勢が求まる度に、これを所定の許容角度εと比較し、数１６に示すように各角度がε以下となったｓ回目の時点（時刻ｔ＋ｓ）で、カメラ光軸調整完了と判定する。
【００８４】
【数１５】
2004317507.tif 000017
【００８５】
【数１６】
2004317507.tif 000018
【００８６】
以上説明した制御処理によれば、まず、ステップＳ１〜Ｓ３，Ｓ１２の処理により、各センサによる調整不能状態の判定が行われ、何れかの判定により調整不能状態と判定された場合には、両方の調整が実行されない。このため、既述したように、調整不能状態で誤った調整を行ってしまう事態を信頼性高く回避できる。
次に、ステップＳ４（Ｓ２１〜Ｓ３７）の処理によって、レーダ１の検出エリア（第１検出エリア）の基準方向と直交方向の軸ずれ検知処理と軸調整が自動的に実行される。但し本例では、レーダ１の基準方向（この場合、左右方向）の軸ずれがソフト的光軸調整範囲を超える場合には、この左右方向の軸ずれを調整する左右方向調整要求（軸ずれ情報）がディスプレイに表示され（ステップＳ３２，Ｓ３４）、前記軸ずれが許容範囲内に収まるとこの表示がオフされる（ステップＳ２６，Ｓ２７）。このため作業者は、このディスプレイの表示を見ながら、レーダ１の取り付け方向等を変更することで、ソフト的光軸調整範囲を超える上記軸ずれを容易に是正して物理的に調整できる。
【００８７】
また、ステップＳ４の処理においては、ステップＳ３６の直交方向（この場合、上下方向）の軸調整（この場合、ソフト的調整のみ）がなされた場合に、ステップＳ３７で上下調整フラグがオンに設定され、これによりステップＳ２３の分岐処理によってステップＳ２９〜Ｓ３１（ロール方向の軸ずれ量（ずれ角θ）を算定するロールずれ検知処理）が実行される。
次に、上記ステップＳ２９〜Ｓ３１のロールずれ検知処理が実行されていない場合（ずれ角θが算出済みでないとき）には、ステップＳ５，Ｓ１３でロールずれ検知処理がなされ、その後、ステップＳ６で、算出されたロール方向の軸ずれを是正する調整作業（この場合、ソフト的な調整のみ）が実行される。
そして、このようにレーダ１の軸調整が全て終了した後、ステップＳ７〜Ｓ１１，Ｓ１４において、カメラ２の軸ずれ検知処理及び軸ずれ調整（座標変換パラメータの設定含む）が行われる。なお、カメラ２の軸ずれ（この場合、前述した外部パラメータの回転成分である回転行列Ｒにより特定されるもので、レーダ１の光軸に対する姿勢のずれ）が、許容範囲を外れている場合には、ステップＳ１０によって物理的な取付変更による調整が、ディスプレイへの情報表示により要求され、許容範囲内に収まるとステップＳ９，Ｓ１４の処理によって上記要求が取り消され、処理が終了する。このため作業者は、このディスプレイの表示を見ながら、カメラ２の取付方向等を変更することで、上記軸ずれを容易に是正して物理的に調整できる。
【００８８】
以上説明したように本例の軸調整方法によれば、レーダ１（第１検出エリア）の上下方向（直交方向）及び左右方向（基準方向）の２次元軸調整と、レーダ１（第１検出エリア）のロール方向の軸調整と、カメラ２（第２検出エリア）の各方向の軸調整（特に、カメラ２の光軸をレーダ１の光軸に平行にする姿勢調整）が、同一のターゲットで容易かつ正確に可能になる。このため、監視装置としての測定精度を向上させることができるとともに、軸調整に要する作業時間の短縮と作業に必要なコスト低減が図れる。また、センサ同士の認識情報（被検出物の位置情報）の相関が正しく取れるようになり、各センサの測定結果を相互利用してフュージョン方式の長所を高度に発揮することができる。
【００８９】
なお、本軸調整方法（レーダ１の軸調整方法）は、受信強度の波形が調整用ターゲットの相対位置に対応する逆Ｗ字状となるような明暗パターンを調整用ターゲットの検出表面に形成し、このような受信強度の波形から光軸のずれ量を各方向（ロール方向含む）について算出可能とした構成である。このため、この光軸のずれ量が定性的かつ定量的に把握できるようになり、高精度な光軸調整が安定的に可能となる。また、レーダ１のレーザ光のビーム幅が例えば図２（ｃ）に示すように広くなり、レーダ１の分解能が比較的低くなったとしても、受信強度の波形（走査方向における受光量の連続的変化）によってずれ量を判定しているため、上述した良好なずれ量検知及び光軸調整が問題なく可能となる。ちなみに、前述した特許文献１の方法では、レーダの分解能が粗い場合、軸調整が十分な精度で行えないという短所がある。
【００９０】
なお、本発明は上記形態例に限られず、各種の態様や変形が有り得る。
例えば、本願の第１の軸調整方法（ロール方向の軸ずれ調整）は、かならずしも、フュージョン方式の監視装置に限られず、例えばレーダ単体よりなる監視装置に適用することもできる。この場合、制御処理内容は、例えば図１２に示すようになる。
【００９１】
また、調整用ターゲットとしては、図１４（ａ）に示すように、前述のターゲット３の検出表面に対して枠状の背景領域３１（暗部）を追加した構成の調整用ターゲット３ａを使用してもよい。このような構成とすれば、ターゲットの周囲環境を必ずしも暗部に設定しなくても、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すような良好な受光量波形が得られ易くなる。
また、図１４（ｂ）に示すように、前述のターゲット３における帯状領域２５，２６（斜めでない部分）を削除した構成の調整用ターゲット３ｂを使用してもよい。但し、このような構成の場合、上下方向のずれ量が大きくターゲットの上下長さが大きくなると、傾斜した帯状領域２１の両端がそのまま延長方向に伸びることになるので、ターゲットの幅寸法もそれに比例して大きくなってしまう。その点、前述のターゲット３のような構成であれば、帯状領域２５，２６（斜めでない部分）を有する分だけ、ターゲットの幅寸法が低減できるので、ターゲットの小型化という観点からは、前述のターゲット３のような構成が優れている。
また、図１４（ｃ）に示すように、上述のターゲット３ｂの検出表面に対して枠状の背景領域３２（暗部）を追加した構成の調整用ターゲット３ｃを使用してもよい。
【００９２】
また、図１３（ａ）に示すような調整用ターゲット３ｄを使用してもよい。このターゲット３ｄの検出表面の外形は、上下方向に対して斜めにかつ相互に平行に配置された辺（端縁）を左右方向両側に有する平行四辺形状であり、このターゲット３ｄの検出表面の左右方向の幅Ｌ１は、前記検出エリアの走査方向の幅Ｌ２よりも小さい寸法とされている。また、このターゲット３ｄの検出表面には、本発明の明暗パターンを構成する領域として、検出表面の中心位置を上下方向に縦断するように配置された帯状領域４１と、この帯状領域４１の左右方向両側に位置する反転領域４２，４３（この場合、三角形状の領域）とが形成され、帯状領域４１が暗部とされ、反転領域４２，４３が明部とされている。
このような調整用ターゲット３ｄの場合でも、前述の調整用ターゲット３と同様に、逆Ｗ字状の受光量波形が得られ、この受光量波形における走査量（ｃ，ａ，ｂ）から、各方向のずれ量（ＤＹ，ＤＸ）等が算出でき、同様の光軸調整が可能となる。但し、この場合のずれ量（ＤＹ，ＤＸ）を算出する式は、ＤＹ＝ｃ、及びＤＸ＝（ａ＋ｂ）／２−ｃとなる。
【００９３】
また、図１３（ｂ）に示すように、上述のターゲット３ｄの検出表面に対して枠状の背景領域４４（暗部）を追加した構成の調整用ターゲット３ｅを使用してもよい。
また、本発明の調整用ターゲットの特殊な態様としては、例えば図１３（ｃ）に示すような調整用ターゲット３ｆがあり得る。これは、中央部が斜めに切断された上下方向の帯状領域５１（暗部）と、この帯状領域５１の左右両側と内側に配置されたＮ字状の反転領域５２（明部）と、反転領域５２や帯状領域５１の周囲に形成された四角枠状の背景領域５３（暗部）とが、検出表面に形成されたものである。このような調整用ターゲット３ｆであっても、前述の調整用ターゲット３と同様の原理で光軸調整が良好に可能となる。
なお、上記調整用ターゲット３ｆにおける背景領域５３（暗部）を削除してもよい。
また例えば、以上例示した調整用ターゲット３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｆに対して、明部と暗部を反転させた構成の調整用ターゲットであってもよい。
【００９４】
また、ディスプレイに表示する軸ずれ情報としては、例えば、前述の受光量波形を表示してもよい。
また、本発明のターゲット設置作業をロボットなどの自動機を使用して自動で行う態様としてもよいし、或いは、固定状態に設置された調整用ターゲットに対して、監視装置の搭載された車両等をコンベア等で移動させ位置決め装置を使用して自動で位置決めることにより、本発明のターゲット設置作業を自動で行うこともできる。
また本発明は、上記形態例のように二次元スキャンを行うレーダに適用してもよいが、例えば左右方向（基準方向）にのみ走査を行うレーダに適用することもできる。
また本発明は、レーザ光や可視光を用いたセンサよりなる監視装置のみならず、例えば電波や音波を用いたセンサよりなる測距装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】軸調整を実施する監視装置を含む設備構成等を示す図である。
【図２】レーダの構成や調整用ターゲット等を示す図である。
【図３】レーダの受光波形を説明する図である。
【図４】レーダのロール方向の軸調整の原理を説明する図である。
【図５】調整用ターゲットの特徴点と各センサの座標系を示す図である。
【図６】調整用ターゲットの画像例を示す図である。
【図７】調整用ターゲットの特徴点の抽出処理を説明する図である。
【図８】調整用ターゲットの特徴点の抽出処理を説明する図である。
【図９】調整用ターゲットの特徴点の探索処理を説明する図である。
【図１０】軸調整の処理（メインルーチン）を示すフローチャートである。
【図１１】軸調整の処理（サブルーチン）を示すフローチャートである。
【図１２】軸調整の処理を示すフローチャート（他の例）である。
【図１３】調整用ターゲットの他の例を示す図である。
【図１４】調整用ターゲットの他の例を示す図である。
【図１５】従来の軸調整を説明する図である。
【図１６】レーダのロール方向の軸調整を具体的に説明する図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  レーザレーダ（監視装置）
２  カメラ（監視装置）
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｆ  調整用ターゲット
２１，２５，２６，４１，５１  帯状領域
２２，２３，４２，４３，５２  反転領域
３１，３２，４４，５３  背景領域
【図１】
2004317507.tif 000019
【図２】
2004317507.tif 000020
【図３】
2004317507.tif 000021
【図４】
2004317507.tif 000022
【図５】
2004317507.tif 000023
【図６】
2004317507.tif 000024
【図７】
2004317507.tif 000025
【図８】
2004317507.tif 000026
【図９】
2004317507.tif 000027
【図１０】
2004317507.tif 000028
【図１１】
2004317507.tif 000029
【図１２】
2004317507.tif 000030
【図１３】
2004317507.tif 000031
【図１４】
2004317507.tif 000032
【図１５】
2004317507.tif 000033
【図１６】
2004317507.tif 000034