(57)【要約】【課題】  比較的狭い空間でも精度の高いキャリブレーションをできるようにする。【解決手段】  鏡１０１と鏡１０２とを平行かつ互いの反射面を対向させるように配置し、その間に目印１０４を設置した。そして、カメラ１０５は鏡１０２の上端中央付近から目印１０４及び目印１０４の反射像を撮影してキャリブレーションを行う。すなわち、鏡１０１および鏡１０２によって反射する目印の反射像は、あたかも遠方までの広範囲にわたって点在する多数の目印をシミュレートし、かかるシミュレートされた目印を撮影することで、実際に多くの目印を遠方まで配置した状況を撮影した時と同じキャリブレーションを行うことができる。【選択図】        図１
2004191354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラを有するカメラシステムのキャリブレーションを行う方法であって、
第１の鏡および第２の鏡を平行かつ互いの反射面を対向させて配置し、
前記第１および第２の鏡の間に目印を設置し、
前記目印が前記第１および第２の鏡によって反射されて得られる目印の反射像を前記カメラにより撮影し、
撮影された画像を用いて前記カメラシステムのキャリブレーションを行う
ことを特徴とするキャリブレーション方法。
【請求項２】
前記目印の設置は、前記目印を前記カメラシステムが行う処理に用いられる基準平面と同じレベルの位置に設置することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項３】
前記第１の鏡は、ハーフミラーであり、
前記カメラによる撮影は、前記第１の鏡越しに、前記第２の鏡の反射面を撮影することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項４】
前記第１の鏡は、光透過部を備え、
前記カメラによる撮影は、前記光透過部越しに、前記第２の鏡の反射面を撮影することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項５】
前記目印の設置は、前記カメラシステムの機能に基づいて決定された位置に設置することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項６】
前記目印の設置は、複数の目印を設置することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項７】
前記目印の設置は、２つの目印を、該目印間を結ぶ線分が前記第１の鏡の反射面と前記第２の鏡の反射面に平行になるように設置することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項８】
前記目印は、前記第１の鏡の反射面および前記第２の鏡の反射面に対して垂直な方向に沿った直線形状である
ことを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項９】
さらに、前記カメラの光軸を屈曲させるための光軸屈曲用鏡を配置し、
前記カメラによる撮影は、前記光軸屈曲用鏡を介して前記目印の反射像を含む画像を撮影することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１０】
複数のカメラを有し、平面投影ステレオ法を実施する機能を備えたステレオカメラシステムのキャリブレーションを行う方法であって、
第１の鏡および第２の鏡を平行かつ互いの反射面を対向させて配置し、
前記第１および第２の鏡の間に少なくとも２つの目印を設置し、
前記目印が前記第１および第２の鏡によって反射されて得られる目印の反射像を含む画像を前記複数のカメラで撮影し、
前記複数のカメラで撮影された画像間の前記目印の対応関係を示す複数の座標の組を決定し、
前記複数の座標の組から、前記目印が設置された平面を基準とし且つ前記複数のカメラによって撮影された画像間の射影変換パラメータを算出する
ことを特徴とするキャリブレーション方法。
【請求項１１】
カメラシステムのキャリブレーションを支援する装置であって、
第１の鏡と、
前記第１の鏡と平行に配置され、その反射面が前記第１の鏡の反射面と対向する第２の鏡と、
前記第１の鏡と前記第２の鏡との間に配置される目印と
を具備することを特徴とするキャリブレーション支援装置。
【請求項１２】
前記第１の鏡は、ハーフミラーである
ことを特徴とする請求項１１に記載のキャリブレーション支援装置。
【請求項１３】
前記目印を、前記カメラシステムが行う処理に用いられる基準平面と同じレベルの位置に設置するためのレベル調整部材をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１１に記載のキャリブレーション支援装置。
【請求項１４】
前記第１の鏡は、光透過部を備える
ことを特徴とする請求項１１に記載のキャリブレーション支援装置。
【請求項１５】
前記目印は、複数の目印を有する
ことを特徴とする請求項１１に記載のキャリブレーション支援装置。
【請求項１６】
前記目印は、２つの目印を有し、該目印間を結ぶ線分が前記第１の鏡の反射面と前記第２の鏡の反射面に平行になるように配置される
ことを特徴とする請求項１１に記載のキャリブレーション支援装置。
【請求項１７】
前記目印は、前記第１の鏡の反射面および前記第２の鏡の反射面に対して垂直な方向に沿った直線形状である
ことを特徴とする請求項１１に記載のキャリブレーション支援装置。
【請求項１８】
前記カメラシステムのカメラの光軸を屈曲させるための光軸屈曲用鏡をさらに備え、
前記光軸屈曲用鏡は、前記カメラが当該光軸屈曲用鏡を介して前記目印の反射像を含む画像を撮影するような位置に配置される
ことを特徴とする請求項１１に記載のキャリブレーション支援装置。
【請求項１９】
複数のカメラを有し、平面投影ステレオ法を実施するステレオカメラシステムのキャリブレーションを行う装置であって、
第１の鏡と、
前記第１の鏡と平行に配置され、その反射面が前記第１の鏡の反射面と対向する第２の鏡と、
前記第１の鏡と第２の鏡との間に配置される複数の目印と、
前記複数のカメラで撮影された画像間の前記目印の対応関係を示す複数の座標の組から、前記目印が配置された平面を基準とし且つ前記複数のカメラによって撮影された画像間の射影変換パラメータを算出する演算処理装置と
を備えることを特徴とするキャリブレーション装置。
【請求項２０】
前記第１の鏡は、ハーフミラーである
ことを特徴とする請求項１９に記載のキャリブレーション装置。
【請求項２１】
前記目印を、前記ステレオカメラシステムが行う処理に用いられる基準平面と同じレベルの位置に設置するためのレベル調整部材をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１９に記載のキャリブレーション装置。
【請求項２２】
前記第１の鏡は、光透過部を備える
ことを特徴とする請求項１９に記載のキャリブレーション装置。
【請求項２３】
前記複数の目印は、２つであり、該目印を結ぶ線分が前記第１の鏡の反射面と前記第２の鏡の反射面に平行になるように配置される
ことを特徴とする請求項１９に記載のキャリブレーション装置。
【請求項２４】
前記目印は、前記第１の鏡の反射面および前記第２の鏡の反射面に対して垂直な方向に沿った直線形状である
ことを特徴とする請求項１９に記載のキャリブレーション装置。
【請求項２５】
前記複数のカメラの少なくとも１つの光軸を屈曲させるための光軸屈曲用鏡をさらに備え、
前記光軸屈曲用鏡は、前記カメラが当該光軸屈曲用鏡を介して前記目印の反射像を含む画像を撮影するような位置に配置される
ことを特徴とする請求項１９に記載のキャリブレーション装置。
【請求項２６】
カメラを有するカメラシステムを製造する方法であって、
前記カメラを予め決められた位置に取り付け、
第１の鏡および第２の鏡を平行かつ互いの反射面を対向させて配置し、
前記第１および第２の鏡の間に目印を設置し、
前記目印が前記第１の鏡および前記第２の鏡によって反射されて得られる目印の反射像を前記カメラにより撮像し、
撮像された画像を用いて前記カメラシステムのキャリブレーションを行う
ことを特徴とするカメラシステムの製造方法。
【請求項２７】
パラメータ設定用メモリを有し、平面投影ステレオ法を実施するステレオカメラシステムを製造する方法であって、
複数のカメラを予め決められた位置に取り付け、
第１の鏡および第２の鏡を平行かつ互いの反射面を対向させて配置し、
前記第１および第２の鏡の間に少なくとも２つの目印を設置し、
前記目印が前記第１および第２の鏡によって反射されて得られる目印の反射像を含む画像を前記複数のカメラで撮影し、
前記複数のカメラで撮影された画像間の前記目印の対応関係を示す複数の座標の組を決定し、決定した複数の座標の組を用いて、前記複数のカメラによって撮影された画像間の射影変換パラメータを算出し、
前記射影変換パラメータを前記パラメータ設定用メモリに記録し、
前記射影変換パラメータは、前記目印が設けられた平面を基準とした射影変換に用いられるパラメータである
ことを特徴とするカメラシステムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラシステムのキャリブレーションのための方法、キャリブレーション装置、当該キャリブレーションに用いられるキャリブレーション支援装置、当該キャリブレーションを含むカメラシステムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮影画像中に映っている物体に関する情報（例えば、物体の位置情報など）を検出する機能を備えたカメラシステムが開発されている。例えば、日本国特許公開公報２００１−２４３４５６号には、複数のカメラの撮影画像に基づいて障害物を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなカメラシステムは、多くの場合、自動車に搭載される。自動車に搭載されるカメラシステムは、自動車の前方を撮影し、撮影した画像に基づいて、前方の障害物、例えば前方を走行する他の自動車を認識し、認識した障害物と自車両との間の距離を検出する。
【０００４】
このカメラシステムでは、キャリブレーションが必須である。キャリブレーション工程は、カメラの取り付け位置のキャリブレーションだけでなく、撮影のための種々のパラメータ設定も含む。
【０００５】
カメラシステムにおけるキャリブレーションは、通常次の手順で行われる。１）カメラを所定の位置に取り付ける。２）そのカメラで、複数の目印を含む領域を撮影し、撮影画像から目印の位置情報（以下、目印撮影情報）を取得する。ここで、複数の目印の正しい位置情報（以下、目印真情報）は既知である。３）目印撮影情報と目印真情報との違いから、取り付け位置のキャリブレーションおよび各種パラメータの設定を行う。
【０００６】
また、平面投影ステレオ視と呼ばれる技術を利用するカメラシステム（以下、平面投影ステレオカメラシステム）が提案されている。平面投影ステレオカメラシステムは、例えば、上記特許文献１に障害物検出装置として開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４３４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、より精度の高いキャリブレーションは、カメラの近傍から遠く離れた領域までを撮影し、これにより多くの目印撮影情報を取得することで達成される。換言すれば、より精度の高いキャリブレーションは、広大な空間（例えば、カメラから数十メートル〜１００メートル程度までの領域）と、その広大な空間に実際に多数の目印を配置することを要求する。
【０００９】
また、上記の平面投影ステレオカメラシステムは、平面投影のためのパラメータを必要とするので、キャリブレーションにおいても、撮影画像に平面がどのように映るかという平面の撮影情報を要求する。したがって、平面投影ステレオカメラシステムでは、キャリブレーションのために、平面上に複数の目印を設け、それら複数の目印を撮影しなければならない。より精度の高い平面投影を行うためのパラメータを取得するには、面積の大きい平面上に多数の目印を設置し、かつそれら多数の目印の撮影情報を取得することが好ましい。換言すれば、この平面投影ステレオカメラシステムのキャリブレーションを行うためには、広大な空間が必要となる。
【００１０】
よって、上記したいずれのカメラシステムも、キャリブレーションのために、広い空間を要求する。この要求は、カメラシステムが製造される工場内でのキャリブレーションを実質不可能とする。例えば、自動車に搭載されるカメラシステムのキャリブレーションを行う場合、工場内でカメラを自動車に取り付けた後、その自動車を工場外に持ち出し、道路上に設けた多数の目印を撮影するといった煩雑な作業が生じる。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、工場などの限られた広さの場所でも容易にカメラシステムのキャリブレーションを実施することができるキャリブレーション方法、キャリブレーション支援装置、キャリブレーション装置およびカメラシステムの製造方法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】
【００１２】
本発明の一態様にかかるキャリブレーション方法は、第１の鏡および第２の鏡を平行かつ互いの反射面を対向させて配置し、前記第１および第２の鏡の間に目印を設置し、前記目印が前記第１および第２の鏡によって反射されて得られる目印の反射像を前記カメラにより撮影し、撮影された画像を用いて前記カメラシステムのキャリブレーションを行う。
【００１３】
また、本発明の別の態様にかかるキャリブレーション方法は、複数のカメラを有し、平面投影ステレオ法を実施する機能を備えたステレオカメラシステムのキャリブレーションを行う方法であって、第１の鏡および第２の鏡を平行かつ互いの反射面を対向させて配置し、前記第１および第２の鏡の間に少なくとも２つの目印を設置し、前記目印が前記第１および第２の鏡によって反射されて得られる目印の反射像を含む画像を前記複数のカメラで撮影し、前記複数のカメラで撮影された画像間の前記目印の対応関係を示す複数の座標の組を決定し、前記複数の座標の組から、前記目印が設置された平面を基準とし且つ前記複数のカメラによって撮影された画像間の射影変換パラメータを算出する。
【００１４】
また、本発明の別の態様にかかるキャリブレーション支援装置は、第１の鏡と、前記第１の鏡と平行に配置され、その反射面が前記第１の鏡の反射面と対向する第２の鏡と、前記第１の鏡と前記第２の鏡との間に配置される目印とを具備する。
【００１５】
また、本発明の別の態様にかかるキャリブレーション装置は、複数のカメラを有し、平面投影ステレオ法を実施するステレオカメラシステムのキャリブレーションを行う装置であって、第１の鏡と、前記第１の鏡と平行に配置され、その反射面が前記第１の鏡の反射面と対向する第２の鏡と、前記第１の鏡と第２の鏡との間に配置される複数の目印と、前記複数のカメラで撮影された画像間の前記目印の対応関係を示す複数の座標の組から、前記目印が配置された平面を基準とし且つ前記複数のカメラによって撮影された画像間の射影変換パラメータを算出する演算処理装置と、を備える。
【００１６】
また、本発明の別の態様にかかるカメラシステムの製造方法は、カメラを有するカメラシステムを製造する方法であって、前記カメラを予め決められた位置に取り付け、第１の鏡および第２の鏡を平行かつ互いの反射面を対向させて配置し、前記第１および第２の鏡の間に目印を設置し、前記目印が前記第１の鏡および前記第２の鏡によって反射されて得られる目印の反射像を前記カメラにより撮像し、撮像された画像を用いて前記カメラシステムのキャリブレーションを行う。
【００１７】
また、本発明の別の態様にかかるカメラシステム製造方法は、パラメータ設定用メモリを有し、平面投影ステレオ法を実施するステレオカメラシステムを製造する方法であって、複数のカメラを予め決められた位置に取り付け、第１の鏡および第２の鏡を平行かつ互いの反射面を対向させて配置し、前記第１および第２の鏡の間に少なくとも２つの目印を設置し、前記目印が前記第１および第２の鏡によって反射されて得られる目印の反射像を含む画像を前記複数のカメラで撮影し、前記複数のカメラで撮影された画像間の前記目印の対応関係を示す複数の座標の組を決定し、決定した複数の座標の組を用いて、前記複数のカメラによって撮影された画像間の射影変換パラメータを算出し、前記射影変換パラメータを前記パラメータ設定用メモリに記録し、前記射影変換パラメータは、前記目印が設けられた平面を基準とした射影変換に用いられるパラメータである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、比較的狭いスペースでもカメラシステムのキャリブレーションを容易に実施することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるキャリブレーション方法、キャリブレーション支援装置、キャリブレーション装置およびカメラシステムの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１および図２は、第１の実施形態にかかるキャリブレーション装置１００を示す概略図である。図１および図２に示すように、このキャリブレーション装置１００は、キャリブレーション支援装置１１０と、演算処理装置１０６とを備えている。
キャリブレーション支援装置１１０は、カメラシステムのキャリブレーションを行う際に用いられる装置であり、鏡１０１（第１の鏡）と、鏡１０２（第２の鏡）と、底面部１０３とを有している。
【００２１】
底面部１０３は、平板であり、鏡１０１と鏡１０２とが取り付けられている。鏡１０１と鏡１０２とは、底面１０３上に垂直に立った状態で固定されている。また、鏡１０１と鏡１０２とは、以下のような条件を満たすように配置されている。
１）鏡１０１の反射面と鏡１０２の反射面とが所定の距離を隔てて対向する
２）鏡１０１の反射面と鏡１０２の反射面とは平行である
【００２２】
なお、鏡１０１と鏡１０２との間の上記所定の距離は、１ｍ程度が好ましいが、１ｍより長くてもよいし、それ未満であってもよい。
【００２３】
目印１０４は、底面部１０３上であって、かつ鏡１０１の反射面と鏡１０２の反射面との間に設けられている。
【００２４】
目印１０４は、目立つものが望ましい。後述するキャリブレーションにおいて、撮影画像中の目印の位置を特定する際に、他の物体と容易に区別することができるからである。目印１０４は、例えば、光源（照明器具、ＬＥＤ、ランプ、蝋燭など）、輝度の高い塗料（白色の塗料、蛍光色の塗料など）で描いたマークであることが好ましい。
【００２５】
このキャリブレーション支援装置１１０と、キャリブレーションの対象となるカメラシステムのカメラ１０５とは、図１および図２に示すような位置に配置される。
【００２６】
演算処理装置１０６は、出力装置（ＬＣＤ、ＣＲＴなど）、入力装置（マウス、キーボードなど）、ＣＰＵ、メモリ、外部記憶装置を備えており、例えばパーソナルコンピュータなどのコンピュータ装置である。演算処理装置１０６は、外部記憶装置に格納されているプログラムにしたがって、後述するキャリブレーション処理を実行する。
【００２７】
上述したように、より精度の高いキャリブレーションを行うために、カメラの近傍から遠方までの広範囲に点在する多くの目印を含む撮影画像を取得することが好ましい。
【００２８】
第１の実施形態にかかるキャリブレーション方法によれば、キャリブレーション装置１００を用いて、多数の目印がカメラの近傍から遠方までの広範囲にわたって点在するかのような状況をシミュレートし、そのシミュレート結果をカメラで撮影する。換言すれば、このキャリブレーション方法は、実際にカメラの近傍から遠方までの広範囲にわたって多数の目印を配置することなく、それと同じような状況を作り出す。
【００２９】
キャリブレーション支援装置１１０の鏡１０１および１０２の反射面は、あたかも多数の目印１０４が直線状に並んで配置されているかのような状況を写し出す。図３に示すように、目印１０４の発する光は鏡１０１と鏡１０２との間で繰り返し反射される。この繰返し反射の結果、多数の反射像目印１０４１、１０４２、１０４３‥‥が現れる。これにより、鏡１０１および鏡１０２に、直線状に並んだ多数の目印１０４が映し出される。
【００３０】
つまり、鏡１０１および鏡１０２上に、カメラ１０５の近傍から遠方までの広範囲にわたって多数の目印１０４が点在しているかのような状況を作り出すことができる。図３に示す現実の目印１０４の位置を原点とすると、仮想目印１０４１は原点から距離Ａの位置に配置され、仮想目印１０４２は原点から距離Ａより大きい距離Ｂの位置に配置され、仮想目印１０４３は原点から距離Ｂより大きい距離Ｃの位置に配置されるといった仮想状況が作り出される。
【００３１】
したがって、カメラ１０５によって鏡１０１または鏡１０２を撮影することで、鏡の反射面に映る多数の目印１０４（反射像を含む）を含む撮影画像が得られる。この目的のために、キャリブレーションの対象となるカメラシステムのカメラ１０５は、鏡１０１または鏡１０２を撮影する位置に設置される。結果として、カメラ１０５は、カメラ１０５の近傍から遠方までの広範囲にわたって多数の目印が配置された状況を撮影することができる。
【００３２】
図２に示すように目印１０４が、鏡１０１と鏡１０２との間の距離Ｌの中間に設けられる場合、カメラ１０５は、等間隔で配置された複数の目印１０４を撮影することができる。目印１０４の位置が中間位置と異なる場合、カメラ１０５は、不等間隔で配置された複数の目印１０４を撮影することができる。いずれの場合であっても目印１０４の位置が既知であれば、反射像によってシミュレートされる多数の目印（仮想目印）の位置をあらかじめ計算することができる。等間隔で配置された目印の各位置の計算は容易であるので、目印１０４は、鏡１０１と鏡１０２との間の中間に設けられることが好ましい。
【００３３】
より多くの目印１０４（反射像含む）を含む撮影画像を取得するには、カメラ１０５が、鏡１０１と鏡１０２の間に設置され且つ一方の鏡の反射面を撮影すればよい。しかしながら、鏡１０１と鏡１０２との間にカメラ１０５を設置するのは現実的ではないと考えられる。
【００３４】
したがって、図１および図２に示すように、カメラ１０５は、一方の鏡（図示の例では鏡１０２）のやや上方に設置され、他方の鏡（図示の例では鏡１０１）を撮影することが好ましい。カメラ１０５がこのように配置されたとしても、多数の目印１０４（反射像含む）を含む撮影画像を取得することができる。
【００３５】
以下に、本発明にかかるキャリブレーション方法の手順が、図４の参照とともに説明される。２つの鏡１０１，１０２が、キャリブレーション対象となるカメラシステムのカメラ１０５と所定の位置関係が満たされるように配置される（ステップＳａ１）。２つの鏡１０１，１０２はまた、互いの反射面が対向し、かつそれら反射面が平行となるように配置される。それから、２つの鏡の間に目印が設置される（ステップＳａ２）。
【００３６】
キャリブレーション支援装置１１０は２つの鏡の位置と目印の位置とが決定された構成であるので、このキャリブレーション支援装置１１０を用いることにより、ステップＳａ１およびＳａ２は簡略化されることができる。換言すれば、キャリブレーション支援装置１１０が使用される場合、ステップＳａ１およびＳａ２は、カメラ１０５の設置のみの工程となり、キャリブレーションを行うたびに鏡の位置を調整するといった煩雑な作業が省略される。
【００３７】
キャリブレーション支援装置１１０が何度も使用されると、鏡１０１と鏡１０２の配置がずれるおそれがある。配置がずれた鏡１０１と鏡１０２は、再調整されなければならない。この再調整は、鏡１０１と鏡１０２に映る多数の目印１０４が直線状に並ぶように鏡１０１と鏡１０２の位置を決定することによって達成される。
【００３８】
２つの鏡１０１，１０２とカメラ１０５との間の所定の位置関係は、鏡に映る多数の目印１０４をカメラ１０５が撮影できるような位置関係である。カメラ１０５とキャリブレーション支援装置１１０との位置関係の調整は、カメラシステムが容易に移動できる場合、キャリブレーション支援装置１１０の近傍にカメラ１０５を移動させることで達成される。カメラシステムが容易に移動できない場合、例えばカメラシステムが自動車に搭載される場合は、キャリブレーション支援装置１１０をカメラシステムに移動させればよい。
【００３９】
図２に示すように、カメラ１０５の撮影方向（光軸方向）が目印１０４からずれるようにカメラ１０５が設置される場合（第１の位置関係）、斜め方向に直線状に並んだ多数の目印（仮想目印を含む）の撮影画像が得られる。図５は、その斜め方向に直線状に並んだ目印の撮影画像の例を示している。
【００４０】
カメラ１０５の撮影方向（光軸方向）が目印１０４上に位置するように設置される場合（第２の位置関係）、上下方向に直線状に並んだ多数の目印の画像が得られる。上記第１の位置関係と第２の位置関係とのいずれを採用するかは、カメラ１０５を有するカメラシステムの用途または機能に依存して決定することができる。
【００４１】
例えば、自動車に搭載されるカメラシステムなど、道路上の車線（白線）を目印として距離検出を行うことを主機能として有するシステムの場合、通常、カメラ１０５の撮影方向とカメラから目印（車線）への方向とは一致しない。したがって、このような用途で用いられるシステムのキャリブレーションでは、上記第１の位置関係が採用される。
【００４２】
カメラ１０５とキャリブレーション支援装置１１０との位置関係が調整された後、カメラ１０５によって撮影が行われる（ステップＳａ３）。これにより多数の目印１０４とその反射像である多数の仮想目印を含む撮影画像が得られる。
【００４３】
カメラ１０５によって得られた撮影画像は演算処理装置１０６に供給される。演算処理装置１０６は、オペレータの指示にしたがって、各種パラメータやテーブルデータの設定といったキャリブレーション処理を行う（ステップＳａ４）。このキャリブレーション処理は、画像調整のためのパラメータ設定処理および距離検出用テーブルデータの設定を含む。
【００４４】
画質調整のためのパラメータ設定処理では、カメラの特性によって画像にひずみが生じている場合に、演算処理装置１０６が、そのひずみを補正するためのパラメータを撮影画像から取得し、それをカメラシステムのパラメータ設定用メモリに設定する。鏡１０１および鏡１０２には、多数の目印が直線状に並んで映し出される（図５参照）。ひずみのないカメラで鏡１０１（または鏡１０２）が撮影された場合、直線状に並んだ多数の目印の画像（直線画像）が得られる。一方、撮影画像にひずみが生じる特性を有するカメラを使用すると、湾曲状に並んだ多数の目印の画像（ひずみ画像）が得られる。演算処理装置１０６は、撮影画像にひずみが生じる特性を有するカメラを使用する場合、ひずみがない場合の撮影画像中において本来多数の目印があるべき位置（直線状の位置）と、実際の撮影画像中の位置とが比較され、その差を補正するためのパラメータが取得される。
【００４５】
また、演算処理装置１０６は、撮影画像中の目印の位置と、目印１０４および仮想目印の位置とから、距離検出用テーブルデータを計算し、これをカメラシステムの距離検出用テーブルに設定する。撮影画像中に映し出される多数の目印（目印１０４および仮想目印）からカメラ１０５までの各距離は既知である（図３参照）。よって、各目印の位置と、撮影画像中における目印の位置とを対応づけることで距離検出用テーブルデータを作成することができる。距離検出用テーブルデータでは、例えば、撮影画像の下端からＸＸ（ｍｍ）離れて位置する目印に対し、カメラ１０５からその目印に対応するシミュレートされた目印までの距離ＹＹ（ｍ）が対応付けられている。撮影画像中の目印の位置は、上記ＸＸ（ｍｍ）のような距離情報ではなく、画像の端から何番目の画素であるかといった情報が用いられてもよい。よって、カメラシステムは、撮影画像と距離検出用テーブルデータとから、カメラ１０５から実際の検出対象物までの距離を算出することができる。演算処理装置１０６は、撮影画像中の目印の位置と実際の距離との対応関係を式で表し、その式をカメラシステムに設定してもよい。
【００４６】
第１の実施形態にかかるキャリブレーション方法によれば、対向配置される２つの鏡を用いることで、カメラ１０５の近傍位置から遠方の位置までの広範囲にわたって多数の目印が点在しているかのような仮想状況を作り出すことができる。
【００４７】
したがって、カメラ１０５で鏡を撮影することで、近傍から遠方までの範囲に点在する多数の目印を含む撮影画像を得ることができる。すなわち、上記キャリブレーション方法によれば、キャリブレーションのために広大な空間を用意することなく、広範囲に点在する多数の目印を含む撮影画像を得ることができ、より精度の高いキャリブレーションを行うことができる。これにより、工場内など限られた空間内においても、高精度のキャリブレーションを行うことができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施形態にかかるキャリブレーション装置を示す概略図である。キャリブレーション装置２００は、キャリブレーション支援装置２１０と、演算処理装置２０６とを備えている。
【００４９】
キャリブレーション支援装置２１０は、目印が２つ設けられている点で、第１の実施形態におけるキャリブレーション支援装置１１０と相違している。なお、鏡１０１，１０２の配置はキャリブレーション支援装置１１０と同様であるため、その説明を省略する。
【００５０】
キャリブレーション支援装置２１０では、底面部１０３上であって且つ鏡１０１と鏡１０２との間に、２つの目印１０４−１、１０４−２が設けられている。上述した第１の実施形態と同様、目印１０４−１、１０４−２は、鏡１０１と鏡１０２との中間位置に設けられてもよいし、他の位置に設けられてもよい。図６では、目印１０４−１と目印１０４−２は、それら目印を結ぶ線が鏡１０１および鏡１０２の反射面とほぼ平行となるように、配置されている。しかしながら、目印１０４−１と目印１０４−２の配置は、図６に示される配置に限定されない。
【００５１】
演算処理装置２０６は、第１の実施形態における演算処理装置１０６と同様な構成であり、外部記憶装置に格納されているプログラムにしたがって、後述するキャリブレーション処理を実行する。
【００５２】
第２の実施形態にかかるキャリブレーション方法は、平面投影ステレオ法を実施する機能を備えたステレオカメラシステムのキャリブレーションを行うための方法である。なお、平面投影ステレオ法とは、２つのカメラの一方で得られた画像の全ての画素を道路平面上の点と見做して、他方のカメラからの見え方に変換することで道路上の障害物を発見する手法である。
【００５３】
このキャリブレーション方法によれば、キャリブレーション装置２００を用いることで、上述した第１の実施形態と同様、多数の目印がカメラの近傍から遠方までの広範囲にわたって点在するかのような状況をシミュレートし、そのシミュレート結果を２つのカメラ１０５−１、１０５−２で撮影する。
【００５４】
まず、２つの鏡１０１，１０２が、キャリブレーション対象となるカメラシステムのカメラ１０５−１およびカメラ１０５−２と所定の位置関係が満たされるように配置される（ステップＳｂ１）。２つの鏡１０１，１０２はまた、互いの反射面が対向し、かつそれら反射面が平行となるように配置される。それから、２つの鏡の間に複数の目印が設置される（ステップＳｂ２）。
【００５５】
キャリブレーション支援装置２１０は２つの鏡の位置と２つの目印の位置とが決定された構成であるので、このキャリブレーション支援装置２１０を用いることにより、ステップＳｂ１およびＳｂ２は簡略化されることができる。換言すれば、キャリブレーション支援装置２１０が使用される場合、ステップＳａ１およびＳａ２は、カメラ１０５−１およびカメラ１０５−２の設置のみの工程となる。なお、ステレオカメラシステムにおいては、２つのカメラ１０５−１とカメラ１０５−２との位置関係（両者間の距離など）は固定される。
【００５６】
２つの鏡１０１，１０２と２つのカメラ１０５−１，カメラ１０５−２との間の所定の位置関係は、鏡に映る多数の目印（仮想目印）をカメラ１０５−１，１０５−２が撮影できるような位置関係である。カメラ１０５−１，１０５−２とキャリブレーション支援装置２１０との位置関係の調整は、１）キャリブレーション支援装置２１０の位置は固定したままステレオカメラシステムを移動させること、２）ステレオカメラシステムの位置を固定したままキャリブレーション支援装置２１０を移動させること、または３）キャリブレーション支援装置２１０とステレオカメラシステムをともに移動させること、によって達成される。
【００５７】
図６に示すように、カメラ１０５−１とカメラ１０５−２の撮影方向（光軸方向）がともに目印１０４−１および目印１０４−２からずれるように、それらカメラが設置される場合、図８および図９に例示するような撮影画像が得られる。図８はカメラ１０５−１の撮影画像であり、図９はカメラ１０５−２の撮影画像である。これら図に示すように、カメラ１０５−１およびカメラ１０５−２の撮影画像として、斜め方向に直線状に並んだ多数の目印の画像が得られる。目印１０４−１、１０４−２とカメラ１０５−１、１０５−２の撮影方向との位置関係は、図６に示された関係に限定されず、第１の実施形態と同様に、カメラ１０５−１，１０５−２を有するステレオカメラシステムの用途または機能に依存して決定することができる。自動車に搭載されるステレオカメラシステムのキャリブレーションでは、図６に示す配置が好ましい。
【００５８】
カメラ１０５−１，１０５−２とキャリブレーション支援装置２１０との位置関係が調整された後、カメラ１０５−１，１０５−２による撮影が行われる（ステップＳｂ３）。これにより目印１０４−１，１０４−２とそれらの反射像である多数の仮想目印を含む撮影画像が得られる。
【００５９】
カメラ１０５−１，１０５−２によって得られた撮影画像は演算処理装置２０６に供給される。そして、オペレータが演算処理装置２０６を用いてキャリブレーションに必要な作業を行う。ここで行われるキャリブレーションは２段階に分かれている。１段階目は撮影範囲および画像の調整であり、２段階目は平面を基準とした射影変換のパラメータの算出である。
【００６０】
１段階目として、まず、カメラ１０５−１，１０５−２の撮影範囲が調整される（ステップＳｂ４）。特に、カメラ１０５−１，１０５−２の撮影範囲の一部が重なることが要求される。撮影範囲の調整は、各々のカメラに映し出された画像を確認することによって行われる。その調整は、例えば、目印１０４−１とその反射像である仮想目印の列の消失点（無限遠方で消える点）と、目印１０４−２とその反射像である仮想目印の列との消失点とが画像の左右方向の中央付近に位置するように、カメラの向きまたは配置を変更することである。調整の結果、各々のカメラ１０５−１，１０５−２で撮影された画像中における消失点の上下方向の位置が同程度になることが望ましい。
【００６１】
１段階目の次のステップとして、画像が調整される（ステップＳｂ５）。このステップでは、カメラの特性によって画像に歪みが生じている場合に、演算処理装置２０６が、その歪みを補正するためのパラメータを取得する。この処理は、第１の実施形態で説明した処理と同様である。
【００６２】
２段階目として、演算処理装置２０６が、平面を基準とした射影変換のパラメータを算出し、算出したパラメータをステレオカメラシステムに設定する（ステップＳｂ６）。
【００６３】
まず、オペレータが、カメラ１０５−１で撮影した画像中の目印がカメラ１０５−２で撮影した画像中のどの目印に対応するかを目視によって決定する。両画像間での目印の対応関係は、少なくとも４組必要とされる。それら対応関係は、目印の座標値データととともに演算処理装置２０６に入力される。
【００６４】
図８および図９に示すように、カメラ１０５−１が撮影した画像およびカメラ１０５−２が撮影した画像の各々は、目印１０４−１とその反射像目印の列と、目印１０４−２とその反射像目印の列とを含んでいる。上記対応関係は、目印１０４−１の列同士の比較と目印１０４−２の列同士の比較によって決定される。
【００６５】
演算処理装置２０６は、オペレータによって入力された対応関係および座標値データを用いて射影変換パラメータを算出する。
【００６６】
カメラ１０５−１の画像上の点（ｕi，ｖi）がカメラ１０５−２の画像上の点（ｕi’，ｖi’）に対応していると想定すると、変換パラメータＨは次式を満たす。ここで、ｉは１からＮの自然数であり、Ｎ＞３である。
【数１】
2004191354.tif 000003
【００６７】
Ｎ組の目印の座標値をそれぞれ式（１）に代入すると、Ｈを未知数とした連立方程式が得られる。射影変換のパラメータは、得られた連立方程式から（必要に応じて最小二乗法を用いて）算出される。
【００６８】
組数Ｎ＞３の要求は、次の理由による。変換パラメータＨは９個のパラメータを有し、そのうちの８個が独立のパラメータである。例えば、ｈ33＝１とするか、全てのパラメータの２乗和を１とすることにより、自由度を８にする。自由度８は、８個の式から全てのパラメータが算出されることを意味する。１つの目印の組は、ｕとｖとに関する２つの式を導くので、８個の式を得るには、４つの目印の組、すなわち３より多い組数が必要となる。さらに、これら目印の３つ以上が１直線上にないことが要求される。
【００６９】
演算処理装置２０６は、算出された射影変換パラメータをステレオカメラシステムのパラメータ記憶用メモリに格納する。演算処理装置２０６は、カメラ１０５−１，１０５−２が歪み補正機能を備えている場合、歪み補正の変形パラメータをカメラ１０５−１，１０５−２に登録してもよい。
【００７０】
第２の実施形態にかかるキャリブレーション方法によれば、対向配置される２つの鏡を用いることで、カメラ１０５−１、１０５−２の近傍位置から遠方の位置までの広範囲にわたって多数の目印が点在しているかのような仮想状況を作り出すことができる。
【００７１】
したがって、カメラ１０５−１、１０５−２で鏡を撮影することで、近傍から遠方までの範囲に点在する多数の目印を含む撮影画像を得ることができる。すなわち、第２の実施形態にかかるキャリブレーション方法によれば、キャリブレーションのために広大な空間を用意することなく、広範囲に点在する多数の目印を含む撮影画像を得ることができる。
【００７２】
さらに、得られた撮影画像を用いて射影変換パラメータを算出することにより、より正確な射影変換を行うことができ、射影変換技術を利用した障害物検出の精度を向上させることができる。
【００７３】
近くから遠くまでの様々な位置の目印を用いることが望ましい理由は、以下、に説明される。上述した変換パラメータＨは、カメラ１０５−１の画像をカメラ１０５−２の画像に直接射影する変換である。この変換は、実際には、カメラ１０５−１の画像を実空間の平面に射影し、その射影結果をさらにカメラ１０５−２の画像に射影する変換である。
【００７４】
ここでは説明を簡単にするため、カメラ１０５−１の画像を実空間の道路平面に射影する変換が例に挙げられ、平面投影ステレオ法に基づいて、目印の奥行き方向（カメラ近傍から遠方の位置への方向）のちらばりとパラメータの推定誤差の関係が説明される。
【００７５】
平面投影ステレオ法では、２台のカメラの光軸が共に奥行き方向とほぼ平行であり、画像に映っている実空間の水平垂直方向の広がりは奥行き方向に比べて小さいという条件の下で、実空間の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と画像上の座標（ｕ，ｖ）との関係が次式で近似される。
【数２】
2004191354.tif 000004
【００７６】
カメラのキャリブレーションは、目印の空間座標（Ｘi，Ｙi，Ｚi）とその画像上での座標（ｕi，ｖi）との組をＮ組用いて、パラメータｐijの値を求めることで達成される。ここで、ｉ＝１，２、ｊ＝１，２，３，４である。
【００７７】
以下に、最小二乗法によるパラメータの推定と推定誤差が説明される。まず、式（２）から次式が得られる。
【数３】
2004191354.tif 000005
式（３）の最小二乗解は次式で与えられる。
【数４】
2004191354.tif 000006
【００７８】
画像上の座標（ｕ，ｖ）の誤差の分散をそれぞれσu2、σv2とおき、誤差同士に相関が無いと仮定すると、分散共分散行列Ｖａｒは次式で表される。
【数５】
2004191354.tif 000007
【００７９】
よって、パラメータｐijの誤差を小さくするには、ベクトル（Ｘi／Ｚi，Ｙi／Ｚi，１，１／Ｚi）が広く散らばっていることが望ましい。特に第４成分の１／Ｚiから、目印が近くから遠くまで幅広く分布していることが望ましいということがわかる。
【００８０】
よって、射影変換パラメータを算出するためには、撮影画像が、奥行き方向に幅広く点在した目印を含むことが好ましい。第２の実施形態におけるキャリブレーション方法では、この点に着目し、仮想目印が多数存在するという状況を作り出すことによって、広大な空間を用意することなく、広範囲にわたって点在する多数の目印を含む撮影画像が得られる。
【００８１】
（第３の実施の形態）
図１０は、第３の実施形態のキャリブレーション支援装置３１０を示す概略図である。図１０に示すように、キャリブレーション支援装置３１０は、鏡３０２にカメラが覗き込むための穴３１１が設けられている点で、第１の実施形態におけるキャリブレーション支援装置１１０と相違している。
【００８２】
穴３１１は、カメラ１０５のレンズの口径と同じ程度の開口面積があれば良い。また、穴３１１の形はカメラ１０５への入射光の妨げとならない形状であればよい。
【００８３】
図１１は、第１の実施形態におけるカメラ１０５の光軸６０２と反射像が得られる上限ライン６０３との関係を説明する図である。同図に示すように、より遠方位置の目印を仮想する反射像を撮影するためには、カメラ１０５は、光軸６０２の近くの像を捉える必要がある。しかし、第１の実施形態では、カメラ１０５は鏡１０２の上から目印１０４及びその反射像を撮影するため、鏡１０１は光軸６０２上にない。したがって、鏡１０１の背後の景色が撮影画像に含まれ、より遠方の目印を仮想する反射像を得ることができない。
【００８４】
第３の実施形態では、図１０に示すように、鏡３０２は穴３１１を有し、光軸６０２が穴３１１を通過するようにカメラ１０５が設置されるので、より遠方の位置の目印を仮想する反射像を取得することが可能となる。
【００８５】
穴３１１は空洞であってもよいが、鏡３０２に設けられた穴３１１に透明部材（例えばガラス、プラスチック、アクリル等）または半透明部材（ハーフミラー等）を配置してもよい。穴３１１の代わりに鏡３０２に切り欠きを設けても良い。換言すれば、鏡３０２は、穴３１１でなくても、鏡３０２の背後（鏡１０１と反対側）から鏡１０１に向けて光を透過させることが可能な光透過部を有すればよい。
【００８６】
図１０では、カメラが１台しか示されていないが、キャリブレーション支援装置３１０が、第２の実施形態のように少なくとも２台のカメラを備えるステレオカメラシステムのキャリブレーションで用いられる場合には、鏡３０２は、各カメラのための光透過部を有してもよい。この場合、鏡３０２は、１つの光透過部分を有してよいし、各カメラの設置位置に応じた複数の光透過部分を有してもよい。
【００８７】
第３の実施形態にかかるキャリブレーション方法によれば、より遠方の位置の目印を仮想する反射像を撮影することができる。したがって、キャリブレーションのために広大な空間を用意することなく、広範囲に点在する多数の目印を含む撮影画像を得ることができ、より精度の高いキャリブレーションを行うことができる。
【００８８】
第３の実施形態において、鏡１０１が光透過部を有してもよい。鏡１０１が光透過部を有する場合、カメラ１０５は、鏡１０１の背後に設置され、鏡３０２の反射面を撮影する。
【００８９】
（第４の実施の形態）
図１２は、第４の実施形態のキャリブレーション支援装置を示す概略図である。第４の実施形態のキャリブレーション支援装置４１０は、鏡１０２に代えてハーフミラー４０２を具備する点で第１の実施形態と相違している。
【００９０】
第１の実施形態では、カメラ１０５は鏡１０２の上に設置され、第３の実施形態では、カメラ１０５は穴３１１が設けられた位置に応じた場所に設置される。第４の実施形態では、カメラ１０５は、その光軸がハーフミラー４０２の上端から下端までの範囲内を通過するように、設置される。これにより、カメラ１０５の光軸とほぼ水平な方向にある反射像を捉えることが可能となる。
【００９１】
図１３は、キャリブレーション支援装置４１０を用いたキャリブレーションを行う際における、カメラ１０５の光軸６０２と反射像が得られる上限ライン６０３との関係を説明する図である。図面上では光軸６０２と上限ライン６０３とが重なっているが、光軸６０２に極近い方向の反射像も得ることが可能である。
【００９２】
図１２に示されているカメラは１台であるが、キャリブレーション支援装置４１０は、複数のカメラを有するシステムのキャリブレーションのために用いられてもよい。
【００９３】
第４の実施形態にかかるキャリブレーション方法によれば、ハーフミラー４０２の背後に設置されたカメラで、より遠方位置の目印を仮想する反射像を含む画像を撮影することができる。
【００９４】
（変形例）
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示する種々の変形が可能である。
【００９５】
カメラシステムを製造する場合に、その製造工程中に上記キャリブレーション方法を実施する工程を含めるようにしてもよい。ここで、上記のようなキャリブレーションを実施する工程を含む製造工程について、自動車に搭載されるカメラシステム（障害物検出装置、車両運行支援装置あるいは車両自動操縦装置等に用いられるシステム）を製造する場合が例に挙げられる。
【００９６】
図１４に示すように、まず製造や購入することで取得されたカメラシステムのカメラが所定の位置に取り付けられる（ステップＳｃ１）。その所定の位置は、例えば、自動車のフロントガラス内のダッシュボード上部や、バックミラーの背面側（反射面と反対側の面）などである。取得されるカメラシステムはカメラと本体部とから構成されていることが想定されている。その本体部は、上述したような補正パラメータ、射影変換パラメータ、テーブルデータなどのキャリブレーションで得られるデータを設定するための設定用メモリを備えている。
【００９７】
所定の位置にカメラが取り付けられた後、上述した各実施の形態で説明したキャリブレーションが実施される（ステップＳｃ２）。例えば、第２の実施の形態におけるキャリブレーション方法が実施される場合、カメラ取り付け位置を微調整し、補正パラメータを算出し、射影変換パラメータを算出し、算出したパラメータを上記設定用メモリに記録するといった処理が行われる。
【００９８】
キャリブレーション工程を含むこの製造方法によれば、より精度の高い位置検出などが可能となるパラメータが設定されたカメラシステムを製造することができる。
【００９９】
上述した各実施の形態では、キャリブレーションの対象となるカメラが鏡１０２の背後側に設置される。例えば、第１の実施の形態では、カメラ１０５は鏡１０２の上方に且つその光軸を鏡１０１の反射面に向けて設置するといった位置関係が調整される。
【０１００】
持ち運びが容易なカメラシステムであれば、上記各実施の形態のような位置関係にカメラとキャリブレーション支援装置とを設置することは容易である。しかしながら、自動車に搭載されるカメラシステム（例えば、障害物検出装置用のシステムなど）では、カメラの前にキャリブレーション支援装置を設置することは困難な場合がある。例えば、自動車の製造ライン上でキャリブレーションが行われる場合、車両の前方向とその車両が流れる方向は一致するため、カメラの前に設置されたキャリブレーション支援装置は、自動車の製造作業を妨害する。
【０１０１】
この問題を解決するために、図１５に示すように、カメラ１０５の光軸６０２を屈曲させるために、カメラ１０５の前に光軸屈曲用の鏡９０１が設置される。鏡９０１により屈曲させられた光軸６０２上に上記各実施形態のキャリブレーション支援装置が設置される。
【０１０２】
すなわち、カメラ１０５の位置から見た鏡９０１に映る像が、上記各実施形態におけるカメラの前方の像と一致するように、カメラ１０５の前に鏡９０１が設置される。これによりカメラ１０５は、鏡９０１に映った鏡１０１の反射面上の多数の目印を含む画像を撮影することができる。
【０１０３】
よって、キャリブレーションが行われる際に、鏡９０１はカメラの前方に移動されればよい。工場の製造ラインの脇にキャリブレーション支援装置が設置されれば、多数の目印を含む撮影画像を得ることができ、自動車の製造作業は妨害されない。
【０１０４】
カメラが複数あるステレオカメラシステムのキャリブレーションが行われる場合も、鏡９０１が各カメラの前方に設置されることで、鏡９０１に映った鏡１０１の反射面上の多数の目印を含む画像を撮影することができる。
【０１０５】
製造ラインにそって搬送される自動車の位置は、道路上に位置する完成した自動車の位置よりも高いことが多い。従って、自動車に搭載されるカメラシステムのキャリブレーションの基準平面が工場の床である場合、そのキャリブレーションは、自動車走行時における路面よりも低い位置を基準にして行われる。しかしながら、自動車に搭載される障害物検出装置などのカメラシステムは、走行時に道路上の物体（白線）などを目印として距離検出を行うため、キャリブレーションのための目印も道路面と同一のレベルにある面上に存在することが好ましい。
【０１０６】
つまり、キャリブレーションのための目印を配置する平面のレベルは、実際にそのカメラシステムが距離検出などを行う時などに用いる基準平面、つまりカメラシステムが実行する処理に用いられる基準平面のレベルに合わせることが好ましい。
【０１０７】
したがって、自動車の製造工程の中でキャリブレーションが行われる場合、実施の形態の一つとして、キャリブレーション支援装置は、図１５に示すような構成としてもよい。図１５は、自動車製造工程の中でカメラシステムのキャリブレーションを行う場合の、キャリブレーション支援装置の一例である。このキャリブレーション支援装置は、底面部１０３−２と、鏡１０１、１０２と、底面部１０３−２上に配置した図示しない目印とを備える。さらに、底面部１０３−２の床９１０からの高さを調整するためのレベル調整部材５０５とを備える。
【０１０８】
自動車９０２は製造ラインに沿って搬送されるので、床９１０より高い位置にある。自動車９０２の接地面は想定接地面１０３−１である。自動車９０２にとって、想定接地面１０３−１は走行時の道路面と同じレベルの平面である。自動車９０２に搭載されたカメラシステム１５０１が障害物検出等の処理実行時に用いる基準平面は道路面であるから、カメラシステム１５０１がその処理実行時に用いる基準平面は想定接地面１０３−１と同じレベルである。したがって、キャリブレーション用の目印は、想定接地面１０３−１と同じレベルに配置されることが好ましい。
【０１０９】
レベル調整部材５０５は、キャリブレーション支援装置の底面部１０３−２を、想定接地面１０３−１と同じレベルに調整する。その結果、キャリブレーション用の目印は想定接地面１０３−１と同じレベルに配置される。
【０１１０】
目印を設けるレベルが道路面のレベルと一致すればよいので、目印のみが想定接地面１０３−１と同じレベルの位置に配置されても良い。例えば、床９１０から想定接地面１０３−１と同じ高さの柱の先端に目印が設けられる。
【０１１１】
図１６に示すように、キャリブレーション支援装置は、自動車１００４に取り付けられたカメラ１０５の光軸を上方に屈曲させる鏡１００２を有してもよい。これにより、カメラ１０５は、上方に設置された鏡１０１に映った多数の目印を含む画像を撮影することができる。
【０１１２】
換言すれば、キャリブレーション支援装置が設置された工場内において、鏡１００２がカメラの前方に移動されるだけで、多数の目印を含む撮影画像を得ることができる。
【０１１３】
本例の場合は、カメラ１０５の想定接地面１００３−１を含む仮想平面（図１６中点線で示す）上に目印１０４を置くことにより、道路面を基準としたキャリブレーションを行うことができる。図１６に示すように、この仮想平面は、想定接地面１００３−１が鏡１００２で屈曲されて鏡１０１側に広がる平面である。従って、この仮想平面は、カメラ１０５の想定接地面である想定接地面１００３−１と、目印１０４を設ける目印配置面１００３−２とを含む。つまり、仮想平面は、想定接地面１００３−１を含む面と、目印配置面１００３−２を含む面とを組合せた面であり、これらの面が鏡１００２の位置で折れ曲がった形状を有している。
【０１１４】
図１５、図１６では、カメラの光軸は、１つの鏡（鏡９０１または鏡１００２）によって、１回だけ屈曲されるが、複数の光軸屈曲用鏡によって複数回屈曲されもよい。例えば、上述した射影変換パラメータの算出の際には、ステレオカメラで取得した２枚の画像間の対応関係を調べる必要がある。この対応関係を調べる際には、左右の関係が保存される方が望ましい。よって、鏡をもう一枚用意して光軸が２回曲げられることが好ましい。
【０１１５】
具体的には、キャリブレーション支援装置は、例えば図１７に示すように自動車１１０４に搭載されたカメラ１０５−１、１０５−２の前方に設置された鏡１１０１とその鏡と対称に設置された鏡１１０２を備える。これにより各々のカメラの光軸６０１−１と６０１−２は実質的に曲げられる。
【０１１６】
また、上述した各実施形態では、目印１０４（目印１０４−１、目印１０４−２）は、点状（図ではほぼ円状）であるが、鏡１０１、１０２の反射面に対して垂直な方向に延びる線状の目印が配置されてもよい。直線状の目印を用いれば、鏡１０１（または鏡１０２）には、実際に直線状目印に加えて直線状の反射像目印が映し出され、これらが一直線上に並んだ状況が映し出される。したがって、カメラの近傍の位置から遠方の位置までの広範囲にわたって道路の白線が存在するかのような状況を作り出すことができる。これにより、例えば、道路の一方にしか白線がない場合を想定してキャリブレーションが行われる場合には、第２の実施形態で説明したカメラを２台用いるシステムであっても、キャリブレーション支援装置は、目印１０４−１、１０４−２のうちの一方のみを備えればよい。
【０１１７】
上述した各実施形態では、キャリブレーション装置が演算処理装置（１０６、２０６）を備える。この演算処理装置が上述したように射影変換パラメータ等の算出設定処理を実行してもよいが、カメラシステムに対するキャリブレーションの対象となるカメラシステムがキャリブレーション用処理を行う機能を備えている場合、そのカメラシステムが、カメラによって撮影された画像に基づいてパラメータ算出設定等のキャリブレーション処理を実行してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
以上のように、本発明にかかる（名称）は、障害物検出などを行うカメラシステムキャリブレーションに有用であり、特に、自動車に搭載されるカメラシステムのキャリブレーションに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】第１の実施形態にかかるキャリブレーション装置を示す図である。
【図２】前記キャリブレーション装置の平面図である。
【図３】反射によって目印の反射像が多数得られる原理を説明するための図である。
【図４】前記キャリブレーション装置を利用したキャリブレーション方法を示すフローチャートである。
【図５】前記キャリブレーション方法におけるカメラの撮影画像の一例を示す図である。
【図６】第２の実施形態にかかるキャリブレーション装置を示す平面図である。
【図７】第２の実施形態にかかるキャリブレーション装置を用いた、キャリブレーション方法を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態にかかるキャリブレーション方法を実施した際に、ステレオカメラシステムの一方のカメラによって撮影される画像の一例を示す図である。
【図９】第２の実施形態にかかるキャリブレーション方法を実施した際に、ステレオカメラシステムの他方のカメラによって撮影される画像の一例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態にかかるキャリブレーション装置を示す概略図である。
【図１１】第１の実施形態のキャリブレーション支援装置における反射像の上限角度を説明するための図である。
【図１２】第４の実施形態にかかるキャリブレーション装置を示す概略図である。
【図１３】前記第４の実施形態のキャリブレーション装置における反射像の上限角度を説明するための図である。
【図１４】上記各実施形態におけるキャリブレーション方法を含むカメラシステムの製造方法を示すフローチャートである。
【図１５】各実施形態におけるキャリブレーション支援装置の変形例を示す図である。
【図１６】各実施形態におけるキャリブレーション支援装置の別の変形例を示す図である。
【図１７】各実施形態におけるキャリブレーション支援装置のさらに別の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１００  キャリブレーション装置
１０１  鏡
１０１，１０２  鏡
１０３−１  想定接地面
１０３−２  底面部
１０４  目印
１０５  カメラ
１０６  演算処理装置
１１０  キャリブレーション支援装置
２００  キャリブレーション装置
２０６  演算処理装置
２１０  キャリブレーション支援装置
３０２  鏡
３１０  キャリブレーション支援装置
３１１  穴
４０２  ハーフミラー
４１０  キャリブレーション支援装置
５０５  レベル調整部材
９０１  鏡
９０２  自動車
９１０  床
１００２  鏡
１５０１  カメラシステム
【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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【図１６】
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【図１７】
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