(57)【要約】【課題】撮影範囲に制約を受けずに、車載カメラの取り付け状態の変化を検出することができる車載カメラの光軸ずれ検出装置及び車載カメラの光軸ずれ検出方法を提供すること。【解決手段】地物２１〜２４の位置情報を格納した位置情報格納手段１２と、カメラ１１により第１の地物２３、２４を検出する地物検出手段１０１と、地物検出手段１０１により検出された第１の地物２３，２４と自車両との第１の距離を検出する第１の測距手段１０２と、第２の地物２１、２２と自車両との第２の距離を検出する第２の測距手段９と、位置情報格納手段１２に格納された地物２１〜２４の位置情報から抽出した第１と第２の地物間の真正距離と、第１及び第２の距離とに基づき取得した第１と第２の地物間の実測値を比較して、カメラの光軸ずれを判定する光軸ずれ判定手段１３０と、を有することを特徴とする車載カメラの光軸ずれ検出装置１を提供する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地物の位置情報を格納した位置情報格納手段と、
カメラにより第１の前記地物を検出する地物検出手段と、
前記地物検出手段により検出された第１の前記地物と自車両との第１の距離を検出する第１の測距手段と、
第２の前記地物と自車両との第２の距離を検出する第２の測距手段と、
前記位置情報格納手段に格納された前記地物の位置情報から抽出した前記第１と第２の地物間の真正距離と、前記第１及び第２の距離とに基づき取得した前記第１と第２の地物間の実測値を比較して、前記カメラの光軸ずれを判定する光軸ずれ判定手段と、
を有することを特徴とする車載カメラの光軸ずれ検出装置。
【請求項２】
前記光軸ずれ判定手段により前記カメラの光軸ずれが検出された場合、前記真正距離と前記実測値との差分、実測値を補正する光軸ずれ補正手段を有し、
前記光軸ずれ補正手段は、補正後の第３の前記地物と第４の前記地物間の実測値が、前記位置情報格納手段に格納された第３と第４の前記地物の位置情報から抽出される真正距離と等しいか否かに基づき検証する、
ことを特徴とする請求項１記載の車載カメラの光軸ずれ検出装置。
【請求項３】
前記第２の地物は車両の進行方向前方又は進行方向後方に存在する、ことを特徴とする請求項１記載の車載カメラの光軸ずれ検出装置。
【請求項４】
カメラにより第１の地物を検出する地物検出ステップと、
前記地物検出ステップにより検出した第１の前記地物と自車両との第１の距離を検出する第１の測距ステップと、
第２の前記地物と自車両との第２の距離を検出する第２の測距ステップと、
前記地物の位置情報を格納した位置情報格納手段に格納された前記地物の位置情報から抽出した前記第１と第２の地物間の真正距離と、前記第１及び第２の距離とに基づき取得した前記第１と第２の地物間の実測値を比較して、前記カメラの光軸ずれを判定する光軸ずれ判定ステップと、
を有することを特徴とする車載カメラの光軸ずれ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたカメラの設置方向について校正を行う車載カメラの光軸ずれ検出装置、車載カメラの光軸ずれ検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両にはある程度の精度で自車両の走行位置を検出し、自車両の走行位置に応じたサービスを乗員に提供するシステムが搭載されることがある。例えば、自車両の位置や目的地までの経路を液晶などの表示装置に表示するカーナビゲーションシステムはサービスを提供するシステムの一形態である。また、自車両の位置に応じて一時停止や制限速度などの交通制限、経路上の右左折箇所などを適切なタイミングで乗員に知らせることも可能である。
【０００３】
ところで、近年の車両には、周囲の画像を車載カメラで撮影し、この画像を例えば車室内に設置された表示装置に表示することによって、運転者の運転操作を支援する試みが行われている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、車両後方を撮影可能なカメラにより、車両の後退方向や停止位置を撮影して表示できるので、運転者は車両のバック操作が容易になる。
【０００４】
このような用途で用いられる車載カメラは、所定の範囲を撮影できるように予め定められた取り付け位置に予め定められた角度で車両に固定される。しかしながら、車載カメラは、走行中の振動などの経年劣化や軽微な接触事故などによるボディーへこみ等により、取り付け状態が変化することがある。車載カメラの取り付け状態が変化すると車外の状態を適切に撮影できないこととなり好ましくない。
【０００５】
そこで、特許文献１では、車両後方を撮影するカメラがリアバンパ等の車体の一部を含んで撮影するように車体に取り付け、撮影された画像のリアバンパと予め撮影し記憶しているリアバンパの位置とを比較することで、カメラの取り付け位置や角度の変化を検出する。
【特許文献１】特開２００４−１６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、車体の一部を含んで撮影するようにカメラを取り付けると、車両の後方など、本来撮影したい範囲が狭くなるなど、撮影範囲に制限が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、撮影範囲に制約を受けずに、車載カメラの取り付け状態の変化を検出することができる車載カメラの光軸ずれ検出装置及び車載カメラの光軸ずれ検出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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、地物の位置情報を格納した位置情報格納手段（例えば、高精度地図データ１２）と、カメラ（例えば、後方カメラ１１）により第１の地物を検出する地物検出手段と、地物検出手段により検出された第１の地物と自車両との第１の距離を検出する第１の測距手段と、第２の地物と自車両との第２の距離を検出する第２の測距手段と、位置情報格納手段に格納された地物の位置情報から抽出した第１と第２の地物間の真正距離と、第１及び第２の距離とに基づき取得した前記第１と第２の地物間の実測値を比較して、カメラの光軸ずれを判定する光軸ずれ判定手段と、を有することを特徴とする車載カメラの光軸ずれ検出装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、真正距離と実測値を比較して光軸ずれを検出するので、後方カメラの撮影範囲に制約を受けずに、後方カメラの取り付け状態の変化を検出することができる。
【００１０】
また、本発明の車載カメラの光軸ずれ検出装置の一形態において、光軸ずれ判定手段によりカメラの光軸ずれが検出された場合、真正距離と実測値との差分、実測値を補正する光軸ずれ補正手段を有し、光軸ずれ補正手段は、補正後の第３の地物と第４の地物間の実測値が、位置情報格納手段に格納された第３と第４の地物の位置情報から抽出される真正距離と等しいか否かに基づき検証する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、光軸ずれを検出した地物（第１と第２）とは異なる地物（第３と第４）の間の距離に基づき光軸ずれを検証するので、光軸ずれが生じたがどうかを確実に検出できる。
【００１２】
また、本発明の車載カメラの光軸ずれ検出装置の一形態において、第２の地物は車両の進行方向前方又は進行方向後方に存在する、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、第２の地物を車両の前方としてもよいし後方としてもよいので、自車両の前方や後方にトラック等の大きな車両が走行している場合でも、光軸ずれを検出する機会を増やすことができる。
【発明の効果】
【００１４】
撮影範囲に制約を受けずに、車載カメラの取り付け状態の変化を検出することができる車載カメラの光軸ずれ検出装置及び車載カメラの光軸ずれ検出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態の車載カメラの光軸ずれ検出装置は、走行車両が検出可能な２つの地物間の距離に基づき、車載カメラの光軸ずれを検出する。地物とは、路面や測道、路面上の空間に設けられた静止物であり、例えば、道路標識、信号機、停止線や制限速度などのペイント、ポール、マンホール等である。
【００１６】
図１は車載カメラの光軸ずれ検出装置１の機能構成図を示す。車載カメラの光軸ずれ検出装置１は、制御部１０により制御される。車載カメラの光軸ずれ検出装置１は、カーナビゲーションシステム（以下、単にカーナビという）２０の機能を利用できるため、カーナビ２０を含むように構成される。
【００１７】
カーナビ２０は、ＧＰＳ受信機２、車速センサ３、ジャイロセンサ４及びカーナビＥＣＵ５が接続されて構成され、その他、テレビやラジオ、メディアプレーヤなどマルチメディア機能と共有されたスピーカ６、表示装置７、入力装置を有する。
【００１８】
ＧＰＳ受信機２は、ＧＰＳ衛星から送信された電波を受信して自車両の位置を検出する。ＧＰＳ衛星から送信される電波の到達時間により車両とＧＰＳ衛星との距離が算出できる。ＧＰＳ受信機９は、３つ以上のＧＰＳ衛星について、電波の到達時間にそれぞれ光速を乗じることで各ＧＰＳ衛星との距離を算出し、ついで、３つのＧＰＳ衛星との距離を半径とする球体の交点を車両２の位置座標として演算する。また、より好ましくは４つ目のＧＰＳ衛星を捕捉することで車両側の時刻を補正し、精度よく自車両の位置を検出できる。
【００１９】
カーナビＥＣＵ５は、ＧＰＳ受信機２の検出した位置情報を自車両の位置として推定する。また、カーナビＥＣＵ７は、車速センサ３により測定された車速及びジャイロセンサ４により測定された自車両の走行方向に基づいて、走行距離と走行方向による走行経路を累積しながら自律航法により車両の現在位置を推定する。
【００２０】
また、カーナビＥＣＵ５は、ＧＰＳによる位置の検出と自律航法による位置推定に対して、さらに地図データから抽出した道路地図の道路と車両の位置とを対応づけるマップマッチング法により最終的に現在位置を精度よく推定する。
【００２１】
表示装置７はカーナビＥＣＵ５及び制御部１０と接続されており、道路地図や走行経路等を表示可能である。表示装置７は、液晶や有機ＥＬ、ＨＵＤ（Head  Up  Display）、プロジェクター等、どのような構成であってもよい。表示装置７は、光軸ずれが検出された場合には乗員に光軸がずれている旨のメッセージを表示してもよい。
【００２２】
入力装置８は、カーナビＥＣＵ５と接続されており、操作内容を入力可能に構成される。入力装置８は、押下式のキーボード、ボタン、リモコン、十字キー、タッチパネル等であり運転者からの操作を入力する。また、マイクを備え運転者の発する音声を音声認識回路で認識して操作を入力してもよい。
【００２３】
また、スピーカ６は、カーナビＥＣＵ５及び制御部１０と接続されており、カーナビＥＣＵ５が案内する交差点などの進行方向を音声により出力し、また、光軸ずれが検出された場合には乗員に光軸がずれている旨を報知してもよい。
【００２４】
制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＲＡＭ及び入出力ポートをバスで結んだマイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＨＤＤやＲＯＭに格納されたプログラムを実行する。制御部１０は、後方カメラ１１により地物を検出する地物検出手段１０１、地物検出手段１０１により検出された地物と自車両との距離を検出する測距手段１０２（特許請求の範囲の第１の測距手段に相当）、光軸ずれ判定手段１０３及び光軸ずれが検出された場合に実測値を補正する光軸ずれ補正手段１０４とを有する。ＣＰＵがプログラムを実行することで、これらの各手段が実現され、後方カメラ１１の光軸ずれを検出する。
【００２５】
また、制御部１０には車速センサ３及びジャイロセンサ４が接続されている。上記のように、車速センサ３は車両の走行速度を検出するセンサであるが、車速センサ３は時間あたりに検出されるパルスをカウントするものであるためパルス数に基づき、走行距離を検出できる。また、ジャイロセンサ４は車両の走行方向を検出するので、例えば、車両が直線の道路をわずかに蛇行しながら走行した場合でも、走行距離から進行方向成分（道路に平行な成分）を抽出できる。これにより、任意の２点間の正確な走行距離βが検出される。
【００２６】
続いて、測距手段９、高精度地図データ及び後方カメラ１１について詳細に説明する。
【００２７】
〔測距手段９〕
制御部１０に接続された測距手段９（特許請求の範囲の第２の測距手段に相当）は、車両前方又は後方の地物と自車両との距離を検出する。測距手段９は、例えば、自車両の進行方向前方を撮影するステレオカメラ９１、自車両前方に搭載されたレーダ装置９２、又は、自車両後方に搭載されたレーダ装置９３等である。
【００２８】
ステレオカメラ９１による測距は周知の方法を利用できる。図２は、ステレオカメラ９１による測距の原理を示す図である。ステレオカメラ９１は、例えばルームミラーの高さに所定距離ａ離して、視差以外の位置的なずれがないように取り付けられ、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を内蔵した一対のカメラ９１ａ、９１ｂを有する。
【００２９】
各カメラ９１ａ，９１ｂから出力されたアナログ画像は、アンプ回路を介して増幅された後、Ａ／Ｄ変換されて所定の輝度階調（例えば、２５６階調）のデジタル画像（以下、単に画像データという）に変換される。ステレオカメラ９１により、カメラ９１ａ、９１ｂで撮影された画像データに基づき対象物Ｏまでの距離γが検出される。
【００３０】
距離γは、周知のステレオマッチングにより決定する。例えば4×4画素の画素ブロックを単位として、一対の画素ブロックにおいて相関のある輝度特性を有する領域を探索することにより特定する。ステレオ画像に映し出された対象物までの距離γは、ステレオ画像における視差、すなわち、一対の画像の間における水平方向のずれ量として現れる。したがって、画像間で探索を行う場合、対象画素ブロックの同じ水平線（エピポーラライン）上を探索すればよい。両画像における相対的なずれ量である視差から、三角測量の原理を用いて距離データが算出される。
【００３１】
測距手段９は、カメラ９１ａにより撮影された画像データとカメラ９１ｂにより撮影された画像データとを、エピポーラライン上を一画素ずつシフトしながら、４×４画素の画素ブロック毎に相関を評価する。２つの画素ブロックの相関は、例えば、シティブロック距離を算出することにより評価できる。
【００３２】
シティブロック距離が小さいほど２つの画素ブロックの相関が大きいと評価できるので、エピポーラライン上に存在する画素ブロック毎に算出されたシティブロック距離のうち、その値が最小となる画素ブロックが対象画素ブロックの相関先と判断される。
【００３３】
図２では、シティブロック距離が最小となる画素ブロックが、カメラ９１ａには左端からｅにカメラ９１ｂには左端からｃに撮影されている。相関する画素ブロックがこのように撮影された場合、視差ｄは｜ｅ−ｃ｜となる。
【００３４】
視差ｄが既知となれば、カメラの焦点距離ｆ、カメラ９１ａと９１ｂの距離ａ、に基づき、三角測量の原理から距離γは次のように算出される。
γ＝ｂ×ｆ／ｄ
測距手段９をレーダ装置９２により構成する場合について説明する。なお、車両後方に設置されたレーダ装置９３についても同様である。
【００３５】
図３（ａ）は、レーザ装置９２の概略ブロック図の一例を示す。レーザ装置９２は、レーザ装置９２を制御するマイコン９２ｄを有し、まず、マイコン９２ｄはレーザ送信部９２ａにレーザパルスを発信させるトリガ信号を発する。トリガ信号により、レーザ送信部９２ａはレーザダイオードに瞬間的なパルス電流を流す。パルス電流を流されたレーザダイオードは、電流に比例したレーザパルスを地物へ向けて照射する。また、照射と同時にマイコン１０は、タイマカウンタ９２ｃのカウンタをスタートさせる。タイマカウンタ９２ｃのカウンタによりパルスレーザが地物に反射して受信されるまでの時間が計測される。
【００３６】
地物により反射されたレーザパルスはレーザ受信部９２ｂにより受信される。受信されたレーザパルスは、受光レンズを介してフォトダイオードに集光され、光電流として取り出されアンプによりを増幅される。この電流がタイマカウンタ９２ｃのカウントをストップさせる信号となる。カウントされた計測時間は地物までの距離 に比例するので、マイコン１０はこの値に適当な係数を乗算して、地物までの距離γを取得することができる。
【００３７】
レーザ送信部９２ａは車両の進行方向前方（レーダ装置９３の場合は車両後方）の所定範囲をレーザが走査するように、レーザパルスの発信方向を変えながら連続的にレーザパルスを発信する。以上の動作の繰り返しにより、各走査点において地物までの距離γがマイコン１０に蓄積される。マイコン１０には、走査角、地物までの距離及び方位角が記録されるので、車両前方に地物があればその形状が取得される。取得された地物及びその距離γは制御部１０に送出される。
【００３８】
図３（ｂ）はレーダ装置９２により検出された地物の一例を示す図である。図３（ｂ）では道路の左側に道路標識２１が、車両前方に信号機２２が検出されている。道路標識２１や信号機２２の形状と大きさはその種類により定まっている。また、道路標識２１と信号機２２までの距離は計測されているので、制御部１０は予め保持している各地物の大きさと形状に基づき地物２１や２２を具体的に特定できる。
【００３９】
〔高精度地図データ１２〕
高精度地図データ１２について説明する。高精度地図データ１２は高精度な道路地図情報を有する道路地図のデータベースが格納されたＨＤＤやＣＤやＤＶＤ−ＲＯＭ等である。高精度地図データ１２をカーナビで使用する地図データと共有してもよい。
【００４０】
高精度地図データ１２は、道路網や交差点などの道路地図情報が、緯度経度に対応づけて格納されている。高精度地図データ１２は、実際の道路網に対応して、ノード(道路と道路が交差する点、すなわち交差点)に関係する情報と、リンク(ノードとノードを接続する道路)に関係する情報とからなるテーブル状のデータベースに格納される。
【００４１】
ノードテーブルは、ノードの番号、座標、そのノードから流出するリンク数及びそれらのリンク番号を有する。また、リンクテーブルは、リンクの番号、リンクを構成する始点ノードと終点ノード及びリンク長を有する。ノード番号及びリンク番号は、互いに重複しないように定められている。したがって、ノード番号とリンク番号をそれぞれ辿ることで道路網が形成される。
【００４２】
高精度地図データ１２には、道路の幅長、車線数等の道路情報が格納されているが、本実施の形態の高精度地図データ１２は、地図に関する詳細な情報を格納するものである。例えば、リンクテーブルには、当該リンクに存在する地物の位置、種別、形状、大きさ等が格納されている。各地物の位置が格納されているので、例えば、マンホールから道路標識までの正確な距離（真正距離）を抽出できる。なお、この他にも高精度地図データ１２には、高速道路，一般国道，地方道というような道路種別情報や、デパートや陸橋などの建築物、制限速度や一方通行、Ｕターン禁止などの交通規則が記憶されている。
【００４３】
〔後方カメラ１１〕
後方カメラ１１について説明する。後方カメラ１１は図４（ａ）に示すように、車両の後部のバンパの略中央やリアガラスの上側略中央に、路面及び車両後方を含んで撮影するように、光軸が路面に対し所定の角をなして配置される。図４（ａ）では路面上の地物の一例としてマンホール２３を示した。また、車両の中心からマンホール２３の中心までの距離はαである。
【００４４】
後方カメラ１１は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を内蔵した１つのカメラにより構成されるが、ステレオカメラ９１のように一対のカメラで構成してもよい。後方カメラ１１により出力されたアナログ画像は、アンプ回路を介して増幅された後、Ａ／Ｄ変換されて所定の輝度階調（例えば、２５６階調）のデジタル画像に変換される。
【００４５】
図４（ｂ）は後方カメラ１１により撮影された画像データの一例を示す。マンホールの大きさは例えばＪＩＳ（Japan Industrial Standard）に規定されており、直径が約６５０ｍｍである。
【００４６】
後方カメラ１１により撮影された画像データは制御部１０に送出される。地物検出手段１０１は、予め記憶するマンホールやペイントなどの標準パターンを用いて、パターンマッチング等により画像データから地物を検出する。
【００４７】
測距手段１０２は、検出された地物の大きさ（ピクセル数）に基づきマンホールまでの距離αを検出する。後方カメラにより撮影される画像データは縦横に決まったピクセル数（画素数）を有している。マンホールの占めるピクセル数は、距離αに応じて変化するので、予めマンホールの直径が占めるピクセル数とマンホールまでの距離の関係を格納しておくことで、撮影されたマンホールのピクセル数に基づき、マンホールまでの距離αを検出できる。マンホールのピクセル数は、直径を用いてもよいし面積を用いてもよい。なお、図４（ｂ）ではマンホール２３を対象に説明したが、予め大きさが既知である地物であればどのような地物を用いて距離αを検出してもよい。
【００４８】
ところで、後方カメラ１１が光軸はそのままに回転した場合、撮影される画像データも同様に回転したものとなる。例えば、図４（ｃ）は後方カメラ１１により撮影された停止線２４の一例を示す。後方カメラ１１が角θ回転した場合、撮影される地物も角θ回転したものとなる。このような回転による後方カメラ１１の取り付け状態の変化は、画像データをアフィン変換などで回転させれば容易に補正できる。
【００４９】
例えば、停止線２４のような白線は輝度が高いので、画像データから所定以上の輝度の部分が所定以上の長さに渡って検出されれば、停止線２４であることが判定できる。また、高精細地図データ１２には停止線２４の位置が格納されているので、カーナビによる走行位置を利用して停止線２４であることを検知してもよい。画像データから停止線２４が検出されれば、その角度θを検出し、以降は角θ回転処理した画像データに基づきサービスの提供や光軸ずれの検出処理を行う。
【００５０】
後方カメラ１１の回転の検出には停止線２４を用いることが好適であるが、後方カメラ１１の回転を検出しやすい方形の地物や形状が既知である地物であればどのような地物を用いてもよい。
【００５１】
〔光軸ずれの検出処理〕
以上のような構成に基づき、制御部１０の光軸ずれ判定手段１０３が後方カメラ１１の光軸ずれを検出する処理手順について説明する。図５は光軸ずれを検出する処理のフローチャート図を、図６は車両と地物との関係の概略を示す図である。本実施の形態の車載カメラの光軸ずれ検出装置１は、後方カメラ１１により撮影された地物までの距離αに基づき後方カメラ１１の光軸ずれを検出する。
【００５２】
図５の処理は、車両が一般道路や高速道路を走行している間に繰り返し行われる処理である。制御手段１０はカーナビ２０により少なくとも現在走行している道路のリンクが既知であり、当該リンクにある地物の位置などの情報を必要に応じて利用できる。
【００５３】
制御部１０の地物検出手段１０１は、後方カメラ１１に撮影された画像データに地物があればそれを検出する。そして、測距手段１０２は地物の大きさに基づき車両から地物までの距離αを算出する（Ｓ１）。
【００５４】
図７（ａ）は車両に正常に配設された後方カメラ１１の側面図を、図７（ｂ）は光軸ずれの生じた後方カメラ１１の側面図をそれぞれ示す。正常時の後方カメラ１１は光軸が路面に対し角θをなすように取り付けられる。そして、図７（ｂ）は光軸が路面に対し角θ’（θ’＞θ）にずれた場合を示す。
【００５５】
測距手段１０２は、地物（例えば、マンホール）のピクセル数に基づきマンホールからの距離を算出するが、図７（ｂ）に示すような光軸がずれた後方カメラ１１により撮影された場合、距離α’は正常な状態で算出される距離αと異なる（θ’＞θの場合、α’はαより短い）。すなわち、図７（ｂ）のような場合、マンホールは大きく撮影されるため、マンホールが実際より手前にあることとなり、距離α’は小さく算出される。
【００５６】
制御手段１０は、地物が検出された位置を起点に走行距離βの計測を開始する（Ｓ２）。また、測距手段９は、車両前方の地物（例えば、信号機や道路標識など）が検出されたか否かを判定する（Ｓ３）。ステップ２により走行距離βが計測される前に、車両前方の地物が検出された場合、β＝０としてもよい。
【００５７】
車両前方の地物が検出された場合（Ｓ３のＹｅｓ）、測距手段９は地物までの距離γを算出する（Ｓ４）。
【００５８】
そして、光軸ずれ判定手段１０３は、マンホールから車両前方の地物までの実測値「α（α’）＋β＋γ」が、高精細地図データ１２に格納されたマンホールから地物までの真正距離Ｓと等しいか否かを判定する（Ｓ５）。
【００５９】
図７（ｂ）に示したように、後方カメラ１１に光軸ずれがある場合、α’≠αであるため、α’＋β＋γ≠Ｓとなり、後方カメラ１１の光軸ずれを検出できる。
【００６０】
光軸ずれ判定手段１０３はα’＋β＋γ≠Ｓの場合（Ｓ５のＮｏ）、スピーカ６や表示装置７から光軸ずれの可能性があることを乗員に報知する（Ｓ６）。また、カーナビ２０は、所定よりも大きく距離が異なっていた場合、乗員へのサービスの提供を中断する。これにより誤ったタイミングでのサービスの提供が防止できる。
【００６１】
また、光軸ずれが検出された場合、乗員は例えば後方カメラ１１の光軸を調整したり、車両を修理工場に持ち込み光軸ずれを修正することができ、以降は、適切なタイミングで車載システムからサービスを受けられる。
【００６２】
なお、図６では車両が直線上の道路を走行しているが、車両がコーナなど曲率のある道路を走行していても、また、右左折した場合であっても光軸ずれを検出できる。車両後方の地物までの距離αを検出した後は、走行距離βはコーナ走行や右左折に関わらず計測され、また、車両前方の地物までの距離γはコーナ走行の後や右左折後に検出されても誤差を生じない。高精細地図データ１２にはリンク毎に地物間の位置が格納されているため、右左折などによりリンクが異なった場合、走行経路となった複数のリンクからそれぞれ地物の位置を抽出すれば、２つの地物間の距離を抽出できる。
【００６３】
なお、図５では後方カメラで撮影する地物をマンホールとしたが、後方カメラ１１に撮影される地物は停止線、「止まれ」や制限速度を表す「３０」などのペイントであってもよい。
【００６４】
また、図６では、後方カメラ１１により検出された後方の地物と車両前方の地物との距離に基づき光軸ずれを検出したが、後方カメラ１１により検出された後方の地物と車両後方の地物との距離に基づき光軸ずれを検出することもできる。
【００６５】
図８は、車両と地物Ｙ、Ｚとの関係の概略を示す図である。図８の車両は車両後方の地物Ｚとの距離を検出する測距手段９を搭載しており、車両後方の地物Ｚとの距離を検出しながら走行している。後方カメラ１１により地物検出手段１０１が地物Ｙ（例えば、マンホール）を検出すると、測距手段１０２が距離αを検出する。距離αを検出した時点で、測距手段９が後方の地物Ｚ（例えば、道路標識）との距離γを検出している場合には、γ−αが２つの地物間の実測値となる。また、距離αを検出してから距離β走行した時点で測距手段９が後方の地物を検出した場合、γ−（α＋β）が２つの地物間の実測値となる。
【００６６】
光軸ずれ判定手段１０３は、高精細地図データ１２に格納された２つの地物間の距離Ｓがγ−α又はγ−（α＋β）と等しいか否かに基づき、光軸ずれを検出できる。また、光軸ずれが検出された場合、次述する光軸ずれ補正手段１０４により光軸ずれを補正できる。
【００６７】
〔光軸ずれの自動補正処理〕
本実施の形態の光軸ずれ検出装置１は、光軸ずれが検出された場合に、自動的に光軸ずれを補正することができる。
【００６８】
図９は光軸ずれを自動的に補正する処理のフローチャート図を示す。まず、光軸ずれ判定手段１０３は、光軸ずれの検出処理を行う（Ｓ２０）。
【００６９】
上述したように光軸ずれは、任意の２つの地物間の距離に基づき検出されが、例えば地物Ａと地物Ｂの実測値に誤差ΔＥが検出された場合、再度、走行して検出する地物Ａと地物Ｂとの間に、同一の誤差ΔＥが検出されるか否かを判定する（Ｓ２１）。同一の誤差ΔＥが検出される場合、後方カメラ１１に光軸ずれが生じている確度が高いことが予想できる。同一の誤差ΔＥが検出されない場合（Ｓ２１のＮｏ）、光軸ずれの検出処理（Ｓ２０）を繰り返す。
【００７０】
同一の誤差ΔＥが検出された場合（Ｓ２１のＹｅｓ）、光軸ずれ補正手段１０４は、誤差ΔＥにより２つの地物間の実測値を補正する（Ｓ２２）。すなわち、高精細地図データ１２に格納された２つの地物間の真正距離Ｓよりも実測値α’＋β＋γがΔＥ大きければ実測値からΔＥを減算し、実測値α’＋β＋γがΔＥ小さければ実測値にΔＥを加算することとする。
【００７１】
そして、光軸ずれ補正手段１０４は、実測値をΔＥ補正して、誤差ΔＥを検出した場合とは異なる２つの地物間の距離が正しく補正されたか否かを検証する（Ｓ２３）。ΔＥは地物Ａと地物Ｂの間の実測値に基づき算出された誤差であるので、検証時には、地物Ａ以外の地物と地物Ｂ等との距離を検証の対象とする。以下、検証に用いる２つの地物Ｃと地物Ｄとする。地物Ｃは地物Ａ以外であり、地物Ｄはどのような地物であってもよい。
【００７２】
実測値をΔＥ補正した地物Ｃと地物Ｄとの間の距離が、高精度地図データ１２に格納された真正距離Ｓと等しければ、誤差ΔＥが検証されたこととなる。このように、異なる地物間でも同一の誤差ΔＥがあることが検証されれば、誤差ΔＥは地物に依存するものではなく後方カメラ１１の光軸ずれによるものと判定できる。
【００７３】
誤差ΔＥが地物の種類に関わらず普遍的なものであると確認できれば、誤差ΔＥ補正した距離に基づき検出したタイミングで車載システムによるサービスを運転者に提供する。したがって、本実施の形態の光軸ずれ検出装置１は、光軸ずれを検出すると共に、光軸ずれが検出された場合にはそれを補正できる。
【００７４】
以上のように本実施の形態の光軸ずれ検出装置１は、後方カメラ１１は撮影範囲に制約を受けずに、後方カメラ１１の光軸ずれを検出できると共に、光軸ずれを補正できる。後方カメラ１１の光軸ずれを検出するための地物は道路上に多く存在するので、日常的な走行において光軸ずれの検出や検証を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】車載カメラの光軸ずれ検出装置の機能構成図である。
【図２】ステレオカメラによる測距の原理を示す図である。
【図３】レーザ装置の概略ブロック図の一例である。
【図４】後方カメラの取り付け状態の一例及び撮影された画像データの一例を示す図である。
【図５】光軸ずれを検出する処理のフローチャート図である。
【図６】車両と地物との関係の概略を示す図である。
【図７】光軸ずれの生じた後方カメラの一例である。
【図８】車両と地物との関係の概略を示す図である。
【図９】光軸ずれを自動的に補正する処理のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００７６】
１    車載カメラの光軸ずれ検出装置
９    測距手段
１０  制御部
１１  後方カメラ
１２  高精度地図データ
２０  カーナビ
２１  道路標識
２２  信号機
２３  マンホール
２４  停止線
【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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