(57)【要約】【課題】カメラを較正する際の操作を簡便なものとし、較正に要する時間を短縮する。【解決手段】カメラ較正装置１０は、移動体１００の所定位置に取り付けられ、移動体１００外部に配された指標４１を含む画像を撮像するカメラ１１と、カメラ１１による撮像画像に対して、所定の面積を有する複数の較正用オブジェクト４２，４３を重畳した重畳画像を生成する画像重畳部１２３と、重畳画像において、複数の較正用オブジェクト４２，４３が移動され、指標４１の所定の複数点のそれぞれに各較正用オブジェクト４２，４３が重なったときの各較正用オブジェクト４２，４３の位置に基づいて、パン角、チルト角およびロール角におけるカメラ１１の取り付け位置のずれを較正するパラメータを算出する演算部１２４と、を備える。【選択図】図１
2013173453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の所定位置に取り付けられ、移動体外部に配された指標を含む画像を撮像するカメラと、
前記カメラによる撮像画像に対して、所定の面積を有する複数の較正用オブジェクトを重畳した重畳画像を生成する画像重畳部と、
前記重畳画像において、前記複数の較正用オブジェクトが移動され、前記指標の所定の複数点のそれぞれに各較正用オブジェクトが重なったときの各較正用オブジェクトの位置に基づいて、パン角、チルト角およびロール角における前記カメラの取り付け位置のずれを較正するパラメータを算出する演算部と、
を備えることを特徴とするカメラ較正装置。
【請求項２】
前記較正用オブジェクトの移動方向は、上下左右方向であることを特徴とする、請求項１に記載のカメラ較正装置。
【請求項３】
前記複数の較正用オブジェクトは、それぞれが前記所定の面積の領域を囲む形状であり、
前記演算部は、前記複数の較正用オブジェクトが移動され、各領域が前記指標内の所定の複数点を含む位置関係とされたときの各較正用オブジェクトの位置座標を取得する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のカメラ較正装置。
【請求項４】
前記複数の較正用オブジェクトの数は２つであり、
前記指標内の所定の複数点は、前記指標の一端および他端である
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラ較正装置。
【請求項５】
前記複数の較正用オブジェクトはそれぞれ独立して移動される際、前記画像重畳部により、移動中の較正用オブジェクトを強調表示させる
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラ較正装置。
【請求項６】
前記カメラからの撮像画像は、前記演算部により前記パラメータが算出された後、当該パラメータに対応する量をオフセットさせて出力される
ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のカメラ較正装置。
【請求項７】
前記画像重畳部は、前記カメラからの撮像画像に対して所定の画像を重畳して表示する際、その重畳位置を前記演算部により算出された前記パラメータに対応する量だけオフセットする
ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のカメラ較正装置。
【請求項８】
移動体の所定位置に取り付けられたカメラにより、移動体外部に配された指標を含む画像を撮像するステップと、
前記カメラによる撮像画像に対して、所定の面積を有する複数の較正用オブジェクトを重畳した重畳画像を生成するステップと、
前記重畳画像において、前記複数の較正用オブジェクトが移動され、前記指標の所定の複数点のそれぞれに各較正用オブジェクトが重なったときの各較正用オブジェクトの位置に基づいて、パン角、チルト角およびロール角における前記カメラの取り付け位置のずれを較正するパラメータを算出するステップと、
を含むことを特徴とするカメラ較正方法。
【請求項９】
前記較正用オブジェクトの移動方向は、上下左右方向であることを特徴とする、請求項８に記載のカメラ較正方法。
【請求項１０】
前記複数の較正用オブジェクトは、それぞれが前記所定の面積の領域を囲む形状であり、
前記パラメータを算出するステップは、前記複数の較正用オブジェクトが移動され、各領域が前記指標内の所定の複数点を含む位置関係とされたときの各較正用オブジェクトの位置座標を取得する
ことを特徴とする、請求項８又は９に記載のカメラ較正方法。
【請求項１１】
前記複数の較正用オブジェクトの数は２つであり、
前記指標内の所定の複数点は、前記指標の一端および他端である
ことを特徴とする、請求項８から１０のいずれか一項に記載のカメラ較正方法。
【請求項１２】
前記複数の較正用オブジェクトがそれぞれ独立して移動される際に、移動中の較正用オブジェクトを強調表示させるステップをさらに含む
ことを特徴とする、請求項８から１１のいずれか一項に記載のカメラ較正方法。
【請求項１３】
移動体の所定位置に取り付けられ、移動体外部に配された指標を含む画像を撮像するカメラからの撮像画像を利用して、当該カメラのパン角、チルト角およびロール角における取り付け位置のずれを較正する較正処理装置であって、
前記カメラによる撮像画像に対して、所定の面積を有する複数の較正用オブジェクトを重畳した重畳画像を生成する画像重畳部と、
前記重畳画像において、前記複数の較正用オブジェクトが移動され、前記指標の所定の複数点のそれぞれに各較正用オブジェクトが重なったときの各較正用オブジェクトの位置に基づいて、前記カメラの取り付け位置のずれを較正するパラメータを算出する演算部と、
を備えることを特徴とする較正処理装置。
【請求項１４】
移動体の所定位置に取り付けられ、移動体外部に配された指標を含む画像を撮像するカメラと、
前記カメラによる撮像画像に対して、所定の面積を有する複数の較正用オブジェクトを重畳した重畳画像を生成する画像重畳部と、
前記移動体内に設けられ、前記重畳画像が表示される表示部と、
前記重畳画像における、前記複数の較正用オブジェクトに対してその表示位置を移動させる指示を行う指示部と、
前記指標の所定の複数点のそれぞれに各較正用オブジェクトが重なったときの各較正用オブジェクトの位置に基づいて、パン角、チルト角およびロール角における前記カメラの取り付け位置のずれを較正するパラメータを算出する演算部と、
を備えることを特徴とするカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に取り付けられたカメラの取り付け角度を較正する較正処理装置、カメラ較正装置、カメラシステム、およびカメラ較正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両後方にカメラを取り付け、運転者から見えにくい後方の映像を車両内の表示部に表示可能とするカメラシステムが知られている。このようなシステムにおいて、位置情報が既知である物体を撮像したときに想定される想定画像と、実際に該物体をカメラで撮像したときの実画像とのずれ量を調整することにより、カメラの取り付け位置のずれを較正するパラメータを取得する手法が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８１４４７号公報
【特許文献２】特開２０００−２０９５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カメラの取り付け位置のずれを較正するパラメータを取得する従来の手法では、想定画像と実画像とのずれ量を調整するために、想定画像を上下左右方向に移動させ、かつ、回転させて想定画像を実画像に一致させる必要がある。このとき、上下左右方向に移動させてある程度想定画像を実画像の位置に合わせても、その後想定画像を回転移動させると両者がずれてしまうので、再び上下左右方向に微調整をする必要があった。また、カメラにより得られる撮像画像は、端にいくほど歪みが生じるため、歪みのある実画像を歪みの無い想定画像に一致させるのは困難であった。
【０００５】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、カメラを較正する際の操作が簡便となり、較正に要する時間を短縮することが可能な較正処理装置、カメラ較正装置、カメラシステム、およびカメラ較正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るカメラ較正装置は、移動体の所定位置に取り付けられ、移動体外部に配された指標を含む画像を撮像するカメラと、前記カメラによる撮像画像に対して、所定の面積を有する複数の較正用オブジェクトを重畳した重畳画像を生成する画像重畳部と、前記重畳画像において、前記複数の較正用オブジェクトが移動され、前記指標の所定の複数点のそれぞれに各較正用オブジェクトが重なったときの各較正用オブジェクトの位置に基づいて、パン角、チルト角およびロール角における前記カメラの取り付け位置のずれを較正するパラメータを算出する演算部と、を備えることを特徴とすることを特徴とする。
【０００７】
さらに、本発明に係るカメラ較正装置において、前記較正用オブジェクトの移動方向は、上下左右方向であることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明に係るカメラ較正装置において、前記複数の較正用オブジェクトは、それぞれが前記所定の面積の領域を囲む形状であり、前記演算部は、前記複数の較正用オブジェクトが移動され、各領域が前記指標内の所定の複数点を含む位置関係とされたときの各較正用オブジェクトの位置座標を取得することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明に係るカメラ較正装置において、前記複数の較正用オブジェクトの数は２つであり、前記指標内の所定の複数点は、前記指標の一端および他端であることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明に係るカメラ較正装置において、前記複数の較正用オブジェクトはそれぞれ独立して移動される際、前記画像重畳部により、移動中の較正用オブジェクトを強調表示させることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明に係るカメラ較正装置において、前記カメラからの撮像画像は、前記演算部により前記パラメータが算出された後、当該パラメータに対応する量をオフセットさせて出力されることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明に係るカメラ較正装置において、前記画像重畳部は、前記カメラからの撮像画像に対して所定の画像を重畳して表示する際、その重畳位置を前記演算部により算出された前記パラメータに対応する量だけオフセットすることを特徴とする。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るカメラ較正方法は、移動体の所定位置に取り付けられたカメラにより、移動体外部に配された指標を含む画像を撮像するステップと、前記カメラによる撮像画像に対して、所定の面積を有する複数の較正用オブジェクトを重畳した重畳画像を生成するステップと、前記重畳画像において、前記複数の較正用オブジェクトが移動され、前記指標の所定の複数点のそれぞれに各較正用オブジェクトが重なったときの各較正用オブジェクトの位置に基づいて、パン角、チルト角およびロール角における前記カメラの取り付け位置のずれを較正するパラメータを算出するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明に係るカメラ較正方法において、前記較正用オブジェクトの移動方向は、上下左右方向であることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明に係るカメラ較正方法において、前記複数の較正用オブジェクトは、それぞれが前記所定の面積の領域を囲む形状であり、前記パラメータを算出するステップは、前記複数の較正用オブジェクトが移動され、各領域が前記指標内の所定の複数点を含む位置関係とされたときの各較正用オブジェクトの位置座標を取得することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係るカメラ較正方法において、前記複数の較正用オブジェクトの数は２つであり、前記指標内の所定の複数点は、前記指標の一端および他端であることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明に係るカメラ較正方法において、前記複数の較正用オブジェクトがそれぞれ独立して移動される際に、移動中の較正用オブジェクトを強調表示させるステップをさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る較正処理装置は、移動体の所定位置に取り付けられ、移動体外部に配された指標を含む画像を撮像するカメラからの撮像画像を利用して、当該カメラのパン角、チルト角およびロール角における取り付け位置のずれを較正する較正処理装置であって、前記カメラによる撮像画像に対して、所定の面積を有する複数の較正用オブジェクトを重畳した重畳画像を生成する画像重畳部と、前記重畳画像において、前記複数の較正用オブジェクトが移動され、前記指標の所定の複数点のそれぞれに各較正用オブジェクトが重なったときの各較正用オブジェクトの位置に基づいて、前記カメラの取り付け位置のずれを較正するパラメータを算出する演算部と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るカメラシステムは、移動体の所定位置に取り付けられ、移動体外部に配された指標を含む画像を撮像するカメラと、前記カメラによる撮像画像に対して、所定の面積を有する複数の較正用オブジェクトを重畳した重畳画像を生成する画像重畳部と、前記移動体内に設けられ、前記重畳画像が表示される表示部と、前記重畳画像における、前記複数の較正用オブジェクトに対してその表示位置を移動させる指示を行う指示部と、前記指標の所定の複数点のそれぞれに各較正用オブジェクトが重なったときの各較正用オブジェクトの位置に基づいて、パン角、チルト角およびロール角における前記カメラの取り付け位置のずれを較正するパラメータを算出する演算部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、カメラを較正する際の操作が簡便となり、較正に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による一実施形態のカメラシステムを搭載したシステムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明による一実施形態のカメラシステムにおける表示部に表示される画像の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明による一実施形態のカメラシステムにおける指示部の外観図の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明による一実施形態のカメラシステムによるカメラ較正動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明による一実施形態のカメラシステムによるカメラ較正動作時に表示部に表示される画像を示す図である。
【図６】本発明による一実施形態のカメラシステムによるカメラ較正動作時における、ＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明による一実施形態のカメラシステムによるカメラ較正動作における、較正パラメータの算出方法を説明する図である。
【図８】ワールド座標系の回転移動を示す図である。
【図９】本発明による一実施形態のカメラシステムによるカメラ画像を示す図である。
【図１０】カメラ座標系における指標の両端の座標を示す図である。
【図１１】較正用オブジェクトの例を示す図である。
【図１２】カメラを取り付けた移動体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明による一実施形態のカメラシステムを移動体（例えば、車両）に搭載したときのシステムの構成例を示すブロック図である。図１に示すように、移動体のシステムは、カメラシステム１と、システム全体の動作を制御するＣＰＵ２と、バス３と、指示部５と、センサ６とを備える。カメラシステム１は、カメラ較正装置１０と、表示部４とを備える。カメラ較正装置１０は、カメラ１１と、較正処理装置１２とを備える。較正処理装置１２は、画像処理部１２１と、画像重畳部１２２と、画像出力部１２３と、ＣＰＵ１２４と、記憶部１２５とを備える。
【００２４】
カメラ１１は、ＣＭＯＳ，ＣＣＤなどのイメージセンサを有しており、レンズを通して入射した被写体光を電気信号に変換し、被写体の撮像画像を生成する。カメラ１１は、移動体の所定位置に取り付けられる。図１２は、カメラ１１を取り付けた移動体を示す図である。本実施形態では、図１２に示すように、カメラ１１は移動体１００後方のバンパー４４付近に取り付けられ、移動体１００の後方の映像を撮影する。図中の領域Ａは、カメラ１１によって映像が撮影される領域である。
【００２５】
表示部４は、ユーザにより駐車モードが指示された場合には、カメラシステム１によって生成された映像を表示する。駐車モードとは、移動体１００を運転するユーザから見えづらい移動体１００後方の領域Ａ内の映像を表示部４に表示させることによって、駐車を円滑に行えるように手助けするためのモードである。また、移動体１００後方の領域Ａ内の映像に、更に移動体１００が通過する予測軌跡を重畳して表示し、より円滑に駐車を行えるようにすることもできる。
【００２６】
また、ユーザによりカメラ較正モードが指示された場合にも、カメラシステム１によって生成された映像を表示する。カメラ較正モードとは、移動体１００後方の領域Ａ内に指標となる物体又は図形を配置し、カメラ１１により得られる指標の映像を利用して、ユーザがカメラ１１の取り付け位置を較正するためのモードである。このカメラ較正モードは、移動体１００の生産ラインで移動体１００にカメラ１１を取り付ける際、あるいは移動体１００に振動が加わるなどの理由によりカメラ１１の位置がずれた際に用いられる。具体的な較正方法については後述する。
【００２７】
なお、表示部４は、ユーザによりナビゲーションモードが指示された場合には、ナビゲーションシステムにより得られた目的地までのルート案内図を表示し、テレビモードが指示された場合には、テレビ受信機により得られたテレビ映像を表示することも可能である。
【００２８】
指示部５は、表示部４に重畳された較正用オブジェクトの位置を調整するためのユーザインターフェースであり、指示部５を操作することにより、較正用オブジェクトの位置を上下左右に移動させることができる。指示部５は、ユーザの操作により得られたオブジェクト移動信号を、バス３を介してＣＰＵ１２４に出力する。調整操作が終了したときには、指示部５は、調整終了信号を、バス３を介してＣＰＵ１２４に出力する。
【００２９】
センサ６は、車速を検知する車速センサ、シフトレバーの位置を検知するギアセンサ、ステアリングの操舵角を検知する舵角センサ等を含む。センサ６は、各種センサから得られたセンサ信号を、バス３を介してＣＰＵ１２４およびＣＰＵ２に出力する。
【００３０】
記憶部１２５には、既知の値となるカメラ１１の位置座標および指標の位置座標が記憶される。
【００３１】
ＣＰＵ１２４は、指示部５により得られたオブジェクト移動信号に基づいて較正用オブジェクトの表示位置を決定し、画像重畳部１２２に重畳指示を行う。また、ＣＰＵ１２４は、指示部５から較正終了の指示を受けたとき、較正終了時の較正用オブジェクトの位置座標を取得するとともに、記憶部１２５に記憶されているカメラ１１の位置座標および指標の位置座標を取得し、これらの位置座標に基づいてカメラ１１の取り付け位置のずれを較正する較正パラメータ（パン角、チルト角、およびロール角）を算出する。また、ＣＰＵ１２４は、センサ６により得られたセンサ信号に基づいて移動体１００の予測軌跡の表示位置を決定し、画像重畳部１２２に重畳指示を行う。
【００３２】
画像処理部１２１は、カメラ１１により生成された撮像画像に対してＡ／Ｄ変換、ノイズ低減処理、画像処理などを施してデジタル画像を生成し、画像重畳部１２２に出力する。
【００３３】
画像重畳部１２２は、ＣＰＵ１２４からの指示に基づいて、画像処理部１２１により生成されたデジタル画像上の所定の位置に画像を重畳して重畳画像を生成し、画像出力部１２３に出力する。重畳させる画像は、カメラ１１の取り付け位置を較正する際に用いられる複数の較正用オブジェクト、または移動体１００が後退時に自身が通過する予想領域を示し、駐車のサポートに用いられる予測軌跡などである。
【００３４】
複数の較正用オブジェクトはそれぞれ独立して移動させることができる。移動対象の較正用オブジェクトを明示してユーザの操作性を高めるために、画像重畳部１２２は、移動中（選択状態）の較正用オブジェクトを強調表示させるのが好適である。強調表示の方法は、移動中でない（非選択状態の）他の較正用オブジェクトと区別可能な方法であればよく、例えば点滅表示させる、色または太さを変更して表示させる、などである。
【００３５】
画像出力部１２３は、画像重畳部１２２により生成された重畳画像を、表示部４の表示デバイスに適したフォーマット（例えば、ＮＴＳＣなど）に変換し、表示部４に出力する。
【００３６】
図２は、ユーザにより駐車モードが指示された場合に、表示部４に表示される画像の一例を示す図である。画像重畳部１２２は、較正用オブジェクトを複数表示させることができるが、以下、較正用オブジェクトの数が２つである場合について説明する。表示部４には、指標４１と、第１の較正用オブジェクト４２および第２の較正用オブジェクト４３とが表示される。また、カメラ１１が図１２に示すようにバンパー４４付近に取り付けられた場合には、バンパー４４の端部も表示される。
【００３７】
指標４１は、移動体１００を予め定められた停止位置に正確に停止した場合における移動体１００の後端から所定の距離（例えば、１ｍ）に配置される物体又は図形であり、例えば、長方形状の板、または路面上に描かれた白線である。つまり、カメラ１１の取り付け角度が正確であれば、移動体１００と指標４１との位置関係が特定されているため、カメラ１１により撮影された指標４１は表示部４の画面上必ず特定位置に映ることとなる。もし、指標４１が特定位置からずれた位置に映る場合には、指示部５により、第１の較正用オブジェクト４２を指標４１の一端まで移動させ、第２の較正用オブジェクト４３を指標４１の他端まで移動させることにより、カメラ１１のカメラ取り付け角度のずれを特定する較正パラメータを取得することができる。
【００３８】
図３は、指示部５の外観図の一例を示す図である。図２に示すように、指示部５は、上指示部５１と、左指示部５２と、下指示部５３と、右指示部５４とを有する。上指示部５１、左指示部５２、下指示部５３、および右指示部５４は車両内の表示部４近傍に設けた機械スイッチであってもよいし、表示部４に重ねて配されるタッチパネル上に表示されるオブジェクトであってもよい。上指示部５１は、較正用オブジェクトを上方向に移動させる際に用いられる。左指示部５２は、移動対象となる較正用オブジェクトを左側に配置された第１の較正用オブジェクト４２に決定する際、および較正用オブジェクトを左方向に移動させる際に用いられる。下指示部５３は、較正用オブジェクトを下方向に移動させる際に用いられる。右指示部５４は、移動対象となる較正用オブジェクトを右側に配置された第２のオブジェクト４３に決定する際、および較正用オブジェクトを右方向に移動させる際に用いられる。
【００３９】
ここで、左指示部５２又は右指示部５４の１回押下に対し例えば０．５度のオフセットを対応づけた場合には、左指示部５２又は右指示部５４を１回押下すると、カメラ１１の撮像方向をパン（左右）方向に０．５度だけ向きを変えるときに生じる撮影画像の移動分量に等しい画素数分だけ、較正用オブジェクト４２を移動させることになる。上下（チルト）方向においても同様である。
【００４０】
次に、カメラシステム１によるカメラの較正動作を説明する。図４は、カメラシステム１によるカメラの較正動作を示すフローチャートである。図５は、カメラの較正動作時に表示部４に表示される画像を示す図である。まず、指示部５により、表示部４に表示された第１の較正用オブジェクト４２および第２の較正用オブジェクト４３のうち、移動対象とする較正用オブジェクトを選択する（ステップＳ１０１）。例えば、左指示部５２を押下すると、第１の較正用オブジェクト４２を移動対象の較正用オブジェクトと決定し、右指示部５４を押下すると、第２の較正用オブジェクト４３を移動対象の較正用オブジェクトと決定する。ここでは、第１の較正用オブジェクト４２を選択したものとする。
【００４１】
ステップＳ１０１により第１の較正用オブジェクト４２が選択されると、画像重畳部１２２により、移動対象である第１の較正用オブジェクト４２を、移動対象でない第２の較正用オブジェクトと区別できるように強調表示する（ステップＳ１０２）。較正用オブジェクトが強調表示されると、指示部５により上下左右方向に移動させることができる。図５（ａ）は、左指示部５２が押下され、第１の較正用オブジェクト４２が点滅表示（強調表示）された状態を示している。
【００４２】
ユーザは、移動対象である第１の較正用オブジェクト４２を、左右方向に移動させるとともに、上下方向に移動させることにより、第１の較正用オブジェクト４２を指標４１の左端に移動させる（ステップＳ１０２，１０３）。図５（ｂ）は、左指示部５２が押下され、第１の較正用オブジェクト４２が左方向に移動した状態を示しており、図５（ｃ）は、上指示部５１が押下され、第１の較正用オブジェクト４２が上方向に移動した状態を示している。
【００４３】
ユーザは、移動対象である第１の較正用オブジェクト４２を指標４１の左端まで移動させると、左指示部５２を長押し又は二度押し（ダブルクリック）する等により、第１の較正用オブジェクト４２の位置合わせ処理の終了を指示する（ステップＳ１０５）。指示部５に、終了指示用のキーを追加してもよい。カメラシステム１は、指示部５から位置合わせ処理の終了指示を受け取ると、画像重畳部１２２により、強調表示を終了させる（ステップＳ１０６）。
【００４４】
次に、ユーザは、右指示部５４を押下することにより、表示部４に表示された第２の較正用オブジェクト４３を移動対象とする較正用オブジェクトとして選択する（ステップＳ１０７）。あるいは指示部５から位置合わせ処理の終了指示を受け取ると、すぐに第２の較正用オブジェクト４３を選択するよう較正してもよい。
【００４５】
ステップＳ１０７により第２の較正用オブジェクト４３が選択されると、画像重畳部１２２は、移動対象である第２の較正用オブジェクト４３を、移動対象でない第１の較正用オブジェクトと区別できるように強調表示する（ステップＳ１０８）。図５（ｄ）は、右指示部５４が押下され、第２の較正用オブジェクト４３が点滅表示（強調表示）された状態を示している。
【００４６】
ユーザは、移動対象である第２の較正用オブジェクト４３を、左右方向に移動させるとともに、上下方向に移動させることにより、第２の較正用オブジェクト４３を指標４１の右端に移動させる（ステップＳ１０９，１１０）。図５（ｅ）は、左指示部５２が押下され、第２の較正用オブジェクト４３が左方向に移動した状態を示しており、図５（ｆ）は、上指示部５１が押下され、第２の較正用オブジェクト４３が上方向に移動した状態を示している。
【００４７】
ユーザは、移動対象である第２の較正用オブジェクト４３を指標４１の右端まで移動させると、第２の較正用オブジェクト４３の位置合わせ処理の終了を指示する（ステップＳ１１１）。カメラシステム１は、指示部５から位置合わせ処理の終了指示を受け取ると、画像重畳部１２２により、強調表示を終了させる（ステップＳ１１２）。位置合わせ処理の終了を指示は、左指示部５２を長押し又は二度押し（ダブルクリック）する等により行ってもよいし、終了指示用のキーを追加してもよい。
【００４８】
図６は、カメラ１１の較正動作時における、ＣＰＵ１２４の動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ１２４は、指示部５からオブジェクト移動信号を受信すると（ステップＳ２０１−Ｙｅｓ）、画像重畳部１２２に重畳指示を行う（ステップＳ２０２）。ＣＰＵ１２４は、指示部５からオブジェクト移動信号を受信しない場合（ステップＳ２０１−Ｎｏ）、指示部５からの較正終了信号を受信するまでの間、指示部５からの移動指示を受け付ける（ステップＳ２０３−Ｎｏ）。指示部５からの調整終了信号を受信すると（ステップＳ２０３−Ｙｅｓ）、較正パラメータ（パン角、チルト角、およびロール角）を算出する（ステップＳ２０４）。
【００４９】
次に、ステップＳ２０４における較正パラメータの算出方法について説明する。図７は、較正パラメータの算出方法を説明する図であり、移動体１００に設置されるカメラ１１と指標４１の位置関係を示している。指標４１の両端の点をそれぞれＰ１，Ｐ２とする。カメラ１１の位置（カメラ座標の原点）は、ワールド座標で（ｔｘ，ｔｙ，ｔｚ）と表される。また、カメラ１１の位置を基準として、カメラ１１から見た相対的な位置関係はカメラ座標系で表現することができる。カメラ座標系は、ワールド座標系に対する平行移動および回転移動で表すことができる。
【００５０】
図８は、ワールド座標系の回転移動を示す図である。図８（ａ）に示すように、Ｚｗを軸とする回転をパン、図８（ｂ）に示すようにＹｗを軸とする回転をロール、図８（c）に示すようにＸｗを軸とする回転をチルトとする。パンの回転角度（パン角）α、ロールの回転角度（ロール角）β、チルトの回転角度（チルト角）γのとき、ワールド座標系の座標（ｘｗ１，ｙｗ１，ｚｗ１）で表される点Ｐ１は、カメラ座標系では式（１）で表すことができる。
【００５１】
【数１】
2013173453.tif 000003
【００５２】
図９は、較正用オブジェクト４２，４３の調整処理終了時の表示部４の表示を示す図である。指標４１の座標は、上述したように較正オブジェクトを移動させることで得られる。指標４１の一端Ｐ１の位置を、カメラ画像の中心点を原点とする座標で（ｘｉ，ｚｉ）としたとき、カメラ１１のセンサ面上の像高ｈは、センサのピクセルピッチｄを用いて式（２）で表される。
【００５３】
【数２】
2013173453.tif 000004
【００５４】
さらに、レンズの入射角θiとセンサ面上の像高ｈの関係は、レンズの焦点距離ｆ、およびレンズのディストーションdistを用いて、式（３）で表すことができる。
【００５５】
【数３】
2013173453.tif 000005
【００５６】
図１０は、カメラ座標系における指標４１の両端Ｐ１，Ｐ２の座標を示す図である。点Ｐ１に対するカメラ１１の入射角θiは、式（４）で表される。
【００５７】
【数４】
2013173453.tif 000006
【００５８】
カメラ１１から点Ｐ１までの距離ｓ、すなわちカメラ座標原点から指標４１の点Ｐ１までの距離は既知であるので、式（２），（３）から求まる角度θiと、式（５）で表される角度φiとを用いて、（ｘｃ１，ｙｃ１，ｚｃ１）を式（６），（７），（８）により算出することができる。
【００５９】
【数５】
2013173453.tif 000007
【００６０】
同様に、点Ｐ２についても式（９）の関係が算出される。
【００６１】
【数６】
2013173453.tif 000008
【００６２】
指標４１を、移動体１００後端から所定の距離に移動体１００後端と平行になるように配置し、指標４１の厚みを一定とすることにより、以下の式（１０），（１１）が成立する。
【００６３】
ｙｗ１＝ｙｗ２                                                        （１０）
ｚｗ１＝ｚｗ２                                                        （１１）
【００６４】
較正点のワールド座標系での座標は既知であるので、較正指示装置により入力した２つの較正点の画像上の座標が決まれば、式（１），（９），（１０），（１１）より、パン角α，ロール角β，およびチルト角γを算出することができる。
【００６５】
つまり、式（１０），（１１）の条件を満たすことにより、ＣＰＵ１２４は、２点の較正用オブジェクトの座標を取得すれば、較正パラメータを算出することができる。そのため、較正用オブジェクトの数は２つとするのが好適である。
【００６６】
カメラ１１からの撮像画像は、ＣＰＵ１２４により較正パラメータが算出された後は、当該較正パラメータに対応する量をオフセットさせて出力される。これにより、結果的に画像重畳部１２２は、画像処理部１２１により生成されたデジタル画像上に予測軌跡などの画像を重畳して重畳画像を生成する際に、較正パラメータが算出される以前の重畳位置からオフセットして重畳されることとなるため、例えば駐車時により高精度な車両通過予測軌跡を表示することができる。
【００６７】
このように、較正用オブジェクト４２，４３を指標４１の両端Ｐ１，Ｐ２に一致させることにより、カメラ１１の較正パラメータを算出することができる。ただし、較正用オブジェクト４２，４３を厳密に指標４１の両端Ｐ１，Ｐ２に一致させるには時間を要し、また、較正用オブジェクト４２，４３とＰ１，Ｐ２とが完全に一致しなくても較正パラメータの取得に影響はない。そのため、較正用オブジェクト４２，４３を所定領域を囲む形状とし、ＣＰＵ１２４は較正用オブジェクト４２，４３の所定領域がＰ１，Ｐ２を含む位置関係とされたときに較正用オブジェクト４２，４３の位置座標を取得するのが好適である。図１１は、較正用オブジェクトの例を示す図である。図１１（ａ）〜（ｄ）に示す較正用オブジェクトは、いずれも所定領域を囲む形状となっている。
【００６８】
このように、ＣＰＵ１２４は、重畳画像において、較正用オブジェクト４２，４３が移動され、それぞれが指標４１の所定の点Ｐ１，Ｐ２と略一致したときの較正用オブジェクト４２，４３の位置に基づいて、パン角、チルト角、およびロール角におけるカメラ１１の較正パラメータを算出する。このため、本発明による較正処理装置１２、カメラ較正装置１０、カメラシステム１、およびカメラ較正方法によれば、カメラ１１を較正する際の操作が簡便となり、較正に要する時間を短縮することができる。また、較正用オブジェクトの数を複数にしたことにより、較正用オブジェクトの移動方向を上下左右方向のみとし、回転方向の移動を不要とすることができる。かくして、較正にかかる操作をシンプル化し、誤操作の恐れを少なくするとともに、較正に要する時間を短縮することができる。
【００６９】
上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、指標４１の左端と右端の２点の座標を取得するようにしたが、座標の取得位置は、指標４１何の予め決めておいた点とすることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１    カメラシステム
２    ＣＰＵ
３    バス
４    表示部
５    指示部
６    センサ
１０  カメラ較正装置
１１  カメラ
１２  較正処理装置
１２１  画像処理部
１２２  画像重畳部
１２３  画像出力部
１２４  ＣＰＵ
１２５  記憶部
４１    指標
４２    第１の較正用オブジェクト
４３    第２の較正用オブジェクト
４４    バンパー
１００  移動体
【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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