CN104247394A - 校正操作装置、摄像机装置、摄像机系统和摄像机校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于简化用于校正摄像机的操作并缩短校正所需的时间。一种摄像机校正装置(10)包括：摄像机(11)，配置成获取包括设置在车辆(100)外侧的标记(41)的图像；图像叠加单元(122)，配置成通过叠加具有指示预定区域的第一调整部(421)和指示预定旋转区域的第二调整部(422)的校正对象(42)生成叠加图像；以及计算单元(124)，配置成控制图像叠加单元(122)以生成校正对象(42)基于校正对象(42)的移位指令而移位的叠加图像，并且配置成基于校正对象(42)在叠加图像中移位使得标记(41)的端部被包含在第一调整部(421)的区域中并且使标记(41)被定位在第二调整部(422)的旋转区域中之后的位置，来计算用于校正摄像机(11)的安装位置的位移的与平转角、俯仰角和滚动角相关的参数。

Description

校正操作装置、摄像机装置、摄像机系统和摄像机校正方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年4月4日提交的第2012-085963号日本专利申请的优先权和权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于校正安装在车辆上的摄像机的角度的校正操作装置、摄像机装置、摄像机系统和摄像机校正方法。

背景技术

已知有能够通过使用安装在车辆后侧的摄像机在车辆内侧的显示单元(例如，车辆导航装置的显示单元)上显示驾驶者难以观察到的车辆后侧的图像的摄像机系统。对于这种系统而言，已知的方法通过对捕捉位置信息已知的主体(标记)的假定图像与实际由摄像机取得的标记的实际图像之间的差异进行调整以获得用于校正摄像机安装位置的参数(例如，参见专利文献1和非专利文献1)。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：第2000-209577号日本专利特开公报

非专利文献

非专利文献1：[在线]，2007年7月22日，[于2012年4月4日检索]，网页<URL:http://gazoo.com/G-Blog/chibanocienta/25496/Article.aspx>

发明内容

图14是示出了在用于校正摄像机安装位置(摄像机光轴)的位移的传统的摄像机校正模式(摄像机光轴调整模式)中显示在显示单元4中的图像的视图。附图标记43表示当摄像机被安装在保险杠附近时显示的车辆的保险杠的边缘。为了获得用于校正摄像机安装位置的位移的参数，对于显示在显示单元4上的标记41(实际图像)与校正对象40(假定图像)之间的位移的调整而言，有必要通过使用移位指令单元51至56使校正对象40移位成与标记41重叠。然而，所存在的问题在于为了使校正对象40重叠在标记41上，用户需要通过使用移位指令单元51至56使校正对象42在竖直、水平和旋转方向上移位多次。因此，需要复杂的操作并且导致校正耗时。

图15是示出在传统的摄像机校正模式中在摄像机校正操作中显示在显示单元上的图像的视图。当标记41和处于初始状态(被移位前)的校正对象40被显示在图14所示的位置处时，如图15(a)所示，用户首先通过使用左指令单元51使校正对象40在左方向上移位。随后，如图15(b)所示，用户通过使用向上指令单元54使校正对象40向上移位。接着，如图15(c)所示，用户通过使用逆时针旋转指令单元55使校正对象40绕其中心点以逆时针方向旋转。

此处，假设标记41适合于校正对象40。然而，安装在车辆上的摄像机经常采用具有较大失真的镜头诸如鱼眼镜头以取得宽角度的图像。因此，当校正对象40如图15(c)所示地旋转时，标记41的一个端部可能因镜头的失真导致从校正对象40稍微突出。在这种情况下，用户需要通过使用左指令单元51使校正对象40在左方向上稍微移位，例如图15(d)所示，随后如图15(e)所示通过使用向下指令单元53使校正对象40向下稍微移位。随后，如图15(f)所示，用户通过使用顺时针旋转指令单元56使校正对象40以顺时针方向稍微旋转。在摄像机安装位置的位移的校正中，如上所述，经常会出现在旋转校正对象40后需要进行精细调整的多次操作的情况。

因此，考虑到这种问题，本发明的目的在于提供可简化用于校正摄像机安装位置的位移的操作并且缩短校正所需时间的校正操作装置、摄像机装置、摄像机系统和摄像机校正方法。

为了解决上述问题，根据一个实施方式的摄像机装置包括：

摄像机，安装在车辆的预定位置上并且配置成获取包括设置在车辆外侧的标记的图像；

图像叠加单元，配置成通过将具有用于指示预定区域的第一调整部和用于指示预定旋转区域的第二调整部的校正对象叠加在由摄像机获取的图像上而生成叠加图像；和

计算单元，配置成控制图像叠加单元以生成校正对象基于校正对象的移位指令而移位的叠加图像，并且配置成基于校正对象在叠加图像中被移位成使标记的一个端部被包含在第一调整部的预定区域中并且使标记被定位在第二调整部的预定旋转区域中之后的位置，来计算用于校正摄影机安装位置的平转角、俯仰角和滚动角。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中在计算校正对象在旋转方向上的移位量中，计算单元将第一调整部的中心设为旋转中心。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中第二调整部通过使用其间具有预定间隔的多个线或者具有预定宽度的线限定预定旋转区域。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中第一调整部由圆形图形形成以限定预定区域。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中第一调整部基于圆形图形的直径限定平转角和俯仰角的调整细度，并且第二调整部基于其间具有预定间隔的多个线的长度以及间隔、或者基于具有预定宽度的线的长度和宽度限定滚动角的调整细度。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中校正对象还包括第一辅助调整部，并且第一辅助调整部指示比第一调整部的预定区域大的预定区域并且被布置成围绕第一调整部。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中第一辅助调整部的区域的界线在颜色上不同于第一调整部的区域的界线。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中第一辅助调整部由圆形图形形成以限定预定区域。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中校正对象还包括第二辅助调整部，并且第二辅助调整部指示预定旋转区域。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中第二辅助调整部的旋转区域的界线在颜色上不同于第二调整部的旋转区域的界线。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中第二辅助调整部由其间具有预定间隔的多个线或者具有预定宽度的线形成以限定预定旋转区域。

根据一个实施方式的摄像机装置，其中当显示在由摄像机获取的图像中的标记具有失真时，图像叠加单元生成叠加图像，在叠加图像中具有第二调整部的校正对象在水平方向上倾斜了基于失真所确定的角度。

此外，为了解决上述问题，根据一个实施方式的摄像机校正方法包括：

图像获取步骤，其中通过安装在车辆的预定位置上的摄像机获取包括设置在车辆外侧的标记的图像；

显示步骤，其中显示叠加图像，在叠加图像中具有指示预定区域的第一调整部和指示预定旋转区域的第二调整部的校正对象叠加在由摄像机获取的图像上；

移位步骤，其中使校正对象移位使得标记的一个端部被包含在第一调整部的预定区域中；

旋转步骤，其中使校正对象绕第一调整部旋转直至标记被定位在第二调整部的预定旋转区域中；以及

计算步骤，其中基于由移位步骤和旋转步骤指定的、校正对象的移位量来计算用于校正摄像机安装位置的位移的平转角、俯仰角和滚动角。

此外，为了解决上述问题，根据一个实施方式的校正操作装置安装在车辆的预定位置上并且通过使用由摄像机获取的图像来校正与平转角、俯仰角和滚动角有关的、摄像机安装位置的位移，其中摄像机用于获取包括设置在车辆的外侧的标记的图像，校正操作装置包括：

图像叠加单元，配置成通过将具有用于指示预定区域的第一调整部和用于指示预定旋转区域的第二调整部的校正对象叠加在由摄像机获取的图像上而生成叠加图像；以及

计算单元，配置成控制图像叠加单元以生成校正对象基于校正对象的移位指令而移位的叠加图像，并且配置成基于校正对象在叠加图像中移位以使标记的一个端部被包含在第一调整部的预定区域中并且使标记被定位在第二调整部的旋转区域中之后的位置，来计算用于校正摄像机安装位置的位移的平转角、俯仰角和滚动角。

此外，为了解决上述问题，根据一个实施方式的摄像机系统包括：

摄像机，安装在车辆的预定位置上并且配置成获取包括设置在车辆的外侧的标记的图像；

图像叠加单元，配置成通过将具有用于指示预定区域的第一调整部和用于指示预定旋转区域的第二调整部的校正对象叠加在由摄像机获取的图像上而生成叠加图像；

显示单元，布置在车辆内并且配置成显示叠加图像；

指令单元，配置成指示校正对象以在叠加图像中移位校正对象的显示位置；以及

计算单元，配置成控制图像叠加单元以生成校正对象基于由指令单元对校正对象的移位指令而移位的叠加图像，并且配置成基于校正对象在叠加图像中移位以使标记的一个端部被包含在第一调整部的预定区域中并且使标记被定位在第二调整部的预定旋转区域中之后的位置，来计算用于校正摄像机安装位置的平转角、俯仰角和滚动角。

根据各实施方式，简化了用于校正摄像机的位移的操作并且缩短了校正所需的时间。

附图说明

图1是示出了根据本发明的一个实施方式的安装摄像机系统的系统配置的示例的框图。

图2是示出了具有面朝后安装于其上的摄像机的车辆的视图。

图3是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像机系统的显示单元中所显示的图像的示例的视图。

图4是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像机系统的正面、平面和右面的视图。

图5是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像机系统的显示单元中所显示的校正对象的示例的视图。

图6(a)至6(d)是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像机系统的显示单元中所显示的校正对象的滚动调整部的间隔与长度之间的关系的视图。

图7是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像机系统的显示单元中所显示的具有平转俯仰辅助调整部的校正对象的示例的视图。

图8是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像机系统的显示单元中所显示的校正对象的平转角和俯仰角的调整细度的视图。

图9是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像机系统的显示单元中所显示的具有平转俯仰辅助调整部和滚动辅助调整部的校正对象的示例的视图。

图10是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像机系统的显示单元中所显示的具有布置在边缘处的标记的校正对象的示例的视图。

图11是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像机系统对摄像机进行的校正操作的流程图。

图12(a)至12(c)是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像机系统对摄像机进行的校正操作中显示在显示单元中的图像的视图。

图13是示出了根据本发明的一个实施方式的摄像操作机系统对摄像机进行的校正操作中CPU的操作的流程图。

图14是示出了在传统的摄像机校正模式中显示在显示单元中的图像的视图。

图15(a)至15(f)是示出了在传统的摄像机校正模式中的摄像机的校正操作中显示在显示单元中的图像的视图。

具体实施方式

将参照附图对本发明的实施方式进行描述。

图1是示出了当根据本发明的实施方式的摄像机系统被安装在车辆(例如，汽车)上时系统配置的示例的框图。如图1所示，安装在车辆上的系统包括摄像机系统1、用于控制整个系统的CPU 2、总线3和传感器6。摄像机系统1包括摄像机校正装置(摄像机装置)10、显示单元4和指令单元5。摄像机校正装置10包括摄像机11和校正操作装置12。校正操作装置12包括图像处理单元121、图像叠加单元122、图像输出单元123、CPU(计算单元)124和存储单元125。

摄像机11具有图像传感器诸如CMOS或CCD用于将通过镜头进入主体的光转换成电信号并且生成主体的图像。摄像机11被安装在车辆的预定位置上。然而，当摄像机校正装置10充当并入摄像机11中的模块时，摄像机校正装置10被安装在车辆的预定位置上。

作为一个示例，图2是示出了具有面朝后安装于其上的摄像机11的车辆的视图。根据本实施方式，如图2所示，摄像机11在车辆100的后侧被安装在保险杠43附近以取得车辆100后面的图像。图中的区域A表示由摄像机11捕捉到的区域。当然，本发明还适用于摄像机11面朝前或侧面地安装在车辆上的示例。

例如，当用户改变至倒档而选择了停车模式时，显示单元4显示由摄像机系统1生成的图像。停车模式通过在显示单元4上显示难以由驾驶车辆100的用户观察到的、车辆100后面的区域A中的图像协助平稳地停车。车辆100的预测轨迹可以被叠加在车辆100后面的区域A中的图像上，以用于协助更加平稳地停车。

并且，当用户选择了摄像机校正模式时，显示由摄像机系统1生成的图像。摄像机校正模式通过将主体或图初步地布置为车辆100后面的区域A中的标记允许用户通过使用由摄像机11取得的标记来校正摄像机11的安装位置。当摄像机11在车辆100的生产线上被安装在车辆100上时或者当摄像机11因车辆100的振动而移位时，使用摄像机校正模式。将在后面对详细的校正方法进行描述。

当用户选择了导航模式时，显示单元4可以显示由导航系统获得的到达目的地的路线图。当选择了TV模式时，显示单元4可以显示由TV接收机获得的电视画面。

指令单元5充当用于调整被叠加在显示单元4中的校正对象的位置的用户界面。指令单元5可以被操作成使校正对象在竖直、水平和旋转方向上移位。指令单元5经由总线3将通过用户的操作获得的对象移位信号输出至CPU 124。当调整操作结束时，指令单元5经由总线3将调整结束信号输出至CPU 124。指令单元5可以是被设置在显示单元4附近的机械开关或者是显示在层压于显示单元4上的触摸面板上的对象。

传感器6包括用于检测车辆的移动速度的速度传感器、用于检测变速杆的位置的齿轮传感器、和用于检测转向角的转向角感器。传感器6经由总线3将从每个传感器获得的传感器信号输出至CPU 124和CPU 2。

存储单元125将摄像机11的位置坐标、标记的位置坐标等存储为已知值。当摄像机11被精确地安装时，存储单元125还存储光轴的方向作为已知值。

CPU 124通过在校正对象被显示的同时基于从指令单元5获得的对象移位信号计算移位量来确定校正对象的显示位置，并且指示图像叠加单元122以生成叠加图像。并且，在从指令单元5接收到校正结束指令时，CPU 124计算用于校正摄像机11的安装位置的位移的校正参数(平转角、俯仰角和滚动角)。另外，在停车模式中，CPU 124基于从传感器6获得的传感器信号确定车辆100的预测轨迹的显示位置并且指示图像叠加单元122生成叠加图像。

图像处理单元121通过对由摄像机11取得的图像执行A/D变换、降噪处理和图像处理而生成数字图象，并且将数字图象输出至图像叠加单元122。

图像叠加单元122基于CPU 124的指令通过将图像叠加在由图像处理单元121生成的数字图象的预定位置上而生成叠加图像，并且将叠加图像输出至图像输出单元123。待叠加的图像是用于校正摄像机11的安装位置的校正对象或者是向后移动的车辆100随后的预测轨迹，以用于协助停车。

图像输出单元123将由图像叠加单元122生成的叠加图像转换成适用于显示单元4的显示装置的格式(例如，NTSC)，并且将转换后的叠加图像输出至显示单元4。

图3是示出当用户选择摄像机校正模式时显示在显示单元4中的图像等的示例的视图。显示单元4显示由摄像机11取得的图像，包括标记41和校正对象42的图像。如图2所示，当摄像机11被安装在保险杠43附近时，保险杠43的边缘也被显示。

图4是示出了显示单元4的正面、平面和右面的视图。在图4中，用实线指示作为用于校正的特征图像的校正对象42，用虚线指示其他部分。该图是示出了正面、平面和右面的以45度倾斜画出的半斜投影。显示单元4的后视图、俯视平面图和左视图被省略，因为其上没有显示校正对象42。应注意，由虚线形成的形状是用于说明性目的，并不受其限制。

标记41是当车辆100被精确地停在预定停车位置处时布置在离车辆100的后边缘预定距离(例如，1m)处的主体或图，并且呈现例如画在道路上的矩形板或白线的形状。也就是说，当摄像机11以正确的角度安装时，车辆100与标记41之间的位置关系被指定，因此由摄像机11取得的标记41总是显示在显示单元4上所显示的图像上的特定位置处。当标记41关闭显示指定位置时，指令单元5可以发出指令以将校正对象42移位至图像中的标记41。从而，可以获得用于指定摄像机11的安装角度的偏差的校正参数。

如图3所示，当指令单元5是显示在层压于显示单元4上的触摸面板上的对象时，显示构成指令单元5的左指令单元51、右指令单元52、向下指令单元53、向上指令单元54、逆时针旋转指令单元55、顺时针旋转指令单元56、后退指令单元57和下一步指令单元58。

左指令单元51用于在左方向上移位校正对象42，右指令单元52用于在右方向上移位校正对象42。向下指令单元53用于向下移位校正对象42，向上指令单元54用于向上移位校正对象42。逆时针旋转指令单元55用于逆时针方向旋转校正对象42，顺时针旋转指令单元56用于顺时针方向旋转校正对象42。后退指令单元57用于恢复在显示用于摄像机校正模式的图像之前所显示的图像。下一步指令单元58用于通知使校正对象42移位以重叠图像中的标记41的操作已完成。

此处，当对应于0.5度偏移对左指令单元52或右指令单元54进行单次按压时，在左指令单元52或右指令单元54的单次按压后，校正对象42移位了与摄像机11的图像获取方向在平转(水平)方向上被引导0.5度时的图像的移位等同的像素数量。同样适用于俯仰(竖直)方向和滚动(旋转)方向。

图5是示出显示在显示单元4中的校正对象42的示例的视图。如图5所示，校正对象42具有作为用于指示预定区域的第一调整部的平转俯仰调整部421和作为用于指示预定旋转区域的第二调整部的滚动调整部422。

平转俯仰调整部421用于通过在平转方向和俯仰方向上调整摄像机而获得作为校正参数的平转角和俯仰角并且由具有预定区域的图形成的对象。平转俯仰调整部421的区域的大小限定平转角和俯仰角的调整细度。也就是说，用户简单地通过移位校正对象42以使图像中的标记41的一个端部被包含在平转俯仰调整部421中就可以结束摄像机在平转方向和俯仰方向上的调整。例如，如图5所示，当在平转方向和俯仰方向中的每个的调整细度都是±0.5度时，平转俯仰调整部421的区域呈具有规定半径的圆形状。此处，当平转角的调整细度是±0.5度并且俯仰角的调整细度是±0.3度时，例如，平转俯仰调整部421呈椭圆形状而不是真正的圆形状。

并且，通过平转俯仰调整部421的区域的大小限定的平转角和俯仰角的调整细度优选为与对应于左指令单元51、右指令单元52、向下指令单元53和向上指令单元54的一次按压的摄像机角度的变化相关联的图像中的移位量的整数倍。从而，用户等可以容易地识别调整量。

滚动调整部422是用于通过在滚动方向上调整摄像机而获得作为校正参数的滚动角并且由彼此之间具有预定据间隔在相同方向上延伸的线(例如，彼此平行的两个线)形成的对象。滚动角的调整精度通过滚动调整部422的两个直线的长度和它们之间的间隔限定。也就是说，用户在保持被包含在平转俯仰调整部421中的标记41的一个端部的同时、简单地通过绕滚动调整部422的两个平行线之间的平转俯仰调整部421的中心点旋转校正对象42直至标记41变得与平行线不垂直，就可以结束摄像机在滚动方向上的调整。在这种情况下，因为在标记41的左端被保持与平转俯仰调整部421会和的同时使校正对象42绕平转俯仰调整部421的中心点旋转，所以当平转俯仰调整部421连同校正对象42旋转而旋转时标记41和平转俯仰调整部421维持彼此之间的位置关系。也就是说，次级精细调整对于校正对象42的旋转几乎不必要。

并且，由滚动调整部422的直线的长度和它们之间的间隔限定的滚动角的调整细度优选为与逆时针旋转指令单元55和顺时针旋转指令单元56的一次按压对应的、摄像机的移位量的整数倍。从而，用户等可以容易地识别调整量。

图6是示出校正对象42的滚动调整部422之间的间隔与其长度之间的关系的视图。在图6中，虚线指示标记41的可能位置。如图6(a)-6(d)所示，滚动角的每个调整细度例如是±0.5度。通过滚动角的固定值的调整细度，如图6(b)所示当滚动调整部422的平行线之间的间隔窄时，滚动调整部422的平行线变短，如图6(C)所示当滚动调整部422的平行线之间的间隔宽时，滚动调整部422的平行线变长。应注意，平转俯仰调整部421和滚动调整部并不是必需加入的。如图6(d)所示，平转俯仰调整部421和滚动调整部422彼此之间可以具有间隙。

而且如图7所示，校正对象42还可以包括平转俯仰辅助调整部423(第一辅助调整部)。平转俯仰辅助调整部423由具有比平转俯仰调整部421的区域大的区域的图形成，并且被布置成围绕平转俯仰调整部421。例如，平转俯仰辅助调整部423的直径长达平转俯仰调整部421的直径的两倍。平转俯仰辅助调整部423的区域的界线在颜色上不同于平转俯仰调整部421的区域的界线。例如，平转俯仰辅助调整部423的区域的界线为黄色，平转俯仰调整部421的区域的界线为红色。

当平转俯仰调整部421的尺寸小或者其颜色与显示在显示单元4中的图像的背景颜色相似时，用户可能无法立即区分开平转俯仰调整部421。然而，通过具有平转俯仰辅助调整部423的校正对象42可以使用户看一眼就能够识别平转俯仰调整部421的位置。

与平转俯仰调整部421相似地，平转俯仰辅助调整部423可以限定平转角和俯仰角的调整细度。如图8所示，例如，平转俯仰调整部421的平转角和俯仰角中的每个的调整细度被设成±0.5度，平转俯仰辅助调整部423的平转角和俯仰角的调整细度被设成±0.1度。通过限定两个不同的调整细度，当不需要高精度时，简单地通过将标记41的一个端部包含在平转俯仰辅助调整部423中就能够结束摄像机在平转方向和俯仰方向上的校正。从而，校正所需的时间可以缩短。

而且如图9所示，除了平转俯仰辅助调整部423以外，校正对象42还可以包括滚动辅助调整部424(第二辅助调整部)。或者，校正对象42可以具有平转俯仰辅助调整部423和滚动辅助调整部424中的一个。滚动辅助调整部424由在具有比滚动调整部422的间隔宽的间隔的相同方向上延伸的线(例如，两个平行线)形成，并且被布置成将滚动调整部422保持在其之间。例如，滚动辅助调整部424的线之间的间隔长达平转俯仰辅助调整部423的线之间的间隔的两倍。平转俯仰滚动辅助调整部424的两个直线的颜色不同于滚动调整部422的两个直线的颜色。例如，滚动辅助调整部424的平行线为黄色，滚动调整部422的平行线为红色。

当滚动调整部422的尺寸小或者其颜色与显示在显示单元4中的图像的背景颜色相似时，用户可能无法立即区分开滚动调整部422。然而，具有滚动辅助调整部424的校正对象42使得用户看一眼就能够识别滚动调整部422的位置。

与滚动调整部422相似地，滚动辅助调整部424可以基于两个直线的长度和它们之间的间隔限定平转角和俯仰角的调整细度。例如，滚动调整部422的滚动角的调整细度被设成±0.5度，滚动辅助调整部424的滚动角的调整细度被设成±1度。通过限定两个不同的调整细度，当不需要高精度时，简单地通过将标记41定位在滚动辅助调整部424中就能够结束摄像机在滚转方向上的校正。从而，校正所需的时间可以缩短。

图10是示出当标记41被布置在显示单元4的边缘处时的示例的视图。因为镜头的特性，由摄像机校正装置10获得的图像在其中心附近具有轻微失真并且在其边缘处具有强烈失真。因此，当标记41被布置在除了图像的中心以外的位置时，如图10所示，标记41的端部可能失真，其结果，标记41的图像被弯曲。当基于摄像机11在已知位置的安装位置、标记41的位置、镜头失真的理想光轴方向和参数预期标记41的端部的失真时，CPU 124计算标记41的预期失真量。图像叠加单元122通过叠加具有从水平方向倾斜了基于失真确定的角度的、滚动调整部422的两个直线的校正对象42来生成叠加图像。如图10所示，当标记41的一个端部失真时，通过根据标记41在初始状态(在被移位前)中的失真从水平方向倾斜校正对象42的图像促进了在旋转方向上的调整。

随后，将对通过摄像机系统1对摄像机进行的校正操作进行描述。图11是示出通过摄像机系统1对摄像机进行的校正操作的流程图。图12是示出在摄像机的校正操作中显示在显示单元4中的图像的视图。

用户使校正对象42在水平方向上移位以使校正对象42的平转俯仰调整部421在水平方向上与标记41的端部会和(步骤S101)。图12(a)示出了当左指令单元51被按下并且校正对象42在左方向上移位时的状态。

随后，用户使校正对象42在竖直方向上移位以使校正对象42的平转俯仰调整部421与标记41会和(步骤S102)。图12(b)示出了当向上指令单元54被按下并且校正对象42向上移位时的状态。用户在步骤S101和步骤S102处执行校正对象42的移位操作使标记41的一个端部被包含在平转俯仰调整部421的区域中。

然后，用户使校正对象42绕平转俯仰调整部421的中心点在旋转方向上旋转直至标记41在与平行线不正交的情况下被定位在校正对象42的滚动调整部422的平行线之间(步骤S103)。图12(c)示出了当逆时针旋转指令单元55被按下并且校正对象42以逆时针方向旋转时的状态。

图13是示出用于摄像机11的校正操作的CPU 124的操作的流程图。当CPU 124从指令单元5接收对象移位信号时(在步骤S201处为“是”)，CPU 124计算移位量并且指示图像叠加单元122在移位后叠加校正对象42(步骤S202)。此处，在计算校正对象42在旋转方向上的移位量中，CPU124考虑平转俯仰调整部421的中心点作为旋转的中心点。从而，可以防止标记41和校正对象42因旋转而导致的位移。因此，也没必要在旋转后在竖直和水平方向上精细地调整校正对象42，所以校正所需的时间可以被缩短。

当CPU 124未从指令单元5接收到对象移位信号时(在步骤S201处为“否”)，CPU 124等待来自指令单元5的移位指令直至从指令单元5接收到调整结束信号(步骤S203处为“否”)。在从指令单元5接收到调整结束信号后(在步骤S203处为“是”)，CPU 124计算用于校正摄像机安装位置的位移的校正参数(平转角、俯仰角和滚动角)(步骤S204)。

当指令单元5的一个操作和摄像机11的旋转角彼此相对应地进行时，在步骤S204处，可以通过对指令单元5的操作数量进行计数来计算校正参数(平转角、俯仰角和滚动角)。例如，当指令单元5的一个操作对应于0.5度并且在图11所示的操作中用户在步骤S101处按下两次左指令单元51、在步骤S102处按下两次向上指令单元54并且在步骤S103处按下两次逆时针旋转指令单元55时，平转角、俯仰角和滚动角中的每个的移位量为1.0度。当基于所获得的参数(平转角、俯仰角和滚动角)调整显示在显示单元4中的图像时，CPU 124执行摄像机坐标与世界坐标之间的变换。

在通过CPU 124计算校正参数后，由摄像机11取得的图像以偏移了与校正参数对应的量被输出、或者在转换成与校正参数对应的图像后被输出。其结果是，当图像叠加单元122通过将预测轨迹等的图像叠加在由图像处理单元121生成的数字图像上而生成叠加图像时，在计算校正参数之前，预测轨迹等从其叠加位置偏移地被叠加、或者被转换。因此，例如在停车中可以显示非常精确预测的车辆轨迹。

如上所述，根据本发明的校正操作装置12、摄像机校正装置10、摄像机系统1和摄像机校正方法，校正对象42具有由具有预定区域的图形成的平转俯仰调整部421和由彼此之间具有预定间隔的两个直线形成的滚动调整部422。基于当校正对象42被移位以使标记41的一个端部被包含在平转俯仰调整部421的预定区域中并且变得与滚动调整部422非垂直时的校正对象的位置，CPU 124计算摄像机安装位置的位移。因此，根据本发明，用于校正摄像机11的操作可以被简化并且校正所需的时间可以被缩短。尤其是当CPU 124计算校正对象42在旋转方向上的移位量时，通过将平转俯仰调整部421的中心点设为旋转的中心点而能够快速地进行调整。

应注意，上面的实施方式被描述为典型的例子，并且本领域的技术人员可以在本发明的精神和范围内进行修改或替换。因此，应明确，本发明并不受上面的实施方式的限制，而是可以在不背离权利要求书的范围的情况下以多种方式进行修改或替换。

例如，虽然在示例中滚动调整部由两个直线形成，但是滚动调整部可以考虑到镜头失真的量而由稍弯的线形成、或者由多于两个的线形成。或者，滚动调整部可以由一个粗线形成以使标记41被定位在其上。在这种情况下，代替将标记41调整成不与平行线垂直，可通过将标记41定位在预定宽度内来进行调整。除了稍微改变调整以外的操作与上面的实施方式的操作相同。也就是说，滚动调整部只需指示具有多个线的旋转区域或者具有预定宽度的线的旋转区域。另外，滚动调整部的线可以是无限的，而不是有限的。在这种情况下，也就是说，滚动调整部由从平转俯仰调整部延伸至图像边缘的多个线(或者具有预定宽度的单个线)形成。

附图标记说明

1   摄像机系统

2   CPU

3   总线

4   显示单元

5   指令单元

6   传感器

10  摄像机校正装置

11  摄像机

12  校正操作装置

41  标记

42  校正对象

43  保险杠

51  左指令单元

52  右指令单元

53  向下指令单元

54  向上指令单元

55  逆时针旋转指令单元

56  顺时针旋转指令单元

57  后退指令单元

58  下一步指令单元

100 车辆

121 图像处理单元

122 图像叠加单元

123 图像输出单元

124 CPU

125 存储单元

421 平转俯仰调整部

422 滚动调整部

423 平转俯仰辅助调整部

424 滚动辅助调整部

Claims (15)

1.一种摄像机装置，包括：

摄像机，安装在车辆的预定位置上并且配置成获取包括设置在所述车辆外侧的标记的图像；

图像叠加单元，配置成通过将具有用于指示预定区域的第一调整部和用于指示预定旋转区域的第二调整部的校正对象叠加在由所述摄像机获取的所述图像上而生成叠加图像；以及

计算单元，配置成控制所述图像叠加单元以生成所述校正对象基于所述校正对象的移位指令而移位的所述叠加图像，并且配置成基于所述校正对象在所述叠加图像中被移位以使得所述标记的一个端部被包含在所述第一调整部的所述预定区域中并且所述标记定位在所述第二调整部的所述预定旋转区域中之后的位置，来计算用于校正摄像机安装位置的平转角、俯仰角和滚动角。

2.根据权利要求1所述的摄像机装置，其中在计算所述校正对象在旋转方向的移位量中，所述计算单元将所述第一调整部的中心设为旋转中心。

3.根据权利要求1所述的摄像机装置，其中所述第二调整部通过使用其间具有预定间隔的多个线或者具有预定宽度的线来限定所述预定旋转区域。

4.根据权利要求3所述的摄像机装置，其中所述第一调整部由圆形图形形成以限定所述预定区域。

5.根据权利要求4所述的摄像机装置，其中所述第一调整部基于所述圆形图形的直径限定平转角和俯仰角的调整细度，并且所述第二调整部基于其间具有预定间隔的所述多个线的长度以及所述间隔、或者基于具有预定宽度的线的长度和所述宽度来限定滚动角的调整细度。

6.根据权利要求1所述的摄像机装置，其中所述校正对象还包括第一辅助调整部，并且所述第一辅助调整部指示比所述第一调整部的所述预定区域大的预定区域并且布置成围绕所述第一调整部。

7.根据权利要求6所述的摄像机装置，其中所述第一辅助调整部的区域的界线在颜色上不同于所述第一调整部的区域的界线。

8.根据权利要求6所述的摄像机装置，其中所述第一辅助调整部由圆形图形形成以限定所述预定区域。

9.根据权利要求1所述的摄像机装置，其中所述校正对象还包括第二辅助调整部，并且所述第二辅助调整部指示预定旋转区域。

10.根据权利要求9所述的摄像机装置，其中所述第二辅助调整部的旋转区域的界线在颜色上不同于所述第二调整部的旋转区域的界线。

11.根据权利要求9所述的摄像机装置，其中所述第二辅助调整部由其间具有预定间隔的多个线或者具有预定宽度的线形成以限定所述预定旋转区域。

12.根据权利要求1所述的摄像机装置，其中，当显示在由所述摄像机获取的图像中的标记具有失真时，所述图像叠加单元生成叠加图像，在所述叠加图像中具有所述第二调整部的所述校正对象在水平方向上倾斜了基于失真所确定的角度。

13.一种摄像机校正方法，包括：

图像获取步骤，其中通过安装在车辆的预定位置上的摄像机获取包括设置在所述车辆外侧的标记的图像；

显示步骤，其中显示叠加图像，在所述叠加图像中具有指示预定区域的第一调整部和指示预定旋转区域的第二调整部的校正对象叠加在由所述摄像机获取的图像上；

移位步骤，其中使所述校正对象移位使得所述标记的一个端部被包含在所述第一调整部的所述预定区域中；

旋转步骤，其中使所述校正对象绕所述第一调整部旋转直至所述标记被定位在所述第二调整部的所述预定旋转区域中；以及

计算步骤，其中基于由所述移位步骤和所述旋转步骤指定的、所述校正对象的移位量来计算用于校正摄像机安装位置的位移的平转角、俯仰角和滚动角。

14.一种校正操作装置，安装在车辆的预定位置上并且通过使用由摄像机获取的图像来校正与平转角、俯仰角和滚动角有关的摄像机安装位置的位移，其中所述摄像机用于获取包括设置在所述车辆外侧的标记的图像，所述校正操作装置包括：

图像叠加单元，配置成通过将具有用于指示预定区域的第一调整部和用于指示预定旋转区域的第二调整部的校正对象叠加在由所述摄像机获取的图像上而生成叠加图像；以及

计算单元，配置成控制所述图像叠加单元以生成所述校正对象基于所述校正对象的移位指令而移位的所述叠加图像，并且配置成基于所述校正对象在所述叠加图像中移位以使所述标记的一个端部被包含在所述第一调整部的所述预定区域中并且使所述标记被定位在所述第二调整部的所述旋转区域中之后的位置，来计算用于校正摄像机安装位置的位移的所述平转角、所述俯仰角和所述滚动角。

15.一种摄像机系统，包括：

摄像机，安装在车辆的预定位置上并且配置成获取包括设置在所述车辆的外侧的标记的图像；

图像叠加单元，配置成通过将具有用于指示预定区域的第一调整部和用于指示预定旋转区域的第二调整部的校正对象叠加在由所述摄像机获取的图像上而生成叠加图像；

显示单元，布置在所述车辆内并且配置成显示所述叠加图像；

指令单元，配置成指示所述校正对象以在所述叠加图像中移位所述校正对象的显示位置；以及

计算单元，配置成控制所述图像叠加单元以生成所述校正对象基于由所述指令单元对所述校正对象的移位指令而移位的所述叠加图像，并且配置成基于所述校正对象在所述叠加图像中移位以使所述标记的一个端部被包含在所述第一调整部的所述预定区域中并且使所述标记被定位在所述第二调整部的所述预定旋转区域中之后的位置，来计算用于校正摄像机安装位置的平转角、俯仰角和滚动角。