JP2004317507A - Axis-adjusting method of supervisory device - Google Patents

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義朗 松浦
Koji Horibe
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an axis-adjusting method which an axis displacement in the rolling direction, such as a radar can be adjusted, to provide the axis adjustment method which adjusts easily and exactly the axis displacement of each sensor (includes roll direction) and position relation among sensors, in a supervisory device of a fusion system which uses the radar together with a camera. <P>SOLUTION: Using an adjusting target 3, with which a light and dark pattern and an outer size of the detecting surface are set, the axis displacement, including the roll direction of the radar 1, is adjusted so as to enable calculation quantitatively for each direction about the axial displacement quantity from a wave form, having the shape of the reversing W as the wave form of a receiving intensity for a scanning direction position. In the fusion system, after the axial adjustment of the radar 1, the axial adjustment for the radar 1 of the camera 2 is performed by imaging of the image of the same adjusting target 3, based on the coordinate values on the image surface of the plural feature points in the image. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

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。   The present invention relates to a monitoring apparatus (radar or the like) that is mounted on a vehicle or the like and measures the position information or the like of an object to be detected such as a preceding vehicle using a wave of a laser beam or the like. ) About the technology to do.

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。   2. Description of the Related Art Conventionally, monitoring devices for monitoring a preceding vehicle or an obstacle in front of a vehicle and for following and running control have been widely developed, and generally, a radio wave type or a laser type radar is known. This is an apparatus that irradiates a detection target in a predetermined detection area with a wave such as a radio wave or a laser beam, and obtains a distance to the detection target from a propagation delay time with a reflected signal.

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。
For example, in the case of a laser radar, a laser beam is radiated while scanning a fixed scan area in one scanning direction (normally, a right and left direction), and a control is performed to obtain a propagation delay time with respect to the reflected light. A light emission timing is created by a circuit, a counter is started at that timing, and at the same time, a laser diode (hereinafter, referred to as an LD) is driven to emit laser light in accordance with the timing, and the laser light is reflected on a detection target. The returned reflected light is received by a photodiode (hereinafter referred to as PD), and when a reflected light having a reception intensity equal to or higher than a light reception threshold level set in a signal processing unit is obtained, the timing is captured by a control circuit. , Stop the counter and measure the propagation delay time.
On the other hand, the direction in which the detection target exists is determined from the scan angle at the timing of laser emission or the timing of receiving reflected light.

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。   Then, based on the distance data to the object thus measured, the direction data, the data on the amount of received light, and the data on the vehicle speed obtained by the vehicle speed sensor, individual distance data are grouped, and past data and Calculate the relative speed with the object, determine what the object is (car, motorcycle, person, signboard, roadside reflector (reflector), etc.) and follow The object to be specified and the object to be warned are specified.

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。
In addition, as a monitoring device for monitoring the inter-vehicle distance or the like in a vehicle, there is a monitoring device using an image sensor (hereinafter, simply referred to as a camera in this specification) such as a CCD camera. This is because a wave (usually visible light) from a predetermined detection area around the vehicle is received by an image sensor, and the image is in the detection area due to the distribution of light and dark in an image of the detection area obtained from a received signal of the wave. This is to analyze and determine the existence and position of a detection target such as a preceding vehicle.
In recent years, a fusion method using a radar and a camera together has been studied as the monitoring device. This is because the fusion method can compensate for the disadvantages of the radar and the camera.

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。   By the way, in the above-described monitoring device including a radar and a camera, when it is actually mounted on a vehicle or the like, an ideal detection area where a detection target such as a preceding vehicle should be detected (a general monitoring device mounted on a vehicle). In this case, if the actual detection area (a fixed area for receiving the reflected wave) of the device is shifted from the area which is symmetrically spread at a predetermined height position in front of the vehicle in the traveling direction, the corresponding amount is used. Since the reliability of the measurement result is reduced, the position adjustment for aligning the center position of the detection area (so-called optical axis adjustment in the case of a laser radar) is performed so that such a state without deviation is maintained. Work) is required as appropriate at the time of inspection at a production line such as a vehicle or a repair shop.

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。
As a conventional method of adjusting the position and orientation of the detection area (in this specification, sometimes referred to as axis adjustment), first, an axis adjustment in an orthogonal direction (generally, a vertical direction) orthogonal to a reference direction in which scanning is performed. For example, there is a method shown in FIG.
This is because, for example, in a vehicle (stop state) on which a laser radar or the like is mounted, a reflector serving as a reference is installed at, for example, a position just above an appropriate detection area, and an object to be detected other than the reflector is as small as possible. After preparing an environment free from undetected disturbance factors, the laser radar is actually operated, and the mounting angle (vertical angle) and mounting position of the detection head such as a laser radar is changed from the state where this reflector is detected. The angle is gradually changed downward by human work, and when the reflector is no longer detected, the mounting angle and the mounting position of the detection head are fixed manually.

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。
Next, for the axis adjustment in the reference direction (generally the horizontal direction) for scanning, for example, a method shown in FIG. 15B is usually used.
That is, for example, in a vehicle (stop state) on which a radar or the like is mounted, a reflector is arranged at the center position of an ideal detection area, and an object other than the reflector is not detected as much as possible and there is no disturbance factor. After adjusting the distance, the distance measuring device is actually operated, and for example, the mounting angle of the detection head and the like are manually adjusted so that the detected position data of the reflector matches the center position of the detection area of the device. There is a method of physically changing the parameter or changing a software parameter inside the control system by processing of the control system.

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。   As illustrated in FIG. 15B, a laser radar mounted on a vehicle, for example, receives a reflected wave in an angular area (scan area) in a scanning direction in which a laser beam is actually scanned and irradiated. It is set to be larger than the angle area (detection area in the reference direction) where the distance data and the like are measured, and the data processing in the scan area of this detection area (actually, within the detection allowable area with a margin). By changing the set position (software parameter), the position of the detection area in the scanning direction can be adjusted to some extent without physically changing the mounting position of the detection head of the apparatus. Further, by changing a set value (software parameter) in a control process of an operation range of the scanning mechanism for realizing the scanning (for example, an operation range of the scanning motor), the entire scanning area and the detection area are scanned. It is also possible to adjust the position to some extent in the direction.

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。
Next, another conventional technique relating to axis adjustment of a radar or the like will be described.
Patent Literature 1 discloses an axis adjustment method that solves the drawbacks of the methods shown in FIGS. 15A and 15B, that is, an axis adjustment operation in both the reference direction and the orthogonal direction is performed with the same target in a short time. What can be done is disclosed.
Patent Documents 2 to 4 disclose techniques relating to horizontal or vertical axis adjustment of a radar.
As a method of adjusting the camera, Patent Document 5 discloses a technique of setting a specific mark at the front end of the vehicle and adjusting the direction of the camera using the mark. Patent Document 6 discloses a specific technique. A device that performs adjustment by shooting an image is disclosed.

特開2000−75031号公報JP-A-2000-75031 特開平11−326495号公報JP-A-11-326495 特開平11−64489号公報JP-A-11-64489 特開平7−225277号公報JP-A-7-225277 特開2002−74339号公報JP-A-2002-74339 特開2000−142221号公報JP-A-2000-142221

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。   However, each of the above-described conventional axis adjustment methods only adjusts the position in the two directions (for example, the horizontal direction and the vertical direction) of the center axis of the detection area, and does not consider the axial deviation in the roll direction. And no adjustment was made. The axis deviation in the roll direction is a deviation in a direction in which the detection area rotates around the axis, that is, a tilt from a proper posture of the detection area (normally, a state in which the reference direction is horizontal). For this reason, conventionally, even after the axis adjustment, such a deviation in the roll direction causes an error between the position grasped by the monitoring device and the actual position on the end side of the detection area (position farther from the center axis). Was generated in a considerable amount, and sufficient measurement accuracy could not be obtained. In the case of a general radar mounted alone in a vehicle or the like, particularly a one-dimensional scan radar that scans only in a reference direction (normally, horizontal direction) and does not matter in an orthogonal direction (normally, vertical direction). Even if the reference direction is slightly inclined, the error in the orthogonal direction due to the inclination is not a problem, so that the axial deviation in the roll direction is not a problem. However, in the case of the fusion method in which the monitoring device uses a plurality of sensors (for example, a radar and a camera), if the correlation information of the sensors (position information of the detected object) cannot be correctly obtained, the measurement of each sensor is not possible. Since the merits of the fusion method cannot be fully exhibited by utilizing the results, the axial deviation in the roll direction is appropriately adjusted, and the axial deviation in the roll direction is sufficiently small (or the axial deviation is grasped). State that is reflected in the position data).

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。
In addition, the conventional axis adjustment method is a method in which the axis adjustment of the radar and the camera is performed independently using separate targets and the like, respectively. Therefore, in the case of the fusion method using the radar and the camera together, the following problems occur. was there.
That is, when the conventional axis adjustment method is applied to the fusion method, the relative positional relationship between the radar and the camera is improper due to an installation error of an adjustment target or a mark (when the axes of the detection areas of the sensors are not parallel, or (The posture in the roll direction is relatively inclined). This is because there are errors in the positioning between the vehicle or the like and each target, and these errors are accumulated between the sensors. In addition, since the axis deviation of each sensor in the roll direction is not adjusted, the orientation of each detection area in the roll direction does not match. If the relative positional relationship between the sensors becomes improper in this way, when the sensors cooperate as a fusion method, it becomes impossible to correctly correlate the recognition information of each other. You can not demonstrate.
In addition, since the axis adjustment of the radar and the camera is performed using separate targets and the like, the axis adjustment is troublesome and time-consuming.

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。   Therefore, an object of the present invention is to provide an axis adjustment method of a monitoring device that solves the above-described problem of the axis adjustment, which is a problem particularly in the case of the fusion method.

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。
The axis adjustment method of the first monitoring device of the present application is capable of executing a measurement operation of receiving a wave from the detection area for each reference direction position, and based on at least a received intensity of the received wave, the measurement operation is performed in the detection area. Regarding a monitoring device that outputs data for specifying at least the position of the detected object, an axis adjusting method for adjusting the axis deviation in the roll direction of the detection area,
A light portion having a large wave reflectance and a dark portion having a small reflectance are provided with a detection surface having a predetermined outer shape arranged in a predetermined light / dark pattern, and the measurement operation is performed in a state where a detection area of the monitoring device is directed toward the detection surface. When performed, the waveform of the reception intensity with respect to the reference direction position becomes a W-shape or inverted W-shape corresponding to the light and dark pattern or the outer shape of the detection surface, and from this waveform, the reference position of the detection surface in the reference direction (for example, , Center position) using an adjustment target having a light-dark pattern or an outer shape set on the detection surface so that the calculation target can be calculated.
The adjustment target is arranged in front of the monitoring device, the reference direction of the detection surface is aligned with the direction that should be the reference direction of the detection area, and the surrounding environment of the adjustment target is further changed as necessary. Or, target installation work to set the same reflectance as the dark part,
Next, the measurement operation of the monitoring device is performed by changing the measurement position in the orthogonal direction orthogonal to the reference direction to at least two or more locations, and the reference position calculated from the waveform of the reception intensity obtained thereby is calculated. Based on the change, a roll deviation detection process for determining the axial deviation of the detection area in the roll direction,
If necessary, adjusting the mounting angle of the monitoring device so as to correct the axis deviation determined in the roll deviation detection process or adjusting the parameter for setting the detection area. And

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。   According to this axis adjustment method, the axis deviation in the roll direction of the monitoring device can be easily adjusted. This is because, if there is an axis deviation in the roll direction, when the measurement position is changed in the orthogonal direction, the reference position fixed position in the reference direction (the reference position) is not observed as a fixed position, and the amount of axis deviation in the roll direction is reduced. This is because the observation value changes accordingly. For this reason, the axis deviation in the roll direction can be easily adjusted, and the measurement accuracy of the monitoring device can be improved. Also, in the case of the fusion method, the correlation between the recognition information (position information of the detected object) between the sensors can be correctly obtained, and the advantages of the fusion method can be fully exhibited by mutually utilizing the measurement results of the sensors. it can.

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。
Here, the "monitoring device" may include a device consisting of a radar alone, a device consisting of a camera alone, or a device consisting of a radar and a camera.
Further, the “light-dark pattern or further outer shape of the detection surface” means at least including the light-dark pattern of the detection surface and, if necessary, the outer shape of the detection surface. This is because, as will be described later, the present invention obtains the above-described W-shaped or inverted W-shaped measurement waveform under the influence of both the surrounding environment of the detection surface and the light / dark pattern of the detection surface. This is because there is a mode in which the above-mentioned W-shaped or inverted W-shaped measurement waveform is obtained irrespective of the surrounding environment, and in the latter case, the outer shape of the detection surface is not particularly limited.
Further, the “W-shaped or inverted W-shaped” waveform need only be observed at least when the amount of axis deviation exceeds the allowable value. Also, the whole of the observed waveform does not necessarily have to be the above-mentioned "W-shaped or inverted W-shaped" waveform, and a part of the observed waveform has a "W-shaped or inverted W-shaped" waveform. May be included.
Further, the “reference position” is a fixed position in the reference direction on the detection surface of the adjustment target (a reference position determined for detecting an axial deviation in the roll direction), for example, the center of the detection surface in the reference direction. Position.

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。
Preferred embodiments of the adjustment target in the present invention include, for example, the following four embodiments.
First, in a first mode, as shown in, for example, targets 3 and 3b described later (FIGS. 2C and 14B), an outer edge of the detection surface is set to an edge parallel to the orthogonal direction in a reference direction. The width of the detection surface in the reference direction (for example, the dimension L1) is smaller than the width of the detection area in the reference direction, and the light-dark pattern is formed on the detection surface. As a region, a band-shaped region arranged so as to cross (including a longitudinal section) a central portion of the detection surface, and inversion regions located on both sides in the reference direction of the band-shaped region are formed, and the band-shaped region and the inversion are formed. One of the regions is the bright portion, and the other is the dark portion. In addition, if only the axial deviation in the roll direction is detected, the band-shaped region does not need to be disposed diagonally. It is very convenient to detect the axis deviation in the direction orthogonal to the direction with the same target (the same is true for the adjustment target of the second embodiment described later). In the present application, "crossing" in the description such as "traverse the center of the detection surface" means passing through the center or the like of the detection surface without any particular limitation, and in a strict sense. The vertical section is also included.

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。   Next, in a second embodiment, the detection surface is provided as an area constituting the light-dark pattern, as in targets 3a and 3c described later (FIGS. 14A and 14C). A band-shaped region arranged so as to cross the center of the band-shaped region, inversion regions located on both sides in the reference direction of the band-shaped region, and background regions located on both sides in the reference direction of the inversion region are further formed. And one of the background region and the inversion region is the bright portion, and the other is the dark portion, and each boundary between the inversion region and the background region on both sides of the detection surface in the reference direction. Are arranged in parallel to the orthogonal direction, and the dimension (for example, dimension L1) between these boundaries is set smaller than the width of the detection area in the reference direction.

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。   Next, in a third mode, the width (for example, dimension L1) of the detection surface in the reference direction is larger than the width of the detection area in the reference direction, such as a target 3d (FIG. 13A) described later. The detection surface has a small size, and on the detection surface, as a region constituting the light and dark pattern, a band-shaped region arranged so as to cross a central portion of the detection surface in the orthogonal direction, and a band-shaped region located on both sides in the reference direction of the band-shaped region. A reverse region is formed, and one of the band-like region and the reverse region is the bright portion, and the other is the dark portion. Note that the outer shape of the detection surface is not particularly limited as long as only the axial deviation in the roll direction is detected. However, the target surface is disposed obliquely to the orthogonal direction and parallel to each other as in a target 3d described later. With the shape having the set edges on both sides in the reference direction, it is extremely convenient that the same target can detect the axis deviation in the direction perpendicular to the reference direction.

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。   In a fourth aspect, for example, as in a target 3e (FIG. 13B) described later, the detection surface traverses a central portion of the detection surface in a direction orthogonal to a region constituting the light-dark pattern. And a reverse region located on both sides in the reference direction of the belt-like region, and background regions located further on both sides in the reference direction of the reverse region are formed, and the band-like region and the background region, One of the inversion regions is the bright portion and the other is the dark portion, and the dimension between each boundary between the inversion region and the background region on both sides of the detection surface in the reference direction (for example, The dimension L1) is set to be smaller than the width of the detection area in the reference direction. The direction of each boundary between the inversion area and the background area is not particularly limited as long as only the axis deviation in the roll direction is detected. When they are arranged obliquely and parallel to each other, it is extremely convenient that the same target can detect the axis deviation in the direction perpendicular to the reference direction.

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。
If the adjustment targets of the first and second aspects are used among these four aspects, a W-shaped or inverted W-shaped waveform of the reception intensity can be easily obtained. This is because, for example, when the band-shaped region is a dark portion, the inversion regions located on both sides thereof are light portions, and the background region (or surrounding environment) located on both sides thereof is a dark portion, the position of the band-shaped region is determined. This is because the reception intensity drops like a valley, the reception intensity rises like a mountain at the position of the inversion region on both sides, and the reception intensity also drops at the position of the background region (or surrounding environment) on both sides.
Then, in the waveform observed as described above, the reference direction position data a, corresponding to the points having the same reception intensity as the apexes located on both sides of the apex of the central mountain-like portion or the valley-like portion in the reference direction. By performing an operation of (a + b) / 2 from b, for example, a measured value of the center position of the detection surface in the reference direction can be easily and accurately calculated as the reference position. That is, the reference direction position data a and b correspond to end positions of the inversion area on the detection surface of the target outside the reference direction (that is, both end positions of the detection surface or boundary positions between the inversion area and the background area). This is reference direction position data. For this reason, for example, the average value of (a) and (b) (b) is the reference direction position data on the detection area at the center position of the target detection surface (that is, a fixed reference position).

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。
Next, according to the adjustment targets of the third and fourth aspects, similarly to the first or second aspect, the W-shaped or inverted-W-shaped waveform of the reception intensity can be easily formed. can get.
Then, in the observed waveform, the reference position can be easily obtained based on the reference direction position data c corresponding to the apex of the peak or valley on the center side. That is, the reference direction position data c is reference direction position data on the detection area corresponding to the center position of the band-shaped area, and is a fixed position (that is, a reference position) of a central portion of the target detection surface in the reference direction. This is because the reference direction position data itself on the detection area is used. This is because the band-like region in this case is arranged so as to cross the center of the detection surface in the orthogonal direction.

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。
The difference between the first and second aspects of the adjustment target or the difference between the third and fourth aspects is as follows.
That is, in the first and third aspects, the end positions of the inversion region on the detection surface outside the reference direction correspond to both end positions of the detection surface, and the surrounding environment located on both sides of the detection surface has the same reflectance as the band-like region. (Region corresponding to the background region in the second and fourth modes) is used to form the above-described waveform. For this reason, although the reflectance of the surrounding environment needs to be set to be equal to that of the band-shaped region, there is an advantage that the detection surface is relatively small.
On the other hand, in the second and fourth aspects, a region having the same reflectance as the band-shaped region (that is, the background region) is provided outside the inversion region on the detection surface in the reference direction as a region in the detection surface. The aforementioned waveform can be formed independently of the surrounding environment of the detection surface. For this reason, although the detection surface becomes relatively large, there is an advantage that the reflectance of the surrounding environment does not need to be set to be equal to that of the band-shaped region.

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。
Next, the second axis adjustment method of the present application can execute a measurement operation of receiving a wave from the first detection area for each reference direction position, and based on at least a received intensity of the received wave, Regarding a monitoring device including a radar that outputs data for specifying at least the position of an object in one detection area and a camera that captures an image of a second detection area overlapping the first detection area,
An axis adjustment method of appropriately adjusting the position and orientation of the first detection area and the second detection area, and obtaining and setting coordinate conversion parameters between the radar and the camera,
The same adjustment target is set at a prescribed position of an overlapping area of the first detection area and the second detection area, and the first detection area is adjusted based on the measurement result of the radar for the adjustment target. After doing
Based on the image of the adjustment target captured by the camera, the axis deviation of the second detection area is grasped, the second detection area is adjusted, and the coordinate conversion parameter is obtained and set. .

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。
The "monitoring device" in the second axis adjustment method uses a radar and a camera together.
The “first detection area” and the “second detection area” mean the detection areas of the radar and the camera, respectively.
The “coordinate conversion parameter between the radar and the camera” means a coordinate conversion parameter for correctly correlating recognition information (position information of an object) of each sensor (radar and camera).
The specific mode of the “target for adjustment” and the specific method of “adjustment of the first detection area” may be the same as, for example, the above-described first axis adjustment method. However, in this case, it is necessary to provide a mode in which not only the axis adjustment in the roll direction but also the axis adjustment in the normal direction perpendicular to the reference direction can be realized, as in the embodiment described later.

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。   According to the second axis adjustment method, in a fusion type monitoring apparatus using a radar and a camera together, axis adjustment of each sensor can be easily and quickly performed using one adjustment target. When the sensors cooperate with each other, the correlation between the pieces of recognition information can be correctly obtained, and the merits of the fusion method can be exhibited to a high degree. For example, a radar can relatively easily detect the presence or absence and the distance of an object without performing complicated image processing, but it is difficult to accurately identify the shape and the like of the object. On the other hand, a camera can relatively accurately identify the shape of an object to be detected, but has a disadvantage that complicated image processing is required. However, if these sensors can be used together with the axes of these sensors accurately adjusted, for example, only a small image of the position of the detected object measured by radar is cut out from the entire image taken by the camera, and the small image Only the image processing is focused on and analyzed, and more accurate information of the detected object can be obtained efficiently, and the effect of greatly reducing the processing time can be obtained.

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。
Next, a preferable mode of the second axis adjustment method is that a processing means (for example, a microcomputer) installed inside or outside the monitoring device uses an image of the adjustment target captured by the camera as an image. Detecting a plurality of feature points on the detection surface of the adjustment target, specifying a coordinate value of the feature point on the image surface, and grasping an axis shift of the second detection area based on the coordinate value. In addition, the coordinate conversion parameters are obtained and set.
According to this aspect, since the axis adjustment of the camera (including the setting of the coordinate conversion parameters) is automatically performed based on the plurality of feature points of the adjustment target, more accurate axis adjustment can be easily performed. Become.

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。
In the case of the above embodiment, it is desirable to adopt the following embodiment. That is, after displaying the image of the adjustment target captured by the camera on the display, the processing unit determines a specific region cutout image including the feature point on the display screen according to a region specifying operation of the operator. It is preferable that image processing is performed on a specific region cutout image to specify the coordinate values of the feature points on the image plane.
In this way, the area of image processing for extracting feature points is limited to a necessary minimum, and the processing time can be reduced accordingly.

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。
In the case of the above aspect, the feature point is a vertex located at a corner or a corner formed by a boundary of a light and dark pattern formed on the detection surface of the adjustment target, and the processing unit captures an image by the camera. The image of the adjustment target is subjected to image processing for extracting a straight line, the straight line extracted by this image processing is displayed on a display, and then the intersection position of the straight line designated by the intersection designation operation of the operator is displayed. , Is preferably determined as the coordinate value of the feature point on the image plane.
In this way, it is possible to specify feature points by relatively simple straight line extraction processing without performing complicated image processing using a special extraction filter (for detecting a corner of an edge). This can further contribute to a reduction in processing time.

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。
Further, in the case of the above-described aspect, when adjusting the second detection area (when changing the position and orientation of the second detection area by physically changing the mounting direction of the camera and the like), the processing means Registering a surrounding image of the feature point in the image of the adjustment target before adjustment as a template, and performing normalization cross-correlation calculation on the adjusted target image from the image of the adjustment target after adjustment (or during adjustment). It is preferable that a new coordinate value after the adjustment, which is the coordinate value of the feature point on the image plane, is obtained based on the search for the image.
By doing so, even if the same image processing as before the adjustment (initial state) is not performed again, the state of the axis deviation (the position and orientation of the optical axis of the camera) of the second detection area after the adjustment can be easily processed. This is advantageous because it can be calculated sequentially in a short time.

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。
In another preferred aspect of the second axis adjustment method, the processing unit may be configured to execute the first axis adjustment based on a measurement result of the radar with respect to the adjustment target or an image of the adjustment target captured by the camera. Finding the axis deviation information about the axis deviation of the detection area or the second detection area, displaying this axis deviation information on a display installed inside or outside the monitoring device,
An operator changes the first detection area or the second detection area while watching the axis deviation information displayed on the display until the axis deviation of the first detection area or the second detection area falls within an allowable range. Things.
In this embodiment, the axis is adjusted by a manual operation of an operator (an operation of physically changing a mounting direction of a radar or a camera). However, the operation may be performed while viewing the axis deviation information displayed on a display. There is an advantage that accurate adjustment can be performed relatively easily and inexpensively without the need for advanced human skills and without the need for a device that automatically performs axis adjustment.

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。
Further, another preferable aspect of the second axis adjustment method includes a determination of an adjustment impossible state based on an image of the adjustment target captured by the camera and an adjustment impossible state based on a measurement result of the adjustment target by the radar. The state is determined, and if it is determined that the adjustment is not possible by any of the determinations, the adjustment of both the first detection area and the second detection area is not performed.
According to this aspect, by detecting the uncontrollable state that cannot be detected by one sensor with the other sensor, various uncontrollable states can be widely determined, and whether or not axis adjustment can be performed can be integrally determined. A situation in which an erroneous adjustment is performed in an adjustment impossible state can be avoided with high reliability. It should be noted that a specific example of the non-adjustable state will be described in a later-described embodiment.

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。
As a preferred mode common to the first and second axis adjustment methods of the present application, all axis deviation detection processing is automatically performed by using a control unit that controls the monitoring device (radar and / or camera). In addition, an adjustment device that automatically adjusts the mounting position or the mounting angle of the monitoring device, or a processing unit that automatically changes a parameter of a detection area or automatically sets the coordinate conversion parameter, is used to basically perform an axis adjustment operation. It is fully automatic. However, a simple human operation such as the above-described region specifying operation or intersection specifying operation may be required.
In this case, the operator basically only needs to instruct the control means and the processing means to execute the above operation after performing the target setting work for arranging the adjustment target. No delicate and difficult work such as adjustment is required at all, and accurate adjustment can be achieved with high reliability without depending on human skills. Therefore, it is possible to greatly contribute to improvement in productivity when mass-producing vehicles or the like equipped with the monitoring device.

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。
According to the first axis adjustment method of the present application, it is possible to easily adjust the axis deviation of the monitoring device in the roll direction and improve the measurement accuracy of the monitoring device.
Further, according to the second axis adjustment method of the present application, in a fusion type monitoring device using a radar and a camera together, axis adjustment of each sensor can be performed easily and in a short time by using one adjustment target. When each sensor cooperates as a method, correlation between the pieces of recognition information can be correctly obtained, and the merits of the fusion method can be exhibited to a high degree.

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。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 are diagrams illustrating a facility configuration including a monitoring device (on-vehicle monitoring device including a laser radar and a camera) that implements the axis adjustment method according to the present embodiment, and FIG. FIG. 1B is a block diagram illustrating a control processing system of a monitoring device, FIG. 2A is a block diagram illustrating a configuration of a laser radar, and FIG. 2B is a measurement principle of the laser radar. FIG. 2C is a front view showing an adjustment target and the like.
In FIG. 1A, reference numeral 1 denotes a laser radar (hereinafter simply referred to as radar 1), and reference numeral 2 denotes a camera mounted on the same vehicle as the radar 1. The radar 1 in this case is a two-dimensional scan laser radar that can scan in both the horizontal direction (horizontal direction) and the vertical direction. In FIG. 1A, reference numeral 3 denotes an adjustment target. In this example, as viewed from the radar 1 and the camera 2, the left-right direction corresponds to the reference direction of the present invention, and the vertical direction perpendicular to the reference direction corresponds to the orthogonal direction of the present invention. The coordinates indicated by XYZ in FIG. 1 are coordinates fixed to the vehicle or the place where the vehicle is installed. When viewed from the vehicle, X is the vertical direction, Y is the horizontal direction, and Z is the traveling direction. The direction of rotation about the Z axis is the roll direction.

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。
Next, as shown in FIG. 1B, the control processing system of the present monitoring device includes a determination unit 4, an image processing operation unit 5, and a laser radar operation unit 6.
The image processing calculation unit 5 performs image processing of the measurement result (imaging data) of the camera 2 to perform detection determination of an object to be detected during normal operation, and information on axis deviation of the camera 2 (optical axis information A) during axis adjustment. And an element for outputting optical axis adjustment availability information A.
In addition, the laser radar calculation unit 6 performs detection determination of an object to be detected during normal operation based on the measurement result of the radar 1, and performs axis deviation information (optical axis information B) and optical axis adjustment of the radar 1 during axis adjustment. This element outputs the propriety information B. Note that the laser radar calculation unit 6 and a control circuit 17 (FIG. 2A) described later may be configured as a single circuit.
The determination unit 4 performs final position determination and type determination of the detected object during normal operation based on information output from the image processing calculation unit 5 and the laser radar calculation unit 6, and performs optical axis adjustment during axis adjustment. Delivery of the adjustment availability information A and B is performed.

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。
Here, the optical axis adjustment availability information A is availability information determined based on a measurement result (a captured image) of the camera 2 and, for example, the target 3 is not installed, the light / dark pattern of the target 3 is incorrect, The information indicates that the axis cannot be adjusted due to a reason such as that the target 3 is tilted greatly and an operator or another obstacle is in front of the target 3 so that the entire target 3 cannot be seen. Further, the optical axis adjustment availability information B is availability information determined based on the measurement result of the radar 1, and is information indicating that the axis adjustment cannot be performed because the distance to the target 3 is abnormal, for example.
The determination unit 4, the image processing operation unit 5, and the laser radar operation unit 6 can be configured by a circuit including a common or separate microcomputer (hereinafter, referred to as a microcomputer). Further, in this example, an external display (or a personal computer including an external display) as a display at the time of axis adjustment work can be connected to the above-described circuits constituting the determination unit 4 and the like. In addition, an axis adjustment commanding means (not shown) is connected to the above-described circuits constituting the determination unit 4 and the like. The axis adjustment command means is an operation means (for example, an operation switch) provided so as to be operable by a worker who performs optical axis adjustment (a worker who performs inspection adjustment at the time of shipment of a vehicle, repair after shipment, and the like). This is to instruct a circuit including the microcomputer and a control circuit 17 to be described later to execute an axis adjustment process (a process shown in FIG. 10) described later. Instead of providing the operation means as the axis adjustment command means, the command may be input by operating a keyboard or a mouse of a connected personal computer. Further, the axis adjustment processing (the processing shown in FIG. 10) described later may be executed using the processing function of the connected personal computer.

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。
Next, as shown in FIG. 2A, the radar 1 includes a scanning unit 11, an LD 12, an LD driving circuit 13, a scanning position detection unit 14, a PD 15, a signal processing unit 16, and a control circuit 17. Note that, for example, a portion including the LD 12, the scanning unit 11, and the PD 15 described above constitutes a detection head of the radar 1.
Here, the scanning unit 11 scans the laser beam output from the LD 12 in the left and right direction and the up and down direction by a oscillatingly driven reflection mirror or the like and irradiates the scan area with a predetermined amount. It operates with the timing and cycle.
The LD drive circuit 13 is a circuit controlled by the control circuit 17 to operate the LD 12 at each light emission timing generated by the control circuit 17 to output laser light. The scanning position detection unit 14 is an element that detects a scanning direction (azimuth angle) of the scanning unit 11 and inputs a signal (scan direction signal) to the control circuit 17.
The PD 15 receives the reflected light that is reflected by the irradiated laser light and returns to the detection target, and outputs an electric signal (hereinafter, referred to as a received light amount signal) corresponding to the received light amount. The output light amount signal is configured to be input to the control circuit 17 via the signal processing unit 16.

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。
The control circuit 17 (or the above-mentioned radar radar operation unit 6) is constituted by, for example, a microcomputer, and basically performs a measurement operation as a radar by the following control processing during normal operation of the apparatus.
That is, while controlling the scanning unit 11 and the LD drive circuit 13 as described above, the distance to the detection target is calculated from the propagation delay time T from light emission to light reception, and the direction of the detection target is determined from the scanning direction at that time. Further, the amount of received light is determined based on the intensity of the received light (magnitude of the received light amount signal), and from these data (distance, direction, received light amount), the determination of the detection target and the moving state are determined. It outputs detection data including type information, position information, size information, and the like of the detection target. It should be noted that the number of reflected lights obtained by one light emission is not actually one, but a plurality of reflected lights having different light receiving timings and light receiving amounts are received due to the spread of the irradiated light beam. Therefore, in this type of apparatus, an averaging process (for example, a process of obtaining the center of gravity of a plurality of points near the maximum amount of received light) is performed from the output waveform of the PD 15 sampled as shown in FIG. The propagation delay time T is determined. In addition, for example, a sampling value of the amount of received light corresponding to the obtained propagation delay time T is specified as data of the amount of received light.

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)。
Also in the case of this example, as described with reference to FIG. 15B, the angle area (scan area) where laser light is actually irradiated is an angle area where the reflected wave is received and the above-described distance data and the like are measured. (Detection area), and by changing the setting position (software parameter) in data processing within the scan area of this detection area (actually, within the detection allowable area with a margin). The position adjustment of the detection area (first detection area) of the radar 1 in the left-right direction (that is, the axis adjustment of the radar 1 in the reference direction) can be performed to some extent without physically changing the mounting position of the detection head of the apparatus. ing. Further, since the radar 1 of the present embodiment is a two-dimensional scan radar, the same soft axis adjustment can be performed for the vertical position adjustment and the roll direction adjustment.
The adjustment by changing such parameters is hereinafter referred to as soft optical axis adjustment, and the range in which the soft optical axis adjustment is possible is hereinafter referred to as a soft optical axis adjustable range.
Hereinafter, the spread of the detection area of the radar 1 on a plane along the detection surface of the adjustment target 3 is referred to as a radar field of view (see FIG. 2C).

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。
Next, the optical axis adjustment of the present example performed by the above-described equipment configuration will be described. Note that the optical axis adjustment in this example is performed while stopping the vehicle on which the radar 1 and the like are mounted.
In the optical axis adjustment of this example, the adjustment target 3 shown in FIG. 2C or FIG. 3A is arranged around an appropriate position in front of the vehicle on which the radar 1 is mounted, and the reference of the adjustment target 3 is set. The direction (horizontal direction) is adjusted to the direction where the reference direction of the radar 1 should be (horizontal direction in this case), and the environment around the detection surface of the adjustment target 3 is set to an environment (dark area) where the reflectance is almost zero. (Target installation work). Next, the above-described optical axis adjustment instruction means (not shown) is operated to execute the optical axis adjustment (shown in FIG. 10) described later. The optical axis adjustment, which will be described later, is a process that automatically executes the displacement detection process and the adjustment process of the present invention.

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。
As shown in FIG. 2C, the adjustment target 3 in this case has a rectangular quadrilateral detection surface (two-dimensional plane) having sides (edges) parallel to the vertical direction on both left and right sides. The width L1 of the detection surface in the left-right direction is smaller than the width L2 of the laser radar field of view in the left-right direction. The length of the target 3 in the up-down direction (symbols omitted) is a length corresponding to the maximum amount of vertical displacement of the radar field of view. Specifically, even when the radar field of view is most shifted upward, the positional relationship is as shown in case A of FIG. 3A, and even when the radar field of view is most shifted downward, FIG. The length in the vertical direction is set so as to have a positional relationship as shown in case C).
On the detection surface of the target 3, a band-shaped region 21, which is arranged so as to obliquely cross the center position of the detection surface with respect to the vertical direction, as a region constituting the light-dark pattern of the present invention, Inversion regions 22 and 23 located on both sides in the left-right direction of 21 are formed. In this case, band-shaped regions 25 and 26 (not oblique portions) in the vertical direction are formed on the upper end and the lower end of the band-shaped region 21. . Here, the band-shaped regions 21, 25, 26 are dark portions (for example, portions painted in black) with low reflectivity that hardly reflect light, and are located on both sides of these band-shaped regions 21, 25, 26. The inversion regions 22 and 23 located are bright portions (for example, portions painted white) with high reflectivity for strongly reflecting light.

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。
In the case of the target 3 having such a light-dark pattern, when the measurement operation is performed in a state where the detection area of the radar 1 is directed to the detection surface thereof (that is, the state where the target installation work is performed), the reference direction position (that is, 3 (b) to 3 (d), the waveform of the reception intensity (light reception amount) of the reflected light with respect to the scanning amount in the reference direction becomes an inverted W shape corresponding to the light / dark pattern on the detection surface. From the waveform, the amount of axis deviation of the detection area with respect to the center position of the detection surface (that is, the amount of axis deviation from an appropriate position of the radar 1 and including the direction of the deviation) can be calculated in two directions, up, down, left, and right.
Specifically, in the inverted W-shaped waveform of the reception intensity, reference direction position data (scan amount c) corresponding to the vertex (the lowest point in this case) of the central valley portion, Based on reference direction position data (scan amounts a and b) corresponding to points located on both sides in the scanning direction and having the same reception intensity as the vertex, the reference of the center position of the laser radar field of view with respect to an appropriate position (center position of the target 3). It is possible to calculate the direction shift amount (DY = (a + b) / 2) and the orthogonal direction shift amount (DX = DY−c).

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。
That is, in the inverted W-shaped waveform of the reception intensity, the amount of received light drops in a valley shape (for example, a V-shape or a U-shape) at the positions of the band-shaped regions 21, 25, and 26 (dark portions), and both sides thereof The light receiving amount increases at the positions of the inversion regions 22 and 23 (bright portions) of the target 3, and further, the outer edges of the inversion regions 22 and 23 (that is, both right and left edges of the detection surface of the target 3) (the target 3 functioning as a dark portion). This is caused by a large decrease in the amount of received light toward the surrounding environment). For this reason, the average value ((a + b) / 2) of the scanning amounts a and b corresponding to the point having the same reception intensity as the vertex of the central valley portion is determined by the center position CP in the left-right direction of the detection surface of the target 3 (reference (Position) in the detection area. Therefore, the average value (or a value obtained by multiplying the average value by a predetermined coefficient) can be grasped as the reference direction deviation amount DY and the center position CP of the target 3 in the left-right direction.
Incidentally, when the reference direction deviation amount (DY) is zero (such as the case B shown in FIG. 3C), the center position (CP) in the left-right direction of the detection surface of the target 3 and the scanning amount Means that the zero point position (the position of the optical axis of the radar 1 in the reference direction) coincides (that is, DY = CP = zero), and that the optical axis of the radar 1 is at an appropriate position in the reference direction. . Also, in this case, when the reference direction deviation amount (DY) is a positive value (such as the case A shown in FIG. 3B), the center position of the target 3 in the left-right direction is set with respect to the center of the radar visual field. Means that the center of the radar visual field (optical axis) is shifted to the left, and conversely, the reference direction shift amount (DY) is a negative value (the case shown in FIG. 3D). C) means that the radar visual field center (optical axis) is shifted to the right.

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。
Further, since the scanning amount c corresponds to the reference direction position where the center line of the belt-shaped regions 21, 25, 26 exists, the reference direction deviation amount (DY) corresponding to the left-right center position (CP) of the detection surface. ) And the scanning amount c (DY-c) is the distance DL (FIG. 3 (a) from the center position in the left-right direction of the detection surface to the left-right position where the center lines of the belt-shaped regions 21, 25, 26 exist. )). The distance DL is basically proportional to the orthogonal displacement (DX) corresponding to the vertical displacement of the laser radar field of view because the belt-shaped region 21 is inclined with respect to the vertical direction. . Therefore, the above-mentioned difference (DY-c) or a value obtained by multiplying the difference by a predetermined coefficient can be grasped as the orthogonal direction shift amount (DX).
By the way, when the orthogonal displacement (DX) is zero (as in the case B shown in FIG. 3C), the vertical position of the detection surface of the target 3 and the light of the radar 1 are detected. This means that the vertical positions of the axes match, and that the optical axis of the radar 1 is at an appropriate position in the vertical direction. Further, in this case, when the orthogonal direction shift amount (DX) is a negative value (such as a case A shown in FIG. 3B), the center of the target 3 is positioned below the center of the radar visual field. Yes, meaning that the center of the radar field of view (optical axis) is shifted upward, and conversely, when the orthogonal shift amount (DX) is a positive value (such as the case C shown in FIG. 3D). ) Means that the center of the radar field of view (optical axis) is shifted downward.

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。   In this case, since the belt-like regions 25 and 26 at the upper and lower ends of the belt-like region 21 are not inclined in this case, the distance DL is not proportional to the vertical displacement of the radar field of view in this portion. , The calculated value of the orthogonal direction shift amount (DX) becomes slightly inaccurate (slightly small value) in this portion. However, since the radar field of view is greatly shifted in the vertical direction, it falls within the range of error. Alternatively, after the position adjustment corresponding to the calculated orthogonal direction shift amount (DX) is performed, the orthogonal direction shift amount (DX) is obtained again at that time, and the position adjustment is performed again (for example, FIG. 11 described later). By repeating the processing of (1), it is finally possible to accurately grasp the positional deviation amount and adjust the position, and there is no practical problem at all.

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。
Further, if the target 3 is used, the axial deviation amount (deviation angle θ) of the radar 1 in the roll direction can be calculated by the following method.
First, a state in which the detection area of the radar 1 is directed to the detection surface of the target 3 (for example, a state in which the target installation work is performed). However, in this case, it is not always necessary to set the detection surface in front of the radar 1. Then, a measurement operation is performed only by the scanning operation of the radar 1 in the reference direction, and the left-right center position CP1 of the detection surface is obtained based on the above-described principle. Then, the detection area (laser radar field of view) of the radar 1 is changed in the orthogonal direction by the scanning operation of the radar 1 in the orthogonal direction or the mounting angle of the radar 1 is changed. Of the center position CP2 in the left-right direction is determined.
That is, for example, as shown in FIG. 4A, first, a measurement operation is performed only by a scan operation in the reference direction in the current detection area (laser radar field of view A), and a left-right center position CP1 is obtained. In this case, light and dark as shown in FIG. 16A are visible in the detection area, and the waveform of the amount of received reflected light is as shown in FIG. 16B. Further, the center position CP1 in the left-right direction of the detection surface is obtained as the above-described reference direction shift amount ((a + b) / 2), and is as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 4A, a measurement operation is performed only by a scanning operation in the reference direction in a detection area (laser radar field of view B) whose position is changed in the orthogonal direction, and a horizontal center position CP2 is obtained. In this case, light and dark as shown in FIG. 16C is seen in the detection area, and the waveform of the amount of received reflected light is as shown in FIG. 16D. Further, the center position CP2 in the left-right direction of the detection surface is obtained as the above-described reference direction shift amount ((a + b) / 2), and is as shown in FIG. Here, CP1 corresponds to the reference direction shift amount DY (DY1) in the laser radar visual field A in FIG. 4A, and CP2 corresponds to the reference direction shift amount DY (DY) in the laser radar visual field B in FIG. DY2).
Then, the direction and amount of the deviation angle θ can be calculated from the difference between CP2 and CP1 thus obtained (that is, a change in the center position of the detection surface in the left-right direction as viewed from the radar 1). This is because, for example, when the shift angle θ is defined as shown in FIG. 4A, when the orthogonal position of the detection area of the radar 1 is changed, for example, upward, the center position of the target 3 in the left-right direction changes to the right. If it is observed, it is determined that there is a counterclockwise shift angle θ as shown in FIG. 4A, and the relationship becomes a fixed relationship as shown in FIG. 4B. . Further, as is apparent from FIG. 4C, the change amount ΔX of the orthogonal position of the detection area in the radar 1 and the change amount ΔY of the center position of the target 3 in the left-right direction measured at that time (= CP2-CP1). ), A relational expression of ΔY = ΔX · tan θ is established, so that the deviation angle θ can be quantitatively obtained from this relational expression.

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。
Next, an operation of adjusting the optical axis of the monitoring device will be described according to a control processing procedure.
When the execution of the optical axis adjustment is instructed by the above-described optical axis adjustment instructing means, the control processing system including the control circuit 17 and the determination unit 4 (or a personal computer connected from the outside) performs, for example, as shown in the flowchart of FIG. The following control process is executed.
First, in step S1, the measurement operation of the radar 1 and the imaging operation of the camera 2 are executed a predetermined number of times, and detection of optical axis adjustment failure is performed. For example, it is determined whether or not the distance to the object measured by the radar 1 is out of the specified range. If the distance is out of the specified range, the installation position of the adjustment target 3 is abnormal and the optical axis cannot be adjusted. Is output, indicating that the optical axis adjustment is possible. Further, it is determined whether or not an image of the preset adjustment target exists in the image captured by the camera 2. If not, the adjustment target 3 is not installed and the optical axis adjustment cannot be performed. It outputs optical axis adjustment availability information A indicating that there is.
Next, in step S2, it is determined whether or not it is determined that the optical axis adjustment is impossible based on the measurement result of the radar 1 (that is, whether or not the optical axis adjustment availability information B indicating that the optical axis adjustment is impossible is output). If the optical axis cannot be adjusted, the process proceeds to step S12; otherwise, the process proceeds to step S3.
Next, in step S3, it is determined whether or not it is determined that the optical axis cannot be adjusted based on the image of the camera 2 (ie, whether or not the optical axis adjustment availability information A indicating that the optical axis cannot be adjusted has been output). If the adjustment is not possible, the process proceeds to step S12; otherwise, the process proceeds to step S4.

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。
Next, in step S4, a subroutine for optical axis adjustment of the radar 1 (which will be described in detail later) is executed, and then the process proceeds to step S5.
Next, in step S5, it is determined whether or not the deviation angle θ in the roll direction of the radar 1 has been calculated in the process of step S4 (step S30 described later), and if it has been calculated, the process proceeds to step S6. If not, the process proceeds to step S13.
Then, in step S6, a soft optical axis adjustment for changing the parameter for setting the detection area is executed so as to correct the calculated deviation angle θ of the radar 1, and the process proceeds to step S6. Here, the mounting angle of the radar 1 may be physically changed by a human operation or a mechanical operation so as to correct the deviation angle θ of the radar 1.
Next, in step S7, the imaging operation of the camera 2 is executed, and the imaging data of the adjustment target 3 obtained thereby and the distance information to the target 3 obtained by the measurement operation of the radar 1 in step S1 or S4. The optical axis of the camera 2 is recognized (details will be described later) based on (a distance DLT described later) and the like.

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)。
After step S7, in step S8, the information of the optical axis shift of the camera 2 obtained in step S7, that is, the external parameter described later and the value of the shift angle based on the value of the external parameter (the following equation 11) Is displayed on the connected display, and the process proceeds to step S9.
Then, in step S9, it is determined whether or not the optical axis adjustment of the camera 2 has been completed (in this case, whether or not the deviation angle has become within an allowable range). If not completed, the process proceeds to step S10.
Next, in step S10, the camera optical axis adjustment request is turned on, and the process proceeds to step S11. Turning on the camera optical axis adjustment request means that, in this example, information that requests the operator to perform an operation of physically changing and adjusting the optical axis of the camera 2 is displayed on a connected display. means.
In step S11, a process of recognizing a change in the optical axis of the camera 2 is performed, and the process returns to step S9.
On the other hand, in step S12, information indicating that optical axis adjustment is impossible is displayed on, for example, the above-described display, and the process returns to step S1.
In step S13, since the deviation angle θ in the roll direction has not been calculated, the measurement operation by scanning in the reference direction is performed by changing the position of the detection area of the radar 1 in the orthogonal direction, and the radar 1 is scanned by the method described above. The shift angle θ in the roll direction is calculated.
In step S14, if the camera optical axis adjustment request is turned on in step S10, this is canceled (that is, the information display is stopped).

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。
Next, the details of the optical axis adjustment subroutine of the radar 1 (step S4 described above) will be described.
When this routine is started, first, in step S21, the radar 1 is scanned in the reference direction to perform a measurement operation, and the light receiving amount waveform of the reflected light from the adjustment target 3 and its surroundings (the change in the light receiving amount with respect to the scanning amount). Data).
Next, in step S22, the above-described scanning amount (c, a, b) is obtained from the received light amount waveform.
Next, in step S23, if the vertical adjustment flag set in step S37 described later is on, the process proceeds to step S29, and if not, the process proceeds to step S24.
Next, in step S24, the above-described reference direction shift amount (DY), that is, the value of the reference direction center position (CP) is obtained using the value of the scanning amount obtained in step S22. The above-described orthogonal direction shift amount (DX) is calculated.

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。
After step S25, in the next step S26, it is determined whether or not the reference direction deviation (DY) obtained in step S24 is within the allowable range. If it is within the allowable range, the process proceeds to step S27; Proceeds to step S32.
Then, in step S27, the left / right adjustment request (display on the display) set in step S34 described later is turned off, and the process proceeds to step S28.
Then, in step S28, it is determined whether or not the orthogonal direction deviation amount (DX) obtained in step S25 is within the allowable range, and if it is within the allowable range, a series of processes is ended; otherwise, the process proceeds to step S36. move on.
On the other hand, in step S29, while keeping the value CP1 of the reference direction center position obtained in step S24 in the previous sequence, a new value CP2 of the reference direction center position is obtained from the scanning amount obtained in step S22 executed immediately before. .
Thereafter, in step S30, the axial deviation amount (deviation angle) of the radar 1 in the roll direction is determined based on the above-described principle based on the reference direction center positions CP1 and CP2 and the change amount ΔX in the orthogonal direction position stored in step S37. θ).
Next, in step S31, the flag set in step S37 is turned off, and the process proceeds to step S25.

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。
In step S32, it is determined whether or not the reference direction deviation amount (DY) is within the above-described soft optical axis adjustable range. If it is within the range, the process proceeds to step S33; otherwise, the process proceeds to step S34. Proceed to.
Next, in step S33, the reference direction deviation amount (DY) obtained in step S24 is corrected by the above-described soft optical axis adjustment.
On the other hand, in step S34, in order to correct the reference direction deviation (DY), which cannot be completely adjusted by the soft optical axis adjustment, by physically changing the mounting state of the radar 1, the information requesting the display to perform this adjustment work. And outputs the amount of the axis deviation, and requests the operator to perform the axis adjustment work. Here, instead of requiring the operator to perform the axis adjustment work, a mechanism for mechanically adjusting the mounting angle or the mounting position of the radar 1 is provided, and this mechanism is operated to perform automatic adjustment. Good.

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。
Then, after step S33 or S34, in step S35, the same determination as in step S28 is performed. If it is within the allowable range, the process returns to step S1 to repeat the process. If not, the process proceeds to step S36.
Next, in step S36, the orthogonal direction deviation amount (DX) obtained in step S25 is corrected by soft optical axis adjustment. In this example, the orthogonal direction shift amount (DX) is adjusted only by the soft optical axis adjustment as described above. However, steps are provided similarly to steps S32 and S34, and the orthogonal direction shift amount (DX) is adjusted. The physical adjustment may be performed as needed.
Then, in step S37, the change amount ΔX of the orthogonal direction position due to the adjustment in step S36 is stored, and the up / down adjustment flag is turned on, and then the process returns to step S21.

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。
Next, the principle of the process of recognizing the optical axis of the camera 2 (the above-described step S7) will be described with reference to FIGS. The adjustment target shown in FIGS. 5 to 9 is of the type shown in FIG. 14A described later, and is different from the type described in FIGS. 2C and 3A on the drawings. Since the functions are the same, description will be made here assuming that they are the same adjustment target 3. Incidentally, actually, the optical axes of the radar 1 and the camera 2 can be adjusted using exactly the same type (the type is also the same, of course).
When this process is started, all the optical axis adjustments (including the roll direction) of the radar 1 have been completed. Therefore, when the radar coordinates (X1, Y1, Z1) fixed to the radar 1 are defined as shown in FIG. 5, the optical axis (that is, the Z1 axis) of the radar 1 passes through the center point G of the adjustment target 3, and The light emitting / receiving surface (X1-Y1 plane) of the radar 1 is parallel to the detection surface of the adjustment target 3. Further, the distance DLT from the radar 1 (origin O1) to the adjustment target 3 (center point G) is measured in the above-described optical axis adjustment of the radar 1, etc. Since the dimensions of the pattern are predetermined, the coordinate values at the radar coordinates (X1, Y1, Z1) of each of the feature points A to M on the adjustment target 3 shown in FIG. 5 can be easily obtained.
Therefore, what kind of positional relationship these feature points A to M are observed on the camera coordinates (Xc, Yc, Zc) fixed to the camera 2 and finally on the image plane of the camera 2 By grasping the transformation parameters between the coordinate systems, it is possible to grasp what relative positional relationship the optical axis of the camera 2 has with respect to the optical axis of the radar 1.

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。   In a general camera, since the lens of the optical system has distortion, the coordinate values on the image plane are corrected (coordinate value conversion) in consideration of the distortion with respect to the data actually obtained by the camera. However, in order to avoid complexity, the description is simplified assuming that there is no such distortion. Incidentally, the lens distortion coefficient, which is a parameter of the lens distortion, is, for example, a known method in which a square target having a lattice-shaped pattern formed on the surface is set at a specified distance position in front of a camera, and the image data is analyzed. Since it is easily obtained by a method, it is desirable to obtain it in advance for each model or product of the camera 2 if possible and to set it as a parameter for the distortion correction.

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。   By the way, the coordinates (Xw, Yw, Zw) of an arbitrary point M viewed from an arbitrary fixed three-dimensional coordinate system and the coordinates (u, v) of a point m on an image plane obtained by capturing the point M by a camera. The relationship is represented as in Equation 1. Here, scale s is a coefficient, and A is a 3 × 3 matrix representing internal parameters of the camera. Further, R and t are matrices corresponding to external parameters of the camera (parameters representing positions and orientations with six degrees of freedom in space), and are a 3 × 3 matrix and a 3 × 1 matrix, respectively. Note that R represents a rotation component of the camera, and t represents a translation component. That is, considering the coordinate system (Xw, Yw, Zw) as a radar coordinate system (Xl, Yl, Zl), and defining a camera coordinate system (Xc, Yc, Zc) fixed to the camera 2 as shown in FIG. The matrix R is a deviation of a relative angle (posture) between the radar coordinate system (Xl, Yl, Zl) and the camera coordinate system (Xc, Yc, Zc) fixed to the camera 2, that is, between the radar 1 and the camera 2. This is a parameter corresponding to the degree of optical axis mismatch (degree of non-parallelism). In this case, the matrix t is a parameter corresponding to the difference between the installation positions of the radar 1 and the camera 2. Incidentally, in the embodiment shown in FIG. 1A, the camera 2 is installed vertically above the radar 1, and such a difference in the installation height and a difference in the installation position in the horizontal direction are reflected in the matrix t. Is done.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。
Here, a method of obtaining the matrix A which is an internal parameter will be described.
The matrix A is a constant determined by the camera device, and is a component as shown in Expression 2. Here, (cu, cv) is the origin of the image coordinates (usually, the center point of the image plane), α and β are scale elements of the image coordinate axes (u, v), and γ is the u-axis and the v-axis. The degree of distortion.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。   Next, when A, R, and t in Equation 1 are put together into one matrix P, Equation 3 is obtained. This indicates that, if the three-dimensional fixed coordinates of the point M and the matrix P are known, the point on the image plane as the projection destination is represented by a multiple of the scale s. Note that the scale s is obtained based on the distance between the point M and the camera (in this case, a value corresponding to the above-described distance DLT). The matrix P is a 3 × 4 matrix and is generally called a projection matrix. In the case of this example, the projection matrix is obtained from the coordinate values on the radar coordinates of each feature point of the adjustment target 3 and the coordinate values of these feature points on the image plane of the camera 2. The coordinate conversion parameters between them will be grasped.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。   Then, when Equation 3 is transformed, an equation such as Equation 4 is obtained. Here, Z is a 2 × 12 matrix including a three-dimensional point M and a two-dimensional point m, and p is a camera parameter obtained by rearranging the projection matrix P into a vector. If the three-dimensional point M and the two-dimensional point m are known, the camera parameter p can be obtained as an optimization problem as shown in Expression 5. When the vector p is calculated, it is re-expressed in the projection matrix P.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。
Next, the obtained projection matrix P is divided into a 3 × 3 matrix and a 3 × 1 matrix as shown in Expression 6. Among them, the 3 × 3 matrix is the product AR of the matrices A and R, as can be seen from Equation 1. The 3 × 1 matrix is the product At of the matrix A and t.
For this reason, the above 3 × 3 matrix is decomposed into an orthogonal matrix and an upper triangular matrix by well-known QR decomposition (Cholesky decomposition), and the upper triangular matrix obtained by this decomposition is entirely composed of its (3, 3) components. By division, a matrix A (internal parameter) having the same format as that of Expression 2 is obtained.
Since the matrix A (internal parameters) is determined by the device itself of the camera 2, it is not always necessary to obtain the matrix A from the data of the adjustment target 3 in step S7 described above. What is necessary is just to obtain and set in advance for each product. For example, in the operation for obtaining the lens distortion described above, the matrix A may be obtained using the same target.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。
Next, a method of obtaining the external parameter (Rt) will be described.
This external parameter can also be obtained in the same way as the above-mentioned internal parameter (the idea of obtaining the projection matrix P). However, these external parameters are performed using the same adjustment target 3 after the optical axis adjustment of the radar 1 in step S7 described above. In this way, it is possible to accurately and easily obtain the external parameters constituting the coordinate conversion parameters between the optical axis of the radar 1 and the optical axis of the camera 2.
First, as described above, the coordinate values on the radar coordinates (Xl, Yl, Zl) of each of the feature points A to M on the adjustment target 3 can be easily obtained as shown in Expression 7.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。
Next, coordinate values on the image plane of each of the feature points A to M (excluding the center point G, the same applies hereinafter) are obtained. Note that the coordinate values may be obtained by performing image processing (edge extraction, corner extraction, and binarization) on the image of the adjustment target 3 captured by the camera 2, but here, the processing is simplified. For this purpose, the coordinate values of each feature point are obtained as follows.
That is, as shown in FIG. 6, in the image of the adjustment target 3 captured by the camera 2, the operator requests an operation of specifying the positions of the four corners surrounding each of the feature points A to M, and the operation is performed by the operator. The regions inside the four corners are cut out as shown in FIG. The designation operation (region designation operation) is performed, for example, by capturing an image of the adjustment target 3 into a personal computer connected to the monitoring apparatus and operating the mouse of the computer (see FIG. 6). Next, a well-known edge extraction filter process is performed on the image data thus cut out to generate an edge image as shown in FIG. 7B. Next, a well-known Hough transform is performed to detect a straight line as shown in FIG. 7C, and then the intersection of each detected straight line is obtained. Next, an operator's operation (for example, by the above-described mouse operation) for designating points (intersections indicated by circles in FIG. 8A) corresponding to the feature points A to M among the obtained intersections. , Corresponding to the intersection specifying operation of the present invention), and the coordinates of the specified intersection are registered as the coordinate values of the feature points A to M. As a result, as shown by black squares in FIG. 8B, the coordinate values on the image plane of each of the feature points A to M are obtained. Equation 8 is an equation representing this coordinate value.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。
Next, the projection matrix P shown in Expression 3 is obtained for the adjustment target 3. In other words, a projection matrix P that determines the relationship between the three-dimensional coordinate values of each of the characteristic points A to M represented by Expression 7 and the two-dimensional coordinate values of each of the characteristic points A to M represented by Expression 8 is obtained. The calculation method may be the same as that described in the method of calculating the matrix A (internal parameter).
Next, external parameters (matrix R and t) are extracted from the obtained projection matrix P. This extraction can be performed by Expression 9 from the relationship of Expression 6. Here, A -1 is an inverse matrix of the matrix A (internal parameter) obtained by the above-described method. As described above, the external parameters based on the adjustment target 3, that is, the external parameters for the radar 1 are obtained.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。
Next, the principle of the process of recognizing a change in the optical axis of the camera 2 (in this case, only a change in posture) (the above-described step S11) will be described with reference to FIG.
The rotation matrix R in the external parameters described above can be expressed as rotation around each axis of the camera coordinate system. That is, if the detection area (second detection area) of the camera 2 rotates θ around the Zc axis, rotates φ around the Xc axis, and rotates ρ around the Yc axis, the matrix R becomes as shown in Expression 10. . By comparing this with the component of Expression 9, the optical axis angles θ, φ, and ρ of the camera 2 can be calculated as in Expression 11.
In the above-described step S11, the matrix R may be newly obtained, a new optical axis angle may be calculated from Expression 11, and a change in the optical axis angle of the camera 2 (a change in the attitude of the detection area of the camera 2) may be grasped. In the present embodiment, the change in the optical axis angle is grasped by the following method in order to simplify the processing.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。
That is, if the feature point A on the image plane moves to the feature point A ′ as shown in FIG. 9 by the angle adjustment, a new rotation matrix R after the angle adjustment is estimated from such a change in the feature point. I do.
More specifically, for example, from the time when the above-described determination in step S9 becomes negative (the time when it is determined that the camera optical axis adjustment is necessary), the determination in step S9 becomes affirmative (camera optical axis). Until the point when the adjustment is determined to be completed), the imaging operation of the camera 2 is performed, for example, at regular time intervals, and the coordinates on the image plane of a plurality of feature points after the movement are searched each time, and rotation corresponding to the angle change is performed. The process of estimating the matrix R t + 1 from Equation 12 is repeatedly executed.
In Equation 12, ut , 0 , ..., ut , n and vt , 0 , ..., vt , n are the coordinate values on the image plane of the n feature points at time t, f is the focal length of the camera 2. Also, ut + 1,0 ,..., Ut + 1, n and vt + 1,0 ,..., Vt + 1, n are the coordinate values of the n feature points on the image plane at time t + 1.
Also, the estimated value of the rotation matrix R t + 1 at time t + 1 can be solved as the number 13 of the optimization problem.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。
The search for the feature points after the movement is performed as follows.
That is, the surrounding image of the feature point at the time t is registered as a template, and the surrounding image at the position of the feature point is searched from the image at the time t + 1 while performing collation by the normalized cross-correlation operation shown in Expression 14. The coordinates of the feature point after the movement are specified by finding the position where ssd shown in FIG. In Equation 14, f (u, v) and g (u, v) mean the coordinate values on the image plane before and after the movement.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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Δθ,Δφ,Δρ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。
Next, when the rotation matrix R t + 1 corresponding to the angle change is obtained by the above-described estimation, the angle change amounts Δθ t , Δφ t , and Δρ t in each direction can be obtained by the above-described Expression 11. When these angle change amounts are obtained, new postures (angles θ t + 1 , φ t + 1 , ρ t + 1 ) of the camera optical axis after the angle change (time t + 1) are easily calculated by the formula shown in Expression 15. Is done.
In the above-described process of step S9, each time a new attitude of the camera optical axis is determined, the new attitude is compared with a predetermined allowable angle ε, and as shown in Expression 16, each angle becomes ε or less. At the time point (time t + s), it is determined that the camera optical axis adjustment is completed.

Figure 2004317507
Figure 2004317507

Figure 2004317507
Figure 2004317507

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。
According to the above-described control processing, first, in the processing of steps S1 to S3 and S12, the determination of the uncontrollable state by each sensor is performed. Adjustment is not performed. For this reason, as described above, it is possible to reliably avoid a situation in which an erroneous adjustment is performed in an unadjustable state.
Next, by the processing in step S4 (S21 to S37), the axis deviation detection processing and the axis adjustment in the direction orthogonal to the reference direction of the detection area (first detection area) of the radar 1 are automatically executed. However, in this example, if the axis deviation of the radar 1 in the reference direction (in this case, the left / right direction) exceeds the soft optical axis adjustment range, a left / right direction adjustment request for adjusting the left / right axis deviation (axis deviation information) ) Is displayed on the display (steps S32, S34), and when the axis deviation falls within the allowable range, this display is turned off (steps S26, S27). For this reason, the operator can easily correct the above-mentioned axis deviation exceeding the soft optical axis adjustment range and physically adjust by changing the mounting direction or the like of the radar 1 while watching the display on the display.

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。
In the process of step S4, if the axis adjustment (in this case, the vertical direction) in the orthogonal direction (in this case, only the software adjustment) is performed in step S36, the vertical adjustment flag is set to ON in step S37. Accordingly, steps S29 to S31 (roll deviation detection processing for calculating the amount of axial deviation in the roll direction (deviation angle θ)) are executed by the branch processing of step S23.
Next, when the roll deviation detection processing in steps S29 to S31 has not been executed (when the deviation angle θ has not been calculated), the roll deviation detection processing is performed in steps S5 and S13, and then in step S6, An adjustment operation (in this case, only a soft adjustment) for correcting the calculated roll direction axis deviation is executed.
Then, after all the axis adjustments of the radar 1 have been completed in this way, in steps S7 to S11 and S14, the axis deviation detection processing and the axis deviation adjustment (including the setting of the coordinate conversion parameters) of the camera 2 are performed. In addition, when the axis deviation of the camera 2 (in this case, the deviation of the attitude of the radar 1 with respect to the optical axis, which is specified by the rotation matrix R which is the rotation component of the external parameter described above) is out of the allowable range. In step S10, an adjustment by physical attachment change is requested by displaying information on the display in step S10, and when the adjustment falls within the allowable range, the request is canceled by the processing in steps S9 and S14, and the processing ends. Therefore, the operator can easily correct the above-mentioned axial deviation and physically adjust by changing the mounting direction of the camera 2 while watching the display on the display.

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。   As described above, according to the axis adjustment method of the present example, two-dimensional axis adjustment of the radar 1 (first detection area) in the vertical direction (perpendicular direction) and the horizontal direction (reference direction) and the radar 1 (first detection area) are performed. Area adjustment) in the roll direction and axis adjustment in each direction of the camera 2 (second detection area) (particularly, attitude adjustment for making the optical axis of the camera 2 parallel to the optical axis of the radar 1) are the same target. And easily and accurately. For this reason, the measurement accuracy as a monitoring device can be improved, and the operation time required for axis adjustment and the cost required for the operation can be reduced. In addition, the correlation between the recognition information (position information of the detected object) between the sensors can be correctly obtained, and the advantages of the fusion method can be exhibited to a high degree by mutually utilizing the measurement results of the sensors.

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。   In this axis adjustment method (axis adjustment method of the radar 1), a light-dark pattern is formed on the detection surface of the adjustment target so that the waveform of the reception intensity becomes an inverted W-shape corresponding to the relative position of the adjustment target. The optical axis shift amount can be calculated for each direction (including the roll direction) from such a waveform of the reception intensity. For this reason, the deviation amount of the optical axis can be grasped qualitatively and quantitatively, and highly accurate optical axis adjustment can be stably performed. Further, even if the beam width of the laser beam of the radar 1 is widened as shown in FIG. 2 (c), for example, and the resolution of the radar 1 is relatively low, the waveform of the reception intensity (the continuous light reception amount in the scanning direction). Since the shift amount is determined based on (change), the above-described excellent shift amount detection and optical axis adjustment can be performed without any problem. Incidentally, the method of Patent Document 1 described above has a disadvantage that when the resolution of the radar is coarse, axis adjustment cannot be performed with sufficient accuracy.

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。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may have various aspects and modifications.
For example, the first axis adjustment method (adjustment of axis deviation in the roll direction) of the present application is not necessarily limited to a fusion type monitoring apparatus, and can be applied to a monitoring apparatus including, for example, a single radar. In this case, the contents of the control processing are as shown in FIG. 12, for example.

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。
As an adjustment target, as shown in FIG. 14A, an adjustment target 3a having a configuration in which a frame-shaped background region 31 (dark portion) is added to the detection surface of the above-described target 3 is used. Is also good. With such a configuration, even if the surrounding environment of the target is not necessarily set to a dark part, it becomes easy to obtain a good received light amount waveform as shown in FIGS.
Further, as shown in FIG. 14B, an adjustment target 3b having a configuration in which the band-shaped regions 25 and 26 (non-diagonal portions) in the above-described target 3 are deleted may be used. However, in the case of such a configuration, when the amount of displacement in the vertical direction is large and the vertical length of the target is large, both ends of the inclined band-shaped region 21 extend in the extension direction, and the width dimension of the target is proportional to it. And it gets bigger. On the other hand, with the configuration of the target 3 described above, the width dimension of the target can be reduced by the presence of the strip-shaped regions 25 and 26 (the portions that are not inclined). The configuration like the target 3 is excellent.
As shown in FIG. 14C, an adjustment target 3c having a configuration in which a frame-shaped background region 32 (dark portion) is added to the detection surface of the above-described target 3b may be used.

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。
Further, an adjustment target 3d as shown in FIG. 13A may be used. The outer shape of the detection surface of the target 3d is a parallelogram having sides (edges) arranged on both sides in the left-right direction obliquely and vertically parallel to the vertical direction. The width L1 in the direction is smaller than the width L2 in the scanning direction of the detection area. Further, on the detection surface of the target 3d, as a region constituting the light and dark pattern of the present invention, a band-shaped region 41 arranged so as to vertically cross the center position of the detection surface in the vertical direction, and a left-right direction of the band-shaped region 41 Inversion regions 42 and 43 (in this case, triangular regions) located on both sides are formed, the band-shaped region 41 is a dark portion, and the inversion regions 42 and 43 are a bright portion.
In the case of such an adjustment target 3d, similarly to the adjustment target 3 described above, an inverted W-shaped light reception amount waveform is obtained, and from the scanning amount (c, a, b) in this light reception amount waveform, each The shift amount (DY, DX) in the direction can be calculated, and the same optical axis adjustment can be performed. However, the equations for calculating the shift amounts (DY, DX) in this case are DY = c and DX = (a + b) / 2-c.

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。
Further, as shown in FIG. 13B, an adjustment target 3e having a configuration in which a frame-shaped background region 44 (dark portion) is added to the detection surface of the above-described target 3d may be used.
Further, as a special mode of the adjustment target of the present invention, for example, an adjustment target 3f as shown in FIG. This is because a vertical band-shaped region 51 (dark portion) whose center portion is cut obliquely, an N-shaped inverted region 52 (bright portion) arranged on both left and right sides and inside of the band-shaped region 51, A square frame-shaped background region 53 (dark portion) formed around the band 52 and the band-shaped region 51 is formed on the detection surface. Even with such an adjustment target 3f, the optical axis adjustment can be favorably performed on the same principle as that of the adjustment target 3 described above.
The background region 53 (dark portion) in the adjustment target 3f may be deleted.
Further, for example, an adjustment target having a configuration in which a bright portion and a dark portion are inverted with respect to the adjustment targets 3, 3a, 3b, 3c, 3d, and 3f described above may be used.

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。
Further, as the axis deviation information to be displayed on the display, for example, the above-mentioned received light amount waveform may be displayed.
Further, the target installation work of the present invention may be automatically performed using an automatic machine such as a robot, or a vehicle equipped with a monitoring device for an adjustment target installed in a fixed state. Is moved by a conveyor or the like and is automatically positioned using a positioning device, whereby the target setting work of the present invention can also be performed automatically.
Further, the present invention may be applied to a radar that performs two-dimensional scanning as in the above-described embodiment, but may be applied to, for example, a radar that performs scanning only in the left-right direction (reference direction).
The present invention can be applied not only to a monitoring device including a sensor using laser light or visible light, but also to a distance measuring device including a sensor using, for example, radio waves or sound waves.

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。FIG. 2 is a diagram illustrating a facility configuration and the like including a monitoring device that performs axis adjustment. レーダの構成や調整用ターゲット等を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a radar, an adjustment target, and the like. レーダの受光波形を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a received light waveform of a radar. 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。It is a figure explaining the principle of the axis adjustment of the roll direction of a radar. 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。FIG. 3 is a diagram illustrating a feature point of an adjustment target and a coordinate system of each sensor. 調整用ターゲットの画像例を示す図である。It is a figure showing an example of an image of an adjustment target. 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。It is a figure explaining the extraction processing of the feature point of an adjustment target. 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。It is a figure explaining the extraction processing of the feature point of an adjustment target. 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。It is a figure explaining the search processing of the feature point of an adjustment target. 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。It is a flowchart which shows the process (main routine) of axis adjustment. 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。It is a flowchart which shows the process (subroutine) of axis adjustment. 軸調整の処理を示すフローチャート(他の例)である。It is a flowchart (other example) which shows the process of axis adjustment. 調整用ターゲットの他の例を示す図である。It is a figure showing other examples of an adjustment target. 調整用ターゲットの他の例を示す図である。It is a figure showing other examples of an adjustment target. 従来の軸調整を説明する図である。It is a figure explaining the conventional axis adjustment. 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。FIG. 4 is a diagram specifically describing the axial adjustment of the radar in the roll direction.

符号の説明Explanation of reference numerals

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
1 laser radar (monitoring device)
2 Camera (monitoring device)
3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3f Adjustment target 21, 25, 26, 41, 51 Strip-shaped area 22, 23, 42, 43, 52 Inverted area 31, 32, 44, 53 Background area

Claims (13)

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。
A measurement operation for receiving a wave from within the detection area for each reference direction position is executable, and based on at least the reception intensity of the received wave, data for specifying at least a position of the detection target in the detection area. For a monitoring device that outputs a, it is an axis adjustment method for adjusting the axis deviation in the roll direction of the detection area,
A light portion having a large wave reflectance and a dark portion having a small reflectance are provided with a detection surface having a predetermined outer shape arranged in a predetermined light / dark pattern, and the measurement operation is performed in a state where a detection area of the monitoring device is directed toward the detection surface. Then, the waveform of the reception intensity with respect to the reference direction position becomes a W-shape or inverted W-shape corresponding to the light-dark pattern or the outer shape of the detection surface, and the reference position of the detection surface in the reference direction is calculated from this waveform. As possible, using an adjustment target having a light-dark pattern or a further outer shape set on the detection surface,
The adjustment target is arranged in front of the monitoring device, the reference direction of the detection surface is aligned with the direction that should be the reference direction of the detection area, and the surrounding environment of the adjustment target is further changed as necessary. Or, target installation work to set the same reflectance as the dark part,
Next, the measurement operation of the monitoring device is performed by changing the measurement position in the orthogonal direction orthogonal to the reference direction to at least two or more locations, and the reference position calculated from the waveform of the reception intensity obtained thereby is calculated. Based on the change, a roll deviation detection process for determining the axial deviation of the detection area in the roll direction,
If necessary, adjusting the mounting angle of the monitoring device so as to correct the axis deviation determined in the roll deviation detection processing, or adjusting the parameter for setting the detection area. Axis adjustment method of the monitoring device.
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。
The outer shape of the detection surface of the adjustment target has a shape having edges parallel to an orthogonal direction orthogonal to the reference direction on both sides in the reference direction,
The width of the detection surface in the reference direction is smaller than the length of the detection area in the reference direction,
On the detection surface, as a region configuring the light and dark pattern, a band-shaped region arranged to cross the center of the detection surface, and inversion regions located on both sides in the reference direction of the band-shaped region are formed,
One of the band-shaped region and the inversion region is the bright portion, and the other is the dark portion,
In the roll deviation detection process, in the W-shaped or inverted W-shaped waveform of the reception intensity, the same reception intensity as the apex located on both sides in the reference direction of the apex of the central crest or valley. The method according to claim 1, wherein the reference position is obtained based on reference direction position data (a, b) of a point.
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。
On the detection surface, as a region constituting the light and dark pattern, a band-shaped region arranged so as to cross a central portion of the detection surface, inversion regions located on both sides in the reference direction of the band-like region, and further, A background area located on both sides of the area in the reference direction is formed,
One of the band-shaped region and the background region and the inversion region is the bright portion, and the other is the dark portion,
Respective boundaries of the inversion region and the background region present on both sides of the detection surface in the reference direction are arranged in parallel to an orthogonal direction perpendicular to the reference direction, and a dimension between these boundaries is defined as a reference direction of the detection area. It is set smaller than the length,
In the roll deviation detection process, in the W-shaped or inverted W-shaped waveform of the reception intensity, the same reception intensity as the apex located on both sides in the reference direction of the apex of the central crest or valley. The method according to claim 1, wherein the reference position is obtained based on reference direction position data (a, b) of a point.
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。
The width of the detection surface in the reference direction is smaller than the length of the detection area in the reference direction,
On the detection surface, as a region configuring the light and dark pattern, a band-shaped region arranged to cross the center of the detection surface, and inversion regions located on both sides in the reference direction of the band-shaped region are formed,
One of the band-shaped region and the inversion region is the bright portion, and the other is the dark portion,
The band-shaped region is arranged in parallel to an orthogonal direction orthogonal to the reference direction,
In the roll shift detecting process, the reference position is obtained based on the reference direction position data c of the center-side peak or valley in the W-shaped or inverted W-shaped waveform of the reception intensity. The method for adjusting the axis of a monitoring device according to claim 1, wherein:
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。
On the detection surface, as a region constituting the light and dark pattern, a band-shaped region arranged so as to cross a central portion of the detection surface, inversion regions located on both sides in the reference direction of the band-like region, and further, A background area located on both sides of the area in the reference direction is formed,
One of the band-shaped region and the background region and the inversion region is the bright portion, and the other is the dark portion,
A dimension between each boundary between the inversion area and the background area present on both sides of the detection surface in the reference direction is set to be smaller than a length of the detection area in the reference direction,
The band-shaped region is arranged in parallel to an orthogonal direction orthogonal to the reference direction,
In the roll shift detecting process, the reference position is obtained based on the reference direction position data c of the center-side peak or valley in the W-shaped or inverted W-shaped waveform of the reception intensity. The method for adjusting the axis of a monitoring device according to claim 1, wherein:
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。
A measuring operation for receiving a wave from the first detection area for each reference direction position can be executed, and at least a position of an object to be detected in the first detection area is specified based on at least a reception intensity of the received wave. And a camera that captures an image of a second detection area overlapping the first detection area.
An axis adjustment method of appropriately adjusting the position and orientation of the first detection area and the second detection area, and obtaining and setting coordinate conversion parameters between the radar and the camera,
The same adjustment target is set at a prescribed position of an overlapping area of the first detection area and the second detection area, and the first detection area is adjusted based on the measurement result of the radar for the adjustment target. After doing
Based on the image of the adjustment target captured by the camera, the axis deviation of the second detection area is grasped to adjust the second detection area, and the coordinate conversion parameter is obtained and set. Axis adjustment method of the monitoring device.
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。
The first detection area or the second detection area, based on a measurement result of the radar for the adjustment target or an image of the adjustment target captured by the camera, by processing means installed inside or outside the monitoring device. Determine the axis deviation information about the axis deviation, and display this axis deviation information on a display installed inside or outside the monitoring device,
An operator changes the first detection area or the second detection area while watching the axis deviation information displayed on the display until the axis deviation of the first detection area or the second detection area falls within an allowable range. The method for adjusting the axis of a monitoring device according to claim 6, wherein:
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。 A determination of an adjustment impossible state based on an image of the adjustment target taken by the camera and a determination of an adjustment impossible state based on a measurement result of the adjustment target by the radar are performed, and a determination is made as an adjustment impossible state by any of the determinations. The method according to claim 6, wherein when the adjustment is performed, adjustment of both the first detection area and the second detection area is not performed. 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。
The adjustment target is
A bright portion having a large wave reflectance and a dark portion having a small reflectance are provided with a detection surface of a predetermined outer shape arranged in a predetermined light / dark pattern, and the first detection area of the radar is directed toward the detection surface in a reference direction. When scanning and performing the measurement operation, the waveform of the reception intensity with respect to the reference direction position becomes a W-shaped or inverted W-shaped corresponding to the light and dark pattern or the outer shape of the detection surface, and from this waveform, the first detection area is obtained. The light-dark pattern or the outer shape of the detection surface is set so that the axis deviation can be calculated,
The adjustment of the first detection area includes:
Placing the adjustment target in front of the radar, and setting the target environment to set the surrounding environment of the detection surface of the adjustment target to the same reflectance as the bright or dark portion, if necessary,
Next, the radar is actuated to perform a measurement operation by scanning in a reference direction, and an axis deviation of the first detection area is calculated from a W-shaped or inverted W-shaped waveform of the reception intensity obtained thereby. Detection processing,
If necessary, adjust the mounting position or the mounting angle of the radar so as to correct any of the axis shifts calculated in the axis shift detection processing, or adjust the parameter for setting the first detection area. 9. The method for adjusting the axis of a monitoring device according to claim 6, wherein the method comprises an operation.
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。 A processing unit installed inside or outside the monitoring device detects a plurality of feature points on a detection surface of the adjustment target from an image of the adjustment target captured by the camera, and detects an image plane of the feature point. 10. The method according to claim 6, further comprising: identifying an upper coordinate value, grasping an axis shift of the second detection area based on the coordinate value, and obtaining and setting the coordinate conversion parameter. 11. 3. The axis adjusting method of the monitoring device according to 1. 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。 The processing means displays an image of the adjustment target captured by the camera on a display, determines a specific area cutout image including the feature point on a display screen according to an area specifying operation of an operator, and determines the specific area. The method according to claim 10, wherein image processing is performed on the cut-out image to specify a coordinate value of the feature point on the image plane. 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。
The feature points are vertices located at corners or corners formed by boundaries of light and dark patterns formed on the detection surface of the adjustment target.
The processing unit executes image processing for extracting a straight line on the image of the adjustment target captured by the camera, displays the straight line extracted by the image processing on a display, and then performs an intersection specifying operation by a worker. 12. The method according to claim 10, wherein the position of the intersection of the straight lines specified by the following is determined as a coordinate value on the image plane of the feature point.
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。 When adjusting the second detection area, the processing unit registers, as a template, an image around the characteristic point in the image of the adjustment target before adjustment as a template, and registers a normal image from the image of the adjustment target after adjustment. 13. A coordinate value on the image plane of the feature point and a new coordinate value after adjustment are obtained based on searching for an image of the template by a generalized cross-correlation operation. An axis adjustment method for the monitoring device according to any one of the above.
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