JP2007215169A - 車両に搭載されているカメラの向きを調整する方法、および、その方法を実行するためのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者又は任意の個人が、車両のフロントガラスの裏に搭載されているカメラの向きを調整する方法を提供する。
【解決手段】車両内に搭載されているカメラの向きを調整する方法であって、地表面上に平行なマーキングを備えた場所に、前記車両を据えるステップと、それらのマーキングｌ１、ｌ２を検出するステップと、それらのマーキングに基づいて、消失点Ｐを算出するステップと、前記カメラの角度変位によって、前記消失点と位置決め点とを一致させるステップとを含む。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、車両に搭載されているカメラの向きを、ユーザによって、調整する方法に関するものである。そのユーザは、カメラの調整の経験をほとんど持たない個人、例えば、調整されるカメラが登載されている車両の運転者である。本発明の方法は、障害物の検出、または、白線の監視のためのシステムであって、個人による車両への搭載を可能にするものに関している。

本発明は、さらに、その方法を実行するためのシステムにも関するものでもある。

本発明は、自動車分野、特に、車両にカメラを用いるシステムを搭載するための車両アフターサービスの分野において用いられる。

自動車の分野においては、車両の運転を円滑にすることによって、車両内の人間の安全を増加させるための多くのシステムが、車両に搭載されている。車両の安全のための、それらのシステムの中に、路上の障害物の検出を可能にするシステム、および、地表面上の白線の監視を可能にするシステムが存在する。

障害物検出システムは、このシステムを装備した車両の前にある道路情景内の障害物、歩行者、または、他の車両を検出する。このタイプのシステムの目的は、道路情景内に検出された車両、歩行者、および他の障害物を、スクリーン上に示し、その道路の情景について、ドライバの眺望を補うことである。

白線を監視するシステムは、一般的に白線と呼ばれる地表面上の平行なマーキング（表示）を検出する。白線を監視するための、このタイプのシステムは、路上の連続線と不連続線との両方、または、緊急停止帯の検出を可能にする。このタイプのシステムを装備した車両が、あらかじめ、点滅光を用いて、検出された白線のうちの１つと交差する意思を示すことなしに、その線と交差すると、警告信号が、運転者を益するために出力される。この警告信号は、運転者が白線と交差したことを運転者に通知するために、車両内で鳴る音響的信号、または、任意の他の知覚可能な信号であってもよい。このタイプのシステムは、とりわけ夜間に運転するときに、運転者の警戒を増加させる。

一般に、障害物を検出するためのシステム、または、白線を監視するためのシステムは、車両に搭載されたカメラを有する。このカメラは、車両の前にある道路情景の画像を撮る。障害物検出システムの場合には、カメラは、障害物が存在するか、存在しないかを、画像上で検出するためにその画像を処理する、プロセッサのような制御ユニットを伴っている。白線を監視するためのシステムの場合には、カメラは、画像上に検出された白線に対する車両の位置を決定するために画像を処理する、プロセッサのような制御ユニットを伴っている。

ほとんどの車両において、カメラは、中央バックミラーの背後で、フロントガラスの裏に搭載される。したがって、それは、運転者の眺望を制限しないように、フロントガラスと中央バックミラーの間に設けられている。このように置かれると、カメラは、ほぼ、車両の中央になる。

障害物検出システムの場合には、制御ユニットは、車両の内部にあるディスプレイスクリーンを備えている。このディスプレイスクリーンは、車両の前にある道路情景の処理画像を示し、その道路情景の運転者の眺望を改善する。このディスプレイスクリーンは、道路情景のより正確な眺望を、とりわけ夜間または悪天候において、運転者にもたらし、したがって、運転者が、道路上にあるいずれの障害物をも、より有効に知覚することを可能にする。

白線を監視するためのシステムの場合には、システムは、必ずしも、ディスプレイ・スクリーンを伴わない。運転者は、フロントガラスを通して、直接、白線を眺めることができる。音響的信号または視覚的信号によって、運転者に、白線への交差を通知するだけでもよい。

システムが、障害物検出システムであるか、白線を監視するためのシステムであるかにかかわらず、道路情景の画像を撮るカメラは、その道路設定において探し出される要素の正確な検出を可能にするために、適切な向きに置かなければならない。誤ったカメラの向きは、車両が走っている道路車線と異なる道路車線上の障害物または白線の検出に導き、それによって、運転者の運転に影響を及ぼす。

白線の監視については、運転者が彼の車線をはずしていることを示す信号が、左側車線区分線に対しても、右側車線区分線に対しても、全く同一に運転者によって知覚されるように、特に、要素が対称的に検出されるような向きに、カメラを置かなければならない。

今日、これらの障害物検出システム、および、白線を監視するためのシステムは、一般に、一定の法則で車両に載置されている。したがって、これらのシステムは、直接、自動車メーカの組立ラインにおいて、車両に搭載される。したがって、カメラの向きは、検出ソフトウェアの最適なパラメータ化、および、最適な調整を可能にする特定の調整モジュールを用いて、メーカによって、最適に調整されている。

現地に出向いてのカメラの調整を受けるためには、個人が、それらのシステムの１つを搭載してもらうことを望むかどうかを、自分の車両を購入するときに決定していなければならない。したがって、新車にしか、このシステムを搭載することができない。

さらに、車両が破損されて、システムが調整不良になってしまうと、カメラの向きを再調整することが必要になる。しかし、ほとんどの自動車修理工にとっては高価であって、かつ、特定の技能を必要とする特定の調整モジュールを持っていなければ、自動車修理工は、この調整を実行することができない。

同様に、個人が、販売後に買った、白線を監視するためのキット、または、障害物を検出するためのキットを搭載しようとしても、カメラを調整することはできない。したがって、現在まで、このタイプのシステムは、個人への販売のために売り出されてはいない。

本発明の目的は、上述した技術の欠点を解決することである。この目的のために、本発明は、運転者、または、任意の個人が、車両のフロントガラスの裏に搭載されているカメラの向きを調整することを可能にする方法を提案するものである。このために、本発明は、カメラによって生み出された画像の中に、地平線を求めて、この地平線を、あらかじめ定められた線にそろえようとすることを提案するものである。

より具体的に言うと、本発明は、
− 地表面上に平行なマーキングを備える場所に、車両を据えるステップと、
− それらのマーキングを検出するステップと、
− それらのマーキングに基づいて、消失点を算出するステップと、
− 画面上で、その画面の実質的に垂直な面における中央を算出するステップと、
− カメラの角度変位によって、前記消失点と位置決め点とを一致させるステップとを含んでなる、車両内に搭載されているカメラの向きを調整する方法に関するものである。

本発明による方法は、以下の特徴の１つ以上を有していてもよい。
− 前記消失点は、前記画像上の、前記平行なマーキングの収束点である。

− 前記消失点を算出するステップは、前記収束点の位置を決定するステップと、この収束点を通過する消失線を引くステップとを含んでなる。

− 前記画像の中央を算出するステップは、前記画像の実質的に垂直な面における中央を通過する中央線を引く操作を含んでいてもよい。それに代えて、垂直面における中央マーカ、および、水平面における位置決めマーカを有するディスプレイスクリーン上に置かれたテンプレート／パターン、特に透明なテンプレートを用いてもよい。

− 前記収束点を通過する線、および、前記画像の中央を通過する線は、実質的に垂直である。

− 前記収束点を通過する線、および、前記位置決め点を通過する線は、実質的に水平である。

− カメラを、垂直面における画像の中央に対する前記消失点の位置と、前記位置決め点の垂直方向の位置とから導出される変位情報の関数として変位させる。

本発明は、さらに、前述の方法を実行する、カメラの向きを調整するシステムにも関する。このシステムは、
− 地表面上の平行なマーキングの少なくとも１つの画像を生み出すことができるカメラと、
− 前記画像上の前記マーキングを検出し、消失点を算出し、位置決め点を算出することができる処理ユニットと、
− ユーザに、前記カメラの変位に関する情報を供給することができるユーザ・インターフェイスとを備えている。

また本発明のシステムは、次の特徴の１つ以上を有していてもよい。
− 前記インターフェイスは、カメラによって生み出される画像と、さらに、前記画像の消失線と中央線とを示すスクリーンを備えている。

− 前記インターフェイスは、視覚的な信号発生デバイスを備えている。

− 前記視覚的な信号発生デバイスは、変位の方向を伝える信号を発生させる発光ダイオードを備えている。

− 前記インターフェイスは、音響的な信号発生デバイスを備えている。

本発明は、さらに、前述のシステムを装備した車両にも関するものである。

本発明は、車両内のカメラの向きを調整して、そのカメラを用いる方法を最適に実行するための方法を提案する。このタイプのカメラを用いる方法は、例えば、障害物検出方法であってもよい。それは、また、地表面上の平行なマーキングを検出するための方法であってもよい。

以上本発明を、白線と呼ばれる、地表面上のマーキングの検出に対する適用について、具体的に記述する。これらの白線は、連続線であっても、不連続線であっても、緊急停止帯であってもよい。

本発明の方法は、これらの白線の画像に基づく消失点の算出、および、画像の垂直面における中央の算出に基づく。カメラの水平方向の向きを最適とするためには、画像の中央と消失点とが、重なり合わなければならない。垂直方向の向きは、消失点と位置決め点との一致によって生み出される。

本発明の方法を、車両内にカメラが搭載されている車両を、地表面上に白線が設けられている場所に置くときに実施してもよい。この場所は、例えば、駐車場、もしくは、通行することを禁止されている通路、または、通行を乱すことなく車両を駐車することができる、地表面上に平行な白線が設けられている任意の他の場所であってもよい。車両は、２本の白線の間で、２本の線から等しい側方距離に置かれることとなる。

カメラは、車両に正しく搭載されていると、車両の前にある道路情景の少なくとも１つの画像を撮る。車両の位置決めのために、この道路情景の画像は、地表面上の２本の白線を有する。

したがって、本発明の方法は、２本の白線を画像上に検出して、それらの白線に基づいて消失点を算出することを、その本質としている。消失点は、画像の地平線上に位置している。この消失点は、画像上の白線の収束点と一致する。それは、例えばハフ（Hough）変換を用いて、数学的に決定される。

消失点を画像上で決定すると、本発明の方法は、それを、位置決め点と一致させることにある。１本の垂直線を引くことが、より単純で、より容易に理解できる調整に寄与することができる。この線は消失線と呼ばれる。以下に、より詳しく示すように、この消失線は、垂直であることも、水平であることもあるが、消失点と位置決め点とは、この垂直線上で一致しているのが好ましい。

次に、本発明の方法は、画像の中央を算出することを、その本質としている。画像の中央は、画像の中心を通過して、画像を、２つの実質的に等しい部分に分ける垂直線である。

本発明の方法は、ユーザ、例えば車両の運転者によって行なわれる操作により実施される。この操作は、消失線が画像の中央と合致するように、カメラの眺望角度を角度変位させること、即ち、カメラの向きを変位させることにある。消失線が、画像の中央と１つにまとまると、カメラは、水平方向に、正しい向きに置かれる。

前に説明したように、消失線は、画像上の白線の収束点を探して、この点を通過する線を引くことによって決定される。本発明の好適な一実施例においては、消失線は、垂直である。言い換えれば、消失点を通過する線は、垂直線である。本実施例においては、画像の中央を通過する線も、垂直である。

それらの２本の線を、ディスプレイ・スクリーン上に表示してもよい。表示を改善するために、これらの２本の線は、２つの異なる色であってもよい。ユーザは、カメラの向きを修正することによって、２本の線が１つにまとまるように、それらの２本の線を、互いに引き寄せようとしなければならない。これらの２本の線が１つにまとまるとき、カメラの向きは最適である。

つい直前に記述した実施例が、図１Ａに示されている。より具体的に言えば、この図１Ａは、地表面上の４本の平行な白線の一例を示している。内側の２本の線ｌ１およびｌ２は、不連続線であり、また、外側の２本の線ｌ３およびｌ４は、緊急停止帯である。消失点は、線ｌ１と線ｌ２との収束点Ｐである。消失線Ｌｆは、Ｐを通過する垂直線である。線Ｌｍは、画像を、垂直に、２つの同じ大きさの部分に分ける中央線である。

線Ｌｆと線Ｌｍとが１つにまとまって、はじめて、カメラの向きが、最適になる。カメラの角度変位は、消失線を変位させるが、中央線は、全く同じままである。したがって、カメラの角度変位は、中央線Ｌｍに対する消失線Ｌｆの位置を変えることを可能にする。

消失線が垂直であるこの実施例では、カメラを、水平方向に、即ち、路面内を横方向に調整する。

本発明の別の一実施例においては、画像の消失線は水平である。この場合には、カメラの向きは、路面に直交する面内を、垂直方向に調整される。したがって、車両内のカメラの勾配、即ち、車両に対するカメラの垂直方向の傾斜が調整される。この場合には、ユーザは、カメラの最適な垂直方向の傾斜を得るために、水平な消失線を、水平な基準線に一致させようとしなければならない。

この実施例は、図１Ｂに示されている。より具体的に言うと、図１Ｂは、図１Ａと同一の、地表面上の４本の平行な白線の例を示している。消失線Ｈｆは，消失点Ｐを通過する水平線である。線Ｈｍは、画像を、水平に、２つの部分に、例えば、異なる高さに、特に、ほぼ１／３、２／３の比に分ける基準線である。線Ｈｆと線Ｈｍとが１つにまとまって、はじめて、カメラの垂直方向の向きは、最適になる。上向き、または下向きのカメラの角度変位は、基準線Ｈｍに対する消失線Ｈｆの垂直方向の位置を変えることを可能にする。

カメラを水平方向と垂直方向との両方に調整することができることは、理解されると思う。水平方向の向き、および、垂直方向の傾斜が、正しく調整されているとき、カメラは最適の向きとなる。

水平方向と垂直方向との調整を行いうるこの実施例は、距離の評価が、車両に対する障害物の位置を見極めるための非常に重要なパラメータであるような、障害物を検出する場合に実施するのが好ましい。

本発明の方法は、向きが調整されるカメラ、画像処理ユニット、およびその処理ユニットとユーザの間のインターフェイスを有するシステムによって実行される。

図２は、このタイプのシステムの一例を示している。より具体的に言うと、図２は、車両の一部である裏側に、調整されるカメラが搭載されているフロントガラスの一例を示している。

カメラを用いるほとんどの例において、カメラは、車両のフロントガラス７と、中央バックミラー６との間に搭載される。したがって、カメラは、実質的に、車両の中心に載置される。カメラを、車両の中心に搭載すると、その横方向の向き、および、任意選択に垂直方向の向きを、本発明の方法の以下のプロセスにしたがって調整することができる。

図２の例において、カメラ１は、軸Ａに沿う向きに置かれている。カメラ１には、光線がカメラ上に反射してくるのを防止するための、１つ以上のリブ８を備えるつば５が装備されている。カメラ１は、道路情景の画像（カメラの向きを調整することを可能にするものと、障害物または白線の検出を可能にするものとの両方）を生成する。

カメラの向きを調整するためのこのシステムは、さらに、画像処理ユニット２を有する。この処理ユニット２は、カメラと一体化されたプロセッサであっても、車両内に搭載されて、画像を処理することができる任意の他のプロセッサであってもよい。

処理ユニット２が、カメラ１に一体化されていない場合には、処理ユニット２は、リンク４によって、カメラ１に接続される。このリンクは、有線リンクであっても、無線リンクであってもよい。処理ユニット２は、道路情景の画像中の白線を検出し、消失点および垂直消失線を算出し、垂直面における中央線を備えた画像の中央を算出する。

図２に示してあるように、消失点の垂直方向の位置決めは、画像の中央ではない。そうではなくて、それは、消失線を引くために画像内の最大の情報を得られるように、上部３分の１に置かれる。

本発明のシステムは、さらに、処理ユニットとユーザの間のインターフェイスを有する。このインターフェイスの目的は、消失線と中央線とを合致させるために、カメラ１の位置をどのように修正するかを、ユーザに伝える信号を発生させることである。このインターフェイスは、例えば有線リンク４によって、処理ユニットに接続されている。

このインターフェイスは、図２に示すように、ディスプレイ・スクリーン３であってもよい。このスクリーン３は、道路情景、および、垂直面および位置決め面における消失点および中央線を示す。示される画像は、例えば、図１Ａおよび図１Ｂの画像のうちの１つであってもよい。この場合には、ユーザは、２本の線を合致させるために、どの方向に、カメラを変位させなければならないかを、スクリーン上で直接に見る。容易に調整を行うために、表示される画像が、一定の間隔で更新され、その結果、ユーザは、実行された変位の結果を、スクリーン上で追っていくことができる。カメラの向きが正しいときには、ユーザは、自分の目で確かめることができる。

本実施例において、ディスプレイ・スクリーン３は、ＰＤＡ（携帯情報端末）スクリーンのようなビデオ・コンパチブル・スクリーン、車両ナビゲーション・システムのスクリーン、車両に搭載されたＤＶＤリーダ、または、障害物検出システムに伴ったディスプレイ・スクリーンのような、任意の他のスクリーンであってもよい。

スクリーンを有しない場合のために、また、増設スクリーンの余分な費用を回避するために、インターフェイスは、単に変位の方向にある、音響的または視覚的な信号発生のためのデバイスであってもよい。この場合には、インターフェイスは、カメラに対して実行すべき変位を、知覚可能な信号を用いて、ユーザに通知する。

この信号発生デバイスは、発光ダイオードを用いて作られた視覚的なアセンブリであってもよい。例えば、第１の色の１つのダイオードが、右方に向かって実行すべき変位を伝える信号を発生させ、第２の色のもう１つのダイオードが、左方に向かって実行すべき変位を伝える信号を発生させる。２つのダイオードが輝いているときには、向きは正しい。

一例として、信号発生デバイスを、カメラを変位させなければならない方向を伝える信号を発生させる光の矢印を用いて作ってもよい。２つの矢印が輝いているときには、向きは最適である。

また信号発生デバイスは、２つの異なる音響的信号、例えば、右方に向かう変位を表わす第１の信号、および左方に向かう変位を表わす第２の信号を生じる音響的なアセンブリであってもよい。第３の音響的信号は、カメラが正しい向きに置かれていることをユーザに対して表わす。このタイプの音響的信号発生デバイスは、運転者が白線と交差することを防止するために用いられる白線監視システムの音響的手段を用いるという利点を有する。

カメラの水平方向の調節の場合に、本発明の方法を用いて得られる道路情景の画像の一例を示す。 カメラの傾斜調節の場合に、本発明の方法を用いて得られる道路情景の画像の一例を示す。 本発明による、カメラを調整するシステムを装備した車両フロントガラスの一例を示す。

符号の説明

１ カメラ
２ 画像処理ユニット
３ ディスプレイ・スクリーン
４ リンク
５ つば
６ 中央バックミラー
７ フロントガラス
８ リブ
Ａ 軸
Ｈｆ、Ｌｆ 消失線
Ｈｍ 基準線
Ｌｍ 中央線
Ｐ 消失点
ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４ 線

Claims (13)

1. 車両内に搭載されているカメラの向きを調整する方法であって、
   − 地表面上に平行なマーキング（表示）を備えた場所に、前記車両を据えるステップと、
   − それらのマーキング（ｌ１、ｌ２）を検出するステップと、
   − それらのマーキングに基づいて、消失点（Ｐ）を算出するステップと、
   − 前記カメラの角度変位によって、前記消失点と位置決め点とを一致させるステップとを含むことを特徴とする方法。
2. 前記消失点は、画像上の、前記平行なマーキングの収束点であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記消失点を算出する前記ステップは、前記収束点（Ｐ）の位置を決定するステップと、この収束点を通過する消失線（ＬｆまたはＨｆ）を引くステップとを含んでいることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記画像の中央を算出するステップは、前記画像の中心を通過する中央線を引く操作を含むか、または、パターンを用いることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記収束点を通過する前記線（Ｌｆ）、および、前記画像の前記中心を通過する前記線（Ｌｍ）は、実質的に垂直であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記収束点を通過する前記線（Ｈｆ）、および、前記位置決め点を通過する線（Ｈｍ）は、実質的に水平であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
7. 前記カメラを、前記画像の垂直面における中央に対する前記消失点（Ｐ）の位置と、前記位置決め点の垂直方向の位置とから導出される変位情報の関数として変位させることを特徴とする、請求項２〜６のいずれかに記載の方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の方法を用いて、カメラの向きを調整するシステムであって、
   − 地表面上の平行なマーキングの少なくとも１つの画像を生み出すことができるカメラ（１）と、
   − 前記画像上の前記マーキングを検出し、消失点（Ｐ）を算出し、そして、位置決め点を算出することができる処理ユニット（２）と、
   − ユーザに、前記カメラの変位に関する情報を供給することができるユーザ・インターフェイス（３）とを備えてなることを特徴とするシステム。
9. 前記インターフェイスは、前記カメラによって生み出される前記画像と、さらに、前記画像の消失線と中央線とを示すスクリーン（３）を備えていることを特徴とする、請求項８に記載のシステム。
10. 前記インターフェイスは、視覚的な信号発生デバイスを備えていることを特徴とする、請求項８に記載のシステム。
11. 前記視覚的な信号発生デバイスは、変位の方向を伝える信号を発生させる１つ、または、いくつかの発光ダイオードを備えていることを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記インターフェイスは、音響的な信号発生デバイスを備えていることを特徴とする、請求項８に記載のシステム。
13. 請求項８〜１２のいずれかに記載のシステムを備えていることを特徴とする自動車。

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