JP2008187564A - カメラ校正装置及び方法並びに車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両に前カメラ、右カメラ、左カメラ及び後カメラを設置し、前−右カメラ間、前−左カメラ間、後−右カメラ間、後−左カメラ間の夫々の共通撮影領域(3FR、3FL、3BR及び3BL)内に、2つずつ特徴点(211〜218)を配置する。カメラ校正装置は、各カメラの撮影画像を地面上に投影して合成するための変換パラメータを導出する。左右カメラに対する変換パラメータを透視投影変換によって求める。その後、各カメラの撮影による各特徴点の座標値対応関係に基づき、左右カメラに対する変換パラメータに合わせこむように前後カメラに対する変換パラメータを平面射影変換によって求める。
【選択図】図11
Description
透視投影変換を用いる場合は、カメラの設置誤差等の、既知の設定情報に対する誤差の影響が大きい。
平面射影変換を用いる場合は、校正環境の整備に手間がかかる。
まず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る視界支援システムが適用される車両100を上方から見た平面図であり、その車両100へのカメラの設置状態を表している。図2は、車両100を左斜め前方から見た図である。図1及び図2には、車両100としてトラックが示されているが、車両100はトラック以外の車両(普通乗用車など)であってもよい。また、車両100は地面(例えば路面)上に配置されている。尚、以下の説明において、地面は水平面上にあるものとし、「高さ」は、地面を基準とした高さを表すものとする。
カメラ1Fの校正用撮影画像上における特徴点211、212、213及び214の座標値が、夫々、(xF1、yF1)、(xF2、yF2)、(xF3、yF3)及び(xF4、yF4)であり、
カメラ1Rの校正用撮影画像上における特徴点211、212、215及び216の座標値が、夫々、(xR1、yR1)、(xR2、yR2)、(xR5、yR5)及び(xR6、yR6)であり、
カメラ1Lの校正用撮影画像上における特徴点213、214、217及び218の座標値が、夫々、(xL3、yL3)、(xL4、yL4)、(xL7、yL7)及び(xL8、yL8)であり、
カメラ1Bの校正用撮影画像上における特徴点215、216、217及び218の座標値が、夫々、(xB5、yB5)、(xB6、yB6)、(xB7、yB7)及び(xB8、yB8)であったとする。
同様に、カメラ1Lの校正用撮影画像上における特徴点213、214、217及び218の座標値を、ステップS11で求めた第1パラメータを用いてグローバル座標上の座標値に変換する。この変換によって得られる、グローバル座標上における特徴点213、214、217及び218の座標値を、図12(b)に示す如く、夫々、(XL3、YL3)、(XL4、YL4)、(XL7、YL7)及び(XL8、YL8)で表す。
また、図13に示すような特徴点の配置を行うようにすれば、図14に示すような校正処理も可能である。この校正処理を説明する実施形態を第2実施形態として説明する。第2実施形態は、第1実施形態における校正処理手法の一部を変形した第1実施形態の変形例に相当し、第1実施形態に記載した内容は、矛盾なき限り、第2実施形態にも適用される。以下、第1実施形態の相違点である、校正処理の手順について説明する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第1実施形態における校正処理手法の一部を変形した第1実施形態の変形例に相当し、第1実施形態に記載した内容は、矛盾なき限り、第3実施形態にも適用される。以下、第1実施形態の相違点である、校正処理の手順について説明する。
の個数分の総和をとることを意味する。
上述の実施形態の変形例または注釈事項として、以下に、注釈1〜注釈4を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
上述の鳥瞰図画像は、各カメラの撮影画像を地面上に投影した画像に相当する。つまり、上述の実施形態では、各カメラの撮影画像を地面上に投影して合成することにより全周鳥瞰図画像を生成するようにしているが、撮影画像が投影されるべき面を、地面以外の任意の所定面(例えば所定平面)とすることも可能である。
車載カメラとしてのカメラ1F、1R、1L及び1Bを用いた視界支援システムを例に挙げて本発明の実施形態を説明したが、画像処理装置10に接続されるべき各カメラを車両以外に設置することも可能である。つまり、本発明は、建物などに設置される監視システムに対しても、適用可能である。この種の監視システムにおいても、上述の実施形態と同様、複数のカメラからの各撮影画像が所定面上に投影されて合成され、合成画像が表示装置に表示される。
図5の画像処理装置10の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。画像処理装置10にて実現される機能の全部または一部を、プログラムとして記述し、該プログラムをコンピュータ上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしてもよい。
校正処理時において変換パラメータを導出するパラメータ導出手段は、画像処理装置10に内在しており、このパラメータ導出手段を備えてカメラの校正処理を行うカメラ校正装置も、画像処理装置10に内在している。また、パラメータ導出手段は、カメラ1R及び1Lに対する変換パラメータを補正するパラメータ補正手段を含みうる。このパラメータ補正手段は、第3実施形態の例では、図19のステップS42の処理を実行する。上述のマーカまたは校正パターン(若しくは校正プレート)は、校正指標として機能する。また、特徴点そのものを校正指標と捉えることもできる。
11 表示装置
100 車両
1F、1R、1L、1B カメラ
2F、2R、2L、2B 撮影領域
3FR、3FL、3BR、3BL 共通撮影領域
50F、50R、50L、50B 鳥瞰図画像
CFR、CFL、CBR、CBL 共通画像領域
A1〜A4 校正パターン
Claims (7)
- N台のカメラ(Nは2以上の整数)からの各撮影画像を所定面上に投影して合成するためのパラメータを求めるパラメータ導出手段を備えたカメラ校正装置において、
前記N台のカメラは、1台以上の基準カメラと1台以上の非基準カメラとから成り、
前記パラメータは、既知の設定情報に基づき求められる前記基準カメラに対する第1パラメータと、前記非基準カメラに対する第2パラメータと、から成り、
前記パラメータ導出手段は、前記基準カメラと前記非基準カメラの共通撮影領域内に配置された校正指標の、前記基準カメラ及び前記非基準カメラによる撮影結果と、前記第1パラメータと、に基づいて前記第2パラメータを求める
ことを特徴とするカメラ校正装置。 - 前記第1パラメータは、前記設定情報を用いた透視投影変換に基づいて求められる
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラ校正装置。 - 前記校正指標の配置によって、前記共通撮影領域内に少なくとも4つの特徴点が含まれ、
前記パラメータ導出手段は、前記基準カメラによる各特徴点の撮影結果と、前記非基準カメラによる各特徴点の撮影結果と、前記第1パラメータと、に基づいて前記第2パラメータを求める
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のカメラ校正装置。 - 前記パラメータ導出手段は、前記共通撮影領域内における前記校正指標の配置位置に拘束条件を与えることなく、前記第2パラメータを導出可能である
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のカメラ校正装置。 - 前記パラメータ導出手段は、前記基準カメラの撮影領域内に配置された形状が既知の校正パターンの、前記基準カメラによる撮影結果に基づいて、前記第1パラメータを補正する第1パラメータ補正手段を備え、補正後の前記第1パラメータを用いて前記第2パラメータを求める
ことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載のカメラ校正装置。 - N台のカメラ及び画像処理装置が設置された車両において、
前記画像処理装置は、請求項1〜請求項5の何れかに記載のカメラ校正装置を含む
ことを特徴とする車両。 - N台のカメラ(Nは2以上の整数)からの各撮影画像を所定面上に投影して合成するためのパラメータを求めるカメラ校正方法において、
前記N台のカメラは、1台以上の基準カメラと1台以上の非基準カメラとから成り、
前記パラメータは、既知の設定情報に基づき求められる前記基準カメラに対する第1パラメータと、前記非基準カメラに対する第2パラメータと、から成り、
当該カメラ校正方法は、前記基準カメラと前記非基準カメラの共通撮影領域内に配置された校正指標の、前記基準カメラ及び前記非基準カメラによる撮影結果と、前記第1パラメータと、に基づいて前記第2パラメータを求める
ことを特徴とするカメラ校正方法。
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