JP2012239157A - 外因パラメータのみのサラウンドビューカメラ自動較正 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定の固有較正を有する複数のカメラを備えているカメラシステムを較正する方法であって、カメラは、車両などの物体に備え付けられ、物体の周囲をカバーする、方法は、(a)既知の寸法だけ間隔を空けて置かれ、物体の周囲およびカメラの視野内における単一の平面に位置を定められる一セットのマーカの位置を決めるステップと、(b)カメラのためのそれぞれのセットのマーカからカメラの外因パラメータを計算するステップと、(c)複数のカメラのうちのその他のカメラの各々に対してステップ(a)および(b)を繰り返すステップとを包含する、方法。
【選択図】図1
Description
本発明は、所定の固有較正を有する複数のカメラを備えているカメラシステムを較正する方法に関し、カメラは、車両などの物体に備え付けられ、物体の周囲をカバーする。
車両などの現代の物体において、物体のすぐ近くの周囲についての情報を得るという要求が増えている。例えば、車両に関して、運転者は、しばしば駐車距離を制御するセンサより以上の情報を望む。そのような情報は、知らない空間か、狭い空間かもしくは囲まれた空間において、または他の事情により車両を出る運転者も乗客(いる場合)も運転者を支援することが難しい場合、特に有用であり得る。そのような場合、コントロールディスプレイ上に提示され、鳥瞰透視図で車両およびその周囲の両方を示す、実質的に全体の画像を提供することがしばしば望まれる。そのような画像は、通常、駐車距離を感知し制御するためにしばしば用いられるような超音波センサからは得られ得ない。代わりに、そのような画像を得るために、カメラがしばしば用いられる。得られた映像は、通常、運転者または車両を制御する人に容易に見えるコントロールディスプレイにデジタルで提示され得る。この明瞭な全体像は、次いで、囲まれた空間においてでさえ運転者が自分の頭を回すことすらしないで、正確に車両または物体を操縦することを可能にする。そのような情報は、オフロード通路などの起伏の多い地形においてでさえミリメートルの精度を表示し得、岩、木、丸太、および他の障害物を回避し得る。そのような情報はまた、トレーラーと共に運転する場合も特に有用であり得る。従って、花用平鉢、壁などによるひっかき傷は、実質的に回避され得る。システムは、車両が低速で移動しているときでさえ、昼間および夜間の両方において、また、狭い運転状況において他の車両または非移動品目のいずれかとの接触を回避するために有用であり得る。
本発明は、カメラシステムを較正するために上記の問題に対するソリューションを提供する。特に、本ソリューションに従ってカメラシステムを較正する方法は、カメラシステムのすべてのカメラの外因パラメータを提供することによって、較正を非常に順応性のあるようにし、移動可能にし、実施することを容易にする。
(項目1)
所定の固有較正を有する複数のカメラを備えているカメラシステムを較正する方法であって、該カメラは、車両などの物体に備え付けられ、該物体の周囲をカバーする、該方法は、
(a)既知の寸法だけ間隔を空けて置かれ、該物体の該周囲およびカメラの視野内における単一の平面に位置を定められる一セットのマーカの位置を決めるステップと、
(b)該カメラのための該それぞれのセットのマーカから該カメラの外因パラメータを計算するステップと、
(c)該複数のカメラのうちのその他のカメラの各々に対してステップ(a)および(b)を繰り返すステップと
を包含する、方法。
(項目2)
各カメラの上記視野は、各カメラの隣接するカメラのうちの少なくとも1つと少なくとも部分的にオーバーラップする、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目3)
上記一セットのマーカは、隣接するカメラの上記視野の上記オーバーラップする領域において選択される、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目4)
上記複数のカメラのうちの少なくとも1つに対して、上記それぞれのセットのマーカは、上記それぞれのカメラの上記外因パラメータが原点を参照するように該原点を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目5)
ステップ(c)において得られた上記その他のカメラの上記外因パラメータに対して上記複数のカメラの各々に対して第2のセットの外因パラメータを計算するステップ(d)をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目6)
上記原点に対して上記その他のカメラの各々に対して第3のセットの外因パラメータを推定するステップ(e)をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目7)
上記セットの外因パラメータを最適化するステップ(f)をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目8)
上記最適化は、ステップ(e)の上記推定結果を用いる上記セットのマーカにおける再投影の誤差を最小限にする、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目9)
上記最適化は、ステップ(d)の結果間の相違を最小限にする、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目10)
上記最適化は、各カメラの前部の既知の位置において追加のセットのマーカを用いることによってさらに制約される、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目11)
カメラの投影面に垂直なひずみは、多項式によって近似される、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目12)
上記カメラは、魚眼カメラである、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目13)
上記カメラは、上記物体の少なくとも1つの対称軸に対して対称に配置される、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目14)
上記カメラの数は、4つである、上記項目のいずれかに記載の方法。
(項目15)
コンピュータ上で実行される場合、上記項目のいずれかのステップを実行するコンピュータ実行可能命令を有する少なくとも1つのコンピュータ読み取り可能媒体を含むコンピュータプログラム製品。
所定の固有較正を有する複数のカメラを備えているカメラシステムを較正する方法であり、カメラは、車両などの物体に備え付けられ、物体の周囲をカバーし、方法は、既知の寸法だけ間隔を空けて置かれ、物体の周囲およびカメラの視野内における単一の平面に位置を定められる一セットのマーカの位置を決めるステップと、次いでカメラのためのそれぞれのセットのマーカからカメラの外因パラメータを計算するステップと、複数のカメラのうちのその他のカメラの各々に対してステップを繰り返すステップとを包含する。
以下において、4つのカメラを有するカメラシステムが考察される。カメラの数は決して限定することとして理解されるべきではなく、単に説明の目的のために選ばれることとして理解されるべきであり、カメラの数は、カメラシステムの特定の用途に従って異なるシステムおよび異なる目的のために変化し得る。
z=a0+a1d+a2d2…+andn
として与えられ、ここでdは映像中心に対する投影点の距離を表わし、nは近似のために選ばれた多項式の次数を表わす。
4 チェッカーボード
10 車両
Claims (15)
- 所定の固有較正を有する複数のカメラを備えているカメラシステムを較正する方法であって、該カメラは、車両などの物体に備え付けられ、該物体の周囲をカバーする、該方法は、
(a)既知の寸法だけ間隔を空けて置かれ、該物体の該周囲およびカメラの視野内における単一の平面に位置を定められる一セットのマーカの位置を決めるステップと、
(b)該カメラのための該それぞれのセットのマーカから該カメラの外因パラメータを計算するステップと、
(c)該複数のカメラのうちのその他のカメラの各々に対してステップ(a)および(b)を繰り返すステップと
を包含する、方法。 - 各カメラの前記視野は、各カメラの隣接するカメラのうちの少なくとも1つと少なくとも部分的にオーバーラップする、請求項1に記載の方法。
- 前記一セットのマーカは、隣接するカメラの前記視野の前記オーバーラップする領域において選択される、請求項2に記載の方法。
- 前記複数のカメラのうちの少なくとも1つに対して、前記それぞれのセットのマーカは、前記それぞれのカメラの前記外因パラメータが原点を参照するように該原点を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- ステップ(c)において得られた前記その他のカメラの前記外因パラメータに対して前記複数のカメラの各々に対して第2のセットの外因パラメータを計算するステップ(d)をさらに包含する、請求項4に記載の方法。
- 前記原点に対して前記その他のカメラの各々に対して第3のセットの外因パラメータを推定するステップ(e)をさらに包含する、請求項4または5に記載の方法。
- 前記セットの外因パラメータを最適化するステップ(f)をさらに包含する、請求項6に記載の方法。
- 前記最適化は、ステップ(e)の前記推定結果を用いる前記セットのマーカにおける再投影の誤差を最小限にする、請求項7に記載の方法。
- 前記最適化は、ステップ(d)の結果間の相違を最小限にする、請求項7または8に記載の方法。
- 前記最適化は、各カメラの前部の既知の位置において追加のセットのマーカを用いることによってさらに制約される、請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
- カメラの投影面に垂直なひずみは、多項式によって近似される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記カメラは、魚眼カメラである、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記カメラは、前記物体の少なくとも1つの対称軸に対して対称に配置される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記カメラの数は、4つである、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- コンピュータ上で実行される場合、請求項1〜14のうちの一項の方法のステップを実行するコンピュータ実行可能命令を有する少なくとも1つのコンピュータ読み取り可能媒体を含むコンピュータプログラム製品。
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