JP2014174088A - Inspection tool, stereo camera inspection apparatus, and inspection method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection tool for easily inspecting both vertical displacement and displacement in directions other than the vertical direction of a pair of cameras with excellent workability, and to provide a stereo camera inspection apparatus, and an inspection method.SOLUTION: An inspection tool includes: an image processing unit 4 which receives an image signal output from a pair of cameras 3a, 3b when the cameras 3a, 3b image a test chart 2, to generate a pair of test chart images where a part of a second pattern 2b is included in a first pattern 2a; a corresponding point search unit 4a which searches for each of corresponding points on the pair of test chart images from a screen of the generated pair of test chart images; a displacement calculation unit 4b which calculates a corresponding position difference between the searched corresponding points, to calculate displacement of the pair of cameras 3a, 3b from the calculated corresponding position difference; and a correction parameter calculation unit 5 which calculates a correction parameter for correcting the calculated displacement.

Description

本発明は、ステレオカメラを構成する一対のカメラの相対的な位置ずれを検査するのに用いる検査用具、この検査用具を用いてステレオカメラを構成する一対のカメラの相対的な位置ずれを検査するためのステレオカメラ検査装置及び検査方法に関する。   The present invention relates to an inspection tool used for inspecting a relative positional deviation between a pair of cameras constituting a stereo camera, and to inspect a relative positional deviation between a pair of cameras constituting a stereo camera using the inspection tool. The present invention relates to a stereo camera inspection apparatus and an inspection method.

近年、進行方向前方を一対のカメラで撮像して前方にある障害物や先行車と自車両間の距離を計測して走行時の前方を監視するためのステレオカメラを自動車に搭載し、このステレオカメラで計測された障害物や先行車までの距離情報に基づいて、例えばブレーキの適切な制動制御を自動的に行う運転支援システムが実用化されつつある。   In recent years, a stereo camera has been installed in an automobile to monitor the front of the vehicle while traveling by measuring the distance between the obstacle and the vehicle ahead and the host vehicle by imaging the front in the direction of travel with a pair of cameras. A driving support system that automatically performs, for example, appropriate braking control of a brake based on distance information to an obstacle or a preceding vehicle measured by a camera is being put into practical use.

ステレオカメラによる計測技術として、一対のカメラ(撮像レンズとCCD等の撮像素子を備えたカメラ)の一方のカメラで撮像した画像内の特定画素ブロック(対象物の結像位置)と相関する特定画素ブロック(対象物の結像位置)を他方のカメラで撮像した画像内から特定して、各画像に対する視差を算出し、各カメラ間の距離情報を用いて周知の三角測量の原理によって対象物までの距離データを算出する、いわゆるステレオ法が知られている。   As a measurement technique using a stereo camera, a specific pixel correlated with a specific pixel block (image formation position of an object) in an image captured by one camera of a pair of cameras (camera having an imaging element such as an imaging lens and a CCD) The block (image formation position of the object) is identified from the image captured by the other camera, the parallax for each image is calculated, and the object is detected by the well-known triangulation principle using the distance information between each camera. A so-called stereo method for calculating the distance data is known.

ところで、このような三次元計測技術の一つであるステレオ法によって、対象物(例えば、前記した障害物や先行車)までの距離データを高精度に算出するには、各カメラで得られる一対の画像間には視差以外のずれがないことが重要である。   By the way, in order to calculate the distance data to an object (for example, the above-mentioned obstacle and the preceding vehicle) with high accuracy by the stereo method which is one of such three-dimensional measurement techniques, a pair obtained by each camera is used. It is important that there is no shift other than parallax between the images.

そのため、ステレオカメラの組み立て後において、距離データの精度を低下させる要因となる各カメラ間の位置ずれの有無を正確に検査し、位置ずれがある場合にはずれを補正する必要がある。特にカメラ間の上下方向ずれ、及び上下方向以外の位置ずれは、ステレオマッチングを行う際に各画素における水平ラインのずれとして現れるために、算出される距離データの信頼性に大きく影響してしまう。   For this reason, after assembling the stereo camera, it is necessary to accurately inspect whether or not there is a positional deviation between the cameras that causes a decrease in the accuracy of the distance data, and to correct the deviation if there is a positional deviation. In particular, a vertical shift between cameras and a positional shift other than the vertical direction appear as horizontal line shifts in each pixel when performing stereo matching, which greatly affects the reliability of the calculated distance data.

ステレオカメラの各カメラ間の位置ずれを調整(検査)するために、例えば、特許文献1の技術では、異なる距離に配置された複数の所定のパターンを有するテストチャートをステレオカメラで撮像し、撮像した各画像のそれぞれに対応する座標のずれ量から、一対のカメラの位置的ずれに起因した一対の画像データのずれを正す校正パラメータを算出するようにしている。   In order to adjust (inspect) the positional deviation between the respective cameras of the stereo camera, for example, in the technique of Patent Document 1, a test chart having a plurality of predetermined patterns arranged at different distances is captured by the stereo camera, and the imaging is performed. The calibration parameters for correcting the shift of the pair of image data caused by the positional shift of the pair of cameras are calculated from the shift amount of the coordinates corresponding to each of the images.

ところで、特許文献1の技術では、ステレオカメラの前方に配置した複数のテストチャートによって、一対のカメラの上下方向に対する位置ずれを検出し、画像処理によって位置ずれ補正を行うようにしている。従って、特許文献1の技術では、使用するテストチャートは一対のカメラの上下方向に対する位置ずれ検出用であるために、カメラの上下方向以外の位置ずれに対しては検出することができない。   By the way, in the technique of Patent Document 1, a positional deviation in the vertical direction of a pair of cameras is detected using a plurality of test charts arranged in front of the stereo camera, and the positional deviation is corrected by image processing. Therefore, in the technique of Patent Document 1, since the test chart to be used is for detecting a positional deviation in the vertical direction of the pair of cameras, it is not possible to detect a positional deviation other than the vertical direction of the camera.

このため、カメラの上下方向以外の位置ずれを検出するには、このテストチャートに換えて上下方向以外の位置ずれ検出のための別のテストチャートをステレオカメラの前方に配置する必要があり、カメラの上下方向のずれと上下方向以外の位置ずれの両方を作業性よく容易に検査することができなかった。   For this reason, in order to detect misalignment other than the vertical direction of the camera, it is necessary to place another test chart for detecting misalignment other than the vertical direction in front of the stereo camera instead of this test chart. Both the vertical displacement and the positional displacement other than the vertical direction could not be easily inspected with good workability.

そこで、本発明は、一対のカメラの相対的な位置ずれである、カメラの上下方向の位置ずれと上下方向以外の位置ずれの両方を作業性よく容易に検査することができる検査用具、ステレオカメラ検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an inspection tool and a stereo camera that can easily inspect both a vertical position shift of a pair of cameras and a position shift other than the vertical direction with a good workability. An object is to provide an inspection apparatus and an inspection method.

前記目的を達成するために本発明に係る検査用具は、基線長だけ間隔を設けて配置されたステレオカメラを構成する一対のカメラの相対的な位置ずれの検査に使用する検査用具であって、
前記一対のカメラの撮像方向側に所定の距離を設けて配置される表面に第1のパターンが形成された第1検査用具と、前記第1検査用具に対して、前記一対のカメラと反対側又は前記一対のカメラ側に所定の距離を設けて配置される表面に第2のパターンが形成された第2検査用具と、前記一対のカメラで撮像した際に前記一対のカメラでそれぞれ撮像された画面に、前記第1検査用具の前記第1のパターンの中に前記第2検査用具の前記第2のパターンの一部が映し込まれるようにするためのパターン映し込み手段と、を備え、
前記第1のパターンと前記第2のパターンには、ステレオカメラ検査装置で前記一対のカメラの相対的な位置ずれを検査する際の検査ポイントとなる特徴領域をそれぞれ有していることを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the inspection tool according to the present invention is an inspection tool used for inspection of a relative positional deviation of a pair of cameras constituting a stereo camera arranged with a gap by a base line length,
A first inspection tool in which a first pattern is formed on a surface disposed at a predetermined distance on the imaging direction side of the pair of cameras, and the opposite side of the pair of cameras with respect to the first inspection tool Alternatively, the images were picked up by the pair of cameras when picked up by the second inspection tool having the second pattern formed on the surface disposed at a predetermined distance on the pair of cameras and the pair of cameras. Pattern reflection means for causing a part of the second pattern of the second inspection tool to be reflected in the first pattern of the first inspection tool on the screen;
Each of the first pattern and the second pattern has a feature region that serves as an inspection point when a stereo camera inspection apparatus inspects a relative positional shift between the pair of cameras. Yes.

また、本発明に係るステレオカメラ検査装置は、基線長だけ間隔を設けて配置されたステレオカメラを構成する一対のカメラの相対的な位置ずれを検査するステレオカメラ検査装置であって、
前記一対のカメラの撮像方向側に所定の距離を設けて配置される表面に第1のパターンが形成された第1検査用具と、前記第1検査用具に対して、前記一対のカメラと反対側又は前記一対のカメラ側に所定の距離を設けて配置される表面に第2のパターンが形成された第2検査用具と、前記一対のカメラで撮像した際に前記一対のカメラでそれぞれ撮像された画面に、前記第1検査用具の前記第1のパターンの中に前記第2検査用具の前記第2のパターンの一部が映し込まれるようにするためのパターン映し込み手段とを備えた検査用具と、
前記一対のカメラで前記検査用具を撮像した際に該一対のカメラから出力される画像信号を取り込んで、前記第1のパターンの中に前記第2のパターンの一部が映し込まれた一対の画像を生成する画像処理手段と、
生成された前記一対の画像の画面から、前記第1、第2の各パターンの検査ポイントとなる各特徴領域で、前記一対の画像上の第1、第2の各対応点をそれぞれ探索する対応点探索手段と、
前記一対の画像上の探索された前記第1、第2の各対応点での対応位置差をそれぞれ算出し、算出された前記対応位置差から、前記一対のカメラの相対的な位置ずれを算出する位置ずれ算出手段と、
算出された位置ずれを補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段と、を備えたことを特徴としている。
Further, the stereo camera inspection device according to the present invention is a stereo camera inspection device that inspects a relative positional deviation between a pair of cameras constituting a stereo camera arranged at intervals by a base line length,
A first inspection tool in which a first pattern is formed on a surface disposed at a predetermined distance on the imaging direction side of the pair of cameras, and the opposite side of the pair of cameras with respect to the first inspection tool Alternatively, the images were picked up by the pair of cameras when picked up by the second inspection tool having the second pattern formed on the surface disposed at a predetermined distance on the pair of cameras and the pair of cameras. An inspection tool provided with a pattern reflection means for causing a part of the second pattern of the second inspection tool to be reflected in the first pattern of the first inspection tool on the screen When,
A pair of cameras in which an image signal output from the pair of cameras is captured when the inspection tool is imaged by the pair of cameras, and a part of the second pattern is reflected in the first pattern. Image processing means for generating an image;
Corresponding to search each of the first and second corresponding points on the pair of images in each feature region that is an inspection point of the first and second patterns from the generated screen of the pair of images Point search means;
A corresponding position difference at each of the searched first and second corresponding points on the pair of images is calculated, and a relative position shift between the pair of cameras is calculated from the calculated corresponding position difference. Misalignment calculating means for
And correction parameter calculation means for calculating a correction parameter for correcting the calculated positional deviation.

更に、本発明に係る検査方法は、基線長だけ間隔を設けて配置されたステレオカメラを構成する一対のカメラの相対的な位置ずれを検査する検査方法であって、
前記一対のカメラの撮像方向側に所定の距離を設けて配置される表面に第1のパターンが形成された第1検査用具と、前記第1検査用具に対して、前記一対のカメラと反対側又は前記一対のカメラ側に所定の距離を設けて配置される表面に第2のパターンが形成された第2検査用具と、前記一対のカメラで撮像した際に前記一対のカメラでそれぞれ撮像された画面に、前記第1検査用具の前記第1のパターンの中に前記第2検査用具の前記第2のパターンの一部が映し込まれるようにするためのパターン映し込み手段とを備えた検査用具を使用して、
前記一対のカメラで前記検査用具を撮像した際に該記一対のカメラから出力される画像信号を取り込んで、前記第1のパターンの中に前記第2のパターンの一部が映し込まれた一対の画像を生成するステップと、
生成された前記一対の画像の画面から、前記第1、第2の各パターンの検査ポイントとなる各特徴領域で、前記一対の画像上の第1、第2の各対応点をそれぞれ探索するステップと、
前記一対の画像上の探索された前記第1、第2の各対応点での対応位置差をそれぞれ算出し、算出された前記対応位置差から、前記一対のカメラの相対的な位置ずれを算出するステップと、
算出された位置ずれを補正するための補正パラメータを算出するステップと、を含むことを特徴としている。
Furthermore, the inspection method according to the present invention is an inspection method for inspecting a relative positional deviation between a pair of cameras constituting a stereo camera arranged with an interval by a base line length,
A first inspection tool in which a first pattern is formed on a surface disposed at a predetermined distance on the imaging direction side of the pair of cameras, and the opposite side of the pair of cameras with respect to the first inspection tool Alternatively, the images were picked up by the pair of cameras when picked up by the second inspection tool having the second pattern formed on the surface disposed at a predetermined distance on the pair of cameras and the pair of cameras. An inspection tool provided with a pattern reflection means for causing a part of the second pattern of the second inspection tool to be reflected in the first pattern of the first inspection tool on the screen using,
A pair of image signals output from the pair of cameras when the inspection tool is imaged by the pair of cameras, and a part of the second pattern is reflected in the first pattern. Generating an image of
Searching each of the first and second corresponding points on the pair of images in each feature region serving as an inspection point of each of the first and second patterns from the generated screen of the pair of images. When,
A corresponding position difference at each of the searched first and second corresponding points on the pair of images is calculated, and a relative position shift between the pair of cameras is calculated from the calculated corresponding position difference. And steps to
And a step of calculating a correction parameter for correcting the calculated misregistration.

本発明によれば、一対のカメラで検査用具を撮像した際に一対のカメラでそれぞれ撮像された画面に、第1検査用具の第1のパターンの中に第2検査用具の第2のパターンの一部が映し込まれるようにするためのパターン映し込み手段とを有する検査用具を使用し、一対のカメラで撮像された一対の画像の画面から、第1、第2の各パターンの検査ポイントとなる各特徴領域で、一対の画像上の第1、第2の各対応点をそれぞれ探索する。そして、第1、第2の各対応点での対応位置差をそれぞれ算出し、算出された対応位置差から一対のカメラの相対的な位置ずれを算出することで、一対のカメラの上下方向の位置ずれと上下方向以外の位置ずれの両方を作業性よく容易に検査することが可能となる。   According to the present invention, when the inspection tool is imaged by the pair of cameras, the second pattern of the second inspection tool is included in the first pattern of the first inspection tool on the screen imaged by the pair of cameras. Using an inspection tool having a pattern projecting means for allowing a part of the pattern to be reflected, from the screen of a pair of images captured by a pair of cameras, an inspection point for each of the first and second patterns, In each feature region, the first and second corresponding points on the pair of images are respectively searched. Then, by calculating the corresponding position difference at each of the first and second corresponding points, and calculating the relative positional deviation between the pair of cameras from the calculated corresponding position difference, It is possible to easily inspect both misalignment and misalignment other than the vertical direction with good workability.

本発明の実施形態1に係るステレオカメラ検査装置の概略構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a stereo camera inspection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. (a),(b),(c)は、一対の第1、第2カメラの配置状態を示した図。(A), (b), (c) is the figure which showed the arrangement | positioning state of a pair of 1st, 2nd camera. (a)は、撮像面中心ずれを説明するための図、(b)は、光学中心ずれを説明するための図。(A) is a figure for demonstrating an imaging surface center shift | offset | difference, (b) is a figure for demonstrating an optical center shift | offset | difference. (a)は、一対のカメラの光学中心ずれに対する補正角度を示した図、(b)は、一対のカメラの光学中心ずれが補正された状態を示す図。FIG. 5A is a diagram illustrating a correction angle for an optical center shift of a pair of cameras, and FIG. 5B is a diagram illustrating a state in which the optical center shift of a pair of cameras is corrected. 実施形態1における第1テストチャートと第2テストチャートの配置状態を示した図。The figure which showed the arrangement | positioning state of the 1st test chart and 2nd test chart in Embodiment 1. FIG. (a),(b)は、カメラで撮像された第1テストチャートと第2テストチャートの画像を示した図である。(A), (b) is the figure which showed the image of the 1st test chart and the 2nd test chart imaged with the camera. カメラとテストチャート間の距離と撮像面上での光学中心ずれ量との関係を示した図。The figure which showed the relationship between the distance between a camera and a test chart, and the optical center shift | offset | difference amount on an imaging surface. 第1、第2カメラの相対的な位置ずれを補正するための補正パラメータの算出処理を示したフローチャート。The flowchart which showed the calculation process of the correction parameter for correct | amending the relative position shift of a 1st, 2nd camera. 本実施形態におけるステレオカメラ検査装置で検査されたステレオカメラに対するずれ補正動作を示す概略ブロック図。The schematic block diagram which shows the shift | offset | difference correction | amendment operation | movement with respect to the stereo camera test | inspected with the stereo camera test | inspection apparatus in this embodiment. 実施形態2における第1テストチャートと第2テストチャートの配置状態を示した図。The figure which showed the arrangement | positioning state of the 1st test chart and 2nd test chart in Embodiment 2. FIG. カメラで撮像された実施形態2における第1テストチャートと第2テストチャートの画像を示した図。The figure which showed the image of the 1st test chart and 2nd test chart in Embodiment 2 imaged with the camera. 実施形態3における第1テストチャートと第2テストチャートの配置状態を示した図。The figure which showed the arrangement | positioning state of the 1st test chart in 2nd Embodiment, and a 2nd test chart. カメラで撮像された実施形態3における第1テストチャートと第2テストチャートの画像を示した図。The figure which showed the image of the 1st test chart and 2nd test chart in Embodiment 3 imaged with the camera.

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
<実施形態1>
図1は、本発明の実施形態1に係るステレオカメラ検査装置の概略構成を示すブロック図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a stereo camera inspection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

(ステレオカメラ検査装置の構成)
図1に示すように、このステレオカメラ検査装置1は、後述する検査用具としてのテストチャート2、ステレオカメラ3から出力されるテストチャート2を撮像した画像信号を取込む画像処理部(画像処理手段)4、補正パラメータ算出部(補正パラメータ算出手段)5、補正パラメータ記録部(補正パラメータ記録手段)6及び制御部7を備えている。
(Configuration of stereo camera inspection device)
As shown in FIG. 1, a stereo camera inspection apparatus 1 includes a test chart 2 as an inspection tool to be described later, and an image processing unit (image processing means) that captures an image signal obtained by imaging the test chart 2 output from the stereo camera 3. ) 4, a correction parameter calculation unit (correction parameter calculation unit) 5, a correction parameter recording unit (correction parameter recording unit) 6, and a control unit 7.

ステレオカメラ3は、水平方向に所定の距離(基線長)Lを設けて配置された一対の第1、第2カメラ3a,3bを有している。第1、第2カメラ3a,3bは、撮像レンズ8と撮像素子(CCDイメージセンサなど)9を有し、撮像レンズ8で撮像された被写体像が撮像素子9の撮像面(受光面)に結像する。   The stereo camera 3 has a pair of first and second cameras 3a and 3b arranged with a predetermined distance (base line length) L in the horizontal direction. The first and second cameras 3a and 3b have an image pickup lens 8 and an image pickup device (CCD image sensor or the like) 9. A subject image picked up by the image pickup lens 8 is connected to an image pickup surface (light receiving surface) of the image pickup device 9. Image.

画像処理部4は、ステレオカメラ3の一対の第1、第2カメラ2a,2bの撮像素子9から出力される画像信号を取り込んで所定の信号処理を行い、一対のテストチャート画像(画像データ)を生成する。   The image processing unit 4 takes in image signals output from the image pickup devices 9 of the pair of first and second cameras 2a and 2b of the stereo camera 3 and performs predetermined signal processing, and a pair of test chart images (image data). Is generated.

画像処理部4には、対応点探索手段としての対応点探索部4aと、位置ずれ算出手段としての位置ずれ算出部4bを有している。対応点探索部4aは、生成された一対のテストチャート画像の画面から、後述するテストチャート2の各チェッカーパターンP1,P2(第1、第2のパターン)の検査ポイントとなる特徴領域でこの一対のテストチャート画像上の対応点をそれぞれ探索する。   The image processing unit 4 includes a corresponding point search unit 4a as a corresponding point search unit and a position shift calculation unit 4b as a position shift calculation unit. The corresponding point search unit 4a is configured to display the pair of characteristic regions that serve as inspection points of the checker patterns P1 and P2 (first and second patterns) of the test chart 2 described later from the screen of the generated pair of test chart images. Each corresponding point on the test chart image is searched.

対応点の探索方法としては、例えば、SAD(Sum of Absolute Difference)やPOC(位相限定相関)などの周知の技術を用いることができる。   For example, a known technique such as SAD (Sum of Absolute Difference) or POC (Phase Only Correlation) can be used as the corresponding point search method.

位置ずれ算出部4bは、探索された一対のテストチャート画像上の対応点の対応位置差を算出し、算出された前記対応位置差から、一対の第1、第2カメラ2a,2bの位置ずれを算出する。   The positional deviation calculation unit 4b calculates the corresponding positional difference between the corresponding points on the searched pair of test chart images, and the positional deviation between the pair of first and second cameras 2a and 2b from the calculated corresponding positional difference. Is calculated.

補正パラメータ算出部5は、位置ずれ算出部4bで算出された位置ずれを補正するための補正パラメータを算出する(詳細は後述する)。   The correction parameter calculation unit 5 calculates a correction parameter for correcting the positional deviation calculated by the positional deviation calculation unit 4b (details will be described later).

補正パラメータ記録部6は、補正パラメータ算出部5で算出された補正パラメータを記録するメモリ部である。補正パラメータ記録部6としては、例えばRAMやHDD、USBメモリ、SDカードなどの記録媒体が挙げられる。制御部7は、ステレオカメラ検査装置1の各部(画像処理部4、補正パラメータ算出部5、補正パラメータ記録部6等)の動作を制御する。   The correction parameter recording unit 6 is a memory unit that records the correction parameters calculated by the correction parameter calculation unit 5. Examples of the correction parameter recording unit 6 include recording media such as RAM, HDD, USB memory, and SD card. The control unit 7 controls the operation of each unit (the image processing unit 4, the correction parameter calculation unit 5, the correction parameter recording unit 6, etc.) of the stereo camera inspection apparatus 1.

検査対象である組立て後のステレオカメラ3は、水平方向に沿って第1、第2カメラ3a,3bが所定の距離(基線長)を設けて所定の公差内で配置されている。しかしながら、第1、第2カメラ3a,3bに相対的な位置ずれ(上下方向の位置ずれと上下方向以外の位置ずれ)が画素単位レベルで生じていると、ステレオカメラ3による距離の測定精度に悪影響を及ぼす。   In the assembled stereo camera 3 to be inspected, the first and second cameras 3a and 3b are arranged within a predetermined tolerance with a predetermined distance (base line length) along the horizontal direction. However, if the relative displacement between the first and second cameras 3a and 3b (the positional displacement in the vertical direction and the positional displacement other than the vertical direction) occurs at the pixel unit level, the distance measurement accuracy by the stereo camera 3 is improved. Adversely affect.

そのため、組立て後のステレオカメラ3に対して、ステレオカメラ検査装置1で第1、第2カメラ3a,3bの相対的な位置ずれを検査し、これらのずれが生じている判定した場合にはずれ補正のための補正パラメータを算出し、記録する。そして、第1、第2カメラ3a,3bから出力される画像信号に対して、この算出した補正パラメータに基づいて画像処理を行い、第1、第2カメラ3a,3bの相対的な位置ずれを画像処理によって補正(校正)する。   Therefore, with respect to the assembled stereo camera 3, the stereo camera inspection apparatus 1 inspects the relative positional deviation of the first and second cameras 3a, 3b, and corrects the deviation when it is determined that these deviations have occurred. Calculate and record the correction parameters for. Then, image processing is performed on the image signals output from the first and second cameras 3a and 3b based on the calculated correction parameter, and the relative positional deviation between the first and second cameras 3a and 3b is determined. Correction (calibration) is performed by image processing.

なお、本実施形態では、図2(a),(b),(c)に示すように、水平方向に所定の距離(基線長)Lを設けて配置された一対の第1、第2カメラ3a,3bに対して、配置された水平方向がX軸方向、上下方向がY軸方向、光軸M方向がZ軸方向と定義する。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, a pair of first and second cameras arranged with a predetermined distance (base line length) L in the horizontal direction. With respect to 3a and 3b, the arranged horizontal direction is defined as the X-axis direction, the vertical direction is defined as the Y-axis direction, and the optical axis M direction is defined as the Z-axis direction.

ここで、図3(a),(b)を参照して、本実施形態で定義した「上下方向の位置ずれ」である、撮像面(撮像素子9の受光面)の中心位置のずれ(以下、「撮像面中心ずれ」という);図3(a))と、光学中心位置のずれ(以下、「光学中心ずれ」という);図3(b))について説明する。   Here, with reference to FIGS. 3A and 3B, the shift of the center position of the image pickup surface (the light receiving surface of the image pickup device 9), which is the “position shift in the vertical direction” defined in the present embodiment (hereinafter referred to as “position shift in the vertical direction”) 3 (a)) and the optical center position shift (hereinafter referred to as “optical center shift”); FIG. 3 (b)) will be described.

図3(a)において、例えば第2カメラ3b側の撮像素子9の撮像面(受光面)の理想的中心位置A1に対して実際の中心位置A2が、Y軸方向にYsだけずれていると、撮像レンズ8(焦点距離:f)を介して撮像素子9に結像する画像位置はys(=Ys)だけ変化する。この場合には、距離(Z1,Z2)の異なる測定対象物B1,B2に対する撮像素子9の撮像面上でのずれysは同等である。   In FIG. 3A, for example, when the actual center position A2 is shifted by Ys in the Y-axis direction with respect to the ideal center position A1 of the imaging surface (light receiving surface) of the imaging device 9 on the second camera 3b side. The image position formed on the image sensor 9 via the imaging lens 8 (focal length: f) changes by ys (= Ys). In this case, the displacement ys on the imaging surface of the imaging element 9 with respect to the measurement objects B1 and B2 having different distances (Z1, Z2) is the same.

よって、一対のカメラ(第1、第2カメラ3a,3b)で撮像された撮像面C1,C2を、一方を基準として他方をysだけ移動させることで、一対のカメラに対する撮像面中心ずれを補正することができる。   Therefore, the imaging plane center shift relative to the pair of cameras is corrected by moving the imaging planes C1 and C2 captured by the pair of cameras (first and second cameras 3a and 3b) by ys with respect to the other. can do.

一方、図3(b)において、例えば第2カメラ3b側の撮像レンズ8(焦点距離:f)の理想的な光学中心位置A3に対して実際の光学中心位置A4が、Y軸方向にYoだけずれていると、撮像素子9に結像する画像位置は、距離(Z1,Z2)の異なる測定対象物B1,B2に対応してyo1,yo2(yo1>yo2)だけそれぞれずれることになる。なお、ずれyo1は測定対象物B1に対応し、ずれyo2は測定対象物B2に対応している。   On the other hand, in FIG. 3B, for example, the actual optical center position A4 is only Yo in the Y-axis direction with respect to the ideal optical center position A3 of the imaging lens 8 (focal length: f) on the second camera 3b side. If they are shifted, the image positions formed on the image sensor 9 are shifted by yo1, yo2 (yo1> yo2) corresponding to the measurement objects B1, B2 having different distances (Z1, Z2). The shift yo1 corresponds to the measurement object B1, and the shift yo2 corresponds to the measurement object B2.

そして、図4(a)に示すように、第1カメラ3a(左側のカメラ)で撮像された撮像面C1を基準にしときに、上記したように第2カメラ3b(右側のカメラ)の撮像レンズ8の光学中心がY軸方向にYoだけずれていると、第2カメラ3bで撮像された撮像面C2の中心もY軸方向にYoだけずれている。   Then, as shown in FIG. 4A, the imaging lens of the second camera 3b (right camera) as described above when the imaging surface C1 imaged by the first camera 3a (left camera) is used as a reference. When the optical center of 8 is shifted by Yo in the Y-axis direction, the center of the imaging surface C2 imaged by the second camera 3b is also shifted by Yo in the Y-axis direction.

そして、図4(a)において、第2カメラ3b(右側のカメラ)の撮像レンズ8の光学中心のずれYoを補正するためのZ軸周りの補正角度をθとしたときに、第1、第2カメラ3a,3b間の基線長をLとすると、補正角度θは、
θ=arcsin(Yo/L)
で求めることができる。
In FIG. 4A, when the correction angle around the Z axis for correcting the optical center shift Yo of the imaging lens 8 of the second camera 3b (right camera) is θ, When the base line length between the two cameras 3a and 3b is L, the correction angle θ is
θ = arcsin (Yo / L)
Can be obtained.

よって、図4(b)に示すように、一対のカメラ(第1、第2カメラ3a,3b)で撮像された撮像面C1,C2をZ軸周りに補正角度θだけ回転させることで、一対のカメラに対する光学中心ずれを補正することができる。これにより、図4(b)に示すように、一対のカメラの撮像面C1,C2の中心における基線方向L1を水平方向に一致させることができる。   Therefore, as shown in FIG. 4B, the image pickup surfaces C1 and C2 picked up by the pair of cameras (first and second cameras 3a and 3b) are rotated around the Z axis by the correction angle θ, thereby It is possible to correct the optical center shift with respect to the camera. Accordingly, as shown in FIG. 4B, the base line direction L1 at the center of the imaging surfaces C1 and C2 of the pair of cameras can be made to coincide with the horizontal direction.

(テストチャート2の構成)
図5に示すように、本実施形態に係るテストチャート2は、第1、第2カメラ3a,3bの撮像方向側(前方側)に、距離Z1だけ離れて配置される第1検査用具としての第1テストチャート2aと、第1テストチャート2aから更に距離Z2だけ離れて配置される第2検査用具としての第2テストチャート2bを有している。なお、第1テストチャート2aと第2テストチャート2bは一体形成であってもよく、分離していてもよい。
(Configuration of test chart 2)
As shown in FIG. 5, the test chart 2 according to the present embodiment is a first inspection tool arranged at a distance Z1 on the imaging direction side (front side) of the first and second cameras 3a and 3b. A first test chart 2a and a second test chart 2b as a second inspection tool arranged further apart from the first test chart 2a by a distance Z2 are provided. The first test chart 2a and the second test chart 2b may be integrally formed or may be separated.

矩形状の第1テストチャート2aは、図6(a),(b)に示すように、カメラ側の表面に白黒のチェッカーパターンP1が形成され、中央部にパターン映し込み手段としての矩形状の開口部2cが形成されている。第1テストチャート2aは、第1、第2カメラ3a,3bの撮像レンズ8の撮像範囲全体に映るよう十分に大きなサイズである方がよい。これによって、撮像範囲全体の後述する対応点の情報を用いることができることから、第1、第2カメラ3a,3bの位置ずれに関する情報をより正確に取得できる。しかしながら、サイズが大きすぎると設置スペースの制約が生じる。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the rectangular first test chart 2a has a black and white checker pattern P1 formed on the surface on the camera side, and a rectangular shape as a pattern display means at the center. An opening 2c is formed. The first test chart 2a should have a sufficiently large size so that it appears in the entire imaging range of the imaging lens 8 of the first and second cameras 3a and 3b. As a result, information on corresponding points, which will be described later, of the entire imaging range can be used, so that information on positional deviations of the first and second cameras 3a and 3b can be acquired more accurately. However, if the size is too large, installation space is restricted.

そのため、第1テストチャート2aは、第1、第2カメラ3a,3bからの距離Z1において、第1、第2カメラ3a,3bの撮像レンズ8の撮像範囲に略対応するようなサイズが最も望ましい。   Therefore, the first test chart 2a is most desirably a size that substantially corresponds to the imaging range of the imaging lens 8 of the first and second cameras 3a and 3b at the distance Z1 from the first and second cameras 3a and 3b. .

矩形状の第2テストチャート2bは、図6(a),(b)に示すように、第1、第2カメラ3a,3b側からは第1テストチャート2aの開口部2cを通してこの開口部2cの枠に対応したチャート領域のみが撮像される。第2テストチャート2bの表面には、第1テストチャート2aのチェッカーパターンよりもサイズの小さいチェッカーパターンP2が形成されている。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the rectangular second test chart 2b has an opening 2c through the opening 2c of the first test chart 2a from the first and second cameras 3a and 3b. Only the chart area corresponding to the frame is picked up. On the surface of the second test chart 2b, a checker pattern P2 having a smaller size than the checker pattern of the first test chart 2a is formed.

本実施形態では、第1のパターンであるチェッカーパターンP1と、第2のパターンであるチェッカーパターンP2と、を異ならしめているが、後述する対応点が取得可能に形成されていれば、同じパターンであってもよい。また、後述する実施形態3のように、第1テストチャート2aにおける開口部2cは、第1テストチャート2aの開口縁部によって囲まれた空間のみならず、第1テストチャート2aが分割されることによって形成される空間も意味するものとする。   In the present embodiment, the checker pattern P1 that is the first pattern is different from the checker pattern P2 that is the second pattern, but if the corresponding points described later are formed so as to be obtainable, the same pattern is used. There may be. Further, as in the third embodiment described later, the opening 2c in the first test chart 2a is not only the space surrounded by the opening edge of the first test chart 2a but also the first test chart 2a is divided. The space formed by is also meant.

ところで、カメラ(例えば、第2カメラ3b)に上記した光学中心ずれ(図3(b)参照)が生じている場合、図7に示す測定結果のように、光学中心ずれによる撮像素子9の撮像面(受光面)上でのずれ量は、第1、第2カメラ3a,3bと第1テストチャート2a間の距離に応じて変化する。なお、図7の測定結果は、第1、第2カメラ3a,3b間の基線長が100mm、撮像素子9の撮像面の画素ピッチが0.00375mm、光学中心ずれが1mmとした場合である。   By the way, when the above-described optical center shift (see FIG. 3B) occurs in the camera (for example, the second camera 3b), as shown in the measurement result shown in FIG. The amount of deviation on the surface (light receiving surface) varies depending on the distance between the first and second cameras 3a and 3b and the first test chart 2a. The measurement results in FIG. 7 are obtained when the baseline length between the first and second cameras 3a and 3b is 100 mm, the pixel pitch of the imaging surface of the imaging device 9 is 0.00375 mm, and the optical center deviation is 1 mm.

図7の測定結果から明らかなように、第1、第2カメラ3a,3bとテストチャート2a間の距離が近いほど撮像面上でのずれ量が大きく、測定感度が高くなる。   As is apparent from the measurement results of FIG. 7, the closer the distance between the first and second cameras 3a, 3b and the test chart 2a is, the larger the shift amount on the imaging surface is and the higher the measurement sensitivity.

そのため、カメラの光学中心ずれを精度よく算出するには、第1、第2カメラ3a,3bと第1テストチャート2a間の距離Z1はできるだけ近いほうがよい。また、カメラの撮像面中心ずれ(Y軸方向の位置ずれ)を精度よく算出するには、第1、第2カメラ3a,3bと第2テストチャート2bは離れている方がよい。即ち、第1テストチャート2aと第2テストチャート2b間の距離Z2は長い方がよい。   Therefore, in order to accurately calculate the optical center deviation of the camera, the distance Z1 between the first and second cameras 3a and 3b and the first test chart 2a should be as close as possible. In addition, in order to accurately calculate the center of the imaging surface of the camera (positional displacement in the Y-axis direction), it is better that the first and second cameras 3a and 3b and the second test chart 2b are separated from each other. That is, the distance Z2 between the first test chart 2a and the second test chart 2b is preferably long.

ただし、第1、第2カメラ3a,3bと第1テストチャート2a間の距離Z1は、撮像レンズ8で撮像した画像が撮像素子9の撮像面上に合焦する必要があるため、この距離Z1は撮像レンズ8の焦点が合う最小距離以上となる。よって、例えば図5においては、第1、第2カメラ3a,3bと第1テストチャート2a間の距離Z1を、本実施形態では撮像レンズ8の焦点が合う最小距離付近である2mとした。そして、第1テストチャート2aと第2テストチャート2b間の距離Z2を2mとすることで、第1、第2カメラ3a,3bの光学中心ずれとY軸方向の位置ずれを精度よく算出できる。   However, the distance Z1 between the first and second cameras 3a, 3b and the first test chart 2a is the distance Z1 because the image captured by the imaging lens 8 needs to be focused on the imaging surface of the image sensor 9. Is longer than the minimum distance at which the imaging lens 8 is in focus. Therefore, in FIG. 5, for example, the distance Z1 between the first and second cameras 3a, 3b and the first test chart 2a is set to 2 m, which is near the minimum distance at which the imaging lens 8 is in focus in this embodiment. Then, by setting the distance Z2 between the first test chart 2a and the second test chart 2b to 2 m, it is possible to accurately calculate the optical center shift and the Y-axis position shift of the first and second cameras 3a and 3b.

(補正パラメータ算出処理)
次に、テストチャート2(第1、第2テストチャート2a,2b)を用いたステレオカメラ検査装置1による、第1、第2カメラ3a,3bの上下方向の位置ずれ(撮像面中心ずれ及び光学中心ずれ)を補正するための、補正パラメータの算出処理を説明する。
(Correction parameter calculation process)
Next, the vertical displacement of the first and second cameras 3a and 3b by the stereo camera inspection apparatus 1 using the test chart 2 (first and second test charts 2a and 2b) A correction parameter calculation process for correcting (center deviation) will be described.

本実施形態では、先ず、図6(a)に示すように、撮像された画面全域のテストチャート画像(第1テストチャート2a)において、検査ポイントとなる第1テストチャート2aの特徴領域(濃淡変化が大きいチェッカーパターンの角部:○で示した部分)を複数設定する。   In the present embodiment, first, as shown in FIG. 6A, in the test chart image (first test chart 2a) of the entire imaged screen, the feature region (change in light and shade) of the first test chart 2a that becomes an inspection point. A plurality of checker pattern corners (the portions indicated by ◯) are set.

そして、この特徴領域で第1、第2カメラ3a,3bでそれぞれ撮像された画面上の対応する第1の対応点D1の位置を探索し、探索した第1の各対応点D1に対する画面上での対応位置差から、第1カメラ3a側を基準として、第2カメラ3b側のカメラにおける上下方向のずれ(撮像面中心ずれと光学中心ずれ)や上下方向以外の位置ずれを含む位置ずれ全体を取得して、このずれを補正するための補正パラメータを算出する。   Then, the position of the corresponding first corresponding point D1 on the screen imaged by each of the first and second cameras 3a and 3b is searched in this feature region, and the searched corresponding first corresponding point D1 is displayed on the screen. From the corresponding positional difference, the entire positional deviation including the vertical deviation (imaging surface center deviation and optical center deviation) and the positional deviation other than the vertical direction in the camera on the second camera 3b side with reference to the first camera 3a side. Obtaining and calculating a correction parameter for correcting this deviation.

次に、図6(b)に示すように、撮像された画面内のテストチャート画像(第1、第2テストチャート2a,2b)において、検査ポイントとなる第1テストチャート2aの特徴領域(濃淡変化が大きいチェッカーパターンの角部:○で示した部分)と、第2テストチャート2bの特徴領域(濃淡変化が大きいチェッカーパターンの角部:×で示した部分)を複数設定する。   Next, as shown in FIG. 6B, in the test chart image (first and second test charts 2a and 2b) in the captured screen, the characteristic area (light / dark) of the first test chart 2a serving as the inspection point is displayed. A plurality of checker pattern corner portions with a large change (circled portion) and a characteristic region of the second test chart 2b (a checker pattern corner portion with a large shading change: a portion represented by x) are set.

そして、これらの特徴領域で第1、第2カメラ3a,3bでそれぞれ撮像された画面上の対応する第1、第2の対応点D1,D2の位置を探索し、探索した第1、第2の各対応点D1,D2に対する画面上での対応位置差から、第1カメラ3a側を基準として、第2カメラ3b側のカメラにおける撮像面中心ずれと光学中心ずれを取得して、このずれを補正するための最終的な補正パラメータを算出する。   Then, the positions of the corresponding first and second corresponding points D1 and D2 on the screen imaged by the first and second cameras 3a and 3b in these feature regions are searched, and the searched first and second points are searched. From the corresponding position difference on the screen with respect to the corresponding points D1 and D2, the image plane center deviation and the optical center deviation in the camera on the second camera 3b side are obtained with reference to the first camera 3a side, and this deviation is obtained. A final correction parameter for correction is calculated.

以下、図8に示したフローチャートを参照して、さらに詳細に説明する。   Hereinafter, further details will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図5、図6に示したように、ステレオカメラ3の第1、第2カメラ3a,3bでテストチャート2を撮像すると、第1テストチャート2aの略全体と、第1テストチャート2aの開口部2cを通して第2テストチャート2bの開口部2c内に対応したチャート領域が撮像される(ステップS1)。   As shown in FIGS. 5 and 6, when the test chart 2 is imaged by the first and second cameras 3a and 3b of the stereo camera 3, substantially the entire first test chart 2a and the opening of the first test chart 2a. A corresponding chart area is imaged in the opening 2c of the second test chart 2b through 2c (step S1).

ステレオカメラ検査装置1の画像処理部4は、第1、第2カメラ3a,3bの各撮像素子9から出力される画像信号を取り込んで、所定の画像処理を行い、図6(a),(b)に示したような一対のテストチャート画像を生成する。   The image processing unit 4 of the stereo camera inspection apparatus 1 takes in image signals output from the image pickup devices 9 of the first and second cameras 3a and 3b, performs predetermined image processing, and FIG. A pair of test chart images as shown in b) are generated.

そして、対応点探索部4aは、画像処理部4で生成された一対のテストチャート画像の画面から、第1テストチャート2aの画面全域での第1の対応点D1を探索する。また、このとき、後述の信頼性の判定のために、同時に第2テストチャート2bの第2の対応点D2についても探索する。そして、位置ずれ算出部4bは、探索された第1の対応点D1及び第2の対応点D2での対応位置差(dx,dy)を算出する(ステップS2)。   Then, the corresponding point search unit 4a searches for the first corresponding point D1 in the entire screen of the first test chart 2a from the screen of the pair of test chart images generated by the image processing unit 4. At this time, the second corresponding point D2 of the second test chart 2b is simultaneously searched for the reliability determination described later. Then, the positional deviation calculation unit 4b calculates a corresponding position difference (dx, dy) between the searched first corresponding point D1 and second corresponding point D2 (step S2).

そして、算出データであるこの対応位置差(dx,dy)の値がデータとして信頼性が高いものであるか否かを判定する(ステップS3)。この判定方法としては、例えば算出した第1の対応点D1及び第2の対応点D2における対応位置差(dx,dy)の全体の傾向が一致せずに異なっている場合に、第1テストチャート2aと第2テストチャート2bが平行でなく傾いて設置されていると判定する。これによって、算出データに信頼性がないと判定する。   Then, it is determined whether or not the value of the corresponding position difference (dx, dy), which is calculated data, is highly reliable as data (step S3). As this determination method, for example, when the calculated tendency of the corresponding position difference (dx, dy) at the first corresponding point D1 and the second corresponding point D2 is different without matching, the first test chart It is determined that 2a and the second test chart 2b are installed in an inclined manner rather than in parallel. Thereby, it is determined that the calculated data is not reliable.

そして、ステップS3で、算出データに信頼性がないと判定した場合(ステップS3:NO)、第1テストチャート2aと第2テストチャート2bが精度よく平行に配置されるように再調整を行って(ステップS4)、ステップS1に戻る。   If it is determined in step S3 that the calculated data is not reliable (step S3: NO), readjustment is performed so that the first test chart 2a and the second test chart 2b are accurately arranged in parallel. (Step S4), the process returns to Step S1.

一方、ステップS3で、算出データに信頼性があると判定した場合(ステップS3:YES)、前記第1テストチャート2aから取得した画面全域の対応位置差(dy)が最小となるような補正パラメータを算出する(ステップS5)。この対応位置差(dy)は、第1の対応点D1に基づくものである。なお、この対応位置差(dy)の算出は、第1の対応点D1を用いれば十分であるが、第2の対応点D2を用いてもよい。   On the other hand, if it is determined in step S3 that the calculated data is reliable (step S3: YES), a correction parameter that minimizes the corresponding positional difference (dy) across the entire screen acquired from the first test chart 2a. Is calculated (step S5). This corresponding position difference (dy) is based on the first corresponding point D1. It is sufficient to calculate the corresponding position difference (dy) using the first corresponding point D1, but the second corresponding point D2 may be used.

そして、画像処理部4は、ステップS1で得られたテストチャート画面の画像に対して、ステップS5で算出された補正パラメータに基づいて、位置ずれを最小とするような画像補正処理を行う(ステップS6)。   Then, the image processing unit 4 performs an image correction process on the test chart screen image obtained in step S1 based on the correction parameter calculated in step S5 so as to minimize the displacement (step). S6).

ステップS6での画像補正処理には、下記のような透視変換を用いることができる。ここで、変換前の元の座標位置を(x1,y1)、変換後の座標位置を(x0,y0)とすると、透視変換は一般に以下の式(1)、式(2)ように、3×3の行列Mを用いて表現することができる。   The following perspective transformation can be used for the image correction process in step S6. Here, assuming that the original coordinate position before conversion is (x1, y1) and the coordinate position after conversion is (x0, y0), the perspective transformation is generally 3 as shown in the following equations (1) and (2). It can be expressed using a × 3 matrix M.



ただし、Aは倍率を表す座標を示す。また、この透視変換行列Mの詳細については、例えば、「出口光一郎著,“画像と空間 コンピュータビジョンの幾何学”,昭晃堂,1991」を参照されたい。


However, A shows the coordinate showing a magnification. For details of the perspective transformation matrix M, see, for example, “Koichirou Deguchi,“ Geometry of Image and Space Computer Vision ”, Shosodo, 1991”.

透視変換後の座標で第1、第2カメラ3a,3bの位置ずれが、撮像面の画面全体で2乗和が最小となるような補正パラメータを算出する。   A correction parameter is calculated so that the positional deviation of the first and second cameras 3a and 3b is the coordinate after the perspective transformation and the sum of squares is minimized over the entire screen of the imaging surface.

そして、対応点探索部4aは、ステップS6での画像補正処理した画面から、第1テストチャート2aの第1の対応点D1と第2テストチャート2bの第2の対応点D2のx,y座標を探索する。そして、位置ずれ算出部4bは、一対のテストチャート画像の画面上で、第1の対応点D1と第2の対応点D2での対応位置差(dx,dy)をそれぞれ算出する(ステップS7)。   Then, the corresponding point search unit 4a, from the screen subjected to the image correction process in step S6, the x and y coordinates of the first corresponding point D1 of the first test chart 2a and the second corresponding point D2 of the second test chart 2b. Explore. Then, the positional deviation calculation unit 4b calculates the corresponding positional difference (dx, dy) between the first corresponding point D1 and the second corresponding point D2 on the screen of the pair of test chart images (step S7). .

そして、ステップS7で算出した対応位置差(dy)から、位置差が生じる要因である撮像面中心ずれと光学中心ずれを補正するための最終的な補正パラメータを算出する(ステップS8)。そして、ステップS8で算出された補正パラメータは補正パラメータ記録部6に記録される(ステップS9)。記録された補正パラメータは、後述するステレオカメラ3の第1、第2カメラ3a,3bの相対的な位置ずれ(撮像面中心ずれと光学中心ずれ)の補正動作に用いられる。   Then, from the corresponding position difference (dy) calculated in step S7, a final correction parameter for correcting the imaging surface center shift and the optical center shift, which are causes of the position difference, is calculated (step S8). Then, the correction parameter calculated in step S8 is recorded in the correction parameter recording unit 6 (step S9). The recorded correction parameters are used for the correction operation of the relative positional deviation (imaging surface center deviation and optical center deviation) of the first and second cameras 3a and 3b of the stereo camera 3 to be described later.

ところで、ステップS6での画像補正処理(上記の式(1)、式(2)による透視変換)の補正のみでは、第1、第2カメラ3a,3bの上下方向の位置ずれに対しては不十分である。即ち、第1、第2カメラ3a,3bの上下方向の位置ずれの原因は、上記した撮像面中心ずれ(Ys)と光学中心ずれ(Yo)の二つの成分が存在するためである。   By the way, only the correction of the image correction process in step S6 (the perspective transformation by the above formulas (1) and (2)) is not effective for the vertical displacement of the first and second cameras 3a and 3b. It is enough. That is, the reason why the first and second cameras 3a and 3b are displaced in the vertical direction is that there are two components, the above-described image plane center shift (Ys) and optical center shift (Yo).

この2つの成分の特徴として、撮像面上の第1、第2カメラ3a,3bのyずれ量が撮像面中心ずれは距離(第1、第2カメラ3a,3bと第1、第2テストチャート2a,2bとの間の設置距離)に対して一定であるのに対して、光学中心ずれは前記距離に対して変化する。そこで、ステップS8での補正パラメータの算出では、2つの距離情報を有する第1、第2テストチャート2a,2bの第1、第2の各対応点D1,D2を用いることで、2つの距離での位置ずれ(Y1,Y2)を取得する。この位置ずれ(Y1,Y2)は、以下のように撮像面中心ずれによる位置ずれ(ys)と、光学中心ずれによる位置ずれ(yo)で表すことができる。   As a feature of these two components, the y deviation amount of the first and second cameras 3a and 3b on the imaging surface is the distance of the imaging surface center deviation (the first and second cameras 3a and 3b and the first and second test charts). Whereas the installation distance between 2a and 2b is constant, the optical center deviation changes with respect to the distance. Therefore, in the calculation of the correction parameter in step S8, the first and second corresponding points D1 and D2 of the first and second test charts 2a and 2b having two distance information are used, so that the two distances are used. Get the positional deviation (Y1, Y2). This positional deviation (Y1, Y2) can be expressed by a positional deviation (ys) due to an imaging surface center deviation and a positional deviation (yo) due to an optical center deviation as follows.

Y1=yo1+ys
Y2=yo2+ys
Y1 = yo1 + ys
Y2 = yo2 + ys

そして、上記のyo1,yo2それぞれを光学中心ずれYoに変換するために、
yo1=Yo・f/Z1
yo2=Yo・f/Z2
と置き換えると、下記の式(3)から光学中心ずれYoを求めることができる。
Y1-Y2=(1/Z1-1/Z2)Yo・f …式(3)
And in order to convert each of the above yo1 and yo2 into optical center shift Yo,
yo1 = Yo ・ f / Z1
yo2 = Yo ・ f / Z2
In other words, the optical center shift Yo can be obtained from the following equation (3).
Y1-Y2 = (1 / Z1-1 / Z2) Yo · f Equation (3)

なお、Z1は第1、第2カメラ3a,3bと第1テストチャート2a間の距離、Z2は第1、第2カメラ3a,3bと第2テストチャート2b間の距離、fは第1、第2カメラ3a,3bの撮像レンズ8の焦点距離である。   Z1 is the distance between the first and second cameras 3a and 3b and the first test chart 2a, Z2 is the distance between the first and second cameras 3a and 3b and the second test chart 2b, and f is the first and second 2 is the focal length of the imaging lens 8 of the cameras 3a and 3b.

このようにして、第1、第2カメラ3a,3bの上下方向の位置ずれの原因である、撮像面中心ずれ(Ys)と光学中心ずれ(Yo)を求めることで、ステップS8のようにこれらのずれを補正するための補正パラメータを算出することができる。   In this way, by obtaining the imaging surface center misalignment (Ys) and optical center misalignment (Yo), which are the causes of the vertical misalignment of the first and second cameras 3a and 3b, these are obtained as in step S8. It is possible to calculate a correction parameter for correcting the deviation.

なお、撮像面中心ずれ(Ys)に対する補正パラメータは、撮像面中心ずれ(Ys)の補正量に対応してY軸方向へ並進させる距離の値であり、光学中心ずれ(Yo)に対する補正パラメータは、光学中心ずれ(Yo)の補正量に応じたZ軸周りの補正角度θの値である。   The correction parameter for the imaging surface center deviation (Ys) is a value of the distance translated in the Y-axis direction corresponding to the correction amount of the imaging surface center deviation (Ys), and the correction parameter for the optical center deviation (Yo) is The value of the correction angle θ around the Z-axis according to the correction amount of the optical center deviation (Yo).

なお、この補正角度θは以下の式(4)で求めることができる。
θ=arcsin(Yo/L) …式(4)
ただし、Lは第1、第2カメラ3a,3b間の基線長である。
The correction angle θ can be obtained by the following equation (4).
θ = arcsin (Yo / L) ... Formula (4)
Here, L is the baseline length between the first and second cameras 3a and 3b.

このように、本実施形態のステレオカメラ検査装置1によれば、第1、第2カメラ3a,3bの前方側に、中央に開口部2cを有する第1テストチャート2aとその後方側に第2テストチャート2bを配置する。そして、撮像した一対のテストチャート画像の画面上で、第1の対応点D1と第2の対応点D2での対応位置差(dx,dy)をそれぞれ算出して、算出した対応位置差から、第1、第2カメラ3a,3bの上下方向の位置ずれと上下方向以外の位置ずれの両方を作業性よく容易に検知することができる。   Thus, according to the stereo camera inspection apparatus 1 of the present embodiment, the first test chart 2a having the opening 2c in the center on the front side of the first and second cameras 3a and 3b and the second on the rear side thereof. A test chart 2b is arranged. Then, on the screen of the captured pair of test chart images, the corresponding position difference (dx, dy) between the first corresponding point D1 and the second corresponding point D2 is calculated, respectively, and from the calculated corresponding position difference, It is possible to easily detect both the vertical and horizontal misalignments of the first and second cameras 3a and 3b with good workability.

また、図7に示したように、光学中心ずれによる位置ずれは、測定距離が遠いほど逆数に略比例して減少する。よって、本実施形態のように、第1、第2カメラ3a,3bと第1テストチャート2a間の距離(測定距離)を撮像レンズ8の最小合焦位置付近に設定し、かつ第1、第2カメラ3a,3bと第2テストチャート2b間の距離(測定距離)は設置スペースを考慮しつつできるだけ遠くにすることで、光学中心ずれをより精度よく測定することができる。   Further, as shown in FIG. 7, the position shift due to the optical center shift decreases in proportion to the reciprocal as the measurement distance increases. Therefore, as in the present embodiment, the distance (measurement distance) between the first and second cameras 3a, 3b and the first test chart 2a is set near the minimum focus position of the imaging lens 8, and the first and first By making the distance (measurement distance) between the two cameras 3a and 3b and the second test chart 2b as far as possible in consideration of the installation space, the optical center deviation can be measured with higher accuracy.

(ステレオカメラ3に対するずれ補正動作)
図9は、前記ステレオカメラ検査装置1で検査されたステレオカメラ3の第1、第2カメラ3a,3bに対するずれ補正動作を示す概略ブロック図である。
(Deviation correction operation for stereo camera 3)
FIG. 9 is a schematic block diagram showing a shift correction operation of the stereo camera 3 inspected by the stereo camera inspection apparatus 1 with respect to the first and second cameras 3a and 3b.

上記したように、ステレオカメラ3の第1、第2カメラ3a,3bに対して、相対的な位置ずれが生じていると、ステレオカメラ検査装置1でこれらのずれを補正するための補正パラメータが算出され、この補正パラメータが補正パラメータ記録部6に記録される。   As described above, when a relative positional shift occurs with respect to the first and second cameras 3a and 3b of the stereo camera 3, the correction parameters for correcting these shifts in the stereo camera inspection apparatus 1 are as follows. The correction parameter is calculated and recorded in the correction parameter recording unit 6.

図9に示すように、このステレオカメラ3の第1、第2カメラ3a,3bに相対的な位置ずれが生じている場合、前記補正パラメータ記録部6から相対的な位置ずれを補正するための補正パラメータが、第1、第2画像補正部10a,10bに入力される。   As shown in FIG. 9, when a relative displacement occurs in the first and second cameras 3 a and 3 b of the stereo camera 3, the correction parameter recording unit 6 corrects the relative displacement. The correction parameters are input to the first and second image correction units 10a and 10b.

そして、視差算出部11は、第1画像補正部10aでずれ補正された第1カメラ3aで得られた画像と、第2画像補正部10bでずれ補正された第2カメラ3bで得られた画像から視差を算出して、視差画像を外部に出力する。   Then, the parallax calculation unit 11 includes an image obtained by the first camera 3a that has been corrected for deviation by the first image correction unit 10a and an image obtained by the second camera 3b that has been corrected for deviation by the second image correction unit 10b. To calculate the parallax and output the parallax image to the outside.

なお、本実施形態では、撮像面中心ずれと光学中心ずれがともに生じている場合を想定し、第1カメラ3a及び第2カメラ3bの両方でずれ補正が行われるものとした。しかしながら、例えば、撮像面中心ずれのみが生じている場合であって第1カメラ3a側を基準とする条件において、第1カメラ3a側ではずれ補正が行われないとする等の変更を加えられることは言うまでもない。   In the present embodiment, assuming that both the imaging surface center shift and the optical center shift have occurred, the shift correction is performed in both the first camera 3a and the second camera 3b. However, for example, in the case where only the imaging surface center shift has occurred and the first camera 3a side is used as a reference, the first camera 3a side can be changed so that shift correction is not performed. Needless to say.

このように、例えば、第1カメラ3aの基準位置に対して、第2カメラ3b側に上下方向の位置ずれと上下方向以外の位置ずれ両方が生じている場合でも、前記したステレオカメラ検査装置1の補正パラメータ記録部6に記録され補正パラメータに基づいて、補正することができる。これにより、ステレオカメラ3の第1、第2カメラ3a,3bで撮像された画像から、正確な視差画像を出力することができる。   As described above, for example, even when both a vertical position shift and a position shift other than the vertical direction are generated on the second camera 3b side with respect to the reference position of the first camera 3a, the stereo camera inspection apparatus 1 described above. The correction parameters can be corrected based on the correction parameters recorded in the correction parameter recording unit 6. Thereby, it is possible to output an accurate parallax image from images captured by the first and second cameras 3a and 3b of the stereo camera 3.

<実施形態2>
図10は、本発明の実施形態2に係るテストチャートの構成を示す図である。
<Embodiment 2>
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a test chart according to the second embodiment of the present invention.

(実施形態2におけるテストチャートの構成)
図10に示すように、本実施形態に係るテストチャート2は、第1、第2カメラ3a,3bの前方側に、距離Z1だけ離れて配置される第1テストチャート2aと、第1テストチャート2aの第1、第2カメラ3a,3b側の下方に配置される第2テストチャート2bと、第1テストチャート2aの表面の一部に配置した反射板12とを有している。
(Configuration of Test Chart in Embodiment 2)
As shown in FIG. 10, the test chart 2 according to the present embodiment includes a first test chart 2a and a first test chart that are arranged at a distance Z1 in front of the first and second cameras 3a and 3b. 2a includes a second test chart 2b disposed below the first and second cameras 3a and 3b, and a reflector 12 disposed on a part of the surface of the first test chart 2a.

本実施形態では、反射板12に第2テストチャート2bが映り込み、一対のカメラ3a,3bが映り込まないような位置に、一対のカメラ3a,3b、反射板12及び第2テストチャート2bが配置されている。なお、距離Z1は、例えば実施形態1と同様に2m程度である。   In the present embodiment, the pair of cameras 3a and 3b, the reflector 12 and the second test chart 2b are in positions where the second test chart 2b is reflected on the reflector 12 and the pair of cameras 3a and 3b are not reflected. Has been placed. The distance Z1 is about 2 m, for example, as in the first embodiment.

図11は、第1テストチャート2aの画面内に、反射板12の表面領域に第2テストチャート2aが映り込んでいる状態を示した図である。   FIG. 11 is a diagram showing a state in which the second test chart 2a is reflected in the surface region of the reflector 12 in the screen of the first test chart 2a.

第1、第2テストチャート2a,2bのチャートパターンは、図6に示した実施形態1と同様のチェッカーパターンである。   The chart patterns of the first and second test charts 2a and 2b are the same checker patterns as those of the first embodiment shown in FIG.

本実施形態においても同様に、撮像された画面内のテストチャート画像(第1、第2テストチャート2a,2b)において、検査ポイントとなる第1テストチャート2aの特徴領域(濃淡変化が大きいチェッカーパターンの角部)と、第2テストチャート2bの特徴領域(濃淡変化が大きいチェッカーパターンの角部)を複数設定する。そして、これらの特徴領域で第1、第2カメラ3a,3bでそれぞれ撮像された画面上の対応する第1、第2の対応点D1,D2の位置を探索し、探索した第1、第2の各対応点D1,D2に対する画面上での対応位置差から、第1カメラ3a側を基準として、第2カメラ3b側のカメラにおける撮像面中心ずれと光学中心ずれを取得して、このずれを補正するための補正パラメータを算出する。   Similarly, in the present embodiment, in the test chart images (first and second test charts 2a and 2b) in the captured screen, the feature region (checker pattern having a large density change) of the first test chart 2a serving as an inspection point. And a plurality of characteristic regions (corner portions of the checker pattern having large shading change) of the second test chart 2b. Then, the positions of the corresponding first and second corresponding points D1 and D2 on the screen imaged by the first and second cameras 3a and 3b in these feature regions are searched, and the searched first and second points are searched. From the corresponding position difference on the screen with respect to the corresponding points D1 and D2, the image plane center deviation and the optical center deviation in the camera on the second camera 3b side are obtained with reference to the first camera 3a side, and this deviation is obtained. A correction parameter for correction is calculated.

このように、本実施形態では、第1テストチャート2aの表面の一部に反射板12を配置してこの反射板12に、第1テストチャート2aの手前側(第1、第2カメラ3a,3bの下方側)に配置した第2テストチャート2bを映り込ませるようにしている。このような構成により、第2テストチャート2bを第1テストチャート2aの後方側に配置する必要がないので、第1、第2テストチャート2a,2bの配置スペースを小さくでき、小さな部屋でも検査することができる。   Thus, in this embodiment, the reflecting plate 12 is disposed on a part of the surface of the first test chart 2a, and the front side of the first test chart 2a (the first and second cameras 3a, 3a, The second test chart 2b arranged on the lower side of 3b is reflected. With such a configuration, it is not necessary to arrange the second test chart 2b on the rear side of the first test chart 2a. Therefore, the arrangement space for the first and second test charts 2a and 2b can be reduced, and inspection can be performed even in a small room. be able to.

<実施形態3>
図12は、本発明の実施形態3に係るテストチャートの構成を示す図である。
<Embodiment 3>
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a test chart according to the third embodiment of the present invention.

(実施形態3におけるテストチャートの構成)
図12に示すように、本実施形態に係るテストチャート2は、第1、第2カメラ3a,3bの前方側に、距離Z1だけ離れて配置される第1テストチャート2aと、第1テストチャート2aから更に距離Z2だけ離れて配置される第2テストチャート2bを有している。
(Configuration of Test Chart in Embodiment 3)
As shown in FIG. 12, the test chart 2 according to the present embodiment includes a first test chart 2a and a first test chart that are arranged at a distance Z1 in front of the first and second cameras 3a and 3b. The second test chart 2b is further arranged away from 2a by a distance Z2.

第1テストチャート2aは、図13に示すように、カメラ側の表面に白黒のチェッカーパターンが形成され、中央全体領域を3つに分割することによって3つの矩形状の開口部2cが形成されている。これにより、図13に示すように、第1、第2カメラ3a,3で撮像された画面内において、第1テストチャート2aの3つの開口部2cに第2テストチャート2bの対応する領域が映り込む。よって、第1、第2カメラ3a,3で撮像された画面の中央全体領域に、距離の異なる第1、第2テストチャート2a,2bの各特徴領域(濃淡変化が大きいチェッカーパターンの角部)を交互に設定することができる。   In the first test chart 2a, as shown in FIG. 13, a black and white checker pattern is formed on the surface on the camera side, and three rectangular openings 2c are formed by dividing the entire central area into three. Yes. As a result, as shown in FIG. 13, areas corresponding to the second test chart 2 b appear in the three openings 2 c of the first test chart 2 a in the screens captured by the first and second cameras 3 a and 3. Include. Therefore, the feature regions of the first and second test charts 2a and 2b having different distances (corner portions of the checker pattern having a large shade change) in the entire center region of the screen imaged by the first and second cameras 3a and 3 Can be set alternately.

そして、本実施形態においても同様に、撮像された画面内のテストチャート画像(第1、第2テストチャート2a,2b)において、検査ポイントとなる第1テストチャート2aの特徴領域(濃淡変化が大きいチェッカーパターンの角部)と、第2テストチャート2bの特徴領域(濃淡変化が大きいチェッカーパターンの角部)を複数設定する。そして、これらの特徴領域で第1、第2カメラ3a,3bでそれぞれ撮像された画面上の対応する第1、第2の対応点D1,D2の位置を探索し、探索した第1、第2の各対応点D1,D2に対する画面上での対応位置差から、第1カメラ3a側を基準として、第2カメラ3b側のカメラにおける撮像面中心ずれと光学中心ずれを取得して、このずれを補正するための補正パラメータを算出する。   Similarly, in the present embodiment, in the test chart images (first and second test charts 2a and 2b) in the captured screen, the characteristic region (the change in shading is large) of the first test chart 2a serving as the inspection point. A plurality of feature regions (corner portions of the checker pattern having a large density change) of the second test chart 2b are set. Then, the positions of the corresponding first and second corresponding points D1 and D2 on the screen imaged by the first and second cameras 3a and 3b in these feature regions are searched, and the searched first and second points are searched. From the corresponding position difference on the screen with respect to the corresponding points D1 and D2, the image plane center deviation and the optical center deviation in the camera on the second camera 3b side are obtained with reference to the first camera 3a side, and this deviation is obtained. A correction parameter for correction is calculated.

このように、撮像された画面の中央全体領域において第1、第2の各対応点D1,D2に対する対応位置差を取得できるので、取得した各対応位置差の値のばらつきから第1、第2テストチャート2a,2bの傾きや平面性を容易に把握して、精度よく再調整することができる。これにより、各対応位置差をより信頼性の高いデータとして取得することができる。   Thus, since the corresponding position difference with respect to each of the first and second corresponding points D1 and D2 can be acquired in the entire center area of the imaged screen, the first and second values can be obtained from the variation in the values of the acquired corresponding position differences. The inclination and flatness of the test charts 2a and 2b can be easily grasped and readjusted with high accuracy. Thereby, each corresponding position difference can be acquired as highly reliable data.

また、撮像された画面の中央全体領域で第1、第2の各対応点D1,D2の位置を取ることで、撮像レンズ8の湾曲や局所的な光学特性の変化に対する影響を小さく抑えることができる。これにより、第1、第2の各対応点D1,D2に対する対応位置差の算出精度を高めることができる。   Further, by taking the positions of the first and second corresponding points D1 and D2 in the entire center area of the imaged screen, it is possible to suppress the influence on the curvature of the imaging lens 8 and the local change in optical characteristics. it can. Thereby, the calculation accuracy of the corresponding position difference with respect to each of the first and second corresponding points D1 and D2 can be increased.

なお、前記した各実施形態の第1、第2テストチャート2a,2bのパターンは、チェッカーパターンであったが、これに限定されることなく、例えば円形パターンなどでもよい。   In addition, although the pattern of 1st, 2nd test chart 2a, 2b of each above-described embodiment was a checker pattern, it is not limited to this, For example, a circular pattern etc. may be sufficient.

1 ステレオカメラ検査装置
2 テストチャート(検査用具)
2a 第1テストチャート(第1検査用具)
2b 第2テストチャート(第2検査用具)
3 ステレオカメラ
3a 第1カメラ
3b 第2カメラ
4 画像処理部
4a 対応点探索部
4b 位置ずれ算出部
5 補正パラメータ算出部
6 補正パラメータ記録部
7 制御部
8 撮像レンズ
9 撮像素子
12 反射板
1 Stereo Camera Inspection Device 2 Test Chart (Inspection Tool)
2a First test chart (first inspection tool)
2b Second test chart (second inspection tool)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Stereo camera 3a 1st camera 3b 2nd camera 4 Image processing part 4a Corresponding point search part 4b Position shift calculation part 5 Correction parameter calculation part 6 Correction parameter recording part 7 Control part 8 Imaging lens 9 Imaging element 12 Reflecting plate

特開2004−132870号号公報JP 2004-132870 A

Claims (10)

基線長だけ間隔を設けて配置されたステレオカメラを構成する一対のカメラの相対的な位置ずれの検査に使用する検査用具であって、
前記一対のカメラの撮像方向側に所定の距離を設けて配置される表面に第1のパターンが形成された第1検査用具と、
前記第1検査用具に対して、前記一対のカメラと反対側又は前記一対のカメラ側に所定の距離を設けて配置される表面に第2のパターンが形成された第2検査用具と、
前記一対のカメラで撮像した際に前記一対のカメラでそれぞれ撮像された画面に、前記第1検査用具の前記第1のパターンの中に前記第2検査用具の前記第2のパターンの一部が映し込まれるようにするためのパターン映し込み手段と、を備え、
前記第1のパターンと前記第2のパターンには、ステレオカメラ検査装置で前記一対のカメラの相対的な位置ずれを検査する際の検査ポイントとなる特徴領域をそれぞれ有していることを特徴とする検査用具。
An inspection tool used for inspecting a relative positional shift between a pair of cameras constituting a stereo camera arranged with a gap corresponding to a baseline length,
A first inspection tool having a first pattern formed on a surface disposed at a predetermined distance on the imaging direction side of the pair of cameras;
A second inspection tool in which a second pattern is formed on a surface arranged at a predetermined distance on the opposite side of the pair of cameras or the pair of cameras with respect to the first inspection tool;
A part of the second pattern of the second inspection tool is included in the first pattern of the first inspection tool on the screen imaged by the pair of cameras when captured by the pair of cameras. Pattern reflecting means for making it appear, and
Each of the first pattern and the second pattern has a characteristic region that serves as an inspection point when a stereo camera inspection apparatus inspects a relative positional shift between the pair of cameras. Inspection tool to do.
前記パターン映し込み手段は、前記第1検査用具に形成された1つ又は2つ以上の開口部であり、前記第1検査用具の前記一対のカメラと反対側の後方に前記第2検査用具が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の検査用具。   The pattern reflection means is one or more openings formed in the first inspection tool, and the second inspection tool is located behind the pair of cameras on the rear side of the first inspection tool. The inspection tool according to claim 1, wherein the inspection tool is arranged. 前記パターン映し込み手段は、前記第1検査用具の前記一対のカメラ側の表面の一部に配置した反射板であり、前記第1テストチャートの前記一対のカメラ側の前方に前記第2検査用具が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の検査用具。   The pattern imprinting means is a reflecting plate disposed on a part of the surface of the first inspection tool on the pair of cameras side, and the second inspection tool in front of the pair of cameras on the first test chart. The inspection tool according to claim 1, wherein the inspection tool is disposed. 前記反射板に前記第2検査用具が映り込み、前記一対のカメラが映り込まないような位置に、前記一対のカメラ、前記反射板及び前記第2検査用具が配置されていることを特徴とする請求項3に記載の検査用具。   The pair of cameras, the reflector, and the second inspection tool are arranged at positions where the second inspection tool is reflected on the reflector and the pair of cameras are not reflected. The inspection tool according to claim 3. 前記一対のカメラと前記第1検査用具間の距離は、前記一対のカメラの焦点が合う最小距離近傍であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の検査用具。   5. The inspection tool according to claim 1, wherein a distance between the pair of cameras and the first inspection tool is in the vicinity of a minimum distance at which the pair of cameras are focused. 前記第1検査用具は、前記一対のカメラの焦点が合う最小距離近傍における前記一対のカメラの撮像範囲よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の検査用具。   The inspection tool according to any one of claims 1 to 5, wherein the first inspection tool is larger than an imaging range of the pair of cameras in the vicinity of a minimum distance where the pair of cameras are in focus. 基線長だけ間隔を設けて配置されたステレオカメラを構成する一対のカメラの相対的な位置ずれを検査するステレオカメラ検査装置であって、
前記一対のカメラの撮像方向側に所定の距離を設けて配置される表面に第1のパターンが形成された第1検査用具と、前記第1検査用具に対して、前記一対のカメラと反対側又は前記一対のカメラ側に所定の距離を設けて配置される表面に第2のパターンが形成された第2検査用具と、前記一対のカメラで撮像した際に前記一対のカメラでそれぞれ撮像された画面に、前記第1検査用具の前記第1のパターンの中に前記第2検査用具の前記第2のパターンの一部が映し込まれるようにするためのパターン映し込み手段とを備えた検査用具と、
前記一対のカメラで前記検査用具を撮像した際に該一対のカメラから出力される画像信号を取り込んで、前記第1のパターンの中に前記第2のパターンの一部が映し込まれた一対の画像を生成する画像処理手段と、
生成された前記一対の画像の画面から、前記第1、第2の各パターンの検査ポイントとなる各特徴領域で、前記一対の画像上の第1、第2の各対応点をそれぞれ探索する対応点探索手段と、
前記一対の画像上の探索された前記第1、第2の各対応点での対応位置差をそれぞれ算出し、算出された前記対応位置差から、前記一対のカメラの相対的な位置ずれを算出する位置ずれ算出手段と、
算出された位置ずれを補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段と、を備えたことを特徴とするステレオカメラ検査装置。
A stereo camera inspection device that inspects a relative positional deviation between a pair of cameras constituting a stereo camera arranged with an interval by a base line length,
A first inspection tool in which a first pattern is formed on a surface disposed at a predetermined distance on the imaging direction side of the pair of cameras, and the opposite side of the pair of cameras with respect to the first inspection tool Alternatively, the images were picked up by the pair of cameras when picked up by the second inspection tool having the second pattern formed on the surface disposed at a predetermined distance on the pair of cameras and the pair of cameras. An inspection tool provided with a pattern reflection means for causing a part of the second pattern of the second inspection tool to be reflected in the first pattern of the first inspection tool on the screen When,
A pair of cameras in which an image signal output from the pair of cameras is captured when the inspection tool is imaged by the pair of cameras, and a part of the second pattern is reflected in the first pattern. Image processing means for generating an image;
Corresponding to search each of the first and second corresponding points on the pair of images in each feature region that is an inspection point of the first and second patterns from the generated screen of the pair of images Point search means;
A corresponding position difference at each of the searched first and second corresponding points on the pair of images is calculated, and a relative position shift between the pair of cameras is calculated from the calculated corresponding position difference. Misalignment calculating means for
A stereo camera inspection apparatus comprising: correction parameter calculation means for calculating a correction parameter for correcting the calculated positional deviation.
前記補正パラメータ算出手段で算出された前記補正パラメータを記録する記録手段を更に備えたことを特徴とする請求項7に記載のステレオカメラ検査装置。   The stereo camera inspection apparatus according to claim 7, further comprising recording means for recording the correction parameter calculated by the correction parameter calculation means. 前記位置ずれ算出手段で算出された位置ずれは、前記一対のカメラの上下方向の位置ずれであることを特徴とする請求項7に記載のステレオカメラ検査装置。   The stereo camera inspection apparatus according to claim 7, wherein the positional shift calculated by the positional shift calculation unit is a vertical position shift of the pair of cameras. 基線長だけ間隔を設けて配置されたステレオカメラを構成する一対のカメラの相対的な位置ずれを検査する検査方法であって、
前記一対のカメラの撮像方向側に所定の距離を設けて配置される表面に第1のパターンが形成された第1検査用具と、前記第1検査用具に対して、前記一対のカメラと反対側又は前記一対のカメラ側に所定の距離を設けて配置される表面に第2のパターンが形成された第2検査用具と、前記一対のカメラで撮像した際に前記一対のカメラでそれぞれ撮像された画面に、前記第1検査用具の前記第1のパターンの中に前記第2検査用具の前記第2のパターンの一部が映し込まれるようにするためのパターン映し込み手段とを備えた検査用具を使用して、
前記一対のカメラで前記検査用具を撮像した際に該記一対のカメラから出力される画像信号を取り込んで、前記第1のパターンの中に前記第2のパターンの一部が映し込まれた一対の画像を生成するステップと、
生成された前記一対の画像の画面から、前記第1、第2の各パターンの検査ポイントとなる各特徴領域で、前記一対の画像上の第1、第2の各対応点をそれぞれ探索するステップと、
前記一対の画像上の探索された前記第1、第2の各対応点での対応位置差をそれぞれ算出し、算出された前記対応位置差から、前記一対のカメラの相対的な位置ずれを算出するステップと、
算出された位置ずれを補正するための補正パラメータを算出するステップと、を含むことを特徴とする検査方法。
An inspection method for inspecting a relative positional deviation between a pair of cameras constituting a stereo camera arranged with an interval of a base line length,
A first inspection tool in which a first pattern is formed on a surface disposed at a predetermined distance on the imaging direction side of the pair of cameras, and the opposite side of the pair of cameras with respect to the first inspection tool Alternatively, the images were picked up by the pair of cameras when picked up by the second inspection tool having the second pattern formed on the surface disposed at a predetermined distance on the pair of cameras and the pair of cameras. An inspection tool provided with a pattern reflection means for causing a part of the second pattern of the second inspection tool to be reflected in the first pattern of the first inspection tool on the screen using,
A pair of image signals output from the pair of cameras when the inspection tool is imaged by the pair of cameras, and a part of the second pattern is reflected in the first pattern. Generating an image of
Searching each of the first and second corresponding points on the pair of images in each feature region serving as an inspection point of each of the first and second patterns from the generated screen of the pair of images. When,
A corresponding position difference at each of the searched first and second corresponding points on the pair of images is calculated, and a relative position shift between the pair of cameras is calculated from the calculated corresponding position difference. And steps to
Calculating a correction parameter for correcting the calculated misregistration.
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