JP2020053898A - Calibration apparatus, calibration system, camera, movable body, and calibration value adjustment method - Google Patents

Calibration apparatus, calibration system, camera, movable body, and calibration value adjustment method Download PDF

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Ryuichi Sawada
隆一 澤田
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Abstract

To improve the accuracy in calibrating a camera mounted on a movable body.SOLUTION: A calibration apparatus 1 comprises: a camera 2; a memory 3 that stores three-dimensional positions of four or more calibration points located at at least two or more different distances from the camera 2 and a mounting position and a mounting angle of the camera 2; a processor 4 that creates a display image in which four or more markers for calibration corresponding respectively to the four or more calibration points are displayed superimposed on an image photographed by the camera 2; and an interface unit 5 that displays the display image and gives the processor 4, from the outside, an instruction to change superimposition display positions of the respective markers for calibration. The processor 4 calculates calibration values for performing six-axis adjustment of the mounting position and mounting angle of the camera 2, so as to reduce an index representing the difference between estimated display positions on the photographed image of the four or more calibration points estimated from the three-dimensional positions of the calibration points, the mounting position, and the mounting angle, and the display positions of the markers for calibration on the display image.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、較正装置、較正システム、カメラ、移動体および較正値調整方法に関する。   The present disclosure relates to a calibration device, a calibration system, a camera, a moving object, and a calibration value adjustment method.

従来、車両に取付けられたカメラが撮像した画像を用いて、車両の周辺にある物体等を検出する技術が知られている。車両に搭載されるカメラは、取付けの誤差または取付け後の経時的な変化等により、車両への搭載位置および搭載角度が設計値からずれることがある。このため、撮像した画像の較正に用いるカメラの取付け位置および取付け角度に関するパラメータを容易にかつ正確に調整することができるパラメータ調整方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for detecting an object or the like around a vehicle using an image captured by a camera attached to the vehicle has been known. The mounting position and the mounting angle of the camera mounted on the vehicle may deviate from the design values due to a mounting error or a temporal change after the mounting. For this reason, there has been proposed a parameter adjustment method capable of easily and accurately adjusting parameters relating to a mounting position and a mounting angle of a camera used for calibrating a captured image (for example, see Patent Document 1).

例えば、特許文献1に記載の調整方法によれば、所定の位置に物体を配置し、カメラが撮像する物体の実画像と、記憶手段に記憶されるパラメータに応じた取付け位置に配置されたカメラにより撮像される物体の調整画像とが、重ねて表示される。その後、物体の実画像と調整画像とが一致するように、高さと俯角等の特定のパラメータが調整される。   For example, according to the adjustment method described in Patent Document 1, an object is arranged at a predetermined position, and a camera is arranged at a mounting position according to a real image of the object captured by the camera and a parameter stored in a storage unit. And the adjustment image of the object imaged by is displayed in a superimposed manner. Then, specific parameters such as height and depression angle are adjusted so that the real image of the object and the adjustment image match.

特開2000−209577号公報JP 2000-209577 A

しかしながら、従来の技術では車両に取付けられたカメラの取付け位置および取付け角度を較正する技術において、較正精度を向上する余地があった。   However, in the conventional technology, there is room for improving the calibration accuracy in the technology for calibrating the mounting position and the mounting angle of the camera mounted on the vehicle.

したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、較正精度を向上させた較正装置、較正システム、カメラ、移動体および較正値調整方法を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to focus on these points and to provide a calibration device, a calibration system, a camera, a moving object, and a calibration value adjustment method with improved calibration accuracy.

本開示の較正装置は、移動体に搭載されたカメラと、メモリと、プロセッサと、インターフェイス部とを含む。前記メモリは、前記カメラから少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点の3次元位置、並びに、前記カメラの搭載位置および搭載角度を記憶する。前記プロセッサは、前記カメラの撮像画像に、前記4点以上の前記較正点にそれぞれ対応する4つ以上の較正用マーカを重畳表示した、表示画像を生成する。前記インターフェイス部は、前記表示画像を表示し、且つ、前記プロセッサに、それぞれの前記較正用マーカの重畳表示位置の変更指示を外部から与える。前記プロセッサは、前記較正点の前記3次元位置、前記搭載位置および前記搭載角度から前記4点以上の前記較正点の前記撮像画像上の推定表示位置を推定する。前記プロセッサは、前記推定表示位置と前記表示画像上の前記較正用マーカの前記重畳表示位置との差を表す指標を小さくするように、前記カメラの前記搭載位置および前記搭載角度を6軸調整する較正値を算出する。   The calibration device according to the present disclosure includes a camera mounted on a moving body, a memory, a processor, and an interface unit. The memory stores three-dimensional positions of four or more calibration points located at least two or more different distances from the camera, and a mounting position and a mounting angle of the camera. The processor generates a display image in which four or more calibration markers respectively corresponding to the four or more calibration points are superimposed on a captured image of the camera. The interface unit displays the display image and externally gives the processor an instruction to change the superimposed display position of each of the calibration markers. The processor estimates an estimated display position of the four or more calibration points on the captured image from the three-dimensional position of the calibration point, the mounting position, and the mounting angle. The processor adjusts the mounting position and the mounting angle of the camera by six axes so as to reduce an index indicating a difference between the estimated display position and the superimposed display position of the calibration marker on the display image. Calculate the calibration value.

本開示の較正システムは、較正装置と較正点とを含む。較正装置は、移動体に搭載されたカメラと、メモリと、プロセッサと、インターフェイス部とを含む。前記メモリは、前記カメラから少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点の3次元位置、並びに、前記カメラの搭載位置および搭載角度を記憶する。前記プロセッサは、前記カメラの撮像画像に、前記4点以上の前記較正点にそれぞれ対応する4つ以上の較正用マーカを重畳表示した、表示画像を生成する。前記インターフェイス部は、前記表示画像を表示し、且つ、前記プロセッサに、それぞれの前記較正用マーカの重畳表示位置の変更指示を外部から与える。前記プロセッサは、前記較正点の前記3次元位置、前記搭載位置および前記搭載角度から前記4点以上の前記較正点の前記撮像画像上の推定表示位置を推定する。前記プロセッサは、前記推定表示位置と前記表示画像上の前記較正用マーカの前記重畳表示位置との差を表す指標を小さくするように、前記カメラの前記搭載位置および前記搭載角度を6軸調整する較正値を算出する。前記較正点は、前記メモリに記憶された前記4点以上の前記較正点に対応する4点以上の実空間の較正点である。   The calibration system of the present disclosure includes a calibration device and a calibration point. The calibration device includes a camera mounted on the moving object, a memory, a processor, and an interface unit. The memory stores three-dimensional positions of four or more calibration points located at least two or more different distances from the camera, and a mounting position and a mounting angle of the camera. The processor generates a display image in which four or more calibration markers respectively corresponding to the four or more calibration points are superimposed on a captured image of the camera. The interface unit displays the display image and externally gives the processor an instruction to change the superimposed display position of each of the calibration markers. The processor estimates an estimated display position of the four or more calibration points on the captured image from the three-dimensional position of the calibration point, the mounting position, and the mounting angle. The processor adjusts the mounting position and the mounting angle of the camera by six axes so as to reduce an index indicating a difference between the estimated display position and the superimposed display position of the calibration marker on the display image. Calculate the calibration value. The calibration points are four or more real space calibration points corresponding to the four or more calibration points stored in the memory.

本開示のカメラは、移動体に搭載されるカメラであって、撮像素子と、メモリと、プロセッサとを含む。前記メモリは、前記カメラから少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点の3次元位置、並びに、前記カメラの搭載位置および搭載角度を記憶する。前記プロセッサは、前記撮像素子により撮像される撮像画像に、前記4点以上の前記較正点にそれぞれ対応する4つ以上の較正用マーカを重畳表示した、表示画像を生成する。前記プロセッサは、外部のインターフェイス部に前記表示画像を表示させ、且つ、前記インターフェイス部からそれぞれの前記較正用マーカの重畳表示位置の変更指示を受け取る。前記プロセッサは、前記較正点の前記3次元位置、前記搭載位置および前記搭載角度から前記4点以上の前記較正点の前記撮像画像上の推定表示位置を推定する。前記プロセッサは、前記推定表示位置と前記表示画像上の前記較正用マーカの前記重畳表示位置との差を表す指標を小さくするように、前記カメラの前記搭載位置および前記搭載角度を6軸調整する較正値を算出する。   A camera according to an embodiment of the present disclosure is a camera mounted on a moving object, and includes an image sensor, a memory, and a processor. The memory stores three-dimensional positions of four or more calibration points located at least two or more different distances from the camera, and a mounting position and a mounting angle of the camera. The processor generates a display image in which four or more calibration markers respectively corresponding to the four or more calibration points are superimposed on an image captured by the image sensor. The processor displays the display image on an external interface unit, and receives an instruction to change a superimposed display position of each of the calibration markers from the interface unit. The processor estimates an estimated display position of the four or more calibration points on the captured image from the three-dimensional position of the calibration point, the mounting position, and the mounting angle. The processor adjusts the mounting position and the mounting angle of the camera by six axes so as to reduce an index indicating a difference between the estimated display position and the superimposed display position of the calibration marker on the display image. Calculate the calibration value.

本開示の移動体は、較正装置を備える。前記較正装置は、カメラ、メモリ、プロセッサおよびインターフェイス部を含む。前記メモリは、前記カメラから少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点の3次元位置、並びに、前記カメラの搭載位置および搭載角度を記憶する。前記プロセッサは、前記カメラの撮像画像に、前記4点以上の前記較正点にそれぞれ対応する4つ以上の較正用マーカを重畳表示した、表示画像を生成する。前記インターフェイス部は、前記表示画像を表示し、且つ、前記プロセッサに、それぞれの前記較正用マーカの重畳表示位置の変更指示を外部から与える。前記プロセッサは、前記較正点の前記3次元位置、前記搭載位置および前記搭載角度から前記4点以上の前記較正点の前記撮像画像上の推定表示位置を推定する。前記プロセッサは、前記推定表示位置と前記表示画像上の前記較正用マーカの前記重畳表示位置との差を表す指標を小さくするように、前記カメラの前記搭載位置および前記搭載角度を6軸調整する較正値を算出する。   The moving object of the present disclosure includes a calibration device. The calibration device includes a camera, a memory, a processor, and an interface unit. The memory stores three-dimensional positions of four or more calibration points located at least two or more different distances from the camera, and a mounting position and a mounting angle of the camera. The processor generates a display image in which four or more calibration markers respectively corresponding to the four or more calibration points are superimposed on a captured image of the camera. The interface unit displays the display image and externally gives the processor an instruction to change the superimposed display position of each of the calibration markers. The processor estimates an estimated display position of the four or more calibration points on the captured image from the three-dimensional position of the calibration point, the mounting position, and the mounting angle. The processor adjusts the mounting position and the mounting angle of the camera by six axes so as to reduce an index indicating a difference between the estimated display position and the superimposed display position of the calibration marker on the display image. Calculate the calibration value.

本開示の較正値調整方法は、移動体に搭載されたカメラで少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点を含む撮像画像を取得することを含む。前記較正値調整方法は、前記カメラの撮像画像に、前記4点以上の前記較正点にそれぞれ対応する4つ以上の較正用マーカを重畳表示した、表示画像を生成することを含む。また、前記較正値調整方法は、前記表示画像上の前記較正点に対応する位置に、前記較正用マーカの重畳表示位置を変更する変更指示を外部から受けることを含む。さらに、前記較正値調整方法は、前記表示画像中の前記較正用マーカの座標を取得することを含む。また、前記較正値調整方法は、予め記憶された前記カメラの搭載位置および搭載角度、並びに、前記較正点の3次元位置から、前記較正点の前記撮像画像上の推定表示位置を推定することを含む。さらに、前記較正値調整方法は、前記表示画像中から取得した前記較正用マーカの重畳表示位置と、前記推定表示位置との差を小さくするように、前記カメラの搭載位置および搭載角度を6軸調整する較正値を算出するステップを含む。   The calibration value adjustment method according to the present disclosure includes acquiring a captured image including four or more calibration points located at least two or more different distances with a camera mounted on a moving body. The calibration value adjustment method includes generating a display image in which four or more calibration markers respectively corresponding to the four or more calibration points are superimposed on the captured image of the camera. Further, the calibration value adjusting method includes receiving, from the outside, a change instruction for changing a superimposed display position of the calibration marker at a position corresponding to the calibration point on the display image. Further, the calibration value adjusting method includes obtaining coordinates of the calibration marker in the display image. Further, the calibration value adjusting method includes estimating an estimated display position of the calibration point on the captured image from a pre-stored mounting position and mounting angle of the camera, and a three-dimensional position of the calibration point. Including. Further, the calibration value adjusting method may include setting the mounting position and the mounting angle of the camera on six axes so as to reduce the difference between the superimposed display position of the calibration marker acquired from the display image and the estimated display position. Calculating a calibration value to be adjusted.

本開示の実施形態によれば、移動体に搭載されたカメラの較正精度を向上させることができる。   According to the embodiments of the present disclosure, it is possible to improve the calibration accuracy of a camera mounted on a moving body.

較正装置の概略較正を示す機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a schematic calibration of the calibration device. 車両に搭載した図1の較正装置を含む較正システムの各構成要素の配置を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement of components of a calibration system including the calibration device of FIG. 1 mounted on a vehicle. 図1に示す制御部が実行する較正値の調整処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of a calibration value adjustment process performed by a control unit illustrated in FIG. 1. 図1に示す較正装置を搭載した車両と較正用パターンの第1例の配置について説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement of a vehicle equipped with the calibration device illustrated in FIG. 1 and a first example of a calibration pattern. 図1のインターフェイス部に表示される表示画像の第1例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a first example of a display image displayed on the interface unit in FIG. 1. 図1のインターフェイス部に表示される調整確認画面の第1例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a first example of an adjustment confirmation screen displayed on the interface unit in FIG. 1. 較正用パターンの第2例について説明する図である。It is a figure explaining the 2nd example of a pattern for calibration. 表示画像の第2例を示す図である。It is a figure showing the 2nd example of a display picture. 調整確認画面の第2例を示す図である。It is a figure showing the 2nd example of an adjustment check screen. 較正用パターンの第3例について説明する図である。It is a figure explaining the 3rd example of a pattern for calibration. 表示画像の第3例を示す図である。It is a figure showing the 3rd example of a display picture. 調整確認画面の第3例を示す図である。It is a figure showing the 3rd example of an adjustment check screen. 較正用パターンの第4例について説明する図である。It is a figure explaining the 4th example of a pattern for calibration. 表示画像の第4例を示す図である。It is a figure showing the 4th example of a display picture. 調整確認画面の第4例を示す図である。It is a figure showing the 4th example of an adjustment check screen. 較正用パターンの第5例について説明する図である。It is a figure explaining the 5th example of a pattern for calibration. 表示画像の第5例を示す図である。It is a figure showing the 5th example of a display picture. 調整確認画面の第5例を示す図である。It is a figure showing the 5th example of an adjustment check screen. 較正用パターンの第6例について説明する図である。It is a figure explaining the 6th example of a pattern for calibration. 表示画像の第6例を示す図である。It is a figure showing the 6th example of a display picture. 較正用パターンの第7例について説明する図である。It is a figure explaining the 7th example of a pattern for calibration. 表示画像の第7例を示す図である。It is a figure showing the 7th example of a display picture. 較正用パターンの第8例について説明する図である。It is a figure explaining the 8th example of a pattern for calibration. 表示画像の第8例を示す図である。It is a figure showing the 8th example of a display picture. カメラの概略構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of a camera.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The drawings used in the following description are schematic. The dimensional ratios and the like in the drawings do not always match actual ones.

<較正装置の構成>
図1に示すように、本開示の一実施形態に係る較正装置1は、カメラ2と、メモリ3と、制御部4(プロセッサ)と、インターフェイス部5とを含んで構成される。較正装置1は、移動体100(図2参照)に搭載されるカメラ2の画像を較正するための装置である。後述するように、メモリ3および制御部4は、カメラ2に含まれることもできる。
<Configuration of calibration device>
As illustrated in FIG. 1, a calibration device 1 according to an embodiment of the present disclosure includes a camera 2, a memory 3, a control unit 4 (processor), and an interface unit 5. The calibration device 1 is a device for calibrating an image of the camera 2 mounted on the moving body 100 (see FIG. 2). As described later, the memory 3 and the control unit 4 can be included in the camera 2.

本開示における「移動体」には、車両、船舶、航空機を含む。本開示における「車両」には、自動車および産業車両を含むが、これに限られず、鉄道車両および生活車両、滑走路を走行する固定翼機を含めてよい。自動車は、乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含むがこれに限られず、道路上を走行する他の車両を含んでよい。産業車両は、農業および建設向けの産業車両を含む。産業車両には、フォークリフト、およびゴルフカートを含むがこれに限られない。農業向けの産業車両には、トラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機を含むが、これに限られない。建設向けの産業車両には、ブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラを含むが、これに限られない。車両は、人力で走行するものを含む。なお、車両の分類は、上述に限られない。例えば、自動車には、道路を走行可能な産業車両を含んでよく、複数の分類に同じ車両が含まれてよい。本開示における船舶には、マリンジェット、ボート、タンカーを含む。本開示における航空機には、固定翼機、回転翼機を含む。   The “moving object” in the present disclosure includes a vehicle, a ship, and an aircraft. The “vehicle” in the present disclosure includes an automobile and an industrial vehicle, but is not limited thereto, and may include a railway vehicle, a living vehicle, and a fixed-wing aircraft traveling on a runway. Automobiles include, but are not limited to, passenger cars, trucks, buses, motorcycles, trolley buses, and the like, and may include other vehicles traveling on roads. Industrial vehicles include industrial vehicles for agriculture and construction. Industrial vehicles include, but are not limited to, forklifts and golf carts. Industrial vehicles for agriculture include, but are not limited to, tractors, tillers, transplanters, binders, combines, and lawnmowers. Industrial vehicles for construction include, but are not limited to, bulldozers, scrapers, excavators, crane trucks, dump trucks, and road rollers. Vehicles include those that run manually. The classification of the vehicle is not limited to the above. For example, an automobile may include an industrial vehicle that can travel on a road, and a plurality of classifications may include the same vehicle. Ships in the present disclosure include marine jets, boats, and tankers. The aircraft according to the present disclosure includes a fixed wing aircraft and a rotary wing aircraft.

カメラ2は、移動体100の外部の画像を撮像して、撮像した画像を電気信号として制御部4に出力する。カメラ2は、リアカメラ、フロントカメラ、左サイドカメラ、および、右サイドカメラ等が含まれるが、これらに限られない。リアカメラ、フロントカメラ、左サイドカメラ、および、右サイドカメラは、それぞれ車両の後方、前方、左側方、および右側方の周辺領域を撮像可能となるように車両に設置される。例えば、リアカメラ、フロントカメラ、左サイドカメラ、および、右サイドカメラは、それぞれ広角撮影が可能である。一実施形態において、カメラ2は、図2に示すように、移動体100の後方を撮像可能なように該移動体100に取付けられているリアカメラである。以下において、カメラ2をリアカメラとして説明する。カメラ2は、図2に示すように光軸Oを水平方向から下向きに傾けた姿勢で取り付けられることがある。   The camera 2 captures an image outside the moving body 100 and outputs the captured image to the control unit 4 as an electric signal. The camera 2 includes, but is not limited to, a rear camera, a front camera, a left side camera, a right side camera, and the like. The rear camera, the front camera, the left side camera, and the right side camera are installed on the vehicle such that the rear, front, left, and right peripheral areas of the vehicle can be imaged. For example, the rear camera, the front camera, the left side camera, and the right side camera can each perform wide-angle shooting. In one embodiment, as shown in FIG. 2, the camera 2 is a rear camera attached to the moving body 100 so that an image of the rear of the moving body 100 can be taken. Hereinafter, the camera 2 will be described as a rear camera. The camera 2 may be attached in a posture in which the optical axis O is inclined downward from the horizontal direction as shown in FIG.

カメラ2は、撮像光学系2aと撮像素子2bとを含む。撮像光学系2aは、1枚以上のレンズ等の光学素子を含む。撮像光学系2aは、撮像素子2bの受光面に被写体の像を結像させる。撮像素子2bは、CCDイメージセンサ(Charge-Coupled Device Image Sensor)、及びCMOSイメージセンサ(Complementary MOS Image Sensor)を含む。撮像素子2bは、被写体の像を電気信号に変換して制御部4に出力することができる。   The camera 2 includes an imaging optical system 2a and an imaging device 2b. The imaging optical system 2a includes one or more optical elements such as lenses. The imaging optical system 2a forms an image of a subject on the light receiving surface of the imaging element 2b. The imaging element 2b includes a CCD image sensor (Charge-Coupled Device Image Sensor) and a CMOS image sensor (Complementary MOS Image Sensor). The imaging element 2b can convert the image of the subject into an electric signal and output the electric signal to the control unit 4.

メモリ3は、半導体メモリ、磁気メモリ、および光メモリ等の何れか一つ以上を用いて構成されてよい。半導体メモリは、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含んでよい。磁気メモリは、例えばハードディスクおよび磁気テープ等を含んでよい。光メモリは、例えばCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、およびBD(Blu-ray(登録商標) Disc)等を含んでよい。   The memory 3 may be configured using one or more of a semiconductor memory, a magnetic memory, an optical memory, and the like. Semiconductor memory may include volatile memory and non-volatile memory. The magnetic memory may include, for example, a hard disk and a magnetic tape. The optical memory may include, for example, a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), and a BD (Blu-ray (registered trademark) Disc).

メモリ3には、4点以上の較正点の3次元位置、並びに、カメラ2の搭載位置(X,Y,Z)および搭載角度(ψ,θ,φ)が記憶されている。4点以上の較正点は、カメラ2から少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する較正点を含む。4点以上の較正点の3次元位置の情報は、カメラ2の較正のために予め定められ、メモリ3に記憶されている。カメラ2の搭載位置(X,Y,Z)および搭載角度(ψ,θ,φ)は、カメラ2を搭載する移動体100との相対的な位置および角度の関係を規定する。メモリ3に記憶されているカメラ2の搭載位置(X,Y,Z)および搭載角度(ψ,θ,φ)は、カメラ2を搭載する移動体100の設計時に定められた値、または、過去の較正処理によって更新された値である。   The memory 3 stores the three-dimensional positions of four or more calibration points, and the mounting position (X, Y, Z) and mounting angle (ψ, θ, φ) of the camera 2. The four or more calibration points include calibration points located at at least two or more different distances from the camera 2. Information on the three-dimensional positions of four or more calibration points is predetermined for calibration of the camera 2 and stored in the memory 3. The mounting position (X, Y, Z) and mounting angle (ψ, θ, φ) of the camera 2 define a relative position and angle relationship with the moving body 100 on which the camera 2 is mounted. The mounting position (X, Y, Z) and mounting angle (ψ, θ, φ) of the camera 2 stored in the memory 3 are values determined at the time of designing the moving body 100 on which the camera 2 is mounted, or past values. Are values updated by the calibration process.

メモリ3に予め記憶された4点以上の較正点をPiとし、その座標を(Xpi,Ypi,Zpi)とする。ここでiは、1〜nまでの整数である。nは較正点の数に相当する。本実施形態では、n=4として説明するが、これに限られず、n≧5であってもよい。各較正点Piは、カメラ2の撮影範囲内の予め定められた位置に配置されている。各較正点Piは、移動体100のタイヤが載る水平な平面上の点としうる。移動体100のタイヤが載る水平な平面を移動体100が配置される配置面とも呼ぶ。 Prestored 4 points or more calibration points and P i into the memory 3, the coordinates (X pi, Y pi, Z pi) and. Here, i is an integer from 1 to n. n corresponds to the number of calibration points. In the present embodiment, the description is made on the assumption that n = 4. However, the present invention is not limited to this, and n ≧ 5. Each calibration point P i is arranged at a predetermined position in the photographing range of the camera 2. Each calibration point P i may be a point on a horizontal plane on which the tire of the moving body 100 is mounted. The horizontal plane on which the tire of the moving body 100 is mounted is also referred to as an arrangement surface on which the moving body 100 is arranged.

搭載位置(X,Y,Z)は、メモリ3に記憶された移動体100に対するカメラ2の位置である。本実施形態では、カメラ2の位置は、図2に示すように、移動体100の後方に向かう方向であるY軸方向、鉛直方向であるZ方向、およびY軸方向およびZ軸方向に垂直な方向であるX軸方向を用いて示される。ある時点にメモリ3に記憶されている搭載位置(X0,Y0,Z0)は、後述の繰り返し計算を行うときの搭載位置(X,Y,Z)の初期値とすることができる。繰り返し計算を行うときの搭載位置(X,Y,Z)の初期値は、カメラ2を搭載した移動体100が製造される際の搭載位置の設計値(XD,YD,ZD)を用いてよい。 The mounting position (X, Y, Z) is the position of the camera 2 with respect to the moving body 100 stored in the memory 3. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the position of the camera 2 is perpendicular to the Y-axis direction that is a direction toward the rear of the moving body 100, the Z direction that is a vertical direction, and the Y-axis direction and the Z-axis direction. The direction is indicated using the X-axis direction. The mounting position (X 0 , Y 0 , Z 0 ) stored in the memory 3 at a certain point in time can be used as an initial value of the mounting position (X, Y, Z) when performing a repetitive calculation described later. The initial value of the mounting position (X, Y, Z) at the time of performing the repetitive calculation is a design value (X D , Y D , Z D ) of the mounting position when the moving body 100 mounted with the camera 2 is manufactured. May be used.

搭載角度(ψ,θ,φ)は、メモリ3に記憶された移動体100に対するカメラ2の角度である。カメラ2の角度は、X軸を中心にした回転角度であるチルト角ψ、Y軸を中心にした回転角度であるロール角θ、およびZ軸を中心にした回転角度であるパン角φを用いて示される。ある時点にメモリ3に記憶されている搭載角度(ψ0,θ0,φ0)は、後述の繰り返し計算を行うときの搭載角度(ψ,θ,φ)の初期値とすることができる。搭載角度(ψ,θ,φ)は、カメラ2を搭載した移動体100を組み立てる際の搭載角度の設計値(ψD,θD,φD)を用いることができる。 The mounting angle (ψ, θ, φ) is the angle of the camera 2 with respect to the moving body 100 stored in the memory 3. The angle of the camera 2 uses a tilt angle ψ, which is a rotation angle around the X axis, a roll angle θ, which is a rotation angle around the Y axis, and a pan angle φ, which is a rotation angle around the Z axis. Shown. The mounting angles (ψ 0 , θ 0 , φ 0 ) stored in the memory 3 at a certain point in time can be used as initial values of the mounting angles (θ, θ, φ) when performing a repetitive calculation described later. As the mounting angles (ψ, θ, φ), design values (ψ D , θ D , φ D ) of the mounting angles when assembling the moving body 100 on which the camera 2 is mounted can be used.

制御部4は、一つまたは複数のプロセッサを含む。制御部4が行う処理は、プロセッサが行うものと言い換えることができる。プロセッサには、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、特定の処理に特化した専用のプロセッサが含まれる。専用のプロセッサには、特定用途向けIC(ASIC;Application Specific Integrated Circuit)が含まれる。プロセッサには、プログラマブルロジックデバイス(PLD;Programmable Logic Device)が含まれる。PLDには、FPGA(Field-Programmable Gate Array)が含まれる。制御部4は、一つまたは複数のプロセッサが協働するSoC(System-on-a-Chip)、及びSiP(System In a Package)のいずれかであってよい。   The control unit 4 includes one or a plurality of processors. The processing performed by the control unit 4 can be rephrased as the processing performed by the processor. The processor includes a general-purpose processor that executes a specific function by reading a specific program, and a special-purpose processor specialized for a specific process. The dedicated processor includes an application specific integrated circuit (ASIC). The processor includes a programmable logic device (PLD; Programmable Logic Device). The PLD includes an FPGA (Field-Programmable Gate Array). The control unit 4 may be any one of SoC (System-on-a-Chip) and SiP (System In a Package) in which one or more processors cooperate.

図1に示すように、制御部4は、画像処理部41および演算処理部42の各機能ブロックを含むことができる。画像処理部41は、カメラで撮像した画像に対する画像処理を行う。演算処理部は、較正値を算出するための演算処理を行う。各機能ブロックが行う処理は、制御部4が行う処理と言い換えることができる。制御部4は、カメラ2、メモリ3、インターフェイス部5とそれぞれ、有線または無線の通信回線で接続され、情報の送受信が可能である。制御部4は、カメラ2、メモリ3、インターフェイス部5を制御することができる。較正値の調整を行わない通常の動作モードにおいて、制御部4は、メモリ3に記憶された最新の搭載位置(X,Y,Z)および搭載角度(ψ,θ,φ)の較正値に基づいて、カメラ2で撮像した撮像画像の較正を行うことができる。   As shown in FIG. 1, the control unit 4 can include each functional block of an image processing unit 41 and an arithmetic processing unit 42. The image processing unit 41 performs image processing on an image captured by a camera. The arithmetic processing unit performs arithmetic processing for calculating a calibration value. The processing performed by each functional block can be rephrased as the processing performed by the control unit 4. The control unit 4 is connected to the camera 2, the memory 3, and the interface unit 5 via a wired or wireless communication line, respectively, and can transmit and receive information. The control unit 4 can control the camera 2, the memory 3, and the interface unit 5. In the normal operation mode in which the calibration value is not adjusted, the control unit 4 determines the latest mounting position (X, Y, Z) and mounting angle (ψ, θ, φ) stored in the memory 3 based on the calibration value. Thus, the calibration of the image captured by the camera 2 can be performed.

メモリ3および制御部4は、図2に示すように同一の筺体に格納され、車両である移動体100の内部に収容されることができる。例えば、メモリ3および制御部4は、フロントウィンドシールドの下側に配置しうる。上述のように、メモリ3および制御部4はカメラ2に内蔵されてよい。   The memory 3 and the control unit 4 are stored in the same housing as shown in FIG. 2 and can be housed inside the moving body 100 which is a vehicle. For example, the memory 3 and the control unit 4 can be arranged below the front windshield. As described above, the memory 3 and the control unit 4 may be built in the camera 2.

インターフェイス部5は、較正装置1に対して較正装置1の使用者が入出力を行うための装置である。インターフェイス部5は、例えば、タッチパネルを含んで構成されることができる。インターフェイス部5は、カメラ2により撮像され制御部4の画像処理部41により処理された表示画像10を、表示可能である。インターフェイス部5は、使用者の指先またはマウス若しくはスタイラスペン等の特定の道具を用いた、使用者からの入力を受け付け可能である。インターフェイス部5は、移動体100が有するタッチパネル式の表示装置を、他の装置と共用することができる。なお、本実施形態において「使用者」は、例えば、自動車の販売店またはサービス拠点等の作業者である。   The interface unit 5 is a device for a user of the calibration device 1 to perform input and output with respect to the calibration device 1. The interface unit 5 can be configured to include, for example, a touch panel. The interface unit 5 can display a display image 10 captured by the camera 2 and processed by the image processing unit 41 of the control unit 4. The interface unit 5 can receive an input from the user using a fingertip of the user or a specific tool such as a mouse or a stylus pen. The interface unit 5 can share the touch panel display device of the moving body 100 with another device. In this embodiment, the “user” is, for example, a worker at a car dealership or a service base.

<較正値の調整処理>
次に、図3のフローチャートを参照して較正装置1の制御部4が行う較正値の調整処理を詳細に説明する。
<Calibration value adjustment processing>
Next, a calibration value adjustment process performed by the control unit 4 of the calibration device 1 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

この較正値の調整処理は、製造時に移動体100にカメラ2が取り付けられた後、カメラ2の搭載位置(X,Y,Z)および搭載角度(ψ,θ,φ)を調整するために、製造設備以外で行うことを想定する。例えば、移動体100が、車両の場合、自動車の販売店またはサービス拠点などでこのような較正値の算出を行う場合がある。   This calibration value adjustment process is performed after the camera 2 is attached to the moving body 100 at the time of manufacturing, in order to adjust the mounting position (X, Y, Z) and mounting angle (ψ, θ, φ) of the camera 2. It is assumed that it is performed at a place other than the manufacturing facility. For example, when the moving body 100 is a vehicle, such a calibration value may be calculated at an automobile dealer or a service base.

較正値の調整に先立ち、図4に示すように、移動体100と較正用シート6とが、所定の位置関係となるように、正確に位置決めがなされる。較正用シート6は、移動可能なシートとすることができる。較正用シート6は、移動体100のタイヤが載る水平面(配置面)上に配置される。較正用シート6は、車両の基準位置から決められた距離に決められた角度で配置される。基準位置は、カメラ2の取り付けられた位置、または、移動体100の後端部の中心とすることができる。図4では、それぞれX軸方向およびY軸方向に沿う仮想線が破線により示されている。2つの破線は移動体100の最後部で交差する。図4の例では、この設置面上の破線の交点を実空間上の原点を示す基準位置として、較正用シートを配置することができる。   Prior to adjustment of the calibration value, as shown in FIG. 4, the moving body 100 and the calibration sheet 6 are accurately positioned so as to have a predetermined positional relationship. The calibration sheet 6 can be a movable sheet. The calibration sheet 6 is arranged on a horizontal plane (arrangement plane) on which the tires of the moving body 100 are mounted. The calibration sheet 6 is arranged at a predetermined angle from a reference position of the vehicle at a predetermined distance. The reference position can be the position where the camera 2 is attached or the center of the rear end of the moving body 100. In FIG. 4, phantom lines along the X-axis direction and the Y-axis direction are indicated by broken lines. The two dashed lines intersect at the rear end of the mobile unit 100. In the example of FIG. 4, the calibration sheet can be arranged with the intersection of the broken lines on the installation surface as the reference position indicating the origin in the real space.

図4には、較正用シート6上に描かれた第1例に係る較正用パターンM1が示されている。第1例に係る較正用パターンM1は、外周を表す実線により表示された四辺形の形状を有する。較正用パターンM1の四辺形の各頂点は、較正点P1〜P4として使用される。すなわち、較正点P1〜P4は、四辺形の外周上に位置する。較正点P1〜P4は、メモリ3に記憶された較正点P1〜P4に対応する実空間の較正点である。正確に位置決めがなされたとき、較正用シート6上の4つの較正点P1〜P4の3次元位置と、メモリ3に記憶された較正点P1〜P4の3次元位置は一致する。一例として、各較正点P1〜P4の3次元位置をメートルを単位として、(1,2,0)、(−1,2,0)、(−1,1,0)、(1,1,0)としうる。各較正点P1〜P4の実空間における3次元位置は、これに限られない。 FIG. 4 shows a calibration pattern M 1 according to a first example drawn on the calibration sheet 6. Calibration pattern M 1 according to the first example has the shape of a quadrilateral which is displayed by a solid line representing the outer periphery. Each vertex of the quadrilateral of the calibration pattern M 1 is used as a calibration point P 1 to P 4. That is, the calibration point P 1 to P 4 are located on the outer periphery of the quadrilateral. Calibration points P 1 to P 4 are calibration points of the real space corresponding to the calibration point P 1 to P 4 stored in the memory 3. When the positioning is correctly performed, the three-dimensional positions of the four calibration points P 1 to P 4 on the calibration sheet 6 coincide with the three-dimensional positions of the calibration points P 1 to P 4 stored in the memory 3. As an example, the three-dimensional position of each of the calibration points P 1 to P 4 is expressed in units of meters (1, 2, 0), (−1, 2, 0), (−1, 1, 0), (1, 1,0). 3-dimensional position in the real space of each calibration point P 1 to P 4 is not limited thereto.

較正装置1と較正用パターンM1に含まれる較正点P1〜P4とは、較正システムを構成する。較正装置1と、較正装置に対して正確に位置決めされた較正点P1〜P4とにより、較正値の調整処理が可能になる。 A calibration point P 1 to P 4 that are included in the calibration apparatus 1 and the calibration pattern M 1 constitutes a calibration system. The calibration device 1 and the calibration points P 1 to P 4 accurately positioned with respect to the calibration device enable adjustment processing of the calibration value.

移動体100と較正用シート6との間に正確な位置決めがなされると。制御部4はカメラ2から撮像画像を取得する(ステップS01)。制御部4の画像処理部41は、カメラ2から取得した撮像画像に、歪み補正、明度調整、コントラスト調整、ガンマ補正等の任意の処理を行うことができる。   When accurate positioning is performed between the moving body 100 and the calibration sheet 6. The control unit 4 acquires a captured image from the camera 2 (Step S01). The image processing unit 41 of the control unit 4 can perform arbitrary processing such as distortion correction, brightness adjustment, contrast adjustment, and gamma correction on the captured image acquired from the camera 2.

画像処理部41は、さらに、メモリ3に記憶された上述の4点の較正点P1〜P4に、それぞれ対応する4つの調整枠C1〜C4(較正用マーカ)を重畳表示した、表示画像10を生成する(ステップS02)。画像処理部41は、図5に示すように生成した表示画像10をインターフェイス部5に表示させる。 The image processing unit 41 further displays four adjustment frames C 1 to C 4 (calibration markers) corresponding to the four calibration points P 1 to P 4 stored in the memory 3 respectively. The display image 10 is generated (Step S02). The image processing unit 41 causes the interface unit 5 to display the display image 10 generated as shown in FIG.

調整枠C1〜C4を表示するため、制御部4は、表示画像10上で4点の較正点P1〜P4が位置すると推定される推定表示位置f1〜f4を算出する。推定表示位置f1〜f4は、表示画像10上のX座標およびY座標の値を有する2次元量である。制御部4は、推定表示位置f1〜f4を、メモリ3に記憶されている4点の較正点P1〜P4の3次元位置(Xpi,Ypi,Zpi)(i=1〜4)、ならびに、カメラ2の搭載位置(X0,Y0,Z0)および搭載角度(ψ0,θ0,φ0)に基づいて算出する。メモリ3が、製造時の設計値である搭載位置(XD,YD,ZD)および搭載角度(ψD,θD,φD)を有する場合、制御部4は、これらを用いて推定表示位置f1〜f4を算出してよい。推定表示位置f1〜f4の算出は、演算処理部42で行ってよい。画像処理部41は、この推定表示位置f1〜f4が中心となるように調整枠C1〜C4を表示することができる。 In order to display the adjustment frames C 1 to C 4 , the control unit 4 calculates estimated display positions f 1 to f 4 at which four calibration points P 1 to P 4 are estimated to be located on the display image 10. The estimated display positions f 1 to f 4 are two-dimensional quantities having values of the X coordinate and the Y coordinate on the display image 10. The control unit 4 converts the estimated display positions f 1 to f 4 into three-dimensional positions (X pi , Y pi , Z pi ) of four calibration points P 1 to P 4 stored in the memory 3 (i = 1 4) and the mounting position (X 0 , Y 0 , Z 0 ) and mounting angle (ψ 0 , θ 0 , φ 0 ) of the camera 2. When the memory 3 has a mounting position (X D , Y D , Z D ) and a mounting angle (ψ D , θ D , φ D ) which are design values at the time of manufacturing, the control unit 4 estimates using these. it may calculate the display position f 1 ~f 4. The calculation of the estimated display positions f 1 to f 4 may be performed by the arithmetic processing unit 42. The image processing unit 41 may be the estimated display position f 1 ~f 4 to display the adjustment frame C 1 -C 4 so that the center.

調整枠C1〜C4は、図5に示すように、透明な内部領域(枠の内側部分)を有する円形または楕円形等の形状の枠である。調整枠C1〜C4の内部領域は、表示画像10上の較正用パターンM1の隣接する2辺の交差する領域である較正点P1〜P4の領域よりも大きい。 Adjustment frame C 1 -C 4, as shown in FIG. 5 is a frame shape such as circular or elliptical form having a transparent inner region (interior portion of the frame). Interior region of the adjusting frame C 1 -C 4 is greater than the intersecting region a region of the calibration points P 1 to P 4 are in two adjacent sides of the calibration pattern M 1 on the display image 10.

メモリ3に記憶されたカメラ2の搭載位置(X0,Y0,Z0)および搭載角度(ψ0,θ0,φ0)が正しければ、表示画像10上の較正点P1〜P4の座標と、最初に表示された調整枠C1〜C4の中心座標とは一致する。一方、実際の搭載位置(X,Y,Z)および搭載角度(ψ,θ,φ)がメモリ3に記憶された搭載位置(X0,Y0,Z0)および搭載角度(ψ0,θ0,φ0)からずれると、較正点P1〜P4の座標と最初に表示された調整枠C1〜C4の中心座標とは一致しない。そこで、制御部4は、搭載位置(X,Y,Z)および搭載角度(ψ,θ,φ)の調整をするため、使用者によるインターフェイス部5からの調整枠C1〜C4の位置変更を受け付ける(ステップS03)。なお、上記において中心座標は、円または楕円の場合、その中心の座標を意味する。長方形またはひし形等の場合は、その重心の座標を意味する。調整枠C1〜C4の中心座標は、調整枠C1〜C4の重畳表示位置を代表する。 If the mounting position (X 0 , Y 0 , Z 0 ) and mounting angle (ψ 0 , θ 0 , φ 0 ) of the camera 2 stored in the memory 3 are correct, the calibration points P 1 to P 4 on the display image 10 and coordinates the first displayed center coordinates of the adjustment frame C 1 -C 4 matches. On the other hand, the mounting position (X 0 , Y 0 , Z 0 ) and mounting angle (ψ 0 , θ) in which the actual mounting position (X, Y, Z) and mounting angle (), θ, φ) are stored in the memory 3. 0 , φ 0 ), the coordinates of the calibration points P 1 to P 4 do not match the center coordinates of the adjustment frames C 1 to C 4 displayed first. Therefore, the control unit 4 changes the positions of the adjustment frames C 1 to C 4 from the interface unit 5 by the user in order to adjust the mounting position (X, Y, Z) and the mounting angle (ψ, θ, φ). Is received (step S03). In the above, in the case of a circle or an ellipse, the center coordinate means the coordinate of the center. In the case of a rectangle or a diamond, it means the coordinates of the center of gravity. Center coordinates of the adjustment frame C 1 -C 4 are representative of superimposed display position of the adjustment frame C 1 -C 4.

ここで、インターフェイス部5を介した調整枠C1〜C4の位置変更方法の一例を説明する。図5に示すように、インターフェイス部5には、表示画像10とともに、選択ボタン12、位置調整ボタン13およびOKボタン14が表示される。これらのボタンは、タッチパネル上のボタンまたはアイコンとすることができる。選択ボタン12、位置調整ボタン13およびOKボタン14は、GUI上で操作されることにより、以下に説明する処理を起動する。 Here, an example of a position change process of adjusting frame C 1 -C 4 via the interface unit 5. As shown in FIG. 5, a selection button 12, a position adjustment button 13, and an OK button 14 are displayed on the interface unit 5 together with the display image 10. These buttons can be buttons or icons on a touch panel. The selection button 12, the position adjustment button 13, and the OK button 14 are operated on the GUI to activate processing described below.

較正装置1の使用者は、それぞれの調整枠C1〜C4の表示画像10上での重畳表示位置の変更指示を、インターフェイス部5を介して制御部4に外部から与える。まず、使用者は選択ボタン12により調整を行う調整枠C1〜C4を選択する。選択ボタン12を押すと、調整枠C1〜C4の何れか1つが選択される。選択された調整枠C1〜C4は、色の変化または点滅等の表示態様の変化により使用者に提示される。使用者が選択ボタン12を押す度に、選択される調整枠C1〜C4が順次切り替わる。 The user of the calibration device 1 gives an instruction to change the superimposed display position of the respective adjustment frames C 1 to C 4 on the display image 10 to the control unit 4 via the interface unit 5 from the outside. First, the user selects the adjustment frame C 1 -C 4 for adjusting the selection button 12. Pressing the selection button 12, one of the adjustment frame C 1 -C 4 is selected. The selected adjustment frame C 1 -C 4 was is presented to the user by a change in the display mode such as a color change or blinking. Each time the user presses the selection button 12, sequentially switched adjusting frame C 1 -C 4 are selected.

使用者は、選択されている調整枠C1〜C4の位置を、位置調整ボタン13を用いて変更することができる。位置調整ボタン13は、図5に図示されるように、上下左右のそれぞれの方向表す4つのボタンにより構成され、これらのボタンを押下することによって、上下左右の各方向に選択中の調整枠C1〜C4を移動させて位置を調整することができる。使用者は、調整枠C1〜C4を、対応する較正点P1〜P4が当該調整枠C1〜C4の内部領域に入るように移動させる。使用者は、各較正点P1〜P4が、できるだけ調整枠C1〜C4の内部領域の中心に位置するように調整する。 The user can use the position adjustment buttons 13 to change the positions of the selected adjustment frames C 1 to C 4 . As shown in FIG. 5, the position adjustment button 13 is composed of four buttons indicating up, down, left, and right directions, and by pressing these buttons, the adjustment frame C being selected in each of the up, down, left, and right directions. moving the 1 -C 4 may be aligned with. The user, the adjustment frame C 1 -C 4, corresponding calibration point P 1 to P 4 is moved so as to enter the interior region of the adjusting frame C 1 -C 4. The user, each calibration point P 1 to P 4 are adjusted to be in the center of the inside region as possible adjustment frame C 1 -C 4.

調整枠C1〜C4の内部領域の大きさは、調整精度から決定される。調整枠C1〜C4の内部領域の大きさは、調整仕様、言い換えれば、許容誤差に収まるように設定される。すなわち、許容誤差が大きければ、調整枠C1〜C4は大きい。許容誤差が小さければ、調整枠C1〜C4は小さい。 The size of the inner region of the adjustment frame C 1 -C 4 is determined from the adjustment accuracy. The size of the inner region of the adjustment frame C 1 -C 4, the adjustment specifications, in other words, is set to fit tolerances. That is, the greater the tolerance adjustment frame C 1 -C 4 is large. Smaller tolerances, adjusting frame C 1 -C 4 is small.

使用者は、全ての調整枠C1〜C4の位置の調整が完了すると、OKボタン14を押下する。OKボタン14の押下によって、制御部4は、インターフェイス部5から、それぞれの調整枠C1〜C4の重畳表示位置の変更指示と、表示画像10上の各調整枠C1〜C4の重畳表示位置である中心座標を受け取る。 When the adjustment of the positions of all the adjustment frames C 1 to C 4 is completed, the user presses the OK button 14. Upon depression of the OK button 14, the control unit 4, from the interface unit 5, change instruction and superimposed display position of each of the adjustment frame C 1 -C 4, superimposed on each adjustment frame C 1 -C 4 on the display image 10 Receives center coordinates that are display positions.

調整枠C1〜C4の中心座標を取得した制御部4は、前記カメラ2の前記搭載位置(X,Y,Z)および前記搭載角度(ψ,θ,φ)を6軸調整する較正値を算出する(ステップS04)。6軸調整するとは、3次元空間の直交する3軸のそれぞれの方向の位置、および、当該3軸それぞれの回りの角度を調整することを意味する。以下に較正値の算出方法を説明する。 The control unit 4 having acquired the center coordinates of the adjustment frames C 1 to C 4 adjusts the mounting position (X, Y, Z) and the mounting angle (ψ, θ, φ) of the camera 2 by six axes. Is calculated (step S04). The six-axis adjustment means adjusting the position of each of the three orthogonal axes in the three-dimensional space in the respective directions and the angle around each of the three axes. Hereinafter, a method of calculating the calibration value will be described.

演算処理部42は、変更された調整枠C1〜C4の中心座標、すなわち重畳表示位置を、較正点P1〜P4の表示画像10上での実際の表示位置I1〜I4とする。実際の表示位置I1〜I4は、表示画像10上のX座標およびY座標の値を有する2次元量である。演算処理部42は、推定表示位置f1〜f4と実際の表示位置I1〜I4との差を表す指標を小さくするように、搭載位置(X,Y,Z)および搭載角度(ψ,θ,φ)の較正値を算出する。較正値の算出には、以下のように最小二乗法を用いることができる。 The arithmetic processing unit 42 determines the center coordinates of the changed adjustment frames C 1 to C 4 , that is, the superimposed display positions, as the actual display positions I 1 to I 4 on the display image 10 of the calibration points P 1 to P 4. I do. The actual display positions I 1 to I 4 are two-dimensional quantities having the values of the X coordinate and the Y coordinate on the display image 10. The arithmetic processing unit 42 sets the mounting position (X, Y, Z) and mounting angle (ψ) so as to reduce the index indicating the difference between the estimated display positions f 1 to f 4 and the actual display positions I 1 to I 4. , Θ, φ). For the calculation of the calibration value, the least square method can be used as follows.

まず、較正の対象である、搭載位置(X,Y,Z)および搭載角度(ψ,θ,φ)の各パラメータを含む6次元量である位置姿勢αを次のように定義する。
α=[X,Y,Z,ψ,θ,φ]T (1)
推定表示位置f1〜f4は、位置姿勢αの関数である。
First, the position and orientation α, which is a six-dimensional quantity including the parameters of the mounting position (X, Y, Z) and the mounting angle (ψ, θ, φ) to be calibrated, is defined as follows.
α = [X, Y, Z, ψ, θ, φ] T (1)
The estimated display positions f 1 to f 4 are functions of the position and orientation α.

カメラ2の実際の位置姿勢が設計値または直近で構成された位置姿勢αと一致していれば、Ii=fi(α)(i=1〜4)となる。しかしながら、カメラ2の搭載位置(X,Y,Z)のずれまたは搭載角度(ψ,θ,φ)のずれにより、実際の表示位置Iiと推定表示位置fi(α)との間には、誤差Li(α)が生じる。すなわち、

Figure 2020053898
となる。 If the actual position and orientation of the camera 2 coincides with the design values or the position and orientation α that is configured most recently, then I i = f i (α) (i = 1 to 4). However, due to a shift of the mounting position (X, Y, Z) or a shift of the mounting angle (,, θ, φ) of the camera 2, there is a difference between the actual display position I i and the estimated display position f i (α). , Error L i (α). That is,
Figure 2020053898
Becomes

そこで、演算処理部42は、最小二乗法により誤差Li(α)を最小化する演算を行う。誤差Li(α)の最小化は、誤差Li(α)に対応する指標を最小化することにより行う。具体的には、この誤差Li(α)の各較正点Piについての平方和を誤差関数e(α)とし、これを最小とする位置姿勢αを算出することにより、位置(X,Y,Z)および姿勢(ψ,θ,φ)の較正値を算出することができる。誤差関数e(α)は、誤差Li(α)に対応する指標である。誤差関数e(α)は次式で表される。 Therefore, the arithmetic processing unit 42 performs an arithmetic operation to minimize the error L i (α) by the least square method. The error L i (α) is minimized by minimizing an index corresponding to the error L i (α). Specifically, by the sum of squares for each calibration point P i of the error L i (alpha) is the error function e (alpha), and calculates the position and orientation alpha to minimize this, position (X, Y , Z) and posture (ψ, θ, φ) calibration values can be calculated. The error function e (α) is an index corresponding to the error Li (α). The error function e (α) is expressed by the following equation.

Figure 2020053898
Figure 2020053898

誤差関数e(α)の最小化は、反復計算により行うことができる。すなわち、演算処理部42は、誤差関数e(α)を減少させる方向に各位置姿勢αのパラメータを調整する。演算処理部42は、変更した位置姿勢αを用いて、較正点Piの推定表示位置fi(α)、誤差Li(α)および誤差関数e(α)を再計算する。演算処理部42は、誤差関数e(α)が最小値またはその近傍となるまで上記位置姿勢αの調整、および、較正点Piの推定表示位置fi(α)、誤差Li(α)および誤差関数e(α)の再計算の各演算を繰り返し実行する。 The minimization of the error function e (α) can be performed by an iterative calculation. That is, the arithmetic processing unit 42 adjusts the parameters of each position and orientation α in a direction to decrease the error function e (α). The arithmetic processing unit 42 recalculates the estimated display position f i (α), the error L i (α), and the error function e (α) of the calibration point P i using the changed position and orientation α. The arithmetic processing unit 42 adjusts the position and orientation α until the error function e (α) becomes the minimum value or its vicinity, and estimates the display position f i (α) of the calibration point P i and the error L i (α). And the recalculation of the error function e (α) is repeatedly executed.

誤差関数e(α)が最小値またはその近傍となったことは、種々の方法で判定できる。例えば、演算処理部42は、誤差関数e(α)に閾値を設け、誤差関数e(α)が閾値未満となったとき、反復計算を終了してよい。演算処理部42は、各回の繰り返し計算の前後の誤差関数e(α)または各位置姿勢αのパラメータの変化量を算出して、当該変化量が所定値以下になったとき、誤差関数e(α)が最小値またはその近傍に収束したものと判定して、計算の繰り返しを終了してよい。反復計算を終了したときの位置姿勢αの各パラメータが、搭載位置(X,Y,Z)および搭載角度(ψ,θ,φ)の較正値となる。   The fact that the error function e (α) is at or near the minimum value can be determined by various methods. For example, the arithmetic processing unit 42 may set a threshold value for the error function e (α), and terminate the iterative calculation when the error function e (α) becomes smaller than the threshold value. The arithmetic processing unit 42 calculates an error function e (α) before and after each repetition calculation or a change amount of a parameter of each position and orientation α, and when the change amount becomes a predetermined value or less, the error function e ( α) may be determined to have converged to or near the minimum value, and the repetition of the calculation may be terminated. Each parameter of the position and orientation α at the end of the iterative calculation becomes a calibration value of the mounting position (X, Y, Z) and the mounting angle (ψ, θ, φ).

反復計算を行う方法には、最急降下法、ニュートン法、ガウス・ニュートン法、レーベンバーグ・マルカート法等の種々の公知の計算手法を用いることができる。   Various well-known calculation methods such as a steepest descent method, a Newton method, a Gauss-Newton method, and a Levenberg-Marquardt method can be used for the method of performing the iterative calculation.

一例として、ガウス・ニュートン法を用いる場合、演算処理部42は、誤差関数e(α)の最小値を探索するため、誤差関数e(α)または位置姿勢α等のパラメータに設定された収束条件を満たすまで反復計算を行う。一例として、誤差関数e(α)の最小値の探索は、以下のΔαについて収束するまで反復計算をすることにより行うことができる。   As an example, when the Gauss-Newton method is used, the arithmetic processing unit 42 searches for the minimum value of the error function e (α), so that the convergence condition set in parameters such as the error function e (α) or the position and orientation α is used. Iterative calculation is performed until is satisfied. As an example, the search for the minimum value of the error function e (α) can be performed by iterative calculation until the following Δα is converged.

Figure 2020053898
ここで、Δαは反復計算による位置姿勢αの変化量である。Jは、αにおけるLi(α)のヤコビアンであり、次のように表すことができる。
Figure 2020053898
Here, Δα is the amount of change in the position and orientation α by the iterative calculation. J is the Jacobian of L i (α) at α and can be expressed as:

Figure 2020053898
反復計算は、Δαが所定の閾値Th未満になるまで繰り返される。閾値Thは、適宜定めることができる。
Figure 2020053898
The iterative calculation is repeated until Δα becomes less than the predetermined threshold Th. The threshold value Th can be determined as appropriate.

なお、上述の説明では、演算処理部42は、誤差Li(α)の平方和を誤差関数e(α)として最小化する計算を行った。しかし、位置姿勢αの最適値を求める方法はこれに限られない。例えば、演算処理部42は、最小絶対値法によりカメラ2の姿勢位置を導出することができる。最小絶対値法において、誤差に対応する指標である誤差関数e(α)は次式で表される。

Figure 2020053898
誤差関数e(α)を最小化するため、演算処理部42は目標計画法を採用することができる。 In the above description, the arithmetic processing unit 42 performs the calculation to minimize the sum of the squares of the error Li (α) as the error function e (α). However, the method for obtaining the optimum value of the position and orientation α is not limited to this. For example, the arithmetic processing unit 42 can derive the attitude position of the camera 2 using the minimum absolute value method. In the minimum absolute value method, an error function e (α) which is an index corresponding to an error is represented by the following equation.
Figure 2020053898
In order to minimize the error function e (α), the arithmetic processing unit 42 can adopt a target programming method.

制御部4は、演算処理部42において、搭載位置の較正値(XC,YC,ZC)および搭載角度の較正値(ψC,θC,φC)を算出すると、これらをメモリ3に記憶することができる。メモリ3は、各較正値として、搭載位置の較正値(XC,YC,ZC)および搭載角度の較正値(ψC,θC,φC)に代えて、これらの較正値の搭載位置の設計値(XD,YD,ZD)および搭載角度の設計値(XD,YD,ZD)からの差分のみを記憶してよい。 The control unit 4 calculates the calibration values (X C , Y C , Z C ) of the mounting position and the calibration values (ψ C , θ C , φ C ) of the mounting angle in the arithmetic processing unit 42 and stores them in the memory 3. Can be stored. The memory 3 stores these calibration values in place of the calibration values (X C , Y C , Z C ) of the mounting position and the calibration values (ψ C , θ C , φ C ) of the mounting angle as the respective calibration values. design value of the position (X D, Y D, Z D) and mounting angle of the design value (X D, Y D, Z D) may store only the difference from.

次に、制御部4の画像処理部41は、インターフェイス部5により、図6に示すような調整確認画面20を表示する(ステップS05)。   Next, the image processing unit 41 of the control unit 4 causes the interface unit 5 to display the adjustment confirmation screen 20 as shown in FIG. 6 (Step S05).

調整確認画面20は、カメラ2で撮像された画像に半透明の網掛けが重畳される。調整確認画面20は、半透明の網掛けが表示された網掛け領域Ahと網掛けの無い網掛け無し領域Acとを含む。網掛け無し領域Acは、メモリ3に記憶された4つの較正点P1〜P4の3次元位置(Xpi,Ypi,Zpi)(i=1〜4)、ならびに、搭載位置の較正値(XC,YC,ZC)および搭載角度の較正値(ψC,θC,φC)に基づいて、算出される領域である。網掛け無し領域Acは、較正点P1〜P4の較正値調整後の推定表示位置f1〜f4に基づく、較正用パターンM1が表示されるべき領域およびその近傍領域である。それぞれの較正値が正確に算出されていれば、調整確認画面20上で、較正用パターンM1は、網掛け無し領域Ac内に位置する。網掛け無し領域Acの幅は、要求される較正の精度、または、許容誤差に基づいて決定される。網掛け無し領域Acは、許容誤差の範囲を示す。 On the adjustment confirmation screen 20, translucent shading is superimposed on the image captured by the camera 2. The adjustment confirmation screen 20 includes a hatched area Ah in which translucent hatching is displayed and a non-hatched area Ac without hatching. Network without meshing region Ac is four, which is stored in the memory 3 the three-dimensional position of calibration points P 1 ~P 4 (X pi, Y pi, Z pi) (i = 1~4), and the calibration of the mounting position The area is calculated based on the values (X C , Y C , Z C ) and the calibration values of the mounting angle (θ C , θ C , φ C ). Network without meshing region Ac is based on the calibration point P 1 to P estimated display position f 1 ~f 4 after calibration value adjustment of 4, a region and its neighboring area to the calibration pattern M 1 is displayed. If the respective calibration values have been accurately calculated, the calibration pattern M 1 is located in the non-shaded area Ac on the adjustment confirmation screen 20. The width of the unshaded area Ac is determined based on the required calibration accuracy or tolerance. The non-shaded area Ac indicates the range of the allowable error.

インターフェイス部5は、調整確認画面20上にBACKボタン21およびOKボタン22を表示する。BACKボタン21およびOKボタン22は、タッチパネル上のボタンまたはアイコンとすることができる。較正装置1の使用者は、調整確認画面20において、較正用パターンM1の全体が網掛け無し領域Ac内に含まれているか否かを目視により確認し、BACKボタン21およびOKボタン22の何れかを押下する。 The interface unit 5 displays a BACK button 21 and an OK button 22 on the adjustment confirmation screen 20. The BACK button 21 and the OK button 22 can be buttons or icons on the touch panel. The user of the calibration device 1, the adjustment confirmation screen 20, the entire calibration pattern M 1 is visually confirmed whether or not included in the shaded region without the Ac, either BACK button 21 and OK button 22 Is pressed.

使用者は、較正用パターンM1の少なくとも一部が、網掛け領域Ahと重なっている場合、算出した較正値の精度がよくないと判断することができる。この場合、使用者は、BACKボタン21を押下する。BACKボタン21が押下されると、制御部4はインターフェイス部5からその信号を受信し(ステップS06:No)、処理をステップS03に戻す。すなわち、制御部4は、インターフェイス部5に表示画像10を表示させ、再び調整枠C1〜C4の位置変更を受け付ける。 The user, at least a portion of the calibration pattern M 1 is, if overlaps the shaded region Ah, it can be determined that the accuracy of the calculated calibration value is not good. In this case, the user presses the BACK button 21. When the BACK button 21 is pressed, the control unit 4 receives the signal from the interface unit 5 (Step S06: No), and returns the process to Step S03. That is, the control unit 4 to display the display image 10 to the interface unit 5 receives the position change of the adjustment frame C 1 -C 4 again.

使用者は、較正用パターンM1の全体が網掛け無し領域Ac内に含まれていると判断した場合、OKボタン22を押下する。インターフェイス部5は、OKボタン22が押下されると、調整終了指示を制御部4に送信する(ステップS06:Yes)。これにより、較正値の調整処理は終了する。 The user, if the entire calibration pattern M 1 is determined to be included in the shaded region without the Ac, and presses an OK button 22. When the OK button 22 is pressed, the interface unit 5 transmits an adjustment end instruction to the control unit 4 (Step S06: Yes). Thus, the calibration value adjustment processing ends.

メモリ3に記憶された搭載位置の較正値(XC,YC,ZC)および搭載角度の較正値(ψC,θC,φC)は、較正値の調整処理の終了後、カメラ2の通常動作中において、カメラ2の撮像画像の較正を行うために使用される。 The calibration values (X C , Y C , Z C ) of the mounting position and the calibration values (搭載C , θ C , φ C ) of the mounting angle stored in the memory 3 are stored in the camera 2 after the calibration value adjustment processing is completed. Is used to calibrate the image captured by the camera 2 during the normal operation of.

以上説明したように、本実施形態によれば、カメラ2の搭載位置(X,Y,Z)およびカメラ2の搭載角度(ψ,θ,φ)の6軸について較正値を調整することができる。較正装置1において、例えば、カメラの高さ(Z)と俯角(チルト角:ψ)のみを調整の対象とする場合、例えば、横方向(X軸方向)の位置ずれ、もしくは、パン方向(φ)またはロール方向(θ)の回転があると、それらの方向のパラメータの調整ができない。さらに、調整の対象となる高さ(Z)および俯角(ψ)についても、正確な較正ができない。本開示の較正装置1は、6軸調整が可能なので、較正値の正確な調整が可能になり、カメラ2の較正精度を高めることができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to adjust the calibration values for the six axes of the mounting position (X, Y, Z) of the camera 2 and the mounting angles (ψ, θ, φ) of the camera 2. . In the calibration device 1, for example, when only the height (Z) and depression angle (tilt angle: の) of the camera are to be adjusted, for example, displacement in the horizontal direction (X-axis direction) or pan direction (φ ) Or rotation in the roll direction (θ) cannot adjust the parameters in those directions. Further, the height (Z) and the depression angle (ψ) to be adjusted cannot be accurately calibrated. Since the calibration device 1 of the present disclosure can perform six-axis adjustment, accurate adjustment of the calibration value is possible, and the calibration accuracy of the camera 2 can be improved.

また、カメラ2を用いて、撮像画像から歩行者等の対象物を検知し、該対象物までの距離を算出するような場合、カメラ2の6軸方向の搭載条件が正確に分かっていないと、距離計算に生じる誤差が大きくなる場合がある。本開示の較正装置1を用いて較正値を調整したカメラ2は、6軸方向の較正が可能なので、誤差を小さくすることができる。したがって、本開示の較正装置1は、そのような用途に使用されるカメラ2に特に有効である。   In addition, in a case where a target object such as a pedestrian is detected from a captured image using the camera 2 and a distance to the target object is calculated, if the mounting conditions of the camera 2 in the six-axis direction are not known accurately. In some cases, an error generated in the distance calculation becomes large. The camera 2 whose calibration value has been adjusted using the calibration device 1 of the present disclosure can perform calibration in six axial directions, so that errors can be reduced. Therefore, the calibration device 1 of the present disclosure is particularly effective for the camera 2 used for such an application.

また、本開示の較正装置1では、較正値の算出にあたり、少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点P1〜P4を使用する。カメラ2からの較正点P1〜P4の距離が異なることにより、較正点P1〜P4が等距離に並ぶよりも、較正の精度を高くすることができる。また、較正点が3点の場合、誤差関数e(α)を最小とする解が複数存在することがあるので、正確な較正値が得られないことがある。本開示の較正装置1は、較正点P1〜P4を4点以上とすることにより、較正値をより正確に且つ一意に決定することが可能になる。 Further, the calibration device 1 of the present disclosure, in the calculation of the calibration value, to use more than four points of the calibration points P 1 to P 4 located at least two or more different distances. Since the distances of the calibration points P 1 to P 4 from the camera 2 are different, the accuracy of the calibration can be made higher than when the calibration points P 1 to P 4 are arranged at the same distance. Further, when the number of calibration points is three, there may be a plurality of solutions minimizing the error function e (α), so that an accurate calibration value may not be obtained. By setting the calibration points P 1 to P 4 to four or more, the calibration device 1 of the present disclosure can more accurately and uniquely determine a calibration value.

また、本開示の較正装置1では、持ち運び可能な較正用シート6を用いることにより、工場等の製造設備において較正を行う場合に比べて、専用の設備を必要とすることなく、比較的容易に高精度の調整を行うことができる。また、使用者が表示画像10で確認を行いながら、調整枠C1〜C4を移動させて、較正値の算出を行うので、較正装置1が較正点P1〜P4の実際の表示位置I1〜I4の判定を自動で行うよりも、制御部4の処理が簡単である。さらに、使用者が画像を目視して判断することにより、明るさおよび光の向きなどの作業環境の変化の影響を受けにくい。 In addition, in the calibration device 1 of the present disclosure, by using the portable calibration sheet 6, it is relatively easy to use the calibration device 6 in a manufacturing facility such as a factory without requiring a dedicated facility. High-precision adjustment can be performed. Further, while confirming the user in the display image 10, by moving the adjustment frame C 1 -C 4, since the calculation of the calibration value, the calibration apparatus 1 the actual display position of the calibration point P 1 to P 4 The processing of the control unit 4 is simpler than performing the determination of I 1 to I 4 automatically. Further, since the user visually judges the image, it is hardly affected by changes in the working environment such as brightness and direction of light.

また、調整枠C1〜C4を、表示画像10を見ながら単純なGUI(Graphical User Interface)で較正点P1〜P4に合わせるだけで、較正値の調整が完了するので、使用者は専門知識が無くとも容易に較正値の調整を行うことができる。さらに、調整確認画面20を設け、網掛け領域Ahに接しているか否かという単純な判断基準で、較正値の良否を判断できるので、利用者の個人的な特性に依存しない判断が可能になる。 Further, an adjustment frame C 1 -C 4, only match the calibration point P 1 to P 4 in a simple GUI while viewing the display image 10 (Graphical User Interface), since the completion of the adjustment of the calibration values, the user The adjustment of the calibration value can be easily performed without any specialized knowledge. Further, the adjustment confirmation screen 20 is provided, and the quality of the calibration value can be determined based on a simple determination criterion of whether or not it is in contact with the shaded area Ah. .

<較正用パターンのバリエーション>
較正装置1は、図4で示した較正用パターンM1とは異なる較正用パターンを用いることができる。以下に、異なる較正用パターンM2〜M8を用いた場合の、インターフェイス部5による表示例を説明する。以下の説明では、上述の較正用パターンM1を用いた実施形態と多くの部分で共通するので、共通する部分の説明を省略することがある。また、上述の較正用パターンM1を用いた実施形態と同一または類似する構成要素には、同一の符号を付している。
<Variations of calibration patterns>
The calibration apparatus 1 may use a different calibration patterns and calibration pattern M 1 shown in FIG. Hereinafter, the case of using a different calibration patterns M 2 ~M 8, illustrating a display example by the interface unit 5. In the following description, since the common embodiment and many parts with calibration pattern M 1 described above, it is possible to omit the description of the common parts. Further, in the embodiment the same as or similar to components using a calibration pattern M 1 described above are denoted by the same reference numerals.

(第2例)
図7に示す較正用パターンM2は、四辺形の4つの頂点に較正点P1〜P4を示すドットが配置される。ドットは、大きさを有する。ドットは、例えば内部が塗りつぶされた小さい円形の領域である。隣接する較正点P1〜P4の間は、ドットの近傍を除いて直線により結ばれている。
(Second example)
Calibration pattern M 2 shown in Figure 7, the dots indicating the calibration points P 1 to P 4 in the four vertices of a quadrilateral are arranged. Dots have a size. The dot is, for example, a small circular area whose inside is filled. During the calibration points P 1 to P 4 adjacent are connected by a straight line except for the vicinity of the dot.

使用者が較正値の調整を行う際、インターフェイス部5は、図8に示すように、カメラ2の撮像画像に調整枠C1〜C4を重畳した表示画像10を表示する。使用者は、位置調整ボタン13を用いて、調整枠C1〜C4の位置を調整する際、対応する較正点P1〜P4を示すドットを、各調整枠C1〜C4の内部領域に含み、且つ、隣接する四辺形の辺を表す直線部分に各調整枠C1〜C4が接触しないようにする。較正用パターンM2を用い、このように調整枠C1〜C4を調整することによって、較正点P1〜P4を示すドットと調整枠C1〜C4との間に明確に空間ができる。これにより、使用者は、較正点P1〜P4が調整枠C1〜C4の内側に入ったことを視認しやすくなる。 When the user adjusts the calibration value, the interface unit 5, as shown in FIG. 8, and displays the display image 10 obtained by superimposing the adjusted frame C 1 -C 4 in the image captured by the camera 2. The user, using the position adjustment button 13, when adjusting the position of the adjustment frame C 1 -C 4, a dot indicating a calibration point P 1 to P 4 corresponding, within each adjustment frame C 1 -C 4 wherein in the region, and, each adjustment frame C 1 -C 4 a straight line portion representing the edges of the adjacent quadrilateral not to be in contact. Using the calibration pattern M 2, by thus adjusting the adjusting frame C 1 -C 4, clearly space between the dots indicating the calibration points P 1 to P 4 and the adjusting frame C 1 -C 4 it can. Thus, the user easily visually recognize that the calibration points P 1 to P 4 enters the inside of the adjusting frame C 1 -C 4.

また、インターフェイス部5は、図9に示す調整確認画面20を表示することができる。使用者は、較正用パターンM2の較正点P1〜P4に対応するドットおよび実線部分の全体が網掛け無し領域Ac内に含まれているか否かを確認して、調整の終了またはやり直しを判断することができる。 The interface unit 5 can display an adjustment confirmation screen 20 shown in FIG. The user confirms whether the entire dot and solid line corresponds to the calibration points P 1 to P 4 of the calibration pattern M 2 are included in the shaded region without the Ac, termination or redo the adjustment Can be determined.

(第3例)
図10に示す較正用パターンM3は、四辺形の4つの頂点にのみ較正点P1〜P4を示すドットが配置される。四辺形の各辺を示す実線は表示されない。
(Third example)
Calibration pattern M 3 shown in FIG. 10, dots are arranged for indicating the calibration points P 1 to P 4 only four vertices of a quadrilateral. Solid lines indicating each side of the quadrilateral are not displayed.

使用者が較正値の調整を行う際、インターフェイス部5は、図11に示すように、カメラ2の撮像画像に調整枠C1〜C4を重畳した表示画像10を表示する。使用者は、位置調整ボタン13を用いて、調整枠C1〜C4の位置を調整する際、対応する較正点P1〜P4を示すドットを、各調整枠C1〜C4の内部領域に含むようにする。 When the user adjusts the calibration value, the interface unit 5, as shown in FIG. 11 displays the display image 10 obtained by superimposing the adjusted frame C 1 -C 4 in the image captured by the camera 2. The user, using the position adjustment button 13, when adjusting the position of the adjustment frame C 1 -C 4, a dot indicating a calibration point P 1 to P 4 corresponding, within each adjustment frame C 1 -C 4 Include it in the area.

また、インターフェイス部5は、図12に示す調整確認画面20を表示することができる。調整確認画面20には、較正点P1〜P4の推定表示位置f1〜f4を結ぶ4本の仮想線23a〜23dが表示される。使用者は、4本の仮想線23a〜23dの交差する点が、較正点P1〜P4を示すドットに重なっているか否かを確認して、調整の終了またはやり直しを判断することができる。交差する直線と、ドットとを組み合わせることにより、使用者が、目視により較正点P1〜P4の実際の表示位置I1〜I4と推定表示位置f1〜f4との一致の良否を判定し易くなる。 The interface unit 5 can display an adjustment confirmation screen 20 shown in FIG. The adjustment confirmation screen 20, the four imaginary lines 23a~23d connecting the estimated display position f 1 ~f 4 calibration point P 1 to P 4 are displayed. The user can have a point of intersection of the four imaginary lines 23 a to 23 d, to check whether the overlaps with dots indicating the calibration points P 1 to P 4, to determine the end or redo the adjustment . And the straight line that intersects, by combining the dot, the user, the quality of the match between the actual display position I 1 ~I 4 calibration point P 1 to P 4 and the estimated display position f 1 ~f 4 visually It becomes easier to make a decision.

(第4例)
図13に示す較正用パターンM4は、少なくとも部分的に内部が塗りつぶされた四辺形として表示される。図示の例では、四辺形は全体が塗りつぶされている長方形である。四辺形の4つの頂点が、較正点P1〜P4に相当する。
(4th example)
Calibration pattern M 4 shown in FIG. 13 is displayed as a quadrilateral at least partially internally filled. In the illustrated example, the quadrilateral is a rectangle that is entirely filled. Four vertices of a quadrilateral corresponds to a calibration point P 1 to P 4.

使用者が較正値の調整を行う際、インターフェイス部5は、図14に示すように、カメラ2の撮像画像に調整枠C1〜C4を重畳した表示画像10を表示する。使用者は、位置調整ボタン13を用いて、調整枠C1〜C4の位置を調整する際、四辺形の各頂点が各調整枠C1〜C4の内部領域に含まれるようにする。四辺形が塗りつぶされているので、塗りつぶされていない領域との間でコントラストの差が明確である。このため、使用者は、較正点P1〜P4の位置を視認しやすくなる。 When the user adjusts the calibration value, the interface unit 5, as shown in FIG. 14 displays the display image 10 obtained by superimposing the adjusted frame C 1 -C 4 in the image captured by the camera 2. The user, using the position adjustment button 13, when adjusting the position of the adjustment frame C 1 -C 4, each vertex of the quadrilateral to be included in the interior region of each adjustment frame C 1 -C 4. Since the quadrilateral is filled, the difference in contrast between the unfilled region and the unfilled region is clear. Therefore, the user easily visually recognize the position of the calibration point P 1 to P 4.

また、インターフェイス部5は、図15に示す調整確認画面20を表示することができる。使用者は、較正用パターンM4の全体が網掛け無し領域Ac内に含まれているか否かを確認して、調整の終了またはやり直しを判断することができる。 The interface unit 5 can display an adjustment confirmation screen 20 shown in FIG. The user can entire calibration pattern M 4 is to confirm whether or not included in the shaded region without the Ac, determines completion or redo the adjustment.

(第5例)
図16に示す較正用パターンM5は、四辺形の4つの頂点に較正点P1〜P4を示すドットが配置される。ドットは、内部が塗りつぶされた小さい円形の領域である。さらに、較正用パターンM5は、四辺形の四隅以外の部分が塗りつぶされている。較正用パターンM5の塗りつぶされている部分は、長方形の四隅からそれぞれ正方形を除去した形状を有する。
(Fifth example)
Calibration pattern M 5 shown in FIG. 16, dots are arranged for indicating the calibration points P 1 to P 4 in the four vertices of a quadrilateral. A dot is a small circular area whose interior is filled. Furthermore, the calibration pattern M 5 are the portions other than the four corners of the quadrilateral are filled. Portions are filled with the calibration pattern M 5 has a shape obtained by removing a square from each of rectangular corners.

使用者が較正値の調整を行う際、インターフェイス部5は、図17に示すように、カメラ2の撮像画像に調整枠C1〜C4を重畳した表示画像10を表示する。使用者は、位置調整ボタン13を用いて、調整枠C1〜C4の位置を調整する際、対応する較正点P1〜P4を示すドットを、各調整枠C1〜C4の内部領域に含み、且つ、各調整枠C1〜C4が較正用パターンM5の塗りつぶされた部分に触れないように調整する。較正用パターンM5を用い、このように調整枠C1〜C4を調整することによって、較正点P1〜P4を示すドットと調整枠C1〜C4との間に明確に空間ができる。これにより、較正点P1〜P4が調整枠C1〜C4の内側に入ったことを視認しやすくなる。さらに、較正用パターンM5が、較正点P1〜P4の近傍を除き塗りつぶされた部分を有するので、使用者が較正点P1〜P4をさらに視認しやすい。 When the user adjusts the calibration value, the interface unit 5, as shown in FIG. 17 displays the display image 10 obtained by superimposing the adjusted frame C 1 -C 4 in the image captured by the camera 2. The user, using the position adjustment button 13, when adjusting the position of the adjustment frame C 1 -C 4, a dot indicating a calibration point P 1 to P 4 corresponding, within each adjustment frame C 1 -C 4 wherein in the region, and, each adjustment frame C 1 -C 4 is adjusted so as not to touch the filled portion of the calibration pattern M 5. Using the calibration pattern M 5, by thus adjusting the adjusting frame C 1 -C 4, clearly space between the dots indicating the calibration points P 1 to P 4 and the adjusting frame C 1 -C 4 it can. Thus, it becomes easy to visually recognize that the calibration points P 1 to P 4 enters the inside of the adjusting frame C 1 -C 4. Furthermore, the calibration pattern M 5, because it has a except filled portion in the vicinity of the calibration points P 1 to P 4, the user further easily recognize the calibration points P 1 to P 4.

また、インターフェイス部5は、図18に示す調整確認画面20を表示することができる。使用者は、較正用パターンM5の全体が網掛け無し領域Ac内に含まれていか否かを確認して、調整の終了またはやり直しを判断することができる。 The interface unit 5 can display an adjustment confirmation screen 20 shown in FIG. The user can entire calibration pattern M 5 is to check whether included in the shaded region without the Ac, determines completion or redo the adjustment.

(第6例)
図19に示す較正用パターンM6は、四辺形の4つの頂点に位置する較正点P1〜P4を示すドットと、四辺形の四隅の近傍を除く塗りつぶし部分を有する点において、図16の較正用パターンM5と類似する。しかし、較正用パターンM6は、較正用パターンM5とは異なり、塗りつぶし部分の四隅が正方形ではなく四分円形状に除去された形状となっている。
(Sixth example)
Calibration pattern M 6 shown in FIG. 19, the dots indicating the calibration points P 1 to P 4 located on the four vertices of a quadrilateral, in that a filling portion excluding the vicinity of the four corners of a quadrilateral, in FIG. 16 similar to the calibration pattern M 5. However, the calibration pattern M 6 is different from the calibration pattern M 5, the four corners of the filled portion is in the quadrant shape to the removed shape rather than a square.

使用者が較正値の調整を行う際、インターフェイス部5は、図20に示すように、カメラ2の撮像画像に調整枠C1〜C4を重畳した表示画像10を表示する。使用者は、位置調整ボタン13を用いて、調整枠C1〜C4の位置を調整する際、対応する較正点P1〜P4を示すドットを、各調整枠C1〜C4の内部領域に含み、且つ、各調整枠C1〜C4が較正用パターンM6の塗りつぶされた部分に触れないように調整する。ここで、較正用パターンM6は、4隅の塗りつぶしが無い部分の形状が、調整枠C1〜C4の外周に対応する形状を有している。すなわち、塗りつぶしが無い部分の形状が、調整枠C1〜C4の外周に沿う円弧状の形状を有する。このため、使用者が較正点P1〜P4の位置を、表示画像10を見ながら、較正用パターンM6の塗りつぶし部分に触れないように調整することが、さらに容易となる。 When the user adjusts the calibration value, the interface unit 5, as shown in FIG. 20 displays the display image 10 obtained by superimposing the adjusted frame C 1 -C 4 in the image captured by the camera 2. The user, using the position adjustment button 13, when adjusting the position of the adjustment frame C 1 -C 4, a dot indicating a calibration point P 1 to P 4 corresponding, within each adjustment frame C 1 -C 4 wherein in the region, and, each adjustment frame C 1 -C 4 is adjusted so as not to touch the filled portion of the calibration pattern M 6. Here, in the calibration pattern M 6 , the shape of the four corners where there is no painting has a shape corresponding to the outer periphery of the adjustment frames C 1 to C 4 . That is, the shape of the filled portion without having an arcuate shape along the outer periphery of the adjusting frame C 1 -C 4. Therefore, the user positions the calibration points P 1 to P 4, while viewing the display image 10, can be adjusted so as not to touch the fill portion of the calibration pattern M 6, further facilitated.

(第7例)
上述の各表示画像10の例において、調整枠C1〜C4は円形または楕円形を有するものとした。しかし、調整枠C1〜C4の形状は、円形または楕円形に限られない。図21の較正用シート6では、図13と類似の、内部が塗りつぶされた長方形の較正用パターンM7が配置される。これに対して、図22に示す表示画像10では、調整枠C1〜C4は矩形形状とすることができる。矩形形状の調整枠C1〜C4を用いても、円形または楕円形の調整枠を用いた場合と同様に調整枠C1〜C4の位置変更が可能である。
(Seventh example)
In the example of the display image 10 described above, the adjustment frame C 1 -C 4 was assumed to have a circular or elliptical. However, the shape of the adjusting frame C 1 -C 4 is not limited to the circular or elliptical. In calibration sheet 6 of FIG. 21, similar to FIG. 13, the calibration pattern M 7 rectangles inside filled is placed. In contrast, in the display image 10 shown in FIG. 22, the adjustment frame C 1 -C 4 may be a rectangular shape. Even using the adjustment frame C 1 -C 4 rectangular shape, it is possible to similarly position change of the adjustment frame C 1 -C 4 in the case of using a circular or elliptical adjustment frame.

(第8例)
また、上述の各較正用パターンM1〜M7では、較正点P1〜P4は、四辺形の外周上の頂点に位置していた。しかし、較正点P1〜P4は、四辺形の頂点以外に配置することができる。図23の較正用シート6において、較正用パターンM8は、四辺形の4辺の上にそれぞれ較正点P1〜P4を有する。図24に示す表示画像10では、他の例と同様に調整枠C1〜C4の位置を調整することができる。
(Eighth example)
Further, in the calibration pattern M 1 ~M 7 described above, the calibration points P 1 to P 4 was located at the apex of the periphery of the quadrilateral. However, the calibration points P 1 to P 4 may be arranged in other than a vertex of a quadrilateral. In calibration sheet 6 of FIG. 23, the calibration pattern M 8, respectively on the four sides of the quadrilateral has a calibration point P 1 to P 4. In the display image 10 shown in FIG. 24, it is possible to adjust the position of the adjustment frame C 1 -C 4 similarly to the other examples.

<カメラ>
本開示の較正装置の制御部およびメモリの機能は、移動体100に搭載されるカメラに内蔵することができる。本開示の一実施形態に係るカメラ50の構成を図25に示す。カメラ50は、撮像光学系51、撮像素子52、メモリ53、制御部54(プロセッサ)を含む。撮像光学系51、撮像素子52、メモリ53、制御部54(プロセッサ)は、それぞれ、図1の較正装置1の撮像光学系2a、撮像素子2b、メモリ3、制御部4に相当し、これらの構成要素と同様に機能するので、説明を省略する。図25のインターフェイス部55は、図1のインターフェイス部5に相当する。インターフェイス部55は、カメラ50の外部に位置する。インターフェイス部55は、他の装置のタッチパネル等を利用することができる。以上のような構成により、本開示のカメラ50は、図1の較正装置1と同様の作用、効果を有することができる。
<Camera>
The functions of the control unit and the memory of the calibration device according to the present disclosure can be incorporated in a camera mounted on the moving body 100. FIG. 25 illustrates a configuration of a camera 50 according to an embodiment of the present disclosure. The camera 50 includes an imaging optical system 51, an imaging device 52, a memory 53, and a control unit 54 (processor). The imaging optical system 51, the imaging device 52, the memory 53, and the control unit 54 (processor) correspond to the imaging optical system 2a, the imaging device 2b, the memory 3, and the control unit 4 of the calibration device 1 in FIG. 1, respectively. Since the function is the same as that of the component, the description is omitted. The interface unit 55 in FIG. 25 corresponds to the interface unit 5 in FIG. The interface unit 55 is located outside the camera 50. As the interface unit 55, a touch panel or the like of another device can be used. With the configuration as described above, the camera 50 of the present disclosure can have the same operation and effect as the calibration device 1 of FIG.

本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。   Although the embodiments according to the present disclosure have been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various changes or modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations or modifications are included in the scope of the present disclosure. For example, functions included in each component or each step can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and a plurality of components or steps can be combined into one or divided. It is. Embodiments according to the present disclosure can be realized as a method, a program, or a storage medium on which the program is executed by a processor included in the device. It should be understood that these are also included in the scope of the present disclosure.

本開示において、X軸、Y軸、及びZ軸は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、X軸、Y軸、及びZ軸によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。   In the present disclosure, the X axis, the Y axis, and the Z axis are provided for convenience of description, and may be interchanged with each other. The configuration according to the present disclosure has been described using an orthogonal coordinate system including the X axis, the Y axis, and the Z axis. The positional relationship between the components according to the present disclosure is not limited to the orthogonal relationship.

本開示において、較正用パターンは、較正用シート6上に描かれたものでなくてもよい。例えば、較正装置1の較正値の調整を行う場所の床面に、テープを貼ったものを較正用パターンM1とすることができる。この場合、較正用パターンM1に対して移動体100を正確に位置決めするため、車のタイヤの位置を固定するタイヤ止め等が設けられ、較正装置1の使用者がこのタイヤ止めの位置に移動体100を正確に固定する。 In the present disclosure, the calibration pattern does not have to be drawn on the calibration sheet 6. For example, the floor of the place of adjusting the calibration value of the calibration apparatus 1 may be a calibration pattern M 1 those taped. Moving this case, in order to accurately position the moving body 100 with respect to the calibration pattern M 1, a tire stopper for fixing the position of car tires is provided, the user of the calibration apparatus 1 is in the position of the tire stop The body 100 is accurately fixed.

上記各実施形態では、較正装置1のメモリ3は、予め決められた較正点P1〜P4の3次元位置を記憶するものとした。較正点P1〜P4の3次元位置は、較正値の調整を行う際に入力することもできる。例えば、複数の使用の較正用シート6が存在し、使用する較正用シート6に応じて較正装置1のメモリ3に較正点P1〜P4の3次元位置を記憶させてもよい。 In the above embodiments, the memory 3 of the calibration apparatus 1 was configured to store three-dimensional position of calibration points P 1 to P 4 which is determined in advance. Three-dimensional position of calibration points P 1 to P 4 can also be entered when adjusting the calibration value. For example, there calibration sheet 6 of a plurality of use, may be stored three-dimensional position of calibration points P 1 to P 4 in the memory 3 of the calibration apparatus 1 according to the calibration sheet 6 to be used.

インターフェイス部5のGUIは一例に過ぎない。インターフェイス部5のタッチパネルに表示される各ボタンは、任意の位置に配置することができる。インターフェイス部5の位置調整には、タッチパネルではなく他の入力手段を用いてもよい。   The GUI of the interface unit 5 is only an example. Each button displayed on the touch panel of the interface unit 5 can be arranged at an arbitrary position. For adjusting the position of the interface unit 5, other input means may be used instead of the touch panel.

表示画像10で用いられる較正用マーカは、円形、楕円形、四角形等の枠形状のものに限られない。較正用マーカは、種々の形状のものが採用されうる。例えば、較正用マーカは、例えば、直線が十字形に交差したものを用いることができる。その場合、十字形の直線が交差する点を較正点に一致するように移動して、較正用マーカの位置の調整を行うことができる。   The calibration marker used in the display image 10 is not limited to a frame shape such as a circle, an ellipse, and a rectangle. Calibration markers of various shapes can be employed. For example, as the calibration marker, for example, a marker in which a straight line crosses in a cross shape can be used. In that case, the position of the calibration marker can be adjusted by moving the point where the cross-shaped straight line intersects so as to coincide with the calibration point.

1 較正装置
2 カメラ
3 メモリ
4 制御部(プロセッサ)
5 インターフェイス部
6 較正用シート
10 表示画像
12 選択ボタン
13 位置調整ボタン
14 OKボタン
20 調整確認画面
21 BACKボタン
22 OKボタン
23a,23b,23c,23d 仮想線
41 画像処理部
42 演算処理部
50 カメラ
51 レンズ
52 撮像素子
53 メモリ
54 制御部(プロセッサ)
100 車両
Ah 網掛け領域
Ac 網掛け無し領域
1〜C4 調整枠(較正用マーカ)
1〜M8 較正用パターン
O 光軸
1〜P4 較正点
1〜f4 推定表示位置
1〜I4 表示位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Calibration apparatus 2 Camera 3 Memory 4 Control part (processor)
5 Interface section 6 Calibration sheet 10 Display image 12 Selection button 13 Position adjustment button 14 OK button 20 Adjustment confirmation screen 21 BACK button 22 OK button 23a, 23b, 23c, 23d Virtual line 41 Image processing section 42 Arithmetic processing section 50 Camera 51 Lens 52 Image sensor 53 Memory 54 Control unit (processor)
100 vehicle Ah Shaded areas Ac Shaded region without C 1 -C 4 adjusting frame (calibration marker)
M 1 ~M 8 calibration pattern O optical axis P 1 to P 4 calibration point f 1 ~f 4 Estimation display position I 1 I4 display position

Claims (16)

移動体に搭載されたカメラと、
前記カメラから少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点の3次元位置、並びに、前記カメラの搭載位置および搭載角度を記憶するメモリと、
前記カメラの撮像画像に、前記4点以上の前記較正点にそれぞれ対応する4つ以上の較正用マーカを重畳表示した、表示画像を生成するプロセッサと、
前記表示画像を表示し、且つ、前記プロセッサに、それぞれの前記較正用マーカの重畳表示位置の変更指示を外部から与えるインターフェイス部と、を備え、
前記プロセッサは、前記較正点の前記3次元位置、前記搭載位置および前記搭載角度から推定される前記4点以上の前記較正点の前記撮像画像上の推定表示位置と、前記表示画像上の前記較正用マーカの前記重畳表示位置との差を表す指標を小さくするように、前記カメラの前記搭載位置および前記搭載角度を6軸調整する較正値を算出する較正装置。
A camera mounted on a moving object,
A memory for storing three-dimensional positions of four or more calibration points located at least two or more different distances from the camera, and a mounting position and a mounting angle of the camera;
A processor that generates a display image, in which four or more calibration markers respectively corresponding to the four or more calibration points are superimposed and displayed on the captured image of the camera,
An interface unit that displays the display image, and externally issues a change instruction of a superimposed display position of each of the calibration markers to the processor,
The processor further includes: an estimated display position on the captured image of the four or more calibration points estimated from the three-dimensional position of the calibration point, the mounting position, and the mounting angle; and the calibration on the display image. A calibration device for calculating a calibration value for adjusting the mounting position and the mounting angle of the camera by six axes so as to reduce an index indicating a difference between the display marker and the superimposed display position.
前記プロセッサは、前記指標を小さくする演算を繰り返し実行し、該指標の収束を判定することにより、前記演算の繰り返しを終了する、請求項1に記載の較正装置。   The calibration device according to claim 1, wherein the processor repeatedly executes a calculation for reducing the index, and ends the repetition of the calculation by determining convergence of the index. 移動体に搭載されたカメラ、
前記カメラから少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点の3次元位置、並びに、前記カメラの搭載位置および搭載角度を記憶するメモリ、
前記カメラの撮像画像に、前記4点以上の前記較正点にそれぞれ対応する4つ以上の較正用マーカを重畳表示した、表示画像を生成するプロセッサ、および、
前記表示画像を表示し、且つ、前記プロセッサに、それぞれの前記較正用マーカの重畳表示位置の変更指示を外部から与えるインターフェイス部を備え、
前記プロセッサは、前記較正点の前記3次元位置、前記搭載位置および前記搭載角度から推定される前記4点以上の前記較正点の前記撮像画像上の推定表示位置と、前記表示画像上の前記較正用マーカの前記重畳表示位置との差を表す指標を小さくするように、前記カメラの前記搭載位置および前記搭載角度を6軸調整する較正値を算出する較正装置と、
前記メモリに記憶された前記4点以上の前記較正点に対応する4点以上の実空間の較正点と、
を備える較正システム。
A camera mounted on a moving object,
A memory for storing three-dimensional positions of four or more calibration points located at least two or more different distances from the camera, and a mounting position and a mounting angle of the camera;
A processor that generates a display image, in which four or more calibration markers respectively corresponding to the four or more calibration points are superimposed on the captured image of the camera, and
An interface unit that displays the display image, and that externally issues a change instruction of a superimposed display position of each of the calibration markers to the processor,
The processor further includes: an estimated display position on the captured image of the four or more calibration points estimated from the three-dimensional position of the calibration point, the mounting position, and the mounting angle; and the calibration on the display image. A calibration device that calculates a calibration value for adjusting the mounting position and the mounting angle of the camera by six axes, so as to reduce an index indicating a difference between the camera marker and the superimposed display position,
Four or more real space calibration points corresponding to the four or more calibration points stored in the memory;
A calibration system comprising:
前記較正点は、大きさを有するドットで表され、前記表示画像において前記較正用マーカは前記ドットよりも大きい内部領域を有する枠である請求項3に記載の較正システム。   The calibration system according to claim 3, wherein the calibration point is represented by a dot having a size, and the calibration marker is a frame having an inner area larger than the dot in the display image. 前記較正点は、四辺形の外周上に位置する請求項3または4に記載の較正システム。   The calibration system according to claim 3, wherein the calibration point is located on an outer periphery of a quadrilateral. 前記四辺形は、外周を表す実線により表示され、該四辺形の頂点が前記較正点を表す請求項5に記載の較正システム。   The calibration system according to claim 5, wherein the quadrilateral is represented by a solid line representing an outer periphery, and a vertex of the quadrilateral represents the calibration point. 前記四辺形は、各頂点に相当する前記較正点と、前記較正点の間を前記較正点の近傍を除いて結ぶ直線により構成される請求項5に記載の較正システム。   The calibration system according to claim 5, wherein the quadrilateral is configured by the calibration points corresponding to the vertices and a straight line connecting the calibration points except for the vicinity of the calibration points. 前記較正点は、前記四辺形の頂点に位置する4点のみにより表示される請求項5に記載の較正システム。   The calibration system according to claim 5, wherein the calibration points are indicated by only four points located at the vertices of the quadrilateral. 前記四辺形は少なくとも部分的に塗りつぶされている請求項5に記載の較正システム。   The calibration system of claim 5, wherein the quadrilateral is at least partially filled. 前記四辺形は四隅に塗りつぶされていない領域を有し、当該領域内の頂点に前記較正点が配置されている請求項9に記載の較正システム。   The calibration system according to claim 9, wherein the quadrilateral has an unfilled area at four corners, and the calibration point is located at a vertex in the area. 前記四辺形の前記四隅の前記塗りつぶされていない領域の形状は、前記較正用マーカの形状に対応する請求項10に記載の較正システム。   The calibration system according to claim 10, wherein the shape of the unfilled area at the four corners of the quadrilateral corresponds to the shape of the calibration marker. 前記較正点は、移動可能なシート上に配置されている請求項3から11の何れか一項に記載の較正システム。   The calibration system according to any one of claims 3 to 11, wherein the calibration points are arranged on a movable sheet. 前記インターフェイス部は、前記較正点の前記3次元位置および前記較正値に基づき、前記較正点と共に前記較正点の許容誤差の範囲を示す調整確認画面を表示し、前記較正値が許容誤差の範囲に内か否かの判断を外部から受ける、請求項3から12の何れか一項に記載の較正システム。   The interface unit displays an adjustment confirmation screen indicating an allowable error range of the calibration point together with the calibration point based on the three-dimensional position of the calibration point and the calibration value, and the calibration value is set in the allowable error range. 13. The calibration system according to any one of claims 3 to 12, wherein the determination whether the inside is inside or outside is received. 移動体に搭載されるカメラであって、
撮像素子と、
前記カメラから少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点の3次元位置、並びに、前記カメラの搭載位置および搭載角度を記憶するメモリと、
前記撮像素子により撮像される撮像画像に、前記4点以上の前記較正点にそれぞれ対応する4つ以上の較正用マーカを重畳表示した、表示画像を生成するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、外部のインターフェイス部に前記表示画像を表示させ、且つ、前記インターフェイス部からそれぞれの前記較正用マーカの重畳表示位置の変更指示を受け取り、
前記プロセッサは、前記較正点の前記3次元位置、前記搭載位置および前記搭載角度から推定される前記4点以上の前記較正点の前記撮像画像上の推定表示位置と、前記表示画像上の前記較正用マーカの前記重畳表示位置との差を表す指標を小さくするように、前記カメラの前記搭載位置および前記搭載角度を6軸調整する較正値を算出するカメラ。
A camera mounted on a moving object,
An image sensor;
A memory for storing three-dimensional positions of four or more calibration points located at least two or more different distances from the camera, and a mounting position and a mounting angle of the camera;
A processor that generates a display image, in which four or more calibration markers respectively corresponding to the four or more calibration points are superimposed and displayed on a captured image captured by the image sensor,
The processor causes the display image to be displayed on an external interface unit, and receives from the interface unit an instruction to change the superimposed display position of each of the calibration markers,
The processor further includes: an estimated display position on the captured image of the four or more calibration points estimated from the three-dimensional position of the calibration point, the mounting position, and the mounting angle; and the calibration on the display image. A camera for calculating a calibration value for adjusting the mounting position and the mounting angle of the camera by six axes so as to reduce an index indicating a difference between the mounting marker and the superimposed display position.
カメラ、前記カメラから少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点の3次元位置、並びに、前記カメラの搭載位置および搭載角度を記憶するメモリ、前記カメラの撮像画像に、前記4点以上の前記較正点にそれぞれ対応する4つ以上の較正用マーカを重畳表示した、表示画像を生成するプロセッサ、および、前記表示画像を表示し、且つ、前記プロセッサに、それぞれの前記較正用マーカの重畳表示位置の変更指示を外部から与えるインターフェイス部を含み、前記プロセッサは、前記較正点の前記3次元位置、前記搭載位置および前記搭載角度から推定される前記4点以上の前記較正点の前記撮像画像上の推定表示位置と、前記表示画像上の前記較正用マーカの前記重畳表示位置との差を表す指標を小さくするように、前記カメラの前記搭載位置および前記搭載角度を6軸調整する較正値を算出する較正装置を備えた移動体。   A camera, a three-dimensional position of four or more calibration points located at least two or more different distances from the camera, and a memory for storing a mounting position and a mounting angle of the camera; A processor for generating a display image, in which four or more calibration markers respectively corresponding to the calibration points or more are displayed in a superimposed manner, and displaying the display image, and providing the processor with each of the calibration markers An interface unit for externally giving an instruction to change the superimposed display position of the three-dimensional position of the calibration point, the mounting position and the mounting position and the mounting points and the four or more of the calibration points estimated from the mounting angle. To reduce an index indicating a difference between an estimated display position on a captured image and the superimposed display position of the calibration marker on the display image, Moving body provided with a calibration device configured to calculate the mounting position and the calibration value, wherein the mounting angle adjusting six axes of the camera. 移動体に搭載されたカメラで少なくとも2種類以上の異なる距離に位置する4点以上の較正点を含む撮像画像を取得するステップと、
前記カメラの撮像画像に、前記4点以上の前記較正点にそれぞれ対応する4つ以上の較正用マーカを重畳表示した、表示画像を生成するステップと、
前記表示画像上の前記較正点に対応する位置に、前記較正用マーカの重畳表示位置を変更する変更指示を外部から受けるステップと、
前記表示画像中の前記較正用マーカの座標を取得するステップと、
予め記憶された前記カメラの搭載位置および搭載角度、並びに、前記較正点の3次元位置から、前記較正点の前記撮像画像上の推定表示位置を推定するステップと、
前記表示画像中から取得した前記較正用マーカの重畳表示位置と、前記推定表示位置との差を小さくするように、前記カメラの搭載位置および搭載角度を6軸調整する較正値を算出するステップと、
を含む較正値調整方法。
Acquiring a captured image including four or more calibration points located at least two or more different distances with a camera mounted on a moving body;
Generating a display image in which four or more calibration markers respectively corresponding to the four or more calibration points are superimposed on the captured image of the camera,
A step of externally receiving a change instruction to change a superimposed display position of the calibration marker at a position corresponding to the calibration point on the display image;
Obtaining the coordinates of the calibration marker in the display image,
Estimating an estimated display position of the calibration point on the captured image from a pre-stored mounting position and mounting angle of the camera, and a three-dimensional position of the calibration point;
Calculating a calibration value for adjusting the mounting position and mounting angle of the camera by six axes so as to reduce the difference between the superimposed display position of the calibration marker acquired from the display image and the estimated display position; ,
And a calibration value adjustment method.
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