JP2024063309A - Distance measuring camera system, mobile device equipped with same, calibration method, and program - Google Patents

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Abstract

【課題】車両のような移動装置を使用している状態で測距校正が可能な測距カメラシステムを提供する。【解決手段】移動体に設けられ、移動体の周囲を撮影し測距を行う測距カメラシステム(1)は、基準対象物(110)と、基準対象物を撮影し、測距パラメータ値を用いて基準対象物距離を算出する測距カメラ部(20)と、基準対象物から発した光を反射することで測距カメラ部に導く反射部(111)を備える合焦用光学部(109,115)と、測距パラメータ値の校正を行う測距校正部(30)と、を有し、反射部は、測距カメラ部の撮影画角内に配置され、測距カメラ部は、合焦用光学部を介して基準対象物を撮影することで、測距パラメータ値を用いて基準対象物距離を算出し、測距校正部は、基準対象物距離と、基準対象物から発した光が前記測距カメラ部に入射するまでの光路の長さである基準光路長とに基づいて、測距パラメータ値の校正を行う。【選択図】図1[Problem] To provide a distance measurement camera system capable of distance measurement calibration while using a moving device such as a vehicle. [Solution] A distance measurement camera system (1) installed on a moving object and performing distance measurement by photographing the surroundings of the moving object includes a reference object (110), a distance measurement camera unit (20) that photographs the reference object and calculates the reference object distance using distance measurement parameter values, a focusing optical unit (109, 115) having a reflecting unit (111) that reflects light emitted from the reference object and directs it to the distance measurement camera unit, and a distance measurement calibration unit (30) that calibrates the distance measurement parameter values, the reflecting unit being disposed within the photographing angle of view of the distance measurement camera unit, the distance measurement camera unit photographs the reference object via the focusing optical unit to calculate the reference object distance using the distance measurement parameter values, and the distance measurement calibration unit calibrates the distance measurement parameter values based on the reference object distance and a reference optical path length, which is the length of the optical path from the reference object to the point where the light emitted from the reference object is incident on the distance measurement camera unit. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、測距カメラシステムに関するものである。 The present invention relates to a distance measuring camera system.

被写体までの距離の測定を行う装置として三角測量の原理を用いた測距カメラシステムが知られている。測距カメラシステムは、車両に搭載され、車両周囲の障害物までの測距に用いられている。 A distance measuring camera system that uses the principle of triangulation is known as a device for measuring the distance to a subject. Distance measuring camera systems are mounted on vehicles and used to measure the distance to obstacles around the vehicle.

測距カメラシステムの例として、ステレオカメラシステムと撮像面位相差測距カメラシステムがある。ステレオカメラシステムでは、2台のカメラを平行に所定の間隔だけ離して配置されている。ステレオカメラシステムは、それぞれのカメラによって撮影した画像に写った被写体の視差によるずれを検出し、これをもとに被写体までの距離を推算する。撮像面位相差測距カメラシステムは、撮像面位相差センサと呼ばれる撮像センサを備えた1台のカメラによって撮影を行う。撮像面位相差測距カメラシステムは、結像光学系を経た光が撮像センサ上の複数の画素に入射することで生成される画像信号のずれを検出し、これをもとに被写体までの距離を推算する。 Examples of distance measuring camera systems include stereo camera systems and image plane phase difference measuring camera systems. In a stereo camera system, two cameras are arranged in parallel at a specified distance apart. A stereo camera system detects the shift caused by parallax of the subject in the images captured by each camera, and estimates the distance to the subject based on this. An image plane phase difference measuring camera system takes images using a single camera equipped with an image sensor called an image plane phase difference sensor. An image plane phase difference measuring camera system detects the shift in the image signal generated when light that has passed through an imaging optical system is incident on multiple pixels on the image sensor, and estimates the distance to the subject based on this.

これら測距カメラシステムの測距精度は、結像光学系と撮像センサの光軸方向の位置ずれや、ステレオカメラの場合は2台のカメラの間隔、光軸方向の位置ずれや光軸方向のずれなどによって影響を受ける。そのため、特許文献1には、これら測距カメラシステムの製品出荷前、あるいは定期点検時に、測距算出する際に用いるパラメータ値を校正する方法が提案されている。 The distance measurement accuracy of these distance measurement camera systems is affected by misalignment in the optical axis direction between the imaging optical system and the image sensor, and in the case of a stereo camera, the distance between the two cameras, misalignment in the optical axis direction, and misalignment in the optical axis direction. For this reason, Patent Document 1 proposes a method for calibrating the parameter values used in calculating distance measurements before product shipment of these distance measurement camera systems or during regular inspections.

特開2004-132870号公報JP 2004-132870 A

しかしながら、特許文献1に記載の測距カメラシステムの校正方法は、測距カメラシステムの組み立てや車両への取り付けを行う工場などの施設において実行可能であるが、使用者が車両を使用している状態や施設以外の場所において実行することは難しい。車両に搭載された測距カメラシステムは、車両走行に伴う振動・衝撃、外気や日射などによる温度変動、経時によって変形する可能性がある。このため、使用者が車両を使用している状態で測距カメラシステムの測距精度が低下していってしまう可能性がある。 However, while the calibration method for the ranging camera system described in Patent Document 1 can be performed in a facility such as a factory where the ranging camera system is assembled and installed in a vehicle, it is difficult to perform the method while a user is using the vehicle or outside the facility. A ranging camera system mounted on a vehicle may be deformed due to vibrations and shocks caused by the vehicle's travel, temperature fluctuations due to the outside air and solar radiation, and over time. For this reason, the ranging accuracy of the ranging camera system may decrease while the user is using the vehicle.

本発明は、車両のような移動装置を使用している状態で測距校正が可能な測距カメラシステムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a distance measurement camera system that allows distance measurement calibration while using a moving device such as a vehicle.

本発明の一側面としての測距カメラシステムは、移動体に設けられ、前記移動体の周囲を撮影し測距を行う測距カメラシステムであって、基準対象物と、前記基準対象物を撮影し、測距パラメータ値を用いて前記基準対象物までの基準対象物距離を算出する測距カメラ部と、前記基準対象物から発した光を反射することで前記測距カメラ部に導く反射部を備える合焦用光学部と、前記測距パラメータ値の校正を行う測距校正部と、を有し、前記反射部は、前記測距カメラ部の撮影画角内に配置され、前記測距カメラ部は、前記合焦用光学部を介して前記基準対象物を撮影することで、測距パラメータ値を用いて前記基準対象物距離を算出し、前記測距校正部は、前記基準対象物距離と、前記基準対象物から発した光が前記測距カメラ部に入射するまでの光路の長さである基準光路長とに基づいて、前記測距パラメータ値の校正を行うことを特徴とする。 A distance measuring camera system according to one aspect of the present invention is a distance measuring camera system that is installed on a moving body and measures distance by photographing the surroundings of the moving body, and includes a reference object, a distance measuring camera unit that photographs the reference object and calculates a reference object distance to the reference object using a distance measuring parameter value, a focusing optical unit having a reflecting unit that reflects light emitted from the reference object and directs it to the distance measuring camera unit, and a distance measuring calibration unit that calibrates the distance measuring parameter value, the reflecting unit being disposed within the photographing angle of view of the distance measuring camera unit, the distance measuring camera unit photographs the reference object via the focusing optical unit and calculates the reference object distance using the distance measuring parameter value, and the distance measuring calibration unit calibrates the distance measuring parameter value based on the reference object distance and a reference optical path length, which is the length of the optical path from the reference object to the point where the light emitted from the reference object enters the distance measuring camera unit.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。 Other objects and features of the present invention are described in the following embodiments.

本発明によれば、測距カメラシステムを車両のような移動装置に搭載後に移動装置を使用している状態において測距校正が可能な測距カメラシステムを提供するとことができる According to the present invention, it is possible to provide a distance measuring camera system that can perform distance measurement calibration while the mobile device is in use after mounting the distance measuring camera system on the mobile device such as a vehicle.

実施例1に係る測距カメラシステムの構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a configuration of a distance measuring camera system according to a first embodiment. 実施例1に係る測距カメラシステムのブロック図を示す図である。FIG. 1 is a block diagram of a distance measuring camera system according to a first embodiment. チャートの色彩パターンの例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a color pattern of a chart. 実施例1に係る測距カメラシステムの導光部材を上面から見た図であるFIG. 1 is a top view of a light guide member of a distance measuring camera system according to a first embodiment; 校正処理の手順を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a procedure of a calibration process. 実施例1に係る測距カメラシステムの測距校正方法を説明するグラフである。4 is a graph illustrating a distance measurement calibration method of the distance measurement camera system according to the first embodiment. 実施例2に係る測距カメラシステムの導光部材を上面から見た図であるFIG. 13 is a top view of a light guide member of a distance measuring camera system according to a second embodiment; 実施例2に係る測距カメラシステムの測距校正方法を説明するグラフである。13 is a graph illustrating a distance measurement calibration method of the distance measurement camera system according to the second embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In each drawing, the same components are given the same reference symbols, and duplicate descriptions are omitted.

以下、実施例1に係る測距カメラシステム1について説明する。 The following describes the distance measuring camera system 1 according to the first embodiment.

図1は、本実施例に係る測距カメラシステム1の概略構成を示す断面図である。図2は、本実施例に係る測距カメラシステム1の構成を示すブロック図である。 Figure 1 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of a distance measuring camera system 1 according to this embodiment. Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a distance measuring camera system 1 according to this embodiment.

本実施例の測距カメラシステム1は、移動体に設けられ、移動体の周囲を撮影し測距を行う。測距カメラシステム1は、光学系101、撮像センサ102、信号処理回路104、メモリ105、光源106、導光部材109を備えている。また、測距カメラシステム1は、これらの構成要素を収容する筐体112を備えている。測距カメラシステム1は、フロントウィンドシールド114を備えた移動装置である車両(不図示)に搭載される。図1において、左方向(Y軸正方向)が車両の前方、上方向(Z軸正方向)が車両の上方、紙面手前方向が車両の左方(X軸正方向)である。 The distance measuring camera system 1 of this embodiment is installed on a moving object, and captures images of the surroundings of the moving object to measure distances. The distance measuring camera system 1 includes an optical system 101, an image sensor 102, a signal processing circuit 104, a memory 105, a light source 106, and a light guide member 109. The distance measuring camera system 1 also includes a housing 112 that houses these components. The distance measuring camera system 1 is mounted on a vehicle (not shown), which is a moving device equipped with a front windshield 114. In FIG. 1, the left direction (positive Y-axis direction) is the front of the vehicle, the upward direction (positive Z-axis direction) is above the vehicle, and the direction toward the front of the paper is the left of the vehicle (positive X-axis direction).

光学系101は、複数のレンズ(不図示)、およびこれらレンズを保持する筒状の鏡筒(不図示)から構成される。光学系101は、外部光から光学的な被写体像(光学像)を形成し、形成された光学像を撮像センサ102の撮像面(受光面)(不図示)へ投影する。光学系101の光軸OAは、前記車両の前方向き(Y軸正方向)に略水平となるよう配置される。 The optical system 101 is composed of multiple lenses (not shown) and a cylindrical lens barrel (not shown) that holds these lenses. The optical system 101 forms an optical subject image (optical image) from external light, and projects the formed optical image onto the imaging surface (light receiving surface) (not shown) of the imaging sensor 102. The optical axis OA of the optical system 101 is positioned so as to be approximately horizontal and facing forward of the vehicle (positive direction of the Y axis).

撮像センサ102は、複数の光電変換素子からなる画素をマトリクス状に配置した受光面を有する、いわゆる撮像素子である。撮像センサ102は、受光面に形成された光学像を電気信号に変換し、画像信号と像面位相差信号を出力する。像面位相差信号とは、異なる位置の二つの光電変換素子から得られる信号であって、被写体までの距離情報を含んだ信号である。撮像センサ102の受光面は、光学系101の光軸OAに対して略垂直に、かつ光学系101の後方の光学的な被写体像が結像する位置に配置される。撮像センサ102は、PCB(Printed Circuit Board)であるセンサ回路基板103の上に実装される。 The image sensor 102 is a so-called image sensor having a light receiving surface on which pixels made of multiple photoelectric conversion elements are arranged in a matrix. The image sensor 102 converts the optical image formed on the light receiving surface into an electrical signal and outputs an image signal and an image surface phase difference signal. The image surface phase difference signal is a signal obtained from two photoelectric conversion elements at different positions and contains information about the distance to the subject. The light receiving surface of the image sensor 102 is arranged approximately perpendicular to the optical axis OA of the optical system 101 and at a position where an optical image of the subject is formed behind the optical system 101. The image sensor 102 is mounted on a sensor circuit board 103, which is a PCB (Printed Circuit Board).

信号処理回路104は、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)のような集積回路である。信号処理回路104は、図2に示すように、後述する画像処理部116、測距演算部117、出力部118、チャート輝度算出部121、測距校正パラメータ値算出部123、制御部130を含む。制御部130は、これら構成要素の制御を行うシステムコントローラである。 The signal processing circuit 104 is an integrated circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). As shown in FIG. 2, the signal processing circuit 104 includes an image processing unit 116, a distance measurement calculation unit 117, an output unit 118, a chart brightness calculation unit 121, a distance measurement calibration parameter value calculation unit 123, and a control unit 130, which will be described later. The control unit 130 is a system controller that controls these components.

メモリ105は、フラッシュEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)のような不揮発性で書き換え可能な半導体メモリである。メモリ105は、図2に示すように、後述する測距パラメータ値記憶部119、測距校正パラメータ値記憶部120、基準光路長記憶部124を含む。 The memory 105 is a non-volatile, rewritable semiconductor memory such as a flash EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). As shown in FIG. 2, the memory 105 includes a ranging parameter value storage unit 119, a ranging calibration parameter value storage unit 120, and a reference optical path length storage unit 124, which will be described later.

光源106は、LED(Light Emitting Diode)のような発光素子であって、電源供給回路である光源駆動部122によって所定の電圧・電流が供給され、後述するチャート(基準対象物)110を照明している。 The light source 106 is a light-emitting element such as an LED (Light Emitting Diode), and is supplied with a predetermined voltage and current by a light source driving unit 122, which is a power supply circuit, to illuminate a chart (reference object) 110, which will be described later.

信号処理回路104、メモリ105、光源106、光源駆動部122は、PCBであるメイン回路基板107の上に実装される。センサ回路基板103とメイン回路基板107は、FPC(Flexible Printed Circuits)のような接続ケーブル108によって電気的に接続されている。 The signal processing circuit 104, memory 105, light source 106, and light source driving unit 122 are mounted on a main circuit board 107, which is a PCB. The sensor circuit board 103 and the main circuit board 107 are electrically connected by a connection cable 108 such as an FPC (Flexible Printed Circuits).

チャート110は、樹脂または金属などの不透明な材質で形成され、光学系101を補正するための被撮影対象物である。チャート110は、表面に、塗装や印刷、メッキなどにより異なる色彩の領域を設けることで形成された平面状のチャートパターンを有している。チャート110は、光源106の近傍であって、光源106が射出する白色光により照明される位置に配置される。 The chart 110 is made of an opaque material such as resin or metal, and is the object to be photographed for correcting the optical system 101. The chart 110 has a planar chart pattern formed by providing areas of different colors on its surface by painting, printing, plating, or the like. The chart 110 is placed near the light source 106 in a position where it is illuminated by the white light emitted by the light source 106.

図3は、チャート110のチャートパターンの例を示す図である。チャート110のチャートパターンは、黒色部と白色部の異なる色彩の領域の組み合わせによって形成され、特徴点を有する。例えば、チャート110は、十字や縞状、格子状のいずれかのように色彩の異なる領域を有する色彩パターンをその表面に有する。 Figure 3 is a diagram showing an example of the chart pattern of chart 110. The chart pattern of chart 110 is formed by a combination of areas of different colors, that is, black and white areas, and has characteristic points. For example, chart 110 has a color pattern on its surface that has areas of different colors, such as a cross, stripes, or a grid pattern.

拡大光学部材(拡大光学系)115は、ガラスまたはポリカーボネート樹脂のような透明な材質で形成されたレンズである。拡大光学部材115は、チャート110のチャートパターンに対面した位置に配置される。 The magnifying optical element (magnifying optical system) 115 is a lens made of a transparent material such as glass or polycarbonate resin. The magnifying optical element 115 is positioned facing the chart pattern of the chart 110.

導光部材109は、ポリカーボネート樹脂のような透明な材質で形成された多面体であって、後述する光射出側反射部(反射部)111、光反射部(反射面)125、125’(図1において不図示)を有する。さらに、導光部材109は、拡大光学部材115からの光を導光部材109の内部に入射する光入射面128を有する。導光部材109と拡大光学部材115をまとめて合焦用光学部と呼ぶ。導光部材109は、光学系101の光軸よりも下側に配置される。光射出側反射部111は、チャート110から発した光を反射することで光学系101に導く。光射出側反射部111は、光学系101、撮像センサ102等を含む後述する測距カメラ部20の撮影画角100内に配置され、光学系101の前方の位置に配置される。これにより、測距カメラ部20はチャート110を撮影できる。撮影画角100において、水平画角は垂直画角より大きい。測距カメラ部20は、撮影画角100の周辺部の位置にて、チャート110を撮影する。好ましくは、測距カメラ部20は、撮影画角100の中央よりも下側の位置にて、チャート110を撮影する。光射部(反射面)125、125’は、光路上においてチャート110と光射出側反射部111との間に設けられる。光入射面128は、拡大光学部材115の近傍であって、拡大光学部材115に対してチャート110とは反対側の位置に配置される。拡大光学部材115は、光路上においてチャート110と光射出側反射部111との間に配置される。 The light guide member 109 is a polyhedron formed of a transparent material such as polycarbonate resin, and has a light exit side reflecting portion (reflecting portion) 111 and light reflecting portions (reflecting surfaces) 125 and 125' (not shown in FIG. 1) described later. Furthermore, the light guide member 109 has a light incident surface 128 that causes light from the magnifying optical member 115 to enter the inside of the light guide member 109. The light guide member 109 and the magnifying optical member 115 are collectively called the focusing optical portion. The light guide member 109 is disposed below the optical axis of the optical system 101. The light exit side reflecting portion 111 reflects light emitted from the chart 110 to guide it to the optical system 101. The light exit side reflecting portion 111 is disposed within the shooting angle of view 100 of the distance measuring camera unit 20 described later, which includes the optical system 101, the image sensor 102, etc., and is disposed in front of the optical system 101. This allows the distance measuring camera unit 20 to shoot the chart 110. At the photographing angle of view 100, the horizontal angle of view is larger than the vertical angle of view. The distance measuring camera unit 20 photographs the chart 110 at a peripheral position of the photographing angle of view 100. Preferably, the distance measuring camera unit 20 photographs the chart 110 at a position lower than the center of the photographing angle of view 100. The light emitting units (reflecting surfaces) 125, 125' are provided between the chart 110 and the light emitting side reflecting unit 111 on the optical path. The light incident surface 128 is disposed near the magnifying optical member 115 and on the opposite side of the chart 110 with respect to the magnifying optical member 115. The magnifying optical member 115 is disposed between the chart 110 and the light emitting side reflecting unit 111 on the optical path.

図4は、導光部材109を上方(Z軸正方向)側から見た図である。光反射部125、125’は、導光部材109の一部の面にアルミ蒸着膜で形成した光反射面である。光反射部125は、光入射面128から入射した光を光反射部125’に向かって反射する。光反射部125’は、光反射部125からの光を光射出側反射部111に向かって反射する。 Figure 4 is a view of the light-guiding member 109 as seen from above (positive direction of the Z axis). The light reflecting portions 125 and 125' are light reflecting surfaces formed of aluminum vapor deposition film on some surfaces of the light-guiding member 109. The light reflecting portion 125 reflects light incident from the light incident surface 128 toward the light reflecting portion 125'. The light reflecting portion 125' reflects light from the light reflecting portion 125 toward the light exit side reflecting portion 111.

光源106が射出する白色光は、チャート110のチャートパターンの面で拡散反射したのち、拡大光学部材115を経て、導光部材109の光入射面128に入射する。光入射面128に入射した光は、導光部材109の内部を進み、光反射部125、125’により光射出側反射部111に向かって導かれ、さらに光射出側反射部111によって光学系101に導かれる。拡大光学部材115、光射出側反射部111、および光反射部125、125’によって、光路が制御される。これにより、チャート110と同様のチャートパターンを持ち、光学系101から所定の距離離れ、所定の大きさの見かけ上のチャート129が、撮像センサ102にて撮影可能となる。 The white light emitted by the light source 106 is diffusely reflected by the surface of the chart pattern of the chart 110, and then passes through the magnifying optical member 115 and enters the light incident surface 128 of the light guide member 109. The light that enters the light incident surface 128 travels inside the light guide member 109 and is guided by the light reflecting units 125 and 125' toward the light emitting side reflecting unit 111, and is further guided by the light emitting side reflecting unit 111 to the optical system 101. The optical path is controlled by the magnifying optical member 115, the light emitting side reflecting unit 111, and the light reflecting units 125 and 125'. As a result, an apparent chart 129 with the same chart pattern as the chart 110, a predetermined distance away from the optical system 101, and a predetermined size can be photographed by the image sensor 102.

本実施例では、チャート110から光学系101までの光路(第1の光路)の光路長は、図1および図4に示す実線矢印a、b、c、dの合計であって、長さR1となっている。光反射部125、125’によって複数回反射した光路が形成されることで、導光部材109を小型に形成しつつ、光路長R1を確保することができる。このように、導光部材109の反射部125、125’は、光路を延長し、測距カメラ部20がチャート110を合焦した状態で撮影可能にする光路延長部として機能する。この光路長R1の値は、後述する基準光路長記憶部124に、基準光路長(基準対象物であるチャート110から発した光が測距カメラ部20に入射するまでの光路の長さ)として記憶される。なお、光学系101に本実施例とは異なる光学系を用いた場合、光路長とR1の関係はこの限りではない。 In this embodiment, the optical path length of the optical path (first optical path) from the chart 110 to the optical system 101 is the sum of the solid arrows a, b, c, and d shown in FIG. 1 and FIG. 4, and is the length R1. By forming an optical path that is reflected multiple times by the light reflecting parts 125 and 125', the optical path length R1 can be secured while forming the light guide member 109 in a small size. In this way, the reflecting parts 125 and 125' of the light guide member 109 function as an optical path extension part that extends the optical path and enables the distance measuring camera unit 20 to take a picture of the chart 110 in a focused state. The value of this optical path length R1 is stored in the reference optical path length storage unit 124 described later as the reference optical path length (the length of the optical path from the light emitted from the chart 110, which is the reference object, to the distance measuring camera unit 20). Note that, if an optical system different from that in this embodiment is used for the optical system 101, the relationship between the optical path length and R1 is not limited to this.

筐体112は、アルミニウム合金などの金属や、ABSなどの樹脂のような不透明な材質で形成され、図1に示すように、光学系101、センサ回路基板103、メイン回路基板107、導光部材109、チャート110などの構成部材を収容する。筐体112には、光射出側反射部111から射出される光を光学系101に到達せしめるよう、筐体開口部(開口部)113が設けられている。 The housing 112 is made of an opaque material such as a metal such as an aluminum alloy or a resin such as ABS, and as shown in FIG. 1, houses components such as the optical system 101, the sensor circuit board 103, the main circuit board 107, the light guide member 109, and the chart 110. The housing 112 is provided with a housing opening (opening) 113 so that the light emitted from the light-emitting side reflector 111 can reach the optical system 101.

フロントウィンドシールド114は、2枚の強化ガラスで透明樹脂フィルムを挟み貼り合わせた3層構造の合わせガラスであって、図示しない車両の運転席前方に設けられる透明な風防ガラスである。フロントウィンドシールド114は、光学系101の前方に配置され、下側に向かって傾斜して配置される。 The front windshield 114 is a three-layer laminated glass made of two sheets of tempered glass sandwiched with a transparent resin film, and is a transparent windshield installed in front of the driver's seat of a vehicle (not shown). The front windshield 114 is positioned in front of the optical system 101 and tilted downward.

図2に示すように、測距カメラシステム1は、測距カメラ部20、測距校正部30、チャート部40、制御部130を有する。測距カメラ部20は、合焦用光学部を介して基準対象物であるチャート110を撮影し、測距パラメータ値を用いて基準対象物までの基準対象物距離を算出する。測距カメラ部20は、光学系101、撮像センサ102、画像処理部116、測距演算部117、出力部118、測距パラメータ値記憶部119、測距校正パラメータ値記憶部120を含む。測距校正部30は、測距パラメータ値の校正を行い、基準光路長記憶部124、測距校正パラメータ値算出部123を含む。チャート部40は、光源106、導光部材109、チャート輝度算出部121、光源駆動部122を含む。 As shown in FIG. 2, the distance measurement camera system 1 has a distance measurement camera unit 20, a distance measurement calibration unit 30, a chart unit 40, and a control unit 130. The distance measurement camera unit 20 captures an image of a chart 110, which is a reference object, via a focusing optical unit, and calculates a reference object distance to the reference object using distance measurement parameter values. The distance measurement camera unit 20 includes an optical system 101, an image sensor 102, an image processing unit 116, a distance measurement calculation unit 117, an output unit 118, a distance measurement parameter value storage unit 119, and a distance measurement calibration parameter value storage unit 120. The distance measurement calibration unit 30 calibrates the distance measurement parameter values, and includes a reference optical path length storage unit 124 and a distance measurement calibration parameter value calculation unit 123. The chart unit 40 includes a light source 106, a light guide member 109, a chart brightness calculation unit 121, and a light source drive unit 122.

後述する校正処理を行っていない状態では、測距カメラシステム1において、撮像センサ102は、画像撮影を行い、光学系101を経て車両周囲からの光を受光し、画像信号を画像処理部116、像面位相差信号を測距演算部117へ出力する。 When the calibration process described below has not been performed, the imaging sensor 102 in the distance measurement camera system 1 captures an image, receives light from around the vehicle via the optical system 101, and outputs an image signal to the image processing unit 116 and an image plane phase difference signal to the distance measurement calculation unit 117.

画像処理部116は、画像信号に対して歪み補正、輝度補正、色調補正などの補正を行う画像信号変換部であって、画像データを生成し、後述する出力部118へ画像データを出力する。また、画像処理部116は、画像信号をもとに、測距カメラシステム1を搭載した車両の周囲の、撮影した範囲の輝度である車両周囲輝度値を算出し、出力部118へ車両周囲輝度値を出力する。 The image processing unit 116 is an image signal conversion unit that performs corrections such as distortion correction, brightness correction, and color correction on the image signal, generates image data, and outputs the image data to the output unit 118 described below. The image processing unit 116 also calculates a vehicle surroundings brightness value, which is the brightness of the captured range around the vehicle equipped with the distance measuring camera system 1, based on the image signal, and outputs the vehicle surroundings brightness value to the output unit 118.

測距演算部117は、像面位相差信号と、測距パラメータ値記憶部119に記憶された測距パラメータ値と、測距校正パラメータ値記憶部120に記憶された測距校正パラメータ値とを用い、車両周囲の被写体までの距離値を算出する測距値演算手段である。測距演算部117は、測距データを後述する出力部118へ出力する。 The distance measurement calculation unit 117 is a distance measurement value calculation means that calculates the distance value to the subject around the vehicle using the image plane phase difference signal, the distance measurement parameter values stored in the distance measurement parameter value storage unit 119, and the distance measurement calibration parameter values stored in the distance measurement calibration parameter value storage unit 120. The distance measurement calculation unit 117 outputs the distance measurement data to the output unit 118 described later.

出力部118は、画像データおよび測距データを不図示の測距カメラシステム1を搭載する車両の制御を行うECU(Electronic Control Unit)へ出力するデータ出力手段である。 The output unit 118 is a data output means that outputs image data and distance measurement data to an ECU (Electronic Control Unit) that controls the vehicle equipped with the distance measurement camera system 1 (not shown).

測距パラメータ値記憶部119は、測距パラメータ値を記憶する記憶部で、測距演算部117へ測距パラメータ値を出力する。測距パラメータ値は、撮像センサ102で得られた像面位相差信号から距離情報を得るために必要なパラメータ値であり、測距カメラシステム1の製品出荷前において設定されるとともに測距パラメータ値記憶部119に書き込まれ記憶される。 The ranging parameter value storage unit 119 is a storage unit that stores ranging parameter values, and outputs the ranging parameter values to the ranging calculation unit 117. The ranging parameter values are parameter values required to obtain distance information from the image plane phase difference signal obtained by the imaging sensor 102, and are set before the ranging camera system 1 is shipped, and are written and stored in the ranging parameter value storage unit 119.

測距校正パラメータ値記憶部120は、測距校正パラメータ値を記憶する記憶部で、測距演算部117へ測距校正パラメータ値を出力する。測距校正パラメータ値は、上記の距離情報を正しい値に校正するためのパラメータ値であり、測距カメラシステム1の製品出荷前の調整工程において初期値が設定されるとともに測距校正パラメータ値記憶部119に書き込まれ記憶される。 The ranging calibration parameter value memory unit 120 is a memory unit that stores ranging calibration parameter values, and outputs the ranging calibration parameter values to the ranging calculation unit 117. The ranging calibration parameter values are parameter values for calibrating the above-mentioned distance information to correct values, and initial values are set in the adjustment process before the product shipment of the ranging camera system 1, and are written and stored in the ranging calibration parameter value memory unit 119.

チャート輝度算出部121は、チャート110を撮影する際にチャート110を鮮明に撮影するための必要チャート輝度値を、車両周囲輝度値をもとに算出する輝度算出手段であり、必要チャート輝度値を光源駆動部122へ出力する。 The chart luminance calculation unit 121 is a luminance calculation means that calculates the chart luminance value required to clearly capture the chart 110 when photographing the chart 110 based on the vehicle surroundings luminance value, and outputs the required chart luminance value to the light source driving unit 122.

光源駆動部122は、必要チャート輝度値をもとに、光源106を駆動する電流・電圧を決定するとともに電流・電圧を光源106へ出力し、光源106を駆動し点灯させる光源電源供給手段である。 The light source driving unit 122 is a light source power supply means that determines the current and voltage for driving the light source 106 based on the required chart brightness value and outputs the current and voltage to the light source 106 to drive and light the light source 106.

測距校正パラメータ値算出部123は、基準光路長記憶部124に記憶された基準光路長と、測距演算部117で算出されたチャート110までの距離値とを比較して、測距校正パラメータ値を算出する測距校正パラメータ値算出手段である。測距校正パラメータ値算出部123は、測距校正パラメータ値を測距校正パラメータ値記憶部120へ出力する。本実施例においては、この測距校正パラメータ値を新たに算出して更新することを、校正処理と呼ぶ。 The ranging calibration parameter value calculation unit 123 is a ranging calibration parameter value calculation means that compares the reference optical path length stored in the reference optical path length memory unit 124 with the distance value to the chart 110 calculated by the ranging calculation unit 117 to calculate the ranging calibration parameter value. The ranging calibration parameter value calculation unit 123 outputs the ranging calibration parameter value to the ranging calibration parameter value memory unit 120. In this embodiment, the process of calculating and updating the ranging calibration parameter value is called a calibration process.

基準光路長記憶部124は、基準光路長を記憶する記憶部で、基準光路長を測距校正パラメータ値算出部123へ出力する。基準光路長は、チャート110が形成される所定の距離R1と等しい値であって、測距カメラシステム1の製品出荷前の調整工程において基準光路長記憶部124に書き込まれ記憶される。 The reference optical path length memory unit 124 is a memory unit that stores the reference optical path length and outputs the reference optical path length to the ranging calibration parameter value calculation unit 123. The reference optical path length is a value equal to the predetermined distance R1 at which the chart 110 is formed, and is written and stored in the reference optical path length memory unit 124 during an adjustment process before the range-finding camera system 1 is shipped.

制御部130は、撮像センサ102による撮像や、画像処理部116での画像データ生成、メモリ105からの読出し、出力部118からの出力など、測距カメラシステム1の各部の動作の制御を行う。 The control unit 130 controls the operation of each part of the distance measuring camera system 1, such as image capture by the image sensor 102, image data generation by the image processing unit 116, reading from the memory 105, and output from the output unit 118.

図5は、本実施例に係る測距カメラシステム1の校正処理の手順を示すフローチャートである。 Figure 5 is a flowchart showing the procedure for the calibration process of the distance measuring camera system 1 according to this embodiment.

ステップS1において、ユーザによる指示によって校正処理を開始すると、撮像センサ102は、撮像を行い、光学系101を経て車両周囲からの光を受光し、画像信号を画像処理部116へ出力し、像面位相差信号を測距演算部117へ出力する。 In step S1, when the calibration process is started in response to a user instruction, the image sensor 102 captures an image, receives light from around the vehicle via the optical system 101, outputs an image signal to the image processing unit 116, and outputs an image plane phase difference signal to the distance measurement calculation unit 117.

ステップS2において、画像処理部116は、画像信号をもとに、測距カメラシステム1を搭載した車両の周囲の輝度である車両周囲輝度値を算出し、出力部118へ出力する。出力部118は、車両周囲輝度値をチャート輝度算出部121へ出力する。 In step S2, the image processing unit 116 calculates a vehicle surroundings luminance value, which is the luminance around the vehicle equipped with the distance measuring camera system 1, based on the image signal, and outputs the calculated value to the output unit 118. The output unit 118 outputs the vehicle surroundings luminance value to the chart luminance calculation unit 121.

ステップS3において、チャート輝度算出部121は、車両周囲輝度値をもとに、チャート110を撮影する際にチャート110を鮮明に撮影するための必要チャート輝度値を算出し、必要チャート輝度値を光源駆動部122へ出力する。 In step S3, the chart luminance calculation unit 121 calculates the required chart luminance value for clearly capturing the chart 110 when capturing the chart 110 based on the vehicle surroundings luminance value, and outputs the required chart luminance value to the light source driving unit 122.

ステップS4において、光源駆動部122は、必要チャート輝度値をもとに、チャート110が必要な輝度を有するよう光源106を駆動する電流・電圧を決定し、出力する。これにより、チャート110が校正に最適な輝度を有するよう照明される。 In step S4, the light source driving unit 122 determines and outputs the current and voltage for driving the light source 106 based on the required chart brightness value so that the chart 110 has the required brightness. This illuminates the chart 110 so that it has the optimum brightness for calibration.

ステップS5において、撮像センサ102は、導光部材109を介してチャート110の撮像を行い、画像信号を画像処理部116へ、像面位相差信号を測距演算部117へ出力する。 In step S5, the image sensor 102 captures an image of the chart 110 via the light-guiding member 109, and outputs an image signal to the image processing unit 116 and an image plane phase difference signal to the distance measurement calculation unit 117.

ステップS6において、光源駆動部122は、光源106の駆動を停止し、チャート110の照明を停止する。 In step S6, the light source driving unit 122 stops driving the light source 106 and stops illuminating the chart 110.

ステップS7において、測距演算部117は、像面位相差信号と、記憶された測距パラメータ値と、記憶された測距校正パラメータ値とを用い、見かけ上のチャート129の表示距離を算出する。そして、測距演算部117は、見かけ上のチャート129の表示距離(チャート表示距離値、基準対象物距離)を出力部118へ出力する。出力部118は、チャート表示距離値を測距校正パラメータ値算出部123へ出力する。 In step S7, the distance measurement calculation unit 117 uses the image plane phase difference signal, the stored distance measurement parameter value, and the stored distance measurement calibration parameter value to calculate the apparent display distance of the chart 129. The distance measurement calculation unit 117 then outputs the apparent display distance of the chart 129 (chart display distance value, reference object distance) to the output unit 118. The output unit 118 outputs the chart display distance value to the distance measurement calibration parameter value calculation unit 123.

ステップS8において、測距校正パラメータ値算出部123は、入力されたチャート表示距離値と、基準光路長記憶部124に記憶された基準光路長とを比較して測距校正パラメータ値を算出し、測距校正パラメータ値記憶部120へ出力する。 In step S8, the ranging calibration parameter value calculation unit 123 compares the input chart display distance value with the reference optical path length stored in the reference optical path length memory unit 124 to calculate the ranging calibration parameter value and outputs it to the ranging calibration parameter value memory unit 120.

ステップS9において、測距校正パラメータ値記憶部120は、測距校正パラメータ値をステップS8にて入力された値に更新する。これにより、校正は終了する。 In step S9, the ranging calibration parameter value storage unit 120 updates the ranging calibration parameter value to the value input in step S8. This completes the calibration.

図6は、測距カメラシステム1の測距校正方法を説明するグラフである。グラフの横軸は、正解距離であって、光学系101から被写体までの真の距離を意味している。グラフの縦軸は、測定距離であって、測距カメラシステム1によって被写体を撮影することで算出した被写体までの距離を意味している。 Figure 6 is a graph that explains the distance measurement calibration method of the distance measurement camera system 1. The horizontal axis of the graph is the correct distance, which means the true distance from the optical system 101 to the subject. The vertical axis of the graph is the measured distance, which means the distance to the subject calculated by photographing the subject with the distance measurement camera system 1.

実線625は、正しく校正された状態の測距カメラシステム1による測距結果を示した線分である。すなわち、実線625は、正解距離と測定距離が一致した状態を示している。点626は、測距精度が低下した状態の測距カメラシステム1の校正を行う際に、ステップS7で算出したチャート表示距離値をプロットした点である。すなわち、見かけ上のチャート129は光路長R1に形成されているため、正解距離はR1であるが、測定距離はこれとは異なるr1となっている。 The solid line 625 is a line segment that indicates the distance measurement result by the distance measurement camera system 1 in a correctly calibrated state. In other words, the solid line 625 indicates a state in which the correct distance and the measured distance match. The point 626 is a point on which the chart display distance value calculated in step S7 is plotted when calibrating the distance measurement camera system 1 in a state in which the distance measurement accuracy has decreased. In other words, since the apparent chart 129 is formed with an optical path length R1, the correct distance is R1, but the measured distance is different, r1.

破線627は、測距精度が低下した状態の測距カメラシステム1による測距結果を推定した線分であって、実線625と等しい傾きを有し、点626を通る線分である。すなわち、測距精度が低下した状態の測距カメラシステム1による測距結果は、正解距離からr1-R1だけずれた値となっている。 Dotted line 627 is a line segment that estimates the distance measurement result by distance measurement camera system 1 when the distance measurement accuracy has decreased, has the same slope as solid line 625, and passes through point 626. In other words, the distance measurement result by distance measurement camera system 1 when the distance measurement accuracy has decreased is a value that is shifted by r1-R1 from the correct distance.

この推定した測定距離を正解距離に一致させるためには、測定距離からr1-R1だけ減ずるよう測定距離を補正すればよい。つまり、校正処理のステップS8、S9にて、測距校正パラメータ値としてr1-R1という値を算出し、測距校正パラメータ値を該値に更新し、校正処理を終了する。その後、測距演算部117にて車両周囲の障害物までの距離を算出する際、測距パラメータ値記憶部119から測距校正パラメータ値としてr1-R1という値を読み込み、測定距離から減ずる処理を行えばよい。 To make this estimated measured distance equal to the correct distance, the measured distance is corrected by subtracting r1-R1 from the measured distance. That is, in steps S8 and S9 of the calibration process, the value r1-R1 is calculated as the distance measurement calibration parameter value, the distance measurement calibration parameter value is updated to this value, and the calibration process is terminated. Thereafter, when the distance measurement calculation unit 117 calculates the distance to an obstacle around the vehicle, the value r1-R1 is read from the distance measurement parameter value storage unit 119 as the distance measurement calibration parameter value, and subtracted from the measured distance.

なお、本実施例では、チャート110と拡大光学部材115のそれぞれは、導光部材109と別体に形成されているが、この限りではない。チャート110と拡大光学部材115は、導光部材109と一体に形成されてもよい。また、光反射部125、125’や射出側反射部111の曲率を制御することで、拡大光学部材115を代替してもよい。 In this embodiment, the chart 110 and the magnifying optical member 115 are formed separately from the light-guiding member 109, but this is not limited to the above. The chart 110 and the magnifying optical member 115 may be formed integrally with the light-guiding member 109. In addition, the magnifying optical member 115 may be replaced by controlling the curvature of the light reflecting portions 125, 125' and the exit side reflecting portion 111.

また、チャート110、拡大光学部材115、導光部材109は、メイン回路基板107の下側や、前方、側方のいずれに配置してもよい。また、チャート110、導光部材109、チャート輝度算出部121、測距校正パラメータ値算出部123のような校正処理を行うためにのみ必要な部位は、本実施例では筐体112に収容し一体となるよう形成した。しかし、これらを別体として構成し、校正処理を行う際に設置する形態をとってもよい。 The chart 110, the magnifying optical member 115, and the light guide member 109 may be disposed below, in front of, or to the side of the main circuit board 107. In this embodiment, the chart 110, the light guide member 109, the chart brightness calculation unit 121, and the distance measurement calibration parameter value calculation unit 123, which are only necessary for performing the calibration process, are housed in the housing 112 and formed as a single body. However, these may be configured as separate entities and installed when performing the calibration process.

以下、実施例2に係る測距カメラシステム2について説明する。なお、実施例1と同様の部分については、同じ参照番号を付し、その説明を省略する。 The following describes a distance measuring camera system 2 according to Example 2. Note that parts similar to those in Example 1 are given the same reference numbers and descriptions thereof are omitted.

図7は、本実施例に係る測距カメラシステム2の導光部材109および導光部材209を上方(Z軸正方向)側から見た図である。測距カメラシステム2は、チャート110、210、拡大光学部材115、215、導光部材109、209を有している。 Figure 7 is a view of the light guide member 109 and the light guide member 209 of the distance measuring camera system 2 according to this embodiment, viewed from above (positive Z-axis direction). The distance measuring camera system 2 has charts 110 and 210, magnifying optical members 115 and 215, and light guide members 109 and 209.

チャート210は、チャート110と同様にチャートパターンを有し、不図示の光源によって照明される。 Chart 210 has a chart pattern similar to chart 110 and is illuminated by a light source (not shown).

拡大光学部材215は、拡大光学部材115と同様の拡大光学部材であって、チャート210のチャートパターンに対面した位置に配置される。 The magnifying optical element 215 is a magnifying optical element similar to the magnifying optical element 115, and is positioned facing the chart pattern of the chart 210.

導光部材209は、ポリカーボネート樹脂のような透明な材質で形成された多面体であって、後述する光射出側反射部(反射部)211、光反射部(反射面)225、225’、225’’、225’’’を有する。光射出側反射部211は、光射出側反射部111と同様、測距カメラ部20の撮影画角100内に配置される。さらに、導光部材209は、拡大光学部材215からの光を導光部材209の内部に入射する光入射面228を有する。導光部材209は、導光部材109の左方向(X軸正方向)に並んで配置され、光射出側反射部211は、導光部材109の光射出側反射部111の近傍側に形成される。これにより、測距カメラ部20は、撮影画角100内の異なる位置にて、基準対象物であるチャート110,210を撮影する。 The light guide member 209 is a polyhedron made of a transparent material such as polycarbonate resin, and has a light exit side reflecting portion (reflecting portion) 211 and light reflecting portions (reflecting surfaces) 225, 225', 225'', and 225''', which will be described later. The light exit side reflecting portion 211 is arranged within the shooting angle of view 100 of the distance measuring camera unit 20, similar to the light exit side reflecting portion 111. Furthermore, the light guide member 209 has a light incident surface 228 that causes light from the magnifying optical member 215 to enter the inside of the light guide member 209. The light guide members 209 are arranged in line to the left of the light guide member 109 (positive direction of the X-axis), and the light exit side reflecting portion 211 is formed on the side near the light exit side reflecting portion 111 of the light guide member 109. As a result, the distance measuring camera unit 20 photographs the charts 110 and 210, which are reference objects, at different positions within the shooting angle of view 100.

チャート210のチャートパターンの面で拡散反射した光源からの光は、拡大光学部材215を経て、導光部材209の光入射面228に入射する。光入射面228に入射した光は、導光部材209の内部を進み、光反射部225、225’、225’’、225’’’により光射出側反射部211に向かって導かれ、さらに光射出側反射部211によって光学系101に導かれる。拡大光学部材215、光射出側反射部211、光反射部225、225’、225’’、225’’’によって光路が制御される。これにより、チャート210と同様のチャートパターンを持ち、光学系101から所定の距離離れ、所定の大きさをもった見かけ上のチャート229が、撮像センサ102にて撮影可能となる。 Light from the light source that is diffusely reflected by the surface of the chart pattern of the chart 210 passes through the magnifying optical member 215 and enters the light incident surface 228 of the light guide member 209. The light that enters the light incident surface 228 travels inside the light guide member 209 and is guided toward the light emitting side reflecting portion 211 by the light reflecting portions 225, 225', 225'', and 225''', and is further guided to the optical system 101 by the light emitting side reflecting portion 211. The optical path is controlled by the magnifying optical member 215, the light emitting side reflecting portion 211, and the light reflecting portions 225, 225', 225'', and 225'''. As a result, an apparent chart 229 that has the same chart pattern as the chart 210, is a predetermined distance away from the optical system 101, and has a predetermined size can be photographed by the image sensor 102.

チャート210から光学系101までの光路(第2の光路)の光路長は、図1および図7に示す実線矢印a、e、f、g、h、qの合計であって、長さR2となっている。この光路長R2は、光路長R1とは異なる値となるように設定される。この光路長R2の値は、光路長R1の値とともに、基準光路長記憶部124に、基準光路長として記憶される。 The optical path length of the optical path (second optical path) from the chart 210 to the optical system 101 is the sum of the solid arrows a, e, f, g, h, and q shown in Figures 1 and 7, and is length R2. This optical path length R2 is set to a value different from the optical path length R1. The value of this optical path length R2 is stored as the reference optical path length in the reference optical path length memory unit 124, together with the value of the optical path length R1.

図8は、測距カメラシステム2の測距校正方法を説明するグラフである。 Figure 8 is a graph explaining the distance measurement calibration method of the distance measurement camera system 2.

点826、827は、測距精度が低下した状態の測距カメラシステム2の校正を行う際に、図5のステップS7で算出した見かけ上のチャート129、229のチャート表示距離値をプロットした点である。すなわち、見かけ上のチャート129は光路長R1に形成され、見かけ上のチャート229は光路長R2に形成されているため、正解距離はそれぞれR1、R2である。しかし、これらの測定距離は、それぞれR1、R2とは異なるr1、r2となっている。破線828は、測距精度が低下した状態の測距カメラシステム2による測距結果を推定した線分であって、点826、827を通る線分である。 Points 826 and 827 are points where the chart display distance values of the apparent charts 129 and 229 calculated in step S7 of FIG. 5 are plotted when calibrating the distance measuring camera system 2 in a state where the distance measuring accuracy has decreased. That is, the apparent chart 129 is formed with an optical path length R1, and the apparent chart 229 is formed with an optical path length R2, so the correct distances are R1 and R2, respectively. However, these measured distances are r1 and r2, which are different from R1 and R2, respectively. The dashed line 828 is a line segment that estimates the distance measuring result by the distance measuring camera system 2 in a state where the distance measuring accuracy has decreased, and is a line segment that passes through points 826 and 827.

すなわち、測距精度が低下した状態の測距カメラシステム2による測距結果は、正解距離R1の位置において正解距離とはr1-R1だけずれた値となっており、傾きが(r2-r1)/(R2-R1)-1だけずれた値となっている。 In other words, the distance measurement result by the distance measurement camera system 2 when the distance measurement accuracy has decreased is a value that is shifted from the correct distance by r1-R1 at the position of the correct distance R1, and the slope is shifted by (r2-r1)/(R2-R1)-1.

この推定した測定距離を正解距離に一致させるためには、破線828と実線625の差を測定距離の関数、もしくはテーブル値として算出し、測定距離の値に応じて測定距離から減ずるよう測定距離を補正すればよい。 To make this estimated measured distance match the correct distance, the difference between the dashed line 828 and the solid line 625 is calculated as a function of the measured distance or as a table value, and the measured distance is corrected by subtracting it from the measured distance according to the value of the measured distance.

上述ように、複数のチャート110,210を異なる光路長を経て撮影して校正を行うことで、より精度の高い校正を行うことができる。 As described above, more accurate calibration can be achieved by photographing multiple charts 110, 210 through different optical path lengths.

本実施例では、複数のチャート110,210を用いたが、一つのチャート(例えば110)およびそれを照明する光源のみを用いて本実施例を構成しても良い。 In this embodiment, multiple charts 110 and 210 are used, but this embodiment may also be configured using only one chart (e.g., 110) and a light source that illuminates it.

また、車両に搭載された測距カメラシステムと車両周囲の障害物との距離は、測距カメラシステムの撮影画角内の下側に行くにつれ測距カメラ部20から近い位置となる。したがって、撮影画角内の中央より下側で撮影されるチャートの光路長をより小さな値に設定し校正を行うことで、より精度の高い測距を実現することができる。 In addition, the distance between the distance measuring camera system mounted on the vehicle and obstacles around the vehicle becomes closer to the distance measuring camera unit 20 as it moves downward within the shooting angle of the distance measuring camera system. Therefore, by setting the optical path length of a chart photographed below the center of the shooting angle of view to a smaller value and performing calibration, more accurate distance measurement can be achieved.

(その他の実施例)
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Other Examples
The present invention can also be realized by a process in which a program for implementing one or more of the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. The present invention can also be realized by a circuit (e.g., ASIC) that implements one or more of the functions.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 The above-described embodiments are merely representative examples, and various modifications and variations are possible when implementing the present invention.

各実施形態の開示は、以下の構成および方法を含む。 The disclosure of each embodiment includes the following configurations and methods:

(構成1)
移動体に設けられ、前記移動体の周囲を撮影し測距を行う測距カメラシステムであって、
基準対象物と、
前記基準対象物を撮影し、測距パラメータ値を用いて前記基準対象物までの基準対象物距離を算出する測距カメラ部と、
前記基準対象物から発した光を反射することで前記測距カメラ部に導く反射部を備える合焦用光学部と、
前記測距パラメータ値の校正を行う測距校正部と、を有し、
前記反射部は、前記測距カメラ部の撮影画角内に配置され、
前記測距カメラ部は、前記合焦用光学部を介して前記基準対象物を撮影することで、測距パラメータ値を用いて前記基準対象物距離を算出し、
前記測距校正部は、前記基準対象物距離と、前記基準対象物から発した光が前記測距カメラ部に入射するまでの光路の長さである基準光路長とに基づいて、前記測距パラメータ値の校正を行うことを特徴とする測距カメラシステム。
(構成2)
前記光路は、第1の光路と、前記第1の光路とは異なる第2の光路を含み、
前記測距カメラ部は、前記第1の光路を通る光と前記第2の光路を通る光を用いて、前記測距カメラ部の撮影画角内の異なる位置にて前記基準対象物を撮影することを特徴とする構成1に記載の測距カメラシステム。
(構成3)
前記第1の光路の光路長と前記第2の光路の光路長は、互いに異なることを特徴とする構成2に記載の測距カメラシステム。
(構成4)
前記合焦用光学部は、前記測距カメラ部が前記基準対象物を合焦した状態で撮影可能にする光路延長部を有することを特徴とする構成1から3のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成5)
前記合焦用光学部は、前記光路上において前記基準対象物と前記反射部との間に設けられた複数の反射面を含むことを特徴とする構成1から4のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成6)
前記合焦用光学部は、前記光路上において前記基準対象物と前記反射部との間に設けられた拡大光学系を含むことを特徴とする構成1から5のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成7)
前記測距カメラ部は、前記撮影画角の周辺部の位置にて、前記基準対象物を撮影することを特徴とする構成1から6のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成8)
前記測距カメラ部の前記撮影画角において、水平画角は垂直画角より大きく、
前記測距カメラ部は、前記撮影画角の中央よりも下側の位置にて、前記基準対象物を撮影することを特徴とする構成1から7のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成9)
前記基準対象物の表面には、異なる色彩の領域で形成された色彩パターンが形成されていることを特徴とする構成1から8のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成10)
前記基準対象物を照明する光源を更に有することを特徴とする構成1から9のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成11)
前記基準対象物と、前記測距カメラ部と、前記合焦用光学部と、前記測距校正部とを収容する筐体を更に有し、
前記筐体には、前記光路を通り前記反射部で反射された光を通過させる開口部が形成されていることを特徴とする構成1から10のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成12)
前記測距カメラ部は、前記測距パラメータ値を記憶する記憶部を含むことを特徴とする構成1から11のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成13)
前記測距パラメータ値は、前記測距カメラ部の撮像センサで得られた像面位相差信号から距離情報を得るために必要なパラメータ値であることを特徴とする構成1から12のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成14)
前記基準対象物距離は、見かけ上の前記基準対象物の表示距離であることを特徴とする構成1から13のいずれかに記載の測距カメラシステム。
(構成15)
構成1から14のいずれかに記載の測距カメラシステムを備え、前記測距カメラシステムを保持して移動可能であることを特徴とする移動装置。
(方法1)
移動体に設けられ、前記移動体の周囲を撮影し測距を行う測距カメラシステムであって、
基準対象物と、
前記基準対象物を撮影する測距カメラ部と、
前記測距カメラ部の撮影画角内に配置され、前記基準対象物から発した光を反射することで前記測距カメラ部に導く反射部を備える合焦用光学部と、を有する測距カメラシステムの校正方法であって、
前記合焦用光学部を介して前記基準対象物を撮影するステップと、
測距パラメータ値を用いて前記基準対象物までの基準対象物距離を算出するステップと、
前記基準対象物距離と、前記基準対象物から発した光が前記測距カメラ部に入射するまでの光路の長さである基準光路長とに基づいて、前記測距パラメータ値の校正を行うステップとを有することを特徴とする校正方法。
(構成16)
方法1に記載の測距カメラシステムの校正方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
(Configuration 1)
A distance measuring camera system that is provided on a moving body and captures an image of an area around the moving body and measures distances,
A reference object;
a distance measuring camera unit that captures an image of the reference object and calculates a reference object distance to the reference object using distance measuring parameter values;
a focusing optical unit including a reflecting unit that reflects light emitted from the reference object and directs it to the distance measuring camera unit;
a ranging calibration unit that calibrates the ranging parameter value;
the reflecting unit is disposed within a photographing angle of view of the distance measuring camera unit,
the distance measuring camera unit photographs the reference object via the focusing optical unit, and calculates the reference object distance using distance measuring parameter values;
A ranging camera system characterized in that the ranging calibration unit calibrates the ranging parameter value based on the reference object distance and a reference optical path length, which is the length of the optical path from the reference object to when light emitted from the reference object is incident on the ranging camera unit.
(Configuration 2)
the optical path includes a first optical path and a second optical path different from the first optical path,
The distance measuring camera system of configuration 1, characterized in that the distance measuring camera unit photographs the reference object at different positions within a shooting angle of view of the distance measuring camera unit using light passing through the first optical path and light passing through the second optical path.
(Configuration 3)
3. The distance measuring camera system according to configuration 2, wherein an optical path length of the first optical path and an optical path length of the second optical path are different from each other.
(Configuration 4)
4. The distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 3, wherein the focusing optical unit has an optical path extension unit that enables the distance measuring camera unit to photograph the reference object in a focused state.
(Configuration 5)
5. The distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 4, wherein the focusing optical unit includes a plurality of reflecting surfaces provided on the optical path between the reference object and the reflecting unit.
(Configuration 6)
6. The distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 5, wherein the focusing optical unit includes a magnifying optical system provided on the optical path between the reference object and the reflecting unit.
(Configuration 7)
7. The distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 6, wherein the distance measuring camera unit photographs the reference object at a peripheral position of the photographing angle of view.
(Configuration 8)
In the photographing angle of view of the distance measuring camera unit, a horizontal angle of view is larger than a vertical angle of view,
8. The distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 7, wherein the distance measuring camera unit photographs the reference object at a position lower than a center of the photographing angle of view.
(Configuration 9)
9. The distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 8, wherein a color pattern made up of areas of different colors is formed on the surface of the reference object.
(Configuration 10)
10. The distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 9, further comprising a light source that illuminates the reference object.
(Configuration 11)
a housing that houses the reference object, the distance measuring camera unit, the focusing optical unit, and the distance measuring calibration unit;
11. The distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 10, wherein the housing has an opening formed therein for passing light that has passed through the optical path and been reflected by the reflecting portion.
(Configuration 12)
12. The distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 11, wherein the distance measuring camera unit includes a storage unit that stores the distance measuring parameter values.
(Configuration 13)
A ranging camera system according to any one of configurations 1 to 12, characterized in that the ranging parameter values are parameter values necessary to obtain distance information from an image plane phase difference signal obtained by an imaging sensor of the ranging camera unit.
(Configuration 14)
14. The distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 13, wherein the reference object distance is an apparent display distance of the reference object.
(Configuration 15)
15. A mobile device comprising the distance measuring camera system according to any one of configurations 1 to 14, and capable of moving while holding the distance measuring camera system.
(Method 1)
A distance measuring camera system that is provided on a moving body and captures an image of an area around the moving body and measures distances,
A reference object;
A distance measuring camera unit that photographs the reference object;
a focusing optical unit including a reflecting unit that is arranged within a photographing angle of view of the distance measuring camera unit and reflects light emitted from the reference object and directs it to the distance measuring camera unit, the method comprising:
capturing an image of the reference object via the focusing optical unit;
calculating a reference object distance to the reference object using the ranging parameter values;
a step of calibrating the distance measurement parameter value based on the reference object distance and a reference optical path length, which is the length of the optical path from the reference object to the point where light emitted from the reference object is incident on the distance measurement camera unit.
(Configuration 16)
A program for causing a computer to execute the method for calibrating a distance measuring camera system according to the first method.

測距カメラシステム 1,2
基準対象物 110、210
測距カメラ部 20
合焦用光学部 109,115、209,215
反射部 111、211
測距校正部 30
Distance measuring camera system 1, 2
Reference object 110, 210
Distance measuring camera section 20
Focusing optical unit 109, 115, 209, 215
Reflecting portion 111, 211
Distance measurement calibration unit 30

Claims (17)

移動体に設けられ、前記移動体の周囲を撮影し測距を行う測距カメラシステムであって、
基準対象物と、
前記基準対象物を撮影し、測距パラメータ値を用いて前記基準対象物までの基準対象物距離を算出する測距カメラ部と、
前記基準対象物から発した光を反射することで前記測距カメラ部に導く反射部を備える合焦用光学部と、
前記測距パラメータ値の校正を行う測距校正部と、を有し、
前記反射部は、前記測距カメラ部の撮影画角内に配置され、
前記測距カメラ部は、前記合焦用光学部を介して前記基準対象物を撮影することで、測距パラメータ値を用いて前記基準対象物距離を算出し、
前記測距校正部は、前記基準対象物距離と、前記基準対象物から発した光が前記測距カメラ部に入射するまでの光路の長さである基準光路長とに基づいて、前記測距パラメータ値の校正を行うことを特徴とする測距カメラシステム。
A distance measuring camera system that is provided on a moving body and captures an image of an area around the moving body and measures distances,
A reference object;
a distance measuring camera unit that captures an image of the reference object and calculates a reference object distance to the reference object using distance measuring parameter values;
a focusing optical unit including a reflecting unit that reflects light emitted from the reference object and directs it to the distance measuring camera unit;
a ranging calibration unit that calibrates the ranging parameter value;
the reflecting unit is disposed within a photographing angle of view of the distance measuring camera unit,
the distance measuring camera unit photographs the reference object via the focusing optical unit, and calculates the reference object distance using distance measuring parameter values;
A ranging camera system characterized in that the ranging calibration unit calibrates the ranging parameter value based on the reference object distance and a reference optical path length, which is the length of the optical path from the reference object to when light emitted from the reference object is incident on the ranging camera unit.
前記光路は、第1の光路と、前記第1の光路とは異なる第2の光路を含み、
前記測距カメラ部は、前記第1の光路を通る光と前記第2の光路を通る光を用いて、前記測距カメラ部の撮影画角内の異なる位置にて前記基準対象物を撮影することを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。
the optical path includes a first optical path and a second optical path different from the first optical path,
The distance measuring camera system according to claim 1, characterized in that the distance measuring camera unit photographs the reference object at different positions within a shooting angle of view of the distance measuring camera unit using light passing through the first optical path and light passing through the second optical path.
前記第1の光路の光路長と前記第2の光路の光路長は、互いに異なることを特徴とする請求項2に記載の測距カメラシステム。 The distance measuring camera system according to claim 2, characterized in that the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path are different from each other. 前記合焦用光学部は、前記測距カメラ部が前記基準対象物を合焦した状態で撮影可能にする光路延長部を有することを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。 The distance measuring camera system according to claim 1, characterized in that the focusing optical unit has an optical path extension unit that enables the distance measuring camera unit to photograph the reference object in a focused state. 前記合焦用光学部は、前記光路上において前記基準対象物と前記反射部との間に設けられた複数の反射面を含むことを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。 The distance measuring camera system according to claim 1, characterized in that the focusing optical unit includes a plurality of reflecting surfaces provided on the optical path between the reference object and the reflecting unit. 前記合焦用光学部は、前記光路上において前記基準対象物と前記反射部との間に設けられた拡大光学系を含むことを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。 The distance measuring camera system according to claim 1, characterized in that the focusing optical unit includes a magnifying optical system provided on the optical path between the reference object and the reflecting unit. 前記測距カメラ部は、前記撮影画角の周辺部の位置にて、前記基準対象物を撮影することを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。 The distance measuring camera system according to claim 1, characterized in that the distance measuring camera unit captures the reference object at a peripheral position of the shooting angle of view. 前記測距カメラ部の前記撮影画角において、水平画角は垂直画角より大きく、
前記測距カメラ部は、前記撮影画角の中央よりも下側の位置にて、前記基準対象物を撮影することを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。
In the photographing angle of view of the distance measuring camera unit, a horizontal angle of view is larger than a vertical angle of view,
2. The distance measuring camera system according to claim 1, wherein the distance measuring camera unit captures an image of the reference object at a position lower than a center of the photographing angle of view.
前記基準対象物の表面には、異なる色彩の領域で形成された色彩パターンが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。 The distance measuring camera system according to claim 1, characterized in that a color pattern formed of areas of different colors is formed on the surface of the reference object. 前記基準対象物を照明する光源を更に有することを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。 The distance measuring camera system according to claim 1, further comprising a light source for illuminating the reference object. 前記基準対象物と、前記測距カメラ部と、前記合焦用光学部と、前記測距校正部とを収容する筐体を更に有し、
前記筐体には、前記光路を通り前記反射部で反射された光を通過させる開口部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。
a housing that houses the reference object, the distance measuring camera unit, the focusing optical unit, and the distance measuring calibration unit;
2. The distance measuring camera system according to claim 1, wherein the housing has an opening through which the light that has passed through the optical path and is reflected by the reflecting portion passes.
前記測距カメラ部は、前記測距パラメータ値を記憶する記憶部を含むことを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。 The distance measuring camera system according to claim 1, characterized in that the distance measuring camera unit includes a storage unit that stores the distance measuring parameter values. 前記測距パラメータ値は、前記測距カメラ部の撮像センサで得られた像面位相差信号から距離情報を得るために必要なパラメータ値であることを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。 The distance measurement camera system according to claim 1, characterized in that the distance measurement parameter values are parameter values necessary to obtain distance information from an image plane phase difference signal obtained by an image sensor of the distance measurement camera unit. 前記基準対象物距離は、見かけ上の前記基準対象物の表示距離であることを特徴とする請求項1に記載の測距カメラシステム。 The distance measuring camera system according to claim 1, characterized in that the reference object distance is the apparent display distance of the reference object. 請求項1から14のいずれか一項に記載の測距カメラシステムを備え、前記測距カメラシステムを保持して移動可能であることを特徴とする移動装置。 A mobile device comprising the distance measuring camera system according to any one of claims 1 to 14, and capable of holding and moving the distance measuring camera system. 移動体に設けられ、前記移動体の周囲を撮影し測距を行う測距カメラシステムであって、
基準対象物と、
前記基準対象物を撮影する測距カメラ部と、
前記測距カメラ部の撮影画角内に配置され、前記基準対象物から発した光を反射することで前記測距カメラ部に導く反射部を備える合焦用光学部と、を有する測距カメラシステムの校正方法であって、
前記合焦用光学部を介して前記基準対象物を撮影するステップと、
測距パラメータ値を用いて前記基準対象物までの基準対象物距離を算出するステップと、
前記基準対象物距離と、前記基準対象物から発した光が前記測距カメラ部に入射するまでの光路の長さである基準光路長とに基づいて、前記測距パラメータ値の校正を行うステップとを有することを特徴とする校正方法。
A distance measuring camera system that is provided on a moving body and captures an image of an area around the moving body and measures distances,
A reference object;
A distance measuring camera unit that photographs the reference object;
a focusing optical unit including a reflecting unit that is arranged within a photographing angle of view of the distance measuring camera unit and reflects light emitted from the reference object and directs it to the distance measuring camera unit, the method comprising:
capturing an image of the reference object via the focusing optical unit;
calculating a reference object distance to the reference object using the ranging parameter values;
a step of calibrating the distance measurement parameter value based on the reference object distance and a reference optical path length, which is the length of the optical path from the reference object to the point where light emitted from the reference object is incident on the distance measurement camera unit.
請求項16に記載の測距カメラシステムの校正方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute the method for calibrating a distance measuring camera system according to claim 16.
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