JP3708509B2 - 車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置 - Google Patents

車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置に関し、特に、車載レーダに対してレーザ光と反射用ミラーを用いて照準調整を行い、電波反射ターゲットを用いて性能検査を行い、カメラ用ターゲットを用いて車載カメラの照準調整検査を行う車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、高速道路における運転負荷を軽減し、快適性と同時に運転者の疲労による認知判断の低下を補い、衝突の未然防止につながる技術として安全に寄与することを目的とする運転支援システムが開発されてきている。運転支援システムにおいては、先行車を検知することにより自車の速度を制御し、車間距離を保つ進行方向の制御と、自車の走行車線を検知してそれに沿った走行を維持・支援する車両横方向の制御を総合的に行うものである。
【0003】
進行方向の制御を行うための車速・車間制御システムは、ミリ波レーダで先行車との車間距離を測定し、自車の走行状態を検出する車速センサ、ヨーレートセンサによって、同一車線内の先行車両を絞り込むことを行う。また、このシステムは、先行車との車間が狭まってきた場合は、主としてスロットルによる減速に加え、ブレーキによる減速を併用し、適切な車間距離を保つことを行う。さらに、危険な車間距離に近づいたら警報装置による運転者への注意を促すことを行う。また、このシステムは、先行車との車間が開いていく場合は、通常のクルーズ・コントロールとして機能する。
【0004】
車両横方向の制御を行うための車線維持制御システムは、画像処理システムによって道路上の車線を正しく認識することを行う。また、このシステムは、車載カメラで捉えた画像から線分の特徴として検出されたものを線の幅、長さ、連続性などを処理することによって、車線であるかどうかの判断・評価を行い、道路上の走行車線として認識することを行う。さらに、このシステムは、画像処理システムによって得られたデータをECUによって演算、車線中央の維持をアシストするのに必要なステアリング・トルクを算出し、電動パワーステアリングの電流制御を行い、車線維持支援を実現することを行う。また、このシステムは、走行中の車線から逸脱する可能性がある場合、車線逸脱警報を発し運転者に注意を促すことも行う。
【0005】
このような運転支援システムにおいて用いられるミリ波レーダの向きの精度は、このシステムにおいて重要な役割を果たす。例えば、車両に取り付けられたミリ波レーダの向きが真前方から外れていた場合、全走車が存在するにも拘わらず、レーダによって検知されず前走者と追突してしまうことや、走行レーンの異なる車両を全走車として認識してしまい、意図しない減速が行われたりなど、重大事故につながる可能性が大きなものとなってしまう。
【0006】
従来の車載レーダの向きの調整、すなわち、車載レーダの照準調整と検査は、送信ビームが自動車の車軸を正しく向くようにするため、車両の正面前方にミリ波レーダの電界強度測定装置を用いて、測定したアンテナの電磁波の放射強度が最大になるようにアンテナ軸の方向を調整していた。
【0007】
特開2001−174540号公報では、この調整方法として、車両から前方に間隔をあけて予め定める基準位置に、調整用受信アンテナを配置し、調整用受信アンテナの出力に関連する信号を表示する表示手段を、調整手段の近傍に配置し、表示手段の出力を観察しつつ、調整手段を調整することを特徴としている。また、レーダ手段と調整用受信アンテナとの間に、ビームの強度を減衰して透過する減衰部材を介在させることを特徴としている。
【0008】
また、運転支援システムにおいて用いられるカメラの向きの精度も、このシステムにおいて重要な役割を果たす。例えば、車両に取り付けられたカメラの向きが真前方から外れていた場合、車線を外れてしまうなど、重大事故につながる可能性が大きなものとなってしまう。
【0009】
従来の車載カメラの向きの調整は手作業により行っていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような車載レーダおよび車載カメラの照準調整方法と検査方法においては、減衰部材を用いないときは、車両から前方に間隔をあけて予め定める基準位置に、調整用受信アンテナを配置して行うため、計測に時間がかかり、また、大きな作業空間が必要であるという問題点があった。また、作業空間を狭めるためには減衰部材が必要であり、設備が多くなり、また、減衰部材を設置するために複数の作業員が必要であり、さらに、調整に時間がかかってしまうという問題点があった。
【0011】
また、カメラの調整は手作業であったので、正確な照準合わせができないという問題点があった。
【0012】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で1人の作業員で調整検査ができる車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【0014】
第1の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置(請求項1に対応)は、車載レーダおよび車載カメラを同一の車両停車位置で照準調整と検査を行う装置であって、車載レーダは、歯車に連結された調整用ネジで基板に抑えられ、レーザ光反射用ミラーのミラー治具の取り付け部がはまり込む窪みであるレーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、レーザ光反射用ミラーのミラー治具は、取り付け部に重心があり、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第1の照準調整検査用ボードと第2の照準調整検査用ボードを有し、第1の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第2の照準調整検査用ボードは、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備えたことで特徴づけられる。
【0015】
第1の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、車載レーダおよび車載カメラを同一の車両停車位置で照準調整と検査を行う装置であって、車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第1の照準調整検査用ボードと第2の照準調整検査用ボードを有し、第1の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第2の照準調整検査用ボードは、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備えたため、省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で1人の作業員で調整検査ができる。
【0016】
第2の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置(請求項2に対応)は、上記の構成において、好ましくは第1の照準調整検査用ボードは、レーダ検査用ターゲットを設けた領域以外の領域は電波に対する吸収率が高い材料で形成されていることで特徴づけられる。
【0017】
第2の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、第1の照準調整検査用ボードは、レーダ検査用ターゲットを設けた領域以外の領域は電波に対する吸収率が高い材料で形成されているため、レーダ検査用ターゲットからだけレーダが反射されるので、正確に車載レーダの調整検査を行うことができる。
【0018】
第3の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置(請求項3に対応)は、上記の構成において、好ましくはレーダ検査用ターゲットは、電波に対する反射率が高い材料で形成されていることで特徴づけられる。
【0019】
第3の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、レーダ検査用ターゲットは、電波に対する反射率が高い材料で形成されているため、レーダ検査用ターゲットから強い反射がなされるので、正確に車載レーダの調整検査を行うことができる。
【0020】
第4の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置(請求項4に対応)は、上記の構成において、好ましくはレーダ検査用ターゲットの材料は、アルミニウムまたはアルミニウム含有紙であることで特徴づけられる。
【0021】
第4の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、レーダ検査用ターゲットの材料は、アルミニウムまたはアルミニウム含有紙であるため、レーダ検査用ターゲットから強い反射がなされるので、正確に車載レーダの調整検査を行うことができる。
【0022】
第5の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置(請求項5に対応)は、上記の構成において、好ましくはレーダ検査用ターゲットの形状は、底面が車載レーダ側を向いた三角錐形状の窪みであることで特徴づけられる。
【0023】
第5の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、レーダ検査用ターゲットの形状は、底面が車載レーダ側を向いた三角錐形状の窪みため、レーダ検査用ターゲットから強い反射がなされるので、正確に車載レーダの調整検査を行うことができる。
【0024】
第6の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置(請求項6に対応)は、上記の構成において、好ましくは車載カメラ照準調整検査用ターゲットは、第2の照準調整検査用ボードの中央とその中央から左右に所定の間隔で配列した3つの同一の大きさと形状を有するパターンが描かれたものであることで特徴づけられる。
【0025】
第6の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、車載カメラ照準調整検査用ターゲットは、第2の照準調整検査用ボード中央とその中央から左右に所定の間隔で配列した3つの同一の大きさと形状を有するパターンが描かたものであるため、正確に車載カメラの照準調整検査を行うことができる。
【0026】
第7の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置(請求項7に対応)は、上記の構成において、好ましくは車載カメラ照準調整検査用ターゲットは、車載カメラにより撮像され、その撮像された車載カメラ照準調整検査用ターゲットの画像に基づいて車載カメラの撮像する画像の補正をするためのカメラの姿勢角を求めることで特徴づけられる。
【0027】
第7の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、車載カメラ照準調整検査用ターゲットは、車載カメラにより撮像され、その撮像された車載カメラ照準調整検査用ターゲットの画像に基づいて車載カメラの撮像する画像の補正をするためのカメラの姿勢角を求めるため、正確に、車載カメラの照準調整を行うことができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0029】
実施形態で説明される構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また、数値および各構成の組成(材質)については例示にすぎない。従って本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【0030】
図1は、本実施形態に係る車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置の全体構成を示す斜視図である。車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置10は、ターゲット設備11とレーダ部取り付けミラー冶具12から構成される。ターゲット設備11は、ターゲット昇降設備13に上下動自在に取り付けられた第1の照準調整検査用ボード14と第2の照準調整検査用ボード15と第1の照準調整検査用ボード14と第2の照準調整検査用ボード15を上下動するターゲットコントローラ16と表示装置17と入力装置18と音声出力装置19から構成される。符号20は正対装置である。
【0031】
ターゲット昇降設備13は、車両1の停止位置21から所定距離隔てた位置に設置された2本の柱22,23からなり、その柱22,23に第1の照準調整検査用ボード14と第2の照準調整検査用ボード15が上下動可能なように取り付けられるようになっている。例えば、2本の柱22,23にレールを付け、柱22,23の上部にモータ24,25を取り付け、それらのモータ24,25には、ロープ26,27が巻き付けられるようになっている構成にする。ロープ26に第1の照準調整検査用ボード14を取り付け、ロープ27に第2の照準調整検査用ボード15を取り付け、モータ24を作動することにより、ロープ26に取り付けられた第1の照準調整検査用ボード14をレールに沿って上下動するようにする。また、モータ25を作動することにより、ロープ27に取り付けられた第2の照準調整検査用ボード15をレールに沿って上下動するようにする。
【0032】
第1の照準調整検査用ボード14は、ターゲット昇降設備13に取り付けられ、車両停止位置21から所定距離隔てた位置になるように設置されている。図2は第1の照準調整検査用ボード14を示す構成図である。図2(a)は、正面図であり、図2(b)は断面図である。第1の照準調整検査用ボード14は、レーザ光照射部28と、後述する車両1のレーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲット29と、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲット(電波反射ターゲット)30を備えている。また、レーザレーダ検査用ターゲット31も備えている。
【0033】
第1の照準調整検査用ボード14は、レーダ検査用ターゲット30を設けた領域以外の領域は電波に対する吸収率が高い材料で形成されている。例えば、第1の照準調整検査用ボード14は、図2(b)に示すように、電波吸収体32をミリ波透過素材であるプラスチック素材板33,34で挟んだ構造であり、大きさは、縦1135mm、幅3000mmが適当である。また、そのボード14の下端を地面から67mmにしたときに地面から680mmの高さの位置にレーザ光照射部28、例えば、レーザポインタを設けている。この高さは、車両の車載レーダに取り付けるミラーの高さと一致する高さにさせるため、車両によって異なるものであり、車両ごとに第1の照準調整検査用ボード14の高さを変えることにより調整するものである。
【0034】
レーザ光確認用ターゲット29は、第1の照準調整検査用ボード14に描かれた領域であり、この領域をその他の領域とは区別するために、色を変えたり、あるいは、枠を描くことにより区別するようにしてある。その大きさは、一辺の長さが730mmの正方形であり、その中心にレーザ光照射部28を設けるようにしてある。この領域の大きさにより、第1の照準調整検査用ボード14から車両1の前輪2の車軸センタまでの距離が6mのとき、ミラーに反射したレーザ光がこの領域内に納まるようにすればミラーが車両1の前方から2°のずれの範囲内に納まっていることになる。調整では、レーザ光をこの領域内に収めるようにレーダの角度を調整すれば良いことになる。
【0035】
レーダ検査用ターゲット30は、第1の照準調整検査用ボード14の下端を地面から67mmにしたときに地面から高さ550mmに位置し、電波に対する反射率が高い材料で形成されており、例えば、その材料は、アルミニウムまたは、アルミニウム含有紙であることが好ましく、これにより、ミリ波の反射を大きくすることができる。また、図3は、好適なレーダ検査用ターゲット30の形状を示す図であり、底面が車載レーダ側を向いた三角錐形状の窪みであるようにしている。大きさは、底面の一辺の長さが120mmにしてある。これにより、ミリ波の反射強度を大きくすることができる。これは、レーダからミリ波が出ていることを確認するためのものである。
【0036】
レーザレーダ検査用ターゲット31は、車載のレーザレーダからのレーザ光の反射をさせるための反射板である。この反射板に向けて、車載のレーザレーダを照射し、反射することを確認することにより、レーザレーダの動作を確認することができる。
【0037】
第1の照準調整検査用ボード14は、レーダ検査用ターゲット30を設けた領域以外の領域は電波に対する吸収率が高い材料で形成されている。
【0038】
第2の照準調整検査用ボード15は、ターゲット昇降設備13に取り付けられ、車両停止位置21から所定距離隔てた位置になるように設置されている。図4は第2の照準調整検査用ボード15を示す構成図である。
【0039】
第2の照準調整検査用ボード15には、車載カメラ照準調整検査用ターゲット(カメラ用ターゲット)35が形成されている。車載カメラ照準調整検査用ターゲット35は、第2の照準調整検査用ボード15の中心に一つのターゲットパターン36とその中心のターゲットパターン36の左右に等間隔で1つずつ中心のターゲットパターン36と同様のターゲットパターン37,38が描かれたものである。ターゲットパターン36,37,38は、半径r1の円とその円内に半径r2の円が描かれており、その内側の円に中心角90°の扇形が4つ描かれており、それらの扇形は反射なしのつや消し白と黒が交互に配列されている。これらのパターンにより、カメラで写された画像が鮮明に作業者に確認でき、また、カメラの照準調整検査を容易に確実なものとすることができる。
【0040】
ターゲットコントローラ16は、第1の照準調整検査用ボード14と第2の照準調整検査用ボード15を上下動させ、車種ごとに高さが合わせられるようにするものである。例えば、記憶装置に車種ごとに対応する第1の照準調整検査用ボード14と第2の照準調整検査用ボード15の高さを記憶させておき、入力装置18により、車種を入力することにより、車載レーダの照準調整検査のときにはその車種に対応する高さにモータ24を動作し、第1の照準調整検査用ボード14を上下動させる。ミラーの位置とレーザ照射部の高さが一致するようにしてある。また、車載カメラの照準調整検査のときには、その車種に対応する高さになるようにモータ25を動作し、第2の照準調整検査用ボード15を上下動させる。
【0041】
表示装置17は、この検査での結果を入力装置により入力し、そのときに、入力を指示し、入力したデータを表示するものである。
【0042】
入力装置18は、ターゲットコントローラに車種を入力したり、検査結果を入力するためのものである。
【0043】
音声出力装置19は、調整検査の手順を作業者に音声で知らせるためのものである。
【0044】
次に、車両1のレーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けるレーザ光反射用ミラーを説明する。図5は、レーダ部取り付けミラー冶具12を示す。レーダ部取り付けミラー冶具12は、ミラー部39とミラー取り付け部40から成る。レーダ部取り付けミラー冶具は、取り付け部の方に重心があり、また、レーダには、この取り付け部がはまり込む窪みである取り付け部が設けられており、ミラー取り付け部40をレーダのミラー取り付け部に取り付けることにより、ミラー取り付け部40の重さにより、レーダの取り付け部と良好に固定される。また、ミラーの上部には水準器41が備えてある。
【0045】
図6は、レーダにミラーを取り付けた状態を示す図である。図6(a)は平面図であり、図6(b)は正面図である。レーダ42は、基板43に3点44,45,46のネジにより抑えられ、その3点のネジ位置を調整することにより、上下方向、左右方向の角度を調整することができる。この3点44,45,46のネジには、歯車が連結されており、グリルカバー47の上部のドライバー挿入穴48,49からドライバーにより、歯車を回転することによって調整することができる。ドライバーにより歯車を回転させるとネジが回転し長さを調整していき、3点44,45,46を支点に上下方向、左右方向にレーダが動き、レーダの角度を調整することができる。グリルカバー47には、ボンネットを閉めたときに納まるための穴50があり、その穴を利用して、ミラー冶具12をレーダ42のミラー取り付け部に取り付け部40をはめ込むことにより取り付ける。それにより、グリルカバーを外さないで調整することができる。
【0046】
次に、レーダ照準調整の原理を説明する。
【0047】
レーダ照準調整では、グリルカバーの穴からレーダ部取り付けミラー冶具12の取り付け部40を挿入し、レーダの取り付け部に固定したレーダ部取り付けミラー冶具12のミラー部39に、第1の照準調整検査用ボード14のレーザ照射部28からレーザ光を照射する。そのレーザ光は、レーダに取り付けられたレーダ取り付け部ミラー冶具12のミラー部39により、反射され、第1の照準調整検査用ボード14に到達する。そのレーザ光のスポットが第1の照準調整検査用ボード14のレーザ光確認用ターゲット29内に納まるようレーダの角度を調節する。これにより、所定の角度以内にレーダの照準を調整することができる。レーダの検査は、ミリ波レーダを作動させ、ミリ波が出ていれば、レーダ検査用ターゲット30からミリ波が反射し、その反射されたミリ波を受信することにより、ミリ波が所定の出力で出射しているかどうかを検査する。このように、本実施形態におけるレーダの照準調整検査は、レーザ光によるレーダに取り付けられたレーダ取り付け部ミラー冶具12による反射光を観察しながらのレーダの角度調整による照準調整とレーダからのミリ波のレーダ検査用ターゲット30からの反射波を受信することによる検査から成っている。
【0048】
これにより、レーダの照準調整検査を省スペースでき、正確に、かつ短時間で1人の作業員で調整検査ができる。
【0049】
次に、カメラ照準調整の原理を説明する。
【0050】
カメラ照準調整には、次のカメラパラメータを用いる。カメラパラメータは、撮像された道路白線、画像平面上の道路白線を道路面上の車両に対する相対座標に変換するためのパラメータである。カメラパラメータには、ピッチ角、パン角、ロール角からなるカメラ姿勢角と、前後位置(x座標)、左右位置(y座標)、上下位置(z座標)から構成されるカメラ位置、焦点距離、画像中心座標、画素サイズがある。カメラ照準調整では、カメラパラメータのうち、車両取り付け状態におけるカメラ姿勢角を算出する。その他のパラメータは予め所定の値に設定し固定値とする。図7は、カメラ姿勢角を示す図である。X軸、Y軸、Z軸は、道路面を基準とする座標であり、X軸は、道路面に水平で、車両の進行方向と平行な軸であり、Y軸は、道路面に水平で、車両の進行方向に垂直な軸であり、Z軸は、道路面に垂直な座標軸である。符号51はカメラを示し、符号52はカメラのレンズである。X’軸、Y’軸、Z’軸は、カメラを基準とする座標軸であり、カメラのレンズから焦点方向がX’軸であり、カメラのレンズから焦点の方向と垂直で道路面と水平方向に近い軸がY’軸であり、カメラのレンズから焦点方向と垂直で、道路面と垂直に近い方の軸をZ’軸である。ピッチ角はX’軸Y’軸Z’軸からなる座標系のY軸まわりの回転角であり、パン角はX’軸Y’軸Z’軸からなる座標系のZ軸まわりの回転角であり、ロール角はX’軸Y’軸Z’軸からなる座標系のX軸まわりの回転角である。
【0051】
次に、カメラ姿勢角の求め方を説明する。カメラ前方にターゲットを配置する。カメラからターゲットへ向かうベクトル(以下、ターゲットベクトルと呼ぶ)を、カメラ基準の座標系で定義する。図8は、カメラ姿勢角が既定の場合(通常は道路面を基準とする座標系とカメラ基準の座標系が一致している場合)のカメラ位置からの3つのターゲットの位置とその位置によるターゲットベクトルV01,V02,V03(ターゲットのカメラの位置を座標原点としたときの位置ベクトル)を示す図である。図中、3つのターゲットを符号53,54,55で表し、カメラ位置を符号56で表す。例えば1つのターゲット53に対する既定のターゲットベクトルV01を式(1)で表す。
【0052】
【数1】
Figure 0003708509
【0053】
図9は、カメラ姿勢角が変化したとき、すなわち、道路面を基準とする座標系とカメラ基準の座標系が一致しないときのカメラの位置を原点としたときの3つのターゲット53,54,55の位置とその位置によるターゲットベクトルV11,V12、V13を示す図である。カメラ姿勢角が変化すると、カメラ基準の座標系も変化する。ターゲット位置は変化しないため、ターゲットベクトルはカメラ姿勢角の分だけ変化する。例えば、このときのターゲットベクトルV11を式(2)で表す。
【0054】
【数2】
Figure 0003708509
【0055】
既定のカメラ姿勢角でのターゲットベクトルV01と、カメラ姿勢角が変化したときのターゲットベクトルV11との対応関係は、式(3)によって表される。
【0056】
【数3】
Figure 0003708509
【0057】
ここで、Rは、式(4)で表される変換行列であり、また、この行列要素を用いてピッチ角、パン角、ロール角は、式(5)〜(7)によって表される。
【0058】
【数4】
Figure 0003708509
【0059】
【数5】
Figure 0003708509
【0060】
【数6】
Figure 0003708509
【0061】
【数7】
Figure 0003708509
【0062】
既定のカメラ姿勢角でのターゲットベクトルV01と、カメラ姿勢角が変化しているときのターゲットベクトルV11を用いて、式(3)で表される方程式を解くことにより、変換行列を算出することで、式(5)〜(7)に従ってカメラ姿勢角の変化分を求めることができる。ターゲット54,55からも、同様にしてカメラ姿勢角の変化分を求めることができる。
【0063】
実際には、カメラ姿勢角が既定のカメラ姿勢角からずれているときに、そのずれとの変換行列を求めることにより、その変換行列をカメラの画像ECUの記憶装置に記憶する。実際のカメラの撮像では、撮影した映像の各物体のベクトルを記憶した変換行列Rを用いて、式(3)の逆変換を演算装置により行うことにより、撮像した画像を既定のカメラ姿勢角のものに補正するようにする。これにより、カメラ姿勢角が既定のものでないときにも、既定のカメラ姿勢角で撮影した画像に変換することができる。
【0064】
なお、この方程式を解くには、カメラ姿勢角が既定の場合のターゲットベクトルとカメラ姿勢角が変化した場合のターゲットベクトルそれぞれ少なくとも3組のベクトル(2つのターゲットベクトル(例えばV01,V02とV11,V12など)とその外積)が必要となる。
【0065】
次に、ターゲットベクトルの求め方について説明する。図10は、カメラの位置とターゲットの位置とターゲットベクトルを示す図である。図には車両1の上部にカメラ51の位置とターゲット53,54,55が示してある。例えば、既定のカメラ姿勢角でのターゲットベクトルV01は、式(8)、(9)で表すことができ、カメラ位置とターゲット位置から予め決まっている。これは、実際の調整での車両とターゲットの位置を定めておいて、そのデータを画像ECUに保持しておく。
【0066】
【数8】
Figure 0003708509
【0067】
【数9】
Figure 0003708509
【0068】
ここで、X01,Y01,Z01は、ターゲット位置座標であり、Xf,Yf,Zfはカメラ位置座標を示す。
【0069】
カメラ姿勢角が変化したときのターゲットベクトルV11は、図11で示すように撮像されたターゲット画像53p,54p,55pから求める。
【0070】
【数10】
Figure 0003708509
【0071】
【数11】
Figure 0003708509
【0072】
【数12】
Figure 0003708509
【0073】
【数13】
Figure 0003708509
【0074】
ここで、Xpはターゲット画像53pのX座標、Ypはターゲット画像53pのY座標、fはカメラ焦点距離、Xpcent、Ypcentは画像中心座標X,Y、Xpalpha,Ypalphaは画素サイズを表す。
【0075】
式(1)で表す方程式に当てはめるときには、それぞれのベクトルV01,V11を単位ベクトルに変換する。
【0076】
次にターゲット数について説明する。カメラ姿勢角変化の算出は、原理的には2点のターゲットで可能である。(2つのターゲットベクトルとその外積からなる3組のベクトル。)実際の計算において、撮像されたターゲットから求めたターゲットベクトルには、撮像素子などの量子化誤差やレンズ収差が含まれるため、3組のベクトルを方程式に当てはめたとき、それらを同時に満たす変換行列は存在しない。そのため誤差が最小となるような変換行列を最小二乗法で算出する。最小二乗法では、サンプル数が多いほうが近似精度が安定し、また、サンプル点が偏らない方が近似誤差の偏差が少なくなる。ターゲット数が2点(中央と左または右)では、算出精度を満たせない。ターゲット数は多い方が良いが、ターゲットボードの面積と、1つのターゲットの探索範囲により、設置上の制約を受ける。カメラ姿勢角の算出精度と、設置上の制約を満たすため、本実施形態では、ターゲット数を3点とした。
【0077】
次に、画像処理検査について説明する。カメラ照準調整を行った後に、画像処理の確からしさを確認する目的で行う。この処理は、自動照準調整直後に自動で移行する。カメラ画像は、コントラスト変化のエッジを検出して白線と認識させる。図12にこのフローチャートを示す。まず、カメラの画像ECUにおいて、撮影したターゲットパターンを画像処理し(ステップST10)、検出されたターゲットパターンの輝度の高い領域の面積のパターン全体の面積に対する比率(白色の領域のパターン全体に対する比率)を算出する(ステップST11)。一方、予めターゲットの縮小率を求めておき(ステップST12)、ターゲットパターンの画像内の白色の領域のパターン全体の面積に対する割合をZとして、その真値Zからターゲット縮小分を差し引いてマスター値ZZを画像ECUに記憶させておき(ステップST13)、検出されたターゲットパターンの輝度の高い領域の面積のパターン全体の面積に対する比率の値をステップST13で記憶されたマスター値ZZに対して、比較検証し(ステップST14)結果が、一定値以内であれば合格(ステップST15)、それ以外であればNGと判断する(ステップST16)。これにより、画像処理の精度検証をする。
【0078】
以上の原理に基づいて、カメラの照準調整検査はカメラの画像ECUにより自動的に行われる。
【0079】
次に、この車載レーダおよび車載カメラ照準調整検査装置を用いたときの車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査方法について説明する。
【0080】
図13と図14は、本発明の実施形態の手順を示した図である。照準調整工程(ST20)とレーダ検査(ST40)とカメラ照準調整工程(ST50)から成っている。
【0081】
まず、車両を正対装置20の上に設置し、正対させ、車両の位置を第1の照準調整検査用ボード14から6mのところに位置させる。
【0082】
車載レーダの照準調整工程(ステップST20)は、ミラー冶具取り付け工程(ステップST21)とレーザ光反射によるレーダ角度調整工程(ステップST30)から成っている。まず、作業者は入力装置18から調整を行うということを入力する(ステップST22)。それにより、音声出力装置19からミラー冶具を取付けるように指示する音声で流れる(ステップST23)。ミラー冶具取り付け工程(ステップST21)では、ミラー冶具12をグリルカバー47の穴50から取り付け部を挿入し、レーダの取り付け部に固定する(ステップST24)。作業者はミラー冶具12を取り付けたことを入力装置18に入力する(ステップST25)。次に、レーダ角度調整工程(ステップST30)では、まず、ステップST25を行った後、音声出力装置19から車種の入力をするように音声が流れる(ステップST31)。それにより、作業者は、ターゲットコントローラ16の入力装置18から、車種を指定する(ステップST32)。それにより、ターゲットコントローラ16が作動し、モータ24により第1の照準調整検査用ボード14をその車種に合う高さに移動する(ステップST33)。第1の照準調整検査用ボード14の移動後、レーザ照射の指示の音声が流れる(ステップST34)。作業者は入力装置18からレーザ照射の指令を入力する(ステップST35)。それにより、レーザ照射部からレーザが照射される(ステップST36)。
【0083】
そのレーザ光は、レーダに取り付けられたレーダ部取り付けミラー冶具12のミラー部39により、反射され、第1の照準調整検査用ボード14の方向にレーザ光は到達する。そのスポットが第1の照準調整検査用ボード14のレーザ光確認用ターゲット29内に納まるように二つの穴48,49からドライバーにより、ネジを回し、レーダ42の角度を調節する(ステップST37)。レーザ光がレーザ光確認用ターゲット29に納まるように調節が終わったら、入力装置18により、調節完了の入力をする(ステップST38)。
【0084】
次に、レーダ検査工程(ST40)では、作業者は、車両1に乗車し、ミリ波レーダを作動する(ST41)。そして、運転席に設けられた表示パネルを見ることにより、ミリ波が出ていれば、レーダ検査用ターゲット30から反射し、受信し、表示パネルにミリ波を受信したことが表示される。ミリ波が出ていなければ、表示パネルには表示されない。そのとき、表示、不表示などの検査結果を入力装置18に入力する(ST42)。
【0085】
次に、車載カメラの照準調整検査を行う。入力装置18から、車載カメラの車載カメラの照準調整検査を開始することを入力する(ステップST51)。それにより、ターゲットコントローラ16により、第1の照準調整検査用ボード14を上方に上げ、第2の照準調整検査用ボード15を下ろす(ステップST52)。そのとき、ステップST22で指定した車種に適する高さに設定される。
【0086】
作業者は、車載カメラを作動し車載カメラによりターゲットを撮影する(ステップST53)。それにより、カメラの画像ECUによってカメラ姿勢角が算出される。カメラの表示部にはその姿勢角を表示され(ステップST54)、その角度をカメラの画像ECUに記憶する(ステップST55)。カメラは、その記憶されたカメラ姿勢角に基づいて、自動的に撮影された画像を補正する(ステップST56)。作業者は、それらの角度(カメラ姿勢角)を入力装置18に入力し(ステップST57)、ターゲットコントローラの記憶装置に記憶させる(ステップST58)。このとき、画像処理調整も自動的に行われる(ステップST59)。そして、車両の表示パネルに、画像処理装置がNGかOKかが表示される(ステップST60)。作業者は、NGかOKかの結果を入力装置18により入力する(ステップST61)。このように、車載レーダと車載カメラの照準調整検査を各車両ごとに行われる。この方法により、ターゲットを小さなものを用いることができる。
【0087】
以上の照準調整検査工程により、省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で1人の作業員で調整検査ができる。
【0088】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【0089】
車載レーダおよび車載カメラを同一の車両停車位置で照準調整と検査を行う装置であって、車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第1の照準調整検査用ボードと第2の照準調整検査用ボードを有し、第1の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第2の照準調整検査用ボードは、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備えたため、省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で1人の作業員で調整検査ができる。
【0090】
第1の照準調整検査用ボードは、レーダ検査用ターゲットを設けた領域以外の領域は電波に対する吸収率が高い材料で形成されているため、レーダ検査用ターゲットからだけレーダが反射されるので、正確に車載レーダの調整検査を行うことができる。
【0091】
レーダ検査用ターゲットは、電波に対する反射率が高い材料で形成されているため、レーダ検査用ターゲットから強い反射がなされるので、正確に車載レーダの調整検査を行うことができる。
【0092】
レーダ検査用ターゲットの材料は、アルミニウムまたはアルミニウム含有紙であるため、レーダ検査用ターゲットから強い反射がなされるので、正確に車載レーダの調整検査を行うことができる。
【0093】
レーダ検査用ターゲットの形状は、底面が車載レーダ側を向いた三角錐形状の窪みため、レーダ検査用ターゲットから強い反射がなされるので、正確に車載レーダの調整検査を行うことができる。
【0094】
車載カメラ照準調整検査用ターゲットは、中央とその中央から左右に所定の間隔で配列した3つの同一の大きさと形状を有するパターンが描かれているため、正確に車載カメラの照準調整検査を行うことができる。
【0095】
車載カメラ照準調整検査用ターゲットは、車載カメラにより撮像され、その撮像された車載カメラ照準調整検査用ターゲットの画像に基づいて車載カメラの撮像する画像の補正をするためのカメラの姿勢角を求めるため、正確に、車載カメラの照準調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】第1の照準調整検査用ボードを示す構成図である。図2(a)は、正面図であり、図2(b)は断面図である。
【図3】好適なレーダ検査用ターゲットの形状を示す図である。
【図4】第2の照準調整検査用ボードを示す構成図である。
【図5】レーダ部取り付けミラー冶具を示す斜視図である。
【図6】レーダにミラー冶具を取り付けた状態を示す図である。
【図7】カメラ姿勢角を示す図である。
【図8】カメラ姿勢角が既定の場合のカメラ位置からの3つのターゲットの位置とその位置によるターゲットベクトルを示す図である。
【図9】カメラ姿勢角が変化した場合のカメラ位置からの3つのターゲットの位置とその位置によるターゲットベクトルを示す図である。
【図10】カメラの位置とターゲットの位置とターゲットベクトルを示す図である。
【図11】カメラ姿勢角が変化したときのターゲットベクトルを示す図である。
【図12】画像処理検査のフローチャートである。
【図13】本発明の実施形態の手順を示した図である。
【図14】本発明の実施形態の手順を示した図である。
【符号の説明】
1 車両
10 車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置
11 ターゲット設備
12 レーダ部取り付けミラー冶具
13 ターゲット昇降設備
14 第1の照準調整検査用ボード
15 第2の照準調整検査用ボード
16 ターゲットコントローラ
17 表示装置
18 入力装置
19 音声出力装置
20 正対装置
21 停止位置
28 レーザ光照射部
29 レーザ光確認用ターゲット
30 レーダ検査用ターゲット
35 車載カメラ照準調整検査用ターゲット
36,37,38 ターゲットパターン

Claims (7)

  1. 車載レーダおよび車載カメラを同一の車両停車位置で照準調整と検査を行う装置であって、
    前記車載レーダは、歯車に連結された調整用ネジで基板に抑えられ、レーザ光反射用ミラーのミラー治具の取り付け部がはまり込む窪みであるレーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、
    前記レーザ光反射用ミラーのミラー治具は、前記取り付け部に重心があり、
    車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第1の照準調整検査用ボードと第2の照準調整検査用ボードを有し、
    前記第1の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、前記レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、前記車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、
    前記第2の照準調整検査用ボードは、前記車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備えたことを特徴とする車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。
  2. 前記第1の照準調整検査用ボードは、前記レーダ検査用ターゲットを設けた領域以外の領域は電波に対する吸収率が高い材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。
  3. 前記レーダ検査用ターゲットは、電波に対する反射率が高い材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。
  4. 前記レーダ検査用ターゲットの前記材料は、アルミニウムまたはアルミニウム含有紙であることを特徴とする請求項3記載の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。
  5. 前記レーダ検査用ターゲットの形状は、底面が前記車載レーダ側を向いた三角錐形状の窪みであることを特徴とする請求項1記載の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。
  6. 前記車載カメラ照準調整検査用ターゲットは、前記第2の照準調整検査用ボードの中央とその中央から左右に所定の間隔で配列した3つの同一の大きさと形状を有するパターンが描かれたものであることを特徴とする請求項1記載の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。
  7. 前記車載カメラ照準調整検査用ターゲットは、前記車載カメラにより撮像され、その撮像された前記車載カメラ照準調整検査用ターゲットの画像に基づいて車載カメラの撮像する画像の補正をするためのカメラの姿勢角を求めることを特徴とする請求項1記載の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。
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