JP4172555B2

JP4172555B2 - ステレオカメラの調整装置

Info

Publication number: JP4172555B2
Application number: JP06157898A
Authority: JP
Inventors: 敬二実吉
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2018-03-12
Also published as: JPH11259633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステレオカメラの光学位置を調整するステレオカメラの調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、画像による三次元計測技術として、２台のカメラ（ステレオカメラ）で対象物を異なる位置から撮像した１対の画像の相関を求め、同一物体に対する視差からステレオカメラの取り付け位置や焦点距離等のカメラパラメータを用いて三角測量の原理により距離を求める、いわゆるステレオ法による画像処理が知られている。
【０００３】
このステレオ法による画像処理では、ステレオカメラから得られた２つの画像信号を順次シフトしながら重ね合わせて２つの画像信号が一致した位置を求めるようにしているため、２つの画像間には視差以外のズレがないことが望ましく、ステレオカメラの光学位置調整が重要となる。
【０００４】
このため、特開平５−１５７５５７号公報には、一対のビデオカメラを連結保持する保持部材に、一方のビデオカメラのイメージセンサの画素の並びが他方のビデオカメラのイメージセンサの画素の並びと平行になるように調整する平行調整手段、一方のビデオカメラの光軸と他方のビデオカメラの光軸とが平行となるように調整する光軸調整部材を設け、２台のカメラの相関関係を機械的に調整・保持する技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、一旦、固定したステレオカメラに経年変化によってズレが生じた場合、従来では、機械構造的に再調整しなければならず、煩雑な作業を要するばかりでなく、再調整のための時間も長くなり、機械的な調整では精度確保に限界がある。
【０００６】
これに対処するため、本出願人は、先に、特願平９−１１７２６８号において、ステレオカメラの光学的位置のズレに応じて画像をアフィン変換することで、機械的な調整を行うことなく電気的に調整する技術を提案しており、ステレオカメラの光学的位置を機械的には調整困難なレベルまで精密に調整可能とするとともに、調整後の経年変化によるズレに対しても容易に再調整可能としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
先に本出願人が提案した技術では、ステレオ処理の際に基準とする画像に対し、比較側の画像をアフィン変換回路で補正するようにしているが、基準側のカメラの水平ラインが基線に対して傾いている場合には、基準側の画像もアフィン変換回路で補正しなければならないため、各カメラの信号処理回路には、それぞれ、アフィン変換回路を備える必要がある。
【０００８】
従って、回路構成の複雑化や部品点数の増大等により、製品コストが上昇するという問題があり、また、双方の画像を補正するような場合、補正処理に時間がかかり、リアルタイムな画像処理を行う上で支障となる虞がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、低コストな構成で、容易且つ高精度に光学位置を調整することのできるステレオカメラの調整装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、第１のカメラと第２のカメラとをカメラステイに設定間隔を開けて配設してなるステレオカメラの光学位置を調整するステレオカメラの調整装置であって、上記第１のカメラを光軸を中心として回転し、機械的に光学位置を調整する手段と、上記第２のカメラの画像を、上記第１の画像を基準とする水平・垂直方向の並進補正と回転補正とによって幾何学的に画像変換する手段と、上記第１のカメラの水平ラインが上記ステレオカメラの基線に平行となるよう上記第１のカメラに対する回転調整値を算出するとともに、上記第２のカメラに対する水平方向の並進補正量を、遠方及び近方に配置したパターンを撮像した第１のカメラの画像と第２のカメラの画像とにおける各パターンの位置ズレ量、及び、各パターンの距離に基づいて算出する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記パターンの配置を、遠方２カ所及び近方１カ所の配置とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記第１のカメラの回転調整を、上記カメラステイを固定する固定部と、上記第１のカメラのマウントの外周に嵌合して該マウントを光軸を中心に回転させる回転ステージとを備えた調整架台によって行なうことを特徴とする。
【００１３】
すなわち、本発明では、第１のカメラの水平ラインがステレオカメラの基線に平行になるような回転調整値で第１のカメラを光軸を中心として回転し、第２のカメラの画像を、遠方及び近方に配置したパターンを撮像した第１のカメラの画像と第２のカメラの画像とにおける各パターンの位置ズレ量及び各パターンの距離に基づく水平方向の並進補正、垂直方向の並進補量、回転補正によって幾何学的に画像変換することで、ステレオカメラの光学位置を調整する。
【００１４】
この場合、請求項２に記載したように、パターンの配置は、遠方２カ所及び近方１カ所の配置とすることが望ましい。
【００１５】
また、第１のカメラの回転調整は、請求項３に記載したように、調整架台にカメラステイを固定し、回転ステージによって第１のカメラのマウントを光軸を中心に回転させることによって行なうことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図１４は本発明の実施の一形態に係わり、図１は画像調整装置の構成図、図２はアフィン変換回路のブロック図、図３はステレオカメラの斜視図、図４はカメラステイの正面図、図５は回転調整装置の上面方向からの斜視図、図６は回転調整装置の下面方向からの斜視図、図７は回転調整装置の要部断面側面図、図８は回転調整装置のアジャスタを外した部分正面図、図９は画像取り込みと逆アフィン変換のタイミングを示す説明図、図１０は調整処理のフローチャート、図１１は基準画像と比較画像におけるパターン位置を示す説明図、図１２は比較画像のアフィン変換における回転角を示す説明図、図１３は基準カメラの水平ラインの基線からのズレを示す説明図、図１４はカメラ系を横から見た説明図である。
【００１７】
図３において、符号１は、互いに同期が取れ、且つシャッタースピード可変の２台のカメラからなるステレオカメラであり、一方のカメラ２をステレオ処理の際の基準画像を撮像するメインカメラ、他方のカメラ３をステレオ処理の際の比較画像を撮像するサブカメラとして、両カメラ２，３が厚板を加工して形成したカメラステイ４に所定間隔を開けて配設されている。上記カメラステイ４には、両カメラ２，３間の中央部と中央部を中心とする対角線上との５カ所に取付け孔４ｂが穿設されている。
【００１８】
また、上記カメラステイ４には、両カメラ２，３のマウント５の前面に突設されてレンズ鏡筒９が装着されるボス５ａ（図７参照）を係入する取付け窓４ａが穿設されている。図４に示すように、この取付け窓４ａの周囲４カ所には、長孔４ｃが等間隔を置いて穿設され、この長孔４ｃに挿通されたねじを介してマウント５がカメラステイ４に固設されている。尚、マウント５は長孔４ｃにより、光軸を中心として±６°の回転が許容されている。
【００１９】
さらに、両カメラ２，３のマウント５の背面には、レンズ光学系の焦点位置にＣＣＤ等の撮像素子６を実装する回路基板７（図７参照）が少なくとも対角線上をノックピン（図示せず）で位置決めされた状態で固定されるとともに、ＣＣＤ駆動回路等の周辺回路が組み込まれた回路基板８がスペーサ８ａを介して固設されている。
【００２０】
以上のステレオカメラ１では、一方のカメラの光軸回りの１軸の機械的な回転調整と他方のカメラの電気的な画像補正とによって光学位置が調整されるようになっており、簡単な回路構成で容易且つ高精度に光学位置を調整することができ、トータルコストの低減を図ることができる。
【００２１】
この場合、ステレオ処理の基準となるメインカメラ２を機械的に調整してサブカメラ３の画像を電気的に補正することが望ましく、本形態では、図５に示す回転調整装置１１によってメインカメラ２の水平ラインが両カメラ２、３の基線と平行になるようにメインカメラ２を光軸回りに回転調整し、メインカメラ２の画像を基準としてサブカメラ３の画像を図１に示す画像調整装置２０によって電気的に補正する。
【００２２】
まず、回転調整装置１１について、図５〜図８を用いて説明する。この回転調整装置１１の調整架台１２には、調整フレーム１２ａが立設されており、この調整フレーム１２ａの側面に形成された調整面１２ｂの中央に、固定部の一例であるブラケット１２ｃが突設されている。このブラケット１２ｃには、上記カメラステイ４に穿設された取付け孔４ｂの内、中央部と図４の右下部に穿設されている取付け孔４ｂとがねじ止めされる。
【００２３】
さらに、上記調整面１２ｂの上記メインカメラ２に対設する側に、回転ステージ１３が取付けられている。図７及び図８に示すように、この回転ステージ１３の回転中心にはピン１５が螺入されており、このピン１５にアジャスタ１４の回転中心が係入されて位置決めされている。このアジャスタ１４は前方を開口する筒状に形成されており、その背面が上記回転ステージ１３にねじ止めされている。上記回転ステージ１３は、その一側に設けたマイクロメータ１６にて回転操作されるもので、本実施の形態では、0.1°以下の分解能を有するものを採用している。
【００２４】
また、上記アジャスタ１４の開口端の内周に、メインカメラ２のマウント５の外周が嵌合される。アジャスタ１４の開口部内周とマウント５の外周とは、高精度のハメアイ寸法で形成されており、メインカメラ２の光軸と上記アジャスタ１４の回転中心とが正確に一致される。
【００２５】
上記アジャスタ１４の開口端部の対角線上には、一対の回転調整用ピン１７が螺入されており、この回転調整用ピン１７の先端がマウント５の外周を押圧して、マウント５がアジャスタ１４に固定される。また、アジャスタ１４の外周の、回転調整用ピン１７と位相をずらした位置に、スリット１４ａが開口端側から軸方向に沿って形成されている。このスリット１４ａは、回路基板８から延出するケーブル（図示せず）を外部に取り出すためのものである。
【００２６】
一方、サブカメラ３の比較画像に対する画像補正を行う画像調整装置２０は、図１に示すように、両カメラ２，３で撮像した画像を処理して後段のステレオ処理装置（図示せず）へ出力するための画像入力装置３０と、調整時に画像入力装置３０に接続されて比較画像の補正値を演算する補正演算装置５０とから構成される。
【００２７】
上記画像入力装置３０には、カメラ２，３の各系統に対応して、アナログ画像を後段の入力レンジに合わせるためのアナログインターフェース３１，３２、アナログ画像を所定の輝度階調（例えば２５６階調のグレースケール）のデジタル画像に変換するＡ／Ｄコンバータ３３，３４等が備えられ、さらに、サブカメラ３側に、デジタル化された比較画像を一時的に記憶する入力画像メモリ３５、入力画像メモリ３５に記憶された比較画像に対し、画像の回転や平行移動等の幾何学的変換を行うアフィン変換回路３６が備えられている。
【００２８】
上記アフィン変換回路３６は、図２に示すような内部構成となっており、入力画像メモリ３５へのデータの書き込み及びデータの読み出しを行う画像メモリデータインターフェース３７、入力画像メモリ３５のアドレス指定を行う画像メモリアドレスインターフェース３８、Ａ／Ｄコンバータ３４からの画像データを入力画像メモリ３５に書き込む際のアドレスを生成する入力画像書き込みアドレス生成回路３９、入力画像メモリ３５から画像データを読み出して画像の幾何学的変換を行う際のアドレスを逆アフィン変換によって生成する逆アフィン変換読み出しアドレス生成回路４０、逆アフィン変換によって読み出されたデータに対して線形補間を行い、変換画像データを出力する補間演算回路４１等が備えられている。
【００２９】
すなわち、アフィン変換回路３６による画像の幾何学的変換では、変換前の原画像及び変換後の画像は、共に正方格子上に画素を配置したデジタル画像であり、変換後の画像上の画素の濃度値は、原画像を逆アフィン変換して求めた対応画素位置の濃度値で与えられる。この逆アフィン変換による原画像の対応画素位置は、一般に整数画素位置とはならず、原画像に対応画素が存在しないため、上記補間演算回路４１では、周囲４画素の濃度値を用いて線形補間を行い、変換後の画像上で画素の濃度値を隙間なく求める。
【００３０】
図９に示すように、アフィン変換回路３６では、フィールド信号のサンプル期間で各カメラ２，３からの画像信号、例えば、各カメラ２，３から水平同期信号及び垂直同期信号に同期して出力されるＮＴＳＣ映像信号等の画像信号がサンプルされると、このサンプル画像を次のフィールド区間で画像変換する。
【００３１】
すなわち、アナログインターフェース３１，３２によってＡ／Ｄコンバータ３３，３４の入力レンジに合わせて各カメラ２，３からの画像信号のゲイン・オフセット等が調整され、サブカメラ３側のＡ／Ｄコンバータ３４によってＡ／Ｄ変換されたデジタル画像データが、アフィン変換回路３６の入力画像書き込みアドレス生成回路３９で生成したアドレスに従って入力画像メモリ３５に格納され、次のフィールド区間で、入力画像メモリ３５からアフィン変換回路３６の逆アフィン変換読み出しアドレス生成回路４０で生成したアドレスの濃度データが読み出される。そして、この濃度データに対し、アフィン変換回路３６の補間演算回路４１で補間演算を行って変換画像を出力する。
【００３２】
また、補正演算装置５０は、ＣＰＵ５１、画像メモリ５２，５３、キーボード５４、ＣＲＴディスプレイ５５等からなるコンピュータであり、画像メモリ５２，５３を介して画像入力装置３０のＡ／Ｄコンバータ３３，３４に接続され、メインカメラ２の回転調整値をＣＲＴディスプレイ５５に表示して回転調整装置１１による機械的な調整を作業者に指示するとともに、サブカメラ３の画像補正値をアフィン変換回路３６に設定データとして出力する。
【００３３】
次に、ステレオカメラ１の調整手順について説明する。このステレオカメラ１の調整は、ステレオカメラ１を回転調整装置１１にセットし、画像入力装置３０及び補正演算装置５０を接続して行なわれる。
【００３４】
ステレオカメラ１の回転調整装置１１へのセットは、カメラステイ４の中央に穿設されている取付け孔４ｂの中で、中央部と右下部に穿設されている取付け孔４ｂを介して、カメラステイ４を回転調整装置１１の調整架台１２の側面から突出するブラケット１２ｃの前面に固設する。
【００３５】
この場合、カメラステイ４は、上記ブラケット１２ｃに対して中央部が支持されているだけであるため、左右に配設されたカメラ２，３に応力が加えられることがなく、変形が防止される。更に、カメラステイ４が２本のねじで固定されているだけであるため、着脱が容易である。
【００３６】
また、カメラステイ４に固定されているメインカメラ２側のマウント５の外周を、上記回転調整装置１１に設けられているアジャスタ１４の開口端部に内装し、回転調整用ピン１７で固定する。上記アジャスタ１４の開口端部の内周と上記マウント５の外周とは、高精度のハメアイ寸法で形成されているため、装着の際に、メインカメラ２の光軸と上記アジャスタ１４の回転中心とが正確に一致される。
【００３７】
次いで、上記メインカメラ２の回路基板８から延出されているケーブルを、上記アジャスタ１４の外周に形成されているスリット１４ａを通して外部に引き出し、画像入力装置３０に接続する。また、メインカメラ２のマウント５を、カメラステイ４に穿設された長孔４ｃに、ねじによって回転方向が許容される仮止め状態にする。
【００３８】
そして、ステレオカメラ１の前方に、適当な調整用パターンのある標的を近方に１カ所、遠方に２カ所に設置し、ステレオカメラ１で、それらのパターンを撮像する。遠方の標的は、例えば近方の標的より距離にして１０倍程度離れた位置に設置し、ステレオカメラ１からの距離を正確に測っておく。以上の準備が済むと、画像入力装置３０に接続された補正演算装置５０において図１０に示す調整処理のプログラムをスタートさせ、ステレオカメラ１で撮像したパターンの画像を処理して調整値を演算する。
【００３９】
この調整処理のプログラムでは、ステップS100で、ＣＲＴディスプレイ５５に基準画像での各標的の位置の入力を指示する表示を行ない、ステップS110で入力待ちのループとなる。この基準画像での標的の位置は作業者が計測し、キーボード５４あるいは図示しないマウス等の入力機器から各標的の位置を入力すると、入力待ちループからステップS120へ進み、基準画像での標的をテンプレートとして、周知のテンプレートマッチングによって比較画像での各標的の位置を求める処理を行なう。
【００４０】
その結果、図１１に示すように、画像の左上を原点とし、水平方向をＸ、垂直方向をＹ座標とする座標系で、基準画像の遠方の２カ所の標的＃１Ｒ,＃２Ｒの位置座標(Ｘr1,Ｙr1),(Ｘr2,Ｙr2)と近方の１カ所の標的＃３Ｒの位置座標(Ｘr3,Ｙr3)とに対し、比較画像の遠方の２カ所の標的＃１Ｃ,＃２Ｃの位置座標(Ｘc1,Ｙc1),(Ｘc2,Ｙc2)と近方の１カ所の標的＃３Ｃの位置座標(Ｘc3,Ｙc3)とが求まる。
【００４１】
続くステップS130では、遠方の２カ所の標的のうち、基準画像側の一方の標的、例えば、図１１の遠方左側の標的＃１Ｒの位置座標(Ｘr1,Ｙr1)と比較画像側の対応する遠方左側の標的＃１Ｃの位置座標(Ｘc1,Ｙc1)とのＹ成分の差(Ｙr1−Ｙc1)を求め、このＹ成分の差（Ｙr1−Ｙc1)をＹ方向並進補正量すなわちＹ方向の画像平行移動変換値としてアフィン変換回路３６の既値に加え、サブカメラ３の画像（比較画像）をＹ方向に平行移動させる。
【００４２】
次に、ステップS140へ進み、比較画像のＸ方向並進補正量を求め、このＸ方向並進補正量をアフィン変換回路３６の既値に加えてサブカメラ３の画像をＸ方向に平行移動させる。このＸ方向並進補正量は、無限遠方での基準画像と比較画像とのズレ量Ｚ0で与えることができ、遠方標的までの距離ｄ1、近方標的までの距離ｄ3、遠方の基準画像と比較画像とのズレ量Ｚ1、近方の基準画像と比較画像とのズレ量Ｚ3を用い、無限遠方でのズレ量Ｚ0が以下の(1)式で表されることから、−Ｚ0を比較画像の横方向（Ｘ方向）への並進量とする。
【００４３】
Ｚ0＝(ｄ3・Ｚ3−ｄ1・Ｚ1)／(ｄ1−ｄ3) …(1)
本来、基準画像及び比較画像における一致点は、視差が検出される水平方向のＸ座標のみが異なり、Ｙ座標は同じでなければならない。従って、上記ステップS130では、遠方の２カ所の標的のうち、一方の標的に対して基準画像と比較画像とでＹ座標位置を一致させ、上記ステップS140では、比較画像のＸ座標位置を本来の視差が検出されるべき位置に合わせるのである。
【００４４】
次のステップS150では、比較画像を回転させて他方の標的のＹ座標位置を基準画像と比較画像とで一致させる。すなわち、図１２に示すように、基準画像の遠方左側の標的＃１Ｒの位置座標(Ｘr1,Ｙr1)を回転中心として、比較画像の遠方右側の標的＃２ＣのＹ座標値Ｙc2と基準画像の遠方右側の標的＃２ＲのＹ座標値Ｙr2とが一致するように比較画像を回転させる。ここで、座標(Ｘr1,Ｙr1)を中心として回転角θで座標(Ｘc2,Ｙc2)を回転したとき、回転後の座標(Ｘc2',Ｙc2')は、以下の(2)式で表される。
【００４５】

上記(2)式は、回転後の比較画像の標的＃２ＣのＹ座標値Ｙc2'と基準画像の標的＃２ＲのＹ座標値Ｙr2とが一致することを前提とし、Ｙc2'＝Ｙr2としてＹ成分のみについて整理すると、以下の(3)式で示すようになる。
【００４６】
Ｙr2−Ｙr1＝(Ｘc2−Ｘr1)・ｓｉｎθ＋(Ｙc2−Ｙr1)・ｃｏｓθ …(3)
さらに、上記(3)式において、Ｙr2−Ｙr1＝Ａ、Ｘc2−Ｘr1＝Ｂ、Ｙc2−Ｙr1＝Ｃと置き換え、ｃｏｓθ＝±(１−ｓｉｎ²θ)^1/2を代入してｓｉｎθについて解くと、以下の(4)式が得られる。
【００４７】
ｓｉｎθ＝(Ａ・Ｂ±Ｃ・(Ｂ²＋Ｃ²−Ａ²)^1/2)／(Ｂ²＋Ｃ²) …(4)
上記(4)式の値は、Ｙr2＝Ｙc2でＡ＝Ｃのとき、すなわち、基準画像の遠方右側の標的＃２ＲのＹ座標と比較画像の遠方右側の標的＃２ＣのＹ座標値とが既に一致しているときには、回転の必要がないことから０となり、以下の(5)式から上記(4)式の分子の第２項の符号は負でなければならないことが分かる。
【００４８】
ｓｉｎθ＝Ｂ・(Ａ±Ｃ)／(Ｂ²＋Ｃ²)＝０ …(5)
従って、結局、回転角θは、以下の(6)式で求めることができ、この回転角θが座標(Ｘr1,Ｙr1)を中心とする画像回転変換値としてアフィン変換回路３６の既値に加えられ、サブカメラ３の画像（比較画像）が回転される。
【００４９】
θ＝ｓｉｎ^-1(Ａ・Ｂ-Ｃ・(Ｂ²＋Ｃ²−Ａ²)^1/2)／(Ｂ²＋Ｃ²)…(6)
この比較画像の回転によって、比較画像の近方の標的＃３Ｃも回転するが、図１３に示すように、両カメラ２，３の基線と基準カメラであるメインカメラ２の水平ラインとの平行がとれておらず、メインカメラ２の水平ラインが基線に対して角度φだけ傾いている場合には、基準画像の近方標的＃３ＲのＹ座標値Ｙr3と、回転後の比較画像の近方標的＃３ＣのＹ座標置Ｙc3との間には、図１４に示すような差ΔＹm−ΔＹsが生じる。
【００５０】
従って、次のステップS160では、差ΔＹm−ΔＹsを無くすため、基準画像の座標(Ｘr1,Ｙr1)を中心とする回転角φを算出する。この回転角φは、図１３から明らかなように、両カメラ２，３の基線長Ｂ、及び、焦点面における基準画像中心と比較画像中心とのズレΔＹから求めることができ、このズレΔＹは、図１４に示すようにカメラ系を横から見たときの幾何学的関係から、焦点距離ｆ、遠方の標的までの距離ｄ1、近方の標的までの距離ｄ3、差ΔＹm−ΔＹsを用いて求めることができる。
【００５１】
すなわち、撮像面に結像する近方標的の基準画像における画像中心からのズレΔＹmと比較画像における画像中心からのズレΔＹsの差ΔＹm−ΔＹsを用いて以下の(7)式によってズレΔＹを求めることができ、このズレΔＹと基線長Ｂとから、回転角φは、最終的に以下の(8)式によって求めることができる。
【００５２】
ΔＹ＝(ΔＹm−ΔＹs)・ｄ1・ｄ3／(ｆ・(ｄ1−ｄ3)) …(7)
φ＝ｔａｎ^-1(ΔＹ／Ｂ）
＝ｔａｎ^-1((ΔＹm−ΔＹs)・ｄ1・ｄ3)／(Ｂ・ｆ(ｄ1−ｄ3)) …(8)
次にステップS170へ進み、回転角θ,φが精度上充分に小さく、許容値内に収まっているか否かを調べる。そして、許容値に達していないときには、ステップS180へ進んでＣＲＴディスプレイ５５にメインカメラ２の回転角φを表示して回転調整を指示し、ステップS190で調整実施待ちとなる。
【００５３】
このＣＲＴディスプレイ５５の表示に従い、作業者は回転調整装置１１に設けられているマイクロメータ１６を操作して回転ステージ１３を回転させ、この回転ステージ１３にアジャスタ１４を介して固設されているメインカメラ２のマウント５を回転させる。
【００５４】
この場合、回転ステージ１３は 0.1°の分解能を有しているため、回転調整は必要十分な精度下で行うことができ、高精度な調整を効率よく行うことができる。更に、回転調整時の回転ステージ１３の回転中心とアジャスタ１４の中心とが、該アジャスタ１４の中心から突出するピン１５を介して一致されているため、光軸がずれてしまうことがなく、また、カメラの並進運動を防止することができる。
【００５５】
そして、上記ステップS160で算出された回転角φだけメインカメラ２を光軸回りに回転させ、キーボード５４あるいは図示しないマウス等の入力機器から調整を実施した旨の入力を行なうと、ステップS190からステップ120へ戻って比較画像で対応する標的の位置を算出して同様の処理（及び作業）を行なう。
【００５６】
以上の調整を繰り返し、回転角θ,φが許容値以下に充分小さくなったとき、Ｙ方向並進補正量、Ｘ方向並進補正量、回転角θ,φを最終的なアフィン変換回路３６の画像変換値として固定するとともに、調整完了の旨をＣＲＴディスプレイ５５に表示し、処理を終了する。これにより、作業者がメインカメラ２のマウント５をカメラステイ４に対して仮止めしているねじを締結して固定することで、ステレオカメラ１の調整を完了する。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第１のカメラを光軸回りの機械的な１軸の回転調整とし、第２のカメラの画像を電気的に補正するようにしたので、簡単な構成で容易且つ高精度にステレオカメラの光学位置を調整することができ、画像入力回路の構成を簡素化することができ、部品コストの低減を図ることができる等優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像調整装置の構成図
【図２】アフィン変換回路のブロック図
【図３】ステレオカメラの斜視図
【図４】カメラステイの正面図
【図５】回転調整装置の上面方向からの斜視図
【図６】回転調整装置の下面方向からの斜視
【図７】回転調整装置の要部断面側面図
【図８】回転調整装置のアジャスタを外した部分正面図
【図９】画像取り込みと逆アフィン変換のタイミングを示す説明図
【図１０】調整処理のフローチャート
【図１１】基準画像と比較画像における標的の位置を示す説明図
【図１２】比較画像のアフィン変換における回転角を示す説明図
【図１３】基準カメラの水平ラインの基線からのズレを示す説明図
【図１４】カメラ系を横から見た説明図
【符号の説明】
１ …ステレオカメラ
４ …カメラステイ
１１ …回転調整装置
１２ …調整架台
１２ｃ…固定部（ブラケット）
１３ …回転ステージ
２０ …画像調整装置
３０ …画像入力装置
３６ …アフィン変換回路
５０ …補正演算装置

Claims

第１のカメラと第２のカメラとをカメラステイに設定間隔を開けて配設してなるステレオカメラの光学位置を調整するステレオカメラの調整装置であって、
上記第１のカメラを光軸を中心として回転し、機械的に光学位置を調整する手段と、
上記第２のカメラの画像を、上記第１の画像を基準とする水平・垂直方向の並進補正と回転補正とによって幾何学的に画像変換する手段と、
上記第１のカメラの水平ラインが上記ステレオカメラの基線に平行となるよう上記第１のカメラに対する回転調整値を算出するとともに、上記第２のカメラに対する水平方向の並進補正量を、遠方及び近方に配置したパターンを撮像した第１のカメラの画像と第２のカメラの画像とにおける各パターンの位置ズレ量、及び、各パターンの距離に基づいて算出する手段と
を備えたことを特徴とするステレオカメラの調整装置。
上記パターンの配置を、遠方２カ所及び近方１カ所の配置とすることを特徴とする請求項１記載のステレオカメラの調整装置。
上記第１のカメラの回転調整を、上記カメラステイを固定する固定部と、上記第１のカメラのマウントの外周に嵌合して該マウントを光軸を中心に回転させる回転ステージとを備えた調整架台によって行なうことを特徴とする請求項１記載のステレオカメラの調整装置。