JP5471038B2 - 校正目標検出装置と、校正目標を検出する校正目標検出方法と、校正目標検出装置のためのプログラム - Google Patents

校正目標検出装置と、校正目標を検出する校正目標検出方法と、校正目標検出装置のためのプログラム Download PDF

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Description

本発明は、校正目標検出装置と、校正目標を検出する校正目標検出方法と、校正目標検出装置のためのプログラムに関する。
近年、車両の運転者が車両の側方や後方等の情景を車内のモニタを介して視認できるようにカメラが搭載された車両が増加している。更に、このカメラにより取得された撮像画像を利用して画像処理等を行い、駐車等の運転を支援する装置も開発されている。このような装置において車両の位置決め等に利用される情報を演算するためのベースとなる撮像画像を取得するカメラは、特に高い光軸精度が要求される。このような高い光軸精度はその取り付け時に容易に得られるものではなく、カメラを車両に取り付けた後、高い精度で光軸を校正することにより実現される。このような校正を行うには、校正に用いられる校正目標を適切に検出する必要がある。このような校正目標を検出するための技術として、例えば下記に出典を示す特許文献１に記載のものがある。
特許文献１には、車両に搭載された車載カメラの光軸のずれを検出する光軸ずれ検出装置が開示される。当該光軸ずれ検出装置は、光軸ずれを検出する際に用いられる検出基準をテンプレートマッチング処理を用いて検出する。より具体的には、検出基準のテンプレート画像を車載カメラのターゲット画像を含む撮影画像の中心から周辺にずらしながらテンプレートマッチング処理を繰り返し行う。そして、撮影画像上のテンプレート画像にマッチングした画像の位置をターゲット画像の位置として特定する。
特開２００７−２５３６９９号公報
特許文献１に記載の光軸ずれ検出装置においては、テンプレートマッチング処理に用いられるテンプレート画像を記憶しておく必要がある。また、このテンプレートマッチング処理を精度良く行うためには、テンプレート画像は高解像度で記憶されることが望ましい。このため、テンプレート画像の容量が大きくなるので、当該テンプレート画像を記憶しておく記憶容量が増加してしまう。また、テンプレートマッチング処理に係る演算負荷が大きくなるため、高性能な演算処理装置が必要となりコストアップの要因となってしまう。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、記憶容量が増加することがなく、低コストで実現可能な校正目標検出装置と、校正目標を検出する校正目標検出方法と、校正目標検出装置のためのプログラムを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係る校正目標検出装置の特徴構成は、長尺状の測光領域を設定する測光領域設定部と、前記測光領域の測光情報を車載カメラが備える露出計によって検出する検出部と、所定の一方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に直交する他方向に沿って走査され、前記他方向の測光情報の変化を示す第１プロファイルを生成すると共に、前記他方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に沿って走査され、前記一方向の測光情報の変化を示す第２プロファイルを生成するプロファイル生成部と、前記第１プロファイル及び前記第２プロファイルの特徴点に基づいて前記車載カメラにより取得された撮像画像に含まれる前記車載カメラの校正に用いられる校正目標の位置、または、当該校正目標の所定部位の位置を算定する位置算定部と、を備える点にある。
このような特徴構成とすれば、テンプレートマッチングのようなテンプレート画像を予め記憶しておく必要がないので記憶容量が増加することがない。ここで、一般的な車載カメラには測光領域を設定し、当該設定された測光領域の測光情報を検出する機能を備えている。このため、本特徴構成によれば、新たな機能部を備えなくても第１プロファイル及び第２プロファイルの特徴点に基づいて校正目標の位置、または、当該校正目標の所定部位の位置を特定することが可能となる。したがって、低コストで校正目標検出装置を実現することが可能となる。
また、前記測光領域の測光情報が、測光領域の輝度であると好適である。
このような構成とすれば、検出部が測光領域の輝度を検出するので、第1プロファイル及び第２プロファイルから容易に輝度の変化を検出することが可能となる。したがって、当該輝度に変化に基づき容易に校正目標の位置を特定することが可能となる。
また、前記測光領域の測光情報が、測光領域の色情報であると好適である。
このような構成とすれば、検出部が測光領域の色情報を検出するので、第1プロファイル及び第２プロファイルから容易に色の変化を検出することが可能となる。したがって、当該色の変化に基づき容易に校正目標の位置を特定することが可能となる。
また、前記校正目標が、前記車載カメラの視野の水平面及び当該水平面に垂直な垂直面に対して角度を有し、交点を形成する少なくとも２本の直線により区切られる領域がチェック模様で彩色されてあると好適である。
このような構成とすれば、車載カメラの校正を行う場所においては、同様の形状が少ないため校正目標の誤検出を防止できる。また、チェック模様は、その境界において測光情報が大きく変化するので境界の検出が容易となる。このため、検出に係る演算負荷を軽くすることができるので、高性能な演算処理装置を必要とすることがない。したがって、演算負荷を軽くした上で校正目標の検出精度を高めると共に、校正目標検出装置を低コストで実現することが可能となる。
また、前記検出部が、予め設定された所定の閾値に基づいて露光調整を行うと好適である。
このような構成とすれば、測光情報の差異を明確にすることができる。したがって、校正目標の検出精度を高めることができる。
また、前記特徴点が、前記第１プロファイル及び前記第２プロファイルに含まれるエッジ及び２つのエッジの中点の少なくともいずれか一方であると好適である。
このようなエッジやエッジの中点は第１プロファイル及び第２プロファイルから容易に特定することができるので、高性能な演算処理装置を用いる必要がない。したがって、低コストで実現することができる。
また、本発明に係る校正目標検出方法の特徴構成は、長尺状の測光領域を設定する測光領域設定工程と、前記測光領域の測光情報を車載カメラが備える露出計によって検出する検出工程と、所定の一方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に直交する他方向に沿って走査され、前記他方向の測光情報の変化を示す第１プロファイルを生成すると共に、前記他方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に沿って走査され、前記一方向の測光情報の変化を示す第２プロファイルを生成するプロファイル生成工程と、前記第１プロファイル及び前記第２プロファイルの特徴点に基づいて前記車載カメラにより取得された撮像画像に含まれる前記車載カメラの校正に用いられる校正目標の位置、または、当該校正目標の所定部位の位置を算定する位置算定工程と、を備える点にある。
このような方法によれば、上述の校正目標検出装置と同様に、記憶容量を増加させることなく、確実に校正目標の位置、または、当該校正目標の所定部位の位置を特定することが可能となる。
更に、本発明では、校正目標を検出する校正目標検出装置に好適に用いられるプログラムも権利範囲としており、そのプログラムの特徴構成は、長尺状の測光領域を車載カメラが備える露出計によって設定する測光領域設定機能と、前記測光領域の測光情報を検出する検出機能と、所定の一方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に直交する他方向に沿って走査され、前記他方向の測光情報の変化を示す第１プロファイルを生成すると共に、前記他方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に沿って走査され、前記一方向の測光情報の変化を示す第２プロファイルを生成するプロファイル生成機能と、前記第１プロファイル及び前記第２プロファイルの特徴点に基づいて前記車載カメラにより取得された撮像画像に含まれる前記車載カメラの校正に用いられる校正目標の位置、または、当該校正目標の所定部位の位置を算定する位置算定機能と、をコンピュータに実行させる点にある。
このような校正目標検出装置のためのプログラムも、上述した本発明の対象としての校正目標を検出する校正目標検出方法と同様に上述した作用効果を得ることが可能であり、上述した種々の付加的な特徴構成を備えることができる。
本実施形態に係る校正目標を示す図である。 車両と校正目標との位置関係を示す図である。 本実施形態に係る校正目標検出装置と、当該校正目標検出装置により特定された校正目標を用いて車載カメラの校正を行う車載カメラの校正装置の概略を示すブロック図である。 車載カメラのずれについて示す図である。 校正目標存在領域について示す図である。 校正目標存在領域内での校正目標のばらつきを示す図である。 校正目標存在領域と測光領域と第１輝度プロファイルとの関係について示す図である。 校正目標存在領域と測光領域と第２輝度プロファイルとの関係について示す図である。 校正目標検出装置及び校正装置の処理を示すフローチャートである。 その他の実施形態に係る校正目標と輝度プロファイルとを示す図である。 その他の実施形態に係る校正目標と輝度プロファイルとを示す図である。 その他の実施形態に係る校正目標と輝度プロファイルとを示す図である。 その他の実施形態に係る校正目標と輝度プロファイルとを示す図である。 その他の実施形態に係る校正目標である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。車両１００に搭載される車載カメラ２０は、例えば後退走行する際や、ユーザの駐車操作を支援する場合等に利用される車両１００の後方画像を取得するのに用いられる。このような後方画像は車載カメラ２０により撮像画像として取得されるが、画像認識処理を用いて車両１００と撮像画像に含まれる障害物との距離を求める演算にも用いられる。しかしながら、車載カメラ２０の光軸が予め設定される設定値（例えば設計値）からずれている場合には、車両１００から障害物までの距離を演算して求めた結果と実際の距離との間でもずれが発生してしまう。このような状況において、前記演算に基づいて車両１００を走行させると障害物に衝突してしまうおそれがある。そこで、車載カメラ２０を車両１００に取り付けた後、例えば工場において光軸の校正が行われる。
本発明に係る校正目標検出装置２００は、そのような工場において車載カメラ２０の校正を行う際に用いられる校正目標１０の位置を特定するのに利用される。以下、図面を用いて説明する。なお、本実施形態における車載カメラ２０の校正とは、車載カメラ２０の物理的な位置（実空間上での位置）を変更して校正するものではなく、車載カメラ２０が配設された位置や角度と、予め設定された設定値との差分に基づいて車載カメラ２０の光軸のずれを演算により校正（補正）するものである。
図１は、本実施形態に係る校正目標１０を示す図である。校正目標１０は、同一平面状に形成された、少なくとも２本の直線２と外囲図形４とからなる。本実施形態においては、少なくとも２本の直線２は直線２ａ及び２ｂの２本であるとして説明する。また、外囲図形４とは、上述の２本の直線２の周囲を囲む図形であり、本実施形態では四角形４ａが相当する。このような四角形４ａ内の２本の直線２ａ及び２ｂは、車載カメラ２０の視野の水平面及び当該水平面に垂直な垂直面に対して角度を有するように規定される。また、２本の直線２は交点６を形成するように配設される。
また、詳細は後述するが、本校正目標検出装置２００は車載カメラ２０が有する検出部２１により所定の領域毎に測光情報を検出し、当該測光情報の差異に基づいて校正目標１０の位置を特定する。校正目標１０は、領域毎の測光情報の差異が目立つように、２本の直線２により区切られる領域８がチェック模様で彩色されたものが利用される。図１においては、領域８は４つの領域８ａ−８ｄに区切られる。これらの領域８ａ−８ｄは、図１に示されるように夫々隣接する領域と異なる色となるようにチェック模様で彩色される。このチェック模様は、特に限定されるものではないが、例えば白と黒との組み合わせや青と赤との組み合わせのように濃淡が明確な色を組み合わせて用いると好適である。もちろん、他の色を組み合わせて彩色することも当然に可能である。このように構成される校正目標１０は、上述のように、車載カメラ２０により（即ち、車載カメラ２０の検出２１により）測光情報が検出される。このため、校正目標１０は車載カメラ２０の検出部２１が測光情報を検出可能なように適度な大きさを有して構成される。例えば、外囲図形４を校正する四角形４ａの一辺の長さが４００ｍｍ程度であると好適である。
次に、本実施形態に係る校正目標１０を用いた車載カメラ２０の校正方法に関して説明する。図２（ａ）は車両１００と校正目標１０との位置関係を示す鳥瞰図である。また、図２（ｂ）は車両１００と校正目標１０との位置関係を示す立面図である。ここで、本実施形態において校正対象となる車載カメラ２０は、車両１００の後方を撮影するバックカメラである。このような車載カメラ２０は、図２に示されるように、車両１００の外側後部に備えられるライセンスプレートの近傍、或いは車両１００の外側後部に備えられるエンブレムの近傍等に配設される。なお、図２においては、本発明に係る校正目標１０をより明確に明示するために、車両１００と校正目標１０とのサイズの比率は無視して記載している。
校正目標１０は車載カメラ２０と対向し、夫々が離間して一対で配設される。即ち、図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、車載カメラ２０の視野範囲内に２つ配設される。このような校正目標１０は、校正指標１０ａ、１０ｂの一対で車両１００の後端面１００ａからの直交距離が所定距離Ｌ１、Ｌ２となるように仮想平面上に配設される。例えば、衝立状で配設すると好適である。また、校正指標１０ａ、１０ｂは、夫々が離間して配設される。本実施形態においては、校正指標１０ａ、１０ｂは、その中心が車両１００の中心線１００ｂから夫々Ｗ１、Ｗ２だけ離間して配設される。更に、校正目標１０ａ、１０ｂは、その中心（交点６）が、車両１００が駐車される床面１００ｃから夫々Ｈ１、Ｈ２だけ離間して配設される。
車載カメラ２０の校正を行うにあたり、校正目標１０ａ、１０ｂは上述のように配設される。なお、Ｗ１及びＷ２、Ｌ１及びＬ２、Ｈ１及びＨ２は夫々同じ値となるように配設することも可能であるし、夫々異なる値となるように配設することも可能である。このような校正目標１０を用いることにより、車載カメラ２０の校正を行う場合に誤検出することなく検出することが可能となる。
ここで、本実施形態では、上述の測光情報は輝度が相当する。即ち、測光領域ＲＭの測光情報は、測光領域ＲＭの輝度が相当する。このため、本実施形態では、上述の検出部２１は測光部２１であるとして説明する。図３は、本発明に係る校正目標検出装置２００、及び当該校正目標検出装置２００により検出された校正目標１０を用いて車載カメラ２０の校正を行う校正装置３００の構成を模式的に示すブロック図である。校正目標検出装置２００は、車載カメラ２０と位置算定部３０とからなる。車載カメラ２０は、測光部２１、測光領域設定部２２、輝度プロファイル生成部２３（本願のプロファイル生成部に相当）の各機能部を備える。また、校正装置３００は、校正目標検出装置２００、補正カメラ角度演算部４０、描画部４１、ディスプレイ４２を備えて構成される。このように構成される校正目標検出装置２００を有する校正装置３００は、ＣＰＵを中核部材として車載カメラ２０の校正を行う種々の処理を行うための上述の機能部がハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
上述のように、測光部２１、測光領域設定部２２、輝度プロファイル生成部２３は、車載カメラ２０に搭載されている。測光領域設定部２２は、長尺状の測光領域ＲＭを設定する。測光領域ＲＭとは、輝度が測光される領域であり、車載カメラ２０の視野範囲内において設定される。また、測光領域ＲＭは長尺状で設定され、測光領域設定部２２は車載カメラ２０の視野範囲内に対応する座標で設定される。本実施形態における視野範囲とは、車載カメラ２０がファインダ状態で撮像しているファインダ画像として表示される範囲が相当する。また、対応する座標とは、具体的には測光領域ＲＭの対角線上の２点（例えば第１座標及び第２座標）であり、測光領域設定部２２は視野範囲内において第１座標及び第２座標を設定する。このように設定された２つの座標が後述する測光部２１に伝達される。なお、測光領域設定部２２により設定された測光領域ＲＭは、車載カメラ２０の視野範囲内における特定の位置に固定されるものではなく、改めて２つの座標が指定された場合には、他の位置に再設定することが可能である。
このような測光領域設定部２２は、車載カメラ２２が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）やＥＣＵ（Electronic Control Unit）等により構成することができる。なお、本実施形態では、図２に示されるように２つの校正目標１０ａ、１０ｂが用いられる。したがって、校正目標１０ａ、１０ｂの輝度を測光する場合には、測光領域設定部２２は夫々の校正目標１０ａ、１０ｂに応じた測光領域ＲＭを設定する。
検出部２１は、測光領域ＲＭの測光情報を検出する。即ち、測光部２１は、測光領域ＲＭの輝度を測光する。測光部２１の測光対象となる測光領域ＲＭは、上述の測光領域設定部２２により設定される。輝度とは明るさ（暗さ）を示す指標である。したがって、測光領域ＲＭの輝度とは、測光領域設定部２２により設定された領域の明るさ（暗さ）を示す。なお、このような領域の明るさとして、例えば領域内における明るさを単純平均で求めても良いし、加重平均で求めても良い。また、本実施形態においては、測光部２１は車載カメラ２０が備える露出計が相当する。したがって、測光機能を有する新たな機能部を備える必要がないので、校正目標検出装置２００を低コストで実現できる。
また、測光部２１は予め設定された所定の閾値に基づいて露光調整を行うと好適である。このような構成とすれば、測光される場所が暗い場合に特に有効である。即ち、測光される場所が暗い場合には、予め設定された所定の閾値以上の輝度がより明るくなるように露光調整が行われる。また、予め設定された所定の閾値より小さい輝度がより暗くなるように露光調整を行っても良い。このように測光部２１により測光された輝度は、後述する輝度プロファイル生成部２３に伝達される。
輝度プロファイル生成部２３は、第１輝度プロファイル（本願の第１プロファイルに相当）を生成する。第１輝度プロファイルとは、所定の一方向を長尺方向とする長尺状の測光領域ＲＭが、一方向に直交する他方向に沿って走査され、当該他方向の輝度の変化を示すプロファイルである。本実施形態においては、所定の一方向とは鉛直方向である。また、一方向に直交する他方向とは水平方向である。また、長尺方向とは長尺の長手方向である。したがって、本実施形態における第１輝度プロファイルは、鉛直方向を長手方向とする長尺状の測光領域ＲＭが、水平方向に沿って走査されて得られた水平方向の輝度の変化を示すプロファイルが相当する。なお、以下の説明においては特に断りがない限り一方向を鉛直方向とし、他方向を水平方向として説明する。
このように、第１輝度プロファイルを生成する場合には、測光領域ＲＭは水平方向に走査される。したがって、測光領域設定部２２は測光領域ＲＭを水平方向に沿って順次、座標をシフトするように設定する。また、上述のように測光領域ＲＭは鉛直方向を長手方向とする長尺状で設定される。この場合、測光領域ＲＭの長手方向の長さは、少なくとも輝度の検出対象となる検出対象領域（本実施形態にあっては、後述する校正目標存在領域Ｆ）の鉛直方向の長さより長くなるように設定される。このように設定される測光領域ＲＭの位置が、順次、変更され、当該位置の変更毎に測光して得られた輝度を用いてグラフ化したものが第１輝度プロファイルとなる。
また、輝度プロファイル生成部２３は、第２輝度プロファイル（本願の第２プロファイルに相当）も生成する。本実施形態では、上述の第１輝度プロファイルが取得された後、第２輝度プロファイルが生成される。第２輝度プロファイルとは、他方向を長尺方向とする長尺状の測光領域ＲＭが一方向に沿って走査され、当該一方向の輝度の変化を示すプロファイルである。上述のように、本実施形態においては、一方向は鉛直方向であり、他方向は水平方向である。したがって、本実施形態における第２輝度プロファイルは、水平方向を長手方向とする長尺状の測光領域ＲＭが、鉛直方向に沿って走査されて得られた鉛直方向の輝度の変化を示すプロファイルが相当する。
このように、第２輝度プロファイルを生成する場合には、測光領域ＲＭは鉛直方向に走査される。したがって、測光領域設定部２２は測光領域ＲＭを鉛直方向に沿って順次、座標をシフトするように設定する。また、上述のように測光領域ＲＭは水平方向を長手方向とする長尺状で設定される。この場合、測光領域ＲＭの長手方向の長さは、少なくとも輝度の検出対象となる検出対象領域（本実施形態にあっては、後述する校正目標存在領域Ｆ）の水平方向の長さより長くなるように設定される。このように設定される測光領域ＲＭの位置が、順次、変更され、当該位置の変更毎に測光して得られた輝度を用いてグラフ化したものが第２輝度プロファイルとなる。
このような第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成部２３は、車載カメラ２２が備えるＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成することができる。なお、本実施形態では、図２に示されるように２つの校正目標１０ａ、１０ｂが用いられる。したがって、輝度プロファイル生成部２３は、校正目標１０ａ、１０ｂ夫々の第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルを生成する。
輝度プロファイル生成部２３は測光部２１から測光された輝度が伝達されると、その旨を示す信号を測光領域設定部２２に伝達する。測光領域設定部２２は、前記信号が伝達されると、改めて測光領域ＲＭを設定する。これにより、測光領域ＲＭの位置を順次変更しながら輝度を測光することが可能となる。
位置算定部３０は、第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルの特徴点に基づいて車載カメラ２０により取得された撮像画像に含まれる車載カメラ２０の校正に用いられる校正目標１０の位置を算定する。第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルは、上述の輝度プロファイル生成部２３により生成され、記憶されている。車載カメラ２０により取得された撮像画像とは、本実施形態では、車載カメラ２０がファインダ状態で撮像しているファインダ画像である。このため本実施形態では、車載カメラ２０の構成に用いられる校正目標１０が、当該ファインダ画像に含まれるように撮像画像が取得される。位置算定部３０は、輝度プロファイル生成部２３により記憶されている第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルを参照して、夫々のプロファイルの特徴点を抽出し、校正目標１０の位置を算定する。
この特徴点は、第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルに含まれるエッジ及び２つのエッジの中点の少なくともいずれか一方が相当する。校正目標１０の特徴は、車載カメラ２０を校正する時点で既知である。車載カメラ２０の校正を行う場合には、当該校正に用いる校正目標１０を予め選択し、図２で示されるような位置に配設するからである。校正目標１０の特徴が線と線との境界とするものであれば、位置算定部３０は特徴点として第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルのエッジが用いられる。また、校正目標１０の特徴が線と線との中間点とするものであれば、位置算定部３０は特徴点として第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルの２つのエッジの中点が用いられる。もちろん、エッジ及び２つのエッジの中点の双方を用いて特徴点を抽出する形態とすることも可能であるし、第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルの夫々異なる手法により特徴点を抽出することも当然に可能である。このような校正目標１０の特徴は、ユーザにより予め設定され、例えば位置算定部３０に記憶される。
位置算定部３０は、上述のような校正目標１０の特徴点に基づいて校正目標１０の位置を算定する。本実施形態では、図２に示されるように２つの校正目標１０ａ、１０ｂが用いられる。したがって、位置算定部３０は、双方の校正目標１０ａ、１０ｂの位置を算定する。位置特定部３０により算定された校正目標１０の位置は、後述する補正カメラ角度演算部４０に伝達される。なお、車載カメラ２０の校正を行う場合には、図２に示されるような２つの校正目標１０ａ及び１０ｂの位置が特定される。本発明に係る校正目標検出装置２００は、このようにして校正目標１０を検出し、その位置を特定する。
補正カメラ角度演算部４０は、既知である車載カメラ２０の搭載位置と車載カメラ２０を搭載する搭載角度の設定値と校正目標１０ａ、１０ｂの配設位置とから、仮想画像上での左右の校正目標１０ａ、１０ｂに対応する対応点を演算し、上述の位置算定部３０により算定された校正目標１０ａ、１０ｂ（特に夫々の交点６）との差分から補正カメラパラメータを演算する。補正カメラパラメータは、カメラパラメータにおいて、設計値と実際の値との差を意味している。したがって、補正カメラパラメータで設計値を補正することで実際の値に補正されることになる。
補正カメラ角度の演算は、一対の校正目標１０ａ、１０ｂから設定された一対の校正点（例えば一対の交点６）に対応し、車載カメラ２０の搭載位置に応じて予め設定される一対の設定点と、撮像画像に含まれる一対の校正目標１０ａ、１０ｂとに基づいて車載カメラ２０を車両１００に搭載した際に含まれる光軸のずれを補正する補正カメラ角度を演算する。一対の校正目標１０ａ、１０ｂから設定された一対の校正点に対応し、車載カメラ２０の搭載位置に応じて予め設定される一対の設定点とは、仮想画像上での左右の校正点に対応する一対の対応点が相当する。この一対の対応点と、一対の校正点との差分を演算し、当該差分に基づいて車載カメラ２０を車両１００に搭載した際に含まれる光軸のずれを補正する補正カメラ角度を演算する。
補正カメラ角度は、車載カメラ２０の角度を補正するのに利用される。ここでは、この補正カメラ角度は、車載カメラ２０により取得された撮像画像をディスプレイ４２に表示し、描画部４１が当該撮像画像に所定の描画（例えば、車両１００を駐車スペースに駐車させたり、後退走行をさせたりする際に運転者の運転を支援する公知の駐車支援装置や運転支援装置等における車両１００の進路を予想した予想進路線等）を重畳する際に好適に利用される。すなわち、車載カメラ２０の角度が設計値からずれていた場合に、その車載カメラ２０の撮像画像と、前記設計値から描画する描画を重畳させると、撮像画像と描画にずれが生じ、運転者が誤認してしまう。係る場合に、この補正カメラ角度に基づいて実際の撮像画像（設計値からずれていたカメラ角度で設置された車載カメラ２０で撮影された撮像画像）に適した描画に補正する。このため、車載カメラ２０により取得された撮像画像に、前記所定の描画を正確に重畳することが可能となる。
また、補正カメラ角度は、車載カメラ２０の角度を補正する角度を演算して撮像画像を補正するのに利用することも可能である。車載カメラ２０の角度とは、車載カメラ２０のレンズの鉛直方向に沿った車載カメラ２０の角度（回転角）、車載カメラ２０の鉛直方向の角度（仰角）、車載カメラ２０の水平方向の角度（方位角）が相当する。このような場合、上述の車載カメラ２０の角度を補正する角度とは、車載カメラ２０のレンズの鉛直方向に沿った車載カメラ２０の角度を補正する回転角（Ｒｏｌｌ角）、車載カメラ２０の鉛直方向の角度を補正する仰角（Ｔｉｌｔ角）、車載カメラ２０の水平方向の角度を補正する方位角（Ｐａｎ角）とからなり、補正カメラ角度を用いると、車載カメラ２０の各角度を補正することが可能である。
ここで、車載カメラ２０が、例えば図４に示されるようなＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる座標系において、車載カメラ２０のレンズの鉛直方向がＺ軸方向を向いて中心Ｏに配設されているとする。このような場合にあっては、Ｒｏｌｌ角は図４のＺ軸周りの角度（θR）を補正する回転角が相当する。また、Ｔｉｌｔ角は図４のＹ軸周りの角度（θT）を補正する角度が相当する。また、Ｐａｎ角は図４のＸ軸周りの角度（θP）を補正する角度が相当する。
したがって、車載カメラ２０により撮像された撮像画像をＲｏｌｌ角に合わせて回転（面回転）し、当該Ｒｏｌｌ角に合わせて回転された撮像画像をＴｉｌｔ角に合わせて仰角を調整し、当該Ｔｉｌｔ角に合わせて水平方向の角度を調整する。このような角度を用いることにより、上述のように撮像画像に前記所定の描画を正確に重畳することも可能であるし、また、製品毎の撮像範囲のばらつきを抑制することも可能となる。このように本校正装置３００によれば、本発明に係る校正目標検出装置２００により特定された校正目標１０の位置を用いることにより、車載カメラ２０を車両１００に搭載した際に含まれる光軸のずれを好適に校正（補正）することができる。
更に、上記所定の描画の補正を行う以外の利用例として、上記の車載カメラ２０の角度を補正する回転角、仰角、方位角を用いて、車載カメラ２０により取得された撮像画像そのものを補正してディスプレイ４２に表示することも可能である。或いは、車載カメラ２０で取得された撮像画像に含まれる表示物（例えば、車線や物体等）の位置を上記のカメラ２０の角度を補正する回転角、仰角、方位角を用いて補正することにより、正確な位置の特定に利用することも可能である。
また、車載カメラ２０が中心Ｏに配設されていない場合には、車載カメラ２０の角度を補正する回転角、仰角、方位角以外に、図４において黒ベタ矢印Ｘ1、Ｙ1、Ｚ1で示されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の沿った車載カメラ２０の位置自体を補正することも当然に可能である。
ここで、上述のように、測光領域設定部２２は測光部２１が測光する測光領域ＲＭを長尺状の形状で設定する。本実施形態においては、測光領域設定部２２は車載カメラ２０で撮像可能な全撮像範囲に亘って測光する領域を設定するわけではない。測光領域設定部２２は、既知である車載カメラ２０の搭載位置と、車載カメラ２０の搭載角度の設定値と、校正目標１０ａ及び１０ｂの配設位置と、車載カメラ２０の搭載角度のばらつきと、から校正目標１０が存在すると予測される校正目標存在領域Ｆ内において設定する。以下、具体的に車載カメラ２０の校正目標１０の検出について説明する。
校正装置３００により車載カメラ２０の校正が開始されると、車載カメラ２０はファインダ画像として図５に示されるような情景を撮像する。図５に示されるように、校正目標１０ａ及び１０ｂは、校正目標存在領域Ｆ内に存在する。校正指標存在領域Ｆは、車載カメラ２０の取り付け公差等を考慮して設定されるからである。すなわち、車載カメラ２０を搭載する工場等において、予め設定された所定の誤差範囲内で車両１００に搭載した場合、基本的に校正目標１０ａ及び１０ｂは、図６の白抜き矢印で示されるように校正目標存在領域Ｆ内で位置がばらつくことがあったとしても、校正目標存在領域Ｆの内部に位置することとなる。
このため、測光部２１が測光する測光領域ＲＭは、校正目標存在領域Ｆの内部だけで良い。したがって、測光領域設定部２２は、測光部２１が校正目標存在領域Ｆの内部を走査して測光可能なように測光領域ＲＭの設定を行う。このような構成とすれば、車載カメラ２０のファインダ画像として表示される全範囲に亘って測光を行う必要がないので、測光に要する時間を短くすることができると共に、測光に要する演算処理負荷を軽減することが可能となる。したがって、高性能でない測光部２１を用いることができるので、低コストで実現することが可能となる。
次に、測光部２１が行う測光について説明する。上述のように、測光領域設定部２２は測光部２１が校正目標存在領域Ｆの内部を走査して測光するように測光領域ＲＭの設定を行う。測光領域設定部２２は、図７に示されるように測光領域ＲＭが校正目標存在領域Ｆの内部を水平方向に走査するように設定する。測光部２１が水平方向に沿って走査する場合には、測光領域ＲＭは鉛直方向を長手方向とする長尺状の測光領域ＲＭが設定される。この場合、測光領域ＲＭの鉛直方向の長さは少なくとも校正目標存在領域Ｆの鉛直方向の長さ以上に設定される。また、測光領域ＲＭの水平方向の長さは、車載カメラ２０の解像度に応じて設定される。より具体的には、数ピクセルで設定される。例えば図７に示される校正目標存在領域Ｆが１００ピクセル×１００ピクセルの領域である場合には、鉛直方向の長さは１００ピクセル、水平方向の長さは８ピクセルとして設定される。
測光部２１は、このように測光領域設定部２２により設定された測光領域ＲＭの輝度を測光する。なお、本実施形態においては、測光部２１は車載カメラ２０により撮像して記憶された撮像画像の輝度を測光するのではなく、車載カメラ２０がファインダ状態にある時点での輝度を測光する。したがって、輝度の測光状態にあっては、ファインダ機能で撮像される撮像画像が表示されるのみである。
測光部２１が、設定された測光領域ＲＭ（例えば図７（ａ）に示された測光領域ＲＭ）の輝度の測光が終了すると、測光領域設定部２２は次に測光する測光領域ＲＭの設定を行う。この際、設定される測光領域ＲＭの鉛直方向の長さは図７（ａ）と同様に校正目標存在領域Ｆの鉛直方向の長さ以上に設定される。また、測光領域ＲＭの水平方向の位置は、図７（ａ）で示された位置から１ピクセルずらして設定される。したがって、長尺状の測光領域ＲＭが１ピクセル、水平方向にスライド移動したこととなる。このように測光領域ＲＭを水平方向にスライド移動する場合には、スライド移動の変位量（例えば１ピクセル）を少なくとも水平方向の長さ（例えば８ピクセル）以下にすることで、平均的な輝度の変化を測光することが可能となる。
このような測光領域設定部２２による１ピクセルずつのスライド移動による設定と、測光部２１による輝度の測光とは繰り返し行われ（図７（ｂ）には途中経過の様子を示している）、最終的には図７（ｃ）に示されるように校正目標存在領域Ｆの水平方向終端まで行われる。したがって、測光領域ＲＭが水平方向に走査され、水平方向の輝度の変化を取得することが可能となる。このように取得された輝度の変化は、輝度プロファイル生成部２３に伝達され、当該輝度プロファイル生成部２３では、水平方向の輝度の変化を示す第１輝度プロファイルが生成される。このような第１輝度プロファイルも図７に示されている。
縦軸は輝度の強度を示し、横軸は測光された輝度が取得されたステップ（水平方向の位置に相当）を示している。本実施形態で用いられる校正目標１０にあっては、図７（ｃ）に示されるように測光当初は明るい部分（白部分）のみであるため、輝度が一定（Ｐ1）となる。その後、測光領域ＲＭが校正目標１０に達すると、暗い部分（黒部分）が急激に増加するため輝度はＰ1から小さくなる。そして、測光領域ＲＭの水平方向の全幅が校正目標１０に完全に重複すると輝度は大きくなり始め、ピークＰHを有する形状となる。更にその後、測光領域ＲＭが校正目標１０から離間し始めるまで輝度は小さくなる。この場合の輝度はＰ2である。測光領域ＲＭが校正目標１０から離間し始めると輝度は大きくなり、測光領域ＲＭが完全に校正目標１０から離間した際、輝度が一定値となる。
位置算定部３０は、このような第１輝度プロファイルから特徴点であるピークＰHに基づき、２本の直線２ａ及び２ｂの交点６を特定することが可能である。ここで、本実施形態では、測光領域ＲＭは水平方向に８ピクセル分の幅を有して設定されている。したがって、ピークＰHは、測光領域ＲＭが交点６に達した時点に得られるわけではなく、測光領域ＲＭの水平方向中心部が交点６に達した場合に得られることとなる。したがって、位置算定部３０は、ピークＰHが得られた時点（位置座標）から、測光領域ＲＭの水平方向の幅の半分（本実施形態では４ピクセル）戻った位置が、校正目標１０の中心点であると特定する。また、校正目標１０は、輝度が一定値（Ｐ1）から下がる位置と輝度Ｐ2が測光された位置との間に校正目標１０が位置していると特定する。
測光領域設定部２２は、水平方向の輝度の測光が終了すると、続いて当該水平方向と直交する方向である鉛直方向に測光領域ＲＭが移動するように設定する。図８（a）は、その測光の開始時の状態を示している。測光部２１は、これに応じて輝度を測光する。鉛直方向の測光領域ＲＭの長さは少なくとも校正目標存在領域Ｆの水平方向の長さ以上に設定される。また、測光領域ＲＭの鉛直方向の長さは、上述の水平方向の走査と同様に、数ピクセル（例えば８ピクセル）で設定される。
このように測光領域設定部２２による測光領域ＲＭの設定と、測光部２１による測光領域ＲＭにおける輝度の測光とが終了すると、上述の水平方向の走査と同様に、測光領域設定部２２により測光領域ＲＭが１ピクセルずつ鉛直方向にスライド移動され、測光部２１により輝度の測光が行われる。このように測光領域ＲＭを鉛直方向にスライド移動する場合には、スライド移動の変位量（例えば１ピクセル）を少なくとも鉛直方向の長さ（例えば８ピクセル）以下にすることで、平均的な輝度の変化を測光することが可能となる。
このような測光領域ＲＭの設定と、輝度の測光とは、図８（ｂ）に示されるように継続して行われ、最終的には図８（ｃ）に示される鉛直方向終端まで行われる。このように取得された輝度の変化は、輝度プロファイル生成部２３に伝達され、当該輝度プロファイル生成部２３では、鉛直方向の輝度の変化を示す第２輝度プロファイルが生成される。
図８には、このように生成された第２輝度プロファイルも示されている。縦軸は輝度の強度を示し、横軸は測光された輝度が取得されたステップ（水平方向の位置に相当）を示している。測光当初は明るい部分（白部分）のみであるため、輝度が一定（Ｐ3）となる。その後、測光領域ＲＭが校正目標１０に達すると、暗い部分（黒部分）が徐々に増加するため輝度はＰ3から小さくなる。そして、暗い部分の増加と共に輝度が小さくなり、輝度プロファイルはピークＰVを有する形状となる。更にその後、輝度が大きくなり、測光領域ＲＭが校正目標１０から完全に離間した際に一定値（Ｐ4）になる。
位置算定部３０は、このような第２輝度プロファイルから特徴点であるピークＰVに基づき、２本の直線２ａ及び２ｂの交点６を特定することが可能である。ここで、本実施形態では、測光領域ＲＭは鉛直方向に８ピクセル分の幅を有して設定されている。したがって、ピークＰVは、測光領域ＲＭが交点６に達した時点に得られるわけではなく、測光領域ＲＭの鉛直方向中心部が交点６に達した場合に得られることとなる。したがって、位置算定部３０は、ピークＰVが得られた時点（位置座標）から、測光領域ＲＭの鉛直方向の幅の半分（本実施形態では４ピクセル）戻った位置が、校正目標１０の中心点であると特定する。また、本実施形態における第２輝度プロファイルでは、測光領域ＲＭが完全に校正目標１０の鉛直方向から離間した際に一定値となる。このため、再度一定値となる位置（Ｐ4）から８ピクセル分戻った位置が校正目標１０の端部に相当する。したがって、位置算定部３０は、輝度が一定値（Ｐ3）から下がる位置と、再度一定値（Ｐ4）となった位置から８ピクセル分戻った位置との間に校正目標１０が位置していると特定する。
次に、本発明に係る校正目標検出装置２００が校正目標１０を検出するフローについてフローチャートを用いて説明する。図９は、校正目標検出装置２００による校正目標１０の検出に係るフローチャートである。なお、図９においては、校正目標２００により検出された校正目標１０の位置を用いて車載カメラ２０の校正を行う校正装置３００に係るフローも示している。
輝度の測定を開始する場合には（ステップ＃０１：Ｙｅｓ）、校正目標存在領域Ｆの露光調整が行われる（ステップ＃０２）。当該露光調整は、校正目標存在領域Ｆの明るさに応じて行われ、予め設定された所定の閾値以上の明るい部分が目立つように調整される。測光領域設定部２２は、水平方向用の測光領域ＲＭの設定を行う（ステップ＃０３）。このような測光領域ＲＭは、測光部２１が測光する領域に相当し、長尺状の測光領域ＲＭとして設定される。このように長尺状の測光領域ＲＭを設定する工程は、測光領域設定工程と称される。
次に、測光部２１が、測光領域ＲＭ内の輝度を測光する（ステップ＃０４）。このように測光部２１が測光領域ＲＭの輝度（測光情報）を測光（検出）する工程は測光工程（検出工程）と称される。測光部２１により測光された輝度は、輝度プロファイル生成部２３に伝達され、記憶される（ステップ＃０５）。ここで、当該測光に係る測光領域ＲＭが校正目標存在領域Ｆ内の水平方向の終端に到達していない場合には（ステップ＃０６：Ｎｏ）、測光領域設定部２２は測光領域ＲＭを水平方向に所定量ずらして設定する（ステップ＃０７）。その後、ステップ＃０４から処理を継続する。
一方、測光領域ＲＭが校正目標存在領域Ｆ内の水平方向の終端に到達した場合には（ステップ＃０６：Ｙｅｓ）、水平方向の測光を終了し、鉛直方向の測光に係る処理を開始する。まず、測光領域設定部２２は鉛直方向用の測光領域ＲＭの設定を行う（ステップ＃０８）。このような測光領域ＲＭは、測光部２１が測光する領域に相当し、長尺状の測光領域として設定される。このように長尺状の測光領域ＲＭを設定する工程は、測光領域設定工程と称される。
次に、測光部２１が測光領域ＲＭ内の輝度を測光する（ステップ＃０９）。このように測光部２１が測光領域ＲＭの輝度（測光情報）を測光（検出）する工程は測光工程（検出工程）と称される。測光部２１により測光された輝度は、輝度プロファイル生成部２３に伝達され、記憶される（ステップ＃１０）。ここで、当該測光に係る測光領域ＲＭが校正目標存在領域Ｆ内の鉛直方向の終端に到達していない場合には（ステップ＃１１：Ｎｏ）、測光領域設定部２２は測光領域ＲＭを鉛直方向に所定量ずらして設定する（ステップ＃１２）。その後、ステップ＃０９から処理を継続する。
一方、測光領域ＲＭが校正目標存在領域Ｆ内の鉛直方向の終端に到達した場合には（ステップ＃１１：Ｙｅｓ）、鉛直方向の測光を終了する。このような処理を経て、水平方向の輝度の変化を示す第１輝度プロファイル（第１プロファイル）と、鉛直方向の輝度の変化を示す第２輝度プロファイル（第２プロファイル）とが生成される。このような第１輝度プロファイルと第２輝度プロファイルとを生成する工程は、輝度プロファイル生成工程（プロファイル生成工程）と称される。
次に、位置算定部３０が第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルの特徴点に基づいて車載カメラ２０により取得された撮像画像に含まれる当該車載カメラ２０の校正に用いられる校正目標１０及びその交点（中心点）６の位置を算定する（ステップ＃１３）。このような工程は、位置算定工程と称される。本発明に係る校正目標検出装置２００は、このようにして校正目標１０の位置を特定する。
上述のように位置が算定された校正目標１０の他に校正目標１０があれば（ステップ＃１４：Ｎｏ）、ステップ＃０３に戻り、他の校正目標１０の位置の算定が行われる。一方、他の校正目標１０がなければ（ステップ＃１４：Ｙｅｓ）、車載カメラ２０の校正装置３００は、校正目標検出装置２００により特定された校正目標１０の位置に基づいてずれ量を検出する（ステップ＃１５）。このずれ量はカメラ２０の角度を補正する回転角、仰角、方位角に相当し、当該ずれ量は所定の記憶部に記憶される（ステップ＃１６）。このようなフローに沿って処理が行われる。
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、校正目標１０は、車載カメラ２０の視野の水平面及び当該水平面に垂直な垂直面に対して角度を有し、交点６を形成する少なくとも２本の直線２により区切られる領域８がチェック模様で彩色されてあるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図１０に示されるような車載カメラ２０の視野の水平面及び当該水平面に垂直な垂直面に対して角度を有していない複数の直線２ａ−２ｈにより区切られる領域が、チェック模様で彩色されてある校正目標１０を用いることも可能である。
図１０には、その他の実施形態に係る校正目標１０が示される。また、校正目標１０の下部には水平方向の輝度の変化を示す第１輝度プロファイルが示され、校正目標１０の左部には鉛直方向の輝度の変化を示す第２輝度プロファイルが示される。図１０に示されるような車載カメラ２０の視野の水平面及び当該水平面に垂直な垂直面に対して角度を有していない複数の直線２ａ−２ｈからなる校正目標１０であっても、好適に輝度プロファイルを生成することが可能である。図１０に示される第１輝度プロファイルより、校正目標１０は輝度が一定値（Ｐ1）から下がる位置と最終的に一定値となる前に輝度（Ｐ2）が得られた位置との間に位置していると特定することが可能である。また、図１０に示される第２輝度プロファイルより、校正目標１０は輝度が一定値（Ｐ3）から下がる位置と最終的に一定値となる前に輝度（Ｐ4）が得られた位置との間に位置していると特定することが可能である。
また、このような校正目標１０を用いる場合には、直線２ｂ、２ｃ、２ｆ及び２ｇの中心を校正目標１０の中心点６として特定することが可能である。係る場合には、第１輝度プロファイルにおける２つのエッジＰ11及びＰ21の中点を直線２ｂ及び２ｃの中心と特定される。また、第２輝度プロファイルにおける２つのエッジＰ31及びＰ41の中点を直線２ｆ及び２ｇの中心と特定される。このように本発明に係る校正目標検出装置２００は、車載カメラ２０の視野の水平面及び当該水平面に垂直な垂直面に対して角度を有していない複数の直線２ａ−２ｈからなる校正目標１０であっても好適に検出することが可能である。
更に、図１１に示されるような車載カメラ２０の視野の水平面及び当該水平面に垂直な垂直面に対して角度を有する複数の直線２ａ及び２ｂと、四角形３とからなる校正目標１０を用いることも可能である。図１１には、校正目標１０の下部に水平方向の輝度の変化を示す第１輝度プロファイルが示され、校正目標１０の左部には鉛直方向の輝度の変化を示す第２輝度プロファイルが示される。上記第１の実施形態と同様に、校正目標１０は、第１輝度プロファイルにおいて輝度が一定値（Ｐ1）から下がる位置と、最終的に一定値（Ｐ2）となる位置から測光領域ＲＭの幅だけ戻った位置との間に位置していると特定することが可能である。また、第２輝度プロファイルより、校正目標１０は、輝度が一定値（Ｐ3）から下がる位置と最終的に一定値となる前に輝度（Ｐ4）が得られた位置との間に位置していると特定することが可能である。
更に、第１輝度プロファイルにおけるピーク値ＰHが得られた位置から測光領域ＲＭの幅の半分（本実施形態では４ピクセル）戻った位置、及び第２輝度プロファイルにおけるピーク値ＰVが得られた位置から測光領域ＲＭの幅の半分（本実施形態では４ピクセル）戻った位置に、図１１に示される校正目標１０の交点（中心点）６があると特定することが可能である。このように、２本の直線２ａ及び２ｂと四角形３とからなる校正目標１０であっても好適に校正目標１０の位置及び交点（中心点）６を特定することが可能である。また、四角形３は、例えば円でも良い。このような校正目標１０であっても、好適に校正目標１０の位置及び交点（中心点）６（校正目標１０の所定部位の位置）を特定することが可能である。
上記実施形態では、測光領域設定部２２は校正目標存在領域Ｆの内部を測光領域ＲＭがスライド移動するように設定するとして説明した。即ち、図１２に示される校正指標１０にあっては、水平方向の輝度の測光はＹ１を長尺状の長手方向としてＸ１の範囲で行われ、鉛直方向の輝度の測光はＸ１を長尺状の長手方向としてＹ１の範囲で行われるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。位置算定部３０は水平方向の輝度の変化を示す第１輝度プロファイルに基づいて校正目標１０の水平方向の位置を特定することが可能である。即ち、図１２にあっては、位置算定部３０は、第１輝度プロファイルに基づいてＸ２で示される範囲に校正目標１０があると特定することが可能である。このため、水平方向の輝度の測光の後に行われる鉛直方向の輝度の測光にあっては、Ｘ２を長尺状の長手方向としてＹ１の範囲で行うように校正することも可能である。このような手法によれば、先に行われた水平方向の輝度の測光により生成された第１輝度プロファイルに応じて、水平方向におけるＸ２より外の領域には校正目標１０は存在しないと特定することができるので、不要な領域（水平方向におけるＸ２より外側の領域）の測光を行う必要がなくなる。したがって、演算処理負荷を軽減することができると共に、校正目標１０の検出に要する時間を短縮することが可能となる。
図１２には、このようにして取得された第１輝度プロファイル（校正目標１０の下部に示される輝度プロファイル）及び第２輝度プロファイル（校正目標１０の左部に示される輝度プロファイル）が示される。特に図１２に示される鉛直方向の輝度の変化を示す第２輝度プロファイルが、長尺状の長手方向をＸ２として測光した輝度プロファイルである。このような測光であっても、図１０に示される輝度プロファイルと同様に、校正目標１０は輝度が一定値（Ｐ1）から下がる位置と最終的に一定値となる前に輝度（Ｐ2）が得られた位置との間に位置していると特定することが可能である。また、図１２に示される第２輝度プロファイルより、校正目標１０は輝度が最初に得られた位置（Ｐ3）と最終的に得られた位置（Ｐ4）との間に位置していると特定することが可能である。また、第１輝度プロファイルの２つのエッジＰ11及びＰ21の中点、及び第２輝度プロファイルの２つのエッジピーク値Ｐ31及びＰ41の中点を校正目標１０の中心と特定することも可能である。
また、校正目標１０の単純なものの一つとして、図１３に示す校正目標１０を用いることも可能である。校正目標１０の下部には水平方向の輝度の変化を示す第１輝度プロファイルが示され、校正目標１０の左部には鉛直方向の輝度の変化を示す第２輝度プロファイルが示される。図１３に示されるような単純な校正目標１０であっても、好適に輝度プロファイルを生成することが可能である。図１３に示される第１輝度プロファイルより、校正目標１０は輝度が一定値（Ｐ11）から下がる位置と最終的に一定値となる前に輝度（Ｐ21）が得られた位置との間に位置していると特定することが可能である。また、図１３に示される第２輝度プロファイルより、校正目標１０は輝度が一定値（Ｐ31）から下がる位置と最終的に一定値となる前に輝度（Ｐ41）が得られた位置との間に位置していると特定することが可能である。
また、このような校正目標１０を用いる場合には、校正目標１０の中心点６として特定することが可能である。係る場合には、第１輝度プロファイルにおける２つのエッジＰ11及びＰ21の中点を水平方向の中心と特定される。また、第２輝度プロファイルにおける２つのエッジＰ31及びＰ41の中点を鉛直方向の中心と特定される。このように本発明に係る校正目標検出装置２００は、図１３に示されるような単純な校正目標１０であっても好適に検出することが可能である。また、図１３に示される校正目標１０にあっては、当該校正目標１０の内部にある四角形は円形とすることも可能であるし、他の形状とすることも当然に可能である。このような校正目標１０であっても、好適に校正目標１０の位置及び中心点６を特定することが可能である。
上記実施形態では、測光部２１は車載カメラ２０のファインダ画像内に設定された測光領域ＲＭの輝度の測光を行うとして説明した。即ち、車載カメラ２０が備えるバッファメモリ等に一次記憶される撮像画像を用いて輝度を測光するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。車載カメラ２０により一旦取得された撮像画像、即ち車載カメラ２０が備える保存メモリ等に保存されてある撮像画像に対して測光領域ＲＭを設定し、輝度を測光するような構成とすることも可能である。このような校正の校正目標検出装置２００であっても、本願発明の権利範囲であることは当然である。
上記実施形態では、測光領域設定部２２は、測光領域ＲＭの短手方向の長さを８ピクセルであるとして説明した。また、スライド移動させるのに設定される移動量は１ピクセルであるとして説明した。これらは、単なる例示である。したがって、他の量で設定することも可能であるし、スライド移動する場合に、先に測光された測光領域ＲＭと後に設定された測光領域ＲＭとが全く重複しないように設定する構成とすることも当然に可能である。
上記実施形形態では、校正目標検出装置２００及び校正目標１０を検出する方法について説明した。本発明では、これらの発明以外に、校正目標検出装置２００に好適に用いられる校正指標目標検出装置２００のプログラムも権利範囲としている。そのプログラムの特徴構成は、長尺状の測光領域ＲＭを設定する測光領域設定機能と、測光領域ＲＭの測光情報を検出する検出機能とをコンピュータに実行させ、更に、所定の一方向を長尺方向とする長尺状の測光領域ＲＭが、一方向に直交する他方向に沿って走査され、当該他方向の測光情報の変化を示す第１プロファイルを生成すると共に、他方向を長尺方向とする長尺状の測光領域ＲＭが、一方向に沿って走査され、当該一方向の測光情報の変化を示す第２プロファイルを生成するプロファイル生成機能と、第１プロファイル及び第２プロファイルの特徴点に基づいて車載カメラ２０により取得された撮像画像に含まれる車載カメラ２０の校正に用いられる校正目標１０の位置を算定する位置算定機能と、をコンピュータに実行させる点にある。このような校正目標検出装置２００のためのプログラムも、上述した本発明の対象としての校正目標１０を検出する校正目標検出方法と同様に、上述した作用効果を得ることが可能であり、上述した種々の付加的な特徴構成を備えることができる。
上記実施形態では、一方向が鉛直方向であり、他方向が水平方向であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。一方向を水平方向とし、他方向を鉛直方向とすることも当然に可能である。また、一方向及び他方向を水平方向及び鉛直方向以外の方向とすることも当然に可能である。即ち、一方向と他方向とが互いに直交する方向であれば良い。
上記実施形態では、測光領域ＲＭの設定は、測光領域設定部２２が校正目標存在領域Ｆ内を測光領域ＲＭがスライド移動するように座標で設定されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えばユーザによる外部入力に基づいて測光領域設定部２２が測光領域ＲＭを設定する構成とすることも当然に可能である。このような構成とすれば、車載カメラ２０の校正を行うユーザが任意に測光領域ＲＭを設定することが可能となる。
上記実施形態では、校正目標１０は衝立上に配設されてあるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば床面にペイントされた校正目標１０であっても、本校正目標検出装置２００により校正目標１０を検出することは当然に可能である。
上記実施形態では、第１輝度プロファイル及び第２輝度プロファイルの特徴点に基づいて校正目標１０の位置や中心を特定する場合に、測光領域ＲＭの幅を考慮して特定するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。測光領域ＲＭの幅が小さい場合には、当該幅を無視して校正目標１０の位置や中心を特定することも当然に可能である。
即ち、図７に示される第１輝度プロファイルにあっては輝度が一定値（Ｐ1）から小さくなる位置と、最終的に輝度が一定値となる位置との間に校正目標１０が存在すると特定し、ピークＰHが得られた位置が校正目標１０の交点６であるとして特定することが可能である。また、図８に示される第２輝度プロファイルにあっては輝度が一定値（Ｐ3）から小さくなる位置と、最終的に輝度が一定値となる位置との間に校正目標１０が存在すると特定し、ピークＰVが得られた位置が校正目標１０の交点６であるとして特定することが可能である。このように測光領域ＲＭの幅を無視して校正目標１０の位置や中心を特定することも当然に可能である。
上記実施形態では、検出部２１が測光部２１であり、測光領域ＲＭの測光情報が測光領域ＲＭの輝度であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。測光領域ＲＭの測光情報を、測光領域ＲＭの色情報とすることも当然に可能である。係る場合には、例えば校正目標１０を、装置側で既知の色である青と赤とで色分けし、測光領域ＲＭの平均色情報を検出する構成とすると好適である。このような構成であっても、校正目標１０の位置を好適に特定することが可能である。
上記実施形態では、水平方向及び鉛直方向夫々１回の走査で校正目標１０を特定したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。水平方向及び鉛直方向の夫々の１回の走査でまずは校正目標１０の存在領域をおおよそ特定し、次に特定した領域内を再度水平方向及び鉛直方向夫々に走査しても良い。即ち、走査を繰り返して行うことも可能である。このように繰り返し行うことにより校正目標１０をより精度良く特定することが可能となる。
上記実施形態では、１つの校正目標１０に対して水平方向及び鉛直方向に走査して当該校正目標１０の中心点６を特定するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図１４に示されるように水平方向用の校正目標１０と鉛直方向用の校正目標１０とを上下に並べて配置したものを用いることも可能である。係る場合には、まず、図１４に示されるように上側に配置される鉛直方向用の校正目標１０を鉛直方向に走査して、鉛直方向に対する基準線（図１４において、横方向の破線で示す）を検出する。次に、図１４に示されるように下側に配置される水平方向用の校正目標１０を水平方向に走査して、水平方向に対する基準線（図１４において縦方向の破線で示す）を検出する。そして、上記鉛直方向に対する基準線と水平方向に対する基準線とによって、交差する点を中心点６として特定することが可能である。このような校正目標１０を用いる場合であっても、好適に校正目標１０の位置を特定することは当然に可能である。
本発明は、記憶容量が増加することなく、低コストで実現可能な校正目標検出装置と、校正目標を検出する校正目標検出方法と、校正目標検出装置のためのプログラムに用いることが可能である。
２０：車載カメラ
２１：測光部（検出部）
２２：測光領域設定部
２３：輝度プロファイル生成部（プロファイル生成部）
３０：位置算定部
４０：補正カメラ角度演算部
４１：描画部
４２：ディスプレイ
２００：校正目標検出装置
３００：校正装置

Claims (8)

  1. 長尺状の測光領域を設定する測光領域設定部と、
    前記測光領域の測光情報を車載カメラが備える露出計によって検出する検出部と、
    所定の一方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に直交する他方向に沿って走査され、前記他方向の測光情報の変化を示す第１プロファイルを生成すると共に、前記他方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に沿って走査され、前記一方向の測光情報の変化を示す第２プロファイルを生成するプロファイル生成部と、
    前記第１プロファイル及び前記第２プロファイルの特徴点に基づいて前記車載カメラにより取得された撮像画像に含まれる前記車載カメラの校正に用いられる校正目標の位置、または、当該校正目標の所定部位の位置を算定する位置算定部と、
    を備える校正目標検出装置。
  2. 前記測光領域の測光情報が、測光領域の輝度である請求項１に記載の校正目標検出装置。
  3. 前記測光領域の測光情報が、測光領域の色情報である請求項１に記載の校正目標検出装置。
  4. 前記校正目標が、前記車載カメラの視野の水平面及び当該水平面に垂直な垂直面に対して角度を有し、交点を形成する少なくとも２本の直線により区切られる領域がチェック模様で彩色されてある請求項１から３のいずれか一項に記載の校正目標検出装置。
  5. 前記検出部が、予め設定された所定の閾値に基づいて露光調整を行う請求項１から４のいずれか一項に記載の校正目標検出装置。
  6. 前記特徴点が、前記第１プロファイル及び前記第２プロファイルに含まれるエッジ及び２つのエッジの中点の少なくともいずれか一方である請求項１から５のいずれか一項に記載の校正目標検出装置。
  7. 長尺状の測光領域を設定する測光領域設定工程と、
    前記測光領域の測光情報を車載カメラが備える露出計によって検出する検出工程と、
    所定の一方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に直交する他方向に沿って走査され、前記他方向の測光情報の変化を示す第１プロファイルを生成すると共に、前記他方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に沿って走査され、前記一方向の測光情報の変化を示す第２プロファイルを生成するプロファイル生成工程と、
    前記第１プロファイル及び前記第２プロファイルの特徴点に基づいて前記車載カメラにより取得された撮像画像に含まれる前記車載カメラの校正に用いられる校正目標の位置、または、当該校正目標の所定部位の位置を算定する位置算定工程と、
    を備える校正目標検出方法。
  8. 長尺状の測光領域を設定する測光領域設定機能と、
    前記測光領域の測光情報を車載カメラが備える露出計によって検出する検出機能と、
    所定の一方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に直交する他方向に沿って走査され、前記他方向の測光情報の変化を示す第１プロファイルを生成すると共に、前記他方向を長尺方向とする長尺状の測光領域が、前記一方向に沿って走査され、前記一方向の測光情報の変化を示す第２プロファイルを生成するプロファイル生成機能と、
    前記第１プロファイル及び前記第２プロファイルの特徴点に基づいて前記車載カメラにより取得された撮像画像に含まれる前記車載カメラの校正に用いられる校正目標の位置、または、当該校正目標の所定部位の位置を算定する位置算定機能と、
    をコンピュータに実行させる校正目標検出装置のためのプログラム。
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