JP5885916B2 - 車両搭載に好適なカメラのゲージングシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両搭載に好適なカメラのゲージングシステム及び方法に関し、特に車両に搭載して、車両の周囲の障害物等を検出するカメラのゲージングシステム及び方法に関する。

車両の周囲に存在する物体又は障害物を検出する機能を備える少なくとも１台のカメラが搭載された車両は公知である。このカメラは、ゲージング又はキャリブレーション（校正）すべきデータを測定して送り返す装置である。

ゲージング又はキャリブレーションは、カメラのインジケーション（指示）と測定される例えば障害物のサイズ値間に存在する比率を、測定の単位を具体化して、ゲージングの基準とする機器であるヤードスティックと比較して決定する。

従来、ゲージングは、車両の製造工程中に、ゲージングスタッフにより行われているが、コストが嵩むという欠点および課題を有する。

また、車輌のライフサイクル中、例えばカメラが取り付けられている車両のバンパの交換中に、カメラが移動することもあり得る。この場合にも、コストが嵩むゲージングスタッフにより、カメラのゲージングをやり直す必要が生じるという課題がある。

本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、かかる課題を解決又は軽減すること、即ち車輌搭載のカメラに好適な新しいゲージングシステム及び方法を提供することを目的としている。

上述した課題を解決すると共に、上述した目的を達成するために、本発明の車輌搭載に好適なカメラのゲージングシステム及び方法は、次の如き特徴的な構成を採用している。

本発明による車輌搭載に好適なカメラのゲージングシステムは、カメラの少なくとも１つの幾何学的パラメータの少なくとも１つの値を、このカメラで検出された物体に関するパラメータを代表する少なくとも１つの情報により決定する決定手段と、この決定した値を、カメラの幾何学的パラメータの基準値と比較する比較手段と、この比較結果により、カメラの幾何学的パラメータを、カメラのゲージングを行うように基準値を修正して制御する制御手段とを備えていることを特徴としている。

本発明のゲージングシステムでは、カメラの幾何学的パラメータの基準値と決定値間の比較結果に予め決定したしきい値を超える差異又は不明瞭さがあるとき、基準値を決定値により修正可能にするのが好ましい。

変形例として、上述した基準値が徐々に決定値に収束するように修正することも可能である。

好ましくは、カメラで検出された物体は、このカメラが取り付けられた車輌以外の他の車輌であり、この車輌に関するパラメータは、以下のパラメータの少なくとも１つである。
‐カメラが取り付けられている車輌の長手軸に沿って測定するカメラと、他の車輌の後部間の距離。
‐検出された車輌の後部ランプの高さ。
‐検出された車輌の各後部ランプの重心。
‐検出された車軸の重心。
‐車輌の登録プレートの位置及び／又は重心。

上述した実施例の変形例として、検出された物体は、車輌以外の物体であってもよい。

上述の検出された車輌に関するパラメータは、車輌の特定のゾーンにおける位置に依存してもよい。

本発明のシステムは、上述した多くのパラメータを取得し、カメラの少なくとも１つの幾何学的パラメータ値を決定することができる。

これらのパラメータの幾つかは、予め決定され、例えば検出された車輌の後部ランプの高さであってもよい。

もし希望すれば、本発明のシステムは、カメラと検出された車輌間の距離が予め決められたインターバル内にあるときのみ、上述したカメラの幾何学的パラメータを制御するように設定する。この予め決められたインターバルは、例えば約２０ｍ及び１５０ｍであってもよい。

好ましくは、本発明のシステムは、幾つかの物体を連続して検出し、カメラの幾何学的パラメータの幾つかの値を決定し、決定したこれらの値をストアし、かつ幾何学的パラメータを代表する最終値を決定するようにしてもよい。

換言すると、本発明のシステムは、カメラの幾何学的パラメータの決定された値を集積し、このパラメータを代表する最終値を決定し、それをカメラの幾何学的パラメータの基準値と比較し、この基準値を比較結果に基づいて修正するように設定する。

本発明の１実施例によると、この決定値の集積は、予め決められた期間にわたり、又は予め決められた数の検出物体に対して行われる。

上述したパラメータを代表する最終値は、例えば事前に決定した値のガウシャン（Gaussian）平均値を求めて決定してもよい。

上述した実施例の変形例として、パラメータを代表する最終値は、最大数の決定値が存在するインターバル内に含まれる平均値又は最も出現頻度の高い決定値を選択して決定してもよい。

カメラの幾何学的パラメータは、少なくとも次の１つに対応しているのが好ましい。
‐ピッチング軸とも称されている車輌のトランスバーサル軸の周りの回転運動であるピッチング。
‐ローリング軸とも称されている車輌の長手軸の周りの回転運動であるローリング。
‐ツイスト軸とも称されている、水平面内における車輌の方向変化である車輌の垂直軸の周りの回転運動であるツイスト。

上述したカメラの幾何学的パラメータの基準値は、上述の如き角度値に対応しているのがよい。

この基準値は、好ましくは使用するカメラ及びこのカメラが取り付けられている車両に対応している。本発明のシステムは、この幾何学的パラメータの角度値を決定するように設定してもよい。

本発明のシステムでは、カメラの３つの幾何学的パラメータを制御するように設定するのが好ましい。

本発明の一例によると、システムは、次の目的用に設定される。
‐少なくともカメラと検出された車輌の後部間の距離を示す情報、及び検出された車輌の後部ランプの高さを表す情報により、カメラのピッチング角度値を決定する。
‐決定されたピッチング角度値を、カメラの基準ピッチング角度値と比較する。
‐この比較結果により、カメラのピッチング角度値を、基準ピッチング角度値の修正により制御する。

本発明の他の例によると、システムは、次の目的用に設定される。
‐少なくともカメラと検出された車輌の後部間の距離を示す情報、及び検出された車輌の後部ランプの重心を示す情報により、カメラのローリング角度値を決定する。
‐決定されたローリング角度値を、カメラの基準ローリング角度値と比較する。
‐比較結果に従って、基準ローリング角度値を修正して、カメラのローリング角度値を制御する。

本発明の更に他の例によると、システムは次の目的用に設定される。
‐少なくともカメラで検出された物体の重心を示す情報により、カメラのツイスティング角度値を決定する。
‐決定されたツイスティング角度値を、カメラの基準ツイスティング角度値と比較する。
‐この比較結果により、基準ツイスティング値を修正して、カメラのツイスティング角度値を制御する。

また、本発明の一例によると、このシステムを、カメラが配置された車輌に関連するパラメータを代表する少なくとも１つの情報を取得するように設定してもよい。

上述したパラメータは、少なくとも次の１つであってもよい。
‐車輌が位置する路面の平坦性を示す平衡位置に対応する車輌の構造。
‐路面のカーブを示す車輌の操舵ハンドル角度。

必要に応じて、本発明のシステムは、カメラが取り付けられている車輌に関するパラメータが示す情報が、予め決められたインターバル値に含まれるときのみ、上述したカメラの幾何学的パラメータを制御するように設定される。

上述したインターバルは、例えば車輌構造の場合には、約−１％rad〜１％radであり、操舵ハンドル角度の場合には、−１０°〜１０°である。

本発明の更に他の例では、システムは、車輌が特に夜間に走行中のみに上述したカメラの幾何学的パラメータを制御するように設定される。換言すると、このシステムは、カメラが取り付けられている車輌が停止状態のとき、カメラの幾何学的パラメータを制御しない。しかし、このシステムは、車輌が日中に走行中には、幾何学的パラメータを制御してもよい。

もし希望すれば、本発明のシステムは、カメラの内部に組み込まれてもよい。或いは、本発明のシステムは、車輌内に独立して又は車輌のモータコントロールユニット内に設けてもよい。

更に、本発明は、車両搭載に好適なカメラのゲージング方法に関し、このカメラのゲージング方法は、次のステップを備えている。
‐少なくともカメラで検出された物体に関するパラメータを示す情報により、カメラの少なくとも１つの幾何学的パラメータの少なくとも１つの値を決定する。
‐決定された値をカメラの幾何学的パラメータの基準値と比較する。
‐この比較結果により、カメラをゲージングするように基準値を修正して、カメラの幾何学的パラメータを制御する。

上述の如き特徴的な構成を採用している本発明の車輌搭載に好適なカメラのゲージングシステム及び方法は、次の如き特有の効果を奏する。即ち、カメラで検出された物体に関する少なくとも１つのパラメータと、少なくとも１つのカメラの幾何学的パラメータを勘案して、ダイナミックにゲージングを可能にし、これにより、カメラを最適に動作させることを可能にする。

本発明のシステムは、実効的にそのライフサイクル中にカメラの自動ゲージングを行う。セルフゲージング又はセルフキャリブレーションにより、特にカメラが取り付けられる車輌の製造工程中、又はその後の取り付けに対する車輌のゲージングにおいて、コスト高のゲージングスタッフを不要にする。

また、本発明のシステムは、カメラが移動したことを検出し、それに対する幾何学的パラメータを自動的に訂正し、カメラの満足な動作を確実にする。

更に、本発明のシステム及び方法によると、幾何学的パラメータは、再ゲージング又は再キャリブレーションされる。

本発明を実施するべく車両搭載に好適なカメラのゲージングシステムを説明する斜視図である。 図１に示すシステムの機能の異なるステップを示すブロック図である。

以下、本発明による車両搭載に好適なカメラのゲージングシステム及び方法の好適な実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。

先ず、図１を参照して説明する。図１は、車両２が走行する道路１を示す。この車両２は、車両の前方バンパに取り付けられたカメラ４を備えている。

このカメラ４は、車両の運転支援装置として、例えば道路１を走行する他の車両６を含む異なる実際の物体の検出に好適である。

車両２は、カメラ４のゲージングシステム８を備えている。このゲージングシステム（以下、単にシステムという場合もある）は、カメラ４内に組み込むことも可能である。

このシステム８は、カメラ４の幾何学的パラメータを制御するように設定されている。そのために、このシステム８は、例えばマイクロプロセッサを備えている。

上述したパラメータには、次のものが含まれる。
‐ピッチング軸とも称される、車両の横方向のＹ軸の周りの回転運動であるピッチング。
‐ローリング軸とも称される、車両の長手方向のＸ軸の周りの回転運動であるローリング。
‐ツイスティング軸とも称され、車両の水平面における方向変化を含む、車両の垂直方向のＺ軸の周りの回転運動であるツイスティング。

上述した幾何学的パラメータは、次の角度値により表される。
‐ピッチング角度：θピッチング。
‐ローリング角度：θローリング。
‐ツイスティング角度：θツイスティング。

ゲージングシステム８は、車両２が走行中であるときのみに、上述した幾何学的パラメータを制御する。換言すると、システム８は、車両２が停止しているときには、幾何学的パラメータを制御しない。

以下、本発明のシステム８がカメラ４のゲージングを行う詳細な動作を、図２のブロック図を参照して説明する。

このゲージングシステム８は、カメラ４と検出された車両６間の距離Ｄを表す情報を収容するよう設定されている（ステップ１０１）。この距離Ｄは、カメラ４が取り付けられている車両２のＸ軸に沿って測定される。この情報Ｄは、カメラ４から得られる。

次に、システム８は、上述した距離Ｄを予め決定された下しきい値Dsinf、及び上しきい値Dssup、例えば２０ｍ及び１５０ｍの２つの値と比較可能にする（ステップ１０２）。

もし距離Ｄの比較結果が、上述したDsinfとDssup間にあれば、システム８は、車両２のカメラ４のゲージングの継続を指示する。

ゲージングシステム８は、カメラ４が取り付けられている車両２の構造θas、及び操向ハンドル角度θanvを表す情報を収容するように設定されている（ステップ１０３）。これらの情報θas及びθanvは、カメラ４から得られる。

次に、ゲージングシステム８は、上述した２つの値θas及びθanvを、それぞれ予め決定した下しきい値θasinf及びθassupと、θanvinf及びθanvsupの２つの値と比較するように設定されている（ステップ１０４）。

これらのインターバル（θasinf−θassup）及び（θanvinf−θanvsup）は、例えば夫々約（−１％rad；１％rad）及び（−１０°；１０°）である。

もし上述したθas及びθanvの比較結果が、それぞれ上述したθasinfとθassup及びθanvinfとθanvsup間であれば、システム８は、車両２のゲージングの継続を指示する。

上述した比較により、道路１の平坦性、及び道路１の実質的なゼロカーブを保証することができる。。換言すると、システム８は、道路１が非常に平坦で直線であるときにのみ、カメラ４の幾何学的パラメータを制御する。

システム８は、上述した距離Ｄにより、カメラ４のピッチングの角度値θpitchingを決定するように設定されている（ステップ１０５）。

上述したピッチングの角度値は、次式［数式１］により計算される。

ここで、
‐Hcamは、路面に対するカメラの高さの予め決められた値であり、この値は車両２に依存する。
‐Hlpは、カメラ４により検出された車両６の後部ランプ５及び７の高さを表す予め決められた平均値であり、例えば０．９ｍである。
‐Himageは、車両２のカメラ４により取得されたイメージのピクセルの高さである。
‐Yrefは、Ｙ座標、即ち検出された車両６のイメージ（ピクセル）における後部ランプ５及び７からの垂直位置である。
‐Pxは、カメラ４のイメージのピクセルのサイズである。
‐Lensは、カメラ４のレンズである。

次に、システム８は、検出された車両６の各後部ランプ５及び７の重心Glp_g及びGlp_dの情報を収容するよう設定されている（ステップ１０６）。これらの情報Glp_g及びGlp_dは、カメラ４から得られる。

また、システム８は、上述した距離Ｄと重心Glp_g及びGlp_dにより、カメラ４のローリングの角度値θrollingを決定するように設定されている（ステップ１０７）。

上述したθrolling値は、車両６の横断軸Ｙ´に対する後部ランプ５及び７の重心Glp_g及びGlp_d間の角度を計算して決定される。ここで、重心Glp_g及びGlp_dの一方は、Ｙ、Ｙ´軸と平行である。

次に、システム８は、検出された車両６の重心Gvを表す情報を収容するように設定されている（ステップ１０８）。この情報Gvは、カメラ４から得られる。

また、システム８は、上述した情報Gvに基づいて、カメラ４のツイスティング角度値θlacetを決定するように設定されている（ステップ１０９）。この値θlacetは、検出された車両６の重心Gvの垂直位置から推定される。

上述したステップ１０１〜ステップ１０９は、検出される車両数に対応する予め決められた回数Nvだけ命令され、カメラ４の最適ゲージングを得るようにする。上述したθpitching、θrolling及びθtwistingのNvの角度値は、システム８に格納される。

次に、システム８は、上述したθpitching、θrolling及びθtwistingのNvの値からピッチング、ローリング及びツイスティングの幾何学的パラメータの代表的な最終値θpitching_f、θrolling_f及びθtwisting_fを決定するように設定されている（ステップ１２０、１２１及び１２２）。

これらの幾何学的パラメータの代表値は、例えば前に決定した値のガウシャン平均を求め、その変形で最冗値を選択するか、又は決定値の最大値が含まれるインターバル内の平均値を選択することにより決定してもよい。

次に、システム８は、上述した各値θpitching_f、θrolling_f及びθtwisting_fを、夫々基準値θpitching_ref、θrolling_ref及びθtwisting_refと比較することが可能である（ステップ１２３〜ステップ１２５）。

もし、上述した比較結果に予め決定したしきい値Epitching_s、Erolling_s及びEtwisting_sを超える差異Epitching、Erolling及びEtwistingが存在する場合には、システム８は、基準値θpitching_ref、θrolling_ref及びθtwisting_refを、夫々上述したθpitching_f、θrolling_f及びθtwisting_fにより修正又は補正するように指示する（ステップ１２６〜ステップ１２８）。

上述した差異のしきい値Epitching_s、Erolling_s及びEtwisting_sは、ほぼ２％radであってもよい。

その他、上述した比較結果、差異値Epitching、Erolling及びEtwistingが、上述したしきい値Epitching_s、Erolling_s及びEtwisting_s以下の場合には、システム８は、基準値θpitching_ref、θrolling_ref及びθtwisting_refを、上述した幾何学的パラメータとして保持するように指示する(これらのステップは図示せず)。

上述した指示の結果、カメラ４の再ゲージングを可能にし、このカメラ４により正確な測定を可能にする。換言すると、本発明のゲージングシステム８は、カメラ４の幾何学的パラメータを制御して、このカメラ４のライフサイクル中の良好なキャリブレーション（校正）を保証する。

以上、本発明によるカメラのゲージングシステム及び方法の好適な実施例について詳述した。しかし、これらの実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨や精神を逸脱することなく、種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解しうると思う。

１ 道路
２ カメラ搭載車両
４ カメラ
６ 検出物体（車両）
５、７ 検出車両の後部ライト
８ ゲージングシステム

Claims (6)

1. 車両（２）に搭載されるのに好適なカメラ（４）をゲージングするシステム（８）であって、前記システム（８）は、
   前記カメラで検出される物体に関連するパラメータを表す情報のアイテムの少なくとも１つに応じて、前記カメラの少なくとも１つの幾何学的パラメータの少なくとも１つの値を決定し、
   決定された値を、前記カメラの少なくとも１つの幾何学的パラメータの基準値と比較し、
   この比較により、基準値を修正して、前記カメラの少なくとも１つの幾何学的パラメータを制御し、カメラのゲージングをなすように設定され、
   前記カメラの幾何学的パラメータの基準値と、前記決定された値の比較の差異が、所定のしきい値を超えるとき、前記決定された値により、前記基準値を修正するように設定され、
   前記車両の走行中に、少なくとも１つの幾何学的パラメータの前記制御がなされ、
   前記カメラで検出される物体は、前記カメラを搭載する車両以外の他の車両であり、前記他の車両に関連するパラメータは、車両の一定のゾーンの位置に従属するものであり、前記パラメータは、
   前記カメラを搭載する車両の長手（Ｘ）軸に沿って測定された、前記カメラと前記検出された他の車両の後部間の距離（Ｄ）、
   前記検出された他の車両の後部ランプ（５）（７）の高さ（Ｈｌｐ）、
   前記検出された他の車両の各後部ランプの重心（Ｇｌｐ_ｇ）（Ｇｌｐ_ｄ）
   前記検出された他の車両の重心（Ｇｖ）、及び
   前記車両の登録プレートの位置及び/又は重心
   の少なくとも１つに対応し、
   前記システムは、前記カメラと前記検出された他の車両の後部間の距離（Ｄ）が所定の値のインターバル内であるときにのみ、前記カメラの幾何学的パラメータを制御し、
   前記幾何学的パラメータの値は予め決められた期間、又は予め決められた検出物体の数（Ｎｖ）で決定され、
   前記カメラの幾何学的パラメータは、
   ピッチング軸とも称される車両の横断（Ｙ）軸の周りの回転運動であるピッチング、
   ローリング軸と称される車両の長手（Ｘ）軸の周りの回転運動であるローリング、及び
   ツイスティング軸と称される車両の垂直（Ｚ）軸の周りの回転運動であるツイスティング
   の少なくとも１つに対応することを特徴とするシステム。
2. 前記カメラの幾何学的パラメータの幾つかの値を決定し、それぞれの決定された値を保存し、前記幾何学的パラメータを示す最終値を決定し、幾つかの物体を連続して検出するように設定することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記カメラの幾何学的パラメータの前記基準値及び前記決定された値は、角度値であることを特徴とする請求項１若しくは２に記載のシステム。
4. 前記カメラが取り付けられている前記車両に関するパラメータを表す、少なくとも１つの情報のアイテムを取得するよう設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のシステム。
5. 前記システムは、前記カメラが取り付けられている車両に関するパラメータを表す情報が所定の値のインターバル内に含まれるときにのみ、前記カメラの幾何学的パラメータを制御するように設定することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 車両（２）に搭載されるのに好適なカメラ（４）のゲージング方法であって、
   少なくとも前記カメラで検出される物体に関するパラメータを表す情報に応じて、前記カメラの幾何学的パラメータの少なくとも１つの値を決定し、
   前記決定された値を前記カメラの幾何学的パラメータの基準値と比較し、
   この比較により、基準値を修正して、前記カメラの少なくとも１つの幾何学的パラメータを制御し、カメラのゲージングをなすように設定され、
   前記カメラの幾何学的パラメータの基準値と、前記決定された値の比較の差異が、所定のしきい値を超えるとき、前記決定された値により、前記基準値を修正するように設定され、
   前記車両の走行中に、少なくとも１つの幾何学的パラメータの前記制御がなされ、
   前記カメラで検出される物体は、前記カメラを搭載する車両以外の他の車両であり、前記他の車両に関連するパラメータは、車両の一定のゾーンの位置に従属するものであり、前記パラメータは、
   前記カメラを搭載する車両の長手（Ｘ）軸に沿って測定された、前記カメラと前記検出された他の車両の後部間の距離（Ｄ）、
   前記検出された他の車両の後部ランプ（５）（７）の高さ（Ｈｌｐ）、
   前記検出された他の車両の各後部ランプの重心（Ｇｌｐ＿ｇ）（Ｇｌｐ＿ｄ）
   前記検出された他の車両の重心（Ｇｖ）、及び
   前記車両の登録プレートの位置及び／又は重心
   の少なくとも１つに対応し、
   前記カメラと前記検出された他の車両の後部間の距離（Ｄ）が所定の値のインターバル内であるときにのみ、前記カメラの幾何学的パラメータを制御し、
   前記幾何学的パラメータの値は予め決められた期間、又は予め決められた検出物体の数（Ｎｖ）で決定され、
   前記カメラの幾何学的パラメータは、
   ピッチング軸とも称される車両の横断（Ｙ）軸の周りの回転運動であるピッチング、
   ローリング軸と称される車両の長手（Ｘ）軸の周りの回転運動であるローリング、及び
   ツイスティング軸と称される車両の垂直（Ｚ）軸の周りの回転運動であるツイスティング
   の少なくとも１つに対応することを特徴とする、カメラのゲージング方法。

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