JP7066462B2 - カメラ光軸検査方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両に搭載され周辺を撮影するカメラの光軸のずれを検査するカメラ光軸検査方法及びカメラ光軸検査ラインに関する。

例えば、特許文献１には、車両前方を監視する車載カメラの光軸ずれ及び車載レーダの電波軸ずれを検出するために、電波軸ずれ検査用の電波リフレクタの電波反射面側に、電波を反射しない光軸検査用のターゲットボード（光軸検査用ターゲットボード）を接着した軸調整装置が開示されている（特許文献１の図１、図２）。

特開２０１０－１５６６０９号公報

このような軸調整装置は、車両生産工場の検査ラインに設備として配置される。しかしながら、光軸検査用ターゲットボードは、大きさが大きい上に、車両の前後左右後方を確認するカメラ毎に多数配置する必要があり、さらには車種毎等に、異なる光軸検査用ターゲットボードを製作する必要があることから、製作コスト、管理コスト、及び設置スペースが増大するという課題がある。

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであって、低製作コスト化、低管理コスト化、及び省設置スペース化が可能なカメラ光軸検査方法及びカメラ光軸検査ラインを提供することを目的とする。

この発明に係るカメラ光軸検査方法は、
車両に搭載され周辺を撮影するカメラの光軸のずれを検査するカメラ光軸検査方法であって、
検査用ターゲットの画像情報を有する光を、前記車両の外部のスクリーン上であって前記カメラにより撮影可能な位置に投影する投影ステップと、
前記スクリーン上に投影された前記検査用ターゲットを前記カメラにより撮影し撮影画像に基づき前記カメラの光軸のずれを検査する検査ステップと、を有する。

この発明によれば、カメラの光軸のずれを検査するための検査用ターゲットを車両外部のスクリーン上に投影して形成するようにしたので、位置、形状、サイズの制限のない検査用ターゲットを形成することができる。投影画像は、物理的な形状のない検査用ターゲットであるので、低製作コスト化、低管理コスト化、及び省設置スペース化が図れる。

この場合、前記投影ステップでは、前記車両の車種又は該車種のグレードに応じて、前記検査用ターゲットの前記スクリーン上への投影位置、形状、及びサイズのうち、少なくとも１つを変更して前記スクリーン上に投影することが好ましい。

一般に車種又は該車種のグレードによりカメラの搭載位置が異なる。この場合、搭載位置に応じた検査用ターゲットに画像を変更して投影すればよいので、この発明によれば、車種又は該車種のグレードの変更に容易に対応することができる。

前記スクリーンが、少なくともレーダ検査用ターゲット、ライダー検査用ターゲット、レーダ電波吸収部材、レーザ光吸収部材、床、壁、又は天井のいずれか１つであるとしてもよい。

検査用ターゲットを投影するスクリーンを、レーダ検査用ターゲット、ライダー検査用ターゲット、レーダ電波吸収部材、レーザ光吸収部材、床、壁、又は天井に選択することが可能になるので、省設置スペース化に寄与する。

特に、レーダ検査用ターゲット、又はライダー検査用ターゲットにカメラの光軸ずれの検査用ターゲットを投影した場合には、レーダの電波軸ずれ検査、カメラの光軸ずれ検査及びライダーの光軸ずれ検査を、同一設置スペースを利用して相互干渉なしに実施することができる。

また、前記スクリーン上に投影される前記検査用ターゲットの画像は、該検査用ターゲットの画像が、撮影画像上で正立画像となるように描画されていることが好ましい。

検査対象のカメラによる撮影画像が正立画像となるように描画することで、撮影画像の基準画像との人あるいはコンピュータによる比較が容易になり、カメラの検査結果を容易に導くことができる。

上記に記載のカメラ光軸検査方法を実施する装置が配置された車両用のカメラ光軸検査ラインもこの発明に含まれる。

このような車両用のカメラ光軸検査ラインは、汎用性（車種適応性）に優れたカメラ光軸検査ラインとして構築することができる。

この発明に係るカメラ光軸検査ラインは、
周辺を撮影するカメラを搭載した車両の前記カメラの光軸のずれを検査するカメラ光軸検査ラインであって、
前記車両が停止している所定位置付近に配置されるプロジェクタと、
前記プロジェクタの投影画像を映出するスクリーン部材と、を備え
前記スクリーン部材は、前記所定位置に停止している前記車両の前記カメラの撮影範囲に配置され、前記投影画像は、前記カメラの光軸検査用ターゲットとされている。

この発明に係るカメラ光軸検査ラインによれば、検査ラインの所定位置に停止している車両の車載カメラの撮影範囲に配置されたスクリーン部材に車載カメラの光軸検査用ターゲットを投影画像として映出するように構成しているので、前記車載カメラに適した所望の検査用ターゲットを映出することができる。投影画像は、物理的な形状のない検査用ターゲットであるので、低製作コスト化、低管理コスト化、及び省設置スペース化が図れる。

この発明によれば、カメラの光軸のずれを検査するための検査用ターゲットを車両外部のスクリーン上に投影して形成するようにしたので、位置、形状、サイズに制限のない検査用ターゲットを形成することができる。

投影画像は、物理的な形状のない検査用ターゲットであるので、低製作コスト化、低管理コスト化、及び省設置スペース化が図れる。

この発明に係るカメラ光軸検査方法及びカメラ光軸検査ラインが適用された実施形態に係るカメラ光軸検査ラインの模式的構成図である。 カメラ光軸検査ラインの電気的接続構成を示すブロック図である。 カメラ光軸検査ラインの動作説明に供されるフローチャートである。 カメラ光軸検査ラインに検査用ターゲットが投影された状態の説明図である。 カメラ画面の説明図である。 光軸検査用ターゲットが映出されたレーダ検査用ターゲットの説明図である。 変形例に係るカメラ光軸検査ラインに検査用ターゲットが投影された状態を示す説明図である。

以下、この発明に係るカメラ光軸検査方法及びカメラ光軸検査ラインについて、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

［構成］
図１は、この発明に係るカメラ光軸検査方法及びカメラ光軸検査ラインが適用された実施形態に係るカメラ光軸検査ライン（光軸検査ライン）１０の模式的構成を示している。

光軸検査ライン１０は、基本的には、床１１上に設けられ車両１２を搬送するコンベア１４と、コンベア１４による車両１２の搬送を制御する操作盤１６と、天井９９に設置された３個のプロジェクタ２１、２２、２３と、プロジェクタ２１～２３を駆動するとともに操作盤１６及び車両１２の車載制御装置２６と通信するパーソナルコンピュータである軸ずれ検査装置３０とから構成される。

軸ずれ検査装置３０と操作盤１６と車載制御装置２６とは相互に無線（有線でもよい。）で通信される。

この実施形態に係る車両１２には、それぞれが軸ずれの検査対象であって、フロントウインドシールド上方に設けられ車両１２の前方を撮影するカメラ５１と、左右のドアミラーの下端に設けられ車両１２の斜め後方を撮影するカメラ５２、５３と、エムブレム近傍に設けられ車両１２の前方の障害物を検知するレーダ５６が搭載されている。

さらに、コンベア１４の車両搬送方向の前方には、レーダ電波を反射するレーダ検査用ターゲット（レーダエイミングターゲット）５８が配設され、該レーダ検査用ターゲット５８の後方及び側面には、レーダ電波を吸収する電波吸収衝立（電波吸収部材）６０が配設されている。電波吸収衝立６０の後方には、当該光軸検査ライン１０の壁９０がある。

車両１２の前方に配設されたプロジェクタ２１の投影画像が投影されるスクリーンはレーダ検査用ターゲット５８のレーダ電波反射面（車両１２に対向する側の面）とされ、車両１２の左右後方に配設されたプロジェクタ２２、２３の投影画像が投影されるスクリーンは、床（床面）１１とされる。

図２は、光軸検査ライン１０の電気的接続構成を示すブロック図である。

操作盤１６により搬送制御されるコンベア１４に載って搬送される車両１２は、画像信号処理部６２とレーダ信号処理部６４を備える車載制御装置２６を有し、該車載制御装置２６は、操作盤１６及び軸ずれ検査装置３０と通信しながらカメラ５１～５３及びレーダ５６を駆動する。

カメラ５１～５３で撮影された撮影画像は画像信号として画像信号処理部６２に取り込まれる。また、レーダ５６の送信波に対する反射波は、レーダ信号としてレーダ信号処理部６４に取り込まれる。

軸ずれ検査装置３０は、画像信号処理部６２の処理結果に基づいてカメラ５１～５３の光軸ずれを判定する光軸ずれ判定部７２と、レーダ信号処理部６４の処理結果に基づいてレーダ５６の電波軸ずれを判定する電波軸ずれ判定部７４と、プロジェクションマッピング処理を行ってプロジェクタ２１、２２、２３を駆動するプロジェクション処理部７６とを備えている。

［動作］
基本的には以上のように構成される光軸検査ライン１０の動作を、図３のフローチャートを参照して以下に説明する。図３のフローチャートに係るプログラムは、軸ずれ検査装置３０のＣＰＵにより実行される。

ステップＳ１にて、軸ずれ検査装置３０は、車両１２がコンベア１４上の所定の軸ずれ検査位置に到達して停止したか否かを操作盤１６からの通知により判定する。

操作盤１６からの通知により車両１２が軸ずれ検査位置に到達し停止していると判定した（ステップＳ１：ＹＥＳ）とき、ステップＳ２にて、車両１２の車載制御装置２６と通信し、軸ずれ検査位置に停止している車両１２の車種情報（必要であれば、車種のグレード情報）を取得し、車種又は車種のグレードを判別する。

次いで、ステップＳ３にて、軸ずれ検査装置３０は、プロジェクション処理部７６を駆動する。

図４に示すように、プロジェクションマッピングソフトが起動されているプロジェクション処理部７６は、判別した車種又は車種のグレードに応じて予め作成しておいた検査用ターゲットの画像情報を有する光を、左右上部のプロジェクタ２２、２３から車両１２の左右後方の床１１をスクリーンとして投影（プロジェクションマッピング）するとともに、図６に示すように、前方上部のプロジェクタ２１からレーダ検査用ターゲット５８をスクリーンとして投影（プロジェクションマッピング）する。

この場合、図４から分かるように、左右後方画像取得用のカメラ５２、５３の光軸ずれ検査用の投影画像８２、８３上の検査用ターゲット９２、９３は、カメラ５２、５３の光軸に対しスクリーンである床１１が直交していないので、距離と投影角度を考慮し、撮影画像上で歪みのない正立画像（光軸ずれ検査を実施する上で問題とならない程度の歪のある正立画像も含む。以下、同じ）となるように透視投影変換・逆変換処理した歪のある画像として描画される。

なお、公知のように、カメラ５２、５３上の撮影画像（カメラ画像）上で、例えば、歪のない長方形の正立画像を得るためには、近くの画像が大きく遠くの画像が小さく見えることに鑑み、図４に示すように、床１１上の投影画像８２、８３が、略台形状となるように透視投影変換を行えばよい。

このように処理すれば、床１１に投影された投影画像８２、８３中の検査用ターゲット９２、９３は、図５のカメラ画面（撮像画像）９４（９５）に示すように、光軸ずれがない（光軸が調整された）カメラ５２、５３の撮影画像８２´、８３´上では、左右対称且つ上下方向に歪のない６個の楕円から構成される正立画像としての光軸検査用ターゲット９２（９３）の画像になる。

一方、図６に示すように、前方画像取得用のカメラ５１の光軸ずれ検査用の投影画像８１中の光軸検査用ターゲット９１は、カメラ５１の光軸に対してスクリーンであるレーダ検査用ターゲット５８が直交しているので歪みのない正立画像としての光軸検査用ターゲット９１の画像として映出される。

レーダ検査用ターゲット５８に投影された投影画像８１中の光軸検査用ターゲット９１は、円が水平方向と垂直方向で扇形に４分割され、点対称な黒扇形と白扇形とから構成される正立画像としての光軸検査用ターゲット９１の画像として映出されている。

次いで、ステップＳ４にて、軸ずれ検査装置３０は、車載制御装置２６を通じてカメラ５１～５３を駆動して検査用ターゲット９１～９３が映出（投影）された投影画像８１～８３を画像信号処理部６２に取得させるとともに、レーダ５６を駆動してレーダ反射波をレーダ信号処理部６４に取得させる。

検査用ターゲット９１～９３が映出された投影画像８１～８３は、画像信号処理部６２で画像信号（撮影画像８１´～８３´、撮影画像８１´は不図示。）とされ、軸ずれ検査装置３０の光軸ずれ判定部７２に転送される。前記レーダ反射波は、レーダ信号処理部６４で反射信号とされ、軸ずれ検査装置３０の電波軸ずれ判定部７４に転送される。

ステップＳ５にて、光軸ずれ判定部７２は、例えば、カメラ５２、５３については、図５に示す撮影画像８２´、８３´の検査用ターゲット９２（９３）と、基準の正立画像の検査用ターゲットとの分散を計算し、分散が所定値（閾値）以内か否かにより光軸ずれ検査結果の良否判定を行う。

なお、図５に示すように、撮影画像８２´（８３´）上の検査用ターゲット９２（９３）の画像は、床１１から立ち上がった衝立状の画像に見える。

ステップＳ６にて、電波軸ずれ判定部７４は、ビーム照射範囲及び距離が所定範囲内、所定距離内か否かにより電波軸ずれ検査結果の良否判定を行う。

なお、光軸検査ライン１０では、カメラ５１～５３の光軸ずれ及びレーダ５６の電波軸ずれが否判定であった場合には、良判定となるようにカメラ５１～５３及びレーダ５６の取付位置が調整される。

良判定検査の後、ステップＳ７にて、プロジェクション処理部７６によりプロジェクタ２１～２３の駆動が停止される。

このようにして光軸検査ライン１０の軸ずれ検査装置３０による検査が終了すると、その旨が操作盤１６に送信される。このようにして、車両１２は、コンベア１４上の所定停車位置でカメラ５１～５３及びレーダ５６の軸ずれ検査が行われた後、車両１２は、操作盤１６の制御下に次工程に搬送される。

［まとめ］
上述した光軸検査ライン１０では、車両１２に搭載され周辺を撮影するカメラ５１～５３の光軸のずれを検査するカメラ光軸検査方法が実施されている。

このカメラ光軸検査方法は、カメラ５１～５３によりそれぞれ撮影可能な位置に、検査用ターゲット９１～９３の画像情報を有する光を、車両１２の外部のスクリーン（床１１及びレーダ検査用ターゲット５８、必要に応じて、レーダ電波吸収部材６０、壁９０、天井９９等）上に投影する投影ステップ（ステップＳ３）と、前記スクリーン上に投影された検査用ターゲット９１～９３をカメラ５１～５３により撮影し投影画像８１～８３が撮影された撮影画像に基づきカメラ５１～５３の光軸のずれを検査する検査ステップ（ステップＳ５）と、を有する。

このように、カメラ５１～５３の光軸のずれを検査するための検査用ターゲット９１～９３を車両外部のスクリーン上に投影して形成するようにしたので、位置、形状、サイズに制限のない検査用ターゲットを形成することができる。物理的な形状のない検査用ターゲット９１～９３であるので、低製作コスト化、低管理コスト化、及び省設置スペース化が図れる。

この場合、投影ステップ（ステップＳ３）では、車両１２の車種又は車種のグレードに応じて、検査用ターゲット９１～９３の前記スクリーン上への投影位置、形状、及びサイズのうち、少なくとも１つを変更して前記スクリーン上に投影している。

一般に車種又は車種のグレードによりカメラ５１～５３の搭載位置が異なる。この場合、搭載位置に応じた検査用ターゲット９１～９３の投影画像となるようにプロジェクション処理部７６により画像を変更して投影すればよいので、車種又は車種のグレードの変更に容易に対応することができる。

なお、前記スクリーンを、少なくともレーダ検査用ターゲット５８、レーダ電波吸収部材６０、床１１、壁９０、又は天井９９のいずれか１つであるとすることにより、検査用ターゲット９１～９３を投影するスクリーンを、レーダ検査用ターゲット５８、レーダ電波吸収部材６０、床１１、壁９０、又は天井９９に選択することが可能になるので、省設置スペース化に寄与する。

特に、レーダ検査用ターゲット５８にカメラ光軸検査用ターゲット９１を投影した場合（図４、図６参照）には、レーダの電波軸ずれ検査及びカメラの光軸ずれ検査を、同一設置スペースを利用して相互干渉なしに実施することができる。

ここで、前記スクリーン上に投影される検査用ターゲット９１～９３の画像は、該検査用ターゲット９１～９３の画像が、撮影画像上で歪のない正立画像となるように描画されているので、撮影画像の基準画像との人あるいはコンピュータによる比較が容易になり、検査結果、判定結果を容易に導くことができる。

これらのカメラ光軸検査方法を実施する装置が配置された車両用のカメラ光軸検査ライン（光軸検査ライン１０）は、汎用性（車種適応性）に優れる。

より具体的に、周辺を撮影するカメラ５１～５３を搭載した車両１２の前記カメラ５１～５３の光軸のずれを検査するカメラ光軸検査ライン（光軸検査ライン１０）は、車両１２を搬送し、所定位置（軸ずれ検査位置）に停車させることが可能なコンベア１４と、前記所定位置付近（この実施形態では天井９９であるが壁等他の位置でもよい。）に配置されるプロジェクタ２１～２３と、プロジェクタ２１～２３の投影画像８１～８３を映出するスクリーン部材（この実施形態では床１１及びレーダ検査用ターゲット５８）と、前記スクリーン部材は、前記所定位置に停車した車両１２のカメラ５１～５３の撮影範囲に配置され、投影画像８１～８３は、カメラ５１～５３の光軸検査用ターゲット９１～９３とされている。

なお、上述した実施形態では、車両１２をコンベア１４により搬送する光軸検査ライン（検査装置）１０を例として説明しているが、これに限らず、例えば、車両１２が自走可能な車両１２ある場合には、光軸検査ライン（検査装置）１０において、コンベア１４は不要になる。この場合、自走している車両１２の所定の停車位置（所定位置）は、例えば、床１１上に位置決め固定されて車両１２の両前輪のそれぞれ前側と側方を拘束可能なＵ字状ガイド等を利用して位置決めすることができる。

この実施形態に係る光軸検査ライン１０によれば、コンベア１４又は自走により検査ライン（検査装置）の所定位置に停止している車両１２の車載カメラ５１～５３の撮影範囲に配置されたスクリーン部材（床１１及びレーダ検査用ターゲット５８）にカメラ５１～５３の光軸検査用ターゲット９１～９３を投影画像８１～８３として映出するように構成しているので、車載カメラ５１～５３に適した所望の検査用ターゲット９１～９３を映出することができる。投影画像８１～８３は、物理的な形状のない検査用ターゲットであるので、低製作コスト化、低管理コスト化、及び省設置スペース化が図れる。

また、赤外線レーザ光を使用して、車両周辺の人等を検知するＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging、以下ライダーという。）が車両１２に搭載される場合には、上述した光軸検査ライン１０において、車載ライダー（ライダー軸）の正面にライダー検査用ターゲット（ライダーエイミングターゲット）が配設され、該ライダー検査用ターゲットの後方及び側面に赤外線レーザ光を吸収するレーザ光吸収衝立が配設される場合がある。

この場合、カメラ５１～５３の光軸検査ライン１０と同じ検査ラインで車載ライダーの検査を行う場合には、カメラ５１～５３の光軸ずれ検査用スクリーンとして、光軸検査ライン１０に配設されている前記ライダー検査用ターゲット（ライダーエイミングターゲット）又は前記レーザ光吸収衝立を利用し、該ライダー検査用ターゲット（ライダーエイミングターゲット）又は該レーザ光吸収衝立上にプロジェクタ２１～２３から投影画像８１～８３を映出（プロジェクションマッピング）する。

なお、本発明に係るカメラ光軸検査方法及びカメラ光軸検査ラインは、上述した実施形態に限らず、例えば、図７の変形例の光軸検査ライン１０Ａに示すように、車両１２の両側方上部の天井９９に配設されたプロジェクタ２４、２５から車両１２の両側方下の床１１上に、カメラ５２、５３により撮影されるカメラ画像が直線上に描画された歪のない３個の円を含む長方形の撮影画像として撮影される投影画像（画像情報を有する光）８４、８５（検査用ターゲット９６、９７の形状も撮影画像と同等の３個の円を含む長方形の投影画像）をプロジェクションマッピングにより投影するようにする等、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１０Ａ…光軸検査ライン １１…床
１２…車両 １４…コンベア
１６…操作盤 ２１～２５…プロジェクタ
３０…軸ずれ検査装置 ５８…レーダ検査用ターゲット
８１～８５…投影画像 ８１´～８３´…撮影画像
９１～９３、９６、９７…カメラ光軸検査用ターゲット

Claims (3)

1. 車両に搭載され周辺を撮影するカメラの光軸のずれを検査するカメラ光軸検査方法であって、
   検査用ターゲットの画像情報を有する光を、前記車両の外部のスクリーン上であって前記カメラにより撮影可能な位置に投影する投影ステップと、
   前記スクリーン上に投影された前記検査用ターゲットを前記カメラにより撮影し撮影画像に基づき前記カメラの光軸のずれを検査する検査ステップと、を有し、
   前記投影ステップでは、
   前記スクリーン上に投影された前記検査用ターゲットが、前記スクリーン上に透視投影変換・逆変換処理した歪のある画像として描画され、描画された前記検査用ターゲットの画像が、前記カメラの撮像画像上で前記スクリーンから立ち上がった歪のない衝立状の画像に見えるように投影される
   ことを特徴とするカメラ光軸検査方法。
2. 請求項１に記載のカメラ光軸検査方法において、
   前記スクリーンが、少なくともレーダ検査用ターゲット、ライダー検査用ターゲット、レーダ電波吸収部材、レーザ光吸収部材、床、壁、又は天井のいずれか１つである
   ことを特徴とするカメラ光軸検査方法。
3. 請求項１に記載のカメラ光軸検査方法において、
   前記スクリーンが、床である
   ことを特徴とするカメラ光軸検査方法。

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