WO2023153289A1 - キャリブレーション方法およびキャリブレーション装置 - Google Patents

キャリブレーション方法およびキャリブレーション装置 Download PDF

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WO2023153289A1
WO2023153289A1 PCT/JP2023/003252 JP2023003252W WO2023153289A1 WO 2023153289 A1 WO2023153289 A1 WO 2023153289A1 JP 2023003252 W JP2023003252 W JP 2023003252W WO 2023153289 A1 WO2023153289 A1 WO 2023153289A1
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WO
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calibration
pattern
irradiation range
light irradiation
light distribution
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PCT/JP2023/003252
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English (en)
French (fr)
Inventor
淳美 鈴木
Original Assignee
株式会社小糸製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/80—Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration

Definitions

  • the present invention relates to a calibration method and a calibration device.
  • ADB (Adaptive Driving Beam) control has been proposed that dynamically and adaptively controls the light distribution pattern based on the vehicle's surrounding conditions.
  • ADB control uses a camera to detect the presence or absence of a forward vehicle that should be avoided from irradiating high-brightness light, and shades an area corresponding to the forward vehicle (see, for example, Patent Document 1). By shielding the area corresponding to the forward vehicle, it is possible to improve the visibility of the driver of the own vehicle while reducing the glare given to the driver of the forward vehicle.
  • the present invention has been made in view of this situation, and one of its purposes is to provide a technique for improving the accuracy of calibration between the lamp and the imaging device.
  • one aspect of the present invention is a method of calibrating the light irradiation range of a variable light distribution lamp that irradiates light in front of the vehicle and the imaging range of an imaging device that images the front of the vehicle.
  • a calibration pattern is formed by a variable light distribution lamp on a screen at an arbitrary distance from the variable light distribution lamp and an imaging device, the calibration pattern on the screen is imaged by an imaging device, and the image is captured by the imaging device.
  • Another aspect of the present invention is a calibration device that performs calibration between the light irradiation range of a variable light distribution lamp that irradiates light in front of the vehicle and the imaging range of an imaging device that images the front of the vehicle.
  • This device acquires an image captured by the imaging device of the calibration pattern formed by the variable light distribution lamp on a screen at an arbitrary distance from the variable light distribution lamp and the imaging device, and performs calibration in the position coordinates of the image and the light irradiation range.
  • the position coordinates of the light distribution variable lamp and the imaging device are calculated, and the correspondence is corrected based on the parallax deviation to obtain mutual position information of the light irradiation range and the imaging range.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle lamp system
  • FIG. FIGS. 2A and 2B are schematic diagrams of captured images of the calibration pattern.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a parallax shift between a variable light distribution lamp and an imaging device;
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle lighting system 1.
  • FIG. 1 some of the constituent elements of the vehicle lighting system 1 are drawn as functional blocks. These functional blocks are implemented by elements and circuits such as a CPU and memory of a computer as hardware configurations, and are implemented by computer programs and the like as software configurations. It should be understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various forms by combining hardware and software.
  • the vehicle lighting system 1 includes a variable light distribution lamp 2 , an imaging device 4 , a calibration device 6 , and a light distribution control device 8 .
  • the variable light distribution lamp 2, the imaging device 4, the calibration device 6, and the light distribution control device 8 may all be built in the same housing, or some members may be provided outside the housing. .
  • variable light distribution lamp 2, the imaging device 4, the calibration device 6, and the light distribution control device 8 are housed in a lamp room.
  • the lamp chamber is defined by a lamp body having an opening on the front side of the vehicle and a translucent cover attached to cover the opening of the lamp body.
  • the imaging device 4, the calibration device 6, and the light distribution control device 8 may be arranged outside the lamp room, for example, on the vehicle side.
  • the imaging device 4 may be an in-vehicle camera.
  • the calibration device 6 and the light distribution control device 8 may be configured, for example, in whole or in part by a vehicle ECU.
  • the variable light distribution lamp 2 can irradiate a visible light beam with a variable intensity distribution to the front area of the vehicle.
  • the variable light distribution lamp 2 can individually change the illuminance of the light to irradiate a plurality of individual regions R arranged in the front region.
  • the plurality of individual regions R are arranged, for example, in a matrix.
  • the variable light distribution lamp 2 receives information specifying the light distribution pattern PTN from the light distribution control device 8 and emits a visible light beam having an intensity distribution corresponding to the light distribution pattern PTN.
  • a light distribution pattern PTN is formed in front of the vehicle.
  • the light distribution pattern PTN is understood as a two-dimensional illuminance distribution of an irradiation pattern 902 formed on a screen 900 in front of the vehicle by the variable light distribution lamp 2 .
  • the configuration of the variable light distribution lamp 2 is not particularly limited, and includes, for example, a plurality of light sources arranged in a matrix and a lighting circuit that independently drives and lights each light source.
  • Preferred examples of light sources include semiconductor light sources such as LEDs (light emitting diodes), LDs (laser diodes), organic or inorganic ELs (electroluminescence).
  • Each individual region R is associated with each light source, and each individual region R is individually irradiated with light from each light source.
  • the resolution of the variable light distribution lamp 2 in other words, the light distribution resolution is, for example, 1,000 pixels to 2,000,000 pixels.
  • the resolution of the variable light distribution lamp 2 means the number of unit areas whose illuminance can be independently changed in the light distribution pattern PTN.
  • variable light distribution lamp 2 may be a matrix type pattern forming device such as a DMD (Digital Mirror Device) or a liquid crystal device or A scanning optical type patterning device or the like may also be included.
  • DMD Digital Mirror Device
  • liquid crystal device a liquid crystal device
  • a scanning optical type patterning device or the like may also be included.
  • the imaging device 4 has sensitivity in the visible light region, and repeatedly images the area in front of the vehicle.
  • the imaging device 4 captures an image of reflected light of the visible light beam from an object in front of the vehicle.
  • the imaging device 4 also captures light emitted by forward vehicles including preceding and oncoming vehicles.
  • the image IMG generated by the imaging device 4 is sent to at least the calibration device 6 when performing calibration, and is sent to at least the light distribution control device 8 when performing light distribution control.
  • the image IMG acquired by the calibration device 6 and the light distribution control device 8 from the imaging device 4 may be RAW image data, or may be image data subjected to predetermined image processing by the imaging device 4. . Also, when the calibration device 6 and the light distribution control device 8 receive image data obtained by performing image processing on RAW image data generated by the imaging device 4 by a processing device other than the imaging device 4, the image IMG from the imaging device 4 falls under the acquisition of In the following description, RAW image data and image-processed data are referred to as "image IMG" without distinction.
  • the calibration device 6 calibrates the light irradiation range of the variable light distribution lamp 2 and the imaging range of the imaging device 4 .
  • the calibration device 6 generates mutual position information of the light irradiation range and the imaging range and sends it to the light distribution control device 8 .
  • the calibration device 6 can be composed of a digital processor, for example, it may be composed of a combination of a microcomputer including a CPU and a software program, or composed of FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specified IC), etc. You may
  • the calibration device 6 has an acquisition unit 10, a calculation unit 12, and a generation unit 14, for example. Each part operates by executing a program held in a memory by an integrated circuit that constitutes the part. A calibration method between the variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4 will be described later in detail.
  • the light distribution control device 8 performs ADB control to dynamically and adaptively control the light distribution of the variable light distribution lamp 2 according to the target existing in the front area.
  • the light distribution control device 8 can be configured by a digital processor, for example, it may be configured by a combination of a microcomputer including a CPU and a software program, or by FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specified IC). may be configured.
  • the light distribution control device 8 has a pattern determining section 16, a lamp control section 18, and a memory 20, for example. Each part operates by executing a program held in a memory by an integrated circuit that constitutes the part.
  • the mutual position information generated by the calibration device 6 is stored in the memory 20.
  • the pattern determining unit 16 performs known image processing or the like on the image IMG acquired from the imaging device 4 to detect a light shielding target such as a forward vehicle. Then, a light distribution pattern PTN having a light shielding portion that overlaps with the detected light shielding target is determined.
  • the pattern determination unit 16 uses the mutual position information stored in the memory 20 to determine the position coordinates of the light irradiation range of the variable light distribution lamp 2 corresponding to the position coordinates of the light shielding target in the image IMG. is specified, and the light shielding portion is determined at the specified position coordinates.
  • the positional coordinates of the light irradiation range can be interpreted as the positional coordinates of the LED array when the variable light distribution lamp 2 is composed of an LED array, for example.
  • the pattern determination unit 16 sends information on the determined light distribution pattern PTN to the lamp control unit 18 .
  • the lamp control unit 18 instructs the variable light distribution lamp 2 to form the light distribution pattern PTN based on the information on the light distribution pattern PTN. As a result, a light distribution pattern PTN is formed in front of the vehicle.
  • Calibration is performed, for example, on a production line or the like, with the screen 900 arranged at an arbitrary distance from the variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4 .
  • a calibration execution instruction signal is sent to the calibration device 6 from the outside.
  • the calibration device 6 instructs the light distribution control device 8 to form the calibration pattern PTNc.
  • the light distribution control device 8 controls the variable light distribution lamp 2 to form the calibration pattern PTNc.
  • the variable light distribution lamp 2 forms a calibration pattern PTNc on the screen 900 .
  • FIGS. 2(A) and 2(B) are schematic diagrams of an image IMG of the calibration pattern PTNc.
  • image IMG is equal to the imaging range of imaging device 4 .
  • at least part of the calibration pattern PTNc is linear.
  • the calibration pattern PTNc preferably includes a plurality of straight lines.
  • the light irradiation range IRR of the variable light distribution lamp 2 is rectangular, and has a first corner Pc1, a second corner Pc2, a third corner Pc3 and a fourth corner Pc4. At least part of the calibration pattern PTNc is preferably located in at least one corner and the center P0 of the light irradiation range IRR.
  • the first corner Pc1 and the second corner Pc2 are in the same position in the second direction B and are shifted in the first direction A from each other.
  • the third corner Pc3 and the fourth corner Pc4 are in the same position in the second direction B and are shifted in the first direction A from each other.
  • the first corner Pc1 and the third corner Pc3 are in the same position in the first direction A and are shifted in the second direction B from each other.
  • the second corner Pc2 and the fourth corner Pc4 are in the same position in the first direction A and are shifted in the second direction B from each other.
  • the first direction A and the second direction B are orthogonal to each other.
  • the first direction A is the up-down direction
  • the second direction B is the left-right direction.
  • the center P0 is the intersection of two diagonal lines of the light irradiation range IRR.
  • the calibration pattern PTNc of the present embodiment includes a first pattern PTNc1 and a second pattern PTNc2.
  • the first pattern PTNc1 is at least partially positioned at the first corner Pc1, the second corner Pc2 and the center P0 of the light irradiation range IRR.
  • the second pattern PTNc2 is at least partially positioned at the third corner Pc3, the fourth corner Pc4 and the center P0 of the light irradiation range IRR.
  • the first pattern PTNc1 has a first straight line L1, a second straight line L2 and a third straight line L3 extending in the second direction B, respectively.
  • the first straight line L1 extends from the first corner Pc1 to the center line BL in the second direction B in the light irradiation range IRR.
  • the second straight line L2 extends from the second corner Pc2 to the center line BL.
  • the third straight line L3 extends from the midpoint of the side extending in the first direction A of the light irradiation range IRR to the center line BL.
  • the third straight line L3 of the present embodiment extends from the midpoint of the side connecting the third corner Pc3 and the fourth corner Pc4 to the center line BL.
  • the first straight line L1 extends from the first corner Pc1 to half the area in the left-right direction at the upper end of the light irradiation range IRR.
  • the second straight line L2 extends from the second corner Pc2 to half the region in the left-right direction at the lower end of the light irradiation range IRR.
  • the third straight line L3 extends in the middle of the light irradiation range IRR in the vertical direction, half the area in the horizontal direction, and on the opposite side to the first straight line L1 and the second straight line L2. Note that the third straight line L3 may extend to the same side region as the first straight line L1 and the second straight line L2.
  • the second pattern PTNc2 has a shape obtained by inverting the first pattern PTNc1 about the center line BL. Therefore, the second pattern PTNc2 has a fourth straight line L4 corresponding to the first straight line L1, a fifth straight line L5 corresponding to the second straight line L2, and a sixth straight line L6 corresponding to the third straight line L3.
  • the fourth straight line L4 extends from the third corner Pc3 to the center line BL.
  • the fifth straight line L5 extends from the fourth corner Pc4 to the center line BL.
  • the sixth straight line L6 extends from the midpoint of the side extending in the first direction A of the light irradiation range IRR to the center line BL.
  • the sixth straight line L6 of the present embodiment extends from the midpoint of the side connecting the first corner Pc1 and the second corner Pc2 to the center line BL. Therefore, the fourth straight line L4 extends from the third corner Pc3 to half the region in the left-right direction at the upper end of the light irradiation range IRR.
  • the fifth straight line L5 extends from the fourth corner Pc4 to half the area in the left-right direction at the lower end of the light irradiation range IRR.
  • the sixth straight line L6 extends in the middle of the light irradiation range IRR in the vertical direction, half the area in the horizontal direction, and on the opposite side to the fourth straight line L4 and the fifth straight line L5.
  • the sixth straight line L6 may extend to the same side area as the fourth straight line L4 and the fifth straight line L5.
  • the calibration pattern PTNc formed on the screen 900 is captured by the imaging device 4 .
  • the first pattern PTNc1 and the second pattern PTNc2 are formed in random order, and the imaging device 4 images both the first pattern PTNc1 and the second pattern PTNc2.
  • the image IMG captured by the imaging device 4 is sent to the acquisition unit 10 .
  • the acquisition unit 10 acquires the correspondence relationship between the position coordinates of the image IMG and the position coordinates of the calibration pattern PTNc in the light irradiation range IRR.
  • the acquisition unit 10 grasps in advance the position coordinates of the calibration pattern PTNc in the actual light irradiation range IRR. Therefore, the acquisition unit 10 identifies the position of the calibration pattern PTNc in the image IMG in which the calibration pattern PTNc is captured, thereby grasping the correspondence relationship between the position coordinates of the image IMG and the position coordinates of the light irradiation range IRR. can be done. For example, if the variable light distribution lamp 2 is an LED array, this process makes it possible to grasp the positional relationship between each pixel of the image IMG and each LED of the LED array.
  • the acquisition unit 10 performs a predetermined image analysis on the image IMG to specify the position of each light spot forming the calibration pattern PTNc on the image IMG.
  • the acquiring unit 10 scans two rows of pixels from the upper left to the right end of the image IMG, and acquires the pixel value (luminance value) of each pixel. When the scan reaches the right edge, the pixel row to be scanned is shifted down and scanned again. The next scanned pixel stage may partially overlap the previously scanned pixel stage. This process is repeated to obtain pixel values of pixels in the entire image IMG.
  • the first straight line L1 to the sixth straight line L6 have a thickness that spans two or more pixels in the upper and lower rows.
  • the obtaining unit 10 determines that the pixels form the calibration pattern PTNc when the obtained pixel values are equal to or greater than a predetermined threshold value in the upper and lower two stages.
  • a pixel value equal to or greater than the threshold value will be referred to as a high pixel value
  • a pixel value less than the threshold value will be referred to as a low pixel value.
  • the obtaining unit 10 obtains a high pixel value when the pixel value to be obtained changes from a low pixel value to a high pixel value.
  • the coordinate information of the one end side is generated by associating the position coordinates of the obtained pixels with the position coordinates of one end of the first straight line L1.
  • the acquiring unit 10 determines the length of the first straight line L1 (formation of the first straight line L1 number of pixels required for If the counted number of pixels matches the assumed length of the first straight line L1, or falls within a predetermined margin range (for example, ⁇ 1 pixel), the acquisition unit 10 determines that the pixel group from which the high pixel value is obtained is the first It is determined that a straight line L1 is formed.
  • the coordinate information of the other end is generated by associating the positional coordinates of the last pixel with a high pixel value with the positional coordinates of the other end of the first straight line L1.
  • the acquisition unit 10 performs the image analysis described above on each of the image IMG including the first pattern PTNc1 and the image IMG including the second pattern PTNc2. Thereby, the position coordinates of the first pattern PTNc1 in the light irradiation range IRR with respect to the position coordinates of the image IMG and the position coordinates of the second pattern PTNc2 in the light irradiation range IRR with respect to the position coordinates of the image IMG are specified.
  • the end of the first straight line L1 on the center line BL side should be in contact with the end of the fourth straight line L4 on the center line BL.
  • the end of the second straight line L2 on the side of the center line BL should be in contact with the end of the fifth straight line L5 on the center line BL.
  • the end of the center line BL of the third straight line L3 should be in contact with the end of the center line BL of the sixth straight line L6.
  • the calculator 12 calculates the amount of parallax deviation between the variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4 .
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the parallax shift between the variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, for example, the variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4 are shifted by xd in the X-axis direction (eg, the second direction B) and yd in the Y-axis direction (eg, the first direction A).
  • FIG. 3 shows an arbitrary single light spot p in the calibration pattern PTNc.
  • the light spot p is formed at a distance x in the X-axis direction from the variable light distribution lamp 2 and at a distance y from the optical axis O2 of the variable light distribution lamp 2 .
  • the angle of the light spot p when viewed from the variable light distribution lamp 2 is ⁇ e .
  • the angle of the light spot p when viewed from the imaging device 4 is ⁇ c .
  • the difference between the angle ⁇ e and the angle ⁇ c is the parallax shift ⁇ O between the variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4 .
  • the parallax shift ⁇ 0 in the upward direction of the X axis in FIG. 3 is assumed to be a positive shift
  • the parallax shift ⁇ 0 in the downward direction of the X axis is assumed to be a negative shift.
  • variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4 are shifted from each other by xd and yd . Further, the optical axis O2 of the variable light distribution lamp 2 and the optical axis O4 of the imaging device 4 are shifted by an angle ⁇ d .
  • the calculator 12 calculates the magnitude of the parallax shift ⁇ O between the variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4 (hereinafter referred to as the parallax shift amount as appropriate) based on the above equation (1).
  • the calculator 12 holds in advance information about the light distribution resolution of the variable light distribution lamp 2 .
  • the calculation unit 12 also holds in advance information about the size of the light irradiation range IRR on the image IMG, that is, the number of pixels corresponding to the light irradiation range IRR.
  • the distance x from the variable light distribution lamp 2 to the screen 900, the amount of deviation x d in the X-axis direction between the variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4, the amount of deviation y d in the Y-axis direction, and the deviation angle of the optical axis ⁇ d is measured by a known measuring means during calibration and sent to the calculator 12 .
  • the calculator 12 can calculate the parallax shift amount.
  • the calculation unit 12 sends information on the calculated parallax deviation amount to the generation unit 14 .
  • the screen 900 is arranged at a far distance corresponding to the maximum possible amount of parallax shift ⁇ 0 , and calibration is performed by fixing the position of the screen 900 regardless of the combination of the variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4. It is conceivable to carry out However, there are cases where the screen 900 cannot be arranged at a desired distance due to space constraints in the manufacturing line.
  • the calibration device 6 of the present embodiment eliminates the parallax shift ⁇ 0 by software from the correspondence relationship between the position coordinates of the image IMG and the position coordinates of the calibration pattern PTNc in the light irradiation range IRR. Specifically, based on the parallax shift amount acquired from the calculation unit 12, the generation unit 14 determines the correspondence between the position coordinates of the image IMG acquired from the acquisition unit 10 and the position coordinates of the calibration pattern PTNc in the light irradiation range IRR. Correct the relationship. Then, the corrected correspondence relationship is stored in the memory 20 as mutual position information of the light irradiation range IRR and the imaging range.
  • the generator 14 of the present embodiment adds the parallax shift amount to the position coordinates of the first pattern PTNc1 to generate the first mutual position information. Also, the second mutual position information is generated by adding the parallax shift amount to the position coordinates of the second pattern PTNc2. Then, the first mutual position information and the second mutual position information are stored in the memory 20 .
  • the calibration pattern PTNc is formed on the screen 900 at an arbitrary distance, the image of the calibration pattern PTNc is captured by the imaging device 4, and the calibration pattern Using PTNc as a position index, the correspondence relationship between the position coordinates of the image IMG and the position coordinates of the light irradiation range IRR is obtained, the amount of parallax shift between the variable light distribution lamp 2 and the imaging device 4 is calculated, and correspondence is made based on the amount of parallax shift. Correcting the relationship to generate mutual position information of the illumination range IRR and the imaging range.
  • the calibration pattern PTNc of the present embodiment is linear.
  • the calibration pattern PTNc includes a plurality of straight lines. At least part of calibration pattern PTNc is positioned at least at one corner and center P0 of light irradiation range IRR. These can further improve the accuracy of calibration.
  • the calibration pattern PTNc includes a first pattern PTNc1 at least partially positioned at the first corner Pc1, the second corner Pc2, and the center P0 of the light irradiation range IRR, and the third corner of the light irradiation range IRR. Pc3, a fourth corner Pc4, and a second pattern PTNc2 at least partially located in the central portion P0. Then, the calibration device 6 identifies the position coordinates of the first pattern PTNc1 in the light irradiation range IRR with respect to the position coordinates of the image IMG, and adds the parallax shift amount to the identified position coordinates to generate first mutual position information.
  • the position coordinates of the second pattern PTNc2 in the light irradiation range IRR with respect to the position coordinates of the image IMG are specified, and the parallax shift amount is added to the specified position coordinates to generate the second mutual position information. Thereby, the accuracy of calibration can be further improved.
  • the first pattern PTNc1 has a first straight line L1, a second straight line L2 and a third straight line L3 extending in a second direction B perpendicular to the first direction A.
  • the first straight line L1 extends from the first corner Pc1 to the center line BL in the second direction B in the light irradiation range IRR.
  • the second straight line L2 extends from the second corner Pc2 to the center line BL.
  • the third straight line L3 extends from the midpoint of the side extending in the first direction A of the light irradiation range IRR to the center line BL.
  • the second pattern PTNc2 has a shape obtained by inverting the first pattern PTNc1 about the center line BL. Thereby, the accuracy of calibration can be further improved.
  • a method for calibrating a light irradiation range (IRR) of a variable light distribution lamp (2) that irradiates light in front of a vehicle and an imaging range of an imaging device (4) that images the front of the vehicle Forming a calibration pattern (PTNc) with the variable light distribution lamp (2) on a screen (900) at an arbitrary distance from the variable light distribution lamp (2) and the imaging device (4),
  • the calibration pattern (PTNc) on the screen (900) is imaged by the imaging device (4), Acquiring the correspondence relationship between the position coordinates of the image (IMG) captured by the imaging device (4) and the position coordinates of the calibration pattern (PTNc) in the light irradiation range (IRR), Calculating the amount of parallax deviation between the variable light distribution lamp (2) and the imaging device (4), Correcting the correspondence based on the amount of parallax deviation to generate mutual position information of the light irradiation range (IRR)
  • At least part of the calibration pattern (PTNc) is linear (L1-L6), The calibration method according to item 1.
  • the calibration pattern (PTNc) includes a plurality of straight lines (L1 to L6), The calibration method according to item 1 or item 2.
  • the light irradiation range (IRR) is rectangular, At least part of the calibration pattern (PTNc) is located in at least one corner (Pc1 to Pc4) and the center (P0) of the light irradiation range (IRR), The calibration method according to any one of items 1 to 3.
  • the calibration pattern (PTNc) is a first pattern (PTNc1) at least partially positioned in the first corner (Pc1), the second corner (Pc2) and the center (P0) of the light irradiation range (IRR).
  • the first corner (Pc1) and the second corner (Pc2) are displaced from each other in the first direction (A),
  • the first pattern (PTNc1) has a first straight line (L1), a second straight line (L2) and a third straight line (L3) extending in a second direction (B) orthogonal to the first direction (A),
  • the first straight line (L1) extends from the first corner (Pc1) to the center line (BL) in the second direction (B) in the light irradiation range (IRR)
  • the second straight line (L2) extends from the second corner (Pc2) to the center line (BL)
  • the third straight line (L3) extends from the midpoint of the side extending in the first direction (A) of the light irradiation range (IRR) to the center line (BL)
  • the second pattern (PTNc2) has a shape obtained by inverting the first pattern (PTNc1) about the center line (BL).
  • the present invention can be used for calibration methods and calibration devices.
  • variable light distribution lamp 4 imaging device, 6 calibration device, 900 screen, IRR light irradiation range, PTNc calibration pattern, PTNc1 first pattern, PTNc2 second pattern.

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Abstract

キャリブレーション方法は、配光可変ランプ２および撮像装置４から任意の距離にあるスクリーン９００上に配光可変ランプ２でキャリブレーションパターンを形成し、キャリブレーションパターンを撮像装置４で撮像し、撮像装置４が撮像した画像ＩＭＧの位置座標と光照射範囲におけるキャリブレーションパターンの位置座標との対応関係を取得し、配光可変ランプ２および撮像装置４の視差ずれ量を算出し、視差ずれ量に基づいて対応関係を補正して光照射範囲および撮像範囲の相互位置情報を生成することを含む。

Description

キャリブレーション方法およびキャリブレーション装置
　本発明は、キャリブレーション方法およびキャリブレーション装置に関する。
　車両の周囲の状態に基づいて配光パターンを動的、適応的に制御するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御が提案されている。ＡＤＢ制御は、高輝度の光照射を避けるべき前方車両の有無をカメラで検出し、前方車両に対応する領域を遮光するものである（例えば、特許文献１参照）。前方車両に対応する領域を遮光することで、前方車両の運転者に与えるグレアを低減しつつ、自車両の運転者の視認性を向上させることができる。
特開２０１５－０６４９６４号公報
　上述したＡＤＢ制御のようなカメラ画像を用いた配光制御では、ランプが形成する配光パターンとカメラ画像との互いの位置関係を予め関連付けておく必要がある。このため、ランプの製造ライン等において、カメラとランプとの間のキャリブレーションが実施される。特に、カメラとランプとを同じ筐体に収容したカメラ内蔵ランプの場合、ランプの製造ラインで当該キャリブレーションを実行することが望ましい。
　配光制御の精度向上のためには、キャリブレーションの精度向上が求められる。しかしながら、製造ラインにおいてキャリブレーションを実施する場合、スペースの制約等によりキャリブレーションの精度向上が容易でなかった。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、ランプと撮像装置との間のキャリブレーションの精度を高める技術を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様は、車両前方に光を照射する配光可変ランプの光照射範囲と車両前方を撮像する撮像装置の撮像範囲とのキャリブレーション方法である。この方法は、配光可変ランプおよび撮像装置から任意の距離にあるスクリーン上に配光可変ランプでキャリブレーションパターンを形成し、スクリーン上のキャリブレーションパターンを撮像装置で撮像し、撮像装置が撮像した画像の位置座標と光照射範囲におけるキャリブレーションパターンの位置座標との対応関係を取得し、配光可変ランプおよび撮像装置の視差ずれ量を算出し、視差ずれ量に基づいて対応関係を補正して光照射範囲および撮像範囲の相互位置情報を生成することを含む。
　本発明の他の態様は、車両前方に光を照射する配光可変ランプの光照射範囲と車両前方を撮像する撮像装置の撮像範囲とのキャリブレーションを実行するキャリブレーション装置である。この装置は、配光可変ランプおよび撮像装置から任意の距離にあるスクリーンに配光可変ランプが形成したキャリブレーションパターンを撮像装置が撮像した画像を取得し、画像の位置座標と光照射範囲におけるキャリブレーションパターンの位置座標との対応関係を取得し、配光可変ランプおよび撮像装置の視差ずれ量を算出し、視差ずれ量に基づいて対応関係を補正して光照射範囲および撮像範囲の相互位置情報を生成する。
　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、ランプと撮像装置との間のキャリブレーションの精度を高めることができる。
車両用灯具システムのブロック図である。 図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、キャリブレーションパターンを撮像した画像の模式図である。 配光可変ランプと撮像装置との間の視差ずれを説明するための模式図である。
　以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
　図１は、車両用灯具システム１のブロック図である。図１では、車両用灯具システム１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
　車両用灯具システム１は、配光可変ランプ２と、撮像装置４と、キャリブレーション装置６と、配光制御装置８とを備える。配光可変ランプ２、撮像装置４、キャリブレーション装置６および配光制御装置８は、全て同じ筐体に内蔵されていてもよいし、いくつかの部材は筐体の外部に設けられてもよい。
　例えば、配光可変ランプ２、撮像装置４、キャリブレーション装置６および配光制御装置８は、灯室に収容される。灯室は、車両前方側に開口部を有するランプボディと、ランプボディの開口部を覆うように取り付けられた透光カバーとによって区画される。撮像装置４、キャリブレーション装置６および配光制御装置８は、灯室外、例えば車両側に配置されてもよい。この場合、撮像装置４は車載カメラであってもよい。また、キャリブレーション装置６および配光制御装置８は、例えば全部または一部が車両ＥＣＵで構成されてもよい。
　配光可変ランプ２は、強度分布が可変である可視光ビームを自車両の前方領域に照射可能である。配光可変ランプ２は、前方領域に並ぶ複数の個別領域Ｒに照射する光の照度を個別に変更可能である。複数の個別領域Ｒは、例えばマトリクス状に配列される。配光可変ランプ２は、配光制御装置８から配光パターンＰＴＮを指示する情報を受け、配光パターンＰＴＮに応じた強度分布を有する可視光ビームを出射する。これにより、自車前方に配光パターンＰＴＮが形成される。配光パターンＰＴＮは、配光可変ランプ２が自車前方のスクリーン９００上に形成する照射パターン９０２の２次元の照度分布と把握される。
　配光可変ランプ２の構成は特に限定されず、例えばマトリクス状に配列された複数の光源と、各光源を独立に駆動して点灯させる点灯回路と、を含む。光源の好ましい例としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザーダイオード）、有機または無機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）等の半導体光源が挙げられる。各個別領域Ｒと各光源とが対応付けられて、各光源から各個別領域Ｒに対して個別に光が照射される。配光可変ランプ２の解像度、言い換えれば配光分解能は、例えば１０００ピクセル～２００万ピクセルである。配光可変ランプ２の解像度は、配光パターンＰＴＮにおいて独立に照度を変更できる単位領域の数を意味する。
　なお、配光可変ランプ２は、配光パターンＰＴＮに応じた照度分布を形成するために、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）や液晶デバイス等のマトリクス型のパターン形成デバイスや、光源光で自車前方を走査するスキャン光学型のパターン形成デバイス等を含んでもよい。
　撮像装置４は、可視光領域に感度を有し、自車両の前方領域を繰り返し撮像する。撮像装置４は、車両前方の物体による可視光ビームの反射光を撮像する。また、撮像装置４は、先行車および対向車を含む前方車両が照射する光を撮像する。撮像装置４が生成した画像ＩＭＧは、キャリブレーションの実施時は少なくともキャリブレーション装置６に送られ、配光制御の実行時は少なくとも配光制御装置８に送られる。
　キャリブレーション装置６および配光制御装置８が撮像装置４から取得する画像ＩＭＧは、ＲＡＷ画像データであってもよいし、撮像装置４によって所定の画像処理が施された画像データであってもよい。また、撮像装置４が生成したＲＡＷ画像データに撮像装置４以外の処理装置が画像処理を施した画像データをキャリブレーション装置６および配光制御装置８が受ける場合も、撮像装置４からの画像ＩＭＧの取得に該当する。以下の説明では、ＲＡＷ画像データおよび画像処理が施されたデータを区別せずに「画像ＩＭＧ」と表現する。
　キャリブレーション装置６は、配光可変ランプ２の光照射範囲と撮像装置４の撮像範囲とのキャリブレーションを実行する。キャリブレーション装置６は、光照射範囲および撮像範囲の相互位置情報を生成して、配光制御装置８に送る。キャリブレーション装置６は、デジタルプロセッサで構成することができ、例えばＣＰＵを含むマイコンとソフトウェアプログラムの組み合わせで構成してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specified IC）などで構成してもよい。キャリブレーション装置６は、一例として取得部１０と、算出部１２と、生成部１４とを有する。各部は、自身を構成する集積回路が、メモリに保持されたプログラムを実行することで動作する。配光可変ランプ２と撮像装置４の間のキャリブレーション方法については、後に詳細に説明する。
　配光制御装置８は、前方領域に存在する物標に応じて、配光可変ランプ２の配光を動的、適応的に制御するＡＤＢ制御を実行する。配光制御装置８は、デジタルプロセッサで構成することができ、例えばＣＰＵを含むマイコンとソフトウェアプログラムの組み合わせで構成してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specified IC）などで構成してもよい。配光制御装置８は、一例としてパターン決定部１６と、ランプ制御部１８と、メモリ２０とを有する。各部は、自身を構成する集積回路が、メモリに保持されたプログラムを実行することで動作する。
　キャリブレーション装置６が生成した相互位置情報は、メモリ２０に保存される。パターン決定部１６は、撮像装置４から取得した画像ＩＭＧに公知の画像処理等を施して、前方車両等の遮光対象を検出する。そして、検出した遮光対象と重なる遮光部を有する配光パターンＰＴＮを決定する。配光パターンＰＴＮの決定に際しパターン決定部１６は、メモリ２０に保存された相互位置情報を用いて、画像ＩＭＧにおける遮光対象の位置座標に対応する、配光可変ランプ２の光照射範囲の位置座標を特定し、特定した位置座標に遮光部を定める。光照射範囲の位置座標は、例えば配光可変ランプ２がＬＥＤアレイで構成される場合、ＬＥＤアレイの位置座標と解釈できる。パターン決定部１６は、決定した配光パターンＰＴＮの情報をランプ制御部１８に送る。
　ランプ制御部１８は、配光パターンＰＴＮの情報に基づいて、配光可変ランプ２に対し配光パターンＰＴＮの形成を指示する。これにより、配光パターンＰＴＮが自車前方に形成される。
　続いて、本実施の形態に係るキャリブレーション方法について説明する。キャリブレーションは、例えば製造ライン等において、配光可変ランプ２および撮像装置４から任意の距離にスクリーン９００が配置された状態で実行される。一例として、外部からキャリブレーションの実行指示信号がキャリブレーション装置６に送られる。キャリブレーション装置６は実行指示信号を受けると、配光制御装置８にキャリブレーションパターンＰＴＮｃの形成を指示する。これを受け、配光制御装置８はキャリブレーションパターンＰＴＮｃを形成するよう配光可変ランプ２を制御する。この結果、配光可変ランプ２によってスクリーン９００上にキャリブレーションパターンＰＴＮｃが形成される。
　図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、キャリブレーションパターンＰＴＮｃを撮像した画像ＩＭＧの模式図である。一例として画像ＩＭＧは、撮像装置４の撮像範囲と等しい。好ましくはキャリブレーションパターンＰＴＮｃの少なくとも一部は、直線状である。また、好ましくはキャリブレーションパターンＰＴＮｃは、複数の直線を含む。また、配光可変ランプ２の光照射範囲ＩＲＲは矩形状であり、第１角部Ｐｃ１、第２角部Ｐｃ２、第３角部Ｐｃ３および第４角部Ｐｃ４を有する。そして、好ましくはキャリブレーションパターンＰＴＮｃの少なくとも一部は、光照射範囲ＩＲＲの少なくとも１つの角部および中心部Ｐ０に位置する。
　第１角部Ｐｃ１および第２角部Ｐｃ２は、第２方向Ｂの位置は同じで互いに第１方向Ａにずれる。第３角部Ｐｃ３および第４角部Ｐｃ４は、第２方向Ｂの位置は同じで互いに第１方向Ａにずれる。第１角部Ｐｃ１および第３角部Ｐｃ３は、第１方向Ａの位置は同じで互いに第２方向Ｂにずれる。第２角部Ｐｃ２および第４角部Ｐｃ４は、第１方向Ａの位置は同じで互いに第２方向Ｂにずれる。第１方向Ａと第２方向Ｂとは、互いに直交する。一例として第１方向Ａは上下方向であり、第２方向Ｂは左右方向である。中心部Ｐ０は、光照射範囲ＩＲＲの２つの対角線の交点である。
　図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態のキャリブレーションパターンＰＴＮｃは、第１パターンＰＴＮｃ１と、第２パターンＰＴＮｃ２とを含む。第１パターンＰＴＮｃ１は、光照射範囲ＩＲＲの第１角部Ｐｃ１、第２角部Ｐｃ２および中心部Ｐ０に少なくとも一部が位置する。第２パターンＰＴＮｃ２は、光照射範囲ＩＲＲの第３角部Ｐｃ３、第４角部Ｐｃ４および中心部Ｐ０に少なくとも一部が位置する。
　より詳細には、第１パターンＰＴＮｃ１は、それぞれ第２方向Ｂに延びる第１直線Ｌ１、第２直線Ｌ２および第３直線Ｌ３を有する。第１直線Ｌ１は、第１角部Ｐｃ１から、光照射範囲ＩＲＲにおける第２方向Ｂの中心線ＢＬまで延びる。第２直線Ｌ２は、第２角部Ｐｃ２から中心線ＢＬまで延びる。第３直線Ｌ３は、光照射範囲ＩＲＲの第１方向Ａに延びる辺の中間点から中心線ＢＬまで延びる。本実施の形態の第３直線Ｌ３は、第３角部Ｐｃ３および第４角部Ｐｃ４を結ぶ辺の中間点から中心線ＢＬまで延びている。したがって、第１直線Ｌ１は、光照射範囲ＩＲＲの上端で第１角部Ｐｃ１から左右方向の半分の領域に延在する。第２直線Ｌ２は、光照射範囲ＩＲＲの下端で第２角部Ｐｃ２から左右方向の半分の領域に延在する。第３直線Ｌ３は、光照射範囲ＩＲＲの上下方向の中間で、左右方向の半分の領域であって且つ第１直線Ｌ１および第２直線Ｌ２とは反対側の領域に延在する。なお、第３直線Ｌ３は、第１直線Ｌ１および第２直線Ｌ２と同じ側の領域に延在してもよい。
　第２パターンＰＴＮｃ２は、中心線ＢＬを軸として第１パターンＰＴＮｃ１を反転させた形状を有する。したがって、第２パターンＰＴＮｃ２は、第１直線Ｌ１に対応する第４直線Ｌ４、第２直線Ｌ２に対応する第５直線Ｌ５、および第３直線Ｌ３に対応する第６直線Ｌ６を有する。第４直線Ｌ４は、第３角部Ｐｃ３から中心線ＢＬまで延びる。第５直線Ｌ５は、第４角部Ｐｃ４から中心線ＢＬまで延びる。第６直線Ｌ６は、光照射範囲ＩＲＲの第１方向Ａに延びる辺の中間点から中心線ＢＬまで延びる。本実施の形態の第６直線Ｌ６は、第１角部Ｐｃ１および第２角部Ｐｃ２を結ぶ辺の中間点から中心線ＢＬまで延びている。したがって、第４直線Ｌ４は、光照射範囲ＩＲＲの上端で第３角部Ｐｃ３から左右方向の半分の領域に延在する。第５直線Ｌ５は、光照射範囲ＩＲＲの下端で第４角部Ｐｃ４から左右方向の半分の領域に延在する。第６直線Ｌ６は、光照射範囲ＩＲＲの上下方向の中間で、左右方向の半分の領域であって且つ第４直線Ｌ４および第５直線Ｌ５とは反対側の領域に延在する。なお、第６直線Ｌ６は、第４直線Ｌ４および第５直線Ｌ５と同じ側の領域に延在してもよい。
　スクリーン９００上に形成されたキャリブレーションパターンＰＴＮｃは、撮像装置４によって撮像される。本実施の形態では、第１パターンＰＴＮｃ１および第２パターンＰＴＮｃ２が順不同に形成され、撮像装置４が第１パターンＰＴＮｃ１および第２パターンＰＴＮｃ２の両方を撮像する。撮像装置４が撮像した画像ＩＭＧは、取得部１０に送られる。取得部１０は、画像ＩＭＧの位置座標と光照射範囲ＩＲＲにおけるキャリブレーションパターンＰＴＮｃの位置座標との対応関係を取得する。
　取得部１０は、実際の光照射範囲ＩＲＲにおけるキャリブレーションパターンＰＴＮｃの位置座標を予め把握している。このため、取得部１０は、キャリブレーションパターンＰＴＮｃが写る画像ＩＭＧにおけるキャリブレーションパターンＰＴＮｃの位置を特定することで、画像ＩＭＧの位置座標と光照射範囲ＩＲＲの位置座標との対応関係を把握することができる。例えば配光可変ランプ２がＬＥＤアレイである場合、この処理により、画像ＩＭＧの各画素とＬＥＤアレイの各ＬＥＤとの位置関係を把握することができる。
　取得部１０は、画像ＩＭＧに対し所定の画像解析を実施して、キャリブレーションパターンＰＴＮｃを構成する各光点の画像ＩＭＧ上での位置をそれぞれ特定する。一例として取得部１０は、画像ＩＭＧの左上から上下２段の画素を右端まで走査し、各画素の画素値（輝度値）を取得する。走査が右端に到達したら、走査する画素段を下にずらして再び走査する。次に走査する画素段は、前に走査した画素段と一部が重なってもよい。この処理を繰り返して画像ＩＭＧ全体における画素の画素値を取得する。
　第１直線Ｌ１～第６直線Ｌ６は、上下２段以上の画素にまたがる太さを有する。例えば取得部１０は、取得した画素値が上下２段で所定のしきい値以上であるとき、その画素がキャリブレーションパターンＰＴＮｃを形成していると判断する。以下では、しきい値以上の画素値を高画素値といい、しきい値未満の画素値を低画素値という。例えば走査位置が画像ＩＭＧ中の第１直線Ｌ１が形成される領域に及んだ場合、取得部１０は、取得する画素値が低画素値から高画素値に変わったとき、高画素値が得られた画素の位置座標と第１直線Ｌ１の一方の端部の位置座標とを対応付けて、一端側の座標情報を生成する。
　走査を進め、高画素値が得られる画素の数をカウントする。そして、取得する画素値が高画素値から低画素値に変わったとき、取得部１０は、カウントした画素数が画像ＩＭＧ上で想定される第１直線Ｌ１の長さ（第１直線Ｌ１の形成に必要な画素数）と一致するか判断する。カウントした画素数が第１直線Ｌ１の想定長さと一致する場合、または所定マージンの範囲（例えば±１画素等）に収まる場合、取得部１０は、高画素値が得られた画素群が第１直線Ｌ１を形成していると判断する。そして、最後に高画素値が得られた画素の位置座標と第１直線Ｌ１の他方の端部の位置座標とを対応付けて、他端側の座標情報を生成する。以上の処理により、光照射範囲ＩＲＲにおける第１直線Ｌ１の両端の位置座標と画像ＩＭＧの位置座標との対応関係を取得することができる。
　取得部１０は、第１パターンＰＴＮｃ１が写る画像ＩＭＧと、第２パターンＰＴＮｃ２が写る画像ＩＭＧとのそれぞれに対し、上述した画像解析を施す。これにより、画像ＩＭＧの位置座標に対する光照射範囲ＩＲＲにおける第１パターンＰＴＮｃ１の位置座標と、画像ＩＭＧの位置座標に対する光照射範囲ＩＲＲにおける第２パターンＰＴＮｃ２の位置座標とが特定される。
　上述した画像解析により、第１直線Ｌ１～第６直線Ｌ６の各直線における両端部について、光照射範囲ＩＲＲにおける各端部の位置座標と画像ＩＭＧの位置座標との対応関係を取得することができる。これにより、光照射範囲ＩＲＲの四隅、中心部Ｐ０、ならびに上端および下端における第２方向Ｂの左右中心の各位置座標と、画像ＩＭＧの位置座標との対応関係を把握することができる。
　また、理論上は第１直線Ｌ１の中心線ＢＬ側の端部と、第４直線Ｌ４の中心線ＢＬの端部とは接するはずである。また、第２直線Ｌ２の中心線ＢＬ側の端部と、第５直線Ｌ５の中心線ＢＬの端部とは接するはずである。また、第３直線Ｌ３の中心線ＢＬの端部と、第６直線Ｌ６の中心線ＢＬの端部とは接するはずである。接するはずの２つの端部に対応する画素が重なった場合、撮像されたキャリブレーションパターンＰＴＮｃが暈けていることを意味する。取得部１０は、画素の重なり具合から暈けの程度を把握できる。把握した暈けの程度を考慮することで、取得部１０は、位置座標の対応関係をより高精度に把握することができる。取得部１０は、取得した対応関係の情報を生成部１４に送る。
　算出部１２は、配光可変ランプ２および撮像装置４の視差ずれ量を算出する。図３は、配光可変ランプ２と撮像装置４との間の視差ずれを説明するための模式図である。図３に示すように、例えば配光可変ランプ２と撮像装置４とが、互いにＸ軸方向（例えば第２方向Ｂ）にｘｄだけずれ、Ｙ軸方向（例えば第１方向Ａ）にｙｄだけずれた位置関係で固定されているとする。また、配光可変ランプ２の光軸Ｏ２（Ｘ軸と一致）と、撮像装置４の光軸Ｏ４とは、角度θｄだけずれているとする。
　そして、配光可変ランプ２からＸ軸方向に距離ｘだけ離れたスクリーン９００にキャリブレーションパターンＰＴＮｃが形成されたとする。図３では、キャリブレーションパターンＰＴＮｃにおける任意の１つの光点ｐを図示している。光点ｐは、配光可変ランプ２からＸ軸方向に距離ｘだけ離れ、配光可変ランプ２の光軸Ｏ２から距離ｙだけ離れた位置に形成されている。配光可変ランプ２から見たときの光点ｐの角度はθｅである。撮像装置４から見たときの光点ｐの角度はθｃである。角度θｅと角度θｃとの差が、配光可変ランプ２と撮像装置４との間の視差ずれθＯである。一例として、図３におけるＸ軸の上方向への視差ずれθＯを正のずれとし、Ｘ軸の下方向への視差ずれθＯを負のずれとする。
　配光可変ランプ２と撮像装置４とは互いにｘｄおよびｙｄだけずれている。また、配光可変ランプ２の光軸Ｏ２と撮像装置４の光軸Ｏ４とは角度θｄだけずれている。この場合、配光可変ランプ２と撮像装置４との間の視差ずれθＯは、以下の式（１）で表すことができる。
　式（１）：θＯ＝atan（ｙ／ｘ）－［atan｛（ｙ－ｙｄ）／（ｘ－ｘｄ）｝－θｄ］
　算出部１２は、上記式（１）に基づいて、配光可変ランプ２および撮像装置４の視差ずれθＯの大きさ（以下では適宜、視差ずれ量という）を算出する。算出部１２は、配光可変ランプ２の配光分解能に関する情報を予め保持している。また、算出部１２は、画像ＩＭＧ上での光照射範囲ＩＲＲの大きさ、つまり光照射範囲ＩＲＲに対応する画素の数に関する情報を予め保持している。また、配光可変ランプ２からスクリーン９００までの距離ｘと、配光可変ランプ２と撮像装置４とのＸ軸方向のずれ量ｘｄ、Ｙ軸方向のずれ量ｙｄおよび光軸のずれ角度θｄとは、キャリブレーションの際に公知の計測手段によって測定され、算出部１２に送られる。これにより、算出部１２は視差ずれ量を算出することができる。算出部１２は、算出した視差ずれ量の情報を生成部１４に送る。
　配光可変ランプ２と撮像装置４との間に視差ずれθＯがあるため、取得部１０が取得した画像ＩＭＧの位置座標と光照射範囲ＩＲＲにおけるキャリブレーションパターンＰＴＮｃの位置座標との対応関係は、実際の対応関係から視差ずれ量だけずれてしまう。このため、配光可変ランプ２と撮像装置４とのキャリブレーションにおいて、視差ずれθＯを排除することが望ましい。視差ずれθＯを排除する方法としては、配光可変ランプ２と撮像装置４の組み合わせ毎に、視差ずれθＯを無視し得る距離にスクリーン９００を移動させることが考えられる。しかしながら、この場合はキャリブレーションにかかる時間や労力が増大し、車両用灯具システム１の生産リードタイムやスループットの低下を引き起こし得る。
　また、想定し得る視差ずれθＯの最大量に対応する遠方距離にスクリーン９００を配置し、配光可変ランプ２と撮像装置４の組み合わせによらず、スクリーン９００の位置を固定してキャリブレーションを実行することが考えられる。しかしながら、製造ラインではスペースの制約からスクリーン９００を所望の遠方に配置できない場合がある。
　そこで、本実施の形態のキャリブレーション装置６は、画像ＩＭＧの位置座標と光照射範囲ＩＲＲにおけるキャリブレーションパターンＰＴＮｃの位置座標との対応関係からソフト的に視差ずれθＯを排除する。具体的には、生成部１４は、算出部１２から取得した視差ずれ量に基づいて、取得部１０から取得した画像ＩＭＧの位置座標と光照射範囲ＩＲＲにおけるキャリブレーションパターンＰＴＮｃの位置座標との対応関係を補正する。そして、補正された対応関係を光照射範囲ＩＲＲおよび撮像範囲の相互位置情報としてメモリ２０に保存する。本実施の形態の生成部１４は、第１パターンＰＴＮｃ１の位置座標に視差ずれ量を加算して第１相互位置情報を生成する。また、第２パターンＰＴＮｃ２の位置座標に視差ずれ量を加算して第２相互位置情報を生成する。そして、第１相互位置情報および第２相互位置情報をメモリ２０に保存する。
　以上説明したように、本実施の形態に係るキャリブレーション方法は、任意の距離にあるスクリーン９００上にキャリブレーションパターンＰＴＮｃを形成し、このキャリブレーションパターンＰＴＮｃを撮像装置４で撮像し、キャリブレーションパターンＰＴＮｃを位置指標として画像ＩＭＧの位置座標と光照射範囲ＩＲＲの位置座標との対応関係を取得し、配光可変ランプ２および撮像装置４の視差ずれ量を算出し、視差ずれ量に基づいて対応関係を補正して光照射範囲ＩＲＲおよび撮像範囲の相互位置情報を生成することを含む。
　これにより、配光可変ランプ２からスクリーン９００までの距離に依らず、配光可変ランプ２および撮像装置４の視差ずれθＯを排除した相互位置情報を生成できるため、配光可変ランプ２と撮像装置４と間のキャリブレーションの精度を高めることができる。また、ソフト的に視差ずれθＯを排除しているため、キャリブレーションにかかる時間や労力が増大することを抑制できる。
　本実施の形態のキャリブレーションパターンＰＴＮｃは、少なくとも一部が直線状である。これにより、キャリブレーションパターンＰＴＮｃ以外の光点が画像ＩＭＧ中に含まれる場合に、当該光点がキャリブレーションパターンＰＴＮｃとして誤検知されるおそれを低減でき、キャリブレーションの精度を高めることができる。また、キャリブレーションパターンＰＴＮｃは、複数の直線を含む。また、キャリブレーションパターンＰＴＮｃの少なくとも一部は、光照射範囲ＩＲＲの少なくとも１つの角部および中心部Ｐ０に位置する。これらにより、キャリブレーションの精度をより高めることができる。
　また、キャリブレーションパターンＰＴＮｃは、光照射範囲ＩＲＲの第１角部Ｐｃ１、第２角部Ｐｃ２および中心部Ｐ０に少なくとも一部が位置する第１パターンＰＴＮｃ１と、光照射範囲ＩＲＲの第３角部Ｐｃ３、第４角部Ｐｃ４および中心部Ｐ０に少なくとも一部が位置する第２パターンＰＴＮｃ２とを含む。そして、キャリブレーション装置６は、画像ＩＭＧの位置座標に対する光照射範囲ＩＲＲにおける第１パターンＰＴＮｃ１の位置座標を特定し、特定した位置座標に視差ずれ量を加算して第１相互位置情報を生成し、画像ＩＭＧの位置座標に対する光照射範囲ＩＲＲにおける第２パターンＰＴＮｃ２の位置座標を特定し、特定した位置座標に視差ずれ量を加算して第２相互位置情報を生成する。これにより、キャリブレーションの精度をより高めることができる。
　さらに、第１パターンＰＴＮｃ１は、第１方向Ａと直交する第２方向Ｂに延びる第１直線Ｌ１、第２直線Ｌ２および第３直線Ｌ３を有する。第１直線Ｌ１は、第１角部Ｐｃ１から光照射範囲ＩＲＲにおける第２方向Ｂの中心線ＢＬまで延びる。第２直線Ｌ２は、第２角部Ｐｃ２から中心線ＢＬまで延びる。第３直線Ｌ３は、光照射範囲ＩＲＲの第１方向Ａに延びる辺の中間点から中心線ＢＬまで延びる。また、第２パターンＰＴＮｃ２は、中心線ＢＬを軸として第１パターンＰＴＮｃ１を反転させた形状を有する。これにより、キャリブレーションの精度をより高めることができる。
　以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
　上述した実施の形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［第１項目］
　車両前方に光を照射する配光可変ランプ（２）の光照射範囲（ＩＲＲ）と車両前方を撮像する撮像装置（４）の撮像範囲とのキャリブレーション方法であって、
　配光可変ランプ（２）および撮像装置（４）から任意の距離にあるスクリーン（９００）上に配光可変ランプ（２）でキャリブレーションパターン（ＰＴＮｃ）を形成し、
　スクリーン（９００）上のキャリブレーションパターン（ＰＴＮｃ）を撮像装置（４）で撮像し、
　撮像装置（４）が撮像した画像（ＩＭＧ）の位置座標と光照射範囲（ＩＲＲ）におけるキャリブレーションパターン（ＰＴＮｃ）の位置座標との対応関係を取得し、
　配光可変ランプ（２）および撮像装置（４）の視差ずれ量を算出し、
　視差ずれ量に基づいて対応関係を補正して光照射範囲（ＩＲＲ）および撮像範囲の相互位置情報を生成することを含む、
キャリブレーション方法。
［第２項目］
　キャリブレーションパターン（ＰＴＮｃ）の少なくとも一部は、直線状（Ｌ１～Ｌ６）である、
第１項目に記載のキャリブレーション方法。
［第３項目］
　キャリブレーションパターン（ＰＴＮｃ）は、複数の直線（Ｌ１～Ｌ６）を含む、
第１項目または第２項目に記載のキャリブレーション方法。
［第４項目］
　光照射範囲（ＩＲＲ）は、矩形状であり、
　キャリブレーションパターン（ＰＴＮｃ）の少なくとも一部は、光照射範囲（ＩＲＲ）の少なくとも１つの角部（Ｐｃ１～Ｐｃ４）および中心部（Ｐ０）に位置する、
第１項目乃至第３項目のいずれかに記載のキャリブレーション方法。
［第５項目］
　キャリブレーションパターン（ＰＴＮｃ）は、光照射範囲（ＩＲＲ）の第１角部（Ｐｃ１）、第２角部（Ｐｃ２）および中心部（Ｐ０）に少なくとも一部が位置する第１パターン（ＰＴＮｃ１）と、光照射範囲（ＩＲＲ）の第３角部（Ｐｃ３）、第４角部（Ｐｃ４）および中心部（Ｐ０）に少なくとも一部が位置する第２パターン（ＰＴＮｃ２）と、を含み、
　画像（ＩＭＧ）の位置座標に対する光照射範囲（ＩＲＲ）における第１パターン（ＰＴＮｃ１）の位置座標を特定し、特定した位置座標に視差ずれ量を加算して第１相互位置情報を生成し、
　画像（ＩＭＧ）の位置座標に対する光照射範囲（ＩＲＲ）における第２パターン（ＰＴＮｃ２）の位置座標を特定し、特定した位置座標に視差ずれ量を加算して第２相互位置情報を生成することを含む、
第４項目に記載のキャリブレーション方法。
［第６項目］
　第１角部（Ｐｃ１）および第２角部（Ｐｃ２）は、互いに第１方向（Ａ）にずれ、
　第１パターン（ＰＴＮｃ１）は、第１方向（Ａ）と直交する第２方向（Ｂ）に延びる第１直線（Ｌ１）、第２直線（Ｌ２）および第３直線（Ｌ３）を有し、
　第１直線（Ｌ１）は、第１角部（Ｐｃ１）から、光照射範囲（ＩＲＲ）における第２方向（Ｂ）の中心線（ＢＬ）まで延び、
　第２直線（Ｌ２）は、第２角部（Ｐｃ２）から中心線（ＢＬ）まで延び、
　第３直線（Ｌ３）は、光照射範囲（ＩＲＲ）の第１方向（Ａ）に延びる辺の中間点から中心線（ＢＬ）まで延び、
　第２パターン（ＰＴＮｃ２）は、中心線（ＢＬ）を軸として第１パターン（ＰＴＮｃ１）を反転させた形状を有する、
第５項目に記載のキャリブレーション方法。
［第７項目］
　車両前方に光を照射する配光可変ランプ（２）の光照射範囲（ＩＲＲ）と車両前方を撮像する撮像装置（４）の撮像範囲とのキャリブレーションを実行するキャリブレーション装置（６）であって、
　配光可変ランプ（２）および撮像装置（４）から任意の距離にあるスクリーン（９００）に配光可変ランプ（２）が形成したキャリブレーションパターン（ＰＴＮｃ）を撮像装置（４）が撮像した画像（ＩＭＧ）を取得し、
　画像（ＩＭＧ）の位置座標と光照射範囲（ＩＲＲ）におけるキャリブレーションパターン（ＰＴＮｃ）の位置座標との対応関係を取得し、
　配光可変ランプ（２）および撮像装置（４）の視差ずれ量を算出し、
　視差ずれ量に基づいて対応関係を補正して光照射範囲（ＩＲＲ）および撮像範囲の相互位置情報を生成する、
キャリブレーション装置（６）。
　本発明は、キャリブレーション方法およびキャリブレーション装置に利用することができる。
　２　配光可変ランプ、　４　撮像装置、　６　キャリブレーション装置、　９００　スクリーン、　ＩＲＲ　光照射範囲、　ＰＴＮｃ　キャリブレーションパターン、　ＰＴＮｃ１　第１パターン、　ＰＴＮｃ２　第２パターン。

Claims (7)

  1. 　車両前方に光を照射する配光可変ランプの光照射範囲と車両前方を撮像する撮像装置の撮像範囲とのキャリブレーション方法であって、
    　前記配光可変ランプおよび前記撮像装置から任意の距離にあるスクリーン上に前記配光可変ランプでキャリブレーションパターンを形成し、
    　前記スクリーン上の前記キャリブレーションパターンを前記撮像装置で撮像し、
    　前記撮像装置が撮像した画像の位置座標と前記光照射範囲における前記キャリブレーションパターンの位置座標との対応関係を取得し、
    　前記配光可変ランプおよび前記撮像装置の視差ずれ量を算出し、
    　前記視差ずれ量に基づいて前記対応関係を補正して前記光照射範囲および前記撮像範囲の相互位置情報を生成することを含む、
    キャリブレーション方法。
  2. 　前記キャリブレーションパターンの少なくとも一部は、直線状である、
    請求項１に記載のキャリブレーション方法。
  3. 　前記キャリブレーションパターンは、複数の直線を含む、
    請求項１または２に記載のキャリブレーション方法。
  4. 　前記光照射範囲は、矩形状であり、
    　前記キャリブレーションパターンの少なくとも一部は、前記光照射範囲の少なくとも１つの角部および中心部に位置する、
    請求項１乃至３のいずれか１項に記載のキャリブレーション方法。
  5. 　前記キャリブレーションパターンは、前記光照射範囲の第１角部、第２角部および前記中心部に少なくとも一部が位置する第１パターンと、前記光照射範囲の第３角部、第４角部および前記中心部に少なくとも一部が位置する第２パターンと、を含み、
    　前記画像の位置座標に対する前記光照射範囲における前記第１パターンの位置座標を特定し、特定した前記位置座標に前記視差ずれ量を加算して第１相互位置情報を生成し、
    　前記画像の位置座標に対する前記光照射範囲における前記第２パターンの位置座標を特定し、特定した前記位置座標に前記視差ずれ量を加算して第２相互位置情報を生成することを含む、
    請求項４に記載のキャリブレーション方法。
  6. 　前記第１角部および前記第２角部は、互いに第１方向にずれ、
    　前記第１パターンは、前記第１方向と直交する第２方向に延びる第１直線、第２直線および第３直線を有し、
    　前記第１直線は、前記第１角部から、前記光照射範囲における前記第２方向の中心線まで延び、
    　前記第２直線は、前記第２角部から前記中心線まで延び、
    　前記第３直線は、前記光照射範囲の前記第１方向に延びる辺の中間点から前記中心線まで延び、
    　前記第２パターンは、前記中心線を軸として前記第１パターンを反転させた形状を有する、
    請求項５に記載のキャリブレーション方法。
  7. 　車両前方に光を照射する配光可変ランプの光照射範囲と車両前方を撮像する撮像装置の撮像範囲とのキャリブレーションを実行するキャリブレーション装置であって、
    　前記配光可変ランプおよび前記撮像装置から任意の距離にあるスクリーンに前記配光可変ランプが形成したキャリブレーションパターンを前記撮像装置が撮像した画像を取得し、
    　前記画像の位置座標と前記光照射範囲における前記キャリブレーションパターンの位置座標との対応関係を取得し、
    　前記配光可変ランプおよび前記撮像装置の視差ずれ量を算出し、
    　前記視差ずれ量に基づいて前記対応関係を補正して前記光照射範囲および前記撮像範囲の相互位置情報を生成する、
    キャリブレーション装置。
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