JP5173551B2 - 車両周辺監視装置およびこれに適用されるカメラ取り付け位置・姿勢情報の設定修正方法 - Google Patents
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Description
=k1θ+k2θ3+k3θ5+k4θ7+k5θ9
3前方視点変換画像
5左側方視点変換画像
6右側方視点変換画像
7後方視点変換画像
16使用映像領域
32車両周辺監視装置
34フロントカメラ
35左サイドカメラ
36右サイドカメラ
37バックカメラ
40映像切り出し部
42歪み補正部
43内部パラメータ設定部
46視点変換部
47ディスプレイ
48外部パラメータ設定部
51外部パラメータ設定修正部
52特徴点抽出部
53格子パターン
62誤差検出部
64第1補正量算出部
65第2補正量算出部
67第1補正部
68第2補正部
Claims (16)
- 自車両における所定の位置に取り付けられた広角の視野を有する複数台の車載カメラを備え、各車載カメラによる前記自車両の周辺の撮影映像に基づいて、前記自車両の周辺を前記自車両の上方から見下ろしたような画像である車両周辺画像を生成して表示部に表示する車両周辺監視装置であって、
車両周辺監視装置本体は、
前記複数台の車載カメラのそれぞれの撮影映像から、前記車両周辺画像の生成に使用される各車載カメラごとの所定の使用映像領域内の映像をそれぞれ切り出す映像切り出し手段と、
この映像切り出し手段によって切り出された各車載カメラごとの前記使用映像領域内の映像に対して、設定されている各車載カメラごとの所定の歪み補正値を用いた各車載カメラごとの歪み補正処理をそれぞれ行う歪み補正手段と、
この歪み補正手段による前記歪み補正処理に用いられる各車載カメラごとの前記歪み補正値をそれぞれ設定する歪み補正値設定手段と、
前記歪み補正手段による各車載カメラごとの前記歪み補正処理によってそれぞれ得られる映像を、設定されている各車載カメラの取り付け位置・姿勢情報を用いて当該映像が示す領域を前記車両の上方の所定の視点から見たような画像である視点変換画像へとそれぞれ視点変換することによって、各車載カメラごとの前記視点変換画像が互いに繋ぎ合わされた前記車両周辺画像を生成する視点変換手段と、
この視点変換手段による前記視点変換に用いられる前記各車載カメラの取り付け位置・姿勢情報を設定する取り付け位置・姿勢情報設定手段と、
この取り付け位置・姿勢情報設定手段による前記取り付け位置・姿勢情報の設定を修正可能とされた取り付け位置・姿勢情報設定修正手段と
を備えており、
前記取り付け位置・姿勢情報設定修正手段は、
直線状に配列された複数の特徴点を抽出可能とされた既知の形状を有する第1の撮影対象物が、前記自車両の周辺における所定の位置に設置された作業環境の下で、前記第1の撮影対象物が映し込まれた各車載カメラの撮影映像に基づいて、前記第1の撮影対象物の画像がそれぞれ含まれた各車載カメラごとの前記視点変換画像が繋ぎ合わされた車両周辺画像が生成された後に、前記第1の撮影対象物の画像から前記特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
この特徴点抽出手段の抽出結果に基づいて、任意の1個の視点変換画像についての他の視点変換画像との繋ぎ目部分における前記特徴点の配列状態と、前記繋ぎ目部分における前記第1の撮影対象物の正規の形状とを比較することによって、前記繋ぎ目部分における前記特徴点の位置の誤差を検出する誤差検出手段と、
この誤差検出手段によって検出された前記誤差を解消することが可能な前記繋ぎ目部分に対応する第1の取り付け位置・姿勢情報の補正量を算出する第1の補正量算出手段と、
前記視点変換画像における前記特徴点の正規の配列方向に間隔を設けるように形成された一対の前記繋ぎ目部分のそれぞれについての前記第1の補正量算出手段の算出結果を用いた線形的な補間によって、当該視点変換画像における前記一対の前記繋ぎ目部分に挟まれた前記繋ぎ目部分以外の領域における前記特徴点の位置の誤差を解消することが可能な当該繋ぎ目部分以外の領域に対応する第2の取り付け位置・姿勢情報の補正量を算出する第2の補正量算出手段と、
前記第1の取り付け位置・姿勢情報の補正量に基づいて、前記取り付け位置・姿勢情報設定手段によって現在設定されている前記取り付け位置・姿勢情報における前記繋ぎ目部分に対応する情報を補正する第1の補正手段と、
前記第2の取り付け位置・姿勢情報の補正量に基づいて、前記取り付け位置・姿勢情報設定手段によって現在設定されている前記取り付け位置・姿勢情報における前記繋ぎ目部分以外の領域に対応する情報を補正する第2の補正手段と
を備えたことを特徴とする車両周辺監視装置。 - 前記第1の撮影対象物は、前記自車両が載置されている平坦な作業面上における前記自車両の周辺に、そのパターン面が前記作業面に平行になるように設置された格子パターンとされ、前記特徴点は、前記格子パターンにおける格子点とされていること
を特徴とする請求項1に記載の車両周辺監視装置 - 前記取り付け位置・姿勢情報設定手段によって現在設定されている前記取り付け位置・姿勢情報は、取り付け位置・姿勢情報の設計値とされていること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両周辺監視装置。 - 前記取り付け位置・姿勢情報は、前記車載カメラの外部パラメータとされていること
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両周辺監視装置。 - 前記歪み補正値設定手段による前記歪み補正値の設定を修正可能とされた歪み補正値設定修正手段を備え、
前記歪み補正値設定修正手段は、
既知の形状を有する第2の撮影対象物が前記自車両の周辺に設置された作業環境の下で、前記車載カメラの撮影映像から、前記第2の撮影対象物が映し込まれた前記使用映像領域内の映像が切り出された後に、前記歪み補正手段を制御することにより、前記歪み補正手段に、歪み補正値の設定修正作業用の歪み補正処理として、前記歪み補正値設定手段によって現在設定されている第1の歪み補正値を用いた当該使用映像領域内の映像に対する歪み補正処理を行わせる歪み補正制御手段と、
前記設定修正作業用の歪み補正処理によって得られる映像上、または、この映像に対する前記視点変換手段による前記視点変換によって得られた画像上における前記第2の撮影対象物の形状と、前記第2の撮影対象物の正規の形状とを比較することによって、前記設定修正作業用の歪み補正処理によって得られる映像、または、この映像に対する前記視点変換によって得られた画像から、当該歪み補正処理が正確に行われずに歪みが残存している当該映像内または当該画像内の領域である歪み領域を、この歪み領域における歪みの残存量とともに検出する歪み領域検出手段と、
この歪み領域検出手段によって検出された前記歪み領域における前記歪みを補正することが可能な追加補正量を、前記歪みの残存量に基づいて求めた上で、求められた前記追加補正量を前記第1の歪み補正値に加算することによって、第2の歪み補正値を算出する歪み補正値算出手段と、
前記歪み補正値設定手段を制御することにより、前記歪み補正値設定手段に、前記歪み補正値算出手段によって算出された前記第2の歪み補正値を、前記使用映像領域のうちの前記歪み領域に対応する特定の映像領域内の映像に対する前記歪み補正処理に用いられる前記歪み補正値として新たに設定させるとともに、前記使用映像領域のうちの前記特定の映像領域以外の映像領域については、前記第1の歪み補正値を引き続き前記歪み補正処理に用いられる前記歪み補正値として設定させ続ける設定制御手段と
を備えていることによって、前記特定の映像領域に対応した前記歪み補正値の設定のみを修正するように形成され、
前記取り付け位置・姿勢情報設定修正手段は、前記歪み補正値設定修正手段による前記歪み補正値の設定修正作業後における前記歪み補正処理を経て生成された車両周辺画像に基づいて、取り付け位置・姿勢情報の設定を修正するように形成されていること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車両周辺監視装置。 - 前記第2の撮影対象物は、前記第1の撮影対象物とされていること
を特徴とする請求項5に記載の車両周辺監視装置。 - 前記第1の歪み補正値は、歪み補正値の設計値とされていること
を特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の車両周辺監視装置。 - 前記歪み補正値は、前記車載カメラの内部パラメータとされていること
を特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の車両周辺監視装置。 - 自車両における所定の位置に取り付けられた広角の視野を有する複数台の車載カメラによる前記自車両の周辺の撮影映像のそれぞれから、各車載カメラごとの所定の使用映像領域内の映像をそれぞれ切り出し、切り出された各車載カメラごとの前記使用映像領域内の映像に対して、設定されている各車載カメラごとの所定の歪み補正値を用いた各車載カメラごとの歪み補正処理をそれぞれ行い、各車載カメラごとの前記歪み補正処理によってそれぞれ得られる映像を、設定されている各車載カメラの取り付け位置・姿勢情報を用いて当該映像が示す領域を前記車両の上方の所定の視点から見たような画像である視点変換画像へとそれぞれ視点変換することによって、各車載カメラごとの前記視点変換画像が互いに繋ぎ合わされた前記自車両の周辺を前記自車両の上方から見下ろしたような画像である車両周辺画像を生成し、生成された前記車両周辺画像を表示部に表示する車両周辺監視装置において、前記視点変換に用いられる前記取り付け位置・姿勢情報の設定を修正するカメラ取り付け位置・姿勢情報の設定修正方法であって、
直線状に配列された複数の特徴点を抽出可能とされた既知の形状を有する第1の撮影対象物が、前記自車両の周辺における所定の位置に設置された作業環境を設定し、
この設定された作業環境の下で、前記第1の撮影対象物が映し込まれた各車載カメラの撮影映像に基づいて、前記第1の撮影対象物の画像がそれぞれ含まれた各車載カメラごとの前記視点変換画像が繋ぎ合わされた車両周辺画像を生成した後に、前記第1の撮影対象物の画像から前記特徴点を抽出し、
この特徴点の抽出結果に基づいて、任意の1個の視点変換画像についての他の視点変換画像との繋ぎ目部分における前記特徴点の配列状態と、前記繋ぎ目部分における前記第1の撮影対象物の正規の形状とを比較することによって、前記繋ぎ目部分における前記特徴点の位置の誤差を検出し、
この検出された前記誤差を解消することが可能な前記繋ぎ目部分に対応する第1の取り付け位置・姿勢情報の補正量を算出し、
前記視点変換画像における前記特徴点の正規の配列方向に間隔を設けるように形成された一対の前記繋ぎ目部分のそれぞれについての第1の取り付け位置・姿勢情報の算出結果を用いた線形的な補間によって、当該視点変換画像における前記一対の前記繋ぎ目部分に挟まれた前記繋ぎ目部分以外の領域における前記特徴点の位置の誤差を解消することが可能な当該繋ぎ目部分以外の領域に対応する第2の取り付け位置・姿勢情報の補正量を算出し、
前記第1の取り付け位置・姿勢情報の補正量に基づいて、現在設定されている前記取り付け位置・姿勢情報における前記繋ぎ目部分に対応する情報を補正し、
前記第2の取り付け位置・姿勢情報の補正量に基づいて、現在設定されている前記取り付け位置・姿勢情報における前記繋ぎ目部分以外の領域に対応する情報を補正すること
を特徴とするカメラ取り付け位置・姿勢情報の設定修正方法。 - 前記第1の撮影対象物として、前記車両が載置されている平坦な作業面上における前記車両の周辺に、そのパターン面が前記作業面に平行になるように設置された格子パターンを用いるとともに、前記特徴点として、前記格子パターンにおける格子点を用いること
を特徴とする請求項9に記載のカメラ取り付け位置・姿勢情報の設定修正方法。 - 前記現在設定されている前記取り付け位置・姿勢情報として、取り付け位置・姿勢情報の設計値を用いること
を特徴とする請求項9または請求項10に記載のカメラ取り付け位置・姿勢情報の設定修正方法。 - 前記取り付け位置・姿勢情報として、前記車載カメラの外部パラメータを用いること
を特徴とする請求項9乃至請求項11のいずれか1項に記載のカメラ取り付け位置・姿勢情報の設定修正方法。 - 既知の形状を有する第2の撮影対象物が前記自車両の周辺に設置された作業環境の下で、前記車載カメラの撮影映像から、前記第2の撮影対象物が映し込まれた前記使用映像領域内の映像が切り出された後に、歪み補正値の設定修正作業用の歪み補正処理として、現在設定されている第1の歪み補正値を用いた当該使用映像領域内の映像に対する歪み補正処理を行い、
前記設定修正作業用の歪み補正処理によって得られる映像上、または、この映像に対する前記視点変換によって得られた画像上における前記第2の撮影対象物の形状と、前記第2の撮影対象物の正規の形状とを比較することによって、前記設定修正作業用の歪み補正処理によって得られる映像、または、この映像に対する前記視点変換によって得られた画像から、当該歪み補正処理が正確に行われずに歪みが残存している当該映像内または当該画像内の領域である歪み領域を、この歪み領域における歪みの残存量とともに検出し、
検出された前記歪み領域における前記歪みを補正することが可能な追加補正量を、前記歪みの残存量に基づいて求めた上で、求められた前記追加補正量を前記第1の歪み補正値に加算することによって、第2の歪み補正値を算出し、
算出された前記第2の歪み補正値を、前記使用映像領域のうちの前記歪み領域に対応する特定の映像領域内の映像に対する前記歪み補正処理に用いられる前記歪み補正値として新たに設定するとともに、前記使用映像領域のうちの前記特定の映像領域以外の映像領域については、前記第1の歪み補正値を引き続き前記歪み補正処理に用いられる前記歪み補正値として設定し続けることによって、前記特定の映像領域に対応した前記歪み補正値の設定のみを修正し、
この修正が行われた後における前記歪み補正処理を経て生成された車両周辺画像に基づいて、取り付け位置・姿勢情報の設定を修正すること
を特徴とする請求項9乃至請求項12のいずれか1項に記載のカメラ取り付け位置・姿勢情報の設定修正方法。 - 前記第2の撮影対象物として、前記第1の撮影対象物を用いること
を特徴とする請求項13に記載のカメラ取り付け位置・姿勢情報の設定修正方法。 - 前記第1の歪み補正値として、歪み補正値の設計値を用いること
を特徴とする請求項9乃至請求項14のいずれか1項に記載のカメラ取り付け位置・姿勢情報の設定修正方法。 - 前記歪み補正値として、前記車載カメラの内部パラメータを用いること
を特徴とする請求項9乃至請求項15のいずれか1項に記載のカメラ取り付け位置・姿勢情報の設定修正方法。
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