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公開番号2024167669
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-04
出願番号2023083896
出願日2023-05-22
発明の名称カメラユニットの校正装置及び校正方法
出願人株式会社SUBARU
代理人インフォート弁理士法人,弁理士法人イトーシン国際特許事務所
主分類H04N 23/60 20230101AFI20241127BHJP(電気通信技術)
要約【課題】撮像画像に生じる幾何的歪みを画像の全範囲にて高精度に校正し補正し得るカメラユニットの校正装置を提供する。
【解決手段】複数のカメラを用いて同一の対象物を撮像し取得した複数の画像に基づき所定の計測を行うカメラユニットの校正装置であって、複数のカメラに各対応して設けられる複数のコリメータと、複数のコリメータに各対応して設けられる複数のコリメータ駆動装置と、複数のコリメータを所定の平面内にて別個に平行移動自在に支持する支柱ユニットと、複数のコリメータ及び複数のコリメータ駆動装置を制御するコリメータ制御ユニットとを具備するコリメータユニットと、コリメータユニットを制御する制御ユニットとを備え、制御ユニットはコリメータ駆動装置を制御して、各コリメータを所定の位置及び向きとなるように別個に設定し、複数のカメラの各撮像面の範囲内の所望の位置にコリメート像を結像させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のカメラを用いて同一の対象物を異なる視点から撮像して取得した複数の画像に基づき所定の計測を行うカメラユニットの校正装置であって、
前記複数のカメラに各対応して設けられる複数のコリメータと、前記複数のコリメータに各対応して設けられる複数のコリメータ駆動装置と、前記複数のコリメータを所定の平面内においてそれぞれ別個に平行移動自在に支持する支柱ユニットと、前記複数のコリメータ及び前記複数のコリメータ駆動装置を制御するコリメータ制御ユニットと、を具備するコリメータユニットと、
前記コリメータユニットを制御する制御ユニットと、
を具備し、
前記制御ユニットは、
前記複数のコリメータ駆動装置を制御して、前記複数のコリメータのそれぞれを所定の位置及び向きとなるように別個に設定し、
前記複数のカメラのそれぞれの撮像面の範囲内における所望の位置に前記複数のコリメータによってそれぞれ形成される複数のコリメート像を結像させる
ことを特徴とするカメラユニットの校正装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記複数のコリメータからのそれぞれのコリメート光の光軸と、前記複数のカメラのそれぞれの光軸とは、非平行に設定されることを特徴とする請求項１に記載のカメラユニットの校正装置。
【請求項３】
前記制御ユニットは、さらに、
前記複数のコリメータの設定情報に基づいて、複数の基準画像内における前記複数のコリメート像のそれぞれの想定結像座標を求め、前記複数の想定結像座標の像ずれ量を算出し、
前記複数のカメラの各撮像面に結像する前記複数のコリメート像の実結像座標を推定し、前記複数の実結像座標の像ずれ量を算出し、
前記想定結像座標の像ずれ量と、前記実結像座標の像ずれ量とを比較する校正処理と、
前記想定結像座標の像ずれ量と、前記各実結像座標の像ずれ量とが一致するように画像の幾何的な歪み補正を行う画像補正処理と、
を実行することを特徴とする請求項１に記載のカメラユニットの校正装置。
【請求項４】
前記カメラユニットは、ステレオカメラユニットであることを特徴とする請求項１に記載のカメラユニットの校正装置。
【請求項５】
複数のカメラを用いて同一の対象物を異なる視点から撮像して取得した複数の画像に基づき所定の計測を行うカメラユニットの校正方法であって、
前記複数のコリメータ駆動装置を制御して、前記複数のコリメータのそれぞれを所定の位置及び向きとなるように別個に設定し、
前記複数のカメラのそれぞれの撮像面の範囲内における所望の位置に前記複数のコリメータによってそれぞれ形成される複数のコリメート像を結像させ、
前記複数のコリメータの設定情報に基づいて、複数の基準画像内における前記複数のコリメート像のそれぞれの想定結像座標を求め、前記複数の想定結像座標の像ずれ量を算出し、
前記複数のカメラの各撮像面に結像する前記複数のコリメート像の実結像座標を推定し、前記複数の実結像座標の像ずれ量を算出し、
前記想定結像座標の像ずれ量と、前記実結像座標の像ずれ量とを比較する校正処理を実行し、
前記想定結像座標の像ずれ量と、前記各実結像座標の像ずれ量とが一致するように実画像の幾何的な歪み補正を行う画像補正処理を実行することを特徴とするカメラユニットの校正方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のカメラを用いて同一の対象物を異なる視点から撮像して取得した複数の画像に基づき所定の計測を行うカメラユニットの校正装置及び校正方法に関する発明である。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、複数のカメラを具備して構成され、これら複数のカメラを用いて同一の対象物を含む略同一の所定の範囲の領域を異なる視点から撮像し、取得された複数の画像データに基づいて所定の画像処理を行うことにより、各種の計測を行い若しくは各種の画像を生成し得るカメラユニットについては、種々の提案がなされており、広く一般に実用化されている。
【０００３】
例えば、所定の距離をおいて水平方向に並べて配置した２台のカメラを備えて構成されるカメラユニットにおいて、同一の対象物を撮像して得られる２つの画像データに基づいて、例えば視差情報を用いて対象物までの距離を算出し、または当該対象物の画面内における位置等を算出する技術が広く普及している。
【０００４】
この種のカメラユニットを所定の場所に設置して使用する場合には、例えば、当該カメラユニットを保護する目的等によって、当該カメラユニットの全体を覆うケース等が用いられる場合がある。
【０００５】
このような形態で使用する場合、当該ケースには、例えばカメラユニットの前方領域の視界を確保するために、ガラス或いはアクリル等の素材からなる略無色透明の板状光学部材を利用して形成される窓部材が設置されることがある。
【０００６】
具体的な構成例としては、例えば、自動車等の車両の内部に搭載されて、当該車両の周囲（主に前方）の外部状況の画像データを取得するためのカメラユニット等がある。この種の車両搭載型カメラユニットにおいては、当該カメラユニットの撮像レンズと撮像対象物との間の領域に、例えば、車両のフロントガラスが配置されることになる。したがって、この場合、当該カメラユニットは、撮像対象物をフロントガラス越しに撮像することになる。
【０００７】
一般に、カメラユニットの撮像レンズと撮像対象物との間にフロントガラス等の光学部材が配置される状況で撮像動作が行われる場合に取得される画像においては、例えば、対象物からの光束がフロントガラス等を透過する際に光学的な屈折の影響を受けて、画像上に幾何的な歪み等の悪影響が発生する可能性がある。
【０００８】
このようにして、カメラユニットにより取得された画像に、幾何的な歪み等が発生している場合、正確な視差情報等を取得することができない。したがって、不正確な視差情報等に基づいて算出される演算結果（例えば対象物までの距離等）には誤差等が含まれることから、正確な計測ができないことになる。このようなことから、カメラユニットを用いて正確な演算結果を得るためには、常に正確な情報を取得することは重要である。
【０００９】
そこで、従来においては、カメラユニットにより取得された撮像画像に発生した幾何的な歪みを計測し、その計測結果に基づいて画像補正を行うことが考えられている。撮像画像の幾何的な歪みを計測する手段としては、従来、例えば無限遠位置に置いたチャートボード等の対象物を撮像することにより、フロントガラス等に起因して発生する幾何的な歪みを計測する手段がある。しかしながら、このような手段を用いるには、広大な空間を必要とすることが判っており、実現するのは困難である。
【００１０】
一方、無限遠位置に置いたチャート像を生成する手法として、例えばコリメータ等の機器を用いる手段が、例えば、国際特許公開ＷＯ２０２１／０２４６１２号公報，特開２０１２－１３２７３９号公報，特開２０１９－９０７５５号公報等によって種々開示されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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