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JP2013129264A - Calibration method for on-vehicle camera and calibration device for on-vehicle camera - Google Patents

Calibration method for on-vehicle camera and calibration device for on-vehicle camera Download PDF

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JP2013129264A
JP2013129264A JP2011278957A JP2011278957A JP2013129264A JP 2013129264 A JP2013129264 A JP 2013129264A JP 2011278957 A JP2011278957 A JP 2011278957A JP 2011278957 A JP2011278957 A JP 2011278957A JP 2013129264 A JP2013129264 A JP 2013129264A
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Japan
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image
vehicle
correction value
camera
image portion
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Application number
JP2011278957A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Higaki
信男 檜垣
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】床面に配置されたマーカを用いない簡易な処理により、使用者による特殊な操作によらずに車載カメラのキャリブレーションを行う方法及び装置を提供する。
【解決手段】車両1の移動中に、露出時間を背景画像が流れる所定時間以上として前記カメラ21により撮像する撮像工程と、撮像工程により撮像された撮像画像に基づく処理対象画像からバンパの画像である特定画像部分を抽出する特定画像部分抽出部14と、処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転させ、特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る垂直座標方向の線分で二分した第1画像部分と第2画像部分について、該第2画像部分の該線分に対するミラー反転画像と該第1画像部分との相関度が、最も高くなる回転角度を、ロール角補正値として算出するロール角補正値算出工程とを含む。
【選択図】 図2
A method and apparatus for calibrating an in-vehicle camera by a simple process that does not use a marker placed on a floor surface and without a special operation by a user.
An image capturing step for capturing an image with a camera while setting an exposure time to be a predetermined time or more during which a background image flows while the vehicle is moving, and an image of a bumper from a processing target image based on the captured image captured by the image capturing step. A specific image part extracting unit 14 for extracting a specific image part, a processing target image is rotated within a predetermined rotation angle range, and the specific image part is bisected by a line segment in the vertical coordinate direction passing through an intermediate point in the horizontal coordinate direction; A roll that calculates a rotation angle at which the degree of correlation between the mirror inverted image and the first image portion with respect to the line segment of the second image portion becomes the highest as the roll angle correction value for one image portion and the second image portion. An angle correction value calculating step.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、車両に搭載されたカメラのキャリブレーションを行う方法、及び車両に搭載されたカメラのキャリブレーションを行う装置に関する。   The present invention relates to a method for calibrating a camera mounted on a vehicle and an apparatus for calibrating a camera mounted on the vehicle.

車両に搭載されたカメラによる撮像画像から、道路に敷設されたレーンマークや他車両等を検出して、自車両の操舵制御や物体との接触可能性の判断等を行う場合、検出した対象物と自車両との相対位置を精度良く算出する必要がある。そのため、従来より、車両におけるカメラの搭載位置を正確に検出するためのキャリブレーションが行われている(例えば、特許文献1,2参照)。   When detecting lane marks or other vehicles laid on the road from the image taken by the camera mounted on the vehicle and performing steering control of the own vehicle or judgment of possibility of contact with the object, the detected object It is necessary to accurately calculate the relative position between the vehicle and the host vehicle. Therefore, conventionally, calibration for accurately detecting the mounting position of the camera in the vehicle has been performed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、カメラが搭載された車両を、床面に配置されたマーカ(キャリブレーションターゲット)に正確に合わせて停車した後に、カメラでマーカを撮像し、撮像画像におけるマーカの画像部分の位置(2次元座標)に基づいて、カメラのキャリブレーション用のパラメータを算出する方法が記載されている。   In Patent Document 1, after a vehicle on which a camera is mounted is accurately aligned with a marker (calibration target) placed on the floor, the marker is imaged with the camera, and the image portion of the marker in the captured image is captured. A method for calculating parameters for camera calibration based on the position (two-dimensional coordinates) is described.

また、引用文献2には、自車両の後部バンパを含む撮像画像に調整マーカを重畳した画像をモニタに表示し、使用者が調整マーカの位置を変更して後部バンパの画像部分と一致させたときの変更量に基づいて、カメラのキャリブレーション用のパラメータを算出する方法が記載されている。   Also, in Cited Document 2, an image in which an adjustment marker is superimposed on a captured image including a rear bumper of the host vehicle is displayed on a monitor, and the user changes the position of the adjustment marker to match the image portion of the rear bumper. A method for calculating parameters for camera calibration based on the amount of change is described.

特開2010−107348号公報JP 2010-107348 A 特開2007−256030号公報JP 2007-256030 A

特許文献1に記載された方法では、車両の製造ラインにある程度広いスペースを確保してマーカを設置する必要がある。また、マーカの汚れ等により撮像画像からのマーカの特徴点の抽出が不能となることを防止するために、定期的なマーカのメンテナンスが必要である。さらに、マーカに対して正確に位置を合わせて車両を停止しなければならず、また、車両を静止させた状態を維持する必要があるため、製造ラインでの作業工数が多くなるという不都合がある。   In the method described in Patent Document 1, it is necessary to secure a certain amount of space in the vehicle production line and install the marker. In addition, periodic marker maintenance is required to prevent the feature points of the marker from being extracted from the captured image due to marker contamination or the like. Furthermore, the vehicle must be stopped with the position accurately aligned with the marker, and the vehicle must be kept stationary, which increases the number of work steps on the production line. .

一方、特許文献2に記載された方法では、床面にマーカを用意する必要はないが、バンパ形状や装着位置が異なる車両を対象とする場合には、各バンパの形状と装着位置に応じた調整マーカのデータを用意する必要がある。また、使用者がキャリブレーション用の操作を行うために、使用者に対してキャリブレーションに関する知識と技術を学習させる必要がある。   On the other hand, in the method described in Patent Document 2, it is not necessary to prepare a marker on the floor surface. However, in the case where a vehicle having a different bumper shape or mounting position is targeted, the shape and mounting position of each bumper are used. It is necessary to prepare adjustment marker data. In addition, in order for the user to perform a calibration operation, it is necessary for the user to learn knowledge and techniques relating to calibration.

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、床面に配置されたマーカを用いない簡易な処理により、使用者による特殊な操作によらずに車載カメラのキャリブレーションを行う方法及び装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a background, and provides a method and apparatus for calibrating an in-vehicle camera by a simple process that does not use a marker placed on a floor surface and without a special operation by a user. The purpose is to provide.

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、本発明の車載カメラのキャリブレーション方法は、
車両に、水平方向の対称性を有する該車両の特定部分が撮像範囲に含まれるように搭載されたカメラのキャリブレーションを行う方法であって、
前記車両の移動中に、露出時間を前記特定部分の背景の画像が流れる所定時間以上として前記カメラにより撮像する撮像工程と、
前記撮像工程により撮像された撮像画像に基づく処理対象画像から、前記特定部分の画像である特定画像部分を抽出する特定画像部分抽出工程と、
前記処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転し、前記特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る垂直座標方向の線分で二分した第1画像部分と第2画像部分について、該第2画像部分の該線分に対するミラー反転画像と該第1画像部分との相関度が、最も高くなるか又は所定閾値以上となる回転角度を、ロール角補正値として算出するロール角補正値算出工程と、
前記ロール角補正値を用いて、前記カメラのキャリブレーション処理を行うキャリブレーション工程とを含むことを特徴とする(第1発明)。
The present invention has been made in view of the above background, and the calibration method for an in-vehicle camera of the present invention is as follows.
A method of calibrating a camera mounted on a vehicle so that a specific part of the vehicle having horizontal symmetry is included in an imaging range,
An imaging step in which the camera captures the exposure time as a predetermined time or more during which the background image of the specific portion flows during movement of the vehicle;
A specific image portion extraction step of extracting a specific image portion which is an image of the specific portion from a processing target image based on the captured image captured by the imaging step;
The first image portion and the second image portion obtained by rotating the processing target image within a predetermined rotation angle range and bisecting the specific image portion by a line segment in the vertical coordinate direction passing through an intermediate point in the horizontal coordinate direction. A roll angle correction value calculating step of calculating, as a roll angle correction value, a rotation angle at which the degree of correlation between the mirror inverted image with respect to the line segment of the image portion and the first image portion is highest or equal to or greater than a predetermined threshold; ,
A calibration step of performing calibration processing of the camera using the roll angle correction value (first invention).

第1発明によれば、前記撮像工程において、前記車両の移動中に、露出時間を前記特定部分の背景の画像が流れる所定時間として前記カメラによる撮像が行われる。この場合、前記特定部分については、常に前記カメラで撮像されるので殆ど画像が流れないが、撮像画像の前記特定部分以外の背景の画像については、車両の移動により流れるためにコントラストが低下する。そのため、前記特定画像部分抽出工程において、前記特定画像部分を前記処理対象画像の他の画像領域から精度良く分離して抽出することができる。   According to the first aspect of the present invention, in the imaging step, while the vehicle is moving, imaging is performed by the camera with the exposure time being a predetermined time during which the background image of the specific portion flows. In this case, since the specific portion is always captured by the camera, the image hardly flows. However, since the background image other than the specific portion of the captured image flows due to the movement of the vehicle, the contrast is lowered. Therefore, in the specific image portion extraction step, the specific image portion can be extracted with high accuracy from other image regions of the processing target image.

そして、前記特定画像部分は水平方向の対称性を有しているため、前記ロール角補正値算出工程において、前記処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転させたときに、前記特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る線分で二分した前記第1画像部分と前記第2画像部分について、前記第2画像部分の前記線分に対するミラー反転画像と前記第1画像部分との相関度は、前記特定画像部分が水平になったときに最も高くなる。そこで、この相関度が最も高くなったとき又は前記所定閾値以上になったときの前記処理対象画像の回転角度を、ロール角(カメラの光軸周りの回転角度)の補正値として算出することができ、前記キャリブレーション工程により、ロール角補正値を用いて前記カメラのキャリブレーション処理を行うことができる。   Since the specific image portion has horizontal symmetry, when the processing target image is rotated within a predetermined rotation angle range in the roll angle correction value calculating step, the specific image portion is For the first image portion and the second image portion that are bisected by a line segment that passes through an intermediate point in the horizontal coordinate direction, the degree of correlation between the mirror inverted image and the first image portion with respect to the line segment of the second image portion is When the specific image portion becomes horizontal, the height is highest. Therefore, the rotation angle of the image to be processed when the correlation degree becomes the highest or exceeds the predetermined threshold value is calculated as a correction value for the roll angle (rotation angle around the optical axis of the camera). In the calibration step, the camera calibration process can be performed using the roll angle correction value.

このように、第1発明によれば、水平方向の対称性を有する前記特定部分の撮像画像である前記特定画像部分を用いることによって、車両を床に配置されたマーカを用いない簡易な処理により、使用者による特殊な操作によらずに車載カメラのキャリブレーションを行うことができる。   Thus, according to the first invention, by using the specific image portion that is a captured image of the specific portion having horizontal symmetry, the vehicle can be easily processed without using a marker placed on the floor. The in-vehicle camera can be calibrated without any special operation by the user.

また、車両に、水平方向の対称性を有する該車両の特定部分が撮像範囲に含まれるように搭載されたカメラのキャリブレーションを行う方法であって、
前記車両の移動中に、前記カメラにより複数回の撮像を行う撮像工程と、
前記撮像工程により撮像された複数の撮像画像間で、異なる画像部分を除去する処理を行った処理対象画像を生成し、該処理対象画像から前記特定部分の画像である特定画像部分を抽出する特定画像部分抽出工程と、
前記処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転し、前記特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る垂直座標方向の線分で二分した第1画像部分と第2画像部分について、該第2画像部分の該線分に対するミラー反転画像と該第1画像部分との相関度が、最も高くなるか又は所定閾値以上となる回転角度を、ロール角補正値として算出するロール角補正値算出工程と、
前記ロール角補正値を用いて、前記カメラのキャリブレーション処理を行うキャリブレーション工程とを含むことを特徴とする(第2発明)。
Further, a method for calibrating a camera mounted on a vehicle so that a specific part of the vehicle having symmetry in the horizontal direction is included in the imaging range,
An imaging step of performing imaging a plurality of times with the camera during movement of the vehicle;
A specification for generating a processing target image that has been processed to remove different image portions between a plurality of captured images captured by the imaging step, and extracting a specific image portion that is an image of the specific portion from the processing target image Image partial extraction process;
The first image portion and the second image portion obtained by rotating the processing target image within a predetermined rotation angle range and bisecting the specific image portion by a line segment in the vertical coordinate direction passing through an intermediate point in the horizontal coordinate direction. A roll angle correction value calculating step of calculating, as a roll angle correction value, a rotation angle at which the degree of correlation between the mirror inverted image with respect to the line segment of the image portion and the first image portion is highest or equal to or greater than a predetermined threshold; ,
A calibration step of performing calibration processing of the camera using the roll angle correction value (second invention).

第2発明によれば、前記撮像工程において、前記車両の移動中に、前記カメラにより複数回の撮像が行われる。この場合、前記特定部分については、常に前記カメラで撮像されるが、撮像画像の前記特定部分の画像以外の領域については、車両の移動に応じて撮像対象やその位置が変化する。   According to the second invention, in the imaging step, imaging is performed a plurality of times by the camera while the vehicle is moving. In this case, although the specific part is always imaged by the camera, the imaging object and its position change in accordance with the movement of the vehicle in the area other than the image of the specific part of the captured image.

そのため、前記特定画像部分抽出工程において、前記撮像工程で撮像された複数の撮像画像間で、変化した画像部分を除去する処理(AND,EX−OR等の処理)を行って、前記特定画像部分以外の画像部分を極力除外した前記処理対象画像を生成することができる。そして、前記処理対象画像から、前記特定画像部分を精度良く抽出することができる。   Therefore, in the specific image portion extraction step, processing (such as AND, EX-OR, etc.) for removing the changed image portion is performed between the plurality of captured images captured in the imaging step, and the specific image portion It is possible to generate the processing target image excluding the image portion other than as much as possible. Then, the specific image portion can be accurately extracted from the processing target image.

そして、第1発明と同様に、前記ロール角補正値算出工程において、前記ロール角補正値を算出し、前記キャリブレーション工程により、前記ロール角補正値を用いて前記カメラのキャリブレーション処理を行うことができる。   As in the first invention, the roll angle correction value is calculated in the roll angle correction value calculation step, and the camera is calibrated using the roll angle correction value in the calibration step. Can do.

このように、第2発明によれば、水平方向の対称性を有する前記特定部分の撮像画像である前記特定画像部分を用いることによって、床に配置されたマーカ等を用いない簡易な処理により、使用者による特殊な操作によらずに車載カメラのキャリブレーションを行うことができる。   Thus, according to the second invention, by using the specific image portion that is a captured image of the specific portion having horizontal symmetry, by a simple process that does not use a marker or the like placed on the floor, The in-vehicle camera can be calibrated without any special operation by the user.

また、第1発明又は第2発明において、
前記処理対象画像における前記特定画像部分の水平座標方向の中間位置と、所定の水平基準位置とのずれ量に基づいて、該ずれ量分を補正するためのヨー角補正値を算出するヨー角補正値算出工程を含み、
前記キャリブレーション工程において、前記ヨー角補正値を用いて、前記カメラのキャリブレーション処理を行うことを特徴とする(第3発明)。
In the first invention or the second invention,
Yaw angle correction for calculating a yaw angle correction value for correcting the deviation amount based on the deviation amount between the intermediate position in the horizontal coordinate direction of the specific image portion in the processing target image and a predetermined horizontal reference position. Including a value calculation step,
In the calibration step, the camera is calibrated using the yaw angle correction value (third invention).

第3発明によれば、前記ヨー角補正値算出工程により、前記カメラのヨー角(水平方向の振れ角)を補正するための前記ヨー角補正値を算出して、前記キャリブレーション工程において、前記カメラのキャリブレーションを行うことができる。   According to the third invention, in the calibration step, the yaw angle correction value for correcting the yaw angle (horizontal shake angle) of the camera is calculated by the yaw angle correction value calculation step. The camera can be calibrated.

また、第1発明から第3発明のいずれかにおいて、
前記撮像画像における前記特定画像部分の垂直座標方向の中間位置と、所定の垂直基準位置とのずれ量に基づいて、該ずれ量分を補正するためのピッチ角補正値を算出するピッチ角補正値算出工程を含み、
前記キャリブレーション工程において、前記ピッチ角補正値を用いて前記カメラのキャリブレーション処理を行うことを特徴とする(第4発明)。
In any one of the first to third inventions,
A pitch angle correction value for calculating a pitch angle correction value for correcting the shift amount based on a shift amount between the intermediate position in the vertical coordinate direction of the specific image portion in the captured image and a predetermined vertical reference position. Including the calculation process,
In the calibration step, the camera calibration process is performed using the pitch angle correction value (fourth invention).

第4発明によれば、前記ピッチ角補正値算出工程により、前記カメラのピッチ角(鉛直方向の振れ角)を補正するための前記ピッチ角補正値を算出し、前記キャリブレーション工程において、前記ピッチ角補正値を用いて前記カメラのキャリブレーションを行うことができる。   According to the fourth invention, the pitch angle correction value for correcting the pitch angle (vertical shake angle) of the camera is calculated by the pitch angle correction value calculating step, and the pitch angle correction value is calculated in the calibration step. The camera can be calibrated using the angle correction value.

次に、本発明の車載カメラのキャリブレーション装置は、
車両に、水平方向の対称性を有する該車両の特定部分が撮像範囲に含まれるように搭載されたカメラと、
前記車両の移動中に、露出時間を前記特定部分の背景の画像が流れる所定時間として前記カメラにより撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された撮像画像に基づく処理対象画像から、前記特定部分の画像である特定画像部分を抽出する特定画像部分抽出部と、
前記処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転し、前記特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る垂直座標方向の線分で二分した第1画像部分と第2画像部分について、該第2画像部分の該線分に対するミラー反転画像と該第1画像部分との相関度が、最も高くなるか又は所定閾値以上となる回転角度を、ロール角補正値として算出するロール角補正値算出部と、
前記ロール角補正値を用いて、カメラのキャリブレーション処理を行うキャリブレーション部とを備えたことを特徴とする(第5発明)。
Next, the in-vehicle camera calibration device of the present invention is
A camera mounted on the vehicle such that a specific portion of the vehicle having horizontal symmetry is included in the imaging range;
An imaging unit that captures the exposure time as a predetermined time during which the background image of the specific part flows during movement of the vehicle;
A specific image portion extraction unit that extracts a specific image portion that is an image of the specific portion from a processing target image based on a captured image captured by the imaging unit;
The first image portion and the second image portion obtained by rotating the processing target image within a predetermined rotation angle range and bisecting the specific image portion by a line segment in the vertical coordinate direction passing through an intermediate point in the horizontal coordinate direction. A roll angle correction value calculation unit that calculates a rotation angle at which the degree of correlation between the mirror inverted image and the first image portion with respect to the line segment of the image portion is the highest or equal to or greater than a predetermined threshold, as a roll angle correction value; ,
A calibration unit that performs camera calibration processing using the roll angle correction value is provided (fifth invention).

第5発明によれば、前記撮像部により、前記車両の移動中に、露出時間を前記特定部分の背景の画像が流れる所定時間として前記カメラによる撮像が行われる。この場合、前記特定部分については、常に前記カメラで撮像されるので殆ど画像が流れないが、撮像画像の前記特定部分以外の背景の画像については、車両の移動により流れるためにコントラストが低下する。そのため、前記特定画像部分抽出部は、前記特定画像部分を前記処理対象画像の他の画像領域から精度良く分離して抽出することができる。   According to the fifth invention, the imaging by the camera is performed by the imaging unit with the exposure time being a predetermined time during which the background image of the specific part flows during the movement of the vehicle. In this case, since the specific portion is always captured by the camera, the image hardly flows. However, since the background image other than the specific portion of the captured image flows due to the movement of the vehicle, the contrast is lowered. Therefore, the specific image portion extraction unit can accurately extract and extract the specific image portion from other image regions of the processing target image.

そして、前記特定画像部分は水平方向の対称性を有しているため、前記ロール角補正値算出部が、前記処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転させたときに、前記特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る線分で二分した前記第1画像部分と前記第2画像部分について、前記第2画像部分の前記線分に対するミラー反転画像と前記第1画像部分との相関度は、前記特定画像部分が水平になったときに最も高くなる。そこで、この相関度が最も高くなったとき又は前記所定閾値以上になったときの前記処理対象画像の回転角度を、ロール角補正値として算出することができ、前記キャリブレーション部により、ロール角補正値を用いて前記カメラのキャリブレーションを行うことができる。   Since the specific image portion has horizontal symmetry, when the roll angle correction value calculation unit rotates the processing target image within a predetermined rotation angle range, the specific image portion For the first image portion and the second image portion that are bisected by a line segment that passes through an intermediate point in the horizontal coordinate direction, the degree of correlation between the mirror inverted image and the first image portion with respect to the line segment of the second image portion is When the specific image portion becomes horizontal, the height is highest. Therefore, the rotation angle of the image to be processed when the correlation degree becomes the highest or becomes the predetermined threshold value or more can be calculated as a roll angle correction value, and the calibration unit can correct the roll angle correction. The camera can be calibrated using the values.

このように、第5発明によれば、水平方向の対称性を有する前記特定部分の撮像画像である前記特定画像部分を用いることによって、車両を床に配置されたマーカを用いない簡易な処理により、使用者による特殊な操作によらずに車載カメラのキャリブレーションを行うことができる。   Thus, according to the fifth aspect, by using the specific image portion that is a captured image of the specific portion having symmetry in the horizontal direction, the vehicle can be easily processed without using the marker placed on the floor. The in-vehicle camera can be calibrated without any special operation by the user.

また、車両に、水平方向の対称性を有する該車両の特定部分が撮像範囲に含まれるように搭載されたカメラと、
前記車両の移動中に、前記カメラにより複数回の撮像を行う撮像部と、
前記撮像部により撮像された複数の撮像画像間で、異なる画像部分を除去する処理を行った処理対象画像を生成し、該処理対象画像から前記特定部分の画像である特定画像部分を抽出する特定画像部分抽出部と、
前記処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転し、前記特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る垂直座標方向の線分で二分した第1画像部分と第2画像部分について、該第2画像部分の該線分に対するミラー反転画像と該第1画像部分との相関度が、最も高くなるか又は所定閾値以上となる回転角度を、ロール角補正値として算出するロール角補正値算出部と、
前記ロール角補正値を用いて、カメラのキャリブレーション処理を行うキャリブレーション部とを備えたことを特徴とする(第6発明)。
In addition, a camera mounted on the vehicle so that a specific portion of the vehicle having horizontal symmetry is included in the imaging range;
An imaging unit that performs imaging multiple times with the camera during movement of the vehicle;
A specification for generating a processing target image that has been processed to remove different image portions between a plurality of captured images captured by the imaging unit, and extracting a specific image portion that is an image of the specific portion from the processing target image An image partial extractor;
The first image portion and the second image portion obtained by rotating the processing target image within a predetermined rotation angle range and bisecting the specific image portion by a line segment in the vertical coordinate direction passing through an intermediate point in the horizontal coordinate direction. A roll angle correction value calculation unit that calculates a rotation angle at which the degree of correlation between the mirror inverted image and the first image portion with respect to the line segment of the image portion is the highest or equal to or greater than a predetermined threshold, as a roll angle correction value; ,
A calibration unit that performs camera calibration processing using the roll angle correction value is provided (sixth invention).

第6発明によれば、前記撮像部により、前記車両の移動中に、前記カメラにより複数回の撮像が行われる。この場合、前記特定部分については、常に前記カメラで撮像されるが、撮像画像の前記特定部分の画像以外の領域については、車両の移動に応じて撮像対象やその位置が変化する。   According to the sixth aspect of the present invention, the imaging unit performs imaging a plurality of times while the vehicle is moving. In this case, although the specific part is always imaged by the camera, the imaging object and its position change in accordance with the movement of the vehicle in the area other than the image of the specific part of the captured image.

そのため、前記特定画像部分抽出部は、前記撮像部により撮像された複数の撮像画像間で、変化した画像部分を除去する処理(AND,EX−OR等の処理)を行って、前記特定画像部分以外の画像部分を極力除外した前記処理対象画像を生成することができる。そして、前記処理対象画像から、前記特定画像部分を精度良く抽出することができる。   Therefore, the specific image portion extraction unit performs processing (AND, EX-OR, etc.) of removing the changed image portion between the plurality of captured images captured by the imaging unit, and the specific image portion It is possible to generate the processing target image excluding the image portion other than as much as possible. Then, the specific image portion can be accurately extracted from the processing target image.

そして、第5発明と同様に、前記ロール角補正値抽出部により前記ロール角補正値を算出し、前記キャリブレーション部により、前記ロール角補正値を用いて前記カメラのキャリブレーション処理を行うことができる。   Then, similarly to the fifth invention, the roll angle correction value is calculated by the roll angle correction value extraction unit, and the calibration processing of the camera is performed by using the roll angle correction value by the calibration unit. it can.

このように、第6発明によれば、水平方向の対称性を有する前記特定部分の撮像画像である前記特定画像部分を用いることによって、床に配置されたマーカ等を用いない簡易な処理により、使用者による特殊な操作によらずに車載カメラのキャリブレーションを行うことができる。   Thus, according to the sixth invention, by using the specific image portion that is a captured image of the specific portion having horizontal symmetry, by a simple process that does not use a marker or the like placed on the floor, The in-vehicle camera can be calibrated without any special operation by the user.

また、第5発明又は第6発明において、
前記処理対象画像における前記特定画像部分の水平座標方向の中間位置と、所定の水平基準位置とのずれ量に基づいて、該ずれ量分を補正するためのヨー角補正値を算出するヨー角補正値算出部を備え、
前記キャリブレーション部は、前記ヨー角補正値を用いて、前記カメラのキャリブレーション処理を行うことを特徴とする(第7発明)。
In the fifth invention or the sixth invention,
Yaw angle correction for calculating a yaw angle correction value for correcting the deviation amount based on the deviation amount between the intermediate position in the horizontal coordinate direction of the specific image portion in the processing target image and a predetermined horizontal reference position. With a value calculator,
The calibration unit performs calibration processing of the camera using the yaw angle correction value (seventh invention).

第7発明によれば、前記ヨー角補正値算出部により、前記カメラのヨー角(水平方向の振れ角)を補正するための前記ヨー角補正値を算出し、前記キャリブレーション部により、前記ヨー角補正値を用いて前記カメラのキャリブレーションを行うことができる。   According to the seventh invention, the yaw angle correction value calculation unit calculates the yaw angle correction value for correcting the yaw angle (horizontal shake angle) of the camera, and the calibration unit calculates the yaw angle correction value. The camera can be calibrated using the angle correction value.

また、第5発明から第7発明のいずれかにおいて、
前記処理対象画像における前記特定画像部分の垂直方向の中間位置と、所定の垂直基準位置とのずれ量に基づいて、該ずれ量分を補正するためのピッチ角補正値を算出するピッチ角補正値算出部を備え、
前記キャリブレーション部は、前記ピッチ角補正値を用いて、前記カメラのキャリブレーション処理を行うことを特徴とする(第8発明)。
In any one of the fifth to seventh inventions,
A pitch angle correction value for calculating a pitch angle correction value for correcting the shift amount based on a shift amount between a vertical intermediate position of the specific image portion in the processing target image and a predetermined vertical reference position. With a calculator
The calibration unit performs calibration processing of the camera using the pitch angle correction value (eighth invention).

第8発明によれば、前記ピッチ角補正値算出部により、前記カメラのピッチ角(鉛直方向の振れ角)を補正するための前記ピッチ角補正値を算出し、前記キャリブレーション部により、前記ピッチ角補正値を用いて前記カメラのキャリブレーションを行うことができる。   According to an eighth aspect of the invention, the pitch angle correction value calculating unit calculates the pitch angle correction value for correcting the pitch angle (vertical shake angle) of the camera, and the calibration unit calculates the pitch angle. The camera can be calibrated using the angle correction value.

車載カメラのキャリブレーション装置の使用態様の説明図。Explanatory drawing of the usage condition of the calibration apparatus of a vehicle-mounted camera. 車載カメラのキャリブレーション装置の構成図。The block diagram of the calibration apparatus of a vehicle-mounted camera. カメラパラメータの算出処理のフローチャート。6 is a flowchart of camera parameter calculation processing. 車両が停止している状態での撮像画像とそのエッジ抽出画像の説明図。Explanatory drawing of the picked-up image in the state which the vehicle has stopped, and its edge extraction image. 車両が移動している状態での撮像画像とそのエッジ抽出画像の説明図。Explanatory drawing of the captured image in the state which the vehicle is moving, and its edge extraction image. ロール角補正値の算出処理の説明図。Explanatory drawing of a calculation process of a roll angle correction value. 第2実施形態における特定画像部分の抽出処理の説明図。Explanatory drawing of the extraction process of the specific image part in 2nd Embodiment.

本発明の車載カメラのキャリブレーション装置の実施形態について、図1〜図7を参照して説明する。図1を参照して、本実施形態の車載カメラのキャリブレーション装置は、車両1(自車両)に搭載されたコントローラ10の機能の一部として提供される。コントローラ10は、車両1に搭載されたカメラ21の撮像画像を車室内のディスプレイ23に表示して、運転者に対する支援を行う。   An embodiment of a calibration device for an in-vehicle camera according to the present invention will be described with reference to FIGS. With reference to FIG. 1, the on-vehicle camera calibration device of the present embodiment is provided as a part of the function of the controller 10 mounted on the vehicle 1 (own vehicle). The controller 10 displays the captured image of the camera 21 mounted on the vehicle 1 on the display 23 in the passenger compartment, and assists the driver.

カメラ21は、車両1の後部のバンパ25が撮像範囲に入る位置に取り付けられて、車両1の後方を撮像する。カメラ21は、コントローラ10からの制御信号に応じて撮像を行い、撮像画像のデータをコントローラ10に出力する。   The camera 21 is attached at a position where the rear bumper 25 of the vehicle 1 enters the imaging range, and images the rear of the vehicle 1. The camera 21 captures an image in accordance with a control signal from the controller 10 and outputs captured image data to the controller 10.

コントローラ10は、図示しないCPU、メモリ等により構成される電子回路ユニットであり、CPUにカメラ21のカメラパラメータ算出用のプログラムを実行させることによって、車両移動判定部11、撮像部12、処理領域設定部13、特定画像部分抽出部14、車体依存量補正部15、及び、カメラパラメータ補正部16(本発明のロール角補正値算出部、ヨー角補正値算出部、ピッチ角補正値算出部の機能を含む)として機能する。   The controller 10 is an electronic circuit unit including a CPU, a memory, and the like (not shown). By causing the CPU to execute a camera parameter calculation program for the camera 21, the vehicle movement determination unit 11, the imaging unit 12, and the processing region setting are performed. 13, specific image part extraction unit 14, body-dependent amount correction unit 15, and camera parameter correction unit 16 (functions of roll angle correction value calculation unit, yaw angle correction value calculation unit, pitch angle correction value calculation unit of the present invention) Function).

また、コントローラ10には、カメラパラメータ補正部16により算出されたカメラパラメータ(後述するロール角補正値、ヨー角補正値、ピッチ角補正値)、カメラ21のレンズ歪パラメータ、カメラ21の取付位置の車両1の車幅方向の中心からのオフセット値等を保存するためのパラメータ保存メモリ17が備えられている。   Further, the controller 10 includes camera parameters (roll angle correction value, yaw angle correction value, pitch angle correction value, which will be described later) calculated by the camera parameter correction unit 16, lens distortion parameters of the camera 21, and attachment positions of the camera 21. A parameter storage memory 17 is provided for storing an offset value or the like from the center of the vehicle 1 in the vehicle width direction.

[第1実施形態]
次に、図3に示したフローチャートに従って、コントローラ10によるカメラパラメータの算出処理の第1実施形態について説明する。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of camera parameter calculation processing by the controller 10 will be described according to the flowchart shown in FIG.

図3のSTEP1は、車両移動判定部11による処理である。車両移動判定部11は、車速センサ22から入力される車両1の移動速度の検出信号から、車両1が移動中であるか否かを判断する。なお、車両1の製造工程等において、車両1が搬送装置により搬送されているときには、搬送装置からの信号により車両1が移動中であるか否かを判断すればよい。   STEP 1 in FIG. 3 is processing by the vehicle movement determination unit 11. The vehicle movement determination unit 11 determines whether or not the vehicle 1 is moving from the detection signal of the movement speed of the vehicle 1 input from the vehicle speed sensor 22. In the manufacturing process of the vehicle 1 or the like, when the vehicle 1 is being transported by the transport device, it may be determined whether or not the vehicle 1 is moving based on a signal from the transport device.

そして、車両1が移動中でない場合にはSTEP13に分岐し、この場合にはカメラパラメータの算出は行わない。一方、車両1が移動中であるときはSTEP2に進む。STEP2は撮像部12による処理であり、撮像部12は、カメラ21により露出時間を長くして撮像を行う。なお、STEP2による処理を行う工程は、本発明の「撮像工程」に相当する。   If the vehicle 1 is not moving, the process branches to STEP13. In this case, the camera parameter is not calculated. On the other hand, when the vehicle 1 is moving, the process proceeds to STEP2. STEP 2 is processing performed by the imaging unit 12, and the imaging unit 12 performs imaging with a camera 21 with a longer exposure time. Note that the step of performing the processing according to STEP 2 corresponds to the “imaging step” of the present invention.

ここで、図4(a)は、カメラ21による通常の露出時間(背景画像が流れない程度の露出時間)での撮像画像Im1を示しており、車両1のバンパ25(図1参照)の画像30が含まれている。図4(b)は、図4(a)の撮像画像Im1からエッジ点を抽出したエッジ抽出画像Im2である。   Here, FIG. 4A shows a captured image Im1 with a normal exposure time by the camera 21 (exposure time at which the background image does not flow), and an image of the bumper 25 of the vehicle 1 (see FIG. 1). 30 are included. FIG. 4B is an edge extraction image Im2 obtained by extracting edge points from the captured image Im1 of FIG.

エッジ抽出画像Im2は、輝度が所定レベル以上変化する画素(エッジ点)を「1」(図4(b)では黒)とし、エッジ点以外の画素を「0」(図4(b)では白)とした2値画像であり、バンパ25の画像から抽出された画像部分31のエッジ部分の他に、周辺の物体の画像からも多数のエッジ部分が抽出されている。   In the edge extracted image Im2, a pixel (edge point) whose luminance changes by a predetermined level or more is “1” (black in FIG. 4B), and a pixel other than the edge point is “0” (white in FIG. 4B). In addition to the edge portion of the image portion 31 extracted from the image of the bumper 25, a number of edge portions are also extracted from the images of surrounding objects.

それに対して、図5(a)は、カメラ21による長時間の露出時間(背景の画像が流れる露出時間、本発明の所定時間以上の露出時間に相当する)での撮像画像Im3を示している。撮像画像Im3では、車両1のバンパ25の画像40は比較的高コントラストで撮像されているのに対して、背景の他の物体については画像が流れてコントラストが低くなっている。   On the other hand, FIG. 5A shows a captured image Im3 with a long exposure time by the camera 21 (exposure time through which a background image flows, which corresponds to an exposure time longer than a predetermined time of the present invention). . In the captured image Im3, the image 40 of the bumper 25 of the vehicle 1 is captured with a relatively high contrast, whereas the other objects in the background flow and the contrast is low.

図5(b)は、図5(a)の撮像画像Im3からエッジを抽出したエッジ抽出画像Im4であり、バンパ25の画像40から抽出された画像部分41のエッジ部分の他に抽出されるエッジ部分が、図4(b)に比べて、大きく減少している。そのため、図5(b)のエッジ抽出画像Im4から、バンパ25の画像部分を精度良く検出することができる。   FIG. 5B is an edge extraction image Im4 obtained by extracting an edge from the captured image Im3 of FIG. 5A, and is extracted in addition to the edge portion of the image portion 41 extracted from the image 40 of the bumper 25. The portion is greatly reduced as compared with FIG. Therefore, the image portion of the bumper 25 can be detected with high accuracy from the edge extracted image Im4 of FIG.

続くSTEP3は、処理領域設定部13による処理である。処理領域設定部13は、車両1の設計上のカメラ21の取付位置姿勢とバンパ25の取付位置との関係から、カメラ21の撮像画像のうちで、カメラ21のキャリブレーションの処理に使用する領域(処理領域)を設定する。なお、車両1の設計上のカメラ21の取付位置姿勢とバンパ25の取付位置との関係についてのデータは、予めパラメータ保存メモリ17に保存されている。   The subsequent STEP 3 is processing by the processing area setting unit 13. The processing area setting unit 13 is an area used for the calibration process of the camera 21 in the captured image of the camera 21 based on the relationship between the mounting position and orientation of the camera 21 and the mounting position of the bumper 25 in the design of the vehicle 1. (Processing area) is set. Note that data about the relationship between the mounting position and orientation of the camera 21 and the mounting position of the bumper 25 in the design of the vehicle 1 is stored in the parameter storage memory 17 in advance.

次のSTEP4〜STEP6は、特定画像部分抽出部14による処理である。特定画像部分抽出部14は、STEP4で、長時間露出によるカメラ21の撮像画像に対して、Canny等のエッジオペレータを用いてエッジ抽出処理を行う。また、STEP5で、特定画像部分抽出部14は、エッジ強度が所定レベル以下であるエッジ点や、ランレングスが所定長以下であるエッジ点を除去するノイズ除去を行う。   The next STEP 4 to STEP 6 are processes performed by the specific image portion extraction unit 14. In STEP 4, the specific image portion extraction unit 14 performs edge extraction processing on an image captured by the camera 21 with long exposure using an edge operator such as Canny. In STEP 5, the specific image portion extraction unit 14 performs noise removal that removes edge points whose edge strength is a predetermined level or less and edge points whose run length is a predetermined length or less.

そして、STEP6で、特定画像部分抽出部14は、エッジ抽出及びノイズ除去を行った画像から、バンパ25の画像である特定画像部分を抽出する。なお、STEP4〜STEP6の処理を行う工程は、本発明の「特定画像部分抽出工程」に相当する。   In STEP 6, the specific image portion extraction unit 14 extracts a specific image portion that is an image of the bumper 25 from the image subjected to edge extraction and noise removal. The process of performing STEP 4 to STEP 6 corresponds to the “specific image partial extraction process” of the present invention.

続くSTEP7〜STEP8は、車体依存量補正部15による処理である。STEP7で、車体依存量補正部15は、カメラ21の取付位置が車両1の車幅方向(左右方向)の中心からオフセットされているか否かを判断する。本実施形態では、図1に示したように、カメラ21の取付位置は、車両1の車幅方向の中間位置からオフセットしている。そのため、STEP8に進む。   Subsequent STEP 7 to STEP 8 are processes performed by the vehicle body dependence amount correction unit 15. In STEP 7, the vehicle body dependence correction unit 15 determines whether or not the mounting position of the camera 21 is offset from the center of the vehicle 1 in the vehicle width direction (left-right direction). In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the mounting position of the camera 21 is offset from the intermediate position in the vehicle width direction of the vehicle 1. Therefore, go to STEP8.

カメラ21が車両1の車幅方向の中間位置からオフセットされている場合、カメラ21の撮像画像においては、バンパ25の画像部分の水平座標方向(x方向)の中間位置が画像の水平座標の中間点からずれることになる。そこで、車体依存量補正部15は、バンパ25の画像部分41の水平方向(x方向)の中間点が、画像の水平座標の中間位置となるように、撮像画像を補正した処理対象画像を生成する。   When the camera 21 is offset from the intermediate position in the vehicle width direction of the vehicle 1, in the captured image of the camera 21, the intermediate position in the horizontal coordinate direction (x direction) of the image portion of the bumper 25 is the intermediate of the horizontal coordinate of the image. It will deviate from the point. Therefore, the vehicle body dependence amount correction unit 15 generates a processing target image by correcting the captured image so that the intermediate point in the horizontal direction (x direction) of the image portion 41 of the bumper 25 is the intermediate position of the horizontal coordinate of the image. To do.

処理対象画像においては、バンパ25の画像部分の水平座標方向の中間位置が、画像の水平座標の中間点とほぼ一致する。一方、カメラが車両の車幅方向の中間位置からオフセットされていないときには、STEP7からSTEP9に分岐し、車体依存量補正部15によるSTEP8の処理は行われない。   In the processing target image, the intermediate position of the image portion of the bumper 25 in the horizontal coordinate direction substantially coincides with the intermediate point of the horizontal coordinate of the image. On the other hand, when the camera is not offset from the intermediate position in the vehicle width direction of the vehicle, the process branches from STEP 7 to STEP 9, and the process of STEP 8 by the vehicle body dependent amount correction unit 15 is not performed.

続くSTEP9〜STEP12は、カメラパラメータ補正部16による処理である。以下では、図5(b)のエッジ抽出画像Im4を処理対象画像として説明する。カメラパラメータ補正部16は、STEP9でロール角度補正値を算出する。ロール角度補正値の算出は、処理対象画像Im4を、想定されるカメラ21の取付誤差の幅を考慮して決定した回転角度範囲(例えば、±4度の回転角度範囲)で回転させて、バンパ25の画像部分41(本発明の特定画像部分に相当する。以下、特定画像部分41という)を水平座標(x座標)方向の中間位置を通る垂直座標(y座標)方向の線分Lcで二分した第1画像部分42aと第2画像部分42bとの相関度を算出することによって行う。   Subsequent STEP 9 to STEP 12 are processes performed by the camera parameter correction unit 16. Hereinafter, the edge extraction image Im4 in FIG. 5B will be described as a processing target image. The camera parameter correction unit 16 calculates a roll angle correction value in STEP9. The roll angle correction value is calculated by rotating the processing target image Im4 within a rotation angle range (for example, a rotation angle range of ± 4 degrees) determined in consideration of the assumed mounting error width of the camera 21. 25 image portions 41 (corresponding to specific image portions of the present invention; hereinafter referred to as specific image portions 41) are bisected by a line segment Lc in the vertical coordinate (y coordinate) direction passing through an intermediate position in the horizontal coordinate (x coordinate) direction. This is done by calculating the degree of correlation between the first image portion 42a and the second image portion 42b.

ここで、図6(a)を参照して、特定画像部分41を、x方向の中点(x1とx3の中点)x2を通るy軸方向の線分Lcで二分した場合、図6(a)に示したように、特定画像部分41の傾き(x軸、y軸に対する傾き)が大きくなるほど、第2画像部分42bの線分Lcに対するミラー反転画像42bmと第1画像部分42aとの相関度が低くなる。また、特定画像部分41の傾きが0度であるときに、第2画像部分42bの線分Lcに対するミラー反転画像42bmと、第1画像部分42aとの相関度が高くなる。   Here, with reference to FIG. 6A, when the specific image portion 41 is bisected by a line segment Lc in the y-axis direction passing through the midpoint of the x direction (the midpoint of x1 and x3) x2, FIG. As shown in a), as the inclination of the specific image portion 41 (inclination with respect to the x-axis and y-axis) increases, the correlation between the mirror inverted image 42bm and the first image portion 42a with respect to the line segment Lc of the second image portion 42b. The degree becomes lower. Further, when the inclination of the specific image portion 41 is 0 degree, the degree of correlation between the mirror inverted image 42bm with respect to the line segment Lc of the second image portion 42b and the first image portion 42a becomes high.

そこで、カメラパラメータ補正部16は、処理対象画像Im4を所定角度ずつ回転させて、各回転角度での第1画像部分42aとミラー反転画像42bmとの相関度を算出する。そして、相関度が所定閾値以上であって、且つ、相関度が最も高くなった回転角度を、ロール角度補正値として算出する。なお、STEP9の処理を行う工程は、本発明の車載カメラのキャリブレーション方法の「ロール角補正値算出工程」に相当する。また、相関度が最も高くなった回転角度、或いは、相関度が所定閾値以上となった回転角度を、ロール角補正値として算出してもよい。   Therefore, the camera parameter correction unit 16 rotates the processing target image Im4 by a predetermined angle and calculates the degree of correlation between the first image portion 42a and the mirror inverted image 42bm at each rotation angle. Then, the rotation angle at which the correlation degree is equal to or higher than the predetermined threshold and the correlation degree is the highest is calculated as the roll angle correction value. The step of performing STEP 9 corresponds to the “roll angle correction value calculating step” of the in-vehicle camera calibration method of the present invention. Further, the rotation angle at which the correlation degree is the highest, or the rotation angle at which the correlation degree is equal to or greater than a predetermined threshold value may be calculated as the roll angle correction value.

続くSTEP10で、カメラパラメータ補正部16は、図6(b)に示したように、予め設定された処理対象画像上の基準位置Bのx軸成分bx(本発明の水平基準位置に相当する)と特定画像部分41のx軸方向の中間位置x2とのずれ量dxを、ヨー角補正値として算出する。なお、STEP10の処理を行う工程は、本発明の「ヨー角補正値算出工程」に相当する。   In subsequent STEP 10, as shown in FIG. 6B, the camera parameter correction unit 16 sets the x-axis component bx of the reference position B on the processing target image set in advance (corresponding to the horizontal reference position of the present invention). A deviation amount dx between the specific image portion 41 and the intermediate position x2 in the x-axis direction is calculated as a yaw angle correction value. The step of performing STEP 10 corresponds to the “yaw angle correction value calculating step” of the present invention.

なお、Lcの位置をx軸方向の所定範囲内でずらして、第2画像部分42bのミラー反転画像42bmと第1画像部分42aとの相関度を算出し、相関度が所定値以上であって、且つ、相関度が最も高くなったときのLcの位置と、ずらす前のLcの位置との差をヨー角補正値として算出してもよい。   The degree of correlation between the mirror inverted image 42bm of the second image part 42b and the first image part 42a is calculated by shifting the position of Lc within a predetermined range in the x-axis direction. In addition, the difference between the position of Lc when the degree of correlation becomes the highest and the position of Lc before shifting may be calculated as the yaw angle correction value.

続くSTEP11で、カメラパラメータ補正部16は、予め設定された処理対象画像上の基準位置Bのy軸成分by(本発明の垂直基準位置に相当する)と、特定画像部分41のy軸方向の中間位置y2とのずれ量dyを、ピッチ角補正値として算出する。なお、STEP11の処理を行う工程は、本発明の車載カメラのキャリブレーション方法の「ピッチ角補正値算出工程」に相当する。   In subsequent STEP 11, the camera parameter correction unit 16 sets the y-axis component by (corresponding to the vertical reference position of the present invention) of the reference position B on the preset processing target image and the y-axis direction of the specific image portion 41. A deviation dy from the intermediate position y2 is calculated as a pitch angle correction value. The step of performing STEP 11 corresponds to the “pitch angle correction value calculation step” of the in-vehicle camera calibration method of the present invention.

次のSTEP12で、カメラパラメータ補正部16は、STEP9〜STEP11で算出したロール角補正値、ヨー角補正値、及びピッチ角補正値のデータを、パラメータ保存メモリ17に書込んで保存し、STEP13に進んで処理を終了する。   In the next STEP 12, the camera parameter correction unit 16 writes the data of the roll angle correction value, the yaw angle correction value, and the pitch angle correction value calculated in STEP 9 to STEP 11 in the parameter storage memory 17 and stores them in STEP 13. Proceed and finish the process.

キャリブレーション部18は、パラメータ保存メモリ17に保存されたデータにより、ロール角補正値、ヨー角補正値、及びピッチ角補正値を用いて、カメラ21の撮像画像を回転及びシフトするキャリブレーション処理を行って、車両1の車幅方向の中心から見た状態の後方画像が、ディスプレイ23に表示されるようにする。なお、このキャリブレーション処理を行う工程は、本発明の「キャリブレーション工程」に相当する。   The calibration unit 18 performs a calibration process for rotating and shifting the captured image of the camera 21 using the roll angle correction value, the yaw angle correction value, and the pitch angle correction value based on the data stored in the parameter storage memory 17. The rear image as viewed from the center of the vehicle 1 in the vehicle width direction is displayed on the display 23. The process of performing the calibration process corresponds to the “calibration process” of the present invention.

また、カメラ21のキャリブレーション処理は、車両1の製造構成において実施してもよく、車両1の使用中(走行中)に適宜行ってもよい。   Further, the calibration process of the camera 21 may be performed in the manufacturing configuration of the vehicle 1 or may be appropriately performed while the vehicle 1 is being used (running).

[第2実施形態]
次に、図7を参照して、コントローラ10によるカメラパラメータの算出処理の第2実施形態について説明する。上述した第1実施形態において、コントローラ10は、図3のSTEP2〜STEP6で、長時間露出による撮像画像から特定画像部分(バンパの画像)を抽出したが、第2実施形態では、車両1の移動中に異なる時点で撮像部12により撮像された2つの画像Im10,Im20から、特定画像部分を抽出する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the camera parameter calculation process by the controller 10 will be described with reference to FIG. In the first embodiment described above, the controller 10 extracts the specific image portion (bumper image) from the captured image obtained by the long-time exposure in STEP2 to STEP6 in FIG. 3, but in the second embodiment, the movement of the vehicle 1 is performed. A specific image portion is extracted from the two images Im10 and Im20 captured by the imaging unit 12 at different points in time.

特定画像部分抽出部14は、Im10からエッジ点を抽出したエッジ抽出画像Im11を生成すると共に、Im20からエッジ点を抽出したエッジ抽出画像Im21を生成する。エッジ抽出画像Im11,Im21は、エッジ点の画素を1(図7では黒)とし、エッジ点以外の画素を0(図7では白)とした2値画像である。   The specific image portion extraction unit 14 generates an edge extraction image Im11 in which an edge point is extracted from Im10, and also generates an edge extraction image Im21 in which an edge point is extracted from Im20. The edge extraction images Im11 and Im21 are binary images in which the pixel at the edge point is 1 (black in FIG. 7) and the pixels other than the edge point are 0 (white in FIG. 7).

そして、特定画像部分抽出部14は、エッジ抽出画像Im11とIm21の対応する同一の座標位置の各画素間でAND処理を行って画像Im30を生成する。この場合、撮像画像Im10とIm20は、撮像時点が異なるため、バンパの画像部分50,60以外の背景の画像が変化している。   Then, the specific image portion extraction unit 14 performs an AND process between the corresponding pixels at the same coordinate position in the edge extraction images Im11 and Im21 to generate an image Im30. In this case, since the picked-up images Im10 and Im20 have different pick-up points, the background images other than the image portions 50 and 60 of the bumper are changed.

そのため、エッジ抽出画像Im11とIm21においても、バンパのエッジ画像51,61はほぼ同じ形状で抽出されるが、背景については、異なるエッジ点が抽出されている。したがって、エッジ抽出画像Im11とIm21の対応する同一の座標位置の各画素間でAND処理を行った画像Im30では、バンパ25の画像部分70のエッジ部分以外のエッジ部分の大部分が削除される。   Therefore, in the edge extraction images Im11 and Im21, the bumper edge images 51 and 61 are extracted with substantially the same shape, but different edge points are extracted for the background. Accordingly, in the image Im30 obtained by performing AND processing between the corresponding pixels at the same coordinate position in the edge extracted images Im11 and Im21, most of the edge portions other than the edge portion of the image portion 70 of the bumper 25 are deleted.

そして、特定画像部分抽出部14は、画像Im30からエッジ点が所定長以下であるエッジ点等を除去するノイズ除去を行った後に、バンパ25の画像部分である特定画像部分70を抽出する。特定画像部分70を抽出した後の処理は、図3のSTEP7〜STEP12と同様である。   Then, the specific image portion extraction unit 14 extracts a specific image portion 70 that is an image portion of the bumper 25 after performing noise removal that removes an edge point or the like whose edge point is a predetermined length or less from the image Im30. The processing after extracting the specific image portion 70 is the same as STEP 7 to STEP 12 in FIG.

なお、第2実施形態では、エッジ抽出画像Im11とIm21の対応する各画素間でAND処理を行ったが、EX−OR(排他的論理和)処理を行ってもよい。また、エッジ抽出前の撮像画像Im10とIm20間で、例えば、輝度の変化が所定レベル以上である画素を0とし、輝度の変化が所定レベル未満である画素を1とする処理を行うことで、バンパの画像以外の背景の画像を0にするようにしてもよい。   In the second embodiment, the AND process is performed between the corresponding pixels of the edge extraction images Im11 and Im21, but an EX-OR (exclusive OR) process may be performed. Further, for example, by performing processing between the captured images Im10 and Im20 before edge extraction, setting a pixel whose luminance change is equal to or higher than a predetermined level to 0, and setting a pixel whose luminance change is lower than the predetermined level to 1, The background image other than the bumper image may be set to zero.

なお、本実施の形態では、車両1における本発明の水平方向の対称性を有する特定部分として、車両1のリヤ部のバンパ25を用いたが、水平方向の対称性を有する他の部分を、特定部分として用いてもよい。   In the present embodiment, the bumper 25 at the rear portion of the vehicle 1 is used as the specific portion having the symmetry in the horizontal direction of the present invention in the vehicle 1, but other portions having the symmetry in the horizontal direction are used. It may be used as a specific part.

また、本実施の形態では、カメラを車両の後部に取り付けて車両の後方を撮像する例を示したが、カメラを車両の前部や側面に取り付ける場合であっても、本発明の適用が可能である。   Further, in the present embodiment, an example in which the camera is attached to the rear part of the vehicle and the rear of the vehicle is imaged is shown, but the present invention can be applied even when the camera is attached to the front part or the side surface of the vehicle. It is.

また、本実施の形態では、カメラパラメータとして、ロール角補正値、ヨー角補正値、及びピッチ角補正値を算出したが、少なくともロール角補正値を算出する場合であれば、本発明の適用が可能である。   In the present embodiment, the roll angle correction value, the yaw angle correction value, and the pitch angle correction value are calculated as camera parameters. However, if at least the roll angle correction value is calculated, the present invention can be applied. Is possible.

1…車両、10…コントローラ、11…車両移動判定部、12…撮像部、13…処理領域設定部、14…特定画像部分抽出部、15…車体依存量補正部、16…カメラパラメータ補正部、17…パラメータ保存メモリ、18…キャリブレーション部、21…カメラ、23…ディスプレイ、25…バンパ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 10 ... Controller, 11 ... Vehicle movement determination part, 12 ... Imaging part, 13 ... Processing area setting part, 14 ... Specific image part extraction part, 15 ... Car body dependence amount correction | amendment part, 16 ... Camera parameter correction part, 17 ... Parameter storage memory, 18 ... Calibration unit, 21 ... Camera, 23 ... Display, 25 ... Bumper.

Claims (8)

車両に、水平方向の対称性を有する該車両の特定部分が撮像範囲に含まれるように搭載されたカメラのキャリブレーションを行う方法であって、
前記車両の移動中に、露出時間を前記特定部分の画像の背景画像が流れる所定時間として前記カメラにより撮像する撮像工程と、
前記撮像工程により撮像された撮像画像に基づく処理対象画像から、前記特定部分の画像である特定画像部分を抽出する特定画像部分抽出工程と、
前記処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転し、前記特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る垂直座標方向の線分で二分した第1画像部分と第2画像部分について、該第2画像部分の該線分に対するミラー反転画像と該第1画像部分との相関度が、最も高くなるか又は所定閾値以上となる回転角度を、ロール角補正値として算出するロール角補正値算出工程と、
前記ロール角補正値を用いて、前記カメラのキャリブレーション処理を行うキャリブレーション工程と
を含むことを特徴とする車載カメラのキャリブレーション方法。
A method of calibrating a camera mounted on a vehicle so that a specific part of the vehicle having horizontal symmetry is included in an imaging range,
An imaging step in which the camera captures an exposure time as a predetermined time during which a background image of the image of the specific part flows during movement of the vehicle;
A specific image portion extraction step of extracting a specific image portion which is an image of the specific portion from a processing target image based on the captured image captured by the imaging step;
The first image portion and the second image portion obtained by rotating the processing target image within a predetermined rotation angle range and bisecting the specific image portion by a line segment in the vertical coordinate direction passing through an intermediate point in the horizontal coordinate direction. A roll angle correction value calculating step of calculating, as a roll angle correction value, a rotation angle at which the degree of correlation between the mirror inverted image with respect to the line segment of the image portion and the first image portion is highest or equal to or greater than a predetermined threshold; ,
And a calibration step of performing calibration processing of the camera using the roll angle correction value.
車両に、水平方向の対称性を有する該車両の特定部分が撮像範囲に含まれるように搭載されたカメラのキャリブレーションを行う方法であって、
前記車両の移動中に、前記カメラにより複数回の撮像を行う撮像工程と、
前記撮像工程により撮像された複数の撮像画像間で、異なる画像部分を除去する処理を行った処理対象画像を生成し、該処理対象画像から前記特定部分の画像である特定画像部分を抽出する特定画像部分抽出工程と、
前記処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転し、前記特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る垂直座標方向の線分で二分した第1画像部分と第2画像部分について、該第2画像部分の該線分に対するミラー反転画像と該第1画像部分との相関度が、最も高くなるか又は所定閾値以上となる回転角度を、ロール角補正値として算出するロール角補正値算出工程と、
前記ロール角補正値を用いて、前記カメラのキャリブレーション処理を行うキャリブレーション工程と
を含むことを特徴とする車載カメラのキャリブレーション方法。
A method of calibrating a camera mounted on a vehicle so that a specific part of the vehicle having horizontal symmetry is included in an imaging range,
An imaging step of performing imaging a plurality of times with the camera during movement of the vehicle;
A specification for generating a processing target image that has been processed to remove different image portions between a plurality of captured images captured by the imaging step, and extracting a specific image portion that is an image of the specific portion from the processing target image Image partial extraction process;
The first image portion and the second image portion obtained by rotating the processing target image within a predetermined rotation angle range and bisecting the specific image portion by a line segment in the vertical coordinate direction passing through an intermediate point in the horizontal coordinate direction. A roll angle correction value calculating step of calculating, as a roll angle correction value, a rotation angle at which the degree of correlation between the mirror inverted image with respect to the line segment of the image portion and the first image portion is highest or equal to or greater than a predetermined threshold; ,
And a calibration step of performing calibration processing of the camera using the roll angle correction value.
請求項1又は請求項2に記載の車載カメラのキャリブレーション方法において、
前記処理対象画像における前記特定画像部分の水平座標方向の中間位置と、所定の水平基準位置とのずれ量に基づいて、該ずれ量分を補正するためのヨー角補正値を算出するヨー角補正値算出工程を含み、
前記キャリブレーション工程において、前記ヨー角補正値を用いて、前記カメラのキャリブレーション処理を行うことを特徴とする車載カメラのキャリブレーション方法。
In the in-vehicle camera calibration method according to claim 1 or 2,
Yaw angle correction for calculating a yaw angle correction value for correcting the deviation amount based on the deviation amount between the intermediate position in the horizontal coordinate direction of the specific image portion in the processing target image and a predetermined horizontal reference position. Including a value calculation step,
A calibration method for an in-vehicle camera, wherein the camera calibration process is performed using the yaw angle correction value in the calibration step.
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の車載カメラのキャリブレーション方法において、
前記撮像画像における前記特定画像部分の垂直座標方向の中間位置と、所定の垂直基準位置とのずれ量に基づいて、該ずれ量分を補正するためのピッチ角補正値を算出するピッチ角補正値算出工程を含み、
前記キャリブレーション工程において、前記ピッチ角補正値を用いて前記カメラのキャリブレーション処理を行うことを特徴とする車載カメラのキャリブレーション方法。
In the in-vehicle camera calibration method according to any one of claims 1 to 3,
A pitch angle correction value for calculating a pitch angle correction value for correcting the shift amount based on a shift amount between the intermediate position in the vertical coordinate direction of the specific image portion in the captured image and a predetermined vertical reference position. Including the calculation process,
A calibration method for an in-vehicle camera, wherein the camera calibration process is performed using the pitch angle correction value in the calibration step.
車両に、水平方向の対称性を有する該車両の特定部分が撮像範囲に含まれるように搭載されたカメラと、
前記車両の移動中に、露出時間を前記特定部分の背景画像が流れる所定時間として前記カメラにより撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された撮像画像に基づく処理対象画像から、前記特定部分の画像である特定画像部分を抽出する特定画像部分抽出部と、
前記処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転し、前記特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る垂直座標方向の線分で二分した第1画像部分と第2画像部分について、該第2画像部分の該線分に対するミラー反転画像と該第1画像部分との相関度が、最も高くなるか又は所定閾値以上となる回転角度を、ロール角補正値として算出するロール角補正値算出部と、
前記ロール角補正値を用いて、カメラのキャリブレーション処理を行うキャリブレーション部と
を備えたことを特徴とする車載カメラのキャリブレーション装置。
A camera mounted on the vehicle such that a specific portion of the vehicle having horizontal symmetry is included in the imaging range;
An imaging unit that captures the exposure time as a predetermined time during which the background image of the specific part flows during movement of the vehicle,
A specific image portion extraction unit that extracts a specific image portion that is an image of the specific portion from a processing target image based on a captured image captured by the imaging unit;
The first image portion and the second image portion obtained by rotating the processing target image within a predetermined rotation angle range and bisecting the specific image portion by a line segment in the vertical coordinate direction passing through an intermediate point in the horizontal coordinate direction. A roll angle correction value calculation unit that calculates a rotation angle at which the degree of correlation between the mirror inverted image and the first image portion with respect to the line segment of the image portion is the highest or equal to or greater than a predetermined threshold, as a roll angle correction value; ,
An in-vehicle camera calibration apparatus comprising: a calibration unit that performs camera calibration processing using the roll angle correction value.
車両に、水平方向の対称性を有する該車両の特定部分が撮像範囲に含まれるように搭載されたカメラと、
前記車両の移動中に、前記カメラにより複数回の撮像を行う撮像部と、
前記撮像部により撮像された複数の撮像画像間で、異なる画像部分を除去する処理を行った処理対象画像を生成し、該処理対象画像から前記特定部分の画像である特定画像部分を抽出する特定画像部分抽出部と、
前記処理対象画像を所定の回転角度範囲で回転し、前記特定画像部分を水平座標方向の中間点を通る垂直座標方向の線分で二分した第1画像部分と第2画像部分について、該第2画像部分の該線分に対するミラー反転画像と該第1画像部分との相関度が、最も高くなるか又は所定閾値以上となる回転角度を、ロール角補正値として算出するロール角補正値算出部と、
前記ロール角補正値を用いて、カメラのキャリブレーション処理を行うキャリブレーション部と
を備えたことを特徴とする車載カメラのキャリブレーション装置。
A camera mounted on the vehicle such that a specific portion of the vehicle having horizontal symmetry is included in the imaging range;
An imaging unit that performs imaging multiple times with the camera during movement of the vehicle;
A specification for generating a processing target image that has been processed to remove different image portions between a plurality of captured images captured by the imaging unit, and extracting a specific image portion that is an image of the specific portion from the processing target image An image partial extractor;
The first image portion and the second image portion obtained by rotating the processing target image within a predetermined rotation angle range and bisecting the specific image portion by a line segment in the vertical coordinate direction passing through an intermediate point in the horizontal coordinate direction. A roll angle correction value calculation unit that calculates a rotation angle at which the degree of correlation between the mirror inverted image and the first image portion with respect to the line segment of the image portion is the highest or equal to or greater than a predetermined threshold, as a roll angle correction value; ,
An in-vehicle camera calibration apparatus comprising: a calibration unit that performs camera calibration processing using the roll angle correction value.
請求項5又は請求項6に記載の車載カメラのキャリブレーション装置において、
前記処理対象画像における前記特定画像部分の水平座標方向の中間位置と、所定の水平基準位置とのずれ量に基づいて、該ずれ量分を補正するためのヨー角補正値を算出するヨー角補正値算出部を備え、
前記キャリブレーション部は、前記ヨー角補正値を用いて、前記カメラのキャリブレーション処理を行うことを特徴とする車載カメラのキャリブレーション装置。
In the in-vehicle camera calibration device according to claim 5 or 6,
Yaw angle correction for calculating a yaw angle correction value for correcting the deviation amount based on the deviation amount between the intermediate position in the horizontal coordinate direction of the specific image portion in the processing target image and a predetermined horizontal reference position. With a value calculator,
The in-vehicle camera calibration apparatus, wherein the calibration unit performs calibration processing of the camera using the yaw angle correction value.
請求項5から請求項7のうちのいずれか1項に記載の車載カメラのキャリブレーション装置において、
前記処理対象画像における前記特定画像部分の垂直方向の中間位置と、所定の垂直基準位置とのずれ量に基づいて、該ずれ量分を補正するためのピッチ角補正値を算出するピッチ角補正値算出部を備え、
前記キャリブレーション部は、前記ピッチ角補正値を用いて、前記カメラのキャリブレーション処理を行うことを特徴とする車載カメラのキャリブレーション装置。
In the in-vehicle camera calibration device according to any one of claims 5 to 7,
A pitch angle correction value for calculating a pitch angle correction value for correcting the shift amount based on a shift amount between a vertical intermediate position of the specific image portion in the processing target image and a predetermined vertical reference position. With a calculator
The in-vehicle camera calibration apparatus, wherein the calibration unit performs a calibration process of the camera using the pitch angle correction value.
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