[发明专利]摄像机校准装置、摄像机校准系统及摄像机校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及摄像机校准装置、摄像机校准系统及摄像机校准方法。

背景技术

目前，为了提高例如车辆后退时的可视性，已知如下装置：将由车载摄像机拍摄了的车辆后方的图像显示于车载监视器，使对驾驶员来说是视野死角的车辆后方附近的状况作为显示于车载监视器的图像进行视认。

在这种装置中，为了适当校准(校正)显示于车载监视器的图像，在车辆后方设置校准用标识，一边观察车载监视器所映照的校准用标识的图像，一边调整车载摄像机的安装状态，以使得在车载监视器上适当映照该校准用标识的图像。另外，还通过对从车载摄像机得到的图像实施基于校准用标识的图像的规定的运算处理，适当校准显示于车载监视器的图像。

近年来，为了使驾驶员等能够看到车辆周围的状况，利用多个车载摄像机拍摄车辆的整个周围，将从各车载摄像机得到的多个图像分别变换成从正上方俯视车辆那样的图像(俯瞰图像)，并且进行调整了各图像间的位置的绘图，由此，获得单一视点变换合成图像的装置也能够实用化。

在这种装置中，需要在例如相邻的两个图像间细致地进行对位，因此，期望精度更高的校准技术。

但是，在现有的校准方法中，需要严格规定校准用标识与车辆的相对的位置关系，需要在将车辆设置于规定位置后，对该车辆细致地设置校准用标识，或者，在将校准用标识设置于规定位置后，对该校准用标识细致地设置车辆。因此，例如为了在车辆的生产线上提高车辆与校准用标识的对位精度，需要花费巨额的费用改造设备。另外，例如在一旦从生产现场出库后，在销售、服务公司的维修保养部门等变更校准的情况下(在修理的情况下或在追加车载摄像机的情况下等)，需要每次对车辆细致地设置校准用标识，从而存在校准的作业工序复杂的问题。

对于这种问题，专利文献1中公开了一种有助于简化校准环境的维修保养的摄像机校准装置。

在专利文献1所公开的摄像机校准装置中，求取用于将来自N台摄像机的各拍摄图像投影在规定面上进行合成的参数的参数导出单元，基于配置于各公共拍摄区域内的校准图案的各摄像机的拍摄结果，求取上述参数，各校准图案相互独立地配置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－187566号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

根据专利文献1公开的摄像机校准装置，通过利用配置于各公共拍摄区域内的校准图案的拍摄结果，可以在共有公共拍摄区域的多个摄像机间进行图像的对位，可以导出用于合成各拍摄图像的参数。另外，各校准图案相互独立地配置，因此，可以简化校准环境的维修保养。

但是，在专利文献1公开的摄像机校准装置中，需要利用配置于各公共拍摄区域内的校准图案的拍摄结果，在应用于例如公共汽车或卡车、大型的建设用机械等之类的大型车辆的情况下，摄像机的设置位置通常变高，据此，在图像上较小地映照校准图案，因此，不易细致地设定图像上的特征点(校准图案)的位置。因此，需要准备与车辆的体格对应的校准图案，在例如建设机械等大型车辆中，需要准备1～3米左右大小的校准图案。而且，这样校准图案变大时，会发生操作员不易进行校准作业时的校准图案的搬运或设置作业的问题和需要准备用于校准图案的较大的保管场所的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种摄像机校准装置、摄像机校准系统及摄像机校准方法，其能够大幅减轻伴随校准作业时的校准图案的搬运或设置作业而给作业者带来的负担，且能够使校准图案的保管场所显著地小型化。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明提供一种摄像机校准装置，其对具有配置有至少两个校准图案的公共摄像区域的多个摄像机拍摄的图像彼此进行校准，其特征在于，包括：图像变换部，其基于根据各摄像机的初始参数变换成俯瞰视点(俯视)的投影矩阵，变换各摄像机拍摄的图像，生成变换图像；误差评价部，其计算上述变换图像中的从所述多个摄像机选择的基准摄像机所得到的变换图像与上述基准摄像机以外的摄像机所得到的变换图像的误差；投影矩阵更新部，其基于所述误差更新投影矩阵，使各摄像机的公共摄像区域的影像一致；摄像机参数计算部，其基于更新后的投影矩阵，计算包含关于各摄像机相对于地面的姿态(朝向)的外部参数的摄像机参数。