[发明专利]车载摄像机自动校准装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年5月15日提交的日本专利申请第2012-111897号的优先权的权益，其全部内容通过引证结合于本文中。

技术领域

本文所述的实施方式总体上涉及一种车载摄像机自动校准装置。

背景技术

安装有用于拍摄车辆周围环境图像的车载摄像机的车辆（例如，汽车）的数量越来越多。车载摄像机所拍摄的图像是非常实用的，因为其可用于支持指导停车、车辆与物体之间碰撞可能性的判断等。

在利用车载摄像机所拍摄的图像的情况下，精确地校准车载摄像机相对于路面的安装角度是非常重要的。这种车载摄像机校准方法包括：使用预先设于路面上的预定位置的已知物体（校准目标）的方法。

然而，在使用预先安装在路面上的校准目标来校准车载摄像机相对于路面的安装角度的情况下，进行校准时车辆的状态不一定与车辆行驶时车辆的实际状态相对应。例如，车载摄像机相对于路面的安装角度随着乘客数量或路面起伏而变化。因此，使用校准目标进行的校准并不足以作为车辆行驶时安装角度的校准。车载摄像机相对于路面的安装角度还由于随着使用校准目标进行校准之后所逝去的年限发生变化而变化。

发明内容

考虑到上述条件，创作了本发明，本发明的目的在于提供一种车载摄像机自动校准装置，用于基于摄像机获取的图像获取关于车辆行驶时摄像机相对于路面的安装角度的信息，并基于该信息对图像进行旋转校正。

为了解决上述问题，根据一个实施方式，所述车载摄像机自动校准装置包括摄像机、运动矢量计算单元、路面点选择单元、绕Z轴旋转量计算单元和坐标旋转校正单元。

所述摄像机设于车辆上，以获取车辆周围的图像。所述运动矢量计算单元被配置为确定摄像机所获取的多个图像间的运动矢量。所述路面点选择单元被配置为在多个图像中的预定图像内的路面上选择三个以上点。所述路面点选择单元被进一步配置为从所述路面上的所述三个以上点中选择多个两点组合。

所述绕Z轴旋转量计算单元被配置为在将光轴作为Z轴的摄像机坐标系中确定绕Z轴旋转量。该量是基于多个两点组合和分别与多个两点组合中的每个点对应的运动矢量来确定的，以使得路面与X轴平行。所述坐标旋转校正单元被配置为基于绕Z轴旋转量计算单元确定的绕Z轴旋转量，对摄像机获取的图像进行绕Z轴旋转校正。

通过所述车载摄像机自动校准装置，可基于摄像机获取的图像获取关于车辆行驶时摄像机相对于路面的安装角度的信息，并基于该信息对图像进行旋转校正。

附图说明

结合于本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示意性示出了本发明的实施方式，并与上述给出的总体描述和以下实施方式的详细描述一起用于解释本发明的原理。

图1为示出了根据本发明第一实施方式的车载摄像机自动校准装置的示例的整体框图；

图2为示出了根据第一实施方式的摄像机坐标系与摄像机投影面上的画面坐标系之间的关系的示意图；

图3A为示出了根据第一实施方式的用于将当前延伸焦点（focus of expansion）FOE₀转换为目标延伸焦点FOE₁的绕Y轴旋转量θy的示意图；

图3B为示出了根据第一实施方式的用于将当前延伸焦点FOE₀转换为目标延伸焦点FOE₁的绕X轴旋转量θx的示意图；

图4为示出了使路面与X轴互相平行的绕Z轴旋转量θz的示意图；

图5为示出了由图1所示的自动校准ECU基于摄像机获取的图像获取关于车辆行驶时摄像机相对于路面的安装角度的信息，并基于该信息对图像进行旋转校正的过程的流程图；

图6为示出了图5中的步骤S4中执行的θx、θy计算处理的工序的子工序流程图；

图7为示出了关于图5中的步骤S6中执行的θz计算处理的根据第一实施方式的工序的子工序流程图；

图8为示出了根据本发明第二实施方式的车载摄像机自动校准装置的示例的整体框图；

图9为示出了根据第二实施方式的摄像机坐标系与摄像机投影面上的画面坐标系之间的关系的示意图；

图10为示出了根据第一实施方式的摄像机坐标系与根据第二实施方式的摄像机坐标系之间的关系的示意图；以及

图11为示出了关于图5中的步骤S6中执行的θz计算处理的根据第二实施方式的工序的子工序流程图。

具体实施方式

下文，将参照附图给出关于根据本发明实施方式的车载摄像机自动校准装置的描述。