JP4521551B2 - 車載光学装置の方向調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の進行方向に向けて光学装置の向きを調整する、車載光学装置の方向調整方法に関する。

車載光学装置の方向調整方法に関する従来技術として、以下に説明するものがあった（例えば、特許文献１参照）。これは、まず、後方視認用の車載カメラを搭載した車両を検査場に入庫させ、後方を撮影した車載カメラの画像をディスプレイ上に表示させる。カメラ画像には、検査場の床面に固定された校正指標を含むように表示するとともに、この校正指標を含むことのできるウィンドウを表示させる。次に、ウィンドウの位置を調整して、ウィンドウ内に校正指標が略一致した状態で収まったときの各数値を、カメラパラメータとして固定して校正を行っている。このように、当該従来技術によるものは、ディスプレイのカメラ画像のウィンドウ位置を調整するのみで、車載カメラの方向の校正を行うことができ、車載光学装置の方向調整方法に関する従来技術として、有用な方法であった。
特開２００１−２４５３２６公報（第６図）

しかしながら、この従来技術による車載カメラの方向調整方法は、車輪（特に後輪）のトーによる、実際の車両の進行方向を考慮したものではなかった。従って、上述した従来技術に関するものにおいては、車両の部品の製造誤差等によって発生する、車両組立時の左右の後輪の向きによっては、調整後の車載カメラの向きと、車両の進行方向とが一致せず、その画像を見る車両運転者が、違和感を感ずることもあった。また、車載カメラによる画像を車両の走行制御等に使用した場合、その制御精度が低下する場合があった。
車両のサスペンションの方式によっては、後輪のトー調整を行うことにより、その不一致を解消することもできるが、トー調整が不可能な車両においては、上述したような車載カメラの向きと、車両の実際の進行方向軸との間の不一致に対して、成すすべがなかった。本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、車載光学装置の向きを、車両の進行方向と一致させることのできる車載光学装置の方向調整方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、その調整時に、車両の前後方向に延びる仮想軸を設定し、この仮想軸を基準に、前記車両の向きを固定する車両正対工程と、左右の後輪のトー値から、前記仮想軸に対して、前記車両の進行方向が成す角度を計測する進行角度計測工程と、前記仮想軸に対して、車載光学装置の向きが成す角度を計測する光学方向測定工程と、前記進行角度計測工程によって測定した、前記仮想軸に対する前記車両の進行方向が成す角度と、前記光学方向測定工程によって測定した、前記仮想軸に対する前記車載光学装置の向きが成す角度との和によって、前記車載光学装置の向きを調整する方向調整工程とを備えたことを特徴とする車載光学装置の方向調整方法とした。

請求項２の発明は、前記車載光学装置は車載カメラであって、前記光学方向測定工程は、前記車載カメラから所定距離離れて設置されたスクリーンを、前記車載カメラによって撮影し、撮影された前記スクリーン上における、前記車載カメラの画像中心と前記仮想軸との車両横方向のずれと、前記スクリーンの前記車載カメラからの距離に基づいて、前記仮想軸に対して、前記車載カメラの向きが成す角度を求めることを特徴とする請求項１記載の車載光学装置の方向調整方法とした。

請求項３の発明は、前記車載カメラは、検出した画像データを制御装置に向けて送信するものであって、前記方向調整工程は、前記画像データに関して、前記車載カメラの向きについての、前記制御装置の制御パラメータを修正することを特徴とする請求項２記載の車載光学装置の方向調整方法とした。

＜請求項１の発明＞
その調整時に、車両の前後方向に延びる仮想軸を設定し、この仮想軸を基準に、車両の向きを固定する車両正対工程と、左右の後輪のトー値から、仮想軸に対して、車両の進行方向が成す角度を計測する進行角度計測工程と、仮想軸に対して、車載光学装置の向きが成す角度を計測する光学方向測定工程と、進行角度計測工程によって測定した、仮想軸に対する車両の進行方向が成す角度と、光学方向測定工程によって測定した、仮想軸に対する車載光学装置の向きが成す角度との和によって、車載光学装置の向きを調整する方向調整工程とを備えたことにより、車載光学装置の方向と車両の実際の進行方向とを一致させることができ、車載光学装置を利用する運転者に、違和感を与えることがない。また、車載光学装置の検出したデータを、車両の走行制御等に使用した場合、その制御精度を向上させることができる。

＜請求項２の発明＞
車載光学装置は車載カメラであって、光学方向測定工程は、車載カメラから所定距離離れて設置されたスクリーンを、車載カメラによって撮影し、撮影されたスクリーン上における、車載カメラの画像中心と仮想軸との車両横方向のずれと、スクリーンの車載カメラからの距離に基づいて、仮想軸に対して、車載カメラの向きが成す角度を求めることにより、その測定を短時間で容易に行うことが可能である。

＜請求項３の発明＞
車載カメラは、検出した画像データを制御装置に向けて送信するものであって、方向調整工程は、画像データに関して、車載カメラの向きについての、制御装置の制御パラメータを修正することにより、特に、車載カメラの取付向きを調整することなく、その方向調整が行えるため、調整の作業性がよく、調整作業に要する時間も短縮することが可能である。

本発明の実施形態を図１乃至図４によって説明する。説明中において、図１の左方を前方とする。図１は、調整場に車載カメラ２の視向軸（車載カメラ２の向きと合致している）調整のために、調整用車両１が入庫したところを上方から見た図である。車両１のルームミラー（図示せず）には、車両１の走行アシスト制御のための、前方撮影用の車載カメラ２（本発明の車載光学装置に該当する）が固定されており、車載カメラ２の撮影によって検出された画像データが、図示しない車載コントローラ（本発明の制御装置に該当する）へと送信され、走行アシスト制御に利用される。

調整場の床面ＵＫには、視向軸調整のための基準軸とするために、車両１の前後方向に延びる仮想軸ＦＡが敷設されている。また、床面ＵＫには、前輪用タイヤ正対装置１１、後輪用タイヤ正対装置１２が、車両１の下方に位置するように設置されている。前輪用タイヤ正対装置１１、後輪用タイヤ正対装置１２は、それぞれ前後左右輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの中央に位置するように設置されたアクチュエータ１１ａ、１２ａと、これと連結された左右一対のタイヤ押圧部１１ｂ、１２ｂとを備えており、アクチュエータ１１ａ、１２ａを作動させることにより、タイヤ押圧部１１ｂ、１２ｂによって車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの接地位置（下端中央部）付近を、それぞれ車両１の内方（図１において矢印ＦＧで示す）に押圧する。

また、左右一対のアライメントテスター１３は、それぞれ車両１の左右後輪ＲＲ、ＲＬの側方に位置するように床面ＵＫに固定されている。図３に示すように、各々のアライメントテスター１３は、床面ＵＫに立設された略三角形状のブラケット１３ａを有しており、ブラケットの下端には、その前後端に、トー測定用の一対のレーザーセンサ１３ｂが、互いに距離ＬＳだけ離れた状態で取り付けられており、ブラケット１３ａの頂部には、キャンバー測定用のレーザーセンサ１３ｃが取り付けられている。

また、床面ＵＫからは、一対のタイヤランナウト用の駆動ローラー１４が突出しており、この上に各輪ＲＲ、ＲＬを載置した後、駆動ローラー１４によって後輪ＲＲ、ＲＬを回転させながら、タイヤの前後部のレーザーセンサ１３ｂからの距離（図１においてＤ１、Ｄ２にて示す）を測定する。尚、トー測定用のレーザーセンサ１３ｂおよびキャンバー測定用のレーザーセンサ１３ｃは、赤外線センサ等の非接触式の距離センサでもよいし、その他の接触式の距離センサでもよい。

また、車両１の前方には、認識スクリーン１５が、車載カメラ２からＬＣだけ離れるとともに、仮想軸ＦＡと垂直となるように立設されている。認識スクリーン１５には、図４に示したように、車両１側から見て、３つのターゲットパターンＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３が、水平方向に並ぶように形成されている。中央のターゲットパターンＴＰ１は、その中心が仮想軸ＦＡの延長上にあり、左右のターゲットパターンＴＰ２、ＴＰ３は中央のものから等間隔の位置に形成されている。更に、検査場には、認識スクリーン１５の上方に、ＣＣＤカメラ１６が固定され、車両１の前方部を撮影しており、その画像により、車載カメラ２の仮想軸ＦＡに対する車両横方向の距離Ｗを測定している。

次に、本実施形態による、車載カメラの視向軸調整の方法について説明する。車両１が調整場に入庫すると、最初に、前輪用タイヤ正対装置１１、後輪用タイヤ正対装置１２によって、前後左右輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬをそれぞれ車両１の内方へと押圧し、車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの位置に基づいて、車両１の前後方向を、床面ＵＫの仮想軸ＦＡと合致させるように、車両１の位置を調整し正対させる（本発明の車両正対工程に該当し、図２に２１にて示す）。車両１を正対させる場合、上述したように、前輪用タイヤ正対装置１１、後輪用タイヤ正対装置１２を使用せずに、前もって、床面ＵＫに形成されたタイヤ溝に、車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬを嵌め込むことによって行ってもよい。

次に、トー測定用のレーザーセンサ１３ｂによって測定した、後輪ＲＲ、ＲＬからの距離Ｄ１、Ｄ２から、後輪ＲＲ、ＲＬの各トー値αＲ、αＬ（水平面内における、後輪ＲＲ、ＲＬの仮想軸ＦＡに対する角度）を求める（図２に２２にて示す）。トー値αＲ、αＬは、左後輪ＲＬを例に説明すれば、レーザーセンサ１３ｂによって測定した後輪ＲＬとの距離Ｄ１、Ｄ２の差と、レーザーセンサ１３ｂ間の距離ＬＳとから、式：ｔａｎαＬ＝（Ｄ１−Ｄ２）／ＬＳによって求めることができる。このようにして求めた後輪ＲＲ、ＲＬのトー値αＲ，αＬから、α＝（αＲ＋αＬ）／２の式により、車両進行軸角α（車両１の進行方向を示す車両進行軸ＧＡと仮想軸ＦＡとの成す角度）を求める（本発明の進行角度計測工程に該当し、図２に２３にて示す）。

上述した、トー値αＲ、αＬ測定２２および車両進行軸角α算出２３と同時に、カメラ視向軸角β（車載カメラ２の視向軸ＣＡと仮想軸ＦＡとの成す角度）測定２４を行う（本発明の光学方向測定工程に該当する）。これは、認識スクリーン１５を車載カメラ２によって撮影し、図４に示すように、撮影された認識スクリーン１５上の、車載カメラ２の画像中心ＣＳと、仮想軸ＦＡとの車両横方向のずれｄＳ、ＣＣＤカメラ１６による画像から求めた車載カメラ２の仮想軸ＦＡに対する車両横方向の距離Ｗ、および車載カメラ２と認識スクリーン１５との間の距離ＬＣから、式：ｔａｎβ＝（ｄＳ＋Ｗ）／ＬＣによって求めることができる。

次に、これらから、式：γ＝α＋βによって、カメラ調整角γを算出し（図２に２５にて示す）、車載カメラ２の送信する画像データに関して、車載カメラ２の方向について、車載コントローラの制御パラメータを変更し、その認識している視向軸ＣＡの向きをγだけ修正して、視向軸調整を完了する（本発明の方向調整工程に該当し、図２に２６にて示す）。

本実施形態によれば、仮想軸ＦＡを基準に車両を正対し、左右の後輪ＲＲ、ＲＬのトー値αＲ、αＬから、仮想軸ＦＡに対して、車両進行軸ＧＡが成す角度αを計測するとともに、仮想軸ＦＡに対して、車載カメラ２の視向軸ＣＡが成す角度βを計測し、仮想軸ＦＡに対する車両進行軸ＧＡが成す角度αと、仮想軸ＦＡに対する車載カメラ２の視向軸ＣＡが成す角度βとの和によって、車載カメラ２の向きを調整することにより、車載カメラ２の向きと車両１の実際の進行方向とを一致させることができ、トー調整のできない車両においても、車載カメラ２を利用する運転者に違和感を与えることがない。また、車載カメラ２の検出した画像データを、車両の走行アシスト制御等に使用した場合、その制御精度を向上させることができる。

また、車載カメラ２の視向軸角βは、車載カメラ２から距離ＬＣだけ離れて設置された認識スクリーン１５を車載カメラ２によって撮影し、撮影された認識スクリーン１５上における、車載カメラ２の画像中心ＣＳと仮想軸ＦＡとの車両横方向のずれｄＳと、ＣＣＤカメラ１６による画像から求めた車載カメラ２の仮想軸ＦＡに対する車両横方向の距離Ｗと、認識スクリーン１５の車載カメラ２からの距離ＬＣに基づいて求められることにより、短時間で容易に測定することができる。また、車載カメラ２は、検出した画像データを車載コントローラに向けて送信するものであって、車載コントローラにおいて、画像データに関する車載カメラ２の向きについて、制御パラメータを変更し、その視向軸ＣＡの向きについての認識を修正することにより、特に、車載カメラ２の取付向きを調整することなく、その方向調整が行えるため、調整の作業性がよく、調整作業に要する時間も短縮することが可能である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本発明によって調整することが可能なものは、車載カメラの視向軸以外に、車載レーダー装置の向き、車両前照灯の光軸方向等がある。
（２）車両を正対した後、車両のサスペンションを調整して、仮想軸に対する車両進行軸が成す角度を略零とした後に、カメラ視向軸角βのみに基づいて、車載カメラの視向軸を調整してもよい。
（３）車載カメラの取り付け向きを、実際にカメラ調整角γだけ修正することにより、視向軸の向きを調整してもよい。
（４）本発明は、車両後方を撮影する車載カメラの向きの調整にも適用可能である。

本実施形態において、車載カメラの視向軸調整を説明するための上方から見た図である。 車載カメラの視向軸調整の工程を示すブロック図である。 アライメントテスターの正面図である。 車載カメラによって撮影された画像を示す図である。

符号の説明

１…車両
２…車載カメラ
２１…車両正対
２３…車両進行軸角α算出
２４…カメラ視向軸角β測定
２５…カメラ調整角γ算出
２６…カメラ視向軸調整
ＲＲ、ＲＬ…後輪
ＦＡ…仮想軸
ＧＡ…車両進行軸
ＣＡ…車載カメラの視向軸
αＲ、αＬ…トー値
α…車両進行軸角
β…カメラ視向軸角

Claims (3)

1. その調整時に、車両の前後方向に延びる仮想軸を設定し、この仮想軸を基準に、前記車両の向きを固定する車両正対工程と、
   左右の後輪のトー値から、前記仮想軸に対して、前記車両の進行方向が成す角度を計測する進行角度計測工程と、
   前記仮想軸に対して、車載光学装置の向きが成す角度を計測する光学方向測定工程と、
   前記進行角度計測工程によって測定した、前記仮想軸に対する前記車両の進行方向が成す角度と、前記光学方向測定工程によって測定した、前記仮想軸に対する前記車載光学装置の向きが成す角度との和によって、前記車載光学装置の向きを調整する方向調整工程とを備えたことを特徴とする車載光学装置の方向調整方法。
2. 前記車載光学装置は車載カメラであって、前記光学方向測定工程は、前記車載カメラから所定距離離れて設置されたスクリーンを、前記車載カメラによって撮影し、撮影された前記スクリーン上における、前記車載カメラの画像中心と前記仮想軸との車両横方向のずれと、前記スクリーンの前記車載カメラからの距離に基づいて、前記仮想軸に対して、前記車載カメラの向きが成す角度を求めることを特徴とする請求項１記載の車載光学装置の方向調整方法。
3. 前記車載カメラは、検出した画像データを制御装置に向けて送信するものであって、前記方向調整工程は、前記画像データに関して、前記車載カメラの向きについての、前記制御装置の制御パラメータを修正することを特徴とする請求項２記載の車載光学装置の方向調整方法。

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