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JP4918676B2 - Calibration apparatus and calibration method - Google Patents

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JP4918676B2 JP2006039563A JP2006039563A JP4918676B2 JP 4918676 B2 JP4918676 B2 JP 4918676B2 JP 2006039563 A JP2006039563 A JP 2006039563A JP 2006039563 A JP2006039563 A JP 2006039563A JP 4918676 B2 JP4918676 B2 JP 4918676B2
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圭一 内村
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Description

本発明は、レーダによって検知された座標と、ステレオカメラによって検知された座標とを利用して物標を検知する物標検知装置を校正するための校正装置およびその校正方法に関する。 The present invention relates to a calibration device and a calibration method for calibrating a target detection device that detects a target using coordinates detected by a radar and coordinates detected by a stereo camera.

近年、自動車やバイクなどの前方走行車や、歩行者、障害物などの物標との衝突を防止する衝突防止装置や、物標との車間距離を一定の範囲内に保つための車間距離制御装置など、自動車やバイクなどの運転の安全性や快適性を高めるための様々な運転支援装置が開発されている。これら運転支援装置では、物標を検知することが極めて重要であり、運転支援装置にはそのような物標を検知するための物標検知装置が搭載されている。物標検知装置は、例えば、レーザ光またはミリ波電磁波などで物標を検知するレーダや、撮影した画像の解析から物標を検知するカメラ、レーダおよびカメラを含んで構成されたセンサフュージョンなどにより構成されている。   In recent years, anti-collision devices that prevent collisions with targets such as cars and motorcycles, pedestrians, and obstacles, and inter-vehicle distance control to keep the distance between targets within a certain range. Various driving support devices have been developed to improve the safety and comfort of driving such as automobiles and motorcycles. In these driving support devices, it is extremely important to detect a target, and the driving support device is equipped with a target detection device for detecting such a target. The target detection device includes, for example, a radar that detects a target with laser light or millimeter wave electromagnetic waves, a camera that detects a target from analysis of a captured image, a sensor fusion that includes the radar and the camera, and the like. It is configured.

ここで、レーダは、一般に、物標との距離や、相対速度を高精度に測定することができるだけでなく、濃霧などの悪天候によって前方の視界が悪い状況であっても、物標の検知が可能であるという利点を有するが、横方向の分解能が低いので物標の境界の検知が容易でなく、また、検知範囲の上下方向の角度が小さいので視野が狭いなどの欠点を有する。カメラは、一般に、平面分解能が高いので物標の境界の検知が容易であり、視野角も広いという利点を有するが、物標との距離や、相対速度の精度があまり高くなく、天候や照明条件の影響を受けやすいので悪天候や、夜間の場合に物標の検知能力が低下しやすいという欠点を有する。他方、センサフュージョンは、レーダおよびカメラの双方の欠点を双方の利点で補うことが可能であり、最近の開発の主流となっている。例えば、特許文献1,2記載の物標検知装置は、1台のレーダと、1台のカメラとを含んで構成されたセンサフュージョンを備えており、レーダによって検知された物標の座標と、カメラによって検知された物標の座標とを利用して物標を検知するようになっている。   Here, in general, the radar can not only measure the distance to the target and the relative speed with high accuracy, but also can detect the target even in bad weather such as dense fog. Although it has the advantage that it is possible, detection of the boundary of the target is not easy because the resolution in the lateral direction is low, and the field of view is narrow because the angle in the vertical direction of the detection range is small. Cameras generally have the advantage of easy detection of the boundary of a target due to its high planar resolution and a wide viewing angle. However, the accuracy of the distance to the target and the relative speed is not so high, and the weather and lighting Since it is easily affected by conditions, it has a drawback that the ability to detect a target is likely to deteriorate in bad weather or at night. On the other hand, sensor fusion can compensate for the shortcomings of both radar and camera with the advantages of both, and has become the mainstream of recent developments. For example, the target detection apparatus described in Patent Literatures 1 and 2 includes a sensor fusion including one radar and one camera, and the coordinates of the target detected by the radar, The target is detected using the coordinates of the target detected by the camera.

特開2003−315441号公報JP 2003-315441 A 特開2003−315442号公報JP 2003-315442 A

しかし、このような装置では、カメラから得られた座標には、物標との距離についての正確な情報が含まれていないので、レーダから得られた座標と、カメラから得られた座標とを用いて、物標同士を整合(マッチング)させることが容易ではないという問題がある。   However, in such a device, since the coordinates obtained from the camera do not include accurate information about the distance to the target, the coordinates obtained from the radar and the coordinates obtained from the camera are There is a problem that it is not easy to use and match (match) the targets.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーダから得られた物標の座標と、カメラから得られた物標の座標とを用いて、物標同士を容易に整合(マッチング)させることの可能な物標検知装置を校正するための校正装置およびその校正方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object thereof is to facilitate the use of target coordinates obtained from a radar and the coordinates of a target obtained from a camera. and to provide a calibration device and a calibration method thereof for calibrating the standard detection equipment possible ones that match (matching).

本発明の校正装置は、車両前方のレーダ情報を取得するためのレーダと、車両前方のステレオ画像を取得するための右カメラおよび左カメラを有するステレオカメラと、レーダで取得したレーダ情報、ならびに右カメラで取得した2次元画像および左カメラで取得した2次元画像からなるステレオ画像を処理するための制御部とを備えたものである。ここで、制御部は、以下の(A)〜()の各手段を有している。
(A)レーダによって得られたレーダ情報から各物標のレーダ座標系の3次元座標を取得し、前記レーダ情報から取得した各物標のレーダ座標系の3次元座標が一の平面上に分布していない場合には、前記レーダの俯角およびずれ角を用いて、その3次元座標を補正するレーダ側3次元座標取得手段
(B)右カメラによって得られた2次元画像の中から各物標の右カメラ座標系の2次元座標を、左カメラによって得られた2次元画像の中から各物標の左カメラ座標系の2次元座標をそれぞれ抽出するカメラ側2次元座標取得手段
(C)各物標の右カメラ座標系の2次元座標および各物標の左カメラ座標系の2次元座標から視差情報を取得する視差情報取得手段
(D)視差情報を用いて、各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するカメラ側3次元座標取得手段
(E)レーダ情報に基づいて得られた各物標のレーダ座標系の3次元座標と、ステレオ画像に基づいて得られた各物標の右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標とを用いて、レーダ座標系の3次元座標を右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するための変換係数を求める変換係数取得手段
(F)レーダ側3次元座標取得手段は、レーダ情報から取得した各物標のレーダ座標系の3次元座標を最小二乗法を用いて直線近似を行い、それにより得られた各物標の3次元座標を含む第1直線と前記一の平面に垂直に交わる平面において垂直に交わる第2直線を求め、第2直線と自動車の車軸とが交わる角度をレーダのずれ角として求めること
The calibration apparatus of the present invention includes a radar for acquiring radar information in front of a vehicle, a stereo camera having a right camera and a left camera for acquiring a stereo image in front of the vehicle, radar information acquired by the radar, and right And a control unit for processing a stereo image including a two-dimensional image acquired by the camera and a two-dimensional image acquired by the left camera. Here, the control unit has the following means (A) to ( F ).
(A) The three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target are acquired from the radar information obtained by the radar, and the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target acquired from the radar information are distributed on one plane. If not, the radar side three-dimensional coordinate acquisition means (B) corrects the three-dimensional coordinates using the depression angle and the deviation angle of the radar, and selects each target from the two-dimensional image obtained by the right camera. Camera-side two-dimensional coordinate acquisition means (C) for extracting the two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system of the target from the two-dimensional image obtained by the left camera. Using the parallax information acquisition means (D) parallax information for acquiring parallax information from the two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system of the target and the two-dimensional coordinates of the left camera coordinate system of each target, the right camera coordinates of each target 2D coordinates of the system and left camera seat Radar of each target obtained based on camera side 3D coordinate acquisition means (E) radar information for converting 2D coordinates of the system into 3D coordinates of the right camera coordinate system and 3D coordinates of the left camera coordinate system Using the three-dimensional coordinates of the coordinate system and the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the left camera coordinate system of each target obtained based on the stereo image, the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system are obtained. Conversion coefficient acquisition means for obtaining a conversion coefficient for conversion into three-dimensional coordinates in the right camera coordinate system and three-dimensional coordinates in the left camera coordinate system
(F) The radar-side three-dimensional coordinate acquisition means performs linear approximation on the three-dimensional coordinate of the radar coordinate system of each target acquired from the radar information by using the least square method, and obtains 3 of each target obtained thereby. A first straight line including dimensional coordinates and a second straight line that intersects perpendicularly in a plane perpendicular to the one plane are obtained, and an angle at which the second straight line intersects the vehicle axle is obtained as a radar deviation angle.

本発明の校正方法は、以下の(A)〜()の各工程を含んでいる。
(A)車両前方のレーダ情報を取得するためのレーダと、車両前方のステレオ画像を取得するための右カメラおよび左カメラを有するステレオカメラと、レーダで取得したレーダ情報、ならびに右カメラで取得した2次元画像および左カメラで取得した2次元画像からなるステレオ画像を処理するための制御部とを用意する工程
(B)レーダによって得られたレーダ情報から各物標のレーダ座標系の3次元座標を取得する工程
(C)右カメラによって得られた2次元画像の中から各物標の右カメラ座標系の2次元座標を、左カメラによって得られた2次元画像の中から各物標の左カメラ座標系の2次元座標をそれぞれ抽出する工程
(D)各物標の右カメラ座標系の2次元座標および各物標の左カメラ座標系の2次元座標から視差情報を取得する工程
(E)視差情報を用いて、各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換する工程
(F)前記レーダ情報に基づいて各物標のレーダ座標系の3次元座標を取得し、前記レーダ情報から取得した各物標のレーダ座標系の3次元座標が一の平面上に分布していない場合には、前記レーダの俯角およびずれ角を用いて、その3次元座標を補正する工程
(G)上記の補正に際して、レーダ情報から取得した各物標のレーダ座標系の3次元座標を最小二乗法を用いて直線近似を行い、それにより得られた各物標の3次元座標を含む第1直線と前記一の平面に垂直に交わる平面において垂直に交わる第2直線を求め、前記第2直線と自動車の車軸とが交わる角度を前記レーダのずれ角として求める工程
(H)レーダ情報に基づいて得られた各物標のレーダ座標系の3次元座標と、ステレオ画像に基づいて得られた各物標の右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標とを用いて、レーダ座標系の3次元座標を右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するための変換係数を求める工程
The calibration method of the present invention includes the following steps (A) to ( H ).
(A) A radar for acquiring radar information in front of the vehicle, a stereo camera having a right camera and a left camera for acquiring a stereo image in front of the vehicle, radar information acquired by the radar, and acquired by the right camera A step of preparing a control unit for processing a stereo image including a two-dimensional image and a two-dimensional image acquired by a left camera; (B) three-dimensional coordinates of a radar coordinate system of each target from radar information obtained by radar (C) The two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system of each target from the two-dimensional image obtained by the right camera, and the left of each target from the two-dimensional image obtained by the left camera Step of extracting the two-dimensional coordinates of the camera coordinate system (D) The parallax information is acquired from the two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system of each target and the two-dimensional coordinates of the left camera coordinate system of each target. Step (E) Using the parallax information, the two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the two-dimensional coordinates of the left camera coordinate system of each target are converted into the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the left camera coordinate system. (F) The three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target are acquired based on the radar information, and the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target acquired from the radar information are on one plane. If the distribution angle is not distributed, the step of correcting the three-dimensional coordinates using the depression angle and deviation angle of the radar
(G) In the above correction, the three-dimensional coordinates of each target obtained from the radar information are linearly approximated using the least square method, and the three-dimensional coordinates of each target obtained by the approximation are included. A step of obtaining a second straight line that intersects perpendicularly in a plane perpendicular to the first plane and the one plane, and obtaining an angle at which the second straight line and the axle of the automobile intersect as a deviation angle of the radar.
(H) The three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target obtained based on the radar information and the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the left camera coordinate system of each target obtained based on the stereo image. A step of obtaining a conversion coefficient for converting the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system into the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system using the three-dimensional coordinates.

本願発明の校正装置および校正方法では、ステレオカメラから得られるステレオ画像から物標との距離に関係する視差情報を得るようにしたので、ステレオカメラから得られた右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換することができる。これにより、レーダから得られた各物標の座標と、視差情報に基づいて変換された右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標とを用いて、レーダ座標系の3次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するための変換係数を求めることができる。   In the calibration device and the calibration method of the present invention, since the parallax information related to the distance from the target is obtained from the stereo image obtained from the stereo camera, the two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system obtained from the stereo camera and Two-dimensional coordinates in the left camera coordinate system can be converted into three-dimensional coordinates in the right camera coordinate system and three-dimensional coordinates in the left camera coordinate system. Thus, the coordinates of each target obtained from the radar and the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system converted based on the parallax information are used. Conversion coefficients for converting the dimensional coordinates into the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system can be obtained.

参考例に係る物標検知装置は、上記の校正装置と同様、レーダ、ステレオカメラおよび制御部とを備え、さらに、レーダ座標系の3次元座標を右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するための変換係数が格納されている記憶部を備えたものである。ここで、制御部は、以下の(A)〜(D)の各手段を有している。
(A)レーダによって得られたレーダ情報から各物標のレーダ座標系の3次元座標を取得するレーダ側3次元座標取得手段
(B)変換係数を用いて、各物標のレーダ座標系の3次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換すると共に、その変換された各物標の右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標を、右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標に変換するレーダ側2次元座標取得手段
(C)右カメラによって得られた2次元画像の中から各物標の右カメラ座標系の2次元座標を、左カメラによって得られた2次元画像の中から各物標の左カメラ座標系の2次元座標をそれぞれ抽出するカメラ側2次元座標取得手段
(D)レーダ情報に基づいて得られた各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標と、ステレオ画像に基づいて得られた各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標とを対比して、車両前方の物標を特定する物標特定手段
The target detection apparatus according to the reference example includes a radar, a stereo camera, and a control unit, as in the above calibration apparatus, and further converts the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system into the three-dimensional coordinates and the left camera coordinates of the right camera coordinate system. A storage unit is provided in which conversion coefficients for conversion into the three-dimensional coordinates of the system are stored. Here, the control unit has the following means (A) to (D).
(A) Radar side three-dimensional coordinate acquisition means for acquiring the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target from radar information obtained by the radar. (B) 3 of the radar coordinate system of each target using a conversion coefficient. The three-dimensional coordinates are converted into three-dimensional coordinates in the right camera coordinate system and three-dimensional coordinates in the left camera coordinate system, and the three-dimensional coordinates in the right camera coordinate system and the left camera coordinate system of each converted target are converted. Radar side two-dimensional coordinate acquisition means for converting coordinates into two-dimensional coordinates in the right camera coordinate system and two-dimensional coordinates in the left camera coordinate system. (C) Right of each target from two-dimensional images obtained by the right camera. The camera-side two-dimensional coordinate acquisition means (D) radar information for extracting the two-dimensional coordinates of the left camera coordinate system of each target from the two-dimensional image obtained by the left camera. Each obtained based on 2D coordinates of the right camera coordinate system and 2D coordinates of the left camera coordinate system, and 2D coordinates of the right camera coordinate system and 2D coordinates of the left camera coordinate system of each target obtained based on the stereo image Target identification means to identify the target ahead of the vehicle

参考例に係る物標検知装置では、変換係数を用いるようにしたので、レーダによって得られたレーダ情報から、奥行き情報を実質的に含ん各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標を求めることができる。 The target detecting device according to the reference example, since to use a transform coefficient, from the radar information obtained by the radar, the two-dimensional coordinates and the left-right camera coordinate system of each target object including the depth information substantially The two-dimensional coordinates of the camera coordinate system can be obtained.

本発明の校正装置および校正方法によれば、ステレオカメラから得られるステレオ画像から物標との距離に関係する視差情報を得るようにしたので、レーダ座標系の3次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するための変換係数を求めることができる。これにより、走行中に障害物の位置を特定する際に、上記のようにして求められた変換係数を用いて、レーダから得られた物標の座標と、ステレオカメラから得られた物標の座標とを対比することができるので、存在可能性の高い物標を特定することができる。従って、レーダから得られた物標の座標と、ステレオカメラから得られた物標の座標とを用いて、物標同士を容易にマッチングさせることができる。   According to the calibration apparatus and the calibration method of the present invention, since the parallax information related to the distance from the target is obtained from the stereo image obtained from the stereo camera, the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system are converted into the right camera coordinate system. Conversion coefficients for conversion to the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system and the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system can be obtained. As a result, when the position of an obstacle is identified during traveling, the coordinates of the target obtained from the radar and the target obtained from the stereo camera are used using the conversion coefficient obtained as described above. Since the coordinates can be contrasted, it is possible to specify a target having a high possibility of existence. Therefore, the targets can be easily matched using the coordinates of the target obtained from the radar and the coordinates of the target obtained from the stereo camera.

参考例に係る物標検知装置によれば、変換係数を用いるようにしたので、レーダによって得られたレーダ情報から、奥行き情報を実質的に含ん各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標を求めることができる。これにより、レーダ情報に基づいて得られた、奥行き情報を実質的に含ん各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標と、ステレオ画像に基づいて得られた各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標とを対比することができるので、存在可能性の高い物標を特定することができる。従って、レーダから得られた物標の座標と、ステレオカメラから得られた物標の座標とを用いて、物標同士を容易にマッチングさせることができる。 According to the target detection apparatus according to the reference example, since to use a transform coefficient, from the radar information obtained by the radar, the two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system of each target object including the depth information substantially And the two-dimensional coordinates of the left camera coordinate system can be obtained. Thus, obtained based on radar information, the two-dimensional coordinates of the two-dimensional coordinates and the left camera coordinate system of the right camera coordinate system of each target object that substantially contains depth information obtained on the basis of the stereo image and as it can be contrasted with the two-dimensional coordinates of the two-dimensional coordinates and the left camera coordinate system of the right camera coordinate system of each target object can be identified with high target object presence possibilities. Therefore, the targets can be easily matched using the coordinates of the target obtained from the radar and the coordinates of the target obtained from the stereo camera.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係るセンサフュージョン(物標検知装置)の概略構成を表したものである。このセンサフュージョンは、自動車やバイクなどの前方走行車や、歩行者、障害物などの物標を検知するシステムであり、例えば、自動車Cに搭載されるものである。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a sensor fusion (target detection device) according to an embodiment of the present invention. This sensor fusion is a system that detects a forward traveling vehicle such as an automobile or a motorcycle, a target such as a pedestrian or an obstacle, and is mounted on the automobile C, for example.

このセンサフュージョンは、レーダ1、ステレオカメラ2、制御部3、記憶部4、表示部5を含んで構成されたものである。レーダ1は、例えば、レーザ光を放射するレーザレーダ、またはミリ波電磁波を放射するミリ波レーダからなり、自動車Cのバンパの中央部分などに取り付けられている。このレーダ1は、自動車Cの前方にレーザ光やミリ波電磁波を放射すると共に、自動車Cの前方に放射したレーザ光の反射光やミリ波電磁波の反射波を検知し、さらに、検知した反射光や反射波から自動車Cの前方に存在する物標の方位θ、距離dおよび相対速度vなどを計測するようになっている。ステレオカメラ2は、右カメラ21および左カメラ22を備えている。右カメラ21および左カメラ22は、例えば、電荷結合素子(CCD)からなり、自動車Cのフロントガラスの内壁であって、互いに所定の間隔を隔てると共に、路面から同じ高さのところに取り付けられている。このステレオカメラ2は、自動車Cの前方を互いに異なる視点から撮影して、右カメラ21で撮影された2次元画像と左カメラ22で撮影された2次元画像とからなるステレオ画像を取得するようになっている。   This sensor fusion includes a radar 1, a stereo camera 2, a control unit 3, a storage unit 4, and a display unit 5. The radar 1 includes, for example, a laser radar that emits laser light or a millimeter wave radar that emits millimeter wave electromagnetic waves, and is attached to a central portion of a bumper of the automobile C. The radar 1 emits laser light and millimeter wave electromagnetic waves in front of the automobile C, detects reflected light of laser light and reflected waves of millimeter wave electromagnetic waves emitted in front of the automobile C, and further detects the reflected light detected. Further, the azimuth θ, the distance d, the relative speed v, and the like of the target existing in front of the automobile C are measured from the reflected wave. The stereo camera 2 includes a right camera 21 and a left camera 22. The right camera 21 and the left camera 22 are made of, for example, a charge coupled device (CCD), are inner walls of the windshield of the automobile C, are spaced apart from each other by a predetermined distance, and are mounted at the same height from the road surface. Yes. The stereo camera 2 captures the front of the car C from different viewpoints and acquires a stereo image composed of a two-dimensional image captured by the right camera 21 and a two-dimensional image captured by the left camera 22. It has become.

制御部3は、例えば、DSP(Digital Signal Processor)などにより構成され、レーダ1およびステレオカメラ2によって得られた情報を処理して自動車Cの前方の障害物の位置や種類などを所定の演算により特定するようになっている。記憶部4は、例えば、RAM(Random Access Memory)およびHD(hard disk)からなり、記憶部4には、センサフュージョンを校正するためのプログラムや、障害物を検知するためのプログラム、制御部3で得られた演算結果などが格納されている。表示部5は、例えば、液晶表示装置であり、制御部3で得られた演算結果に基づく情報を表示するようになっている。   The control unit 3 is configured by, for example, a DSP (Digital Signal Processor) or the like, and processes information obtained by the radar 1 and the stereo camera 2 to determine the position and type of an obstacle ahead of the vehicle C by a predetermined calculation. It has come to identify. The storage unit 4 includes, for example, a RAM (Random Access Memory) and an HD (hard disk). The storage unit 4 includes a program for calibrating sensor fusion, a program for detecting an obstacle, and the control unit 3. Stores the calculation results obtained in. The display unit 5 is, for example, a liquid crystal display device, and displays information based on the calculation result obtained by the control unit 3.

次に、センサフュージョンをキャリブレーションする手順について説明する。ただし、これに先立って、このキャリブレーションに用いる反射板6について説明する。   Next, a procedure for calibrating sensor fusion will be described. However, prior to this, the reflector 6 used for the calibration will be described.

(反射板6)
図2および図3は反射板6の一例を示したものであり、図2はレーダ1がレーザレーダのときの反射板を、図3はレーダ1がミリ波レーダのときの反射板をそれぞれ例示したものである。図4は、センサフュージョンをキャリブレーションする際の、反射板6の配置例を表すものである。
(Reflector 6)
2 and 3 show an example of the reflecting plate 6. FIG. 2 illustrates a reflecting plate when the radar 1 is a laser radar, and FIG. 3 illustrates a reflecting plate when the radar 1 is a millimeter wave radar. It is a thing. FIG. 4 shows an arrangement example of the reflector 6 when calibrating the sensor fusion.

図2の反射板6は、反射ブロック6Aと、吸収ブロック6Bとを交互に配置してなる格子状のパターンを有している。反射ブロック6Aはレーザ光を強く反射する材質により構成されており、吸収ブロック6Bはレーザ光を強く吸収する材質により構成されている。他方、図3の反射板6は、平板6Cと、リフレクタ6Dとを有している。平板6Cは、ミリ波電磁波を透過する材料(布や発砲スチロールなど)からなり、リフレクタ6Dを裏面で固定するようになっている。リフレクタ6Dは、例えば、三角錐形状の金属板からなり、リフレクタ6Dの裏面に格子状に配列されている。このリフレクタ6Dは、開口部側から入射したミリ波電磁波を反射するようになっている。   The reflection plate 6 in FIG. 2 has a lattice pattern in which reflection blocks 6A and absorption blocks 6B are alternately arranged. The reflection block 6A is made of a material that strongly reflects laser light, and the absorption block 6B is made of a material that strongly absorbs laser light. On the other hand, the reflecting plate 6 in FIG. 3 includes a flat plate 6C and a reflector 6D. The flat plate 6C is made of a material that transmits millimeter-wave electromagnetic waves (cloth, foamed polystyrene, etc.), and the reflector 6D is fixed on the back surface. The reflector 6D is made of, for example, a triangular pyramid-shaped metal plate, and is arranged in a lattice pattern on the back surface of the reflector 6D. The reflector 6D reflects millimeter wave electromagnetic waves incident from the opening side.

ここで、反射ブロック6Aや平板6Cのうちリフレクタ6Dの配置されている部分は、レーザ光またはミリ波電磁波を強く反射するので、反射ブロック6A等の横幅D1と同じサイズの横幅を有する物標がそこに存在する、とレーダ1に認識され得るものである。他方、吸収ブロック6Bや平板6Cのうちリフレクタ6Dの配置されていない部分は、レーザ光やミリ波電磁波をほとんど反射しないので、吸収ブロック6B等の横幅D2と同じサイズの横幅の空間がそこに存在する、とレーダ1に認識され得るものである。   Here, the portion of the reflection block 6A or the flat plate 6C where the reflector 6D is disposed strongly reflects the laser beam or the millimeter wave electromagnetic wave, so that a target having the same width as the width D1 of the reflection block 6A or the like is obtained. The radar 1 can recognize that it exists there. On the other hand, the portion of the absorption block 6B or the flat plate 6C where the reflector 6D is not disposed hardly reflects laser light or millimeter wave electromagnetic waves, and therefore there exists a space having the same width as the width D2 of the absorption block 6B or the like. The radar 1 can recognize it.

各反射ブロック6Aおよび各吸収ブロック6Bのサイズは、レーダ1の分解能や、レーダ1と反射板6との距離に応じて設定される。反射ブロック6A等の横幅D1は、レーダ1が分解能と同程度の大きさの物標を認識することは困難であることから、少なくともレーダ1の分解能の2倍程度であることが必要である。吸収ブロック6B等の横幅D2は、レーダ1は複数の物標が互いに近接配置されるとこれらを別個の物標として明確に区別することが困難となることから、少なくともレーダ1の分解能の3倍程度であることが必要である。反射ブロック6A等および吸収ブロック6B等の縦方向のサイズHは、レーダ1のスキャン平面に垂直な方向の誤差の範囲内に複数の物標が存在するとこれらを別個の物標として明確に区別することが困難となることから、少なくともレーダ1のスキャン平面に垂直な方向の誤差程度であることが必要である。   The size of each reflection block 6A and each absorption block 6B is set according to the resolution of the radar 1 and the distance between the radar 1 and the reflection plate 6. The horizontal width D1 of the reflection block 6A and the like needs to be at least about twice the resolution of the radar 1 because it is difficult for the radar 1 to recognize a target having the same size as the resolution. The horizontal width D2 of the absorption block 6B or the like is at least three times the resolution of the radar 1 because it becomes difficult for the radar 1 to clearly distinguish a plurality of targets as separate targets when they are arranged close to each other. It is necessary to be a degree. The vertical size H of the reflection block 6A and the like and the absorption block 6B and the like clearly distinguishes them as separate targets when there are a plurality of targets within an error range in a direction perpendicular to the scan plane of the radar 1. Therefore, it is necessary that the error is at least about a direction perpendicular to the scan plane of the radar 1.

なお、反射板6の横方向のサイズは、レーダ1によってスキャンされる範囲と同程度の大きさとなっており、反射板6の縦方向のサイズは、反射ブロック6Aを縦方向に複数配置できる大きさ以上の大きさとなっていれば特に制限されるものではない。また、キャリブレーションの便宜上、最下行の反射ブロック6A等は、自動車Cに搭載されたレーダ1と同じ高さのところに配置されているものとする。   The horizontal size of the reflecting plate 6 is about the same as the range scanned by the radar 1, and the vertical size of the reflecting plate 6 is large enough to arrange a plurality of reflecting blocks 6A in the vertical direction. If it becomes the size beyond this, it will not be restrict | limited in particular. Further, for the sake of calibration, it is assumed that the lowermost reflection block 6A and the like are arranged at the same height as the radar 1 mounted on the automobile C.

(レーダ1自身のキャリブレーション、図4〜図8)
まず、作業者Pは反射板6を設置する(ステップS1)。具体的には、図4に示したように、反射板6を自動車Cの車軸X1と垂直に交わるようにして、自動車Cの前方(自動車Cに設置されたレーダ1およびステレオカメラ2の前方)の所定の距離に配置する。続いて、レーダ1がレーザレーダの場合には、反射板6の格子状のパターンのうち地面に最も近い最下行のパターンだけを残して、その他の部分を、レーザ光を強く吸収するカバー(図示せず)で覆い、レーダ1がミリ波レーダの場合には、平板6Cに取り付けられたリフレクタ6Dのうち地面に最も近い最下行のリフレクタ6Dだけを残して、その他のリフレクタ6Dを平板6Cから取り外す。
(Radar 1 calibration, FIGS. 4 to 8)
First, the worker P installs the reflecting plate 6 (step S1). Specifically, as shown in FIG. 4, the reflector 6 intersects with the axis X1 of the automobile C perpendicularly, and in front of the automobile C (in front of the radar 1 and the stereo camera 2 installed in the automobile C). Arranged at a predetermined distance. Subsequently, in the case where the radar 1 is a laser radar, the cover that strongly absorbs the laser beam is left in the remaining part of the lattice-like pattern of the reflection plate 6 except for the pattern closest to the ground (see FIG. In the case where the radar 1 is a millimeter wave radar, only the bottom reflector 6D closest to the ground is left out of the reflectors 6D attached to the flat plate 6C, and the other reflectors 6D are removed from the flat plate 6C. .

次に、作業者Pは、制御部3にレーダ1自身のキャリブレーションの実行を要求する(ステップS2)。すると、制御部3は、最下行のパターンに含まれる各物標(反射ブロック6A等)の3次元座標と、レーダ1の3次元座標、俯角ξおよびずれ角φとを計測する。   Next, the worker P requests the control unit 3 to execute calibration of the radar 1 itself (step S2). Then, the control unit 3 measures the three-dimensional coordinates of each target (reflecting block 6A, etc.) included in the pattern in the bottom row, the three-dimensional coordinates of the radar 1, the depression angle ξ, and the shift angle φ.

ここで、俯角ξとは、図5(図1の側面図)に示したように、レーダ座標系(Xm,Ym,Zm)において、レーダ1のスキャン平面Aと、(Xm,Zm)平面B(一般には路面と平行な平面)とが交わる角度(微小偏移角)のことである。なお、レーダ1がレーザレーダの場合には、レーザ光がある程度の広がり角を有しているので、その広がり角を二等分する面をスキャン平面Aとする。ずれ角φとは、図6(図1の上面図)に示したように、レーダ座標系(Xm,Ym,Zm)の(Xm,Zm)平面と平行な平面において直線X2(後述)と垂直に交わる直線X3と、自動車Cの車軸X1とが交わる角度のことである。   Here, the depression angle ξ is the scan plane A of the radar 1 and the (Xm, Zm) plane B in the radar coordinate system (Xm, Ym, Zm) as shown in FIG. 5 (side view of FIG. 1). (Generally a plane parallel to the road surface) is an angle (small deviation angle) that intersects. When the radar 1 is a laser radar, the laser beam has a certain spread angle, and the plane that divides the spread angle into two equal parts is defined as a scan plane A. As shown in FIG. 6 (top view of FIG. 1), the deviation angle φ is perpendicular to a straight line X2 (described later) in a plane parallel to the (Xm, Zm) plane of the radar coordinate system (Xm, Ym, Zm). Is the angle at which the straight line X3 intersecting the vehicle and the axle X1 of the automobile C intersect.

具体的には、まず、制御部3は、レーダ1に対してスキャンを要求する(ステップS3)。レーダ1はスキャンの要求を受信する(ステップS4)と、最下行のパターンをスキャンして、スキャン平面内に存在する物標(反射ブロック6A等)の方位θiを検知すると共に、検知した最下行の物標ごとに、距離diおよび相対速度viを計算したのち(ステップS5)、最下行の各物標のレーダ情報(θi,di,vi)を制御部3に送信する(ステップS6)。なお、θや、d、vのサフィックスiは1以上、最下行のパターンに含まれる反射ブロック6Aの数n以下の整数である。   Specifically, first, the control unit 3 requests the radar 1 to scan (step S3). When the radar 1 receives the scan request (step S4), the radar 1 scans the pattern on the bottom row to detect the azimuth θi of the target (such as the reflection block 6A) existing in the scan plane, and also detects the bottom row detected. After calculating the distance di and the relative speed vi for each target (step S5), the radar information (θi, di, vi) of each target in the bottom row is transmitted to the control unit 3 (step S6). Note that the suffix i of θ, d, and v is an integer of 1 or more and n or less of the number of reflection blocks 6A included in the pattern in the bottom row.

制御部3はレーダ1から最下行の各物標のレーダ情報(θi,di,vi)を受信したのち(ステップS7)、レーダ1によって検知されるはずの物標が全て検知されているか否かを判定する(ステップS8)。レーダ1によって検知されるはずの物標が全て検知されている場合には、制御部3は、以下の式(1)を用いて、検知された最下行の各物標のレーダ情報(θi,di,vi)をレーダ座標系(Xm,Ym,Zm)の3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)へ変換したのち(ステップS9)、最下行の各物標のレーダ情報(θi,di,vi)と、最下行の各物標の3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)とを記憶部4に格納する(ステップS10)。   After receiving the radar information (θi, di, vi) of each target in the bottom row from the radar 1 (step S7), the control unit 3 determines whether or not all the targets that should be detected by the radar 1 have been detected. Is determined (step S8). When all the targets that should be detected by the radar 1 are detected, the control unit 3 uses the following equation (1) to detect the radar information (θi, di, vi) is converted into the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) of the radar coordinate system (Xm, Ym, Zm) (step S9), and the radar information (θi, di, vi) of each target in the bottom row ) And the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) of each target in the bottom row are stored in the storage unit 4 (step S10).

Figure 0004918676
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なお、式(1)はレーダによる計測データをレーダ座標系の3次元座標へ変換する式である。   Expression (1) is an expression for converting measurement data obtained by the radar into three-dimensional coordinates in the radar coordinate system.

一方、レーダ1によって検知されるはずの全ての物標が検知されていない場合には、制御部3はその旨の表示を表示部5に要求する(ステップS11)。表示部5は、その要求を受信すると、全ての物標が検知されていない旨を表示する(ステップS12)。作業者Pは、その表示を確認し、最下行の全ての物標が検知されるようにレーダ1の向き(俯角ξ、ずれ角φ)を調整し直したのち(ステップS13)、再度、ステップS1〜S8を実行する。すなわち、エイミングを実行する。このとき、最下行の全ての物標が検知されるようにするためには、例えば、最下行の各物標のうち中央に配置された物標に対応する反射光または反射波の強度が最も大きくなるように俯角ξおよびずれ角φを調整する。   On the other hand, when all the targets that should be detected by the radar 1 are not detected, the control unit 3 requests the display unit 5 to display the fact (step S11). When receiving the request, the display unit 5 displays that all targets are not detected (step S12). The worker P confirms the display, and after adjusting the direction (the depression angle ξ and the deviation angle φ) of the radar 1 so that all the targets in the lowermost row are detected (step S13), the step P is performed again. S1 to S8 are executed. That is, aiming is executed. At this time, in order to detect all targets on the bottom row, for example, the intensity of the reflected light or the reflected wave corresponding to the target placed at the center among the targets on the bottom row is the highest. The depression angle ξ and the deviation angle φ are adjusted so as to increase.

その結果、レーダ1によって最下行の全ての物標が検知された場合には制御部3は上記のステップS9,S10を順次実行し、検知されていなかった場合には、制御部3は再度、ステップS11を実行し、最終的にはステップ10まで実行する。   As a result, when all the targets in the lowermost row are detected by the radar 1, the control unit 3 sequentially executes the above steps S9 and S10. Step S11 is executed, and finally step 10 is executed.

次に、制御部3は、レーダ座標系へ変換された各物標の3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)が、レーダ座標系(Xm,Ym,Zm)の(Xm,Ym)平面上に分布しているか否かを判定する(ステップS14)。各物標の3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)が(Xm,Ym)平面上に分布していない場合には、各物標の3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)が反射板6上に分布していない、つまり、レーダ1が反射板6に対して正体していないということになるので、レーダ1の傾き具合を正確に求めておくことにより、レーダ1が反射板6に対して正体しているときの、各物標のレーダ座標系(Xm,Ym,Zm)の3次元座標(Xmi′′,Ymi′′,Zmi′′)(後述)を求めることが可能となる。   Next, the control unit 3 sets the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) of each target converted to the radar coordinate system on the (Xm, Ym) plane of the radar coordinate system (Xm, Ym, Zm). It is determined whether it is distributed (step S14). When the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) of each target are not distributed on the (Xm, Ym) plane, the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) of each target are on the reflector 6. In other words, that is, the radar 1 is not in real shape with respect to the reflecting plate 6, so that the radar 1 can be detected with respect to the reflecting plate 6 by accurately determining the inclination of the radar 1. It is possible to obtain the three-dimensional coordinates (Xmi ″, Ymi ″, Zmi ″) (described later) of the radar coordinate system (Xm, Ym, Zm) of each target when the object is true.

判定の結果、(Xm,Ym)平面上に分布していない場合には、制御部3は、例えば、各物標の3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)(図6の黒丸)を最小二乗法を用いて直線近似を行い、最小二乗法により得られた各物標の3次元座標(Xmi′,Ymi′,Zmi′)(図6の白丸)と、それら3次元座標(Xmi′,Ymi′,Zmi′)を含む直線X2と、レーダ座標系(Xm,Ym,Zm)の(Xm,Zm)平面において直線X2と垂直に交わる直線X3とを求める。続いて、三角測量法を用いて、レーダ1の座標、俯角ξおよびずれ角φを計算する(ステップS15)。   As a result of the determination, if it is not distributed on the (Xm, Ym) plane, the control unit 3 sets, for example, the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) (black circles in FIG. 6) of each target to the minimum two. A linear approximation is performed using multiplication, and the three-dimensional coordinates (Xmi ′, Ymi ′, Zmi ′) (white circles in FIG. 6) of each target obtained by the least square method and the three-dimensional coordinates (Xmi ′, Ymi). ′, Zmi ′) and a straight line X3 perpendicular to the straight line X2 in the (Xm, Zm) plane of the radar coordinate system (Xm, Ym, Zm) are obtained. Subsequently, using the triangulation method, the coordinates, depression angle ξ, and deviation angle φ of the radar 1 are calculated (step S15).

ここで、レーダ1の座標は、例えば、図6に示したように、(Xm,Zm)平面であって、かつ直線X2上の各物標の3次元座標(Xmi′,Ymi′,Zmi′)を含む平面内に、各物標の3次元座標(Xmi′,Ymi′,Zmi′)のうち両端の物標の3次元座標(Xm1′,Ym1′,Zm1′),(Xmn′,Ymn′,Zmn′)の位置を中心として、その座標に対応する距離d1,dnを半径とする円弧をそれぞれ描き、双方の円弧の交わる2つの点のうち自動車C側の点に対応する座標を計算することにより求められる。俯角ξは、上記したように、例えば、最下行の各物標のうち中央に配置された物標に対応する反射光または反射波の強度が最も大きくなるように調整されており、ほとんど0°となるので、例えば、デフォルトで0°としてもよい。ずれ角φは、例えば、レーダ座標系(Xm,Ym,Zm)の(Xm,Zm)平面において直線X2と垂直に交わる直線X3と、自動車Cの車軸X1とが交わる角度を計算することにより求められる。   Here, the coordinates of the radar 1 are (Xm, Zm) planes as shown in FIG. 6, for example, and the three-dimensional coordinates (Xmi ′, Ymi ′, Zmi ′) of each target on the straight line X2. ), The three-dimensional coordinates (Xm1 ′, Ym1 ′, Zm1 ′), (Xmn ′, Ymn) of the targets at both ends of the three-dimensional coordinates (Xmi ′, Ymi ′, Zmi ′) of each target. ′, Zmn ′), centering on the position, draw arcs with radii of distances d1 and dn corresponding to the coordinates, and calculate the coordinates corresponding to the point on the car C side between the two points where both arcs intersect Is required. As described above, the depression angle ξ is adjusted so that, for example, the intensity of the reflected light or the reflected wave corresponding to the target placed at the center among the targets in the lowermost row is maximized, and is almost 0 °. Therefore, for example, the default may be 0 °. The shift angle φ is obtained, for example, by calculating the angle at which the straight line X3 perpendicular to the straight line X2 and the axle X1 of the automobile C intersect in the (Xm, Zm) plane of the radar coordinate system (Xm, Ym, Zm). It is done.

次に、制御部3は、俯角ξおよびずれ角φを用いて、各物標の3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)または(Xmi′,Ymi′,Zmi′)が反射板6上に分布するように、これら3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)または(Xmi′,Ymi′,Zmi′)を補正する(ステップS16)。   Next, the control unit 3 uses the depression angle ξ and the deviation angle φ to distribute the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) or (Xmi ′, Ymi ′, Zmi ′) of each target on the reflector 6. Thus, the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) or (Xmi ′, Ymi ′, Zmi ′) are corrected (step S16).

一方、レーダ座標系へ変換された各物標の3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)が、(Xm,Ym)平面上に分布している場合には、各物標の3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)が反射板6上に分布していることを意味するので、レーダ1の俯角ξおよびずれ角φはほとんど0°になっていると推測できる。従って、この場合には、3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)をわざわざ補正する必要はないので、3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)の補正を行わない。もちろん、レーダ1の俯角ξおよびずれ角φを求めるようにしてもよいが、その場合には、上記のステップS15,S16を実行することとなる。   On the other hand, when the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) of each target converted to the radar coordinate system are distributed on the (Xm, Ym) plane, the three-dimensional coordinates (Xmi) of each target , Ymi, Zmi) are distributed on the reflector 6, it can be assumed that the depression angle ξ and the deviation angle φ of the radar 1 are almost 0 °. Therefore, in this case, since it is not necessary to correct the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi), the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) are not corrected. Of course, the depression angle ξ and the deviation angle φ of the radar 1 may be obtained, but in this case, the above steps S15 and S16 are executed.

なお、以下では、3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)の補正が行われた場合の手順について説明するが、この手順は、補正の行われていない3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)についてももちろん適用可能である。   In the following, the procedure when the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) are corrected will be described. However, this procedure is performed for the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) that are not corrected. Is of course applicable.

次に、上記ステップ16で補正することにより得られた、最下行の各物標の3次元座標(Xmi′′,Ymi′′,Zmi′′)、俯角ξおよびずれ角φを記憶部4に格納する(ステップS17)。   Next, the three-dimensional coordinates (Xmi ″, Ymi ″, Zmi ″), the depression angle ξ and the shift angle φ of each target in the bottom row obtained by the correction in the above step 16 are stored in the storage unit 4. Store (step S17).

次に、制御部3は、最下行の各物標の3次元座標(Xmi′′,Ymi′′,Zmi′′)を利用して、最下行以外の各物標(反射ブロック6A)の座標を推定する(ステップS18)。例えば、反射ブロック6Aおよび吸収ブロック6Bの高さは共にHなので、最下行から1行上がるごとに、YmiにHを加えることにより、最下行以外の各物標の座標(Xmi′′,Ymi′′+H×(s−1),Zmi′′)を求める。ここで、sは、最下行から数えたブロックの数である(最下行はs=1)。その後、最下行以外の各物標の座標(Xmi′′,Ymi′′+H×(s−1),Zmi′′)を記憶部4に格納する(ステップS19)。   Next, the control unit 3 uses the three-dimensional coordinates (Xmi ″, Ymi ″, Zmi ″) of each target in the bottom row to coordinate the targets (reflection block 6A) other than the bottom row. Is estimated (step S18). For example, since the heights of the reflection block 6A and the absorption block 6B are both H, by adding H to Ymi every time one line rises from the bottom row, the coordinates (Xmi ″, Ymi ′) of each target other than the bottom row are added. '+ H × (s−1), Zmi ″). Here, s is the number of blocks counted from the bottom row (s = 1 in the bottom row). Thereafter, the coordinates (Xmi ″, Ymi ″ + H × (s−1), Zmi ″) of each target other than the bottom row are stored in the storage unit 4 (step S19).

次に、制御部3は、レーダ1自身のキャリブレーションの完了の出力を表示部5に要求する(ステップS20)。表示部5は、その要求を受信すると、レーダ1自身のキャリブレーションが完了した旨を出力する(ステップS21)。このようにして、レーダ1自身のキャリブレーションが完了する。   Next, the control unit 3 requests the display unit 5 to output calibration completion of the radar 1 itself (step S20). When receiving the request, the display unit 5 outputs that the calibration of the radar 1 itself has been completed (step S21). In this way, the calibration of the radar 1 itself is completed.

(ステレオカメラ2自身のキャリブレーション、図9)
次に、作業者Pは、反射板6を調整する(ステップS22)。具体的には、レーダ1がレーザレーダの場合には反射板6を覆っているカバーを外して反射板6の格子状パターンを全て露出させ、他方、レーダ1がミリ波レーダの場合には先に取り外したリフレクタ6Dを元の位置に取り付ける。続いて、作業者Pはステレオカメラ2自身のキャリブレーションを制御部3に要求する(ステップS23)。すると、制御部3はステレオカメラ2に第1回目の撮影を要求する(ステップS24)。ステレオカメラ2は、第1回目の撮影の要求を受信する(ステップS25)と、反射板6のステレオ画像を撮影する(ステップS26)。
(Stereo camera 2 calibration itself, Fig. 9)
Next, the worker P adjusts the reflecting plate 6 (step S22). Specifically, when the radar 1 is a laser radar, the cover that covers the reflection plate 6 is removed to expose the entire lattice pattern of the reflection plate 6, while when the radar 1 is a millimeter wave radar, the first step is performed. The reflector 6D removed in step 1 is attached to the original position. Subsequently, the worker P requests the control unit 3 to calibrate the stereo camera 2 itself (step S23). Then, the control unit 3 requests the first shooting from the stereo camera 2 (step S24). When the stereo camera 2 receives the first imaging request (step S25), it captures a stereo image of the reflector 6 (step S26).

次に、制御部3は、作業者Pに対して反射板6の車軸X1に対する角度を所定の角度に変更する指令を表示するように表示部5に要求する(ステップS27)。表示部5は、制御部3からの表示要求を受信すると、その指令を表示する(ステップS28)。作業者Pは、その指令に従って反射板6の角度を変更する(ステップS29)。続いて、制御部3はステレオカメラ2に次の撮影を要求する(ステップS30)。ステレオカメラ2は、次の撮影の要求を受信する(ステップS31)と、反射板6のステレオ画像を撮影する(ステップS32)。   Next, the control part 3 requests | requires the display part 5 to display the instruction | command which changes the angle with respect to the axle shaft X1 of the reflecting plate 6 to a predetermined angle with respect to the operator P (step S27). When receiving the display request from the control unit 3, the display unit 5 displays the command (Step S28). The worker P changes the angle of the reflecting plate 6 according to the command (step S29). Subsequently, the control unit 3 requests the stereo camera 2 to perform the next shooting (step S30). When the stereo camera 2 receives the next photographing request (step S31), the stereo camera 2 photographs a stereo image of the reflector 6 (step S32).

引き続き、反射板6の角度を徐々に変えながらステップS27〜S33を複数回繰り返したのち、撮影回数が所定の回数に到達する(ステップS33)と、制御部3は撮影した全てのステレオ画像の送信をステレオカメラ2に要求する(ステップS34)。ステレオカメラ2は、その要求を受信する(ステップS35)と、撮影した全てのステレオ画像を制御部3に送信する(ステップS36)。   Subsequently, after steps S27 to S33 are repeated a plurality of times while gradually changing the angle of the reflecting plate 6, when the number of times of photographing reaches a predetermined number (step S33), the control unit 3 transmits all of the photographed stereo images. Is requested to the stereo camera 2 (step S34). When the stereo camera 2 receives the request (step S35), it transmits all captured stereo images to the control unit 3 (step S36).

制御部3は、ステレオ画像を受信する(ステップS37)と、受信したステレオ画像を用いて、ステレオカメラ2の内部パラメータ(例えば、焦点距離F、光学中心位置および光学歪補正係数)と、外部パラメータ(例えば、右カメラ21および左カメラ22の間の並進行列式および回転行列式)とを計算したのち(ステップS38)、内部パラメータおよび外部パラメータと、第1回目に撮影されたステレオ画像とを記憶部4に格納する(ステップS39)。   When the control unit 3 receives the stereo image (step S37), the internal parameters (for example, the focal length F, the optical center position, and the optical distortion correction coefficient) of the stereo camera 2 and the external parameters are received using the received stereo image. (For example, the parallel progression and rotation determinant between the right camera 21 and the left camera 22) are calculated (step S38), and the internal and external parameters and the first stereo image taken are stored. Stored in the unit 4 (step S39).

次に、制御部3は、ステレオカメラ2自身のキャリブレーションの完了の出力を表示部5に要求する(ステップS40)。表示部5は、その要求を受信すると、ステレオカメラ2自身のキャリブレーションが完了した旨を出力する(ステップS41)。このようにして、ステレオカメラ2自身のキャリブレーションが完了する。   Next, the control unit 3 requests the display unit 5 to output calibration completion of the stereo camera 2 itself (step S40). Upon receiving the request, the display unit 5 outputs a message indicating that the calibration of the stereo camera 2 itself has been completed (step S41). In this way, calibration of the stereo camera 2 itself is completed.

(レーダ1およびステレオカメラ2の相互間のキャリブレーション、図10)
制御部3は、記憶部4に格納された第1回目のステレオ画像を読み出し、そのステレオ画像の中から、各物標の右カメラ画像座系の2次元座標(Xrj,Yrj)および左カメラ画像座系の2次元座標(Xlj,Ylj)を抽出する(ステップS42)。具体的には、反射ブロック6Aの4つの角を抽出し、その4つの角の中央の座標を物標の座標として抽出する。なお、Xr、Yr、Xl、Ylのサフィックスjは1以上、ステレオカメラ2によって検知された物標の数以下の整数である。
(Calibration between radar 1 and stereo camera 2, FIG. 10)
The control unit 3 reads the first stereo image stored in the storage unit 4, and from the stereo image, the two-dimensional coordinates (Xrj, Yrj) of the right camera image coordinate system of each target and the left camera image The two-dimensional coordinates (Xlj, Ylj) of the sitting system are extracted (step S42). Specifically, four corners of the reflection block 6A are extracted, and the coordinates of the center of the four corners are extracted as the coordinates of the target. Note that the suffix j of Xr, Yr, Xl, and Yl is an integer that is 1 or more and less than or equal to the number of targets detected by the stereo camera 2.

続いて、制御部3は、2次元座標(Xrj,Yrj),(Xlj,Ylj)と、以下の式(2)〜(7)とを用いて、各物標の右カメラ座標系の3次元座標(XRj,YRj,ZRj)および左カメラ座標系の3次元座標(XLj,YLj,ZLj)を求める(ステップS43)。   Subsequently, the control unit 3 uses the two-dimensional coordinates (Xrj, Yrj), (Xlj, Ylj) and the following formulas (2) to (7), and the three-dimensional of the right camera coordinate system of each target. The coordinates (XRj, YRj, ZRj) and the three-dimensional coordinates (XLj, YLj, ZLj) of the left camera coordinate system are obtained (step S43).

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ここで、bはステレオカメラ2の基線長、すなわち、右カメラ21および左カメラ22のそれぞれの中心位置間の距離である。また、d(Xrj,Yrj)は右カメラの2次元座標の視差情報であり、d(Xlj,Ylj)は左カメラの2次元座標の視差情報である。視差情報d(Xrj,Yrj)、d(Xlj,Ylj)は、物標との距離に関係するものであり、右カメラ21で撮影された2次元画像と、左カメラ22で撮影された2次元画像とを用いて求めることができる。具体的には、右カメラ21および左カメラ22が互いに等しい高さに配置されており、右カメラ21で撮影された2次元画像中の各物標の2次元座標(Xrj,Yrj)、および左カメラ22で撮影された2次元画像中の各物標の2次元座標(Xlj,Ylj)のうち、同一の物標のY座標は互いに一致することから、同一の物標のX座標の差分の絶対値|Xrj−Xlj|が視差情報d(Xrj,Yrj)、d(Xlj,Ylj)となる。従って、この場合の視差情報d(Xrj,Yrj)、d(Xlj,Ylj)は、Y座標とは無関係な値となる。   Here, b is the base line length of the stereo camera 2, that is, the distance between the center positions of the right camera 21 and the left camera 22. Further, d (Xrj, Yrj) is the parallax information of the two-dimensional coordinates of the right camera, and d (Xlj, Ylj) is the parallax information of the two-dimensional coordinates of the left camera. The parallax information d (Xrj, Yrj) and d (Xlj, Ylj) relate to the distance to the target, and are a two-dimensional image captured by the right camera 21 and a two-dimensional image captured by the left camera 22. It can be obtained using images. Specifically, the right camera 21 and the left camera 22 are arranged at the same height, the two-dimensional coordinates (Xrj, Yrj) of each target in the two-dimensional image photographed by the right camera 21, and the left Of the two-dimensional coordinates (Xlj, Ylj) of each target in the two-dimensional image photographed by the camera 22, the Y coordinates of the same target coincide with each other. The absolute values | Xrj−Xlj | are the parallax information d (Xrj, Yrj) and d (Xlj, Ylj). Accordingly, the parallax information d (Xrj, Yrj) and d (Xlj, Ylj) in this case are values that are unrelated to the Y coordinate.

次に、制御部3は、レーダ1によって計測され、または推定によって求められた各物標の座標(Xmi′′,Ymi′′+H×(s−1),Zmi′′)を記憶部4から読み出したのち、レーダ1から得られたレーダ座標系の3次元座標(Xmi′′,Ymi′′+H×(s−1),Zmi′′)と、ステレオカメラ2から得られた右カメラ座標系の3次元座標(XRj,YRj,ZRj)および左カメラ座標系の3次元座標(XLj,YLj,ZLj)とを、以下の式(8),(9)に代入して、各物標に対するRrj,Rlj,Trj,Tljを求める(ステップS44)。ここで、Rrj,Rljはレーダ座標系からカメラ座標系(XR,YR,ZR),(XL,YL,ZL)への回転行列式であり、Trj,Tljはレーダ座標系からカメラ座標系への並進行列式である。   Next, the control unit 3 obtains the coordinates (Xmi ″, Ymi ″ + H × (s−1), Zmi ″) of each target measured or estimated by the radar 1 from the storage unit 4. After reading, the three-dimensional coordinates (Xmi ″, Ymi ″ + H × (s−1), Zmi ″) of the radar coordinate system obtained from the radar 1 and the right camera coordinate system obtained from the stereo camera 2 The three-dimensional coordinates (XRj, YRj, ZRj) and the three-dimensional coordinates (XLj, YLj, ZLj) of the left camera coordinate system are substituted into the following equations (8) and (9), and Rrj for each target , Rlj, Trj, Tlj are obtained (step S44). Here, Rrj and Rlj are rotation determinants from the radar coordinate system to the camera coordinate system (XR, YR, ZR) and (XL, YL, ZL), and Trj and Tlj are the coordinates from the radar coordinate system to the camera coordinate system. It is a parallel progression type.

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なお、式(8)はレーダ座標系の3次元座標を右カメラ座標系の3次元座標へ変換する式であり、式(9)はレーダ座標系の3次元座標を右カメラ座標系の3次元座標へ変換する式である。   Expression (8) is an expression for converting the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system to the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system. Expression (9) is an expression for converting the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system to the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system. This is an expression to convert to coordinates.

続いて、制御部3は、各物標に対するRrj,Rlj,Trj,Tljの平均値Rr,Rl,Tr,Tlを求めたのち(ステップS45)、これらを記憶部4に格納する(ステップS46)。   Subsequently, the control unit 3 obtains average values Rr, Rl, Tr, and Tl of Rrj, Rlj, Trj, and Tlj for each target (step S45), and stores these in the storage unit 4 (step S46). .

このように、本実施の形態では、レーダ1からのレーダ情報を補正するにより得られた各物標の座標(Xmi′′,Ymi′′+H×(s−1),Zmi′′)と、ステレオカメラ2から得られた右カメラ座標系の3次元座標(XRj,YRj,ZRj)および左カメラ座標系の3次元座標(XLj,YLj,ZLj)とを用いて、レーダ座標系の3次元座標と、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標とを相互に変換するためのRr,Rl,Tr,Tlを求めることができる。   Thus, in the present embodiment, the coordinates (Xmi ″, Ymi ″ + H × (s−1), Zmi ″) of each target obtained by correcting the radar information from the radar 1, The three-dimensional coordinates of the radar coordinate system using the three-dimensional coordinates (XRj, YRj, ZRj) of the right camera coordinate system and the three-dimensional coordinates (XLj, YLj, ZLj) of the left camera coordinate system obtained from the stereo camera 2 Rr, Rl, Tr, and Tl for mutually converting the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system can be obtained.

次に、制御部3は、センサフュージョンのキャリブレーションの完了の出力を表示部5に要求する(ステップS47)。表示部5は、その要求を受信すると、センサフュージョンのキャリブレーションが完了した旨を出力する(ステップS48)。このようにして、レーダ1およびステレオカメラ2の相互間のキャリブレーションが行われ、センサフュージョンのキャリブレーションが完了する。   Next, the control unit 3 requests the display unit 5 to output the completion of sensor fusion calibration (step S47). When receiving the request, the display unit 5 outputs a message indicating that the sensor fusion calibration has been completed (step S48). In this way, calibration between the radar 1 and the stereo camera 2 is performed, and sensor fusion calibration is completed.

このように、本実施の形態では、レーダ1から各物標の座標を得ると共に、ステレオカメラ2から各物標の座標を得ることにより、レーダ1自身や、ステレオカメラ2自身だけでなく、レーダ1およびステレオカメラ2の相互間のキャリブレーションをも一括して行うことができる。つまり、レーダ1およびステレオカメラ2を含んで構成されたセンサフュージョンを同時キャリブレーションすることができる。   As described above, in this embodiment, the coordinates of each target are obtained from the radar 1 and the coordinates of each target are obtained from the stereo camera 2, so that not only the radar 1 itself or the stereo camera 2 itself but also the radar. Calibration between the 1 and the stereo camera 2 can also be performed collectively. That is, the sensor fusion including the radar 1 and the stereo camera 2 can be simultaneously calibrated.

次に、自動車Cの走行中に、自動車Cの前方に存在する障害物の存在、位置および種類を特定する手順について説明する。   Next, a procedure for specifying the presence, position, and type of an obstacle present in front of the automobile C while the automobile C is traveling will be described.

(障害物の位置の特定、図11〜図14)
まず、制御部3は、レーダ1に対してスキャンの要求を、ステレオカメラ2に対して撮影の要求を、互いに同期して行う(ステップS49)。レーダ1はスキャンの要求を受信する(ステップS50)と、スキャン平面内をスキャンして、そのスキャン平面内に存在する物標の方位θjを検知すると共に、検知した物標ごとに、距離djおよび相対速度vjを計算したのち(ステップS51)、計測されたレーダ情報(θi,di,vi)を制御部3に送信する(ステップS52)。なお、ここでのθや、d、vのサフィックスiは1以上、レーダ1によって検知された物標の数以下の整数である。他方、ステレオカメラ2は、撮影の要求を受信する(ステップS53)と、自動車Cの前方のステレオ画像を撮影する(ステップS54)と共に、そのステレオ画像を制御部3に送信する(ステップS55)。
(Identification of obstacle position, FIGS. 11 to 14)
First, the control unit 3 sends a scan request to the radar 1 and a shooting request to the stereo camera 2 in synchronization with each other (step S49). When the radar 1 receives the scan request (step S50), the radar 1 scans the scan plane to detect the orientation θj of the target existing in the scan plane, and for each detected target, the distance dj and After calculating the relative speed vj (step S51), the measured radar information (θi, di, vi) is transmitted to the control unit 3 (step S52). Here, θ and the suffix i of d and v are integers of 1 or more and less than or equal to the number of targets detected by the radar 1. On the other hand, when the stereo camera 2 receives a request for shooting (step S53), the stereo camera 2 captures a stereo image in front of the car C (step S54) and transmits the stereo image to the control unit 3 (step S55).

次に、制御部3は、レーダ1からのレーダ情報(θi,di,vi)およびステレオカメラ2からのステレオ画像を受信する(ステップS56)。すると、まず、制御部3は、式(1)および以下の式(10)〜(13)を用いて、受信したレーダ情報(θi,di,vi)を右カメラ座標系の3次元座標(XmRi,YmRi,ZmRi)および左カメラ座標系の3次元座標(XmLi,YmLi,ZmLi)に変換すると共に、右カメラ座標系の2次元座標(Xmri,Ymri)および左カメラ座標系の2次元座標(Xmli,Ymli)に変換する(ステップS57)。続いて、制御部3は、受信したステレオ画像の中から、物標の角を抽出することにより、各物標の右カメラ座標系の2次元座標(Xrj,Yrj)および左カメラ座標系の2次元座標(Xlj,Ylj)を求める(ステップS58)。なお、ここでのXr,Yr,Xl,Ylのサフィックスjは1以上、ステレオ画像の中から検知された物標の総数以下の整数である。   Next, the control unit 3 receives the radar information (θi, di, vi) from the radar 1 and the stereo image from the stereo camera 2 (step S56). Then, first, the control unit 3 uses the equation (1) and the following equations (10) to (13) to convert the received radar information (θi, di, vi) into the three-dimensional coordinates (XmRi) of the right camera coordinate system. , YmRi, ZmRi) and three-dimensional coordinates (XMri, YMLi, ZmLi) of the left camera coordinate system, and two-dimensional coordinates (Xmri, Ymri) of the right camera coordinate system and two-dimensional coordinates (Xmli) of the left camera coordinate system , Ymli) (step S57). Subsequently, the control unit 3 extracts the corners of the target from the received stereo image, so that the two-dimensional coordinates (Xrj, Yrj) of the right camera coordinate system and 2 of the left camera coordinate system of each target are extracted. Dimensional coordinates (Xlj, Ylj) are obtained (step S58). Here, the suffix j of Xr, Yr, Xl, Yl is an integer of 1 or more and less than the total number of targets detected from the stereo image.

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なお、式(10)はレーダ座標系の3次元座標を右カメラ座標系の3次元座標へ変換する式であり、式(11)はレーダ座標系の3次元座標を左カメラ座標系の3次元座標へ変換する式である。式(12)は式(10)で得られた3次元座標を2次元座標へ変換する式であり、式(13)は式(11)で得られた3次元座標を2次元座標へ変換する式である。ここで、λは斎次カメラ座標系用係数であり、(Xr,Yr)は右カメラ座標系の2次元座標であり、(Xl,Yl)は左カメラ座標系の2次元座標であり、(XR,YR,ZR)は右カメラ座標系の3次元座標であり、(XL,YL,ZL)は左カメラ座標系の3次元座標であり、fxr,fyrは右カメラの焦点距離を画素の横方向または縦方向のサイズで割った値であり、fxl,fylは左カメラの焦点距離を画素の縦方向または縦方向のサイズで割った値であり、uo,voは右カメラおよび左カメラのそれぞれの光学中心位置の画像座標である。なお、fxl,fyl,uoおよびvoは、上記したステレオカメラ2自身のキャリブレーションにおいて得られたものである。   Expression (10) is an expression for converting the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system into the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system, and Expression (11) is the three-dimensional coordinate of the radar camera coordinate system. This is an expression to convert to coordinates. Expression (12) is an expression for converting the three-dimensional coordinates obtained in Expression (10) into two-dimensional coordinates, and Expression (13) is for converting the three-dimensional coordinates obtained in Expression (11) into two-dimensional coordinates. It is a formula. Here, λ is a coefficient for the Saisei camera coordinate system, (Xr, Yr) is a two-dimensional coordinate of the right camera coordinate system, (Xl, Yl) is a two-dimensional coordinate of the left camera coordinate system, ( XR, YR, ZR) are the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system, (XL, YL, ZL) are the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system, and fxr, fyr are the focal lengths of the right camera along the pixels. Fxl and fyl are values obtained by dividing the focal length of the left camera by the vertical or vertical size of the pixels, and uo and vo are the right camera and the left camera, respectively. The image coordinates of the optical center position. Note that fxl, fyl, uo, and vo are obtained in the calibration of the stereo camera 2 itself.

次に、制御部3は、レーダ1によって検知された1または複数の物標が、ステレオカメラ2によって検知された1または複数の物標に含まれているか否かを判定する。すなわちレーダ1によって検知された1または複数の物標と、ステレオカメラ2によって検知された1または複数の物標とのマッチングを行う(ステップS59)。   Next, the control unit 3 determines whether the one or more targets detected by the radar 1 are included in the one or more targets detected by the stereo camera 2. That is, matching is performed between one or more targets detected by the radar 1 and one or more targets detected by the stereo camera 2 (step S59).

具体的には、まず、レーダ1から得られた2次元座標(Xmri,Ymri),(Xmli,Ymli)と、ステレオカメラ2から得られた2次元座標(Xrj,Yrj),(Xlj,Ylj)とを対比して、互いに同一または近似する座標が存在するか否かを判定する。その結果、互いに同一または近似する座標が存在する場合には、その座標には物標が存在する可能性が高いことになる。続いて、レーダ1から得られた2次元座標(Xmri,Ymri),(Xmli,Ymli)に対応する距離diと、ステレオカメラ2から得られた、レーダ1で検知された物標と同一と思われる物標の2次元座標(Xrj,Yrj),(Xlj,Ylj)の、式(7)によって得られる奥行きZLjとを、存在可能性の高い物標について対比する。その結果、距離diと、奥行きZLjとが一致または近似する(マッチする)場合には、レーダ1が検知した物標と、ステレオカメラ2が検知した物標とが互いに同一の物標であることになり、逆に、マッチしない場合には、レーダ1が検知した物標と、ステレオカメラ2が検知した物標とが互いに異なる物標であることになる。制御部3は、このようにしてマッチングした物標を障害物候補として抽出する(ステップS60)。   Specifically, first, the two-dimensional coordinates (Xmri, Ymri), (Xmri, Ymri) obtained from the radar 1 and the two-dimensional coordinates (Xrj, Yrj), (Xlj, Ylj) obtained from the stereo camera 2 are firstly displayed. Is compared with each other, it is determined whether or not there are coordinates that are the same or approximate to each other. As a result, when there are coordinates that are the same or approximate to each other, there is a high possibility that a target exists at those coordinates. Subsequently, the distance di corresponding to the two-dimensional coordinates (Xmri, Ymri), (Xmri, Ymli) obtained from the radar 1 is the same as the target detected by the radar 1 obtained from the stereo camera 2. The depth ZLj obtained by Expression (7) of the two-dimensional coordinates (Xrj, Yrj) and (Xlj, Ylj) of the target to be compared is compared with the target having a high possibility of existence. As a result, when the distance di and the depth ZLj match or approximate (match), the target detected by the radar 1 and the target detected by the stereo camera 2 are the same target. On the other hand, if they do not match, the target detected by the radar 1 and the target detected by the stereo camera 2 are different from each other. The control unit 3 extracts the target matched in this way as an obstacle candidate (step S60).

次に、制御部3は、ステップS50からステップ59を繰り返し行ったときに、障害物候補の物標の距離diの変化の割合と、その奥行きZLjの変化の割合とを対比する(ステップS61)。その結果、距離diの変化の割合と、奥行きZLjの変化の割合とが互いに全く異なる場合には、その物標は実在しない可能性が極めて高いので、その物標を障害物候補から除外する(ステップS62)。なお、互いにほぼ等しい場合には、その物標が実在する可能性が極めて高いので、その物標を障害物候補として残存させる。   Next, when the control unit 3 repeatedly performs step S50 to step 59, the control unit 3 compares the rate of change of the distance di of the obstacle candidate target with the rate of change of the depth ZLj (step S61). . As a result, when the rate of change of the distance di and the rate of change of the depth ZLj are completely different from each other, it is highly possible that the target does not exist, and therefore the target is excluded from the obstacle candidates ( Step S62). In the case where they are almost equal to each other, it is highly possible that the target exists, so that the target is left as an obstacle candidate.

次に、制御部3は、障害物候補の物標が障害物存在可能領域内にあるか否かを判定する。ここで、障害物存在可能領域とは、障害物が存在することの可能な領域のことであり、例えば、図14に示したような走行路面S1および路側S2を含む。走行路面S1とは、自動車Cが走行可能な路面のことであり、路側S2とは、走行路面S1に沿って設けられた路面のことである。なお、図14では、走行路面S1および路側S2は、車線区分線Lによって区分されている。   Next, the control unit 3 determines whether or not the obstacle candidate target is within the obstacle existence possible area. Here, the obstacle possible area is an area where an obstacle can exist, and includes, for example, the traveling road surface S1 and the roadside S2 as shown in FIG. The traveling road surface S1 is a road surface on which the automobile C can travel, and the road side S2 is a road surface provided along the traveling road surface S1. In FIG. 14, the traveling road surface S <b> 1 and the road side S <b> 2 are separated by a lane line L.

判定の結果、障害物候補の物標が、例えば図14に示したように、走行路面S1上にある場合には、その物標は、走行路面S1上に存在しうる障害物のリスト(例えば、自動車、バイク、自転車、落下物)の中の一の障害物であることになり、他方、距離diの物標が路側S2上にある場合には、その物標は、路側S2上に存在しうる障害物のリスト(例えば、ガードレール、道路看板)の中の一の障害物であることになる。従って、障害物候補の物標が障害物存在可能領域の外にある場合には、その物標は自動車Cにとって障害物とはなり得ない物標であることになるので、その場合には、その物標を障害物候補から除外する(ステップS63)。このようにして、障害物候補の物標が特定されると共に、その物標の位置が特定される。   As a result of the determination, if the target of the obstacle candidate is on the traveling road surface S1, as shown in FIG. 14, for example, the target is a list of obstacles that can exist on the traveling road surface S1 (for example, , Automobile, motorcycle, bicycle, fallen object), on the other hand, if the target of distance di is on the roadside S2, the target is on the roadside S2. This is one obstacle in a list of possible obstacles (eg, guardrails, road signs). Therefore, when the target of the obstacle candidate is outside the obstacle possible area, the target is a target that cannot be an obstacle for the car C. In that case, The target is excluded from obstacle candidates (step S63). In this way, the target of the obstacle candidate is specified, and the position of the target is specified.

(障害物7の種類の特定、図12〜図14)
次に、制御部3は、例えば、ステレオカメラ2から得られた2次元座標(Xrj,Yrj),(Xlj,Ylj)と、レーダ1から得られた2次元座標(Xmri,Ymri),(Xmli,Ymli)に対応する距離diとから、障害物害物候補の物標の形状および大きさを推定する(ステップS64)。続いて、推定した形状および大きさならびに相対速度viと対応する障害物をリストの中から特定する(ステップS65)。例えば、障害物害物候補の物標が図14の障害物7であり、障害物7が相対速度viで走行している場合には、走行路面S1上に存在しうる障害物のリスト(例えば、自動車、バイク、自転車、落下物)の中からバイクが特定される。このようにして、障害物の種類が特定される。
(Identification of type of obstacle 7, FIGS. 12 to 14)
Next, the control unit 3, for example, two-dimensional coordinates (Xrj, Yrj), (Xlj, Ylj) obtained from the stereo camera 2, and two-dimensional coordinates (Xmri, Ymri), (Xmli) obtained from the radar 1. , Ymli) is estimated from the distance di corresponding to the obstacle obstacle candidate target shape and size (step S64). Subsequently, an obstacle corresponding to the estimated shape and size and relative speed vi is specified from the list (step S65). For example, when the obstacle candidate candidate is the obstacle 7 in FIG. 14 and the obstacle 7 is traveling at the relative speed vi, a list of obstacles that can exist on the traveling road surface S1 (for example, , Automobile, motorcycle, bicycle, fallen object). In this way, the type of obstacle is specified.

以上のように、本実施の形態では、ステレオカメラ2から得られるステレオ画像から物標との距離に関係する視差情報を得るようにしたので、ステレオカメラ2から得られた右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換することができる。これにより、レーダ1から得られた各物標の座標と、視差情報に基づいて変換された右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標とを用いて、レーダ座標系の3次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するためのRr,Rl,Tr,Tlを求めることができる。その結果、走行中に障害物の位置を特定する際に、上記のようにして求められたRr,Rl,Tr,Tlを用いることにより、レーダ1から得られた物標の座標と、ステレオカメラ2から得られた物標の座標とを対比することが可能となる。その結果、存在可能性の高い物標を特定することができる。   As described above, in the present embodiment, since the parallax information related to the distance from the target is obtained from the stereo image obtained from the stereo camera 2, 2 in the right camera coordinate system obtained from the stereo camera 2 is obtained. The two-dimensional coordinates of the dimensional coordinates and the left camera coordinate system can be converted into the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the left camera coordinate system. As a result, the coordinates of each target obtained from the radar 1 and the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the left camera coordinate system converted based on the parallax information are used. Rr, Rl, Tr, and Tl for converting the three-dimensional coordinates into the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system can be obtained. As a result, the coordinates of the target obtained from the radar 1 and the stereo camera are obtained by using the Rr, Rl, Tr, and Tl obtained as described above when specifying the position of the obstacle during traveling. The coordinates of the target obtained from 2 can be compared. As a result, it is possible to identify a target that is highly likely to exist.

従って、本実施の形態では、走行中に障害物の位置を特定する際に、レーダ1によって検知された物標の座標と、ステレオカメラ2によって検知された物標の座標とを用いて、物標同士を容易にマッチングさせることができる。   Therefore, in the present embodiment, when the position of an obstacle is specified during traveling, the coordinates of the target detected by the radar 1 and the coordinates of the target detected by the stereo camera 2 are used. The marks can be easily matched with each other.

特に、本実施の形態では、ステレオカメラ2から得られるステレオ画像から、Y座標とは無関係な、物標との距離に関係する視差情報を得るようにしたので、ステレオカメラ2の俯角が自動車Cの前方の物標を撮影することが可能な範囲内のどのような値になっていようとも、ステレオカメラ2から得られた右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に常に正確に変換することができる。これにより、レーダ1から得られた各物標の座標と、視差情報に基づいて変換された右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標とを用いて、レーダ座標系の3次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するためのRr,Rl,Tr,Tlを常に正確に求めることができる。その結果、走行中に障害物の位置を特定する際に、例えば、自動車Cのサスペンションによりステレオカメラ2の俯角が経時的に変動するような場合であっても、上記のようにして求められたRr,Rl,Tr,Tlを用いることにより、レーダ1から得られた物標の座標と、ステレオカメラ2から得られた物標の座標とを正確に対比することが可能となる。その結果、存在可能性の高い物標を正確に特定することができる。   In particular, in the present embodiment, since the parallax information related to the distance to the target is obtained from the stereo image obtained from the stereo camera 2, the angle of depression of the stereo camera 2 is the car C. The two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the two-dimensional coordinates of the left camera coordinate system obtained from the stereo camera 2 are obtained regardless of the value within the range in which the target in front of the camera can be photographed. Thus, it can always be accurately converted into the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system. As a result, the coordinates of each target obtained from the radar 1 and the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the left camera coordinate system converted based on the parallax information are used. Rr, Rl, Tr, and Tl for converting the three-dimensional coordinates into the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system can always be accurately obtained. As a result, when the position of the obstacle is identified during traveling, for example, even when the depression angle of the stereo camera 2 fluctuates with time due to the suspension of the car C, it is obtained as described above. By using Rr, Rl, Tr, and Tl, it is possible to accurately compare the coordinates of the target obtained from the radar 1 and the coordinates of the target obtained from the stereo camera 2. As a result, it is possible to accurately identify a target that is highly likely to exist.

また、本実施の形態では、走行中に障害物の位置を特定する際に、Rr,Rl,Tr,Tlを用いているので、レーダ1によって得られた各物標のレーダ座標系の3次元座標を、奥行き情報を実質的に含ん右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標に変換することができる。これにより、レーダ1から得られた、奥行き情報を実質的に含ん各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標と、ステレオ画像に基づいて得られた各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標とを対比することができるので、存在可能性の高い物標を特定することができる。従って、レーダから得られた物標の座標と、ステレオカメラから得られた物標の座標とを用いて、物標同士を容易にマッチングさせることができる。
In the present embodiment, since Rr, Rl, Tr, and Tl are used when specifying the position of an obstacle during traveling, the three-dimensional radar coordinate system of each target obtained by the radar 1 is used. coordinates can be converted into two-dimensional coordinates of the two-dimensional coordinates and the left camera coordinate system of the right camera coordinate system that substantially contains depth information. Thus, obtained from the radar 1, the two-dimensional coordinates of the two-dimensional coordinates and the left camera coordinate system of the right camera coordinate system of each target object including the depth information substantially each obtained based on the stereo image Since the two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system of the target and the two-dimensional coordinates of the left camera coordinate system can be compared, it is possible to specify a target that is highly likely to exist. Therefore, the targets can be easily matched using the coordinates of the target obtained from the radar and the coordinates of the target obtained from the stereo camera.

さらに、本実施の形態では、走行中に障害物の位置を特定する際に、示唆情報から物標の奥行きZLjを求めるようにしたので、レーダ1から得られた物標との距離diと、ステレオカメラ2から得られた、レーダ1で検知された物標と同一と思われる物標の奥行きZLjとを対比することができる。これにより、例えば、レーダ1から得られた物標の2次元座標と、ステレオカメラ2から得られた物標の2次元座標とが互いに近接するものの、距離diと奥行きZLjとが互いに大きく異なる場合には、これらを互いに別個の物標として認識することができる。一方、例えば、レーダ1から得られた物標の2次元座標と、ステレオカメラ2から得られた物標の2次元座標とが互いに等しいかまたは近接している場合であって、かつ、距離diと奥行きZLjとが互いに等しいかまたは近接しているときには、これらを互いに同一の物標として認識することができる。   Furthermore, in the present embodiment, when the position of the obstacle is specified during traveling, the depth ZLj of the target is obtained from the suggestion information, so the distance di from the target obtained from the radar 1; It is possible to compare the depth ZLj of the target that is considered to be the same as the target detected by the radar 1 and obtained from the stereo camera 2. Thereby, for example, when the two-dimensional coordinates of the target obtained from the radar 1 and the two-dimensional coordinates of the target obtained from the stereo camera 2 are close to each other, the distance di and the depth ZLj are greatly different from each other. Can be recognized as separate targets. On the other hand, for example, the two-dimensional coordinates of the target obtained from the radar 1 and the two-dimensional coordinates of the target obtained from the stereo camera 2 are equal or close to each other, and the distance di And the depth ZLj are equal or close to each other, they can be recognized as the same target.

このように、走行中に障害物の位置を特定する際に、レーダ1から得られた物標の2次元座標と、ステレオカメラ2から得られた物標の2次元座標とを互いに対比するだけでなく、距離diと奥行きZLjとを互いに対比するようにしたので、レーダ1から得られた物標の2次元座標と、ステレオカメラ2から得られた物標の2次元座標とが互いに近接している場合であっても、それらが互いに異なるものなのか、互いに同一のものなのかを正確に特定することができる。   In this way, when specifying the position of an obstacle during traveling, only the two-dimensional coordinates of the target obtained from the radar 1 and the two-dimensional coordinates of the target obtained from the stereo camera 2 are compared with each other. In addition, since the distance di and the depth ZLj are compared with each other, the two-dimensional coordinates of the target obtained from the radar 1 and the two-dimensional coordinates of the target obtained from the stereo camera 2 are close to each other. Even if it is, it can be specified correctly whether they are different from each other or the same.

また、本実施の形態では、キャリブレーションにおいて、レーダ1によって検知された各物標の3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)が反射板6上に分布していない場合には、演算により求めたレーダ1の俯角ξおよびずれ角φを用いて、3次元座標(Xmi,Ymi,Zmi)を補正するようにしたので、レーダ1の向きに起因する誤差をRr,Rl,Tr,Tlから取り除くことができる。これにより、レーダ1から得られた物標の座標と、ステレオカメラ2から得られた物標の座標とを極めて正確に対比することが可能となるので、走行中に障害物の位置を特定する際に、レーダ1によって検知された物標の座標と、ステレオカメラ2によって検知された物標の座標とを用いて、物標同士を極めて正確にマッチングさせることができる。   Further, in the present embodiment, in the calibration, when the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) of each target detected by the radar 1 are not distributed on the reflecting plate 6, it is obtained by calculation. Since the three-dimensional coordinates (Xmi, Ymi, Zmi) are corrected by using the depression angle ξ and the deviation angle φ of the radar 1, errors due to the orientation of the radar 1 are removed from Rr, Rl, Tr, Tl. Can do. As a result, the coordinates of the target obtained from the radar 1 and the coordinates of the target obtained from the stereo camera 2 can be compared very accurately, so that the position of the obstacle is specified during traveling. In this case, the coordinates of the target detected by the radar 1 and the coordinates of the target detected by the stereo camera 2 can be used to match the targets very accurately.

また、本実施の形態では、走行中に障害物の位置を特定する際に、レーダ1から得られた物標との距離diの変化の割合と、ステレオカメラ2から得られた、レーダ1で検知された物標と同一と思われる物標の奥行きZLjの変化の割合とを対比するようにしたので、レーダ1から得られた物標の2次元座標と、ステレオカメラ2から得られた物標の2次元座標とが互いに近接している場合であっても、それらが互いに異なるものなのか、互いに同一のものなのかを極めて正確に特定することができる。これにより、走行中に障害物の位置を特定する際に、レーダ1によって検知された物標の座標と、ステレオカメラ2によって検知された物標の座標とを用いて、物標同士を極めて正確にマッチングさせることができる。   Further, in the present embodiment, when the position of an obstacle is specified during traveling, the rate of change in the distance di from the target obtained from the radar 1 and the radar 1 obtained from the stereo camera 2 are used. Since the ratio of the change in the depth ZLj of the target that seems to be the same as the detected target is compared, the two-dimensional coordinates of the target obtained from the radar 1 and the target obtained from the stereo camera 2 are used. Even when the two-dimensional coordinates of the mark are close to each other, it can be very accurately specified whether they are different from each other or the same. Thereby, when specifying the position of an obstacle during traveling, the coordinates of the targets detected by the radar 1 and the coordinates of the targets detected by the stereo camera 2 are used to accurately identify the targets. Can be matched.

また、本実施の形態では、障害物7の位置および種類を特定したのちに、レーダ1によって検知された障害物7のレーダ情報(θi,di,vi)およびステレオカメラ2によって検知された障害物7のステレオ画像のいずれか一方に何らかの不具合(例えばノイズの混入)が発生して、いずれか一方の情報を使うことができなくなった場合であっても、使うことの可能な方の情報だけを用いて、障害物7の位置を追跡することができる。この場合に、双方の情報を用いて障害物7の位置を追跡していたときから、一方の情報だけを用いて障害物7の位置を追跡するように切り換えた瞬間に、障害物7の位置が不連続に変動することはない。障害物7の位置を追跡する際には、キャリブレーションによって得られた定数を含む式(1)、(7)、(10)〜(13)を用いているので、レーダ1によって検知された物標の座標と、ステレオカメラ2によって検知された物標の座標とを、一の座標系のほぼ同一の座標に変換することができるからである。   In the present embodiment, after specifying the position and type of the obstacle 7, the radar information (θi, di, vi) of the obstacle 7 detected by the radar 1 and the obstacle detected by the stereo camera 2 are used. Even if one of the 7 stereo images has some trouble (for example, noise mixing) and it becomes impossible to use any one of the information, only the information that can be used is used. It can be used to track the position of the obstacle 7. In this case, from the time when the position of the obstacle 7 is tracked using both pieces of information, the position of the obstacle 7 is switched at the moment of switching to track the position of the obstacle 7 using only one piece of information. Does not fluctuate discontinuously. When the position of the obstacle 7 is tracked, since the equations (1), (7), (10) to (13) including constants obtained by calibration are used, the object detected by the radar 1 is used. This is because the coordinates of the target and the coordinates of the target detected by the stereo camera 2 can be converted into almost the same coordinates in one coordinate system.

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。   While the present invention has been described with reference to the embodiment and examples, the present invention is not limited to these, and various modifications are possible.

本発明の一実施の形態に係る物標検知装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the target detection apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 図1の反射板の一構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of 1 structure of the reflecting plate of FIG. 図1の反射板の他の構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structural example of the reflecting plate of FIG. 物標検知装置のキャリブレーションを行う際の配置図である。FIG. 5 is a layout diagram when performing calibration of the target detection device. 俯角ξを説明するための側面図である。It is a side view for explaining a depression angle ξ. ずれ角φを説明するための上面図である。It is a top view for demonstrating deviation | shift angle (phi). 物標検知装置のキャリブレーション手順を説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating the calibration procedure of a target detection apparatus. 図7に続く手順を説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating the procedure following FIG. 図8に続く手順を説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating the procedure following FIG. 図9に続く手順を説明するための流れ図である。10 is a flowchart for explaining a procedure following FIG. 9. 障害物の検知についての手順を説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating the procedure about the detection of an obstruction. 図11に続く手順を説明するための流れ図である。FIG. 12 is a flowchart for explaining the procedure following FIG. 11. 図12に続く手順を説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating the procedure following FIG. 障害物の検知についての手順を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the procedure about the detection of an obstruction.

符号の説明Explanation of symbols

1…レーダ、2…ステレオカメラ、21…右カメラ、22…左カメラ、3…制御部、4…記憶部、5…表示部、6…反射板、6A…反射ブロック、6B…吸収ブロック、6C…平板、6D…リフレクタ、7…障害物、A…スキャン平面、B…(Xm,Zm)平面、C…自動車、d1,d2…半径、S1…走行路面、S2…非走行路面、X1…車軸、X2,X3…線分、ξ…俯角、φ…ずれ角。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radar, 2 ... Stereo camera, 21 ... Right camera, 22 ... Left camera, 3 ... Control part, 4 ... Memory | storage part, 5 ... Display part, 6 ... Reflector plate, 6A ... Reflection block, 6B ... Absorption block, 6C ... Flat plate, 6D ... Reflector, 7 ... Obstacle, A ... Scan plane, B ... (Xm, Zm) plane, C ... Automobile, d1, d2 ... Radius, S1 ... Traveling road surface, S2 ... Non-traveling road surface, X1 ... Axle , X2, X3 ... line segment, ξ ... depression angle, φ ... deviation angle.

Claims (3)

車両前方のレーダ情報を取得するためのレーダと、
車両前方のステレオ画像を取得するための右カメラおよび左カメラを有するステレオカメラと、
前記レーダで取得したレーダ情報、ならびに前記右カメラで取得した2次元画像および前記左カメラで取得した2次元画像からなるステレオ画像を処理するための制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記レーダによって得られたレーダ情報から各物標のレーダ座標系の3次元座標を取得し、前記レーダ情報から取得した各物標のレーダ座標系の3次元座標が一の平面上に分布していない場合には、前記レーダの俯角およびずれ角を用いて、その3次元座標を補正するレーダ側3次元座標取得手段と、
前記右カメラによって得られた2次元画像の中から前記各物標の右カメラ座標系の2次元座標を、前記左カメラによって得られた2次元画像の中から前記各物標の左カメラ座標系の2次元座標をそれぞれ抽出するカメラ側2次元座標取得手段と、
前記各物標の右カメラ座標系の2次元座標および前記各物標の左カメラ座標系の2次元座標から視差情報を取得する視差情報取得手段と、
前記視差情報を用いて、前記各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するカメラ側3次元座標取得手段と、
前記レーダ情報に基づいて得られた各物標のレーダ座標系の3次元座標と、前記ステレオ画像に基づいて得られた各物標の右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標とを用いて、レーダ座標系の3次元座標を右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するための変換係数を求める変換係数取得手段と
を有し、
前記レーダ側3次元座標取得手段は、前記レーダ情報から取得した各物標のレーダ座標系の3次元座標を最小二乗法を用いて直線近似を行い、それにより得られた各物標の3次元座標を含む第1直線と前記一の平面に垂直に交わる平面において垂直に交わる第2直線を求め、前記第2直線と自動車の車軸とが交わる角度を前記レーダのずれ角として求める
ことを特徴とする校正装置。
A radar for acquiring radar information in front of the vehicle;
A stereo camera having a right camera and a left camera for acquiring a stereo image in front of the vehicle;
A control unit for processing a radar image acquired by the radar, a stereo image including a two-dimensional image acquired by the right camera and a two-dimensional image acquired by the left camera;
With
The controller is
The three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target are acquired from the radar information obtained by the radar, and the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target acquired from the radar information are distributed on one plane. If not, radar side three-dimensional coordinate acquisition means for correcting the three-dimensional coordinates using the radar depression and deviation angles;
The two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system of each target from the two-dimensional image obtained by the right camera, and the left camera coordinate system of each target from the two-dimensional image obtained by the left camera. Camera-side two-dimensional coordinate acquisition means for respectively extracting the two-dimensional coordinates of
Parallax information acquisition means for acquiring parallax information from the two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system of each target and the two-dimensional coordinates of the left camera coordinate system of each target;
Using the parallax information, the 2D coordinates of the right camera coordinate system and the 2D coordinates of the left camera coordinate system of each target are converted into 3D coordinates of the right camera coordinate system and 3D coordinates of the left camera coordinate system. Camera side three-dimensional coordinate acquisition means,
The three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target obtained based on the radar information, and the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the left camera coordinate system of each target obtained based on the stereo image. by using the dimension coordinates, have a conversion coefficient acquisition means for obtaining a conversion coefficient for converting the 3-dimensional coordinates of the radar coordinate system into the three-dimensional coordinates and three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system of the right camera coordinate system,
The radar-side three-dimensional coordinate acquisition means performs linear approximation on the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target acquired from the radar information using the least square method, and the three-dimensional of each target obtained thereby A first straight line including coordinates and a second straight line that intersects perpendicularly in a plane perpendicular to the one plane are obtained, and an angle at which the second straight line and the axle of the vehicle intersect is obtained as a deviation angle of the radar. Calibration device to do.
前記右カメラおよび左カメラは、互いに等しい高さに配置されている
ことを特徴とする請求項に記載の校正装置。
The calibration apparatus according to claim 1 , wherein the right camera and the left camera are arranged at the same height.
車両前方のレーダ情報を取得するためのレーダと、車両前方のステレオ画像を取得するための右カメラおよび左カメラを有するステレオカメラと、前記レーダで取得したレーダ情報、ならびに前記右カメラで取得した2次元画像および前記左カメラで取得した2次元画像からなるステレオ画像を処理するための制御部とを用意し、
前記レーダによって得られたレーダ情報から各物標のレーダ座標系の3次元座標を取得し、
前記右カメラによって得られた2次元画像の中から前記各物標の右カメラ座標系の2次元座標を、前記左カメラによって得られた2次元画像の中から前記各物標の左カメラ座標系の2次元座標をそれぞれ抽出し、
前記各物標の右カメラ座標系の2次元座標および前記各物標の左カメラ座標系の2次元座標から視差情報を取得し、
前記視差情報を用いて、前記各物標の右カメラ座標系の2次元座標および左カメラ座標系の2次元座標を、右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換し、
前記レーダ情報に基づいて各物標のレーダ座標系の3次元座標を取得し、前記レーダ情報から取得した各物標のレーダ座標系の3次元座標が一の平面上に分布していない場合には、前記レーダの俯角およびずれ角を用いて、その3次元座標を補正し、
前記補正に際して、レーダ情報から取得した各物標のレーダ座標系の3次元座標を最小二乗法を用いて直線近似を行い、それにより得られた各物標の3次元座標を含む第1直線と前記一の平面に垂直に交わる平面において垂直に交わる第2直線を求め、前記第2直線と自動車の車軸とが交わる角度を前記レーダのずれ角として求め、
前記レーダ情報に基づいて得られた各物標のレーダ座標系の3次元座標と、前記ステレオ画像に基づいて得られた各物標の右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標とを用いて、レーダ座標系の3次元座標を右カメラ座標系の3次元座標および左カメラ座標系の3次元座標に変換するための変換係数を求める
ことを特徴とする校正方法。
A radar for acquiring radar information in front of the vehicle, a stereo camera having a right camera and a left camera for acquiring a stereo image in front of the vehicle, radar information acquired by the radar, and 2 acquired by the right camera A control unit for processing a stereo image composed of a two-dimensional image acquired by a two-dimensional image and the left camera,
Obtaining the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target from the radar information obtained by the radar;
The two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system of each target from the two-dimensional image obtained by the right camera, and the left camera coordinate system of each target from the two-dimensional image obtained by the left camera. Each of the two-dimensional coordinates of
Parallax information is acquired from the two-dimensional coordinates of the right camera coordinate system of each target and the two-dimensional coordinates of the left camera coordinate system of each target;
Using the parallax information, the 2D coordinates of the right camera coordinate system and the 2D coordinates of the left camera coordinate system of each target are converted into 3D coordinates of the right camera coordinate system and 3D coordinates of the left camera coordinate system. And
When the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target are acquired based on the radar information, and the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target acquired from the radar information are not distributed on one plane. Corrects the three-dimensional coordinates using the depression angle and deviation angle of the radar,
At the time of the correction, a linear approximation is performed on the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target acquired from the radar information using the least square method, and a first straight line including the three-dimensional coordinates of each target obtained by this is obtained. Obtaining a second straight line perpendicular to the plane perpendicular to the one plane, and obtaining an angle at which the second straight line and the axle of the vehicle intersect as a deviation angle of the radar;
The three-dimensional coordinates of the radar coordinate system of each target obtained based on the radar information, and the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the left camera coordinate system of each target obtained based on the stereo image. A calibration method characterized in that, using the three-dimensional coordinates, a conversion coefficient for converting the three-dimensional coordinates of the radar coordinate system into the three-dimensional coordinates of the right camera coordinate system and the three-dimensional coordinates of the left camera coordinate system is obtained.
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