JP5606770B2 - Camera calibration device - Google Patents
Camera calibration device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5606770B2 JP5606770B2 JP2010090626A JP2010090626A JP5606770B2 JP 5606770 B2 JP5606770 B2 JP 5606770B2 JP 2010090626 A JP2010090626 A JP 2010090626A JP 2010090626 A JP2010090626 A JP 2010090626A JP 5606770 B2 JP5606770 B2 JP 5606770B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- camera
- camera calibration
- axis
- stationary
- acceleration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Description
本発明は、カメラ校正装置に関し、特に、カメラの撮像方向を校正するカメラ校正装置に関する。 The present invention relates to a camera calibration device, and more particularly to a camera calibration device that calibrates the imaging direction of a camera.
近年、車載カメラ分野において、カメラによる監視や物体検出を行うため、カメラから見た撮像対象物の方向を求めることによってカメラの撮像方向を校正するカメラ校正装置が開発されている。 In recent years, in the field of in-vehicle cameras, in order to perform monitoring and object detection by a camera, a camera calibration device that calibrates the imaging direction of the camera by obtaining the direction of the imaging object viewed from the camera has been developed.
例えば、カメラを車両に搭載して、車両走行のガイドラインを撮像画像上に描画するとき、路面とカメラとの位置関係を正確に求めるために、カメラの撮像方向を校正するカメラ校正が必要となる。 For example, when a camera is mounted on a vehicle and vehicle driving guidelines are drawn on a captured image, camera calibration is required to calibrate the imaging direction of the camera in order to accurately determine the positional relationship between the road surface and the camera. .
このようなカメラ校正は、車両メーカの工場内でカメラを設置する場合には、工場内で行うことが可能であるが、ユーザが車両にカメラを設置する場合には、カメラ設置後に、ユーザが行う必要がある。 Such camera calibration can be performed in the factory when the camera is installed in the factory of the vehicle manufacturer. However, when the user installs the camera in the vehicle, the user must There is a need to do.
このようなカメラ校正に対し、カメラの撮像方向を路面上の平行線から消失線を算出することによって、カメラ校正を行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 For such camera calibration, a technique for performing camera calibration by calculating the disappearance line from the parallel line on the road surface in the imaging direction of the camera is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上述したような従来の技術においては、平行線が撮像できないとカメラ校正を行うことができないため、周囲の景色によってはカメラの撮像方向を校正することができないといった課題があった。 However, in the conventional technology as described above, since the camera cannot be calibrated unless parallel lines can be captured, there is a problem that the imaging direction of the camera cannot be calibrated depending on the surrounding scenery.
本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、周囲の景色によらずカメラの撮像方向を校正することができるカメラ校正装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a camera calibration apparatus that can calibrate the imaging direction of the camera regardless of the surrounding scenery.
本発明のカメラ校正装置は、イメージセンサを有するカメラと、前記イメージセンサと既知の位置関係にある加速度センサと、前記イメージセンサが静止しているときに前記加速度センサによって検知された傾きを静止時加速度ベクトルとし、前記イメージセンサが直進しながら加減速されているときに前記加速度センサによって検知された傾きを直進時加速度ベクトルとし、前記静止時加速度ベクトル及び前記直進時加速度ベクトルに基づいて、前記カメラの撮像方向を算出するカメラ校正部とを備え、前記カメラ校正部は、前記カメラの光学系中心点を原点とし、光軸をZ軸とし、走査方向をX軸とし、副走査方向をY軸としたカメラ座標系から、前記Z軸を鉛直方向に回転させた鉛直カメラ座標系に変換するための変換式のパラメータを算出することにより、前記カメラの撮像方向を算出する構成を有している。 Camera calibration device of the present invention, a camera having an image sensor, an acceleration sensor in the image sensor and the known positional relationship, at rest the inclination detected by the acceleration sensor when the image sensor is stationary An acceleration vector, and the inclination detected by the acceleration sensor when the image sensor is accelerated or decelerated while going straight is used as an acceleration vector during straight running , and the camera is based on the stationary acceleration vector and the linear acceleration vector. A camera calibration unit that calculates the imaging direction of the camera , wherein the camera calibration unit has an optical system center point of the camera as an origin, an optical axis as a Z axis, a scanning direction as an X axis, and a sub scanning direction as a Y axis. Conversion equation parameters for converting the camera coordinate system into a vertical camera coordinate system in which the Z-axis is rotated in the vertical direction By calculating, it has a configuration that calculates the imaging direction of the camera.
この構成により、本発明のカメラ校正装置は、イメージセンサが静止しているときに加速度センサによって検知された傾きとイメージセンサが移動しているときに加速度センサによって検知された傾きとに基づいて、カメラの撮像方向を算出するため、周囲の景色によらずカメラの撮像方向を校正することができる。 With this configuration, the camera calibration device of the present invention is based on the inclination detected by the acceleration sensor when the image sensor is stationary and the inclination detected by the acceleration sensor when the image sensor is moving. Since the imaging direction of the camera is calculated, the imaging direction of the camera can be calibrated regardless of the surrounding scenery.
また、前記カメラ校正部は、前記イメージセンサが静止しているときに、前記加速度センサを用いて前記鉛直方向を検出する。 The camera calibration unit detects the vertical direction using the acceleration sensor when the image sensor is stationary.
本発明は、周囲の景色によらずカメラの撮像方向を校正することができるといった効果を有するカメラ校正装置を提供することができる。 The present invention can provide a camera calibration apparatus having an effect that the imaging direction of the camera can be calibrated regardless of the surrounding scenery.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の一実施の形態としてのカメラ校正装置は、カメラ120によって構成されている。カメラ120は、レンズ130と、イメージセンサ140と、加速度センサ150と、カメラ校正部160とを備えている。
As shown in FIG. 1, the camera calibration apparatus as an embodiment of the present invention is configured by a
図1において、加速度センサ150は、3次元の加速度を計測できる3次元加速度センサによって構成され、イメージセンサ140に対して3次元的に既知な位置関係でカメラ120に収納されている。
In FIG. 1, the
カメラ校正部160は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)およびROM(Read Only Memory)等を有するマイクロコンピュータによって構成されている。
The
ROMには、当該マイクロコンピュータをカメラ校正部160として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、CPUがRAMを作業領域としてROMに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロコンピュータは、カメラ校正部160として機能する。
The ROM stores a program for causing the microcomputer to function as the
カメラ校正部160は、車両100が静止しているときに加速度センサ150によって検知された傾きと、車両100が直進しながら加減速しているときに加速度センサ150によって検知された傾きとに基づいて、カメラ120の撮像方向を算出するようになっている。
The
ここで、カメラ校正部160は、カメラ120の外部、例えば、車両100本体に設けられた蛇角センサおよび車速センサに検知結果に基づいて、車両100が静止しているか否か、および、車両100が直進しながら加減速しているか否かを判断するようになっている。
Here, the
なお、カメラ校正部160は、車両100が移動しているときに、車両100の走行方向のなかで直進走行の割合が最も高いと仮定して、最も高い割合の方向を直進方向と判断するようにしてもよい。
Note that, when the
また、図1において、カメラ校正部160は、カメラ120の内部に設けられているように示されているが、カメラ120の外部に設けられていてもよい。
In FIG. 1, the
図2に示すように、カメラ120は、車両100の後方を撮像するように車両100に設けられている。図3に示すように、カメラ120の直下の路面を世界座標系180の原点とする。世界座標系180は、車両100の長さ方向、すなわち、車両100の直進方向をY軸としてWyと表され、車両100の幅方向をX軸としてWxと表され、車両100の鉛直方向をZ軸としてWzと表されている。
As shown in FIG. 2, the
図4に示すように、カメラ座標系170は、カメラ120の光学系中心点としてのレンズ130の中心を原点とし、光軸方向をZ軸、走査方向をX軸、副走査方向をY軸とし、各X軸、Y軸、Z軸がCx、Cy、Czとして示されている。
As shown in FIG. 4, the camera coordinate system 170 has the center of the
また、車両100が静止しているときに加速度センサ150によって検知される傾きを静止時加速度ベクトル270とし、車両100が直進しながら加減速しているときに加速度センサ150によって検知される傾きを直進時加速度ベクトル280とする。
In addition, the inclination detected by the
以下、カメラ校正部160について図4および図5を用いてその動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
図5に示すように、鉛直カメラ座標系230は、カメラ座標系170のZ軸Czを重力方向に一致させるように回転させた座標系である。鉛直カメラ座標系230は、各X軸、Y軸、Z軸がVx、Vy、Vzとして示されている。 As shown in FIG. 5, the vertical camera coordinate system 230 is a coordinate system rotated so that the Z-axis Cz of the camera coordinate system 170 coincides with the direction of gravity. In the vertical camera coordinate system 230, the X, Y, and Z axes are indicated as Vx, Vy, and Vz.
カメラ座標系170、静止時加速度ベクトル270および直進時加速度ベクトル280の関係は、図4に示した通りであり、車両100が静止しているときの加速度センサ150は、重力加速度を検知している。すなわち、カメラ校正部160は、車両100が静止しているときの加速度センサ150の検出結果によって重力の方向を検出することができる。
The relationship between the camera coordinate system 170, the stationary acceleration vector 270, and the linear acceleration vector 280 is as shown in FIG. 4, and the
ここで、車両100が静止しているときの加速度センサ150の3軸の値を単位ベクトルに正規化したベクトルを静止時加速度ベクトル270とし、鉛直カメラ座標系230に対するZ軸射影ベクトルを[数1]に示すベクトルで表す。
Here, a vector obtained by normalizing the three-axis values of the
また、Z軸射影ベクトルと直進時加速度ベクトル280との外積をとり、単位ベクトルとしたものを鉛直カメラ座標系230に対するX軸射影ベクトルとして[数2]に示すベクトルで表す。 In addition, the cross product of the Z-axis projection vector and the acceleration vector 280 when traveling straight is taken, and the unit vector is expressed as the vector shown in [Equation 2] as the X-axis projection vector for the vertical camera coordinate system 230.
また、Z軸射影ベクトルとX軸射影ベクトルの外積をとったものを鉛直カメラ座標系230に対するY軸射影ベクトルとして[数3]に示すベクトルで表す。 Also, a product obtained by taking the outer product of the Z-axis projection vector and the X-axis projection vector is represented by the vector shown in [Equation 3] as the Y-axis projection vector for the vertical camera coordinate system 230.
このような射影ベクトルをまとめると、カメラ座標系170から鉛直カメラ座標系230に変換する変換式は、[数4]に示すように表すことができる。 Summarizing such projection vectors, a conversion equation for converting from the camera coordinate system 170 to the vertical camera coordinate system 230 can be expressed as shown in [Equation 4].
このように、カメラ校正部160は、カメラ座標系170を鉛直カメラ座標系230に変換することができ、カメラ120の撮像方向を校正することができる。
Thus, the
以上説明したように、本発明の一実施の形態としてのカメラ校正装置を構成するカメラ120は、イメージセンサ140が静止しているときに加速度センサ150によって検知された傾きとイメージセンサ140が移動しているときに加速度センサ150によって検知された傾きとに基づいて、カメラ120の撮像方向を算出するため、周囲の景色によらずカメラ120の撮像方向を校正することができる。
As described above, the
以上のように、本発明にかかるカメラ校正装置は、周囲の景色によらずカメラの撮像方向を校正することができるという効果を有し、例えば、車載カメラの撮像方向を校正するカメラ校正装置等として有用である。 As described above, the camera calibration device according to the present invention has an effect of being able to calibrate the imaging direction of the camera regardless of the surrounding scenery, for example, a camera calibration device that calibrates the imaging direction of the in-vehicle camera, etc. Useful as.
100 車両
120 カメラ
130 レンズ
140 イメージセンサ
150 加速度センサ
160 カメラ校正部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記イメージセンサと既知の位置関係にある加速度センサと、
前記イメージセンサが静止しているときに前記加速度センサによって検知された傾きを静止時加速度ベクトルとし、前記イメージセンサが直進しながら加減速されているときに前記加速度センサによって検知された傾きを直進時加速度ベクトルとし、前記静止時加速度ベクトル及び前記直進時加速度ベクトルに基づいて、前記カメラの撮像方向を算出するカメラ校正部とを備え、
前記カメラ校正部は、前記カメラの光学系中心点を原点とし、光軸をZ軸とし、走査方向をX軸とし、副走査方向をY軸としたカメラ座標系から、前記Z軸を鉛直方向に回転させた鉛直カメラ座標系に変換するための変換式のパラメータを算出することにより、前記カメラの撮像方向を算出するカメラ校正装置。 A camera having an image sensor;
An acceleration sensor in a known positional relationship with the image sensor;
The inclination detected by the acceleration sensor when the image sensor is stationary is defined as a stationary acceleration vector, and the inclination detected by the acceleration sensor when the image sensor is accelerated or decelerated while traveling straight is A camera calibration unit that calculates an imaging direction of the camera based on the acceleration vector during stationary and the acceleration vector during straight travel ,
The camera calibration unit is configured so that the Z axis is a vertical direction from a camera coordinate system in which an optical system center point of the camera is an origin, an optical axis is a Z axis, a scanning direction is an X axis, and a sub scanning direction is a Y axis. A camera calibration apparatus for calculating an imaging direction of the camera by calculating a parameter of a conversion formula for conversion into a vertical camera coordinate system rotated in the vertical direction .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010090626A JP5606770B2 (en) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | Camera calibration device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010090626A JP5606770B2 (en) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | Camera calibration device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011220850A JP2011220850A (en) | 2011-11-04 |
JP5606770B2 true JP5606770B2 (en) | 2014-10-15 |
Family
ID=45038025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010090626A Active JP5606770B2 (en) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | Camera calibration device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5606770B2 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001171544A (en) * | 1999-12-20 | 2001-06-26 | Nissan Motor Co Ltd | Detector or detecting shift of optical axis for on-vehicle camera |
JP3986360B2 (en) * | 2002-05-14 | 2007-10-03 | 松下電器産業株式会社 | Camera calibration device |
JP4670528B2 (en) * | 2005-07-29 | 2011-04-13 | 日産自動車株式会社 | Imaging device deviation detection method, imaging device deviation correction method, and imaging device |
JP4832321B2 (en) * | 2007-01-26 | 2011-12-07 | 三洋電機株式会社 | Camera posture estimation apparatus, vehicle, and camera posture estimation method |
JP2009276094A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Attitude determination apparatus and method, movement direction determination apparatus, position determination apparatus, and computer program |
-
2010
- 2010-04-09 JP JP2010090626A patent/JP5606770B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011220850A (en) | 2011-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3513950B2 (en) | Image stabilization camera | |
KR101787304B1 (en) | Calibration method, calibration device, and computer program product | |
JP5133783B2 (en) | In-vehicle device | |
JP4422777B2 (en) | Moving body posture detection device | |
JP5452708B2 (en) | Vehicle state detection device and vehicle state detection system | |
JP6601352B2 (en) | Vehicle posture estimation device | |
JP6488749B2 (en) | Camera calibration device | |
JP2011141221A (en) | Positioning device and positioning method | |
US20150314452A1 (en) | Information processing apparatus, method therefor, measurement apparatus, and working apparatus | |
JP2007334859A (en) | Object detector | |
JP2011059020A (en) | Apparatus, method and program for estimating three-dimensional attitude | |
JP2010160379A (en) | Camera calibration method and camera calibration device | |
WO2018167996A1 (en) | Driver state estimation device and driver state estimation method | |
JP5864984B2 (en) | In-vehicle camera image correction method and in-vehicle camera image correction program | |
US11431907B2 (en) | Imaging device capable of correcting image blur of a captured image and control method therefor | |
US9827906B2 (en) | Image processing apparatus | |
JP5606770B2 (en) | Camera calibration device | |
JP4670528B2 (en) | Imaging device deviation detection method, imaging device deviation correction method, and imaging device | |
JP2018136739A (en) | Calibration device | |
JP4026641B2 (en) | Object detection apparatus and object detection method | |
KR102493994B1 (en) | Digital image recorder for automotive with image stabilization function | |
JP5425500B2 (en) | Calibration apparatus and calibration method | |
JP5193148B2 (en) | Vehicle imaging device | |
JP5330341B2 (en) | Ranging device using in-vehicle camera | |
JP2020118451A (en) | Movement amount calculation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131004 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131226 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140812 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140827 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5606770 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |