特許 7533271 車載センサシステム、及び車載センサシステムのデータ生成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】車載センサシステム、及び車載センサシステムのデータ生成方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/60 20230101AFI20240806BHJP

   G01S 7/40 20060101ALN20240806BHJP

   G01S 13/931 20200101ALN20240806BHJP

【ＦＩ】

H04N23/60 500

G01S7/40 126

G01S13/931

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021023921

(22)【出願日】2021-02-18

(65)【公開番号】P2022126066

(43)【公開日】2022-08-30

【審査請求日】2023-08-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000213

【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 猛之進

(72)【発明者】

【氏名】玉置 友康

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１３１８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－８６９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－５１９３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２３／６０

Ｇ０１Ｓ ７／４０

Ｇ０１Ｓ １３／９３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の車体に固定されたブラケットに着脱可能な筐体、
前記筐体に支持された検知部であって当該検知部の所定の点から延びる軸を基準として決まる検知範囲内の状況を表す検知データを出力する検知部、及び、
前記筐体に対する前記検知部の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記筐体に対する前記検知部の実際の位置及び姿勢の偏差量に応じた第１データを記憶した第１記憶部、
を有する周辺センサと、
前記周辺センサとは別体であり且つ前記車体に固定された第２記憶部であって、前記車体に対する前記筐体の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記車体に対する前記筐体の実際の位置及び姿勢の偏差量に応じた第２データを記憶可能に構成された第２記憶部と、
前記筐体の内部又は前記筐体の外部に設けられた補正部であって、前記第２記憶部に前記第２データが記憶されている場合に、前記第１記憶部及び前記第２記憶部から前記第１データ及び第２データをそれぞれ読み出し、前記検知部から出力された検知データを、前記読み出した第１データ及び前記読み出した第２データに基づいて補正することにより、前記検知部が前記車体に対する予め定められた設計上の正規の位置に正規の姿勢にて固定されていると仮定した場合に当該検知部が出力すると予想されるデータを生成して出力する補正部と、
を含む、車載センサシステム。

【請求項2】

請求項１に記載の車載センサシステムにおいて、
前記第２記憶部は、
前記車体に対する前記筐体の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記車体に対する前記筐体の実際の位置及び姿勢の偏差量そのものを表すデータを前記第２データとして記憶するように構成された、
車載センサシステム。

【請求項3】

請求項１に記載の車載センサシステムにおいて、
前記第２記憶部は、
前記車体に対する前記検知部の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記車体に対する前記検知部の実際の位置及び姿勢の偏差量そのものを表す第３データと、
前記第３データが得られた場合の、前記筐体に対する前記検知部の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記筐体に対する前記検知部の実際の位置及び姿勢の偏差量そのものを表す第１データと、
の組み合わせのデータを前記第２データとして記憶するように構成された、
車載センサシステム。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の車載センサシステムにおいて、
前記第２記憶部は、前記周辺センサとは別体である車載部品が備える記憶装置の記憶領域のうちの一部の領域である、
車載センサシステム。

【請求項5】

車両の車体に固定されたブラケットに着脱可能な筐体、
前記筐体に支持された検知部であって当該検知部の所定の点から延びる軸を基準として決まる検知範囲内の状況を表す検知データを出力する検知部、及び、
前記筐体に対する前記検知部の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記筐体に対する前記検知部の実際の位置及び姿勢の偏差量に応じた第１データを記憶した第１記憶部、
を有する周辺センサと、
前記周辺センサとは別体であり且つ前記車体に固定された第２記憶部であって、前記車体に対する前記筐体の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記車体に対する前記筐体の実際の位置及び姿勢の偏差量に応じた第２データを記憶可能に構成された第２記憶部と、
を備えた車載センサシステムに適用されるデータ生成方法であって、
前記筐体の内部又は前記筐体の外部に設けられた補正部であって、前記第２記憶部に前記第２データが記憶されている場合に、前記第１記憶部及び前記第２記憶部から前記第１データ及び第２データをそれぞれ読み出し、前記検知部から出力された検知データを、前記読み出した第１データ及び前記読み出した第２データに基づいて補正することにより、前記検知部が前記車体に対する予め定められた設計上の正規の位置に正規の姿勢にて固定されていると仮定した場合に当該検知部が出力すると予想されるデータを生成して出力するデータ補正ステップ、
を含む、車載センサシステムのデータ生成方法。

【請求項6】

請求項５に記載の車載センサシステムのデータ生成方法であって、
前記検知部が前記筐体に固定された段階であって当該筐体が前記ブラケットに固定される前の段階において、前記第１データを測定により取得して前記第１記憶部に記憶させる第１データ格納ステップと、
前記筐体が前記ブラケットに固定された段階において前記車両が当該車両の生産工場から出荷される前の段階において、前記車両に対して所定の位置に設置されたターゲットを表す検知データを前記検知部から取得し、当該取得した検知データと前記第１データとに基いて前記第２データを取得し、当該取得した第２データを前記第２記憶部に記憶させる第２データ格納ステップと、
を含む、車載センサシステムのデータ生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の周辺の物標、白線などの車両の周辺の検知範囲内の状況を表す検知データを出力する車載センサシステム、及び、車載センサシステムに適用されるデータ生成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自車両の周辺の物標を検知して、当該検知結果を表すデータを出力する車載センサシステム（以下、「従来装置」と称呼する。）が知られている（下記特許文献１を参照。）。車載センサシステムから出力されたデータは、車両の運転支援装置に供給される。運転支援装置は、車載センサシステムから供給されたデータに基づいて、車両の周囲の状況（例えば、車両と物標との位置関係）を認識し、その認識結果に応じて運転支援を実行する。

【0003】

従来装置は、周辺センサ（例えば、カメラセンサ）を含む。周辺センサは、車体の予め決められた部位に固定される。周辺センサは、検知部（例えば、レンズ、イメージセンサなどからなる撮像部）及び制御部（例えば、画像処理部）を含む。検知部は、当該周辺センサの所定の点（例えば、レンズの中央部）から所定方向へ延びる軸を基準として決まる検知範囲内の物標を検知し、当該検知結果を表す検知データ（以下、「原データ」と称呼する。）を出力する。

【0004】

一般に、運転支援装置（運転支援装置の制御プログラム）は、車体に組み付けられた周辺センサの検知部の位置及び姿勢が、正規の位置及び姿勢に一致している状態で取得されたデータが供給されることを前提として設計される。したがって、周辺センサの検知部の位置及び姿勢のいずれか一方又は両方が、正規の位置及び姿勢とは異なる場合に、検知部の検知データをそのまま用いると、運転支援装置は、車両の周囲の状況を正確に認識できない。そこで、従来装置は、以下に述べるように構成されている。

【0005】

まず、車両の生産工場において周辺センサが車両に固定された状態で、その周辺センサの現在の位置及姿勢と、正規の位置及び姿勢とのずれ量が、所定の治具（ターゲットボード）を用いて測定される。そして、当該測定結果に対応する調整値が、周辺センサとは別体として設けられた記憶装置に記憶される。以下、この作業を「センサキャリブレーション」と称呼する。センサキャリブレーションの終了後、制御部は、原データを、前記記憶装置に記憶されている調整値に基づいて補正して、周辺センサの位置及び姿勢が正規の位置及び姿勢に一致している場合に得られると予想されるデータを生成して、運転支援装置に供給する。

【0006】

ところで、周辺センサは、車体の予め決められた部位に固定されたブラケットに組み付けられる。車体へのブラケットの組み付け作業において、ブラケットの位置及び姿勢に誤差が生じる。即ち、車体におけるブラケットの位置及び姿勢は、車両ごとに異なる。よって、ブラケットに組み付けられた周辺センサの位置及び姿勢も、車両ごとに異なる。そのため、車両の生産時に、周辺センサをブラケットに組み付けた際には、必ず、センサキャリブレーションが必要である。

【0007】

車両が生産工場から出荷された後に周辺センサが故障して交換された場合には、当該交換後の周辺センサの制御部は、車両の生産時に測定されて記憶装置に記憶された調整値を読み出す。そして、制御部は、原データを、前記読み出した調整値に基づいて補正する。このように、従来装置によれば、周辺センサが交換された際、センサキャリブレーションを実施する必要がない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０２０－１３１８１８号公報

【発明の概要】

【0009】

従来装置の周辺センサは、検知部を支持（収容）する筐体を備えている。この筐体がブラケットに組み付けられる。従来装置において、ブラケットへの筐体の組み付け誤差が「０」であることを前提としている。つまり、従来装置において、ブラケット（車体）に対する、交換前の筐体の位置及び姿勢と、交換後の筐体の位置及び姿勢とは略同一であるとみなしている。加えて、従来装置において、筐体への検知部の組み付け誤差が「０」であることを前提としている。つまり、「交換前の周辺センサの筐体に対する検知部の位置及び姿勢」と、「交換後の周辺センサの筐体に対する検知部の位置及び姿勢」とが同一であるとみなしている。上記の条件を満たしている場合には、交換後の周辺センサの制御部が、記憶装置から読み出した調整値に基づいて原データを補正すれば、適正な（有用な）データが得られる。

【0010】

しかし、一般に、周辺センサの生産工程において、筐体への検知部の組み付け誤差が生じる。即ち、「交換前の周辺センサの筐体に対する検知部の位置及び姿勢」と、「交換後の周辺センサの筐体に対する検知部の位置及び姿勢」とが異なる場合がある。この場合、交換後の周辺センサの制御部が、記憶装置から読み出した調整値に基づいて原データを補正したとしても、適正なデータが得られない。即ち、原データを補正して得られたデータは、「交換前の周辺センサの筐体に対する検知部の位置及び姿勢」と、「交換後の周辺センサの筐体に対する検知部の位置及び姿勢」とのずれに相当する誤差を含んでいる。よって、周辺センサが交換された際、その車載センサシステムから運転支援装置に供給されるデータ（補正済検知データ）の精度（正確度）が、交換前の周辺センサから運転支援装置に供給されるデータ（補正済検知データ）の精度（正確度）に比べて低くなってしまう虞がある。

【0011】

本発明の目的の一つは、周辺センサの交換前後において、出力されるデータの精度（正確度）を同等に保つことができる車載センサシステムを提供することにある。

【0012】

上記の課題を解決するために、本発明の車載センサシステム（１）は、
車両の車体（Ｂ）に固定されたブラケット（ＢＣ）に着脱可能な筐体（１１）、
前記筐体に支持された検知部（１２）であって当該検知部の所定の点から延びる軸を基準として決まる検知範囲内の状況を表す検知データを出力する検知部、及び、
前記筐体に対する前記検知部の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記筐体に対する前記検知部の実際の位置及び姿勢の偏差量に応じた第１データ（Ｅ１）を記憶した第１記憶部（１４）、
を有する周辺センサ（１０）と、
前記周辺センサとは別体であり且つ前記車体に固定された第２記憶部（２１）であって、前記車体に対する前記筐体の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記車体に対する前記筐体の実際の位置及び姿勢の偏差量に応じた第２データ（「Ｅ２」，「Ｅ１及びＥ３」）を記憶可能に構成された第２記憶部と、
前記筐体の内部又は前記筐体の外部に設けられた補正部（１３）であって、前記第２記憶部に前記第２データが記憶されている場合に、前記第１記憶部及び前記第２記憶部から前記第１データ及び第２データをそれぞれ読み出し、前記検知部から出力された検知データを、前記読み出した第１データ及び前記読み出した第２データに基づいて補正することにより、前記検知部が前記車体に対する予め定められた設計上の正規の位置に正規の姿勢にて固定されていると仮定した場合に当該検知部が出力すると予想されるデータを生成して出力する補正部と、
を含む。

【0013】

上記のように構成された車載センサシステムにおいて、車両の生産工場又は整備工場にて、第２データが決定されて、第２記憶部に記憶される。その後、当該車両の周辺センサが故障して、周辺センサの交換が必要となる場合がある。この場合、作業者は、故障した周辺センサをブラケットから取り外し、新しい周辺センサをブラケットに組み付ける。つまり、この場合、ブラケットは、交換されず、車体に固定されたままである。第２記憶部も交換されない。このように、周辺センサが故障した場合、既存の（共通の）ブラケットに新しい周辺センサが組み付けられるので、車体に対する筐体の位置及び姿勢（すなわち、第２データ）は、周辺センサの交換前後において変化しない。よって、補正部は、周辺センサが交換された際、第２データを第２記憶部から読み出して、当該第２データを、検知データの補正に用いても差し支えない。

【0014】

周辺センサが交換される前には、補正部は、当該交換前の周辺センサに固有の第１データ、及び周辺センサの個体に依存しない（すなわち、交換前後の周辺センサに共通の）第２データに基づいて検知データを補正する。周辺センサが交換された後には、補正部は、当該交換後の周辺センサに固有の第１データ、及び周辺センサの個体に依存しない第２データに基づいて検知データを補正する。つまり、常に、現在の周辺センサに固有の第１データが検知データの補正結果に反映される。よって、本発明によれば、周辺センサを交換した際に、交換後の周辺センサの検知部の位置及び姿勢を測定することなく、且つ交換前の周辺センサから出力されるデータの精度（正確度）と交換後の周辺センサから出力されるデータの精度（正確度）とを同等に保つことができる。

【0015】

本発明の一態様に係る車載センサシステムにおいて、
前記第２記憶部は、
前記車体に対する前記筐体の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記車体に対する前記筐体の実際の位置及び姿勢の偏差量そのものを表すデータを前記第２データとして記憶するように構成される。

【0016】

これによれば、周辺センサの交換後に、補正部において、前記筐体の偏差量を求めるための計算が不要である。つまり、補正部は、第１データと第２データをそのまま用いて、検知データを補正することができる。

【0017】

本発明の他の態様に係る車載センサシステムにおいて、
前記第２記憶部は、
前記車体に対する前記検知部の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記車体に対する前記検知部の実際の位置及び姿勢の偏差量そのものを表す第３データと、
前記第３データが得られた場合の、前記筐体に対する前記検知部の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記筐体に対する前記検知部の実際の位置及び姿勢の偏差量そのものを表す第１データと、
の組み合わせのデータを前記第２データとして記憶するように構成される。

【0018】

これによれば、第１データ及び第２データに基づいて、前記車体に対する前記筐体の予め定められた設計上の正規の位置及び姿勢からの、前記車体に対する前記筐体の実際の位置及び姿勢の偏差量を計算し、その結果を第２データとして第２記憶部に記憶させる場合に比べて、第２記憶部への第２データの記憶作業が簡便である。

【0019】

本発明の他の態様に係る車載センサシステムにおいて、
前記第２記憶部は、前記周辺センサとは別体である車載部品が備える記憶装置の記憶領域のうちの一部の領域である。

【0020】

これによれば、第２記憶部を専用部品として設ける場合に比べて、車両全体としての部品点数を削減できる。

【0021】

なお、本発明は、車載センサシステムに適用される、検知データの生成方法にも及ぶ。

【0022】

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る車載カメラシステムのブロック図である。

【図2A】図２Ａは、ブラケット及び撮像装置を斜め前方から見た分解斜視図である。

【図2B】図２Ｂは、ブラケット及び撮像装置を斜め後方から見た分解斜視図である。

【図3】図３は、第１誤差を示す斜視図である。

【図4】図４は、車体にブラケットが組み付けられた状態を示す斜視図である。

【図5A】図５Ａは、第１誤差を示す側面図である。

【図5B】図５Ｂは、第２誤差を示す側面図である。

【図5C】図５Ｃは、第３誤差を示す側面図である。

【図6】図６は、車体に取り付けられた検知部の位置及び姿勢を示す斜視図である。

【図7】図７は、画像処理プログラムのフローチャートである。

【図8】本発明の変形例に係る車載カメラシステムのブロック図である。

【図9】本発明の他の変形例に係る撮像装置とブラケットを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

（概略）
本発明の一実施形態に係る車載カメラシステム（車載センサシステム）１は、図１に示したように、撮像装置１０及び外部装置２０を備える。車載カメラシステム１は、ネットワークＣＡＮを介して、運転支援装置ＤＡに接続されている。車載カメラシステム１は、車両の前景を撮影して得られた画像を表す画像データを後述するように補正し、補正した画像データをネットワークＣＡＮを介して運転支援装置ＤＡに供給する。運転支援装置ＤＡは、車載カメラシステム１から供給された画像データに基づいて、各種運転支援を実行する。

【0025】

（構成）
撮像装置（カメラユニット）１０は、筐体（ケース本体）１１、検知部（撮像ユニット）１２、画像処理部（データ処理装置）１３及び第１記憶部（メモリ）１４を備えている。

【0026】

筐体１１は、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、略直方体形状を呈する箱状部材である。筐体１１に、検知部１２、画像処理部１３及び第１記憶部１４が保持（収容、固定）されている。なお、後述するように、筐体１１は図９に示したような形状を有していてもよい。

【0027】

検知部１２は単眼カメラである。図３に示したように、検知部１２は、レンズ１２ａ及びイメージセンサ１２ｂを含んでいる。検知部１２は、レンズ１２ａの光軸（中心軸）Ｃ１を中心軸として有する所定の範囲内の物標及び背景からの光をレンズ１２ａを通してイメージセンサ１２ｂに導き、イメージセンサ１２ｂにてその光を画像データに変換する。即ち、検知部１２は、所定の範囲内の物標及び風景を撮影し、その撮影した画像を表す画像データを画像処理部１３に供給する。この画像データは、後述する補正（位置姿勢補正）がなされていないので、便宜上、「原画像データ」と称呼される場合がある。

【0028】

再び図１を参照すると、画像処理部１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インターフェースなどを含むマイクロコンピュータを備える。画像処理部１３のＣＰＵは、検知部１２から供給された原画像データを、後述する「第１誤差Ｅ１及び第２誤差Ｅ２」に基づいて補正（位置姿勢補正）処理を施すことにより、補正後画像データを生成する。ＣＰＵは、その補正後画像データを、ネットワークＣＡＮを介して運転支援装置ＤＡに送信（供給）する。なお、第１誤差Ｅ１、第２誤差Ｅ２及び第３誤差Ｅ３は、第１データ、第２データ及び第３データとそれぞれ称呼される場合がある。

【0029】

第１記憶部１４は、後述する第１誤差Ｅ１を記憶するデバイスであり、書き換え可能な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ又は１度だけ書き込み可能なＲＯＭ）を含んでいる。第１記憶部１４は、バスＢＳを介して、画像処理部１３のＣＰＵに接続されている。

【0030】

外部装置２０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、第２記憶部２１を含む。第２記憶部２１は、後述する第２誤差Ｅ２を記憶するためのメモリを含んでいる。このメモリは、書き換え可能な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）である。外部装置２０（従って、第２記憶部２１）は、ネットワークＣＡＮを介して、画像処理部１３のＣＰＵ及び運転支援装置ＤＡの図示しないマイクロコンピュータに接続されている。

【0031】

撮像装置１０は、図４に示したように、車両の車体ＢのフロントウインドシールドガラスＧの上部に固定される。具体的には、図２Ａ及び図２Ｂに示したブラケットＢＣが、フロントウインドシールドガラスＧの上部であって車室内側の予め定められた位置（車幅方向の中央位置）に接着固定される（図４を参照。）。なお、後述するように、ブラケットＢＣは図９に示したような形状を有していてもよい。このブラケットＢＣに、撮像装置１０の筐体１１が嵌合される。したがって、ブラケットＢＣに対する筐体１１の組付け誤差は事実上生じない。筐体１１がブラケットＢＣに嵌合されると、車体Ｂに対する撮像装置１０（従って、検知部１２）の「位置及び姿勢」が決まる。車体Ｂに対する検知部１２の位置は、検知部１２の車幅方向における位置、検知部１２の高さ方向の位置、検知部１２の車体Ｂの前後方向の位置、を含む。車体Ｂに対する検知部１２の姿勢は、車体Ｂに対する検知部１２の「パン角、チルト角、ロール角」を含む。

【0032】

外部装置２０（従って、第２記憶部２１）は、車体ＢのダッシュボードＤＢ内において車体Ｂに対して固定されている（図４を参照。）。外部装置２０は、図示しない通信ケーブルによって撮像装置１０及び運転支援装置ＤＡに接続されている。

【0033】

ところで、検知部１２は、筐体１１とは別に製造される。撮像装置１０の生産工場（組立て工場）において、検知部１２が筐体１１に組み付けられる（固定される。）。その際、筐体１１への検知部１２の組み付け誤差が生じる。つまり、図３及び図５Ａに示したように、筐体１１に対する検知部１２の実際の「位置及び姿勢（図３及び図５Ａの実線を参照。）」が、筐体１１に対する検知部１２の正規の（設計上の）「位置及び姿勢（図３及び図５Ａの二点鎖線を参照。）」と異なる場合がある。

【0034】

そこで、撮像装置１０の生産工場において、周知の測定方法を用いて、筐体１１への検知部１２の組み付け誤差が測定される。この組付け誤差は、筐体１１に対する検知部１２の正規の「位置及び姿勢」からの、筐体１１に対する検知部１２の実際の「位置及び姿勢」の偏差量であり、以下、「第１誤差Ｅ１」と称呼する。なお、図３を含む検知部１２の位置及び姿勢を描写した図面においては、第１誤差Ｅ１を含む誤差が比較的大きく描かれている（誇張されている）が、実際には誤差は微小である。

【0035】

第１誤差Ｅ１は、以下に列挙するように、筐体１１に対する検知部１２の位置についての誤差と、筐体１１に対する検知部１２の姿勢についての誤差と、を含む。

【0036】

＜筐体１１に対する検知部１２の位置についての誤差＞
筐体１１が車体Ｂに対して正規の位置に正規の姿勢にて取り付けられたと仮定した場合における、筐体１１に対する検知部１２の正規の位置からの、
・筐体１１に対する検知部１２の車幅方向における実際の位置の偏差量（Ｅ１ｄｗ）
・筐体１１に対する検知部１２の車高方向における実際の位置の偏差量（Ｅ１ｄｈ）
・筐体１１に対する検知部１２の車両前後方向における実際の位置の偏差量（Ｅ１ｄｆ）

【0037】

＜筐体１１に対する検知部１２の姿勢についての誤差＞
筐体１１が車体Ｂに対して正規の位置に正規の姿勢にて取り付けられたと仮定した場合における、筐体１１に対する検知部１２の正規の姿勢からの、
・筐体１１に対する検知部１２のパン角の偏差量（Ｅ１θｐ）
・筐体１１に対する検知部１２のチルト角の偏差量（Ｅ１θｔ）
・筐体１１に対する検知部１２のロール角の偏差量（Ｅ１θｒ）

【0038】

つまり、第１誤差Ｅ１は、Ｅ１ｄｗ、Ｅ１ｄｈ、Ｅ１ｄｆ、Ｅ１θｐ、Ｅ１θｔ、Ｅ１θｒを要素として有するベクトルであるということができる。

【0039】

以下、説明を簡単にするため、図５Ａに示したように、第１誤差Ｅ１の要素のうち「筐体１１（筐体前後基準線Ｋ１）に対する検知部１２の姿勢についての誤差の一つであるチルト角の偏差量（Ｅ１θｔ）」のみが「０」以外の値であったと仮定する。つまり、Ｅ１θｔ以外の「第１誤差Ｅ１の他の要素」は「０」であると仮定する。生産工場において、第１誤差Ｅ１（この例では、Ｅ１θｔ）が第１記憶部１４に書き込まれる。この第１誤差Ｅ１の測定及び第１記憶部１４への第１誤差Ｅ１の書き込み作業は、作業者が治具（ターゲットボード、コンピュータ装置など）を操作することにより実施される。なお、画像処理部１３が、当該作業の一部を自動的に実行する機能を備えていてもよい。

【0040】

加えて、ブラケットＢＣが車体Ｂ（実際には、フロントウインドシールドガラスＧ）に組み付けられる際、車体ＢへのブラケットＢＣの取り付け誤差が生じる。よって、図５Ｂ及び図６の実線により示したように、筐体１１がブラケットＢＣに固定されると、上述した第１誤差Ｅ１がない場合でも、車体Ｂに対する検知部１２の実際の「位置及び姿勢」が車体Ｂに対する検知部１２の正規の「位置及び姿勢」から乖離する場合が生じる。なお、図５Ｂ及び図６において、正規の「位置及び姿勢」にて車体Ｂに固定された筐体１１は二点鎖線により示されている。

【0041】

第１誤差Ｅ１を有していない撮像装置１０がブラケットＢＣによって車体Ｂに固定された場合における車体Ｂに対する検知部１２の正規の「位置及び姿勢」からの、車体Ｂに対する検知部１２の実際の「位置及び姿勢」の偏差量は「第２誤差Ｅ２」と称呼される。第２誤差Ｅ２は、車体Ｂ（フロントウインドシールドガラスＧ）へのブラケットＢＣの組み付け誤差を示す量であり、車体Ｂに対する筐体１１の組付け誤差を表す量であるということもできる。第２誤差Ｅ２は、以下に列挙するように、車体Ｂに対する筐体１１の位置についての誤差と、車体Ｂに対する筐体１１の姿勢についての誤差と、を含む。

【0042】

＜車体Ｂに対する筐体１１の位置についての誤差＞
車体Ｂに対する筐体１１の正規の位置からの、
・筐体１１の車幅方向における実際の位置の偏差量（Ｅ２ｄｗ）
・筐体１１の車高方向における実際の位置の偏差量（Ｅ２ｄｈ）
・筐体１１の車両前後方向における実際の位置の偏差量（Ｅ２ｄｆ）

【0043】

＜車体Ｂに対する筐体１１の姿勢についての誤差＞
車体Ｂに対する筐体１１の正規の姿勢からの、
・筐体１１の実際のパン角の偏差量（Ｅ２θｐ）
・筐体１１の実際のチルト角の偏差量（Ｅ２θｔ）
・筐体１１の実際のロール角の偏差量（Ｅ２θｒ）

【0044】

つまり、第２誤差Ｅ２は、Ｅ２ｄｗ、Ｅ２ｄｈ、Ｅ２ｄｆ、Ｅ２θｐ、Ｅ２θｔ、Ｅ２θｒを要素として有するベクトルであるということができる。

【0045】

以下、説明を簡単にするため、図５Ｂに示したように、第２誤差Ｅ２の要素のうち「車体Ｂ（車体前後基準線Ｋ２）に対する筐体１１の姿勢についての誤差の一つであるチルト角の偏差量（Ｅ２θｔ）」のみが「０」以外の値であったと仮定する。つまり、Ｅ２θｔ以外の「第２誤差Ｅ２の他の要素」は「０」であると仮定する。

【0046】

ところで、実際には、図５Ａに示した第１誤差Ｅ１（Ｅ１θｔ）を有する撮像装置１０（即ち、筐体１１）がブラケットＢＣに固定される。その結果、図５Ｃに示したように、車体Ｂに対する検知部１２の正規の「位置及び姿勢」からの、車体Ｂに対する検知部１２の実際の「位置及び姿勢」の偏差量は、第１誤差Ｅ１と第２誤差Ｅ２とを含む量（以下、便宜上、「第３誤差Ｅ３」と称呼される。）になる。即ち、例えば、第３誤差Ｅ３のチルト角の偏差量（Ｅ３θｔ）は、第１誤差Ｅ１のチルト角の偏差量（Ｅ１θｔ）と第２誤差Ｅ２のチルト角の偏差量（Ｅ２θｔ）との和として求められる。換言すると、第３誤差Ｅ３が測定されれば、第１誤差Ｅ１は既に第１記憶部１４に書き込まれているので、第３誤差Ｅ３及び第１誤差Ｅ１から第２誤差Ｅ２（即ち、車体ＢへのブラケットＢＣの組み付け誤差を示す量）を求めることができる。

【0047】

第３誤差Ｅ３は、以下に列挙するように、車体Ｂに対する検知部１２の位置についての誤差と、車体Ｂに対する検知部１２の姿勢についての誤差と、を含む。

【0048】

＜車体Ｂに対する検知部１２の位置についての誤差＞
車体Ｂに対する検知部１２の正規の位置からの、
・検知部１２の車幅方向における実際の位置の偏差量（Ｅ３ｄｗ）
・検知部１２の車高方向における実際の位置の偏差量（Ｅ３ｄｈ）
・検知部１２の車両前後方向における実際の位置の偏差量（Ｅ３ｄｆ）

【0049】

＜車体Ｂに対する検知部１２の姿勢についての誤差＞
車体Ｂに対する検知部１２の正規の姿勢からの、
・検知部１２の実際のパン角の偏差量（Ｅ３θｐ）
・検知部１２の実際のチルト角の偏差量（Ｅ３θｔ）
・検知部１２の実際のロール角の偏差量（Ｅ３θｒ）

【0050】

つまり、第３誤差Ｅ３は、Ｅ３ｄｗ、Ｅ３ｄｈ、Ｅ３ｄｆ、Ｅ３θｐ、Ｅ３θｔ、Ｅ３θｒを要素として有するベクトルであるということができる。

【0051】

第３誤差Ｅ３（図５ＣにおいてはＥ３θｔ）は、車体Ｂに固定されたブラケットＢＣへの筐体１１の取り付け工程を含む車両の生産工場において周知の手法により測定される。例えば、ターゲットボードを車両の前方の予め定められた特定位置に精度良く設置し、このターゲットボードを「車両に固定された撮像装置１０」により撮影し、原画像データを取得する。次に、この原画像データと、標準画像データとを比較することにより、第３誤差Ｅ３が演算される。標準画像データは、車体Ｂに対する「位置及び姿勢」が正規である状態の撮像装置１０が上記特定位置に設置されたターゲットボードを撮影した場合に得られる画像データであり、予め準備されている。これらの処理は、車両に固定された撮像装置１０に接続される専用の測定装置（コンピュータ）を用いて実施される。

【0052】

次に、その測定装置は、車両に固定された撮像装置１０の第１記憶部１４から第１誤差Ｅ１を読み取り、この第１誤差Ｅ１及び測定及び演算により得られた第３誤差Ｅ３に基いて第２誤差Ｅ２を演算により求める。例えば、Ｅ２θｔは、Ｅ３θｔからＥ１θｔを減算することにより求められることからも類推できるように、基本的には、ベクトルである第３誤差Ｅ３からベクトルである第２誤差Ｅ１を引くことにより、ベクトルである第２誤差Ｅ２が求められる。そして、測定装置は、求められた第２誤差Ｅ２を、外部装置２０の第２記憶部２１に書き込む。

【0053】

車両の出荷後において、画像処理部１３のＣＰＵは、第１記憶部１４及び第２記憶部２１から第１誤差Ｅ１及び第２誤差Ｅ２をそれぞれ読み出す。そして、ＣＰＵは、第１誤差Ｅ１及び第２誤差Ｅ２に基づいて第３誤差Ｅ３を求め、第３誤差Ｅ３に基いて原画像データを補正することにより補正後画像データ（正規画像データ）を生成する。即ち、補正後画像データは、第３誤差Ｅ３が「０」である状態（即ち、車体における検知部１２の位置及び姿勢が、正規の位置及び姿勢に一致している状態）において検知部１２から出力されると予想される画像データである。画像処理部１３のＣＰＵは、その補正後画像データを運転支援装置ＤＡの図示しないマイクロコンピュータに送信し、運転支援装置ＤＡのマイクロコンピュータは補正後画像データを用いて各出力の運転支援制御を実行する。

【0054】

（動作）
つぎに、図７を参照して、画像処理部１３のＣＰＵの動作を具体的に説明する。

【0055】

車載カメラシステム１が車両に搭載された状態において、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフ位置からオン位置へと変更されると、車載カメラシステム１が起動され、ＣＰＵは図７のステップ７００から画像処理プログラムの実行を開始する。

【0056】

つぎに、ＣＰＵは、ステップ７０１にて、第２記憶部２１に第２誤差Ｅ２が記憶されているか否かを判定する。即ち、ＣＰＵは車両の生産工場において撮像装置１０がブラケットＢＣに固定され且つ必要な電気的接続がなされた直後ではない、か否かを判定する。

【0057】

第２記憶部２１に第２誤差Ｅ２が記憶されていれば（ステップ７０１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ７０２に進み、第１記憶部１４及び第２記憶部２１から第１誤差Ｅ１及び第２誤差Ｅ２をそれぞれ読み出す。

【0058】

つぎに、ＣＰＵは、ステップ７０３にて、第１誤差Ｅ１及び第２誤差Ｅ２に基づいて第３誤差Ｅ３を求め、その第３誤差Ｅ３に基いて原画像データを補正後画像データへと変換（補正）するための画像変換パラメータ（画像変換行列の成分）を決定する。

【0059】

つぎに、ＣＰＵは、ステップ７０４にて、検知部１２から原画像データを取得する。

【0060】

つぎに、ＣＰＵは、ステップ７０５にて、前記取得した原画像データを、前記画像変換パラメータを用いて補正して補正後画像データ（正規画像データ）を生成し、当該補正後画像データを運転支援ＥＣＵに供給する。

【0061】

そして、ＣＰＵは、ステップ７０４及びステップ７０５の処理を繰り返し行う。従って、ＣＰＵは、検知部１２から原画像データを取得する毎に補正後画像データを生成し、当該補正後画像データを運転支援ＥＣＵに供給する。

【0062】

一方、現時点が、車両の生産工場において撮像装置１０がブラケットＢＣに固定され且つ必要な電気的接続がなされた直後である場合、第２記憶部２１に第２誤差Ｅ２が記憶されていない。この場合、ＣＰＵはステップ７０１において「Ｎｏ」と判定し、以下に述べるステップ７０６乃至ステップ７１４の処理を順に行い、その後、ステップ７０２に進む。

【0063】

ステップ７０６：ＣＰＵは、所定の車両に搭載された表示装置に、第３誤差を求める（最終的には、後述するステップ７１４にて第２誤差Ｅ２を計算により求める）ための準備を作業者に要求する画像を表示させる。

【0064】

この車両に搭載された表示装置は、例えば、車両のナビゲーションシステムの液晶ディスプレイ装置である。

【0065】

作業者は、前記画像が表示されていることを確認すると、ターゲットボードを車両の前方の予め定められた特定位置に設置する。車両とターゲットボードとの位置関係は、第３誤差Ｅ３の測定結果（最終的には、第２誤差Ｅ２の値）に大きな影響を及ぼす。よって、ターゲットボードの配置作業は、正確に実施される必要がある。

【0066】

つぎに、作業者は、特定コンピュータ装置（治具）をネットワークＣＡＮに接続し、当該特定コンピュータ装置から第３誤差Ｅ３の測定を開始させることを表す測定開始コマンドを画像処理部１３のＣＰＵに送信する。

【0067】

ステップ７０７：ＣＰＵは、測定開始コマンドを受信したか否か監視する。ＣＰＵは測定開始コマンドを受信するまで待機し、測定開始コマンドを受信するとステップ７０８に進む。
ステップ７０８：ＣＰＵは、第３誤差Ｅ３を求めるための処理を開始し、表示装置に、測定中であることを表す画像を表示させる。

【0068】

ステップ７０９：ＣＰＵは、検知部１２によってターゲットボードを表す現画像データを撮影し、その撮影により得られた原画像データを取得する。
ステップ７１０：ＣＰＵは、ステップ７０９にて取得した原画像データが表すターゲットボードの画像を標準画像データと比較しながら解析する。即ち、ＣＰＵは、原画像データにおける「ターゲットボードに描画されたマーク」の「位置、姿勢、歪み（湾曲度）」などに基づいて、第３誤差Ｅ３を計算により求める。

【0069】

ステップ７１１：ＣＰＵは、第１記憶部１４から第１誤差Ｅ１を読み出す。
ステップ７１２：ＣＰＵは、ステップ７１０にて求めた第３誤差Ｅ３と、ステップ７１１にて読み出した第１誤差Ｅ１と、に基いて第２誤差Ｅ２を計算により求める。例えば、ＣＰＵは、ベクトルである第３誤差Ｅ３からベクトルである第１誤差Ｅ１を引くことにより第２誤差Ｅ２（＝Ｅ３－Ｅ１）を求める。

【0070】

ステップ７１３：ＣＰＵは、求めた第２誤差Ｅ２を、ネットワークＣＡＮを介して外部装置２０に送信し、第２記憶部２１に第２誤差Ｅ２を記憶させる。
ステップ７１４：ＣＰＵは、表示装置に第２誤差Ｅ２の取得及び第２記憶部２１への格納が終了したことを表す画像を表示させる。この時点で、作業者は、特定コンピュータ装置をネットワークＣＡＮから取り外す。そして、ＣＰＵは、ステップ７０２に進む。

【0071】

なお、ステップ７１０乃至ステップ７１３の処理は、特定コンピュータ装置が画像処理部１３とデータ交換を行いながら実施してもよい。

【0072】

以上、説明したように、車両の生産工程において車載カメラシステム１が車体に組み付けられた直後の時点では、第２記憶部２１に第２誤差Ｅ２が未だ記憶されていない。そのため、ＣＰＵは、ステップ７０１からステップ７０６に進み、ステップ７０６乃至ステップ７１４からなる一連の処理を実行して、第２誤差Ｅ２を第２記憶部２１に記憶させる。

【0073】

生産工場から車両が出荷された後、撮像装置１０が正常である場合、ＣＰＵはステップ７０１乃至ステップ７０３の処理を起動時に実施し、その後、ステップ７０４及びステップ７０５の処理を繰り返す。

【0074】

一方、生産工場から車両が出荷された後、撮像装置１０が故障して、撮像装置１０が交換される場合がある。この場合、作業者は、故障した撮像装置１０をブラケットＢＣから取り外し、新しい撮像装置１０をブラケットＢＣに嵌合させ、車両に固定する。つまり、この場合、ブラケットＢＣは交換されず、フロントウインドシールドガラスＧに固定されたままである。外部装置２０も交換されず、ダッシュボードＤＢ内に固定されたままである。このように、撮像装置１０が故障した場合、生産工場においてフロントウインドシールドガラスＧに固定されたブラケットＢＣに新しい撮像装置１０が組み付けられる。よって、車体Ｂに対する筐体１１の「位置及び姿勢（即ち、第２誤差Ｅ２）」は、撮像装置１０の交換前後において変化しない。この第２誤差Ｅ２は、車両の生産時に測定されて外部装置２０の第２記憶部２１に記憶されている。よって、撮像装置１０が交換された際、第２誤差Ｅ２を求め直す必要はない。すなわち、撮像装置１０が交換された後に車載カメラシステム１が起動されると、ＣＰＵは、ステップ７０１から、ステップ７０６乃至ステップ７１５を経由してステップ７０２に進むのではなく、ステップ７０１から、ステップ７０２に直接進む。

【0075】

ＣＰＵは、ステップ７０２にて、ブラケットＢＣに組み付けられている現在の撮像装置１０に固有の第１誤差Ｅ１を第１記憶部１４から読み出すとともに、撮像装置１０の個体に依存しない第２誤差Ｅ２を第２記憶部２１から読み出す。そして、ＣＰＵは、ステップ７０３にて、第１誤差Ｅ１及び第２誤差Ｅ２（即ち、第３誤差Ｅ３）に基づいて画像変換パラメータを決定し、ステップ７０５にて、当該画像変換パラメータを用いて、原画像データを補正する。

【0076】

以上から理解されるように、現時点にて車体Ｂに取り付けられている撮像装置１０に固有の第１誤差Ｅ１が画像変換パラメータに反映される。よって、本実施形態によれば、撮像装置１０を交換した際、交換後の撮像装置１０の検知部１２の位置及び姿勢を測定する煩雑な作業を行うことなく、撮像装置１０の前後において同程度の精度を有する補正後画像データを撮像装置１０から運転支援装置ＤＡに送信することができる。

【0077】

以上、本実施形態に係る車載カメラシステム１について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【0078】

（変形例１）
上記実施形態では、第１誤差Ｅ１及び第３誤差Ｅ３に基づいて第２誤差Ｅ２が求められ、その第２誤差Ｅ２が第２記憶部２１に記憶される。これに代えて、第１誤差Ｅ１及び第３誤差Ｅ３が第２記憶部２１に記憶されてもよい。この場合、撮像装置１０が交換された際、交換後の撮像装置１０は、第２記憶部２１から「交換前の撮像装置１０の第１誤差Ｅ１及び第３誤差Ｅ３」を読み出し、当該「第３誤差Ｅ３及び第１誤差Ｅ１」から第２誤差Ｅ２を求める。そして、その求めた第２誤差Ｅ２と、交換後の撮像装置１０の第１記憶部１４に記憶されている第１誤差Ｅ１とから画像変換パラメータを求め、その画像変換パラメータによって交換後の撮像装置１０の原画像データを補正して補正後画像データを求めればよい。

【0079】

（変形例２）
上記実施形態では、第１誤差Ｅ１が第１記憶部１４に記憶されているが、これに代えて、第１誤差Ｅ１に対応する値であって、筐体１１への検知部１２の組み付け誤差を補正するための第１調整値が第１記憶部１４に記憶されていてもよい。例えば、撮像装置１０の生産時に第１誤差Ｅ１を測定するための治具（測定装置）、画像処理部１３などにより、第１調整値が決定されるとよい。この場合、第２誤差Ｅ２に代えて、第２誤差Ｅ２に対応する値であって、車体へのブラケットＢＣの組み付け誤差を補正するための第２調整値が第２記憶部２１に記憶されるとよい。例えば、車両の生産時に第２誤差Ｅ２を測定するための治具（測定装置）、画像処理部１３などにより、第２調整値が決定されるとよい。この場合、画像処理部１３のＣＰＵは、第１調整値及び第２調整値に基づいて、原画像データを補正すればよい。

【0080】

（変形例３）
上記実施形態では、画像処理部１３が、筐体１１の内部に設けられているが、これに代えて、図８に示したように、画像処理部１３が、筐体１１の外部に設けられていてもよい。即ち、この例において、画像処理部１３は、ネットワークＣＡＮを介して、検知部１２及び第１記憶部１４並びに第２記憶部２１に接続されている。画像処理部１３は、検知部１２、第１記憶部１４及び第２記憶部２１から、原画像データ、第１誤差Ｅ１及び第２誤差Ｅ２をそれぞれ取得する。そして、画像処理部１３は、第１誤差Ｅ１及び第２誤差Ｅ２に基づいて原画像データを補正して、運転支援装置ＤＡに供給する。この場合、画像処理部１３は、例えば、外部装置２０、運転支援装置ＤＡなどの他の装置に内蔵されていてもよい。

【0081】

（変形例４）
上記実施形態では、第２誤差Ｅ２を、外部装置２０に記憶させているが、第２誤差Ｅ２を、外部装置２０としての「運転支援装置ＤＡ、エンジン制御装置、ブレーキ制御装置」の記憶装置に記憶させてもよい。すなわち、他の車載部品の記憶装置の一部の記憶領域を外部装置２０として利用してもよい。この場合、当該他の車載部品は、交換される可能性が低い部品であることが好ましい。

【0082】

（変形例５）
本発明は、車載カメラシステム１以外の他の周辺監視センサシステムにも適用することができる。例えば、本発明はレーダーセンサシステムにも適用することができる。レーダーセンサシステムは、レーダー装置と、外部装置と、を含む。レーダー装置は、検知部、制御部及び第１記憶部、並びに筐体を備える。検知部は、レーダー波を送信する送信部、及び、反射波を受信する受信部を含む。筐体に対する検知部の実際の「位置及び姿勢」と、筐体に対する検知部の正規の「位置及び姿勢」と、の偏差量（第１誤差Ｅ１）がレーダー装置内の第１記憶部に記憶される。筐体は車体に対して固定されたブラケットに固定される。車両の生産工場において、筐体がブラケットを介して車体に固定されたとき、車体に対するレーダー装置の検知部の正規の「位置及び姿勢」と、車体に対するレーダー装置の検知部の実際の「位置及び姿勢」と、の偏差量（第３誤差Ｅ３）が測定される。更に、当該第３誤差Ｅ３とレーダー装置内の第１記憶部に記憶されている第１誤差Ｅ１とから、車体に対する筐体の正規の「位置及び姿勢」と、車体に対する筐体の実際の「位置及び姿勢」と、の偏差量（第２誤差Ｅ２）が求められ、外部装置の第２記憶部に記憶される。制御部は、第１記憶部及び第２記憶部から第１誤差Ｅ１及び第２誤差Ｅ２をそれぞれ読み出し、当該第１誤差Ｅ１及び第２誤差Ｅ２に基づいて、検知部から出力されたデータ（車両周辺の物標の「車両との距離、方位」）を補正し、その補正したデータを運転支援装置に送信する。

【0083】

（変形例６）
撮像装置１０の筐体１１及びブラケットＢＣは図９に示したような形状を有していてもよい。この場合、ブラケットＢＣは上部の複数個所に接着部Ａｄを有する。この接着部ＡｄがフロントウインドシールドガラスＧに接着剤により接着され、それにより、ブラケットＢＣがフロントウインドシールドガラスＧに固定される。更に、そのブラケットＢＣの下方から筐体１１が組み込まれ、図示しない固定部によってブラケットＢＣに固定される。

【0084】

第１誤差Ｅ１は、筐体１１が車体Ｂに対して正規の位置に正規の姿勢にて取り付けられたと仮定した場合における「筐体１１に対する検知部１２の位置についての誤差と、筐体１１に対する検知部１２の姿勢についての誤差」とを含んでいた。しかしながら、第１誤差Ｅ１は、単に、筐体１１が車体Ｂに対して正規の位置に正規の姿勢にて取り付けられたと仮定した場合に得られる値である必要はない。この場合、ＣＰＵがステップ７１２において、第１誤差Ｅ１を「筐体１１が車体Ｂに対して正規の位置に正規の姿勢にて取り付けられたと仮定した場合の誤差」へと変換してから、第２誤差Ｅ２を求めればよい。

【符号の説明】

【0085】

１０…撮像装置（カメラユニット）、１１…筐体（ケース本体）、１２…検知部（撮像ユニット）、１２ａ…レンズ、１２ｂ…イメージセンサ、１３…画像処理部（データ処理装置）、１４…第１記憶部、２０…外部装置、２１…第２記憶部、Ｂ…車体、ＢＣ…ブラケット、Ｇ…フロントウインドシールドガラス、ＤＡ…運転支援装置

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】