测量工具、校准方法、校准装置和程序制造方法及图纸

在本发明专利技术的实施例中，测量工具具有：第一构件，具有包括用于立体相机的校准的图表的表面，以及安装在第一构件上的测量构件，其中测量构件包括：光源，其不管表面上的位置而发射均匀强度的光，以及第二构件，其覆盖光源，并且经由多个第一孔和大于第一孔的多个第二孔来发射光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量工具、校准方法、校准装置和程序
本专利技术涉及测量工具、校准方法、校准装置和程序。
技术介绍
能够测量到对象的距离的立体相机已经被利用。例如，通过车辆中配备的立体相机(此后称为“车载立体相机”)来测量到位于汽车前方的对象的距离并且控制汽车的技术已经投入实际使用。为了防止汽车碰撞、控制汽车之间的距离等目的，通过车载立体相机测量到的距离用于警示司机和控制制动、转向等。此外，校准配备在诸如汽车的移动体中的立体相机的技术已经为人所知。例如，专利文献1公开了如下专利技术：通过对于图像数据执行图像处理来调整立体相机的位置位移和光学畸变，所述图像数据通过捕捉具有特定图案的图表的图像来获取。
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在常规技术中，准确地测量图表和立体相机之间的相对位置的位移并且通过准确地考虑相位位置处的位移来校准立体相机，这是很难的。鉴于前述已经实现了本专利技术，本专利技术的目的是提供一种能够以更高的准确度校准立体相机的测量工具、校准方法、校准装置和程序。解决问题的手段为了解决上述问题和实现目的，本专利技术包括第一构件，所述第一构件具有包括图表的表面，所述图表用于立体相机的校准；以及布置在第一构件的表面上的测量构件。测量构件包括：光源，其用于不管表面上的位置而发射均匀强度的光；以及第二构件，其用于覆盖光源并且从多个第一孔和尺寸大于第一孔的多个第二孔放射光。专利技术的效果根据本专利技术，提供了以更高的准确度校准立体相机的优点。附图说明图1示出根据第一实施例的测量工具、立体相机和校准装置的关系的示例。图2是示出根据第一实施例的立体相机的功能配置的示例。图3是通过使用立体相机测量距离的原理的说明示意图。图4是示出根据第一实施例的测量工具的前面的前视图。图5A是示出根据第一实施例的角度测量板的前面的前视图。图5B是根据第一实施例的角度测量板的沿线A-A的剖视图。图5C是根据第一实施例的角度测量板的沿线B-B的剖视图。图6是从第一相机的光学中心的位置看到在第二构件中钻出的第一孔106、107和108的情况的说明示意图。图7A示出当从第一相机的光学中心的位置看到第一孔106时的第一孔106的形状。图7B示出当从第一相机的光学中心的位置看到第一孔107时的第一孔107的形状。图7C示出当从第一相机的光学中心的位置看到第一孔108时的第一孔108的形状。图8示出在不包括光学模糊的情况下的角度测量板的示意图。图9示出在包括光学模糊的情况下的多个第一孔的示意图。图10是图9中亮度的钟形分布的边缘的半径的大小的示意图。图11是从第一相机的光学中心的位置看到在第二构件中钻出的第二孔121、122和123的情况的说明示意图。图12A示出当从第一相机的光学中心的位置看到第二孔121时的第二孔121的形状。图12B示出当从第一相机的光学中心的位置看到第二孔122时的第二孔122的形状。图12C示出当从第一相机的光学中心的位置看到第二孔123时的第二孔123的形状。图13是解释根据第一实施例的第二孔的期望目的概念示意图。图14是成像面上的第一孔的图中的峰值亮度的位置与角度测量板的倾斜的关系的说明示意图。图15是确定指示测量工具的位置的平面的方程的方法的说明示意图。图16是示出根据第一实施例的校准装置的配置的示例。图17是表示根据第一实施例的校准方法的示例的简单概览。图18是表示根据第一实施例的校准方法的示例的流程图。图19A是根据第二实施例的角度测量板的沿线A-A的剖视图。图19B是根据第二实施例的角度测量板的沿线B-B的剖视图。图20是关于光的折射角的说明示意图。图21是示出根据第二实施例的从第一洞发射出的光的说明示意图。图22是测量工具的倾斜与多个第一洞的图中的峰值亮度的位置的位移之间的关系的说明示意图。图23是关于第一孔的图中的波纹周期与峰值亮度的移动范围的关系的说明图。图24是关于相邻的第一孔的图中的峰值亮度的位置的说明图。图25是示出根据第一实施例和第二实施例的校准装置的硬件配置的示例的说明示意图。具体实施方式将参考附图来详细说明测量工具、校准方法、校准装置和程序。第一实施例图1示出根据第一实施例的测量工具20、立体相机10和校准装置30的关系的示例。图1示出校准附加在汽车的风挡内的立体相机10(车载立体相机)所捕捉的图像的示例。立体相机10捕捉位于汽车前面的对象的图像，并且测量到该对象的距离。测量工具20用于获取测试数据，该数据使得能够确定校准立体相机10所使用的校准参数。测量工具20以落入立体相机10的成像范围的方式进行布置。例如，测量工具20以接近正对立体相机10的方式被布置在距离立体相机10大约两米远的位置。根据第一实施例的测量工具20具有角度测量板101和第一构件102。角度测量板101用于测量指示测量工具20在水平方向倾斜的位移的角度，和指示测量工具20在垂直方向倾斜的位移的角度。第一构件102用作允许校准立体相机10的图表。校准装置30是根据通过使用校准工具20所获取的测量数据来确定校准参数的计算机。接着，将说明根据第一实施例的立体相机10的功能配置。图2是示出根据第一实施例的立体相机10的功能配置的示例。根据第一实施例的立体相机10提供有第一相机1、第二相机2、存储单元3、外部接口(I/F)4、修正器5、以及计算器6。第一相机1捕捉对象的图像以获取第一图像。第二相机2捕捉对象的图像以获取第二图像。第一相机1和第二相机2平行地进行布置使得各自的光轴变得平行。第一相机1和第二相机2的图像捕捉定时是同步的，并且同时捕捉相同对象的相应图像。存储单元3存储第一图像、第二图像和校准参数。校准参数用于校准第一图像和第二图像中的由于立体相机、风挡等的装配公差的位移。在根据本实施例的校准方法中确定校准参数。外部接口4是允许向存储单元3输入数据并且从其输出数据的接口。立体相机10中所使用的校准参数在根据本实施例的校准方法被确定并且通过使用外部接口4存储在存储部3中。修正器5从存储单元3读取出第一图像、第二图像和校准参数。修正器5根据校准参数通过图像修正公式来修正第一图像和第二图像。图像修正公式通过第一图像(第二图像)的坐标变换来修正第一图像(第二图像)。例如，由于在经由仿射变换来修正第一图像(第二图像)的坐标的情况下，图像修正公式能够由矩阵来表示，所以校准参数时矩阵的分量。此外，在经由非线性变换来修正第一图像(第二图像)的坐标的情况下，校准参数是表示该变换的多项式表达中的系数。修正其5可以用于修正第一图像和第二图像中的一个图像。换言之，基于图像中的一个，图像修正公式能够修正图像中的另一个。修正器5将经修正的第一图像和经修正的第二图像输入到计算器6。计算器6基于经修正的第一图像和经修正的第二图像来计算每个对象的视差。这里，将对于视差和使用该视差的距离测量原理进行说明。图3是通过使用立体相机10来测量距离的原理的示意图。在图3的示例中，将第一相机1(焦距是f，光学中心O0，并且成像表面是S0)进行布置使得Z轴被设置为其光轴的方向。将第二相机2(焦距是f，光学中心O1，并且成像表面是S1)进行布置使得Z轴被设置为其光轴的方向。第一相机1和第二相机2被布置在平行于X轴彼此相距距离B(基线长度)的位置。图3中的坐标系统下面将被称为“相机坐标系统”。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量工具，包括：第一构件，具有包括图表的表面，所述图表用于立体相机的校准；以及测量构件，被布置在所述第一构件的表面上，其中所述测量构件包括：光源，用于不管表面上的位置而发射具有均匀强度的光，以及第二构件，用于覆盖光源并且从多个第一孔和尺寸大于第一孔的多个第二孔放射光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.13 JP 2015-0268981.一种测量工具，包括：第一构件，具有包括图表的表面，所述图表用于立体相机的校准；以及测量构件，被布置在所述第一构件的表面上，其中所述测量构件包括：光源，用于不管表面上的位置而发射具有均匀强度的光，以及第二构件，用于覆盖光源并且从多个第一孔和尺寸大于第一孔的多个第二孔放射光。2.根据权利要求1所述的测量工具，其中所述第二构件是一个平板，其中以第一间隔来提供在垂直于表面的方向上钻出的所述多个第一孔，并且以第二间隔来提供在垂直于表面的方向上钻出的所述多个第二孔。3.根据权利要求2所述的测量工具，其中所述第二构件包括彼此平行的两个平板，并且其中以第一间隔来提供在垂直于表面的方向上钻出的所述多个第一孔，并且以第二间隔来提供在垂直于表面的方向上钻出的所述多个第二孔，所述第一孔位于相应的两个平板的表面上的相同位置，并且所述第二孔位于相应的两个平板的表面上的相同位置。4.根据权利要求3所述的测量工具，其中所述两个平板通过所述两个平板之间的透明材料进行固定。5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量工具，其中所述第一孔的每个具有圆形形状，并且所述第一孔的直径与所述第一间隔之和不大于在立体相机和测量工具之间的校准距离内的立体相机的分辨率极限。6.根据权利要求1至5中任一项所述的测量工具，其中所述第二孔中的每个具有矩形形状，并且所述第二孔以第二间隔被钻出在水平方向上所述第二构件的上端部和下端部中的至少一个，以及在垂直方向上所述第二构件的右端部和左端部中的至少一个。7.一种通过测量工具来校准立体相机的校准方法，所述测量工具包括：第一构件，具有包括图表的表面，所述图表用于立体相机的校准；以及测量构件，被布置在所述第一构件的表面上，所述测量构件包括：光源，用于不管表面上的位置而发射具有均匀强度的光；以及第二构件，用于覆盖光源并且从多个第一孔和尺寸大于第一孔的多个第二孔放射光，所述校准方法包括以下步骤：获取捕获图像，其包括由立体相机捕获到的测量工具作为对象；基于捕获图像中包括的多个第二孔的图中的最大亮度的位置，来指定在捕获图像中包...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田克信，青木伸，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本,JP