專利名稱：立體攝像機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及立體攝像機，其對左右攝像機拍攝到的兩幅圖像的視差進 行處理，計算距前方物體的距離。
背景技術：
現(xiàn)有的立體攝像機中，兩個攝像機使它們的光軸離開規(guī)定的間隔(基 準線長度)而向車輛前方進行配置，通過對左右攝像機拍攝到的兩幅圖像 的視差進行處理，計算距前方物體的距離。該立體攝像機作為用于測量到 對象物的距離的距離測量裝置而搭載于車輛上，用于發(fā)出車距警報、障礙 物警報的防止碰撞系統(tǒng)中。圖7是現(xiàn)有的立體攝像機的立體圖。在圖7中，現(xiàn)有的立體攝像機包 括右攝像機21、左攝像機22、在規(guī)定的位置保持右攝像機21和左攝像 機22的攝像機撐條23、將攝像機撐條23固定于車身安裝部25上的安裝 部24。而且，立體攝像機利用設置于安裝部24上的安裝孔部26、 27、 28 以三根螺釘固定于車身安裝部25上。通常，測距的誤差取決于立體攝像機的左右兩個攝像機的配置精度。 因此，在兩個攝像機的距離變化，或者攝像機的光軸偏離規(guī)定的方向時， 產生測距的誤差，防止碰撞系統(tǒng)的可靠性降低(例如參照專利文獻l)。但是，搭載有立體攝像機的汽車的車身安裝部25例如在停車期間受 到直射陽光照射而溫度升高。因為現(xiàn)有的立體攝像機利用兩個螺釘安裝靠 近攝像機撐條23的一側，因而，利用設置于安裝部24上的安裝孔部26、 27固定于車身的安裝部上的部分，受到車身安裝部25的安裝孔部29和安 裝孔部30之間間隔的約束。與此相對，由于不將攝像機撐條23直接固定 于車身而使其自由膨脹，所以因用一體構造構成的安裝部24和攝像機撐 條23之間的膨脹差異而使攝像機撐條23的局部變形，從而使左右攝像機的基準線長度及光軸產生偏差，導致測距的精度降低。專利文獻l:日本特開2001— 88623號公報發(fā)明內容本發(fā)明提供一種立體攝像機，該攝像機即使在嚴酷的環(huán)境下也可以防 止基準線長度及攝像機的光軸產生偏差，從而可保持測距精度。本發(fā)明的立體攝像機具備右攝像機；左攝像機；攝像機撐條，其在 規(guī)定的位置保持右攝像機和左攝像機；安裝部，其具有將攝像機撐條固定 于車輛上的安裝孔部，安裝孔部的中心配置于相對于連接右攝像機和左攝 像機的基準線平行的多個假想線上，配置于距攝像機撐條遠的假想平行線 上的安裝孔部的數(shù)目為多個，配置于比遠的假想平行線靠近攝像機撐條的 假想平行線上的安裝孔部的數(shù)目為一個。根據(jù)該構成，可防止因安裝部和攝像機撐條的膨脹差異而使攝像機撐 條變形從而造成左右攝像機的基準線長度及光軸產生偏差，可保持測量精 度。另外，本發(fā)明的立體攝像機中，所述多個安裝孔部的數(shù)目為兩個，并 與所述一個安裝孔部構成等腰三角形， 一個安裝孔部的中心配置于等腰三 角形的相等的兩邊的頂點位置。根據(jù)該構成，既防止攝像機撐條的旋轉又防止左右攝像機的基準線長 度及光軸產生偏差，可保持測量精度。另外，本發(fā)明的立體攝像機中， 一個安裝孔部的中心位置為連接所述 右攝像機和所述作攝像機的基準線長度的中心。根據(jù)該構成，由于可均勻地保持左右攝像機，因而對于行駛中的振動 及沖擊可確保穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明的立體攝像機中，攝像機撐條和安裝部一體形成。根據(jù)該構成，不存在因組裝時的安裝而引起的誤差，可提高安裝精度。


圖I是本發(fā)明實施方式的立體攝像機的立體圖；圖2是表示本發(fā)明實施方式的立體攝像機向車身安裝的安裝狀態(tài)的4圖；圖3是表示本發(fā)明實施方式的立體攝像機的安裝部的圖；圖4是表示使用了本發(fā)明實施方式的立體攝像機時的左右攝像機的角度變位量的圖；圖5是表示比較例的立體攝像機的安裝部的圖；圖6是表示使用了比較例的立體攝像機時的左右攝像機的角度變位量 的圖；圖7是現(xiàn)有的立體攝像機的立體圖。符號說明1:右攝像機2:左攝像機3:攝像機撐條4、 14:安裝部5、 6、 7、 15、 16、 17、 18:安裝孔部 8、 9、 10:螺釘11:車身側安裝部12、 13、 14:車身側安裝孔部具體實施方式
下面，使用

本發(fā)明實施方式的立體攝像機。圖1是本發(fā)明實施方式的立體攝像機的立體圖。在圖1中，本發(fā)明的立體攝像機具備右攝像機1、左攝像機2、在規(guī)定位置保持右攝像機1和左攝像機2的攝像機撐條3、具有將攝像機撐條3固定于車輛上的安裝 孔部的安裝部4。另外，安裝孔部5、 6、 7的中心配置于與連接右攝像機 l和左攝像機2的基準線相平行的多條(在圖1上，為虛線AA' 、 BB' 共兩條)假想線上。而且，配置于距攝像機撐條3遠的假想平行線AA' 上的安裝孔部的數(shù)目為多個(在圖1中為兩個)，配置于比遠的假想平行 線AA'靠近攝像機撐條3的假想平行線BB'上的安裝孔部的數(shù)目為一 個。攝像機撐條3為長方形狀的板，從中央部的后部端面突出地設置有安裝部4。攝像機撐條3和安裝部4是輕量的并具有高剛性，且利用熱傳導率優(yōu)良的鋁合金一體構成。通過這樣一體地構成，與由單獨的構件構成攝像機撐條3和安裝部4 的情況相比較，可實現(xiàn)不存在因組裝時的安裝而引起的誤差、安裝精度優(yōu) 良的立體攝像機。另外，由于使用熱傳導率優(yōu)良的鋁合金，因而可實現(xiàn)立 體攝像機的輕量化。另外，由于來自安裝于攝像機撐條3內部的攝像處理 電路基板的熱量的散熱效率高，因此，可實現(xiàn)可靠性高的立體攝像機。在圖1所示的坐標軸上，Pitch表示以連接右攝像機1和左攝像機2 的基準線為軸的旋轉。Roll表示右攝像機1和左攝像機2的光軸方向的旋 轉。Yaw表示以垂直于由右攝像機1和左攝像機2的基準線及光軸構成的平面的方向為軸的旋轉。在安裝部4上設置有用于穿螺釘?shù)陌惭b孔部5、 6、 7。安裝孔部6和7保持規(guī)定的間隔而配置，安裝孔部5在基準線方向上 配置于安裝孔部6和安裝孔部7的中心位置。安裝孔部5、 6、 7以構成將 安裝孔部5的中心作為相等的兩個邊的頂點的等腰三角形的形式配置。通過這樣配置安裝孔部而將安裝部4固定于攝像機撐條3上，從而可 防止Pitch、 Roll、 Yaw三方向的旋轉，可防止左右攝像機的基準線長度及 光軸產生偏差，因而可保持測量精度。另外，安裝孔部5、 6、 7的中心配置于與連接右攝像機1和左攝像機2的基準線平行的兩條假想線上。而且，將配置于距攝像機撐條3遠的假想平行線AA'上的安裝孔部的數(shù)目設為兩個，將配置于比遠的假想平行線AA'靠近攝像機撐條3的假想平行線BB'上的安裝孔部的數(shù)目設為一 個。通過這樣配置，即使因車外的熱而引起的膨脹率在車身側安裝部11 和安裝部4之間不同，由于靠近攝像機撐條3的安裝孔部5也只有一個部 位，因此，安裝部4不受車身側安裝部11側的安裝間距約束，不受下述 的因車身側安裝部11的熱膨脹而產生的伸縮的影響。因此，安裝部4與 攝像機撐條3形成一體而膨脹，不會使攝像機撐條3變形，因而，不會產 生左右攝像機的基準線長度及光軸的偏差，能夠維持測距的精度。另外，攝像機撐條3側的安裝孔部5的中心的攝像機基準線長度方向的位置在攝像機基準線上配置于右攝像機1和左攝像機2的中心位置。通 過該配置，可均勻地保持右攝像機1和左攝像機2，因此，對于行使中的 振動及沖擊可確保穩(wěn)定性。圖2是表示本發(fā)明實施方式的立體攝像機向車身安裝的安裝狀態(tài)的 圖。如圖2所示，在車身側安裝部11設置有車身側安裝孔部12、 13、 14。 立體攝像機通過設置于安裝部4上的安裝孔部5、 6、 7，利用三個螺釘8、 9、 IO擰緊固定于車身側安裝部11。搭載于車輛上的立體攝像機由右攝像機1、左攝像機2各自內部的攝 像元件拍攝前方物體的圖像。在安裝于攝像機撐條3內部的圖像處理基板(未圖示)上，由左右攝像機內的兩個攝像元件按規(guī)定的定時拍攝圖像， 并對拍攝的左右圖像的偏差進行處理，由此計算距前方物體的距離。由此，立體攝像機可檢測與前方車輛的車間距離，另外可檢測至位于 前方的障礙物的距離。而且，在進入預先設定的距離時，通過聲音或光向 司機發(fā)出該意思的警告。下面，使用圖3 圖6來說明使用本發(fā)明實施方式的立體攝像機和比 較例的立體攝像機進行試驗的結果。圖3是用于實驗的本發(fā)明實施方式的立體攝像機的安裝部4的安裝孔 部5的配置圖。安裝孔部5配置于靠近攝像機撐條3的位置，安裝孔部6 和7配置于遠離攝像機撐條3的位置。另夕卜，安裝孔部6和7保持間隔而 配置，安裝孔部5在基準線方向上配置于安裝孔部6、 7的中心位置。圖5是比較例的立體攝像機的安裝部14的安裝孔部15 18的配置圖。 安裝部14的形狀、大小都與本發(fā)明的實施方式的安裝部4相同。另外， 安裝孔部17和18設置于和本發(fā)明實施方式的安裝部4的安裝孔部6和7 相同的位置?？拷鼣z像機撐條的一側的安裝孔部15、 16設有兩個位置， 這一點有別于本發(fā)明實施方式的安裝部4，其它條件完全相同。圖4是表示將圖3的本發(fā)明實施方式的立體攝像機安裝于車輛時的、 周圍溫度和左右攝像機的角度變位量之間的關系的圖。圖4中，橫軸表示 立體攝像機的周圍溫度。另外，縱軸表示以右攝像機l的位置為基準的與 左攝像機2的Yaw、 Pitch、 Roll方向的角度變位量。在左右攝像機的基準線方向及光軸方向的位置關系上，若左右攝像機在相同方向上旋轉，則在相對的位置關系上不產生基準線及光軸的偏差。 另一方面，若左右攝像機的旋轉方向不同，產生角度變位量，則產生基準 線及光軸的偏差，成為測距精度降低的原因。因此，以左右攝像機的角度 變位量為參數(shù)，對測距精度進行評價。在Yaw、 Pitch、 Roll的旋轉的三個方向中，特別是若右攝像機l和左 攝像機2的Yaw方向的旋轉方向不同，則朝向測距對象物的方向的左右攝 像機的光軸產生偏差。該偏差對立體攝像機的測距的精度降低有很大的影 響。在此，本發(fā)明實施方式的立體攝像機使用了 1/3尺寸且40萬像素的攝 像元件l。 一個像素間隔為6.35pm，為了確保測距的精度，需要將左右攝 像機拍攝的兩個圖像的偏差控制在與攝像元件1的一個像素的間隔相當?shù)?6.35pm以下。另外，由于應用于本發(fā)明實施方式的立體攝像機中的左右攝 像機的視場角為43。，攝像元件1的受光面長度為4.9mm，因而透鏡的焦 距為6.2mm。因此，若將一個像素量的間隔換算為Yaw方向的角度，則將 間隔6.35pm用透鏡的焦距6.2mm除而為0.06。。另外，在將立體攝像機搭載于車輛上的情況下，若考慮到在寒冷地區(qū) 及夏季太陽光照射下的使用，則需要在周圍溫度為一4(TC 85"C的范圍內 確保測距的精度。因此，如圖4的虛線所示，在一4(TC 85'C的范圍內需 要將Yaw方向的角度變位量抑制在0.06°以下。如圖4所示，由于周圍溫度和角度變位量的關系以25。C為基準，因而 此時將角度變位量調為0° 。而且，隨著周圍溫度的降低，以右攝像機1 為基準，左攝像機2在圖1的Yaw方向(與由立體攝像機的基準線和光軸 構成的平面垂直的軸向)的箭頭朝向的旋轉角度變大的方向上變化。相反， 在周圍溫度上升的情況下，以右攝像機1為基準，左攝像機2在圖的 Yaw方向的箭頭相反朝向的旋轉角度變大的方向上變化。由此，左右角度 變位量具有相對于周圍溫度按一定比率變化的線性特性。在使用本發(fā)明實施方式的安裝部4而安裝于車輛上的情況下，如圖4 所示，周圍溫度一40'C時的Yaw方向的旋轉變位量為0.0464° ，是實際應 用上不存在問題的值。另外，如上所述，相對于周圍溫度，角度變位量處 于按一定比率變化的線性關系。因此，可以推斷，即使在自25'C的溫度變8化位于對稱位置的85°C，左右攝像機的Yaw的角度變位量也達到同樣程 度。圖6是表示將圖5的比較例的立體攝像機安裝于車輛上時的、周圍溫 度和左右攝像機的角度變位量的關系的圖。圖6中的橫軸及縱軸、各軸的 刻度與圖4都相同。在使用現(xiàn)有的安裝部安裝于車輛上時，以在一4(TC時的右攝像機1的 位置為基準的右攝像機1和左攝像機2的Yaw方向的角度變位量為0.0605 ° 。該值與將本發(fā)明實施方式的立體攝像機安裝于車輛上的情況相比較， 角度變位量約為1.3倍，測量精度大幅度地降低。分析以上結果，在將本發(fā)明實施方式的立體攝像機安裝于車輛上的情 況下，由于即使由周圍的熱量引起的膨脹率在車身側安裝部11和安裝部4 之間不同，也只有靠近攝像機撐條3的安裝孔部一個部位，因而，安裝部 4不受車身側安裝部11側的安裝間距約束，不受車身側安裝部11的因熱 膨脹引起的伸縮的影響。因此，安裝部4和攝像機撐條3—體膨脹，攝像 機撐條3不變形，因而，可減小左右攝像機的角度變位量。另一方面，在將比較例的立體攝像機安裝于車輛上的情況下，當因周 圍的熱量引起的膨脹率在車身側安裝部11和安裝部4之間不同時，由于 靠近攝像機撐條3的安裝孔部有兩個，所以安裝部4受車身側安裝部11 側的安裝間距約束，受到車身側安裝部ll的因熱膨脹引起的伸縮的影響。 與此相對，由于安裝撐條3是自由的，所以因安裝部4和攝像機撐條3的 伸長率的差異而使攝像機撐條3變形，從而左右攝像機的角度變位量變大。如所述說明所述，本發(fā)明實施方式的立體攝像機，由于將安裝孔部的 中心配置于與連接右攝像機和左攝像機的基準線相平行的多條假想線上， 將配置于距攝像機撐條遠的假想平行線AA'上的安裝孔部的數(shù)目設為兩 個，將配置于靠近攝像機撐條的假想平行線BB'上的安裝孔部的數(shù)目設 為一個，因而既可減少兩個攝像機的位置偏差的產生又可實現(xiàn)精度高的距^產業(yè)上的可利用性本發(fā)明的立體攝像機，可防止因安裝部和攝像機撐條的膨脹差異造成 攝像機撐條變形從而左右攝像機的基準線長度及光軸產生偏差，可保持測距，度。因此，作為對左右攝像機拍攝的兩幅圖像的視差進行處理后計算 距前方物體的距離的立體攝像機是有用的。
權利要求
1、一種立體攝像機，其具備右攝像機；左攝像機；攝像機撐條，其在規(guī)定的位置保持所述右攝像機和左攝像機；安裝部，其具有將所述攝像機撐條固定于車輛上的安裝孔部，所述安裝孔部的中心配置于相對于連接所述右攝像機和所述左攝像機的基準線平行的多個假想線上，配置于距所述攝像機撐條遠的假想平行線上的安裝孔部的數(shù)目為多個，配置于比所述遠的假想平行線靠近攝像機撐條的假想平行線上的安裝孔部的數(shù)目為一個。
2、 如權利要求1所述的立體攝像機，其中，所述多個安裝孔部的數(shù)目為兩個，并與所述一個安裝孔部構成等腰三 角形，所述一個安裝孔部的中心配置于所述等腰三角形的相等的兩邊的頂 點位置。
3、 如權利要求1或2所述的立體攝像機，其中，所述一個安裝孔部的中心位置為連接所述右攝像機和所述左攝像機 的基準線長度的中心。
4、 如權利要求1 3中任一項所述的立體攝像機，其中，所述攝像機撐條和所述安裝部一體形成。
全文摘要
一種立體攝像機，其具備右攝像機(1)、左攝像機(2)、將右攝像機(1)和左攝像機(2)保持在規(guī)定位置的攝像機撐條(3)、具有將攝像機撐條(3)固定于車輛上的安裝孔部(5、6、7)的安裝部(4)，這些安裝孔部配置在與連接右攝像機(1)和左攝像機(2)的基準線平行的多個假想線上，配置于距攝像機撐條(3)遠的假想平行線上的安裝孔部的數(shù)目為多個，配置于比遠的假想平行線靠近攝像機撐條(3)的假想平行線上的安裝孔部的數(shù)目為一個。通過這樣的構成，能防止因安裝部(4)和攝像機撐條(3)的膨脹差異而使攝像機撐條(3)變形進而使左右攝像機(1、2)的基準線長度及光軸產生偏差，即使周圍溫度變化也具有高的測距精度。
文檔編號G03B35/08GK101326424SQ20078000056
公開日2008年12月17日 申請日期2007年2月26日 優(yōu)先權日2006年2月27日
發(fā)明者內山博夫, 松島廉浩, 稻垣辰彥 申請人:松下電器產業(yè)株式會社