JP2005129988A - 車両用周囲撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オフセットされた位置に取り付けられたカメラで撮影した画像の偏りを補正し、運転者による車両と車両周囲との位置関係の把握を容易にする。
【解決手段】車両101の中央からオフセットされた位置に取り付けられたカメラ102と、カメラ102により撮影された画像のラスタ毎のオフセット量dおよび伸縮情報である係数k1, k2を記憶する記憶手段105、106と、ラスタ毎にオフセット量dに基いて表示開始位置を制御し、係数k1, k2に基いて所定の範囲を所定の倍率で伸縮させる表示制御手段107と、表示制御手段107からの表示データに基いて表示を行うモニタ109とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載され、車両周囲の画像を撮影する車両用周囲撮影装置に関する。

現在、車両後部に取り付けられ、車両後方の画像を撮影する電子式のカメラと、運転席に設けられたモニタとを用いて、車両後方の視界を監視し、後進の運転を補助する「バックビューモニタ」が多くの車両に装備されている。なお、このような技術は、例えば下記特許文献１に記載されている。
使用目的を考えると、カメラは車両後部の中央に配置するのが理想的である。しかしながら、実際には各部品のレイアウト、デザインなどの関係で、車両後部の中央からオフセットされた位置に取り付けられることが多い。

特開２００２−２７４２５７号公報

上記のような車両後部の中央からオフセットされた位置に取り付けられたカメラにより撮影した画像には偏りがある。このため、運転者は車両と車両周囲との位置関係を把握しにくいという問題があった。

本発明は、オフセットされた位置に取り付けられたカメラで撮影した画像の偏りを補正し、運転者が車両と車両周囲との位置関係を容易に把握することができる車両用周囲撮影装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、車両中央からオフセットされた位置に取り付けられた撮像手段により撮影された画像の、ラスタ毎のオフセット量または表示開始位置を記憶する記憶手段と、ラスタ毎にオフセット量または表示開始位置に基いて表示開始位置を制御する表示制御手段と、表示制御手段からの表示データに基いて表示する表示手段とを備えるという構成になっている。

本発明によれば、オフセットされた位置に取り付けられたカメラで撮影した画像の偏りを補正し、運転者が車両と車両周囲との位置関係を容易に把握でき、車両運転時の安全性を向上できる車両用周囲撮影装置を提供することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図２は、車両に対する仮想線を示す図で、(a)は車両の上面図、(b)は車両の前正面図である。
図２において、101は車両、102は車両101の後部の中央から少し左側にオフセットされた位置に取り付けられた撮像手段である電子式のカメラ、103は車両101の後部の中央に取り付けられた牽引用フック、Line Aは車両101の中央の仮想線、Line Bは車両101の右側の仮想線、Line B'は車両101の左側の仮想線、DRはLine AとLine Bとの間の距離、DLはLine AとLine B'との間の距離である。

図３は、車両101の後部の中央から少し左側にオフセットされた位置に取り付けられたカメラ102により撮影されたカメラ画像を示す図である。
図３において、Cは画面の中心線、dnは各ラスタにおけるLine Aと画面の中心線Cとの距離（オフセット量）である。なお、ラスタとは、横方向の線状の画像をいう。

図２中の車両101の中央の仮想線Line AB, 右側の仮想線Line B, 左側の仮想線Line B'が地面上に存在するとすると、オフセットされた位置に取り付けられたカメラ102によるカメラ画像は図３に示すようになる。車両101と仮想線Line A, Line B, Line B'との位置関係を考えると、カメラ102によるカメラ画像において、Line BとLine B'とは、Line Aを中心に左右対称に撮影されるのが理想的である。しかし、オフセットされた位置にあるカメラ102は、図３に示すように偏りがある画像を撮影する。画像に偏りがあるため、運転者は車両101と車両101の周囲との位置関係を把握しにくい。本発明は、オフセットされた位置に取り付けられたカメラ102で撮影した画像の偏りを補正し、運転者が車両101と車両101の周囲との位置関係の把握を容易にすることができる車両用周囲撮影装置を実現するものである。

図１は、本発明の実施の形態の車両用周囲撮影装置の構成を示すブロック図である。
図１において、102は車両101（図２）の後部の中央から少し左側にオフセットされた位置に取り付けられたカメラ、104は画像処理装置、105は画像処理装置104内に設けられた第1の記憶手段、106は画像処理装置104内に設けられた第2の記憶手段、107は画像処理装置104内に設けられた表示制御手段、108は第1の記憶手段105と第2の記憶手段106とを切り替えるスイッチ（切替手段）、109は車両101の運転席に設けられ、運転者に情報を与える表示手段であるモニタである。

図２に示すようにxyz座標系をとる。高さz=0は、地面で、地面より上方がz>0とする。前述のように、車両101の後部にカメラ102が設置されており、車両101の後方を撮影している。カメラ102はx方向にオフセットして設置されている。車両101の後部の中央には牽引用フック103が取り付けられており、牽引用フック103の高さをz=hとする。中央の仮想線Line A(x=0), 右側の仮想線Line B(x=1m), 左側の仮想線Line B'(x=-1m)を考える。Line A, B, B'の高さはz=hとする。Line B, B'はLine Aを基準に左右対称な位置に設定される。カメラ102の取り付け位置と、カメラ特性から、Line A, B, B'がカメラ102でどのように撮影されるかを一意に決定できる。これは実験によって求めてもよいし、カメラ特性を再現するモデルを用いてもよい。カメラ102の画角が狭い場合は、Line B, B'が途中で画面の外に出てしまうので、画面に収まるような間隔で設定したLine B, B'を用いる。例えば、Line B(x=0.8m), Line B'(x=-0.8m)である。

ここで、図３を参照してカメラ102によるカメラ画像を考える。カメラ画像中にはLine A, B, B'が描かれる。カメラ画像はラスタの集合体として実現されている。各ラスタでLine AとLine Bとの間の距離DR（図２参照）と、Line AとLine B'との間の距離DLを考える。カメラ102がオフセットされて取り付けられているため、距離DLと距離DRとは一致していない。DL×k1=DR×k2となる係数（伸縮率。伸縮情報）k1, k2を算出する。Line Aと画面の中心線Cとの距離（オフセット量）d、すなわち、各ラスタにおけるLine Aと画面の中心線Cとの距離（オフセット量）dnを求め、d, k1, k2を画像処理装置104内の記憶手段105、106に保持する。全ラスタについてd, k1, k2を記憶手段105、106に保持する。なお、第1の記憶手段105は、z=0の地面に対して最適なラスタ毎のd, k1, k2を保持する。また、第2の記憶手段106は、地面より上方にあるz>0の所定の面、例えば牽引用フック103が取り付けられているz=hの所定の面に対して最適なラスタ毎のd, k1, k2を保持する。

画像処理装置104は、各ラスタを描画する際に、任意の範囲を任意の倍率で伸縮させる機能を持ち、また、ラスタの表示開始位置を変更する機能を持つ。ラスタ上での処理であるため、1次元のデータを処理することになり、機能の実現は容易である。

画像処理装置104にはスイッチ108が取り付けられており、スイッチ108を切り替えることにより、仮想線LineA, LineB, LineB'が地面の高さz=0にある場合の動作と、LineA, LineB, LineB'が牽引用フック103の高さz=hにある場合の動作とを切り替えることができる。前者の動作は、路面を見るために最適な補正をかけ、後者の動作は、牽引フック103の高さにあわせて最適な補正をかけているため、通常の後退動作時は前者を選択し、牽引フック103を用いた例えば他の車両等の牽引対象物との接続時は、後者を選択し、画像の偏りの補正度合いを変更することで、目的に応じた画像を運転者に提示することができる。

図４は、本実施の形態の車両用周囲撮影装置におけるフローチャートである。
以下、本実施の形態の車両用周囲撮影装置における処理フローについて図４を用いて説明する。
運転者のスイッチ108の手動操作により、通常時の後退動作か牽引時の動作かが選択されている。
カメラ102（図１参照）で撮影された画像が、画像処理装置104に送られ、画像処理装置104は、ラスタデータを取得する（S41）。
画像処理装置104はラスタデータを取得すると、該ラスタデータを内部のフレームバッファ（図示省略）に保持し、そのラスタに対応するオフセット量d, および伸縮の係数 k1, k2を第1の記憶手段105（スイッチ108による通常の後退動作選択時）または第2の記憶手段106（スイッチ108による牽引動作選択時）から読み込む（S42）。
画像処理装置104は、オフセット量dを用いて、ラスタの中央からdだけオフセットした地点でラスタデータを、左のラスタデータLと右のラスタデータRの2つに分割する（S43）。
左のラスタデータLを係数k1で伸縮させる（S44）。
右のラスタデータRを係数k2で伸縮させる（S45）。
伸縮させた左と右のラスタデータRを、ラスタの中央を接点に並べてラスタデータを合成する（S46）。
画像処理装置104で作成された表示データはモニタ109に送られ、運転者に提示される（S47）。S41〜S47の動作を全てのラスタに対して繰り返す。
なお、d, k1, k2の値によってはラスタデータは表示幅よりも大きくなるが、範囲から外れたデータ部分については表示には使用しないようになっている。また、この処理は各ラスタデータを取得した時点で、ラスタ単位で処理してもよいし、画面のデータを取得した時点で、順次処理してもよい。

上記のように、本実施の形態の車両用周囲撮影装置では、車両101の中央からオフセットされた位置に取り付けられたカメラ102と、カメラ102により撮影された画像のラスタ毎のオフセット量dおよび伸縮情報である係数k1, k2を記憶する記憶手段105、106と、ラスタ毎にオフセット量dに基いて表示開始位置を制御し、係数k1, k2に基いて所定の範囲を所定の倍率で伸縮させる表示制御手段107と、表示制御手段107からの表示データに基いて表示を行うモニタ109とを有する。なお、オフセット量の代わりに、表示開始位置を記憶手段105、106に記憶し、該表示開始位置に基いて、表示制御手段107により表示開始位置を制御してもよい。このような構成により、車両101の後部の中央から少し左側にオフセットされた位置に取り付けられたカメラ102の取り付け位置に起因する画像の偏りが軽減され、運転者は車両101と車両101の周囲との位置関係の把握を容易に把握できる。従って、運転者の車両運転時の安全性を向上することができる。
また、記憶手段は、地面の高さz=0におけるラスタ毎のオフセット量d（または表示開始位置）および係数k1, k2を記憶する第1の記憶手段105と、地面より上方の高さz=hの所定の例えば牽引フック103を取り付けた面におけるラスタ毎のオフセット量d（または表示開始位置）および係数k1, k2を記憶する第2の記憶手段106とからなり、第1の記憶手段105と、第2の記憶手段106とを切り替えるスイッチ108を有する。これにより、通常の後退動作時と牽引動作時とで、画像の偏りの補正度合いを変更することで、目的に応じた画像を運転者に提示することができる。

なお、以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
すなわち、記憶手段105、106は、ラスタ毎のオフセット量d（または表示開始位置）を記憶し、表示制御手段107は、ラスタ毎にオフセット量d（または表示開始位置）に基いて表示開始位置を制御するという構成も可能である。この場合、上記実施の形態ほどの大きな効果は得られないが、カメラ102の取り付け位置に起因する画像の偏りの軽減効果を得ることができる。
図５は、本実施の形態のこのような別の構成の車両用周囲撮影装置におけるフローチャートである。
以下、このような別の構成の車両用周囲撮影装置における処理フローについて図５を用いて説明する。

運転者のスイッチ108の手動操作により、通常時の後退動作か牽引時の動作かが選択されている。

カメラ102（図１）で撮影された画像が、画像処理装置104に送られ、画像処理装置104は、ラスタデータを取得する（S51）。
画像処理装置104はラスタデータを取得すると、該ラスタデータを内部のフレームバッファ（図示省略）に保持し、そのラスタに対応するオフセット量d（またはオフセット量dを考慮して計算した表示開始位置）を第1の記憶手段105（スイッチ108による通常の後退動作選択時）または第2の記憶手段106（スイッチ108による牽引動作選択時）から読み込む（S52）。
画像処理装置104は、オフセット量dを用いて、ラスタの中央からdだけオフセットした地点に表示開始位置をセットし、ラスタデータを作成する（S53）。
画像処理装置104で作成された表示データはモニタ109に送られ、運転者に提示される（S54）。S51〜S54の動作を全てのラスタに対して繰り返す。
なお、dの値によってはラスタデータは表示幅よりも大きくなるが、範囲から外れたデータ部分については表示には使用しないようになっている。また、この処理は各ラスタデータを取得した時点で、ラスタ単位で処理してもよいし、画面データを取得した時点で、順次処理してもよい。

また、記憶手段105、106は、ラスタ毎の伸縮情報である係数k1, k2を記憶し、表示制御手段107は、ラスタ毎に係数k1, k2に基いて所定の範囲を所定の倍率で伸縮させるという構成も可能である（フローチャートは図示省略）。この場合、上記実施の形態ほどの大きな効果は得られないが、カメラ102の取り付け位置に起因する画像の偏りの軽減効果を得ることができる。
さらに、記憶手段として、地面の高さz=0におけるラスタ毎のオフセット量d（または表示開始位置）および係数k1, k2を記憶する第1の記憶手段105のみ設け、地面より上方の高さz=hの所定の例えば牽引フック103を取り付けた面におけるラスタ毎のオフセット量d（または表示開始位置）および係数k1, k2を記憶する第2の記憶手段106は設けなくてもよい。

本発明の実施の形態の車両用周囲撮影装置の構成を示すブロック図である。 車両に対する仮想線を示す図で、(a)は車両の上面図、(b)は車両の前正面図である。 車両後部の中央から少し左側にオフセットされた位置に取り付けられたカメラにより撮影されたカメラ画像を示す図である。 本実施の形態の車両用周囲撮影装置におけるフローチャートである。 本実施の形態の別の構成の車両用周囲撮影装置におけるフローチャートである。

符号の説明

101…車両 102…カメラ
103…牽引用フック 104…画像処理装置
105…第1の記憶手段 106…第2の記憶手段
107…表示制御手段 108…スイッチ
109…モニタ
Line A …中央の仮想線 Line B …右側の仮想線
Line B'…左側の仮想線
DR…Line AとLine Bとの間の距離 DL…Line AとLine B'との間の距離
C…画面の中心線 dn…各ラスタにおけるオフセット量

Claims (6)

1. 車両中央からオフセットされた位置に取り付けられた撮像手段と、
   前記撮像手段により撮影された画像のラスタ毎のオフセット量または表示開始位置を記憶する記憶手段と、
   ラスタ毎に前記オフセット量または表示開始位置に基いて表示開始位置を制御する表示制御手段と、
   前記表示制御手段からの表示データに基いて表示を行う表示手段と
   を備えることを特徴とする車両用周囲撮影装置。
2. 前記記憶手段は、
   地面の高さにおけるラスタ毎の前記オフセット量または表示開始位置を記憶する第１の記憶手段と、
   地面より上方の高さの所定の面におけるラスタ毎の前記オフセット量または表示開始位置を記憶する第２の記憶手段とからなり、
   前記第１の記憶手段と、前記第２の記憶手段とを切り替える切替手段を有することを特徴とする請求項１記載の車両用周囲撮影装置。
3. 車両中央からオフセットされた位置に取り付けられた撮像手段と、
   前記撮像手段により撮影された画像のラスタ毎の伸縮情報を記憶する記憶手段と、
   ラスト毎に前記伸縮情報に基いて所定の範囲を所定の倍率で伸縮させる表示制御手段と、
   前記表示制御手段からの表示データに基いて表示を行う表示手段と
   を備えることを特徴とする車両用周囲撮影装置。
4. 前記記憶手段は、
   地面の高さにおけるラスタ毎の前記伸縮情報を記憶する第１の記憶手段と、
   地面より上方の高さの所定の面におけるラスタ毎の前記伸縮情報を記憶する第２の記憶手段とからなり、
   前記第１の記憶手段と、前記第２の記憶手段とを切り替える切替手段を有することを特徴とする請求項３記載の車両用周囲撮影装置。
5. 車両中央からオフセットされた位置に取り付けられた撮像手段と、
   前記撮像手段により撮影された画像のラスタ毎のオフセット量または表示開始位置、および伸縮情報を記憶する記憶手段と、
   ラスタ毎に前記オフセット量または表示開始位置に基いて表示開始位置を制御し、前記伸縮情報に基いて所定の範囲を所定の倍率で伸縮させる表示制御手段と、
   前記表示制御手段からの表示データに基いて表示を行う表示手段と
   を有することを特徴とする車両用周囲撮影装置。
6. 前記記憶手段は、
   地面の高さにおけるラスタ毎の前記オフセット量または表示開始位置および伸縮情報を記憶する第１の記憶手段と、
   地面より上方の高さの所定の面におけるラスタ毎の前記オフセット量または表示開始位置および伸縮情報を記憶する第２の記憶手段とからなり、
   前記第１の記憶手段と、前記第２の記憶手段とを切り替える切替手段を有することを特徴とする請求項５記載の車両用周囲撮影装置。

Images