JP2016168877A - 車両用視認装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】撮影部の移動やレンズ交換を行うことなく、容易に必要な領域を視認可能にすることを目的とする。
【解決手段】後側方カメラ12による撮影で得られる後側方撮影画像、及び周辺カメラ14による撮影で得られる周辺撮影画像(後側方撮影画像の少なくとも一部を含み後側方撮影画像よりも撮影範囲が広い範囲の撮影画像)を取得し、後退スイッチがオンされた場合に、後側方撮影画像と周辺撮影画像とを各々の被写体の位置及び大きさを合わせて合成して表示画像を生成してモニタ16に表示するよう制御する制御装置18を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両周辺を撮影して撮影画像を表示することにより車両周辺を視認する車両用視認装置に関する。
車両周辺の撮影画像を表示して車両周辺を視認する車両用視認装置としては、例えば、特許文献1、2に記載の技術が提案されている。
特許文献1では、車両周辺に障害物がない場合には、車両を中心とした俯瞰画像を表示し、車両周辺に障害物がある場合には、後方の撮影画像を表示することが提案されている。
また、特許文献2では、左右のドアミラーに相当する車両後方の風景を左右カメラで撮影して1つの表示装置に表示することにより、車両周辺を視認することが提案されている。
また、ドアミラーでは、後退する場合に、後退位置へのシフト操作等に連動して、ドアミラーの鏡面を車両下側方向へ移動して車両側方の障害物を見やすい位置に変更する技術(所謂、リバース連動制御)が知られている。
特開2006−27556号公報 特開2011−217318号公報
特許文献1、2のように撮影画像を表示することにより車両周辺を視認する技術では、アウターミラーの代替とする場合、カメラ等の撮影部は鮮明な画像が要求される。しかしながら、画像の鮮明さと画角は相反するため、鮮明な画像を撮影するためにはカメラの画角を狭角にする必要がある。
上述のようなリバース連動制御や、旋回に連動して視認範囲を変更する旋回連動制御等の視認範囲を変更する制御を織り込むためには、撮影部を移動するか、またはレンズを切り替える方法が考えられるが、構造が複雑になってしまう。
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、撮影部の移動やレンズ交換を行うことなく、容易に必要な領域を視認可能にすることを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、車両後側方を撮影して得られる後側方撮影画像、及び前記後側方撮影画像の少なくとも一部を含む前記後側方撮影画像よりも撮影範囲が広い車両周辺を撮影して得られる周辺撮影画像を取得する取得部と、予め定めたトリガ信号を受信した場合に、前記取得部によって取得した前記後側方撮影画像と前記周辺撮影画像とを各々の被写体の位置及び大きさを合わせて合成して表示画像を生成する生成部と、を備えている。
請求項1に記載の発明によれば、取得部では、後側方撮影画像及び周辺撮影画像が取得される。
そして、生成部では、予め定めたトリガ信号を受信した場合に、取得部によって取得した後側方撮影画像と周辺撮影画像とを各々の被写体の位置及び大きさを合わせて合成して表示画像が生成される。このように生成部によって生成された表示画像を表示することにより、後側方撮影画像だけでは視認不可能な領域を視認することが可能となり、撮影部の移動やレンズ交換を行うことなく、容易に必要な領域を視認可能にすることができる。
なお、生成部は、表示画像を生成する際に、予め定めた必要領域を切り出して表示画像を生成してもよい。この場合、生成部は、トリガ信号として車両の後退を表す信号を受信した場合に、必要領域として、後側方撮影画像の車両下側に対応する領域を含む領域を切り出して表示画像を生成してもよい。或いは、生成部は、トリガ信号として車両の旋回を表す信号を受信した場合に、必要領域として、後側方撮影画像の車両外側に対応する領域を含む領域を切り出して表示画像を生成してもよい。ここで、後退を表す信号としては、例えば、シフト装置が後退位置に操作されたことを検出するスイッチ等の信号を適用することができ、旋回を表す信号としては、方向指示器等の信号を適用することができる。
また、車両後側方を撮影して後側方撮影画像を得る後側方撮影部と、車両周辺を撮影して周辺撮影画像を得る周辺撮影部と、を更に備える構成としてもよい。この場合には、後側方撮影部及び周辺撮影部を同一筐体に配置してもよい。
また、画像を表示する表示部を更に備え、生成部が、予め定めたトリガ信号を受信していない場合に、後側方撮影画像を表示し、予め定めたトリガ信号を受信した場合に、表示画像を表示するよう表示部を更に制御してもよい。
以上説明したように本発明によれば、撮影部の移動やレンズ交換を行うことなく、容易に必要な領域を視認可能にすることができる、という効果がある。
本発明の実施の形態に係る車両用視認装置の概略構成を示す図である。 本実施形態に係る車両用視認装置の制御系の構成を示すブロック図である。 後側方カメラ及び周辺カメラの各々の撮影範囲を示す図である。 (A)は周辺カメラの撮影画像の一例を示す図であり、(B)は周辺カメラの撮影画像から後側方カメラの撮影画像に対応する領域を抽出して歪曲補正を行った画像の一例を示す図であり、(C)は(B)の鏡像変換後の画像を示す図である。 (A)は後側方カメラの撮影画像の一例を示す図であり、(B)は(A)の鏡像変換後の画像を示す図である。 周辺カメラの撮影画像と後側方カメラの撮影画像を合成した例を示す図である。 本実施形態に係る車両用視認装置の制御装置で行われるリバース連動制御の流れの一例を示すフローチャートである。 センタモニタ装置で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る車両用視認装置の概略構成を示す図である。
本実施形態に係る車両用視認装置は、後側方撮影部としての後側方カメラ12、車両周辺撮影部としての周辺カメラ14、表示部としてのモニタ16、並びに、取得部及び生成部としての制御装置18が車両の左右に対応してそれぞれ設けられている。また、インストルメントパネルの中央部には、俯瞰画像表示部としてのセンタモニタ装置20が設けられている。
後側方カメラ12は、車両のサイドドア(フロントサイドドア、図示省略)の上下方向中間部の車両前側端に外側に設置されて車両後側方を撮影する。後側方カメラ12は、支持体としての略直方体形箱状の筐体13に設けられており、レンズが車両後側方に向けて配置され、車両の後側方を撮影する。筐体13の車幅方向内側端部は、サイドドアに取付けられており、筐体13がサイドドア(車体側)に車両前後方向に回動可能に支持されている。
周辺カメラ14は、後側方カメラ12と同一の筐体13に設けられて車両周辺を撮影する。周辺カメラ14は、魚眼レンズが設けられ、車両下側方向に向けて配置されている。すなわち、周辺カメラ14は、魚眼レンズによって車両周辺である車両の前後方向及び側方方向が撮影される。また、周辺カメラ14の周辺撮影画像は、後側方カメラ12の後側方撮影画像の少なくとも一部の領域を含み、後側方撮影画像よりも撮影範囲が広い領域の撮影画像とされている。
モニタ16は、フロントピラーの下端付近に設けられ、後側方カメラ12の撮影画像を主に表示する。すなわち、アウターミラーの代わりとされ、モニタ16を確認することにより、車両後側方を視認することができる。
制御装置18は、左右のそれぞれに対応して設けられており、左右各々の後側方カメラ12の撮影画像の表示制御を行うと共に、後述するリバース連動制御を行う。なお、リバース連動制御は、後退時に車両後側方の視認範囲を変更して車両側方下側の障害物を視認し易くする制御である。
センタモニタ装置20は、周辺カメラ14の撮影画像から車両を中心とした俯瞰画像を生成して表示したり、車載機器(例えば、ナビゲーション装置やエアコン、オーディオ等)の操作パネル等の表示が可能とされている。
続いて、本実施形態に係る車両用視認装置10の制御系の構成について説明する。図2は、本実施形態に係る車両用視認装置10の制御系の構成を示すブロック図である。
制御装置18は、CPU18A、ROM18B、RAM18C、及びI/O(入出力インタフェース)18Dがそれぞれバス18Eに接続されたマイクロコンピュータで構成されている。
ROM18Bには、後側方カメラ12の後側方撮影画像をモニタ16に表示するための表示制御や、上述のリバース連動制御を行うためのリバース連動制御プログラム等の各種プログラムが記憶されている。ROM18Bに記憶されたプログラムをRAM18Cに展開してCPU18Aが実行することにより、モニタ16への表示制御が行われる。
I/O18Dには、後退スイッチ22、後側方カメラ12、周辺カメラ14、モニタ16、及びセンタモニタ装置20が接続されている。
後退スイッチ22は、シフト装置等に設けられ、後退位置にシフト装置が操作されたか否かを検出し、検出結果を制御装置18に出力する。なお、後退スイッチ22の代わりにシフト位置を検出するシフトポジションセンサを適用してもよい。
後側方カメラ12は、車両後側方を撮影することによって後側方撮影画像を得る。撮影によって得られた後側方撮影画像は、後側方カメラ12の撮影結果として制御装置18に出力する。
周辺カメラ14は、車両周辺である車両の前後方向及び側方方向を撮影することによって周辺撮影画像を得る。撮影によって得られた周辺撮影画像は、周辺カメラ14の撮影結果として制御装置18に出力する。周辺撮影画像は、後側方撮影画像よりも撮影範囲が広い車両周辺の撮影画像とされている。なお、周辺カメラ14の撮影結果は、センタモニタ装置20にも出力されるようになっている。
モニタ16は、通常の走行時は、後側方カメラ12によって撮影された後側方撮影画像を表示し、後退の際(後退スイッチ22がオンされた場合)にはリバース連動制御によって生成された表示画像を表示する。本実施形態のリバース連動制御では、後退時に後側方カメラ12の撮影範囲外の領域を周辺カメラ14の周辺撮影画像で補うことにより、通常時の撮影画像より下側の領域を含めた表示画像を生成して表示するようになっている。
センタモニタ装置20は、上述したように、周辺カメラ14の周辺撮影画像から俯瞰画像を生成して表示する。また、上述したように、センタモニタ装置20は、車載機器(例えば、エアコンや、ナビゲーション装置、オーディオ等)の操作パネル等の表示を行う。なお、センタモニタ装置20は、図示は省略するが、制御装置18と同様に、CPU、ROM、RAM、及びI/Oがそれぞれバスに接続されたマイクロコンピュータを含んで構成されている。
また、制御装置18は、車両の左右に対応して一対設けられているので、それぞれ相互通信可能なようにそれぞれのI/O18Dに他方の制御装置18が接続されている。
ここで、本実施形態に係る車両用視認装置10で行われる、上述のリバース連動制御について詳細に説明する。
本実施形態では、後側方カメラ12は周辺カメラ14よりも鮮明な画像を撮影できるレンズを使用する。そのため、後側方カメラ12の画角は周辺カメラ14よりも狭い。後側方カメラ12が高解像度で画角が狭いため、後退に連動して表示範囲を変更するリバース連動制御を行う場合、必要な領域を表示できない。
そこで、本実施形態では、周辺カメラ14の周辺撮影画像から必要な領域を抽出して、後側方カメラ12の後側方撮影画像と抽出した周辺撮影画像の領域とを各々の被写体の位置及び大きさを合わせて合成することにより、必要な領域を表示するようになっている。
詳細には、周辺カメラ14の撮影範囲は、図3に示すスクリーントーンで示す領域とされ、例えば、図4(A)に示すような半球状の領域が周辺撮影画像として得られる。
一方、後側方カメラ12の撮影範囲は、図3に示すハッチングで示す領域とされ、例えば、図5(A)に示すように、車両後側方領域の画像が後側方撮影画像として得られる。
リバース連動制御では、後退スイッチ22によって後退を検出した場合に、周辺カメラ14の周辺撮影画像から後側方カメラ12の後側方撮影画像の少なくとも一部を含む領域の画像を切り出す。そして、後側方カメラ12の後側方撮影画像と切り出した画像とを各々の被写体の位置及び大きさを合わせて合成して表示する。これにより、後側方カメラ12の撮影範囲外の領域を周辺カメラ14の周辺撮影画像で補って表示することができるので、後退時に車両側方下側の障害物を視認することが可能となる。
さらに具体的には、図5(A)の後側方カメラ12の後側方撮影画像の少なくとも一部を含む周辺カメラ14の周辺撮影画像の領域(図4(A)の点線枠)を制御装置18が切り出す。また、制御装置18が、切り出した画像に対してレンズ収差補正等を行うことにより、魚眼レンズによる歪曲収差を補正して図4(B)に示すような画像を生成する。
図4(B)に示す画像は、右後方の撮影画像であるが、アウターミラーの代わりと考えると左右反転した画像となっているので、モニタ16をアウターミラーの代わりにするために、制御装置18が鏡像変換を行って左右を反転して図4(C)に示す画像を生成する。
一方、後側方カメラ12の撮影画像についても、図5(A)に示す後側方撮影画像は、右後方の撮影画像であるが、アウターミラーの代わりと考えると左右反転した画像となっている。そのため、制御装置18が、上記同様に、鏡像変換を行って左右を反転して図5(B)に示す画像を生成する。
続いて、図6に示すように、制御装置18が後側方撮影画像と周辺撮影画像から切り出した画像とを各々の被写体の位置及び大きさを合わせて合成し、合成した画像から必要な範囲(図6の点線枠)を切り出してモニタ16に表示するための表示画像を生成する。ここで、合成する際には、本実施形態では、後側方撮影画像を基準として、後側方画像の車両下側の領域を周辺撮影画像から切り出した画像で補うように合成する。また、周辺カメラ14の周辺撮影画像から抽出した画像と、後側方カメラ12の後側方撮影画像との各々の被写体の大きさを合わせる際には、例えば、後側方撮影画像を基準として、周辺撮影画像から抽出した画像の大きさを合わせて拡大縮小処理等を行う。
そして、制御装置18が生成した表示画像をモニタ16に表示するよう制御する。すなわち、後側方カメラ12の撮影画像の一部と周辺カメラ14の撮影画像の一部とを各々の被写体の位置及び大きさを合わせて合成した表示画像がモニタ16に表示されるので、表示領域が変更されることになる。これにより、後側方撮影画像では視認不可能な領域も表示することができる。
このように、リバース連動制御を行うことにより、カメラの移動やレンズ交換等を行うことなく、容易に必要な領域を視認することができる。本実施形態では、周辺カメラ14を備えている車両であれば、周辺カメラ14の周辺撮影画像を用いて必要な領域を表示することにより、後退時に側方の障害物を確認することができる。
なお、後側方画像と周辺撮影画像との合成は、上記に限るものではなく、後側方撮影画像の外側の領域を周辺撮影画像から切り出した画像で補うように合成してもよい。
また、本実施形態では、合成した画像から後側方撮影画像の撮影範囲よりも下側の領域を含む必要な範囲(図6の点線枠)を切り出して表示するが、必要な領域を切り出さずに合成した画像全体をモニタ16に表示可能なサイズに変換して表示してもよい。
続いて、上述のように構成された本実施形態に係る車両用視認装置10で行われる具体的な処理について説明する。
図7は、本実施形態に係る車両用視認装置10の制御装置18で行われるリバース連動制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図7のリバース連動制御は、図示しないイグニッションスイッチ(IG)がオンされた場合に、ROM18Bに予め記憶された車両用視認制御プログラムの一例としてのリバース連動制御プログラムを実行することにより開始する。
ステップ100では、後側方カメラ12の撮影を開始するよう制御装置18が後側方カメラ12を制御してステップ102へ移行する。
ステップ102では、制御装置18が、後側方カメラ12の撮影結果を取得し、取得した後側方撮影画像に対して鏡像変換を行ってモニタ16に表示開始してステップ104へ移行する。すなわち、図5(B)に示すような撮影画像がモニタ16に表示される。モニタ16がフロントピラー下端付近に設けられているので、アウターミラーの代わりにモニタ16を見ることにより、後側方を視認することが可能となる。
ステップ104では、後退か否か制御装置18が判定する。該判定は、後退スイッチ22がオンになったか否かを判定することにより、制御装置18が後退か否かを判定し、該判定が肯定された場合にはステップ106へ移行し、否定された場合にはステップ120へ移行する。
ステップ106では、制御装置18が周辺カメラ14の撮影結果を取得してステップ108へ移行する。
ステップ108では、制御装置18が周辺撮影画像の予め定めた領域の画像を切り出してステップ110へ移行する。切り出す予め定めた領域は、例えば、周辺カメラ14の周辺撮影画像における後側方カメラ12の後側方撮影画像の少なくとも一部を含む領域を予め求めておき、図4(A)に示す点線枠のように、周辺カメラ14の撮影画像中の予め定めた領域を切り出す。なお、後側方カメラ12と周辺カメラ14の双方の撮影画像に対して画像マッチング等を行うことにより周辺撮影画像から後側方撮影画像に対応する領域を特定して、特定した領域を含む後側方撮影画像より広い領域を抽出してもよい。
ステップ110では、制御装置18が、切り出した領域の周辺撮影画像に対して歪曲収差補正等の補正を行うことにより、図4(B)に示すような画像を生成してステップ112へ移行する。
ステップ112では、制御装置18が鏡像変換を行うことにより、図4(C)に示すような画像を生成してステップ114へ移行する。
ステップ114では、鏡像変換後の後側方カメラ12の後側方撮影画像と、鏡像変換後の周辺カメラ14の周辺撮影画像から切り出した画像とを制御装置18が各々の被写体の位置及び大きさを合わせて合成してステップ116へ移行する。これにより、図6に示すような合成画像を得ることができる。
ステップ116では、制御装置18が所定領域を切り出してモニタ16に表示するよう制御してステップ118へ移行する。例えば、制御装置18が、図6の点線枠で示す領域を切り出してモニタ16に表示することにより、後退時に後側方カメラ12の撮影範囲外の領域を表示して障害物を確認することが可能となる。
ステップ118では、後退が終了か否か制御装置18が判定する。該判定は、後退スイッチ22がオフされたか否かを制御装置18が判定し、該判定が肯定された場合にはステップ120へ移行し、否定された場合にはステップ106に戻って上述の処理が繰り返される。
ステップ120では、制御装置18が、後側方カメラ12の撮影結果を鏡像変換してモニタ16に表示するように制御してステップ122へ移行する。すなわち、リバース連動制御を終了して、後側方カメラ12の撮影画像のみをモニタ16に表示するよう切り替える。
ステップ122では、イグニッションスイッチ(IG)がオフされたか否か制御装置18が判定し、該判定が否定された場合にはステップ104に戻って上述の処理が繰り返され、判定が肯定された場合に一連のリバース連動制御を終了する。
一方、センタモニタ装置20では、後退時に俯瞰画像を表示するようになっている。図8は、センタモニタ装置20で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図8の処理は、後退スイッチ22がオンされた場合に開始してもよい。或いは、乗員によって俯瞰画像の表示が指示された場合に開始してもよい。或いは、イグニッションがオンされた場合に開始してもよい。
ステップ200では、周辺カメラ14の撮影結果をセンタモニタ装置20が取得してステップ202へ移行する。すなわち、センタモニタ装置20は、左右の周辺カメラ14の周辺撮影画像を取得する。
ステップ202では、センタモニタ装置20が取得した周辺撮影画像に対して歪曲補正を行ってステップ204へ移行する。
ステップ204では、センタモニタ装置20が、歪曲補正された周辺撮影画像に対して俯瞰変換を行って俯瞰画像を生成してステップ206へ移行する。これにより、車両を中心とした俯瞰画像が生成される。
ステップ206では、センタモニタ装置20が生成した俯瞰画像を表示してステップ208へ移行する。
ステップ208では、センタモニタ装置20が俯瞰画像の表示を終了するか否かを判定する。該判定は、例えば、後退スイッチ22がオフされたか否かを判定してもよいし、他の画像の表示が指示されたか否かを判定してもよい。或いは、イグニッションスイッチがオフされたか否かを判定してもよい。該判定が否定された場合にはステップ200に戻って上述の処理が繰り返され、判定が肯定されたところで一連の処理を終了する。
このように、センタモニタ装置20に俯瞰画像を表示することで、リバース連動制御でモニタ16に後退時に必要な領域(後側方下側の領域)を表示して障害物を確認しつつ、センタモニタ装置20に俯瞰画像を表示することで、全体の位置関係を視認して後退することができる。
なお、上記の実施の形態では、後退スイッチ22の信号をトリガとして(後退に連動して)、モニタ16に表示する領域を変更する例を説明したが、これに限るものではない。例えば、旋回連動制御に本発明を適用して、方向指示器の信号をトリガとして(旋回に連動して)、モニタ16に表示する領域を変更するようにしてもよい。これにより、旋回時の巻き込み確認や、車線変更時の後方確認時に、必要な領域をモニタ16に表示することが可能となる。なお、旋回連動制御の場合には、周辺撮影画像のから切り出す領域をリバース連動制御とは異なる領域(例えば、後側方撮影画像の車両外側に対応する領域を含む領域)を切り出して後側方撮影画像と合成すればよい。また、リバース連動制御と旋回連動制御を共に行うようにしてもよい。例えば、上記の実施形態に対して方向指示器をI/O18Dに接続して、方向指示器の操作を制御装置18が検出可能とすることにより、後退スイッチ22及び方向指示器の少なくとも一方の信号をトリガ信号として、リバース連動制御と旋回連動制御とを共に実現することが可能となる。
また、上記の実施形態における制御装置18やセンタモニタ装置20で行われる処理は、ソフトウエアの処理として説明したが、これに限るものではない。例えば、ハードウエアで行う処理としてもよいし、ハードウエアとソフトウエアの双方を組み合わせた処理としてもよい。
また、上記の実施形態における制御装置18やセンタモニタ装置20で行われる処理は、プログラムとして記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。
さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
10 車両用視認装置
12 後側方カメラ
14 周辺カメラ
16 モニタ
18 制御装置
20 センタモニタ装置
22 後退スイッチ

Claims (7)

  1. 車両後側方を撮影して得られる後側方撮影画像、及び前記後側方撮影画像の少なくとも一部を含む前記後側方撮影画像よりも撮影範囲が広い車両周辺を撮影して得られる周辺撮影画像を取得する取得部と、
    予め定めたトリガ信号を受信した場合に、前記取得部によって取得した前記後側方撮影画像と前記周辺撮影画像とを各々の被写体の位置及び大きさを合わせて合成して表示画像を生成する生成部と、
    を備えた車両用視認装置。
  2. 前記生成部は、前記表示画像を生成する際に、予め定めた必要領域を切り出して前記表示画像を生成する請求項1に記載の車両用視認装置。
  3. 前記生成部は、前記トリガ信号として車両の後退を表す信号を受信した場合に、前記必要領域として、前記後側方撮影画像の車両下側に対応する領域を含む領域を切り出して前記表示画像を生成する請求項2に記載の車両用視認装置。
  4. 前記生成部は、前記トリガ信号として車両の旋回を表す信号を受信した場合に、前記必要領域として、前記後側方撮影画像の車両外側に対応する領域を含む領域を切り出して前記表示画像を生成する請求項2又は請求項3に記載の車両用視認装置。
  5. 車両後側方を撮影して前記後側方撮影画像を得る後側方撮影部と、前記車両周辺を撮影して前記周辺撮影画像を得る周辺撮影部と、を更に備えた請求項1〜4の何れか1項に記載の車両用視認装置。
  6. 前記後側方撮影部及び前記周辺撮影部を同一筐体に配置した請求項5に記載の車両用視認装置。
  7. 画像を表示する表示部を更に備え、
    生成部が、前記トリガ信号を受信していない場合に、前記後側方撮影画像を表示し、前記トリガ信号を受信した場合に、前記表示画像を表示するよう前記表示部を更に制御する請求項1〜6の何れか1項に記載の車両用視認装置。
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