JP2004064441A - Onboard image processor and ambient monitor system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に取り付けられたカメラにより撮影した路面を含む画像のデータを、変換テーブルにより俯瞰画像のデータに変換処理し、俯瞰画像を車両内のモニタに表示する為の車載画像処理装置及び周囲モニタシステムの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近時、車庫入れ時等に後方画像を運転者に提供する車両の周囲モニタが実用化されている。このような周囲モニタシステムとして、車庫入れ操作等をより容易に行う為に、バックカメラが撮影した画像を上空から見た画像(鳥瞰図、俯瞰図)に変換して表示する車載画像処理装置を含むシステムが考えられている。
【0003】
このような車載画像処理装置を含むシステムでは、図3(a)に示すようなバックカメラが撮影した画像を、図3(b)に示すような俯瞰画像に変換してモニタに表示する。バックカメラが撮影した画像を俯瞰画像に変換する際は、カメラが撮影した画像のモニタ上の画素位置を(x,y)、俯瞰画像のモニタ上の画素位置を(X,Y)、バックカメラの焦点距離をF、バックカメラの路面からの距離をH、バックカメラ及び路面のなす角度をθとすると、例えば、下式により変換する。
y=(Ysinθ−Hcosθ)F/(Ycosθ+Hsinθ) (1)
x=FX/(Ycosθ+Hsinθ) (2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した変換式(1)(2)において、焦点距離F及び距離Hは、調整し易いこともあって、実際の取り付け時に設計値と大きく異なることはない。しかし、角度θは、設計値と0.1度程度異なるだけで、大きな影響が生じ、しかも、車両の生産ライン上で、車両毎に0.1度程度の誤差範囲の取り付け角度でカメラを取り付けるのは困難であるという問題がある。
【0005】
また、図9(b)に示すように、加減速等で車両に縦揺れが生じた場合、その縦揺れ角度の変動に伴い、路面とカメラとのなす角度が変動する為、図9(a)に示すような静止状態(縦揺れ角度0)で作成した変換テーブルでは、俯瞰画像を正しく生成することは困難であるという問題がある。
また、車両後方の俯瞰画像がモニタに正しく表示されていても、後進しながら左右に曲がることは難しいという問題もある。
【0006】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第1〜4発明では、カメラの車両への取付誤差に関わらず、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来る車載画像処理装置を提供することを目的とする。
第5発明では、加減速等で車両に縦揺れが生じた場合でも、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来る車載画像処理装置を提供することを目的とする。
第6発明では、車両後方の俯瞰画像がモニタに正しく表示されると共に、後進しながら左右に曲がることが容易になる車載画像処理装置を提供することを目的とする。
【0007】
第7発明では、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来ると共に、車両に取り付けられた全方位カメラにより撮影された画像を、パノラマ画像に変換してモニタに表示することが可能な車載画像処理装置を提供することを目的とする。
第8発明では、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来ると共に、拡大/縮小処理及びグラフィックマスク処理が可能な車載画像処理装置を提供することを目的とする。
第9発明では、第1〜8発明に係る車載画像処理装置を備える周囲モニタシステムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1発明に係る車載画像処理装置は、車両に取り付けられたカメラにより撮影された車両の一部及び路面を含む画像のデータを、俯瞰画像のデータに変換処理し、該俯瞰画像を前記車両内のモニタに表示する為の車載画像処理装置において、前記画像上の前記車両の一部の位置を検出する検出手段と、該検出手段が検出した位置に基づき、前記カメラ及び路面がなす角度を算出する算出手段と、前記画像上の位置を前記俯瞰画像上の位置に変換する為の変換テーブルを、前記算出手段が算出した角度に基づき作成する手段と、該手段が作成した変換テーブルを記憶する記憶手段とを備え、該記憶手段が記憶する変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、俯瞰画像を前記モニタに表示すべくなしてあることを特徴とする。
【0009】
この車載画像処理装置では、車両に取り付けられたカメラにより撮影された車両の一部及び路面を含む画像のデータを、俯瞰画像のデータに変換処理し、俯瞰画像を車両内のモニタに表示する。検出手段が、画像上の車両の一部の位置を検出し、算出手段が、検出手段が検出した位置に基づき、カメラ及び路面がなす角度を算出する。作成する手段が、カメラにより撮影された車両の一部及び路面を含む画像上の位置を俯瞰画像上の位置に変換する為の変換テーブルを、算出手段が算出した角度に基づき作成する。記憶手段が、その作成した変換テーブルを記憶し、記憶手段が記憶する変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、俯瞰画像をモニタに表示する。
これにより、カメラの車両への取付誤差に関わらず、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来る車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0010】
第2発明に係る車載画像処理装置は、前記車両の一部はバンパであり、前記検出手段は、該バンパの位置として、該バンパ及び路面間の輝度が大きく変化するエッジ点を検出すべくなしてあることを特徴とする。
【0011】
この車載画像処理装置では、車両の一部はバンパであり、検出手段は、バンパの位置として、バンパ及び路面間の輝度が大きく変化するエッジ点を検出するので、カメラの車両への取付誤差に関わらず、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来る車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0012】
第3発明に係る車載画像処理装置は、車両に取り付けられたカメラにより撮影された路面を含む画像のデータを、俯瞰画像のデータに変換処理し、該俯瞰画像を前記車両内のモニタに表示する為の車載画像処理装置において、前記車両が所定位置に停車したときに、前記画像上の路面に描かれた直線の位置を検出する検出手段と、該検出手段が検出した位置に基づき、前記カメラ及び路面がなす角度を算出する算出手段と、前記画像上の位置を前記俯瞰画像上の位置に変換する為の変換テーブルを、前記算出手段が算出した角度に基づき作成する手段と、該手段が作成した変換テーブルを記憶する記憶手段とを備え、該記憶手段が記憶する変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、俯瞰画像を前記モニタに表示すべくなしてあることを特徴とする。
【0013】
この車載画像処理装置では、車両に取り付けられたカメラにより撮影された路面を含む画像のデータを、俯瞰画像のデータに変換処理し、俯瞰画像を車両内のモニタに表示する。車両が所定位置に停車したときに、検出手段が、カメラにより撮影された画像上の、路面に描かれた直線の位置を検出し、算出手段が、検出手段が検出した位置に基づき、カメラ及び路面がなす角度を算出する。作成する手段が、カメラにより撮影された画像上の位置を俯瞰画像上の位置に変換する為の変換テーブルを、算出手段が算出した角度に基づき作成する。記憶手段が、作成する手段が作成した変換テーブルを記憶し、記憶手段が記憶する変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、俯瞰画像をモニタに表示する。
これにより、カメラの車両への取付誤差に関わらず、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来る車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0014】
第4発明に係る車載画像処理装置は、前記検出手段は、前記直線の位置として、該直線及び路面間の輝度が大きく変化するエッジ点を検出すべくなしてあることを特徴とする。
【0015】
この車載画像処理装置では、検出手段は、直線の位置として、直線及び路面間の輝度が大きく変化するエッジ点を検出するので、カメラの車両への取付誤差に関わらず、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来る車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0016】
第5発明に係る車載画像処理装置は、車両に取り付けられたカメラにより撮影された路面を含む画像のデータを、該画像上の位置を俯瞰画像上の位置に変換する為の変換テーブルにより、俯瞰画像のデータに変換処理し、該俯瞰画像を前記車両内のモニタに表示する為の車載画像処理装置において、前記車両の縦揺れ角度を取得する取得手段と、該取得手段が取得すべき縦揺れ角度にそれぞれ応じた複数の前記変換テーブルを記憶する記憶手段と、前記取得手段が取得した縦揺れ角度に応じて、前記記憶手段が記憶する変換テーブルから選択する手段とを備え、該手段が選択した変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、俯瞰画像を前記モニタに表示すべくなしてあることを特徴とする。
【0017】
この車載画像処理装置では、車両に取り付けられたカメラにより撮影された路面を含む画像のデータを、画像上の位置を俯瞰画像上の位置に変換する為の変換テーブルにより、俯瞰画像のデータに変換処理し、俯瞰画像を車両内のモニタに表示する。取得手段が、車両の縦揺れ角度を取得し、記憶手段が、取得手段が取得すべき縦揺れ角度にそれぞれ応じた複数の変換テーブルを記憶する。選択する手段が、取得手段が取得した縦揺れ角度に応じて、記憶手段が記憶する変換テーブルから選択し、選択する手段が選択した変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、俯瞰画像をモニタに表示する。
これにより、加減速等で車両に縦揺れが生じた場合でも、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来る車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0018】
第6発明に係る車載画像処理装置は、前記車両の舵角を取得する手段と、該手段が取得した舵角のときに、前記車両の端部又は車輪が後進すべき位置を示すべきガイド線の、前記俯瞰画像上の位置を算出する手段と、該手段が算出した前記俯瞰画像上の位置に前記ガイド線を付加する手段とを更に備えることを特徴とする。
【0019】
この車載画像処理装置では、取得する手段が、車両の舵角を取得し、算出する手段が、その取得した舵角のときに、車両の端部又は車輪が後進すべき位置を示すべきガイド線の、俯瞰画像上の位置を算出し、付加する手段が、その算出した俯瞰画像上の位置にガイド線を付加する。
これにより、車両後方の俯瞰画像がモニタに正しく表示されると共に、後進しながら左右に曲がることが容易になる車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0020】
第7発明に係る車載画像処理装置は、前記記憶手段は、車両に取り付けられた全方位カメラにより撮影された画像のデータを、パノラマ画像のデータに変換する為の変換テーブルを更に記憶し、該変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、パノラマ画像を前記モニタに表示すべくなしてあるとを特徴とする。
【0021】
この車載画像処理装置では、記憶手段は、車両に取り付けられた全方位カメラにより撮影された画像のデータを、パノラマ画像のデータに変換する為の変換テーブルを更に記憶し、この変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、パノラマ画像をモニタに表示する。
これにより、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来ると共に、車両に取り付けられた全方位カメラにより撮影された画像を、パノラマ画像に変換してモニタに表示することが可能な車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0022】
第8発明に係る車載画像処理装置は、前記記憶手段は、前記モニタに表示すべき画像のデータを拡大画像処理する為の変換テーブル、前記画像のデータを縮小画像処理する為の変換テーブル、及び前記画像のデータをグラフィックマスク処理する為の変換テーブルの1又は複数を更に記憶し、前記記憶手段が記憶する変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、前記モニタに表示すべくなしてあることを特徴とする。
【0023】
この車載画像処理装置では、記憶手段は、モニタに表示すべき画像のデータを拡大画像処理する為の変換テーブル、前記画像のデータを縮小画像処理する為の変換テーブル、及び前記画像のデータをグラフィックマスク処理する為の変換テーブルの1又は複数を更に記憶し、記憶手段が記憶する変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、モニタに表示する。
これにより、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来ると共に、拡大/縮小処理及びグラフィックマスク処理が可能な車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0024】
第9発明に係る周囲モニタシステムは、車両に取り付けられたカメラと、該カメラが撮影した路面を含む画像のデータを、俯瞰画像のデータに変換処理する請求項1乃至8の何れかに記載された車載画像処理装置と、該車載画像処理装置が変換処理したデータに基づき、俯瞰画像を表示するモニタとを備えることを特徴とする。
【0025】
この周囲モニタシステムでは、カメラが車両に取り付けられ、請求項1乃至8の何れかに記載された車載画像処理装置が、そのカメラが撮影した路面を含む画像のデータを、俯瞰画像のデータに変換処理する。モニタが、その車載画像処理装置が変換処理したデータに基づき、俯瞰画像を表示する。
これにより、第1〜8発明に係る車載画像処理装置を備える周囲モニタシステムを実現することが出来る。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係る車載画像処理装置及び周囲モニタシステムの実施の形態の構成を示すブロック図である。この車載画像処理装置及び周囲モニタシステムは、車両内に設置されており、情報系LAN7(Local Area Netwoek)に、車両の後方画像を撮影するバックカメラ3、車両の死角方向の画像を撮影するブラインドコーナカメラ5、車両の左後方向の画像を撮影する左後方監視カメラ6、車両の周囲を撮影する全方位カメラ6a、及び車載画像処理装置である画像処理ECU2(Electronic Control Unit )が接続されている。
【0027】
情報系LAN7は、高速シリアルバスインターフェースであるIEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394等の通信規格に従った通信線であり、バックカメラ3、ブラインドコーナカメラ5、左後方監視カメラ6及び全方位カメラ6aの映像データは、非圧縮で又はDV(Digital Video )圧縮のようなリアルタイム性の高い圧縮形式で圧縮され伝送される。非圧縮で伝送する場合は、IIDC Digital Camera Specification Ver.1.30等のプロトコルに従って伝送され、DV圧縮の場合は、IEC61883等のプロトコルに従って伝送される。
【0028】
情報系LAN7は、また、ゲートウェイ4を介してボディ系LAN8に接続されており、ボディ系LAN8には、車両の縦揺れ角度を検出する縦揺れ角度センサ9と、ステアリングホイール(ハンドル)の舵角を検出する舵角センサ10と、タッチパネル及びスイッチ等からなる操作装置8aとが接続されている。
画像処理ECU2には、車両の運転席に設置されたモニタ1が接続され、バックカメラ3、ブラインドコーナカメラ5、左後方監視カメラ6の各映像(画像)及び全方位カメラ6aによるパノラマ映像(画像)が、モニタ1側から選択されてモニタ1に表示される。また、画像処理ECU2は、操作装置8aからのトリガ信号に基づき、カメラ映像ストリーム(バックカメラ3、全方位カメラ6a等)や変換テーブルを切り替える。
【0029】
図2は、画像処理ECU2の構成例を示すブロック図である。この画像処理ECU2は、画像処理ASIC18(Application Specific Integrated Circuit )にマイクロコンピュータ15、通信インタフェース11、フレームメモリ12、変換テーブル用メモリ13(記憶する手段)及びモニタインタフェース14が接続されている。通信インタフェース11には情報系LAN7が接続され、モニタインタフェース14にはモニタ1が接続され、マイクロコンピュータ15にはRAM16及びROM17が接続されている。
尚、映像を伝送する際に、DV圧縮を用いる場合は、通信インタフェース又は画像処理ASIC内にDVデコーダを持たせる必要があり、また、他形式の圧縮を用いる場合も、その形式に応じたデコーダを持たせる必要がある。
【0030】
画像処理ASIC18は、カメラ3,5,6,6aが撮影した画像のデータを、1フレーム単位でフレームメモリ12に格納し、モニタ1に出力して表示させる。このうち、バックカメラ3が撮影した図3(a)に示すような画像のデータは、変換テーブル用メモリ13内の変換テーブルを参照しながら、図3(b)に示すような俯瞰画像の画像データに変換し、モニタ1に出力して表示させる。
画像処理ASIC18は、バックカメラ3が撮影した画像を、俯瞰画像に変換する際は、バックカメラ3が撮影した画像のモニタ1上の画素位置を(x,y)、俯瞰画像のモニタ1上の画素位置を(X,Y)、バックカメラ3の焦点距離をF、バックカメラ3の路面からの距離をH、バックカメラ3及び路面のなす角度(取付角度)をθとすると、例えば、下式により変換する。
【0031】
y=(Ysinθ−Hcosθ)F/(Ycosθ+Hsinθ) (1)
x=FX/(Ycosθ+Hsinθ) (2)
バックカメラ3及び路面のなす角度θは、車両の量産ラインにおけるバックカメラ3の取り付け時に、0.1度程度以上の取付誤差が生じる場合がある。この取付誤差は、俯瞰画像に大きな影響を与える為、バックカメラ3の車両への取り付け後に、画像認識により取付角度θを算出し、算出した取付角度θに基づき、マイクロコンピュータ15で(1)(2)式を演算することにより、変換テーブルを作成する。作成した変換テーブルは、(x,y)及び(X,Y)を対応させてあり、変換テーブル用メモリ13内に格納する。
【0032】
フレームメモリ12は、SRAM(Static Random Access Memory )、SDRAM(Synchronous Dynamic RAM)等の高速アクセスが可能なRAMである。変換テーブル用メモリ13は、FEEPROM(Flash Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory ;フラッシュメモリ)、EEPROM等の繰り返し書き換え可能なROMである。但し、これらのROMの中には、アクセス速度の面からリアルタイムに読み出すことが困難なものもあるので、選択された変換テーブルを一度高速なRAM(SRAM,SDRAM)に読み込んだ後、カメラ映像の入力に合わせてリアルタイムに変換テーブルデータを読み出す、といったROMとRAMとの2重構造になっていても良い。
【0033】
変換テーブル用メモリ13内の変換テーブルは、上述したように、マイクロコンピュータ15で作成し、予め、画像データを俯瞰画像処理する為の変換テーブル、画像データを拡大画像処理する為の変換テーブル、画像データを縮小画像処理する為の変換テーブル等、様々なパターンのものを用意しておく。また、画像データをグラフィックマスク処理する為の変換テーブル、及び全方位カメラ6aにより撮影された画像のデータを、パノラマ画像のデータに変換する為の変換テーブルを用意しておく。
【0034】
これにより、俯瞰画像を正しくモニタ1に表示することが出来ると共に、拡大/縮小処理した画像、グラフィックマスク処理した画像及びパノラマ画像等をモニタ1に表示することが出来る。
【0035】
以下に、このような構成の車載画像処理装置及び周囲モニタシステムの動作を、それを示す図4,6,8のフローチャートを参照しながら説明する。
周囲モニタシステムのバックカメラ3が車両への取り付けられた後、車載画像処理装置である画像処理ECU2は、バックカメラ3が撮影した画像を俯瞰画像に変換する為の変換テーブルを作成する。図4は、この変換テーブルを作成する動作を示すフローチャートである。
画像処理ECU2は、変換テーブルを作成する際、先ず、バックカメラ3が撮影した画像のデータを読み込み(S2)、その画像上の車両のバンパ(車両の一部)の位置を検出する(S4)。
【0036】
画像処理ECU2は、バンパの位置を検出する際(S4)、図5に示すように、画像(画面)の下方から、閾値を超える輝度差分値(エッジ点)を探索し、各エッジ点から求まる曲線に基づき、画像上のバンパ21の位置を検出する。
次に、画像処理ECU2は、予め作成しておいた、画像上のバンパ21の位置とバックカメラ3の取付角度θとの対応関係を示すテーブルに基づき、取付角度θを算出する(S6)。
【0037】
次に、画像処理ECU2は、算出した取付角度θ(S6)を用いて、(1)(2)式を演算することにより、変換テーブルを作成し(S8)、作成した変換テーブルを変換テーブル用メモリ13内に記憶させて(S10)リターンする。
画像処理ECU2は、作成した変換テーブルを変換テーブル用メモリ13内に記憶させた以後は、バックカメラ3が撮影した画像のデータを、変換テーブル用メモリ13内の変換テーブルを参照しながら、俯瞰画像の画像データに変換し、モニタ1に出力して表示させる。
【0038】
図6は、周囲モニタシステムのバックカメラ3が車両への取り付けられた後、画像処理ECU2が、バックカメラ3が撮影した画像を俯瞰画像に変換する為の変換テーブルを作成する他の動作を示すフローチャートである。
この場合、図7(a)に示すように、2本の基準線19(直線)が車両20の幅に合わせて平行に描かれた、変換テーブル作成用のスペースの所定位置に、車両20を停車させておく。
画像処理ECU2は、変換テーブルを作成する際、先ず、バックカメラ3が撮影した画像のデータを読み込み(S12)、その画像上の2本の基準線19の位置を検出する(S14)。
【0039】
画像処理ECU2は、2本の基準線19の位置を検出する際(S14)、図7(b)に示すように、画像(画面)の中央から左右に向かって、閾値を超える輝度差分値(エッジ点)を探索し、見つけたエッジ点間を補間して、画像上の2本の基準線19の位置を検出する。
次に、画像処理ECU2は、予め作成しておいた、左右の基準線19の画像上の傾き角度とバックカメラ3の取付角度θとの対応関係を示すマッピングデータに基づき、取付角度θを算出する(S16)。
【0040】
次に、画像処理ECU2は、算出した取付角度θ(S16)を用いて、(1)(2)式を演算することにより、変換テーブルを作成し(S18)、作成した変換テーブルを変換テーブル用メモリ13内に記憶させて(S20)リターンする。
画像処理ECU2は、作成した変換テーブルを変換テーブル用メモリ13内に記憶させた以後は、バックカメラ3が撮影した画像のデータを、変換テーブル用メモリ13内の変換テーブルを参照しながら、俯瞰画像の画像データに変換し、モニタ1に出力して表示させる。
【0041】
図8は、作成した変換テーブルを変換テーブル用メモリ13内に記憶させた以後の、バックカメラ3が撮影した画像のデータを処理する動作を示すフローチャートである。
図9(b)に示すように、加減速等で車両20に縦揺れが生じた場合、その縦揺れ角度の変動に伴い、路面とバックカメラ3とのなす角度が変動する。そこで、マイクロコンピュータ15により、予め図9(a)に示す状態における基準のバックカメラ3の取付角度θから、コンマ数度ずつ異なる縦揺れ角度に対応する複数の変換テーブルを作成して、変換テーブル用メモリ13内に記憶させておく。そして、縦揺れ角度センサ9が検出した車両20の縦揺れ角度に対応する変換テーブルを選択し、選択した変換テーブルを参照しながら、バックカメラ3が撮影した画像のデータを、俯瞰画像の画像データに変換し、モニタ1に出力して表示させる。
【0042】
画像処理ECU2は、先ず、バックカメラ3が撮影した画像のデータを読み込み(S22)、次いで、縦揺れ角度センサ9が検出した車両20の縦揺れ角度を取得する(S24)。
画像処理ECU2は、次に、取得した縦揺れ角度(S24)に対応する変換テーブルを選択し(S26)、選択した変換テーブルを参照しながら、バックカメラ3が撮影した画像のデータを、俯瞰画像の画像データに変換処理する(S28)。
【0043】
画像処理ECU2は、次に、舵角センサ10が検出した車両20の舵角を取得し(S30)、取得した舵角のときに、車両20の端部又は車輪が後進すべき位置を示すべきガイド線の、前記俯瞰画像上の位置を算出する(S32)。
画像処理ECU2は、次に、変換処理した画像データ(S28)による俯瞰画像をモニタ1に表示する(S34)と共に、算出した位置(S32)の画像データをグラフィックデータで更新することにより、図10に示すように、ガイド線22を俯瞰画像に付加し(S36)リターンする。
尚、本実施の形態では、画像処理装置単体の構成で記載されているが、画像処理ECUの機能をディスプレイに織り込んだ形態や、ゲートウェイ装置に織り込んだ形態を取っても良い。
【0044】
【発明の効果】
第1〜4発明に係る車載画像処理装置によれば、カメラの車両への取付誤差に関わらず、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来る車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0045】
第5発明に係る車載画像処理装置によれば、加減速等で車両に縦揺れが生じた場合でも、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来る車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0046】
第6発明に係る車載画像処理装置によれば、車両後方の俯瞰画像がモニタに正しく表示されると共に、後進しながら左右に曲がることが容易になる車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0047】
第7発明に係る車載画像処理装置によれば、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来ると共に、車両に取り付けられた全方位カメラにより撮影された画像を、パノラマ画像に変換してモニタに表示することが可能な車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0048】
第8発明に係る車載画像処理装置によれば、俯瞰画像を正しく生成しモニタに表示することが出来ると共に、拡大/縮小処理及びグラフィックマスク処理が可能な車載画像処理装置を実現することが出来る。
【0049】
第9発明に係る周囲モニタシステムによれば、第1〜8発明に係る車載画像処理装置を備える周囲モニタシステムを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車載画像処理装置及び周囲モニタシステムの実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図2】画像処理ECUの構成例を示すブロック図である。
【図3】画像処理ECUの動作を示す説明図である。
【図4】画像処理ECUの変換テーブルを作成する動作を示すフローチャートである。
【図5】画像処理ECUの動作を示す説明図である。
【図6】画像処理ECUの変換テーブルを作成する他の動作を示すフローチャートである。
【図7】画像処理ECUの動作を示す説明図である。
【図8】画像処理ECUのバックカメラが撮影した画像のデータを処理する動作を示すフローチャートである。
【図9】画像処理ECUの動作を示す説明図である。
【図10】画像処理ECUの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
1 モニタ
2 画像処理ECU(車載画像処理装置)
3 バックカメラ(カメラ)
5 ブラインドコーナカメラ
6 左後方監視カメラ
6a 全方位カメラ
8a 操作装置
9 縦揺れ角度センサ
10 舵角センサ
12 フレームメモリ
13 変換テーブル用メモリ(記憶する手段)
15 マイクロコンピュータ
18 画像処理ASIC
19 基準線(直線)
20 車両
21 バンパ(車両の一部)
22 ガイド線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an in-vehicle image processing apparatus for converting data of an image including a road surface captured by a camera attached to a vehicle into data of an overhead view image using a conversion table, and displaying the overhead view image on a monitor in the vehicle. The present invention relates to an improvement in an ambient monitoring system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Recently, a peripheral monitor of a vehicle that provides a driver with a rear image when entering a garage or the like has been put to practical use. Such a surrounding monitor system includes an in-vehicle image processing device that converts an image captured by the back camera into an image (bird's-eye view, bird's-eye view) and displays the image captured by the back camera in order to more easily perform a garage entry operation or the like. The system is considered.
[0003]
In a system including such an in-vehicle image processing apparatus, an image captured by a back camera as shown in FIG. 3A is converted into a bird's-eye view image as shown in FIG. 3B and displayed on a monitor. When converting the image captured by the back camera into an overhead image, the pixel position of the image captured by the camera on the monitor is (x, y), the pixel position of the overhead image on the monitor is (X, Y), Let F be the focal length of the camera, H be the distance of the back camera from the road surface, and θ be the angle formed by the back camera and the road surface.
y = (Y sin θ−H cos θ) F / (Y cos θ + H sin θ) (1)
x = FX / (Ycosθ + Hsinθ) (2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conversion formulas (1) and (2), the focal length F and the distance H do not greatly differ from the design values at the time of actual mounting, because they are easily adjusted. However, the angle θ differs from the design value by only about 0.1 degree, and has a great effect. In addition, the camera is mounted on the production line of the vehicle at a mounting angle within an error range of about 0.1 degree for each vehicle. There is a problem that is difficult.
[0005]
Further, as shown in FIG. 9B, when the vehicle pitches due to acceleration or deceleration or the like, the angle between the road surface and the camera changes with the change in the pitching angle. In the conversion table created in the stationary state (the pitch angle is 0) as shown in (1), there is a problem that it is difficult to generate an overhead image correctly.
There is also a problem that it is difficult to turn left and right while moving backward even if the overhead view image of the rear of the vehicle is correctly displayed on the monitor.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the first to fourth inventions, an in-vehicle vehicle capable of correctly generating a bird's-eye view image and displaying it on a monitor regardless of a mounting error of the camera to the vehicle. It is an object to provide an image processing device.
A fifth aspect of the present invention is to provide an in-vehicle image processing apparatus capable of correctly generating a bird's-eye view image and displaying the image on a monitor even when the vehicle shakes due to acceleration or deceleration.
It is an object of the sixth invention to provide an in-vehicle image processing apparatus in which a bird's-eye view image of the rear of a vehicle is correctly displayed on a monitor, and it is easy to turn left and right while moving backward.
[0007]
According to the seventh invention, an overhead view image can be correctly generated and displayed on a monitor, and an image captured by an omnidirectional camera attached to the vehicle can be converted into a panoramic image and displayed on the monitor. It is an object to provide an image processing device.
An eighth object of the present invention is to provide an in-vehicle image processing apparatus capable of correctly generating a bird's-eye view image and displaying it on a monitor, and capable of performing enlargement / reduction processing and graphic mask processing.
In a ninth aspect, an object is to provide a surroundings monitoring system including the vehicle-mounted image processing device according to the first to eighth aspects.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An in-vehicle image processing apparatus according to a first aspect of the present invention converts data of an image including a part of a vehicle and a road surface photographed by a camera attached to the vehicle into data of an overhead image, and converts the overhead image in the vehicle. A detecting means for detecting a position of a part of the vehicle on the image, and calculating an angle formed by the camera and a road surface based on the position detected by the detecting means. A conversion unit for converting a position on the image into a position on the overhead view image based on the angle calculated by the calculation unit; and storing the conversion table generated by the unit. Storage means, and an overhead view image is displayed on the monitor based on the data converted by the conversion table stored in the storage means.
[0009]
In this in-vehicle image processing device, data of an image including a part of the vehicle and a road surface photographed by a camera attached to the vehicle is converted into data of an overhead image, and the overhead image is displayed on a monitor in the vehicle. The detecting means detects a position of a part of the vehicle on the image, and the calculating means calculates an angle formed by the camera and the road surface based on the position detected by the detecting means. The creating unit creates a conversion table for converting a position on an image including a part of the vehicle and a road surface captured by the camera into a position on the overhead view image based on the angle calculated by the calculating unit. The storage unit stores the created conversion table, and displays a bird's-eye view image on a monitor based on the data converted by the conversion table stored in the storage unit.
Accordingly, it is possible to realize an in-vehicle image processing apparatus that can correctly generate an overhead view image and display the image on a monitor regardless of a mounting error of the camera to the vehicle.
[0010]
In the vehicle-mounted image processing apparatus according to a second aspect of the present invention, a part of the vehicle is a bumper, and the detecting means detects, as a position of the bumper, an edge point at which luminance between the bumper and a road surface greatly changes. It is characterized by having.
[0011]
In this in-vehicle image processing device, a part of the vehicle is a bumper, and the detecting means detects an edge point at which the luminance between the bumper and the road surface greatly changes as a position of the bumper. Regardless, an in-vehicle image processing apparatus that can correctly generate an overhead image and display it on a monitor can be realized.
[0012]
The in-vehicle image processing device according to a third aspect of the invention converts data of an image including a road surface captured by a camera attached to the vehicle into data of an overhead image, and displays the overhead image on a monitor in the vehicle. Detecting means for detecting a position of a straight line drawn on a road surface on the image when the vehicle stops at a predetermined position, and the camera based on the position detected by the detecting means. Calculating means for calculating an angle formed by the road surface, and a means for creating a conversion table for converting a position on the image to a position on the overhead view image based on the angle calculated by the calculating means, Storage means for storing the created conversion table, wherein an overhead image is displayed on the monitor based on data converted by the conversion table stored in the storage means. And it features.
[0013]
In this in-vehicle image processing apparatus, data of an image including a road surface captured by a camera mounted on a vehicle is converted into data of an overhead image, and the overhead image is displayed on a monitor in the vehicle. When the vehicle stops at a predetermined position, the detecting means detects the position of a straight line drawn on the road surface on the image taken by the camera, and the calculating means detects the position of the camera and the camera based on the position detected by the detecting means. Calculate the angle formed by the road surface. The creating unit creates a conversion table for converting a position on the image captured by the camera into a position on the overhead view image based on the angle calculated by the calculating unit. The storage means stores the conversion table created by the creation means, and displays a bird's-eye view image on a monitor based on the data converted by the conversion table stored in the storage means.
Accordingly, it is possible to realize an in-vehicle image processing apparatus that can correctly generate an overhead view image and display the image on a monitor regardless of a mounting error of the camera to the vehicle.
[0014]
A vehicle-mounted image processing apparatus according to a fourth aspect is characterized in that the detecting means detects, as the position of the straight line, an edge point at which the luminance between the straight line and the road surface greatly changes.
[0015]
In this in-vehicle image processing apparatus, the detecting means detects an edge point at which the luminance between the straight line and the road surface greatly changes as the position of the straight line, so that the overhead image is correctly generated regardless of the mounting error of the camera to the vehicle. An in-vehicle image processing device capable of displaying on a monitor can be realized.
[0016]
An in-vehicle image processing apparatus according to a fifth aspect of the present invention provides a bird's-eye view of a conversion table for converting data of an image including a road surface captured by a camera mounted on a vehicle from a position on the image to a position on a bird's-eye image. An in-vehicle image processing device for converting the image into image data and displaying the bird's-eye view image on a monitor in the vehicle, an acquisition unit for acquiring a pitch angle of the vehicle, and a pitch to be acquired by the acquisition unit. Storage means for storing a plurality of the conversion tables respectively corresponding to angles, and means for selecting from the conversion tables stored in the storage means in accordance with the pitch angle acquired by the acquisition means, wherein the means selects A bird's-eye view image is displayed on the monitor based on the data converted by the conversion table.
[0017]
In this in-vehicle image processing apparatus, data of an image including a road surface photographed by a camera mounted on a vehicle is converted into data of an overhead image by a conversion table for converting a position on the image to a position on the overhead image. Process and display the overhead image on the monitor in the vehicle. The obtaining means obtains the pitch angle of the vehicle, and the storage means stores a plurality of conversion tables respectively corresponding to the pitch angles to be obtained by the obtaining means. The selecting means selects from the conversion table stored in the storage means in accordance with the pitch angle obtained by the obtaining means, and displays the bird's-eye view image on the monitor based on the data converted by the conversion table selected by the selecting means. I do.
This makes it possible to realize an in-vehicle image processing apparatus that can correctly generate a bird's-eye view image and display the image on a monitor even when the vehicle shakes due to acceleration or deceleration.
[0018]
An in-vehicle image processing apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes a means for acquiring a steering angle of the vehicle, and a guide line for indicating a position at which an end or a wheel of the vehicle should move backward when the steering angle is acquired by the means. Means for calculating a position on the overhead view image, and means for adding the guide line to the position on the overhead view image calculated by the means.
[0019]
In this in-vehicle image processing apparatus, the obtaining means obtains the steering angle of the vehicle, and the calculating means obtains the guide line which indicates the position at which the end of the vehicle or the wheel should be moved backward at the obtained steering angle. The means for calculating and adding the position on the overhead image adds a guide line to the calculated position on the overhead image.
Accordingly, it is possible to realize an in-vehicle image processing apparatus in which the overhead view image of the rear of the vehicle is correctly displayed on the monitor and the vehicle can easily turn left and right while moving backward.
[0020]
The in-vehicle image processing apparatus according to a seventh aspect, wherein the storage unit further stores a conversion table for converting data of an image captured by an omnidirectional camera attached to the vehicle into data of a panoramic image. A panoramic image is displayed on the monitor based on the data converted by the conversion table.
[0021]
In this in-vehicle image processing apparatus, the storage unit further stores a conversion table for converting data of an image captured by an omnidirectional camera attached to the vehicle into data of a panoramic image, and performs a conversion process based on the conversion table. A panoramic image is displayed on the monitor based on the data thus obtained.
This enables in-vehicle image processing to correctly generate a bird's-eye view image and display the image on a monitor, and convert an image captured by an omnidirectional camera attached to the vehicle into a panoramic image and display the image on a monitor. The device can be realized.
[0022]
An in-vehicle image processing apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the vehicle-mounted image processing apparatus, wherein the storage means includes: a conversion table for performing enlarged image processing of image data to be displayed on the monitor; a conversion table for performing reduced image processing of the image data; One or more conversion tables for performing graphic mask processing on the image data are further stored, and displayed on the monitor based on the data converted by the conversion table stored in the storage unit. And
[0023]
In this in-vehicle image processing device, the storage means includes a conversion table for performing an enlarged image processing of the image data to be displayed on the monitor, a conversion table for performing a reduced image processing of the image data, and graphically displaying the image data. One or more conversion tables for mask processing are further stored, and displayed on a monitor based on data converted by the conversion table stored in the storage means.
As a result, an overhead image processing apparatus can be correctly generated and displayed on a monitor, and an in-vehicle image processing apparatus capable of performing enlargement / reduction processing and graphic mask processing can be realized.
[0024]
The surroundings monitoring system according to a ninth aspect of the present invention is configured to convert data of an image including a camera attached to a vehicle and a road surface taken by the camera into data of a bird's-eye view image. And a monitor for displaying a bird's-eye view image based on the data converted by the vehicle-mounted image processing apparatus.
[0025]
In this surroundings monitoring system, a camera is mounted on a vehicle, and the in-vehicle image processing apparatus according to any one of claims 1 to 8 converts data of an image including a road surface captured by the camera into data of an overhead image. To process. The monitor displays a bird's-eye view image based on the data converted by the vehicle-mounted image processing apparatus.
This makes it possible to realize a surroundings monitoring system including the in-vehicle image processing device according to the first to eighth inventions.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the embodiments.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an in-vehicle image processing device and a surrounding monitor system according to the present invention. The in-vehicle image processing apparatus and the surrounding monitor system are installed in the vehicle, and a
[0027]
The
[0028]
The
The monitor 1 installed in the driver's seat of the vehicle is connected to the
[0029]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
In the case of using DV compression when transmitting video, it is necessary to provide a DV decoder in the communication interface or the image processing ASIC. In the case of using other types of compression, a decoder corresponding to the format is required. It is necessary to have.
[0030]
The
When converting the image captured by the
[0031]
y = (Y sin θ−H cos θ) F / (Y cos θ + H sin θ) (1)
x = FX / (Ycosθ + Hsinθ) (2)
When the
[0032]
The
[0033]
As described above, the conversion table in the
[0034]
As a result, the bird's-eye view image can be correctly displayed on the monitor 1, and the image subjected to the enlargement / reduction processing, the image subjected to the graphic mask processing, the panorama image, and the like can be displayed on the monitor 1.
[0035]
Hereinafter, the operation of the vehicle-mounted image processing apparatus and the surrounding monitor system having such a configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
After the
When creating the conversion table, the
[0036]
When detecting the position of the bumper (S4), the
Next, the
[0037]
Next, the
After storing the created conversion table in the
[0038]
FIG. 6 shows another operation in which the
In this case, as shown in FIG. 7A, the
When creating the conversion table, the
[0039]
When the
Next, the
[0040]
Next, the
After storing the created conversion table in the
[0041]
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of processing data of an image captured by the
As shown in FIG. 9B, when the
[0042]
The
Next, the
[0043]
Next, the
Next, the
In the present embodiment, the configuration of the image processing device alone is described. However, a configuration in which the function of the image processing ECU is woven into the display or a configuration in which the function of the image processing ECU is woven into the gateway device may be adopted.
[0044]
【The invention's effect】
According to the in-vehicle image processing apparatus according to the first to fourth inventions, it is possible to realize an in-vehicle image processing apparatus that can correctly generate a bird's-eye view image and display it on a monitor regardless of a mounting error of the camera to the vehicle.
[0045]
According to the in-vehicle image processing apparatus according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to realize an in-vehicle image processing apparatus that can correctly generate a bird's-eye view image and display it on a monitor even when the vehicle shakes due to acceleration or deceleration. .
[0046]
According to the in-vehicle image processing device according to the sixth aspect, it is possible to realize an in-vehicle image processing device in which a bird's-eye view image behind the vehicle is correctly displayed on the monitor, and the vehicle can easily turn left and right while moving backward.
[0047]
According to the in-vehicle image processing apparatus according to the seventh aspect, the bird's-eye view image can be correctly generated and displayed on the monitor, and the image taken by the omnidirectional camera attached to the vehicle is converted into a panoramic image to be monitored. , An in-vehicle image processing apparatus capable of displaying the information on the vehicle.
[0048]
According to the in-vehicle image processing apparatus according to the eighth aspect, an in-vehicle image processing apparatus capable of correctly generating a bird's-eye view image and displaying the same on a monitor and capable of performing enlargement / reduction processing and graphic mask processing can be realized.
[0049]
According to the surroundings monitoring system according to the ninth aspect, a surroundings monitoring system including the in-vehicle image processing device according to the first to eighth aspects can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an in-vehicle image processing apparatus and a surrounding monitor system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of an image processing ECU.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation of an image processing ECU.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation of the image processing ECU for creating a conversion table.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an operation of an image processing ECU.
FIG. 6 is a flowchart showing another operation of the image processing ECU for creating a conversion table.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an operation of the image processing ECU.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of the image processing ECU for processing data of an image captured by a back camera.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the operation of the image processing ECU.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the operation of the image processing ECU.
[Explanation of symbols]
1 monitor
2 Image processing ECU (in-vehicle image processing device)
3 back camera (camera)
5 Blind corner camera
6 Left rear surveillance camera
6a Omnidirectional camera
8a Operating device
9 Pitch angle sensor
10 Steering angle sensor
12 frame memory
13 Conversion table memory (means for storing)
15 Microcomputer
18 Image Processing ASIC
19 Reference line (straight line)
20 vehicles
21 Bumper (part of vehicle)
22 Guide line
Claims (9)
前記画像上の前記車両の一部の位置を検出する検出手段と、該検出手段が検出した位置に基づき、前記カメラ及び路面がなす角度を算出する算出手段と、前記画像上の位置を前記俯瞰画像上の位置に変換する為の変換テーブルを、前記算出手段が算出した角度に基づき作成する手段と、該手段が作成した変換テーブルを記憶する記憶手段とを備え、該記憶手段が記憶する変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、俯瞰画像を前記モニタに表示すべくなしてあることを特徴とする車載画像処理装置。An in-vehicle image processing device for converting data of an image including a part of a vehicle and a road surface captured by a camera attached to the vehicle into data of an overhead image, and displaying the overhead image on a monitor in the vehicle. At
Detecting means for detecting a position of a part of the vehicle on the image; calculating means for calculating an angle formed by the camera and a road surface based on the position detected by the detecting means; Means for creating a conversion table for converting to a position on the image based on the angle calculated by the calculation means; and storage means for storing the conversion table created by the means. An in-vehicle image processing apparatus characterized in that an overhead image is displayed on the monitor based on data converted by a table.
前記車両が所定位置に停車したときに、前記画像上の路面に描かれた直線の位置を検出する検出手段と、該検出手段が検出した位置に基づき、前記カメラ及び路面がなす角度を算出する算出手段と、前記画像上の位置を前記俯瞰画像上の位置に変換する為の変換テーブルを、前記算出手段が算出した角度に基づき作成する手段と、該手段が作成した変換テーブルを記憶する記憶手段とを備え、該記憶手段が記憶する変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、俯瞰画像を前記モニタに表示すべくなしてあることを特徴とする車載画像処理装置。In an in-vehicle image processing device for converting data of an image including a road surface captured by a camera attached to a vehicle into data of an overhead image, and displaying the overhead image on a monitor in the vehicle,
Detecting means for detecting a position of a straight line drawn on the road surface on the image when the vehicle stops at a predetermined position; and calculating an angle formed by the camera and the road surface based on the position detected by the detecting means. Calculating means, means for creating a conversion table for converting a position on the image to a position on the overhead view image based on the angle calculated by the calculating means, and storage for storing the conversion table created by the means Means for displaying an overhead image on the monitor based on data converted by a conversion table stored in the storage means.
前記車両の縦揺れ角度を取得する取得手段と、該取得手段が取得すべき縦揺れ角度にそれぞれ応じた複数の前記変換テーブルを記憶する記憶手段と、前記取得手段が取得した縦揺れ角度に応じて、前記記憶手段が記憶する変換テーブルから選択する手段とを備え、該手段が選択した変換テーブルにより変換処理したデータに基づき、俯瞰画像を前記モニタに表示すべくなしてあることを特徴とする車載画像処理装置。Data of an image including a road surface photographed by a camera attached to the vehicle is converted into data of an overhead image by a conversion table for converting a position on the image to a position on the overhead image, and the overhead image is converted. In a vehicle-mounted image processing device for displaying on a monitor in the vehicle,
Acquisition means for acquiring the pitch angle of the vehicle, storage means for storing a plurality of the conversion tables respectively corresponding to the pitch angles to be acquired by the acquisition means, and according to the pitch angle acquired by the acquisition means. Means for selecting from a conversion table stored in the storage means, and displaying an overhead view image on the monitor based on data converted by the conversion table selected by the means. In-vehicle image processing device.
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