JP2001047939A - ディジタル式バックおよびサイド・ミラー・システム、乗り物からの眺望を投影する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗り物、或いは視界が何らかの態様で制限さ
れる他のアプリケーションに使用することのできる、従
来より周囲の状況を遙かによく見られるディジタル式バ
ック・ミラー及びサイド・ミラー・システム、並びに乗
り物からの眺望を投影する方法を提供する。 【解決手段】 ディジタル式バック・ミラーは、乗り物
に取り付けられる複数のカメラを含んでいる。該カメラ
はほぼ後方に向けられ、各カメラが、部分的に重なり合
う時間整列したイメージのシーケンスを獲得する。コン
トローラはそのイメージの複数のシーケンスを組み合わ
せて単一のモザイク・イメージを作る。そのモザイク・
イメージはディジタル的に反映されて乗り物の運転者に
対して表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバック・ミラー・シ
ステムに関し、特にカメラ画像をディジタル式に処理す
るディジタル式バックおよびサイド・ミラー・システ
ム、並びに乗り物からの眺望を投影する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの乗り物において、横方向及び後ろ
方向の視界はしばしば遮られる。運転者の視界は、乗り
物に適切に配置されたミラーによって改善される。しか
し、ミラーによって死角を完全に無くすことはできな
い。例えば、パネルで覆われたラックなど、乗り物のボ
ディーに起因する視界遮断があるために、ミラーを使っ
て乗り物の後方視界を充分に得ることは難しい。後ろに
追加のミラーを取り付けることはできるけれども、そう
すると運転者は他のミラーに映ったミラーを解釈しなけ
ればならなくなる。

【０００３】特に牽引式ダブルトレーラー(a tractor a
nd double-trailer combinations)或いは長い連接バス
(articulated basses)などでは、運転者から乗り物の後
部までの距離が割合に長いために運転者の視界は更に妨
げられる。ミラーは、特に視野を広げるために凸面ミラ
ーである場合には、距離を正しく判断するのに必要な視
覚的手がかりを制限する。また、異なる運転者サイズ及
びシート調整に合わせてバック・ミラーを調整するのは
難しい。

【０００４】運転者の視界を強化するいろいろなシステ
ムが提案されている。それらのシステムは、ミラーによ
って見ることのできない領域を視覚的に観察できるよう
にするためにテレビカメラとモニターとを用いる視覚シ
ステムを含んでいる。テレビによる強化は、割合に高価
であり、運転者が注意を他の視覚システムから逸らすこ
とを必要とし、また障害物までの距離を確かめるために
限られた手がかりしか与えない。

【０００５】米国特許第５，８８０，７７７号は、２つ
のイメージ(映像)を混ぜ合わせて高解像度の中央イメー
ジと歪んだ低解像度の外側イメージとを与えるための手
段を含む弱光イメージャを開示している。ＣＣＤカメラ
の出力に加えられる処理も開示されている。この処理
は、ノイズをフィルタリングして取り除き、増幅し、フ
レーム率を制御し、ダイナミックレンジ圧縮を実行す
る。

【０００６】米国特許第５，８７２，５７５号は、蓄積
されているビデオ・シーケンスのデータベースを使用し
て、ユーザーが仮想世界を通る大きくはあるが限られた
数の通り道をたどって適切なものを見ることができるよ
うにするものを開示している。該発明を使用して、予め
記録されている車の中のイメージを組み合わせることに
よって、仮想の車の中からの適切な眺めを、即ち風防ガ
ラスを通して見えるはずのもの、及びバック・ミラーの
中に見えるもの、を作る方法が開示されている。

【０００７】米国特許第５，８６５，６２４号は、１つ
の場所で、別の場所で見られ、聞かれ、感じられるもの
をシミュレートするためのシステムを開示している。そ
れは、ビデオ及びオーディオと一緒に加速を与える運動
プラットホームを使用する。その一部分は、別の場所の
実際の乗り物のシミュレーションのバック・ミラー(又
はサイド・ミラー)の中に示されるべきものを捉える単
一のカメラを使用することを含んでいる。

【０００８】米国特許第５，７９３，３０８号は、ビデ
オイメージを表示する乗り物内のバック・ミラー・ディ
スプレイのあるシステムを開示している。複数のカメラ
があっても良いけれども、運転者は一度に１つのイメー
ジを示すだけである。分割スクリーン型ディスプレイが
あっても良いけれども、それは単にいろいろなカメラか
らのイメージをあたかも別々のディスプレイで表示する
かのように並べて表示するに過ぎない。

【０００９】米国特許第５，２８９，３２１号は、サイ
ド・ミラーがあったのとほぼ同じ場所に該バック・ミラ
ーの代わりに置かれるビデオカメラを開示している。該
カメラは、計器板のディスプレイにビデオ信号を送る。
また、自動露出制御も開示されている。複数のカメラを
使用することができ、カメラの数が何台であっても、イ
メージを見ることができる。

【００１０】米国特許第５，２４３，４１７号は、上記
のものと類似するオートバイ用のビデオを基礎とする後
方ビジョンシステムを開示している。上のと同様に、ビ
デオカメラがあり、運転者は、そのカメラが撮ったもの
を見る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来のこ
の種の装置では、バック・ミラー及びサイド・ミラーに
死角が伴い、この死角無しに乗り物の後ろ及びそばで起
こっていることを見ることのできる適用なものがなかっ
た。

【００１２】この発明は、乗り物、或いは視界が何らか
の態様で制限される他のアプリケーションに使用するこ
とのできる、従来より周囲の状況を遙かによく見られる
ディジタル式バック・ミラー及びサイド・ミラー・シス
テム、並びに乗り物からの眺望を投影する方法を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、乗り物に取り付けられ、概して後方に向けられ
てイメージのシーケンス(列)を各々獲得する複数のカメ
ラと、そのイメージの複数のシーケンスを組み合わせて
イメージの単一のシーケンスを作るコントローラと、そ
のイメージの単一のシーケンスを該乗り物の運転者のた
めに表示するディスプレイ・ユニットと、を備えたこと
を特徴とするディジタル式バックおよびサイド・ミラー
・システムにある。

【００１４】また、該単一のシーケンスのイメージは左
右逆にされていることを特徴とする請求項１に記載のデ
ィジタル式バックおよびサイド・ミラー・システムにあ
る。

【００１５】また、隣り合うカメラのシーケンスが互い
に部分的に重なり合うことを特徴とする請求項１に記載
のディジタル式バックおよびサイド・ミラー・システム
にある。

【００１６】また、イメージの該複数のシーケンスのイ
メージ同士は時間整列していることを特徴とする請求項
１に記載のディジタル式バックおよびサイド・ミラー・
システムにある。

【００１７】また、該単一のシーケンスの各イメージは
モザイクであることを特徴とする請求項１に記載のディ
ジタル式バックおよびサイド・ミラー・システムにあ
る。

【００１８】また、該部分的重なりはほぼ十分の一より
大きいことを特徴とする請求項３に記載のディジタル式
バックおよびサイド・ミラー・システムにある。

【００１９】また、該イメージはダイナミックレンジ及
びコントラストの増強のために圧縮されることを特徴と
する請求項３に記載のディジタル式バックおよびサイド
・ミラー・システムにある。

【００２０】また、消尽点がイメージ中で連続的に変化
することを特徴とする請求項１に記載のディジタル式バ
ックおよびサイド・ミラー・システムにある。

【００２１】また、該ディスプレイ・ユニットはイメー
ジの該単一のシーケンスを乗り物の風防ガラスに投影す
ることを特徴とする請求項１に記載のディジタル式バッ
クおよびサイド・ミラー・システムにある。

【００２２】また、複数のカメラを乗り物に取り付けて
ほぼ後方に向ける工程と、各カメラからイメージのシー
ケンスを獲得する工程と、そのイメージの複数のシーケ
ンスを組み合わせてイメージの単一のシーケンスを作る
工程と、その単一のシーケンスのイメージを該乗り物の
運転者のためにディスプレイ・ユニットで表示する工程
と、を備えたことを特徴とする乗り物からの眺望を投影
する方法にある。

【００２３】ディジタル式バックおよびサイド・ミラー
は、乗り物に取り付けられる複数のカメラを含む。該カ
メラは一般に後方に向けられ、その各カメラが、時間整
列した部分的に重なり合うイメージのシーケンスを獲得
する。その重なりは１０％より大きくなければならな
い。該イメージの複数のシーケンスをコントローラが組
み合わせて単一のモザイク・イメージを生成する。その
モザイク・イメージはディジタル的に反映されて乗り物
の運転者に対して表示される。

【００２４】

【発明の実施の形態】システムの構成 図１は、本発明のディジタル式バックおよびサイド・ミ
ラー・システム１００を示している。図２は図１のシス
テムにより獲得されたイメージのディジタル処理の流れ
を説明するための図である。システム１００は複数のビ
デオカメラ１０１〜１０３を含んでいる。好ましい実施
の形態では、該カメラは、乗り物１に取り付けられ、通
常は乗り物１の後方及び側方に向かって或る領域を見
る。該カメラはイメージ２０２(図２参照)を獲得する。
各カメラにより１シーケンスのイメージが得られる。複
数のシーケンスのイメージは時間整列している。システ
ム１００は、コントローラ１１０及びディスプレイ・ユ
ニット１２０も含んでいる。

【００２５】コントローラ１１０は、イメージ２０２を
組み合わせて(２１０)モザイク・イメージ２１１にす
る。該モザイクは、乗り物の運転者が見やすいところに
あるビデオディスプレイ・ユニット１２０で表示(２２
０)されることのできる単一の広角イメージである。

【００２６】カメラ１０１〜１０３は、三菱電機の”ア
ーティフィシャル・レティナ(artificial retina)”(Ａ
Ｒ)、部品番号Ｍ６４２８３ＦＰ、であって良い。この
ＡＲは、１２８×１２８ピクセルのＣＭＯＳイメージ・
センサーであって、画像処理機能を支援し、アナログ信
号校正機能を包含している。この装置は、情報圧縮と、
人の網膜のような並列処理とを可能にするものである。
Ｍ６４２８３ＦＰは、画像処理装置について高性能、コ
ンパクトなシステム、並びに低電力消費を達成すること
ができる。

【００２７】コントローラ１１０は、三菱電機のシング
ルチップＣＭＯＳマイクロコンピュータ、部品番号Ｍ３
２０００Ｄ４ＡＦＰ、であって良い。このチップは、６
６．６ＭＨｚで動作する３２ビットのプロセッサと、２
ＭＢのＤＲＡＭと、４ＫＢのバイパスキャッシュとを含
んでいる。該カメラ及びコントローラは、妥当なコスト
で市場に大きくアピールする、比較的単純なコンポーネ
ントに対する需要を満たして、共に数十ドルで入手する
ことができる。

【００２８】カメラの数 好ましい実施の形態では、例えば、隣のカメラから小さ
な距離を置く３台〜１０台など、相当の数のカメラが使
用される。また、各カメラからの視野は部分的に重なり
合う。モザイクを適切に作るためには、その重なりは１
０％より大きく、好ましくは３０〜５０パーセントにす
べきである。該カメラは１２０°〜１８０°或いはそれ
以上の広い視野を有する。

【００２９】モザイク作成 モザイク作成は既存のプロセスであり、例えば１９９７
年７月１５日にバート等に交付された米国特許第５，６
４９，０３２号“イメージを自動的に整列させてモザイ
ク・イメージを形成するシステム”を参照されたい。本
発明ではこれを適応する。モザイク作成は、２つ以上の
部分的に重なり合うイメージをとり、組み合わされた視
野全体を包含するパノラマ的イメージを生成する。完全
に正確であるためには、該イメージは単一の固定された
点の周りに回転されるカメラで撮られなければならな
い。しかし、隣り合う２台のカメラの見地が視野内の最
も近い物体より遙かに接近している限りは、高品質の結
果を得ることができる。

【００３０】該モザイク間の歪みをなるべく小さくしな
がら、任意に配列されたカメラから部分的に重なり合う
イメージをモザイク化するためのいろいろな方法があ
る。カメラは普通は乗り物のボディーに常設的に取り付
けられるので、例えば全てのカメラの焦線を同一平面内
に存在させる等して、その様な歪みと、付随する計算と
を最小限にするためにカメラの配置を調整することがで
きる。また、乗り物の熱膨張や乗り物のボディーの緩や
かな歪みから生じることのあるカメラの相対的配置の変
化に順応するように、歪み減少計算を行うことができ
る。

【００３１】鏡像 適切なバック・ミラー的表示を生成するために、モザイ
ク・イメージ２１１は、鏡像を作るためにディジタル的
に左右逆にされる。

【００３２】ディジタル処理 更に、普通のビデオ・イメージの場合のように消尽点(v
anishing point)がただ１つ存在するのではなくて真の
パノラマの場合のようにイメージの中で消尽点を連続的
に変化させる(２２１)ような、表示されるイメージに有
益な特徴を導入するためにディジタル処理を２２０でモ
ザイク・イメージ２１１に適用することができる。

【００３３】車のトランクのような、場所が固定されて
いる近くの物体(対象)を特定して扱うことができること
に注意しなければならない。トランク上の目立つもの(l
andmark)をモザイク・イメージ作成のための基準として
使用することができ、それは処理を高速化する。作成さ
れたモザイク・イメージからトランクを除去し、トラン
クに取り付けられているカメラの眺めをその場所に確保
することができる。

【００３４】明るいヘッドライトと周囲の低照度域との
差を減少させて、夜景の中で進行しているものを見やす
くするためにダイナミックレンジ圧縮法(２２２)を使用
することができる。他の種類のイメージ処理は、雨の影
響及び他の悪天候条件を中和することができる。夜間の
視程を向上させるために赤外線カメラ感度を使用するこ
とができる。特別の能動的照明を行うことにより、霧及
び雪の中を見通すことが可能となる。後方の眺望と共に
前方の眺望も強化されたならば、視野を２７０或いは３
６０°にも広げることができる。けれども、それは、普
通の風防ガラスの眺望を補うために使用されるだけであ
る。

【００３５】カメラを乗り物の後ろ窓の内側に置き、更
に横の窓から横及び後方を見ると、乗り物内での遠い前
方の見地に対応する仮想パノラマ眺望を作ることができ
る。これは、乗り物自体は道にあるので普通のどんなカ
メラでも撮ることのできない理解しやすいイメージを可
能とするはずである。

【００３６】視野 また、例えば１２０°ほどの、中くらいの視野が望まし
い場合には、全てのカメラを互いに非常に近寄せておく
ことができる。しかし、本当に広い視野が望ましい場合
には、見たいもの全てが見える位置へカメラを散開させ
なければならない。視野が広いと、運転者は乗り物の後
ろ、及び両側にあるもの全てを死角無しに見ることが可
能となる。カメラの部分的重なりの程度が大きければ、
作動していないか又は覆い隠されているカメラのイメー
ジを無視し、代わりに周囲のカメラのイメージを使用す
ることによって、その作動していないか又は覆い隠され
ているカメラを補うことができる。

【００３７】いろいろな映写方法を使用して非常に広い
角度の眺望を供給する方法はいろいろある。従来技術で
は、必要なビデオカメラ及びコンピュータ処理が共に高
価であったために本発明には殆ど実利が無かったであろ
う。しかし、前述したように、半導体コストの低下はビ
デオカメラ、プロセッサ、及びディスプレイ・ユニット
のコストを各々わずか数十ドルにしつつある。

【００３８】実際、システムの中の最も高価な部品はビ
デオディスプレイ・ユニット１２０であろう。このユニ
ットは、ダッシュボード又はその他の便利な場所に取り
付けられる非常に幅が広くて細い外形のＬＣＤ(液晶表
示装置)である。ＬＣＤの代わりに、“ヘッドアップ表
示装置”の場合のようにモザイクを風防ガラスの半反射
部分に投影する投影表示装置を用いても良い。この場合
には、イメージの反転は風防ガラスによって実行され
る。

【００３９】用途 本発明の主要な用途は、自動車、トラック、バス、トロ
リー当の乗り物にある。視界が何らかの態様で制限され
る他のアプリケーションにも適用できる。また、バック
・ミラー単独でも、サイド・ミラー単独でも、あるいは
これらを組み合わせたものでも適用可能である。

【００４０】幾つかの用途のための好ましい実施の形態
及びその種々の修正態様に関して本発明を説明したが、
特に、その実際の範囲が請求項に記載されている発明の
柔軟性及び適応性の見地から、本発明の範囲内で他の修
正もなし得ることは当業者にとっては上記の説明及び図
面に基づいて明らかであろう。

【００４１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、乗り物
に取り付けられ、概して後方に向けられてイメージのシ
ーケンスを各々獲得する複数のカメラと、そのイメージ
の複数のシーケンスを組み合わせてイメージの単一のシ
ーケンスを作るコントローラと、そのイメージの単一の
シーケンスを該乗り物の運転者のために表示するディス
プレイ・ユニットと、を備えたディジタル式バックおよ
びサイド・ミラー・システムおよびこれに基づく乗り物
からの眺望を投影する方法としたので、既存のバック・
ミラー及びサイド・ミラーに伴う死角無しに乗り物の後
ろ及びそばで起こっていることを遙かによく見ることが
できる。また、ミラーを完全になくして抵抗を減らすこ
とができる。さらに安全のために、また損傷から守るた
めに、カメラを自動車の中に取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のディジタル式バックおよびサイド・
ミラー・システムの構成を示す図である。

【図２】 図１のシステムにより獲得されたイメージを
ディジタル処理する方法の流れ図である。

【符号の説明】

１ 乗り物、１００ ディジタル式バックおよびサイド
・ミラー・システム、１０１〜１０３ ビデオカメラ、
１１０ コントローラ、１２０ ディスプレイ・ユニッ
ト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597067574 201 ＢＲＯＡＤＷＡＹ， ＣＡＭＢＲＩ ＤＧＥ， ＭＡＳＳＡＣＨＵＳＥＴＴＳ 02139， Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 リチャード・シー・ウォーターズ アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、コ ンコルド、キャプテン・マイルズ・レーン 65 (72)発明者 マッシュー・ブランド アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ケ ンブリッジ、メープル・アベニュー 28、 ナンバー １ Ｆターム(参考） 5C022 AA04 AB61 AC01 AC42 AC69 5C054 CC03 CD03 EA01 EA05 FE11 HA30

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗り物に取り付けられ、概して後方に向
   けられてイメージのシーケンスを各々獲得する複数のカ
   メラと、 そのイメージの複数のシーケンスを組み合わせてイメー
   ジの単一のシーケンスを作るコントローラと、 そのイメージの単一のシーケンスを該乗り物の運転者の
   ために表示するディスプレイ・ユニットと、 を備えたことを特徴とするディジタル式バックおよびサ
   イド・ミラー・システム。
2. 【請求項２】 該単一のシーケンスのイメージは左右逆
   にされていることを特徴とする請求項１に記載のディジ
   タル式バックおよびサイド・ミラー・システム。
3. 【請求項３】 隣り合うカメラのシーケンスが互いに部
   分的に重なり合うことを特徴とする請求項１に記載のデ
   ィジタル式バックおよびサイド・ミラー・システム。
4. 【請求項４】 イメージの該複数のシーケンスのイメー
   ジ同士は時間整列していることを特徴とする請求項１に
   記載のディジタル式バックおよびサイド・ミラー・シス
   テム。
5. 【請求項５】 該単一のシーケンスの各イメージはモザ
   イクであることを特徴とする請求項１に記載のディジタ
   ル式バックおよびサイド・ミラー・システム。
6. 【請求項６】 該部分的重なりはほぼ十分の一より大き
   いことを特徴とする請求項３に記載のディジタル式バッ
   クおよびサイド・ミラー・システム。
7. 【請求項７】 該イメージはダイナミックレンジ及びコ
   ントラストの増強のために圧縮されることを特徴とする
   請求項３に記載のディジタル式バックおよびサイド・ミ
   ラー・システム。
8. 【請求項８】 消尽点がイメージ中で連続的に変化する
   ことを特徴とする請求項１に記載のディジタル式バック
   およびサイド・ミラー・システム。
9. 【請求項９】 該ディスプレイ・ユニットはイメージの
   該単一のシーケンスを乗り物の風防ガラスに投影するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のディジタル式バックお
   よびサイド・ミラー・システム。
10. 【請求項１０】 複数のカメラを乗り物に取り付けてほ
    ぼ後方に向ける工程と、 各カメラからイメージのシーケンスを獲得する工程と、 そのイメージの複数のシーケンスを組み合わせてイメー
    ジの単一のシーケンスを作る工程と、 その単一のシーケンスのイメージを該乗り物の運転者の
    ためにディスプレイ・ユニットで表示する工程と、を備
    えたことを特徴とする乗り物からの眺望を投影する方
    法。