JP2002185957A - 周囲の視覚的特徴検出方法、半周撮影機及び移動体の周囲監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要な映像を得ることがなく、また、映像の
位置関係を把握し易い周囲の視覚的特徴検出方法の提
供。 【解決手段】 曲線で構成される凸面鏡３ａ上に映る影
像を撮影機で撮影し、撮影した影像に基づき、凸面鏡３
ａの周囲の視覚的特徴を検出する周囲の視覚的特徴検出
方法。凸面鏡３ａ及び撮影機の組１ａを複数配置し、複
数の組１ａが撮影すべき影像のそれぞれ略半周分αに基
づき、複数の凸面鏡３ａの周囲の視覚的特徴を検出す
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、曲線で構成される
凸面鏡上に映る影像を撮影機で撮影し、撮影した影像に
基づき、周囲の視覚的特徴を検出する周囲の視覚的特徴
検出方法、凸面鏡の周囲の略半分を撮影する半周撮影
機、及びこの半周撮影機を用いて移動体の周囲を監視す
る移動体の周囲監視システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０（ａ）は、本出願人等が特願２０
００−２８０３９５号において提案してある位置検出装
置に使用される全方位撮影器の概略構成を示す縦断面図
である。この全方位撮影器１は、ガラスまたはプラスチ
ック材で構成される透明な筒体２の一方の端部に、回転
対称形状を有する半球面状の凸面鏡３が取付けられてい
る。この凸面鏡３は真鍮などを成形加工したものが使用
され、その表面は鏡面仕上げがなされている。筒体２の
他方の端部は、光透過用の窓孔５０を有する連結部材５
１を介して受光部４に接続されている。

【０００３】受光部４は、一端が連結部材５１に連結さ
れた有低中空円筒状の筐体内に固定されたレンズ５と、
レンズ５の焦点付近に取り付けられ、ＣＣＤ素子からな
る受光画像素子６とを有する。凸面鏡３の頂部と対向す
る位置に受光部４が配置された態様で、筒体２と受光部
４とが連結部材５１を介して連結されている。レンズ５
の光軸は、凸面鏡３の軸線（回転対称体の回転軸）に一
致する。筒体２の側壁を介して入射されて凸面鏡３で反
射された光が、レンズ５で集束されて受光画像素子６に
結像される。

【０００４】また、凸面鏡３の軸線延長上をレンズ５側
に向けて所定の長さだけ先端側を突出させて、線状体３
０が凸面鏡３に嵌入固定されている。筒体２内では、そ
の内面反射光が凸面鏡３にて受光部４のレンズ５に集光
されて受光画像素子６に結像し、取得画像の精度が低下
する可能性があるので、これを防止する為に、つまり、
不要な反射光が受光部４側に導かれないように、この線
状体３０を設けている。筒体２の内面で反射して凸面鏡
３に達するような光は、その内面で反射する前に必ず凸
面鏡３の軸線延長上を横切ることになる為、その位置に
線状体３０を設けておくことにより、内面反射されて凸
面鏡３に達するような光を全てこの線状体３０で遮るこ
とが出来、取得画像の精度の向上を図ることが出来る。

【０００５】このような構成により、全方位撮影器１
は、周囲からの光を凸面鏡３にて下方に反射させ、窓孔
５０，レンズ５を介して受光画像素子６に結像させて、
例えば図１０（ｂ）に示すような、レンズ５の光軸を中
心（線状体３０により黒い点となる）とした全方位（３
６０°）の画像を取得する。上述したような全方位撮影
器１を使用して、図１１（ａ）に示すように、全方位撮
影器１を車両の前後のバンパー１１１ａ，１１１ｂに、
図１１（ｂ）に示すように埋め込み、それぞれ前方のみ
及び後方のみの映像を得て、車両の周囲の視覚的特徴を
検出する車両用モニタや、図１１（ｃ）に示すように、
全方位撮影器１を建物の壁に埋め込み、壁の前方１８０
°の映像を得る監視システムが考えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に、全方位撮影器１をバンパーや壁に埋め込んで使用す
る場合、図１０（ｂ）に示すように得られる映像の略半
分は、バンパーや壁の内側の映像であって不要であり、
また、映像全体が円形であると、映像の位置関係を把握
し難いという問題がある。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発明では、不要な
映像を得ることがなく、また、映像の位置関係を把握し
易い周囲の視覚的特徴検出方法を提供することを目的と
する。

【０００７】第２、３発明では、不要な映像を得ること
がなく、また、映像の位置関係を把握し易い半周撮影機
を提供することを目的とする。第４発明では、不要な映
像を得ることがなく、また、映像の位置関係を把握し易
い、移動体の周囲監視システムを提供することを目的と
する。第５発明では、第２、３発明に係る半周撮影機を
備え、移動体の周囲の状況を把握し易い、移動体の周囲
監視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発明に係る周囲の視
覚的特徴検出方法は、曲線で構成される凸面鏡上に映る
影像を撮影機で撮影し、撮影した影像に基づき、前記凸
面鏡の周囲の視覚的特徴を検出する周囲の視覚的特徴検
出方法において、前記凸面鏡及び撮影機の組を複数配置
し、該複数の組が撮影すべき影像のそれぞれ略半周分に
基づき、複数の前記凸面鏡の周囲の視覚的特徴を検出す
ることを特徴する。

【０００９】第２発明に係る半周撮影機は、曲線で構成
される凸面鏡と、該凸面鏡上に映る影像を撮影すべく配
置された撮影機と、該撮影機が撮影すべき前記凸面鏡の
全周分の影像の略半周分を撮影不能とする手段とを備
え、前記凸面鏡の周囲の略半分を撮影すべくなしてある
ことを特徴とする。

【００１０】この半周撮影機では、凸面鏡が曲線で構成
され、撮影機が凸面鏡上に映る影像を撮影すべく配置さ
れ、撮影不能とする手段が、撮影機が撮影すべき凸面鏡
の全周分の影像の略半周分を撮影不能とし、凸面鏡の周
囲の略半分を撮影するように構成されているので、不要
な映像を得ることがなく、また、映像の位置関係を把握
し易い半周撮影機を実現することが出来る。

【００１１】この半周撮影機では、撮影機が撮影すべき
凸面鏡の全周分の影像の略半周分を撮影不能とする手段
は、図８（ａ）に示すように、凸面鏡３ａの、不要な映
像側である略半周分を、光が反射しないようにマスキン
グしたり、また、図８（ｂ）に示すように、凸面鏡３ｂ
の、不要な映像側である略半周分を除去したり、また、
図８（ｄ）に示すように、撮影機の受光画像素子６ａ
の、不要な映像側である略半分を使用しないようにした
り、また、図８（ｅ）に示すように、撮影機が、凸面鏡
３の、必要な映像側である略半周分のみを撮影するよう
にしている。これにより、図１０（ｂ）に示すような全
方位（３６０°）の画像に対して、図９に示すような略
半周（略１８０°）の画像を得ることが出来る。

【００１２】第３発明に係る半周撮影機は、透明部材か
らなる円筒を更に備え、該円筒の一方の端部に前記凸面
鏡を、該円筒の他方の端部に前記撮影機をそれぞれ配置
して、前記凸面鏡及び撮影機を支持すべくなしてあるこ
とを特徴とする。

【００１３】この半周撮影機では、透明部材からなる円
筒を更に備え、円筒の一方の端部に凸面鏡を、円筒の他
方の端部に撮影機をそれぞれ配置して、凸面鏡及び撮影
機を支持するように構成してあるので、不要な映像を得
ることがなく、また、映像の位置関係を把握し易いと共
に、円筒により凸面鏡及び撮影機を塵埃から保護するこ
とができる。

【００１４】この半周撮影機では、撮影機が撮影すべき
影像の略半周分を撮影不能とする手段は、上述した図８
（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）に示す手段の他、図８
（ｃ）に示すように、円筒２ａの内側面の不要な映像側
である略半周分を、光が反射しないように、又は光が透
過しないようにマスキングすることも可能であり、これ
により、図１０（ｂ）に示すような全方位（３６０°）
の画像に対して、図９に示すような略半周（略１８０
°）の画像を得ることが出来る。

【００１５】第４発明に係る移動体の周囲監視システム
は、請求項２又は３に記載され、移動体の周囲を撮影す
べき１又は複数の半周撮影機と、該半周撮影機が撮影し
た影像を表示する表示装置と、前記影像の前記移動体と
の位置関係に基づき、前記影像を前記表示装置上に配置
する手段とを備え、前記表示装置は、該手段が配置した
影像を表示し、前記移動体の周囲を監視すべくなしてあ
ることを特徴とする。

【００１６】第１発明に係る周囲の視覚的特徴検出方法
及び第４発明に係る移動体の周囲監視システムでは、請
求項２又は３に記載された１又は複数の半周撮影機が移
動体の周囲を撮影し、表示装置が、半周撮影機が撮影し
た影像を表示する。配置する手段が、影像の移動体との
位置関係に基づき、影像を表示装置上に配置し、表示装
置は、配置する手段が配置した影像を表示し、移動体の
周囲を監視するように構成してある。これにより、不要
な映像を得ることがなく、また、映像の位置関係を把握
し易い、移動体の周囲監視システムを実現することが出
来る。

【００１７】第５発明に係る移動体の周囲監視システム
は、請求項２又は３に記載され、移動体の周囲を撮影す
べき１又は複数の半周撮影機と、前記移動体の周囲の状
況を示す、該移動体を含む３次元的画像を、前記半周撮
影機が撮影した影像に基づき作成する手段と、該手段が
作成した画像を表示する表示装置とを備え、前記移動体
の周囲を監視すべくなしてあることを特徴とする。

【００１８】この移動体の周囲監視システムでは、請求
項２又は３に記載された１又は複数の半周撮影機が移動
体の周囲を撮影し、作成する手段が、移動体の周囲の状
況を示す、移動体を含む３次元的画像を、半周撮影機が
撮影した影像に基づき作成する。表示装置は、作成する
手段が作成した画像を表示し、移動体の周囲を監視する
ように構成してある。これにより、第２、３発明に係る
半周撮影機を備え、移動体の周囲の状況を把握し易い、
移動体の周囲監視システムを実現することが出来る。

【００１９】

【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。 実施の形態１．図１（ａ）は、本発明に係る半周撮影機
の実施の形態の概略構成を示す縦断面図である。この半
周撮影機１ａは、ガラスまたはプラスチック材で構成さ
れる透明な筒体２の一方の端部に、回転対称形状を有す
る半球面状の凸面鏡３ａが取付けられている。この凸面
鏡３ａは真鍮などを成形加工したものが使用され、その
表面は鏡面仕上げがなされている。筒体２の他方の端部
は、光透過用の窓孔５０を有する連結部材５１を介して
受光部４に接続されている。

【００２０】受光部４は、一端が連結部材５１に連結さ
れた有底中空円筒状の筐体内に固定されたレンズ５と、
レンズ５の焦点付近に取り付けられ、ＣＣＤ素子からな
る受光画像素子６とを有する。凸面鏡３ａの頂部と対向
する位置に受光部４が配置された態様で、筒体２と受光
部４とが連結部材５１を介して連結されている。レンズ
５の光軸は、凸面鏡３ａの軸線（回転対称体の回転軸）
に一致する。筒体２の側壁を介して入射され凸面鏡３ａ
で反射された光が、レンズ５で集束されて受光画像素子
６に結像される。

【００２１】凸面鏡３ａは、凸面鏡３ａを下から見た図
１（ｂ）の拡大平面図に示すように、中心角において１
８０°より若干狭い範囲βを、光が反射しないようにマ
スキングしてあり、これにより、凸面鏡３ａは、マスキ
ングしていない、中心角において１８０°より若干広い
範囲αでのみ光を反射する。

【００２２】このような構成により、例えば、図１０
（ｂ）に示すような全方位（３６０°）の画像に対し
て、図９に示すような、不要な画像を含まない略半周
（略１８０°）の画像を得ることが出来る。

【００２３】尚、この実施の形態では、凸面鏡３ａの形
状を半球面状としたが、円錐面状、放物面状であっても
良く、その形状は２次曲線面状であることが好ましい。
また、上述したように、凸面鏡３ａの略半周分を、光が
反射しないようにマスキングする他、図８（ｂ）に示す
ように、凸面鏡３ｂの略半周分を除去したり、図８
（ｃ）に示すように、円筒２ａの内側面の略半周分を、
光が反射しないように、又は光が透過しないようにマス
キングしたり、図８（ｄ）に示すように、撮影機の受光
画像素子６ａの略半分を使用しないようにしたり、図８
（ｅ）に示すように、撮影機が、凸面鏡３の、必要な映
像側である略半周分のみを撮影するようにしても良い。
また、塵埃が少ない環境で使用する場合は、凸面鏡３ａ
及び頂受光部４を固定することが出来るなら、筒体２は
必ずしも必要でない。

【００２４】実施の形態２．図２は、本発明に係る周囲
の視覚的特徴検出方法及び移動体の周囲監視システムの
実施の形態の要部構成を示すブロック図である。この移
動体の周囲監視システムは、実施の形態１で説明した半
周撮影機１ａを４台と、半周撮影機１ａがそれぞれ撮影
した影像を与えられる画像処理部７と、画像処理部７内
のＲＯＭ８及びＲＡＭ９と、画像処理部７が処理した画
像を表示するディスプレイ装置１０（表示装置）とを備
えている。各半周撮影機１ａは、移動体の外周部に設け
られ、画像処理部７及びディスプレイ装置１０は、移動
体が人が乗って運転するものであれば、移動体内に設置
される。

【００２５】画像処理部７は、ＣＰＵを有しており、Ｒ
ＯＭ８に格納されたコンピュータプログラムに従って、
各半周撮影機１ａから与えられた影像に基づき、移動体
の周囲の状況を示す、移動体を含む３次元的画像を作成
する。ＲＡＭ９は、ＳＲＡＭまたはフラッシュメモリ等
で構成され、コンピュータプログラムの実行時に発生す
る一時的なデータを記憶する。

【００２６】移動体が車両である場合、各半周撮影機１
ａの設置場所は、図３（ａ）に示すように、その車幅及
び車長に対して、それぞれの略中間点とし、図３（ｂ）
に示すように、その車高に対して、それぞれ道路面に近
い部位として、具体的には、前部バンパーの前面中央
部、後部バンパーの後面中央部、左右側面の下部中央と
する。半周撮影機１ａを道路面に近い部位に取り付ける
ことにより、道路面の状況を示す影像を得ることが出
来、車両と道路面との関係を把握し易くなる。各半周撮
影機１ａは、光が反射しないようにマスキングされた側
を、移動体である車両側にして取り付け、上下方向の視
野は、図３（ｂ）に示す程度とする。これにより、図３
（ａ）に示す各半周撮影機１ａの視野の交点ｇで結ばれ
る領域の外側の３次元的な構造を、各半周撮影機１ａか
ら得られる影像をプログラム処理することにより認識す
ることが出来る。

【００２７】以下に、このような構成の移動体の周囲監
視システムの動作を、それを示す図４のフローチャート
を参照しながら説明する。移動体の周囲監視システムの
画像処理部７は、先ず、各半周撮影機１ａの受光画像素
子６からそれぞれ影像信号をＡ／Ｄ（アナログ／ディジ
タル）変換して取込む（Ｓ２）。画像処理部７は、次
に、取込んだ影像信号に基づき、移動体である車両の周
囲の状況を示す俯瞰的な画像を作成する（Ｓ４）。

【００２８】このとき、画像処理部７は、図５に示すよ
うに、例えば道路上の白線１３、道路脇の壁１２、壁１
２下部の段差１４等の表面上の各点ａ〜ｆの高さを、移
動体である車両１１の側面下部に設置された半周撮影機
１ａの凸面鏡３ａ上の各点ａ〜ｆを通る円上で検知し、
影像内の特徴的な線を抽出し、抽出した円状の曲線を直
線状に変換する。

【００２９】画像処理部７は、次に、移動体である車両
１１の外形を表す枠組画像を、作成した俯瞰的な画像
（Ｓ４）に付加する（Ｓ６）。外形を表す枠組画像は、
各半周撮影機１ａの設置位置から定められ、予め、ＲＯ
Ｍ８に記憶しておく。画像処理部７は、次に、移動体で
ある車両１１の外形を表す枠組画像を付加した（Ｓ
６）、車両の周囲の状況を示す俯瞰的な画像（Ｓ４）
を、ディスプレイ装置１０に表示した（Ｓ８）後、受光
画像素子６からそれぞれ次の影像信号をＡ／Ｄ変換して
取込む（Ｓ２）。

【００３０】ディスプレイ装置１０は、図５に示すよう
に、車両１１の外形を表す枠組と、その車両（枠組）の
前後左右の状況を示す、線で描かれた俯瞰的な画像（図
示せず）とを表示する。以上のようにすることにより、
図６（ａ）に示すような、車両１１の直前及び直後の真
下にあり、運転者から見えない位置にある溝１５や渉外
物を、運転者が認識することが出来、運転者は脱輪や接
触を起こさないように運転することが出来る。

【００３１】また、図６（ｂ）に示すような、車両１１
を左右折するときに、運転者から見えない位置にある渉
外物１４，１６を、運転者が認識することが出来、運転
者は接触を起こさないように運転することが出来る。ま
た、図６（ｃ）に示すような、運転者が直接見ることが
出来ない、路側帯や中央分離帯の白線（黄線）１７と車
両１１との位置関係を、運転者が認識することが出来
る。また、超音波センサ等による検出ではなく、画像に
よる表示であるので、図６（ｄ）に示すように、道路上
に描かれた白線（黄線）１７、横断歩道、停止位置等を
運転者が認識することが出来、受光画像素子６、画像処
理部７及びディスプレイ装置１０がカラー処理可能であ
れば、白線／黄線の色分けも認識することが出来るの
で、追越禁止であるか否かの判断も可能である。

【００３２】実施の形態３．図７は、本発明に係る周囲
の視覚的特徴検出方法及び移動体の周囲監視システムの
実施の形態を模式的に説明する為の説明図である。この
移動体の周囲監視システムは、図７（ａ）に示すよう
に、移動体である車両１１の、運転者Ｍから見ることが
出来ない範囲である後部及び斜め後部の道路面に近い部
位に、実施の形態１で説明した半周撮影機１ａを３台取
り付けてある。

【００３３】この移動体の周囲監視システムの要部構成
は、実施の形態２で説明した図２の移動体の周囲監視シ
ステムの要部構成と同様であるので説明を省略する。図
７（ａ）には図示しない画像処理部７が、各半周撮影機
１ａが撮影した例えば図７（ｃ）に示すような影像Ａ，
Ｂ，Ｃを画像処理して、車両１１内の運転者Ｍから見易
い位置に設置されたディスプレイ装置１０に表示する。

【００３４】画像処理部７は、影像Ａ，Ｂ，Ｃを画像処
理するときは、図７（ｂ）に示すように、運転者Ｍが、
車両１１内のＸ〜Ｘ´，Ｙ〜Ｙ´の任意の位置から後方
を見る構図、又は任意の位置にバックミラーを取付けて
見る構図になるように、影像Ａ，Ｂ，Ｃをディスプレイ
装置１０の画面上に配置する。これにより、運転者は、
見ることが出来ない車両の後部及び斜め後部の道路面に
近い周囲の影像を、それぞれの位置関係と共に認識する
ことが出来る。

【００３５】

【発明の効果】第１発明に係る周囲の視覚的特徴検出方
法によれば、不要な映像を得ることがなく、また、映像
の位置関係を把握し易い、周囲の視覚的特徴検出方法を
実現することが出来る。

【００３６】第２発明に係る半周撮影機によれば、不要
な映像を得ることがなく、また、映像の位置関係を把握
し易い半周撮影機を実現することが出来る。

【００３７】第３発明に係る半周撮影機によれば、不要
な映像を得ることがなく、また、映像の位置関係を把握
し易いと共に、円筒により凸面鏡及び撮影機を塵埃から
保護することができる。

【００３８】第４発明に係る移動体の周囲監視システム
によれば、不要な映像を得ることがなく、また、映像の
位置関係を把握し易い、移動体の周囲監視システムを実
現することが出来る。

【００３９】第５発明に係る移動体の周囲監視システム
によれば、第２、３発明に係る半周撮影機を備え、移動
体の周囲の状況を把握し易い、移動体の周囲監視システ
ムを実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半周撮影機の実施の形態の概略構
成を示す説明図である。

【図２】本発明に係る周囲の視覚的特徴検出方法及び移
動体の周囲監視システムの実施の形態の要部構成を示す
ブロック図である。

【図３】本発明に係る周囲の視覚的特徴検出方法及び移
動体の周囲監視システムの実施の形態における、半周撮
影機の取付け位置を説明する為の説明図である。

【図４】本発明に係る移動体の周囲監視システムの動作
を示すフローチャートである。

【図５】本発明に係る移動体の周囲監視システムの動作
を模式的に説明する為の説明図である。

【図６】本発明に係る移動体の周囲監視システムの動作
を模式的に説明する為の説明図である。

【図７】本発明に係る周囲の視覚的特徴検出方法及び移
動体の周囲監視システムの実施の形態を模式的に説明す
る為の説明図である。

【図８】本発明に係る半周撮影機の概略構成を示す説明
図である。

【図９】本発明に係る半周撮影機の影像の例を示す説明
図である。

【図１０】全方位撮影器を説明する為の説明図である。

【図１１】全方位撮影器の使用例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ａ 半周撮影機 ２，２ａ 筒体 ３ａ，３ｂ 凸面鏡 ４ 受光部 ５ レンズ ６，６ａ 受光画像素子 ７ 画像処理部 ８ ＲＯＭ ９ ＲＡＭ １０ ディスプレイ装置（表示装置） １１ 車両（移動体） ５０ 窓孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｈ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲線で構成される凸面鏡上に映る影像を
   撮影機で撮影し、撮影した影像に基づき、前記凸面鏡の
   周囲の視覚的特徴を検出する周囲の視覚的特徴検出方法
   において、 前記凸面鏡及び撮影機の組を複数配置し、該複数の組が
   撮影すべき影像のそれぞれ略半周分に基づき、複数の前
   記凸面鏡の周囲の視覚的特徴を検出することを特徴する
   周囲の視覚的特徴検出方法。
2. 【請求項２】 曲線で構成される凸面鏡と、該凸面鏡上
   に映る影像を撮影すべく配置された撮影機と、該撮影機
   が撮影すべき前記凸面鏡の全周分の影像の略半周分を撮
   影不能とする手段とを備え、前記凸面鏡の周囲の略半分
   を撮影すべくなしてあることを特徴とする半周撮影機。
3. 【請求項３】 透明部材からなる円筒を更に備え、該円
   筒の一方の端部に前記凸面鏡を、該円筒の他方の端部に
   前記撮影機をそれぞれ配置して、前記凸面鏡及び撮影機
   を支持すべくなしてある請求項２記載の半周撮影機。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載され、移動体の周
   囲を撮影すべき１又は複数の半周撮影機と、該半周撮影
   機が撮影した影像を表示する表示装置と、前記影像の前
   記移動体との位置関係に基づき、前記影像を前記表示装
   置上に配置する手段とを備え、前記表示装置は、該手段
   が配置した影像を表示し、前記移動体の周囲を監視すべ
   くなしてあることを特徴とする移動体の周囲監視システ
   ム。
5. 【請求項５】 請求項２又は３に記載され、移動体の周
   囲を撮影すべき１又は複数の半周撮影機と、前記移動体
   の周囲の状況を示す、該移動体を含む３次元的画像を、
   前記半周撮影機が撮影した影像に基づき作成する手段
   と、該手段が作成した画像を表示する表示装置とを備
   え、前記移動体の周囲を監視すべくなしてあることを特
   徴とする移動体の周囲監視システム。