JP2006100965A - 車両の周辺監視システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車両に複数設置されたカメラ1によって撮影される撮影画像Pを車室内の表示装置3に表示する車両の周辺監視システムにおいて、これら複数のカメラ1からの撮影画像Pを水平方向に合成するための境界を指数関数近似により定める境界決定手段21と、この境界を直線による垂直境界とするために夫々の撮影画像Pを水平方向に正規化する水平正規化手段22と、垂直境界における撮影画像同士の垂直方向のずれを整合する垂直整合手段23と、一つに整合された画像の画素数を表示装置3の表示に適した画素数へ調整する画素数調整手段24とを有する画像処理部20を備え、この画像処理部20で生成した合成画像Wを表示装置3に表示する。
【選択図】 図3
Description
〔概要〕
本実施形態に係る車両の周辺監視システムは、図1に示すように車両10のフロント部にカメラ1を備え、撮影された画像(撮影画像)を車室内のモニタ(表示装置)3に表示するものである。車室内のモニタ3は、ナビゲーションシステム等のものと兼用してもよい。尚、本実施形態において、カメラ1は複数備えられており、複数のカメラ1による撮影画像は、マイクロコンピュータ等で構成されるECU(Electronic Control Unit)2のソフトウェア及びハードウェアが協働する画像処理部20で一つの画像(合成画像)に合成されて、モニタ3に表示される。
既に説明したように、視野角120度程度の広角撮影が可能な一対のカメラ1(左カメラ1L、右カメラ1R)が互いの視野角が重なるように、概ね15度〜30度程度の俯角をもって配置されている。夫々、カメラ1L、カメラ1Rによって撮影された撮影画像PL、PRは、図5に示すように、重複する撮影対象を有して、異なった方向へ歪んだ画像となる。また、撮影画像PL、PRの下部には車両10のバンパー部が写っている。この2つの画像PL、PRから広角画像Wを作るには、撮影画像PLの右側と撮影画像PRの左側とを接合する必要がある。そこで、これら両画像の水平方向の路面上での一致を演算して、図6に示すような境界Bを算出する。この境界Bを指数関数曲線に合わせると、歪みやカメラの視点の違いによる撮影画像の傾きを補正することができる。本実施形態では、後述するように、指数関数曲線を二次関数で近似している。
B0=(Xctr,Yctr)、
B1=(Xtop,Ytop)、
B2=(Xbtm,Ybtm)、
とすると、
x=a*Y2・・・〔式1〕
で表される水平基準Hの上方の曲線は、x、yに夫々B0、B1の座標を代入して、
Xtop−Xctr=a*(Ytop−Yctr)2
となり、
a=−(Xctr−Xtop)/(Ytop−Yctr)2
となるので、式1より、水平基準Hの上方の曲線は、
x=−((Xctr−Xtop)/(Ytop−Yctr)2)*Y2・・・〔式2〕
と、簡単な計算で求めることができる。水平基準Hの下方の曲線も同様に、
x=−((Xctr−Xbtm)/(Yctr−Ybtm)2)*Y2・・・〔式3〕
と、求めることができる。
境界Bが定まると、曲線である境界(曲線境界)Bを直線による境界(垂直境界)Vとするために、撮影画像Pを水平方向に正規化する。具体的には、水平正規化手段22が、正規化後の撮影画像Pの水平方向の画素数が均等となるように画素の伸張及び圧縮の内少なくとも何れか一方を行って正規化する。この水平方向の正規化について、図7及び図8に基づいて説明する。尚、図7には左カメラ1Lによる撮影画像PLのみを示している。
次に垂直整合について説明する。左右の撮影画像PLとPRとは同じ垂直位置を撮影するように設置されていることが望ましいが、現実には取り付け誤差等によって少しずれが生じる。例えば、境界決定方法について説明した図6において、水平基準Hは左右の撮影画像PLとPRとでことなる垂直位置である。水平正規化処理では、水平方向の正規化を行って曲線境界Bを直線境界Vへ変換しただけであるので、垂直方向のずれに関しては、補正されていない。従って、正規化された左右の撮影画像PLとPRとを、水平基準Hと境界(垂直境界V)との交点V0同士を一致させて、そのまま水平方向に接合した場合には、図9(a)に示すように垂直境界Vにおいてずれを生じてしまう。そこで、このずれを補正するために垂直整合手段23において、隣合う撮影画像PL、PRの少なくとも一方の垂直方向の縮尺を部分的に変更することによって整合する垂直整合処理を実施する。
このようにして合成された広角画像Wは、車室内に備えられたモニタ3に対応する画素数に調整された上で、モニタ3へ送られ、表示される。合成された広角画像Wは、2つのカメラ1による撮影画像を合成したものであるので、重なりあう部分を除いても、モニタ3に表示できる画素数を超えている場合がある。そこで、モニタ3に表示可能な画素数へ調整する。この調整に際しては、水平正規化処理と同様に、伸張や圧縮の処理を行えばよい。また、車室内のモニタ3が標準的な縦横比ではなく、いわゆるワイド型と呼ばれる水平方向に長い画面を有している場合もある。画素数調整手段では、接続されたモニタ3の画面に応じて画素数を調整して出力する。尚、勿論、この画素数調整処理に関しても、上記各処理を経由した結果の画素数やモニタ3の画素数に基づいて、予め座標テーブル等を記憶させておいてもよい。
合成された広角画像は、図10(a)に示すように、遠方の水平線17a及び近傍の水平線18bが、直線的な状態のままで合成されることがある。即ち、遠方の水平線17aは垂直境界Vの上部から逆側の側方の中央部へ傾斜しており、近傍の水平線18aは垂直境界の下部から逆側の側方の中央部へ傾斜している。従って、遠方の水平線17aは傘型になり、近傍の水平線18aは逆傘型になり、これら2つの水平線により中央部に菱形状の空間を有した画像となる。これは、違和感を覚える画像であり、人間の知覚とは一致し得ない画像である。
2 画像処理部
3 モニタ
21 境界決定手段
22 水平正規化手段
23 垂直整合手段
24 画素数調整手段
Claims (5)
- 車両に複数設置されたカメラによって撮影される撮影画像を車室内の表示装置に表示する車両の周辺監視システムにおいて、
これら複数のカメラからの撮影画像を水平方向に合成するための境界を指数関数曲線に近似させることにより定める境界決定手段と、
この境界を直線による垂直境界とするために夫々の撮影画像を水平方向に正規化する水平正規化手段と、
前記垂直境界における撮影画像同士の垂直方向のずれを整合する垂直整合手段と、
一つに整合された画像の画素数を前記表示装置の表示に適した画素数へ調整する画素数調整手段と、を有する画像処理部を備え、
この画像処理部で生成した合成画像を前記表示装置に表示する車両の周辺監視システム。 - 前記撮影画像の垂直方向の所定位置に水平基準を有し、前記境界決定手段は、前記境界を、前記水平基準との交点を変曲点として垂直方向の上下で異なる関数によって近似する請求項1に記載の車両の周辺監視システム。
- 前記水平正規化手段は、正規化後の撮影画像の水平方向の画素数が均等となるように画素の伸張及び圧縮の内少なくとも何れか一方を行う請求項1又は2に記載の車両の周辺監視システム。
- 隣合う撮影画像の前記水平基準と前記境界との交点同士を一致させて正規化後の画像を接合すると共に、この接合の際に前記垂直境界において生じる垂直方向の画像のずれを隣合う撮影画像の少なくとも一方の垂直方向の縮尺を部分的に変更することによって整合する請求項2又は3の何れか一項に記載の車両の周辺監視システム。
- 前記複数のカメラによる各撮影画像上に直線状に撮像された遠方の水平線を、前記合成画像において垂直方向の下方を中心側とした円弧状で連続した一つの曲線となるように補正して遠方水平線とすると共に、
各撮影画像上に直線状に撮像された近傍の水平線を、前記合成画像において垂直方向の上方を中心側とし、且つ前記遠方水平線よりも大きな曲率を有する円弧状で連続した一つの曲線となるように補正して近傍水平線とする知覚補正手段を前記画像処理部に備える請求項1から4の何れか一項に記載の車両の周辺監視システム。
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