JP2006264574A - 車載カメラ及び車載カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】人間の視野の特性を補完する映像を提示して、安全運転を支援する車載カメラを提供する。
【解決手段】搭載された車両１の走行速度に応じて画角が変化する車載カメラ２であり、車両１の走行速度に対応する画角が、当該走行速度より遅い走行速度に対応する画角以上の大きさとなるように構成している。そのため、車両１の走行速度が遅いときは、車載カメラ２の画角が小さくなり、逆に、車両１の走行速度が速いときは、車載カメラ２の画角が大きくなって、運転者の視野の縮小を補完する映像を提示する。この車載カメラ２は、安全運転を支援することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される車載カメラと、車載カメラの映像を提示するシステムに関し、特に、安全運転の支援に資する映像を提示できるようにしたものである。

従来、この種の車載カメラは、車両の前方や後方を撮影する位置に搭載されている。図５は、下記特許文献１に記載された、前方を映す車載カメラ２２が搭載された車両２１の外観図を示している。この車載カメラ２２は、焦点距離を連続的に変えることができるズームレンズを備えており、低速走行時には、ズームレンズの焦点を近くに合わせるように制御され、高速走行時には、ズームレンズの焦点を遠くに合わせるように制御される。これにより、車両走行速度（車速）が遅い時は、車体から１０ｍ先程度までの広い範囲を監視する映像が撮影され、車速が速いときは、約１０ｍ先から無限遠までを監視する映像が撮影される。
このカメラの映像は解析され、人物や他車両の有無が監視される。また、映像から道路上の白線を検出して、車両が進行方向を外れたり、進行方向がふらついたりする状態を検知して居眠り運転に対する警報が発せられる。
特開平１１−３１２３００号公報

車を運転した時の人間の前方への視野は、一般的に高速になるほど狭くなることが知られている。つまり、高速走行時には遠方のより狭い範囲を注視してしまう。そのために、周囲にある障害物や、標識の確認が困難になる特性を有している。
しかし、前記従来の車載カメラは、高速走行時に、遠方に焦点を合わせて、遠方をより重点的に監視するように構成されているため、高速になると、撮像される範囲（画角）が狭くなり、従って、人間の視野の特性を、この車載カメラの映像を用いて補完することはできない。

本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、人間の視野の特性を補完する映像を提示して、安全運転を支援する車載カメラと、そのシステムとを提供することを目的としている。

本発明の車載カメラは、搭載された車両の走行速度に応じて画角が変化するカメラであって、車両の走行速度に対応する画角が、当該走行速度より遅い走行速度に対応する画角以上の大きさとなるように構成している。
そのため、車両の走行速度が遅いときは、車載カメラの画角が小さくなり、逆に、車両の走行速度が速いときは、車載カメラの画角が大きくなって、運転者の視野の縮小を補完する。

また、本発明の車載カメラは、その画角が、車両の予め設定された走行速度の範囲に対応して切り替わるように構成している。
この装置では、画角を連続的に切り替える必要がないので、カメラ構造を簡略化でき、安価にしかも小型化が容易となる。

また、本発明の車載カメラは、走行速度の範囲が、車両の走行中に切り替えられるように構成している。
そのため、個人差や、その日の体調、道路状況などに応じて視野を調整できる。

また、本発明の車載カメラは、その画角が、走行中の車両における変速ギヤのギヤ位置に応じて切り替わるように構成している。
車両では、選択されたギヤの選択信号を容易に得ることができるため、画角の切り替えが容易に実現できる。

また、本発明の車載カメラシステムは、搭載された車両の走行速度に応じて画角が変化する車載カメラと、この車載カメラの映像を表示する表示部とを備え、車載カメラは、車両の走行速度に対応する画角が、当該走行速度より遅い走行速度に対応する画角以上の大きさとなるように構成し、表示部は、車両の助手席から監視できる位置に搭載している。
このシステムでは、車載カメラで撮影された画像を、助手席に搭乗した人が見ることができる。

また、本発明の車載カメラシステムは、表示部が、車載カメラの画角の変化に応じて、表示する映像のアスペクト比を変えるように構成している。
アスペクト比を変更することにより、画角が変化した場合でも、歪みを低減した視認性の良い画像を表示することができる。

また、本発明の車載カメラシステムは、表示部が、走行方向前方を撮影する車載カメラの映像とともに、走行方向後方を撮影するカメラの映像を並べて表示するように構成している。
この構成により、前方のみでなく後方より接近する車両についても監視することができる。

本発明の車載カメラは、人間の視野の特性を補完する映像を提示して、安全運転を支援することができる。
また、本発明の車載カメラシステムは、助手席の搭乗者が、表示された映像から前後の車両や標識等を十分な視野で確認して、運転者を補助することができるため、運転者に余分な負担を掛けずに安全運転の支援が可能になる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態では、車速の増加に伴って画角を広げる車載カメラについて説明する。
カメラの画角は、撮影レンズの焦点距離や画面サイズなどによって変わる。同一画面サイズであれば、焦点距離が短いほど画角は広く、焦点距離が長いほど画角は狭くなる。また、焦点距離が同じならば、画面サイズが大きくなる程、画角は広く、画面サイズが小さい程、画角は狭くなる。
ここでは、車載カメラのズームレンズの焦点距離を変えて画角を変化させる場合について説明する。

図１は、この車載カメラ２を搭載した車両１の斜視図である。この車両１は、乗用車であり、フロントガラスの上部付近に前方監視用の車載カメラ２を有している。
この車載カメラ２は、最も前方に配置されたレンズ（通称Ｇ1と呼ばれる）が移動せずに、レンズ内部のレンズ群が移動して焦点や画角を調整するインナーフォーカス方式であり、図示しない画角レバーを動かして、その画角が切り替えられる。撮像素子には、ＣＣＤ型で画素数が約３１万画素のＶＧＡカメラを用いている。

車載カメラ２の画角は、車載カメラの駆動装置により調整される。図２は、この駆動装置の構成を示しており、この装置は、車両速度を計測する車両速度計３と、車両速度に基づいて画角を制御する画角制御装置４と、画角制御装置４の指示に従って画角レバーを駆動する画角レバー駆動装置５とを備えている。
車両速度計３は、車両の回転軸（車軸）の回転数から車両速度を計測する。

画角制御装置４は、車速と画角との関係が記述されたテーブルを具備している。このテーブルでは、次に示すように、車速が６段階に区分され、各段階の速度に対して、車載カメラの水平方向の画角が規定されている。
（１）車速が４０ｋｍ／ｈ以下、 画角３０°
（２）車速が４０−６０ｋｍ／ｈ、 画角５０°
（３）車速が６０−８０ｋｍ／ｈ、 画角７０°
（４）車速が８０−１００ｋｍ／ｈ、 画角９０°
（５）車速が１００−１１０ｋｍ／ｈ、 画角１００°
（６）車速が１１０−１２０ｋｍ／ｈ、 画角１１０°

テーブルでは、このように、車速が大きくなる程、車載カメラ２の水平方向の画角が広がるように規定されている。また、時速が４０−１００ｋｍ／ｈの間では、車速が２０ｋｍ／ｈ増えるごとに、画角を２０°広げているが、時速が１００−１２０ｋｍ／ｈの間では、車速が１０ｋｍ／ｈ増えるごとに、画角を１０°広げている。
画角制御装置４は、車両速度計３が計測した車速に対応する画角をテーブルから読み出し、その画角が変化した場合に、変化後の画角を画角レバー駆動装置５に伝えて、車載カメラ２の画角を更新するように指示する。
画角レバー駆動装置５は、図示しないアクチュエータを駆動して、画角レバーを所定量動かし、車載カメラ２の画角を、画角制御装置４から指示された角度に変更する。
画角が制御された車載カメラ２の映像は、車内の表示部に表示される。

この車載カメラ２は、低速走行時に、ズームレンズが狭角になり、車体の約数１０ｍより遠方を鮮明に映し出すことができる。そのため、このカメラの映像から、追い越し時などに対向車の有無を容易に確認することができる。また、高速走行時には、ズームレンズが広角になり、車体から１０ｍ先程度までの広い範囲を映し出す。そのため、このカメラの映像は、高速走行時に狭くなる人間の視野を補完することができ、運転者の視野の低減に起因する事故を未然に防止できる。
このように、この車載カメラは、安全運転を支援することが可能である。

ここでは、車載カメラの画角が焦点距離に連動して変わる場合について説明したが、画角を変化させることができれば、どのような方法を採っても良い。また、画角の制御手段と焦点距離の制御手段とが別にある場合に、その両方を画角レバー駆動装置５で駆動するようにしても良い。
また、車両速度計３は、エンジンの回転数から車速を計測しても良い。また、車両の外部に取り付けた背圧センサ（ピトーカンなど）を車両速度計として用いても良い。また、車両の運転時には、車両速度に応じて変速ギヤの切替えが行われるから、変速ギヤのギヤ位置を示す信号を、車両速度信号の代わりに出力するようにしても良い。車両において、ギヤの選択信号は容易に得ることができる。
また、画角レバー駆動装置５のアクチュエータは、回転型でも往復型でも構わないが、車速に応じて画角を変化できるように構成されていることが必須である。

また、テーブルで規定した車速と画角との関係は、一例であって、これに限るものでは無い。また、画角制御装置４が、車速と画角との関係を規定する計算式に基づいて、車速から画角を算出するようにしても良い。
ただ、ここで示したように、車速の範囲に対応付けて段階的に画角を切り替えた方が、連続的に画角を切り替えるよりも、カメラの構造を簡略化でき、安価に、しかも小型に構成できる。また、その場合に、人間の視野の低減が顕著に現れる車速の大きな領域では、車速が小さい領域よりも、画角を細かく設定することにより、きめ細かな安全運転の支援が可能になる。

また、車速と画角との関係は、個人差や、その日の体調、道路状況などの条件に応じて更新可能にすることが好ましい。この場合、車速と画角との関係を違えた複数のテーブルをあらかじめ保持し、前記条件に応じて、使用するテーブルを切り替えるようにしても良い。こうすると、走行中にテーブルを切り替えて、車速と画角との関係を変更することもできる。
また、インナーフォーカス方式の車載カメラは、画角を変えてもカメラの外形は変わらないため、車両への実装状態が変化せず、車両に設置する際の自由度が高くなる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態では、車載カメラの映像を助手席から監視できる車載カメラシステムについて説明する。
図３は、この車載カメラシステムを搭載した車両１の斜視図である。この車両１は、フロントガラスの上部付近に設置された前方監視用の車載カメラ２と、後部に設置された後方監視用の後方カメラ１１と、助手席手前に設置されたカメラ映像の表示部６とを有している。

車載カメラ２は、第１の実施の形態で説明したカメラである。また、後方カメラ１１も車載カメラ２と同じ構成を有している。
表示部６は、車載のナビゲーションシステムの表示部を兼ねており、縦と横の長さが９：１６のアスペクト比の表示画面を有している。また、表示部６は、車載カメラ２及び後方カメラ１１の映像入力端子を具備し、図４に示すように、車載カメラ２の映像７と後方カメラ１１の映像９とを表示する。車載カメラ２及び後方カメラ１１はＶＧＡであるため、標準の映像７、９のアスペクト比が３：４であり、二つのカメラの映像７、９は、表示部６の表示画面に横方向に並べて表示される。

また、表示部６は、公知のアスペクト比変更プログラムを保持し、車載カメラ２及び後方カメラ１１が車速の変更に伴って撮像の画角を変えた場合に、それに対応して、表示する映像７、９のアスペクト比を変更する。
そのため、車載カメラ２及び後方カメラ１１の画角が変更された場合でも、それらの映像７、９は、歪むこと無く表示画面に表示される。
車両の助手席に搭乗した人は、正面に設置された表示部６の車載カメラ２の映像７から対向車８を監視したり、後方カメラ１１の映像９から併走車１０を監視したりすることができる。

このように、この車載カメラシステムでは、助手席の搭乗者が、表示部６の映像から前後の車両や標識等を十分な視野で確認して、運転者を補助することができるため、運転者に余分な負担を掛けずに安全運転の支援が可能になる。
なお、ここでは、車載カメラ２及び後方カメラ１１の両方が、車速に応じて画角を変えるものとして説明したが、後方カメラ１１については、画角が固定されていても良い。
また、車両には、前後の方向だけでなく、側方を撮影するカメラを設置して、その映像を表示部６で併せて表示するようにしても良い。

本発明の車載カメラ及び車載カメラシステムは、安全運転を支援する監視装置及び監視システムとして、各種車両に広く適用することができる。

本発明の第１の実施の形態における車載カメラを搭載した車両の斜視図 本発明の第１の実施の形態における車載カメラの駆動装置を示すブロック図 本発明の第２の実施の形態における車載カメラシステムを搭載した車両の斜視図 本発明の第２の実施の形態における表示器の画面を示す図 従来の車載カメラを搭載した車両の斜視図

符号の説明

１ 車両
２ 車載カメラ
３ 車両速度計
４ 画角制御装置
５ 画角レバー駆動装置
６ 表示器
７ 前方画像
８ 対向車
９ 後方画像
１０ 併走車
１１ 後方カメラ
２１ 車両
２２ 車載カメラ

Claims (7)

1. 搭載された車両の走行速度に応じて画角が変化する車載カメラであって、前記車両の走行速度に対応する画角が、当該走行速度より遅い走行速度に対応する画角以上の大きさであることを特徴とする車載カメラ。
2. 請求項1に記載の車載カメラであって、前記画角が、前記車両の予め設定された走行速度の範囲に対応して切り替わることを特徴とする車載カメラ。
3. 請求項２に記載の車載カメラであって、前記走行速度の範囲が、前記車両の走行中に切り替え可能であることを特徴とする車載カメラ。
4. 請求項1から３のいずれかに記載の車載カメラであって、前記画角が、走行中の前記車両における変速ギヤのギヤ位置に応じて切り替わることを特徴とする車載カメラ。
5. 搭載された車両の走行速度に応じて画角が変化する車載カメラと、前記車載カメラの映像を表示する表示部とを備えた車載カメラシステムであって、
   前記車両の走行速度に対応する前記車載カメラの画角が、当該走行速度より遅い走行速度に対応する画角以上の大きさであり、前記表示部が、前記車両の助手席から監視できる位置に搭載されていることを特徴とする車載カメラシステム。
6. 請求項５に記載の車載カメラシステムであって、前記表示部が、前記車載カメラの画角の変化に応じて、表示する映像のアスペクト比を変えることを特徴とする車載カメラシステム。
7. 請求項５または６に記載の車載カメラシステムであって、前記表示部が、走行方向前方を撮影する前記車載カメラの映像とともに、走行方向後方を撮影するカメラの映像を並べて表示することを特徴とする車載カメラシステム。