JP2006282072A - 車載装置及び車載システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 車両の重量化を防止する車載装置及び車載システムを提供する。
【解決手段】 複数の論理素子間の接続状態を示す接続情報に基づいて論理構成を組み替えるFPGA等の再構成可能論理回路12を電子制御ユニットとして備える車載装置10を用い、再構成可能論理回路12の論理構成を、車両の状態を示す状態情報に基づいて組み替える。
【選択図】 図2

Description

本発明は、入力信号に基づく処理を論理回路にて実行し、実行した処理に基づく出力信号を出力する車載装置、及び該車載装置を備える車載システムに関し、特に電子制御ユニットとして機能する車載装置及び車載システムに関する。
車両のエレクトロニクス化の進展により、車両に搭載される電子制御ユニットは、増加の一途を辿っている。特に昨今では、車両に関する安全性及び利便性を向上させるための電子制御ユニットの増加が顕著であり、今後もこの傾向は続くと予想される。
図9は、従来の電子制御ユニットを備える車載システムの構成例を示すブロック図である。図9中、100は車両であり、車両100は、前方を撮像する前方カメラ201、後方を撮像する後方カメラ202、及び夜間に前方を撮像する暗視カメラ203、並びにディスプレイ300を備えている。さらに車両100は、前方カメラ201の撮像により生成された画像信号に基づく歩行者強調処理を行い、処理の結果をディスプレイ300へ出力する第1電子制御ユニット401、後方カメラ202の撮像により生成された画像信号に基づく駐車線強調処理を行い、処理の結果をディスプレイ300へ出力する第2電子制御ユニット402、及び暗視カメラ203の撮像により生成された画像信号に基づく夜間歩行者強調処理を行い、処理の結果をディスプレイ300へ出力する第3電子制御ユニット403を備えている。図9に示す様に従来の車載システムでは、歩行者強調処理、駐車線強調処理、夜間歩行者強調処理等の実行すべき処理毎に電子制御ユニットを搭載する必要がある。
一方、車載システムと全く異なる技術分野で、論理素子の構成を組み替えて複数の機能を実現する回路に関する技術が、例えば特許文献1に開示されている。
特開2001−68993号公報
しかしながら電子制御ユニットの搭載数の増加に伴い、車両が重量化するという問題がある。そして車両の重量化は、走行性能、燃費、耐久性等の車両の基本性能が悪化するという問題に繋がる。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数の論理素子間の接続状態を示す接続情報に基づいて構成を組み替える再構成可能論理回路を用いて電子制御ユニットを構成し、車両の状態に応じて論理回路の構成を組み替えることにより、車両を軽量化し、基本性能を向上させることが可能な車載装置、及び該車載装置を備える車載システムの提供を目的とする。
第1発明に係る車載装置は、複数の論理素子を接続して構成される論理回路にて、入力信号に基づく処理を実行し、実行した処理に基づく出力信号を出力する車載装置において、夫々異なる入力信号を受け付ける複数の入力手段と、出力信号を出力する出力手段と、車両の状態を示す状態信号を受け付ける状態信号受付手段と、複数の論理素子間の接続状態を示す接続情報に基づいて構成を組み替える再構成可能論理回路と、複数の接続情報を記録する記録手段と、前記状態信号受付手段が受け付けた状態信号に基づいて、前記記録手段に記録されている複数の接続情報の中から接続情報を選択する手段と、選択した接続情報を前記記録手段から前記再構成可能論理回路へ出力させる手段とを備え、前記再構成可能論理回路は、前記記録手段から受け付けた接続情報に基づく組み替えにより、前記各入力手段から受け付ける複数の入力信号の中から入力信号を選択する選択手段と、選択した入力信号に基づく処理を実行する処理手段とを構成することを特徴とする。
第2発明に係る車載装置は、第1発明において、前記入力信号は、画像信号であり、前記処理手段は、受け付けた画像信号に対する加工処理を実行するように構成してあり、前記出力信号は、受け付けた画像信号を加工した画像信号であることを特徴とする。
第3発明に係る車載装置は、第2発明において、前記加工処理は、接続情報毎に異なる処理であることを特徴とする。
第4発明に係る車載装置は、第1発明乃至第3発明のいずれかにおいて、夫々異なる状態信号を受け付ける複数の状態信号受付手段を備え、前記選択手段は、前記複数の状態信号受付手段から受け付けた状態信号の組み合わせに基づいて接続情報を選択するように構成してあることを特徴とする。
第5発明に係る車載装置は、第4発明において、前記状態信号は、車両の変速機構の状態を示す状態信号及び/又は照明機構の状態を示す状態信号を含むことを特徴とする。
第6発明に係る車載システムは、第1発明乃至第5発明のいずれかに記載の車載装置と、撮像により生成した画像信号を出力する複数の撮像装置と、画像信号に基づく画像を表示する表示装置とを備え、前記車載装置が備える入力手段は、前記撮像装置から出力される画像信号を、入力信号として受け付けるように構成してあり、前記車載装置が備える出力手段は、画像信号を出力信号として前記表示装置へ出力するように構成してあることを特徴とする。
第1発明に係る車載装置及び第6発明に係る車載システムでは、状態信号に応じた様々な処理を、FPGA(Field Programmable Gate Array) 等のPLD(Programmable Logic Device) を用いた再構成可能論理回路にて実行することにより、一台の車載装置で、複数の電子制御ユニットの機能を実現するので、搭載する装置数を削減し、車両を軽量化することが可能である。そして車両の軽量化に伴う基本性能の向上を見込むことが可能である。しかも再構成可能論理回路は、ソフトウェアを実行するのではなく、ハードウェアとして機能するので、高速な処理を実現することが可能である。
第2発明及び第3発明に係る車載装置では、車両の前方を撮像する前方カメラ、後方を撮像する後方カメラ、夜間に前方を撮像する暗視カメラ等の複数の撮像装置から入力信号として、画像信号を受け付け、受け付けた画像信号に対し、歩行者強調処理、駐車線強調処理、夜間歩行者強調処理等の夫々異なる加工処理を行い、加工した画像を表示させる画像信号を出力信号として出力することにより、車両に関する安全性及び利便性を向上させることが可能である。
第4発明及び第5発明に係る車載装置では、車両の変速機構の状態を示す状態信号及び照明機構の状態を示す状態信号等の複数の状態信号の組み合わせに基づいて、実現する機能を選択することができるので、走行状況に最適な機能を実現し、車両に関する安全性及び利便性を向上させることが可能である。
本発明に係る車載装置及び車載システムは、複数の論理素子間の接続状態を示す接続情報に基づいて論理構成を組み替えるFPGA等のPLDを用いた再構成可能論理回路と、複数の接続情報を記録するメモリを用いた記録手段とを用い、車両の状態を示す状態信号を受け付け、受け付けた状態信号に基づき選択された接続情報を記録手段から再構成可能論理回路へ出力する。そして再構成可能論理回路では、受け付けた接続情報に基づき論理構成を組み替え、組み替えた論理構成に基づいて、複数の入力信号の中から処理に用いる入力信号を選択し、選択した入力信号に基づく処理を実行し、実行した処理に基づく出力信号を出力する。
この構成により、本発明では、再構成可能論理回路の論理構成を組み替えることで、一台の車載装置が複数の電子制御ユニットとしての機能を実現するので、搭載する装置数を削減し、車両を軽量化することが可能である等、優れた効果を奏する。そして車両の軽量化に伴い、走行性能、燃費、耐久性等の車両の基本性能の向上を見込むことが可能である等、優れた効果を奏する。しかも再構成可能論理回路は、ソフトウェアを実行するのではなく、ハードウェアとして機能するので、高速な処理を実現することが可能である等、優れた効果を奏する。
また本発明に係る車載装置等は、車両の前方を撮像する前方カメラ、後方を撮像する後方カメラ、夜間に前方を撮像する暗視カメラ等の複数の撮像装置から入力信号として、画像信号を受け付ける。そして前方カメラから受け付けた画像信号に対する歩行者強調処理、後方カメラから受け付けた画像信号に対する駐車線強調処理、暗視カメラから受け付けた画像信号に対する夜間歩行者強調処理等の夫々異なる加工処理を行い、加工した画像を表示させる画像信号を出力信号として出力する。
この構成により、本発明は、走行時における歩行者の捕捉、夜間走行時における歩行者の捕捉等の運転者の認知活動を支援するので、走行時の安全性を向上させることが可能であり、しかも駐車時の車両及び駐車線の位置関係の把握等の運転者の認知活動を支援するので、駐車時の利便性を向上させることが可能である等、優れた効果を奏する。
特に前方カメラ、後方カメラ又は暗視カメラから画像信号を受け付け、受け付けた画像信号に対し、歩行者強調処理、駐車線強調処理又は夜間歩行者強調処理を行い、処理の結果を画像として表示装置に表示させるという形態に適用した場合には、同時に実行する必要がない複数の処理の中の一の処理を車載装置にて実行することになるため、車載装置の論理構成を状況に応じて使い分け、一の処理のみを実行することによる不都合が生じない。
さらに本発明に係る車載装置等は、車両の変速機構の状態を示す状態信号及び照明機構の状態を示す状態信号等の複数の状態信号の組み合わせに基づいて、実現する機能を選択する。
この構成により、本発明は、例えば前進又は後退を示す変速機構の状態に基づいて、走行方向を検知し、点灯又は消灯を示す照明機構の状態に基づいて、外部の明るさを検知することができるため、前進、後退、昼間走行、夜間走行等の走行状況に応じた機能を選択することができるので、走行状況に応じて最適な機能を実現し、車両に関する安全性及び利便性を向上させることが可能である等、優れた効果を奏する。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明の車載システムの構成例を示すブロック図である。図1中、1は車両であり、車両1には、電子制御ユニット(ECU: Electric Control Unit)として機能する本発明の車載装置10が搭載されており、車載装置10には、車両1に搭載された前方を撮像する前方カメラ等の第1撮像装置21、後方を撮像する後方カメラ等の第2撮像装置22、及び夜間に撮像を行う暗視カメラ等の第3撮像装置23が通信可能に接続されている。そして第1撮像装置21、第2撮像装置22及び第3撮像装置23は、撮像により画像信号を生成し、生成した画像信号を車載装置10へ出力する。
また車両1には、運転者が視認可能な液晶ディスプレイ等の表示装置30が搭載されており、表示装置30は、車載装置10に通信可能に接続されている。そして車載装置10は、画像信号を表示装置30へ出力し、表示装置30は、入力を受け付けた画像信号に基づく画像を表示する。
さらに車両1は、トランスミッション等の変速機構40、前照灯等の照明機構50等の各種機構を備えており、変速機構40及び照明機構50は、車載装置10に通信可能に接続されている。そして変速機構40は、前進、後退等の状態を示す状態信号を車載装置10へ出力し、照明機構50は、点灯、消灯等の状態を示す状態信号を車載装置10へ出力する。
図2は、本発明の車載装置10の構成例を示すブロック図である。車載装置10は、装置全体を制御するマイクロコンピュータ等の制御回路11と、複数の論理素子間の接続状態を示す接続情報に基づいて論理構成(コンフィグレーション)を組み替えるFPGA等のPLDを用いた再構成可能論理回路12と、再構成可能論理回路12へ出力する接続情報を複数記録するPROM(Programmable Read Only Memory)等のメモリを用いた記録回路13とを備えており、制御回路11、再構成可能論理回路12及び記録回路13は、メモリバスにて接続されている。なお記録回路13に記録されている複数の接続情報は、再構成可能論理回路12に夫々異なる処理を実行させる論理構成を形成させるデータモジュールとして記録されている。
さらに車載装置10は、第1撮像装置21から出力された画像信号を、入力信号として受け付け、再構成可能論理回路12にて処理することが可能な形式に変換し、再構成可能論理回路12へ出力する第1入力部14aと、第2撮像装置22から出力された画像信号を、入力信号として受け付け、再構成可能論理回路12にて処理することが可能な形式に変換し、再構成可能論理回路12へ出力する第2入力部14bと、第3撮像装置23から出力された画像信号を、入力信号として受け付け、再構成可能論理回路12にて処理することが可能な形式に変換し、再構成可能論理回路12へ出力する第3入力部14cとを備えている。
また車載装置10は、再構成可能論理回路12から出力信号として出力される画像信号を受け付け、表示装置30にて処理することが可能な形式に変換し、表示装置30へ出力する出力部15を備えている。
さらに車載装置10は、変速機構40から出力される状態信号を受け付け、制御回路11にて処理することが可能な形式に変換し、制御回路11へ出力する第1状態信号受付部16aと、照明機構50から出力される状態信号を受け付け、制御回路11にて処理することが可能な形式に変換し、制御回路11へ出力する第2状態信号受付部16bとを備えている。
図3は、本発明の車載装置10が備える再構成可能論理回路12の一部の構成例を示す模式図である。再構成可能論理回路12は、複数の論理素子121を備えており、各論理素子121は、結線122に接続されている。図3に示す例では、論理素子121が接続された結線122は、格子状に配置されており、結線122同士が交差する位置には、接続状態を変更することが可能なスイッチマトリックスと呼ばれるスイッチング素子123が夫々設けられている。スイッチング素子123の接続状態は、記録回路13に記録されている接続情報に基づき変更することが可能である。即ち再構成可能論理回路12は、接続情報に基づきスイッチング素子123の接続状態を変更して論理構成を組み替えることにより、各論理素子121間の配線を自由に設計することができるので、所望の処理を実行する特定用途向けIC(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)として機能する。
次に本発明の車載装置10の処理について説明する。図4は、本発明の車載装置10が備える制御回路11の処理を示すフローチャートである。制御回路11は、変速機構40から出力される状態信号及び照明機構50から出力される状態信号の入力を、第1状態信号受付部16a及び第2状態信号受付部16bにて受け付け(S101)、受け付けた状態信号の組み合わせに基づいて、記録回路13に記録されている複数の接続情報の中から一の接続情報を選択し(S102)、選択した接続情報を記録回路13から再構成可能論理回路12へ出力させる(S103)。
ステップS101にて変速機構40から受け付ける状態信号とは、前進、後退等の状態を示す状態信号であり、照明機構50から受け付ける状態信号とは、点灯、消灯等の状態を示す状態信号である。そしてステップS102では、これらの状態信号が示す状態の組み合わせに基づいて接続情報を選択する。例えば変速機構40から受け付ける状態信号が前進を示し、照明機構50から受け付ける状態信号が消灯である場合、車両1の走行状態は、昼間走行であると判断し、再構成可能論理回路12を、歩行者強調処理を行う回路として機能させるための接続情報を選択する。また例えば変速機構40から受け付ける状態信号が後退を示す場合、照明機構50から受け付ける状態信号の如何に関わらず、車両1の走行状態は、後退による駐車を行っていると判断し、再構成可能論理回路12を、駐車線強調処理を行う回路として機能させるための接続情報を選択する。さらに例えば変速機構40から受け付ける状態信号が前進を示し、照明機構50から受け付ける状態信号が点灯である場合、車両1の走行状態は、夜間走行であると判断し、再構成可能論理回路12を、夜間歩行者強調処理を行う回路として機能させるための接続情報を選択する。
図5は、本発明の車載装置10が備える再構成可能論理回路12の処理を示すフローチャートである。再構成可能論理回路12は、記録回路13から受け付けた接続情報に基づいて論理構成を組み替え、歩行者強調処理、駐車線強調処理、夜間歩行者強調処理等の処理を実行する回路として機能する。そして再構成可能論理回路12は、第1入力部14aから入力信号として受け付ける第1撮像装置21から出力された画像信号、第2入力部14bから入力信号として受け付ける第2撮像装置22から出力された画像信号、及び第3入力部14cから入力信号として受け付ける第3撮像装置23から出力された画像信号の中から処理に用いる一の画像信号を選択する(S201)。そして再構成可能論理回路12は、選択した画像信号を加工する処理を実行し(S202)、実行した処理の結果である加工された画像信号を出力信号として出力部15へ出力し(S203)、出力部15から表示装置30へ出力する。
記録回路13から受け付けた接続情報が、再構成可能論理回路12を、歩行者強調処理を行う回路として機能させるための接続情報である場合、再構成可能論理回路12は、ステップS201において、前方カメラ等の第1撮像装置21から出力された画像信号、即ち第1入力部14aから受け付ける入力信号を選択し、ステップS202において、歩行者強調処理を行い、歩行者強調処理により加工した画像信号を出力信号として出力する。記録回路13から受け付けた接続情報が、再構成可能論理回路12を、駐車線強調処理を行う回路として機能させるための接続情報である場合、再構成可能論理回路12は、ステップS201において、後方カメラ等の第2撮像装置22から出力された画像信号、即ち第2入力部14bから受け付ける入力信号を選択し、ステップS202において、駐車線強調処理を行い、駐車線強調処理により加工した画像信号を出力信号として出力する。記録回路13から受け付けた接続情報が、再構成可能論理回路12を、夜間歩行者強調処理を行う回路として機能させるための接続情報である場合、再構成可能論理回路12は、ステップS201において、暗視カメラ等の第3撮像装置23から出力された画像信号、即ち第3入力部14cから受け付ける入力信号を選択し、ステップS202において、夜間歩行者強調処理を行い、夜間歩行者強調処理により加工した画像信号を出力信号として出力する。
図6は、本発明の車載システムが備える表示装置30から出力される画像を示す説明図である。再構成可能論理回路12にて実行される歩行者強調処理とは、第1撮像装置21から受け付けた画像信号に基づく画像から、歩行者として認識される領域を抽出し、抽出した領域を、例えば長方形の枠で囲む強調処理を行う加工を施した画像を示す画像信号を生成する処理である。そして歩行者強調処理がなされた画像信号に基づき表示装置30から出力される画像の例が図6であり、図6に示す画像の左方には、歩行者として認識された領域が長方形の枠で囲まれている。
図7は、本発明の車載システムが備える表示装置30から出力される画像を示す説明図である。再構成可能論理回路12にて実行される駐車線強調処理とは、第2撮像装置22から受け付けた画像信号に基づく画像から、駐車位置を示す駐車線を読み取り、読み取った駐車線を強調した画像を示す画像信号を生成する処理である。そして駐車線強調処理がなされた画像信号に基づき表示装置30から出力される画像の例が図7であり、図7に示す様に駐車線が強調されて表示されている。
図8は、本発明の車載システムが備える表示装置30から出力される画像を示す説明図である。再構成可能論理回路12にて実行される夜間歩行者強調処理とは、第3撮像装置23から受け付けた画像信号に基づく画像から、歩行者として認識される領域を抽出し、抽出した領域を、例えば長方形の枠で囲む強調処理を行う加工を施した画像を示す画像信号を生成する処理である。暗視カメラを用いた第3撮像装置23では、赤外光に基づく画像信号を生成しており、周囲より温度が高い領域の中から人型の領域を読み取ることで、可視光では認識し難い夜間の歩行者を示す領域を読み取ることができる。そして夜間歩行者強調処理がなされた画像信号に基づき表示装置30から出力される画像の例が図8であり、図8に示す画像の左方には、歩行者として認識された領域が長方形の枠で囲まれている。
前記実施の形態では、2種類の状態信号の組み合わせに基づいて接続情報を選択する形態を示したが、本発明はこれに限らず、1種類の状態信号又は3種類以上の状態信号の組み合わせに基づいて接続情報を選択する様にしても良く、また変速機構及び照明機構以外の機構から状態信号を受け付ける様にしても良い等、様々な形態に展開することが可能である。
また前記実施の形態では、一の接続情報を選択する形態を示したが、本発明はこれに限らず、例えば複数の接続情報の一部を共有することができる仕様である場合、共有することができる箇所を示す接続情報と、個々の機能独自の箇所を示す接続情報とを記録しておき、共有可能な接続情報及び独自の箇所を示す接続情報の複数の接続情報を選択し、選択した接続情報を組み合わせた上で、再構成可能論理回路へ出力する様にしても良い。
さらに前記実施の形態では、再構成可能論理回路が行う処理として、歩行者強調処理、駐車線強調処理及び夜間歩行者強調処理を示したが、本発明はこれに限らず、様々な処理を行う形態に展開することが可能であり、しかも画像信号に関わらず、様々な信号に対する処理を実現することが可能であり、その場合、処理に用いる信号として、複数の入力信号の中から一の入力信号を選択するのではなく、複数の入力信号を選択する様にしても良い。即ち本発明は、車両の状態に応じて、一の再構成可能論理回路を様々な電子制御ユニットとして機能させる様々な形態に展開することが可能である。
本発明の車載システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の車載装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の車載装置が備える再構成可能論理回路の一部の構成例を示す模式図である。 本発明の車載装置が備える制御回路の処理を示すフローチャートである。 本発明の車載装置が備える再構成可能論理回路の処理を示すフローチャートである。 本発明の車載システムが備える表示装置から出力される画像を示す説明図である。 本発明の車載システムが備える表示装置から出力される画像を示す説明図である。 本発明の車載システムが備える表示装置から出力される画像を示す説明図である。 従来の電子制御ユニットを備える車載システムの構成例を示すブロック図である。
符号の説明
1 車両
10 車載装置
11 制御回路
12 再構成可能論理回路
13 記録回路
14a 第1入力部
14b 第2入力部
14c 第3入力部
15 出力部
16a 第1状態信号受付部
16b 第2状態信号受付部
21 第1撮像装置
22 第2撮像装置
23 第3撮像装置
30 表示装置
40 変速機構
50 照明機構

Claims (6)

  1. 複数の論理素子を接続して構成される論理回路にて、入力信号に基づく処理を実行し、実行した処理に基づく出力信号を出力する車載装置において、
    夫々異なる入力信号を受け付ける複数の入力手段と、
    出力信号を出力する出力手段と、
    車両の状態を示す状態信号を受け付ける状態信号受付手段と、
    複数の論理素子間の接続状態を示す接続情報に基づいて構成を組み替える再構成可能論理回路と、
    複数の接続情報を記録する記録手段と、
    前記状態信号受付手段が受け付けた状態信号に基づいて、前記記録手段に記録されている複数の接続情報の中から接続情報を選択する手段と、
    選択した接続情報を前記記録手段から前記再構成可能論理回路へ出力させる手段と
    を備え、
    前記再構成可能論理回路は、
    前記記録手段から受け付けた接続情報に基づく組み替えにより、
    前記各入力手段から受け付ける複数の入力信号の中から入力信号を選択する選択手段と、
    選択した入力信号に基づく処理を実行する処理手段と
    を構成する
    ことを特徴とする車載装置。
  2. 前記入力信号は、画像信号であり、
    前記処理手段は、受け付けた画像信号に対する加工処理を実行するように構成してあり、
    前記出力信号は、受け付けた画像信号を加工した画像信号である
    ことを特徴とする請求項1に記載の車載装置。
  3. 前記加工処理は、接続情報毎に異なる処理であることを特徴とする請求項2に記載の車載装置。
  4. 夫々異なる状態信号を受け付ける複数の状態信号受付手段を備え、
    前記選択手段は、前記複数の状態信号受付手段から受け付けた状態信号の組み合わせに基づいて接続情報を選択するように構成してある
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の車載装置。
  5. 前記状態信号は、車両の変速機構の状態を示す状態信号及び/又は照明機構の状態を示す状態信号を含むことを特徴とする請求項4に記載の車載装置。
  6. 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の車載装置と、
    撮像により生成した画像信号を出力する複数の撮像装置と、
    画像信号に基づく画像を表示する表示装置と
    を備え、
    前記車載装置が備える入力手段は、前記撮像装置から出力される画像信号を、入力信号として受け付けるように構成してあり、
    前記車載装置が備える出力手段は、画像信号を出力信号として前記表示装置へ出力するように構成してある
    ことを特徴とする車載システム。
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