JP2007156807A - Vehicle operation support device and operation support method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両周辺の画像を表示して運転者の運転操作を支援する車両用運転支援装置及び運転支援方法に関する。 The present invention relates to a vehicle driving support device and a driving support method that display an image around a vehicle and assist a driver's driving operation.
従来、車両に搭載されたCCDカメラなどの撮像装置で車両周辺の画像を撮像し、この撮像装置で撮像した画像を車室内に設置された液晶ディスプレイなどの表示装置に表示することで、運転者の運転操作を支援する技術が提案されている。車両周辺の様子を画像として表示する場合、表示された画像に現れる物体等が車両に対してどのような位置にあるかを、運転者が適切に認識できるようにすることが重要である。このような観点から、通常は、撮像装置で車両の一部が映り込むように車両周辺の領域の画像を撮像し、表示装置に車両の一部を含む画像を表示させるようにしている。 Conventionally, an image pickup device such as a CCD camera mounted on a vehicle picks up an image around the vehicle, and the driver picks up the image picked up by the image pickup device on a display device such as a liquid crystal display installed in the passenger compartment. Technologies that support driving operations have been proposed. When displaying the situation around the vehicle as an image, it is important that the driver can appropriately recognize the position of the object or the like appearing in the displayed image with respect to the vehicle. From such a viewpoint, normally, an image of an area around the vehicle is captured so that a part of the vehicle is reflected by the imaging device, and an image including a part of the vehicle is displayed on the display device.
また、このように車両の一部を含む画像を表示装置に表示させる際には、車両部分と車両周囲領域との境界が明確であることが望ましく、このような観点から、撮像装置で撮像された画像における車両部分と車両周囲領域との境界に境界線を重畳して描画し、境界線が重畳された画像を表示装置に表示させる試みもなされている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、特許文献1に記載されている技術では、車両部分と車両周囲領域との境界に重畳する境界線を、予め定めた所定の描画形態で描画するようにしているので、車両周囲の環境によっては、境界線の視認性が悪化するという問題がある。すなわち、車両周囲の環境は様々に変化するものであり、撮像装置で撮像された画像内における車両周囲領域の色や明るさは一定ではない。また、車両周囲の照明状態によっては、撮像装置で撮像された画像内における車両の色が変化することもあり、また、車両に対して上空の青空や雲、或いは駐車場の天井などの映り込みが生じる影響により、画像内における車両の色や明るさなども様々に変化する場合がある。このため、車両周囲の環境によっては、画像に重畳して描画した境界線が車両や周囲領域と同化して、その視認性が悪化してしまい、適切な運転支援を行う上で障害になるという問題があった。
However, in the technique described in
本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、車両周囲の環境によらず、画像に重畳して表示する境界線の視認性を良好に保つことが可能な車両用運転支援装置及び運転支援方法を提供することを目的とする。 The present invention was devised in view of the conventional situation as described above, and it is possible to maintain good visibility of the boundary line displayed superimposed on the image regardless of the environment around the vehicle. It is an object of the present invention to provide a vehicle driving support device and a driving support method.
本発明は、前記目的を達成するために、撮影手段で撮影された画像における車両領域と周辺領域との境界部分に境界線を重畳して描画するにあたって、当該境界線の描画形態を、当該境界線が重畳される画像に基づいて決定するようにした。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a drawing form of the boundary line when the boundary line is drawn on the boundary part between the vehicle area and the peripheral area in the image photographed by the photographing means. The determination is made based on the image on which the line is superimposed.
本発明によれば、撮影手段で撮影された画像に重畳して描画される境界線の描画形態を、当該境界線が重畳される画像に基づいて決定するようにしているので、車両周囲の環境に応じた最適な描画形態で境界線を描画することができ、境界線の視認性を向上させることができる。 According to the present invention, since the drawing form of the boundary line drawn superimposed on the image photographed by the photographing means is determined based on the image on which the boundary line is superimposed, the environment around the vehicle The boundary line can be drawn in an optimum drawing form corresponding to the above, and the visibility of the boundary line can be improved.
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用した車両用運転支援装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の車両用運転支援装置は、図1に示すように、車両に設置されて車両周辺の領域の画像を撮像するカメラ1と、カメラ1により撮像された画像に対して各種画像処理を施す画像処理装置2と、車両の車室内に設置され、画像処理装置2から出力された処理画像を表示する表示装置3とを備えて構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle driving support apparatus to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the vehicle driving support device according to the present embodiment is installed in a vehicle and captures an image of an area around the vehicle, and performs various image processing on the image captured by the
カメラ1は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型素子を撮像素子として備え、車両周辺の領域の画像を撮像して電気信号に変換し、映像信号として画像処理装置2に出力する。なお、本実施形態では、図2に示すように、カメラ1が車両100の後部に取り付けられて、車両100後部の領域の画像を撮像するものとして説明するが、カメラ1の取り付け位置は、画像として表示することが望まれる車両周辺領域の位置に合わせて任意に設定すればよく、また、複数の領域に合わせて複数台のカメラ1を設置するようにしてもよい。
The
図3は、カメラ1により撮像されて表示装置3に表示される車両後部の領域の画像の一例を示す図である。本実施形態の運転支援装置において、カメラ1は、図3に示すように、車両の一部(本例では、車両後部の一部)が撮像された車両領域R1と、車両の周辺部(車両後方の外部領域)が撮像された周辺領域R2とを含む画像を撮像する。このように、車両領域R1と周辺領域R2とを含む画像をカメラ1で撮像して、表示装置3に表示させることによって、運転者は、周辺領域R2内に存在する物体が車両に対してどのような位置関係にあるかを、画像に含まれる車両領域R1を目安として判断することができるので、運転操作を支援するための画像として非常に有効である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image of the rear region of the vehicle that is captured by the
画像処理装置2は、カメラ1で撮像されて映像信号として入力された車両後部の領域の画像に対して、車両領域R1と周辺領域R2との境界部分に境界線L(図3参照)を重畳して描画する処理を行ない、処理画像として表示装置3に出力するものであり、例えば、各種の電気・電子素子によって構成された映像処理回路や、半導体チップによって構成されたデジタル画像処理回路などによって構成されている。
The
特に、この画像処理装置2は、本発明に関わる部分として、図1に示すように、カメラ1から映像信号として入力された画像をフレーム毎に一時的に保持する入力フレームバッファ11と、入力フレームバッファ11に保持されたカメラ1の撮像画像についての色情報を測定する色情報測定部12と、色情報測定部12によって測定された色情報に基づいて、カメラ1の撮影画像における車両領域R1と周辺領域R2との境界を示す境界線の描画形態を決定する描画形態決定部13と、描画形態決定部13によって決定された描画形態に従ってカメラ1の撮像画像に境界線を重畳する描画重畳部14と、描画重畳部14によって境界線が描画された処理画像をフレーム毎に一時保持する出力フレームバッファ15とを有し、出力フレームバッファ15に保持された処理画像を表示装置3に出力する。
Particularly, as shown in FIG. 1, the
表示装置3は、例えば液晶表示パネルや有機ELパネルなどの表示パネルを備え、画像処理装置2から出力された処理画像を表示する。表示装置3は、車両の車室内において運転席に着座した運転者から視認可能な位置に配設される。なお、この表示装置3としては、車両用運転支援装置について専用のものを用いてもよいが、例えば車両にナビゲーション装置などが搭載されている場合には、このナビゲーション装置などが備える表示装置を利用し、運転者の操作などに応じて、必要な場合にこの表示装置に車両周囲の画像を表示するようにしてもよい。
The
以上のような車両用運転支援装置が搭載された車両の運転者は、表示装置3に表示された画像を参照しながら車両と車両周辺に存在する物体との距離や方向を把握する。このとき、車両領域R1と周辺領域R2との色が似ているような状況の下では、車両領域R1と周辺領域R2との境界を判別しにくくなり、結果的に車両と車両周辺に存在する物体との位置関係が把握しにくくなるといった事態が生じることが考えられる。また、カメラ1のピントおよび露光調整は、一般に周辺領域R2の撮像に最適化されているため、車両領域R1として撮像された車両の一部については、輪郭にぼけが生じやすく最適な露光状態で撮像されていない場合がある。このような事情も、結果的に車両と車両周辺の物体との位置関係を把握しにくくする要因となる。
A driver of a vehicle equipped with the vehicle driving support device as described above grasps the distance and direction between the vehicle and an object existing around the vehicle while referring to an image displayed on the
そこで、本実施形態の車両用運転支援装置においては、カメラ1によって撮像された撮像画像に対して画像処理装置2によって境界線Lを重畳して描画する際に、画像処理装置2がカメラ1の撮像画像に基づいて境界線Lの描画形態を決定し、決定された描画形態に従って境界線Lを重畳描画するようにしている。これにより、本実施形態の車両用運転支援装置では、どのような外部環境の下においても、カメラ1の撮像画像に応じて視認性が高い描画形態で境界線Lを描画することができ、結果として表示装置3に表示される画像における車両領域R1と周辺領域R2との境界の視認性を向上させることができる。
Therefore, in the vehicle driving support device of the present embodiment, when the
ここで、本実施形態の車両用運転支援装置における画像処理装置2で実行される画像処理の一例について、図4に示すフローチャートを参照しながら説明する。
Here, an example of image processing executed by the
車両用運転支援装置の動作が開始すると、カメラ1によって車両周辺領域(本実施形態においては車両後方領域)の画像が撮像されて、映像信号として画像処理装置2に入力される(ステップS1)。画像処理装置2は、カメラ1の撮像画像が映像信号として入力されると、この撮影画像をフレーム毎に入力フレームバッファ11に一時的に保持する。
When the operation of the vehicle driving support device starts, an image of the vehicle peripheral region (vehicle rear region in the present embodiment) is captured by the
次に、色情報測定部12が、入力フレームバッファ11に保持されたカメラ1の撮像画像についての色情報を測定する(ステップS2)。このとき、色情報測定部12は、図2に例示したような車両領域R1と周辺領域R2とについてそれぞれ色情報の測定を行い、各領域についてそれぞれ色情報Aと色情報Bとを得る。
Next, the color
なお、色情報A及び色情報Bの取得手法は任意であるが、例えば、入力フレームバッファ11に保持されるカメラ1の撮像画像が、各画素(ピクセル)毎に色データとして24ビットのR(赤),G(緑),B(青)値を有する画像形式である場合には、各領域R1,R2に含まれる全画素の色データの平均値を算出することにより、色情報A,Bを得ることができる。
The acquisition method of the color information A and the color information B is arbitrary. For example, the captured image of the
また、各領域R1,R2内で特徴的な画素を所定数だけ予め処理対象として抜き出し、抜き出した画素についての色データの平均値を算出することによって色情報A,Bを得るようにしてもよい。具体的には、例えば、各領域R1,R2について、予め縦4ピクセル横4ピクセルの16ピクセルを一単位として分割し、各単位について左上の点の色を各単位を代表する色情報とする。そして、各単位の色情報の平均を算出することで、各領域R1,R2についての色情報A,Bを得るとしてもよい。これにより、色情報測定部12によって処理する画素数が全ての画素を対象とする場合の1/16となるため、色情報測定部12の画像処理能力が比較的低い場合であっても、短時間で色情報A,Bを算出することができる。
In addition, a predetermined number of characteristic pixels in each of the regions R1 and R2 may be extracted in advance as a processing target, and color information A and B may be obtained by calculating an average value of color data for the extracted pixels. . Specifically, for example, for each of the regions R1 and R2, 16 pixels of 4 pixels in the vertical direction and 4 pixels in the horizontal direction are divided in advance as one unit, and the color of the upper left point for each unit is set as color information representing each unit. Then, the color information A and B for each of the regions R1 and R2 may be obtained by calculating the average of the color information for each unit. As a result, the number of pixels processed by the color
また、色情報測定部12における色情報の取得処理としては、例えば図5に示すように、描画する境界線Lの近傍に色情報の取得対象とする所定の領域R3を予め設定し、この領域R3内の画素についてのみ色情報の算出処理を施すとしてもよい。具体的には、図5に示すように、領域R3内において、車両領域R1と重なる部分を領域R1’とし、周辺領域R2と重なる部分を領域R2’とする。そして、各領域R1’,R2’内の画素のみについて色情報の平均を算出することで、それぞれ色情報A,Bを得る。
Further, as color information acquisition processing in the color
このように、色情報の算出処理を施す範囲を予め限定しておくことにより、色情報測定部12によって処理する画素数を低減することができるため、色情報測定部12の画像処理能力が比較的低い場合であっても短時間で色情報A,Bを算出することができる。また、境界線Lの近傍部分についての画素のみを色情報の算出対象とすることにより、境界線Lの描画形態をより効果的に決定することができ、境界線Lの視認性をより効果的に向上させることができる。
As described above, since the number of pixels to be processed by the color
次に、以上のようにして取得された車両領域R1と周辺領域R2とについての色情報A,Bに基づいて、描画形態決定部13は、境界線Lの描画形態を決定する。
Next, the drawing
ここで、色情報Aと色情報Bとの距離CLを以下に示す式1によって定義する。
Here, the distance CL between the color information A and the color information B is defined by
CL=|R1−R2|+|G1−G2|+|B1−B2| ・・・(式1)
なお、色情報測定部12によって測定された色情報A,Bは、それぞれ24ビットのRGBデータとして表現された色情報を有しているものとする。また、色情報AのR,G,B値をそれぞれR1,G1,B1とし、色情報BのR,G,B値をそれぞれR2,G2,B2とする。描画形態決定部13は、まず、上記の式1に基づいて、色情報Aと色情報Bとの差(距離)CLを算出する(ステップS3)。
CL = | R1-R2 | + | G1-G2 | + | B1-B2 | (Formula 1)
Note that the color information A and B measured by the color
次に、描画形態決定部13は、算出した色情報Aと色情報Bとの差CLに基づいて境界線Lの描画色を決定する(ステップS4)。このとき、境界線Lの描画色として、車両領域R1の代表色である色情報Aと、周辺領域R2の代表色である色情報Bとからともに離れた距離にある色を決定することにより、境界線Lの視認性を向上させることができるため、色情報Aと色情報Bとの双方から予め定めた基準距離以上の距離だけ離れた色を、境界線Lの描画色として決定する。
Next, the drawing
なお、境界線Lの描画色は、例えば上記の式1などに基づいて、カメラ1の撮像画像の各フレーム毎に動的に決定するとしてもよいが、予め数パターンの描画色を用意しておき、用意された描画色のうちから、色情報Aと色情報Bとから基準距離以上離れた色を選択的に決定するとしてもよい。これにより、境界線Lの描画色の決定に要する演算量を大幅に削減することができる。
The drawing color of the boundary line L may be dynamically determined for each frame of the captured image of the
また、本実施形態においては、境界線Lの描画色を決定するに際して色情報Aと色情報Bとの双方を利用しているが、車両領域R1の代表色である色情報Aと、周辺領域R2の代表色である色情報Bとのうち、いずれか一方のみに基づいて境界線Lの描画色を決定するようにしてもよい。また、色情報A,Bの双方を利用する場合においても、例えば、色情報A,Bのうちのどちらを優先して境界線Lの描画色を決定するかを予め決めておき、色情報Aと色情報Bとの双方に対して基準距離以上離れた色を選択することが不能な場合には、優先する色情報から基準距離だけ離れた色を選択するとしてもよい。 In this embodiment, both the color information A and the color information B are used when determining the drawing color of the boundary line L. However, the color information A that is the representative color of the vehicle area R1 and the peripheral area The drawing color of the boundary line L may be determined based on only one of the color information B that is the representative color of R2. Further, when both the color information A and B are used, for example, it is determined in advance which of the color information A and B is to be given priority and the drawing color of the boundary line L is determined. When it is impossible to select a color that is more than the reference distance with respect to both the color information B and the color information B, a color that is separated from the priority color information by the reference distance may be selected.
また、色情報A,B間の距離が離れている場合には、車両領域R1と周辺領域R2との視認性がもともと高い状態にあると推測されるため、境界線Lの描画色を殊更に目立たせる必要がないと考えられる。この場合には、色情報Aと色情報Bとの差に反比例するような数式に基づいて基準距離を算出し、算出された基準距離に基づいて境界線Lの描画色を決定するとしてもよい。この場合、色情報Aと色情報Bとの距離が大きく離れている場合には基準距離が小さくなり、色情報Aと色情報Bとの距離が接近している場合には基準距離を大きくとることで、画像処理装置2に入力される撮像画像に応じて、適切な描画色を決定することが可能となる。
When the distance between the color information A and B is far, it is presumed that the visibility of the vehicle area R1 and the peripheral area R2 is originally high. There is no need to make it stand out. In this case, the reference distance may be calculated based on an equation that is inversely proportional to the difference between the color information A and the color information B, and the drawing color of the boundary line L may be determined based on the calculated reference distance. . In this case, when the distance between the color information A and the color information B is large, the reference distance is small. When the distance between the color information A and the color information B is close, the reference distance is large. Thus, an appropriate drawing color can be determined according to the captured image input to the
さらに、本実施形態においては、境界線Lを必ず描画する場合を想定しているが、例えば、色情報A,B間の距離が十分に離れている場合には、描画形態決定部13によって境界線Lの描画を不要と判定し、境界線Lの描画をしないことを決定するとしてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, it is assumed that the boundary line L is always drawn. For example, when the distance between the color information A and B is sufficiently large, the drawing
以上のように境界線Lの描画色が決定されると、描画形態決定部13は、次に、色情報Aと色情報Bとの差CLに基づいて、境界線Lの描画濃度を決定する(ステップS5)。具体的には、色情報Aと色情報Bとの差CLが大きいほど濃度が低く、色情報Aと色情報Bとの差CLが小さいほど濃度が高くなるように、境界線Lの描画濃度を決定する。次に、描画形態決定部52は、色情報Aと色情報Bとの差CLに基づいて、境界線Lの描画太さを決定する(ステップS6)。具体的には、色情報Aと色情報Bとの差CLが大きいほど細い線、色情報Aと色情報Bとの差CLが小さいほど太い線となるように、境界線Lの描画太さを決定する。
When the drawing color of the boundary line L is determined as described above, the drawing
なお、ステップS5及びステップS6における処理においても、上述したステップS4における処理と同様に、車両領域R1の代表色である色情報Aと、周辺領域R2の代表色である色情報Bとのうち、いずれか一方のみに基づいて境界線Lの描画濃度や描画太さを決定するとしてもよい。 In the processing in step S5 and step S6, as in the processing in step S4 described above, among the color information A that is the representative color of the vehicle region R1 and the color information B that is the representative color of the peripheral region R2, The drawing density and drawing thickness of the boundary line L may be determined based on only one of them.
以上のようにして描画形態決定部13により境界線Lの描画形態が決定されると、次に、描画重畳部14が、描画形態決定部13によって決定された描画形態に従って、カメラ1の撮像画像における車両領域R1と周辺領域R2との境界部分に、境界線Lを重畳して描画する(ステップS7)。なお、このステップS7における描画処理は、画像処理の分野で一般的な技術を利用することができるため、ここでの詳細な説明は割愛する。なお、描画形態決定部13によって、境界線Lを描画しないと判断された場合には、ステップS5からステップS7までの処理は省略される。
When the drawing form of the boundary line L is determined by the drawing
描画重畳部14によって境界線Lが描画された処理画像は、出力フレームバッファ15に送られて、フレーム毎に出力フレームバッファ15に一時的に保持される。そして、この出力フレームバッファ15に一時保持された処理画像が表示装置3に出力されることにより(ステップS8)、表示装置3に図2に例示したような画像が表示される。
The processed image in which the boundary line L is drawn by the
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の車両用運転支援装置では、カメラ1によって撮像された撮像画像に基づいて、当該撮影画像における車両領域R1と周辺領域R2との境界部分に重畳して描画する境界線Lの描画形態を決定するようにしているので、車両の外部環境に応じて変化する車両自体の撮像色や車両周辺領域の撮像色に応じて最適な描画形態で境界線Lを描画することができる。したがって、本実施形態の車両用運転支援装置によれば、どのような外部環境の下においても、車両領域R1と周辺領域R2との境界部分に視認性が良好な境界線Lを重畳した車両周囲の画像を表示装置3に表示させることができ、運転者による運転操作を適切に支援することができる。
As described above in detail with reference to specific examples, in the vehicle driving support device of the present embodiment, based on the captured image captured by the
なお、以上で説明した実施形態においては、境界線Lの描画形態として、描画色、描画濃度、描画太さをそれぞれ決定し、決定された描画色、描画濃度、描画太さに基づいて境界線Lを描画しているが、描画色、描画濃度、描画太さのうちの少なくともひとつを色情報A,Bに基づいて動的に決定し、残りは予め設定された規定値を用いて境界線Lを描画するとしてもよい。また、描画形態としては、描画色、描画濃度、或いは描画太さに限定されるものではなく、例えば、境界線Lをアニメーション表示させる場合などにおいては、アニメーションの形態や、点滅表示の早さなどを描画形態として撮像画像に基づいて決定するとしてもよい。 In the embodiment described above, the drawing color, drawing density, and drawing thickness are determined as the drawing form of the boundary line L, respectively, and the boundary line is determined based on the determined drawing color, drawing density, and drawing thickness. L is drawn, but at least one of drawing color, drawing density, and drawing thickness is dynamically determined based on the color information A and B, and the rest is a boundary line using a predetermined value set in advance. L may be drawn. Further, the drawing form is not limited to the drawing color, drawing density, or drawing thickness. For example, when the boundary line L is displayed as an animation, the animation form, the speed of blinking display, etc. May be determined based on the captured image as a drawing form.
1 カメラ
2 画像処理装置
3 表示装置
11 入力フレームバッファ
12 色情報測定部
13 描画形態決定部
14 描画重畳部
15 出力フレームバッファ
100 車両
R1 車両領域
R2 周辺領域
L 境界線
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記車両の一部が撮像された車両領域と前記車両の周辺部が撮像された周辺領域とを含む画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像に対して前記車両領域と前記周辺領域との境界を示す境界線を重畳して描画し、処理画像を出力する画像処理手段と、
前記画像処理手段から出力された前記処理画像を表示する表示手段とを備え、
前記画像処理手段は、前記撮像手段で撮像された画像に基づいて、前記境界線の描画形態を決定することを特徴とする車両用運転支援装置。 In a vehicle driving assistance device that displays an image around a vehicle and assists the driving operation of the driver,
Imaging means for imaging an image including a vehicle area in which a part of the vehicle is imaged and a peripheral area in which a peripheral portion of the vehicle is imaged;
Image processing means for superimposing and drawing a boundary line indicating a boundary between the vehicle area and the peripheral area on the image captured by the imaging means, and outputting a processed image;
Display means for displaying the processed image output from the image processing means,
The vehicle processing support apparatus, wherein the image processing unit determines a drawing form of the boundary line based on an image captured by the imaging unit.
前記車両の一部が撮像された車両領域と前記車両の周辺部が撮像された周辺領域とを含む画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップで撮像した画像に基づいて、前記車両領域と前記周辺領域との境界を示す境界線の描画形態を決定する描画形態決定ステップと、
前記画像撮像ステップで撮像した画像に対して、前記描画形態決定ステップで決定した描画形態で前記境界線を重畳して描画する描画ステップと、
前記描画ステップで境界線が描画された画像を表示する表示ステップとを有することを特徴とする運転支援方法。 In a driving support method for supporting a driver's driving operation by displaying an image around the vehicle,
An imaging step of capturing an image including a vehicle region in which a part of the vehicle is imaged and a peripheral region in which a peripheral portion of the vehicle is imaged;
A drawing form determining step for determining a drawing form of a boundary line indicating a boundary between the vehicle area and the peripheral area based on the image captured in the imaging step;
A drawing step of superimposing and drawing the boundary line in the drawing mode determined in the drawing mode determining step on the image captured in the image capturing step;
And a display step for displaying the image in which the boundary line is drawn in the drawing step.
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