JP2007235532A

JP2007235532A - 車両用監視装置

Info

Publication number: JP2007235532A
Application number: JP2006054615A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yamaguchi; 晶広山口
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】車両が振動していても、振れの少ない車両後方の映像を液晶表示装置に表示できる車両用監視装置を提供する。
【解決手段】車両に装備され、車両から外部の被写体を撮影する撮影装置と、車両に備えられた振れ検出装置と、車両の運転席から視認できる位置に配置された液晶表示部と、振れ検出装置の検出結果に基づいて、撮影装置の撮影した画像を画像処理する振れ補正装置とを有し、振れ補正装置により振れ補正された画像を液晶表示部に表示するものとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される車両用監視装置に関し、特にビデオカメラで監視する監視装置に関する。

従来の車両用監視装置として、例えば、車両の後方を撮影する少なくとも１つの後方撮影用ビデオカメラと、車両の後方を運転者が監視するルームミラーと、このルームミラーの近傍に取付けられてビデオカメラが撮影した映像が鏡像として表示される表示装置とで構成した車両用監視装置がある（例えば、特許文献１参照）。この車両用監視装置によれば、運転者はルームミラーを見るときに、このルームミラーの近傍に取付けられた表示装置に表示される後方の映像を見ることができる。
特開２００２−２２５６２９号公報

しかし、特許文献１の車両用監視装置によれば、運転者がルームミラーにより車両後方の映像を見る場合に、車両の振動により車両後方の表示映像が振動してしまい、十分な安全確認ができない場合がある。また、運転者がこのような振動する表示映像を見続けた場合、車酔いに似た状態になってしまう可能性があり、危険でもある。

本発明の目的は、車両が振動していても、振れの少ない車両後方の映像を液晶表示装置に表示できる車両用監視装置を提供することにある。

本発明の一態様によれば、車両に装備され、前記車両から外部の被写体を撮影する撮影装置と、前記車両に備えられた振れ検出装置と、前記車両の運転席から視認できる位置に配置された液晶表示部と、前記振れ検出装置の検出結果に基づいて、前記撮影装置の撮影した前記画像を画像処理する振れ補正装置と、を有し、前記振れ補正装置により振れ補正された前記画像を前記液晶表示部に表示することを特徴とする車両用監視装置を提供する。

また、本発明の一態様によれば、車両に装備され、前記車両から外部の被写体を撮影する撮影装置と、前記車両に備えられた第1の振れ検出装置と、前記車両の運転席に備えられた第２の振れ検出装置と、前記車両の運転席から視認できる位置に配置された液晶表示部を有するルームミラーと、前記ルームミラーに備えられた第３の振れ検出装置と、前記第1乃至第3の振れ検出装置の検出結果に基づいて、前記撮影装置の撮影した前記画像を画像処理する振れ補正装置と、を有し、前記振れ補正装置により振れ補正された前記画像を前記液晶表示部に表示することを特徴とする車両用監視装置を提供する。

本発明の実施の態様によれば、車両が振動していても、振れの少ない車両後方の映像を液晶表示装置に表示できる車両用監視装置を提供することが可能となる。

（本発明の第１の実施の形態）

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用監視装置が装備された自動車等の車両１を示し、具体的には、車両から外部の被写体を撮影する撮影装置であるビデオカメラ１０、振れ検出装置２０、ルームミラー２が車両１のどこへ装備されるかの位置関係を示す図である。尚、ビデオカメラ１０が撮影する外部の被写体は、道路、後方車両等である。

撮影装置は、ビデオカメラ１０を使用し、撮像素子、レンズ、カメラ回路部等から構成される。本実施の形態では、レンズとしては固定焦点のレンズが使用され、後方車両までの車間距離をＬとして振れ補正処理するので、予めこのレンズのフォーカス調整が距離Ｌで設定されている。尚、車間距離Ｌは、ビデオカメラ１０と後方車両との高さに違いがある場合には、若干の誤差を含むものとなるが、後方車両が近接していないことを前提として、実用上問題は生じない。

振れ検出装置２０は、車両１に取り付けられており、好ましくは、ビデオカメラ１０の近傍に取り付けられている。すなわち、振れ検出装置２０は、ビデオカメラ１０に直接取り付けられていてもよく、ビデオカメラ１０に近接した位置に取り付けられていてもよい。

図２は、運転席３から見たルームミラー２を示す。ルームミラー２は、車両１の運転席３から容易に視認できる位置に装備される。ルームミラー２は、従来のように車内及び車外の景色を反射ミラーで写すだけではなく、ルームミラー２の全部に液晶表示部２ａを有するもの（ａ）であってもよく、また、ミラー部２ｂと共にルームミラー２を構成するものであってもよい（ｂ）。ここで、液晶表示部２ａの幅をＷ、高さをＨとする。尚、液晶表示部２ａは、必ずしもルームミラー２に備えられたものである必要はなく、例えば、カーナビゲーション装置の表示部を使用してもよい。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係る振れ補正のブロック図を示すものである。振れ補正装置３０は、搭載される位置が図１で示されていないが、ビデオカメラ１０の近傍でもよく、その他の車両のどの場所に取り付けられていてもよい。

ビデオカメラ１０は、撮像素子としてＣＣＤを備え、このＣＣＤの受光面には多数のフォトセンサ（受光素子）が平面的に所定の画素数だけ配列され、レンズを介してこの受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。ここで、ＣＣＤのＸ方向（水平方向）の画素ピッチをＰｘ、Ｙ方向（垂直方向）の画素ピッチをＰｙとする。この信号電荷は、所定のクロックに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。尚、ＣＭＯＳ型イメージセンサ等の他の撮像素子を使用してもよい。

また、ビデオカメラ１０は、白黒カメラでもカラーカメラでもよいが、本実施の形態ではカラーカメラを使用する。

ビデオカメラ１０から読み出された画像信号１０１は、アナログ処理部３１に送られ、このアナログ処理部３１で各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールドされるとともに増幅される。アナログ処理部３１から出力されたアナログのＲ、Ｇ、Ｂ信号は、Ａ／Ｄ変換部３２でデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換されたのち、入出力コントローラ３３を介してメモリ３４に取り込まれる。

尚、ビデオカメラ１０から読み出された画像信号１０１は、各種の画像処理、すなわち、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、等のデジタル画像信号処理を施された後に、メモリ３４に取り込まれてもよい。

図４は、道路６０を走行する車両１から、車間距離Ｌの後続の後方車両５０を、ビデオカメラ１０から撮影した場合の走行等に伴う振動によるビデオカメラ１０の振れ方向及び触れ幅を示す図である。（ａ）で示すように、車両１の下方向への平行振れをＹとし、後方車両５０へ向って下方へ振れる回転振れをθ［ｒａｄ］とする。また、（ｂ）で示すように、車両１の右方向への平行振れをＸとし、後方車両５０へ向って右方向へ振れる回転振れをφ［ｒａｄ］とする。

振れ検出装置２０は、Ｘ方向の加速度センサ２０ａ、Ｙ方向の加速度センサ２０ｂ、及びθ方向の角速度センサ２０ｃ、φ方向の角速度センサ２０ｄから構成される。加速度センサ２０ａ、２０ｂは、静電容量型、圧電型等、加速度センサ２０ｃ、２０ｄは、コリオリの力を応用したジャイロ型が使用できる。
（本発明の第１の実施の形態の作用）

振れ補正処理は、ビデオカメラ１０で撮影した１画像、すなわちメモリ３４に記録された１フィールドの画像から、振れ量の算出値に基づいて、それと逆の値だけ画面の切り出し位置を変えることにより行なう。

図５は、ビデオカメラ１０で撮影した１フィールドの原画像から、振れ検出装置２０の検出結果に基づいて、画面の切り出し位置を変えることにより振れ補正処理を行なうことを説明するための図である。

図５（ａ）は、ビデオカメラ１０で撮影した１フィールドの原画像Ａ_０、（ｂ）は、振れが生じてない場合の切り出された画像Ａ_１、（ｃ）は、振れが生じている場合の切り出される画像Ａ_２を示している。切り出される画像Ａ_１及びＡ_２は、振れにより補正される切り出し位置のマージンを見込んで、原画像Ａ_０よりも小さく設定されている。

ここで、図４（ａ）で示したように、加速度センサ２０ｂ及び角速度センサ２０ｃの検出値を積分することにより、上下方向の振れ量Ｙ、及び振れ角θが求まるので、ビデオカメラ１０のＣＣＤ上では、各々、Ｙ／Ｐｙ画素、Ｌ・θ／Ｐｙ画素だけ逆方向にずらした画像を切り出すことで、車両の上下方向の振れを補正できる。

同様に、図４（ｂ）で示したように、加速度センサ２０ａ及び角速度センサ２０ｄの検出値を積分することにより、左右方向の振れ量Ｘ、及び振れ角φが求まるので、ビデオカメラ１０のＣＣＤ上では、各々、Ｘ／Ｐｘ画素、Ｌ・φ／Ｐｘ画素だけ逆方向にずらした画像を切り出すことで、車両の上下方向の振れを補正できる。

従って、メモリ３４に記録された原画像Ａ_０を、入出力コントローラにより読み出すときに、Δｘ＝Ｘ／Ｐｘ＋Ｌ・φ／Ｐｘ、Δｙ＝Ｙ／Ｐｙ＋Ｌ・θ／Ｐｙだけの画素数（上記演算値の整数値）を逆方向にずらして読み出すことで、振れ補正された画像が抽出できる。

次に、ビデオカメラ１０で撮像され振れ補正が施された画像を液晶表示部２ａに左右反転した画像として表示させるために、画像反転処理部４０を介して液晶表示部２ａに画像表示する。運転者がみるルームミラー２上の液晶表示部２ａに表示される後方車両の画像を鏡像とするためである。画像反転処理部４０は、左右方向の画素情報を順序を逆にして液晶表示部２ａに転送することで左右反転した画像とすることができる。

上記のように、ビデオカメラ１０で撮像され画像処理が施された振れ補正後の画像を液晶表示部２ａに順次表示することで、運転者は、ルームミラー２上で後方の映像をリアルタイムで動画として見ることができる。
（第１の実施の形態の効果）

第１の実施の形態によれば、ビデオカメラ１０の近傍に配置した振れ検出装置により、ルームミラーに備えられた液晶表示装置に表示される映像を、車両の振動によらず振れの少ない映像とすることができる。これにより、運転者は、後方の映像を、ルームミラー上の液晶画面で明確に確認でき、安全性が向上する。また、振動の少ない画像を見ることができるので、違和感のない後方確認ができ、車酔い等の防止にもなる。
（本発明の第２の実施の形態）

図６は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用監視装置が装備された自動車等の車両１を示し、具体的には、撮影装置であるビデオカメラ１０、第1の振れ検出装置２１、第２の振れ検出装置２２、第３の振れ検出装置２３、及び、ルームミラー２が車両１のどこへ装備されるかの位置関係を示す図である。

撮影装置であるビデオカメラ１０、及び、ルームミラー２は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

第１の振れ検出装置２１は、第１の実施の形態と同様、車両１に取り付けられており、好ましくは、ビデオカメラ１０の近傍に取り付けられている。すなわち、第1の振れ検出装置２１は、ビデオカメラ１０に直接取り付けられていてもよく、ビデオカメラ１０に近接した位置に取り付けられていてもよい。

第２の振れ検出装置２２は、ルームミラー２の振動を検出できる位置に配置されており、ルームミラー２の裏面に装着されるのが好ましい。また、第３の振れ検出装置２３は、運転者の受ける振動を検出できるものが望ましく、それと等価な検出ができるように、運転席３の振動を検出できる位置に配置されているが、取付けの容易性から運転席３の下部、あるいは、運転者の視点に近い運転席３のヘッドレスト部３ａに装着されるのが好ましい。

図７は、本発明の第２の実施の形態に係る振れ補正のブロック図を示すものである。振れ補正装置３０は、搭載される位置が図６で示されていないが、ビデオカメラ１０の近傍でもよく、その他の車両のどの場所に取り付けられていてもよい。

ビデオカメラ１０は、撮像素子としてＣＣＤを備え、このＣＣＤの受光面には多数のフォトセンサ（受光素子）が平面的に所定の画素数だけ配列され、レンズを介してこの受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。ここで、ＣＣＤのＸ方向（水平方向）の画素ピッチをＰｘ、Ｙ方向（垂直方向）の画素ピッチをＰｙとする。また、Ｘ方向の全画素数をＧｘ、Ｙ方向の全画素数をＧｙとする。この信号電荷は、所定のクロックに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。尚、ＣＭＯＳ型イメージセンサ等の他の撮像素子を使用してもよい。

第１の実施の形態と同様に、図４を参照して、車両１の下方向への平行振れをＹとし、後方車両５０へ向って下方へ振れる回転振れをθ［ｒａｄ］とする。また、（ｂ）で示すように、車両１の右方向への平行振れをＸとし、後方車両５０へ向って右方向へ振れる回転振れをφ［ｒａｄ］とする。

第１の振れ検出装置２１は、第１の実施の形態における振れ検出装置２０と同様の構成であり、Ｘ方向の加速度センサ２１ａ、Ｙ方向の加速度センサ２１ｂ、及びθ方向の角速度センサ２１ｃ、φ方向の角速度センサ２１ｄから構成される。

第２の振れ検出装置２２は、Ｘ方向の加速度センサ２２ａ、及び、Ｙ方向の加速度センサ２２ｂから構成される。

第３の振れ検出装置２３は、Ｘ方向の加速度センサ２３ａ、及び、Ｙ方向の加速度センサ２３ｂから構成される。
（本発明の第２の実施の形態の作用）

振れ補正処理は、ビデオカメラ１０で撮影した１画像、すなわちメモリ３４に記録された１フィールドの画像から、第１の振れ検出装置２１に基づいて得られるビデオカメラ１０の振れ量の算出値、及び、第２の振れ検出装置２２と第３の振れ検出装置２３との振れの相対的差分に基づいて、それと逆の値だけ画面の切り出し位置を変えることにより行なう。

図５を参照して、第１の実施の形態と同様に、第１の振れ検出装置２１に基づいて振れ量Ｘ１、Ｙ１、及び、振れ角θ１、φ１が得られ、ＣＣＤ上での画素ずれ量に換算すると、各々、Δｘ１＝Ｘ１／Ｐｘ＋Ｌ・φ１／Ｐｘ画素、Δｙ１＝Ｙ１／Ｐｙ＋Ｌ・θ１／Ｐｙ画素となる。

また、第２の振れ検出装置２２と第３の振れ検出装置２３の、各々の振れ量Ｘ２、Ｙ２、及び、Ｘ３、Ｙ３を、差分抽出処理回路３５へ入力し、第２の振れ検出装置２２及び第３の振れ検出装置２３から液晶表示部２ａ上での相対振れ差分を求めると、Δｘ２３＝Ｘ２−Ｘ３、Δｙ２３＝Ｙ２−Ｙ３である。

この相対振れ差分Δｘ２３、Δｙ２３を、液晶表示部２ａの幅W及び高さHから、ＣＣＤ上での画素数に換算すると、各々、Ｇｘ・Δｘ２３／Ｗ、Ｇｙ・Δｙ２３／Ｈとなる。

従って、メモリ３４に記録された原画像Ａ_０を、入出力コントローラにより読み出すときに、Δｘ１＋Ｇｘ・Δｘ２３／Ｗ、Δｙ１＋Ｇｙ・Δｙ２３／Ｈだけの画素数（上記演算値の整数値）を逆方向にずらして読み出すことで、振れ補正された画像が抽出できる。尚、Δｘ２３、Δｙ２３の符号が、Ｘ１、Ｙ１と同一となるよう、振れ方向を設定しておく。

上記のように、ビデオカメラ１０で撮像され画像処理が施された振れ補正後の画像を液晶表示部２ａに順次表示することで、運転者は、ルームミラー２上で後方の映像をリアルタイムで動画として見ることができる。
（第２の実施の形態の効果）

第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、ルームミラー２及び運転席３の振動を検出して、第１〜３の振れ検出装置による振れ量を基に振れ補正を行なうので、ルームミラーに備えられた液晶表示装置に表示される映像を、車両の振動によらず、さらに振れの少ない映像とすることができる。
（本発明の第３の実施の形態）

本発明の第３の実施の形態は、第１及び第２の実施の形態において、ビデオカメラ１０がオートフォーカス装置を有して構成されている場合である。ビデオカメラ１０が後方車両５０に自動的にフォーカス合わせを行い、合焦時のビデオカメラ１０から後方車両５０までの車間距離をＬｆとする。ビデオカメラ１０のオートフォーカス機能は、赤外線による三角測量方式、レーザドップラ方式等の公知の方法により構成可能である。

上記の合焦時の車間距離Ｌｆを、第１及び第２の実施の形態における車間距離Ｌの替わりに使用することで、画像をずらして切り出すための画素数の計算結果が高精度になる。

従って、第３の実施の形態によれば、第１及び第２の実施の形態の効果に加え、液晶表示装置に表示される映像を、さらに振れの少ない映像とすることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る車両用監視装置が装備された自動車等の車両１を示し、具体的には、車両から外部の被写体を撮影する撮影装置であるビデオカメラ１０、振れ検出装置２０、ルームミラー２が車両１のどこへ装備されるかの位置関係を示す図である。運転席３から見たルームミラー２を示す。本発明の第１の実施の形態に係る振れ補正のブロック図を示すものである。道路６０を走行する車両１から、車間距離Ｌの後続の後方車両５０を、ビデオカメラ１０から撮影した場合の走行等に伴う振動によるビデオカメラ１０の振れ方向及び触れ幅を示す図である。ビデオカメラ１０で撮影した１フィールドの原画像から、振れ検出装置２０の検出結果に基づいて、画面の切り出し位置を変えることにより振れ補正処理を行なうことを説明するための図である。本発明の第２の実施の形態に係る車両用監視装置が装備された自動車等の車両１を示し、具体的には、撮影装置であるビデオカメラ１０、第1の振れ検出装置２１、第２の振れ検出装置２２、第３の振れ検出装置２３、及び、ルームミラー２が車両１のどこへ装備されるかの位置関係を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る振れ補正のブロック図を示すものである。

符号の説明

１車両
２ルームミラー
２ａ液晶表示部
２ｂミラー部
３運転席
３ａヘッドレスト部
１０ビデオカメラ
２０振れ検出装置
２１第1の振れ検出装置
２２第２の振れ検出装置
２３第３の振れ検出装置
３０振れ補正装置
３１アナログ処理部
３２Ａ／Ｄ変換部
３３入出力コントローラ
３４メモリ
４０画像反転処理部
５０後方車両
６０道路
１０１画像信号

Claims

車両に装備され、前記車両から外部の被写体を撮影する撮影装置と、
前記車両に備えられた振れ検出装置と、
前記車両の運転席から視認できる位置に配置された液晶表示部と、
前記振れ検出装置の検出結果に基づいて、前記撮影装置の撮影した前記画像を画像処理する振れ補正装置と、を有し、
前記振れ補正装置により振れ補正された前記画像を前記液晶表示部に表示することを特徴とする車両用監視装置。
前記液晶表示部は、前記車両に装備されたルームミラーに備えられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用監視装置。
前記振れ補正装置は、前記振れ検出装置の検出結果に基づいて、前記撮影装置の撮影した前記画像の一部を切り出して前記液晶表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載の車両用監視装置。
車両に装備され、前記車両から外部の被写体を撮影する撮影装置と、
前記車両に備えられた第１の振れ検出装置と、
前記車両の運転席に備えられた第２の振れ検出装置と、
前記車両の運転席から視認できる位置に配置された液晶表示部を有するルームミラーと、
前記ルームミラーに備えられた第３の振れ検出装置と、
前記第１乃至第３の振れ検出装置の検出結果に基づいて、前記撮影装置の撮影した前記画像を画像処理する振れ補正装置と、を有し、
前記振れ補正装置により振れ補正された前記画像を前記液晶表示部に表示することを特徴とする車両用監視装置。
前記振れ補正装置は、前記第１乃至第３の振れ検出装置の検出結果に基づいて、前記撮影装置の撮影した前記画像の一部を切り出して前記液晶表示部に表示することにより画像処理することを特徴とする請求項４に記載の車両用監視装置。
前記撮影装置は、前記車両の少なくとも後方の被写体を撮影するビデオカメラであることを特徴とする請求項１又は４に記載の車両用監視装置。
前記振れ検出装置は、加速度センサ又は角速度センサであることを特徴とする請求項１又は４に記載の車両用監視装置。
前記ビデオカメラは、オートフォーカス装置を有し、
前記振れ補正装置は、前記オートフォーカス装置の検出した距離情報に基づいて振れ補正の画像処理をすることを特徴とする請求項１又は４に記載の車両用監視装置。