JP2008059159A - Driving support device and driving support method for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置で撮像された撮像画像を画像変換処理することで仮想視点から撮像した撮像画像を生成して表示し、運転者の視界を補助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 for assisting a driver's field of view by generating and displaying a captured image captured from a virtual viewpoint by performing image conversion processing on a captured image captured by an imaging device. .
車両に搭載されたカメラ装置により運転者から死角となる車両周囲状況を撮像して車両内モニタに表示させて運転者の視界を補助し、運転支援を行うことができるビューモニタシステムが考案、実施されている。このようなビューモニタシステムにおいて、車両に搭載された複数のカメラ装置で撮像された撮像画像を画像処理することで、任意の視点から撮像された画像を生成し、運転者にとって死角となる領域の認識をさらに高めることができる手法が考案されている。 A view monitor system has been devised and implemented that can assist the driver's field of view by capturing the situation around the vehicle, which is a blind spot from the driver, and displaying it on the in-vehicle monitor with the camera device mounted on the vehicle. Has been. In such a view monitor system, an image picked up by a plurality of camera devices mounted on a vehicle is processed to generate an image picked up from an arbitrary viewpoint, and a blind spot for a driver is generated. Techniques that can further increase awareness have been devised.
特に、車両の所定の位置に設置されたカメラ装置にて撮像した画像に画像変換処理を施すことで、対象物を高所から見下ろすように仮想的に配置された仮想カメラによってあたかも撮像されたかのような俯瞰画像を生成して運転者に提示する手法は、車両と障害物との関係を明確に運転者に示すことができるため非常に効果的である。 In particular, by performing an image conversion process on an image captured by a camera device installed at a predetermined position on the vehicle, it is as if the object was captured by a virtual camera that was virtually arranged to look down on the object from a high place. The technique of generating a simple bird's-eye view image and presenting it to the driver is very effective because the relationship between the vehicle and the obstacle can be clearly shown to the driver.
ところが、このように生成され表示される俯瞰画像は、画像処理による限界から、視認する運転者などにとって違和感のある画像として認識される場合がある。そこで、このような問題を解決するために、画像処理により俯瞰画像を生成するとともに俯瞰画像中の障害物画像に対してマスキング処理を施すことで歪みなどの違和感を除去し、運転者の視認性を向上させた手法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上述した特許文献1で開示されている手法では、障害物を画像処理によって検出するため、特徴点の抽出、エッジ検出といった様々な画像処理技術を駆使することになり、複雑な画像処理アルゴリズムの実行を要求されるため所望の画像を運転者に提示するまでに大幅な遅延を伴ってしまうといった問題がある。
However, in the method disclosed in
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、簡便な構成に基づく簡便な手法により、障害物となる物体を視覚的に確実に認識させることができる画像を遅延することなく提示することで、運転者の運転を支援することができる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。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and delays an image that can visually recognize an object that becomes an obstacle by a simple method based on a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a vehicle driving support device and a driving support method that can support the driving of the driver by presenting them without any problems.
本発明の車両用運転支援装置は、車両に搭載された撮像装置により車両周囲を撮像した画像を表示して、運転者の視界を補助する車両用運転支援装置であって、前記撮像装置の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲となる路面を基準とし、前記基準となる路面を通り越した位置を照射位置として照射光を照射する。そして、前記撮像装置によって撮像された撮像画像を画像変換処理することで、前記撮像装置とは異なる仮想視点から撮像した視点変換画像を生成し、生成された視点変換画像を表示することにより、上述の課題を解決する。 A vehicle driving support apparatus according to the present invention is a vehicle driving support apparatus that assists a driver's field of view by displaying an image of the surroundings of a vehicle by an imaging device mounted on the vehicle. Irradiation light is emitted with a road surface that is an imaging range in a state where no obstacle is present in the corner as a reference, and a position that passes the reference road surface is an irradiation position. Then, by performing image conversion processing on the captured image captured by the imaging device, a viewpoint conversion image captured from a virtual viewpoint different from that of the imaging device is generated, and the generated viewpoint conversion image is displayed. Solve the problem.
また、本発明の運転支援方法は、車両に搭載された撮像装置により車両周囲を撮像した画像を表示して、運転者の視界を補助する車両用運転支援装置の運転支援方法であって、前記撮像装置の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲となる路面を基準とし、前記基準となる路面を通り越した位置を照射位置として照射光を照射する。そして、前記撮像装置によって撮像された撮像画像を画像変換処理することで、前記撮像装置とは異なる仮想視点から撮像した視点変換画像を生成し、生成された視点変換画像を表示することにより、上述の課題を解決する。 Further, the driving support method of the present invention is a driving support method for a vehicle driving support device that displays an image of the surroundings of the vehicle by an imaging device mounted on the vehicle and assists the driver's field of view. Irradiation light is emitted with a position passing through the reference road surface as an irradiation position, with a road surface as an imaging range in a state where no obstacle is present within the angle of view of the imaging apparatus. Then, by performing image conversion processing on the captured image captured by the imaging device, a viewpoint conversion image captured from a virtual viewpoint different from that of the imaging device is generated, and the generated viewpoint conversion image is displayed. Solve the problem.
本発明によれば、簡便な構成に基づく簡便な手法により、障害物となる物体を視覚的に確実に認識させることができる画像を遅延することなく速やかに提示することで、運転者の運転を良好に支援することを可能とする。 According to the present invention, by a simple method based on a simple configuration, an image that can visually recognize an object that becomes an obstacle can be quickly presented without delay, thereby driving the driver. It is possible to support well.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[車両用運転支援装置1の構成]
まず、図1を用いて、本発明の実施の形態として示す車両用運転支援装置1について説明をする。図1に示すように、車両用運転支援装置1は、撮像装置11と、照射装置12と、画像処理装置13と、画像処理装置13にて所定の画像処理を施された画像を出力表示する画像表示装置14と、利用者からの画像提示などの要求を入力する入力装置15と、当該車両用運転支援装置1を統括的に制御する制御部16とを備える。この車両用運転支援装置1は、図2に示すような車両50に搭載され、例えば、撮像装置11で運転者から死角となる車両50の周囲領域を撮像し、撮像した画像を運転者に提示することで運転者の視界を補助し車両の運転を支援することができる。
[Configuration of Vehicle Driving Support Device 1]
First, a vehicle
図2に示すように、この車両用運転支援装置1は、実際のカメラ(以下、実カメラと呼ぶ。)である撮像装置11で撮像された画像に画像処理を施すことで、あたかも仮想カメラIMで撮像されたような俯瞰画像を生成することができる。
As shown in FIG. 2, the vehicle
図2における撮像装置11は、実カメラと仮想カメラIMとの関係を説明するために模式的に示したものであり、実際の大きさ、取り付け位置を示すものではない。実際には、撮像装置11は、非常に小型形状であり、車両50の車体からはみ出ることなく、車両50内に複数設置、又は車体などに組み込まれるようにして複数設置される。
The
図2では、仮想カメラIMの位置を俯瞰画像を取得することができるような位置に設定しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、任意の視点方向を仮想視点として、この仮想視点から撮像した画像を生成することができる。 In FIG. 2, the position of the virtual camera IM is set to a position where an overhead image can be acquired. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary viewpoint direction is set as a virtual viewpoint. An image captured from this virtual viewpoint can be generated.
撮像装置11は、要求される車両50の周囲環境を撮像するためのカメラ装置であり車両50に複数設置される。撮像装置11は、撮像素子として、例えば、小型で高画質の画像を撮像することができるCCD(Charge Coupled Devices)などを用いている。撮像装置11で撮像された画像は、電気信号として画像処理装置13に出力される。
The
撮像装置11の撮像方向は、車両50に近付いた場合に、接触したり進行を妨げてしまう障害物となる物体を事前に撮像することができるような方向に決められている。したがって、車両50の車高よりも高い領域ではなく、車高以下の領域を撮像することができるように撮像方向が決められている。したがって、図2に示す撮像装置11の画角内に上述したような障害物となる物体が何も存在しない場合、撮像装置11は、車両50の周囲の路面RSを撮像範囲F1として撮像することになる。
The imaging direction of the
照射装置12は、光源として、高輝度、低消費電力、高寿命である、例えば、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)などを備えており、車両50の所定の位置に固定的に設置される。図2に示すように、照射装置12は、車両50の車体の最下部に、車両の外側へ向けて照射光が照射されるように設置される。照射装置12は、例えば、図3に示すように、車両のドア部52の下方にある車体のサイドボディ側のフレーム部51に埋め込ませたり、フロントバンパ53、リアバンパ54などの下方に設けたり、車両50の周囲を囲むように設置される。
The
図2に示すように、照射装置12は、障害物となる物体が存在しない状態で、撮像装置11によって撮像される車両周囲の路面RSの撮像範囲F1を基準とし、この基準となる路面RSを撮像した撮像範囲F1の外側に位置する路面上の照射位置IRに対して照射光を照射するように設置される。したがって、照射装置12から照射される照射光は、撮像範囲F1を通り越した位置にある照射位置IRにめがけて照射されることになる。
As shown in FIG. 2, the
照射装置12から照射光を照射する照射位置IRは、撮像範囲F1に対して限りなく近付くことはあっても重なることがないようにする。つまり、撮像範囲F1の路面RSに対して照射光を照射しないようにする。
The irradiation position IR for irradiating the irradiation light from the
このように、照射装置12から照射する照射光の照射方向を規定すると、車両50へと近付き、撮像装置11の画角内に侵入してきた物体に対して照射装置12から照射された照射光を照射することができる。
As described above, when the irradiation direction of the irradiation light irradiated from the
これにより、車両50へと近付き、障害物となる可能性のある高さを有する物体に対して確実に照射光を照射することができるため、撮像装置11で撮像された画像において、物体の存在を背景の画像に較べて明確に際立たせることができる。したがって、画像表示装置14を介して表示される画像を視認した運転者に障害物となる物体の存在を確実に認識させることができる。
Thereby, since the object can approach the
続いて、図4、図5、図6を用いて、照射装置12の具体的な構成例について説明する。なお、以下において、車両50のサイドボディ側に照射装置12を設置する場合についてのみ説明をするが、図3に示したフロントバンパ53、リアバンパ54に照射装置12を設置する場合も全く同様の構成とすることができる。
Subsequently, a specific configuration example of the
図4(a)は、図3に示す車両50を矢印A方向から見た様子を示した図であり、図4(b)は、図4(a)に示すI−I線で切断した様子を示した図であり、図4(c)は、図4(a)に示すII−II線で切断した様子を示した図である。
FIG. 4A is a diagram showing a state in which the
図4(b)に示すように、照射装置12は、フレーム部51をくり抜くように形成した領域内に内蔵することで、車両50の車体の最下部に設置される。
As shown in FIG. 4B, the
図4(b),(c)に示すように照射装置12は、光の出射方向を鉛直上方となるようにフレーム部51内部に設置された光源である発光ダイオード31と、発光ダイオード31で発光された光を反射により集光するよう光学設計されたリフレクタ筐体32Aと、リフレクタ筐体32Aで反射された指向性の強い光を拡散して均一にする拡散板33と、照射装置12の内部を保護するとともに拡散板33で拡散された光を外部へと出射する透明部材34とを備えている。透明部材34としては、光学的に単に透過する部材だけでなく、レンズなどを採用するようにしてもよい。
As shown in FIGS. 4B and 4C, the
図5(a)は、図3に示す車両50を矢印A方向から見た様子を示した図であり、図5(b)は、図5(a)に示すI−I線で切断した様子を示した図であり、図5(c)は、図5(a)に示すII−II線で切断した様子を示した図である。
FIG. 5A is a diagram showing a state in which the
図5(b),(c)に示すように照射装置12は、光の出射方向を車両50のサイドボディを形成する面と略垂直となるようにフレーム部51内部に設置された光源である発光ダイオード31と、発光ダイオード31の出射方向を覆うように設置され、発光ダイオード31で発光された指向性の強い光を拡散して均一にする拡散レンズ35と、拡散レンズ35を介して出射された光の一部を反射して透明部材34へと導光するよう光学設計されたリフレクタ筐体32Bと、照射装置12の内部を保護するとともに拡散レンズ35を介して出射された光を外部へと出射する透明部材34とを備えている。透明部材34としては、光学的に単に透過する部材だけでなく、レンズなどを採用するようにしてもよい。
As shown in FIGS. 5B and 5C, the
図6(a)は、図3に示す車両50を矢印A方向から見た様子を示した図であり、図6(b)は、図6(a)に示すI−I線で切断した様子を示した図であり、図6(c)は、図6(a)に示すII−II線で切断した様子を示した図である。
FIG. 6A is a diagram showing a state in which the
図6(b),(c)に示すように照射装置12は、光の出射方向を鉛直上方となるようにフレーム部51内部に設置された光源である発光ダイオード31と、発光ダイオード31で発光された指向性の強い光を均一となるように拡散しながら導光するよう光学設計されたリフレクタ筐体32Cと、出射された光を外部へと出射する透明部材34とを備えている。透明部材34としては、光学的に単に透過する部材だけでなく、レンズなどを採用するようにしてもよい。
As shown in FIGS. 6B and 6C, the
図4、図5、図6に示した照射装置12の構成は、一例であって、本発明を限定するものではない。したがって、図2を用いて説明した照射光の照射位置IRの条件を満たす範囲で様々な光学的な構造を採用することができる。このとき、隣り合う発光ダイオード31同士の照度が均一となるような光学設計がなされることが望ましい。
The configuration of the
また、照射装置12を、車両50の車体のフレーム部51に直接内蔵させて設置することに替えて、フレーム部51に後付けされ泥や小石避けのプロテクタとして機能するサイドシルプロテクタや、同じくフレーム部51に後付けされるエアロパーツなどの装備品に内蔵させて、車両の車体の最下部に設置するようにしてもよい。
Further, instead of installing the
画像処理装置13は、撮像装置11で撮像された画像を用いて俯瞰画像といった視点変換された画像を生成するためのハードウェア論理を搭載している。このような機能を実現する画像処理装置13は、画像処理のコアとなるDSP(Digital Signal Processor)を搭載し、特定用途向け集積回路であるASIC(Application Specific Integrated Circuit )として設計したり、FPGA(Field Programmable Gate Array)にて実現することができる。画像処理装置13は、このような視点変換を実現する画像処理のみを実行するため、非常に高速な画像演算処理を実現することができる。
The
入力装置15は、車両用運転支援装置1の入力部であり、運転者からの画像提示などの要求や、各機能を利用する際のコマンドなどを入力することができる。入力装置15は、例えば、キーボード、画像表示装置14と組み合わせて使用されるタッチパネル、マウス、ポインティングデバイスなどの各種入力デバイスを用いることができる。また、入力装置15は、車両用運転支援装置1を遠隔操作するリモートコントローラなどであってもよい。
The
入力装置15のうち、画像処理装置13に対する処理要求である視点変換画像の提示要求を入力する入力機能を、変速装置(トランスミッション)のギアの組み合わせを変えるシフトレバーと連動させるようにしてもよい。視点変換された画像は、車両を駐停車させる場面、特に車両を後方走行させる際に要求されることが多いと推定できる。したがって、シフトレバーを“R(リバース)”の位置に切り替えたことに応じて、視点変換画像の提示要求が入力されるようにすることで、画像表示装置14から視点変換された画像を自動的に提示して、運転者の視界を補助することができる。
Of the
また、入力装置15は、車両用運転支援装置1に音声認識機能を設けた際には、音声入力装置であってもよく、音声入力により車両用運転支援装置1を操作することもできる。
The
画像表示装置14は、制御部16の制御に応じて、画像処理装置13で生成された視点変換画像を表示して運転者に提示する表示部である。画像表示装置14は、例えば、比較的インチサイズが小さく薄型の液晶ディスプレイなどであり、ユーザから視認し易い位置、主に運転者に視認し易い位置に設置される。また、画像表示装置14の表示パネルは、上述した入力装置15の機能を組み合わせたタッチパネルとなっていてもよい。
The
[車両用運転支援装置1の処理動作]
続いて、図7に示すフローチャートを用いて、車両用運転支援装置1の処理動作について説明をする。
[Processing Operation of Vehicle Driving Support Device 1]
Next, the processing operation of the vehicle driving
ステップS1において、制御部16は、運転者による入力装置15の操作により、視点変換画像の提示要求がなされたかどうかを判断する。制御部16は、視点変換画像の提示要求がなされた場合はステップS2へと処理を進める一方、提示要求がなされていない場合は、提示要求の入力待機状態となる。
In step S <b> 1, the
ステップS2において、制御部16は、照射装置12を制御して照射光の照射を開始する。
In step S <b> 2, the
ステップS3において、制御部16は、撮像装置11を制御して、撮像された画像を画像処理装置13に転送する。
In step S <b> 3, the
例えば、車両50と障害物Hzとが、図8に示すような位置関係にある場合に、ステップS1において視点変換画像の提示が要求されたとする。図8(a)は、車両50を上方から俯瞰した際に見ることができる障害物Hzとの位置関係示した図であり、図8(b)は、車両50を水平後方から視認した際に見ることができる障害物Hzとの位置関係を示した図である。
For example, when the
ステップS4において、画像処理装置13は、撮像装置11から転送された画像を用いて視点変換処理を実行し、視点を変換させた視点変換画像(例えば、俯瞰画像)を生成する。
In step S <b> 4, the
ステップS5において、制御部16は、画像処理装置13で生成された視点変換画像を画像表示装置14に転送する。
In step S <b> 5, the
ステップS6において、制御部16は、画像処理装置13で生成され転送された視点変換画像を画像表示装置14に表示させるよう表示制御する。
In step S <b> 6, the
例えば、車両50と障害物Hzとが、図8に示すような位置関係にあり、図9(a)に示すように撮像装置11の画角外に障害物Hzが存在しているとする。このとき、照射装置12からは、図9(a)に示すように撮像範囲F1の外側に位置する路面RS上の照射位置IRに照射光が照射されている。
For example, it is assumed that the
したがって、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13により視点変換された視点変換画像は、図9(b)に示すように画像表示装置14の表示画面14a上に表示される。図9(b)に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両50をあたかも真上に存在する仮想カメラIMで撮像したかのような画像となり、撮像装置11の画角外に存在する障害物Hzは映し出されていない。
Therefore, the viewpoint conversion image captured by the
また、車両50と障害物Hzとが、図8に示すような位置関係にあり、図10(a)に示すように撮像装置11の画角内に障害物Hzが存在しているとする。このとき、照射装置12からは、撮像範囲F1の外側に位置する路面RS上の照射位置IRに向けて照射光が照射されているため、図10(a)に示すように、撮像装置11の画角内に存在する障害物Hzに照射光が照射されることになる。
Further, it is assumed that the
したがって、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13により視点変換された視点変換画像は、図10(b)に示すように画像表示装置14の表示画面14a上に表示される。図10(b)に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両50をあたかも真上に存在する仮想カメラIMで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置11の画角内に存在し、照射装置12による照射光が照射された(照射領域RF)ことで、背景画像と区別された障害物Hzを明確に映し出している。
Therefore, the viewpoint conversion image captured by the
また、車両50と障害物Hzとが、図8に示すような位置関係にあり、図11(a)に示すように撮像装置11の画角内に、図10(a)の状態より、さらに車両50に近付くようにして障害物Hzが存在しているとする。この場合も、図11(a)に示すように、撮像装置11の画角内に存在する障害物Hzに、照射装置12から照射光が照射されることになる。
Further, the
したがって、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13により視点変換された視点変換画像は、図11(b)に示すように画像表示装置14の表示画面14a上に表示される。図11(b)に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両50をあたかも真上に存在する仮想カメラIMで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置11の画角内に存在し、照射装置12による照射光が照射された(照射領域RF)ことで、背景画像と区別された障害物Hzを明確に映し出している。
Therefore, the viewpoint conversion image captured by the
ところで、車両50と障害物Hzとが、上述した場合と同様に図8に示すような関係にあり、撮像装置11の画角外に障害物Hzが存在している場合に、図12(a)に示すように、照射装置12から照射される照射光が、撮像装置11の撮像範囲F1の内側に位置する路面RS上の照射位置IRxに向けて照射されたとする。
By the way, when the
このような場合、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13により視点変換された視点変換画像は、図12(b)に示すように、画像表示装置14の表示画面14a上に表示される。図12(b)に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両50をあたかも真上に存在する仮想カメラIMで撮像したかのような画像となる。
In such a case, the viewpoint conversion image captured by the
しかしながら、図12(b)に示すように、障害物Hzが、撮像装置11の画角内に存在していないにも拘わらず、照射装置12によって照射された照射光が撮像範囲F1上を照射していることから、照射光の照射されていない領域とで生じるコントラストにより、なんらかの障害物が存在しているかのような表示画像となってしまう。
However, as shown in FIG. 12B, the irradiation light irradiated by the
このような表示画像を視認した運転者は、車両50の周囲領域に障害物が存在していなのにも拘わらず障害物が存在していると認識し、無駄に回避行動をとってしまう可能性があるといった問題がある。
A driver who visually recognizes such a display image may recognize that an obstacle exists even though no obstacle exists in the surrounding area of the
つまり、撮像装置11の画角内に障害物が侵入した場合にのみ障害物に対して照射光を照射させるためには、図2を用いて説明したように、障害物となる物体が存在しない状態で、撮像装置11によって撮像される車両周囲の路面RSの撮像範囲F1を基準とし、この基準となる路面RSを撮像した撮像範囲F1の外側である、撮像範囲F1を通り越した路面上の照射位置IRに対して照射光を照射するように照射装置12を設置することが必要となる。
That is, in order to irradiate the obstacle with the irradiation light only when the obstacle enters the angle of view of the
再び、図7に示すフローチャートに戻り、車両用運転支援装置1の処理動作についての説明を続ける。
Returning again to the flowchart shown in FIG. 7, the description of the processing operation of the vehicle driving
ステップS7において、制御部16は、運転者によって入力装置15を介して視点変換画像の提示要求がまだなされているかどうかを判断する。制御部16は、視点変換画像の提示要求がなされている場合には、ステップS3へと処理を戻し、視点変換画像処理を継続して実行する。また、制御部16は、視点変換画像の提示要求が解除された場合は、ステップS8へと処理を進める。
In step S <b> 7, the
ステップS8において、制御部16は、照射装置12を制御して、照射光の照射を停止させる。
In step S8, the
このような処理を実行することで、車両用運転支援装置1は、車両50に搭載された撮像装置11で撮像された画像を視点変換した視点変換画像を画像表示装置14に表示させることができる。運転者は、画像表示装置14に表示される視点変換画像を視認することで、車両50の周囲領域の様子を認識することができる。このとき、撮像装置11の画角内に物体が存在すると、照射装置12によって照射された照射光が確実に物体に照射されるため、背景領域と明確に区別され、障害物となる物体の位置を明確に認識させることができる視点変換画像を画像表示装置14に表示させ提示することができる。
By executing such processing, the vehicle driving
[照射装置12の車体の高さ方向に対する設置位置]
図2を用いて説明したように、照射装置12は、車両50の車体の最下部に、車両50の外側へ向けて照射光が照射されるように設置される。
[Installation position of
As described with reference to FIG. 2, the
例えば、図13(a)に示すように、車両50の車体の高さ方向の中間位置に照射装置12を、車両50の外側へ向けて照射光が照射されるように設置した場合、車両50の車高と同程度の高さを有する障害物Hz1に対しては、撮像装置11の画角内に侵入したとしても照射光を照射することができるのに対し、照射装置12の設置位置よりも低い障害物Hz2に対しては、撮像装置11の画角内に侵入したとしても照射光を照射することができない。
For example, as shown in FIG. 13A, when the
これに対し、図13(b)に示すように、車両50の車体の最下部に、車両50の外側へ向けて照射光が照射されるように設置すると、障害物Hz1よりも低い障害物Hz2に対しても、照射装置12からの照射光を確実に照射することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 13 (b), when it is installed at the lowermost part of the
ところが、図13(b)に示すように、車両50の車体の最下部に設置した照射装置12の設置位置よりも低い障害物Hz3に対しては、照射光の照射角θによっては、撮像装置11の画角内に侵入した障害物Hz3に対して照射光を照射することができない場合がある。
However, as shown in FIG. 13B, for an obstacle Hz3 lower than the installation position of the
このような、非常に低い障害物Hz3に対して照射光を照射するためには、図13(b)からも分かるように、路面RSと照射光とのなす角αを小さくしてやればよい。車両50の車体よりも低い位置に照射装置12を設置すればするほど、この角αを小さくすることはできるが、撮像装置11の画角内において、障害物Hz3が車両50に近付けば近付くほど、照射光を照射することができなくなってしまう可能性が残ってしまう。
In order to irradiate such an extremely low obstacle Hz3 with irradiation light, the angle α formed by the road surface RS and the irradiation light may be reduced as can be seen from FIG. As the
そこで、図13(c)に示すように、光源から出射された光が到達距離に応じて拡散することを利用して、照射装置12の設置する位置を車両50の車体の最下部としながら、照射光を照射する方向を、例えば180度回転させるようにする。これにより、照射装置12から照射された照射光は、前輪、後輪の間の車体の下部に形成される空間を通過して、照射位置IRに到達する。つまり、このように照射装置12を設置することで、車両50の車幅分だけ照射光の照射位置IRまでの到達距離を稼ぐことができる。
Therefore, as shown in FIG. 13 (c), utilizing the fact that the light emitted from the light source is diffused according to the reach distance, the position where the
したがって、図13(c)に示すように、路面RSと照射光とのなす角βは、図13(b)に示す角αに対して、β<αとなり、撮像装置11の画角内において障害物Hz3が車両50に近付いたとしても照射光を照射し続けることができる。
Therefore, as shown in FIG. 13C, the angle β formed by the road surface RS and the irradiation light is β <α with respect to the angle α shown in FIG. Even if the obstacle Hz3 approaches the
[照射光の配光制御]
上述したように照射装置12の設置位置、照射光の照射方向を規定することで、撮像装置11の画角内へと侵入した様々な高さの障害物に確実に照射光を照射することができる。
[Light distribution control of irradiation light]
By defining the installation position of the
さらに、照射光の配光制御をすることで、様々な形状の障害物に対して、形状の特徴を把握することができるように照射光を照射することができる。図14、図15、図16に示す障害物Hz4は、フラットな形状ではなく、車両50に対向する面において形状変化した凸部Pを有している。
Furthermore, by controlling the light distribution of the irradiation light, it is possible to irradiate the obstacle light of various shapes so that the feature of the shape can be grasped. The obstacle Hz4 shown in FIGS. 14, 15, and 16 does not have a flat shape, but has a convex portion P whose shape has changed on the surface facing the
このような障害物Hz4に対して、図14、図15、図16に示すように、照射装置12から照射させる照射光の配光を上方の拡散度合いが大きくなるように配光制御した照射光を照射するようにすると、撮像装置11の画角内に障害物Hz4が侵入してきた比較的早い段階で、障害物Hz4の形状が変化したポイントである凸部Pに対して照射光を照射することができる。
As shown in FIGS. 14, 15, and 16 for such an obstacle Hz4, the light distribution of the light distribution irradiated from the
例えば、図14(a)に示すように撮像装置11の画角外に、障害物Hz4が存在しているとする。このとき、照射装置12からは、図14(a)に示すように撮像範囲F1の外側に位置する路面RS上の照射位置IRに照射光が照射されている。
For example, it is assumed that an obstacle Hz4 exists outside the angle of view of the
したがって、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13により視点変換された視点変換画像は、図14(b)に示すように画像表示装置14の表示画面14a上に表示される。図14(b)に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両50をあたかも真上に存在する仮想カメラIMで撮像したかのような画像となり、撮像装置11の画角外に存在する障害物Hz4は映し出されていない。
Therefore, the viewpoint conversion image captured by the
また、図15(a)に示すように撮像装置11の画角内に、障害物Hz4が存在しているとする。このとき、照射装置12からは、撮像範囲F1の外側に位置する路面RS上の照射位置IRに向けて照射光が照射されているため、図15(a)に示すように、撮像装置11の画角内に存在する障害物Hz4に照射光が照射されることになる。
Further, it is assumed that an obstacle Hz4 exists within the angle of view of the
したがって、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13により視点変換された視点変換画像は、図15(b)に示すように、画像表示装置14の表示画面14a上に表示される。図15(b)に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両50をあたかも真上に存在する仮想カメラIMで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置11の画角内に存在し、照射装置12による照射光が照射された(照射領域RF)ことで、背景画像と区別された障害物Hz4を明確に映し出している。
Therefore, the viewpoint conversion image captured by the
また、図16(a)に示すように撮像装置11の画角内に、図15(a)の状態より、さらに車両50に近付くようにして障害物Hz4が存在しているとする。この場合も、図16(a)に示すように、撮像装置11の画角内に存在する障害物Hz4に、照射装置12から照射光が照射されることになる。
Further, as shown in FIG. 16A, it is assumed that an obstacle Hz4 exists in the angle of view of the
したがって、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13により視点変換された視点変換画像は、図16(b)に示すように、画像表示装置14の表示画面14a上に表示される。図16(b)に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両50をあたかも真上に存在する仮想カメラIMで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置11の画角内に存在し、照射装置12による照射光が照射された(照射領域RF)ことで、背景画像と区別された障害物Hz4を明確に映し出している。
Therefore, the viewpoint conversion image captured by the
このとき、障害物Hz4の凸部Pも撮像装置11の画角内に侵入してきたため、凸部Pにも、照射装置12からの照射光が照射されることになる。したがって、図16(b)に示すように、照射装置12による照射光が照射された(照射領域RF)ことで、障害物Hz4における形状変化のポイントである車両50側に突き出た凸部Pを明確に映し出すことができる。
At this time, since the convex portion P of the obstacle Hz4 has also entered the angle of view of the
このように、照射装置12から照射される照射光の配光を上方の拡散度合いが大きくなるように配光制御、すなわち照射光の照射角θを極めて大きくすると、撮像装置11の画角内に侵入した障害物となる物体の車両50側に対向する面の形状を極めて早い段階で明確に認識させるような視点変換画像を運転者に提示することができる。
As described above, when the light distribution of the irradiation light emitted from the
また、逆に、照射装置12から照射される照射光の配光を拡散度合いが小さくなるように配光制御、すなわち照射光の照射角θを極めて小さくすると、撮像装置11の画角内への侵入した障害物となる物体が、車両50へと近付いているのか、遠ざかっているのかを照射された照射光の形状により把握することができる。
Conversely, if the light distribution of the irradiation light emitted from the
図17、図18、図19に示すように、照射装置12から照射させる照射光の配光を拡散度合いが小さくなるように配光制御する。
As shown in FIGS. 17, 18, and 19, the light distribution of the irradiation light irradiated from the
例えば、図17(a)に示すように撮像装置11の画角外に、障害物Hz5が存在しているとする。このとき、照射装置12からは、図17(a)に示すように撮像範囲F1の外側に位置する路面RS上の照射位置IRに照射光が照射されている。
For example, it is assumed that an obstacle Hz5 exists outside the angle of view of the
したがって、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13により視点変換された視点変換画像は、図17(b)に示すように、画像表示装置14の表示画面14a上に表示される。図17(b)に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両50をあたかも真上に存在する仮想カメラIMで撮像したかのような画像となり、撮像装置11の画角外に存在する障害物Hz5は映し出されていない。
Therefore, the viewpoint conversion image captured by the
また、図18(a)に示すように撮像装置11の画角内に、障害物Hz5が存在しているとする。このとき、照射装置12からは、撮像範囲F1の外側に位置する路面RS上の照射位置IRに向けて照射光が照射されているため、図18(a)に示すように、撮像装置11の画角内に存在する障害物Hz5に照射光が照射されることになる。
Further, as shown in FIG. 18A, it is assumed that an obstacle Hz5 exists within the angle of view of the
したがって、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13により視点変換された視点変換画像は、図18(b)に示すように、画像表示装置14の表示画面14a上に表示される。図18(b)に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両50をあたかも真上に存在する仮想カメラIMで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置11の画角内に存在し、照射装置12による照射光が照射された(照射領域RF)ことで、背景画像と区別された障害物Hz5を明確に映し出している。
Therefore, the viewpoint conversion image captured by the
また、図19(a)に示すように撮像装置11の画角内に、図18(a)の状態より、さらに車両50に近付くようにして障害物Hz5が存在しているとする。この場合も、図19(a)に示すように、撮像装置11の画角内に存在する障害物Hz5に、照射装置12から照射光が照射されることになる。上述したように照射装置12から照射される照射光は、照射光の拡散度合いが小さくなるように照射角θを極めて小さくしているため、図19(a)に示すように障害物Hz5が、車両50に近付いてきた場合、障害物Hz5の車両50と対向する面の一部領域にのみ照射光が照射されることになる。
Further, as shown in FIG. 19A, it is assumed that an obstacle Hz5 exists in the angle of view of the
したがって、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13により視点変換された視点変換画像は、図19(b)に示すように画像表示装置14の表示画面14a上に表示される。図19(b)に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両50をあたかも真上に存在する仮想カメラIMで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置11の画角内に存在し、照射装置12による照射光が照射された(照射領域RF)ことで、背景画像と区別された障害物Hz5を明確に映し出している。
Accordingly, the viewpoint conversion image captured by the
このとき、図19(b)に示すように、障害物Hz5に照射された照射光の照射領域RFは、図18(b)における照射光の照射領域と比較して幅が狭くなっているのが分かる。これは、照射装置12から照射させる照射光の配光を拡散度合いが小さくなるように配光制御したことで、障害物Hz5の車両50と対向する対向面の照射領域RFの面積が、撮像装置11の画角内へ侵入した時点、つまり、撮像装置11の画角内において車両から最も遠い位置で最大となり、それ以後、車両50へと近付くにつれ小さくなっていくためである。
At this time, as shown in FIG. 19B, the irradiation region RF of the irradiation light irradiated to the obstacle Hz5 is narrower than the irradiation region of the irradiation light in FIG. 18B. I understand. This is because the light distribution of the irradiation light emitted from the
つまり、運転者は、画像表示装置14の表示画面14aに表示された視点変換画像において、障害物Hz5に照射された照射装置12の照射光の照射領域RFの面積の変化に基づき車両50と障害物Hz5との位置関係を直感的に把握することができる。
In other words, the driver determines the
[車両用運転支援装置1の別の構成]
次に、本発明の実施の形態として示す車両用運転支援装置1の別な構成について説明をする。上述した車両用運転支援装置1では、撮像装置11で撮像され、画像処理装置13で視点変換処理がなされた視点変換画像を画像表示装置14に表示させた際に、良好に運転支援をすることができる。
[Another configuration of the vehicle driving support device 1]
Next, another configuration of the vehicle driving
このような車両用運転支援装置1において、撮像装置11の撮像素子を可視光領域から赤外光領域までの波長領域の光を検出することができる撮像素子とし、照射装置12の光源を可視光領域に加えて赤外光領域までの波長領域の光を出射することができるLEDとすると、太陽光の強い昼間時であっても照射光が認識されるため、上述した運転支援を確実に実行することができるようになる。このような、照射装置12で照射光として照射された赤外光は、撮像装置11に備えられた撮像素子で感知される。したがって、撮像装置11の画角内に侵入してきた障害物となる物体に照射された照射光は、撮像素子で感知され、画像表示装置14に表示される画像に運転者が認識可能なように反映される。
In such a vehicle driving
このとき、画像処理装置13は、上述したように撮像装置11で撮像された撮像画像を視点変換した視点変換画像を生成するだけの機能を有するようにしてもよいが、赤外光を視覚化して画像表示装置14に表示させる際に、さらに赤外光の照射箇所を強調表示するような処理を実行するようにしてもよい。この場合、赤外光が照射された検出の容易な画像領域をさらに強調させるだけであるので、極めて処理負荷の少ない画像処理で実現することができる。
At this time, the
このような画像処理装置13による強調表示は、可視光領域の光にも適用することができる。画像処理装置13は、照射装置12から照射された照射光の照射箇所を検出して所定の画像処理を施し強調表示する。この場合、可視光が照射された検出の容易な画像領域をさらに強調させるだけであるので、極めて処理負荷の少ない画像処理で実現することができる。
Such highlighting by the
[実施の形態の効果]
このように、本発明の実施の形態として示す車両用運転支援装置1は、撮像装置11の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲F1を基準とし、基準となる撮像範囲F1を通り越した位置を照射位置IRとして照射装置12より照射光を照射する。
[Effect of the embodiment]
As described above, the vehicle driving
これにより、撮像装置11の画角内に物体が存在すると、照射装置12によって照射された照射光が確実に物体に照射されるため、背景領域と明確に区別され、障害物となる物体の位置を明確に認識させることができる視点変換画像を画像表示装置14に表示させユーザに提示することができる。
Thereby, when an object exists within the angle of view of the
また、照射装置12を車両50の車体の最下部の周囲に複数設置し、照射光が、車両50の外側へ向けて照射位置IRに照射されるように照射方向を規定することで、設置位置よりも上方の障害物に対して確実に照射光を照射することができる。
Further, a plurality of
これにより、背景領域と明確に区別され、障害物となる物体の位置を明確に認識させることができる視点変換画像を画像表示装置14に表示させユーザに提示することができる。
Thereby, the viewpoint conversion image which can be clearly distinguished from the background region and can clearly recognize the position of the obstacle is displayed on the
また、照射装置12を車両50の車体の最下部の周囲に複数設置し、照射光が、車体の下に形成される空間を通過して照射位置IRに照射されるように照射方向を規定することで、車体よりも低い障害物に対して確実に照射光を照射することができる。
A plurality of
これにより、背景領域と明確に区別され、障害物となる物体の位置を明確に認識させることができる視点変換画像を画像表示装置14に表示させユーザに提示することができる。
Thereby, the viewpoint conversion image which can be clearly distinguished from the background region and can clearly recognize the position of the obstacle is displayed on the
また、撮像装置11の画角内に侵入した物体の画角内侵入領域全面に照射光が照射されるように、車両の高さ方向である上方への拡散度合いを大きくする配光制御がなされていることで、例えば、凸部Pなどのように、変化のある物体の表面形状までも画像表示装置14に表示される視点変換画像から認識することができる。
In addition, light distribution control is performed to increase the degree of diffusion upward in the vehicle height direction so that the irradiation light is irradiated on the entire surface of the intrusion area of the object that has entered the angle of view of the
また、撮像装置11の画角内の車両50から最も遠い位置に存在する物体へと照射した際の照射面積が最大となるように、照射装置12の照射光の配光制御をすることで、撮像装置11の画角内において、車両50へと近付くほど照射面積が減少していくため、画像表示装置14に表示される視点変換画像から車両50と障害物となる物体との位置関係を直感的に把握することができる。
In addition, by controlling the light distribution of the irradiation light of the
また、照射装置12から照射される照射光を赤外領域の波長成分を有する光とし、撮像装置11の撮像素子を赤外領域の波長成分の光を感知できるものとすることで、太陽光の強い昼間時であっても、確実に運転支援を実行することができる。
In addition, the irradiation light emitted from the
さらに、また画像処理装置13が、照射装置12によって照射光を照射された箇所を強調するように画像処理をすることで、処理負荷の少ない画像処理でありながら、障害物となる物体の存在をさらに確実に認識させることができるような視点変換画像を画像表示装置14を介して提示することができる。
Furthermore, the
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.
1 車両用運転支援装置
11 撮像装置
12 照射装置
13 画像処理装置
14 画像表示装置
16 制御部
31 発光ダイオード
51 フレーム部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記撮像装置の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲となる路面を基準とし、前記基準となる路面を通り越した位置を照射位置として照射光を照射する照射手段と、
前記撮像装置によって撮像された撮像画像を画像変換処理することで、前記撮像装置とは異なる仮想視点から撮像した視点変換画像を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって生成された視点変換画像を表示する表示手段とを備えること
を特徴とする車両用運転支援装置。 A vehicle driving assistance device for assisting the driver's field of view by displaying an image of the vehicle surroundings captured by an imaging device mounted on the vehicle,
Irradiation means for irradiating irradiation light with a position passing through the reference road surface as an irradiation position, with a road surface as an imaging range in a state where an object that becomes an obstacle does not exist within the angle of view of the imaging device,
Image processing means for generating a viewpoint conversion image captured from a virtual viewpoint different from that of the imaging device by performing image conversion processing on the captured image captured by the imaging device;
A vehicle driving support apparatus comprising: display means for displaying a viewpoint conversion image generated by the image processing means.
前記照射光が、前記車両の外側へ向けて前記照射位置に照射されるように照射方向を規定すること
を特徴とする請求項1記載の車両用運転支援装置。 A plurality of the irradiation means are installed around the lowermost part of the vehicle body of the vehicle,
The vehicle driving support device according to claim 1, wherein an irradiation direction is defined so that the irradiation light is irradiated to the irradiation position toward the outside of the vehicle.
前記照射光が、前記車体の下に形成される空間を通過して前記照射位置に照射されるように照射方向を規定すること
を特徴とする請求項1記載の車両用運転支援装置。 A plurality of the irradiation means are installed around the lowermost part of the vehicle body of the vehicle,
The vehicle driving support device according to claim 1, wherein an irradiation direction is defined so that the irradiation light passes through a space formed under the vehicle body and is irradiated to the irradiation position.
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両用運転支援装置。 The irradiation light irradiated from the irradiation means is directed upward in the vehicle height direction so that the irradiation light is irradiated to the entire area of the intrusion area within the angle of view of the object that has entered the angle of view of the imaging device. The vehicle driving support device according to claim 1, wherein light distribution control for increasing a degree of diffusion is performed.
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両用運転支援装置。 Light distribution control is performed such that the irradiation area of the irradiation light emitted from the irradiation unit is maximized when it is irradiated to an object that is farthest from the vehicle within the angle of view of the imaging device. The driving support device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記撮像装置は、前記赤外領域の波長成分の光を感知すること
を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の車両用運転支援装置。 The irradiation light emitted from the irradiation means is light having a wavelength component in the infrared region,
The vehicle driving support device according to any one of claims 1 to 5, wherein the imaging device senses light having a wavelength component in the infrared region.
を特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の車両用運転支援装置。 The vehicular driving support apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the image processing unit performs image processing so as to emphasize a portion irradiated with irradiation light by the irradiation unit. .
前記撮像装置の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲となる路面を基準とし、前記基準となる路面を通り越した位置を照射位置として照射光を照射する照射工程と、
前記撮像装置によって撮像された撮像画像を画像変換処理することで、前記撮像装置とは異なる仮想視点から撮像した視点変換画像を生成する画像処理工程と、
前記画像処理工程によって生成された視点変換画像を表示する表示工程とを備えること
を特徴とする運転支援方法。
A driving support method for a vehicle driving support device that displays an image of the surroundings of a vehicle by an imaging device mounted on the vehicle and assists the driver's field of view,
An irradiation step of irradiating irradiation light with a position passing through the reference road surface as an irradiation position with reference to a road surface that is an imaging range in a state where an object that becomes an obstacle does not exist within the angle of view of the imaging device;
An image processing step of generating a viewpoint conversion image captured from a virtual viewpoint different from that of the imaging device by performing an image conversion process on the captured image captured by the imaging device;
And a display step of displaying the viewpoint conversion image generated by the image processing step.
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