JP2009231936A - 画像処理装置及び方法、運転支援システム、車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】運転支援システムは、視点変換を用い、車載カメラから得られるカメラ画像より、第1及び第2要素画像の合成画像に相当する拡張鳥瞰図画像を生成して表示する。第1要素画像は車両近辺の様子を表す鳥瞰図画像であり、第2要素画像は車両遠方の様子を表す遠方用画像である。拡張鳥瞰図画像はカメラ画像を仮想カメラの視点から見た画像に変換したものであり、第1要素画像の生成時における仮想カメラの俯角は90度であり、第2要素画像のそれは90度未満である。実際のカメラの傾き角度等に応じて拡張鳥瞰図画像を生成した際、画像の欠落が発生しているか否かを自動的に判定し、画像の欠落が発生している場合、その欠落がなくなるように、第1及び第2要素画像の境界線の位置や仮想カメラの視点の高さなどを調整する。
【選択図】図11
Description
画像処理装置2は、座標変換を用い、カメラ画像を仮想カメラの視点から見た画像に変換することによって鳥瞰図画像を生成することができる。カメラ画像から鳥瞰図画像を生成するための座標変換を「鳥瞰変換」と呼ぶ。画像処理装置2は、特開2006−287892号公報にも述べられているような拡張鳥瞰図画像を生成することができるが、まず、それの基礎となる鳥瞰変換を説明する。
上述の鳥瞰図画像は、カメラ画像を仮想カメラの視点から見た画像に変換したものであり、鳥瞰図画像を生成する場合における仮想カメラの俯角は90度である。つまり、その仮想カメラは地面を鉛直方向に見下ろすカメラである。鳥瞰図画像を表示すると運転者は画像上における車体と物体との距離感(換言すれば遠近感)を掴みやすくなるが、鳥瞰図画像は、その特性上、視野範囲が狭い。これを考慮した拡張鳥瞰図画像を、画像処理装置2は生成可能である。
ところで、カメラ1の傾き角度及び設置高さが完全に固定されることが分かっている場合は、上記の角度変化率Δθ、境界線BLの位置及び仮想カメラの高さHを運転支援システムの設計段階で予め適切に設定しておけば適切な拡張鳥瞰図画像を常時生成することが可能である。しかし、ユーザが車両100とは別にカメラ1を用意して車両100の形状等に合わせてカメラ1を車両100に設置する場合は、カメラ1の傾き角度等が一定に保たれないため、カメラ1の傾き角度等の変化に対応して拡張変換パラメータを適切に調整する必要がある。本実施形態に係る運転支援システムには、拡張変換パラメータを自動的に調整する機能が備えられている。この機能に注目した運転支援システムの構成及び動作を説明する。
上述の実施形態の変形例または注釈事項として、以下に、注釈1〜注釈4を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
上述の例では、レンズ歪み補正後の画像に対して拡張変換パラメータを作用させているが、レンズ歪み補正を行うための画像変換を拡張変換パラメータに盛り込んで、原画像から一気に拡張鳥瞰図画像を生成するようにしてもよい。この場合、図10の画像入力部11にて取得された原画像を画像変換部13に入力するようにする。そして、レンズ歪み補正のための画像変換をも含んだ拡張変換パラメータをパラメータ記憶部16に記憶させておき、その拡張変換パラメータを原画像に作用させることで拡張鳥瞰図画像を生成する。
車両100の後方側に視野を有するようにカメラ1を車両100の後部に設置する例を上述したが、車両100の前方側に視野を有するように或いは車両100の側方側に視野を有するように、カメラ1を車両100の前部又は側方部に設置するようにしてもよい。
上述の例では、1つのカメラから得られたカメラ画像に基づく表示用画像を表示装置3に表示するようにしているが、車両100に複数のカメラ(不図示)を設置し、その複数のカメラ(不図示)から得られた複数のカメラ画像に基づいて表示用画像を生成するようにしてもよい。例えば、カメラ1以外に1台以上の他のカメラを車両100に取り付け、その他のカメラのカメラ画像に基づく画像をカメラ1のカメラ画像に基づく画像(上述の例において、拡張鳥瞰図画像)に合成し、この合成によって得られた合成画像を最終的に表示装置3に対する表示用画像とすることも可能である。この合成画像は、例えば、車両100の360°周辺全周を視野範囲に収めた画像である。
図10の画像処理装置2は、ハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。ソフトウェアを用いて画像処理装置2を構成する場合、ソフトウェアにて実現される部位についてのブロック図は、その部位の機能ブロック図を表すことになる。また、画像処理装置2にて実現される機能の全部または一部を、プログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしてもよい。
2 画像処理装置
3 表示装置
11 画像入力部
12 レンズ歪み補正部
13 画像変換部
14 欠落判定部
15 パラメータ調整部
16 パラメータ記憶部
17 表示用画像生成部
Claims (10)
- 車両の周辺を撮影するカメラの撮影結果に基づいて入力画像を取得する画像取得手段と、
座標変換によって、前記入力画像を、第1の仮想カメラから見た第1要素画像及び前記第1の仮想カメラと異なる第2の仮想カメラから見た第2要素画像を含む変換画像に変換する画像変換手段と、
前記入力画像を前記変換画像に変換するための画像変換パラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、
前記パラメータ記憶手段に記憶された画像変換パラメータを用いて前記入力画像から得られる前記変換画像の全体領域内に、前記入力画像の画像データに基づく画像データが存在しない画像欠落領域が含まれるか否かを判定する欠落判定手段と、
前記変換画像の全体領域内に前記画像欠落領域が含まれていると判定されたとき、前記画像欠落領域の発生が抑制されるように前記画像変換パラメータを調整するパラメータ調整手段と、を備えた
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像変換手段は、前記画像変換パラメータに従い、前記入力画像を、前記車両からの距離が比較的短い被写体が現れる第1部分画像と前記車両からの距離が比較的長い被写体が現れる第2部分画像とを含む複数の部分画像に切り分けて、前記第1及び第2部分画像をそれぞれ前記第1及び第2要素画像に変換することにより前記変換画像を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記第1の仮想カメラの俯角よりも前記第2の仮想カメラの俯角が小さく、且つ、前記第1要素画像と前記第2要素画像との境界線を起点として前記第1要素画像から離れるにつれて規定の角度変化率に従い前記第2の仮想カメラの俯角が小さくなるように、調整前後の前記画像変換パラメータは設定され、
前記パラメータ調整手段は、前記変換画像の全体領域内に前記画像欠落領域が含まれていると判定されたとき、前記画像欠落領域の大きさが減少する方向に前記角度変化率を調整することによって前記画像変換パラメータの調整を行う
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記第1の仮想カメラの俯角よりも前記第2の仮想カメラの俯角が小さくなるように、調整前後の前記画像変換パラメータは設定され、
前記パラメータ調整手段は、前記変換画像の全体領域内に前記画像欠落領域が含まれていると判定されたとき、前記画像欠落領域の大きさが減少する方向に前記第1要素画像と前記第2要素画像との境界線を前記変換画像内で移動させ、これによって前記画像変換パラメータの調整を行う
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記パラメータ調整手段は、前記変換画像の全体領域内に前記画像欠落領域が含まれていると判定されたとき、前記画像欠落領域の大きさが減少する方向に前記第1及び第2の仮想カメラの高さを調整し、これによって前記画像変換パラメータの調整を行う
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記第1の仮想カメラの俯角よりも前記第2の仮想カメラの俯角が小さく、且つ、前記第1要素画像と前記第2要素画像との境界線を起点として前記第1要素画像から離れるにつれて規定の角度変化率に従い前記第2の仮想カメラの俯角が小さくなるように、調整前後の前記画像変換パラメータは設定され、
前記パラメータ調整手段は、前記変換画像の全体領域内に前記画像欠落領域が含まれていると判定されたとき、
前記角度変化率、前記変換画像上における前記境界線の位置、並びに、前記第1及び第2の仮想カメラの高さをそれぞれ第1、第2及び第3調整対象として取り扱って、前記画像欠落領域の大きさが減少する方向に第1〜第3の調整対象の内の何れか1以上を調整することにより前記画像変換パラメータの調整を行い、前記画像欠落領域が前記変換画像の全体領域内に含まれなくなるまで前記画像変換パラメータの調整を繰り返し実行する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記画像変換パラメータによって前記変換画像内の各画素の座標値に対応する座標変換前の座標値が規定され、
前記欠落判定手段は、その座標変換前の座標値が全て前記入力画像内の座標値である場合は前記変換画像の全体領域内に前記画像欠落領域が含まれていないと判定し、求めた前記座標値に前記入力画像外の座標値が含まれる場合は前記変換画像の全体領域内に前記画像欠落領域が含まれていると判定する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の画像処理装置。 - 請求項1乃至請求項7の何れかに記載のカメラ及び画像処理装置を備え、
前記画像処理装置の画像変換手段にて得られる変換画像に基づく画像を表示手段に出力する
ことを特徴とする運転支援システム。 - 請求項1乃至請求項7の何れかに記載のカメラ及び画像処理装置が設置された
ことを特徴とする車両。 - 車両の周辺を撮影するカメラの撮影結果に基づいて入力画像を取得する画像取得ステップと、
座標変換によって、前記入力画像を、第1の仮想カメラから見た第1要素画像及び前記第1の仮想カメラと異なる第2の仮想カメラから見た第2要素画像を含む変換画像に変換する画像変換ステップと、
前記入力画像を前記変換画像に変換するための画像変換パラメータを記憶するパラメータ記憶ステップと、
記憶された前記画像変換パラメータを用いて前記入力画像から得られる前記変換画像の全体領域内に、前記入力画像の画像データに基づく画像データが存在しない画像欠落領域が含まれるか否かを判定する欠落判定ステップと、
前記変換画像の全体領域内に前記画像欠落領域が含まれていると判定されたとき、前記画像欠落領域の発生が抑制されるように前記画像変換パラメータを調整するパラメータ調整ステップと、を実行する
ことを特徴とする画像処理方法。
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