JP2010064714A - 画像照射システム、画像照射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両外にバックミラーを設置する必要がなく、かつ、視点を大きく移動させることなく車両の後方を確認できる画像照射システムおよび画像照射方法を得る。
【解決手段】この画像照射システムは、車両の運転者を撮像する第１の撮像部と、車両後方を撮像する第２の撮像部と、第１の撮像部で撮像された画像から運転者の単眼位置を算出する位置算出部と、第２の撮像部で撮像された画像の少なくとも一部を切り出す画像切出部と、位置算出部で算出された単眼位置へ画像切出部で切り出された画像を照射する照射部とを具備する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両運転者の単眼に車両後方の画像を照射する画像照射システムおよび画像照射方法に関する。

通常、車両は、運転者が車両の後方を確認するために車両の先端部両端近傍に設置されたバックミラー（フェンダーミラー）または車両の前席両ドア近傍に設置されたバックミラー（ドアミラー）を具備する。
しかし、フェンダーミラーを設置した場合、車両のデザイン性や空力特性が悪くなる。また、ドアミラーを設置した場合、車両のデザイン性や空力特性は多少改善されるが、車両の後方を確認する際に、視点を大きく移動させる必要がある。
そこで、小型カメラで撮像した車両の後方の画像を、車両内のダッシュボード等に設置された液晶モニタに表示する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−１７３８８２号公報

上記提案方法では、車両外にバックミラーを設置する必要がない。このため、車両のデザイン性や空力特性が改善される。しかし、液晶モニタを確認するためには視点を大きく移動させる必要がある。
上記に鑑み、本発明は、車両外にバックミラーを設置する必要がなく、かつ、視点を大きく移動させることなく車両の後方を確認できる画像照射システムおよび画像照射方法を得ることを目的とする。

本発明の一態様に係る画像照射システムは、車両の運転者を撮像する第１の撮像部と、車両後方を撮像する第２の撮像部と、第１の撮像部で撮像された画像から運転者の単眼位置を算出する位置算出部と、第２の撮像部で撮像された画像の少なくとも一部を切り出す画像切出部と、位置算出部で算出された単眼位置へ画像切出部で切り出された画像を照射する照射部とを具備することを特徴とする。

本発明の一態様に係る画像照射方法は、車両の運転者を撮像するステップと、車両後方を撮像するステップと、撮像された運転者の画像から運転者の単眼位置を算出するステップと、撮像された車両後方の画像の少なくとも一部を切り出すステップと、算出された単眼位置へ前記切り出された画像を照射するステップとを具備することを特徴とする。

本発明によれば、車両外にバックミラーを設置する必要がなく、かつ、視点を大きく移動させることなく車両の後方を確認できる画像照射システムおよび画像照射方法を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一つの実施形態に係る画像照射システム１の構成図である。図２は、撮像装置１０が具備するカメラ１０３（第１のカメラ）、１０４（第２のカメラ）の設置位置を示した図である。この第１の実施形態１に係る画像表示システム１は、撮像装置１０、中央演算処理装置２０、記憶装置３０、照射装置４０および操作装置５０を具備する。
以下、各構成について説明する。

（撮像装置１０）
撮像装置１０は、カメラ１０１から１０４を具備する。カメラ１０１は、運転者６０の略正面に設置され、所定の時間間隔で運転者６０の顔を撮像する。カメラ１０２は、運転者６０の略真上に設置され、所定の時間間隔で運転者６０の頭部を撮像する。

図２は、カメラ１０３、１０４の設置位置の一例を示した図である。図２中の一点鎖線は、各カメラ１０３、１０４の撮像範囲を表している。カメラ１０３は、右ドアミラーが設置されるＡ点に設置され、車両の右後方を撮像する。カメラ１０４は、左ドアミラーが設置されるＢ点に設置され、車両の左後方を撮像する。なお、Ａ点およびＢ点は、カメラ１０３、１０４の設置位置の一例であり、車両の左右後方を撮像できる位置であればその他の場所でも良い。

各カメラ１０１から１０４は、撮像した画像を中央演算処理装置２０へ入力する。また、カメラ１０１、１０２から第１の撮像部が、カメラ１０３、１０４から第２の撮像部が構成される。

（中央演算処理装置２０）
中央演算処理装置２０は、位置算出部２０１、照射位置決定部２０２、駆動制御部２０３、位置算出部２０４、位置算出部２０５、画像切出部２０６、表示位置調整部２０７、台形歪み補正部２０８、操作受付部２０９を具備する。

位置算出部２０１は、カメラ１０１から入力される撮像画像毎に運転者６０の単眼６０１を検出する。位置算出部２０１は、検出した単眼６０１の画像上の画素位置から車両の進行方向に対して垂直な平面（以下、ＹＺ面と称す）上での位置を算出する。

図３は、単眼６０１のＹＺ面上での位置を算出する方法についての説明図である。図３のＹ軸は水平方向、Ｚ軸は垂直方向を表す。図３に示すように、カメラ１０１のＹ軸方向の画角をθ_１、カメラ１０１と単眼６０１との垂直距離をＬ_１、カメラ１０１のＹ軸方向の画素数をｎ、単位画素当たりのＹ軸上の距離をΔＹとすると、次の（１）式が成り立つ。
ΔＹ＝（２Ｌ_１×ｔａｎ（θ_１／２））／ｎ…（１）

位置算出部２０１は、この（１）式を用いてＹＺ面での単眼６０１の位置を算出する。具体的には、ＹＺ面でのゼロ点を決めておき、このゼロ点と単眼６０１の位置との間の画素数を計算する。次に、計算した画素数を（１）式に乗算する。カメラ１０１のＹ軸方向の画角をθ_１とカメラ１０１と単眼６０１との距離をＬ_１は予め測定できる。このため単眼６０１の画像上の位置からＹＺ面における単眼６０１の位置を算出できる。

なお、この第１の実施形態では、運転者６０の単眼６０１はＹ軸方向にのみ移動することを前提としている。このため、単眼６０１のＺ軸方向への移動はなく、Ｚ軸上の位置は固定となる。しかし、Ｚ軸方向についても、Ｙ軸方向と同様にして単眼６０１の位置を算出しても良い。

照射位置決定部２０２は、位置算出部２０１で算出された単眼６０１の位置から画像を照射する位置を決定する。

駆動制御部２０３は、照射位置決定部２０２で決定された照射位置へ画像が照射されるよう駆動部４０６へ制御信号を出力する。

なお、カメラ１０１で撮像した画像から単眼６０１の位置を算出して、該位置へ画像が照射されるまでには一定の時間がかかる。このため、単眼６０１が移動している場合、画像を照射した位置と実際の単眼６０１の位置との間に差が生じる可能性がある。

そこで、単眼６０１が移動している場合、位置算出部２０１で算出された位置よりも単眼６０１の移動方向に任意の距離だけ進んだ位置へ画像を照射するよう構成しても良い。このようにすれば、単眼６０１の位置が移動している場合でも、画像を照射した位置と実際の単眼６０１の位置との誤差を低減できる。

位置算出部２０４は、カメラ１０２から入力される撮像画像毎に運転者６０の頭部の中心位置６０２を検出する。位置算出部２０４は、検出した頭部の中心位置６０２の画像上の画素位置から鉛直方向に対して垂直な平面（以下、ＸＹ面と称す）上での単眼６０１の位置を算出する。

図４は、単眼６０１のＹＸ面上での位置を算出する方法についての説明図である。図４のＸ軸は車両の進行方向、Ｙ軸は図３と同じ水平方向を表す。図４に示すように、カメラ１０２のＸ軸方向の画角をθ_２、カメラ１０２と頭部の中心位置６０２との垂直距離をＬ_２、カメラ１０２のＸ軸方向の画素数をｍ、単位画素当たりのＸ軸上の距離をΔＸとすると、次の（２）式が成り立つ。
ΔＸ＝（２Ｌ_２×ｔａｎ（θ_２／２））／ｍ…（２）

位置算出部２０４は、この（２）式を用いてＸＹ面での頭部の中心位置６０２の位置を算出する。具体的な算出方法は、位置算出部２０１での算出方法と同様であるため重複した説明を省略する。次に、位置算出部２０４は、この算出されたＸＹ面での頭部の中心位置６０２から、ＸＹ面での単眼６０１の位置を算出する。具体的には、あらかじめＸＹ面上での単眼６０１の位置（Ｘ２、Ｙ２）と頭部の中心位置６０２（Ｘ１、Ｙ１）との差（Ｘ２―Ｘ１、Ｙ２―Ｙ１）（以下、オフセットと称す）を測定しておく。次に、この算出されたＸＹ面での頭部の中心位置６０２にオフセットを加算してＸＹ面での単眼６０１の位置を算出する。

なお、カメラ１０２と頭部の中心位置６０２との距離Ｌ_２は、運転者６０によって異なる。このため、予めカメラ１０２と運転席までの距離を測定しておき、運転者６０に座高を入力させてカメラ１０２と頭部の中心位置６０２との距離Ｌ_２を算出しても良い。また、この距離Ｌ_２値からＺ軸上での単眼６０１の位置も算出できる。

位置算出部２０５は、位置算出部２０１で算出された単眼６０１のＹＺ面での位置および位置算出部２０４で算出されたＸＹ面での単眼６０１の位置から、ＸＹＺ空間での単眼６０１の位置を算出して画像切出部２０６へ入力する。

画像切出部２０６は、カメラ１０３、１０４で撮像された画像の少なくとも一部を切り出し表示位置調整部２０７へ入力する。

図５、６は、画像切出部２０６による画像の切り出し方法の説明図である。
まず、カメラ１０３で撮像された画像の切出しについて説明する。
初めに、図５に示すように、車両の右側に仮想的に設置されたバックミラーＭ１の外周線（枠）を含む平面Ｓ１を想定する。次に、位置算出部２０５で算出された単眼６０１の位置から平面Ｓ１への垂線Ｌ１を引き、垂線Ｌ１の延長線上にある単眼６０１の平面Ｓ１に対する対称点Ｐ１を想定する。次に、カメラ１０３で撮像された画像に対応する仮想平面Ｖ１を任意の位置に想定する。

次に、図６に示すように、対称点Ｐ１からバックミラーＭ１の外周線（枠）の四隅を結ぶ直線Ｌ２からＬ５を想定する。すると、この直線Ｌ２からＬ５と仮想平面Ｖ１との交点Ｐ２からＰ５を四隅とする領域Ｃ１が切り取り範囲となる。ここで、領域Ｃ１と仮想平面Ｖ１との大きさの比率及び相対的な位置関係は、Ｐ１からの距離に関係なく常に一定である。このため、切り取り範囲である領域Ｃ１の四隅の位置は、対称点Ｐ１の位置とバックミラーＭ１の四隅の位置との関係から導くことができる。

さらに、車両の運転中に単眼６０１の位置が大きく変化することがないと考えると、領域Ｃ１の四隅の位置は、対称点Ｐ１の位置とバックミラーＭ１の四隅の位置との一次式で規定される。また、カメラ１０４で撮像された画像の切出し範囲についても同様に一次式が規定される。このように規定された一次式は、カメラ１０３、１０４で撮像された画像の切出し範囲を決定するための情報として後述する記憶装置３０へ予め記憶される。

表示位置調整部２０７は、画像切出部２０６から入力された画像の表示位置を調整する。図７は、表示位置調整部２０７により生成された全体画像７１０を示した図である。画像７０１は、カメラ１０３で撮像された画像から切り出された画像である。画像７０３は、カメラ１０４で撮像された画像から切り出された画像である。

図７に示すように、表示位置調整部２０７は、画像切出部２０６から入力された画像７０１、７０３を全体画像７１０の所定の位置へ配置する。これにより、画像７０１、７０３の表示位置が調整される。次に、この画像７０１、７０３に、後述する記憶装置３０に記憶されたバックミラー画像７０２、７０４を合成して全体画像７１０を生成し、台形歪み補正部２０８へ入力する。なお、上記所定の位置は任意の位置である。

台形歪み補正部２０８は、駆動制御部２０３から駆動部４０６へ入力される制御信号から照射位置制御部４０４が具備するミラーの回転角度を算出して、算出した角度に対応する台形歪み補正情報を記憶装置３０から読み出す。次に、台形歪み補正部２０８は、記憶装置３０から読み出した台形歪み補正情報に基づいて表示位置調整部２０７から入力される画像を補正し、補正後の画像を画像信号として光束生成装置４０１へ入力する。

図８Ａは、理想的な照射画像８０１と実際の照射画像８０２を示した図である。図８Ｂは、台形歪み補正前の画像８０３と台形歪み補正後の画像８０４を示した図である。なお、図８Ａ、８Ｂの水平方向をα軸、垂直方向をβ軸とする。

照射位置制御部４０４が具備するミラーで反射させて画像を照射した場合、ミラーの角度に応じて照射画像に歪みが生ずる。このため台形歪み補正を行わずに画像を照射すると、図８Ａの画像８０２に示すように画像に歪みが生じる。そこで、図８Ｂに示すように、画像を構成する各画素の位置を予め移動させた画像８０３を照射することで台形歪みのない画像８０４を得ることができる。

次に補正方法について説明する。
初めに、理想的な照射画像８０１および実際に照射された画像８０２の四隅の位置をそれぞれ測定する。ここでは、画像８０１の四隅の位置が（α１、β１）、（α２、β２）、（α３、β３）、（α４、β４）であるとする。また、画像８０２の四隅の位置が（α５、β５）、（α６、β６）、（α７、β７）、（α８、β８）であるとする。

次に、画像８０２の四隅の位置（α５、β５）、（α６、β６）、（α７、β７）、（α８、β８）を画僧８０１の四隅の位置（α１、β１）、（α２、β２）、（α３、β３）、（α４、β４）へそれぞれ移動させる２行２列の変換行列Ｔを求める。次に、台形補正前の画像８０３を構成する各画素の位置を変換行列Ｔにより変換して補正後の画像８０４を生成する。なお、ミラーの角度により画像の歪み方が異なる。このため、変換行列Ｔは、所定のミラー角度ごとに算出され、台形歪み補正情報として後述する記憶装置３０へ予め記憶される。

操作受付部２０９（第１、第２の操作受付部）は、切出位置操作部５０１および表示位置操作部５０２の操作を受け付ける。

（記憶装置３０）
記憶装置３０には、図５、６で説明したカメラ１０３、１０４で撮像された画像の切出し範囲を決定するための情報、図７で説明したバックミラー画像７０２、７０４の情報および図８Ａ、８Ｂで説明した台形歪みを補正するための台形歪み補正情報が記憶されている。記憶装置３０としては、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどが使用できる。

（照射装置４０）
照射装置４０は、光束生成装置４０１、照射レンズ４０２、照射範囲制御部４０３、照射位置制御部４０４、画像拡大部４０５、駆動部４０６、反射部材４０７を具備する。

光束生成装置４０１は、台形歪み補正部２０８から入力される画像信号から運転者６０の単眼６０１に照射する画像を生成し、照射レンズ４０２を介して生成した画像を照射する。光束生成装置４０１として、液晶パネル、マイクロミラーを用いたデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）パネル、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源プロジェクタなどを使用できる。

照射範囲制御部４０３は、光束生成装置４０１で生成された画像の照射範囲を制御する。照射される画像の幅は、６ｃｍ程度に制御することが望ましい。成人の両眼の間隔は約６ｃｍ程度である。照射される画像の幅を６ｃｍ程度に制御することで、画像が両眼に照射されることを効果的に防止できる。照射範囲制御部４０３として、レンチキュラースクリーンまたは拡散角度を制御した拡散板などを使用できる。

照射位置制御部４０４は、水平方向および垂直方向に回転可能なステージと、このステージに設置されたミラーとを具備する。照射位置制御部４０４は、ステージの回転によりミラーの角度を制御して、光束生成装置４０１で生成された画像の照射位置を制御する。

駆動部４０６は、照射位置制御部４０４が具備するステージを駆動するモータである。駆動部４０６は、駆動制御部２０３からの制御信号に応じてモータを駆動し、照射位置制御部４０４のステージを回転動作させる。

図９は、照射位置制御部４０４のミラーの角度と画像の照射位置との関係を表した図である。図９に示すように、ミラーの角度と画像の照射位置は一対一に対応する関係となる。駆動制御部２０３は、この対応関係に基づいて、運転者６０の単眼６０１へ画像を照射するために必要なミラーの角度を算出して制御信号を駆動部４０６へ入力する。

画像拡大部４０５は、照射位置制御部４０４からの画像の照射サイズを拡大する。反射部材（コンバイナ）４０７は、画像拡大部４０５で拡大された画像を反射する。反射部材４０７で反射された画像は運転者６０の単眼６０１へ照射される。反射部材４０７は、車両のフロントガラス４０８に貼られた半透明性の部材であるため、運転者６０は、反射部材４０７を介して前方の風景が視認できる。なお、画像を照射する単眼６０１は、運転者６０の右目または左目のどちらでも良い。

図１０は、この第１の実施形態で運転者６０に認識される風景および画像の重畳図である。運転者６０には、単眼６０１に照射された画像７０１、７０３およびバックミラー画像７０２、７０４が実際の風景に重畳して視認される。

なお、バックミラー画像７０２、７０４は、画像７０１、７０３を直接風景に重畳した場合に視認性が悪くなるのを防止するための画像である。すなわち、画像７０１、７０３と実際の風景との境界を運転者６０に認識させるための画像であり、必ずしも必要ではない。

なお、バックミラー画像７０２、７０４を使用しない場合、画像７０１、７０３を直接風景に重畳した場合に視認性が悪くなるのを防止するため、半透明または遮光性のフィルムなどをフロントガラス４０８に張り付けても良い。

（操作装置５０）
操作装置５０は、切出位置操作部５０１および表示位置操作部５０２を具備する。切出位置操作部５０１は、画像切出部２０６で切り出される画像の切り出し位置を調整する操作部である。画像切出部２０６は、操作受付部２０９で受け付けた操作に応じて、画像の切出し位置を変更する。図１１は、切出位置操作部５０１による画像の切出し位置調整の説明図である。

図１１に示すように、画像切出部２０６は、カメラ１０３で撮像された画像９０１から切り出した画像９０２の中心Ｐ１１と、切出位置操作部５０１による調整後の切り出し画像９０３の中心位置Ｐ１２との差をオフセット値として保持する。

画像切出部２０６は、カメラ１０３で撮像された画像９０１から切り出した画像９０２の中心位置を、先に保持したオフセット分移動させた画像９０３を表示位置調整部２０７へ入力する。なお、カメラ１０４で撮像された画像から切り出す画像についても同様に調整される。

表示位置操作部５０２は、図７に示した画像７０１、７０３の表示位置を調整する。画像切出部２０６は、操作受付部２０９で受け付けた操作に応じて、画像７０１、７０３の表示位置を変更する。

調整は、画像切出部２０６の場合と同様に、初期設定などにより設定された画像７０１、７０３表示位置と、調整後の画像７０１、７０３の表示位置との差をオフセット値として保持する。

次に、表示位置調整部２０７は、画像７０１、７０３の表示位置を、先に保持したオフセット分移動させた後、この画像７０１、７０３の表示位置にバックミラー画像７０２、７０４を合成して台形歪み補正部２０８へ入力する。なお、表示位置操作部５０２で、画像７０１およびバックミラー画像７０２の表示位置、または画像７０３およびバックミラー画像７０４の表示位置を個別に調整可能である。

（画像生成動作）
次に、画像照射システム１による画像生成動作について説明する。
図１２は、画像照射システム１による画像生成動作を説明するフローチャートである。

初めに、カメラ１０１、１０２は、運転者６０の顔および頭部をそれぞれ撮像し（ステップＳ１１）、撮像した画像を位置算出部２０１、２０４へそれぞれ入力する。カメラ１０３、１０４は、車両の右方後方および左方後方をそれぞれ撮像し（ステップＳ１２）、撮像した画像を画像切出部２０６へ入力する。

次に、位置算出部２０１は、カメラ１０１から入力された撮像画像から運転者６０の単眼６０１を検出する。次に、位置算出部２０１は、検出した単眼６０１の画像上の画素位置からＹＺ面での単眼６０１の位置を算出する。

次に、位置算出部２０４は、カメラ１０２から入力された撮像画像から運転者６０の頭部の中心位置６０２を検出する。次に、位置算出部２０４は、検出した頭部の中心位置６０２の画像上の画素位置からＸＹ面での単眼６０１の位置を算出する。

次に、位置算出部２０５は、位置算出部２０１で算出された単眼６０１のＹＺ面での位置および位置算出部２０４で算出されたＸＹ面での単眼６０１の位置から、ＸＹＺ空間での単眼６０１の位置を算出して画像切出部２０６へ入力する（ステップＳ１３）。

次に、画像切出部２０６は、位置算出部２０５で算出された単眼６０１の位置と記憶装置３０に記憶された情報からカメラ１０３、１０４で撮像された画像の少なくとも一部を切り出す（ステップＳ１４）。次に、中央演算処理装置２０６は、切り出した画像を表示位置調整部２０７へ入力する。

次に、表示位置調整部２０７は、画像切出部２０６から入力された画像の表示位置を調整後（ステップＳ１５）、この画像にバックミラー画像を合成して全体画像を生成し、台形歪み補正部２０８へ入力する。

次に、台形歪み補正部２０８は、照射位置制御部４０４のミラーの回転により生ずる台形歪みを補正し（ステップＳ１６）、補正後の画像信号を照射装置４０へ入力する。照射装置４０は、台形歪み補正部２０８から入力された画像信号から画像を生成して単眼６０１へ照射する（ステップＳ１７）。

（照射画像の追従動作）
次に画像照射システム１により照射される画像の追従動作について説明する。
図１３は、画像照射システム１の追従動作を説明するフローチャートである。

初めに、カメラ１０１は、運転者６０の顔を撮像し（ステップＳ２１）、撮像した画像を位置算出部２０１へ入力する。

次に、位置算出部２０１は、カメラ１０１から入力される撮像毎に運転者６０の単眼６０１を検出する。次に、位置算出部２０１は、検出した単眼６０１の画像上の画素位置からＹＺ面での位置を算出する（ステップＳ２２）。

次に、照射位置決定部２０２は、位置算出部２０１で算出されたＹＺ面での単眼６０１の位置から画像を照射する照射位置を決定する（ステップＳ２３）。

次に、駆動制御部２０３は、照射位置決定部２０２で決定された照射位置へ画像が照射されるよう駆動部４０６へ制御信号を出力する（ステップＳ２４）。

以上のように、第１の実施形態に係る画像照射システム１は、運転者６０の単眼６０１へカメラ１０３、１０４で撮像された車両の後方の画像を照射する。このため、運転者６０は、視点を大きく移動させることなく車両の後方を確認できる。また、車両外にバックミラーを設置する必要がないため、車両のデザイン性や空力特性が改善される。

さらに、単眼６０１にのみ画像を照射するので両眼視差が発生しないため、通常のバックミラーと同様の遠近感が認識できる。このため、右左折や車線変更時における距離の誤認識による事故の発生を効果的に抑制できる。

さらに、切出位置操作部５０１および表示位置操作部５０２を具備したので、運転者６０の好みに応じて、画像７０１、７０３の切出し位置および表示位置を変更でき使い勝手が良い。

さらに、照射位置制御部４０４が具備するミラーの回転により生ずる台形歪みを補正しているので、単眼６０１で認識される画像７０１、７０３およびバックミラー画像７０２、７０４の歪みを効果的に低減できる。

さらに、単眼６０１に位置に応じて、カメラ１０３、１０４で撮像された画像の切り出し位置が変化するので通常のバックミラーと同様の感覚で使用できる。

（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係る画像照射システム２の構成図である。図１５は、撮像装置１０Ａが具備するカメラ１０３から１０５の設置位置を示した図である。図１５中の一点鎖線は、カメラ１０３から１０５の撮像範囲を表わしている。図１６は、表示位置調整部２０７Ａにより生成された全体画像７１１を示した図である。図１７は、この第２の実施形態で運転者６０に認識される風景および画像の重畳図である。

この第２の実施形態では、車両の後方を撮像するカメラ１０５をさらに具備し、カメラ１０５で撮像した車両後方の画像を単眼６０１へ照射する。さらに、カメラ１０３から１０５で撮像された画像から、実際に単眼６０１へ照射する画像を選択できるようにした。以下、具体的な構成について説明する。なお、図１で説明した構成要件と同様の構成要件には、同一の符号を付し重複した説明は省略する。

図１５に示すように、カメラ１０５（第３のカメラ）は、車両後部のＣ点に設置され車両後方を撮像する。図１５中の一点鎖線は、各カメラ１０３から１０５の撮像範囲を表している。なお、Ｃ点は、カメラ１０５の設置位置の一例であり、車両の後方を撮像できる位置であればその他の場所でも良い。

記憶装置３０Ａには、第１の実施形態に係る記憶装置３０が記憶する情報に加えて、カメラ１０５で撮像された画像の切り出し範囲を決定するための情報が記憶されている。

画像切出部２０６Ａは、位置算出部２０５で算出された単眼６０１の位置と記憶装置３０Ａに記憶された情報から、カメラ１０３から１０５で撮像された画像の少なくとも一部を切り出す。また、画像切出部２０６Ａは、切り出した画像を表示位置調整部２０７へ入力する。なお、カメラ１０５で撮像された画像の切出し方法は、図５で説明した方法と同じである。

表示位置調整部２０７Ａは、図１６に示すように、画像切出部２０６から入力された画像７０１、７０３、７０５の表示位置を調整した後、この画像７０１、７０３、７０５にバックミラー画像７０２、７０４、７０６を合成して全体画像７１１を生成する。次にこの全体画像７１１を台形歪み補正部２０８へ入力する。なお、表示位置の調整は、図７で説明した方法と同様である。

その結果、図１７に示すように、運転者６０には、単眼６０１に照射された画像７０１、７０３、７０５およびバックミラー画像７０２、７０４，７０６が実際の風景に重畳して視認される。

選択操作部５０３は、カメラ１０３から１０５を選択する。選択操作部５０３の操作は車両の運転者が行う。操作受付部２０９Ａは、選択操作部５０３での選択操作を受け付ける。画像切出部２０６は、操作受付部２０９Ａで受け付けたカメラで撮像された画像についてのみ、画像の切出しを行い、切り出した画像を表示位置調整部２０７Ａへ入力する。

このため、運転者６０がこの選択操作部５０３を操作する度に、単眼６０１へ照射される画像が、画像７０１、７０３にバックミラー画像７０２、７０４を合成した画像、画像７０５にバックミラー画像７０６を合成した画像、または画像７０１、７０３、７０５にバックミラー画像７０２、７０４、７０６を合成した画像に切り替わる。

以上のように、第２の実施形態に係る画像照射システム２は、車両後方を撮像するカメラ１０５を具備し、車両後方の画像７０５を単眼６０１へ照射する。このため、視点を大きく移動させることなく車両後方を確認できる。さらに、画像７０１、７０３、７０５を選択する選択操作部５０３を具備したので、必要な時に車両の後方または後方を確認できる。その他の効果は第１の実施形態と同じである。

第１の実施形態に係る画像照射システムの構成図である。 カメラの設置位置を示した図である。 ＹＺ面での単眼位置を算出する方法についての説明図である。 ＸＹ面での頭部位置を算出する方法についての説明図である。 画像の切り出し方法の説明図である。 画像の切り出し方法の説明図である。 表示位置調整部により生成された全体画像を示した図である。 理想的な照射画像と実際の照射画像を示した図である。 台形歪み補正前の画像と台形歪み補正後の画像を示した図である。 ミラー角度と画像の照射位置との関係を表した図である。 運転者に認識される風景と画像の重畳図である。 切出位置操作部による画像の切出し位置調整の説明図である。 第１の実施形態に係る画像照射システムによる画像生成動作を説明するフローチャートである。 第１の実施形態に係る画像照射システムの追従動作を説明するフローチャートである。 第２の実施形態に係る画像照射システムの構成図である。 カメラの設置位置を示した図である。 表示位置調整部により生成された全体画像を示した図である。 運転者に認識される風景と画像の重畳図である。

符号の説明

１，２…画像表示システム、１０…撮像装置、２０…中央演算処理装置、３０，３０Ａ…記憶装置、４０…照射装置、５０…操作装置、６０…運転者、１０１〜１０５…カメラ、２０１…位置算出部、２０２…照射位置決定部、２０３…駆動制御部、２０４…位置算出部、２０５…位置算出部、２０６，２０６Ａ…画像切出部、２０７，２０７Ａ…表示位置調整部、２０８…台形歪み補正部、２０９…操作受付部、４０１…光束生成装置、４０２…照射レンズ、４０３…照射範囲制御部、４０４…照射位置制御部、４０５…画像拡大部、４０６…駆動部、４０７…反射部材、５０１…切出位置操作部、５０２…表示位置操作部。

Claims (8)

1. 車両の運転者を撮像する第１の撮像部と、
   前記車両後方を撮像する第２の撮像部と、
   前記第１の撮像部で撮像された画像から前記運転者の単眼位置を算出する位置算出部と、
   前記第２の撮像部で撮像された画像の少なくとも一部を切り出す画像切出部と、
   前記位置算出部で算出された単眼位置へ前記画像切出部で切り出された画像を照射する照射部と
   を具備することを特徴とする画像照射システム。
2. 前記画像切出部は、前記位置算出部で算出された単眼位置に応じて前記第２の撮像部で撮像された画像の切出し位置を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像照射システム。
3. 前記第２の撮像部は、前記車両の右後方を撮像する第１のカメラおよび前記車両の左後方を撮像する第２のカメラを具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像照射システム。
4. 前記第２の撮像部は、前記車両の後方を撮像する第３のカメラをさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の画像照射システム。
5. 前記第１および第２のカメラ、または前記第３のカメラの選択操作を受け付ける第１の操作受付部を具備し、
   前記画像切取部は、前記画像切出部から入力された画像のうち、前記第１の操作受付部で受け付けられたカメラで撮像された画像の少なくとも一部を切り出すことを特徴とする請求項４に記載の画像照射システム。
6. 前記画像切出部により切り出された画像の表示位置を調整する表示位置調整部を具備し、
   前記照射部は、前記位置算出部で算出された単眼位置へ前記表示位置調整部で表示位置を調整された画像を照射することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像照射システム。
7. 前記画像切出部で切り出された画像の表示位置の調整操作を受け付ける第２の操作受付部を具備し、
   前記表示位置調整部は、前記第２の操作受付部で受け付けた操作に応じて、前記画像切出部で切り出された画像の表示位置を変更することを特徴とする請求項６に記載の画像照射システム。
8. 車両の運転者を撮像するステップと、
   前記車両後方を撮像するステップと、
   前記撮像された運転者の画像から前記運転者の単眼位置を算出するステップと、
   前記撮像された車両後方の画像の少なくとも一部を切り出すステップと、
   前記算出された単眼位置へ前記切り出された画像を照射するステップと
   を具備することを特徴とする画像照射方法。

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