JP2010109684A - 車両周辺画像表示システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サイドカメラ1とモニター3と画像処理コントロールユニット2を備えたシースルーサイドビューモニターシステムA1において、画像処理コントロールユニット2は、サイドカメラ1からの外部映像を運転者の視点位置から見た仮想カメラ画像に視点変換する画像処理部43と、外部映像の色を輝度・色相に応じて判定する輝度・色相判定センサー49aと、半透明車室内画像RGの輝度・色相を、外部映像に対する視認性を高めるように自動調整する輝度・色相変換ブロック49bと、仮想カメラ画像に半透明車室内画像RGを重畳させる画像合成により、半透明車室内画像RGを透過して仮想カメラ画像を表現する合成画像を生成するスーパーインポーズ回路46と、を有する。
【選択図】図1
Description
前記モニター映像生成手段は、
前記車載死角カメラから入力される実カメラ映像を、運転者の視点位置から見た仮想カメラ画像に視点変換する画像処理部と、
前記車載死角カメラからの外部映像の色を、輝度・色相・彩度・明度の少なくとも1つに応じて判定する外部映像色判定部と、
前記外部映像の色判定結果に基づき、車室内画像を半透明化した半透明車室内画像の輝度・色相・彩度・明度の少なくとも1つを、前記外部映像に対する視認性を高めるように自動調整する車室内画像色自動調整部と、
前記画像処理部からの仮想カメラ画像に、前記車室内画像色自動調整部からの半透明車室内画像を重畳させる画像合成により、半透明車室内画像を透過して仮想カメラ画像を表現する合成画像を生成する画像合成回路と、
を有することを特徴とする。
すなわち、画像処理部において、車載死角カメラから入力される実カメラ映像が、運転者の視点位置から見た仮想カメラ画像に視点変換されることで、モニターに表示された合成画像を見た運転者は、仮想カメラ画像に含まれる運転者からの死角部分を視差無く直感的に把握できる。
そして、明るさ・色合い判定部において、車載死角カメラから入力される実カメラ映像を外部映像とし、この外部映像の平均的な明るさ・色合いが判定され、明るさ・色合い自動調整部において、外部映像の明るさ・色合い判定部の判定結果に基づき、車室内画像を半透明化した半透明車室内画像の明るさ・色合いが、外部映像に対する視認性を高めるように自動調整される。
したがって、外部映像に対して視認性を高めた半透明車室内画像を透過し、仮想カメラ画像がモニターに表現されることになり、例えば、昼間時、薄暮時、夜間時等の外部環境条件にかかわらず、仮想カメラ画像と半透明車室内画像の区別が明らかとなり、仮想カメラ画像による運転者から死角となる外部状況を、半透明車室内画像による自車両との位置関係にて明確に透過視認できる。
この結果、実カメラ映像を取得する外部環境条件にかかわらず、仮想カメラ画像と半透明車室内画像の区別を明らかとし、運転者から死角となる外部状況を自車両との位置関係にて明確に透過視認できる。
図1は、実施例1のシースルーサイドビューモニターシステムA1(車両周辺画像表示システムの一例)を示す全体システムブロック図である。
このスーパーインポーズ回路46には、運転者の視点から予め撮影された車室内画像RPを領域分けし、それぞれの領域にて異なる透過率の設定を行うブレンド回路部46aを有する。前記ブレンド回路部46aでは、車室内画像RP(図10)のうち、自車両を道路面に投影した影の領域SEを、車室内画像の透過率が0%の「不透明部分DE」として設定し、自車両の窓ガラスに相当する領域を、車室内画像の透過率が100%の「透明部分CE」として設定し、影領域と窓ガラス領域以外の領域を、任意の透過率を持つ「半透明部分GE」として設定する(図14)。
この輝度・色相判定センサー49aでは、実カメラ画像を構成する各画素のデータを、デジタルデータ輝度信号Yと色差信号CbCr(または、RGBデータ)として取り込んでいる。そして、取り込んだ元データ(画面)について、図2に示すように、水平走査線方向の一水平ライン毎にデータを累積(蓄積)し、全走査線による複数の累積データを平均化して画像全体の明るさ(輝度)・色相を判定している。この判定手法が最も容易である。しかし、取り込んだ元データ(画面)について、図3に示すように、四隅・中央等に特定のブロック(判定用のエリア1〜5)を設定し、各ブロックでの平均値により画像全体の明るさ(輝度)・色相を判定しても良い。また、取り込んだ元データ(画面)について、図4に示すように、数画素おきに縦方向と横方向の格子状サンプルライン(代表的な垂直ライン、代表的な水平ライン)を設定し、サンプルライン毎にデータを累積(蓄積)し、複数の累積データを平均化して画像全体の明るさ(輝度)・色相を判定しても良い。
ここで、「輝度」とは、光源や二次光源(反射面や透過面)から観測者の方向へ向かって発する「光の強さ」を人間の目の感度(CIE標準分光視感効率V[λ])で評価した測光量で、特定方向(観測方向)のみに着目したものである。
また、「輝度の通常状態」とは、車室外の明るさが昼間の明るさであるとき、仮想カメラ画像に重畳する半透明車室内画像の区別が明確となる輝度をいう。
ここで、「明度」とは、色の三属性の一つであり、色の明るさのことをいう。なお、色の三属性は、「明度」に、「色相(色合いのこと)」と「彩度(色の鮮やかさの度合い)」を含めたものをいう。
ここで、色相の設定値Xは、画像メモリ44に記憶設定されている色相変換前の車室内画像の色相を判定することで求められる。
ここで、補色系の色相への変換とは、図8に示す色相環において、対角上に位置する色が補色関係となるため、例えば、外部映像の色相が「赤」である場合には、「シアン」に変換するのが最も好ましい。但し、「赤」にとって、「シアン」以外に、「青」や「緑」も対角の補色系領域に存在するため、「青」や「緑」に変換しても良い。
ここで、「障害物有無データ」は、画像処理部43に入力される実カメラ画像データの解析を行い、解析した画像中に障害物を示す画像が存在するか否かを判断することで取得される。
ここで、設定値Vは、サイドビューモニターシステムが、本来、車両の幅寄せや始動時の安全確認のために用いられるものであるため、低速走行と通常走行の判断閾値として、低速域車速値に設定される。
実施例1〜実施例3を含む本発明の目的は、死角解消に寄与可能な外部カメラを持ち、カメラ映像を、画像処理を用いて表示可能なシステムのうち、運転者がその映像を見ただけで車両を透過した映像であると直感的に認識可能なシステムを安価に構築し、更に、車両の挙動をその映像中で把握可能な車両周辺画像表示システムを提案するものである。
・モニターに表示される映像を見ただけで、直感的に車の進行方向、大きさその他の車両感覚が判る表示法を構築する。
・映像の透過率等を自由に運転者の嗜好にあわせ変化可能なシステムとする。更に運転状況によって、基本的な透過率を自動変更可能な表示システムを構築する。例えば、夕暮れ時などの外部映像の輝度により、透過率を変更し外部映像を見やすくする。
・スーパーインポーズする半透明車室内画像の輝度・色相を、外部映像の輝度・色相に応じて視認性を高める自動制御を行う表示システムを構築する。加えて、個人差が大きい視認性の好みにあわせて輝度・色相を手動操作により変更可能なシステムとする。例えば、薄暮れ時には半透明車室内画像の輝度をアップし、夜間時には半透明車室内画像の輝度を反転し、対向車のライトが入ったときは半透明車室内画像の輝度をダウンし、外部映像と半透明車室内画像の色相が近似するときは半透明車室内画像の色相を変換して色相差を持たせる等、視点変換されたカメラ映像を見やすくする工夫を行う。
・色相を制御可能であることを利用し、モニター表示される画面全体を用いて視覚に訴える警告動作を行うシステムとする。例えば、車速情報や障害物情報と連動し、安全性を損なうような場合には、半透明車室内画像全体の色相を、警告をあらわす赤色系色相等に変換する。
図10は、運転者の視点位置から左前部側方に向かって予め撮影された車室内静止映像を示す図である。図11は、実施例1のシースルーサイドビューモニターシステムA1が搭載されている車両から路面に対し車体形状を投影している様子をイメージして示した斜視図である。図12は、実施例1のシースルーサイドビューモニターシステムA1が搭載されている車両から路面に対し車体形状を投影した像を運転者視点位置から透過して見た場合の映像(不透明部分)を示す図である。図13は、実施例1のシースルーサイドビューモニターシステムA1において図10に示す車室内画像RPに対し図12の「不透明部分DE」を設定した画像を示す図である。図14は、実施例1のシースルーサイドビューモニターシステムA1において図10に示す車室内画像RPに対し「不透明部分DE」と「透明部分CE」と「半透明部分GE」を設定した半透明車室内画像RGを示す図である。以下、図10〜図14に基づいて、透過映像によるモニター画像表示作用を説明する。
つまり、死角カメラと運転者視点カメラの2つのカメラを用い、既存システムに対し運転者視点カメラの追加が必要であるため、システムのコストアップとなる。加えて、運転者視点カメラは、運転者の視点位置近くに設けられるもので、運転者視点の位置には設けることができないため、運転者視点カメラから得られるカメラ映像は、実際に運転者の視点から見える像に対して視差が生じる。
上記のように、スーパーインポーズ回路46のブレンド回路部46aにおいて、車室内画像RPのうち自車両の形状を道路面へ垂直に投影した領域SEを、車室内画像の透過率が0%の「不透明部分DE」として設定し、自車両の窓ガラスに相当する領域を、車室内画像の透過率が100%の「透明部分CE」として設定し、影領域と窓ガラス領域以外の領域を、任意の透過率を持つ「半透明部分GE」として設定している(図14)。
すなわち、ブレンド比率手動制御インターフェース4に対する手動操作によりブレンド外部制御部48に対し、透過率調整信号が入力されたら、制御回路45に対し透過率制御指令が出力され、ブレンド回路部46aは、車室内画像に設定された「半透明部分GE」の透過率を、0%〜100%の範囲で任意に調整する。
図15は、実施例1のシースルーサイドビューモニターシステムA1において半透明車室内画像RGを反転表示したときの輝度反転画面を示すイメージ図である。以下、図5に示すフローチャートに基づいて、図15を参照しながら外部映像輝度追従表示制御モードによる表示制御作用を説明する。
例えば、薄暮れ時等において、スーパーインポーズされる半透明車室内画像RGの輝度(明度)を通常状態のままにすると、モニター3の表示画面3aの全体輝度が落ち込み、薄暗い仮想カメラ画像の中に半透明車室内画像RGが溶け込んでしまい、視認性を損なうことがある。
これに対し、薄暗い外部映像に対してスーパーインポーズされる半透明車室内画像RGの輝度(明度)を高めることで、重ね合わせられる2つの画像が輝度差(明度差)を持つことになり、視認性の向上に有用である。
例えば、外部映像が暗い夜間時において、スーパーインポーズされる半透明車室内画像RGの輝度(明度)を通常状態のままにすると、モニター3の表示画面3aの全体輝度が大幅に落ち込み、暗い仮想カメラ画像の中に半透明車室内画像RGが完全に溶け込んでしまい、視認性を著しく損なう。また、スーパーインポーズされる半透明車室内画像RGの輝度をアップしても、暗い仮想カメラ画像の中に半透明車室内画像RGが溶け込んで、2つの画像の区別がつかない。
これに対し、暗い外部映像に対してスーパーインポーズにより重畳される半透明車室内画像RGを、写真のネガ画像のように輝度データを反転し、暗い黒線部分は白線表示し、明るい白線部分は黒線表示を行うことで、特に、夜間の視認性を向上させた合成画像を構成することができる。つまり、半透明車室内画像RGを反転表示することで、スーパーインポーズによるモニター3の表示画面は、図15に示すように、白抜きの線画に近い映像となり、暗い外部カメラ映像の中でも車両感覚を直感的に把握可能となる。
以下、図6に示すフローチャートに基づいて、輝度急変対応表示制御モードによる表示制御作用を説明する。
以下、図7に示すフローチャートに基づいて、図8を参照しながら色相変換表示制御モードによる表示制御作用を説明する。
したがって、外部映像の色相と半透明車室内画像RGの色相が互いに同じ色相レベルにある場合には、補色関係にある色系統に色相を変化させることにより、外部映像と半透明車室内画像RGがはっきりと区別されたモニター映像とすることができる。
以下、図9に示すフローチャートに基づいて、警告表示制御モードによる表示制御作用を説明する。
実施例1のシースルーサイドビューモニターシステムA1にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
図16は、実施例2のシースルーバックビューモニターシステムA2(車両周辺画像表示システムの一例)を示す全体システムブロック図である。
図17は、実施例2のシースルーバックビューモニターシステムA2において車両後方の車室内画像RPに対し「不透明部分DE」と「透明部分CE」と「半透明部分GE」を設定した半透明車室内画像RGを示す図である。
実施例2のシースルーバックビューモニターシステムA2にあっては、実施例1の(1)〜(9)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
図18は、実施例3のシースルーフロントビューモニターシステムA3(車両周辺画像表示システムの一例)を示す全体システムブロック図である。
ここで、設定値Tr0は、線路変更方向である右への視界を確保するための透過率しきい値である。
ここで、設定値Tr0は、線路変更方向である左への視界を確保するための透過率しきい値である。
なお、他の構成は、実施例1と同様である。
図20は、実施例3のシースルーフロントビューモニターシステムA3において左・右・中央のフロントカメラ映像の分割領域に「不透明部分DE」を設定した画像を示す図である。図21は、実施例3のシースルーフロントビューモニターシステムA3において車室内画像RPに対し「不透明部分DE」と「透明部分CE」と「半透明部分GE」を設定した半透明車室内画像RGを示す図である。
すなわち、カメラを用いた映像は、視界の確保を目的とする構成のため、左・右・中央のフロントカメラ31L,31R,31Cのカメラ画像を1画面で表示することが多い。この場合、通常、これらの各々のカメラ映像を合成し、180度以上の広角画面映像を表示することになる。
ターンシグナルスイッチ55が反応する場合は、ハンドルを切る動作、即ち徐行・停止後に左右いずれかへ針路変更を行うことである。この場合、中央部の視界より左右からの接近車両の情報が重要となってくる。
ここで、上記動作中、ターンシグナルの左右を判別し、そのどちらかのみを重み付けして透過率を変更するようにしても良い。なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
実施例3のシースルーフロントビューモニターシステムA3にあっては、実施例1の(1)〜(9)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
1 サイドカメラ(車載死角カメラ)
A2 シースルーバックビューモニターシステム(車両周辺画像表示システムの一例)
21 バックカメラ(車載死角カメラ)
A3 シースルーフロントビューモニターシステム(車両周辺画像表示システムの一例)
31L 左フロントカメラ(車載死角カメラ)
31R 右フロントカメラ(車載死角カメラ)
31C 中央フロントカメラ(車載死角カメラ)
2 画像処理コントロールユニット(モニター映像生成手段)
41 デコーダー
41L 左デコーダー
41R 右デコーダー
41C 中央デコーダー
42 画像メモリ
42L 左画像メモリ
42R 右画像メモリ
42C 中央画像メモリ
43 画像処理部
44 画像メモリ(画像記憶部)
45 制御回路(CPU)
46 スーパーインポーズ回路(画像合成回路)
47 エンコーダ
48 ブレンド外部制御部
49a 輝度・色相判定センサー(外部映像色判定部)
49b 輝度・色相変換ブロック(車室内画像色自動調整部)
49c 色相外部制御部(車室内画像色外部制御部)
3 モニター
4 ブレンド比率手動制御インターフェース
5 外部センサー
51 舵角センサー
52 速度センサー(車速検出手段)
53 イルミON/OFFスイッチ
54 機能スイッチ
55 ターンシグナルスイッチ
6 色相手動制御インターフェース(車室内画像色手動操作手段)
RP 車室内画像
SE 自車両の大きさ・形状を垂直に道路面に投影した領域
RG 半透明車室内画像
CE 透明部分
GE 半透明部分
DE 不透明部分
Claims (12)
- 自車両に取り付けられ、車両周辺を撮像する車載死角カメラと、運転者が視認できる車室内位置に設定したモニターと、前記車載死角カメラから入力される実カメラ映像に基づき、前記モニターへの表示映像を生成するモニター映像生成手段と、を備えた車両周辺画像表示システムにおいて、
前記モニター映像生成手段は、
前記車載死角カメラから入力される実カメラ映像を、運転者の視点位置から見た仮想カメラ画像に視点変換する画像処理部と、
前記車載死角カメラからの外部映像の色を、輝度・色相・彩度・明度の少なくとも1つに応じて判定する外部映像色判定部と、
前記外部映像の色判定結果に基づき、車室内画像を半透明化した半透明車室内画像の輝度・色相・彩度・明度の少なくとも1つを、前記外部映像に対する視認性を高めるように自動調整する車室内画像色自動調整部と、
前記画像処理部からの仮想カメラ画像に、前記車室内画像色自動調整部からの半透明車室内画像を重畳させる画像合成により、半透明車室内画像を透過して仮想カメラ画像を表現する合成画像を生成する画像合成回路と、
を有することを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項1に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
前記モニター映像生成手段は、運転者の視点から予め撮影された車室内静止映像を、車室内画像として記憶しておく画像記憶部を有し、
前記車室内画像色自動調整部は、前記画像記憶部からの車室内画像を半透明化することにより半透明車室内画像を取得することを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項1または請求項2に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
前記外部映像色判定部は、前記車載死角カメラからの外部映像の平均的な輝度と色相を判定する輝度・色相判定センサーであり、
前記車室内画像色自動調整部は、前記輝度・色相判定センサーによる外部映像の色判定結果に基づき、半透明車室内画像の輝度と色相を、前記外部映像の輝度と色相に対する視認性を高めるように自動調整する輝度・色相変換ブロックであることを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項3に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
前記モニター映像生成手段は、前記輝度・色相判定センサーからの輝度検出値を読み込み、輝度検出値が薄暮れ閾値を示す第1設定値以上のとき、半透明車室内画像の輝度と外部映像の輝度の間に輝度差を持たせた表示とし、輝度検出値が第1設定値より低いが夜間閾値を示す第2設定値以上のとき、半透明車室内画像の輝度を高めて外部映像の輝度との間に輝度差を持たせた表示とし、輝度検出値が第2設定値よりも低いとき、半透明車室内画像の輝度を反転すると共に黒線を白線で反転表示する外部映像輝度追従表示制御モードを有することを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項3に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
前記モニター映像生成手段は、前記輝度・色相判定センサーからの輝度検出値を読み込み、輝度検出値が上限側の閾値を示す第3設定値より高くなると、半透明車室内画像の輝度を低下させ、全体的に黒っぽく表示する輝度急変対応表示制御モードを有することを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項2から請求項5までの何れか1項に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
前記モニター映像生成手段は、前記輝度・色相判定センサーからの色相検出値を読み込み、色相検出値と設定値の色相ずれが第1閾値以上のとき、半透明車室内画像の色相を維持する表示とし、色相検出値と設定値の色相ずれが第1閾値未満であるが第2閾値以上のとき、半透明車室内画像の色相はそのままで色を明るくする表示とし、色相検出値と設定値の色相ずれが第2閾値未満のとき、半透明車室内画像の色相を外部映像の色相に対し、色相環において補色側領域に存在する補色系色相に変換表示する色相変換表示制御モードを有することを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項1から請求項6までの何れか1項に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
車速を検出する車速検出手段を設け、
前記モニター映像生成手段は、前記車速検出手段からの車速検出値を読み込み、車速検出値が設定値以上であるとき、半透明車室内画像の全体色相を運転者に対し警告を認識させる色相に変換して表示する警告表示制御モードを有することを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項1から請求項7までの何れか1項に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
前記モニター映像生成手段は、車室内画像色手動操作手段に対する外部からの操作に応じ、前記半透明車室内画像の輝度・色相・彩度・明度の少なくとも1つを、任意に調整する車室内画像色外部制御部を有することを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項1から請求項8までの何れか1項に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
前記画像合成回路は、前記仮想カメラ画像に重畳する前記半透明車室内画像のうち、自車両を道路面に投影した領域を透過率が0%の不透明部分とし、自車両の窓ガラスに相当する領域を透過率が100%の透明部分とし、前記不透明部分と前記透明部分以外の領域を、任意の透過率を持つ半透明部分として設定するブレンド回路部を有することを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項1から請求項9までの何れか1項に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
前記車載死角カメラは、運転者の死角となる車両の前部側方部分を、車室内から透過した映像として車室内のモニターに表示するシースルーサイドビューモニターシステムに用いられるサイドカメラであることを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項1から請求項9までの何れか1項に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
前記車載死角カメラは、運転者の死角となる車両の後方部分を、車室内から透過した映像として車室内のモニターに表示するシースルーバックビューモニターシステムに用いられるバックカメラであることを特徴とする車両周辺画像表示システム。 - 請求項1から請求項9までの何れか1項に記載された車両周辺画像表示システムにおいて、
前記車載死角カメラは、運転者の死角となる車両の前方部分を、車室内から透過した映像として車室内のモニターに表示するシースルーフロントビューモニターシステムに用いられる単独あるいは複数のフロントカメラであることを特徴とする車両周辺画像表示システム。
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