JP2010251939A - 車両周囲画像表示システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両周囲を撮像するためのカメラと、自車両周囲の障害物を検出する障害物検出手段と、障害物に対応する代替画像を予め格納しておくメモリ部と、カメラが取得した画像を基に自車両周囲の仮想視点からの俯瞰画像を生成する画像処理部と、からなり、障害物検出手段が障害物を検出した場合に、画像処理部は、障害物を同定し、同定された障害物に対応する代替画像を選択してメモリ部から読出して、選択した代替画像の向きと傾きを仮想視点に合わせて変更して、俯瞰画像に重畳する。
【選択図】図7
Description
しかしながら、この種の従来技術による場合、俯瞰画像上では障害物等の障害物が路面に倒れているように見えるという問題がある。又、障害物、即ち、原理的に高さのある物体は、カメラの撮像範囲よりも上方部分が表示不可能となるという問題がある。更に、高さのある物体は、カメラ設置位置と、物体の路面上の位置を結んだ直線状に、車両側から外側に向かって伸びていくように見えるという、違和感のある表示状態となる。
しかしながら、これらの障害物の表示は、動作の有無や姿勢の向きを伴うものではなく、依然として違和感が甚だしい。
また、特許文献3には、検出した障害物(人)が表示する画像の範囲外にある場合に、その移動状況をトップビュー上での代替画像で示す技術が記載されているが、代替画像は真上からのものに固定されている。また、障害物が表示する画面の範囲内にある場合は、そのまま表示するものであり、いずれにしても上記違和感は解消されない。
また請求項3によれば、前記メモリ部は、同種の障害物に対して大きさの異なる複数の静止代替画像及び動画代替画像の双方又は一方を格納する。
また請求項4によれば、前記画像処理部は前記代替画像を重畳する過程において、前記代替画像の重畳に先立って、前記障害物画像を除去し、前記障害物画像の周囲の画素情報を用いて補完処理を行う。
また請求項5によれば、前記画像処理部は、さらに、前記代替画像を重畳した後に、前記重畳した代替画像の周囲に「ぼかし」効果用画像を挿入する、又は、予め前記「ぼかし」効果用画像と一組になっている前記代替画像を前記メモリ部から読み出して重畳する。
また請求項6によれば、前記画像処理部は、障害物検出手段が検出した障害物の大きさが、ある一定の値よりも大きい場合は、代替画像を重畳しない。
また請求項7によれば、前記画像処理部は、自車両中心部から前記障害物の路面上の位置を結ぶ直線上に前記代替画像を重畳する。
また請求項8によれば、前記メモリ部は、同種の前記障害物に対して自車両からの距離に応じた複数個のモデルを備え、前記モデルは、前記障害物が前記カメラの撮像範囲に部分的に入っている場合に対するモデルを含み、前記画像処理部は、検出された障害物の画像を前記モデルと比較して前記障害物を同定し、前記障害物の全体代替画像を選択する。
図1に示すように、車両周囲画像表示システムは、車両周囲を撮像するカメラ(撮像手段)11と、車両周囲の障害物を検出する障害物検出手段12と、代替画像のデータを格納するメモリ部13と、カメラで撮像した画像を俯瞰画像に変換し、俯瞰画像上の障害物(立体物)を代替画像に置換した画像を生成する画像処理部16と、画像処理部16で生成された画像を表示するモニタ(表示部)15とを備える。
障害物検出手段12は、図1(A)に示すように、Laser、Sonar、Radarのいずれかからなる場合もあり、図1(B)に示すように、撮像手段11と画像処理部16に包含され、撮像手段で撮像された画像を画像処理部で分析して障害物を検出する場合もある。
また、障害物の高さが高い場合は、各々の場合の路面画像55、50に対して図3(C)、(B)のようでなければならない。
(以下、障害物25の前面、後面は各々、障害物が自車両20(即ち、サイドドアミラーに取り付けられたカメラ11)に見せている面と、その逆の面である。)
(A)は、サイドドアミラーに取付けたカメラによって撮像した入力画像である。
図6に、この場合の俯瞰画像の通常の生成手順を示す。
この場合、上記のような180度回転処理は不要なので、障害物25の前後及び上下反転は生じないが、「仰向けに倒れこんで」見える変形現象が同様に生じ、運転者の感じる違和感が甚だしい。
[ステップ1〜2の説明]
障害物検出手段12が上記図1(B)に示すように、撮像手段11と画像処理部16で構成されている場合は、障害物検出手段12は、取得したカメラ画像を分析し、障害物25を検出する。
また、障害物検出手段12が上記図1(A)に示すように、別途備えられている場合(例えば、レーダーである場合)は、これによって障害物25を検出する。
ステップS2で障害物が検出されない場合は、後述のステップS10に直行する。
[ステップ3〜7の説明]
又、ステップS4で障害物が動かない、障害物(例えば、立っている人)であると判定された場合は、ステップS6でメモリ部13に格納されている静止画代替画像を検索し、ステップS7で、検索された中で測定されたサイズに相当する代替画像35を選択する。
このようにして、ステップS7で動画又は静止画の代替画像が決定される。
向きは、この場合、障害物(例えば、立っている人)の後面画像とし、傾きは、通常直立(90度)であるが、障害物が柱などの場合で傾いていると判定した場合は、判定された傾き角度に合わす。
これらの「向きと傾き」は、その都度演算してもよく、メモリ部から対応代替画像のうちで最適なものを選択してもよい。
従って、上記のように、障害物の位置が自車両に近く障害物の高さがサイドドアミラーより高い場合や、大きい障害物が自車両に接近している場合は、障害物25がカメラの撮像範囲からはみ出してしまうので、障害物の大きさが正確に計測できない。
また、表示上の遠方部から車両付近に障害物が接近してきた場合など、途中で代替画像が変化してしまうことが考えられる。
小人に対しても、類似の手順を採用する。
[ステップ8〜9の説明]
次にステップS9では、路面画像52の違和感を取り除くため、周辺の路面部分の画素の色情報をもとに補完再生して上書きして路面画像53を作成する。
なお、路面上に描かれた分離線などの交通標識は、それが障害物と認識されないように判定され、路面画像の一部を形成するものとする。
この「ぼかし」効果用画像は、ステップ7において、その都度付加してもよいが、代替画像ごとに対応する「ぼかし」効果用画像を予め付加して一組になっている形で、メモリ部に保存しておいてもよい。
例えば図13を参照すると、代替画像35に「ぼかし」効果用画像45を付加して代替画像とすることができる。
この場合、上記のステップS8(障害物の画素除去)と、ステップS9(路面画素の補間再生)というステップを省略することができ、上記の路面画像の違和感を安価に軽減できる。
また、上記ステップS9を省略してS8のみを実行してもよく、ステップS8とS9の双方を省略せずに実行してもよい。
[ステップ10〜ステップ12の説明]
ステップS8において障害物25の画像を除去した後もステップS9〜S10を通じて、障害物の路面上の位置26a、27a、28aは保存される。
また、ステップ2で障害物25を検出していた場合は、上記のように自車両20の代替画像(これも「20」で表わす)と路面画像55を合成した後の画像に対して、上記ステップS7で決定された障害物25の代替画像35をさらに重畳することによって、自車両及び障害物を仮想視点から見た俯瞰画像を完成し、ステップ12でモニタ15に対して表示出力させる。
その際、障害物の代替画像35は路面画像55上の路面上の位置28aに合わせて上書き合成される。
本発明による図7と図8の手順は、図2における自車両前方の仮想視点(フロントビュー視点)23、自車両後方の仮想視点(バックビュー視点)24からの俯瞰画像形成に対しても全く同様に適用できる。
[トップビュー視点からの俯瞰画像]
ただし、この場合は、ステップS9において、180度反転処理は不要であり、路面画像53は直ちに射影変換して路面画像55とする。
そこで図10(A)を参照すると、もとのカメラ画像上の障害物25の画像に戻って、例えばフロントカメラ11の画像をもとにした俯瞰画像における障害物25の場合、フロントカメラ11と、障害物の路面上の位置27aとを結ぶ方向に沿った、斜め上からの代替画像36を表示する。
そこで、さらに図10(B)を参照すると、代替画像37の向きと傾きは、本実施形態における俯瞰画像の視点であるトップビュー視点(自車両の中心部上方の視点)21に合わせ、向きは、障害物(例えば、立っている人)の正面画像とし、傾きは、自車両の中心部(トップビュー視点21)と障害物の路面上の位置27aを結ぶ方向に沿って後傾させる。代替画像37では、「倒れこんだ」ように見えるという違和感が取り除かれている。
[「ぼかし」効果用画像]
この場合、図12(A)は、上記図6に示した手順で得られた俯瞰画像であり、例えばフロントカメラ11の画像をもとにした俯瞰画像における障害物25bの画像は、フロントカメラ11と、障害物の路面上の位置27aとを結ぶ方向に沿って、著しく大きく、且つ路面に「倒れこんで」いる。
代替画像37自身は違和感がないが、障害物25bの画像の相当部分が代替画像37によって隠されず露出しており、混乱を招き違和感がある。
(C)は安価に実現できるが、運転者に警告を与えるという観点からは、実用上は(D)と実質的に同等である。
[代替画像]
代替画像を動画代替画像として俯瞰画像上に表示する場合、障害物が動物や人間の場合、両手や両足を交互に動かした静止代替画像を交互に表示して、歩いているように表現しても良い。
12 障害物検出手段
13 メモリ部
14 ECU
15 モニタ(表示部)
16 画像処理部
20 自車両
21、22、23、24 自車両上方、自車両側方、自車両前方、自車両後方、の仮想視点
25、26、27、28 障害物(立体物)
26a、27a、28a 障害物の路面上の位置
25b 障害物(立体物)
35、36、37 代替画像
45 「ぼかし」効果用画像
50、51、52、53、54、55 路面画像
Claims (8)
- 車両周囲を撮像するためのカメラと、
自車両周囲の障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物に対応する代替画像を予め格納しておくメモリ部と、
前記カメラが取得した画像を基に自車両周囲の仮想視点からの俯瞰画像を生成する画像処理部と、からなり、
前記障害物検出手段が前記障害物を検出した場合に、前記画像処理部は、前記障害物を同定し、
前記同定された障害物に対応する代替画像を選択して前記メモリ部から読出して、前記選択した代替画像の向きと傾きを前記仮想視点に合わせて変更して、前記俯瞰画像に重畳することを特徴とする車両周囲画像表示システム。 - 前記画像処理部は、前記同定された障害物のサイズを測定し、動作の有無を検出し、測定されたサイズに相当する動画像又は静止画像の代替画像を選択することを特徴とする請求項1に記載の車両周囲画像表示システム。
- 前記メモリ部は、同種の障害物に対して大きさの異なる複数の静止代替画像及び動画代替画像の双方又は一方を格納することを特徴とする請求項1に記載の車両周囲画像表示システム。
- 前記画像処理部は前記代替画像を重畳する過程において、前記代替画像の重畳に先立って、前記障害物画像を除去し、前記障害物画像の周囲の画素情報を用いて補完処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の車両周囲画像表示システム。
- 前記画像処理部は、さらに、前記代替画像を重畳した後に、前記重畳した代替画像の周囲に「ぼかし」効果用画像を挿入する、又は、予め前記「ぼかし」効果用画像と一組になっている前記代替画像を前記メモリ部から読み出して重畳することを特徴とする請求項1に記載の車両周囲画像表示システム。
- 前記画像処理部は、障害物検出手段が検出した障害物の大きさが、ある一定の値よりも大きい場合は、代替画像を重畳しないことを特徴とする請求項1に記載の車両周囲画像表示システム。
- 前記画像処理部は、自車両中心部から前記障害物の路面上の位置を結ぶ直線上に前記代替画像を重畳することを特徴とする請求項1に記載の車両周囲画像表示システム。
- 前記メモリ部は、同種の前記障害物に対して自車両からの距離に応じた複数個のモデルを備え、前記モデルは、前記障害物が前記カメラの撮像範囲に部分的に入っている場合に対するモデルを含み、前記画像処理部は、検出された障害物の画像を前記モデルと比較して前記障害物を同定し、前記障害物の全体代替画像を選択することを特徴とする請求項1に記載の車両周囲画像表示システム。
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