JP2014174841A - ドライブレコーダ、動画像記録方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車体の傾きを正確に検出でき、且つ二輪車特有の臨場感を再現しつつ、見易い画像を再生可能とする。
【解決手段】車体に設置し、動画像を撮影する光学レンズ系11及び撮像部12と、車体に設置し、直立状態での該車体の鉛直方向からオフセットした角度で路面との距離を検出する距離センサ10Ｂと、検出した距離の情報に基づいて路面に対する車体のバンク角度を算出し、撮影して得る動画像データを算出したバンク角度の情報と共に記録部16に記録させるＣＰＵ13とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、自転車やオートバイに好適なドライブレコーダ、動画像記録方法及びプログラムに関する。

自転車やオートバイなどの二輪車にドライブレコーダを採用する場合を考える。二輪車では、四輪車と違ってカーブや交差点で車体をバンクさせて（傾けて）曲がるため、車体に装着したドライブレコーダで撮影する動画像もカーブの度に左右に傾いたものとなり、後の再生時には非常に見苦しい画像となる。

これを解決する方法として、例えばレコーダに加速度センサを設け、重力方向（鉛直方向）を取得して姿勢情報を得、得た姿勢情報を基に映像を補正して表示する方法が考えられている。（例えば、特許文献１）

特開２００７−３１１９０４号公報

上記特許文献に記載された技術は、加速度センサに対してかかる、二輪車がカーブを曲がる時に発生する遠心力や、走行中に発生する振動等の外乱の影響を考慮しておらず、車体の傾きを正確に検出することが実用上は困難となるため、結果として映像を正しく補正することができない。

一方で、もし仮に鉛直方向を正確に検出できるものとして、常に再生する画像の横方向が水平方向となるような一律な補正を行なった場合、表示される画像は、走行時に車体を傾けて曲がるという二輪車特有の感覚とはかけ離れた、きわめて不自然なものとなる。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、車体の傾きを正確に検出でき、且つ二輪車特有の臨場感を再現しつつ、見易い画像を再生することが可能なドライブレコーダ、動画像記録方法及びプログラムを提供することにある。

本発明の一態様は、車体に設置し、動画像を撮影する撮影手段と、上記車体に設置し、直立状態での該車体の鉛直方向からオフセットした角度で路面との距離を検出するセンサと、上記センサで検出した距離の情報に基づいて上記路面に対する上記車体のバンク角度を算出する算出手段と、上記撮影手段で得る動画像データを上記算出手段で得たバンク角度の情報と共に記録する記録手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、車体の傾きを正確に検出でき、且つ二輪車特有の臨場感を再現しつつ、見易い画像を再生することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るドライブレコーダの設置形態を示す図。 同実施形態に係る電子回路の機能構成を示すブロック図。 同実施形態に係る動画像撮影時にＣＰＵが実行する記録処理の内容を示すフローチャート。 同実施形態に係る車体のバンク角と路面への距離との関係を示す図。 同実施形態に係る他の車体のバンク角と路面への距離との関係を示す図。 同実施形態に係る動画像再生時にＣＰＵが実行する処理内容を示すフローチャート。 同実施形態に係る記録した動画像をそのまま回転変換せずに表示した場合の参照画像を例示する図。 同実施形態に係る記録した動画像を水平を基準として回転変換で補正して表示した場合の参照画像を例示する図。 同実施形態に係る図５で説明した処理に基づいて回転変換を施した上で表示される動画像の例を示す図。

以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。

なお以下の説明で用いる「バンク角度」なる表現では、一般的な表現としての「バンク角」（＝ロール角）、すなわち直立した状態から地面及び進行方向の双方と直交する面内に沿ってどれだけ傾いたかを示す角度、とは異なり、直立した状態での地面に対する角度をもって「９０°」として表現するものとする。

図１は、本発明の一実施形態に係るドライブレコーダの設置形態を示す図であり、図１（Ａ）がドライブレコーダ１０の取付け対象となる自転車ＢＫの側面図、図１（Ｂ）が同正面図である。同図で、ドライブレコーダ１０は、レコーダ本体１０Ａと距離センサ１０Ｂとから構成される。

レコーダ本体１０Ａが、例えば自転車ＢＫのダイヤモンドフレームのヘッドチューブ部前方に設置される一方で、距離センサ１０Ｂが例えば同フレームのダウンチューブ部の中央から下方寄りに設置されるものとする。レコーダ本体１０Ａと距離センサ１０Ｂは、ここでは図示しないケーブルで有線接続される。
距離センサ１０Ｂは、直立状態での自転車ＢＫの車体鉛直方向からオフセットした角度で路面との距離を検出する。

図２は、上記ドライブレコーダ１０の電子回路の機能構成を示すブロック図である。レコーダ本体１０Ａでは、光学レンズ系１１を介して、ＣＣＤ等の固体撮像素子を含む撮像部１２の撮像面に光像が合焦される。この撮像部１２で順次得られる動画像の画像信号は、デジタル化された後にＣＰＵ１３へ出力される。

このＣＰＵ１３は、ドライブレコーダ１０全体の動作制御を司るもので、このＣＰＵ１３に対して、上記光学レンズ系１１中の特にフォーカスレンズの位置を駆動するレンズモータ（Ｍ）１４、メモリ１５、記録部１６、入力部１７、電源制御部１８、及び端子１９と接続される。

上記メモリ１５は、上記ＣＰＵ１３の動作プログラム等を記憶したプログラムメモリ、及びこのプログラムメモリから読出した動作プログラム等を展開して実行するためのワークメモリ、動画像撮影時に上記撮像部１２から送られてくる画像データを順次記憶するバッファメモリを含む。

上記記録部１６は、このレコーダ本体１０Ａに対して着脱自在なメモリカードとそのドライバ回路とで構成され、動画像データを記録する。

上記入力部１７は、電源キーや録画の開始／終了を指示するための録画キー、後述する角度算出のための数値入力とその設定のためのキーなどを含むいくつかのキーを備え、そのキー操作に応じた操作信号をＣＰＵ１３へ出力する。

電源制御部１８は、このドライブレコーダ１０の電源となる電池２０から与えられる電力から必要な電圧を生成し、他の各回路へ供給する。

端子１９は、ケーブルＣＢの一端を接続するもので、このケーブルＣＢの他端が端子２１を介して上記距離センサ１０Ｂと接続される。上記距離センサ１０Ｂは、上述した如く直立状態での自転車ＢＫの車体の鉛直方向からオフセットした角度で路面との距離を検出し、その検出信号をデジタル化して上記端子２１、ケーブルＣＢ、端子１９を介して上記ＣＰＵ１３へ出力する。

次に上記実施形態の動作について説明する。
なお本実施形態では、動画像の記録に際して動画像のデータファイルを例えばＡＶＣＨＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｃ Ｈｉｇｈ Ｄｉｆｉｎｉｔｉｏｎ）規格に則ってＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式で記録するものとする。

図３は、上記ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式にしたがってＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）単位で実行される、動画像データの記録に関する処理内容を示すもので、その動作はすべてＣＰＵ１３の制御の下に実行される。

その処理当初、ＣＰＵ１３は上記撮像部１２から順次送られてくる画像データをメモリ１５にバッファ記憶させると共に、その記憶した画像データが１ＧＯＰ分、例えば１５ピクチャ分蓄積された時点でそれらを取込んでワークメモリに転送する（ステップＳ１０１）。

次にバッファメモリに蓄積した画像データがなくなり、動画像の記録が終了したか否かを判断することで、連続した動画像の記録の終了を判断する（ステップＳ１０２）。
ここで動画像の記録が終了していないことを確認すると、次にＣＰＵ１３は上記距離センサ１０Ｂからの距離情報を取込む（ステップＳ１０３）。このときＣＰＵ１３では、例えば上記ステップＳ１０１で１ＧＯＰ分の動画像データの取り込みを行なうのと平行して、時間的に等間隔で複数回、例えば５回に分けて距離センサ１０Ｂからの取り込みを連続して実行しても良い。

この場合、例えば撮像部１２での記録フレームレートが３０［フレーム／秒］で上記１ＧＯＰが１５ピクチャ（フレーム）とすると、１ＧＯＰは０．５［秒］分の動画像データとなる。
これに対して１ＧＯＰの記録の間に上記距離センサ１０Ｂから５回に分けて距離情報を取込むものとすると、１回の距離情報は０．１［秒］分、各３枚のピクチャに対応するものとなる。

その後ＣＰＵ１３は、ワークメモリ上で１ＧＯＰ分のピクチャからＩピクチャ（Ｉｎｔｒａ−ｐｉｃｔｕｒｅ：フレーム内符号化画像）、Ｐピクチャ（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｐｉｃｔｕｒｅ：フレーム間順方向予測符号化画像）、及びＢピクチャ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｐｉｃｔｕｒｅ：双方向予測符号化画像）を生成して記録のためにデータ圧縮したＧＯＰを生成する（ステップＳ１０４）。

次にＣＰＵ１３は、直前の上記ステップＳ１０３で取込んだ距離センサ１０Ｂからの距離情報から自転車ＢＫにおけるバンク角度を算出する（ステップＳ１０５）。

図４は、このバンク角度の算出原理を示す図である。図４（Ａ），（Ｂ）共に、
Ｓ：車体の角度（姿勢）［°］(９０°で直立とする)、
Ｔ：車体が直立した状態での地面から距離センサまでの距離［ｍｍ］
Ｎ：距離センサで測定した地面（ＧＲ）までの距離［ｍｍ］、
Ｐ：距離センサの取付け角度（オフセット角）［°］
とした場合、角度Ｓは、次式
cos²S=(T²-2TNcosP+N²cos²P)/(T²-2TNcosP+N²) …(1)
を用い、ｃｏｓ²Ｓの値からＳを解くことでバンク角度が求められる。

上記（１）式中の変数Ｔ，Ｐは共に既知であり、このドライブレコーダ１０を自転車ＢＫに設置した場合に初期設定で入力しておくものとして、距離センサ１０Ｂからの距離情報Ｎを入力することにより、角度Ｓが算出できる。

また上記ステップＳ１０３で説明したように、１ＧＯＰ（例えば１５ピクチャ）に対して複数回、例えば５回の時間的に等間隔な距離情報を取込んだ場合には、それら５回分の距離情報毎に上記（１）式により車体の角度を算出する。

なお、自転車ＢＫの構造によっては、例えばマウンテンバイクでダウンチューブ部分に泥よけなどを装着しているために距離センサ１０Ｂを取付けることができない場合や、あるいは自転車ではなくオートバイで、ダブルクレードルフレームなどのように車体の中央にダウンチューブに相当する構造部材が存在しない場合には、上記距離センサ１０Ｂに代えて、図５に示すような２方向の距離を検出する距離センサ１０Ｂ′を用いるものとしても良い。

図５は、そのような自転車ＢＫの車体の中央からオフセットした位置、例えばハンドルバーの中央から離れた位置に２方向性の距離センサ１０Ｂ′を取り付けた場合の、バンク角度の算出原理を示す図である。図５（Ａ），（Ｂ）共に上記（１）式を同様に用いて、ｃｏｓ²Ｓの値からＳを解くことでバンク角度が求められる。

ただし、上記（１）式中の変数Ｐのみが既知であり、このドライブレコーダ１０を自転車ＢＫに設置した場合に初期設定で入力しておくものとして、距離センサ１０Ｂ′からは２つの距離情報Ｔ，Ｎを同時に入力することにより、角度Ｓが算出できる。

角度算出後、ＣＰＵ１３は算出した角度の情報を付帯したＧＯＰデータを作成し、記録部１６に出力して、このドライブレコーダ１０の記録媒体であるメモリカードに記録させた後、再び上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

こうして動画像を撮影する間、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理を繰返し実行し、撮影が終了すると、最後のＧＯＰに対する処理を実行した後、上記ステップＳ１０２で取込んだ動画像データがもうないと判断した後、記録部１６に記録した一連の動画像のデータを１つのデータファイルとして取り纏めて設定してあらためて格納させ（ステップＳ０７）、以上で図３による記録処理を終了する。

次に、上記記録部６に装着されていたメモリカードに記録した動画像データを再生する場合の動作について説明する。
この場合、例えば上記記録部１６に装着していたメモリカードを取り出し、図示しないパーソナルコンピュータ等を用いて、記録した動画像データを再生するものとしてもよい。

その場合、当該パーソナルコンピュータには、ドライブレコーダ１０で撮影した動画像を再生するための専用のアプリケーションプログラムを予めインストールしておく必要がある。
また、上記図２で説明したドライブレコーダ１０の構成に加え、ドライブレコーダ１０のレコーダ本体１０Ａに小型の液晶表示部を設けるか、あるいはビデオ信号の出力端子を設けて外部のモニタ装置を接続することにより、レコーダ本体１０Ａで直接記録部１６に記録した動画像の再生を行なうものとしてもよい。

以下では、上記後者のレコーダ本体１０Ａ自体が再生機能を有している場合を例にとって動画像データを再生する場合の動作を説明する。この場合、メモリ１５には動画像データの再生用アプリケーションプログラムが予めインストールされており、ＣＰＵ１３がそのプログラムを起動して以下の動作を実行するものとする。

図６は、動画像のデータファイルを指定して再生を指示した場合に、ＣＰＵ１３が実行する処理内容を示すフローチャートである。その当初に、指定された動画像データのファイルから時系列上で最も先頭側の画像データを１ＧＯＰ分読出し（ステップＳ２０１）、これらをデコードして、ＧＯＰを構成するＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの圧縮を解いて一連の動画像データを展開する（ステップＳ２０２）。

そして、当該ＧＯＰに付帯されていた角度情報に基づき、画像の表示角度を補正して回転するよう設定する（ステップＳ２０３）。
１ＧＯＰ（例えば１５ピクチャ）分の動画像データが、例えば５回の時間的に等間隔な角度情報を付帯して記録されている場合には、各角度情報が時間的に連続した３ピクチャ（フレーム）毎に共通の角度情報として設定される。この場合、表示のフレームレートが例えば３０［フレーム／秒］であれば、０．１［秒］毎に回転変換の角度が設定されることとなる。

次いでこの設定に基づいて各画像を設定された角度だけ補正して回転変換した画像データを生成し（ステップＳ２０４）、メモリ１５の表示バッファに出力して表示を実行させる（ステップＳ２０５）。

その後、まだ再生していない動画像データのＧＯＰが記録部１６に記録されているか否かを判断し（ステップＳ２０６）、あると判断した場合には上記ステップＳ２０１からの処理に戻る。

こうしてステップＳ２０１〜Ｓ２０６で示した処理を繰返し実行することで、記録部１６に記録されている動画像のデータをＧＯＰ単位で読出して順次展開し、付帯して設定されているバンク角度を示す情報に基づいて回転変換した上で順次表示させる。

図７は、参考までに、記録した動画像をそのまま回転変換せずに表示した場合の画像例を示す。撮影時のバンク角度に基づく傾きがそのまま表示される。そのため、臨場感には富んでいるものの、撮影時のバンク角度のまま映像が大きく回転するので、表示時間が長くなるにつれて大変に見辛い画像となる。

図８は、参考までに、記録した動画像を、水平を基準として回転変換で補正して表示した場合の画像例を示す。図示する如く、回転変換により画像の端部の一部が斜めに欠損した状態となって表示される。常に水平を基準として回転変換したものとなるため、実際のバンク状態が大きいほど、上記欠損部分が大きくなると共に、臨場感が大きく損なわれて、非常に味気ない画像となる。

図９は、上記図６で説明した処理に基づいて回転変換を施した上で表示される動画像の例を示す。道路面を基準としているため、道路面自体の傾きの情報が加味された、適度なバンク角度となるように回転変換した動画像を表示するので、走行時の感覚を残しつつ、過度な回転を抑えた見易い画像となる。

そして、上記図９で示したような動画像の表示を続行し、記録部１６に記録している動画像をすべて表示し終えると、既に記録部１６に記録されている動画像がないことを上記ステップＳ２０６でＣＰＵ１３が判断し、以上で図６による一連の動画像の表示処理を終了する。

以上詳述した如く本実施形態によれば、車体の傾きを正確に検出でき、且つ二輪車特有の臨場感を再現しつつ、見易い画像を再生することが可能となる。

また上記実施形態では、動画像データの記録を行なったレコーダ本体１０Ａ自体が再生機能も有しているものとしたので、ユーザは記録した動画像をその場で手軽に再生して確認できる。

さらに上記実施形態では、例えばＧＯＰで示したような複数の画像フレームに対して共通する１つ、または複数の角度情報を付帯して設定するものとしたので、実際に画像の回転変換を行なう場合の演算処理を多少なりとも簡略化して、演算部での負担を軽減できる。

なお、複数のフレームの纏め方に関して上記実施形態ではＧＯＰを単位としたが、本発明はこれに限らない。

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
請求項１記載の発明は、車体に設置し、動画像を撮影する撮影手段と、上記車体に設置し、直立状態での該車体の鉛直方向からオフセットした角度で路面との距離を検出するセンサと、上記センサで検出した距離の情報に基づいて上記路面に対する上記車体のバンク角度を算出する算出手段と、上記撮影手段で得る動画像データを上記算出手段で得たバンク角度の情報と共に記録する記録手段とを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は。上記請求項１記載の発明において、上記記録手段で記録した動画像データ及びバンク角度情報を読出す読出手段と、上記読出手段で読出したバンク角度の情報に応じて上記動画像データの表示角度を補正して再生させる再生制御手段とをさらに具備したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記記録手段は、複数の画像フレームに対して共通のバンク角度の情報を設定して記録することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、車体に設置し、動画像を撮影する撮影部と、上記車体に設置し、直立状態での該車体の鉛直方向からオフセットした角度で路面との距離を検出するセンサとを備えた装置での動画像記録方法であって、上記センサで検出した距離の情報に基づいて上記路面に対する上記車体のバンク角度を算出する算出工程と、上記撮影部で得る動画像データを上記算出工程で得たバンク角度の情報と共に記録する記録工程とを有したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、車体に設置し、動画像を撮影する撮影部と、上記車体に設置し、直立状態での該車体の鉛直方向からオフセットした角度で路面との距離を検出するセンサとを備えた装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、上記センサで検出した距離の情報に基づいて上記路面に対する上記車体のバンク角度を算出する算出手段、及び上記撮影部で得る動画像データを上記算出手段で得たバンク角度の情報と共に記録する記録手段として機能させることを特徴とする。

１０…ドライブレコーダ、１０Ａ…レコーダ本体、１０Ｂ，１０Ｂ′…距離センサ、１１…光学レンズ系、１２…撮像部、１３…ＣＰＵ、１４…レンズモータ（Ｍ）、１５…メモリ、１６…記録部、１７…入力部、１８…電源制御部、１９，２１…端子、２０…電池、ＢＫ…自転車、ＣＢ…ケーブル、ＧＲ…地面。

Claims (5)

1. 車体に設置し、動画像を撮影する撮影手段と、
   上記車体に設置し、直立状態での該車体の鉛直方向からオフセットした角度で路面との距離を検出するセンサと、
   上記センサで検出した距離の情報に基づいて上記路面に対する上記車体のバンク角度を算出する算出手段と、
   上記撮影手段で得る動画像データを上記算出手段で得たバンク角度の情報と共に記録する記録手段と
   を具備したことを特徴とするドライブレコーダ。
2. 上記記録手段で記録した動画像データ及びバンク角度情報を読出す読出手段と、
   上記読出手段で読出したバンク角度の情報に応じて上記動画像データの表示角度を補正して再生させる再生制御手段と
   をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載のドライブレコーダ。
3. 上記記録手段は、複数の画像フレームに対して共通のバンク角度の情報を設定して記録することを特徴とする請求項１記載のドライブレコーダ。
4. 車体に設置し、動画像を撮影する撮影部と、上記車体に設置し、直立状態での該車体の鉛直方向からオフセットした角度で路面との距離を検出するセンサとを備えた装置での動画像記録方法であって、
   上記センサで検出した距離の情報に基づいて上記路面に対する上記車体のバンク角度を算出する算出工程と、
   上記撮影部で得る動画像データを上記算出工程で得たバンク角度の情報と共に記録する記録工程と
   を有したことを特徴とする動画像記録方法。
5. 車体に設置し、動画像を撮影する撮影部と、上記車体に設置し、直立状態での該車体の鉛直方向からオフセットした角度で路面との距離を検出するセンサとを備えた装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、
   上記センサで検出した距離の情報に基づいて上記路面に対する上記車体のバンク角度を算出する算出手段、及び
   上記撮影部で得る動画像データを上記算出手段で得たバンク角度の情報と共に記録する記録手段
   として機能させることを特徴とするプログラム。

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