JP2014236415A - 車両表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両の近傍の状態を、高画質で表示する画像表示装置を提供することである。【解決手段】自車両に設けられ、自車両の遠方を撮像する第１カメラと、自車両に設けられ、第１カメラの撮像範囲よりも近傍を撮像する第２カメラと、第１カメラにより撮像された第１撮像画像及び第２カメラにより撮像された第２撮像画像を表示する表示手段と、第１撮像画像及び第２撮像画像から表示手段により表示される表示画像を生成し、表示手段を制御する制御手段とを備え、第１カメラは、地表に対して第２カメラより高い位置に設けられ、制御手段は、表示画像のうち、第１カメラの撮像範囲と第２カメラの撮像範囲との重複範囲に相当する部分の画像を、第１撮像画像から生成する。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両表示装置に関するものである。

車両の後方のバンパーの上あたりに２つの撮像手段を水平方向に並べて設置して、撮像手段の水平画角を１１０度にして、２つ合わせて水平方向１８０度以上の範囲の画像を取得する。２つの撮像手段で撮像された撮像画像から１つの合成画像に合成する。そして、合成画像を、後方正面画像と、周辺の左右の部分の左右周辺画像とに分離して、後方正面画像に比べて、左右周辺画像を意図的に歪ませ変形することで、３面鏡を見ているような、後方の奥行きのある画像を提供する画像表示制御装置が開示されている（特許文献１）。

特開２００３−２５５９２５号公報

しかしながら、画角の大きな撮像手段を用いて、車両の近傍を撮像した場合には、撮像範囲の外縁の部分のひずみが大きいため、撮像された画像をディスプレイに表示すると画質が低くなる、という問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、自車両の近傍の状態を、高画質で表示する画像表示装置を提供することである。

本発明は、自車両の遠方を撮像する第１カメラ、及び、第１カメラの撮像範囲よりも近傍を撮像する第２カメラを自車両に設け、第１カメラの位置を、地表に対して前記第２カメラより高い位置とし、表示手段の表示画像のうち、第１カメラの撮像範囲と第２カメラの撮像範囲との重複範囲に相当する部分の画像を、第１カメラの撮像画像から生成して、表示手段に表示画像を表示させることによって上記課題を解決する。

本発明によれば、自車両の近傍を撮像するカメラの撮像範囲のうち、画質が低くなる部分の表示画像は高画質の画像により生成されるため、自車両の近傍の状態を高画質の画像で表示することができる、という効果を奏する。

本発明の実施形態に係る車両表示装置のブロック図である。 図１のカメラの位置を説明するための図であり、車両の平面図である。 図１のカメラの位置を説明するための図であり、車両の側面図である。 図１のディスプレイの位置を説明するための図であり、車両のインストゥメンタルパネルの周囲を示す図である。 図１の車両表示装置を搭載した自車両及び他車両の側面図である。 （ａ）は図１の第１画像生成部で生成される表示画像を示し、（ｂ）は図１の第２画像生成部で生成される表示画像を示す。 図１の中央ディスプレイ２ｃで表示される表示画像を示す。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両表示装置のブロック図である。車両表示装置は、車両に搭載されて、自車両の後方及び自車両の周囲をカメラで撮影し、ディスプレイに表示することで、自車両の後方又は周囲の情報を、乗員に提示するための装置である。

従来は、車室内又は車室外にミラーを設置し、乗員がミラーを直接みることで、自車両の後方又は周囲の情報を取得していたが、ミラーの視野角が狭い点や、ミラーにボディーのピラーが写ることで死角が生じる等の問題があった。本実施形態に係る車両表示装置は、ミラーを車両に設けずに、カメラとディスプレイを用いることで、これらの問題を解決している。

図１に示すように、本実施形態に係る車両表示装置は、右サイドカメラ１ａ、左サイドカメラ１ｂ、リアカメラ１ｃ、バックカメラ１ｄ、右ディスプレイ２ａ、左ディスプレイ２ｂ、中央ディスプレイ２ｃ、及びコントローラ１０を備えている。これらの各装置はＣＡＮ（Controller Area Network）その他の車載ＬＡＮによって接続され、情報の送信又は受信を行うことができる。

右サイドカメラ１ａ、左サイドカメラ１ｂ、及びリアカメラ１ｃは、自車両の後方の情報を取得するために、自車両の後方を撮像するカメラである。バックカメラ１ｄは、自車両の後方の周囲の情報を取得するために、自車両の後方の周囲を撮像するカメラである。カメラ１ａ〜１ｃは、カメラ１ｄよりも地表に対して高い位置に設けられている。カメラ１ａ〜１ｄは、車両の外部の異なる位置に各々設置されている。図２及び図３にカメラ１ａ〜１ｄの配置例を示す。図２は自車両の平面図を、図３は自車両の側面図を示す。

たとえば、図２に示すように、右サイドカメラ１ａは、車両右側方の所定の位置に設置され、従来、右ドアミラー（右サイドミラー）を設置していた場所に設けられている。右サイドカメラ１ａは、車両の右後方を撮像する。左サイドカメラ１ｂは、車両左側方の所定の位置に設置され、従来、左ドアミラー（左サイドミラー）を設置していた場所に設けられている。左サイドカメラ１ｂは、車両の左後方を撮像する。

リアカメラ１ｃは、バックドアの高いところに設けられている。バックドアにハイマウントストップランプが設けられている場合には、リアカメラ１ｃは、当該ハイマウントストップランプの付近に設置されている。リアカメラ１ｃは、車両の後方を撮像するように設置され、右サイドカメラ１ａで映す部分と、左サイドカメラ１ｂで映す部分の間を撮像するように設けられている。リアカメラ１ｃはバックドアの外側（車室外）に設けもよく、あるいは、バックドアの内側（車室内）に設けもよい。

バックカメラ１ｄは、リアガラスの下部などの車両後方の所定位置に設置され、車両の後方を撮像する。図３に示すように、リアカメラ１ｃは、バックカメラ１ｄよりも、地表に対して高い位置に設けられている。また、リアカメラ１ｃ及びバックカメラ１ｄは共に車両の後方を撮像しているが、リアカメラ１ｃは自車両の遠方を撮像し、バックカメラ１ｄは自車両の近傍を撮像している。すなわち、バックカメラ１ｄは、リアカメラ１ｃの撮像範囲よりも近傍を撮像している。

右ディスプレイ２ａ、左ディスプレイ２ｂ、及び中央ディスプレイ２ｃは、カメラ１ａ〜１ｄで撮像される自車両の後方の画像を、表示する表示装置である。図４に、ディスプレイ２ａ〜２ｃの配置例を示す。図４は、自車両のインストゥメンタルパネルの周囲を示す図である。

例えば、図４に示すように、右ディスプレイ２ａは、インストゥメンタルパネル２０の右側に設置されている。右ディスプレイ２ａは、右サイドカメラ１ａで撮像された画像を表示するディスプレイである。左ディスプレイ２ｂは、インストゥメンタルパネル２０の左側に設置されている。左ディスプレイ２ｂは、左サイドカメラ１ｂで撮像された画像を表示するディスプレイである。中央ディスプレイ２ｃは、インストゥメンタルパネル２０の中央に設置されている。中央ディスプレイ２ｃは、リアカメラ１ｃ及びバックカメラ１ｄで撮像された画像を表示するディスプレイである。

図１に戻り、コントローラ１０は、各カメラ１ａ〜１ｄから撮像画像の情報を取得して、各ディスプレイ２ａ〜２ｃで表示される表示画像を生成して、各ディスプレイ２ａ〜２ｃに出力することで、乗員に対して、自車両の後方及び周辺の様子を、電子画像により視覚的に提示する制御装置である。コントローラ１０は、各種プログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行する動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成されている。そして、コントローラ１０は、各制御機能を発揮するための機能ブロックとして、遠方画像制御部１１及び近傍画像制御部１２を有している。

遠方画像制御部１１は、右サイドカメラ１ａ、左サイドカメラ１ｂ、及びリアカメラ１ｃの撮像画像を用いて、自車両の後方の遠方の状態を表示するための表示画像を生成し、右ディスプレイ２ａ、左ディスプレイ２ｂ、及び中央ディスプレイ２ｃに表示させる。遠方画像制御部１１は、右サイドカメラ１ａの撮像画像を用いて、右ディスプレイ２ａの表示画像を生成し、生成した表示画像を右ディスプレイ２ａに出力する。本例は、右ドアミラーの代わりに、右サイドカメラ１ａ及び右ディスプレイ２ａを用いて、車両の右側の後方の状態を表示している。

右サイドカメラの画角は、右ドアミラーの視野角よりも広くなっている。自車両に対して遠い位置では、右ドアミラーの視野角が狭いため、右ドアミラーの表示範囲は狭くなる。一方、右サイドカメラ１ａの画角は広いため、右サイドカメラ１ａの撮像範囲は広くなる。例えば、他車両が自車両の後方で遠い位置を走っている場合に、右ドアミラーでは、車両が大きく写るが、右サイドカメラ１ａでは、撮像範囲内に占める車両の割合が狭くなる。そのため、右サイドカメラ１ａの撮像画像を補正することなく、右ディスプレイ２ａに表示した場合には、車両が小さく表示されてしまう。そして、右ディスプレイ２ａの表示画面を確認した乗員は、自車両から他車両までの距離を、実際の距離も遠く認識する。

遠方画像制御部１１は、上記のような、ミラーとカメラの距離感の違いを解消するために、右サイドカメラ１ａの撮像画像を取得すると、右サイドカメラ１ａの焦点距離に応じて、画像を右ディスプレイ２ａに表示した際に、ミラーに写る表示面に相当する大きさになるように、撮像画像を補正して、表示画面を生成する。

遠方画像制御部１１は、左サイドカメラ１ｂの撮像画像を左ディスプレイ２ｂに表示する際にも、上記と同様に、左サイドカメラ１ｂの撮像画像を補正することで、表示画像を生成し、左ディスプレイ２ｂに表示する。

遠方画像制御部１１は、リアカメラ１ｃにより撮像された撮像画像から、表示画面を生成し、中央ディスプレイ２ｃに出力する。リアカメラ１ｃとルームミラーとの間にも、上記の右ドアミラーと右サイドカメラ１ａとの間と同様に、ミラーの視野角と、カメラの画角の違いによって、距離感の違いが発生する。そのため、遠方画像制御部１１は、リアカメラ１ｃの撮像画像を中央ディスプレイ２ｃに表示する際にも、上記と同様に、リアカメラ１ｃの撮像画像を補正することで、表示画像を生成する。

さらに、リアカメラ１ｃとルームミラーとの間には、設置される位置の違いにより、距離感の違いが発生する。ルームミラーは、通常、フロントガラスの中央の上部に設けられる。一方、図２に示すように、リアカメラ１ｃはバックドアに設けられる。たとえば、他車両が、自車両の後方の近い位置に接近した場合には、リアカメラ１ｃから他車両までの距離は、ルームミラーから他車両までの距離よりも短くなる。そのため、リアカメラ１ｃは、ルームミラーの位置と比較して、より近い位置で他車両を撮像するため、リアカメラ１ｃで撮像する他車両の大きさは、ルームミラーに写る他車両の大きさよりも、大きくなる。

遠方画像制御部１１は、上記のような、リアカメラ１ｃとルームミラーの設置場所の違いによって生じる距離感の違いを解消するために、リアカメラ１ｃの撮像画像を取得すると、撮像画像を、自車両の車室内の所定の位置（ルームミラーの設置場所に相当する位置）を視点とする画像に変換することで、撮像画像を補正する。これにより、遠方画像制御部１１は、リアカメラ１ｃにより撮像された撮像画像から、表示画面を生成し、中央ディスプレイ２ｃに出力する。

近傍画像制御部１２は、リアカメラ１ｃ及びバックカメラ１ｄの撮像画像を用いて、自車両の近傍の状態を表示するための表示画面を生成し、中央ディスプレイ２ｃに表示させる。

また、近傍画像制御部１２は、バックカメラ１ｄの撮像画像を用いて、中央ディスプレイ２ｃの表示画像を生成し、生成した表示画像を中央ディスプレイ２ｃに出力する。たとえば、ユーザの操作、又は、シフトレバーがバックの位置に操作されると、コントローラ１０は、中央ディスプレイ２ｃを、リアカメラ１ｃの撮像画像に基づく遠方を表す画像から、近傍を表す画像に切り替える。このとき、近傍画像制御部１２は、少なくともバックカメラ１ｄの撮像画像を用いて、自車両の近傍を示す表示画像を生成する。

近傍画像制御部１２は、自車両の側面の近傍も含めて、自車両の周囲を表示する際には、バックカメラ１ｄ以外のカメラの画像も用いて、表示画像を生成する。まず、近傍画像制御部１２は、バックカメラ１ｄの撮像画像、及び、他のカメラの雪像画像を取得し、各画像を合成し、自車両の真上からみた俯瞰画像により、表示する。俯瞰画像により自車両の周囲を表示する際には、画像制御部１１は、合成した画像を、自車両の真上を視点とする画像に変換することで、俯瞰画像を生成する。

また、近傍画像制御部１２は、自車両の後方の近傍を表示する際には、バックカメラ１ｄの撮像画像に、リアカメラ１ｃの撮像画像を合成して、自車両の近傍を示す表示画像を生成する。

ここで、図５を用いて、リアカメラ１ｃの撮像範囲と、バックカメラ１ｄの撮像範囲との関係を示す。図５は、リアカメラ１ｃ及びバックカメラ１ｄの撮像範囲を説明するための図であって、図５は、自車両の側面図を示す。なお、図５において、領域Ｃは、リアカメラ１ｃの撮像範囲を示し、領域Ｄはバックカメラ１ｄの撮像範囲を示し、領域Ｓは、領域Ｃと領域Ｄの重複した領域を示す。

カメラの性質として、画角が狭い場合には、撮像範囲が限られてしまう。画角が広い場合には、撮像範囲の外縁の部分で、歪みが大きくなるため、撮像範囲の外縁の部分に相当する表示画面の解像度が低くなってしまう。例えば、リアカメラ１ｃのみでは、自車両の遠方部分と、自車両の近傍部分との両方を写すことはできず、バックカメラ１ｄのみでは、自車両の遠方部分を写すことができない。

そのため、本例では、自車両の遠方部分と、自車両の近傍部分との両方をディスプレイに写すために、少なくとも２種類のカメラを用いている。図５に示すように、リアカメラ１ｃには、遠方を写すことを想定しているため、画角の狭いカメラが用いられる。一方、バックカメラ１ｄには、自車両の周囲を広く写すことを想定しているため、画角の広いカメラが用いられる。

また、リアカメラ１ｃは、遠方を写すために、車両の高い位置に設けられ、リアカメラ１ｃの方向は、バックカメラ１ｄの撮像範囲よりも、自車両の後方側で、遠くの位置を写すように、向けられている。

さらに、本例は、バックカメラ１ｄの撮像範囲の外縁部分における解像度の低下を補うために、バックカメラ１ｄの撮像範囲の一部が、リアカメラ１ｃの撮像部分の一部と重なるように、各カメラの位置、方向、及び画角が設定されている。

上記のとおり、リアカメラ１ｃには、バックカメラ１ｄよりも画角の小さいカメラが用いられている。リアカメラ１ｃの撮像範囲と、バックカメラ１ｄの撮像範囲との重複範囲（図６の領域Ｓに相当）では、リアカメラ１ｃにより撮像される画像の方が、バックカメラ１ｄの撮像画像と比較して、解像度が高い。そのため、近傍画像制御部１２は、自車両の後方の近傍の画像を中央ディスプレイ２ｃで表示する際には、表示画面のうち、リアカメラ１ｃの撮像範囲とバックカメラ１ｄの撮像範囲との重複範囲に相当する部分の画像を、リアカメラ１ｃの撮像画像から生成している。

以下、自車両の後方の近傍の画像を生成する際の、近傍画像制御部１２の制御について、図１、図６、及び図７を用いて説明する。図６は、中央ディスプレイ２ｃの表示画像として合成される前の画像を示しており、（ａ）はバックカメラ１ｄの撮像画像に基づく表示画像を示し、（ｂ）はリアカメラ１ｃの撮像画像に基づく表示画像を示す。また、図７は、中央ディスプレイ２ｃの実際の表示画像を示す図である。

図１に戻り、近傍画像制御部１２は、第１画像生成部１２１、第２画像生成部１２２、及び画像合成部１２３を有している。第１画像生成部１２１は、バックカメラ１ｄの撮像画像を取得して、中央ディスプレイ２ｃに表示画面に合うように、画像の大きさを調整することで、図６（ａ）に示す表示画像を生成し、画像合成部１２３に出力する。

第２画面生成部１２２は、リアカメラ１ｃの撮像画像を取得して、中央ディスプレイ２ｃに表示画面に合うように、画像の大きさを調整する。また、リアカメラ１ｃとバックカメラ１ｄとの画角の違いにより、リアカメラ１ｃとバックカメラ１ｄとの撮像範囲が異なる。そのため、第２画像生成部１２２は、リアカメラ１ｃの撮像範囲を、バックカメラ１ｄの撮像画像に合わせるように、リアカメラ１ｃの撮像範囲の一部の外周部分（図６（ｂ）で、底辺以外の３辺の部分）を切り取る。これにより、第２画面生成部１２２は、図６（ｂ）に示す表示画像を生成し、画像合成部１２３に出力する。

図６（ａ）に示す表示画像のうち、自車両から遠い側の領域が、図５に示す撮像画像の重複範囲（領域Ｓ）に相当する。また、図６（ｂ）に示す表示画像のうち、自車両に近い側の領域が、図５に示す撮像画像の重複範囲（領域Ｓ）に相当する。図６に示すように、本例では、画角の大きいバックカメラ１ｄで撮像した撮像画像のうち、解像度の低い外縁部分に、解像度の高いリアカメラ１ｃの画像の一部が重なるように、リアカメラ１ｃ及びバックカメラ１ｄのそれぞれの撮像範囲を重複させている。

画像合成部１２３は、第１画像生成部１２１及び第２画像生成部１２２から、バックカメラ１ｄの撮像画像、及び、リアカメラ１ｃの撮像画像をそれぞれ取得する。画像合成部１２３は、バックカメラ１ｄの撮像画像から、図６の領域Ｓに相当する画像を除きつつ、残った画像を、中央ディスプレイ１ｃに表示画面において、下部の部分に割り当てる。また、画像合成部１２３は、リアカメラ１ｃの撮像画像から、図６の領域Ｓに相当する画像を切りとり、切り取った画像を、中央ディスプレイ１ｃに表示画面において、上部の部分に割り当てる。そして、画像合成部１２３は、それぞれ割り当てた画像を合成することで、中央ディスプレイ２ｃの表示画像を生成し、当該表示画像を中央ディスプレイ２ｃに出力する。

図７に、画像合成部１２３により合成された表示画像を、中央ディスプレイ２ｃに表示した場合の表示画面を示す。図７において、Ｃｘが、リアカメラ１ｃの撮像画像に基づく表示画像であり、Ｄｘが、バックカメラ１ｄの撮像画像に基づく表示画像である。図７に示すように、バックカメラ１ｄの撮像画像のうち、解像度の低い部分の画像を、リアカメラ１ｃの撮像画像から作成することで、自車両の後方の近傍の画面を、高画質で表示することができる。

上記のように、本例は、中央ディスプレイ２ｃの表示画像のうち、リアカメラ１ｃの撮像範囲とバックカメラ１ｄの撮像範囲との重複範囲に相当する部分の画像を、リアカメラ１ｃの撮像画像から生成して、中央ディスプレイ２ｃに当該表示画像を表示させる。これにより、自車両の後方の近辺を表示する画像を高画質化することができる。その結果として、たとえば車両の駐車時など、後方視界を鮮明にすることができ、乗員は自車両の後方の障害物を容易に把握することができる。

また、本例は、駐車を支援するためのガイド線を、中央ディスプレイ２ｃに表示するときには、高画質の画面の上に、ガイド線を表示させることができるため、乗員がより運転しやすいように、支援することができる。

なお、本例は、自車両の近傍の周囲を俯瞰画像で表示する場合には、俯瞰画像のうち、自車両の後方に相当する部分の画像を、上記と同様に、リアカメラ１ｃの撮像画像及びバックカメラ１ｄの撮像画像に基づき、生成してもよい。

上記のリアカメラ１ｃが本発明の「第１カメラ」に相当し、バックカメラ１ｄが本発明の「第２カメラ」に相当し、中央ディスプレイ２ｃが「表示手段」に相当し、近傍画像制御部１２が本発明の「制御手段」に相当する。

１ａ…右サイドカメラ
１ｂ…左サイドカメラ
１ｃ…リアカメラ
１ｄ…バックカメラ
２ａ…右ディスプレイ
２ｂ…左ディスプレイ
２ｃ…中央ディスプレイ
１０…コントローラ
１１…遠方画像制御部
１２…近傍画像制御部

Claims (2)

1. 自車両に設けられ、前記自車両の遠方を撮像する第１カメラと、
   前記自車両に設けられ、前記第１カメラの撮像範囲よりも近傍を撮像する第２カメラと、
   前記第１カメラにより撮像された第１撮像画像及び前記第２カメラにより撮像された第２撮像画像を表示する表示手段と、
   前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像から前記表示手段により表示される表示画像を生成し、前記表示手段を制御する制御手段とを備え、
   前記第１カメラは、地表に対して前記第２カメラより高い位置に設けられ、
   前記制御手段は、
   前記表示画像のうち、前記第１カメラの撮像範囲と前記第２カメラの撮像範囲との重複範囲に相当する部分の画像を、前記第１撮像画像から生成する
   ことを特徴とする車両表示装置。
2. 請求項１記載の車両表示装置において、
   前記第２カメラの画角は、前記第１カメラの画角よりも広い
   ことを特徴とする車両表示装置。

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