JP2016097896A - 画像表示制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の画像を合成して広角画像(パノラマ画像)を作成する場合に、利用者が提供される画像から周囲の状況をより適切に把握できるようにした画像表示制御装置を提供する。
【解決手段】実施形態の画像表示制御装置は、車体の後部から後方を撮像した第一の後方画像と、車体の右側方を含む右後方を撮像した第二の後方画像と、車体の左側方を含む左後方を撮像した第三の後方画像と、を取得する取得部と、第一の後方画像、第二の後方画像、第三の後方画像にそれぞれ定められる特定領域内の障害物の有無を検出する検出部と、第一の後方画像と第二の後方画像と第三の後方画像とを合成して車体の後端部を視点とするパノラマ形式の合成画像を作成する一方、障害物が検出された場合に、障害物が存在する特定領域を含む後方画像を他の後方画像とともに表示するように合成画像を作成する画像合成部と、合成画像を表示装置に表示させる制御部と、を備える。
【選択図】図4
【解決手段】実施形態の画像表示制御装置は、車体の後部から後方を撮像した第一の後方画像と、車体の右側方を含む右後方を撮像した第二の後方画像と、車体の左側方を含む左後方を撮像した第三の後方画像と、を取得する取得部と、第一の後方画像、第二の後方画像、第三の後方画像にそれぞれ定められる特定領域内の障害物の有無を検出する検出部と、第一の後方画像と第二の後方画像と第三の後方画像とを合成して車体の後端部を視点とするパノラマ形式の合成画像を作成する一方、障害物が検出された場合に、障害物が存在する特定領域を含む後方画像を他の後方画像とともに表示するように合成画像を作成する画像合成部と、合成画像を表示装置に表示させる制御部と、を備える。
【選択図】図4
Description
本発明の実施形態は、画像表示制御装置に関する。
従来、車載カメラで撮像した画像を表示装置に表示させて、車両の周囲の状態を運転者に提示する車両用周辺監視装置が提案されている。例えば、車両の後方を撮像するリアカメラの映像を表示装置に表示する場合、リアカメラでは撮像できない死角領域が発生する場合がある。その場合、他の角度から撮像した映像をリアカメラで撮像した画像に重ね合わせることにより死角領域の状況を運転者に提示できるようにした装置が提案されている。
ところで、運転者に車両(自車、車体)の周囲の状況を映像で提示する場合、できるだけ多くの情報を提供することが望ましい。例えば、車体後方の映像を提供する場合、車体の真後ろだけでなく、左サイド後方や右サイド後方を含む広角画像(パノラマ画像)を提供できれば、少ない視線移動で広範囲の状況を短時間で認識させることができる。しかしながら、表示装置の限られた表示範囲内でリアカメラの画像や左右サイドカメラで撮像された画像に基づいて、連続した違和感のないパノラマ画像を作成するためには、削除(省略)されてしまう領域が生じ場合がある。そのため、提供される画像から周囲の状況を適切に利用者に把握させることが困難な場合があった。
そこで、本発明の課題の一つは、複数の画像を合成して広角画像(パノラマ画像)を提供する場合に、提供される画像から周囲の状況をより適切に利用者に把握させられるようにした画像表示制御装置を提供することにある。
本発明の実施形態にかかる画像表示制御装置は、例えば、車体の後部から後方を撮像した第一の後方画像と、前記車体の右側方を含む右後方を撮像した第二の後方画像と、前記車体の左側方を含む左後方を撮像した第三の後方画像と、を取得する取得部と、前記第一の後方画像、前記第二の後方画像、前記第三の後方画像にそれぞれ定められる特定領域内の障害物の有無を検出する検出部と、前記第一の後方画像と前記第二の後方画像と前記第三の後方画像とを合成して前記車体の後端部を視点とするパノラマ形式の合成画像を作成する一方、前記障害物が検出された場合に、前記障害物が存在する前記特定領域を含む前記後方画像を他の後方画像とともに表示するように合成画像を作成する画像合成部と、前記合成画像を表示装置に表示させる制御部と、を備える。この構成によれば、例えば、特定領域に障害物が検出されない場合は、車体の後端部を視点とするパノラマ形式の合成画像を提供し、特定領域に障害物が検出された場合には、その障害物の存在が利用者に認識され易いように、障害物が存在する後方画像と残りの後方画像を用いた合成画像を提供する。例えば、第三の後方画像の特定領域に障害物が存在する場合、特定領域を含む第三の後方画像とともに、第一および第二の後方画像によるパノラマ画像を提供することで、障害物の認識性を向上しつつ、パノラマ形式の画像による周辺の認識性を維持させる。
また、本実施形態の画像表示制御装置における前記画像合成部は、例えば、前記障害物が複数の前記特定領域で検出された場合、前記第一の後方画像と前記第二の後方画像および前記第三の後方画像の前記特定領域を含むそれぞれの前記後方画像を並列配置して合成してもよい。この構成によれば、例えば、認識させるべき障害物が複数の後方画像に存在する場合、各後方画像を並列配置した合成画像を作成することで、障害物の存在を容易に認識させやすくするとともに、利用者に障害物が複数存在する旨の注意喚起をし易くなる。
また、本実施形態の画像表示制御装置における前記検出部は、例えば、前記パノラマ形式の合成画像の右端および左端より外側の周辺領域の障害物の有無をさらに検出し、前記画像合成部は、前記周辺領域に前記障害物を検出した場合、当該障害物を検出した周辺領域に対応する前記第二の後方画像または前記第三の後方画像の前記合成画像における合成範囲を前記障害物を検出した周辺領域の方向に拡大するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、通常表示されているパノラマ画像の画角の外に障害物が存在する場合、その障害物の表示が可能になり、自車両の周囲の状況をより明確に利用者に提供し易くなる。
また、本実施形態の画像表示制御装置における前記制御部は、例えば、前記障害物が検出された場合、前記障害物の存在を示す警報を出力するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、障害物の認識性をさらに向上させることができる。
また、本実施形態の画像表示制御装置における前記画像合成部は、例えば、前記車体が進行方向を変更する場合、変更する進行方向に対応する前記第二の後方画像または前記第三の後方画像の前記合成画像における合成範囲を前記変更する進行方向に拡大するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、自車両が進行方向を変更する場合、注意すべき方向の表示領域が拡大されるので、進行方向の変更に伴い注意を特に払うことが望ましい領域の状況をより効果的に利用者に提供することができる。
以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果や派生的な効果のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
また、以下に開示される実施形態や例示には、同様の構成要素が含まれる。以下では、同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。
図1は、実施形態にかかる画像表示制御装置を搭載する車体1(車両)における撮像部2の配置位置と撮像範囲の一例を示す平面図である。図2は、車体1の側面図である。車体1は、例えば、内燃機関(エンジン、図示されず)を駆動源とする自動車(内燃機関自動車)であってもよいし、電動機(モータ、図示されず)を駆動源とする自動車(電気自動車、燃料電池自動車等)であってもよい。また、それらの双方を駆動源とする自動車(ハイブリッド自動車)であってもよい。車体1は、本実施形態の画像表示制御装置とともに画像表示システム100(図3参照)を構成する複数の撮像部2を搭載する。本実施形態の車体1は、例えば、3台の撮像部2a,2b,2cを備える。撮像部2は、例えば、CCD(charge coupled device)やCIS(CMOS image sensor)等の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。撮像部2は、所定のフレームレートで画像データすなわち動画データを出力することができる。
撮像部2は、広範囲の撮像を行えるように、例えば広角レンズまたは魚眼レンズを備える。撮像部2aは、主として車体1の後部1aから後方を撮像して第一の後方画像を得る。撮像部2aは、図1、図2に示すように車体1の後部1aのほぼ中央の位置で路面から所定の高さ(例えば1m)で降雨や降雪の影響の受けにくい位置に配置されている。撮像部2aは、水平方向の画角が図1で破線で示すように例えばθ1(ほぼ180°)であり、垂直方向の画角が図2に示すように、例えばやや上方を向いたθ4(ほぼ90°)である。したがって、撮像部2aが撮像する第一の後方画像は、周縁部が歪む(湾曲する)ものの、後続車両や駐車車両、歩行者やその他の障害物、路面の状態や路側の状態等、車体1の後方のほぼ全域の情報を取得しうる。
撮像部2bは、主として車体1の右側方を含む右後方を撮像して第二の後方画像を得る。撮像部2bは、例えば、右ドアミラー4aに固定または内蔵されている。同様に、撮像部2cは、主として車体1の左側方を含む左後方を撮像して第三の後方画像を得る。撮像部2cは、例えば、左ドアミラー4bに固定または内蔵されている。撮像部2bの水平方向の画角は、図1に示すように、例えばθ2(ほぼ80°)である。同様に、撮像部2bの水平方向の画角は、図1に示すように、例えばθ3(ほぼ80°)である。また、撮像部2c(2b)の垂直方向の画角は図2に示すように、例えばやや上方を向いたθ5(ほぼ80°)である。なお、撮像部2bは、車体1の右側面ボディ1bを第二の後方画像に含むように撮像範囲が設定されている。同様に、撮像部2cは、車体1の左側面ボディ1cを第三の後方画像に含むように撮像範囲が設定されている。このように、側面ボディを含むように後方画像を撮像することにより、車体1と当該車体1の側方に存在する物体、例えば、他車や歩行者、障害物等との間隔情報(距離情報)を画像に含ませることができる。なお、図1、図2に例示される撮像範囲は一例であって、撮像部2による撮像範囲は、図1、図2の例には限定されない。また、撮像部2a,2b,2cを搭載する位置は一例であり、車体1の後部から後方を撮像した第一の後方画像、車体1の右側方を含む右後方を撮像した第二の後方画像、車体1の左側方を含む左後方を撮像した第三の後方画像が取得できれば、搭載位置は適宜変更できる。また、撮像部2a,2b,2cの画角を変更することにより搭載位置の調整や撮像範囲の調整の自由度は向上しうる。
車体1に搭載される画像表示システム100は、図3に示されるように、表示装置10としての表示部10aに表示される画像を制御するECU11(electronic control unit)を備えている。ECU11は、表示制御部あるいは画像表示制御装置の一例である。表示部10aは、例えば、車室内の前部かつ上部に設けられた後方視認用のルームミラーに替えて設けられる。表示部10aには、撮像部2で撮像された画像に基づいて、後述する図7に例示されるような、車体1の後端部を視点とするパノラマ形式の合成画像(パノラマ画像)が、ルームミラーに映る鏡像に似せた状態で表示される。運転者等の利用者は、表示部10aをルームミラーとして、あるいはルームミラーの代わりに用いることができる。
なお、従来型のルームミラーが設けられている車体1の場合、そのルームミラーの形状と実質的に同等の形状の表示装置10(表示部10a)が例えば、ルームミラーの鏡面を覆うように、取付具やアタッチメント等によって装着されうる。表示部10aには、車外すなわち車室外に設けられた撮像部2で撮像された画像とは左右逆の画像、すなわち鏡像が表示される。表示部10aは、例えば、LCD(liquid crystal display)や、OELD(organic electro-luminescent display)、プロジェクタ装置等として、構成されうる。ECU11は、表示部10aとは別の場所に設けられた筐体内に収容されてもよいし、表示装置10の筐体内に収容されてもよい。なお、表示部10aの表面側には、不図示のハーフミラーが設けられてもよい。この場合、画像表示システム100が使用されず表示部10aに画像が表示されていない状態では、当該ハーフミラーがルームミラーとして用いられうる。また、ハーフミラーのうち、表示部10aが部分的に画像を表示していない領域、例えばブラックアウトされた領域、を覆う部分は、ルームミラーとして用いられうる。
図3に示されるように、画像表示システム100に含まれる電気部品は、例えば、車内ネットワーク23を介して電気的にあるいは通信可能に接続される。電気部品は、例えば、ECU11、非接触計測装置13や、舵角センサ14、GPS16(global positioning system)、車輪速センサ17、ブレーキシステム18のブレーキセンサ18a、アクセルセンサ19、操舵システム20のトルクセンサ20aやアクチュエータ20b、シフトセンサ21、方向指示器22、モニタ装置24の操作入力部24b等である。車内ネットワーク23は、例えば、CAN(controller area network)である。なお、各電気部品は、CAN以外を介して電気的にあるいは通信可能に接続されてもよい。
非接触計測装置13は、例えば、超音波や電波を発射してその反射波を捉えるソナーやレーダ等であり、車体1のボディ表面に複数個配置されている。ECU11は、非接触計測装置13の検出結果により、車体1の周囲の障害物、例えば、他車両や歩行者等の障害物(物体)の有無や障害物までの距離を測定することができる。特に、非接触計測装置13は、後述するパノラマ画像を合成するときに発生しうる特定領域(死角領域)内の障害物の有無の検出を行う。なお、この特定領域(死角領域)内の障害物の有無の検出は、撮像部2が撮像した画像(図1、図2で破線で示す撮像領域の画像)を用いて、パターン認識等の画像処理によって実行してもよい。
舵角センサ14は、操舵部としての不図示のステアリングホイールの操舵量を検出するセンサであり、例えば、ホール素子などを用いて構成される。なお、操舵量は、例えば、回転角度として検出される。舵角センサ14から提供される操舵量に応じて、後述するパノラマ画像42による車体1の後方の表示方向を決定するようにしてもよい。
車輪速センサ17は、車体1の車輪の回転量や単位時間当たりの回転数を検出するセンサであり、例えば、ホール素子などを用いて構成される。ECU11は、車輪速センサ17から取得したデータに基づいて車体1の移動量や車速などを演算することができる。車輪速センサ17は、ブレーキシステム18に設けられる場合もある。車輪速センサ17から提供される車速に基づいて、後述するパノラマ画像42の表示画角を変更するようにしてもよい。例えば、速度が所定値以上の場合は、表示する画角を広げて広範囲の後方情報を提供するようにしてもよい。逆に速度が所定値未満の場合は、表示する画角を狭くして、車体1の近傍の拡大された画像(詳細な周辺状況が表示可能な画像)を提供するようにしてもよい。
ブレーキシステム18は、ブレーキのロックを抑制するABS(anti-lock brake system)や、コーナリング時の車体1の横滑りを抑制する横滑り防止装置(ESC:electronic stability control)、ブレーキ力を増強する電動ブレーキシステム、BBW(brake by wire)等である。ブレーキシステム18は、不図示のアクチュエータを介して、車輪に制動力を与え、車体1を減速または停止させる。ブレーキセンサ18aは、例えば、ブレーキペダルの操作量を検出するセンサである。
アクセルセンサ19は、アクセルペダルの操作量を検出するセンサである。操舵システム20は、例えば、電動パワーステアリングシステムや、SBW(steer by wire)システム等である。トルクセンサ20aは、運転者がステアリングホイールに与えるトルクを検出する。また、操舵システム20は、アクチュエータ20bによってステアリングホイールにトルク(アシストトルク)を付加して操舵力を補って、前輪を操舵する。
シフトセンサ21は、例えば、変速操作部の可動部の位置を検出するセンサであり、変位センサなどを用いて構成される。可動部は、例えば、レバーや、アーム、ボタン等である。なお、上述した各種センサやアクチュエータの構成や、配置、電気的な接続形態等は一例であって、種々に設定したり変更したりすることができる。方向指示器22は、方向指示用のライトの点灯、消灯、点滅等を指示する信号を出力する。なお、この出力信号は後述するパノラマ画像42の表示範囲を変更する際に利用する車体1の進行方向の推定に用いることができる。
また、表示装置10の表示部10aは、透明な操作入力部10bで覆われうる。操作入力部10bは、例えば、タッチパネル等である。利用者等は、操作入力部10bを介して表示部10aの表示画面に表示される画像を視認することができる。また、利用者等は、表示部10aの表示画面に表示される画像に対応した位置にて手指等で操作入力部10bを触れたり押したり動かしたりして操作することで、画像表示システム100における種々の操作入力を実行することができる。なお、操作入力部10bは、表示部10a以外の位置に設けられてもよい。例えば、ステアリングホイール上やダッシュボード上に設けられてもよい。この場合、操作入力部10bは、例えば、押しボタン、スイッチ、つまみ等として構成されうる。
また、車体1の車内には、表示部10aとは別の表示部24aを含むモニタ装置24が設けられうる。モニタ装置24には、表示部24aや音声出力装置24cが設けられている。表示部24aは、例えば、LCDや、OELD等である。音声出力装置24cは、例えば、スピーカである。さらに、表示部24aは、透明な操作入力部24bで覆われている。操作入力部24bは、例えば、タッチパネル等である。利用者等は、操作入力部24bを介して表示部24aの表示画面に表示される画像を視認することができる。また、利用者等は、表示部24aの表示画面に表示される画像に対応した位置にて手指等で操作入力部24bを触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力を実行することができる。そして、モニタ装置24は、例えば、ダッシュボードの車幅方向すなわち左右方向の中央部に位置されうる。モニタ装置24は、例えば、スイッチや、ダイヤル、ジョイスティック、押しボタン等の図示されない操作入力部を有することができる。モニタ装置24は、ナビゲーションシステムやオーディオシステムと兼用されうる。なお、ECU11は、モニタ装置24の表示部24aに、表示部10aと同様の画像を表示させることができる。
ECU11は、例えば、CPU11a(central processing unit)や、ROM11b(read only memory)、RAM11c(random access memory)、SSD11d(solid state drive)、表示制御部11e、音声制御部11f等を有している。SSD11dは、フラッシュメモリであってもよい。CPU11aは、各種演算を実行することができる。CPU11aは、ROM11bやSSD11d等の不揮発性の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムにしたがって演算処理を実行することができる。RAM11cは、CPU11aでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。また、SSD11dは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であり、ECU11の電源がオフされた場合にあってもデータを記憶することができる。また、表示制御部11eは、ECU11での演算処理のうち、主として、撮像部2で得られた画像データを用いた画像の表示処理や表示部10aや表示部24aで表示される画像データの画像処理等を実行することができる。また、音声制御部11fは、ECU11での演算処理のうち、主として、音声出力装置24cで出力される音声データの処理を実行することができる。なお、CPU11aや、ROM11b、RAM11c等は、同一パッケージ内に集積することができる。また、ECU11は、CPU11aに替えて、DSP(digital signal processor)等の他の論理演算プロセッサや論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、SSD11dに替えてHDD(hard disk drive)が設けられてもよいし、SSD11dやHDDは、ECU11とは別に設けられてもよい。
図4に示されるように、CPU11aは、ROM11b等の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、それを実行することで実現される各種モジュールを備える。CPU11aは、本実施形態における後方画像の表示制御に関連するモジュールとして、例えば、画像取得部30、障害物検出部32、画像合成部34、警報取得部36、領域設定部38、進路推定部40等を備える。
画像取得部30(取得部)は、車体1の後部1a(後端部)を視点とするパノラマ形式の合成画像(パノラマ画像42)を作成するために、表示制御部11eを介して提供される撮像部2が撮像した後方画像を取得する。例えば、撮像部2aから提供される車体1の後部から後方を撮像した第一の後方画像を取得する。また、撮像部2bから提供される車体1の右側方(例えば右側面ボディ1b)を含む右後方を撮像した第二の後方画像を取得する。また、撮像部2cから提供される車体1の左側方(例えば左側面ボディ1c)を含む左後方を撮像した第三の後方画像を取得する。なお、表示制御部11eは、撮像部2から提供される後方画像を、そのままの状態で表示部10aや表示部24aに表示させることもできる。
障害物検出部32(検出部)は、車体1の周囲の障害物の有無を検出する。特に、撮像部2aが撮像する第一の後方画像、撮像部2bが撮像する第二の後方画像、撮像部2cが撮像する第三の後方画像にそれぞれ定められる特定領域(パノラマ画像42を作成時に生じる死角領域)内の障害物の有無を車内ネットワーク23を介して提供される非接触計測装置13の検出結果やパターンマッチング等の画像処理技術を用いて検出する。なお、障害物検出部32は、パノラマ画像42の右端および左端より外側の周辺領域の障害物の有無をさらに検出することもできる。
画像合成部34は、第一の後方画像と第二の後方画像と第三の後方画像とからパノラマ画像42の作成に適した画像領域を切り出して(これを、切出し画像という)、それらをさらに画像変換(例えば回転や視点補正)を行い合成することで、車体1の後部1a(後端部)を視点とするパノラマ形式の合成画像を作成する。また、画像合成部34は、障害物検出部32によって、例えば特定領域(死角領域)に障害物が検出された場合に、その障害物が存在する死角領域を含む後方画像(切出し画像)を他の後方画像(切出し画像)とともに表示するように合成画像を作成することができる。
警報取得部36は、障害物検出部32によって、障害物が検出された場合に、利用者に障害物の存在をより認識させやすくするために、例えば、表示部10aに表示する警報、例えば、警報マークや障害物を示すキャラクタやアイコン等をSSD11d等の記憶部から読み出す。なお、警報取得部36は視覚的な警報のみならず、例えば音声による警報を行うための音声データを取得してもよい。例えば、「右斜め後方にオートバイが存在します」等の警報メッセージを取得して音声制御部11fに提供してもよい。
領域設定部38は、画像合成部34が通常作成するパノラマ画像42の画角範囲外に障害物、例えば、車体1(自車両)の側方に存在する車両等を発見した場合、その障害物が画像合成部34の作成するパノラマ画像42に表示されるように、撮像部2が撮像した画像から合成画像を作成するために切り出してくる画像の範囲を設定する。なお、画像合成部34が通常作成するパノラマ形式の合成画像の画角範囲外に障害物が存在するか否かは、上述した特定領域(死角領域)に障害物が存在するか否か検出する場合と同様に、非接触計測装置13を利用したり、撮像部2が取得した後方画像の画像処理(パターンマッチング等)を行うことで検出するようにしてもよい。
進路推定部40は、車体1の進路方向を推定する。そして、進路方向の変更が推定された場合、領域設定部38に対して進路の変更方向を示す信号を提供し、その変更方向の後方画像の視認性を向上するように合成画像を作成するために切り出してくる画像の範囲を設定する。すなわち、車体1が進行方向を変更する場合、第二の後方画像または第三の後方画像を用いた合成画像(例えばパノラマ画像42)の合成範囲を変更して、進行方向に応じた後方画像を拡大するようにする。車体1が進路変更をするか否かは、例えば、車内ネットワーク23を介して提供される方向指示器22の出力信号に基づいて車体1が左側に進行方向を変更するか右側に進行方向を変更するかが判定できる。また、例えば、ターンシグナルスイッチの操舵状態によって進行方向変更の有無やその方向を判定してもよい。またGPS16とナビゲーション装置を用いて車体1が右折または左折すべき交差点に接近しているか否かを検出することで進行方向変更の有無やその方向を判定してもよい。
なお、合成画像を表示する表示部10aの表示範囲は一定であるため、領域設定部38が、パノラマ画像42の画角範囲外に障害物が発見された場合に障害物の存在する方向の後方画像の表示範囲を拡大したり、進行方向を変更する場合に変更方向に対応する後方画像の表示範囲を拡大する場合、逆方向の後方画像の表示範囲を拡大量に対応させて縮小する。例えば、第二の後方画像(左後方画像)を拡大した場合は、第三の後方画像(右後方画像)を同様の割合で縮小する。
図5〜図8を用いて、死角領域の障害物の有無の判定およびパノラマ画像42の作成について説明する。前述したように、撮像部2は、それぞれ広角レンズまたは魚眼レンズを備えている。したがって、図1に示すように広い撮像範囲を有する。しかし、広角レンズまたは魚眼レンズで撮像した画像は、周縁部が歪む(湾曲する)ので、画像合成部34がパノラマ画像42を作成する場合は、歪みの少ない部分を切り出して利用する。例えば、図5に示すように、車体1の後部1aに取り付けられた撮像部2aが撮像した第一の後方画像のうち歪みが比較的少ないほぼ中央部を合成用の第一切出し画像52とする。また、車体1の右ドアミラー4aに取り付けられた撮像部2bが撮像した第二の後方画像のうち右側面ボディ1bが映り込んでいるとともに第一切出し画像52より右外側の領域を含む部分を合成用の第二切出し画像50aとする。同様に、車体1の左ドアミラー4bに取り付けられた撮像部2cが撮像した第三の後方画像のうち左側面ボディ1cが映り込んでいるとともに第一切出し画像52より左外側の領域を含む部分を合成用の第三切出し画像50bとする。
ここで、複数の画像を用いたパノラマ画像42は、既知の方法で作成可能なので詳細な説明は省略するが、例えば、第一切出し画像52、第二切出し画像50a、第三切出し画像50bを、図5に示すように隣接する切出し画像の端部領域がオーバーラップするように切出し範囲を決定する。そして、切出し画像のそれぞれに対して回転処理や視点変換処理、ホモグラフィ変換等の各種画像処理を実行するとともに、各切出し画像のオーバーラップ部分を重ね代として接続することで繋ぎ部分が滑らかな連続性が向上したパノラマ画像42を作成することができる。本実施形態の場合、各切出し画像をレイヤとして、それぞれを重ねることによりパノラマ画像42を作成する例を示す。
図5の場合、例えば、第一切出し画像52を第一レイヤ、第二切出し画像50aを第二レイヤ、第三切出し画像50bを第三レイヤとした場合を考える。第一切出し画像52は、広角レンズまたは魚眼レンズの中央付近の領域を画角θ6で切り出したものである。つまり、第一切出し画像52は、歪みが少ない画像である。一方、第二切出し画像50aは、撮像範囲の周縁部で歪みが大きい右側面ボディ1bを含むが、例えば画角θ7で示す領域は広角レンズまたは魚眼レンズの中央に近づくので歪みが軽減される。同様に、第三切出し画像50bは、撮像範囲の周縁部で歪みが大きい左側面ボディ1cを含むが、例えば画角θ8で示す領域は広角レンズまたは魚眼レンズの中央に近づくので歪みが軽減される。図6は、後方画像48の一例である。第一切出し画像52には、車体1(自車両)の後方を走行する後続車両56が映っている。また、第二切出し画像50aには、車体1の右側面ボディ1bおよび後続車両56が映っている。第三切出し画像50bには、車体1の左側面ボディ1cおよび車体1の左側方を走行するオートバイ54と後続車両56が映っている。
パノラマ画像42を作成する場合、歪みの少ない第一切出し画像52をパノラマ画像42の合成時の最上レイヤ(上層レイヤ)として、歪みを含む第二切出し画像50aおよび第三切出し画像50bを下層レイヤとして重ねる。つまり、第二切出し画像50aの第一切出し画像52側および第三切出し画像50bの第一切出し画像52側の歪みが大きい領域が第一切出し画像52の下層になるようにすることで、図7に示すような全体として、歪みの少ないパノラマ画像42を作成することができる。
ところで、図7に示す表示部10aの表示領域Aに表示されるパノラマ画像42には、後続車両56が表示されるが、図6の第三切出し画像50bで車体1の左側方に存在しているはずのオートバイ54が表示されていない。これは、パノラマ画像42を作成する段階で、歪みの少ない第一切出し画像52を上層に配置し、歪みのある第二切出し画像50aの一部や第三切出し画像50bの一部を下層に配置した結果、パノラマ画像42の表示に反映されない死角領域44a,44b,46,46b(斜線を付した領域)が生じたためである。例えば、オートバイ54が車体1に接近して死角領域44bに入ってしまった場合、パノラマ画像42では、オートバイ54が突然消えたように見えることになる。つまり、左ドアミラー4bには映っているオートバイ54が表示部10a(パノラマ画像42)に映らなくなり利用者に違和感を与えてしまう場合がある。
そこで、本実施形態の画像表示システム100では、死角領域44a(44b,46a,46b)に障害物が存在する場合、その障害物が存在する後方画像(切出し画像)を表示するように他の後方画像(切出し画像)とともに合成画像を作成する。例えば、障害物が存在する切出し画像(レイヤ)を他の切出し画像(レイヤ)よりも上層に表示する。図5に示すように、第三切出し画像50bの死角領域44bにオートバイ54が存在し、それが検出された場合、第一切出し画像52(第一レイヤ)より第三切出し画像50b(第三レイヤ)を上層(前面)に表示する。図8には、第一切出し画像52(第一レイヤ)より第三切出し画像50b(第三レイヤ)を上層(前面)に表示した合成画像の例が示されている。この場合、第二切出し画像50a(第二レイヤ)については、第一切出し画像52(第一レイヤ)が上層に表示され、表示部10aに表示される中央部および右側は、パノラマ画像42dが表示される。一方、第三切出し画像50b(第三レイヤ)に対しては、パノラマ画像を作成するための回転処理や視点変換処理、ホモグラフィー変換等を行わずに第三切出し画像50bをそのままの状態で中央後方および右後方を示すパノラマ画像42dと並べて表示する。この場合、パノラマ画像42dと第三切出し画像50bとは画像上連続しない(パノラマ画像を形成しない)。このように、死角領域(特定領域)に障害物が存在する場合に、その死角領域を含む切出し画像(後方画像、レイヤ)を他の切出し画像(後方画像、レイヤ)より上層に表示することにより、パノラマ画像42で表示されなかった障害物(例えばオートバイ54)を表示して、利用者に注意を喚起することができる。また、死角領域に障害物が検出されたことにより、今まで表示部10aに表示されていたパノラマ画像42の態様が崩れる(一部でパノラマ画像が不連続になる)ことにより、視覚的な変化によって利用者に注意を喚起することができる。このように、障害物が存在する死角領域に対応する切出し画像(レイヤ)のみを上層に移動させるので、それ以外の切出し画像は、パノラマ画像42dを形成し続ける。したがって、障害物(オートバイ54)の表示を行いつつ、パノラマ画像(一部)による周囲の状況表示も併せて行うことができる。
死角領域44a(44b,46a,46b、図5の車線部分)に障害物が存在するか否かは、障害物検出部32が非接触計測装置13を用いて車体1の周囲を監視することで実行する。つまり、死角領域44a(44b,46a,46b)に他車両(自動車、オートバイ、自転車等)や歩行者等が存在するか否を検出する。なお、パノラマ画像42に反映される部分(図5の破線の内側の斜線部分以外)に他車両や歩行者等が存在する場合は、パノラマ画像42上にその他車両や歩行者等は表示されるので、障害物検出部32は、パノラマ画像42の態様を崩して表示する障害物とは見なさないものとする。
なお、死角領域に存在していた障害物が当該死角領域から出た場合、例えば、オートバイ54が車体1を追い越したり、車体1から後退したことにより、死角領域に障害物が存在しなくなった場合、第一切出し画像52、第二切出し画像50aおよび第三切出し画像50bのレイヤの重なり状態は、初期状態に戻る。つまり、第一切出し画像52が上層レイヤとなり、第二切出し画像50aおよび第三切出し画像50bが下層レイヤとなる。その結果、図7に示すような、全体がなめらかに繋がった通常表示されているパノラマ画像42に復帰する。
このように構成される画像表示システム100による後方画像の表示制御を図9のフローチャートを用いて説明する。なお、図9のフローチャートは、所定の制御周期で繰り返し実行されるものとする。
撮像部2は、例えば車体1の電源スイッチがON状態の場合に、所定のフレームレートで画像データすなわち動画データを撮像して表示制御部11eに提供する。例えば、図1に示すような切出し前の広角の撮像画像を提供する。CPU11aが実現する画像取得部30は、順次提供される撮像画像を取得する(S100)。続いて、障害物検出部32は、予め設定された取得した撮像画像内の障害物の有無を検出する(S102)。なお、この場合、障害物検出部32は、車体1の周辺の障害物、特に、死角領域44a,44b,46a,46bおよび車体1の側方で、例えば図5の画角θ7およびθ8より外側に存在する障害物、例えば、隣接する斜線や路側に存在する障害物を検出対象とする。すなわち、車体1から離れた後続車両56等は障害物と見なさないものとする。障害物検出部32が障害物が存在しないと判定した場合(S102のNo)、進路推定部40は車体1が進路変更をしようとしているか否かを推定する(S104)。進路推定部40による進路変更の推定は、例えば方向指示器22からの信号により判定する。進路推定部40が車体1の進路変更はないと判定した場合(S104のNo)、画像合成部34は、第一切出し画像52を上層レイヤとするとともに、第二切出し画像50aおよび第三切出し画像50bを下層レイヤとして、図7に示すようなパノラマ画像42を作成する(S106)。そして、作成したパノラマ画像42のデータは、表示制御部11eを介して出力されて表示部10aに表示される(S108)。そして、一旦このフローを終了する。
S102の処理において、障害物検出部32により障害物が存在すると判定された場合(S102のYes)、障害物検出部32は、その障害物がパノラマ画像42を作成する際に生じる死角領域(特定領域)に含まれるか否か判定する(S110)。つまり、障害物が、撮像部2aが撮像した第一の後方画像から切り出した第一切出し画像52と、撮像部2bが撮像した第二の後方画像から切り出した第二切出し画像50aと、撮像部2cが撮像した第三の後方画像から切り出した第三切出し画像50bとに含まれる死角領域44a,44b,46a,46bのいずれかに含まれるかを判定する。障害物がパノラマ画像42を作成する際に生じる死角領域に含まれる場合(S110のYes)、障害物検出部32は、その障害物が一つの切出し画像に含まれるか否か判定する(S112)。障害物が一つの切出し画像に含まれる場合(S112のYes)、その障害物を含む切出し画像(対象画像)を、作成する車体1の後方を示す合成画像の最上レイヤ(上層レイヤ)に移動する(S114)。例えば図8に示すような、障害物が表示される後方画像である第三切出し画像50bおよびそれ以外の後方画像(パノラマ画像42d)で構成される合成画像を作成する。また、警報取得部36が取得した警報を合成画像に重畳(付加)する(S116)。例えば、図10に示すように、第三切出し画像50bに示されるオートバイ54の近傍に警報マーク58を表示して、利用者の注意を喚起する。なお、この場合、CPU11aは、警報取得部36が取得した音声警報を音声制御部11fに提供してもよい。音声制御部11fは、音声出力装置24c(スピーカ)から例えば、「左側方に障害物が接近しています。注意してください。」等の音声メッセージを出力させてもよい。また、障害物検出部32が、例えば後方画像に対してパターンマッチング等の画像処理を実行して、障害物の種類を識別するようにしてもよい。この場合、警報取得部36は、例えば「左側方にオートバイが接近しています。注意してください。」等のように、より具体的なメッセージを出力させるようにしてもよい。また、警報マーク58は一例であり、障害物の存在を強調するものであれば適宜変更可能である。例えば、障害物が存在する第三切出し画像50b全体の表示色を表示内容の視認性が低下しない範囲で赤や黄色の注意喚起色に変更するようにしてもよい。そして、作成した合成画像のデータは表示制御部11eを介して出力されて表示部10aに表示させて(S108)、一旦このフローを終了する。なお、障害物の視認性が明確に表示できる場合や利用者の設定操作により、警報マーク58の表示を省略するようにしてもよい。
図5において、死角領域46a,46bは、撮像部2aが撮像する第一の後方画像には含まれるが、第一切出し画像52には含まれない。したがって、障害物検出部32が死角領域46a,46bに障害物を検出した場合、画像合成部34は、第一切出し画像52を上層レイヤとするとともに、警報取得部36が取得した警報マーク58を第一切出し画像52に表示したり、障害物を示すアイコンやキャラクタ(例えば、自動車やオートバイ、歩行者等)を表示するようにしてもよい。この場合、図7に示されるような通常表示されているパノラマ画像42に警報マーク58等を重畳表示するようにしてもよい。この場合、警報マーク58の表示とともに、音声メッセージによる注意喚起を行うことが望ましい。
S112の処理で、検出された障害物が一つの切出し画像の死角領域のみに存在しない場合(S112のNo)、つまり、複数の切出し画像、例えば、第二切出し画像50aおよび第三切出し画像50bの死角領域44a,44bに障害物が存在する場合、画像合成部34は、第一の後方画像の第一切出し画像52と第二の後方画像の第二切出し画像50aおよび第三の後方画像の第三切出し画像50bの死角領域を含む後方画像を並列配置して合成する。図11は、例えば、表示部10aの表示領域Aに第二切出し画像50aの死角領域44a(図5参照)に障害物としてオートバイ54が存在し、第三切出し画像50bの死角領域44b(図5参照)に障害物としてオートバイ60が存在する場合に、第一切出し画像52、第二切出し画像50a、第三切出し画像50bを並列的に配列して合成画像を作成している例である。この場合、作成された合成画像は、パノラマ画像の態様は有していないが、障害物の視認性が向上する。切出し画像を並列的に配列した合成画像が作成されると、S116の処理に移行し、警報マーク58を付加して、表示部10aに合成画像を表示させる(S108)。なお、この場合、表示部10aの表示領域Aの大きさは一定なので、例えば、第二切出し画像50aおよび第三切出し画像50bにおいて、車体1から遠い側の端部の表示が省略される。つまり、第二切出し画像50aおよび第三切出し画像50bの表示領域を縮小することで、障害物の表示を確実に行うようにしている。なお、例えばオートバイ60が死角領域から出た場合、画像合成部34は、図10に示すような第三切出し画像50bとパノラマ画像42dとで構成される合成画像を作成する。さらに、オートバイ54が死角領域から出た場合は、画像合成部34は、図7に示すような、通常表示のパノラマ画像42を作成する。
S110の処理で、障害物は存在するものの、通常表示しているパノラマ画像42の画角内の死角領域には障害物が存在しない場合(S110のNo)、例えば、図5において、第二切出し画像50aや第三切出し画像50bの画角より外側(車体1から離れる方向)に障害物が存在していた場合である。この場合、利用者(運転者)には、目視による障害物の確認が十分可能であるが、表示部10a上でもその障害物を表示するようにすることで、表示部10aを視認中にその障害物の確認を迅速に行わせることができる。図12は、表示部10aの表示領域Aにおいて、第三切出し画像50bの外側(図5参照)に障害物として車両64が検出された場合を示している。この場合、領域設定部38は、図7等で示す第三切出し画像50bより車両64が存在する方向に拡大領域62a分だけ表示領域を片側に拡大する(S120)。これは、撮像部2cの撮影した第三の後方画像から切り出される領域を変更すること容易に拡大することができる。なお、拡大領域62aの大きさは一定値でもよい。また、この場合、障害物は一部が表示されれば十分なので、拡大領域62aの大きさ設定を複数準備しておき、検出した障害物の大きさに応じて拡大領域62aの大きさを選択するようにしてもよい。なお、この場合も表示部10aの表示領域Aの大きさは一定なので、車両64が存在する側で拡大した拡大領域62aの大きさに対応する領域、図12の場合、第二切出し画像50a(図5参照)側で削除領域62bが生じる。つまり、表示部10aの表示領域Aが全体として、車両64が存在する方向に表示方向を変更したようになる。その結果、車体1の周囲の状況の視認性を向上することができる。このように、障害物の存在方向に表示領域を拡大したパノラマ画像42を作成したらS116に移行して、以降の表示処理を実行する。なお、車両64が車体1の右側に存在する場合は、表示部10aの表示領域Aの表示方向が右側に偏るようになる。
S104の処理において、進路推定部40により車体1の進路変更があると推定された場合(S104のYes)、図13に示すように、領域設定部38は進路変更方向にパノラマ画像42の表示領域を拡大する(S122)。この場合、領域設定部38は、図7等で示す第三切出し画像50bより進路変更を行う方向に拡大領域66a分だけ表示領域を片側に拡大する。例えば左方向に進路変更する場合、撮像部2cの撮影した第三の後方画像から切り出される領域を変更すること容易に拡大することができる。なお、拡大領域66aの大きさは、一定値でもよい。また、この場合、進路変更の種類に応じて、拡大領域66aの大きさ変更してもよい。例えば、右左折の場合は車線変更の場合より拡大領域66aを大きくすることで、進路変更方向のより多くの情報を利用者に提供することができる。この場合も表示部10aの表示領域Aの大きさは一定なので、進路変更する方向に拡大した拡大領域66aの大きさに対応する領域だけ逆側の領域が縮小される。図13の場合、第二切出し画像50a(図5参照)側で削除領域66bが生じる。つまり、表示部10aの表示領域Aが全体として、進路変更する方向に表示方向を変更したようになる。その結果、車体1の周囲の状況の視認性を向上することができる。このように、進路変更する方向に表示領域を拡大したパノラマ画像42を作成したらS108に移行して、表示部10aにパノラマ画像42を表示して一旦このフローを終了する。なお、進路推定部40が進路変更の種類を推定する場合、例えば車線変更なのか右左折なのかは、例えばGPS16からの情報やナビゲーションシステムからの情報に基づいて判定するようにしてよい。
上述した実施形態では、撮像部2を3台用いて3方向の後方画像を取得してパノラマ画像42を作成する例を示したが、撮像部2の台数は3台以上でもよい。この場合、個々の撮像部2の撮像画角を小さくすることができるので、歪みの少ない画像の取得が可能になる。その結果、作成するパノラマ画像42を実際の後方風景に近づけることができて、パノラマ画像42の歪みに関する違和感をさらに軽減できる。
上述した実施形態では、障害物が検出された場合、その障害物が存在する切出し画像を他の切出し画像より上層レイヤに移動することで、障害物の表示を行う例を示した。他の実施例では、常時、図7に示すようパノラマ画像42を作成しておき、障害物が検出された場合に、その障害物が存在する切出し画像をパノラマ画像42に重畳して、図10と同様の合成画像を作成するようにしてもよい。
また、パノラマ画像42の作成は、既知の様々な方法が適用可能であり、障害物が検出された場合に、その障害物が存在する画像を他の画像とともに表示できれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
本実施形態では、死角領域に障害物が検出された場合に合成画像の形態を変更するのに加え、死角領域以外に障害物が検出された場合の合成画像の形態の変更や進路変更を行う場合の合成画像の形態の変更を合わせて実行する例を示した。他の実施例では、利用者の操作により合成画像の形態の変更の種類を選択できるようにしてもよい。この場合、必要以上にパノラマ画像42の表示から他の形態の表示が切り替わることが抑制される。
本発明の実施形態および変形例を説明したが、これらの実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…車体(車両)、2a,2b,2c,2…撮像部、10…表示装置、10a…表示部、11…ECU、11a…CPU、11e…表示制御部、30…画像取得部、32…障害物検出部、34…画像合成部、36…警報取得部、38…領域設定部、40…進路推定部、42…パノラマ画像、42a…第一パノラマ領域、42b…第二パノラマ領域、42c…第三パノラマ領域、42d…パノラマ画像、44a,44b,46a,46b…死角領域、48…後方画像、50a…第二切出し画像、50b…第三切出し画像、52…第一切出し画像、64…車両、100…画像表示システム。
Claims (5)
- 車体の後部から後方を撮像した第一の後方画像と、前記車体の右側方を含む右後方を撮像した第二の後方画像と、前記車体の左側方を含む左後方を撮像した第三の後方画像と、を取得する取得部と、
前記第一の後方画像、前記第二の後方画像、前記第三の後方画像にそれぞれ定められる特定領域内の障害物の有無を検出する検出部と、
前記第一の後方画像と前記第二の後方画像と前記第三の後方画像とを合成して前記車体の後端部を視点とするパノラマ形式の合成画像を作成する一方、前記障害物が検出された場合に、前記障害物が存在する前記特定領域を含む前記後方画像を他の後方画像とともに表示するように合成画像を作成する画像合成部と、
前記合成画像を表示装置に表示させる制御部と、
を備える画像表示制御装置。 - 前記画像合成部は、前記障害物が複数の前記特定領域で検出された場合、前記第一の後方画像と前記第二の後方画像および前記第三の後方画像の前記特定領域を含むそれぞれの前記後方画像を並列配置して合成する請求項1に記載の画像表示制御装置。
- 前記検出部は、前記パノラマ形式の合成画像の右端および左端より外側の周辺領域の障害物の有無をさらに検出し、
前記画像合成部は、前記周辺領域に前記障害物を検出した場合、当該障害物を検出した周辺領域に対応する前記第二の後方画像または前記第三の後方画像の前記合成画像における合成範囲を前記障害物を検出した周辺領域の方向に拡大する請求項1または請求項2に記載の画像表示制御装置。 - 前記制御部は、前記障害物が検出された場合、前記障害物の存在を示す警報を出力する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像表示制御装置。
- 前記画像合成部は、前記車体が進行方向を変更する場合、変更する進行方向に対応する前記第二の後方画像または前記第三の後方画像の前記合成画像における合成範囲を前記変更する進行方向に拡大する請求項1または請求項2に記載の画像表示制御装置。
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