JP2018012439A - 後方視界補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動二輪車その他鞍乗り型車両に搭載されても良好な後方画像を得ることができる後方視界補助装置を提供する。【解決手段】後方視界補助装置１１は、鞍乗り型車両のヨー角を特定するヨー角速度信号を受信し、ヨー角速度信号から旋回角を特定する旋回角特定部２１と、特定された旋回角に応じて、撮像された画像から特定範囲の画像を切り出す画像生成部２２とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両後方の情景を撮像する後方視界補助装置に関する。

特許文献１に開示されるように、車両後方の情景を撮像する車載カメラは知られる。画像信号の生成にあたってハンドルの回転角は検出される。操舵角に応じて、撮像された画像から特定範囲の画像は切り出される。車両の転回にも拘わらず、道なりに良好な後方画像は得られる。

特開２０１０−６１２９号公報

自動四輪車ではハンドルの回転角と車両の旋回角との間に１対１の相関関係が成立する。その一方で、自動二輪車は、例えば低速走行時にハンドルバーの操向動作で旋回角が決まるだけでなく、中高速走行時には車体のバンク角度に応じて旋回角が決まる。したがって、特許文献１に記載の後方視界補助装置はそのまま自動二輪車に適用されても役立たない。

本発明は、自動二輪車その他鞍乗り型車両に搭載されても良好な後方画像を得ることができる後方視界補助装置を提供することを目的とする。

本発明の一形態は、鞍乗り型車両のヨー角を特定するヨー角速度信号を受信し、前記ヨー角速度信号から旋回角を特定する旋回角特定部と、特定された旋回角に応じて、撮像された画像から特定範囲の画像を切り出す画像生成部とを備える後方視界補助装置が提供される。

旋回角の特定にあたってヨー角速度信号は用いられる。ヨー角速度信号はハンドルバーの操向動作に関係なく精度よく旋回角を特定する。鞍乗り型車両の操舵角から旋回角が特定される場合に比べて高い精度で旋回角は推定される。自動二輪車といった鞍乗り型車両に搭載されても良好な後方画像を得ることができる。

前記旋回角特定部は、ロール角速度信号からロール角を算出し、前記画像生成部は、前記画像の切り出しにあたって前記ロール角に従って画面の中心回りに前記特定範囲の画像を回転させてもよい。ロール角で鞍乗り型車両の車体が傾くと、撮像された画像は画面の中心回りに回転する。画像の切り出しにあたって画面の中心回りに特定範囲の画像が回転しても、画面内の地平線は画面の水平方向に維持される。運転者は簡単に画面内の地平線方向を把握することができる。画面の中心回りに回転せずに画像が画面に映し出されると、車体の傾きに合わせて画面内の水平線は画面内で傾き、走行環境の地面に平行に画面内の地平線は延びる。

前記画像は広角レンズカメラで撮像されればよい。広い範囲にわたって車両の後方は撮像される。したがって、広い旋回角範囲にわたって良好な後方画像は取得されることができる。

後方視界補助装置は、前記鞍乗り型車両のヘッドパイプ上方に配置され、前記画像生成部に接続される表示ディスプレイを備えてもよい。自動二輪車といった鞍乗り型車両では一般にヘッドパイプ上方に速度計その他の計器類が配置される。鞍乗り型車両の運転手は速度計その他の計器類と同様に表示ディスプレイを視覚的に確認することができる。運転手は後方を振り向かずに視覚的に車両後方を確認することができる。

後方視界補助装置は、乗員用のヘルメットに組み込まれ、前記画像生成部に接続されるヘッドアップディスプレイを備えてもよい。鞍乗り型車両の運転手はヘルメットを装着する。ヘッドアップディスプレイはヘルメットのバイザーの内面に後方の様子を映し出すことができる。運転手は後方を振り向かずに視覚的に車両後方を確認することができる。

以上のように開示の装置によれば、自動二輪車その他鞍乗り型車両に搭載されても良好な後方画像を得ることができる。

第１実施形態に係る後方視界補助装置の構成を概略的に示すブロック図である。 自動二輪車に搭載された後方視界補助装置を概略的に示す平面図である。 旋回角と画像の切り出し位置との関係を概略的に示す概念図である。 旋回の曲率とバンク角度との関係を概略的に示す模式図である。 第２実施形態に係る後方視界補助装置の全体像を概略的に示す斜視図である。 自動二輪車に搭載された角速度信号を示す図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は第１実施形態に係る後方視界補助装置１１の構成を概略的に示す。後方視界補助装置１１は広角レンズカメラ１２および表示ディスプレイ１３を備える。表示ディスプレイ１３は広角レンズカメラ１２に接続される。広角レンズカメラ１２の映像信号は表示ディスプレイ１３に供給される。表示ディスプレイ１３は映像信号に基づき画面に映像を映し出す。

広角レンズカメラ１２は撮像素子１４を備える。撮像素子１４にはＣＭＯＳセンサその他の画像センサが用いられる。撮像素子１４には広角レンズ１５を通じて画像が結像される。撮像素子１４は、供給されるクロック信号ごとに１フレームの画像を撮像する。撮像された画像は撮像信号として撮像素子１４から出力される。

広角レンズカメラ１２はイメージ信号プロセッサ１６を備える。イメージ信号プロセッサ１６は撮像素子１４に接続される。撮像素子１４からイメージ信号プロセッサ１６に撮像信号は供給される。イメージ信号プロセッサ１６には慣性センサ（ＩＭＵ）１７およびルックアップテーブル１８が接続される。慣性センサ１７は、図６に示すように、例えば直交三軸の各軸回りに各軸方向ごとの角速度信号を出力する。ここでは、例えば慣性センサ１７は自動二輪車の左右方向のｘ軸周りの回転によるピッチ角速度信号ωｘを、前後方向のｙ軸周りの回転によるロール角速度信号ωｙを、鉛直方向（重力に平行な方向）のｚ軸周りの回転によるヨー角速度信号ωｚを出力できるように設定される。ルックアップテーブル１８は、イメージ信号プロセッサ１６に接続されるメモリ内に構築される。メモリには例えばＲＯＭ（リードオンリーメモリ）が用いられればよい。ルックアップテーブル１８は各角速度信号から旋回角特定部２１で算出される旋回角ごとに画像変換データを保持する。

広角レンズカメラ１２は映像伝送デバイス１９を備える。映像伝送デバイス１９は表示ディスプレイ１３に向けて映像信号を出力する。映像伝送デバイス１９は決められたフォーマットに従って映像信号を出力する。

イメージ信号プロセッサ１６は旋回角特定部２１および画像生成部２２といった機能ブロックを有する。旋回角特定部２１は、慣性センサ１７からロール角速度信号ωｙを受信する。ロール角速度信号の積分値、すなわちロール角がゼロ度であれば、その旋回角は「ゼロ度」に設定される。

画像生成部２２は、旋回角特定部２１で特定された旋回角に応じて、撮像された画像から特定範囲の画像を切り出す。画像の切り出しにあたって画像生成部２２はルックアップテーブルの画像変換データを利用する。画像変換データは旋回角ごとに撮像素子１４の画素と表示ディスプレイ１３の画素とを対応づける。

図２に示されるように、広角レンズカメラ１２は自動二輪車２４のテールに搭載される。広角レンズ１５の光軸２５は車両の後方に向けられる。ここでは、例えば広角レンズ１５の光軸２５は、地面に平行であって、後輪の車軸に直交しつつ左右に車両を二分する垂直面上（以下「基準垂直面」という）２６内に設置されればよい。こうして広角レンズカメラ１２は車両後方の情景を撮影する。表示ディスプレイ１３は自動二輪車２４のヘッドパイプ２７上方に速度計その他の計器類ともども配置されればよい。

図３（ａ）に示すように、自動二輪車２４が直進する場合、慣性センサ１７で検出されるロール角速度信号ωｙの積分値、すなわちロール角はゼロ度を示す。自動二輪車２４の直進は特定される。画像生成部２２は広角レンズカメラ１２の画像から基準垂直面２６が画面中央となるように映像画像を切り出す。基準垂直面２６を中央にして左右に特定の角度範囲αで広がる画像が切り出される。

図３（ｂ）に示すように、自動二輪車２４が低速で旋回する場合、慣性センサ１７は旋回の曲率に応じてヨー角速度信号ωｚを出力する。旋回角特定部２１はヨー角速度信号ωｚを積分し旋回角βを決定する。画像生成部２２は、決定された旋回角βに基づき広角レンズカメラ１２の画像から映像画像を切り出す。低速走行時にはハンドルを切って大きな曲率で旋回することができ、曲率に合わせて画像の切り出し範囲を基準垂直面２６から大きな角度γの仮想線が画像中央となるようにする。こうして車体が旋回しても、道なりに長い距離にわたって後方の情景は表示ディスプレイ１３に映し出されることができる。

図３（ｃ）に示すように、自動二輪車２４が高速で旋回する場合、同様に慣性センサ１７で旋回の曲率に応じてヨー角速度信号ωｚを出力する。旋回角特定部２１はヨー角度信号ωｚを積分し旋回角βを決定する。画像生成部２２は、決定された旋回角βに基づき広角レンズカメラ１２の画像から映像画像を切り出す。高速走行時にはハンドルの舵角は小さいもののバンク角を増大することで小さな曲率で旋回する。曲率に合わせて画像の切り出し範囲も基準垂直面２６から小さな角度γ′の仮想線が画面中央になるようにする。こうして車体が旋回しても、道なりに長い距離にわたって後方の情景は表示ディスプレイ１３に映し出されることができる。

後方視界補助装置１１では、旋回角の特定にあたってヨー角速度信号ωｚは用いられる。ヨー角速度信号はハンドルバーの操向動作に関係なく精度よく旋回角を特定する。自動二輪車２４の操舵角から旋回角が特定される場合に比べて高い精度で旋回角は推定される。自動二輪車２４といった鞍乗り型車両に搭載されても良好な後方画像を得ることができる。

旋回角特定部２１は、自動二輪車２４のロール角を特定するロール角速度信号ωｙを受信する。直進走行時にはロール角速度信号ωｚの積分値から算出されたロール角は直進時にはゼロ角を示し、旋回時には正負の値を示す。旋回角特定部２１は、ゼロ度を基準に旋回角を特定する。直進走行の検出にあたって慣性センサ１７のヨー角速度信号ωｚがさらに用いられてもよい。直進走行中、ヨー角速度信号ωｚは発生しない。

画像は広角レンズカメラ１２で撮像される。広い範囲にわたって車両の後方は撮像される。したがって、広い旋回角範囲にわたって良好な後方画像は取得されることができる。

自動二輪車２４では一般にヘッドパイプ２７上方に速度計その他の計器類が配置される。自動二輪車２４の運転手は速度計その他の計器類と同様に表示ディスプレイ１３を視覚的に確認することができる。運転手は後方を振り向かずに容易く視覚的に車両後方を確認することができる。

その他、図４に示されるように、高速で旋回するほど、車体の傾きは大きい。したがって、広角レンズカメラ１２も傾く。ここでは、画像生成部２２は画像の生成にあたってロール角速度信号ωｙの積分値から算出されたロール角に従って画面１３ａの中心ＣＲ回りに特定範囲の画像を回転させてもよい。表示ディスプレイ１３上で車体の傾きに合わせて画面１３ａの中心ＣＲ回りに映像を回転させれば、表示ディスプレイ１３の画面１３ａでは画面１３ａの上縁および下縁に平行に地面に平行な線を表示することができる。

ロール角で自動二輪車２４の車体が傾くと、撮像された画像は画面１３ａの中心ＣＲ回りに回転する。画像の切り出しにあたって画面１３ａの中心ＣＲ回りに特定範囲の画像が回転しても、画面１３ａ内の地面に平行な線は画面１３ａの水平方向に維持される。自動二輪車２４では車体が傾く際には乗員の姿勢も傾くことから、運転者の視界には通常と同様に画面１３ａに地面に平行な線が描かれる。運転者は簡単に画面１３ａ内の地面に平行な線を把握することができる。画面の中心回りに回転せずに画像が画面に映し出されると、自動二輪車２４の傾き通りに映像が画面１３aに映し出される。すなわち車体の傾きに合わせて画面１３ｂ内の地面に平行な線は画面内で傾き表示される。運転者の視界では地面に平行な線が傾斜してしまい、違和感が生じてしまう。

図５は第２実施形態に係る後方視界補助装置１１ａの構成を概略的に示す。後方視界補助装置１１ａは、表示ディスプレイ１３に代えて、乗員用のヘルメット３１に組み込まれ、画像生成部２２に接続されるヘッドアップディスプレイ３２を備える。ヘッドアップディスプレイ３２の映写機と広角レンズカメラ１２とは例えば無線通信で接続されればよい。その他、広角レンズカメラ１２はヘルメット３１の後頭部に固定されてもよい。自動二輪車２４の運転手はヘルメット３１を装着する。ヘッドアップディスプレイ３２はバイザー３３の内面に後方の様子を映し出すことができる。運転手は後方を振り向かずに視覚的に車両後方を確認することができる。その他の構成は前述の第１実施形態に係るものと同様である。

１１…後方視界補助装置、１２…広角レンズカメラ、１３…表示ディスプレイ、２１…旋回角特定部、２２…画像生成部、２４…鞍乗り型車両（自動二輪車）、２７…ヘッドパイプ、３１…ヘルメット、３２…ヘッドアップディスプレイ。

Claims (5)

1. 鞍乗り型車両のヨー角を特定するヨー角速度信号を受信し、前記ヨー角速度信号から旋回角を特定する旋回角特定部と、
   特定された前記旋回角に応じて、撮像された画像から特定範囲の画像を切り出す画像生成部と
   を備えることを特徴とする後方視界補助装置。
2. 請求項１に記載の後方視界補助装置において、前記旋回角特定部は、ロール角速度信号からロール角を算出し、前記画像生成部は、前記画像の切り出しにあたって前記ロール角に従って画面の中心回りに前記特定範囲の画像を回転させることを特徴とする後方視界補助装置。
3. 請求項１〜２のいずれか１項に記載の後方視界補助装置において、前記画像は広角レンズカメラで撮像されることを特徴とする後方視界補助装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の後方視界補助装置において、前記鞍乗り型車両のヘッドパイプ上方に配置され、前記画像生成部に接続される表示ディスプレイを備えることを特徴とする後方視界補助装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の後方視界補助装置において、乗員用のヘルメットに組み込まれ、前記画像生成部に接続されるヘッドアップディスプレイを備えることを特徴とする後方視界補助装置。