JP2023109164A - Image processing system, mobile body, imaging system, image processing method, and computer program - Google Patents

Image processing system, mobile body, imaging system, image processing method, and computer program Download PDF

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Abstract

To suppress reduction in resolution when displaying a captured image of the periphery of a mobile body.SOLUTION: The image processing system has a first optical system that forms a first optical image having a low-resolution area corresponding to an angle of view of less than a first angle of view and a high-resolution area corresponding to an angle of view of equal to or greater than the first angle of view, first imaging means that generates first image data by capturing an image of the first optical image formed by the first optical system, and image processing means, that generates first deformed image data by deforming the first image data.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、画像処理システム、移動体、撮像システム、画像処理方法、及びコンピュータプログラム等に関するものである。 The present invention relates to an image processing system, a mobile object, an imaging system, an image processing method, a computer program, and the like.

車両のような移動体を操縦者が操縦する際に、移動体の周囲を撮影し、俯瞰映像(俯瞰ビュー)を生成するシステムがある。特許文献1では車両の周辺部を撮影し、俯瞰映像を表示することが開示されている。 2. Description of the Related Art There is a system that, when an operator controls a mobile object such as a vehicle, photographs the surroundings of the mobile object and generates a bird's-eye view image (overhead view). Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200003 discloses capturing an image of the periphery of a vehicle and displaying a bird's-eye view image.

特開2008-283527号公報JP 2008-283527 A

しかしながら、特許文献1に開示されている技術では、カメラの遠方領域やカメラ画像の周辺領域を引き延ばす処理を行った際、引き延ばした周辺領域の解像感が低下するという課題があった。
そこで本発明は、移動体の周辺を撮像した画像を表示する際の解像感の低下を抑制することを目的とする。
However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that when processing is performed to extend a distant area of a camera or a peripheral area of a camera image, the sense of resolution of the extended peripheral area decreases.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to suppress deterioration in resolution when displaying an image obtained by imaging the surroundings of a moving body.

上記目的を達成するために本発明の画像処理システムは、
第1の画角未満の画角に対応する低解像度領域と、前記第1の画角以上の画角に対応する高解像度領域とを有する第1の光学像を形成する第1の光学系と、
前記第1の光学系により形成された前記第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する第1の撮像手段と、
前記第1の画像データを変形した第1の変形画像データを生成する画像処理手段と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the image processing system of the present invention includes:
a first optical system that forms a first optical image having a low resolution area corresponding to an angle of view less than a first angle of view and a high resolution area corresponding to an angle of view greater than or equal to the first angle of view; ,
a first imaging means for imaging the first optical image formed by the first optical system to generate first image data;
and image processing means for generating first modified image data obtained by modifying the first image data.

本発明によれば、移動体の周辺を撮像した画像を表示する際の解像感の低下を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when displaying the image which imaged the circumference|surroundings of a moving body, the fall of a feeling of resolution can be suppressed.

第1の実施形態における車両(例えば自動車)とカメラの撮像範囲を説明する図である。It is a figure explaining the vehicle (for example, automobile) and the imaging range of a camera in 1st Embodiment. 第1の実施形態における画像処理システム100の構成を説明するための機能ブロック図である。1 is a functional block diagram for explaining the configuration of an image processing system 100 according to a first embodiment; FIG. (A)は、第1の実施形態における光学系1の、撮像素子の受光面上での各半画角における像高y1を等高線状に示した図である。(B)は、第1の実施形態における光学系1の像高y1と半画角θ1との関係を表す射影特性を表した図である。(A) is a diagram showing contour lines of the image height y1 at each half angle of view on the light receiving surface of the image sensor of the optical system 1 according to the first embodiment. (B) is a diagram showing projection characteristics representing the relationship between the image height y1 and the half angle of view θ1 of the optical system 1 in the first embodiment. (A)~(C)は各光学系の、撮像素子の受光面上での各半画角における像高を等高線状に示した図である。(A) to (C) are diagrams showing contour lines of image heights at respective half angles of view on the light-receiving surface of the imaging element of each optical system. 第1の実施形態における等距離射影、光学系1、光学系2の解像度特性の1例を現したグラフである。5 is a graph showing an example of equidistant projection, resolution characteristics of optical system 1 and optical system 2 in the first embodiment. 第1の実施形態の情報処理部21が実行する画像処理方法のフローを説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining the flow of an image processing method executed by an information processing section 21 of the first embodiment; 第1の実施形態の仮想視点と画像変形について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a virtual viewpoint and image deformation according to the first embodiment; (A)は路面上にある車両10とその左側面のカメラ14の撮像範囲を表す模式図であり、(B)はカメラ14で取得した画像70の模式図である。(A) is a schematic diagram showing the imaging range of the vehicle 10 on the road surface and the left side camera 14, and (B) is a schematic diagram of an image 70 acquired by the camera 14. FIG. (A)は車両10が走行中のカメラ11の撮像画像の例を示す図であり、(B)はカメラ11で取得した図9(A)を車両真上の仮想視点からの映像(正投影)に変座標変換(変形)した画像の例を示す図である。(A) is a diagram showing an example of an image captured by the camera 11 while the vehicle 10 is running, and (B) is an image (orthographic projection) of FIG. ) is a diagram showing an example of an image subjected to variable coordinate transformation (deformation). (A)はカメラ11~14で取得した撮像画像81a~84aの例を示す図であり、(B)は撮像画像を合成した合成画像90を示す図である。(A) is a diagram showing examples of captured images 81a to 84a acquired by cameras 11 to 14, and (B) is a diagram showing a composite image 90 obtained by synthesizing the captured images. (A)~(D)は、第3の実施形態に係る光学系(光学系1および光学系2)と撮像素子との位置関係を表した図である。(A) to (D) are diagrams showing the positional relationship between an optical system (optical system 1 and optical system 2) and an imaging element according to the third embodiment. (A)は図11(D)で示した光学系と撮像素子の位置関係を持ち、光学系2を有するカメラ11を車両10の前方に配置したときの撮像範囲を表す模式図である。図12(B)はカメラ11から取得される画像データの模式図である。11A is a schematic diagram showing an imaging range when the camera 11 having the optical system 2 and having the positional relationship between the optical system and the imaging element shown in FIG. 11D is arranged in front of the vehicle 10. FIG. FIG. 12B is a schematic diagram of image data acquired from the camera 11. FIG. (A)、(B)は、第3の実施形態において、前方にカメラ11を配置した場合の模式図である。(A) and (B) are schematic diagrams when the camera 11 is arranged in front in the third embodiment. (A)、(B)は、第3の実施形態において光学系1を有するカメラ12を車両10の右側方に配置した例を示す模式図である。(A) and (B) are schematic diagrams showing an example in which the camera 12 having the optical system 1 is arranged on the right side of the vehicle 10 in the third embodiment. (A)、(B)は、第3の実施形態において光学系1を有するカメラ14を車両10の左側方に配置した例を示す模式図である。(A) and (B) are schematic diagrams showing an example in which the camera 14 having the optical system 1 is arranged on the left side of the vehicle 10 in the third embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。尚、図面において、同一の部材又は要素については同一の参照番号を付し、それらの重複する説明については省略又は簡略化する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the drawings, the same members or elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted or simplified.

[第1の実施形態]
第1の実施形態では、移動体としての自動車の周囲4方向を夫々撮影するための4つのカメラを設置し、車両の真上に存在する仮想視点から車両を見下ろす映像(俯瞰ビュー)を生成する撮像システムについて説明する。尚、本実施形態では、カメラ画像の視点変換時に引き延ばされる領域に高解像度で取得できる領域(高解像度領域)を割り当てることで仮想視点からの映像の視認性を高められるようにしている。
[First Embodiment]
In the first embodiment, four cameras are installed to capture images in four directions around an automobile as a moving object, and an image (overhead view) of looking down on the vehicle from a virtual viewpoint existing directly above the vehicle is generated. An imaging system will be described. Note that, in this embodiment, an area that can be acquired with high resolution (high-resolution area) is assigned to the area that is stretched when the camera image is converted from the viewpoint, so that the visibility of the video from the virtual viewpoint can be improved.

図1は、第1の実施形態における車両(例えば自動車)とカメラの撮像範囲を説明する図である。
図1に示すように、車両10(移動体)の前方、右側方、後方、左側方の位置に夫々カメラ11、12、13、14(撮像手段)が設置されている。
FIG. 1 is a diagram for explaining a vehicle (for example, an automobile) and an imaging range of a camera in the first embodiment.
As shown in FIG. 1, cameras 11, 12, 13, and 14 (imaging means) are installed at front, right, rear, and left positions of a vehicle 10 (moving body), respectively.

カメラ11~14は光学系と撮像素子を有する撮像部である。カメラ11~14は、車両10の夫々前方、右側方、後方、左側方を撮像範囲とするように撮像方向が設定されており、夫々が例えば画角180度程度の撮像範囲を有している。又、カメラ11~14が有する光学系の光軸は夫々、車両10が水平な路面上に置かれた場合に車両10に対して水平となるように設置されている。 Cameras 11 to 14 are imaging units having optical systems and imaging elements. The imaging directions of the cameras 11 to 14 are set so that the imaging ranges are the front, right, rear, and left sides of the vehicle 10, and each has an imaging range with an angle of view of about 180 degrees, for example. . Further, the optical axes of the optical systems of the cameras 11 to 14 are installed so as to be horizontal with respect to the vehicle 10 when the vehicle 10 is placed on a horizontal road surface.

撮像範囲11a~14aはカメラ11~14の水平画角を模式的に示しており、11b~14bは高解像度領域であって、夫々のカメラにおいて光学系の特性によって高解像度で画像を取得できる領域を模式的に示している。前方及び後方カメラであるカメラ11、13は光軸付近の領域が高解像度で取得でき、側方カメラであるカメラ12、14は光軸から離れた周辺画角領域が高解像度で取得できる。尚、カメラ11~14の撮像範囲と高解像度領域は実際には3次元的な範囲であるが、図1では模式的に平面的に表している。又、夫々のカメラの撮影範囲は隣り合う他のカメラの撮影範囲と周辺部で重複している。 The imaging ranges 11a to 14a schematically show horizontal angles of view of the cameras 11 to 14, and 11b to 14b are high-resolution areas where high-resolution images can be obtained depending on the characteristics of the optical system of each camera. is schematically shown. The cameras 11 and 13, which are front and rear cameras, can acquire high-resolution areas near the optical axis, and the cameras 12 and 14, which are side cameras, can acquire high-resolution peripheral view angle areas away from the optical axis. Incidentally, although the imaging range and high-resolution area of the cameras 11 to 14 are actually three-dimensional ranges, they are schematically shown two-dimensionally in FIG. Also, the photographing range of each camera overlaps the photographing range of the other adjacent cameras at the periphery.

次に図2は、第1の実施形態における画像処理システム100の構成を説明するための機能ブロック図であり、図1を用いて画像処理システム100について説明する。尚、図2に示される機能ブロックの一部は、画像処理システム100に含まれる不図示のコンピュータに、記憶媒体としての記憶部22に記憶されたコンピュータプログラムを実行させることによって実現されている。
又、図2に示される夫々の機能ブロックは、同じ筐体に内蔵されていなくても良く、互いに信号路を介して接続された別々の装置により構成しても良い。
Next, FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the configuration of the image processing system 100 according to the first embodiment. The image processing system 100 will be explained using FIG. Some of the functional blocks shown in FIG. 2 are realized by causing a computer (not shown) included in the image processing system 100 to execute a computer program stored in the storage unit 22 as a storage medium.
Moreover, each functional block shown in FIG. 2 may not be built in the same housing, and may be configured by separate devices connected to each other via signal paths.

図2において、画像処理システム100は、自動車等の車両10に搭載されている。
カメラ11~14は夫々、光学像を撮像する撮像素子11d~14dと、撮像素子の受光面に光学像を形成する光学系11c~14cとを有する(14c、14dは不図示)。これにより周囲の状況を画像データとして取得する。
側方に配置されるカメラ12、14(第1の撮像手段)が有する光学系1(第1の光学系)は、光軸から離れた周辺の画角領域において高解像度な光学像を形成し、光軸周辺の狭い画角領域において低解像度の光学像を形成する光学特性を有する。
In FIG. 2, an image processing system 100 is installed in a vehicle 10 such as an automobile.
The cameras 11 to 14 respectively have imaging elements 11d to 14d for capturing optical images, and optical systems 11c to 14c for forming optical images on light receiving surfaces of the imaging elements (14c and 14d are not shown). As a result, the surrounding situation is obtained as image data.
The optical system 1 (first optical system) of the cameras 12 and 14 (first imaging means) disposed on the side forms a high-resolution optical image in the peripheral angle-of-view area away from the optical axis. , has an optical characteristic of forming a low-resolution optical image in a narrow field angle region around the optical axis.

前方、後方に配置された、第1の撮像手段とは異なるカメラ11、13(第2の撮像手段)が有する光学系2(第2の光学系)は、夫々、光軸周辺の狭い画角領域において高解像度な光学像を形成する。又、光軸から離れた周辺の画角領域において低解像度の光学像を形成する光学特性を有する。光学系11c~14cについての詳細は後述する。 Optical systems 2 (second optical systems) of cameras 11 and 13 (second imaging means) arranged in front and behind, which are different from the first imaging means, each have a narrow angle of view around the optical axis. It forms a high-resolution optical image in an area. In addition, it has an optical characteristic of forming a low-resolution optical image in a peripheral viewing angle area away from the optical axis. Details of the optical systems 11c to 14c will be described later.

撮像素子11d~14dは、例えば、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサであり光学像を光電変換して撮像データを出力する。撮像素子11d~14dは、例えばRGBの色フィルタがベイヤー配列で画素毎に配列されており。デモザイク処理を行うことカラー画像を取得することができる。 The imaging elements 11d to 14d are, for example, CMOS image sensors or CCD image sensors, and photoelectrically convert optical images to output imaging data. In the imaging elements 11d to 14d, for example, RGB color filters are arranged in a Bayer array for each pixel. A color image can be obtained by demosaicing.

画像処理装置20(画像処理手段)は情報処理部21、記憶部22、データや電源入出力のための各種インターフェース(不図示)を備え、各種ハードウェアを含む。又、画像処理装置20はカメラ11~14と接続され、各カメラから取得した複数の画像データを合成した画像データを表示部30(表示手段)へ映像として出力する。 The image processing apparatus 20 (image processing means) includes an information processing section 21, a storage section 22, and various interfaces (not shown) for data and power input/output, and includes various hardware. Further, the image processing device 20 is connected to the cameras 11 to 14, and outputs image data obtained by synthesizing a plurality of image data obtained from each camera to a display section 30 (display means) as an image.

情報処理部21は画像変形部21a(画像変形手段)と画像合成部21b(画像合成手段)を有する。又、例えばSOC(Sytem On Chip)、FPGA(Field Programable Gate Array)、CPU、ASIC、DSP、GPU(Graphics Processing Unit)や、メモリなどを有する。CPUはメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって、カメラや表示部を含む画像処理システム100全体の各種制御を行う。 The information processing section 21 has an image transforming section 21a (image transforming means) and an image synthesizing section 21b (image synthesizing means). It also has, for example, an SOC (System On Chip), an FPGA (Field Programmable Gate Array), a CPU, an ASIC, a DSP, a GPU (Graphics Processing Unit), a memory, and the like. The CPU performs various controls of the entire image processing system 100 including the camera and the display unit by executing computer programs stored in the memory.

尚、第1の実施形態では、画像処理装置とカメラは別の筐体で収納されている。又、情報処理部21では各カメラからベイヤー配列に従って入力された画像データをデベイヤ処理し、RGBのラスタ形式の画像データへ変換する。更に、ホワイトバランス調整、ゲイン・オフセット調整、ガンマ処理、カラーマトリックス処理、可逆圧縮処理、レンズの歪曲補正処理などの各種画像処理、画像調整を行う。
又、画像変形部21aで視点変換のための画像変形処理を行った後、画像合成部21bで複数の画像を繋ぎ合わせるように合成する。詳細は後述する。
Incidentally, in the first embodiment, the image processing device and the camera are housed in separate housings. Further, the information processing unit 21 de-Bayers the image data input from each camera in accordance with the Bayer array, and converts the data into RGB raster format image data. Further, various image processing and image adjustments such as white balance adjustment, gain/offset adjustment, gamma processing, color matrix processing, reversible compression processing, and lens distortion correction processing are performed.
After the image transformation processing for viewpoint conversion is performed by the image transformation unit 21a, the image synthesis unit 21b synthesizes a plurality of images so as to join them together. Details will be described later.

記憶部22は、ROMなどの情報記憶装置であり、画像処理システム100全体を制御するために必要な情報を格納している。尚、記憶部22は、ハードディスクやSDカードといった取り外し可能な記録メディアでも良い。
又、記憶部22は、例えば、各カメラ11~14のカメラ情報や画像の変形・合成処理を行うための座標変換テーブルや画像処理システム100を制御するパラメータを格納している。更に、情報処理部21で生成された画像データを記録しても良い。
The storage unit 22 is an information storage device such as a ROM, and stores information necessary for controlling the entire image processing system 100 . Note that the storage unit 22 may be a removable recording medium such as a hard disk or an SD card.
The storage unit 22 also stores, for example, camera information of the cameras 11 to 14, a coordinate transformation table for performing image deformation/compositing processing, and parameters for controlling the image processing system 100. FIG. Furthermore, image data generated by the information processing section 21 may be recorded.

カメラ情報は、光学系1や光学系2の光学特性と、撮像素子11d~14dの画素数、光電変換特性、ガンマ特性、感度特性、フレームレート、画像フォーマット情報、カメラの車両座標系における取り付け位置座標等を含む。又、カメラ情報はカメラの設計値だけでなく、カメラ個体毎の固有の値である調整値を含んでも良い。 The camera information includes the optical characteristics of the optical system 1 and the optical system 2, the number of pixels of the imaging elements 11d to 14d, the photoelectric conversion characteristics, the gamma characteristics, the sensitivity characteristics, the frame rate, the image format information, and the mounting position of the camera in the vehicle coordinate system. including coordinates, etc. In addition, the camera information may include not only the design values of the camera, but also adjustment values that are unique values for each individual camera.

表示部30はディスプレイパネルとして液晶ディスプレイや有機ELディスプレイを有し、画像処理装置20から出力される映像(画像)を表示する。これによりユーザーは車両の周囲の状況を把握できる。尚表示部の数は1つに限定されない。2つ以上の表示部で合成画像の視点違いのパターンや、カメラから取得した複数の画像、その他の情報表示を夫々の表示部に出力しても良い。 The display unit 30 has a liquid crystal display or an organic EL display as a display panel, and displays video (images) output from the image processing device 20 . This allows the user to grasp the situation around the vehicle. Note that the number of display units is not limited to one. Two or more display units may output a pattern of different viewpoints of a synthesized image, a plurality of images acquired from a camera, and other information display to each display unit.

次に、カメラ11~14が有する光学系1、光学系2の光学特性について詳細を説明する。 Next, the optical characteristics of the optical systems 1 and 2 of the cameras 11 to 14 will be described in detail.

先ず、図3及び図4を参照して、光学系1及び光学系2の光学特性を説明する。第1の実施形態においては、カメラ12、14は同じ特性の光学系1を有し、カメラ11、13は同じ特性の光学系2を有するものとする。しかし、カメラ11~14が有する光学系の光学特性は互いに異なっていても良い。 First, the optical characteristics of the optical systems 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. In the first embodiment, cameras 12 and 14 have optical systems 1 with the same characteristics, and cameras 11 and 13 have optical systems 2 with the same characteristics. However, the optical characteristics of the optical systems possessed by the cameras 11 to 14 may be different from each other.

図3(A)は、第1の実施形態における光学系1の、撮像素子の受光面上での各半画角における像高y1を等高線状に示した図である。又、図3(B)は、第1の実施形態における光学系1の像高y1と半画角θ1との関係を表す射影特性を表した図である。図3(B)では、半画角(光軸と入射光線とがなす角度)θ1を横軸とし、カメラ12、14の受光面上(像面上)での結像高さ(像高)y1を縦軸として示している。 FIG. 3A is a diagram showing contour lines of the image height y1 at each half angle of view on the light receiving surface of the image sensor of the optical system 1 according to the first embodiment. FIG. 3B is a diagram showing projection characteristics representing the relationship between the image height y1 and the half angle of view θ1 of the optical system 1 in the first embodiment. In FIG. 3B, the half angle of view (the angle formed by the optical axis and the incident light beam) θ1 is taken as the horizontal axis, and the imaging height (image height) on the light receiving surface (image plane) of the cameras 12 and 14 is y1 is shown as the vertical axis.

図4(A)~(C)は各光学系の、撮像素子の受光面上での各半画角における像高を等高線状に示した図であり、図4(A)は光学系1を、図4(B)は等距離射影方式の光学系を、図4(C)は光学系2を示している。即ち、図3(A)と図4(A)は同一である。又、図3、図4において40a、41aは高解像度領域であり、薄く塗りつぶして表記している。又、40b、41bは低解像度領域である。 FIGS. 4A to 4C are diagrams showing contour lines of the image height at each half angle of view on the light-receiving surface of the image sensor of each optical system. FIG. , FIG. 4B shows an equidistant projection optical system, and FIG. 4C shows an optical system 2 . That is, FIG. 3(A) and FIG. 4(A) are the same. 3 and 4, reference numerals 40a and 41a denote high-resolution areas, which are indicated by being lightly painted. 40b and 41b are low resolution areas.

図4(B)に示されるように、魚眼レンズとして一般的である、等距離射影方式(y=fθ)のレンズは各像高位置における解像度は一定で、比例関係の射影特性を有する。 As shown in FIG. 4B, an equidistant projection type (y=fθ) lens, which is commonly used as a fisheye lens, has a constant resolution at each image height position and has proportional projection characteristics.

一方、カメラ12,14が有する光学系1は、図3(B)の射影特性に示すように、半画角θ1の小さい領域(光軸近傍)と大きい領域(光軸から離れた領域)でその射影特性y1(θ1)が変化するように構成されている。即ち単位あたりの半画角θ1に対する像高y1の増加量(即ち単位角度当たりの画素数)を解像度というとき、解像度が領域によって異なる。 On the other hand, the optical system 1 of the cameras 12 and 14, as shown in the projection characteristics of FIG. The projection characteristic y1 (θ1) is configured to change. That is, when the amount of increase in the image height y1 with respect to the half angle of view θ1 per unit (that is, the number of pixels per unit angle) is called the resolution, the resolution differs depending on the area.

この局所的な解像度は、射影特性y1(θ1)の半画角θ1での微分値dy1(θ1)/dθ1で表されるともいえる。即ち、図3(B)の射影特性y1(θ1)の傾きが大きいほど解像度が高いといえる。又、図3(A)の等高線状の各半画角における像高y1の間隔が大きいほど解像度が高いともいえる。 It can also be said that this local resolution is represented by the differential value dy1(θ1)/dθ1 of the projection characteristic y1(θ1) at the half angle of view θ1. That is, it can be said that the larger the slope of the projection characteristic y1 (θ1) in FIG. 3B, the higher the resolution. Further, it can be said that the larger the interval of the image height y1 at each half angle of view of the contour lines in FIG. 3A, the higher the resolution.

第1の実施形態においては、半画角θ1が所定の半画角θ1a未満のときにセンサの受光面上に形成される中心よりの領域を低解像度領域40b、半画角θ1が所定の半画角θ1a以上の外寄りの領域を高解像度領域40aと呼ぶ。即ち、光学系1(第1の光学系)は、第1の画角(半画角θ1a)未満の画角に対応する低解像度領域40bと、第1の画角(半画角θ1a)以上の画角に対応する高解像度領域とを有する第1の光学像を形成する。 In the first embodiment, when the half angle of view θ1 is less than the predetermined half angle of view θ1a, the region near the center formed on the light receiving surface of the sensor is the low resolution region 40b, and the half angle of view θ1 is less than the predetermined half angle of view θ1a. An outer region with an angle of view θ1a or more is called a high-resolution region 40a. That is, the optical system 1 (first optical system) includes a low-resolution region 40b corresponding to an angle of view less than the first angle of view (half angle of view θ1a) and a to form a first optical image having a high resolution area corresponding to a field angle of .

又、カメラ12、14(第1の撮像手段)は、第1の光学系により形成された第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する。
尚、半画角θ1aの値は光学系1を説明するための一例であり、絶対的な値ではない。又、高解像度領域40aは図1における高解像度領域12b、14bに対応している。
Cameras 12 and 14 (first imaging means) capture a first optical image formed by the first optical system to generate first image data.
The value of the half angle of view θ1a is an example for explaining the optical system 1, and is not an absolute value. A high resolution area 40a corresponds to the high resolution areas 12b and 14b in FIG.

図3(B)の射影特性を見ると、光軸近傍で画角が小さい低解像度領域40bで像高y1の増加率(傾き)が少なく、徐々に画角が大きくなっていくに従って増加率(傾き)が大きくなっていく射影特性であることがわかる。これは一般的に知られている立体射影(y=2f×tan(θ/2))よりも更に傾きの変化が大きく特徴的な射影特性となっている。
これらの特性を実現するためには下記条件式1を満たす事が好ましい。
Looking at the projection characteristics of FIG. 3B, the rate of increase (inclination) of the image height y1 is small in the low-resolution region 40b with a small angle of view near the optical axis, and the rate of increase (slope) increases as the angle of view gradually increases. It can be seen that this is a projective characteristic in which the slope) increases. This is a characteristic projection characteristic in which the change in inclination is greater than that of the generally known stereographic projection (y=2f×tan(θ/2)).
In order to realize these characteristics, it is preferable to satisfy conditional expression 1 below.

y1(θ1):第1の光学系の半画角θ1と像面での像高y1との関係を表す射影特性、
θ1max:第1の光学系が有する最大半画角(光軸から最軸外主光線のなす角度)、
f1:第1の光学系の焦点距離、
Aは所定の定数であり、高解像度領域と、低解像度領域の解像度のバランスを考慮して決めれば良いが、0.92程度となるようにするのが望ましく、更に好ましくは0.8程度とするのが良い。
y1 (θ1): projection characteristic representing the relationship between the half angle of view θ1 of the first optical system and the image height y1 on the image plane;
θ1max: maximum half angle of view of the first optical system (angle formed by the most off-axis principal ray from the optical axis),
f1: focal length of the first optical system,
A is a predetermined constant, which may be determined in consideration of the balance between the resolutions of the high-resolution area and the low-resolution area. It's good to

式(1)の下限を超えると像面湾曲や歪曲収差などが悪化して良好な画質を得る事ができない。上限を超えてしまうと中心領域と周辺領域の解像度の差が少なくなり求める射影特性を実現できなくなる。 If the lower limit of formula (1) is exceeded, field curvature, distortion, and the like deteriorate, making it impossible to obtain good image quality. If the upper limit is exceeded, the difference in resolution between the central area and the peripheral area becomes small, making it impossible to achieve the desired projection characteristics.

カメラ11、13が有する光学系2は、図4(C)で薄く塗りつぶされるように光軸近傍で高解像度領域を有する射影特性を有し、所定の画角未満の領域と画角以上の領域でその射影特性y2(θ2)が異なるように構成されている。 The optical system 2 of the cameras 11 and 13 has a projective characteristic of having a high-resolution area near the optical axis as shown in FIG. 4(C). , the projection characteristics y2 (θ2) are different.

第1の実施形態における光学系2では、半画角θ2が所定の半画角θ2b未満のときにセンサ面上に生成される中心寄りの領域を高解像度領域41a、半画角θ2が所定の半画角θ2b以上の外寄りの領域を低解像度領域41bと呼ぶ。即ち、光学系2(第2の光学系)は、第2の画角(半画角θ2b)未満の画角に対応する高解像度領域41aと、第2の画角以上の画角に対応する低解像度領域41bとを有する第2の光学像を形成する。 In the optical system 2 according to the first embodiment, the high-resolution area 41a is the area near the center generated on the sensor surface when the half angle of view θ2 is less than the predetermined half angle of view θ2b, and the half angle of view θ2 is less than the predetermined half angle of view θ2b. An outer region having a half angle of view θ2b or more is called a low resolution region 41b. That is, the optical system 2 (second optical system) has a high-resolution area 41a corresponding to an angle of view smaller than the second angle of view (half angle of view θ2b) and an angle of view equal to or larger than the second angle of view. A second optical image is formed having a low resolution area 41b.

又、カメラ11、13(第2の撮像手段)は、第2の光学系により形成された第2の光学像を撮像して第2の画像データを生成する。
ここで、図4(C)において41aと41bの境目の像高位置に対応するθ2の値がθ2bとなり、高解像度領域41aの画角は図1の高解像度領域11b、13bに対応している。
Cameras 11 and 13 (second imaging means) capture a second optical image formed by a second optical system to generate second image data.
Here, the value of θ2 corresponding to the image height position of the boundary between 41a and 41b in FIG. .

光学系2(第2の光学系)は、高解像度領域41aにおいて、第2の光学系の半画角θ2と像面での像高y2との関係を表す射影特性y2(θ2)がf2×θ2よりも大きくなるように構成されている。但し、f2はカメラ11、13が有する第2の光学系の焦点距離である。又、高解像度領域における射影特性y2(θ2)は低解像度領域における射影特性とは異なるように設定されている。 In the high-resolution area 41a, the optical system 2 (second optical system) has a projection characteristic y2 (θ2) representing the relationship between the half angle of view θ2 of the second optical system and the image height y2 on the image plane. It is configured to be larger than θ2. However, f2 is the focal length of the second optical system that the cameras 11 and 13 have. Also, the projection characteristic y2(θ2) in the high resolution area is set to be different from the projection characteristic in the low resolution area.

θ2maxを光学系2が有する最大の半画角とするとき、θ2bとθ2maxの比θ2b/θ2maxは所定の下限値以上であることが望ましく、例えば所定の下限値として0.15~0.16が望ましい。又、θ2bとθ2maxの比θ2b/θ2maxは所定の上限値以下であることが望ましく、例えば0.25~0.35とすることが望ましい。例えば、θ2maxを90°とし、所定の下限値を0.15、所定の上限値0.35とする場合、θ2bは13.5~31.5°の範囲で決定することが望ましい。 When θ2max is the maximum half angle of view of the optical system 2, the ratio θ2b/θ2max between θ2b and θ2max is preferably equal to or greater than a predetermined lower limit. desirable. Also, the ratio θ2b/θ2max of θ2b and θ2max is desirably equal to or less than a predetermined upper limit value, such as 0.25 to 0.35. For example, when θ2max is 90°, the predetermined lower limit is 0.15, and the predetermined upper limit is 0.35, θ2b is preferably determined within the range of 13.5 to 31.5°.

更に、光学系2(第2の光学系)は以下の式2を満足するように構成されている。
Furthermore, the optical system 2 (second optical system) is configured to satisfy the following equation 2.

ここで、Bは所定の定数である。下限値を1とすることで、同じ最大結像高さを有する正射影方式(y=f×sinθ)の魚眼レンズよりも中心解像度を高くすることができ、上限値をBとすることで、魚眼レンズ同等の画角を得つつ良好な光学性能を維持することができる。所定の定数Bは、高解像度領域と、低解像度領域の解像度のバランスを考慮して決めればよく、1.9~1.4となるようにするのが望ましい。 Here, B is a predetermined constant. By setting the lower limit to 1, the center resolution can be made higher than that of an orthographic projection (y = f x sin θ) fisheye lens having the same maximum image formation height, and by setting the upper limit to B, the fisheye lens Good optical performance can be maintained while obtaining an equivalent angle of view. The predetermined constant B may be determined in consideration of the resolution balance between the high-resolution area and the low-resolution area, and is preferably 1.9 to 1.4.

図5は第1の実施形態における等距離射影、光学系1、光学系2の解像度特性の1例を現したグラフである。横軸が半画角θであり、縦軸が単位画角当たりの画素数である解像度である。等距離射影ではどの半画角位置でも解像度が一定なのに対し、光学系1は半画角の大きい位置で解像度が高くなる特性を持ち、光学系2は半画角の小さい位置で解像度が高くなる特性を持っている。 FIG. 5 is a graph showing an example of resolution characteristics of equidistant projection, optical system 1, and optical system 2 in the first embodiment. The horizontal axis is the half angle of view θ, and the vertical axis is the resolution, which is the number of pixels per unit angle of view. In equidistant projection, the resolution is constant at any half angle of view, whereas the optical system 1 has the characteristic that the resolution increases at positions with a large half angle of view, and the optical system 2 has a high resolution at positions with a small half angle of view. have characteristics.

以上のような特性の光学系1や光学系2を使用することで、例えば180度などの魚眼レンズと同等の広い画角を撮像しつつ、高解像度領域においては、高解像度の画像を取得することができる。 By using the optical system 1 and the optical system 2 having the above characteristics, it is possible to acquire a high-resolution image in a high-resolution area while capturing a wide angle of view, such as 180 degrees, which is equivalent to a fisheye lens. can be done.

即ち、光学系1では光軸から離れた周辺画角領域が高解像度領域となり、車両側面に配置した際に、車両の前後方向に対して歪みの少ない高解像な画像の取得が可能である。光学系2では、光軸近傍が高解像度領域となり、通常の撮像用の光学系の射影特性である中心射影方式(y=f×tanθ)や等距離射影方式(y=f×θ)に近似した特性としているため、光学歪曲が小さく、精細に表示することが可能となる。従って、先行車や後続車両といった周囲の車両などを目視する際における自然な遠近感が得られると共に、画質の劣化を抑えて良好な視認性を得ることができる。 That is, in the optical system 1, the peripheral angle of view area away from the optical axis becomes a high-resolution area, and when placed on the side of the vehicle, it is possible to obtain a high-resolution image with little distortion in the longitudinal direction of the vehicle. . In the optical system 2, the vicinity of the optical axis becomes a high-resolution area, which is similar to the central projection method (y=f×tan θ) or equidistant projection method (y=f×θ), which is the projection characteristic of an optical system for normal imaging. Since it has such characteristics, optical distortion is small and it is possible to display finely. Therefore, it is possible to obtain a natural perspective when viewing surrounding vehicles such as a preceding vehicle and a following vehicle, and to obtain good visibility by suppressing deterioration of image quality.

尚、光学系1、光学系2は夫々上述の式(1)、式(2)の条件を満たす射影特性y1(θ1)、y2(θ2)であれば、同様の効果を得ることができるため、第1の実施形態の光学系1、光学系2は図3~5に示した射影特性に限定されない。 It should be noted that the optical system 1 and the optical system 2 can obtain similar effects if the projection characteristics y1 (θ1) and y2 (θ2) that satisfy the conditions of the above formulas (1) and (2), respectively. , the optical system 1 and the optical system 2 of the first embodiment are not limited to the projection characteristics shown in FIGS.

図6は、第1の実施形態の情報処理部21が実行する画像処理方法のフローを説明するためのフローチャートであり、図6の処理フローを用いて、画像変形部21aと画像合成部21bが実行する処理内容についても説明する。図6処理フローは例えば情報処理部21の内部のCPUがメモリ内のコンピュータプログラムを実行することによりフレーム単位で制御される。 FIG. 6 is a flow chart for explaining the flow of the image processing method executed by the information processing section 21 of the first embodiment. The contents of the processing to be executed will also be explained. The processing flow of FIG. 6 is controlled in units of frames, for example, by the CPU inside the information processing section 21 executing a computer program in the memory.

画像処理システム100に電源が入った場合や、ユーザー操作、走行状態の変化などをトリガーに図6の処理フローがスタートする。
ステップS11において、情報処理部21は、カメラ11~14によって撮像された車両10の図1の4方向の画像データを取得する。尚カメラ11~14による撮像は、同時に(同期して)行われる。即ち、第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する第1の撮像ステップと、第2の光学像を撮像して第2の画像データを生成する第2の撮像ステップとが同期して行われる。
The processing flow in FIG. 6 is started when the image processing system 100 is powered on, a user operation, a change in running state, or the like is a trigger.
In step S11, the information processing section 21 acquires image data of the vehicle 10 captured by the cameras 11 to 14 in the four directions shown in FIG. The imaging by the cameras 11 to 14 is performed simultaneously (synchronously). That is, a first imaging step of capturing a first optical image to generate first image data and a second imaging step of capturing a second optical image to generate second image data are performed. done synchronously.

ステップS12において、情報処理部21は、取得した画像データを仮想視点からの画像に変換する画像変形処理を行う。即ち、第1の画像データと第2の画像データを夫々変形して第1の変形画像データと第2の変形画像データを生成する画像処理ステップが行われる。 In step S<b>12 , the information processing section 21 performs image transformation processing for transforming the acquired image data into an image from a virtual viewpoint. That is, an image processing step is performed to transform the first image data and the second image data to generate the first transformed image data and the second transformed image data.

このとき画像変形部は記憶部に格納しているキャリブレーションデータに基づきカメラ11~14から取得した画像を変形する。尚、キャリブレーションデータに基づく座標変換テーブルなどの各種パラメータに基づいて変形しても良い。キャリブレーションデータの中身は各カメラのレンズ歪曲量やセンサ位置とのずれ起因するカメラの内部パラメータや、各カメラ間や車両との相対的な位置関係を現した外部パラメータなどである。 At this time, the image transforming unit transforms the images obtained from the cameras 11 to 14 based on the calibration data stored in the storage unit. It should be noted that transformation may be performed based on various parameters such as a coordinate conversion table based on calibration data. The contents of the calibration data include the internal parameters of the camera caused by the amount of lens distortion of each camera and the deviation from the sensor position, and the external parameters representing the relative positional relationship between the cameras and the vehicle.

図7を用いて視点変換について説明する。図7は第1の実施形態の仮想視点と画像変形について説明するための図であり、路面60の上を車両10が走行している。尚、側方のカメラ12,14は不図示としている。カメラ11、13で前方及び後方を撮像しており、カメラ11、13の撮像範囲の中には車両10の周囲の路面60が含まれる。カメラ11、13で取得された画像を路面60の位置を投影面として投影し、車両の真上である仮想視点50に仮想カメラがあるとして投影面を撮影しているかのように画像を座標変換(変形)する。即ち、画像を座標変換して仮想視点からの仮想視点画像を生成する。 Viewpoint conversion will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the virtual viewpoint and image deformation of the first embodiment, in which the vehicle 10 is traveling on the road surface 60. FIG. Note that the side cameras 12 and 14 are not shown. The cameras 11 and 13 capture images of the front and rear, and the imaging range of the cameras 11 and 13 includes the road surface 60 around the vehicle 10 . The images acquired by the cameras 11 and 13 are projected on the position of the road surface 60 as a projection surface, and the image is coordinate-transformed as if the projection surface were captured by a virtual camera at a virtual viewpoint 50 directly above the vehicle. (transform. That is, the image is coordinate-transformed to generate a virtual viewpoint image from the virtual viewpoint.

前記キャリブレーションデータに含まれる各種パラメータを用いることで、投影面に画像を投影して、別視点からの画像を座標変換して求めることができる。尚、事前にカメラのキャリブレーションを行うことでキャリブレーションデータを算出しておくものとする。又、仮想のカメラを正投影カメラと考えると、生成される画像は歪みなく距離感のつかみやすい画像を生成することができる。 By using various parameters included in the calibration data, an image can be projected onto a projection plane, and an image from another viewpoint can be coordinate-transformed and obtained. It is assumed that the calibration data is calculated by calibrating the camera in advance. Also, if the virtual camera is considered to be an orthographic camera, the image to be generated can be an image that is easy to grasp the sense of distance without distortion.

又、不図示の側方のカメラ12,14についても同様の処理で画像の変形を行うことができる。又、投影面は路面を模した平面でなくともよく、例えばお椀型の3次元形状でも良い。又、仮想視点の位置は車両の真上位置でなくともよく、例えば車両の斜め前方や斜め後方、車両の内部から周辺を見る視点としても良い。
以上、画像変形処理について説明したが、この時、画像の座標変形で大きく引き延ばされる領域が発生する。
Also, the images of the cameras 12 and 14 (not shown) on the sides can be deformed by the same process. Also, the projection plane does not have to be a plane that imitates the road surface, and may be, for example, a bowl-shaped three-dimensional shape. Also, the position of the virtual viewpoint does not have to be directly above the vehicle.
The image transformation processing has been described above, but at this time, an area is generated that is greatly elongated due to the coordinate transformation of the image.

図8(A)は路面上にある車両10とその左側面のカメラ14の撮像範囲を表す模式図であり、図8(B)はカメラ14で取得した画像70の模式図である。画像70において黒く塗りつぶされている領域は画角の外側を示しており、画像が取得できていないことを示している。路面上の領域71、72は同じ大きさであり、夫々カメラ14の撮像範囲に含まれており、画像70上では例えば71a、72aの位置で表示される。ここでカメラ14の光学系が仮に等距離射影方式であった場合、カメラ14からの距離が遠い領域の72aは歪むとともに、小さく(低解像度)で画像上に表示される。 FIG. 8A is a schematic diagram showing the imaging range of the vehicle 10 on the road surface and the left side camera 14, and FIG. 8B is a schematic diagram of an image 70 acquired by the camera 14. FIG. A blackened region in the image 70 indicates the outside of the angle of view, indicating that the image has not been acquired. Areas 71 and 72 on the road surface have the same size, are included in the imaging range of the camera 14, respectively, and are displayed at positions 71a and 72a on the image 70, for example. Here, if the optical system of the camera 14 is an equidistant projection system, the area 72a far from the camera 14 is distorted and displayed in a small size (low resolution) on the image.

しかし、前述のように正投影の仮想カメラとして視点変換処理を行うと領域71と72は同じサイズに引き延ばされる。このとき領域71と比較して領域72では元画像70から大きく引きのばされるため、視認性が低下する。即ち第1の実施形態において側方のカメラ12,14の光学系を等距離射影とした場合、取得画像の光軸から離れた周辺部は画像変形処理によって引き延ばされるため、変形後の画像の視認性が低下してしまう。 However, as described above, when viewpoint conversion processing is performed using an orthographic projection virtual camera, the regions 71 and 72 are stretched to the same size. At this time, the area 72 is stretched farther from the original image 70 than the area 71, so the visibility is lowered. That is, in the first embodiment, when the optical systems of the side cameras 12 and 14 are equidistant projection, the peripheral portion of the acquired image distant from the optical axis is stretched by the image deformation processing, so the image after deformation is Visibility is reduced.

それに対して、第1の実施形態における側方のカメラ12,14は図3に示すような特性の光学系1を用いているため、光軸から離れた周辺部を高解像で取得できる。従って、画像を引き延ばす場合も等距離射影と比較して視認性の低下を抑制することができる。 On the other hand, the side cameras 12 and 14 in the first embodiment use the optical system 1 having the characteristics shown in FIG. Therefore, even when an image is stretched, deterioration in visibility can be suppressed compared to equidistant projection.

図9(A)は車両10が走行中のカメラ11の撮像画像の例を示す図であり、図9(B)はカメラ11で取得した図9(A)を車両真上の仮想視点からの映像(正投影)に変座標変換(変形)した画像の例を示す図である。 9A is a diagram showing an example of an image captured by the camera 11 while the vehicle 10 is running, and FIG. 9B is an image of FIG. 9A obtained by the camera 11 from a virtual viewpoint right above the vehicle. FIG. 10 is a diagram showing an example of an image that has undergone coordinate transformation (deformation) into a video (orthographic projection);

図9(A)における画像は、道路幅が一定な長い直線の道路の左車線を車両10(自車両)が走行している様子を撮像した画像である。尚、図9(A)は実際には歪曲により歪みが生じるが、簡略化している。図9(A)では遠近効果により自車両の遠方になるにつれて道路幅が小さくなる。 The image in FIG. 9A is an image of the vehicle 10 (own vehicle) traveling in the left lane of a long straight road with a constant road width. Although distortion actually occurs due to distortion in FIG. 9A, it is simplified. In FIG. 9A, the road width becomes smaller as the distance from the own vehicle increases due to the perspective effect.

しかし前述のように仮想視点の仮想カメラを正投影として視点変換を行う場合、図(B)に示されるように、車両の近傍も遠方も道路幅が同じ幅になるように画像が引き延ばされる。第1の実施形態において車両の進行方向の前後方向に配置されるカメラ11、13の光学系が等距離射影とした場合、光軸近傍の画像中央領域が大きく引きのばされ、変形後の画像の視認性が低下する。 However, as described above, when the virtual camera of the virtual viewpoint is converted into an orthographic projection, as shown in FIG. . In the first embodiment, when the optical systems of the cameras 11 and 13 arranged in the front-rear direction of the traveling direction of the vehicle perform equidistant projection, the central region of the image near the optical axis is greatly stretched, and the deformed image visibility is reduced.

それに対して、第1の実施形態における前後方向に配置されるカメラ11、13は光学系2のような特性にしているので、光軸近傍の領域を高解像度で取得できる。従って、画像の中心領域を引き延ばす場合も等距離射影と比較して視認性の低下を低減することができる。 On the other hand, since the cameras 11 and 13 arranged in the front-rear direction in the first embodiment have characteristics similar to those of the optical system 2, the area near the optical axis can be acquired with high resolution. Therefore, even when the central region of the image is extended, deterioration in visibility can be reduced compared to equidistant projection.

図6のフローの説明に戻り、ステップS13において、情報処理部21は、ステップS12で変換され変形された複数の画像を合成する。即ち、カメラ11、13(第2の撮像手段)により撮像され生成された第2の画像データと、カメラ12、14(第1の撮像手段)により撮像され生成された第1の画像データとをそれぞれ変形したのち合成して合成画像を生成する。 Returning to the description of the flow of FIG. 6, in step S13, the information processing section 21 synthesizes a plurality of images transformed and deformed in step S12. That is, the second image data captured and generated by the cameras 11 and 13 (second imaging means) and the first image data captured and generated by the cameras 12 and 14 (first imaging means) are combined. After transforming each of them, they are combined to generate a combined image.

図10(A)はカメラ11~14で取得した撮像画像81a~84aの例を示す図であり、図10(B)は撮像画像を合成した合成画像90を示す図である。ステップS12において視点変換による変形処理を撮像画像81a~84aに対して夫々行った後に、夫々のカメラ位置に応じて画像を合成する。 FIG. 10A is a diagram showing examples of captured images 81a to 84a acquired by the cameras 11 to 14, and FIG. 10B is a diagram showing a synthesized image 90 obtained by synthesizing the captured images. In step S12, after deformation processing by viewpoint conversion is performed on each of the captured images 81a to 84a, the images are combined according to the respective camera positions.

この時の夫々の画像は合成画像90の各領域81b~84bの位置に合成され、予め記憶部22に格納しておいた車両10の上面画像10aを車両位置に重畳する。
これにより仮想視点から自車両を俯瞰した映像を作成することができ、自車両周辺の状況を把握することができる。又、撮像画像81a~84aは、図1に示すように、隣接する撮像領域同士の周辺部が互いに重なっているため、画像を合成するときに重畳領域を有する。
The images at this time are synthesized at the positions of the regions 81b to 84b of the synthesized image 90, and the upper surface image 10a of the vehicle 10 stored in advance in the storage unit 22 is superimposed on the vehicle position.
As a result, it is possible to create an image that looks down on the own vehicle from a virtual viewpoint, and it is possible to grasp the situation around the own vehicle. In addition, as shown in FIG. 1, the captured images 81a to 84a have overlapping regions when the images are combined because the peripheral portions of the adjacent captured regions are overlapped with each other.

しかし、夫々図10(B)に点線に示されるようにつなぎ目の位置で夫々の画像に対してマスク処理やアルファブレンド処理を行うことで合成画像90を仮想視点から見た一枚の画像として表示することができる。又、各カメラの合成位置はステップS12で画像変形したとき同様にキャリブレーションデータを用いることで変形合成することができる。 However, as indicated by the dotted lines in FIG. 10B, by performing mask processing and alpha blend processing on each image at the joint position, the synthesized image 90 is displayed as a single image viewed from a virtual viewpoint. can do. Also, the combining position of each camera can be deformed and combined by using the calibration data in the same manner as when the image is transformed in step S12.

第1の実施形態では、領域82b、84bは光軸から離れた領域を高解像度で取得できる光学系1を使用している。従って、合成画像90において領域82b、84bの、車両10の上面画像10aの斜め前方及び斜め後方領域において画像変形で引き延ばされる領域の解像度が上がっているので視認性の高い画像を生成することができる。 In the first embodiment, the regions 82b and 84b use the optical system 1 capable of acquiring regions away from the optical axis with high resolution. Therefore, since the resolution of the regions 82b and 84b in the synthetic image 90, which is the obliquely forward and obliquely rearward regions of the upper surface image 10a of the vehicle 10, is increased by image deformation, an image with high visibility can be generated. can.

又、第1の実施形態では、領域81b、83bは光軸近傍を高解像度で取得できる光学系2を使用している。従って、合成画像90において領域81b、83bの、車両10の上面画像10aから離れた領域において画像変形で引き延ばされる前方や後方の領域の解像度が上がっているので、視認性の高い画像を生成することができる。移動体において進行方向は障害物に衝突する可能性が高いため、より遠方まで表示したいニーズがある。そのため第1の実施形態の構成は移動体の特に前方や後方の遠方の視認性を高めることができ、効果的である。 Further, in the first embodiment, the optical system 2 capable of acquiring the vicinity of the optical axis with high resolution is used for the regions 81b and 83b. Therefore, in the synthetic image 90, the resolution of the front and rear regions that are stretched by image deformation in the regions 81b and 83b apart from the upper surface image 10a of the vehicle 10 is increased, so that an image with high visibility is generated. be able to. Since there is a high possibility that a moving object will collide with an obstacle in its traveling direction, there is a need to display a farther distance. Therefore, the configuration of the first embodiment is effective because it is possible to improve the visibility of the moving object, particularly in the front and rear of the vehicle.

尚、光学系2を経由して取得した画像81a、83aは光軸から離れた周辺部の解像度が下がってしまうが、光学系1を経由して取得した画像82a、84aは光軸から離れた周辺部は解像度が高い。従って、映像を合成する際に夫々の画像の重畳領域で光学系1を経由して取得した画像82a、84aを優先的に使用することで、光学系2による光軸から離れた周辺部の解像度の低下を補うことができる。 Although the images 81a and 83a acquired via the optical system 2 have a lower resolution in the peripheral portion away from the optical axis, the images 82a and 84a acquired through the optical system 1 are located away from the optical axis. The peripheral area has high resolution. Therefore, by preferentially using the images 82a and 84a acquired via the optical system 1 in the superimposed area of the respective images when synthesizing the images, the resolution of the peripheral portion away from the optical axis by the optical system 2 can be improved. can compensate for the decline in

例えば、合成画像90に示される点線であるつなぎ目を領域82b、84bが増えるようにしても良い。即ち、領域81b、83bを狭くし、領域82b、84bを広げるように合成しても良い。或いは、アルファブレンドの比率などを画像間で変更して、合成画像90に示される点線であるつなぎ目周辺における、光学系1で取得された画像の重みを上げても良い。 For example, the areas 82b and 84b may be increased at the joints, which are dotted lines shown in the synthesized image 90. FIG. That is, the regions 81b and 83b may be narrowed and the regions 82b and 84b may be widened. Alternatively, the weight of the image acquired by the optical system 1 around the joint indicated by the dotted line shown in the synthesized image 90 may be increased by changing the alpha blend ratio or the like between the images.

図6に戻り、ステップS14において、情報処理部21は、ステップS13で合成した画像を出力し表示部30に表示する。それによって、ユーザーは仮想視点からの映像を高解像度で確認することがきる。
以下、フレーム単位で図6のフローを繰り返し実行することで、動画として表示することができ、相対的な障害物の位置を高い解像度で把握することができる。
Returning to FIG. 6 , in step S<b>14 , the information processing section 21 outputs the image synthesized in step S<b>13 and displays it on the display section 30 . As a result, the user can check the image from the virtual viewpoint in high resolution.
By repeatedly executing the flow of FIG. 6 for each frame, a moving image can be displayed, and the relative positions of obstacles can be grasped with high resolution.

[第2の実施形態]
第1の実施形態においては、移動体として自動車などの車両に画像処理システム100を搭載した例について説明した。しかし、第1の実施形態の移動体は、車両に限らず、列車、船舶、飛行機、ロボット、ドローンなどの、移動をする移動装置であればどのようなものであっても良い。又、第1の実施形態の画像処理システム100はそれらの移動装置に搭載されるものを含む。
又、移動体をリモートでコントロールする場合にも第1の実施形態を適用することができる。
[Second embodiment]
In the first embodiment, an example in which the image processing system 100 is installed in a vehicle such as an automobile as a moving object has been described. However, the mobile object of the first embodiment is not limited to vehicles, and may be any mobile device that moves, such as trains, ships, airplanes, robots, and drones. Also, the image processing system 100 of the first embodiment includes those mounted on these mobile devices.
Also, the first embodiment can be applied to remote control of a moving object.

また第1の実施形態では、情報処理部21は車両10の画像処理装置20に搭載されているが、情報処理部21の各処理の一部をカメラ11~14内部で行っても良い。その場合、カメラ11~14側にもCPUやDSPなどの情報処理部を備え、各種画像処理・画像調整を行った後に画像処理装置に画像を出力する。また情報処理部21の各処理の一部は例えばネットワークを介して外部サーバなどで行っても良い。その場合、例えばカメラ11~14は車両10に搭載されるが、例えば情報処理部21の機能の一部は外部サーバなどの外部装置で処理することが可能になる。 In the first embodiment, the information processing unit 21 is mounted in the image processing device 20 of the vehicle 10, but part of each processing of the information processing unit 21 may be performed inside the cameras 11-14. In that case, the cameras 11 to 14 are also provided with information processing units such as CPUs and DSPs, and after various image processing and image adjustments are performed, the images are output to the image processing device. Also, part of each process of the information processing section 21 may be performed by an external server or the like via a network, for example. In that case, for example, the cameras 11 to 14 are mounted on the vehicle 10, but for example, part of the functions of the information processing section 21 can be processed by an external device such as an external server.

又、記憶部22は画像処理装置20に含まれているが、カメラ11~14、表示部30に記憶部を有する構成でも良い。カメラ11~14に記憶部を有する構成であれば各カメラ固有のパラメータを各カメラ本体に紐づけて管理することができる。 Further, although the storage unit 22 is included in the image processing device 20, the cameras 11 to 14 and the display unit 30 may have storage units. If the cameras 11 to 14 have storage units, the parameters specific to each camera can be linked to each camera body and managed.

又、情報処理部21に含まれる構成要素の一部又は全部をハードウェアで実現するようにしても良い。ハードウェアとしては、専用回路(ASIC)やプロセッサ(リコンフィギュラブルプロセッサ、DSP)などを用いることができる。これにより高速に処理を行うことができる。 Also, some or all of the constituent elements included in the information processing section 21 may be realized by hardware. As hardware, a dedicated circuit (ASIC), a processor (reconfigurable processor, DSP), or the like can be used. This enables high-speed processing.

又、画像処理システム100に、ユーザーの操作を入力する操作入力部、例えばボタン等を含む操作パネルや表示部にタッチパネルなどを備えても良い。これにより画像処理装置モード切替を行い、ユーザー所望のカメラ映像(画像)の切り替えや、仮想視点位置の切り替えをおこなうことができる。 Further, the image processing system 100 may be provided with an operation input unit for inputting user operations, for example, an operation panel including buttons and a touch panel in the display unit. Thus, the image processing apparatus mode can be switched, and the camera video (image) desired by the user can be switched, and the virtual viewpoint position can be switched.

又、画像処理システム100は、例えば、CANやEthernetなどのプロトコルに準拠した通信を行う通信部を設けて、車両10の内部に設けた不図示の走行制御部などと通信するように構成しても良い。そして、走行制御部から制御信号として、例えば走行速度、走行方向、シフトレバー、シフトギア、ウインカーの状態、地磁気センサなどによる車両10の向きなどの車両10の走行(移動)状態に関する情報などを取得しても良い。 Further, the image processing system 100 is provided with a communication unit that performs communication conforming to a protocol such as CAN or Ethernet, and is configured to communicate with a travel control unit (not shown) provided inside the vehicle 10. Also good. Information related to the running (moving) state of the vehicle 10, such as the running speed, the running direction, the state of the shift lever, the shift gear, the winkers, the direction of the vehicle 10 detected by a geomagnetic sensor, etc., is acquired as a control signal from the running control unit. can be

そして、それらの移動状態を示す制御信号に応じて、画像処理装置20のモード切替を行い、走行状態に応じてカメラ映像(画像)の切り替えや、仮想視点位置の切り替えをおこなうようにしても良い。即ち、移動体の移動状態を示す制御信号に応じて、記第1の画像データと第2の画像データをそれぞれ変形した後合成して合成画像を生成するか否かを制御しても良い。 Then, the mode of the image processing device 20 may be switched according to the control signal indicating the movement state thereof, and the camera video (image) may be switched according to the running state, or the virtual viewpoint position may be switched. . That is, it may be controlled according to a control signal indicating the moving state of the moving object whether or not to generate a composite image by combining the first image data and the second image data after transforming them.

具体的には、例えば、移動体の移動速度が所定速度未満(例えば10Km未満)の場合には、第1の画像データと第2の画像データを夫々変形した後合成して合成画像を生成し、表示するようにしても良い。それにより周囲の状況を十分に把握できる。 Specifically, for example, when the moving speed of the moving object is less than a predetermined speed (for example, less than 10 km), the first image data and the second image data are deformed and combined to generate a composite image. , may be displayed. This allows you to fully understand your surroundings.

一方逆に、移動体の移動速度が所定速度以上(例えば10Km以上)の場合には、移動体の進行方向を撮像するカメラ11からの第2の画像データを処理して表示するようにしても良い。移動速度が速い場合には、前方の遠い位置の画像を優先的に把握する必要があるからである。 On the other hand, if the moving speed of the moving body is equal to or higher than a predetermined speed (for example, 10 km or higher), the second image data from the camera 11 that captures the moving direction of the moving body may be processed and displayed. good. This is because, when the moving speed is high, it is necessary to preferentially grasp an image at a distant position in front.

又、画像処理システム100は表示部30に映像を表示しなくても良く、生成した画像を記憶部22や外部のサーバの記憶媒体に記録する構成としても良い。 Further, the image processing system 100 does not have to display an image on the display unit 30, and may be configured to record the generated image in the storage unit 22 or a storage medium of an external server.

又、第1の実施形態では、カメラ11~14と画像処理装置20を接続して画像を取得する例を説明した。しかし、カメラで、光学系1、光学系2などにより低解像度領域と高解像度領域とを有する光学像を撮像し、取得した画像データを例えばネットワークなどを介して外部の画像処理装置20に送信するように構成しても良い。或いは、記録媒体に一旦記録された上記のような画像データを画像処理装置20で再生することによって合成画像を生成するものであっても良い。 Also, in the first embodiment, an example in which images are acquired by connecting the cameras 11 to 14 and the image processing device 20 has been described. However, the camera captures an optical image having a low-resolution area and a high-resolution area by the optical system 1, the optical system 2, etc., and transmits the acquired image data to the external image processing device 20 via, for example, a network. It may be configured as follows. Alternatively, the composite image may be generated by reproducing the above image data once recorded on the recording medium by the image processing device 20 .

又、第1の実施形態では、画像処理システムは4つのカメラを有するが、画像処理システムが有するカメラの数は4に限定されない。画像処理システムが有するカメラの数は、例えば2つや6つでも良い。更には、光学系1(第1の光学系)を有するカメラ(第1の撮像手段)を1つ以上有する画像処理システムにおいても効果が得られる。 Also, in the first embodiment, the image processing system has four cameras, but the number of cameras that the image processing system has is not limited to four. The number of cameras that the image processing system has may be, for example, two or six. Furthermore, an effect can also be obtained in an image processing system having one or more cameras (first imaging means) having the optical system 1 (first optical system).

即ち、1つのカメラから取得した画像を変形する際にも撮像画面周辺部の解像度低下が生じる課題が存在するので、光学系1を有するカメラを使用することで同様に変形後の画面周辺部の視認性を高めることができる。尚、カメラが1つの場合は画像を合成する必要はないので、画像合成部21bは必要ない。 That is, even when deforming an image acquired from one camera, there is a problem that the resolution of the periphery of the imaging screen is lowered. Visibility can be improved. If there is only one camera, there is no need to synthesize images, so the image synthesizer 21b is not required.

又、第1の実施形態では、画像処理システム100は移動体の側方に光学系1を有するカメラを2つ、前方後方に光学系2を有するカメラを配置している。即ち、第1の撮像手段を移動体の進行方向に対して右側方と左側方の少なくとも一方に配置し、第2の撮像手段を移動体の進行方向に対して前方側と後方側の少なくとも一方に配置している。 Further, in the first embodiment, the image processing system 100 has two cameras each having the optical system 1 on the side of the moving body and two cameras each having the optical system 2 at the front and rear of the moving body. That is, the first imaging means is arranged on at least one of the right side and the left side with respect to the moving direction of the moving body, and the second imaging means is arranged at least on the front side and the rear side with respect to the moving direction of the moving body. are placed in

しかし、この構成に限定されない。例えば光学系1を有するカメラを1つ以上設け、その他のカメラは一般的な魚眼レンズや種々のレンズを組み合わせるカメラ構成でも良いし、光学系1を有するカメラ1つと光学系2を有するカメラを1つの組み合わせであっても良い。 However, it is not limited to this configuration. For example, one or more cameras having the optical system 1 may be provided, and the other cameras may have a general fisheye lens or a camera configuration combining various lenses, or one camera having the optical system 1 and one camera having the optical system 2 may be combined. It may be a combination.

具体的には、例えば隣り合った2つのカメラの撮像領域(第1の撮像手段の撮像領域と第2の撮像手段の撮像領域)の一部が重複するように配置する。そして、夫々の画像を合成して連続した1枚の画像を生成する際に、一方のカメラに光学系1を使用し、もう一方のカメラに光学系2を使用し、映像を合成する。このとき、2つの画像の重複領域において、光学系1の画像を優先的に使用する。 Specifically, for example, the imaging areas of two adjacent cameras (the imaging area of the first imaging means and the imaging area of the second imaging means) are arranged so that a part thereof overlaps. When the respective images are combined to generate one continuous image, the optical system 1 is used for one camera and the optical system 2 is used for the other camera to combine the images. At this time, the image of the optical system 1 is preferentially used in the overlapping area of the two images.

これにより光学系2の光軸近傍の高解像度領域を使用しつつ、光学系2の周辺部の解像度の低さを光学系1の高解像度領域で補った映像(画像)を合成することができる。即ち、第1、第2の撮像手段から得られた第1、第2の画像データは、画像処理手段により夫々変形され、表示部は、それらの変形画像データを合成した高解像度の合成データを表示できる。 As a result, while using the high resolution area near the optical axis of the optical system 2, it is possible to synthesize a video (image) in which the low resolution of the peripheral portion of the optical system 2 is compensated for by the high resolution area of the optical system 1. . That is, the first and second image data obtained from the first and second imaging means are deformed by the image processing means, respectively, and the display section displays high-resolution synthesized data obtained by synthesizing the deformed image data. can be displayed.

又、第1の実施形態では移動体の側方カメラとして光学系1を有するカメラを使用した。しかし、第1の撮像手段の位置は側方に限定されない。例えば、前方や後方に光学系1を有するカメラを配置した場合でも同様に画像周辺部が引き延ばされる課題があるため、画像周辺部の視認性を高めしたい場合には有効である。その場合には、第1の撮像手段から得られた第1の画像データは、画像処理手段により変形され、表示部は、その変形画像データを表示することになる。 Also, in the first embodiment, a camera having the optical system 1 is used as the side camera of the moving body. However, the position of the first imaging means is not limited to the side. For example, even when the camera having the optical system 1 is arranged in front or behind, the image peripheral portion is similarly stretched, so it is effective when it is desired to improve the visibility of the image peripheral portion. In that case, the first image data obtained from the first imaging means is transformed by the image processing means, and the display section displays the transformed image data.

又、第1の実施形態におけるカメラの配置方向も前後左右の4方向に前提されない。斜め方向や移動体の形状に応じて種々の位置に配置しても良い。例えば飛行機やドローンなどの移動体においては下方向を撮像するためのカメラを1つ以上配置しても良い。 In addition, the camera arrangement directions in the first embodiment are not premised on the four directions of front, back, left, and right. They may be arranged at various positions depending on the oblique direction and the shape of the moving body. For example, in a moving object such as an airplane or a drone, one or more cameras for capturing downward images may be arranged.

又、第1の実施形態では画像変形手段として仮想視点からの映像に変換するための座標変換による画像変形であったが、これに限定されない。画像を伸縮・拡大する処理である画像変形であれば良い。その場合も同様に画像の引き延ばされる領域に光学系1や光学系2の高解像度領域を配置することで同様に変形後の画像の視認性を向上させることができる。 Further, in the first embodiment, the image transformation means is image transformation by coordinate transformation for transforming into an image from a virtual viewpoint, but the invention is not limited to this. Any image transformation that is processing for expanding, contracting, or enlarging an image may be used. In this case as well, by arranging the high-resolution areas of the optical system 1 and the optical system 2 in the area where the image is stretched, the visibility of the deformed image can be similarly improved.

又、第1の実施形態ではカメラ11~14の光軸を移動体に対して水平になるように配置していたが、これに限定されない。例えば、光学系1の光軸は鉛直方向に平行な方向でも良いし、鉛直方向に対して斜め方向に配置されても良い。 Also, in the first embodiment, the optical axes of the cameras 11 to 14 are arranged horizontally with respect to the moving body, but the present invention is not limited to this. For example, the optical axis of the optical system 1 may be arranged in a direction parallel to the vertical direction, or may be arranged in a direction oblique to the vertical direction.

光学系2の光軸は移動体に対して水平となる方向でなくても良いが、移動体の前方や後方において、移動体から遠方位置が高解像度領域に含まれるように配置されるのが望ましい。光学系1では光軸から離れた画像を高解像度で取得でき、光学系2では光軸近傍を高解像度で取得できるので、システムに応じて画像変形後に視認性を高めたい領域に高解像度領域が割り当てられるように配置すれば良い。 The optical axis of the optical system 2 does not have to be horizontal with respect to the moving object, but it is preferable that it is arranged in front or behind the moving object so that the position far from the moving object is included in the high resolution area. desirable. Optical system 1 can acquire an image distant from the optical axis with high resolution, and optical system 2 can acquire an image near the optical axis with high resolution. All you have to do is arrange them so that they can be assigned.

又、第1の実施形態では記憶部22に予めキャリブレーションデータを格納して、それに基づき画像の変形・合成を行っていたが、必ずしもキャリブレーションデータを使用しなくても良い。その場合、例えば、ユーザー操作によってリアルタイムに画像を変形させて所望の変形量に調整できるようにしても良い。 Further, in the first embodiment, the calibration data is stored in advance in the storage unit 22, and the image is deformed/synthesized based on the data. However, the calibration data may not necessarily be used. In that case, for example, the image may be deformed in real time by a user's operation so that the desired amount of deformation can be adjusted.

[第3の実施形態]
図11(A)~(D)は、第3の実施形態に係る光学系(光学系1および光学系2)と撮像素子との位置関係を表した図である。図11(A)~(D)において、それぞれ四角枠が撮像素子の撮像面(受光面)を表しており、同心円が夫々半画角θ、最も外側の円が最大値θmaxを表している。θmaxより撮像素子の撮像面が大きい場合、θmaxの内側の領域は画素データを画像として取得ができる。
[Third Embodiment]
11A to 11D are diagrams showing the positional relationship between the optical system (optical system 1 and optical system 2) and the imaging device according to the third embodiment. In FIGS. 11A to 11D, each square frame represents the imaging surface (light receiving surface) of the imaging element, each concentric circle represents the half angle of view θ, and the outermost circle represents the maximum value θmax. When the imaging surface of the imaging device is larger than θmax, pixel data can be acquired as an image in the area inside θmax.

一方で、θmaxの外側の範囲は光が入射せず、この領域は画素データが取得できない。すなわち、撮像面内におけるθmaxの内側の領域であれば画像データが取得できる。撮像平面上での垂直方向の画像を取得できる最大の半画角をθvmax、水平方向の画像が取得できる最大の半画角をθhmaxとする。この時、θvmax、θhmaxが実際に取得できる画像データの撮像範囲(半画角)となる。 On the other hand, light does not enter the range outside θmax, and pixel data cannot be acquired in this area. In other words, image data can be acquired within the area inside θmax in the imaging plane. Let θvmax be the maximum half angle of view at which an image in the vertical direction can be acquired on the imaging plane, and let θhmax be the maximum half angle of view at which the image can be acquired in the horizontal direction. At this time, θvmax and θhmax are the imaging range (half angle of view) of image data that can actually be acquired.

図11(A)では撮像面は正方形であり半画角θの範囲が全て撮像面上に収まっているため、θvmax=θhmax=θmaxである。例えばθmax=90度であった場合、この特性を有するカメラはカメラ位置から水平方向画角180度、垂直画角180度までの範囲を撮像することができる。 In FIG. 11A, the imaging surface is square and the range of the half angle of view θ is entirely within the imaging surface, so θvmax=θhmax=θmax. For example, when .theta.max=90 degrees, a camera having this characteristic can capture an image in a range from the camera position to a horizontal angle of view of 180 degrees and a vertical angle of view of 180 degrees.

図11(B)では、撮像面よりθmaxの範囲の方が広い。θhmax<θmax、θvmax<θmaxであり、撮像面の全ての領域に光が入射し、撮像面上で画素データが取得できない領域が発生しない。一方で取得できる画像データの撮像範囲(撮像画角)が狭くなる。 In FIG. 11B, the range of θmax is wider than the imaging surface. .theta.hmax<.theta.max and .theta.vmax<.theta.max, light is incident on all areas of the imaging surface, and there is no area on the imaging surface where pixel data cannot be obtained. On the other hand, the imaging range (imaging angle of view) of image data that can be acquired is narrowed.

図11(C)では、θhmax=θmaxかつθvmax<θmaxであり、水平方向はθmaxまで画像を取得できるが、垂直方向はθvmaxまでしか画像が取得できない。図8~10で説明した画像はこの図11(C)の位置関係に相当する。 In FIG. 11C, θhmax=θmax and θvmax<θmax, and an image can be obtained up to θmax in the horizontal direction, but only up to θvmax in the vertical direction. The images described with reference to FIGS. 8 to 10 correspond to the positional relationship shown in FIG. 11(C).

図11(D)では、水平方向はθhmax=θmaxであるが、垂直方向は光学系の光軸と撮像面の中心がずれて(シフトして)おり、上下対称でなくなっている。θvmaxが上下対称でない場合、下方向をθv1max、上方向をθv2maxとあらわす。その場合図11(D)ではθv1max=θmaxとなるが、上方向はθv2max<θmaxとなっている。 In FIG. 11D, θhmax=θmax in the horizontal direction, but in the vertical direction, the optical axis of the optical system and the center of the imaging surface are displaced (shifted) and are not vertically symmetrical. When θvmax is not vertically symmetrical, the downward direction is expressed as θv1max and the upward direction is expressed as θv2max. In that case, θv1max=θmax in FIG. 11D, but θv2max<θmax in the upward direction.

水平方向に光軸がシフトする場合も同様に考えることができる。このように、光軸を撮像面の中心に対してシフトさせることで、撮像範囲を変化させることができる。θhmax=θmax、θv1max=θmaxであると水平方向と垂直下方向の画角を広くとれるので望ましいが、θmax×0.8≦θhmax、θmax×0.8≦θv1max程度の位置関係であってもよい。 A case where the optical axis shifts in the horizontal direction can be similarly considered. By shifting the optical axis with respect to the center of the imaging surface in this manner, the imaging range can be changed. If θhmax=θmax and θv1max=θmax, the angle of view in the horizontal direction and the vertical downward direction can be widened, which is desirable. .

図12(A)は、図11(D)で示した光学系と撮像素子の位置関係を持ち、光学系2を有するカメラ11を車両10の前方に配置したときの撮像範囲を表す模式図である。即ち、図12(A)では、移動体の前方方向が第2の撮像手段の高解像領域に含まれようにすると共に、第2の撮像手段は、第2の光学系の光軸が第2の撮像手段の撮像面の中心からずれた位置に配置されている。 FIG. 12A is a schematic diagram showing the imaging range when the camera 11 having the optical system 2 and having the positional relationship between the optical system and the imaging element shown in FIG. 11D is arranged in front of the vehicle 10. be. That is, in FIG. 12A, the forward direction of the moving body is included in the high-resolution area of the second image pickup means, and the second image pickup means is arranged such that the optical axis of the second optical system is aligned with the second image pickup means. 2 is arranged at a position deviated from the center of the image pickup surface of the image pickup means.

カメラ11から伸びる扇形状の実線121がカメラ11の高解像度領域の撮像範囲で、扇形状の点線122が低解像度領域を含む全撮像範囲、一点破線が光軸の向きである。なお、実際の撮像範囲は3次元的に表されるが、簡易的に2次元で表示している。 A fan-shaped solid line 121 extending from the camera 11 indicates the imaging range of the high-resolution area of the camera 11, a fan-shaped dotted line 122 indicates the entire imaging range including the low-resolution area, and a dashed line indicates the direction of the optical axis. Although the actual imaging range is represented three-dimensionally, it is displayed two-dimensionally for the sake of simplicity.

図12(B)はカメラ11から取得される画像データの模式図である。水平方向及び、垂直下方向には半画角θmaxまでの最大範囲が撮像されるが、垂直上方向にはθv2max<θmaxであるためθv2maxまでの範囲までしか撮像されない。 FIG. 12B is a schematic diagram of image data acquired from the camera 11. FIG. In the horizontal direction and the vertical downward direction, the maximum range up to the half angle of view θmax is imaged, but in the vertical upward direction the image is taken only up to the range up to θv2max because θv2max<θmax.

図12(A)、(B)で示したように、光学系2を有し、撮像面に対して光軸を車両下部方向にシフトさせたカメラ11を車両10の前方方向に配置し、カメラ11の光軸を地面水平、車両前方の進行方向に向け配置する。これにより、カメラ水平画角、垂直下方向の画角を広く取り運転者の死角になる車両近傍路面を撮像できる。さらには、カメラ11の高解像度領域で車両10の前方の進行方向遠方を撮像することができる。 As shown in FIGS. 12A and 12B, a camera 11 having an optical system 2 and having an optical axis shifted toward the lower portion of the vehicle with respect to the imaging surface is arranged in the front direction of the vehicle 10. The optical axis of 11 is arranged horizontally on the ground and in the direction of travel in front of the vehicle. As a result, the horizontal field angle and vertical downward field angle of the camera can be widened, and the road near the vehicle, which is the driver's blind spot, can be imaged. Furthermore, the camera 11 can capture an image of a distant area in front of the vehicle 10 in the direction of travel in the high-resolution area.

図12(A)、(B)では車両前方にカメラを配置する例を述べたが、車両進行方向後方ついても同様に考えることができる。即ち、撮像システムを搭載する際に、第2の撮像手段を移動体の前方側と後方側の少なくとも一方に配置すれば良い。車両10の後方に光学系2を有するカメラを配置することで、高解像度領域で車両10の進行方向の逆方向遠方(後方)を撮像することができる。 Although the example of arranging the camera in front of the vehicle has been described with FIGS. That is, when the imaging system is mounted, the second imaging means may be arranged at least one of the front side and the rear side of the moving body. By arranging the camera having the optical system 2 behind the vehicle 10, it is possible to capture an image of the far side (rear) in the opposite direction of the traveling direction of the vehicle 10 in a high-resolution area.

カメラを配置する位置は車両近傍の路面を撮像するために、車両の外部先端(前端)に配置されることが望ましいが、車両の上部や、車両の内部(例えばフロントガラス内側の上部)に配置してもよい。その場合も前方の遠方を高解像度で撮像(撮影)することができる。 In order to capture images of the road surface near the vehicle, it is desirable to place the camera at the front end of the exterior of the vehicle. You may Even in this case, it is possible to image (photograph) a distant object in front with high resolution.

以下、好適なカメラ配置例について図を用いて説明する。図13(A)、(B)は、第3の実施形態において、車両10の前端にカメラ11を配置した場合の模式図である。車両の進行方向に平行な方向をY軸、地面(水平面)に対して垂直な方向をZ軸、YZ平面と垂直な軸をX軸とする。 A preferred camera arrangement example will be described below with reference to the drawings. FIGS. 13A and 13B are schematic diagrams when the camera 11 is arranged at the front end of the vehicle 10 in the third embodiment. The direction parallel to the traveling direction of the vehicle is the Y-axis, the direction perpendicular to the ground (horizontal plane) is the Z-axis, and the axis perpendicular to the YZ plane is the X-axis.

図13(A)、(B)において、カメラ11の配置位置を通りY軸と平行な直線と光軸130とのXY平面上でのなす角の絶対値をθ2h、YZ平面上でのなす角の絶対値をθ2vとする。このときθ2h≦θ2b、θ2v≦θ2bであることが望ましい。これにより光学系2の高解像度領域を前方の進行方向に収めることができる。 In FIGS. 13A and 13B, the absolute value of the angle on the XY plane between a straight line passing through the arrangement position of the camera 11 and parallel to the Y axis and the optical axis 130 is θ2h, and the angle on the YZ plane is θ2h. Let θ2v be the absolute value of . At this time, it is desirable that θ2h≦θ2b and θ2v≦θ2b. As a result, the high-resolution area of the optical system 2 can be accommodated in the forward traveling direction.

尚、撮像システムを搭載する際に、第2の撮像手段は、第2の光学系の光軸が第2の撮像手段の撮像面の中心に対して移動体の下方向にずれるように配置しても良い。そのように配置すれば移動体の下方の路面周辺を広く撮像することができる。 When the image pickup system is mounted, the second image pickup means is arranged so that the optical axis of the second optical system deviates downward from the center of the image pickup surface of the second image pickup means. can be By arranging in such a manner, it is possible to image a wide area around the road surface below the moving body.

図14(A)、(B)は、第3の実施形態において、光学系1を有するカメラ12を車両10の右側方に配置した例を示す模式図であり、図14(A)は車両10の上面図、図14(B)は車両10の正面図である。又、図15(A)、(B)は、第3の実施形態において、光学系1を有するカメラ14を車両10の左側方に配置した例を示す模式図であり、図15(A)は車両10の左側面図、図15(B)は車両10の正面図である。 14A and 14B are schematic diagrams showing an example in which the camera 12 having the optical system 1 is arranged on the right side of the vehicle 10 in the third embodiment. , and FIG. 14B is a front view of the vehicle 10. FIG. 15A and 15B are schematic diagrams showing an example in which the camera 14 having the optical system 1 is arranged on the left side of the vehicle 10 in the third embodiment, and FIG. A left side view of the vehicle 10, and FIG. 15B is a front view of the vehicle 10. FIG.

図14(A)、(B)、図15(A)、(B)に示されるように、本実施形態では、撮像システムを搭載すると共に、第1の撮像手段を移動体の右側方と左側方の少なくとも一方に配置している。 As shown in FIGS. 14A, 14B, 15A, and 15B, in this embodiment, an imaging system is mounted, and the first imaging means are arranged on the right side and the left side of the moving object. placed on at least one of the

カメラ12、14は撮像面の中心から光軸140が図11(D)で示したようにシフトしている。カメラ12、14から伸びる扇形状の実線141がカメラ12、14の高解像度領域の撮像範囲で、扇形状の点線が低解像度領域の撮像範囲、一点破線が光軸140の向きを示している。 The cameras 12 and 14 have their optical axes 140 shifted from the center of the imaging plane as shown in FIG. 11(D). A fan-shaped solid line 141 extending from the cameras 12 and 14 indicates the imaging range of the high-resolution area of the cameras 12 and 14 , a fan-shaped dotted line indicates the imaging range of the low-resolution area, and a dashed line indicates the direction of the optical axis 140 .

図14(A)において、カメラ12の配置位置を通りX軸と平行な直線と光軸140のXY平面上でのなす角の絶対値をθ1hとする。このときθ1hの値は0°付近、すなわち車両10の進行方向に対して垂直に光軸を向けるのが望ましいが、θ1h≦30°程度であってもよい。これにより光学系1の高解像度領域で進行方向前方及び進行方向後方を撮像することができる。 In FIG. 14A, let θ1h be the absolute value of the angle formed on the XY plane between a straight line passing through the arrangement position of the camera 12 and parallel to the X axis and the optical axis 140 . At this time, the value of θ1h is preferably around 0°, that is, the optical axis is directed perpendicularly to the traveling direction of the vehicle 10, but θ1h may be about 30°. As a result, it is possible to image the forward direction and the backward direction in the traveling direction in the high-resolution area of the optical system 1 .

図14(B)において、カメラ12の配置位置を通りX軸と平行な直線と光軸140のXZ平面上での図の下方向へのなす角をθ1vとする。このときθ1vの値は0°付近、すなわち車両10の進行方向に対して垂直に光軸を向けるのが望ましいが、θ1v≦(120°―θv1max)程度であってもよい。これにより光学系1の高解像度領域で進行車両近傍の路面を撮像することができる。 In FIG. 14B, let θ1v be the angle between a straight line passing through the arrangement position of the camera 12 and parallel to the X axis and the optical axis 140 on the XZ plane. At this time, the value of θ1v is preferably around 0°, that is, the optical axis is directed perpendicularly to the traveling direction of the vehicle 10, but θ1v≦(120°−θv1max) may be sufficient. As a result, the road surface near the traveling vehicle can be imaged in the high resolution area of the optical system 1 .

また図14(A)、(B)の例では、カメラ12の光学系1の光軸は撮像面の中心から、車両下方向(路面方向)にシフトしている。即ち、第1の撮像手段は、第1の光学系の光軸が第1の撮像手段の撮像面の中心に対して移動体の下方向にずれた位置に配置されている。これにより、路面方向への画角を広くとることができる。 Also, in the examples of FIGS. 14A and 14B, the optical axis of the optical system 1 of the camera 12 is shifted from the center of the imaging surface toward the vehicle downward direction (road surface direction). That is, the first imaging means is arranged at a position where the optical axis of the first optical system is deviated downward of the moving body with respect to the center of the imaging surface of the first imaging means. This makes it possible to widen the angle of view in the direction of the road surface.

図15(A)において、カメラ14の配置位置を通りZ軸と平行な直線と光軸150のYZ平面上でのなす角の絶対値をθ1h1とする。このときθ1h1の値は0°付近、すなわち車両10の下部方向(路面方向、鉛直方向)に光軸を向けるのが望ましいが、θ1h1≦30°程度であってもよい。これにより光学系1の高解像度領域151で進行方向前方及び進行方向後方を撮像することができる。尚、152は低解像度領域である。 In FIG. 15A, let θ1h1 be the absolute value of the angle formed on the YZ plane by a straight line passing through the arrangement position of the camera 14 and parallel to the Z axis and the optical axis 150 . At this time, it is preferable that the value of θ1h1 is around 0°, that is, the optical axis is directed toward the lower portion of the vehicle 10 (road surface direction, vertical direction), but θ1h1≦30° may be sufficient. As a result, the high-resolution area 151 of the optical system 1 can be used to image the forward direction and the backward direction in the forward direction. Note that 152 is a low resolution area.

図15(B)において、カメラ14の配置位置を通りZ軸と平行な直線と光軸150のXZ平面上での図の右方向へのなす角をθ1v1とする。このときθ1v1の値は0°付近、すなわち車両10の下部方向(路面方向、鉛直方向)に光軸を向けるのが望ましいが、θ1v1の値を大きくして光軸を傾けてもよい。これにより光学系1の高解像度領域151で車両の側方の遠方を撮像することができる。 In FIG. 15B, let θ1v1 be the angle formed between a straight line passing through the arrangement position of the camera 14 and parallel to the Z-axis and the optical axis 150 on the XZ plane in the right direction. At this time, it is desirable that the value of θ1v1 is around 0°, that is, the optical axis is directed toward the bottom of the vehicle 10 (road surface direction, vertical direction), but the optical axis may be tilted by increasing the value of θ1v1. As a result, the high-resolution area 151 of the optical system 1 can capture an image of a far side of the vehicle.

また、図15の例では、カメラ14の光学系1の光軸150は撮像面の中心から、車両本体から離れる方向(車両10の側方から離れる方向)にシフトしている。即ち、第1の撮像手段は、第1の光学系の光軸が第1の撮像手段の撮像面の中心に対して移動体の本体から離れる方向にずれている。これにより、車両遠方への画角を広くとることができる。 Also, in the example of FIG. 15, the optical axis 150 of the optical system 1 of the camera 14 is shifted from the center of the imaging plane in the direction away from the vehicle body (the direction away from the side of the vehicle 10). That is, in the first imaging means, the optical axis of the first optical system is deviated from the center of the imaging surface of the first imaging means in the direction away from the main body of the moving body. As a result, the angle of view to the far side of the vehicle can be widened.

尚、以上の説明では右側方と左側方のカメラ12,14の配置をそれぞれ変更する例を説明したが、同じ配置としてもよいし、カメラは片方のみでもよい。又、両側方に光学系1を有する2台のカメラ、前方後方に光学系2を有する2台のカメラを配置する例について述べたが、光学系1と光学系2をそれぞれ有する2台のカメラを有していればよい。 In the above description, an example in which the positions of the cameras 12 and 14 on the right side and the left side are respectively changed has been described, but the same positions may be used, or only one camera may be used. Also, an example in which two cameras with optical systems 1 on both sides and two cameras with optical systems 2 on the front and rear sides have been described, but two cameras with optical systems 1 and 2 are used. should have

その他に等距離射影などの一般的な射影方式の魚眼カメラと組み合わせてもよい。又、光軸と撮像面の好適なシフト位置について述べたが、シフトしていなくともよい。 In addition, it may be combined with a general projection type fisheye camera such as equidistant projection. Moreover, although the preferred shift positions of the optical axis and the imaging plane have been described, they do not have to be shifted.

又、光学系1と光学系2を有するカメラの配置について述べたが、これに限定されない。光学系1と光学系2の高解像度領域がシステムの注目領域に配置されておればよく、光学系2を有するカメラが車両の前方または後方に配置され、光学系1を有するカメラが車両の側方に配置されていればよい。又、前方後方をそれぞれの高解像度領域で撮像できるように、光学系1と光学系2の高解像度領域が重複して配置されることが望ましい。 Moreover, although the arrangement of the camera having the optical system 1 and the optical system 2 has been described, the present invention is not limited to this. The high-resolution areas of the optical system 1 and the optical system 2 need only be placed in the system's attention area, and the camera with the optical system 2 is placed in front or behind the vehicle, and the camera with the optical system 1 is placed on the side of the vehicle. It should be placed on the right side. Moreover, it is desirable that the high resolution areas of the optical system 1 and the optical system 2 are arranged so as to overlap each other so that the front and rear can be imaged in each high resolution area.

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。尚、本発明の実施形態は以下の組み合わせを含む。 The present invention has been described in detail above based on its preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible based on the gist of the present invention. They are not excluded from the scope of the invention. It should be noted that embodiments of the present invention include the following combinations.

(構成1)第1の画角未満の画角に対応する低解像度領域と、前記第1の画角以上の画角に対応する高解像度領域とを有する第1の光学像を形成する第1の光学系と、前記第1の光学系により形成された前記第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する第1の撮像手段と、前記第1の画像データを変形した第1の変形画像データを生成する画像処理手段と、を有することを特徴とする画像処理システム。 (Configuration 1) A first optical image forming a first optical image having a low resolution area corresponding to an angle of view less than a first angle of view and a high resolution area corresponding to an angle of view equal to or greater than the first angle of view a first image capturing means for capturing the first optical image formed by the first optical system to generate first image data; and a first image data modified from the first image data and image processing means for generating deformed image data.

(構成2)前記画像処理手段は画像を座標変換して仮想視点からの仮想視点画像を生成することを特徴とする構成1に記載の画像処理システム。 (Arrangement 2) The image processing system according to Arrangement 1, wherein the image processing means performs coordinate transformation of an image to generate a virtual viewpoint image from a virtual viewpoint.

(構成3)y1(θ1)を前記第1の光学系の半画角θ1と像面での像高y1との関係を表す射影特性、θ1maxを前記第1の光学系が有する最大の半画角、f1を前記第1の光学系の焦点距離、Aを所定の定数とするとき、以下の式1
を満足するように構成されていることを特徴とする構成1又は2に記載の画像処理システム。
(Structure 3) y1(θ1) is the projection characteristic representing the relationship between the half angle of view θ1 of the first optical system and the image height y1 on the image plane, and θ1max is the maximum half-image of the first optical system. When an angle, f1 is the focal length of the first optical system, and A is a predetermined constant, the following equation 1
3. The image processing system according to configuration 1 or 2, characterized in that it is configured to satisfy:

(構成4)前記第1の撮像手段とは異なる第2の撮像手段を有し、
前記画像処理手段は、前記第2の撮像手段により撮像され生成された第2の画像データと前記第1の画像データをそれぞれ変形したのち合成して合成画像を生成することを特徴とする構成1~3のいずれか1つに記載の画像処理システム。
(Configuration 4) having a second imaging means different from the first imaging means,
The image processing means transforms the second image data captured and generated by the second imaging means and the first image data, respectively, and then synthesizes them to generate a synthesized image. 4. The image processing system according to any one of 1 to 3.

(構成5)前記第1の撮像手段の撮像領域と前記第2の撮像手段の撮像領域の一部が重複するように配置されることを特徴とする構成4に記載の画像処理システム。 (Arrangement 5) The image processing system according to Arrangement 4, wherein the imaging area of the first imaging means and the imaging area of the second imaging means are arranged so as to partially overlap.

(構成6)前記第2の撮像手段に対して第2の光学像を形成する第2の光学系を有し、前記第2の光学像は、第2の画角未満の画角に対応する高解像度領域と、前記第2の画角以上の画角に対応する低解像度領域とを有することを特徴とする構成4又は5に記載の画像処理システム。 (Arrangement 6) A second optical system for forming a second optical image with respect to the second imaging means, the second optical image corresponding to an angle of view less than the second angle of view 6. The image processing system according to configuration 4 or 5, further comprising a high resolution area and a low resolution area corresponding to an angle of view equal to or larger than the second angle of view.

(構成7)前記第2の光学系の焦点距離をf2、半画角をθ2、像面での像高をy2、像高y2と半画角θ2との関係を表す射影特性をy2(θ2)とするとき、
前記高解像度領域におけるy2(θ2)はf2×θ2よりも大きく、前記低解像度領域における前記射影特性とは異なることを特徴とする構成6に記載の画像処理システム。
(Structure 7) The focal length of the second optical system is f2, the half angle of view is θ2, the image height on the image plane is y2, and the projection characteristic representing the relationship between the image height y2 and the half angle of view θ2 is y2 (θ2 ) when
7. The image processing system according to configuration 6, wherein y2([theta]2) in the high resolution area is larger than f2*[theta]2 and is different from the projection characteristic in the low resolution area.

(構成8)y2(θ2)を前記第2の光学系の半画角θ2と像面での像高y2との関係を表す射影特性、θ2maxを前記第2の光学系が有する最大の半画角、f2を前記第2の光学系の焦点距離、Bを所定の定数とするとき、以下の式2
を満足するように構成されていることを特徴とする構成7に記載の画像処理システム。
(Structure 8) y2(θ2) is the projection characteristic representing the relationship between the half angle of view θ2 of the second optical system and the image height y2 on the image plane, and θ2max is the maximum half-image of the second optical system. Equation 2 below, where f2 is the focal length of the second optical system and B is a predetermined constant.
8. The image processing system according to configuration 7, characterized in that it is configured to satisfy:

(構成9)構成1~8のいずれか1つに記載の画像処理システムの前記第1の撮像手段を移動体の進行方向に対して右側方と左側方の少なくとも一方に配置したことを特徴とする移動体。 (Configuration 9) The image processing system according to any one of Configurations 1 to 8, wherein the first imaging means is arranged on at least one of the right side and the left side with respect to the moving direction of the moving object. mobile body.

(構成10)構成4~8のいずれか1つに記載の画像処理システムの前記第2の撮像手段を移動体の進行方向に対して前方側と後方側の少なくとも一方に配置したことを特徴とする移動体。 (Structure 10) The image processing system according to any one of Structures 4 to 8, wherein the second imaging means is arranged on at least one of the front side and the rear side with respect to the moving direction of the moving object. mobile body.

(構成11)前記第1の撮像手段を前記移動体の進行方向に対して右側方と左側方の少なくとも一方に配置したことを特徴とする構成10に記載の移動体。 (Structure 11) The moving body according to structure 10, wherein the first imaging means is arranged on at least one of the right side and the left side with respect to the moving direction of the moving body.

(構成12)前記画像処理手段により変形された変形画像データを表示する表示手段を有することを特徴とする構成9又は10に記載の移動体。 (Arrangement 12) The moving body according to Arrangement 9 or 10, further comprising display means for displaying deformed image data deformed by the image processing means.

(構成13)前記画像処理手段は、前記移動体の移動状態に応じて、前記第1の画像データと前記第2の画像データをそれぞれ変形した後合成して合成画像を生成するか否かを制御することを特徴とする構成10~12のいずれか1つに記載の移動体。 (Arrangement 13) The image processing means determines whether or not to generate a synthesized image by synthesizing the first image data and the second image data after transforming them according to the moving state of the moving body. 13. The mobile body according to any one of configurations 10 to 12, characterized in that the moving object is controlled.

(構成14)前記画像処理手段は、前記移動体の移動速度が所定速度未満の場合に、前記第1の画像データと前記第2の画像データをそれぞれ変形した後合成して合成画像を生成することを特徴とする構成13に記載の移動体。 (Arrangement 14) When the moving speed of the moving body is less than a predetermined speed, the image processing means transforms the first image data and the second image data and combines them to generate a composite image. 14. The mobile body according to configuration 13, characterized by:

(構成15)前記画像処理手段は、前記移動体の前記移動速度が前記所定速度以上の場合に、前記移動体の進行方向を撮像する前記第2の撮像手段からの前記第2の画像データを処理して表示することを特徴とする構成14に記載の移動体。 (Arrangement 15) The image processing means receives the second image data from the second imaging means for imaging the moving direction of the moving object when the moving speed of the moving object is equal to or higher than the predetermined speed. 15. The moving body according to configuration 14, wherein the moving object is processed and displayed.

(構成16)第1の画角未満の画角に対応する低解像度領域と、前記第1の画角以上の画角に対応する高解像度領域とを有する第1の光学像を形成する第1の光学系と、前記第1の光学系により形成された前記第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する第1の撮像手段と、前記第1の撮像手段とは異なる第2の撮像手段を有し、前記第2の撮像手段に対して第2の光学像を形成する第2の光学系を有し、前記第2の光学像は、第2の画角未満の画角に対応する高解像度領域と、前記第2の画角以上の画角に対応する低解像度領域と、を有することを特徴とする撮像システム。 (Structure 16) A first optical image forming a first optical image having a low resolution area corresponding to an angle of view less than a first angle of view and a high resolution area corresponding to an angle of view equal to or greater than the first angle of view a first imaging means for imaging the first optical image formed by the first optical system to generate first image data; and a second imaging means different from the first imaging means and a second optical system for forming a second optical image with respect to the second imaging means, wherein the second optical image is an image having an angle less than a second angle of view. and a low resolution area corresponding to an angle of view equal to or larger than the second angle of view.

(構成17)前記第1の撮像手段の撮像領域と前記第2の撮像手段の撮像領域の一部が重複するように配置されることを特徴とする構成16に記載の撮像システム。 (Arrangement 17) The imaging system according to Arrangement 16, wherein the imaging area of the first imaging means and the imaging area of the second imaging means are arranged so as to partially overlap.

(構成18)前記第1の撮像手段における高解像領域による撮像範囲と前記第2の撮像手段における高解像領域による撮像範囲の一部が重複するように配置されることを特徴とする構成17に記載の撮像システム。 (Configuration 18) A configuration characterized in that an imaging range of the high-resolution area of the first imaging means and an imaging range of the high-resolution area of the second imaging means are arranged so as to partially overlap. 18. The imaging system according to 17.

(構成19)前記第1の撮像手段は、前記第1の光学系の光軸が前記第1の撮像手段の撮像面の中心からずれた位置に配置されることを特徴とする構成16~18のいずれか1つに記載の撮像システム。 (Arrangement 19) Arrangements 16 to 18, wherein the first imaging means is arranged such that the optical axis of the first optical system is shifted from the center of the imaging surface of the first imaging means. The imaging system according to any one of .

(構成20)前記第2の撮像手段は、前記第2の光学系の光軸が前記第2の撮像手段の撮像面の中心からずれた位置に配置されることを特徴とする構成16~19のいずれか1つに記載の撮像システム。 (Arrangement 20) Arrangements 16 to 19, wherein the second imaging means is arranged such that the optical axis of the second optical system is shifted from the center of the imaging surface of the second imaging means. The imaging system according to any one of .

(構成21)構成16~20のいずれか1つに記載の撮像システムを搭載すると共に、前記第1の撮像手段を移動体の右側方と左側方の少なくとも一方に配置したことを特徴とする移動体。 (Configuration 21) A movement characterized by mounting the imaging system according to any one of configurations 16 to 20, and arranging the first imaging means on at least one of the right side and the left side of a moving object. body.

(構成22)構成16~21のいずれか1つに記載の撮像システムを搭載すると共に、前記第2の撮像手段を移動体の前方側と後方側の少なくとも一方に配置したことを特徴とする移動体。 (Configuration 22) A movement characterized by mounting the imaging system according to any one of configurations 16 to 21 and arranging the second imaging means on at least one of the front side and the rear side of the mobile body. body.

(構成23)構成16~21のいずれか1つに記載の撮像システムを搭載すると共に、前記第2の撮像手段を移動体の前方側と後方側の少なくとも一方に配置し、前記移動体の前方方向が前記第2の撮像手段の高解像領域に含まれようにしたことを特徴とする移動体。 (Configuration 23) The imaging system according to any one of configurations 16 to 21 is mounted, and the second imaging means is arranged on at least one of the front side and the rear side of the moving body, and the front of the moving body. A moving body, wherein the direction is included in the high resolution area of the second imaging means.

(構成24)構成16~21のいずれか1つに記載の撮像システムを搭載すると共に、前記第1の撮像手段は、前記第1の光学系の光軸が前記第1の撮像手段の撮像面の中心に対して移動体の下方向または、移動体の本体から離れる方向にずれていることを特徴とする移動体。 (Configuration 24) The imaging system according to any one of Configurations 16 to 21 is mounted, and the first imaging means is such that the optical axis of the first optical system is the imaging plane of the first imaging means. with respect to the center of the moving body in the downward direction of the moving body or in the direction away from the main body of the moving body.

(構成25)構成16~21のいずれか1つに記載の撮像システムを搭載すると共に、前記第2の撮像手段は、前記第2の光学系の光軸が前記第2の撮像手段の撮像面の中心に対して移動体の下方向にずれていることを特徴とする移動体。 (Configuration 25) The imaging system according to any one of Configurations 16 to 21 is mounted, and the second imaging means is such that the optical axis of the second optical system is the imaging plane of the second imaging means. , wherein the moving body is displaced downward from the center of the moving body.

(方法)第1の画角未満の画角に対応する低解像度領域と、前記第1の画角以上の画角に対応する高解像度領域とを有する第1の光学像を形成する第1の光学系と、前記第1の光学系により形成された前記第1の光学像を受光する第1の撮像手段と、を有する画像処理システムを用いた画像処理方法であって、前記第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する第1の撮像ステップと、前記第1の画像データを変形した変形画像データを生成する画像処理ステップと、を有することを特徴とする画像処理方法。 (Method) A first method of forming a first optical image having a low resolution area corresponding to an angle of view less than a first angle of view and a high resolution area corresponding to an angle of view equal to or greater than the first angle of view. An image processing method using an image processing system having an optical system and first imaging means for receiving the first optical image formed by the first optical system, wherein the first optical An image processing method comprising: a first imaging step of capturing an image to generate first image data; and an image processing step of generating deformed image data obtained by deforming the first image data. .

(プログラム1)第1の画角未満の画角に対応する低解像度領域と、前記第1の画角以上の画角に対応する高解像度領域とを有する第1の光学像を形成する第1の光学系と、前記第1の光学系により形成された前記第1の光学像を受光する第1の撮像手段と、を有する画像処理システムのコンピュータに、前記第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する第1の撮像ステップと、前記第1の画像データを変形した変形画像データを生成する画像処理ステップと、を行わせるためのコンピュータプログラム。 (Program 1) forming a first optical image having a low resolution area corresponding to an angle of view smaller than the first angle of view and a high resolution area corresponding to an angle of view equal to or greater than the first angle of view; and a first imaging means for receiving the first optical image formed by the first optical system; A computer program for performing a first imaging step of generating first image data and an image processing step of generating deformed image data obtained by deforming the first image data.

(プログラム2)構成1~8のいずれか1つの画像処理システム、又は構成9~15のいずれか1つの移動体、又は構成16~20のいずれか1つの撮像システム、又は構成21~25のいずれか1つの移動体の各手段をコンピュータにより制御するためのコンピュータプログラム。 (Program 2) Any one image processing system of configurations 1 to 8, or any one mobile body of configurations 9 to 15, or any one imaging system of configurations 16 to 20, or any one of configurations 21 to 25 or a computer program for controlling each means of one moving body by a computer.

尚、本実施形態における制御の一部又は全部を上述した実施形態の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して画像処理システムや撮像システムや移動体等に供給するようにしてもよい。そしてその画像処理システムや撮像システムや移動体等におけるコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。 It should be noted that a computer program that realizes part or all of the control in this embodiment may be supplied to an image processing system, an imaging system, a mobile object, etc. via a network or various storage media. good. Then, the computer (or CPU, MPU, etc.) in the image processing system, imaging system, mobile body, etc. may read and execute the program. In that case, the program and the storage medium storing the program constitute the present invention.

10:車両(移動体)
100:画像処理システム(画像処理手段)
12、14:側方カメラ(第1の撮像手段)
12c、14c:光学系1(第1の光学系)
21a:画像変形部

10: Vehicle (moving object)
100: Image processing system (image processing means)
12, 14: side cameras (first imaging means)
12c, 14c: optical system 1 (first optical system)
21a: image transformation unit

Claims (28)

第1の画角未満の画角に対応する低解像度領域と、前記第1の画角以上の画角に対応する高解像度領域とを有する第1の光学像を形成する第1の光学系と、
前記第1の光学系により形成された前記第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する第1の撮像手段と、
前記第1の画像データを変形した第1の変形画像データを生成する画像処理手段と、
を有することを特徴とする画像処理システム。
a first optical system that forms a first optical image having a low resolution area corresponding to an angle of view less than a first angle of view and a high resolution area corresponding to an angle of view greater than or equal to the first angle of view; ,
a first imaging means for imaging the first optical image formed by the first optical system to generate first image data;
image processing means for generating first modified image data obtained by modifying the first image data;
An image processing system comprising:
前記画像処理手段は画像を座標変換して仮想視点からの仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理システム。 2. The image processing system according to claim 1, wherein said image processing means transforms the coordinates of an image to generate a virtual viewpoint image from a virtual viewpoint. y1(θ1)を前記第1の光学系の半画角θ1と像面での像高y1との関係を表す射影特性、θ1maxを前記第1の光学系が有する最大の半画角、f1を前記第1の光学系の焦点距離、Aを所定の定数とするとき、以下の式1
を満足するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像処理システム。
y1(θ1) is the projection characteristic representing the relationship between the half angle of view θ1 of the first optical system and the image height y1 on the image plane, θ1max is the maximum half angle of view of the first optical system, and f1 is When the focal length of the first optical system, A, is a predetermined constant, the following equation 1
2. The image processing system according to claim 1, wherein the image processing system is configured to satisfy:
前記第1の撮像手段とは異なる第2の撮像手段を有し、
前記画像処理手段は、前記第2の撮像手段により撮像され生成された第2の画像データと前記第1の画像データをそれぞれ変形したのち合成して合成画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理システム。
Having a second imaging means different from the first imaging means,
3. The image processing means transforms the second image data captured and generated by the second imaging means and the first image data, respectively, and then synthesizes them to generate a composite image. 2. The image processing system according to 1.
前記第1の撮像手段の撮像領域と前記第2の撮像手段の撮像領域の一部が重複するように配置されることを特徴とする請求項4に記載の画像処理システム。 5. The image processing system according to claim 4, wherein an imaging area of said first imaging means and an imaging area of said second imaging means are arranged so as to partially overlap. 前記第2の撮像手段に対して第2の光学像を形成する第2の光学系を有し、
前記第2の光学像は、第2の画角未満の画角に対応する高解像度領域と、前記第2の画角以上の画角に対応する低解像度領域とを有することを特徴とする請求項4に記載の画像処理システム。
Having a second optical system that forms a second optical image with respect to the second imaging means,
The second optical image has a high resolution area corresponding to an angle of view less than the second angle of view and a low resolution area corresponding to an angle of view greater than or equal to the second angle of view. Item 5. The image processing system according to item 4.
前記第2の光学系の焦点距離をf2、半画角をθ2、像面での像高をy2、像高y2と半画角θ2との関係を表す射影特性をy2(θ2)とするとき、
前記高解像度領域におけるy2(θ2)はf2×θ2よりも大きく、前記低解像度領域における前記射影特性とは異なることを特徴とする請求項6に記載の画像処理システム。
When the focal length of the second optical system is f2, the half angle of view is θ2, the image height on the image plane is y2, and the projection characteristic representing the relationship between the image height y2 and the half angle of view θ2 is y2(θ2) ,
7. The image processing system according to claim 6, wherein y2([theta]2) in said high resolution area is larger than f2*[theta]2 and is different from said projection characteristic in said low resolution area.
y2(θ2)を前記第2の光学系の半画角θ2と像面での像高y2との関係を表す射影特性、θ2maxを前記第2の光学系が有する最大の半画角、f2を前記第2の光学系の焦点距離、Bを所定の定数とするとき、以下の式2
を満足するように構成されていることを特徴とする請求項7に記載の画像処理システム。
y2(θ2) is the projection characteristic representing the relationship between the half angle of view θ2 of the second optical system and the image height y2 on the image plane, θ2max is the maximum half angle of view of the second optical system, and f2 is When the focal length of the second optical system, B, is a predetermined constant, the following equation 2
8. The image processing system according to claim 7, wherein the image processing system is configured to satisfy:
請求項1に記載の画像処理システムの前記第1の撮像手段を移動体の進行方向に対して右側方と左側方の少なくとも一方に配置したことを特徴とする移動体。 2. A moving object, wherein said first imaging means of the image processing system according to claim 1 is arranged on at least one of the right side and the left side with respect to the moving direction of the moving object. 請求項4に記載の画像処理システムの前記第2の撮像手段を移動体の進行方向に対して前方側と後方側の少なくとも一方に配置したことを特徴とする移動体。 5. A moving body, wherein said second imaging means of the image processing system according to claim 4 is arranged on at least one of the front side and the rear side with respect to the moving direction of the moving body. 前記第1の撮像手段を前記移動体の進行方向に対して右側方と左側方の少なくとも一方に配置したことを特徴とする請求項10に記載の移動体。 11. The moving body according to claim 10, wherein the first imaging means is arranged on at least one of the right side and the left side with respect to the moving direction of the moving body. 前記画像処理手段により変形された変形画像データを表示する表示手段を有することを特徴とする請求項9に記載の移動体。 10. The moving body according to claim 9, further comprising display means for displaying deformed image data deformed by said image processing means. 前記画像処理手段は、前記移動体の移動状態に応じて、前記第1の画像データと前記第2の画像データをそれぞれ変形した後合成して合成画像を生成するか否かを制御することを特徴とする請求項10に記載の移動体。 The image processing means controls whether or not to generate a synthesized image by synthesizing the first image data and the second image data after transforming them according to the moving state of the moving object. 11. The moving object according to claim 10. 前記画像処理手段は、前記移動体の移動速度が所定速度未満の場合に、前記第1の画像データと前記第2の画像データをそれぞれ変形した後合成して合成画像を生成することを特徴とする請求項13に記載の移動体。 The image processing means deforms the first image data and the second image data and combines them to generate a composite image when the moving speed of the moving object is less than a predetermined speed. 14. The moving body according to claim 13. 前記画像処理手段は、前記移動体の前記移動速度が前記所定速度以上の場合に、前記移動体の進行方向を撮像する前記第2の撮像手段からの前記第2の画像データを処理して表示することを特徴とする請求項14に記載の移動体。 The image processing means processes and displays the second image data from the second image pickup means for picking up an image of the moving direction of the moving object when the moving speed of the moving object is equal to or higher than the predetermined speed. 15. The moving body according to claim 14, characterized in that: 第1の画角未満の画角に対応する低解像度領域と、前記第1の画角以上の画角に対応する高解像度領域とを有する第1の光学像を形成する第1の光学系と、
前記第1の光学系により形成された前記第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する第1の撮像手段と、
前記第1の撮像手段とは異なる第2の撮像手段を有し、
前記第2の撮像手段に対して第2の光学像を形成する第2の光学系を有し、
前記第2の光学像は、第2の画角未満の画角に対応する高解像度領域と、前記第2の画角以上の画角に対応する低解像度領域と、を有することを特徴とする撮像システム。
a first optical system that forms a first optical image having a low resolution area corresponding to an angle of view less than a first angle of view and a high resolution area corresponding to an angle of view greater than or equal to the first angle of view; ,
a first imaging means for imaging the first optical image formed by the first optical system to generate first image data;
Having a second imaging means different from the first imaging means,
Having a second optical system that forms a second optical image with respect to the second imaging means,
The second optical image is characterized by having a high resolution area corresponding to an angle of view less than the second angle of view and a low resolution area corresponding to an angle of view greater than or equal to the second angle of view. imaging system.
前記第1の撮像手段の撮像領域と前記第2の撮像手段の撮像領域の一部が重複するように配置されることを特徴とする請求項16に記載の撮像システム。 17. The imaging system according to claim 16, wherein the imaging area of said first imaging means and the imaging area of said second imaging means are arranged so as to partially overlap. 前記第1の撮像手段における高解像領域による撮像範囲と前記第2の撮像手段における高解像領域による撮像範囲の一部が重複するように配置されることを特徴とする請求項17に記載の撮像システム。 18. The apparatus according to claim 17, wherein an imaging range of the high-resolution area of the first imaging means and an imaging range of the high-resolution area of the second imaging means are arranged so as to partially overlap. imaging system. 前記第1の撮像手段は、前記第1の光学系の光軸が前記第1の撮像手段の撮像面の中心からずれた位置に配置されることを特徴とする請求項16に記載の撮像システム。 17. The imaging system according to claim 16, wherein the first imaging means is arranged such that the optical axis of the first optical system is shifted from the center of the imaging surface of the first imaging means. . 前記第2の撮像手段は、前記第2の光学系の光軸が前記第2の撮像手段の撮像面の中心からずれた位置に配置されることを特徴とする請求項16に記載の撮像システム。 17. The imaging system according to claim 16, wherein the second imaging means is arranged such that the optical axis of the second optical system is shifted from the center of the imaging plane of the second imaging means. . 請求項16に記載の撮像システムを搭載すると共に、前記第1の撮像手段を移動体の右側方と左側方の少なくとも一方に配置したことを特徴とする移動体。 17. A mobile body comprising the imaging system according to claim 16, wherein said first imaging means is arranged on at least one of right and left sides of said mobile body. 請求項16に記載の撮像システムを搭載すると共に、前記第2の撮像手段を移動体の前方側と後方側の少なくとも一方に配置したことを特徴とする移動体。 17. A mobile body comprising the imaging system according to claim 16, and wherein the second imaging means is arranged on at least one of the front side and the rear side of the mobile body. 請求項16に記載の撮像システムを搭載すると共に、
前記第2の撮像手段を移動体の前方側と後方側の少なくとも一方に配置し、前記移動体の前方方向が前記第2の撮像手段の高解像領域に含まれようにしたことを特徴とする移動体。
Equipped with the imaging system according to claim 16,
The second imaging means is arranged on at least one of the front side and the rear side of the moving body, and the front direction of the moving body is included in the high resolution area of the second imaging means. mobile body.
請求項16に記載の撮像システムを搭載すると共に、
前記第1の撮像手段は、前記第1の光学系の光軸が前記第1の撮像手段の撮像面の中心に対して移動体の下方向または、移動体の本体から離れる方向にずれていることを特徴とする移動体。
Equipped with the imaging system according to claim 16,
In the first imaging means, the optical axis of the first optical system is deviated from the center of the imaging surface of the first imaging means in the downward direction of the moving body or in the direction away from the main body of the moving body. A moving body characterized by:
請求項16に記載の撮像システムを搭載すると共に、
前記第2の撮像手段は、前記第2の光学系の光軸が前記第2の撮像手段の撮像面の中心に対して移動体の下方向にずれていることを特徴とする移動体。
Equipped with the imaging system according to claim 16,
The moving body, wherein the optical axis of the second optical system of the second imaging means is deviated in the downward direction of the moving body with respect to the center of the imaging surface of the second imaging means.
第1の画角未満の画角に対応する低解像度領域と、前記第1の画角以上の画角に対応する高解像度領域とを有する第1の光学像を形成する第1の光学系と、
前記第1の光学系により形成された前記第1の光学像を受光する第1の撮像手段と、を有する画像処理システムを用いた画像処理方法であって、
前記第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する第1の撮像ステップと、
前記第1の画像データを変形した変形画像データを生成する画像処理ステップと、を有することを特徴とする画像処理方法。
a first optical system that forms a first optical image having a low resolution area corresponding to an angle of view less than a first angle of view and a high resolution area corresponding to an angle of view greater than or equal to the first angle of view; ,
An image processing method using an image processing system having first imaging means for receiving the first optical image formed by the first optical system,
a first imaging step of imaging the first optical image to generate first image data;
and an image processing step of generating deformed image data obtained by deforming the first image data.
第1の画角未満の画角に対応する低解像度領域と、前記第1の画角以上の画角に対応する高解像度領域とを有する第1の光学像を形成する第1の光学系と、
前記第1の光学系により形成された前記第1の光学像を受光する第1の撮像手段と、を有する画像処理システムのコンピュータに、
前記第1の光学像を撮像して第1の画像データを生成する第1の撮像ステップと、
前記第1の画像データを変形した変形画像データを生成する画像処理ステップと、を行わせるためのコンピュータプログラム。
a first optical system that forms a first optical image having a low resolution area corresponding to an angle of view less than a first angle of view and a high resolution area corresponding to an angle of view greater than or equal to the first angle of view; ,
A computer of an image processing system having a first imaging means for receiving the first optical image formed by the first optical system,
a first imaging step of imaging the first optical image to generate first image data;
and an image processing step of generating deformed image data obtained by deforming the first image data.
請求項1~8のいずれか1つの画像処理システム、又は請求項9~15のいずれか1つの移動体、又は請求項16~20のいずれか1つの撮像システム、又は請求項21~25のいずれか1つの移動体の各手段をコンピュータにより制御するためのコンピュータプログラム。

The image processing system of any one of claims 1 to 8, or the moving body of any one of claims 9 to 15, or the imaging system of any one of claims 16 to 20, or any one of claims 21 to 25. or a computer program for controlling each means of one moving body by a computer.

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