JP4741847B2

JP4741847B2 - 後方監視装置

Info

Publication number: JP4741847B2
Application number: JP2005013363A
Authority: JP
Inventors: 勲西村; 章一山下; 博高木
Original assignee: 株式会社アトム技研
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-20
Also published as: JP2006199161A

Description

本発明は、車両の後方確認のために撮像画像をテレビモニタに表示する装置に関するものである。

従来、車両の後退動作時にドライバーからの死角を少なくして後方確認をし易くするため、車両後方に撮像カメラを搭載し、この撮像カメラで車両後方の視界を撮像し、車両後退時にモニタ画面により後方確認させ、さらに、距離検出手段を用いて、障害物までの超音波又は赤外線の反射往復時間を測定することにより距離検出してこれをドライバーに音声通知するものがある。

しかし、ドライバーがモニタ画面上で認めた障害物と、距離検出手段により検出された障害物とは必ずしも一致しない場合があり、また、距離検出手段が検出する障害物は直接車両に接触するほどの高さにないものまでも対象とされ、障害物検知の信頼性を不明朗にしてしまうおそれがあった。
特開２００４−２８２４９６号公報

本発明が解決しようとする課題は、ドライバーの目視による認識性を向上させることである。

請求項１に係る後方監視装置は、車両後方の所定範囲を赤外光を感知して撮像する撮像カメラと、車両後方の所定高さに設置して前記撮像カメラの撮像範囲の一部と重なるように赤外光を車両の水平方向に所定の広がりで拡散する赤外光源と、前記撮像カメラの映像信号により画像を表示するとともに前記撮像カメラが感知した所定のレベル以上の赤外光反射映像の画像部分に所定の色を与えて表示するテレビモニタと、予めテレビモニタの画像部分の位置について撮像カメラからの垂線から前記赤外光源の水平方向の拡散赤外光が照射する対象物への角度θを記録した角度テーブルを備え、前記テレビモニタの前記所定のレベル以上の赤外光反射映像の画像部分の位置に基づいて角度テーブルから角度θを得、角度θに基づいて車両から赤外光照射対象物までの距離を計算し、又は予めテレビモニタの画像部分の位置について前記赤外光源の水平方向の拡散赤外光が照射する対象物の車両からの距離を求めて記録した距離テーブルを備え、前記テレビモニタの前記所定のレベル以上の赤外光反射映像の画像部分の位置に基づいて距離テーブルから距離を得、又は予めテレビモニタの画像部分の位置について撮像カメラからの垂線から前記赤外光源の水平方向の拡散赤外光が照射する対象物への角度θを記録した角度テーブルと、予め前記角度θに対応した前記距離を計算し記録した距離テーブルとを備え、前記テレビモニタの前記所定のレベル以上の赤外光反射映像の前記画像部分の位置により角度テーブルから角度θを得、この角度θをアドレスとして距離テーブルから距離を得る距離計算部とからなることを特徴とするものである。

請求項２に係る後方監視装置は、請求項１において、テレビモニタが、距離計算部により得られた車両から赤外光照射対象物までの距離が所定以内の時に、検出された反射光の画像部分に与えられた色を変化させることを特徴とするものである。

請求項３に係る後方監視装置は、請求項１又は請求項２のいずれかにおいて、距離計算部により得られた車両から赤外光照射対象物までの距離に応じた警報音を発生する警報音発生手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項４に係る後方監視装置は、請求項３において、警報音発生手段からの警報音が、音声メッセージであることを特徴とするものである。

請求項１に係る後方監視装置によれば、車両後方の所定の高さにある赤外光源から赤外光が車両の水平方向に拡散されるから、赤外光源より低い物について障害物として照射せず、撮像カメラで撮像する車両後方に赤外光源の位置より高い障害物があると、赤外光が照射され、これを撮像カメラで撮像して、所定のレベル以上の赤外反射映像信号がある場合にその画像部分に所定の色を与えるから、ドライバーに対して障害物の位置を明確にモニタ上に示すことができ、さらに、予めテレビモニタの画像部分の位置について撮像カメラからの垂線から前記赤外光源の水平方向の拡散赤外光が照射する対象物への角度θを記録した角度テーブルを備え、前記テレビモニタの前記所定のレベル以上の赤外光反射映像の画像部分の位置に基づいて角度テーブルから角度θを得、角度θに基づいて車両から赤外光照射対象物までの距離を計算し、又は予めテレビモニタの画像部分の位置について前記赤外光源の水平方向の拡散赤外光が照射する対象物の車両からの距離を求めて記録した距離テーブルを備え、前記テレビモニタの前記所定のレベル以上の赤外光反射映像の画像部分の位置に基づいて距離テーブルから距離を得、又は予めテレビモニタの画像部分の位置について撮像カメラからの垂線から前記赤外光源の水平方向の拡散赤外光が照射する対象物への角度θを記録した角度テーブルと、予め前記角度θに対応した前記距離を計算し記録した距離テーブルとを備え、前記テレビモニタの前記所定のレベル以上の赤外光反射映像の前記画像部分の位置により角度テーブルから角度θを得、この角度θをアドレスとして距離テーブルから距離を得るから、モニタに表示された障害物までの距離を知ることができ、ドライバーに目視による認識性を向上させることができるという利点がある。

図１は、本発明に係る後方監視装置の一実施例を説明する図であり、図１（ａ）は車両と撮像範囲を説明する図、図１（ｂ）は一実施例の機能ブロック図である。図１において、１０１は車両、１０２は前記車両１０１の後方の所定高さに設置して、後方の所定範囲を撮像範囲１０２ａとして撮像する撮像カメラ、１０３は前記車両１０１の後方の所定高さ、例えば、車体の最下部にあるリアバンパあるいはナンバープレートの底部に設置して赤外光を車両１０１の水平方向に所定の広がりで拡散する赤外光源、１０４は前記車両１０１の室内のドライバーから見やすい場所に配置されるテレビモニタ、１０４ａは撮像カメラ１０２からの映像信号データの１画面分をテレビモニタ１０４の画面位置の１画素部分と１対１に対応して一時的に記憶するフレームメモリ、１０５は距離計算部、１０６は前記車両１０１の室内に設置されるスピーカ、１０７は警報音発生手段、１０８は装置全体を制御する演算処理装置である。

撮像カメラ１０２は、例えばＣＣＤカメラを用い、赤外光を感知するものを用いる。撮像範囲は、左右は撮像カメラ１０２が搭載される車両１０１の車幅あるいはそれより若干広くとり、下側は車両１０１の最後尾、上側は車両１０１より例えば約２ｍとする。
赤外光源１０３は、赤外レーザを用い、円柱レンズを用いて所定の広がりで赤外光を拡散する（図２参照）。図３（ａ）に示すように、赤外光３０１の拡散方向は、車両１０１についての水平方向であり、すなわち、車両１０１が水平面にあるときは、地表面３０２と平行に拡散し、撮像カメラ１０２の撮像範囲１０２ａと重なり、図３（ｂ）に示すように、車両１０１が斜面にあるときにも、地表斜面３０３と平行に拡散する、このような方向を水平方向とする。
距離計算部１０５は、演算部１０５ａ、角度テーブル１０５ａあるいは距離テーブル１０５ｂを備える。
警報音発生手段１０７は音声合成手段により構成される。

次に、この後方監視装置の動作を説明する。
車両１０１の例えばギアがリバースに入ると演算処理装置１０８は、赤外光源１０３を作動して赤外光を発生させるとともに撮像カメラ１０２を作動して所定の撮像範囲１０２ａを撮影させる。テレビモニタ１０４は常に動作又はギアがリバースに入ると演算処理装置１０８の制御により後方監視装置として動作する。
車両１０１の後方に障害物が存在しない場合は、赤外光は反射されず、撮像カメラ１０２は障害物を撮影せず、テレビモニタ１０４に障害物は映し出されない。石のように地面から突出している場合であっても、赤外光源１０３が設置される位置より低いものであれば、赤外光を反射せず、車両１０１の車体に衝突しないから、障害物が存在しないものとする。車両１０１が走行する面が斜面の場合であっても、赤外光の拡散方向は、上述のような車両についての水平方向であるから、障害物として赤外光が照射される物の高さ基準は変化しない。
障害物が存在する場合は、赤外光源１０３からの赤外光は障害物で反射し、撮像範囲内にある障害物を撮影した撮像カメラ１０２により感知される。撮像カメラ１０２の映像信号データは、フレームメモリ１０４ａに送られるとともにテレビモニタ１０４に送られる。フレームメモリ１０４ａの映像信号データは、演算処理装置１０８により所定レベル以上の部分があるかを検出され、その部分について例えば赤色を与えられて、テレビモニタ１０４に表示される。このとき、距離計算部１０５はフレームメモリ１０４ａについて前記所定レベル以上の映像信号データが格納されている個所を検索し、その個所に対応する画面上の位置に基づいて車両１０１から障害物すなわち赤外光照射対象物までの距離を得る。
テレビモニタ１０４の画面は、１／３０秒に１画面更新することができるから、距離測定も、この画面変化に同期して順次測定される。得られた距離が所定以内となった場合は、テレビモニタ１０４の画面上の障害物の赤外光が照射されている部分の色を赤と白を交互に変化させ、距離が近づくに従いその変化を速くする。
警報音発生手段１０７は、前記距離テーブル１０５ａからの距離データにより、合成音声を読み出し、例えば「障害物です。２ｍ後方にあります。」、「障害物です。１ｍ半の後方にあります。注意してください。」、「障害物です。１ｍ後方にあります。危険です。」とのメッセージと、距離に応じたメッセージに応じた警報音を電子音によりスピーカから出力させる。

車両１０１から障害物までの距離データの取得について説明する。
（１．角度テーブル）
図４のように、障害物４０１が、撮像カメラ１０２からの垂線から角度θに位置あるものとすると、車両１０１から障害物４０１までの距離Ｌは、撮像カメラ１０２の地面からの取付位置の高さをＨ、赤外光源１０３の地面からの取付位置の高さをｄとすると、
Ｌ＝（Ｈ−ｄ）ｔａｎθ （１）
である。従って、角度θが分かれば式（１）より距離Ｌが分かる。
そして、撮像カメラ１０２から角度θで延ばした線が赤外光と交わる個所と、その個所を映した図１におけるテレビモニタ１０４の画面上の個所は、対応するから、テレビモニタ１０４の画面上の個所は角度θに対応付けることができる。そこで、予めサンプル点についてその点が表示される画面位置と角度θとを求め、さらにサンプル点以外についてはサンプル点を参考にして例えば補間法により角度θを計算して、それらの点に対応する画面位置のフレームメモリをアドレスとして角度θを角度テーブルに記録しておく（図５（ａ）参照）。前述のように、演算処理装置１０８が検出した所定レベル以上の映像信号データの部分の画面位置をフレームメモリ１０４ａから得て、そのフレームメモリ１０４ａのアドレスから角度テーブルを引いて対応する角度θを得て、その角度θに基づいて上記式（１）の計算により距離を得る。
（２．距離テーブル）
あるいは、角度テーブルに代えてあるいは角度テーブルとともに次のように距離テーブルを作成して、直接、距離データを得ても良い。
（２．１角度テーブルに代わる距離テーブル）
距離テーブル１０５ａの距離データについて説明する。
フレームメモリ１０４ａはテレビモニタ１０４の画素毎に対応したアドレスに映像信号データが記録され、距離テーブル１０５ａは、フレームメモリ１０４ａの各アドレスに対応して距離データが予め記録されている。
図４のように、車両１０１の所定高さに設置された撮像カメラ１０２の撮像範囲について、車両１０１から障害物に照射する赤外光までの距離は、画面位置によって異なり、撮像範囲と赤外光が拡散する高さが一定であるから、画面位置が同じならば被写体である背景（地面、道路等）が異なっても同じである。そこで、予めサンプル点についてその点が表示される画面位置と距離とを求め、さらにサンプル点以外についてはサンプル点を参考にして例えば補間法により距離を計算して、それらの点に対応する画面位置のフレームメモリをアドレスとして距離を記録しておく（図５（ｂ）参照）。前述のように、演算処理装置１０８が検出した所定レベル以上の映像信号データの部分の画面位置をフレームメモリ１０４ａから得て、そのフレームメモリ１０４ａのアドレスから距離テーブルを引いて対応する距離を得る。
（２．２角度テーブルとともに用いる距離テーブル）
距離テーブルには、前記（１）式により予め角度θに応じて計算された距離のデータが格納され、角度θをアドレスとして参照することができるようにする（図５（ｃ）参照）。前述のように、演算処理装置１０８が検出した所定レベル以上の映像信号データの部分の画面位置をフレームメモリ１０４ａから得て、そのフレームメモリ１０４ａのアドレスから角度テーブルを引いて対応する角度θを得て、さらにこの角度θをアドレスとする距離テーブルを引いて対応する距離を得る。

上述例では、フレームメモリ１０４ａの映像信号データに、所定レベル以上の部分がある場合、その部分について赤色を与えて、テレビモニタ１０４に表示したが、赤色を与えられた障害物相当個所は、赤と青の交互に変化するようにしても良く、さらには、色を与えるほかに予め作成した障害物を表示するマークをデータ格納装置から読み出し障害物が位置する画面部分に貼り付けるようにしても良い。

また、赤外光源１０３をリアバンパに１個設置するものを説明したが、たとえば２個の赤外光を同一の高さで適当な間隔を開けて設置して、拡散範囲を互いに補うようにしても良い。

後方監視装置の一実施例の機能ブロック図である。本発明に用いる赤外光源の構成を説明する図である。本発明に用いる赤外光源の拡散を説明する図である。撮影画面と距離との関係を説明する図である。本発明に用いる距離取得のための角度テーブル、距離テーブルを説明する図である。

符号の説明

１０１…車両、１０１ａ…リアバンパ、１０２…撮像カメラ、１０２ａ…撮像範囲、１０３…赤外光源、１０４…テレビモニタ、１０５…距離計算部、１０６…スピーカ、１０７…警報音発生手段、１０８…演算処理装置。

Claims

車両後方の所定範囲を赤外光を感知して撮像する撮像カメラと、
車両後方の所定高さに設置して前記撮像カメラの撮像範囲の一部と重なるように赤外光を車両の水平方向に所定の広がりで拡散する赤外光源と、
前記撮像カメラの映像信号により画像を表示するとともに前記撮像カメラが感知した所定のレベル以上の赤外光反射映像の画像部分に所定の色を与えて表示するテレビモニタと、
予めテレビモニタの画像部分の位置について撮像カメラからの垂線から前記赤外光源の水平方向の拡散赤外光が照射する対象物への角度θを記録した角度テーブルを備え、前記テレビモニタの前記所定のレベル以上の赤外光反射映像の画像部分の位置に基づいて角度テーブルから角度θを得、角度θに基づいて車両から赤外光照射対象物までの距離を計算し、又は予めテレビモニタの画像部分の位置について前記赤外光源の水平方向の拡散赤外光が照射する対象物の車両からの距離を求めて記録した距離テーブルを備え、前記テレビモニタの前記所定のレベル以上の赤外光反射映像の画像部分の位置に基づいて距離テーブルから距離を得、又は予めテレビモニタの画像部分の位置について撮像カメラからの垂線から前記赤外光源の水平方向の拡散赤外光が照射する対象物への角度θを記録した角度テーブルと、予め前記角度θに対応した前記距離を計算し記録した距離テーブルとを備え、前記テレビモニタの前記所定のレベル以上の赤外光反射映像の前記画像部分の位置により角度テーブルから角度θを得、この角度θをアドレスとして距離テーブルから距離を得る距離計算部とからなることを特徴とする後方監視装置。
テレビモニタが、距離計算部により得られた車両から赤外光照射対象物までの距離が所定以内の時に、検出された反射光の画像部分に与えられた色を変化させることを特徴とする請求項１に記載の後方監視装置。
距離計算部により得られた車両から赤外光照射対象物までの距離に応じた警報音を発生する警報音発生手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の後方監視装置。
警報音発生手段からの警報音が、音声メッセージであることを特徴とする請求項３に記載の後方監視装置。