JP5445881B2 - 車両周辺撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、当該車両の周辺、特に車体の周縁部の鉛直下方を撮影することができる車両周辺撮影装置に関する。

近年、運転者の車両周辺の確認を補助するために、車両に車両周辺を撮影する撮影装置を搭載することが提案されている。特に、車両のコーナー部を撮影するための撮影装置として、例えば、車両のコーナー部に車両周辺を撮影するカメラをその撮影方向が車両の進行方向となるように設置し、カメラの撮影画像に水平線が映るようにカメラの撮影範囲を設定したものがある（特許文献１参照）。この特許文献１のカメラでは、車両の進行方向前方下方が撮影されるため、違和感のない画像を撮影することができる。

また、車両コーナー部に伸縮自在に設けられたポールにカメラを設置し、そのカメラにより撮影された画像を俯瞰画像に視点変換して運転者に提示するものがある（特許文献２参照）。この特許文献２の装置では、カメラにより撮影された画像に基づいて俯瞰画像が生成されるため、運転者は車両周囲の状況を確認することができる。

特開２００７−６９７２０号公報 特開２００４−１２２８４４号公報

バンパー直近やバンパーの下方は運転者からの死角となっており、運転者は目視できない。そのため、カメラ等により撮影された画像でその死角の確認を行いたいという要望がある。しかし、上述の特許文献の技術では、車両の周囲を撮影した画像に基づいて、運転者は車両から一定距離の位置を確認することができるが、車両の直近は撮影することができない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の周縁部下方を撮影することができる車両周辺撮影装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の車両周辺撮影装置は、車両の周縁部に備えられ、当該車両の周辺方向に突出した状態で当該車両の周縁部の平面視におけるエッジおよび当該エッジの鉛直下方を含む領域を撮影するカメラと、前記カメラを前記突出した状態および前記車両側に後退した状態を切り替える駆動機構と、を備えている。

この構成では、車両の周縁部に車両の周辺方向に突出または後退移動可能に備えられたカメラが突出した状態で車両の周縁部の平面視におけるエッジおよびエッジの鉛直下方の領域を撮影している。ここで、車両の周縁部の平面視におけるエッジとは、カメラの撮影範囲に含まれる車両の周縁部のうち、平面視で最も周辺方向に突出する部分の外周線を意味する。上記構成では、カメラにより撮影された画像にはこのエッジの鉛直下方の領域が含まれているため、この画像によれば運転者から死角となりやすい車両の直近部分を確認することができる。また、カメラにより撮影された画像には車両の周縁部（エッジ）も撮影されているため、車両の周縁部と障害物等との位置関係の把握が容易となる。

本発明の車両周辺撮影装置の好適な実施形態の一つでは、前記カメラは、前記車両のコーナー近傍に備えられ、前記カメラが前記突出した状態で、前記車両の全長および全幅よりも突出しないように構成されている。

この構成では、カメラが突出した状態でも、車両の全長および全幅よりも突出しない、すなわち、カメラがない状態における車両の全長および全幅と、カメラが突出した状態における車両の全長および全幅と、は同じである。そのため、カメラが突出した状態であっても、カメラが車両周辺の障害物等に接触する可能性を低減することができる。

本発明の車両周辺撮影装置の好適な実施形態の一つでは、前記カメラが前記突出した状態で、前記エッジを鉛直下向きに撮影する。

この構成では、車両の周縁部を真上から見下ろした状態の画像が撮影されるため、この画像によれば車両を障害物の直近まで移動させる際の確認が容易になる。

本発明の車両周辺撮影装置の好適な実施形態の一つでは、前記カメラが前記後退した状態で前記車両の車体に格納される。

この構成では、カメラが後退した状態、すなわち、カメラを使用しない状態では車体に格納される。そのため、汚れ等を防止することができる。

本発明の車両周辺撮影装置の好適な実施形態の一つでは、前記車両の周縁部に、板状の揺動部材を備え、前記揺動部材は、当該揺動部材の上端側の揺動軸を中心として上下方向に揺動開閉可能に構成され、前記カメラは、前記揺動部材の前記車両の内側面に設置されている。

この構成では、揺動部材を揺動開閉するだけでカメラを突出した状態と後退した状態とに切り換えることができる。また、カメラは揺動部材の車両の内側の面に設置されているため、揺動部材をカメラのカバーとして利用することができる。

本発明の車両周辺撮影装置の好適な実施形態の一つでは、前記カメラは、前記揺動部材が開いた状態で当該カメラの光軸が略鉛直下向きとなるように設置されている。

この構成では、揺動部材を開くだけで、カメラを鉛直下方を撮影可能な姿勢とすることができるため、追加的な位置決め部材等が不要となる。

本発明の車両周辺撮影装置の好適な実施形態の一つでは、障害物を検知する障害物検知部を備え、前記駆動機構は、前記障害物検知部により前記障害物が検知された際に前記カメラを前記突出した状態に切り換える。

この構成では、障害物が検知された際に、カメラが突出した状態に切り換えられ、車両の周縁部の下方が撮影される。すなわち、この構成では、車両周囲の確認が必要になった際に、自動的にカメラが突出した状態に切り換えられる。そのため、運転者の負担を低減することができる。

本発明の車両周辺撮影装置の好適な実施形態の一つでは、前記カメラは前記周縁部であるバンパーに備えられ、前記車両の側方周辺を撮影するサイドカメラと、前記カメラにより撮影された画像と前記サイドカメラにより撮影された画像とを、それぞれの当該画像に含まれる前記バンパーの外周線が連続するように合成する画像合成部と、を備えている。

この構成では、カメラにより撮影されたバンパーを含む画像と、サイドカメラにより撮影された画像とが、バンパーの外周線が連続する、すなわち、滑らかに接続するように合成される。そのため、合成された画像の違和感を低減することができる。

本発明の車両周辺撮影装置によれば、車両の周縁部下方を撮影することができる。

本発明の車両周辺撮影装置が搭載された車両のバンパー付近の側面図である。 本発明の車両周辺撮影装置が搭載された車両のバンパー付近の平面図である。 本発明の車両周辺撮影装置が搭載された車両の外観図である。 本発明の車両周辺撮影装置の機能ブロック図である。 本発明の車両周辺撮影装置により撮影され、表示される画像の例である。 本発明の車両周辺撮影装置により撮影され、表示される画像の例である。 別実施形態における車両周辺撮影装置が搭載された車両のバンパー付近の側面図である。

以下に、図面を用いて本発明の車両周辺撮影装置の実施例を説明する。図１および図２は本発明の車両周辺撮影装置を搭載した車両Ｖの前方のバンパーＢを車両Ｖの右側から見た側面図および車両Ｖの前方の平面図である。また、図３は車両Ｖの外観図である。

本実施形態では、車両Ｖは車両Ｖの周縁部であるバンパーＢの左右の端部（コーナー）付近に設置されたカメラＦＣ、左右のサイドミラーＳＭの下面に備えられ略鉛直下方を撮影するサイドカメラＳＣ、車両Ｖの後方に備えられ車両Ｖの斜め後方を撮影するバックカメラＢＣを備えている。したがって、本実施形態では車両Ｖには５台のカメラＣが搭載されている。なお、以下の説明においてこれらを区別する必要がない場合には、これらをカメラＣと表記する。

本実施形態では、カメラＣは動画撮影が可能なカラーデジタルカメラにより構成しているが、モノクロカメラであっても構わないし、スチルカメラであっても構わない。また、カメラＣはアナログカメラであっても構わないが、その場合には、カメラＣにより撮影されたアナログ画像をデジタル化する機能部を備える必要がある。

カメラＦＣは、駆動機構Ｄにより、車両Ｖの周辺方向に突出した状態（以下、突出姿勢と称する）と車両Ｖ側に後退した状態（以下、後退姿勢と称する）とに切り替え可能に構成されている。なお、図１および２は突出姿勢のカメラＦＣを表している。

駆動機構Ｄはアクチュエータ等により構成することができる。例えば、ヘッドライトにワイパーを備えている車両Ｖでは、このワイパーを駆動するアクチュエータにより駆動機構Ｄを構成することもできる。

図１に示すように、車両ＶのバンパーＢ（周縁部の例）は開口部Ｂａが形成されており、突出姿勢のカメラＦＣはその開口部Ｂａから突出している。突出姿勢のカメラＦＣは、バンパーＢの開口部Ｂａから車両Ｖの周辺方向に略水平に突出した状態で略鉛直下方を撮影する。このカメラＦＣの撮影範囲は図１および図２中において符号Ａとして表している。これらの図から明らかなように、撮影範囲Ａは、カメラＦＣより下方にあるバンパーＢの外周面のうち最も車両Ｖの周辺方向に突出している部分により規定される外周線（以下、エッジＥと称する）およびエッジＥの鉛直下方の領域を含んでいる。

また、図２に示すように、本実施形態では、カメラＦＣは車両Ｖの幅方向におけるバンパーＢの端部（車両Ｖのコーナー）付近に、車両Ｖの斜め前方に突出するように備えられている。すなわち、カメラＦＣは、車両Ｖの上方からの平面視における車両Ｖの外周線よりも外方側に突出するように構成されている。ただし、カメラＦＣは突出した状態で、車両Ｖの最前部および最側部よりも周辺方向に突出しないように構成されている。すなわち、カメラＦＣは、車両Ｖの上方からの平面視における車両Ｖの外周線の外接矩形の外側には突出しないように構成されている。そのため、カメラＦＣが突出姿勢であっても、カメラＦＣが車両Ｖの周辺にある障害物等に接触する可能性を低減することができる。

また、図１に示すように、カメラＦＣはカバー部材Ｆａを備えている。カメラＦＣが後退姿勢（カメラＦＣを使用しない状態）にあるときは、カメラＦＣはバンパーＢの内部に格納され、カバー部材Ｆａの外面（車両Ｖの外部側の面）とバンパーＢの外周面とが略同一平面または略同一曲面を構成する。これにより、カメラＦＣが後退姿勢にある場合にカメラＦＣの汚れを防止することができ、車両Ｖの外観の違和感を低減することができる。

また、図３に示すように、車両Ｖの車内には各種表示を行うモニタＭが備えられている。本実施例では、モニタＭはナビゲーションシステムのモニタ装置を兼用している。そのため、モニタＭは表示部Ｍａおよび表示部Ｍａ上に形成されたタッチパネルＭｂを有している。表示部Ｍａは液晶ディスプレイによって構成することができ、タッチパネルＭｂは、表示部Ｍａと共に形成され、指などによる接触位置をロケーションデータとして出力することができる感圧式や静電式の指示入力装置により構成することができる。

図４は、車両周辺撮影装置の機能ブロック図である。図に示すように、本実施形態の車両周辺撮影装置は、上述のカメラＦＣ、サイドカメラＳＣ、バックカメラＢＣ、駆動機構Ｄの他に、車両周辺撮影装置全体を制御する制御部１１、カメラＣにより撮影された画像（映像）を取得する画像取得部１２、画像取得部１２により取得された画像を合成する画像合成部１３を備えている。

本実施形態では、制御部１１、画像取得部１２および画像合成部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中核としてメモリ、その他の周辺回路と共に構成されたＥＣＵ１０（Electronic Control Unit）およびソフトウェアにより構成されている。当然ながら、ＣＰＵに代えて、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）など、他の論理演算プロセッサや論理回路を中核として構成しても構わない。

制御部１１は、駆動機構Ｄの制御、モニタＭの表示部Ｍａへの表示およびタッチパネルＭｂからの入力の処理をはじめとして、車両周辺撮影装置全体の制御を司っている。

画像取得部１２は、カメラＣにより撮影された画像を取得し、所定のフレームレートで各フレーム（以下、撮影画像と称する）に分割する。なお、上述したように、カメラＣをアナログカメラにより構成した場合には、画像取得部１２にアナログ画像をデジタル画像に変換する機能を備えればよい。

画像合成部１３は、サイドカメラＳＣおよびバックカメラＢＣの撮影画像を視点変換するとともに、視点変換した撮影画像とカメラＦＣの撮影画像とを合成した合成画像を生成する。生成された合成画像は、制御部１１により表示部Ｍａに表示される。

本実施形態では、カメラＦＣは運転者からの明示の指示がない状態では後退姿勢となっており、運転者からの明示の指示があると突出姿勢となるが、車両Ｖの状況や車両Ｖの周辺の状況に基づいて突出姿勢に切り替える構成としても構わない。

本実施形態では、運転者からの明示の指示はタッチパネルＭｂを介して行われる。そのため、制御部１１は表示部ＭａにカメラＦＣを突出姿勢に切り替えるためのボタンを表示し、運転者はカメラＦＣを突出姿勢に切り換えたいときに、そのボタンの位置に対応するタッチパネルＭｂ上を指でタッチする。タッチパネルＭｂがタッチされたことは制御部１１により検知され、制御部１１はカメラＦＣが突出姿勢となるように駆動機構Ｄを制御する。これにより、カメラＦＣは後退姿勢から突出姿勢へと切り替えられる。

上述したように、突出姿勢にあるカメラＦＣはエッジＥおよびエッジＥの鉛直下方の領域が撮影可能な位置にある。特に、カメラＦＣの光軸が鉛直下向きにエッジＥ上の点を通る位置が好ましい。カメラＦＣをこの位置とすれば、カメラＦＣはエッジＥを真上から見下ろした状態で撮影することができ、エッジＥを構成する車両Ｖの外周面と障害物等との位置関係を明確に把握することができる。

このようにしてカメラＦＣにより撮影された撮影画像を表示部Ｍａに表示させることもできるが、本実施形態では画像合成部１３により生成された合成画像を表示部Ｍａに表示させる。具体的には、画像取得部１２において各カメラＣから入力される信号から撮影画像を生成する際に、各信号の同期をとり、各撮影画像の撮影時刻が同時刻となるようにする。このようにして取得された撮影画像は、メモリに記憶され、その旨が画像合成部１３に通知される。

通知を受けた画像合成部１３は、撮影画像を合成し、合成画像を生成する。合成画像は、カメラＦＣおよびサイドカメラＳＣの撮影画像に基づいて生成することができる。このとき、図示しないステアリングセンサからの入力により、ステアリングが操舵されている側のカメラＦＣおよびサイドカメラＳＣの撮影画像から合成画像を生成すると、注視したい領域のみが表示されるため、運転者の注意を惹きつけやすくなる。例えば、ステアリングを左に操舵している場合には、左側のカメラＦＣおよび左側のサイドカメラの撮影画像から合成画像を生成する。なお、合成画像を生成する画像を撮影するカメラＦＣおよびサイドカメラＳＣの選択方法は、ステアリングの操舵方向に基づくものに限定されるものではない。例えば、タッチパネルＭｂに表示されたボタンや機械的なスイッチ等を運転者が操作することにより、選択された側のカメラＦＣおよびサイドカメラＳＣを選択し、それらにより撮影された画像から合成画像を生成しても構わない。また、ステアリングの操舵方向に関わらず、左側のカメラＦＣおよびサイドカメラＳＣと右側のカメラＦＣおよびサイドカメラＳＣにより撮影された画像から合成画像を生成しても構わない。さらに、合成画像を生成するための画像を撮影するカメラＣの選択方法は、本発明の目的を達する限りにおいて、適宜変更可能である。

画像合成部１３は、画像合成に先立ち、カメラＦＣの撮影画像およびサイドカメラＳＣの撮影画像の視点変換を行う。カメラＦＣは駆動機構Ｄにより突出姿勢にされた際に画像を撮影するが、駆動機構Ｄの駆動誤差によりカメラＦＣの突出位置が一定にならないおそれがある。そのため、本実施形態ではカメラＦＣにより撮影された撮影画像の補正を行う。具体的には、撮影画像中のエッジＥが画像中心を通るように視点変換を行う。このように視点変換することにより、エッジＥを真上から見下ろした状態の画像を得ることができ、このような画像に基づけば、エッジＥを構成する車両Ｖの外周面（本実施形態では、バンパーＢの外周面）と障害物等の位置関係を明確に把握することができる。なお、このように視点変換する際に、画像中のエッジＥの位置に対応する変換パラメータが記録された変換テーブルを備えておき、撮影画像から検出したエッジＥの位置に対応する変換パラメータを変換テーブルから取得するように構成すると、変換パラメータの算出が不要となり、好適である。

一方、サイドカメラＳＣの撮影画像に対しても視点変換が行われる。このとき、視点変換後のカメラＦＣの撮影画像中のエッジＥと、視点変換後のサイドカメラＳＣの撮影画像中のエッジＥとが連続する（滑らかに接続する）ように、サイドカメラＳＣの撮影画像の視点変換パラメータを設定し、視点変換を行う。上述のようにカメラＦＣの撮影画像の視点変換が行われ、サイドカメラＳＣとバンパーＢとの位置関係は不変である。したがって、サイドカメラＳＣの撮影画像の視点変換パラメータは、一定となる。

画像合成部１３は、このようにして視点変換された撮影画像を合成する。カメラＦＣの撮影画像とサイドカメラＳＣの撮影画像を合成する際には、カメラＦＣの撮影画像の画素を優先的に使用し、カメラＦＣにより撮影できない領域はサイドカメラＳＣの撮影画像の画素を用いる。

図５は、このようにして生成された合成画像の例である。図から明らかなように、この合成画像によれば、バンパーＢと白線や車両Ｖの近傍にある他の車両等との位置関係を明確に把握することができる。なお、この例ではバンパーＢの位置が明確となるように、バンパーＢの外周線付近にマーカ３０を合成している。

また、カメラＦＣ，サイドカメラＳＣおよびバックカメラＢＣの撮影画像から合成画像を生成することもできる。この場合でも、カメラＦＣおよびサイドカメラＳＣの撮影画像は上述した視点変換が行われる。また、バックカメラＢＣは車両Ｖの斜め後方を撮影しているため、バックカメラＢＣの撮影画像は車両Ｖの上方から見下ろした画像となるように視点変換が施される。視点変換されたこれらの撮影画像を合成すると、図６に示す合成画像が得られる。なお、図６の合成画像には車両Ｖが含まれているが、車両ＶだけはＣＧ合成を行っている。また、この例でもマーカ３０を合成している。

このようにして生成された合成画像は、表示部Ｍａに表示され、運転者の周辺確認に用いられる。

運転者から明示の指示があった場合、イグニッションスイッチがオフにされた場合等には、制御部１１はカメラＦＣが後退姿勢となるように、駆動機構Ｄを制御する。これにより、カメラＦＣはバンパーＢの内部に格納され、カバー部材Ｆａにより開口部Ｂａが塞がれ、カメラＦＣの汚れ等を防止する。

このように、本発明の車両周辺撮影装置によれば、実際の画像に基づいて車両Ｖの外周面と車両Ｖの周囲の障害物や道路端との位置関係を明確に把握することができる。

〔別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、カメラＦＣをバンパーＢに設置したが、カメラＦＣは本発明の目的を達成する限りにおいて、他の場所に設置しても構わない。

（２）上述の実施形態では、バックカメラＢＣは固定カメラとしたが、バックカメラＢＣも突出姿勢と後退姿勢とに切り換え自在の構成としても構わない。後退姿勢から突出姿勢への切り換えは、運転者からの明示的な指示によっても構わないが、後方の障害物を検知する障害物検知部を備え、障害物検知部により障害物が検知された際に突出姿勢に切り替える構成とすることもできる。なお、障害物検知部は画像認識装置やレーダー等の公知の技術により構成することができる。また、バックカメラＢＣをカメラＦＣと同様に後部バンパーの左右両端部付近に設置しても構わない。

（３）上述の実施形態では、カメラＦＣが後退姿勢にあるときには車両Ｖの内部に格納される構成としたが、カメラＦＣが後退姿勢にあるときにも車両Ｖの周縁部から突出していても構わない。

（４）上述の実施形態では、カメラＦＣは後退姿勢から略水平に車両Ｖの周辺方向に突出したが、突出姿勢はこれに限定されるものではない。例えば、図７のように、カバー部材Ｆａがその上端部付近の揺動軸を中心として揺動するように構成され、カメラＦＣをカバー部材Ｆａの裏側（車両Ｖの内部側）に取り付ける構成とすることもできる。このとき、カバー部材Ｆａが揺動した（開いた）状態で、カメラＦＣの光軸が略鉛直下向きとなるようにしておく。これにより、カバー部材Ｆａが開くと、カメラＦＣは突出姿勢となる。当然ながら、カメラＦＣを後退姿勢と突出姿勢とに切り替える構成として、他の構成を用いても構わない。

なお、上述したそれぞれの別実施形態の構成は、適宜組み合わせても構わない。

本発明は、車両に搭載され、その車両の周囲を撮影する撮影装置に適用することができる。

Ａ：撮影範囲
Ｂ：バンパー（周縁部）
Ｄ：駆動機構
Ｅ：エッジ
ＦＣ：カメラ
ＳＣ：サイドカメラ
Ｖ：車両
１１：制御部
１２：画像取得部
１３：画像合成部

Claims (7)

1. 車両の周縁部に備えられ、当該車両の周辺方向に突出した状態で当該車両の周縁部の平面視におけるエッジおよび当該エッジの鉛直下方を含む領域を撮影するカメラと、
   前記カメラを前記突出した状態および前記車両側に後退した状態を切り替える駆動機構とを備え、
   前記駆動機構が、前記車両の周縁部に板状の揺動部材を備え、前記揺動部材は、当該揺動部材の上端側の揺動軸を中心として上下方向に揺動開閉可能に構成され、
   前記カメラは、前記揺動部材の前記車両の内側面に設置されている車両周辺撮影装置。
2. 前記カメラは、前記車両のコーナー近傍に備えられ、
   前記カメラが前記突出した状態で、前記車両の全長および全幅よりも突出しないように構成されている請求項１記載の車両周辺撮影装置。
3. 前記カメラが前記突出した状態で、前記エッジを鉛直下向きに撮影する請求項１または２記載の車両周辺撮影装置。
4. 前記カメラが前記後退した状態で前記車両の車体に格納される請求項１から３のいずれか一項に記載の車両周辺撮影装置。
5. 前記カメラは、前記揺動部材が開いた状態で当該カメラの光軸が略鉛直下向きとなるように設置されている請求項１記載の車両周辺撮影装置。
6. 障害物を検知する障害物検知部を備え、
   前記駆動機構は、前記障害物検知部により前記障害物が検知された際に前記カメラを前記突出した状態に切り換える請求項１から５のいずれか一項に記載の車両周辺撮影装置。
7. 前記カメラは前記周縁部であるバンパーに備えられ、
   前記車両の側方下方を撮影するサイドカメラと、
   前記カメラにより撮影された画像と前記サイドカメラにより撮影された画像とを、それぞれの当該画像に含まれる前記バンパーの外周線が連続するように合成する画像合成部と、を備えた請求項１から６のいずれか一項に記載の車両周辺撮影装置。

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