JP6752093B2 - カメラモニターシステム - Google Patents

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Description

本発明は自動車の左右に設けたカメラで撮像した画像をモニターに表示するカメラモニターシステム(CMSと称する)に関するものである。
近年、ミラーレス自動車が考えられている。特許文献1では、自動車の左右のサイドミラーに代えて、自動車の左右の側方領域から後部領域をそれぞれ撮像する左右のサイドカメラと、車室内の乗員が視認できる位置に配設されてサイドカメラで撮像した画像を表示するモニターで構成されたCMSが提案されている。運転者のみならず助手席や後部座席の乗員等、複数の乗員がモニターに表示された画像を視認することも可能であり、自動車の安全走行を確保する上で極めて有効なものとなる。
特開2015−226233号公報
このようなCMSでは、システムに異常が生じたとき、特にサイドカメラ自体の撮像動作が正常に動作しないとき、あるいはサイドカメラで撮像した画像を信号処理する画像処理回路が故障したとき等には、モニターに表示される画像が不鮮明なものとなり、あるいは画像がフリーズ(動画として表示されずに直前の静止画像を表示し続けること)し、さらには画像が全く表示されなくなる。
特に、モニターの画像が不鮮明になると、乗員は自動車の側方領域から後部領域をモニターで正確に認識できなくなる。また、モニターの画像がフリーズすると、乗員はフリーズした画像がその時の自動車の側方領域から後部領域をモニター表示していると誤認識してしまう。いずれの場合でも、自動車の側方領域から後部領域を正確に認識することができず、自動車における安全性の点で問題になる。また、このようにシステムの異常時にもCMSを通常の通りに制御していると、モニターでの正常な表示ができない一方で電力の消費が継続されることになり、バッテリを電源とする電気自動車やハイブリッド自動車等における省電力の点で好ましくない。
本発明の目的は、システム異常が生じた場合でも乗員がモニター表示により誤認を生じることなく自動車における安全性を確保する一方で、省電力化を図ったCMSを提供するものである。
本発明は、車両の外部左右領域をそれぞれ撮像する左右の撮像手段と、各撮像手段で撮像した画像をそれぞれ表示する左右の表示手段と、前記左右の撮像手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、検出された異常に基づいて前記左右の表示手段の表示状態を制御する制御手段とを備えるカメラモニターシステムであって、前記制御手段は、検出された異常の状態に応じて前記左右の表示手段をそれぞれ個別に低消費電力状態に制御する。
本発明はさらに、前記制御手段は、自動車の状態を検出する手段を備え、検出した自動車の状態と、前記異常検出手段で検出された左右の撮像手段の異常の形態との組合せにより前記低消費電力状態の制御を行う構成とする。
本発明は、例えば、次の形態とすることが好ましい。
(a)制御手段は、低消費電力状態として、左右の表示手段、例えば左右のモニターを、「消灯」、「ブラックアウト」、「表示」の形態に制御する。
(b)異常検出手段は、左右の撮像手段の異常の形態として、「全故障」、「フリーズ」、「画質低下」のいずれかを検出する。
(c)制御手段は、自動車が走行又は停車している状態、運転者が乗車又は降車している状態、自動車の左右のターンシグナルランプの点滅状態の各状態と、異常検出手段で検出された「全故障」、「フリーズ」、「画質低下」との組み合わせにより、左右の各表示手段を「消灯」、「ブラックアウト」、「表示」の形態に制御する。
本発明によれば、撮像手段に異常が生じたときに、そのときの自動車の状態と、検出された異常の形態との組合せに基づいて表示手段を異なる表示形態に制御するので、乗員がモニター表示により自動車の周囲環境を誤認することを防止して安全性を確保するとともに、システムを低消費電力に制御することができる。
本発明のCMSを備えた自動車の概略平面図。 モニター構成を示すダッシュボードの概略図。 左サイドマーカーランプの分解斜視図。 CMSのブロック構成図。 CMSのモニター制御のテーブル図。 モニター制御におけるフローF1のフローチャート。 モニター制御におけるフローF2のフローチャート。 モニター制御におけるフローF3のフローチャート。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明のCMSを装備した自動車の概念構成図である。自動車CARの車体外側の左右にはサイドミラーは存在しておらず、左右のサイドマーカーランプL−SML,R−SMLと一体的にそれぞれ左右のサイドカメラ1L,1Rが配設されている。各サイドマーカーランプは自動車の左右進行方向を示すウインカー、すなわちターンシグナルランプとして機能する。前記左サイドカメラ1Lは自動車CARの左側部領域から左後部領域ALを撮像し、前記右サイドカメラ1Rは自動車CARの右側部領域から右後部領域ARを撮像する。以下、両サイドカメラ1L,1Rをカメラ1と総称し、あるいは単にカメラ1L,1Rと称することがある。
図2は前記自動車CARのダッシュボードDBの概略図であり、ここには、3つのモニターが水平方向に並んで配設されている。中央はセンターモニター2Cであり、ダッシュボードDBの左右端、すなわち左右のフロントピラーの各内側領域に左サイドモニター2Lと右サイドモニター2Rが配設されている。前記センターモニター2Cは、ここでは、ナビゲーション装置NAVの表示画面として構成されている。前記左サイドモニター2Lは前記左サイドカメラ1Lで撮像した画像を表示し、右サイドモニター2Rは前記右サイドカメラ1Rで撮像した画像を表示する。以下、両サイドモニター2L,2Rをモニター2と総称し、あるいは単にモニター2L,2Rと称することがある。
前記した左右のサイドカメラ1L,1Rと左右のサイドモニター2L,2Rは、図1に示したCMS本体部10に電気接続されており、このCMS本体部10の制御により撮像した画像の表示を制御する。このCMS本体部10については後述する。
図3は前記左右のサイドマーカーランプのうち、左サイドマーカーランプL−SMLの概略構成を示す分解斜視図である。自動車の車体BDの一部、ここでは左フェンダーに取着されるほぼ矩形板状をしたベース101と、このベース101の表面を覆うようにして当該ベース101に取着される透光性のアウターカバー102とでランプハウジング100が構成されている。前記ベース101の前部領域(前後方向については自動車の前後方向を基準にする)には、サイドマーカーランプの光源としてのLED(発光ダイオード)103が配設されている。また、このLED103に対して遮光壁104を挟んだ後部領域には、前記左サイドカメラ1Lが配設されている。
前記ベース101の当該後部領域には、前記左サイドカメラ1Lの下側領域に前記アウターカバー102の後部表面を清浄する左クリーナ6Lが配設されている。この左クリーナ6Lは、ここでは空気をアウターカバー102の後部表面に噴射して当該後部表面に付着した埃等を除去する構成とされており、空気を噴射するノズル6aを後方から上方に向けて屈曲させた状態で延出されている。前記アウターカバー102の後部表面のうち、前記左サイドカメラ1Lの撮像領域に対向する領域の下部には前記ノズル6aに対応した開口105が配設されている。これにより、左クリーナ6Lから噴射された空気は開口105を通してアウターカバー102の後部表面を清浄することになる。
右サイドマーカーランプR−SMLも同様であり、図示は省略するが、そのランプハウジング内には前記右サイドカメラ1Rと共に右クリーナ6Rが配設されている。以下、左右のクリーナ6L,6Rをクリーナ6と総称することがある。
図4は実施形態のCMSのブロック構成図である。前記CMS本体部10には、前記左右のサイドカメラ1L,1Rを制御するためのカメラECU3と、前記左右のサイドモニター2L,2Rを制御するためのモニターECU4が設けられている。カメラ1とカメラECU3は本発明における撮像手段を構成しており、このカメラECU3は左右のサイドカメラ1L,1Rで撮像された撮像信号を信号処理し、画像信号としてモニターECU4に出力する。モニター2とモニターECU4は本発明における表示手段を構成しており、このモニターECU4は画像信号をモニター2での表示に適合した形式の画像信号に信号処理して左右のサイドモニター2L,2Rに出力する。
前記CMS本体部10には、CMSの主たる制御を行うためのECUとして、ここでは自動車に装備されているボディECU5が用いられている。このボディECU5は前記カメラECU3と前記モニターECU4を制御し、さらにこれらECU3,4を介して左右のサイドカメラ1L,1Rサイドモニター2L,2Rを制御することが可能とされている。このボディECU5は、本発明における制御手段として機能する。
前記ボディECU5は前記クリーナ6、すなわち左右のサイドマーカーランプL−SML,R−SMLの各クリーナ6L,6Rの動作を制御するためのクリーナ制御部51を内蔵している。このクリーナ制御部51によりクリーナ6を駆動し、サイドマーカーランプのアウターカバー102の後部表面を清浄する。
また、前記ボディECU5はシステム異常を検出するシステム異常検出部52を内蔵している。このシステム異常検出部52は、前記カメラ1からカメラECU3に出力されてくる画像信号、前記カメラECU3の信号処理部において処理される画像信号、カメラECU3からモニターECU4に入力される画像信号の各信号レベル変化を検出し、また画像信号に基づいて画像認識を行い、これらレベル変化や画像認識結果に基づいて、カメラ1、カメラECU3における異常を検出する。すなわち、システムにおける撮像手段の異常を検出する。
このシステム異常として、実施形態では次の3つの異常形態を検出する。
*「画質低下」:カメラ1で撮像され、モニター2に表示される画像の一部が黒潰れし、あるいは白飛びする等、画像の一部が欠損された状態。画像の全部又は一部がピントぼけの状態。画像のコントラストや演色性の異常。
*「フリーズ」:撮像した画像をモニター2に表示したときに、その画像が特定の画像を出力したまま固着している状態。
*「全故障」:カメラ1から画像信号が全く出力されず、あるいはカメラECU3での信号処理が行われず、結果として画像信号がモニターECU4に入力されず、モニター2に画像を表示することができない状態。
一方、前記ボディECU5には複数のセンサーが接続されている。ここでは、センサーとして、自動車の車速を検出する車速センサー7Vと、運転席に乗員(運転者)が着座していることを検出するシートセンサー7Sと、前記左右のサイドマーカーランプのランプ光源としての前記LED103の点灯(点滅)状態をそれぞれ検出する左と右の各ランプセンサー7L,7Rである。これらのセンサーを総称して単にセンサー7と称することがある。以下、各センサー7の検出動作をそれぞれ説明する。
(車速センサー7V):自動車の車速を検出し、次の状態を検出する。
*「走行中」:自動車が走行している。
*「停車中」:自動車が停車している。
(シートセンサー7S):運転席に乗員(運転者)が着座しているか否かを検出し、次の状態を検出する。
*「有人」:運転席に運転者が着座している。
*「無人」:運転席に運転者が着座していない。
(ランプセンサー7L,7R):左右サイドマーカーランプの各光源としてのLED103の点灯状態を、左右ターンシグナルランプの点滅・消灯状態として検出する。
*「右指示」:右ターンシグナルランプが点滅しており、自動車が右方向に進行する。
*「左指示」:左ターンシグナルランプが点滅しており、自動車が左方向に進行する。
*「直進」:左右のターンシグナルランプが共に点滅し、あるいは消灯しており、自動車が直進状態、換言すれば左右に進行しない状態にある。
前記ボディECU5はシステム異常検出部52においてシステム異常を検出したときには、各センサー7で検出した検出信号を参照した上で、モニターECU4を制御してモニター2での表示を制御し、システム制御を実行する。このシステム制御として、次の「クリーナ制御」、「モニター制御」を実行する。
(クリーナ制御)
*ボディECU5はクリーナ駆動部51で左右のサイドマーカーランプのクリーナ6を駆動し、アウターカバーの後部表面を清浄する。この清浄の形態として、予め設定されタイミング時に清浄を行う「定常清浄」と、指示されたときにのみ清浄を行う「指示清浄」の形態がある。
(モニター制御(サイドモニター2L,2R))
*「消灯」:カメラ1、カメラECU3、モニターECU4、モニター2の電源をOFFし、システムを停止する。
*「ブラックアウト」:モニター2をスタンバイ状態とし、カメラ1、カメラECU3、モニターECU4は省電力状態に制御する。この状態ではモニター2での表示は全黒表示になるが、正常状態の復旧時には瞬時に画像表示を実行することが可能にある。
*「表示」:モニター2を通常動作し、表示画面での画像表示を継続する。
以上の構成のCMSでの制御について、図6のフローチャートを参照して説明する。フローF1において、ボディECU5は初期設定では左右のモニター2を正常状態での表示に制御している(S11)。次いで、車速センサー7Vの検出出力から自動車が「走行中」であるか「停車中」であるかを検出する(S12)。「走行中」のときには、クリーナ制御部51によりクリーナ6を「定常清浄」する(S13)。ここでは、所定のタイミングで間欠的に清浄を実行し、サイドマーカーランプのアウターカバー102の後部表面の汚れを除去している。
次いで、システム異常検出部52において、異常の有無を検出し(S14)、異常を検出したときには異常を検出した側のカメラ1L又は1Rについて、それぞれ異常の形態を判定する(S15)。異常が「全故障」であるときには、モニター2L又は2Rを「消灯」に制御する(S16)。これは左右の該当する側のカメラ1L又は1Rが「全故障」のときには、該当する側のモニター2L又は2Rを「消灯」に制御する。左右両側のカメラ1L,1Rが「全故障」のときには、両側のモニター2L,2Rを「消灯」に制御する。これにより、該当する側又は両側のモニター2L,2Rでの画像表示は実行されない。
ステップS15において、異常が「画質低下」であるときには、左右の該当する側のモニター2L又は2Rを「表示」に制御する(S17)。左右両側が「画質低下」のときには、両側のモニター2L,2Rを「表示」に制御する。これにより、該当する側又は両側のモニター2L,2Rは、画質は低下されていても側方領域と後方領域を表示する。
なお、この「画質低下」の場合には、図6に破線で示すように、クリーナ6を制御して「指示清浄」を実行するようにしてもよい(S19)。この「指示清浄」を行うことによりアウターカバー102の後部表面を再度清浄し、当該後部表面に付着している埃や異物等が原因となる「画質低下」を解消できることもある。この場合には、次のループ時にはステップS22の異常検出が解消される。
ステップS15において、システム異常検出部52が「フリーズ」を検出したときには、左右の該当する側のモニター2L又は2Rを「ブラックアウト」に制御する(S18)。左右両側が「フリーズ」のときには、両側のモニター2L,2Rを「ブラックアウト」に制御する。これにより、該当する側又は両側のモニター2L,2Rは、全黒表示となる。
したがって、自動車の走行中においてCMSの撮像手段に異常が生じたときには、異常の形態に応じて異常が生じた側の表示手段であるモニター2の表示を「消灯」、「表示」、「ブラックアウト」のいずれかに制御する。片方のモニターが「消灯」又は「ブラックアウト」の場合には、当該モニター2での表示が不能であることから、運転者は撮像手段に異常が生じたことを認識し、正常の表示が行われている他方のモニターの表示により自動車の側方領域と後方領域を認識する。これにより、自動車の走行中における最低限の安全性が確保される。その一方で、「全故障」時には、異常が生じている側のカメラ1、カメラECU3、モニターECU4、モニター2における消費電力が抑制される。また、「フリーズ」時には、異常が生じている側のモニターにおける消費電力が抑制される。
なお、両側のモニター2が「全故障」又は「フリーズ」の異常になったときには、両側のモニター2が「消灯」又は「ブラックアウト」の状態となるため、運転者は両側の撮像手段が異常であることを認識し、例えばルームミラー等によって自動車の後方領域を確認することになる。したがって、この場合においても、カメラ1、カメラECU3、モニターECU4、モニター2における消費電力が抑制される。
フローF1のステップS11において、「停車中」のときには、図7のフローF2を実行する。シートセンサー7Sで運転者が「有人」であるか「無人」であるかを検出する(S21)。「有人」のときには、後述するフローF3に移行する。「無人」のときには、システム異常検出部52において異常を検出したときには(S22)、異常の形態を判定する(S23)。異常が「全故障」であるときには、左右の該当する側のモニター2L又は2Rを「消灯」に制御する(S24)。左右両側が「全故障」のときには、両側のモニター2L,2Rを「消灯」に制御する。
ステップS23において、異常が「画質低下」であるときには、左右の該当する側のモニター2L又は2Rを「ブラックアウト」に制御する(S25)。左右両側が「画質低下」のときには、両側のモニター2L,2Rを「ブラックアウト」に制御する。これにより、該当する側又は両側のモニター2L,2Rは全黒表示となる。この「画質低下」の場合には、フローF1のステップS19のように、クリーナ6による「指示清浄」を行ってもよい。
ステップS23において、システム異常検出部52が「フリーズ」を検出したときには、左右の該当する側のモニター2L又は2Rを「ブラックアウト」に制御する(S26)。左右両側が「フリーズ」のときには、両側のモニター2L,2Rを「ブラックアウト」に制御する。これにより、該当する側又は両側のモニター2L,2Rは、全黒表示となる。
したがって、自動車の停車中で、しかも運転者が不在のときにCMSに異常が生じたときには、異常の形態に応じて異常が生じた側のモニター2の表示を「消灯」又は「ブラックアウト」のいずれかに制御する。自動車の停車中で運転者が不在のときには、モニター2での表示が必要とされる確率が低いので、モニター2での表示を積極的には行わない。これにより、自動車の停車中における異常が生じている側のカメラ1、カメラECU3、モニターECU4、モニター2における消費電力が抑制される。
フローF2のステップS21において、「有人」のときには、図8のフローF3を実行する。異常を検出したときには(S31)、異常の形態が「全故障」、「フリーズ」、「画質低下」のいずれであるか判定する(S32)。異常の形態が「全故障」であるときには、左右のモニター2を「消灯」に制御する(S33)。
ステップS32において異常が「フリーズ」であるときには、左右のモニター2L,2Rを「ブラックアウト」に制御する(S34)。
ステップS32において異常が「画質低下」であるときには、ランプセンサー7L,7Rで左右のターンシグナルランプの点滅状態を検出し、「右指示」、「左指示」、「直進」のいずれの状態にあるかを判定する(S35)。このステップS35での判定が「右指示」のときには、右モニター2Rを「表示」とし、左モニター2Lを「ブラックアウト」に制御する(S35a)。また、「左指示」のときには、反対に左モニター2Lを「表示」とし、右モニター2Rを「ブラックアウト」に制御する(S35b)。「直進」のときには、左右のモニター2L,2Rを共に「表示」とする(S35c)。
このように、右又は左のターンシグナルランプのみが点滅されているときには、点滅している側に自動車が進行する可能性が高いので、画質は低下されてはいても、当該進行する側の側方領域と後方領域を対応する右又は左のモニター2L又は2Rに表示すれば、運転者は表示された画像により認識し、安全性が確保できるようにする。その一方で反対側のモニター2R又は2Lを「ブラックアウト」にして消費電力を低減する。
また、「直進」のときには、自動車が走行を開始する可能性は低いが、比較的に短い時間の後に自動車が走行する可能性が高いので、両側のモニター2L,2Rを「表示」とし、消費電力よりも安全性を優先する。この場合、自動車が停車している間は「表示」に制御しておく必要性は低いので、自動車の走行開始と同時に表示が可能となる「ブラックアウト」に制御してもよい。
なお、フローF3における「画質低下」の場合には、フローF1のステップS19のように、クリーナ6による「指示清浄」を行ってもよい。また、フローF3において、ステップS32とS33の各判定を同時に判定し、ステップS32で判定した「全故障」、「フリーズ」、「画質低下」と、ステップS33で判定した「直進」、「右指示」、「左指示」の組合せることにより、モニター制御を「表示」、「ブラックアウト」、「消灯」のいずれかに同時に制御するフローとしてもよい。
以上説明したシステム制御における(モニター制御)をまとめると、図5のテーブルとなる。この(モニター制御)を行うことにより、運転者が自動車の側方ないし後方の領域を認識することが必要とされる状況及び認識することが好ましいとされる状況時には、モニターによる認識が確保できる一方で、CMSのシステム全体の省電力が実現できる。
実施形態での「画質低下」時における「ブラックアウト」に代えて、モニター2の「表示」時における明るさを低減させる「減光」の制御を行うようにしてもよい。特に、フローF3におけるステップS35における「表示」と「ブラックアウト」のいずれか、又は両方を「減光」に制御してもよく、安全性を確保する一方で省電力の点で有利となる。
実施形態のCMSの制御は本発明の一例を示したものであり、実施形態に記載した以外の形態が適用できることは言うまでもない。すなわち、異常の形態及びモニター制御の形態は実施形態に記載した以外の形態に設定してもよく、さらにはこれら異常の形態と制御の形態の組合せを適宜に変更してもよい。
例えば、本発明において、左右のモニターの制御において参照する自動車の状態については、ドアキーの施錠状態、運転者がステアリングホイール(ハンドル)に触れているか否か、車室内カメラを利用した画像解析による運転者の着座の状態等を採用するようにしてもよい。
本発明は、例えば、図1に示すように、左右のサイドカメラに加えて自動車の後部に設けられたバックカメラ(リアカメラ)1Bを併用したCMSにも適用できる。この場合、バックカメラ1Bで撮像した領域ABの画像をセンターモニター2Cに表示し、かつ左右のサイドモニター2L,2Rの画像を合成して1つの連続した画像として表示することで、これらのモニター2C,2L,2Rで自動車CARの左右側方から後部にわたる広い領域を表示するモニターとして構成できる。
本発明はクリーナを備えていないサイドマーカーランプに適用できることは言うまでもない。また、クリーナを備えている場合でも、クリーナは洗浄水をノズルから噴射してサイドマーカーランプのアウターカバーの表面を洗浄するように構成してもよい。あるいは、空気と洗浄水とで洗浄する構成としてもよい。
さらに、本発明は、左右のサイドミラーを備える自動車にも適用できる。特に、左右のサイドミラーにサイドマーカーランプやターンシグナルランプを一体的に組み込んでいる自動車においては、これらのランプにサイドカメラを組み込むことが可能である。
また、サイドカメラは、ランプに組み込むのではなく、自動車のボディ、例えばフェンダー、ドア、ピラー等に組み込むようにしてもよい。
本発明のCMSは、必ずしも省電力制御を常時実行する構成でなくてもよく、例えば乗員がスイッチを操作することにより、省電力制御をオフし、常にモニターに通常の表示を行うように構成してもよい。
1(1L,1R,1B) サイドカメラ(撮像手段)
2(2L,2R,2C) サイドモニター(表示手段)
3 カメラECU(撮像手段)
4 モニターECU(表示手段)
5 ボディECU(制御手段)
6L,6R クリーナ
7V 車速センサー
7S シートセンサー
7L,7R ランプセンサー
10 CMS本体部
CAR 自動車
SML サイドマーカーランプ(ターンシグナルランプ)
DB ダッシュボード
NAV ナビゲーション装置

Claims (4)

  1. 車両の外部左右領域をそれぞれ撮像する左右の撮像手段と、各撮像手段で撮像した画像をそれぞれ表示する左右の表示手段と、前記左右の撮像手段のそれぞれの異常を検出する異常検出手段と、検出された異常に基づいて前記左右の表示手段の表示状態を制御する制御手段とを備えるカメラモニターシステムであって、前記制御手段は、自動車の状態を検出する手段を備え、検出した自動車の状態と、前記異常検出手段で検出された前記左右の撮像手段の異常の形態との組合せにより、前記左右の表示手段をそれぞれ個別に低消費電力状態に制御することを特徴とするカメラモニターシステム。
  2. 前記制御手段は、前記低消費電力状態として、前記左右の表示手段を、「消灯」、「ブラックアウト」、「表示」の形態に制御する請求項1に記載のカメラモニターシステム。
  3. 前記異常検出手段は、前記左右の撮像手段の異常の形態として、「全故障」、「フリーズ」、「画質低下」のいずれかを検出する請求項1又は2に記載のカメラモニターシステム。
  4. 前記制御手段は、自動車が走行又は停車している状態、運転者が乗車又は降車している状態、自動車の左右のターンシグナルランプの点滅状態の各状態と、前記異常検出手段で検出された「全故障」、「フリーズ」、「画質低下」との組み合わせにより、前記左右の表示手段を「消灯」、「ブラックアウト」、「表示」の形態に制御する請求項1に記載のカメラモニターシステム。
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