JPH0880791A

JPH0880791A - 車載用後方確認装置

Info

Publication number: JPH0880791A
Application number: JP6218378A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Nakamura; 英則中村; Fumihiro Tsukamoto; 文広塚本; Norio Hashiguchi; 典男橋口; Toshiya Sugimura; 利弥杉村
Original assignee: TRANS TRON KK
Current assignee: TRANS TRON KK
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】カメラ（撮影手段）の取り付け状態に応じて距
離目盛りパターン画像を補正することにより、距離目盛
りパターン画像と後方画像との対応関係を常に適切化
し、以て、運転者による正確な距離認識を安定的に確保
すること。【構成】車両に取り付けられ該車両の後方画像を撮影す
る撮影手段と、距離目盛りパターン画像を発生する画像
発生手段と、前記撮影手段の出力と前記画像発生手段の
出力とをオーバーラップして表示する表示手段と、を備
えた車載用後方確認装置において、前記撮影手段の取り
付け高及び取り付け傾斜角を検出する検出手段と、該検
出手段によって検出された情報に基づいて前記画像発生
手段の出力を補正する補正手段と、を備えたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、目視による後方確認が
困難な、たとえば、バス、トラック、１ボックスカー又
はキャンピングカー等の車両に適用する車載用後方確認
装置の改良に関する。近年、車両後退時の安全確保のた
めに、車両後方の状況を運転席に居ながらにして画像確
認できるようにした、いわゆる車載用後方確認装置（バ
ックアイシステムとも言う）が用いられるようになって
きた。

【０００２】

【従来の技術】最も簡単なバックアイシステムは、車両
後部の高所にカメラを取り付け、このカメラで撮影した
車両の後方画像（単に「後方画像」と言う）を運転席の
ディスプレイ上に表示する、というものであるが、上記
カメラは、少なくとも車両最後端部（一般にバンパー）
を含む広範囲の画像を撮影する必要があり、その撮影レ
ンズには広角レンズが用いられるから、ディスプレイ上
の表示画像は、はなはだ距離感に欠けるものであった。

【０００３】そこで、特開平５−２１３１１３号公報に
は、後方画像に、距離目盛りパターン画像をオーバーラ
ップ表示するものが記載されている。これによれば、デ
ィスプレイ上の距離目盛りを確認することによって、距
離感を正しくつかむことができ、障害物までの距離を直
感的に把握することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
公報記載の従来装置にあっては、距離目盛りパターン画
像が固定のものであったため、たとえば、カメラの取り
付け方が適正でなかったり、又は、走行中の振動でカメ
ラの取り付け傾斜角がずれたりした場合には、距離目盛
りパターン画像と後方画像との対応関係が不適切とな
り、運転者は、誤った距離認識をしてしまい、かえって
安全性を阻害するという問題点があった。

【０００５】

【目的】そこで、本発明は、カメラ（撮影手段）の取り
付け状態に応じて距離目盛りパターン画像を補正するこ
とにより、距離目盛りパターン画像と後方画像との対応
関係を常に適切化し、以て、運転者による正確な距離認
識を安定的に確保することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車両に取り付けられ該車両の後方画像を撮影する撮影手
段と、距離目盛りパターン画像を発生する画像発生手段
と、前記撮影手段の出力と前記画像発生手段の出力とを
オーバーラップして表示する表示手段と、を備えた車載
用後方確認装置において、前記撮影手段の取り付け高及
び取り付け傾斜角を検出する検出手段と、該検出手段に
よって検出された情報に基づいて前記画像発生手段の出
力を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記画像発生手段は、前記車両の幅を示す
幅パターン画像を併せて発生することを特徴とする。請
求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前
記車両後方の物体までの距離を測定する測定手段と、該
測定手段の出力に応じて形状や色が変化する警告パター
ン画像を発生する第二の画像発生手段と、を備え、前記
表示手段は、該第二の画像発生手段の出力もオーパーラ
ップ表示することを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、撮影手段の取り付け
高又は取り付け傾斜角が変化すると、その変化に応じて
距離目盛りパターン画像が補正される。したがって、距
離目盛りパターン画像と後方画像との対応関係が常に適
正化され、安定的で正確な距離測定が可能になる。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明の作用に加え、車両の後退経路上に位置する真の障
害物と、それ以外の偽の障害物との識別が可能になると
いう作用が得られる。すなわち、後方画像に含まれる障
害物のうち、邪魔になる、あるいは安全性確保の点で注
目すべきものは、少なくとも、車両水平面の投影面積を
車両の後退経路上に沿って並べることによって得られる
所定領域内に位置する物体であり、かかる所定領域の幅
は、車幅に相当するからである。

【００１０】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明の作用に加え、後退経路上に位置する物体までの正
確な距離がグラフィカルに認識されるという特有の作用
が得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図７は請求項１及び請求項２記載の発明に
係る車載用後方確認装置の一実施例を示す図である。ま
ず、構成を説明する。図１において、１はＣＣＤ（Char
ge Coupled Device）又は撮像管等を用いたテレビカメ
ラ（以下「カメラ」と略す）であり、このカメラ１は、
車両２の所定位置（車両後方を広く見渡すことのでき
る、たとえば車両後部の高所）に取り付けられ、その撮
影レンズ１ａは、車両２の後方に向いている。すなわ
ち、カメラ１は、車両２に取り付けられ、該車両２の後
方画像Ｖを撮影する撮影手段として機能する。

【００１２】３はカメラ１を車両２に取り付けるための
取り付け金具である。この取り付け金具３は、カメラ１
の取り付け傾斜角（カメラアングルθ；以下、単に「ア
ングルθ」と言う）を、所定の範囲内で自在に調節でき
るものであり、アングルθは角度センサ４によって検出
される。また、５はカメラ１の取り付け高Ｈを設定する
ための設定スイッチであり、この設定スイッチ５には、
たとえば、ディップスイッチやロータリースイッチ等が
用いられ、地面からカメラ１までの高さを計測して、そ
の値を手動で設定するものである。上記の角度センサ４
及び設定スイッチ５は、一体として検出手段を構成す
る。

【００１３】さらに、６は変速機のシフト位置を検出す
るシフトセンサであり、このシフトセンサ６は、シフト
位置がリバース位置（後退位置）にセットされたとき
に、リバース信号Ｒを出力するものである。７は、画像
発生手段及び補正手段並びに第二の画像発生手段として
の機能を有するコントロールユニットである。コントロ
ールユニット７は、第一受信部７ａ、第二受信部７ｂ、
ＲＡＭ（random access memory）７ｃ、ＲＯＭ（read o
nlymemory）７ｄ、ＣＰＵ（central processing unit
）７ｅ、画像合成部７ｆ及び画像出力部７ｇを含み、
バックアイシステムの主要な機能をソフト的及びハード
的に実現する。すなわち、ＣＰＵ７ｅは、ＲＯＭ７ｄに
格納されている所定の処理プログラムを実行し、所定の
時間ごとに、第一受信部７ａを介してアングルθ及び取
り付け高Ｈを取り込むとともに、テーブルルックアップ
等の手法によって、これらの取り込みデータ（θ、Ｈ）
に応じた距離目盛りパターン画像Ｓを発生するもので、
距離目盛りパターン画像は、θとＨの組み合わせの数だ
けＲＯＭ７ｄに格納されている。たとえば、θをθ₁か
らθ_nまでのｎ種類とし、ＨをＨ₁からＨ_mまでのｍ種
類とすると、ｎ×ｍ種類の距離目盛りパターン画像がＲ
ＯＭ７ｄに格納されており、θとＨに応じてその中の一
つが選択的に出力される。

【００１４】画像合成部７ｆは、ＣＰＵ７ｅによって選
択された距離目盛りパターン画像Ｓとカメラ１で撮影さ
れた後方画像Ｖとを重ね合わせ、オーバーラップ画像Ｏ
を生成するもので、オーバーラップ画像Ｏは、画像出力
部７ｇを介し、運転席に設けられたディスプレイ（表示
手段）８に出力される。なお、画像出力部７ｇは、第二
受信部７ｂを介してリバース信号Ｒが受信されたときだ
け、オーバーラップ信号Ｏの出力を許容する。これは、
車両の後方確認を行なうときは、後退時だけであり、そ
れ以外のときは、ディスプレイ８を他の用途（たとえば
ナビゲーションシステム）に振り向けた方が資産活用の
点で好ましいからである。

【００１５】次に、作用を説明する。図２はコントロー
ルユニット７における概略的な処理フローである。この
フローに示すように、本実施例では、まず、アングルθ
及び取り付け高Ｈを読み込み（ステップ１０）、次い
で、これらのθ及びＨに基づいて距離目盛りパターン画
像Ｓを選択し（ステップ１１）、さらに、選択された距
離目盛りパターン画像Ｓと後方画像Ｖとを合成してオー
バーラップ画像Ｏを生成し（ステップ１２）、最後に、
リバース信号Ｒの有無を点検して（ステップ１３）、リ
バース信号Ｒが有れば、すなわち車両の後退時であれ
ば、オーバーラップ信号Ｏをディスプレイ８に出力する
（ステップ１４）、という処理を繰り返して実行する。

【００１６】図３は、三つの画像、すなわち、高さＨの
位置からアングルθで撮影された後方画像Ｖ、θとＨと
に応じて選択された距離目盛りパターン画像Ｓ、及び、
これら二つの画像Ｖ、Ｓを合成したオーバーラップ画像
Ｏの一例である。後方画像Ｖにおいて、２０は障害物と
して注目しなければならない任意の物体であるが、この
後方画像Ｖだけでは、物体２０までの距離を正確に特定
することはできない。一方、距離目盛りパターン画像Ｓ
において、末広がりの二本の縦線２１、２２の間には、
横方向の多数の距離目盛り線２３が引かれており、距離
目盛り線２３の間隔は、グリッド（GRID）値として表示
されている。ここで、１GRIDはｙｍである。なお、オフ
セット（OFFSET）値は、画面最下端の距離目盛り線から
車両最後端部（一般にバンパー）までの距離であり、OF
FSETはｘｍである。

【００１７】距離目盛り線２３の間隔は、上記のとお
り、ｙｍと一定であるが、画面上の実際の間隔は画面の
上端に行くにつれてある比率で狭くなっている。これ
は、遠近法によるものであり、遠近の強調度合い、すな
わち距離目盛り線２３の間隔比率は、取り付け高Ｈが変
わらないとすると、アングルθが小さくなるほど（カメ
ラ１が水平に近くなるほど）大きくなるという比例関係
にある。したがって、距離目盛りパターン画像Ｓは、地
面にｙｍ間隔で多数の横線を引き、これを、高さＨの位
置からアングルθで撮影した画像と同一であるから、か
かる距離目盛りパターン画像Ｓを、同一の条件（Ｈ、
θ）で撮影した後方画像Ｖに合成すれば、その条件下に
おいて共通の距離指標を有するオーバーラップ画像Ｏが
得られるのである。

【００１８】ここに、本実施例のポイントは、距離目盛
りパターン画像Ｓを、カメラ１の取り付け高Ｈとアング
ルθとに応じて“選択”するという点にあるが、この選
択動作は、Ｈとθのある組み合わせ（便宜的にＨ₁とθ
₁）が、他の組み合わせ（便宜的にＨ₂とθ₂）に変化
したとき、Ｈ₁とθ₁の組み合わせで最適であった距離
目盛りパターン画像Ｓを、Ｈ₂とθ₂の組み合わせで最
適となるように“補正”していることに他ならない。こ
のことは、上記の選択動作以外にも、画像演算処理、た
とえば、三次元的な視点補正処理を行なうことによっ
て、同様な作用が得られることからも理解できる。

【００１９】図４は、カメラ１のアングルθの変化状態
（例として３態）を示す図である。符号Ａはアングルθ
ａのときの視野角、符号Ｂはアングルθｂのときの視野
角、符号Ｃはアングルθｃのときの視野角である。ただ
し、θａ＞θｂ＞θｃ、Ａ＝Ｂ＝Ｃである。Ａ_N、
Ａ_N、Ｂ_N、Ｂ_F、Ｃ_N及びＣ_Fは、それぞれの視野角
における最も近い撮影地点と最も遠い撮影地点とを表し
ており、添え字のＦはFar（遠い）の頭文字、ＮはNear
（近い）の頭文字である。すなわち、Ａ_NからＡ_Fはア
ングルθａのときの撮影範囲、Ｂ_NからＢ_Fはアングル
θｂのときの撮影範囲、Ｃ_NからＣ_Fはアングルθｃの
ときの撮影範囲である。なお、ここでは、車両２の最後
端部から４ｍの地点に物体（障害物）２０が位置してい
るものと仮定する。

【００２０】図５は、それぞれのアングルθａ、θｂ及
びθｃにおけるオーバーラップ画像Ｏを示す図である。
なお、ここでは識別のために、それぞれのオーバーラッ
プ画像にアングルと同一の添え字（ａ、ｂ、ｃ）を付し
ている。画像Ｏａ、Ｏｂ及びＯｃのグリッド値はいずれ
も１ｍであるが、オフセット値はそれぞれ異なってい
る。すなわち、画像Ｏａのオフセット値は１ｍ、画像Ｏ
ｂの同値は２ｍ、画像Ｏｃの同値は３ｍであり、それぞ
れのオフセット値はＡ_N、Ｂ_N及びＣ_Nに一致する。

【００２１】基本的なアングルがθｂである場合、カメ
ラ１の取り付け方に誤りがなく、しかも、振動によるア
ングルずれもないとすると、ディスプレイ８には、図５
（ｂ）のオーバーラップ画像Ｏｂが表示されることにな
る。この画像Ｏｂにおいて、グリッド値は１ｍ、オフセ
ット値は２ｍと表示されているから、物体２０までの距
離Ｄは、概略、次式（１）によって求めることができ、Ｄ＝（β−１×グリッド値）＋オフセット値 ……（１）ただし、βは画像下端から物体２０までの間の距離目盛
り線２３の本数距離目盛り線２３の本数は３本であるので、Ｄ＝４ｍと
読み取ることができる。

【００２２】いま、走行中の振動によってカメラ１のア
ングルがずれた場合を考える。たとえば、アングルθａ
にずれた場合である。この場合、図４からも認められる
ように、撮影範囲はＢ_N〜Ｂ_FからＡ_N〜Ａ_Fへと変化
し、オーバーラップ画像Ｏａにおける物体２０の位置
は、ほぼ画面最上部に位置することになる。仮に、本実
施例を適用しないとすると、オーバーラップ画像Ｏａ中
の距離目盛りパターン画像Ｓは、基本アングルθｂのそ
れになるから、距離目盛りの一致性が損なわれることは
明白である。

【００２３】これに対して、本実施例を適用した場合に
は、オーバーラップ画像Ｏａ中の距離目盛りパターン画
像Ｓの距離目盛り線２３の間隔が補正され、画像下端か
ら物体２０までの距離目盛り線２３の本数は４本となる
から、上式（１）より、物体２０までの距離Ｄを、基本
アングルθｂと同一の４ｍと読み取ることができる。し
たがって、本実施例によれば、カメラ１のアングルθが
変化した場合でも、常に適切な距離目盛りパターンＳが
合成されるから、物体２０までの距離Ｄを正確に読み取
ることができ、車両後退時における安全確保の維持を図
ることができる。

【００２４】なお、本実施例では、カメラ１の取り付け
高Ｈを手動で入力するようにしている。これは、取り付
け高Ｈは、走行中の振動の影響をほとんど受けないから
である。ただし、本発明は、かかる手動入力に限定する
ものではない。取り付け高Ｈを、機械的又は電子的若し
くは光学的に検出するようにしてもよい。また、カメラ
１の取り付け高Ｈ及び取り付け傾斜角θは、車高や車体
ピッチ角などの車体姿勢に関する情報を考慮して検出す
るのが望ましい。Ｈやθは、車体の姿勢変化の影響も受
けるからであり、とくに、車体の姿勢を一定に保つ姿勢
制御装置を搭載しない車両にあっては、その影響も大き
いから可能な限り考慮すべきである。

【００２５】また、カメラ１の取り付け傾斜角（アング
ルθ）を運転席から遠隔制御できるようにしてもよい。
さらに、カメラ１の取り付け高Ｈを、機械的又は電子的
若しくは光学的に検出するようにした場合には、この取
り付け高Ｈも遠隔制御できるようにしてもよい。また、
図６に示すように、距離目盛り線２３の間隔をアングル
θに応じて変更してもよい。図６（ａ）は、アングルθ
ａのときのオーバーラップ画像Ｏａ′、同図（ｂ）は、
アングルθｃのときのオーバーラップ画像Ｏｃである。
なお、基本のアングルθｂのときのオーバーラップ画像
Ｏｂは、図５（ｂ）と同じである。

【００２６】図６において、画像Ｏａ′の距離目盛り線
２３の間隔（グリッド値）は６６ｃｍであり、画像Ｏ
ｃ′のグリッド値は１．４３ｍである。すなわち、基本
アングルθｂのときのグリッド値（１ｍ）に対して、そ
れよりも近くを見るときは小さなグリッド値を、また、
それよりも遠くを見るときは大きなグリッド値を採用し
ている。

【００２７】これによれば、遠近それぞれに適した距離
目盛りを与えることができ、たとえば、近くの障害物ま
での距離計測をより精密に行なうことができる。また、
オーバーラップ画像Ｏに車両の幅（車幅）を示す情報を
含ませてもよい。図７はその概念説明図であり、同図
（ａ）は車両２の上面図、同図（ｂ）は車幅情報を含む
オーバーラップ画像Ｏ″である。

【００２８】同図（ａ）において、車両２の後方には、
たとえば二つの障害物３０、３１が置かれているが、そ
のうちの一個だけが車両２の後退経路上から外れてい
る。すなわち、後退経路上に位置する障害物３０は、注
意を必要とする真の障害物であるが、他の障害物３１は
無視しても構わない偽の障害物である。いま、車両２が
ほぼ直線的に後退したとすると、その後退経路は、車両
２の両側面を通る二本の直線３２、３３の間の領域３４
で表されるが、この領域３４の幅Ｌは、車幅に一致する
から、たとえば、オーバーラップ画像Ｏ″の二本の縦線
（幅パターン画像）を、上記二本の直線３２、３３と見
做せば、真の障害物３０と偽の障害物３１とを識別する
ことができる。なお、オーバーラップ画像Ｏ″中の二本
の縦線３２、３３の間隔Ｌ_N、Ｌ_Fは、カメラ１の取り
付け高Ｈとアングルθとに応じて補正されたものであ
り、たとえば、アングルθが小さくなるほど（カメラ１
が水平に近くなるほど）Ｌ_N及びＬ_Fは狭くなる。

【００２９】図８〜図１０は請求項３記載の発明に係る
車載用後方確認装置の一実施例を示す図である。本実施
例では、上記実施例の構成に加え、以下に説明する特徴
的な構成を備える。すなわち、図８に示すように、車両
２の後部には、車両後方に向けて光波又は音波若しくは
電波等の電磁波を送信する送信部４１と、車両後方の障
害物４２から反射波を受信する受信部４３とが取り付け
られており、これらの送信部４１及び受信部４３は、図
示を略した距離計測部とともに、電磁波の送信から受信
までの時間に基づいて障害物４２までの距離を測定する
測定手段を構成している。

【００３０】図９は、本実施例におけるオーバーラップ
画像を示す図である。なお、この図では、説明の都合
上、距離目盛りパターン画像を省略している。画像の所
定位置（図では右下隅）には、円形の警告パターン画像
４４が表示されており、この警告パターン画像４４の形
状や色は、たとえば、図１０に示すように、障害物４２
までの距離に応じて様々に変化するようになっている。

【００３１】図１０において、警告パターン画像４４
は、距離が近づくにつれて、キャラクタサイズを小→中
→大へと変化させ、１．５ｍ以下になると、色を黄から
赤に変えて、再びキャラクタサイズを小→中→大へと変
化させる。これによれば、障害物４２までの距離をキャ
ラクタサイズや色の変化から直感的に把握できるので、
距離目盛りによる直読的な測距を補完して、より一層の
安全確保を図ることができる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、撮影手段
の取り付け高又は取り付け傾斜角の変化にかかわらず、
常に適正な距離目盛りパターン画像を表示でき、安定的
で正確な距離測定を行うことができる。請求項２記載の
発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、車両
の後退経路上に位置する真の障害物と、それ以外の偽の
障害物とを識別できる。

【００３３】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加え、後退経路上に位置する物体まで
の正確な距離を直感的に把握できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１又は請求項２記載の発明の一実施例の
構成図である。

【図２】図１の処理フローである。

【図３】後方画像、距離目盛りパターン画像及びオーバ
ーラップ画像図である。

【図４】カメラアングルと撮影範囲との関係図である。

【図５】三つのカメラアングルにおけるオーバーラップ
画像図である。

【図６】カメラアングルに応じて距離目盛り線を変化さ
せた場合のオーバーラップ画像図である。

【図７】車幅と障害物との関係を示す平面図及びその車
幅の情報を含むオーバーラップ画像図である。

【図８】請求項３記載の発明の一実施例の構成図であ
る。

【図９】警告パターン画像を含むオーバーラップ画像図
である。

【図１０】障害物までの距離と警告パターン画像との関
係図である。

【符号の説明】

θ：取り付け傾斜角Ｈ：取り付け高Ｓ：距離目盛りパターン画像Ｖ：後方画像１：カメラ（撮影手段）２：車両４：角度センサ（検出手段）５：設定スイッチ（検出手段）７：コントロールユニット（画像発生手段、補正手段、
第二の画像発生手段）８：ディスプレイ（表示手段）３２、３３：直線（幅パターン画像）４１：送信部（測定手段）４３：受信部（測定手段）４４：警告パターン画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉村利弥神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地株式会社トランストロン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に取り付けられ該車両の後方画像を撮
影する撮影手段と、距離目盛りパターン画像を発生する
画像発生手段と、前記撮影手段の出力と前記画像発生手
段の出力とをオーバーラップして表示する表示手段と、
を備えた車載用後方確認装置において、前記撮影手段の
取り付け高及び取り付け傾斜角を検出する検出手段と、
該検出手段によって検出された情報に基づいて前記画像
発生手段の出力を補正する補正手段と、を備えたことを
特徴とする車載用後方確認装置。
【請求項２】前記画像発生手段は、前記車両の幅を示す
幅パターン画像を併せて発生することを特徴とする請求
項１記載の車載用後方確認装置。
【請求項３】前記車両後方の物体までの距離を測定する
測定手段と、該測定手段の出力に応じて形状や色が変化
する警告パターン画像を発生する第二の画像発生手段
と、を備え、前記表示手段は、該第二の画像発生手段の
出力もオーパーラップ表示することを特徴とする請求項
１記載の車載用後方確認装置。