JPWO2015083228A1 - 表示制御装置、表示制御方法、及びプログラム - Google Patents

表示制御装置、表示制御方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

坂道走行時に好適な後方視界を提供すること。車両（Ｃ１０）の後方視界を撮像するカメラ（２０）により撮像された撮像画像（Ｐ１０）が格納される記憶部（１１）と、道路勾配（θ）を検出し、道路勾配（θ）に基づいて車両（Ｃ１０）から所定距離（Ｌ１０）だけ離れた道路上の地点（ＰＴ１０）を計算し、カメラ（２０）と地点（ＰＴ１０）とを結ぶ直線上の点を含むように撮像画像（Ｐ１０）の一部領域（Ａ１２）を切り出し、一部領域（Ａ１２）の画像（Ｐ１２）を表示させる制御部（１２）とを有する、表示制御装置（１０）が提供される。

Description

本発明は、表示制御装置、表示制御方法、及びプログラムに関する。
近年、自動車の電子化が急速に進んでいる。旧来より、自動車には、エンジンの出力や燃費を好適な状態に保つために、エンジンの点火時期、燃料噴射、エンジンの回転速度などを制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が搭載されている。最近では、こうした自動車の基本性能に関わる部分にとどまらず、安全性や省エネルギー性能の向上を目的とした様々な電子制御が行われている。また、自動走行や衝突検知などの技術についても実用化に向けた試験が実施されている。
このような自動車の電子化が進む中、サイドミラーやルームミラーなどの視界提供部品を電子化しようとする動きがある。例えば、サイドミラーの位置に設置したカメラの画像をディスプレイに表示してサイドミラーの機能を代替する技術についてＵＮＥＣＥ（United Nations Economic Commission for Europe）で議論が交わされている（Regulation No.46）。視界提供部品が電子化されると、画像処理を利用してミラー画像を加工できるようになり、安全性や快適性を向上させるための工夫の余地が生まれる。
画像処理を利用して走行時の安全性を高める技術としては、例えば、車両に搭載され、坂の頂上付近に位置する上り坂を走行中に、坂で隠れた他車両の存在を知らせる車載監視装置が提案されている。この車載監視装置は、車両の前方視界をカメラで撮像し、時間経過に伴って地平線上に迫り上がってくる物体を含む領域を撮像画像から抽出し、道路の凸形状部により部分的に隠蔽された他車両を識別する。
なお、ミラーを制御する技術としては、例えば、車両が走行する道路の勾配及び道路の曲がり具合に基づいてルームミラーの鏡面部に映る鏡像Ａを推定し、設定した鏡像Ｂと鏡像Ａとの差分が解消されるように鏡面部の角度を稼動させる技術が提案されている。また、ドアミラーやルームミラーなどの視界提供手段、及び車両周辺に設置されたカメラと表示装置とを組み合わせた視界提供手段の少なくとも１つを選択的に利用可能な状態にし、運転者に特定範囲内の視界を提供する視界提供装置が提案されている。
特開２００８−１３２８９５号公報 特開２００９−２７９９４９号公報 特開２００９−２８０１９６号公報
坂道を走行中にミラーを介して見える後方視界には、上り坂の場合には道路が、下り坂の場合には空が大きな割合を占める。つまり、坂道を走行中にミラーから得られる車両後方の情報は、平坦な道路を走行中に得られる車両後方の情報よりも少ない。そのため、坂道を走行中、後方から接近してくる車両の認識が遅れたり、後方視界の狭さに運転者が不安を感じたりすることがある。こうした事情に鑑みると、坂道でも後方視界が十分に確保できれば安全性の向上に寄与すると考えられる。
そこで、１つの側面によれば、本発明の目的は、坂道走行時に好適な後方視界を提供することが可能な、表示制御装置、表示制御方法、及びプログラムを提供することにある。
本開示の１つの側面によれば、車両の後方視界を撮像するカメラにより撮像された撮像画像が格納される記憶部と、道路勾配を検出し、道路勾配に基づいて車両から所定距離だけ離れた道路上の地点を計算し、カメラと地点とを結ぶ直線上の点を含むように撮像画像の一部領域を切り出し、一部領域の画像を表示させる制御部とを有する、表示制御装置が提供される。
また、本開示の他の１つの側面によれば、車両の後方視界を撮像するカメラにより撮像された撮像画像が格納される記憶部から撮像画像を取得することが可能なコンピュータが、道路勾配を検出し、道路勾配に基づいて車両から所定距離だけ離れた道路上の地点を計算し、カメラと地点とを結ぶ直線上の点を含むように撮像画像の一部領域を切り出し、一部領域の画像を表示させる表示制御方法が提供される。
また、本開示の他の１つの側面によれば、車両の後方視界を撮像するカメラにより撮像された撮像画像が格納される記憶部から撮像画像を取得することが可能なコンピュータに、道路勾配を検出し、道路勾配に基づいて車両から所定距離だけ離れた道路上の地点を計算し、カメラと地点とを結ぶ直線上の点を含むように撮像画像の一部領域を切り出し、一部領域の画像を表示させる処理を実行させる、プログラムが提供される。
本開示によれば、坂道走行時に好適な後方視界を提供することが可能になる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
第１実施形態に係る表示制御装置の一例を示した図である。 第２実施形態に係る車載装置の一例を示した第１の図である。 第２実施形態に係る車載装置の一例を示した第２の図である。 第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第１の図である。 第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第２の図である。 第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第３の図である。 第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第４の図である。 第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第５の図である。 第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第６の図である。 第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第７の図である。 第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第１の図である。 第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第２の図である。 第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第３の図である。 第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第４の図である。 第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第５の図である。 第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第６の図である。 第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第７の図である。 第２実施形態の一変形例（変形例＃１）に係る視界提供方法について説明するための第１の図である。 第２実施形態の一変形例（変形例＃１）に係る視界提供方法について説明するための第２の図である。 第２実施形態の一変形例（変形例＃２）に係る視界提供方法について説明するための図である。 第２実施形態の一変形例（変形例＃３）に係る情報処理装置のハードウェアについて説明するための図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
＜１．第１実施形態＞
図１を参照しながら、第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る表示制御装置の一例を示した図である。
図１に示すように、第１実施形態に係る表示制御装置１０は、記憶部１１及び制御部１２を有する。なお、表示制御装置１０が有する機能は、車両Ｃ１０の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に組み込まれていてもよい。
なお、記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性記憶装置、或いは、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置である。制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサである。但し、制御部１２は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの電子回路であってもよい。制御部１２は、例えば、記憶部１１又は他のメモリに記憶されたプログラムを実行する。
記憶部１１は、車両Ｃ１０の後方視界を撮像するカメラ２０により撮像された撮像画像Ｐ１０が格納される。例えば、カメラ２０は、一般的な自動車のサイドミラーが設置される位置である車両Ｃ１０のミラー部分Ｍ１０に配置される。なお、カメラ２０としては、例えば、一般的な自動車のサイドミラーが映す後方視界の範囲よりも広い範囲を撮像可能な焦点距離の短い広角レンズを搭載したカメラが適用される。また、カメラ２０としては、例えば、連続的に後方視界を撮像可能なデジタルビデオカメラが適用される。
制御部１２は、道路勾配θを検出する。例えば、制御部１２は、車両Ｃ１０の移動速度及び車両Ｃ１０上で受ける加速度の情報を取得する。車両Ｃ１０上で受ける加速度には、移動速度の変化に伴う加速度、及び重力が含まれる。加速度の情報は、例えば、３次元加速度センサなどを利用して取得することができる。制御部１２は、取得した移動速度及び加速度に基づいて道路勾配θを検出する。
また、制御部１２は、道路勾配θに基づいて車両Ｃ１０から所定距離Ｌ１０だけ離れた道路上の地点ＰＴ１０を計算する。例えば、移動速度及び道路勾配θに関する時系列データを利用すれば、車両Ｃ１０の現在位置より後方の道路形状を推定することが可能である。また、道路形状が推定できれば、車両Ｃ１０の現在位置から所定距離Ｌ１０だけ離れた道路上の地点ＰＴ１０を計算することができる。なお、所定距離Ｌ１０は、車両Ｃ１０から地点ＰＴ１０までの直線距離（図１を参照）であってもよいし、道路に沿って計測した距離であってもよい。
道路上の地点ＰＴ１０を計算した制御部１２は、カメラ２０と地点ＰＴ１０とを結ぶ直線上の点を含むように撮像画像Ｐ１０の一部領域Ａ１２を切り出す。なお、一部領域Ａ１２を切り出す際の視野角φは、例えば、予め設定した一定の角度に維持される。また、制御部１２は、一部領域Ａ１２の画像Ｐ１２を表示させる。例えば、制御部１２は、車両Ｃ１０に搭載された車載モニタ（非図示）やカーナビゲーションシステムの画面（非図示）などに画像Ｐ１２を表示させる。
上記のように、一部領域Ａ１２を好適に調整すれば、視野Ｖ１２に含まれる情報が得られる。仮に、一般的な自動車のサイドミラーと同様の視野Ｖ１１が得られるように撮像画像Ｐ１０から一部領域Ａ１１を切り出した場合、一部領域Ａ１１の画像Ｐ１１は大部分が道路で占められる。一部領域Ａ１２のように切り出すと、一部領域Ａ１２の画像Ｐ１２から十分な後方視界の情報が得られる。図１の例では、運転者が物体Ｏ１０の存在に容易に気づくことができるようになる。
つまり、表示制御装置１０を適用すれば、坂道を走行中の車両Ｃ１０を運転する運転者に対し、好適な後方視界を提供することができる。また、好適な後方視界の提供は安全性の向上に寄与する。なお、図１には車両Ｃ１０が上り坂を走行する場合を例示しているが、上記の表示制御装置１０を適用すると、車両Ｃ１０が下り坂を走行する場合でも好適な後方視界を提供することができる。また、図１の例ではカメラ２０をサイドミラーの位置（ミラー部分Ｍ１０）に設置しているが、サイドミラー以外のミラーが設置される部分に設置されてもよい。
以上、第１実施形態について説明した。
＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。
［２−１．車載装置の例］
まず、図２及び図３を参照しながら、第２実施形態に係る車載装置について説明する。以下の説明では、自動車などの車両Ｃに搭載される装置を総称して車載装置と呼ぶ。
なお、図２は、第２実施形態に係る車載装置の一例を示した第１の図である。また、図３は、第２実施形態に係る車載装置の一例を示した第２の図である。
図２に示すように、車両Ｃの車載装置は、電子制御ユニット１００、第１カメラ２０１Ａ、第２カメラ２０１Ｂ、第１モニタ２０２Ａ、第２モニタ２０２Ｂ、及び被制御機構２０３を含む。以下の説明において、電子制御ユニット１００、第１カメラ２０１Ａ、第２カメラ２０１Ｂ、第１モニタ２０２Ａ、及び第２モニタ２０２Ｂを後方視界提供装置ＲＶと呼ぶ場合がある。後方視界提供装置ＲＶは、表示制御装置の一例である。
ＥＣＵは、電子制御ユニット１００の一例である。電子制御ユニット１００は、被制御機構２０３を電子制御する。被制御機構２０３には、例えば、点火機構、燃料系統、吸排気系統、動弁機構、始動機構、駆動機構、安全装置、室内機器、灯火類などが含まれる。電子制御ユニット１００は、点火機構について点火時期を制御し、燃料系統について燃料の噴射タイミングや噴射量などを制御する。また、電子制御ユニット１００は、吸排気系統についてスロットル開度や過給器の過給圧などを制御し、動弁機構についてバルブタイミングやバルブリフト量などを制御する。
その他にも、電子制御ユニット１００は、始動機構についてセルモータなどを制御し、駆動機構についてクラッチなどを制御する。安全装置としては、例えば、ＡＢＳ（Antilock Brake System）やエアバッグなどがあり、その動作制御も電子制御ユニット１００により行われる。室内機器としては、例えば、エアコンディショナ、タコメータ、スピードメータなどがあり、これらも電子制御ユニット１００により制御される。また、方向指示器などの灯火類に関する制御も電子制御ユニット１００により行われる。
また、車両Ｃがハイブリッド自動車や電気自動車などの場合、電子制御ユニット１００は、例えば、電力回生ブレーキや動力モータの制御、バッテリの管理、エンジン・モータ間のクラッチ制御なども行う。電子制御ユニット１００は、機構制御部１０１、及び視界提供部１０２を有する。上記のような被制御機構２０３の制御は、電子制御ユニット１００が有する機能のうち、機構制御部１０１により実行される。一方、電子制御ユニット１００が有する視界提供部１０２は、後方視界提供装置ＲＶとしての機能を提供する。
視界提供部１０２は、第１カメラ２０１Ａ、第２カメラ２０１Ｂ、第１モニタ２０２Ａ、及び第２モニタ２０２Ｂを制御する。
第１カメラ２０１Ａ、及び第２カメラ２０１Ｂは、例えば、光学系、撮像素子、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）、及び信号処理回路などを有する撮像装置である。
光学系は、レンズや絞り機構などを含む導光手段である。撮像素子は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの光電変換素子である。ＡＤＣは、撮像素子から出力される電気信号をデジタル信号に変換する回路である。また、信号処理回路は、Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデジタル信号に対して画質の調整や符号化などの信号処理を施して画像データを生成する回路である。以下の説明において、第１カメラ２０１Ａ、第２カメラ２０１Ｂから出力される画像データを撮像画像と呼ぶ場合がある。
第１モニタ２０２Ａ、第２モニタ２０２Ｂは、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、又はＥＬＤ（Electro-Luminescence Display）などのディスプレイ装置である。なお、車両Ｃに搭載されたカーナビゲーションシステムなどに組み込まれたディスプレイ装置を第１モニタ２０２Ａ、第２モニタ２０２Ｂとして利用することも可能である。
第１カメラ２０１Ａから出力された撮像画像は、電子制御ユニット１００に入力される。電子制御ユニット１００は、入力された撮像画像の一部領域（以下、提示範囲）を切り出し、切り出した画像（以下、提示画像）を第１モニタ２０２Ａに表示させる。つまり、第１カメラ２０１Ａにより撮像された撮像画像の提示範囲が第１モニタ２０２Ａに表示される。
同様に、第２カメラ２０１Ｂから出力された撮像画像は、電子制御ユニット１００に入力される。電子制御ユニット１００は、入力された撮像画像から提示範囲を切り出して提示画像を生成し、生成した提示画像を第２モニタ２０２Ｂに表示させる。つまり、第２カメラ２０１Ｂにより撮像された撮像画像の提示範囲が第２モニタ２０２Ｂに表示される。
第１カメラ２０１Ａ、第２カメラ２０１Ｂは、例えば、図３に示すように、自動車のサイドミラーが配置される部分に、車両Ｃの後方に向けて設置される。図３の例では、第１カメラ２０１Ａが車両Ｃの左側面に設置されている。また、図３の例では、第２カメラ２０１Ｂが車両Ｃの右側面に設置されている。また、第１モニタ２０２Ａ、第２モニタ２０２Ｂは、例えば、図３に示すように、運転者が視認しやすい位置に設置される。図３の例では、第１モニタ２０２Ａがハンドルの左側に設置され、第２モニタ２０２Ｂがハンドルの右側に設置されている。
このような配置にすることで、運転者は、車両Ｃの左側面に設置された第１カメラ２０１Ａの映像をハンドルの左側に位置する第１モニタ２０２Ａで視認することができる。また、運転者は、車両Ｃの右側面に設置された第２カメラ２０１Ｂの映像をハンドルの左側に位置する第２モニタ２０２Ｂで視認することができる。つまり、図３の例は、２つのサイドミラーを第１カメラ２０１Ａ、第２カメラ２０１Ｂ、第１モニタ２０２Ａ、第２モニタ２０２Ｂにより代替した車両Ｃを示したものである。
以下、図３に例示した第１カメラ２０１Ａ、第２カメラ２０１Ｂ、第１モニタ２０２Ａ、第２モニタ２０２Ｂの配置を想定して説明を進める。但し、第２実施形態に係る技術の適用範囲はこれに限定されず、カメラ及びモニタの位置や数を変更してもよい。例えば、バックミラーの位置や車両後方にカメラを設置し、カーナビゲーションシステムをモニタとして利用する形態なども考えられる。また、３つ以上のカメラ、及び３つ以上のモニタを車両Ｃの内外に設置してもよい。こうした変形例についても第２実施形態に係る技術の適用範囲に含まれる。
以上、第２実施形態に係る車載装置について説明した。
［２−２．視界提供部の機能］
次に、図４〜図１０を参照しながら、電子制御ユニット１００が有する機能のうち、視界提供部１０２の機能について説明する。
なお、図４は、第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第１の図である。また、図５は、第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第２の図である。また、図６は、第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第３の図である。
また、図７は、第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第４の図である。また、図８は、第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第５の図である。また、図９は、第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第６の図である。また、図１０は、第２実施形態に係る視界提供部の機能について説明するための第７の図である。
図４に示すように、視界提供部１０２は、記憶部１２１、移動速度取得部１２２、加速度取得部１２３、道路勾配計算部１２４、基準地点計算部１２５、画像切り出し部１２６、及び画像表示部１２７を有する。
なお、記憶部１２１の機能は、ＲＡＭなどの揮発性記憶装置、或いは、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置を利用して実現可能である。移動速度取得部１２２、加速度取得部１２３、道路勾配計算部１２４、基準地点計算部１２５、画像切り出し部１２６、及び画像表示部１２７の機能は、ＣＰＵやＤＳＰなどのプロセッサを利用して実現可能である。また、移動速度取得部１２２、加速度取得部１２３、道路勾配計算部１２４、基準地点計算部１２５、画像切り出し部１２６、及び画像表示部１２７の機能は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの電子回路を利用して実現することも可能である。
記憶部１２１には、第１カメラ２０１Ａにより撮像された撮像画像が格納される。また、記憶部１２１には、第２カメラ２０１Ｂにより撮像された撮像画像が格納される。移動速度取得部１２２は、機構制御部１０１から車両Ｃの移動速度（例えば、スピードメータに表示する車速）を取得する。移動速度取得部１２２により取得された移動速度の情報は、記憶部１２１に格納される。
加速度取得部１２３は、３軸加速度センサなどの加速度計を有し、加速度計を利用して加速度を取得する。利用可能な加速度計としては、例えば、ピエゾ抵抗型３軸加速度センサ、静電容量型３軸加速度センサ、熱検知型３軸加速度センサなどがある。加速度取得部１２３により取得された加速度の情報は、記憶部１２１に格納される。
道路勾配計算部１２４は、記憶部１２１に格納された加速度の情報に基づいて道路勾配を計算する。道路勾配計算部１２４により計算された道路勾配の情報は、記憶部１２１に格納される。なお、道路勾配の計算方法については後述する。
基準地点計算部１２５は、車両Ｃが現在走行中の地点から所定距離だけ後方に位置する道路上の地点（以下、基準地点）を計算する。このとき、基準地点計算部１２５は、記憶部１２１に格納された道路勾配の時系列データ及び移動速度の時系列データに基づいて道路形状を推定する。また、基準地点計算部１２５は、推定した道路形状に基づいて基準地点を計算する。基準地点計算部１２５により計算された基準地点の情報は、記憶部１２１に格納される。なお、基準地点の計算方法については後述する。
画像切り出し部１２６は、記憶部１２１に格納された基準地点の情報に基づいて撮像画像から提示範囲を決定する。また、画像切り出し部１２６は、決定した提示範囲を撮像画像から切り出して提示画像を生成する。画像切り出し部１２６により生成された提示画像は、画像表示部１２７に入力される。なお、提示範囲の決定方法については後述する。画像表示部１２７は、第１カメラ２０１Ａの撮像画像から切り出された提示画像を第１モニタ２０２Ａに表示させる。また、画像表示部１２７は、第２カメラ２０１Ｂの撮像画像から切り出された提示画像を第２モニタ２０２Ｂに表示させる。
（道路勾配の計算について）
ここで、図５を参照しながら、道路勾配の計算方法について説明する。なお、ここで言う道路勾配とは、水平面（重力がかかる方向に対して垂直な面）に対する道路の傾き（例えば、図５に例示した傾斜角Θ）を意味する。
図５に示すように、車両Ｃの進行方向と逆の方向を示すｘ軸、ｘ軸と垂直なｚ軸、ｘ−ｚ面と交わる水平面上に設定したＸ軸、及びＸ軸と垂直なＺ軸を考える。このような軸を設定するとｘ軸とＸ軸との成す角が傾斜角Θとなる。
例えば、３軸加速度センサから得られるｘ軸方向の加速度をＡx、ｚ軸方向の加速度をＡz、Ｘ軸方向の加速度をＡと表記すると、Ａx、Ａz、Ａの関係は、重力加速度ｇ及び傾斜角Θを用いて下記の式（１）及び式（２）のように表現される。下記の式（１）及び式（２）を変形すると、下記の式（３）及び式（４）が得られる。道路勾配計算部１２４は、記憶部１２１に格納された加速度Ａx、Ａz、及び重力加速度ｇを下記の式（３）及び式（４）に代入して傾斜角Θを計算する。
Ａx ＝ ｇ・ｓｉｎΘ ＋ Ａ・ｃｏｓΘ
…（１）
Ａz ＝ −ｇ・ｃｏｓΘ ＋ Ａ・ｓｉｎΘ
…（２）
Figure 2015083228
Figure 2015083228
 以上、道路勾配の計算方法について説明した。
（基準地点の計算について）
次に、図６を参照しながら、基準地点の計算方法について説明する。以下の説明では、時刻ｔにおける道路勾配を傾斜角Θ（ｔ）、移動速度をｖ（ｔ）、単位時間Δｔに車両Ｃが移動した距離をｄ（ｔ）、現在位置を基準として時刻ｔに車両Ｃが位置する道路の高さをＨ（ｔ）と表記する。また、現在位置を基準とするＸ軸方向（図５を参照）の距離をＸ（ｔ）と表記する。なお、時刻ｔ０における車両Ｃの位置を現在位置とする。
車両Ｃが下り勾配を走行している場合、図６の（Ａ）に示したような傾斜角Θ（ｔ）のグラフが得られる。また、時刻ｔにおける車両Ｃの移動距離ｄ（ｔ）は、ｖ（ｔ）×Δｔを計算することにより得られる。従って、図６の（Ｂ）に示すように、高さＨ（ｔ）及び距離Ｘ（ｔ）が示す地点から、傾斜角Θ（ｔ）の方向に移動距離ｄ（ｔ）だけ後方の地点が、時刻ｔ−１における道路の位置（Ｈ（ｔ−１）、Ｘ（ｔ−１））であると推定される。基準地点計算部１２５は、上記の方法を用いて逐次的に高さＨ（ｔ）及び距離Ｘ（ｔ）を推定する。
高さＨ（ｔ）及び距離Ｘ（ｔ）を計算した基準地点計算部１２５は、現在位置と推定した地点とを結ぶ直線の長さＤ（ｔ）を計算する。また、基準地点計算部１２５は、計算した長さＤ（ｔ）が許容可能な誤差の範囲で所定距離Ｄthと一致するか否かを判定する。長さＤ（ｔ）が所定距離Ｄthと一致する場合、図６の（Ｃ）に示すように、基準地点計算部１２５は、その地点を基準地点Ｑに決定する。一方、長さＤ（ｔ）が所定距離Ｄthと一致しない場合、基準地点計算部１２５は、上記の推定処理を継続する。
基準地点計算部１２５により推定された高さＨ（ｔ）及び距離Ｘ（ｔ）の時系列データは、記憶部１２１に格納される。また、基準地点計算部１２５により決定された基準地点Ｑの情報は、記憶部１２１に格納される。
なお、上記の例では高さＨ（ｔ）及び距離Ｘ（ｔ）を推定する度に、長さＤ（ｔ）が所定距離Ｄthと一致するか否かを判定していたが、距離Ｘ（ｔ）の積分値が所定距離Ｄthより大きくなるまで道路形状Ｒを計算した後で、道路形状Ｒから基準地点Ｑを決定する仕組みに変形することもできる。また、現在地点と基準地点Ｑとの間の距離Ｄ（ｔ）を直線距離としているが、道路形状Ｒに沿って距離Ｄ（ｔ）を評価する仕組みに変形することもできる。
以上、基準地点の計算方法について説明した。
（提示範囲の決定について）
次に、図７〜図１０を参照しながら、提示範囲の決定方法について説明する。ここでは、図７に示すように、撮像画像Ｐｗから提示画像Ｐｃを切り出すことを前提に提示範囲の決定方法について考える。なお、説明の都合上、第１カメラ２０１Ａにより撮像された撮像画像Ｐｗから提示画像Ｐｃを切り出す方法を例に説明を進める。
第１カメラ２０１Ａ、第１モニタ２０２Ａを１つのサイドミラーの代替として利用する場合、提示範囲の決定時に、サイドミラーについて法令で規定された要件を満たすことが求められる。例えば、サイドミラーについては、車両後方に所定距離（例えば、５０ｍ）だけ離れた地点が確認できるようにすることが法令で規定されている。こうした要件を踏まえ、切り出し部１２６は、図７の（Ａ）に示すように、視野角λを固定した視野Ｖに対応する提示範囲Ｗを決定する。但し、視野角λは、車両後方に所定距離だけ離れた地点の対象物が規定の大きさで提示範囲Ｗに含まれるような角度に設定される。
また、図７の（Ａ）に示すように、第１カメラ２０１Ａの視野角λ０が、提示範囲Ｗに対応する視野角λよりも大きくなるように、第１カメラ２０１Ａとして利用されるカメラの焦点距離が選択される。以下、第１カメラ２０１Ａの位置（図７の例ではレンズの位置）をｑ0と表記し、第１カメラ２０１Ａの正面方向（光軸方向）に位置する点をｑ1と表記する。また、図７の（Ｂ）に示すように、提示範囲Ｗに対応する視野Ｖの中心方向に位置する点をｑ2と表記する。また、ｑ0とｑ1とを結ぶ線分（以下、線分ｑ0−ｑ1）と、ｑ0とｑ2とを結ぶ線分（以下、線分ｑ0−ｑ2）とが成す角度をηと表記する。
画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−ｑ1と線分ｑ0−ｑ2とが成す角度ηを変化させ、好適な提示範囲Ｗを決定する。このとき、画像切り出し部１２６は、視野Ｖが第１カメラ２０１Ａの視野（図７に示した撮像範囲）に収まる範囲で角度ηを変化させる。なお、以下の説明において、線分ｑ0−ｑ2が線分ｑ0−ｑ1よりも上方となる場合の角度ηを正値（＋）で表現し、線分ｑ0−ｑ2が線分ｑ0−ｑ1よりも下方となる場合の角度ηを負値（−）で表現することがある。提示範囲Ｗを決定した画像切り出し部１２６は、撮像画像Ｐｗから提示範囲Ｗを切り出して提示画像Ｐｃを生成する。
図７の例は、上り坂を走行中の車両Ｃから第１カメラ２０１Ａにより撮像した撮像画像Ｐｗ、及び＋方向及び−方向に角度ηを変化させた場合に得られる提示画像Ｐｃの変化を模式的に示したものである。なお、ハッチングを施した部分は道路を示している。図７の（Ａ）に示すように、上り坂を走行している場合、角度ηが０に設定されていると、提示画像Ｐｃの大部分が道路で占められ、後方視界が制限される。また、角度ηが−方向に変化した場合、図７の（Ｃ）に示すように、提示画像Ｐｃに占める道路の割合はさらに大きくなる。一方、角度ηを＋方向に変化させると、図７の（Ｂ）に示すように、提示画像Ｐｃに占める道路の割合は減り、好適な後方視界が得られる。
図７の例では、角度ηを＋方向に変化させることで、運転者にとって好適な後方視界が得られるようになり、安全性の向上や運転者の不安低減に寄与する。但し、角度ηを＋方向に変化させ過ぎると、車両Ｃに近い後方視界が提示画像Ｐｃに含まれなくなる可能性がある。また、法令で規定された地点が提示画像Ｐｃに含まれなくなる可能性がある。また、同じ上り坂でも走行位置によって角度ηの好適な値は変化する。また、下り坂の場合にも角度ηの好適な値は変化する。そこで、画像切り出し部１２６は、こうした事情を考慮した好適な角度ηの制御を行う。
（上り坂の場合）
まず、図８及び図９を参照しながら、上り坂を走行中の車両Ｃにおける提示範囲Ｗの決定方法について説明する。なお、説明の中で、点ｑ0と基準地点Ｑとを結ぶ線分（以下、線分ｑ0−Ｑ）と、水平面とが成す角度をΘQと表記する。また、車両Ｃが水平面上にある場合、角度ηが０のときに好適な提示画像Ｐｃが得られるとする。つまり、車両Ｃが水平面上にある場合には、第１カメラ２０１Ａの正面に好適な後方視界が得られるとする。
図８の（Ａ）に示すように、車両Ｃが上り坂を上り始めた状態（Θ＞ΘQ）において、角度ηが０の状態（線分ｑ0−ｑ1に沿った方向を撮像する状態）で得られる提示画像Ｐｃは、道路の占める割合が大きな画像となる。そのため、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑが視野Ｖに含まれるように角度ηを＋方向に変化させる。このとき、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図８の（Ａ）のように、視野Ｖの上方境界と線分ｑ0−Ｑとが近接する状態）に留めるようにする。
角度ηが大きく変化すると、提示画像Ｐｃが大きく変化し、どの位置を見ているのかを瞬時に認識することが難しくなるなど、運転者に戸惑いを与える可能性がある。しかし、角度ηの変化を最小限に留めることで、提示画像Ｐｃの大きな変化を抑制し、運転者の戸惑いを低減することができる。結果として安全性の向上にも寄与する。
図８の（Ｂ）に示すように、車両Ｃが上り坂を上り終わる状態（Θ＜ΘQ）において、角度ηが０の状態（線分ｑ0−ｑ1に沿った方向を撮像する状態）で得られる提示画像Ｐｃは、空（道路から大きく上方に離れた空間）の占める割合が大きな画像となる。そのため、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑが視野Ｖに含まれるように角度ηを−方向に変化させる。このとき、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図８の（Ｂ）のように、視野Ｖの下方境界と線分ｑ0−Ｑとが近接する状態）に留めるようにする。
角度ηが大きく変化すると、提示画像Ｐｃが大きく変化し、どの位置を見ているのかを瞬時に認識することが難しくなるなど、運転者に戸惑いを与える可能性がある。しかし、角度ηの変化を最小限に留めることで、提示画像Ｐｃの大きな変化を抑制し、運転者の戸惑いを低減することができる。結果として安全性の向上にも寄与する。
但し、車両Ｃが上り坂を上りきった後、図８（Ｂ）に示した方法で、線分ｑ0−Ｑ（基準線）を基準に角度ηを変化させると、図９の（Ａ）に示すように、基準線が上り坂の頂点と交差して道路の占める割合が大きな提示画像Ｐｃが得られる。そこで、画像切り出し部１２６は、図９の（Ｂ）に示すように、上り坂の道路に接する接線（以下、線分ｑ0−ＱT）を計算し、線分ｑ0−ＱTを基準に角度ηを変化させる。つまり、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−ＱTが視野Ｖに含まれるように角度ηを−方向に変化させる。このとき、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図９の（Ｂ）のように、視野Ｖの下方境界と線分ｑ0−ＱTとが近接する状態）に留めるようにする。
角度ηが大きく変化すると、提示画像Ｐｃが大きく変化し、どの位置を見ているのかを瞬時に認識することが難しくなるなど、運転者に戸惑いを与える可能性がある。しかし、角度ηの変化を最小限に留めることで、提示画像Ｐｃの大きな変化を抑制し、運転者の戸惑いを低減することができる。結果として安全性の向上にも寄与する。
上記の方法で角度ηを変化させることにより、上り坂を走行中でも車両Ｃの後方に所定距離だけ離れた地点を含み、かつ、好適な後方視界が得られる提示画像Ｐｃが得られる。
（下り坂の場合）
次に、図１０を参照しながら、下り坂を走行中の車両Ｃにおける提示範囲Ｗの決定方法について説明する。
図１０の（Ａ）に示すように、車両Ｃが下り坂を下り始めた状態（Θ＞ΘQ）において、角度ηが０の状態（線分ｑ0−ｑ1に沿った方向を撮像する状態）で得られる提示画像Ｐｃは、空（道路から大きく上方に離れた空間）の占める割合が大きな画像となる。そのため、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑが視野Ｖに含まれるように角度ηを−方向に変化させる。このとき、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図９の（Ａ）のように、視野Ｖの下方境界と線分ｑ0−Ｑとが近接する状態）に留めるようにする。
角度ηが大きく変化すると、提示画像Ｐｃが大きく変化し、どの位置を見ているのかを瞬時に認識することが難しくなるなど、運転者に戸惑いを与える可能性がある。しかし、角度ηの変化を最小限に留めることで、提示画像Ｐｃの大きな変化を抑制し、運転者の戸惑いを低減することができる。結果として安全性の向上にも寄与する。
但し、車両Ｃが下り坂を下り終わる状態において、図１０（Ａ）に示した方法で、線分ｑ0−Ｑ（基準線）を基準に角度ηを変化させると、図１０の（Ｂ）に示すように、基準線が下り坂の頂点と交差して道路の占める割合が大きな提示画像Ｐｃが得られる。そこで、画像切り出し部１２６は、図１０の（Ｂ）に示すように、下り坂の道路に接する接線（線分ｑ0−ＱT）を計算し、線分ｑ0−ＱTを基準に角度ηを変化させる。つまり、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−ＱTが視野Ｖに含まれるように角度ηを＋方向に変化させる。このとき、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図１０の（Ｂ）のように、視野Ｖの下方境界と線分ｑ0−ＱTとが近接する状態）に留めるようにする。
角度ηが大きく変化すると、提示画像Ｐｃが大きく変化し、どの位置を見ているのかを瞬時に認識することが難しくなるなど、運転者に戸惑いを与える可能性がある。しかし、角度ηの変化を最小限に留めることで、提示画像Ｐｃの大きな変化を抑制し、運転者の戸惑いを低減することができる。結果として安全性の向上にも寄与する。
図１０の（Ｃ）に示すように、車両Ｃが下り坂を下りきった後（Θ＜ΘQ）において、角度ηが０の状態（線分ｑ0−ｑ1に沿った方向を撮像する状態）で得られる提示画像Ｐｃは、道路の占める割合が大きな画像となる。そのため、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑが視野Ｖに含まれるように角度ηを＋方向に変化させる。このとき、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図１０の（Ｃ）のように、視野Ｖの上方境界と線分ｑ0−Ｑとが近接する状態）に留めるようにする。
角度ηが大きく変化すると、提示画像Ｐｃが大きく変化し、どの位置を見ているのかを瞬時に認識することが難しくなるなど、運転者に戸惑いを与える可能性がある。しかし、角度ηの変化を最小限に留めることで、提示画像Ｐｃの大きな変化を抑制し、運転者の戸惑いを低減することができる。結果として安全性の向上にも寄与する。
以上、提示範囲の決定方法について説明した。なお、第１カメラ２０１Ａにより撮像された撮像画像Ｐｗから提示画像Ｐｃを生成する例を中心に説明したが、第２カメラ２０１Ｂにより撮像された撮像画像Ｐｗから提示画像Ｐｃを生成する場合も同様である。
上記のように、道路形状Ｒに基づいて提示範囲Ｗを適切に調整することにより、法令上の規定を遵守しつつ、運転者に好適な後方視界を提示することができる。その結果、安全性の向上に寄与する。
以上、視界提供部１０２の機能について説明した。
［２−３．処理の流れ］
次に、図１１〜図１７を参照しながら、視界提供部１０２が実行する処理の流れについて説明する。
なお、図１１は、第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第１の図である。また、図１２は、第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第２の図である。また、図１３は、第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第３の図である。
また、図１４は、第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第４の図である。また、図１５は、第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第５の図である。また、図１６は、第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第６の図である。また、図１７は、第２実施形態に係る視界提供部が実行する処理の流れについて説明するための第７の図である。
（全体的な処理の流れ）
まず、図１１を参照しながら、全体的な処理の流れについて説明する。
（Ｓ１０１）道路勾配計算部１２４は、記憶部１２１に格納された加速度の情報に基づいて道路勾配を計算する。道路勾配計算部１２４により計算された道路勾配の情報は、記憶部１２１に格納される。なお、加速度の情報は、加速度取得部１２３により３軸加速度センサなどの加速度計を利用して取得され、記憶部１２１に格納されている。
（Ｓ１０２）基準地点計算部１２５は、記憶部１２１に格納された道路勾配の時系列データ及び移動速度の時系列データに基づいて道路形状を推定する。なお、移動速度の時系列データは、移動速度取得部１２２により機構制御部１０１から取得され、記憶部１２１に格納されている。
（Ｓ１０３）基準地点計算部１２５は、Ｓ１０２の処理で推定した道路形状に基づいて基準地点を計算する。基準地点計算部１２５により計算された基準地点の情報は、記憶部１２１に格納される。
（Ｓ１０４）画像切り出し部１２６は、記憶部１２１に格納された基準地点の情報に基づいて撮像画像から提示範囲を決定する。
（Ｓ１０５）画像切り出し部１２６は、決定した提示範囲を撮像画像から切り出して提示画像を生成する。画像切り出し部１２６により生成された提示画像は、画像表示部１２７に入力される。
（Ｓ１０６）画像表示部１２７は、第１カメラ２０１Ａの撮像画像から切り出された提示画像を第１モニタ２０２Ａに表示させる。また、画像表示部１２７は、第２カメラ２０１Ｂの撮像画像から切り出された提示画像を第２モニタ２０２Ｂに表示させる。なお、記憶部１２１には、第１カメラ２０１Ａにより撮像された撮像画像、及び第２カメラ２０１Ｂにより撮像された撮像画像が格納されている。
Ｓ１０６の処理が完了すると、図１１に示した一連の処理は終了する。
以上、全体的な処理の流れについて説明した。
（道路勾配の計算に係る処理の流れ）
次に、図１２を参照しながら、道路勾配の計算に係る処理の流れについて説明する。なお、図１２に示す処理は、Ｓ１０１の処理に対応する。
（Ｓ１１１）道路勾配計算部１２４は、記憶部１２１に格納された加速度の情報を取得する。例えば、道路勾配計算部１２４は、時刻ｔにおいて３軸加速度センサから得られたｘ軸方向の加速度Ａx及びｚ軸方向の加速度Ａz（図５を参照）を取得する。
（Ｓ１１２）道路勾配計算部１２４は、Ｓ１１１の処理で取得した加速度Ａx、Ａz、及び重力加速度ｇを上記の式（３）に代入してＸ方向の加速度Ａを計算する。また、道路勾配計算部１２４は、加速度Ａx、Ａz、Ａ、及び重力加速度ｇを上記の式（４）に代入して傾斜角Θを計算する。道路勾配計算部１２４により計算された傾斜角Θは、時刻ｔにおける道路勾配を示す傾斜角Θ（ｔ）として記憶部１２１に格納される。
Ｓ１１２の処理が完了すると、図１２に示した一連の処理は終了する。
以上、道路勾配の計算に係る処理の流れについて説明した。
（道路形状の計算に係る処理の流れ）
次に、図１３を参照しながら、道路形状の計算に係る処理の流れについて説明する。なお、図１３に示す処理は、Ｓ１０２の処理に対応する。
（Ｓ１２１）基準地点計算部１２５は、記憶部１２１に格納された移動速度の時系列データを取得する。例えば、基準地点計算部１２５は、時刻ｔにおける移動速度ｖ（ｔ）を取得する（図６を参照）。
（Ｓ１２２）基準地点計算部１２５は、記憶部１２１に格納された道路勾配の時系列データを取得する。例えば、基準地点計算部１２５は、時刻ｔにおける傾斜角Θ（ｔ）を取得する（図６を参照）。
（Ｓ１２３）基準地点計算部１２５は、Ｓ１２１及びＳ１２２の処理で取得した移動速度及び道路勾配の時系列データを用いて道路形状を計算する。
まず、基準地点計算部１２５は、例えば、時刻ｔにおいて車両Ｃが単位時間Δｔの間に移動した移動距離ｄ（ｔ）を計算する。なお、時刻ｔにおける車両Ｃの移動距離ｄ（ｔ）は、ｖ（ｔ）×Δｔを計算することにより得られる。
次いで、基準地点計算部１２５は、時刻ｔにおける高さＨ（ｔ）の地点から、傾斜角Θ（ｔ）の方向に移動距離ｄ（ｔ）だけ後方の地点を時刻ｔ−１における道路の位置（Ｈ（ｔ−１）、Ｘ（ｔ−１））と推定する。基準地点計算部１２５により推定されたＨ（ｔ−１）、Ｘ（ｔ−１）の情報は、記憶部１２１に格納される。
Ｓ１２１〜Ｓ１２３の処理は、現在時刻ｔ0から過去へ遡る方向に時刻ｔを更新しながら逐次的に繰り返し実行される。例えば、距離Ｘ（ｔ）を時刻ｔ０から時刻ｔまで積分した積分値が所定距離Ｄthより大きくなるまでＳ１２１〜Ｓ１２３の処理が繰り返し実行される。なお、逐次計算されたＨ（ｔ）、Ｘ（ｔ）のデータが道路形状Ｒ（図６を参照）の時系列データとなる。
Ｓ１２３の処理が完了すると、図１３に示した一連の処理は終了する。
以上、道路形状の計算に係る処理の流れについて説明した。
（基準地点の計算に係る処理の流れ）
次に、図１４を参照しながら、基準地点の計算に係る処理の流れについて説明する。なお、図１４に示す処理は、Ｓ１０３の処理に対応する。
（Ｓ１３１）基準地点計算部１２５は、記憶部１２１に格納された道路形状の時系列データを取得する。例えば、基準地点計算部１２５は、Ｓ１０２の処理で推定された道路形状Ｒを示す高さＨ（ｔ）及び距離Ｘ（ｔ）のデータを取得する。
（Ｓ１３２）基準地点計算部１２５は、車両Ｃの現在位置から、予め設定された距離だけ離れた道路上の地点を検出する。例えば、基準地点計算部１２５は、時刻ｔ0に対応する車両Ｃの現在位置と、時刻ｔに対応する高さＨ（ｔ）及び距離Ｘ（ｔ）で表される道路形状Ｒの地点との間の距離Ｄ（ｔ）を計算する。そして、基準地点計算部１２５は、許容可能な誤差の範囲で距離Ｄ（ｔ）が所定距離Ｄthに一致するか否かを判定する。基準地点計算部１２５は、時刻ｔを更新しながら判定処理を実行し、距離Ｄ（ｔ）が所定距離Ｄthに一致する地点を検出する。
（Ｓ１３３）基準地点計算部１２５は、Ｓ１３２の処理で検出した地点を基準地点に設定する。基準地点計算部１２５により設定された基準地点の情報は記憶部１２１に格納される。Ｓ１３３の処理が完了すると、図１４に示した一連の処理は終了する。
以上、基準地点の計算に係る処理の流れについて説明した。
（提示範囲の決定に係る処理の流れ）
次に、図１５〜図１７を参照しながら、提示範囲の決定に係る処理の流れについて説明する。なお、図１５〜図１７に示す処理は、Ｓ１０４の処理に対応する。なお、以下の説明において、車両Ｃの進行方向が水平面に対して下方に向いている場合の傾斜角Θを負値で表現し、車両Ｃの進行方向が水平面に対して上方に向いている場合の傾斜角Θを正値で表現する。
（Ｓ１４１）画像切り出し部１２６は、記憶部１２１から現在時刻ｔ0における傾斜角Θを取得する。また、画像切り出し部１２６は、取得した傾斜角Θと閾値Ｔｈ1とを比較し、傾斜角Θが閾値Ｔｈ1よりも大きいか否かを判定する。傾斜角Θが閾値Ｔｈ1よりも大きい場合、処理は、図１６のＳ１４４に進む。一方、傾斜角Θが閾値Ｔｈ1よりも大きくない場合、処理は、Ｓ１４２に進む。
なお、閾値Ｔｈ1は、上り坂を判別するために予め設定された閾値である。従って、閾値Ｔｈ1は、正値に設定される。例えば、車両Ｃが道路の小さな凹凸などに乗り上げた際に上り坂と判定されないよう、閾値Ｔｈ1は、０よりも大きな値に設定される。このような設定にすれば、道路の小さな凹凸に反応して提示範囲Ｗが頻繁に変化することによる視認性の悪化を抑制することができる。また、安定した後方視界が得られるため、安全性の向上に寄与する。
（Ｓ１４２）画像切り出し部１２６は、Ｓ１４１の処理で取得した傾斜角Θと閾値Ｔｈ2とを比較し、傾斜角Θが閾値Ｔｈ2よりも小さいか否かを判定する。傾斜角Θが閾値Ｔｈ2よりも小さい場合、処理は、図１７のＳ１５０に進む。一方、傾斜角Θが閾値Ｔｈ2よりも小さくない場合、処理は、Ｓ１４３に進む。
なお、閾値Ｔｈ2は、下り坂を判別するために予め設定された閾値である。従って、閾値Ｔｈ2は、負値に設定される。例えば、車両Ｃが道路の小さな凹凸などを越えた後に下り坂と判定されないよう、閾値Ｔｈ2は、０よりも小さな値に設定される。このような設定にすれば、道路の小さな凹凸に反応して提示範囲Ｗが頻繁に変化することによる視認性の悪化を抑制することができる。また、安定した後方視界が得られるため、安全性の向上に寄与する。
（Ｓ１４３）画像切り出し部１２６は、提示範囲Ｗを既定値に設定する。Ｓ１４３の処理は、車両Ｃが水平面に近い形状の道路を走行中に実行される。この場合には、傾斜角Θに応じた提示範囲Ｗの補正は行わず、予め設定された提示範囲Ｗ（既定値）の提示画像Ｐｃが運転者に提示される。既定値には、例えば、第１カメラ２０１Ａ、第２カメラ２０１Ｂの光軸方向を中心とする視野Ｖに対応する提示範囲Ｗが設定される。つまり、角度ηが０となるような提示範囲Ｗが既定値に設定される。
Ｓ１４３の処理が完了すると、図１５〜図１７に示した一連の処理は終了する。
（Ｓ１４４）画像切り出し部１２６は、記憶部１２１から基準地点Ｑの情報を取得し、基準地点Ｑの情報に基づいて角度ΘQを計算する。また、画像切り出し部１２６は、角度ΘQと傾斜角Θとを比較し、角度ΘQが傾斜角Θよりも小さいか否かを判定する。つまり、画像切り出し部１２６は、道路が凹形状であるか否かを判定する。角度ΘQが傾斜角Θよりも小さい場合、処理は、Ｓ１４５に進む。一方、角度ΘQが傾斜角Θよりも小さくない場合、処理は、Ｓ１４６に進む。
（Ｓ１４５）画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑを基準に提示範囲Ｗを決定する。例えば、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑが視野Ｖに含まれるように角度ηを＋方向に変化させる（図８の（Ａ）を参照）。但し、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図８の（Ａ）のように、視野Ｖの上方境界と線分ｑ0−Ｑとが近接する状態）に留めるようにする。
Ｓ１４５の処理が完了すると、図１５〜図１７に示した一連の処理は終了する。
（Ｓ１４６）画像切り出し部１２６は、記憶部１２１から道路形状の時系列データを取得し、線分ｑ0−Ｑが道路と交わるか否かを判定する。線分ｑ0−Ｑが道路と交わる場合、処理はＳ１４８に進む。一方、線分ｑ0−Ｑが道路と交わらない場合、処理はＳ１４７に進む。
（Ｓ１４７）画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑを基準に提示範囲Ｗを決定する。例えば、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑが視野Ｖに含まれるように角度ηを−方向に変化させる（図８の（Ｂ）を参照）。但し、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図８の（Ｂ）のように、視野Ｖの下方境界と線分ｑ0−Ｑとが近接する状態）に留めるようにする。
Ｓ１４７の処理が完了すると、図１５〜図１７に示した一連の処理は終了する。
（Ｓ１４８）画像切り出し部１２６は、Ｓ１４６の処理で取得した道路形状の時系列データを用いて道路に接する接線（線分ｑ0−ＱT）を計算する（図９の（Ｂ）を参照）。
（Ｓ１４９）画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−ＱTを基準に提示範囲Ｗを決定する。例えば、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−ＱTが視野Ｖに含まれるように角度ηを−方向に変化させる（図９の（Ｂ）を参照）。但し、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図９の（Ｂ）のように、視野Ｖの下方境界と線分ｑ0−ＱTとが近接する状態）に留めるようにする。
Ｓ１４９の処理が完了すると、図１５〜図１７に示した一連の処理は終了する。
（Ｓ１５０）画像切り出し部１２６は、記憶部１２１から基準地点Ｑの情報を取得し、基準地点Ｑの情報に基づいて角度ΘQを計算する。また、画像切り出し部１２６は、角度ΘQと傾斜角Θとを比較し、角度ΘQが傾斜角Θよりも大きいか否かを判定する。つまり、画像切り出し部１２６は、道路が凸形状であるか否かを判定する。角度ΘQが傾斜角Θよりも大きい場合、処理は、Ｓ１５１に進む。一方、角度ΘQが傾斜角Θよりも大きくない場合、処理は、Ｓ１５２に進む。
（Ｓ１５１）画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑを基準に提示範囲Ｗを決定する。例えば、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑが視野Ｖに含まれるように角度ηを−方向に変化させる（図１０の（Ａ）を参照）。但し、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図１０の（Ａ）のように、視野Ｖの下方境界と線分ｑ0−Ｑとが近接する状態）に留めるようにする。
Ｓ１５１の処理が完了すると、図１５〜図１７に示した一連の処理は終了する。
（Ｓ１５２）画像切り出し部１２６は、記憶部１２１から道路形状の時系列データを取得し、線分ｑ0−Ｑが道路と交わるか否かを判定する。線分ｑ0−Ｑが道路と交わる場合、処理はＳ１５４に進む。一方、線分ｑ０−Ｑが道路と交わらない場合、処理はＳ１５３に進む。
（Ｓ１５３）画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑを基準に提示範囲Ｗを決定する。例えば、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑが視野Ｖに含まれるように角度ηを＋方向に変化させる（図１０の（Ｃ）を参照）。但し、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図１０の（Ｃ）のように、視野Ｖの上方境界と線分ｑ0−Ｑとが近接する状態）に留めるようにする。
Ｓ１５３の処理が完了すると、図１５〜図１７に示した一連の処理は終了する。
（Ｓ１５４）画像切り出し部１２６は、Ｓ１５２の処理で取得した道路形状の時系列データを用いて道路に接する接線（線分ｑ0−ＱT）を計算する（図１０の（Ｂ）を参照）。
（Ｓ１５５）画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−ＱTを基準に提示範囲Ｗを決定する。例えば、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−ＱTが視野Ｖに含まれるように角度ηを＋方向に変化させる（図１０の（Ｂ）を参照）。但し、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図１０の（Ｂ）のように、視野Ｖの下方境界と線分ｑ0−ＱTとが近接する状態）に留めるようにする。
Ｓ１５５の処理が完了すると、図１５〜図１７に示した一連の処理は終了する。
以上、提示範囲の決定に係る処理の流れについて説明した。
［２−４．変形例＃１（傾斜角に基づく視界制御）］
次に、図１８及び図１９を参照しながら、第２実施形態の一変形例（変形例＃１）に係る視界提供方法について説明する。上記説明に係る視界提供方法は、道路勾配の時系列データから道路形状を推定する処理を含んでいた。変形例＃１は、道路形状の推定処理を省略し、検出した道路勾配から直接的に補正角度ηを計算する方法を提案するものである。
なお、図１８は、第２実施形態の一変形例（変形例＃１）に係る視界提供方法について説明するための第１の図である。また、図１９は、第２実施形態の一変形例（変形例＃１）に係る視界提供方法について説明するための第２の図である。
（上り坂の場合）
車両Ｃが上り坂を走行する場合、図１８に示すような走行距離に応じた傾斜角Θのデータが得られる。変形例＃１では、予め設定された２つの閾値Θth1、Θth2を用いて角度ηが制御される。例えば、画像切り出し部１２６は、傾斜角Θが閾値Θth1より大きくなるタイミング、及び傾斜角Θが閾値Θth2より小さくなるタイミングで予め設定されたパターンＦ1、Ｆ2に沿って角度ηを変化させる。なお、閾値Θth1、Θth2は正値である。例えば、閾値Θth1、Θth2は、Θth1＞Θth2＞０を満たすように設定される。
図１８の例では、傾斜角Θが閾値Θth1を上回った後、徐々に角度ηが＋方向に大きくなり、その後、徐々に角度ηが０に近づくように、パターンＦ1が設定されている。傾斜角Θが閾値Θth2を下回った後、徐々に角度ηが−方向に大きくなり、その後、徐々に角度ηが０に近づくように、パターンＦ2が設定されている。パターンＦ1、Ｆ2のカーブは、例えば、走行速度と道路勾配とを考慮して実験的に決定される。
（下り坂の場合）
車両Ｃが下り坂を走行する場合、図１９に示すような走行距離に応じた傾斜角Θのデータが得られる。変形例＃１では、予め設定された２つの閾値Θth3、Θth4を用いて角度ηが制御される。例えば、画像切り出し部１２６は、傾斜角Θが閾値Θth3より小さくなるタイミング、及び傾斜角Θが閾値Θth4より大きくなるタイミングで予め設定されたパターンＦ3、Ｆ4に沿って角度ηを変化させる。なお、閾値Θth3、Θth4は負値である。例えば、閾値Θth3、Θth4は、Θth4＜Θth3＜０を満たすように設定される。
図１９の例では、傾斜角Θが閾値Θth3を下回った後、徐々に角度ηが−方向に大きくなり、その後、徐々に角度ηが０に近づくように、パターンＦ3が設定されている。傾斜角Θが閾値Θth4を上回った後、徐々に角度ηが＋方向に大きくなり、その後、徐々に角度ηが０に近づくように、パターンＦ4が設定されている。パターンＦ3、Ｆ4のカーブは、例えば、走行速度と道路勾配とを考慮して実験的に決定される。
変形例＃１を適用した場合、傾斜角Θ及び移動速度Ｖの時系列データを用いて道路形状を推定せずに提示範囲Ｗを制御することが可能になる。その結果、電子制御ユニット１００の処理負荷が低減される。
以上、変形例＃１に係る視界提供方法について説明した。
［２−５．変形例＃２（カーブを考慮した視界制御）］
次に、図２０を参照しながら、第２実施形態の一変形例（変形例＃２）に係る視界提供方法について説明する。変形例＃２は、カーブを考慮した提示範囲の制御方法を提案するものである。なお、図２０は、第２実施形態の一変形例（変形例＃２）に係る視界提供方法について説明するための図である。
図２０に示すように、車両Ｃが急なカーブを走行している場合、遠方の後方視野からは道路が外れてしまう可能性がある。そのため、傾斜角Θが大きいと判断して提示範囲Ｗをより遠方に移動すると、道路を含まない後方視界が提示範囲Ｗの大きな割合を占めてしまうことがある。
こうした事情を考慮し、変形例＃２では、車両Ｃが走行している道路の曲率を検出し、検出した曲率が予め設定した閾値より大きい場合に、提示範囲Ｗを既定値に固定する仕組みを提案する。なお、道路の曲率は、例えば、３軸加速度センサから得られる水平面上の加速度のうち、車両Ｃの進行方向に垂直な方向の加速度成分に基づいて評価することができる。また、ＧＰＳ（Global Positioning System）や地図情報を利用して車両Ｃが走行中の道路について曲率を計算し、曲率が閾値より大きいか否かを判定することもできる。
変形例＃２を適用した場合、基準地点Ｑに基づく提示範囲Ｗの制御により道路以外の後方視界が提示画像Ｐｃの大部分を占めてしまう状況を適切に回避することが可能になる。その結果、好適な後方視界を運転者に提供することができるようになり、安全性の向上に寄与する。
以上、変形例＃２に係る視界提供方法について説明した。
［２−６．変形例＃３（情報処理装置による視界制御）］
次に、図２１を参照しながら、第２実施形態の一変形例（変形例＃３）に係る情報処理装置について説明する。上記説明に係る視界提供方法は、電子制御ユニット１００により実現されていた。変形例＃３は、上記説明に係る視界提供方法を電子制御ユニット１００とは異なる情報処理装置により実現する方法を提案するものである。なお、図２１は、第２実施形態の一変形例（変形例＃３）に係る情報処理装置のハードウェアについて説明するための図である。
上記説明に係る視界提供方法を適用可能な情報処理装置としては、例えば、カーナビゲーションシステムなどが考えられる。また、スマートフォンやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置をカーナビゲーションシステムや電子制御ユニット１００に接続し、情報処理装置を視界提供部１０２として利用する利用形態も考えられる。
こうした方法を適用する場合、上述した視界提供部１０２の機能が情報処理装置に実装される。例えば、図２１に示すようなハードウェアを有する情報処理装置を利用することで、視界提供部１０２の機能を情報処理装置に実装することができる。この場合、視界提供部１０２が有する機能は、コンピュータプログラムを用いて図２１に示すハードウェアを制御することにより実現される。
図２１に示すように、このハードウェアは、主に、ＣＰＵ９０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）９０４と、ＲＡＭ９０６と、ホストバス９０８と、ブリッジ９１０とを有する。さらに、このハードウェアは、外部バス９１２と、インターフェース９１４と、入力部９１６と、出力部９１８と、記憶部９２０と、ドライブ９２２と、接続ポート９２４と、通信部９２６とを有する。
ＣＰＵ９０２は、例えば、演算処理装置又は制御装置として機能し、ＲＯＭ９０４、ＲＡＭ９０６、記憶部９２０、又はリムーバブル記録媒体９２８に記録された各種プログラムに基づいて各構成要素の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０４は、ＣＰＵ９０２に読み込まれるプログラムや演算に用いるデータなどを格納する記憶装置の一例である。ＲＡＭ９０６には、例えば、ＣＰＵ９０２に読み込まれるプログラムや、そのプログラムを実行する際に変化する各種パラメータなどが一時的又は永続的に格納される。
これらの要素は、例えば、高速なデータ伝送が可能なホストバス９０８を介して相互に接続される。一方、ホストバス９０８は、例えば、ブリッジ９１０を介して比較的データ伝送速度が低速な外部バス９１２に接続される。また、入力部９１６としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、タッチパッド、ボタン、スイッチ、及びレバーなどが用いられる。さらに、入力部９１６としては、赤外線やその他の電波を利用して制御信号を送信することが可能なリモートコントローラが用いられることもある。
出力部９１８としては、例えば、ＣＲＴ、ＬＣＤ、ＰＤＰ、又はＥＬＤなどのディスプレイ装置が用いられる。また、出力部９１８として、スピーカやヘッドホンなどのオーディオ出力装置、又はプリンタなどが用いられることもある。つまり、出力部９１８は、情報を視覚的又は聴覚的に出力することが可能な装置である。
記憶部９２０は、各種のデータを格納するための装置である。記憶部９２０としては、例えば、ＨＤＤなどの磁気記憶デバイスが用いられる。また、記憶部９２０として、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＲＡＭディスクなどの半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、又は光磁気記憶デバイスなどが用いられてもよい。
ドライブ９２２は、着脱可能な記録媒体であるリムーバブル記録媒体９２８に記録された情報を読み出し、又はリムーバブル記録媒体９２８に情報を書き込む装置である。リムーバブル記録媒体９２８としては、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどが用いられる。
接続ポート９２４は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）、ＲＳ−２３２Ｃポート、又は光オーディオ端子など、外部接続機器９３０を接続するためのポートである。外部接続機器９３０としては、例えば、プリンタなどが用いられる。
通信部９２６は、ネットワーク９３２に接続するための通信デバイスである。通信部９２６としては、例えば、有線又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）用の通信回路、ＷＵＳＢ（Wireless USB）用の通信回路、光通信用の通信回路やルータ、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）用の通信回路やルータ、携帯電話ネットワーク用の通信回路などが用いられる。通信部９２６に接続されるネットワーク９３２は、有線又は無線により接続されたネットワークであり、例えば、インターネット、ＬＡＮ、放送網、衛星通信回線などを含む。
以上、第２実施形態について説明した。
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
１０ 表示制御装置
１１ 記憶部
１２ 制御部
２０ カメラ
Ａ１１、Ａ１２ 一部領域
Ｃ１０ 車両
Ｌ１０ 所定距離
Ｍ１０ ミラー部分
Ｏ１０ 物体
Ｐ１０ 撮像画像
Ｐ１１、Ｐ１２ 画像
ＰＴ１０ 地点
Ｖ１１、Ｖ１２ 視野
θ 道路勾配
φ 視野角
画像処理を利用して走行時の安全性を高める技術としては、例えば、車両に搭載され、上り坂を走行中に、坂の頂上付近に位置する坂で隠れた他車両の存在を知らせる車載監視装置が提案されている。この車載監視装置は、車両の前方視界をカメラで撮像し、時間経過に伴って地平線上に迫り上がってくる物体を含む領域を撮像画像から抽出し、道路の凸形状部により部分的に隠蔽された他車両を識別する。
このような配置にすることで、運転者は、車両Ｃの左側面に設置された第１カメラ２０１Ａの映像をハンドルの左側に位置する第１モニタ２０２Ａで視認することができる。また、運転者は、車両Ｃの右側面に設置された第２カメラ２０１Ｂの映像をハンドルの右側に位置する第２モニタ２０２Ｂで視認することができる。つまり、図３の例は、２つのサイドミラーを第１カメラ２０１Ａ、第２カメラ２０１Ｂ、第１モニタ２０２Ａ、第２モニタ２０２Ｂにより代替した車両Ｃを示したものである。
第１カメラ２０１Ａ、第１モニタ２０２Ａを１つのサイドミラーの代替として利用する場合、提示範囲の決定時に、サイドミラーについて法令で規定された要件を満たすことが求められる。例えば、サイドミラーについては、車両後方に所定距離（例えば、５０ｍ）だけ離れた地点が確認できるようにすることが法令で規定されている。こうした要件を踏まえ、画像切り出し部１２６は、図７の（Ａ）に示すように、視野角λを固定した視野Ｖに対応する提示範囲Ｗを決定する。但し、視野角λは、車両後方に所定距離だけ離れた地点の対象物が規定の大きさで提示範囲Ｗに含まれるような角度に設定される。
図１０の（Ａ）に示すように、車両Ｃが下り坂を下り始めた状態（Θ＞ΘQ）において、角度ηが０の状態（線分ｑ0−ｑ1に沿った方向を撮像する状態）で得られる提示画像Ｐｃは、空（道路から大きく上方に離れた空間）の占める割合が大きな画像となる。そのため、画像切り出し部１２６は、線分ｑ0−Ｑが視野Ｖに含まれるように角度ηを−方向に変化させる。このとき、画像切り出し部１２６は、角度ηの変化を最小限（図１０の（Ａ）のように、視野Ｖの下方境界と線分ｑ0−Ｑとが近接する状態）に留めるようにする。

Claims (12)

  1. 車両の後方視界を撮像するカメラにより撮像された撮像画像が格納される記憶部と、
    道路勾配を検出し、前記道路勾配に基づいて前記車両から所定距離だけ離れた道路上の地点を計算し、前記カメラと前記地点とを結ぶ直線上の点を含むように前記撮像画像の一部領域を切り出し、前記一部領域の画像を表示させる制御部と
    を有する、表示制御装置。
  2. 前記制御部は、前記車両上で受ける加速度の情報を取得し、前記加速度に基づいて前記道路勾配を検出する
    請求項１に記載の表示制御装置。
  3. 前記制御部は、設定した閾値よりも前記道路勾配が小さい場合には前記撮像画像から所定の一部領域を切り出し、前記閾値よりも前記道路勾配が大きい場合には前記カメラと前記地点とを結ぶ直線上の点を含むように前記撮像画像の一部領域を切り出す
    請求項１又は２に記載の表示制御装置。
  4. 前記制御部は、前記道路勾配を示すデータを前記記憶部に時系列で格納し、前記道路勾配を示すデータに基づいて前記後方視界に含まれる道路の形状を計算し、前記道路の形状に基づいて前記地点を計算する
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示制御装置。
  5. 前記制御部は、前記カメラと前記地点とを結ぶ直線と、前記道路の形状を示す道路勾配曲線とが交わる場合に、前記道路勾配曲線の接線を基準に前記撮像画像の一部領域を決定する
    請求項４に記載の表示制御装置。
  6. 前記制御部は、前記カメラと前記地点とを結ぶ直線上の点を含むように切り出される前記撮像画像の一部領域において道路の占める割合が所定の割合よりも大きくなる場合、前記道路が占める割合が前記所定の割合よりも小さくなるように前記一部領域の位置を調整する
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示制御装置。
  7. 車両の後方視界を撮像するカメラにより撮像された撮像画像が格納される記憶部から前記撮像画像を取得することが可能なコンピュータが、
    道路勾配を検出し、前記道路勾配に基づいて前記車両から所定距離だけ離れた道路上の地点を計算し、前記カメラと前記地点とを結ぶ直線上の点を含むように前記撮像画像の一部領域を切り出し、前記一部領域の画像を表示させる
    表示制御方法。
  8. 車両の後方視界を撮像するカメラにより撮像された撮像画像が格納される記憶部から前記撮像画像を取得することが可能なコンピュータに、
    道路勾配を検出し、前記道路勾配に基づいて前記車両から所定距離だけ離れた道路上の地点を計算し、前記カメラと前記地点とを結ぶ直線上の点を含むように前記撮像画像の一部領域を切り出し、前記一部領域の画像を表示させる
    処理を実行させる、プログラム。
  9. 前記コンピュータが有するプロセッサが、前記車両上で受ける加速度の情報を取得し、前記加速度に基づいて前記道路勾配を検出する
    請求項７に記載の表示制御方法。
  10. 前記コンピュータが有するプロセッサが、設定した閾値よりも前記道路勾配が小さい場合には前記撮像画像から所定の一部領域を切り出し、前記閾値よりも前記道路勾配が大きい場合には前記カメラと前記地点とを結ぶ直線上の点を含むように前記撮像画像の一部領域を切り出す
    請求項７又は９に記載の表示制御方法。
  11. 前記コンピュータが有するプロセッサが、前記道路勾配を示すデータを前記記憶部に時系列で格納し、前記道路勾配を示すデータに基づいて前記後方視界に含まれる道路の形状を計算し、前記道路の形状に基づいて前記地点を計算する
    請求項７、９、１０のいずれか１項に記載の表示制御方法。
  12. 前記コンピュータが有するプロセッサが、前記カメラと前記地点とを結ぶ直線上の点を含むように切り出される前記撮像画像の一部領域において道路の占める割合が所定の割合よりも大きくなる場合、前記道路が占める割合が前記所定の割合よりも小さくなるように前記一部領域の位置を調整する
    請求項７、９、１０、１１のいずれか１項に記載の表示制御方法。
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