WO2010137680A1 - 画像処理装置、電子装置、および、画像処理方法 - Google Patents

画像処理装置、電子装置、および、画像処理方法 Download PDF

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大野 恭裕
行輔 尾▲崎▼
貴克 山下
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for displaying an image on a display device mounted on a vehicle.
  • a device that enables monitoring of the periphery of a vehicle by acquiring images around the vehicle with a plurality of cameras mounted on the vehicle and displaying them on a display device automatically or by user operation.
  • an apparatus that displays on the screen an image looking down directly above the vehicle as a virtual viewpoint, and provides a user with means for confirming safety around the entire vehicle.
  • a first screen is displayed on the first screen, in which a plurality of cameras mounted on the vehicle are used to shoot from a viewpoint at a predetermined height, and the viewpoint position of the image captured by the camera is displayed together with an overall view of the vehicle.
  • the second screen of OLE_LINK1 that displays each camera image, corresponding to the movement of the OLE_LINK1 viewpoint position (see, for example, Patent Document 1).
  • a screen showing the position of the viewpoint of the image captured by the camera together with the overall view of the vehicle, and a screen for displaying each camera image corresponding to the movement of the viewpoint position are displayed on different screens, and the information displayed on the two screens must be correlated by the user himself, which makes it difficult for the user to grasp the positional relationship between the vehicle and the obstacle.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique that allows a user to intuitively grasp the positional relationship between a vehicle and an obstacle around the vehicle.
  • An image processing device that processes an image to be displayed on a display device mounted on a vehicle, based on a receiving unit that receives an instruction signal and a plurality of images around the vehicle that are captured by a plurality of cameras.
  • a composite image generating unit that generates a plurality of first composite images when the vehicle is viewed from a plurality of virtual viewpoints arranged above the periphery of the vehicle, and the instruction signal so that the virtual viewpoints continuously circulate
  • an output unit that continuously outputs the plurality of first composite images to the display device.
  • the composite image generation unit generates a second composite image in which the vehicle is viewed from a virtual viewpoint arranged immediately above the center of the vehicle, and the output A unit configured to display the plurality of first synthesized images and the second synthesized images on the display device such that the virtual viewpoint continuously moves between the plurality of first synthesized images and the second synthesized images. Are output continuously.
  • the output unit outputs the second composite image after outputting the plurality of first composite images.
  • the composite image generation unit circulates the plurality of first composite images with the virtual viewpoint around the position of the vehicle. To generate.
  • the composite image generation unit circulates the plurality of first composite images with the virtual viewpoint around the position of the vehicle. To generate.
  • the receiving unit receives the instruction signal when the image processing device is activated.
  • An electronic device that processes an image to be displayed on a display device mounted on a vehicle, the operation unit outputting an instruction signal, the receiving unit receiving the instruction signal, and the image taken by a plurality of cameras Based on a plurality of images around the vehicle, a composite image generation unit that generates a composite image in which the virtual viewpoint continuously circulates when viewed from the virtual viewpoint arranged above the periphery of the vehicle, and An output unit that outputs the composite image to the display device in response to an instruction signal.
  • the electronic device further including the display device that displays the composite image output from the output unit.
  • An image processing method for processing an image to be displayed on a display device mounted on a vehicle the step of receiving an instruction signal, and a plurality of images around the vehicle photographed by a plurality of cameras In response to the instruction signal so that the virtual viewpoint continuously circulates, and a step of generating a plurality of composite images of the vehicle viewed from the plurality of virtual viewpoints arranged above the periphery of the vehicle. And successively outputting the plurality of synthesized images to the display device.
  • both a plurality of composite images showing the virtual viewpoint moving with continuity and turning around the vehicle and a composite image viewed from above the vehicle are displayed.
  • the user can intuitively grasp the positional relationship between the vehicle and the obstacle on one screen.
  • safety around the vehicle can be confirmed from a plurality of viewpoints around the vehicle and above the vehicle.
  • the upper part of the vehicle is displayed with continuity after the surrounding image of the vehicle.
  • Safety confirmation can be performed again using images.
  • the user does not need to check a wide range of the entire periphery of the vehicle at a time, and continuously displays an image of the entire vehicle in a wide range above the vehicle after an image of a limited range around the vehicle. Can confirm the safety around the vehicle more reliably on one screen.
  • the user can confirm the safety centering on an arbitrary point around the vehicle to be confirmed on one screen by focusing on the point designated by the user around the vehicle. .
  • the user can confirm the periphery of the vehicle on one screen when the image processing apparatus is activated.
  • FIG. 1 is a block diagram of an image display system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating positions where a plurality of in-vehicle cameras are arranged in the vehicle.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for generating a composite image viewed from an arbitrary virtual viewpoint.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of processing of the image processing unit.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating screen transition of the composite image in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a flow of display processing of the display unit.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a screen transition of the composite image in the second embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a first modification of the processing of the image processing unit.
  • FIG. 1 is a block diagram of an image display system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating positions where a plurality of in-vehicle cameras are arranged in the vehicle.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a second modification of the processing of the image processing unit.
  • FIG. 10 is a block diagram of an image display system according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a processing flow of the image processing unit according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating screen transition of the composite image according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a first modification of the process of the image processing unit of the third embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a second modification of the process of the image processing unit according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an image display system 100 according to the first embodiment.
  • the image display system 100 is an electronic device that is mounted on a vehicle (in this embodiment, an automobile), and has a function of photographing the periphery of the vehicle to generate an image and displaying the image in the vehicle interior.
  • a driver of a vehicle serving as a user who uses the image display system 100 can easily grasp the periphery of the vehicle.
  • the image display system 100 includes an image processing unit 10 and a photographing unit 5 that photographs the periphery of the vehicle.
  • the image display system 100 includes a display unit 21 such as a liquid crystal display, and is installed on an instrument panel or the like of a vehicle so that the screen of the display unit 21 is visible from a driver.
  • the image processing unit 10 processes an image to be displayed on the display unit 21.
  • the photographing unit 5 is electrically connected to the image processing unit 10 and operates based on a signal from the image processing unit 10.
  • the display unit 21 has a touch panel function and can accept various instructions from the user.
  • the photographing unit 5 includes a front camera 51, a side camera 52, and a back camera 53, which are in-vehicle cameras. These in-vehicle cameras 51, 52, and 53 include a lens and an image sensor and electronically acquire an image.
  • FIG. 2 is a diagram showing positions where the in-vehicle cameras 51, 52, 53 are arranged on the vehicle 9.
  • the front camera 51 is provided at the substantially left and right center of the front bumper 91 that is the front end of the vehicle 9, and its optical axis is directed in the straight traveling direction of the vehicle 9.
  • the side cameras 52 are provided on the left and right door mirrors 93, respectively, and their optical axes are directed to the outside of the vehicle 9 so as to be orthogonal to the straight traveling direction.
  • the back camera 53 is provided at the substantially right and left center of the rear bumper 92 that is the rear end of the vehicle 9, and its optical axis is directed in the direction opposite to the straight traveling direction of the vehicle 9.
  • a fish-eye lens or the like is employed as the lens of these in-vehicle cameras 51, 52, 53, and the in-vehicle cameras 51, 52, 53 have an angle of view ⁇ of 180 degrees or more. For this reason, it is possible to shoot the entire periphery of the vehicle 9 by using the four in-vehicle cameras 51, 52, and 53.
  • the vehicle-mounted cameras 51, 52, and 53 have an angle of view ⁇ of 180 degrees or more, an overlapping region ⁇ where the shooting ranges of the cameras overlap is generated. In such an overlapping area, the same object is displayed in different directions. Therefore, in such overlapping region image processing, overlapping portions of the images of both cameras may be superimposed and displayed after adjusting the transmittance (for example, 50% of each other). Any range of images may be deleted.
  • the image processing unit 10 processes the captured image acquired by the capturing unit 5 and converts it into a display image, the CPU 1 that performs various arithmetic processes, the display unit 21, and the like. And a communication unit 42 that performs communication.
  • the image generated by the image conversion unit 3 is output from the communication unit 42 to the display unit 21 and displayed.
  • the image conversion unit 3 can generate a composite image viewed from a virtual viewpoint based on a plurality of captured images acquired by the plurality of in-vehicle cameras 51, 52, and 53 of the imaging unit 5.
  • the image conversion unit 3 is configured as a hardware circuit including a luminance adjustment unit 31, a multiplexing unit 32, and a viewpoint conversion unit 33 necessary for such image processing.
  • the luminance adjustment unit 31 refers to the average luminance indicating the brightness of the entire captured image acquired by the imaging unit 5 and adjusts the gain of the captured image. Specifically, the gain adjustment value is decreased when the average luminance of the captured image is relatively high, and the gain adjustment value is increased when the average brightness is relatively low. Thereby, the brightness of the captured image is adjusted when the surrounding environment of the vehicle 9 is somewhat dark.
  • the multiplexing unit 32 combines a plurality of captured images acquired by the plurality of in-vehicle cameras 51, 52, and 53 and gain-adjusted into one image to obtain a multiplexed image.
  • the viewpoint conversion unit 33 generates a composite image viewed from an arbitrary virtual viewpoint around the vehicle 9 using the multiplexed image generated by the multiplexing unit 32. A method in which the viewpoint conversion unit 33 generates a composite image viewed from a virtual viewpoint will be described later.
  • the CPU 1 functions as a control unit that comprehensively controls each unit of the image display system 100.
  • Various control functions of the CPU 1 are realized by software by executing arithmetic processing according to a program stored in advance in a memory 11 or the like provided in the CPU 1.
  • the image processing unit 10 includes a signal input unit 41 for inputting signals from various devices provided in the vehicle 9.
  • a signal from the outside of the image display system 100 is input to the CPU 1 via the signal input unit 41.
  • a vehicle ACC-ON / OFF signal is input from the vehicle power supply control device 84.
  • the ACC is a switch for turning on / off a supply line for supplying power to accessories including the image display system 100 of the vehicle 9.
  • signals indicating various information are input to the display unit 21 from the shift sensor 81, the vehicle speed sensor 82, the changeover switch 83, the vehicle power supply control device 84, and the like. From the shift lever 81, shift positions such as “P”, “D”, “N”, and “R” are input. Further, the vehicle speed sensor 82 inputs the traveling speed (km / h) of the vehicle 9 at that time. A signal for switching the camera image displayed on the display of the display unit 21 is input from the switch 83. For example, switching is performed in the order of the front camera image, the side camera image, and the back camera image. A vehicle ACC-ON / OFF signal is input from the vehicle power supply control device 84. The vehicle ACC-ON / OFF signal from the vehicle power supply control device 84 is also input to the CPU 1 of the image processing unit 10 via the signal input unit 41.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a method of generating a composite image viewed from an arbitrary virtual viewpoint.
  • the front camera 51, the side camera 52, and the back camera 53 of the photographing unit 5 perform photographing simultaneously, four photographed images P1 to P4 respectively showing the front, left side, right side, and rear of the vehicle 9 are acquired.
  • the obtained four captured images P1 to P4 are multiplexed, and then projected onto the virtual three-dimensional solid curved surface SP by the viewpoint conversion unit 33.
  • the three-dimensional curved surface SP has, for example, a substantially hemispherical shape (a bowl shape), and a central portion (a bottom portion of the bowl) is determined as the position of the vehicle 9.
  • the correspondence between the positions of the pixels included in the captured images P1 to P4 and the positions of the pixels of the solid curved surface SP is determined in advance. Therefore, the value of each pixel of the three-dimensional curved surface SP can be determined based on this correspondence and the value of each pixel included in the captured images P1 to P4.
  • the correspondence between the positions of the pixels of the captured images P1 to P4 and the positions of the pixels of the three-dimensional curved surface SP is stored as table data in the memory 11 provided in the CPU 1 of the image processing unit 10.
  • virtual viewpoints such as VP1, VP2, VP5, and VP7 for the solid curved surface SP are set. Then, according to the set virtual viewpoints VP1, VP2, VP5, and VP7, a necessary area in the three-dimensional curved surface SP is cut out as an image, so that a composite image viewed from an arbitrary virtual viewpoint is generated.
  • a composite image CP1 that looks down on the vehicle 9 from behind the vehicle 9 is generated.
  • the composite image CP2 or CP5 that looks down on the vehicle 9 from the left side surface or the right side surface of the vehicle 9 is displayed.
  • the virtual viewpoint VP7 directly above the vehicle 9 is set, a composite image CP7 that looks down from directly above the vehicle 9 is generated.
  • the relationship between the virtual viewpoint and the necessary area in the three-dimensional curved surface SP is determined in advance, and is stored as table data in the memory 11 provided in the CPU 1 of the image processing unit 10.
  • the processing speed can be improved.
  • the image of the vehicle 9 shown in the composite image is prepared in advance in the memory 11 as data such as a bitmap, and the image of the vehicle 9 in the direction corresponding to the virtual viewpoint may be superimposed on the generated composite image. .
  • table data for the correspondence between the positions of the pixels of the captured images P1 to P4 and the positions of the pixels of the three-dimensional curved surface SP table data that defines the relationship between the virtual viewpoint and the necessary area on the three-dimensional curved surface SP
  • Data stored in the memory 11 such as image bitmap data can be rewritten to other data.
  • the memory 11 is provided inside the CPU 1, but is not limited thereto, and may be provided outside the CPU 1 or outside the image processing unit 10.
  • step S101 When the CPU 1 of the image processing unit 10 receives the ACC-ON signal from the vehicle power supply control device 84 via the signal input unit 41 (Yes in step S101), the communication unit 42 of the image processing unit 10 communicates with the display unit 21.
  • Initial communication is started (step S102).
  • the initial communication refers to processing for confirming whether or not communication is possible between the image processing unit 10 and the display unit 21. If the CPU 1 of the image processing unit 10 has not received the ACC-ON signal from the vehicle power supply control device 84, the process ends (No in step S101).
  • step S103 If the initial communication between the image processing unit 10 and the display unit 21 is normally completed (step S103 is Yes), the image processing unit 10 reads data for performing a vehicle surrounding confirmation process from the memory 11 of the CPU 1 (step S104).
  • vehicle periphery confirmation processing data include vehicle bitmap data, viewpoint movement data (viewpoint position and viewpoint direction data for each time), and the like.
  • the communication is again performed with the display unit 21. If communication is not possible even after a plurality of communication attempts, the process ends.
  • the case where the initial communication does not end normally is that the image processing unit 10 is not operating normally due to a failure or the like. In such a case, a warning that the system for displaying images around the vehicle has failed can be displayed on the display unit 21.
  • the image conversion unit 3 of the image processing unit 10 After reading the vehicle periphery confirmation processing data from the memory 11, the image conversion unit 3 of the image processing unit 10 generates a composite image around the vehicle based on the read data (step S105). The generated composite image data is transmitted to the display unit 21 (step S106). The image processing unit 10 transmits data to the display unit 21 in order so that a plurality of synthesized images in which the positions of the created virtual viewpoints are changed in stages have continuity. As a result, the position of the virtual viewpoint is changed stepwise, and an image that goes around the vehicle 9 can be displayed on the display unit 21 in a state where the vehicle is looked down by continuous display.
  • step S107 When transmission of the plurality of composite images to the display unit 21 is completed (Yes in step S107), a composite image immediately above (directly above) the approximate center of the vehicle 9 is generated (step S108), and the generated vehicle 9 is abbreviated. A composite image directly above (directly above) the center is transmitted to the display unit 21 (step S109).
  • Step S107 If transmission of a plurality of composite image data to the display unit 21 has not been completed (No at Step S107), the process returns to Step S105 to perform a process of generating a composite image around the next vehicle.
  • CP1 is a composite image in which the vehicle 9 is looked down from the rear of the vehicle 9
  • CP2 is a composite image in which the vehicle 9 is looked down from the left side of the vehicle 9
  • CP3 is that the vehicle 9 is looked down from the diagonally left side of the vehicle 9
  • CP4 is a composite image as if the vehicle 9 was looked down from the front of the vehicle 9
  • CP5 was a composite image as if the vehicle 9 was looked down from the right side surface of the vehicle 9
  • CP6 was the vehicle 9 from the diagonally right side surface of the vehicle 9.
  • the composite image CP7 is a composite image in which the vehicle 9 is looked down from directly above (directly above) the approximate center of the vehicle 9.
  • the image processing unit 10 is configured to view the vehicle 9 from a plurality of virtual viewpoints arranged above the periphery of the vehicle 9 based on images around the vehicle 9 captured by the cameras 51, 52, and 53 of the imaging unit 5.
  • Composite images CP1 to CP6 are generated. That is, the image processing unit 10 sequentially generates a composite image of CP1 to CP6 so that the user makes one round around the vehicle at the height of his / her eyes. Thereafter, the image processing unit 10 generates a composite image CP7 in which the vehicle 9 is viewed from a virtual viewpoint arranged immediately above the center of the vehicle 9.
  • the image processing unit 10 generates a composite image of CP7 next to CP6 when the entire periphery of the vehicle is viewed from a viewpoint immediately above (directly above) the approximate center of the vehicle 9. Furthermore, the image processing unit 10 continuously outputs a plurality of synthesized images CP1 to CP7 generated on the display unit 21 through the communication unit 42 so that the virtual viewpoint continuously circulates. As a result, a plurality of composite images are displayed on the display unit 21 so as to circulate around the vehicle while looking down at the vehicle, so that the user confirms the entire periphery of the vehicle from a viewpoint in front of the vehicle. Thus, the positional relationship between the vehicle and the obstacle can be grasped intuitively on one screen.
  • both a plurality of composite images showing that the position of the virtual viewpoint moves continuously and turning around the vehicle and a composite image viewed from directly above (directly above) the center of the vehicle are displayed.
  • the user can intuitively grasp the positional relationship between the vehicle and the obstacle on one screen.
  • safety around the vehicle can be confirmed from a plurality of viewpoints of the periphery of the vehicle and directly above (directly above) the approximate center of the vehicle.
  • the safety confirmation can be performed again by the image above the vehicle displayed continuously with the image around the vehicle.
  • the user can intuitively check obstacles around the entire vehicle on one screen.
  • the composite image shown here is only an example, and the height and direction overlooking the vehicle of the composite image, the continuous display of the composite image is paused, the rotation speed of the continuous display is adjusted, and the rotation of the continuous display is reversed.
  • the user can arbitrarily change the setting.
  • the selected part can be enlarged and displayed by pausing the continuous display and selecting any part of the display screen by user operation.
  • a composite image that displays the periphery of the vehicle is continuously displayed, and then a composite image immediately above (directly above) the vehicle's center is continuously displayed.
  • the composite image around the vehicle may be displayed continuously after displaying the composite image directly above (directly above) the approximate center.
  • the start position for transitioning the image is not specified and may be an arbitrary position.
  • the number of times of circulation around the periphery is not limited to one, but may be any number of times such as two or more times or a half circle.
  • the start condition of the vehicle surrounding confirmation process is that the image processing unit 10 or the display unit 21 receives the ACC-ON signal from the vehicle power supply control device 84, thereby performing image processing.
  • the user can confirm the vicinity of the vehicle when the device is activated.
  • the image processing apparatus is activated in response to ACC-ON before the vehicle travels, so that the user can check the surroundings of the vehicle before the vehicle travels.
  • Such a vehicle surrounding confirmation process start condition may be not only the reception of the ACC-ON signal but also the pressing of the changeover switch 83 for a predetermined time or longer (for example, 3 seconds or longer). Thereby, when a user wants to confirm the circumference of a vehicle automatically, it can check anytime.
  • a completion button (not shown) is provided on the display unit 21 and the composite image is continuously displayed by pressing the completion button even during the continuous display. It is also possible to provide a setting button (not shown) so that the vehicle surrounding confirmation process is not started by pressing the ACC-ON or the changeover switch 83 for a predetermined time or more in advance.
  • the vehicle surroundings confirmation process is executed and the composite image is continuously displayed, a signal based on a user operation such as switching the vehicle speed to “R” or pressing the switch SW is displayed. If input to the unit 21, the vehicle surroundings confirmation process is terminated as described in detail below, and a process corresponding to the user's operation is started.
  • step S201 When the display unit 21 receives the ACC-ON signal from the vehicle power supply control device 84 (Yes in step S201), the main unit power supply of the display unit is turned on (step S202). If the ACC-ON signal is not received from the vehicle power supply control device 84 (No in step S201), the process ends.
  • initial communication is started with the image processing unit 10 that is also receiving the ACC-ON signal from the vehicle power supply control device 84 (step S203).
  • the initial communication refers to processing for confirming whether or not communication is possible between the image processing unit 10 and the display unit 21.
  • step S204 is Yes
  • the composite image data of the vehicle surrounding confirmation process is received from the image processing unit 10 (step S205).
  • step S204 If the initial communication has not ended normally (No in step S204), the process is ended if communication with the image processing unit 10 is performed again or communication is not possible even if a plurality of communication attempts are made.
  • the case where the initial communication does not end normally is that the image processing unit 10 is not operating normally due to a failure or the like. In such a case, a warning that the image display system around the vehicle has failed can be displayed on the display unit 21.
  • the display unit 21 While the display unit 21 is receiving composite image data from the image processing unit 10, the display unit 21 displays an opening screen (step S206). After the opening screen is displayed, a plurality of composite images around the vehicle received from the image processing unit 10 are continuously displayed as described above with reference to FIG. 5 (step S207). When a signal indicating that the shift position is switched to “R” is transmitted from the shift sensor 81 to the display unit 21 while a plurality of composite images are continuously displayed (Yes in step S208), the display unit 21 The screen that continuously displays the composite image is switched to the back mode image display screen that displays an image of the rear of the vehicle (step S209).
  • Step S210 When the shift position is not switched to “R” (No at Step S208) and the changeover switch 83 is pressed (Yes at Step S210), the display unit 21 continuously displays composite images around the vehicle. The screen is switched to a front mode image display screen that displays an image of the front of the vehicle. (Step S211).
  • Step S210 When the changeover switch 83 is not pressed (No in Step S210) and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed (for example, the vehicle speed is 12 km / h or higher) (Yes in Step S212), the composite image around the vehicle is continuously displayed. The displayed screen is switched to the screen for displaying the navigation image (step S215).
  • a predetermined speed for example, the vehicle speed is 12 km / h or higher
  • Step S213 When the continuous display of the composite image around the vehicle is completed (Yes in step S213), the composite image directly above (directly above) the substantial center of the vehicle 9 transmitted from the image processing unit 10 to the display unit 21 is displayed. (Step S214). As a result, a plurality of composite images are displayed on the display device so as to circulate around the vehicle while looking down at the vehicle, so that the user can check the entire periphery of the vehicle from the viewpoint in front of the vehicle. Thus, the positional relationship between the vehicle and the obstacle can be grasped intuitively on one screen.
  • the display unit 21 After displaying the composite image immediately above (directly above) the approximate center of the vehicle 9, the display unit 21 displays a screen for displaying the navigation image (step S215).
  • the user can Intuitively grasp the positional relationship between the vehicle and the obstacle. Furthermore, safety around the vehicle can be confirmed from a plurality of viewpoints of the periphery of the vehicle and directly above (directly above) the approximate center of the vehicle.
  • the user can intuitively check obstacles around the entire vehicle on one screen.
  • the composite image shown here is only an example, and the height and direction overlooking the vehicle of the composite image, the continuous display of the composite image is paused, the rotation speed of the continuous display is adjusted, and the rotation of the continuous display is reversed.
  • the user can arbitrarily change the setting.
  • the composite image displaying the vehicle periphery is continuously displayed, and then the composite image above the vehicle is continuously displayed.
  • the present invention is not limited to this order. After the composite image is displayed, the composite image around the vehicle may be continuously displayed.
  • the start position for transitioning the image is not specified and may be an arbitrary position.
  • the number of times of circulation around the periphery is not limited to one, but may be any number of times such as two or more times or a half circle.
  • the start condition of the vehicle surrounding confirmation process is that the image processing unit 10 or the display unit 21 receives the ACC-ON signal from the vehicle power supply control device 84, thereby performing image processing.
  • the user can confirm the periphery of the vehicle when the apparatus is activated.
  • the image processing apparatus is activated in response to ACC-ON before the vehicle travels, so that the user can check the surroundings of the vehicle before the vehicle travels.
  • Such a vehicle surrounding confirmation process start condition may be not only the reception of the ACC-ON signal but also the pressing of the changeover switch 83 for a predetermined time or longer (for example, 3 seconds or longer). Thereby, when a user wants to confirm the circumference of a vehicle automatically, it can check anytime.
  • Second Embodiment> The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. This embodiment will be described with reference to a diagram showing a screen transition of a composite image in the second embodiment of FIG. CP1a to CP7a in FIG. 7 differ from the continuous display of the composite image around the vehicle of CP1 to CP7 shown in FIG.
  • the virtual viewpoint is moved to the left side of the vehicle, the surrounding synthesized images CP1a to CP7a are generated by the image processing unit 10, and these synthesized images are continuously displayed on the display unit 21.
  • CP1a is a composite image in which the vehicle 9 is looked down from a virtual viewpoint at a position moved to the left of the vehicle 9 behind the vehicle 9, and CP2a is a position moved to the left of the vehicle 9 on the left side of the vehicle 9 by a predetermined distance.
  • CP3a is a composite image in which the vehicle 9 is looked down from the virtual viewpoint at a position moved to the left of the vehicle 9 on the left oblique side of the vehicle 9
  • CP4a is the vehicle 9
  • CP5a is a vehicle from a virtual viewpoint at a position moved to the left of the vehicle 9 on the right side of the vehicle 9 9 is a composite image as if looking down on the vehicle
  • CP6a is a composite image as if the vehicle 9 was looked down from a virtual viewpoint at a position moved to the left of the vehicle 9 on the right side surface of the vehicle 9
  • CP7a is a position directly at the approximate center of the vehicle 9.
  • the position of the virtual viewpoint of the continuous display of surrounding composite images is switched within a range that includes even part of the vehicle image, thereby selecting and displaying the part that the user wants to check it can.
  • a composite image is generated around the viewpoint of the position moved a predetermined distance to the left from the vehicle.
  • the composite image can be continuously displayed.
  • the change of the position of the virtual viewpoint can be manually performed by the user, and the composite image can be continuously displayed around an arbitrary position that the user desires to confirm within the range including the vehicle image.
  • the user can check the situation around the position where the user wants to check mainly, and can intuitively grasp the positional relationship between the vehicle and the obstacle on one screen.
  • a predetermined distance from a plurality of composite images shown to turn around a distance moved from the vehicle while the position of the virtual viewpoint changes continuously, and a virtual viewpoint just above (directly above) the center of the vehicle By displaying both of the moved composite images, the user can intuitively grasp the positional relationship between the vehicle and the obstacle on one screen. Furthermore, the safety around the vehicle can be confirmed from a plurality of virtual viewpoints including a virtual viewpoint around the vehicle moved a predetermined distance and a virtual viewpoint moved a predetermined distance directly above (directly above) the approximate center of the vehicle.
  • the image is displayed immediately above the approximate center of the vehicle displayed continuously with the surrounding image moved by the predetermined distance from the vehicle ( Safety confirmation can be performed again using an image moved a predetermined distance from the virtual viewpoint directly above.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of processing performed by the image processing unit 10 according to the first modification.
  • the CPU 1 of the image processing unit 10 receives an ACC-ON signal that is an instruction signal for giving an instruction to output an image from the vehicle power supply control device 84 to the display unit 21 via the signal input unit 41 (Yes in step S301). ),
  • the communication unit 42 of the image processing unit 10 starts initial communication with the display unit 21 (step S302).
  • the initial communication refers to processing for confirming whether or not communication is possible between the image processing unit 10 and the display unit 21. If the CPU 1 of the image processing unit 10 has not received the ACC-ON signal from the vehicle power supply control device 84, the process ends (No in step S301).
  • step S303 If the initial communication between the image processing unit 10 and the display unit 21 is normally completed (step S303 is Yes), the CPU 1 reads data for performing a vehicle surrounding confirmation process from the memory 11 (step S304).
  • vehicle periphery confirmation processing data include parameter data such as vehicle bitmap data and viewpoint movement data (viewpoint position and viewpoint direction data for each time).
  • step S303 If the initial communication has not ended normally (No in step S303), the communication is again performed with the display unit 21. If communication is not possible even after a plurality of communication attempts, the process ends.
  • the case where the initial communication does not end normally is that the image processing unit 10 is not operating normally due to a failure or the like. In such a case, a warning that the system for displaying images around the vehicle has failed can be displayed on the display unit 21.
  • the image conversion unit 3 of the image processing unit 10 After reading the vehicle periphery confirmation process data from the memory 11, the image conversion unit 3 of the image processing unit 10 generates a composite image of the vehicle periphery confirmation process based on the read data (step S305).
  • the composite image of the vehicle periphery confirmation process refers to a composite image around the vehicle 9 and a composite image directly above (directly above) the substantial center of the vehicle 9.
  • the generated composite image data of the vehicle periphery confirmation process is output to the display unit 21 (step S306).
  • the image processing unit 10 outputs data to the display unit 21 together in an order in which a plurality of synthesized images in which the positions of the created virtual viewpoints are changed in stages have continuity.
  • the position of the virtual viewpoint is changed in stages, and an image that continuously circulates around the vehicle 9 can be displayed on the display unit 21 when viewed from the upper virtual viewpoint around the vehicle 9 in the vehicle direction. it can.
  • the image is changed stepwise and continuously.
  • the display of the predetermined image can be skipped and the next image can be displayed or the previous image can be displayed again. The user confirms among the continuously displayed images. You can quickly display the image you want.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of processing performed by the image processing unit 10 according to the second modification.
  • the CPU 1 of the image processing unit 10 receives an ACC-ON signal that is an instruction signal for giving an instruction to output an image from the vehicle power supply control device 84 to the display unit 21 via the signal input unit 41 (Yes in step S401). ),
  • the communication unit 42 of the image processing unit 10 starts initial communication with the display unit 21 (step S402).
  • the initial communication refers to processing for confirming whether or not communication is possible between the image processing unit 10 and the display unit 21. If the CPU 1 of the image processing unit 10 has not received the ACC-ON signal from the vehicle power supply control device 84 (No in step S401), the process ends.
  • step S404 the CPU 1 reads the composite image data of the vehicle surrounding confirmation process from the memory 11 (step S404).
  • This composite image data is generated by the above-described image conversion process based on a plurality of photographed images photographed by a plurality of cameras of the photographing unit 5 that photographs the periphery of the vehicle 9 before receiving the ACC-ON signal. It is an image and is data stored in the memory 11 in advance.
  • step S404 the composite image data of the vehicle surrounding confirmation process stored in the memory 11 in advance is read from the memory 11, and then the composite image data of the vehicle surrounding confirmation process is output to the display unit 21 (step S405). ).
  • the CPU 1 of the image processing unit 10 receives the ACC-ON signal, which is an instruction signal for instructing the display device 21 to output an image, and immediately outputs the combined data of the vehicle periphery confirmation processing to the display unit 21.
  • the time for outputting the composite image data to the display unit 21 after receiving the instruction signal can be shortened.
  • the communication is again performed with the display unit 21. If communication is not possible even after a plurality of communication attempts, the process ends.
  • the case where the initial communication does not end normally is that the image processing unit 10 is not operating normally due to a failure or the like. In such a case, a warning that the image display system around the vehicle is broken can be displayed on the display unit 21.
  • the ACC-ON signal is mainly used as an instruction signal, and a plurality of synthesized images having different virtual viewpoint positions are transmitted in response to the instruction signal.
  • a signal based on a user operation is used as an instruction signal, and a plurality of composite images are transmitted in response to the user operation.
  • FIG. 10 is a block diagram of an image display system 101 according to the third embodiment.
  • the basic configuration of the third embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. 10 is different from the configuration described in FIG. 1 in that an operation unit 61a and an operation unit 61b provided in the display unit 21 are provided.
  • the operation unit 61a includes a touch switch formed of a transparent electrode on the display screen of the display unit 21 and a fixed hard switch provided around the display unit 21.
  • An instruction signal generated by a user operation is a signal input unit. It is transmitted to the CPU 1 via 41. Upon receiving this instruction signal, the CPU 1 generates a composite image and outputs the composite image to the display unit 21 in the image processing unit 10 described later.
  • the composite image is generated based on a plurality of images acquired from a plurality of cameras (a front camera 51, a side camera 52, and a back camera 53) of the photographing unit 5 that photographs the periphery of the vehicle 9.
  • An image in which the direction of the vehicle 9 is viewed from the upper virtual viewpoint around the vehicle 9 is given.
  • Another specific example of the composite image is an image viewed from a virtual viewpoint directly above (directly above) the approximate center of the vehicle 9.
  • the operation unit 61 b is a fixed switch provided integrally with the image processing system 101.
  • An instruction signal generated by a user operation on the operation unit 61 b is transmitted to the CPU 1 through the signal input unit 41.
  • the CPU 1 Upon receiving this instruction signal, the CPU 1 generates a composite image and outputs the composite image to the display unit 21 in the image processing unit 10 described later.
  • the operation unit 61b may be a remote controller that can be remotely operated, or both a fixed switch and a remote controller may be used in combination.
  • the other configuration of the image processing system 101 in FIG. 10 is the same as the configuration described in the image processing system 100 in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a processing flow of the image processing unit according to the third embodiment.
  • the CPU 1 of the image processing unit 10 When the CPU 1 of the image processing unit 10 receives an instruction signal from the operation unit 61a or the operation unit 61b by a user's operation (Yes in step S501), the CPU 1 stores data for performing vehicle surrounding confirmation processing from the memory 11. Read (step S502). Examples of the vehicle periphery confirmation processing data include vehicle bitmap data, viewpoint movement data (viewpoint position and viewpoint direction data for each time), and the like.
  • step S501 If the CPU 1 of the image processing unit 10 has not received an instruction signal from either the operation unit 61a or the operation unit 61b (No in step S501), the process ends.
  • the image conversion unit 3 of the image processing unit 10 After reading the vehicle periphery confirmation processing data from the memory 11, the image conversion unit 3 of the image processing unit 10 generates a composite image around the vehicle based on the read data (step S503).
  • the generated composite image data is output to the display unit 21 (step S504).
  • the image processing unit 10 outputs data to the display unit 21 in order so that a plurality of synthesized images in which the positions of the created virtual viewpoints are changed in stages have continuity. As a result, the position of the virtual viewpoint is changed in stages, and an image that continuously circulates around the vehicle 9 can be displayed on the display unit 21 when viewed from the upper virtual viewpoint around the vehicle 9 in the vehicle direction. it can.
  • step S505 When the output of the plurality of composite images to the display unit 21 is completed (Yes in step S505), a composite image immediately above (directly above) the approximate center of the vehicle 9 is generated (step S506), and the generated vehicle 9 is abbreviated.
  • the composite image directly above (directly above) the center is output to the display unit 21 (step S507).
  • step S505 If output of a plurality of composite image data to the display unit 21 is not completed in step S505 (No in step S505), the process returns to step S503 to generate a composite image around the next vehicle 9. Perform the process.
  • step S 602 the display unit 21 receives the composite image data of the vehicle surrounding confirmation process from the image processing unit 10 (Yes in step S ⁇ b> 601), the display unit 21 continuously displays a plurality of composite images around the vehicle 9 received from the image processing unit 10. It is displayed (step S602).
  • step S601 If the composite image data of the vehicle surrounding confirmation process has not been received from the image processing unit 10 (No in step S601), the process ends.
  • step S602 a signal indicating that the shift position is switched to “R” is transmitted from the shift sensor 81 to the display unit 21 while a plurality of composite images are being continuously displayed (step S603 is Yes).
  • the unit 21 switches from the screen that continuously displays the composite image around the vehicle 9 to the back mode image display screen that displays an image of the rear of the vehicle 9 (step S604).
  • Step S605 When the shift position is not switched to “R” (No in Step S603) and the changeover switch 83 is pressed (Yes in Step S605), the display unit 21 continuously displays composite images around the vehicle 9. The displayed screen is switched to a front mode image display screen that displays an image obtained by photographing the front of the vehicle 9. (Step S606).
  • step S605 If the changeover switch 83 is not pressed in step S605 (step S605 is No) and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed (for example, the vehicle speed is 12 km / h or higher) (step S607 is Yes), the surroundings of the vehicle 9 The composite image is switched from the continuously displayed screen to the screen displaying the navigation image (step S610).
  • a predetermined speed for example, the vehicle speed is 12 km / h or higher
  • Step S607 it is determined whether or not the continuous display of the composite image around the vehicle 9 is complete (Step S608), and the continuous display of the composite image is complete. If not (No in step S608), a new composite image is transmitted from the image processing unit 10 to the display unit 21, and the display unit 21 uses the new composite image transmitted from the composite image processing unit 10 as the previous composite image. Display with continuity.
  • step S608 When the continuous display of the composite image around the vehicle 9 is finished (Yes in step S608), the composite image immediately above (directly above) the approximate center of the vehicle 9 transmitted from the image processing unit 10 to the display unit 21 is displayed. It is displayed on the part 21 (step S609).
  • a plurality of composite images are displayed on the display device so as to circulate around the vehicle while looking down at the vehicle, so that the user can check the entire periphery of the vehicle from the viewpoint in front of the vehicle.
  • the positional relationship between the vehicle and the obstacle can be grasped intuitively on one screen.
  • step S609 after displaying the composite image immediately above (directly above) the approximate center of the vehicle 9, the display unit 21 displays a screen for displaying the navigation image (step S610).
  • the user can The positional relationship between the vehicle and the obstacle can be grasped intuitively on one screen. Furthermore, the safety of the surroundings of the vehicle 9 can be confirmed from a plurality of viewpoints of the surroundings of the vehicle 9 and directly above (directly above) the approximate center of the vehicle 9.
  • the composite image shown here is only an example, and the height and direction overlooking the vehicle of the composite image, the continuous display of the composite image is paused, the rotation speed of the continuous display is adjusted, and the rotation of the continuous display is reversed.
  • the user can arbitrarily change the setting.
  • the periphery of the vehicle 9 is circled from the position of the virtual viewpoint behind the vehicle 9 has been described.
  • the start position for transitioning the image is not specified and may be an arbitrary position.
  • the number of times of circulation around the periphery is not limited to one, but may be any number of times such as two or more times or a half circle.
  • the start condition of the surrounding confirmation process of the vehicle 9 is that the image processing unit 10 receives the instruction signal from the operation unit 61a or the operation unit 61b by the user's operation as a start condition.
  • the surroundings of the vehicle 9 can be checked at any time.
  • a completion button (not shown) is provided on the display unit 21 and the composite image is continuously displayed by pressing the completion button even during the continuous display. It is also possible not to end the vehicle surroundings confirmation process by ending or pressing down the operation unit 61a or the operation unit 61b for a predetermined time or more.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of processing of the image processing unit in this case.
  • the CPU 1 of the image processing unit 10 receives an instruction signal from the operation unit 61a or the operation unit 61b by a user's operation (Yes in step S701), the CPU 1 stores data for performing a vehicle surrounding confirmation process from the memory 11. Read (step S702).
  • the vehicle periphery confirmation processing data include parameter data such as vehicle bitmap data and viewpoint movement data (viewpoint position and viewpoint direction data for each time).
  • the image conversion unit 3 of the image processing unit 10 After reading the vehicle periphery confirmation process data from the memory 11, the image conversion unit 3 of the image processing unit 10 generates a composite image of the vehicle periphery confirmation process based on the read data (step S703).
  • the composite image of the vehicle periphery confirmation process refers to a composite image around the vehicle 9 and a composite image directly above (directly above) the substantial center of the vehicle 9.
  • step S703 the generated composite image data of the vehicle surrounding confirmation process is output to the display unit 21 (step S704).
  • the image processing unit 10 outputs data to the display unit 21 together in an order in which a plurality of synthesized images in which the positions of the created virtual viewpoints are changed in stages have continuity.
  • the position of the virtual viewpoint is changed in stages, and an image that continuously circulates around the vehicle 9 is displayed on the display unit 21 when viewed from the upper virtual viewpoint around the vehicle 9 in the direction of the vehicle 9. be able to.
  • the image is changed stepwise and continuously.
  • the display of the predetermined image can be skipped and the next image can be displayed or the previous image can be displayed again. The user confirms among the continuously displayed images. You can quickly display the image you want.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a second modification of the processing of the image processing unit according to the third embodiment.
  • the composite image data is based on a plurality of captured images captured by a plurality of cameras of the imaging unit 5 that captures the vicinity of the vehicle 9 before receiving an instruction signal from the operation unit 61a or the operation unit 61b.
  • This is a composite image generated by the image conversion process and is data stored in the memory 11 in advance.
  • step S801 if the CPU 1 has not received an instruction signal from the operation unit 61a or the operation unit 61b by a user operation, the process ends (No in step S801).
  • step S802 after the composite image data of the vehicle surroundings confirmation process stored in the memory 11 in advance is read from the memory 11, the composite image data of the vehicle surroundings confirmation process is output to the display unit 21 (step S802). S803).
  • the CPU 1 of the image processing unit 10 receives the signal from the operation unit 61a or the operation unit 62b, which is an instruction signal for giving an instruction to output an image to the display device 21, and immediately performs the vehicle periphery confirmation process.
  • the composite data can be output to the display unit 21, and the time for outputting the composite image data to the display unit 21 after receiving the instruction signal can be shortened.

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Abstract

車両に搭載された表示装置に画像を表示する技術を提供する。 所定の指示信号に応答して、車両の周辺を撮影する複数のカメラから取得される複数の画像に基づいた車両周囲の上方の仮想視点から車両方向をみる合成画像を生成する。この合成画像は、車両の周囲を周回するように仮想視点の位置が段階的に変更された複数の合成画像を表示装置に連続して出力される。これにより、ユーザが車両を目の前にした視点から車両の全周囲を確認することで、1つの画面で直感的に車両と障害物との位置関係を把握できる。

Description

画像処理装置、電子装置、および、画像処理方法
 本発明は、車両に搭載された表示装置に画像を表示する技術に関する。
 一般に、車両に搭載した複数のカメラにより車両の周辺の画像を取得し、自動的に、または、ユーザの操作によって、表示装置に表示することで車両周辺の監視を可能とする装置がある。また、車両の真上を仮想視点として見下ろした画像を画面に表示し、ユーザに車両全周囲の安全確認の手段を提供する装置がある。さらに、車両に搭載した複数のカメラを使用して所定の高さの視点で撮影し、カメラが撮影した画像の視点位置を車両の全体図とともに表示する第1画面と、この第1画面に表示されるOLE_LINK1視点位置の移動に対応させて、それぞれのカメラ画像を表示するOLE_LINK1第2画面との2つの画面で車両周囲の安全確認を行う技術がある(例えば、特許文献1参照。)。
日本国特開2008-219559号公報
 しかしながら、関連技術のカメラによる車両周辺の画像表示は、複数のカメラのうち個々のカメラからの画像が車両のどの方向に対応しているのかを確認をする必要があり、画面にユーザの車両が映らないので車両と車両の周辺に存在する障害物との距離などの位置関係をユーザが把握するのは困難であった。
 また、車両の真上を仮想視点として見下ろした画像を画面に表示した場合、ユーザは車両の全周囲の広い範囲をいちどに確認する必要があり、ユーザにとっては情報量が多すぎて、どこを注意すべきかのポイントを絞ることが困難であった。
 さらに、特許文献1に開示されている技術では、カメラが撮影した画像の視点の位置を車両の全体図とともに示す画面と、視点位置の移動に対応させて、それぞれのカメラ画像を表示する画面とを別々の画面で表示しており、2つの画面に表示された情報の対応付けをユーザ自身で行わなければならず、車両と障害物との位置関係をユーザが把握しにくいという問題があった。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、車両と車両周辺の障害物との位置関係をユーザが直感的に把握できる技術を提供することを目的とする。
 本発明の目的は、以下の構成によって達成される。
 (1) 車両に搭載された表示装置に表示させる画像を処理する画像処理装置であって、指示信号を受信する受信部と、複数のカメラで撮影された前記車両の周辺の複数の画像に基づいて、前記車両の周囲の上方に配置された複数の仮想視点から前記車両をみた複数の第1合成画像を生成する合成画像生成部と、仮想視点が連続的に周回するように、前記指示信号に応答して、前記表示装置に前記複数の第1合成画像を連続して出力する出力部と、を備える。
 (2) 上記(1)に記載の画像処理装置において、前記合成画像生成部は、前記車両の略中心の直上に配置された仮想視点から前記車両をみた第2合成画像を生成し、前記出力部は、前記複数の第1合成画像と前記第2合成画像との相互間において前記仮想視点が連続的に移動するように、前記表示装置に前記複数の第1合成画像および前記第2合成画像を連続して出力する。
 (3) 上記(2)に記載の画像処理装置において、前記出力部は、前記複数の第1合成画像を出力した後に、前記第2合成画像を出力する。
 (4) 上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の画像処理装置において、前記合成画像生成部は、前記複数の第1合成画像を、前記仮想視点が前記車両の位置を中心として周回するように生成する。
 (5) 上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の画像処理装置において、前記合成画像生成部は、前記複数の第1合成画像を、前記仮想視点が前記車両の位置を中心として周回するように生成する。
 (6) 上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の画像処理装置において、前記受信部は、前記画像処理装置の起動時に前記指示信号を受信する。
 (7) 車両に搭載された表示装置に表示させる画像を処理する電子装置であって、指示信号を出力する操作部と、前記指示信号を受信する受信部と、複数のカメラで撮影された前記車両の周辺の複数の画像に基づいて、前記車両の周囲の上方に配置された仮想視点から前記車両をみた、当該仮想視点が連続的に周回する合成画像を生成する合成画像生成部と、前記指示信号に応答して、前記表示装置に前記合成画像を出力する出力部と、を備える。
 (8) 上記(7)に記載の電子装置において、前記出力部から出力された前記合成画像を表示する前記表示装置、をさらに備える。
 (9) 車両に搭載された表示装置に表示させる画像を処理するための画像処理方法であって、指示信号を受信する工程と、複数のカメラで撮影された前記車両の周辺の複数の画像に基づいて、前記車両の周囲の上方に配置された複数の仮想視点から前記車両をみた複数の合成画像を生成する工程と、仮想視点が連続的に周回するように、前記指示信号に応答して、前記表示装置に前記複数の合成画像を連続して出力する工程と、を備える。
 上記(1)から(9)の構成によれば、車両を見下ろした状態で車両の周囲を周回するように示す複数の合成画像が表示装置に表示されるため、ユーザが車両を目の前にした視点から車両の全周囲を確認することで、1つの画面で直感的に車両と障害物との位置関係を把握できる。
 また、特に上記(2)の構成によれば、仮想視点が連続性を持って移動しつつ、車両の周囲を旋回するように示す複数の合成画像と車両上方からみた合成画像との双方が表示されることで、ユーザは1つの画面で直感的に車両と障害物との位置関係を把握できる。さらに、車両の周囲と車両の上方との複数の視点から車両周囲の安全性を確認できる。
 また、特に上記(3)の構成によれば、車両の周囲の画像でユーザが見落とす障害物などの情報があったとしても、車両の周囲の画像の後に連続性をもって表示される車両の上方の画像により再度安全確認を行うことができる。また、ユーザが車両の全周囲の広い範囲をいちどに確認する必要はなく、車両周囲の限られた範囲の画像の後に車両上方の広い範囲の車両全体の画像を連続して表示することで、ユーザは1つの画面で車両周囲の安全確認をより確実に行える。
 また、特に上記(4)の構成によれば、車両の位置を中心として車両の周囲を順に移動する仮想視点からみた合成画像を生成することで、ユーザは1つの画面で直感的に車両の全周囲の障害物を確認することができる。
 また、特に上記(5)の構成によれば、車両の周辺のユーザが指定した地点を中心とすることで、ユーザは1つの画面で確認したい車両周囲の任意の地点を中心に安全確認を行える。
 また、特に上記(6)の構成によれば、画像処理装置の起動時にユーザは1つの画面で車両の周辺を確認することができる。
図1は、画像表示システムのブロック図である。 図2は、複数の車載カメラが車両に配置される位置を示す図である。 図3は、任意の仮想視点からみた合成画像の生成方法を説明する図である。 図4は、画像処理部の処理の流れを示す図である。 図5は、第1の実施形態における合成画像の画面遷移を示す図である。 図6は、表示部の表示処理の流れを示す図である。 図7は、第2の実施形態における合成画像の画面遷移を示す図である。 図8は、画像処理部の処理の変形例1を示す図である。 図9は、画像処理部の処理の変形例2を示す図である。 図10は、第3の実施形態の画像表示システムのブロック図である。 図11は、第3の実施形態の画像処理部の処理の流れを示す図である。 図12は、第3の実施形態の合成画像の画面遷移を示す図である。 図13は、第3の実施形態の画像処理部の処理の変形例1を示す図である。 図14は、第3の実施形態の画像処理部の処理の変形例2を示す図である。
 以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
<1.第1の実施の形態>
 <1-1.構成>
 図1は、第1の実施形態の画像表示システム100のブロック図である。この画像表示システム100は、車両(本実施の形態では、自動車)に搭載される電子装置であり、車両の周辺を撮影して画像を生成し、車室内に表示する機能を有している。この画像表示システム100を利用するユーザとなる車両のドライバは当該車両の周辺を容易に把握できる。
 図1に示すように、画像表示システム100は、画像処理部10と、車両の周辺を撮影する撮影部5とを備えている。画像表示システム100は液晶ディスプレイなどの表示部21を備えており、表示部21の画面がドライバから視認可能なように車両のインストルメントパネルなどに設置される。画像処理部10は、表示部21に表示させる画像を処理する。また、撮影部5は、画像処理部10に電気的に接続され画像処理部10からの信号に基づいて動作する。なお、表示部21はタッチパネル機能を有し、ユーザから各種指示を受付可能である。
 撮影部5は、車載カメラであるフロントカメラ51、サイドカメラ52及びバックカメラ53を備えている。これらの車載カメラ51,52,53は、レンズと撮像素子とを備えており電子的に画像を取得する。
 図2は、車載カメラ51,52,53が車両9に配置される位置を示す図である。図2に示すように、フロントカメラ51は、車両9の前端となるフロントバンパ91の左右略中心に設けられ、その光軸は車両9の直進方向に向けられている。また、サイドカメラ52は、左右のドアミラー93にそれぞれ設けられており、その光軸は直進方向に対して直交するように車両9の外部方向に向けられている。バックカメラ53は、車両9の後端となるリアバンパ92の左右略中心に設けられ、その光軸は車両9の直進方向の逆方向に向けられている。
 これらの車載カメラ51,52,53のレンズとしては魚眼レンズなどが採用されており、車載カメラ51,52,53は180度以上の画角αを有している。このため、4つの車載カメラ51,52,53を利用することで、車両9の全周囲の撮影が可能である。
 なお、車載カメラ51,52,53は180度以上の画角αを有しているため、各カメラの撮影範囲が重複する重複領域βが生じる。このような重複領域では同一の物体が別々の方向に表示される。そのため、このような重複領域の画像処理において、両方のカメラの画像の重複する部分を透過率調整(例えば互いに50%とする。)して重ね合わせて表示してもよいし、重複する部分から任意の範囲の画像を削除してもよい。
 図1に戻り、画像処理部10は、撮影部5で取得された撮影画像を処理して表示用の画像に変換する画像変換部3と、各種の演算処理を行うCPU1と、表示部21と通信を行う通信部42とを備えている。画像変換部3で生成された画像は通信部42から表示部21に出力されて表示される。
 画像変換部3は、撮影部5の複数の車載カメラ51,52,53で取得された複数の撮影画像に基づいて仮想視点からみた合成画像を生成できる。画像変換部3は、このような画像処理に必要な輝度調整部31と多重化部32と視点変換部33とを備えたハードウェア回路として構成されている。
 輝度調整部31は、撮影部5で取得された撮影画像の全体としての明るさを示す平均輝度を参照し、撮影画像のゲイン調整を行う。具体的には、撮影画像の平均輝度が比較的高い場合はゲイン調整値を小さくし、比較的低い場合はゲイン調整値を大きくする。これにより、車両9の周辺環境がある程度暗い場合などにおいて撮影画像の明るさが調整される。
 多重化部32は、複数の車載カメラ51,52,53で取得されてゲイン調整された複数の撮影画像を一つの画像に合成して多重化画像とする。視点変換部33は、多重化部32で生成された多重化画像を用いて、車両9の周辺の任意の仮想視点からみた合成画像を生成する。視点変換部33が、仮想視点からみた合成画像を生成する手法については後述する。
 CPU1は、画像表示システム100の各部を統括的に制御する制御部として機能する。CPU1の各種の制御機能は、CPU1が備えるメモリ11などに予め記憶されたプログラムに従って演算処理が実行されることによりソフトウェア的に実現される。
 また、画像処理部10は、車両9に設けられた各種装置からの信号を入力する信号入力部41を備えている。この信号入力部41を介して、画像表示システム100の外部からの信号がCPU1に入力される。具体的には、車両電源制御装置84からは車両のACC-ON/OFFの信号が入力される。ACCは、車両9の画像表示システム100を含む付属品に対して、電力を供給する供給線をON/OFFするスイッチである。
 また、表示部21にはシフトセンサ81、車速度センサ82、切替スイッチ83、および、車両電源制御装置84などから、各種情報を示す信号が入力される。シフトレバー81からは、”P”,”D”,”N”,”R”などのシフトポジションが入力される。また、車速度センサ82からは、その時点の車両9の走行速度(km/h)が入力される。切替スイッチ83からは、表示部21のディスプレイに表示されるカメラ画像を切替える信号が入力される。例えばフロントカメラの画像、サイドカメラの画像、バックカメラの画像のような順序で切替えがなされる。車両電源制御装置84からは車両のACC-ON/OFFの信号が入力される。なお、車両電源制御装置84からの車両のACC-ON/OFF信号は信号入力部41を介して画像処理部10のCPU1にも入力される。
 <1-2.画像変換処理>
 次に、画像変換部3の視点変換部33が、撮影部5で得られた複数の撮影画像に基づいて、任意の仮想視点からみた合成画像を生成する手法について説明する。図3は、任意の仮想視点からみた合成画像を生成する手法を説明するための図である。
 撮影部5のフロントカメラ51、サイドカメラ52及びバックカメラ53で同時に撮影が行われると、車両9の前方、左側方、右側方、及び、後方をそれぞれ示す4つの撮影画像P1~P4が取得される。すなわち、撮影部5で取得される4つの撮影画像P1~P4には、撮影時点の車両9の全周囲を示す情報が含まれている。
 取得された4つの撮影画像P1~P4は多重化された後、視点変換部33により仮想的な三次元の立体曲面SPに投影される。立体曲面SPは、例えば略半球状(お椀形状)をしており、その中心部分(お椀の底部分)が車両9の位置として定められている。撮影画像P1~P4に含まれる各画素の位置と、この立体曲面SPの各画素の位置とはあらかじめ対応関係が定められている。このため、立体曲面SPの各画素の値は、この対応関係と、撮影画像P1~P4に含まれる各画素の値とに基づいて決定できる。撮影画像P1~P4の各画素の位置と立体曲面SPの各画素の位置との対応関係は、テーブルデータとして画像処理部10のCPU1が備えるメモリ11に記憶される。
 一方で、立体曲面SPに対するVP1,VP2,VP5,および、VP7などの仮想視点が設定される。そして、設定された仮想視点VP1,VP2,VP5,および、VP7に応じて、立体曲面SPにおける必要な領域が画像として切り出されることにより、任意の仮想視点からみた合成画像が生成される。
 例えば、図中に示すように、車両9の後方となる仮想視点VP1を設定した場合は、車両9の後方から車両9を見下ろしたような合成画像CP1が生成される。また、車両9の左側面となる仮想視点VP2や右側面となるVP5を設定した場合は、車両9の左側面、または、右側面から車両9を見下ろしたような合成画像CP2、または、CP5が生成される。さらに、車両9の真上の仮想視点VP7を設定した場合は、車両9の真上から見下ろすような合成画像CP7が生成される。仮想視点と、立体曲面SPにおける必要な領域との関係はあらかじめ定められており、テーブルデータとして画像処理部10のCPU1が備えるメモリ11に記憶される。
 実際に合成画像を生成する場合においては、立体曲面SPの全ての画素の値を決定する必要はなく、仮想視点に対応して必要となる領域の画素の値のみを撮影画像P1~P4に基づいて決定することで、処理速度を向上できる。また、合成画像中に示す車両9の像はあらかじめビットマップなどのデータとしてメモリ11内に用意しておき、仮想視点に応じた方向の車両9の像を生成された合成画像に重畳すればよい。
 なお、撮影画像P1~P4の各画素の位置と立体曲面SPの各画素の位置との対応関係のテーブルデータ、仮想視点と立体曲面SPにおける必要な領域との関係を定めたテーブルデータ、車両の像のビットマップデータなどのメモリ11内に保存されているデータは他のデータに書き換え可能である。またメモリ11はCPU1の内部に設けられているが、これに限らずCPU1の外部または画像処理部10の外部に設けられても良い。
 <1-3.動作>
 次に、本実施形態の画像処理部10の動作について、図4の画像処理部10の処理の流れを示す図、および、図5の第1の実施形態における合成画像の画面遷移を示す図を参照して説明する。
 画像処理部10のCPU1が車両電源制御装置84からのACC-ON信号を信号入力部41を介して受信する(ステップS101がYes)と、画像処理部10の通信部42は表示部21との初期通信を開始する(ステップS102)。ここで初期通信とは画像処理部10と表示部21との間で通信可能か否かを確認する処理をいう。画像処理部10のCPU1が車両電源制御装置84からのACC-ON信号を受信していない場合は処理を終了する(ステップS101がNo)。
 画像処理部10と表示部21との初期通信が正常に終了すれば(ステップS103がYes)、画像処理部10はCPU1のメモリ11から車両周囲確認処理を行うためのデータを読み出す(ステップS104)。車両周囲確認処理のデータの例としては、車両のビットマップデータ、視点の移動データ(時間ごとの視点位置や視点の方向のデータ)などがあげられる。
 初期通信が正常に終了していない場合(ステップS103がNo)は再度、表示部21との通信を行ったり、複数回の通信を試みても通信できない場合は処理を終了する。なお、ここで初期通信が正常に終了しない場合としては、故障などの原因で画像処理部10が正常に動作していないことがあげられる。このような場合は表示部21に車両周囲の画像表示のシステムが故障している旨の警告を表示するようにできる。
 メモリ11から車両周辺確認処理のデータを読み出した後に、画像処理部10の画像変換部3は読み出したデータに基づいて、車両周囲の合成画像を生成する(ステップS105)。作成された合成画像のデータは表示部21に送信される(ステップS106)。なお、画像処理部10は作成した仮想視点の位置が段階的に変更されている複数の合成画像が連続性を有するように順番に表示部21にデータを送信する。これにより仮想視点の位置が段階的に変更され、連続表示により車両を見下ろした状態で、車両9の周囲を周回する画像を表示部21に表示させることができる。
 複数の合成画像の表示部21への送信が終了する(ステップS107がYes)と、車両9の略中心の直上(真上)の合成画像を生成し(ステップS108)、生成した車両9の略中心の直上(真上)の合成画像を表示部21へ送信する(ステップS109)。
 なお、複数の合成画像データの表示部21への送信が終了していない場合(ステップS107がNo)は、ステップS105の処理に戻って、次の車両周囲の合成画像を生成する処理を行う。
 上記の車両9の周囲の複数の合成画像の生成と表示、車両9の略中心の直上(真上)の合成画像の生成と表示について、図5に基づいて説明する。
 CP1は車両9の後方から車両9を見下ろしたような合成画像、CP2は車両9の左側面から車両9を見下ろしたような合成画像、CP3は車両9の左斜め側面から車両9を見下ろしたような合成画像、CP4は車両9の前方から車両9を見下ろしたような合成画像、CP5は車両9の右側面から車両9を見下ろしたような合成画像、CP6は車両9の右斜め側面から車両9を見下ろしたような合成画像、CP7は車両9の略中心の直上(真上)から車両9を見下ろしたような合成画像である。画像処理部10は、撮影部5のカメラ51,52,53で撮影された車両9の周辺の画像に基づいて、車両の周囲の上方に配置された複数の仮想視点から車両9を見た複数の合成画像CP1~CP6を生成する。すなわち、画像処理部10は、ユーザが自身の目線の高さで車両の周囲を1周するようなCP1からCP6の合成画像を順番に生成する。その後、画像処理部10は、車両9の略中心の直上に配置された仮想視点から車両9を見た合成画像CP7を生成する。すなわち、画像処理部10は、車両周囲の全体を車両9の略中心の直上(真上)の視点からみたCP7の合成画像をCP6の次に生成する。さらに、画像処理部10は、通信部42を介して、仮想視点が連続的に周回するように、表示部21に生成された複数の合成画像CP1~CP7を連続して出力する。これにより、車両を見下ろした状態で車両の周囲を周回するように示す複数の合成画像が表示部21に表示されるため、ユーザが車両を目の前にした視点から車両の全周囲を確認することで、1つの画面で直感的に車両と障害物との位置関係を把握できる。
 また、仮想視点の位置が連続性を持って移動しつつ、車両の周囲を旋回するように示す複数の合成画像と車両の略中心の直上(真上)からみた合成画像との双方が表示されることで、ユーザは1つの画面で直感的に車両と障害物との位置関係を把握できる。さらに、車両の周囲と車両の略中心の直上(真上)との複数の視点から車両周囲の安全性を確認できる。
 また、車両の周囲の画像でユーザが見落とす障害物などの情報があったとしても、車両の周囲の画像の後に連続性をもって表示される車両の上方の画像により再度安全確認を行うことができる。
 また、ユーザが車両の全周囲の広い範囲をいちどに確認する必要はなく、車両周囲の限られた範囲の画像の後に車両の略中心の直上(真上)の広い範囲の車両全体の画像を連続して表示することで、ユーザは1つの画面で車両周囲の安全確認をより確実に行える。
 また、車両の位置を中心として車両の周囲を順に移動する仮想視点からみた合成画像を生成することで、ユーザは1つの画面で直感的に車両の全周囲の障害物を確認することができる。
 なお、ここで示した合成画像は一例であり、合成画像の車両を見下ろす高さ、方向、合成画像の連続表示の一時停止、連続表示の回転速度の調整、連続表示の回転を逆回転とすることなどの設定はユーザの任意の変更が可能である。
 また、連続表示を一時停止して表示部の画面の任意の部分をユーザ操作により選択することで選択した部分を拡大表示させることもできる。さらに、本実施形態では車両周囲を表示する合成画像を連続表示した後に、車両の略中心の直上(真上)の合成画像を連続表示させる場合を述べたが、この順序に限ることなく車両の略中心の直上(真上)の合成画像を表示した後に車両周囲の合成画像を連続表示させてもよい。
 また、本実施形態では車両の後方の仮想視点の位置から周囲を1周する場合について述べたが、画像を遷移させる開始位置は特定されるものではなく任意の位置でもよい。さらに、周囲を周回する回数は1回に限らず2回以上または半周など任意の回数でもよい。
 また、本実施形態では車両周囲確認処理の開始条件を画像処理部10または表示部21が車両電源制御装置84からのACC-ON信号を受信したことを開始条件とすることで、これにより画像処理装置の起動時にユーザが車両の周辺を確認できる。通常、画像処理装置は車両の走行前にACC-ONに応答して起動するため、車両の走行前にユーザが車両の周辺を確認できるという効果を有する。このような車両周囲確認処理の開始条件は、ACC-ON信号の受信のみではなく、切替スイッチ83を所定時間以上(例えば3秒以上)継続して押下することとしてもよい。これによりユーザが車両周囲を自動で確認したい場合にはいつでも確認を行うことができる。
 さらに、複数の合成画像を連続表示している際に、表示部21に図示しない完了ボタンを設けて、連続表示の途中であってもこの完了ボタンを押下することで、合成画像の連続表示を終了させたり、図示しない設定ボタンを設けて予め、ACC-ONや切替えスイッチ83を所定時間以上押下することによる車両周囲確認処理の開始を行わないようにすることもできる。
 また、車両周囲確認処理を実行して合成画像を連続表示している場合に、車速が所定速度以上、シフトポジションの”R”への切替え、切替SWの押下といったユーザの操作に基づく信号が表示部21に入力された場合は、以下に詳述するように車両周囲確認処理を終了して、ユーザの操作に対応した処理を開始する。
 次に、表示部21の処理動作について図6の表示部21の表示処理の流れを示す図を用いて説明する。表示部21は車両電源制御装置84からのACC-ON信号を受信する(ステップS201がYes)と、表示部の本体電源をONする(ステップS202)。なお、車両電源制御装置84からのACC-ON信号を受信していない(ステップS201がNo)場合は処理を終了する。
 その後、同じく車両電源制御装置84からのACC-ON信号を受信している画像処理部10と初期通信を開始する(ステップS203)。ここで、初期通信とは画像処理部10と表示部21との間で通信可能か否かを確認する処理をいう。初期通信が正常に終了した場合(ステップS204がYes)は、画像処理部10から車両周囲確認処理の合成画像のデータを受信する(ステップS205)。
 初期通信が正常に終了していない場合(ステップS204がNo)は、再度画像処理部10との通信を行ったり、複数回通信を試みても通信できない場合は処理を終了する。なお、ここで初期通信が正常に終了しない場合としては、故障などの原因で画像処理部10が正常に動作していないことがあげられる。このような場合は、表示部21に車両周囲の画像表示のシステムが故障している旨の警告を表示するようにできる。
 表示部21が画像処理部10から合成画像データを受信している間に、表示部21はオープニング画面を表示する(ステップS206)。オープニング画面表示後、画像処理部10から受信した車両周囲の複数の合成画像を上記図5を用いて説明したように、連続表示させる(ステップS207)。複数の合成画像を連続表示している間にシフトセンサ81から表示部21へシフトポジションが”R“に切替えられた信号が送信される(ステップS208がYes)と、表示部21は車両周囲の合成画像を連続表示している画面から、車両の後方を撮影した画像を表示するバックモード画像表示の画面に切替えて表示する(ステップS209)。
 シフトポジションが”R“に切替えられていない場合(ステップS208がNo)で、切替スイッチ83が押下された場合(ステップS210がYes)は、表示部21は車両周囲の合成画像を連続表示している画面から、車両の前方を撮影した画像を表示するフロントモード画像表示の画面に切替えて表示する。(ステップS211)。
 切替スイッチ83が押下されていない場合(ステップS210がNo)で、車速が所定の速度以上(例えば車速が12km/h以上)の場合(ステップS212がYes)は、車両周囲の合成画像を連続表示している画面からナビゲーション画像を表示する画面に切替えて表示する(ステップS215)。車速が所定の速度以上でない場合(ステップS212がNo)は、車両周囲の合成画像の連続表示が終了しているか否かを判断し(ステップS213)、合成画像の連続表示が終了していない場合(ステップS213がNo)は、画像処理部10から表示部21へ新たな合成画像が送信され、表示部21は合成画像処理部10から送信された新たな合成画像を前の合成画像と連続性をもたせて表示する。
 車両周囲の合成画像の連続表示が終了した場合(ステップS213がYes)は、画像処理部10から表示部21へ送信された車両9の略中心の直上(真上)の合成画像が表示部21に表示される(ステップS214)。これにより、車両を見下ろした状態で車両の周囲を周回するように示す複数の合成画像が表示装置に表示されるため、ユーザが車両を目の前にした視点から車両の全周囲を確認することで、1つの画面で直感的に車両と障害物との位置関係を把握できる。
 車両9の略中心の直上(真上)の合成画像表示後、表示部21はナビゲーション画像を表示する画面を表示する(ステップS215)。
 仮想視点の方向が連続性を持って移動しつつ、車両の周囲を旋回するように示す複数の合成画像と車両上方からみた合成画像との双方が表示されることで、ユーザは1つの画面で直感的に車両と障害物との位置関係を把握できる。さらに、車両の周囲と車両の略中心の直上(真上)との複数の視点から車両周囲の安全性を確認できる。
 また、車両の周囲の画像でユーザが見落とす障害物などの情報があったとしても、車両の周囲の画像の後に連続性をもって表示される車両の略中心の直上(真上)の画像により再度安全確認を行うことができる。
 また、ユーザが車両の全周囲の広い範囲を確認する必要はなく、車両周囲の限られた範囲の画像の後に車両の略中心の直上(真上)の広い範囲の車両全体の画像を連続して表示することで、ユーザは1つの画面で車両周囲の安全確認をより確実に行える。
 また、車両の位置を中心として車両周囲を順に移動する仮想視点からみた合成画像を生成することで、ユーザは1つの画面で直感的に車両の全周囲の障害物を確認することができる。
 なお、ここで示した合成画像は一例であり、合成画像の車両を見下ろす高さ、方向、合成画像の連続表示の一時停止、連続表示の回転速度の調整、連続表示の回転を逆回転とすることなどの設定はユーザの任意の変更が可能である。
 また、連続表示を一時停止して表示部の画面の任意の部分をユーザ操作により選択することで選択した部分を拡大表示することも可能である。さらに、本実施形態では車両周囲を表示する合成画像を連続表示した後に、車両上方の合成画像を連続表示させる場合を述べたが、この順序に限ることなく車両の略中心の直上(真上)の合成画像を表示した後に車両周囲の合成画像を連続表示させてもよい。
 また、本実施形態では車両の後方の仮想視点の位置から周囲を1周する場合について述べたが、画像を遷移させる開始位置は特定されるものではなく任意の位置でもよい。さらに、周囲を周回する回数は1回に限らず2回以上または半周など任意の回数でもよい。
 また、本実施形態では車両周囲確認処理の開始条件を画像処理部10または表示部21が車両電源制御装置84からのACC-ON信号を受信したことを開始条件とすることで、これにより画像処理装置の起動時にユーザが車両の周辺を確認することができる。通常、画像処理装置は車両の走行前にACC-ONに応答して起動するため、車両の走行前にユーザが車両の周辺を確認できるという効果を有する。このような車両周囲確認処理の開始条件は、ACC-ON信号の受信のみではなく、切替スイッチ83を所定時間以上(例えば3秒以上)継続して押下することとしてもよい。これによりユーザが車両周囲を自動で確認したい場合にはいつでも確認を行うことができる。
 さらに、複数の合成画像を連続表示している際に、表示部21に図示しない完了ボタンを設けて、連続表示の途中であってもこの完了ボタンを押下することで、合成画像の連続表示を終了させたり、図示しない設定ボタンを設けて予めACC-ON時や切替えスイッチ83を所定時間以上押下することによる車両周囲確認処理の開始を行わないようにすることもできる。
<2.第2の実施の形態>
 第2の実施形態は第1の実施形態と基本的な構成は同一である。本実施形態については図7の第2の実施形態における合成画像の画面遷移を示す図を用いて説明する。図7のCP1aからCP7aは上記図5に示したCP1からCP7の車両周囲の合成画像の連続表示とは周囲の合成画像を生成する視点の位置が異なる。本実施形態では、車両の左側に仮想視点を移動させた状態でその周囲の合成画像CP1aからCP7aを画像処理部10で生成し、これらの合成画像を表示部21に連続表示させる。
 CP1aは車両9の後方で車両9の左に所定距離移動した位置の仮想視点から車両9を見下ろしたような合成画像、CP2aは車両9の左側面で車両9の左に所定距離移動した位置の仮想視点から車両9を見下ろしたような合成画像、CP3aは車両9の左斜め側面で車両9の左に所定距離移動した位置の仮想視点から車両9を見下ろしたような合成画像、CP4aは車両9の前面で車両9の左に所定距離移動した位置の仮想視点から車両9を見下ろしたような合成画像、CP5aは車両9の右側面で車両9の左に所定距離移動した位置の仮想視点から車両9を見下ろしたような合成画像、CP6aは車両9の右側面で車両9の左に所定距離移動した位置の仮想視点から車両9を見下ろしたような合成画像、CP7aは車両9の略中心の直上(真上)の仮想視点から左に所定距離移動して車両9を見下ろしたような合成画像である。
 このように車両から所定距離移動して、周囲の合成画像の連続表示の仮想視点の位置を車両の画像を一部にでも含む範囲内で切替えることで、ユーザが確認したい部分を選択して表示できる。例えばユーザが運転席(右側の席)に着座しており、左側を重点的に確認したい場合は、上記に示したように車両から左に所定距離移動した位置の視点を中心に合成画像を生成し、その合成画像の連続表示を行うことが可能である。仮想視点の位置の変更はユーザが手動で行うことが可能であり、車両の画像を含む範囲でユーザが確認を希望する任意の位置を中心に合成画像の連続表示を行うことが可能である。これにより、ユーザは重点的に確認を行いたい位置を中心にその周囲の状況を確認することができ、車両と障害物との位置関係を1つの画面で直感的に把握することができる。
 また、仮想視点の位置が連続性を持って遷移しつつ、車両から所定距離移動した周囲を旋回するように示す複数の合成画像と車両の略中心の直上(真上)の仮想視点から所定距離移動した合成画像との双方が表示されることで、ユーザは1つの画面で直感的に車両と障害物との位置関係を把握できる。さらに、車両から所定距離移動した周囲の仮想視点と車両の略中心の直上(真上)から所定距離移動した仮想視点との複数の仮想視点から車両周囲の安全性を確認できる。
 また、車両から所定距離移動した周囲の画像でユーザが見落とす障害物などの情報があったとしても、車両から所定距離移動した周囲の画像の後に連続性をもって表示される車両の略中心の直上(真上)の仮想視点から所定距離移動した画像により再度安全確認を行うことができる。
 また、車両から所定距離移動した位置を真上からみた広い範囲をいちどに確認する必要はなく、車両から所定距離移動した周囲の限られた範囲の画像の後に車両の略中心の直上(真上)の仮想視点から所定距離移動した広い範囲の画像を連続して表示することで、ユーザは1つの画面で車両周囲の安全確認をより確実に行える。
<3.画像処理部;変形例>
 <3-1.変形例1>
 次に、図4を用いて説明した画像処理部10の処理の変形例について説明する。
 図4では、仮想視点の位置が異なる複数の合成画像を生成するごとに表示部21に送信していたが、この変形例1では複数の合成画像を生成してから表示部21に送信するようにしている。
 図8は、この変形例1の画像処理部10の処理の例を示す図である。画像処理部10のCPU1が車両電源制御装置84からの表示部21に画像を出力する指示を行うための指示信号であるACC-ON信号を信号入力部41を介して受信する(ステップS301がYes)と、画像処理部10の通信部42は表示部21との初期通信を開始する(ステップS302)。ここで初期通信とは画像処理部10と表示部21との間で通信可能か否かを確認する処理をいう。画像処理部10のCPU1が車両電源制御装置84からのACC-ON信号を受信していない場合は処理を終了する(ステップS301がNo)。
 画像処理部10と表示部21との初期通信が正常に終了すれば(ステップS303がYes)、CPU1はメモリ11から車両周囲確認処理を行うためのデータを読み出す(ステップS304)。車両周囲確認処理のデータの例としては、車両のビットマップデータ、視点の移動データ(時間ごとの視点位置や視点の方向のデータ)などのパラメータのデータがあげられる。
 初期通信が正常に終了していない場合(ステップS303がNo)は再度、表示部21との通信を行ったり、複数回の通信を試みても通信できない場合は処理を終了する。なお、ここで初期通信が正常に終了しない場合としては、故障などの原因で画像処理部10が正常に動作していないことがあげられる。このような場合は表示部21に車両周囲の画像表示のシステムが故障している旨の警告を表示するようにできる。
 ステップS304に戻って、メモリ11から車両周辺確認処理のデータを読み出した後に、画像処理部10の画像変換部3は読み出したデータに基づいて、車両周囲確認処理の合成画像を生成する(ステップS305)。ここで、車両周囲確認処理の合成画像とは、車両9の周囲の合成画像、および、車両9の略中心の直上(真上)の合成画像をいう。
 作成された車両周囲確認処理の合成画像のデータは表示部21に出力される(ステップS306)。なお、画像処理部10は作成した仮想視点の位置が段階的に変更されている複数の合成画像が連続性を有するような順番でまとめて表示部21にデータが出力される。
 これにより仮想視点の位置が段階的に変更され、車両9の周囲の上方の仮想視点から車両方向にみた状態で、車両9の周囲を連続的に周回する画像を表示部21に表示させることができる。また、車両9の周囲の合成画像、および、車両9の略中心の直上(真上)の複数の合成画像を同じタイミングで表示部21に出力することで、段階的に変更されて連続的に表示されている合成画像のうち、所定の画像の表示をとばして、次の画像を表示したり、前の画像に戻って表示することができ、連続的に表示される画像のうちユーザが確認したい箇所の画像を素早く表示できる。
 <3-2.変形例2>
 また、図4では、仮想視点の位置が異なる複数の合成画像を生成するごとに表示部21に送信していたが、変形例2では、予め生成されてメモリ11に記憶された複数の合成画像をACC-ON信号に応答して表示部21に送信するようにしている。
 図9は、この変形例2の画像処理部10の処理の例を示す図である。画像処理部10のCPU1が車両電源制御装置84からの表示部21に画像を出力する指示を行うための指示信号であるACC-ON信号を信号入力部41を介して受信する(ステップS401がYes)と、画像処理部10の通信部42は表示部21との初期通信を開始する(ステップS402)。ここで初期通信とは画像処理部10と表示部21との間で通信可能か否かを確認する処理をいう。画像処理部10のCPU1が車両電源制御装置84からのACC-ON信号を受信していない場合(ステップS401がNo)は処理を終了する。
 画像処理部10と表示部21との初期通信が正常に終了すれば(ステップS403がYes)、CPU1はメモリ11から車両周囲確認処理の合成画像データを読み出す(ステップS404)。この合成画像データは、ACC-ON信号を受信する前に車両9の周辺を撮影する撮影部5の複数のカメラにより撮影された複数の撮影画像に基づいて、上記画像変換処理により生成された合成画像であり、予めメモリ11に保存されているデータである。
 ステップS404において、予めメモリ11に保存されている車両周囲確認処理の合成画像データが、メモリ11から読み出された後、車両周囲確認処理の合成画像データが表示部21へ出力される(ステップS405)。
 これにより、表示装置21に画像を出力する指示を行うための指示信号であるACC-ON信号を画像処理部10のCPU1が受信してすぐに車両周辺確認処理の合成データを表示部21へ出力することができ、指示信号を受信してから表示部21へ合成画像データ出力する時間を短縮できる。
 初期通信が正常に終了していない場合(ステップS403がNo)は再度、表示部21との通信を行ったり、複数回の通信を試みても通信できない場合は処理を終了する。なお、ここで初期通信が正常に終了しない場合としては、故障などの原因で画像処理部10が正常に動作していないことがあげられる。このような場合は表示部21に車両周囲の画像表示のシステムが故障している旨の警告を表示するようにできる。
<4.第3の実施の形態>
 次に、第3の実施の形態について説明する。上記第1の実施の形態では主に、ACC-ON信号を指示信号とし、この指示信号に応答して仮想視点の位置が異なる複数の合成画像を送信していた。これに対して、第3の実施の形態では、ユーザの操作に基づく信号を指示信号とし、ユーザの操作に応答して複数の合成画像が送信される。
 <4-1.構成>
 図10は、第3の実施の形態の画像表示システム101のブロック図である。第3の実施形態も、第1の実施形態と基本的な構成はほぼ同一である。図10において、上記図1で説明した構成と異なる点は、表示部21に設けられた操作部61aと操作部61bとを備えていることである。
 操作部61aは表示部21の表示画面に透明電極で形成されたタッチスイッチ、および、表示部21の周囲に設けられた固定のハードスイッチなどからなり、ユーザの操作による指示信号が、信号入力部41を介してCPU1に送信される。CPU1はこの指示信号を受けて、後述する画像処理部10での合成画像の生成および合成画像の表示部21への出力を行う。
 合成画像の具体例としては、車両9の周辺を撮影する撮影部5の複数のカメラ(フロントカメラ51、サイドカメラ52、および、バックカメラ53)から取得される複数の画像に基づいて生成される、車両9の周囲の上方の仮想視点から車両9の方向をみる画像があげられる。また、合成画像の他の具体例は、車両9の略中心の直上(真上)の仮想視点からみた画像などがある。
 操作部61bは画像処理システム101に一体的に設けられている固定スイッチである。この操作部61bのユーザの操作による指示信号が、信号入力部41を介してCPU1に送信される。CPU1はこの指示信号を受けて、後述する画像処理部10での合成画像の生成および合成画像の表示部21への出力を行う。なお、操作部61bは、遠隔操作可能とするリモートコントローラであってもよく、あるいは固定スイッチとリモートコントローラの両者を併用してもよい。図10における画像処理システム101のその他の構成は、上記図1で画像処理システム100で説明した構成と同じ構成である。
 <4-2.動作>
 図11は、第3の実施形態の画像処理部の処理の流れを示す図である。
 画像処理部10のCPU1がユーザの操作により操作部61a、または、操作部61bからの指示信号を受信した場合(ステップS501がYes)、CPU1はメモリ11から車両周囲確認処理を行うためのデータを読み出す(ステップS502)。車両周囲確認処理のデータの例としては、車両のビットマップデータ、視点の移動データ(時間ごとの視点位置や視点の方向のデータ)などがあげられる。
 なお、画像処理部10のCPU1が操作部61a、または、操作部61bのいずれかの操作部から指示信号を受信していない場合(ステップS501がNo)は処理を終了する。
 メモリ11から車両周辺確認処理のデータを読み出した後に、画像処理部10の画像変換部3は読み出したデータに基づいて、車両周囲の合成画像を生成する(ステップS503)。作成された合成画像のデータは表示部21に出力される(ステップS504)。なお、画像処理部10は作成した仮想視点の位置が段階的に変更されている複数の合成画像が連続性を有するように順番に表示部21にデータを出力する。これにより仮想視点の位置が段階的に変更され、車両9の周囲の上方の仮想視点から車両方向にみた状態で、車両9の周囲を連続的に周回する画像を表示部21に表示させることができる。
 複数の合成画像の表示部21への出力が終了する(ステップS505がYes)と、車両9の略中心の直上(真上)の合成画像を生成し(ステップS506)、生成した車両9の略中心の直上(真上)の合成画像を表示部21へ出力する(ステップS507)。
 なお、ステップS505において複数の合成画像データの表示部21への出力が終了していない場合(ステップS505がNo)は、ステップS503の処理に戻って、次の車両9の周囲の合成画像を生成する処理を行う。
 次に、表示部21の処理動作について、図12の第3の実施形態の合成画像の画面遷移を示す図を用いて説明する。表示部21は画像処理部10から車両周囲確認処理の合成画像データを受信する(ステップS601がYes)と、表示部21に画像処理部10から受信した車両9の周囲の複数の合成画像を連続表示させる(ステップS602)。
 なお、画像処理部10から車両周囲確認処理の合成画像データを受信していない場合(ステップS601がNo)は処理を終了する。
 ステップS602の処理により、複数の合成画像を連続表示している間にシフトセンサ81から表示部21へシフトポジションが”R“に切替えられた信号が送信される(ステップS603がYes)と、表示部21は車両9の周囲の合成画像を連続表示している画面から、車両9の後方を撮影した画像を表示するバックモード画像表示の画面に切替えて表示する(ステップS604)。
 シフトポジションが”R“に切替えられていない場合(ステップS603がNo)で、切替スイッチ83が押下された場合(ステップS605がYes)は、表示部21は車両9の周囲の合成画像を連続表示している画面から、車両9の前方を撮影した画像を表示するフロントモード画像表示の画面に切替えて表示する。(ステップS606)。
 ステップS605において、切替スイッチ83が押下されていない場合(ステップS605がNo)で、車速が所定の速度以上(例えば車速が12km/h以上)の場合(ステップS607がYes)は、車両9の周囲の合成画像を連続表示している画面からナビゲーション画像を表示する画面に切替えて表示する(ステップS610)。
 車速が所定の速度以上でない場合(ステップS607がNo)は、車両9の周囲の合成画像の連続表示が終了しているか否かを判断し(ステップS608)、合成画像の連続表示が終了していない場合(ステップS608がNo)は、画像処理部10から表示部21へ新たな合成画像が送信され、表示部21は合成画像処理部10から送信された新たな合成画像を前の合成画像と連続性をもたせて表示する。
 車両9の周囲の合成画像の連続表示が終了した場合(ステップS608がYes)は、画像処理部10から表示部21へ送信された車両9の略中心の直上(真上)の合成画像が表示部21に表示される(ステップS609)。これにより、車両を見下ろした状態で車両の周囲を周回するように示す複数の合成画像が表示装置に表示されるため、ユーザが車両を目の前にした視点から車両の全周囲を確認することで、1つの画面で直感的に車両と障害物との位置関係を把握できる。
 ステップS609において、車両9の略中心の直上(真上)の合成画像表示後、表示部21はナビゲーション画像を表示する画面を表示する(ステップS610)。
 このように、仮想視点の方向が連続性を持って移動しつつ、車両の周囲を旋回するように示す複数の合成画像と車両上方からみた合成画像との双方が表示されることで、ユーザは1つの画面で直感的に車両と障害物との位置関係を把握できる。さらに、車両9の周囲と車両9の略中心の直上(真上)との複数の視点から車両9の周囲の安全性を確認できる。
 また、車両9の周囲の画像でユーザが見落とす障害物などの情報があったとしても、車両9の周囲の画像の後に連続性をもって表示される車両9の略中心の直上(真上)の画像により再度安全確認を行うことができる。
 また、ユーザが車両9の全周囲の広い範囲を確認する必要はなく、車両9の周囲の限られた範囲の画像の後に車両9の略中心の直上(真上)の広い範囲の車両9全体の画像を連続して表示することで、ユーザは1つの画面で車両9の周囲の安全確認をより確実に行える。
 また、車両9の位置を中心として車両9の周囲を順に移動する仮想視点からみた合成画像を生成することで、ユーザは1つの画面で直感的に車両9の全周囲の障害物を確認することができる。
 なお、ここで示した合成画像は一例であり、合成画像の車両を見下ろす高さ、方向、合成画像の連続表示の一時停止、連続表示の回転速度の調整、連続表示の回転を逆回転とすることなどの設定はユーザの任意の変更が可能である。
 また、連続表示を一時停止して表示部の画面の任意の部分をユーザ操作により選択することで選択した部分を拡大表示することも可能である。さらに、本実施形態では車両9の周囲を表示する合成画像を連続表示した後に、車両9の上方の合成画像を連続表示させる場合を述べたが、この順序に限ることなく車両9の略中心の直上(真上)の合成画像を表示した後に車両9の周囲の合成画像を連続表示させてもよい。
 また、本実施形態では車両9の後方の仮想視点の位置から周囲を1周する場合について述べたが、画像を遷移させる開始位置は特定されるものではなく任意の位置でもよい。さらに、周囲を周回する回数は1回に限らず2回以上または半周など任意の回数でもよい。
 また、本実施形態では車両9の周囲確認処理の開始条件を画像処理部10がユーザの操作による操作部61a、または、操作部61bからの指示信号を受信したことを開始条件とすることで、ユーザが車両9の周辺確認を行いたい場合にいつでも車両9の周囲を確認できる。
 さらに、複数の合成画像を連続表示している際に、表示部21に図示しない完了ボタンを設けて、連続表示の途中であってもこの完了ボタンを押下することで、合成画像の連続表示を終了させたり、操作部61a、または、操作部61bを所定時間以上押下することによる車両周囲確認処理の開始を行わないようにすることもできる。
 <4-3.変形例1>
 次に、第3の実施形態の画像処理部の処理の変形例について説明する。
 この変形例1では、複数の合成画像を生成してから表示部21に送信するようにしている。図13は、この場合の画像処理部の処理の例を示す図である。画像処理部10のCPU1がユーザの操作により操作部61a、または、操作部61bからの指示信号を受信した場合(ステップS701がYes)、CPU1はメモリ11から車両周囲確認処理を行うためのデータを読み出す(ステップS702)。車両周囲確認処理のデータの例としては、車両のビットマップデータ、視点の移動データ(時間ごとの視点位置や視点の方向のデータ)などのパラメータのデータがあげられる。
 メモリ11から車両周辺確認処理のデータを読み出した後に、画像処理部10の画像変換部3は読み出したデータに基づいて、車両周囲確認処理の合成画像を生成する(ステップS703)。ここで、車両周囲確認処理の合成画像とは、車両9の周囲の合成画像、および、車両9の略中心の直上(真上)の合成画像をいう。
 ステップS703において、作成された車両周囲確認処理の合成画像のデータは表示部21に出力される(ステップS704)。なお、画像処理部10は作成した仮想視点の位置が段階的に変更されている複数の合成画像が連続性を有するような順番でまとめて表示部21にデータが出力される。
 これにより仮想視点の位置が段階的に変更され、車両9の周囲の上方の仮想視点から車両9の方向にみた状態で、車両9の周囲を連続的に周回する画像を表示部21に表示させることができる。また、車両9の周囲の合成画像、および、車両9の略中心の直上(真上)の複数の合成画像を同じタイミングで表示部21に出力することで、段階的に変更されて連続的に表示されている合成画像のうち、所定の画像の表示をとばして、次の画像を表示したり、前の画像に戻って表示することができ、連続的に表示される画像のうちユーザが確認したい箇所の画像を素早く表示できる。
 <4-4.変形例2>
 この変形例2では、予め生成されてメモリ11に記憶された複数の合成画像を指示信号に応答して表示部21に送信するようにしている。図14は、第3の実施形態の画像処理部の処理の変形例2を示す図である。画像処理部10のCPU1がユーザの操作により操作部61a、または、操作部61bからの指示信号を受信した場合(ステップS801がYes)、画像処理部10はCPU1のメモリ11から車両周囲確認処理の合成画像データを読み出す(ステップS802)。この合成画像データは、操作部61a、または、操作部61bからの指示信号を受信する前に車両9の周辺を撮影する撮影部5の複数のカメラにより撮影された複数の撮影画像に基づいて、上記画像変換処理により生成された合成画像であり、予めメモリ11に保存されているデータである。
 なお、CPU1がユーザの操作により操作部61a、または、操作部61bからの指示信号を受信していない場合は処理を終了する(ステップS801がNo)。
 ステップS802に戻り、予めメモリ11に保存されている車両周囲確認処理の合成画像データが、メモリ11から読み出された後、車両周囲確認処理の合成画像データが表示部21へ出力される(ステップS803)。
 これにより、表示装置21に画像を出力する指示を行うための指示信号である操作部61a、または、操作部62bからの信号を画像処理部10のCPU1が受信してすぐに車両周辺確認処理の合成データを表示部21へ出力することができ、指示信号を受信してから表示部21へ合成画像データ出力する時間を短縮できる。
  本出願は、2009年5月29日に提出された日本特許出願(特願2009-130102)および2010年3月9日に提出された日本特許出願(特願2010-052210)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
100   画像処理システム
10    画像処理部
5     撮影部
21    表示部
83    切替スイッチ
84    車両電源制御装置

Claims (9)

  1.  車両に搭載された表示装置に表示させる画像を処理する画像処理装置であって、
     指示信号を受信する受信部と、
     複数のカメラで撮影された前記車両の周辺の複数の画像に基づいて、前記車両の周囲の上方に配置された複数の仮想視点から前記車両をみた複数の第1合成画像を生成する合成画像生成部と、
     仮想視点が連続的に周回するように、前記指示信号に応答して、前記表示装置に前記複数の第1合成画像を連続して出力する出力部と、を備える画像処理装置。
  2.  請求項1に記載の画像処理装置において、
     前記合成画像生成部は、前記車両の略中心の直上に配置された仮想視点から前記車両をみた第2合成画像を生成し、
     前記出力部は、前記複数の第1合成画像と前記第2合成画像との相互間において前記仮想視点が連続的に移動するように、前記表示装置に前記複数の第1合成画像および前記第2合成画像を連続して出力する画像処理装置。
  3.  請求項2に記載の画像処理装置において、
     前記出力部は、前記複数の第1合成画像を出力した後に、前記第2合成画像を出力する画像処理装置。
  4.  請求項1に記載の画像処理装置において、
     前記合成画像生成部は、前記複数の第1合成画像を、前記仮想視点が前記車両の位置を中心として周回するように生成する画像処理装置。
  5.  請求項1に記載の画像処理装置において、
     前記合成画像生成部は、前記複数の第1合成画像を、前記仮想視点が前記車両の周辺のユーザ指定地点を中心として周回するように生成する画像処理装置。
  6.  請求項1に記載の画像処理装置において、
     前記受信部は、前記画像処理装置の起動時に前記指示信号を受信する画像処理装置。
  7.  車両に搭載された表示装置に表示させる画像を処理する電子装置であって、
     指示信号を出力する操作部と、
     前記指示信号を受信する受信部と、
     複数のカメラで撮影された前記車両の周辺の複数の画像に基づいて、前記車両の周囲の上方に配置された仮想視点から前記車両をみた、当該仮想視点が連続的に周回する合成画像を生成する合成画像生成部と、
     前記指示信号に応答して、前記表示装置に前記合成画像を出力する出力部と、を備える電子装置。
  8.  請求項7に記載の電子装置において、
     前記出力部から出力された前記合成画像を表示する前記表示装置、をさらに備える電子装置。
  9.  車両に搭載された表示装置に表示させる画像を処理するための画像処理方法であって、
     指示信号を受信する工程と、
     複数のカメラで撮影された前記車両の周辺の複数の画像に基づいて、前記車両の周囲の上方に配置された複数の仮想視点から前記車両をみた複数の合成画像を生成する工程と、
     仮想視点が連続的に周回するように、前記指示信号に応答して、前記表示装置に前記複数の合成画像を連続して出力する工程と、を備える画像処理方法。
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