JP2010178018A - Device for displaying periphery of vehicle by image - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両の周辺を画像表示するための装置に関し、より具体的には、乗員が視認しやすいように、撮像された画像を加工して表示するための装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for displaying an image of the periphery of a vehicle, and more specifically to an apparatus for processing and displaying a captured image so that an occupant can easily view the image.
従来より、車両にカメラを搭載し、車両の周辺を撮像した画像を、乗員の見やすいように加工して表示する装置が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an apparatus that mounts a camera on a vehicle and processes and displays an image obtained by capturing the periphery of the vehicle so that it can be easily seen by a passenger.
下記の特許文献1には、距離感を掴みやすいような車両の後側方の映像を表示する装置が開示されている。この装置によると、モニター画面の下方に、自車両に付随するマークを映し出す。一例では、該マークは、自車両の車幅を表す。
The following
また、下記の特許文献2には、少なくとも一方のドアミラーにカメラを搭載し、カメラで得られた画像内の対象物が、ドアミラーに映る対象物とほぼ同等の大きさとなるように、後側方領域の画像データについては拡大し、他の領域の画像データについては圧縮して表示する装置が開示されている。 In Patent Document 2 below, a camera is mounted on at least one of the door mirrors, and the rear side so that the object in the image obtained by the camera is approximately the same size as the object reflected on the door mirror. An apparatus is disclosed in which image data in a region is enlarged and image data in another region is compressed and displayed.
運転者を支援するために、車両の周辺を撮像するカメラが取り付けられる。たとえば、車両の後方を表示装置上で視認するために、車両後部にカメラが取り付けられる。後方の画像を表示装置上で視認することにより、運転者は、後退操作をより適切に行うことができる。 In order to assist the driver, a camera for imaging the periphery of the vehicle is attached. For example, a camera is attached to the rear of the vehicle in order to visually recognize the rear of the vehicle on the display device. By visually recognizing the rear image on the display device, the driver can perform the reverse operation more appropriately.
図10を参照すると、車両Vが後退するいくつかのシーン(状況)が示されている。(a)は、車庫から車両Vが後退しながら出るシーンを示し、(b)は、所定の駐車スペースから車両Vを後退させるシーンを示し、(c)は、道路脇に設けられた所定の駐車スペースから車両Vを後退させるシーンを示す。これらのシーンに示されるように、後退させながら駐車スペースから出ることは、国によっては通常行われていることである。いずれのシーンにおいても、車両Vの後部中央にはカメラ101が搭載されており、符号103は、カメラ101の撮像領域を示す。ここで、カメラ101の水平方向の画角(視野角)は、この例では130度である。
Referring to FIG. 10, several scenes (situations) in which the vehicle V moves backward are shown. (A) shows a scene where the vehicle V comes out from the garage while moving backward, (b) shows a scene where the vehicle V is moved backward from a predetermined parking space, and (c) shows a predetermined scene provided on the side of the road. The scene which makes the vehicle V reverse from a parking space is shown. As shown in these scenes, exiting the parking space while retreating is a common practice in some countries. In any scene, the
図に示されるように、人間111や他の車両113は、車両Vに向かって進んでいるにもかかわらず、カメラ101により撮像されない領域(死角領域)に存在するため、表示装置上に表示されない。したがって、運転者は、死角領域に位置している対象物を視認することは困難である。また、目視でも、このような死角領域に存在する対象物を視認することは困難なことが多い。
As shown in the figure, the
より広い領域を視認可能なように、より画角の広いカメラを搭載することが考えられる。いわゆる魚眼レンズのような広角のレンズを備えるカメラにより、たとえば水平方向の画角を180度もしくはそれ以上に広げることができる。 It is conceivable to mount a camera with a wider angle of view so that a wider area can be visually recognized. A camera having a wide-angle lens such as a so-called fish-eye lens can widen the horizontal angle of view to 180 degrees or more, for example.
しかしながら、魚眼レンズのような広角のレンズを用いると、撮像される領域は広がるが、このような広い撮像領域の画像を表示装置上に表示したとき、撮像画像の周辺(側方)部の画像が歪んだ状態となる。このような歪みは、視認しにくいものであるため、これを補正するために様々な手法が提案されている。そのうちの一つに、視点変換処理を利用することが行われている。すなわち、撮像された画像を、いくつかの視点から見た複数の画像に変換し、該変換された複数の画像をつなぎ合わせて(合成して)1つの画像を生成する。生成された画像では歪みが取り除かれているので、周辺部の画像も視認しやすくなる。 However, when a wide-angle lens such as a fish-eye lens is used, the imaged area is widened, but when an image of such a wide imaging area is displayed on the display device, the image of the peripheral (side) portion of the captured image is displayed. It becomes distorted. Since such distortion is difficult to visually recognize, various methods have been proposed to correct it. One of them is to use viewpoint conversion processing. That is, the captured image is converted into a plurality of images viewed from several viewpoints, and the converted plurality of images are connected (synthesized) to generate one image. Since distortion is removed from the generated image, it is easy to visually recognize the peripheral image.
ところが、このような視点変換処理を行うと、異なる視点から生成された画像をつなぎ合わせているため、画像のつなぎ目部分に不連続性が生じる。周辺部の歪みは取り除かれても、このような不連続性は、見る者に違和感を生じさせる。 However, when such viewpoint conversion processing is performed, images generated from different viewpoints are joined together, so that discontinuities occur in the joint portions of the images. Even if the peripheral distortion is removed, such discontinuities cause the viewer to feel uncomfortable.
また、従来は、複数の撮像装置を設け、これらの撮像装置により撮像された複数の画像をつなぎ合わせて1つの画像を合成して表示することも行われている。広角のレンズを用いなければ、歪みを生じさせることなく、1つの合成画像を生成することができる。しかしながら、この手法は、複数の撮像装置を必要とするので、コストが高くなる。 Conventionally, a plurality of image pickup devices are provided, and a plurality of images picked up by these image pickup devices are connected to display a composite image. If a wide-angle lens is not used, one composite image can be generated without causing distortion. However, since this method requires a plurality of imaging devices, the cost becomes high.
したがって、この発明の一つの目的は、1つの撮像装置を用い、撮像された画像の中央領域と、その側方領域との間のつなぎ目領域においても、不連続性を生じさせることなく、撮像された画像を加工する画像処理を提案することである。 Accordingly, one object of the present invention is to use a single image pickup device and pick up an image without causing discontinuity even in the joint region between the center region of the picked-up image and its side region. It is to propose an image processing for processing the image.
この発明の一つの側面によると、車両に搭載され、該車両の周辺の画像を表示するための装置は、前記車両の周辺を撮像して元画像を取得する一つの撮像手段と、前記元画像において、水平方向における中央領域の画像を、縮小を示す第1の倍率で変倍しつつ、該中央領域の左右にそれぞれ位置する側方領域の画像を、拡大を示す第2の倍率で変倍すると共に、該中央領域と該側方領域との間のつなぎ目領域の画像に対しては、該中央領域から該側方領域に向かって、該第1の倍率から該第2の倍率まで徐々に変化する第3の倍率を用いて変倍する、画像変倍手段と、前記画像変倍手段によって変倍された画像を表示装置上に表示する手段と、を備える。 According to one aspect of the present invention, an apparatus mounted on a vehicle and displaying an image of the periphery of the vehicle has one imaging means for capturing an original image by imaging the periphery of the vehicle, and the original image , The image of the central area in the horizontal direction is scaled at a first magnification indicating reduction, and the images of the side areas respectively positioned on the left and right of the central area are scaled at a second magnification indicating enlargement. In addition, for the image of the joint area between the central area and the lateral area, gradually from the first magnification to the second magnification from the central area toward the lateral area. Image scaling means for changing the magnification using a changing third magnification, and means for displaying an image scaled by the image scaling means on a display device.
この発明によれば、撮像された元画像に対し、水平方向における中央領域の画像を、縮小を示す第1の倍率で変倍しつつ、該中央領域の左右にそれぞれ位置する側方領域の画像を、拡大を示す第2の倍率で変倍するので、側方領域における画像の認識度を向上させることができる。さらに、該中央領域と該側方領域との間のつなぎ目領域の画像に対しては、該中央領域から該側方領域に向かって、該第1の倍率から該第2の倍率まで徐々に変化する倍率を用いて変倍するので、中央領域から側方領域にかけて、不連続性が生じるのを防止することができる。したがって、ユーザは、表示装置上の画像を違和感なく視認することができる。また、撮像装置は1つであり、1つの撮像画像から、広い撮像領域をより自然な形態で表示することができるので、複数の撮像装置を用いて複数の画像を合成することに比べてコストを低減することができる。 According to the present invention, the image of the lateral region positioned on the left and right of the central region is obtained by scaling the image of the central region in the horizontal direction with the first magnification indicating reduction with respect to the captured original image. Is scaled at the second magnification indicating enlargement, the degree of image recognition in the side region can be improved. Further, for the image of the joint area between the central area and the lateral area, the image gradually changes from the first magnification to the second magnification from the central area toward the lateral area. Therefore, it is possible to prevent discontinuity from occurring in the central region to the lateral region. Therefore, the user can visually recognize the image on the display device without a sense of incongruity. In addition, since there is one imaging device and a wide imaging area can be displayed from a single captured image in a more natural form, the cost can be reduced compared to combining a plurality of images using a plurality of imaging devices. Can be reduced.
一実施形態では、上記第3の倍率は、二次曲線的に変化する倍率である。したがって、連続性を維持しながら、徐々に倍率を変化させることができる。 In one embodiment, the third magnification is a magnification that changes in a quadratic curve. Therefore, the magnification can be gradually changed while maintaining continuity.
この発明の一実施形態によると、前記中央領域、側方領域およびつなぎ目領域の平均倍率が1倍になるように、前記第1の倍率、前記第2の倍率および前記第1の倍率から第2の倍率まで徐々に変化する前記第3の倍率は設定される。 According to an embodiment of the present invention, the first magnification, the second magnification, and the first magnification to the second magnification so that the average magnification of the central region, the side region, and the joint region is 1 ×. The third magnification that gradually changes to the magnification of is set.
この発明によれば、撮像画像全体の平均倍率は1倍であるので、撮像した領域の画像全体を、もれなく表示装置上に表示することができる。したがって、広角のレンズを用いて撮像した場合でも、該撮像した広い領域の画像を表示装置上で視認することができる。 According to the present invention, since the average magnification of the entire captured image is 1, the entire image of the captured area can be displayed on the display device without exception. Therefore, even when an image is captured using a wide-angle lens, the captured image of a wide area can be viewed on the display device.
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の一実施形態に従う、車両に搭載され、該車両の周辺の画像を表示するための装置のブロック図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an apparatus mounted on a vehicle and displaying an image around the vehicle according to an embodiment of the present invention.
撮像装置10は、車両の周辺を撮像するための装置であり、この実施例では、車両の後方を撮像するよう、車両後部の車幅方向の中心に取り付けられたカメラである。撮像装置10は、画角の広い広角レンズを備えている。この実施例では、撮像装置10は、水平方向の画角が180度である魚眼レンズを備えたカメラにより実現される。
The
画像処理装置12は、車両に搭載された電子制御ユニット(ECU)において実現されることができる。ECUは、中央処理装置(CPU)およびメモリを備えるコンピュータである。代替的に、画像処理装置12を撮像装置10と別個に設けることに代えて、画像処理機能を撮像装置10内に一体的に実現するようにしてもよい。
The
表示装置14は、運転者が視認可能なように車両内に設けられている。この実施例では、ナビゲーションシステムの地図情報等が表示される表示装置を利用している。撮像装置10によって撮像された画像は、画像処理装置12によって処理され、その結果として生成された画像が、表示装置14上に表示される。当然ながら、撮像装置10によって撮像された画像そのもの(元画像と呼ぶ)を表示装置14上に表示することも可能である。
The
図2を参照して、魚眼レンズを備えたカメラ(撮像装置)10によって撮像される画像について簡単に説明する。(a)に示すように、車両V1の後部中央に取り付けられたカメラ10の撮像領域20は、水平方向に180度の角度で広がっている。
With reference to FIG. 2, the image imaged with the camera (imaging device) 10 provided with the fisheye lens is demonstrated easily. As shown to (a), the
(b)は、魚眼レンズによる画像取得を、仮想的な球面23を用いて、XYZ座標系で簡単にモデル化した図である。Z軸は魚眼レンズの中心軸を表している。撮像対象物からの光は、仮想球面23に垂直に入射し、魚眼レンズの撮像面に相当する半径Rの円形の平面25に垂直に下りたところに像を形成する。
(B) is the figure which modeled the image acquisition by a fish-eye lens simply in the XYZ coordinate system using the virtual
(c)は、カメラ10によって撮像された元画像の一例である。該画像の周辺部(側方領域)には、車両V2が撮像されている。矢印31は、車両V2が走行した場合の撮像画像上の軌跡を示す。(b)で示したように、魚眼レンズを用いて撮影すると、対象物を球面で捕らえるために、より広い視野領域の対象物を撮像することができる。しかしながら、球面で対象物を捕らえるために、撮像画像の周辺部の画像は、中央部の画像に比べて歪んでおり、小さく撮像される。
(C) is an example of an original image captured by the
このような歪みを取り除くため、前述したように、視点変換処理を利用することが従来より行われている。これについて、図3を参照して簡単に述べると、(a)には、図2の(a)と同様の図が示されているが、視点変換を行うために、水平方向の画角を領域A1〜A3に3分割し、カメラ10の位置を基準に、3つの視点、すなわち領域A1に対する視点、領域A2に対する視点および領域A3に対する視点を設定する。撮像された元画像から、3つの視点の画像をそれぞれ生成する。
In order to remove such distortion, the viewpoint conversion process has been conventionally used as described above. This will be briefly described with reference to FIG. 3. FIG. 3 (a) shows the same view as FIG. 2 (a). The area A1 to A3 is divided into three, and three viewpoints, that is, a viewpoint for the area A1, a viewpoint for the area A2, and a viewpoint for the area A3 are set based on the position of the
(b)は、前述したような魚眼レンズの画像取得の簡単なモデル化を表している。ここで、N1〜N3は、それぞれ、上記3つの視点を表すベクトルを示す。ここでは、水平方向に3分割するので、ベクトルN2はZ軸に沿ったものとなる。ベクトルN1およびN3は、XZ平面上に沿ったものになり、Z軸に対する角度θzは60度である。各ベクトルN1〜N3が仮想球面23と交差する点で、該ベクトルN1〜N3に対して垂直な平面P1〜P3を設定し、これらの平面P1〜P3に投影される像を求めることによって、視点毎の画像が生成される。平面P1〜P3上の座標は、表示装置上の画面上の画素に対応づけられており、平面P1〜P3をつなぎ合わせることにより、表示装置上に1つの画像を生成することができる。
(B) represents a simple modeling of the fisheye lens image acquisition as described above. Here, N1 to N3 indicate vectors representing the three viewpoints, respectively. Here, since it is divided into three in the horizontal direction, the vector N2 is along the Z-axis. The vectors N1 and N3 are along the XZ plane, and the angle θz with respect to the Z axis is 60 degrees. By setting planes P1 to P3 perpendicular to the vectors N1 to N3 at points where the vectors N1 to N3 intersect the phantom
こうして、図2(c)の元画像に対して視点変換を行って3つの画像を生成し、これらをつなぎ合わせた画像が、図3(c)に示されている。線41および43は、画像のつなぎ目部分を示している。図2(c)の元画像と比較して、周辺部における歪みは修正されているが、つなぎ目41および43の部分において不連続性が生じている。車両V2が、つなぎ目43よりも右に撮像されている。図2(c)で示すように、車両V2は、本来滑らかな軌跡を描いて走行するにもかかわらず、図3(c)では、矢印45に示すように、つなぎ目43の部分において不連続な動きとなっている。これは、異なる視点から生成された画像をつなぎ合わせたことに起因する。
In this way, viewpoint conversion is performed on the original image in FIG. 2C to generate three images, and an image obtained by connecting these images is shown in FIG.
このように、視点変換処理を用いて合成画像を生成すると、周辺部の歪みは修正されるが、画像のつなぎ目部分において不連続性が生じる。これは、視認する乗員にとって違和感を生じさせる。特に、対象物がつなぎ目をまたがって移動しているとき、つなぎ目部分において該移動の軌跡が滑らかとならず、不自然な感じを受ける。 As described above, when the synthesized image is generated using the viewpoint conversion process, the distortion in the peripheral portion is corrected, but discontinuity occurs in the joint portion of the image. This causes a sense of incongruity for the occupant who visually recognizes. In particular, when the object is moving across the joint, the trajectory of the movement is not smooth at the joint, and an unnatural feeling is felt.
そこで、本願発明では、視点変換を行うことなく、周辺部の歪みによる対象物の認識の困難さを是正すると共に、中央部と周辺(側方)部との間の領域(つなぎ目領域)における不連続性を取り除いた画像の生成手法を提案する。 Therefore, the present invention corrects the difficulty in recognizing an object due to distortion in the peripheral part without performing viewpoint conversion, and corrects the inconvenience in the area (joint area) between the central part and the peripheral (side) part. We propose an image generation method that eliminates continuity.
図4は、画像処理装置12により実行される処理のフローを示す。ステップS1において、画像処理装置12は、カメラ10により撮像された画像(元画像)を受け取る。ステップS3において、元画像に対し、水平方向における変倍処理を実行し、ステップS5において、垂直方向における変倍処理を実行する。ステップS7において、ステップS3およびS5で変倍された画像を、表示装置14上に表示する。なお、ステップS3とS5は、逆の順番でもよく、よって、垂直方向における変倍処理を行った後に水平方向における変倍処理を行ってもよい。
FIG. 4 shows a flow of processing executed by the
ステップS3で実行される水平方向の変倍処理について、詳細を説明する。図5は、水平方向の変倍処理に用いる倍率曲線51(太い実線で表される)のグラフを示す。横軸は、水平方向の画角を表している。前述したように、この実施例では180度であるので、原点O(0度)に対して90度および−90度の画角がスケールされている。縦軸は、倍率を表している。倍率の値「1」は等倍を表しており、αは、値1より大きいので拡大するための倍率を表し、βは、値1より小さいので縮小するための倍率を表している。
Details of the horizontal scaling processing executed in step S3 will be described. FIG. 5 shows a graph of a magnification curve 51 (represented by a thick solid line) used for horizontal scaling processing. The horizontal axis represents the angle of view in the horizontal direction. As described above, since the angle is 180 degrees in this embodiment, the angles of view of 90 degrees and −90 degrees are scaled with respect to the origin O (0 degree). The vertical axis represents the magnification. The magnification value “1” represents the same magnification, α is larger than the
ここで、元画像を、水平方向の画角に応じて、中央領域、側方領域、およびつなぎ目領域に分ける。図では、−D1〜D1の画角範囲が中央領域に設定され、−D2〜−90およびD2〜90の画角範囲が側方領域に設定され、−D1〜−D2およびD1〜D2の画角範囲が、中央領域と側方領域の間の領域すなわちつなぎ目領域に設定される。 Here, the original image is divided into a central area, a side area, and a joint area according to the angle of view in the horizontal direction. In the figure, the angle of view range of -D1 to D1 is set in the central area, the angle of view range of -D2 to -90 and D2 to 90 is set to the side area, and the image angles of -D1 to -D2 and D1 to D2 are set. The corner range is set to a region between the central region and the side region, that is, a joint region.
倍率曲線51は、画角がゼロ〜±D1の間は値βに一定にされ、画角が±D2〜±90の間は値αに一定にされる。画角が±D1〜±D2の間は、値βから値αへと徐々に変化するよう設定される。この実施例では、±D1〜±D2の間、倍率曲線51は、二次曲線的に変化するよう設定されている。
The
こうして、撮像画像の中央領域においては、画像はβ倍されることによって縮小され、側方領域においては、α倍されることによって拡大される。また、中央領域と側方領域の間のつなぎ目領域においては、β倍からα倍へと倍率が徐々に変化する。したがって、歪みが生じる側方領域においては、拡大されることによって、歪みよって小さく撮像された画像を拡大された画像に変換することができ、よって、対象物の認識度を向上させることができる。 Thus, in the central area of the captured image, the image is reduced by being multiplied by β, and in the lateral area, it is enlarged by being multiplied by α. In the joint region between the central region and the side region, the magnification gradually changes from β times to α times. Therefore, in a lateral region where distortion occurs, by enlarging, an image captured small due to distortion can be converted into an enlarged image, and thus the recognition degree of the object can be improved.
しかしながら、拡大するだけでは、結果として得られる画像の面積が大きくなってしまい、表示装置14上の表示画面に収まらない。そこで、中央領域おいて縮小することにより、拡大した分と縮小した分とを相殺する。これにより、撮像された領域全体を表示装置14上に表示することができる。撮像された領域全体を表示装置14上にもれなく表示するために、画像全体における平均倍率が1倍になるように、倍率曲線51を設定するのがよい。これにより、変倍処理を行う前と後とで、画像の面積は変化しないので、撮像された領域を表示装置14上にもれなく表示することができる。
However, simply enlarging increases the area of the resulting image and does not fit on the display screen on the
さらに、つなぎ目領域においては、倍率が徐々に変化するので、中央領域と側方領域との間にわたり、画像が不連続になるのを回避することができる。したがって、中央領域と側方領域との間で対象物が移動しても、対象物の軌跡は滑らかになり、不連続性を生じさせることはない。 Furthermore, since the magnification gradually changes in the joint region, it is possible to avoid discontinuity of the image between the central region and the side region. Therefore, even if the object moves between the center area and the side area, the locus of the object becomes smooth and does not cause discontinuity.
上記の値D1およびD2は、予め決められた値である。歪みによって対象物が小さく撮像される現象が生じる領域をシミュレーション等によって調べ、これに基づいて値D1およびD2を設定するのが好ましい。たとえば、中央領域から側方領域に向かって歪みが生じ始めるとして特定された画角を値D1とし、歪みの程度が高いとして特定される側方領域を画定する画角を値D2とする。当然ながら、決定された倍率曲線51(この決定手法は、後述される)を用いて変倍処理のシミュレーション等を行い、結果として表示される画像がより視認しやすいように、値D1およびD2は調整されることができる。この実施例では、D1=50度、およびD2=70度である。D1=50度およびD2=70度である場合、倍率曲線51において倍率が値1であるときの画角D3は約65度である。
The above values D1 and D2 are predetermined values. It is preferable to examine a region where a phenomenon in which an object is imaged small by distortion is generated by simulation or the like, and set values D1 and D2 based on this. For example, an angle of view specified as starting to generate distortion from the central area toward the side area is set as a value D1, and an angle of view defining a side area specified as having a high degree of distortion is set as a value D2. Of course, the values D1 and D2 are set so that the simulation of the scaling process is performed using the determined magnification curve 51 (this determination method will be described later), and the image displayed as a result is easier to visually recognize. Can be adjusted. In this example, D1 = 50 degrees and D2 = 70 degrees. When D1 = 50 degrees and D2 = 70 degrees, the angle of view D3 when the magnification is 1 in the
図6は、水平方向における変倍処理において、元画像の画素が水平方向に拡大された様子を表したものである。元画像では、各画素の領域は正方形をなしており、水平および垂直方向の長さは同じである。水平方向における変倍処理により、画像の中央領域における各画素の領域の水平方向の長さはβ倍に縮小され、結果として、各画素の領域の水平方向の長さは垂直方向の長さより小さくなっている。画像の側方領域における各画素の領域の水平方向の長さはα倍に拡大され、結果として、各画素の領域水平方向の長さは垂直方向の長さより大きくなっている。中央領域から側方領域に向かうつなぎ目領域では、倍率がβ倍からα倍に徐々に変化し、これに伴い、各画素の領域の水平方向の長さが徐々に大きくなっている。 FIG. 6 shows how the pixels of the original image are expanded in the horizontal direction in the scaling process in the horizontal direction. In the original image, the area of each pixel is a square, and the horizontal and vertical lengths are the same. By the scaling process in the horizontal direction, the horizontal length of each pixel area in the central area of the image is reduced by a factor of β, and as a result, the horizontal length of each pixel area is smaller than the vertical length. It has become. The horizontal length of each pixel region in the lateral region of the image is enlarged by α, and as a result, the horizontal length of each pixel region is larger than the vertical length. In the joint region from the central region to the side region, the magnification gradually changes from β times to α times, and accordingly, the horizontal length of each pixel region gradually increases.
αの値は、側方領域の対象物の歪みが修正される程度を考慮して、シミュレーションや実験等に基づいて予め決められ、この実施例では、1.0〜1.5の間の値を取るよう設定される。好ましくは、車両や歩行者等の検知すべき対象物が側方領域において撮像されて、1メートル離れた地点から表示装置14の表示画面を視認した場合に、該対象物が水平方向において少なくとも5ミリメートル(mm)の大きさで見えるように決定される。これは、一般的に、人間が画面を視認する上で5mm四方よりも小さい物体は見えにくいという知見に基づくものである。
The value of α is determined in advance based on simulations and experiments in consideration of the degree to which the distortion of the object in the lateral region is corrected. In this embodiment, the value of α is a value between 1.0 and 1.5. Set to take. Preferably, when an object to be detected such as a vehicle or a pedestrian is imaged in the side region and the display screen of the
βの値は、前述したように、画像全体の平均倍率が1倍となるように設定されるのが好ましい。平均して1倍の倍率とするためには、画像領域の面積において、縮小される分と拡大される分とが等しくなるように、βの値およびつなぎ目領域における倍率曲線51が設定される必要がある。ここで、この設定手法について説明する。
As described above, the value of β is preferably set so that the average magnification of the entire image is 1. In order to obtain a magnification of 1 times on average, the value of β and the
図7は、図5に示すグラフの、画角が正の値を持つ領域について拡大した図である。D1およびD2は、この実施例では、それぞれ50度および70度とする。 FIG. 7 is an enlarged view of a region having a positive angle of view in the graph shown in FIG. In this embodiment, D1 and D2 are 50 degrees and 70 degrees, respectively.
画角D1〜D2におけるつなぎ目領域における倍率曲線51は、A点およびB点を通る二次曲線となっている。A点の座標は(50,β)であり、B点の座標は(70,α)である。したがって、つなぎ目領域における倍率yは、式(1)のように表される。ここで、θは画角を示す。
倍率曲線51は、画角0〜50度の間は、値βを有し、画角50〜70の間は、値yを有し、画角70〜90の間は、値αを有する。この倍率曲線51(f(θで表す)を、式(2)に示されるように、画角0〜90度にわたって積分する。
平均倍率が1ということは、画角がゼロから90度にわたって倍率曲線51を積分した値が90度である、ことを示す。したがって、式(3)が成立する必要がある。
前述したように、αの値は、シミュレーション等に基づいて予め決められている。したがって、αの値を式(3)に代入することにより、βの値が算出されると共に、つなぎ目領域における二次曲線(y)が算出される。 As described above, the value of α is determined in advance based on simulation or the like. Therefore, by substituting the value of α into the equation (3), the value of β is calculated and the quadratic curve (y) in the joint region is calculated.
たとえば、α=1.1のとき、βの値および二次曲線(y)は、以下のようになる。
また、α=1.5のとき、βの値および二次曲線(y)は、以下のようになる。
画角が負の領域のつなぎ目領域における二次曲線は、上記の正の領域の二次曲線から算出されることができる。こうして、α、D1およびD2の値を予め決めることにより、βおよび二次曲線が算出されるので、図5に示すような倍率曲線51を決定することができる。このような倍率曲線51を規定したマップを、予め画像処理装置12のメモリに記憶することができる。画像処理装置12は、受け取った画像の各画素について、該画素の画角に対応する倍率を該マップから求め、該倍率を該画素の水平方向に適用して変倍する。こうして、元画像を水平方向に変倍された画像が生成される。
The quadratic curve in the joint area of the negative field angle can be calculated from the quadratic curve of the positive area. In this way, by predetermining the values of α, D1, and D2, β and a quadratic curve are calculated, so that a
次に、ステップS5で実行される垂直方向の変倍処理について説明する。一実施形態では、垂直方向については、水平方向と同じ倍率で変倍する。この場合、たとえば或る画素について水平方向においてβ倍されるならば、垂直方向についても同様にβ倍する。こうして、画素は、水平および垂直方向に等倍されることとなる。 Next, the vertical scaling process executed in step S5 will be described. In one embodiment, scaling is performed in the vertical direction at the same magnification as in the horizontal direction. In this case, for example, if a certain pixel is multiplied by β in the horizontal direction, it is similarly multiplied by β in the vertical direction. Thus, the pixels are scaled in the horizontal and vertical directions.
代替の実施形態では、垂直方向については、図8のようなマップを用い、倍率曲線53に示すように一定の倍率αで変倍してもよい(この場合、倍率曲線53は、実際には直線となる)。αは、前述したように、値1より大きく、拡大するための倍率である。このマップの横軸は、水平方向における画角であり、縦軸は、該水平方向の画角に対応する画素の垂直方向における倍率を表している。これにより、側方領域において、水平方向における歪みだけでなく垂直方向の歪みを抑制することができ、よって、対象物をより視認しやすくすることができる。
In an alternative embodiment, for the vertical direction, a map as shown in FIG. 8 may be used and scaled at a constant magnification α as shown in the magnification curve 53 (in this case, the
この場合、画像の中央領域についても拡大処理が行われることとなる。その結果、垂直方向における変倍処理を行う前よりも、該変倍処理を行った後の方が、画像の面積が大きくなる。しかしながら、撮像される画像の上部は、主に、空や高層建物の上部など、カットされても運転支援に支障が出ない部分であることが多い。したがって、たとえば表示装置14の表示画面から上部にはみだす部分をカットして、該カットした後の画像を表示装置14上に表示すればよい。
In this case, the enlargement process is also performed on the central region of the image. As a result, the area of the image becomes larger after the scaling process than before the scaling process in the vertical direction. However, the upper part of the captured image is mainly a part that does not hinder driving assistance even if it is cut, such as the sky or the upper part of a high-rise building. Therefore, for example, a portion that protrudes from the display screen of the
こうして、水平および垂直方向において変倍された画像が、表示装置14上に表示される。水平および垂直方向の変倍処理におけるαの値を、前述したように1メートル離れた地点から表示画面を視認した場合に対象物が少なくとも5mmの大きさで見えるように決定することにより、ユーザは、側方領域において、水平および垂直の両方向で少なくとも5mmの大きさを有する対象物を見ることができ、よって良好な視認を確保することができる。
In this way, the image scaled in the horizontal and vertical directions is displayed on the
図9を参照すると、(a)は、本願発明に従って変倍処理されて表示装置14上に表示される画像の一例であり、ここで、垂直方向においては、水平方向と等倍の変倍処理が行われている。(b)は、図3(c)と同様に、従来の視点変換処理に従って合成されて表示装置上に表示される画像の一例である。どちらの画像にも、左側の側方領域に車両V3が撮像されている。どちらの画像も、側方領域における歪みが修正されているために、車両V3は、視認可能なように表示されている。
Referring to FIG. 9, (a) is an example of an image that is scaled according to the present invention and displayed on the
車両V3は、実際には、カメラが搭載されている自車両の後方において、滑らかな軌跡を描くように走行している。この点について(a)を参照すると、車両V3の走行軌跡は、矢印61で示すように滑らかであるので、画像を視認する乗員は、車両V3の挙動に違和感を生じさせることはない。それに対し、(b)では、前述したように、合成する元の画像のつなぎ目65の部分において不連続性が生じている。したがって、車両V3の挙動は、矢印67に示すように、つなぎ目65の部分において不連続なものとなり、コーナーを曲がっているように視認され、よって、乗員に違和感を生じさせる。
The vehicle V3 actually travels so as to draw a smooth locus behind the host vehicle on which the camera is mounted. Referring to (a) with respect to this point, the traveling locus of the vehicle V3 is smooth as shown by the
このように、本願発明によれば、結果として得られる画像において、側方領域の歪みが修正されると共に、該画像内における不連続性を解消することができるので、側方領域における対象物を良好に視認することができると共に、対象物の挙動が不連続になるのを防止することができる。したがって、乗員に違和感を生じさせることなく、広い画角の撮像領域を表示装置上に表示することができる。また、撮像装置は1つでよく、1つの撮像装置から得られた画像に基づいて、上記のような、広い撮像領域のより自然な画像を表示することができるので、複数の撮像装置を用いる必要はなく、コストを抑制することができる。 Thus, according to the present invention, in the resulting image, distortion in the lateral region is corrected and discontinuity in the image can be eliminated. While being able to visually recognize favorably, it can prevent that the behavior of a subject becomes discontinuous. Therefore, an imaging region with a wide angle of view can be displayed on the display device without causing the passenger to feel uncomfortable. Further, only one imaging device is required, and a more natural image of a wide imaging area as described above can be displayed based on an image obtained from one imaging device, so a plurality of imaging devices are used. There is no need, and the cost can be reduced.
上記実施例では、カメラのレンズとして、水平方向の画角が180度の魚眼レンズを用いているが、これに限定されるものではなく、画角が180度より小さい場合や180度より大きい場合についても、本願発明は適用可能である。すなわち、広角のレンズを用いると、撮像された画像の周辺部が、中央部に比べて、歪みによって対象物が小さく撮像されるという現象が起こるが、このような現象の起こるレンズを用いる場合に、本願発明は好ましく適用されることができる。そして、図5のようなマップのα、D1およびD2の値は、カメラの水平方向の画角の大きさに合わせて決定されるのがよい。前述したように、αの値は、側方領域に存在する検出すべき対象物(たとえば、他の車両や歩行者等)が良好に視認可能なように、たとえば1メートル離れた時点から表示画面を視認した場合に少なくとも5mm四方の大きさで見えるように、シミュレーション等を介して決定され、D1およびD2の値は、歪みが生じて視認するのに目障りとなる画角範囲に応じて決定されるのがよい。 In the above embodiment, a fisheye lens having a horizontal angle of view of 180 degrees is used as the lens of the camera. However, the present invention is not limited to this, and the case where the angle of view is smaller than 180 degrees or larger than 180 degrees. However, the present invention is applicable. In other words, when a wide-angle lens is used, a phenomenon occurs in which the object is imaged smaller due to distortion in the peripheral part of the captured image than in the central part. The present invention can be preferably applied. The values of α, D1 and D2 in the map as shown in FIG. 5 are preferably determined in accordance with the size of the angle of view of the camera in the horizontal direction. As described above, the value of α is displayed on the display screen from a point away from, for example, 1 meter so that an object to be detected (for example, another vehicle or a pedestrian) existing in the side area can be satisfactorily recognized. Is determined through simulation or the like so that it can be seen in a size of at least 5 mm square when the image is visually recognized, and the values of D1 and D2 are determined in accordance with the angle of view range that is obstructive to be visually recognized due to distortion. It is better.
以上のように、この発明の特定の実施形態について説明したが、本願発明は、これら実施形態に限定されるものではない。 As described above, specific embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to these embodiments.
10 撮像装置
12 画像処理装置
14 表示装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記車両の周辺を撮像して元画像を取得する一つの撮像手段と、
前記元画像において、水平方向における中央領域の画像を、縮小を示す第1の倍率で変倍しつつ、該中央領域の左右にそれぞれ位置する側方領域の画像を、拡大を示す第2の倍率で変倍すると共に、該中央領域と該側方領域との間のつなぎ目領域の画像に対しては、該中央領域から該側方領域に向かって、該第1の倍率から該第2の倍率まで徐々に変化する第3の倍率を用いて変倍する、画像変倍手段と、
前記画像変倍手段によって変倍された画像を表示装置上に表示する手段と、
を備える、装置。 An apparatus mounted on a vehicle for displaying an image around the vehicle,
One imaging means for capturing the original image by imaging the periphery of the vehicle;
In the original image, the image of the central area in the horizontal direction is scaled at the first magnification indicating reduction, and the images of the lateral areas respectively positioned on the left and right of the central area are expanded at the second magnification. For the image of the joint area between the central area and the lateral area, the first magnification to the second magnification are applied from the central area toward the lateral area. Image scaling means for scaling using a third magnification that gradually changes to
Means for displaying an image scaled by the image scaling means on a display device;
An apparatus comprising:
請求項1に記載の装置。 The third magnification that gradually changes from the first magnification to the second magnification is a magnification that changes in a quadratic curve.
The apparatus of claim 1.
請求項1または2に記載の装置。 Gradually from the first magnification, the second magnification, and the first magnification to the second magnification such that the average magnification of the central region, the side region, and the joint region is 1 ×. The third magnification to change is set,
The apparatus according to claim 1 or 2.
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