(57)【要約】【課題】車両周囲の状況を視覚情報として運転者に提供することで車両の運転を支援する運転支援装置において、車両の横方向における画像歪を低く抑えることができる運転支援装置を提供する。【解決手段】運転支援装置は、車両の幅に応じた長さを有する撮像素子１と、前記撮像素子１と同一の長さ及び幅を有し前記撮像素子１の受光面に対してのみ光を集光させる集光手段２と、前記撮像素子１から出力される電気信号を処理して映像信号を出力する信号処理手段３と、前記信号処理手段３から出力される映像信号に対して歪補正及び視点変換を含む座標変換を行う座標変換手段５と、前記座標変換手段５で座標変換された映像信号に基づき画像を表示する表示手段６と、を具備している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の幅に応じた長さを有する撮像素子と、前記撮像素子と同一の長さ及び幅を有し前記撮像素子の受光面に対してのみ光を集光させる集光手段と、前記撮像素子から出力される電気信号を処理して映像信号を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段から出力される映像信号に対して歪補正及び視点変換を含む座標変換を行う座標変換手段と、前記座標変換手段で座標変換された映像信号に基づき画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
車両の幅に応じた長さを有する撮像素子と、前記撮像素子の幅と同じ長さの径の円形凸レンズが前記撮像素子の複数の画素それぞれに１対１で対応するように前記撮像素子の長さ方向に沿って複数個連続配置された集光手段と、前記撮像素子から出力される電気信号を処理して映像信号を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段から出力される映像信号に対して歪補正及び視点変換を含む座標変換を行う座標変換手段と、前記座標変換手段で座標変換された映像信号に基づき画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする運転支援装置。
【請求項３】
前記撮像素子を構成する複数の画素の各画素間に、前記信号処理手段と前記座標変換手段の機能を持つ電子回路を分散配置させたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記撮像素子及び前記集光手段は、可撓性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の運転支援装置。
【請求項５】
前記撮像素子及び前記集光手段は、車両の周囲の長さに応じた長さに形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両周囲の状況を視覚情報として運転者に提供することで車両の運転を支援する運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像系のレンズや撮像デバイスの歪によって変形された画像を座標変換することによって補正する提案があり（例えば、非特許文献１参照）、またこの技術を車載カメラによる運転支援を行う運転支援装置に利用した提案もある（例えば、特許文献１参照）。
【非特許文献１】谷口慶治、「画像処理工学−基礎編−」、初版第２刷、共立出版株式会社、１９９７年１０月１０日、ｐ．６１−６２
【特許文献１】特開平０３−０９９９５２号公報（第１頁〜第５頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の運転支援装置においては、撮像系のレンズや撮像デバイスの歪によって変形された画像を座標変換により補正するようにしているが、路面を基準とした座標変換なので、撮像された画像に立体物が写っている場合にはその立体物が座標変換によって歪んでしまう。特に、車両後部中央付近にカメラを設置し、車両の一部例えばバンパーが写っている時にはカメラからバンパーを路面に投影した路面上の位置がバンパーを路面に鉛直投影した路面上の位置よりも車両の外側となるので、車両の幅が大きく見えてしまう。すなわち、特に車両の横方向における画像歪が大きくなってしまう。
【０００４】
ここで、この問題について図８を参照して詳細に説明する。図８において、運転支援装置を構成するカメラ１００は車両１１０の最後部ドアの中央部分に設けられている。１０１はカメラ１００から見た車両１１０の左後端部分であり、１０２はカメラ１００から車両１１０の左後端部分１０１を路面へ投影した路面上の位置である。また、１０３は車両１１０の左後端部分１０１を路面に鉛直に投影した路面上の位置である。カメラ１００から車両１１０の左後端部分１０１を見て路面に投影した路面上の位置１０２は、鉛直に投影した路面上の位置１０３より車両１１０の左側（外側）となる。このため、カメラ１００で撮影された画像を路面基準として座標変換を行うと、車両１１０の幅が大きく見えてしまい、分かり難い表示となる。このように、車両の横方向における画像歪が大きくなる。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、特に車両の横方向における画像歪を低く抑えることができる運転支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明の運転支援装置は、車両の幅に応じた長さを有する撮像素子と、前記撮像素子と同一の長さ及び幅を有し前記撮像素子の受光面に対してのみ光を集光させる集光手段と、前記撮像素子から出力される電気信号を処理して映像信号を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段から出力される映像信号に対して歪補正及び視点変換を含む座標変換を行う座標変換手段と、前記座標変換手段で座標変換された映像信号に基づき画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、撮像素子及び集光手段を車両の幅に応じた長さに形成することで、車体左右後端を鉛直上方に近い位置から見下ろすことが可能となり、これによってカメラで撮影した画像を路面基準として座標変換を行っても車両の幅が大きく見えてしまうことなく、実際の車幅に応じた画像を見ることができ、従来技術に比べて車両の横方向における画像歪を低く抑えることが可能となる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の運転支援装置は、車両の幅に応じた長さを有する撮像素子と、前記撮像素子の幅と同じ長さの径の円形凸レンズが前記撮像素子の複数の画素それぞれに１対１で対応するように前記撮像素子の長さ方向に沿って複数個連続配置された集光手段と、前記撮像素子から出力される電気信号を処理して映像信号を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段から出力される映像信号に対して歪補正及び視点変換を含む座標変換を行う座標変換手段と、前記座標変換手段で座標変換された映像信号に基づき画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、集光手段を複数の円形凸レンズで構成したので、平行光線以外の横方向の集光も可能となるので、集光能力の向上が図れる。
また、請求項３に係る発明の運転支援装置は、請求項１又は請求項２のいずれかに係る発明の運転支援装置において、前記撮像素子を構成する複数の画素の各画素間に、前記信号処理手段と前記座標変換手段の機能を持つ電子回路を分散配置させたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、撮像素子及び集光手段を車両の幅に応じた長さに形成することで、撮像素子を構成する複数の画素の配置間隔に余裕が得られ、各画素間に信号処理手段と座標変換手段の機能を持つ電子回路を分散配置させることができるので、カメラの小型化が可能となる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明の運転支援装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る発明の運転支援装置において、前記撮像素子及び前記集光手段は、可撓性を有することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、撮像素子及び集光手段が可撓性を有するので、車体表面が曲面であってもその表面に沿って取り付けることができる。また、車体表面に沿って取り付けることができることから、撮像によって得られた画像を座標変換する際の誤差を小さくできる。
【００１３】
また、請求項５に係る発明の運転支援装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る発明の運転支援装置において、前記撮像素子及び前記集光手段は、車両の周囲の長さに応じた長さに形成されたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、撮像素子及び集光手段の長さを車両の周囲の長さに応じた長さにしても上記発明と同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の運転支援装置によれば、撮像素子及び集光手段を車両の幅に応じた長さに形成することで、車体左右後端を鉛直上方に近い位置から見下ろすことが可能となり、これによってカメラで撮影した画像を路面基準として座標変換を行っても車両の幅が大きく見えてしまうことなく、実際の車幅に応じた画像を見ることができ、従来技術に比べて車両の横方向における画像歪を低く抑えることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の運転支援装置によれば、集光手段を複数の円形凸レンズで構成したので、平行光線以外の横方向の集光も可能となるので、集光能力の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１において、本実施の形態の運転支援装置は、撮像素子１と、撮像素子１に光を集光させる集光部２と、撮像素子１から出力される電気信号を処理して映像信号を出力する信号処理部３と、信号処理部３から出力される映像信号に対して歪補正及び視点変換等の座標変換処理を行う座標変換部５と、運転者に画像を提供する表示部６とを具備する。撮像素子１、集光部２及び信号処理部３はカメラ４を構成する。
【００１９】
撮像素子１は、横７６８画素、縦４８０画素の画素数を有し、横方向の長さが車両の幅に応じた長さ（例えば１．６ｍ）で、縦方向の長さが数ｍｍ〜１０ｍｍ程度の帯状になっている。ここで、図２は撮像素子１の一部分を拡大した図である。この図に示すように、１つの画素が複数の受光素子７から構成されており、各受光素子７の形状が撮像素子１の形状に合わせて横長になっている。
【００２０】
図１に戻り、集光部２は、撮像素子１と同じ長さ及び幅を有する長尺半円柱状をしており、撮像素子１の前面に密着させた状態で配置される。集光部２は結像光学系（半円柱凸レンズ）であり、縦方向の光を収束させる効果を持ち、横方向の光は平行光線のみを通過させる。すなわち、縦方向には半円柱凸レンズの曲率に応じた視野角を有し、横方向には視野角を有しないものである。図３は集光部２の視野角を示すものである。
【００２１】
撮像素子１と集光部２は共に可撓性を有しており、車体表面が曲面となった車両でも容易に取り付けることができるようになっている。座標変換部５は、撮像素子１と集光部２が撓んだ状態で車体に取り付けられてもその撓みを補正する。
【００２２】
このような構成の運転支援装置により、バンパーなどの立体物を撮像した場合、当該立体物の路面への投影位置に左右方向の誤差が生じないため、座標変換部５による座標変換を行った場合でも立体物の画像歪を低減することが可能となる。特に、車両の幅が正確に表示され、安全且つ分かり易い表示を行うことができる。ここで、図４はカメラ４を車体１１０に取り付けた状態を示したものである。この図において、１１は車体左後端、１２はカメラ４から車体左後端１１を路面に投影した路面上の位置である。カメラ４が帯状に形成されているため、車体左後端１１を鉛直上方に近い位置から見下ろすことが可能となる。
【００２３】
このように、本実施の形態の運転支援装置によれば、撮像素子１及び集光部２を含むカメラ４を車両の幅に応じた長さに形成したので、車両に取り付けた際に車体左右後端を鉛直上方に近い位置から見下ろすことが可能となり、カメラ４で撮影した画像を路面基準として座標変換を行っても車両の幅が大きく見えてしまうことなく、実際の車幅に応じた画像を見ることができる。このように、従来の運転支援装置に比べて車両の横方向における画像歪を低く抑えることが可能となる。
【００２４】
また、撮像素子１及び集光部２に可撓性を持たせたので、曲面となった車体表面に沿って取り付けることができ、これによって撮像によって得られた画像を座標変換する際の誤差を小さくできる。
【００２５】
なお、本実施の形態において示された具体的数値は説明のための例示であり、他の値を採ることも勿論可能である。
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る運転支援装置の撮像素子１Ａと集光部２Ａの一部分を示す図である。なお、撮像素子１Ａと集光部２Ａ以外は実施の形態１に係る運転支援装置と同一の構成を採る。
【００２６】
図５に示すように、本実施の形態の集光部２Ａは、撮像素子１Ａの幅と同じ長さの径の円形凸レンズ８が撮像素子１Ａの複数の画素それぞれに１対１で対応するように撮像素子１Ａの長さ方向に沿って複数個連続配置された構造になっている。特に、この構造においては横方向に斜めから光束が入射するため、撮像素子１Ａの各受光素子７Ａの長さを短く、また幅を狭くしている。このように集光部２Ａを円形凸レンズ８の集合構造としても実施の形態１と同様の効果が得られるが、更に平行光線以外の横方向の集光も可能となるので、集光能力の向上が図れる。
【００２７】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る運転支援装置の撮像素子１Ｂの一部分を示す図である。なお、撮像素子１Ｂ以外は実施の形態１に係る運転支援装置と同一の構成を採る。
【００２８】
図６に示すように、本実施の形態の撮像素子１Ｂは、各画素間に信号処理部３と座標変換部５の機能を有する電子回路９を分散配置させた構造を採っている。このような構造を採れる理由は、撮像素子を帯状とすることで空間的余裕が得られるからであり、受光素子７の各画素間に空間を作り、そこに電子回路９を介在させることで、信号処理部３のみならず座標変換部５を撮像素子内部に分散配置させることが可能となる。また、このような構造を採ることで、例えば受光素子７の直後にＡ／Ｄ変換器（図示略）を配置することができ、これによってアナログ信号線の配線長を短くでき、画質を改善できる効果も得られる。
【００２９】
なお、上記実施の形態１〜３においては、車両の後方の情報を運転者に提供するため、撮像素子１、１Ａ、１Ｂを車両後方の車幅に応じた長さとしたが、車両の側方視界を支援する場合には、車両の前後の長さに応じた長さにすると良い。また、図７に示すように、車両１１０を一周する長さにして車両の全周囲の情報を運転者に提供できるようにしても良い。この場合、全長が長くなることから、撮像素子１、１Ａ、１Ｂを適宜分割して座標変換部５に複数のカメラ映像として入力し合成するようにすると良い。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、カメラで撮影した画像を路面基準として座標変換を行っても車両の幅が大きく見えてしまうことなく、実際の車幅に応じた画像を見ることができるといった効果を有し、運転支援装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の撮像素子の一部分を拡大した図である。
【図３】図１の集光部の視野角を示す図である。
【図４】図１のカメラを車両に取り付けた状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る運転支援装置の撮像素子及び集光部の一部分を拡大した図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る運転支援装置の撮像素子の一部分を拡大した図である。
【図７】本発明の実施の形態１〜３に係る運転支援装置の応用例であり、カメラを車両に取り付けた状態を示す図である。
【図８】従来の運転支援装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、１Ａ、１Ｂ  撮像素子
２、２Ａ  集光部
３  信号処理部
４  カメラ
５  座標変換部
６  表示部
７、７Ａ  受光素子
８  円形凸レンズ
９  電子回路
１１０  車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005057667.tif 000009
【図８】
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