(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車外の映像を全方向撮像可能に画角の重なり領域を設けて配置された複数の動画カメラと、
前記動画カメラの各出力を画像処理する画像処理装置と、
提示領域を選択し、切り出し信号を発生する選択装置と、
前記切り出し信号により提示画像を前記画像処理装置から切り出す画像切り出し装置と、
前記切り出された提示画像を表示する表示装置とを含み、
前記選択装置は、操作子と切り出し信号発生装置およびハプティック装置を含み、
切り出し信号を発生し前記提示領域が任意の動画カメラの取得画像から他のカメラの画像に変わるときに、前記操作子が切り換え感覚を発生するように構成した提示方向指示装置。
【請求項２】
前記選択装置の操作子には、前記操作子のノブに切り換え感覚を与えるハプティックモータと、
前記ノブの回転位置を検出し、角度信号を発生する角度センサが接続されており、
前記ハプティック装置は、前記角度信号によりハプティックモータを駆動するハプティック駆動回路が設けられている請求項１記載の提示方向指示装置。
【請求項３】
前記切り換え感覚は、提示画像が任意の動画カメラの取得画像から他のカメラの画像に変わるときに、切り換えの予知感と切り換わりの完了を示す負荷の変動により与えられるものである請求項１記載の提示方向指示装置。
【請求項４】
前記操作子のノブは、前記提示方向指示装置が搭載される車両のシフトレバーの上端に配置されている請求項２記載の提示方向指示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車外の映像を全方向撮像可能に配置された複数の動画カメラの撮像データから任意の領域を選択して提示する提示方向指示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者を補助するために、車外の映像を加工して提示する提案がなされている。
特許文献１〜３記載の発明は、車外の映像を多数の視点からなめらかな合成映像として得ることができる技術を開示している。
特許文献４記載の発明は、カメラの配置に応じたパース付きの画像を合成する技術を開示している。
【特許文献１】特開２００２−８３２８５号公報
【特許文献２】特開２００４−２１３０７号公報
【特許文献３】特開２００３−３３７９５７号公報
【特許文献４】特許第３２８６３０６号公報
【非特許文献１】「日経Automotive Technology 2004年夏号（創刊号）」  ３０ページ  ２００４年７月３０日発行  日経ＢＰ社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複数のカメラを用いるときに各カメラは同一の対象に対して視差をもっているから映像を円滑につなぐことは困難である。このときに、カメラを跨ぐ画角度の大移動の際には、カメラの切り換え時に運転者等に混乱が生じる虞がある。
【０００４】
一方運転者は常に全周囲の映像に注目する必要はなく、必要監視領域（画像表示領域という）のみをモニタに表示して見たいということがある。
複数の広角動画カメラを用いて方向を分担している場合に各カメラの画角よりも狭い領域を選択して前述の画像表示領域としてモニタに提示しようとすると解決しなければならない種々の問題がある。特に前記画像表示領域が一のカメラから他のカメラに変わるときに微妙な画像表現上の相違が現れるので、運転者に違和感を与えることがある。
この違和感は画面の周辺の歪みの方向の変化などによると考えられる。
本発明の目的は、ハプティック装置を利用して前記画面の切り換わりを運転者に予知させ、切り換わったことを実感させることにより、受け渡しの違和感を除去することができる提示方向指示装置を提供することにある。いわゆるハプティック装置に関連する技術は、車両や航空機の操舵に関連して広く用いられており、多くの情報が公開されているが、前記非特許文献１は自動車関連のハプティック装置を開示している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明による請求項１記載の提示方向指示装置は、
車外の映像を全方向撮像可能に画角の重なり領域を設けて配置された複数の動画カメラと、
前記動画カメラの各出力を画像処理する画像処理装置と、
提示領域を選択し、切り出し信号を発生する選択装置と、
前記切り出し信号により提示画像を前記画像処理装置から切り出す画像切り出し装置と、
前記切り出された提示画像を表示する表示装置とを含み、
前記選択装置は、操作子と切り出し信号発生装置およびハプティック装置を含み、
切り出し信号を発生し前記提示領域が任意の動画カメラの取得画像から他のカメラの画像に変わるときに、前記操作子が切り換え感覚を発生するように構成されている。
【０００６】
本発明による請求項２記載の提示方向指示装置は、請求項１記載の装置において、
前記選択装置の操作子には、前記操作子のノブに切り換え感覚を与えるハプティックモータと、
前記ノブの回転位置を検出し、角度信号を発生する角度センサが接続されており、
前記ハプティック装置は、前記角度信号によりハプティックモータを駆動するハプティック駆動回路が設けられている。
【０００７】
本発明による請求項３記載の提示方向指示装置は、請求項１記載の装置において、
前記切り換え感覚は、提示画像が任意の動画カメラの取得画像から他のカメラの画像に変わるときに、切り換えの予知感と切り換わりの完了を示す負荷の変動により与えられるものである。
【０００８】
本発明による請求項４記載の提示方向指示装置は、請求項２記載の装置において、
前記操作子のノブは、前記提示方向指示装置が搭載される車両のシフトレバーの上端に配置されている。さらに、ノブは簡単のため水平方向にのみ回転するものとするが、表示される領域の上下移動のため、３軸に回転するとしても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による装置は、ハプティック装置を利用してカメラ領域の切り換わりを操作者に予知させ、切り換わったことを実感させることができる。これにより、あるカメラの範囲から他のカメラの範囲に変わることによって生じる画像の変形があっても、運転者自身の切り換え動作に関連する切り換え感覚（ハプティック感）の体感により違和感を克服できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面等を参照して本発明による提示方向指示装置の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による提示方向指示装置の実施例を示すブロック図である。
図において、動画カメラ１Ａ〜１Ｈの出力は画像処理装置２に接続されて任意に切り出し可能の画像データに変換される。この画像データは後述する切り出し信号により所定の画面サイズとして切り出され表示装置４（例えばカーナビのディスプレイ）に提示画像６として提示される。
【００１１】
前記切り出し信号を発生する選択装置５は、操作子５１と切り出し信号発生装置５２およびハプティック装置５３を含み、切り出し信号を発生し提示画像６が任意の動画カメラの取得画像から他のカメラの画像に変わるときに、操作子５１のノブ５１ａが切り換え感覚を発生するように構成されている。
選択装置５の操作子５１には、操作子のノブ５１ａに切り換え感覚を与えるハプティックモータＭと、ノブ５１ａの回転位置を検出し、角度信号を発生する角度センサＳが機械的に連携して接続されている。
ハプティック装置５３は、前記角度信号によりハプティックモータＭを駆動するハプティック駆動回路が設けられている。
【００１２】
角度センサＳで得られた方向の角度信号は、後述するように動画カメラの守備範囲と密接に関連し、切り出し信号発生装置５２を介して切り出し信号として画像切り出し装置３に接続されるとともに、ノブ５１ａにハプティック感覚（切り換え感覚）を与えるために、ハプティックモータＭを駆動するハプティック駆動回路を含むハプティック装置５３に接続されている。
【００１３】
図２は、提示画像を選択する操作子のノブとカメラの視野分担領域の関係を示す平面図である。車両１０の外周に車外の映像を全方向撮像可能にするために、８個の動画カメラ１Ａ〜１Ｈ（図１参照）が隣接するカメラ間に画角の重なり領域が生じるように配置されている。図において、Ａ〜Ｈは、カメラの光軸方向または視野方向を示している。
図２のノブ５１ａの図示の位置から時計方向への回転量をθで示す。例えば、ノブ上のインデックスがＨ〜Ａの位置に達したときの回転量θ＝４５°である。この選択により、提示画像が切り出されるカメラが決定される。
運転者が、操作子のノブ５１ａを連続的に回転させることにより、提示画像６の中心Ｐ（図１参照）を示す角度信号が角度センサＳから出力され切り出し信号発生装置５２から画像切り出し装置３に、さらにハプティック装置５３に接続され、ハプティック駆動回路を介してハプティックモータＭに帰還される。
【００１４】
図３は、カメラ１Ｈとカメラ１Ａの視野分担の重なり部分を説明するための略図である。図５は、ハプティック装置による切り換え感の発生を説明するためのグラフである。
説明を容易にするために以下の取り決めを用い、図３に示す。
カメラは２台（カメラ１Ｈ，１Ａ）で、各カメラの画角はΓ（＝ΓＨ，ΓＡ）、２台のカメラは光軸の交点に配置したと仮定する。現実には２台のカメラは光軸の交点から離して配置することになるが、その距離を零として図解してある。
２台のカメラの光軸のなす角はγ（当然Γ＞γ）、２つのカメラの視野のオーバラップ領域の角度をΘとする。
操作子のノブが時計方向に角度θ（基準点を車両の正面方位とする）としたときに、ハプティック特性（回転抵抗）を図５に示す回転抵抗が現れるように設定する。
図５の（１）は、時計方向に操作子のノブ５１ａを回転させた場合の特性を示す。
回転角θが、｛（γ／２）−（Θ／２）｝≦θ＜（γ／２）  のときは、回転抵抗が増加し、θ＝γ／２  に達すると、回転抵抗は零となり、クリック感を与える。
図５の（２）は、反時計方向に操作子のノブ５１ａを回転させた場合の特性を示す。
回転角θが、減少する場合（図中右方向から左方向の移動）には、θが次式の範囲すなわち、（γ／２）＜θ≦｛（γ／２）＋（Θ／２）｝  のときは、回転抵抗が増加し、θ＝γ／２に達すると、回転抵抗は零となり、クリック感を与える。
【００１５】
これを図４を参照してさらに説明する。
図４は、カメラ１Ｈとカメラ１Ａの視野分担の重なり部分における提示画像の移動を説明するために視野を展開して示した図である。図４に示すように、左側の提示画像６の中心Ｐがカメラ１Ｈの光軸上（θ＝０）から図中右方向（時計方向の回転に相当）に移動し、図中破線の位置（θ＝（γ／２）−（Θ／２）の位置）に達すると、回転抵抗が次第に増加し、ΓＨとΓＡの重なりの中心に達したときに抵抗は零となり、クリック感を与え、提示画像６がカメラ１Ｈで取得されたデータからカメラ１Ａで取得されたデータに切り換えられたことを示す。
右側の提示画像６の中心Ｐがカメラ１Ａの画像上にあるから、図中左方向（反時計方向の回転に相当）に移動し、図中実線の位置（θ＝（γ／２）＋（Θ／２）の位置）に達すると、回転抵抗が次第に増加し、ΓＨとΓＡの重なりの中心に達したときに抵抗は零となり、クリック感を与え、提示画像６がカメラ１Ａで取得されたデータからカメラ１Ｈで取得されたデータに切り換えられたことを示す。
【００１６】
前述のハプティック動作は、よく知られているロータリーハプティックデバイスの応用例である。任意の抵抗感を与えることができるロータリーハプティックデバイスについて簡単に説明する。
回転角検出装置（角度センサＳ）として、図７に示すようなポテンショメータが利用されるものとし、その出力をＡ／Ｄ変換して検出した電圧をもとに回転角を算出する。抵抗値Ｒ [Ω] をもつ回転角が±α°でＢカーブのポテンショメータのＸ端子に印加した電圧を＋Ｖ，Ｚ端子に印加した電圧を−Ｖ，Ｙ端子とＧＮＤ端子間の電圧値をｖとすれば、ポテンショメータの回転角は単純にｖα／Ｖと計算できる。ロータリーハプティックデバイスは、つまみ（本願におけるノブ）の回転に伴い、任意の抵抗感を与えることができるデバイスである。たとえば、左右±α°に自由に回るが、中央に引っかかり感があるようなつまみは次のような原理で実現できる。
−α°から正方向（時計方向）につまみをまわしたとき、回転角検出装置の出力が０を超え１になると同時に、モータでつまみの回転方向とＦ [ｇＷ] の逆の力を加えてつまみを０に戻そうとする。Ｆより手の力が強く、回転角検出装置の出力が２になったとき、２Ｆ [ｇＷ] の力を加える。一般に、回転角検出装置の出力がｎになったとき、２ｎＦ [ｇＷ] の力を加える。これを回転角検出装置がＮになるまで続ける。Ｎの値を大きくとれば、大きなひっかかり感を与えることができる。回転角検出装置の出力がＮを超えるとモータの電源を切り、そこから先は自由に回るようにする。逆方向（反時計方向）につまみを回したときも、同様の原理で中央に引っかかり感を与えることができる。
【００１７】
中央から右側に回したとき、回転角０からＮまでの間だけ存在する抵抗感は、次のようにして作ることができる。ＭをＮより小さい整数とする。−α°から正方向につまみをまわしたとき、回転角検出装置の出力が０を超え１になると同時に、モータでつまみの回転方向とＦ [ｇＷ] の逆の力を加えてつまみを０に戻そうとする。Ｆより手の力が強く、回転角検出装置の出力がｎになったとき、ｎＦ [ｇＷ] またはＭＦ [ｇＷ] のうち小さい値の力を加える。これを回転角検出装置がＮになるまで続ける。回転角検出装置の出力がＮを超えるとモータの電源を切り、そこから先は自由に回るようにする。逆方向につまみを回したときも、同様の原理で中央に抵抗感を与えることができる。ロータリーハプティックデバイスの入力は、回転角−αから＋αの各点における抵抗感の大きさ、ならびに現在の回転角である。上記の抵抗感の表の値をあらかじめセットしておき、回転角検出装置から現在の回転角をロータリーハプティックデバイスに逐次送ることで実現できる。
【００１８】
図６は操作子５１を車両のシフトレバー６０と関連して設けた例を示す図である。
操作子のノブ５１ａは操作子の軸５４に対して角度（方位）を入力するのに用いられており、操作子のノブ５１ａをばね５５に抗して押し下げ、その底面をシフトレバー６０の頂面に密接させたとき（Ｇa ＝０）は、操作子５１としては機能していない状態で、通常のシフトレバーの操作に用いられる。なお、ノブは、この実施例では水平方向にのみ回転するものとするが、表示される領域の上下移動のため、３軸に回転するものとすることができる。この場合は、さらに他のポテンショメータを配置する。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明による装置では、運転者自身が関心領域を選び提示画像とすることができ、その際操作子に切り換え感の予知機能や切り換えの完了を示す抵抗感を発生させるので、運転者は切り換えを自然に認識できる。これにより、動画カメラの交代による違和感の発生を防止することができ、運転者の疲労の発生を抑止できる。したがって、本装置は運転支援装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による提示方向指示装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】提示画像を選択する操作子のノブと動画カメラの視野分担領域の関係を示す平面図である。
【図３】カメラ１Ｈとカメラ１Ａの視野分担の重なり部分を説明するための略図である。
【図４】カメラ１Ｈとカメラ１Ａの視野分担の重なり部分における提示画像の移動を説明するための展開図である。
【図５】ハプティック装置による切り換え感の発生を説明するためのグラフである。
【図６】操作子を車両のシフトレバーに関連して配置した例を示す一部断面図である。
【図７】角度センサの実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２１】
１Ａ〜１Ｈ  動画カメラ
２  画像処理装置
３  画像切り出し装置
４  表示装置
５  選択装置
６  提示画像
１０  車両
５１  操作子
５１ａ  操作子のノブ
５２  切り出し信号発生装置
５３  ハプティック装置
６０  シフトレバー
【図１】
0004472656.tif 000002
【図２】
0004472656.tif 000003
【図３】
0004472656.tif 000004
【図４】
0004472656.tif 000005
【図５】
0004472656.tif 000006
【図６】
0004472656.tif 000007
【図７】
0004472656.tif 000008