(57)【要約】【課題】モニタ画像シミュレーション装置において、モニタに表示される画像をカメラが生成する画像に対して回転させる場合でも、実際に車両等の被カメラ搭載物にカメラを搭載する前に、カメラの配置状態の良否を有効に判断可能とするための手段を提供することである。【解決手段】モニタ画像シミュレーション装置１０は、処理部１２と、ディスプレイ１６とを備える。処理部１２は、カメラ配置状態を表すカメラ配置データと、カメラ周辺部に配置される部品の形状及び位置を含むカメラ周辺部品データとを取得するデータ取得手段２６と、仮想三次元空間上の部品を仮想二次元平面に投影するための仮想投影面を設定する仮想投影面設定手段２８と、カメラ配置データ、カメラ周辺部品データ及び仮想投影面に基づいてカメラ画像を生成するカメラ画像生成手段と、カメラ画像から生成された拡縮画像を回転させる拡縮画像回転手段とを備える。【選択図】図１
2009064373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラに接続されるモニタが表示するモニタ表示画像をシミュレーションするモニタ画像シミュレーション装置であって、
カメラ配置状態を表すカメラ配置データと、カメラ周辺部に配置される部品の形状及び位置を含むカメラ周辺部品データと、モニタ表示状態を表すモニタデータとを取得するデータ取得手段と、
カメラ配置データとカメラ周辺部品データとに基づいて、カメラが生成するカメラ画像を生成し、カメラ画像を変換してモニタデータに応じたモニタ表示画像を生成するモニタ表示画像生成手段と、を備え、
モニタ表示画像生成手段は、カメラ画像またはカメラ画像から生成された画像を回転させる画像回転手段を備えることを特徴とするモニタ画像シミュレーション装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモニタ画像シミュレーション装置において、
画像回転手段は、カメラ画像から生成された画像を、被カメラ搭載物の基準方向と平行な基準線がモニタの縦方向または横方向と平行になるように回転させることを特徴とするモニタ画像シミュレーション装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のモニタ画像シミュレーション装置において、
仮想三次元空間上の部品を仮想二次元平面に投影するための仮想投影面を設定する仮想投影面設定手段を備え、
モニタ表示画像生成手段は、カメラ配置データと、カメラ周辺部品データと、モニタデータと、仮想投影面とに基づいてカメラ画像を生成するカメラ画像生成手段を備えることを特徴とするモニタ画像シミュレーション装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモニタ画像シミュレーション装置において、
仮想投影面設定手段は、入力部から入力されたデータに基づいて非平面形状の仮想投影面を設定し、
カメラ画像生成手段は、カメラ配置データと、カメラ周辺部品データとに基づいて、仮想投影面を介して仮想二次元平面に、仮想三次元空間上の部品を投影することにより、カメラ画像を生成することを特徴とするモニタ画像シミュレーション装置。
【請求項５】
請求項３に記載のモニタ画像シミュレーション装置において、
仮想投影面設定手段は、入力部から入力されたデータに基づいて非平面形状の第１仮想投影面と非平面形状の第２仮想投影面とを設定し、
カメラ画像生成手段は、カメラ配置データと、カメラ周辺部品データとに基づいて、第１仮想投影面を介して第２仮想投影面に、第２仮想投影面に直交する方向に、仮想三次元空間上の部品を投影し、第２仮想投影面に投影された画像を仮想二次元平面に、仮想二次元平面に直交する方向に投影することにより、カメラ画像を生成することを特徴とするモニタ画像シミュレーション装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１に記載のモニタ画像シミュレーション装置において、
生成されたモニタ表示画像が適正であることを判定するために必要な判定必要対象を仮想三次元空間上に生成する判定必要対象生成手段を備え、
モニタ表示画像生成手段は、カメラ配置データと、カメラ周辺部品データと、モニタデータと、判定必要対象とに基づいて、判定必要対象が仮想三次元空間上に配置された場合のモニタ表示画像を生成することを特徴とするモニタ画像シミュレーション装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１に記載のモニタ画像シミュレーション装置において、
カメラは車両の幅方向外側に搭載し、車両側方下側を写す車載サイドカメラであり、
モニタは車両の車室内に搭載し、車載サイドカメラに接続される車載モニタであることを特徴とするモニタ表示画像シミュレーション装置。
【請求項８】
カメラに接続されるモニタが表示するモニタ表示画像をシミュレーションするモニタ画像シミュレーション方法であって、
カメラ配置状態を表すカメラ配置データと、カメラ周辺部に配置される部品の形状及び位置を含むカメラ周辺部品データと、モニタ表示状態を表すモニタデータとを取得するデータ取得ステップと、
カメラ配置データとカメラ周辺部品データとに基づいて、カメラが生成するカメラ画像を生成し、カメラ画像を変換してモニタデータに応じたモニタ表示画像を生成するモニタ表示画像生成ステップと、を備え、
モニタ表示画像生成手段は、カメラ画像またはカメラ画像から生成された画像を回転させる画像回転ステップを備えることを特徴とするモニタ画像シミュレーション方法。
【請求項９】
カメラに接続されるモニタが表示するモニタ表示画像をシミュレーションするモニタ画像シミュレーションプログラムであって、
カメラ配置状態を表すカメラ配置データと、カメラ周辺部に配置される部品の形状及び位置を含むカメラ周辺部品データと、モニタ表示状態を表すモニタデータとを取得するデータ取得手順と、
カメラ配置データとカメラ周辺部品データとに基づいて、カメラが生成するカメラ画像を生成し、カメラ画像を変換してモニタデータに応じたモニタ表示画像を生成するモニタ表示画像生成手順と、を備え、
モニタ表示画像生成手順は、カメラ画像またはカメラ画像から生成された画像を回転させる画像回転手順を備え、コンピュータにおいて実行可能とすることを特徴とするモニタ画像シミュレーションプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラに接続されるモニタが表示するモニタ表示画像をシミュレーションするモニタ画像シミュレーション装置と、モニタ画像シミュレーション方法と、モニタ画像シミュレーションプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、自動車等の車両の運転席と反対側の幅方向外側に車載サイドカメラを搭載することが考えられている。車載サイドカメラは、例えば、自動車のドアミラーの下側にドアミラーと一体に取り付けている。車載サイドカメラは、車両側方下側を撮影し、車室内に搭載した車載モニタに、車載サイドカメラで撮影した画像を表示する。車載モニタの画像表示により、運転者は、ドアミラーでは見えない範囲の状況を車載モニタで確認しやすくなり、安全確認を効率よく行いやすくなる。車載サイドカメラは、車載モニタにケーブル等により接続する。
【０００３】
また、車載サイドカメラは、車両の適切な位置に適切な向きに配置する必要がある。これに対して、従来は、車両に車載サイドカメラを搭載する場合に、実際に車両を造った後に、車両の種々の位置及び向きに車載サイドカメラを仮配置し、車載モニタの画像を確認しながら、車載サイドカメラの位置、向き等の配置状態を適切に調整することが考えられている。
【０００４】
また、特許文献１には、自動車周囲を撮影する複数のカメラを有する車載周辺画像表示装置が記載されている。この車載周辺画像表示装置は、複数のカメラが撮影した各画像に対応する車両周辺画像を生成する車両周辺画像生成手段と、調整手段とを有し、複数のカメラ各々の撮影範囲のうちの隣接する撮影範囲を部分的に重複させ、調整手段は、二つのカメラが撮影した撮影範囲の重複部分の二つの画像を、カメラごとに定めた変換規則に従って各々視点変換して得られる二つの視点変換画像に含まれる同被写体を表す画像パターンの形態が一致するように、二つのカメラの各々に対して定められた変換規則を調整することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５０６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように従来から、車両に車載サイドカメラを搭載する場合に、実際に車両を造った後に、車載サイドカメラを車両の種々の位置に仮配置し、車載モニタに実際に表示される画像を確認しながら、車載サイドカメラの配置状態を調整することが考えられている。すなわち、車載モニタの画像が良好になるように、車載サイドカメラの配置状態を調整する。ただし、このように実際に造られた車両において、車載サイドカメラの配置状態の良否を判断することは、サイドカメラ配置状態の検討に要する時間が長くなる原因となり、また最適な車載サイドカメラの配置状態を見つけるのは困難である。また、設計時に、サイドカメラ周辺部品の位置、形状等が変更された場合に、車載サイドカメラの配置状態の良否を設計段階で確認できないため、設計作業を効率よく行えるようにする面から改良の余地がある。
【０００７】
このような事情から本発明者は、車載サイドカメラに接続されるモニタが表示する画像を、実際の車両に車載サイドカメラを搭載する前に、シミュレーションにより確認可能とすることにより、このような課題を解決できると考えた。一方、実際には、車載サイドカメラが撮影する画像を車載モニタに表示する場合に、車載モニタに表示される画像の方向が、例えば車両の前後方向に対し傾斜していると、運転者に違和感が生じて、安全確認を効率よく行えない可能性がある。このため、従来から、車載モニタにおいて、車載サイドカメラが生成した画像を画像回転制御手段により適切な表示となるように画像回転制御することが考えられている。したがって、このような車載サイドカメラに接続される車載モニタ等、画像回転制御手段を備えるモニタの表示画像をシミュレーションする場合には、単にカメラが生成する画像をそのままモニタ表示シミュレーション画像として表示したのでは、実際のモニタに表示されるモニタ画像と、シミュレーションで得られるモニタ表示シミュレーション画像との方向が異なり、カメラ配置状態の良否を有効に判定することができない可能性がある。
【０００８】
また、特許文献１に記載された車載周辺画像表示装置の場合、実際に車両に複数のカメラを搭載した状態で、自動車上方の視点等から自動車周辺を撮影した場合に得られる画像を表示しようとするもので、複数のカメラの搭載が必要になる。このような特許文献１は、実際に車両等のカメラ被搭載物にカメラを配置する前に、カメラの配置状態の良否を判断可能とする手段を開示するものではない。
【０００９】
本発明の目的は、モニタ画像シミュレーション装置、モニタ画像シミュレーション方法及びモニタ画像シミュレーションプログラムにおいて、モニタに表示される画像をカメラが生成する画像に対して回転させる場合でも、実際に車両等の被カメラ搭載物にカメラを搭載する前に、カメラの配置状態の良否を有効に判断可能とするための手段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】
【００１０】
本発明に係るモニタ画像シミュレーション装置は、カメラに接続されるモニタが表示するモニタ表示画像をシミュレーションするモニタ画像シミュレーション装置であって、カメラ配置状態を表すカメラ配置データと、カメラ周辺部に配置される部品の形状及び位置を含むカメラ周辺部品データと、モニタ表示状態を表すモニタデータとを取得するデータ取得手段と、カメラ配置データとカメラ周辺部品データとに基づいて、カメラが生成するカメラ画像を生成し、カメラ画像を変換してモニタデータに応じたモニタ表示画像を生成するモニタ表示画像生成手段と、を備え、モニタ表示画像生成手段は、カメラ画像またはカメラ画像から生成された画像を回転させる画像回転手段を備えることを特徴とするモニタ画像シミュレーション装置である。
【００１１】
また、好ましくは、画像回転手段は、カメラ画像から生成された画像を、被カメラ搭載物の基準方向と平行な基準線がモニタの縦方向または横方向と平行になるように回転させる。
【００１２】
また、より好ましくは、仮想三次元空間上の部品を仮想二次元平面に投影するための仮想投影面を設定する仮想投影面設定手段を備え、モニタ表示画像生成手段は、カメラ配置データと、カメラ周辺部品データと、モニタデータと、仮想投影面とに基づいてカメラ画像を生成するカメラ画像生成手段を備える。
【００１３】
また、より好ましくは、仮想投影面設定手段は、入力部から入力されたデータに基づいて非平面形状の仮想投影面を設定し、カメラ画像生成手段は、カメラ配置データと、カメラ周辺部品データとに基づいて、仮想投影面を介して仮想二次元平面に、仮想三次元空間上の部品を投影することにより、カメラ画像を生成する。
【００１４】
また、より好ましくは、仮想投影面設定手段は、入力部から入力されたデータに基づいて非平面形状の第１仮想投影面と、非平面形状の第２仮想投影面とを設定し、カメラ画像生成手段は、カメラ配置データと、カメラ周辺部品データとに基づいて、第１仮想投影面を介して第２仮想投影面に、第２仮想投影面に直交する方向に、仮想三次元空間上の部品を投影し、第２仮想投影面に投影された画像を仮想二次元平面に、仮想二次元平面に直交する方向に投影することにより、カメラ画像を生成する。
【００１５】
また、本発明に係るモニタ画像シミュレーション装置において、好ましくは、生成されたモニタ表示画像が適正であることを判定するために必要な判定必要対象を仮想三次元空間上に生成する判定必要対象生成手段を備え、モニタ表示画像生成手段は、カメラ配置データと、カメラ周辺部品データと、モニタデータと、判定必要対象とに基づいて、判定必要対象が仮想三次元空間上に配置された場合のモニタ表示画像を生成する。
【００１６】
また、より好ましくは、カメラは車両の幅方向外側に搭載し、車両側方下側を写す車載サイドカメラとし、モニタは車両の車室内に搭載し、車載サイドカメラに接続される車載モニタとする。
【００１７】
また、本発明に係るモニタ画像シミュレーション方法は、カメラに接続されるモニタが表示するモニタ表示画像をシミュレーションするモニタ画像シミュレーション方法であって、カメラ配置状態を表すカメラ配置データと、カメラ周辺部に配置される部品の形状及び位置を含むカメラ周辺部品データと、モニタ表示状態を表すモニタデータとを取得するデータ取得ステップと、カメラ配置データとカメラ周辺部品データとに基づいて、カメラが生成するカメラ画像を生成し、カメラ画像を変換してモニタデータに応じたモニタ表示画像を生成するモニタ表示画像生成ステップと、を備え、モニタ表示画像生成ステップは、カメラ画像またはカメラ画像から生成された画像を回転させる画像回転ステップを備えることを特徴とするモニタ画像シミュレーション方法である。
【００１８】
また、本発明に係るモニタ画像シミュレーションプログラムは、カメラに接続されるモニタが表示するモニタ表示画像をシミュレーションするモニタ画像シミュレーションプログラムであって、カメラ配置状態を表すカメラ配置データと、カメラ周辺部に配置される部品の形状及び位置を含むカメラ周辺部品データと、モニタ表示状態を表すモニタデータとを取得するデータ取得手順と、カメラ配置データとカメラ周辺部品データとに基づいてカメラが生成するカメラ画像を生成し、カメラ画像を変換してモニタデータに応じたモニタ表示画像を生成するモニタ表示画像生成手順と、を備え、モニタ表示画像生成手順は、カメラ画像またはカメラ画像から生成された画像を回転させる画像回転手順を備え、コンピュータにおいて実行可能とすることを特徴とするモニタ画像シミュレーションプログラムである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るモニタ画像シミュレーション装置とモニタ画像シミュレーション方法とモニタ画像シミュレーションプログラムによれば、取得されたカメラ配置データと、カメラ周辺部品データと、モニタデータとに基づいてモニタ表示画像を生成する。このため、実際に車両等の被カメラ搭載物にカメラを搭載する前に、モニタ表示画像をシミュレーションでき、設計者等のユーザによりカメラ配置状態の良否の判断を容易に行える。また、カメラ配置状態の検討に要する時間を短くできるとともに、ユーザにより最適なカメラの配置状態を見つけやすくできる。しかも、モニタ表示画像生成手段は、カメラ画像またはカメラ画像から生成された画像を回転させる画像回転手段を備えるので、上記の従来から考えられている車載サイドカメラ用の車載モニタ等、モニタに表示される画像をカメラが生成する画像に対して回転させる場合でも、シミュレーションで得られるモニタ画像の方向を、実際のモニタに表示されるモニタ画像の方向と一致させることができ、実際に車両等の被カメラ搭載物にカメラを搭載する前に、カメラ配置状態の良否を有効に判定できる。
【００２０】
また、仮想投影面設定手段は、入力部から入力されたデータに基づいて非平面形状の仮想投影面を設定し、カメラ画像生成手段は、カメラ配置データと、カメラ周辺部品データとに基づいて、仮想投影面を介して仮想二次元平面に、仮想三次元空間上の部品を投影することにより、カメラ画像を生成する構成、または、仮想投影面設定手段は、入力部から入力されたデータに基づいて非平面形状の第１仮想投影面と、非平面形状の第２仮想投影面とを設定し、カメラ画像生成手段は、カメラ配置データと、カメラ周辺部品データとに基づいて、第１仮想投影面を介して第２仮想投影面に、第２仮想投影面に直交する方向に、仮想三次元空間上の部品を投影し、第２仮想投影面に投影された画像を仮想二次元平面に、仮想二次元平面に直交する方向に投影することにより、カメラ画像を生成する構成によれば、実際にカメラで撮影した場合の形状歪を有する、実画像に近い画像をシミュレーションで確認しやすくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図２０は、本発明の実施の形態の１例を示している。図１は、本実施の形態のモニタ画像シミュレーション装置を示す基本構成図である。図２は、（ａ）がカメラ周辺部品を含む車両の幅方向片側部分を示す略斜視図であり、（ｂ）がカメラ周辺部品であるフロントバンパーの拡大斜視図であり、（ｃ）がドアミラーの拡大斜視図であり、（ｄ）がサイドカメラの斜視図である。図３は、ドアミラーのミラー面と、ドアミラーに取り付けるサイドカメラ取付台とを示す斜視図である。図４は、データ取得手段が取得する複数の要素を示す図である。図５は、メッシュ状のグランドラインの作成方法を説明するための、車両幅方向片側上方から車両とグランドラインとを見た図である。図６は、マストエリア規定線の作成方法を説明するための、車両幅方向片側上方から車両とグランドラインとを見た図である。図７は、仮想前側ポールとフロントバンパーとを、車両幅方向片側前方から見た斜視図である。図８は、ドアミラー確認可能範囲と、ドアミラー確認可能範囲から外れ、かつ、最も後方に位置する仮想側方ポールとを示す図である。図９は、図８の斜め上方から見た図である。図１０は、カメラ焦点から光軸方向に車体を見た場合に外形線となる車両側面視野最外線を示す図である。図１１は、設定した第１仮想投影面と第２仮想投影面とにより、仮想三次元空間上の投影対象を仮想二次元平面に投影する方法を説明するための図である。図１２は、第１仮想投影面及び第２仮想投影面の設定方法をより詳しく説明するための図である。図１３は、図１に示したモニタ表示画像生成手段の構成を示す図である。図１４は、カメラ画像をカメラ画像出力可能領域の大きさの拡縮画像に変換する工程を順番に示す図である。図１５は、（ａ）が拡縮画像に基準線を設定した状態を示す図であり、（ｂ）が基準線に対する拡縮画像のディスプレイ表示時の縦方向に対する傾斜角度を示す略図である。図１６は、拡縮画像を傾斜角度分回転させた状態を示す図である。図１７は、回転させた拡縮画像に変倍処理した後、モニタ枠とモニタ中心線とを設定する工程を順番に示す図である。図１８は、ディスプレイに表示されるモニタ表示画像の１例を示す図である。図１９は、本実施の形態のモニタ画像シミュレーション方法を示すフローチャートである。図２０は、図１９のステップＳ４の構成をより詳しく示すフローチャートである。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態のモニタ画像シミュレーション装置１０は、コンピュータであり、処理部１２と、入力部１４と、出力部であるディスプレイ１６と、記憶部１８とを備える。処理部１２は、ＣＰＵ、メモリ等から構成され、基本要素２０と、判定必要対象生成手段である判定必要形状ライン生成手段２２と、三次元ＣＡＤシステム２４とを備える。基本要素２０は、データ取得手段２６と、仮想投影面設定手段２８と、モニタ表示画像生成手段３０とを備える。入力部１４は、キーボード、マウス等である。
【００２３】
モニタ画像シミュレーション装置１０は、設計支援部として機能する三次元ＣＡＤシステム２４により、仮想三次元空間上に対象物を設計する際の補助を行う。すなわち、三次元ＣＡＤシステム２４は、ユーザにより入力部１４からのデータの入力を受け付け、受け付けたデータに基づいて、対象物の形状の作成と、ディスプレイ１６における三次元または二次元上の形状の画面表示とを可能とする。三次元ＣＡＤシステム２４で作成した対象物の形状データは、記憶部１８、処理部１２内のメモリ等で記憶する。記憶部１８は、外部記憶装置としてのハードディスク、または、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク（登録商標）等の記録媒体とする。また、記憶部１８は、回線により接続された遠隔場所にあるデータベース等としてもよい。
【００２４】
特に、本実施の形態のモニタ画像シミュレーション装置１０は、後述する図２（ｄ）に示すような、車載サイドカメラであり、ＣＣＤカメラである、サイドカメラ３２に接続される車載モニタ（図示せず）が表示するモニタ表示画像をシミュレーションする。サイドカメラ３２は、自動車の幅方向外側に取り付けた片側のドアミラーの下側にドアミラーと一体に搭載し、車両側方下側を含む部分を撮影する。より具体的には、モニタ画像シミュレーション装置１０は、サイドカメラ３２の配置データ、サイドカメラ３２の周辺部品のデータ等に基づいてモニタ表示画像をシミュレーションする、すなわち演算しディスプレイ１６に出力、すなわち表示する。例えば、サイドカメラ３２は、図２（ａ）に示すような車体の幅方向片側である、運転席とは反対側の図２（ｂ）に詳しく示す、片側ドアミラー３６の下側に搭載する。図３に示すように、片側ドアミラー３６は、ミラー面３８を備え、片側ドアミラー３６下部に取り付けたサイドカメラ取付台４０に、図２（ｄ）に示すサイドカメラ３２を取り付けている。サイドカメラ３２を搭載する車体は、図２（ｂ）に詳しく示すフロントバンパー４２を備える。また、片側ドアミラー３６は、電動格納式であり、運転席周辺部のスイッチの操作により、車体に沿って格納された状態と、車体側方に起立した状態との２状態に変更可能としている。
【００２５】
このような構造で、片側ドアミラー３６下側に取り付けたサイドカメラ３２（図２（ｄ））により撮影される画像は、図２（ａ）に示すような、サイドカメラ３２周辺部品である、車体の幅方向片側部分を構成する片側フロントドア、片側リアドア、片側フロントフェンダー、フロントバンパー、片側サイドシル、片側リアフェンダーの一部を含む形状と、サイドカメラ３２の配置状態とに影響を受ける。本実施の形態は、実際に車両にサイドカメラ３２を搭載する前に、カメラ周辺部品とカメラ配置状態と車載モニタの表示状態とに基づいて、車載モニタに表示される画像のシミュレーションを可能とすることで、カメラ配置状態の良否の判断を可能とすることを目的とする。
【００２６】
このような目的のために、図４に示すように、データ取得手段２６は、カメラ配置データ４８と、カメラ周辺部品データ５０と、モニタデータ５２と、判定必要対象データである判定必要形状ラインデータ５４と、仮想投影面設定用データ５６とを取得する。カメラ配置データ４８は、三次元空間上のサイドカメラ３２（図２）の位置データ、すなわちカメラ位置データと、サイドカメラ３２の光軸の向きを表すカメラ光軸データとのカメラ配置状態を表すデータとを含む。また、カメラ配置データ４８は、カメラ焦点位置を表すデータを含む。なお、カメラ焦点は、例えば、サイドカメラ３２のレンズ先端から光軸に沿ってサイドカメラ３２内側に所定距離Ｓ、例えば２．３ｍｍ内側に位置する点とする。サイドカメラ３２の光軸は、真下に向くようにすることも、カメラ焦点を通る水平面に対して予め任意に定めた所定のチルト角傾斜させた方向に向くようにすることもできる。また、サイドカメラ３２の光軸の向きを表すデータとして、カメラ焦点を中心として、互いに直交する３直線、すなわち、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を取得することもできる。ｚ軸は光軸と一致する軸とする。
【００２７】
また、カメラ配置データ４８は、実際にサイドカメラ３２が生成するＣＣＤキャプチャ画像である、カメラ画像をカメラ側の制御部である、カメラＥＣＵが取り込む大きさを表すＥＣＵ取り込み寸法データと、サイドカメラ３２が画像を出力できる、すなわち映像化できる範囲を表す枠の寸法データであるカメラ画像出力可能領域枠データとを含む。
【００２８】
また、カメラ周辺部品データ５０は、カメラ周辺部に配置される部品の形状及び位置を表す意匠面データである、図２（ａ）に示す様なサイドカメラ側車両側面形状５８を表すサイドカメラ側車両側面形状データと、図２（ｂ）に示すようなフロントバンパー４２の形状を表すフロントバンパー形状データとを含む。例えば、サイドカメラ側車両側面形状データは、サイドカメラ取り付け側である、車体の幅方向片側部分を構成する片側フロントドア６０、片側リアドア６２、片側フロントフェンダー６４、部分片側リアフェンダー６６、片側サイドシル６８の位置及び形状を表す意匠面データである。
【００２９】
また、図４に示すモニタデータ５２は、サイドカメラ３２（図２）により生成されたカメラ画像またはカメラ画像から生成された画像に、モニタ表示状態に応じて拡大または縮小する拡縮処理を施し、モニタ表示画像を生成するために利用する。このために、モニタデータ５２は、モニタ表示状態を表す、モニタ有効表示領域の縦及び横の寸法であるモニタ寸法データを含む。また、モニタデータ５２として、モニタ寸法データの代わりに、カメラ画像をモニタ有効表示領域の寸法に合わせるための、カメラ画像またはカメラ画像から生成された画像を縦方向と横方向とに拡縮させる場合の拡縮比率である、カメラ画像縦横拡縮比率を使用することもできる。
【００３０】
また、判定必要形状ラインデータ５４は、生成されたモニタ表示画像が適正であることを判定するために必要な判定必要対象であり、判定必要形状及び判定必要ラインである、判定必要形状ラインを仮想三次元空間上に生成するために利用する。このために、判定必要形状ラインデータ５４は、メッシュ状のグランドライン７０（図５）を設定するためにそれぞれ必要なグランドラインデータと、フロントバンパー４２（図２）最前端点の位置を表すフロントバンパー最前端データとを含む。
【００３１】
グランドラインデータは、図５に示すように、空車時の地面であるグランドライン平面の位置座標を表すデータである。グランドラインデータと、フロントバンパー最前端点データとは、グランドライン平面に配置された、車両の前後方向であるＬ方向に平行で、車両の幅方向であるＷ方向に関して等間隔に配置された複数の前後方向直線７２と、グランドライン平面に配置された、Ｗ方向に平行で、Ｌ方向に関して等間隔に配置された複数の幅方向直線７４とにより構成する、グランドライン７０を作成するために利用する。すなわち、幅方向直線７４は、フロントバンパー最前端点をグランドライン平面に投影し、投影した点をＷ方向に沿ってサイドカメラ取り付け側である、車両幅方向片側（図５の表側）に伸ばして、直線Ｌａを作成する。次いで、グランドライン平面上の車両幅方向中央を通り、車両前後方向に平行な直線Ｗ０と、直線Ｗ０に対して車両幅方向片側に１０００ｍｍずつ５０００ｍｍまで平行移動させた５本の直線Ｗ１、Ｗ２・・・Ｗ５を作成する。また、グランドライン平面上で、直線Ｌａに対して車両前方向に１０００ｍｍ平行移動させた直線Ｌ０と、直線Ｌａに対して車両後方向に１０００ｍｍずつ６０００ｍｍまで平行移動させた６本の直線Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌ６とを作成する。幅方向直線７４は、直線Ｌａ、直線Ｌ０、直線Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌ６により構成し、前後方向直線７２は、直線Ｗ０、直線Ｗ１、Ｗ２・・・Ｗ５により構成する。このようなグランドライン７０は、車載モニタに表示されることにより、サイドカメラ３２（図２）が撮影する地面の範囲を確認しやすくできる。グランドラインデータは、このようなグランドライン７０を予め設定した位置にメッシュ状に配置するために利用する。
【００３２】
また、判定必要形状ラインデータ５４は、前輪及び後輪それぞれのホイールセンター位置Ｆｃ、Ｒｃ（図６）を表すホイールセンターデータと、車幅を表す車幅データとを含む。車幅は、車両両側のドアミラーを除いて車体の幅方向最も外側に位置する外面位置同士の間隔である、車両全幅である。ホイールセンターデータと、車幅データとは、図６に示すような、判定必要形状ラインであり、画面表示ラインであるマストエリア規定線７６を作成するために利用する。マストエリア規定線７６は、グランドライン平面上に作成する連結した直線の集合であり、２個の三角形の内側に矩形を連結した形状を有する。具体的には、マストエリア規定線７６は、次のようにして作成する。まず、車幅から得られる車体の幅方向最も外側に位置する外面位置の点をグランドライン平面に投影し、投影した点を通るＬ方向に平行な直線Ｗｘと、直線Ｌａとの交点を点Ａとして設定する。次いで、前輪のホイールセンターＦｃをグランドライン平面に投影した場合の直線Ｗｘとの交点を、点Ｂとして設定し、点Ｂをグランドライン平面上でＷ方向に沿って車両幅方向外側に１０００ｍｍ移動させた点を、点Ｃとして設定する。また、後輪のホイールセンターＦｒをグランドライン平面に投影した場合の直線Ｗｘとの交点を、点Ｄとして設定し、点Ｄをグランドライン平面上でＷ方向に沿って車両幅方向外側に１０００ｍｍ移動させた点を、点Ｅとして設定する。また、カメラ焦点をＷ方向に関して直線Ｗｘと同じ位置まで平行移動させた点と、後輪のホイールセンターＲｃをＷ方向に関して直線Ｗｘと同じ位置まで平行移動させた点とを結び、その延長線とグランドライン平面との交点を、点Ｆとして設定する。そして、点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６点を線分で結ぶことにより、マストエリア規定線７６を作成する。
【００３３】
また、フロントバンパー形状データと車幅データとは、図７に示すような、車両前端角部ポールである、仮想前側ポール７８を所定位置に作成するために利用する。仮想前側ポール７８は、図７に示すように、予め任意に定めた所定の高さＨと予め任意に定めた所定の直径Ｄとを有する円柱状とする。例えば、Ｈは１ｍで、Ｄは０．３ｍとする。このような仮想前側ポール７８は、例えば、車載モニタに表示されるか否かを確認することで、サイドカメラ３２（図２）の配置状態の良否の判定のために利用する。仮想前側ポール７８は、車体の外面に接触させながら、グランドライン平面に直立させることを想定する。本実施の形態では、図７に示すように、フロントバンパー４２の外面に接触し、かつ、車両の幅方向中央から車幅の１／２の距離だけ車両幅方向中央線から平行に外側に配置した線をグランドライン平面に投影させた車幅線８０上に中心が位置するように、仮想前側ポール７８を配置し、車載モニタに仮想前側ポール７８が表示されることが、画像表示が良好であることの必要条件とする。
【００３４】
このような仮想前側ポール７８を配置するために、フロントバンパー４２を上方から見た場合の外形を表す最外線をグランドライン平面に投影することにより曲線Ｃ１を生成し、曲線Ｃ１をグランドライン平面上で車両外側方向に１５０ｍｍずらせることにより曲線Ｃ２を生成する。また、車幅線８０と、曲線Ｃ２との交点Ｐを中心として、直径３００ｍｍの円を高さ方向であるＨ方向、すなわち上方に１０００ｍｍ伸ばすことにより、グランドライン平面に立設した、直径３００ｍｍで高さ１０００ｍｍの円柱である、仮想前側ポール７８を作成する。また、仮想前側ポール７８の上面及び下面の円の外形線と、カメラ焦点から仮想前側ポール７８を見た場合に仮想前側ポール７８の側面外形線となる、両側一対のＨ方向の直線とを作成する。
【００３５】
また、図４に示す判定必要形状ラインデータ５４は、片側ドアミラー３６のミラー面３８（図３）の位置及び向きを表すドアミラー面データと、運転者の視点位置であるアイポイントを表すアイポイントデータとを含む。ドアミラー面データ及びアイポイントデータは、図８、図９に示すような、車両側方配置ポールである、仮想側方ポール８２を所定位置に作成するために利用する。仮想側方ポール８２は、図７に示した仮想前側ポール７８と同様に、予め任意に定めた所定の高さＨと予め任意に定めた所定の直径Ｄとを有する円柱状とする。例えば、Ｈは１ｍで、Ｄは０．３ｍとする。このような仮想側方ポール８２も、例えば、車載モニタに表示されるか否かを確認することで、サイドカメラ３２（図２）の配置状態の良否の判定のために利用する。仮想側方ポール８２も、車体の外面に接触させながら、グランドライン平面に直立させることを想定する。本実施の形態では、図８、図９に示すように、車両幅方向片側の外面に接触し、かつ、運転者が片側ドアミラー３６により見える範囲であるドアミラー確認可能範囲８４から外れる、最も車両後方位置に、仮想側方ポール８２を配置し、車載モニタに仮想側方ポール８２が表示されることが、画像表示が良好であることの必要条件とする。このような配置に仮想側方ポール８２を配置して、これをサイドカメラ３２（図２）により撮影されるようにすることが、サイドカメラ３２に対して最も厳しい条件となる。なお、図９に示した状態よりも仮想側方ポール８２を後方に配置すると、仮想側方ポール８２が片側ドアミラー３６により確認可能となるため、車載モニタで確認可能とする必要がなくなる。
【００３６】
このような仮想側方ポール８２を配置するために、まず、ドアミラー面データとアイポイントデータとから、ドアミラー確認可能範囲を表すコーン状のドアミラー確認可能範囲形状を作成する。また、グランドライン平面から１０００ｍｍ上方にずらせた水平面８６（図８）を作成し、水平面８６とドアミラー確認可能範囲形状との交差線８８を作成する。次いで、車幅線８０と交差線８８とに外面が接する直径３００ｍｍで高さ１０００ｍｍの円柱をグランドライン平面に立設するように作成することにより、仮想側方ポール８２を作成する。また、仮想側方ポール８２の上面及び下面の円の外形線と、カメラ焦点から仮想側方ポール８２を見た場合に仮想側方ポール８２の側面外形線となる、両側一対のＨ方向の直線とを作成する。
【００３７】
また、サイドカメラ側車両側面形状データとカメラ焦点位置及び光軸を表すデータとは、図１０に示すような、カメラ焦点からサイドカメラ側車両側面形状５８を見た場合に、外形となる最外線である、車両側面視野最外線９０を作成するために利用する。このように本実施の形態では、グランドライン７０と、マストエリア規定線７６と、仮想前側ポール７８と、仮想側方ポール８２と、車両側面視野最外線９０とを、判定必要形状ラインとして作成する。
【００３８】
また、図４に示す仮想投影面設定用データ５６は、第１仮想投影面設定用データと第２仮想投影面設定用データとを含み、それぞれ図１１、図１２に示すような、第１仮想投影面９２と第２仮想投影面９４とを設定するために利用する。第１仮想投影面設定用データは、複数の画角と、各画角に対応する焦点距離との関係を表すデータである。また、第２仮想投影面設定用データは、複数の焦点距離と、各焦点距離に対応する像高との関係を表すデータである。
【００３９】
このようにデータ取得手段２６（図４）で取得される複数のデータは、ユーザが操作する入力部１４（図１）から直接データを受け取って、データ取得手段２６で取得するようにしてもよく、また、ユーザの入力部１４の操作に応じて、メモリ、記憶部１８（図１）で記憶された形状データ等のデータを読み出し、データ取得手段２６で取得するようにしてもよい。
【００４０】
また、図１に示した処理部１２が有する仮想投影面設定手段２８は、データ取得手段２６で取得した仮想投影面設定用データ５６（図４）に基づいて、図１１、図１２に示すような第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４を設定する。なお、第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４のそれぞれは、図１１と図１２とで異なる形状を有するように図示しているが、これは図１２で、第１仮想投影面９２の設定方法をより詳しく説明するためで、設定方法は図１１及び図１２で同様である。第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４は、仮想三次元空間上の部品を含む投影対象を仮想二次元平面に投影するために使用する。すなわち、図１１に示すように、各仮想投影面９２、９４は、非球面形状である曲面である。図１２に示すように、第１仮想投影面９２を設定する場合には、光軸９６に対する角度である、複数の画角β１、β２、β３・・・と、各画角β１、β２、β３・・・に対応する焦点距離との関係を表すデータを、入力部１４（図１）から入力することにより、画角β１、β２、β３・・・と焦点距離との関係から、第１仮想投影面９２を一義的に設定する。すなわち、第１仮想投影面９２に所定の画角β１、β２、β３・・・で外側から直交する方向に入射された光は、画角β１、β２、β３・・・の違いに応じて異なる位置で内側の光軸９６と交わる。各焦点距離は、この光軸９６と交わる位置と光軸９６上のカメラ焦点Ｏ１位置との距離から一義的に定められる。仮想投影面設定手段２８は、このような関係を利用して、入力部１４から入力され、データ取得手段２６（図１）で取得された焦点距離と画角β１、β２、β３・・・との関係を表すデータに基づいて、図１１、図１２に示すような第１仮想投影面９２を設定する。
【００４１】
また、第２仮想投影面９４を設定する場合には、複数の焦点距離と、各焦点距離に対応する像高との関係を表すデータを入力部１４（図１）から入力することにより、焦点距離と像高との関係から第２仮想投影面９４を一義的に設定する。すなわち、図１２に示すように、異なる焦点距離に対応する第１仮想投影面上の点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３・・・は、外側の第２仮想投影面９４に直交する方向に投影され、さらに、光軸９６に対し直交する方向に配置された仮想二次元平面である、結像面９８に投影される。このため、点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３・・・の像が結像面９８に投影された位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・と、光軸９６及び結像面９８の交点Ｏ２との距離である像高が、対応する焦点距離に応じて一義的に定められる。仮想投影面設定手段２８（図１）は、このような関係を利用して、入力部１４から入力され、データ取得手段２６（図１）で取得された像高と焦点距離との関係を表すデータに基づいて、図１１、図１２に示すような第２仮想投影面９４を設定する。
【００４２】
このように設定された第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４は、サイドカメラ３２（図２）またはサイドカメラ３２に使用するレンズの種類等に応じて異なり、シミュレーションに各仮想投影面９２、９４を使用することで、実際にサイドカメラ３２で撮影した場合に得られる、ディストーションと呼ばれる形状歪みを有する実画像に近い画像を得やすくなる。すなわち、等間隔の画角で第１仮想投影面９２に投影対象が投影された場合でも、結像面９８に投影される位置の間隔は結像面９８中心から離れるほど小さくなり、結像面９８外側に形成される形状の歪みが内側の形状の歪よりも大きくなる。すなわち、各投影面９２、９４を使用することにより、実画像に近い画像を得やすくなる。
【００４３】
また、図１３に示したモニタ表示画像生成手段３０は、図４に示すようにデータ取得手段２６が取得した、カメラ配置データ４８と、カメラ周辺部品データ５０と、モニタデータ５２と、判定必要形状ラインデータ５４と、仮想投影面設定用データ５６とに基づいて、モニタ表示画像を生成する。このために、図１３に示すように、モニタ表示画像生成手段３０は、カメラ画像生成手段１００を備える。カメラ画像生成手段１００は、図４に示すように、データ取得手段２６で取得されたカメラ配置データ４８と、カメラ周辺部品データ５０と、判定必要形状ラインデータ５４と、第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４とに基づいて、サイドカメラ３２（図２）が生成するＣＣＤキャプチャ画像に対応する、カメラ画像を生成する。
【００４４】
カメラ画像生成手段１００は、判定必要形状ラインデータ５４（図４）から生成された判定必要形状ラインである、グランドライン７０（図５）とマストエリア規定線７６（図６）と、仮想前側ポール７８（図７）と、仮想側方ポール８２（図８、図９）とが仮想三次元空間上に配置された場合の、カメラ画像を生成する。この場合、カメラ画像生成手段１００は、カメラ配置データ４８（図３）と、カメラ周辺部品データ５０（図３）とに基づいて、図１１、図１２に示す第１仮想投影面９２を介して第２仮想投影面９４に、第２仮想投影面９４に直交する方向に、仮想三次元空間上の部品と判定必要形状ラインとを投影し、第２仮想投影面９４に投影された画像を結像面９８に、結像面９８に直交する方向に投影することにより、カメラ画像を生成する。
【００４５】
また、モニタ表示画像生成手段３０は、カメラ画像拡大手段１０２と、カメラ画像出力可能領域枠設定手段１０４と、枠中心合わせ手段１０６と、拡大カメラ画像縦横拡縮処理手段１０８と、基準線傾斜角度演算手段１１０と、拡縮画像回転手段１１２と、拡縮画像変倍処理手段１１４と、枠中心線作成手段１１６とを備える。カメラ画像拡大手段１０２は、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラデータである、カメラ画像１１８を実際にカメラ側の制御部である、カメラＥＣＵが取り込む大きさ、すなわちＥＣＵ取り込み領域の寸法に拡大したキャプチャ領域画像である、拡大画像１２０を生成する。
【００４６】
また、カメラ画像出力可能領域枠設定手段１０４は、図１４（ｃ）に示すように、拡大画像１２０に拡大画像中心位置Ｏａに対して中心位置Ｏｂがずれたカメラ画像出力可能領域枠１２２を設定する。拡大画像１２０中心位置Ｏａとカメラ画像出力可能領域枠１２２の中心位置Ｏｂとのずれは、映像素子の走査方向等により生じるもので、予め設定される中心位置Ｏａ、Ｏｂから定められる。また、枠中心合わせ手段１０６は、図１４（ｄ）に示すように、拡大画像１２０をそのままにして、拡大画像１２０の境界を表す拡大画像枠１２４の中心をカメラ画像出力可能領域枠１２２の中心Ｏｂに一致させるように、拡大画像枠１２４をずらせる。また、拡大カメラ画像縦横拡縮処理手段１０８は、図１４（ｅ）に示すように、枠中心合わせ手段１０６によりずらせた拡大画像枠１２４の中心Ｏｂを基準に、拡大画像１２０を、カメラ画像出力可能領域枠１２２の寸法に合わせて縦及び横方向に縮小または拡大させる縦横拡縮処理を施すことにより拡縮画像１２６を生成する。このような縦横拡縮処理により、カメラＥＣＵが取り込む画像の図１４（ｃ）の斜線部を含めて、すべての部分を画像として出力することが可能となる。なお、このような拡縮処理を行わない場合には、図１４（ｃ）から図１４（ｅ）の工程を省略することもできる。
【００４７】
また、基準線傾斜角度演算手段１１０は、図１５（ａ）に示すように、拡縮画像１２６に車両の基準方向である、前後方向と平行な直線である基準線Ｌａｂを設定するとともに、基準線Ｌａｂのディスプレイ１６（図１）表示時の縦方向または横方向に対する傾斜角度を演算する。例えば、基準線Ｌａｂは、拡縮画像１２６の縦方向に平行な縦軸Ｖとのなす角度を演算で求め、演算で求めた角度分、拡縮画像１２６を、縦横拡縮処理中心である中心Ｏｂを中心に回転させる。より具体的には、三次元空間上で、サイドカメラ３２（図２）の光軸の延長線とグランドライン平面との交点を通る、車幅線８０（図８）と平行なグランドライン平面上の有限直線Ｌａｂを作成する。次いで、有限直線Ｌａｂの両端点を作成し、両端点を図１１、図１２に示すような、第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４を介して結像面９８に投影させ、投影させた２点を直線で結ぶことにより、カメラ画像１１８（図１４）に有限直線Ｌａｂを作成する。そして有限直線Ｌａｂを生成したカメラ画像１１８が拡縮画像１２６（図１４、図１５）に変換させられることにより、有限直線Ｌａｂが生成された拡縮画像１２６が得られる。
【００４８】
また、基準線傾斜角度演算手段１１０（図１３）は、有限直線Ｌａｂのディスプレイ１６（図１）表示時の縦軸Ｖに対する傾斜角度β（図１５（ｂ））を演算する。また、拡縮画像回転手段１１２は、拡縮画像１２６を、演算により得られた傾斜角度β分、中心Ｏｂを中心として回転させ、図１６に示すように、拡縮画像１２６の基準線Ｌａｂがディスプレイ１６表示時の縦方向と平行になるようにする。なお、基準線として車両幅方向と平行となるものを作成し、拡縮画像１２６を横方向と基準線とのなす角度分、回転させることもできる。
【００４９】
また、拡縮画像変倍処理手段１１４は、拡縮画像回転手段１１２（図１３）により回転させられた拡縮画像１２６を、図１７（ａ）に示すように、モニタ有効表示領域の寸法に合わせて中心Ｏｂを基準に、縦方向及び横方向に縮小または拡大する変倍処理を施すことにより、変倍処理画像１２８を生成する。モニタ有効表示領域の寸法は、例えば、モニタメーカーや、ＶＧＡ、ＥＧＡ等の表示規格が異なるモニタの種類等により異なる。また、枠中心線作成手段１１６（図１３）は、図１７（ｂ）に示すように、変倍処理画像１２８にモニタ枠１３０と中心Ｏｂ基準の縦方向及び横方向の中心線ｘ、ｙとを作成する。また、モニタ枠１３０は、モニタ枠１３０中心が中心Ｏｂに一致するように作成する。なお、モニタ枠１３０中心と中心Ｏｂとをずらせることもできる。このような枠中心線作成手段１１６により、モニタ表示画像１３２が生成される。上記の変倍処理は、変倍処理画像１２８のうち、予め定められた必要部分の画像がモニタ枠１３０内に収まるように行う。なお、変倍処理画像１２８の前部がモニタ枠１３０内に収まるように変倍処理することもできる。図１８は、このような変倍処理と枠中心作成とにより生成されたモニタ表示画像１３２の別の１例を、拡大して示している。
【００５０】
図１８では、モニタ枠１３０の内側にカメラ画像出力可能領域枠１２２が表示され、カメラ画像出力可能領域枠１２２の内側に仮想前側ポール７８と仮想側方ポール８２とマストエリア規定線７６とがそれぞれ表示されている。なお、図１８では説明の便宜上、仮想前側ポール７８と仮想側方ポールとを斜線部で表しているが、実際のシミュレーションの場合には、斜線部は表示されない。また、図１８では、カメラ画像出力可能領域枠１２２の内側に、一点鎖線のグランドライン７０と、車両側面視野最外線９０と、グランドライン平面に投影した車幅線８０とが表示されている。なお、図１８に示すように、フロントバンパー最前端点をグランドライン平面に投影した場合の投影点を通る車両幅方向に平行な車両前端線１３４を、モニタ表示画像に表示させることもできる。
【００５１】
次に、このようなモニタ画像シミュレーション装置１０（図１）を使用するモニタ画像シミュレーション方法を詳しく説明する。図１９は、本実施の形態のモニタ画像シミュレーション方法を示すフローチャートである。なお、以下の説明においては、図１から図１８に付した符号を各要素に付して説明する。モニタ画像シミュレーション方法は、まず図１９のステップＳ１で、モニタ画像シミュレーション装置１０のデータ取得手段２６により、入力部１４による入力に基づいて、カメラ配置データ４８と、カメラ周辺部品データ５０と、モニタデータ５２と、判定必要形状ラインデータと、仮想投影面設定用データ５６との各データを取得するデータ取得ステップを行う。なお、予め仮想投影面設定用データ５６から第１仮想投影面９２と第２仮想投影面９４とを生成したものを、処理部１２等に記憶させたプログラムに組み込んでおくこともできる。この場合には、データ取得手段２６は、仮想投影面設定用データ５６を取得しない。また、予め仮想投影面設定用データ５６から第１仮想投影面９２と第２仮想投影面９４とを生成したものを、記憶部１８にデータとして記憶させておいたものを、データ取得手段２６で取得することもできる。
【００５２】
次いで、図１９のステップＳ２において、判定必要形状ライン生成手段２２により、グランドライン７０と、マストエリア規定線７６と、仮想前側ポール７８と、仮想側方ポール８２とを生成する、判定必要形状ライン生成ステップを行う。また、図１９のステップＳ３において、仮想投影面設定手段２８により、第１仮想投影面９２と第２仮想投影面９４とを設定する仮想投影面設定ステップを行う。この場合、仮想投影面設定手段２８は、データ取得手段２６で取得された焦点距離と画角との関係を表すデータに基づいて、第１仮想投影面９２を設定する。また、仮想投影面設定手段２８は、データ取得手段２６で取得された像高と焦点距離との関係を表すデータに基づいて、第２仮想投影面９４を設定する。
【００５３】
次いで、図１９のステップＳ４において、モニタ表示画像生成手段３０は、カメラ画像１１８を生成してから、モニタ表示画像１３２を生成するモニタ表示画像生成ステップを行う。図２０は、モニタ表示画像生成ステップを詳しく示すフローチャートである。まず、図２０のステップＳ４ａにおいて、カメラ画像生成手段１００は、データ取得手段２６で取得されたカメラ配置データ４８と、カメラ周辺部品データ５０と、判定必要形状ライン生成手段２２により生成されたグランドライン７０、マストエリア規定線７６、仮想前側ポール７８及び仮想側方ポール８２と、仮想投影面設定手段２８により設定された第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４とに基づいて、カメラ画像１１８を生成する。具体的には、カメラ位置と光軸９６とにより、仮想三次元空間上の第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４の位置及び向きを設定し、仮想三次元空間上に、カメラ周辺部品と、グランドライン７０と、マストエリア規定線７６と、仮想前側ポール７８と、仮想側方ポール８２とを配置する。次いで、カメラ画像生成手段１００は、カメラ周辺部品と、グランドライン７０と、マストエリア規定線７６と、仮想前側ポール７８と、仮想側方ポール８２とのうち、第１仮想投影面９２にサイドカメラ３２の最大画角に対応する図１１の角度αの範囲部分に投影可能な部分を、第１仮想投影面９２に直交する方向に画像として投影する。
【００５４】
次いで、カメラ画像生成手段１００は、第１仮想投影面９２に投影された画像を、第２仮想投影面９４に、第２仮想投影面９４に直交する方向に画像として投影し、第２仮想投影面９４に投影された画像を結像面９８に、結像面９８に直交する方向に投影することにより、結像面９８にカメラ画像１１８を生成する。この結果、実際のサイドカメラ３２により生成される形状歪みを有する実画像に近い、カメラ画像１１８が得られる。
【００５５】
次いで、図２０のステップＳ４ｂにおいて、カメラ画像拡大手段１０２により、カメラ画像１１８をＥＣＵ取り込み領域の寸法に拡大した拡大画像１２０を生成する。また、図２０のステップＳ４ｃにおいて、カメラ画像出力可能領域枠設定手段１０４により、拡大画像１２０に拡大画像１２０中心位置に対して中心位置がずれたカメラ画像出力可能領域枠１２２を設定する。また、図２０のステップＳ４ｄにおいて、枠中心合わせ手段１０６により、拡大画像１２０をそのままにして、拡大画像１２０の境界を表す拡大画像枠の中心Ｏａをカメラ画像出力可能領域枠１２２の中心Ｏｂに一致させるように、拡大画像枠をずらせる。また、図２０のステップＳ４ｅにおいて、拡大カメラ画像縦横拡縮処理手段１０８により、枠中心合わせ手段１０６によりずらせた拡大画像枠の中心Ｏｂを基準に、拡大画像１２０を、カメラ画像出力可能領域枠１２２の寸法に合わせて縦及び横方向に縮小または拡大させることにより、拡縮画像１２６を生成する。
【００５６】
また、図２０のステップＳ４ｆにおいて、基準線傾斜角度演算手段１１０により、拡縮画像１２６に車両の前後方向と平行な直線である基準線Ｌａｂを設定するとともに、基準線Ｌａｂのディスプレイ１６表示時の縦方向または横方向に対する傾斜角度βを演算する。また、図２０のステップＳ４ｇにおいて、拡縮画像回転手段１１２により、拡縮画像１２６を、演算により得られた傾斜角度β分、中心Ｏｂを中心として回転させ、図１６に示すように、拡縮画像１２６の基準線Ｌａｂがディスプレイ１６表示時の縦方向と平行になるようにする。また、図２０のステップＳ４ｈにおいて、拡縮画像変倍処理手段１１４により、拡縮画像回転手段１１２により回転させられた拡縮画像１２６を、モニタ有効表示領域の寸法に合わせて中心Ｏｂを基準に、縦方向及び横方向に拡大または縮小する変倍処理を施し、変倍処理画像１２８を生成する。また、図２０のステップＳ４ｉにおいて、枠中心線作成手段１１６により、変倍処理画像１２８にモニタ枠１３０とモニタ枠１３０中心Ｏｂ基準の縦方向及び横方向の中心線ｘ、ｙとを作成することにより、例えば上記の図１８に示したような、モニタ表示画像１３２を生成し、図１９のステップＳ５において、モニタ表示画像１３２をディスプレイ１６に表示させる画面出力ステップを行う。
【００５７】
また、本実施の形態のモニタ画像シミュレーションプログラムは、本実施の形態のモニタ画像シミュレーション方法を実行するための、コンピュータ読み取り可能なプログラムである。モニタ画像シミュレーションプログラムは、カメラ配置データ４８、カメラ周辺部品データ５０及びモニタデータ５２を取得するデータ取得手順と、カメラ配置データ４８及びカメラ周辺部品データ５０に基づいてカメラ画像１１８を生成し、カメラ画像１１８を変換してモニタデータに応じたモニタ表示画像を生成するモニタ表示画像生成手順とを、コンピュータであるモニタ画像シミュレーション装置１０において実行可能とする。また、モニタ表示画像生成手順は、カメラ画像１１８から生成された画像を回転させる画像回転手順を備える。プログラムは、三次元ＣＡＤシステム２４を備えるモニタ画像シミュレーション装置１０で実行されることにより、本実施の形態のモニタ画像シミュレーション方法を実行する。プログラムは、記憶部１８、処理部１２内のメモリ等で記憶し、処理部１２により記憶部１８、メモリ等から読み出されることにより実行される。
【００５８】
このような本実施の形態によれば、データ取得手段２６で取得されたカメラ配置データ４８と、カメラ周辺部品データ５０と、モニタデータ５２とに基づいてモニタ表示画像１３２を生成する。このため、実際に被カメラ搭載物である車両にサイドカメラ３２を搭載する前に、モニタ表示画像１３２をシミュレーションでき、設計者等のユーザにより、サイドカメラ３２配置状態の良否の判断を容易に行える。また、サイドカメラ３２配置状態の検討に要する時間を短くできるとともに、ユーザにより、最適なサイドカメラ３２の配置状態を見つけやすくできる。また、設計時にカメラ周辺部品の位置、形状等が変更された場合でも、変更後のサイドカメラ３２配置状態の良否を設計段階で即時的に（タイムリーに）判断しやすくでき、設計作業を効率よく行える。しかも、モニタ表示画像生成手段３０は、カメラ画像１１８から生成された画像を回転させる画像回転手段である、拡縮画像回転手段１１２を備えるので、上記の従来から考えられている車載サイドカメラ用の車載モニタ等、画像回転制御手段を備えるモニタのように、モニタに表示される画像をカメラが生成する画像に対して回転させる場合でも、シミュレーションで得られるモニタ画像の方向を、実際のモニタに表示されるモニタ画像の方向と一致させることができ、サイドカメラ３２配置状態の良否を有効に判定できる。
【００５９】
また、このように拡縮画像回転手段１１２を備えるので、実際の車載モニタ表示装置が、車両両側のドアミラーが電動格納式であり、ドアミラー格納状態とドアミラー起立状態との両方で、サイドカメラ３２が撮影する向きが変化するのにもかかわらず、車載モニタに表示される画像の向きを同じとする機能を有する場合でも、このような車載モニタ表示装置の機能に合わせた、車載モニタの表示画像シミュレーションを行うことができる。
【００６０】
また、仮想投影面設定手段２８は、入力部１４から入力されたデータに基づいて非平面形状の第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４を設定し、カメラ画像生成手段１００は、カメラ配置データ４８と、カメラ周辺部品データ５０とに基づいて、第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４を介して結像面９８に、仮想三次元空間上の部品を投影することにより、カメラ画像を生成するので、実際にサイドカメラ３２で撮影した場合の形状歪を有する、実画像に近い画像をシミュレーションで確認しやすくできる。なお、本実施の形態の場合と異なり、第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４の代わりに単一の仮想投影面を介して、仮想三次元空間上の部品を仮想二次元平面に投影することもできる。ただし、仮想投影面を円滑な形状として、仮想投影面を設定しやすくする面からは、本実施の形態のように、第１仮想投影面９２及び第２仮想投影面９４の２個の仮想投影面を使用するのが好ましい。
【００６１】
また、生成されたモニタ表示画像１３２が適正であることを判定するために必要な判定必要対象である、グランドライン７０と、マストエリア規定線７６と、仮想前側ポール７８と、仮想側方ポール８２とを、仮想三次元空間上に生成する判定必要形状ライン生成手段２２を備え、モニタ表示画像生成手段３０は、カメラ配置データ４８と、カメラ周辺部品データ５０と、モニタデータ５２と、グランドライン７０、マストエリア規定線７６、仮想前側ポール７８及び仮想側方ポール８２とに基づいて、判定必要対象が仮想三次元空間上に配置された場合のモニタ表示画像１３２を生成する。このため、モニタ表示画像１３２の良否の判定を行いやすくできる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、モニタ画像シミュレーション装置１０は、三次元ＣＡＤシステム２４を備えるが、モニタ画像シミュレーション装置を、ＣＡＤシステムと別に設けて、ＣＡＤシステム用の画面とは別の画面に、モニタ表示画像を表示させることもできる。
【００６３】
なお、本実施の形態は、サイドカメラ３２に接続した車載モニタの画面表示をシミュレーションする場合について説明した。ただし、本発明は、モニタを車載モニタ以外のモニタとしたり、カメラを車両側方の下方撮影以外のカメラとした場合でも実施できる。例えば、カメラを搭載する被カメラ搭載物を、車両以外とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態の１例のモニタ画像シミュレーション装置を示す基本構成図である。
【図２】（ａ）がカメラ周辺部品を含む車両の幅方向片側部分を示す略斜視図であり、（ｂ）がカメラ周辺部品であるフロントバンパーの拡大斜視図であり、（ｃ）がドアミラーの拡大斜視図であり、（ｄ）がサイドカメラの斜視図である。
【図３】ドアミラーのミラー面と、ドアミラーに取り付けるサイドカメラ取付台とを示す斜視図である。
【図４】データ取得手段が取得する複数の要素を示す図である。
【図５】メッシュ状のグランドラインの作成方法を説明するための、車両幅方向片側上方から車両とグランドラインとを見た図である。
【図６】マストエリア規定線の作成方法を説明するための、車両幅方向片側上方から車両とグランドラインとを見た図である。
【図７】仮想前側ポールとフロントバンパーとを、車両幅方向片側前方から見た斜視図である。
【図８】ドアミラー確認可能範囲と、ドアミラー確認可能範囲から外れ、かつ、最も後方に位置する仮想側方ポールとを示す図である。
【図９】図８の斜め上方から見た図である。
【図１０】カメラ焦点から光軸方向に車体を見た場合に外形線となる車両側面視野最外線を示す図である。
【図１１】設定した第１仮想投影面と第２仮想投影面とにより、仮想三次元空間上の投影対象を仮想二次元平面に投影する方法を説明するための図である。
【図１２】第１仮想投影面及び第２仮想投影面の設定方法をより詳しく説明するための図である。
【図１３】図１に示したモニタ表示画像生成手段の構成を示す図である。
【図１４】カメラ画像をカメラ画像出力可能領域の大きさの拡縮画像に変換する工程を順番に示す図である。
【図１５】（ａ）が拡縮画像に基準線を設定した状態を示す図であり、（ｂ）が基準線に対する拡縮画像のディスプレイ表示時の縦方向に対する傾斜角度を示す略図である。
【図１６】拡縮画像を傾斜角度分回転させた状態を示す図である。
【図１７】回転させた拡縮画像に変倍処理した後、モニタ枠とモニタ中心線とを設定する工程を順番に示す図である。
【図１８】ディスプレイに表示されるモニタ表示画像の１例を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態の１例のモニタ画像シミュレーション方法を示すフローチャートである。
【図２０】図１９のステップＳ４の構成をより詳しく示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１０  モニタ画像シミュレーション装置、１２  処理部、１４  入力部、１６  ディスプレイ、１８  記憶部、２０  基本要素、２２  判定必要形状ライン生成手段、２４  三次元ＣＡＤシステム、２６  データ取得手段、２８  仮想投影面設定手段、３０  モニタ表示画像生成手段、３２  サイドカメラ、３６  片側ドアミラー、３８  ミラー面、４０  サイドカメラ取付台、４２  フロントバンパー、４８  カメラ配置データ、５０  カメラ周辺部品データ、５２  モニタデータ、５４  判定必要形状ラインデータ、５６  仮想投影面設定用データ、５８  サイドカメラ側車両側面形状、６０  片側フロントドア、６２  片側リアドア、６４  片側フロントフェンダー、６６  部分片側リアフェンダー、６８  片側サイドシル、７０  グランドライン、７２  前後方向直線、７４  幅方向直線、７６  マストエリア規定線、７８  仮想前側ポール、８０  車幅線、８２  仮想側方ポール、８４  ドアミラー確認可能範囲、８６  水平面、８８  交差線、９０  車両側面視野最外線、９２  第１仮想投影面、９４  第２仮想投影面、９６  光軸、９８  結像面、１００  カメラ画像生成手段、１０２  カメラ画像拡大手段、１０４  カメラ画像出力可能領域枠設定手段、１０６  枠中心合わせ手段、１０８  拡大カメラ画像縦横拡縮処理手段、１１０  基準線傾斜角度演算手段、１１２  拡縮画像回転手段、１１４  拡縮画像変倍処理手段、１１６  枠中心線作成手段、１１８  カメラ画像、１２０  拡大画像、１２２  カメラ画像出力可能領域枠、１２４  拡大画像枠、１２６  拡縮画像、１２８  変倍処理画像、１３０  モニタ枠、１３２  モニタ表示画像、１３４  車両前端線。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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