(57)【要約】【課題】モニタ画像シミュレーション装置において、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、入力部１４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、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２８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第１仮想投影面及び第２仮想投影面を設定する仮想投影面設定手段３０と、カメラ配置データ、カメラ周辺部品データ、モニタデータ及び仮想投影面に基づいてモニタ表示画像を生成するモニタ表示画像生成手段３２と、を備える。【選択図】図１
2009064372.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、モニタデータとに基づいて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、
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３】
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、
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、仮想投影面とに基づいてカメラが生成するカメラ画像を生成するカメラ画像生成手段と、
生成されたカメラ画像を、モニタデータに応じて拡大または縮小して、モニタ表示画像を生成するカメラ画像拡縮手段と、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、
モニタの寸法に対する部品のモニタ映り込み目標寸法の割合に対応する目標値を取得する目標値取得手段と、
目標値取得手段で取得された目標値に基づいて、部品の映り込み目標を表すラインが表示された仮想モニタ画像を生成する仮想モニタ画像生成手段と、
生成された仮想モニタ画像を、モニタ表示画像生成手段が生成したモニタ表示画像に合成する目標ライン合成手段と、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８】
請求項１から請求項７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、
カメラは車両の後部に搭載し、車両後方を写す車載バックカメラであり、
モニタは車両の車室内に搭載し、車載バック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画像シミュレーション装置。
【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、モニタデータとに基づいて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１０】
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ための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、モニタデータとに基づいて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、自動車等の車両の後部に車載バックカメラを搭載することが考えられている。車載バックカメラは、車両の斜め下側後方を撮影し、車室内に搭載した車載モニタに、車載バック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、バックミラーでは見えない範囲の状況を確認でき、後方への走行を行いやすくなる。車載バックカメラは、車載モニタにケーブル等により接続する。
【０００３】
また、車載バックカメラは、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、車両に車載バック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バックカメラを仮配置し、車載モニタの画像を確認しながら、車載バックカメラの位置、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、車両に車載バックカメラを搭載する場合に、実際に車両を造った後に、車載バック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、車載バック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、車載バック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、車載バックカメラの配置状態の良否を判断することは、バック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、また最適な車載バック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、バックカメラ周辺部品の位置、形状等が変更された場合に、車載バック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】
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。
【０００８】
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、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】
【０００９】
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、モニタデータとに基づいて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。
【００１０】
また、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、に基づいてモニタ表示画像を生成する。
【００１１】
また、より好ましくは、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、仮想投影面とに基づいてカメラが生成するカメラ画像を生成するカメラ画像生成手段と、生成されたカメラ画像を、モニタデータに応じて拡大または縮小して、モニタ表示画像を生成するカメラ画像拡縮手段と、を備える。
【００１２】
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。
【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。
【００１４】
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。
【００１５】
また、より好ましくは、モニタの寸法に対する部品のモニタ映り込み目標寸法の割合に対応する目標値を取得する目標値取得手段と、目標値取得手段で取得された目標値に基づいて、部品の映り込み目標を表すラインが表示された仮想モニタ画像を生成する仮想モニタ画像生成手段と、生成された仮想モニタ画像を、モニタ表示画像生成手段が生成したモニタ表示画像に合成する目標ライン合成手段と、を備える。
【００１６】
また、より好ましくは、カメラは車両の後部に搭載し、車両後方を写す車載バックカメラとし、モニタは車両の車室内に搭載し、車載バック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、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、モニタデータとに基づいて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ための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、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順と、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モニタ表示画像生成手順と、を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。
【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１６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後部を示す略斜視図であり、（ｂ）がカメラ周辺部品である、リアガーニッシュとリアバンパーと中央バックパネルとを示す図である。図３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４は、（ａ）が車両に配置したカメラの配置状態を説明するための側方から見た図であり、（ｂ）が（ａ）の斜め上方から見た図である。図５は、カメラを車両の後部に配置した状態を示す略断面図である。図６は、メッシュ状のグランドラインとリアバンパーとの位置関係を示す車両上方から見た略図である。図７は、（ａ）が仮想ポールとリアバンパーとの位置関係を示す車両上方から見た略図であり、（ｂ）が仮想ポールの斜視図である。図８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９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１０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１１は、ディスプレイに表示する、目標ラインが合成されたモニタ表示画像の１例を示す図である。図１２は、ディスプレイに表示する、カメラを配置した車両後部を表す参考断面図である。図１３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１４は、仮想モニタ画像を生成するための目標値を入力するための、ディスプレイに表示される入力テーブルである。図１５は、入力した目標値に基づいて生成する仮想モニタ画像を示す略図である。図１６は、（ａ）が、カメラ画像生成手段が生成したカメラ画像の１例であり、（ｂ）が、（ａ）のカメラ画像に基づいて生成したモニタ表示画像の１例である。
【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、目標ライン生成要素２４と、三次元ＣＡＤシステム２６とを備える。基本要素２０は、データ取得手段２８と、仮想投影面設定手段３０と、モニタ表示画像生成手段３２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２６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２６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２６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４に示すような、車載バックカメラであり、ＣＣＤカメラである、バックカメラ３３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。バックカメラ３３は、自動車の後部に搭載し、車両下側後方を撮影する。より具体的には、モニタ画像シミュレーション装置１０は、バックカメラ３３の配置データ、バックカメラ３３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、バックカメラ３３は、図２（ａ）に示すような車両後部に搭載する。具体的には、車体の後部に設けるトランクリッド３４の下側のバックパネル３６の上端側部分に設けたリアガーニッシュ３８の奥側に、バックカメラ３３を搭載する。すなわち、図２（ａ）に示すように、バックカメラ３３を搭載する被カメラ搭載物である自動車は、後部に、トランク室の上部を開閉可能に塞ぐトランクリッド３４と、トランクリッド３４下側のバックパネル３６と、バックパネル３６下側のリアバンパー４０とを備える。
【００２５】
バックパネル３６は、図２（ｂ）に示すように、幅方向中央部に全体が凹状にくぼんだ中央バックパネル４２を備え、中央バックパネル４２の中間部にさらにくぼんだライセンスプレート取付部４４を設けている。中央バックパネル４２の上部に設けたつば部４６外側面に、図２（ｂ）に詳しく示すようなリアガーニッシュ３８を固定している。また、図２（ｂ）に詳しく示すリアバンパー４０は、図２（ａ）に示すように、バックパネル３６の下端から下側に連続するように配置される。なお、図２（ａ）では、斜格子部分がリアガーニッシュ３８を、梨地部分が中央バックパネル４２をそれぞれ表している。
【００２６】
このような構造で、リアガーニッシュ３８下側（図２の矢印αで示す部分）にバックカメラ３３（図４）を取り付ける場合、バックカメラ３３により撮影される画像は、バックカメラ３３周辺部品である、中央バックパネル４２、リアバンパー４０、リアガーニッシュ３８の位置及び形状と、バックカメラ３３の配置状態とに影響を受ける。本実施の形態は、実際に車両にバックカメラ３３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。
【００２７】
このような目的のために、図３に示すように、データ取得手段２８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、三次元空間上のバックカメラ３３（図４）の位置データ、すなわちカメラ位置データと、バックカメラ３３の光軸５８（図４）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を含む。また、カメラ配置データ４８は、カメラ意匠面データを含む。カメラ意匠面データは、カメラ位置データ及びカメラ光軸データを用いて、図４に示すように、三次元空間上にバックカメラ３３の形状を、設定された位置及び向きに配置し、後述する図１２に示す車両後部の参考断面図を作成するために利用する。この参考断面図を作成しない場合には、データ取得手段２８（図３）は、カメラ意匠面データを取得しないようにすることもできる。
【００２８】
なお、図４（ａ）では、Ｌ方向及びＨ方向を図示しているが、Ｌ方向は車両の前後方向、Ｈ方向は高さ方向を、それぞれ意味する。また、後述する図６に示すＷ方向は、車両幅方向を意味する。Ｌ方向、Ｈ方向、Ｗ方向については、以下同じである。また、図３に戻りカメラ配置データ４８は、カメラ焦点Ｐ（図４（ａ））位置を表すデータを含む。カメラ意匠面データを含むカメラ配置データ４８から、図４（ａ）（ｂ）に示すように、カメラ焦点Ｐを通る、Ｌ方向に対し平行な直線Ｌａに対して光軸５８が所定のチルト角α傾斜するように、仮想三次元空間上に配置したバックカメラ３３が生成される。なお、カメラ焦点Ｐは、例えば、バックカメラ３３のレンズ先端から光軸５８に沿ってバックカメラ３３内側に所定距離Ｓ、例えば２．３ｍｍ内側に位置する点とする。また、実際のバックカメラ３３を車両に搭載する場合には、図４（ｂ）に示すように、バックカメラ３３を、車両幅方向に対し平行な軸６０を中心として回転可能とし、カメラ焦点Ｐを通る直線Ｌａ（図４（ａ））に対して、設定した所定のチルト角α（図４（ａ））分光軸５８を傾斜させた状態で、車体にねじ止め等により固定する。
【００２９】
また、図３に戻り、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含むデータである、リアバンパー上側稜線データと、リアバンパー上方視外形線データと、リアガーニッシュ下側稜線データと、バックパネル下側稜線データと、ライセンスプレート線データとを含む。ライセンスプレート（図示せず）は、例えば字光式とする。
【００３０】
図５に示すように、リアバンパー上側稜線データは、リアバンパー４０の後端縁（図５の右端縁）で上端に位置する線（図５の点ｘ１を通る線）の位置及び形状を表すデータである。リアガーニッシュ下側稜線データは、リアガーニッシュ３８の後端縁（図５の右端縁）で下端に位置する線（図５の点ｘ２を通る線）の位置及び形状を表すデータである。バックパネル下側稜線データは、中央バックパネル４２の後端縁（図５の右端縁）で下端に位置する線（図５の点ｘ３を通る線）の位置及び形状を表すデータである。このように、カメラ周辺部品データ５０（図３）として、リアバンパー上側稜線データと、リアガーニッシュ下側稜線データと、バックパネル下側稜線データとを使用する理由は、図５に示すように、バックカメラ３３を車両に配置した状態でバックカメラ３３の撮影範囲を考えた場合に、バックカメラ３３の光軸５８の向きに関して上側の撮影範囲を制限するのに最も大きく影響する部分が、リアガーニッシュ３８の下側稜線であり、バックカメラ３３の光軸５８の向きに関して下側の撮影範囲を制限するのに最も大きく影響する部分が、中央バックパネル４２の下側稜線またはリアバンパー４０の上側稜線となるためである。したがって、カメラ周辺部品データ５０として、ライセンスプレート線データを省略することもできる。稜線データは、バックカメラ３３のカメラ焦点Ｐ位置から光軸５８に沿って各部品を見た場合に、各部品において最も光軸５８に近い側の稜線データである。また、撮影範囲に影響される部分が別の部品、例えば、ライセンスプレートの外形線となる場合には、この外形線のデータ等、別の部品のデータをカメラ周辺部品データ５０として使用する。
【００３１】
なお、図３に示すように、カメラ周辺部品の意匠面データである、リアバンパー意匠面データ、リアガーニッシュ意匠面データ、バックパネル意匠面データを、カメラ周辺部品データ５０としてデータ取得手段２８で取得して、モニタ表示画像のシミュレーションのために利用することもできる。ただし、カメラ周辺部品の稜線データを使用してモニタ表示画像をシミュレーションすることは、処理部１２の演算時間の短縮化を図れ、短時間でシミュレーション結果を得られる面から好ましい。また、図３に示す、リアバンパー上方視外形線データは、後述する図６、図７（ａ）に示すように、車両上方から下方に見た場合の外形線６１の位置及び形状を表すデータであり、後述する、メッシュ状のグランドライン６２（図６）や仮想ポール６４の作成のために利用する。なお、リアバンパー上方視外形線データとして、リアバンパー上側稜線データを使用することもできる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、図２（ｂ）に示したような、リアバンパー４０、リアガーニッシュ３８、中央バックパネル４２の意匠面データを、データ取得手段２８（図３）で取得して、バックカメラ３３（図４）のカメラ焦点Ｐ（図４）を通り、Ｌ方向及びＨ方向に平行な仮想平面で切断した断面形状を作成し、後述する図１２に示す参考断面図の作成のために利用する。このため、図３に示すように、データ取得手段２８は、カメラ周辺部品データ５０として、リアバンパー意匠面データ、リアガーニッシュ意匠面データ、バックパネル意匠面データを、それぞれ取得する。勿論、参考断面図を作成しない場合に、データ取得手段２８は、各意匠面データを取得しない構成とすることもできる。
【００３３】
また、図３に示すモニタデータ５２は、バックカメラ３３（図４）により生成されたカメラ画像に、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。
【００３４】
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６２（図６）を設定するために必要なグランドラインデータと、車幅２Ｗａ（図７（ａ））を表す車幅データとを含む。グランドラインデータは、グランドライン平面、すなわち地面の位置座標を表すデータである。車幅２Ｗａは、サイド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。
【００３５】
グランドラインデータは、図６に示すように、地面である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６６と、グランドライン平面に配置された、Ｗ方向に平行で、Ｌ方向に間隔をあけて配置された複数の幅方向直線６８とにより構成するグランドライン６２を作成するために利用する。すなわち、幅方向直線６８は、リアバンパー上方視外形線である外形線６１の最後端とＬ方向で一致するものを最前方に位置する幅方向直線６８とし、それから後方（図６の右方）に所定間隔ごとに配置し、外形線６１の最後端から所定の距離以上離れたものにおいて、間隔を大きくする。例えば、前側から所定の本数までの幅方向直線６８は、１ｍ置きとし、所定の本数を超えて後側の幅方向直線６８は、５ｍ置きとする。最後端の幅方向直線６８は、外形線６１の最後端から例えば２０ｍの位置に配置する。このようなグランドライン６２は、車載モニタに表示されることにより、バックカメラ３３（図４）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６２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。
【００３６】
また、図３に示す車幅データは、図７（ａ）に示すように、仮想ポール６４を所定位置に生成するために利用する。仮想ポール６４は、図７（ｂ）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。このような仮想ポール６４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、バックカメラ３３（図４）の配置状態の良否の判定のために利用する。仮想ポール６４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（ａ）に示すように、リアバンパー４０（図２（ｂ）の後端縁に接触し、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である車幅線に接触させるように、仮想ポール６４を配置し、車載モニタに仮想ポール６４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。このような仮想ポール６４の配置位置が、バックカメラ３３の撮影性能に対して最も厳しい条件となる。車幅データは、このような配置位置に仮想ポール６４を配置するために利用する。
【００３７】
また、図３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８、図９に示すような、第１仮想投影面７０と第２仮想投影面７２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。
【００３８】
このようにデータ取得手段２８（図３）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２８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２８で取得するようにしてもよい。
【００３９】
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３０は、データ取得手段２８で取得した仮想投影面設定用データ５６（図３）に基づいて、図８、図９に示すような第１仮想投影面７０及び第２仮想投影面７２を設定する。なお、第１仮想投影面７０及び第２仮想投影面７２のそれぞれは、図８と図９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９で、第１仮想投影面７０の設定方法をより詳しく説明するためで、設定方法は図８及び図９で同様である。第１仮想投影面７０及び第２仮想投影面７２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８に示すように、各仮想投影面７０、７２は、非球面形状である曲面である。図９に示すように、第１仮想投影面７０を設定する場合には、光軸５８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７０を一義的に設定する。すなわち、第１仮想投影面７０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５８と交わる。各焦点距離は、この光軸５８と交わる位置と光軸５８上のカメラ焦点Ｐ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３０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２８（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８、図９に示すような第１仮想投影面７０を設定する。
【００４０】
また、第２仮想投影面７２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７２を一義的に設定する。すなわち、図９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７２に直交する方向に投影され、さらに、光軸５８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７４に投影される。このため、点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３・・・の像が結像面７４に投影された位置Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・と、光軸５８及び結像面７４の交点Ｏ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３０（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２８（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８、図９に示すような第２仮想投影面７２を設定する。
【００４１】
このように設定された第１仮想投影面７０及び第２仮想投影面７２は、バックカメラ３３（図４）またはバックカメラ３３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７０、７２を使用することで、実際にバックカメラ３３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７０に投影対象が投影された場合でも、結像面７４に投影される位置の間隔は結像面７４中心から離れるほど小さくなり、結像面７４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７０、７２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。
【００４２】
また、図１０に示したモニタ表示画像生成手段３２は、データ取得手段２８が図３に示すように取得した、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１０に示すように、モニタ表示画像生成手段３２は、カメラ画像生成手段７６と、カメラ画像拡縮手段７８とを備える。カメラ画像生成手段７６は、図３に示すように、データ取得手段２８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７０及び第２仮想投影面７２とに基づいて、バックカメラ３３（図４）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。
【００４３】
カメラ画像生成手段７６は、判定必要形状ラインデータ５４（図３）から生成されたグランドライン６２（図６）と仮想ポール６４（図７）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７６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８、図９に示す第１仮想投影面７０を介して第２仮想投影面７２に、第２仮想投影面７２に直交する方向に、仮想三次元空間上の部品とグランドライン６２と仮想ポール６４とを投影し、第２仮想投影面７２に投影された画像を結像面７４に、結像面７４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。また、カメラ画像拡縮手段７８は、生成されたカメラ画像を、モニタデータ５２（図３）に応じて横方向または縦方向に、拡大または縮小して、モニタ表示画像を生成する。また、カメラ画像の横方向を拡大して、縦方向を縮小する等、縦方向及び横方向の拡縮倍率を変えることもできる。
【００４４】
また、カメラ画像拡縮手段７８は、カメラ画像をカメラＥＣＵで取り込む大きさに拡大した拡大画像に対して、拡大画像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を設定し、カメラ画像出力可能領域枠中心と拡大画像の中心とのずれ分だけずらせるように、拡大画像の枠だけをずらし、ずらせた拡大画像の枠中心を基準にカメラ画像出力可能領域枠の寸法に合わせて、拡大画像を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し、その後、モニタ有効表示領域の寸法に合わせて縦方向及び横方向に縮小または拡大させる変倍処理を施す構成とすることもできる。
【００４５】
また、本実施の形態では、処理部１２（図１）は、目標ライン生成要素２４を備え、目標ライン生成要素２４は、目標値取得手段８０と、仮想モニタ画像生成手段８２と、目標ライン合成手段８４とを備える。このような目標ライン生成要素２４は、上記のモニタ表示画像生成手段３２（図１０）が生成したモニタ表示画像に、リアバンパー４０（図２）等のカメラ周辺部品の目標映り込み量に対応する、目標ラインを合成する。各カメラ周辺部品の目標映り込み量は、ユーザの入力に基づいて設定される。
【００４６】
すなわち、目標値取得手段８０は、車載モニタの有効表示領域の縦方向及び横方向の寸法に対する、カメラ周辺部品の縦方向及び横方向の、モニタ映り込み目標寸法の割合に対応する目標値を取得する。また、仮想モニタ画像生成手段８２は、目標値取得手段８０で取得された目標値に基づいて、部品の映り込み目標を表すラインが表示された仮想モニタ画像を生成する。目標ライン合成手段８４は、仮想モニタ画像生成手段が生成した仮想モニタ画像を、上記のモニタ表示画像生成手段３２（図１０）が生成したモニタ表示画像に合成し、合成モニタ画像を生成する。
【００４７】
図１に戻って、処理部１２は、モニタ表示画像生成手段３２が生成したモニタ表示画像、または、目標ライン合成手段８４が生成した合成モニタ画像を、ディスプレイ１６に表示させる。例えば、ディスプレイ１６に、図１１に示す様な合成モニタ画像を表示する。図１１では、モニタ有効表示領域に対応する矩形状のモニタ枠８６の上側の横方向両側に、リアガーニッシュ稜線８８が表示され、モニタ枠８６の下側にリアバンパー稜線９０と、中央バックパネル稜線９２とが、それぞれ表示されている。また、モニタ枠８６内に、グランドライン６２と、横方向両側の一対の仮想ポール６４とが表示されている。また、図１１の合成モニタ画像では、グランドライン６２が一点鎖線で表示されている。また、同時に、ディスプレイ１６に、部品の映り込み目標を表すラインである、リアバンパー目標ライン９４と、中央バックパネル目標ライン９６とが表示されている。部品の映り込み目標を表すラインである、リアガーニッシュラインは、リアガーニッシュ稜線８８とほぼ一致するように、ディスプレイ１６に表示されている。処理部１２は、ディスプレイ１６にモニタ表示画像を表示させるか、または、図１１に示すような合成モニタ画像を表示させるかを、ユーザの入力部１４（図１）による操作に基づいて設定する。
【００４８】
また、本実施の形態では、処理部１２（図１）は、参考断面図生成手段（図示せず）を備え、参考断面図生成手段は、図１２に示す様な参考断面図を生成し、モニタ表示画像または合成モニタ画像とともに、またはこれら両画像とは別に、ディスプレイ１６に参考断面図を表示させる。参考断面図は、リアバンパー意匠面と、リアガーニッシュ意匠面と、バックパネル意匠面と、カメラ意匠面との、車両配置状態での、バックカメラ３３（図４）のカメラ焦点Ｐ（図４）を通り、Ｌ方向及びＨ方向に平行な仮想平面で切断した場合の断面形状を作成することにより生成する。
【００４９】
図１２に示すように、参考断面図には、予め任意に設定した角度または距離を表す、Ｔ１からＴ１２の符号を、参考として表示させる。例えば、Ｔ１は、リアガーニッシュ３８（図２）の下側稜線及びカメラ焦点Ｐ（図４）を通る直線と、図１２にＴ１２で表すバックカメラ３３（図４）の光軸５８（図４）とのなす角度である、ガーニッシュ見切り角を表している。また、Ｔ２は、リアバンパー４０（図２）の上側稜線及びカメラ焦点Ｐを通る直線と、バックカメラ３３の光軸５８とのなす角度である、バンパー見切り角を表している。また、Ｔ３は、リアバンパー４０（図２）の上側稜線及びカメラ焦点Ｐを通る直線がグランドライン平面と交わる点と、リアバンパー４０後端とのＬ方向距離を表している。また、Ｔ４は、バックカメラ３３の光軸５８がグランドライン平面と交わる点と、リアバンパー４０後端とのＬ方向距離を表している。また、Ｔ５は、カメラ焦点Ｐを通るＬ方向に平行な直線と、バックカメラ３３の光軸５８とのなす角度である、グランドライン基準チルト角を表している。また、Ｔ９は、カメラ焦点Ｐを通る、Ｌ方向及びＨ方向に平行な仮想平面であるＬＨ平面に関する、リアガーニッシュ３８の断面形状を表している。また、Ｔ１０は、ＬＨ平面に関する中央バックパネル４２（図２）の断面形状を表している。また、Ｔ１１は、ＬＨ平面に関するリアバンパー４０の断面形状を表している。
【００５０】
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１３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１２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１３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２８により、ユーザの入力部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７０と第２仮想投影面７２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２８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７０と第２仮想投影面７２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２８で取得することもできる。
【００５１】
次いで、図１３のステップＳ２において、目標値取得手段８０により、車載モニタの縦方向及び横方向の寸法に対するカメラ周辺部品のモニタ映り込み目標寸法の割合に対応する目標値を取得する目標値取得ステップを行う。具体的には、ユーザが、ディスプレイ１６の画面に表示される案内にしたがって、目標値入力用のコマンド（図示せず）を選択すると、図１４に示す様な目標値入力用の入力テーブルが表示されるようにする。入力テーブルには、１から１０の番号が付された番号欄９８と、番号に対応する項目欄１００と、入力欄１０２とが表示される。項目欄１００には、モニタ画面に対する部品映り込み目標に対応する入力項目を表す項目名が表示され、それぞれ図１５に示すＬ１からＬ１０の寸法に対応する。ここで、番号１の「ＡＩＭ  ＳＩＭ  ＢＭＰ  ＬＨ」、番号２の「ＡＩＭ  ＳＩＭ  ＢＭＰ  ＣＴＲ」、番号３の「ＡＩＭ  ＳＩＭ  ＢＭＰ  ＲＨ」は、モニタ枠８６の縦長さＬｖ（図１５）に対するリアバンパー４０の、モニタ枠８６の縦方向の左端映り込み目標量、横方向中央位置の映り込み目標量、右端映り込み目標量の割合（％）を、それぞれ意味する。また、番号４の「ＡＩＭ  ＳＩＭ  ＰＮＬ  Ｖ」、番号５の「ＡＩＭ  ＳＩＭ  ＰＮＬ  Ｈ」は、モニタ枠８６の縦長さＬｖに対する中央バックパネル４２の、モニタ枠８６の縦方向の最大映り込み目標量、モニタ枠８６の横長さＬｈ（図１５）に対する中央バックパネル４２の、モニタ枠８６横方向の最大映り込み目標量の割合（％）を、それぞれ意味する。また、番号６の「ＡＩＭ  ＳＩＭ  ＧＮ  ＬＨＶ」、番号７の「ＡＩＭ  ＳＩＭ  ＧＮ  ＬＨＨ」は、モニタ枠８６の縦長さＬｖに対するリアガーニッシュ３８の、モニタ枠８６縦方向の左端映り込み目標量、モニタ枠８６の横長さＬｈに対するリアガーニッシュ３８の、モニタ枠８６横方向の左端映り込み目標量の割合（％）を、それぞれ意味する。また、番号８の「ＡＩＭ  ＳＩＭ  ＧＮ  ＲＨＶ」、番号９の「ＡＩＭ  ＳＩＭ  ＧＮ  ＲＨＨ」は、モニタ枠８６の縦長さＬｖに対するリアガーニッシュ３８の、モニタ枠８６縦方向の右端映り込み目標量、モニタ枠８６の横長さＬｈに対するリアガーニッシュ３８の、モニタ枠８６横方向の右端映り込み目標量の割合（％）を、それぞれ意味する。また、番号１０の「ＡＩＭ  ＳＩＭ  ＧＬ  ＯＦＦＳＥＴ」は、モニタ枠８６の横長さＬｈに対するグランドライン６２のうちの、車両幅方向中央を通る前後方向直線６６を表す直線Ｗ０（図１５）の、モニタ枠８６横方向中央位置からのオフセット目標量、すなわちずれ目標量の割合（％）を意味する。
【００５２】
また、図１４に示す入力欄１０２の各入力項目に対応する空欄部分に、各入力項目に対応する数値を、キーボード等により入力可能とする。この入力により、対応する入力項目欄の空欄に入力した数値が表示される。そして、すべての入力が終了した状態で、図示しない実行キーを押す、または図示しない実行ボタンをマウスでクリックする等により、目標値取得手段８０は、各入力数値に対応する目標値を取得する。
【００５３】
次いで、図１３のステップＳ３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６２と仮想ポール６４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１３のステップＳ４において、仮想投影面設定手段３０により、第１仮想投影面７０と第２仮想投影面７２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３０は、データ取得手段２８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７０を設定する。また、仮想投影面設定手段３０は、データ取得手段２８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７２を設定する。
【００５４】
次いで、図１３のステップＳ５において、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を行う。すなわち、モニタ表示画像生成手段３２のカメラ画像生成手段７６は、データ取得手段２８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６２及び仮想ポール６４と、仮想投影面設定手段３０により設定された第１仮想投影面７０及び第２仮想投影面７２とに基づいて、カメラ画像を生成する。具体的には、カメラ位置と光軸５８とにより、仮想三次元空間上の第１仮想投影面７０及び第２仮想投影面７２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６２と、仮想ポール６４とを配置する。次いで、カメラ画像生成手段７６は、カメラ周辺部品と、グランドライン６２と、仮想ポール６４とのうち、第１仮想投影面７０にバックカメラ３３の最大画角に対応する図８の角度βの範囲部分に投影可能な部分を、第１仮想投影面７０に直交する方向に画像として投影する。
【００５５】
次いで、カメラ画像生成手段７６は、第１仮想投影面７０に投影された画像を、第２仮想投影面７２に、第２仮想投影面７２に直交する方向に画像として投影し、第２仮想投影面７２に投影された画像を結像面７４に、結像面７４に直交する方向に投影することにより、結像面７４にカメラ画像を生成する。この結果、図１６（ａ）に示すように、実際のバックカメラ３３により生成される実画像に近いカメラ画像が得られる。
【００５６】
次いで、カメラ画像拡縮手段７８により、モニタデータ５２である、モニタ有効表示領域の縦方向及び横方向の寸法に応じて、カメラ画像を縦方向及び横方向にそれぞれ拡大または縮小して、図１６（ｂ）に示すようなモニタ表示画像を生成する。この場合、モニタ表示画像は、図１６（ｂ）に示すように、カメラ画像を拡縮することにより得られた画像の一部にモニタ枠８６を設定し、モニタ枠８６の内側のみに画像を有するモニタ表示画像を生成したり、モニタ枠８６の外側にも画像を含んだモニタ表示画像を生成することもできる。
【００５７】
このようにカメラ画像をモニタデータ５２に応じて拡縮する場合に、モニタ枠８６内にカメラ画像のうち、表示させる必要がある部分、またはその表示させる部分の割合を予め設定しておき、表示させる必要がある部分の全部またはその表示させる必要がある割合分がモニタ枠８６内に表示されるように、モニタ有効表示領域の寸法に応じて、カメラ画像またはカメラ画像から生成される画像を拡縮させることもできる。勿論、カメラ画像の全部がモニタ枠８６内に表示されるように、モニタ有効表示領域の寸法に応じて、カメラ画像またはカメラ画像から生成される画像を拡縮させることもできる。
【００５８】
次いで、図１３のステップＳ６で、仮想モニタ画像生成手段８２は、目標値取得手段８０で取得された目標値に基づいて、図１５に略示するような、部品の映り込み目標を表すラインが表示された仮想モニタ画像を生成する仮想モニタ画像生成ステップを行う。仮想モニタ画像のモニタ枠８６の寸法は、モニタ表示画像のモニタ枠８６寸法と同じとする。次いで、図１３のステップＳ７で、目標ライン合成手段８４は、仮想モニタ画像を、モニタ表示画像に合成し、部品の映り込み目標を表すラインがモニタ表示画像に生成された、上記の図１１に示したような合成モニタ画像を生成する合成モニタ画像生成ステップを行い、図１３のステップＳ８で、合成モニタ画像をディスプレイ１６に表示させる画面出力ステップを行う。なお、図１１では、モニタ枠８６内に、実際の車載モニタ下部に設けられるボタン１０４を表示している。また、図１３に示した方法と異なり、ステップＳ２、Ｓ６、Ｓ７の目標値取得ステップと仮想モニタ画像生成ステップと目標ライン合成ステップとを省略して、ステップＳ５のモニタ表示画像生成ステップで生成したモニタ表示画像を、そのままディスプレイ１６に表示させることもできる。
【００５９】
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、カメラ周辺部品データ５０及びモニタデータ５２に基づいて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も似た画像シミュレーション装置１０において実行可能とする。プログラムは、三次元ＣＡＤシステム２６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。
【００６０】
このような本実施の形態によれば、データ取得手段２８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バックカメラ３３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バックカメラ３３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、変更後のカメラ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。
【００６１】
また、仮想投影面設定手段３０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７０及び第２仮想投影面７２を設定し、カメラ画像生成手段７６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７０及び第２仮想投影面７２を介して結像面７４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。なお、本実施の形態の場合と異なり、第１仮想投影面７０及び第２仮想投影面７２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７０及び第２仮想投影面７２の２個の仮想投影面を使用するのが好ましい。
【００６２】
また、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る、グランドライン６２及び仮想ポール６４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３２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６２及び仮想ポール６４とに基づいて、グランドライン６２及び仮想ポール６４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。このため、モニタ表示画像の良否の判定を行いやすくできる。
【００６３】
また、目標値取得手段８０と、仮想モニタ画像生成手段８２と、目標ライン合成手段８４とを備えるので、目標ライン合成手段８４により、モニタ表示画像に仮想モニタ画像が合成された合成モニタ画像により、目標ラインと、目標ラインに対応するカメラ周辺部品の稜線とのずれを確認して、カメラ配置位置及び光軸５８の向き等の変更が必要か否かの判断を行いやすくできる。
【００６４】
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２６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、モニタ表示画像または合成モニタ画像を表示させることもできる。
【００６５】
また、本実施の形態では、トランクリッド３４とは別のバックパネル３６に固定したリアガーニッシュ３８に、バックカメラ３３を取り付けた場合について説明したが、本発明は車両の構成を限定するものではない。例えば、ライセンスプレートをトランクリッドまたはバックドアに一体に取り付ける車両において、本実施の形態の中央バックパネルに対応する、トランクリッドまたはバックドアに取り付けたリアガーニッシュの下側部分等にバックカメラを搭載する車両において、バックカメラに接続される車載モニタの画像をシミュレーションすることもできる。この場合、カメラ周辺部品の稜線データとしては、例えば、リアガーニッシュ、トランクリッドまたはバックドア、リアバンパーの稜線データを使用する。
【００６６】
なお、本実施の形態は、バックカメラ３３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、カメラを車両後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、車両のサイドミラー下側に取り付けて、下側前方、下部、後方の少なくともいずれかを撮影する車載サイドカメラとした場合の、車載サイドカメラに接続される車載モニタの画面表示をシミュレーションすることもできる。また、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】
【００６７】
【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後部を示す略斜視図であり、（ｂ）がカメラ周辺部品である、リアガーニッシュとリアバンパーと中央バックパネルとを示す図である。
【図３】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４】（ａ）が車両に配置したカメラの配置状態を説明するための側方から見た図であり、（ｂ）が（ａ）の斜め上方から見た図である。
【図５】カメラを車両の後部に配置した状態を示す略断面図である。
【図６】メッシュ状のグランドラインとリアバンパーとの位置関係を示す車両上方から見た略図である。
【図７】（ａ）が仮想ポールとリアバンパーとの位置関係を示す車両上方から見た略図であり、（ｂ）が仮想ポールの斜視図である。
【図８】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９】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１０】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１１】ディスプレイに表示する、目標ラインが合成されたモニタ表示画像の１例を示す図である。
【図１２】ディスプレイに表示する、カメラを配置した車両後部を表す参考断面図である。
【図１３】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１４】仮想モニタ画像を生成するための目標値を入力するための、ディスプレイに表示される入力テーブルである。
【図１５】入力した目標値に基づいて生成する仮想モニタ画像を示す略図である。
【図１６】（ａ）が、カメラ画像生成手段が生成したカメラ画像の１例であり、（ｂ）が、（ａ）のカメラ画像に基づいて生成したモニタ表示画像の１例である。
【符号の説明】
【００６８】
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  目標ライン生成要素、２６  三次元ＣＡＤシステム、２８  データ取得手段、３０  仮想投影面設定手段、３２  モニタ表示画像生成手段、３３  バックカメラ、３４  トランクリッド、３６  バックパネル、３８  リアガーニッシュ、４０  リアバンパー、４２  中央バックパネル、４４  ライセンスプレート取付部、４６  つば部、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  光軸、６０  軸、６１  外形線、６２  グランドライン、６４  仮想ポール、６６  前後方向直線、６８  幅方向直線、７０  第１仮想投影面、７２  第２仮想投影面、７４  結像面、７６  カメラ画像生成手段、７８  カメラ画像拡縮手段、８０  目標値取得手段、８２  仮想モニタ画像生成手段、８４  目標ライン合成手段、８６  モニタ枠、８８  リアガーニッシュ稜線、９０  リアバンパー稜線、９２  中央バックパネル稜線、９４  リアバンパー目標ライン、９６  中央バックパネル目標ライン、９８  番号欄、１００  項目欄、１０２  入力欄、１０４  ボタン。
【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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