DE10083445B4

DE10083445B4 - Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung mit einer Anzeigesteuereinrichtung zur Transformation eines Eingabebildes

Info

Publication number: DE10083445B4
Application number: DE10083445T
Authority: DE
Inventors: Hisashi Kariya Kuriya; Kazunori Kariya Shimazaki; Tomohiro Kariya Uda
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2020-09-23
Also published as: GB2361376B; GB0113009D0; JP3624769B2; GB2361376A; WO2001024527A1; DE10083445T1; JP2001163132A; US6985171B1

Abstract

Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung mit
einer an einem Fahrzeug (1) angebrachten Kamera (2) zum Aufnehmen eines bezüglich des Fahrzeugs rückwärtigen Bereichs, und
einem an einem Fahrersitz des Fahrzeugs angebrachten Monitor (4),
gekennzeichnet durch
eine Anzeigesteuereinrichtung (30) zur Transformation eines Eingabebildes, das einem durch die Kamera (2) aufgenommenen Bild zu einer Zeit entspricht, wenn das Fahrzeug sich in Rückwärtsrichtung bewegt, in ein Ausgabebild, das einem Bild entspricht, von dem vorausgesetzt wird, dass es durch Aufnahme des rückwärtigen Bereichs mit einer vorbestimmten Neigung an einer virtuellen Kameraposition erlangt ist, die von einer tatsächlichen Kameraposition unterschiedlich ist, an der die Kamera angebracht ist, und zum Anzeigen des Ausgabebildes an dem Monitor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung zum Anzeigen eines durch eine Kamera aufgenommenen Bildes eines bezüglich einem Fahrzeug rückwärtigen Bereiches an einem Monitorbildschirm bei einem Fahrersitz, wodurch eine höhere Sicherheit in der Zeit erzielt wird, wenn das Fahrzeug sich in Rückwärtsrichtung bewegt.

Zur Bewältigung einer Situation in herkömmlicher Weise, in der ein Fahrer eine interessierende Stelle in Folge eines blinden Flecks bzw. einer unsichtbaren bzw. uneinsehbaren Stelle eines Fahrzeugs während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs nicht sehen kann, ist ein Abbildungsgerät vorgeschlagen worden, bei dem ein rückwärts gerichteter Blick von einem Fahrzeug, der durch eine am Heck des Fahrzeugs angeordnete Kamera aufgenommen wird, an einem Monitor am Fahrersitz angezeigt wird. Eine solche Einrichtung zeigt beispielsweise die DE 195 39 642 A1 , der zudem eine Entzerrung des von der Kamera aufgenommenen Bildes mittels einer Bildtransformation zu entnehmen ist.

Weiter ist der JP 03-99952 A ein Bildanzeigeverfahren zu entnehmen, in dem Bilder von 6 Kameras, die mit festen Abständen rund um das Fahrzeug montiert sind, kombiniert werden, um ein synthetisches Bild des Bereiches rund um das Fahrzeug zu erzeugen. Auf dieses synthetische Bild wird per Piktogramm die Fahrzeugposition dargestellt, wodurch letztendlich durch Auswertung der Bewegungsrichtung und des Lenkwinkels der mögliche Bewegungsverlauf des Fahrzeugs relativ zu Hindernissen in dem Umgebungsbereich visualisiert werden kann.

Das Verfahren zum Konvertieren der Vielzahl an Kamerabildern in ein synthetisches Bild des Bereichs rund um das Fahrzeug ist eine Technik, die als "perspektivische Konversion" bekannt ist und die entsprechenden Bilder aus den Bildkoordinaten der jeweiligen Kameras in Straßenoberflächen- bzw. -ebenenkoordinaten umrechnet mit dem Fahrzeugmittelpunkt als Ursprung des Koordinatensystems. Dabei verläuft die Y Achse in Längsrichtung des Fahrzeugs und rechts bzw. links vom Fahrzeug erstreckt sich die X Achse. Das sich ergebende synthetische Bild der Straßenoberfläche rund um das Fahrzeug ist sehr praktisch zum Veranschaulichen des Bewegungsverlaufs des Fahrzeugs in eine Parklücke hinein bzw. aus einer Parklücke heraus. Es ist allerdings in keinster Weise vergleichbar mit einer rückwärtigen Ansicht des Fahrzeugs per (virtueller) Einzelkamera, die ein dem Benutzer geläufiges Bild liefert.

Ferner war der Anmelderin zum Zeitpunkt der Anmeldung ein nicht druckschriftlich belegter Stand der Technik gemäß 11 bekannt, bei dem eine Kamera 2 zum Aufnehmen eines nach rückwärts gerichteten Blicks von einem Fahrzeug 1 an einer Position mit einer Höhe h in der Nähe eines Nummernschilds 6 am Heck des Fahrzeugs 1 angebracht ist. Die Kamera 2 ist mit einer Linse und einer im weiteren als CCD bezeichneten (nicht dargestellten) ladungsgekoppelten Einrichtung ausgestattet und ein Bild des hinten liegenden Bereichs von dem Fahrzeug 1 wird über die Linse an einer CCD-Fläche erlangt. Ein eine Farbflüssigkristallanzeige beinhaltender Monitor 4 ist an einem Fahrersitz des Fahrzeugs 1 angeordnet und ein durch die Kamera 2 aufgenommenes Bild wird an dem Monitor 4 angezeigt, wenn ein an dem Fahrersitz vorgesehener Schalthebel 5 in eine Rückfahr- bzw. Rückwärtsposition geschaltet ist.

An dem vorstehend angeführten Gerät wird an einem Bildschirm des Monitors 4 ein Bild eines Straßenzustands und dergleichen an dem hinter einem Fahrzeug liegenden Bereich angezeigt, wenn das Fahrzeug sich rückwärts bewegt. Daher kann ein Fahrer einen Rückblick durch Beobachten des Bildschirms des Monitors 4 bestätigen und danach die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs freigeben.

Dabei wird gemäß 11 ein Grundkoordinatensystem am Boden bzw. am Grund 10 angenommen, in dem ein Schnittpunkt zwischen einem Grund 10 und einer der Bildaufnahmemitte der Kamera 2 entsprechende optische Kameraachse 7 einem Ursprung O entspricht, die nach hinten gerichtete Seite des Fahrzeugs 1 einer positiven Y-Achsenrichtung entspricht und die nach links gerichtete Seite des Fahrzeugs 1 einer positiven X-Achsenrichtung entspricht. Eine Gitterlinie 11 wird ebenso an dem Grund 10 angenommen, wobei Linien parallel zu der X-Achse und der Y-Achse in Gitterform angeordnet sind. Ein durch die Kamera 2 an der CCD-Fläche der Kamera 2 erlangtes Bild der Gitterlinie 11 ist gemäß 12 dargestellt. Das Bild an der CCD-Fläche wird auf dem Monitor 4 angezeigt.

Unter Berücksichtigung des Äußeren bzw. der Erscheinung des Fahrzeugs von seiner Heckseite ist die Kamera 2 jedoch meistens an einer relativ niedrigen Position in der Nähe des Nummernschildes 6 angebracht. Ist die Kamera an einer niedrigen Position angebracht und wird ein durch die Kamera 2 aufgenommenes Bild an dem Monitor 4 unverändert angezeigt, ist entsprechend ein Blickpunkt eines an dem Bildschirm des Monitors 4 betrachteten nach hinten gerichteten Blicks nahe an dem Grund 10, woraus ein Bild resultiert, das für die menschliche Betrachtung schwierig zu erfassen ist.

Bewegt sich das Fahrzeug, ändert sich ferner auf dem Bild des Monitors 4 gemäß 12 eine Bildbewegungsgeschwindigkeit zwischen einem Bereich nahe dem Fahrzeug und einem Bereich entfernt von dem Fahrzeug, was zu einem schwierig zu betrachtenden Bild führt.

Ferner beinhaltet ein Bild gemäß 12 eine Linsenverzerrung bzw. Linsenverzeichnung. Daher erscheint eine an dem Grund 10 gezeichnete gerade Linie, wie eine gekrümmte Linie, was zu einem weiteren schwierig zu betrachtenden Bild führt.

Andererseits kann die Kamera 2 nicht in einer derartigen Weise angebracht werden, dass ein Monitorbild von einem Blickpunkt an einer Position eines Heckfensters 8 des Fahrzeugs 1 erlangt wird. Daher kann ein Bild von einem derartigen Blickpunkt nicht erlangt werden.

Die Erfindung wurde ausgeführt, um die vorstehend angeführten Probleme zu lösen und ihre Aufgabe liegt in der Bereitstellung eines Bildtransformationsgeräts für eine Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung, das einem Fahrer unabhängig von einer Kameraanbringungsposition ein einfaches Verständnis eines Bildes eines rückwärtigen Bereichs bzgl. des Fahrzeugs ermöglicht, wenn das Fahrzeug sich in Rückwärtsrichtung bewegt.

Das Bildtransformationsgerät für eine Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung gemäß der Erfindung beinhaltet: eine an einem Fahrzeug angebrachte Kamera zum Aufnehmen eines bezüglich dem Fahrzeug rückwärtigen Bereichs, einen an einem Fahrersitz des Fahrzeugs angebrachten Monitor und eine Anzeigesteuereinrichtung zur Transformation eines Eingabebildes, das einem durch die Kamera aufgenommenen Bild zu einer Zeit entspricht, wenn das Fahrzeug sich in Rückwärtsrichtung bewegt, in ein Ausgabebild, das einem Bild entspricht, von dem vorausgesetzt wird, dass es durch Aufnahme des rückwärtigen Bereichs mit einer vorbestimmten Neigung an einer virtuellen Kameraposition erlangt ist, die von einer tatsächlichen Kameraposition unterschiedlich ist, an der die Kamera angebracht ist.

Mit der Erfindung wird ein Gerät gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahmen auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Fahrzeugs, das mit einem Bildtransformationsgerät für eine Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung ausgestattet ist,
2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus des Bildtransformationsgeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3A eine Prinzipdarstellung eines virtuellen CCD-Flächenkoordinatensystems zur Veranschaulichung einer entsprechenden Beziehung zwischen Bildelementen eines durch eine Transformationstabelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel transformierten ausgegebenen Bildes und Bildelementen eines eingegebenen Bildes,
3B eine Prinzipdarstellung einer Ebene PL_B zur Veranschaulichung einer entsprechenden Beziehung zwischen Bildelementen eines durch eine Transformationstabelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel transformierten ausgegebenen Bildes und Bildelementen eines eingegebenen Bildes,
3C eine Prinzipdarstellung eines Grundkoordinatensystems B zur Veranschaulichung einer entsprechenden Beziehung zwischen Bildelementen eines durch eine Transformationstabelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel transformierten ausgegebenen Bildes und Bildelementen eines eingegebenen Bildes,
4A eine Prinzipdarstellung eines Grundkoordinatensystems A zur Veranschaulichung einer entsprechenden Beziehung zwischen Bildelementen eines durch eine Transformationstabelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel transformierten ausgegebenen Bildes und Bildelementen eines eingegebenen Bildes,
4B eine Prinzipdarstellung einer Ebene PL_A zur Veranschaulichung einer entsprechenden Beziehung zwischen Bildelementen eines durch eine Transformationstabelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel transformierten ausgegebenen Bildes und Bildelementen eines eingegebenen Bildes,
4C eine Prinzipdarstellung eines tatsächlichen CCD-Flächenkoordinatensystems zur Veranschaulichung einer entsprechenden Beziehung zwischen Bildelementen eines durch eine Transformationstabelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel transformierten ausgegebenen Bildes und Bildelementen eines eingegebenen Bildes,
4D eine Prinzipdarstellung eines tatsächlichen CCD-Flächenkoordinatensystems zur Veranschaulichung einer entsprechenden Beziehung zwischen Bildelementen eines durch eine Transformationstabelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel transformierten ausgegebenen Bildes und Bildelementen eines eingegebenen Bildes,
5A eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der Effekte einer Bildtransformation des Bildtransformationsgeräts des ersten Ausführungsbeispiels, d.h. eine Darstellung zur Veranschaulichung eines eine Linsenverzeichnung bzw. Linsenverzerrung beinhaltenden eingegebenen Bildes,
5B eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der Effekte einer Bildtransformation des Bildtransformationsgeräts des ersten Ausführungsbeispiels, d.h. eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Bildes ohne Linsenverzerrung bzw. Linsenverzeichnung,
5C eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der Effekte einer Bildtransformation des Bildtransformationsgeräts des ersten Ausführungsbeispiels, d.h. eine Darstellung zur Veranschaulichung eines ausgegebenen Bildes bei einer virtuellen Kameraposition,
6 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung einer Bildtransformation eines Bildtransformationsgeräts eines zweiten Ausführungsbeispiels,
7A eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung einer Bildtransformation eines Bildtransformationsgeräts eines dritten Ausführungsbeispiels, d.h. eine Prinzipdarstellung vor einer Verschiebung einer Ursprungsposition eines virtuellen CCD-Flächenkoordinatensystems,
7B eine Prinzipdarstellung nach Verschiebung der Ursprungsposition,
8 eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Fahrzeugs, das mit einem Bildtransformationsgerät für eine Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ausgestattet ist,
9 ein Blockschaubild zur Veranschaulichung eines Aufbaus eines Bildtransformationsgeräts eines fünften Ausführungsbeispiels,
10A und 10B prinzipiell eine Fahrzeugposition und einen Monitorbildschirm in der Zeit, wenn das Fahrzeug mittels eines Einfahrvorgangs in einen Parkraum eingeparkt wird (pull-in-parked), indem es gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in den Parkraum eingeschwenkt wird (d.h. wenn das Fahrzeug in den Parkraum zurückgesetzt wird, indem das Lenkrad in eine Richtung gedreht ist), d.h. eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung eines ausgegebenen Bildes mit Verzerrungskorrektur aus einer virtuellen Kameraposition, das eine an ihm überlagerte Führungsanzeige aufweist,
10C prinzipiell eine Fahrzeugposition und einen Monitorbildschirm zu einer Zeit, wenn das Fahrzeug gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel mittels eines Einfahrvorgangs eingeparkt wird, d.h. eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung eines Bildes mit Verzerrungskorrektur aus einer tatsächlichen Kameraposition, das eine an ihm überlagerte Führungsanzeige aufweist,
11 ein Fahrzeug, das mit einem bekannten Bildverarbeitungsgerät für eine Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung ausgestattet ist, und
12 eine Darstellung zur Veranschaulichung eines eine Linsenverzerrung bzw. Linsenverzeichnung aufweisenden eingegebenen Bildes.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen eines Bildtransformationsgeräts für eine Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung beschrieben.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in 1 ist eine Kamera 2 zum Aufnehmen eines bezüglich eines Fahrzeugs 1 rückwärtigen Bereichs an einer Heckposition des Fahrzeugs 1 mit einer Neigung ω₁bei einer tatsächlichen Kameraposition 23 mit einer Höhe h₁ in der Nähe eines an einem oberen Abschnitt einer hinteren Stoßstange 3 angeordneten Nummernschilds 6 angebracht. Ein eine Farbflüssigkristallanzeige beinhaltender Monitor 4 ist an einem Fahrersitz des Fahrzeugs 1 angebracht. Ferner ist das Fahrzeug 1 mit einer (nicht dargestellten) Steuereinrichtung ausgestattet und sind ein Lenkrad 16 und ein Schalthebel 5 zur Anweisung des Fahrzeugs 1 zur Rückwärtsbewegung an dem Fahrersitz vorgesehen.
Ferner bezeichnet Bezugszeichen 7 eine optische Kameraachse, die dem Zentrum bzw. der Mitte einer Bildaufnahme der Kamera 2 entspricht und ist ein Schnittpunkt zwischen einem Grund 10 und der optischen Kameraachse 7 durch eine tatsächliche Kameraoptikachsenmitte O_A dargestellt. Ferner wird an einem Heckfenster 8 bei einer Höhe h₂ eine virtuelle Kameraposition 31 angenommen, von der sich lediglich die Höhe von der Höhe der tatsächlichen Kameraposition 23 unterscheidet. Bezugszeichen 37 bezeichnet eine virtuelle optische Kameraachse, die einer optischen Kameraachse entspricht, wenn angenommen wird, dass die Kamera 2 an der virtuellen Kameraposition 31 mit einer Neigung ω₂ angebracht ist. Ein Schnittpunkt zwischen dem Grund 10 und der virtuellen optischen Kameraachse 37 ist durch eine virtuelle Kameraoptikachsenmitte O_B dargestellt.
Ferner stellt eine Ebene PL_A eine zu der optischen Kameraachse 7 vertikale Ebene mit einem beliebigen Punkt P₃ auf dem Grund dar.
2 zeigt einen Aufbau eines Bildtransformationsgeräts für eine Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.
Die Kamera 2 beinhaltet eine Linse 21 und eine im weiteren als CCD bezeichnete ladungsgekoppelte Einrichtung 22. Die Kamera 2 ist mit einer Steuereinrichtung 30, d.h. einer Anzeigesteuereinrichtung verbunden, und andererseits ist die Steuereinrichtung 30 mit einem Monitor 4 verbunden. Ferner ist das Fahrzeug 1 mit einem Rückwärtspositionsschalter 15 für eine dahingehende Erfassung ausgestattet, ob der Schalthebel 5 in eine Rückwärtsposition geschaltet ist oder nicht. Der Rückwärtspositionsschalter 15 ist mit der Steuereinrichtung 30 verbunden. Ferner beinhaltet die Steuereinrichtung 30 eine Zentraleinheit bzw. CPU 33 zur Verarbeitung einer Bildtransformation, einen im weiteren als ROM bezeichneten Nur-Lese-Speicher 34 zur Speicherung eines Steuerprogramms und einen betrieblichen, im weiteren als RAM bezeichneten Speicher mit wahlfreiem Zugriff 35 zur temporären Speicherung eingegebener Bilddaten von der Kamera 2 und an dem Monitor 4 anzuzeigender Ausgabebilddaten.
Die Steuereinrichtung 30 arbeitet auf der Grundlage des Steuerprogramms. Auf eine Erfassung durch den Rückwärtspositionsschalter 15 hin, dass der Schalthebel 5 in eine Rückwärtsposition geschaltet ist, führt die Steuereinrichtung 30 eine Bildtransformationsverarbeitung unter Verwendung einer Transformationstabelle bezüglich eines eine Linsenverzerrung bzw. Linsenverzeichnung beinhaltenden eingegebenen Bildes aus, das durch die Kamera 2 aufgenommen ist und auf der Fläche der CCD-Einrichtung 22 erlangt ist. Auf diese Weise wird das Eingabebild in ein Ausgabebild transformiert, von dem vorausgesetzt wird, dass es durch eine dreidimensionale Aufnahme des rückwärtigen Bereichs von der virtuellen Kameraposition 31 erlangt worden ist, und wird das Ausgabebild an dem Monitor 4 angezeigt.
Nachfolgend wird ein Prozess einer Transformation eines durch die Kamera 2 aufgenommenen Eingabebildes in ein an dem Monitor 4 anzuzeigenden Ausgabebild beschrieben.
Zunächst wird gemäß 1 ein Grundkoordinatensystem A auf dem Grund 10 angenommen, in dem die tatsächliche Kameraoptikachsenmitte O_A einem Ursprung entspricht, die nach hinten gerichtete Seite des Fahrzeugs 1 einer positiven Y_A-Achsenrichtung entspricht und die nach links gerichtete Seite des Fahrzeugs 1 einer positiven X_A-Achsenrichtung entspricht. Ein Grundkoordinatensystem B wird ebenso auf dem Grund 10 angenommen, in dem die virtuelle Kameraoptikachsenmitte O_B einem Ursprung entspricht, die nach hinten gerichtete Seit des Fahrzeugs 1 einer positiven Y_B-Achsenrichtung entspricht und die nach links gerichtete Seite des Fahrzeugs 1 einer positiven X_B-Achsenrichtung entspricht. Zur Erleichterung der Beschreibung einer Bilddarstellung an dem Monitor 4 wird ferner eine Gitterlinie 11 an dem Grund 10 angenommen, an dem Linien parallel zu der X_A-Achse und der Y_A-Achse in Gitterform ausgebildet sind. Ferner stellt der Punkt P₃ einen Punkt auf dem Grund 10 dar, der zur Beschreibung einer Herstellung einer Transformationstabelle verwendet wird.
Gemäß 5A beinhaltet ein durch die Fläche der CCD-Einrichtung 22 erlangtes Eingabebild eine Linsenverzeichnung und wird der Steuereinrichtung 30 eingespeist.
In der Steuereinrichtung 30 wird das eingespeiste Bild auf der Grundlage einer (im weiteren beschriebenen) Transformationstabelle einer arithmetischen Operation unterzogen, sodass es in ein Ausgabebild ohne Linsenverzeichnung gewandelt wird.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Transformationstabelle beschrieben.
Die Transformationstabelle wird zum Suchen nach Bildelementen eines Eingabebildes mit der tatsächlichen Kameraposition 23 verwendet, die Bildelementen eines Ausgabebildes entsprechen, von dem angenommen wird, dass es durch eine virtuelle Aufnahme des hinten liegenden Bereichs von der virtuellen Kameraposition 31 erlangt wird.
Zunächst werden in einem Ausgabebild Koordinaten des Grundkoordinatensystems B bestimmt, welche den Koordinaten von Bildelementen an dem virtuellen CCD-Flächenkoordinatensystem bei der virtuellen Kameraposition 31 entsprechen (Schritt 1).
Gemäß 3A werden unter den Bildelementen eines Ausgabebildes 41 beispielsweise Koordinaten (X₁, Y₁) eines Punktes P₁ durch Verwendung von Polarkoordinaten durch einen Radius r₁ und einen Phasenwinkel ψ1 wie nachstehend beschrieben dargestellt: X1=r1·cosψ1 (1) Y1=r1·sinψ1 (2)
Hinsichtlich Koordinaten (x_B, y_B) eines Punktes P₃ an dem Grundkoordinatensystem B gemäß 3C, welcher dem Punkt P1 entspricht, gelten die nachstehenden Gleichungen: r1=r2·f/(LB-f) =[XB 2+(yB·sinω2)2]1/2·f/(yB·cosω2+h2/sinω2-f) (3) ψ1=tan-1(yB·sinω2/XB) (4)wobei L_B: einer Distanz zwischen der virtuellen Kameraposition 31 und der Ebene PL_B,
f: einer Brennweite der Linse 21 und
r₂: einer Distanz zwischen einem durch Projektion des Punktes P₃ auf dem Grundkoordinatensystem B auf die Ebene PL_B erlangten Punktes P₂ (vergleiche 3B) und der virtuellen optischen Kameraachse entsprechen.
Aus den Gleichungen (1) bis (4) werden die Koordinaten (x_B, y_B) des Punktes P₃ auf dem Grundkoordinatensystem B entsprechend dem Punkt P₁ auf dem virtuellen CCD-Flächenkoordinatensystem bestimmt.
Als zweites werden Koordinaten x_A, y_B auf dem Grundkoordinatensystem A gemäß 4A bezüglich den Koordinaten des Punktes P₃ auf dem Grundkoordinatensystem B bestimmt (Schritt 2).
In diesem Fall wird die y_B-Koordinate des Punktes P₃ um eine Distanz Δy zwischen der virtuellen Kameraoptikachsenmitte O_B und der tatsächlichen Kameraoptikachsenmitte O_A auf dem Grund 10 bezüglich der Koordinaten des Punktes P₃ auf dem Grundkoordinatensystem A verschoben.
Dabei wird Δy durch die nachstehende Gleichung beschrieben: Δy=h2/tanω2-h1/tanω1 (5)
Aus der Gleichung (5) werden die Koordinaten (x_A, y_A) des Punktes P₃ auf dem Grundkoordinatensystem A bestimmt.
Als drittes werden bezüglich der Koordinaten des Punktes P₃ auf dem Grundkoordinatensystem A Koordinaten eines Punktes P5 auf dem tatsächlichen CCD-Flächenkoordinatensystem an der tatsächlichen Kameraposition 23 entsprechend dem Punkt P₃ gemäß der 4C bestimmt (Schritt 3).
Zwischen den Koordinaten (x_A, y_A) des Punktes P₃ auf dem Grundkoordinatensystem A und den Koordinaten (X₅, Y₅) des Punktes P₅ auf dem tatsächlichen CCD-Flächenkoordinatensystem bei der tatsächlichen Kameraposition 23 entsprechend dem Punkt P₃ gelten die nachstehenden Gleichungen, wobei die Polarkoordinaten des Punktes P₅ r₅ und ψ₅ entsprechen. r5=r4·f/(LA-f) =[XA 2+(yA·sinω1)2]1/2·f/(yA·cosω1+h1/sinω1-f) (6) ψ5=tan-1(yA·sinω1/XA) (7) X5=r5·cosψ5 (8) Y5=r5·sinψ5 (9)wobei L_A: einer Distanz zwischen der tatsächlichen Kameraposition 23 und der Ebene PL_A,
f: einer Brennweite der Linse 21 und
r₂: einer Distanz zwischen einem durch eine Projektion des Punktes P₃ auf dem Grundkoordinatensystem A auf die Ebene PL_A erlangten Punkt P₄ (vergleiche 4B) und der tatsächlichen optischen Kameraachse entsprechen.
Aus den Gleichungen (6) bis (9) werden eine X₅-Koordinate und eine Y₅-Koordinate des Punktes P₃ auf dem Grundkoordinatensystem A auf dem tatsächlichen CCD-Flächenkoordinatensystem mit der tatsächlichen Kameraposition 23 bestimmt.
Schließlich werden Koordinaten eines Punktes P₆ bestimmt (Schritt 4), der durch Addition einer Linsenverzeichnung zu dem Punkt P₅ auf dem tatsächlichen CCD-Flächenkoordinatensystem an der tatsächlichen Kameraposition 23 erlangt wird.
Zur Erlangung einer X₆-Koordinate und einer Y₆-Koordinate des Punktes P₆ gemäß 4D gelten die nachstehenden Gleichungen zur Korrektur einer Linsenverzeichnung, wenn der Punkt P₆ durch Polarkoordinaten (r₆, ψ₆) dargestellt wird. Entsprechend der Gleichung zur Korrektur einer Linsenverzeichnung erfolgt eine Linsenverzeichnungskorrektur zum Entfernen einer Linsenverzeichnung durch Änderung lediglich des Abstandes zwischen dem Brennpunkt der Linse 21 ohne einer Änderung der Phasenwinkel ψ₅, ψ₆. a·r6 2+(b-100/r5)·r6+c+100=0 (10) ψs=ψs (11) X6=r6·cosψ6 (12) Y6=r6·sinψ6 (13) wobei a, b und c Korrekturkoeffizienten darstellen, wobei beispielsweise für a=–8,9, b=–1,4 und c=1,9 verwendet wird.
Aus den Gleichungen (10) bis (13) werden die Koordinaten (X₆, Y₆) des Punktes P₆ in dem Fall bestimmt, wo eine Linsenverzeichnung zu der Position des Punktes P₅ auf dem CCD-Flächenkoordinatensystem an der tatsächlichen Kameraposition addiert wird.
Eine Transformationstabelle wird gemäß der vorstehend angeführten Verarbeitungsprozedur erzeugt, wodurch die positionsmäßige Beziehung zwischen den durch das virtuelle CCD-Flächenkoordinatensystem an der virtuellen Kameraposition 31 dargestellten Bildelementen in einem an dem Monitor 4 anzuzeigenden Ausgabebild und den Bildelementen eines Eingabebildes bestimmt wird.
Insbesondere wird eine Linsenverzeichnung (vergleiche 5B) aus dem eine Linsenverzeichnung beinhaltenden Eingabebildes gemäß 5A entfernt und wird danach das Eingabebild in ein Ausgabebild transformiert, wobei angenommen wird, dass es von der virtuellen Kameraposition 31 gemäß 5C aufgenommen ist.
Wie vorstehend beschrieben verwendet die Steuereinrichtung 30 die vorstehend angeführte Transformationstabelle zur Transformation eines durch die Kamera 2 aufgenommenen Eingabebildes in ein Ausgabebild, von dem angenommen wird, dass es durch eine dreidimensionale Aufnahme des hinten liegenden Bereichs von der virtuellen Kameraposition 31 erlangt wird, und zeigt das Bild gemäß 5C an dem Monitor 4 an. Daher kann unabhängig von der Anbringungsposition der Kamera 2 eine Monitordarstellung mit einer Kameraposition und mit einer Kameraneigung erlangt werden, bei welchen ein Fahrer auf einfache Weise einen Überblick erlangen kann.
Ferner wird ebenso eine Linsenverzeichnung durch die Transformationstabelle entfernt, so dass ein natürliches Bild gemäß 5C erlangt wird, das in einfacher Weise für die menschliche Betrachtung zu überblicken ist.
Ferner kann gemäß 5C ein eingegebenes Bild in ein Bild mit der im Vergleich zu der tatsächlichen Kameraposition 23 höheren virtuellen Kameraposition 31 transformiert werden. Daher kann bezüglich eines Bildes von der tatsächlichen Kameraposition 23 mit einer Verzeichnungskorrektur gemäß 5B ein Bild mit einem weiteren Blickfeld insbesondere in der rechten und linken Richtung des Fahrzeugs 1 erlangt werden.
Die virtuelle Kameraposition 31 kann an einer in der rechten oder linken Richtung des Fahrzeugs bezüglich der tatsächlichen Kameraposition 23 verschobenen Position eingestellt sein. In diesem Fall sollten die Koordinaten an dem Grundkoordinatensystem in der rechten oder linken Richtung bezüglich des Fahrzeugs in Schritt 2 bewegt werden.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Bildtransformationsgeräts gemäß der Erfindung, wie es in 6 dargestellt ist, wird der nachstehende Prozess zwischen den Schritten 3 und 4 zur Erzeugung der Transformationstabelle des ersten Ausführungsbeispiels 1 ausgeführt, wenn die Größe eines Ausgabebildes 51 an einem virtuellen CCD-Flächenkoordinatensystem von einer virtuellen Kameraposition in kleiner Größe an dem Monitor 4 angezeigt wird und daher bezüglich der Größe eines Eingabebildes 52 Platz für einen Anzeigebereich des Ausgabebildes vorhanden ist. Im Einzelnen werden X- und Y-Koordinaten von Eingabebildelementen jeweils mit Faktoren d1/c1 und b1/a1 multipliziert und wird ermöglicht, dass sie den Bildelementen des Ausgabebildes an dem virtuellen CCD-Flächenkoordinatensystem von der virtuellen Kameraposition 31 entsprechen.
Aufgrund des vorstehenden kann ein Ausgabebild 53 erlangt werden, das durch Vergrößerung des Ausgabebildes 51 um den Faktor d1/c1 in der X-Achsenrichtung und um den Faktor b1/a1 in der Y-Achsenrichtung vergrößert ausgebildet ist. Entsprechend kann eine Monitordarstellung erlangt werden, die für einen Fahrer leicht zu verstehen ist.
In einem dritten Ausführungsbeispiel des Bildtransformationsgeräts gemäß der Erfindung, wie es in 7A gezeigt ist, wird die Ursprungsposition O₁ an dem virtuellen CCD-Flächenkoordinatensystem hinsichtlich der virtuellen Kameraposition zu einer Ursprungsposition O₂ gemäß 7B verschoben, bevor der Schritt 1 zur Erzeugung der Transformationstabelle des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt wird. Bezüglich eines einem Eingabebild 62 vor einer Verschiebung der Ursprungsposition O₁ gemäß 7A entsprechenden Ausgabebildes 63 beinhaltet deshalb ein Ausgabebild 65 nach einer Verschiebung der Ursprungsposition O₁ zu der Ursprungsposition O₂ gemäß 7B einen (in der Figur schattierten Abschnitt) Abschnitt 64 einer von dem Fahrzeug 1 entfernten rückwärtigen Ansicht des Eingabebildes 62.
8 zeigt einen Aufbau des Bildtransformationsgeräts für eine Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Gemäß der Figur unterscheidet sich eine virtuelle Kameraposition 71 von einer tatsächlichen Kameraposition 73 nicht nur in einer Höhe, sondern auch in einer Position in der Richtung von der Vorderseite zur Rückseite des Fahrzeugs bzw. der Längsrichtung des Fahrzeugs 1. Im Einzelnen ist die virtuelle Kameraposition 71 von der tatsächlichen Kameraposition 73 in der Längsrichtung des Fahrzeugs 1 um eine Distanz m verschoben.
Falls infolge der Form des Fahrzeugs 1 eine Einschränkung einer Anbringungsposition der Kamera 2 besteht und die Kamera 2 nicht an dem rückseitigen Ende des Fahrzeugs 1 angebracht werden kann, wird das Verhältnis bzw. die Proportion der ein auf dem Monitor 4 anzuzeigendes Bild einnehmenden hinteren Stoßstange 3 erhöht, falls die virtuelle Kameraposition 71 lediglich durch Änderung ihrer Höhe bezüglich der tatsächlichen Kameraposition 73 geändert wird, woraus resultiert, dass eine für die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs erforderliche ausreichende rückwärtige Betrachtung von dem Fahrzeug nicht sichergestellt werden kann. Indem vorab eine Transformationstabelle erzeugt wird, kann in diesem Fall auf einfache Weise ein Bild angezeigt werden, das durch Aufnahme des hinten liegenden Bereichs an der von der tatsächlichen Kameraposition unterschiedlichen virtuellen Kameraposition erlangt wird.
9 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus eines Bildtransformationsgeräts eines fünften Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung. Gemäß dem Aufbau des Bildtransformationsgeräts ist ein Lenkwinkelsensor 81 dem Gerät des Ausführungsbeispiels 1 gemäß 2 hinzugefügt und ist ein ROM 36 anstelle des ROM 34 vorgesehen. Der Lenkwinkelsensor 81 wird zur Erfassung des Lenkwinkels des Lenkrads 16 verwendet. Der Lenkwinkelsensor 81 ist an dem Lenkrad 16 des Fahrzeugs 1 angebracht und mit der Steuereinrichtung 30 verbunden.
Das Bildtransformationsgerät zeigt an einem Bildschirm des Monitors 4 gemäß 9 das in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Ausgabebild an, von dem eine Linsenverzeichnung entfernt ist und von dem angenommen wird, dass es durch Aufnahme des hinten liegenden Bereichs mit einer vorbestimmten Neigung an der virtuellen Kameraposition 31 gemäß 1 erlangt wird, und zeigt ebenso eine Führungsanzeige für das Fahrzeug 1 zum Zurückfahren und zum Einparken mittels eines Einfahrvorgangs in einer derartigen Weise, dass die Führungsanzeige dem Ausgabebild überlagert wird. Das ROM 36 speichert Daten für eine Führungsanzeige, wie etwa Lenk-Start-Führungslinien 100 und 110, eine Lenkmaßführungsmarkierung 120, Fahrzeugbreiten-Führungslinien 140 und eine Fahrzeugweg-Führungslinie 130 gemäß 10A. Die Lenk-Start-Führungslinien 100 und 110 werden unabhängig von einem Lenkvorgang des Lenkrads 16 an vorbestimmten Positionen an den Bildschirm des Monitors 4 angezeigt und entsprechen Liniensegmenten, die geeignete Lenk-Start-Positionen zum Einparken mittels eines Einfahrvorgangs (pull-in-parking) entsprechen. Die Lenk-Start-Führungslinie 100 entspricht einer Lenk-Start-Führungslinie zum Einparken in der rückwärtigen rechten Richtung. Die Lenk-Start-Führungslinie 110 entspricht einer Lenk-Start-Führungslinie zum Einparken in der rückwärtigen linken Richtung.
Ferner entspricht die Lenk-Start-Führungsmarkierung 120 beispielsweise einer roten runden Markierung, die durch die CPU 33 an dem Monitor 4 entlang der Lenk-Start-Führungslinie 100 oder 110 gemäß dem Ausmaß des durch den Lenkwinkelsensor 81 erfassten Lenkwinkels des Lenkrads angezeigt wird. Die Lenkmaßführungsmarkierung 120 bewegt sich ferner an dem Bildschirm des Monitors 4 im Falle eines Lenkens des Lenkrads 16 nach rechts entlang der Lenk-Start-Führungslinie 100 und im Falle eines Lenkens des Lenkrads 16 nach links entlang der Lenk-Start-Führungslinie 110 nach unten, sowie der Lenkwinkel des Lenkrads größer wird.
Ferner zeigt ein Paar aus einer rechten und einer linken Fahrzeugbreiten-Führungslinie 140 erwartete Positionen an beiden Seiten des Fahrzeugs 1 in der Zeit, wenn das Fahrzeug sich rückwärts bewegt, und zeigt Außenlinien eines virtuellen Planaren Projektionsmusters des Fahrzeugs. Die Fahrzeugbreiten-Führungslinien 140 werden auf der Grundlage vorab in dem ROM 36 gespeicherter Daten hinsichtlich der Gesamtbreite des Fahrzeugs 1 durch die CPU 33 an den Monitor 4 angezeigt. Ferner entspricht ein Liniensegment 141 in einem unten liegenden Teil der Fahrzeugbreiten-Führungslinie 140 einer Stoßstangenlinie, die die gegenwärtige Position der hinteren Stoßstange 3 des Fahrzeugs zeigt.
Ferner wird die durch eine unterbrochene Linie dargestellte Fahrzeugweg-Führungslinie 130 wie nachstehend beschrieben erlangt: Ein erwarteter Weg des Fahrzeugs 1 zu einer Zeit, wenn das Fahrzeug sich mit einem durch den Lenkwinkelsensor 81 erfassten Lenkwinkel des Lenkrads nach hinten bewegt, wird einer arithmetischen Operation durch die CPU 33 unterzogen und an dem Monitor 4 angezeigt. Beide Enden von Liniensegmenten 131, 132 und 133 der Fahrzeugweg-Führungslinie 130 zeigen die Positionen der hinteren Stoßstange 30, wenn das Fahrzeug 1 sich um 1 m, 1,5 m und 2,5 m von der gegenwärtigen Position der hinteren Stoßstange 3 an der Straße nach hinten bewegt, während der Lenkwinkel des Lenkrads zu dieser Zeit beibehalten wird.
Nachstehend wird die Funktionsweise des Bildtransformationsgeräts unter Bezugnahme auf die 10A und 10B anhand eines beispielhaften Falles erläutert, in dem das Fahrzeug 1 in einen Parkraum in der rückwärtigen rechten Richtung des Fahrzeugs mittels eines Einfahrvorgangs geparkt wird.
Zunächst stoppt ein Fahrer das Fahrzeug, wenn das Fahrzeug sich im Wesentlichen im richtigen Winkel bezüglich eines Parkraums 150 hinter dem Fahrzeug befindet, wo der Fahrer das Fahrzeug einzuparken versucht, und das hintere Ende des Fahrzeugs 2 bis 3 m von dem Parkraum 150 entfernt ist. Dann bestätigt der Fahrer zunächst visuell die Sicherheit in dem hinten liegenden Bereich des Fahrzeugs und die positionsmäßige Beziehung zwischen dem Parkraum 150 und dem Fahrzeug und schaltet den Schalthebel 5 in die Rückwärtsrichtung. Dabei werden infolge des Schaltens des Schalthebels 5 auf der Grundlage des Erfassungssignals des Rückwärtspositionsschalters 15 gemäß 10A die Lenk-Start-Führungslinien 100 und 110, die Fahrzeugbreiten-Führungslinie 140 und die Fahrzeugweg-Führungslinie 130 an dem Monitor 4 angezeigt, während sie dem Ausgabebild überlagert werden.
Der Fahrer lässt das Fahrzeug 1 in gerader Linie rückwärts fahren und stoppt es, wenn ein Sollpunkt TP die Lenk-Start-Führungslinie 100 überlappt, welcher einem Ende eines Seitenparkrahmens 135 auf der von dem Fahrzeug entfernten Seite des Parkraums 150 entspricht. Dreht der Fahrer das Lenkrad 16, während er auf der Position verbleibt, wird die Lenkmaß-Führungsmarkierung 120 an der Lenk-Start-Führungslinie 100 angezeigt. Sowie der Fahrer das Lenkrad 16 dreht, bewegt sich die Lenkmaß-Führungsmarkierung entlang der Lenk-Start-Führungslinie 100 nach unten. Danach dreht der Fahrer das Lenkrad 16, bis die Lenkmaß-Führungsmarkierung 120 den Sollpunkt TP überlappt. Überlappt die Lenkmaß-Führungsmarkierung 120 den Sollpunkt TP, lässt der Fahrer das Fahrzeug nach hinten fahren, während er das Lenkrad 16 bei dem Lenkwinkel belässt. Das Fahrzeug 1 fährt rückwärts, während es sich um etwa 90° mit einem vorbestimmten Fahrzeugwenderadius dreht, wodurch der Fahrer das Fahrzeug 1 in den Parkraum 150 ohne einer minutiösen Korrektur des Lenkmaßes des Lenkrads in geeigneter Weise platzieren kann.
Als nächstes stoppt der Fahrer das Fahrzeug 1, wie es gemäß 10B gezeigt ist, wenn die Fahrzeugbreiten-Führungslinie 140 parallel zu dem Seitenparkrahmen 135 ist. Der Fahrer dreht das Lenkrad 16 in eine gerade Fahrposition zurück und lässt das Fahrzeug 1 langsam in einer geraden Linie nach rückwärts fahren. Ist ein geeigneter Abstand zwischen einem hinteren Parkrahmen 136 und dem Liniensegment 141 der Stoßstangenlinie der Fahrzeugbreiten-Führungslinie 140 erzielt, stoppt der Fahrer das Fahrzeug 1. Somit ist der mittels eines Einfahrvorgangs ausgeführte Parkvorgang abgeschlossen.
Das Bildtransformationsgerät zeigt an einem Bildschirm des Monitors 4 das Ausgabebild, von dem eine Linsenverzeichnung entfernt ist und von dem vorausgesetzt wird, dass es durch eine Aufnahme des hinten liegenden Bereichs mit einer vorbestimmten Neigung an der virtuellen Kameraposition 31 gemäß 1 erlangt wird, und zeigt ebenso eine Führungsanzeige für das Fahrzeug 1 zum Zurückfahren und zum Einparken mittels eines Einfahrvorgangs in einer derartigen Weise, dass die Führungsanzeige an dem Ausgabebild überlagert ist. Die virtuelle Kameraposition 31 ist an einer im Vergleich zu der tatsächlichen Kameraposition 23 höheren Position platziert und ein Blickfeld auf den bezüglich des Fahrzeugs rückwärtigen Bereich ist gemäß 10A in dem Ausgabebild weit, von dem angenommen wird, dass es an der virtuellen Kameraposition 31 aufgenommen ist.
Zur Bezugnahme zeigt andererseits 10C das Beispiel, in dem eine Führungsanzeige an dem Bild mit der tatsächlichen Kameraposition 23 überlagert ist. In dem Bild von der tatsächlichen Kameraposition 23 ist ein Blickfeld bezüglich des hinten liegenden Bereichs von dem Fahrzeug schmal. Wird im einzelnen das Bild von 10A mit dem Bild von 10C verglichen, ist in dem Bild bezüglich der virtuellen Kameraposition 31 ein Blickfeld für den bezüglich dem Fahrzeug rückwärtigen Bereich breiter als das Blickfeld bezüglich der tatsächlichen Kameraposition 23.
Wird die Führungsanzeige zur Unterstützung eines durch einen Einfahrvorgang ausgeführten Parkvorgangs angezeigt, während sie dem Ausgabebild von der virtuellen Kameraposition 31 überlagert ist, kann der Fahrer somit einen mittels eines Einfahrvorgangs ausgeführten Parkvorgang auf einfachere Weise ausführen.
Wie es gemäß 10B ferner gezeigt ist, wird die Fahrzeugbreiten-Führungslinie 140 angezeigt, während sie an dem Ausgabebild überlagert wird. Daher wird ein Blickfeld bezüglich der Umgebung des Parkraums 150 weit und es wird einfach zu bestimmen, ob der Seitenparkrahmen 135 des Parkraums 150 parallel zu der Fahrzeugbreiten-Führungslinie 140 ist oder nicht. Folglich kann ein mittels eines Einfahrvorgangs ausgeführter Parkvorgang sicher und mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
Durch Anzeigen eines Ausgabebildes, von dem eine Linsenverzeichnung entfernt ist und von dem angenommen wird, dass es durch Aufnahme des hinten liegenden Bereichs mit einer vorbestimmten Neigung an der virtuellen Kameraposition erlangt ist, zusammen mit einer Führungsanzeige zur Unterstützung eines Parkvorgangs in Längsrichtung, sodass die Führungsanzeige dem Ausgabebild überlagert ist, ist es selbst im Falle eines parallelen Einparkens für einen Fahrer leichter, den Parkvorgang in Längsrichtung durch Verwendung der Führungsanzeige auf der Grundlage des Bildes des bezüglich einem Fahrzeug rückwärtigen Bereichs mit einem weiten Blickfeld auszuführen. Ferner wird es leicht zu bestimmen, ob der Seitenparkrahmen eines Parkraums, in dem der Fahrer den Längsparkvorgang ausführen will, parallel zu dem Fahrzeug 1 ist oder nicht.
Wie vorstehend angeführt wird ein Bildtransformationsgerät für eine Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung bereitgestellt, das eine Transformationstabelle zur Transformation eines durch eine an dem Fahrzeug angebrachte Kamera zur Aufnahme eines rückwärtigen Bereichs von einem Fahrzeug aufgenommenen Bildes des rückwärtigen Bereichs bezüglich des Fahrzeugs in ein Ausgabebild verwendet, von dem angenommen wird, dass es durch Aufnahme des rückwärtigen Bereichs mit einer vorbestimmten Neigung von einer virtuellen Kameraposition erlangt ist, die von einer tatsächlichen Kameraposition verschieden ist, bei der die Kamera angebracht ist, und das das Ausgabebild an einem Monitor 4 anzeigt. Ferner kann das Ausgabebild an dem Monitor 4 mit einer Lenk-Start-Führungslinie, einer Lenkmaß-Führungsmarkierung, einer Fahrzeugbreiten-Führungslinie und einer Fahrzeugweg-Führungslinie angezeigt werden, welche dem Ausgabebild überlagert sind.

Claims

Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung mit einer an einem Fahrzeug (1) angebrachten Kamera (2) zum Aufnehmen eines bezüglich des Fahrzeugs rückwärtigen Bereichs, und einem an einem Fahrersitz des Fahrzeugs angebrachten Monitor (4), gekennzeichnet durch eine Anzeigesteuereinrichtung (30) zur Transformation eines Eingabebildes, das einem durch die Kamera (2) aufgenommenen Bild zu einer Zeit entspricht, wenn das Fahrzeug sich in Rückwärtsrichtung bewegt, in ein Ausgabebild, das einem Bild entspricht, von dem vorausgesetzt wird, dass es durch Aufnahme des rückwärtigen Bereichs mit einer vorbestimmten Neigung an einer virtuellen Kameraposition erlangt ist, die von einer tatsächlichen Kameraposition unterschiedlich ist, an der die Kamera angebracht ist, und zum Anzeigen des Ausgabebildes an dem Monitor.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigesteuereinrichtung (30) eine Funktion zum Bewegen eines Abschnittbereichs des Ausgabebildes bezüglich dem Eingabebild in einer parallelen Richtung beinhaltet.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigesteuereinrichtung (30) einen Abschnittbereich des Ausgabebildes bezüglich des Eingabebildes vergrößert und es in das Ausgabebild transformiert.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigesteuereinrichtung (30) das Eingabebild in das Ausgabebild transformiert, aus dem eine Linsenverzeichnung entfernt ist.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigesteuereinrichtung (30) eine Transformationstabelle beinhaltet, mit einer ersten Transformationseinheit (30) zur Transformation eines Koordinatenwerts (P₁), der an einem virtuellen CCD-Flächenkoordinatensystem bei der virtuellen Kameraposition (31) in dem Ausgabebild dargestellt ist, in einen Koordinatenwert (P₂) eines Grundkoordinatensystems bei der virtuellen Kameraposition, einer zweiten Transformationseinheit (30) zur Transformation des in den Koordinatenwert des Grundkoordinatensystems bei der virtuellen Kameraposition transformierten Koordinatenwerts in einen Koordinatenwert (P₃), der an dem Grundkoordinatensystem bei der tatsächlichen Kameraposition (23) dargestellt ist, das lediglich durch einen Versatz zwischen einer virtuellen Kameraoptikachsenmitte (O_B), die einer Mitte einer optischen Achse der Kamera (2) entspricht, wenn der Kamera unterstellt wird, dass sie an der virtuellen Kameraposition angeordnet ist, und einer tatsächlichen Kameraoptikachsenmitte (O_A) verschoben ist, einer dritten Transformationseinheit (30) zur Transformation des in den Koordinatenwert an dem Grundkoordinatensystem bei der tatsächlichen Kameraposition transformieren Koordinatenwert in einen Koordinatenwert (P₅), der an dem tatsächlichen CCD-Flächenkoordinatensystem bei der tatsächlichen Kameraposition dargestellt ist, und einer vierten Transformationseinheit (30) zur Transformation des in den Koordinatenwert des tatsächlichen CCD-Flächenkoordinatensystems transformierten Koordinatenwerts in den Koordinatenwert (P₆) des Eingabebildes, zu dem eine Linsenverzeichnung der Kamera (2) hinzugefügt ist, und wobei eine positionsmäßige Beziehung zwischen jeweiligen Bildelementen des an dem Monitor (4) anzuzeigenden Ausgabebildes und jeweiligen Bildelementen des dem Ausgabebild entsprechenden Eingabebildes auf der Grundlage der Transformationstabelle bestimmt wird.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigesteuereinrichtung (30) unter den Bildelementen des Eingabebildes nur die Bildelemente des Eingabebildes auf der Grundlage der Transformationstabelle transformiert, deren positionsmäßige Beziehung auf der Grundlage der Transformationstabelle bestimmt ist, und sie an dem Monitor als ein Ausgabebild anzeigt.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigesteuereinrichtung (30) eine Bildabschnittbereichsvergrößerungseinheit (30) zur Transformation des Koordinatenwerts beinhaltet, der an dem tatsächlichen CCD-Flächenkoordinatensystem mit der tatsächlichen Kameraposition (23) durch die dritte Transformationseinheit (30) dargestellt wird, sodass ein Abschnittbereich des Ausgabebildes bezüglich dem Eingabebild an der tatsächlichen CCD-Fläche vergrößert wird, und den durch die Bildabschnittbereichsvergrößerungseinheit transformierten Koordinatenwert in einen Koordinatenwert des Eingabebildes transformiert, zu dem die Linsenverzeichnung der Kamera durch die vierte Transformationseinheit (30) hinzugefügt ist.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigesteuereinrichtung (30) eine Bildbewegungseinheit zur Transformation des Koordinatenwerts, der an dem virtuellen CCD-Flächenkoordinatensystem bei der virtuellen Kameraposition in dem Ausgabebild dargestellt ist, in einen Koordinatenwert eines Koordinatensystems beinhaltet, das durch Bewegung eines Ursprungs des virtuellen CCD-Flächenkoordinatensystems erzielt wird, und den durch die Bildbewegungseinheit transformierten Koordinatenwert in einen Koordinatenwert an dem Grundkoordinatensystem bei der virtuellen Kameraposition (31) mittels der ersten Transformationseinheit (30) transformiert.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigesteuereinrichtung (30) eine Führungsanzeige zur Unterstützung eines Fahrzeugbetriebs in einer derartigen Weise anzeigt, wenn das Fahrzeug sich in Rückwärtsrichtung bewegt, dass die Führungsanzeige an dem Monitor überlagert ist.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsanzeige an einer vorbestimmten Position an einem Bildschirm des Monitors (4) angezeigt wird und eine Fahrzeugbreiten-Führungslinie (140) beinhaltet, die erwartete Positionen von beiden Seiten des Fahrzeugs (1) zeigt, wenn das Fahrzeug sich in einer geraden Linie in Rückwärtsrichtung bewegt.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Lenkwinkelsensor (81) zur Erfassung eines Lenkwinkels eines Lenkrads (16), wobei die Führungsanzeige mit einer Bewegung an dem Bildschirm des Monitors (4) angezeigt wird und eine Lenkweg-Führungslinie (130) des Fahrzeugs (1) beinhaltet, die eine erwartete Position des Fahrzeugs zeigt, wenn das Fahrzeug sich mit dem durch den Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel des Lenkrads in Rückwärtsrichtung bewegt.
Fahrzeug-Rückwärts-Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch einen Lenkwinkelsensor (81) zur Erfassung eines Lenkwinkels eines Lenkrads (16), wobei die Führungsanzeige eine Lenk-Start-Führungslinie (100, 110), die an einer vorbestimmten Position an einem Bildschirm des Monitors (4) angezeigt wird und ein Liniensegment zum Führen einer geeigneten Lenk-Start-Position zum Einparken beinhaltet, und eine Lenkmaß-Führungsmarkierung (120) beinhaltet, die mit einer Bewegung entlang der Lenk-Start-Führungslinie an dem Bildschirm des Monitors gemäß einer Größe des durch den Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkels des Lenkrads angezeigt wird.