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JP2004328399A - 車載カメラ装置 - Google Patents

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JP2004328399A JP2003120526A JP2003120526A JP2004328399A JP 2004328399 A JP2004328399 A JP 2004328399A JP 2003120526 A JP2003120526 A JP 2003120526A JP 2003120526 A JP2003120526 A JP 2003120526A JP 2004328399 A JP2004328399 A JP 2004328399A
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Tomohide Usami
智英 宇佐美
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Abstract

【課題】カメラに振動を検出するセンサを設けなくとも、画像ブレのない安定した画像を画面に表示できるようにする。
【解決手段】車両のサスペンションを構成するショックアブソーバ6のピストンロッド6aに加わる力の変化を検出する路面センサ4cの検出信号から、車両に伝わる振動を検出し、この検出した振動に基づいて画像ブレを補正する。これにより、カメラに振動を検出するセンサを設けなくとも、画像ブレのない安定した画像を画面に表示することができる。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載カメラ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両の振動の影響を受けることなく、安定した画像を画面に表示することを目的とした車載カメラ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に開示されている車載カメラ装置によれば、ビデオレンズとCCD等の撮像素子からなるビデオカメラに取り付けられた振動検出センサによってビデオカメラの振動を検出し、この検出した振動に基づいてビデオレンズの前面に配置される可変頂角プリズムを通過する光路を変位させて、ブレのない画像を撮像素子へ提供する。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−294184号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車載カメラ装置では、ビデオカメラと、このビデオカメラに取り付けられた振動検出センサとをセットとして用いるため、例えば、車両に複数のビデオカメラを搭載する場合には、ビデオカメラ毎に振動検出センサが設けられるため、車載カメラ装置全体のコストが高くなる。また、振動検出センサを有しない汎用的なビデオカメラを適用することができない。
【0005】
本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、ビデオカメラに振動を検出するセンサを設けなくとも、画像ブレのない安定した画像を画面に表示することができる車載カメラ装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の車載カメラ装置は、車両に搭載されるカメラと、少なくとも車両のボディ、フレーム、サスペンションの何れかに設けられ、車両に伝わる振動を検出する振動検出手段と、カメラの撮像した画像を画面に表示させる際、振動検出手段の検出する振動に基づいて画像のブレを補正する画像ブレ補正手段と、画像ブレ補正手段によって補正された画像を画面に表示する表示制御手段とを備えることを特徴とする。
【0007】
このように、本発明の車載カメラ装置における、カメラに伝わる振動を検出する振動検出手段は、車両のボディ、フレーム、サスペンションの何れかに設けられている。すなわち、カメラが車両に固定して設置される場合、このカメラには、車両のボディ、フレーム、あるいはサスペンションに伝わる振動と略同様な振動が伝わる。従って、車両に伝わる振動を検出することができるボディ、フレーム、あるいはサスペンション等に振動検出手段を設け、この振動検出手段の検出する振動に基づいて画面に表示させる画像のブレを補正することで、カメラに振動検出手段を設けなくとも、画像ブレのない安定した画像を画面に表示することができる。また、振動検出手段とセットになっていない汎用的なカメラを適用することもできる。
【0008】
なお、車両に伝わる振動には、路面の凹凸によって車輪を介して伝達される外部振動と、例えばプロペラシャフト等の回転部分の回転によって生じる内部振動とに大別されるが、車両のサスペンションに振動検出手段を設ける場合には、上述した外部振動が検出される。一方、車両のボディやフレームに振動検出手段を設ける場合には、上述した外部振動と内部振動の双方を検出することができる。この外部振動と内部振動の双方を検出することにより、さらに安定した画像を画面に表示することが可能となる。
【0009】
請求項2に記載の車載カメラ装置では、サスペンションに設けられる振動検出手段は、サスペンションを構成するショックアブソーバのピストンロッドに加わる力の変化を車両に伝わる振動として検出することを特徴とする。
【0010】
ショックアブソーバのピストンロッドには、上述した外部振動が加わる。従って、ピストンロッドに加わる力の変化を検出することで、カメラに伝わる振動を検出することが可能となる。
【0011】
請求項3に記載の車載カメラ装置によれば、画像ブレ補正手段は、カメラが設けられた位置の近傍のサスペンションに設けられる振動検出手段の検出する振動に基づいて画像のブレを補正することを特徴とする。
【0012】
例えば、RV(Recreational Vehicle)やSUV(Sports Utility Vehicles)等の比較的車高の高い車両では、車両前方の直近や助手席側の前方車輪付近の領域が運転者から死角となり、その死角に存在する幼児や障害物等を運転者が認知できない。そこで、その運転者の死角となる領域を車載カメラで撮像し、この撮像した画像を画面に表示することで、運転者は死角に存在する障害物等を認知することが可能となる。
【0013】
このような運転者の死角を補助するために車載カメラ装置が用いられる場合、カメラは、例えば、車外の車両前部や助手席側のドアミラー付近等に設置される。そこで、カメラが設置される位置の近傍のサスペンションに設けられる振動検出手段から振動を検出することで、カメラに伝わる振動をより正確に検出することが可能となる。
【0014】
請求項4に記載の車載カメラ装置では、サスペンションに設けられる振動検出手段は、ショックアブソーバの減衰力を制御する際に用いられるセンサであることを特徴とする。例えば、振動の大きさに応じてショックアブソーバの減衰力を制御するサスペンション制御装置では、車両に伝わる振動を検出するためのセンサを備えている。従って、このようなショックアブソーバの減衰力を制御するために用いられるセンサの検出信号を用いることによって、カメラに振動を検出するセンサを設ける必要がなくなる。その結果、車載カメラ装置のコストを低減することができる。
【0015】
請求項5に記載の車載カメラ装置によれば、画像ブレ補正手段は、振動検出手段が振動を検出しない場合にカメラによって撮像される画像に対する画面に表示される画像のブレ量とブレ方向を振動検出手段の検出する振動に基づいて求め、このブレ量及びブレ方向に応じてカメラの撮像した画像のうち画面に表示すべき領域を変更することを特徴とする。
【0016】
これにより、安定した画像を画面に表示することが可能となる。なお、画像ブレの補正方法については、このような画面に表示すべき領域を変更するものに限定されるものではなく、例えば、車載カメラの光学レンズや受光素子部を可動させるものなどであってもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における車載カメラ装置に関して、図面に基づいて説明する。本実施形態の車載カメラ装置は、図1に示す車載カメラ画像表示装置1と、図2に示すサスペンション制御装置2とによって構成される。
【0018】
図2は、サスペンション制御装置2の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、サスペンション制御装置2は、サスペンション制御コンピュータ3、センサ類4、サスペンションアクチュエータ5によって構成される。
【0019】
センサ類4は、車速センサ4a、車高センサ4b、路面センサ4cから構成される。車速センサ4aは車両の速度を検出するセンサであり、車高センサ4bはサスペンションの伸縮状態から車高を検出するセンサである。
【0020】
路面センサ4cは、例えば、ピエゾ素子等の圧電素子が用いられる。この路面センサ4cは、図3に示すように、ショックアブソーバ6の上部に取り付けられ、路面の凹凸等によって車輪を介してピストンロッド6aに加わる力の変化を検出する。このピストンロッド6aに加わる力の変化は、車両に伝達される振動の変化に対応するものである。このピストンロッド6aに加わる力は、圧電素子によって電圧に変換され、この電圧信号がサスペンション制御コンピュータ3に出力される。
【0021】
例えば、ショックアブソーバ6が、図5(a)に示すような伸縮を繰り返す場合、路面センサ4cからは図5(b)に示すような電圧が出力される。すなわち、同図(a)、(b)に示すように、「縮み」から「伸び」に遷移する、力の変化が大きい状態(b)では、最も小さい電圧値(f)が出力され、これとは逆に、「伸び」から「縮み」に遷移する、力の変化が大きい状態(d)では、最も大きい電圧値(h)が出力される。また、同図(a)、(b)に示すように、縮む量が最大の状態(a)や伸び量が最大の状態(c)では、力の変化がないため、最大電圧値(h)と最小電圧値(f)との中間の電圧値(e)、(g)が出力される。
【0022】
このように、ショックアブソーバ6の伸縮によってピストンロッド6aに加わる力が変化し、この力の変化の大きさに対応した電圧が路面センサ4cから出力される。
【0023】
サスペンション制御コンピュータ3は、センサ類4からの各種信号に基づいて、サスペンションアクチュエータ5を制御し、ショックアブソーバ6の減衰力を制御する。また、サスペンションコンピュータ3は、この路面センサ4cの出力電圧値を表すデータを車載カメラ画像表示装置1へ送信する。
【0024】
続いて、車載カメラ画像表示装置1の内部構成を、図1を用いて説明する。同図に示すように、車載カメラ画像表示装置1は、表示装置8、カメラ9、画像ブレ補正部10、操作スイッチ13、及びこれらと接続される制御部7によって構成される。
【0025】
制御部7は、通常のコンピュータとして構成されており、内部には、周知のCPU、ROM、RAM、I/O及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。なお、画像ブレ補正部10は、制御部7の一部を構成するものであってもよい。操作スイッチ13は、表示装置8やカメラ9の電源スイッチ等によって構成される。
【0026】
表示装置8は、カラー表示装置であり、車室内のセンターパネル付近に配置される。この表示装置8としては、例えばCRT、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等が用いられる。
【0027】
カメラ9は、例えば、車外の車両前部や助手席側のドアミラー付近等に設置される。このカメラ9は、車両の運転者の死角を補助するために用いられる。すなわち、RVやSUV等の比較的車高の高い車両では、車両前方の直近や助手席側の前方車輪付近の領域が運転者から死角となり、その死角に存在する幼児や障害物等を運転者が認知できない。そのため、通常は、ドアミラーとは別に、この死角となる領域を映すミラーを車両に備えるが、本実施形態では、その死角となる領域をカメラで撮像し、この撮像した画像を画面に表示する。
【0028】
このような車両前部やドアミラー付近等にカメラ9が設置される場合には、カメラ9が設置される位置の近傍のサスペンションに設けられる路面センサ4cから振動を検出することで、カメラ9に伝わる振動をより正確に検出することが可能となる。
【0029】
画像ブレ補正部10は、サスペンション制御装置2から送信される路面センサ4cの出力電圧値に基づいて、表示装置8の画面に表示される画像のブレ量とブレ方向を求め、このブレ量とブレ方向に応じてカメラの撮像した画像のうち画面に表示すべき領域を変更する。
【0030】
ここで、路面の凹凸等によって車両が振動し、この振動によりカメラ9の撮像した画像が上下方向に画像ブレを起しながら表示装置8の画面に表示される場合を想定する。例えば、図5(b)に示した電圧値(e)、(g)の場合は、ピストンロッド6aに加わる力の変化がない状態であり、この時の画像ブレ量が最も小さくなる。一方、図5(b)に示した電圧値(f)、(h)の場合は、ピストンロッド6aに加わる力の変化が大きい状態であるとともに、この時の画像ブレ量が最も大きくなる。従って、例えば、路面センサ4cの出力電圧値と画像のブレ量との関係を実験等によって予め求めておき、この関係に出力電圧値を当てはめて画像のブレ量を求める。
【0031】
また、図5(b)に示した路面センサ4cの出力電圧値と前回値とを比較し、その増減によってショックアブソーバ6が伸びた状態であるのか、縮んだ状態であるのか等の伸縮状態を把握することができる。
【0032】
そして、画像ブレ補正部10は、例えば、図6(a)、(b)に示すように、カメラ9の撮像した画像領域Aのうち、画像のブレ量とブレ方向に応じて表示装置8の画面に表示すべき領域Bを変更する。これにより、安定した画像を画面に表示することが可能となる。なお、ブレ量及びブレ方向の補正方法については、このような表示装置8の画面に表示すべき領域を変更するものに限定されるものではなく、例えば、カメラの光学レンズや受光素子部を可動させるものであってもよい。
【0033】
次に、車載カメラ画像表示装置1における画像ブレ補正処理について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。ステップS10では、路面センサ4cの出力電圧信号をA/D変換する。ステップS20では、サスペンション制御装置2から車載カメラ画像表示装置1へ路面センサ4cの出力電圧信号を出力する。
【0034】
ステップS30では、車載カメラ画像表示装置1において、サスペンション制御装置2から送信された出力電圧信号を入力し、この出力電圧信号に基づいて、画像のブレ量とブレ方向を判定する。ステップS40では、判定された画像のブレ量とブレ方向に応じて、カメラ9の撮像した画像領域Aのうち、表示装置8の画面に表示すべき領域Bを変更する。
【0035】
このように、本実施形態における車載カメラ画像表示装置1、及びサスペンション制御装置2によって構成される車載カメラ装置は、サスペンションを構成するショックアブソーバ6のピストンロッド6aに加わる力の変化を検出し、この検出される変化に対応する路面センサ4cからの出力電圧値に基づいて表示装置8の画面に表示される画像のブレ量とブレ方向を求める。そして、このブレ量とブレ方向に基づいて画像ブレを補正する。これにより、カメラ9に振動を検出する手段を設けなくとも、画像ブレのない安定した画像を画面に表示することができる。また、振動を検出するセンサ等とセットになっていない汎用的なカメラを適用することもできる。
【0036】
(変形例1)
車両の振動によって、カメラ9の撮像すべき物体までの距離のみが変わるとき、表示装置8の画面に表示される画像の焦点が合わないことがある。その場合には、本実施形態の路面センサ4cによって車両の振動を検出し、この路面センサ4cからの出力電圧信号に応じてカメラの焦点を変更するように構成してもよい。
【0037】
(変形例2)
本実施形態では、車両のボディに伝わる高さ方向の画像ブレについて補正しているが、車両の全車輪のショックアブソーバ6に路面センサ4cを設けてもよい。これにより、車両のロール状態やピッチ状態等の車両の挙動変化を検出することができ、この検出信号から車両の水平状態に対する車両の挙動変化分を求めることができる。その結果、この挙動変化分を打ち消すように画像ブレを補正することで、より安定した画像を表示することができる。
【0038】
(変形例3)
本実施形態では、ショックアブソーバ6に設けられた路面センサ4cによって路面状況を検出しているが、例えば、車両のボディやフレームに設けられたセンサによって、車両に伝わる振動を検出してもよい。例えば、衝撃吸収エアバッグ等の乗員保護装置においては、車両の前後、左右、高さ方向に発生する加速度を検出するセンサが用いられている。よって、この車両の前後、左右、高さ方向に発生する加速度検出するセンサの検出信号を用いることで、車両の前後、左右、高さ方向の振動を検出することができる。これにより、車両の前後、左右、高さ方向の画像ブレを補正することが可能となる。
【0039】
なお、車両のボディに伝わる振動には、路面の凹凸によって車両の車輪を介して伝達される外部振動と、例えばプロペラシャフト等の回転部分の回転によって生じる内部振動とに大別されるが、本実施形態は、外部振動に伴う画像ブレを補正するものである。しかしながら、上述したように、車両のボディやフレームに設けるセンサによって車両に伝わる振動を検出することで、上述した外部振動と内部振動の双方の振動を検出することができる。これにより、更に安定した画像を画面に表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係わる、車載カメラ画像表示装置1の内部構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係わる、サスペンション制御装置2の概略構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施形態に係わる、ショックアブソーバ6の上部に取り付けられる路面センサ4cを示す図である。
【図4】本発明の実施形態に係わる、車載カメラ画像表示装置1における画像ブレ補正処理を示すフローチャートである。
【図5】(a)は、ショックアブソーバ6の伸縮状態の時間遷移を示すイメージ図であり、(b)は、その時にセンサ4cから出力される電圧のイメージ図である。
【図6】(a)、(b)は、カメラ9の撮像した画像領域Aに対して、画像のブレ量とブレ方向に応じて表示装置8の画面に表示すべき領域Bを変更するイメージ図である。
【符号の説明】
1 車載カメラ画像表示装置
2 サスペンション制御装置
3 サスペンション制御コンピュータ
4c 路面センサ
5 サスペンションアクチュエータ
6 ショックアブソーバ
6a ピストンロッド
7 制御部
8 表示装置
9 カメラ
10 画像ブレ補正部

Claims (5)

  1. 車両に搭載されるカメラと、
    少なくとも前記車両のボディ、フレーム、サスペンションの何れかに設けられ、前記車両に伝わる振動を検出する振動検出手段と、
    前記カメラの撮像した画像を画面に表示させる際、前記振動検出手段の検出する振動に基づいて前記画像のブレを補正する画像ブレ補正手段と、
    前記画像ブレ補正手段によって補正された画像を画面に表示する表示制御手段とを備えることを特徴とする車載カメラ装置。
  2. 前記サスペンションに設けられる振動検出手段は、前記サスペンションを構成するショックアブソーバのピストンロッドに加わる力の変化を前記車両に伝わる振動として検出することを特徴とする請求項1記載の車載カメラ装置。
  3. 前記画像ブレ補正手段は、前記カメラが設けられた位置の近傍のサスペンションに設けられる前記振動検出手段の検出する振動に基づいて前記画像のブレを補正することを特徴とする請求項1又は2記載の車載カメラ装置。
  4. 前記サスペンションに設けられる振動検出手段は、前記ショックアブソーバの減衰力を制御する際に用いられるセンサであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の車載カメラ装置。
  5. 前記画像ブレ補正手段は、前記振動検出手段が振動を検出しない場合に前記カメラによって撮像される画像に対する前記画面に表示される画像のブレ量とブレ方向を前記振動検出手段の検出する振動に基づいて求め、このブレ量及びブレ方向に応じて前記カメラの撮像した画像のうち前記画面に表示すべき領域を変更することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の車載カメラ装置。
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