车辆用驾驶支援装置的制作方法

专利名称：车辆用驾驶支援装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆用驾驶支援装置，特别涉及能够减少因立柱(pillar) 而形成的驾驶员的视线死角的车辆用驾驶支援装置。
背景技术：
一般来讲，在汽车等的车辆的车体上设有用于支撑车顶(roof)的多个 立柱。虽然这样的立柱对于确保车体的强度和安全性来讲是必要的，但是因 为上述立柱以分割玻璃的形式而被设置，所以变成了在驾驶员的视野内形成 视线死角的原因。因此，已公知了这样的驾驶支援装置的技术(例如下述专 利文献l以及专利文献2):为了减少因前柱(fnmtpillar)而产生的驾驶员 的视线死角，在该前柱的里面设置具有液晶显示器等显示屏幕的显示装置， 将通过摄像装置拍摄到的车外的景物显示在显示装置的显示屏幕上，从而使 得该显示屏幕与从车窗能看到的景物连在一起。专利文献1: JP特开2005-204132号公报专利文献2: JP实登3092174号公报在如上述专利文献1以及专利文献2中所记载的到目前为止己公知的驾 驶支援装置中，沿着立柱的里面配置显示装置，该显示装置具有与立柱的里 面的形状基本一致形状的显示屏幕。但是，在现实中，由于受到制造成本等 的制约，很难使显示装置的显示屏幕的形状与立柱的里面的形状完全一致。 因此，可以想到使显示屏幕向三维各方向倾斜的配置。但是，在这种情况下， 对于用于减轻图像处理的运算负荷并抑制画质变差的适当的结构，至今仍未 提出具体的提案，其中上述图像处理是将通过摄像装置拍摄到的图像显示在 显示装置上的处理。发明内容本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种车辆用驾驶支援 装置，即使是在各方向倾斜配置显示屏幕的情况下，该驾驶支援装置也能够抑制画质变差，其中上述图像处理是将通过摄像 装置拍摄到的图像显示在显示装置上的处理。用于达成上述目的的本发明车辆用驾驶支援装置的特征结构具有摄像 装置，其用于拍摄车辆的外面；装置主体，其具有用于向车辆的立柱的室内 侧一面安装的安装部；显示装置，其与上述装置主体成为一体地设置在相对于上述安装部的室内侧，并具有显示由上述摄像装置所拍摄的图像的显示屏 幕，其中，上述摄像装置的摄像元件的侧摆角度设定成与上述显示装置的显 示屏幕的侧摆角度大致相同。根据该特征结构，即使在显示屏幕向各方向倾斜配置的情况下，也能够 减少图像处理，其中上述图像处理用于修正该显示屏幕的侧摆方向的倾斜的 影响。因此，能够减轻图像处理的运算负荷，并抑制画质变差，其中上述图 像处理用于将摄像装置所拍摄的图像显示在显示装置上。此外，优选上述摄像元件的侧摆角度是该摄像元件的像素的排列方向的 侧摆角度，上述显示屏幕的侧摆角度是该显示屏幕的像素的排列方向的侧摆 角度。根据该结构，能够减少图像处理，其中上述图像处理用于修正该显示屏 幕的侧摆方向的倾斜的影响。因此，能够减轻图像处理的运算负荷，并抑制 画质变差，其中上述图像处理用于将摄像装置所拍摄的图像显示在显示装置 上。在此，上述摄像元件的侧摆角度是围绕垂直于该摄像元件的摄像面的垂 直轴的角度，上述显示屏幕的侧摆角度是围绕垂直于该显示屏幕的垂直轴角 的度。此外，优选上述显示屏幕的一条侧边沿着上述立柱的侧边配置。 根据该结构，由于显示屏幕的一条侧边沿着构成视线死角区域的边界的立柱的侧边配置，能够减小该立柱的侧边和显示屏幕之间的视线死角区域。因此，不会因配置显示屏幕而产生新的视线死角，从而能够扩大显示屏幕的面积，确保驾驶员可容易地进行观察。此外，优选上述显示屏幕的一条侧边沿着前柱的前侧边配置。 根据该结构，由于显示屏幕的一条侧边沿着前柱的前侧边配置，能够减小该前柱的前侧边和显示屏幕之间的视线死角区域。因此，不会因配置显示5屏幕而产生新的视线死角，从而能够扩大显示屏幕的面积，确保驾驶员可容 易地进行观察。此外，优选上述摄像装置与上述装置主体成为一体地设置。 根据该结构，摄像装置的位置及摄像方向相对于装置主体能够处于适当的固定状态。因此，仅通过向车辆的立柱安装装置主体，能够同时向车辆适当地安装摄像装置。从而，能够实现向车辆安装驾驶支援装置的简洁化，以及设定工作的简洁化。此外，优选上述摄像装置配置在车辆的前车窗的上部。根据该结构，能够将摄像装置配置在很难妨碍驾驶员的视野的位置。此外，优选在上述立柱中存在小车窗的情况下，上述摄像装置配置在上述安装部中的与上述小车窗相对应的位置。根据该结构，能够将摄像装置设置在显示屏幕的背面附近。从而，能够使摄像装置的摄像方向接近通过显示屏幕的驾驶者的视线方向。因此，能够减轻图像处理的运算负荷，抑制画质变差，其中上述图像处理用于将摄像装置所拍摄的图像显示在显示装置上。此外，优选上述摄像装置与上述立柱相邻接配置。根据该结构，摄像装置能够配置在距离显示屏幕比较近的位置。从而， 能够使摄像装置的摄像方向接近通过显示屏幕的驾驶者的视线方向。因此， 能够减轻图像处理的运算负荷，抑制画质变差，其中上述图像处理用于将摄 像装置所拍摄的图像显示在显示装置上。此外，优选上述安装部的形状与车辆的立柱的室内侧一面相吻合。根据该结构，能够取代立柱的内部装饰，或者从立柱的内部装饰的上方 适当地安装装置主体。此外，优选上述摄像元件及上述显示屏幕是矩形形状。根据该结构，能够适当地利用通用的摄像元件及显示装置，因此能够控 制摄像装置及显示装置的制造成本。此外，优选上述车辆用驾驶支援装置还具有图像处理单元，其在将摄像 装置所拍摄的图像变换为驾驶者视点图像后，将该驾驶者视点图像变换成显 示面图像，并输出到上述显示装置中，其中上述驾驶者视点图像是从驾驶员 的视点能够看到的图像，上述显示面图像是包含上述显示屏幕的平面上的图像。根据该结构，显示在显示装置的显示屏幕上的图像能够与驾驶员透过车 窗所看到的外面的景物连接在一起。因此，在显示屏幕上显示不会另驾驶员 产生不协调感的状态的视线死角区域的图像，从而能够进行适当的驾驶支 援。


图1是表示从驾驶员的视点看到的安装有本发明的实施方式的车辆用驾 驶支援装置的车辆的状态的图。图2是表示从外部看到的安装有本发明的实施方式的车辆用驾驶支援装 置的车辆的状态的图。图3是表示本发明的实施方式的车辆用驾驶支援装置的显示屏幕侧的立 体图。图4是表示本发明的实施方式的车辆用驾驶支援装置的安装部侧的立体图。图5是图2中的V-V截面的示意图。图6是表示在本发明的实施方式的驾驶员的视线死角区域内的显示屏幕 的配置的图。图7是在本发明的实施方式的俯视图中表示显示屏幕的配置以及车辆的 横摆(yaw)方向的显示屏幕的角度的图。图8是表示本发明的实施方式的车辆的纵摆(pitch)方向的显示屏幕的 角度的图。图9是表示本发明的实施方式的车辆的侧摆(roll)方向的显示屏幕的角 度的图。图IOA、图IOB是表示本发明的实施方式的摄像装置的摄像元件以及显 示屏幕的侧摆角度的说明图。图11是表示本发明的实施方式的控制装置所进行的图像处理的内容的 说明图。图12是表示本发明的其他实施方式的驾驶支援装置的配置结构的图。 图13是表示本发明的其他实施方式的驾驶支援装置的摄像装置的配置结构的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示从驾驶员的视点看到的安装有本发明的实施方式的车辆用驾驶支援装置1的车辆c的 状态的图，图2是表示从外部看到的安装有本发明的实施方式的车辆用驾驶 支援装置l的车辆C的状态的图。如上述图所示，在本实施方式中，以将驾 驶支援装置1安装到车辆C的前柱9 (立柱的一例)的情况作为例子来进行 说明。并且，该驾驶支援装置1通过将从驾驶员的视点看到的前柱9的视线 死角的影像显示在显示装置3的显示屏幕4上，以此减小驾驶员的视线死角， 并支援驾驶员对车辆C的驾驶。此时，如图1所示，通过控制装置7进行图 像处理，使得显示屏幕4所显示的图像与驾驶员透过前车窗11及侧车窗12 所看到的外面的景物连接在一起，从而使上述的显示面图像不会对驾驶员产 生不协调感。另夕卜，在图中13是方向盘，14是车顶，15是仪表板，16是两 侧的反光镜(side mirror)。另外，图3及图4是表示该驾驶支援装置1的单个部件的图。g卩，图3 是表示该驾驶支援装置1的显示屏幕4侧的立体图，图4是表示该驾驶支援 装置l的安装部6侧的立体图。图5是图2中的V-V截面的示意图。如上述 这些图所示，该驾驶支援装置1具有摄像装置2具有显示屏幕4的显示装置 3，具有安装部6的装置主体5，以及控制装置7。下面，参照图1 图5对上 述各部的结构进行详细说明。1.摄像装置摄像装置2是拍摄车辆外部的装置。该摄像装置2由摄像机构成，该摄 像机具有例如CCD (Charge Coupled Device:电荷耦合器件)图像传感器或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体) 图像传感器等的摄像元件8 (参照图10A、图10B)，和向该摄像元件8引 导光的镜头等的光学系统。该摄像装置2以规定的时间间隔连续拍摄图像， 并将所拍摄到的图像信息输出至控制装置7。而且，如图1及图2所示，在 本实施方式中，将摄像装置2与装置主体5成为一体地设置。具体地讲，摄 像装置2被存放并安装在箱状的摄像装置存放部5c中，其中上述摄像装置存放部5c与装置主体5形成为一体。由此，摄像装置2与装置主体5同样 地配置在车辆C的室内。并且，将该摄像装置2的摄像方向F (参照图ll) 配置成向外。该摄像装置2的摄像方向及视场角等设定为至少能够拍摄到从 驾驶员D看的前柱9的视线死角区域A (参照图6及图7)。关于该摄像装 置2的配置结构，将在后面进行详细说明。2. 显示装置显示装置3是显示摄像装置所拍摄到的图像的装置。作为该显示装置3， 可以使用例如液晶显示器、等离子显示器、有机EL (electroluminescence: 电致发光)显示器、场发射显示器(field emission display)等的各种显示装 置。此外，因为在本实施例中的显示装置3的显示屏幕4为矩形形状(在此 为长方形)，所以能够很好地利用通用的显示装置3，从而能够控制显示装 置3的制造成本。并且，在该显示装置3的显示屏幕4上显示了由摄像装置 2拍摄并经过后述的控制装置7进行了规定的图像处理的，与车辆外部的景 物相对应的图像。具体地讲，在显示屏幕4上显示了从驾驶员的视点看到的 前柱9的视线死角的影像。该显示装置3与装置主体5成为一体地设置，并具有配置在相对于装置 主体5中的安装部6的室内侧的显示屏幕4，该安装部6用于向前柱9安装 装置主体5。 g卩，将显示装置3以显示屏幕4朝向车辆C的室内侧(驾驶员 D侧)的方式安装并固定在装置主体5上。因此，显示装置3的显示屏幕4 相对于装置主体5中的安装部6位于室内侧，该安装部6用于向前柱9的室 内侧一面安装。此外，该显示装置3的显示屏幕4配置在驾驶者的视线死角 区域A(参照图6及图7)内，该视线死角区域A由前柱9以及与该前柱9 相连的车门的车窗框10 (不透明部件的一例)而形成。关于该显示装置3的 显示屏幕4的配置结构，将在后面进行说明。3. 装置主体装置主体5是构成驾驶支援装置1的主体部的部件。该装置主体5为了 满足后述的各种必要条件而形成为复杂的三维形状，因此使用能够容易形成 复杂形状的合成树脂等来构成比较好。但是，装置主体5的材质不仅限于合 成树脂，也可以使用各种材料。如图4及图5所示，装置主体5具有用于向车辆C的前柱9的室内侧一面9a进行安装的安装部6。该安装部6具有与前柱9的室内侧一面9a的形 状相吻合的形状。在此，安装部6由装置主体5的里面，即显示屏幕4的相 反侧的面的外周边部构成。并且，为了使构成该安装部6的装置主体5的里 面的外周边部与前柱9的室内侧一面9a紧贴，将其形成为与前柱9的室内 侧一面9a的形状相吻合的形状。此外，在本实施方式中，前柱9的室内侧 一面9a是不具有内部装饰部件的前柱9的室内侧一面9a。因此，装置主体5 具有兼备前柱9的内部装饰部件的结构，并形成为覆盖前柱9的室内侧一面 9a的全部的形状。此外，如上所述，装置主体5将显示装置3支撑在相对于安装部6的室 内侧的位置。另外，在本实施方式中，装置主体5还一体地支撑着摄像装置 2。从而，后述的显示装置3的显示屏幕4的配置结构、以及摄像装置2的 配置结构是根据装置主体5的形状来决定的。此外，为了避免因设置驾驶支 援装置1而产生新的视线死角，因此装置主体5形成为能够将其全部存放在 驾驶员的视线死角区域A (参照图6及图7)内的形状，该视线死角区域A 由前柱9以及与该前柱9相连的车门的车窗框10 (不透明部件的一例)而形 成。特别是，如图1及图3所示，为了减小前车窗11侧的视线死角，，将 作为前车窗11侧的侧面的装置主体5的前侧面5a形成为相对于显示屏幕4 的前侧边4a大致平行的平面形状，并且将装置主体5形成为从该显示屏幕4 的前侧边4a到前车窗11侧的部分的宽度限制在必要的最小界限值内的形 状。此外，如后所述，将显示屏幕4的后侧边4b的上端部4c (参照图1) 配置成与前柱9相连的车门的车窗框10的后侧边10a上部大致对齐。装置 主体5构成为如下通过从前柱9侧向车门的车窗框10侧延伸出的延伸部 5b来支撑存放在视线死角区域A内的显示屏幕4的一部分，该视线死角区 域A是因这种车门的车窗框10 (不透明部件的一例)而形成的。S卩，通过 从前柱9侧向车门的车窗框10侧延伸出的延伸部5b来支撑装置主体5的显 示屏幕4的后侧边4b的上端部4c附近的，从前柱9向车门的车窗框10侧 超出的三角形部分。因此，装置主体5具有如下的延伸部5b， g卩，从显示屏 幕4的正面一侧来看，从前柱9侧向车门的车窗框10侧延伸出的，与显示 屏幕4的右上角部的形状相对应的大致三角形状的延伸部5b。如图5所示，该延伸部5b配置成相对于车门的车窗框10留有间隙。通过设置这样的延伸部5b，如上述所述地设置显示屏幕4的同时，还可以进行车门的打开或关闭。 如图4所示，在装置主体5的内部配置有控制装置7。在此，控制装置7具有控制电路，其对摄像装置2和显示装置3等进行动作控制；图像处理电路，其为了在显示屏幕4中显示适当的图像而对由摄像装置2所拍摄的 图像数据进行规定的图像处理。具体地讲，控制装置7具有形成有规定的电 路的基板或布线等。因此，在本实施方式中，该控制装置7构成了本发明的 图像处理单元。4.显示屏幕的配置结构下面，对该驾驶支援装置1中的显示装置3的显示屏幕4的配置结构进 行说明。如上所述，显示屏幕4的配置结构由装置主体5的形状，特别是相 对于安装部6的显示装置3的支撑部的形状来确定。从而，为了实现下面所 说明的显示屏幕4的配置结构，装置主体5为设定了安装部6与显示屏幕4 之间的位置关系的装置。在下面的说明中，适当地参照说明了显示屏幕4的 配置结构的图6 图9。图6是表示驾驶者的视线死角区域A内的显示屏幕4 的配置的图，该视线死角区域A由前柱9以及与该前柱9相连的车门的车窗 框10而形成。在该图中，画有阴影线的区域相当于视线死角区域A，从驾 驶员的视点看到的显示屏幕4的外形用双点划线来表示。此外，该图所示的 Y、 P、 R的旋转方向分别表示车辆C的横摆方向Y、纵摆方向P、以及侧摆 方向R。另一方面，图7是表示在俯视图中的显示屏幕4的配置以及车辆C 的横摆方向Y的显示屏幕4的角度的图，图8是表示车辆C的纵摆方向P 的显示屏幕4的角度的图，图9是表示车辆C的侧摆方向R的显示屏幕4 的角度的图。另外，如图6所示，"车辆C的横摆方向Y的角度"是围绕铅 垂轴的角度，"车辆C的纵摆方向P的角度"是围绕与车辆的前后方向L垂 直相交的水平轴的角度，"车辆C的侧摆方向R的角度"是围绕与车辆的前 后方向L平行的水平轴的角度。在此，"显示屏幕的角度"是指与显示屏幕 的显示面平行的方向的角度。如图6及图7所示，显示装置3的显示屏幕4配置成能够存放在驾驶员 D的视线死角区域A内。此外，这时显示屏幕4的一部分配置在由车门的车 窗框10形成的视线死角区域A内。在此，视线死角区域A是因立柱以及与该立柱相连的不透明部件而形成在驾驶员D的视野内的视线死角的区域，在本实施方式中，该视线死角区域A由前柱9以及与该前柱9相连的车门的车 窗框10 (不透明部件的一例)而形成。更具体地讲，视线死角区域A是从 驾驶者D的视点De能够看到的，并且该视线死角区域A的两侧是被前柱9 的前侧边9b和与该前柱9的相连的车门的车窗框10的后侧边10a所包围的 区域。此外，该视线死角区域A的上侧与车顶14相连，下侧与仪表板15相 连。在此，驾驶员D的视点De是以开发车辆C时等所使用的标准体型的驾 驶员D位于标准的驾驶位置时的视点的位置为基准来使用的。并且，显示屏幕4的一侧的侧边沿着构成视线死角区域A的边界的立柱 的侧边配置，另一侧的侧边配置成至少一部分与构成视线死角区域A的边界 的不透明部件的侧边上部大致对齐。在本实施方式中，如上所述，通过前柱 9的前侧边9b和与该前柱9的相连的作为不透明部件的车门的车窗框10的 后侧边10a来构成了视线死角区域A的边界。从而，如图1及图6所示，显 示屏幕4的前侧边4a (—侧的侧边的一例)沿着前柱9的前侧边9b配置， 后侧边4b (另一侧的侧边的一例)的上端部4c配置成与前柱9相连的车门 的车窗框io的后侧边10a (不透明部件的侧边的一例)上部大致对齐。通过 如上所述配置显示屏幕4，使得如图1及图6所示的从驾驶员D的视点De 看到的显示屏幕4右上角附近的一部分的区域配置在视线死角区域A中的由 车门的车窗框10而形成的部分内。从而，如本实施方式，即使显示屏幕4 的形状为矩形形状，也不会因配置显示屏幕4而产生新的视线死角，从而能 够扩大显示屏幕4的面积的同时，能够确保驾驶员容易进行观察。此外，为了既确保驾驶员容易进行观察又不产生新的视线死角，将显示 装置3的显示屏幕4以相对于三维的各方向，即车辆C的纵摆方向P、横摆 方向Y、以及侧摆方向R设定了适当的角度的方式进行配置。即，如图8所 示，关于车辆C的纵摆方向P的角度，显示屏幕4的纵摆方向角度a被设定 为从与前柱9的纵摆方向倾斜角bl相等的角度，到与驾驶员D的视线方向 Dd垂直的角度b2之间。作为图示角度的一例，以水平H (0° )为基准， 前柱9的纵摆方向倾斜角bl为约35° ，显示屏幕4的纵摆方向角度a为约 50° 。将显示屏幕4的纵摆方向角度a设定在这样的范围内，从而既考虑到 了是否容易进行观察又能够确保适当的显示屏幕4的上下长度。此外，由于显示屏幕4的法线方向比驾驶员D的视线方向Dd更朝向下方，能够避免因从车外射入的光线在屏幕上进行反射而导致驾驶员D看不清显示屏幕4的情 况，并且还能够使显示屏幕4的角度设为对于驾驶员D来说可容易进行观察 的角度。因此，能够确保驾驶员D容易观察显示屏幕4。此外，如图7所示，关于车辆C的横摆方向Y的角度，显示屏幕4的横 摆方向角度c被设定为从与驾驶员D的视线方向Dd垂直的角度d起到与车 辆C的前后方向L平行的角度(0° )之间。作为图示角度的一例，以与车 辆C的前后方向L平行的角度(0° )为基准，车辆C的横摆方向的与驾驶 员D的视线方向Dd垂直的角度d为约70。，显示屏幕4的横摆方向角度c 为约50° 。将显示屏幕4的横摆方向角度c设定在这样的范围内，从而能够 确保显示屏幕4的宽度为容易进行观察的适当宽度，防止宽度变得过小。因 此，能够确保驾驶员D容易观察显示屏幕4。另外，如图9所示，关于车辆C的侧摆方向R的角度，显示屏幕4的一 条侧边的角度e被设定为相对于铅垂方向V而倾斜的角度。作为图示角度的 一例，相对于铅垂方向V，显示屏幕4的前侧边4a的侧摆方向角度e为约 20° 。另外，在本实施方式中，因为显示屏幕4为矩形形状，所以显示屏幕 4的作为另一侧的侧边的后侧边4b的侧摆方向角度也是相同的角度。将显示 屏幕4的侧摆方向角度e设定在这样的范围内，从而能够使矩形形状的显示 屏幕4沿着前柱9的倾斜角度进行倾斜配置。因此，能够有效地利用驾驶员 的视线死角区域A，配置矩形形状的显示屏幕4，其中该视线死角区域A由 前柱9以及与该前柱9相连的车门的车窗框IO(不透明部件的一例)而形成。 因此，既不会产生新的视线死角，也能够确保驾驶员D容易观察显示屏幕4。5.摄像装置的配置结构下面，对该驾驶支援装置l的摄像装置2的配置结构进行说明。如上所 述，在本实施方式中，将摄像装置2与装置主体5成为一体地设置。因此， 摄像装置2的配置结构由装置主体5的形状，特别是相对于安装部6的作为 摄像装置2的支撑部的摄像装置存放部5c的位置及形状来确定。从而，为 了实现下面所说明的摄像装置2的配置结构，装置主体5是设定了安装部6 与摄像装置2之间的位置关系的装置。如图1及图2所示，摄像装置2配置在车辆C的前车窗11的上邻。此邻接配置。因此，在本实施方式中，摄像装置2安装在摄像装置存放部5c内，该摄像装置存放部5c形成为从沿着前柱9设 置的装置主体5的上端部附近向前车窗11侧的侧方凸出。如上所述，由于 装置主体5以覆盖前柱9的室内侧一面9a的全部方式形成，通过在装置主 体5的上端部附近设置摄像装置存放部5c，并安装摄像装置2，能够将摄像 装置2配置在前车窗11的上部。此外，以从沿着前柱9设置的装置主体5 向前车窗11侧的侧方凸出的方式来设定摄像装置存放部5c，并安装摄像装 置2，从而能够使摄像装置2与前柱9邻接配置。并且，该摄像装置2配置 为从车辆C的室内侧对外部进行拍摄，其摄像方向F (参照图11)及视场角 等设定为至少能够对从驾驶员D看到的前柱9的视线死角区域A (参照图6 及图7)进行拍摄。如上所述，摄像装置2具有作为图像传感器的摄像元件8。因此下面对 摄像元件8的侧摆角度g进行说明。图IOA、图10B是表示摄像装置2的摄 像元件8以及显示屏幕4的侧摆角度的说明图。在该图中，图10A的(a) 及(b)是表示摄像元件8的侧摆角度g的说明图，图10A的(b)是图10A 的(a)的要部放大图。图10B的(c)及(d)是表示显示屏幕4的侧摆角 度f的说明图，图10B的(d)是图10B的(c)的要部放大图。另外，在该 图中，与安装在装置主体5中的状态下的摄像元件8的摄像面8a和显示屏 幕4的朝向无关，摄像元件8的摄像面8a和显示屏幕4表示在同一平面上。如图10A、图10B所示，为了减轻由控制装置7进行的图像处理的运算 负荷并抑制画质变差，将摄像装置2的摄像元件8的侧摆角度g设定为与显 示屏幕4的侧摆角度f大致一致。在此，摄像元件8的侧摆角度g是该摄像 元件8的像素的排列方向T的侧摆角度，显示屏幕4的侧摆角度f是该显示 屏幕4的像素的排列方向S的侧摆角度。此外，像素的排列方向T、 S是指， 像素按照规定的规则而排列的方向。因此，对于一个摄像元件8或者显示屏 幕4，有时存在沿一条直线的一个方向，沿两条垂直相交的直线的二个方向， 或者沿60°纵摆角度的三条直线的三个方向等多个方向。在图示的例子中， 所有的侧摆角度都表示为以水平H为基准的角度。在本实施方式中，摄像元 件8为矩形形状(在此为正方形)。另外，如上所述，显示屏幕4也为矩形 形状(在此为长方形)。并且，摄像元件8的像素排列成与摄像元件8的各14边平行的格子状，显示屏幕4的像素排列成与显示屏幕4的各边平行的格子状。在该情况下，像素的排列方向T、 S与摄像元件8及显示屏幕4 一同都 是2个方向。因此，在本实施方式中，摄像元件8的侧摆角度g与摄像元件 8的外形(或各边)的侧摆角度一致，显示屏幕4的侧摆角度f与显示屏幕4 的外形(或各边)的侧摆角度一致。另外，摄像元件8及显示屏幕4的各像 素的形状并不仅限于如图IOA、图10B示的矩形形状，也可以是例如六角形 或菱形等各种多边形或圆形等。此外，这里的摄像元件8的侧摆角度g是相对于该摄像元件8的摄像面 8a的围绕垂直轴的角度，显示屏幕4的侧摆角度f是围绕垂直于该显示屏幕 4垂直轴的角度。即，摄像元件8及显示屏幕4与安装在装置主体5中的状 态下的摄像元件8的摄像面8a和显示屏幕4的朝向无关，被设置为围绕各 自的垂直轴在同一方向上仅旋转大致相同的角度的状态。如上所述，在图 IOA、图10B中，摄像元件8的摄像面8a和显示屏幕4表示在同一平面上。 即，如图10A的(a)所示，摄像元件8的摄像面8a配置在配置于纸面上的 由x轴和y轴构成的平面上，其垂直轴为z轴。另外，摄像面8a的垂直轴z 与摄像装置2的光轴一致。同样，如图IOB的(c)所示，显示屏幕4配置 在配置于纸面上的由x轴和y轴构成的平面上，其垂直轴为z轴。并且，在 如图IOA、图10B所示的例子中，摄像元件8的围绕垂直轴z的侧摆角度g 约20° ，显示屏幕4的围绕垂直轴z的侧摆角度f也约20。，设定为大致相 同。如上所述，通过构成为这样的结构，为了确保驾驶员D (参照图7)能 够容易进行观察，并且不会产生新的视线死角，即使在向三维各方向倾斜的 配置显示屏幕4的情况下，也能够减少用于修正该显示屏幕4的侧摆方向的 倾斜的影响的图像处理。因此，能够减轻由控制装置7进行的图像处理的运 算负荷，并抑制画质变差。另外，在实际上将摄像装置2及显示装置3安装在装置主体5上的状态 中，与图IOA、图10B所示的状态不同，表示摄像元件8的摄像面8a和显 示屏幕4的各自朝向的垂直轴z的方向不同。因此，摄像元件8的摄像面8a 和显示屏幕4位于不同的平面上。6.控制装置的图像处理下面，对该控制装置7 (参照图4)所进行的图像处理的内容进行说明。作为图像处理单元的控制装置7将由摄像装置2拍摄的摄影图像Gt变换为驾驶者视点图像Gd后，进行将该驾驶者视点图像Gd变成显示面图像Gs的 图像处理，其中上述驾驶者视点图像Gd是从驾驶员的视点D能够看到的图 像，上述显示面图像Gs是包含显示装置3的显示屏幕4的平面上的图像。 并且，控制装置7将变换后的显示面图像Gs的信息向显示装置3输出，并 显示在显示屏幕4上。下面，参照图11对该控制装置7所进行的图像处理 进行说明。控制装置7在进行图像处理时，将驾驶员的视点De、摄像装置2、显示 装置3的显示屏幕4以及作成驾驶者视点图像Gd的假想平面Ev的各个位置、 方向等有关的关系信息作为条件来使用。在此，如上所述，摄像装置2及显 示装置3与安装在车辆C上的装置主体5成为一体地被设置。从而，以车辆 C为基准来确定摄像装置2的位置、摄像方向F (光轴方向)、以及摄像元 件8的侧摆角度g (参照图IOA、图10B)。同样地，以车辆C为基准来确 定显示装置3的显示屏幕4的位置、方向、以及侧摆角度f (参照图IOA、 图10B)。另外，也可以将这样的显示屏幕4的位置等作为矩形形状的显示 屏幕4的3个角部的坐标信息来进行确定。另一方面，驾驶员的视点De根据各驾驶员的不同而不同。从而，通过 未图示的视点位置确定单元来确定驾驶员的视点De的位置。作为该视点位 置确定单元，例如可以使用通过设置在车室内的摄像机等来拍摄驾驶员的脸 部图像，对该脸部图像进行解析，从而检测出驾驶员的视点De的位置的方 法。此外，可以使用通过超声波传感器或激光扫描仪等来检测驾驶员头部的 位置，从该检测到的头部的位置来推测驾驶员的视点De的位置的方法。此 外，还可以使用通过各部的传感器来检测车辆C的后视镜和两侧的反光镜16 的角度，座位的位置及头枕(head rest)的高度等，再由该检测值间接地检 测驾驶员的视点De的位置的方法。另外，还可以使用要求输入驾驶员的身 高、座位高度等的身体信息，再根据该输入信息来推测驾驶员的视点De的 位置的方法。或者，也可以使用这样的方法使用假定标准体型的驾驶员位 于标准的驾驶位置时的驾驶员的视点De的位置，在显示装置3上显示外面 的景物的图像，之后驾驶员边看该图像边手动调整显示屏幕4上的图像的位 置及方向，以使图像与实际的景物相吻合。如果如上述所述地确定了驾驶员的视点De的位置，驾驶员的视线方向Dd就确定为从驾驶员的视点De的位 置朝向显示屏幕4的中心部的方向。根据如上述所确定的驾驶员的视点De、摄像装置2、及显示装置3的显 示屏幕4的各自的位置、方向等条件，来适当地确定假想平面Ev的位置及 方向，其中上述假想平面Ev用于作成驾驶者视点图像Gd。作为该假想平面 Ev的决定方法，例如将包含从驾驶员的视点De向视线方向Dd延长的的直 线与地面的交叉的点，且在俯视图中与该视线方向Dd垂直相交的铅垂平面 作为假想平面Ev。此外，也可以将配置在与驾驶员的视点De或摄像装置2 仅相距规定距离的位置，且在俯视图中与该视线方向Dd垂直相交的铅垂平 面作为假想平面Ev。此时，将与驾驶员的视点De或摄像装置2之间的距离 设定为例如5~50m的范围是合适的。此外，假想平面Ev不仅限于铅垂平面， 也可以是例如，象与驾驶员的视线方向Dd垂直相交的面等一样相对于铅垂 方向倾斜的面，或者也可以是球面等曲面。并且，如图ll所示，控制装置7使用如上述所确定的条件，对由摄像 装置2所拍摄的摄影图像Gt进行图像处理。在图11中，用圆点来表示各图 像Gt、 Gd、 Gs上的对应像素。该各图像Gt、 Gd、 Gs上的圆点的排列表示 了，在摄影图像Gt所属的摄像平面Et上等间隔排列的6个像素通过图像处 理发生怎样的变化。在此，摄像平面Et是与摄像元件8的摄像面8a (参照 图IOA、图10B)平行的平面，且与摄像方向F (光轴方向)垂直相交的平 面。另外，在图11中参照本实施方式的驾驶支援装置1的结构，摄像装置2 设置在显示屏幕4的上方，但是为了便于观察附图，将驾驶员的视线方向 Dd与摄像方向F之间的关系以比实际角度大的方式进行表示。首先，控制装置7进行将由摄像装置2拍摄的摄影图像Gt变换成驾驶 者视点图像Gd的变换处理，其中上述驾驶者视点图像Gd是从驾驶员的视 点De能够看到的图像。作为该变换处理，根据摄影图像Gt所属的摄像平面 Et和上述求得的假想平面Ev之间的关系来进行投影变换。该投影变换根据 摄像平面Et的垂直轴和假想平面Ev的垂直轴之间的角度差，来向仅倾斜该 角度差的平面上投影摄影图像Gt。这样向假想平面Ev投影的图像成为驾驶 者视点图像Gd。从而，在该驾驶者视点图像Gd中，摄影图像Gt中的各像 素之间的相等的间隔产生变化。在如图ll所示的例子中，通过该投影变换，17驾驶者视点图像Gd的下方方向越宽。接着，控制装置7进行将通过上述变换生成的驾驶者视点图像Gd变换成显示面图像Gs，上述显示面图像Gs是包含显示装置3的显示屏幕4的平 面上的图像。作为该变换处理，在此根据假想平面Ev和包含显示屏幕4的 显示平面Es之间的关系来进行投影变换。该投影变换根据假想平面Ev的垂 直轴和显示平面Es的垂直轴之间的角度差，来向仅倾斜该角度差的平面上 投影驾驶者视点图像Gd。这样投影在显示平面Es上的图像成为显示面图像 Gs。从而，在该显示面图像Gs中，摄影图像Gt中的各像素之间的相等的间 隔相对于驾驶者视点图像Gd产生变化。在如图11所示的例子中，通过该投 影变换，使像素的间隔变换为越往显示面图像Gs的下方方向，相对于驾驶 者视点图像Gd变得越宽。然后，控制装置7从通过上述变换而生成的显示面图像Gs中选出与显 示屏幕4的显示区域相对应的部分，并向显示装置3输出，从而显示在显示 屏幕4上。能够根据如上述所确定的驾驶员的视点De的位置及视线方向Dd， 和显示屏幕4的位置、方向、即侧摆角度来确定在显示面图像Gs所属的显 示平面Es中与显示屏幕4的显示区域相对应的部分。从而，控制装置7从 显示面图像Gs中选出与如上述所确定的显示屏幕4的显示区域相对应的部 分。然后，将如上述所选出的图像通过显示装置3显示在显示屏幕4上。此 时，如上所述，因为摄像装置2的摄像元件8的侧摆角度g设置为与显示屏 幕4的侧摆角度f大致相同(参照图IOA、图10B)，所以构成显示面图像 Gs的各像素的排列方向的侧摆角度变成与显示屏幕4的像素的排列方向S 的侧摆角度f大致一致。从而，能够减少用于修正显示屏幕4的侧摆方向的 倾斜的影响的图像处理，因此能够减轻控制装置7所进行的图像处理的运算 负荷，抑制画质变差。并且，通过进行如上所述的图像处理，显示在显示装 置3的显示屏幕4上的图像与驾驶员透过前车窗11及侧车窗12所看到的外 面的景物连接在一起。从而，在显示屏幕4上显示对于驾驶员不产生不协调 感的状态的视线死角区域A的图像，从而能够进行适当的驾驶支援。7.其他实施方式(1)在上述实施方式中，以将本发明的驾驶支援装置1安装在驾驶席 侧的前柱9上为例进行了说明。但是，本发明并不仅限于此。因此，如图12所示，除了驾驶席侧的前柱9以外，也适合在副驾驶席侧的前柱9上也同样 安装驾驶支援装置l。在该情况下，最好使副驾驶席侧的驾驶支援装置1相 对于上述实施方式中所说明的驾驶支援装置l构成镜像对称。此外，虽然省 略了图示，本发明的驾驶支援装置1不仅限于前柱9，也适合于设置在后柱(rearpillar)、侧柱(sidepillar)等上。在该情况下，将装置主体5的安装 部6和显示屏幕4的位置关系，以显示屏幕4配置在由各立柱及与该立柱相 连的车门(包括后车门(backdoor))等的不透明部件所形成的驾驶员的视 线死角区域内的方式进行设定。(2) 在上述实施方式中，以将摄像装置2配置在车辆C的前车窗11的 上部的情况为例进行了说明。但是，摄像装置2的配置不仅限于该位置。从 而，例如如图13所示，在前柱9 (立柱的一例)中设置有小车窗17的情况 下，将摄像装置2配置在装置主体5的安装部6中的与该小车窗17相对应 的位置也是合适的。在该情况下，装置主体5在安装部6中的与该小车窗17 相对应的位置具有摄像装置2的支撑部，以使摄像装置2配置在该位置。在 摄像装置2配置在上述位置的情况下，能够使摄像装置2的摄像方向F更加 接近驾驶者的视线方向Dd (参照图11)。从而，能够进一步减轻由控制装 置7进行的图像处理的运算负荷，抑制画质变差。(3) 在上述实施方式中，以不透明部件是车门的车窗框10的情况为例 进行了说明。但是，本发明中的与立柱相连的不透明部件不仅限于车门的车 窗框IO，也可以是车门、车窗的密封材料，两侧的反光镜的根部，车门衬板(doorpanel)，仪表板，车顶等。(4) 在上述实施方式中，以显示装置3的显示屏幕4的形状是矩形形 状为例进行了说明。这主要是因为显示屏幕4的形状为矩形形状或正方形时 的制造成本低，能够控制成本。因此，如果解决了制造成本的问题，显示屏 幕4的形状可以是例如菱形、梯形、三角形等，或者圆形、使用曲线的各种 形状。(5) 在上述实施方式中，以摄像装置2被固定在装置主体5中为例进 行了说明。但是，本发明的实施方式不仅限于此。从而，为了能够调整摄像 装置2的摄像方向，在装置主体5的安装部分上设置调整机构也是适用于本 发明的一个实施方式。此外，摄像装置2和装置主体5分开设置也是适用于19本发明的一个实施方式。在该情况下，由于摄像装置2的配置未受到装置主体5的位置的限制，因此将摄像装置2配置在不会妨碍驾驶员的视野，并且 能够拍摄上述视线死角区域A的任意位置。从而，可以将摄像装置2配置在 例如后视镜的背面、仪表板上等。(6) 在上述实施方式中，以显示装置3被固定在装置主体5中为例进 行了说明。但是，本发明的实施方式不仅限于此。从而，为了能够调整显示 装置3的显示屏幕4的方向，在装置主体5的安装部分设置调整机构也是适 用于本发明的实施方式中的一种。(7) 在上述实施方式中，以前柱9的室内侧一面9a是不具有内部装饰 部件的前柱9的室内侧一面9a为例进行了说明，其中上述室内侧一面9a是 安装装置主体5的安装部6的对象。但是，本发明的实施方式不仅限于此。 从而，使装置主体5的安装部6的形状为与具有内部装饰部件的前柱9的室 内侧一面9a相吻合的形状，从该内部装饰部件的上方来安装装置主体5的 安装部6，这也是适用于本发明的实施方式中的一种。(8) 在上述实施方式中，以控制装置7进行从显示面图像Gs中选出与 显示屏幕4的显示区域相对应的部分的处理，并将其显示在显示装置3上为 例进行了说明，其中上述显示面图像Gs是进行了 2次投影变换后的显示面 图像Gs。但是，进行上述选出处理的对象不仅限定于显示面图像Gs，也可 以对驾驶者视点图像Gd或者摄影图像Gt进行。这样，通过对投影变换前的 图像进行上述选出处理，能够减轻成为投影变换的对象的图像的数据量，能 够减轻用于变换处理的运算负荷。因此，在对摄影图像Gt进行了选出处理 的情况下，能够减轻2次投影变换的两方的对象的图像的数据量，从而能够 最大限度地减轻运算负荷。在该情况下，控制装置7通过进行上述2次投影 变换的逆变换，来求出与显示屏幕4的显示区域相对应的摄像平面Et上的区 域，从而进行从摄影图像Gt中选出与显示屏幕4的显示区域相对应的部分 的处理。(9) 本实施方式的车辆用驾驶支援装置的其他的特征结构为，具有 摄像装置，其用于拍摄车辆的外面；装置主体，其具有安装在车辆的立柱的 室内侧一面的安装部；显示装置，与上述装置主体成为一体地设置在相对于 上述安装部的室内侧，并具有显示由上述摄像装置所拍摄的图像的显示屏幕，而且，将上述装置主体的上述安装部和上述显示屏幕的位置关系，以使 上述显示屏幕能够配置在由上述立柱以及与该立柱相连的不透明部件而形 成的驾驶员的视线死角区域内的方式进行设定。因此，即使在对显示屏幕的形状存在制约的情况下，考虑到立柱以外的 形成驾驶员的视线死角的部件，也能够以既确保驾驶员可容易地进行观察又 不产生新的视线死角的方式适当地配置显示屏幕，从而能够减少驾驶者的视 线死角，有效地进行驾驶支援。(10) 此外，优选将上述显示屏幕的一部分配置在由上述不透明部件形 成的视线死角区域内，从而能够有效地利用与立柱相连的车门的窗框等的不 透明部件，来进行显示装置的显示屏幕的配置。因此，即使在对显示屏幕的 形状存在制约的情况下，能够适当地确保显示屏幕的大小，也能够减少驾驶 者的视线死角，从而有效地进行驾驶支援。(11) 此外，上述装置主体的优选的构成是通过从上述立柱侧向上述 不透明部件侧延伸出的延伸部来支撑配置在由上述不透明部件形成视线死 角区域内的上述显示屏幕的一部分。在显示屏幕的一部分配置在由不透明部 件所形成的视线死角区域内的情况下，即使与立柱相连的不透明部件是车门 等可动部件的情况，也能够将显示屏幕配置在由前柱和与前柱相连的不透明 部件形成的驾驶员的视线死角区域内。(12) 此外，关于车辆的纵摆方向的角度，优选的是将上述装置主体 的上述安装部和上述显示屏幕之间的关系，以上述显示屏幕的角度处于从与 上述立柱的倾斜角相等的角度到与驾驶员的视线方向垂直的角度之间的方 式进行设定。根据该结构，既考虑到了是否可容易进行观察又能够确保适当 的显示屏幕的上下长度，显示屏幕的法线方向比驾驶员的视线方向更朝向下 方，从而能够避免因从车外射入的光线在屏幕上进行反射而导致驾驶员看不 清显示屏幕的情况，并且还能够将显示屏幕的角度设为对于驾驶员来讲容易 进行观察的角度，从而能够确保驾驶员容易观察显示屏幕。(13) 此外，关于车辆的横摆方向的角度，优选的是将上述装置主体 的上述安装部和上述显示屏幕之间的关系，以上述显示屏幕的角度处于从与 驾驶员的视线方向垂直的角度起到与车辆C的前后方向L平行的角度之间的 方式进行设定。21根据该结构，能够确保显示屏幕的宽度为容易进行观察的适当宽度，防 止了宽度变得过小的情况，从而能够确保驾驶员容易观察显示屏幕。(14)此外，关于车辆的侧摆方向的角度，优选的是将上述装置主体 的上述安装部和上述显示屏幕之间的关系，以上述显示屏幕的一条侧边的角 度变成相对于铅垂方向而倾斜的角度的方式进行设定。根据该结构，即使是在对显示屏幕的形状存在制约的情况下，也能够将 该显示屏幕配置为例如沿着立柱的倾斜角度而倾斜。因此，能够有效地利用 由立柱及与该立柱相连的不透明部件所形成的驾驶员的视线死角区域，来对 显示屏幕进行配置。产业上利用的可能性通过将本发明安装在车辆的立柱上，能够减少驾驶员的视线死角，因此 适合利用于驾驶员的车辆的驾驶支援。
权利要求
1.一种车辆用驾驶支援装置，其特征在于，具有摄像装置，其用于拍摄车辆的外面；装置主体，其具有用于向车辆的立柱的室内侧一面安装的安装部；显示装置，其与上述装置主体成为一体地设置在相对于上述安装部的室内侧，并具有用于显示上述摄像装置所拍摄的图像的显示屏幕，其中，上述摄像装置的摄像元件的侧摆角度设定成与上述显示装置的显示屏幕的侧摆角度大致相同。
2. 如权利要求1所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 上述摄像元件的侧摆角度是该摄像元件的像素的排列方向的侧摆角度， 上述显示屏幕的侧摆角度是该显示屏幕的像素的排列方向的侧摆角度。
3. 如权利要求1或2所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 上述摄像元件的侧摆角度是围绕垂直于该摄像元件的摄像面的垂直轴的角度，上述显示屏幕的侧摆角度是围绕垂直于该显示屏幕的垂直轴的角度。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 上述显示屏幕的一条侧边沿着上述立柱的侧边配置。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 上述显示屏幕的一条侧边沿着前柱的前侧边配置。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 上述摄像装置设置成与上述装置主体成为一体。
7. 如权利要求1 6中任一项所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 上述摄像装置配置在车辆的前车窗的上部。
8. 如权利要求1~6中任一项所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 在上述立柱中存在小车窗的情况下，上述摄像装置配置在上述安装部上的与 上述小车窗对应的位置。
9. 如权利要求1~8中任一项所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 上述摄像装置配置成与上述立柱相邻接。
10. 如权利要求1~9中任一项所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 上述安装部具有与车辆的立柱的室内侧一面的形状相吻合的形状。
11. 如权利要求1~10中任一项所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 上述摄像元件及上述显示屏幕是矩形形状。
12. 如权利要求1 11中任一项所述的车辆用驾驶支援装置，其特征在于， 还具有图像处理单元，该图像处理单元在将摄像装置所拍摄的图像变换为驾 驶者视点图像后，将该驾驶者视点图像变换成显示面图像并输出到上述显示 装置中，其中，上述驾驶者视点图像是从驾驶员的视点能够看到的图像，上 述显示面图像是包含上述显示屏幕的平面上的图像。
全文摘要
本发明提供一种车辆用驾驶支援装置，即使是在各方向倾斜配置显示屏幕的情况下，也能够减轻图像处理的运算负荷并抑制画质变差，其中上述图像处理用于将通过摄像装置拍摄到的图像显示在显示装置上。其具有摄像装置，其用于拍摄车辆的外面；装置主体，其具有用于向车辆的立柱的室内侧一面安装的安装部；显示装置，与上述装置主体成为一体地设置在相对于上述安装部的室内侧，并具有显示屏幕(4)，其中，上述摄像装置的摄像元件(8)的侧摆角度(g)设定成与上述显示装置的显示屏幕(4)的侧摆角度(f)大致相同。
文档编号B60R1/00GK101323292SQ200810099948
公开日2008年12月17日 申请日期2008年5月29日 优先权日2007年6月13日
发明者冈部英文, 洼田智气, 高木实 申请人:爱信艾达株式会社