專利名稱：用于車載攝像機(jī)的圖像顯示方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車載攝像機(jī)的圖像顯示方法，通過由安裝在車輛上的后視攝像機(jī)拍攝的圖像被顯示在顯示設(shè)備的屏幕上，駕駛員可以從駕駛員的座位處看到該圖像，本發(fā)明還涉及使用該方法的裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于車載攝像機(jī)的圖像顯示方法，其用于在通過將原像的視點(diǎn)轉(zhuǎn)換到虛視點(diǎn)得到的圖像顯示在屏幕上時(shí)警告駕駛員本車的出現(xiàn)的范圍，以使駕駛員可以在視覺上識(shí)別車輛的周圍情況，本發(fā)明還涉及為使用該方法的裝置。
背景技術(shù)：
已經(jīng)普及的車輛具有安裝其上的裝置，該裝置使得當(dāng)車輛反向行駛時(shí)，通過將車輛的背后的后視攝像機(jī)獲取的圖像顯示在車輛導(dǎo)航屏幕上，駕駛員可以從駕駛員的座位上進(jìn)行觀看，以確保安全地繼續(xù)后退。至于后視攝像機(jī)，提供了設(shè)計(jì)用于拍攝圖像的廣角鏡頭，其覆蓋了車輛的后部的寬周圍，并可以顯示在單屏幕上，其可以防止在車輛停止前倒車撞上障礙物。
雖然廣角鏡頭攝像機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于覆蓋寬范圍的圖像可以被拍攝以顯示在單屏幕上，從而開闊了視野，但是，實(shí)際上，由于覆蓋如此廣闊范圍的圖像必須被壓縮以適合于一個(gè)屏幕，因此顯示的圖像被扭曲，從而使得不容易獲得距離和方向的感覺。由此，提出了一種技術(shù)，如圖7所示，由安裝在車輛1的后部的后視攝像機(jī)2拍攝的圖像被轉(zhuǎn)換為從位于車輛的后部之上的虛視點(diǎn)3觀測到的圖像，如此獲得的圖像被顯示在屏幕上。
與視點(diǎn)轉(zhuǎn)換相關(guān)的傳統(tǒng)技術(shù)在如JP-A-2000-229547中進(jìn)行了描述。根據(jù)該公開文本中所披露的技術(shù)，攝像機(jī)用于拍攝與車輛的周圍相鄰的物理對(duì)象的相關(guān)設(shè)置的圖像，而當(dāng)車輛正被停放時(shí)，代表車輛的運(yùn)動(dòng)(假定的運(yùn)動(dòng)模型)的附加的圖像數(shù)據(jù)疊加在由攝像機(jī)拍攝的圖像的顯示畫面上。
由于通過轉(zhuǎn)換后視攝像機(jī)拍攝的圖像得到的從虛視點(diǎn)3觀測的圖像代表車輛的后部的頂部圖像，因此，該圖像有助于駕駛員直觀地確定物理對(duì)象的周圍設(shè)置和駕駛車輛。然而，由視點(diǎn)變換得到的圖像產(chǎn)生了另一個(gè)問題。
如圖8所示，假設(shè)連接到本車1的后部的后視攝像機(jī)2正在拍攝相鄰車輛5的后保險(xiǎn)杠6。并且，假設(shè)視線從后視攝像機(jī)2延伸到后保險(xiǎn)杠6的圖像拾取點(diǎn)和地面，由此，其所到達(dá)的點(diǎn)為輪胎與地面相接觸的點(diǎn)7。另外，假設(shè)本車1與相鄰車輛1中間的距離為幾個(gè)cm，本車1和輪胎與地面相接觸的點(diǎn)7之間的距離為Xcm(＞本車1與相鄰車輛5之間的距離)。
當(dāng)認(rèn)為相鄰車輛5的后保險(xiǎn)杠6和輪胎接地點(diǎn)7具有相同的圖像拾取點(diǎn)時(shí)后視攝像機(jī)2拍攝圖像，由拍攝圖像的視點(diǎn)轉(zhuǎn)換提供的圖像(圖9)為拍攝圖像向下投影到地面上的圖像。因此，在圖8中，當(dāng)車輛1接近相鄰車輛5時(shí)，車輛之間的距離將至多為Xcm。即，對(duì)于位于地面之上的距離處的障礙物(在該實(shí)施例中為相鄰車輛5的后保險(xiǎn)杠6)，在遠(yuǎn)離本車1的方向上，圖像被嚴(yán)重扭曲。由此，當(dāng)由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像不變地顯示在屏幕上時(shí)，由駕駛員接收到的印象將是障礙物位于遠(yuǎn)于其真實(shí)位置的位置處。
同樣，如圖10所示，當(dāng)隱藏的皺紋紙盒8正好位于本車1的左后部時(shí)，由皺紋紙盒8的圖像的視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像如圖11所示。由此，當(dāng)圖11中的圖像顯示在屏幕上時(shí)，其導(dǎo)致駕駛員錯(cuò)誤地相信障礙物8位于距本車1的后部一段距離的位置上，從而使得本車向后移動(dòng)時(shí)撞上障礙物8。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于車載攝像機(jī)的圖像顯示方法，從而當(dāng)由后視攝像機(jī)拍攝的圖像經(jīng)過視點(diǎn)轉(zhuǎn)換而得到的圖像被顯示在屏幕上時(shí)，駕駛員可以被準(zhǔn)確地告知本車的后部目前的范圍，本發(fā)明還提供了一種使用該方法的裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的圖像顯示方法及使用該方法的裝置特征在于提供了警告線的顯示，用于為駕駛員描繪車輛所處的區(qū)域范圍，其疊加在由后視攝像機(jī)拍攝的圖像經(jīng)過視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像上。通過該警告，可以防止駕駛員從由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換獲得的圖像接收錯(cuò)誤印象。
在上述結(jié)構(gòu)中，用于警告線的圖像最好提前準(zhǔn)備在存儲(chǔ)裝置中。從而，包括警告線的圖像可以作為和車輛變化相關(guān)的情況一起實(shí)時(shí)顯示。
并且，最好當(dāng)存在用于視點(diǎn)轉(zhuǎn)換的多個(gè)虛視點(diǎn)位置時(shí)，并且當(dāng)多個(gè)用于視點(diǎn)轉(zhuǎn)換的映象表分別相關(guān)于虛視點(diǎn)位置被準(zhǔn)備時(shí)，用于每個(gè)映象表的警告線數(shù)據(jù)被提前準(zhǔn)備在存儲(chǔ)裝置中。上述結(jié)構(gòu)中，由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的最佳圖像可以不斷地提供給駕駛員，車輛所處的范圍可以相關(guān)于每個(gè)由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像提供給駕駛員。并且，當(dāng)向各車輛模型提供警告線數(shù)據(jù)時(shí)，可以顯示相應(yīng)于各車輛的尺寸和形狀的最佳警告線。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像顯示裝置的構(gòu)成圖；圖2是由根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的圖像顯示裝置執(zhí)行的操作過程的流程圖；圖3是實(shí)例照片，其中，疊加在由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像上的車輛警告線被顯示出來；圖4是另一車輛警告線實(shí)例的圖；圖5是附加的車輛警告線實(shí)例的圖；圖6是再一車輛警告線實(shí)例的圖；圖7是解釋視點(diǎn)轉(zhuǎn)換的圖；圖8是示出了相鄰車輛和后視攝像機(jī)之間存在的位置關(guān)系的圖；圖9是示出了由圖8中所示的后視攝像機(jī)拍攝的圖像經(jīng)過視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像；圖10是解釋車輛后部的障礙物位置的圖；和圖11是由圖10中的位置關(guān)系的視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像。
在附圖中，附圖標(biāo)記1代表車輛，3代表虛視點(diǎn)，10代表圖像顯示裝置，15代表視點(diǎn)選擇器，17a和17b代表車載攝像機(jī)，18代表顯示裝置，20代表CPU，23a和23b代表視點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置，24代表攝像圖像合成裝置，25代表警告線疊加裝置，30代表存儲(chǔ)器(存儲(chǔ)裝置)，31代表車輛警告線數(shù)據(jù)表，32代表視點(diǎn)轉(zhuǎn)換映象表，40代表表選擇裝置，50、51、52、53、54和55代表警告線。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于車載攝像機(jī)的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖像顯示裝置10包括CPU20、存儲(chǔ)器(存儲(chǔ)裝置)30和表選擇裝置40。提供在駕駛員的座位處的并從駕駛員接收視點(diǎn)改變指令的視點(diǎn)選擇器15、兩個(gè)后視車載攝像機(jī)17a和17b以及車輛導(dǎo)航液晶顯示設(shè)備18連接到圖像顯示裝置10。在本實(shí)施例中，兩個(gè)后視攝像機(jī)分別安裝在車輛兩側(cè)的后部，由這些攝像機(jī)獲取的圖像被合成。由此，與圖10中所示的單個(gè)后視攝像機(jī)安裝在車輛的后部的中心的情況相比，由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換獲得的圖像的失真可以減小。
當(dāng)執(zhí)行每個(gè)特定程序時(shí)，CPU20用做警告線選擇裝置21，以基于從視點(diǎn)選擇器15接收的信號(hào)選擇車輛警告線數(shù)據(jù)，或用做視點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置23a和23b，以執(zhí)行由車載后視攝像機(jī)17a和17b獲取的圖像的視點(diǎn)轉(zhuǎn)換，或用做攝像圖像合成裝置24，以合成由車載攝像機(jī)17a和17b獲取的圖像，或用做警告線疊加裝置25，以在攝像圖像上疊加車輛警告線圖像。
車輛警告線數(shù)據(jù)表31和視點(diǎn)轉(zhuǎn)換映象表32存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30中。在車輛警告線數(shù)據(jù)表31中提前存儲(chǔ)的內(nèi)容是用于繪制警告線(輔助線)的數(shù)據(jù)，其疊加在由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像上，以想用戶傳送警告本車的范圍內(nèi)的目標(biāo)。
在該實(shí)施例中，當(dāng)疊加在由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像上時(shí)，車輛警告線被顯示出來。并且，虛視點(diǎn)的位置可以改變，不僅可以改變到直接位于車輛的中后部的頂部視點(diǎn)位置，而且可以改變到斜右后方的頂部視點(diǎn)位置，或斜左后方的頂部視點(diǎn)位置等。當(dāng)虛視點(diǎn)改變時(shí)，疊加到從每個(gè)虛視點(diǎn)觀測到的圖像上的車輛警告線圖像必須改變。
因此，在該實(shí)施例中，為每個(gè)虛視點(diǎn)準(zhǔn)備車輛警告線數(shù)據(jù)，警告線選擇裝置21基于從視點(diǎn)選擇器5接收到的相應(yīng)的信號(hào)選擇車輛警告線數(shù)據(jù)。
視點(diǎn)轉(zhuǎn)換映象表32用于改變由攝像機(jī)拍攝的圖像(實(shí)際圖像)的坐標(biāo)。由于坐標(biāo)變換過程需要很長的計(jì)算時(shí)間，并且難于實(shí)時(shí)地顯示在屏幕上，因此，坐標(biāo)變換映象表被提前準(zhǔn)備，并且用于真實(shí)圖像的象素?cái)?shù)據(jù)被重新排列在映象表中，以通過視點(diǎn)轉(zhuǎn)換能夠獲得希望的圖像。該映象表被提供給每個(gè)虛視點(diǎn)位置，并為每個(gè)映象表準(zhǔn)備車輛警告線數(shù)據(jù)。
表選擇裝置40使用由視點(diǎn)選擇器5發(fā)射的選擇信號(hào)來選擇已經(jīng)為各虛視點(diǎn)準(zhǔn)備好的映象表中的一個(gè)。然后視點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置23a和23b使用由表選擇裝置40選擇的映象表重新排列由攝像機(jī)17a和17b拍攝的真實(shí)圖像的象素?cái)?shù)據(jù)，并生成及輸出通過視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像。
攝像圖像合成裝置24合成由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置23a通過對(duì)攝像機(jī)17a拍攝的車輛的右后部圖像執(zhí)行視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像和由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置23b通過對(duì)攝像機(jī)17b拍攝的車輛的左后部圖像執(zhí)行視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像，并生成一個(gè)從左到右寬角度的圖像。
警告線疊加裝置25將從車輛警告線數(shù)據(jù)表31讀取的車輛警告顯數(shù)據(jù)疊加到由攝像圖像合成裝置24輸出的圖像上，并將疊加的圖像輸出到顯示設(shè)備18。
圖2是由根據(jù)本實(shí)施例的圖像顯示裝置執(zhí)行的處理過程的流程圖。當(dāng)駕駛員打開安裝在駕駛員座位上的視點(diǎn)選擇器15時(shí)，或當(dāng)駕駛員操作用于視點(diǎn)選擇器15的開關(guān)以改變虛視點(diǎn)位置時(shí)，圖2中的流程圖開始。首先，在該處理過程中，基于激活選擇的開關(guān)信號(hào)獲得代表由駕駛員希望的(指定的)虛視點(diǎn)位置的信息(步驟S1)。
在步驟S2，基于虛視點(diǎn)位置信息確定相關(guān)的視點(diǎn)轉(zhuǎn)換映象表。在步驟S3，相應(yīng)于在步驟S2確定的映象表的車輛警告線數(shù)據(jù)被從存儲(chǔ)器30中的警告線數(shù)據(jù)表31中讀取出來。
在步驟S4，由攝像機(jī)拍攝的真實(shí)圖像的各象素被重新排列在步驟S2中確定的映象表上以生成經(jīng)過視點(diǎn)轉(zhuǎn)換的圖像，用于車輛警告線的線圖像疊加在該得到的圖像上(步驟S5)。然后，合成圖像被傳送到顯示設(shè)備18，并顯示在屏幕上(步驟S6)。
在圖像已經(jīng)被顯示在屏幕上之后，程序控制返回到步驟S4。由于車輛逐漸向后移動(dòng)，由攝像機(jī)拍攝的圖像也逐漸改變，因此重復(fù)步驟S4到S6的過程，以使圖像可以相應(yīng)于由攝像機(jī)拍攝的圖像的改變而實(shí)時(shí)地顯示。
圖3是根據(jù)本實(shí)施例的代表由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到具有疊加的警告線的圖像的照片。在圖3中，用于本車的說明數(shù)據(jù)1a顯示有相鄰車輛5的嚴(yán)重扭曲的圖像(通常由于本車的圖像沒有由被車載攝像機(jī)觀測到，因此，說明數(shù)據(jù)被與由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像合成，合成圖像被顯示)。在圖3中，由真實(shí)圖像的視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像被示出，在屏幕上，連接到相鄰車輛5的保險(xiǎn)杠上的汽車牌照被嚴(yán)重扭曲。
根據(jù)該實(shí)施例，顯示的警告線50具有馬掌形框架的形狀，并包圍了本車的說明數(shù)據(jù)1a。在圖3所示的實(shí)施例中，警告線50的寬度為停車間隔中的分割線的寬度的2到2.5倍，從而獲得了距說明數(shù)據(jù)1a的后端的滿意的距離。
通過改變顯示方法，包括使用閃爍或紅色顯示，警告線50可以容易地從其他線條中區(qū)分出來。如，當(dāng)障礙物的圖像接近警告線50時(shí)，閃爍的速度可以增加，或者，紅黑顯示可以交替出現(xiàn)，以請(qǐng)求駕駛員，而不是簡單地接收屏幕上的視圖，以他或她自己的眼睛確認(rèn)發(fā)生了什么。另外，字符消息，如“下車進(jìn)行確認(rèn)”也可以顯示在屏幕上。
任意形狀都可以用于警告線50，由于根據(jù)車輛型號(hào)，其后部形狀不同，因此，最佳警告線數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)為適合于每種型號(hào)類型而準(zhǔn)備。圖4是另一警告線形狀的實(shí)例。在圖4中，在橫向方向上，兩個(gè)第一條狀警告線51以設(shè)定間隔被提供，兩個(gè)第二警告線52也被以設(shè)定間隔被提供。第一警告線51指出了本車的車體的寬度，第二警告線52指出了側(cè)視鏡的位置。
圖5是附加的警告線的實(shí)例。在圖5中，車體的圖像(本車的保險(xiǎn)杠的位置)使用較寬的警告線53被顯示，輔助線(第二警告線)54在距離警告線53預(yù)定距離的位置被顯示。
圖6是再一警告線實(shí)例。在圖6中，相應(yīng)于圖4中所描述的側(cè)視鏡的警告線55代替圖5中的第二警告線54被顯示。
各警告線的實(shí)例在圖3至圖6中示出。然而，由于警告線的類型由車輛的外部結(jié)構(gòu)而定，因此，最佳警告線形狀被確定并提前存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30中。攝像機(jī)可以安裝在前面或側(cè)面，警告線種類不會(huì)受到攝像機(jī)的定位的影響。
如上所述，在該實(shí)施例中，警告線被顯示在由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像上，以警告駕駛員該圖像的錯(cuò)誤圖釋。由此，有可能喚起駕駛員對(duì)本車的后部的障礙物和障礙物與本車之間的距離的注意。
本發(fā)明已經(jīng)通過參考具體實(shí)施例詳細(xì)描述而進(jìn)行了解釋。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的條件下，本發(fā)明可以進(jìn)行各種改變和改進(jìn)。
本發(fā)明是基于2001年4月24日提出的日本專利申請(qǐng)No.2001-126012申請(qǐng)的，其內(nèi)容在這里被參考并引用于此。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)對(duì)由后視攝像機(jī)拍攝的圖像的執(zhí)行視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像被顯示在屏幕上時(shí)，駕駛員可以被警告，在本車的后部的范圍內(nèi)具有障礙物。
權(quán)利要求
1.一種用于車載攝像機(jī)的圖像顯示方法，其包括下述步驟顯示警告線，用于向駕駛員描繪車輛存在范圍，其疊加在由后視攝像機(jī)拍攝的圖像經(jīng)過視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示方法，其中，所述警告線的圖像被提前準(zhǔn)備在存儲(chǔ)裝置中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示方法，其中，當(dāng)多個(gè)虛視點(diǎn)位置為所述視點(diǎn)轉(zhuǎn)換而存在時(shí)，和當(dāng)多個(gè)用于視點(diǎn)轉(zhuǎn)換的映象表與所述虛視點(diǎn)位置相關(guān)地被分別準(zhǔn)備時(shí)，用于每個(gè)所述映象表的警告線數(shù)據(jù)被提前準(zhǔn)備在所述存儲(chǔ)裝置中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任意一個(gè)權(quán)利要求所述的圖像顯示方法，其中，為單個(gè)的車輛型號(hào)提供所述警告線數(shù)據(jù)。
5.一種用于車載攝像機(jī)的圖像顯示裝置，包括視點(diǎn)轉(zhuǎn)換單元，用于產(chǎn)生由后視攝像機(jī)拍攝的圖像經(jīng)過視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像；和警告線疊加和顯示單元，用于顯示警告線，以便為駕駛員描繪車輛的存在范圍，警告線被疊加到所述圖像上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述圖像顯示裝置，還包括存儲(chǔ)裝置，所述警告線的圖像被提前準(zhǔn)備在其中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的圖像顯示裝置，其中多個(gè)虛視點(diǎn)位置為所述視點(diǎn)轉(zhuǎn)換而存在，其中多個(gè)用于視點(diǎn)轉(zhuǎn)換的映象表與所述虛視點(diǎn)位置相關(guān)地被分別準(zhǔn)備在所述存儲(chǔ)裝置中，其中用于每個(gè)所述映象表的警告線數(shù)據(jù)被提前準(zhǔn)備在所述存儲(chǔ)裝置中。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7任意一個(gè)權(quán)利要求所述的圖像顯示裝置，其中，為單個(gè)的車輛型號(hào)提供所述警告線數(shù)據(jù)。
全文摘要
當(dāng)由安裝在車輛(1a)上的后視攝像機(jī)拍攝的圖像變?yōu)閺奶撘朁c(diǎn)的位置上觀測到的圖像時(shí)，獲得的圖像顯示在屏幕上，用于傳送警告駕駛員車輛的后部的范圍內(nèi)的對(duì)象的存在的警告線(51)和(52)通過疊加到由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像上而被顯示出來。由此，當(dāng)由后視攝像機(jī)拍攝的圖像經(jīng)過視點(diǎn)轉(zhuǎn)換的得到的圖像被顯示在屏幕上時(shí)，駕駛員不但可以被告知本車的范圍內(nèi)的障礙物的存在，而且可以被告知由視點(diǎn)轉(zhuǎn)換得到的圖像所提供的錯(cuò)誤圖像解釋。
文檔編號(hào)G06T7/00GK1461561SQ02801324
公開日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2002年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月24日
發(fā)明者六戶部悅美, 增田悟, 三村榮年, 深山和樹 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社