JP2005294878A - 車両環境監視ユニット用ビデオ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両環境監視ユニット用ビデオ画像表示装置を提供する。
【解決手段】 車両環境監視ユニット０用ビデオ画像表示装置１。環境情報が、画像センサ３によって取得され、コンピュータ２により画像情報へと処理される。次いで、作成された画像情報が、ビデオ画像表示装置１上に車両運転者のために表示される。誤動作（例えば静止画像）に関して車両運転者に通知できるようにするために、取得された画像情報が中間記憶装置４内に格納される。次いで、最後に記録された画像が、画像処理アルゴリズム５を使用して中間記憶装置内の画像情報と比較され、許容できない偏差が検出された場合には、表示されたビデオ画像は修正されるか、あるいはビデオ表示装置の電源が切られる。ビデオ画像表示装置の機能における信頼性の高い試験を可能とするために、追加の車両運転パラメータ６が考慮され、車両運転者に誤動作を通知する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両環境監視ユニット用のビデオ表示装置に関する。

最新の車両には、車両運転者に対応するよう設計された、様々な運転者支援システムが備えられている。その中でますますその頻度が増しているものに、画像提供環境監視システムがある。自動車の分野においては、例えば、赤外線センサを使用して車両の前方の車両環境が検出される暗視システムがある。検出された環境データは、データ処理ユニットを使用して画像へと処理され、表示装置上に描写され、必要な場合には車両運転者がこの表示装置にアクセスすることができる。

特許文献１では、車両の前方の環境を観測するシステムが記載されている。このシステムの中には、システムに誤動作が生じると、それを特定するマイクロコンピュータが含まれる。誤動作またはエラーの判断は、特に、記録された画像の輝度データの評価に基づく。画像を記録するために２台のカメラが用いられ、それぞれ、車両の前方の環境の１枚の視像（投影像）を記録する。エラー検出の枠組みにおいては、まず、記録された画像データの光強度値が、立体像処理ユニットを使用して計算される。次いで、マイクロコンピュータまたはマイクロプロセッサが、計算された光強度値に基づいて、システムに誤動作が存在するかどうかを判断する。システム不良が生じた場合には、フェイルセーフ防止策がとられる。

特許文献２では、車両カメラ用の画像処理システムが記載されている。車両の環境下に設置された車両の車両カメラにより、個々の画像が撮像され、それからビデオ信号が生成される。画像処理システムは、自己診断ユニットを含む。この自己診断ユニットを使用して、車両カメラの機能が評価される。この評価の枠組みにおいては、２台の車両カメラの個々の画像が、互いに比較される。この比較には画像処理方法が用いられ、この画像処理方法では、オプティカルフローやフラックスなどのプロセスを用いることができる。

特許文献３では、車両用の追跡システムが記載されている。この追跡システムはカメラを含み、このカメラにより、環境下に位置する車両の画像が撮像され、それから、所定の時間間隔で画像信号が生成される。生成された画像信号は、第１の画像記憶装置内に格納される。ウィンドウ設定回路が、所定の時間に、格納された画像信号上に追走／追跡ウィンドウを設定し、第２の記憶装置が、追走ウィンドウが設定された画像信号を、基準画像信号として格納する。妨害検出装置が、第１の記憶装置内に格納された画像信号内に妨害が入ってきたかどうかを検出する。妨害があった場合には、補正装置が、妨害の影響を軽減するために、補間または同様の技術により、第１の記憶装置内に格納された画像信号を補正する。ウィンドウ更新装置が、格納されている基準画像信号と格納された画像信号との間の比較結果に従って、あるいは妨害が検出された場合には、基準画像信号と補正手段によって補正された画像信号との間の比較結果に従って、追走ウィンドウを更新する。しかしこのシステムにおいては、画像情報の表示中に、車両運転者にシステムの機能に関して通知がなされない。

欧州特許出願公開第１１７２６６５Ａ２号明細書 特開２００１２１１４６６Ａ号明細書 英国特許出願公開２２７６７９０ Ａ号明細書

従って、本発明は、機能性管理が実行される、車両環境監視ユニット用ビデオ画像表示装置のための新しい種類の装置を提供する課題に関する。

この課題は、本発明に従って、特許請求項１の特徴を有する装置により解決される。本発明の有利な実施形態およびさらなる発展形態が、従属請求項に記載されている。

本発明によれば、環境情報が少なくとも１台の画像センサを介して検出される、車両環境（車両環境監視ユニット）のビデオ画像表示装置が、製造される。本発明によれば、検出された環境情報は、まず、コンピュータ（プロセッサ）を使用して画像情報へと処理される。次いで、処理された画像情報は、ビデオ画像表示装置上に表示され、この表示された画像情報はさらに中間記憶装置内に格納される。中間記憶装置内に格納された画像情報は、画像処理アルゴリズムに基づいて、最後に（直近の）検出された画像と比較される。最後に検出された画像と中間記憶装置内に格納された画像情報との比較中に、許容できない偏差が生じたという判断がなされた場合には、表示されるビデオ画像が修正された形態で表される。本発明の枠組みにおいては、表示される画像の修正形態には、その画像がフェードアウトする、あるいはその画像が表示されないことも含まれると理解される。本発明では、最後に検出された画像と中間記憶装置内に格納された画像情報との比較の枠組みにおいて、追加の車両運転パラメータが考慮に入れられる。

車両運転パラメータが考慮に入れられるので、特に好ましい実施形態においては、車両環境ユニットを用いて処理された画像情報を信頼性試験にかけることができる。この信頼性試験の枠組みにおいては、最後に検出された画像と中間記憶装置内に格納された画像情報との間の許容できない偏差が考慮に入れられる。許容できない偏差を判断するために、ここでは車両運転パラメータが、特に、検出された画像情報または画像情報の画像パラメータと比較される。信頼性試験によって行われた機能制御（機能性管理）に基づいて、車両環境ユニットの機能に関して運転者に通知することが可能となる。

本発明の好ましい実施形態においては、運転パラメータは、車両が前方若しくは後方に移動しているか、または場合によっては、静止しているかに関する情報を提供するパラメータである。このため、例えば車輪の移動方向を測定するセンサが設けられる。ここでは車両の移動方向が、車軸の移動に基づいて、あるいは、例えば変速機のような車両駆動装置で直接、測定されることも考えられる。この移動情報を使用して、車両環境監視ユニットを介して検出された画像情報を信頼性試験にかけることができる。例えば、静止している車両の環境データの検査中には、情景の視像は変化するはずはない。しかし、静止している車両の環境を検査している時に、情景内の個々の対象物の位置および大きさは、それら自体の移動に基づいて変化し得る。他方、車両自体が動いている場合には、画像情報を検出することができ、情景全体の視像、並びに個々の対象物の位置および大きさの両方が変化する。個々の対象物の位置および大きさは、それ自体の移動及び／または相対移動に基づいて変化し得る。画像処理の当業者は、検出された画像情報に基づいて、車両自体の移動を判断することができる方法について認識しているであろう。検出されたデータが実際に測定された値と比較され、一致することが認められると、車両環境監視ユニットが正しく機能していることが、高度の信頼度で推定され得る。

本発明のさらに有利な実施形態においては、車両の運転パラメータは車両速度である。これにより、車両環境監視ユニットの機能を正確に試験することができる。ここで特に、画像情報が、所定の時間枠内において対象物の大きさおよび位置の変化に関して評価される。これらの対象物は、例えば、木、交通標識、または他の車両であり得る。それに加えて、車両環境監視ユニットのカメラの画像パラメータが知られていると、画像情報に基づいて車両自体の速度をまず推測することができ、その後、これを測定された車両速度と比較することができる。当業者は、車両内で速度を測定する速度計の様々な実施形態に精通しているであろう。

特に好ましい実施形態においては、最後に記録された画像と格納されている画像情報との間に許容できない偏差があった場合には、誤動作（エラー）メッセージがビデオ画像表示装置上に表示される。このため、誤動作メッセージを生成するために文字形式または記号形式が選択されることが、本発明の範囲内に含まれる。誤動作メッセージは、例えば環境画像上に重ね合わすことができる（重ねて表示され得る）。しかしもちろん、任意の可能な色で誤動作メッセージが表示される背景を表すことも可能である。このため、コンピュータ（プロセッサ）、あるいは場合によっては、車両環境監視ユニットの記憶装置が正しく機能していない場合、あるいはそれに使用可能な評価用運転パラメータがない場合には、誤動作メッセージを表示することも可能な手段が考案される。例えば誤動作のいろいろな原因について、様々な誤動作メッセージが読取記憶装置内に格納されていることが好ましい。これらの誤動作メッセージは、必要な場合には、ビデオ表示装置上に呼び出され、表示され得る。

その上、格納されている画像情報と最後に記録されたまたは認識された画像とで許容できない偏差があった場合には、ビデオ画像表示装置の電源を自動的に切ることが有効であることも見出されている。これにより、例えば、誤った画像情報が車両運転者に提示されることや、あるいは車両運転者がビデオ画像表示装置上の誤動作メッセージをうっかり見過ごすことも回避され得る。本明細書においては、ビデオ画像表示装置の電源が完全に切られ、車両運転者によってのみ再起動できる方式で、電源が切られる。しかしあるいは、表示装置の電源が切られた時に、待機モードが起動されることも考えられる。この場合には、最後に記録された画像と格納されている画像情報との間の許容できない偏差がもはや存在しなくなるとすぐに、ビデオ画像表示装置は、待機状態から戻り、表示操作を再開する。本明細書においては、待機状態中にビデオ画像表示装置を使用することができる他の車両システムも考えられる。

表示されたビデオ画像を補正するために、更新された画像が記録され、新しく記録された画像が最後に記録された画像と置き換わることが好ましい。短時間の許容できない偏差が画像情報内に存在する場合には、例えば、カメラの視像が短時間覆われた場合には、画像記録を更新することが特に有利である。このことは、例えば鳥や落葉がカメラのレンズの前近くを通り過ぎた時に生じ得る。この場合には、予め定められた数の更新画像記録が許容される。

予め定められた数の更新画像記録に引き続いて、画像情報の許容できない偏差が連続して存在する場合には、あるいは場合によっては、画像記録の更新開始が不可能である場合には、誤動作メッセージがビデオ画像表示装置上に表示される。ビデオ画像表示装置上に表示される誤動作メッセージの種類および方式については、既に上記に記載した。同時に、画像記録の更新開始が不可能である場合には、ビデオ画像表示装置の電源が自動的に切られることが考えられる。このようにして生じるビデオ画像表示装置の電源を切る種類や方式については、既に上記に記載した。

さらに有利な実施形態においては、最後に記録された画像と格納された画像情報との間の許容できない偏差について、ビデオ画像表示装置とは独立して、車両運転者に通知される。このため、車両環境監視ユニットに接続される警告手段が設けられる。許容できない偏差に関する情報は、この場合には、この種の警告手段に直ちに中継される。次いでユーザ（車両運転者、運転者）には、たとえビデオ画像表示装置を直接見ていなくても、あるいは場合によっては、環境条件により表示装置（ビデオ画像表示装置）を読み取ることが困難であっても、ビデオ画像表示装置の誤動作が警告される。さらに有利な方式においては、光学信号を使用して運転者に情報が提供され、その場合には、警告手段として光学表示装置手段が設けられる。これは、好ましくは車両運転者の視野内、例えば車両のダッシュボードに配置された簡単な表示灯であり得る。しかしもちろん、車両に適した光学表示装置手段の、他の任意の知られている変形形態もあり得る。表示灯の起動には、特別な色を割り当てることや、例えば特別な点滅頻度が考えられる。この場合には、最後に記録された画像と格納されている画像情報との間の許容できない偏差がもはや存在しなくなるまで、光学警告手段（光学表示装置手段）は起動されたままである。しかしもちろん、車両運転者による応答がなされるまで、光学警告手段（光学表示装置手段）が起動されたままであることも考えられる。

しかし、最後に記録された画像と格納されている画像情報との間の偏差に関して通知するために、警告手段として音響出力手段を用いた、音響信号を使用することも考えられる。本明細書においては、例えば言語メッセージや警告音などの様々な形式が、情報提供手段として考えられる。この音響出力手段は、具体的には、例えば拡声器またはブザーであり得る。この種の音響警告手段（音響出力手段）は、車両の内部空間内の様々な場所に組み込まれ得るか、あるいは既存の車両音響システム内に一体化され得る。音響警告手段（音響出力手段）は、この場合には、最後に記録された画像と格納されている画像情報との間の許容できない偏差がもはや存在しなくなくまで起動されたままである。もちろん、ユーザによる応答がなされるまで、音響警告手段（音響出力手段）が起動されたままであることも考えられる。

本発明は、特に暗視システムと連動している車両環境監視システム内で用いられ得る。視界が悪い場合に対象物（例えば他の交通当事者）を早めに認識するために、暗視システムが用いられることが好ましい。これにより、車両運転者がこのシステムを使用して、さらに遠くの距離を見渡すことが可能となる。表示には、暗い背景および明るい対象物の表示が含まれ得る。しかしここでは、車両から遠く離れて配置されている対象物の位置は、ビデオ画像表示装置内でわずか数ピクセルしか変化しない。この理由により、一般に、車両運転者が、このような状況においてビデオ画像表示装置が正しく機能しているかどうか、あるいは誤動作が生じたかどうかを認識することは困難であり、例えば車両が移動しているにも関らず、静止画像が表示される。静止画像が表示される場合には、他の交通当事者や突然生じた障害物などの、車両運転者にとって重大関心事である対象物はもはや表示されない。

本発明は、駐車場所を探索するために特に設計された車両環境監視システムにおいても用いられ得る。この種のシステム（車両環境監視システム）は、可視スペクトルに敏感な画像記録ユニットと共に機能し、車両内のビデオ画像表示装置上に、駐車空間または隙間の情景を車両運転者に表示する。ここでは、車両運転者は、暗視システムを使用した場合の状況とは異なり、遠い距離まで見通すのではなく、車両のすぐ近傍部を見る。しかし、通常は、遅い速度で運転しながら駐車場所を探して狭く見るので、車両運転者が、移動している画像表示から静止画像の表示を区別するのは特に困難である。静止画像が障害物の直前に始まった場合には、車両運転者がそれに反応するまでの時間は非常に短い。この場合、衝突が回避され得ないことがしばしばである。

図は、車両環境監視ユニット０の、本発明によるビデオ画像表示装置１の概略的な構成またはレイアウトの一例を示す図である。このため、車両環境監視ユニット０は画像センサ３を含み、この画像センサ３を用いて環境（周囲）情報が得られる。検出された環境情報は、コンピュータ（プロセッサユニット）２を介して画像情報へと処理され、ビデオ画像表示装置１上に表示される。その上、画像情報は中間記憶装置４内に格納される。最後に記録された画像は、画像処理アルゴリズム５を使用して中間記憶装置４内に格納された画像情報と比較される。比較の枠組みにおいては、補足的な車両運転パラメータ６が考慮に入れられる。本明細書においては、格納されている画像情報と最後に記録された画像とで許容できない偏差があった場合には、表示のビデオ画像が修正される。その上、車両運転者には、この種の許容できない偏差があった場合には、車両環境監視ユニット０と接続されている警告手段７によって警告される。

車両環境監視ユニット０の、本発明によるビデオ画像表示装置１の概略的な構成またはレイアウトの一例を示す図である。

符号の説明

０ 車両環境監視ユニット
１ ビデオ画像表示装置
２ コンピュータ
３ 画像センサ
４ 中間記憶装置
５ 画像処理アルゴリズム
６ 運転パラメータ
７ 警告手段

Claims (13)

1. 車両環境監視ユニット（０）用ビデオ画像表示装置（１）であって、
   環境情報が、少なくとも１台の画像センサ（３）を使用して取得され、
   取得された前記環境情報が、コンピュータ（２）を使用して画像情報へと処理され、ビデオ画像表示装置（１）上に表示され、
   前記画像情報が、中間記憶装置（４）にさらに記録され、
   最後に記録された画像が、画像処理アルゴリズム（５）に基づいて、前記中間記憶装置内に格納された画像情報と比較され、前記最後に記録された画像と格納された前記画像情報との間に許容できない偏差があった場合には、前記表示されたビデオ画像が修正され、
   前記最後に記録された画像と格納された前記画像情報との間の比較の枠組みにおいて、車両運転パラメータ（６）が追加的に考慮に入れられることを特徴とする、ビデオ画像表示装置（１）。
2. 前記運転パラメータ（６）は、車両が前方に若しくは後方に移動しているか、または静止しているかに関する情報を提供するパラメータであることを特徴とする、請求項１に記載のビデオ画像表示装置（１）。
3. 前記車両運転パラメータ（６）が車両速度であることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載のビデオ画像表示装置（１）。
4. 前記最後に記録された画像と格納された前記画像情報との間に許容できない偏差があった場合には、誤動作メッセージが前記ビデオ画像表示装置（１）上に表示されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のビデオ画像表示装置（１）。
5. 前記最後に記録された画像と格納された前記画像情報との間に許容できない偏差があった場合には、前記ビデオ画像表示装置（１）の電源が自動的に切られることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のビデオ画像表示装置（１）。
6. 前記表示されたビデオ画像を補正するために、更新された画像が記録され、該記録された更新された画像が、前記最後に記録された画像と置き換わることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のビデオ画像表示装置（１）。
7. 前記更新された画像の記録がもはや不可能である場合に、誤動作メッセージが前記ビデオ画像表示装置（１）上に表示されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のビデオ画像表示装置（１）。
8. 前記更新された画像の記録がもはや不可能である場合に、前記ビデオ画像表示装置の電源（１）が自動的に切られることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のビデオ画像表示装置（１）。
9. 前記車両環境監視ユニット（０）と接続されている警告手段が備えられており、前記最後に記録された画像と、格納された前記画像情報との間の許容できない偏差に関して、前記ビデオ画像表示装置（１）とは独立に、車両運転者に通知されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のビデオ画像表示装置（１）。
10. 前記車両運転者に通知するために、前記警告手段（７）として光学表示手段を使用する光学信号が用いられることを特徴とする、請求項９に記載のビデオ画像表示装置（１）。
11. 前記車両運転者に通知するために、前記警告手段（７）として音響出力手段を使用する音響信号が用いられることを特徴とする、請求項９に記載のビデオ画像表示装置（１）。
12. 車両環境監視システム（０）内、特に暗視システム内での、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のビデオ画像表示装置（１）の使用方法。
13. 車両環境監視システム（０）内、特に駐車場所を定めるためのシステム内での、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のビデオ画像表示装置（１）の使用方法。

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