俯瞰图像生成装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供俯瞰图像生成装置，其能避免计算处理的复杂化、负荷的增大，并能插补远景区域的显示变形而生成将能显示的范围放大了的转换图像。该俯瞰图像生成装置具有：摄像单元(2)，其对包含地表面在内从近景到远景进行拍摄；图像处理装置(4)，其从由上述摄像单元拍摄到的输入图像合成俯瞰图像；显示单元(6)，其显示上述俯瞰图像，其中，上述图像处理装置具有收纳有像素参照用查找表的存储单元，该像素参照用查找表用于将上述输入图像通过平面投影转换变换为俯瞰图像，并在该俯瞰图像的远景侧放大合成上述输入图像的远景区域，上述查找表对上述输入图像进行加权，使得从上述俯瞰图像的近景侧越朝向周边以及远景侧上述输入图像的比率越高。

【技术实现步骤摘要】
俯瞰图像生成装置
本专利技术涉及提高了远景部分的显示品质的俯瞰图像的生成装置，主要是涉及以驾驶辅助为目的将车载摄像装置的图像转换成俯瞰图像并显示的俯瞰图像生成装置的改进。
技术介绍
以车辆后退时的驾驶辅助等为目的所使用的车载摄像装置具有如下功能：为了进行泊车辅助，对从车辆后部拍摄到的图像进行转换，并显示成假设从本车上空俯视作为目标的泊车框、本车后端所得到的俯瞰图像。在这样的俯瞰图像中存在如下问题：如果想要更广阔地显示车辆后方(背景)，则显示图像就会发生较大变形而变得不自然。在专利文献1中，除了设定在地面上的假想投影面之外，通过另外设定相对于地面倾斜的假想投影面，从而在近景用的俯瞰图像的上侧显示地平线以上的远景图像。但是，该方法是在2个假想投影面进行三维坐标转换来生成俯瞰图像，因此存在以下这样的问题，即导致矩阵、逆矩阵运算等的计算处理的复杂化和处理量的增大，使负荷增大。专利文献1：日本特许第4257356号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于上述那样的实际情况而做成的，其目的在于提供一种俯瞰图像生成装置，其能够避免计算处理的复杂化、负荷的增大，并且能够插补远景区域的显示变形而生成将能够显示的范围放大了的转换图像。用于解决问题的方案为了解决上述课题，本专利技术是一种俯瞰图像生成装置，其具有：摄像单元2)，其对包含地表面在内从近景到远景进行拍摄；图像处理装置(4)，其从由上述摄像单元拍摄到的输入图像合成俯瞰图像；以及显示单元(6)，其用于显示上述俯瞰图像，该俯瞰图像生成装置的特征在于，上述图像处理装置具有存储单元，该存储单元收纳有像素参照用查找表(42)，该像素参照用查找表用于将上述输入图像(10)通过平面投影转换变换为俯瞰图像(20a)，并且在该俯瞰图像的远景侧放大并合成上述输入图像的远景区域(10b)，上述查找表对上述输入图像进行加权，使得从上述俯瞰图像的近景侧越朝向周边以及远景侧上述输入图像(10)的比率越高。专利技术的效果本专利技术的俯瞰图像生成装置利用上述结构而具有以下那样的效果。利用二维的平面投影转换从输入图像合成俯瞰图像，因此，能够避免三维坐标转换时那样的计算的复杂化、处理量的增大。在俯瞰图像的远景侧放大并合成输入图像，因此，能够抑制通常的俯瞰图像常见的变形、失真，从而得到能够自然地显示从近景到远景的俯瞰图像。上述俯瞰图像的平面投影转换和远景区域的放大加权合成的处理参照预先准备的查找表来实施，因此能够进一步简化计算处理。在本专利技术的优选的技术方案中，上述加权满足以上述俯瞰图像的近景侧为中心的同心超椭圆状的分布。从输入图像平面投影转换成的俯瞰图像从近景侧越朝向周边以及远景侧变形变得越大，因此，通过利用同心超椭圆状的分布，从近景俯瞰图像向远景输入图像转换而能够得到自然的图像。而且，超椭圆能以比较简单的数学式表现出来，并且通过增减其指数而使曲率变化，因此，还具有能够根据输出用途调整图像的特征的优点。此外，在将上述输入图像通过平面投影转换变换为俯瞰图像时，上述加权是根据求出俯瞰图像的插值像素时上述输入图像的各像素被参照的次数与半径相关的同心超椭圆，通过近似和来平滑处理得到的加权图，从而满足上述同心超椭圆状的分布，这种技术方案中，根据俯瞰图像的变形、失真的程度对远景输入图像进行加权后被应用，因此，能够生成具有近景俯瞰图像和远景输入图像各自的特征的良好的合成图像。在本专利技术的优选技术方案中，与用于将上述输入图像通过平面投影转换变换为上述俯瞰图像的俯视用查找表的各像素对应的登记值设为g(u，v)，与用于放大并合成上述输入图像的远景区域的背景用查找表的各像素对应的登记值设为h(u，v)，将根据上述加权图得到的加权系数设为α，其中0≤α≤1，将用于对上述像素参照用查找表的加权进行动态调整的控制用加权变量设为β，其中0≤β≤1，此时，上述像素参照用查找表的与由上述俯视用查找表和上述背景用查找表合成的合成查找表的各像素对应的登记值f(u，v)可由下式求出。式：在该技术方案中，通过增减控制用加权变量β，使近景俯瞰图像和远景俯瞰图像的比率根据驾驶状况等进行变化，从而能够得到适当的图像。在本专利技术的优选技术方案中，上述摄像单元是车载摄像装置，上述图像处理装置能够获得车辆的转向角度，上述像素参照用查找表构成为满足左右各侧的超椭圆的指数不同的非对称加权图，使得作为左右的曲率不同的非对称的像素参照用查找表存储于上述存储单元，在车辆转向时，能够生成在转向方向的内侧和外侧的近景远景的比率不同的俯瞰图像。在该技术方案中，通过根据车辆的转向角度在转弯方向内侧和转弯方向外侧进行不同的加权，能够提供接近实际观察状态的自然的图像。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式的俯瞰图像生成装置的框图。图2是表示本专利技术的第2实施方式的俯瞰图像生成装置的框图。图3是表示本专利技术的俯瞰图像生成概念的图。图4是从输入图像向俯瞰图像的平面投影转换中的像素参照次数分布图和将其平滑处理过的加权图。图5是表示查找表的加权合成的图。图6是与控制用加权变量β对应的查找表和输出图像。图7是表示与非对称加权图对应的非对称合成查找表和转弯方向的关系的图。图8是表示俯瞰图像的动态加权与显示区域的关系的侧视图。附图标记说明1俯瞰图像生成装置；2摄像头(倒车摄像头、摄像单元)；3车载传感器；4图像处理装置；5图像输出用VRAM；6显示器；10输入图像；11地表面；20a俯瞰图像；20b背景图像；30，31，33图(比色图表)；41图像输入用VRAM；42规定速度用合成查找表；42a俯瞰图像用查找表；42b背景图像用查找表；43规定转向角度合成查找表；43c加权用参照次数表；44预测计算用查找表；45CPU；50，51，52合成俯瞰图像。具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。在图1中，本专利技术的第1实施方式的俯瞰图像生成装置1主要由摄像头2(倒车摄像头)、车载传感器3、图像处理装置4、图像输出用存储器(VRAM)5以及显示器6(车载监控器)构成。摄像头2优选是使用CMOS、CCD等的固体摄像元件和广角镜头的数码摄像头，在以下的说明中，对安装于车辆后部，并能将从车身后部开始包含地表面在内从近景到远景收入视角内的倒车摄像头进行说明。摄像头2(倒车摄像头)与车辆的服务连接器(serviceconnector)的倒车信号输出相连，并与倒档连动地启动。而且，与倒车摄像头的启动连动地将显示器6的图像切换为倒车摄像头的影像。显示器6是设置于计量仪器板的图像显示监控器，能够利用车载TV、车辆导航系统的监控器等。车载传感器3根据所希望的系统选择移动速度/加速度传感器、转向角度/转向速度传感器等。而且，也能够追加偏航率传感器、陀螺仪传感器等测量车辆动作的传感器。也可以是如后述那样，也能够利用车载传感器3根据驾驶状态切换显示图像，利用驾驶员操作SW由驾驶员手动调整参数，从而能够显示所希望的图像。图像处理装置4包括以下等部件：图像输入用存储器(VRAM)41，其以帧为单位存储从倒车摄像头2传送来的图像数据；规定速度合成查找表(ROM)42，其用于对输入图像进行平面投影转换而生成俯瞰图像并且在该俯瞰图像的远景侧放大并合成上述输入图像的远景区域；规定转向角度查找表(ROM)43，其用于使转向角度传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种俯瞰图像生成装置，其具有：摄像单元，其对包含地表面在内从近景到远景进行拍摄；图像处理装置，其从由上述摄像单元拍摄到的输入图像合成俯瞰图像；以及显示单元，其用于显示上述俯瞰图像，该俯瞰图像生成装置的特征在于，上述图像处理装置具有存储单元，该存储单元收纳有像素参照用查找表，该像素参照用查找表用于将上述输入图像通过平面投影转换变换为俯瞰图像，并且在该俯瞰图像的远景侧放大并合成上述输入图像的远景区域，上述查找表对上述输入图像进行加权，使得从上述俯瞰图像的近景侧越朝向周边以及远景侧上述输入图像的比率越高。

【技术特征摘要】
2013.11.15 JP 2013-2368881.一种俯瞰图像生成装置，其具有：摄像单元，其对包含地表面在内从近景到远景进行拍摄；图像处理装置，其从由上述摄像单元拍摄到的输入图像合成俯瞰图像；以及显示单元，其用于显示上述俯瞰图像，该俯瞰图像生成装置的特征在于，上述图像处理装置具有存储单元，该存储单元收纳有像素参照用查找表，该像素参照用查找表用于将上述输入图像通过平面投影转换变换为俯瞰图像，并且在该俯瞰图像的远景侧放大并合成上述输入图像的远景区域，上述查找表对上述输入图像进行加权，上述加权满足以上述俯瞰图像的近景侧为中心的同心超椭圆状的分布，使得从上述俯瞰图像的近景侧越朝向周边以及远景侧上述输入图像的比率越高。2.根据权利要求1所述的俯瞰图像生成装置，其特征在于，在将上述输入图像通过平面投影转换变换为俯瞰图像时，上述加权是根据求出俯瞰图像的插值像素时上述输入图像的各像素被参照的次数与半径相关的同心超椭圆，通过近似和平滑处理得到的加权图，从而满足上述同心超椭圆状的分布。3.根据权利要求2所述的俯瞰图像生成装置，其特征在于，与用于将上述输...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田健吾，宇野章则，
申请(专利权)人：铃木株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP