车辆前方夜视系统.pdf

本发明提供一种车辆前方夜视系统，不需要设置专用的视场角调整设备，可以边看车载显示装置、边在电气上进行视场角调整。该车辆前方夜视系统包括：红外线摄像机(10)，它具有将车辆前方的影像变换成电气信号的CCD元件(12)和根据电气信号而发生视频信号的微型计算机(13)；夜视系统控制(ECU 30)，它通过控制微型计算机(13)的动作来控制视频信号所包含的同步信号的时间；平视显示器(20)，它根据视频信号来显示影像。装入车内LAN上的夜视系统控制(ECU 30)通过车内LAN输入来自车辆外部的调整设备(70)的视场角指令信号。夜视系统控制(ECU 30)控制同步信号的时间，以便于按根据视场角指令信号的视场角显示影像。

1.  一种车辆前方夜视系统，其特征在于，包括：
车载夜视摄像机(10)，它具有将车辆前方的影像变换成电气信号的摄像机构(12)，和根据上述电气信号而发生视频信号的视频信号发生机构(13)，
控制机构(30)，它通过控制上述视频信号发生机构(13)的动作，从而对上述视频信号所含的水平同步信号和垂直同步信号之中的至少一种同步信号的时间进行控制，
车载显示装置(20)，它具有根据上述视频信号显示影像的显示部(21)；
上述控制机构(30)组装在车内的多路通信系统中，通过上述多路通信系统输入来自车辆外部的多路通信装置(70)的视场角指令信号，
上述控制机构(30)对上述至少一种同步信号的时间进行控制，以便于按根据上述视场角指令信号的视场角在上述显示部(21)上显示影像。

2.  根据权利要求1所述的车辆前方夜视系统，其特征在于，上述车辆夜视摄像机(10)和上述控制机构(30)构成为通过串行通信进行通信。

车辆前方夜视系统
技术领域
本发明涉及车辆前方夜视系统。
背景技术
以往，车辆在夜间行驶时，车辆前方之中的前灯照不到的远方(例如，离车辆约100m～400m前方)、且较暗的场所，驾驶员用肉眼难以看清，这样的视野不清成为诱发交通事故的原因。
因此，近年来提出了车辆前方夜视系统的方案，即用车载夜视摄像机拍摄上述那样的视野差的场所的影像，且在车载显示装置上进行显示，这样来辅助夜间驾驶员的视野而保证安全运行。另外，根据这种夜视系统，利用前灯的移动光束(以下，称为远光)，在不使对向车的驾驶员眩惑的情况下可以显示车辆前侧远方。
另外，对用显示装置显示车辆前方的影像中的任意位置的影像、或对车辆前方的影像中的任意位置的影像进行调整而进行视场角调整时，以往是通过螺钉等以手工操作而使配置在车内后视镜附近的夜视摄像机自身机械地动作，进行视场角调整。
但是，这样的用螺钉等的机械调整机构进行视场角调整时，调整的操作性差。例如，进行稍错开光轴位置的微小调整时操作性差，特别是视场角调整中的上下方向的调整，只要稍移动夜视摄像机的上下方向位置，所拍摄的影像的远近位置产生很大变化，因此，要求进行微小的视场角调整，在进行这样的视场角调整时，操作更加困难。
并且，由于夜视摄像机配置在车内后视镜附近，因此，边看车载显示装置、边进行操作夜视摄像机的作业很困难。因而，进行视场角调整作业时需要花费很多作业时间。
针对这样的情况，本发明者尝试了采用与夜视摄像机可串行通信的外部的专用设备，调节设定视频信号中所含的水平同步信号和垂直同步信号之中的至少一种的同步信号的时间，在电气上进行视场角调整。但是，如果这样，必须设置专用的视场角调整设备，故成本高。
发明内容
本发明鉴于上述问题，提供一种车辆前方夜视系统，该夜视系统不需要设置专用的视场角调整设备，可以边看车载显示装置、边在电气上进行视场角调整。
为了达到上述目的，技术方案1所述的车辆前方夜视系统，其特征在于，包括：车载夜视摄像机，它具有将车辆前方的影像变换成电气信号的摄像机构、和根据电气信号而发生视频信号的视频信号发生机构；控制机构，它通过控制视频信号发生机构的动作，从而对视频信号所含的水平同步信号和垂直同步信号之中的至少一种同步信号的时间进行控制；车载显示装置，它具有根据视频信号显示影像的显示部，控制机构组装在车内的多路通信系统上，通过多路通信系统输入来自车辆外部的多路通信装置的视场角指令信号，控制机构对至少一种同步信号的时间进行控制，以便于按根据视场角指令信号的视场角在显示部上显示影像。
在此，近年来，对于组装在车内的多路通信系统内的数个电子控制机构(以下，称为ECU)，可用车辆外部的一个多路通信装置进行数个ECU的各种调整。于是，在本发明中，是采用该车外多路通信装置，使组装在车内多路通信系统内的夜视系统的控制机构进行车载夜视摄像机的视场角调整。
即，根据上述技术方案1，通过多路通信系统，将来自车辆外部的多路通信装置的视场角指令信号输入组装在车内多路通信系统上的控制机构，控制机构至少控制一种同步信号的时间，以按根据视场角指令信号的视场角在显示部上显示影像，由于是这样构成，故可以利用车辆外部的多路通信装置设定操作视场角，因此，可以边看车载显示装置、边在电气上进行视场角调整。
而且，根据本发明，可以利用进行数个ECU的各种调整的多路通信装置进行视场角调整，故可以不需要设置专用的视场角调整设备。
另外，车载夜视摄像机也有可以直接组装在多路通信系统上的摄像机，在这种情况下，也可以用车辆外部地多路通信装置直接控制夜视摄像机且进行视场角调整。但是，这样直接进行视场角调整的方法只适用于可直接组装在多路通信系统上的摄像机。对此，根据本方案，不管摄像机的规格是否是可直接组装在多路通信系统上的规格，均可适用。
因此，如技术方案2所述，即使车载夜视摄像机和控制机构是以通过串行通信进行通信的方式构成的场合，也可以采用上述技术方案1所述的车辆前方夜视系统。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一实施方式的车辆前方夜视系统搭载在车辆上的状态的剖视图。
图2是图1的车辆前方夜视系统的方框图。
图3是将图1的液晶板21的显示图像用水平同步信号与视频信号的关系来表示的说明图。
图4是将图3的水平同步信号用与垂直同步信号的关系来表示的说明图。
图5是表示图2的车辆前方夜视系统中的调整视场角时动作(1)～(3)的流程图。
图6是表示图2的车辆前方夜视系统中的调整视场角时动作(4)～(7)的流程图。
图7是表示图2的车辆前方夜视系统中的调整视场角时动作(8)、(9)的流程图。
具体实施方式
以下根据附图，对本发明的一实施方式加以说明。
图1是示意性地表示本实施方式的车辆前方夜视系统搭载在车辆上的状态的剖视图，图2是该车辆前方夜视系统的方框图。该夜视系统由作为车载夜视摄像机的红外线摄像机10、和作为车载显示装置的平视显示器20、及作为控制机构的夜视系统控制ECU 30构成。
红外线摄像机10在车室内支承在前面风挡玻璃1的上边缘附近，是通过前面风挡玻璃1拍摄该轿车的前方的装置，它具有望远透镜11、摄像机构12、视频信号发生机构13及接  14、15。
摄像机构12具体地说是将车辆前方的影像变换成电气信号的电荷耦合元件(以下，称为CCD元件)。视频信号发生机构13具体地说是基于通过CCD元件12变换成的电气信号，发生给与了垂直同步信号、水平同步信号、彩色同步信号的视频信号的微型计算机。
另外，本实施方式的视频信号是用周知的NTSC方式得到的。微型计算机13也进行控制读出CCD元件12的电荷的时间等的处理和周知的自动增益处理等。
平视显示器20配设在从前面风挡玻璃1的下边缘向车室内侧且朝下方延伸的仪表板2上，具有作为显示部的TFT型液晶板21和背照灯22，液晶板21如图1所示，在仪表板2的上壁2a的开口部2b内呈水平状地被支承着。该液晶板21接受来自背照灯22的光，在显示画面21a上显示出显示图像。
该显示图像的显示光射入到前面风挡玻璃1上，通过该前面风挡玻璃1，沿着图1中所示的虚线R，向就坐在驾驶席上的驾驶员M的眼部反射，于是，在前面风挡玻璃1的前方以虚像m的方式成像。
另外，背照灯22支承在液晶板21的背面侧，该背照灯22亮灯，便将光从该背面侧射入液晶板21上。通过用未图示的矩阵驱动电路驱动液晶板21，将车辆前方的影像作为显示光射出。
夜视系统控制ECU30是控制整个夜视系统的电子控制装置，控制内容之一可以列举对红外线摄像机10的微型计算机13的动作进行控制。具体地说，对微型计算机13输出的视频信号所含有的水平同步信号和垂直同步信号之中的至少一种同步信号的时间进行控制。
另外，夜视系统控制ECU 30和微型计算机13可以进行单方向通信，例如通过9600bps 100ms定期的单方向UART通信，这样，从夜视系统控制ECU 30通过通信线L2向微型计算机13输出。
在此，用图3和图4对液晶板21所显示的影像与视频信号的一般性对应关系进行说明，图3中的由点划线P包围的范围表示用液晶板21显示的范围，由实线Q所包围的范围表示由影像信号S、水平消隐(blanking)期间H和垂直消隐期间V构成的视频信号的范围，由实线R所包围的范围表示视频信号中的与影像信号S对应的范围。
与影像信号S对应的范围R内的斜线表示黑色的影像部分，图3的例子中，表示以该黑色部分为背景的白色圆形影像。另外，对于车载显示装置20，垂直同步信号(参照图4中各符号VSY)以60Hz输入，并且水平同步信号(参照图4中各符号HSY)以15.7kHz在两垂直同步信号的各下降期间依次进行输入时，车载显示装置20在其液晶板21上显示以上述的黑色部分为背景的白色圆形影像。
另外，一般，与影像信号S对应的范围R设定得比用液晶板21显示的范围P更大，用液晶板21显示与影像信号S对应的范围R中的、在预先所决定的位置上的规定范围的影像信号S。
在此，液晶板21上的以上述的黑色部分为背景的白色圆形影像的垂直方向显示位置根据垂直同步信号输入后的水平同步信号的输入次数来决定。例如，如图3所示那样两水平同步信号HSY连续输入时，则对于前面的水平同步信号HSY，显示影像信号S中的沿着水平线A的影像部分，对于后面的水平同步信号HSY，显示影像信号S中的沿着水平线B的影像部分。
因此，如果垂直同步信号的输入时间错动，则影像信号S的范围R相对于视频信号的范围Q的位置向上下方向错动。于是，以上述的黑色部分为背景的白色圆形影像相对于液晶板21的上下方向位置与垂直同步信号的输入时间相对应地错动。
同样，如果水平同步信号的输入时间错动，则影像信号S的范围R相对于视频信号的范围Q的位置向左右方向错动。于是，以上述的黑色部分为背景的白色圆形影像相对于液晶板21的左右方向位置与水平同步信号的输入时间相对应地错动。
因此，通过用夜视系统控制ECU 30来控制由微型计算机13所输出的视频信号的同步信号的时间，便可以控制相对于液晶板21的显示影像的视场角。
另外，夜视系统控制ECU 30组装在车内的多路通信系统(以下，称为车内LAN)上。搭载在车辆上的数个各种ECU 40、50、60连接在车内LAN上，作为这些ECU的一例，可以列举出控制车辆用空调装置的动作的空气压缩机ECU 40、控制气囊装置的动作的气囊ECU 50、控制发动机的动作的发动机ECU 60等。
顺便提一下，车内LAN的通信可列举众所周知的BEAN、CAN、VAN等。在本实施方式中，采用10kbps双向多路通信(车内LAN通信线)。
另外，图2中的符号70表示作为车辆外部的多路通信装置的调整设备70，是通用的车内LAN检查调整设备70。具体地说，该调整设备70与车内LAN连接，便可以通信，是用来对数个ECU 30、40、50、60分别进行各种调整的设备。
采用该调整设备70，使组装在车内LAN中的夜视系统控制ECU 30可以进行红外线摄像机10的视场角调整。在调整后，将调整后的视场角作为默认的视场角，夜视系统控制ECU 30控制微型计算机13。
即，来自调整设备70的视场角指令信号通过车内LAN而输入夜视系统控制ECU 30，夜视系统控制ECU 30控制水平同步信号和垂直同步信号之中的至少一种同步信号的时间，以便于按基于视场角指令信号的视场角在液晶板21上显示影像。因此，微型计算机13发生与来自调整设备70的视场角指令信号相对应的视场角的视频信号。
下面，对上述视场角调整作业进行详细说明。图5表示以下进行说明的(1)～(3)的调整时动作的流程，图6表示以下进行说明的(4)～(7)的调整时动作的流程，图7表示以下进行说明的(8)、(9)的调整时动作的流程。
另外，图5～图7以从图纸上方向下方时间推移的时间图形式记载，按从图纸的左侧向右侧的顺序，表示调整设备70、夜视系统控制ECU 30的车内LAN接口、夜视系统控制ECU 30的UART接口、红外线摄像机10、作为显示装置的平视显示器20的调整时动作。上述车内LAN接口是对于通信线L1的输入输出控制机构，UART接口是对于通信线L2的输入输出控制机构。
(1)将调整设备70与车内LAN连接，调整作业人员按调整设备70的项目单选择“视场角调整状态”(步骤S10)。于是，通过通信线L1，从调整设备70对控制ECU 30发送“视场角调整状态要求信号”。
(2)控制ECU一接收到“视场角调整状态要求信号”，便接通显示装置20和摄像机10的电源(步骤S20)。然后，通过通信线L1，对调整设备70发送“视场角调整状态应答信号”(步骤S21)。另一方面，通过通信线L2，按100ms定期对摄像机10开始发送“视场角调整移动量0信号”(步骤S22)。
(3)摄像机10一接收到“移动量0信号”，便将与其对应的影像信号通过通信线L3向显示装置20输出(步骤S30)。
(4)调整设备70确认来自控制ECU的应答(步骤S11)，在无作业人员操作的情况，通过通信线L1，按3s定期对控制ECU 30发送“视场角调整移动量0要求”(步骤S12)。另外，在有作业人员操作时，将与其对应的要求(例如要求向左移动5点)发送给控制ECU 30(步骤S13)。
(6)摄像机10根据来自控制ECU 30的移动信息进行影像处理，向显示装置20输出(步骤S23)。
(7)作业人员边在显示装置20上进行确认、边操作调整设备70进行调整作业。
(8)调整完毕时，将调整设备70从车内LAN上卸下来、或选择“中止”项目单。选择“中止”项目单时，从调整设备70向控制ECU30发送“中止要求信号”(步骤S14)。
(9)控制ECU 30不能接收来自调整设备70的要求信号规定时间(例如5秒钟)以上时，认为“视场角调整状态结束”(步骤S24)，切断摄像机10和显示装置20的电源(步骤S25)。在接收到“中止要求信号”时也同样地切断摄像机10和显示装置20的电源(步骤S25)，对调整设备70发送“中止应答信号”(步骤S26)。通过以上步骤，视场角调整作业结束。
在此，因在控制ECU 30与摄像机10之间的通信线L2上的杂音等，摄像机10误判定为“接收移动信息”，有可能在行驶中视场角发生变化。于是，在本实施方式中，对于这样的问题具有以下的安全功能。
即，作为摄像机10一侧的对策是，电源接通后经过规定时间(例如1秒钟期间)，如果没有接收到来自控制ECU 30的信号，则通信线L2上的接收信号无效。另外，作为控制ECU 30一侧的对策是，一旦用通信线L2进行通信时，直至摄像机10切断电源为止，通信线L2上的通信有效，故视场角调整状态结束后，必须切断摄像机10的电源。
如上所述，根据本实施方式，通过将夜视系统控制ECU 30设成可车内LAN通信，可用调整设备70进行上述(1)～(9)的视场角调整。因此，可以边看显示装置20、边在电气上进行视场角调整。而且，根据本实施方式，由于可以利用通用的车内LAN检查调整设备70进行视场角调整，故可不需要专用的视场角调整设备。
另外，根据本实施方式，由于可适用于摄像机10和控制ECU 30的通信为串行通信的夜视系统，故可以采用安装有一般性的微型计算机13的摄像机10，可不需要安装、设计为进行特殊的通信用的专用微型计算机。即，在现有的机械性地进行视场角调整的夜视系统中，只要对摄像机10和控制ECU 30的软件进行修正，便可成为本实施方式那样的可在电气上调整视场角的夜视系统。
其它实施方式
上述实施方式中，红外线摄像机10采用可进行单方向串行通信的摄像机，红外线摄像机10和夜视系统控制ECU 30通过单方向串行通信进行通信，但本发明不局限于这样的构成，也可以采用可进行双向通信的红外线摄像机10，或者，也可以采用可进行车内LAN通信的红外线摄像机10。