説明

ドライブレコーダ

【課題】LED信号機の点灯色を確実に識別できる映像とこれに同期した音声とを記録するとともに、汎用映像音声信号として出力できるドライブレコーダを提供する。
【解決手段】カメラ11のフレームレートをLED信号機の電源周波数の影響を受けない第1周波数に設定して撮像するとともに、この画像データと音声データとを符号化したのち時間的に同期して多重化することで第1周波数のフレームレートのまま記録する。そして取得した画像データと音声データとを復号化して再生する際に、フレーム単位の画像データを追加又は削除することで汎用映像信号に対応した画像データに変換する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両事故の発生原因解析や車上荒らし、いたずら、留守中の事故、周辺の事件などへの対策に用いられるドライブレコーダに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車事故の後処理において、事故原因に対する当事者の主張が大きく食い違い、事故の解決が円滑に進行しないという問題を解消するため、当事者及び第三者が事故の状況をビデオ画像で確認できるドライブレコーダが一般自動車にも普及しつつある。
【0003】
なかでも信号機が関係する自動車事故の場合は、ドライブレコーダに記録された信号機の色が何色であるかは事故原因や紛争を解明する上できわめて重要であり、LED式信号機の電源周波数とドライブレコーダのフレームレートとが同期するタイミングになると信号機の点灯色が確認できないという問題がある。
【0004】
そのため、LED信号機の商用電源周波数に基づく点滅の影響を受けない第1周波数及び汎用映像信号に対応した第2周波数の周波数切替部をドライブレコーダに設け、第1周波数を用いて映像信号を画像情報に変換して記憶部に記憶し、第2周波数を用いて記憶部に記憶された画像情報を映像信号として出力するドライブレコーダが提案されている(特許文献1)。
【0005】
一方、長時間車両を離れている場合に車室内の物品が盗難にあったり車両に悪戯をされたりすることがあり、こうした車上荒らしに対しても犯人の特定や未然防止を図りたいというニーズがある。車上荒らし対策としては、ドアをこじ開けるとクラクションが鳴るもの等が実用化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2008−197893号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記従来のドライブレコーダでは、LED信号機の商用電源周波数に基づく点滅の影響を受けない第1周波数及び汎用映像信号に対応した第2周波数の周波数切替部をドライブレコーダに設けているので、装置構成が複雑になる。また、車両事故の解析には映像と音声との両方の情報があった方が原因追求や解析の精度が向上するが、上記従来のドライブレコーダには音声に関する具体的処理についての記載はない。また、車上荒らし、いたずら、留守中の事故、周辺の事件などへの対策は何ら講じられていない。
【0008】
本発明が解決しようとする第1の課題は、LED信号機の点灯色を確実に識別できる映像とこれに同期した音声とを記録するとともに、汎用映像音声信号として出力できるドライブレコーダを提供することである。また、本発明が解決しようとする第2の課題は、これに加えて車上荒らし、いたずら、留守中の事故、周辺の事件などへの対策を講じることである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、カメラのフレームレートをLED信号機の電源周波数の影響を受けない第1周波数に設定して撮像するとともに、この画像データと音声データとを時間的に同期して多重化することで第1周波数のフレームレートのまま記録する。そして取得した画像データと音声データとを復号化して再生する際に、フレーム単位の画像データを追加又は削除することで汎用映像信号に対応した画像データに変換する。これにより上記第1の課題を解決する。
【0010】
また本発明は、記録手段に記録する多重化データを第1周波数で記録するか、第1周波数及び第2周波数のいずれもより小さい第3周波数で記録するかを切り換える切換手段をさらに備えることで、上記第2の課題の長時間撮影を可能にする。
【発明の効果】
【0011】
本発明のドライブレコーダによれば、LED信号機の商用電源周波数が50Hzまたは60Hzであるのに対し、カメラのフレームレートはこれらの影響を受けない周波数(たとえば27.5±1fps又は31.5fps以上)に設定されているため、LED信号機の点灯色を確実に識別することができる。
【0012】
また、第1フレームレートで記録された画像データを第2フレームレートの画像データに変換するに際しては、第1周波数と第2周波数の数値関係に応じた所定フレーム毎にフレーム単位の画像データを追加又は画像データを削除するといった簡単な処理を実行するだけで、事故状況の映像信号を確認することができる。
【0013】
さらに、撮影された画像データは第1周波数のフレームレートで符号化し、音声データと時間的同期をとって多重化して記録し、再生時に復号化した画像データに対してフレーム単位の画像データの追加又は削除処理を実行するので、複雑なタイムスタンプ補正回路を設けることなく画像データと音声データとの時間的同期を維持することができる。特に音声データは変換処理しないので音ズレや変質といった音声劣化が防止できる。
【0014】
さらに、第1周波数より小さい第3周波数のフレームレートで画像データを取得できるので、長時間の撮影が必要とされる車上荒らし対策などにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施の形態を適用したドライブレコーダを示すブロック図である。
【図2】図1のドライブレコーダの動作を示すフローチャートである。
【図3】商用電源の周波数波形を示す図である。
【図4】図1のFPS変換部の処理を説明するためのデータ構造図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本例のドライブレコーダ1は、図1に示すように、カメラ11及びマイクロホン21、A/D変換器12,22、画像エンコーダ13及び音声エンコーダ23、時計31、多重化回路41、切換スイッチ42、メモリドライブ43、ビデオメモリ44及びFPS変換部46を含むデコーダ45を備え、これらの構成部品が一つの小型筐体1Aに全て収容されている。
【0017】
本例のドライブレコーダ1は、車両走行時の主として前方の状況を撮影するために、たとえば室内のルームミラーの裏面にブラケットや接着剤を用いて装着することができる。またはこれに代えて、筐体1Aをフロントウィンドガラスの内面にブラケットや接着剤を用いて装着してもよい。さらに室内のインストルメントパネルの上面、リヤウィンドガラス、リヤパーセルの上面などの適宜箇所にテープなどの固定手段を用いて装着することもできる。
【0018】
また、ドライブレコーダ1の筐体1Aと、車両に固定したブラケットとは、筐体1Aを左右いずれかにスライドさせることにより着脱可能とすることが好ましく、着脱可能とすることで、自動車事故が発生した現場においてドライブレコーダ1を車両から取り外すことができるし、大画面のモニターにて撮像画像を再生したい場合にドライブレコーダ1を車両から取り外し、モニターが設置された場所にドライブレコーダ1を持ち運ぶことができる。
【0019】
なお、筐体1Aとブラケットとの間には、ブラケットに対して筐体1Aが揺動可能なようにユニバーサルジョイントなどの自在継手を介装してもよい。これにより、ブラケットが、被着体であるルームミラーに固定されても、筐体1Aの角度を調節してカメラ11による視野を適宜の範囲に設定することができる。また、本発明の変形例として、ブラケットを省略して筐体1Aをルームミラーに固定し、ルームミラーを車体に対して着脱可能に構成してもよい。またはこれに代えて、筐体1Aをルームミラーの筐体で構成し、ルームミラーの筐体内にドライブレコーダ1の構成部品を内蔵してもよい。この場合も、ルームミラーの全体、又はドライブレコーダの構成部分を車体に対して着脱可能に構成することが望ましい。さらにルームミラー以外にも車室外のサイドドアミラーにドライブレコーダ1を固定又は着脱可能に設けてもよい。
【0020】
カメラ11は、CCDカメラなどで構成され、目的とする車両の周囲の環境映像を撮像する。そして、カメラ11で撮像したアナログ画像信号は、A/D変換器12でデジタル画像信号に変換処理され、このデジタル画像信号は画像エンコーダ13で符号化される。また、マイクロホン21は、目的とする車両の周囲の環境音声を集音する。そして、マイクロホン21で集音したアナログ音声信号は、A/D変換器22でデジタル音声信号に変換処理され、このデジタル音声信号は音声エンコーダ23で符号化される。
【0021】
時計31は、カメラ11の撮影年月日及び時刻を計測し、その年月日及び時刻データを画像エンコーダ13にて画像データに同期して合成する。時計31で計測した年月日及び時刻データは、再生時に画像データの一部としてディスプレイに表示される。
【0022】
本例では、CCDカメラ11で取得される映像信号のフレームレートを27.5Hzの固定値に設定している。これは以下の理由による。すなわち、図3に示すように、LED信号機の電源は一般的に商用電源であり、商用電源は東日本では50Hz、西日本では60Hzの周波数で供給されている。LED信号機の光源は、周波数50又は60Hzの交流電源の供給を受けて点灯するが、実際には同図に示すように点灯と消灯が繰り返されている。したがって、映像信号の取り込み周波数次第では、消灯時の間隔に同期することがあり、こうして撮影画像を取り込むとLED信号機の点灯が映らず、画像データを再生したときに信号色を識別することができないことがある。
【0023】
本例では、日本が50Hzと60Hzという2種類の周波数電源が供給されているという事情に鑑み、50Hzと同期する可能性がある25fpsと、60Hzと同期する可能性がある30fpsとの中間値である27.5fpsのフレームレートで撮影画像を取り込むことにしている。これにより、西日本にいても東日本にいてもどちらの信号機とも同期することのないドライブレコーダを提供することができ、事故原因の解明に重要なLED信号機の色を確実に識別することができる。
【0024】
なお、27.5fpsの固定値に設定することが最も好ましいが、27.5±1fpsの範囲の値であれば同期する可能性は極めて少ないので、この範囲の他の値に設定することもできる。また、後述する汎用映像信号による再生との関係で、31.5fps以上の固定値に設定してもよい。
【0025】
多重化回路41は、CCDカメラ11で取得した27.5fpsのフレームレートのデジタル映像信号とマイクロホン21で取得したデジタル音声信号とを多重化し、切換スイッチ42を介してメモリドライブ43に出力する。
【0026】
切換スイッチ42は、多重化回路41にて多重化された画像・音声データをメモリドライブ43に出力する周波数を切り換えるスイッチであり、車両のイグニッションキーVKに連動して、27.5fpsのフレームレートに相当する第1周波数と、1fpsのフレームレートに相当する第3周波数とに切り換わる。すなわち、イグニッションキーVKがONすると27.5fpsのフレームレートに相当する第1周波数に切り換わり、イグニッションキーVKがOFFすると1fpsのフレームレートに相当する第3周波数に切り換わる。これにより、乗車して走行する際は自動的にLED信号機の点滅周波数の影響を受けない状態で前方映像を記録することができる一方で、エンジンを停止すると自動的に1fpsのフレームレートに切り換わって長時間撮影記録が可能となり、車上荒らし対策のセキュリティシステムとして機能する。
【0027】
本例のドライブレコーダ1の電源端子48は、イグニッションキーVKを介して第1接続回路C1により車両のバッテリVBに接続され、イグニッションキーVKがONするとドライブレコーダ1の電源端子48にバッテリVBからの電力が供給される。これに対して、イグニッションキーVKがOFFすると第1接続回路C1を介する電力供給は遮断するが、イグニッションキーVKのOFFに連動して第2接続回路C2の開閉スイッチSWがONとなり、第2接続回路C2を介して電源端子48にバッテリVBからの電力が供給される。これにより、イグニッションキーVKをOFFにしてもドライブレコーダ1に電力が供給されるので車上荒らし対策などのセキュリティシステムとして機能させることができる。
【0028】
メモリドライブ43は、SDカード媒体51などの汎用携帯型記録媒体に多重化された映像・音声データを記録する。そして、SDカード媒体51の記録容量が一杯になってから最新の映像・音声データを記録する場合には、時間的に最古の映像・音声データは消去され、エンドレスにたえず最新の映像・音声データを記録するようにメモリドライブ43により制御される。この場合に、記録のタイミングは任意の長さで設定することができる。
【0029】
デコーダ45は、ドライブレコーダ1の出力端子47を、HDMIなどのデジタル映像信号に対応したHDディスプレイに接続し、当該ディスプレイにてSDカード媒体51に記録したフレームレートが27.5fpsの映像・音声データを視聴する場合に機能する。すなわち、フレームレートが27.5fpsで記録された映像・音声データをSDカード媒体51からビデオメモリ44に読み出し、当該ビデオメモリ44からデコーダ45に対して、25fps又は30fpsに対応する周波数で出力する。たとえば、日本やアメリカなどのNTSC規格の国々のフレームレートは30fps、ヨーロッパなどPAL規格の国々のフレームレートは25fpsであるから、NTSC規格のフレームレートは30fps、PAL規格のフレームレートは25fpsであるから、NTSC規格に対応した再生装置で再生する場合にはビデオメモリ44からデコーダ45に対して30fpsに相当する周波数で映像・音声データを出力する。デコーダの例は、HDMIによる出力の例を示したが、従来の標準解像度の汎用映像信号NTSC(National Television System Committee)やPAL(Phase Alternating Line)などの映像信号にも変換することができる。この場合、本来記録されている高解像度の映像信号から、標準解像度の信号に変換する必要があるので、本来の映像品質は得られない。また、フレーム周波数変換されるのは映像信号だけであり音声は時間処理の必要が無いので再生音の音質の劣化や時間のずれの発生がない。
【0030】
デコーダ45に入力されたビデオメモリ44からの映像・音声データは、30fpsに相当する周波数で出力されているものの、映像データとしては27.5fpsのデータである。したがってこの画像データは、30fpsの画像データに対して1秒間に2.5フレームだけ画像データが不足する。これを2秒間に換算すると5フレーム不足することになり、2秒間にデコーダ45にて取得される画像データ55フレームのうち11フレーム毎に1フレームずつ不足することになる。したがって、11フレーム毎に1フレームの画像データを追加すれば(取得される画像データの11フレーム目と12フレーム目との間に1フレーム追加すれば)、得られる画像データはNTSC規格のフレームレートに対応した画像データとなる。この様子を図4に示す。
【0031】
このため、デコーダ45のFPS変換部46は、実質的に27.5fpsの画像データの11フレーム毎に、1フレームの画像データを追加する処理を実行し、これを再生用画像データとして出力端子47を介してディスプレイに出力する。追加される1フレームの画像データは、再生時に円滑な映像が再生されるように直前に取得した1フレームの画像データを複写したものとすることが望ましい。ただし、直前の画像データにのみ限定されず、円滑な再生映像が許容される範囲内において取得された画像データの中から選択してもよい。または再生映像に影響が少ないグレー色等の標準画像データを用意しておき、これを11フレーム毎に追加してもよい。こうした複写画像または標準画像の追加処理は11フレーム毎に実行されるが、この画像処理は単純な処理であるため、短時間かつ簡単な処理回路で実行することができる。
【0032】
ちなみに、SDカード媒体51に記録されている画像データが27.5fpsの場合は上述したとおり11フレーム毎に1フレームの画像データを追加すればよいが、画像データが27fpsの場合は1秒間に3フレーム不足するので、9(=27÷3)フレーム毎に1フレームの画像データを追加する。同様に、画像データが28fpsの場合は14フレーム毎に1フレーム、画像データが28.5fpsの場合は19フレーム毎の画像データをそれぞれ追加する。これを一般化すると、画像データのフレームレートをx、NTSC規格のフレームレートを30fpsとすると、1秒間における不足フレームは30−xであるから、x/(30−x)=N(Nは自然数),25<x<30を満足するxであればよい。
【0033】
なお、LED信号機の点灯周波数(50,60Hz)と同期しないフレームレートとして30fpsより大きい値があるが、たとえば31.5fps以上の範囲のフレームレートで画像データを取得し、取得した画像データをNTSC規格に対応した30fpsのフレーム数までフレームを削除してもよい。たとえば、31.5fpsの画像データを30fpsの画像データに変換するには、1秒間に1.5フレーム(2秒間に3フレーム)の画像データを削除する。
【0034】
このように画像データの一部を削除することによりフレームレートが異なる画像データとする利点は、画像処理の負荷が小さくなることである。ただし、処理前の画像データの削除割合が大きすぎると再生時に映像の円滑性が損なわれたり、肝心の場面の映像が再生できなかったりするので、31.5fpsから最大でも35fpsとすることが望ましい。そして、複数のフレームを削除する場合は、削除する範囲の中から万遍なくフレームを抽出して削除することが望ましい。たとえば上述した31.5fpsの画像データを30fpsの画像データに変換する場合は、2秒間に3フレームを削除する処理となるから、2秒間の63フレーム(=31.5fps×2秒)のうち連続した3フレームではなく21フレーム毎に1フレームの画像データを削除することが望ましい。これにより、円滑な再生映像が得られるとともに不用意に重要な場面の映像を削除してしまうおそれもない。
【0035】
図2は上述した本例のドライブレコーダ1の動作フローチャートである。同図において、ステップST1では、ドライブレコーダ1の電源端子48にバッテリVBが接続されて電力が供給されているか否かを判断する。電力が供給されている場合はステップST2へ進み、イグニッションキーVKがONされているか否かを判断し、ONされている場合はステップST3へ進み、OFFの場合はステップST6へ進む。
【0036】
イグニッションキーVKがONされたステップST3では、切換スイッチ42を27.5fps側に切り換えたのち、ステップST4にてCCDカメラ11により車両周囲の映像を撮像するとともにマイクロホン21で車両周囲の音声を集音し、ステップST5にて取得した画像データ及び音声データに上述した多重化信号処理等を施してSDカード媒体51に順次記録し、ステップST1で電力供給が遮断されるか、ステップST2にてイグニッションキーVKがOFFするまでこれを繰り返す。
【0037】
そして、ステップST2にてイグニッションキーVKがOFFになるとステップST6へ進み、切り換えスイッチ42を1fps側へ切り換えたのち、ステップST7にて車両周囲の映像を撮像するとともにマイクロホン21で車両周囲の音声を集音し、ステップST8にて取得した画像データ及び音声データに上述した多重化信号処理等を施してSDカード媒体51に順次記録し、ステップST1で電力供給が遮断されるか、ステップST2にてイグニッションキーVKがOFFするまでこれを繰り返す。なお、この長時間録画の場合に音声データの取得を省略し、画像データのみとしてもよい。
【0038】
以上のとおり、本例のドライブレコーダ1によれば、図2のステップST3〜5を繰り返すことで、LED信号機の商用電源周波数に基づく点滅の影響を受けない第1周波数と汎用映像信号に対応した第2周波数とを切り替える周波数切替部を設けることなく、LED信号機の点灯色を確実に識別することができると同時に、事故状況の映像を確認することができる。
【0039】
特にCCDカメラ11にて撮影された画像データは第1周波数のフレームレートで符号化し、音声データと時間的同期をとって多重化してSDカード媒体51に記録し、再生時に復号化した画像データに対してフレーム単位の画像データの追加又は削除処理を実行するので、複雑なタイムスタンプ補正回路を設けることなく、画像データと音声データとの時間的同期を維持することができる。その結果、事故原因の解析精度が向上する。
【0040】
また、本例のドライブレコーダ1によれば、図2のステップST6〜8を繰り返すことで、27.5fpsより小さい1fpsのフレームレートで画像データを取得でき、長時間の撮影が必要とされる車上荒らし対策などにも適用することができる。
【0041】
車上荒らし対策などの長時間撮影をともなう場合に、再生時において記録データのなかから事件発生箇所を容易に特定できることが望ましい。たとえば、衝突センサ、音センサ、光センサ、タッチセンサ、モーションセンサ、温度センサ、湿度センサ、水漏れセンサ、濃度センサ、臭いセンサ、重量センサ、引っ張りセンサ、プッシュセンサの少なくとも一つを含む、偶発的な出来事の発生を検知するセンサをさらに設けておき、メモリドライブ43にてSDカード媒体51に記録する際に、この偶発的な出来事を検知するセンサが働いたら、記録ファイルを更新して新たなファイルにする。こうすることで再生時に各ファイルの先頭のみを重点的にチェックすれば目的とする事件発生箇所を容易に特定することができる。
【0042】
本例のドライブレコーダ1は、上述したようにHDMIなどのデジタル映像信号に対応したHDディスプレイに接続し、SDカード媒体51に記録した映像・音声データを視聴するほか、SDカード媒体51をパーソナルコンピュータのSDドライブに入れて、パーソナルコンピュータにインストールした再生ソフトウェアで視聴することもできる。
【符号の説明】
【0043】
1…ドライブレコーダ
1A…筐体
11…CCDカメラ
12…A/D変換器
13…画像エンコーダ
21…マイクロホン
22…A/D変換器
23…音声エンコーダ
31…時計
41…多重化回路
42…切換スイッチ
43…メモリドライブ
44…ビデオメモリ
45…デコーダ
46…FPS変換部
47…出力端子
48…電源端子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の所定位置に装着され、前記車両の周囲の環境映像と音声とを時間的に同期して記録するドライブレコーダにおいて、
LED信号機の商用電源周波数の影響を受けない第1周波数に対応した第1フレームレートで前記車両の周囲の環境映像を撮像するカメラと、
前記カメラで撮像したときの年月日及び時刻を計測する時計と、
前記車両の周囲の音声を集音するマイクロホンと、
前記カメラにより撮像された第1フレームレートの画像データと、前記時計により計測された年月日及び時刻データとを合成した合成画像データを符号化する画像エンコーダと、
前記マイクロホンにより集音された音声データを符号化する音声エンコーダと、
前記符合化された画像データと前記符合化された音声データとを時間的に同期して多重化する多重化手段と、
前記多重化されたデータを記録媒体に記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された多重化データを復号化するデコーダと、
前記復号化された多重化データの画像データを、前記第1周波数とは異なる第2周波数の汎用映像信号に対応した第2フレームレートの画像データに変換する画像変換手段と、
前記変換された画像データと、前記音声データとを外部へ出力する出力手段と、を備え、
前記画像変換手段は、前記第1フレームレートで記録された画像データを、前記第2フレームレートの画像データに変換するに際し、前記第1フレームレートと前記第2フレームレートとの数値関係に応じた所定フレーム毎にフレーム単位の画像データを追加する処理、又は所定フレーム毎にフレーム単位の前記画像データを削除する処理を実行するドライブレコーダ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2011−227873(P2011−227873A)
【公開日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−48572(P2011−48572)
【出願日】平成23年3月7日(2011.3.7)
【分割の表示】特願2010−247059(P2010−247059)の分割
【原出願日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【出願人】(591103298)アサヒリサーチ株式会社 (4)
【Fターム(参考)】