車載カメラとは
車載カメラとは、一般的に自動車に搭載され、運転中の映像やデータを捉えるための装置です。
さまざまな形態と機能を持つ車載カメラが存在しますが、主な役割はドライバーの安全運転を支援し、車両の周囲の状況の把握です。さらに、一部の高度なモデルでは障害物検知、車線逸脱警告、自動駐車支援などの高度なドライバーアシスト機能も提供します。
このように、車載カメラは自動車の安全性向上に必要不可欠な要素であり、さらなる自動運転技術の実現に向けて重要な役割を果たしています。自動車業界の設計者や購買担当者にとって、適切な車載カメラの選択と組み込みは、次世代の自動車開発のキーファクターです。
車載カメラの使用用途
車載カメラはその機能性と汎用性から、現代の自動車の重要なコンポーネントとなり、さまざまな用途で使用されています。
1. 駐車支援
駐車は運転の中でも特に繊細さが求められる作業であり、運転者にとってストレスを感じることも少なくありません。車載カメラはバックや並列駐車を安全に、そして確実に行うための重要なツールです。リアビューとトップビューを提供し、車両と周囲環境の間の距離を的確に判断するのに役立ちます。
2. 事故記録
車載カメラは、事故や衝突の瞬間を記録するための信頼性の高いツールとなります。後の保険請求や警察への報告で非常に価値のある証拠となる可能性が高いです。事故の原因や責任を明確にするためには、車載カメラの映像がしばしば必要となります。
3. 運転記録
日々の運転行動を記録するためにも、車載カメラは有効です。これは運転習慣の分析、改善のため、または特定の事件や問題が生じたときに運転者を保護する際に使用されます。
4. 車内監視
車載カメラは車内監視にも用いられ、盗難や車上荒らしを防ぐために活用されます。また、タクシーや配送業などで運転者の行動を記録したり、車両を共有するシナリオでは乗客の行動を監視したりするためにも使用されます。
5. ADAS (先進運転支援システム) の一部として
最後に、車載カメラは先進運転支援システム (ADAS) の一部として機能します。これには車線逸脱警報、前方衝突警報、歩行者検出などの機能が含まれます。これらのシステムは運転者の反応時間を補完し、事故を防ぐために設計されています。
車載カメラの原理
車載カメラには、単眼カメラ方式とステレオカメラ方式の2種類の方式があります。
1. 単眼カメラ方式
単眼カメラ方式は、1台のカメラに写る画像座標の縦方向のピクセル位置から、先行車や歩行者までの距離を算出します。単眼カメラは低コストでサイズも小さいメリットがありますが、誤差が大きい点がデメリットです。ただし、近年、画像処理技術の発展によって単眼カメラの精度は上がってきています。
2. ステレオカメラ方式
ステレオカメラ方式は、カメラを2台搭載して対象物を認識します。。人間の眼と同様に、撮像位置の視差を利用した三角測量の原理を使います。2台のカメラ間の距離、カメラの焦点距離、視差から三角測量法で対象物までの距離を計測し、画面全体を三次元として把握が可能です。
ステレオカメラでの距離計測は、歪み補正・画像輝度の正規化などの前処理、マッチングのための画像変換、視差を推定するマッチング、三角測量の4段階のアルゴリズムで処理が行われます。このうち、マッチング・アルゴリズムには、画像パターンがない部分での視差を推定するSGM (Semi Global Matching) 方式や画像パターンがない部分はデータ無しのまま信頼性の高いデータを用いるSAD (Sum of Absolute Difference) 方式など、さまざまなマッチング手法があります。
車載カメラの種類
車載カメラは機能や用途によって多種多様なものが存在します。主要なものは、以下のとおりです。
1. フロントカメラ
車両のフロント部分に搭載され、前方の視界を拡大します。道路上の障害物、車線、信号、歩行者等を検知し、ドライバーに情報を提供します。ADASシステムの一部として機能し、衝突回避や自動運転の実現に寄与します。
2. リアビューカメラ
車両の後部に設置され、バックミラーでは確認しにくい後方の状況を捉えます。これにより駐車時の安全性が大幅に向上します。
3. サイドビューカメラ
車両の側面に取り付けられ、盲点をカバーします。このカメラは、車線変更や交差点での把握が困難な死角の視界を改善します。
4. 全周囲カメラシステム
複数のカメラを車両の各部に設置し、車両全体の360度視界を提供します。これは駐車や狭いスペースでの操縦を容易にします。