JP2008193339A - 後方監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視界不良時においても後方から接近する物体を確実に検知し、検知した物体に関する情報をより分かり易く運転者に伝達できる後方監視装置を提供すること。
【解決手段】後方監視装置１００は、視界状態を検知する視界状態検知手段１０と、車両後方を撮影する撮影手段２と、車両周辺の物体を検出する周辺物情報取得手段１１と、視界状態検知手段１０が視界不良状態を検知した場合に、撮影手段２が撮影した車両後方の画像に周辺物情報取得手段１１が検出した周辺物に関する情報を付加した合成画像を生成して表示させる画像出力制御手段１２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、後方監視装置に関し、特に、視界不良時においても後方から接近する車両を確実に検知し、検知した車両に関する情報を運転者に違和感なく伝達できる後方監視装置に関する。

従来、車両の後方を撮影して後方から接近する車両を画像処理により検出する後方監視装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この後方監視装置は、自車両におけるワイパーやライトの動作状態に基づいて自車両の周囲環境（夜間であるか、雨が降っているか等をいう。）を検知し、検知した周辺環境に応じてカメラの絞りや輝度レベルを自動的に調整する。

これにより、この後方監視装置は、霧や雨で視界不良の場合にカメラの絞りや輝度レベルを自動的に調整して画質を向上させ、被写体の画像処理を行い易くするので、カメラの絞りや輝度レベルを固定とした場合に比べ、自車両と後方から接近する車両との間の距離をより高精度に導き出すことができる。
特開２００１−８１９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の後方監視装置は、周囲環境に応じてカメラの絞りや輝度レベルを調整しながら撮影した画像のみに基づいて後方から接近する車両と自車両との間の距離を導出するので、視界不良時に導出した距離の精度には限界がある。

また、後方監視装置は、撮影した画像を何ら加工することなくモニタに表示するだけであるため、自車両と後方から接近する車両との間の位置関係や後方から接近する車両の状態を、運転者が肉眼で認識する以上に分かり易く伝えることができない。

上述の点に鑑み、本発明は、視界不良時においても後方から接近する物体を確実に検知し、検知した物体に関する情報をより分かり易く運転者に伝達できる後方監視装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、第一の発明に係る後方監視装置は、視界状態を検知する視界状態検知手段と、車両後方を撮影する撮影手段と、車両周辺の物体を検出する周辺物情報取得手段と、前記視界状態検知手段が視界不良状態を検知した場合に、前記撮影手段が撮影した車両後方の画像に前記周辺物情報取得手段が取得した周辺物に関する情報を付加した合成画像を生成して表示させる画像出力制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、第二の発明は、第一の発明に係る後方監視装置であって、前記車両後方の画像は、バックミラーに写る景色に対応することを特徴とする。なお、バックミラーは、ルームミラー、フェンダーミラー、又は、ドアミラー等の後方視認用ミラーを含む概念である。

また、第三の発明は、第一又は第二の発明に係る後方監視装置であって、前記画像出力制御手段は、方向指示器が操作された場合に、前記周辺物に関する情報を表示させることを特徴とする。

また、第四の発明は、第一乃至第三の何れかの発明に係る後方監視装置であって、前記周辺物に関する情報を音声出力させる音声出力制御手段を更に備えることを特徴とする。

また、第五の発明は、第一乃至第四の何れかの発明に係る後方監視装置であって、前記周辺物に関する情報は、車両と前記周辺物との間の位置関係を表す情報であることを特徴とする。

また、第六の発明は、第一乃至第五の何れかの発明に係る後方監視装置であって、前記周辺物に関する情報は、前記周辺物の移動速度、前記周辺物が車両位置に至る迄に要する時間、又は、前記周辺物と車両との間の距離を含むことを特徴とする。

また、第七の発明は、第一乃至第六の何れかの発明に係る後方監視装置であって、前記画像出力制御手段又は前記音声出力制御手段は、前記周辺物と車両との間の距離が所定値未満である場合に注意メッセージを、表示し、或いは、音声出力することを特徴とする。

上述の手段により、本発明は、視界不良時においても後方から接近する物体を確実に検知し、検知した物体に関する情報をより分かり易く運転者に伝達できる後方監視装置を提供できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明に係る後方監視装置の構成例を示す図であり、後方監視装置１００は、車両に搭載され、運転者による車両後方の監視を支援する装置である。

また、後方監視装置１００は、ＣＡＮ(Controller Area Network)やＬＩＮ(Local Interconnect Network)等の車載ネットワークを介してカメラ２、レーダ３、車外環境センサ４、ワイパー制御装置５、ヘッドライト制御装置６、方向指示器７、表示装置８及び音声出力装置９に接続される制御部１を有する。

制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile Random Access Memory）等を備えたコンピュータであり、ＮＶＲＡＭに記憶された、視界状態検知手段１０、周辺物情報取得手段１１、画像出力制御手段１２、音声出力制御手段１３及び車線変更可否判定手段１４のそれぞれに対応するプログラムをＲＡＭ上に展開して対応する処理をＣＰＵに実行させる。

また、制御部１は、カメラ２、レーダ３、車外環境センサ４、ワイパー制御装置５、ヘッドライト制御装置６及び方向指示器７からの出力を受けて各種演算を実行し、制御信号を表示装置８及び音声出力装置９に出力する。

カメラ２は、車両周辺を撮影するための撮影手段であり、例えば、車両後方を撮影するＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラやＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラであって、左右ドアミラーの所定位置に設置され（図２参照。なお、図２は、左側のドアミラーＬＤを示す。）、左右ドアミラーに写る車両後方の景色（運転者が左右のドアミラーを介して視認する景色をいう。）を撮影し、撮影した画像を制御部１に出力する。

なお、カメラ２は、夜間撮影可能な赤外線カメラであってもよく、被写体迄の距離を測定可能なステレオカメラであってもよい。

また、カメラ２は、車両後方を広く撮影できるようルーフ後方に設置され、車室内のバックミラーに写る車両後方の景色（運転者が車室内のバックミラーを介して視認する景色をいう。）を撮影するようにしてもよい。

なお、カメラ２は、左右ドアミラー及びルーフ後方に設置される複数のカメラから構成されるカメラセットであってもよい。

レーダ３は、車両周辺の物体を検出するためのセンサであり、例えば、超音波、ミリ波（電波）、赤外線レーザ等を用いたレーダがあり、好適には、霧、雪、雨等の影響を受け難いミリ波レーダが利用される。

レーダ３は、例えば、自車両の後部バンパー付近に設置され、自車輌の後方に存在する物体（例えば、自車両の後方を走行する他車両をいう。）を検出し、検出結果を制御部１に出力する。

車外環境センサ４は、車両周辺の外部環境の状態を検出するためのセンサであり、例えば、硫化カドミウム等の光半導体を用いた照度センサ、赤外線ＬＥＤ(Light Emitting Diode)を用いた霧センサ、雨滴によって湿らされた素子の静電容量値の変化を利用した降雨センサ等であり、検出結果を制御部１に出力する。

ワイパー制御装置５は、ワイパーを制御するための装置であり、例えば、ステアリングコラムに取り付けられたワイパー操作レバーが操作されるとワイパーブレードを駆動するモータに制御信号を出力してワイパーブレードを制御する。

また、ワイパー制御装置５は、ワイパーブレードの駆動を開始又は終了させたことを示す信号やワイパーブレードの動作状態（動作速度や動作間隔等をいう。）を示す信号を制御部１に出力する。

ヘッドライト制御装置６は、ヘッドライトを制御するための装置であり、例えば、ステアリングコラムに取り付けられたヘッドライト操作レバーが操作されるとヘッドライトを点灯させたり、消灯させたり、点滅させたり、或いは、ハイビーム・ロービームを切り替えたりするための制御信号を出力してヘッドライトを制御する。

また、ヘッドライト制御装置６は、ヘッドライトを点灯又は消灯させたことを示す信号やヘッドライトの出力状態（ハイ・ロー位置や光量等をいう。）を示す信号を制御部１に出力する。

方向指示器７は、ウィンカーランプを制御するための装置であり、例えば、ステアリングコラムに取り付けられたウィンカー操作レバーが操作されると左右何れかのウィンカーランプを点滅させるための制御信号を出力して左右何れかのウィンカーランプの点滅を開始させる。

また、方向指示器７は、ウィンカーランプの点滅を開始又は終了させたことを示す信号を制御部１に出力する。

表示装置８は、各種情報を表示するための装置であり、例えば、センターコンソール付近に設置された液晶ディスプレイであって、制御部１が出力する制御信号又は画像データに基づいて各種情報を表示させる。なお、表示装置８は、カーナビゲーションシステムで利用される液晶ディスプレイであってもよい。

また、表示装置８は、ドアミラーやバックミラーの鏡がある位置に設置されたミラーディスプレイ（ディスプレイの電源をオフした場合はミラーとして機能するディスプレイをいう。）であってもよく、フロントガラスや運転席側のウィンドウに画像を投影させるヘッドアップディスプレイ又はプロジェクタであってもよい。

カメラ２が撮影した車両後方の画像をあたかもドアミラーやバックミラーの鏡に映る景色のように表示させるためであり、運転者が従来のドアミラーやバックミラーを覗き込むことで、後方視界を違和感なく確認できるようにするためである。この場合、表示装置８は、カメラ２が撮影した画像の鏡像を表示させるようにする。

音声出力装置９は、各種情報を音声出力するための装置であり、例えば、運転席付近に設置された車載スピーカであって、制御部１が出力する制御信号又は音声データに基づいて各種情報を音声出力させる。

次に、制御部１が有する各種手段について説明する。

視界状態検知手段１０は、車両周辺の視界状態を検知するための手段であり、例えば、カメラ２が撮影した画像の輝度レベルに基づいて昼夜の別や他車両のヘッドライトによるグレアの存在を認識し、夜間又はトンネルを走行する場合における視界不良や他車両のヘッドライトが眩しいことによる視界不良を検知する。

また、視界状態検知手段１０は、車外環境センサ４の出力（周囲の明るさ、霧の発生状態、降雨状態等）に基づいて、夜間又はトンネルを走行する場合における視界不良、又は、濃霧、降雨、降雪等による視界不良等を検知するようにしてもよい。

さらに、視界状態検知手段１０は、ワイパー制御装置５やヘッドライト制御装置６の出力に基づいて昼夜の別や降雨量を認識して視界不良を検知するようにしてもよい。

周辺物情報取得手段１１は、車両周辺に存在する物体を検出するための手段であり、例えば、レーダ３の出力に基づいて他車両の存在を検出し、自車両と他車両との間の距離、自車輌に対する他車両の相対速度（検出した距離の時間微分により算出する。）、他車両の移動方向、他車両の走行位置（例えば、他車両が走行する車線であって、カーナビゲーションシステムにおける地図情報を利用して特定する。）等を演算により導出する。

画像出力制御手段１２は、表示装置８に表示させる画像を制御するための手段であり、例えば、カメラ２が撮影した車両後方の画像上に、周辺物情報取得手段１１が導出した他車両に関する情報（自車両と他車両との間の距離、自車輌に対する他車両の相対速度、自車両の位置に他車両が到達するまでに要する時間、他車両の移動方向、他車両の走行位置（車線）等をいう。）をグラフィカルに合成し、その合成画像を表示装置８に出力して表示させたり、スーパーインポーズによりテキストデータを合成し、その合成画像を表示装置８に出力して表示させたりする。

なお、グラフィカルな表現を用いるのは、他車両に関する情報を運転者が瞬時かつ直感的に理解できるようにするためである。

図３は、追い越し車線を走行する自車両の左側のドアミラーに設置された表示装置８に合成画像を表示させた状態を示す図である。

図３（Ａ）は、走行車線を走行する後続の他車両と自車両との間の距離が５０メートルであり、その他車両が自車両に並ぶまでに要する時間が２０秒であることを示す文字情報Ｃが合成表示され、かつ、その文字情報に対応する後続の他車両を特定するための枠Ｆが合成表示された状態を示す。

また、図３（Ｂ）は、カメラ２が撮影した車両後方の画像における所定領域に、自車両と他車両との間の位置関係を示す俯瞰図Ｖ（例えば、図枠の右上隅を自車両の位置とし、他車両の位置を黒い矩形で示す。また、図枠の縦の長さが１００メートルを表すものとする。）を合成表示させた状態を示す。

図３に示すような合成画像を視認することにより、運転者は、自車両と後続の他車両との間の位置関係を瞬時かつ直感的に把握することができる。

なお、画像出力制御手段１２は、カメラ２が撮影した車両後方の画像中にある他車両の画像部分を強調表示させるようにしてもよい（例えば、他車両の画像部分を赤色の色調で表示し、その他の部分を白黒表示させる。）。

音声出力制御手段１３は、音声出力装置９に音声出力させる音声データを制御するための手段であり、例えば、画像出力制御手段１２が表示させる合成画像に合わせて音声出力装置９に制御信号又は音声データを出力し、他車両に関する情報を音声出力装置９に音声出力させる。

車線変更可否判定手段１４は、自車両による車線変更が可能であるか否かを判定するための手段であり、例えば、周辺物情報取得手段１１が導出した、自車両と他車両との間の距離、自車両に対する他車両の相対速度、又は、他車両が走行する位置（車線）のうちの少なくとも一つに基づいて自車両による車線変更が可能であるか否かを判定する。

例えば、画像出力制御手段１２は、他車両が接近しているために自車両による車線変更が不可能であると車線変更可否判定手段１４が判定した場合、カメラ２が撮影した車両後方の画像におけるその他車両の画像部分に点滅する赤い枠を合成表示させるようにしてもよい。

次に、図４を参照しながら、後方監視装置１００が画像出力制御手段１２による合成画像を表示装置８に表示させる処理（以下、「合成画像表示処理」という。）について説明する。なお、図４は、合成画像表示処理の流れを示すフローチャートである。

最初に、制御部１は、各種センサの出力に基づいて視界状態検知手段１０により自車両周辺の視界状態がどのような状態であるかを検知する（ステップＳ１）。

濃霧、降雨又は降雪がないとして良好な視界状態が検知された場合（ステップＳ１のＮＯ）、制御部１は、バックミラーの位置に設置された表示装置８にカメラ２が撮影した車両後方の画像を表示させることなく合成画像表示処理を終了させる。

運転者は、バックミラーに写る鏡像を肉眼で確認することにより車両後方を十分に監視することができるからである。

一方、霧が発生していたり、夜間走行であったり、或いは、雨が降っていたりしている等の理由により視界不良状態が検知された場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、制御部１は、画像出力制御手段１２により、カメラ２が撮影した車両後方の画像を表示装置８に表示させる（ステップＳ２）。

運転者がバックミラーに写る鏡像を肉眼で確認するだけでは、車両後方の状態を十分に把握することができないからであり、制御部１は、夜間走行のときに赤外線カメラで撮影した画像を表示装置８に表示させたり、後続の他車両のヘッドライトが眩しいときに輝度レベルを低減させた画像を表示装置８に表示させたりすることで、運転者による後方視認性を高めることができるからである。

このとき、画像出力制御手段１２は、カメラ２が撮影した車両後方の画像に周辺物情報取得手段１１が取得した後続の他車両に関する文字情報を重畳表示させたり、後続の他車両に関する情報に基づいてカメラ２が撮影した車両後方の画像の一部の色調を変更する等のグラフィック効果を加えたりしてもよい。運転者による車両後方環境の把握をより容易にするためである。

その後、制御部１は、方向指示器７の出力を監視し（ステップＳ３）、方向指示器７の操作が行われるまで（ステップＳ３のＮＯ）、そのまま待機する。

方向指示器７の操作（例えば、右側のウィンカーランプの点滅を開始させる操作をいう。）が行われたことを検知すると（ステップＳ３のＹＥＳ）、制御部１は、周辺物情報取得手段１１によりレーダ３の出力に基づいて自車両（走行車線を走行しているものとする。）と後続の他車両（自車両の後方にあって追い越し車線を走行しているものとする。）との間の距離を導出する（ステップＳ４）。

なお、制御部１は、方向指示器７の出力に加え、ナビゲーションシステムにおける地図情報を考慮し、方向指示器７の操作が車線変更のための操作であるか、或いは、右左折のための操作であるかを判定し、車線変更のための操作であると判定した場合に限り、ステップＳ４以下の処理を実行するようにしてもよい。

その後、制御部１は、周辺物情報取得手段１１が導出した、自車両と後続の他車両との間の距離、又は、自車両に対する他車両の相対速度等に基づいて、車線変更可否判定手段１４により自車両による車線変更が可能であるか否かを判定する（ステップＳ５）。

自車両による車線変更が可能であると判定された場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、制御部１は、画像出力制御手段１２により、カメラ２が撮影した車両後方の画像に周辺物情報取得手段１１が取得した後続の他車両に関する情報を重畳表示させた合成画像を生成し、生成した合成画像を表示装置８に表示させて（ステップＳ６）、合成画像表示処理を終了させる。

一方、後続の他車両が自車両に接近し過ぎていたり、自車両に対する他車両の相対速度が大き過ぎたりするために自車両による車線変更が不可能であると判定された場合（ステップＳ５のＮＯ）、制御部１は、画像出力制御手段１２により、カメラ２が撮影した車両後方の画像に自車両による車線変更が不可能であることを表現するグラフィック効果（例えば、カメラ２が撮影した画像全体を継続的又は断続的に赤みがかった状態にする。）を加えたり、車線変更が不可能である旨を示す注意メッセージを重畳表示させたりして、運転者の注意を喚起した上で（ステップＳ７）、合成画像表示処理を終了させる。

なお、制御部１は、自車両による車線変更が可能であると判定された場合に、カメラ２が撮影した車両後方の画像に自車両による車線変更が可能であることを表現するグラフィック効果（例えば、カメラ２が撮影した画像全体を継続的又は断続的に青みがかった状態にする。）を加えたり、車線変更が可能である旨を示すメッセージを重畳表示させたりして、車線変更が可能なタイミングを運転者に伝えるようにしてもよい。

また、制御部１は、画像出力制御手段１２による注意喚起に加え、或いは、画像出力制御手段１２による注意喚起に代えて、音声出力制御手段１３により、自車両による車線変更が不可能であることを伝える音声メッセージを出力させるようにしてもよい。

以上の構成により、後方監視装置１００は、視界不良時においても後方から接近する物体をレーダ３で確実に検知し、肉眼で得られるよりも詳細かつ有益な検知物体に関する情報を運転者に違和感なく伝達することができる。

また、後方監視装置１００は、肉眼で得られるよりも詳細かつ有益な検知物体に関する情報をカメラ２が撮影した画像に重畳表示させるので、撮影画像を介した運転者による車両後方の監視をより効果的に支援し、接触事故や衝突事故を未然に防止することができる。

また、後方監視装置１００は、視界不良時にカメラ２で撮影された撮影画像を表示装置８に表示させている場合、運転者が方向指示器７を操作した時点において後続の他車両に関する詳細な情報を撮影画像に重畳表示させて運転者による車両後方の監視を支援するので、車線変更時の接触事故を効果的に防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の実施例において、後方監視装置１００は、霧、降雨又は降雪等による視界不良状態が発生した場合に、ドアミラーの鏡の位置に設置された表示装置８にカメラ２が撮影した画像を表示させるが、運転席側のウィンドウの曇りによりドアミラーが見えにくくなった場合に、車室内に設置されたヘッドアップディスプレイ等によりカメラ２が撮影した画像を運転席側のウィンドウに投影させるようにしてもよい。

また、上述の実施例において、後方監視装置１００は、視界状態が良好である場合にはカメラ２が撮影した車両後方の画像を表示装置８に表示させず、ドアミラーやルームミラーを介した運転者の肉眼による後方監視を促すが、視界状態が良好である場合や、視界状態が良好で、かつ、方向指示器７が操作された場合にも、カメラ２が撮影した車両後方の画像又はその画像に各種情報を重畳表示させた合成画像を表示装置８に表示させるようにしてもよい。

視界状態が良好な場合であっても、運転者が肉眼で得られる情報より詳細で有益な情報を運転者に伝えることができる場合があるからである。

また、上述の実施例において、周辺物情報取得手段１１は、レーダ３の出力に基づいて他車両の存在を検出するが、路車間通信又は車車間通信を介して他車両に関する情報を取得するようにしてもよい。

また、上述の実施例において、後方監視装置１００は、方向指示器７が操作されたことを検知した場合に、車線変更可否判定手段１４により自車両による車線変更が可能であるか否かを判定するが、方向指示器７の操作が開始される前に自車両による車線変更が可能であるか否かを判定しておき、各種グラフィック効果により、表示装置８を介して車線変更の可否を運転者に事前に知らせておくようにしてもよい。

後方監視装置の構成例を示す図である。 カメラの設置例を示す図である。 表示装置に合成画像を表示させた状態を示す図である。 合成画像表示処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 制御部
２ カメラ
３ レーダ
４ 車外環境センサ
５ ワイパー制御装置
６ ヘッドライト制御装置
７ 方向指示器
８ 表示装置
９ 音声出力装置
１０ 視界状態検知手段
１１ 周辺物情報取得手段
１２ 画像出力制御手段
１３ 音声出力制御手段
１４ 車線変更可否判定手段
１００ 後方監視装置
Ｃ 文字情報
Ｆ 枠
ＬＤ 左ドアミラー
Ｖ 俯瞰図

Claims (7)

1. 視界状態を検知する視界状態検知手段と、
   車両後方を撮影する撮影手段と、
   車両の周辺物に関する情報を取得する周辺物情報取得手段と、
   前記視界状態検知手段が視界不良状態を検知した場合に、前記撮影手段が撮影した車両後方の画像に前記周辺物情報取得手段が取得した周辺物に関する情報を付加した合成画像を生成して表示させる画像出力制御手段と、
   を備えることを特徴とする後方監視装置。
2. 前記車両後方の画像は、バックミラーに写る景色に対応する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の後方監視装置。
3. 前記画像出力制御手段は、方向指示器が操作された場合に、前記周辺物に関する情報を表示させる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の後方監視装置。
4. 前記周辺物に関する情報を音声出力させる音声出力制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の後方監視装置。
5. 前記周辺物に関する情報は、車両と前記周辺物との間の位置関係を表す情報である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の後方監視装置。
6. 前記周辺物に関する情報は、前記周辺物の移動速度、前記周辺物が車両位置に至る迄に要する時間、又は、前記周辺物と車両との間の距離を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の後方監視装置。
7. 前記画像出力制御手段又は前記音声出力制御手段は、前記周辺物と車両との間の距離が所定値未満である場合に注意メッセージを、表示し、或いは、音声出力する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の後方監視装置。

Images