JP2002029349A

JP2002029349A - 車両周囲認識装置

Info

Publication number: JP2002029349A
Application number: JP2000212216A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ando; 敏之安藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2002-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】車両が接触するおそれのある障害物とその障
害物までの距離を正確に認識することができる安価な車
両周囲認識装置を提供する。【解決手段】車両周囲を撮像する撮像手段の撮像範囲
において距離を測定する位置を設定し、撮像手段からの
映像信号に基づいて測距位置に撮像手段の撮影レンズを
焦点調節させる。そして、測距位置に焦点調節したとき
の撮影レンズの位置と焦点距離に基づいて測距位置まで
の距離を算出し、撮像手段で撮像した車両周囲の映像に
算出した距離情報を合成して表示する。これにより、高
価な距離測定装置を用いずに、障害物までの距離を正確
に認識することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、運転者の死角とな
る車両周囲の状況を車室内の表示装置に表示する車両周
囲認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両後部にカメラを設置して車両後方を
撮像し、車両後方の映像を車室内のモニターに表示する
車両周囲認識装置が知られている（例えば、特開平１０
−１８１４４７号公報参照）。この装置では、図１に示
すように、車両後部に取り付けたカメラによって車体の
一部（バンパー）１を写し込むように車両後方を撮像
し、撮像した車両後方の映像２に車体１からの距離を示
す指標３ａ、３ｂを重ねて表示している。運転者は、車
両後方の映像２に映し出された障害物４までの距離を距
離指標３ａ、３ｂから読み取ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の車両周囲認識装置では、距離指標３ａ、３ｂが
路面を基準にして表示されているので、バンパー１が障
害物４と接触するまでの実際の距離Ｌ１（＝１ｍ）では
なく、障害物４と重なっている指標３ｂの距離Ｌ２（＝
２ｍ）を読み取ってしまい、障害物４が実際よりも遠く
にあると誤認することがある。さらに、障害物がいくつ
も存在する場合には、どの障害物までの距離が最短で、
障害物のどの位置と接触するおそれがあるのかを、運転
者が画面に表示された路面を基準にして読み取らなけれ
ばならないので、画面から車両と障害物との位置関係を
正確に認識しづらく、誤認することが多くなるという問
題がある。

【０００４】このような問題を解決するために、レーザ
ーレーダーなどの距離測定装置を用いて障害物までの距
離を正確に検出することはできるが、装置が高価になる
ので採用は難しい。

【０００５】本発明の目的は、車両が接触するおそれの
ある障害物とその障害物までの距離を正確に認識するこ
とができる安価な車両周囲認識装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一実施の形態の構成を示
す図２および図２６に対応づけて本発明を説明すると、（１）請求項１の発明は、車両周囲を撮像する撮像手
段１１と、撮像手段１１の撮像範囲において距離を測定
する位置を設定する測距位置設定手段１５と、撮像手段
１１からの映像信号に基づいて測距位置に撮像手段１１
の撮影レンズ１１ａを焦点調節させる焦点調節手段１１
と、測距位置に焦点調節したときの撮影レンズ１１ａの
位置と焦点距離に基づいて測距位置までの距離を算出す
る距離算出手段１１と、撮像手段１１で撮像した車両周
囲の映像に距離算出手段１１により算出した距離情報を
合成して表示する表示手段１４，１５とを備え、これに
より上記目的を達成する。（２）請求項２の車両周囲認識装置は、撮像手段１１
を、車両の最も突出した部位に、撮影レンズ１１ａの光
軸が路面と平行になるように設置するようにしたもので
ある。（３）請求項３の車両用周囲認識装置は、撮像手段１
１を車両後部のバンパーに設置するようにしたものであ
る。（４）請求項４の車両周囲認識装置は、測距位置設定
手段１５によって、撮像手段１１の撮像範囲の上下方向
の中央線上に所定間隔ごとに測距位置を設定するように
したものである。（５）請求項５の車両周囲認識装置は、表示手段１
４，１５によって、各測距位置までの距離に応じた色の
線分で各測距位置を結んで表示するようにしたものであ
る。（６）請求項６の車両周囲認識装置は、表示手段１
４，１５によって、各測距位置までの距離に応じた太さ
の線分で各測距位置を結んで表示するようにしたもので
ある。（７）請求項７の車両周囲認識装置は、距離算出手段
１１により算出した各測距位置までの距離に基づいて、
車両の外周に最も近い障害物の位置と距離を算出する最
接近点算出手段１５を備え、表示手段１４，１５によっ
て、撮像手段１１で撮像した車両周囲の映像に車両の外
周に最も近い障害物の位置と距離の情報を合成して表示
するようにしたものである。（８）請求項８の車両周囲認識装置は、操舵角を検出
する舵角検出手段５０と、現在の操舵角のままで所定距
離移動した後の車両外周の位置を予測する位置予測手段
１５とを備え、最接近点算出手段１５によって、予測位
置の車両外周に最も近い障害物の位置と距離を算出する
ようにしたものである。（９）請求項９の車両周囲認識装置は、撮像手段１１
の撮影レンズ１１ａはズームレンズであり、焦点調節手
段１１はズームレンズの撮像倍率を上げて焦点調節を行
うようにしたものである。

【０００７】上述した課題を解決するための手段の項で
は、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を
用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定され
るものではない。

【０００８】

【発明の効果】（１）請求項１の発明によれば、車両
周囲を撮像する撮像手段の撮像範囲において距離を測定
する位置を設定し、撮像手段からの映像信号に基づいて
測距位置に撮像手段の撮影レンズを焦点調節させる。そ
して、測距位置に焦点調節したときの撮影レンズの位置
と焦点距離に基づいて測距位置までの距離を算出し、撮
像手段で撮像した車両周囲の映像に算出した距離情報を
合成して表示するようにしたので、高価な距離測定装置
を用いずに、障害物までの距離を正確に認識することが
できる。（２）請求項２の発明によれば、撮像手段を、車両の
最も突出した部位に、撮影レンズの光軸が路面と平行に
なるように設置したので、車両の突出部が接触するおそ
れのある障害物までの距離を正確に認識することができ
る。（３）請求項３の発明によれば、撮像手段を車両後部
のバンパーに設置するようにしたので、車両の後部バン
パーが接触するおそれのある車両後方の障害物までの距
離を正確に認識することができる。（４）請求項４の発明によれば、撮像手段の撮像範囲
の上下方向の中央線上に所定間隔ごとに測距位置を設定
するようにしたので、バンパーなどの車両の最も突出し
た部位が接触するおそれのあるすべての障害物までの距
離を正確に認識することができる。（５）請求項５の発明によれば、各測距位置までの距
離に応じた色の線分で各測距位置を結んで表示するよう
にしたので、車両に近い障害物を視認し易くなる。（６）請求項６の発明によれば、各測距位置までの距
離に応じた太さの線分で各測距位置を結んで表示するよ
うにしたので、車両に近い障害物を視認し易くなる。（７）請求項７の発明によれば、各測距位置までの距
離に基づいて車両の外周に最も近い障害物の位置と距離
を算出し、撮像手段で撮像した車両周囲の映像に車両の
外周に最も近い障害物の位置と距離の情報を合成して表
示するようにしたので、車両外周が接触する可能性の高
い障害物の位置とその障害物までの距離を一目で認識す
ることができ、障害物までの距離をつかみやすく、障害
物との接触を確実に回避することができる。（８）請求項８の発明によれば、現在の操舵角のまま
で所定距離移動した後の車両外周の位置を予測し、予測
位置の車両外周に最も近い障害物の位置と距離を算出す
るようにしたので、現在の操舵角のままで所定距離移動
した後に、車両外周が接触する可能性の高い障害物の位
置とその障害物までの距離を一目で認識することがで
き、障害物との接触を確実に回避することができる。（９）請求項９の発明によれば、撮像手段の撮影レン
ズをズームレンズとし、ズームレンズの撮像倍率を上げ
て焦点調節を行うようにしたので、映像の色の境界が明
確になって映像信号に含まれる高周波成分の分布がより
急峻になり、固定焦点距離の撮影レンズのカメラよりも
正確に測距位置に焦点調節させることができ、したがっ
て測距位置までの距離をより正確に求めることができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】《発明の第１の実施の形態》図２
は第１の実施の形態の構成を示す図である。後方カメラ
１１は撮影レンズ１１ａ（図７参照）とＣＣＤセンサー
（不図示）を備え、車両後部に取り付けられて車両後方
を撮像する。このカメラ１１はオートフォーカス機能を
備えており、撮像範囲すなわち被写界の任意の位置に撮
影レンズ１１ａを焦点調節させてピントを合わせること
ができ、撮影レンズ１１ａの焦点距離とレンズ位置とに
基づいて焦点調節位置までの撮影距離を検出する。この
実施の形態では、カメラ１１で検出した焦点調節位置ま
での撮影距離を、車両後方の障害物までの距離として用
いる。カメラのオートフォーカス機能により撮影距離を
検出する方法については後述する。

【００１０】シフトセンサー１２は、変速機（不図示）
のシフトレバーの設定位置を検出する。イグニッション
スイッチ１３は、車両のイグニッションキーがオン位置
に設定されるとオンする。モニター１４は、カメラ１１
で撮像された車両後方の映像を表示するとともに、車両
後方の障害物までの距離情報を表示する。

【００１１】コントローラー１５はＣＰＵ１５ａとメモ
リ１５ｂなどの周辺部品を備え、カメラ１１の撮像制御
とモニター１４の表示制御を行う。コントローラー１５
は、カメラ１１の撮像範囲において距離を計測しようと
する位置（以下、測距位置と呼ぶ）を設定し、カメラ１
１により検出された測距位置までの撮影距離を入力し、
車両後方の障害物までの距離情報としてモニター１４の
車両後方映像に合成して表示する。

【００１２】図３は駐車場における車両側方から見たカ
メラ１１の撮像範囲を示し、図４は駐車場における車両
上方から見たカメラ１１の撮像範囲を示す。この実施の
形態では、車両後部の最も突出したバンパーに、撮影レ
ンズ１１ａの光軸２１が路面と平行になるようにカメラ
１１を設置する。カメラ１１の垂直方向の撮像範囲２２
（図３参照）および水平方向の撮像範囲２３（図４参
照）はカメラ１１の撮影レンズなどにより決まる。な
お、２４は駐車場の壁である。

【００１３】図５は、図３および図４に示す駐車場でカ
メラ１１により撮像された車両後方の映像である。車両
後部のバンパーに光軸２１が路面と平行になるようにカ
メラ１１を設置しているので、カメラ１１で撮像された
車両後方の映像はバンパーの高さから見た映像となる。

【００１４】図６は、コントローラー１６で実行される
画像処理プログラムを示すフローチャートである。この
フローチャートにより、一実施の形態の動作を説明す
る。ステップ１において、車両のイグニッションスイッ
チ１３がオンしているかどうかを確認し、イグニッショ
ンスイッチ１３がオンしていればステップ２へ進み、オ
フしていればこの画像処理を終了する。

【００１５】ステップ２において、シフトセンサー１２
によりシフトレバーが後退（Ｒ）位置に設定されている
かどうかを確認し、後退位置に設定されているときはス
テップ３へ進み、そうでなければステップ１へ戻る。シ
フトレバーが後退位置へ設定されているときは、ステッ
プ３で測距位置をカメラ１１の撮像範囲の上下方向の中
央の左端へ移動する。

【００１６】上述したようにこの実施の形態では車両後
部の最も後方に突出したバンパーに、撮影レンズ１１ａ
の光軸２１が路面と平行になるようにカメラ１１を設置
したので、カメラ１１で撮像された車両後方の映像は図
５に示すようにバンパーの高さから見た映像となり、映
像の中心がカメラ１１の光軸２１が通る位置となる。し
たがって、映像の上下方向の中央線上に映し出された物
体は、自車のバンパーの高さにある物体であり、後退し
たときに自車後部に突出したバンパーに最初に接触する
物体、つまり障害物である。

【００１７】そこで、この実施の形態では、カメラ１１
の撮像範囲の上下方向の中央線に沿って、撮像範囲の左
端から右端まで所定間隔で測距位置を移動し、各測距位
置ごとに障害物までの距離を測定する。

【００１８】次にステップ４で、測距位置における映像
のピントが合うように撮影レンズ１１ａの焦点調節を行
う。続くステップ５では測距位置における障害物までの
距離を計測し、メモリ１５ｂに記憶する。

【００１９】ここで、映像信号に基づいて撮影レンズ１
１ａの焦点調節状態を検出し、測距位置に撮影レンズ１
１ａを焦点調節させて撮影距離を計測する方法を説明す
る。

【００２０】図７は、カメラ１１の撮影レンズ１１ａと
不図示のＣＣＤセンサー（撮像素子）との位置関係
（ａ）と、ＣＣＤセンサー位置と映像の高周波成分との
関係（ｂ）を示す。図から明らかなように、一般に、Ｃ
ＣＤセンサーから出力される映像信号の高周波成分は、
撮影レンズ１１ａがＣＣＤセンサー上に鮮鋭な被写体像
を結像する焦点調節状態において最大となり、撮影レン
ズ１１ａの結像位置がＣＣＤセンサーの前、または後ろ
にあるほど減少する。

【００２１】そこで、映像信号に含まれる高周波成分を
抽出し、高周波成分が最大になるように撮影レンズ１１
ａの位置を調節すれば、撮影レンズ１１ａを距離計測位
置に焦点調節させることができる。例えば、図８ａに示
すように、ＣＣＤセンサーの位置が焦点調節位置よりも
前にある場合、すなわち撮影レンズ１１ａがＣＣＤセン
サーよりも後ろに鮮鋭な像を結ぶ状態にある場合には、
図８ｂ、図８ｃに示すように映像信号の高周波成分が増
加する方向、すなわちカメラ１１の前方に向かって撮影
レンズ１１ａを繰り出すことにより、撮影レンズ１１ａ
がＣＣＤセンサー上に鮮鋭な像を結ぶ焦点調節状態を得
ることができる。また、図示を省略するが、ＣＣＤセン
サーの位置が焦点調節位置よりも後ろにある場合、すな
わち撮影レンズ１１ａがＣＣＤセンサーよりも前に鮮鋭
な像を結ぶ状態にある場合には、映像信号の高周波成分
が増加する方向、すなわちカメラ１１の後方に向かって
撮影レンズ１１ａを繰り込むことにより、撮影レンズ１
１ａがＣＣＤセンサー上に鮮鋭な像を結ぶ焦点調節状態
を得ることができる。

【００２２】撮像範囲の測距位置に撮影レンズ１１ａを
焦点調節させたときの測距位置までの距離は、固定焦点
距離の撮影レンズではレンズ位置と焦点距離とに基づい
て演算により求められる。また、撮影レンズにズームレ
ンズを用いたカメラでは、焦点距離を変えるためのズー
ミングレンズの位置から求めた焦点距離と、焦点調節を
行うフォーカシングレンズの位置とに基づいて距離が求
められる。

【００２３】なお、ズームレンズを備えたカメラにより
ズームアップして狭い撮像範囲を拡大して撮像した方
が、映像の色の境界が明確になって映像信号に含まれる
高周波成分の分布がより急峻になり、固定焦点距離の撮
影レンズのカメラよりも正確に測距位置に焦点調節させ
ることができ、したがって測距位置までの距離をより正
確に求めることができる。

【００２４】図９は、測距位置までの距離を計測するル
ーチンを示すフローチャートである。このフローチャー
トにより、測距位置までの距離の計測方法を説明する。
ステップ１１において、任意の撮影レンズ位置で得られ
た映像の高周波成分Ｈ0を求める。続くステップ１２
で、撮影レンズ位置を規定値だけ後ろに移動する。ステ
ップ１３では、撮影レンズ位置を変えた後の映像の高周
波成分Ｈ1を求める。

【００２５】ステップ１４において、撮影レンズ位置を
変える前と変えた後の映像の高周波成分Ｈ0とＨ1の差が
所定値εより小さいかどうかを確認する。撮影レンズ移
動前後の映像の高周波成分の変化量が所定値εより小さ
い場合はステップ１５へ進み、撮影レンズ１１ａが測距
位置に焦点調節していると判断し、ＣＣＤセンサー場に
鮮鋭な像を結ぶ焦点調節状態における撮影レンズ１１ａ
の位置と焦点距離とに基づいて測距位置までの距離を演
算する。

【００２６】一方、撮影レンズ移動前後の映像の高周波
成分の変化量が所定値ε以上の場合はステップ１６へ進
み、図１０に示すレンズ移動テーブルを参照してレンズ
移動方向を決定し、撮影レンズ１１ａを移動させる。続
くステップ１７ではレンズ移動前の高周波成分Ｈ0をレ
ンズ移動後の高周波成分Ｈ1で更新し、ステップ１３へ
戻って上記処理を繰り返す。

【００２７】測距位置までの距離を求めた後、図６のス
テップ６において撮像範囲の右端まで上述した測距処理
を終了したか否かを確認し、右端まで測距処理を終了し
ていない場合はステップ９へ進み、測距位置を撮像範囲
の右側に所定の間隔だけ水平移動する。その後、ステッ
プ４へ戻り、新しい測距位置に対して測距を行う。

【００２８】なお、この実施の形態では測距位置を撮像
範囲の左端から右端へ移動させて測距を行う例を示す
が、右端から左端へ移動させてもよい。

【００２９】図１１は駐車場における車両後方の測距結
果を示す。水平方向の撮像範囲２３の左端２５から右端
２６まで所定間隔ごとの測距を行い、各測距位置で計測
された障害物までの距離を順に結ぶと図１２に示すよう
なラインｆ１を描くことができる。このラインｆ１は車
両後方のバンパーの高さに存在する障害物までの距離を
表すラインであり、以下では「障害物ライン」と呼ぶこ
とにする。

【００３０】撮像範囲２３の左端から右端まで測距した
ときは、図６のステップ７でメモリ１０ｂから各測距位
置の距離を読み出し、カメラ１１の映像に合わせて遠近
法により変換する。

【００３１】ここで、車両後方の障害物までの距離を表
す障害物ラインｆ１を、遠近法によりカメラ１１の視点
から見たラインに変換する方法を、図１３〜図１５によ
り説明する。

【００３２】図１３において、カメラ１１の位置ｆ２か
ら障害物ラインｆ１上の点Ｉまでの距離をＬとする。カ
メラ位置ｆ２に基づいて、障害物ラインｆ１上の点Ｉを
カメラ１１の映像ｆ３上の点Ｐの座標に変換する。実際
にはカメラ１１の撮影レンズ１１ａの後方に映像ｆ３が
結像するが、ここでは説明のために撮影レンズ１１ａの
焦点位置をｚ＝０のｘ−ｙ平面上に置き、映像ｆ３を障
害物ラインｆ１とカメラ位置ｆ２との間に置く。

【００３３】図１４に示すようにカメラ１１の位置ｆ２
を（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｘｃ）とし、撮影レンズ１１ａの水平
方向の画角をθｗ、垂直方向の画角をθｈとする。ま
た、カメラ１１により撮像した映像ｆ３の幅をＷ、高さ
をＨとする。カメラ１１から距離Ｌにある障害物ライン
ｆ１上の点Ｉが、図１５に示すようにカメラ１１の映像
ｆ３上の左端から距離ｗと上端から距離ｈの位置にある
点Ｐに対応するものとして、映像ｆ３上の幅ｗと高さｈ
を求める。

【００３４】まず、点Ｉのｚ座標Ｚｉを求める。三平方
の定理により次式が成立する。

【数１】（Ｚｉ−Ｚｃ）＊（Ｚｉ−Ｚｃ）＋Ｙｃ＊Ｙｃ＝Ｌ＊Ｌ数式１によりＺｉが求められる。次に、点Ｐのｙ座標を
求める。位置関係から次式が成立する。

【数２】Ｚｓ＝Ｙｃ＊tan（π／２−θｈ／２）＋Ｚｃ，Ｙｐｓ＝Ｙｃ＊（Ｚｓ−Ｚｐ）／（Ｚｓ−Ｚｃ），Ｙｐｅ＝（Ｚｐ−Ｚｃ）＊tan（θｈ／２）＋Ｙｃ，Ｙｐｉ＝Ｙｃ＊（Ｚｉ−Ｚｃ）／（Ｚｐ−Ｚｃ）これより、映像ｆ３の上端から点Ｐまでの距離ｈを求め
る。すなわち、

【数３】ｈ＝Ｈ＊（Ｙｐｅ−Ｙｐｉ）／（Ｙｐｅ−Ｙｐｓ）

【００３５】同様に、映像ｆ３の左端から点Ｐまでの距
離ｗについても次式が成立する。

【数４】（Ｘｉ−Ｘｃ）＊（Ｘｉ−Ｘｃ）＋（Ｚｉ−Ｚ
ｃ）＊（Ｚｉ−Ｚｃ）＝Ｌ＊Ｌ，Ｘｐｓ＝Ｘｃ−Ｚｃ＊tan（θｗ／２），Ｘｐｅ＝Ｘｃ＋Ｚｃ＊tan（θｗ／２），Ｘｐｉ＝（Ｘｉ−Ｘｃ）＊（Ｚｉ−Ｚｐ）／（Ｚｉ−Ｚ
ｃ）これより距離ｗを求める。

【数５】ｗ＝Ｗ＊（Ｘｐｉ−Ｘｐｓ）／（Ｘｐｅ−Ｘｐｓ）障害物ラインｆ１上のすべての点Ｉについて上述した演
算を行い、対応する映像ｆ３上の点Ｐの座標（ｗ，ｈ）
を求めることによって、車両上方から見た障害物ライン
ｆ１をカメラ映像ｆ３上の障害物ラインｆ１’に変換す
ることができる。

【００３６】図１６は、カメラ１１の映像ｆ３に重ねる
ために変換された障害物ラインｆ１’を示す。上述した
変換方法によれば、図１２に示すカメラ１１の撮像範囲
２３の横方向は、手前のカメラ１１側が拡大し、カメラ
１１から遠ざかるにしたがって逆に縮小する。同時に、
縦方向は、手前のカメラ１１側から遠方に遠ざかるにし
たがって縮小し、変換後の撮像範囲は２７の範囲とな
り、変換後の障害物ラインはｆ１’となる。なお、図１
６において、線分２８は縦方向に等間隔に置かれた同じ
長さの線分を変換した結果を示し、これにより撮像範囲
の縦方向の距離の変換結果が理解できる。

【００３７】次に図６のステップ８において、カメラ１
１により撮像した図５に示す車両後方の映像に変換後の
障害物ラインｆ１’を合成してモニター１４に表示す
る。このとき、障害物ラインｆ１’を例えば赤色で表示
する。表示結果の一例を図１７に示す。この実施の形態
では車両後部のバンパーに光軸が路面と平行になるよう
にカメラ１１を取り付けているので、上述したようにカ
メラ１１で撮像した映像の上下方向の中央線上の物体が
バンパーの高さの障害物であり、したがって、障害物ラ
インｆ１’は映像の上下方向の中央の直線となる。以上
の画像処理を終了したらふたたびステップ１へ戻り、上
述した処理を繰り返す。

【００３８】この実施の形態によれば、図１７に示すよ
うに、カメラ１１で撮像した車両後方の映像に、自車後
部の最も突出したバンパーが最初に接触する障害物を表
す障害物ラインｆ１’を合成して表示するようにしたの
で、後方映像の下端から障害物ラインｆ１’までの距離
が後部バンパーから障害物までの距離を表し、障害物ま
での距離感をつかみやすく、後退しながら駐車場へ進入
する場合などの運転操作が容易になる。

【００３９】障害物ラインｆ１’を、図１８に示すよう
に、障害物までの距離に応じて例えば近距離を赤色Ｒ、
中距離を黄色Ｙ、遠距離を青色Ｂで色分けして表示すれ
ば、車両に近い障害物を視認し易くなる。また、図１９
に示すように、障害物までの距離に応じて障害物ライン
ｆ１’の太さを変えるようにしてもよい。さらに、障害
物までの距離に応じて障害物ラインｆ１’の色と太さを
変えるようにしてもよい。あるいは、障害物までの距離
に応じて障害物ラインｆ１’の表示色の明度を変えるよ
うにしてもよい。

【００４０】《発明の第２の実施の形態》自車後部外周
が最も接近する障害物の位置とその障害物までの距離を
検出して表示する第２の実施の形態を説明する。なお、
この第２の実施の形態の構成は図２に示す第１の実施の
形態の構成と同様であり、説明を省略する。

【００４１】図２０は、第２の実施の形態の画像処理プ
ログラムを示すフローチャートである。なお、図６に示
すプログラムと同様な処理を行うステップに対しては同
一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。ス
テップ６で撮像範囲の上下方向の中央線上を左端から右
端まで測距が終了したらステップ６Ａへ進み、自車後部
外周と車両後方の障害物との最接近点を検出する。

【００４２】上述した車両後方の障害物までの距離測定
において、図２１に示すような障害物ラインｆ１が得ら
れたとする。なお、図中のｆ４は自車後部の外周線であ
る。この車両の外周線ｆ４とカメラの取り付け位置の情
報は予めコントローラー１５のメモリ１５ｂに記憶して
おく。図２２に示すように、障害物ラインｆ１上にｍ個
の点Ｅ１〜Ｅｍを設定するとともに、車両外周線ｆ４上
にｎ個の点Ｃ１〜Ｃｎを設定する。そして、障害物ライ
ンｆ１上の任意の点Ｅｊ（ｊ＝１〜ｍ）と車両外周線ｆ
４上の任意の点Ｃｉ（ｉ＝１〜ｎ）との間の距離Ｌｉｊ
を演算する。点Ｅｊと点Ｃｉのすべての組み合わせに対
して距離Ｌｉｊを演算したら、それらの中で最も短い２
点間の距離Ｌｉｊを検索し、それらの２点を最接近点と
する。

【００４３】図２３は最接近点検出処理を示すフローチ
ャートである。ステップ２１において、障害物ラインｆ
１上にｍ個の点Ｅｊ（ｊ＝１〜ｍ）と車両外周線ｆ４に
ｎ個の点Ｃｉ（ｉ＝１〜ｎ）をそれぞれ設定する。続く
ステップ２２でｉとｊを初期値１にリセットする。ステ
ップ２３で障害物ラインｆ１と車両外周線ｆ４との間の
任意の２点Ｃｉ〜Ｅｊ間の距離Ｌｉｊを演算し、図２４
に示すような距離テーブルＴに格納する。

【００４４】ステップ２４でｊ＝ｍか、つまり障害物ラ
インｆ１の終端Ｅｍまで距離演算を終了したかどうかを
確認し、終了していないときはステップ２６へ進む。ス
テップ２６ではｊをインクリメントしてステップ２３へ
戻り、上記距離演算処理を繰り返す。障害物ラインｆ１
の終端Ｅｍに達したときはステップ２５へ進み、ｉ＝ｎ
か、つまり車両外周線ｆ４の終端Ｃｎまで距離演算を終
了したかどうかを確認し、終了していないときはステッ
プ２８へ進む。ステップ２８では、ｊに１を設定すると
ともに、ｉをインクリメントしてステップ２３へ戻り、
上記距離演算処理を繰り返す。

【００４５】障害物ラインｆ１上の点Ｅｊと車両外周線
ｆ４上の点Ｃｉのすべての組み合わせにおいて距離演算
を終了したときは、ステップ２７で距離テーブルＴに格
納されている距離演算値の中から最小値を探す。ステッ
プ２９で最小距離に対応する障害物ラインｆ１上の点Ｅ
ｊ、すなわち最接近点Ｅｊを読み出し、続くステップ３
０でカメラ１１の視点から見た障害物ラインｆ１’上の
点に変換する。

【００４６】図２０のステップ７において、上述した変
換方法により障害物ラインｆ１をカメラ１１の視点から
見た障害物ラインｆ１’に変換する。そしてステップ８
で、図２５に示すように、変換した障害物ラインｆ１’
をカメラ１１で撮像した車両後方の映像に合成してモニ
ター１４に表示する。さらに、障害物ラインｆ１’上の
最接近点Ｅｊ上に最接近点マーク４０を表示し、その近
くに「最接近点２．７ｍ」という最接近点までの距離を
表すウインドウ４１を反転表示する。

【００４７】この実施の形態によれば、自車後部外周が
接触する可能性の高い障害物の位置とその障害物までの
距離を一目で認識することができ、障害物までの距離感
をつかみやすく、障害物との接触を確実に回避すること
ができる。

【００４８】《発明の第３の実施の形態》車両の移動軌
跡を予測し、所定距離移動後の車両外周線が最も接近す
る障害物ライン上の位置を検出して表示する第３の実施
の形態を説明する。

【００４９】図２６は第３の実施の形態の構成を示す。
なお、図２に示す第１の実施の形態の構成と同様な機器
に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明す
る。舵角センサー５０は操舵輪の操舵角θを検出する。

【００５０】コントローラー１５は、図２７に示すよう
に、現在の車両外周線ｆ４の位置から、現在の操舵角θ
のままで所定距離後退したときの車両外周線ｆ４’の位
置を予測する。そして、予測位置にある車両外周線ｆ
４’と障害物ラインｆ１とが最も接近する点（最接近
点）を検出して表示する。なお、この最接近点の演算方
法は上述した第２の実施の形態と同様な方法であるるか
ら説明を省略する。

【００５１】図２８は、第３の実施の形態の画像処理プ
ログラムを示すフローチャートである。なお、図６に示
すプログラムと同様な処理を行うステップに対しては同
一の符号を付して相違点を中心に説明する。ステップ６
で撮像範囲の上下方向の中央線上を左端から右端までの
測距が終了したらステップ６Ｂへ進み、舵角センサー５
０により操舵角θを検出し、現在の車両外周線ｆ４の位
置から現在の操舵角θのままで所定距離後退したときの
車両外周線ｆ４’の位置を予測する。次にステップ６Ａ
で、予測位置にある車両外周線ｆ４’と障害物ラインｆ
１とが最も接近する点（最接近点）を検出し、障害物ラ
インｆ１上の最接近点をカメラ１１の視点から見た障害
物ラインｆ１’上の点に変換する。

【００５２】図２８のステップ７において、上述した変
換方法により障害物ラインｆ１をカメラ１１の視点から
見た障害物ラインｆ１’に変換する。そしてステップ８
で、図２９に示すように、変換した障害物ラインｆ１’
をカメラ１１で撮像した車両後方の映像に合成してモニ
ター１４に表示する。さらに、障害物ラインｆ１’上の
最接近点Ｅｊと予測車両外周線ｆ４’上の最接近点Ｃｉ
上にそれぞれ最接近点マーク４０を表示し、その近くに
「最接近点１．６ｍ」という最接近点ＥｊとＣｉの間の
距離を表すウインドウ４１を反転表示する。

【００５３】この実施の形態によれば、現在の操舵角の
ままで所定距離移動した後に、自車後部外周が接触する
可能性の高い障害物の位置とその障害物までの距離を一
目で認識することができ、障害物までの距離感をつかみ
やすく、障害物との接触を確実に回避することができ
る。

【００５４】なお、上述した各実施の形態では、カメラ
１１を車両後部に設置して駐車時に必要な車両後方の映
像を撮像し表示する例を示すが、カメラを車両の前方や
側方あるいは後側方に設置して車両の前方、側方、斜め
後方の映像を撮像し表示する場合にも本発明を適用する
ことができ、同様な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術の問題点を説明する図である。

【図２】発明の第１の実施の形態の構成を示す図であ
る。

【図３】駐車場における車両側方から見たカメラの撮
像範囲を示す図である。

【図４】駐車場における車両上方から見たカメラの撮
像範囲を示す図である。

【図５】図３および図４に示す駐車場でカメラにより
撮像された車両後方の映像を示す図である。

【図６】第１の実施の形態の画像処理プログラムを示
すフローチャートである。

【図７】カメラの焦点調節方法を説明するための図で
ある。

【図８】カメラの焦点調節方法を説明するための図で
ある。

【図９】測距地点までの距離を計測するルーチンを示
すフローチャートである。

【図１０】レンズ移動方向テーブルを示す図である。

【図１１】駐車場における車両後方の測距結果を示す
図である。

【図１２】車両上方から見た障害物ラインを示す図で
ある。

【図１３】車両上方から見た障害物ラインｆ１をカメ
ラの視点から見た障害物ラインｆ１’に変換する方法を
説明するための図である。

【図１４】車両上方から見た障害物ラインｆ１をカメ
ラの視点から見た障害物ラインｆ１’に変換する方法を
説明するための図である。

【図１５】車両上方から見た障害物ラインｆ１をカメ
ラの視点から見た障害物ラインｆ１’に変換する方法を
説明するための図である。

【図１６】カメラの映像に重ねるために変換された障
害物ラインｆ１’を示す図である。

【図１７】カメラにより撮像した映像に障害物ライン
を合成して表示した一例を示す図である。

【図１８】障害物までの距離に応じて障害物ラインを
色分けして表示した一例を示す図である。

【図１９】障害物までの距離に応じて障害物ラインの
太さを変えるようにした一例を示す図である。

【図２０】第２の実施の形態の画像処理プログラムを
示すフローチャートである。

【図２１】障害物ラインと車両外周線との関係を示す
図である。

【図２２】自車後部外周と車両後方の障害物との最接
近点の検出方法を説明するための図である。

【図２３】最接近点検出処理を示すフローチャートで
ある。

【図２４】距離テーブルを示す図である。

【図２５】車両後方の映像に障害物ラインと最接近点
を合成表示した一例を示す図である。

【図２６】第３の実施の形態の構成を示す図である。

【図２７】所定距離後退したときの車両外周線の位置
を予測する方法を説明するための図である。

【図２８】第３の実施の形態の画像処理を示すフロー
チャートである。

【図２９】車両後方の映像に障害物ラインと予測車両
外周線との最接近点を合成表示した一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１カメラ１１ａ撮影レンズ１２シフトセンサー１３イグニッションスイッチ１４モニター１５コントローラー１５ａＣＰＵ１５ｂメモリ２１光軸２２垂直方向の撮像範囲２３水平方向の撮像範囲２４壁２５水平方向の撮像範囲の左端２６水平方向の撮像範囲の右端２７変換後の撮像範囲２８線分４０最接近点マーク４１ウインドウ５０舵角センサーｆ１障害物ラインｆ１’ カメラの視点から見た障害物ラインｆ２カメラの位置ｆ３カメラにより撮像した映像ｆ４車両外周線ｆ４’ 予測車両外周線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２１Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２１Ｎ６２２６２２Ｆ６２２Ｋ６２２Ｔ６２８６２８Ａ 1/00 1/00 ＡＧ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 ＤＨ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｃ 7/18 7/18 Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両周囲を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像範囲において距離を測定する位置を
設定する測距位置設定手段と、前記撮像手段からの映像信号に基づいて前記測距位置に
前記撮像手段の撮影レンズを焦点調節させる焦点調節手
段と、前記測距位置に焦点調節したときの前記撮影レンズの位
置と焦点距離に基づいて前記測距位置までの距離を算出
する距離算出手段と、前記撮像手段で撮像した車両周囲の映像に前記距離算出
手段により算出した距離情報を合成して表示する表示手
段とを備えることを特徴とする車両周囲認識装置。
【請求項２】請求項１に記載の車両周囲認識装置におい
て、前記撮像手段を、車両の最も突出した部位に、前記撮影
レンズの光軸が路面と平行になるように設置することを
特徴とする車両周囲認識装置。
【請求項３】請求項２に記載の車両用周囲認識装置にお
いて、前記撮像手段を車両後部のバンパーに設置することを特
徴とする車両周囲認識装置。
【請求項４】請求項２または請求項３に記載の車両周囲
認識装置において、前記測距位置設定手段は、前記撮像手段の撮像範囲の上
下方向の中央線上に所定間隔ごとに測距位置を設定する
ことを特徴とする車両周囲認識装置。
【請求項５】請求項４に記載の車両周囲認識装置におい
て、前記表示手段は、各測距位置までの距離に応じた色の線
分で各測距位置を結んで表示することを特徴とする車両
周囲認識装置。
【請求項６】請求項４に記載の車両周囲認識装置におい
て、前記表示手段は、各測距位置までの距離に応じた太さの
線分で各測距位置を結んで表示することを特徴とする車
両周囲認識装置。
【請求項７】請求項４に記載の車両周囲認識装置におい
て、前記距離算出手段により算出した各測距位置までの距離
に基づいて、車両の外周に最も近い障害物の位置と距離
を算出する最接近点算出手段を備え、前記表示手段は、前記撮像手段で撮像した車両周囲の映
像に車両の外周に最も近い障害物の位置と距離の情報を
合成して表示することを特徴とする車両周囲認識装置。
【請求項８】請求項７に記載の車両周囲認識装置におい
て、操舵角を検出する舵角検出手段と、現在の操舵角のままで所定距離移動した後の車両外周の
位置を予測する位置予測手段とを備え、前記最接近点算出手段は、予測位置の車両外周に最も近
い障害物の位置と距離を算出することを特徴とする車両
周囲認識装置。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかの項に記載の車両
周囲認識装置において、前記撮像手段の撮影レンズはズームレンズであり、前記
焦点調節手段は前記ズームレンズの撮像倍率を上げて焦
点調節を行うことを特徴とする車両周囲認識装置。