JP2004098981A

JP2004098981A - 車両操舵支援装置

Info

Publication number: JP2004098981A
Application number: JP2002267109A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sadano; 定野　温
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】障害物があるような場所への駐停車を、運転者が不安を感じることなく、速やかに完了させることができる。
【解決手段】車両２０と縁石３０との位置関係を示す位置関係を示す自車外郭線Ｇ１及び縁石位置仮想線ＥＬの表示と、縁石３０に車両２０が接触しない転舵輪２１の向き示す目標の向きを示す舵角目標線Ｔ０を、転舵輪２１の実際の向きを示すタイヤ切れ角表示線ＴＸと対比可能にした表示と、を操舵支援表示としてモニタに出力する。
【選択図】　　　図１２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、障害物がある場合などにおいて、車両の操舵を支援する車両操舵支援装置に関し、特に、車両周囲を撮像する撮像手段と、この撮像手段が撮像した撮像画像を表示する表示手段とを備え、前記撮像画像を前記表示手段に表示することで操舵を支援する車両操舵支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラにより撮像した障害物とともに、操舵を支援する操舵支援表示をモニタに表示する車両操舵支援装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特２０００−２７２４４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、路面からみて縁石などの低い物体或いは側溝のように高さのない物体がある場合、特にそのような物体が助手席側にある場合、運転者は認識することができない。このように、車両に死角がある場合、運転者は、車両感覚をつかみ難くいと感じたり、不安に感じる。そして、特に、車両を駐停車する際には、最悪の場合、タイヤ或いは車両がそのような物体に干渉してしまうことがある。このようなことを回避するため、運転者は車両を駐停車させる際に切り返しをするが、これでは、駐停車に時間がかかってしまい、例えば運転者は面倒と感じる。
【０００５】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みてなされたものであり、障害物があるような場所への駐停車を、運転者が不安に感じることなく、速やかに完了させることができる車両操舵支援装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述の問題を解決するために、本発明に係る車両操舵支援装置は、車両と車両周囲とを撮像する撮像手段と、この撮像手段が撮像した撮像画像を表示する表示手段と、停車する際に、前記撮像手段により車両と車両周囲の障害物とを撮像し、その撮像画像とともに操舵を支援する操舵支援表示を前記表示手段に同時に表示する車両操舵支援装置である。
【０００７】
そして、前記操舵支援表示は、前記車両と障害物との位置関係を示す位置関係の表示と、前記障害物に車両が接触しない転舵輪の向き示す目標の向きを、前記転舵輪の実際の向きと対比可能にした表示とを含む。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、車両と障害物との位置関係を示す位置関係の表示と、障害物に車両が接触しない転舵輪の向き示す目標の向きを、転舵輪の実際の向きと対比可能にした表示と、が操舵支援表示として表示手段に表示されるので、運転者は、前記位置関係の表示をみながら、且つ前記転舵輪の向き示す目標の向きと転舵輪の実際の向きとの関係を参照することで、障害物に接触しないような位置に車両を停車させることができる。これにより、運転者は不安を感じることなく、車両を速やかに最適位置に停車させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車両操舵支援装置を搭載した車両の概略構成を示す。
図中、２はステアリングホイール１の舵角を検出する舵角センサであり、舵角センサ２は、検出したステアリングホイール１の舵角を舵角信号としてＥＣＵ１０に出力する。３はモニタであり、ＥＣＵ１０により画像表示が制御されるようになっている。
【００１０】
４は車両前方に向かって左側のドアミラー５に取付けられているカメラである。カメラ４は、図２に示すように、車両前方を撮像できるようにドアミラー５に内蔵されている。具体的には、左前輪（転舵輪）２１を含む車両の左前部２０ａを含めて、車両周囲を撮像できるように取付けられている。そして、このカメラ４の撮像情報は、ＥＣＵ１０に出力される。
【００１１】
ＥＣＵ１０は、舵角検出処理部１１、撮像画像処理部１２、画像表示処理部１３及びメモリ１４を備えている。
舵角検出処理部１１は、舵角センサ２からの舵角信号からハンドル舵角を検出し、このハンドル舵角から車輪の舵角を算出する。舵角検出処理部１１は、その算出した舵角データを画像表示部１３に出力する。
【００１２】
撮像画像処理部１２は、カメラ４からの撮像画像を画像処理して、種々の処理を行う。そして、撮像画像処理部１２は、そのように画像処理して得た結果を、が画像表示処理部１３に出力する。
メモリ１４は、各種プログラムや各種データが記憶されている。
画像表示処理部１３は、前記舵角検出処理部１１、撮像画像処理部１２からのデータや、メモリ１４に記憶されているプログラムやデータを用いて、表示画像を得るように構成されている。そして、画像表示処理部１３は、そのようにして得た表示画像をモニタ３に出力し、モニタ３では、その表示画像を表示する。
【００１３】
なお、以上の構成において、カメラ４は、車両と車両周囲とを撮像する撮像手段であり、モニタ３は、この撮像手段が撮像した撮像画像を表示する表示手段である。
以上のようにＥＣＵ１０が構成されており、ＥＣＵ１０は、このような構成により、車両が縁石に近づいたとき、図４に示すような処理を開始する。
【００１４】
なお、このＥＣＵ１０の処理ではカメラ４からの撮像画像を利用して種々の処理を行うが、先ず、そのカメラ４の校正作業を行っている。
校正作業では、先ず、例えば図５中（Ａ）に示すように、車両２０から決められた位置に校正作業用のターゲットとなる複数のターゲット部材１００ａ，１００ｂ，１００ｃを所定位置に配置する。
【００１５】
ここで、所定位置は、左側のドアミラー５に取付けられているカメラ４で撮像可能な位置である。具体的には、第１のターゲット部材１００ａを、車両１０の左側面から左方向に所定距離ａであり、且つ車両２０の前端から車両前方に所定距離ｂとなるように配置し、第２のターゲット部材１００ｂ及び第３のターゲット部材１００ｃを、車両２０の前端から車両後方に所定距離ｃで、且つ当該第２のターゲット部材１００ｂと第３のターゲット部材１００ｃとが車両から左側方向で並ぶようにし、さらに、第２のターゲット部材１００ｂについては、第１のターゲット部材１００ａに車両前後方向で並ぶように配置し、第３のターゲット部材１００ｃについては、第２のターゲット部材１００ｂから左側方向で所定距離ｄだけ離して配置する。
【００１６】
そして、校正作業では、このように配置されたターゲット部材１００ａ，１００ｂ，１００ｃを撮像して得た撮像画像に基づいて、カメラ４の取付け誤差分を校正する。例えば、図５中（ｂ）に示すような撮像画像Ｐ１が校正作業において得られるのであり、この撮像画像Ｐ１と予め記憶している基準データ（構成用画像）とを比較するなどして、カメラ４の取付け誤差分を校正する。例えば、基準データはメモリ１４に予め記憶されているデータである。
【００１７】
このような校正作業により、当該校正作業以降の撮像画像の処理では、撮像画像上の各画素と実際の車両との位置関係を対応させることができ、すなわちカメラ４の取付け誤差分を吸収した処理が可能になる。
なお、ここでは、校正作業を具体的に説明したが、このような手法により実施すること、例えば前述したように第１乃至第３のターゲット部材１００ａ，１００ｂ，１００ｃを配置して行うことに限定されるものではなく、他の手法により行ってもよい。
【００１８】
そして、この校正作業などのような準備作業を終了すると、図６カメラ４より得られた撮像画像に自車外郭線Ｇ１を上書きした表示画像Ｍ１をモニタ３に出力する。
ここで、自車外郭線Ｇ１は、表示画像における車両２０の外郭を示す線であり、例えば予め設定されている線である。
【００１９】
このような前段階の処理を経た後、車両が縁石に接近したとき、ＥＣＵ１０は、図４に示すステップＳ１において、縁石エッジ抽出を行う。
具体的には、当該処理を開始させるためのスイッチ（以下、舵角支援表示用スイッチという。）が運転席のパネルなどに備えてあり、車両が縁石に近づいた際に運転者がその舵角支援表示用スイッチをオンすることで縁石エッジ抽出の処理を開始する。
【００２０】
縁石エッジ抽出では、撮像画像処理部１２が、図７に示すように、撮像画像Ｐ２において、自車外郭線Ｇ１の位置よりも外側の領域で複数のエッジ点Ｅを抽出する。　そして、続くステップＳ２において、縁石フィッティングを行う。すなわち、撮像画像処理部１２で複数のエッジ点Ｅを抽出した結果に基づき、画像表示処理部１３が、図８に示すように、そのようなエッジ点Ｅを繋いだ線分を撮像画像に上書きして得た表示画像Ｍ２をモニタ３に表示する。すなわち、エッジ点Ｅを繋いで描かれた線分（以下、縁石位置仮想線という。）ＥＬを縁石３０に一致させてモニタ３に表示する。
【００２１】
続いて、ステップＳ３において、縁石３０との関係で、車両位置を算出する。具体的には、車両位置として、図９中（Ａ）に示すように、車両２０の前面の左端から緑石３０までの距離（以下、左前端部距離という。）Ｌ０、及び緑石３０と車両２０とのなす角度θ０を算出する。また、ここでは、車両２０の自車外郭線ＥＬを基準にしてそれら左前端部距離Ｌ０及び角度θ０を算出する。
【００２２】
具体的には、先ず、撮像画像処理部１２が、図９中（Ｂ）に示すような撮像画像Ｐ３から、前記縁石位置仮想線ＥＬと自車外郭線Ｇ１との間の間隔として２箇所の距離Ｌ１，Ｌ２を得る。例えば、撮像画像Ｐ３上の画素数を計数し、２箇所の距離Ｌ１，Ｌ２を得る。そして、このようにして得た２箇所の距離Ｌ１，Ｌ２に基づいて前記左前端部距離Ｌ０及び角度θ０を算出する。
【００２３】
続いて、ステップＳ４において、車両の横位置判断を行う。具体的には、撮像画像処理部１２が、撮像画像に基づいて、左前端部距離Ｌ０が所定距離（閾値距離）Ｌｌｍｔ以上であるか否かを判定する。ここで、左前端部距離Ｌ０が所定距離（閾値距離）Ｌｌｍｔ以上である場合、ステップＳ５に進み、左前端部距離Ｌ０が所定距離（閾値距離）Ｌｌｍｔ未満である場合、ステップＳ６に進む。
【００２４】
ステップＳ５では、車両直進指示を行い、再びステップＳ３からの処理を開始する。
車両直進指示では、音声出力や文字表示などにより、車両２０と縁石３０との間に未だ余裕がある旨などを報知する。
一方、ステップＳ６では、縁石３０と車両２０との間が所定距離（Ｌｌｍｔ）未満になったことを報知する。例えば、モニタ３上に表示する自車外郭線Ｇ１を他の色（例えば、赤色）に変えたり、音声を出力したりする。すなわち、図１０に示すように、車両２０が直進していき、車両２０と縁石３０との間の距離の代表値としての左前端部距離Ｌ０が所定距離（Ｌｌｍｔ）になったタイミングで、モニタ３上に表示する自車外郭線Ｇ１を赤色にする。
【００２５】
なお、前述の車両直進指示では、音声出力や文字表示などにより、車両２０と縁石３０との間に未だ間隔がある旨などを報知しているが、このように縁石３０と車両２０との間が所定の距離（Ｌｌｍｔ）未満になったときにも報知するのであれば、前述の車両直進指示を省略してもよい。すなわち、左前端部距離Ｌ０が所定距離（Ｌｌｍｔ）未満になったときに報知することが前提であれば、そのような報知のない期間は、左前端部距離Ｌ０が所定距離（Ｌｌｍｔ）以上であることがわかるからである。
【００２６】
続いて、ステップＳ７において、舵角目標線の算出と表示とを行う。すなわち、車両２０が縁石３０に沿うようになる転舵輪２１の向きを算出して、画像表示処理部１３が、図１１に示すように、この転舵輪２１の向きを舵角目標線Ｔ０として撮像画像に上書きし、それを表示画像Ｍ４としてモニタ３に表示する。ここで、舵角目標線Ｔ０は例えば車両２０の左前輪２１のわきに位置されるように表示する。
【００２７】
続いて、ステップＳ８において、実タイヤ角の算出と表示とを行う。実タイヤ角の算出と表示とは次のようになる。
先ず、舵角検出処理部１１は、舵角センサ２の舵角信号から検出したハンドル舵角に基づいて転舵輪２１の実際の舵角を算出する。舵角検出処理部１１は、この転舵輪２１１の舵角データを画像表示処理部１３に出力する。画像表示処理部１３は、舵角検出処理部１１からの舵角データに基づいて、図１１に示すように、現在の転舵輪２１の向きを示すタイヤ切れ角表示線ＴＸを、前記舵角目標線Ｔ０とともに、モニタ３に表示する。すなわち、予め設定されている、ハンドル舵角とタイヤ切れ角（舵角）との関係から、検出したハンドル舵角に応じたタイヤ切れ角（舵角）を算出し、このタイヤ切れ角（舵角）をタイヤ切れ角表示線ＴＸとしてモニタ３に表示する。
【００２８】
このように実タイヤ角の算出と表示とを行う。
続いて、ステップＳ１０において、目標舵角線Ｔ０とタイヤ切れ角表示線ＴＸとが平行になっているか否か、すなわち、車両２０が縁石３０に沿うようになる転舵輪２１の向きと、転舵輪２１の実際の向きとが一致しているか否かを判定する。
【００２９】
ここで、目標舵角線Ｔ０とタイヤ切れ角表示線ＴＸとが平行になっている場合、ステップＳ１０に進み、目標舵角線Ｔ０とタイヤ切れ角表示線ＴＸとが平行になっていない場合、ステップＳ７に進む。
ステップＳ１０では、車両２０が縁石３０に沿うようになる転舵輪２１の向きと、転舵輪２１の実際の向きとが一致した旨、すなわち、車両２０が縁石３０に沿って所定位置に至った旨を報知する。具体的には、目標舵角線Ｔ０やタイヤ切れ角表示線ＴＸの色が変えたり、音声を出力したりして、その旨を報知する。
【００３０】
また、目標舵角線Ｔ０とタイヤ切れ角表示線ＴＸとが平行になっていない場合に進むステップＳ７では、再び舵角目標線の算出と表示とを行う。すなわち、車両２０の進行に伴い、車両２０が縁石３０に沿うようになる転舵輪２１の向きも変化することから、これに応じて、舵角目標線Ｔ０も変化させる、すなわち更新する。
【００３１】
また、その後のステップＳ８でも、実タイヤ角の算出と表示とを行う。すなわち、前述のように舵角目標線Ｔ０を更新するので、これにより、運転者は、タイヤ切れ角表示線ＴＸをその舵角目標線Ｔ０に平行となるようにステアリングホイールを操作するので、このような操作に応じて当該タイヤ切れ角表示線ＴＸも変化させる。
【００３２】
以上、車両が縁石に近づいたときのＥＣＵ１０の処理内容である。
次に動作を説明する。
なお、前述した校正作業などの準備作業は終了しているものとする。
今、縁石３０に沿って車両２０を停車しようとする運転者は舵角支援表示用スイッチをオンにする。
【００３３】
これにより、縁石エッジ抽出を実施し（前記ステップＳ１、図７参照）、図８に示すように、撮像画像の縁石３０上に一致するように縁石位置仮想線ＥＬをモニタ３に表示する（前記ステップＳ２）。同時に、同図８に示すように自車外郭線Ｇ１をモニタ３に表示する。
そして、前記左前端部距離Ｌ０が所定距離（閾値距離）Ｌｌｍｔ未満になるまで、音声や文字表示などで車両が直進できる旨を運転者に指示し（前記ステップＳ５）、前記左前端部距離Ｌ０が所定距離（閾値距離）Ｌｌｍｔ未満になった時、自車外郭線ＥＬを赤色に変える（前記ステップＳ６）。これにより、運転者は、車両２０が縁石に一定距離に近づいたことを知る。
【００３４】
その後、ステアリングホイールの操舵角から転舵輪２１の実際の向きを得るとともに、車両２０が縁石３０に沿うように停車できる転舵輪２１の目標の向きを得て、図１２中（Ａ）に示すように、実際の舵角に基づいて得たタイヤ切れ角表示線ＴＸと、転舵輪２１の目標の向きに基づいて得た舵角目標線Ｔ０とを、モニタ３に表示する（前記ステップＳ７及びステップＳ８）。タイヤ切れ角表示線ＴＸについては、転舵輪２１に並んで表示させ、舵角目標線Ｔ０については、タイヤ切れ角表示線ＴＸと比較可能となるように、当該タイヤ切れ角表示線ＴＸのわきに表示する。これにより、運転者は、タイヤ切れ角表示線ＴＸが舵角目標線Ｔ０に平行になっていない場合、縁石３０に沿う最適な位置に車両２０が至っていないことを知る。この場合、運転者により車両２０はさらに進行させられる。
【００３５】
そして、車両２０の進行に応じ、舵角目標線Ｔ０及びタイヤ切れ角表示線ＴＸを適宜変化させていく。すなわち、車両２０の進行に伴い転舵輪２１の向きも変化させる必要があることから、これに応じて、舵角目標線Ｔ０の向きを変化させる。また、運転者がこのような舵角目標線Ｔ０に平行になるように、ステアリングホイールを操作することから、これに応じて、転舵輪２１の実際の向きを示すタイヤ切れ角表示線ＴＸの向きも変化させる。
【００３６】
その後、車両２０が縁石３０に沿うようになったとき、図１２中（Ｂ）に示すように、舵角目標線Ｔ０とタイヤ切れ角表示線ＴＸとを平行状態として表示するとともに、当該舵角目標線Ｔ０及びタイヤ切れ角表示線ＴＸの色を変化させる（前記ステップＳ１０）。これにより、運転者は、縁石３０に沿う最適な位置に車両２０が至ったことを知ることができる。
【００３７】
次に本発明の効果を説明する。
前述したように、車両２０（特に転舵輪２１）と縁石３０とを含む撮像画像と、縁石３０に車両２０が接触しない転舵輪２１の向き示す舵角目標線Ｔ０を、転舵輪２１の実際の向きを示すタイヤ切れ角表示線ＴＸとを対比可能にした表示と、を操舵支援表示としてモニタ３に表示している。
【００３８】
これにより、運転者は、実際の車両２０（特に転舵輪２１）と縁石３０との位置関係をみながら、且つ舵角目標線Ｔ０とタイヤ切れ角表示線ＴＸとに基づいて、車両２０を縁石３０に沿うように停車させることができる。この結果、運転者は、縁石３０に車両２０を接触さてしまうようなことを防止しながら、速やかに車両２０を最適位置に停車させることができる。
【００３９】
また、車両２０（特に転舵輪２１）と縁石３０との位置関係についても、自車外郭線Ｇ１と縁石位置仮想線ＥＬとにより、運転者は確実に把握することができるので、何ら不安なく、速やかに車両２０を最適位置に停車させることができる。
また、縁石３０に車両２０が接触しない転舵輪２１の向きを舵角目標線Ｔ０として示し、転舵輪２１の実際の向きをタイヤ切れ角表示線ＴＸとして示している。このようにすることで、運転者は、縁石３０に車両２０が接触しない転舵輪２１の向きと転舵輪２１の実際の向きとを視覚により確実に把握することができ、何ら不安なく、速やかに車両２０を最適位置に停車させることができる。
【００４０】
また、前述したように、転舵輪２１の実際の向きが目標の向きに一致したとき、、すなわち、車両２０が最適位置に達したとき、舵角目標線Ｔ０やタイヤ切れ角表示線ＴＸの色を変化させるなどして、その一致した旨を報知しており、運転者は、車両２０が最適位置に達したタイミングを知ることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施の形態として実現されることに限定されるものではない。
【００４１】
すなわち、前述の実施の形態では、障害物が縁石である場合について説明したが、これに限定されるものではない。障害物が他の物、例えば側溝である場合にも本発明を適用することができる。
また、前述の実施の形態では、転舵輪２１の実際の向きを示すタイヤ切れ角表示線ＴＸをモニタ３に表示しているが、タイヤ切れ角表示線ＴＸをモニタ３に表示しなくてもよい。この場合、モニタ３に表示する舵角目標線Ｔ０を、撮像画像としての実際の転舵輪２１の向きと対比可能に表示する。すなわち例えば、舵角目標線Ｔ０を実際の転舵輪２１のわきに表示する。この場合、運転者は、撮像画像中の実際の転舵輪２１の向きと舵角目標線Ｔ０の向きとを比較して、前述したように縁石３０に沿うように車両２０を操作する。
【００４２】
また、前述の実施の形態では、縁石３０に車両２０が接触しない転舵輪２１の向き示す舵角目標が直線としての舵角目標線である場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち例えば、舵角目標を、文字表示（例えば、数値表示）や音声出力で行ってもよい。この場合、転舵輪２１の実際の向きと対比可能な文字表示や音声出力を行うようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の車両の概略構成を示す図である。
【図２】前記車両の主要部であり、ドアミラーに取付けられているカメラを示す図である。
【図３】前記車両のＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図４】前記ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】校正作業の説明に使用した図である。
【図６】撮像画像に自車外郭線を上書きして得た表示画像を示す図である。
【図７】撮像画像から縁石位置を特定する際の処理の説明に使用した図である。
【図８】撮像画像に縁石位置仮想線を上書きして得た表示画像を示す図である。
【図９】車両位置を示す、車両の前面の左端から緑石までの距離を示す左前端部距離Ｌ０、緑石と車両とのなす角度θ０、の説明に使用した図である。
【図１０】車両の横位置判断の説明に使用した図である。
【図１１】撮像画像に目標舵角線Ｔ０及びタイヤ切れ角表示線ＴＸを上書きして得た表示画像を示す図である。
【図１２】縁石に沿うように車両が移動する際の、目標舵角線Ｔ０とタイヤ切れ角表示線ＴＸとの変化の説明に使用した図である。
【符号の説明】
１　ステアリングホイール
２　舵角センサ
３　モニタ
４　カメラ
５　ドアミラー
１１　舵角検出処理部
１２　撮像画像処理部
１３　画像表示処理部
１４　メモリ

Claims

車両と車両周囲とを撮像する撮像手段と、この撮像手段が撮像した撮像画像を表示する表示手段と、停車する際に、前記撮像手段により車両と車両周囲の障害物とを撮像し、その撮像画像とともに操舵を支援する操舵支援表示を前記表示手段に同時に表示する車両操舵支援装置において、
前記操舵支援表示は、前記車両と障害物との位置関係を示す位置関係の表示と、前記障害物に車両が接触しない転舵輪の向き示す目標の向きを、前記転舵輪の実際の向きと対比可能にした表示と、を含むことを特徴とする車両操舵支援装置。
前記目標の向きを、前記表示手段の表示画面中の前記転舵輪の側方に並べて表示することを特徴とする請求項１記載の車両操舵支援装置。
前記操舵支援表示は、前記目標の向きを示す直線の側方に、前記転舵輪の実際の向きを直線として表示することを特徴とする請求項２記載の車両操舵支援装置。
前記転舵輪の実際の向きが前記目標の向きに一致したとき、その一致した旨を報知することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両操舵支援装置。