JP2005018548A - 周辺車両表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】周辺の車両を検出して地図に重ねて表示する周辺車両表示装置であり、車両の前方に存在する他車の位置を検出するレーダー13、車両の前方風景を撮影するカメラ12、他車が存在する撮影画像部分を切り出して該他車の車種を識別する画像処理部91、車種に応じた車両形状データを保持する保持部92、識別された車種に応じた車両形状データを用いて車両画像を発生する車両画像発生部95、周辺の地図画像を発生する地図画像発生部97、地図画像と車両画像を合成して表示する表示部99を備えている。
【選択図】 図8
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、周辺車両表示装置に係わり、特に、周辺の車両を検出して地図に重ねて表示する周辺車両表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ミリ波等の車載レーダは、前方に存在する車両を検知する機能があり、隊列走行、ACC(Adaptive Clause Control)において前方車両の車間距離測定用センサーとして使用されている(特許文献1)。また、周辺状況をモニタリングする装置としてカメラによる監視が従来より行なわれている(特許文献2)。
【特許文献1】特開平11−118926号
【特許文献2】特開平10−283461号
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のレーダー装置は、
・自動制御用目的であるため、指向性が狭い(前方のみ検出角+−10度程度)、
・自動制御を目的とするため、高信頼性、高精度を確保するため高価である(5万円〜10万円)、
という問題がある。また、従来のカメラ技術には、以下の▲1▼〜▲4▼の問題がある。
▲1▼距離を測定しようとすると、2眼カメラとするため2セット必要となる。
▲2▼物体識別のための画像処理が複雑であり、高速なCPU、処理回路を必要とし高価である。
▲3▼高角度分解能を得るために、解像度の高いCCD、処理が必要であり高価である。
▲4▼夜間使用が出来ない。
以上から本発明の目的は、レーダー装置、カメラ単体装置の特徴を相互補完する事により、低コストで広角度の周辺状況をモニタリングできる装置を実現することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の態様において、周辺の車両を検出して地図に重ねて表示する周辺車両表示装置は、車両の前方に存在する他車の位置を検出するレーダー、車両の前方風景を撮影するカメラ、他車が存在する撮影画像部分を切り出して該他車の車種を識別する画像処理部、車種に応じた車両形状データを保持する保持部、識別された車種に応じた車両形状データを用いて車両画像を発生する車両画像発生部、周辺の地図画像を発生する地図画像発生部、前記地図画像と車両画像を合成して表示する表示部を備えている。
【0005】
本発明の第2の態様において、周辺車両表示装置は更に影画像より他車の色を識別する色識別部を備え、画像発生部は色付きの車両画像を発生する。
本発明の第3の態様において、前記車両画像発生部は二次元あるいは三次元車両画像を発生し、前記地図画像発生部は二次元あるいは三次元の地図画像を発生し、表示部はこれら二次元画像同士あるいは三次元画像同士を合成して表示する。
本発明の第4の態様において、前記表示部は、前記合成画像を二次元地図又は三次元地図と合成して表示する。
本発明の第5の態様において、周辺車両表示装置は更に前記レーダーの検出信号あるいは前記カメラの撮影画像を処理して車両の向きを算出する向き算出部を備え、車両画像発生部は該向きに車両形状を回転して得られる画像を発生する。
【0006】
以上の態様によれば、レーダー装置、カメラ単体装置の特徴を相互補完する事により、低コストで広角度の周辺状況をモニタリングできる装置を実現することができる。すなわち、広指向性レーダー装置のレーザー照射は、1つで広指向性で良いためため照射方向に高い指向精度が不要であり、しかも、アンテナを複数用いる事により高分解能が得られ、受信系を低コストでき、このため、全体的に低コストにできる。また、カメラも画像処理する位置がレーダーにより判るため、低解像度のカメラで良く、しかも、画像処理する位置が判明しているため、高速画像処理が不要となり、高速高性能のCPUは不要であり、全体的に低コストにできる。
また、上記態様によれば、前方車両の車種を識別して車両を三次元で三次元地図に重ねて表示できるため、運転に必要な周囲の風景のみをリアルに三次元で得ることができ、周辺の状況を的確に把握することが可能となる。又、車両を色付きで表示したり、車両の実際の向きに応じて車両を回転表示するため、ますますリアルな周辺モニター画像を得ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は本発明によるイメージレーダー装置(周辺車両表示装置)の構成図であり、車両11の車室内前方中央上方部であって車両の前方風景を見渡せる位置にカメラ12が取付けられ、車の前方中央部(ナンバープレート付近)に他車両21,22の位置や方向を検出すための広指向性レーダー13が取り付けられている。カメラ12の撮影可能範囲Aと広指向性レーダー13の検知範囲Bはほぼ同一に設定されている。
【0008】
図2は広指向性レーダー装置の説明図である。広指向性レーダー装置13は、1つのレーダー波発信アンテナ13aとレーダー波受信アンテナ13bで構成される。レーダー波発信アンテナ13aは照射方向を制御する必要はなく、発射されたレーダー波は拡散して約1200の範囲を照射する。レーダー波受信アンテナ13bは、7つのレーダー波受信アンテナ素子AT1〜AT7で構成されている。アンテナ素子が多いほど分解能が向上するが複雑になる。そのため、検知範囲と分解能のバランスを検出物体によって最適な値とする。たとえば検知範囲を120°、分解能を5°とするとアンテナは24個となる。図の場合、検知範囲120°、アンテナ方位を8°とすると各レーダー波受信アンテナ素子AT1〜AT7は、−θ〜+θ(たとえばθ=8.50)の範囲で所定角度づつ検出方向をスキャンして物体(他車両)からの反射電波を受信し、−θ〜+θの各方向における他車両までの距離、方向、サイズを検出する。
広指向性レーダー13は以上のように構成するため、レーダー波発信・照射素子は1つで良く、しかも、指向性も広くてよいためレーダー波発信アンテナの精度が低くて良く、コストが安くなる。また、レーダー波受信アンテナ素子を組み合せることにより、指向性を広げる為、レーダー装置を回転させる等の機械的装置が不要となる。
【0009】
図3は広指向性レーダーの動作説明図で、11は本発明のイメージレーダー装置を装着した車両、21〜23は前方の他車両、31はガードレール、32走行車線分離線、33は中央分離帯であり、説明上広指向性レーダー装置13を大きく示している。レーダー波発信アンテナ13aから発信されたレーダー波は放射状に車両前方に照射され、受信可能範囲内に存在する他車両21〜23は電波を反射する。α1〜α7は7個のレーダー波受信アンテナ素子AT1〜AT7の受信範囲であり、A車21はアンテナ素子AT4により検出され、B車22はアンテナ素子AT6〜AT7により検出され、C車23はアンテナ素子AT5〜AT6により検出される。
【0010】
図4は広指向性レーダーの検出信号とカメラ画像との関係説明図であり、51はカメラ画像、52A〜52Cは広指向性レーダーの検出信号を示している。
広指向性レーダー13により、図4に示す位置、強度の検出信号52A〜52Cが得られ、カメラ12よりカメラ画像51が得られる。検出信号52A〜52Cとカメラ画像51とは、車との平行な位置関係で一致している。
検出信号52Aは、A車21の検出信号位置及び信号強度を示す。レーダー波が後ろからほぼ直角に当たって反射するため、また、距離も比較的離れていないため、信号強度は大きい。なお、検出信号52Aはレーダー波受信アンテナ素子AT4により検出される。検出信号52Bは、B車22の検出信号位置及び信号強度を示す。レーダー波が斜めから当たって反射するため、レーダー波受信アンテナ素子AT6で検出される部分の信号強度は弱い。しかし、レーダー波受信アンテナ素子AT7で検出される部分の信号強度は距離が近いため信号強度は強い。検出信号52Cは、C車23の検出信号位置及び信号強度を示す。レーダー波が斜めから当たって反射し,距離も遠いため、レーダー波受信アンテナ素子AT5、AT6で検出される部分の信号強度は共に弱い。
【0011】
図4から判るように、レーダーの検出信号52A〜52Cから、画像処理に注力する範囲が分かる。このため、画像処理は、注力する範囲のみを処理する事で良く、解像度も少なくて良い。また、処理時間も大幅に軽減短縮される。たとえば、A車21の検出画像処理は、レーダー波受信アンテナ素子AT4の受信範囲だけを行なえば良い。
【0012】
図5は本発明の周辺車両表示例である。(A)は2次元の平面地図60上の検出位置に自車11及び他車両21〜23の2D車両形状を配置した2D平面合成画面71を2D平面地図72に重ねて表示する例である。各車両画像は後述するように、車種を識別し、該識別車種に応じた車両形状データを車両データべースより読み出し該形状データを用いて発生する。
2D平面合成画面71のスクリーンに占める割合は可変であり、スクリーン一杯に、あるいは、適宜なサイズで表示することもできる。又、2D平面合成画面71の縮尺も可変である。図では狭い地域を拡大した縮尺で表示した例である。又、車両データべースに車両形状データが準備されていない場合には(B)に示すようにカメラ画像から他車画像部分を切り出して2D地図60に重ね合わせて表示することもできる。
【0013】
図6は本発明の別の周辺車両表示例である。3次元の立体地図61上の他車検出位置に他車両25の3D車両形状及び自車11の3D車両形状を配置した3D立体合成画面81を3D立体地図82に重ねて表示する例である。各車両画像は後述するように、車種を識別し、該識別車種に応じた3D車両形状データを車両データべースより読み出し該形状データを用いて発生する。
3D立体合成画面81のスクリーンに占める割合は可変であり、スクリーン一杯に、あるいは、適宜なサイズで表示することもできる。又、3D立体合成画面81の縮尺も可変である。
【0014】
図7は表示模式図であり、(A)は2D平面地図72に2D平面合成画面71を重ねて表示した例(図5(A)の表示例を参照)、(B)は2D平面合成画面71をスクリーン一杯に表示する例、(C)は2D平面地図地図72に3D立体合成画面81を重ねて表示した例、(D)は3D立体合成画面81をスクリーン一杯に表示する例、(E)は3D立体地図82に3D立体合成画面81を重ねて表示した例(図6の表示例を参照)である。
【0015】
図8は本発明の周辺車両表示装置の構成図である。
画像処理部91は、車両画像切り出し処理部91a、画像色特定部91b、車種特定部91cを備えている。車両画像切り出し処理部91aは、カメラ12で撮影した画像データをメモリに保持すると共に、レーダー13から入力する他車位置信号(距離、方向)に基づいて他車画像が含まれている撮影画像部分を決定し、保存されている撮影画像から該画像部分を切り出して車両色特定部91bと車種特定部91cに入力する。車両色特定部91bは、入力された車両画像を解析して車両色を決定して出力する。車種特定部91cは車両画像部分より車両外形を抽出し、該抽出した車両外形と車両データべース92に含まれる各車種の外形とを比較して車種(トラック、バス、セダン、ボックスカー、ワゴン、ミニカーなど)を特定する。
【0016】
車両データべース92には、各車種の三次元形状データが保存されており、車種が入力すると該車種に応じた車両三次元形状データを出力する。車両表示データ取得部93は車両データべース92から出力する三次元形状データを取得し、車両色付け部94は色データを車両の三次元形状データに付加して車両立体画像発生部95に入力する。
又、車両向き計算部96は、他車の各部分の位置データより該他車の外形を特定し、その外形より車両の向きを算出する。すなわち、図9(A)に示すように、レーダー13は所定スキャン角度毎に他車の位置(丸部分の位置)を検出できるから、車両向き計算部96は、他車の後ろ外形線を把握し、その外形線と水平線となす角度ηを他車の向きとして検出し、他車位置情報と車両向きηを車両立体画像発生部95に入力する。
【0017】
車両立体画像発生部95は、車両の色付き三次元形状データと車両の向きとから所定サイズで所定角度回転した車両立体像を発生する。以上と並行してナビゲーションシステムの3D地図発生部97は車両周辺の3D地図データを用いて周知の方法で3D地図画像を発生する。合成部98は3D地図画像上の車両位置に車両立体画像を重ねて合成し、3D立体合成画面81(図7(D)参照)をモニター99に表示する。
なお、合成部98にさらに所定縮尺の3D立体地図画像あるいは2D平面地図画像を入力して合成表示することができる(図7(C),(E)参照)。
又、車両立体画像発生部95、3D地図発生部97は別途指示により縮尺を変えて表示することもできる。
【0018】
・第1変形例
図8の実施例では、レーダー13の位置検出情報より車両の向きを求めたが、カメラ画像より大雑把な向き、例えば図9(B)に示す5つの向きを検出し、その方向に回転して表示するように構成することもできる。図10はかかる変形例の周辺車両表示装置の構成図であり、図8と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、車両向き計算部96を削除し、替わって、画像処理部91に向き決定部91dを設けた点である。向き決定部91dは車両の外形を抽出し、その向きより図9(B)のいずれの方向に向いているか判別して車両向き情報ηを出力する。尚、車両の向きは図9(B)の5方向に限らずもっと増やしても良い。
【0019】
・第2変形例
図8の実施例では、三次元地図に車両の三次元立体画像を重ねて表示する例であるが2D平面地図に車両の2D平面画像を重ねて表示するように構成することもできる。図11はかかる変形例の周辺車両表示装置の構成図であり、図8と同一部分には同一符号を付している。異なる点は車両立体画像発生部95の代わりに車両平面画像発生部95′を設けた点、3D地図発生部97の代わりに平面地図発生部97′を設けた点である。かかる変形例により、図7(B)に示す2D平面合成画面71を表示することができる。また、合成部98にさらに所定縮尺の2D平面地図画像を入力して合成表示することができる(図7(A)参照)。
【0020】
【発明の効果】
以上本発明によれば、レーダー装置、カメラ単体装置の特徴を相互補完する事により、低コストで広角度の周辺状況をモニタリングできる装置を実現することができる。すなわち、広指向性レーダー装置のレーザー照射は、1つで広指向性で良いためため照射方向に高い指向精度が不要であり、しかも、アンテナを複数用いる事により高分解能が得られ、受信系を低コストにでき、このため、全体的に低コストにできる。また、カメラも画像処理する位置がレーダーにより判るため、低解像度のカメラで良く、しかも、画像処理する位置が判明しているため、高速画像処理が不要となり、高速高性能のCPUは不要であり、全体的に低コストにできる。
また、本発明によれば、前方車両の車種を識別して車両を三次元で三次元地図に重ねて表示できるため、運転に必要な周囲の風景のみをリアルに三次元で得ることができ、周辺の状況を的確に把握することが可能となる。
又、本発明によれば、車両を色付きで表示したり、車両の実際の向きに応じて車両を回転表示するため、ますますリアルな周辺モニター画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるイメージレーダー装置の構成図である。
【図2】広指向性レーダー装置の説明図である。
【図3】広指向性レーダーの動作説明図である。
【図4】広指向性レーダーの検出信号とカメラ画像との関係説明図である。
【図5】本発明の周辺車両表示例である。
【図6】本発明の別の周辺車両表示例である。
【図7】表示模式図である。
【図8】本発明の周辺車両表示装置の構成図である。
【図9】車両向き算出説明図である。
【図10】変形例の第1の周辺車両表示装置の構成図である。
【図11】変形例の第2の周辺車両表示装置の構成図である。
【符号の説明】
12 カメラ
13 レーダー1
91 画像処理部
92 車両形状データを保持する保持部
95 車両画像発生部
97 地図画像発生部
99 表示部
Claims (5)
- 周辺の車両を検出して地図に重ねて表示する周辺車両表示装置において、
車両の前方に存在する他車の位置を検出するレーダー、
車両の前方風景を撮影するカメラ、
他車が存在する撮影画像部分を切り出して該他車の車種を識別する画像処理部、
車種に応じた車両形状データを保持する保持部、
識別された車種に応じた車両形状データを用いて車両画像を発生する車両画像発生部、
周辺の地図画像を発生する地図画像発生部、
前記地図画像と車両画像を合成して表示する表示部、
を備えたことを特徴とする周辺車両表示装置。 - 撮影画像より他車の色を識別する色識別部、
を備え、画像発生部は色付きの車両画像を発生する
ことを特徴とする請求項1記載の周辺車両表示装置。 - 前記車両画像発生部は二次元あるいは三次元車両画像を発生し、前記地図画像発生部は二次元あるいは三次元の地図画像を発生し、表示部はこれら二次元画像同士あるいは三次元画像同士を合成して表示する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の周辺車両表示装置。 - 前記表示部は、前記合成画像を二次元地図又は三次元地図と合成して表示する、
ことを特徴とする請求項3記載の周辺車両表示装置。 - 前記レーダーの検出信号あるいは前記カメラの撮影画像を処理して車両の向きを算出する向き算出部、
を備え、車両画像発生部は該向きに車両形状を回転して得られる車両画像を発生する、
ことを特徴とする請求項3記載の周辺車両表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003184232A JP2005018548A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 周辺車両表示装置 |
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- 2003-06-27 JP JP2003184232A patent/JP2005018548A/ja active Pending
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