JP2006160193A

JP2006160193A - 車両運転支援装置

Info

Publication number: JP2006160193A
Application number: JP2004358446A
Authority: JP
Inventors: Kazutomi Okubo; 一冨大久保
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-22
Also published as: US20060129292A1

Abstract

【課題】車両に接触する可能性のある周辺の物体の存在を確実に知ることができる「車両運転支援装置」を提供すること。
【解決手段】車両運転支援装置１００は、自車両の路面を含む周辺を撮影するカメラ１０と、撮影された画像に基づいて路面投影を行って路面に投影した画像を生成する路面投影処理部２０と、自車両の周囲に存在する周囲物体の高さを検出する三次元映像センサ３０、高低計測部３２と、検出された高さと基準値とを比較する高低比較部３４と、基準値よりも高さが高い箇所を危険箇所として検出する危険箇所検出部３６と、路面投影処理部２０によって生成された画像の中で危険箇所を強調する画像補正処理を行う画像補正処理部４０と、画像補正処理部４０によって補正された後の画像を表示する表示処理部５０、表示装置６０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両周辺を撮影して画面に表示することにより車両の運転を支援する車両運転支援装置に関する。

従来から、車載カメラを用いて車両周辺を撮影し、撮影した画像を表示装置に表示する車両周囲状況提示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置では、撮影された画像に対して路面投影処理を行うことにより、上空から路面を見下ろすような画像が得られ、表示が行われる。この表示では、路上に置かれた物体のおおよその高さも示される。
特開２００１−１１４０４７号公報（第２−６頁、図１−１０）

ところで、上述した特許文献１に開示された車両周囲状況提示装置では、路面投影された画像が表示されるため、車両と周辺の他の物体とが路面上で重なるか否かがわかるだけであり、高さが低い他の物体と車両との相対的な関係の把握が困難であるという問題があった。例えば、他の物体の高さが２０ｃｍの場合を考えると、この物体に隣接する位置に車両を停車させてドアを開閉したときに、開いたドアにこの他の物体があたるか否かがわからない。同じように、高さが２０ｃｍの他の物体の上を車両が通過する場合に、車体下部にこの物体があたるか否かがわからない。特許文献１に開示された車両周囲状況提示装置では、他の物体の大まかな高さ（数値）を画像上に含ませた表示を行うことも可能であるが、運転者が路面からドアの下端までの高さや車体下部の高さ（最低地上高）を知らなければ、結局物体の高さがわかっても物体が車両にあたるか否かを運転者自身が判断することはできない。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、車両に接触する可能性のある周辺の物体の存在を確実に知ることができる車両運転支援装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の車両運転支援装置は、自車両の路面を含む周辺を撮影するカメラと、カメラによって撮影された画像に基づいて路面投影を行って路面に投影した画像を生成する路面投影処理手段と、自車両の周囲に存在する周囲物体の高さを検出する高さ検出手段と、高さ検出手段によって検出された高さと基準値とを比較する高低比較手段と、高低比較手段によって基準値よりも高さが高い箇所を危険箇所として検出する危険箇所検出手段と、路面投影処理手段によって生成された画像の中で、危険箇所検出手段によって検出された危険箇所を強調する画像補正処理を行う画像補正手段と、画像補正手段によって補正された後の画像を自車両の車内において表示する表示手段とを備えている。基準値よりも高い周辺物体を危険箇所として検出してこの危険箇所が強調された表示が行われるため、利用者（運転者）は、基準値よりも高くて車両に接触する可能性のある周辺の物体の存在を確実に知ることができる。

具体的には、上述した画像補正手段によって行われる危険箇所の強調は、周囲と異なる色の着色であることが望ましい。特に、上述した着色は、自車両に接触する可能性の高さに応じて複数色が用いられることが望ましい。上述した着色は、自車両に確実に接触する危険箇所に対して赤色で、自車両に接触するおそれがある危険箇所に対して黄色で行われることが望ましい。あるいは、上述した画像補正手段によって行われる危険箇所の強調は、該当箇所の色を一定時間毎に変化させる点滅表示であることが望ましい。上述した画像補正手段によって行われる危険箇所の強調は、危険箇所の高さを示した数値の着色であることが望ましい。上述した画像補正手段によって行われる危険箇所の強調は、危険箇所の高さを示した数値の色を一定時間毎に変化させる点滅表示であることが望ましい。これにより、車両に接触する可能性のある危険箇所を見落とすことなく、容易に確認することができる。

また、上述した危険箇所検出手段は、自車両の左右ドアの下端部の高さに相当する基準値を用いて危険箇所の検出を行うことが望ましい。これにより、ドア開閉時にドアがあたってしまう周辺物体の存在をドアを開閉する前に知ることができる。

また、上述した危険箇所検出手段は、自車両の最低地上高に相当する基準値を用いて危険箇所の検出を行うことが望ましい。これにより、路面に落ちている障害物等の上を通過するか否かを通過前に容易に知ることができる。

また、上述した基準値は、車種毎に決まっている設計値が用いられることが望ましい。これにより、車種毎に適した基準値を用いることができる。

また、利用者の操作に応じて基準値の設定を行う基準値設定手段をさらに備えることが望ましい。これにより、搭載する車両を替えた場合にも各車両に適した基準値を用いることができる。

また、上述した危険箇所検出手段によって危険箇所が検出されたときに警告音を出力する警告音出力手段をさらに備えることが望ましい。これにより、危険箇所の見落としを確実に防止することができる。

また、上述したカメラは、自車両の左右前後の少なくとも一の端面に設置されており、広角レンズを通してほぼ１８０度の視野角で撮影することが望ましい。これにより、カメラの撮影範囲を広くして周囲の危険箇所の検索対象範囲を拡大することができる。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両運転支援装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車両運転支援装置の構成を示す図である。図１に示す車両運転支援装置１００は、カメラ１０、撮影画像格納部１２、路面投影処理部２０、投影画像格納部２２、三次元映像センサ３０、高低計測部３２、高低比較部３４、危険箇所検出部３６、加色指示部３８、画像補正処理部４０、表示処理部５０、表示装置６０、基準値設定部７０、警告音出力部８０を含んで構成されている。

カメラ１０は、自車両の周囲を撮影してサイドビュー画像を生成する。図２は、カメラ１０の設置状態を示す図である。自車両である車両２００の前後左右の４箇所にカメラ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）が設置されている。車両２００の前部に設置されたカメラ１０ａは、車両２００の前方端部よりも前側全体を含むほぼ１８０度の視野角を有する広角レンズを通して、車両２００の前方周辺を撮影する。同様に、車両２００の後部に設置されたカメラ１０ｂは、車両２００の後方端部よりも後側全体を含むほぼ１８０度の視野角を有する広角レンズを通して、車両２００の後方周辺を撮影する。車両２００の右側面部に設置されたカメラ１０ｃは、車両２００の右側面部よりも右側全体を含むほぼ１８０度の視野角を有する広角レンズを通して、車両２００の右側周辺を撮影する。車両２００の左側面部に設置されたカメラ１０ｄは、車両２００の左側面部よりも左側全体を含むほぼ１８０度の視野角を有する広角レンズを通して、車両２００の左側周辺を撮影する。このように、車両２００の前後左右に４つのカメラ１０ａ〜１０ｄを設置することにより、車両２００の周囲３６０度の範囲の路面と路面上の物体を撮影することが可能になる。各カメラ１０ａ〜１０ｄによって撮影されたサイドビュー画像データは、撮影画像格納部１２に格納される。

路面投影処理部２０は、撮影画像格納部１２に格納されたサイドビュー画像に基づいてトップビュー画像を生成する視点変換処理を行う。この視点変換処理は、カメラ１０の広角レンズ近傍にある視点位置に対応するサイドビュー画像を、路面の上空にある視点位置に対応するトップビュー画像に変換する処理である。生成されたトップビュー画像データは、投影画像格納部２２に格納される。

三次元映像センサ３０は、発光部と受光部を備えており、発光部から出力される出力光が被測定物から反射されて戻ってきた反射光を受光部で検出する。例えば、カメラ１０と同じように、図２に示す車両２００の前後左右に４つの三次元映像センサ３０が設置されている。また、この被測定物には、路面上に置かれた物体の他に路面自体や路面よりも１段高くなった歩道なども含まれる。三次元映像センサ３０としては、例えば、カネスタ社製の商品名「ＥＱＵＩＮＯＸ」を用いることができる。高低計測部３２は、三次元映像センサ３０の受光部によって検出された反射光を分析することにより、自車両の周囲に存在する被測定物としての周囲物体の各部までの距離と各部の高さを計測する。高低比較部３４は、高低計測部３２によって計測された周囲物体の各部の高さと基準値とを比較する。この基準値は、車種毎に決まっている設計値が用いられる。例えば、自車両の左右ドアの下端部の高さの設計値が基準値として設定される。

危険箇所検出部３６は、高低比較部３４によって基準値よりも高さが高いと判定された箇所を危険箇所として検出する。加色指示部３８は、危険箇所検出部３６によって検出された危険箇所を特定して、この危険箇所をそれ以外の領域に対して強調表示するために、所定の色を付す加色指示を画像補正処理部４０に対して行う。

画像補正処理部４０は、投影画像格納部２２から読み出したトップビュー画像の中で、加色指示部３８による加色指示がなされた危険箇所に所定の色を付ける画像補正処理を行う。例えば、危険箇所に対応する領域の色が赤に変更される。

表示処理部５０は、画像補正処理部４０によって画像補正処理された後のトップビュー画像データを所定形式の映像信号（例えばＮＴＳＣ方式の映像信号）に変換する。この映像信号は表示装置６０に向けて出力され、その画面上に画像補正処理が行われた後のトップビュー画像が表示される。表示装置６０は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）を用いて構成されており、運転者が容易に目視可能な車室内位置に設置されている。

基準値設定部７０は、高低比較部３４で用いる基準値を設定、変更する。上述したように、この基準値としては、例えば設計値（左右ドアの下端部の高さの設計値）が初期状態において設定されているが、この基準値は、運転者（利用者）の操作に応じて設定内容を変更することができる。基準値設定部７０は、運転者の操作に応じて基準値を再設定する。例えば、運転者が操作部（図示せず）の数字キーを用いて基準値を直接入力する場合や、操作部のアップキー、ダウンキーを用いて現在の基準値の値を上げ下げする場合などが考えられる。警告音出力部８０は、危険箇所検出部３６によって危険箇所が検出されたときに所定の警告音を出力する。この警告音は、単純な音であってもいいし、警告を示す案内音声であってもよい。

上述した路面投影処理部２０が路面投影処理手段に、三次元映像センサ３０、高低計測部３２が高さ検出手段に、高低比較部３４が高低比較手段に、危険箇所検出部３６が危険箇所検出手段に、画像補正処理部４０が画像補正手段に、表示処理部５０、表示装置６０が表示手段に、基準値設定部７０が基準値設定手段に、警告音出力部８０が警告音出力手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の車両運転支援装置１００はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図３は、車両運転支援装置１００の動作手順を示す流れ図であり、車両周辺を撮影して危険箇所を強調表示したトップビュー画像を表示する場合の動作手順が示されている。

車両運転支援装置１００の全体動作を制御する制御部（図示せず）によって、表示タイミングか否かが判定されており（ステップ１００）、表示タイミングになるまで否定判断が行われてこの判定が繰り返される。一方、表示タイミングになると肯定判断が行われる。例えば、変速器のレバーをＰ（パーキング）位置に入れたときが表示タイミングであり、ステップ１００において肯定判断が行われる。

次に、カメラ１０による車両２００の周辺の撮影が行われ（ステップ１０１）、得られたサイドビュー画像データが撮影画像格納部１２に格納される。路面投影処理部２０は、撮影画像格納部１２に格納されたサイドビュー画像を用いて路面投影処理（視点変換処理）を行ってトップビュー画像を生成する（ステップ１０２）。生成されたトップビュー画像データは投影画像格納部２２に格納される。

また、上述したトップビュー画像の生成動作と並行して、高低計測部３２は、三次元映像センサ３０の出力に基づいて自車両の周囲物体の各部までの距離と各部の高さを計測する（ステップ１０３）。次に、高低比較部３４は、各部の高さと基準値とを比較する（ステップ１０４）。また、危険箇所検出部３６は、基準値よりも高さが高い箇所を危険箇所として検出する（ステップ１０５）。加色指示部３８は、検出された危険箇所に対して色を付す加色指示を画像補正処理部４０に行う（ステップ１０６）。画像補正処理部４０は、ステップ１０２の動作において生成されたトップビュー画像の中で、加色指示部３８による加色指示がなされた危険箇所に所定の色を付ける画像補正処理を行う（ステップ１０７）。画像補正処理後のトップビュー画像は、表示処理部５０によって表示装置６０に表示される（ステップ１０８）。その後、制御部によって表示終了か否かの判定が行われる（ステップ１０９）。終了していない場合には否定判断が行われ、ステップ１０１に戻って車両２００周辺の撮影動作以降が繰り返される。また、表示終了の場合には肯定判断が行われて、一連の動作を終了する。

図４および図５は、表示の一例を示す図である。例えば、左右ドアの下端部の高さの設計値が１５ｃｍであり、この値が基準値として設定されているものとする。図４に示すように、歩道の高さが１０ｃｍの場合には、歩道の高さが基準値以下であるため、この歩道には強調表示のための着色が行われない。一方、図５に示すように、歩道高さが４０ｃｍの場合には、歩道の高さが基準値以上であるため、この歩道には強調表示のための着色が行われる。

このように、本実施形態の車両運転支援装置１００では、基準値よりも高い周辺物体を危険箇所として検出してこの危険箇所が強調された表示が行われるため、運転者は、基準値よりも高くて車両に接触する可能性のある周辺の物体の存在を確実に知ることができる。例えば、危険箇所の強調を着色によって行うことにより、車両に接触する可能性のある危険箇所を見落とすことなく、容易に確認することができる。

また、自車両の左右ドアの下端部の高さに相当する基準値を用いて危険箇所の検出を行うことにより、ドア開閉時にドアがあたってしまう周辺物体の存在をドアを開閉する前に知ることができる。特に、この基準値として車種毎に決まっている設計値を用いることにより、車種毎に適した基準値を設定することができる。

また、利用者の操作に応じて基準値の設定を行う基準値設定部７０を用いて基準値の変更を行うことができるため、車両運転支援装置１００を搭載する車両を替えた場合にも各車両に適した基準値を用いることができる。また、危険箇所が検出されたときに警告音出力部８０によって警告音を出力しているため、危険箇所の見落としを確実に防止することができる。

また、カメラ１０は、自車両の左右前後の少なくとも一の端面（図２に示す場合は左右前後の４箇所）に設置されており、広角レンズを通してほぼ１８０度の視野角で撮影しているため、カメラ１０の撮影範囲を広くして周囲の危険箇所の検索対象範囲を拡大することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、基準値を超える高さを有する危険箇所に赤色の着色を行うことによって強調表示を行ったが、強調表示は以下の（１）〜（３）に示すようにしてもよい。
（１）自車両に接触する可能性の高さに応じて複数色を用いて着色を行う。例えば、自車両に確実に接触する危険箇所に対して赤色で、自車両に接触するおそれがある危険箇所に対して黄色で着色することにより強調表示を行う。
（２）危険箇所の色を一定時間毎に変化させて点滅させることにより強調表示を行う。
（３）危険箇所の高さを示した数値を着色したり点滅させることにより強調表示を行う。

また、上述した実施形態では、左右ドアの下端部の高さの設計値を基準値として用いたが、自車両の最低地上高に相当する基準値を用いて危険箇所の検出を行うようにしてもよい。これにより、路面に落ちている障害物等の上を通過するか否かを通過前に容易に知ることができる。あるいは、複数の基準値を設定して危険箇所の検出を行うようにしてもよい。例えば、第１の基準値として自車両の最低地上高に相当する基準値を用い、第２の基準値として左右ドアの下端部の高さの設計値を用いる。この場合の強調表示の一例としては、第２の基準値よりも高い危険箇所については赤色で強調表示を行い、第２の基準値より低いが第１の基準値よりも高い危険箇所については黄色で強調表示を行う。このように、複数の基準値を用いることにより、車両の複数箇所について接触の可能性を同時に知ることができる。

また、上述した実施形態では、一例として変速器のレバーをＰ位置に入れたときにカメラ１０による撮影を行うようにしたが、車両２００の走行速度が所定値以下になったときや、運転者が所定のスイッチを操作したときなどに、ステップ１００の判定（表示タイミングか否かの判定）において肯定判断を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、三次元映像センサ３０を用いて自車両の周辺物体の高さを測定したが、高さを測定する手法については他の手法を用いるようにしてもよい。例えば、レーダーを用いたり、２台以上のカメラで撮影した画像の内容を分析して周囲物体の高さを測定するようにしてもよい。

一実施形態の車両運転支援装置の構成を示す図である。カメラの設置状態を示す図である。車両運転支援装置の動作手順を示す流れ図である。表示の一例を示す図である。表示の一例を示す図である。

符号の説明

１０カメラ
１２撮影画像格納部
２０路面投影処理部
２２投影画像格納部
３０三次元映像センサ
３２高低計測部
３４高低比較部
３６危険箇所検出部
３８加色指示部
４０画像補正処理部
５０表示処理部
６０表示装置
７０基準値設定部
８０警告音出力部
１００車両運転支援装置

Claims

自車両の路面を含む周辺を撮影するカメラと、
前記カメラによって撮影された画像に基づいて路面投影を行って路面に投影した画像を生成する路面投影処理手段と、
前記自車両の周囲に存在する周囲物体の高さを検出する高さ検出手段と、
前記高さ検出手段によって検出された高さと基準値とを比較する高低比較手段と、
前記高低比較手段によって前記基準値よりも高さが高い箇所を危険箇所として検出する危険箇所検出手段と、
前記路面投影処理手段によって生成された画像の中で、前記危険箇所検出手段によって検出された前記危険箇所を強調する画像補正処理を行う画像補正手段と、
前記画像補正手段によって補正された後の画像を前記自車両の車内において表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする車両運転支援装置。
請求項１において、
前記画像補正手段によって行われる前記危険箇所の強調は、周囲と異なる色の着色であることを特徴とする車両運転支援装置。
請求項２において、
前記着色は、前記自車両に接触する可能性の高さに応じて複数色が用いられることを特徴とする車両運転支援装置。
請求項２において、
前記着色は、前記自車両に確実に接触する前記危険箇所に対して赤色で、前記自車両に接触するおそれがある前記危険箇所に対して黄色で行われることを特徴とする車両運転支援装置。
請求項１において、
前記画像補正手段によって行われる前記危険箇所の強調は、該当箇所の色を一定時間毎に変化させる点滅表示であることを特徴とする車両運転支援装置。
請求項１において、
前記画像補正手段によって行われる前記危険箇所の強調は、前記危険箇所の高さを示した数値の着色であることを特徴とする車両運転支援装置。
請求項１において、
前記画像補正手段によって行われる前記危険箇所の強調は、前記危険箇所の高さを示した数値の色を一定時間毎に変化させる点滅表示であることを特徴とする車両運転支援装置。
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記危険箇所検出手段は、前記自車両の左右ドアの下端部の高さに相当する前記基準値を用いて前記危険箇所の検出を行うことを特徴とする車両運転支援装置。
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記危険箇所検出手段は、前記自車両の最低地上高に相当する前記基準値を用いて前記危険箇所の検出を行うことを特徴とする車両運転支援装置。
請求項８または９において、
前記基準値は、車種毎に決まっている設計値が用いられることを特徴とする車両運転支援装置。
請求項１〜９のいずれかにおいて、
利用者の操作に応じて前記基準値の設定を行う基準値設定手段をさらに備えることを特徴とする車両運転支援装置。
請求項１〜１１のいずれかにおいて、
前記危険箇所検出手段によって前記危険箇所が検出されたときに警告音を出力する警告音出力手段をさらに備えることを特徴とする車両運転支援装置。
請求項１〜１２のいずれかにおいて、
前記カメラは、前記自車両の左右前後の少なくとも一の端面に設置されており、広角レンズを通してほぼ１８０度の視野角で撮影することを特徴とする車両運転支援装置。