JP2006260578A - 車両周辺監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両周囲の映像をディスプレイに表示する車両周辺監視装置において、駐車時等にどこまで車両を寄せられるかを容易に把握できるようにする。
【解決手段】ドアミラーに設けたカメラ装置で車両周囲を撮影し、左右の映像を１画像に合成して、マークを重ね合わせてディスプレイに表示する。マークは、ドアミラーの先端位置を通る車両前後方向と平行な線、全開時のドア先端を通る車両前後方向と平行な線、車両前端近傍を通過する車両左右方向と平行な線、および操舵時の車両の旋回内側の後輪の予測通過軌跡を示す線を、映像と同じ視点に画像変換した第１、第２の前後方向マーク３０、３１、左右方向マーク３２、そして軌跡マーク３３とからなる。ディスプレイ１６上でこれらのマークを指標として、周辺の壁や障害物等がマークより車両側へ入らないように移動することにより、周辺との接触を防止しながらに容易に幅寄せや駐車ができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両周辺、とくに前輪付近を含む車両前部まわりの画像を表示するようにした車両周辺監視装置に関する。

従来のこの種の車両周辺監視装置としては、車両のドアミラーの背面に設けたカメラ装置によって前輪周辺部を撮像し、この撮像した画像を車室内のインストルメントパネルなどに設置したディスプレイに表示するものが、たとえば特開２０００−２７２４１８号公報に開示されている。
特開２０００−２７２４１８号公報

しかし、上記従来の装置においては、単にカメラ装置で撮像した映像をディスプレイに表示するだけであるので、例えば停車、駐車時に車両を側方へ寄せる際や、車両の角部や前端を壁などに寄せる際には、とくに指標となるものもなく、どこまで寄せられるかについて確信がもてないという問題がある。
したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、停車、駐車時等にどこまで車両を寄せられるかを容易に把握できるようにした車両周辺監視装置を提供することを目的とする。

このため、請求項１に記載の本発明は、車両周囲の映像を表示手段に表示する車両周辺監視装置であって、車両周囲を撮影する撮像手段と、車両の前後方向に平行な前後方向マーク、または車両の前方で左右方向に平行な左右方向マークの少なくとも一方の画像を生成するマーク発生器と、前記撮像手段により撮像された映像とマーク発生器で生成されたマークの画像とを重ね合わせて出力するスーパーインポーザとを有して、該スーパーインポーザの出力を表示手段に表示するように構成されたものとした。

請求項２の発明は、とくにマーク発生器が車両の前後方向に平行な前後方向マークと、車両の前方で左右方向に平行な左右方向マークの双方の画像を生成するようにしたものである。

請求項３の発明は、マーク発生器が、左右方向マークを車両の前端から所定距離離れた位置に設定するものである。
そして、請求項４の発明は、マーク発生器に制御スイッチが接続され、該制御スイッチの操作により上記所定距離を変化可能とされているものである。

請求項５の発明は、前後方向マークを、車両のドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線としたものであり、
請求項６の発明は、さらに左右方向マークも生成するとき、ドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線を左右方向マークと交差させるようにしたものである。
そして、請求項７の発明は、前後方向マークと左右方向マークが、映像中の車両と重ならない範囲に限定されているものとした。

請求項８の発明は、前後方向マークを、車両の全開時のドア先端に相当する位置を通過する線としたものであり、
請求項９の発明は、前後方向マークが、車両のドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線と、全開時のドア先端に相当する位置を通過する線とを含むものとした。

請求項１０の発明は、マーク発生器がさらに車両の旋回時に後輪の予測通過軌跡を示す軌跡マークを生成するものとした。
請求項１１の発明は、とくに生成される軌跡マークが旋回内側の後輪の予測通過軌跡に限定してあるものである。

請求項１２の発明は、撮像手段が車両の左右両側を撮影し、左側映像と右側映像を合成する映像合成器を有し、スーパーインポーザは映像合成器で合成された画像にマーク発生器で生成されたマークの画像を重ね合わせるものとした。

請求項１３の発明は、スーパーインポーザと表示手段の間に表示切替手段が設けられ、車両が所定車速以上または後退時にはスーパーインポーザの出力を表示手段に表示しないものとした。
請求項１４の発明は、表示切替手段に操作スイッチが接続され、操作スイッチの操作によりスーパーインポーザの出力の表示手段への表示が制御されるものとした。

請求項１５の発明は、撮像手段がドアミラーケース内に設置したカメラ装置であるものとした。
そして、請求項１６の発明は、ドアミラーケースがカメラ装置のレンズに対応してシールドを備えているものである。

本発明では、車両に関連性を持たせた前後方向マークまたは左右方向マークが車両周辺の映像に重ね合わせてディスプレイに表示されるので、マークを指標として参照することにより狭い場所でも周辺と接触などすることなく容易に通過、あるいは停車、駐車が行える。
例えば、壁、縁石または白線に幅寄せしたいときや壁に向かって前進で駐車する際には、マークをこれらの対象と合わせるように操舵することで、これらの対象に平行に寄せ、または垂直に停めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は実施の形態の構成を示すブロック図である。なお、図１には主要部品の設置位置を示すため車体イメージを破線で示している。
本実施の形態では、ナビゲーション装置と共用するディスプレイ１６が、インストルメントパネルなど車室内前部に配置されている。
車両１の左右のドアＤａ、Ｄｂに取り付けられたドアミラー２ａ、２ｂのドアミラーケース３ａ、３ｂ内に、それぞれカメラ装置４ａ、４ｂが設置されている。カメラ装置４ａ、４ｂは、それぞれ図示しないレンズを車体左右の前輪周辺部を含む前方を撮影可能に向けてあり、ドアミラーケースの撮影窓にはガラスまたは透明樹脂のシールド５ａ、５ｂを設けてカメラ装置を保護し、レンズに水滴や汚れが付着しないようにしてある。
なお、シールド５ａ、５ｂはドアミラーケース３ａ、３ｂと一体に形成することにより、破損しにくくなり、かつ、風きり音も低減される。
カメラ装置４ａおよび４ｂは映像合成器１０に接続され、映像合成器１０はカメラ装置４ａおよび４ｂからの映像信号を１画面に合成する。

また、車両の図示しないステアリングに設けられステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ７がマーク発生器１１に接続され、マーク発生器１１は後述する複数のマークの画像を生成する。マーク発生器１１には、その制御用に、ロータリタイプの制御スイッチ６が接続されている。
映像合成器１０とマーク発生器１１はスーパーインポーザ１２に接続され、スーパーインポーザ１２は映像合成器１０からの合成映像とマーク発生器１１からのマークの画像とを重ね合わせて監視画像とする。

ディスプレイ１６に接続された映像切替機１３に、スーパーインポーザ１２とナビゲーションユニット１５が接続され、映像切替機１３はスーパーインポーザ１２からの画像信号と、ナビゲーションユニット１５からのナビゲーション情報や画像信号とを切り替えてディスプレイ１６へ送出する。すなわち、ディスプレイ１６はスーパーインポーザ１２からの画像を表示するとき車両周辺監視装置の表示手段となり、ナビゲーションユニット１５からの画像等を表示するときナビゲーション装置の表示手段となる。
映像切替機１３には、その制御用に、モーメンタリタイプの操作スイッチ１７、車速センサ８および変速機の変速段を検出するシフトポジションセンサ９が接続されている。
上記の映像合成器１０、マーク発生器１１、スーパーインポーザ１２および映像切替機１３は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１４として、マイクロコンピュータを用いて構成される。

映像合成器１０は、カメラ装置４ａと４ｂからの映像信号を左右合成する。
ここでは、図２に示すように、カメラ装置４ａの映像Ａから、左前輪より車両中心側の所定位置Ｓを基準として、車両の外側に映像面積が５０％になるように映像ａを切り取り、さらに、カメラ装置４ｂの映像からも同様に映像面積の５０％相当の映像ｂを切り取って、これらをつなぎ合わせて、１画面の映像Ｇに合成する。

マーク発生器１１は、図３に示すような、車両を移動させる際の指標となる第１の前後方向マーク３０、第２の前後方向マーク３１、左右方向マーク３２、および軌跡マーク３３を生成する。なお、図３中、２１、２２は、カメラ装置４ａ、４ｂによる撮影範囲を示す。
第１の前後方向マーク３０は、ドアミラー２ａ、２ｂ（のドアミラーケース３ａ、３ｂ）の左右先端に相当する位置を通過する車両前後方向と平行な線である。第２の前後方向マーク３１は、全開時のドアＤａ、Ｄｂの先端に相当する位置を通過する車両前後方向と平行な線である。
さらに、左右方向マーク３２は、車両前端から前方へ例えば１０ｃｍなど所定距離の位置を通過する車両左右方向と平行な線である。この所定距離は、制御スイッチ６の信号出力によって、任意に設定可能である。

軌跡マーク３３は、操舵状態での車両の旋回内側の後輪の予測通過軌跡を示す線である。
図４に示すように、操舵角センサ７で検出した操舵角をθ、ホイルベースをＬ、ステアリングギア比をｎ、左右のタイヤの中心間の距離をＷとするとき、後輪軌跡の半径ｒは次式で与えられる。
ｒ＝Ｌ／ｔａｎ（θ／ｎ）−Ｗ／２
なお、車両の旋回時にはタイヤの横滑りによる影響が車速の２乗で発生するが、本発明が使用されるのは、停車、駐車時など時速１０Ｋｍ／ｈ以下の低速域であるため、この影響は無視できる。また、旋回外側の後輪の予測通過軌跡は、前輪より内側に入り一般的に障害物が存在しないので、旋回外側には、軌跡マークは表示しない。
軌跡マーク３３は、操舵角センサ７からの信号出力に応じて、リアルタイムに演算処理を行い、描画を変化させる。

マーク発生器１１では、各マーク３０〜３３の画像をカメラ装置４ａ、４ｂによる図２に示した映像Ｇに重ね合わせるために、カメラ装置４ａおよび４ｂの各位置から見た画像に変換する。この変換には例えば特開平１０−１７５４８２号公報に示された方法を採用して、図５に示すような変換画像となる。
スーパーインポーザ１２では、図２に示した映像合成器１０からの映像Ｇに、マーク発生器１１からの図５の変換画像を重ね合わせる。

なお、第１の前後方向マーク３０と左右方向マーク３２は、互いの交差した点Ｐから車両前後方向における後方側および左右方向における車両中心側へ延ばすとともに、重ね合わされた映像における車両と重ならない範囲に限定した線として描画する。これにより、スーパーインポーザ１２からは、図６に示すような画像信号が映像切替機１３へ出力される。
映像切替機１３は、スーパーインポーザ１２からの画像信号と、ナビゲーションユニット１５からのナビゲーション情報や画像信号とを、車速センサ８およびシフトポジションセンサ９からの入力信号あるいは操作スイッチ１７の操作に基づいて切り替えてディスプレイ１６へ送出し、表示させる

図７は、映像切替機１３における切替制御の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップ１０１では、車速センサ８とシフトポジションセンサ９からの入力信号を読み込んで、変速段がリバース（後退）であり、かつ、車速Ｖが０Ｋｍ／ｈでないか、すなわち車両が後退中であるかをチェックする。後退中でない場合には、ステップ１０２へ進む。
ステップ１０２では、現時点で映像切替機１３で選択されてディスプレイ１６に表示されている画像がスーパーインポーザ１２からのカメラ装置４ａ、４ｂによる撮影画像であるかをチェックする。そして、スーパーインポーザ１２の画像が選択されていないときはステップ１０３へ進み、ナビゲーションユニット１５からのナビゲーション情報や画像が選択されているときはステップ１０７へ進む。

ステップ１０３では、車速Ｖが０Ｋｍ／ｈで、かつ、操作スイッチ１７が操作されたかをチェックする。車両が停止している状態では前輪まわりの映像とマーク表示は不要であるが、操作スイッチ１７が操作されたときは、マーク表示等を要求しているものとして、ステップ１０４に進み、スーパーインポーザ１２からのカメラ装置による撮影画像を選択してディスプレイ１６に表示させる。

一方、ステップ１０２のチェックでスーパーインポーザ１２からのカメラ装置による撮影画像が選択されていたときは、ステップ１０５へ進み、車速Ｖが１０Ｋｍ／ｈ以上であるかどうかをチェックする。
車速が１０Ｋｍ／ｈより低いときは停車、駐車しようとする状態が想定される。そこでステップ１０６へ進み、操作スイッチ１７の操作があったかをチェックして、操作スイッチ１７の操作がなければステップ１０４に進んで、そのままスーパーインポーザ１２からの画像の表示を継続させる。

また、ステップ１０１のチェックで車両が後退中であるときは、前輪まわりの映像とマーク表示は不要であるため、ステップ１０７へ進み、ナビゲーションユニット１５からの画像等を選択してディスプレイ１６に表示させる。
さらにステップ１０５のチェックで車速が１０Ｋｍ／ｈ以上であるときも、同じくマーク表示は不要として、ステップ１０７へ進む。

一方、車速が１０Ｋｍ／ｈより低いときは、上述のように停車、駐車が予想され、前輪まわりの映像とマーク表示が必要とされる状態であるが、ステップ１０６のチェックで操作スイッチ１７が操作されたときは、操作者がマーク表示等は不要と意思表示したものとして、ステップ１０７へ進む。
ステップ１０３のチェックで操作スイッチ１７が操作されていないときも、ステップ１０７へ進んでナビゲーションユニット１５からの画像等をディスプレイ１６に表示させる。

実施の形態は以上のように構成され、停車、駐車時、あるいは狭い道を低速で通過時には、車両左右の前輪まわりの映像に指標となる第１の前後方向マーク３０、第２の前後方向マーク３１、左右方向マーク３２、および軌跡マーク３３を重ね合わせた画像がディスプレイ１６に表示される。
そして、左右方向マーク３２は車両の前端から所定距離例えば１０ｃｍ離れた位置に設定されるので、例えば正面の壁に向かって前進して駐車する場合に、車両前端と壁間の間隙を容易に把握することができる。また、制御スイッチ６の操作により上記所定距離を変化可能とされているので、例えば所定距離の設定を０ｃｍにすれば、車両の前端を駐車枠や交差点の停止線に一致させて停めることができる。

また、第１の前後方向マーク３０を、車両のドアミラー２ａ、２ｂの左右方向先端に相当する位置を通過する線としたので、例えば側方に障害物や車両前後方向と平行な壁などがある場所で車両を幅寄せするとき、ディスプレイ１６上で壁が第１の前後方向マーク３０より車両側へこないように車両を移動させることで、壁や障害物にドアミラー２ａあるいは２ｂを接触させず幅寄せできる。
以上のようにして、例えば、駐車枠に対する左右間隔や、車両前端と壁との間隙を確認でき、駐車枠にそって容易に停めることができる。

さらに第１の前後方向マーク３０と左右方向マーク３２を交差させているので、道路の角を曲がる際には、曲がりの外側では図８の（ａ）に示すように、第１の前後方向マーク３０と左右方向マーク３２の交点Ｐを参照して壁Ｆとの間隙を確認しながら容易に通過できる。また、斜めに駐車する場合にも、交点Ｐの参照によって、車両の角部を周辺に接触させることを防止できる。
なお、第１の前後方向マーク３０と左右方向マーク３２は交点Ｐから映像中の車両側、かつ、車両と重ならない範囲に限定して表示されるので、紛らわしさがなく、理解が容易である。

また、第２の前後方向マーク３１は車両の全開時のドアＤａ、Ｄｂの先端に相当する位置を通過する線としてあるので、ディスプレイ１６上で側方の壁が第２の前後方向マーク３１より車両側にこないように停車することで、停車後ドアＤａまたはＤｂを全開にしても接触しない間隔を確保することができる。これにより、車両への乗り降りの際に不用意にドアが開いても壁との接触を回避できる。

軌跡マーク３３は車両の旋回時における後輪の予測通過軌跡を示すので、曲がりの内側では、図８の（ｂ）に示すように、軌跡マーク３３を参照して例えば縁石Ｅとの間隙を確認しながら通過することができ、接触が防止される。
なお、軌跡マーク３３の表示は旋回内側の後輪の予測通過軌跡に限定してあるので、ディスプレイ画面が複雑とならず、紛らわしさがない。

ディスプレイ１６には映像合成器１０で合成された車両の左側映像と右側映像が１画面で表示され、これに各マーク３０〜３３が重ねて表示されるので、駐車時には駐車枠に対する左右の間隔を確認でき、容易に駐車枠の中央に停めることができる。また、斜めに進入して駐車する場合にも、左右の第１の前後方向マーク３０と左右方向マーク３２の各交点Ｐ、Ｐを参照することにより周辺との接触を防止しながら駐車できる。

また、映像切替機１３によって車両が所定車速以上または後退時にはカメラ装置４ａ、４ｂからの映像に各マークを重ね合わせた監視画像をディスプレイ１６に表示しないものとしているので、不要時の煩わしさがなく、代わりにナビゲーション画像等が表示でき、ディスプレイ１６が有効に共用される。さらに、低速走行においても渋滞時等で操作スイッチ１７を操作したときには、同様に、必要なナビゲーション情報や画像がディスプレイ１６に表示されるので、利便性がいっそう向上する。

カメラ装置４ａ、４ｂはドアミラーケース３ａ、３ｂ内に設置されているので、車体から突出することなく前輪まわりを撮影することができる。この際、ドアミラーケースにはカメラ装置のレンズに対応してシールド５ａ、５ｂを備えているので、レンズが水滴や汚れから保護される。

なお、上記実施の形態では、カメラ装置４ａ、４ｂをドアミラーケース３ａ、３ｂ内に設置したものとしたが、これに限定されず、前輪まわりを含む車体前方を撮影可能であれば任意の位置に設置することができる。
また、映像合成器１０ではカメラ装置４ａ、４ｂの映像から、それぞれ映像面積５０％分ずつを切り取って、左右につなぎ合わせるものとしたが、カメラ装置４ａ、４ｂの映像をそれぞれ水平方向に圧縮して合成してもよい。

さらに、マーク発生器１１では、軌跡マーク３３を操舵角センサ７からの信号出力に応じてリアルタイムに演算処理を行い、変化させるものとしたが、このほか、描画パターンを数種用意してＲＯＭ等に記憶させ、操舵角センサ７からの信号出力に応じて、対応する描画パターンを選択して変化させるようにすると負担が軽くなり、構成も簡単、安価となる。
また、電子制御ユニット１４はナビゲーションユニット１５と別体に構成されたものとして説明したが、これらは一体に構成してもよい。

なおまた、上記実施の形態では、左右両側の前輪まわりを含む映像を各マークと重ね合わせてディスプレイに表示するものとしたが、例えば、運転席が右側の車両では右側の周辺状況は窓から顔を出せば直接把握できるので、図９のように左側のみの映像を表示するようにしてもよく、これにより、本発明の利点を大きく損ねることなく安価な装置にすることができる。

本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。 映像合成器における映像の合成要領を示す説明図である。 マークの設定要領を示す図である。 後輪の予測通過軌跡の算出要領を示す説明図である。 マーク発生器で生成するマーク画像例を示す図である。 車両周辺映像にマークを重ね合わせた監視画像を示す図である。 映像切替機における画像切替制御の流れを示すフローチャートである。 マークの参照例を示す図である。 監視画像の変形例を示す図である。

符号の説明

１ 車両
２ａ、２ｂ ドアミラー
３ａ、３ｂ ドアミラーケース
４ａ、４ｂ カメラ装置（撮像手段）
５ シールド
６ 制御スイッチ
７ 操舵角センサ
８ 車速センサ
９ シフトポジションセンサ
１０ 映像合成器
１１ マーク発生器
１２ スーパーインポーザ
１３ 映像切替機
１４ 電子制御ユニット
１５ ナビゲーションユニット
１６ ディスプレイ
１７ 操作スィッチ
２１、２２ 撮像範囲
３０ 第１の前後方向マーク
３１ 第２の前後方向マーク
３２ 左右方向マーク
３３ 軌跡マーク
Ｄａ、Ｄｂ ドア

Claims (16)

1. 車両周囲の映像を表示手段に表示する車両周辺監視装置であって、
   車両周囲を撮影する撮像手段と、
   車両の前後方向に平行な前後方向マーク、または車両の前方で左右方向に平行な左右方向マークの少なくとも一方の画像を生成するマーク発生器と、
   前記撮像手段により撮像された映像と前記マーク発生器で生成されたマークの画像とを重ね合わせて出力するスーパーインポーザとを有して、
   該スーパーインポーザの出力を前記表示手段に表示するように構成されたことを特徴とする車両周辺監視装置。
2. 車両周囲の映像を表示手段に表示する車両周辺監視装置であって、
   車両周囲を撮影する撮像手段と、
   車両の前後方向に平行な前後方向マークと、車両の前方で左右方向に平行な左右方向マークの各画像を生成するマーク発生器と、
   前記撮像手段により撮像された映像と前記マーク発生器で生成されたマークの画像とを重ね合わせて出力するスーパーインポーザとを有して、
   該スーパーインポーザの出力を前記表示手段に表示するように構成されたことを特徴とする車両周辺監視装置。
3. 前記マーク発生器は、前記左右方向マークを、車両の前端から所定距離離れた位置に設定することを特徴とする請求項１または２記載の車両周辺監視装置。
4. 前記マーク発生器には制御スイッチが接続され、該制御スイッチの操作により前記左右方向マークの車両前端からの所定距離を変化可能とされていることを特徴とする請求項３記載の車両周辺監視装置。
5. 前記前後方向マークは、車両のドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の車両周辺監視装置。
6. 前記前後方向マークは、車両のドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線であり、該ドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線と前記左右方向マークを交差させていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１に記載の車両周辺監視装置。
7. 前記前後方向マークと左右方向マークは、前記映像中の車両と重ならない範囲に限定されていることを特徴とする請求項６記載の車両周辺監視装置。
8. 前記前後方向マークは、車両の全開時のドア先端に相当する位置を通過する線であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の車両周辺監視装置。
9. 前記前後方向マークは、さらに全開時のドア先端に相当する位置を通過する線を含むことを特徴とする請求項５から７のいずれか１に記載の車両周辺監視装置。
10. 前記マーク発生器はさらに車両の旋回時に後輪の予測通過軌跡を示す軌跡マークを生成することを特徴とする請求項１から９のいずれか１に記載の車両周辺監視装置。
11. 前記軌跡マークは旋回内側の後輪の予測通過軌跡に限定してあることを特徴とする請求項１０記載の車両周辺監視装置。
12. 前記撮像手段は車両の左右両側を撮影し、
    左側映像と右側映像を合成する映像合成器を有し、
    前記スーパーインポーザは前記映像合成器で合成された画像に前記マーク発生器で生成されたマークの画像を重ね合わせるものであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１に記載の車両周辺監視装置。
13. 前記スーパーインポーザと表示手段の間に表示切替手段が設けられ、車両が所定車速以上または後退時にはスーパーインポーザの出力を表示手段に表示しないように構成したことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１に記載の車両周辺監視装置。
14. 操作スイッチが接続された表示切替手段が前記スーパーインポーザと表示手段の間に設けられ、前記操作スイッチの操作によりスーパーインポーザの出力の表示手段への表示が制御されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１に記載の車両周辺監視装置。
15. 前記撮像手段はドアミラーケース内に設置したカメラ装置であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１に記載の車両周辺監視装置。
16. 前記ドアミラーケースは、前記カメラ装置のレンズに対応してシールドを備えていることを特徴とする請求項１５記載の車両周辺監視装置。

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