JP2009062020A - 周囲車両表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠距離になるほど検出誤差が大きくなる他車両の位置をディスプレイに表示しても、実際の位置関係とのずれに起因する違和感を生じさせない周囲車両表示装置を提供する。
【解決手段】画像認識により他車両の位置を計測する一方、自車両位置周辺の地図データに対して、自車両より遠方の縮尺が自車両近傍の縮尺よりも小さくなるように縮尺を変化させる座標変換を行なって、この変換した地図上に自車両の位置と他車両の位置を示すマーカＭＪ、ＭＴを表示する。遠方の他車両位置の計測誤差が大きい場合でも、自車両から遠方の縮尺が小さいことにより、表示画面に反映されるずれが小さくなるから、実際に目視される他車両の位置と画面上の位置とが大きく異なって違和感を生じさせるようなことがない。
【選択図】図４

Description

本発明は、自車両に対する周囲車両の相対位置関係を画面に表示する周囲車両表示装置に関する。

自車両周囲に存在する他車両の位置関係を提示する装置として、例えば特開２００５−４３１８７号公報に提案したものがある。
この装置では、他車両と通信を行なって、ＧＰＳにより検出した自車両の走行位置や走行方位等を相互に送受信することにより他車両の位置情報を取得し、自車両と他車両の位置関係を地図とともにディスプレイの画面に表示するようになっている。これにより、他車両との位置関係の全貌が視覚的に把握でき、他車両の接近状態なども容易に知ることができる。
特開２００５−４３１８７号公報

上記従来の装置では、ＧＰＳにより検出した自車両の走行位置を相互に送受信することにより他車両の位置情報を取得するようにしているため、ＧＰＳの位置検出の精度に起因して、他車両の位置情報を正確に入手することができない可能性があった。従って、この不正確な位置情報を乗員に提供する可能性があり、乗員に対して違和感を与える可能性があった。

したがって本発明は、乗員に与える違和感を抑制して、他車両の位置を乗員に提供することのできる周囲車両表示装置を提供することを目的とする。

このため本発明は、自車両の位置と自車両周囲の他車両の位置を検出すると、地図データ記憶手段から読み出した自車両位置周辺の地図データに対して、少なくとも自車両より遠方の縮尺が自車両近傍の縮尺よりも小さくなるように縮尺を変化させる座標変換を行ない、座標変換した地図データに基づく変換地図上に自車両の位置と他車両の位置を示すマーカを描画して、その変換地図とマークを表示手段に表示するようにしたものである。

本発明によれば、遠方の他車両位置の計測誤差が大きい場合でも、自車両から遠方の縮尺が小さいことにより、表示画面に反映されるずれが小さくなる。したがって、実際に目視される他車両の位置と画面上の位置とが大きく異なって違和感を生じさせるというような問題が防止される。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる周囲車両表示装置の構成を示すブロック図である。
カメラ１０が他車位置計測部１２に接続され、他車位置計測部１２が画像生成装置２０に接続されている。また、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１４と、車速センサ１５と、地図情報記憶部１６とが、それぞれ画像生成装置２０に接続されている。さらに画像生成装置２０には液晶ディスプレイ１８が接続されている。

カメラ１０は撮像素子としてＣＣＤやＣＭＯＳを用いたもので、車両の全周囲を撮像できるように複数台が車両の車体に設置されて、それぞれ撮像信号を他車位置計測部１２へ出力する。
他車位置計測部１２は、カメラ１０からの撮像信号をもとに画像処理して、車両周囲に存在する他車両を検出し、自車両から各他車両までの距離および方位を計測することを所定時間間隔で繰り返しており、他車両の位置情報を画像生成装置２０へ出力する。

ＧＰＳ１４は、自車両の位置情報として自車両の現在位置を逐次計測している。
車速センサ１５は自車両の走行速度を検出して、車速信号を出力する。
地図情報記憶部１６には道路を含む地図データが格納されており、道路については、主要国道、自動車専用道、高速道路、一般道路などの道路種別やさらには車線情報も含まれている。

画像生成装置２０は、座標変換部２２と描画処理部２４を備えている。画像生成装置２０は、ＧＰＳ１４から入力された自車両の現在位置を中心とする所定範囲の地図データを地図情報記憶部１６から読み出すとともに、読み出した地図データを座標変換部２２において座標変換して変換地図データを生成する。

すなわち、座標変換部２２では、自車両の現在位置を（Ｘ_０ ，Ｙ_０ )、地面からの視点の高さをＨとし、描画面の中心座標を（０，０）として、地面上の座標（Ｘ，Ｙ）を次式による（ｘ、ｙ）に変換する。

なお、ｋは角度から座標への比例係数であり、後述する。また、描画面はデータレベルにおける画像フレームを指し、液晶ディスプレイ１８の画面の地図表示領域に対応する。

この変換は、図２に示すように、自車両Ｖの上方に設定した視点Ｐと座標Ｗ（Ｘ，Ｙ）位置を結ぶ直線ｓ１と、前記視点Ｐからの垂線ｓ２とのなす角度αに比例する距離に変換するものである。
座標変換部２２は他車位置計測部１２から読み出した他車両の位置についても上述の座標変換を行なう。
描画処理部２４は、変換地図データによる変換地図上に他車両の位置をプロットする描画処理を行なって画像信号を生成し、液晶ディスプレイ１８へ出力する。

なお、ＧＰＳ１４、車速センサ１５、地図情報記憶部１６、液晶ディスプレイ１８、画像生成装置２０における描画処理部２４等は車載のナビゲーション装置を構成するものと同様であるから、これらはナビゲーション装置と共用でき、あるいは本装置をナビゲーション装置に組み込んで、モード選択により使用する形態とすることができる。

図３は、より詳細に実施の形態における制御処理の流れを示すフローチャートである。
まずステップ１００において、画像生成装置２０は、ＧＰＳから自車両の現在位置を、車速センサ１５から自車両の車速を読み込み、続くステップ１０１において、他車位置計測部１２から他車両の位置情報を読み込む。
ステップ１０２では、画像生成装置２０は自車両の現在位置を中心とする所定範囲の地図データを地図情報記憶部１６から読み出す。

ステップ１０３では、画像生成装置２０の座標変換部２２が走行状況に応じて座標変換のためのパラメータを算出する。
ここでは、自車両の車速が高い場合には、車速が低い場合に比較してより広域の情報を中心部に提示するため、描画面の中心部の縮尺が車速が低い場合よりも相対的に小さくなるように視点の高さＨを大きくし、車速が低い場合には逆に画面の中心部の縮尺が大きくなるように視点の高さＨを小さくする。

また、液晶ディスプレイ１８の画面に自車両から一定の距離Ｌ（図２参照）までの情報を提示させるものとして、画面における周囲車両表示領域の高さをｈドットとすれば、ｈ／２＝ｋ＊ａｔａｎ（Ｌ／Ｈ）の関係が成立するから、
ｋ＝ｈ／２ａｔａｎ（Ｌ／Ｈ）
を算出する。
そして、ステップ１０４において、座標変換部２２は上記パラメータを用いて所定範囲の全範囲について地図データを座標変換する。

ステップ１０５において、座標変換部２２は先のステップ１０１で読み込んだ他車両の位置についても同様に座標変換を行なう。
そして、ステップ１０６において、描画処理部２４は、描画面の中心を自車両位置としてその上空から俯瞰したように座標変換された地図上に、他車両の位置をプロットする描画処理を行なって、画像信号を生成する。

ステップ１０７では液晶ディスプレイ１８は、この画像信号を受けて、画面に、図４に示すような自車両および周囲の他車両の位置が周辺地図に重ねて車両マークＭＪ（自車両）、ＭＴ（他車両）等で表示される。
図４の（ａ）は車速が低い場合、（ｂ）は車速が高い場合の画面表示を示す。
なお、視点の高さＨは車速に応じて連続的に変化するように設定してもよく、あるいは段階的に設定してもよい。連続的に変化させる場合は演算により設定し、段階的に設定する場合には、例えば車速範囲ごとにＨの値を変化させたマップから読み出すことにより算出することもできる。

以上のように制御される本実施の形態では、上述の座標変換により、地図は液晶ディスプレイ１８の画面中心に位置する自車両から距離が遠くなるほど縮尺が小さくなっている。
カメラ１０の仕様を水平画角６４度、垂直画角４８度の解像度６４０×４８０として、地面からの高さ１ｍに設置した場合、画像認識で計測した距離の画面上での誤差は図５に実線で示すように１０数％に抑えられることになる。図中の破線で示す比較例は座標変換しない場合のものであり、距離が大きくなるほどに誤差が急激に増大している。
自車両の走行中、上記フローが繰り返される。

実施の形態では、ＧＰＳ１４が発明における自車両位置検出手段に該当し、地図情報記憶部１６が地図データ記憶手段に、液晶ディスプレイ１８が表示手段に該当する。
カメラ１０と他車位置計測部１２とで他車両位置検出手段を構成している。
また、図３のフローチャートにおけるステップ１０３〜１０５が変換手段を構成し、ステップ１０６が描画手段を構成する。
さらに、自車両の車速が自車両の走行状況に当る。
そして、本実施の形態では液晶ディスプレイ１８の画面に情報を提示させる範囲（自車両から一定の距離Ｌまで）の全範囲が、縮尺を変化させる範囲となっている。

実施の形態は以上のように構成され、ＧＰＳ１４で自車両の位置を計測し、他車位置計測部１２がカメラ１０からの撮像信号をもとに車両周囲に存在する他車両の位置を計測し、画像生成装置２０において、座標変換部２２が地図情報記憶部１６から読み出した自車両位置周辺の地図データを、自車両より遠方の縮尺が自車両近傍の縮尺よりも小さくなるように縮尺を変化させる座標変換を行なって、変換地図データを生成し、描画処理部２４が変換地図データに基づく変換地図上に自車両の位置と他車両の位置を示すマーカＭＪ、ＭＴを描画して、この変換地図とマーカが液晶ディスプレイ１８に表示されるものとした。
遠方の他車両位置の計測誤差が大きい場合でも、自車両から遠方の縮尺が小さいことにより、液晶ディスプレイ１８の表示画面に反映されるずれが小さくなる。したがって、実際に目視される他車両の位置と画面上の位置とが大きく異なって違和感を生じさせるようなことがない。

また、自車両近傍は縮尺が相対的に大きいことで拡大領域となり、近傍の情報が詳細に表示されるとともに、自車両より遠方については縮尺が小さいので、縮尺固定（一定）ならば表示画面の範囲外となる領域の他車両位置も提示されて、情報量が増大するという利点も有する。

上記の座標変換は、自車両から地面上の座標位置までの距離を、自車両上方に設定した視点Ｐと当該座標位置を結ぶ直線と、視点Ｐからの垂線とのなす角度に比例する距離に変換することにより、自車両から遠ざかるほどに縮尺の低減度合いが大きくなるようにしているので、自車両近傍から遠方にわたっての地図表示の変化が滑らかで、他車両との位置関係の把握も容易である。

また、座標変換に当っての視点Ｐの高さＨを自車両の走行状況に応じて変化させることにより、自車両近傍の表示を拡大または縮小することができるから、走行状況に応じた優先順位の高い範囲の情報を提供することができる。
とくに、自車両の走行状況として車速が高いときは視点の高さＨを大きく設定し、車速が低いときは視点の高さＨを小さく設定するとともに、ｋ＝ｈ／２ａｔａｎ（Ｌ／Ｈ）として、結局、座標変換に用いる比例係数ｋを車速に応じて変化させることにより、液晶ディスプレイ１８に表示される地図の全体の範囲は変わらないが、車速が低い状況では自車両周辺の限定された範囲が詳細に拡大表示される一方、車速が高い状況では同じ時間内でも移動距離が増大するのに対応してさらに広い範囲が拡大領域に含まれるように表示される。

なお、上記実施の形態では、図４に示されたように、自車両から距離が遠くなるほど縮尺が小さくなり、自車両位置（ＭＪ）を中心とする円上ではどの方向においても縮尺が同一となっているが、自車両周辺の拡大領域の表示態様はこれに限定されない。
次に変形例として、自車両周辺の拡大領域の表示態様を異ならせた例を示す。

この変形例では、座標変換部２２は、図３のフローチャートのステップ１０４、１０５の処理において、地面上の座標（Ｘ，Ｙ）を次式により（ｘ、ｙ）に変換する。

ただし、実施の形態におけると同様に、（Ｘ_０ ，Ｙ_０ )は自車両の現在位置、Ｈは地面からの視点Ｐの高さ、ｋは角度αから座標への比例係数であり、描画面の中心座標を（０，０）とする。

これによれば、液晶ディスプレイ１８の画面には、周辺地図が図６に示すような態様で表示され、この地図上に自車両および周囲の他車両の位置が車両マークＭＪ、ＭＴで重ねて表示される。
周辺地図は自車両位置（ＭＪ）から一定距離ｒの範囲で、通常の一定縮尺図と同一に表示され、一定距離ｒを越えた範囲では第１の実施例と同様に遠方になるほど縮尺が小さくなっていく。
その他の構成は、座標変換に当っての視点Ｐの高さＨを自車両の走行状況に応じて変化させる点を含めて、前述の実施の形態と同じである。

この変形例では、自車両位置から一定距離ｒを越えた範囲が縮尺を変化させる範囲となっている。
その他の発明の構成との対応関係は、実施の形態と同じである。

したがって、本変形例によっても、遠方の他車両位置の計測誤差が大きい場合でも、自車両から遠方の縮尺が小さいことにより、液晶ディスプレイ１８の表示画面に反映されるずれが小さくなり、違和感を生じさせるようなことがない。
また、自車両近傍は縮尺が相対的に大きく、かつ通常の一定縮尺図と同一に表示されるから状況把握が一層容易となる。一方、自車両より遠方については縮尺が小さいので、縮尺固定ならば表示画面の範囲外となる領域の他車両位置も提示されて、情報量が増大するという利点を有する。

そして、自車両位置から一定距離ｒを越えた範囲では、実施の形態と同様に自車両上方に設定した視点Ｐと当該座標位置を結ぶ直線と、視点Ｐからの垂線とのなす角度αに比例する距離に変換することにより、自車両から遠ざかるほどに縮尺の低減度合いが大きくなるようにしているので、地図表示の変化が滑らかで、遠方の他車両との位置関係の把握も容易である。

また、座標変換に当っての視点Ｐの高さＨを自車両の走行状況に応じて変化させることにより、自車両近傍の表示を拡大または縮小することができるから、走行状況に応じた優先順位の高い範囲の情報を提供することができる。
とくに、自車両の走行状況として車速が高いときは視点Ｐの高さＨを大きく設定し、車速が低いときは視点Ｐの高さＨを小さく設定するとともに、ｋ＝ｈ／２ａｔａｎ（Ｌ／Ｈ）とすることにより、液晶ディスプレイ１８に表示される地図の全体の範囲は変わらないが、車速が低い状況では自車両周辺の限定された範囲が詳細に拡大表示される一方、車速が高い状況では同じ時間内でも移動距離が増大するのに対応してさらに広い範囲が拡大領域に含まれるように表示される。

なお、実施の形態および変形例においては、座標変換に当っての視点Ｐの高さＨを自車両の走行状況に応じて変化させるに際して、走行状況として自車両の車速を用いたが、車速の代わりに、自車両が走行中の道路の種類に応じて変化させてもよい。道路の種類は、地図情報記憶部１６に格納されている地図データに含まれているから、これを利用して自動的に主要国道を走行中の場合は一般道路走行中と比べて視点の高さをより高くし、自動車専用道や高速道路走行中はさらに視点を高く設定するよう制御できる。
また、実施の形態および変形例においては、自車両の位置をＧＰＳで検出し、他車両の位置をカメラからの撮像信号を元に計測（検出）するようにしたが、他車両がＧＰＳで検出した位置情報を通信によって入手するようにしても良い。

本発明の実施の形態にかかる周囲車両表示装置の構成を示すブロック図である。 座標変換のパラメータを示す説明図である。 実施の形態における制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態における画面表示を示す図である。 画面上の表示誤差の低減効果を示す図である。 変形例における画面表示を示す図である。

符号の説明

１０ カメラ
１２ 他車位置計測部
１４ ＧＰＳ
１５ 車速センサ
１６ 地図情報記憶部（地図データ記憶手段）
１８ 液晶ディスプレイ（表示手段）
２０ 画像生成装置
２２ 座標変換部
２４ 描画処理部

Claims (11)

1. 自車両の位置を検出する自車両位置検出手段と、
   自車両周囲の他車両の位置を検出する他車両位置検出手段と、
   地図データ記憶手段と、
   地図データ記憶手段から読み出した自車両位置周辺の地図データを、少なくとも自車両より遠方の縮尺が自車両近傍の縮尺よりも小さくなるように縮尺を変化させる座標変換を行なって、変換地図データを生成する変換手段と、
   前記変換地図データに基づく変換地図上に自車両の位置と他車両の位置を示すマーカを描画する描画手段と、
   描画された変換地図とマーカを表示する表示手段とを有することを特徴とする周囲車両表示装置。
2. 前記変換手段は、自車両位置を含む所定範囲については、自車両から地面上の座標位置までの距離と比例する距離に変換することを特徴とする請求項１に記載の周囲車両表示装置。
3. 前記変換手段は、縮尺を変化させる範囲においては、自車両から遠ざかるほどに縮尺の低減度合いが大きくなるように座標変換するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の周囲車両表示装置。
4. 前記変換手段は、縮尺を変化させる範囲においては、自車両から地面上の座標位置までの距離を、自車両上方に設定した視点と当該座標位置を結ぶ直線と、前記視点からの垂線とのなす角度に比例する距離に変換することを特徴とする請求項１または２に記載の周囲車両表示装置。
5. 前記視点の高さを自車両の走行状況に応じて変化させることを特徴とする請求項４に記載の周囲車両表示装置。
6. 前記直線と垂線とのなす角度に比例する距離に変換する際の比例係数を自車両の車速に応じて変化させることを特徴とする請求項４または５に記載の周囲車両表示装置。
7. 前記視点の高さを、自車両の車速が高いときは大きく設定し、車速が低いときは小さく設定するとともに、
   視点の高さをＨ、表示手段における画面の高さをｈドット、該画面に表示する自車両からの距離範囲をＬとするとき、前記比例係数を
   ｈ／２ａｔａｎ（Ｌ／Ｈ）
   とすることを特徴とする請求項６に記載の周囲車両表示装置。
8. 前記直線と垂線とのなす角度に比例する距離に変換する際の比例係数を自車両が走行している道路の種類に応じて変化させることを特徴とする請求項４または５に記載の周囲車両表示装置。
9. 前記視点の高さを、自車両が走行している道路が高速走行用であるときは大きく設定し、道路が低速走行用であるときは小さく設定するとともに、
   視点の高さをＨ、表示手段における画面の高さをｈドット、該画面に表示する自車両からの距離範囲をＬとするとき、前記比例係数を
   ｈ／２ａｔａｎ（Ｌ／Ｈ）
   とすることを特徴とする請求項８に記載の周囲車両表示装置。
10. 前記他車両位置検出手段は、自車両に設けたカメラを有し、該カメラからの撮像信号を画像処理して、自車両周囲の他車両の位置を検出することを特徴とする請求項１から９のいずれか１に記載の周囲車両表示装置。
11. 地図データ記憶手段から読み出した自車両位置周辺の地図データに対して、少なくとも自車両より遠方の縮尺が自車両近傍の縮尺よりも小さくなるように縮尺を変化させる座標変換を行ない、
    座標変換した地図データに基づく変換地図上に検出した自車両の位置と検出した他車両の位置を示すマーカを描画して、
    前記変換地図とマークを表示手段に表示するようにしたことを特徴とする周囲車両の表示方法。

Images