JP2009246808A - 車両用周辺監視装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ノーズビュー画像を左右方向の見通しの悪い狭い道路より交差点に進入するような場合にのみ、モニタ画面に表示することで、安全性を確保した上で無駄な表示を排除できる車両用周辺監視装置を提供する。
【解決手段】車両速度検出手段2と、車幅方向の視界を撮像するノーズビューカメラ1と、ノーズビューカメラにより撮像された側方画像を画面に表示可能なモニタ4と、車速と側方画像と同側方画像VL、VRの画角αから走行中の道路幅Bを演算する道路幅演算手段A1と、道路の幅Bが車両が交差点に達した際に見通し不良を招くとして設定される道路幅B1以下か否かを判断する道路幅判定手段A2と、車速が停車直前の所定の低車速以下で、且つ、道路幅が通し不良道路幅B1以下である場合には側方画像をモニタに表示させる画像表示制御手段A3とを備える
【選択図】図2

Description

本発明は、車両側方を撮像したノーズビュー画像をモニタの画面に表示する車両用周辺監視装置、特に、必要時にのみ表示を行える車両用周辺監視装置に関する。
車両が比較的狭い幅の道路を走行中に交差点に進入すると、運転席からは、車両前位置での側方領域側となる交差道路の見通しが悪い。そこで、車両が交差点に進入する際の安全性の確認を行うため、車両の前部に組み込んだカメラ(ノーズビューカメラ)により車両前位置での側方領域の情景を撮像し、その側方画像を車両の運転席に設けたモニタにて表示する車両用周辺監視装置が採用されている。
例えば、特許文献1に開示の車両用周辺監視装置では、車両が走行中の道路と交差する交差道路側の左右方向画像を、ナビ利用により求めた交差道路の道路属性に従った適宜の割合で表示することで、その表示割合の表示画像に基づき交差道路の状況を確認するようにしている。更に、特許文献2に開示のノーズビューモニタ装置では、側方画像(ノーズビュー画像)中から接近移動物体を検出し、車両等の接近移動物体の画像部分を枠で囲む、或いは所定のウインド領域に拡大して強調表示することで、側方画像から接近移動物体が存在することを容易に認識できるとしている。
特開2006−119904号公報 特開2005−123968号公報
上述の特許文献1の車両用周辺監視装置では、交差道路の左右方向画像を交差道路の道路属性に応じた割合で表示し、特許文献2のノーズビューモニタ装置では側方画像から接近移動物体を認識しており、車両が交差点に進入する場合は、常に交差道路側の左右方向の画像をモニタ画面に表示している。
ところで、車載のモニタ装置は車載される他の装置である、ナビ装置、オーディオ装置等の表示画面としても兼用される場合が多い。このため、モニタ画面を有効利用するには、不要な表示は抑制し、必要な画像表示を優先することが望ましい。
このような観点より、交差点に車両が進入する場合に、交差点の認識と自車速度の低速化とを基にモニタ画面の表示時期を判定する特許文献1、2のような装置では、信号機があり比較的広い左右方向の見通しがよい交差点での停車時であっても交差道路側の左右方向画像をモニタ画面に表示している。
このように、自車両が走行している道路幅が比較的広い場合、交差点での交差道路の左右方向の視界は比較的良好となる。そのような左右方向の見通しがよい交差点であっても特許文献1、2の装置で用いる車両用周辺監視装置は交差道路側の左右方向の画像を画面に表示しており、実質的に不要な表示を行っている。しかも、交差道路側の画面を表示しているモニタは、その他の車載装置の表示を中断しており、運転者にとっては煩わしい画像表示が行われていると認識される傾向にある。しかも、ナビ利用のシステムではナビとの組み合わせが必要で、装置の複雑化に伴い、コスト高を招き易いし、地図精度が低いと適切な状況での表示が成されないという問題が生じる。
更に、自車速度のみで交差道路側の左右方向の画像を表示する簡素化された装置であると、この場合、交差点以外の場所を走行中でも渋滞中に低速走行に入ると、不要な側方画像の表示を行うこととなり、運転者にとっては煩わしい画像表示となることより、改善が望まれている。
なお、車両用周辺監視装置が特許文献2のように接近物体検出機能を備えた場合も、左右方向の見通しがよい交差点で不要な画像表示を行っており、改善が望まれている。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、車両側方を撮像したノーズビュー画像を、左右方向の見通しの悪い狭い道路より交差点に進入するような場合にのみ、モニタ画面に表示することで、安全性を確保した上で無駄な表示を排除できる車両用周辺監視装置を提供することにある。
この発明の請求項1に係る発明は、車両の速度を検出する車両速度検出手段と、前記車両の前部に取り付けられて車幅方向の視界を撮像するノーズビューカメラと、前記ノーズビューカメラにより撮像された側方画像を画面に表示可能なモニタと、前記車速と前記側方画像と同側方画像の画角から走行中の道路幅を演算する道路幅演算手段と、前記車両が走行中の道路の幅が前記車両が交差点に達した際に見通し不良を招くとして設定される道路幅以下であるか否かを判断する道路幅判定手段と、前記車速が停車直前の所定の低車速以下で、且つ、走行中の道路の幅が前記見通し不良道路幅以下である場合には前記側方画像を前記モニタに表示させる画像表示制御手段と、を備えることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の車両用周辺監視装置において、前記道路幅演算手段は前記側方画像から特徴点を抽出した上で同特徴点の画面上での移動速度を演算し、同特徴点の移動速度と前記車速とカメラ画角から被写体との距離を求め、同距離に基づき道路幅を推定することを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の車両用周辺監視装置において、前記画像表示制御手段は前記側方画像を前記モニタに表示させた際に、該側方画像に基づき車両に接近する移動物体を検出し、該移動物体の画像を前記モニタの画面に強調表示する強調表示手段としての機能を備えることを特徴とする。
請求項1の発明は、車両速度が所定の低車速以下で停車に近い状態で、例えば交差点に達するような場合であっても、車両が走行中の道路幅が交差点に達した際の見通し不良を招く幅以下である場合にのみ側方画像をモニタに表示させるので、道路幅が広い道路の走行中に交差点に達しても、即ち、見通しの良い交差点に達した場合は、不要で煩わしい側方画像をモニタ画面に表示することを防止できると共に画面をその他の車載機器の表示画面として利用できるし、道路幅情報を別途の手段より取り込む必要がなく、装置の簡素化を図れる。
請求項2の発明は、側方画像から抽出した特徴点より同特徴点の移動速度と自車速度とカメラ画角から、道幅情報を抽出するので、特別の検出手段を必要とせず、制御の容易化とコスト増を防止できる。
請求項3の発明は、道路幅が見通し不良道路幅以下の場合にのみ車両に接近する移動物体の画像をモニタの画面中に強調表示するので、交差点での接近移動物体を確実に把握でき、安全性を向上させることができる。
以下、本発明の一実施形態に係る車両用周辺監視装置について説明する。
図1はこの実施形態に係る車両用周辺監視装置の要部概略構成図を示した。この車両用周辺監視装置は、車両Cの前部に組み込まれて該車両の車幅方向の視界を撮像する左右一対のノーズビューカメラ1と、車両Cの速度Vcを検出する車両速度検出手段(以後、単に車速センサと記す)2と、ノーズビューカメラ1による表示指令を発するノーズビュースイッチ3と、左右の側方画像VL、VR(例えば、図4、図5)を表示するモニタ4と、ノーズビューカメラ1が撮像した左右の側方画像VL、VRを取り込んだ上でモニタ4に表示させるよう制御するノーズビュー制御装置5を備える。
ノーズビューカメラ1は、左右側方の視界に入る情景をそれぞれ撮像するもので、車両Cの前端位置の両側部にそれぞれ組み込まれたCCDカメラからなり、車両前位置で左右側方の所定の視野領域FL、FRでの側方画像を撮影するよう機能する。車速センサ2は、車軸回転速度を検出し、同情報より車速Vc情報を検出る手段でよく、場合により車両の不図示の走行制御装置が有する車速Vc情報を取り込む回路として設定しても良い。
ノーズビュースイッチ3はオン、オフ操作により車両用周辺監視装置を作動、非作動に切換えるメインスイッチで、ノーズビュー制御装置5等の電源回路6に配備される。
左右の側方画像VL、VRを表示するモニタ4は、車室前部のインストルメントパネルに支持され、その画面には左右に2分割して左右一対のノーズビューカメラ1により撮像された左右の側方画像(ノーズビュー画像)VL、VRを並列状に表示する。
ノーズビュー制御装置5は、ノーズビューカメラ1にて撮像された側方画像(ノーズビュー画像)VL、VRを取り込み、車速Vcが停車直前の所定の低車速Vc1(≧Vc)以下で、且つ、走行中の道路の幅Bが見通し不良道路幅B1(≧B)以下である場合にのみ側方画像VL、VRをモニタに表示させるよう制御する。
このノーズビュー制御装置5はマイクロコンピュータを主体とする電子制御ユニット(MPU)により構成される。図2に示すように、ノーズビュー制御装置5は道路幅演算手段A1と、道路幅判定手段A2と、画像表示制御手段A3としての制御機能を備える。
道路幅演算手段A1は、左右の側方画像VL、VRから特徴点Pan(例えば、図4参照)を抽出した上で同特徴点の画面上での移動速度Vfn(例えば、図5参照)を演算し、同特徴点Panの移動速度Vfnと、車速Vcと、カメラ画角αから被写体との距離x1を求め、同距離x1に基づき道路幅B(=2x1+k)を推定する。
具体的には、画像入力処理を常時実行し、ノーズビューカメラ1を用いて撮像した左右の側方画像(ノーズビュー画像)VL、VR、ここでは代表として左側方画像VL(図5参照)中の画像より複数の特徴点Pnを検出し、これらの各特徴点Pnのオプティカルフローを計算することでその動きベクトルを求める。
なお、車速が後述のこの処理の間、車速が停車直前の所定の低車速を上回り、あるいは、後述する見通し不良道路幅B1以上の道路を走行中は、モニタ4の画面は左右の側方画像(ノーズビュー画像)VL、VRの表示をすることはなく、ナビ情報、オーディオ機能表示部等を表示している。
ここで道路幅演算手段A1は、先ずノーズビューカメラ1を介して撮像されたノーズビュー画像を所定の周期で順次取得する。ノーズビュー画像中の、例えば画像信号レベル(輝度)や色相が、その周辺部と大きく異なるような特徴点Pnを抽出し、その特徴点Pnについてのオプティカルフローを計算することで、その動きベクトル(移動速度Vfn)を求める。オプティカルフローの計算処理について説明すると、基本的には所定の周期で撮像される連続した複数のノーズビュー画像間における互いに共通する特徴点Pnの座標変化を検出する。ここではその特徴点の水平方向であるX軸方向の座標が変化している場合には、特徴点Pn毎の移動速度Vfn(座標変化)の大きさがどの程度であるかをそれぞれ計算する。
例えば、ここでの車両Cは、図3に示すように、車速Vcで移動し、車両に搭載されるノーズビューカメラ1は画角αで側方画像を取り込み、ノーズビュー制御装置5のデータ記憶エリアに取り込まれる。
この取り込まれた画像は、例えば、図5に示すような側方画像VL、VRであり、水平方向に経時的に移動している。この側方画像において、例えば、図3に示すように、カメラ1に比較的近い距離x1の特徴点p1、比較的遠い距離x2の特徴点p2はそれぞれ時点t0に画角αの端部に入り、認識される。その後、特徴点p1は幅y1を移動し、特徴点p2は幅y2を同一経過時間で移動し、カメラ光軸k0を平面視において通過し、更に、特徴点p1は時点t2に、特徴点p2は時点t3にそれぞれ、画角αの側方画像より離脱する。
ここで、カメラに比較的近い距離x1の特徴点p1の画像中での水平方向Xの速度v1は(=y1/t2=2*tanα*x1/t2)となり、カメラに比較的遠い距離x2の特徴点p2の画像中での水平方向Xの速度v2は(=y2/t3=2*tanα*x2/t3)となる。ここで、t3≧t2、tanαは1以下の数のため、v2<v1の関係が保持され、カメラに近い物体の速度v1が遠い物体の速度v2より速いこととなる。
言い換えると、図6(a)に示すように、車速Vcで移動する車両に搭載された画角αのカメラ1により取り込まれた、側方画像VLにおいて、極近い特徴点p0、比較的近い特徴点p1、比較的遠い特徴点p2は側方画像の水平方向X、例えば、Lxを移動するのに、Δt0、Δt2、Δt3(Δt0<Δt2<Δt3)かかることより、カメラ1より離れたほど、即ち道幅が大きいほど、特徴点の移動速度は小さくなる。更に、各特徴点の移動速度Vfn0、Vfn1、Vfn2(水平方向Xの速度V1、V2の一例)の相対的な速度変化の程度は画角αが大きいほど大きくなると見做される。
そこで図6(b)に示すように、予め、所定の画角αのカメラ1を搭載する車両Cにおいて、車速Vcをパラメータとし、移動速度Vfn0、Vfn1、Vfn2よりカメラ1と対向する道路わきの側方物体wrとの距離xrを求めるマップm1を作成し、これより、各特徴点の移動速度Vfn0、Vfn1、Vfn2(水平方向Xの速度V1、V2の一例)に応じて、道路わきの側方物体wrとの距離xrを求める。
ところで、モニタ4の画面における側方画像中には多数の特徴点pnが存在し、これらを遠近相違、ここでは特徴点pnの速度グループ区分を行うようクラスタリング処理を行う。しかも、グループの分割後の各速度グループである遠近相違グループの集合(クラスタ)のうち、最も遠いグループの集合(クラスタ)を抽出し、その集合(クラスタ)の距離x1をカメラと道路の側方物体との間の距離として設定する。このような処理は、右側の側方画像においても同様に成される。
更に、道路幅演算手段A1はカメラと被写体(側方物体wr)との距離xr1及び右側のカメラと被写体との距離xr2と車幅kとに基づき道路幅B(=xr1+xr2+k)を演算できる。
道路幅判定手段A2は、車両が走行中の道路の幅Bが車両が交差点rcに達した際に見通し不良を招くとして予め、見通し不良道路幅B1を設定する。この見通し不良道路幅B1の設定においては、形状、即ち、車幅、ボンネットの突き出し量、フェンダーミラーの取付け位置、車高等が考慮され、予め、固定値として設定される。
画像表示制御手段A3は、道路幅判定手段A2が現在車両が走行中の道路幅Bが設定される道路幅B1以下であると判断しているとの信号を受け、更に、車速Vcが停車直前の所定の低車速Vc1(≧Vc)以下、即ち、見通しの悪い交差点直前で減速し、自車両が走行中の道路と交差する交差道路側に、車体前端近傍位置のカメラを突出した状態で停車又は徐行する状態か否かを判断する。
道路幅Bが設定される道路幅B1以下で、且つ、見通しの悪い交差点直前で減速し、停車又は徐行する状態に入ると、車内のモニタの画面を、切換え、即ち、交差点直前で減速するまでナビ情報や、オーディオ画面表示にあったものを切換え、モニタの画面にノーズビューカメラ1が撮像した左右の側方画像VL、VRを表示させるよう制御する。
このような車両用周辺監視装置の制御手段であるノーズビュー制御装置5の道路幅監視制御処理を図7のフローチャートと共に説明する。
ここで、基本的にはノーズビューカメラ1のメインスイッチであるノーズビュースイッチ3のオフ時、あるいはオンにあっても、車速Vcが所定の低車速を上回り、あるいは、見通し不良道路幅B1以上の道路を走行中は、モニタ4の画面は左右の側方画像(ノーズビュー画像)VL、VRの表示をすることはなく、ナビ情報、オーディオ機能表示部等を表示している。
ここでは、先ずノーズビューカメラ1のメインスイッチ(ノーズビュースイッチ)3のオンによりノーズビュー制御に入る。まず、ノーズビューカメラ1を介して撮像されたノーズビュー画像により所定の周期で順次画像記憶処理用の記憶手段の書き換えが成されている(ステップS1)。
そしてノーズビュー画像中の、側方物体wr、例えば路側の建物、壁、生垣、等の画像信号レベル(輝度)や色相が、その周辺部と大きく異なるような複数の特徴点Pnを抽出する(ステップS2)。
その上で、各特徴点Pnの追跡処理に入る(ステップS3)。ここでは、各特徴点Pnの移動速度Vfn、例えば、カメラに比較的近い距離x1の特徴点p1、比較的遠い距離x2の特徴点p2の各水平方向Xの速度v2、水平方向Xの速度v3、等を順次演算する。
更に、この複数の特徴点Pnを遠近相違、ここでは速度グループ区分を行うようクラスタリング処理し、しかも、遠近相違グループの集合(クラスタ)のうち、最も遠いグループ(水平方向X方向の速度が最も小さいグループ)の集合(クラスタ)を抽出する(ステップS4)。その上で、マップm1(図6(b)参照)を用い、集合(クラスタ)の距離、例えばx2をカメラ1と道路の側方物体wrとの間の距離(図1にはxrと記す)として求める。
次いで、ステップS5では、左右のノーズビューカメラ1と被写体との距離xr1及びxr2と、車幅k、とに基づき道路幅B(=xr1+xr2+k)を推定する。
更に、ステップS6では、車両が走行中の道路の幅Bが見通し不良道路幅B1以下か否か判断し、以下ではステップs7に進み、上回るとステップs9に進む。更に、道路の幅Bが見通し不良道路幅B1以下でステップs7に達すると、車両が停車又は徐行する状態の車速Vc1に低下したか判断する。
ここで、ステップs7より道幅が広くて、直接見通しの良い交差点に進入した場合はステップs9で無駄な表示を抑制し、モニタ4の画像切換えを抑制する。あるいは、車速が低下せず、ステップs7よりステップs9に達しする場合がある。これは、複数車線走行時に隣り合う大型車両との間隔を道幅と誤判定した場合、あるいは、走行中の路側の見通しを害すことのないガードレールを誤判定した場合で、この場合も、ステップs9に達する。ここでは車内のモニタの画面の切換えはせず、無駄な表示を抑制し、必要な映像を継続して表示することで、運転者にとってわずらわしい無駄な表示への切換えを抑制できる。
一方、車両が見通しの悪い交差点rc直前で減速し、あるいは、停止した場合、ステップs7より、ステップs8に達する。ここでは車内のモニタの画面を、切換え、モニタの画面にノーズビューカメラ1が撮像した左右の側方画像VL、VRを表示させ、この周期の制御をリターンさせる。
このように、必要な時期にのみ、モニタの画面に左右の側方画像VL、VRを表示させ、交差道路r1の移動物体である接近車両cd、歩行者mdの有無、状況を容易に確認し、交差点rcに安全に進入することが出来る。
なお、ステップs8の左右の側方画像VL、VRを表示させる処理の次に2点差線で示すように、ステップs10として強調表示処理を行っても良い。
即ち、ノーズビュー制御装置5が強調表示手段A4(図2には2点鎖線で示した)としての機能を備えた場合、ステップs10では、側方画像に基づき車両に接近する移動物体Cdを右側方画像VL中に検出し(図1、8参照)、その接近移動物体Cdの画像をモニタ4の画面に強調表示する。このような接近移動物体の強調表示制御は特許文献2に開示され、重複説明を略す。このような画像表示制御手段が強調表示手段A4としての機能を備えた場合、特に、道路幅Bが見通し不良道路幅B1以下の場合にのみ車両Cに接近する移動物体Cdの画像をモニタの画面中に強調表示するので、無駄な強調表示を防止でき、しかも、必要時には交差点での接近移動物体Cdを確実に把握でき、安全性を向上させることができる。
なお、上述の実施形態では車両の前部の両側にノーズビューカメラ1を配備し、左右の側方画像(ノーズビュー画像)VL、VRを基に道路幅Bを演算していたが、場合により、前部の左右一方側にノーズビューカメラ1を設けて道路幅Bをほぼ2倍して演算するようにして、構成を簡素化してもよく、このような場合もほぼ同様の効果を得ることができる。
本発明の一実施形態としての車両用周辺監視装置を備えた車両の概略平面図である。 図1の車両用周辺監視装置の制御機能説明のためのブロック図である。 図1の車両用周辺監視装置の道路幅演算説明図である。 図1の車両用周辺監視装置のモニタの画面の正面概略図である。 図1の車両用周辺監視装置のモニタの画面に側方画像を表示した場合の一例を示す正面図である。 図1の車両用周辺監視装置が取り込む側方画像における各特徴点の説明図で、(a)は各特徴点の移動速度分布の特性説明図、(b)は移動速度及び車速より側方物体との距離を求めるマップの特性線図である。 図1の車両用周辺監視装置が行う道路幅監視制御処理のフローチャートである。 図1の車両用周辺監視装置のモニタの画面に側方画像を強調表示した一例を示す正面図である。
符号の説明
1 ノーズビューカメラ
2 車両速度検出手段
4 モニタ
α 画角
wr 側方物体
xr 側方物体との距離
A1 道路幅演算手段
A2 道路幅判定手段
A3 画像表示制御手段
A4 強調表示手段
B(≧B1) 道路幅
B1 見通し不良を招くとして設定される道路幅
C 車両
FL、FR 視野領域
Vc 車速
VL、VR 側方画像
Vc1(≧Vc) 低車速

Claims (3)

  1. 車両の速度を検出する車両速度検出手段と、
    前記車両の前部に取り付けられて車幅方向の視界を撮像するノーズビューカメラと、
    前記ノーズビューカメラにより撮像された側方画像を画面に表示可能なモニタと、
    前記車速と前記側方画像と同側方画像の画角から走行中の道路幅を演算する道路幅演算手段と、
    前記車両が走行中の道路の幅が前記車両が交差点に達した際に見通し不良を招くとして設定される道路幅以下であるか否かを判断する道路幅判定手段と、
    前記車速が停車直前の所定の低車速以下で、且つ、走行中の道路の幅が前記見通し不良道路幅以下である場合には前記側方画像を前記モニタに表示させる画像表示制御手段と、
    を備えることを特徴とする車両用周辺監視装置。
  2. 請求項1に記載の車両用周辺監視装置において、
    前記道路幅演算手段は前記側方画像から特徴点を抽出した上で同特徴点の画面上での移動速度を演算し、同特徴点の移動速度と前記車速とカメラ画角から被写体との距離を求め、同距離に基づき道路幅を推定することを特徴とする車両用周辺監視装置。
  3. 請求項1に記載の車両用周辺監視装置において、
    前記画像表示制御手段は前記側方画像を前記モニタに表示させた際に、該側方画像に基づき車両に接近する移動物体を検出し、該移動物体の画像を前記モニタの画面に強調表示する強調表示手段としての機能を備えることを特徴とする車両用周辺監視装置。
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