JP2009265802A - 車両視界支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物の検出時に予測軌跡線上の領域の表示形態を変更して自車の進行方向に存在する障害物を通知する車両視界支援装置を提供する。
【解決手段】車両後方の画像を撮像する撮像手段と、車両情報を取得する車両情報取得手段と、前記車両情報取得手段で取得した車両情報に基づいて仮想警告領域を設定する警告領域設定手段と、前記画像に前記車両の運転を支援するガイド枠を設定する運転支援手段と、前記画像に前記ガイド枠を重畳して表示する表示手段と、前記車両後方の障害物を検出する障害物検出手段と、前記仮想警告領域内に存在する前記障害物の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記ガイド枠の表示を変更する表示変更手段と、を備えて構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両における車両視界支援装置に関し、特に、車両の後方支援装置に関する。

従来の車両後方支援装置としては、車両の後退時にカメラによる映像をモニタに表示すると共に、センシング技術で移動物体を検出するとその移動物体を枠で囲む方法や（例えば、特許文献１）、移動物体の進行方向を矢印で示す方法や（例えば、特許文献２）、映像上における移動物体との衝突予測位置にマークを表示する方法（例えば、特許文献３）等が知られている。
特開平９−２６４９５４号公報 特開２００５−１７５６０３号公報 特開２００７−３４６８４号公報

しかしながら、これらの方法は検出した危険物自体を強調表示してドライバーに報知することを重視しており、例えば、複数の移動物体を検出した場合、画面上に検出物の強調表示があふれ、逆にドライバーが何に着目したらよいのかわかりづらいという課題があった。また、どの移動物体が車両に接近しているのか把握するのが難しいという課題があった。

そこで本発明は、これらの問題を解決するものであり、障害物（移動物体）の検出時に予測軌跡線上の領域の表示形態を変更して自車の進行方向に存在する障害物を通知する車両視界支援装置を提供することを目的とする。

本発明の車両視界支援装置は、車両後方の画像を撮像する撮像手段と、車両情報を取得する車両情報取得手段と、前記車両情報取得手段で取得した車両情報に基づいて仮想警告領域を設定する警告領域設定手段と、前記画像に前記車両の運転を支援するガイド枠を設定する運転支援手段と、前記画像に前記ガイド枠を重畳して表示する表示手段と、前記車両後方の障害物を検出する障害物検出手段と、前記仮想警告領域内に存在する前記障害物の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記ガイド枠の表示を変更する表示変更手段と、を備えた構成を有している。

このように構成された本発明の車両視界支援装置によれば、車両周辺を撮像手段で撮像し、撮像した画像にガイド枠を重畳させ、車両情報取得手段で取得された車両情報に基づいて仮想警告領域を設定すると共に、障害物検出手段で検出した障害物に対して、位置検出手段で仮想警告領域内に存在する障害物の位置を検出し、検出結果に基づいてガイド枠の表示を変更することができるように構成されている。特に、予め設定した仮想警告領域内における障害物の位置に応じてガイド枠の表示を表示変更手段を用いて変更するように構成しているので、車両に障害物が接近していることをガイド枠の表示を変えることで簡単に確認することができる。

本発明の車両視界支援装置の前記警告領域設定手段は、前記ガイド枠の外周方向に前記仮想警告領域を設定するように構成されている。

このように構成された本発明の車両視界支援装置によれば、警告領域設定手段において仮想警告領域をガイド枠の外周方向に設定し、この設定された仮想警告領域内における障害物の位置に基づいてガイド枠の表示を変えることができるので、車両に対して障害物が接近していることを簡単に把握することができる。

本発明の車両視界支援装置の前記車両視界支援装置は、前記車両の舵角を検出する舵角検出手段を備え、前記舵角検出手段で検出される舵角に基づいて前記ガイド枠の表示を変更するように構成されている。

このように構成された本発明の車両視界支援装置によれば、車両の舵角（ハンドル切れ角）を検出し、検出された舵角に基づいてガイド枠の表示を変更することができる。

本発明の車両視界支援装置は、前記車両の車速を検出する車速検出手段を備え、前記車速検出手段で検出される車速に基づいて、前記ガイド枠の表示を変更するように構成されている。

本発明の車両視界支援装置によれば、車速を検出することで、車速の変化に応じてガイド枠の表示を変更することができる。

本発明の車両視界支援装置の前記表示変更手段は、前記ガイド枠の色を変更するように構成されている。

本発明の車両視界支援装置によれば、障害物が車両に接近していることをガイド枠の色を変更することで視覚的に簡単に把握することができる。

本発明の車両視界支援装置の車両視界支援装置は、前記ガイド枠の表示が変更されたことを通知する通知手段を備える構成を有している。

本発明の車両視界支援装置によれば、ガイド枠の表示が変更されたことを音や音声で通知することができる。また、ガイド枠を表示している色の変化と一緒に音や音声で通知することで、視覚的だけではなく、音や音声でも車両に対して障害物が接近していることを簡単に把握することができる。

本発明の車両視界支援装置によれば、車両の運転を支援するガイド枠を設けると共に、ガイド枠の外周方向に車両情報を基づいて仮想警告領域を設定し、設定された仮想警告領域における障害物の位置を検出し、その検出結果に基づいてガイド枠の表示を変更するので、車両の進行方向にとって一番危険な位置にある障害物を簡単に把握することができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明の車両視界支援装置は、車両の後方の障害物を運転者が監視するためのリアビューモニタに適用した例として説明する。

まず、本発明の車両視界支援装置は、車両の後方に設けたカメラで撮像された画像を世界座標に座標変換を行っているため、図を用いてカメラの取り付け位置とカメラ画像の座標系を説明する。図１は、車両に搭載されたカメラによって撮像された画像と世界座標との関係をあらわす模式図である。

図１に示すように、撮像部１（カメラ）は車両の後端中心、地面からある程度の高さ（一例として６０ｃｍより高い位置）に取り付けられている。撮像部の取り付け位置と向きによってカメラ座標系が決定され、撮像さえるカメラ画像の撮影範囲が決まる。カメラ座標系は実際のカメラの光軸方向がＺ軸に設定されており、カメラキャリブレーションによって取り付け位置と方向が世界座標系の座標で既知情報として得られている。

ここで、世界座標系は地面に対して垂直方向をＺ軸、前輪操舵角が０度のときの車両の進行方向をＹ軸、Ｚ軸とＸ軸に垂直な軸をＸ軸とし、原点はカメラＣの位置をＺ軸方向に地面に投影した位置とする。

カメラキャリブレーションについては、Ｔｓａｉの手法（非特許文献：コンピュータビジョン：技術評論と将来展望 第３章 １９９８年６月）などを用いることで実現できる。このカメラキャリブレーションによってカメラＣの取り付け位置とカメラの内部パラメータが既知となっている場合、世界座標系上の点ＰＷとカメラ座標系上の点Ｐの座標変換を行うことが可能である。

次に、本発明の車両視界支援装置の構成について説明する。

図２は、本発明の実施の形態における車両視界支援装置の構成図である。図３（ａ）は、仮想警告領域内における障害物の位置に応じた表示変更部の動作条件を示す条件テーブルであり、図３（ｂ）は、（ａ）の条件テーブルを仮想警告領域に示した模式図である。

図２に示すように、本発明の車両視界支援装置は、撮像部１と、車両情報取得部２と、制御部３と、表示部４とで構成されている。

ここで、撮像部１は、車両後方の画像を撮像すると共に世界座標系上の点とカメラ座標系上の点の座標変換が行えるように構成されている。車両情報取得部２は、車両の速度、車両の舵角（ハンドルの切れ角）、車両のシフトポジションなどを検出することができるように構成されている。

制御部３は、運転支援部３ａと、障害物検出部３ｂと、位置検出部３ｃと、警告領域設定部３ｄと、表示変更部３ｅとで構成されている。

ここで、運転支援部３ａは、撮像部１で撮像された画像に運転支援するガイド枠を表示することができるように構成されている。

障害物検出部３ｂは、撮像部１で撮像された画像から障害物を検出することができるように構成されている。

位置検出部３ｃは、警告領域設定部３ｄで設定された仮想警告領域内における障害物の位置を検出することができるように構成されている。

警告領域設定部３ｄは、車両情報取得部で取得された車両情報と図３（ａ）に示すような予め設定された条件テーブルに基づいてガイド枠の外周方向に仮想警告領域が設定されるように構成されている。なお、この仮想警告領域は、画像上に重畳表示するものではなく、車両視界支援装置において車両に対して障害物の接近を把握するため、仮想的に設けた世界座標上に設定するものである。

表示変更部３ｅは、位置検出部３ｃで検出された障害物の位置と、図３（ａ）に示すよ
うな予め設定された仮想警告領域における条件テーブルに基づいてガイド枠の表示色またはガイド枠の線の太さを変更することができるように構成されている。図３（ｂ）に示すように、障害物検出部３ｂで障害物を検出した場合、前記障害物が仮想警告領域内に存在するかを位置検出部３ｃで判断する。障害物をガイド枠の進行方向に対して＋１ｍ未満の範囲でかつガイド枠の幅の＋０．５ｍ未満の範囲で検出した場合はガイド枠の描画色を赤色（レベル２）で表示し、ガイド枠の進行方向に対して＋５ｍ〜＋１ｍの範囲でかつガイド枠の幅の＋１ｍの範囲で検出した場合はガイド枠の描画色を黄色（レベル１）で表示する。仮想警告領域外で検出した場合はガイド枠の描画色を青色（レベル０）で表示する。

表示部４は、撮像部１で撮像された画像を表示すると共にガイド枠を重畳して表示することができるように構成されている。

次に、本発明の第１の実施形態における車両視界支援装置の動作についてフローチャートを用いて説明する。図４は、第１の実施形態における車両視界支援装置の動作を示すフローチャートである。

図４に示すように、車両のギアがリバースに入ったか否かを車両情報取得部２の情報から制御部３が判断する（Ｓ１）。Ｓ１において車両のギアがリバースに入ったと判断されると（Ｓ１，ＹＥＳ）、車両情報取得部２で検出している車両の舵角（ハンドルの切れ角）の情報を取得する（Ｓ２）。次に、車両情報取得部２から取得した車両の舵角などを用いて、車両の進行方向に対応したガイド枠の形状とその表示座標の計算を行いガイド枠の軌跡を算出する（Ｓ３）。ガイド枠の軌跡を算出したあとに、撮像部１を用いて車両の後方画像を取得する。

その後、車両情報取得部２で取得した車両情報に基づいて仮想警告領域を設定する（Ｓ４）。そして、撮像部１で撮像された画像に対して障害物検出を行い（Ｓ５）、障害物が撮像された画像上に存在すると判断されると（Ｓ５、ＹＥＳ）、障害物の位置が仮想警告領域内にあるか否かを位置検出部３ｄで判断する（Ｓ６）。仮想警告領域内に障害物がある場合（Ｓ６、ＹＥＳ）、その仮想警告領域のレベル（細分化された領域）に応じてガイド枠を表示する（Ｓ７）。なお、Ｓ５において、画像に障害物があるか否かの判断を行った際に画像に障害物が無いと判断されると（Ｓ５、ＮＯ）、デフォルトの設定でガイド枠が表示される（Ｓ７）。また、Ｓ６において、仮想警告領域内に障害物が無いと判断されると（Ｓ６、ＮＯ）、Ｓ５に戻り別の障害物が存在しているか否かを再度判断する。

このように構成された本発明の車両視界支援装置は、車両のギアがリバースになったことが検出されると、車両情報を取得しガイド枠の軌跡を算出すると共に、ガイド枠の外周方向に車両情報に基づいて仮想警告領域が設定され、この仮想警告領域内に障害物があるか否かを判断し、仮想警告領域内に障害物があると判断されると、仮想警告領域内における障害物の位置を検出し、検出された障害物の位置に基づいてガイド枠の表示色を変更することができる。

また、前記記載において、仮想警告領域内における障害物の位置に応じてガイド枠の表示色を変更するとしたが、本発明を限定するものではなく、ガイド枠Ｇの描画線の太さを変更してもよく、また、ガイド枠の表示色の変更と同時にガイド枠Ｇの描画線の太さを同時に変更するように構成してもよい。

これより、撮像部１で撮像された画像において障害物があり、この障害物が予め設定された仮想警告領域内に存在すると判断されると、仮想警告領域内における障害物の位置に応じてガイド枠の表示色や線の太さを変更し車両と障害物との距離をガイド枠の表示色や線の太さの違いを見るだけで簡単に把握することができる。

次に、図４で説明したフローにおける車両視界支援装置の動作について図面を用いて説明する。

図５（ａ）から（ｃ）は、図４で説明したフローにおける車両視界支援装置の動作を示す平面図である。

図５（ａ）に示すように、撮像部１で撮像された画像に障害物Ｘがあるが、仮想警告領域内に無いと判断されると、ガイド枠Ｇの表示をデフォルトの青色で表示する。また、この状態から、障害物Ｖが接近し、図５（ｂ）に示すように、障害物Ｖが仮想警告領域内にあるときは、図３（ａ）の条件に基づいて、ガイド枠Ｇの表示を変更する。なお、図５（ｂ）は、仮想警告領域Ｈ内に障害物が存在しているが、図３(ａ)のレベル１に該当するため、ガイド枠Ｇの表示色を黄色に変更する。さらに図５（ｂ）よりも車両に接近し、図５（ｃ）のような状態になったときはレベル２に該当するため、ガイド枠Ｇの表示色を赤色に変更して表示する。

このように、仮想警告領域Ｈにおける障害物Ｖの位置を検出して、仮想警告領域Ｈ内における障害物Ｖ位置に応じて、仮想警告領域外に障害物Ｖがあるときはガイド枠Ｇを青色、仮想警告領域内に障害物Ｖがある場合は、障害物Ｖの位置を算出し、図３（ａ）に示した条件テーブルと照らし合わせて、ガイド枠Ｇの表示を黄色や赤色に変更することができる。

次に、撮像部１で車両後方が撮像され、車両視界支援装置で表示された状態を模式図を用いて説明する。図６（ａ）から図６（ｃ）は、車両視界支援装置における撮像部で撮像された後方画像のガイド枠の変化を表す模式図である。

車両のギアがリバースになったと判断されると、図６（ａ）に示すように、撮像部で撮像された後方画像にガイド枠Ｇを重畳させて車両視界支援装置の表示部に表示する。また、ガイド枠Ｇにあわせて、車両情報に基づいて仮想警告領域Ｈが算出される。なお、仮想警告領域Ｈは、図７（ａ）のように画像上に重畳表示されるものではなく、障害物の検出位置を判別するために世界座標上で定義された領域であるが、発明の理解を補助するために二重鎖線で表示したものである。

図６（ａ）のように、撮像部１で撮像された画像内において、障害物ＶからＶ５まで存在しているとすると、その障害物が仮想警告領域Ｈ内にあるか否か判断する。図６（ａ）では、障害物ＶからＶ５までのいずれも仮想警告領域Ｈ内に存在しないためガイド枠Ｇを青色で表示する。

また、図６（ａ）の状態から図６（ｂ）に示すように、障害物Ｖがレベル１の仮想警告領域に入ったと判断されると、ガイド枠Ｇの表示色を青色から黄色に変更して表示する。

そして、図６（ｂ）の状態から図６（ｃ）に示すように、図６（ｂ）に比べて障害物Ｖと車両との間の距離が接近し、レベル２の仮想警告領域に入ったと判断されると、ガイド枠Ｇの表示色を黄色から赤色に変更して表示する。

図６（ａ）から図６（ｃ）に示したように、車両と障害物との距離の変化に応じてガイド枠の表示色を変更するので、後方確認をしたときに、車両に接近してきている障害物の距離をガイド枠Ｇの表示色の違いで識別することができる。

なお、車両走行という点で一番危険な領域であるレベル２の仮想警告領域に障害物が存
在しているときのガイド枠の色を赤色、その次に危険なレベル１の仮想警告領域に障害物がある場合にガイド枠の色を黄色、障害物が仮想警告領域内に無い場合には青色でガイド枠を表示するように構成したが、本発明を限定するものではなく、例えば、仮想警告領域のレベルを小刻みに定義したり、障害物と車両との距離の変化に基づいてグラデーション表示を用いてガイド枠を表示するように構成してもよい。

また、仮想警告領域Ｈ内に障害物がないときには、ガイド枠の色を青で表示するとしたが、本発明を限定するものではなく、撮像部１で撮像された画像から障害物が検出された時点で、ガイド枠を青色に変更するようにしてもよい。この場合、障害物を検出していないときはガイド枠を白色に表示しておき、障害物が検出されたときに青色に表示を変更するように構成してもよい。

また、本発明の実施の形態の表示変更部３ｅは、位置検出部３ｃで検出された障害物の位置と、図３（ａ）に示すような予め設定された仮想警告領域における条件テーブルに基づいてガイド枠の表示色またはガイド枠の線の太さを変更するように構成したが、本発明を限定するものではなく、図７（ａ）、（ｂ）に示すような条件にしてもよい。図７（ａ）、（ｂ）に示すように位置検出部３ｃで検出された障害物の位置と、図７（ａ）に示す、予め設定された仮想警告領域における条件テーブルに基づいてガイド枠の表示色またはガイド枠の線の太さを変更することができるように構成しても同様の効果を得ることができる。図７（ｂ）に示すように、障害物検出部３ｂで障害物を検出した場合、前記障害物が仮想警告領域内のどのレベルに存在するかを位置検出部３ｃで判断する。障害物をガイド枠の進行方向に対して＋１ｍ未満の範囲でかつガイド枠の幅の＋０．５ｍ未満の範囲で検出した場合はガイド枠の描画色を赤色（レベル３）で表示し、ガイド枠の進行方向に対して＋５ｍ〜＋１ｍの範囲でかつガイド枠の幅の＋１ｍの範囲で検出した場合はガイド枠の描画色を黄色（レベル２）で表示し、それ以外の位置で検出した場合はガイド枠の描画色を青色（レベル１）で表示する。なお、障害物検出部３ｂで障害物の検出がない場合は、表示変更部３ｅでの表示変更はなく、ガイド枠をデフォルトで設定されている緑色（レベル０）で表示するように構成しても同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態において、仮想警告領域Ｈをガイド枠に類似した形状を用いて説明したが、本発明を限定するものではなく、例えば、図８（ａ）に示すように、仮想警告領域Ｈの形状を楕円として領域を設定してもよく、また、図８（ｂ）に示すように、仮想警告領域を三角形の形状として設定してもよく、また、図８（ｃ）に示すように、車両における死角を考慮した仮想警告領域を設定するように構成しても同様の効果を得ることができる。なお、図８（ａ）は、仮想警告領域Ｈの形状を楕円としたときの平面図であり、図８（ｂ）は、仮想警告領域を三角形の形状としたときの平面図であり、図８（ｃ）は、車両における死角を考慮した仮想警告領域を示す平面図である。

また、本発明の実施の形態において、障害物の接近に基づいてガイド枠の表示色や描画する線の太さを変更するように構成したが、本発明を限定するものではなく、ガイド枠の表示の変更に応じて、音や音声で障害物が接近していることを通知する通知手段を備えるように構成してもよい。

また、図３（ａ）に示すように仮想警告領域内におけるガイド枠の表示変更について条件テーブルを設定したが、本発明を限定するものではなく適時変更して本発明に適用することができる。

さらに、図３（ａ）において、レベル０、レベル１、レベル２として説明しているが、本発明を限定するものではなく、レベル分けを細かくして、レベルごとに表示を変更するようにしても同様の効果を得ることができる。

また、本発明の実施の形態において、ガイド枠の表示変更方法として、色を変更する、描画線を太くするとして説明したが、本発明を限定するものではなく、例えば、障害物の接近にあわせて、描画線を点滅させたり、点滅速度を変更するように表示を変更するようにしても同様の効果を得ることができる。

車両に搭載されたカメラによって撮像された画像と世界座標との関係をあらわす模式図 本発明の実施の形態における車両視界支援装置の構成図 （ａ）仮想警告領域内における障害物の位置に応じた表示変更部の動作条件を示す条件テーブルを示す図 （ｂ）（ａ）の条件テーブルを仮想警告領域に示した模式図 第１の実施形態における車両視界支援装置の動作を示すフローチャート （ａ）から（ｃ）は、図４で説明したフローにおける車両視界支援装置の動作を示す平面図 （ａ）から（ｃ）は、車両視界支援装置における撮像部で撮像された後方画像のガイド枠の変化を表す模式図 （ａ）予め設定された仮想警告領域における条件テーブルを示す図 （ｂ）（ａ）の条件テーブルに基づいて障害物が仮想警告領域内のどのレベルに存在する仮想警告領域に示した模式図 （ａ）仮想警告領域Ｈの形状を楕円としたときの平面図 （ｂ）仮想警告領域を三角形の形状として設定しときの平面図 （ｃ）車両における死角を考慮した仮想警告領域を示す平面図

符号の説明

１ 撮像部
２ 車両情報取得部
３ 制御部
３ａ 運転支援部
３ｂ 障害物検出部
３ｃ 位置検出部
３ｄ 警告領域設定部
３ｅ 表示変更部
４ 表示部
Ｂ 青色
Ｇ ガイド枠
Ｒ 赤色
Ｈ 仮想警告領域
Ｙ 黄色
Ｖ 障害物

Claims (6)

1. 車両後方の画像を撮像する撮像手段と、
   車両情報を取得する車両情報取得手段と、
   前記車両情報取得手段で取得した車両情報に基づいて仮想警告領域を設定する警告領域設定手段と、
   前記画像に前記車両の運転を支援するガイド枠を設定する運転支援手段と、
   前記画像に前記ガイド枠を重畳して表示する表示手段と、
   前記車両後方の障害物を検出する障害物検出手段と、
   前記仮想警告領域内に存在する前記障害物の位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記ガイド枠の表示を変更する表示変更手段と、
   を備えたことを特徴とする車両視界支援装置。
2. 前記警告領域設定手段は、前記ガイド枠の外周方向に前記仮想警告領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両視界支援装置。
3. 前記車両視界支援装置は、前記車両の舵角を検出する舵角検出手段を備え、前記舵角検出手段で検出される舵角に基づいて前記ガイド枠の表示を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両視界支援装置。
4. 前記車両視界支援装置は、前記車両の車速を検出する車速検出手段を備え、前記車速検出手段で検出される車速に基づいて、前記ガイド枠の表示を変更することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両視界支援装置。
5. 前記表示変更手段は、前記ガイド枠の色を変更することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両視界支援装置。
6. 前記車両視界支援装置は、前記ガイド枠の表示が変更されたことを通知する通知手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両視界支援装置。

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