JP2010184606A - 車両周辺表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駐車時の表示画面の切り替えが駐車スペースに対していつも同じタイミングで行われる駐車支援を提供する。
【解決手段】車両後方表示装置は、車両後方の画像を撮像する広角カメラ６と、車両後方の駐車スペースを認識させるために示された白線１０（駐車線）を、広角カメラ６によって取得された画像から検出する白線検出部３と、白線検出部３によって検出された情報に基づいて、ディスプレイ８に表示する画像を広域画像から狭域画像に切り替える画像出力部４と、を備えている。画像出力部４は、白線検出部３によって検出された白線１０の間隔が所定値以上になると広域画像から狭域画像に切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の周辺状況を表示する車両周辺表示装置に関する。

従来、車両の周辺状況を表示する装置として特許文献１および特許文献２に記載の装置が知られている。特許文献１に記載の第１の従来技術は、車両後方低位置に設置された広角カメラと、車両後方高位置に設置された狭角カメラと、車両の状態を検出する車両状態検出装置と、車両後方の画像が表示される表示装置と、表示装置の画像を切り替える表示切替装置と、を備えている。そして、第１の従来技術では、車両状態検出装置が検出する車両後方への移動量、車速、ブレーキの踏み込み量等から車両状態を検出し、表示切替装置がそれに応じて広域画像から狭域画像に表示を切り替えるようにしている。

特許文献２に記載の第２の従来技術では、車両後方に設置されたＣＣＤカメラにより撮像された画像を画像して、壁等の障害物の位置を検出する。そして、この障害物が表示画面の表示切替線よりも下方に表示されるようになると、車両が接近したものと判定し、表示画面において表示切替線から下側の部分を縦方向にのみ拡大表示する。したがって、第２の従来技術は、車両に接近した障害物と車両とを拡大表示するため、必要な領域の視認性を向上することができる。

特開２００３−２１２０４１号公報 特開２００４−２６０４４９号公報

しかしながら、上記第１の従来技術では、例えば、車両の移動量に応じて表示画像を切り替える場合には、後退開始後、移動距離が所定距離以下であれば広域画像を表示し、移動距離が所定距離を越えると狭域画像を表示するため、駐車時に表示画面の切り替わるタイミングがいつも同じにならないという問題があった。換言すれば、同じ場所に駐車するときでも、駐車する度に異なったタイミングで画面が切り替わる可能性が高く、駐車スペースにおいて拡大表示される画像が異なることがある。したがって、運転者に違和感を与えてしまうことがある。

また、第２の従来技術は、撮像画像から車両近くの障害物を検出し、障害物がある状態に接近すると、障害物と車両の位置関係を拡大表示するため、車両近くに障害物がない情況では、画面が切り替わらないという問題がある。また、障害物は立体物であるため、車両と障害物との距離認識には、画像処理ＣＰＵの能力が必要になる。

そこで本発明は、上述した問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、駐車時の表示画面の切り替えが駐車スペースに対していつも同じタイミングで行われる駐車支援を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明は、車両周辺の画像を表示する車両周辺表示装置であって、
車両周辺の画像を撮像する撮像手段と、
路面に表示され駐車スペースを示す駐車線を、撮像手段によって取得された車両周辺の画像から検出する駐車線検出手段と、
駐車線検出手段によって検出された情報に基づいて、表示画面に表示する車両周辺の画像の範囲を切り替える表示切替手段と、を備え、
表示切替手段は、駐車線検出手段によって検出される駐車線の間隔が所定値以上になると、車両周辺の画像の範囲を狭域画像に切り替えることを特徴とする。

この発明によれば、駐車時等に車両が移動するときに撮像された車両周辺の画像から検出される駐車線の間隔は、車両の移動とともに大きくなり、ある間隔以上になると、表示画面の画像が狭域画像に変更される。これによって、車両が駐車スペースに対して所定の距離に近づくと、表示画面の画像が拡大されるので、運転者は車両周辺の詳細な状況を視認できるようになる。したがって、駐車等時にいつも同じタイミングで画像の拡大変更がなされるため、運転者はいつも同じ感覚で違和感なく車両周辺の画像の確認ができるとともに、ハンドルの操舵角、車速等の運転操作をいつも通り行うことができる。

請求項２に記載の発明は、車両が移動する信号を受信してから所定時間が経過するまでは車両周辺の画像範囲を狭域画像に維持することを特徴とする。この発明によれば、一旦、狭域画像に切り替わった後、当該所定時間が経過するまでは、車両の走行状態の変化によって広域の画像範囲に切り替わらない。これにより、例えば駐車動作中に、駐車スペースへ車両を入れ直す動作をしたときでも、運転者はその前の狭域画像と同じ大きさの現在の画像を引き続き確認しながら運転操作が行えるため、その前の狭域画像のイメージを保持した連続的な駐車支援を享受できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明における撮像手段は、車両後方の画像を撮像することを特徴とする。

この発明によれば、駐車時に車両が後方に移動するときに撮像された後方の画像から検出される駐車線の間隔は、車両の後方への移動とともに大きくなり、ある間隔以上になると、表示画面の画像が狭域画像に変更される。これによって、車両が駐車スペースに対して所定の距離に近づくと、表示画面の画像が拡大されるので、運転者は車両後方の詳細な状況を視認できるようになる。したがって、後方移動の駐車時にいつも同じタイミングで画像の拡大変更がなされるため、運転者はいつも同じ感覚で違和感なく後方画像の確認ができるとともに、ハンドルの操舵角、車速等の運転操作もいつも通り行え、駐車動作を安定して実施できる。

本発明の一実施形態である車両後方表示装置の構成を概略的に示す構成図である。 車両後方表示装置のディスプレイの設置例を示す図である。 後方駐車時の車両後方表示装置の動作を示すフローチャートである。 後方駐車時の広域画像表示を説明する図である。 後方駐車時の狭域画像（拡大画像）表示を説明する図である。

（第１実施形態）
本発明の車両周辺表示装置は車両の周辺状況を表示し、運転者がこの画面表示を視認することにより、運転操作を支援することができる。車両周辺表示装置の一実施形態である車両後方表示装置について図１〜図５を参照して説明する。

車両後方表示装置は車両後部の周辺状況を表示し、運転者がこの画面表示を視認することにより、駐車時の後方移動を支援することができる。この車両後方表示装置は、その表示画面が駐車時の車両位置に応じて広域画像から狭域画像に切り替えられるため、運転者に対して効率的な後方駐車を提供できる。

図１は車両後方表示装置の構成を概略的に示す構成図である。図２は車両後方表示装置のディスプレイ８の設置例を示す図である。車両後方表示装置は、車両後方の画像を撮像する広角カメラ６と、撮像された画像が表示されるディスプレイ８と、広角カメラ６からのアナログ信号をデジタル信号に変換した画像信号として画像処理制御装置１（以下、画像処理ＥＣＵ１ともいう）に送るＮＴＳＣデコーダ７と、表示画面の画像表示を制御する画像処理ＥＣＵ１と、を備える。

広角カメラ６は、車両後部に設けられ、車両後方の画像を広範囲（例えば車両後方部の１８０°の範囲）に亘って撮像する撮像手段である。ディスプレイ８は、車両のトランスミッションのシフト位置がリバースポジションであるときに車両後方の画像が映る表示画面である。ディスプレイ８は、例えば、液晶ディスプレイで構成され、図２に示すように、ハンドル１２の前方、またはダッシュボード１１の中央部に配置された車両の計器表示盤１６の一部に配置される。

また、ディスプレイ８は、ダッシュボード１１のフロントガラス１５に近い側に配置してもよい。この構成によれば、運転者は、視線をハンドル１２寄りの手前に向けることなく、車両前方を見るような楽な状態で、後方画像を視認することができる。また、ディスプレイ８は、ダッシュボード１１上であって車幅方向中央部に起立した姿勢で配置してもよく、カーナビゲーション装置１４の液晶ディスプレイ１３上に配置するようにしてもよい。

画像処理ＥＣＵ１は、取得した画像データを記憶する画像メモリと、画像メモリ内の画像データに基づいて画像データ中の白線１０（路面に表示された駐車スペースを示す駐車線）を検出する処理を実行する駐車線検出手段と、駐車線検出手段を含み、各種演算処理を実行するマイクロプロセッサ２（以下、ＭＰＵ２ともいう）と、駐車線検出手段で検出された白線１０に関する情報に基づいてディスプレイ８に表示する車両後方画像の範囲を切り替える表示切替手段と、を備えている。さらに画像処理ＥＣＵ１は、車両状態を検出する車両状態検出部と通信して、車両の各種状態を表す信号が入力されるようになっている。また、画像処理ＥＣＵ１は、駐車線検出手段およびＭＰＵ２が実行する演算プログラム等が記憶されるＲＯＭと、演算の作業領域として機能するＲＡＭと、を備えている。

車両状態検出部は、車両の様々な状態を検出するが、ここでは少なくとも、トランスミッションのシフト位置を検出する機能を有する。キャプチャ５は、ＮＴＳＣデコーダ７から送られる画像信号を画像データとして保存する画像メモリである。駐車線検出手段はキャプチャ５の画像データを読み込んで演算する白線検出部３であり、例えばハフ変換によって、画像データから白線１０の検出を実行する。表示切替手段は、ＭＰＵ２の演算結果に基づいて決定された画像表示をディスプレイ８に出力する画像出力部４である。

車両は駐車時にリバースポジションにギアが入り、後方に移動していくと、後方移動とともに、撮像された車両後方の画像から検出される白線１０（駐車線）の間隔は、車両の後方への移動とともに大きくなるように検出される。この現象を利用して、画像出力部４（表示切替手段）は、白線検出部３（駐車線検出手段）によって検出される白線１０（駐車線）の間隔が所定値以上になると、車両が駐車スペースに接近したと判断し、車両後方の画像の範囲を狭域画像に切り替える（図４から図５への画面表示の切り替え）ようにする。

また、白線検出部３で行われる白線検出は、以下のように行ってもよい。白線検出部３は、キャプチャ５に保存された画像データから、画面に設定した仮想の二次元座標上に画像の明度の変化を読み取ってプロットし、二次元座標における明度分布を作成することによって、白線１０の間隔を検出する。

例えば、まず、二次元座標上のあるＹ座標値を固定して、Ｘ軸だけを変位させて画像の明度変化を抽出し、Ｘ座標の変位に伴う明度分布を作成する。このＸ座標の変位に伴う明度分布において、白線１０が表示されている部位のＸ座標の明度は他のＸ座標の明度よりも高くなり、この周囲よりも高い明度の部分は、白線１０がＸ軸方向に延びる幅分、継続するように抽出されるようになる。さらに、このように作成したＸ座標の変位に伴う明度分布を、Ｙ座標の値を変化させて複数個抽出し作成する。そして、作成されたＸ座標の変位に伴う明度分布における明度の高い部分は、Ｙ座標値の個数を増やすほど、画像上の実際の白線１０の軌跡に近づいていくようになるが、ＭＰＵ２では、画像上の白線１０の間隔を検出すれば目的を果たせるから、白線１０の軌跡を線として形成するよりも非常に少ない数量の抽出プロット数で十分である。

このように白線検出部３で行われる白線検出は、画像上の白線１０を「線」として検出するのではなく、複数個の点のプロットとして検出するため、そのデータ処理量およびデータ処理の作業領域および時間を大幅に省力化することができる。本実施形態の車両後方表示装置は、このような白線検出方法を採用することにより処理能力およびメモリの低減が図れるため、例えば、カーナビゲーション装置等を制御する大容量の制御装置を必要としなくても、計器表示盤１６を制御する制御装置によって十分に制御可能となる。

次に、後方駐車時の車両後方表示装置の動作について図３に示すフローチャートにしたがって説明する。図３のフローチャートは、車両後方表示装置の作動を制御する制御装置である画像処理ＥＣＵ１によって実行される。本フローチャートは、画像処理ＥＣＵ１の電源が投入されるとスタートし、ディスプレイ８には車両後方画像以外の通常時の画像が表示される（ステップ１０）。そして、画像処理ＥＣＵ１は、車両状態検出部からトランスミッションのシフト位置がリバースポジションである信号を受信したか否かを判定し（ステップ２０）、リバースポジションを示す信号を受信するまでステップ２０を繰り返す。リバースポジションを示す信号を受信すれば、ステップ３０に進み、画像処理ＥＣＵ１は、画像出力部４からディスプレイ８に対して広角カメラ６で撮像した現在の後方画像（広域画像）を表示するように出力する。

図４に示す広域画像は、ステップ２０で車両が後方移動する信号を認識してから継続して撮像され、ディスプレイ８にはリアルタイムの後方画像が継続して表示される。そして、白線検出部３は、前述のいずれかの検出方法によって、キャプチャ５に取り込まれた後方画像から路面に表示された白線の存在を検出する処理を実行する。次に、ステップ４０で、白線検出部３が後方画像から白線の存在を検出したか否かを判定し、白線の存在を検出できないと判定するとステップ１０に戻り、広域画像の画面表示が引き続き実施される。ステップ４０の処理は白線の存在を検出するまで繰り返され、ステップ４０で白線の存在を検出すると、車両は路面に白線が表示された駐車スペースに駐車されようとしている状態であることが認識される。

次にステップ５０で、車両の後方移動に伴って画像から次第に拡大して検出される白線間隔が予め定めた値（所定値）以上になったか否かを判定する。白線間隔が所定値以上でないと判定するとステップ４０に戻り、ステップ５０の処理は、白線間隔が所定値以上であると判定されるまで、つまり、車両が白線に対して所定の距離に近づくまで繰り返されることになる。ステップ５０で白線間隔が所定値以上であると判定すると、画像出力部４はディスプレイ８に対して図５の破線２０内の画像を拡大表示する出力を実行し、車両後方の画像が広域画像から狭域画像に切り替えられる（図５参照）。本実施形態では、画像出力部４は、広角カメラによる画像の一部である図４の破線２０内の画像を切り出し、切り出した画像を拡大表示することによって図５に示す狭域画像（拡大画像）を作成する。

そして、ステップ６０で広域画像表示から切り替えられた狭域画像表示は、リバースポジションのシフト位置が解除されたと判定され（ステップ７０）、かつステップ２０でＹＥＳと判定されてから所定時間が経過したと判定されるまで継続される（ステップ８０）。このステップ８０の判定により、駐車動作において車両が一時的に前進等した場合には、ディスプレイ８に表示されている狭域画像は保持され、広域画像に戻らないようになっている。これにより、表示画面の不要な切り替え動作を低減することができる。

ステップ７０とステップ８０の両方がＹＥＳと判定されると、ステップ１０に戻り、ディスプレイ８の後方画像表示は解除される。また、所定時間が経過していなくても、駐車が完了するとイグニッションスイッチがＯＦＦされるので、制御装置への電源ＯＦＦとともに本フローチャートは終了する。

このように車両後方表示装置は、運転者に対して後方駐車の前半では広域画像を提供し、後方駐車の後半では狭域画像を提供する。運転者は、後方駐車の前半で車両後方の広域情報を見ることで自車と駐車スペースとの位置関係を大まかに把握でき、後方駐車の後半では車両後部の、例えば駐車枠（白線）と自車の位置関係を詳細に把握することができる。そして、本車両後方表示装置では、この二段階の駐車情報が駐車動作においていつも同じタイミングで行われる。これにより、運転者は安全に確実に車両を後方駐車させることができる。

本実施形態の車両後方表示装置がもたらす作用効果について述べる。車両後方表示装置は、車両後方の画像を撮像する撮像手段としての広角カメラ６と、車両後方の駐車スペースを示すために路面に表示された白線１０（駐車線）を、広角カメラ６によって取得された画像から検出する駐車線検出手段としての白線検出部３と、白線検出部３によって検出された情報に基づいて、ディスプレイ８に表示する画像の範囲を切り替える表示切替手段としての画像出力部４と、を備えている。画像出力部４は、白線検出部３によって検出された白線１０の間隔が所定値以上になると表示画面の範囲を広域画像から狭域画像に切り替える。

車両が駐車時に後方に移動する場合に撮像された車両後方の画像から検出される駐車線の間隔は車両の後方への移動とともに大きくなるように検出される。この構成によれば、車両が駐車スペースに対して所定の距離に近づくと、表示画面の画像が拡大されるため、運転者は車両後方の詳細な状況を視認できるようになる。したがって、後方移動の駐車時にいつも同じタイミングで画像の拡大変更がなされるため、運転者はいつも同じ感覚で違和感なく後方画像の確認ができ、いつも通りの視覚認識が行われて、駐車動作を安心して実施できる。

換言すれば、駐車時の前半は表示画面が広域画像であり、後方移動開始後、車両スペースに対して車両が所定の位置まで後退した後半では、表示画面が拡大表示に切り替わる。したがって、運転者は、一連の駐車動作において、いつも同じタイミングで後方全体状況の把握および後方の詳細距離の把握を実施することができる。

また、車両後方表示装置は、路面に表示された白線１０（駐車線）を検出し、その間隔の長さに基づいて表示画面を切り替えている。これにより、撮像した画像から立体物でない表示物を検出するため、立体物の存在を検出する場合に比べて画像処理装置や検出装置に必要な処理能力や処理時間を低減でき、安価な装置の提供を実現できる。

また、画像出力部４は、車両が後方移動する信号を受信してから所定時間が経過するまでは車両後方の画像範囲を狭域画像に維持する。この制御によれば、ディスプレイ８の表示画像範囲が一旦、狭域の画像範囲に切り替わった後、当該所定時間が経過するまでは、広域の画像範囲に切り替わらない。これにより、例えば駐車動作中に、車両が一旦前進し、駐車スペースへ車両を入れ直すような動作を行ったときでも、運転者はその前の狭域画像のイメージを保持したまま、同じ大きさの現在の画像を引き続き確認することができる。このため、駐車動作中の視覚による車両の位置認識が混乱されることなく、運転操作が行えるため、駐車支援の効果を享受することができる。

また、白線検出部３および画像出力部４は、計器表示盤１６の動作を制御するＭＰＵ２（制御装置）によって制御される。白線検出部３および画像出力部４を制御するＭＰＵ１６は比較的メモリ、処理能力が大きくない計器表示盤の制御装置である。そこで、この構成によれば、車両後方の隣接車両等の画像の立体物を検出するのではなく、路面に表示された白線１０の検出によって画像範囲の切り替えを行うことによる処理能力およびメモリの低減が図れるので、カーナビゲーション装置等を制御する大容量の制御装置を必要としなくても、比較的小さい処理能力の制御装置によって車両後方の画像を運転者に提供することができる。

また、ディスプレイ８は、計器表示盤１６の一部に設けられる。この構成によれば、車両後方の画像を車両のメーターに重ねるように配置することにより、運転者はメーターを見る感覚で視線を大きく動かすことなく、後方画像を確認できる。

また、広域画像と狭域画像は、１つの広角カメラ６によって撮像された広域画像を用いてディスプレイ８に表示される。この構成によれば、１つのカメラで撮像された広域表示画像から狭域表示画像を抽出して両方の画像の表示を可能にするため、システムの部品点数およびシステムのコストの低減が図れる。

また、白線検出部３および画像出力部４は、計器表示盤１６の動作を制御するＭＰＵ２（制御装置）によって制御されるとともに、ディスプレイ８は車室内のダッシュボード１１上に設けられる。この構成によれば、車両後方の画像を運転者の目の高さに近い位置に配置することにより、運転者は視線を大きく動かすことなく、後方画像を確認できる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態では、車両周辺表示装置の一例として車両後方表示装置を説明しているが、この形態に限定されるものではない。例えば、白線等が路面に表示されたスペースに向けて車両前方部から前進する場合でもよく、このとき表示画面には、車両周辺として車両前方を表示され、白線等の間隔が所定値以上になると、車両前方の画像の範囲が広域画像から狭域画像に切り替わるものである。

例えば、上記実施形態において撮像される車両後方の画像は、１つの広角カメラ６によって撮像される画像であるが、広域画像（例えば視野１８０°の範囲）を撮影する第１のカメラと、広域画像よりも狭い範囲（例えば視野１２０°の範囲）の狭域画像を撮影する第２のカメラとを有し、表示画面に表示される画像として、それぞれのカメラで撮影した画像を用いるようにしてもよい。この構成によれば、２台のカメラで広域と狭域を撮像するため、画像処理等の演算処理や演算処理時間がなく、画像を記憶するメモリの低減が図れる。

２…マイクロプロセッサユニット（制御装置）
３…白線検出部（駐車線検出手段）
４…画像出力部（表示切替手段）
６…広角カメラ（撮像手段）
８…ディスプレイ（表示画面）
１０…白線（駐車線）
１６…計器表示盤

Claims (3)

1. 車両周辺の画像を表示する車両周辺表示装置であって、
   前記車両周辺の画像を撮像する撮像手段と、
   路面に表示され駐車スペースを示す駐車線を、前記撮像手段によって取得された前記車両周辺の画像から検出する駐車線検出手段と、
   前記駐車線検出手段によって検出された情報に基づいて、前記表示画面に表示する前記車両周辺の画像の範囲を切り替える表示切替手段と、を備え、
   前記表示切替手段は、前記駐車線検出手段によって検出される前記駐車線の間隔が所定値以上になると、前記車両周辺の画像の範囲を狭域画像に切り替えることを特徴とする車両周辺表示装置。
2. 前記表示切替手段は、前記車両が移動する信号を受信してから所定時間が経過するまでは前記車両周辺の画像範囲を狭域画像に維持することを特徴とする請求項１に記載の車両周辺表示装置。
3. 前記撮像手段は、車両後方の画像を撮像することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両周辺表示装置。

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