JP2014103433A - 車両用画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自車両を示す画像を適切に表示することにより、自車両の現在の状況を運転者が直感的かつ容易に認識することができる車両用画像表示装置を提供する。
【解決手段】 ４つのカメラ１１〜１４によって撮影される画像を用いて車両１周辺の俯瞰画像が生成され、生成された俯瞰画像と車両１の画像とが合成されて表示部１７に表示される。車両１の挙動（ピッチング，ローリング）、走行状態（加速または減速）、またはテールライト２１Ｒ、２１Ｌの点灯状態に応じて俯瞰画像における車画１の位置、姿勢、または表示内容が変化するように自車画像の生成及び俯瞰画像との合成が行われる。走行中の道路周辺状況とともに自車両の現在の状況を運転者が直感的かつ容易に認識することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両用画像表示装置に関し、特に車両運転者が自車両の状況を認識できるように自車両の画像を表示する画像表示装置に関する。

特許文献１には、実際には存在しない仮想の先行車を車両運転者の前方に表示し、その仮想先行車が自車両の所定時間経過後の走行状態を表すようにその仮想先行車の走行状態を変更するようにした車両用表示装置が示されている。

特開２００２−１４４９１３号公報

特許文献１に示された装置によれば、仮想先行車の走行状態には、自車両の前方の道路状況が反映されるため、運転者が自車両前方の道路状況を容易に把握することが可能であるが、自車両の現在の状況についての認識を得ることはできない。

本発明はこの点に着目してなされたものであり、自車両を示す画像を適切に表示することにより、自車両の現在の状況を運転者が直感的かつ容易に認識することができる車両用画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、車両（１）の周縁部に離間して配置された複数の魚眼レンズ付きカメラ（１１〜１４）と、前記複数のカメラから得られる画像を用いて前記車両周辺の俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成手段と、生成された俯瞰画像と前記車両（１）を示す自車画像とを合成する画像合成手段と、合成された画像を表示する表示手段（１７）とを備える車両用画像表示装置であって、前記画像合成手段は、前記車両（１）の挙動、走行状態、または故障状態に応じて前記俯瞰画像における前記自車画像の位置、姿勢、または表示内容を変化させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用画像表示装置において、前記画像合成手段は、前記車両（１）の加減速度に応じて前記俯瞰画像における前記自車画像の位置を変化させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両用画像表示装置において、前記車両（１）のロール角及び／またはピッチ角に応じて前記俯瞰画像における前記自車画像の姿勢を変化させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の車両用画像表示装置において、前記車両のライト（２１Ｌ，２１Ｒ）の点灯状態を前記俯瞰画像における前記自車画像に反映させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載の車両用画像表示装置において、前記俯瞰画像は、前記車両（１）の後方から前方に向かう視点からの画像であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、複数のカメラから得られる画像を用いて自車両周辺の俯瞰画像が生成され、生成された俯瞰画像と自車画像とが合成されて表示される。その際、自車両の挙動、走行状態、または故障状態に応じて俯瞰画像における自車画像の位置、姿勢、または表示内容が変化するように自車画像生成及び俯瞰画像との合成が行われるので、走行中の道路周辺状況とともに自車両の現在の状況（車両挙動や加速度など）を運転者が直感的かつ容易に認識することができる。

請求項２に記載の発明によれば、自車両の加減速度に応じて俯瞰画像における自車画像の位置が変化するように表示されるので、運転操作に適した視認エリアが提供され、運転者が車両周辺状況を把握し易くすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、自車両のロール角及び／またはピッチ角に応じて俯瞰画像における自車画像の姿勢が変化するように表示されるので、自車両のローリング状態及び／またはピッチング状態を直感的かつ容易に認識することができる。

請求項４に記載の発明によれば、車両のライトの点灯状態が俯瞰画像における自車画像に反映されるので、例えばブレーキ操作時にライトが点灯していないことなどにより、ライトの故障を運転者が直ちに認識することができる。

請求項５に記載の発明によれば、俯瞰画像は、車両の後方から前方に向かう視点からの画像として生成されるので、車両前方の周辺状況とともに自車両の挙動等を直感的かつ容易に認識することができる。

本発明の一実施形態にかかる車両用画像表示装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すカメラの配置を示す図である。 俯瞰画像の視点を説明するための図である。 図１の表示部に表示される画像の例を示す図である。 図１の表示部に表示される画像の例を示す図である。 表示画像中の自車画像を生成する処理のフローチャートである。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる車両用画像表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像表示装置は、車両１の周縁部に離間して配置された４つの魚眼レンズ付きカメラ１１〜１４と、カメラ１１〜１４により撮像される画像信号の信号処理（画像処理）を行う画像処理ユニット１５と、ナビゲーションユニット１６と、画像処理ユニット１５から出力される画像信号に応じた画像を表示する表示部１７と、車両１に搭載された他の制御ユニット（エンジン制御ユニット、変速機制御ユニットなど）との間でデータ伝送を行う通信部１８と、車両１の搭乗者が操作するための操作部１９とを備えている。

本実施形態では、車両１は、駆動源として内燃機関及びモータを備えるハイブリッド車両であり、複数の走行モードでの走行が可能である。具体的には、内燃機関の出力のみによる走行（ＥＮＧ走行）、モータ出力のみによる走行（ＥＶ走行）、及び内燃機関及びモータの出力による走行（ＨＥＶ走行）、及び車両減速時の回生走行を行うことができる。

カメラ１１〜１４は、図２に示すようにそれぞれ車両１の前部、左右のフェンダーミラーの近傍、及び車両１の後部に配置されている。ナビゲーションユニット１６は、地図データ及びＧＰＳ(Global Positioning System)を備えており、車両１の走行位置及びその周辺の道路情報を画像処理ユニット１５に供給する。

通信部１８は、他の制御ユニットから車両１の挙動及び走行状態を示す情報（車両加速度（減速度を含む）を示す情報、車両１のロール角及びピッチ角を示す情報、車両１のステアリングの操舵角を示す情報、車両の駆動源を示す情報など）と、テールライトの点灯状態を示す情報とを取得し、画像処理ユニット１５に供給する。操作部１９は、例えばステアリングの近傍に配置されるステアリングスイッチなどによって構成され、車両１の運転者（搭乗者）による操作情報が画像処理ユニット１５に供給される。

表示部１７は、本実施形態ではナビゲーションユニット１６による地図画面表示及び案内画面表示を行う液晶表示装置によって構成される。
画像処理ユニット１５は、俯瞰画像生成部３１と、自車画像生成部３２と、画像合成部３３とを備えており、カメラ１１〜１４によって撮像された画像を合成することによって車両周辺の俯瞰画像を生成するとともに、後述するように車両の挙動、走行状態、及びテールライトの点灯状態が反映された自車画像を生成し、生成した俯瞰画像と自車画像とを合成することにより表示画像を生成し、対応する画像信号を出力する。自車画像は、例えば事前に撮影した自車両の写真画像あるいは事前に作成したイラスト画像に基づいて生成される。

俯瞰画像生成部３１は、４つのカメラ１１〜１４によって得られる画像を合成することによって、車両周辺の俯瞰画像を生成する。この俯瞰画像は、図３に示すように、車両１の後方から前方に向かう視点に配置された仮想カメラ３０１からの画像として生成される。俯瞰画像の生成には、例えば特開２０１１−３００７８号公報に示される手法が適用可能である。

自車画像生成部３２は、通信部１８を介して取得される車両１の挙動及び走行状態を示す情報と、テールライトの点灯状態を示す情報に基づいて車両１のリアビュー画像に相当する自車画像を生成し、対応する画像信号を出力する。

画像合成部３３は、生成された俯瞰画像及び自車画像を合成することにより表示画像を生成し、対応する画像信号を表示部１７へ出力する。

次に図４及び５を参照して、表示部１７における表示画像例を具体的に説明する。
図４（ａ）は、車両１が停止している状態または一定速度で走行している状態に対応し、車両１に対応する自車画像が、画面のほぼ中央部に位置するように表示される。同図（ｂ）は、車両１が減速している（負の加速度が発生している）状態に対応し、自車画像が画面の上方に移動した位置に表示される。同図（ｃ）は、車両１が加速している（正の加速度が発生している）状態に対応し、自車画像が画面の下方に移動した位置に表示される。また同図（ｄ）は、車両１が左旋回している状態に対応し、自車画像が画面の右方に移動した位置に表示される。図示はしていないが、右旋回時は自車画像が画面の左方に移動した位置に表示される。図４に示す表示態様は、車両１の内部に配置した半球状の容器内にボールを置いた場合における容器内のボールの動きに対応させた表示態様に相当する。

このように通常は運転者が自身の体で体感する加速度を表示部１７に表示することにより、運転者が受ける加速度を直感的かつ容易に認識することが可能となる。また、例えば左旋回（右旋回）時に、自車画像を右方（左方）に移動させることにより、車両１が進行する左方向（右方向）の表示範囲が広がるので、安全確認における利便性を高めることができる。

図５（ａ）は、車両１が右上がりにローリングした状態に対応し、右上がりに傾斜した自車画像が表示されている。この場合、実際のロール角より大きく傾斜した（例えば２，３倍のロール角で傾斜した）自車画像を表示することが望ましい。そのような表示を行うことにより、車両１の挙動を運転者に明確に伝えることができる。なお、図示は省略しているが、検出されるピッチ角に応じて自車画像の表示態様が変更される。

図５（ｂ）は、ブレーキ操作状態に対応し、ハッチングで示すように（実際には赤色表示）テールライト２１Ｒ、２１Ｌが点灯した状態が表示される。このテールライト２１Ｒ、２１Ｌの表示状態は、テールライトに供給される電流を検出することにより決定されるので、例えばテールライト２１Ｒが故障により点灯しない場合には、図５（ｃ）に示すように表示される。したがって、運転者がテールライトの故障を直感的かつ容易に認識することができる。

図５（ｄ）は、車両１の走行モードを同時に表示するようにしたものであり、この図ではＥＶ走行モードであることが表示されている。例えば「ＥＮＧ」「ＨＥＶ」及び「回生」と表示することにより、ＥＮＧ走行モード、ＨＥＶ走行モード、及び回生走行モードであることを運転者に知らせることができる。なお、走行モードの表示は、操作部１９のスイッチ操作により表示／非表示の選択が可能となるように構成されている。

図６は、上述した自車画像生成を行う処理をフローチャートで示したものである。
ステップＳ１１では、車両１の加減速状態を取得する。具体的には検出されるアクセルペダルまたはブレーキペダルの踏み込み量、あるいは車速に応じて加速状態あるいは減速状態を判定する。ステップＳ１２では、ステアリング操舵角を取得し、旋回状態にあるか否かを判定する。

ステップＳ１３では、検出されるロール角及びピッチ角を取得し、ステップＳ１４では、テールライト２１Ｒ，２１Ｌの点灯状態を取得する。ステップＳ１５では、車両走行モード（ＥＮＧ走行，ＥＶ走行，ＨＥＶ走行，または回生走行）を取得し、ステップＳ１６では操作部１９におけるスイッチ操作状態を取得する。

ステップＳ１７では、取得したデータあるいは取得したデータを用いた判定の結果に基づいて、自車画像データの更新を行う。

以上のように本実施形態では、４つのカメラ１１〜１４によって撮影される画像を用いて車両１周辺の俯瞰画像が生成され、生成された俯瞰画像と車両１の画像とが合成されて表示される。その際、車両１の挙動（ピッチング，ローリング）、走行状態（加速または減速）、またはテールライト２１Ｒ、２１Ｌの点灯状態に応じて俯瞰画像における車画１の位置、姿勢、または表示内容が変化するように自車画像の生成及び俯瞰画像との合成が行われるので、走行中の道路周辺状況とともに自車両の現在の状況（車両挙動や加速度など）を運転者が直感的かつ容易に認識することができる。

より具体的には、車両１の加減速度に応じて俯瞰画像における自車画像の位置が変化するように表示されるので、運転操作に適した視認エリアが提供され、運転者が車両周辺状況を把握し易くすることができる。また、車両１のロール角及びピッチ角に応じて俯瞰画像における自車画像の姿勢が変化するように表示されるので、車両１のローリング状態及びピッチング状態を直感的かつ容易に認識することができる。また、車両１のテールライト２１Ｒ，２１Ｌの点灯状態が俯瞰画像における自車画像に反映されるので、例えばブレーキ操作時にテールライト２１Ｒまたは２１Ｌが点灯していないことなどにより、デールライト２１Ｒ，２１Ｌの故障を運転者が直ちに認識することができる。

さらに俯瞰画像は、車両１の後方から前方に向かう視点からの画像として生成されるので、車両前方の周辺状況とともに自車両の挙動等を直感的かつ容易に認識することが可能となる。

本実施形態では、表示部１７が表示手段に相当し、カメラ１１〜１４及び画像処理ユニット１５が俯瞰画像生成手段を構成し、画像処理ユニット１５が画像合成手段を構成する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、表示部１７は、上述した実施形態ではナビゲーション装置の表示部によって構成されるが、ヘッドアップディスプレイによって構成し、車両運転者の前方に画面を表示するようにしてもよい。また、上述した実施形態では、車両１のピッチング及びローリングをともに表示画像に示すようにしたが、何れか一方のみを示すようにしてもよい。

１ 車両
１１〜１４ カメラ（俯瞰画像生成手段）
１５ 画像処理ユニット（俯瞰画像生成手段、画像合成手段）
１７ 表示部（表示手段）

Claims (5)

1. 車両の周縁部に離間して配置された複数の魚眼レンズ付きカメラと、前記複数のカメラから得られる画像を用いて前記車両周辺の俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成手段と、生成された俯瞰画像と前記車両を示す自車画像とを合成する画像合成手段と、合成された画像を表示する表示手段とを備える車両用画像表示装置であって、
   前記画像合成手段は、前記車両の挙動、走行状態、または故障状態に応じて前記俯瞰画像における前記自車画像の位置、姿勢、または表示内容を変化させることを特徴とする車両用画像表示装置。
2. 前記画像合成手段は、前記車両の加減速度に応じて前記俯瞰画像における前記自車画像の位置を変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両用画像表示装置。
3. 前記車両のロール角及び／またはピッチ角に応じて前記俯瞰画像における前記自車画像の姿勢を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用画像表示装置。
4. 前記車両のライトの点灯状態を前記俯瞰画像における前記自車画像に反映させることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両用画像表示装置。
5. 前記俯瞰画像は、前記車両の後方から前方に向かう視点からの画像であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両用画像表示装置。

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