JP4251323B2 - 車両用周辺監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された監視カメラにて、車両周辺の監視を行う車両用周辺監視装置に関する。

近年、自動車などの車両にカメラを搭載し、車両外部の周辺をカメラで監視し、車内のディスプレイでその画像を表示することにより、車両の運転に利用することが行われている。この装置によれば、車両が交差点に進入する場合に、運転席からは、見えない左右の状況をカメラで撮影して、ディスプレイで表示することにより、運転手に注意を促すことができる。また車両の後部に、ビデオカメラを取付けて、そのビデオカメラが撮影した映像を、車内の所定位置に配置されたモニタに表示させるようにした、バックモニタと称されるものが各種実用化されている。このバックモニタは、主として車両を後退させる際に、運転席から死角となる後方がモニタで確認できるようにして、後退時の安全性を向上させるために使用される。

そして、カメラ映像のディスプレイは、カーナビゲーション装置の走行中の現在位置近傍の道路地図などを表示させるためのディスプレイ（モニタ）と併用されることが多く、いかにカーナビ情報とカメラ映像との切り替えをタイミング良く行うかという考案がされている。

特許文献１においては、履歴情報やナビゲーション情報、インフラストラクチャ情報等に従って、側方視界の確認が必要な交差点が検出された場合に、自動的に側方視界画像の表示機能を作動させるという考案が開示されている。

また特許文献２においては、ステアリングホイールの舵角および車速に基づいて、車両の向きの変化量、すなわち、偏向角θを検出し、この値から側方撮像画像から前方撮像画像への切り替えを行う考案が開示されている。すなわち表示ディスプレイへのサイドカメラによる側方撮像画像の表示が開始された後、偏向角θが所定値に達した場合に、表示ディスプレイに表示される撮像画像を、サイドカメラによる側方撮像画像からフロントカメラによる前方撮像画像へ切り替える。

特開平１０−２６４７２２号公報 特開２００３−１４６１３３号公報

しかしながら特許文献１においては、側方視界画像を表示させる判定情報が、リアルタイムではないため、工事中の場合や、大型トラックが側方を走行している場合など、突発的な状況の検出ができない問題がある。

また特許文献２においては、運転手のステアリング操作に応じて、カメラを切り替えている。すなわち周辺の環境に関係なく、進む方向を映し出すだけの制御である。したがって、左右に障害物があって直進の場合は、左右アングルが見えない状況が発生して、安全性向上には、結びつかない状況が発生する。

そこで本発明の課題は、車両の周囲を撮影する撮影用カメラと、映像や情報を表示するディスプレイとが搭載された車両において、撮影用カメラによる映像と他の映像や情報とを状況に合わせて表示する車両用周辺監視装置を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するための本発明の車両用周辺監視装置は、
車両に搭載され、映像または情報を表示する表示部と、
車両に搭載され、車両の周囲を撮影する撮影用カメラと、
車両側方の障害物との距離を測定する距離測定手段と、
障害物との距離を監視することにより表示部の表示を切り替える切替判定手段とを有し、
距離測定手段により、車両側方の所定範囲内に障害物があると判定した場合に、撮影用カメラによる映像を表示部に表示する。

上記構成によれば、距離測定手段により、車両近傍に障害物があるかを判定することができ、障害物によって車両運転手の視界が遮られていると判断される場合に、切替判定手段によって、表示部の表示をカメラ画像に切り替えることができる。運転手は表示部を見ることにより、運転席から見えない方向を確認することができ、安全に運転することができる。またこの切り替えは、適切なときに自動的になされるため煩わしい操作は必要なく、運転手の運転の妨げになることもない。なお表示部は、車両の現在位置を指示する電子地図を表示するナビゲーション装置のディスプレイであってもよいし、テレビ画面であってもよい。

そして車両用周辺監視装置は、
複数の距離測定手段と、複数の撮影用カメラとを有し、
切替判定手段は、各距離測定手段からの障害物との距離を示す信号と、車両の前進または後進を示すギア信号とに基づいて、車両進行方向の障害物が存在している側の撮影用カメラの映像に表示部の表示を切り替える。

このように複数の距離測定手段と撮影用カメラを設置することにより、運転手の死角をなくすことができる。またギア信号も入力されることから、前方に設置されたカメラの映像を表示するのか、後方に設置されたカメラの映像を表示するのかを、切替判定手段が判定し、自動的に表示を切り替えることができる。

そして車両側方の所定範囲内に障害物があると判定した場合、車両が停止した時に、撮影用カメラによる映像を表示部に表示するようにすることができる。車両が停止した場合、交差点と判断し、撮影用カメラの映像を表示することで、左右を確認して、安全に発進することができる。そして車両が停止し、側方に障害物があることによってカメラ映像が表示部に表示された後に、車両が発進することにより、表示部の表示を電子地図または他の映像と切り替えるようにする。再び車両が発進すれば、運転手が左右をカメラ映像で確認したと見なせるので、表示を地図情報や他の映像などに戻す。左右を確認した後にもカメラ映像を表示する必要はなく、運転手が望む情報を表示することができる。

距離測定手段が、運転手の位置から離れた場所に設置されていると、運転手の側方に障害物があるかの判定に誤りが生じることがあり得る。そこで距離測定手段により障害物を検知した後、車両が走行したため距離測定手段の所定範囲に障害物がなくなった場合に、距離測定手段の設置位置と運転手との距離を加味して、運転手の側方位置に障害物があるかを判定するようにする。このように距離測定手段の設置位置と運転手との距離を加味して判定することにより、的確な映像切り替えを行うことができる。

距離測定手段として例えば、コーナーセンサを使用する。コーナーセンサは、超音波送信機、超音波受信機、距離演算回路を備える。そして超音波の送信から受信までの時間差から、距離演算回路が、コーナーセンサと障害物との間の距離を演算する。距離測定手段は、バンパーコーナーに設置することができる。例えば車両前部と後部の左右に設置することにより、車両の側方に障害物があるかを判定することができる。さらに距離測定手段を車両ピラー部に設置すると、運転手が障害物により、視界が遮られているかを、より正確に判断することができる。

撮影用カメラを車両前部左右と、車両後部左右とに設置する。このように前部左右に設置することにより、交差点にさしかかった際に、左右を確認することができる。また後部左右に設置することにより、バックで走行する場合に、左右を確認することができる。

以下、図を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の構成を示すブロック図である。車両用監視装置１００は、ナビゲーション装置１１０と一体として構成されている。ナビゲーション装置１１０は、位置検出器１、地図データ入力器６、操作部７、外部記憶媒体が使用可能な外部記憶装置１２、表示部１０、これらの接続されたナビ処理部８を備えている。

さらにナビ処理部８には、車両に搭載され車両外部を撮影する撮影用カメラ１１，１２，１３，１４が接続され、車速を検出する車速パルス１５、前進、後退、停止状態を検出するギアセンサ１６の信号も入力される。撮影用カメラは、車両の前後の左右に計４つ設置され、その撮影用カメラにより撮影された映像は、ナビ処理部８によって処理され、ナビ処理部８により表示部１０の切り替えが行われ表示される。すなわちナビ処理部８は、切替判定手段にあたる。

またナビ処理部８には、車両周辺検知処理部２０が接続され、その車両周辺検知処理部２０には、車両外の障害物等を検知するためのセンサ２１，２２，２３，２４が接続されている。センサは、例えば、超音波などを利用したコーナーセンサで、車両のバンバーコーナーに設置されている。そして車両周辺の障害物までの距離などを検出する。センサは、距離測定手段である。

位置検出器１は、周知の地磁気センサ、ジャイロスコープ、距離センサ、および衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機を有している。これらのセンサ等は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては前述したうちの一部センサで構成してもよく、さらに、ステアリングの回転センサや各転動輪の車輪センサ等を用いてもよい。

地図データ入力器６は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ，地図データを含む各種データを入力するための装置である。媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭを用いるのが一般的であるが、メモリカード，ハードディスク等の大容量の記憶媒体を用いてもよい。

操作部７は、例えば表示部１０と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられる。タッチスイッチは、表示部１０の画面上に縦横に微細に配置された赤外線センサより構成されており、例えば指やタッチペンなどでその赤外線を遮断すると、その遮断した位置が２次元座標値（Ｘ，Ｙ）として検出される。これら操作部７によって、種々の指示を入力することが可能である。

表示部１０はカラーＣＲＴやカラー液晶表示器により構成されており、表示部１０の画面には位置検出器１から入力された車両現在位置マークと、地図データ入力器６から入力された地図データと、更に地図上に表示する誘導経路等付加データとを重ね合わせて表示すると共に、本画面に経路案内の設定および経路誘導中の案内や画面の切り替え操作を行うためのボタンが表示される。

以上の構成により、車両が走行中、通常表示部には、車両の現在位置を示す地図が表示されている。そして交差点などにさしかかり、障害物によりドライバから前方側方が見えない場合に、センサがそれを検知し、カメラで車周辺を撮影して、地図に変わって車外の映像を表示部に表示する。

図２を用いて撮影用カメラとセンサの設置位置、およびそれらの動作について説明する。撮影用カメラは、車両４１の前後の左右４箇所に設置されている。すなわち撮影用カメラ１１は、前方左側に設置され、車両４１の前方左側の撮影を行う。また撮影用カメラ１２は、前方右側に設置され、車両４１の前方右側の撮影を行う。同様に撮影用カメラ１３は、後方左側に設置され、車両４１の後方左側の撮影を行う。また撮影用カメラ１４は、後方右側に設置され、車両４１の後方右側の撮影を行う。

さらにセンサも車両４１の前後の左右の４箇所、コーナー位置に設置されている。すなわちセンサ２１は、前方左側に設置され、車両４１の前方左側に障害物があるかを測定する。またセンサ２２は、前方右側に設置され、車両４１の前方右側の測定を行う。同様にセンサ２３は、後方左側に設置され、車両４１の後方左側の測定を行う。またセンサ２４は、後方右側に設置され、車両４１の後方右側の測定を行う。各センサの範囲３１，３２，３３，３４に障害物があれば、その距離が検知される。

センサは、コーナーセンサを用いる。コーナーセンサは、超音波送信機、超音波受信機、距離演算回路を備える。そしてコーナーセンサの超音波送信機は、超音波を送信し、障害物により反射されて戻ってくる超音波は、超音波受信機によって受信される。超音波の送信から受信までの時間差から、距離演算回路は、コーナーセンサと障害物との間の距離を演算する。そして測定距離を車両周辺検知処理部に出力する。

図２に示すように車両４１が走行する左右側方には、障害物（遮蔽物）８０，８１がある場合に、車両に設置された各センサ２１，２２，２３，２４は、それぞれ側方の障害物との距離を監視する。また各カメラ１１，１２，１３，１４は、車両側方を撮影する。障害物とは、例えば、ビルや壁などを表す。センサは、センサ周辺に障害物があるかを判定する。そしてこれらのセンサの判定に基づきカメラの映像が表示されることになる。つまり車両４１の運転席からは、障害物８０，８１によって前方の左右を見ることができないが、撮影用カメラ１１，１２の映像によって確認することができる。

図３に左側に障害物のある場所を走行し、停止位置で停止した場合の車両に搭載されたセンサ等の変化を示す。最上部に示すように、車両４１は障害物８１の側方を走行し、停止位置（交差点）において停止する。障害物８１は、車両４１の左側にある。この時、車両前方左側に設置されたセンサＡは、障害物がなくなったことを検知し、その信号を発する。一方、車両４１の右側には、障害物がないため、車両前方右側に設置されたセンサＢの信号は変化しない。車両後方左側に設置されたセンサＣは、車両が停止位置において停止しても、側方に障害物があるため、その信号は一定のままである。車両後方右側に設置されたセンサＤは、センサＣと同様である。また車両４１は前進して走行中のため、ギアも前進のままである。さらに車速センサは、車軸の回転を検出してこの回転に応じた車速パルスを発生するため、車両が走行中は、矩形の信号として出力される。また車速信号は、停止位置において停止すると出力（発生）されなくなる。以上の信号から、車両が交差点にさしかかり停止した場合に、表示部の表示は地図表示から前方左側のカメラ画像に切り替わる。なお障害物が左右両側にある場合には、左右両側のカメラ映像が表示される。

図４のフローチャートを用いて表示画面の切り替えについて説明する。Ｓ１でオートモードになっているかを判定する。オートモードとは、ナビゲーション装置の表示画面に表示された地図情報から、カメラによって撮影された映像へ、所定の条件が満たされるときに、自動的に切り替えるモードである。オートモードがＯＮになっていれば、Ｓ２でセンサの信号が入力される。センサの信号により、車両側方に障害物があるかを監視する（Ｓ３）。そして障害物があると判定されると、距離カウントを０とする（Ｓ４）。障害物がなくなると（Ｓ５）、Ｓ６に進み距離カウントを開始する。車速から車両が停止したかを判定し（Ｓ７）、停止した場合には、Ｓ８へ進む。車両が停止しなければ、Ｓ１へ戻る。

車が停止すれば、障害物がなくなった地点から車が移動した距離（距離カウント）と、センサと運転手との距離とから、障害物がなくなる地点と運転手との距離を求める（Ｓ８）。図５に示すようにセンサ２１，２２と運転手４５との距離をａ、障害物がなくなった地点８５から車の移動距離（センサの位置の移動距離）をｂとして、ａとｂから運転手４５と障害物がなくなる地点８５との距離ｃを計算する。図５（ａ）に示すように、運転手４５の側方にまだ障害物８１がある場合、例えばｃが１ｍ以下であれば（Ｓ９）、Ｓ１０に進む。また図５（ｂ）に示すように、移動距離ｂがセンサ２１，２２と運転手４５との距離ａよりも大きい場合は、運転手側方に障害物がないためＳ１に戻る。

図４に戻って、車が停止した地点において、運転手の側方に障害物がある場合には、Ｓ１０で左右カメラの画像を表示する。Ｓ１１で再び車が、発進するのを監視し、車が発進すれば、画面を元の地図情報に戻す（Ｓ１２）。

なおバックで障害物にある場所を走行している場合には、図５（ｃ）に示すように後方に設置されたセンサ２３，２４によって障害物の判断を行う。すなわち障害物がなくなった地点８６からの移動距離ｅと、センサ２３，２４と運転手４５との距離ｄとから、運転手４５と障害物がなくなる地点８６までの距離ｆを求め、これにより後方に設置されたカメラ映像を表示することになる。

図６にピラー４２に上センサ２６を取り付けた実施例を示す。車両前方に取り付けたセンサ２２は、高さ方向の検出範囲が低い位置となる。すなわち高さＸの範囲に障害物があるかを検出することになる。よって運転席からは側方が見える場合でも、高さの低い障害物がある場合は、障害物ありと判断することになる。そこで図に示すようにピラー４２位置に上センサ２６を取り付ければ、高さＹの範囲に障害物があるかを判断することが可能となり、より正確な映像表示の切り替えが可能となる。

図７に３車線の道路を走行する車両を示す。この車両４１の両側には、大型トラック８８，８９が走行している。この場合、前方の横断歩道９１を歩行者９２が横断している場合でも、大型トラック８８によって車両の運転手は、視認することができない。しかしながら本発明の車両周辺監視装置によれば、大型トラック８８を障害物として判断して、自動的にナビゲーション装置の表示部をカメラ映像に切り替えることができる。これにより安全確保が可能となる。さらに道路が工事中で、大型トラック８８，８９の代わりに工事用の柵が設置されて、前方左右が確認できない場合も、カメラ映像により、歩行者９２の有無を確認することができる。

本発明の車両周辺監視装置の全体構成を示すブロック図。 撮影用カメラとセンサの位置を示す図。 障害物の側方を走行するときのセンサ等の信号の変化を示す図。 表示部切り替えを説明するためのフローチャート。 センサ位置、運転手の位置、障害物の端辺との位置関係を説明する図。 センサの高さ範囲について説明する図。 大型トラックの側方を通過する場合を説明する図。

符号の説明

８ ナビ処理部
１０ 表示部
１１，１２，１３，１４ 撮影用カメラ
２０ 車両周辺検知処理部
２１，２２，２３，２４ センサ
４１ 車両
１００ 車両用監視装置

Claims (8)

1. 車両に搭載され、映像または情報を表示する表示部と、
   前記車両に搭載され、前記車両の周囲を撮影する撮影用カメラと、
   前記車両側方の障害物との距離を測定する距離測定手段と、
   前記障害物との距離を監視することにより前記表示部の表示を切り替える切替判定手段とを有し、
   前記距離測定手段により、前記車両側方の所定範囲内に障害物があると判定した場合に、前記撮影用カメラによる映像を前記表示部に表示し、
   さらに、前記車両側方の所定範囲内に障害物があると判定した後に、前記車両が走行したため前記距離測定手段の所定範囲に前記障害物がなくなった場合に、前記距離測定手段の設置位置と運転手との距離を加味して、なお運転手の側方位置に前記障害物があると判定すると、前記撮影用カメラによる映像に前記表示部の表示を切り替えることを特徴とする車両用周辺監視装置。
2. 複数の前記距離測定手段と、複数の前記撮影用カメラとを有し、
   前記切替判定手段は、各前記距離測定手段からの前記障害物との距離を示す信号と、前記車両の前進または後進を示すギア信号とに基づいて、前記車両進行方向の前記障害物が存在している側の前記撮影用カメラの映像に前記表示部の表示を切り替える請求項１に記載の車両用周辺監視装置。
3. 前記車両側方の所定範囲内に障害物があると判定した場合、前記車両が停止した時に、前記撮影用カメラによる映像を前記表示部に表示する請求項１または２に記載の車両用周辺監視装置。
4. 前記車両が停止し、側方に障害物があることによって前記カメラ映像が前記表示部に表示された後に、前記車両が発進することにより、前記表示部の表示を前記カメラ映像とは異なる映像または情報に切り替える請求項３に記載の車両用周辺監視装置。
5. 前記距離測定手段としてコーナーセンサを使用する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用周辺監視装置。
6. 前記距離測定手段をバンパーコーナーに設置する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用周辺監視装置。
7. 前記距離測定手段を前記車両ピラー部に設置する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車両用周辺監視装置。
8. 前記撮影用カメラを前記車両前部左右と、前記車両後部左右とに設置する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の車両用周辺監視装置。

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