JP4855918B2 - 運転支援装置 - Google Patents
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前記仮想投影面として、俯瞰映像を得る近景用投影面と斜め視点映像を得る遠景用投影面を有する仮想立体投影面を設定する仮想立体投影面設定手段と、
前記仮想カメラの仮想撮像面として、俯瞰映像を得る近景用撮像面と斜め視点映像を得る遠景用撮像面を有する仮想立体撮像面を設定する仮想立体撮像面設定手段と、
ハンドル操舵角を検出するハンドル操舵角検出手段と、を設け、
前記モニタ画像データ生成手段は、車両旋回時、中立位置からのハンドル操舵角の大きさが大きいほど前記近景用投影面と前記近景用撮像面による俯瞰映像領域を拡大し、仮想カメラと領域制御による仮想立体投影面及び仮想立体撮像面を用いた視点変換により、前記モニタに映し出すモニタ画像データを生成することを特徴とする。
一般に、真後ろへ直進するときには、進行方向の離れた場所にある障害物等を早期に確認できることで、近景表示より遠景表示の方が望ましいが、駐車時等で後方へ旋回運動するときには、自車周辺の障害物等までの距離を確認できることで、遠景表示より近景表示の方が望ましい。
これに対し、本発明では、ハンドル操舵角が中立位置にあるときには、モニタ画面において、遠景用投影面と遠景用撮像面による斜め視点映像領域が最大となり、ハンドル操舵角が中立位置から大きくなるほど近景用投影面と近景用撮像面による俯瞰映像領域が拡大されることになる。すなわち、旋回時、ハンドル操舵角が大きいほど俯瞰映像領域を拡大するという、運転場面に応じた最適なモニタ映像の表示変更制御が行われる。
このため、例えば、車庫入れや車庫出しをするとき、開始時には遠景映像により全体を確認し、その後、徐々に近景映像が拡大するモニタ表示により、自車周辺を確認することができるというように、状況変化に応じた的確な運転支援となる。また、屋外駐車場での駐車時等で後方へ旋回運動するときには、拡大された俯瞰映像領域のモニタ表示により、自車周辺の障害物等までの距離を確認できるというように、前進または後進の旋回操作を伴う駐車時に駐車操作支援となる。また、前進走行時や真後ろへ直進するときには、最大の斜め視点映像領域のモニタ表示により、進行方向の離れた場所にある障害物等の存在を早期に確認できるというように、前進または後進の直線走行時に安全確認支援となる。
この結果、旋回時、運転場面に応じた最適なモニタ映像の表示変更制御を行うことで、的確な駐車操作支援や安全確認支援を達成することができる。
図1は実施例1の後進時運転支援装置(運転支援装置の一例)を示す全体システム図である。図2は実施例1の後進時運転支援装置において仮想カメラとハンドル操舵角に基づく領域制御による仮想立体スクリーン/仮想立体CCD(二平面立体モデル)を用いた視点変換手法の一例を説明する模式図である。図3は実施例1の後進時運転支援装置においてハンドル操舵角に対する二平面接続位置の移動量の関係を示す単調型特性図である。図4は実施例1の後進時運転支援装置において旋回後進時におけるモニタ画像であり、(a)はハンドル操舵角が中立域でのモニタ画像を示し、(b)はハンドル操舵角を大きく与えたときのモニタ画像を示す。
前記仮想立体スクリーン7は、地面に沿って設定した俯瞰映像を得る近景用スクリーン71(近景用投影面)と、近景用スクリーン71から上向き傾斜角度αにより連接して設定した斜め視点映像を得る遠景用スクリーン72(遠景用投影面)と、を有する。
実施例1は、視点変換手法に基づき作成したマッピングテーブルを予めROM23に記憶設定しておき、カメラ映像データをモニタ3に映し出すモニタ画像データとするために座標変換処理を行うようにした例である。しかし、例えば、演算処理速の速いハードウェアを搭載し、リアルタイムで座標変換を行いながらモニタ画像データを生成するようなシステムとした場合、このRAM24に、各画素等の座標変換式を記憶設定しておく。
実施例1の後進時運転支援装置は、仮想カメラと仮想立体スクリーン/仮想立体CCD(二平面立体モデル)を用いた視点変換により、カメラ映像データからモニタ画像データを生成し、旋回後進時、モニタ3に映し出される映像を運転支援情報として活用するものである。
実施例1の発明ポイントは、ハンドル操舵角θに基づいて仮想立体スクリーン/仮想立体CCD(二平面立体モデル)による俯瞰映像領域を制御すること、言い換えると、ハンドル操舵角θにより斜め視点映像位置を変更制御することにある。
以下、実施例1の後進時運転支援装置における作用として、[カメラ映像データからのモニタ映像生成作用]、[運転支援作用]について説明する。
本発明者は、二平面立体スクリーン/二平面立体CCD(二平面立体モデル)を用いたリアカメラ映像の視点変換技術を先に提案している。その技術では、車両近景の路面映像は真上から見下ろした俯瞰映像(=頂上俯瞰映像)に変換し、遠景映像は斜め見下ろしの斜め視点映像(=斜め俯瞰映像)に変換し、それらを連続的に同時表示している。
近景の俯瞰映像領域を重視する表示を選択した場合、低速で旋回後進させる駐車時において、自車周辺の障害物等までの距離を確認できるが、前進走行時や高速での直線後進時等において、遠景の障害物等の存在を確認することができない。
また、遠景の斜め視点映像を重視する表示を選択した場合、前進走行時や高速での直線後進時等において、遠景の障害物等の存在を確認することができるが、低速で旋回後進させる駐車時において、自車周辺の障害物等までの距離を確認することができない。
さらに、近景の俯瞰映像領域と遠景の斜め視点映像を妥協的に等配分する表示を選択した場合、自車周辺の障害物等までの距離確認も遠景の障害物等の存在確認も中途半端なものとなるし、車庫入れするときや車庫出しするとき、遠景映像により全体を確認してから徐々に近景映像により自車周辺を確認したいという要求に応えることができない。
上記のように、旋回後進時、ハンドル操舵角θが不感角度θ0以下の中立位置領域にあるときには、モニタ画面31の大半の部分が遠景用スクリーン72と遠景用CCD92による斜め視点映像領域3Pに設定され、中立位置からのハンドル操舵角θの大きさが不感角度θ0を超えた角度領域であるとき、ハンドル操舵角θが中立位置から大きくなるほど、モニタ画面31の斜め視点映像領域3Pを縮小しつつ俯瞰映像領域3Bを拡大する制御が行われる。すなわち、旋回後進時、ハンドル操舵角θが大きいほど俯瞰映像領域3Bを拡大するという、運転場面に応じた最適なモニタ映像31の表示変更制御が行われる。
実施例1の後進時運転支援装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
図5は実施例2の後進時運転支援装置においてハンドル操舵角に対する二平面接続位置の移動量の関係を示すステップ型特性図である。
実施例2の後進時運転支援装置にあっては、実施例1の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
図6は実施例3の後進時運転支援装置においてハンドル操舵角に対する二平面接続位置の移動量の関係を示す加速型特性図である。
そして、運転者が一方向への旋回後進意思を持って大きなハンドル操舵角θを与えると、図4(a)に示す大半を斜め視点映像領域3Pにて占有する表示状態から、図4(b)に示す大半を俯瞰映像領域3Bにて占有する表示状態へと加速度的に表示状態が変更される。
このため、旋回後進時には、ハンドル切り込み操作に合わせて応答良く近景表示状態へ変更されることで、運転者の旋回後進意思に合わせたモニタ表示の最適化を図ることができる。尚、他の作用は実施例1と同様である。
実施例3の後進時運転支援装置にあっては、実施例1の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
図7は実施例4の後進時運転支援装置においてハンドル操舵角に応じて位置/姿勢が制御される仮想カメラと仮想立体スクリーンと仮想立体CCDを使った視点変換手法の一例を説明する模式図である。
操舵系ハンドル10を右に切っての左旋回後進時、または、操舵系ハンドル10を左に切っての右旋回後進時、シフトレバー位置センサ5において、リーバース選択操作が検出されると共に、ハンドル操舵角センサ4において、ハンドル操舵角θが検出される。この旋回後進時、座標変換処理部22において、ハンドル操舵角θに応じて車両イラスト12を画面中央上部位置にて回転表示すると共に、自車が将来必ず通ると予想される予測位置(この予測位置は、例えば、モニタ画面31の中央下部に表示しても良い。)が動かないように、仮想カメラ8を車両の旋回方向に自転させると共に仮想カメラ8の位置を地面と平行に移動させる。
次に、効果を説明する。
実施例4の後進時運転支援装置にあっては、実施例1〜3の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
・「二平面立体モデルの二平面交差角度変更制御(ハンドル操舵角が大きいほどモニタに表示される斜め視点映像を俯瞰映像化する制御)」
・「二平面立体モデルの二平面画角変更制御(ハンドル操舵角が大きいほどモニタに表示される映像領域を拡大する制御)」
・「二平面立体モデルのモデル形状変更制御(ハンドル操舵角が大きいほどモニタに表示される映像を左右方向に広範囲とする制御)」
のうち、少なくとも1つの制御を加えて、複合的に利用することも可能である。
2 画像処理コントローラ
21 デコーダ間変換部
22 座標変換処理部
23 ROM
24 RAM
25 エンコーダ変換部
3 モニタ
4 ハンドル操舵角センサ(ハンドル操舵角検出手段)
5 シフトレバー位置センサ
6 仮想カメラ位置調整操作ダイアル
7 仮想立体スクリーン(仮想立体投影面)
71 近景用スクリーン(近景用投影面)
72 遠景用スクリーン(遠景用投影面)
8 仮想カメラ
9 仮想立体CCD(仮想立体撮像面)
91 近景用CCD(近景用撮像面)
92 遠景用CCD(遠景用撮像面)
10 操舵系ハンドル
11 シフトレバー
Claims (8)
- 車両に設置した実カメラとは異なる位置に設定した仮想カメラと、実カメラにより映し出される被写体側に設定した仮想投影面と、を用いた視点変換により、実カメラのカメラ映像データから車室内のモニタに映し出すモニタ画像データを生成するモニタ画像データ生成手段を備えた運転支援装置において、
前記仮想投影面として、俯瞰映像を得る近景用投影面と斜め視点映像を得る遠景用投影面を有する仮想立体投影面を設定する仮想立体投影面設定手段と、
前記仮想カメラの仮想撮像面として、俯瞰映像を得る近景用撮像面と斜め視点映像を得る遠景用撮像面を有する仮想立体撮像面を設定する仮想立体撮像面設定手段と、
ハンドル操舵角を検出するハンドル操舵角検出手段と、を設け、
前記モニタ画像データ生成手段は、車両旋回時、中立位置からのハンドル操舵角の大きさが大きいほど前記近景用投影面と前記近景用撮像面による俯瞰映像領域を拡大し、仮想カメラと領域制御による仮想立体投影面及び仮想立体撮像面を用いた視点変換により、前記モニタに映し出すモニタ画像データを生成することを特徴とする運転支援装置。 - 請求項1に記載された運転支援装置において、
前記実カメラは、車両後部位置に設定されたリアカメラであり、
前記モニタ画像データ生成手段は、操舵系ハンドルを右に切っての左旋回後進時、または、操舵系ハンドルを左に切っての右旋回後進時、ハンドル操舵角が中立位置のとき、モニタ画像の全部もしくは大半の部分を前記遠景用投影面と前記遠景用撮像面による斜め視点映像領域に設定し、ハンドル操舵角が中立位置から大きくなるほどモニタ画像の斜め視点映像領域を縮小しつつ俯瞰映像領域を拡大することを特徴とする運転支援装置。 - 請求項1または請求項2に記載された運転支援装置において、
前記モニタ画像データ生成手段は、旋回時、中立位置からのハンドル操舵角の大きさが不感角度以下の領域のとき、ハンドル操舵角の微小変化にかかわらず斜め視点映像領域を固定とすることを特徴とする運転支援装置。 - 請求項3に記載された運転支援装置において、
前記モニタ画像データ生成手段は、旋回時、中立位置からのハンドル操舵角の大きさが不感角度を超えた角度領域であるとき、前記仮想立体投影面と前記仮想立体撮像面の二平面接続位置を、ハンドル操舵角の大きさに比例して増加する単調型特性により移動させることを特徴とする運転支援装置。 - 請求項3に記載された運転支援装置において、
前記モニタ画像データ生成手段は、旋回時、中立位置からのハンドル操舵角の大きさが不感角度を超えた角度領域であるとき、前記仮想立体投影面と前記仮想立体撮像面の二平面接続位置を、ハンドル操舵角が不感角度を超えると一気に増加するステップ型特性により移動させることを特徴とする運転支援装置。 - 請求項3に記載された運転支援装置において、
前記モニタ画像データ生成手段は、旋回時、中立位置からのハンドル操舵角の大きさが不感角度を超えた角度領域であるとき、前記仮想立体投影面と前記仮想立体撮像面の二平面接続位置を、ハンドル操舵角が不感角度を超えた小操舵角領域では緩やかに増加し、ハンドル操舵角が小操舵角領域から離れるほど増加勾配が急となる加速型特性により移動させることを特徴とする運転支援装置。 - 請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載された運転支援装置において、
前記モニタ画像データ生成手段は、車両旋回時、中立位置からのハンドル操舵角の大きさに応じて前記仮想カメラを車両の旋回方向に自転させ、自転する仮想カメラと仮想立体撮像面と仮想立体投影面を用いた視点変換により、近景の俯瞰映像と遠景の斜め視点映像をシームレスに接合した映像を前記モニタに映し出すモニタ画像データを生成することを特徴とする運転支援装置。 - 請求項7に記載された運転支援装置において、
前記モニタ画像データ生成手段は、車両旋回時、中立位置からのハンドル操舵角の大きさに応じて前記仮想カメラを車両の旋回方向に自転させると共に、自転する仮想カメラの仮想立体撮像面と仮想立体投影面の相対的な位置関係を維持することを特徴とする運転支援装置。
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