JP4862775B2 - 運転支援方法及び運転支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、運転支援方法及び運転支援装置に関する。
従来より、安全運転を支援する装置として、ドライバーの死角となる領域を車載カメラによって撮影し、ディスプレイ等に表示する車載システムが開発されている。その一つとして、車両のピラー等によって生じる死角領域を車載カメラで撮影し、撮影画像をピラーの内側に表示するシステムが提案されている(例えば特許文献1参照)。撮影画像の表示方法としては、プロジェクタによりピラー内面に画像を投影する方法や、ピラー内側に設けた薄型ディスプレイにより、画像を表示する方法がある。
特開2005−184225号公報
しかし、上記した装置では、後部座席に乗員が着座していた場合に、プロジェクタの投影光が乗員に当たってしまうばかりか、投影光が乗員によって遮られ、ドライバーが画像を視認できないことが想定される。また、液晶ディスプレイをピラーに設けた場合には、画像をピラー等に表示しても、後部座席に着座した乗員によって遮られ、ドライバーから見えないことがある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、乗員の有無を考慮して、死角を補助する画像を表示することができる運転支援方法及び運転支援装置を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、車両に取り付けられた撮影装置を用いて、車体によって生じる死角領域を撮影し、該死角領域に相当する画像を車体を構成するピラーの内側面及び後部座席の少なくとも一つに表示する運転支援方法において、ドライバーの位置を検出し、該ドライバーの位置に基づき、車体によって遮られるドライバーの死角領域を算出し、前記撮影装置から取得した画像データを用いて、前記算出された死角領域に相当する死角表示画像を生成するとともに、前記車両の座席に乗員が着座しているか否かを検出し、前記死角表示画像のうち、前記乗員の着座位置と重複する領域を非表示領域とすることを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、車両に取り付けられた撮影装置を用いて、車体によって生じるドライバーの死角に相当する領域を撮影し、撮影した画像を表示装置により車体を構成するピラーの内側面及び後部座席の少なくとも一つに表示する運転支援装置において、ドライバーの位置を検出するドライバー位置検出手段と、前記ドライバーの位置に基づき、車体により生じる死角領域を算出する死角領域演算手段と、前記撮影装置から取得した画像データを用いて、前記算出された死角領域に相当する死角表示画像を生成する画像合成手段と、前記車両の座席に乗員が着座しているか否かを検出する着座検出手段と、前記死角表示画像のうち、前記乗員の着座位置を含む所定領域を非表示領域とする表示領域設定手段と、前記非表示領域を除いて前記死角表示画像を表示する画像出力手段とを備えたことを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の運転支援装置において、前記死角領域演算手段は、前記ドライバーの位置に基づき、前記ピラー及び後部座席の少なくとも一つによって遮られる前記死角領域を算出することを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の運転支援装置において、前記ドライバーの視線を検出する視線検出手段をさらに備え、前記死角領域演算手段は、前記視線検出手段により前記ドライバーの視線方向が、車両後方又は後側方を映すルームミラーの方向であると判断した際に、前記ピラー及び後部座席のうち、前記ルームミラーに映る領域を前記ドライバーの死角領域とすることを要旨とする。
請求項1に記載の発明によれば、ドライバーの死角を撮影した死角表示画像を表示する際に、乗員の着座位置を避けて、死角表示画像を表示する。このため、乗員により死角表示画像の表示が妨げられるにも関わらず、画像の表示処理が行われるのを防止できる。
請求項2に記載の発明によれば、運転支援装置は、ドライバーの死角を撮影した死角表示画像を表示する際に、乗員の着座位置を避けて、死角表示画像を表示する。このため、乗員により死角表示画像の表示が妨げられるにも関わらず、画像の表示処理が行われるのを防止できる。
請求項3に記載の発明によれば、車両のピラー及び後部座席の少なくとも一つによって遮られる領域を死角領域とするので、より広い範囲に、駐車の際や、車線変更の際等、車両後方又は後側方の障害物を映すことができる。
請求項4に記載の発明によれば、ルームミラーに映ったピラー及び後部座席を死角領域とするので、ドライバーがルームミラーを介して後方又は後側方を視認する場合にも死角を縮小することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図13に従って説明する。図1は、自動車に実装され、ドライバーの死角を補助する運転支援システム1の構成を説明するブロック図である。
運転支援システム1は自車両C1(図2参照)に搭載され、図1に示すように、運転支援装置としての運転支援ユニット2、頭部検出センサ3、撮影装置としての死角撮影カメラ4、視線検出カメラ5、ミラー角度センサ7を備えている。また、障害物検出センサ8、着座検出センサ9、ナビゲーションECU(以下、ナビECU6)、表示装置及び投影装置としてのプロジェクタ20を備えている。
運転支援ユニット2は、システム制御部10と、ドライバー位置検出手段としての頭部位置検出部11と、視線方向検出部12と、死角領域演算手段としての死角エリア演算部13とを備えている。また、画像データ取得部14と、画像出力手段としての画像変換部15と、画像出力手段としての仮想平面設定部16と、画像出力手段としての投影画像出力部17と、属性データ記憶部18とを備えている。
システム制御部10は、自車両C1のインストルメントパネル又はステアリングコラムや、ナビゲーション装置(いずれも図示略)等に備えられたシステム起動スイッチSW1が入力操作されると、運転支援システム1の死角補助機能を開始する。また、自車両C1が車線変更を行うと判断した際に、死角補助機能を開始する。さらに、自車両C1が交差点又はカーブに接近したと判断すると、ナビECU6はシステム制御部10に支援開始信号を出力し、該信号を入力したシステム制御部10は、死角補助機能を開始する。又は、自車両C1のシフトポジションがリバースに切り替えられた場合等に、死角補助を開始すると判断してもよい。
ナビECU6は、自車位置演算部6a、GPS受信部6b、車両信号入力部6c、地図データ記憶部6dを備えている。自車位置演算部6aは、GPS受信部6bに基づき、自車両C1の絶対位置を算出する。また、車両信号入力部6cは、自車両C1に備えられた車速センサやジャイロ(図示略)から車速パルス、方位検出信号を入力する。自車位置演算部6aは、車両信号入力部6cから車速パルス及び方位検出信号を取得して基準位置に対する相対位置を算出し、GPS受信部6bに基づき算出した絶対位置と組み合わせて自車位置を特定する。
地図データ記憶部6dには、目的地までの経路を探索するための経路データと、ディスプレイに地図を出力するための地図描画データ(いずれも図示略)とが記憶されている。ナビECU6に備えられた経路探索部(図示略)は、この経路データに基づき目的地までの経路を探索する。また、自車位置演算部6aは、この経路データ及び地図描画データを用いて、自車両C1が、例えば交差点やカーブといった死角補助を行う所定地点に接近しているか否かを判断する。
頭部位置検出部11は、頭部検出センサ3から検出信号を入力して、ドライバーの頭部位置を検出する。頭部検出センサ3は、例えば超音波センサから構成され、車室内であって、運転席の周囲に複数取り付けられている。頭部検出センサ3から発信された超音波は、ドライバーの頭部に反射し、頭部検出センサ3は、超音波を発信してから反射波を受信するまでの時間を計測する。頭部位置検出部11は、頭部検出センサ3が計測した計測時間に基づき、三角測量法等の公知の方法を用いて頭部までの各相対距離をそれぞれ算出する。
また、視線方向検出部12は、ドライバーの視線の方向を検出する。具体的には、視線方向検出部12は、車室内に設けられた視線検出カメラ5から画像データGIを入力する。視線検出カメラ5は、例えばインストルメントパネル等、ドライバーの顔や目を撮影可能な位置及び角度に取り付けられている。視線方向検出部12は、ドライバーの顔や目を撮影した画像データGIを入力すると、公知の画像処理方法により、ドライバーの顔の向きや瞳の位置を判断し、視線の向きを判断する。例えばドライバーの視線方向が、自車両C1の長さ方向(図2中Y矢印方向)と平行な方向から所定角度範囲に含まれる場合には、ドライバーが車両前方を向いていると判断する。また、視線方向検出部12は、予め記憶したルームミラーM(図2参照)の位置に基づき、ドライバーの視線方向が、ルームミラーMの方向であると判断すると、ドライバーがルームミラーMを見ていると判断する。また、例えば視線検出カメラ5がドライバーの正面に取り付けられている場合にドライバーの横顔を画像処理により検出すると、ドライバーが車両後方又は後側方を見ていると判断する。
死角エリア演算部13は、ドライバーの視線の方向に応じて、自車両C1の車体によって生じる死角エリアを算出する。本実施形態では、自車両C1の車体を構成するピラーP(図2参照)と、後部座席RS(図4参照)とにより生じる死角エリアを演算する。図2に示すように、本実施形態の自車両C1には、ピラーPは6本設けられており、各フロントピラー(Aピラー)PA1,PA2、各センターピラー(Bピラー)PB1,PB2、各リヤピラーPC1,PC2(Cピラー)がある。各フロントピラーPA1,PA2は、運転席の前方左側及び前方右側にそれぞれ設けられている。各センターピラーPB1,PB2は、左側の前方ドアD1及び後方ドアD2の間と、右側の前方ドアD3及び後方ドアD4の間にそれぞれ設けられている。各リヤピラーPC1,PC2は、車両後方に設けられ、左後方ウィンドウW2とリヤウィンドウW6の間と、右後方ウィンドウW4とリヤウィンドウW6との間とにそれぞれ介在している。
例えば、ドライバーが前方を向いている場合には、死角エリア演算部13は、属性データ記憶部18から、各フロントピラーPA1,PA2に対応するピラー属性データ18aを読み出す。尚、属性データ記憶部18に記憶された各ピラー属性データ18aは、左フロントピラーPA1、右フロントピラーPA2、左センターピラーPB1、右センターピラーPB2、左リヤピラーPC1、右リヤピラーPC2の3次元座標及び形状に関するデータを有している。例えば、ピラー属性データ18aは、ピラーPの外形をパターン又は座標で示したデータであって、ピラーPの外形を示す長さ方向、車幅方向及び鉛直方向の3次元の座標や、ピラーPの幅や長さを示す。
また、死角エリア演算部13は、ドライバーの頭部位置を頭部位置検出部11から取得し、頭部位置と、各フロントピラーPA1,PA2のピラー属性データ18aとに基づき、左フロントピラーPA1及び右フロントピラーPA2によって生じる死角領域としての各死角エリアB1,B2(図示略)をそれぞれ算出する。例えば、頭部位置と左フロントピラーPA1に設定された複数の代表点を結ぶ各直線を算出し、各直線で囲まれた領域を死角エリアB1とする。
また、視線方向検出部12により、ドライバーがルームミラーMを向いていると判断すると、死角エリア演算部13は、ルームミラーMを介して視認された各センターピラーPB1,PB2、各リヤピラーPC1,PC2及び後部座席RSにより生じる死角エリアを算出する。即ち、ドライバーがルームミラーMを見た場合、ルームミラーMには、ミラー角度によって各センターピラーPB1,PB2、各リヤピラーPC1,PC2及び後部座席RSのうち一つまたは複数が映ることがある。このように、ルームミラーMに各センターピラーPB1,PB2、各リヤピラーPC1,PC2及び後部座席RSのうち少なくとも一つが映る場合、死角エリア演算部13は、そのピラーP又は後部座席RSによって生じる死角を算出する。
まず死角エリア演算部13は、ミラー角度センサ7(図1参照)から、ルームミラーMの角度を取得する。ミラー角度センサ7は、ルームミラーMの角度調整部に取り付けられ、図3に示すように、車幅方向(図中X軸)と平行な軸に対する回転角度θを検出する。さらに、ミラー角度センサ7は、ルームミラーMの俯角φ(図示略)も検出する。
死角エリア演算部13は、ミラー角度センサ7から取得した回転角度θ及び俯角φに基づき、ドライバーがルームミラーMを介して視認することができる可視範囲A1を算出する。図3に示すように、まずドライバーの頭部位置DHを取得し、頭部位置DH及びルームミラーMの回転角度θ及び俯角φに基づき、例えばドライバーのルームミラーMに対する視線方向の最大入射角と最小入射角を算出して、頭部位置DHから見える可視範囲A1を算出する。この可視範囲A1は、頭部位置DHに応じて変化する。例えば、ルームミラーMの全域にリヤウィンドウW6を介して見える実風景が映るように、予めミラー角度を調節していても、頭部位置DHが右側の前方ドアD3の方向(X矢印方向)にずれると、ルームミラーMに対するドライバーの視線の入射角が小さくなる。このため、可視範囲A1は、左側(反X矢印方向)に若干ずれる。尚、死角エリア演算部13は、ルームミラーMの初期位置での可視範囲A1を予め記憶しておき、頭部位置DHに応じて初期位置での可視範囲A1を変更するようにしてもよい。さらに、ルームミラーMが曲率半径の比較的大きい凸面鏡である場合には、そのルームミラーMの特性を加味して可視範囲A1を演算するようにしてもよい。
さらに、死角エリア演算部13は、ルームミラーMの可視範囲A1に、各センターピラーPB1,PB2、リヤピラーPC1,PC2又は後部座席RSが含まれるか否かを判断する。上記したように、図4に示すようにドライバーの頭部位置DHが通常の位置よりも若干右側(図中X矢印方向)にずれている場合には、可視範囲A1は、左側(図中反X矢
印方向)にずれるため、左リヤピラーPC1及び後部座席RSの一部が含まれる。この場合、死角エリア演算部13は、ピラー属性データ18a及び車両後部データ18cに基づき、左リヤピラーPC1及び後部座席RSにより生じるルームミラー越しの死角領域としてのミラー死角エリアBMを算出する。車両後部データ18cは、後部座席RSの位置及び形状を示すデータを有している。また、車種によっては、後部座席RSでなく、バックドアの位置や形状を示すデータを格納してもよい。
例えば、図4に示すように、死角エリア演算部13が、可視範囲A1に左リヤピラーPC1の一部と、後部座席RSのヘッド部RHが含まれると判断すると、左リヤピラーPC1端部等に設定された複数の代表点と、ルームミラーMの鏡面上又は鏡面奥側に設定された仮想視点とを直線でそれぞれ結ぶ。さらに各直線で囲まれた領域を、左リヤピラーPC1のミラー死角エリアBM1とする。また、後部座席RSのヘッド部RHの左及び右に設定された各代表点と、ドライバーの仮想視点とを結ぶ各直線をそれぞれ算出し、各直線で囲まれた領域を、後部座席RSにより生じるミラー死角エリアBM2とする。
また、視線方向検出部12により、ドライバーが後方を直接目視していると判断すると、死角エリア演算部13は、各センターピラーPB1,PB2、各リヤピラーPC1,PC2及び後部座席RSにより生じる死角エリアBを算出する。例えば、図5に示すように、死角エリア演算部13は、頭部位置検出部11から頭部位置DHを取得し、頭部位置DHと、各センターピラーPB1,PB2及び各リヤピラーPC1,PC2に設定された各代表点とを各直線で結び、各直線で囲まれた領域を死角エリアB3〜B6とする。また、頭部位置DHと後部座席RSの左端、右端、上端及び下端に設定された各代表点とを直線で結び、各直線で囲まれた領域を死角エリアB7とする。即ち、ドライバーが車両後方を直接目視する際には、後部座席RS全体を死角とする。
仮想平面設定部16は、画像データ取得部14が取得した画像データGを座標変換するための仮想平面VPを設定する。仮想平面設定部16は、例えば、図6に示すように自車両C1から所定距離の後方の位置に仮想平面VPを設定する。又は、ナビECU6から、交差点の路面に標示された横断歩道等の表示基準物の位置を取得し、表示基準物の位置に仮想平面VPを設定する。
又は、仮想平面設定部16は、自車両C1が車線変更する際に、自車両C1後方に接近した他車両C2(図7参照)の位置に仮想平面VPを設定する。具体的には、システム制御部10及びナビECU6等により、自車両C1の方向指示器等から入力した方向変更信号に基づき、自車両C1が車線変更しているか否かを判断する。自車両C1が車線変更すると判断した際には、仮想平面設定部16は、障害物検出センサ8から検出信号を取得して、自車両C1の後方又は後側方の他車両C2の有無を判断する。この障害物検出センサ8は、ミリ波レーダや、ソナー等であって、車両後端等に取り付けられている。自車両C1の後方又は後側方の他車両C2が存在する場合には、仮想平面設定部16は自車両C1に対する他車両C2の相対距離を算出し、図7に示すようにその他車両C2の所定の位置に仮想平面VPを設定する。このように仮想平面VPを設定すると、ピラーPに他車両C2の像を投影した際に、リヤウィンドウW6等を介して視認できる他車両C2とずれたり、ゆがんだりすることがない。
また、仮想平面設定部16は、仮想平面VPの位置に合わせてカメラ撮影面CPの位置も設定する。カメラ撮影面CPは、死角撮影カメラ4のピントを合わせる位置を示す。カメラ撮影面CPにピントを合わせて撮影された画像データGは、仮想平面VP上に座標変換されるため、仮想平面設定部16は、仮想平面VPに近い位置にカメラ撮影面CPを設定する。図6及び図7では、仮想平面VPのうち、ミラー死角エリアBMで区切られた部分の端を通るように設定する。尚、図6及び図7は、左リヤピラーPC1のミラー死角エ
リアBMに対する仮想平面VPを示しているが、後部座席RSに画像を投影する場合には、後部座席RSによるミラー死角エリアBMも算出する。
画像データ取得部14は、自車両C1に設けられた各死角撮影カメラ4から画像データGを取得する。図2に示すように、各死角撮影カメラ4は、本実施形態では7つ設けられている。左前方カメラ4AL及び右前方カメラ4ARは、左フロントピラーPA1及び右フロントピラーPA2付近に設けられ、各フロントピラーPA1,PA2により生じる死角を含む車両前方及び前側方を撮影可能になっている。左側方カメラ4BL及び右側方カメラ4BRは、左センターピラーPB1及び右センターピラーPB2付近に設けられ、各センターピラーPB1,PB2により生じる死角を含む車両側方を撮影可能になっている。
左後方カメラ4CL及び右後方カメラ4CRは、左リヤピラーPC1及び右リヤピラーPC2付近に設けられ、各リヤピラーPC1,PC2や後部座席RS等により生じる死角を含む車両後方及び後側方を撮影可能になっている。さらに、後方カメラ4Rは、車両後端に取り付けられ、主に車両後方を撮影可能になっている。また、各死角撮影カメラ4の位置や画角を示す撮影パラメータ18d(図1参照)は、属性データ記憶部18に記憶されている。
画像データ取得部14は、仮想平面設定部16からカメラ撮影面CPの位置を取得すると、対応する死角撮影カメラ4を制御して、カメラ撮影面CPの位置にピントを合わせて撮影を行い、画像変換部15に出力する。
画像変換部15は、死角撮影カメラ4により撮影された画像データGを画像データ取得部14から取得する。また、死角エリア演算部13から、死角エリアB又はミラー死角エリアBMを取得する。さらに、画像データGのうち、死角エリアB又はミラー死角エリアBMに相当する領域をトリミングした死角画像を生成する。また、その死角画像を、仮想平面設定部16が設定した仮想平面VPに座標変換する。この座標変換は、死角データの各画素を、仮想平面VP上の各画素に変換する処理であって、公知の座標変換を用いることができる。
画像変換部15は、仮想平面VPに投影された画像を、ピラーPの内側面を含むピラー面上、又は後部座席RSの側面を含む座席面に投影変換する。ピラー面は、ピラー属性データ18aの3次元座標に基づき設定することができる。座席面は、車両後部データ18cに基づき設定することができる。これにより、死角撮影カメラ6により撮影された画像は、運転者の視点と、ピラーP又は後部座席RSの位置及び形状とに沿った画像になる。
続いて、ピラー面又は座席面に投影された上記画像を、設けられた各プロジェクタ20により投影するために、該画像をプロジェクタ20の位置に合わせて座標変換する。尚、図2に示すように、自車両C1のルーフ内側には、4つのプロジェクタ20が、それぞれ異なるピラーPの内側面Paと、後部座席RSとに画像を投影可能に設けられている。
即ち、プロジェクタ20から出力された光が、ピラーPの内側面又は後部座席RSに入射する角度によって、その面に表示される画像は、歪んだり、拡大又は縮小される。従って、例えば、投影変換した上記画像の各画素の座標と、各プロジェクタ20に対して出力する画像の各画素の座標とを予め関連付けたマップ等を画像変換部15の内蔵メモリ等に予め格納しておき、該マップに基づき、投影変換した画像を、プロジェクタ20への出力画像としてさらに座標変換する。
さらに、画像変換部15により座標変換された画像は、投影画像出力部17に出力され
、投影画像出力部17は、属性データ記憶部18から読み出したマスクパターン18bに基づき、各プロジェクタ20に出力する死角表示画像を生成する。図8に示すように、マスクパターン18bは、投影データにマスクをかけるためのデータであって、ピラーPの内面形状に沿った画像表示領域Z1と、マスクZ2とから構成されている。投影画像出力部17は、画像表示領域Z1の領域には、死角画像を読み込み、マスクZ2の領域は、プロジェクタ20の非表示にするためのデータを読み込み、死角表示画像を投影するための投影データを生成する。投影データを生成すると、画像変換部15は、その投影データを各プロジェクタ20に出力する。
尚、本実施形態では、図2に示すように、前方プロジェクタ20A、側方プロジェクタ20B、後方プロジェクタ20Cがそれぞれ取り付けられている。前方プロジェクタ20Aは、各フロントピラーPA1,PA2にそれぞれ画像を投影可能に取り付けられている。各側方プロジェクタ20Bは、各センターピラーPB1,PB2にそれぞれ画像を投影可能に取り付けられている。各後方プロジェクタ20Cは、各リヤピラーPC1,PC2及び後部座席RSに画像を投影可能に取り付けられている。本実施形態では、プロジェクタ20を4つ設けたが、1つでも各ピラーP及び後部座席RSに画像を投影可能な構成であるプロジェクタの場合には1つでもよいし、4つ以外の複数でもよい。
図9に示すように、各ピラーPの内側面Paには、ピラーPの形状に合わせて切断されたスクリーンSCが貼着されている。各プロジェクタ20の焦点は、このスクリーンSCに合わせて調整されている。尚、ピラーPの内側面Paがプロジェクタ20から出力された投影光を受光して鮮明な画像を表示できる材質及び形状からなる場合には、スクリーンSCは省略してもよい。
投影画像出力部17は、リヤピラーPC1,PC2及び後部座席RSの少なくとも一つに後方プロジェクタ20Cから画像が投影される際に、後部座席RSに着座した乗員の有無に基づいて、投影光の出力範囲を制御する。後部座席RSの乗員の有無は、着座検出センサ9により検出する。着座検出センサ9は、例えば圧力センサや焦電センサといったセンサからなり、後部座席RSを構成する各座席に埋設されている。
図10に示すように、後部座席RSの左側に乗員101が着座している場合、着座検出センサ9は、乗員101の着座位置を検出し、投影画像出力部17に、その着座位置を出力する。
投影画像出力部17は、着座検出センサ9からの検出信号の有無に基づき乗員が着座しているか否かを判断し、死角表示画像を投影可能なエリアがあるか否かを判断する。例えば、投影画像出力部17が、各リヤピラーPC1,PC2及び後部座席RSに死角表示画像を投影する場合に、図11に示すように、乗員が後部座席RSに着座していない際には、投影光Lを出力して、左リヤピラーPC1、右リヤピラーPC2及び後部座席RSの上部に死角表示画像を投影する。また、図10に示すように、後部座席RSの左側に乗員101が着座している場合には、投影画像出力部17は、後方プロジェクタ20Cの表示領域としての投影領域PR1のうち、着座位置に相当する領域を非表示領域としての非投影領域PR2とする。この非投影領域PR2は、投影領域PR1のうち予め定めた領域でも良いし、着座位置に応じて適宜変更してもよい。
プロジェクタ20により、ピラーPのスクリーンSCや車体を構成する後部座席RSに対して投影光Lが出射されると、スクリーンSC又は後部座席RSには、死角表示画像が表示される。また、死角表示画像の周囲のウィンドウには、マスクZ2により画像が投影されないようになっている。
ドライバーが車両前方又は車両後方を直接目視する場合には、ドライバーは、プロジェクタ20からピラーP又は後部座席RSに投影された死角表示画像を確認することができる。また、ドライバーがルームミラーMを介して車両後方又は後側方を見る場合には、ドライバーの頭部位置DHに合わせて生成され、ピラーP又は後部座席RSに投影された死角表示画像がルームミラーMに映り、ドライバーはルームミラーMに映った該死角表示画像の虚像を見ることができる。
次に本実施形態の処理手順について図12及び図13に従って説明する。まず、システム制御部10は、死角補助を開始するか否かを判断する(ステップS1)。システム制御部10は、上記したシステム起動スイッチSW1が入力操作されると死角補助を開始すると判断する。また、ナビECU6が、自車両C1の車線変更を検出したとき、死角補助を開始すると判断する。さらに、ナビECU6が、自車両C1が交差点又はカーブに接近したと判断したとき、死角補助を開始すると判断する。他にも、自車両C1のシフトポジションがリバースに切り替えられた際に、死角補助を開始すると判断してもよい。又は、視線方向検出部12に基づき、ドライバーの視線が進行方向から所定角度離れたとき、死角補助を開始すると判断してもよい。
システム制御部10が死角補助を開始すると判断すると(ステップS1においてYES)、システムを起動し、且つ初期化した後、頭部位置を検出する(ステップS2)。頭部位置検出部11は、頭部検出センサ3から検出信号を入力し、ドライバーの頭部位置DHを算出する。
また、視線方向検出部12は、ドライバーの視線方向を検出し(ステップS3)、ドライバーの視線方向がルームミラーM以外であるか否かを判断する(ステップS4)。上記したように、例えばドライバーの視線方向が、自車両C1の長さ方向を基準とし、自車両C1の進行方向を中心とした所定角度範囲に含まれる場合は、ドライバーが前方を向いていると判断する。また、ドライバーの視線方向が、ドライバーの位置よりも車両後方を向いている場合には、その視線方向が自車両C1の反進行方向を中心とした後方の所定角度範囲に含まれるか否かを判断する。視線方向が、後方の所定角度範囲に含まれる場合には、ドライバーが車両後方を見ていると判断する。ドライバーの視線方向の仰角が、所定角度以上である場合であって、且つルームミラーMの方向である場合には、ルームミラーMを見ていると判断する。
ステップS4において、ドライバーの視線方向がルームミラーMの方向と一致すると判断した場合には(ステップS4においてNO)、死角エリア演算部13は、ミラー角度センサ7から、ルームミラーMの回転角度θ及び俯角φから構成されるミラー角度を取得する(ステップS5)。ドライバーの視線方向がルームミラーM以外である場合には(ステップS4においてYES)、ステップS6に進む。
ステップS6では、死角エリア演算部13は、ドライバーの視線方向に基づき、ピラーPにより生じる死角エリアを算出する(ステップS6)。ステップS3においてドライバーが前方を向いていると判断した場合には、属性データ記憶部18から各フロントピラーPA1,PA2のピラー属性データ18aを読み出し、各フロントピラーPA1,PA2によって生じる死角エリアB1,B2(図示略)の座標を算出する。
ステップS3においてドライバーが車両後方を向いていると判断した場合には、死角エリア演算部13は、属性データ記憶部18から各センターピラーPB1,PB2及び各リヤピラーPC1,PC2に対応するピラー属性データ18aと、車両後部データ18cとを読み出し、図5に示すように、死角エリアB3〜B7の座標を算出する。
また、ステップS3において、ドライバーがルームミラーMの方向を向いていると判断した場合には、死角エリア演算部13は、ステップS5において取得したミラー角度とドライバーの頭部位置DHとに基づいて、上記したようにルームミラーMの可視範囲A1を算出する。そして、その可視範囲A1に、各センターピラーPB1,PB2、リヤピラーPC1,PC2又は後部座席RSが可視範囲A1に含まれるか否かを判断する。さらに、ピラー属性データ18a又は車両後部データ18cに基づき、その可視範囲A1に含まれるピラーP又は後部座席RSによって遮られるミラー死角エリアBMを算出する。
ステップS6において死角エリアB又はミラー死角エリアBMを算出すると、仮想平面設定部16は、ドライバーの視線方向とミラー角度とに基づき、上記したように仮想平面VPを設定する(ステップS7)。即ち、自車両C1から所定距離の位置、又は横断歩道等の表示基準物の位置、又は自車両C1の後方の他車両C2の位置に仮想平面VPを設定する。また、仮想平面設定部16は、仮想平面VPの位置に基づきカメラ撮影面CPの位置を設定し、画像データ取得部14に出力する。
画像データ取得部14は、視線方向検出部12に基づき、画像データGを取得するカメラを選択し、ピラーP又は後部座席RSの死角を撮影した画像データGを取得する(ステップS8)。ドライバーが前方を向いている場合には、前方カメラ4AL、4ARから画像データGを取得する。また、ドライバーが後方を向いている場合には、側方カメラ4BL,4BR及び後方カメラ4CL,4CR及び後方カメラ4Rから画像データGを取得する。また、ルームミラーM越しに車両後方又は後側方を見ている場合には、ルームミラーMの可視範囲A1に含まれるピラーP又は後部座席RSに対応する死角撮影カメラ4から画像データGを取得する。
また、図13に示すように、投影画像出力部17は、着座検出センサ9に基づき、乗員の着座を検出し(ステップS9)、乗員が着座しているか否かを判断する(ステップS10)。後部座席RSに着座した乗員がいないと判断すると(ステップS10においてNO)、ステップS14に進む。一方、後部座席RSに着座した乗員101がいると判断すると(ステップS10においてYES)、その乗員101がプロジェクタ20の投影領域PR1に着座しているか否かを判断する(ステップS11)。
例えば、図10に示すように、各リヤピラーPC1,PC2及び後部座席RSに死角表示画像を投影する場合、その投影領域PR1に乗員101の着座位置が含まれるか否かを判断する。また、ドライバーがルームミラーM越しに車両後方又は後側方を見ているときであって、左リヤピラーPC1及び後部座席RSのヘッド部RHに死角表示画像を投影する場合、左リヤピラーPC1及びヘッド部RHへの投影領域に乗員101の着座位置が含まれるか否かを判断する。
図10に示すように、投影領域PR1に着座位置が含まれると判断した場合には(ステップS11においてYES)、ステップS12に進む。一方、例えば左リヤピラーPC1及び後部座席RSのヘッド部RHに死角表示画像を投影する場合に、乗員101が後部座席RSの右側に着座していた場合には、投影領域PR1に乗員101の着座位置が含まれないと判断して(ステップS11においてNO)、ステップS14に進む。
ステップS12では、投影画像出力部17は、死角エリア演算部13の算出結果に基づき、後方プロジェクタ20Cの投影領域PR1を修正する。図10に示すように、各リヤピラーPC1,PC2及び後部座席RSへの投影領域PR1の左側に乗員101の着座位置が含まれる場合には、着座位置を含む左側を非投影領域PR2とする。左リヤピラーPC1及び後部座席RSのヘッド部RHへの投影領域(図示略)に、後部座席RSの左側に着座した乗員101の着座位置が含まれる場合には、その投影領域全体を非投影領域とす
る。
また、投影画像出力部17は、ステップS12で修正した投影領域に基づき、死角表示画像を投影可能か、即ち投影可能な領域が残されているか否かを判断する(ステップS13)。
投影可能な領域があると判断した場合には(ステップS13においてYES)、ステップS14に進む。例えば、左リヤピラーPC1及び後部座席RSのヘッド部RHに画像を投影する際に、後部座席RSの左側に乗員101が着座している場合には、投影可能な領域がないと判断し(ステップS13においてNO)、死角表示画像を出力せずにステップS17に進む。即ち、乗員101によって死角表示画像が遮られる場合には、死角表示画像が本来の投影位置(ピラーPのスクリーンSC等)に表示されないことで、実際の背景と連続しない不明瞭な画像となるので、死角表示画像を出力しない。このため、ドライバーの誤解を招くような画像の出力を抑制するとともに、運転支援ユニット2の処理を軽減し、さらに乗員101に投影光Lを照射しないことで安全性を高めることができる。
投影可能エリアがあると判断した場合には(ステップS13においてYES)、画像変換部15は、死角エリアB又はミラー死角エリアBMと、修正された投影領域と、撮影パラメータ18dとに基づき、死角撮影カメラ4が撮影した画像データGから、非投影領域PR2を除く死角エリアB又はミラー死角エリアBMに該当する範囲を切り出す(ステップS14)。また、乗員が後部座席RSに着座していないと判断した場合(ステップS10においてNO)や、乗員が後方プロジェクタ20Cの投影範囲に着座していないと判断した場合にも(ステップS11においてNO)、死角撮影カメラ4が撮影した画像データGのうち、死角エリアB又はミラー死角エリアBMに該当する範囲を切り出す(ステップS14)。
また、画像変換部15は、プロジェクタ20に出力するための投影データを生成する(ステップS15)。具体的には、上記したように画像変換部15により、死角画像を仮想平面VPに投影変換した後、投影対象のピラーPの3次元形状又は後部座席RSの3次元形状に合わせて投影変換を行う。さらに、該ピラーP又は後部座席RSに画像を投影するプロジェクタ20を選択し、該プロジェクタ20の位置に合わせて座標変換する。また、投影画像出力部17によりマスクパターン18bの画像表示領域Z1に死角画像を読み込む。
投影データを生成すると、投影画像出力部17は、プロジェクタ20は投影データを出力する(ステップS16)。ドライバーが前方を見ている場合には、前方プロジェクタ20Aに投影データを出力し、ドライバーが後方を見ている場合には、側方プロジェクタ20B及び後方プロジェクタ20Cに投影データを出力する。また、ルームミラーM越しに車両後方又は後側方を見ている場合には、視線方向に対応するピラーP又は後部座席RSに投影データを出力する。
これにより、ドライバーが前方を見ている場合には、前方プロジェクタ20Aにより、フロントピラーPA1,PA2に死角表示画像が投影される。また、ドライバーが後方を見ている場合には、側方プロジェクタ20B及び後方プロジェクタ20Cにより、各リヤピラーPC1,PC2及び後部座席RSに死角表示画像が投影される。また、ルームミラーM越しに車両後方又は後側方を見ている場合には、後方プロジェクタ20Cにより、視線方向に対応するピラーP及び後部座席RSに死角表示画像が投影される。
従って、ドライバーは各ピラーP又は後部座席RSによって遮られた背景を、死角表示画像によって見ることができるので、車両周辺の他車両C2の有無等を確認することがで
きる。また、死角表示画像は、ルームミラーMを介したドライバーの視線に合わせて表示されているので、実際の背景がルームミラーMに映った背景像に対してずれたりゆがんだりすることなく表示される。
死角表示画像を表示すると、システム制御部10は、表示終了であるか否かを判断する(ステップS17)。例えば、システム起動スイッチSW1の入力操作から所定時間が経過した場合、又は車線変更が完了した場合、又は交差点又はカーブを通過した場合に表示終了であると判断する。又は、ドライバーの視線が進行方向から所定角度以内の方向になった場合、又は自車両C1のシフトポジションがリバース以外になった場合に表示終了であると判断する。表示終了であると判断すると(ステップS12においてYES)、処理を終了する。
一方、表示終了でないと判断した場合には(ステップS17においてNO)、ステップS2に戻り、ステップS2〜ステップS16を繰り返す。その際、頭部位置DHや視線方向が変化した場合には、新たに検出した頭部位置DHや視線方向に基づき、死角表示画像を変更する。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、ドライバーの頭部位置DHに基づき、ピラーP又は後部座席RSによって遮られる死角エリアB又はミラー死角エリアBMを算出し、死角撮影カメラ4から取得した画像データGを用いて、死角エリアB又はミラー死角エリアBMを補助する死角表示画像を生成する。また、着座検出センサ9に基づき自車両C1の後部座席RSに乗員101が着座しているか否かを検出し、乗員101が着座している場合には、死角表示画像を投影する投影領域PR1のうち、乗員101の着座位置を含む領域を非投影領域PR2とする。このため、後方プロジェクタ20Cは、乗員101を回避して死角表示画像を出力できるため、乗員101に投影光Lが照射されないようにすることができる。また、乗員101により死角表示画像の投影が妨げられるにも関わらず、画像の投影処理が行われるのを防止できるので、不必要な画像処理、合成処理を省略することができる。
(2)上記実施形態では、ピラーPだけでなく、後部座席RSによって遮られる領域も、ドライバーの死角エリアB又はミラー死角エリアBMとして算出するようにした。このため、ドライバーの死角となる領域を縮小することができる。
(3)上記実施形態では、視線方向検出部12により、ドライバーの視線方向を検出し、ドライバーの視線方向が、車両後方を映すルームミラーMの方向であると判断すると、車両のピラーP及び後部座席RSのうち、ルームミラーMに映る領域をドライバーのミラー死角エリアBMとする。このため、ドライバーがルームミラーMを介して後方又は後側方を視認する場合にも死角を縮小することができる。
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・頭部検出センサ3は、超音波センサとしたが、画像認識センサ等、これ以外のセンサでもよい。また、運転席近傍に複数備えられているとしたが、単数でもよい。また、運転席のヘッドレストやシート位置を検出する検出センサに基づき、ドライバーの頭部位置を検出するようにしてもよい。
・頭部検出センサ3は、超音波センサとしたが、画像認識センサ等、これ以外のセンサでもよい。また、運転席近傍に複数備えられているとしたが、単数でもよい。
・上記実施形態では、頭部検出センサ3によりドライバーの頭部位置DHを検出するようにしたが、ドライバーの位置としてその他の部位(例えば目の位置)を検出してもよい。
・上記実施形態では、仮想平面VPの位置を合わせる基準物は横断歩道以外でもよい。例えば、信号機等の路面設置物に仮想平面VPを合わせるようにしてもよい。また例えば、自車両C1に車両前方の障害物までの相対距離を計測する、レーダ、センサ等を搭載し、歩行者、自転車、他車両等を含む障害物が検出された場合に、仮想平面VPを障害物に合わせるようにしてもよい。尚、障害物が、例えば歩行者、自転車であるか否かの判定は、特徴検出等の公知の画像処理を用いる。
・上記実施形態では、一つのピラーPに対して、複数の死角撮影カメラ4を設け、ピラーPによって生じる死角を異なる角度から撮影するようにしてもよい。
・上記実施形態では、プロジェクタ20を自車両C1のルーフRの内側に設けるようにしたが、プロジェクタ20の位置はピラーPの内面に画像を投影できる位置であればよく、例えばダッシュボードの上方(略中央)等、その他の位置に設けるようにしてもよい。
・上記実施形態では、ドライバーが前方を向いていると判断した際に、各フロントピラーPA1,PA2に画像を投影するようにしたが、どちらか一方のピラーPに画像を投影するようにしてもよい。例えば、ドライバーに近い右フロントピラーPA2のみに投影してもよいし、ドライバーの視線方向に応じて、画像を投影するピラーPを適宜変更するようにしてもよい。
・上記実施形態では、ドライバーが後方又は後側方を向いていると判断した際に、各センターピラーPB1,PB2、各リヤピラーPC1,PC2、後部座席RS全体に画像を投影するようにしたが、いずれか一つのピラーP又は後部座席RSの一部に画像を投影するようにしてもよい。例えば、センターピラーPB1,PB2や後部座席RSへの画像投影を省略するようにしてもよい。又は、ドライバーの視線方向に応じて、画像を投影するピラーP又は後部座席RSを適宜変更するようにしてもよい。
・上記実施形態では、ルームミラーMに各センターピラーPB1,PB2及び各リヤピラーPC1,PC2のうち少なくとも一つが映る場合、死角エリア演算部13は、そのピラーPによって生じる死角を算出するようにした。これ以外に、ドライバーがルームミラーMを見ていると判断した際に、各センターピラーPB1,PB2及び各リヤピラーPC1,PC2の全てに、ドライバーの視線及び頭部位置に合わせた死角表示画像を投影するようにしてもよい。
・上記実施形態では、画像変換部15により、乗員の着座位置を含む領域を非投影領域PR2とする画像データを切り出すようにした。これ以外に、プロジェクタ20のコントローラ(図示略)等に非投影領域PR2の座標を出力し、プロジェクタ20側で投影光Lの投影範囲を制御して、非投影領域PR2を除く領域に投影光Lを出射するようにしてもよい。
・上記実施形態では、プロジェクタ20によってピラーPの内側面Paに画像を投影するようにしたが、ピラーPの内側に薄型の表示手段としてのディスプレイを設け、ディスプレイに死角表示画像を出力しても良い。
本実施形態の運転支援システムのブロック図。 自車両の平面図。 ルームミラーの可視範囲の概念図。 ルームミラー越しに生じるミラー死角エリアの概念図。 センターピラー、リヤピラー、後部座席により生じる死角エリアの概念図。 仮想平面及びカメラ撮影面の概念図。 車線変更の際の仮想平面及びカメラ撮影面の概念図。 マスクパターンの説明図。 ピラーに設けられたスクリーンの正面図。 乗員が着座している場合の投影領域の説明図。 乗員が着座していない場合の投影領域の説明図。 本実施形態の処理手順を示すフロー。 本実施形態の処理手順を示すフロー。
符号の説明
1…運転支援システム、2…運転支援装置としての運転支援ユニット、4…撮影装置としての死角撮影カメラ、11…ドライバー位置検出手段としての頭部位置検出部、12…視線検出手段としての視線方向検出部、13…ミラー位置検出手段、死角領域演算手段、可視範囲算出手段、ピラー選択手段としての死角エリア演算部、15…画像出力手段を構成する画像変換部、16…画像出力手段を構成する仮想平面設定部、17…画像合成手段、着座検出手段、表示領域設定手段、画像出力手段、投影領域設定手段としての投影画像出力部、20…表示装置、投影装置としてのプロジェクタ、101…乗員、B…死角領域としての死角エリア、BM…死角領域としてのミラー死角エリア、C1…自車両、G,GI…画像データ、M…ルームミラー、P,PA1,PA2,PB1,PB2,PC1,PC2…車体を構成するピラー、PR1…表示領域としての投影領域、PR2…非表示領域としての非投影領域、RS…車体を構成する後部座席。

Claims (4)

  1. 車両に取り付けられた撮影装置を用いて、車体によって生じる死角領域を撮影し、該死角領域に相当する画像を車体を構成するピラーの内側面及び後部座席の少なくとも一つに表示する運転支援方法において、
    ドライバーの位置を検出し、該ドライバーの位置に基づき、車体によって遮られるドライバーの死角領域を算出し、前記撮影装置から取得した画像データを用いて、前記算出された死角領域に相当する死角表示画像を生成するとともに、
    前記車両の座席に乗員が着座しているか否かを検出し、前記死角表示画像のうち、前記乗員の着座位置と重複する領域を非表示領域とすることを特徴とする運転支援方法。
  2. 車両に取り付けられた撮影装置を用いて、車体によって生じるドライバーの死角に相当する領域を撮影し、撮影した画像を表示装置により車体を構成するピラーの内側面及び後部座席の少なくとも一つに表示する運転支援装置において、
    ドライバーの位置を検出するドライバー位置検出手段と、
    前記ドライバーの位置に基づき、車体により生じる死角領域を算出する死角領域演算手段と、
    前記撮影装置から取得した画像データを用いて、前記算出された死角領域に相当する死角表示画像を生成する画像合成手段と、
    前記車両の座席に乗員が着座しているか否かを検出する着座検出手段と、
    前記死角表示画像のうち、前記乗員の着座位置を含む所定領域を非表示領域とする表示領域設定手段と、
    前記非表示領域を除いて前記死角表示画像を表示する画像出力手段と
    を備えたことを特徴とする運転支援装置。
  3. 請求項2に記載の運転支援装置において、
    前記死角領域演算手段は、前記ドライバーの位置に基づき、前記ピラー及び後部座席の少なくとも一つによって遮られる前記死角領域を算出することを特徴とする運転支援装置。
  4. 請求項3に記載の運転支援装置において、
    前記ドライバーの視線を検出する視線検出手段をさらに備え、
    前記死角領域演算手段は、前記視線検出手段により前記ドライバーの視線方向が、車両後方又は後側方を映すルームミラーの方向であると判断した際に、前記ピラー及び後部座席のうち、前記ルームミラーに映る領域を前記ドライバーの死角領域とすることを特徴とする運転支援装置。
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