JP5117003B2 - 運転支援装置 - Google Patents

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Description

この発明は、車両の運転支援装置に関するものである。
車両には、一般に、安全確認のため車両の後側方を視認するサイドミラー(例えば、ドアミラーなど)が設けられている。
また、最近では、カメラで車両の後側方を撮影し車内のモニタに表示するモニタシステム(例えば、特許文献1、特許文献2参照)が実用化されている。
特開平9−71198号公報 特開平11−5501号公報
前記モニタシステムにおいては、後側方の安全確認の利便性を向上させるために、従来のサイドミラーで視認できる領域に加えて、サイドミラーの視認範囲外の死角領域も一緒にモニタに表示させることが試みられている。この場合には、サイドミラーで視認可能な角度よりも例えば50度以上大きい画角を持つ広角レンズを備えたカメラを使用する必要がある。
ところで、サイドミラーで視認することができるのと同等の角度範囲の後側方をカメラで撮影しモニタに表示する場合には、モニタに映る後側方に存在する車両の像とサイドミラーに映る前記車両の像とがほぼ同じ大きさになるので違和感がないが、前記広角レンズを備えたカメラで撮影した後側方の広角映像を5〜8インチのモニタにそのまま表示すると、運転者には、モニタに映る後側方の車両の像がサイドミラーに映る前記車両の像よりも小さく見え、モニタを見た運転者は前記車両が実際よりも遠くに存在するように感じる。
また、サイドミラーに映る後側方の車両の像に比較してモニタに映る前記車両の像の方が小さく見えるため、サイドミラーとモニタを併用したときに運転者は違和感を覚え、後側方の車両に対し正確な距離感がつかみにくくなる。
そこで、この発明は、サイドミラーとモニタを併用したときにも違和感を感じることのない運転支援装置を提供するものである。
この発明に係る運転支援装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項1に係る発明は、車両に設けられ該車両の後側方領域(例えば、後述する実施例における後側方領域Z1)および該後側方領域に隣接するサイドミラー(例えば、後述する実施例における左ドアミラー16L)の視認範囲外の死角領域(例えば、後述する実施例における死角領域Z2)を撮影可能な撮影手段(例えば、後述する実施例における外界カメラ13)と、該撮影手段が撮影した映像を車両の運転者に視認可能に表示する表示手段(例えば、後述する実施例におけるモニタ15)と、を備える運転支援装置(例えば、後述する実施例における運転支援装置10)において、前記表示手段は、前記撮影手段が撮影した映像のうち前記サイドミラーの視野範囲に対応する第1の所定領域(例えば、後述する実施例における後側方領域Z1)と前記サイドミラーの前記死角領域に対応する第2の所定領域(例えば、後述する実施例における死角領域Z2)との境界を境として、前記第1の所定領域を拡大して表示し前記第2の所定領域を車幅方向に圧縮して表示するものであり、前記第1の所定領域の拡大率を前記表示手段に表示される前記第1の所定領域の物体(例えば、後述する実施例における第1の他車両Vo1)の像の大きさと、前記サイドミラーで運転者に目視される前記物体の像の大きさが、略同一となるように設定することを特徴とする。
このように構成することにより、前記第1の所定領域に存在する物体を、表示手段において大きく表示させることができる。しかも、前記第1の所定領域に存在する物体が、サイドミラーと表示手段に略同一の大きさの像に映るので、運転者はサイドミラーと表示手段とを見たときに違和感を感じることがなく、前記物体に対する距離感もほぼ一致する。したがって、後側方の安全確認をより確実に行うことができる。
また、第2の所定領域を車幅方向に圧縮して表示するので、サイドミラーの死角領域の映像を失わせずに表示手段に表示することができる。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1の所定領域の拡大率を徐々に変更することを特徴とする。
このように構成することにより、表示手段に拡大して表示される第1の所定領域の映像を、第1の所定領域以外の映像にスムーズにつなげることができる。
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の発明において、前記拡大率を前記第2の所定領域から遠ざかるほど大きくすることを特徴とする。
このように構成することにより、表示手段に拡大して表示される第1の所定領域の映像を、第2の所定領域の映像にスムーズにつなげることができる。
請求項に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明において、前記第2の所定領域の圧縮率を前記第1の所定領域に接近するほど徐々に小さくすることを特徴とする。
このように構成することにより、表示手段に表示される第2の所定領域と第1の所定領域の映像をスムーズに接続することができる。
請求項に係る発明は、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の発明において、前記撮影手段は自車両の車体の一部を含む領域(例えば、後述する実施例における自車体領域Z3)を撮影可能であり、該車体の一部を含む領域の映像を前記第1の所定領域よりも車幅方向に圧縮して表示することを特徴とする。
このように構成することにより、自車両の車体の一部を含む領域の映像を失わせずに表示手段に表示することができる。
請求項1に係る発明によれば、前記第1の所定領域に存在する物体を、表示手段において大きく表示させることができるので、運転者は前記物体を表示手段を通して確実に視認することができる。しかも、運転者はサイドミラーと表示手段とを見たときに違和感を感じることがなく、前記物体に対する距離感もほぼ一致するので、第1の所定領域の安全確認をより確実に行うことができる。また、第2の所定領域の映像を失わせずに表示手段に表示することができるので、運転者はサイドミラーの死角領域に存在する物体を表示手段を通して確実に視認することができる。
請求項2に係る発明によれば、表示手段に拡大して表示される第1の所定領域の映像を、第1の所定領域以外の映像にスムーズにつなげることができるので、運転者に違和感を感じさせることがない。
請求項3に係る発明によれば、表示手段に拡大して表示される第1の所定領域の映像を、第2の所定領域の映像にスムーズにつなげることができるので、運転者に違和感を感じさせることがない。
請求項4に係る発明によれば、表示手段に表示される第2の所定領域と第1の所定領域の映像をスムーズに接続することができるので、運転者に違和感を感じさせることがない。
請求項に係る発明によれば、運転者は自車両の車体の一部を表示手段を通して視認することができるので、表示手段に映る物体と自車両との相対位置関係を把握することができる。
以下、この発明に係る運転支援装置の実施例を図1から図8の図面を参照して説明する。
この実施例における運転支援装置10は、例えば図1および図2に示すように、ナビゲーション装置11と、外界カメラ(撮影手段)13と、モニタ(表示手段)15と、ドアミラー(サイドミラー)16と、画像処理装置17と、表示切替装置18とを備えて構成されている。
ナビゲーション装置11は、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのGPS(Global Positioning System)信号等の測位信号あるいは車両状態量を検出する車両状態量センサ(例えば、自車両の加速度を検出する加速度センサ、操舵角を検出する舵角センサ19等)の各検出結果に基づいて自車両の現在位置および進行方向を検知し、この検知結果に基づき、地図データ記憶装置に格納された地図データに対してマップマッチングを行い、表示画面上での自車両の現在位置の表示位置を制御すると共に、検出された自車両の現在位置あるいは各種スイッチやキーボード等を介して操作者により入力された適宜の車両位置に対して、表示画面上での地図表示を制御する。
また、ナビゲーション装置11に具備される地図データ記憶装置は、ナビゲーション装置11の表示画面上に地図を表示するための地図表示用のデータおよび自車両の現在位置に基づくマップマッチングの処理に必要とされる道路座標データに加えて、経路探索や経路誘導等の処理に必要とされるデータ、例えば交差点等の所定位置の緯度および経度からなる点であるノードと、各ノード間を結ぶ線であるリンクとの各データを地図データとして備えており、さらに、ノードおよびリンクには、例えば交差点の位置を示す緯度および経度と、信号機の有無や複数の道路の交差角度や形状等の交差点情報と、道路種別(例えば、国道、県道、市道等)、道路幅員情報(例えば、幅員データ等)、道路構造情報(例えば、車線数、分岐、合流等)等の各種の情報が付加されている。
そして、ナビゲーション装置11はナビゲーション画像データを表示切替装置18へ出力する。
外界カメラ13は、例えば可視光領域や赤外線領域にて撮像可能なCCDカメラやCMOSカメラ等からなり、例えば左右のドアミラー16の少なくとも一方、例えば運転席から離れた側のドアミラー16(例えば、左ドアミラー16L)の下部に配置されている。以下、外界カメラ13を左ドアミラー16Lの下部に配置した例で説明する。この外界カメラ13は広角レンズを備え、自車両の左側方から後方にかけての所定の広角領域(例えば、視野角82°等)の外界を撮影し、撮影により得た映像に対して、例えばフィルタリングや二値化処理等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像データを生成し、画像処理装置17へ出力する。
画像処理装置17は、外界カメラ13から入力した画像データに対して拡大および圧縮処理を行い、画像処理後の画像データを表示切替装置18へ出力する。画像処理装置17による画像処理については後で詳述する。
モニタ15は、例えばナビゲーション装置11に具備される例えば5〜8インチの液晶表示装置で構成されていて、運転者によって視認可能な位置(例えば、インストルメントパネルの車幅方向略中央)に設けられている。
表示切替装置18は、モニタ15に、ナビゲーション装置11から入力したナビゲーション画像を表示するか、画像処理装置17から入力した外界映像(後側方映像)を表示するかを切り替える。例えば、後側方の映像が必要な状況か否かを判断し、必要なしと判断されたときはモニタ15にナビゲーション画像を表示し、必要ありと判断されたときにはナビゲーション画像から後側方映像に切り替える。
例えば運転者によるウィンカースイッチ14の操作あるいは運転者のウィンカースイッチ14への接触等を、ウィンカースイッチ14あるいはウィンカースイッチ14の表面に設けられたタッチセンサ等により検出した場合に、あるいは舵角センサ19により所定値以上の操舵角を検出した場合に、運転者が車線変更や右左折を実行する意志を有していると予測し、あるいは、実際に自車両が車線変更や右左折を実行中であると検知し、後側方の映像が必要な状況であると判断して、モニタ15に後側方映像を表示する。
あるいは、例えば、ナビゲーション装置11に具備される地図データ記憶装置に記憶されている地図データに基づき自車両の進路を推定または設定して経路誘導しているときに、この進路において車線変更や右左折または分流または合流が必要である場合には、後側方の映像が必要な状況であると判断して、モニタ15に後側方映像を表示してもよい。
また、乗員が図示しない選択スイッチを操作することによりモニタ15に表示される画像を手動で切り替えるようにしてもよい。
一例として、ウィンカースイッチあるいはタッチセンサのON/OFFに基づく画像切り替え処理を図8のフローチャートに従って説明する。
ステップS101においてウィンカースイッチがON、あるいは、タッチセンサがONしたか否かを判定する。
ステップS101における判定結果が「YES」(ON)である場合は、ステップS102に進み、モニタ15に外界映像(後側方映像)を表示し、ステップS103に進む。
ステップS103においてウィンカースイッチがOFF、あるいは、タッチセンサがOFFしたか否かを判定し、判定結果が「NO」(ON)である場合は、ステップS102に戻って、外界映像(後側方映像)の表示を継続する。
ステップS103における判定結果が「YES」(OFF)である場合は、ステップS104に進み、ウィンカースイッチあるいはタッチセンサがOFFしてから一定時間が経過したか否かを判定し、判定結果が「NO」(未経過)である場合はステップS102に戻って、外界映像(後側方映像)の表示を継続する。
ステップS104における判定結果が「YES」(経過)である場合は、ステップS105に進み、モニタ15にナビゲーション画面を表示する。
また、ステップS101における判定結果が「NO」(OFF)である場合も、ステップS105に進んでナビゲーション画面を表示する。
ドアミラー16は、例えば非球面ミラーであって、鏡の中心部から外周部に向かい曲率が連続的に変化するように形成され、例えば単一球面ミラーに比べて視野角が1.4〜1.7倍等に増大させられている。
なお、運転席側のドアミラー16(例えば、右ドアミラー16R)は、前方を向く運転者の首振り角が、例えば5°程度で視認可能となるように配置され、運転席から離れた側のドアミラー16(例えば、左ドアミラー16L)は、前方を向く運転者の首振り角が、例えば30°程度で視認可能となるように配置されている。
ドアミラー16による視認範囲は、自車線に隣接する隣車線に対する後側方(以下、「自車両の後側方」という)の領域を視認可能に設定されている。
例えば図3に示すように、運転席側のドアミラー16(例えば、右ドアミラー16R)による視認範囲は、運転者の所定アイポイントに応じて、例えば視野角で34°等とされ、このうち、自車車体の映り込みが、例えば1〜2°程度となるように設定されている。
また、運転席から離れた側のドアミラー16(例えば、左ドアミラー16L)による視認範囲は、運転者の所定アイポイントに応じて例えば視野角で27°等とされ、このうち、自車車体の映り込みが、例えば1〜2°程度となるように設定されている。
さらに、例えば運転席から離れた側のドアミラー16(例えば、左ドアミラー16L)に設けられた外界カメラ13の検出対象領域は、左ドアミラー16Lの視認範囲である自車両の後側方領域Z1と、この後側方領域Z1に隣接する左ドアミラー16Lの視認範囲外の領域、すなわち死角領域Z2が含まれるようになっていて、例えば視野角で82°等とされている。また、外界カメラ13の検出対象領域のうち、自車車体との重複領域は、例えば視野角で1〜2°程度となるように設定されている。
なお、例えば図3において、自車両の前側方の所定視認範囲αは、運転者の所定アイポイントに応じて、運転者の視線の対象位置がモニタ15あるいはドアミラー16である場合に、周辺視によって認識可能となる範囲である。
前述した画像処理装置17による画像処理を説明する。
図4は左ドアミラー16Lに映った像S1を示し、図5(A)はそのとき同時に外界カメラ13で撮影された生の画像データをモニタ15に表示した場合の映像、すなわち画像処理装置17による画像処理を実行しないでモニタ15に表示した場合の映像(以下、「画像処理前のモニタ映像」と略す)S2を示している。
左ドアミラー16Lの像S1と画像処理前のモニタ映像S2とを比較すると、自車両Vmの車体の一部と、自車線の隣車線を走行する後側方領域Z1の第1の他車両Vo1はいずれの像S1,S2にも映っているが、外界カメラ13は広角レンズを通して撮影するため、画像処理前のモニタ映像S2に映る第1の他車両Vo1の像は左ドアミラー16Lに映るそれよりも極めて小さい。また、左ドアミラー16Lの死角領域Z2を走行する第2の他車両Vo2は画像処理前のモニタ映像S2にだけ映る。
このように、後側方領域Z1に存在する同じ第1の他車両Vo1であるにも関わらず、左ドアミラー16Lには大きく映り、モニタ15には小さく映ると、運転者は違和感を感じるだけでなく、モニタ15を見た運転者は第1の他車両Vo1が実際よりも遠くに存在するように感じられるため、第1の他車両Vo1に対する距離感を正確につかみにくくなる。
そこで、この運転支援装置10では、カメラ13で撮影された映像の中で距離感が重要となる所定領域(この実施例では後側方領域Z1)の映像については左ドアミラー16Lに映る像とほぼ同等の大きさに拡大する画像処理を行い、距離感が余り重要でない領域(この実施例では死角領域Z2)の映像については圧縮する画像処理を行い、画像処理後の画像データを表示切替装置18に表示する。
以下、画像処理装置17における画像処理を具体的に説明する。
まず、モニタ15の表示領域を、車幅方向に複数に分割する。この実施例では、図5に示すように、表示領域を車幅方向に一定幅で等分割し、例えば10個の単位表示領域に分割する。画像処理前のモニタ映像S2では、左側から1〜5番目の単位表示領域は死角領域Z2の画像データであり、6〜9番目の単位表示領域は後側方領域Z1の画像データであり、10番目の単位表示領域は自車両の車体の一部を映す領域(以下、自車体領域という)Z3の画像データである。
画像処理前のモニタ映像S2では、図5(B)に示すように、総ての単位表示領域において画角は一定である。これを、画像処理装置17によって画角を変更する画像処理を行う。
詳述すると、カメラ13から入力される画像データのうち後側方領域Z1の画像データについては、単位表示領域当たりの画角を小さくしてモニタ15に拡大表示可能にし、モニタ15の表示上における拡大率を、死角領域Z2の画像から遠ざかるほど徐々に大きくなるように、且つ、図6(A)に示すようにモニタ15に映る第1の他車両Vo1の像の大きさが、左ドアミラー16Lで運転者に目視される第1の他車両Vo1の像と略同一となるように設定する。
カメラ13から入力される画像データのうち死角領域Z2の画像データについては、単位表示領域当たりの画角を大きくして車幅方向に圧縮してモニタ15に表示可能にし、モニタ15の表示上における圧縮率を、後側方領域Z1の画像に接近するほど徐々に小さくなるように、設定する。これにより、死角領域Z2の画像データを失うことなく運転者に死角領域に第2の他車両Vo2が存在することを認識させるようモニタ15に表示することができ、且つ、モニタ15に表示したときに後側方領域Z1の映像にスムーズに接続することができる。
また、カメラ13から入力される画像データのうち自車体領域Z3の画像データについては、単位表示領域当たりの画角を、前述の如く画角を小さくした後側方領域Z1よりも大きく設定し、モニタ15において後側方領域Z1の映像よりも車幅方向に圧縮して表示されるように設定する。これにより、自車体領域の画像データを失わせずにモニタ15に映すことができる。
基本的には上述のように単位表示領域当たりの画角を変更するのであるが、さらに、画角変更後の画像データをモニタ15で表示したときに総ての像がスムーズに連続するように、図6(B)に示すように、画角を徐々に連続して変化させるようにする。外界カメラ13の検出対象領域と画角との関係を図7に示す。
このように画像処理された画像データをモニタ15に表示したときの映像(以下、画像処理後のモニタ映像という)S3を図6(A)に示す。画像処理後のモニタ映像S3では、10分割された表示領域において左側から1〜3番目の単位表示領域が死角領域Z2の画像データとなり、4〜9番目の単位表示領域が後側方領域Z1の画像データとなり、10番目の単位表示領域が自車体領域Z3の画像データとなる。
画像処理後のモニタ映像S3には、後側方領域Z1に存在する第1の他車両Vo1が、左ドアミラー16Lに映っている第1の他車両Vo1の像とほぼ同じ大きさに映る。したがって、運転者は左ドアミラー16Lとモニタ15とを見たときに違和感がなく、左ドアミラー16Lとモニタ15のいずれで視認しても第1の他車両Vo1に対する距離感がほぼ一致する。
また、画像処理後のモニタ映像S3では、第2の他車両Vo2がモニタ15の左隅にかなり圧縮して映るが、それでも運転者は左ドアミラー16Lの死角に存在する第2の他車両Vo2を視認することができる。
また、画像処理後のモニタ映像S3では、若干圧縮されるものの自車両Vmの車体の一部がモニタ15の右隅に映っているので、運転者は自車両Vmと第1の他車両Vo1あるいは第2の他車両Vo2との相対位置関係を把握することができる。
以上説明するように、この実施例の運転支援装置10によれば、後側方領域Z1に存在する他車両等の物体を拡大してモニタ15に表示することができるので、モニタ15を通して該物体を確実に視認することができる。
また、後側方領域Z1に存在する他車両等の物体が、左ドアミラー16Lとモニタ15にほぼ同じ大きさの像に映るので、運転者は左ドアミラー16Lとモニタ15とを見たときに違和感を感じることがなく、左ドアミラー16Lとモニタ15のいずれで視認しても前記物体に対する距離感がほぼ一致する。したがって、後側方の安全確認をより確実に行うことができる。
また、運転者はドアミラー16Lの死角領域Z2に存在する物体をモニタ15を通して視認することができるので、ドアミラー16Lの死角となる部分の安全確認を確実に行うことができる。
また、運転者は自車両の車体の一部をモニタ15を通して視認することができるので、モニタ15に映る物体と自車両との相対位置関係を把握することができる。
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、表示手段は、ナビゲーション装置のモニタに限るものではなく、各種走行状態量を表示する計器類と一体化または計器類の近傍に配置される表示装置や、フロントウィンドウにおいて運転者の前方視界を妨げない位置に各種情報を表示するHUD(Head Up Display)等で構成することができる。
また、前述した実施例においては表示手段の表示領域を10等分し、死角領域の映像が表示される表示領域と、後側方領域(所定領域)の映像が表示される表示領域と、自車体領域の映像が表示される表示領域の比を3対6対1としたが、表示領域の分割数は10に限るものではないし、前記表示領域の比も3対6対1に限るものでもなく、適宜の分割数や比に設定可能である。
また、表示領域の拡大、圧縮処理をカメラで撮影した画像が所望の映像となるよう多項式で近似した関数を用いて演算処理を行うようにしてもよい。
この発明に係る運転支援装置の一実施例における構成図である。 前記実施例における運転支援装置のブロック図である。 実施例の運転支援装置におけるドアミラーの視認範囲および外界センサの検出対象領域の一例を示す図である。 実施例の運転支援装置における左ドアミラーに映った像を示す図である。 実施例の運転支援装置における比較例を示すモニタ映像(画像処理前のモニタ映像)の図である。 実施例の運転支援装置における画像処理後のモニタ映像を示す図である。 実施例の運転支援装置における外界カメラの検出対象領域と画角との関係を示す図である。 実施例の運転支援装置における画像切り替え処理を示すフローチャートである。
符号の説明
13 外界カメラ(撮影手段)
16,16L ドアミラー(サイドミラー)
Z1 後側方領域
Z2 死角領域
Z3 自車体領域(自車両の車体の一部を含む領域)

Claims (5)

  1. 車両に設けられ該車両の後側方領域および該後側方領域に隣接するサイドミラーの視認範囲外の死角領域を撮影可能な撮影手段と、
    該撮影手段が撮影した映像を車両の運転者に視認可能に表示する表示手段と、
    を備える運転支援装置において、
    前記表示手段は、前記撮影手段が撮影した映像のうち前記サイドミラーの視野範囲に対応する第1の所定領域と前記サイドミラーの前記死角領域に対応する第2の所定領域との境界を境として、前記第1の所定領域を拡大して表示し前記第2の所定領域を車幅方向に圧縮して表示するものであり、前記第1の所定領域の拡大率を前記表示手段に表示される前記第1の所定領域の物体の像の大きさと、前記サイドミラーで運転者に目視される前記物体の像の大きさが、略同一となるように設定することを特徴とする運転支援装置。
  2. 前記第1の所定領域の拡大率を徐々に変更することを特徴とする請求項1に記載の運転支援装置。
  3. 前記拡大率を前記第2の所定領域から遠ざかるほど大きくすることを特徴とする請求項2に記載の運転支援装置。
  4. 前記第2の所定領域の圧縮率を前記第1の所定領域に接近するほど徐々に小さくすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の運転支援装置。
  5. 前記撮影手段は自車両の車体の一部を含む領域を撮影可能であり、該車体の一部を含む領域の映像を前記第1の所定領域よりも車幅方向に圧縮して表示することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の運転支援装置。
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