JP5220797B2 - 車両の運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両を運転する運転者に対して、画像情報に基づく支援を行う車両の運転支援装置に関する。

従来から、自動車などの車両にビデオカメラなどの撮像装置を装着し、車両の内外の画像を撮像して、車両の運転者に対する支援を行う提案がなされている。たとえば、大形の車両では、運転者の死角となる部分の画像を撮像し、特に後退時の車両の後方の画像を撮像して不慮の事故を防止しようとしている。

特許文献１には、車両の前方にレーダを設け、車両の進行方向前方の道路上での障害物を検知し、衝突を回避するための警報を発生する先行技術が開示されている。車両の前方に撮像装置を設置すれば、レーダの代わりに進行方向前方の画像を撮像し、画像処理によっても同等の障害物回避が可能であると期待される。また、特許文献２には、車両の周囲に存在する物体などを、赤外線センサなどのような周辺物体感知センサで感知し、予測される車両の進行軌跡との関係をディスプレイに表示する先行技術が開示されている。この先行技術の周辺物体感知センサを撮像装置に置換えて、画像で周辺物体を認識することも考えられる。

従来の車載用撮像装置は、たとえば車両の後方を撮像するビデオカメラのように、特定の範囲の画像を撮像するようにしている。車両の進行方向前方の障害物を検知するために撮像装置を用いる場合や、車両の周囲の障害物を感知するために撮像装置を用いる場合も、撮像装置の撮像範囲は固定されることが前提となる。

特開平５−１０１２９９号公報 特開平１０−１８５５９１号公報

前述のように、従来から、車両にビデオカメラなどの撮像装置を取付けることは行われていても、取付けられる撮像装置の撮像する画像は、固定された撮像方向の画像である。撮像する画像が固定されているので、車両の運転状況によっては撮像装置を使用しない時間が多くなる。たとえば、車両の後方の画像を撮像する撮像装置は、車両が停止しているときや後退しているときの運転者の死角を解消するために用いられるけれども、他の運転状況では休止することになる。しかしながら、車両には運転者の死角となる部分が多くあり、車両の運転状況に応じて、他の方向の画像を撮像することについての必要性が生じる。画像を撮像する方向が固定されていると、種々の運転状況に応じて異なる画像を撮像するために、多くの撮像装置を車両に搭載する必要が生じる。また、撮像装置が正確に所望の画像を撮像することができるように、撮像装置を車両に取付ける際には、画像の撮像方向を正確に調整し、かつ調整した方向が走行中にずれないように、強固に車両に固定する必要がある。しかも、撮像装置を一旦車両に固定しても、運転を繰返すうちに、撮像方向を変更して、より有用な画像が得られるように調整する必要も生じる。

本発明の目的は、多くの撮像装置を車両に搭載しないでも、画像情報に基づく運転者の支援を効率的に行うことができる車両の運転支援装置を提供することである。

本発明（１）は、車両に設けられたカメラからの画像を表示する車両の運転支援装置であって、
表示手段に表示されるカメラからの画像のカメラアングルを調整可能な調整手段と、
車両の変速機構の状態を検知する検知手段と、
前記変速機構の状態が後退の場合は、予め設定された後退に適したカメラアングルの画像とともに、駐車支援のための線を表示し、当該駐車支援のための線が白線からはみ出すようなときには、警報を発するように制御し、
前記変速機構の状態が後退以外の場合は、前記変速機構の状態が後退の場合に表示される画像を撮像するカメラから得られる画像で、前記後退に適したカメラアングルとは異なるカメラアングルの画像を表示するとともに、当該画像に基づいて後方車両の接近を把握し、当該後方車両の急激な接近を検出したときには警告するように制御する表示制御手段とを備えることを特徴とする車両の運転支援装置である。

本発明（１）によれば、調整手段は、表示手段に表示される、車両に設けられたカメラからの画像のカメラアングルを調整可能であり、検知手段は、車両の変速機構の状態を検知することができる。表示制御手段は、検知手段によって検出された車両の変速機構の状態が後退の場合は、予め設定された後退に適したカメラアングルの画像とともに、駐車支援のための線を表示し、当該駐車支援のための線が白線からはみ出すようなときには、警報を発するように制御し、前記変速機構の状態が後退以外の場合は、前記変速機構の状態が後退の場合に表示される画像を撮像するカメラから得られる画像で、前記後退に適したカメラアングルとは異なるカメラアングルの画像を表示するとともに、当該画像に基づいて後方車両の接近を把握し、当該後方車両の急激な接近を検出したときには警告するように制御する。

このように、車両の運転者は、車両の変速機構の状態に応じて予め視野角が設定されているカメラによって撮像された画像に基づいて、車両の運転を安全かつ容易に行うことができる。

本発明の実施の第１形態としての駐車アシストシステムの概略的な構成を示すブロック図である。 図１の駐車アシストシステムで車両１が後進しながら駐車場２の白線３で示される駐車スペースに進入しようとしている状態を示す図である。 図１の駐車アシストシステムで情報ディスプレイ４に表示される画像の例を示す図である。 図１の駐車アシストシステムでの駐車アシストＥＣＵ６の画像処理手順を示すフローチャートである。 図１のカメラユニット１０の形状を示す斜視図である。 図５のカメラユニット１０の分解斜視図である。 図６の方向変化機構２０の構成を示す簡略化した斜視図である。 図５のカメラユニット１０の撮像方向を変化させるための概略的な電気的構成を示すブロック図である。 図８のカメラ制御部３０に接続する操作部３１の概略的な形状を示す斜視図である。 図６に示すケーシング１１の上部１８についての正面図および平面図である。 図１０（ｂ）の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図である。 本発明の実施の第２形態のカメラユニット４０の概略的な構成を示す斜視図である。 図１２のブラケット４１の底面の形状を示す平面図である。 本発明の実施の第３形態としてのカメラユニット５０の概略的な形状を示す斜視図である。 図１４の実施形態でカメラユニット５０が撮像する方向を制御するための概略的な電気的構成を示すブロック図である。 図１の駐車アシストＥＣＵ６の概略的な電気的構成を示すブロック図である。 図１の実施形態の駐車アシストシステムで後方正面映像を撮像し、車庫入れを支援する状態を示す平面図である。 本発明の実施の第４形態として、図１の駐車アシストシステムの機能を拡張し、縦列駐車にも対応させる状態を示す平面図である。 本発明の実施の第５形態として、ステアリング１ａの操作を検出する外付けのステアリング角センサ９０の概略的な構成を示すブロック図である。 図１９の実施形態で、回転軸７ａに貼付けられる反射物９１の表面と光学式検出器９２との間にクリアランスｄを確保する状態を示す簡略化した斜視図および側面図である。

本発明の実施の第６形態として、ステアリング１ａの操作を検出する外付のステアリング角センサ１００の概略的な構成を示す簡略化した斜視図である。 本発明の実施の第７形態として、ステアリング角検出のための構成を示す簡略化した斜視図である。 本発明の実施の第８形態として、電磁的に回転軸７ａの角変位を検出する外付けのステアリング角センサ１１０の概略的な構成を示す簡略化した斜視図である。 本発明の実施の第９形態として、回転軸７ａの角変位を周囲に伝達して検出する外付けのステアリング角センサ１２０ａ，１２０ｂの概略的な構成を示す簡略化した斜視図である。 本発明の実施の第１０形態としての駐車アシストシステムの概略的な動作手順を示す図である。 本発明の実施の第１１形態としての自動駐車システムの概略的な構成を示すブロック図である。 図２６の駐車アシストＥＣＵ１４０の制御手順を示すフローチャートである。 図２７のステップｂ６でサブルーチンとして行う重なり処理の概略的な手順を示すフローチャートである。 図２７のステップｂ８でのステアリング制御量θT を演算する処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の第１２形態としての自動駐車システムの概略的な動作を示す平面図である。 本発明の実施の第１３形態として、車両１の種々の位置にカメラユニット１０，５０を配置し、運転支援を行う状態を示す平面図である。 図３１の駐車アシスト用のカメラユニット１０で屋根の上の荷物を監視している画像を示す図である。 図３１の（２）に示す視野による前側方の出会い頭事故防止用の画像を示す図である。

図１は、本発明の実施の第１形態としての駐車アシストシステムの概略的な構成を示す。本実施形態の駐車アシストシステムは、車両１の運転者が、ステアリング１ａやシフトレバー１ｂを操作して、駐車場２で適切な位置に駐車することができるような支援を行う。駐車場２には、車両１の駐車用のスペースを、たとえば白線３などによって表示している。本実施形態の駐車アシストシステムでは、車両１が後進で駐車場２の所定の駐車スペースに駐車しようとするときに、情報ディスプレイ４に車両１の後方画像を表示し、また進行予測曲線５を合せて表示して運転者に対する支援を行う。情報ディスプレイ４に表示する画像は、車両１に搭載される電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と略称することがある）の１つとしての駐車アシストＥＣＵ６によって作成される。

駐車アシストＥＣＵ６は、車両１の運転者のステアリング操作を、ステアリングの角変位量を検出するステアリング角センサ７の出力として入力し、車両１が後進することは変速機のシフトレバーの位置を検出するシフト位置センサ８からの出力として入力する。シフト位置センサ８は、シフトレバーが後進用のＲポジションに操作されると、バックランプを点灯させるスイッチ（以下、「ＳＷ」と略称することがある）であるバックランプＳＷをＯＮにする信号を出力する。駐車アシストＥＣＵ６は、ステアリング角センサ７およびシフト位置センサ８からの出力に基づいて予測する進行予測曲線５が、白線３からはみ出すようなときには、スピーカ９を介して警報を発し、運転者の注意を促す。車両１の後方の駐車場２の画像は、カメラユニット１０によって撮像される。カメラユニット１０は、視野１０ａが駐車場２を向くように、車両１の後部上方に装着される。

図２は、図１の駐車アシストシステムで車両１が後進しながら駐車場２の白線３で示される駐車スペースに進入しようとしている状態を示す。車両１の後部に取付けられているカメラユニット１０は視野１０ａ内の画像を撮像する。この視野１０ａは、車両１の運転者にとっては、死角となる部分を多く含む。駐車アシストＥＣＵ６は、カメラユニット１０からのＮＴＳＣ方式の映像信号と、ステアリング角センサ７からのステアリング角の操作に対応するパルスと、シフト位置センサ８からのバックランプＳＷ信号とに応答し、情報ディスプレイ４に対して車両１の進行予測曲線５の表示と、クリアランスガイドとを行う。なお、カメラユニット１０の撮像方向や撮像倍率が可変する構成の場合は、カメラユニット１０の撮像方向（カメラユニット１０の角度を検出する角度センサ出力）およびカメラユニット１０の撮像倍率（カメラユニット１０のレンズ位置を検出するセンサ出力）も進行予測曲線５の表示のデータに用いられる。クリアランスガイドは、車両１の進行予測曲線に従って駐車するときに予想される駐車位置を表示し、白線３の画像との間にどの程度のクリアランスが生じるかを情報ディスプレイ４で確認可能にする。

情報ディスプレイ４に、駐車場２をカメラユニット１０で撮像した実像と、ステアリング角センサ７が検出するステアリング角に応じた進行予測曲線５とを重ねて表示することによって、後進時のステアリング操作角や操作量、これらに伴う効果を判りやすく運転者に知らせて、より安全な運転が可能となるように支援することができる。進行予測曲線５は、線で表示することもできるけれども、実際の車両１の大きさに対応する範囲を塗り潰して進行予測曲線５として表示するようにすれば、視覚的に判りやすい表現で表示することができる。特に、図２に示すように、塗り潰しを半透明な状態で行えば、進行予測曲線５の範囲内に含まれる障害物の実像なども表示されて、安全性をさらに高めることができる。

情報ディスプレイ４は、運転者が見やすい位置に配置する。情報ディスプレイ４としては、たとえば液晶表示装置（ＬＣＤ）などを用いることが好ましい。また画面の大きさはできるだけ大きい方が好ましい。しかしながら、運転席の近くのスペースには限りがあり、大きな画面の情報ディスプレイ４を、駐車アシストシステムに専用に使用することは効率が悪い。そこで、普段はルームミラ代わりに使用し、後進時に駐車アシスト表示を行うことで、運転者の意図に応じた安全運転の支援が可能となる。ナビゲーションシステムでの地図表示や、テレビジョン放送受信の映像表示などに情報ディスプレイ４を用いることもできる。

図３は、図１の駐車アシストシステムで情報ディスプレイ４に表示される画像の例を示す。図３の（１）に示すように、運転者がシフトレバー１ｂを操作して、後進用のＲポジションに移行させると、バックランプを点灯するためにバックランプＳＷがＯＮとなる。シフト位置センサ８は、バックランプＳＷをＯＮにする信号を検出し、カメラユニット１０の電源を投入して、撮像を開始させる。（２）で、運転者がステアリング１ａを操作すると、ステアリング角センサ７がステアリング角を検出し、ステアリング角の変化に対応するパルス信号が駐車アシストＥＣＵ６に入力される。駐車アシストＥＣＵ６は、たとえば（３）に示すような進行予測曲線５を情報ディスプレイ４の表示画面上に表示する。（３）に示す状態では、進行予測曲線５が駐車スペースから外れ、車両１が隣接する駐車スペースに駐車中の車両と衝突する恐れが示される。このように、後進後の車両１の予測車両位置が表示されるので、ステアリング操作の方向や操作量を判りやすく表現して、運転の支援を行うことができる。

（３）に示す進行予測曲線５の表示を見てこのままではうまく駐車スペースに入りそうにないと判断する運転者がステアリング操作を行い、たとえば（４）に示すような進行予測曲線５の表示が得られると、車両１は駐車場２の白線３間の駐車スペースに進入することが可能であると判断される。車両１が後進し、駐車スペース内に進入していくとともに、カメラユニット１０が撮像する画像は変化する。（５）に示すように、画像としては白線３間の駐車位置を中心に表示していても、ステアリング角に基づく進行予測曲線５は、一方側の白線３から外れてしまう。このような表示で、進行方向が好ましくないことが判り、ステアリングを操作して、（６）に示すような進行予測曲線５が得られれば、その方向で後進して、車両１を所定の駐車スペースに正しく駐車することが可能となる。なお、駐車場２で駐車位置を示す車止め２ａなどが設けられていれば、その位置を画像処理で認識して、駐車位置を予測することもできる。

図４は、図１の駐車アシストシステムでの駐車アシストＥＣＵ６の画像処理手順を示す。ステップａ１から処理を開始し、ステップａ２ではシフト位置センサ８によって、車両１の変速機のシフトポジションがバックギア入力状態となっているか否かを判断する。バックランプＳＷがＯＮでバックギア入力状態のときには、後進用のバック時シフトポジション＝Ｒであり、ステップａ３でカメラユニット１０のカメラアングルを、視野１０ａが車両１の後進方向の下方を向くバックポジションとなるように調整する。なお、カメラユニット１０の視野角を調整するための構成については、後述する。次にステップａ４で、ステアリング角センサ７からステアリング角（θ）を取り込む。ステップａ５では、ステアリング角（θ）に対応する進行予測曲線を算出し、ステアリング角（θ）に対応する画像データ（θ）として取り込む。ステップａ６では、画像データ（θ）として取り込まれる画像データに対応する描画出力を行う。

ステップａ２で、バックランプＳＷがＯＦＦでシフトポジションがバックギア入力状態ではないときには、通常走行時でシフトポジション≠Ｒと判断される。このときステップａ７で、カメラユニット１０のカメラアングルを視野１０ａが後進方向の遠方を向く、通常時のノーマルポジションとなるように変更する。次にステップａ８では、ノーマル表示用の画像データを描画出力する。ステップａ６またはステップａ８が終了すると、ステップａ９でカメラユニット１０が撮像するカメラ画像に、進行予測曲線の画像データを重ね合せ、ディスプレイ出力として情報ディスプレイ４に対して出力し、ステップａ２に戻る。進行予測曲線の表示では、線として表示したり、あるいは塗り潰し、さらには半透明の塗り潰しなどとして表示することができる。また進行予測曲線とともに、たとえば図３の（５）や（６）に示される車止め２ａなどの画像を基に、予測駐車位置を算出し、進行予測曲線５とは区別して表示するようにすれば、より判りやすい運転支援を行うことができる。進行予測曲線と、予測駐車位置とは、たとえば色を変えたり、進行予測曲線の方は線で表示し、予測駐車位置の方は塗り潰して表示したりして、両方を合せて判りやすく表示することが好ましい。さらに、進行予測曲線が白線からはみ出したり、他の車両などの障害物に当るようなときには、スピーカ９などから警報を発生することが好ましい。音声合成などで、案内や警告を行うようにすることもできる。

図４のステップａ３に示すように、カメラアングルをバックポジションに設定する場合には、たとえばモータ２１を、基準位置から３秒間逆転させ、ステップａ７に示すようなカメラアングルノーマルポジションには、基準位置からモータ２１を１秒間正転させるようにして、視野１０ａの切換えを行う。また、視野角の調整時に、視野角が変化可能な限界の位置をバックポジションやノーマルポジションとして設定しておけば、移動方向に動かなくなるまで駆動し、視野角調整のための構成を簡略化することができる。このように、視野角の位置の検出を不要にすれば、低コスト化も図ることができる。また後進時には、カメラユニット１０の視野角を、操作部３１によってマニュアル操作を行うことができないようにして、マニュアル操作による画面角度調整で、運転支援を行う表示内容がずれてしまうのを防止することが好ましい。

ステップａ７のカメラアングルのノーマルポジションでは、たとえばステップａ３のカメラアングルバックポジションよりも車両１の後方の遠方に視野１０ａを向け、後方からの追突を防止するために後方監視を行うように調整することができる。カメラユニット１０が後方の画像を撮像し、画像中に含まれる後方車両などの表示位置や大きさによって、後方車両の接近の程度を把握し、追突防止を図ることができる。たとえば、予め表示位置および大きさと、後方車両との距離を簡易的に算出しておき、急激な接近を検出したときには警告して、追突によるむち打ち症などの発生防止に寄与させることができる。

図５は、図１のカメラユニット１０の形状を示す。カメラユニット１０は、防水性を有するケーシング１１内に、ビデオカメラ１２が収納される。ビデオカメラ１２の撮像用レンズ１３が存在する部分は、ケーシング１１に透明な窓１４が設けられている。ケーシング１１内で、ビデオカメラ１２は撮像方向を変化させることができる。ケーシング１１の底部には、吸着用の磁石１５が固定され、図１の車両１の車体の各部に磁力で吸着させて取付けることができる。カメラユニット１０からは、コード１６が引出され、動作用の電源の供給や、撮像方向の調整、および撮像した画像信号の伝送に使用される。コード１６を、車体の表面に添わせる部分には、マグネットクランプなどを設けて保持することもできる。ケーシング１１には、集音用のマイクロホン１７も設けられる。マイクロホン１７はステレオ方式であることが好ましい。方向性をもって音声を収集し、子供や自転車、あるいは他の自動車が接近することを、音としても検知可能にするからである。

図６は、図５のカメラユニット１０を分解した状態を示す。ケーシング１１は、上部１８と下部１９とに分解され、その間にビデオカメラ１２およびその撮像方向を変化させる方向変化機構２０を収納する。上部１８と下部１９とを組合わせた状態では、雨水などが内部に浸入しないように密封して、内部を防水状態に保つことができる。

図７は、図６の方向変化機構の構成を示す。ケーシング１１の下部１９にはモータ２１が取付けられる。モータ２１の出力軸は、ケーシング１１の底面にほぼ平行であり、ウォーム歯車２２が取付けられる。ウォーム歯車２２は下部１９の底面から立設される支軸２３に装着される平歯車２４にモータ２１の回転駆動力を伝達する。支軸２３には、平歯車２４ととともにウォーム歯車２５が装着されており、平歯車２４に伝達された回転駆動力は、ウォーム歯車２５を回転させる。ウォーム歯車２５は、ビデオカメラ１２の撮像方向を角変位させる角変位軸２６の一端に取付けられる平歯車２７に回転駆動力を伝達する。角変位軸２６は、ケーシング１１の下部１９の底面にほぼ平行であり、大略的に水平である。平歯車２７が、モータ２１からの回転駆動力で角変位することによって、ビデオカメラ１２の撮像用レンズ１３の光軸は、ほぼ水平な角変位軸２６の軸線まわりに角変位する。

図８は、図５のカメラユニット１０の撮像方向を変化させるための概略的な電気的構成を示す。カメラ制御部３０は、操作部３１から入力される指令に従って、モータ２１の回転およびその方向を制御する。操作部３１からの指令は、入力回路３２に入力され、処理回路３３によって指令の内容が解釈される。モータ２１を駆動する指令であるときには、処理回路３３は駆動回路３４を制御して、電源３５からの電力を、コード１６を介してモータ２１に供給し、モータ２１を回転させる。ビデオカメラ１２が撮像した画像は、ディスプレイユニット３６の情報ディスプレイ４としての表示画面で画像として表示される。

ディスプレイユニット３６は、たとえば車両に搭載されるナビゲーション装置の地図データ表示や、テレビジョン放送の受像用と兼用して用いる。ディスプレイユニット３６からカメラユニット１０で撮像した画像を見ている操作者は、所望の画像が得られる状態でモータ２１の駆動を停止し、撮像方向を一定に保持させる。本実施形態の方向変化機構２０は、ウォーム歯車２２，２５を用いてモータ２１からの回転駆動力の伝達を行わせているので、モータ２１を停止させれば、ビデオカメラ１２にかかる回転モーメントで逆方向に駆動力が伝達することはなく、ビデオカメラ１２の撮像方向を保持することができる。

図９は、図８のカメラ制御部３０に接続する操作部３１の概略的な形状を示す。操作部３１は、表面に＋回転スイッチ３７および−回転スイッチ３８が設けられ、＋回転スイッチ３７を押圧すると、モータ２１が一方に回転し、−回転スイッチ３８を押せばモータ２１が他方に回転する。＋回転スイッチ３７または−回転スイッチ３８の操作結果は、コード３９を介して図８の入力回路３２に与えられる。操作者は、操作部３１を手動で操作して、ディスプレイユニット３６の画像を見ながら、適切な対象に撮像方向が向くように調整する。

図１０は、図６に示すケーシング１１の上部１８についての正面図を（ａ）に、平面図を（ｂ）にそれぞれ示す。図１１は、図１０（ｂ）の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図を示す。ケーシング１１、特にその上部１８の形状は、内部のビデオカメラ１２が方向変化機構２０によって撮像方向を変化させる際に、先端部の撮像用レンズ１３が描く軌跡に沿った形状となるように、窓１４が形成されている。撮像用レンズ１３と窓１４との間隔は最小限に抑えられているので、撮像方向が変化しても良好な外部の画像を撮像することができる。さらに窓１４の部分は、撥水加工（撥水性の物質でコーティングする）を施し、雨水などが付着しにくくしておく。またこの撥水加工により車両の走行に伴う風で窓１４に付着した雨滴が吹き飛ぶという効果もある。これによって、ビデオカメラ１２の画像の撮像を良好な状態で行わせることができる。ケーシング１１で窓１４の他の部分は、できるだけ小さくかつ空気の抵抗とならないような曲面に形成される。またこのようなケーシング１１は、軽量の合成樹脂製であり、カメラユニット１０全体としても軽量かつ小形に形成される。これによって、磁石１５で車両の車体に吸着された状態で、走行中の車両の振動などによって脱落することなく、画像の撮像を行わせることができる。

図１２は本発明の実施の第２形態のカメラユニット４０の概略的な構成を示す。本実施形態のカメラユニット４０は、図５に示すカメラユニット１０と大略的に同等であり、対応する部分には同一の参照符を付して重複する説明は省略する。本実施形態のカメラユニット４０では、取付機構としてケーシング１１の下部１９の底面にブラケット４１を装着する。ブラケット４１はその底面４２で車両の車載の任意の部分に、両面粘着テープなどを用いて接合することができる。ブラケット４１のケーシング１１との取付部４３では、取付角度を変えてボルト４４およびナット４５で締付けて固定することができる。

図１３は、図１２のブラケット４１の底面の形状を示す。ブラケット４１には、複数の切欠き部分４６が形成されているので、接合する車体の曲面形状に合わせて容易に変形させ、両面粘着テープや接着剤などを介して容易に車体に取付けることができる。このような車体への接合方法は、アンテナなどの取付けでも行われおり、充分に信頼性がある実績を有する。なお図５に示すような底部に磁石１５を装着したカメラユニット１０を、磁力でブラケット４１に装着させることもできる。

図１４は、本発明の実施の第３形態としてのカメラユニット５０の概略的な形状を示す。本実施形態のカメラユニット５０のケーシング５１は、半球状の形状を有し、ビデオカメラ１２は、ほぼ水平な軸線まわりばかりではなく、ほぼ鉛直な軸線まわりにも撮像方向を変化させることができる。このため透明な窓５２も半球状であり、１箇所にカメラユニット５０を設置すれば、多くの方向に撮像方向を変化させて画像を撮像させることができる。ビデオカメラ１２の撮像方向を２軸で変化させる方向変化機構５３は、たとえば図７に示す方向変化機構２０の全体を、さらにほぼ鉛直な軸線まわりに角変位させることによって実現される。

図１５は、図１４の実施形態でカメラユニット５０が撮像する方向を制御するための概略的な電気的構成を示す。図１４の方向変化機構５３には、撮像方向をほぼ水平な軸線まわりに角変位させる水平モータ５４と、ほぼ鉛直な軸線まわりに角変位させる鉛直モータ５５とが含まれる。水平モータ５４は、図７に示すモータ２１と同様な回転力伝達機構で、ビデオカメラ１２のほぼ水平な軸線まわりの角変位を行わせる。鉛直モータ５５は、図７に示す方向変化機構２０の全体をほぼ鉛直な軸線まわりに角変位させる。水平モータ５４および鉛直モータ５５は、駆動回路５６，５７によってそれぞれ電気的に駆動される。水平モータ５４および鉛直モータ５５は、たとえばパルスモータであり、駆動回路５６，５７が駆動するパルスの数に応じて角変位する。特定の撮像方向に対応するパルスの数は、データとしてメモリ５８に記憶される。運転状態入力回路５９は、車両の運転状態、たとえば車速、進行方向、ステアリング角度などを表す信号を、車載用の各種電子制御ユニット（ＥＣＵ）などから入力する。

処理回路６０は、運転状態入力回路５９に入力される信号で、車両の運転状態を判断し、メモリ５８に記憶されているデータを選択して、選択されたデータに従って水平モータ５４および鉛直モータ５５を駆動し、撮像方向の切換えを運転状態に対応して自動的に行わせることができる。なお、水平モータ５４を駆動して撮像方向を９０°を越えて変化させ、たとえば前方の撮像から後方の撮像に切換えるようなときに、画像を反転回路６１で反転させて表示させる。ディスプレイユニット３６で表示させると、上下が逆で見にくい画像となる。このような反転回路６１を用いて水平な軸線まわりに撮像方向を変化させた画像を反転させる考え方は、図５や図１２に示すような１軸の撮像方向の変化を行わせるカメラユニット１０，４０に対しても適用することができる。

図１６は、図１の駐車アシストＥＣＵ６の概略的な電気的構成を示す。駐車アシストＥＣＵ６内には、全体的な制御を行うデジタル信号プロセッサ（以下、「ＤＳＰ」と略称する）７０が含まれ、バス７１を介して制御や信号処理を行う。カメラユニット１０からの映像入力としてのＮＴＳＣ信号は、アンプ＋フィルタ回路７２に入力され、アナログデジタル変換（以下、「ＡＤＣ」と略称する）回路７３で、アナログ信号からデジタル信号に変換され、フィールドバッファ７４に記憶される。アンプ＋フィルタ回路７２からは、同期分離回路７５にも映像入力が与えられ、水平同期や垂直同期用の同期信号が分離されて、ＤＳＰ７０に入力される。ＤＳＰ７０には、ステアリング角センサ７からのステアリング角センサ信号と、シフト位置センサ８からのバックランプＳＷ信号もバッファ７６を介して入力される。ＤＳＰ７０は、バス７１に接続されるプログラムメモリ７７およびデータメモリ７８にそれぞれ記憶されているプログラムおよびデータに基づいて動作を行う。

ＤＳＰ７０は、入力される映像信号に基づき、白線３などの認識を行ったり、ステアリング角やバックランプＳＷ信号に従う進行予測曲線５の生成を行う。生成された画像は、スイッチ（ＳＷ）回路８０によって出力が切換え可能なフィールドバッファ８１，８２に記憶され、ＳＷ回路８０によって選択されて、デジタルアナログ変換（以下、「ＤＡＣ」と略称する）回路８３からフィルタ＋アンプ回路８４を介して情報ディスプレイ４に映像出力として与えられる。駐車アシストＥＣＵ６の全体に対しては、電源８５から動作用電力が供給され、リセット回路８６からリセット信号が供給され、ＣＬＫ＋分周回路８７から動作タイミングを合せるためのクロック信号やそれを分周した信号が供給される。

図１７は、本実施形態の駐車アシストシステムで後方正面映像を撮像し、車庫入れを支
援する状態を示す。車両１が駐車場２で白線３で区画される駐車エリアに、後進して進入し、駐車するまでの運転を、適切に支援することができる。

図１８は、本発明の実施の第４形態として、図１の駐車アシストシステムの機能を拡張し、縦列駐車にも対応させる状態を示す。撮像用のカメラとしては、図１４に示すような水平方向にも視野の変化が可能なカメラユニット５０を使用する。バックランプＳＷ信号がＯＮで、かつ左側のウインカランプ８８がＯＮになるとき、カメラユニット５０の視野を左後方に向けて、駐車エリア８９への縦列駐車を支援する。なお、バックランプＳＷがＯＮでも左側のウインカランプ８８がＯＦＦであれば、カメラユニット５０を後方正面映像を撮像するように視野を変化させ、図１７と同様に車庫入れの駐車支援を行う。

図１９は、本発明の実施の第５形態として、ステアリング１ａの操作を検出する外付けのステアリング角センサ９０の概略的な構成を示す。ステアリング１ａの回転軸７ａに反射物９１を貼付ける。反射物９１は、ステアリング１ａの回転軸７ａの軸線方向に延びる縞模様が光の反射率の変化、またはコントラスト比の変化で形成されている。光学式検出器９２は、回転軸７ａの角変位を入射光量の変化として検出することができる。光学式検出器９２で検出した変化は、アンプ９３で電気的に増幅され、カウンタ９４で変化の回数を計数する。カウンタ９４はアップ・ダウン・カウンタであり、回転の方向によって、計数値を減算または加算して、回転の方向と量とを検出する。カウンタ９４の計数値は駐車アシストＥＣＵ６に入力され、情報ディスプレイ４にステアリング角に応じた進行予測曲線などの表示が行われる。

図２０は、図１９の実施形態で、回転軸７ａに貼付けられる反射物９１の表面と光学式検出器９２との間にクリアランスｄを確保する状態を示す。図２０（ａ）に示すように、光学式検出器９２は回転軸７ａから離間して、車両側で支持される。クリアランスｄを確保するためには、図２０（ｂ）に示すように、焦点距離を大きくしたレンズ９５を配置する。回転軸７ａには、ステアリング角検出に際して力が加わらないので、ステアリング１ａの操作に支障を生じることなく、ステアリング角の検出を行うことができる。

図２１は、本発明の実施の第６形態として、ステアリング１ａの操作を検出する外付のステアリング角センサ１００の概略的な構成を示す。本実施形態のステアリング角センサ１００は、ステアリング１ａの回転軸７ａを取り囲む筐体部１０１を備え、その筐体部１０１を、支持部材１０２で車両の固定部１０３に固定する。筐体部１０１内にセンサを、たとえば回転軸７ａの方向と直交するように取付けて固定精度を高めても、筐体部１０１自体は簡易に車体に取り付けることができる。すなわち、精度を確保し、しかも構造の簡素化によるコスト低減を図ることができる。

図２２は、本発明の実施の第７形態として、ステアリング角検出のための構成を示す。本実施形態では、反射物９１からの反射光を取り込みやすくするため、発光ダイオードなどの発光部９２ａを設け、赤外光などを照射して、受光部９２ｂでの入射光量を確保している。検出部位周辺の明るさに左右されずに、回転軸７ａの角変位を検出することができる。

図２３は、本発明の実施の第８形態として、光学的にではなく、電磁的に回転軸７ａの角変位を検出する外付けのステアリング角センサ１１０の概略的な構成を示す。ステアリングの回転軸７ａには、磁性体１１１を固定し、電磁誘導でコイル１１２に誘起される電気的な信号で、回転軸７ａの角変位を検出する。汚れなどの影響を受けにくいので、耐環境性の向上を図ることができる。磁性体１１１は、たとえば磁化した細長い永久磁石を回転軸７ａの軸線方向に向けて、周方向に間隔をあけて並べて固定される。コイル１１２には、回転軸７ａの角変位に対応して、電磁誘導が誘起され、その変動を図１９と同様に増幅して計数することができる。

図２４は、本発明の実施の第９形態として、回転軸７ａの角変位を周囲に伝達して検出する外付けのステアリング角センサ１２０ａ，１２０ｂの概略的な構成を示す。図２４（ａ）に示すステアリング角センサ１２０ａでは、ステアリングの回転軸７ａの回転を、第２の回転軸１２１ａに、弾性ベルト１２２ａおよびプーリ１２３を介して伝達している。図２４（ｂ）に示すステアリング角センサ１２０ｂでは、ステアリングの回転軸７ａの回転を、第２の回転軸１２１ｂに、弾性プーリ１２２ｂを介して伝達している。回転の伝達には、歯車などを利用することもできる。第２の回転軸１２１ａ，１２１ｂの角変位の検出は、たとえば反射物９１を貼付けて光学式検出器９２で検出するような前述の各種光学的検出法を用いたり、前述の電磁的検出法を用いたり、あるいは第２の回転軸１２１ａ，１２１ｂにポテンショメータなどを取付けて角変位を直接検出したりすることができる。

本発明の運転支援装置では、ステアリング角を検出して、ステアリング角に応じて車両１の進路を予測することが重要である。ただし、車両１のステアリング１ａでは、回転軸７ａが一般に複数回回転可能である。このため、ステアリング１ａが特定の方向を向く状態、たとえば正立していても、直進とは限らず、複数回回転させた状態の可能性もある。したがって、直進状態に対応する中央位置を決定することは、特に外付け方式のステアリング角センサ９０，１００，１１０，１２０ａ，１２０ｂでは、困難である。ただし、直進状態となっている頻度が最も高いので、統計的にステアリング操作量の時間的平均から、直進状態に対応する中央位置を学習して求めるようにすると、制御誤差を小さくすることができる。また、電源投入時に、図１９のカウンタ９４の計数値を０にクリアするような補正手段を設けておけば、ステアリング回転の基準位置である０点を絶対位置として調整することも可能となる。すなわち、電源を遮断した状態で、ステアリング１ａを直進状態に調整し、電源を投入すれば調整が完了するからである。

また、車両１内ではノイズなども多いので、計数値に誤差が混入し、使用中に０点位置がずれるおそれもある。そこで、計数値の最大値と最小値との中央値を０点として記憶し、それまでの最大値より大きい計数値または最小値よりも小さい計数値を検出した場合に、その記憶内容を更新することで、０点の調整やセンサ誤差の補正を行う。さらに、最大値、最小値および中央値を、単独であるいは組合わせて、予め定める個数を平均して求めるようにすれば、ノイズなどによる異常値を検出しても回復が可能なリカバリ効果を持たせることができる。平均は一定数で区切りながら算術平均を行ったり、移動平均として求めたりすることができる。

なお、図１９のカウンタ９４が計数可能な最大値は、ステアリング切り角の最大量と、ステアリング角センサ７，９０，１００，１１０，１２０ａ，１２０ｂの角度分解能とから算出される最大計数値よりも任意の量だけ余裕を持った計数が可能なようにしておくことが好ましい。計数の誤差やずれがあっても、ステアリング切り角度の検出が可能になるからである。

図２５は、本発明の実施の第１０形態としての駐車アシストシステムの概略的な構成を示す。図２５の（１）に示すように、運転者がシフトレバー１ｂを操作して、後進用のＲポジションに移行させると、バックランプを点灯するためにバックランプＳＷがＯＮとなる。（２）で、カメラユニット１０や駐車アシストＥＣＵ１３０を含む自動駐車システムの電源が投入され、動作を開始する。駐車アシストＥＣＵ１３０は、実施の第１形態の駐車アシストＥＣＵ６の機能を含み、さらに駐車の自動的な支援が可能か否かの判断も行うことができる。

図２５の（３）では、駐車支援可能性を「駐車アシスト」として表示灯などを設けて表
示する。駐車支援機能を作動させるための駐車アシストＳＷを設けておき、運転者が駐車アシストＳＷをＯＮにして、フットブレーキを解除すると、自動的な駐車支援機能による運転制御が開始される。駐車支援は、図２５（４）、（５）に示すように、ステアリング角に応じたカメラアングル自動調整を行いながら進行予測曲線５を情報ディスプレイ４に表示し、車両１を白線３間の駐車エリアに誘導する。図２５（６）に示すように、車止め２ａなどの障害物を検出したら、制御を停止し、アシスト可能表示も消灯させる。また、図２５（７）に示すように、危険などを感じた運転者がフットブレーキ操作を行えば、駐車支援の制御を停止し、アシストが可能であれば、図２５（８）に示すように、アシスト可能表示のみを行う。アシストが不可能になっていれば、図２５（９）に示すように、単に進行予測曲線５と駐車余地とを情報ディスプレイ４で表示して、実施の第１形態と同様な駐車アシストシステムとして動作する。

本実施形態では、自動運転制御の安全性を高めるために三重のフェールセーフ機能を設けている。第１は図２５（３）、（８）に示すような支援可能表示であり、第２はアシストＳＷのＯＮ操作であり、第３はフットブレーキの解除である。図２５（７）に示すように、フットブレーキ操作を行えば、いつでも自動運転を解除することができる。

図２６は、本発明の実施の第１１形態としての自動駐車システムの概略的な構成を示す。本実施形態の駐車アシストＥＣＵ１４０は、図２５の駐車アシストＥＣＵ１３０と同様に駐車支援可能性を表示しながら、ステアリング制御装置１４１、スロットル制御装置１４２、ブレーキ制御装置１４３に制御データを与え、車両が駐車場２の白線３間の所定位置に自動的に駐車するように制御する。

図２７は、図２６の駐車アシストＥＣＵ１４０の制御手順を示す。ステップｂ１で電源が投入されると、ステップｂ２でシフト位置センサ８が後進側であるか否かを判断する。バックランプＳＷがＯＮであることなどから後進と判断されると、ステップｂ３で白線認識・障害物検出処理が行われ、処理結果はパラメータＤ０に保存される。ステップｂ４では、白線認識および障害物認識が可能であるか否かが判断される。可能であると判断されれば、ステップｂ５で自動駐車表示がＯＮされ、駐車支援可能であることを示す駐車アシスト可能表示が行われる。次にステップｂ６では、進行予測曲線５とカメラユニット１０が撮像した画像との間での重なり処理が行われる。ステップｂ７では、重なり部分の有無を判断する。Ｘ０≠０で重なり部分があると判断されると、ステップｂ８に移りステアリング角に応じた制御が行われる。

ステップｂ８では、重なりを回避する方向へのステアリング制御量であるステアリング角θＴが演算で求められる。ステップｂ９では、ステアリング制御装置１４１をステアリング角がθＴとなるように制御し、スロットル制御装置１４２を車両が走行状態となるように制御する。

ステップｂ７で重なり部分が無しと判断されるとき、またはステップｂ９の制御が終了したとき、ステップｂ１０でブレーキ制御装置１４３を制御してのブレーキ制御が行われ、いつでも停止可能なクリープ走行に移行する。実際に車両１を停止させるのは、運転者によるフットブレーキ操作による。

ステップｂ２で後進ではないと判断されるとき、またステップｂ４で白線・障害物認識ば不可能であると判断されるとき、ステップｂ１２でブレーキ制御装置１４３が制御されて車両１は停止する。ステップｂ１３では、「駐車アシスト」などの自動駐車表示が消灯してＯＦＦとなる。ステップｂ１４で制御手順を終了する。

図２８は、図２７のステップｂ６でサブルーチンとして行う重なり処理の概略的な手順を示す。ステップｃ１から処理が開始され、ステップｃ２ではステアリング角センサ７によるステアリング角θの検出を行う。ステップｃ３では、ステアリング角θに対する進行予測曲線画像を生成し、駐車アシストデータとしてパラメータＤ1 に取り込む。ステップｃ４では、パラメータＤ0 とＤ1 とを演算し、共通部分をパラメータＸ０に取り込む。ステップｃ５でサブルーチンを終了し、もとの処理に戻る。

図２９は、図２７のステップｂ８でのステアリング制御量θT を演算する処理手順とステアリング角の範囲とを示す。図２９（ａ）に示すように、ステップｄ１で開始される処理では、ステップｄ２でまずステアリング角θとして最小値−ＭＡＸが設定される。ステップｄ３では図２８に示す重なり処理が行われる。ステップｄ４では、重なり部分の有無がパラメータＸ０が０であるか否かに従って判断される。Ｘ０＝０で重なり部分無しと判断されるときには、ステップｄ５でそのときのθの値をステアリング制御量θＴに代入して、ステップｄ６でもとの処理に戻る。

ステップｄ４で重なり部分が有ると判断されるときは、ステップｄ７で、ステアリング角θを１ステップだけ大きくする。ステップｄ８は、ステアリング角θが最大値＋ＭＡＸよりも大きくなっているか否かを判断する。ステアリング角θが最大値＋ＭＡＸよりも大きくないときは、ステップｂ３に戻る。ステップｄ８で、ステアリング角θが最大値＋ＭＡＸを超えていると判断されるときは、制御を終了するため、ステップｂ９から図２７のステップｂ１２に移行し、ブレーキ制御装置１４３を制御しての車両の停止を行う。なお、ステアリング角は、図２９（ｂ）に示すように、正側の最大値が＋ＭＡＸであり、負側の最小値が−ＭＡＸで、中央の０点が直進状態に対応する。中央値は、前述のような学習によって調整することができる。

図３０は、本発明の実施の第１２形態としての自動駐車システムの概略的な動作を示す。本実施形態では、車両１が後進して駐車する際に、ステアリング角の変化に応じてカメラユニット５０の視野角を自動的に調整し、進行方向画像を撮像する。図３０（１）に示すような駐車用の運転開始後に、ステアリングを直進から左折側に操作すると、後方直進時の視野５０ａは左後方よりの視野５０ｂに変化する。図３０（２）、（３）のように、車両１の駐車運転が進行する過程でも、視野はステアリング角に応じて変化する。図３０（４）に示すように、最後に直線的に後退する際には、視野５０ａは固定される。このような視野の自動的な調整が行われる際には、カメラユニット５０の視野角の手動調整は無効にしておくことが好ましい。情報ディスプレイ４上で表示される画像の見え方が違ったり、運転支援情報との整合がとれなくなる可能性があるからである。

また、自動駐車システムとしては、駐車のための運転者の操作を、撮像した画像とともに記憶しておき、新たに駐車を行うときに撮像している画像と、記憶されている画像とに類似性があれば、記憶されている運連操作に従って車両１を駐車させるような方式も可能である。車庫や指定駐車場など、繰返して同一の場所に駐車するような場合に、過去の運転操作を自動的に繰返すことができる。

図３１は、本発明の実施の第１３形態として、車両１の種々の位置のいずれかにカメラユニット１０，５０を配置し、車両の運転状況に応じて視野を変更し、運転支援を行う状態を示す。（１）に示すように、車両の後方を視野にするカメラユニット１０は、車両１の屋根の後部に取付けられ、各実施形態で説明したように、後進して駐車する際の駐車支援に使用することが可能である。しかしながら、通常の走行中には駐車支援の必要性はない。そこで、方向変化機構２０を作動させ、カメラユニット１０で車両の屋根の上の荷物を監視するように、視野１５１を変化させる。カメラユニット１０の向きが、ほぼ水平な回転軸まわりに９０°以上変化して、撮像する画像が後方を撮像する画像と上下方向が逆になるので、図１５に示すような反転回路６１で電気的に画像の上下方向を反転させれば、図３２に示すような画像が得られる。図３２は、図３１の駐車アシスト用のカメラユニット１０で屋根の上の荷物を監視している画像を示す図である。

図３１の（２）に示すような前側方の出会い頭事故防止用の撮像を行うカメラユニット５０を車両１の前部の両側に配置すれば、通常走行時に両方のカメラユニット５０の視野１５２を前方に向け、進行方向前方の障害物などのステレオ測距に用いることができる。また、（３）に示すような左後方の巻き込み事故防止用に設けるカメラユニット５０の視野１５３を左前方に向けて出会い頭事故防止を図ったり、（４）に示す右後方の進路変更時の接触防止用に設けるカメラユニット５０の視野１５４を屋根の上の荷物監視用に変更したり、（５）に示す屋根の上の荷物監視用に設けるカメラユニット５０の視野１５５を後方監視用に変更したりすることもできる。

図３３は、図３１の（２）に示す視野による前側方の出会い頭事故防止用の画像を示す図である。前側方の出会い頭事故防止用の画像は、車両１が住宅などの駐車場に設けられる塀などの障害物１６０から道路１６１に出るときに、図３３の（ａ），（ｂ）に示すように得られる。動きのある画像の認識処理や音などで、接近する車両１６２などを検出すると、警報を発生したり、ブレーキをかけたりして、安全運転に対する支援を行う。

以上説明した実施形態では、カメラユニット１０，４０，５０を車両１に搭載しているけれども、車体外の所定位置に設置しておいて、撮像した画像情報を無線で車両１に伝送するような構成でも、画像に基づく運転支援を同様に行うことができる。撮像位置や方向が判れば、相対的な車両１の位置や進行方向なども判り、進行予測曲線などの運転支援情報も、画像に合わせて表示することができる。

本発明は、以下の実施の形態が可能である。
（１）車体に装着され、視野角が調整可能なカメラと、カメラの撮像する画像中に、運転支援情報を追加する情報追加手段と、情報追加手段によって運転支援情報が追加された画像を表示する表示器とを含むことを特徴とする車両の運転支援装置。

本体に装着するカメラが撮像する画像は表示器に表示される。カメラは、車両に装着した状態で視野角が変更可能であるので、一旦車両に取付けた後でも、適切な画像が撮像可能なように、視野角の調整を行うことができる。さらに情報追加手段によって運転支援情報が画像中に追加されるので、車両の運転者は画像とともに表示される運転支援情報に基づいて、車両の運転を安全かつ容易に行うことができる。カメラを、運転者の死角になるような位置の画像を撮像するように配置しておけば、不慮の事故の防止などに寄与させることができる。

車両に装着した状態で視野角が変更可能であるカメラで、適切な画像を撮像させ、車両の運転者は画像とともに表示される運転支援情報に基づいて、車両の運転を安全かつ容易に行うことができる。運転者の死角になるような画像も撮像可能であるので、不慮の事故の防止などに寄与させることができる。

（２）前記カメラは、車体の任意の位置に装着可能であることを特徴とする車両の運転支援装置。

カメラが車体の任意の位置に装着可能であるので、目的に応じて装着場所を変えることができ、少ない台数のカメラで多くの目的に対応させることができる。

カメラの装着場所を変えて、少ない台数のカメラで多くの目的に対応させることができる。

（３）前記情報追加手段は、カメラの視野角の変化に合せて、前記画像の見え方を変化させることを特徴とする車両の運転支援装置。

カメラの視野角を調整すると、情報追加手段がカメラの視野角の変化に応じて画像支援情報の画像中での見え方を変化させるので、カメラが撮像する実像に対して、運転支援情報が違和感なく判りやすく読取ることができるように、画像を表示することができる。

カメラの視野角を調整すると、視野角の変化に応じて画像支援情報の見え方も変化し、運転者が運転支援情報を違和感なく判りやすく読取ることができるので、運転支援の精度を高めることができる。。

（４）前記カメラは、機械的な視野角変更の限界位置で、所定の視野角が得られるように設定されることを特徴とする車両の運転支援装置。

視野角の限界位置で所定の視野角が得られるように設定されるので、視野角変更の際には機械的に動かなくなる位置までカメラの視野角変更機構を駆動するだけでよく、矯正のための制御が簡素化され、製造コストの低減も図ることができる。

視野角変更の際には機械的に動かなくなる位置まで移動させて機械的なスリップ機構などで停止させればよいので、低コスト化と制御の簡素化とを図ることができる。

（５）前記カメラは、車両の進行方向を撮像可能で、該車両は、ステアリング角を検出するステアリング角センサを備え、前記情報追加手段は、ステアリング角センサが検出するステアリング角に応じた車両の進行予測曲線を、前記運転支援情報として追加することを特徴とする車両の運転支援装置。

ステアリング角センサによって検出される車両のステアリング角に基づく車両の進行予測曲線を、カメラが撮像する車両の進行方向の画像に追加して表示するので、車両の進行方向についての進行予測を、画像と関連して運転者にとって判りやすく行うことができる。

ステアリング角に基づく車両の進行予測曲線を、カメラが撮像する車両の進行方向の画像に追加して表示するので、車両の進行方向についてのステアリング操作に対応する進行予測を、画像と関連して運転者にとって判りやすく行うことができる。

（６）前記情報追加手段は、ステアリング角センサが検出するステアリング角に応じた車両の進行予測曲線を、塗りつぶしで表示することを特徴とする車両の運転支援装置。

進行予測は、進行予測曲線に従って車両の通過する範囲にある部分を塗り潰しで重ねて表示するので、視覚的に判りやすい表現で進行予測曲線を表示することができる。

進行予測曲線に従って車両の通過する範囲にある部分を塗り潰しで重ねて表示するので、視覚的に判りやすい進行予測曲線の表示を行うことができる。

（７）前記情報追加手段は、前記塗りつぶし表示を半透明となるように行うことを特徴とする車両の運転支援装置。

進行予測曲線と実像との関係が視覚的に判りやすいように表示することができる。
実像との関係が視覚的に判りやすいように、進行予測曲線を半透明の塗りつぶしで表示することができる。

（８）前記カメラは、車両の後方を撮像可能で、前記情報追加手段は、後進後の予測駐車位置を、前記運転支援情報として追加することを特徴とする車両の運転支援装置。

カメラによって車両の後方の画像を撮像し、車両が後進した後で予測される駐車位置を運転者支援情報として表示器に表示するので、狭い駐車場などでも、判りやすい画像表示に基づいて容易に駐車場まで車両を運転することができる。

車両が後進した後で予測される駐車位置を運転者支援情報として表示器に表示するので、ステアリング操作方向や操作量と駐車位置との関係を、判りやすく表示して、容易に駐車場まで車両を運転することができるように支援することができる。

（９）車体に装着され、車体の後方の撮像および視野角の変更が可能なカメラと、カメラの視野角を手動で調整するための調整入力部と、車両の変速機構の設定状態を検出する設定検出部と、設定検出部によって、変速機構が車両の後進側に設定されていると検出されるとき、調整入力部によるカメラの視野角調整を無効にし、予め設定される視野角となるように調整して、カメラが撮像する画像中に、駐車支援情報を追加する情報追加手段と、情報追加手段によって運転支援情報が追加された画像を表示する表示器とを含むことを特徴とする車両の運転支援装置。

設定検出部が車両の変速機構の設定状態を検出し、車両が後進するように設定されていることが検出されると、調整入力部による手動でのカメラの視野角調整が無効になり、運転支援情報と画像とのずれを防ぐことができる。

後進して駐車しようとするときの運転支援画像の視野角を、調整入力部への手動操作によっては変更することができないように制御して、駐車位置などの案内画面での不所望な角度調整を防ぎ、運転支援情報と画像とのずれを防ぐことができる。

（１０）車両の進行方向を予測する進行予測手段を備え、前記情報追加手段は、前記運転支援情報として、進行予測手段の予測結果に基づく進行予測曲線を生成して追加することを特徴とする車両の運転支援装置。

表示器にはカメラによって撮像される画像に、進行予測手段が予測する結果に基づき情報追加手段が生成する進行予測曲線が追加されるので、車両の進行方向の予測を運転者が容易に把握することができる。

カメラによって撮像される実際の進行方向の画像に、進行予測曲線が追加されるので、車両の進行方向の予測を運転者が容易に把握することができる。

（１１）前記情報追加手段は、前記カメラが撮像する画像に基づく白線認識および障害物検出の処理を行い、前記進行予測曲線が認識された白線または検出された障害物に重ならないように案内する表示を、前記運転支援情報として追加することを特徴とする車両の運転支援装置。

情報追加手段は、カメラが撮像する画像に基づいて白線認識および障害物検出の処理を行う。白線認識の結果と障害物検出の結果とに基づいて、情報追加手段は、車両の進路が認識された白線や検出された障害物に重ならないように案内するので、車両の運転者は容易に安全な進路に従いながら車両の運転を行うことができる。

カメラが撮像する画像に基づいて白線認識および障害物検出の処理を行い、車両の進路が認識された白線や検出された障害物に重ならないようにステアリング操作を案内するので、車両の運転者は案内に従って安全な運転を行うことができる。

（１２）前記情報追加手段は、前記カメラが撮像する画像に基づく白線認識および障害物検出の処理を行い、前記進行予測曲線が認識された白線または検出された障害物に重なるとき、警告を行うことを特徴とする車両の運転支援装置。

認識される白線または検出される障害物と、車両の進行予測曲線とが重なるときに、情報追加手段は、車両の進行予測曲線が白線または障害物に重なる旨の警告を行うので、駐車の際の危険などを抑えることができる。

認識される白線または検出される障害物と車両の進行予測曲線とが重なるときに警告が行われるので、駐車の際の危険などを未然に防ぐことができる。

（１３）前記情報追加手段は、認識された白線または検出された障害物に基づいて駐車枠を認識し、前記警告を、該駐車枠から車両がはみ出さないように行うことを特徴とする車両の運転支援装置。

情報追加手段は、白線または障害物の認識または検出に基づいて駐車枠を認識する。駐車枠から車両がはみ出そうとすると、警告が行われるので、車両の運転者は容易に駐車枠内に車両を進入させて停止させることができる。

白線または障害物の認識または検出に基づいて認識される駐車枠から車両がはみ出そうとすると、警告が行われるので、車両の運転者は容易に駐車枠内に車両を進入させて停止させることができる。

（１４）車体に装着され、視野角の変更が可能なカメラと、車両の進行状態を検知する進行状態検知手段と、進行状態検知手段によって検知される車両の進行状態に対応して、カメラの視野角を変更して調整する視野角調整手段と、カメラが撮像する画像を表示する表示器とを含むことを特徴とする車両の運転支援装置。

視野角が変更可能なカメラを車体に装着し、進行状態検知手段が車両の進行状態を検知する。視野角調整手段は、進行状態検知手段によって検知される車両の進行状態に対応して、カメラの視野角を調整する。表示器には、車両の進行状態に対応して変更された視野角で、カメラの撮像する画像が表示されるので、運転者が視野角を調整しないでも、車両の進行状態に合せた画像を表示させることができる。

視野角が変更可能なカメラを車体に装着し、車両の進行状態に対応して、カメラの視野角を調整する。表示器には、車両の進行状態に対応して変更された視野角で、カメラの撮像する画像が表示されるので、運転者が視野角を調整しないでも、車両の進行状態に合せた画像を表示させ、運転の支援を行うことができる。

（１５）前記進行状態検知手段は、車両のステアリング角を検出するステアリング角センサを備え、前記視野角調整手段は、ステアリング角センサが検出するステアリング角に応じて、前記カメラの視野角を調整することを特徴とする車両の運転支援装置。

運転者がステアリング操作を行うと、ステアリング角センサによってステアリング角が検出され、検出されたステアリング角に応じてカメラの視野角が調整される。運転者がステアリング角を変化させているときには、変化するステアリング角に対応してカメラの視野角が調整されるので、ステアリング角の変化で車両の進行方向が変化する方向の画像などを撮像するように視野角を変更すれば、車両の運転に有用な画像を容易に撮像して表示することができる。

運転者がステアリング操作を行うと、ステアリング角に応じてカメラの視野角が調整される。変化するステアリング角に対応してカメラの視野角が調整されるので、車両の進行方向を変化させる場合などに、車両の運転に有用な画像を容易に撮像して表示することができる。

（１６）前記進行状態検知手段は、前記ステアリング角センサが検出するステアリング角のセンタ位置と最終回転位置とを学習によって検知することを特徴とする車両の運転支援装置。

ステアリング角センサが検出するステアリング角は、学習によってセンタ位置と最終回転位置とが検知される。たとえば直進となるステアリング角の状態は統計的に最も多くなる性質があるので、ステアリング角のセンタ位置を容易に検知することができる。最終回転位置は、ステアリング角の変更の限界の位置であり、ステアリング角の変化する最大値として求めることができる。

学習によって制御誤差を小さくして、ステアリング角のセンタ位置と最終回転位置とが検知される。たとえば直進となるステアリング角の状態は統計的に最も多くなる性質があるので、ステアリング角のセンタ位置を容易に検知することができる。最終回転位置は、ステアリング角の変更の限界の位置であり、ステアリング角の変化する最大値として求めることができる。

（１７）前記ステアリング角センサは、ステアリングカバーまたはステアリング軸に固定される被検出物と、被検出物の変位を検出する検出器とを含むことを特徴とする車両の運転支援装置。

ステアリング角センサを備えていない車両であっても、後付で光学式のステアリング角センサを容易に形成することが可能である。

（１８）前記被検出物は、光学的な反射率またはコントラスト比で移動状態を検出可能で、前記検出器は、光学的に被検出物の移動を検出し、検出強度の変動を計数するとともに、ステアリングの回転の方向に応じて計数値を減算または加算し、ステアリング角の操作方向と操作量とを検出することを特徴とする車両の運転支援装置。

後付け可能なステアリング角センサで、ステアリング角の操作方向と操作量とを検出することができ、ステアリングの操作に応じる運転支援を精度よく行うことができる。

後付け可能なステアリング角センサで、ステアリングの操作に対応した運転支援を精度よく行うことができる。

（１９）前記検出器は、ステアリング切り角の最大量と角度分解能とから算出される最大計数値より大きな計数値まで計数可能であることを特徴とする車両の運転支援装置。

計数値を余裕をもって計数し、計数の誤差やずれがあっても最大値または最小値までの範囲に収め、ステアリング切り角の検出を行うことができる。

ステアリング操作に対応する計数値を余裕をもって計数し、ステアリング切り角の検出を行うことができる。

（２０）前記ステアリング角センサ、またはステアリング角センサからの信号を処理する機器に、電源投入時のステアリング角を基準となる中央値として補正する補正回路が設けられることを特徴とする車両の運転支援装置。

電源投入時のステアリング軸の位置を調整して、ステアリング軸回転の絶対位置である０点位置を調整することができる。

（２１）前記ステアリング角センサ、またはステアリング角センサからの信号を処理する機器に、ステアリング角の計数値の最大値および最小値の中央を基準となる中央値として記憶し、該最大値より大きい計数値または該最小値よりも小さい計数値を検出した場合に、記憶内容を更新する補正回路が設けられることを特徴とする車両の運転支援装置。

最大値や最小値の記憶内容を、計数値が最大値よりも大きいとき、または最小値よりも小さいときに更新するので、最大値および最小値の中央値として算出されるステアリング角の０点位置を精度よく検出することができる。

最大値および最小値の中央値として算出されるステアリング角の０点位置を精度よく検出することができる。

（２２）前記最大値、最小値および中央値は、予め定める個数のデータに基づく算術平均または移動平均によって算出されることを特徴とする車両の運転支援装置。

最大値、最小値および中央値を求める際に、複数個の算術平均または移動平均を求めるので、異常値を検出しても、その影響を軽減してリカバり効果を得ることができる。

最大値、最小値および中央値を求める際に、異常値を検出しても、平均値をとるのでその影響を軽減し、リカバり効果を得ることができる。

（２３）前記検出器は、前記ステアリング軸を取り囲む筐体部と、該筐体部を車体に固定して支持する支持部とを備えることを特徴とする車両の運転支援装置。

検出器を容易にステアリング軸に取付けて、しかもその固定精度を高めることができる。精度の確保とともに、構造の簡素化によるコスト低減も図ることができる。

（２４）前記被検出物は、ステアリング軸に固定される反射物であり、前記検出器は、ステアリング軸から間隔を開けて配置される光センサであることを特徴とする車両の運転支援装置。

ステアリング軸とは離れて角変位を検出することができるので、ステアリングの操作の妨げにならないように、操作の検出を行うことができる。

（２５）前記検出器は、前記被検出物に対して光を照射する発光部を備えることを特徴とする車両の運転支援装置。

検出部位周辺の明るさに左右されずに、ステアリング軸の角変位を検出することができる。

（２６）前記被検出物は、前記光学的な反射率またはコントラスト比に代えて、磁気的に移動状態を検出可能な磁性体であり、前記検出器は、前記光学的に被検出物の移動を検出する代りに、電磁誘導によって被検出物の移動を検出してステアリング角の変化を検出することを特徴とする車両の運転支援装置。

光学的な検出に代えて電磁誘導によってステアリング角を検出するので、汚れなどがあっても正確な角度検出が可能で、耐環境性を向上させることができる。

電磁誘導によるステアリング角の検出で、汚れなどの影響を受けにくくして、耐環境性を向上させることができる。

（２７）前記被検出物は、ステアリング軸の角変位に連動して角変位する軸に固定されることを特徴とする車両の運転支援装置。

ステアリング軸から角変位が伝達される軸の角変位を検出するので、回転数を大きくするなどの変更を行って、ステアリング角を検出することができる。

ステアリング軸から角変位が伝達される軸の角変位を検出するので、ステアリング角を容易に検出することができる。

（２８）前記進行状態検知手段は、車両の進行方向を予測して進行予測曲線を生成する予測曲線生成手段を備え、前記視野角調整手段は、予測曲線生成手段が生成する進行予測曲線に応じて、前記カメラの視野角を調整することを特徴とする車両の運転支援装置。

予測曲線生成手段が車両の進行方向を予測して進行予測曲線を生成する。視野角調整手段は進行予測曲線に応じて、カメラの視野角を調整するので、カメラの撮像する画像が予想される進行方向の画像となり、予想される進行方向の状況を運転者が容易に確認することができる。

車両の進行方向を予測して生成される進行予測曲線に応じて、カメラの視野角が調整されので、予想される進行方向の状況を運転者が容易に確認することができる。

（２９）前記予測曲線生成手段が生成する進行予測曲線を間引いて記憶し、前記進行状態検知手段が検知する車両の進行状態に応じて記憶内容を補間し、前記カメラが撮像する画像に追加して、前記表示器に表示する情報追加手段を有することを特徴とする車両の運転支援装置。

予測曲線生成手段が生成する進行予測曲線は間引いて記憶され、進行状態検知手段が検知する車両の進行状態に応じて記憶内容が補間され、カメラが撮像する画像に追加して表示器に表示するので、進行予測曲線を記憶するメモリの容量を削減することができる。

予測曲線生成手段が生成する進行予測曲線は間引いて記憶され、車両の進行状態に応じて記憶内容を補間して表示されるので、進行予測曲線を記憶するメモリの容量を削減することができる。

（３０）前記カメラが撮像する画像および前記進行状態検知手段によって検知される車両の進行状態に基づいて、車両が停止して駐車するように運転制御する駐車制御手段を備えることを特徴とする車両の運転支援装置。

駐車制御手段によって、カメラが撮像する画像および進行状態検知手段によって検知される車両の進行状態に基づき、車両が停止して駐車するように運転制御が行われる。カメラで、運転者からは直接見ることができないような視野の画像も撮像して、駐車のための運転制御を行うことができるので、安全かつ確実に車両を駐車させることができる。

カメラが撮像する画像および進行状態検知手段によって検知される車両の進行状態に基づき、車両が停止して駐車するように運転制御が行われるに際して、運転者からは直接見ることができないような視野の画像も利用することができるので、安全かつ確実に車両を駐車させることができる。

（３１）前記駐車制御手段は、過去の駐車時に行われた運転操作を、前記カメラが撮像した画像と関連させて記憶する記憶手段を備え、該カメラが撮像する画像が記憶手段に記憶されている画像と類似性を有するとき、記憶された運転操作に従って車両を駐車させるように制御することを特徴とする車両の運転支援装置。

過去に駐車のための運転操作を行うと、カメラの画像とともに記憶手段に記憶され、新たに駐車を行おうとするときにカメラが撮像する画像が記憶手段に記憶されている画像と類似性があれば、つまり過去に同様の状態（同一の場所）で駐車を行っていれば、記憶された運転操作に従って車両を駐車させるように制御するので、繰り返して同じ駐車場所に駐車するような際には、自動的に駐車するような制御を行わせることができる。

一度駐車のためのステアリング操作やアクセル操作などの運転操作を行うと、運転操作がカメラが撮像する画像とともに記憶手段に記憶される。新たに駐車を行おうとするときにカメラが撮像する画像が記憶手段に記憶されている画像と類似性があれば、記憶された運転操作に従って車両を駐車させるように制御するので、車庫などで繰り返して同じ駐車場所に駐車するようなときに、自動的に駐車するような制御を行わせることができる。

（３２）前記駐車制御手段は、前記カメラが撮像する画像に対する白線認識処理および障害物検出処理によって、駐車枠を認識する駐車枠認識手段を備え、駐車枠認識手段によって認識される駐車枠内に駐車するように車両の制御を行うことを特徴とする車両の運転支援装置。

カメラが撮像する画像に対する白線認識処理および障害物検出処理で、駐車枠認識手段が駐車枠を認識する。駐車制御手段は、駐車枠認識手段によって認識される駐車枠内に駐車するように車両の制御を行うので、駐車枠内に車両を自動的に駐車させることができる。

白線認識処理および障害物検出処理で認識される駐車枠内に、自動的に駐車させることができる。

（３３）車体外の所定位置に配置されるカメラと、カメラの撮像する画像を、無線で車両内に伝送する画像伝送手段と、画像伝送手段によって伝送される画像に基づいて、車両の運転制御を行う運転制御手段とを含むことを特徴とする車両の運転支援装置。

車体外の所定位置にカメラを配置し、カメラによって撮像される画像を無線で車両に伝送して、車両の運転制御を伝送される画像に従って行い、車両の運転者が直接見ることができないような視野の画像に基づいて、車両の運転を容易に制御することができる。

車体外の所定位置に配置されるカメラからの画像に従って、車両の運転が容易になるように支援することができる。

１ 車両
１ａ ステアリング
１ｂ シフトレバー
２ 駐車場
２ａ 車止め
３ 白線
４ 情報ディスプレイ
５ 進行予測曲線
６，１３０，１４０ 駐車アシストＥＣＵ
７，９０，１００，１１０，１２０ａ，１２０ｂ ステアリング角センサ
７ａ 回転軸
８ シフト位置センサ
９ スピーカ
１０，４０，５０ カメラユニット
１０ａ，１０ｂ，５０ａ，１５１〜１５５ 視野
１２ ビデオカメラ
２０ 方向変化機構
３０ カメラ制御部
３１ 操作部
６０ 処理回路
６１ 反転回路
７０ ＤＳＰ
８８ ウインカランプ
８９ 駐車エリア
９１ 反射物
９２ 光学式検出器
９４ カウンタ
１０１ 筐体部
１０２ 支持部材
１０３ 固定部
１１１ 磁性体
１１２ コイル
１２１ａ，１２１ｂ 第２の回転軸
１４１ ステアリング制御装置
１４２ スロットル制御装置
１４３ ブレーキ制御装置

Claims (2)

1. 車両に設けられたカメラからの画像を表示する車両の運転支援装置であって、
   表示手段に表示されるカメラからの画像のカメラアングルを調整可能な調整手段と、
   車両の変速機構の状態を検知する検知手段と、
   前記変速機構の状態が後退の場合は、予め設定された後退に適したカメラアングルの画像とともに、駐車支援のための線を表示し、当該駐車支援のための線が白線からはみ出すようなときには、警報を発するように制御し、
   前記変速機構の状態が後退以外の場合は、前記変速機構の状態が後退の場合に表示される画像を撮像するカメラから得られる画像で、前記後退に適したカメラアングルとは異なるカメラアングルの画像を表示するとともに、当該画像に基づいて後方車両の接近を把握し、当該後方車両の急激な接近を検出したときには警告するように制御する表示制御手段とを備えることを特徴とする車両の運転支援装置。
2. 前記駐車支援のための線は、進行予測曲線であることを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。

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