JP5568761B2 - 視野推定装置、視野推定方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、車両の乗員に視認されるべき車両周辺の視野を推定する視野推定装置、視野推定方法、並びに前記視野推定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び該コンピュータプログラムを記録した記録媒体に関する。

近年、車両等の運転中における安全性を高めるために、車両に搭載したカメラで車両周辺を撮像し、撮像した画像を車内の表示部に表示する装置が実用化されている。そこでは、乗員による車両周辺の視野の視認性を向上させることにより、安全運転が支援される。

例えば、特許文献１には、乗員の頭部位置を検出し、検出結果に応じて、撮像した画像から表示すべき範囲の画像を抽出する技術が開示されている。また、特許文献２では、乗員の視線位置を検出し、検出結果に基づいて、撮像した画像から乗員の視野の死角となる領域の画像を抽出する技術が開示されている。

更に、特許文献３では、乗員の位置及び車内の鏡（ミラー）の角度を検出し、検出した結果に基づいて乗員が鏡を介して視認不能な死角領域を算出し、撮像した画像のうち前記死角領域に相当する画像を表示する技術が開示されている。

更にまた、特許文献４では、乗員の目の位置を検出し、検出結果に基づいて角度を調整したドアミラー及びバックミラーの側方視界範囲及び後方視界範囲を夫々表示する技術が開示されている。

特開２００８−１４１５７８号公報 特開２００８−１２５８２８号公報 特開２００８−２６５７１９号公報 特開２００８−２６５６３６号公報

しかしながら、特許文献１から３に開示された技術は、乗員に視認されない可能性がある領域を単に見通し外の平面的な範囲として捉えてその範囲の画像を表示するにとどまるものであり、死角の範囲を映し出す鏡の代替とはなり得てもそれ以上の効果を奏するものではなかった。また、特許文献４に開示された技術は、表示した視界範囲の適不適を判定するものではなく、まして、鏡を介して視認される視野と窓越しに視認される視野とを総合的に評価して安全運転の支援に役立てるようなものではなかった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車内及び車外を問わず車両に搭載された鏡と車両の窓とを介して視認されるべき視野を１つの空間的な広がりを有する範囲として推定することにより、視認されるべき視野を総合的に評価して安全運転に役立てることが可能な視野推定装置、視野推定方法、並びに前記視野推定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び該コンピュータプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。

本発明に係る視野推定装置は、車両に搭載された１又は複数の鏡及び前記車両の窓を介して視認されるべき前記車両の周辺の視野を前記車両に対する乗員の相対的な頭部位置及び乗員の視線方向に基づいて推定する視野推定装置であって、前記頭部位置から前記鏡を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する鏡視野算出手段と、前記頭部位置から前記窓を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する窓視野算出手段と、前記鏡視野算出手段及び窓視野算出手段が夫々算出した範囲に時間を遡ると共に減少する重みを付与して時系列的に積算する加算手段と、所定の基準位置に対する前記車両の相対的な位置を検出する位置検出手段と、所定の基準方向に対する前記車両の相対的な姿勢を検出する姿勢検出手段とを備え、前記鏡視野算出手段及び前記窓視野算出手段は、前記位置検出手段が検出した位置及び前記姿勢検出手段が検出した姿勢において視認されるべき視野が前記基準位置及び基準方向に対して分布する範囲を夫々算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る視野推定装置は、前記鏡の鏡面の方向を検出する鏡面方向検出手段と、該鏡面方向検出手段が検出した鏡面の方向、前記頭部位置及び前記鏡の位置に基づいて、前記鏡に対する前記頭部位置の虚像位置にある仮想視点を算出する仮想視点算出手段と、前記鏡面方向検出手段が検出した鏡面の方向及び前記視線方向に基づいて、前記仮想視点から前記鏡を見通す方向となる仮想視線方向を算出する仮想視線算出手段と、前記仮想視点算出手段が算出した仮想視点から前記鏡の鏡面を見通す範囲を算出する手段とを備え、前記鏡視野算出手段は、前記算出する手段が算出した範囲内で、前記仮想視点算出手段が算出した仮想視点から前記仮想視線算出手段が算出した仮想視線方向に視認されるべき視野が分布する範囲を算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る視野推定装置は、前記頭部位置から前記車両の周辺の視野を前記車両の一部に遮られることなく見通す範囲を算出する手段を備え、前記窓視野算出手段は、前記算出する手段が算出した範囲内で視認されるべき視野が分布する範囲を算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る視野推定装置は、前記重みは、指数関数的に減少することを特徴とする。

本発明に係る視野推定装置は、前記視野推定手段が推定した視野に基づいて前記乗員による前記車両の運転状態の良否を判定する手段と、該手段が否と判定した場合、警告を発する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る視野推定方法は、車両に搭載された１又は複数の鏡及び前記車両の窓を介して視認されるべき視野を推定する視野推定装置で前記車両の周辺の視野を前記車両に対する乗員の相対的な頭部位置及び乗員の視線方向に基づいて推定する視野推定方法であって、前記頭部位置から前記鏡を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する鏡視野算出手段が、範囲を算出するステップと、前記頭部位置から前記窓を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する窓視野算出手段が、範囲を算出するステップと、前記鏡視野算出手段及び窓視野算出手段が夫々算出した範囲に時間を遡ると共に減少する重みを付与して時系列的に積算する加算手段が、範囲を時系列的に積算するステップと、所定の基準位置に対する前記車両の相対的な位置を検出する位置検出手段が、位置を検出するステップと、所定の基準方向に対する前記車両の相対的な姿勢を検出する姿勢検出手段が、姿勢を検出するステップとを含み、前記鏡視野算出手段及び前記窓野算出手段は、前記位置検出手段が検出した位置及び前記姿勢検出手段が検出した姿勢において視認されるべき視野が前記基準位置及び基準方向に対して分布する範囲を夫々算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る視野推定方法は、前記鏡の鏡面の方向を検出する鏡面方向検出手段が、鏡面の方向を検出するステップと、該鏡面方向検出手段が検出した鏡面の方向、前記頭部位置及び前記鏡の位置に基づいて、前記鏡に対する前記頭部位置の虚像位置にある仮想視点を算出する仮想視点算出手段が、仮想視点を算出するステップと、前記鏡面方向検出手段が検出した鏡面の方向及び前記視線方向に基づいて、前記仮想視点から前記鏡を見通す方向となる仮想視線方向を算出する仮想視線算出手段が、仮想視線方向を算出するステップと、前記仮想視点算出手段が算出した仮想視点から前記鏡の鏡面を見通す範囲を算出する手段が、範囲を算出するステップとを含み、前記鏡視野算出手段は、前記算出する手段が算出した範囲内で、前記仮想視点算出手段が算出した仮想視点から前記仮想視線算出手段が算出した仮想視線方向に視認されるべき視野が分布する範囲を算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る視野推定方法は、前記頭部位置から前記車両の周辺の視野を前記車両の一部に遮られることなく見通す範囲を算出する手段が、範囲を算出するステップを含み、前記窓視野算出手段は、前記算出する手段が算出した範囲内で視認されるべき視野が分布する範囲を算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る視野推定方法は、前記重みは、指数関数的に減少することを特徴とする。

本発明に係る視野推定方法は、前記視野推定手段が推定した視野に基づいて前記乗員による前記車両の運転状態の良否を判定する手段が、良否を判定するステップと、該手段が否と判定した場合、警告を発する手段が、警告するステップとを含むことを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、車両の運転を支援するコンピュータを、車両に搭載された１又は複数の鏡及び前記車両の窓を介して視認されるべき前記車両の周辺の視野を前記車両に対する乗員の相対的な頭部位置及び乗員の視線方向に基づいて推定する手段として機能させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、前記頭部位置から前記鏡を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する鏡視野算出手段、前記頭部位置から前記窓を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する窓視野算出手段、前記鏡視野算出手段及び窓視野算出手段が夫々算出した範囲に時間を遡ると共に減少する重みを付与して時系列的に積算する加算手段、所定の基準位置に対する前記車両の相対的な位置を検出する位置検出手段、並びに所定の基準方向に対する前記車両の相対的な姿勢を検出する姿勢検出手段として機能させ、前記鏡視野算出手段及び前記窓視野算出手段は、前記位置検出手段が検出した位置及び前記姿勢検出手段が検出した姿勢において視認されるべき視野が前記基準位置及び基準方向に対して分布する範囲を夫々算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係るコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体は、上述した発明に係るコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。

本発明にあっては、乗員の頭部位置から車両の鏡及び窓を介して乗員の視線方向に夫々視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出し、算出した夫々の範囲を加算する。
これにより、車両の鏡及び窓の方向に視覚的注意が向けられた場合に認知される視界の範囲を、空間的な広がりの分布範囲として夫々算出し、算出結果を加算する。このため、車両の鏡及び窓を介して総合的に視認されるべき視野が算出される。
また、本発明にあっては、車両が存する位置及び車両が有する姿勢において鏡及び窓を介して視認されるべき視野を算出する。
これにより、車両が存する空間における絶対的な視野が算出される。

本発明にあっては、鏡の鏡面の方向、頭部位置及び鏡の位置に基づいて鏡に対する頭部位置の虚像位置にある仮想視点を算出し、鏡の鏡面の方向及び視線方向に基づいて仮想視点から鏡を見通す方向となる仮想視線方向を算出し、仮想視点から仮想視線方向に鏡の鏡面を見通す範囲内で視認されるべき視野を算出する。
これにより、頭部位置から鏡を介して視認されるべき視野を、鏡の外縁の外側を視界から遮蔽して鏡を除去したときに仮想視点から視認されるべき視野として算出する。

本発明にあっては、頭部位置から車両の一部に遮られることなく車両の周辺の視野を見通す範囲内で視認されるべき視野を算出する。
これにより、頭部位置から窓を介して視認されるべき視野を、窓を除いた車体によって視界を遮蔽したときに頭部位置から視認されるべき視野として算出する。

本発明にあっては、推定した視野に基づいて乗員による車両の運転状態の良否を判定し、否と判定された場合に警告を発する。
これにより、例えば、乗員によって視認されていると推定される視野が狭まった場合、又は視野の形状について時間的変化が乏しい場合、乗員に警告を与えて注意を喚起する。

本発明にあっては、記録媒体から読み出されたコンピュータプログラムによって、上述した視野推定装置の各手段が実現される。

本発明によれば、車両の鏡及び窓を介して視線方向に夫々視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出して加算する。
これにより、車両の鏡及び窓の方向に視覚的注意が向けられた場合に認知される視界の範囲を、空間的な広がりの分布範囲として夫々算出し、算出結果を加算する。このため、車両の鏡及び窓を介して総合的に視認されるべき視野が算出される。
従って、車内及び車外を問わず車両に搭載された鏡と車両の窓とを介して視認されるべき視野を１つの空間的な広がりを有する範囲として推定することにより、視認されるべき視野を総合的に評価して安全運転に役立てることが可能となる。

本発明に係る視野推定装置を示すブロック図である。 ＣＰＵがプログラムを実行することにより実現されるＥＣＵの機能ブロック図である。 視野推定装置が推定する車両の周辺の視野を模式的に示す説明図である。 視野推定装置が時系列的に積算して推定する車両の周辺の平面的な視野を模式的に示す説明図である。 ドアミラーに対する乗員の仮想視点と、仮想視点からドアミラーの方向に向かう仮想視線方向とを説明するための模式的な図である。 窓視野及び鏡視野を算出して時系列的に積算するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 窓視野及び鏡視野を算出して時系列的に積算するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 バックミラー及びドアミラーの回転角度の変化と、ＧＰＳの１秒パルスとを検出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 視線方向及び頭部位置を検出する視線頭部検出のサブルーチンに係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 鏡面方向検出のサブルーチンに係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態）
図１は、本発明に係る視野推定装置を示すブロック図である。図中２は車両１に搭載されて車両１の運転を支援するマイクロコンピュータからなるＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、ＥＣＵ２はプログラムを実行するＣＰＵ２１を備える。ＣＰＵ２１は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ２２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ２３、時間を計時するためのタイマ２４、並びに各種データを入力又は出力するための入力部２５及び出力部２６と互いにバス接続されている。

ＣＰＵ２１は、また、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の仕様に基づく車内通信網にて接続されたナビゲーションシステム１０と通信するための通信インタフェース２７、及びＵＳＢメモリ２８ａに記録されたコンピュータプログラムを読み込むためのＵＳＢインタフェース２８がバス接続されている。

ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に予め格納されている制御プログラムを実行することにより、以下に説明する各部の動作を制御すると共に各機能を実現する。尚、制御部ＥＣＵ２の一部又は全部を、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はハードウエアで構成するようにしてもよい。また、ＣＰＵ２１は、ＵＳＢインタフェース２８に挿入されたＵＳＢメモリ２８ａより制御プログラムをＲＡＭ２３に読み込んで実行するようにしてもよい。

入力部２５には、乗員１ａ（図３参照）の顔が画角に含まれるように車両１のインストルメントパネル（図示せず）に配されたカメラ（撮像部）３ａが撮像した画像Ａと、乗員１ａ及び車室内の広範囲が画角に含まれるように車両１の室内天井部の中央部に配されたカメラ３ｂが撮像した画像Ｂとが与えられる。入力部２５には、また、角度センサ４ａ，４ｂ，４ｃが夫々検出したバックミラー１１及びドアミラー１２，１３の回転角度Ａ，回転角度Ｂ，回転角度Ｃと、車速センサ５が検出した車両１の走行速度と、操舵角センサ６が検出した前輪１４，１４（図３参照）の操舵角と、ＧＰＳ受信機７が受信した測位データとが与えられる。
測位データには、ＧＰＳ受信機７が再生した１秒パルスが含まれるようにしてある。

出力部２６には、インストルメントパネルに配されたＬＣＤからなる表示器８及びブザー９が接続されている。表示器８は出力部２６から与えられた表示データを表示し、ブザー９は出力部２６から与えられた鳴動データによって鳴動するようにしてある。

図２は、ＣＰＵ２１がプログラムを実行することにより実現されるＥＣＵ２の機能ブロック図である。ＥＣＵ２は、カメラ３ａから与えられた画像Ａに基づいて乗員１ａの視線方向を検出する視線方向検出部２０１と、カメラ３ａ，３ｂから夫々与えられた画像Ａ，画像Ｂに基づいて頭部位置を検出する頭部位置検出部２０２とを備える。視線方向検出部２０１が検出した視線方向は、仮想視線算出部（仮想視線算出手段）２０７及び窓視野算出部（窓視野算出手段）２１０に与えられる。頭部位置検出部２０２が検出した頭部位置は、仮想視点算出部（仮想視点算出手段）２０６、窓マスク算出部２０８及び窓視野算出部２１０に与えられる。

ＥＣＵ２は、また、角度センサ４ａ，４ｂ，４ｃから夫々与えられたバックミラー１１及びドアミラー１２，１３の回転角度Ａ，回転角度Ｂ，回転角度Ｃに基づいて夫々のミラーの鏡面の方向（法線方向）を検出する鏡面方向検出部（鏡面方向検出手段）２０３を備える。鏡面方向検出部２０３が検出した各ミラーの法線方向は、仮想視点算出部２０６及び仮想視線算出部２０７に与えられる。

ＥＣＵ２は、更に、車速センサ５、操舵角センサ６及びＧＰＳ受信機７から夫々与えられた走行速度、操舵角及び測位データに基づいて車両位置及び車両姿勢を夫々検出する車両位置検出部２０４と、車両姿勢検出部２０５とを備える。車両位置検出部２０４及び車両姿勢検出部２０５が夫々検出した車両位置及び車両姿勢は、窓視野算出部２１０及び鏡視野算出部（鏡視野算出手段）２１１に与えられる。

仮想視点算出部２０６は、頭部位置検出部２０２から与えられた頭部位置と、ＲＯＭ２２に予め記憶したバックミラー１１及びドアミラー１２，１３の位置と、鏡面方向検出部２０３から与えられた夫々のミラーの法線方向とに基づき、夫々のミラーに対する頭部位置の虚像位置にある仮想視点を算出して鏡マスク算出部２０９及び鏡視野算出部２１１に与える。
仮想視線算出部２０７は、視線方向検出部２０１が算出した視線方向及び鏡面方向算出部２０３が算出した各ミラーの法線方向に基づき、夫々のミラーの仮想視点からミラーを見通す方向となる仮想視線方向を算出して鏡視野算出部２１１に与える。

窓マスク算出部２０８は、頭部位置検出部２０２が検出した頭部位置と、ＲＯＭ２２に予め記憶した窓周縁部の位置とに基づき、前方窓１５（図３参照）を通して車両１の周辺の視野を見通す範囲を算出して窓視野算出手段２１０に与える。
鏡マスク算出部２０９は、仮想視点算出部２０６が算出した夫々のミラーについての仮想視点と、ＲＯＭ２２に予め記憶したバックミラー１１及びドアミラー１２，１３の周縁部の位置とに基づき、夫々のミラーについて仮想視点からミラーの鏡面を見通す範囲を算出して鏡視野算出手段２１１に与える。

窓視野算出部２１０は、視線方向検出部２０１が検出した視線方向と、頭部位置検出部２０２が検出した頭部位置と、窓マスク算出部２０８が算出した範囲と、車両位置検出部２０４及び車両姿勢検出部２０５が夫々検出した車両位置及び車両姿勢とに基づき、頭部位置から前方窓１５を介して視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出して加算部（加算手段）２１２に与える。
鏡視野算出部２１１は、仮想視点算出部２０６が算出した各ミラーについての仮想視点と、仮想視線算出部２０７が算出した夫々のミラーについての仮想視線方向と、鏡マスク算出部２０９が算出した夫々のミラーについての範囲と、車両位置検出部２０４及び車両姿勢検出部２０５が夫々検出した車両位置及び車両姿勢とに基づき、頭部位置から夫々の鏡を介して視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出して加算部２１２に与える。

加算部２１２は、窓視野算出部２１０及び鏡視野算出部２１１が夫々算出した範囲を加算して運転状態判定部２１３に与える。
運転状態判定部２１３は、加算部２１２から与えられた範囲、即ち、乗員１ａによって視認されるべき視野に基づいて乗員１ａの運転状態の良否を判定し、判定結果を警報部２１４に与える。
警報部２１４は、運転状態判定部２１３から与えられた判定結果が否の場合、警告のための表示データ及び鳴動データを、表示器８及びブザー９に夫々与える。

図３は、視野推定装置が推定する車両１の周辺の視野を模式的に示す説明図である。車両１は、前方窓（フロントウインドウ）１５及び後方窓（リヤウインドウ）１６と、前輪１４，１４と、乗員１ａが着座すべき図示しない運転席とを備える。車両１の室内天井部の前部中央には、乗員１ａが車両１の後方を確認するためのバックミラー１１が取着されている。また、前輪１４，１４の後方の斜め上部には、図示しない前方ドアから車外に突出するようにドアミラー１２，１３が配されている。

上述した車両１において、視線方向検出部２０１が検出した乗員１ａの視線方向が、ドアミラー１２，１３より概ね前方ある場合、窓視野算出部２１０が、前方窓１５を介して前方窓１５を見通す範囲内で視線方向に視認されるべき前方の視野１５０の範囲を算出する。また、視線方向検出部２０１が検出した乗員１ａの視線方向が、バックミラー１１及びドアミラー１２，１３の方向にある場合、鏡視野算出部２１１が、夫々のミラーを介して鏡面を見通す範囲内で後方の視野１１０及び後方側方の視野１２０，１３０の範囲を算出する。この場合、後方窓１６は、視野１１０を遮蔽しないものとする。

尚、乗員１ａの視線方向がドアミラー１２，１３より概ね前方になく、上記何れのミラーの方向にもない場合、窓視野算出部２１０及び鏡視野算出部２１１が算出した視野の範囲は空値（φ）をとる。
また、図３に示す視野１５０及び視野１１０，１２０，１３０は、夫々の視野の範囲が算出されたときの視線方向及び仮想視線方向を中心として立体的な広がりを有する空間を表している。このため、視野１５０，１１０，１２０，１３０が路面と交わる平面を、夫々平面的な視野１５１，１１１，１２１，１３１として評価することが可能である。

図４は、視野推定装置が時系列的に積算して推定する車両１の周辺の平面的な視野を模式的に示す説明図である。車両１がＳ字状の道路１００に沿って走行しており、ある時刻ｔ３において図４に示す車両位置及び車両姿勢にある場合、時刻ｔ３を中心とする単位時間内に視認されるべき前方の平面的な視野を視野１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃとする。また、時刻ｔ３を中心とする単位時間内に視認されるべき後方及び後方両側方の平面的な視野を夫々視野１１３及び視野１２３，１３３とする。

一方、時刻ｔ３より１単位時間だけ遡った時刻ｔ２を中心とする単位時間内に視認されるべき後方及び後方両側方の平面的な視野を夫々視野１１２及び視野１２２，１３２とする。そして、時刻ｔ２より更に１単位時間だけ遡った時刻ｔ１を中心とする単位時間内に視認されるべき後方及び後方両側方の平面的な視野を夫々視野１１１及び視野１２１，１３１とする。
尚、実際には、時刻ｔ１，ｔ２を中心とする単位時間内に夫々視認されるべき前方の視野が存在するが、これらの視野は時間の経過と共に、時刻ｔ２，ｔ３を中心とする単位時間内に夫々視認されるべき後方及び後方両側方の視野と次々に重なることとなるため、図では省略してある。

視野推定装置のＥＣＵ２の加算部２１２は、上述した各時刻における視野の範囲を時系列的に積算する。この場合、各時刻を中心とする単位時間内に視認されるべき視野の範囲には、人が視覚情報を忘却する特性に近似させるために、時間を遡ると共に指数関数的に値が小さくなるような重みを付与してある。図４に示す平面的な視野の集合は、このようにして積算された視野が道路１００と交わる平面であるということができる。

従って、図４に斜線を施して示した視野１４３ａ，１４３ｂは、時刻ｔ０からｔ３の間に視認されるべきと推定されなかった視野、即ち死角であるとみなされる。乗員１ａの挙動によっては、車両１の前方又は後方にも死角があるとみなされる場合がある。運転状態判定部２１３が、例えば上述したような死角に基づいて、運転状態が良好でないと判定した場合、警報部２１４が、警報を発するために表示器８に表示データを与え、ブザー９に鳴動データを与える。

より具体的には、上述した死角の面積が増大し、視野の形状についての時間変化が乏しい場合に、運転状態が良好でないと判定される。この場合、警報部２１４が、乗員１ａが注意を払うべき方向を示す表示データを生成して表示器８に与える。
尚、警報部２１４は、運転状態が良好でないと判定した場合、通信インタフェース２７を介してナビゲーションシステム１０のエージェントに、音声による警告を発声させてもよいし、図示しない複数のスピーカ及びＬＥＤのうち、乗員１ａが注意を払うべき方向にあるものを鳴動及び点滅させるようにしてもよい。

次に、図２に戻って、図２に示す各機能ブロックの具体的な処理内容について説明する。
尚、以下の説明では、車両１に置かれた基準点（例えば、ＧＰＳ受信機７が置かれた位置）を原点とする３次元の直交座標系の存在を想定しており、特に断りのない限り、車両１に対する位置及び方向が、夫々前記直交座標系におけるベクトル（の成分）として検出又は算出されるものとする。

視線方向検出部２０１は、与えられた画像Ａのデータに対して公知の画像処理を施すことにより、乗員１ａの姿勢及び顔の位置についての相対的な変化を特定し、特定した変化に基づいて乗員１ａの眼球中心を推定すると共に虹彩中心を抽出し、推定した眼球中心と抽出した虹彩中心とを結ぶ３次元直線の方向を時刻ｔにおける車両１に対する視線方向として検出する。
尚、このような視線方向の推定については、文献：特開２００８−１０２９０２に開示されている。

頭部位置検出部２０２は、与えられた画像Ａ，画像Ｂのデータに対して公知の画像処理を施すことにより、乗員１ａの頭部を抽出して時刻ｔにおける車両１に対する３次元の頭部位置を検出する。
尚、カメラ３ａをいわゆる３Ｄカメラとし、カメラ３ａの合焦点位置より乗員１ａの頭部位置を検出するようにしてもよい。

鏡面方向検出部２０３は、与えられた回転角度Ａ，回転角度Ｂ，回転角度Ｃの夫々から取得した水平面内の回転角度及び車幅方向に垂直な面内の回転角度に対して公知の演算を施すことにより、バックミラー１１及びドアミラー１２，１３についての車両１に対する法線方向を夫々検出する。この検出は時々刻々と行う必要はなく、各ミラーの角度が乗員１ａによって操作された時、又は適時行えばよい。

車両位置検出部２０４は、ＧＰＳによる測位データに基づいて時刻ｔにおける車両１の絶対的な車両位置Ｘ_c,t を時々刻々検出する。この場合、検出される車両位置の誤差を低減するため、与えられた走行速度及び操舵角に基づいて車両位置を推定し、更に、ＲＯＭ２２に予め格納した地図データベースの道路データと照合する。これにより、車両１の車両位置Ｘ_c,t を精度よく検出することができる。
尚、ここで検出される車両位置Ｘ_c,t は、ＧＰＳに基づく絶対的な座標系における車両１の前記基準点の位置ベクトルであるものとする（以下の車両姿勢Ｒ_c,t についても同様）。

車両姿勢検出部２０５は、車両位置検出部２０４と同様にして検出した車両位置が変化する方向及び変化する割合に基づいて時刻ｔにおける絶対的な車両姿勢Ｒ_c,t を時々刻々検出する。この場合、与えられた走行速度及び操舵角に基づき、車両姿勢を推定して補正することにより、車両１の車両姿勢Ｒ_c,t を精度よく検出することができる。

以下では、図２に示す各機能ブロックの処理について、図及び式を用いて説明する。
図５は、ドアミラー１３に対する乗員１ａの仮想視点と、仮想視点からドアミラー１３の方向に向かう仮想視線方向とを説明するための模式的な図である。図において、車両１の運転席に着座している乗員１ａの時刻ｔにおける頭部位置及び視線方向（のベクトル）を夫々Ｈ_x,t 及びＶ_g,t とし、ドアミラー１３の位置をＭ_x とする。

この場合、ドアミラー１３の鏡面を境にして前記頭部位置を折り返した位置、即ちドアミラー１３に対する頭部位置の虚像位置が、仮想視点Ｈ_x,t ^’である。また、頭部位置Ｈ_x,t から視線方向に引いた直線とドアミラー１３の鏡面との交点を仮想視点Ｈ_x,t ^’から見通す方向が、仮想視線方向Ｖ_g,t ^’ である。図からわかるように、−Ｖ_g,t の方向及びドアミラー１３の法線方向がなす角度δは、前記法線方向及びＶ_g,t ^’の方向がなす角度と等しい。

図２の仮想視点算出部２０６及び仮想視線算出部２０７は、上述した仮想視点Ｈ_x,t ^’ 及び仮想視線方向Ｖ_g,t ^’ を、ｋ個（ｋは１以上の整数）のミラーについて算出するものである。ミラーｊ（ｊはｋ以下の自然数）の位置及び法線方向を夫々Ｍ_x ^(j) 及びＮ_m ^(j) とした場合、これに対応する仮想視点Ｈ_x,t ^(j)’ 及び仮想視線方向Ｖ_g,t ^(j)’ は、図５を参考にして以下の式（１）及び式（２）のように算出することができる。但し、Ｖ_g,t ^t は、行ベクトルであるＶ_g,t を列ベクトルに置き換えた転置ベクトルである（以下同様）。

つまり、式（１）では、（Ｈ_x,t −Ｍ_x ^(j) ）がミラーｊから頭部位置に向かうベクトルであって、これとＮ_m ^(j)t との内積が正のスカラー値となり、頭部位置のベクトルＨ_x,t に法線方向Ｎ_m ^(j) と逆向きのベクトルを加えて仮想視点のベクトルＨ_x,t ^(j)’ が求まる。
式（２）では、視線方向Ｖ_g,t ^t と法線方向Ｎ_m ^(j) との内積が負のスカラー値となり、視線方向Ｖ_g,t に法線方向Ｎ_m ^(j) と同一方向のベクトルを加えて仮想視線方向のベクトルＶ_g,t ^’ が求まる。

窓マスク算出部２０８は、頭部位置Ｈ_x,t から任意の３次元位置Ｘが見通せる場合に値１（又は見通せない場合に値０）を算出する。換言すれば、頭部位置Ｈ_x,t 及び任意の３次元位置Ｘを結ぶ線分上に、窓の周縁部より外側の車体が遮蔽物となって存在する場合に値０（又は存在しない場合に値１）を算出する。つまり、窓マスク算出部２０８が算出する値（窓マスク）は、以下の式（３）に示すマスク関数で定義される。

鏡マスク算出部２０９は、任意の３次元位置Ｘが、仮想視点Ｈ_x,t ^(j)’ からミラーｊの鏡面を見通す範囲の延長上にある場合に値１（又は延長上にない場合に値０）を算出する。換言すれば、仮想視点Ｈ_x,t ^(j)’ 及び任意の３次元位置Ｘを結ぶ線分がミラーｊの鏡面を通過する場合に値１（又は通過しない場合値０）を算出する。ここで、前記線分がミラーｊの鏡面を通過する場合に遮蔽なし（又は通過しない場合に遮蔽あり）と判定するようにした場合、鏡マスク算出部２０９が算出する値（鏡マスク）は、以下の式（４）に示すマスク関数で定義される。但し、仮想視点Ｈ_x,t ^(j)’ 及びミラーｊの間には、車体が遮蔽物として存在しないものとする。

尚、式（３）については、窓（本実施の形態では、前方窓１５）と視認されるべき位置Ｘとの間に遮蔽物が存在しないものとする。
また、式（４）については、ミラーｊと視認されるべき位置Ｘとの間に遮蔽物が存在しないものとする。

窓視野算出部２１０及び鏡視野算出部２１１は、人の視野に関する実験心理学的知見に基づいて視野の範囲を算出する。人の視野は、視線方向を中心に上下左右の方向へ空間的な広がりをもって分布しており、視線方向を中心とする±２０度程度の視野角の内側は、比較的分解能が高い中心視野と、前記視野角の外側は分解能が低い周辺視野と夫々呼ばれている。尚、周辺視野では色覚が失われる。

本実施の形態にあっては、人が視覚的注意を向けた場合に認知されるべき空間的範囲を視認されるべき視野の範囲とする。ここでは、簡便のために、また、視野角の中心部に近いほど分解能及び色感度が高まるという人の視覚特性を考慮して、人の視野の範囲を標準偏差がσ_θ である正規分布でモデル化する。例えば、σ_θ ＝２０度の場合、人の視覚的注意の約７０％が、視線方向を中心とする視野角２０度の範囲内に向けられることを意味する。

尚、奥行き方向（視線方向に遠ざかる方向）については、距離に比例して認知される度合いが低下し、距離ｌより遠方が視野の範囲外となるような視野の分布を仮定する。前述した直交座標系の原点が頭部位置にある場合、Ｚ軸方向に視線を向けているときに視野が分布する範囲ｆ（Ｘ）は、以下の式（５）で表される。

ここで、車両１においた直交座標系のＸ軸を車幅方向に、Ｚ軸を車両１の正面方向に、Ｙ軸を鉛直方向にとった場合、Ｚ軸方向を基準とする視線方向のアジマス（Ｙ軸まわりの回転角）及びエレベーション（Ｘ軸まわりの回転角）が夫々α及びβであるものする。この場合、頭部位置Ｈ_x,t から視線方向に視野が分布する範囲は、頭部位置Ｈ_x,t からＺ軸方向に視線を向けているときに視野が分布する範囲であるｆ（Ｘ−Ｈ_x,t ）を、仰角方向にβだけ回転させた後に水平方向にαだけ回転させた範囲に相当する。従って、頭部位置がＨ_x,t 、視線方向がＶ_g,t であるときに視野が分布する範囲ｆ_Hx,t,Vg,t （Ｘ）は、以下の式（６）で表される。

但しＲ_α及びＲ_βは、頭部位置Ｈ_x,t から任意の位置Ｘに向かうベクトル（Ｘ−Ｈ_x,t ）をＹ軸及びＸ軸まわりに夫々α及びβだけ回転させるための回転行列であり、一般的に以下の式（７）及び式（８）で表される。

更に、視線方向Ｖ_g,t ＝［Ｖ_x Ｖ_y Ｖ_z ］が単位ベクトルである場合、式（７）及び式（８）の行列の各要素は、視線方向Ｖ_g,t を表す座標成分によって以下の式（９）及び式（１０）のように表される。

従って、式（７）及び式（８）のＲ_α 及びＲ_β は、以下の式（１１）及び式（１２）のように座標成分だけで表すことができる。

次に、窓視野算出部２１０が算出すべき視野の範囲を、上述した式（３）で表されるマスク関数、車両姿勢検出部２０５が検出した絶対的な車両姿勢Ｒ_c,t 、車両位置検出部２０４が検出した絶対的な車両位置Ｘ_c,t 、及び式（６）で表される視野の範囲を用いて説明する。

窓視野算出部２１０は、式（６）に基づく視野の範囲に、式（３）に基づくマスク関数を掛け合わせることにより、ＧＰＳに基づく絶対的な座標系における視野の範囲を算出する。一方、式（３）及び式（６）における位置Ｘは、車両１に座標原点を置いた直交座標系における位置である。従って、式（３）及び式（６）における位置Ｘを、絶対的な座標系における位置（Ｘ−Ｘ_c,t ）で置き換えて前記直交座標系の原点を絶対的な座標系の原点に平行移動させ、更に直交座標系の座標軸を位置Ｘと共に車両姿勢Ｒ_c,t と逆向きに回転させることにより、窓視野算出部２１０が算出すべき視野の範囲が、以下の式（１３）のように表される。

但し、Ｒ_c,t ^-1 は、車両姿勢Ｒ_c,t の逆行列であり、これを（Ｘ−Ｘ_c,t ）に掛け合わせることにより、車両位置Ｘ_c,t から位置Ｘに向かうベクトルを車両姿勢Ｒ_c,t と逆向きに回転させるように作用する。
同様にして、鏡視野算出部２１１は、式（６）に基づく視野の範囲に、式（４）に基づくマスク関数を掛け合わせた範囲を、ｋ個のミラーについて加算することにより、ＧＰＳに基づく絶対的な座標系における視野の範囲を算出する。従って、鏡視野算出部２１１が算出すべき視野の範囲が、以下の式（１４）のように表される。

加算部２１２は、窓視野算出部２１０が算出した視野の範囲と、鏡視野算出部２１１が算出した視野の範囲を、時刻ｔ＝１から時刻ｔ＝Ｎまで時系列的に積算して視野の範囲を算出する。この場合、車両１の周囲の道路状況は時々刻々と変化するため、算出された視野の範囲は、時間の経過と共に情報としての意味を失う。そこで、後の時刻に算出された視野の範囲に係る情報を重視するため、加算部２１２は、与えられた視野の範囲に時間を遡ると共に減少する重みを付与して積算する。その際の重み付けは、単位時間を遡るごとに一定の係数で減少するものとし、これを忘却係数γで表す。従って、加算部２１２が算出する視野の範囲は、以下の式（１５）のように表される。

以下に、上述した構成の視野推定装置の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。
図６及び図７は、窓視野及び鏡視野を算出して時系列的に積算するＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートである。図６，７の処理は、例えば、表示器８の図示しないタッチパネルより運転支援のメニューが選択されたときに起動され、ＲＯＭ２２に予め格納されている制御プログラムに従って実行される。

尚、視野ｔｍｐ［ｋ］は、ＲＡＭ２３に記憶領域を確保した要素数がＮ＋１個（Ｎは２以上の自然数）の配列ｔｍｐのｋ番目（ｋは１からＮ＋１までの整数）の要素であり、視野ｔｍｐ［Ｎ＋２］が視野ｔｍｐ［１］を（又は視野ｔｍｐ［０］が視野ｔｍｐ［Ｎ＋１］を）指すように、サイクリックに扱うものとする（視野範囲［ｋ］についても同様）。ここでは、簡便のため、配列要素の位置を示す“ｋ”の値が、限りなく増大しても処理できるものとして説明する。
また、検出又は算出した結果はＲＡＭ２３に記憶され、適宜参照されるものとする（以下同様）。

以下の処理では、１単位時間内に算出した窓視野及び鏡視野を視野ｔｍｐ［ｋ］に順次加算し、単位時間ごとに式（１５）に示す視野の範囲を積算して視野範囲［ｋ］に書き込む。この場合、１単位時間前に積算して算出した視野範囲［ｋ−１］から最古の窓視野及び鏡視野を減算した値に忘却係数γを掛け、これに最新の窓視野及び鏡視野を加算することによって、視野の範囲の積算を高速に行う。
また、式（１５）の分母の値は、Ｎ及びγの値によって決まる定数であるため、前記分母の値を先に算出してＲＡＭ２３に記憶し、後の算出の際に利用するものとする。

図６に示す処理が起動された場合、ＣＰＵ２１は、初期設定を行い（ステップＳ１１）、視野ｔｍｐ及び視野範囲の全ての配列要素及びｋの値を全て０クリアすると共に式（１５）の分母の値を算出する。その後、ＣＰＵ２１は、配列の位置を示すｋの値を「１」だけインクリメントし（ステップＳ１２）、視野ｔｍｐ［ｋ］に空値（φ）を書き込み（ステップＳ１３）、更に計時を開始する（ステップＳ１４）。

次いで、ＣＰＵ２１は、視線方向及び頭部位置を検出するために、視線頭部検出に係るサブルーチンを呼び出して実行し（ステップＳ１５）、視線方向がドアミラー１２，１３より概ね前方にあるか否かを判定する（ステップＳ１６）。前方にあると判定した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、検出した頭部位置及びＲＯＭ２２に予め記憶した窓の周縁部の位置とに基づき、式（３）に示す窓マスクを位置Ｘの関数として算出する（ステップＳ１７）。

更に、ＣＰＵ２１は、算出した窓マスクと、検出した頭部位置及び視線方向と、後述する処理によって検出された車両位置及び車両姿勢とに基づき、式（１３）によって窓視野を算出し（ステップ１８）、算出結果を視野ｔｍｐ［ｋ］に加算する（ステップＳ１９）。その後、ＣＰＵ２１は、計時を開始してから単位時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ２０）、経過していないと判定した場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、処理をステップＳ１５に戻す。

ステップＳ１６で視線方向がドアミラー１２，１３より前方にはないと判定した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、視線方向が左のドアミラー１２の方向にあるか否かを判定する（ステップＳ２１）。ドアミラー１２の方向にはないと判定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、視線方向が右のドアミラー１３の方向にあるか否かを判定する（ステップＳ２２）。ドアミラー１３の方向にないと判定した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、更に、視線方向がバックミラー１１の方向にあるか否かを判定する（ステップＳ２３）。バックミラー１１の方向にもないと判定した場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、処理をステップＳ２０に戻す。

視線方向が左のドアミラー１２の方向にあると判定した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、視線方向が右のドアミラー１３の方向にあると判定した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、又は視線方向がバックミラー１１の方向にあると判定した場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、又はＣＰＵ２１は、検出した頭部位置と、視線方向が向けられているミラーの位置及び法線方向とに基づき、式（１）によって仮想視点を算出する（ステップＳ２４）。更に、ＣＰＵ２１は、検出した視線方向と、視線方向が向けられているミラーの法線方向とに基づき、式（２）によって仮想視線方向を算出する（ステップＳ２５）。

その後、ＣＰＵ２１は、算出した仮想視点及びＲＯＭ２２に予め記憶したミラーの周縁部の位置とに基づき、式（４）に示す鏡マスクを位置Ｘの関数として算出する（ステップＳ２６）。更に、ＣＰＵ２１は、算出した鏡マスクと、算出した仮想視点及び仮想視線方向と、後述する処理によって検出された車両位置及び車両姿勢とに基づき、式（１４）によって鏡視野を算出し（ステップ２７）、算出結果を視野ｔｍｐ［ｋ］に加算し（ステップＳ２８）、処理をステップＳ２０に戻す。

ステップＳ２０で単位時間が経過したと判定した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、視野ｔｍｐ［ｋ］の内容をステップＳ１１で算出した式（１５）の分母の値で割り算して再び視野ｔｍｐ［ｋ］に書き込む（ステップＳ３１）。更に、ＣＰＵ２１は、１単位時間前に積算した視野範囲［ｋ−１］の内容から、最古の窓視野及び鏡視野であるγ^(N-1) ・視野ｔｍｐ［ｋ−Ｎ］を減算してＳに書き込み（ステップＳ３２）、視野ｔｍｐ［ｋ］にγ・Ｓを加算して視野範囲［ｋ］に書き込む（ステップＳ３３）。これにより、式（１５）に示す最新の視野の範囲が算出される。

次いで、ＣＰＵ２１は、視野範囲［ｎ］（ｎ＝ｋ、ｋ−１、・・・、ｋ−Ｎ＋１）の内容に基づいて運転状態が良であるか否かを判定し（ステップＳ３４）、良でないと判定した場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、表示器８及びブザー９によって警告を出力する（ステップＳ３５）。運転状態が良であると判定した場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）又はステップＳ３５の処理を終えた場合、ＣＰＵ２１は、次の単位時間について視野の範囲を算出するために、処理をステップＳ１２に戻す。

図８は、バックミラー１１及びドアミラー１２，１３の回転角度の変化と、ＧＰＳの１秒パルスとを検出するＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートである。図８の処理は、例えば、ＣＰＵ２１が初期化処理を終了した後に適宜起動され、ＲＯＭ２２に予め格納されている制御プログラムに従って実行される。

図８の処理が起動された場合、ＣＰＵ２１は、角度センサ４ａから回転角度Ａを取り込み、前回取り込んだ回転角度Ａと比較して変化しているか否かを判定する（ステップＳ４１）。変化していると判定した場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、回転角度Ａを引数とし、鏡面方向検出に係るサブルーチンを呼び出して実行する（ステップＳ４２）。変化していないと判定した場合（ステップＳ４１：ＮＯ）、又はステップＳ４２の処理を終えた場合、ＣＰＵ２１は、角度センサ４ｂから回転角度Ｂを取り込み、前回取り込んだ回転角度Ｂと比較して変化しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。

変化していると判定した場合（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、回転角度Ｂを引数とし、鏡面方向検出に係るサブルーチンを呼び出して実行する（ステップＳ４４）。変化していないと判定した場合（ステップＳ４３：ＮＯ）、又はステップＳ４４の処理を終えた場合、ＣＰＵ２１は、角度センサ４ｃから回転角度Ｃを取り込み、前回取り込んだ回転角度Ｃと比較して変化しているか否かを判定する（ステップＳ４５）。

変化していると判定した場合（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、回転角度Ｃを引数とし、鏡面方向検出に係るサブルーチンを呼び出して実行する（ステップＳ４６）。変化していないと判定した場合（ステップＳ４５：ＮＯ）、又はステップＳ４６の処理を終えた場合、ＣＰＵ２１は、ＧＰＳ受信機７より測位データを取り込み、１秒パルスが発生したか否かを判定する（ステップＳ４７）。

発生していないと判定した場合（ステップＳ４７：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、１秒パルスが発生するまで待機する。１秒パルスが発生したと判定した場合（ステップＳ４７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、測位データ、走行速度及び操舵角に基づいて車両位置を検出する（ステップＳ４８）と共に車両姿勢を検出し（ステップＳ４９）、処理をステップＳ４１に戻す。

図９は、視線方向及び頭部位置を検出する視線頭部検出のサブルーチンに係るＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートであり、図１０は、鏡面方向検出のサブルーチンに係るＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートである。図９，１０の処理は、ＲＯＭ２２に予め格納されている制御プログラムに従って実行される。

図９に示す視線頭部検出のサブルーチンが呼び出された場合、ＣＰＵ２１は、カメラ３ａより画像データＡを取り込み（ステップＳ５１）、取り込んだ画像データＡに基づいて、乗員１ａの顔の位置及び姿勢の相対的な変化を特定する（ステップＳ５２）。その後、ＣＰＵ２１は、眼球中心（の投影位置）を推定し（ステップＳ５３）、虹彩中心を抽出して（ステップＳ５４）視線方向を検出する（ステップＳ５５）。ＣＰＵ２１は、更に、カメラ３ｂより画像Ｂを取り込み（ステップＳ５６）、取り込んだ画像Ａ及び画像Ｂに基づき、頭部位置を検出して（ステップＳ５７）リターンする。

図１０に示す鏡面方向検出のサブルーチンが呼び出された場合、ＣＰＵ２１は、呼び出されたときの引数より水平面内の回転角度を取得し（ステップＳ６１）、更に垂直面内の回転角度を取得して（ステップＳ６２）回転角度の変化を検出したミラーの法線方向を検出し（ステップＳ６３）、リターンする。

以上のように、本実施の形態によれば、乗員の頭部位置から車両のバックミラー、ドアミラー及び前方窓を介して乗員の視線方向に夫々視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出し、算出した夫々の範囲を加算する。
これにより、車両の各ミラー及び前方窓の方向に視覚的注意が向けられた場合に認知される視界の範囲を、空間的な広がりの分布範囲として夫々算出し、算出結果を加算する。このため、車両のバックミラー、ドアミラー及び前方窓を介して総合的に視認されるべき視野が算出される。
従って、車内及び車外を問わず車両に搭載された鏡と車両の窓とを介して視認されるべき視野を１つの空間的な広がりを有する範囲として推定することにより、視認されるべき視野を総合的に評価して安全運転に役立てることが可能となる。

また、バックミラー及びドアミラーの鏡面の方向、頭部位置及び夫々のミラーの位置に基づいて夫々のミラーに対する頭部位置の虚像位置にある仮想視点を算出し、各ミラーの鏡面の方向及び視線方向に基づいて仮想視点から夫々のミラーを見通す方向となる仮想視線方向を算出し、仮想視点から仮想視線方向に夫々のミラーの鏡面を見通す範囲内で視認されるべき視野を算出する。
従って、頭部位置から各ミラーを介して視認されるべき視野を、夫々のミラーの外縁の外側を視界から遮蔽して鏡を除去したときに仮想視点から視認されるべき視野として算出するため、鏡を介して視認されるべき視野の範囲を簡便に算出することが可能となる。

更にまた、頭部位置から車両の一部に遮られることなく車両の周辺の視野を見通す範囲内で視認されるべき視野を算出する。
従って、頭部位置から前方窓を介して視認されるべき視野を、前方窓を除いた車体によって視界を遮蔽したときに頭部位置から視認されるべき視野として算出するため、窓を介して視認されるべき視野の範囲を簡便に算出することが可能となる。

更にまた、ＧＰＳに基づく絶対的な座標系に車両が存する位置及び車両が有する姿勢においてバックミラー、ドアミラー及び前方窓を介して視認されるべき視野を算出する。
これにより、車両が存する空間における絶対的な視野を算出することが可能となる。

更にまた、バックミラー、ドアミラー及び前方窓を介して視認されるべき視野が分布する範囲を時系列的に積算する。
従って、車両の位置及び姿勢と、頭部位置及び視線方向とが時間と共に変化する場合に、鏡及び窓を介して視認されるべき視野を時間の関数として算出することが可能となる。

更にまた、バックミラー、ドアミラー及び前方窓を介して視認されるべき視野が分布する範囲に時間を遡ると共に減少する重みを付与して積算する。
これにより、積算された視野が時間の経過と共に失われる情報として扱われるため、後の時刻に算出された視野の範囲に係る情報を重視することが可能となる。

更にまた、バックミラー、ドアミラー及び前方窓を介して視認されるべき視野が分布する範囲に時間を遡ると共に指数関数的に減少する重み（忘却係数）を掛け合わせて積算する。
従って、人が視覚情報を忘却する特性に近似させることが可能となると共に、簡便に視野の積算を行うことが可能となる。

更にまた、乗員の顔が位置すべき領域を含む画像を撮像した画像に基づいて頭部位置及び視線方向を検出する。
これにより、頭部位置及び視線方向を的確に検出することが可能となる。

更にまた、推定した視野に基づいて乗員による車両の運転状態の良否を判定し、否と判定された場合に警告を発する。
これにより、例えば、乗員によって視認されていると推定される視野が狭まった場合、又は視野の形状についての時間的変化が乏しい場合に、乗員に警告を与えて注意を喚起することが可能となる。

更にまた、推定した視野以外の視野へ注意を向けさせるように警告を発する。
従って、注意力が散漫になっている方向に注意を向けさせて事故を未然に防止することが可能となる。

尚、本実施の形態にあっては、バックミラー及びサイドミラーに平面鏡を用いているが、これに限定されるものではなく、凸面鏡を用いてもよい。この場合、鏡面を微小な平面に分割し、分割した平面が夫々平面鏡であるものとして視野の範囲を算出し、夫々の範囲を加算すればよい。

また、視認されるべき視野の範囲を算出する対象となる窓は前方窓（フロントウインドウ）のみであるが、これに限定されるものではなく、例えば、車両側面のドアの窓を算出の対象に加えてもよい。

本発明は、ＥＣＵのコンピュータに実行させるためのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に、上述した鏡及び窓を介して乗員の視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を夫々算出して加算する視野推定方法を記録したものとすることも可能である。これにより、鏡及び窓を介して乗員の視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を夫々算出して加算する視野推定方法を行うプログラムを記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。

記録媒体としては、例えばＲＯＭ又はＵＳＢメモリのようなプログラムメディアであってもよく、外部記憶装置として設けられた図示しないプログラム読取装置に記録媒体を挿入することで読み取り可能なプログラムメディアであってもよい。何れの場合においても、格納されているプログラムコードは、ＣＰＵにアクセスされて実行される構成であってもよく、プログラムコードが読み出され、例えばＲＡＭのプログラム記憶エリアにダウンロードされて実行される構成であってもよい。このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。

前記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープ、カセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク及びハードディスクに代表される磁気ディスク、CD−ROM／MO／MD／DVDに代表される光ディスク等のディスク系、ICカード（メモリカードを含む）、光カード等のカード系、及びマスクROM、EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）、EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory：登録商標）、フラッシュROM等の半導体メモリ系の媒体に固定的にプログラムコードを担持するものであってもよい。

前記プログラムメディアは、また、インターネットを含む通信ネットワークからプログラムコードがダウンロード可能となるようにプログラムコードが流動的に担持された媒体であってもよい。このように通信ネットワークからプログラムコードをダウンロードする場合、ダウンロード用のプログラムは、予め本体装置に格納されるものでもよく、他の記録媒体からインストールされるものであってもよい。尚、本発明は、前記プログラムコードが搬送波に埋め込まれて電子的に伝送されるコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

前記記録媒体は、例えば、ＥＣＵに接続されたナビゲーションシステムに備えられるプログラム読取装置によってプログラムコードが読み取られてＥＣＵに転送されるようにしてもよい。ナビゲーションシステムには、ネットワークを介してサーバー等に接続するためのネットワークインタフェース、モデム等の通信手段が備えられる。

１ 車両
１ａ 乗員
２ ＥＣＵ
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
２４ タイマ
３ａ，３ｂ カメラ（撮像部）
８ 表示器
９ ブザー
１１ バックミラー（鏡）
１２，１３ ドアミラー（鏡）
１５ 前方窓（窓）
２０３ 鏡面方向検出部（鏡面方向検出手段）
２０４ 車両位置検出部（位置検出手段）
２０５ 車両姿勢検出部（姿勢検出手段）
２０６ 仮想視点算出部（仮想視点算出手段）
２０７ 仮想視線算出部（仮想視線算出手段）
２０８ 窓マスク算出部（頭部位置から車両の周辺の視野を車両の一部に遮られることなく見通す範囲を算出する手段）
２０９ 鏡マスク算出部（仮想視点から鏡の鏡面を見通す範囲を算出する手段）
２１０ 窓視野算出部（窓視野算出手段）
２１１ 鏡視野算出部（鏡視野算出手段）
２１２ 加算部（加算手段）
２１３ 運転状態判定部（運転状態の良否を判定する手段）
２１４ 警報部（警告を発する手段）

Claims (12)

1. 車両に搭載された１又は複数の鏡及び前記車両の窓を介して視認されるべき前記車両の周辺の視野を前記車両に対する乗員の相対的な頭部位置及び乗員の視線方向に基づいて推定する視野推定装置であって、
   前記頭部位置から前記鏡を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する鏡視野算出手段と、
   前記頭部位置から前記窓を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する窓視野算出手段と、
   前記鏡視野算出手段及び窓視野算出手段が夫々算出した範囲に時間を遡ると共に減少する重みを付与して時系列的に積算する加算手段と、
   所定の基準位置に対する前記車両の相対的な位置を検出する位置検出手段と、
   所定の基準方向に対する前記車両の相対的な姿勢を検出する姿勢検出手段とを備え、
   前記鏡視野算出手段及び前記窓視野算出手段は、前記位置検出手段が検出した位置及び前記姿勢検出手段が検出した姿勢において視認されるべき視野が前記基準位置及び基準方向に対して分布する範囲を夫々算出するようにしてあること
   を特徴とする視野推定装置。
2. 前記鏡の鏡面の方向を検出する鏡面方向検出手段と、
   該鏡面方向検出手段が検出した鏡面の方向、前記頭部位置及び前記鏡の位置に基づいて、前記鏡に対する前記頭部位置の虚像位置にある仮想視点を算出する仮想視点算出手段と、
   前記鏡面方向検出手段が検出した鏡面の方向及び前記視線方向に基づいて、前記仮想視点から前記鏡を見通す方向となる仮想視線方向を算出する仮想視線算出手段と、
   前記仮想視点算出手段が算出した仮想視点から前記鏡の鏡面を見通す範囲を算出する手段とを備え、
   前記鏡視野算出手段は、前記算出する手段が算出した範囲内で、前記仮想視点算出手段が算出した仮想視点から前記仮想視線算出手段が算出した仮想視線方向に視認されるべき視野が分布する範囲を算出するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の視野推定装置。
3. 前記頭部位置から前記車両の周辺の視野を前記車両の一部に遮られることなく見通す範囲を算出する手段を備え、
   前記窓視野算出手段は、前記算出する手段が算出した範囲内で視認されるべき視野が分布する範囲を算出するようにしてあること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の視野推定装置。
4. 前記重みは、指数関数的に減少することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の視野推定装置。
5. 前記視野推定手段が推定した視野に基づいて前記乗員による前記車両の運転状態の良否を判定する手段と、
   該手段が否と判定した場合、警告を発する手段と
   を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の視野推定装置。
6. 車両に搭載された１又は複数の鏡及び前記車両の窓を介して視認されるべき視野を推定する視野推定装置で前記車両の周辺の視野を前記車両に対する乗員の相対的な頭部位置及び乗員の視線方向に基づいて推定する視野推定方法であって、
   前記頭部位置から前記鏡を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する鏡視野算出手段が、範囲を算出するステップと、
   前記頭部位置から前記窓を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する窓視野算出手段が、範囲を算出するステップと、
   前記鏡視野算出手段及び窓視野算出手段が夫々算出した範囲に時間を遡ると共に減少する重みを付与して時系列的に積算する加算手段が、範囲を時系列的に積算するステップと、
   所定の基準位置に対する前記車両の相対的な位置を検出する位置検出手段が、位置を検出するステップと、
   所定の基準方向に対する前記車両の相対的な姿勢を検出する姿勢検出手段が、姿勢を検出するステップとを含み、
   前記鏡視野算出手段及び前記窓野算出手段は、前記位置検出手段が検出した位置及び前記姿勢検出手段が検出した姿勢において視認されるべき視野が前記基準位置及び基準方向に対して分布する範囲を夫々算出するようにしてあること
   を特徴とする視野推定方法。
7. 前記鏡の鏡面の方向を検出する鏡面方向検出手段が、鏡面の方向を検出するステップと、
   該鏡面方向検出手段が検出した鏡面の方向、前記頭部位置及び前記鏡の位置に基づいて、前記鏡に対する前記頭部位置の虚像位置にある仮想視点を算出する仮想視点算出手段が、仮想視点を算出するステップと、
   前記鏡面方向検出手段が検出した鏡面の方向及び前記視線方向に基づいて、前記仮想視点から前記鏡を見通す方向となる仮想視線方向を算出する仮想視線算出手段が、仮想視線方向を算出するステップと、
   前記仮想視点算出手段が算出した仮想視点から前記鏡の鏡面を見通す範囲を算出する手段が、範囲を算出するステップとを含み、
   前記鏡視野算出手段は、前記算出する手段が算出した範囲内で、前記仮想視点算出手段が算出した仮想視点から前記仮想視線算出手段が算出した仮想視線方向に視認されるべき視野が分布する範囲を算出するようにしてあること
   を特徴とする請求項６に記載の視野推定方法。
8. 前記頭部位置から前記車両の周辺の視野を前記車両の一部に遮られることなく見通す範囲を算出する手段が、範囲を算出するステップを含み、
   前記窓視野算出手段は、前記算出する手段が算出した範囲内で視認されるべき視野が分布する範囲を算出するようにしてあること
   を特徴とする請求項６又は７に記載の視野推定方法。
9. 前記重みは、指数関数的に減少することを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の視野推定方法。
10. 前記視野推定手段が推定した視野に基づいて前記乗員による前記車両の運転状態の良否を判定する手段が、良否を判定するステップと、
    該手段が否と判定した場合、警告を発する手段が、警告するステップと
    を含むことを特徴とする請求項６から９の何れか１項に記載の視野推定方法。
11. 車両の運転を支援するコンピュータを、車両に搭載された１又は複数の鏡及び前記車両の窓を介して視認されるべき前記車両の周辺の視野を前記車両に対する乗員の相対的な頭部位置及び乗員の視線方向に基づいて推定する手段として機能させるためのコンピュータプログラムであって、
    コンピュータを、
    前記頭部位置から前記鏡を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する鏡視野算出手段、
    前記頭部位置から前記窓を介して前記視線方向に視認されるべき視野が空間的に分布する範囲を算出する窓視野算出手段、
    前記鏡視野算出手段及び窓視野算出手段が夫々算出した範囲に時間を遡ると共に減少する重みを付与して時系列的に積算する加算手段、
    所定の基準位置に対する前記車両の相対的な位置を検出する位置検出手段、並びに
    所定の基準方向に対する前記車両の相対的な姿勢を検出する姿勢検出手段として機能させ、
    前記鏡視野算出手段及び前記窓視野算出手段は、前記位置検出手段が検出した位置及び前記姿勢検出手段が検出した姿勢において視認されるべき視野が前記基準位置及び基準方向に対して分布する範囲を夫々算出するようにしてあること
    を特徴とするコンピュータプログラム。
12. 請求項１１に記載のコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。

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