JP5765576B2 - 障害物警報装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に接近する障害物の存在を乗員に明示する障害物警報装置に関する。
車両の周囲には運転者の位置から視認できない死角があり、運転者は車両の運転にあたり当該車両の周囲に細心の注意を払う必要がある。特に、車両を後退して駐車させる場合には、駐車自体に苦手意識を持っているユーザも多く、精神的疲労も少なくない。そこで、従来、車両の周囲の障害物を監視する技術が利用されてきた(例えば特許文献1及び2)。
特許文献1に記載の車両の障害物警報装置は、横移動障害物検出手段と、横移動方向検出手段と、横移動情報提供手段とを備えて構成される。横移動障害物検出手段は車両前方において進行方向を横切る方向に移動する障害物を検出する。横移動方向検出手段は横移動障害物検出手段により検出された障害物の横移動方向を検出する。横移動情報提供手段は横移動方向検出手段により検出された障害物の横移動方向に関する情報をドライバーに提供する。この際、横移動情報提供手段は表示部に横移動方向検出手段により検出された横移動方向を表わす矢印をディスプレイに表示する。
特許文献2に記載の車両周囲監視装置は、撮像手段と、障害物検出手段と、表示手段とを備えて構成される。撮像手段は自車両の一部を含む車両周囲を撮像する。障害物検出手段は車両周囲に位置する障害物を検出し、検出した障害物と自車両との距離を算出する。表示手段は撮像手段によって撮像された撮像画像と障害物検出手段によって算出された距離を示す障害物表示画像とを1つの画面に表示する。
特開平11−115660号公報 特開2009−217740号公報
特許文献1や特許文献2に記載の技術のように車両の周囲の障害物を検出し、当該障害物を明示する情報(矢印等)を画面表示することで運転者に車両の周囲の障害物の存在を報知することが可能である。しかしながら、車両に搭載されるディスプレイ(表示手段)の画面サイズは大きいものではない。このため、ディスプレイに表示される車両の周囲の状況を示す画像上に矢印等を表示すると、車両の周囲の状況が見難くなったり障害物を把握できなくなったりする可能性がある。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、車両の周囲の状況を見難くすることなく、車両に接近する障害物の存在を運転者に明示することが可能な障害物警報装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係る障害物警報装置の特徴構成は、
車両の後方の情景を撮影した撮影画像を取得する撮影画像取得部と、
前記撮影画像に基づいて注目撮影画像を生成する注目撮影画像生成部と、
前記注目撮影画像の外側の外側領域に物体が存在するか否かを判定する物体存在判定部と、
前記外側領域の物体の移動方向を判定する移動方向判定部と、
前記移動方向判定部により前記外側領域の物体が前記注目撮影画像の中央側に移動すると判定されてから前記注目撮影画像に進入するまでの間、前記注目撮影画像の輪郭よりも小さい外形を有する枠指標を表示させる明示画像出力部と、
前記注目撮影画像のうち、前記車両の後方の情景に重畳表示するマスク領域を設定するマスク領域設定部と、
車内から前記車両の後方を見て、所定の領域毎に区分けした複数の領域に対応する複数の障害物存在エリアを前記マスク領域に生成する障害物存在エリア生成部と、を備え
前記明示画像出力部は、前記物体が前記注目撮影画像に進入する場合に、前記物体が進入する側の領域に対応する障害物存在エリアに前記枠指標が吸収される表示を行なう点にある。
このような特徴構成とすれば、車両に接近する物体の存在を枠指標で示すので、枠指標により囲まれた領域においては車両の周囲の状況が見難くなることがない。また、車両に備えられる表示画面に物体が映っていなくても、当該物体を検知した場合に枠指標を表示するので、乗員に車両に接近する物体の存在を明示することができる。したがって、本発明によれば、車両の周囲の状況を見難くすることなく、車両に接近する物体を明示できる。
また、このような構成とすれば、物体が進入する側の障害物存在エリアに吸収されるよう枠指標を表示するので、車両の乗員は物体が接近する方向を直感的に認識することが可能となる。
障害物警報装置の構成を模式的に示したブロック図である。 障害物警報装置の処理の一例を示した図である。 合成画像の一例を示した図である。 合成画像の一例を示した図である。 合成画像の一例を示した図である。 合成画像の一例を示した図である。 合成画像の一例を示した図である。 合成画像の一例を示した図である。 障害物警報装置の処理を模式的に示した図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明に係る障害物警報装置100は、車両に接近する物体がある場合に当該車両の運転者に物体が接近していることを明示する機能を備えている。以下、図面を用いて説明する。
図1は、障害物警報装置100の構成を模式的に示したブロック図である。図1に示されるように、障害物警報装置100は、撮影画像取得部11、注目撮影画像生成部12、外側領域生成部13、物体存在判定部14、移動方向判定部15、明示画像出力部16、明示画像格納部17、合成画像生成部18、マスク領域設定部19、障害物存在エリア生成部20の各機能部を備えて構成される。各機能部はCPUを中核部材として車両1の運転者に物体7の接近を明示する種々の処理を行うための上述の機能部がハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
撮影画像取得部11は、車両1の後方の情景を撮影した撮影画像Gを取得する。ここで、車両1にはカメラ5が備えられる。本実施形態におけるカメラ5は、CCD(charge coupled device)やCIS(CMOS image sensor)などの撮像素子を内蔵するとともに、撮影した情報を動画情報として出力するデジタルカメラにより構成される。このようなカメラ5は、図2(a)に示されるように、車両1の外側後部に備えられるライセンスプレートの近傍、或いは車両1の外側後部に備えられるエンブレムの近傍等に、車両1の後方に向けてやや俯角を有して配設される。また、カメラ5は広角レンズ(図示せず)を備えて構成される。これにより、車両1の後方を略180度に亘って、車両1の周囲の情景を撮影することができる。このような撮影範囲は、図2(a)の「広視野角」として示される。このカメラ5は、リアルタイムで動画を撮影画像Gとして出力する性能を有する。このような撮影画像Gは、撮影画像取得部11に伝達される。
このような撮影画像Gの一例が図2(b)に示される。図2(b)の全幅は、図2(a)の広視野角に対応する。ここで、撮影画像Gは、図2(a)に示されるような車両1から後方を見て左側にいる物体7が、図2(b)に示されるように撮影画像G内の右側にいるように鏡像処理が行われる。これは、モニタ50に車両1の後方の情景を表示する際、車両1の運転者が撮影画像Gに含まれる物体7が車両1の左側にいるのか右側にいるのかを感覚的に理解し易くするためである。
図1に戻り、注目撮影画像生成部12は、撮影画像Gに基づいて注目撮影画像を生成する。本実施形態では、撮影画像Gの撮影範囲は広視野角である。このため、注目撮影画像生成部12は、撮影画像Gの中央部分である狭視野領域Nを注目撮影画像として生成する。撮影画像Gは上述の撮影画像取得部11から伝達される。本実施形態では、注目撮影画像は、図2(b)に示される撮影画像Gの横方向の中央部分が相当する。このような狭視野領域Nは、図1(a)の「狭視野角」のような例えば車両1の後方120〜130度程度の領域とすると好適である。また、狭視野領域Nは車両1が後退する際の進行可能範囲に近いので、撮影画像Gのうち特に注目すべき領域であることから「注目撮影画像」と称される。このような注目撮影画像は、後述するモニタ50に表示される表示画像に対応する(図2(c)参照)。なお、本実施形態では、「注目撮影画像」は「狭視野領域」の画像であるとして説明する。
外側領域生成部13は、注目撮影画像の外側の外側領域Oを生成する。すなわち、撮影画像Gのうち狭視野領域Nの外側の外側領域Oを生成する。上述のように、撮影画像Gの横方向の中央部分に注目撮影画像生成部12により狭視野領域Nが生成される。外側領域生成部13はこのような狭視野領域Nの横方向の外側に、図2(b)のような外側領域Oを生成する。外側領域生成部13により生成された外側領域Oは、後述する物体存在判定部14に伝達される。
物体存在判定部14は、外側領域Oに物体7が存在するか否かを判定する。外側領域Oは、外側領域生成部13から伝達される。物体7が存在するか否かの判定は、例えばパターンマッチング等の公知の画像認識処理を用いて行うことが可能である。もちろん、パターンマッチング以外の処理により、外側領域Oに物体7が存在するか否かを判定することは可能である。物体存在判定部14の判定結果は、後述する移動方向判定部15に伝達される。
移動方向判定部15は、外側領域Oの物体7の移動方向を判定する。このような移動方向の判定は、物体存在判定部14により、外側領域Oに物体7が存在すると判定された場合に行われる。特に本実施形態では、移動方向判定部15により、外側領域Oの物体7が狭視野領域Nの側に移動するか否かが判定される。狭視野領域Nの側に移動するとは、車両1の後方において、車両1の幅方向外側から、車両1の真後ろの方向に移動することを示す。このような判定は、例えば現在の撮影画像Gにおける物体7の位置と所定時間前の撮影画像Gにおける物体7の位置とを比較して行うことも可能であるし、オプティカルフローを用いるなどの公知の手法を用いて行うことができる。このような移動方向の判定結果は、後述する明示画像出力部16に伝達される。
マスク領域設定部19は、注目撮影画像のうち、車両1の後方の情景に重畳表示するマスク領域Mを設定する。これにより、車両1の後方の情景の少なくとも一部が非表示にされる。本実施形態では、マスク領域Mは図2(c)に示されるように、画面上部、すなわち、注目撮影画像内の上側部分に設定される。このマスク領域Mは、注目撮影画像の横方向両側に亘って形成される。マスク領域M内は、車両1の上方の情景が見えないように、例えば黒色で彩色される。もちろん、他の色で彩色しても良い。なお、マスク領域Mは、塗りつぶして車両1の後方の情景に重畳表示しても良いし、半透明にして車両1の後方の情景に重畳表示しても良い。
障害物存在エリア生成部20は、所定の領域毎に区分けした複数の領域に対応する複数の障害物存在エリアBをマスク領域Mに生成する。所定の領域とは、モニタ50の表示画面を区分けした領域である。本実施形態では、車両1の後方を含む領域、及び当該領域の左右両側の領域が相当する。障害物存在エリア生成部20は、このような領域を含む複数の障害物存在エリアb1−b3からなる障害物存在エリアBをマスク領域Mに生成する。本実施形態では、上述のようにマスク領域Mは画面上部に配設されている。したがって、障害物存在エリアBもモニタ50の上部に配置される。
このような障害物存在エリアBは、具体的には車両1を後方から見て車両1の左側後方の障害物存在エリアb1、車両1の後方に対応する障害物存在エリアb2、車両1の右側後方の障害物存在エリアb3から構成される。なお、本実施形態では、障害物存在エリアBは外側領域Oに対応する領域は含まれない。
明示画像出力部16は、移動方向判定部15により外側領域Oの物体7が注目撮影画像の中央側に移動すると判定されてから注目撮影画像に進入するまでの間、注目撮影画像の輪郭よりも小さい外形を有する枠指標Wを表示させる。ここで、本実施形態では、注目撮影画像は、狭視野領域Nの画像に相当する。外側領域Oの物体7の検出後、当該物体7が注目撮影画像に進入するまでの間は、物体存在判定部14及び移動方向判定部15により検出することが可能である。注目撮影画像の輪郭よりも小さい外形を有する枠指標Wとは、枠指標Wは少なくとも注目撮影画像よりも小さいことを意味する。したがって、明示画像出力部16は、外側領域Oの物体7が狭視野領域Nの中央側に移動することを検出してから、車両1の狭視野領域Nに進入するまでの間、モニタ50の表示画面内に枠指標Wを表示させる。
具体的には、移動方向判定部15により、車両1の後方において物体7が狭視野領域Nの中央側に移動する場合には当該物体7が狭視野領域Nに進入するまで、枠指標Wを点滅表示させる。この点滅表示は、物体7が狭視野領域Nに進入すると停止する。これにより、車両1の乗員が車両1に接近する物体7の存在を直感的に認識することが可能となる。
このような枠指標Wは、図2(d)に示されるように明示画像として明示画像格納部17に格納されている。図2(c)には、図2(b)に示されるような撮影画像G、すなわち右側の外側領域Oに物体7がいる場合に車両1のモニタ50に表示される画像が示される。
また、明示画像出力部16は、物体7が注目撮影画像に進入する場合に、物体7が進入する側の領域に対応する障害物存在エリアBに枠指標Wが吸収される表示を行う。物体7が進入する側の領域に対応する障害物存在エリアBとは、左側の外側領域Oに物体7が存在する場合には障害物存在エリアb1が相当し、右側の外側領域Oに物体7が存在する場合には障害物存在エリアb3が相当する。一方、上述のように、外側領域Oに存在する物体7が検出されると、枠指標Wが点滅表示されている。この際、物体7が右側の外側領域Oにいるのか、或いは左側の外側領域Oにいるのかは物体存在判定部14により把握されている。したがって、明示画像出力部16は、左側の外側領域Oに存在する物体7が狭視野領域Nに進入する場合には枠指標Wが障害物存在エリアb1に吸収される表示を行い、右側の外側領域Oに存在する物体7が狭視野領域Nに進入する場合には枠指標Wが障害物存在エリアb3に吸収される表示を行う。
明示画像出力部16は、このような表示を行う。ここで、本実施形態では、図2(c)に示されるように、障害物存在エリアB及び枠指標Wが狭視野領域Nである注目撮影画像に合成してモニタ50に表示される。そこで、合成画像生成部18は、注目撮影画像に障害物存在エリアB及び枠指標Wを合成した合成画像を生成する。これにより、図2(c)に示されるような画像が生成される。
このように枠指標Wの点滅表示や、狭視野領域Nに進入する物体7の側の障害物存在エリアBへの枠指標Wの吸収表示を行うことにより、車両1の乗員に対して当該車両1に物体7が接近していること、及び物体7が狭視野領域N内に進入することを視覚的に明示することができる。
その後、明示画像出力部16は、物体7が存在する領域に対応する障害物存在エリアBを彩色させる。上述のように、物体7が進入する側の障害物存在エリアBに、枠指標Wが吸収されている。したがって、明示画像出力部16は、枠指標Wが吸収された障害物存在エリアBを彩色させる。このような彩色は、視覚的に目立つように例えば赤色ですると好適である。もちろん、他の色で彩色することも可能である。
その後、物体7が注目撮影画像内に進入する場合には、明示画像出力部16は、対応する障害物存在エリアBを下方に延ばして表示する。対応する障害物存在エリアBとは、枠指標Wが吸収され、彩色された障害物存在エリアBである。下方に延ばすとは、彩色された領域を障害物存在エリアBが配置された画面上部から画面下部の方に延ばして、領域を拡大することを意味する。このように、物体7が注目撮影画像内に進入すると、明示画像出力部16は当該彩色された障害物存在エリアBを下方に延ばして彩色した領域を拡大する。したがって、彩色された領域が大きくなるので、乗員の目に留まりやすくなり、物体7の注目撮影画像内への進入に対して注意喚起を高めることができる。なお、このような下方に延ばす表示は、表示画面の下端まで延ばしても良いし、表示画面の中程までで止めても良い。
物体7が、注目撮影画像に進入し、車両1の真後ろ(後方)を含む領域に存在する場合には、明示画像出力部16は車両1の真後ろを含む領域に対応する障害物存在エリアb2を点滅表示させる。係る点滅表示における点灯中は障害物存在エリアb2中に、車両1の後方の一部を含む自車イメージ画像CIを表示しても良い。一方、点滅表示における消灯中は障害物存在エリアb2を完全に無くして、注目撮影画像がそのまま視認可能とするように構成しても良い。明示画像出力部16は、このような点滅表示は、物体7が障害物存在エリアb2に対応する車両1の真後ろを含む領域から退出するまで繰り返して行う。
物体7が、物体7が障害物存在エリアb2に対応する車両1の真後ろを含む領域から当該領域に隣接する領域に移動すると、明示画像出力部16は対応する障害物存在エリアb1を彩色する。その後、物体7が注目撮影画像から退出するまで、障害物存在エリアb1を下方に延ばして表示する。したがって、物体7が注目撮影画像に進入した場合と同様に、彩色された領域が大きくなるので、乗員の目に留まりやすくなり、物体7の注目撮影画像内への進入に対して注意喚起を高めることができる。なお、このような下方に延ばす表示は、表示画面の下端まで延ばしても良いし、表示画面の中程までで止めても良い。
明示画像出力部16は、物体7が注目撮影画像から退出すると、障害物存在エリアb1の彩色や下方への延長を中止する。これにより、乗員は、物体7が注目撮影画像から退出したことを把握することができる。
このような枠指標Wの表示や、障害物存在エリアBの彩色及び下方への延長に関する一連の画像の一例が、図3−図8に示される。特に、図3−図5には枠指標Wの表示から吸収までの一連の画像が示され、図6−図8には障害物存在エリアBの彩色等について示される。
図3(a)に示されるように、注目撮影画像内に障害物存在エリアBが合成表示される。外側領域Oから狭視野領域Nの中央側に移動する物体7が検出されると、枠指標Wが合成表示される(図3(b))。この枠指標Wは、図3(b)及び(c)を所定の回数だけ繰り返して点滅表示される。
外側領域Oの物体7が、狭視野領域Nの中央側に移動すると、枠指標Wは物体7が進入する側の障害物存在エリアBに吸収されるように表示される(図3(d)−図5(c))。本実施形態では、物体7が車両後方中央側に向って右側の外側領域Oから進入してくる場合の例を挙げている。したがって、枠指標Wが障害物存在エリアb3に吸収される。
図5(c)に示されるように、枠指標Wが障害物存在エリアb3に吸収されると、当該障害物存在エリアb3が彩色される(図6(a))。その後、障害物存在エリアb3に対応する領域から物体7が退出するまで、障害物存在エリアb3が彩色されたまま下方に延長される(図6(b)−図6(e))。
物体7が、車両1の真後ろ(後方)を含む領域に移動すると、当該領域に対応する障害物存在エリアb2が点滅表示される(図7(a)−図7(e))。物体7が、物体7が障害物存在エリアb2に対応する車両1の真後ろを含む領域から当該領域に隣接する領域に移動すると、障害物存在エリアb1が彩色され、下方に延長して表示される(図8(a)−図8(d))。その後、物体7が注目撮影画像から退出すると、彩色及び延長が中止される(図8(e))。
次に、障害物警報装置100が、枠指標Wを注目撮影画像に合成した画像をモニタ50に表示する一連の処理について、図9の模式図を用いて説明する。まず、撮影画像取得部11が、車両1のカメラ5により撮影された撮影画像Gを取得する(ステップ#1)。
次に、注目撮影画像生成部12が、取得された撮影画像Gの中央部分を注目撮影画像として生成する(ステップ#2)。一方、外側領域生成部13が、取得された撮影画像Gの横方向両側部分を外側領域Oとして生成する(ステップ#3)。このように生成された外側領域Oに物体7が存在しているか否か、物体存在判定部14により判定される(ステップ#4)。
外側領域Oに物体7が存在していると判定されると、移動方向判定部15により当該物体7の移動方向が判定される(ステップ#5)。物体7の移動方向が、外側領域Oから注目撮影画像に対応する狭視野領域Nの側へのものである場合、明示画像出力部16により明示画像が出力される(ステップ#6)。この明示画像は、明示画像格納部17に格納されている明示画像を参照して出力される。
合成画像生成部18は、ステップ#2において生成された注目撮影画像に、ステップ#6で出力された明示画像を重畳して合成画像を生成する(ステップ#7)。生成された合成画像は、モニタ50に表示される(ステップ#8)。このように物体7が狭視野領域Nの中央側に移動する場合に枠指標Wを表示することにより車両1の乗員に車両1に物体7が接近していることを明示することが可能となる。また、物体7が狭視野領域Nに進入する場合には、物体7が進入する側の障害物存在エリアBに枠指標Wが吸収されるように表示するので、乗員が直感的に物体7の進入する方向を認識することができる。このように、本障害物警報装置100によれば、車両1に障害物が接近していることを明示することが可能となると共に、進入方向を明示することが可能となる。
このように本発明に係る障害物警報装置100によれば、車両1に接近する物体7の存在を枠指標Wで示すので、枠指標Wにより囲まれた領域においては車両1の周囲の状況が見難くなることがない。また、車両1に備えられるモニタ50に物体7が映っていなくても、当該物体7を検知した場合に枠指標Wを表示するので、乗員に車両1に接近する物体7の存在を明示することができる。したがって、本発明によれば、車両1の周囲の状況を見難くすることなく、車両1に接近する物体7を明示できる。
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、物体7が注目撮影画像に進入する場合に、物体7が進入する側の領域に対応する障害物存在エリアBに枠指標Wが吸収されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。枠指標Wは、障害物存在エリアBに吸収される形態で無く、物体7が注目撮影画像に進入する場合に表示を中止する形態とすることも当然に可能である。
上記実施形態では、物体7が注目撮影画像に進入した場合に、対応する障害物存在エリアBが彩色されたり、下方に延長して表示されたり、点滅表示したりされるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。このような表示を行わず、枠指標Wの吸収のみ行うような構成とすることも当然に可能である。或いは、対応する障害物存在エリアBの彩色、下方への延長、点滅表示のうち少なくとも何れか一つを行う構成とすることも可能である。
上記実施形態では、障害物存在エリアBは画面上部に配置されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。障害物存在エリアBは、車両1の周囲に物体7が存在すると判定された場合に表示される構成とすることも当然に可能である。係る場合には、物体存在判定部14の判定結果により、障害物存在エリアBを表示することが可能である。
本発明は、車両に接近する障害物の存在を乗員に明示する障害物警報装置に用いることが可能である。
1:車両
7:物体
11:撮影画像取得部
12:注目撮影画像生成部
14:物体存在判定部
15:移動方向判定部
16:明示画像出力部
19:マスク領域設定部
20:障害物存在エリア生成部
100:障害物警報装置
B(b1−b3):障害物存在エリア
G:撮影画像
M:マスク領域
O:外側領域
W:枠指標

Claims (1)

  1. 車両の後方の情景を撮影した撮影画像を取得する撮影画像取得部と、
    前記撮影画像に基づいて注目撮影画像を生成する注目撮影画像生成部と、
    前記注目撮影画像の外側の外側領域に物体が存在するか否かを判定する物体存在判定部と、
    前記外側領域の物体の移動方向を判定する移動方向判定部と、
    前記移動方向判定部により前記外側領域の物体が前記注目撮影画像の中央側に移動すると判定されてから前記注目撮影画像に進入するまでの間、前記注目撮影画像の輪郭よりも小さい外形を有する枠指標を表示させる明示画像出力部と、
    前記注目撮影画像のうち、前記車両の後方の情景に重畳表示するマスク領域を設定するマスク領域設定部と、
    車内から前記車両の後方を見て、所定の領域毎に区分けした複数の領域に対応する複数の障害物存在エリアを前記マスク領域に生成する障害物存在エリア生成部と、を備え
    前記明示画像出力部は、前記物体が前記注目撮影画像に進入する場合に、前記物体が進入する側の領域に対応する障害物存在エリアに前記枠指標が吸収される表示を行なう障害物警報装置。
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