JP5971611B2

JP5971611B2 - 教習支援装置

Info

Publication number: JP5971611B2
Application number: JP2012013140A
Authority: JP
Inventors: 一男辺見; 智也高見
Original assignee: Nagasaki Prefectural and Municipal Universities Corp
Current assignee: Nagasaki Prefectural and Municipal Universities Corp
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2032-01-25
Also published as: JP2013152355A

Description

本発明は、運転技術の教習を行う際に用いられる教習支援装置に関する。

従来、運転技術の教習を効率よく行うために様々な提案がなされている。特に、車両の走行状態についての評価等、指導者の主観からなされるものに関しては、必ずしも一定ではないため、教習を効率よく行うことは困難である。そこで、各種手法が提案されている。

例えば、特許文献１では、車両にＧＰＳアンテナを取り付け、車両の位置を経時的にモニタして走行データを生成し、運転者の運転特性を定量評価する方法が提案されている。

この特許文献１に記載の方法によれば、例えば、理想とされる走行ラインに対する運転者の走行ラインのずれを定量的に評価したり、車両が停止するまでの間に当該車両と停止線との間の距離がどのように変化するかを定量的に評価することができる。

特開２００８−２１６５００号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の方法は、車両の走行状態に関する評価結果を教習後に出力し、受講者に提示するものでしかない。このため、特許文献１に記載の方法では、教習中、受講者が、自らの運転している車両の走行状態や指導者の指示内容を具体的に認識することは困難であった。
このような問題は、特に、車庫入れや縦列駐車など、運転技術の習得が困難となる状況において顕著である。

なお、このような問題は、特許文献１に記載の教習支援装置に限られるものではなく、運転技術の教習を効率よく行うために提案されている従来の教習支援装置においては、概ね共通したものとなっている。

本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、運転技術の教習を効率よく行うことができる教習支援装置を提供することを目的とする。

本発明の第一態様は、車両の運転技術の教習を支援する教習支援装置であって、前記車両を含む画像を撮像する複数の撮像手段と、前記複数の撮像手段を通じて得られる各撮像画像に基づいて、前記車両の位置および姿勢を算出する算出手段と、前記算出手段を通じて算出された車両の位置および姿勢を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
より具体的には、本発明は、車両の運転技術の教習を支援する教習支援装置であって、前記車両を含む画像を撮像する複数の撮像手段と、前記複数の撮像手段を通じて得られる各撮像画像に基づいて、前記車両の位置および姿勢を算出する算出手段と、前記算出手段を通じて算出された車両の位置および姿勢を表示する表示手段とを備え、前記複数の撮像手段は、前記車両を側方から撮像することができる位置に配設される側方カメラと、前記車両を上方から撮像することができる位置に配設される上方カメラとを含み、前記側方カメラおよび前記上方カメラは、前記車両とともに前記車両が置かれている路面の縁を撮像することができる位置に配設されることを特徴としている。

同構成によれば、表示手段を通じて車両の位置および姿勢を具体的に表示することができる。このため、指導者は、受講者に対して運転している車両が路面でどのような位置および姿勢にあるのか、またどのように車両を運転すると適切であるかを、具体的に教習することができる。したがって、車両技術の教習を効率よく行うことができるようになる。

本発明の第二態様は、第一態様にかかる教習支援装置であって、前記複数の撮像手段は、前記車両を側方から撮像することができる位置に配設される側方カメラと、前記車両を上方から撮像することができる位置に配設される上方カメラとを含み、前記側方カメラおよび前記上方カメラは、前記車両とともに前記車両が置かれている路面の縁を撮像することができる位置に配設されることを特徴とする。

同構成によれば、側方および上方から、車両と路面の縁とを含んだ画像を撮像することができるため、車両が路面でどのような位置および姿勢にあるのかを適切に算出することができる。このため、車両の位置および姿勢を適切に表示することができる。

本発明の第三態様は、第一態様または第二態様にかかる教習支援装置であって、前記表示手段は前記車両に備えられるものであり、前記算出手段は算出した前記車両の位置および姿勢を、前記表示手段に無線にて伝送することができることを特徴とする。

同構成によれば、表示手段を車両内に配設することができるため、指導者は、受講者に対して、車両が路面でどのような位置および姿勢にあるのか、またどのように車両を運転すると適切であるかを、当該車両内で教習を行いながら具体的に確認させることができる。このため、車両技術の教習を効率よく行うことができるようになる。

なお、前記撮像手段および前記算出手段は、前記撮像手段を通じて撮像された前記撮像画像を、無線を通じて前記算出手段に伝送することができるようにしてもよい。

本発明の第四態様は、第二態様または第三態様にかかる教習支援装置であって、前記算出手段は、前記上方カメラにて撮像される上方画像に表示される前記車両の外郭形状を抽出して同外郭形状の重心位置を算出し、前記重心位置を中心として設定した仮想円と前記車両の外郭形状との交点の座標を算出し、前記交点のうち隣り合う交点間の距離が所定値よりも大きい交点を側方交点とするとともに、前記交点のうち前記側方交点以外の交点を後方交点とし、前記後方交点を結ぶ線分の中点の座標を算出し、前記中点の座標と前記重心位置とを結ぶ仮想線を前記車両の中心軸として、前記中心軸と前記路面の縁とのなす角度を前記車両と前記路面の縁とのなす角度として算出することを特徴とする。

同構成によれば、車両の中心軸を簡易な構成で算出することができる。このため、車両と路面の縁（以下、道路縁）との角度を簡易な構成で算出することができる。

本発明の第五態様は、第二態様〜第四態様のいずれかにかかる教習支援装置であって、前記算出手段は、前記側方カメラにて撮像される前記側方画像に表示される画像を前記側方画像に対して所定角度傾斜した面に投影した投影画像を生成し、前記投影画像内に円を検出したか否かを判定して、前記投影画像内に円を検出したと判定したときに、前記所定角度を前記車両を構成するタイヤと前記路面の縁との角度とすることを特徴とする。

同構成によれば、車両を構成するタイヤと、路面の縁との角度と簡易な構成で算出することができる。
なお、算出手段は、投影画像に対して円検出ハフ変換を施し、中心座標を検出したことをもって投影画像内に円を検出したと判定するようにしてもよい。また、前輪の軌跡と後輪の軌跡とをそれぞれ求めて、内輪差を表示することもできる。

本発明の第六態様は、第一態様〜第五態様のいずれかにかかる教習支援装置であって、当該教習支援装置は自動車教習所に配設されるものであり、前記路面は、前記自動車教習所の教習コースからなることを特徴とする。

自動車教習所は、路面の形状が定められているため、理想とされる走行ラインを予め定めることができる。このため、同構成によれば、理想とされる走行ラインと、教習の際に走行したラインとのずれを表示することで、より効率的に教習を行うことができるようになる。

本発明によれば、運転技術の教習を効率よく行うことができる教習支援装置を得ることができる。

本発明を具体化した実施形態にかかる教習支援装置の概略構成図。同実施形態にかかる処理全体の流れを説明するためのフローチャート。同実施形態にかかる車両本体位置姿勢算出処理の処理手順を説明するためのフローチャート。（ａ）は、同実施形態にかかる上方画像の概略を示す画像図、（ｂ）は、同実施形態にかかる車両本体位置姿勢算出処理を説明するための説明図。同実施形態にかかるタイヤ角算出処理の処理手順を説明するためのフローチャート。（ａ）は、車両と教習コースと道路縁との関係を示す模式図、（ｂ）は、タイヤと側方カメラと道路縁との位置関係、および側方画像と投影画像との関係を示す説明図、（ｃ）は、同実施形態にかかる側方画像に表示されるタイヤの一例を示す模式図、（ｄ）は、同実施形態にかかる投影画像に表示されるタイヤの一例を示す模式図。

以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態にかかる教習支援装置１について説明する。図１は、自動車教習所、および当該自動車教習所に配設された教習支援装置１の概略構成を示す。

自動車教習所は、予め定められる所定の形状からなる教習コース３（本発明の「路面」に相当）と、この教習コース３を走行する車両２とを備えている。
教習コース３は、所定の幅を備える路面からなり、路面の両辺縁は直線状の道路縁４として形成されている。
車両２は、車両本体２１とタイヤ２２とを含んで構成されている。また、タイヤ２２は、円形状のホイール２３と、ホイール２３の外周を覆うゴム２４から形成されている。

同図１に示されるように、本実施形態にかかる教習支援装置１は、上方カメラ１１、側方カメラ１２、パーソナルコンピュータ１３（以下「ＰＣ」、本発明の「算出手段」に相当）および表示装置１４（本発明の「表示手段」に相当）を含んで構成される。

表示装置１４は、動画、固定画像、文字等を含む画像（以下「画像」）を表示することができるディスプレイを含んで構成されており、車両２に備えられている。

上方カメラ１１は、教習コース３を走行する車両２を上方から撮像することができる位置に配設されている。教習コース３が水平である場合、教習コース３を鉛直方向上方から撮像することができる位置に配設される。また、この上方カメラ１１は、教習コース３の道路縁４と平行になるように配設されている。

側方カメラ１２は、教習コース３を走行する車両２を側方から撮像することができる位置に配設されている。また、この側方カメラ１２も、上方カメラ１１と同様に、教習コース３の道路縁４と平行になるように配設されている。

またさらに、これら上方カメラ１１および側方カメラ１２は、教習コース３を走行する車両２とともに、教習コース３の道路縁４を撮像することができる位置に配設されている。

ＰＣ１３は、屋内（図示せず）に配設されており、上方カメラ１１、側方カメラ１２および表示装置１４との間で無線によって通信をすることができる。また、ＰＣ１３は、車両本体２１の外郭形状および色彩、道路縁４の形状を予め記憶している。

このように構成された教習支援装置１によれば、まず、上方カメラ１１にて撮像された画像（本発明の「上方画像」に相当）、および側方カメラ１２にて撮像された画像（本発明の「側方画像」に相当）が、無線通信によってＰＣ１３に伝送される。
ＰＣ１３は、上方画像と側方画像とに基づいて、車両本体２１の位置および姿勢を算出するとともに、タイヤ２２の位置および姿勢すなわちタイヤ２２の道路縁４に対する角度（以下「切れ角」）を算出する。そして、算出結果を無線通信によって表示装置１４に伝送し、同図１に示されるように、表示装置１４のディスプレイに、教習コース３、車両本体２１およびタイヤ２２をイラスト表示させる。

次に、図２を参照しながら、ＰＣ１３が行う処理全体の流れについて説明する。なお、この処理は、所定期間の経過毎にＰＣ１３によって実行される。
同図２に示されるように、ＰＣ１３は、まず、車両本体２１の位置および姿勢を算出する車両本体位置姿勢算出処理を実行し（ステップＳ１０１）、次に、タイヤ２２の切れ角を算出するタイヤ角算出処理を実行する（ステップＳ１０２）。
そして、算出した車両本体２１の位置および姿勢、またタイヤ２２の切れ角を表示装置１４に無線通信によって伝送し、教習コース３、車両本体２１およびタイヤ２２を表示装置１４に表示させる（ステップＳ１０３）。

次に、図３および図４を参照しながら、車両本体２１の位置および姿勢を算出する車両本体位置姿勢算出処理について詳細に説明する。本処理では、図４（ａ）に示されるように、車両本体２１と道路縁４とのなす角度θｂを算出し、車両本体２１が道路縁４に対してどの程度傾いているかを示す。なお、図４では、上方画像に表示される車両２については、タイヤ２２を省略し、車両本体２１のみを示している。

同図３に示されるように、車両本体位置姿勢算出処理が開始されると、ＰＣ１３は、まず、上方カメラ１１によって撮像された上方画像を取得し、この上方画像に対して二値化処理を施す（ステップＳ２０１）。

次に、ＰＣ１３は、車両本体２１の重心位置Ｇを算出する（ステップＳ２０２）。
ＰＣ１３は、まず、二値化処理が施された上方画像を走査し、車両本体２１の外郭形状を抽出する。上述したように、ＰＣ１３は、車両本体２１の外郭形状および色彩を予め記憶している。そこで、上方画像を走査して、この記憶している色彩（または記憶している色彩から算出される輝度）を備え、記憶している外郭形状からなる画像を検出したことをもって、車両本体２１を検出したとする。そして、検出した画像を抽出する。

次に、ＰＣ１３は、抽出した車両本体２１の外郭形状に基づいて、上方画像における車両本体２１の重心位置Ｇを算出する（ステップＳ２０２）。また、ＰＣ１３は、図４（ｂ）に示されるように、上方画像に、重心位置Ｇを中心位置とし、道路縁４と平行であるＸ座標、道路縁４に直交するＹ座標からなる座標系を設定する。

そして、図４（ｂ）に示されるように、重心位置Ｇを中心とする半径Ｒの仮想円Ｃを設定し、この円周上を走査して車両本体２１の外郭形状と仮想円Ｃとの交点（Ａ１〜Ａ４，Ｂ１，Ｂ２）を検出する（ステップＳ２０３）。

ところで、車両本体２１の外郭形状および仮想円Ｃの半径Ｒが予め定められている場合、仮想円Ｃと車両本体２１の外郭形状との交点の数、および各交点間の距離は、車両本体２１の姿勢にかかわらず、一定の値となる。

本実施形態では、車両本体２１の外郭形状は予め明らかであるため、ＰＣ１３は、図４（ｂ）に示されるように、仮想円Ｃの半径Ｒを、車両本体２１の外郭形状と仮想円Ｃとの交点が６点（Ａ１〜Ａ４，Ｂ１，Ｂ２）となるように設定する。

この場合、隣り合う各交点間の距離を算出すると、図４（ｂ）に示されるように、交点Ａ１，Ａ２間の距離、および交点Ａ３，Ａ４間の距離が、最も大きくなる。このことからわかるように、車両本体２１の側方と仮想円Ｃとの交点は、隣り合う交点間の距離が大きい交点となる。
これに対して、車両本体２１の後方と仮想円Ｃとの交点Ｂ１，Ｂ２は、隣り合う交点との間の距離が、交点Ａ１，Ａ２間の距離、および交点Ａ３，Ａ４間の距離よりも小さくなる。例えば、交点Ｂ１，Ｂ２間の距離、交点Ｂ１，Ａ２間の距離、交点Ｂ２，Ａ３間の距離は、交点Ａ３，Ａ４間の距離よりも小さい。

ＰＣ１３は、車両本体２１の外郭形状に応じて所定値を定め、交点車両本体２１の側方と仮想円Ｃとの交点のうち、隣り合う交点間の距離がこの所定値よりも大きくなる交点を４点抽出し、これらを側方交点Ａ１〜Ａ４とする。そして、この側方交点Ａ１〜Ａ４以外の点を車両本体２１の後方と仮想円Ｃとの交点、すなわち後方交点Ｂ１，Ｂ２とする（ステップＳ２０４）。

すなわち、ＰＣ１３は、隣り合った各交点間の距離を算出し、この交点間の距離が大きい交点を側方交点とする（本実施形態では、図４（ｂ）に示す交点Ａ１〜Ａ４）とともに、他の交点を後方交点とし（本実施形態では、図４（ｂ）に示す交点Ｂ１，Ｂ２）、交点Ｂ１，Ｂ２の座標を後方交点の座標として算出する（ステップＳ２０４）。

次に、交点Ｂ１，Ｂ２を結ぶ線分の中点Ｐの座標を算出する（ステップＳ２０５）。この中点Ｐと重心位置Ｇとを結ぶ線分Ｆ（本発明の「仮想線」）は、車両２の中心軸となる。
そして、ＰＣ１３は、中点ＰのＸ座標値（以下、座標Ｘ１）を算出し、座標Ｘ１の値を線分Ｅの寸法として算出する（ステップＳ２０６）。
次に、ＰＣ１３は、中点Ｐと重心位置Ｇとを結ぶ線分Ｆの寸法を算出する（ステップＳ２０７）。

その後、ＰＣ１３は、以下の数式１を用いて角度θｂを算出する（ステップＳ２０８）。
＜数１＞

θｂ＝ｃｏｓ^−１（Ｅ／Ｆ）

ＰＣ１３は、このように、角度θｂを、車両本体２１と道路縁４とのなす角度として算出する。これにより、車両本体２１の位置および姿勢を算出することができる。

次に、図５および図６を参照しながら、タイヤ２２の切れ角を算出するタイヤ角算出処理について詳細に説明する。
同図５に示されるように、この処理が開始されると、ＰＣ１３は、まず、側方カメラ１２にて撮像された側方画像を取得し、この側方画像に対して二値化処理を施す（ステップＳ３０１）。

次に、ＰＣ１３は、側方画像において、隣り合う画素間で輝度が大きく変化している箇所（「エッジ」）を検出する（以下「エッジ検出処理」、ステップＳ３０２）。一般に、ある画像において、物体の輪郭が表示されている箇所は、隣り合う画素間で輝度が大きく変化していることが多い。このため、このようなエッジ検出処理を行うことで、側方画像に表示される物体の輪郭を抽出することができる。

このエッジ検出処理では、車両本体２１、タイヤ２２およびホイール２３の輪郭を抽出することができる。ところで、ホイール２３は、明るい色彩を備える一方、ゴム２４は暗い色彩を備えることが多ため、ホイール２３の輪郭は明瞭な線として検出することができる場合が多い。そこで、以下では、このエッジ検出処理を通じて検出したホイール２３の輪郭を用いて処理を行う。

また、ＰＣ１３は、側方画像に、道路縁４と平行であるＸ座標、道路縁４に直交するＹ座標からなる座標系を設定する（図示せず）。なお、この処理で設定する座標系は、上述した車両本体位置姿勢算出処理にて設定する座標系とは異なる座標系となる。

そして、ＰＣ１３は、所定角度θを「０」に設定し（ステップＳ３０３）、次に以下の数式２を用いて投影画像を生成する（ステップＳ３０４）。
投影画像のＸ座標値を「Ｘ´」、側方画像のＸ座標値を「Ｘ」として示す。
＜数２＞

Ｘ´＝Ｘ／ｃｏｓθ

上述したように、側方画像とは、側方カメラ２にて撮像された画像を示す。一方、投影画像とは、側方画像を投影変換して生成される画像を示す。より詳しくは、投影画像とは、側方画像に対して所定角度θ傾斜した面に、側方画像に表示される画像を投影することで生成される画像を示す。

図６（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、タイヤ２２が道路縁４に対して角度θａ傾いている場合について説明する。図６（ａ）は、車両本体２１とタイヤ２２と教習コース３と道路縁４との関係を示す全体図、図６（ｂ）は、タイヤ２２を上方からみたときにおけるタイヤ２２と側方カメラ１２と道路縁４との位置関係、および所定角度θを角度θａに設定した場合における側方画像に表示されるタイヤ２２のＸ座標値と投影画像に表示されるタイヤ２２のＸ´座標値との関係を示している。また、図６（ｃ）は、側方画像に表示されるタイヤ２２の模式図、図６（ｄ）は、所定角度θをθａに設定した場合における投影画像に表示されるタイヤ２２の模式図を示す。

同図６（ｂ）に示されるように、所定角度θを角度θａに設定すると、投影画像は、道路縁４に平行となる面に側方画像を投影した画像となる。
このとき、同図６（ｃ）に示されるように、側方画像には、ホイール２３は傾斜した状態で、すなわち楕円形状に表示されているのに対して、同図６（ｄ）に示されるように、投影画像には、ホイール２３が道路縁４と平行となった状態で、すなわち円形状に表示される。

次に、ＰＣ１３は、投影画像に円検出ハフ変換を施し（ステップＳ３０５）、ホイール２３の中心座標Ｔを検出したか否かを判定する（ステップＳ３０７）。ＰＣ１３は、投影画像に真円が表示されている場合、中心座標Ｔを検出したと判定する。

上述したように、タイヤ２２の切れ角が角度θａである場合（タイヤ２２が道路縁４に対して角度θａ傾いている場合）、所定角度θを角度θａに設定して、投影画像を生成すると、投影画像には道路縁４と平行となった状態のホイール２３が表示される。すなわち、側方画像には楕円形状に表示されていたホイール２３が、投影画像には円状に表示される。このときは、投影画像に円検出ハフ変換を施すと、この投影画像において、ホイール２３の中心座標Ｔが検出される。

これに対して、所定角度θを角度θａとは異なる角度に設定して、投影画像を生成すると、投影画像に表示されるホイール２３の形状は、楕円形状となる。この場合は、投影画像に円検出ハフ変換を施しても、ホイール２３の中心座標Ｔは検出されない。

このように、所定角度θがタイヤ２２の切れ角と同一である場合は、ホイール２３の中心座標Ｔが検出される一方、所定角度θが実際のタイヤ２２の切れ角と異なる場合は、ホイール２３の中心座標Ｔは検出されない。

そこで、ＰＣ１３は、ホイール２３の中心座標Ｔを検出したと判定する場合（ステップＳ３０７；ＹＥＳ）、所定角度θをタイヤ２２の切れ角θａとして（ステップＳ３０８）、この処理を一旦終了する。

これに対して、ホイール２３の中心座標Ｔを検出していないと判定する場合（ステップＳ３０７；ＮＯ）、ＰＣ１３は、Δθを加算し（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０４以降の処理を繰り返す。なお、Δθは、０．１〜２．０度の範囲にあることが好ましく、０．１〜０．５度の範囲にあることがより好ましい。
ＰＣ１３は、このように、角度θａをタイヤ２２の切れ角として算出する。これにより、タイヤ２２の位置および姿勢を検出することができる。

上記実施形態によれば、以下に記載する作用効果を奏することができる。
（１）上記実施形態によれば、表示装置１４に車両本体２１およびタイヤ２２の位置および姿勢を表示させることができるため、指導者は、教習中、受講者に対して、車両本体２１およびタイヤ２２が教習コース３でどのような位置および姿勢にあるのかを具体的に教習することができる。したがって、指導者は、車両技術の教習を効率よく行うことができるようになる。

（２）また、上方から車両本体２１を撮像するとともに、側方からタイヤ２２を撮像することができるため、車両本体２１およびタイヤ２２が教習コース３でどのような位置および姿勢にあるのかを適切に算出することができる。このため、車両本体２１およびタイヤ２２の位置および姿勢を適切に算出し、表示装置１４に表示することができる。

（３）また、表示装置１４を車両２に備えるようにしたため、指導者は、受講者に対して、車両本体２１およびタイヤ２２がどのような位置および姿勢にあるのか、またどのように車両２を運転すると適切であるかを、当該車両２内で教習を行いながら具体的に確認させることができる。このため、指導者は、車両２の走行状態や車両２の運転方法について、より効率的に教習することができるようになる。

（４）また、車両本体位置姿勢算出処理を実行するようにしているため、車両本体２１の中心軸を簡易な構成で算出することができる。このため、車両本体２１と道路縁４とがなす角度θｂを簡易な構成で算出することができる。

（５）また、重心位置Ｇに近い場所に位置する後方交点Ｂ１，Ｂ２に基づいて車両本体２１の中心軸を算出するようにしているため、側方交点Ａ１〜Ａ４に基づいて車両本体２１の中心軸を算出する場合と比較して、車両本体２１の中心軸を正確に算出することができる。

（６）また、円検出ハフ変換を用いてタイヤの切れ角を求めるようにしているため、タイヤ２２の道路縁４に対する切れ角を簡易な構成で算出することができる。

（７）自動車教習所は、教習コース３が定められているため、理想とされる走行ラインを予め定めることができる。このため、同構成によれば、理想とされる走行ラインと、教習の際に走行したラインとのずれを表示することで、より効率的に教習を行うことができるようになる。

なお、この発明にかかる教習支援装置１は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。

・上記実施形態では、ＰＣ１３は、上方カメラ１１、側方カメラ１２および表示装置１４との間で無線通信ができるようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、上方カメラ１１とＰＣ１３との間、および側方カメラ１２とＰＣ１３との間は有線で通信するようにしてもよい。本変形例においても、上述した作用効果に準じた作用効果を奏することができる。

・上記実施形態では、投影画像に円検出ハフ変換を施すことで、この投影画像から円が検出されるか否かを判定するようにしたが、本発明において、投影画像から円が検出されるか否かを判定する方法は円検出ハフ変換を施すことに限られない。例えば、抽出した線分を円に近似させ、その線分がどれだけ円に近いかを相関係数を用いて算出してもよい。

・上記実施形態では、交点Ｂ１，Ｂ２を用いて角度θｂを算出するようにしたが、本発明において角度θｂを算出するために用いる交点は交点Ｂ１，Ｂ２に限られるものではなく、車両本体２１の中心軸を中心として対称となる交点であればよい。例えば、交点Ａ１，Ａ４を用いてもよい。または、交点Ａ２，Ａ３を用いてもよい。

・上記実施形態では、仮想円Ｃの半径Ｒを、車両本体２１の外郭形状と仮想円Ｃとの交点が６点となるように設定したが、仮想円Ｃの半径Ｒはこれに限られるものではなく、例えば、半径Ｒを大きく（小さく）して、車両本体２１の外郭形状と仮想円Ｃとの交点が４点となるようにしてもよい。この場合であっても、車両本体２１の中心軸を中心として対象となる交点を用いて、角度θｂを算出することはできる。

・上記実施形態では、教習コース３と、車両２の位置および姿勢を表示装置１４に表示するようにしたが、本発明において、表示装置１４に表示するものはこれに限られるものではない。例えば、前輪の軌跡と後輪の軌跡とをそれぞれ求めて、内輪差を表示することもできる。また、理想とされる走行ラインと、実際に走行したラインとを表示し、そのずれを表示することもできる。

・上記実施形態では、表示装置１４を車両２に備えるようにしたが、表示装置１４を備える場所は、車両２以外であってもよい。例えば、車両２から視認することができる位置にスクリーン等を配設し、このスクリーンに車両２の位置および姿勢を表示するようにしてもよい。

・上記実施形態では、車両２の位置および姿勢をイラスト表示させるようにしたが、車両本体２１と道路縁とのなす角度θｂや、タイヤ２２の切れ角θａを数値表示してもよい。

・上述したタイヤ角算出処理では、ホイール２３の中心座標Ｔを検出したか否か判定するようにしたが、エッジ検出処理を通じてタイヤ２２の輪郭を抽出し、当該タイヤ２２の中心座標を検出したか否かを判定するようにしてもよい。

・上記実施形態では、ＰＣ１３は、所定の輝度（または色彩）を備える所定の形状の画像を検出したことをもって、上方画像から車両本体２１の外郭形状を抽出するようにしたが、上方画像からの車両本体２１の抽出方法はこれに限られるものではない。ＰＣ１３は、車両本体２１の色彩と教習コース３の色彩との差異を予め記憶しておき、上方画像を走査して、この差異だけ輝度（または色彩）が変化する部分を教習コース３と車両本体２１との境界線として検出し、この境界線を車両本体２１の外郭形状として抽出してもよい。

・上記実施形態では、教習支援装置１を自動車教習所に配設するようにしたが、教習装置１の配設場所は自動車教習所に限られるものではなく、一般道路に配設してもよい。この場合は、ＰＣ１３は、教習支援装置１が配設される道路の道路縁４の形状を予め記憶しておくことが好ましい。

１…教習支援装置
２…車両
３…教習コース
４…道路縁
１１…上方カメラ
１２…側方カメラ
１３…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１４…表示装置
２１…車両本体
２２…タイヤ
２３…ホイール
２４…ゴム

Claims

車両の運転技術の教習を支援する教習支援装置であって、
前記車両を含む画像を撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段を通じて得られる各撮像画像に基づいて、前記車両の位置および姿勢を算出する算出手段と、前記算出手段を通じて算出された車両の位置および姿勢を表示する表示手段とを備え、
前記複数の撮像手段は、前記車両を側方から撮像することができる位置に配設される側方カメラと、前記車両を上方から撮像することができる位置に配設される上方カメラとを含み、前記側方カメラおよび前記上方カメラは、前記車両とともに前記車両が置かれている路面の縁を撮像することができる位置に配設される
ことを特徴とする教習支援装置。
請求項１に記載の教習支援装置であって、
前記表示手段は前記車両に備えられるものであり、前記算出手段は算出した前記車両の位置および姿勢を、前記表示手段に無線にて伝送することができる
ことを特徴とする教習支援装置。
請求項１または２に記載の教習支援装置であって、前記算出手段は、前記上方カメラにて撮像される上方画像に表示される前記車両の外郭形状を抽出して同外郭形状の重心位置を算出し、前記重心位置を中心として設定した仮想円と前記車両の外郭形状との交点の座標を算出し、前記交点のうち隣り合う交点間の距離が所定値よりも大きい交点を側方交点とするとともに、前記交点のうち前記側方交点以外の交点を後方交点とし、前記後方交点を結ぶ線分の中点の座標を算出し、前記中点の座標と前記重心位置とを結ぶ仮想線を前記車両の中心軸として、前記中心軸と前記路面の縁とのなす角度を前記車両と前記路面の縁とのなす角度として算出する
ことを特徴とする教習支援装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の教習支援装置であって、
前記算出手段は、前記側方カメラにて撮像される側方画像に表示される画像を前記側方画像に対して所定角度傾斜した面に投影した投影画像を生成し、前記投影画像内に円を検出したか否かを判定して、前記投影画像内に円を検出したと判定したときに、前記所定角度を前記車両を構成するタイヤと前記路面の縁との角度とする
ことを特徴とする教習支援装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の教習支援装置であって、
当該教習支援装置は自動車教習所に配設されるものであり、
前記車両が置かれている路面は、前記自動車教習所の教習コースからなる
ことを特徴とする教習支援装置。