JP6729077B2 - 車両周辺監視装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、車両周辺監視装置に関する。
従来、車両の運転支援の技術として、車両に搭載されたカメラ等の撮像装置で車両の周辺を撮像し、その撮像結果である撮像画像データを表示することで運転支援を行う技術が提案されている。
また、砂地や岩石路等、路面の状態によっては、車両の車輪が空転（スリップ）することがある。それに対応する技術の一例として、画面における車両アイコン上で、空転している車輪を点灯等により表示するものがある。例えば、車両の四輪のうちの左の二輪（左前輪と左後輪）が空転している場合は、画面における車両アイコン上で、空転している左の二輪を点灯表示させることで、それを見た乗員（運転者等）は、左の二輪が空転していることを知ることができる。
特開２０１６−２１６５３号公報
しかしながら、上記した空転車輪の表示技術では、車両アイコン上に空転車輪を点灯表示させるだけなので、乗員が車輪の現在の空転状況を把握しにくい場合がある。
本発明の実施形態にかかる車両周辺監視装置は、例えば、車両の周辺を撮像する撮像部から出力される周辺画像を取得する周辺画像取得部と、前記車両の車輪に関する物理量に基づいて、前記車輪の空転を判定する空転判定部と、表示部に前記周辺画像を表示するとともに、前記周辺画像における前記車輪の予測進路の表示形態を、前記車輪の空転状況に応じて変更する表示制御部と、を備える。そして、前記表示制御部は、空転していない前記車輪に対応する予測進路を前記周辺画像に重畳表示し、空転している前記車輪に対応する予測進路を前記周辺画像に表示する表示形態を変更する。この構成によれば、例えば、表示部に表示される周辺画像における車輪の予測進路の表示形態が車輪の空転状況に応じて変更される。具体的には、空転していない車輪に対応する予測進路を周辺画像に重畳表示し、空転している車輪に対応する予測進路を周辺画像に表示する表示形態を変更する。したがって、乗員は車輪の現在の空転状況を容易に把握できる。
また、例えば、前記車両周辺監視装置は、前記車両の舵角を取得する舵角取得部と、前記舵角に基づいて前記予測進路を算出する進路算出部と、をさらに備えていてもよい。この構成によれば、例えば、予測進路は舵角に応じて変化するので、運転者は、ハンドル操作によって舵角を変えて予測進路の表示形態の変化を見ることで、グリップポイント（車輪が空転を解消できる舵角）を確実に把握できる。
また、例えば、前記車両は、自動で操舵を行う操舵制御部を備えていてもよい。この構成によれば、例えば、車輪の空転時等に自動操舵が行われるので、運転者がグリップポイントを探しながら操舵する手間を省くことができる。
また、例えば、前記車両は、四輪車であり、前記車輪の前輪と後輪の両方が転舵し、前記表示制御部は、前記前輪と前記後輪のそれぞれについて、前記舵角に基づく予測進路の表示形態を空転状況に応じて変更するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、前輪と後輪の両方が転舵することでグリップポイントを探す範囲が広がるとともに、運転者は、四輪のすべてについて舵角に基づく予測進路の表示形態の空転状況に応じた変化を見ることで、車両のスタックからの最適な脱出舵角を見つけることができる。
また、例えば、前記表示制御部は、空転していない前記車輪に対応する予測進路を前記周辺画像に重畳表示し、空転している前記車輪に対応する予測進路を前記周辺画像に重畳表示しないようにしてもよい。この構成によれば、例えば、車輪が空転すると、その車輪に対応する予測進路が周辺画像から消えるので、乗員は空転している車輪を容易に特定できる。
図１は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置を搭載する車両の車室の一部が透視された状態の一例が示された斜視図である。 図２は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置を搭載する車両の一例が示された平面図（俯瞰図）である。 図３は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置の一例が示されたブロック図である。 図４は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置のＥＣＵ内に実現される各構成を示すブロック図である。 図５は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置における後輪幅軌跡を算出する場合の算出例の説明図である。 図６は、比較例（従来技術）における運転支援画像の表示例を示す図である。 図７は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置において、空転している車輪に対応する予測進路を非表示とした運転支援画像の表示例を示す図である。 図８は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置において、空転している車輪に対応する予測進路を破線表示とした運転支援画像の表示例を示す図である。 図９は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置において、空転している２つの前輪それぞれに対応した予測進路を破線表示とした運転支援画像の表示例を示す図である。 図１０は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置において、運転者が操舵部を右に操舵して、右前輪に対応した予測進路を実線表示とした運転支援画像の表示例を示す図である。 図１１は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置において、空転していない右後輪の予測進路を側方画像に実線表示した表示例を示す図である。 図１２は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置の画像処理の手順を示すフローチャートである。 図１３は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置の変形例において、空転していない右前輪と右後輪の予測進路を側方画像に実線表示した表示例を示す図である。
以下、本実施形態の車両周辺監視装置を車両１に搭載した例について説明する。本実施形態では、車両１は、例えば、内燃機関（エンジン、不図示）を駆動源とする自動車（内燃機関自動車）であってもよいし、電動機（モータ、不図示）を駆動源とする自動車（電気自動車、燃料電池自動車等）であってもよい。また、それらの双方を駆動源とする自動車（ハイブリッド自動車）であってもよい。また、車両１は、種々の変速装置を搭載してもよいし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置（システム、部品等）を搭載してもよい。また、車両１における車輪３の駆動に関わる装置の方式や、数、レイアウト等は、種々に設定することができる。
図１は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置を搭載する車両１の車室２ａの一部が透視された状態の一例が示された斜視図である。図１に示されるように、本実施形態にかかる車体２は、乗員（不図示）が乗車する車室２ａを備えている。車室２ａ内には、乗員としての運転者の座席２ｂに臨む状態で、操舵部４、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７等が設けられている。本実施形態では、例えば、操舵部４は、ダッシュボード（インストルメントパネル）から突出したステアリングホイールである。また、加速操作部５は、運転者の足下に配置されたアクセルペダルである。また、制動操作部６は、運転者の足下に配置されたブレーキペダルである。また、変速操作部７は、センターコンソールから突出したシフトレバーである。ただし、これらに限定されない。
また、車室２ａ内には、表示装置８や、音声出力装置９が設けられている。表示装置８は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、ＯＥＬＤ（Organic Electro-Luminescent Display）等である。音声出力装置９は、例えば、スピーカである。また、本実施形態では、例えば、表示装置８は、透明な操作入力部１０（例えば、タッチパネル等）で覆われている。乗員等は、操作入力部１０を介して表示装置８の表示画面に表示される映像（画像）を視認することができる。また、乗員等は、表示装置８の表示画面に表示される映像（画像）に対応した位置において手指等で操作入力部１０を触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力（指示入力）を実行することができる。また、本実施形態では、例えば、表示装置８、音声出力装置９、操作入力部１０等は、ダッシュボードの車幅方向（左右方向）の中央部に配置されたモニタ装置１１に設けられている。モニタ装置１１は、スイッチ、ダイヤル、ジョイスティック、押しボタン等の操作入力部（不図示）を有していてもよい。また、モニタ装置１１とは異なる車室２ａ内の他の位置に音声出力装置（不図示）を設けてもよい。また、モニタ装置１１の音声出力装置９と他の音声出力装置の両方から音声を出力してもよい。また、本実施形態では、例えば、モニタ装置１１は、ナビゲーションシステムやオーディオシステムと兼用されているが、車両周辺監視装置用のモニタ装置を、これらシステムとは別に設けてもよい。
ここで、図２は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置を搭載する車両１の一例が示された平面図（俯瞰図）である。図１、図２に示されるように、本実施形態では、例えば、車両１は、四輪車（四輪自動車）であり、左右二つの前輪３Ｆ（以下、符号「３Ｆ」を省略する場合もある。）と、左右二つの後輪３Ｒ（以下、符号「３Ｒ」を省略する場合もある。）とを有する。そして、例えば、前輪３Ｆのタイヤ角が操舵部４（ステアリングホイール）の操作に対応して変化（転舵）する。
ここで、図３は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置の一例が示されたブロック図である。操舵システム１２は、例えば、電動パワーステアリングシステムや、ＳＢＷ（Steer By Wire）システム等である。操舵システム１２は、アクチュエータ１２ａによって操舵部４にトルク（アシストトルク）を付加して操舵力を補って、前輪３Ｆを操舵する。なお、操舵システム１２（操舵制御部）は、車輪３が空転した場合等に自動で操舵を行うように構成されていてもよい。
なお、本実施形態において、車輪３の空転とは、車輪３の空転自体だけでなく、他の車輪３が空転していてディファレンシャルギア等の作用によって車輪３が駆動力を失っている状態を含んでいてもよいものとする。また、車輪３の空転とは、完全な空転だけでなく、所定値以上の空転率（スリップ率）の空転を含んでもよいものとする。
また、本実施形態では、例えば、図２に示されるように、車両１（車体２）には、複数（本実施形態では、例えば４つ）の撮像部１６（１６ａ〜１６ｄ）が設けられている。撮像部１６は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＩＳ（CMOS Image Sensor）等の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。撮像部１６は、所定のフレームレートで撮像画像データ（動画データ、フレームデータ）を出力することができる。撮像部１６は、それぞれ、広角レンズを有し、水平方向には例えば１４０°〜２２０°の範囲（視野角）を撮影（撮像）することができる。また、撮像部１６は、路面を含む周辺の環境を撮像することができる方向に向けて設置されている。
本実施形態では、例えば、撮像部１６ａは、車体２の前側の端部２ｃ（平面視での端部）に配置され、フロントグリル等に設けられている。また、撮像部１６ｂは、車体２の左側の端部２ｄに配置され、左側のドアミラー２ｇに設けられている。また、撮像部１６ｃは、車体２の後側の端部２ｅに配置され、リアトランクのドア２ｈの下方の壁部に設けられている。また、撮像部１６ｄは、車体２の右側の端部２ｆに配置され、右側のドアミラー２ｇに設けられている。なお、本実施形態は、撮像部１６の車載方法を制限するものではなく、撮像部１６は、車両１に対してフロント方向の撮像画像データ、左右サイド方向の撮像画像データ、リア方向の撮像画像データを取得できるように設置されればよい。
また、図３に示すように、ＥＣＵ１４（Electronic Control Unit）は、複数の撮像部１６で得られた撮像画像データに基づいて演算処理や画像処理を実行し、当該画像処理がなされた撮像画像データを表示装置８に表示させる。
また、周辺監視システム（車両周辺監視装置）１００では、ＥＣＵ１４、モニタ装置１１等の他、ブレーキシステム１８、舵角センサ１９、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１、車輪速センサ２２、加速度センサ２６等が、車内ネットワーク２３（電気通信回線）を介して電気的に接続されている。車内ネットワーク２３は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）として構成されている。ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２３を通じて制御信号を送ることで、ブレーキシステム１８、操舵システム１２等を制御することができる。また、ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２３を介して、トルクセンサ１２ｂ、ブレーキセンサ１８ｂ、舵角センサ１９、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１、車輪速センサ２２、加速度センサ２６等の検出結果を受け取ることができる。また、ＥＣＵ１４は、操作入力部１０等の指示信号（制御信号、操作信号、入力信号、データ）を受け取ることができる。
ＥＣＵ１４は、例えば、ＣＰＵ１４ａ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ１４ｂ（Read Only Memory）、ＲＡＭ１４ｃ（Random Access Memory）、表示制御部１４ｄ、音声制御部１４ｅ、ＳＳＤ１４ｆ（Solid State Drive、フラッシュメモリ）等を有している。ＣＰＵ１４ａは、例えば、表示装置８で表示される画像に関連した画像処理や、車両１の移動経路の演算、物体との干渉の有無の判断等の各種の演算処理を実行する。ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂ等の不揮発性の記憶装置に記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムに従って演算処理を実行する。
ＲＡＭ１４ｃは、ＣＰＵ１４ａでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。また、表示制御部１４ｄは、ＥＣＵ１４での演算処理のうち、主として、撮像部１６で得られた撮像画像データを用いた画像処理や、表示装置８で表示される撮像画像データの画像処理（例えば合成等）等を実行する。また、音声制御部１４ｅは、ＥＣＵ１４での演算処理のうち、主として、音声出力装置９で出力される音声データの処理を実行する。また、ＳＳＤ１４ｆは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であって、ＥＣＵ１４の電源がオフされた場合であってもデータを記憶することができる。なお、ＣＰＵ１４ａ、ＲＯＭ１４ｂ、ＲＡＭ１４ｃ等は、同一パッケージ内に集積可能である。また、ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａに替えて、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の他の論理演算プロセッサや論理回路等によって実現してもよい。また、ＳＳＤ１４ｆに替えてＨＤＤ（Hard Disk Drive）が設けられてもよいし、ＳＳＤ１４ｆやＨＤＤは、ＥＣＵ１４とは別に設けられてもよい。
ここで、図４は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置のＥＣＵ１４内に実現される各構成を示すブロック図である。図４に示されるように、ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂ等の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、それを実行することで実現される各種モジュールを備える。ＣＰＵ１４ａは、本実施形態における表示制御に関連するモジュールとして、例えば、周辺画像取得部２７、舵角取得部２８、進路算出部３０、指標取得部３２、空転判定部３３等を備える。
周辺画像取得部２７は、撮像部１６から出力される撮像画像データ（周辺画像）を取得する。舵角取得部２８は、車内ネットワーク２３を介して供給される舵角センサ１９の検出結果（車両１の舵角（操舵角））を取得する。進路算出部３０は、舵角取得部２８から提供された操舵角に基づいて、車両１の各車輪３の予測進路を算出する。
指標取得部３２は、舵角取得部２８から提供された操舵角に基づき、ＳＳＤ１４ｆ等の記憶装置に記憶されている車両１の外形情報を示す指標を読み出す。車両１の外形情報を示す指標とは、例えば、車両１の車幅を示す情報や、車輪３の接地位置を示す情報、車両前方の距離を示す情報等である。指標の具体的な説明は後述する。
空転判定部３３は、一定時間毎に、各車輪３に関する物理量に基づいて、各車輪３が空転しているか否かを判定する。車輪３が空転すると、ＥＣＵ１４のトルク指令に基づく車輪３（または電動機）の回転数、トルク、電流等の物理量について、目標値と実際値の間にずれが生じる。例えば、空転判定部３３は、それらのずれに基づいて、車輪３の空転を判定することができる。また、空転判定部３３は、各車輪３の回転速度や回転数を比較することにより、空転を判定してもよい。
表示制御部１４ｄは、表示部（表示装置８等）に周辺画像を表示するとともに、周辺画像における車輪３の予測進路の表示形態を、車輪３の空転状況に応じて変更する。例えば、表示制御部１４ｄは、車輪３の空転の度合いが増すごとに、周辺画像に重畳表示する予測進路について、透過度を大きくしていく（完全に空転したら消す）、実線を破線に変えていく、色を変える、影の線を変えていく等の表示制御を行う（詳細は後述）。
また、表示制御部１４ｄは、前輪と後輪のそれぞれについて、舵角に基づく予測進路の表示形態を空転状況に応じて変更してもよい（詳細は後述）。
また、周辺画像は、車両１の側方を表す側方画像を含んでいてもよい。そして、表示制御部１４ｄは、舵角が所定値以上の場合、前輪と後輪のそれぞれについて、舵角に基づいた予測進路を、車輪３が空転していないときは側方画像に重畳表示し、車輪３が空転しているときは側方画像に重畳表示しないようにしてもよい（詳細は後述）。
なお、ＣＰＵ１４ａ内に実現される各モジュールは、上述したように機能ごとに個別に構成されてもよいし、複数の機能をまとめて一つのモジュールで実現してもよい。逆に機能をさらに細分化して実現してもよい。
次に、図５を用いて、後輪幅軌跡（予測進路）の算出手順の一例を説明する。図５は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置における後輪幅軌跡を算出する場合の算出例の説明図である。運転者が操舵部４（ステアリングホイール）を操作して前輪３Ｆの操舵角を変更した場合、前輪３Ｆの向き３Ｆａと直交する方向と、後輪３Ｒを支持する後輪車軸３８の延長方向との交点が車両１の旋回中心Ｇ１となる。つまり、車両１が前輪３Ｆの操舵角にしたがって旋回する場合、後輪車軸３８の中心点３８ａはこの旋回中心Ｇ１を中心とする円弧に沿って移動する。また、後輪３Ｒも旋回中心Ｇ１を中心とする円弧に沿って移動する。この原理にしたがって、進路算出部３０は、前輪３Ｆの操舵角に基づいて後輪３Ｒの後輪幅軌跡３６を算出することができる。
また、進路算出部３０は、車両１の前輪３Ｆの前輪幅軌跡（予測進路）を算出することもできる。そして、表示制御部１４ｄは、車両１の前方画像を撮像する撮像部１６ａから出力された前方撮像画像データに前輪幅軌跡を重畳表示することができる。前輪幅軌跡は、例えば、舵角取得部２８から提供される操舵角に基づいて、前輪３Ｆの向いている方向を示す指標として表示することができる。なお、前輪幅軌跡の表示長さは、重畳する前方画像上で例えば５ｍに相当する長さのように所定値としてもよいし、利用者が操作入力部１０を用いて適宜設定できるようにしてもよい。
なお、後輪３Ｒが転舵しないとすると、後輪３Ｒの向きは常に車両前後方向を向いているため、前輪３Ｆが操舵されて車両１が旋回する場合、前輪３Ｆの操舵角が小さいと、後輪幅軌跡３６の旋回内側へのせり出し量は少なく、車両１の側部とほぼ重なり、認識し難い状態となる。また、車両１の側部から僅かにせり出した後輪幅軌跡３６は車両１の側部輪郭線との区別がし難くなるという煩わしさを利用者に与えてしまう場合もある。そこで、例えば、表示制御部１４ｄは、後輪車軸３８から提供される車両１の操舵角が所定値以上になった場合に、車両１の撮像部１６ｂ（撮像部１６ｄ）から提供された側方撮像画像データに後輪幅軌跡３６を重畳表示すればよい。つまり、前輪３Ｆの操舵角がある程度大きくなり、後輪３Ｒの予測進路の表示の必要性が高まった場合に表示すればよい。後輪幅軌跡３６の表示を開始する操舵角の所定値として、例えば、操舵角＝２７０°とすることができる。この場合、後輪幅軌跡３６は車両１の側部輪郭線から充分に離間して表示されるため、後輪３Ｒの予測進路の把握が容易になる。また、後輪幅軌跡３６が車両１の側部輪郭線と区別がし難くなるという煩わしさを利用者に与えてしまうことも抑制できる。
なお、操舵角が２７０°未満の場合、後輪３Ｒはほぼ前輪３Ｆと同じ進路を通過すると考えられる。前述したように、表示制御部１４ｄは前輪３Ｆの前輪幅軌跡を前方画像上に重畳表示することができる。したがって、利用者は、操舵角が所定値未満で、後輪幅軌跡３６が表示されない場合でも前輪幅軌跡を確認することにより後輪３Ｒの予測進路を推測することができる。なお、進路算出部３０は、操舵角が所定値未満の場合に後輪幅軌跡３６の算出を行わなくてもよいし、操舵角が所定値未満の場合でも算出してもよい。所定値未満の場合に後輪幅軌跡３６の算出を行わないとき、ＣＰＵ１４ａの処理負荷を軽減することができる。逆に、常時算出するときは、操舵角が所定値以上になった場合に迅速に重畳表示を実行することができる。なお、後輪幅軌跡３６の表示を開始する操舵角が２７０°というのは一例であり、操作入力部１０等を介して利用者が当該操舵角を適宜設定変更できるようにしてもよい。
また、操舵角が所定値未満で後輪幅軌跡３６が表示されない場合、表示制御部１４ｄは、車両１の外形情報を示す指標を撮像部１６ｂ（撮像部１６ｄ）が撮像した側方撮像画像データに重畳表示するようにしてもよい。車両１の外形情報を示す指標とは、前述したように、例えば、車両１の車幅を示す情報や、車輪３の接地位置を示す情報、車両前方の距離を示す情報等である。車両１の車幅を示す情報は、例えば、車幅を示す車幅線４０ａや当該車幅線４０ａから例えば０．３５ｍ車幅外方向にオフセットした車幅オフセット線４０ｂ等である。車幅線４０ａや車幅オフセット線４０ｂ等を表示することにより、車両１と周辺の関係、例えば接触の有無や間隔の是非を利用者に把握させやすくすることができる。また、車輪３の接地位置を示す接地線４２（図６参照）は、例えば車幅オフセット線４０ｂ上に表示され、車両１の車幅と車輪３の接地位置との対応付けがし易いように表示される。また、車両前方の距離を示す間隔線４４は、車両１の前方の端部２ｃを基準に例えば、一定間隔で複数本表示され、車両１の前方距離感覚を理解し易くしている。なお、間隔線４４の一部は、側方画面上に表示されてもよい。これらの指標は、車両１に対して固定の線であるため、常時表示していても利用者に煩わしさや違和感を与えにくい。
車幅線４０ａ、車幅オフセット線４０ｂ、接地線４２、間隔線４４等の指標は、後輪幅軌跡３６が表示されない場合、つまり操舵角が所定値未満の場合に、後輪幅軌跡３６に代えて表示するようにしてもよい。また、操舵角が所定値以上になり、後輪幅軌跡３６が表示された後も後輪車軸３８と併せて表示するようにしてもよい。指標と後輪幅軌跡３６を選択的にいずれか一方を表示する場合、それぞれの表示を際立たせることが可能になり、利用者に認識させやすくすることができる。一方、後輪幅軌跡３６が表示された後も指標を表示する場合、後輪３Ｒの予測進路と車両１の外形との関係を理解させやすくなるという効果がある。
次に、本実施形態の運転支援画像の表示例についての理解を容易にするために、比較例（従来技術）における運転支援画像の表示例について説明する。図６は、比較例における運転支援画像の表示例を示す図である。図６は、操舵角が所定値未満の場合の表示例である。図６では、後輪幅軌跡３６は表示されず、右側方画像領域４８ａ及び左側方画像領域４８ｂには、車両１の外形情報を示す指標である車幅オフセット線４０ｂ、接地線４２、間隔線４４等が重畳表示されている。また、前方画像領域５０には、前輪幅軌跡５２ａ、５２ｂとともに車幅オフセット線４０ｂや間隔線４４が重畳表示されている。
また、右側方画像領域４８ａと左側方画像領域４８ｂとに挟まれた中央下部には、車両１の各車輪３の空転状態等を示す車両アイコン５４ａ等を表示する車両アイコン表示領域５４が割り当てられている。空転している車輪３がある場合は、車両アイコン５４ａにおけるその車輪３に対応する部分が点灯する。図６の例では、車両アイコン５４ａ上で左の二輪が点灯している。しかし、車両アイコン５４ａ上で空転車輪部分を点灯表示させるだけなので、乗員が車輪の現在の空転状況を把握しにくい（当該点灯表示に気づきにくい）場合がある。
次に、本実施形態における運転支援画像の表示例について説明する。図７は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置において、空転している車輪３に対応する予測進路を非表示とした運転支援画像の表示例を示す図である。図６と同様の点については、説明を適宜省略する（図８〜図１１についても同様）。
図７の表示例では、車両１の左前輪が空転していることに対応して、前輪幅軌跡５２ｂが非表示となっている。左前輪が空転していない段階では、前輪幅軌跡５２ｂは表示されていたのであるから、乗員は、この前輪幅軌跡５２ｂの非表示化によって左前輪の空転を確実に把握することができる。
次に、本実施形態における運転支援画像の他の表示例として、空転している車輪３に対応する予測進路を非表示ではなく破線表示とする場合について説明する。図８は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置において、空転している車輪３に対応する予測進路を破線表示とした運転支援画像の表示例を示す図である。
図８の表示例では、車両１の左前輪が空転していることに対応して、前輪幅軌跡５２ｂが破線表示となっている。この前輪幅軌跡５２ｂの破線表示化によって、乗員は、左前輪の空転を確実に把握することができるとともに、左前輪の空転が解消したときの左前輪の予測進路を認識することもできる。
次に、本実施形態における運転支援画像の他の表示例として、車両１がスタックした場合の表示例について説明する。ここで、スタックとは、車両１の四輪すべてがグリップ（または駆動力）を失って、車両１が動かなくなることを指す。車両１のスタックは、例えば、砂地、岩石路、凍結路等で起きやすい。図９は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置において、空転している２つの前輪それぞれに対応した予測進路を破線表示とした運転支援画像の表示例を示す図である。
図９の表示例では、車両１の２つの前輪が両方とも空転していることに対応して、前輪幅軌跡５２ａ、５２ｂが破線表示となっている。このとき、乗員は、前輪幅軌跡５２ａ、５２ｂが破線表示となっているのを見ることによって、２つの前輪の空転を確実に把握することができる。なお、破線表示に代えて、非表示や色の変更としてもよい。
次に、車両１がスタックしている状態（図９の表示例の場合）から、運転者がスタックを解消するために操舵部４（ステアリングホイール）を操作した場合の表示例について説明する。図１０は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置において、運転者が操舵部４を右に操舵して、右前輪に対応した予測進路を実線表示とした運転支援画像の表示例を示す図である。
図１０の表示例では、運転者が操舵部４を右に操舵して、右前輪が空転していない状態になったことに対応して、前輪幅軌跡５２ａが破線表示から実線表示となっている。これによって、乗員は、右前輪が空転してない状態になったことを確実に把握することができる。なお、操舵角が所定値以上の場合には、図１１に示すような表示として、旋回する方向の側の後輪の予測進路についても表示を切り替えてもよい。
図１１は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置において、空転していない右後輪の予測進路を側方画像に実線表示した表示例を示す図である。図１１の表示例では、表示装置８の表示領域の右の上端から下端までに右側方画像領域４８ａが割り当てられ、表示領域の左の上端から下端までに左側方画像領域４８ｂが割り当てられている。これは、右側方画像領域４８ａ及び左側方画像領域４８ｂに、前輪３Ｆ及び後輪３Ｒ（一部）を表示するためである。そして、右側方画像領域４８ａには、後輪３Ｒから伸びる後輪幅軌跡３６が重畳表示されている。後輪幅軌跡３６は、車輪から伸びている軌跡なので、運転者にとって予測進路であると認識しやすい。
また、右側方画像領域４８ａと左側方画像領域４８ｂとに挟まれた中央上部には、前方画像領域５０が割り当てられている。そして、前方画像領域５０には、前輪幅軌跡５２ａ、５２ｂとともに車幅オフセット線４０ｂが重畳表示されている。
このように、車両１の舵角が所定値以上の場合に、進行方向画像よりも予測進路を大きく表すことのできる側方画像において、旋回する方向の側の後輪の予測進路を、その後輪が空転していなければ表示し、空転していれば非表示とする（または、破線表示にする、色を変える、影の線を変える）ことで、乗員は旋回する方向の側の後輪が空転しているか否かを容易に認識できる。
上記のように構成される周辺監視システム１００の画像処理の手順の一例を図１２のフローチャートを用いて説明する。図１２は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置の画像処理の手順を示すフローチャートである。なお、図１２のフローチャートに示す処理は、前方画像領域５０、右側方画像領域４８ａ、左側方画像領域４８ｂを表示する場合に、所定周期で繰り返し実行される。また、各撮像部１６、舵角センサ１９等は、所定の制御周期で継続的に検出データをＥＣＵ１４に提供しているものとする。
まず、右側方画像領域４８ａ、左側方画像領域４８ｂ、前方画像領域５０を含む表示装置８の表示が要求された場合、ＥＣＵ１４の周辺画像取得部２７は、車両１の周囲の撮像画像データを取得する（Ｓ１００）。続いて、舵角取得部２８は、舵角センサ１９の検出データに基づいて、現在の操舵角を取得する（Ｓ１０２）。また、指標取得部３２は、ＳＳＤ１４ｆから現在の操舵角に対応して表示すべき指標を読み出し、表示制御部１４ｄに提供する（Ｓ１０４）。
次に、表示制御部１４ｄは、前方画像領域５０に前方画像、右側方画像領域４８ａに右側方画像、左側方画像領域４８ｂに左側方画像を表示させるとともに（Ｓ１０６）、各表示領域に指標情報を重畳表示させる（Ｓ１０８）。また、進路算出部３０は、舵角取得部２８から提供される操舵角に基づいて前輪幅軌跡５２ａ、５２ｂを算出する（Ｓ１１０）。
次に、空転判定部３３は、空転している前輪があるか否かを判定し（Ｓ１１１）、Ｙｅｓの場合はＳ１１３に進み、Ｎｏの場合はＳ１１２に進む。Ｓ１１２において、表示制御部１４ｄは、算出された前輪幅軌跡５２ａ、５２ｂを前方画像領域５０に重畳表示する。また、Ｓ１１３において、表示制御部１４ｄは、算出された前輪幅軌跡５２ａ、５２ｂのうち、空転している前輪に対応するものを前方画像領域５０において非表示とする（または、破線表示にする、色を変える、影の線を変える）。
さらに、進路算出部３０は、舵角取得部２８から提供される操舵角が所定値（例えば２７０°）以上か否かを判定し（Ｓ１１４）、Ｙｅｓの場合はＳ１１６に進み、Ｎｏの場合はＳ１００に戻る。Ｓ１１６において、進路算出部３０は、操舵角に基づいて、後輪幅軌跡３６を算出する。次に、空転判定部３３は、旋回する方向の側の後輪が空転しているか否かを判定し（Ｓ１１８）、Ｙｅｓの場合はＳ１２２に進み、Ｎｏの場合はＳ１２０に進む。
Ｓ１２０において、表示制御部１４ｄは、算出された後輪幅軌跡３６を側方画像（右側方画像領域４８ａの画像、左側方画像領域４８ｂの画像のうち旋回する方向の側の画像）に重畳表示する。また、Ｓ１２２において、表示制御部１４ｄは、算出された後輪幅軌跡３６を側方画像において非表示とする（または、破線表示にする、色を変える、影の線を変える）。Ｓ１２０、Ｓ１２２の後、Ｓ１００に戻る。
なお、Ｓ１２０の処理で後輪幅軌跡３６を重畳表示する場合、Ｓ１０８の処理で重畳表示した指標情報を非表示としてもよい。このように、状況に応じて利用者に注目させたい表示内容を際立たせて表示させることにより、車両１の周辺の状況をより適切に利用者に認識させやすくすることができる。
このように、本実施形態にかかる車両周辺監視装置によれば、周辺画像における車輪３の予測進路の表示形態が車輪３の空転状況に応じて変更されるので、乗員は車輪３の現在の空転状況を容易に把握できる。
また、予測進路は舵角に応じて変化するので、運転者は、ハンドル（操舵部４）の操作によって舵角を変えて予測進路の表示形態の変化を見ることで、グリップポイント（車輪が空転を解消できる舵角）を確実に把握できる。
また、車輪３が空転した場合等に自動で操舵を行う操舵制御部（操舵システム１２）を車両１が備えていれば、運転者がグリップポイントを探しながら操舵する手間を省くことができる。なお、自動で操舵を行う操舵制御部は、ほかに、例えば、運転者が押しボタン等の操作入力部を操作した場合に起動してもよい。
また、前輪と後輪の両方が転舵することでグリップポイントを探す範囲が広がるとともに、運転者は、四輪のすべてについて舵角に基づく予測進路の表示形態の空転状況に応じた変化を見ることで、車両１のスタックからの最適な脱出舵角を見つけることができる。
また、車輪３が空転すると、その車輪３に対応する予測進路が周辺画像から消える（または、破線表示となるか、色が変わる）ので、乗員は空転している車輪３を容易に特定できる。
なお、車両１において、ＡＲＳ(Active Rear Steering)により、前輪と後輪の両方が転舵するようにしてもよい。そうすれば、グリップポイントを探す範囲が広がり、車両１をスタックから脱出させることができる可能性を増やすことができる。また、右前輪と右後輪、左前輪と左後輪が、それぞれ同じ場所を通るように制御すれば、右前輪と右後輪の予測進路、右前輪と右後輪の予測進路をそれぞれ共通で表示することができる。
なお、車両１がスタックした場合に脱出させる方法としては、次のようなものが挙げられる。例えば、各車輪３の空気圧を自動で調整する機構を設けて、各車輪３の空気圧を調整することで、空転している車輪３のグリップを得るようにすればよい。また、例えば、岩石路等で車両１がスタックした場合、ＡＨＣ（Automatic Height Control）で任意の車輪３の高さを変えて、車両１のバランスを変えることで、空転している車輪３のグリップを得るようにしてもよい。また、例えば、車両１の床面の裏面からジャッキ等を出して車両１を傾けて車輪３を接地させるようにしてもよい。
また、例えば、車両１が砂地でスタックした場合、砂を固める液体を出して、車輪３のグリップを確保するようにしてもよい。また、例えば、車両１が低μ路（低摩擦路）でスタックした場合、車輪３と路面との間の摩擦を増やすための液体を噴射することで、空転している車輪３のグリップを得るようにしてもよい。
（変形例）
次に、変形例について説明する。例えば、上記した図１２のフローチャートのＳ１２０において、表示制御部１４ｄは、後輪幅軌跡３６を重畳表示する側方画像に、旋回する方向の側の前輪が空転していない場合はその前輪を併せて重畳表示してもよい。図１３は、本実施形態にかかる車両周辺監視装置の変形例において、空転していない右前輪と右後輪の予測進路を側方画像に実線表示した表示例を示す図である。図１１と同様の点については、説明を適宜省略する。
図１３の表示例では、右側方画像領域４８ａにおいて、後輪３Ｒから伸びる後輪幅軌跡３６に加えて、前輪３Ｆから伸びる前輪幅軌跡３６ａが重畳表示されている。前輪幅軌跡３６ａは、車輪から伸びている軌跡なので、運転者にとって予測進路であると認識しやすい。
このように、車両１の舵角が所定値以上の場合に、進行方向画像よりも予測進路を大きく表すことのできる側方画像において、旋回する方向の側の前輪の予測進路を、その前輪が空転していなければ表示し、空転していれば非表示とする（または、破線表示にする、色を変える、影の線を変える）ことで、乗員は旋回する方向の側の前輪が空転しているか否かを容易に認識できる。
本発明の実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、後輪幅軌跡３６は車両１が後進する場合の後方画像に表示してもよい。
１…車両、３…車輪、３Ｆ…前輪、３Ｒ…後輪、８…表示装置、１４…ＥＣＵ、１４ａ…ＣＰＵ、１４ｂ…ＲＯＭ、１４ｃ…ＲＡＭ、１４ｄ…表示制御部、１４ｆ…ＳＳＤ、１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ…撮像部、２７…周辺画像取得部、２８…舵角取得部、３０…進路算出部、３２…指標取得部、３３…空転判定部、４８ａ…右側方画像領域、４８ｂ…左側方画像領域、５０…前方画像領域、１００…周辺監視システム。

Claims (5)

  1. 車両の周辺を撮像する撮像部から出力される周辺画像を取得する周辺画像取得部と、
    前記車両の車輪に関する物理量に基づいて、前記車輪の空転を判定する空転判定部と、
    表示部に前記周辺画像を表示するとともに、前記周辺画像における前記車輪の予測進路の表示形態を、前記車輪の空転状況に応じて変更する表示制御部と、を備え、
    前記表示制御部は、空転していない前記車輪に対応する予測進路を前記周辺画像に重畳表示し、空転している前記車輪に対応する予測進路を前記周辺画像に表示する表示形態を変更する、車両周辺監視装置。
  2. 前記車両の舵角を取得する舵角取得部と、
    前記舵角に基づいて前記予測進路を算出する進路算出部と、をさらに備える、請求項１に記載の車両周辺監視装置。
  3. 前記車両は、四輪車であり、前記車輪の前輪と後輪の両方が転舵し、
    前記表示制御部は、前記前輪と前記後輪のそれぞれについて、前記舵角に基づく予測進路の表示形態を空転状況に応じて変更する、請求項２に記載の車両周辺監視装置。
  4. 前記表示制御部は、空転していない前記車輪に対応する予測進路を前記周辺画像に重畳表示し、空転している前記車輪に対応する予測進路を前記周辺画像に重畳表示しない、請求項２または請求項３に記載の車両周辺監視装置。
  5. 前記車両は、自動で操舵を行う操舵制御部を備えている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両周辺監視装置。
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