JP6878109B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
特許文献2には、自動車のドアミラー位置又はその近辺、及び、後部中央に小型カラーテレビカメラを設置し、各テレビカメラで捕らえた映像を運転席のモニターテレビでトレミングをして一つの映像に映し出すことが記載されている。
しかし、自車両走行車線と隣接して走行する車線から自車両を追い越そうとしている他車両等を容易に認識するためには、対象物の情報そのものよりも、直接目視した場合に対する視覚的な変化による認識を強化するほうが、危険認識という点では優れていると考えられる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、直感的な危険認識を可能とした画像表示装置を提供することである。
請求項1に係る発明は、自車両の後方及び側方の環境を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した撮像画像又は前記撮像画像に基づいて生成された生成画像を表示画像として表示する表示手段とを備える画像表示装置であって、前記表示手段は、自車両後方の領域を含む前記表示画像を表示する第1の領域と、前記第1の領域に隣接して配置され、自車両側方の領域を含む前記表示画像を表示する第2の領域とを有し、前記第2の領域に表示される前記表示画像は、表示倍率が変更されていない前記第1の領域に表示される前記表示画像に対して表示倍率が拡大され、前記第2の領域に表示される前記表示画像は、自車両後方側に対して自車両前方側のほうが前記表示倍率が大きくなることを特徴とする画像表示装置である。
これによれば、自車両の車線変更等により隣接車線を走行する他車両等との衝突のリスクが存在する自車両側方の領域である第2の領域の画像を、第1の領域の画像に対して表示倍率が拡大されるようにしたことによって、違和感が強調される画像の変化によって障害物の前後位置や自車両に対する相対位置を直感的に認識させ、適切な危険認識を促すことができる。
請求項3に係る発明は、自車両の車室内に設定した仮想視点から見て車両最後方に設けられたピラーの前縁部、後縁部、中心軸の少なくとも一つに実質的に沿って配置された基準線よりも自車両前方側に相当する領域を前記第2の領域に表示することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置である。
これらの各発明によれば、自車両が車線変更等を行う際に他車両との接触等が懸念される領域が第2の領域に含まれるよう、第2の領域を適切に設定することができる。
また、車体の特定箇所を基準とすることによって、ユーザが第1の領域と第2の領域との境界を車体サイズ、形状の感覚(車両間隔)と関連付けて直感的に認識することができる。
これによれば、表示される画像の仮想視点とユーザが肉眼により目視する際の視点位置を近づけることにより、違和感なく直感的に認識可能な画像を生成することができる。
請求項6に係る発明は、前記表示手段は、前記表示倍率の拡大度合を通常時に対して大きくする際に、前記表示画像が表示される領域を拡大することを特徴とする請求項5に記載の画像表示装置である。
これらの各発明によれば、第2の領域に表示される他車両との接触リスクが大きいことをユーザに直感的かつ迅速に認識させることができる。
これによれば、画像に表示された物体が肉眼で目視する場合におけるどの方向に存在するのか、ユーザが直感的に認識することができる。
実施形態の画像表示装置は、例えば乗用車等の自動車に設けられ、車体後側方をカメラによって撮像した画像をドライバ等のユーザに提示するカメラモニタリングシステムである。
図1は、第1実施形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
画像表示装置1は、後側方画像処理ユニット10、後方カメラ11、左後側方カメラ12、右後側方カメラ13、ステレオカメラ処理ユニット20、左前方カメラ21、右前方カメラ22、環境認識ユニット30、左後側方レーダ31、右後側方レーダ32、ドライバモニタリングユニット40、ドライバモニタリングカメラ41、表示画像生成ユニット50、表示制御ユニット60、LCD70等を有して構成されている。
後側方画像処理ユニット10が出力する映像信号は、環境認識ユニット30及び表示画像生成ユニット50に伝達される。
後方カメラ11、左後側方カメラ12、右後側方カメラ13は、車両周囲の状況を動画撮影して映像信号をリアルタイム出力するものであり、CMOS等の固体撮像素子及びその駆動装置、レンズ等を備えている。
後方カメラ11は、車体Bの後端部における車幅方向中央部に、光軸方向を車両後方側に向けて配置される。
左後側方カメラ12は、車体Bの左側面部に、光軸方向を後方側かつ車幅方向外側に向けて配置されている。
左後側方カメラ12は、例えば、サイドミラー130に隣接した箇所に配置される。
左後側方カメラ12の視野(撮像可能範囲)F12は、後方カメラ11の視野F11と部分的にラップし、自車両の後方から左側方に至る範囲の全てが少なくともいずれかのカメラによって、実質的に死角がないように撮像されるようになっている。
右後側方カメラ13(図2においては不図示)は、左後側方カメラ12と実質的に左右対称に配置されている。
ステレオカメラ処理ユニット20の出力は、環境認識ユニット30に伝達される。
左前方カメラ21、右前方カメラ22は、車両前方の状況を動画撮影して映像信号をリアルタイム出力するものであり、CMOS等の固体撮像素子及びその駆動装置、レンズ等を備えている。
左前方カメラ21、右前方カメラ22は、例えば、車室内におけるフロントウインドウガラス上端部付近に、左右方向に離間して配置されている。
環境認識ユニット30は、左後側方レーダ31、右後側方レーダ32と協働して本発明にいう他車両検出手段として機能する。
ここで、認識される環境として、自車両が走行する自車両走行車線の車線形状、自車両走行車線に隣接する隣接車線の車線形状、自車両の周囲を走行する他車両、歩行者、建造物(例えば、建物、ガードレール、標識、信号機、橋げた、トンネル、中央分離帯、路側帯等)等の障害物等を含む。
左後側方レーダ31、右後側方レーダ32として、例えば、ミリ波レーダを用いることができる。
左後側方レーダ31、右後側方レーダ32は、他車両が存在する場合に自車両に対する他車両の相対位置を検出することが可能であり、この相対位置の推移に基づいて、他車両の自車両に対する相対速度を算出することが可能である。
左後側方レーダ31、右後側方レーダ32は、車体後部における左右(例えばリアバンパ内部等)に配置されている。
ドライバモニタリングカメラ41は、車室内におけるドライバの前方側に設けられている。
ドライバモニタリングユニット40は、ユーザが車両後方を振り返って車両後側方の状況を直接目視する場合の視点位置を検出する視点検出手段として機能する。
表示画像生成ユニット50の機能及び生成される表示画像の例については、後に詳しく説明する。
なお、表示画像は、後方カメラ11、左後側方カメラ12、右後側方カメラ13が撮像した映像に所定の画像処理を施した実写画像(撮像画像)であってもよく、また、実写画像に対応する情報を表示するコンピュータグラフィックス等(撮像画像に基づいて生成した生成画像)であってもよい。また、実写画像とコンピュータグラフィックスとを重畳するなどして合成して用いてもよい。
LCD70は、ユーザ(乗員・手動運転時における運転者)の前方側に設けられ、表示画像をユーザに対して表示する表示手段である。
車室内におけるLCD70の配置については、後に詳しく説明する。
図3に示すように、車両は、フロントガラス110、フロントドアガラス120、サイドミラー130、インストルメントパネル140、ステアリングホイール150、Aピラー160、ルーフ170、ルームミラー180等を有する。
フロントガラス110は、実質的に横長の矩形状に形成され、前方が凸となる方向に湾曲した2次曲面ガラスである。
フロントガラス110は、上端部が下端部に対して車両後方側となるように後傾して配置されている。
フロントドアガラス120は、昇降式の本体部121、及び、本体部121の前部に設けられた固定式の三角窓部122を有する。
サイドミラー130は、左右フロントドアのアウタパネルから車幅方向外側に突出している。
ユーザ視界において、サイドミラー130は、例えば、フロントドアガラス120の本体部121の前端部近傍に見えるようになっている。
インストルメントパネル140は、各種計器類、表示装置、スイッチ類、空調装置、助手席エアバッグ装置、膝部保護エアバッグ装置等が収容される筐体としても機能する。
インストルメントパネル140は、コンビネーションメータ141、マルチファンクションディスプレイ142、ナビゲーション装置ディスプレイ143等が設けられる。
コンビネーションメータ141には、LCD70が内蔵されている。
マルチファンクションディスプレイ142は、インストルメントパネル140の車幅方向中央部における上部に設けられた例えばLCD等の画像表示手段である。
ナビゲーション装置ディスプレイ143は、インストルメントパネル140の車幅方向中央部における下部に設けられている。
ステアリングホイール150は、ドライバの前方に実質的に正対して設けられる。
コンビネーションメータ141は、ユーザ視界において、ステアリングホイール150の上半部における内径側から目視可能となっている。
Aピラー160の車室内側の面部は、樹脂製のピラートリムによってカバーされている。
ルーフ170の車室内側の面部は、樹脂製のルーフトリムによってカバーされている。
ルーフ170の車幅方向中央部における前端部には、左前方カメラ21、右前方カメラ22が収容されるステレオカメラ収容部171が設けられている。
ルームミラー180は、図示しないステーを介してフロントガラス110の車幅方向中央部における上端部近傍に設けられている。
以下説明する表示画像は、表示画像生成ユニット50によって生成される。
図4は、第1実施形態の画像表示装置における表示画像の一例であって、他車両が自車両の後方に存在する場合を示す図である。
図5は、第1実施形態の画像表示装置における表示画像の他の例であって、他車両が自車両の後側方に存在する場合を示す図である。
第1実施形態においては、車体側部でありかつ車体後部に基準点P(図2参照)を設定し、車室内に設定される仮想視点から見て基準点Pよりも車両後方側に相当する領域を第1の領域A1とし、基準点Pよりも車両前方側に相当する領域を第2の領域A2とする。
仮想視点は、例えば、ドライバモニタリングユニット40が検出したユーザ(手動運転時のドライバ)の頭部位置に設定される。
表示画像I1、I2には、仮装視点から見たときの各ウインドウガラスの外周縁に相当する箇所を示すラインLgが、後側方画像処理ユニット10から提供される車両外部の画像と重畳して表示される。
このとき、表示画像I1,I2において、他車両等の物体をピラーに相当する範囲においても目視可能なよう、ピラーを透視した状態の画像となっている。
また、表示画像I1、I2は、ミラー類を利用して車両後側方を視認する際の見え方に対して違和感がないよう、左右逆像とすることができる。
すなわち、表示画像I1、I2において、右側に表示される第2の領域A2は、自車両の右後側方の状況を示し、左側に表示される第2の領域A2は、自車両の左後側方の状況を示している。
図4においては、後続車両FVは、自車両の後方側に存在し、表示画像I1上において第1の領域A1に含まれるため、後続車両FVの画像は表示倍率を変更するデフォルメが施されていない。
これに対し、図5においては、後続車両FVは隣接車線に車線変更をして自車両を追い越しにかかっており、後続車両FVは自車両の後側方に位置し、表示画像I2上において第2の領域A2に含まれている。
この場合、後続車両FVの画像は、実際には自車両に接近することにより大きく見える以上に、表示倍率が極端に大きくなるデフォルメが施されている。
ここで、表示倍率の拡大度合は、車両後方側に対して車両前方側において大きくなるように設定されている。
環境認識ユニット30は、後続車両FVが自車両に接近する相対速度が速いほど、また、自車両側方を通過する際の推定奇跡が自車両に近いほど、接触リスクが高いものと判定する。
表示画像生成ユニット50は、所定以上の高い接触リスクを有する後続車両FVが接近している場合には、第2の領域における表示倍率の拡大度合を大きくし、デフォルメの度合を強めてユーザにより強い違和感を与えることにより、迅速な危険の認識を促す。
(1)自車両の車線変更等によって隣接車線を走行する後続車両FV等との衝突のリスクが存在する自車両側方の領域である第2の領域A2の画像を、第1の領域A1の画像に対して表示倍率が拡大されるように表示したことによって、被写体がデフォルメされ違和感が強調される画像の変化によって障害物の前後位置や自車両に対する相対位置を直感的に認識させ、適切な危険認識を促すことができる。
(2)第2の領域A2に表示される画像を、自車両後方側に対して自車両前方側のほうが表示倍率の拡大度合が大きくなるようにしたことによって、上述した効果をより促進することができる。
(3)ドライバモニタリングユニット40が検出したユーザの頭部位置に基づいて設定した仮想視点から見て、リアバンパの後側端部に設定した基準点Pよりも車両前方側の領域を第2の領域A2に表示することによって、自車両が車線変更等を行う際に後続車両FV等との接触等が懸念される領域が第2の領域A2に含まれるよう、第2の領域A2を適切に設定することができる。
また、車体の特定箇所を基準とすることによって、ユーザが第1の領域と第2の領域との境界を車体サイズ、形状に関するユーザ自身の感覚(車両感覚)と関連付けて直感的に認識することができる。
また、表示される画像の仮想視点とユーザが肉眼により目視する際の視点位置を近づけることにより、違和感なく直感的に認識可能な画像を生成することができる。
(4)第2の領域A2に表示される後続車両FV等との接触リスクが高い場合に、第2の領域A2における表示倍率の拡大度合を大きくすることによって、第2の領域に表示される後続車両FVとの接触リスクが大きいことをユーザに直感的かつ迅速に認識させることができる。
(5)表示画像I1,I2において、ウインドウガラスの外周縁部に相当する箇所にラインLgを表示することによって、表示画像I1,I2に表示された物体が肉眼で目視する場合におけるどの方向に存在するのか、ユーザが直感的に認識することができる。
次に、本発明を適用した画像表示装置の第2実施形態について説明する。
上述した第1実施形態と実質的に共通する箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図6は、第2実施形態の画像表示装置を有する車両におけるユーザ視界の一例を示す図である。
第2実施形態においては、コンビネーションメータ141の実質的に全体をLCD等の画像表示手段とし、速度計、エンジン回転計などの計器類は、このLCD上に画像表示される。
第1実施形態のLCD70と同様の表示画像が表示される表示領域70Aは、コンビネーションメータ141の中央部における一部の領域に設けられている。
第2実施形態においては、所定以上の高い接触リスクを有する後続車両FVが接近している場合には、表示画像における第2の領域における表示倍率の拡大度合を大きくするとともに、表示領域70Aを、図6に示す表示領域70Bに拡大する。
表示領域70Bは、コンビネーションメータ141の中央部に設けられ、表示領域70Aに対して拡大された面積を有する。
以上説明した第2実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果と実質的に同様の効果に加えて、第2の領域A2に表示される後続車両FV等との接触リスクが高い場合に、表示画像が表示される領域を拡大することによって、第2の領域に表示される後続車両FVとの接触リスクが大きいことをユーザにより直感的かつ迅速に認識させることができる。
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)画像表示装置やこれが搭載される車両の構成は、上述した実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
例えば、カメラ、レーダ類の数量や配置は適宜変更することができる。実施形態においては、後方カメラ及び左右の後側方カメラをそれぞれ1つ備えているが、複数備える構成としてもよい。また、例えば単一の広角カメラを用いて、後方カメラと後側方カメラとを兼用する構成としてもよい。
(2)実施形態では、後側方レーダを用いて後側方から接近する他車両を検出しているが、これに限らず、例えばカメラの画像や車車間通信などの他の手法によって検出するようにしてもよい。
(3)実施形態は、リアバンパの後部かつ側端部に基準点Pを設定しているが、基準点の設定は適宜変更することが可能である。例えば、トランクリッド上面部やルーフにおける後端部かつ側端部や、リアコンビネーションランプ近傍など、任意の箇所に基準点を設定してもよい。
また、このような基準点に代えて、仮想視点から見て車体最後部に設けられたピラー(3ボックス車等の場合はCピラー、ステーションワゴン車等の場合はDピラー)の前縁部、後縁部に実質的に沿って配置された基準線よりも前方側を第2の領域としてもよい。
また、仮想視点の位置もユーザ頭部に位置に限定されず、適宜変更することができる。例えば車室内に設けられるルームミラーの位置を仮想視点としてもよい。
11 後方カメラ 12 左後側方カメラ
13 右後側方カメラ 20 ステレオカメラ処理ユニット
21 左前方カメラ 22 右前方カメラ
30 環境認識ユニット 31 左後側方レーダ
32 右後側方レーダ
40 ドライバモニタリングユニット 41 ドライバモニタリングカメラ
50 表示画像生成ユニット 60 表示制御ユニット
70 LCD
110 フロントガラス 120 フロントドアガラス
121 本体部 122 三角窓部
130 サイドミラー 140 インストルメントパネル
141 コンビネーションメータ
142 マルチファンクションディスプレイ
143 ナビゲーション装置ディスプレイ
150 ステアリングホイール 160 Aピラー
170 ルーフ 171 ステレオカメラ収容部
180 ルームミラー
I1,I2 表示画像
A1 第1の領域 A2 第2の領域
F11 後方カメラ視野 F12 左後側方カメラ視野
Claims (7)
- 自車両の後方及び側方の環境を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した撮像画像又は前記撮像画像に基づいて生成された生成画像を表示画像として表示する表示手段と
を備える画像表示装置であって、
前記表示手段は、自車両後方の領域を含む前記表示画像を表示する第1の領域と、前記第1の領域に隣接して配置され、自車両側方の領域を含む前記表示画像を表示する第2の領域とを有し、
前記第2の領域に表示される前記表示画像は、表示倍率が変更されていない前記第1の領域に表示される前記表示画像に対して表示倍率が拡大され、
前記第2の領域に表示される前記表示画像は、自車両後方側に対して自車両前方側のほうが前記表示倍率が大きくなること
を特徴とする画像表示装置。 - 自車両の車室内に設定した仮想視点から見て車体側部でありかつ車体後部に設定された基準点よりも自車両前方側に相当する領域を前記第2の領域に表示すること
を特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 自車両の車室内に設定した仮想視点から見て車両最後方に設けられたピラーの前縁部、後縁部、中心軸の少なくとも一つに実質的に沿って配置された基準線よりも自車両前方側に相当する領域を前記第2の領域に表示すること
を特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - ユーザのアイポイントを検出するアイポイント検出手段を備え、
前記仮想視点は、前記ユーザのアイポイント近傍に設定されること
を特徴とする請求項2又は請求項3に記載の画像表示装置。 - 自車両の後側方から接近する他車両を検出する他車両検出手段と、
前記他車両の自車両との接触リスクを判定するリスク判定手段とを備え、
前記リスク判定手段が前記接触リスクが所定値以上であると判定した場合に、前記第2の領域における前記第1の領域に対する前記表示倍率の拡大度合を通常時に対して大きくすること
を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の画像表示装置。 - 前記表示手段は、前記表示倍率の拡大度合を通常時に対して大きくする際に、前記表示画像が表示される領域を拡大すること
を特徴とする請求項5に記載の画像表示装置。 - 前記表示手段は、ウインドウガラスの外縁部に設けられるピラーの位置を示す指標を前記表示画像と重畳して表示すること
を特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の画像表示装置。
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