JP7306047B2 - 後方表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の後方の画像を表示する後方表示装置に関する。
車両の後方をカメラにより撮像し、撮像により得られた画像を、車内に設けられたディスプレイに表示する技術が知られている。この技術によれば、車両のドライバ等は、車両を後退させる際に、ディスプレイに表示された画像を見ることにより、車両後方の広範囲の状況を把握することができ、車両の後方に存在する障害物等を容易に発見することができる。
また、車両の後方をカメラで撮像することによって得られた画像に対応する俯瞰画像を生成し、その俯瞰画像を、車内に設けられたディスプレイに表示する技術が知られている。この技術によれば、車両のドライバ等は、俯瞰画像を見ることにより、車両と障害物との間の距離を正確に把握することができる。その結果、車両のドライバ等は、例えば、車両を所望の場所に駐車させるために、車両と障害物との間の距離を詰めつつ、車両を所望の場所まで移動させるといった高度な運転を容易に行うことができる。
下記の特許文献１には、車両から所定距離内で障害物を検出しないときには、リヤビューカメラで撮像されたリヤビューの画像をモニタに表示し、車両から所定距離内で障害物を検出したときには、リヤビューカメラで撮像された画像に対して俯瞰変換処理を行った俯瞰画像をモニタに表示するリヤビューカメラシステムが記載されている。なお、当該文献によれば、リヤビューの画像とは、撮像画像に対して、視点の方向は同じ向きのまま、歪みを補正する処理や明るさを調節する処理等を施した画像、もしくは、これらの処理を行わない撮像画像を意味する。
特開２０１０－１２４３００号公報
車両のドライバ等、車両の乗員による車両後方の状況確認等を容易にするためにディスプレイに表示する画像には、車両の後方をカメラの視点の方向と同じ方向から見た状態で写し出した通常画像と、車両の後方を真上から見た状態で写し出した俯瞰画像とがある。通常画像によれば、車両後方の広範囲の状況を車両の乗員に把握させることができる。しかしながら、通常画像では、車両と障害物との間の距離を車両の乗員に正確に把握させることは困難である。一方、俯瞰画像によれば、車両と障害物との間の距離を車両の乗員に正確に把握させることができる。しかしながら、俯瞰画像には、車両の後方の領域のうち車両に近い部分のみが写し出されているので、俯瞰画像では、車両後方の広範囲の状況を車両の乗員に把握させることは困難である。
ここで、車両の後退時に、車両と接触する可能性の高い障害物が存在する場合には、俯瞰画像をディスプレイに表示して、その障害物と車両との間の距離を車両の乗員に正確に把握させ、車両と障害物との接触を直ちに回避させることが望ましい。一方、車両の後方に障害物が存在するものの、それらの障害物の中に車両と接触する可能性の高い障害物が存在しない場合には、通常画像をディスプレイに表示して、車両後方の広範囲の状況を車両の乗員に把握させ、車両と障害物との接触の可能性が高まらないように、車両の進路を選択できるようにすることが望ましい。
この点、上記特許文献１に記載されたリヤビューカメラシステムでは、車両から所定距離内に障害物が存在するか否かに基づいて、視点の方向が撮像画像における視点の方向と同じであるリヤビューの画像をモニタに表示するか、俯瞰画像をモニタに表示するかを決定している。しかしながら、このシステムのように、リヤビューの画像と俯瞰画像とのうちのどちらの画像をモニタに表示するかの判断を、車両と障害物との間の距離のみに基づいて行う方法では、当該判断を適切に行うことが困難である。
すなわち、車両から所定距離内に障害物が存在している場合であっても、車両がその障害物の存在する方向へ移動することのない場合には、車両がその障害物と接触する可能性は低い。このような場合には、俯瞰画像をモニタに表示するよりも、リヤビューの画像をモニタに表示して車両の進路の選択を行い易くする方が、車両後退時の安全性を高めることができる。
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、車両後退時の安全性を高めるためにディスプレイに表示する車両後方の画像を、非俯瞰画像（例えば上記通常画像）と俯瞰画像とのうちのどちらにするかを緻密に判断することができ、非俯瞰画像と俯瞰画像との間の切換を適切に行うことができる後方表示装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の後方表示装置は、車両に取り付けられ、前記車両の後方を撮像するカメラと、画像が表示されるディスプレイと、前記カメラから得られた画像に対して俯瞰変換処理を施すことにより俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成部と、前記カメラから得られた画像に対して前記俯瞰変換処理が施されていない画像である非俯瞰画像、および前記俯瞰画像のうちのいずれか一方を前記ディスプレイに表示する表示制御部と、前記車両の移動態様を検出する移動態様検出部と、前記移動態様検出部により検出された前記車両の移動態様に基づいて前記車両の後退進路を予測する後退進路予測部と、前記車両の後方の所定の検出範囲内に存在する物体を検出する物体検出部とを備え、前記表示制御部は、前記物体検出部により検出された物体が前記後退進路予測部により予測された前記後退進路上に位置し、かつ当該物体と前記車両との間の距離が距離判定基準値以下であるときに前記俯瞰画像を前記ディスプレイに表示し、前記物体検出部により検出された物体が前記後退進路予測部により予測された前記後退進路上に位置しないとき、または前記物体検出部により検出された物体と前記車両との間の距離が前記距離判定基準値以下でないときには前記非俯瞰画像を前記ディスプレイに表示することを特徴とする。
本発明によれば、車両後退時の安全性を高めるためにディスプレイに表示する車両後方の画像を、非俯瞰画像と俯瞰画像とのうちのどちらにするかを緻密に判断することができ、非俯瞰画像と俯瞰画像との間の切換を適切に行うことができる。
本発明の実施例の後方表示装置を示すブロック図である。 本発明の実施例の後方表示装置による後方表示処理を示すフローチャートである。 図２に続く後方表示処理を示すフローチャートである。 物体が存在する駐車スペースに車両が後退して入ろうとしている様子を示す説明図である。 図４中の車両のディスプレイに表示された通常画像の一例を示す説明図である。 図４中の車両のディスプレイに表示された俯瞰画像の一例を示す説明図である。 物体が存在していない駐車スペースに車両が後退して入ろうとしている様子を示す説明図である。 図７中の車両のディスプレイに表示された通常画像の一例を示す説明図である。
本発明の実施形態の後方表示装置は、カメラ、ディスプレイ、俯瞰画像生成部、表示制御部、移動態様検出部、後退進路予測部、および物体検出部を備えている。
カメラは、車両に取り付けられ、車両の後方を撮像する。ディスプレイは、例えば車内に設けられ、画像が表示される画面を有している。
俯瞰画像生成部は、カメラから得られた画像に対して俯瞰変換処理を施すことにより俯瞰画像を生成する。俯瞰画像は、車両の後方を真上から見た状態で写し出した画像である。
表示制御部は、非俯瞰画像および俯瞰画像のうちのいずれか一方をディスプレイに表示する。非俯瞰画像は、カメラから得られた画像に対して俯瞰変換処理が施されていない画像である。例えば、非俯瞰画像は、車両の後方をカメラの視点の方向と同じ方向から見た状態で写し出した画像である。
移動態様検出部は車両の移動態様を検出する。車両の移動方向、速度、および加速度はそれぞれ車両の移動態様に当たる。移動態様検出部の検出対象は、これらすべてでもよいが、例えば車両の移動方向だけでもよい。舵角センサ、車速センサ、加速度センサ、ジャイロ、および慣性センサはいずれも移動態様検出部として用いることができる。移動態様検出部の検出対象が車両の移動方向だけである場合には、舵角センサのみによって移動態様検出部を実現することができる。
後退進路予測部は、移動態様検出部により検出された車両の移動態様に基づいて車両の後退進路を予測する。
物体検出部は、車両の後方の所定の検出範囲内に存在する物体を検出する。レーザレーダ（またはＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ））、超音波センサおよびステレオカメラはいずれも物体検出部として用いることができる。
また、上記表示制御部は、物体検出部により検出された物体が、後退進路予測部により予測された車両の後退進路上に位置し、かつ当該物体と車両との間の距離が距離判定基準値以下であるときに、俯瞰画像をディスプレイに表示する。一方、上記表示制御部は、物体検出部により検出された物体が、後退進路予測部により予測された車両の後退進路上に位置していないとき、または物体検出部により検出された物体と車両との間の距離が距離判定基準値以下でないときには、非俯瞰画像をディスプレイに表示する。
このように、本発明の実施形態の後方表示装置では、車両の後方の所定の検出範囲内に存在する物体が車両の予測された後退進路上に位置するという条件と、車両の後方の所定の検出範囲内に存在する物体と車両との間の距離が距離判定基準値以下であるという条件との双方が満たされた場合に俯瞰画像をディスプレイに表示し、これらの条件のうちのいずれか一方が満たされない場合、またはこれらの条件がいずれも満たされない場合には非俯瞰画像をディスプレイに表示する。
例えば、車両の後方に存在する障害物等の物体と車両との間の距離が近い場合でも、その物体が車両の予測された後退進路上に位置していない場合には、車両と物体とが接触する可能性は低い。本実施形態の後方表示装置によれば、このような場合には、非俯瞰画像をディスプレイに表示して、車両後方の広範囲の状況を車両の乗員に把握させ、車両と物体との接触の可能性が高まらないように、車両の進路を選択させることができる。
一方、車両の後方に存在する物体と車両との間の距離が近く、かつその物体が車両の予測された後退進路上に位置している場合には、車両と物体とが接触する可能性が高まる。本実施形態の後方表示装置によれば、このような場合には、俯瞰画像をディスプレイに表示して、その物体と車両との間の距離を車両の乗員に正確に把握させ、車両と物体との接触を直ちに回避させることができる。
以上のように、本実施形態の後方表示装置によれば、車両と物体との間の距離だけでなく、物体が車両の予測された後退進路上に位置しているか否かに基づいて、ディスプレイに俯瞰画像を表示するか否かを判断する点で、車両と物体との間の距離のみに基づいてディスプレイに俯瞰画像を表示するか否かを判断する従来技術と比較して、ディスプレイに俯瞰画像を表示するか否かの判断を緻密に行うことができ、非俯瞰画像と俯瞰画像との間の切換を適切に行うことができる。
（後方表示装置）
図１は本発明の実施例の後方表示装置１を示している。図１に示すように、後方表示装置１は、カメラ２、レーザレーダ３、舵角センサ４、車速センサ５、加速度センサ６、ディスプレイ７、スピーカ８、表示手動切換スイッチ９、記憶装置１０およびコントローラ１１を備えている。
カメラ２は車両の後方を撮像する装置である。カメラ２は、単眼カメラであり、例えば９０度ないし１９０度程度の広い画角を有するレンズを備えている。また、カメラ２は、例えば２４ないし６０ｆｐｓ（ｆｒａｍｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）のフレームレートで車両の後方を連続撮像することができる。例えば、車両の電装系が稼働している間、カメラ２は車両の後方を常時撮像する。カメラ２による撮像によって得られた画像は、記憶装置１０に記憶される。また、カメラ２は車両の後部に取り付けられている。カメラ２は、例えば、車両の後ろ側のバンパとリアウィンドウとの間に配置されている。なお、カメラ２をリアウィンドウの上部付近に配置してもよい。また、カメラ２は、車両の左右方向中央に配置されている。
レーザレーダ３は、車両の後方に存在する物体を検出する装置である。レーザレーダ３は、レーザを物体へ照射し、照射したレーザの反射光を受光し、レーザの照射から受光までの時間に基づき、車両と物体との間の距離を検出する。レーザレーダ３はレーザを掃引することにより、車両後方の広い範囲に存在する物体と車両との間の距離を検出することができる。例えば、車両の電装系が稼働している間、レーザレーダ３はレーザの掃引照射を常時行う。また、レーザレーダ３は車両の後部に取り付けられている。レーザレーダ３は、カメラ２と同様に、車両の後ろ側のバンパとリアウィンドウとの間、またはリアウィンドウの上部付近等に配置されている。また、レーザレーダ３は、車両の左右方向中央に配置されている。また、レーザレーダ３により車両の後方に存在する物体を検出する範囲は、例えば水平方向１８０度および垂直方向３０度である。以下、この範囲を「物体検出範囲」という。
舵角センサ４、車速センサ５および加速度センサ６は、車両の移動態様を検出する装置である。車両の移動態様には、車両の移動方向、車両の速度、および車両の加速度が含まれる。舵角センサ４は、車両のハンドルの操舵角を検出する装置である。舵角センサ４による検出結果に基づいて車両の移動方向を検出することができる。車速センサ５は車両の速度を検出する装置である。加速度センサ６は、車両の加速度を検出する装置である。これらの装置は車両に設けられている。なお、舵角センサ４、車速センサ５および加速度センサ６はそれぞれ、特許請求の範囲の記載における「移動態様検出部」の具体例である。
ディスプレイ７は、画像を表示するための装置であり、画像が表示される画面を備えている。ディスプレイ７は、例えば液晶ディスプレイまたは有機エレクトロルミネッセンスディスプレイである。ディスプレイ７は、車両のドライバ等、車両の乗員が画像を見ることができるように、例えば車内のダッシュボードに取り付けられている。スピーカ８は音声を出力する装置であり、車内に設けられている。
表示手動切換スイッチ９は、ディスプレイ７に表示される画像を車両の乗員が手動で切り換えるためのスイッチである。表示手動切換スイッチ９は例えばディスプレイ７の近傍に配置されている。
記憶装置１０は、後方表示装置１が後述する後方表示処理を行うのに必要なプログラムおよびデータ等を記憶する装置であり、車両に設けられている。記憶装置１０は、例えばフラッシュメモリ等の半導体記憶素子を有する半導体記憶装置である。なお、記憶装置１０として、例えばハードディスクドライブ等の磁気記憶装置を用いることもできる。
コントローラ１１はＣＰＵ（中央演算装置）等を備え、車両に設けられている。コントローラ１１は、記憶装置１０に記憶されたプログラムを読み取って実行することにより、表示制御部１２、画像補正部１３、俯瞰画像生成部１４、物体検出部１５および後退進路予測部１６として機能する。
表示制御部１２はディスプレイ７の表示を制御する機能を有している。表示制御部１２はディスプレイ７に表示する画像を切り換える制御を行う。表示制御部１２は、後述する所定の条件を満足するか否かを判断し、その判断結果に基づいて、通常画像および俯瞰画像のうちからディスプレイ７に表示する画像を選択する。ここで、「通常画像」とは、車両の後方をカメラ２の視点の方向と同じ方向から見た状態で写し出した画像である。「俯瞰画像」とは、車両の後方を真上から見た状態で写し出した画像である。通常画像は、カメラ２から得られた画像に対して俯瞰変換処理が施されていない画像であり、俯瞰画像は、カメラ２から得られた画像に対して俯瞰変換処理が施された画像である。なお、通常画像は特許請求の範囲の記載における「非俯瞰画像」の具体例である。
画像補正部１３は、通常画像を補正する機能を有している。具体的には、画像補正部１３は、カメラ２のレンズの画角が広いことによって生じる通常画像の歪みを除去する補正を行う。
俯瞰画像生成部１４は、カメラ２から得られた画像に対して俯瞰変換処理を施すことにより俯瞰画像を生成する機能を有している。俯瞰変換の方法には周知の方法を用いることができる。
物体検出部１５は、上記物体検出範囲内に存在する物体を検出する機能を有している。物体検出部１５は、レーザレーダ３におけるレーザの照射角度、およびレーザの照射から反射光の受光までの時間等に基づいて、車両の後方に存在する物体と車両との間の距離、および当該物体の位置を検出する。
後退進路予測部１６は、舵角センサ４により検出されたハンドルの操舵角（車両の移動方向）、車速センサ５により検出された車両の速度、および加速度センサ６により検出された車両の加速度に基づき、車両の後退進路、すなわち、後退する車両の進路、または後退する車両の移動の軌跡を予測する機能を有している。
また、図１に示すように、コントローラ１１には、カメラ２、レーザレーダ３、舵角センサ４、車速センサ５、加速度センサ６、ディスプレイ７、スピーカ８、表示手動切換スイッチ９および記憶装置１０が電気的に接続されている。また、コントローラ１１には、車両のギアがリバースに切り換えられたことを示すリバース信号が入力される。
（後方表示処理）
図２および図３は後方表示装置１による後方表示処理を示している。図４は、物体２３が存在する駐車スペース２２に車両２１が後退して入ろうとしている様子を示している。図５は、図４中の車両２１のディスプレイ７に表示された通常画像３１を示し、図６は、図４中の車両２１のディスプレイ７に表示される俯瞰画像３３を示している。また、図７は、物体が存在していない駐車スペース２２に車両２１が後退して入ろうとしている様子を示している。図８は、図７中の車両２１のディスプレイ７に表示された通常画像３２を示している。以下、車両２１が、図４に示すように、物体２３が存在する駐車スペース２２に後退して入ろうとしている場合と、図７に示すように、物体が存在しない駐車スペース２２に後退して入ろうとしている場合とを例にあげ、後方表示装置１による後方表示処理について説明する。
図２および図３に示す後方表示処理は、車両２１のギアがリバースに切り換えられたときに開始される。すなわち、車両２１のギアがリバースに切り換えられ、リバース信号がコントローラ１１に入力されたとき、表示制御部１２が、リバース信号が入力されたことを認識し（ステップＳ１：ＹＥＳ）、車両２１の後方の画像をディスプレイ７に表示する。このとき、表示制御部１２は通常画像をディスプレイ７に表示する（ステップＳ２）。この通常画像は、画像補正部１３により歪みが除去されたものである。カメラ２による連続撮像によって連続して取得される画像が、画像補正部１３により次々に補正され、ディスプレイ７に表示される。これにより、ディスプレイ７には車両後方を映し出した映像が表示される。
続いて、物体検出部１５が、車両２１の後方に存在する物体、すなわち、上記物体検出範囲内に存在する物体の検出を開始する（ステップＳ３）。これにより、例えば、上記物体検出範囲内に存在する物体と車両２１との間の距離を示す情報（以下、これを「車両物体間距離情報」という。）、および上記物体検出範囲内に存在する物体の位置を示す情報（以下、これを「物体位置情報」という。）が記憶装置１０に記憶されていく。
続いて、後退進路予測部１６が車両２１の後退進路を予測する（ステップＳ４）。これにより、例えば、車両２１が後退して移動することが予測される領域の範囲を示す情報（以下、これを「予測移動範囲情報」という。）が記憶装置１０に記憶される。
続いて、後退進路予測部１６は、車両２１のドライバの運転を支援するために、車両２１の後退進路を示すガイド線を通常画像中に表示する（ステップＳ５）。
図４に示すように、物体２３が存在する駐車スペース２２に車両２１が後退して入ろうとしている場合には、図５に示すような通常画像３１がディスプレイ７に表示される。この通常画像３１には、駐車スペース２２内に存在する物体２３が写っている。また、この通常画像３１には、車両２１の後退進路を示すガイド線３５が重畳表示されている。一方、図７に示すように、物体が存在しない駐車スペース２２に車両２１が後退して入ろうとしている場合には、図８に示すような通常画像３２がディスプレイ７に表示される。図７においては、車両２１が入ろうとして駐車スペース２２には物体が存在していないが、図７において駐車スペース２２の左側の外部には物体２４が存在し、駐車スペース２２の右隣りの駐車スペース２７には物体２５が存在している。図７に示す通常画像３２にはこれらの物体２４、２５が写っている。また、この通常画像３２にも、車両２１の後退進路を示すガイド線３５が重畳表示されている。
続いて、表示制御部１２は、次の２つの条件を満たすか否かを判断する（図２中のステップＳ６、Ｓ７）。
条件Ａ：物体検出部１５により検出された物体が、車両２１の予測された後退進路上に位置すること
条件Ｂ：物体検出部１５により検出された物体および車両２１についての余裕時間が時間判定基準値以下であること
条件Ａの判断は、ステップＳ３において記憶装置１０に記憶された物体位置情報と、ステップＳ４において記憶装置１０に記憶された予測移動範囲情報とを相互に比較することにより行うことができる。
また、条件Ｂにおける「余裕時間」とは、現時点から、物体と車両とが衝突するまでにかかる時間を意味する。この概念は、ＴＴＣ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）と呼ばれるものである。余裕時間は、現時点における、車両の移動速度、物体の移動速度および物体と車両との間の距離を用いて算出される。車両の移動速度は、車速センサから得られる車速信号に基づいて求めることができる。また、物体の速度は、レーザレーダ３により物体の単位時間当たりの距離の変化を検出し、その検出結果と車両の移動速度とを照らし合わせることにより求めることができる。なお、物体が例えば落石、縁石、輪留め、パイロン、建物、工作物、木等である場合には通常移動しないが、物体が動物、風で飛ぶような軽い物等である場合には移動し得る。また、物体と車両との間の距離は、ステップＳ３において記憶された車両物体間距離情報を用いて求めることができる。余裕時間は、例えば、車両の移動速度をｖ１とし、物体の移動速度をｖ２とし、物体と車両との間の距離をｄとすると、次の式（１）により算出することができる。
ｄ／｜ｖ１ーｖ２｜ （１）
また、条件Ｂにおける「時間判定基準値」は、例えば、予め設定された値である。時間判定基準値は、車両のドライバが車両と物体との接触を回避するのに十分な時間、例えば３秒～１０秒程度に設定されている。
表示制御部１２による判断の結果、上記条件Ａと上記条件Ｂとの双方を満たす場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ、およびステップＳ７：ＹＥＳ）、表示制御部１２は、ディスプレイ７に表示する画像を通常画像から俯瞰画像に切り換える（ステップＳ８）。すなわち、上記条件Ａと上記条件Ｂとの双方を満たす場合には、カメラ２による連続撮像によって連続して取得される画像が、俯瞰画像生成部１４により次々に俯瞰画像に変換されてディスプレイ７に表示される。なお、ディスプレイ７に表示される画像が通常画像から俯瞰画像に切り換えられたときに、スピーカ８から警報音を出力し、車両２１が後退進路上の物体に接近したことを車両２１の乗員に知らせるようにしてもよい。
一方、表示制御部１２による判断の結果、上記条件Ａを満たさない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、または上記条件Ｂを満たさない場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、表示制御部１２は、ディスプレイ７に通常画像が表示された状態を維持する。
図４に示すように、物体２３が車両２１の予測される後退進路上に位置している場合には、図４に示す状態から車両２１がさらに後方に移動し、車両２１および物体２３についての余裕時間が時間判定基準値以下となったときに、ディスプレイ７に表示される画像が、図５に示す通常画像３１から、図６に示す俯瞰画像３３に切り換えられる。なお、図６に示すように、俯瞰画像３３中にも、車両２１のドライバの運転を支援するためのガイド線３６が重畳表示される。一方、図７に示すように、物体が車両２１の予測される後退進路上に位置していない場合には、ディスプレイ７に表示される画像は通常画像のままである。図７中の物体２４および物体２５はそれぞれ車両２１の後方周辺に位置しているが、車両２１の予測される後退進路上には位置していない。このように、車両２１の後方周辺に物体が存在していたとしても、その物体が車両２１の予測される後退進路上に位置していない場合には、ディスプレイ７の画像は俯瞰画像に切り換えられない。
なお、後方表示装置１においては、車両２１の乗員が表示手動切換スイッチ９を操作して、ディスプレイ７に表示される画像を任意の画像に切り換えることができる。ディスプレイ７に通常画像が表示された状態で車両２１の乗員が表示手動切換スイッチ９を操作して、ディスプレイ７に表示される画像を、車両２１の後方の画像（通常画像または俯瞰画像）以外の画像に切り換えたとき（図２中のステップＳ９：ＹＥＳ）、表示制御部１２は、ディスプレイ７に表示される画像を表示手動切換スイッチ９の操作に従って切り換えた後（ステップＳ１０）、当該後方表示処理を終える。
さて、図２中のステップＳ８において、ディスプレイ７に表示する画像を通常画像から俯瞰画像に切り換えた後、表示制御部１２は、図３に示すように、俯瞰画像３３の表示を継続し、または俯瞰画像を通常画像に戻すための処理を行う。すなわち、まず、表示制御部１２は、コントローラ１１に内蔵されたタイマを初期化する。タイマの初期化によりタイマのタイマ値ｔが０に設定される。また、表示制御部１２は、例えばコントローラ１１に内蔵されたメモリまたは記憶装置１０に記憶された切換フラグをオフに設定する（ステップＳ１１）。
続いて、表示制御部１２は、上記条件Ａおよび上記条件Ｂを満たすか否かを判断する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。そして、上記条件Ａおよび上記条件Ｂの双方を満たす場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ、およびステップＳ１３：ＹＥＳ）、表示制御部１２は俯瞰画像のディスプレイ７への表示を継続する。
なお、ディスプレイ７に俯瞰画像が表示された状態で車両２１の乗員が表示手動切換スイッチ９を操作して、ディスプレイ７に表示される画像を、車両２１の後方の画像（通常画像または俯瞰画像）以外の画像に切り換えたとき（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、表示制御部１２は、ディスプレイ７に表示される画像を表示手動切換スイッチ９の操作に従って切り換えた後（図２中のステップＳ１０）、当該後方表示処理を終える。
一方、ステップＳ１２において上記条件Ａを満たさない場合（図３中のステップＳ１２：ＮＯ）、またはステップＳ１３において上記条件Ｂを満たさない場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、表示制御部１２は、切換フラグがオンか否かを判断し、切換フラグがオフである場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、切換フラグをオンにして、タイマをスタートする（ステップＳ１６）。タイマがスタートすると、タイマ値ｔが時間の経過に伴って増加していく。また、上記条件Ａを満たさず、かつ切換フラグがオンである場合（ステップＳ１２：ＮＯ、およびステップＳ１５：ＹＥＳ）、または上記条件Ｂを満たさず、かつ切換フラグがオンである場合には（ステップＳ１３：ＮＯ、およびステップＳ１５：ＹＥＳ）、表示制御部１２は、タイマ値ｔが表示保持時間Ｋを超えたか否かを判断し、タイマ値ｔが表示保持時間Ｋを超えた場合には（ステップ１７：ＹＥＳ）、ディスプレイ７に表示する画像を俯瞰画像から通常画像に切り換える（ステップＳ１８）。その後、表示制御部１２は、タイマを停止させた後、処理を図２中のステップＳ６に移行させる。表示保持時間Ｋは例えば１秒～２秒程度に設定されている。
以上のステップＳ１１～Ｓ１３、およびＳ１５～Ｓ１８の処理により、次のような制御が実現される。すなわち、ディスプレイ７に表示する画像を通常画像から俯瞰画像に切り換えた後に、物体検出部１５により検出された物体が車両２１の予測された後退進路上に位置しなくなった場合、または物体検出部１５により検出された物体および車両２１についての余裕時間が時間判定基準値以下でなくなった場合には、俯瞰画像を直ちに通常画像に切り換えるのではなく、そのような状態が表示保持時間Ｋ、継続した後に俯瞰画像を通常画像に切り換える。
また、上記状態になってから表示保持時間Ｋが経過する前に、物体検出部１５により検出された物体が車両２１の予測された後退進路上に位置し、かつ当該物体および車両２１についての余裕時間が時間判定基準値以下となった場合には、ステップＳ１１でタイマを停止し、タイマ値ｔを０にリセットし、切換フラグをオフにリセットする。これにより、後方表示処理の状態が、図２中のステップＳ８においてディスプレイ７に表示する画像を初めて俯瞰画像に切り換えたときの状態に戻る。
例えば、車両２１の後方に存在する物体が移動する物体であり、車両２１が駐車スペース２２に後退して入る間に、物体が車両２１の予測される後退進路内に入ったり出たりする場合や、物体が車両２１に近づいたり離れたりする場合が考えられる。上記ステップＳ１１～Ｓ１３、およびＳ１５～Ｓ１８の処理により実現される制御によれば、このような物体の移動によって、ディスプレイ７に表示される画像が俯瞰画像と通常画像との間で頻繁に切り換わることが防止することができ、ディスプレイ７の表示が見にくくなることを避けることができる。
以上説明した通り、本発明の実施例の後方表示装置１においては、車両２１の後方に存在する物体、具体的には上記物体検出範囲内に存在する物体が車両２１の予測された後退進路上に位置するという条件と、当該物体および車両２１についての余裕時間が時間判定基準値以下であるという条件の双方が満たされた場合に俯瞰画像をディスプレイ７に表示し、これらの条件のうちのいずれか一方が満たされない場合、またはこれらの条件がいずれも満たされない場合には通常画像をディスプレイ７に表示する。すなわち、車両２１の後方に存在する物体と車両２１との間の距離が近い場合でも、その物体が車両２１の予測された後退進路上に位置していない場合には、車両２１が物体に接触する可能性は低い。このような場合には、通常画像をディスプレイ７に表示する。これにより、車両２１の後方の広い範囲の状況を車両２１の乗員に把握させ、車両２１と物体との接触の可能性が高まらないように、車両２１の進路を選択させることができる。一方、車両２１の後方に存在する物体と車両２１との間の距離が近く、かつその物体が車両２１の予測された後退進路上に位置している場合には、車両２１が物体に接触する可能性が高まる。このような場合には、俯瞰画像をディスプレイ７に表示する。これにより、物体と車両２１との間の距離を車両２１の乗員に正確に把握させ、車両２１と物体との接触を直ちに回避させることができる。このように、本実施例の後方表示装置１によれば、ディスプレイ７に通常画像および俯瞰画像のうちのどちらを表示させるかを、上記２つの条件に基づいて緻密に判断することができ、通常画像と俯瞰画像との間の切換を適切に行うことができる。
また、本実施例の後方表示装置１においては、上記物体検出範囲内に存在する物体および車両２１についての余裕時間に基づいて、ディスプレイ７に表示する画像を通常画像から俯瞰画像に切り換えるか否かの判断を行う。余裕時間は、上記式（１）に示すように、車両２１と物体との間の距離だけでなく、車両２１および物体のそれぞれの移動速度をも用いて算出される値である。したがって、余裕時間に基づき、車両２１と物体とが接触する可能性の程度を高精度に判断することができる。それゆえ、ディスプレイ７に表示する画像を通常画像から俯瞰画像に切り換えるか否かの判断を、上記物体検出範囲内に存在する物体および車両２１についての余裕時間に基づいて行うことにより、ディスプレイ７に表示する画像を通常画像から俯瞰画像に切り換えるか否かの判断の精度を高めることができる。
なお、上記実施例では、ディスプレイ７に通常画像を表示するか俯瞰画像を表示するかの判断を、上記物体検出範囲内に存在する物体および車両２１についての余裕時間に基づいて行う場合を例にあげた。しかしながら、本発明はこれに限らない。ディスプレイ７に通常画像を表示するか俯瞰画像を表示するかの判断を、車両と物体との間の距離に基づいて行ってもよい。この場合、車両と物体との間の距離に基づいて判断を行う際には、車両および物体のそれぞれの移動速度を考慮に入れる。具体的には、上記条件Ｂを、物体検出部１５により検出された物体と車両２１との間の距離が距離判定基準値以下であることとする。そして、距離判定基準値は、車両２１の速度または物体検出部１５により検出された物体の速度に応じて変化する値とする。例えば、距離判定基準値を次の式（２）により算出することとする。
Ｔ・｜ｖ１－Ｖ２｜ （２）
ただし、ｖ１は車両２１の移動速度であり、ｖ２は物体の移動速度であり、Ｔは、車両２１のドライバが車両２１と物体との接触を回避するのに十分な時間（例えば３秒～１０秒程度）である。この方法によっても上記実施例と同様の作用効果を得ることができる。
また、上記実施例において、物体検出部１５により検出された物体および車両２１についての余裕時間を算出するに当たり、または、上述した距離判定基準値を算出するに当たり、物体の移動速度を考慮しないようにしてもよい。
また、上述した距離判定基準値を決定するに当たり、車両の移動速度および物体の移動速度の双方を考慮せず、単純に、物体と車両との間の距離を示す所定値を距離判定基準値として用いてもよい。例えば、距離判定基準値を１ｍ、１．５ｍまたは２ｍに設定してもよい。
また、物体検出部１５により検出された物体および車両２１についての余裕時間、または物体検出部１５により検出された物体と車両２１との間の距離判定基準値を算出するに当たり、車両２１の加速度を考慮に入れてもよい。車両２１の加速度は加速度センサ６により検出することができる。
また、上記実施例では、画像補正部１３により歪みを除去した通常画像をディスプレイ７に表示する場合を例にあげたが、カメラ２による撮像によって得られた画像を、歪みの除去を行わずに通常画像としてディスプレイ７に表示してもよい。
また、上記実施例では、車両２１の後方に存在する物体の検出にレーザレーダを用いる場合を例にあげたが、車両２１の後方に存在する物体の検出に超音波センサを用いてもよい。この場合には、車両２１の後方に存在する物体を検出することができる範囲を広くするために、複数の超音波センサを車両の後部に左右方向に間隔を置いてそれぞれ配置することが好ましい。
また、上記実施例の説明に用いた図４および図７には、四輪自動車が駐車スペースに入ろうとしている様子を描いたが、本発明の後方表示装置が搭載される車両は四輪自動車に限らない。また、本発明の後方表示装置は、車両の駐車時以外にも用いることができる。
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う後方表示装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
１ 後方表示装置
２ カメラ
３ レーザレーダ
４ 舵角センサ（移動態様検出部）
５ 車速センサ（移動態様検出部）
６ 加速度センサ（移動態様検出部）
７ ディスプレイ
１１ コントローラ
１２ 表示制御部
１４ 俯瞰画像生成部
１５ 物体検出部
１６ 後退進路予測部
２１ 車両
２３、２４、２５ 物体
３１、３２ 通常画像
３３ 俯瞰画像

Claims (4)

  1. 車両に取り付けられ、前記車両の後方を撮像するカメラと、
    画像が表示されるディスプレイと、
    前記カメラから得られた画像に対して俯瞰変換処理を施すことにより俯瞰画像を生成する俯瞰画像生成部と、
    前記カメラから得られた画像に対して前記俯瞰変換処理が施されていない画像である非俯瞰画像、および前記俯瞰画像のうちのいずれか一方を前記ディスプレイに表示する表示制御部と、
    前記車両の移動態様を検出する移動態様検出部と、
    前記移動態様検出部により検出された前記車両の移動態様に基づいて前記車両の後退進路を予測する後退進路予測部と、
    前記車両の後方の所定の検出範囲内に存在する物体を検出する物体検出部とを備え、
    前記表示制御部は、前記物体検出部により検出された物体が前記後退進路予測部により予測された前記後退進路上に位置し、かつ当該物体と前記車両との間の距離が距離判定基準値以下であるときに前記俯瞰画像を前記ディスプレイに表示し、前記物体検出部により検出された物体が前記後退進路予測部により予測された前記後退進路上に位置しないとき、または前記物体検出部により検出された物体と前記車両との間の距離が前記距離判定基準値以下でないときには前記非俯瞰画像を前記ディスプレイに表示することを特徴とする後方表示装置。
  2. 前記距離判定基準値は、前記車両の速度または前記物体検出部により検出された物体の速度に応じて変化することを特徴とする請求項１に記載の後方表示装置。
  3. 前記表示制御部は、前記車両の速度、前記物体検出部により検出された物体の速度、および前記物体検出部により検出された物体と前記車両との間の距離に基づいて、現時点から前記物体検出部により検出された物体と前記車両とが衝突するまでにかかる余裕時間を算出し、前記物体検出部により検出された物体が前記後退進路予測部により予測された前記後退進路上に位置し、かつ前記余裕時間が所定の時間判定基準値以下であるときに前記俯瞰画像を前記ディスプレイに表示し、前記物体検出部により検出された物体が前記後退進路予測部により予測された前記後退進路上に位置しないとき、または前記余裕時間が前記時間判定基準値以下でないときには前記非俯瞰画像を前記ディスプレイに表示することを特徴とする請求項１に記載の後方表示装置。
  4. 前記表示制御部は、前記俯瞰画像を前記ディスプレイに表示した後、前記後退進路上に位置していた物体が前記後退進路上に位置しなくなったとき、または前記後退進路上に位置している物体と前記車両との間の距離が距離判定基準値以下でなくなったときには、その時点から前記俯瞰画像の前記ディスプレイへの表示を所定時間継続した後に、前記ディスプレイに表示する画像を前記非俯瞰画像に切り換えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の後方表示装置。
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