JPH10287177A - 車両用前方画像撮影装置及び車両用案内表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車線変更時でも、車載カメラで道路延長方向
の画像を取得する。 【解決手段】 車載カメラ２０で得られた前方画像は制
御部１６に供給される。制御部１６は、前方画像をディ
スプレイ１８上に表示するとともに、分岐点での案内矢
印を作成して前方画像に重畳して表示する。自車が車線
変更してその向きが道路形状の方向と一致しなくなった
場合、制御部１６はカメラ駆動部２１を制御して車載カ
メラ２０を反対方向に等量だけ回転させ、道路延長方向
の前方画像を撮影する。自車が分岐点で右左折した場合
には、制御部１６は車載カメラ２０を回転させず、自車
の進行方向の前方画像を撮影する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用前方画像撮影
装置及び車両用案内表示装置、特に車線変更時の画像取
得に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車載カメラで撮影した車両前
方の道路画像を車載ディスプレイに表示するとともに、
その画像に別途作成した案内矢印を重畳表示して運転者
を誘導するシステムが提案されている。

【０００３】例えば、特開平７−６３５７２号公報に
は、車載カメラで撮影した車両前方の風景画像に右左折
の矢印図形を重畳して経路の進行方向を案内するナビゲ
ーション装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、車載カメラが車両に固定されているため車
両の向きに応じて風景画像の撮影方向が変化する。従っ
て、車両が車線変更を行った場合には道路を斜めに撮影
することになってしまい、運転者によって見づらい問題
があった。また、道路を斜めに撮影した場合にも矢印図
形を重畳表示してしまうので、運転者に違和感を与えて
しまう問題もあった。

【０００５】図１０には、車線変更時における画面表示
例が模式的に示されている。符号１００は車載ディスプ
レイであり、前方道路画像２００が撮影されている。車
両の向きが変化するため、道路画像２００も斜めにな
る。なお、符号２１０は道路にペイントされた通行区分
表示である。符号３００は矢印図形（右左折表示）の一
部であり、本来は前方道路２００に重畳してその全体が
表示されるべきものである。矢印図形３００は案内対象
分岐点上に固定されたノードを用いて作成するため、道
路画像２００が斜めになると矢印図形３００もこれに応
じて斜めとなり、結局矢印図形３００の一部しかディス
プレイ１００上に表示されないこととなって運転者を確
実に誘導することが困難となる。

【０００６】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、車線変更時にも道
路に沿った前方画像を取得できる装置を提供するととも
に、この前方画像に案内図形を重畳表示して運転者を確
実に誘導できる装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に 第１の発明は、左右方向に回動可能な車載撮影手段
と、自車の現在位置及び道路に対する向きを検出する状
態検出手段と、前記現在位置が車線変更区間に存在する
場合に前記車載撮影手段を道路延長方向撮影モードに設
定するとともに、前記現在位置が分岐区間に存在する場
合に前記道路延長方向撮影モードを解除する制御手段と
を有することを特徴とする。自車が車線変更区間（車線
変更が可能な区間）に存在する場合であって実際に車線
変更を行った場合には、自車の向きは道路延長方向（道
路形状に沿った方向であり、直線路では直進方向、カー
ブ路ではカーブ方向）とは異なるため、このまま撮影し
ても所望の画像は得られない。そこで、車載撮影手段を
道路延長方向に向けるモードに設定することで、車線変
更時であっても道路延長方向を容易に撮影できる。ま
た、車線変更区間でない場合、つまり交差点等の分岐区
間に存在する場合には、車線変更でなくとも右左折等に
より自車の向きが変化し、この場合には車載撮影手段を
道路延長方向ではなく自車の進行方向に向ける必要があ
る。そこで、分岐区間では道路延長方向撮影モードを解
除して自車の進行方向を撮影することで、所望の画像を
得ることができる。

【０００８】また、第２の発明は、左右方向に回動可能
な車載撮影手段と、自車の現在位置及び道路に対する向
きを検出する状態検出手段と、前記現在位置が車線変更
区間に存在する場合に、車線変更時の自車の向きに応じ
て前記車載撮影手段を回動させて道路延長方向を撮影す
る制御手段とを有することを特徴とする。自車が車線変
更区間（車線変更が可能な区間）に存在する場合であっ
て実際に車線変更を行った場合には、自車の向きと道路
延長方向（道路延長方向に沿った向き）が一致しないた
め、自車の向きに車載撮影手段を向けても真に必要な道
路延長方向の前方画像を得ることができない。そこで、
自車の向きに応じて車載撮影手段を回動させる、具体的
には道路に対する自車の向きとは反対方向に等量だけ回
動させることで、車線変更時でも道路延長方向の前方画
像を容易に得ることができる。

【０００９】また、第３の発明は、第２の発明に係る車
両用前方画像撮影装置を備え、前記車両用前方画像撮影
装置で得られた車両前方の道路画像と車線変更を示す案
内図形を重畳して表示することを特徴とする。第２の発
明に係る撮影装置により、車線変更時であっても道路延
長方向の前方画像が容易に得られるので、従来のように
重畳表示した案内図形の一部が欠落してしまうことはな
く、運転者を確実に誘導できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【００１１】図１には、本実施形態の構成ブロック図が
示されている。本実施形態の構成は、いわゆるナビゲー
ションシステムの構成とほぼ同様である。すなわち、自
車位置検出手段１０、地図データベース１２、操作入力
部１４、制御部１６、ディスプレイ１８が設けられ、さ
らにＣＣＤカメラ等の車載カメラ２０、案内音声を作成
して出力する音声合成部２２を備えている。自車位置検
出手段１０としては、ＤＧＰＳやＧＰＳ（絶対位置検出
によるもの）と、初期位置が既知の状態で車速センサや
ヨーレートセンサにより移動量を算出する相対位置検出
によるものとがある。絶対位置検出及び相対位置検出を
併用することで、自車の現在位置及び道路に対する自車
の向きを検出することができる。もちろん、絶対位置検
出を単独で用いた場合でも、別途ジャイロセンサ等を設
けて自車の向きを検出することができる。地図データベ
ースには道路データ及び関連する施設データが格納され
ている。操作入力部１４は目的地等を入力するもので、
ディスプレイ１８近傍に配置されたボタンやディスプレ
イ１８上に表示されたタッチスイッチ等で構成される。
制御部１６はマイクロコンピュータで構成され、通常の
ナビゲーション機能を実行するとともに、車載カメラ２
０から送られた車両前方の道路画像をディスプレイ１８
上に表示するとともに、道路形状データ内のノードを用
いて案内矢印を作成し、前方道路画像に重畳表示する。

【００１２】また、従来技術では上述したように車載カ
メラは固定されていたが、本実施形態では車載カメラ２
０は左右方向に回動可能に軸支されており、モータ等の
カメラ駆動部２１で左右方向に車載カメラ２１を回転す
ることができる。カメラ駆動部２１の動作は制御部１６
で制御され、具体的には、車両の現在位置と道路に対す
る車両の向きに応じて車載カメラ２０を回転駆動し、車
線変更時であっても道路延長方向を撮影できるように制
御する。

【００１３】図２、図３及び図４には、本実施形態にお
ける制御部１６の処理フローチャートが示されている。
基本的な処理の流れは通常のナビゲーションシステムと
同様であるが、車線変更時における車載カメラ２０の回
転駆動に特徴がある。まず、図２において、ユーザ（運
転者）が操作入力部１４から目的地を入力し、自車位置
検出手段１０が車両の現在位置を検出する（Ｓ１０
１）。これらのデータは制御部１６に送られる。制御部
１６では、現在地から目的地に至る経路を公知の探索方
法（例えばダイクストラ法）で探索し（Ｓ１０２）、得
られた探索結果はメモリに記憶しておく。そして、所定
時間間隔で自車位置を検出し（Ｓ１０３）、検出した自
車位置と探索して得られた案内対象分岐点間の距離Ｋを
算出する（Ｓ１０４）。この距離計算は、音声合成部２
２で作成した音声の出力タイミングに用いるためであ
る。すなわち、まず距離Ｋが７００ｍ以下か否かを判定
し（Ｓ１０５）、７００ｍに達していない場合には再び
Ｓ１０３の処理に戻って音声案内は行わない。また、距
離Ｋが７００ｍ以下となった場合には、分岐点に近づい
ていることを分岐方向と共に運転者に音声で明示する
（Ｓ１０６）。例えば、「７００ｍ先右折です。」等で
ある。そして、図３に示される処理に移行する。

【００１４】図３は、案内矢印を表示する処理であり、
まず車載カメラ２０で取得した前方風景画像（道路画
像）をディスプレイ１８上に表示中か否かを判定する
（Ｓ２０１）。表示中である場合には、次に案内対象分
岐点での進路を示す矢印図形を計算する（Ｓ２０２）。
そして、矢印図形の画像面上への投影像を計算し（Ｓ２
０３）、矢印図形の投影像を描画して風景画像（前方道
路画像）に合成表示する（Ｓ２０４）。このＳ２０２〜
Ｓ２０４の処理は基本的には従来と同様であるが、本実
施形態では車載カメラ２０を回転させて道路の延長方向
を撮影するため、従来のように車両の進行方向に対して
垂直な投影面を一律に設けるのではなく、実際の車載カ
メラ２０の撮影面に平行に、すなわち道路の延長方向に
対して垂直に投影面を設けることが必要である。

【００１５】図５には、車両の進行方向と車載カメラ２
０の向きの関係、並びに投影面の設定方法が示されてい
る。車載カメラ２０は、車線変更時のように車両の進行
方向が道路の延長方向に沿っていない場合でも道路の延
長方向を撮影できるように回転駆動されるため、車両の
進行方向の画像ではなく道路の延長方向の画像が得られ
る。従って、投影面２５０も、従来のように進行方向を
基準として設定するのではなく、図に示すように車載カ
メラ２０の実際の向き、すなわち道路の延長方向に対し
て垂直に設定する必要がある。これにより、車載カメラ
２０で得られる画像に合致した矢印図形を作成すること
ができる。なお、車載カメラ２０の回転方法については
後述する。

【００１６】以上のようにして矢印図形を重畳表示した
後、制御部１６はユーザによる表示モードの切替操作が
あったか否かを判定し（Ｓ２０５）、表示モードの切替
操作があった場合には、制御部１６は前方画像画面から
地図データ画面にモードを切り替える（Ｓ２１１）。次
に、切替操作の有無にかかわらず車両位置と案内対象分
岐点との距離Ｋが所定距離（ここでは５０ｍ）に達した
か否かを判定する（Ｓ２０６）。Ｋが５０ｍ以内となっ
た場合には、音声合成部２２からの音声を出力する（Ｓ
２１２）。例えば、「まもなく右方向です。」等であ
る。そして、案内対象分岐点を通過したか否かを判定す
る（Ｓ２０７）。自車が案内対象分岐点を通過した場合
には、矢印図形の合成を停止し（Ｓ２０８）、さらに最
適経路から逸脱しているか否かを自車の現在位置と最適
経路を照合することにより判定する（図２のＳ１０
７）。例えば、案内対象分岐点で音声案内に従わなかっ
た場合（音声では左折を指示しているにもかかわらず直
進した場合等）には、その位置から目的地までの最適経
路を探索する（Ｓ１０２）。また、最適経路に従って走
行している場合には、目的地に到着したか否かを確認し
た後（Ｓ１０８）、Ｓ１０３に戻って音声案内と矢印表
示を繰り返す。一方、Ｓ２０７でＮＯ、つまり案内対象
分岐点を未だ通過していない場合には、制御部１６は最
適経路から逸脱しているか否かをＳ１０７と同様に判定
し（Ｓ２１３）、最適経路を逸脱していない時にはＳ２
０１以降の処理を繰り返して分岐点を通過するまで矢印
図形の重畳表示を実行する。また、最適経路を逸脱して
いる場合、例えば案内対象分岐点に達する前に横道にず
れた場合には矢印図形の合成を停止し（Ｓ２１４）、そ
の位置から再び目的地までの最適経路を探索する（Ｓ１
０２）。

【００１７】また、Ｓ２０１でＮＯ、つまり車載カメラ
２０で得られた前方画像をディスプレイ１８上に表示し
ていない場合（地図データと現在位置のみ表示）には、
ユーザが表示モードの切替操作を行ったか否かを判定す
る（Ｓ２０９）。ユーザが地図データ画面から前方画像
画面へ切り替えた場合には、車載カメラ２０からの画像
を表示し（Ｓ２１０）、Ｓ２０２以降の処理を実行す
る。以上のようにして、車載カメラ２０で得られた画像
と矢印図形を重畳表示して運転者を誘導できる。図４
は、車載カメラ２０を回転駆動して道路延長方向の画像
を取得するための制御部１６の処理フローチャートであ
る。なお、この処理フローチャートは、図２及び図３の
処理とは独立に実行されるもので、矢印図形作成・重畳
表示処理とは非同期に、かつ、走行中常に実行される。
図において、まず車載カメラを初期姿勢（正面、つまり
車両の進行方向）に設定する（Ｓ３０１）。そして、車
両の向きを含む自車位置を検出し（Ｓ３０２）、目的地
に達したか否かを判定する（Ｓ３０３）。未だ目的地に
達していない場合には、分岐動作中か否かを判定する
（Ｓ３０４）。この判定は、自車が交差点等の分岐点を
右左折する場合には、車載カメラ２０は道路の延長方向
ではなく車両の進行方向を撮影しなければならないので
回転動作を解除する必要があるからであり、具体的には
自車の現在位置と地図データとを照合して自車が分岐区
間に存在するか否かで判定することができる。そして、
自車が分岐区間に存在する場合には、車載カメラ２０を
初期姿勢に固定し、車両の進行方向の画像を撮影する
（Ｓ３０７）。一方、分岐動作中でない、つまり自車が
分岐区間に存在しない場合には、次に自車が進路変更中
であるか否かを判定する（Ｓ３０５）。自車が車線変更
等でその進路を変更せず、車両の進行方向が道路の延長
方向と一致している場合には車載カメラ２０を回転駆動
する必要がないので初期姿勢のままに維持する（Ｓ３０
７）。また、自車が車線変更等を行ってその進行方向と
道路の延長方向が一致していない場合には、制御部１６
はカメラ駆動部２１に制御信号を供給して自車位置検出
手段１０で検出した自車の向きと逆方向に同量だけ車載
カメラ２０を回転させる（Ｓ３０６）。

【００１８】図６には、車載カメラ２０を回転駆動する
様子が示されており、道路の非分岐区間を走行中の自車
３０が地点ａで駐車車両３２を発見し、地点ｂで車線変
更する場合である。地点ａでは非分岐区間でかつ進路変
更動作を行っていないので、制御部１６は車載カメラ２
０を初期姿勢に維持する。従って、ディスプレイ１８上
には駐車車両３２を含む自車前方の道路画像が表示され
る。そして、自車３０が地点ｂに達した時には進路変更
を開始して車両の進行方向と道路の延長方向が一致しな
くなるので、制御部１６は、自車３０の向きと逆向きに
車載カメラ２０をθだけ回転させる（図では、自車が右
車線に車線変更したため、車載カメラ２０を左方向に回
転させている）。θは、ジャイロセンサ等により検出さ
れた自車３０の道路の延長方向に対する回転角であり、
この車載カメラ２０の回転駆動により車線変更時におい
ても道路の延長方向画像が引き続き表示されることにな
る。 図７には、図６における地点ｂ、すなわち車線変
更時における画面表示例が示されている。車載カメラ２
０を回転駆動しているため、駐車車両３２を含めて道路
の延長方向の画像が得られている。従って、この画像に
矢印図形３００を重畳表示した場合でも、従来のように
矢印図形３００の一部のみが表示されるのではなく、矢
印図形３００の全体を表示することができる。

【００１９】このように、本実施形態では、自車が車線
変更しても、その向きの変化をキャンセルするように車
載カメラ２０を回転駆動するため、常に道路の延長方向
画像を得ることができ、矢印図形を確実に重畳表示でき
る。

【００２０】なお、自車が直線路を走行しているのでは
なくカーブ路を走行している場合には、車線変更を行わ
なくても自車の進行方向は常に変化するので、制御部１
６は自車の向きが変化しても車載カメラ２０を初期姿勢
のまま維持する。自車がカーブ路を走行しているか否か
は、検出した自車の現在位置と地図データを照合すれば
よい。そして、カーブ路を走行中に車線変更を行う場合
には、道路形状に沿った進行方向変化分と車線変更に伴
う進行方向変化分の両方が加わったものとなるので、こ
れを考慮した制御が必要である。

【００２１】図８には、自車がカーブ路を走行中に車線
変更する場合の様子が示されている。図において、進路
１は車線変更を行わない場合の自車の軌跡、進路２は車
線変更を行う場合の自車の軌跡である。進路１の場合、
自車の向きはカーブ路の曲率に応じた角度θ１で向きを
変えるが（車載カメラ２０を回転させる必要はない）、
進路２の場合、自車の向きはカーブ路に応じた向きの変
化θ１と車線変更に伴う向きの変化（θ２−θ１）の両
方が加わったものとなる。このように、車線変更時には
自車の向きが道路形状に一致しないため、制御１６はカ
ーブ路においても自車が車線変更動作を行っているか否
かを判定でき、車線変更中はジャイロセンサ等から得ら
れるトータルの向きの変化分θ２から地図データより得
られる道路形状に沿った向きの変化θ１を差し引いた向
きの変化（θ２−θ１）だけ車載カメラ２０を逆向きに
回転させればよい。これにより、カーブ路で車線変更を
行っても、車載カメラ２０は道路の延長方向（この場合
はカーブ路の延長方向）を正確にとらえることができ
る。

【００２２】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は自車の向きが道路の延長方向（道路形状）
と一致しない場合（広義の車線変更）に広く適用するこ
とが可能である。例えば、図９に示すように、前方の車
両に視界を遮られ、自車３０の走行レーンに隣接するレ
ーンの状況が不明の場合がある。このような場合、自車
前方の車載カメラ２０で前方画像を撮影するために知り
たいレーンの方向に車載カメラ２０を向けても車載カメ
ラ２０が固定されている場合には車載カメラ２０の撮影
方向とレーンの方向が一致しないため、所望の画像を得
ることができない。そこで、本発明のように道路の延長
方向を撮影するように車載カメラ２０を左右に回転駆動
することで所望の画像を得ることが可能となる。図にお
いて、符号４００で示される領域が固定カメラの撮影範
囲、符号５００で示される領域が本実施形態の撮影範囲
である。なお、この場合、車載カメラ２０を左右に２個
設け、自車３０に隣接する左レーンを撮影したい場合に
は左の車載カメラ２０のみを右方向に回転駆動し、右レ
ーンを撮影したい場合には右の車載カメラ２０のみを左
方向に回転駆動する構成とすることも考えられる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車線変更時にも道路に沿った前方画像を取得できる装置
を提供するとともに、この前方画像に案内図形を重畳表
示して運転者を確実に誘導することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態の構成ブロック図である。

【図２】 実施形態の処理フローチャート（その１）で
ある。

【図３】 実施形態の処理フローチャート（その２）で
ある。

【図４】 実施形態の処理フローチャート（その３）で
ある。

【図５】 実施形態の矢印図形の投影面を示す説明図で
ある。

【図６】 実施形態の車線変更時の説明図である。

【図７】 実施形態の画面表示例を示す説明図である。

【図８】 実施形態のカーブ路走行時の説明図である。

【図９】 実施形態のその他のカメラ駆動説明図であ
る。

【図１０】 従来技術による画面表示説明図である。

【符号の説明】

１０ 自車位置検出手段、１２ 地図データベース、１
４ 操作入力部、１６制御部、１８ ディスプレイ、２
０ 車載カメラ、２１ カメラ駆動部、２２音声合成
部、３０ 自車、３２ 駐車車両。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右方向に回動可能な車載撮影手段と、 自車の現在位置及び道路に対する向きを検出する状態検
   出手段と、 前記現在位置が車線変更区間に存在する場合に前記車載
   撮影手段を道路延長方向撮影モードに設定するととも
   に、前記現在位置が分岐区間に存在する場合に前記道路
   延長方向撮影モードを解除する制御手段と、 を有することを特徴とする車両用前方画像撮影装置。
2. 【請求項２】 左右方向に回動可能な車載撮影手段と、 自車の現在位置及び道路に対する向きを検出する状態検
   出手段と、 前記現在位置が車線変更区間に存在する場合に、車線変
   更時の自車の向きに応じて前記車載撮影手段を回動させ
   て道路延長方向を撮影する制御手段と、 を有することを特徴とする車両用前方画像撮影装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の車両用前方画像撮影装置
   を備え、前記車両用前方画像撮影装置で得られた車両前
   方の道路画像と車線変更を示す案内図形を重畳して表示
   することを特徴とする車両用案内表示装置。