JPWO2012039004A1 - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

障害物位置計算部４が障害物の位置を計算し、自車位置計算部５が自車両の位置を計算する。走行軌跡計算部６は自車両が障害物への接触を回避して走行できる推奨ルートを計算して、撮像部７が撮像した車両周辺画像に推奨ルートを重ねて表示部１０に表示させる。推奨ルートが存在しない場合は警報出力部１１が警報を発して、将来的に障害物に接触する恐れがあることを警告する。

Description

この発明は、車両の運転者に対して運転支援を行う運転支援装置に関する。

従来、駐車スペース横を走行しながらソナーでスキャンして障害物までの距離を検出し、検出点群から真の障害物形状を推定することで駐車スペースの大きさを計算して、大きさに応じて駐車可否を運転者に通知する運転支援装置が実用化されている。また、自車両全体を含む鳥瞰画像を運転者に提供する、いわゆるアラウンドビューモニタも実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１０２７９８号公報

従来の運転支援装置は以上のように構成されているので、駐車可否の情報および自車両全体を含む鳥瞰画像を運転者に提供すれば、車両周辺状況の認識に大きな助けとなる。しかしながら、狭路の通行、駐車スペースへの駐車等を行うための適切な走行経路および運転操作は分からず、運転者が直感的に把握できないという課題があった。そのため、鳥瞰画像を見ながら運転者自身が走行経路およびアプローチの仕方を考えて運転操作を行う必要があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、運転者が車両周辺状況の認識だけでなく、運転操作を直感的に把握できるように支援することを目的とする。

この発明の運転支援装置は、自車両に設置され、少なくとも進行方向の車両周辺画像を撮像する撮像部と、車両周辺画像を表示する表示部と、少なくとも進行方向にある障害物の位置情報を取得する障害物位置計算部と、自車両の位置情報を取得する自車位置計算部と、自車両に関する車両情報を記憶しているメモリ部と、障害物位置計算部が取得した障害物の位置情報およびメモリ部の記憶している車両情報より、自車位置計算部が取得した位置にある自車両が障害物に接触せず走行できる推奨ルートを計算し、撮像部が撮像した車両周辺画像に当該推奨ルートを重ねて表示部に表示させる走行軌跡計算部とを備えるものである。

この発明によれば、自車両が障害物に接触せず走行できる推奨ルートを車両周辺画像に重ねて表示することにより、運転者が車両周辺状況の認識だけでなく、運転操作を直感的に把握できるように支援することができる。

この発明の実施の形態１に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る運転支援装置の状況に応じた動作を表す図である。 実施の形態１に係る運転支援装置の画面表示例を示す図であり、推奨ルートの難易度に応じて走行可能ラインの表示色を可変にする。 この発明の実施の形態２に係る運転支援装置の、状況に応じた動作を表す図である。 実施の形態２に係る運転支援装置の状況に応じた動作を表す図であり、自車逸脱の警告画面を示す。 推奨ルートの画面表示例を示す図であり、図７（ａ）は走行可能ラインのみ、図７（ｂ）は理想ラインのみ、図７（ｃ）は走行可能ラインおよび理想ラインの両方の表示例である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１に示す運転支援装置は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１と、車両前部に設置され車両前方を撮像する撮像部７と、車両前部に設置され車両前方に障害物を検出する障害物検出部８と、車両の移動量および向き等を検出する車両状態検出部９と、画像を表示する表示部１０と、警報を発生する警報出力部１１とを備える。本実施の形態１では、撮像部７として、車両前部に設置され車両前方の画像を撮像するカメラを用いる。また、障害物検出部８として、車両前部に設置され車両前方に存在する障害物までの距離を検知するソナー（超音波センサ）を用いる。車両状態検出部９として、車輪の回転数を検知する車輪速センサ等を用いる。表示部１０として、車両に搭載されたカーナビゲーション等のモニタを用いる。警報出力部１１として、車両に搭載されたカーナビゲーション、カーオーディオ等のスピーカまたはブザーを用いる。

ＥＣＵ１は、データを記憶するメモリ２と、不図示のプログラムメモリに格納されたプログラムを実行して障害物位置計算部４、自車位置計算部５、および走行軌跡計算部６の処理内容を実行するＣＰＵ３とを有する。このプログラムには、撮像部７と障害物検出部８の情報から障害物の位置および形状を計算する障害物位置計算部４と、車両状態検出部９の情報から自車両の位置を計算する自車位置計算部５と、障害物に自車両が接触せず走行できる推奨ルートを計算し、撮像部７が撮像した車両前方画像に当該推奨ルートを重ねて表示部１０に表示させる走行軌跡計算部６の処理内容が記述されている。

次に、運転支援装置の動作を説明する。
図２は運転支援装置の動作を示すフローチャートである。図３は状況に応じた動作を表す図であり、タイムラインに沿って、道路２０を走行中の自車両２１ａ，２１ｂの状況、運転支援装置が行うデータ処理、表示部１０の画面表示を表す。
メモリ２には、予め自車両の寸法、車輪幅、旋回性能等の車両情報が登録されているものとする。

撮像部７は、自車両の走行中に進行方向である車両前方画像を撮像し、メモリ２に蓄積する（ステップＳＴ１）。また、このときの自車位置を自車位置計算部５が計算する（ステップＳＴ２）。自車位置計算部５は仮想の２次元座標を設定して、この２次元座標上に、ステップＳＴ１で撮像した車両前方画像と、その車両前方画像を撮像したときの自車位置（撮像位置）とを設定する。自車位置計算部５は、前回の撮像位置に、車両状態検出部９から入力される車輪速パルスに基づく移動距離を加算して、今回の撮像位置を求め、これを自車位置とすればよい。

続いて、走行軌跡計算部６は、過去に撮像してメモリ２に蓄積してある車両前方画像の中から、今回の自車位置の自車両全体が収まるフレームを選択し、選択したフレームの自車位置座標に自車アイコンおよび推奨ルートをオーバーレイする（ステップＳＴ３）。この自車アイコンは予めメモリ２に登録しておけばよい。また、過去に走行軌跡計算部６が計算した推奨ルートがメモリ２に存在していれば、走行軌跡計算部６はその推奨ルートをオーバーレイする。図３の例では、今回の自車両２１ｂの位置において、過去の自車両２１ａの位置で撮像した車両前方画像３０に自車アイコン２６をオーバーレイした画像３１が生成される。

続いて、走行軌跡計算部６は、メモリ２に推奨ルートが存在せず表示部１０に未表示か、既に表示している推奨ルートから自車両が逸脱したかを判定する（ステップＳＴ４）。ここでは、推奨ルート未表示とし（ステップＳＴ４“ＹＥＳ”）、続くステップＳＴ５にて障害物検出部８が車両前方の障害物の有無を検知する。障害物検出部８を構成するソナーは、車両前方の障害物を検知すると、車両から障害物までの距離および方向を障害物位置計算部４へ出力し（ステップＳＴ５“ＹＥＳ”）、障害物位置計算部４がその障害物を車両前方画像上に特定する（ステップＳＴ６）。

一方、走行軌跡計算部６が推奨ルートを表示部１０に表示させている場合、または、自車位置が表示中の推奨ルート上に存在しており逸脱せず走行中と判断できる場合には（ステップＳＴ４“ＮＯ”）、ステップＳＴ１に戻る。また、障害物が存在しない場合には（ステップＳＴ５“ＮＯ”）、ステップＳＴ１１にて、走行軌跡計算部６が車両前方画像にオーバーレイしていた推奨ルートを消去する。

ステップＳＴ６の障害物特定の方法としては公知の方法を用いればよい。ここでは（１）カメラとソナーを併用する場合、（２）カメラのみ使用する場合の２つの方法を説明する。

（１）カメラとソナーを併用する場合
障害物検出部８を構成するソナーは、以下のような計測誤差要因が考えられ、障害物をより正確に特定するためには繰り返し精度の誤差の影響を排除する必要がある。
・障害物の距離計測誤差：温湿度、風、信号処理回路のばらつき、その他外乱
・推定ロジックによる誤差：反射面の特定、形状の曲線近似方法
・障害物の形状による誤差

そこで、本実施の形態１では、ソナーはカメラで撮像した画像上で障害物を特定するための補助的な役割とし、距離計測は画像上で行うことで、上記の誤差要因の影響をなくし、繰り返し精度および絶対精度の向上を図る。具体的には、ステップＳＴ６にて障害物位置計算部４が、自車位置から障害物までの距離および方向と、ソナーの検知可能エリアの情報とに基づいて、メモリ２に蓄積された車両前方画像上で当該障害物を特定して輪郭を検出する。次いで障害物位置計算部４は、障害物の輪郭のうち自車アイコン座標との最接近点を計算して、２次元座標上に障害物として設定する。設定された障害物に奥行き情報はない。なお、画像上から輪郭を抽出する画像処理方法は公知の技術であるため説明は省略する。

（２）カメラのみ使用する場合
ステップＳＴ６にて、障害物位置計算部４がメモリ２に蓄積された複数フレームの車両前方画像を用い、モーションステレオ法により障害物の立体的な形状を認識して、２次元座標上に障害物として投影する。モーションステレオ法は公知の技術であるため説明は省略する。

障害物位置計算部４は、上記（１）または（２）の方法により障害物の位置座標を車両前方画像上に特定し、続けて自車位置から障害物までの距離を計算する。また、障害物が複数ある場合には、障害物同士の間隔も計算する。さらに、障害物位置計算部４は障害物を回避して到達する目標位置の座標を設定したり、画像上から道路を認識したりする。障害物位置計算部４が算出した障害物までの距離、障害物同士の間隔、目標位置、道路エリア等の情報はメモリ２へ出力する。図３の例では、道路２０を走行中の自車両２１ｂの位置にて障害物検出部８が障害物２２，２３を検知すると、障害物位置計算部４が画像上で障害物２２，２３の位置および形状、障害物２２，２３同士の間隔、自車両２１ｂまでの距離を計算すると共に、道路２０のエリアを計算する。

障害物位置計算部４による目標位置の設定方法としては、例えば障害物２２，２３の中点２４を決定し、中点２４を中心にした自車両２１ｂの点対照の位置を求めて目標位置２５に設定する。また、前方が曲がり角などの状況で、目標位置２５が道路２０から外れるようであれば位置を調整してもよい。なお、この目標位置設定方法は一例であり、この方法に限定されるものではない。

このようにして仮想の２次元座標上に自車位置、障害物位置、目標位置および道路エリアが決まると、続いて走行軌跡計算部６がメモリ２に予め登録されている車幅、旋回性能等の車両情報を用いて、自車両２１ｂが道路２０上を障害物２２，２３に接触せずに走行可能な推奨ルートを計算する（ステップＳＴ７）。走行軌跡計算部６は推奨ルートとして理想ライン２７および走行可能ライン２８のいずれか一方、または両方を計算する。理想ライン２７は、車幅と同じ幅を持ち、障害物２２，２３に接触せずに自車位置から目標位置２５までを辿る最短経路とする。また、走行可能ライン２８は、自車位置から目標位置２５まで後戻りせず最大限大回りして障害物を迂回することのできる幅を持ったエリアとする。また、推奨ルートが道路エリアからはみ出さないようにしたり、推奨ルートが障害物へ所定距離（例えば、５０ｃｍ）以上接近しないようにしたりといった計算条件を設定してもよい。

計算の結果、障害物２２，２３を回避走行可能な推奨ルートが存在する場合（ステップＳＴ８“ＹＥＳ”）、走行軌跡計算部６はその推奨ルートを車両前方画像にオーバーレイして、表示部１０に表示する（ステップＳＴ９）。画面表示する推奨ルートは、ステップＳＴ７で計算した理想ライン２７および走行可能ライン２８のいずれか一方、または両方とする。図３の画像３１では、理想ライン２７と走行可能ライン２８の両方が表示されている。画面表示された推奨ルートの範囲内で自車両を走行させれば障害物に接触することなく通行できるので、運転者自身が走行経路を考える必要がなくなり、直感的に運転操作できるようになる。
また、走行軌跡計算部６は計算した推奨ルートをメモリ２に記憶させる。

なお、走行軌跡計算部６は、計算した推奨ルートの幅および形状より、推奨ルートを辿るために必要な運転操作の難易度を判定して、難易度に応じて表示色を可変にしてもよい。難易度は例えば推奨ルートの幅を基準に判定することとし、推奨ルートの幅が許容範囲より広ければ難易度「低」、許容範囲内であれば難易度「中」、許容範囲より狭ければ難易度「高」となる。この他にも、推奨ルートを辿るためのハンドルの操舵角の大きさに応じて難易度を判定するなど、どのように判定してもよい。

図４は、推奨ルート幅を基準に判定した難易度に応じて走行可能ラインの表示色を可変にした画面表示例を示す。障害物２２，２３の間隔が図４（ａ）で最も広く、図４（ｃ）で最も狭い。この場合、理想ライン２７は車幅で一定であるが、走行可能ライン２８ａ，２８ｂ，２８ｃの幅は障害物２２，２３の間隔が狭まるに応じて狭くなる。そのため、図４（ａ）では走行軌跡計算部６が走行可能ライン２８ａを難易度「低」と判定して表示色を「青」に設定する。図４（ｂ）では走行可能ライン２８ｂを難易度「中」、表示色を「黄」に設定する。図４（ｃ）では走行可能ライン２８ｃを難易度「高」、表示色を「赤」に設定する。理想ライン２７の表示色は、図４（ａ）〜（ｃ）共通で「緑」とする。このように、運転操作の難易度に応じて推奨ルートの表示色を変更し、運転者に注意喚起する。

一方、計算の結果、推奨ルートが存在しない場合（ステップＳＴ８“ＮＯ”）、走行軌跡計算部６は表示部１０に警告画面を表示させるか、警報出力部１１に警報音を出力させるかして、障害物回避が不可能であり衝突の恐れがあることを運転者に知らせる（ステップＳＴ１０）。次いで走行軌跡計算部６は、表示中の推奨ルートがあれば車両前方画像から消去し、メモリ２からも消去する（ステップＳＴ１１）。

ステップＳＴ９で推奨ルートを画面表示させた場合、再びステップＳＴ１から処理を開始し、ステップＳＴ３で車両前方画像に自車アイコンをオーバーレイする際にメモリ２に登録されている推奨ルートもオーバーレイさせる（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）。続くステップＳＴ４では、自車位置計算部５が新たに取得した自車位置が、表示中の推奨ルート上に存在するか否かを判定し、自車位置が推奨ルート上に存在していれば（ステップＳＴ４“ＮＯ”）、ステップＳＴ１〜ＳＴ３を繰り返し行って表示画面を自車両の走行に合わせて更新する。

一方、自車位置が推奨ルートから逸脱した場合、または、推奨ルートが表示されていないか既に消去された場合は（ステップＳＴ４“ＹＥＳ”）、推奨ルートの再計算を行う必要があるのでステップＳＴ５以降の処理を行う。なお、自車位置が推奨ルートから逸脱した場合に表示部１０が警告画面を表示したり、警報出力部１１が警報音を出力したりして、運転者に注意喚起してもよい。

以上より、実施の形態１によれば、運転支援装置は、自車両の前部に設置されて前進方向の車両前方画像を撮像する撮像部７と、車両前方画像を表示する表示部１０と、自車両の前部に設置されて前進方向にある障害物を検知する障害物検出部８と、障害物検出部８の検知情報と撮像部７の撮像した車両前方画像とを用いて前進方向にある障害物の位置情報を計算する障害物位置計算部４と、車両状態検出部９の検知情報を用いて自車両の位置情報を計算する自車位置計算部５と、自車両の寸法、旋回性能といった車両情報を記憶しているメモリ２と、障害物位置計算部４が計算した障害物の位置情報およびメモリ２の記憶している車両情報より、自車位置計算部５が計算した位置にある自車両が障害物に接触せず走行できる推奨ルートを計算し、撮像部７が撮像した車両前方画像に当該推奨ルートを重ねて表示部１０に表示させる走行軌跡計算部６とを備える構成にした。これによって運転者は表示画面から車両周辺状況が認識できる上に、推奨ルートの表示から通行が可能かどうかが分かるようになるので、運転支援装置が運転操作を直感的に把握できる。よって、運転操作を直感的に把握できるように支援する運転支援装置を提供することができる。

また、実施の形態１によれば、自車位置計算部５は、計算した自車両の位置情報を用いて推奨ルートから自車両が逸脱したか否かを判定し、走行軌跡計算部６は自車両が推奨ルートを外れた場合に推奨ルートを再計算して表示し直すように構成したので、自車両の移動に合わせた推奨ルートを表示して運転操作を支援できる。また、自車逸脱の場合（図２のフローチャートではステップＳＴ４にて自車逸脱または推奨ルート未表示の場合）に推奨ルートの再計算をするようにしたので、ＣＰＵ３の演算負荷を軽減できる。

なお、ステップＳＴ４の処理を省略して、毎回推奨ルートの再計算を行うことも可能である。具体的には、自車位置計算部５が自車両の移動に伴い自車位置を計算する都度、走行軌跡計算部６が推奨ルートを再計算し、当該推奨ルートが変化した場合に表示し直すように構成する。この構成の場合にも、自車両の移動に合わせた推奨ルートを表示して運転操作を支援できる。

また、実施の形態１によれば、警報を発する警報出力部１１を備え、走行軌跡計算部６は、推奨ルートを再計算する際、自車両が障害物に接触せずに走行できる推奨ルートが存在しない場合に警報出力部１１に警報を発させるように構成した。このため、実際の自車両と障害物との位置関係にかかわらず、将来的に障害物に接触することを運転者に警告できる。なお、運転者への警告方法は、警報音の出力でも、警告画面の表示でもよく、あるいは音と画面表示の両方でもよい。

また、実施の形態１によれば、走行軌跡計算部６は、推奨ルートを辿る運転操作の難易度に応じて、当該推奨ルートの表示色を変化させるように構成した。このため、運転者が運転操作の難易度を直感的に把握できる。

実施の形態２．
本実施の形態２の運転支援装置は、図１に示す運転支援装置と図面上では同様の構成であるため、以下では図１を援用して説明する。ただし、上記実施の形態１では車両前部に撮像部７および障害物検出部８を設置して、自車両が前方へ走行している際の走行支援を行う構成であったが、本実施の形態２では車両後部に撮像部７および障害物検出部８を設置して、自車両が後方へ走行している際の走行支援を行う構成にする。

以下では、駐車時に後退する場合を例に用いて、本実施の形態２に係る運転支援装置のパーキングモードの動作を説明する。図５は、運転支援装置の状況に応じた動作を表した図であり、タイムラインに沿って、道路４０を走行中の自車両４１ａ，４１ｂの状況、運転支援装置が行うデータ処理、表示部１０の画面表示を表す。

運転支援装置の動作は、上記実施の形態１の図２と同じフローであり、先ず撮像部７が自車両の走行中に進行方向である車両後方画像を撮像し、メモリ２に蓄積する（ステップＳＴ１）。また、自車位置計算部５が車両状態検出部９から移動量および向きの情報を取得し、撮像時の自車位置を計算する（ステップＳＴ２）。続いて、走行軌跡計算部６は、過去に撮像してメモリ２に蓄積してある車両後方画像の中から、現在の自車位置の自車両全体が収まるフレームを選択し、選択したフレームの自車位置座標に自車アイコンをオーバーレイする（ステップＳＴ３）。図５の例では、自車両４１ａの位置で撮像した車両後方画像５０に自車アイコン４５をオーバーレイした画像５１が、自車両４１ｂの位置で画面表示される。また、メモリ２に推奨ルートが記憶されていれば、走行軌跡計算部６はその推奨ルートもオーバーレイする。続いて走行軌跡計算部６は、推奨ルートが表示部１０に未表示か、または既に表示している推奨ルートから自車両が逸脱したかを判定し（ステップＳＴ４）、障害物検出部８が車両後方の障害物の有無を検知し（ステップＳＴ５）、障害物位置計算部４が障害物検出部８の検知結果および撮像部７の撮像画像に基づいて、または撮像部７の撮像画像のみに基づいて障害物を特定する（ステップＳＴ６）。

図５の例では、障害物位置計算部４が、自車両４１ｂの後方の駐車スペースに駐車してある他車両４２，４３を障害物として特定し、さらに自車両４１ｂから他車両４２，４３までの距離、他車両４２，４３同士の間隔、道路エリア等を求めてメモリ２へ出力する。続けて障害物位置計算部４は運転者から目標位置を受け付けて、目標位置を設定する。例えば表示部１０をタッチパネル式にして、運転者が表示部１０に表示された画像５１上に目標位置４４を指定する。

このようにして仮想の２次元座標上に自車位置、障害物位置、目標位置および道路エリアが決まると、続いて走行軌跡計算部６がメモリ２に予め登録されている車両情報を用いて、自車両４１ｂが道路４０上を駐車中の他車両４２，４３に接触せずに駐車可能な推奨ルートを計算する（ステップＳＴ７）。推奨ルートの計算は上記実施の形態１と同様に行えばよく、理想ライン４６および走行可能ライン４７のいずれか一方、または両方を計算する。そして、走行軌跡計算部６は推奨ルートが存在すれば（ステップＳＴ８“ＹＥＳ”）、その推奨ルートを画像５１にオーバーレイすると共にメモリ２に出力する（ステップＳＴ９）。さらに、走行軌跡計算部６は、推奨ルートを辿るために必要な運転操作の難易度を判定して、難易度に応じて表示色を可変にしてもよい。

一方、推奨ルートが存在しなければ（ステップＳＴ８“ＮＯ”）、走行軌跡計算部６は表示部１０に警告画面を表示させるか、警報出力部１１に警報音を出力させるかして、運転者が指定した駐車スペース（目標位置）への駐車が不可能であることを知らせる（ステップＳＴ１０）。次いで走行軌跡計算部６は、表示中の推奨ルートがあれば車両後方画像から消去し、メモリ２からも消去する（ステップＳＴ１１）。

さらに、ステップＳＴ４にて自車両が推奨ルート上から逸脱した場合に、運転者に注意喚起する構成にしてもよい。図６（ａ）は、自車両と推奨ルートの位置関係を示す平面図であり、図６（ｂ）はこのときの表示画面である。この例では推奨ルートとして走行可能ライン４７が画面表示されており、自車位置計算部５が走行可能ライン４７から自車両４１が逸脱したことを判定すると、その判定を受けて走行軌跡計算部６が表示部１０に「ＳＴＯＰ」の文字を表示させて、自車両が走行可能ラインから逸脱したことを警告する。なお、運転者への警告方法は、警告画面の表示に加え（または警告画面の表示に代えて）、警報音の出力でもよい。

以上より、実施の形態２によれば、運転支援装置は、自車両の後部に設置されて後退方向の車両後方画像を撮像する撮像部７と、車両後方画像を表示する表示部１０と、自車両の後部に設置されて後退方向にある駐車車両を検知する障害物検出部８と、障害物検出部８の検知情報と撮像部７の撮像した車両後方画像とを用いて後退方向にある駐車車両の位置情報を計算する障害物位置計算部４と、車両状態検出部９の検知情報を用いて自車両の位置情報を計算する自車位置計算部５と、自車両の寸法、旋回性能といった車両情報を記憶しているメモリ２と、運転者から車両後方画像上の任意の目標位置の指定を受けた場合に、自車両の位置から目標位置まで障害物に接触せずに車両後方へ進行できる推奨ルートを計算し、車両後方画像に当該推奨ルートを重ねて表示させる走行軌跡計算部６とを備える構成にした。このため、運転者は表示画面から車両周辺状況が認識できる上に、推奨ルートの表示から駐車が可能かどうかが分かるようになるので、運転操作を直感的に把握できる。よって、運転操作を直感的に把握できるように支援する運転支援装置を提供することができる。

また、実施の形態２でも上記実施の形態１と同様に、自車両が推奨ルートを外れた場合に推奨ルートを再計算して表示し直すように構成したり、または、自車両の位置を計算する都度推奨ルートを再計算し、自車両の移動に伴い推奨ルートが変化した場合に表示し直すように構成したりしてもよい。この構成によれば、自車両の移動に合わせた推奨ルートを表示して運転操作を支援できる。さらに、走行軌跡計算部６が推奨ルートを再計算する際に、自車両が障害物に接触せずに走行できる推奨ルートが存在しない場合に警報出力部１１に警報を発させるように構成することにより、実際の自車両と障害物との位置関係にかかわらず将来的に障害物に接触することを運転者に警告できる。また、推奨ルートを辿る運転操作の難易度に応じて表示色を変化させるように構成することにより、運転者が運転操作の難易度を直感的に把握できる。

上記実施の形態１では撮像部７および障害物検出部８を車両前部に設置し、上記実施の形態２では車両後部に設置する構成としたが、これに限定されるものではなく、撮像部７および障害物検出部８を車両前部および後部にそれぞれ設置して、車両の進行方向に応じて使い分ける構成であってもよい。

また、上記実施の形態１，２に係る運転支援装置は、推奨ルートとして理想ラインのみ、走行可能ラインのみ、または理想ラインと走行可能ラインの両方を画面表示する構成としたが、好ましくは理想ラインと走行可能ラインの両方を画面表示する構成がよい。
走行可能ラインのみ画像表示する場合、図７（ａ）に示すように、自車両６０を走行可能ライン６１内で走行中、どのくらい余裕があるのか直感的に分からないため、少しの操作ミス等で突然範囲外に出てしまう場合がある。これは、走行可能ライン６１のみでは適切な走行軌跡が示されていないので、余裕のない位置を走行していても運転者には分からないためである。適切な走行軌跡は理想ラインで示されるが、理想ラインは自車両が障害物に接触せず目標位置まで走行できる最短経路であり、走行可能ラインの中央とは限らない。例えば、単純に走行可能ライン６１の中央ライン６２を辿ろうとすると、わずかな舵遅れで破線６３のようにはみ出してしまう。
一方、理想ラインのみ画面表示する場合、図７（ｂ）に示すように、自車両６０を理想ライン６４に沿わせるために頻繁な舵の修正を強いられたり、必要以上に低速で走行するようになったりと、運転者に難しさを感じさせてしまう可能性がある。しかし、実際には余裕があるので、それほど厳密にラインに沿って走行する必要はない。
そこで、図７（ｃ）に示すように、走行可能ライン６１と理想ライン６４の両方を画面表示すれば、上記の各デメリットを解消できる。即ち、運転者は理想ライン６４を目標にして適切な走行軌跡に近い部分を辿りながら、理想ライン６４と走行可能ライン６１の比較により余裕を認識して運転操作ができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組合せ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

以上のように、この発明に係る運転支援装置は、障害物への接触を回避して走行できる推奨ルートを計算して車両周辺画像に重ねて表示するようにしたので、車両に搭載して通行および駐車の運転操作を支援する運転支援装置などに用いるのに適している。

この発明は、車両の運転者に対して運転支援を行う運転支援装置に関する。

従来、駐車スペース横を走行しながらソナーでスキャンして障害物までの距離を検出し、検出点群から真の障害物形状を推定することで駐車スペースの大きさを計算して、大きさに応じて駐車可否を運転者に通知する運転支援装置が実用化されている。また、自車両全体を含む鳥瞰画像を運転者に提供する、いわゆるアラウンドビューモニタも実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１０２７９８号公報

従来の運転支援装置は以上のように構成されているので、駐車可否の情報および自車両全体を含む鳥瞰画像を運転者に提供すれば、車両周辺状況の認識に大きな助けとなる。しかしながら、狭路の通行、駐車スペースへの駐車等を行うための適切な走行経路および運転操作は分からず、運転者が直感的に把握できないという課題があった。そのため、鳥瞰画像を見ながら運転者自身が走行経路およびアプローチの仕方を考えて運転操作を行う必要があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、運転者が車両周辺状況の認識だけでなく、運転操作を直感的に把握できるように支援することを目的とする。

この発明の運転支援装置は、自車両に設置され、少なくとも進行方向の車両周辺画像を撮像する撮像部と、車両周辺画像を表示する表示部と、少なくとも進行方向にある障害物の位置情報を取得する障害物位置計算部と、自車両の位置情報を取得する自車位置計算部と、自車両に関する車両情報を記憶しているメモリ部と、障害物位置計算部が取得した障害物の位置情報およびメモリ部の記憶している車両情報より、自車位置計算部が取得した位置にある自車両が障害物に接触せず所定の目標位置まで走行できる最短経路、および自車両が障害物を後戻りせず迂回して目標位置まで走行できる走行可能範囲のいずれか一方、または両方であり、撮像部が撮像した車両周辺画像より認識した道路からはみ出さない推奨ルートを計算し、撮像部が撮像した車両周辺画像に当該推奨ルートを重ねて表示部に表示させる走行軌跡計算部とを備えるものである。

この発明によれば、自車両が障害物に接触せず走行できる推奨ルートを車両周辺画像に重ねて表示することにより、運転者が車両周辺状況の認識だけでなく、運転操作を直感的に把握できるように支援することができる。

この発明の実施の形態１に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る運転支援装置の状況に応じた動作を表す図である。 実施の形態１に係る運転支援装置の画面表示例を示す図であり、推奨ルートの難易度に応じて走行可能ラインの表示色を可変にする。 この発明の実施の形態２に係る運転支援装置の、状況に応じた動作を表す図である。 実施の形態２に係る運転支援装置の状況に応じた動作を表す図であり、自車逸脱の警告画面を示す。 推奨ルートの画面表示例を示す図であり、図７（ａ）は走行可能ラインのみ、図７（ｂ）は理想ラインのみ、図７（ｃ）は走行可能ラインおよび理想ラインの両方の表示例である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１に示す運転支援装置は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１と、車両前部に設置され車両前方を撮像する撮像部７と、車両前部に設置され車両前方に障害物を検出する障害物検出部８と、車両の移動量および向き等を検出する車両状態検出部９と、画像を表示する表示部１０と、警報を発生する警報出力部１１とを備える。本実施の形態１では、撮像部７として、車両前部に設置され車両前方の画像を撮像するカメラを用いる。また、障害物検出部８として、車両前部に設置され車両前方に存在する障害物までの距離を検知するソナー（超音波センサ）を用いる。車両状態検出部９として、車輪の回転数を検知する車輪速センサ等を用いる。表示部１０として、車両に搭載されたカーナビゲーション等のモニタを用いる。警報出力部１１として、車両に搭載されたカーナビゲーション、カーオーディオ等のスピーカまたはブザーを用いる。

ＥＣＵ１は、データを記憶するメモリ２と、不図示のプログラムメモリに格納されたプログラムを実行して障害物位置計算部４、自車位置計算部５、および走行軌跡計算部６の処理内容を実行するＣＰＵ３とを有する。このプログラムには、撮像部７と障害物検出部８の情報から障害物の位置および形状を計算する障害物位置計算部４と、車両状態検出部９の情報から自車両の位置を計算する自車位置計算部５と、障害物に自車両が接触せず走行できる推奨ルートを計算し、撮像部７が撮像した車両前方画像に当該推奨ルートを重ねて表示部１０に表示させる走行軌跡計算部６の処理内容が記述されている。

次に、運転支援装置の動作を説明する。
図２は運転支援装置の動作を示すフローチャートである。図３は状況に応じた動作を表す図であり、タイムラインに沿って、道路２０を走行中の自車両２１ａ，２１ｂの状況、運転支援装置が行うデータ処理、表示部１０の画面表示を表す。
メモリ２には、予め自車両の寸法、車輪幅、旋回性能等の車両情報が登録されているものとする。

撮像部７は、自車両の走行中に進行方向である車両前方画像を撮像し、メモリ２に蓄積する（ステップＳＴ１）。また、このときの自車位置を自車位置計算部５が計算する（ステップＳＴ２）。自車位置計算部５は仮想の２次元座標を設定して、この２次元座標上に、ステップＳＴ１で撮像した車両前方画像と、その車両前方画像を撮像したときの自車位置（撮像位置）とを設定する。自車位置計算部５は、前回の撮像位置に、車両状態検出部９から入力される車輪速パルスに基づく移動距離を加算して、今回の撮像位置を求め、これを自車位置とすればよい。

続いて、走行軌跡計算部６は、過去に撮像してメモリ２に蓄積してある車両前方画像の中から、今回の自車位置の自車両全体が収まるフレームを選択し、選択したフレームの自車位置座標に自車アイコンおよび推奨ルートをオーバーレイする（ステップＳＴ３）。この自車アイコンは予めメモリ２に登録しておけばよい。また、過去に走行軌跡計算部６が計算した推奨ルートがメモリ２に存在していれば、走行軌跡計算部６はその推奨ルートをオーバーレイする。図３の例では、今回の自車両２１ｂの位置において、過去の自車両２１ａの位置で撮像した車両前方画像３０に自車アイコン２６をオーバーレイした画像３１が生成される。

続いて、走行軌跡計算部６は、メモリ２に推奨ルートが存在せず表示部１０に未表示か、既に表示している推奨ルートから自車両が逸脱したかを判定する（ステップＳＴ４）。ここでは、推奨ルート未表示とし（ステップＳＴ４“ＹＥＳ”）、続くステップＳＴ５にて障害物検出部８が車両前方の障害物の有無を検知する。障害物検出部８を構成するソナーは、車両前方の障害物を検知すると、車両から障害物までの距離および方向を障害物位置計算部４へ出力し（ステップＳＴ５“ＹＥＳ”）、障害物位置計算部４がその障害物を車両前方画像上に特定する（ステップＳＴ６）。

一方、走行軌跡計算部６が推奨ルートを表示部１０に表示させている場合、または、自車位置が表示中の推奨ルート上に存在しており逸脱せず走行中と判断できる場合には（ステップＳＴ４“ＮＯ”）、ステップＳＴ１に戻る。また、障害物が存在しない場合には（ステップＳＴ５“ＮＯ”）、ステップＳＴ１１にて、走行軌跡計算部６が車両前方画像にオーバーレイしていた推奨ルートを消去する。

ステップＳＴ６の障害物特定の方法としては公知の方法を用いればよい。ここでは（１）カメラとソナーを併用する場合、（２）カメラのみ使用する場合の２つの方法を説明する。

（１）カメラとソナーを併用する場合
障害物検出部８を構成するソナーは、以下のような計測誤差要因が考えられ、障害物をより正確に特定するためには繰り返し精度の誤差の影響を排除する必要がある。
・障害物の距離計測誤差：温湿度、風、信号処理回路のばらつき、その他外乱
・推定ロジックによる誤差：反射面の特定、形状の曲線近似方法
・障害物の形状による誤差

そこで、本実施の形態１では、ソナーはカメラで撮像した画像上で障害物を特定するための補助的な役割とし、距離計測は画像上で行うことで、上記の誤差要因の影響をなくし、繰り返し精度および絶対精度の向上を図る。具体的には、ステップＳＴ６にて障害物位置計算部４が、自車位置から障害物までの距離および方向と、ソナーの検知可能エリアの情報とに基づいて、メモリ２に蓄積された車両前方画像上で当該障害物を特定して輪郭を検出する。次いで障害物位置計算部４は、障害物の輪郭のうち自車アイコン座標との最接近点を計算して、２次元座標上に障害物として設定する。設定された障害物に奥行き情報はない。なお、画像上から輪郭を抽出する画像処理方法は公知の技術であるため説明は省略する。

（２）カメラのみ使用する場合
ステップＳＴ６にて、障害物位置計算部４がメモリ２に蓄積された複数フレームの車両前方画像を用い、モーションステレオ法により障害物の立体的な形状を認識して、２次元座標上に障害物として投影する。モーションステレオ法は公知の技術であるため説明は省略する。

障害物位置計算部４は、上記（１）または（２）の方法により障害物の位置座標を車両前方画像上に特定し、続けて自車位置から障害物までの距離を計算する。また、障害物が複数ある場合には、障害物同士の間隔も計算する。さらに、障害物位置計算部４は障害物を回避して到達する目標位置の座標を設定したり、画像上から道路を認識したりする。障害物位置計算部４が算出した障害物までの距離、障害物同士の間隔、目標位置、道路エリア等の情報はメモリ２へ出力する。図３の例では、道路２０を走行中の自車両２１ｂの位置にて障害物検出部８が障害物２２，２３を検知すると、障害物位置計算部４が画像上で障害物２２，２３の位置および形状、障害物２２，２３同士の間隔、自車両２１ｂまでの距離を計算すると共に、道路２０のエリアを計算する。

障害物位置計算部４による目標位置の設定方法としては、例えば障害物２２，２３の中点２４を決定し、中点２４を中心にした自車両２１ｂの点対照の位置を求めて目標位置２５に設定する。また、前方が曲がり角などの状況で、目標位置２５が道路２０から外れるようであれば位置を調整してもよい。なお、この目標位置設定方法は一例であり、この方法に限定されるものではない。

このようにして仮想の２次元座標上に自車位置、障害物位置、目標位置および道路エリアが決まると、続いて走行軌跡計算部６がメモリ２に予め登録されている車幅、旋回性能等の車両情報を用いて、自車両２１ｂが道路２０上を障害物２２，２３に接触せずに走行可能な推奨ルートを計算する（ステップＳＴ７）。走行軌跡計算部６は推奨ルートとして理想ライン２７および走行可能ライン２８のいずれか一方、または両方を計算する。理想ライン２７は、車幅と同じ幅を持ち、障害物２２，２３に接触せずに自車位置から目標位置２５までを辿る最短経路とする。また、走行可能ライン２８は、自車位置から目標位置２５まで後戻りせず最大限大回りして障害物を迂回することのできる幅を持ったエリアとする。また、推奨ルートが道路エリアからはみ出さないようにしたり、推奨ルートが障害物へ所定距離（例えば、５０ｃｍ）以上接近しないようにしたりといった計算条件を設定してもよい。

計算の結果、障害物２２，２３を回避走行可能な推奨ルートが存在する場合（ステップＳＴ８“ＹＥＳ”）、走行軌跡計算部６はその推奨ルートを車両前方画像にオーバーレイして、表示部１０に表示する（ステップＳＴ９）。画面表示する推奨ルートは、ステップＳＴ７で計算した理想ライン２７および走行可能ライン２８のいずれか一方、または両方とする。図３の画像３１では、理想ライン２７と走行可能ライン２８の両方が表示されている。画面表示された推奨ルートの範囲内で自車両を走行させれば障害物に接触することなく通行できるので、運転者自身が走行経路を考える必要がなくなり、直感的に運転操作できるようになる。
また、走行軌跡計算部６は計算した推奨ルートをメモリ２に記憶させる。

なお、走行軌跡計算部６は、計算した推奨ルートの幅および形状より、推奨ルートを辿るために必要な運転操作の難易度を判定して、難易度に応じて表示色を可変にしてもよい。難易度は例えば推奨ルートの幅を基準に判定することとし、推奨ルートの幅が許容範囲より広ければ難易度「低」、許容範囲内であれば難易度「中」、許容範囲より狭ければ難易度「高」となる。この他にも、推奨ルートを辿るためのハンドルの操舵角の大きさに応じて難易度を判定するなど、どのように判定してもよい。

図４は、推奨ルート幅を基準に判定した難易度に応じて走行可能ラインの表示色を可変にした画面表示例を示す。障害物２２，２３の間隔が図４（ａ）で最も広く、図４（ｃ）で最も狭い。この場合、理想ライン２７は車幅で一定であるが、走行可能ライン２８ａ，２８ｂ，２８ｃの幅は障害物２２，２３の間隔が狭まるに応じて狭くなる。そのため、図４（ａ）では走行軌跡計算部６が走行可能ライン２８ａを難易度「低」と判定して表示色を「青」に設定する。図４（ｂ）では走行可能ライン２８ｂを難易度「中」、表示色を「黄」に設定する。図４（ｃ）では走行可能ライン２８ｃを難易度「高」、表示色を「赤」に設定する。理想ライン２７の表示色は、図４（ａ）〜（ｃ）共通で「緑」とする。このように、運転操作の難易度に応じて推奨ルートの表示色を変更し、運転者に注意喚起する。

一方、計算の結果、推奨ルートが存在しない場合（ステップＳＴ８“ＮＯ”）、走行軌跡計算部６は表示部１０に警告画面を表示させるか、警報出力部１１に警報音を出力させるかして、障害物回避が不可能であり衝突の恐れがあることを運転者に知らせる（ステップＳＴ１０）。次いで走行軌跡計算部６は、表示中の推奨ルートがあれば車両前方画像から消去し、メモリ２からも消去する（ステップＳＴ１１）。

ステップＳＴ９で推奨ルートを画面表示させた場合、再びステップＳＴ１から処理を開始し、ステップＳＴ３で車両前方画像に自車アイコンをオーバーレイする際にメモリ２に登録されている推奨ルートもオーバーレイさせる（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）。続くステップＳＴ４では、自車位置計算部５が新たに取得した自車位置が、表示中の推奨ルート上に存在するか否かを判定し、自車位置が推奨ルート上に存在していれば（ステップＳＴ４“ＮＯ”）、ステップＳＴ１〜ＳＴ３を繰り返し行って表示画面を自車両の走行に合わせて更新する。

一方、自車位置が推奨ルートから逸脱した場合、または、推奨ルートが表示されていないか既に消去された場合は（ステップＳＴ４“ＹＥＳ”）、推奨ルートの再計算を行う必要があるのでステップＳＴ５以降の処理を行う。なお、自車位置が推奨ルートから逸脱した場合に表示部１０が警告画面を表示したり、警報出力部１１が警報音を出力したりして、運転者に注意喚起してもよい。

以上より、実施の形態１によれば、運転支援装置は、自車両の前部に設置されて前進方向の車両前方画像を撮像する撮像部７と、車両前方画像を表示する表示部１０と、自車両の前部に設置されて前進方向にある障害物を検知する障害物検出部８と、障害物検出部８の検知情報と撮像部７の撮像した車両前方画像とを用いて前進方向にある障害物の位置情報を計算する障害物位置計算部４と、車両状態検出部９の検知情報を用いて自車両の位置情報を計算する自車位置計算部５と、自車両の寸法、旋回性能といった車両情報を記憶しているメモリ２と、障害物位置計算部４が計算した障害物の位置情報およびメモリ２の記憶している車両情報より、自車位置計算部５が計算した位置にある自車両が障害物に接触せず走行できる推奨ルートを計算し、撮像部７が撮像した車両前方画像に当該推奨ルートを重ねて表示部１０に表示させる走行軌跡計算部６とを備える構成にした。これによって運転者は表示画面から車両周辺状況が認識できる上に、推奨ルートの表示から通行が可能かどうかが分かるようになるので、運転支援装置が運転操作を直感的に把握できる。よって、運転操作を直感的に把握できるように支援する運転支援装置を提供することができる。

また、実施の形態１によれば、自車位置計算部５は、計算した自車両の位置情報を用いて推奨ルートから自車両が逸脱したか否かを判定し、走行軌跡計算部６は自車両が推奨ルートを外れた場合に推奨ルートを再計算して表示し直すように構成したので、自車両の移動に合わせた推奨ルートを表示して運転操作を支援できる。また、自車逸脱の場合（図２のフローチャートではステップＳＴ４にて自車逸脱または推奨ルート未表示の場合）に推奨ルートの再計算をするようにしたので、ＣＰＵ３の演算負荷を軽減できる。

なお、ステップＳＴ４の処理を省略して、毎回推奨ルートの再計算を行うことも可能である。具体的には、自車位置計算部５が自車両の移動に伴い自車位置を計算する都度、走行軌跡計算部６が推奨ルートを再計算し、当該推奨ルートが変化した場合に表示し直すように構成する。この構成の場合にも、自車両の移動に合わせた推奨ルートを表示して運転操作を支援できる。

また、実施の形態１によれば、警報を発する警報出力部１１を備え、走行軌跡計算部６は、推奨ルートを再計算する際、自車両が障害物に接触せずに走行できる推奨ルートが存在しない場合に警報出力部１１に警報を発させるように構成した。このため、実際の自車両と障害物との位置関係にかかわらず、将来的に障害物に接触することを運転者に警告できる。なお、運転者への警告方法は、警報音の出力でも、警告画面の表示でもよく、あるいは音と画面表示の両方でもよい。

また、実施の形態１によれば、走行軌跡計算部６は、推奨ルートを辿る運転操作の難易度に応じて、当該推奨ルートの表示色を変化させるように構成した。このため、運転者が運転操作の難易度を直感的に把握できる。

実施の形態２．
本実施の形態２の運転支援装置は、図１に示す運転支援装置と図面上では同様の構成であるため、以下では図１を援用して説明する。ただし、上記実施の形態１では車両前部に撮像部７および障害物検出部８を設置して、自車両が前方へ走行している際の走行支援を行う構成であったが、本実施の形態２では車両後部に撮像部７および障害物検出部８を設置して、自車両が後方へ走行している際の走行支援を行う構成にする。

以下では、駐車時に後退する場合を例に用いて、本実施の形態２に係る運転支援装置のパーキングモードの動作を説明する。図５は、運転支援装置の状況に応じた動作を表した図であり、タイムラインに沿って、道路４０を走行中の自車両４１ａ，４１ｂの状況、運転支援装置が行うデータ処理、表示部１０の画面表示を表す。

運転支援装置の動作は、上記実施の形態１の図２と同じフローであり、先ず撮像部７が自車両の走行中に進行方向である車両後方画像を撮像し、メモリ２に蓄積する（ステップＳＴ１）。また、自車位置計算部５が車両状態検出部９から移動量および向きの情報を取得し、撮像時の自車位置を計算する（ステップＳＴ２）。続いて、走行軌跡計算部６は、過去に撮像してメモリ２に蓄積してある車両後方画像の中から、現在の自車位置の自車両全体が収まるフレームを選択し、選択したフレームの自車位置座標に自車アイコンをオーバーレイする（ステップＳＴ３）。図５の例では、自車両４１ａの位置で撮像した車両後方画像５０に自車アイコン４５をオーバーレイした画像５１が、自車両４１ｂの位置で画面表示される。また、メモリ２に推奨ルートが記憶されていれば、走行軌跡計算部６はその推奨ルートもオーバーレイする。続いて走行軌跡計算部６は、推奨ルートが表示部１０に未表示か、または既に表示している推奨ルートから自車両が逸脱したかを判定し（ステップＳＴ４）、障害物検出部８が車両後方の障害物の有無を検知し（ステップＳＴ５）、障害物位置計算部４が障害物検出部８の検知結果および撮像部７の撮像画像に基づいて、または撮像部７の撮像画像のみに基づいて障害物を特定する（ステップＳＴ６）。

図５の例では、障害物位置計算部４が、自車両４１ｂの後方の駐車スペースに駐車してある他車両４２，４３を障害物として特定し、さらに自車両４１ｂから他車両４２，４３までの距離、他車両４２，４３同士の間隔、道路エリア等を求めてメモリ２へ出力する。続けて障害物位置計算部４は運転者から目標位置を受け付けて、目標位置を設定する。例えば表示部１０をタッチパネル式にして、運転者が表示部１０に表示された画像５１上に目標位置４４を指定する。

このようにして仮想の２次元座標上に自車位置、障害物位置、目標位置および道路エリアが決まると、続いて走行軌跡計算部６がメモリ２に予め登録されている車両情報を用いて、自車両４１ｂが道路４０上を駐車中の他車両４２，４３に接触せずに駐車可能な推奨ルートを計算する（ステップＳＴ７）。推奨ルートの計算は上記実施の形態１と同様に行えばよく、理想ライン４６および走行可能ライン４７のいずれか一方、または両方を計算する。そして、走行軌跡計算部６は推奨ルートが存在すれば（ステップＳＴ８“ＹＥＳ”）、その推奨ルートを画像５１にオーバーレイすると共にメモリ２に出力する（ステップＳＴ９）。さらに、走行軌跡計算部６は、推奨ルートを辿るために必要な運転操作の難易度を判定して、難易度に応じて表示色を可変にしてもよい。

一方、推奨ルートが存在しなければ（ステップＳＴ８“ＮＯ”）、走行軌跡計算部６は表示部１０に警告画面を表示させるか、警報出力部１１に警報音を出力させるかして、運転者が指定した駐車スペース（目標位置）への駐車が不可能であることを知らせる（ステップＳＴ１０）。次いで走行軌跡計算部６は、表示中の推奨ルートがあれば車両後方画像から消去し、メモリ２からも消去する（ステップＳＴ１１）。

さらに、ステップＳＴ４にて自車両が推奨ルート上から逸脱した場合に、運転者に注意喚起する構成にしてもよい。図６（ａ）は、自車両と推奨ルートの位置関係を示す平面図であり、図６（ｂ）はこのときの表示画面である。この例では推奨ルートとして走行可能ライン４７が画面表示されており、自車位置計算部５が走行可能ライン４７から自車両４１が逸脱したことを判定すると、その判定を受けて走行軌跡計算部６が表示部１０に「ＳＴＯＰ」の文字を表示させて、自車両が走行可能ラインから逸脱したことを警告する。なお、運転者への警告方法は、警告画面の表示に加え（または警告画面の表示に代えて）、警報音の出力でもよい。

以上より、実施の形態２によれば、運転支援装置は、自車両の後部に設置されて後退方向の車両後方画像を撮像する撮像部７と、車両後方画像を表示する表示部１０と、自車両の後部に設置されて後退方向にある駐車車両を検知する障害物検出部８と、障害物検出部８の検知情報と撮像部７の撮像した車両後方画像とを用いて後退方向にある駐車車両の位置情報を計算する障害物位置計算部４と、車両状態検出部９の検知情報を用いて自車両の位置情報を計算する自車位置計算部５と、自車両の寸法、旋回性能といった車両情報を記憶しているメモリ２と、運転者から車両後方画像上の任意の目標位置の指定を受けた場合に、自車両の位置から目標位置まで障害物に接触せずに車両後方へ進行できる推奨ルートを計算し、車両後方画像に当該推奨ルートを重ねて表示させる走行軌跡計算部６とを備える構成にした。このため、運転者は表示画面から車両周辺状況が認識できる上に、推奨ルートの表示から駐車が可能かどうかが分かるようになるので、運転操作を直感的に把握できる。よって、運転操作を直感的に把握できるように支援する運転支援装置を提供することができる。

また、実施の形態２でも上記実施の形態１と同様に、自車両が推奨ルートを外れた場合に推奨ルートを再計算して表示し直すように構成したり、または、自車両の位置を計算する都度推奨ルートを再計算し、自車両の移動に伴い推奨ルートが変化した場合に表示し直すように構成したりしてもよい。この構成によれば、自車両の移動に合わせた推奨ルートを表示して運転操作を支援できる。さらに、走行軌跡計算部６が推奨ルートを再計算する際に、自車両が障害物に接触せずに走行できる推奨ルートが存在しない場合に警報出力部１１に警報を発させるように構成することにより、実際の自車両と障害物との位置関係にかかわらず将来的に障害物に接触することを運転者に警告できる。また、推奨ルートを辿る運転操作の難易度に応じて表示色を変化させるように構成することにより、運転者が運転操作の難易度を直感的に把握できる。

上記実施の形態１では撮像部７および障害物検出部８を車両前部に設置し、上記実施の形態２では車両後部に設置する構成としたが、これに限定されるものではなく、撮像部７および障害物検出部８を車両前部および後部にそれぞれ設置して、車両の進行方向に応じて使い分ける構成であってもよい。

また、上記実施の形態１，２に係る運転支援装置は、推奨ルートとして理想ラインのみ、走行可能ラインのみ、または理想ラインと走行可能ラインの両方を画面表示する構成としたが、好ましくは理想ラインと走行可能ラインの両方を画面表示する構成がよい。
走行可能ラインのみ画像表示する場合、図７（ａ）に示すように、自車両６０を走行可能ライン６１内で走行中、どのくらい余裕があるのか直感的に分からないため、少しの操作ミス等で突然範囲外に出てしまう場合がある。これは、走行可能ライン６１のみでは適切な走行軌跡が示されていないので、余裕のない位置を走行していても運転者には分からないためである。適切な走行軌跡は理想ラインで示されるが、理想ラインは自車両が障害物に接触せず目標位置まで走行できる最短経路であり、走行可能ラインの中央とは限らない。例えば、単純に走行可能ライン６１の中央ライン６２を辿ろうとすると、わずかな舵遅れで破線６３のようにはみ出してしまう。
一方、理想ラインのみ画面表示する場合、図７（ｂ）に示すように、自車両６０を理想ライン６４に沿わせるために頻繁な舵の修正を強いられたり、必要以上に低速で走行するようになったりと、運転者に難しさを感じさせてしまう可能性がある。しかし、実際には余裕があるので、それほど厳密にラインに沿って走行する必要はない。
そこで、図７（ｃ）に示すように、走行可能ライン６１と理想ライン６４の両方を画面表示すれば、上記の各デメリットを解消できる。即ち、運転者は理想ライン６４を目標にして適切な走行軌跡に近い部分を辿りながら、理想ライン６４と走行可能ライン６１の比較により余裕を認識して運転操作ができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組合せ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

以上のように、この発明に係る運転支援装置は、障害物への接触を回避して走行できる推奨ルートを計算して車両周辺画像に重ねて表示するようにしたので、車両に搭載して通行および駐車の運転操作を支援する運転支援装置などに用いるのに適している。

Claims (8)

1. 自車両に設置され、少なくとも進行方向の車両周辺画像を撮像する撮像部と、
   前記車両周辺画像を表示する表示部と、
   少なくとも進行方向にある障害物の位置情報を取得する障害物位置計算部と、
   前記自車両の位置情報を取得する自車位置計算部と、
   前記自車両に関する車両情報を記憶しているメモリ部と、
   前記障害物位置計算部が取得した障害物の位置情報および前記メモリ部の記憶している車両情報より、前記自車位置計算部が取得した位置にある自車両が前記障害物に接触せず走行できる推奨ルートを計算し、前記撮像部が撮像した車両周辺画像に当該推奨ルートを重ねて前記表示部に表示させる走行軌跡計算部とを備える運転支援装置。
2. 前記推奨ルートは、自車両が障害物に接触せず所定の目標位置まで走行できる最短経路、および前記自車両が前記障害物を後戻りせず迂回して前記目標位置まで走行できる走行可能範囲のいずれか一方、または両方であることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
3. 前記走行軌跡計算部は、前記撮像部が撮像した車両周辺画像より認識した道路からはみ出さない推奨ルートを計算することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
4. 前記走行軌跡計算部は、前記自車位置計算部が自車両の移動に伴い位置情報を取得する都度推奨ルートを再計算し、当該推奨ルートが変化した場合に表示し直すことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
5. 前記走行軌跡計算部は、前記自車位置計算部が取得した自車両の位置情報を用いて推奨ルートから自車両が逸脱したか否かを判定し、当該自車両が推奨ルートを外れた場合に推奨ルートを再計算して表示し直すことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
6. 警報を発する警報出力部を備え、
   前記走行軌跡計算部は、自車両が障害物に接触せずに走行できる推奨ルートが存在しない場合に前記警報出力部に警報を発させることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
7. 前記走行軌跡計算部は、推奨ルートを辿る運転操作の難易度に応じて、当該推奨ルートの表示色を変化させることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
8. 前記走行軌跡計算部は、運転者から車両周辺画像上の任意の目標位置の指定を受けた場合に、自車両の位置から当該目標位置まで障害物に接触せずに車両後方へ進行できる推奨ルートを計算し、車両周辺画像に当該推奨ルートを重ねて前記表示部に表示させるパーキングモードを有することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。

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