JP4557302B2 - 車両運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両周辺を撮影して画面に表示することにより車両の運転を支援する車両運転支援装置に関する。

従来から、車載カメラを用いて車両周辺を撮影し、撮影した画像を表示装置に表示する車両周囲状況提示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置では、撮影された画像に対して路面投影処理を行うことにより、上空から路面を見下ろすような画像が得られ、表示が行われる。

また、従来から、車両近傍の障害物を検出し、この障害物までの距離の推移から接触の可能性を判断して運転者に対して警告を行う車両用接触推定装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−１１４０４７号公報（第２−６頁、図１−１０） 特開２００２−１２０６７９号公報（第５−８頁、図１−１０）

ところで、特許文献１に開示された装置を用いることにより車両周辺の状況を把握することができ、特許文献２に開示された装置を用いることにより車両をそのまま進行させたときに障害物に衝突するか否かがわかる。しかし、これらの装置を用いた場合であっても、路面投影された周辺の障害物に衝突することを避けるためにハンドルをどちらの方向に切ればよいのかまではわからない。特に、運転者毎に苦手とする状況が異なるため、障害物に接近中であってそのまま車両の進行を継続したときに衝突する可能性があることを検出しただけでは運転者毎に有効な注意を喚起したことにはならない。例えば、後方や側方に壁やその他の障害物がある場所で駐車を行う際に、車両の後退時にはこれらの壁や障害物が車両に接近することになるため特許文献２の装置を用いても常に警告が出力されることになる。しかし、実際には車幅感覚等の違いから、これらの壁や障害物に衝突する運転者もいれば衝突しない運転者もいる。したがって、いわゆる運転が上手な運転者にとってはこのような警告は不要であって、かえって煩わしく感じることがある。また、運転者によっては、後退時の運転は得意であるが、右左折時の運転が苦手な場合もあり、必ずしも運転者毎に警告を有効／無効にすれば済む問題でもない。また、いままで後方を目視確認しながら運転していた運転者が、後方の目視確認から路面投影された画面を用いた確認に切り替えると、運転者の視線の向きがほぼ１８０°変わるため、ハンドルを切る方向と車両の進行方向との関係がよくわからなくなることが多く、運転者が意図しない方向に車両が進行することもある。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、路面投影された画面を用いて運転者毎に有効な情報を得ることができる車両運転支援装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の車両運転支援装置は、路面を含む自車両周辺を撮影するカメラと、カメラによって撮影された画像に基づいて路面投影を行って路面に投影した画像を生成する路面投影処理手段と、自車両周辺の状況を検出する周辺検出手段と、自車両と他の物体との衝突履歴を格納する衝突履歴格納手段と、周辺検出手段によって検出された自車両周辺の状況と衝突履歴格納手段に格納された衝突履歴とに基づいて衝突の可能性の有無を判定する衝突可能性判定手段と、衝突可能性判定手段によって衝突可能性ありと判定されたときに、路面投影処理手段によって生成された画像に対して、衝突履歴に対応する箇所を強調する画像補正処理を行う画像補正手段と、画像補正手段によって補正された後の画像を自車両の車内において表示する表示手段とを備えている。これにより、衝突履歴に基づいて衝突する可能性が高いと判定された場合において、路面投影された画像を用いて運転者に対する警告を行うことができるため、運転者毎に有効な情報を得ることができる。

また、自車両と他の物体とが衝突したことを判定する衝突判定手段と、衝突判定手段によって衝突した旨の判定が行われたときに、周辺検出手段によって検出された自車両周辺の状況を衝突履歴として衝突履歴格納手段に追加する衝突追加手段とをさらに備えることが望ましい。これにより、実際に衝突した場合の履歴を残すことができ、運転者毎に苦手とする状況に対応する有用な情報を取得することが可能となる。

また、上述した周辺検出手段は、他の物体までの距離を検出する距離センサであることが望ましい。これにより、衝突の可能性のある他の物体の存在を確実に検出することができる。

また、上述した衝突履歴には、自車両に衝突した他の物体の自車両に対する相対的な位置の時間変化を示す情報が含まれていることが望ましい。これにより、自車両と他の物体との相対的な位置関係だけではわからない運転者毎の挙動に基づいて正確に衝突可能性の判定を行うことが可能となる。

また、上述した画像補正手段によって行われる強調処理は、衝突履歴に基づいて衝突の可能性が高いと考えられる自車両の特定箇所に対して行われることが望ましい。あるいは、上述した画像補正手段によって行われる強調処理は、衝突履歴に基づいて、衝突の可能性が高いと考えられる自車両と他の物体との関係が把握可能な状態で行われることが望ましい。これにより、衝突履歴に基づいて特に注意を喚起する箇所を運転者に知らせることができるため、その箇所が他の物体に衝突することを回避することが容易となる。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両運転支援装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車両運転支援装置の構成を示す図である。図１に示す車両運転支援装置１００は、カメラ１０、撮影画像格納部１２、路面投影処理部２０、投影画像格納部２２、距離センサ３０、障害物判定部３２、衝突履歴格納部３４、衝突可能性判定部３６、衝突判定部４０、衝突履歴追加部４２、画像補正処理部５０、表示処理部６０、表示装置７０、警告音出力部８０を含んで構成されている。

カメラ１０は、自車両の周囲を撮影してサイドビュー画像を生成する。図２は、カメラ１０の設置状態を示す図である。自車両である車両２００の前後左右の４箇所にカメラ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）が設置されている。車両２００の前部に設置されたカメラ１０ａは、車両２００の前方端部よりも前側全体を含むほぼ１８０°の視野角を有する広角レンズを通して、車両２００の前方周辺を撮影する。同様に、車両２００の後部に設置されたカメラ１０ｂは、車両２００の後方端部よりも後側全体を含むほぼ１８０°の視野角を有する広角レンズを通して、車両２００の後方周辺を撮影する。車両２００の右側面部に設置されたカメラ１０ｃは、車両２００の右側面部よりも右側全体を含むほぼ１８０°の視野角を有する広角レンズを通して、車両２００の右側周辺を撮影する。車両２００の左側面部に設置されたカメラ１０ｄは、車両２００の左側面部よりも左側全体を含むほぼ１８０°の視野角を有する広角レンズを通して、車両２００の左側周辺を撮影する。このように、車両２００の前後左右に４つのカメラ１０ａ〜１０ｄを設置することにより、車両２００の周囲３６０°の範囲の路面と路面上の物体を撮影することが可能になる。各カメラ１０ａ〜１０ｄによって撮影されたサイドビュー画像データは、撮影画像格納部１２に格納される。

路面投影処理部２０は、撮影画像格納部１２に格納されたサイドビュー画像に基づいてトップビュー（登録商標）の画像を生成する視点変換処理を行う。この視点変換処理は、カメラ１０の広角レンズ近傍にある視点位置に対応するサイドビュー画像を、路面の上空にある視点位置に対応するトップビュー画像に変換する処理である。生成されたトップビュー画像データは、投影画像格納部２２に格納される。

距離センサ３０は、車両２００の周辺に存在する他の物体までの距離を検出する。例えば、超音波やマイクロ波、ミリ波、光などを放射して他の物体からの反射波を受信するまでの時間を計測して、車両２００から他の物体までの距離が検出される。なお、検出原理についてはこれ以外の手法を用いるようにしてもよい。他の物体の各部までの距離が検出可能であればよい。車両周辺の状況を車両２００を中心として３６０°の範囲で検出するために、必要な数だけ距離センサ３０が備わっている。障害物判定部３２は、距離センサ３０の検出結果に基づいて障害物の有無および障害物までの距離、望ましくはこれらに加えて障害物の詳細形状を判定する。

衝突履歴格納部３４は、車両２００と他の物体との衝突履歴を格納する。例えば、この衝突履歴には、車両２００が過去に衝突した他の物体の相対的な位置の時間変化を示す情報が含まれていることが望ましい。但し、この衝突履歴は、過去に衝突した状況に類似した状況であるか否かを判定するために用いられるものであるため、必ずしも他の物体の相対的な位置の時間変化を含む必要はなく、衝突した他の物体の相対的な位置あるいはこれに加えて形状を把握可能であればよい。

衝突可能性判定部３６は、障害物判定部３２によって車両２００周辺に存在すると判定された障害物の状況（自車両周辺の状況）と、衝突履歴格納部３４に格納された衝突履歴とに基づいて、車両２００が他の物体に衝突する可能性を判定する。

衝突判定部４０は、車両２００とその周辺に存在する他の物体との衝突の有無を判定する。例えば、マイクロホンで衝突音を収集して衝突したことを判定する場合や、衝突時に発生する衝撃（振動）を振動センサで検出して衝突したことを判定する場合が考えられる。あるいは、衝突時に、運転者が操作部（図示せず）を操作したときに、衝突したことを判定するようにしてもよい。

衝突履歴追加部４２は、衝突判定部４０によって衝突した旨の判定が行われたときに、衝突の対象となっている他の物体に対応する衝突履歴を、障害物判定部３２の判定結果を用いて作成し、衝突履歴格納部３４に追加格納する。同じ状況において何度も他の物体と衝突する運転動作を繰り返す場合には、最新の衝突履歴を上書きするようにしてもよいし、最新の衝突履歴を破棄してそれ以前の衝突履歴の格納状態を維持するようにしてもよい。

画像補正処理部５０は、衝突可能性判定部３６によって衝突可能性ありと判定されたときに、路面投影処理部２０によって生成されて投影画像格納部２２に格納されたトップビュー画像を読み出して、衝突履歴に対応する箇所（具体的には、衝突する可能性が高い箇所）を強調する画像補正処理を行う。

表示処理部６０は、画像補正処理部５０によって画像補正処理された後のトップビュー画像データを所定形式の映像信号（例えばＮＴＳＣ方式の映像信号）に変換する。この映像信号は表示装置７０に向けて出力され、その画面上に画像補正処理が行われた後のトップビュー画像が表示される。表示装置７０は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）を用いて構成されており、運転者が容易に目視可能な車室内位置に設置されている。警告音出力部８０は、衝突可能性判定部３６によって衝突可能性ありと判定されたときに、その旨を運転者に知らせる警告音を出力する。この警告音は、単純な音であってもいいし、警告を示す案内音声であってもよい。

上述した路面投影処理部２０が路面投影処理手段に、距離センサ３０、障害物判定部３２が周辺検出手段に、衝突履歴格納部３４が衝突履歴格納手段に、衝突可能性判定部３６が衝突可能性判定手段に、画像補正処理部５０が画像補正手段に、表示処理部６０、表示装置７０が表示手段に、衝突判定部４０が衝突判定手段に、衝突履歴追加部４２が衝突履歴追加手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の車両運転支援装置１００はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図３は、車両運転支援装置１００の動作手順を示す流れ図であり、車両周辺を撮影して衝突可能性のある箇所を強調表示したトップビュー画像を表示する場合の動作手順が示されている。

車両運転支援装置１００の全体動作を制御する制御部（図示せず）によって、表示タイミングか否かが判定されており（ステップ１００）、表示タイミングになるまで否定判断が行われてこの判定が繰り返される。一方、表示タイミングになると肯定判断が行われる。例えば、駐車時にトップビュー画像の表示が有効になるものとすると、変速器のレバーをＰ（パーキング）位置に入れたときが表示タイミングであり、ステップ１００において肯定判断が行われる。また、低速時にトップビュー画像の表示が有効になるものとすると、車速が所定値以下になったときが表示タイミングであり、ステップ１００において肯定判断が行われる。

次に、カメラ１０による車両２００の周辺の撮影が行われ（ステップ１０１）、得られたサイドビュー画像データが撮影画像格納部１２に格納される。路面投影処理部２０は、撮影画像格納部１２に格納されたサイドビュー画像を用いて路面投影処理（視点変換処理）を行ってトップビュー画像を生成する（ステップ１０２）。生成されたトップビュー画像データは投影画像格納部２２に格納される。

上述したトップビュー画像の生成動作と並行して、障害物判定部３２は、距離センサ３０の検出結果に基づいて車両２００周辺の障害物検出を行う（ステップ１０３）。また、衝突可能性判定部３６は、衝突履歴格納部３４に格納された衝突履歴を検索して（ステップ１０４）、障害物判定手段３２によって車両２００周辺に存在すると判定された障害物の状況（自車両周辺の状況）と類似する過去の衝突履歴が存在するか否かを判定する（ステップ１０５）。存在する場合には肯定判断が行われ、次に、画像補正処理部５０は、路面投影処理部２０によって生成されて投影画像格納部２２に格納されたトップビュー画像を読み出して、衝突履歴に対応する箇所（衝突する可能性が高い箇所）を強調する画像補正処理を行う（ステップ１０６）。画像補正処理後のトップビュー画像は、表示処理部６０によって表示装置７０に表示される（ステップ１０７）。なお、類似する衝突履歴が存在しない場合にはステップ１０５の判定において否定判断が行われ、ステップ１０６の画像補正処理が省略された状態でトップビュー画像の表示が行われる。

トップビュー画像が表示された後、制御部によって表示終了か否かの判定が行われる（ステップ１０８）。終了していない場合には否定判断が行われ、ステップ１０１に戻って車両２００周辺の撮影動作以降が繰り返される。また、表示終了の場合には肯定判断が行われて、一連の動作を終了する。

図４は、表示の一例を示す図である。例えば、図４（Ａ）に示すように、駐車場等において車両を後退させる際に、左後方に存在する他の物体（障害物）に車両後方を衝突させた衝突履歴が衝突履歴格納部３４に格納されているものとする。図４（Ｂ）に示す例では、車両の左後方に存在する他の物体３００が検出されたときに、トップビュー画像に含まれる車両２００の画像において、衝突する可能性が高いと考えられる特定箇所Ｐに対して着色が付されている。なお、車両２００自体はカメラ１０を用いて撮影されないため、図４（Ｂ）、（Ｃ）に含まれる車両２００は予め用意された画像が表示されている。また、図４（Ｃ）に示す例では、車両の左後方に存在する物体３００が検出されたときに、トップビュー画像に含まれる車両２００と物体３００との間にこれらの間の距離を示す所定間隔（例えば５０ｃｍ間隔）のマーカ画像Ｑが表示されている。これにより、衝突の可能性が高いと考えられる車両２００の特定箇所と物体３００との関係が容易に把握可能となる。

図５は、表示の他の例を示す図である。例えば、図５（Ａ）に示すように、駐車場や交差点等において車両を右折前進させる際に、右側方に存在する他の物体（障害物）に車両右側面を衝突させた衝突履歴が衝突履歴格納部３４に格納されているものとする。図５（Ｂ）に示す例では、車両の右側方に存在する他の物体４００が検出されたときに、トップビュー画像に含まれる車両２００の画像において、衝突する可能性が高いと考えられる特定箇所Ｐに対して着色が付されている。また、図５（Ｃ）に示す例では、車両の右側方に存在する物体４００が検出されたときに、トップビュー画像に含まれる車両２００と物体４００との間にこれらの間の距離を示す所定間隔のマーカ画像Ｑが表示されている。これにより、衝突の可能性が高いと考えられる車両２００の特定箇所と物体４００との関係が容易に把握可能となる。

このように、本実施形態の車両運転支援装置１００では、衝突履歴に基づいて衝突する可能性が高いと判定された場合において、路面投影されたトップビュー画像を用いて運転者に対する警告を行うことができるため、運転者毎に有効な情報を得ることができる。また、実際に衝突した場合の衝突履歴を格納しておくことにより、運転者毎に苦手とする状況に対応する有用な情報を取得することが可能となる
また、衝突の可能性を運転者に通知するための強調処理を、衝突履歴に基づいて衝突の可能性が高いと考えられる自車両の特定箇所に対して行ったり、衝突履歴に基づいて衝突の可能性が高いと考えられる自車両と他の物体との関係が把握可能な状態で行うことにより、衝突履歴に基づいて特に注意を喚起する箇所を運転者に知らせることができるため、その箇所が他の物体に衝突することを回避することが容易となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、実際に車両２００が他の物体と衝突した際の衝突履歴を衝突履歴格納部３４に格納したが、典型的な衝突パターンに対応する衝突履歴を衝突の有無とは関係なく衝突履歴格納部３４に格納しておくようにしてもよい。また、衝突判定部４０では実際に衝突したことを検出するようにしたが、衝突しそうになった場合も同様にこの検出対象に含めるようにしてもよい。例えば、運転者自身が衝突しそうだったと思ったときに操作部を操作し、この操作が行われたときに、実際に衝突が起こった場合と同様の衝突判定を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、距離センサ３０と障害物判定部３２を用いて車両２００周辺の状況判定を行うようにしたが、例えば、交差点に進入する際の状況をナビゲーション装置を用いて判定するようにしてもよい。これにより、交差点進入時に、過去に発生した衝突履歴（交差道路を走行中の他の車両と衝突する場合だけでなく、車幅感覚が不十分なために車両側面を壁やその他の物体に衝突させてしまう場合などが考えられる）に基づいて、運転者に注意を喚起するために有効な情報を取得することができる。

一実施形態の車両運転支援装置の構成を示す図である。 カメラの設置状態を示す図である。 車両運転支援装置の動作手順を示す流れ図である。 表示の一例を示す図である。 表示の他の例を示す図である。

符号の説明

１０ カメラ
１２ 撮影画像格納部
２０ 路面投影処理部
２２ 投影画像格納部
３０ 距離センサ
３２ 障害物判定部
３４ 衝突履歴格納部
３６ 衝突可能性判定部
４０ 衝突判定部
４２ 衝突履歴追加部
５０ 画像補正処理部
６０ 表示処理部
７０ 表示装置
８０ 警告音出力部
１００ 車両運転支援装置

Claims (6)

1. 路面を含む自車両周辺を撮影するカメラと、
   前記カメラによって撮影された画像に基づいて路面投影を行って路面に投影した画像を生成する路面投影処理手段と、
   自車両周辺の状況を検出する周辺検出手段と、
   自車両と他の物体との衝突履歴を格納する衝突履歴格納手段と、
   前記周辺検出手段によって検出された自車両周辺の状況と前記衝突履歴格納手段に格納された衝突履歴とに基づいて衝突の可能性の有無を判定する衝突可能性判定手段と、
   前記衝突可能性判定手段によって衝突可能性ありと判定されたときに、前記路面投影処理手段によって生成された画像に対して、前記衝突履歴に対応する箇所を強調する画像補正処理を行う画像補正手段と、
   前記画像補正手段によって補正された後の画像を自車両の車内において表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする車両運転支援装置。
2. 請求項１において、
   自車両と他の物体とが衝突したことを判定する衝突判定手段と、
   前記衝突判定手段によって衝突した旨の判定が行われたときに、前記周辺検出手段によって検出された自車両周辺の状況を衝突履歴として前記衝突履歴格納手段に追加する衝突履歴追加手段と、
   をさらに備えることを特徴とする車両運転支援装置。
3. 請求項１または２において、
   前記周辺検出手段は、他の物体までの距離を検出する距離センサであることを特徴とする車両運転支援装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記衝突履歴には、自車両に衝突した他の物体の自車両に対する相対的な位置の時間変化を示す情報が含まれていることを特徴とする車両運転支援装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記画像補正手段によって行われる強調処理は、前記衝突履歴に基づいて衝突の可能性が高いと考えられる自車両の特定箇所に対して行われることを特徴とする車両運転支援装置。
6. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記画像補正手段によって行われる強調処理は、前記衝突履歴に基づいて、衝突の可能性が高いと考えられる自車両と他の物体との関係が把握可能な状態で行われることを特徴とする車両運転支援装置。
   

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