JP4350838B2 - 車両の運転支援装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両を運転する運転者に対して、進行方向の映像に基づく運転支援を行う車両の運転支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車などの車両にビデオカメラなどを装着し、運転者の視覚からは死角となる映像などを表示して、運転支援を行うことが提案されている。たとえば特開昭６４（特開平１）−１４７００には、ハンドルの舵角をステアリングセンサで検出し、後退時のハンドルの舵角に対応する予想軌跡画像を、カメラによって撮像される後方映像に重ね合わせて表示し、予想軌跡画像に沿って等間隔に並んだ枠を描いたり、あるいは車体を簡略化した箱を描いたりして、予想軌跡が運転者にとってより感覚的に判りやすくなるように表示して運転の支援を行う先行技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭６４−１４７００の先行技術では、予想軌跡画像の遠近感を高めるために、予想軌跡に沿って３次元的な表示を行っている。しかしながら、単にステアリング角に基づいて予測される進路である軌跡に沿って３次元的な画像を等間隔で表示したり移動させるだけでは、予測軌跡に近い位置の障害物との接触可能性などの確認は困難である。
【０００４】
本発明の目的は、ステアリング角から予測される車両の進路に沿って、障害物との接触の可能性を判りやすく確認することができるような画像で運転支援を行う車両の運転支援装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車体に装着され、車両の進行方向の映像を撮像するカメラと、
車両の操向のためのステアリング角を検出するステアリング角センサと、
前記ステアリング角センサによって検出されるステアリング角に応じて、車両の進行予測曲線を算出する進行予測手段と、
前記進行予測手段によって算出された進行予測曲線に車両の高さ情報を含む３次元情報画像が付加された進行予測曲線画像に基づいて運転支援を行う運転支援手段と、
前記カメラによって撮像された映像と前記進行予測曲線画像とを重ね合わせて表示する表示手段と、
車両の進行方向で障害物を検出する障害物センサとを含み、
前記運転支援手段は、進行予測曲線に沿って前記３次元情報画像を移動させ、前記障害物センサによって障害物が検出される位置に近接する位置での前記３次元情報画像の表示を、他の位置での３次元情報画像とは変化させることを特徴とする車両の運転支援装置である。
【０００６】
本発明に従えば、車体に装着されるカメラで車両の進行方向の映像を撮像する。車両の操向のためのステアリング角は、ステアリング角センサによって検出され、ステアリング角に応じて進行予測手段は、車両の進行予測曲線を算出する。運転支援手段は、進行予測曲線に車両の高さ情報を含む３次元情報画像が付加された進行予測曲線画像に基づいて運転支援を行う。カメラによって撮像された映像と進行予測曲線画像とは、表示手段によって重ね合わせて表示される。車両の進行方向の障害物は、障害物センサによって検出され、運転支援手段は、進行予測曲線に沿って３次元情報画像を移動させ、障害物が検出される位置に近接する位置で３次元情報画像の表示を、他の位置での３次元情報画像とは変化させるので、車両の高さを認識しながら、進行予想軌跡中での障害物の位置に近接する位置で車両と障害物との接触可能性などを容易に確認することができる。
【０００７】
また本発明で前記運転支援手段は、前記３次元情報画像として、前記進行予測曲線の一定距離毎に、車両高さを表す予め定める形状の面を表示することを特徴とする。
【０００８】
本発明に従えば、３次元情報画像として、進行予測曲線の一定距離毎に、車両高さを表す予め定める形状、たとえば矩形または車両投影面などを表示するので、車両の高さを判りやすく表示することができ、しかも障害物の近接位置では他の位置と面の表示を異ならせるので、障害物との接触可能性などの３次元的な確認を容易に行うことができる。
【００１１】
また本発明で前記運転支援手段は、前記障害物が検出される位置に近接する位置で、前記車両高さを表す予め定める形状の面を停止させることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、運転支援手段は、進路予測曲線に沿って車両の高さを表す予め定める形状の面移動させ、障害物の位置に近接する位置では面を停止させるので、障害物の位置に近接する位置と、障害物との接触可能性とを、容易に確認することができる。
【００１３】
また本発明で前記運転支援手段は、前記障害物が検出される位置に近接する位置で、前記３次元画像情報の色を変化させることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、障害物が検出される位置に近接する位置で進行予測曲線に沿った３次元情報画像の色を変化させるので、色の変化で３次元情報画像の表示位置が障害物に近接していることが容易に認識され、障害物との接触可能性や接触位置について、運転者に判りやすい支援を行うことができる。
【００１５】
また本発明で前記運転支援手段は、前記３次元画像情報として、自車両が前記カメラによって撮像する映像中を進行するシミュレーション画像を表示することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、カメラによって撮像する映像中に自車両が進行する３次元的なシミュレーションを表示するので、自車両が進行する状態を映像で認識することができ、進路の近傍の障害物との接触可能性を疑似的に確認することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の各形態で運転支援を行う際に基本となる構成を示す。たとえば、車両１の運転者が、駐車場２に後退して駐車する際に、運転者の死角となる映像とともに、運転者が白線３などを目標として、正しい位置に駐車することができるように情報ディスプレイ４の画面上に後方映像と進行予測曲線５とを表示して、駐車の支援を行う。情報ディスプレイ４は、たとえば液晶表示装置（ＬＣＤ）などで構成され、駐車支援のための電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と略称する）である駐車アシストＥＣＵ６によって生成される運転支援用の画像を表示する。進行予測曲線５は、ステアリング７の操舵角であるステアリング角を駐車アシストＥＣＵ６に入力し、ステアリング角に基づく演算処理で求められ、情報ディスプレイ４に表示される。
【００１８】
駐車アシストＥＣＵ６による運転支援情報の提供は、変速機のシフトレバー８が、後退用のＲポジションに操作されることなどによって開始され、運転支援のための情報は、情報ディスプレイ４による映像ばかりではなく、スピーカ９を介する音響的な情報としても提供される。
【００１９】
車両１の後退時の後方映像は、カメラユニット１０によって撮像される。カメラユニット１０は、たとえば車両１の後部に装着され、車両が後退する方向で、視野１０ａが駐車場２の方向を向くように設定される。車両１の車体の周囲には、たとえばコーナ部にコーナセンサ１１，１２，１３，１４が設けられ、障害物センサとして、超音波でコーナ部の周辺の障害物の有無を検知する。
【００２０】
図２は、図１の車両１が、後退しながら駐車場２の白線３で示される駐車スペースに進入しようとしている状態を示す。車両１の後部に装着されているカメラユニット１０は、視野１０ａ内の映像を撮像する。視野１０ａ内には、車両１の運転者にとっては死角となる部分が多く含まれるように設定される。ステアリング７のステアリング角は、ステアリング角センサ１５によって検出される。また車両が後退している状態は、変速機から出力されるバックランプＳＷ信号１６がＯＮになることによって検出される。
【００２１】
駐車アシストＥＣＵ６は、カメラユニット１０からのＮＴＳＣ方式の映像信号と、ステアリング角センサ７からのステアリング角の操作に対応するパルス信号と、後進時に点灯する車両１のバックランプのスイッチ（以下、「ＳＷ」と略称する）を駆動するためのバックランプＳＷ信号１６とに応答して、情報ディスプレイ４に対して車両１の進行予測曲線５の表示と、進行予測曲線５に沿う３次元的な情報画像での駐車支援を行う。
【００２２】
図３は、図１の駐車アシストＥＣＵ６の内部構成を示す。駐車アシストＥＣＵ６内には、全体的な制御や演算を行うデジタル信号プロセッサ（以下、「ＤＳＰ」と略称する）２０が含まれる。ＤＳＰ２０に対して、バス２１を介して周辺の回路が接続される。カメラユニット１０からの映像信号は、ＮＴＳＣ方式の複合映像信号として、アンプ＋フィルタ回路２２に入力される。アンプ＋フィルタ回路２２は、映像信号中のアナログの映像成分を選択的に増幅し、その出力はアナログデジタル変換（以下、「ＡＤＣ」と略称する）回路２３で、デジタル信号に変換され、フィ−ルドバッファ回路２４に記憶される。アンプ＋フィルタ回路２２からは、同期分離回路２５にも映像信号が与えられ、水平同期や垂直同期用の同期信号成分が分離されて、ＤＳＰ２０に入力される。ＤＳＰ２０には、ステアリング７のステアリング角を表すステアリング角センサ１５からの角変位検出信号がバッファ回路２６を介して入力される。またステアリング７のセンタ位置を検出するセンタ位置検出信号も、バッファ回路２６を介してＤＳＰ２０に入力される。さらにコーナセンサ１１，１２，１３，１４からの障害物検出信号、およびバックランプＳＷ信号も、バッファ回路２６を介してＤＳＰ２０に入力される。
【００２３】
ＤＳＰ２０は、バス２１を介して接続されるプログラムメモリ２７に予め設定されるプログラムに従って動作する。また、データメモリ２８には、プログラムメモリ２７のプログラム動作の際に必要なデータが予め記憶されている。ＤＳＰ２０は、入力される映像信号に基づき、白線３などの認識を行ったり、ステアリング７の角変位操作に従って進行予測曲線５の生成のための演算処理を行う。生成された画像は、ＳＷ回路３０によって出力が切換可能なフィールドバッファ回路３１，３２に記憶される。フィールドバッファ回路３１，３２は、ＳＷ回路３０によって選択されて、デジタルアナログ変換（以下、「ＤＡＣ」と略称する）回路３３から、フィルタ＋アンプ回路３４を介して、情報ディスプレイ４にＮＴＳＣ方式の映像出力として与えられる。駐車アシストＥＣＵ６の全体に対しては、電源３５から動作用の電力が供給される。リセット回路３６からは、リセット信号が供給され、駐車アシストＥＣＵ６は、初期状態からプログラムに従う動作を開始する。ＣＬＫ＋分周回路３７は、駐車アシストＥＣＵ６が行う動作の基準タイミングとなるクロック信号や、それを分周した信号を供給する。
【００２４】
図４は、本発明の実施の第１形態で、駐車アシストのための映像を表示している状態を簡略化して示す。本実施形態では、進行予測曲線５に沿って、一定距離、たとえば１ｍ毎に、車両高さに応じた矩形の面４０，４１，４２，…を表示し、面４０，４１，４２，…のうち、面４１が後方側のコーナセンサ１１，１２によって検出される障害物５０に近接している場合を想定し、面４１については、他の面４０，４２と異なる色で表示する。
【００２５】
図５は、図４の実施形態での駐車アシストＥＣＵ６の運転支援の手順を示す。ステップａ１から手順を開始し、ステップａ２では、駐車アシストモードになっているか否かが判断される。バックランプＳＷ信号１６がＯＮとなるように入力されていれば、駐車アシストモードになっていると判断され、ステップａ３でステアリング角センサ１５の角変位検出信号に基づいて、ステアリング角が検出される。ステップａ４では、ステアリング角に基づいて、進行予測曲線５が算出される。ステップａ５では、カメラユニット１０からの後方映像に、算出された進行予測曲線５が重ね合わせられる。ステップａ６では、後部のコーナセンサ１１，１２による障害物検出が行われる。コーナセンサ１１，１２は、超音波を送信し、障害物からの反射信号の有無で障害物の検知を行い、送信してから反射波を受信するまでの時間で、障害物までの距離を判断する。ステップａ７では、図３に示すような面４０，４１，４２を表示する距離を零に初期化する。
【００２６】
ステップａ８で、距離を一定の距離ｄ、たとえば１ｍだけ増加させる。ステップａ９では、その距離に対応する進行予測曲線上に、矩形の面４０，４１，４２，…のうちの１つを表示する。面４０，４１，４２，…は、地面に対して垂直な状態で表示する。ステップａ１０では、面４０，４１，４２，…を表示した位置が、ステップａ６で検出される障害物５０の位置に近接しているか否かを判断する。距離が近接していると判断されるときには、ステップａ１で、表示する面４０，４１，４２，…の色を他の位置の面４０，４１，４２，…の色から変更する。ステップａ１０で障害物に近接していないと判断されるとき、またはステップａ１１での色の変更が終了すると、ステップａ１２で、距離が最終位置に達しているか否かを判断する。距離の最終位置は、予め設定しておく。距離が最終位置まで達していないと判断されるときには、ステップａ８に戻る。ステップａ１２で、距離が最終位置に達していると判断されるときには、ステップａ２に戻り、ステップａ２からステップａ１２までの手順を繰返す。
【００２７】
後退しての駐車が終了すると、運転者はシフトレバー８を駐車用のＰポジションまで変えるので、バックランプＳＷ信号１６がＯＦＦになり、駐車アシストモードは終了する。ステップａ２で駐車アシストモードでないと判断されるときには、ステップａ１３で駐車アシスト動作を終了する。
【００２８】
図６は、本発明の実施の第２形態としての駐車アシストのための画像を示す。本実施形態では、進行予測曲線５に沿って表示する面４０を、障害物５０を検出した位置に表示する。面４０は矩形であり、その高さは車両１の高さに対応しているので、障害物５０に対して車両１の高さを認識することができ、後退スペース中の障害物５０との接触可能性および接触位置を確認することができる。
【００２９】
図７は、図６の実施形態での駐車アシストＥＣＵ６の制御手順を示す。ステップｂ１から手順を開始し、ステップｂ１からステップｂ６までの各ステップは、図５のステップａ１からステップａ６までの各ステップとそれぞれ対応する。ステップｂ７では、ステップｂ６で検出された障害物５０に近接している進行予測曲線５上に、面４０の表示を行う。ステップｂ７の面表示が終了すると、ステップｂ２に戻り、以下ステップｂ２からステップｂ７までの各ステップを繰返す。ステップｂ２で駐車アシストモードが終了していると判断されるときには、ステップｂ８で手順を終了する。
【００３０】
図８は、本発明の実施の第３形態としての駐車アシストの画像を示す。本実施形態では、進行予測曲線５に沿って、車両の高さに対応する矩形の面４０を移動し、障害物５０に近接する位置で面４０の色を他の位置とは変更する。本実施形態でも、車両１の高さを認識することができ、後退で進行する駐車スペース中での障害物５０との接触可能性を確認することができる。
【００３１】
図９は、図８の実施形態での駐車アシストＥＣＵ６の制御手順を示す。ステップｃ１から手順を開始し、ステップｃ１からステップｃ７までの各ステップは、図５のステップａ１からステップａ７までの各ステップと同等である。ステップｃ８では、面４０を表示する単位となる距離Δｄだけ増加させる。Δｄの値は、図３の実施形態での一定間隔ｄより小さくする。ステップｃ９では、距離の位置に面４０の表示を行う。ステップｃ１０では、面４０を表示した位置が障害物５０に近接しているか否かを判断する。近接している判断されるときには、ステップｃ１１で、面４０の色を変更する。ステップｃ１０で障害物に近接していないと判断されるとき、またはステップｃ１１で面４０の色を変更した後、ステップｃ１２では、最終位置に達しているか否かを判断する。この最終位置は、図５のステップａ１２で判断する最終位置と同等である。ステップｃ１２で最終位置に達していないと判断されるときには、ステップｃ１３で、ステップｃ９で表示した面４０を消去し、ステップｃ８に戻る。
【００３２】
以下、ステップｃ１２で、最終位置に達すると判断されるまで、距離Δｄ毎に面４０を表示して、進行予測曲線５に沿う面４０の移動が行われる。移動の途中で、障害物５０に近接していると判断されるときには、面４０の色が変わって表示される。ステップｃ１２で、最終位置に達していると判断されるときには、ステップｃ２に戻り、以下ステップｃ２からステップｃ１３までの各ステップを繰返す。ステップｃ２で駐車アシストモードが終了していると判断されるときには、ステップｃ１４で手順を終了する。
【００３３】
図８の実施形態では、障害物５０の近接位置で面４０の色を変えているけれども、障害物５０の近接位置で面４０を停止させることもできる。面４０の表示を停止させる場合には、図９のステップｃ１１で、面４０の色を変更する代りに、面４０の移動を停止するようにすればよい。また、図４、図６および図８の各実施形態で、車両の高さに応じた矩形の面４０，４１，４２，…を１つまたは複数表示するようにしているけれども、車両投影面を地面と垂直に表示するようにすることもできる。車両投影面を表示すれば、より実際的な障害物との接触可能性の確認を行うことができる。
【００３４】
図１０は、本発明の実施の第４形態としての駐車支援の表示状態を示す。本実施形態では、車両１が後退する状況を、３次元のシミュレーションで表示する。車両１のシミュレーション画像５１は、図３のデータメモリ２８に記憶されている車両１の形状に基づいて形成され、進行予測曲線５に沿って移動しながら、駐車スペース付近の障害物との接触可能性を疑似的に確認させることができる。
【００３５】
図１１は、図１０の実施形態のための駐車アシストＥＣＵ６の制御手順を示す。ステップｄ１から手順を開始し、ステップｄ１からステップｄ８までは、図９のステップｃ１からステップｃ８までの各ステップと同等である。ステップｄ９では、図５の面４０の代りにシミュレーション画像５１を表示し、以下、ステップｄ１３までの各ステップは、図９のステップｃ９からステップｃ１３までの各ステップと、面４０の代りにシミュレーション画像５１を対象にする点を除いて同等である。
【００３６】
以上説明した各実施形態では、障害物センサとしてコーナセンサ１１，１２を用いているけれども、超音波を用いるバックソナーや、電波やレーザ光線を用いるレーダなどを使用することもできる。また、カメラユニット１０が撮像する映像中から画像処理で障害物を検出することもできる。障害物５０の近接位置で、面４０，４１，４２，…やシミュレーション画像５１の色を変更しているけれども、点滅など、表示状態の変更によって、他の位置と区別することもできる。
【００３７】
さらに、車両１が後退して駐車する際の駐車支援について説明しているけれども、車両１が前進して駐車する場合の駐車支援も同様に行うことができる。また、車両が見通しが悪い狭い通路など走行する際の運転支援も、各実施形態の考え方を適用して、駐車支援と同様に行うことができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、車両の進行方向を撮像する映像中に、ステアリング角に応じて算出される進行予測曲線の画像を重ね合わせて表示し、さらに進行予測曲線に車両の高さ情報を含む３次元情報画像が付加された進行予測曲線画像に基づいて運転支援を行う際に、進行予測曲線に沿って３次元情報画像を移動させ、障害物センサによって検出される障害物の位置に近接する位置での３次元情報画像の表示を、他の位置での３次元情報画像とは変化させるので、車両の高さを認識しながら、車両の進路に近い障害物との接触可能性や接触位置などの確認を容易に行い、障害物との接触などを避ける運転操作が容易となるように支援することができる。
【００３９】
また本発明によれば、３次元情報画像として車両の高さを表す予め定める形状の面を一定距離毎に表示するので、車両が進行する際に占める空間と、進路に沿って存在する障害物との３次元的な接触可能性などを判りやすく映像から確認することができる。
【００４１】
また本発明によれば、進行予測曲線に沿って車両の高さを表す予め定める形状の面を移動させ、障害物の位置に近接する位置で停止させるので、障害物と車両との接触可能性を３次元的に詳細に確認することができる。
【００４２】
また本発明によれば、障害物が検出される位置に近接する位置で進行予測曲線に沿って表示される３次元画像情報の色を変化させるので、障害物との接触可能性や接触位置について、色の変化から容易に確認することができる。
【００４３】
また本発明によれば、カメラによって撮像される映像中を自車両のシミュレーション画像が進行するように表示するので、進行予測曲線に沿って進行する状態を疑似的に体験し、障害物での接触可能性を疑似的に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の各形態で駐車支援を行う基本的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１の車両１が駐車場２に後退して駐車する状態を示す図である。
【図３】図１の駐車アシストＥＣＵ６の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の第１形態の駐車支援で情報ディスプレイ４に表示される画像簡略化して示す図である。
【図５】図４の実施形態での制御手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の第２形態の駐車支援で情報ディスプレイ４に表示される画像簡略化して示す図である。
【図７】図６の実施形態での制御手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の第３形態の駐車支援で情報ディスプレイ４に表示される画像簡略化して示す図である。
【図９】図８の実施形態での制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の第４形態の駐車支援で情報ディスプレイ４に表示される画像簡略化して示す図である。
【図１１】図１０の実施形態での制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 車両
２ 駐車場
４ 情報ディスプレイ
５ 進行予測曲線
６ 駐車アシストＥＣＵ
７ ステアリング
８ シフトレバー
１０ カメラユニット
１０ａ 視野
１１，１２，１３，１４ コーナセンサ
１５ ステアリング角センサ
１６ バックランプＳＷ信号
２０ ＤＳＰ
２７ プログラムメモリ
２８ データメモリ
４０，４１，４２，… 面
５０ 障害物
５１ シミュレーション画像

Claims (5)

1. 車体に装着され、車両の進行方向の映像を撮像するカメラと、
   車両の操向のためのステアリング角を検出するステアリング角センサと、
   前記ステアリング角センサによって検出されるステアリング角に応じて、車両の進行予測曲線を算出する進行予測手段と、
   前記進行予測手段によって算出された進行予測曲線に車両の高さ情報を含む３次元情報画像が付加された進行予測曲線画像に基づいて運転支援を行う運転支援手段と、
   前記カメラによって撮像された映像と前記進行予測曲線画像とを重ね合わせて表示する表示手段と、
   車両の進行方向で障害物を検出する障害物センサとを含み、
   前記運転支援手段は、進行予測曲線に沿って前記３次元情報画像を移動させ、前記障害物センサによって障害物が検出される位置に近接する位置での前記３次元情報画像の表示を、他の位置での３次元情報画像とは変化させることを特徴とする車両の運転支援装置。
2. 前記運転支援手段は、前記３次元情報画像として、前記進行予測曲線の一定距離毎に、車両高さを表す予め定める形状の面を表示することを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。
3. 前記運転支援手段は、前記障害物が検出される位置に近接する位置で、前記車両高さを表す予め定める形状の面を停止させることを特徴とする請求項２記載の車両の運転支援装置。
4. 前記運転支援手段は、前記障害物が検出される位置に近接する位置で、前記３次元画像情報の色を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両の運転支援装置。
5. 前記運転支援手段は、前記３次元画像情報として、自車両が前記カメラによって撮像する映像中を進行するシミュレーション画像を表示することを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。

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