(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転支援用の表示画像を作成するための描画装置であって、
前記車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得部と、
前記第１の取得部で取得された周囲画像に基づいて、予め定められた視点から前記車両の周囲の光景が路面上に投影された視点変換画像を作成する視点変換画像作成部と、
前記車両に設置された操舵角センサから、ステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得部と、
前記第２の取得部が受け取った操舵角に基づいて、前記車両がこれから動く路面上の軌跡を表す路面予測軌跡を算出する第１の算出部と、
前記第１の算出部により導出された路面予測軌跡に対して予め定められた高さを与えて、第１の上方予測軌跡を算出する第２の算出部と、
少なくとも前記第２の算出部で算出された第１の上方予測軌跡を前記路面上に投影して、第２の上方予測軌跡を導出する軌跡投影部と、
前記視点変換画像作成部で作成された視点変換画像に、前記第１の算出部で算出された路面予測軌跡及び前記軌跡投影部で導出された第２の上方予測軌跡から構成される３次元予測軌跡が描画された表示画像を作成する表示画像作成部とを備える、描画装置。
【請求項２】
前記３次元予測軌跡は、前記車両が有する車輪の位置を基準とする、請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
前記３次元予測軌跡は、前記車両の表面において当該車両の縦中心面から最も離れた位置を基準とする、請求項１に記載の描画装置。
【請求項４】
前記車両が後退している場合には、当該車両がこれから動く当該後退方向への前記３次元予測軌跡が描画される、請求項１に記載の描画装置。
【請求項５】
前記車両が前進している場合には、当該前進方向に当該車両がこれから動く３次元予測軌跡が描画される、請求項１に記載の描画装置。
【請求項６】
前記操舵角センサから受け取った操舵角に基づいて、操舵方向の逆側であって、かつ前記車両の進行方向に対して後方にある車両のコーナーの位置を基準とする３次元予測軌跡が描画される、請求項１に記載の描画装置。
【請求項７】
前記車両には、当該車両の現在のシフト位置を検出するシフト位置センサが設置されており、
前記シフト位置センサからのシフト位置に基づいて、前記車両が前進しているか、後退しているかを判断する判断部をさらに備え、
前記表示画像作成部は、
前記判断部により前記車両が前進していると判断された場合、当該前進方向に当該車両がこれから動く３次元予測軌跡を描画し、
前記判断部により前記車両が後退していると判断された場合、当該後退方向に当該車両がこれから動く３次元予測軌跡を描画する、請求項１に記載の描画装置。
【請求項８】
車両の運転支援用の表示画像を作成するための描画装置であって、
前記車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得部と、
前記車両に設置された操舵角センサから、当該車両のステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得部と、
前記車両に設置された車輪速センサから、当該車両の各車輪速を受け取る第３の取得部と、
前記第２の取得部が受け取った操舵角と、前記第３の取得部が受け取った各車輪速とに基づいて、前記車両が現在までに動いた移動軌跡を算出する算出部と、
前記第１の取得部で得られた周囲画像に、前記算出部で算出された移動軌跡が描画された表示画像を作成する作成部とを備える、描画装置。
【請求項９】
車両の運転支援用の表示画像を作成するための描画方法であって、
前記車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、
前記第１の取得部で取得された周囲画像に基づいて、予め定められた視点から前記車両の周囲の光景が路面上に投影された視点変換画像を作成する視点変換画像作成ステップと、
前記車両に設置された操舵角センサから、ステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、
前記第２の取得ステップで受け取られた操舵角に基づいて、前記車両がこれから動く路面上の軌跡を表す路面予測軌跡を算出する第１の算出ステップと、
前記第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡に対して予め定められた高さを与えて、第１の上方予測軌跡を算出する第２の算出ステップと、
少なくとも前記第２の算出ステップで算出された第１の上方予測軌跡を前記路面上に投影して、第２の上方予測軌跡を導出する軌跡投影ステップと、
前記視点変換画像作成ステップで作成された視点変換画像に、前記第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡及び前記軌跡投影ステップで導出された第２の上方予測軌跡から構成される３次元予測軌跡が描画された表示画像を作成する表示画像作成ステップとを備える、描画方法。
【請求項１０】
車両の運転支援用の表示画像を作成するための描画方法であって、
前記車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、
前記車両に設置された操舵角センサから、当該車両のステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、
前記車両に設置された車輪速センサから、当該車両の各車輪速を受け取る第３の取得ステップと、
前記第２の取得部が受け取った操舵角と、前記第３の取得部が受け取った各車輪速とに基づいて、前記車両が現在までに動いた移動軌跡を算出する算出ステップと、
前記第１の取得ステップで得られた周囲画像に、前記算出ステップで算出された移動軌跡が描画された表示画像を作成する作成ステップとを備える、描画方法。
【請求項１１】
車両の運転支援用の表示画像を作成するためのプログラムが記録された記録媒体であって、
前記プログラムは、
前記車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、
前記第１の取得部で取得された周囲画像に基づいて、予め定められた視点から前記車両の周囲の光景が路面上に投影された視点変換画像を作成する視点変換画像作成ステップと、
前記車両に設置された操舵角センサから、ステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、
前記第２の取得ステップで受け取られた操舵角に基づいて、前記車両がこれから動く路面上の軌跡を表す路面予測軌跡を算出する第１の算出ステップと、
前記第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡に対して予め定められた高さを与えて、上方予測軌跡を算出する第２の算出ステップと、
少なくとも前記第２の算出ステップで算出された第１の上方予測軌跡を前記路面上に投影して、第２の上方予測軌跡を導出する軌跡投影ステップと、
前記視点変換画像作成ステップで作成された視点変換画像に、前記第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡及び前記軌跡投影ステップで導出された第２の上方予測軌跡から構成される３次元予測軌跡が描画された表示画像を作成する表示画像作成ステップとを備える、プログラムが記録された記録媒体。
【請求項１２】
車両の運転支援用の表示画像を作成するためのプログラムが記録された記録媒体であって、
前記プログラムは、
前記車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、
前記車両に設置された操舵角センサから、当該車両のステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、
前記車両に設置された車輪速センサから、当該車両の各車輪速を受け取る第３の取得ステップと、
前記第２の取得部が受け取った操舵角と、前記第３の取得部が受け取った各車輪速とに基づいて、前記車両が現在までに動いた移動軌跡を算出する算出ステップと、
前記第１の取得ステップで得られた周囲画像に、前記算出ステップで算出された移動軌跡が描画された表示画像を作成する作成ステップとを備える、プログラムが記録された記録媒体。
【請求項１３】
車両の運転支援用の表示画像を作成するためのプログラムであって、
前記車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、
前記第１の取得部で取得された周囲画像に基づいて、予め定められた視点から前記車両の周囲の光景が路面上に投影された視点変換画像を作成する視点変換画像作成ステップと、
前記車両に設置された操舵角センサから、ステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、
前記第２の取得ステップで受け取られた操舵角に基づいて、前記車両がこれから動く路面上の軌跡を表す路面予測軌跡を算出する第１の算出ステップと、
前記第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡に対して予め定められた高さを与えて、第１の上方予測軌跡を算出する第２の算出ステップと、
少なくとも前記第２の算出ステップで算出された第１の上方予測軌跡を前記路面上に投影して、第２の上方予測軌跡を導出する軌跡投影ステップと、
前記視点変換画像作成ステップで作成された視点変換画像に、前記第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡及び前記軌跡投影ステップで導出された第２の上方予測軌跡から構成される３次元予測軌跡が描画された表示画像を作成する表示画像作成ステップとを備える、プログラム。
【請求項１４】
車両の運転支援用の表示画像を作成するためのプログラムであって、
前記車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、
前記車両に設置された操舵角センサから、当該車両のステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、
前記車両に設置された車輪速センサから、当該車両の各車輪速を受け取る第３の取得ステップと、
前記第２の取得部が受け取った操舵角と、前記第３の取得部が受け取った各車輪速とに基づいて、前記車両が現在までに動いた移動軌跡を算出する算出ステップと、
前記第１の取得ステップで得られた周囲画像に、前記算出ステップで算出された移動軌跡が描画された表示画像を作成する作成ステップとを備える、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、描画装置に関し、より特定的には、撮像装置が取り込む車両の周囲画像を処理して、表示装置で表示される画像を作成する描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の描画装置が組み込まれている運転支援装置の一つとして、特開２０００−６７３９５号公報に開示されたものが知られている。運転支援装置は、車両に設置され、２つの車輪速センサと、演算装置と、従来の描画装置に相当するグラフィックコントローラと、ディスプレイとを備えている。車輪速センサの一方および他方は、左側および右側の車輪の移動量を検出する。演算装置は、各車輪速センサからの移動量を積算し、かかる積算値から車両の回転半径を推定する。グラフィックコントローラは、推定された回転半径を基礎に、各車輪がこれから路面上を動く軌跡を表す表示画像を作成する。ディスプレイには、グラフィックコントローラで作成された表示画像が表示される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
まず、第１の課題を説明する。ドライバは、車両の駐車時、バンパーの両隅、ミラーまたはフェンダのように、車両において路面から高さを有する部分が、他の物（例えば、他の車両や壁）に接触しないかどうかを注意する必要がある。しかしながら、以上のグラフィックコントローラは、路面上での車輪の軌跡を表す表示画像しか作成できない。したがって、ディスプレイの表示画像を参照して、バンパー等が他の物に接触するかどうかを、ドライバは判断しづらい。
【０００４】
次に、第２の課題について説明する。縦列駐車時には、車両の初期位置が悪いと、ドライバは、駐車スペースに当該車両をうまく入れることができない。一度、縦列駐車に失敗すると、ドライバは、車両を新しい初期位置まで持っていき、再度、縦列駐車を試みる。もし、各車輪がこれまで辿ってきた軌跡を提供できれば、ドライバは同じ失敗を繰り返し難いと想定できる。しかしながら、従来の運転支援装置のディスプレイには、各車輪がこれから路面上を動く軌跡しか表示されないので、ドライバは、縦列駐車に失敗した場合の初期位置が分からない。
以上の第１および第２の課題で述べたように、従来の運転支援装置は、ドライバにとって使い勝手が良い表示画像を提供できないという問題点があった。
【０００５】
それ故に、本発明の目的は、ドライバにとって使い勝手の良い表示画像を作成することができる描画装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、車両の運転支援用の表示画像を作成するための描画装置であって、車両の運転支援用の表示画像を作成するための描画装置であって、車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得部と、第１の取得部で取得された周囲画像に基づいて、予め定められた視点から車両の周囲の光景が路面上に投影された視点変換画像を作成する視点変換画像作成部と、車両に設置された操舵角センサから、ステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得部と、第２の取得部が受け取った操舵角に基づいて、車両がこれから動く路面上の軌跡を表す路面予測軌跡を算出する第１の算出部と、第１の算出部により導出された路面予測軌跡に対して予め定められた高さを与えて、第１の上方予測軌跡を算出する第２の算出部と、少なくとも第２の算出部で算出された第１の上方予測軌跡を路面上に投影して、第２の上方予測軌跡を導出する軌跡投影部と、視点変換画像作成部で作成された視点変換画像に、第１の算出部で算出された路面予測軌跡及び軌跡投影部で導出された第２の上方予測軌跡から構成される３次元予測軌跡が描画された表示画像を作成する表示画像作成部とを備える。
【０００７】
第１の発明において、したがって、以上の表示画像が表示された時、ドライバは、バンパー等が他の物に接触するかどうかを判断しやすくなる。以上のように第１の発明によれば、従来よりも使い勝手の良い表示画像を作成できる描画装置を提供することができる。
【０００８】
第２の発明は第１の発明に従属しており、３次元予測軌跡は、車両が有する車輪の位置を基準とする。
第２の発明によれば、車輪の位置を基準として３次元予測軌跡が算出されるので、例えば、車両のフェンダが他の物に接触するかどうかを判断しやすくなる。
【０００９】
第３の発明は第１の発明に従属しており、３次元予測軌跡は、車両の表面において当該車両の縦中心面から最も離れた位置を基準とする。
第３の発明によれば、車輪の位置を基準として３次元予測軌跡が算出されるので、例えば、車両のミラーが他の物に接触するかどうかを判断しやすくなる。
【００１０】
第４の発明は第１の発明に従属しており、車両が後退している場合には、当該後退方向に当該車両がこれから動く３次元予測軌跡が描画される。
第５の発明は第１の発明に従属しており、車両が前進している場合には、当該前進方向に当該車両がこれから動く３次元予測軌跡が描画される。
【００１１】
第４および第５の発明によれば、車両の進行方向に合った３次元予測軌跡を算出するので、ドライバにとってより使い勝手の良い表示画像を作成する描画装置を提供することができる。
【００１２】
第６の発明は第１の発明に従属しており、算出部は、操舵角センサから受け取った操舵角に基づいて、操舵方向の逆側であって、かつ車両の進行方向に対して後方にある車両のコーナーの位置を基準とする３次元予測軌跡が描画される。
第６の発明によれば、車両のコーナーの３次元予測軌跡が算出されるので、例えば、当該コーナーが他の物に接触するかどうかを判断しやすくなる。
【００１３】
第７の発明は第１の発明に従属しており、車両には、当該車両の現在のシフト位置を検出するシフト位置センサが設置されている。描画装置は、シフト位置センサからのシフト位置に基づいて、車両が前進しているか、後退しているかを判断する判断部をさらに備える。表示画像作成部は、判断部により車両が前進していると判断された場合、当該前進方向に当該車両がこれから動く３次元予測軌跡を描画し、判断部により車両が後退していると判断された場合、当該後退方向に当該車両がこれから動く３次元予測軌跡を描画する。
【００１４】
第７の発明によれば、車両の進行方向に合った３次元予測軌跡が自動的に描画されるので、ドライバは描画装置に対して車両の進行方向を指定する必要が無くなる。これによって、ドライバにとってより使い勝手の良い描画装置を提供することができる。
【００１５】
第８の発明は、車両の運転支援用の表示画像を作成するための描画装置であって、車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得部と、車両に設置された操舵角センサから、当該車両のステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得部と、車両に設置された車輪速センサから、当該車両の各車輪速を受け取る第３の取得部と、第２の取得部が受け取った操舵角と、第３の取得部が受け取った各車輪速とに基づいて、車両が現在までに動いた移動軌跡を算出する算出部と、第１の取得部で得られた周囲画像に、算出部で算出された移動軌跡が描画された表示画像を作成する作成部とを備える。
【００１６】
第８の発明によれば、作成部が作成する表示画像には、移動軌跡が描画される。したがって、以上の表示画像が表示された時、ドライバは、縦列駐車時における車両の初期位置を理解しやすくなる。以上のように第８の発明によれば、従来よりも使い勝手の良い表示画像を作成できる描画装置を提供することができる。
【００１７】
第９の発明は、車両の運転支援用の表示画像を作成するための描画方法であって、車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、第１の取得部で取得された周囲画像に基づいて、予め定められた視点から車両の周囲の光景が路面上に投影された視点変換画像を作成する視点変換画像作成ステップと、
車両に設置された操舵角センサから、ステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、第２の取得ステップで受け取られた操舵角に基づいて、車両がこれから動く路面上の軌跡を表す路面予測軌跡を算出する第１の算出ステップと、第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡に対して予め定められた高さを与えて、第１の上方予測軌跡を算出する第２の算出ステップと、少なくとも第２の算出ステップで算出された第１の上方予測軌跡を路面上に投影して、第２の上方予測軌跡を導出する軌跡投影ステップと、視点変換画像作成ステップで作成された視点変換画像に、第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡及び軌跡投影ステップで導出された第２の上方予測軌跡から構成される３次元予測軌跡が描画された表示画像を作成する表示画像作成ステップとを備える。
【００１８】
第１０の発明は、車両の運転支援用の表示画像を作成するための描画方法であって、車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、車両に設置された操舵角センサから、当該車両のステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、車両に設置された車輪速センサから、当該車両の各車輪速を受け取る第３の取得ステップと、第２の取得部が受け取った操舵角と、第３の取得部が受け取った各車輪速とに基づいて、車両が現在までに動いた移動軌跡を算出する算出ステップと、第１の取得ステップで得られた周囲画像に、算出ステップで算出された移動軌跡が描画された表示画像を作成する作成ステップとを備える。
【００１９】
第１１の発明は、車両の運転支援用の表示画像を作成するためのプログラムが記録された記録媒体であって、プログラムは、車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、第１の取得部で取得された周囲画像に基づいて、予め定められた視点から車両の周囲の光景が路面上に投影された視点変換画像を作成する視点変換画像作成ステップと、車両に設置された操舵角センサから、ステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、第２の取得ステップで受け取られた操舵角に基づいて、車両がこれから動く路面上の軌跡を表す路面予測軌跡を算出する第１の算出ステップと、第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡に対して予め定められた高さを与えて、上方予測軌跡を算出する第２の算出ステップと、少なくとも第２の算出ステップで算出された第１の上方予測軌跡を路面上に投影して、第２の上方予測軌跡を導出する軌跡投影ステップと、視点変換画像作成ステップで作成された視点変換画像に、第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡及び軌跡投影ステップで導出された第２の上方予測軌跡から構成される３次元予測軌跡が描画された表示画像を作成する表示画像作成ステップとを備える。
【００２０】
第１２の発明は、車両の運転支援用の表示画像を作成するためのプログラムが記録された記録媒体であって、プログラムは、車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、車両に設置された操舵角センサから、当該車両のステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、車両に設置された車輪速センサから、当該車両の各車輪速を受け取る第３の取得ステップと、第２の取得部が受け取った操舵角と、第３の取得部が受け取った各車輪速とに基づいて、車両が現在までに動いた移動軌跡を算出する算出ステップと、第１の取得ステップで得られた周囲画像に、算出ステップで算出された移動軌跡が描画された表示画像を作成する作成ステップとを備える。
【００２１】
第１３の発明は、車両の運転支援用の表示画像を作成するためのプログラムであって、車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、第１の取得部で取得された周囲画像に基づいて、予め定められた視点から車両の周囲の光景が路面上に投影された視点変換画像を作成する視点変換画像作成ステップと、車両に設置された操舵角センサから、ステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、第２の取得ステップで受け取られた操舵角に基づいて、車両がこれから動く路面上の軌跡を表す路面予測軌跡を算出する第１の算出ステップと、第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡に対して予め定められた高さを与えて、第１の上方予測軌跡を算出する第２の算出ステップと、少なくとも第２の算出ステップで算出された第１の上方予測軌跡を路面上に投影して、第２の上方予測軌跡を導出する軌跡投影ステップと、視点変換画像作成ステップで作成された視点変換画像に、第１の算出ステップで算出された路面予測軌跡及び軌跡投影ステップで導出された第２の上方予測軌跡から構成される３次元予測軌跡が描画された表示画像を作成する表示画像作成ステップとを備える。
【００２２】
第１４の発明は、車両の運転支援用の表示画像を作成するためのプログラムであって、車両に設置された撮像装置から、当該車両の周囲画像を受け取る第１の取得ステップと、車両に設置された操舵角センサから、当該車両のステアリングの現在の操舵角を受け取る第２の取得ステップと、車両に設置された車輪速センサから、当該車両の各車輪速を受け取る第３の取得ステップと、第２の取得部が受け取った操舵角と、第３の取得部が受け取った各車輪速とに基づいて、車両が現在までに動いた移動軌跡を算出する算出ステップと、第１の取得ステップで得られた周囲画像に、算出ステップで算出された移動軌跡が描画された表示画像を作成する作成ステップとを備える。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る描画装置Ｕrnd1のハードウェア構成を示すブロック図である。図１において、描画装置Ｕrnd1は、プロセッサ１、プログラムメモリ２およびワーキングエリア３から構成される。プログラムメモリ２は、典型的には、ＲＯＭ(Read Only Memory)である。プログラムメモリ２には、プロセッサ１の処理手順を規定するプログラムＰＧa が格納される。さらに、プログラムメモリ２には、以下に説明する車両モデルデータＤmdが格納される。
【００２４】
図２（ａ）および（ｂ）は、車両モデルデータＤmdを説明するための図である。図２（ａ）は、路面Ｆrd上に静止する実車両Ｖusr の斜視図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す実車両Ｖusr を上方（仮想視点Ｐvtl ）から見た図である。本実施形態では、直進姿勢にある実車両Ｖusr における２つの前輪の回転中心を結ぶ線の中点、および２つの後輪間の中点を通る鉛直面を縦中心面Ｆwcと称する。また、車両Ｖusr の中心を通る鉛直方向の線を中心として、縦中心面Ｆwcを９０度回転した面を横中心面Ｆlcと称する。以上の縦中心面Ｆwcおよび横中心面Ｆlcは、図示の都合上、図２（ａ）には描かれておらず、一点鎖線および二点鎖線を使って図２（ｂ）に描かれている。
【００２５】
また、図２（ａ）および（ｂ）には、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を有する第１の３次元座標系ＣＳa が描かれている。第１の３次元座標系ＣＳa のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、図示の都合上、実車両Ｖusr から離れた位置に描かれているが、説明を簡素化するため、Ｚ軸は、縦中心面Ｆwcと横中心面Ｆlcの交線に等しいとする。Ｘ軸は、横中心面Ｆlcと、路面Ｆrdとの交線に等しいとする。Ｙ軸は、縦中心面Ｆwcと、路面Ｆrdとの交線に等しいとする。また、第１の３次元座標系ＣＳa の原点Ｏa は、路面Ｆrdと、縦中心面Ｆwcと、横中心面Ｆlcとの交点となる。さらに、図２（ａ）および（ｂ）には、仮想視点Ｐvtl が描かれている。本実施形態では、仮想視点Ｐvtl は、実車両Ｖusr の上方に予め設定されており、より具体的には、３次元座標値（０，０，ｚv ）を有する。
【００２６】
車両モデルデータＤmdは、図３に示すように、上述の仮想視点Ｐvtl から見て路面Ｆrdに投影された実車両Ｖusr を、予め定められた縮小率Ｆscl で縮小した車両の画像Ｓmdを表す。以下、本実施形態では、車両モデルデータＤmdにより表されるものを、車両モデル画像Ｓmdと称する。
【００２７】
図１において、ワーキングエリア３は、典型的には、ＲＡＭ(Random Access Memory)であり、プロセッサ１がプログラムＰＧa を実行する際に使用される。以上の描画装置Ｕrnd1は、典型的には、運転支援装置Ｕast1に組み込まれる。運転支援装置Ｕast1は、実車両Ｖusr に設置され、描画装置Ｕrnd1の他にも、入力装置４と、８台の撮像装置５〜１２と、操舵角センサ１３と、表示装置１４とを備えている。
【００２８】
入力装置４は、典型的には、実車両Ｖusr の駐車時に、ドライバにより操作される。この操作に応答して、入力装置４は、開始指示信号Ｉstr を生成して、当該プロセッサ１に送信する。第１の実施形態において、開始指示信号Ｉstr は、プログラムＰＧa の実行開始をプロセッサ１に指示するための信号である。
【００２９】
撮像装置５〜１２は実車両Ｖusr に設置される。ここで、図４（ａ）および（ｂ）は、撮像装置５〜１２の設置例を説明するための図である。まず、図４（ａ）には、路面Ｆrd（ドットを付した部分全域）に静止する実車両Ｖusr を直上から見たときの姿が描かれている。また、上述の縦中心面Ｆwcおよび横中心面Ｆlcの他、双方の交線を中心として、それぞれを同じ方向に４５度回転させた第１の基準面Ｆrf1 および第２の基準面Ｆrf2 も描かれている。以上の４つの面により、実車両Ｖusr の周囲は第１の領域Ｒ1 〜第８の領域Ｒ8 に区切られる。
【００３０】
第１の領域Ｒ1 は、縦中心面Ｆwcおよび第１の基準面Ｆrf1 で区切られる２領域の内、実車両Ｖusr のフロント側のものである。ここで、フロント側とは、横中心面Ｆlcを境として、矢印Ａ1 で示す実車両Ｖusr の前進方向側を意味する。第５の領域Ｒ5 は、縦中心面Ｆwcおよび第１の基準面Ｆrf1 で区切られる２領域の内、実車両Ｖusr のリア側のものである。また、第１の基準面Ｆrf1 および横中心面Ｆlcで区切られる、実車両Ｖusr のフロント側およびリア側の領域が、第２の領域Ｒ2 および第６の領域Ｒ6 である。横中心面Ｆlcおよび第２の基準面Ｆrf2 で区切られる、リア側およびフロント側の領域が、第３の領域Ｒ3 および第７の領域Ｒ7 である。第２の面Ｆrf2 および縦中心面Ｆwcで区切られる、リア側およびフロント側の領域が、第４の領域Ｒ4 および第８の領域Ｒ8 である。
【００３１】
図４（ｂ）に示すように、撮像装置５および６の双方は実車両Ｖusr の先頭部分に固定される。特に、撮像装置５は、図４（ａ）に示す第１の領域Ｒ1 に含まれる光景を表す画像を、第１の周囲画像Ｓ1 （点線部分参照）として取り込む。より詳細には、第１の周囲画像Ｓ1 は、路面Ｆrdを含みかつ実車両Ｖusr の前方右側に広がる光景を表す。それに対して、撮像装置６が取り込むのは、図４（ａ）に示す第８の領域Ｒ8 に含まれる光景、つまり、路面Ｆrdを含んでおり、実車両Ｖusr の前方左側に広がる光景を表す第２の周囲画像Ｓ2 （一点鎖線部分参照）である。
【００３２】
また、撮像装置７および８は、矢印Ａ1 で示す実車両Ｖusr の前進方向を基準として右側にそれぞれ固定され、図４（ａ）の第３の領域Ｒ3 および第２の領域Ｒ2 に含まれる光景を表す第３の周囲画像Ｓ3 および第４の周囲画像Ｓ4 を取り込む。より具体的には、第３の周囲画像Ｓ3 および第４の周囲画像Ｓ4 は、路面Ｆrdを含んでおり、実車両Ｖusr の右側後方および右側前方に広がる光景を表す。
また、撮像装置９および１０は、実車両Ｖusr の後端にそれぞれ固定され、第５の領域Ｒ5 および第４の領域Ｒ4 に含まれる光景を表す第５の周囲画像Ｓ5 および第６の周囲画像Ｓ6 を取り込む。より具体的には、第５の周囲画像Ｓ5 および第６の周囲画像Ｓ6 は、路面Ｆrdを含んでおり、実車両Ｖusr の後方左側および後方右側に広がる光景を表す。
【００３３】
さらに、撮像装置１１および１２は、実車両Ｖusr の左側にそれぞれ固定され、第７の領域Ｒ7 および第６の領域Ｒ6 に含まれる光景を表す第７の周囲画像Ｓ7 および第８の周囲画像Ｓ8 を取り込む。より具体的には、第７の周囲画像Ｓ7 および第８の周囲画像Ｓ8 は、路面Ｆrdを含んでおり、実車両Ｖusr の左側前方および左側後方に広がる光景を表す。
なお、以上の第１の周囲画像Ｓ1 〜第８の周囲画像Ｓ8 は、好ましくは、第１の領域Ｒ1 〜第８の領域Ｒ8 の光景だけでなく、それぞれの隣の領域の一部の光景を含む。例えば、第１の周囲画像Ｓ1 は、第１の領域Ｒ1 の光景を主として表すが、第８の領域Ｒ8 および第２の領域Ｒ2 における当該第１の領域Ｒ1 との境界近傍の光景も表す。
【００３４】
図１において、操舵角センサ１３は、実車両Ｖusr の操舵角θを検出して、プロセッサ１に送信する。操舵角θとは、初期位置を基準として、ステアリングが回転した角度を意味する。初期位置は、一般的に、ステアリングが切られていない状態、つまり、実車両Ｖusr が直進姿勢にある状態におけるステアリングの位置を意味する。また、表示装置１４は、典型的には液晶ディスプレイである。
【００３５】
次に、以上の運転支援装置Ｕast1の動作について説明する。実車両Ｖusr の駐車時に、入力装置４がドライバにより操作される。その結果、入力装置４からプロセッサ１へと開始指示信号Ｉstr が送信される。プロセッサ１は、受信開始指示信号Ｉstr に応答して、プログラムＰＧa の実行を開始する。ここで、図５は、プログラムＰＧa に記述されているプロセッサ１の処理手順を示すフローチャートである。図５において、まず、プロセッサ１は、車両モデルデータＤmdをプログラムメモリ２からワーキングエリア３に読み出す（ステップＳ１）。
【００３６】
次に、プロセッサ１は、撮像指示信号Ｉcpt を生成し、全ての撮像装置５〜１２に送信する（ステップＳ２）。撮像指示信号Ｉcpt は、各撮像装置５〜１２に撮像を指示するための信号である。各撮像装置５〜１２は、受信指示信号Ｉcpt に応答して、図４（ａ）および（ｂ）を参照して説明した第１の周囲画像Ｓ1 〜第８の周囲画像Ｓ8 を取り込み、ワーキングエリア３に格納する（ステップＳ３）。
【００３７】
次に、プロセッサ１は、ステップＳ３で格納された第１の周囲画像Ｓ1 〜第８の周囲画像Ｓ8 に画像処理を行って、ワーキングエリア３に予め設けられているフレームメモリ上で視点変換画像Ｓcvt を作成する（ステップＳ４）。視点変換画像Ｓcvt は、実車両Ｖusr の周囲の光景を表す点では、第１の周囲画像Ｓ1 〜第８の周囲画像Ｓ8 と同じである。しかし、第１の周囲画像Ｓ1 〜第８の周囲画像Ｓ8 が撮像装置５〜１２の設置位置から見た光景を表すのに対して、視点変換画像Ｓcvt は、図２に示す仮想視点Ｐvtl から見た実車両Ｖusr の周囲の光景が路面Ｆrd上に投影された画像である点で大きく相違する。また、以上の画像処理により、視点変換画像Ｓcvt が表す光景は、図２を参照して説明した縮小率Ｆscl で、実際の光景を縮小したものに変換される。以上のステップＳ４の処理は、周知技術であるため、ここではその詳細な説明を控える。
【００３８】
ところで、撮像装置５〜１２の設置位置の関係上、第１の周囲画像Ｓ1 〜第８の周囲画像Ｓ8 には実車両Ｖusr はほとんど写らない。ゆえに、図６（ａ）に示すように、視点変換画像Ｓcvt において、実車両Ｖusr がなければならない領域Ｒvhc に、プロセッサ１は、当該実車両Ｖusr を描くことができない。しかし、視点変換画像Ｓcvt は、車両モデル画像Ｓmd（図３参照）と同じ仮想視点Ｐvtl および縮小率Ｆscl を持っている。従って、領域Ｒvhc の形状は、車両モデル画像Ｓmdの外形と一致する。プロセッサ１は、ステップＳ４の次に、ワーキングエリア３上の車両モデルデータＤmdを処理して、車両モデル画像Ｓmdを視点変換画像Ｓcvt の領域Ｒvhc に合成、つまり貼り付ける。これによって、図６（ｂ）に示すような車両合成画像Ｓvhc が作成される（ステップＳ５）。
【００３９】
次に、プロセッサ１は、検出指示信号Ｉdtc を生成して、操舵角センサ１３に送信する（ステップＳ６）。検出指示信号Ｉdtc は、操舵角θの検出を操舵角センサ１３に指示するための信号である。操舵角センサ１３は、受信検出指示信号Ｉdct に応答して、操舵角θを検出する。検出された操舵角θは、ワーキングエリア３に格納される（ステップＳ７）。次に、プロセッサ１は、今回受け取った操舵角θに基づいて、路面予測軌跡Ｔr1およびＴr2を算出する（ステップＳ８）。本実施形態において、路面予測軌跡Ｔr1およびＴr2は、実車両Ｖusr の右側および左側の後輪がこれから、２次元平面上、つまり路面Ｆrd上をどのように動くかを示す軌跡である。
【００４０】
駐車時の車速は相対的に低いので、実車両Ｖusr のタイヤは路面Ｆrd上で横滑りしないとみなせる。かかる横滑りがないという仮定下では、２次元予測軌跡（つまり、路面予測軌跡）の導出方法として、アッカーマンモデル（二輪モデル）がよく使われる。以下、図７を参照して、アッカーマンモデルによる路面予測軌跡の導出方法を具体的に説明する。
【００４１】
図７には、実車両Ｖusr （図示せず）の右側の前輪Ｗf1および左側の前輪Ｗf2と、右側の後輪Ｗr1および左側の後輪Ｗr2とが描かれている。前輪Ｗf1の回転中心点Ｐf1と後輪Ｗr1の回転中心点Ｐr1との間の距離（つまり、実車両Ｖusr のホイールベース）は、Ｄwbとする。距離Ｄwbは、実車両Ｖusr にとって固有の値であり、既知量である。また、図７には、線分Ｌf12 と、線分Ｌr12 と、上述の縦中心面Ｆwcおよび横中心面Ｆlcとが描かれている。線分Ｌf12 は、上述の回転中心点Ｐf1と、前輪Ｗf2の回転中心点Ｐf2とを結ぶ。また、線分Ｌr12 は、上述の回転中心点Ｐr1と、後輪Ｗr2の回転中心点Ｐr2とを結ぶ。線分Ｌf12 およびＬr12 の長さも実車両Ｖusr の固有値（つまり、既知量）である。本実施形態では、説明の便宜上、線分Ｌf12 およびＬr12 の長さは互いに等しく、Ｄr12 とする。
【００４２】
図７には、さらに、説明の便宜のため、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる第２の３次元座標系ＣＳb が描かれている。タイヤの横滑りが無い場合にステアリングを切ると、実車両Ｖusr は線分Ｌr12 の延長線上の点Ｏb を中心として旋回する。本実施形態では、旋回中心点Ｏb が第２の３次元座標系ＣＳb の原点に選ばれる。また、Ｘ軸は、原点Ｏb を通り、線分Ｌr12 を含む軸である。また、Ｙ軸は、原点Ｏb を通り、縦中心面Ｌwcに平行な軸である。さらに、Ｚ軸は、原点Ｏb を通り、鉛直方向に平行な軸である。
【００４３】
実車両Ｖusr の旋回時、線分Ｌr12 の中点Ｐrcの回転半径Ｒs は次式（１）で求めることができる。
Ｒs ＝Ｄwb／ｔａｎβ…（１）
Ｄwbは、上述したように既知量である。また、βは、前輪Ｗf1およびＷf2の切れ角である。切れ角βは、図７に示すように、旋回中心点Ｏb および上述の線分Ｌf12 の中点Ｐfcを結ぶ線分と、当該中点Ｐfcおよび回転中心点Ｐf2を結ぶ半直線とがなす角である。
【００４４】
ここで、アッカーマンモデルでは、切れ角βは操舵角θに比例すると仮定される。従って、比例定数（既知量）をκとすると、切れ角βは次式（２）のように表される。
β＝κθ…（２）
上式（２）を用いて上式（１）は次式（３）のように変形することができる。
Ｒs ＝Ｄwb／ｔａｎκθ…（３）
【００４５】
また、第２の３次元座標系ＣＳb において、後輪Ｗr1の回転中心点Ｐr1のＸ座標値はＲs ＋Ｄr12 ／２であり、Ｙ座標値は０である。従って、原点Ｏb を中心とし、回転中心点Ｐr1を通る円の式は、次式（４）で表される。
【００４６】
【数１】
0003620647.tif 000002
上式（４）で表される円において、後輪Ｗr1の路面予測軌跡Ｔr1は、回転中心点Ｐr1を一方の端点とし、かつ予め定められた長さＬprd を有する円弧である。また、Ｒs はＤwb／ｔａｎκθに等しいから、上式（４）において、未知量は操舵角θだけである。従って、プロセッサ１は、ステップＳ７で受け取った操舵角θを上式（４）に代入すれば、後輪Ｗr1の路面予測軌跡Ｔr1を求めることができる。同様の要領で、原点Ｏb を中心とし、後輪Ｗr2の回転中心点Ｐr2を通る円の式も求めることができ、さらには、その路面予測軌跡Ｔr2を求めることができる。
【００４７】
ステップＳ８の次に、プロセッサ１は、算出した路面予測軌跡Ｔr1およびＴr2に高さｈprd を与えて、上方予測軌跡Ｔur1 およびＴur2 を求める（ステップＳ９）。ここで、高さｈprd は、実車両Ｖusr の車高以下の正数に選ばれることが好ましい。上方予測軌跡Ｔur1 を代表的に数式で表すと次式（５）のようになる。
【００４８】
【数２】
0003620647.tif 000003
【００４９】
以上のステップＳ９までの処理により、プロセッサ１は、実車両Ｖusr の３次元予測軌跡Ｔ3dを導出したことになる。３次元予測軌跡Ｔ3dは、本実施形態では、路面予測軌跡Ｔr1およびＴr2と、上方予測軌跡Ｔur1 およびＴur2 とで囲まれる領域であって、実車両Ｖusr がこれから路面Ｆrd上をどのように動くかを３次元的に示す軌跡である。
【００５０】
次に、プロセッサ１は、ステップＳ９までの処理により算出した３次元予測軌跡Ｔ3dを、フレームメモリ上の車両合成画像Ｓvhc に合成して、表示画像Ｓdsp を作成する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０をより詳しく説明する。上式（４）および（５）は第２の３次元座標系ＣＳb 上で表されているので、プロセッサ１は、双方を第１の３次元座標系ＣＳa で表す。第１の３次元座標系ＣＳa の原点Ｏa は、図２を参照して説明したように、路面Ｆrd、縦中心面Ｆwcおよび横中心面Ｆlcの交点である。したがって、原点Ｏa は、図７に示すように、第２の３次元座標系ＣＳb の原点Ｏb から、Ｘ軸方向にＲs 、Ｙ軸方向にΔｙだけ移動している点である。ここで、Δｙは、中点Ｐrcから横中心面Ｆlcまでの距離であり、実車両Ｖusr の固有値（つまり、既知量）である。
【００５１】
以上のことから、プロセッサ１は、路面予測軌跡Ｔr1および上方予測軌跡Ｔur1 をＸ軸方向にＲs 、Ｙ軸方向にΔｙだけ平行移動させ、これによって、第１の３次元座標系ＣＳa 上のものに変換する。以下の説明において、第１の３次元座標系ＣＳa で表された路面予測軌跡Ｔr1および上方予測軌跡Ｔur1 を、移動後の路面予測軌跡Ｔmr1 および移動後の上方予測軌跡Ｔmur1と称する。以上の移動後の路面予測軌跡Ｔmr1 は、次式（６）のように表され、図８に示すように実車両Ｖusr （図示せず）の後輪Ｗr1と路面Ｆrdとの接触位置から、矢印Ａ2 で示す当該実車両Ｖusr の後方へと延びる。また、移動後の上方予測軌跡Ｔmur1は、次式（７）のように表され、上記接触位置から高さｈprd だけ鉛直方向に離れた位置から、実車両Ｖusr の後方へと延びる。
【００５２】
【数３】
0003620647.tif 000004
【００５３】
同じ要領で、プロセッサ１は、路面予測軌跡Ｔr2および上方予測軌跡Ｔur2 から、図８に示すような移動後の路面予測軌跡Ｔmr2 および移動後の上方予測軌跡Ｔmur2を導出する。
【００５４】
次に、プロセッサ１は、図９に示すように、移動後の上方予測軌跡Ｔmur1上のｎ点（ｎは２以上の自然数）をサンプル点Ｐs11 〜Ｐs1n （図示はＰs11 のみ）としてサンプリングする。好ましくは、互いに隣り合う２個のサンプル点Ｐs1i とＰs1(i+1) との間の距離は等しい。ここで、ｉは１から（ｎ−１）の自然数である。次に、プロセッサ１は、前述の仮想視点Ｐvtl を視点として、各サンプル点Ｐs11 〜Ｐs1n を路面Ｆrd上（つまりＸＹ平面上）に投影し、投影後のサンプル点Ｐs11'〜Ｐs1n'の３次元座標値を算出する。以下、図９を参照して、投影後のサンプル点Ｐs11'〜Ｐs1n'の３次元座標値の導出方法を詳しく説明する。
【００５５】
図９に示すように、投影サンプル点Ｐs11'は、仮想視点Ｐvtl とサンプル点Ｐs11 とを結ぶ直線Ｌpsと、ＸＹ平面（Ｚ＝０）との交点である。直線Ｌpsの方向ベクトルＮ（ｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 ）は、次式（８）で表される。
【００５６】
【数４】
0003620647.tif 000005
ここで、Ｘs11 、Ｙs11 およびｈprd は、第１の３次元座標系ＣＳa におけるサンプル点Ｐs11 のＸ座標値、Ｙ座標値およびＺ座標値であり、既知の値である。ｚv は、仮想視点Ｐvtl のＺ座標値である。また、Δｎは、次式（９）で表される。
Δｎ＝√｛Ｘs112 ＋Ｙs112 ＋（ｈprd −Ｚv ）2 ｝…（９）
【００５７】
仮想視点Ｐvtl の３次元座標値が（０，０，ｚv ）で表されることから、直線Ｌpsは、次式（１０）のように表される。
（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０ ，０，ｚv ）＋ｔ・（ｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 ）                                                              …（１０）
ここで、ｔは変数である。
また、投影サンプル点Ｐs11' のＺ座標は０であることから、上式（１０）においては、次式（１１）が成り立つ。
ｚ＝０…（１１）
【００５８】
上式（１０）および（１１）より、ｔは、次式（１２）のように表される。
ｔ＝−ｚv ／ｎ3 …（１２）
上式（１２）で表されるｔを上式（１０）に代入することにより、投影後のサンプル点Ｐs11'の３次元座標値は（−ｚv ・ｎ1 ／ｎ3 ，−ｚv ・ｎ2 ／ｎ3 ，０）と算出される。ここで、ｎ1 〜ｎ3 は既知の値であるから、投影後のサンプル点Ｐs11'の３次元座標値は一意に求まる。以降、プロセッサ１は、同じ要領で、投影後のサンプル点Ｐs12'〜Ｐs1n'の３次元座標値を算出する。さらに、プロセッサ１は、移動後の上方予測軌跡Ｔmur2上のｎ点をサンプル点Ｐs21 〜Ｐs2n としてサンプリングした後、投影後のサンプル点Ｐs21'〜Ｐs2n'の３次元座標値を算出する。
【００５９】
次に、プロセッサ１は、路面予測軌跡Ｔr1およびＴr2からｎ個のサンプル点Ｐsr11〜Ｐsr1nおよびＰsr21〜Ｐsr2nをサンプルする。しかし、路面予測軌跡Ｔr1およびＴr2は元々路面Ｆrd上にあるから、上述のような投影後の３次元座標値を求める必要はない。以上の処理により、プロセッサ１は、３次元予測軌跡Ｔ3dが路面Ｆrd上に投影された描画３次元予測軌跡Ｔr3d を導出する。より具体的には、描画３次元予測軌跡Ｔr3d は、投影後のサンプル点Ｐs11'〜Ｐs1n'と、投影後のサンプル点Ｐs21' 〜Ｐs2n' と、サンプル点Ｐsr11 〜Ｐsr1n と、サンプル点Ｐsr21 〜Ｐsr2n とで囲まれる領域である。
【００６０】
次に、プロセッサ１は、フレームメモリ上の車両合成画像Ｓvhc 上に、描画３次元予測軌跡Ｔr3d を描画して、図１０に示すような表示画像Ｓdsp を作成する（ステップＳ１０）。より具体的には、プロセッサ１は、描画３次元予測軌跡Ｔr3d を構成する全てのサンプル点の中から、投影後のサンプル点Ｐs1i' およびＰs1(i+1)' と、投影後のサンプル点Ｐs2i' およびＰs2(i+1)' と、サンプル点Ｐsr1iおよびＰsr1(i+1)と、サンプル点Ｐsr2i〜Ｐsr2(i+1)とを選択する。次に、プロセッサ１は、前述の縮小率Ｆscl で、選択した８つのサンプル点で路面Ｆrdに投影された直方体を描く。以上の処理をｉが１から（ｎ−１）になるまで、プロセッサ１は同様の処理を繰り返す。これによって、車両合成画像Ｓvhc に描画３次元予測軌跡Ｔr3d が描画される。ここで、注意を要するのは、図１０には、説明の都合上、描画３次元予測軌跡Ｔr3d が車両モデル画像Ｓmdのタイヤの位置から延びるように描かれている。しかし、実際には、陰面消去処理により、表示画像Ｓdsp においては、描画３次元予測軌跡Ｔr3d は車両モデル画像Ｓmdの後端から延びるように描画される。
【００６１】
次に、プロセッサ１は、フレームメモリ上の表示画像Ｓdsp を表示装置１４に転送する（ステップＳ１１）。表示装置１４は、受信表示画像Ｓdsp を自身の画面上に表示する。以上の表示画像Ｓdsp を見ることにより、ドライバは、現在のステアリング操作で、実車両Ｖusr が脱輪したり、実車両Ｖusr の車輪が他の物に接触したりすることなく、駐車スペースに納まるかどうかを確認することができる。しかも、表示画像Ｓdsp には、車両Ｖusr の予測軌跡が３次元描画される。これによって、車両Ｖusr において路面Ｆrdから離れている部分（例えば、フェンダ）が、他の物に接触することなく、駐車スペースに納まるかどうかをドライバは確認することができる。
【００６２】
次に、プロセッサ１は、図５の処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１２）。終了判断の方法はいろいろあるが、その一例として、プロセッサ１は、実車両Ｖusr のエンジンが停止したか否かをチェックする。エンジンが停止していれば、プロセッサ１は、実車両Ｖusr が駐車し終わったとみなして、図５の処理を終了する。逆にエンジンが動いていれば、新しい表示画像Ｓdsp を作成するために、ステップＳ２に戻る。
【００６３】
なお、以上の実施形態において、プロセッサ１は、実車両Ｖusr の後輪Ｗr1の路面予測軌跡Ｔr1と、後輪Ｗr2の路面予測軌跡Ｔr2とから、描画３次元予測軌跡Ｔr3d を算出していた。しかし、これに限らず、プロセッサ１は、実車両Ｖusr の前輪Ｗf1およびＷf2の路面予測軌跡から、実車両Ｖusr の進行方向に延びる描画３次元予測軌跡を算出してもよい。
【００６４】
また、以上の実施形態において、プロセッサ１は、後輪Ｗr1の路面予測軌跡Ｔr1および上方予測軌跡Ｔur1 と、後輪Ｗr2の路面予測軌跡Ｔr2および上方予測軌跡Ｔur2 とから描画３次元予測軌跡Ｔr3d を算出していた。これに限らず、プロセッサ１は、ステアリングが現在左に切られている場合、描画３次元予測軌跡Ｔr3d に加えて、図１１に示すように、実車両Ｖusr の前端右隅部分Ｐc1の路面予測軌跡および上方予測軌跡から導出可能な描画３次元予測軌跡Ｔr3d' を描画してもよい。ここで、ステアリングが切られている方向は、操舵角θの極性により判断することができる。包括的に述べると、プロセッサ１は、操舵角θの極性に基づいて、ステアリングの操舵方向を検出し、当該操舵方向の逆側であって、かつ車両の進行方向に対して後方にある実車両Ｖusr のコーナーの位置を基準とする描画３次元予測軌跡Ｔr3d'を算出してもよい。
【００６５】
また、以上の実施形態では、プロセッサ１は、後輪Ｗr1の路面予測軌跡Ｔr1および後輪Ｗr2の路面予測軌跡Ｔr2を算出していた。しかし、これに限らず、実車両Ｖusr の車体の表面において、縦中心面Ｆwcから最も距離がある点の予測軌跡と、その予測軌跡を路面に正投影した予測軌跡とから、描画３次元予測軌跡を導出してもよい。他にも、実車両Ｖusr のフロントバンパ（またはリアバンパ）の両端の予測軌跡と、その予測軌跡を路面に正投影した予測軌跡とから、描画３次元予測軌跡を導出してもよい。つまり、プロセッサ１は、実車両Ｖusr の表面で囲まれる空間内の任意の位置を基礎として、描画３次元予測軌跡を算出することができる。
【００６６】
また、以上の実施形態では、プロセッサ１は、第１の周囲画像Ｓ1 〜第８の周囲画像Ｓ8 から視点変換画像Ｓcvt を作成し、当該視点変換画像Ｓcvt に車両モデル画像Ｓmdおよび描画３次元予測軌跡Ｔr3d を合成していた。しかし、これに限らず、プロセッサ１は、第４の周囲画像Ｓ4 および第５の周囲画像Ｓ5 上に車両モデル画像Ｓmdおよび描画３次元予測軌跡Ｔr3d を合成して、上述のような表示画像Ｓdsp を作成しても良い。
【００６７】
また、以上の実施形態では、８台の撮像装置５〜１２が実車両Ｖusr に固定されていた。しかし、少なくとも１台の撮像装置が実車両Ｖusr の後方に広がる光景を撮像できるように当該車両Ｖusr に設置されればよい。
【００６８】
また、以上の実施形態では、実車両Ｖusr が後退しながら駐車スペースに入れられる場合を想定していた。しかし、以上の実施形態の概念は、実車両Ｖusr が前進しながら駐車する際にも同様に適用できる。
【００６９】
また、以上の実施形態では、路面予測軌跡Ｔr1およびＴr2は、操舵角θを基礎として導出されていたが、特開２０００−６７３９５号公報に開示されているように、車輪速を考慮して導出されてもよい。
【００７０】
次に、図１２を参照して、上述の描画装置Ｕrnd1の第１の変形例である描画装置Ｕrnd2が組み込まれた運転支援装置Ｕast2について説明する。図１２において、描画装置Ｕrnd2は、描画装置Ｕrnd1と比較すると、プログラムメモリ２に代えて、プログラムメモリ２１を備えている点で相違する。それ以外に双方の描画装置の間に相違する構成は無いので、図１２の描画装置Ｕrnd2において、描画装置Ｕrnd1の構成に相当するものには、同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
【００７１】
プログラムメモリ２１は、典型的には、ＲＯＭであり、プロセッサ１の処理手順を規定するプログラムＰＧb と、図３を参照して説明した車両モデルデータＤmdが格納される。
【００７２】
また、図１２において、運転支援装置Ｕast2は、運転支援装置Ｕast1と同様に、実車両に設置される。また、運転支援装置Ｕast2は、運転支援装置Ｕast1と比較すると、描画装置Ｕrnd1の代わりに描画装置Ｕrnd2が組み込まれている点と、シフト位置センサ２２をさらに備える点とで相違する。それ以外に双方の運転支援装置の間に相違する構成は無いので、図１２の運転支援装置Ｕast2において、運転支援装置Ｕast1の構成に相当するものには、同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
ドライバは、運転支援装置Ｕast2が設置された実車両を運転中、シフトチェンジレバーを操作してシフト位置を変更し、実車両の変速ギアをシフトアップまたはシフトダウンする。シフト位置センサ２２は、現在選択されているシフト位置γを検出して、プロセッサ１に送信する。
【００７４】
次に、以上の運転支援装置Ｕast2の動作について説明する。実車両Ｖusr の駐車時に、入力装置４がドライバにより操作される。その結果、入力装置４からプロセッサ１へと開始指示信号Ｉstr が送信される。プロセッサ１は、受信開始指示信号Ｉstr に応答して、プログラムＰＧb の実行を開始する。ここで、図１３は、プログラムＰＧb に記述されているプロセッサ１の処理手順を示すフローチャートである。図１３において、まず、プロセッサ１は、車両モデルデータＤmdをプログラムメモリ２１からワーキングエリア３に読み出す（ステップＳ２１）。
【００７５】
次に、プロセッサ１は、シフト検出指示信号Ｉsdtcを生成し、シフト位置センサ２２に送信する（ステップＳ２２）。シフト検出指示信号Ｉsdtcは、シフト位置センサ２２にシフト位置γの検出を指示するための信号である。シフト位置センサ２２は、受信シフト検出信号Ｉsdtcに応答して、シフト位置γを検出して、、プロセッサ１に送信する（ステップＳ２３）。プロセッサ１は、受け取ったシフト位置γに基づいて、実車両がこれから前進するのか、後退するのかを判断する（ステップＳ２４）。具体的には、プロセッサ１は、受け取ったシフト位置γがリバースおよびニュートラル以外の場合、実車両が前進すると判断する。また、プロセッサ１は、受け取ったシフト位置γがリバースの場合、実車両が後退すると判断する。なお、発明の本質とは関係無いので、図１３のフローチャートには図示していないが、受け取ったシフト位置γがニュートラルの場合には、プロセッサ１は、再度、ステップＳ２２を実行する。
【００７６】
プロセッサ１は、ステップＳ２４で実車両が後退すると判断した場合、後退モードを実行する（ステップＳ２５）。後退モードにおいて、プロセッサ１は、第１の実施形態で説明したように、実車両の右側および左側の後輪が路面上をどのように動くかを示す路面予測軌跡と、当該路面予測軌跡のそれぞれに対して高さが与えられた上方予測軌跡とを導出する。さらに、プロセッサ１は、以上の路面予測軌跡および上方予測軌跡に基づいて、図１０に示すような表示画像Ｓdsp を作成する。表示画像Ｓdsp は、表示装置１４に転送され、その画面上に表示される。
【００７７】
一方、プロセッサ１は、ステップＳ２４で実車両が前進すると判断した場合、前進モードを実行する（ステップＳ２６）。前進モードは、後退モードと比較すると、実車両の右側および左側の前輪が路面上をどのように動くかを示す路面予測軌跡が基礎とされる点で大きく相違する。プロセッサ１は、前輪の路面予測軌跡と、当該路面予測軌跡のそれぞれに対して高さが与えられた前輪の上方予測軌跡とを導出する。さらに、プロセッサ１は、以上の路面予測軌跡および上方予測軌跡に基づいて、図１４に示すような描画３次元予測軌跡Ｔr3dfを導出して、表示画像Ｓdspfを作成する。図１４の表示画像Ｓdspfにおいて、描画３次元予測軌跡Ｔr3dfは、車両モデル画像Ｓmdの前端から、矢印Ａ3 で示す車両の進行方向に延びるように、路面Ｆrd上に描画される。以上の表示画像Ｓdspfは、表示装置１４に転送され、その画面上に表示される。
【００７８】
以上のステップＳ２５またはＳ２６の次に、プロセッサ１は、図５のステップＳ１２で説明したような手法に従って、図１３の処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ２７）。プロセッサ１は、実車両が駐車し終わったと判断した場合には、図１３の処理を終了する。実車両がまだ駐車し終わっていないと判断した場合には、ステップＳ２２に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００７９】
以上のように、第１の変形例に係る描画装置Ｕrnd2によれば、プロセッサ１は、シフト位置センサ２２から受け取ったシフト位置γに基づいて、実車両が前進するのか、後退するのかを自動的に判断して、ドライバが現在必要としている表示画像を作成する。これによって、よりドライバにとって使い勝手の良い運転支援装置Ｕast2を提供することができる。
【００８０】
図１５は、本発明の第２の実施形態に係る描画装置Ｕrnd3のハードウェア構成を示すブロック図である。図１５において、描画装置Ｕrnd3は、図１の描画装置Ｕrnd1と比較すると、プログラムメモリ２に代えて、プログラムメモリ３１を備えている点で相違する。それ以外に双方の描画装置の間に相違する構成は無いので、図１５の描画装置Ｕrnd3において、描画装置Ｕrnd1の構成に相当するものには、同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
【００８１】
プログラムメモリ３１は、典型的には、ＲＯＭであり、プロセッサ１の処理手順を規定するプログラムＰＧc と、図３を参照して説明した車両モデルデータＤmdが格納される。
【００８２】
また、図１５において、運転支援装置Ｕast3は、図２に示す実車両Ｖusr に設置される点で運転支援装置Ｕast1と同様であるが、描画装置Ｕrnd1の代わりに描画装置Ｕrnd2が組み込まれている点と、少なくとも２つの車輪速センサ３２および３３をさらに備える点とで相違する。それ以外に双方の運転支援装置の間に相違する構成は無いので、図１５の運転支援装置Ｕast3において、運転支援装置Ｕast1の構成に相当するものには、同じ参照符号を付し、その説明を省略する。なお、図１５には、紙面の都合上、４台の撮像装置５、６、１１および１２しか描かれていないが、運転支援装置Ｕast3は、運転支援装置Ｕast1と同様に８台の撮像装置５〜１２を備える。
車輪速センサ３２および３３は、実車両Ｖusr が有する右側後輪の車輪速Ｖr 、および左側後輪の車輪速Ｖl を検出して、プロセッサ１に送信する。
【００８３】
次に、以上の運転支援装置Ｕast3の動作について説明する。第１の実施形態と同様、プロセッサ１は、受信開始指示信号Ｉstr に応答して、プログラムＰＧc の実行を開始する。ここで、図１６は、プログラムＰＧc に記述されているプロセッサ１の処理手順を示すフローチャートである。図１６のフローチャートは、図５のそれと比較すると、ステップＳ８〜Ｓ１１に代えて、ステップＳ３１〜Ｓ３６を備える点で相違する。それ以外に双方のフローチャートに相違点はないので、図１６において、図５のステップに相当するものには、同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。
【００８４】
ステップＳ７までが終了した時点で、フレームメモリには、図６（ｂ）に示すような車両合成画像Ｓvhc が格納されており、さらに、ワーキングエリア３には、操舵角θが格納されている。ステップＳ７の次に、プロセッサ１は、車輪速検出指示信号Ｉwdtcを生成し、車輪速センサ３２および３３の双方に送信する（ステップＳ３１）。車輪速検出指示信号Ｉwdtcは、車輪速センサ３２および３３に、上述の車輪速Ｖr およびＶl の検出を指示するための信号である。車輪速センサ３２および３３は、受信車輪速検出指示信号Ｉwdtcに応答して、車輪速Ｖr およびＶl を検出して、ワーキングエリア３に格納する（ステップＳ３２）。
【００８５】
次に、プロセッサ１は、今回受け取った操舵角θ、ならびに車輪速Ｖr およびＶl に基づいて、実車両Ｖusr が持つ全車輪の現在位置を特定する（ステップＳ３３）。以下、図１７を参照して、ステップＳ３３の処理を具体的に説明する。図１７には、路面Ｆrdに接する実車両Ｖusr （図示せず）の前輪Ｗf1および前輪Ｗf2と、後輪Ｗr1および後輪Ｗr2とが描かれている。また、後輪Ｗr1の回転中心点Ｐr1と、後輪Ｗr2の回転中心点Ｐr2とを結ぶ線分をＬr12 とする。また、線分Ｌr12 の中点をＰrcとする。
【００８６】
今、車両Ｖusr の後退により、中点Ｐrcは点Ｃt から移動し始めると仮定する。ここで、中点Ｐrcが点Ｃt にある時における回転中心点Ｐr1およびＰr2の位置を、後輪Ｗr1の初期位置Ｐr1t および後輪Ｗr2の初期位置Ｐr2t と称する。中点Ｐrcが点Ｃt にある時における前輪Ｗf1の回転中心点Ｐf1および前輪Ｗf2の回転中心点Ｐf2の位置を、前輪Ｗf1の初期位置Ｐf1t および前輪Ｗf2の初期位置Ｐf2t と称する。中点Ｐrcが点Ｃt+1 まで動いた場合、中点Ｐrcの移動量（つまり、点Ｃt から点Ｃt+1 への距離）Ｄrcは、次式（１３）で表される。
【００８７】
【数５】
0003620647.tif 000006
上式（１３）において、Ｖr およびＶl は、後輪Ｗr1およびＷr2の車輪速である。また、Ｒs は、図７を参照して説明したように、中点Ｐrcの回転半径である。また、αは中点Ｐrcの回転角であり、線分Ｃt Ｏb と、線分Ｏb Ｃt+1 とがなす角度である。ここで、Ｏb は、図７を参照して説明したように、中点Ｐrcの旋回中心である。
【００８８】
また、図７を参照して説明したように、アッカーマンモデルでは、実車両Ｖusr の旋回時に、次式（１）および次式（２）が成り立つ。
Ｒs ＝Ｄwb／ｔａｎβ…（１）
β＝κθ…（２）
上式（１）および（２）を使って、αは、次式（１４）のように表される。
【００８９】
【数６】
0003620647.tif 000007
【００９０】
ここで、Ｘ軸およびＹ軸を有する２次元座標系ＣＳc を定義する。Ｘ軸は、中点Ｐrcが点Ｃt に位置する時における、上述の回転中心点Ｐr1から、前輪Ｗf1の回転中心点Ｐf1への方向に設定される。Ｙ軸は、その時の回転中心点Ｐr1から、上述の回転中心点Ｐr2への方向に設定される。なお、以上の２次元座標系ＣＳc は、図１７においては、その原点Ｏc が回転中心点Ｐr1から離れた位置に描かれている。以上の２次元座標系ＣＳc において、点Ｃt から点Ｃt+1 への移動ベクトルＴrcは、次式（１５）のように表される。
【００９１】
【数７】
0003620647.tif 000008
【００９２】
上式（２）、（１４）および（１５）から、回転角αならびに移動ベクトルＴrcは、次式（１６）ならびに（１７）のように表される。
【数８】
0003620647.tif 000009
【００９３】
上式（１６）および（１７）において、未知量は車輪速Ｖr 、車輪速Ｖl および操舵角θだけである。従って、プロセッサ１は、ステップＳ７で受け取った操舵角θと、ステップＳ３２で受け取った車輪速Ｖr およびＶl を上式（１６）および（１７）に代入すれば、回転角αならびに移動ベクトルＴrcを求めることができる。以上の移動ベクトルＴrcを、上述の初期位置Ｐr1t および初期位置Ｐr2t に加算すると、中点Ｐrcが点Ｃt+1 に到達したときの後輪Ｗr1の位置Ｐr1(t+1) および後輪Ｗr2の位置Ｐr2(t+1) を導出することができる。また、初期位置Ｐf1t およびＰf2t は、中点Ｐrcに対して固定的な値だけ離れた位置にあるから、中点Ｐrcが点Ｃt+1 に到達したときの前輪Ｗf1の位置Ｐf1(t+1) および前輪Ｗf2の位置Ｐf2(t+1) も簡単に導出することができる。
【００９４】
プロセッサ１は、以上の処理により導出した後輪Ｗr1の位置Ｐr1(t+1) 、後輪の位置Ｗr2のＰr2(t+1) 、前輪Ｗf1の位置Ｐf1(t+1) および前輪Ｗf2の位置Ｐf2(t+1) を、ワーキングエリア３に格納する（ステップＳ３４）。ここで、注意を要するのは、図１６には、ステップＳ１２からＳ２に戻る場合があり、実車両Ｖusr の駐車開始からその終了までにステップＳ３４は何回も実行される。ステップＳ３４では、導出された位置Ｐr1(t+1) 、Ｐr2(t+1) 、Ｐf1(t+1) およびＰf2(t+1) が格納される度に、過去に導出されたものがワーキングエリア３から消去されるのではなく、最新のｍ個（ｍは１以上の自然数）の位置Ｐr1(t+1) 、Ｐr2(t+1) 、Ｐf1(t+1) およびＰf2(t+1) が格納される。
【００９５】
次に、プロセッサ１は、フレームメモリ上の車両合成画像Ｓvhc 上に、後輪Ｗr1の移動軌跡ＭＴr1、後輪Ｗr2の移動軌跡ＭＴr2、前輪Ｗf1の移動軌跡ＭＴf1および前輪Ｗf2の移動軌跡ＭＴf2を描画して、図１８に示すような表示画像Ｓdspmを作成する（ステップＳ３５）。より具体的には、プロセッサ１は、ワーキングエリア３内のｍ個の位置Ｐr1(t+1) を線で結んで移動軌跡ＭＴr1を作成する。移動軌跡ＭＴr1は、実車両Ｖusr の後輪Ｗr1がこれまでに路面Ｆrd上をどのように動いてきたかを示す軌跡である。プロセッサ１は、作成した移動軌跡ＭＴr1を、縮小率Ｆscl で、車両モデル画像Ｓmdの右側の後輪部分から、車両Ｖusr の進行方向の逆方向に向けて描画する。プロセッサ１は、同じ要領で、移動軌跡ＭＴr2、ＭＴf1およびＭＴf2も描画する。図１８には、説明の都合上、移動軌跡ＭＴr1、ＭＴr2、ＭＴf1およびＭＴf2が車両モデル画像Ｓmdのタイヤの位置から延びるように描かれている。しかし、実際には、陰線消去処理により、表示画像Ｓdspmにおいては、移動軌跡ＭＴr1、ＭＴr2、ＭＴf1およびＭＴf2は車両モデル画像Ｓmdの前端から延びるように描画される。
【００９６】
次に、プロセッサ１は、フレームメモリ上の表示画像Ｓdspmを表示装置１４に転送する（ステップＳ３６）。表示装置１４は、受信表示画像Ｓdspmを自身の画面上に表示する。駐車時、特に、縦列駐車時、実車両Ｖusr の初期位置が悪ければ、当該実車両Ｖusr を駐車スペースに入れることが難しくなる。本実施形態では、以上の表示画像Ｓdspmを見ることにより、ドライバは、実車両Ｖusr が辿った軌跡が分かるので、縦列駐車に失敗した時の初期位置を視認することができる。これにより、ドライバは、縦列駐車を再度行う場合に、先に失敗した時よりも良い初期位置に実車両Ｖusr を持っていくことが可能となる。
【００９７】
次に、プロセッサ１は、図１６の処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１２）。プロセッサ１は、実車両Ｖusr が駐車し終わったとみなした場合には、図１６の処理を終了する。そうでなければ、新しい表示画像Ｓdspmを作成するために、ステップＳ２に戻る。
【００９８】
なお、以上の実施形態では、移動軌跡ＭＴr1、ＭＴr2、ＭＴf1およびＭＴf2を導出するために、車輪速センサ３２および３３が運転支援装置Ｕast3に組み込まれていた。しかし、これに限らず、実車両Ｖusr の速度を検出できるセンサであれば、どのようなセンサでも運転支援装置Ｕast3に組み込むことができる。
【００９９】
なお、以上の各実施形態では、プログラムＰＧa 〜ＰＧc は、描画装置Ｕrnd1〜Ｕrnd3に格納されていた。しかし、これに限らず、プログラムＰＧa 〜ＰＧc は、ＣＤ−ＲＯＭに代表される記録媒体に記録された状態で頒布されてもよいし、インターネットに代表される通信ネットワークを通じて頒布されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る描画装置Ｕｒｎｄ１を組み込んだ運転支援装置Ｕａｓｔ１の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す車両モデルデータＤｍｄを説明するための図である。
【図３】図１に示す車両モデルデータＤｍｄが表す車両モデル画像Ｓｍｄを示す図である。
【図４】図１に示す撮像装置５〜１２の設置例を示す図である。
【図５】図１のプログラムＰＧａ  による処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ５で作成される車両合成画像Ｓｖｈｃ  を説明するための図である。
【図７】図５のステップＳ８での路面予測軌跡の導出方法を説明するための図である。
【図８】図５のステップＳ１０で求められる移動後の上方予測軌跡Ｔｍｕｒ１およびＴｍｕｒ２を示す図である。
【図９】図５のステップＳ１０における描画３次元予測軌跡Ｔｒ３ｄ  の導出方法を説明するための図である。
【図１０】図５のステップＳ１０で作成される表示画像Ｓｄｓｐ  を示す図である。
【図１１】描画３次元予測軌跡Ｔｒ３ｄ’  を説明するための図である。
【図１２】図１の描画装置Ｕｒｎｄ１の変形例である描画装置Ｕｒｎｄ２を組み込んだ運転支援装置Ｕａｓｔ２の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２のプログラムＰＧｂ  による処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１３のステップＳ２６で作成される表示画像Ｓｄｓｐｆを示す図である。
【図１５】第２の実施形態に係る描画装置Ｕｒｎｄ３を組み込んだ運転支援装置Ｕａｓｔ３の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１５のプログラムＰＧｃ  による処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１６のステップＳ３３の処理を説明するための図である。
【図１８】図１６のステップＳ３５で作成される表示画像Ｓｄｓｐｍを示す図である。
【符号の説明】
Ｕａｓｔ１〜Ｕａｓｔ３…運転支援装置
Ｕｒｎｄ１〜Ｕｒｎｄ３…描画装置
１…プロセッサ
２，２１，３１…プログラムメモリ
３…ワーキングエリア
４…入力装置
５〜１２…撮像装置
１３…操舵角センサ
１４…表示装置
２２…シフト位置センサ
３２，３３…車輪速センサ
【図１】
0003620647.tif 000010
【図２】
0003620647.tif 000011
【図３】
0003620647.tif 000012
【図４】
0003620647.tif 000013
【図５】
0003620647.tif 000014
【図６】
0003620647.tif 000015
【図７】
0003620647.tif 000016
【図８】
0003620647.tif 000017
【図９】
0003620647.tif 000018
【図１０】
0003620647.tif 000019
【図１１】
0003620647.tif 000020
【図１２】
0003620647.tif 000021
【図１３】
0003620647.tif 000022
【図１４】
0003620647.tif 000023
【図１５】
0003620647.tif 000024
【図１６】
0003620647.tif 000025
【図１７】
0003620647.tif 000026
【図１８】
0003620647.tif 000027