(57)【要約】【課題】  自車両の走行の支障となる物体に対する乗員の認識能力が低下してしまうことを防止する。【解決手段】  投影制御部２４は、衝突判定部２２により判定される自車両の外部の他車両または物体の危険度と、視線検知部２３により検知される運転者の眼球の位置および視線ベクトル（視線方向）および視線の対象位置とに応じて、例えば衝突判定部２２により自車両との接触または衝突が生じる可能性があると判定された他車両または物体を、自車両の運転者が目視した際に、他車両または物体の位置もしくは該位置近傍に重畳するようにして、所定の警報画像を網膜投影装置１５により運転者の網膜に投射させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の進行方向に存在する物体を検出する物体検出手段と、
前記物体検出手段により検出される前記物体と自車両との接触または衝突が生じる可能性を推定する推定手段と、
自車両の乗員の眼球位置を検知する位置検知手段と、
前記位置検知手段の検知結果に基づき自車両の乗員の網膜に所定画像を投射可能な投射手段と、
前記投射手段による投射動作を制御する制御手段とを備える車両の走行安全装置であって、
前記制御手段は、前記推定手段により前記物体と自車両との接触または衝突が生じる可能性があることが推定された場合に、自車両の乗員が前記物体を目視した際に前記物体の位置もしくは前記物体近傍の位置に重畳するようにして前記所定画像を前記投射手段により投射させることを特徴とする車両の走行安全装置。
【請求項２】
前記所定画像は、点滅するマークの画像であることを特徴とする請求項１に記載の車両の走行安全装置。
【請求項３】
前記推定手段は前記物体の移動方向を推定可能であり、前記所定画像は前記物体の移動方向を示す画像であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の走行安全装置。
【請求項４】
前記推定手段は前記物体の移動速度を推定可能であり、前記所定画像の大きさは前記物体の移動速度に応じて変化することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかひとつに記載の車両の走行安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の走行安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばレーダ装置やカメラ等の外界検知装置により自車両の外部に存在する障害物を検知し、この障害物の移動軌跡に応じた移動領域と自車両の走行軌跡に応じた走行領域とを予測し、障害物と自車両との衝突可能性の有無を判定し、この判定結果に基づき警報の出力あるいは自車両の走行制御を行う衝突防止装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２７９９３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術の一例に係る衝突防止装置において、衝突可能性があると判定された障害物に対して警報を出力する際に、例えばナビゲーション装置の表示画面上や、例えば車両のフロントウィンドウ上の所定領域に外界検知装置による検知結果を表示可能なヘッドアップディスプレイ上に各種の警報画像を表示する方法が知られている。しかしながら、ナビゲーション装置の表示画面上やヘッドアップディスプレイ上に警報画像を表示する方法では、例えば表示画面やヘッドアップディスプレイに対する太陽光の照射等に起因して表示内容に対する操作者の認識能力が低下する場合がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自車両の走行の支障となる物体に対する乗員の認識能力が低下してしまうことを防止することが可能な車両の走行安全装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両の走行安全装置は、自車両の進行方向に存在する物体を検出する物体検出手段（例えば、実施の形態での外界センサ１２、通信装置１３）と、前記物体検出手段により検出される前記物体と自車両との接触または衝突が生じる可能性を推定する推定手段（例えば、実施の形態での衝突判定部２２）と、自車両の乗員の眼球位置を検知する位置検知手段（例えば、実施の形態での視線検知部２３）と、前記位置検知手段の検知結果に基づき自車両の乗員の網膜に所定画像（例えば、実施の形態での警報画像）を投射可能な投射手段（例えば、実施の形態での網膜投影装置１５）と、前記投射手段による投射動作を制御する制御手段（例えば、実施の形態での投影制御部２４）とを備える車両の走行安全装置であって、前記制御手段は、前記推定手段により前記物体と自車両との接触または衝突が生じる可能性があることが推定された場合に、自車両の乗員が前記物体を目視した際に前記物体の位置もしくは前記物体近傍の位置に重畳するようにして前記所定画像を前記投射手段により投射させることを特徴としている。
【０００５】
上記の車両の走行安全装置によれば、自車両との接触または衝突が生じる可能性がある物体に重畳するようにして、投射手段により乗員の網膜に所定画像が投射されることから、例えば周囲の明るさ等に応じて各種の表示画面に対する乗員の視認による認識能力が変化する場合であっても、所定画像の出力を乗員に容易に認識させることができ、自車両との接触または衝突が生じる可能性がある物体の存在を的確に認識させることができる。
【０００６】
さらに、請求項２に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記所定画像は、点滅するマークの画像であることを特徴としている。
【０００７】
上記の車両の走行安全装置によれば、所定画像の出力を、より一層、的確に乗員に認識させることができ、自車両との接触または衝突が生じる可能性がある物体の存在を容易に把握させることができる。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記推定手段は前記物体の移動方向を推定可能であり、前記所定画像は前記物体の移動方向を示す画像であることを特徴としている。
【０００９】
上記の車両の走行安全装置によれば、自車両との接触または衝突が生じる可能性がある物体の存在に加えて、物体の運動状態を乗員に容易に認識させることができ、車両の走行安全性を向上させることができる。
【００１０】
さらに、請求項４に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記推定手段は前記物体の移動速度を推定可能であり、前記所定画像の大きさは前記物体の移動速度に応じて変化することを特徴としている。
【００１１】
上記の車両の走行安全装置によれば、自車両との接触または衝突が生じる可能性がある物体の存在に加えて、物体の運動状態を乗員に容易に認識させることができ、車両の走行安全性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の車両の走行安全装置によれば、例えば周囲の明るさ等に応じて各種の表示画面に対する乗員の視認による認識能力が変化する場合であっても、所定画像の出力を乗員に容易に認識させることができ、自車両との接触または衝突が生じる可能性がある物体の存在を的確に認識させることができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、所定画像の出力を、より一層、的確に乗員に認識させることができ、自車両との接触または衝突が生じる可能性がある物体の存在を容易に把握させることができる。
【００１３】
さらに、請求項３または請求項４に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、自車両との接触または衝突が生じる可能性がある物体の存在に加えて、物体の運動状態を乗員に容易に認識させることができ、車両の走行安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両の走行安全装置１０は、例えば図１に示すように、眼球センサ１１と、外界センサ１２と、通信装置１３と、車両状態センサ１４と、網膜投影装置１５と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１６とを備えて構成されている。
【００１５】
眼球センサ１１は、例えば図２および図３に示すように、車室内のルームミラーから運転者側にずれた位置等の少なくとも運転者の眼球を撮像可能な位置に設けられ、例えば可視光領域や赤外線領域にて撮像可能なＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等からなる眼球用カメラ１１ａと眼球画像処理部１１ｂとを備えて構成されている。
この眼球用カメラ１１ａは、例えば可視光領域で撮像可能であれば、乗員の顔や眼球から反射された可視光を撮像し、例えば赤外線領域で撮像可能であれば、適宜の赤外線投光器（図示略）から運転者の眼球に向けて照射された赤外線の反射を撮像する。
眼球画像処理部１１ｂは、眼球用カメラ１１ａの撮像により得られた可視光画像または赤外線画像に対して、例えばフィルタリングや二値化処理等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像データを生成してＥＣＵ１６へ出力する。
【００１６】
外界センサ１２は、例えば可視光領域や赤外線領域にて撮像可能なＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等からなるカメラ１２ａおよび画像処理部１２ｂと、例えばレーザ光やミリ波等のレーダ１２ｃおよびレーダ制御部１２ｄとを備えて構成されている。
カメラ１２ａは、例えばフロントウィンドウの車室内側でルームミラー近傍の位置に配置され、フロントウィンドウ越しに自車両の進行方向前方の所定検知範囲の外界を撮影する。
画像処理部１２ｂは、カメラ１２ａにより撮影して得た画像に対して、例えばフィルタリングや二値化処理等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像データを生成してＥＣＵ１６へ出力する。
【００１７】
レーダ１２ｃは、例えば自車両のボディのノーズ部や車室内のフロントウィンド近傍等に配置され、ＥＣＵ１６からレーダ制御部１２ｄへ入力される制御指令に応じたレーダ制御部１２ｄの制御により、レーザ光やミリ波等の発信信号を適宜の検知方向（例えば、自車両の進行方向前方等）に向けて発信すると共に、この発信信号が自車両の外部の物体によって反射されることで生じた反射信号を受信し、反射信号と発信信号とを混合してビート信号を生成してＥＣＵ１６へ出力する。
【００１８】
通信装置１３は、例えば車両のルーフ等に設けられたアンテナ１３ａを備え、外部の情報発信装置、例えば他車両に搭載された情報送受信装置等との通信により各種情報の送受信を行う。ここで、他車両から発信される情報のうち他車両の車両状態に係る情報は、例えば速度および位置に加えて、ヨー角（車両重心の上下方向軸回りの回転角度）や操舵角（運転者が入力した操舵角度の方向と大きさ）や、方向指示器やブレーキのオン／オフ状態等である。
【００１９】
車両状態センサ１４は、自車両の車両状態として、例えば自車両の速度（車速）を検出する車速センサや、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号等の測位信号や自車両の外部の情報発信装置から発信される位置信号等、さらには、適宜のジャイロセンサや加速度センサ等の検出結果に基づいて自車両の現在位置や進行方向を検出する位置センサや、ヨー角やヨーレート（車両重心の上下方向軸回りの回転角速度）や操舵角を検出する各センサや、方向指示器やブレーキのオン／オフ状態を検知する各センサ等を備えて構成されている。
【００２０】
網膜投影装置１５は、眼球センサ１１から出力される画像データに基づくＥＣＵ１６の制御により、所定の警報画像を運転者の網膜に投射する。
【００２１】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）１６は、例えば物体検知部２１と、衝突判定部２２と、視線検知部２３と、投影制御部２４とを備えて構成されている。
物体検知部２１は、例えば通信装置１３を介して取得した他車両の車両情報や外界センサ１２により検知された他車両の位置情報に基づき他車両の進行軌跡を予測する。
また、物体検知部２１は、例えば外界センサ１２から入力されるビート信号の周波数ｆ（ビート周波数）に基づき所定の検知エリア内の他車両や物体までの相対距離を算出すると共に、他車両や物体の相対位置の時間変化に基づき他車両や物体の移動状態（例えば、移動速度や移動方向等）を算出する。
また、物体検知部２１は、例えば外界センサ１２から入力される画像データに基づき自車両の外部に存在する他車両や物体の位置を検知すると共に、他車両や物体の位置の時間変化に基づき他車両や物体の移動状態（例えば、移動速度や移動方向等）を算出する。
【００２２】
衝突判定部２２は、車両状態センサ１４から出力される自車両の車両状態の検出信号、例えば操舵角センサにより検出される操舵角やジャイロセンサにより検出されるヨーレートと、車速センサにより検出される速度とに基づき、自車両の走行軌跡を予測する。
そして、衝突判定部２２は、物体検知部２１から入力される他車両の進行軌跡あるいは物体の位置および移動状態に基づき、自車両の外部の他車両または物体の危険度、例えば自車両の走行の支障となる可能性や、例えば自車両と他車両または物体との接触や衝突が発生する可能性等を判定し、判定結果を投影制御部２４へ出力する。
【００２３】
視線検知部２３は、眼球センサ１１から入力される画像データに対して、先ず、運転者の顔や眼球を検知対象物とした所定の認識処理を行い、この認識結果に基づき、運転者の眼球の位置および運転者の視線ベクトル（視線方向）および視線の対象位置を検知する。
【００２４】
投影制御部２４は、衝突判定部２２により判定される自車両の外部の他車両または物体の危険度と、視線検知部２３により検知される運転者の眼球の位置および視線ベクトル（視線方向）および視線の対象位置とに応じて、例えば衝突判定部２２により自車両との接触または衝突が生じる可能性があると判定された他車両または物体を、自車両の運転者が目視した際に、他車両または物体の位置もしくは該位置近傍に重畳するようにして、所定の警報画像を網膜投影装置１５により運転者の網膜に投射させる。
【００２５】
投影制御部２４は、警報画像が投射される運転者の網膜の位置（投射位置）を設定する際に、例えば図３および図４に示すように、運転者の網膜上に警報画像を投射したときに、警報画像が運転者の視線Ｑ上に設定された所定の仮想画像平面ＶＤ上に表示されていると、運転者により認識されるように設定する。このとき、投影制御部２４は、例えば図５に示すように、運転者の左右の眼球のうち、利き目（例えば、右眼）の方を眼球位置Ｃとして、例えば図４に示すように、この眼球位置Ｃが変化（例えば、眼球位置Ｃ１からＣ２へと変化）した場合には、眼球位置Ｃの変化状態（Ｃ２−Ｃ１）を、眼球位置Ｃから適宜の距離Ｂだけ離間した位置において警報画像を仮想的に含む画像座標（つまり所定の仮想画像平面ＶＤ）上の表示位置の変化（例えば、表示位置Ｄ１からＤ２への変化）の変化状態（Ｄ２−Ｄ１）へと変換し、仮想的に所定の仮想画像平面ＶＤ上に表示される警報画像が、運転者から見て眼球位置Ｃから適宜の距離Ａ（例えば、Ａ＞Ｂ）だけ離間した位置である運転者の視線の対象位置Ｏもしくは該対象位置Ｏ近傍に重畳するように設定する。
【００２６】
なお、運転者の視線の対象位置Ｏは、例えば運転者が車両の外界を直接に視認した際の実際の他車両や物体等の位置であってもよいし、例えば外界センサ１２の検出結果が表示される適宜の表示画面上における他車両や物体等の画像の表示位置であってもよい。
なお、利き目については運転者の左右何れの目が利き目であるかを車両の走行安全装置１０に予め登録しておくようにする。この場合、例えば、本装置の作動および非作動を切り替えるスイッチを設け、このスイッチを長押しする等の所定の入力操作で利き目を登録するようにしてもよい。
【００２７】
本実施の形態による車両の走行安全装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両の走行安全装置１０の動作について説明する。
【００２８】
先ず、例えば図６に示すステップＳ０１においては、通信装置１３を介した他車両との車車間通信により、他車両の車両状態、例えば速度および位置およびヨー角および操舵角および方向指示器やブレーキのオン／オフ状態等を取得する。
次に、ステップＳ０２においては、外界センサ１２から出力される検出信号、例えばカメラ１２ａによる画像データまたはレーダ１２ｃによるビート信号を取得する。
【００２９】
次に、ステップＳ０３においては、車両状態センサ１４から出力される自車両の車両状態の検出信号（例えば、舵角やヨーレートと速度との検出信号）に基づき、自車両の走行軌跡、例えば自車両の重心位置に対する線状の移動軌跡を中心として自車両の車幅相当の幅を有する帯状領域を予測する。
次に、ステップＳ０４においては、受信した他車両の車両情報に基づく他車両の進行軌跡、あるいは、外界センサ１２から出力される検出信号に基づく物体の位置および移動状態（例えば、移動速度や移動方向等）を予測する。
次に、ステップＳ０５においては、自車両の進行軌跡と、他車両の進行軌跡あるいは物体の位置および移動状態とに基づき、自車両の外部の他車両または物体の危険度、例えば自車両と他車両または物体との接触や衝突が発生する可能性を判定する。
【００３０】
そして、ステップＳ０６においては、自車両と他車両または物体との接触や衝突が発生する可能性が有るか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０１に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
そして、ステップＳ０７においては、眼球センサ１１から入力される画像データに基づき、運転者の眼球の位置および運転者の視線ベクトル（視線方向）および視線の対象位置を検知する。
【００３１】
そして、ステップＳ０８においては、運転者の網膜上に警報画像を投射したときに、警報画像が、運転者の視線Ｑ上に設定された所定の仮想画像平面ＶＤ上に表示され、かつ、運転者が目視する他車両または物体の位置もしくは該位置近傍に重畳していると、運転者により仮想的に認識されるようにして、警報画像が投射される運転者の網膜上の位置（投射位置）を設定する。
そして、ステップＳ０９においては、運転者が目視する他車両または物体、例えば図２に示す他車両ＶＡ等の位置もしくは該位置近傍に重畳するようにして、所定の警報画像、例えば他車両ＶＡの存在を点滅により通知する星形マークの画像Ｐａおよび他車両ＶＡの移動方向および速度の大きさを通知する矢印マークの画像Ｐｂ等を、運転者の網膜上の投射位置に投射し、一連の処理を終了する。
なお、運転者が目視する他車両または物体の移動方向および速度の大きさを通知する矢印マークの画像Ｐｂは、例えば図７（ａ）に示すように、他車両ＶＡが加速状態あるいは高速状態であれば相対的に長くかつ大きな矢印となり、例えば図７（ｂ）に示すように、他車両ＶＡが減速状態あるいは低速状態であれば相対的に短くかつ小さな矢印となるように設定されている。
【００３２】
上述したように、本実施の形態による車両の走行安全装置１０によれば、自車両との接触または衝突が生じる可能性がある物体に重畳するようにして、網膜投影装置１５により運転者の網膜に所定の警報画像が投射されることから、例えば周囲の明るさ等に応じて各種の表示画面に対する運転者の視認による認識能力が変化する場合であっても、警報画像の出力を運転者に容易に認識させることができ、自車両との接触または衝突が生じる可能性がある物体の存在を的確に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両の走行安全装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両の走行安全装置を搭載した車両の車室内を後部から前部に向かい見た図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る車両の走行安全装置の眼球センサおよび外界センサのカメラおよび網膜投影装置の配置位置の一例を示す図である。
【図４】運転者の眼球位置Ｃの変化状態（Ｃ２−Ｃ１）を、所定の仮想画像平面ＶＤ上の警報画像の表示位置の変化の変化状態（Ｄ２−Ｄ１）へと変換する状態の一例を示す図である。
【図５】運転者の眼球位置Ｃの一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る車両の走行安全装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、他車両ＶＡの移動方向および速度に応じて変化する矢印マークの画像Ｐｂの各一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  車両の走行安全装置
１２  外界センサ（物体検出手段）
１３  通信装置（物体検出手段）
１５  網膜投影装置（投射手段）
２２  衝突判定部（推定手段）
２３  視線検知部（位置検知手段）
２４  投影制御部（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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