(57)【要約】【課題】障害物となる物体を視覚的に確実に認識させる。【解決手段】撮像装置１１の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲Ｆ１となる路面を基準とし、基準となる路面を通り越した位置を照射位置ＩＲとして照射光を照射する照射装置１２と、撮像装置１１によって撮像された撮像画像を画像変換処理することで、撮像装置１１とは異なる仮想視点から撮像した視点変換画像を生成する画像処理装置１３と、視点変換画像を表示する画像表示装置１４とを備えることで実現する。【選択図】図２
2008059159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された撮像装置により車両周囲を撮像した画像を表示して、運転者の視界を補助する車両用運転支援装置であって、
前記撮像装置の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲となる路面を基準とし、前記基準となる路面を通り越した位置を照射位置として照射光を照射する照射手段と、
前記撮像装置によって撮像された撮像画像を画像変換処理することで、前記撮像装置とは異なる仮想視点から撮像した視点変換画像を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって生成された視点変換画像を表示する表示手段とを備えること
を特徴とする車両用運転支援装置。
【請求項２】
前記照射手段は、前記車両の車体の最下部の周囲に複数設置され、
前記照射光が、前記車両の外側へ向けて前記照射位置に照射されるように照射方向を規定すること
を特徴とする請求項１記載の車両用運転支援装置。
【請求項３】
前記照射手段は、前記車両の車体の最下部の周囲に複数設置され、
前記照射光が、前記車体の下に形成される空間を通過して前記照射位置に照射されるように照射方向を規定すること
を特徴とする請求項１記載の車両用運転支援装置。
【請求項４】
前記照射手段から照射される照射光は、前記撮像装置の画角内に侵入した物体の画角内侵入領域全面に前記照射光が照射されるように、車両の高さ方向である上方への拡散度合いを大きくする配光制御がなされていること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用運転支援装置。
【請求項５】
前記照射手段から照射される照射光は、前記撮像装置の画角内の前記車両から最も遠い位置に存在する物体へと照射した際の照射面積が最大となるような配光制御がなされていること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用運転支援装置。
【請求項６】
前記照射手段から照射される照射光を赤外領域の波長成分を有する光とし、
前記撮像装置は、前記赤外領域の波長成分の光を感知すること
を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両用運転支援装置。
【請求項７】
前記画像処理手段は、前記照射手段によって照射光を照射された箇所を強調するように画像処理すること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車両用運転支援装置。
【請求項８】
車両に搭載された撮像装置により車両周囲を撮像した画像を表示して、運転者の視界を補助する車両用運転支援装置の運転支援方法であって、
前記撮像装置の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲となる路面を基準とし、前記基準となる路面を通り越した位置を照射位置として照射光を照射する照射工程と、
前記撮像装置によって撮像された撮像画像を画像変換処理することで、前記撮像装置とは異なる仮想視点から撮像した視点変換画像を生成する画像処理工程と、
前記画像処理工程によって生成された視点変換画像を表示する表示工程とを備えること
を特徴とする運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置で撮像された撮像画像を画像変換処理することで仮想視点から撮像した撮像画像を生成して表示し、運転者の視界を補助する車両用運転支援装置及び運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されたカメラ装置により運転者から死角となる車両周囲状況を撮像して車両内モニタに表示させて運転者の視界を補助し、運転支援を行うことができるビューモニタシステムが考案、実施されている。このようなビューモニタシステムにおいて、車両に搭載された複数のカメラ装置で撮像された撮像画像を画像処理することで、任意の視点から撮像された画像を生成し、運転者にとって死角となる領域の認識をさらに高めることができる手法が考案されている。
【０００３】
特に、車両の所定の位置に設置されたカメラ装置にて撮像した画像に画像変換処理を施すことで、対象物を高所から見下ろすように仮想的に配置された仮想カメラによってあたかも撮像されたかのような俯瞰画像を生成して運転者に提示する手法は、車両と障害物との関係を明確に運転者に示すことができるため非常に効果的である。
【０００４】
ところが、このように生成され表示される俯瞰画像は、画像処理による限界から、視認する運転者などにとって違和感のある画像として認識される場合がある。そこで、このような問題を解決するために、画像処理により俯瞰画像を生成するとともに俯瞰画像中の障害物画像に対してマスキング処理を施すことで歪みなどの違和感を除去し、運転者の視認性を向上させた手法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２１３４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１で開示されている手法では、障害物を画像処理によって検出するため、特徴点の抽出、エッジ検出といった様々な画像処理技術を駆使することになり、複雑な画像処理アルゴリズムの実行を要求されるため所望の画像を運転者に提示するまでに大幅な遅延を伴ってしまうといった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、簡便な構成に基づく簡便な手法により、障害物となる物体を視覚的に確実に認識させることができる画像を遅延することなく提示することで、運転者の運転を支援することができる車両用運転支援装置及び運転支援方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用運転支援装置は、車両に搭載された撮像装置により車両周囲を撮像した画像を表示して、運転者の視界を補助する車両用運転支援装置であって、前記撮像装置の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲となる路面を基準とし、前記基準となる路面を通り越した位置を照射位置として照射光を照射する。そして、前記撮像装置によって撮像された撮像画像を画像変換処理することで、前記撮像装置とは異なる仮想視点から撮像した視点変換画像を生成し、生成された視点変換画像を表示することにより、上述の課題を解決する。
【０００８】
また、本発明の運転支援方法は、車両に搭載された撮像装置により車両周囲を撮像した画像を表示して、運転者の視界を補助する車両用運転支援装置の運転支援方法であって、前記撮像装置の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲となる路面を基準とし、前記基準となる路面を通り越した位置を照射位置として照射光を照射する。そして、前記撮像装置によって撮像された撮像画像を画像変換処理することで、前記撮像装置とは異なる仮想視点から撮像した視点変換画像を生成し、生成された視点変換画像を表示することにより、上述の課題を解決する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡便な構成に基づく簡便な手法により、障害物となる物体を視覚的に確実に認識させることができる画像を遅延することなく速やかに提示することで、運転者の運転を良好に支援することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
［車両用運転支援装置１の構成］
まず、図１を用いて、本発明の実施の形態として示す車両用運転支援装置１について説明をする。図１に示すように、車両用運転支援装置１は、撮像装置１１と、照射装置１２と、画像処理装置１３と、画像処理装置１３にて所定の画像処理を施された画像を出力表示する画像表示装置１４と、利用者からの画像提示などの要求を入力する入力装置１５と、当該車両用運転支援装置１を統括的に制御する制御部１６とを備える。この車両用運転支援装置１は、図２に示すような車両５０に搭載され、例えば、撮像装置１１で運転者から死角となる車両５０の周囲領域を撮像し、撮像した画像を運転者に提示することで運転者の視界を補助し車両の運転を支援することができる。
【００１２】
図２に示すように、この車両用運転支援装置１は、実際のカメラ（以下、実カメラと呼ぶ。）である撮像装置１１で撮像された画像に画像処理を施すことで、あたかも仮想カメラＩＭで撮像されたような俯瞰画像を生成することができる。
【００１３】
図２における撮像装置１１は、実カメラと仮想カメラＩＭとの関係を説明するために模式的に示したものであり、実際の大きさ、取り付け位置を示すものではない。実際には、撮像装置１１は、非常に小型形状であり、車両５０の車体からはみ出ることなく、車両５０内に複数設置、又は車体などに組み込まれるようにして複数設置される。
【００１４】
図２では、仮想カメラＩＭの位置を俯瞰画像を取得することができるような位置に設定しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、任意の視点方向を仮想視点として、この仮想視点から撮像した画像を生成することができる。
【００１５】
撮像装置１１は、要求される車両５０の周囲環境を撮像するためのカメラ装置であり車両５０に複数設置される。撮像装置１１は、撮像素子として、例えば、小型で高画質の画像を撮像することができるＣＣＤ（Charge Coupled Devices）などを用いている。撮像装置１１で撮像された画像は、電気信号として画像処理装置１３に出力される。
【００１６】
撮像装置１１の撮像方向は、車両５０に近付いた場合に、接触したり進行を妨げてしまう障害物となる物体を事前に撮像することができるような方向に決められている。したがって、車両５０の車高よりも高い領域ではなく、車高以下の領域を撮像することができるように撮像方向が決められている。したがって、図２に示す撮像装置１１の画角内に上述したような障害物となる物体が何も存在しない場合、撮像装置１１は、車両５０の周囲の路面ＲＳを撮像範囲Ｆ１として撮像することになる。
【００１７】
照射装置１２は、光源として、高輝度、低消費電力、高寿命である、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などを備えており、車両５０の所定の位置に固定的に設置される。図２に示すように、照射装置１２は、車両５０の車体の最下部に、車両の外側へ向けて照射光が照射されるように設置される。照射装置１２は、例えば、図３に示すように、車両のドア部５２の下方にある車体のサイドボディ側のフレーム部５１に埋め込ませたり、フロントバンパ５３、リアバンパ５４などの下方に設けたり、車両５０の周囲を囲むように設置される。
【００１８】
図２に示すように、照射装置１２は、障害物となる物体が存在しない状態で、撮像装置１１によって撮像される車両周囲の路面ＲＳの撮像範囲Ｆ１を基準とし、この基準となる路面ＲＳを撮像した撮像範囲Ｆ１の外側に位置する路面上の照射位置ＩＲに対して照射光を照射するように設置される。したがって、照射装置１２から照射される照射光は、撮像範囲Ｆ１を通り越した位置にある照射位置ＩＲにめがけて照射されることになる。
【００１９】
照射装置１２から照射光を照射する照射位置ＩＲは、撮像範囲Ｆ１に対して限りなく近付くことはあっても重なることがないようにする。つまり、撮像範囲Ｆ１の路面ＲＳに対して照射光を照射しないようにする。
【００２０】
このように、照射装置１２から照射する照射光の照射方向を規定すると、車両５０へと近付き、撮像装置１１の画角内に侵入してきた物体に対して照射装置１２から照射された照射光を照射することができる。
【００２１】
これにより、車両５０へと近付き、障害物となる可能性のある高さを有する物体に対して確実に照射光を照射することができるため、撮像装置１１で撮像された画像において、物体の存在を背景の画像に較べて明確に際立たせることができる。したがって、画像表示装置１４を介して表示される画像を視認した運転者に障害物となる物体の存在を確実に認識させることができる。
【００２２】
続いて、図４、図５、図６を用いて、照射装置１２の具体的な構成例について説明する。なお、以下において、車両５０のサイドボディ側に照射装置１２を設置する場合についてのみ説明をするが、図３に示したフロントバンパ５３、リアバンパ５４に照射装置１２を設置する場合も全く同様の構成とすることができる。
【００２３】
図４（ａ）は、図３に示す車両５０を矢印Ａ方向から見た様子を示した図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＩ−Ｉ線で切断した様子を示した図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）に示すII−II線で切断した様子を示した図である。
【００２４】
図４（ｂ）に示すように、照射装置１２は、フレーム部５１をくり抜くように形成した領域内に内蔵することで、車両５０の車体の最下部に設置される。
【００２５】
図４（ｂ），（ｃ）に示すように照射装置１２は、光の出射方向を鉛直上方となるようにフレーム部５１内部に設置された光源である発光ダイオード３１と、発光ダイオード３１で発光された光を反射により集光するよう光学設計されたリフレクタ筐体３２Ａと、リフレクタ筐体３２Ａで反射された指向性の強い光を拡散して均一にする拡散板３３と、照射装置１２の内部を保護するとともに拡散板３３で拡散された光を外部へと出射する透明部材３４とを備えている。透明部材３４としては、光学的に単に透過する部材だけでなく、レンズなどを採用するようにしてもよい。
【００２６】
図５（ａ）は、図３に示す車両５０を矢印Ａ方向から見た様子を示した図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＩ−Ｉ線で切断した様子を示した図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すII−II線で切断した様子を示した図である。
【００２７】
図５（ｂ），（ｃ）に示すように照射装置１２は、光の出射方向を車両５０のサイドボディを形成する面と略垂直となるようにフレーム部５１内部に設置された光源である発光ダイオード３１と、発光ダイオード３１の出射方向を覆うように設置され、発光ダイオード３１で発光された指向性の強い光を拡散して均一にする拡散レンズ３５と、拡散レンズ３５を介して出射された光の一部を反射して透明部材３４へと導光するよう光学設計されたリフレクタ筐体３２Ｂと、照射装置１２の内部を保護するとともに拡散レンズ３５を介して出射された光を外部へと出射する透明部材３４とを備えている。透明部材３４としては、光学的に単に透過する部材だけでなく、レンズなどを採用するようにしてもよい。
【００２８】
図６（ａ）は、図３に示す車両５０を矢印Ａ方向から見た様子を示した図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＩ−Ｉ線で切断した様子を示した図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）に示すII−II線で切断した様子を示した図である。
【００２９】
図６（ｂ），（ｃ）に示すように照射装置１２は、光の出射方向を鉛直上方となるようにフレーム部５１内部に設置された光源である発光ダイオード３１と、発光ダイオード３１で発光された指向性の強い光を均一となるように拡散しながら導光するよう光学設計されたリフレクタ筐体３２Ｃと、出射された光を外部へと出射する透明部材３４とを備えている。透明部材３４としては、光学的に単に透過する部材だけでなく、レンズなどを採用するようにしてもよい。
【００３０】
図４、図５、図６に示した照射装置１２の構成は、一例であって、本発明を限定するものではない。したがって、図２を用いて説明した照射光の照射位置ＩＲの条件を満たす範囲で様々な光学的な構造を採用することができる。このとき、隣り合う発光ダイオード３１同士の照度が均一となるような光学設計がなされることが望ましい。
【００３１】
また、照射装置１２を、車両５０の車体のフレーム部５１に直接内蔵させて設置することに替えて、フレーム部５１に後付けされ泥や小石避けのプロテクタとして機能するサイドシルプロテクタや、同じくフレーム部５１に後付けされるエアロパーツなどの装備品に内蔵させて、車両の車体の最下部に設置するようにしてもよい。
【００３２】
画像処理装置１３は、撮像装置１１で撮像された画像を用いて俯瞰画像といった視点変換された画像を生成するためのハードウェア論理を搭載している。このような機能を実現する画像処理装置１３は、画像処理のコアとなるＤＳＰ（Digital Signal Processor）を搭載し、特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）として設計したり、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）にて実現することができる。画像処理装置１３は、このような視点変換を実現する画像処理のみを実行するため、非常に高速な画像演算処理を実現することができる。
【００３３】
入力装置１５は、車両用運転支援装置１の入力部であり、運転者からの画像提示などの要求や、各機能を利用する際のコマンドなどを入力することができる。入力装置１５は、例えば、キーボード、画像表示装置１４と組み合わせて使用されるタッチパネル、マウス、ポインティングデバイスなどの各種入力デバイスを用いることができる。また、入力装置１５は、車両用運転支援装置１を遠隔操作するリモートコントローラなどであってもよい。
【００３４】
入力装置１５のうち、画像処理装置１３に対する処理要求である視点変換画像の提示要求を入力する入力機能を、変速装置（トランスミッション）のギアの組み合わせを変えるシフトレバーと連動させるようにしてもよい。視点変換された画像は、車両を駐停車させる場面、特に車両を後方走行させる際に要求されることが多いと推定できる。したがって、シフトレバーを“Ｒ（リバース）”の位置に切り替えたことに応じて、視点変換画像の提示要求が入力されるようにすることで、画像表示装置１４から視点変換された画像を自動的に提示して、運転者の視界を補助することができる。
【００３５】
また、入力装置１５は、車両用運転支援装置１に音声認識機能を設けた際には、音声入力装置であってもよく、音声入力により車両用運転支援装置１を操作することもできる。
【００３６】
画像表示装置１４は、制御部１６の制御に応じて、画像処理装置１３で生成された視点変換画像を表示して運転者に提示する表示部である。画像表示装置１４は、例えば、比較的インチサイズが小さく薄型の液晶ディスプレイなどであり、ユーザから視認し易い位置、主に運転者に視認し易い位置に設置される。また、画像表示装置１４の表示パネルは、上述した入力装置１５の機能を組み合わせたタッチパネルとなっていてもよい。
【００３７】
［車両用運転支援装置１の処理動作］
続いて、図７に示すフローチャートを用いて、車両用運転支援装置１の処理動作について説明をする。
【００３８】
ステップＳ１において、制御部１６は、運転者による入力装置１５の操作により、視点変換画像の提示要求がなされたかどうかを判断する。制御部１６は、視点変換画像の提示要求がなされた場合はステップＳ２へと処理を進める一方、提示要求がなされていない場合は、提示要求の入力待機状態となる。
【００３９】
ステップＳ２において、制御部１６は、照射装置１２を制御して照射光の照射を開始する。
【００４０】
ステップＳ３において、制御部１６は、撮像装置１１を制御して、撮像された画像を画像処理装置１３に転送する。
【００４１】
例えば、車両５０と障害物Ｈｚとが、図８に示すような位置関係にある場合に、ステップＳ１において視点変換画像の提示が要求されたとする。図８（ａ）は、車両５０を上方から俯瞰した際に見ることができる障害物Ｈｚとの位置関係示した図であり、図８（ｂ）は、車両５０を水平後方から視認した際に見ることができる障害物Ｈｚとの位置関係を示した図である。
【００４２】
ステップＳ４において、画像処理装置１３は、撮像装置１１から転送された画像を用いて視点変換処理を実行し、視点を変換させた視点変換画像（例えば、俯瞰画像）を生成する。
【００４３】
ステップＳ５において、制御部１６は、画像処理装置１３で生成された視点変換画像を画像表示装置１４に転送する。
【００４４】
ステップＳ６において、制御部１６は、画像処理装置１３で生成され転送された視点変換画像を画像表示装置１４に表示させるよう表示制御する。
【００４５】
例えば、車両５０と障害物Ｈｚとが、図８に示すような位置関係にあり、図９（ａ）に示すように撮像装置１１の画角外に障害物Ｈｚが存在しているとする。このとき、照射装置１２からは、図９（ａ）に示すように撮像範囲Ｆ１の外側に位置する路面ＲＳ上の照射位置ＩＲに照射光が照射されている。
【００４６】
したがって、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３により視点変換された視点変換画像は、図９（ｂ）に示すように画像表示装置１４の表示画面１４ａ上に表示される。図９（ｂ）に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両５０をあたかも真上に存在する仮想カメラＩＭで撮像したかのような画像となり、撮像装置１１の画角外に存在する障害物Ｈｚは映し出されていない。
【００４７】
また、車両５０と障害物Ｈｚとが、図８に示すような位置関係にあり、図１０（ａ）に示すように撮像装置１１の画角内に障害物Ｈｚが存在しているとする。このとき、照射装置１２からは、撮像範囲Ｆ１の外側に位置する路面ＲＳ上の照射位置ＩＲに向けて照射光が照射されているため、図１０（ａ）に示すように、撮像装置１１の画角内に存在する障害物Ｈｚに照射光が照射されることになる。
【００４８】
したがって、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３により視点変換された視点変換画像は、図１０（ｂ）に示すように画像表示装置１４の表示画面１４ａ上に表示される。図１０（ｂ）に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両５０をあたかも真上に存在する仮想カメラＩＭで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置１１の画角内に存在し、照射装置１２による照射光が照射された（照射領域ＲＦ）ことで、背景画像と区別された障害物Ｈｚを明確に映し出している。
【００４９】
また、車両５０と障害物Ｈｚとが、図８に示すような位置関係にあり、図１１（ａ）に示すように撮像装置１１の画角内に、図１０（ａ）の状態より、さらに車両５０に近付くようにして障害物Ｈｚが存在しているとする。この場合も、図１１（ａ）に示すように、撮像装置１１の画角内に存在する障害物Ｈｚに、照射装置１２から照射光が照射されることになる。
【００５０】
したがって、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３により視点変換された視点変換画像は、図１１（ｂ）に示すように画像表示装置１４の表示画面１４ａ上に表示される。図１１（ｂ）に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両５０をあたかも真上に存在する仮想カメラＩＭで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置１１の画角内に存在し、照射装置１２による照射光が照射された（照射領域ＲＦ）ことで、背景画像と区別された障害物Ｈｚを明確に映し出している。
【００５１】
ところで、車両５０と障害物Ｈｚとが、上述した場合と同様に図８に示すような関係にあり、撮像装置１１の画角外に障害物Ｈｚが存在している場合に、図１２（ａ）に示すように、照射装置１２から照射される照射光が、撮像装置１１の撮像範囲Ｆ１の内側に位置する路面ＲＳ上の照射位置ＩＲｘに向けて照射されたとする。
【００５２】
このような場合、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３により視点変換された視点変換画像は、図１２（ｂ）に示すように、画像表示装置１４の表示画面１４ａ上に表示される。図１２（ｂ）に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両５０をあたかも真上に存在する仮想カメラＩＭで撮像したかのような画像となる。
【００５３】
しかしながら、図１２（ｂ）に示すように、障害物Ｈｚが、撮像装置１１の画角内に存在していないにも拘わらず、照射装置１２によって照射された照射光が撮像範囲Ｆ１上を照射していることから、照射光の照射されていない領域とで生じるコントラストにより、なんらかの障害物が存在しているかのような表示画像となってしまう。
【００５４】
このような表示画像を視認した運転者は、車両５０の周囲領域に障害物が存在していなのにも拘わらず障害物が存在していると認識し、無駄に回避行動をとってしまう可能性があるといった問題がある。
【００５５】
つまり、撮像装置１１の画角内に障害物が侵入した場合にのみ障害物に対して照射光を照射させるためには、図２を用いて説明したように、障害物となる物体が存在しない状態で、撮像装置１１によって撮像される車両周囲の路面ＲＳの撮像範囲Ｆ１を基準とし、この基準となる路面ＲＳを撮像した撮像範囲Ｆ１の外側である、撮像範囲Ｆ１を通り越した路面上の照射位置ＩＲに対して照射光を照射するように照射装置１２を設置することが必要となる。
【００５６】
再び、図７に示すフローチャートに戻り、車両用運転支援装置１の処理動作についての説明を続ける。
【００５７】
ステップＳ７において、制御部１６は、運転者によって入力装置１５を介して視点変換画像の提示要求がまだなされているかどうかを判断する。制御部１６は、視点変換画像の提示要求がなされている場合には、ステップＳ３へと処理を戻し、視点変換画像処理を継続して実行する。また、制御部１６は、視点変換画像の提示要求が解除された場合は、ステップＳ８へと処理を進める。
【００５８】
ステップＳ８において、制御部１６は、照射装置１２を制御して、照射光の照射を停止させる。
【００５９】
このような処理を実行することで、車両用運転支援装置１は、車両５０に搭載された撮像装置１１で撮像された画像を視点変換した視点変換画像を画像表示装置１４に表示させることができる。運転者は、画像表示装置１４に表示される視点変換画像を視認することで、車両５０の周囲領域の様子を認識することができる。このとき、撮像装置１１の画角内に物体が存在すると、照射装置１２によって照射された照射光が確実に物体に照射されるため、背景領域と明確に区別され、障害物となる物体の位置を明確に認識させることができる視点変換画像を画像表示装置１４に表示させ提示することができる。
【００６０】
［照射装置１２の車体の高さ方向に対する設置位置］
図２を用いて説明したように、照射装置１２は、車両５０の車体の最下部に、車両５０の外側へ向けて照射光が照射されるように設置される。
【００６１】
例えば、図１３（ａ）に示すように、車両５０の車体の高さ方向の中間位置に照射装置１２を、車両５０の外側へ向けて照射光が照射されるように設置した場合、車両５０の車高と同程度の高さを有する障害物Ｈｚ１に対しては、撮像装置１１の画角内に侵入したとしても照射光を照射することができるのに対し、照射装置１２の設置位置よりも低い障害物Ｈｚ２に対しては、撮像装置１１の画角内に侵入したとしても照射光を照射することができない。
【００６２】
これに対し、図１３（ｂ）に示すように、車両５０の車体の最下部に、車両５０の外側へ向けて照射光が照射されるように設置すると、障害物Ｈｚ１よりも低い障害物Ｈｚ２に対しても、照射装置１２からの照射光を確実に照射することができる。
【００６３】
ところが、図１３（ｂ）に示すように、車両５０の車体の最下部に設置した照射装置１２の設置位置よりも低い障害物Ｈｚ３に対しては、照射光の照射角θによっては、撮像装置１１の画角内に侵入した障害物Ｈｚ３に対して照射光を照射することができない場合がある。
【００６４】
このような、非常に低い障害物Ｈｚ３に対して照射光を照射するためには、図１３（ｂ）からも分かるように、路面ＲＳと照射光とのなす角αを小さくしてやればよい。車両５０の車体よりも低い位置に照射装置１２を設置すればするほど、この角αを小さくすることはできるが、撮像装置１１の画角内において、障害物Ｈｚ３が車両５０に近付けば近付くほど、照射光を照射することができなくなってしまう可能性が残ってしまう。
【００６５】
そこで、図１３（ｃ）に示すように、光源から出射された光が到達距離に応じて拡散することを利用して、照射装置１２の設置する位置を車両５０の車体の最下部としながら、照射光を照射する方向を、例えば１８０度回転させるようにする。これにより、照射装置１２から照射された照射光は、前輪、後輪の間の車体の下部に形成される空間を通過して、照射位置ＩＲに到達する。つまり、このように照射装置１２を設置することで、車両５０の車幅分だけ照射光の照射位置ＩＲまでの到達距離を稼ぐことができる。
【００６６】
したがって、図１３（ｃ）に示すように、路面ＲＳと照射光とのなす角βは、図１３（ｂ）に示す角αに対して、β＜αとなり、撮像装置１１の画角内において障害物Ｈｚ３が車両５０に近付いたとしても照射光を照射し続けることができる。
【００６７】
［照射光の配光制御］
上述したように照射装置１２の設置位置、照射光の照射方向を規定することで、撮像装置１１の画角内へと侵入した様々な高さの障害物に確実に照射光を照射することができる。
【００６８】
さらに、照射光の配光制御をすることで、様々な形状の障害物に対して、形状の特徴を把握することができるように照射光を照射することができる。図１４、図１５、図１６に示す障害物Ｈｚ４は、フラットな形状ではなく、車両５０に対向する面において形状変化した凸部Ｐを有している。
【００６９】
このような障害物Ｈｚ４に対して、図１４、図１５、図１６に示すように、照射装置１２から照射させる照射光の配光を上方の拡散度合いが大きくなるように配光制御した照射光を照射するようにすると、撮像装置１１の画角内に障害物Ｈｚ４が侵入してきた比較的早い段階で、障害物Ｈｚ４の形状が変化したポイントである凸部Ｐに対して照射光を照射することができる。
【００７０】
例えば、図１４（ａ）に示すように撮像装置１１の画角外に、障害物Ｈｚ４が存在しているとする。このとき、照射装置１２からは、図１４（ａ）に示すように撮像範囲Ｆ１の外側に位置する路面ＲＳ上の照射位置ＩＲに照射光が照射されている。
【００７１】
したがって、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３により視点変換された視点変換画像は、図１４（ｂ）に示すように画像表示装置１４の表示画面１４ａ上に表示される。図１４（ｂ）に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両５０をあたかも真上に存在する仮想カメラＩＭで撮像したかのような画像となり、撮像装置１１の画角外に存在する障害物Ｈｚ４は映し出されていない。
【００７２】
また、図１５（ａ）に示すように撮像装置１１の画角内に、障害物Ｈｚ４が存在しているとする。このとき、照射装置１２からは、撮像範囲Ｆ１の外側に位置する路面ＲＳ上の照射位置ＩＲに向けて照射光が照射されているため、図１５（ａ）に示すように、撮像装置１１の画角内に存在する障害物Ｈｚ４に照射光が照射されることになる。
【００７３】
したがって、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３により視点変換された視点変換画像は、図１５（ｂ）に示すように、画像表示装置１４の表示画面１４ａ上に表示される。図１５（ｂ）に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両５０をあたかも真上に存在する仮想カメラＩＭで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置１１の画角内に存在し、照射装置１２による照射光が照射された（照射領域ＲＦ）ことで、背景画像と区別された障害物Ｈｚ４を明確に映し出している。
【００７４】
また、図１６（ａ）に示すように撮像装置１１の画角内に、図１５（ａ）の状態より、さらに車両５０に近付くようにして障害物Ｈｚ４が存在しているとする。この場合も、図１６（ａ）に示すように、撮像装置１１の画角内に存在する障害物Ｈｚ４に、照射装置１２から照射光が照射されることになる。
【００７５】
したがって、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３により視点変換された視点変換画像は、図１６（ｂ）に示すように、画像表示装置１４の表示画面１４ａ上に表示される。図１６（ｂ）に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両５０をあたかも真上に存在する仮想カメラＩＭで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置１１の画角内に存在し、照射装置１２による照射光が照射された（照射領域ＲＦ）ことで、背景画像と区別された障害物Ｈｚ４を明確に映し出している。
【００７６】
このとき、障害物Ｈｚ４の凸部Ｐも撮像装置１１の画角内に侵入してきたため、凸部Ｐにも、照射装置１２からの照射光が照射されることになる。したがって、図１６（ｂ）に示すように、照射装置１２による照射光が照射された（照射領域ＲＦ）ことで、障害物Ｈｚ４における形状変化のポイントである車両５０側に突き出た凸部Ｐを明確に映し出すことができる。
【００７７】
このように、照射装置１２から照射される照射光の配光を上方の拡散度合いが大きくなるように配光制御、すなわち照射光の照射角θを極めて大きくすると、撮像装置１１の画角内に侵入した障害物となる物体の車両５０側に対向する面の形状を極めて早い段階で明確に認識させるような視点変換画像を運転者に提示することができる。
【００７８】
また、逆に、照射装置１２から照射される照射光の配光を拡散度合いが小さくなるように配光制御、すなわち照射光の照射角θを極めて小さくすると、撮像装置１１の画角内への侵入した障害物となる物体が、車両５０へと近付いているのか、遠ざかっているのかを照射された照射光の形状により把握することができる。
【００７９】
図１７、図１８、図１９に示すように、照射装置１２から照射させる照射光の配光を拡散度合いが小さくなるように配光制御する。
【００８０】
例えば、図１７（ａ）に示すように撮像装置１１の画角外に、障害物Ｈｚ５が存在しているとする。このとき、照射装置１２からは、図１７（ａ）に示すように撮像範囲Ｆ１の外側に位置する路面ＲＳ上の照射位置ＩＲに照射光が照射されている。
【００８１】
したがって、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３により視点変換された視点変換画像は、図１７（ｂ）に示すように、画像表示装置１４の表示画面１４ａ上に表示される。図１７（ｂ）に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両５０をあたかも真上に存在する仮想カメラＩＭで撮像したかのような画像となり、撮像装置１１の画角外に存在する障害物Ｈｚ５は映し出されていない。
【００８２】
また、図１８（ａ）に示すように撮像装置１１の画角内に、障害物Ｈｚ５が存在しているとする。このとき、照射装置１２からは、撮像範囲Ｆ１の外側に位置する路面ＲＳ上の照射位置ＩＲに向けて照射光が照射されているため、図１８（ａ）に示すように、撮像装置１１の画角内に存在する障害物Ｈｚ５に照射光が照射されることになる。
【００８３】
したがって、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３により視点変換された視点変換画像は、図１８（ｂ）に示すように、画像表示装置１４の表示画面１４ａ上に表示される。図１８（ｂ）に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両５０をあたかも真上に存在する仮想カメラＩＭで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置１１の画角内に存在し、照射装置１２による照射光が照射された（照射領域ＲＦ）ことで、背景画像と区別された障害物Ｈｚ５を明確に映し出している。
【００８４】
また、図１９（ａ）に示すように撮像装置１１の画角内に、図１８（ａ）の状態より、さらに車両５０に近付くようにして障害物Ｈｚ５が存在しているとする。この場合も、図１９（ａ）に示すように、撮像装置１１の画角内に存在する障害物Ｈｚ５に、照射装置１２から照射光が照射されることになる。上述したように照射装置１２から照射される照射光は、照射光の拡散度合いが小さくなるように照射角θを極めて小さくしているため、図１９（ａ）に示すように障害物Ｈｚ５が、車両５０に近付いてきた場合、障害物Ｈｚ５の車両５０と対向する面の一部領域にのみ照射光が照射されることになる。
【００８５】
したがって、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３により視点変換された視点変換画像は、図１９（ｂ）に示すように画像表示装置１４の表示画面１４ａ上に表示される。図１９（ｂ）に示すように、視点変換された俯瞰画像は、車両５０をあたかも真上に存在する仮想カメラＩＭで撮像したかのような画像となり、さらに、撮像装置１１の画角内に存在し、照射装置１２による照射光が照射された（照射領域ＲＦ）ことで、背景画像と区別された障害物Ｈｚ５を明確に映し出している。
【００８６】
このとき、図１９（ｂ）に示すように、障害物Ｈｚ５に照射された照射光の照射領域ＲＦは、図１８（ｂ）における照射光の照射領域と比較して幅が狭くなっているのが分かる。これは、照射装置１２から照射させる照射光の配光を拡散度合いが小さくなるように配光制御したことで、障害物Ｈｚ５の車両５０と対向する対向面の照射領域ＲＦの面積が、撮像装置１１の画角内へ侵入した時点、つまり、撮像装置１１の画角内において車両から最も遠い位置で最大となり、それ以後、車両５０へと近付くにつれ小さくなっていくためである。
【００８７】
つまり、運転者は、画像表示装置１４の表示画面１４ａに表示された視点変換画像において、障害物Ｈｚ５に照射された照射装置１２の照射光の照射領域ＲＦの面積の変化に基づき車両５０と障害物Ｈｚ５との位置関係を直感的に把握することができる。
【００８８】
［車両用運転支援装置１の別の構成］
次に、本発明の実施の形態として示す車両用運転支援装置１の別な構成について説明をする。上述した車両用運転支援装置１では、撮像装置１１で撮像され、画像処理装置１３で視点変換処理がなされた視点変換画像を画像表示装置１４に表示させた際に、良好に運転支援をすることができる。
【００８９】
このような車両用運転支援装置１において、撮像装置１１の撮像素子を可視光領域から赤外光領域までの波長領域の光を検出することができる撮像素子とし、照射装置１２の光源を可視光領域に加えて赤外光領域までの波長領域の光を出射することができるＬＥＤとすると、太陽光の強い昼間時であっても照射光が認識されるため、上述した運転支援を確実に実行することができるようになる。このような、照射装置１２で照射光として照射された赤外光は、撮像装置１１に備えられた撮像素子で感知される。したがって、撮像装置１１の画角内に侵入してきた障害物となる物体に照射された照射光は、撮像素子で感知され、画像表示装置１４に表示される画像に運転者が認識可能なように反映される。
【００９０】
このとき、画像処理装置１３は、上述したように撮像装置１１で撮像された撮像画像を視点変換した視点変換画像を生成するだけの機能を有するようにしてもよいが、赤外光を視覚化して画像表示装置１４に表示させる際に、さらに赤外光の照射箇所を強調表示するような処理を実行するようにしてもよい。この場合、赤外光が照射された検出の容易な画像領域をさらに強調させるだけであるので、極めて処理負荷の少ない画像処理で実現することができる。
【００９１】
このような画像処理装置１３による強調表示は、可視光領域の光にも適用することができる。画像処理装置１３は、照射装置１２から照射された照射光の照射箇所を検出して所定の画像処理を施し強調表示する。この場合、可視光が照射された検出の容易な画像領域をさらに強調させるだけであるので、極めて処理負荷の少ない画像処理で実現することができる。
【００９２】
［実施の形態の効果］
このように、本発明の実施の形態として示す車両用運転支援装置１は、撮像装置１１の画角内に障害物となる物体が存在しない状態で撮像範囲Ｆ１を基準とし、基準となる撮像範囲Ｆ１を通り越した位置を照射位置ＩＲとして照射装置１２より照射光を照射する。
【００９３】
これにより、撮像装置１１の画角内に物体が存在すると、照射装置１２によって照射された照射光が確実に物体に照射されるため、背景領域と明確に区別され、障害物となる物体の位置を明確に認識させることができる視点変換画像を画像表示装置１４に表示させユーザに提示することができる。
【００９４】
また、照射装置１２を車両５０の車体の最下部の周囲に複数設置し、照射光が、車両５０の外側へ向けて照射位置ＩＲに照射されるように照射方向を規定することで、設置位置よりも上方の障害物に対して確実に照射光を照射することができる。
【００９５】
これにより、背景領域と明確に区別され、障害物となる物体の位置を明確に認識させることができる視点変換画像を画像表示装置１４に表示させユーザに提示することができる。
【００９６】
また、照射装置１２を車両５０の車体の最下部の周囲に複数設置し、照射光が、車体の下に形成される空間を通過して照射位置ＩＲに照射されるように照射方向を規定することで、車体よりも低い障害物に対して確実に照射光を照射することができる。
【００９７】
これにより、背景領域と明確に区別され、障害物となる物体の位置を明確に認識させることができる視点変換画像を画像表示装置１４に表示させユーザに提示することができる。
【００９８】
また、撮像装置１１の画角内に侵入した物体の画角内侵入領域全面に照射光が照射されるように、車両の高さ方向である上方への拡散度合いを大きくする配光制御がなされていることで、例えば、凸部Ｐなどのように、変化のある物体の表面形状までも画像表示装置１４に表示される視点変換画像から認識することができる。
【００９９】
また、撮像装置１１の画角内の車両５０から最も遠い位置に存在する物体へと照射した際の照射面積が最大となるように、照射装置１２の照射光の配光制御をすることで、撮像装置１１の画角内において、車両５０へと近付くほど照射面積が減少していくため、画像表示装置１４に表示される視点変換画像から車両５０と障害物となる物体との位置関係を直感的に把握することができる。
【０１００】
また、照射装置１２から照射される照射光を赤外領域の波長成分を有する光とし、撮像装置１１の撮像素子を赤外領域の波長成分の光を感知できるものとすることで、太陽光の強い昼間時であっても、確実に運転支援を実行することができる。
【０１０１】
さらに、また画像処理装置１３が、照射装置１２によって照射光を照射された箇所を強調するように画像処理をすることで、処理負荷の少ない画像処理でありながら、障害物となる物体の存在をさらに確実に認識させることができるような視点変換画像を画像表示装置１４を介して提示することができる。
【０１０２】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態として示す車両用運転支援装置の構成について説明するための図である。
【図２】照射光の照射位置について説明するための図である。
【図３】照射装置の設置位置について説明するための図である。
【図４】照射装置の具体的な構成の一例を示した図である。
【図５】照射装置の具体的な構成の別な例を示した図である。
【図６】照射装置の具体的な構成のさらに別な例を示した図である。
【図７】前記車両用運転支援装置の処理動作について説明するためのフローチャートである。
【図８】実際に照射装置から照射光を照射した様子を説明するにあたり、車両と障害物との具体的な位置関係の例を示した図である。
【図９】照射装置の画角外に障害物が存在する場合に、照射光を照射した様子並びに視点変換画像について説明するための図である。
【図１０】照射装置の画角内に障害物が侵入した場合に、照射光を照射した様子並びに視点変換画像について説明するための図である。
【図１１】図１０で示す状態よりさらに障害物が車両へと近付いた場合に、照射光を照射した様子並びに視点変換画像について説明するための図である。
【図１２】照射装置の照射位置を撮像装置の撮像範囲内に重ねた場合の弊害について説明するための図である。
【図１３】照射装置の車体の高さ方向に対する設置位置について説明するための図である。
【図１４】表面に形状変化のある障害物に対応するための照射装置の配光制御について説明するための図である。
【図１５】表面に形状変化のある障害物に対応するための照射装置の配光制御について説明するための図である
【図１６】表面に形状変化のある障害物に対応するための照射装置の配光制御について説明するための図である
【図１７】車両と障害物との位置関係を視覚的に把握することができるように照射装置の配光制御をすることについて説明するための図でる。
【図１８】車両と障害物との位置関係を視覚的に把握することができるように照射装置の配光制御をすることについて説明するための図でる。
【図１９】車両と障害物との位置関係を視覚的に把握することができるように照射装置の配光制御をすることについて説明するための図でる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  車両用運転支援装置
１１  撮像装置
１２  照射装置
１３  画像処理装置
１４  画像表示装置
１６  制御部
３１  発光ダイオード
５１  フレーム部
【図１】
2008059159.tif 000003
【図２】
2008059159.tif 000004
【図３】
2008059159.tif 000005
【図４】
2008059159.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008059159.tif 000008
【図７】
2008059159.tif 000009
【図８】
2008059159.tif 000010
【図９】
2008059159.tif 000011
【図１０】
2008059159.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008059159.tif 000015
【図１４】
2008059159.tif 000016
【図１５】
2008059159.tif 000017
【図１６】
2008059159.tif 000018
【図１７】
2008059159.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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