(57)【要約】【課題】運転者が直接目視によって車両進行方向を確認するときでも運転操作を支援可能な運転支援装置を提供する。【解決手段】車両の操舵装置によって操作される舵角を検出する舵角センサと、この舵角センサによって検出された舵角に対応した車両進行方向の予測軌跡を求める演算手段と、車両に設置され前記予測軌跡の画像を道路面上に投影する投影手段２５Ｌ、２５Ｒとを備える。これにより、道路面上に車両進行方向の予測軌跡Ａが投影され、運転者が目視によって道路面を確認したとき、予測軌跡Ａによって運転操作が支援される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵装置によって操作される舵角を検出する舵角センサと、前記舵角センサによって検出された舵角に対応した車両進行方向の予測軌跡を求める演算手段と、前記車両に設置され前記予測軌跡の画像を道路面上に投影する投影手段とを備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
前記投影手段は、前記車両の直進時の予測軌跡及び前記車両の最大舵角時の予測軌跡の少なくとも一方の画像を前記道路面上に投影することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記投影手段は、前記車両の左右夫々に設けられ、前記予測軌跡の左側と右側を分担して投影することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記車両に搭載され車両近辺の前記車両進行方向の画像を撮像する撮像手段と、前記車両の運転席近傍に設置されるモニタ画面上に前記撮像手段による撮像画像と共に前記予測軌跡に対応したモニタ画面上の予測軌跡画像を重畳表示する表示手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等の運転を支援する運転支援装置に係り、特に、車両周りを目視にて確認しながら駐車運転するときでも支援可能な運転支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の運転支援装置として、例えば下記の特許文献１や特許文献２に記載されたものが知られている。この従来の運転支援装置を図４から図６を用いて説明する。
【０００３】
図４は、従来の運転支援装置のブロック構成図であり、車両に搭載したカメラ１と、車両のハンドル舵角を検出する舵角センサ２と、カメラ１の撮像画像データと舵角センサ２の検出舵角値とを取り込んで画像処理する画像処理手段３と、画像処理手段３の処理結果をモニタ画面に表示する表示手段４とを備えて構成される。
【０００４】
カメラ１は、図５に示す様に、車両１０の後方近傍を望むように車両後端部に設置され、車両１０内に設置された画像処理手段３（図５では図示せず）は、カメラ１で撮影した車両後方の撮像画像を取り込み、この撮像画像に対し画像が見やすくなるように画像補正処理を行い、補正後の画像を、図６に示す様に、運転席に設置した表示手段４のモニタ画面４ａに表示する。このとき、画像処理手段３は、舵角センサ２の検出信号も取り込み、ハンドル舵角に応じた車両進行方向を予測演算して車両進行方向を示す車両予測軌跡を求め、モニタ画面４ａに表示されているカメラ１の撮像画像に重ねて車両進行方向の予測軌跡画像６を重畳表示する。
【０００５】
この様に、従来の運転支援装置は、運転者が後方確認をモニタ画面４ａを見ることで簡単に行なうことができ、死角位置にある障害物との相対的位置関係の確認や、ハンドルを切るタイミング等を適切に支援することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５９―１１４１３９号公報（第１頁から第３頁、図２）
【特許文献２】
特許第２６１０１４６号公報（第２頁、図１及び図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の運転支援装置では、モニタ画面４ａ上にしか車両進行方向の予測軌跡画像６が表示されないため、運転者が駐車運転操作時にサイドミラー７（図６参照）を注視して車両後方を確認した場合や、車両１０の窓８から顔を覗かせて直接車両後方を確認した場合には、運転者の目がモニタ画面４ａから外れるため、画像処理手段３が折角演算して求めた車両進行方向の予想軌跡を駐車運転に生かすことができないという問題がある。
【０００８】
また、モニタ画面４ａ上の表示と実際の車両後方風景との対応が明確でないため、運転者が周辺状況を認知するのに時間がかかってしまい、駐車時の運転操作が円滑に行われず、ひいては左記操作の終了までに多大な時間を要する場合があるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みなされたもので、運転者がモニタ画面を見ずに運転操作するときでも車両進行方向の予測軌跡を運転者に提示して運転支援を行う運転支援装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の運転支援装置は、車両の操舵装置によって操作される舵角を検出する舵角センサと、前記舵角センサによって検出された舵角に対応した車両進行方向の予測軌跡を求める演算手段と、前記車両に設置され前記予測軌跡の画像を道路面上に投影する投影手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、運転者がサイドミラーやバックミラーを通して、あるいは直接に道路面を確認したときでも、車両の進行方向の予測軌跡を視認でき、運転操作を支援することができる。
【００１２】
本発明の運転支援装置の前記投影手段は、前記車両の直進時の予測軌跡及び前記車両の最大舵角時の予測軌跡の少なくとも一方の画像を前記道路面上に投影することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、運転者は、道路面上の各予測軌跡を見比べることで、車幅感覚や車両の移動可能範囲を容易に把握でき、より円滑な運転操作の支援が可能となる。
【００１４】
本発明の運転支援装置の前記投影手段は、前記車両の左右夫々に設けられ、前記予測軌跡の左側と右側を分担して投影することを特徴とする。
【００１５】
この構成により、個々の投影手段の道路面に投影する面積を小さくすることができ、このためシステム構成が容易となり、更に、同じ消費電力であるならば局所的に投影すればよい分だけ道路面上の予測軌跡画像の照度を上げることが可能となる。
【００１６】
本発明の運転支援装置は更に、前記車両に搭載され車両近辺の前記車両進行方向の画像を撮像する撮像手段と、前記車両の運転席近傍に設置されるモニタ画面上に前記撮像手段による撮像画像と共に前記予測軌跡に対応したモニタ画面上の予測軌跡画像を重畳表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成により、例えば高輝度の太陽光によって道路面上に投影された予測軌跡の画像が見づらくなったときでも、モニタ画面にて予測軌跡を確認可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
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。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る運転支援装置のブロック構成図である。この運転支援装置は、車両に搭載したＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等の撮像手段（以下、カメラという。）２１と、車両に搭載された操舵装置のハンドル舵角を検出する舵角センサ２２と、カメラ２１の撮像画像データと舵角センサ２２の検出舵角値とを取り込んで演算処理する画像処理手段２３と、画像処理手段２３の処理結果をモニタ画面に表示する表示手段２４とを備え、更に、画像処理手段２３が演算して求めた車両進行方向の予測軌跡画像を車両進行方向の道路面に投影する投影手段２５を備える。
【００２０】
図２は、本実施の形態に係る運転支援装置を搭載した車両の外観図である。車両２０に搭載されるカメラ２１は、この実施の形態では車両２０の後方近傍を望むように車両後端部中央に設置され、舵角センサ２２や画像処理手段２３，表示手段２４（図２では図示せず）は、車両２０内の適宜箇所に設置される。
【００２１】
小型のプロジェクタ等でなる投影手段２５は、本実施の形態では左投影手段２５Ｌと右投影手段２５Ｒの２個で構成され、左投影手段２５Ｌが車両２０の左後端部に設置され、右投影手段２５Ｒが車両２０の右後端部に設置される。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る運転支援装置の動作について説明する。
【００２３】
カメラ２１は、車両２０が後進するとき車両後方の画像を逐次撮像して取り込み、この撮像画像のデータを画像処理手段２３に出力する。画像処理手段２３は、この撮像画像に対し、例えばマッピングテーブルを使用して、カメラ２１のレンズ歪みを補正した画像に変換したり、あるいは広角レンズによって生じる極度な遠近感を補正して見易い画像にするため画像を縦横に伸縮したり、仮想的に視点を変えるような画像変換処理を施す。但し、これらの補正処理等が不要な場合や処理負荷を軽減したい場合には、画像処理手段２３はこれらの補正処理等を省く。
【００２４】
舵角センサ２２は、運転者がハンドル操作したときのハンドル舵角を逐次検出する。舵角センサ２２とは、具体的には、ハンドルのステアリング軸に付けられた歯車の回転をＭＲセンサ等の磁気センサで読み取るものであり、予め歯車のピッチがわかっていれば、その数を数えることで回転角を推定することができる。
【００２５】
この磁気センサを２個用意し、磁気センサ２個を歯車ピッチの１／２相当離して設置し歯車の回転を検出することで、歯車の移動量すなわち舵角だけでなく、歯車の回転方向も検出することができる。この舵角センサ２２の検出値が画像処理手段２３に逐次入力される。
【００２６】
画像処理手段２３は、舵角センサ２２から得られた検出舵角値に基づき、車両２０が後退するときの進行方向の予想軌跡を逐次計算する。例えば、車両２０の左右の後輪あるいは車両２０のシャーシの後方両端が、そのままの舵角で１ｍないし２ｍ後退する時に道路面上でどのような軌跡を描くかを計算する。計算によって求められた道路面上の予測軌跡（以下、説明の都合上、この予測軌跡をＡとする。）は、自車両２０を基準としているため、一意に求められる。
【００２７】
次に、画像処理手段２３は、カメラ２１の撮像画像あるいはこの撮像画像に補正処理や画像変換処理を施した画像に、上記の予測軌跡Ａを表示手段２５のモニタ画面上に重畳表示するとした場合、モニタ画面上のどの位置に表示することになるかを、予測軌跡Ａの全体について計算する。この様にして計算で求めたモニタ画面上の予測軌跡をＢとする。
【００２８】
カメラ２１の撮像画像に対して如何なる補正処理や画像変換処理を施しても、自車両２０を基準とした道路面上の予測軌跡Ａは一意に求まるので、いかなる画像変換を行なったとしても、予測軌跡Ｂも一意に求まる。画像処理手段２３は、この計算によって求められたモニタ画面上における予測軌跡Ｂの画像及びカメラ２１の撮像画像あるいは補正処理や画像変換後の撮像画像を表示手段５に出力する。
【００２９】
更に画像処理手段２３は、上記の道路面上の予測軌跡Ａを計算して求めた後、左投影手段２５Ｌ及び右投影手段２５Ｒの道路面に対する投影角度や投影レンズの歪み等に基づき、予測軌跡Ａの画像変換を例えばマッピングテーブルを使用して行い、次の様な予測軌跡Ｃを求める。
【００３０】
この予測軌跡Ｃとは、画像処理手段２３が左投影手段２５Ｌと右投影手段２５Ｒに入力する予測軌跡画像であり、予測軌跡Ｃの画像を左投影手段２５Ｌと右投影手段２５Ｒから道路面に投影したとき、道路面に描画される予測軌跡画像が予測軌跡Ａに一致するような画像である。
【００３１】
この予測軌跡Ｃの画像が画像処理手段２３から左右の投影手段２５Ｌ、２５Ｒに入力され、予測軌跡Ｃの画像が道路に投影されると、図２に示す様に、左右の投影手段２５Ｌ、２５Ｒの夫々の投影範囲２６Ｌ、２６Ｒ内に、予測軌跡Ａの画像が投影される。道路面上における予測軌跡Ａの線画像は、例えば赤色の高輝度光によって照射された画像であるため、容易に視認可能である。尚、図２に示す予測軌跡Ａに付加される線分ａ１、ａ２は、夫々、車両後端からの直線距離１ｍ、２ｍを示すガイドである。
【００３２】
運転者は、表示手段２４のモニタ画面を見ながら駐車運転する場合には、モニタ画面上の予測軌跡Ｂの画像とカメラ２１の撮像画像とを見比べながら駐車運転を行う。しかし、車両周りの安全確認のために直接目視により車両進行方向を見る場合、あるいはサイドミラーを介して確認する場合は、モニタ画面から目を離すことになる。この場合でも、本実施の形態に係る運転支援装置では、視線の先に予測軌跡Ａの画像が道路面上に投影されているため、駐車運転の支援が可能である。
【００３３】
本実施の形態では、道路面上に投影された予測軌跡Ａがカメラ２１によって撮像されているため、撮像画像中に予測軌跡Ａの画像が含まれることになる。当然のことながら、モニタ画面上に表示される予測軌跡Ａの撮像画像は、予測軌跡Ｂの画像と一致することになる。道路の照射光例えば太陽光が高輝度であった場合、道路面上の予測軌跡Ａの投影画像は目視で視認不可となってしまうが、この場合でも、モニタ画面上で予測軌跡Ｂの画像を確認することで、運転支援が可能となる。
【００３４】
尚、上記実施の形態では、投影手段２５が小型のプロジェクタであるとして説明したが、より高輝度光で投影ができるように、例えばコヒーレント光のレーザ光線を高速にスキャニングすることで地面に線画を描画する構成のもので実現することも可能である。
【００３５】
また、本実施の形態では、投影手段２５を２個用意して車両の左右に夫々１つづつ取り付けたが、１つの投影手段２５を設け、予測軌跡全体を１つの投影手段にて道路面に投影する構成でもよい。しかし、本実施の形態の様に、左投影手段２５Ｌが車両左端の予測軌跡Ａを投影し、右投影手段２５Ｒが車両右端の予測軌跡Ａを投影する構成とすることで、個々の投影手段の照射範囲を狭くすることができ、同じ消費電力で投影照度を上げることが可能となり、より鮮明な予測軌跡Ａの画像を道路面に描画可能となる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る運転支援装置による投影画像例を示す図である。本実施の形態に係る運転支援装置のハードウェア構成は第１の実施の形態と同じである。
【００３７】
上述した第１の実施の形態では、ハンドル舵角に連動した動的な予測軌跡Ａだけを投影手段２５Ｌ、２５Ｒから道路面に投影したが、本実施の形態では、この予測軌跡Ａと共に、舵角ゼロすなわち直進後退したときの予測軌跡Ｄと、ハンドルを現在切っている方向と同一方向に一杯に切ったときの最大舵角における後退時の予測軌跡Ｅとを併せて道路面上に投影する。また、モニタ画面上においても、予測軌跡Ｄ、Ｅに対応した予測軌跡を求めて描画する。
【００３８】
この様に、本実施の形態では、予測軌跡Ｄ、Ｅを現在の舵角に連動した予測軌跡Ａと対比することで、車両２０の現在の姿勢や車両２０の移動可能範囲を運転者が直接道路面を視認したときでも容易に把握可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の進行方向の予測軌跡が道路面上に投影されるため、運転者がモニタ画面から目を離して直接道路面を確認したときでも運転を支援することが可能な運転支援装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る運転支援装置のブロック構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る運転支援装置を搭載した車両の外観及び投影画像例を示す図
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る運転支援装置を搭載した車両の外観及び投影画像例を示す図
【図４】従来例の運転支援装置のブロック構成図
【図５】従来例の運転支援装置を搭載した車両の外観図
【図６】従来の運転支援装置が計算した予測軌跡のモニタ表示例を示す図
【符号の説明】
２１  カメラ
２２  舵角センサ
２３  画像処理手段
２４  表示手段
２５  投影手段
２５Ｌ  左投影手段
２５Ｒ  右投影手段
２６Ｌ、２６Ｒ  投影範囲
Ａ  道路面に投影されたハンドル舵角に応じた予測軌跡
Ｄ  道路面に投影された直進後退の予測軌跡
Ｅ  道路面に投影された最大舵角の予測軌跡
【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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