(57)【要約】【課題】車両周囲表示装置において、乗員に対し、不安感を与えることなく、物体及び自車の距離を認識し易くするようにする。【解決手段】カメラ９４と、カメラ撮像された画像を鳥瞰図に変換するとともに、この変換される鳥瞰図を表示器９３に表示する処理ユニット９２と、を備え、処理ユニット９２は、自車から車両周囲の物体（物体）までの距離を繰り返し検出するとともに、この繰り返し検出される距離に基づき、距離測定センサの位置を中心としてこの測定距離を半径とする円弧を距離の測定毎に求めるとともに、この求められる測定毎の円弧の並びを物体の外縁として推定する。ここで、外縁は、安全エリアを示すものであり、この外縁および自車位置を鳥瞰図に重畳して表示させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示器（９３）と、
車両周囲の状況をカメラ撮像するためのカメラ手段（９４）と、
前記カメラ撮像された画像を鳥瞰図に変換するとともに、この変換される鳥瞰図を前記表示器に表示させる制御手段（９２）と、
自車から車両周囲の物体までの距離を測定するための距離測定センサ（９１ａ〜９１ｈ）と、を備え、
前記制御手段が、前記距離測定センサを用いて前記距離を繰り返し測定するとともに、この繰り返し測定される距離に基づき、前記物体の外縁を推定して、この推定される物体の外縁を自車位置とともに前記鳥瞰図に重畳して前記表示器に表示させることを特徴とする車両周囲表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記距離測定センサを用いて前記距離を測定させる毎に、前記距離測定センサの位置を中心として前記測定される距離を半径とする円弧を求めるとともに、この求められる測定毎の円弧の並びを前記物体の外縁とすることを特徴とする請求項１に記載の車両周囲表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記距離測定センサを用いて前記距離を測定させる毎に、前記距離測定センサの位置を中心として前記測定される距離を半径とする円弧を求めるとともに、この求められる測定毎の円弧の交点を求め、この求められる円弧の交点の並びを前記物体の外縁とすることを特徴とする請求項１に記載の車両周囲表示装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記物体に対して自車位置側の通行可能な安全エリアを前記表示器に表示させることにより、前記物体の外縁を前記表示器に表示させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両周囲表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記安全エリアのうちその外縁を強調して前記表示器に表示させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つにに記載の車両周囲表示装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記距離測定センサを用いて送信信号を送信させ、かつ、前記物体により反射される前記送信信号の反射信号を受信するとともに、この受信される反射信号に応じて、前記距離を測定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両周囲表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両周囲の状況を表示する車両周囲表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両周囲に向けて超音波を媒体として送信信号を送信して、車両周囲の物体により反射される送信信号の反射信号を受信するとともに、この受信される受信信号に基づき、自車から物体（これは、ガードレール、人等の物体を示す）までの距離を測定して、この測定される距離をユーザに通知する超音波式の物体検出装置が提案されている。
【０００３】
この物体検出装置によれば、自車から物体までの距離を測定するだけで、物体の形状や位置を特定することができず、ユーザにとっては、物体の形状が分からない。
【０００４】
そこで、レーザ式のレーダを用いて、車両周囲の物体の位置情報を検出して記憶しておき、この検出される位置情報に基づき自車を中心とする物体の上面図を作図して表示する表示装置（以下、第１の表示装置という）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、カメラを用いて車両周囲の状況をカメラ撮像して、このカメラ撮像される車両周囲の画像を鳥瞰図に変換して、この変換される鳥瞰図を表示する表示装置（以下、第２の表示装置という）も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−５０６９９号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−１２０６７５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の第１の表示装置では、物体の上面図を表示されるものの、この表示される上面図だけでは、乗員にとって、物体が具体的に人なのか或いは車両なのかが分からず、乗員に対して不安感を与える可能性がある。
【０００９】
また、上述の第２の表示装置では、このカメラ撮像される車両周囲の画像を鳥瞰図に変換して表示される。したがって、この場合、乗員にとっては、物体が具体的に人なのか或いは車両なのかが分かるものの、鳥瞰図としては、本来地面に立っている車両などの物体が、地面に倒れたように表示されるので、乗員にとっては、物体及び自車の間の距離感が損なわれるといった問題がある。すなわち、乗員にとっては、物体及び自車の間の距離が、認識しづらいといった問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みたもので、乗員に対し、不安感を与えることなく、物体および自車の間の距離を認識し易くするようにした車両周囲表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、表示器（９３）と、車両周囲の状況をカメラ撮像するためのカメラ手段（９４）と、前記カメラ撮像された画像を鳥瞰図に変換するとともに、この変換される鳥瞰図を前記表示器に表示させる制御手段（９２）と、自車から車両周囲の物体までの距離を測定するための距離測定センサ（９１ａ〜９１ｈ）と、を備え、
前記制御手段が、前記距離測定センサを用いて前記距離を繰り返し測定するとともに、この繰り返し測定される距離に基づき、前記物体の外縁を推定して、この推定される物体の外縁を自車位置とともに前記鳥瞰図に重畳して前記表示器に表示させることを特徴とする。
【００１２】
ここで、乗員に対して鳥瞰図を表示することにより、物体が具体的に何なのかを分からせることができる。さらに、物体の外縁及び自車位置を表示することにより、乗員に対して、不安感を与えることなく、物体および自車の間の距離を認識し易くすることができる。
【００１３】
また、物体の外縁を推定するにあたっては、請求項２に記載の発明のように、制御手段は、前記距離測定センサを用いて前記距離を測定させる毎に、前記距離測定センサの位置を中心として前記測定される距離を半径とする円弧を求めるとともに、この求められる測定毎の円弧の並びを前記物体の外縁としてもよい。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明に限らず、請求項３に記載の発明のごとく、前記制御手段は、前記距離測定センサを用いて前記距離を測定させる毎に、前記距離測定センサの位置を中心として前記測定される距離を半径とする円弧を求めるとともに、この求められる測定毎の円弧の交点を求め、この求められる円弧の交点の並びを前記物体の外縁としてもよい。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、前記制御手段は、前記物体に対して自車位置側の通行可能な安全エリアを前記表示器に表示させることにより、前記物体の外縁を前記表示器に表示させるようにしてもよい。
【００１６】
ここで、安全エリアの外縁は、物体の外縁を示しているので、自車と物体の位置関係を乗員に対して明確に表示するには、例えば、請求項５に記載の発明のように、制御手段により、安全エリアのうちその外縁を強調して表示することが好適である。
【００１７】
さらに、制御手段としては、請求項６に記載の発明のように、前記距離測定センサを用いて送信信号を送信させ、かつ、前記物体により反射される前記送信信号の反射信号を受信するとともに、この受信される反射信号に応じて、前記距離を測定するものを用いてもよい。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する各実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る車両周囲表示装置の概略構成を図１に示す。
車両周囲表示装置は、図１に示すように、距離測定センサ９１ａ〜９１ｈ、処理ユニット９２、表示器９３、およびカメラ９４から構成されている。距離測定センサ９１ａ〜９１ｈは、図１に示すように、車両周囲の８方向に向けて配置されて、後述するように、８方向の安全エリア８０ａ〜８０ｈ（図２参照）を検出するために、車両周囲の物体（障害物）と車両自体（以下、自車という）との間の距離をそれぞれ検出する。
【００２０】
なお、図２では、検出するエリアに隙間があるように記しているが、これは作図上に見易くするためのものであり、実際には隙間が生じないように配置することが望ましい。
【００２１】
安全エリア８０ａ〜８０ｈとは、車両周囲の物体に対して自車側に形成される自車が物体に衝突することなく通行可能なエリア、つまり、物体及び自車の間のエリアのことである。
【００２２】
ここで、距離測定センサ９１ａ〜９１ｈは、送信用超音波振動子および受信用超音波振動子などからそれぞれ構成されており、送信用超音波振動子は、例えば、バンパー等にて車両外部に向けて配置されたもので、処理ユニット９２から出力される送信信号を超音波を媒体として送信するものである。
【００２３】
そして、受信用超音波振動子は、例えば、バンパー等にて車両外部に向けて配置されたもので、車両周囲の物体により反射される送信信号の反射信号を超音波を媒体として受信する。
【００２４】
処理ユニット９２は、マイクロコンピュータやメモリから構成されたもので、後述するように、カメラ９４により撮像される車両周囲の画像に応じて、車両周囲の物体の鳥瞰図を表示するとともに、この鳥瞰図に安全エリア８０ａ〜８０ｈを自車位置とともに重畳して表示する。
【００２５】
表示器９３は、車室内のインストルメントパネル等にて車両前側に向けて配置されて、後述するように物体の鳥瞰図、安全エリア等を表示する。なお、表示器９３としては、例えば、液晶表示パネル等が用いられている。
【００２６】
カメラ９４は、例えば、車室内のルームミラーの近傍にて、車両外部に向けて配置されたもので、車両周囲の状況をカメラ撮像する。なお、カメラ９４としては、例えば、デジタルカメラ等が用いられる。
【００２７】
以下に、本実施形態の具体的な作動の説明に先立って、安全エリア８０ａ〜８０ｈの検出の基本となる“累積法”について、図３〜図５を用いて説明する。図３、図４では、１つの距離測定センサ９１ａを用いて、安全エリア８０ａを描く例を示している。
【００２８】
累積法では、図３に示すように、距離測定センサ９１ａを用いて時刻ｔにて距離ｒ１を検出するとともに、時刻ｔ＋１にて距離ｒ２を検出する。ここで、距離ｒ１、ｒ２とは、送信信号を送信してから物体１３で反射される送信信号の反射信号を受信するのに要する伝搬時間Δｔを求め、この伝搬時間Δｔに音速ｃを掛けて（Δｔ×ｃ）を算出するとともに、この（Δｔ×ｃ）を２で割算して得られた算出結果である（距離＝Δｔ×ｃ／２）。
【００２９】
このように距離ｒ１、ｒ２が算出されると、距離測定センサ９１ａの位置を中心とし、かつ、距離ｒ１、ｒ２をそれぞれ半径として、円弧１４、円弧１５を安全エリアとして描く。ここで、物体１３は、安全エリアの外側、つまり、安全エリアに対して自車位置と反対側に位置することになる。
【００３０】
また、例えば、図４に示すように、時刻ｔ、ｔ＋１…、ｔ＋５で距離ｒ１を求めた後、時刻ｔ＋６で車両が物体１３から離れて距離ｒ６を検出したときでも、時刻ｔ、ｔ＋１…、ｔ＋５、ｔ＋６で得られる各々の円弧の並びを、各々安全エリアとして推定する。
【００３１】
ここで、各々の安全エリアの外縁（最外周）が、物体１３のエッジを示していることになる。このような安全エリアとしては、後述するように、車両周囲の物体の鳥瞰図に重畳されて表示されて、物体１３の実際のエッジ（図５中の符号５４）と、物体１３の見た目のエッジ（図５中の符号５３）とを区別して車両周囲の状況が知らされることになる。
【００３２】
次に、本実施形態の具体的な作動の説明について、図６〜図８を用いて説明する。
【００３３】
図６は処理ユニット９２の車両周囲表示処理を示すフローチャート、図７、図８は表示器９３による表示される画像を示す図である。処理ユニット９２は、図６に示すフローチャートにしたがって、予めメモリに記憶されるコンピュータプログラムを実行する。コンピュータプログラムは、車両走行中にて実行されるものである。
【００３４】
先ず、表示器９３に対して、図７に示すように、自車位置を自動車マーク７１にて表示させる（Ｓ１００）。このとき、表示器９３の表示エリアのうち、自動車マーク７１以外の部分を危険エリア７２として表示する。ここで、危険エリア７２としては、物体が存在する可能性が高いエリアであることを示すものである。
【００３５】
次に、カメラ９４により車両周囲の状況をカメラ撮像させて、このカメラ９４から車両周囲の状況を示す画像を取得するとともに、この画像を鳥瞰図に変換して表示器９３に表示させる（Ｓ１１０）
次に、距離測定センサ９１ａ〜９１ｈのそれぞれで受信される反射信号に応じて、８方向にて物体までの距離を取得するとともに、この取得される８方向の距離に応じて、それぞれの安全エリアを鳥瞰図及び自動車マーク７１に重畳して表示させる（Ｓ１２０）。
【００３６】
次に、ステアリングの操舵角を操舵角センサ９５から検出して、この検出される操舵角に応じて自車の予想進路を推定してこの予想進路を矢印等で表示器９３に対して表示させる（Ｓ１３０、Ｓ１４０）。その後、Ｓ１１０〜Ｓ１４０の処理が繰り返される。
【００３７】
このような処理が行われるので、図７中の矢印に示すごとく自車が後退したときには、図８に示すように、表示器９３にて安全エリア１４（円弧表示）が累積して表示されることになる。
【００３８】
ここで、図８に示すように、自車の移動に伴い、安全エリア１４が累積的に広がっていくことになる。しかし、車両後方、つまり車両進行方向に物体（壁）１３が存在するときには、安全エリア１４が物体１３の手前までしか形成されず、運転者にとっては、物体１３が存在することが明確に認識することができる。なお、図８において、物体１３が自車の左後方に位置している例を示している。
【００３９】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。すなわち、本実施形態では、車両周囲の状況をカメラ撮像するカメラ９４と、カメラ撮像された画像を鳥瞰図に変換するとともに、この変換される鳥瞰図を表示器９３に表示する処理ユニット９２と、を備え、処理ユニット９２は、自車から車両周囲の物体（物体）までの距離を繰り返し検出するとともに、この繰り返し検出される距離に基づき、安全エリアの外縁を物体の外縁として推定して、この安全エリア及び自車位置を鳥瞰図に重畳して表示する。
【００４０】
ここで、乗員に対して鳥瞰図を表示することにより、物体が具体的に何なのか、つまり人なのか或いは車両なのかを分からせることができる。さらに、安全エリア及び自車位置を表示することにより、乗員に対して、不安感を与えることなく、物体および自車の間の距離を認識し易くすることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、安全エリア１４を累積的に表示することにより、車両進行方向の物体（壁）１３の存在を通知することになる。このため、車両進行方向に対し無関係な物体の場合は、報知を行わないことになる。したがって、ドライバに無用な注意をさせることを削減できる。
【００４２】
次に、安全エリアを累積して表示する具体的な方法について図９、図１０を用いて説明する。
【００４３】
先ず、表示器９３の表示エリア内にて、車両周辺（つまり、自動車マーク７１の周辺）で、監視の必要なエリア１０４を設け、このエリア１０４内に等間隔の情報点１０２（黒点）を設ける。ここで、上述した図７に示した初期状態では、情報点１０２は全て危険点として表示される。
【００４４】
しかし、自車が移動して安全エリアが求められれば、安全エリア内の情報点を安全点１０３（白点）として更新する。図９では、格子点状に点を並べたが、千鳥点状でも、どんな並びでも構わない。
【００４５】
次に、図１０に安全エリアを累積するための別の方法を示す。車両周辺で監視が必要なエリア１０４を正方形のピクセル状に分割する。初期状態では各ピクセルは全て危険ピクセル１０２として表示される。しかし、車両が移動して安全エリアが求められれば、安全エリア内のピクセルを安全ピクセル１０３として更新する。なお、図１０では、各ピクセルを正方形にしたが、どんな形状でも構わない。
【００４６】
（第２実施形態）
本第２実施形態では、図１１に示すように物体１３のエッジ１２１０を抽出してこのエッジ１２１０を強調表示する例を示す。この場合の処理ユニット９２の車両周囲表示処理を図１２、図１３に示す。図１２は車両周囲表示処理を示すフローチャート、図１３は図１２の物体のエッジの抽出処理（Ｓ１５０）の詳細を示すフローチャートである。
【００４７】
先ず、本実施形態の処理ユニット９２は、自車の移動に伴い各時間（ｔ、ｔ＋１、ｔ＋２、…ｔ＋９、ｔ＋１０、…ｔ１３）にて距離測定センサ９１ａ〜９１ｈを用いて安全エリア１４を描画する。このとき、距離測定センサ９１ａ〜９１ｈを用いて測定した検知距離が視野長（センサが測定可能な最遠距離）未満である時に（Ｓ１５１：ＹＥＳ）、物体のエッジとして一時保持する。そして、一時保持したエッジが、既存の安全エリアの中に含まれるならば（Ｓ１５３、Ｓ１５４）、その部分は削除し、残ったエッジのみを描画する（Ｓ１５５）。このようにすれば、図１１中の符号１２１０にて示すように物体１３のエッジを描画することが出来る。
【００４８】
なお、図１１では、検知距離が視野長未満になった最初と最後についてはエッジ描画をしないようにしている。このようにすれば、物体のエッジから大きく離れてしまうようなエッジが描画されなくなる。
【００４９】
また、図１１〜図１３のように物体のエッジ抽出をすることで、図１４に示すごとく、車両の予測軌道内１５６に物体のエッジ１３ａがあるか否かにより判定可能である。したがって、車両が物体と衝突するか否かの判定（干渉判定）をすることが可能となる（図１２中のＳ１５０）。なお、この場合、図１５に示すように、安全エリアの描画を無くし、物体エッジ７２ａのみを鳥瞰図へ重畳して表示しても良い。
【００５０】
ここで、本実施形態の応用例として縦列駐車の可否判定について説明する。図１５に示すように、自車１７１が、車両１７４、１７５の間に縦列駐車しようする場合には、予め、２つの車両１７４、１７５の脇を通過することにより、物体エッジ１７６、１７７を抽出する。さらに、この物体エッジ間の距離１７８を求め、距離１７８と自車の全長とから、縦列駐車が可能か否かを判定することが可能となる。
【００５１】
なお、本実施形態の応用例として、縦列駐車は、その一例であって、応用例は、例えば、車庫入れ、狭い道や物体、車両間のすり抜けなど、多々存在している。
【００５２】
以下、上述した“累積法”を用いない他の方法“交点法”について図１７を用いて説明する。
【００５３】
先ず、時刻ｔにて距離測定センサ９１ａを用いて得られた距離ｒ１、時刻ｔ＋１にて距離測定センサ９１ａ（図１７では、１つの距離測定センサを用いた例を示す）を用いて得られた距離ｒ２とした場合、距離測定センサ９１ａの位置を中心とし、かつ、距離ｒ１、ｒ２をそれぞれ半径として円弧を描き、その交点１８４を求める。図２０に交点法を繰り返した場合の物体形状（エッジ位置）の推定の様子を示す。
【００５４】
この場合、時刻毎に距離測定センサ９１ａを用いて物体１３までの距離ｒ１を測定し、交点法を用いて交点１９２を繰り返し求めていく。時刻ｔ＋６において物体１３から離れる場合でも、距離ｒ６を測定し、交点法で交点１９３を求めることが出来る。そして、これら円弧の交点の並びを、物体のエッジ（外縁）として推定している。
【００５５】
例えば、図１９のように、鳥瞰図に上述した交点法により得られた交点の並びを重畳して表示させることで、先述の安全エリアの時と同様に物体のエッジ（外縁）を正しくドライバに伝えることが出来る。
【００５６】
なお、前述した予測軌道と検知した物体エッジとの位置関係から、物体間のすり抜けが可能か否かの情報を、表示器９３以外の例えば音、光、振動等を用いて乗員に伝えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における車両周囲表示装置の構成を示す図である。
【図２】図１の距離測定センサの説明図である。
【図３】第１実施形態で用いられる累積法の説明図である。
【図４】第１実施形態で用いられる累積法の説明図である。
【図５】第１実施形態の概略作動の説明図である。
【図６】図１の処理ユニットの処理を示すフローチャートである。
【図７】図１の表示器の表示画像を示す図である。
【図８】図１の表示器の表示画像を示す図である。
【図９】第１実施形態で用いられる表示方法の説明図である。
【図１０】第１実施形態で用いられる表示方法の説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における車両周囲表示装置の作動を説明図である。
【図１２】第２実施形態における処理ユニットの表示処理の一部を示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態における処理ユニットの表示処理の残りを示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態における表示器の表示画像を示す図である。
【図１５】第２実施形態における表示器の表示画像を示す図である。
【図１６】第２実施形態における表示器の表示画像を示す図である。
【図１７】第２実施形態における表示器の表示画像を示す図である。
【図１８】物体のエッジ検出に用いられる交点法を示す図である。
【図１９】物体のエッジ検出に用いられる交点法を示す図である。
【符号の説明】
９４…カメラ、９３…表示器、９２…処理ユニット。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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