(57)【要約】【課題】地面と接していない障害物との接触の有無の判断を容易にする。【解決手段】車両１の前方の映像を撮像する撮像部２のヨー角は、表示部６に表示される予想走行軌跡の接線方向と一致している。これにより、映像の歪みやパースペクティブの影響がない映像を表示部６に表示することができるので、運転者は、表示部６に表示された映像を参照して、車両のフロントバンパー等の地面と接していない障害物との接触を容易に判断することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方の映像を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した映像を表示画面に表示する表示部とを備え、
前記撮像部は、自車両の左及び右前端部に設置され、撮像部のヨー角は、設置位置における自車両の予想走行軌跡の接線方向と一致するように配置されていること
を特徴とする車両用監視装置。
【請求項２】
前記予想走行軌跡は、撮像部の配置位置と反対方向にステアリングを末切りした際の自車両の走行軌跡であることを特徴とする請求項１に記載の車両用監視装置。
【請求項３】
前記予想走行軌跡は、撮像部の配置位置と反対方向にステアリングを半切りした際の自車両の走行軌跡であることを特徴とする請求項１に記載の車両用監視装置。
【請求項４】
前記表示部は、表示画面中央部を通る垂直線を前記撮像部が撮像した映像に合成表示することを特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の車両用監視装置。
【請求項５】
自車両のステアリングの操舵角を検出する操舵角センサと、前記操舵角センサが検出した操舵角に従って前記撮像部の撮像方向を制御する撮像方向制御部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用監視装置。
【請求項６】
前記操舵角センサが検出した操舵角に従って自車両の予想走行軌跡を算出する補助線生成部を備え、前記表示部は、補助線生成部が算出した予想走行軌跡が外側に最も膨らむ点を通る垂直線を前記撮像部が撮像した映像に合成表示することを特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の車両用監視装置。
【請求項７】
前記操舵角センサが検出した操舵角に従って自車両の予想走行軌跡を算出する補助線生成部を備え、前記表示部は、補助線生成部が算出した予想走行軌跡が外側に最も膨らむ点に仮想的に配置された垂直な障害物の形状を示す曲線を前記撮像部が撮像した映像に合成表示することを特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の車両用監視装置。
【請求項８】
前記操舵角センサが検出した操舵角に従って自車両の予想走行軌跡を算出する補助線生成部を備え、前記表示部は、補助線生成部が算出した予想走行軌跡が外側に最も膨らむ点に仮想的に配置された垂直な障害物の形状を示す曲線を算出し、補助線生成部が算出した予想軌跡曲線上及び前記障害物の形状を示す曲線上において、自車両から最も離れた点を通る垂直線を前記撮像部が撮像した映像に合成表示することを特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の車両用監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の予想走行軌跡を提示することにより車両が障害物と接触するか否かの判断を支援する車両用監視装置に関し、より詳しくは、地面と接していない障害物との接触の有無の判断を容易にするための技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の前端部中央に装着されたカメラを利用して車両前方の映像をモニタ表示すると同時に、車両前方の映像に車両の予想走行軌跡を重畳表示する車両用監視装置が知られており（例えば、特許文献１を参照）、このような車両用監視装置によれば、運転者は、予想走行軌跡と障害物の位置関係を参照して、車両が障害物と接触することなく曲がりきれるか否かを判断することができる。
【特許文献１】特開２００３−１４６１３３号公報（段落［００６９］−［００７１］，図５参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来までの車両用監視装置は、車両の面積を地面に投影することにより形成される曲線に基づいて車両の予想走行軌跡を算出する構成となっているために、運転者は、壁や柵等、地面に接し、且つ、地面に対し垂直に立っている障害物との接触の有無は容易に判断することができるが、車両のボディ部分等、地面と接していない障害物との接触の有無については、カメラのレンズの歪曲収差に起因する映像の歪みやパースペクティブ（遠近感）等の影響によって判断が難しいことがある。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、地面と接していない障害物との接触の有無を容易に判断可能な車両用監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するために、本発明に係る車両用監視装置の特徴は、自車両前方の映像を撮像する撮像部を備え、この撮像部は、自車両の左及び右前端部に設置され、撮像部のヨー角は、予想走行軌跡の接線方向と一致するように配置されていることにある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る車両用監視装置によれば、映像の歪みやパースペクティブの影響がない映像を表示することができるので、地面と接していない障害物との接触を容易に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の第１，第２，第３の実施形態となる車両用監視装置の構成と動作について詳しく説明する。
【実施例１】
【０００８】
始めに、図１〜図５を参照して、本発明の第１の実施形態となる車両用監視装置の構成と動作について説明する。
【０００９】
［車両用監視装置の構成］
本発明の第１の実施形態となる車両用監視装置は、図１に示すように、車両１に搭載され、車両前方の映像を撮像する撮像部２、車両１のステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ３、操舵角センサ３が検出した操舵角に従って車両１の運転操作を支援するための補助線を生成する補助線生成部４、補助線生成部４が生成した補助線を撮像部２が撮像した映像に合成する合成部５、及び合成部５により生成された映像情報を表示画面に表示する表示部６を主な構成要素として備える。
【００１０】
また、この実施形態では、撮像部２は、車両前端部の左側，右側，又は左右両端に取り付けられ、図２に示すように、車両前端部の左側に取り付けられた撮像部２（図２に示す領域Ｃ）のヨー角は、ステアリングを右へ切って前進する場合の予想走行軌跡Ａの接線Ｂ方向に向いている。また同様に、車両前端部の右側に取り付けられた撮像部２のヨー角は、ステアリングを左へ切って前進する場合の予想走行軌跡の接線方向に向いている。なお、図２において、点Ｏは、右方向にステアリングを末切りした際の車両１の旋回中心を示す。また、撮像部２のピッチの方向は任意とするが、ロール角は地平線が水平に表示されるように０度に設定する。
【００１１】
なお、この実施形態では、上記予想走行軌跡Ａは、撮像部２が取り付けられている位置と反対方向（例えば、撮像部２が左側に取り付けられている場合には右方向）にステアリングを末切りした際の車両１の走行軌跡であるとするが、予想走行軌跡Ａは、撮像部２が取り付けられている位置と反対方向にステアリングを半切り（末切りの半分）した際の車両１の走行軌跡であってもよい。
【００１２】
［車両用監視装置の動作］
このような構成を有する車両用監視装置は、以下に示す補助線を運転者に提示することにより、地面と接していない障害物との接触の有無を運転者が容易に判断できるようにする。以下、図３〜図５を参照して、この補助線を提示する際の車両用監視装置の動作について説明する。
【００１３】
いま、図３に示すように、車両１の左前方に障害物として車両１１が存在する状況を考える。このような状況では、始めに、車両１の左前端部に取り付けられた撮像部２が、図４に示すような車両１の前方の映像を撮像する。次に、操舵角センサ３が、車両１のステアリングの操作角を検出し、補助線生成部４が、ステアリングの操作角に従って予想走行軌跡Ｄを算出する。そして、合成部５は、補助線生成部４が算出した予想走行軌跡Ｄを撮像部２が撮像した車両１の前方の映像に合成し、表示部６は、合成部５により生成された合成映像を表示画面に表示すると共に、表示画面中央部に垂直線Ｅを表示する。
【００１４】
前述のように、この実施形態では、補助線生成部４は、撮像部２が取り付けられている位置と反対方向にステアリングを末切りした際に車両１が走行する軌跡を予想走行軌跡として算出すると共に、車両１の左前端部に取り付けられた撮像部２のヨー角は、予想走行軌跡の接線方向に向いているので、上記表示処理によれば、図５に示すように、予想走行軌跡Ｄが画面中央部に描画された映像が運転者に提示される。従って、運転者は、画面中央に描画された垂直線Ｅを境界線として、垂直線Ｅの左側領域及び右側領域をそれぞれ「障害物と接触しない領域」及び「障害物と接触する可能性がある領域」と判断し、地面と接していない障害物との接触の有無を容易に判断することができる。
【００１５】
従来までの車両用監視装置では、図６に示すように、予想走行軌跡Ｇは、ステアリングの操舵角に対応する車両１の旋回中心Ｏから最も離れた車両１の部位を通る円Ｆに沿って形成され、予想走行軌跡Ｇと共に、車両１が直進した場合の予想走行軌跡Ｈが表示されていた。そして、このような従来までの車両用監視装置によれば、運転者は、予想軌跡曲線Ｇ，Ｈと障害物との重なりの有無を判断することにより、図７に示すような地面１３に対して垂直に立っている障害物１２との接触の有無を判断する。具体的には、図７に示す例では、予想走行軌跡Ｈが障害物１２と重なっているので、運転者は、直進した場合には障害物１２と接触すると判断する。一方、予想走行軌跡Ｇは障害物１２と重なっていないので、運転者は、予想走行軌跡Ｇに対応する操舵角でステアリングを操作した場合には障害物１２と接触しないですり抜け可能であると判断する。
【００１６】
しかしながら、従来までの車両用監視装置によれば、運転者は、車両のボディ部分等のように直接地面とは接していない、いわば宙に浮いているような障害物との接触の有無を判断することは難しい。具体的には、図８に示すように、予想走行軌跡Ｇが障害物１４と重なっていなくても、障害物１４の面積を地面に投影することにより形成される曲線が予想走行軌跡Ｇと重なる場合、車両は障害物１４と接触することになるが、運転者は、障害物１４との接触の有無を判断することは難しい。
【００１７】
この理由は、従来までの車両用監視装置は、撮像部を構成するレンズの歪曲収差による映像上の歪みやパースペクティブの影響を考慮していないためにある。具体的には、３次元空間の物体を２次元平面に描画する際、撮像部が水平ではなくやや下向きに設置されていると、パースペクティブの影響によって、物体は上方に向かって広がっているように描画されるため、例えば車両のリアバンパーの右角から地面への垂線を描画した場合には、この垂線は映像上では地面に対して垂直ではなく、斜め右下に向いてしまい、リアバンパーとの接触の有無を垂線に基づいて判断することは難しくなる。
【００１８】
これに対して、本発明の一実施形態となる車両用監視装置では、上述のように、車両１の前方の映像を撮像する撮像部２のヨー角は、表示部６に表示される予想走行軌跡Ｄの接線方向に向き、映像の歪みやパースペクティブの影響がない映像を表示することができるので、運転者は、車両のフロントバンパー等の地面と接していない障害物との接触を容易に判断することができる。
【００１９】
また、本発明の一実施形態となる車両用監視装置によれば、表示部６に表示される予想走行軌跡Ｄは、撮像部２が取り付けられている位置と反対方向にステアリングを末切りした際の車両１の走行軌跡であるので、車両１の近くにある障害物を末切り操舵で回避しないといけない場合において、運転者は、そのまま進行した際に障害物と接触する否かを容易に判断することができる。
【００２０】
また、本発明の一実施形態となる車両用監視装置によれば、表示部６に表示される予想走行軌跡Ｄは、撮像部２が取り付けられている位置と反対方向にステアリングを半切りした際の車両１の走行軌跡であるので、予想走行軌跡Ｄが想定している操舵角と実際の操舵角が異なる場合においても、操舵角の差を小さくし、映像の歪みやパースペクティブの影響を最小限に保つことができる。
【００２１】
さらに、本発明の一実施形態となる車両用監視装置によれば、表示部６が、予想走行軌跡Ｄと共に、画面中央部に垂直線Ｅを補助線として表示するので、運転者は、垂直線Ｅを境界線として、障害物と接触しない領域と障害物と接触する可能性がある領域とを区別し、地面と接していない障害物との接触の有無を容易に判断することができる。
【実施例２】
【００２２】
上記第１の実施形態となる車両用監視装置では、表示部６に表示される予想走行軌跡は、撮像部２が取り付けられている位置と反対方向にステアリングを末切りした際の車両１の走行軌跡であったが、この場合には、図９に示すように、予想走行軌跡Ａが実際の操舵角に対応する予想走行軌跡Ｉと異なり、映像の歪みやパースペクティブの影響が生じる場合がある。
【００２３】
そこで、本発明の第２の実施形態となる車両用監視装置は、以下に示す監視処理を実行することにより、予想走行軌跡が実際の操舵角に対応する予想走行軌跡と異なる場合であっても、運転者が地面と接していない障害物との接触を容易に判断することを可能にする。以下、図１０に示すフローチャートを参照して、監視処理を実行する際の車両用監視装置の動作について説明する。なお、本発明の第２の実施形態となる車両用監視装置の構成は、上記第１の実施形態となる車両用監視装置の構成と同じであるので、以下ではその説明を省略する。
【００２４】
図１０に示すフローチャートは、車両１のイグニッションスイッチがオン状態になるのに応じて開始となり、この監視処理はステップＳ１の処理に進む。
【００２５】
ステップＳ１の処理では、操舵角センサ３が、現在のステアリングの操舵角を検出し、検出した操舵角値を補助線生成部４に入力する。これにより、このステップＳ１の処理は完了し、この監視処理はステップＳ１の処理からステップＳ２の処理に進む。
【００２６】
ステップＳ２の処理では、補助線生成部４が、操舵角センサ３から入力された操作角値に従って、ステアリングの操舵角に対応する車両１の予想走行軌跡Ｉを算出する。これにより、このステップＳ２の処理は完了し、この監視処理はステップＳ２の処理からステップＳ３の処理に進む。
【００２７】
ステップＳ３の処理では、補助線生成部４が、算出した予想走行軌跡Ｉを表示画面に表示した際に最も外側に膨らむ点を算出し、予想走行軌跡Ｉと外側に最も膨らむ点の描画データを合成部５に入力する。これにより、このステップＳ３の処理は完了し、この監視処理はステップＳ３の処理からステップＳ４の処理に進む。
【００２８】
ステップＳ４の処理では、合成部５が、表示部６を制御して、図１１に示すように、撮像部２が撮影した映像に予想走行軌跡Ｉを描画すると共に、外側に最も膨らむ点Ｊを通る垂直線Ｅを描画する。これにより、このステップＳ４の処理は完了し、この監視処理は再びステップＳ１の処理に戻る。
【００２９】
以上の説明から明らかなように、本発明の第２の実施形態となる車両用監視装置によれば、表示部６が、予想走行軌跡Ｉと共に、予想走行軌跡Ｉが外側に最も膨らむ個所Ｊを通る垂直線Ｅを補助線として表示するので、予想走行軌跡が実際の操舵角に対応する予想走行軌跡と異なる場合であっても、運転者は、補助線を参照して、地面と接していない障害物との接触を容易に判断することができる。
【実施例３】
【００３０】
次に、図１２〜図１４を参照して、本発明の第３の実施形態となる車両用監視装置の構成と動作について説明する。
【００３１】
本発明の第３の実施形態となる車両用監視装置は、以下に示す監視処理を実行することにより、予想走行軌跡が実際の操舵角に対応する予想走行軌跡と異なる場合であっても、運転者が地面と接していない障害物との接触を容易に判断することを可能にする。以下、図１２に示すフローチャートを参照して、監視処理を実行する際の車両用監視装置の動作について説明する。なお、本発明の第３の実施形態となる車両用監視装置の構成は、上記第１の実施形態となる車両用監視装置の構成と同じであるので、以下ではその説明を省略する。
【００３２】
図１２に示すフローチャートは、車両１のイグニッションスイッチがオン状態になるのに応じて開始となり、この監視処理はステップＳ１１の処理に進む。
【００３３】
ステップＳ１１の処理では、操舵角センサ３が、現在のステアリングの操舵角を検出し、検出した操舵角値を補助線生成部４に入力する。これにより、このステップＳ１１の処理は完了し、この監視処理はステップＳ１１の処理からステップＳ１２の処理に進む。
【００３４】
ステップＳ１２の処理では、補助線生成部４が、操舵角センサ３から入力された操作角値に従って、ステアリングの操舵角に対応する車両１の予想走行軌跡Ｉを算出する。これにより、このステップＳ１２の処理は完了し、この監視処理はステップＳ１２の処理からステップＳ１３の処理に進む。
【００３５】
ステップＳ１３の処理では、補助線生成部４が、算出した予想走行軌跡Ｉを表示画面に描画した際に外側に最も膨らむ点を算出する。これにより、このステップＳ１３の処理は完了し、この監視処理はステップＳ１３の処理からステップＳ１４の処理に進む。
【００３６】
ステップＳ１４の処理では、補助線生成部４が、撮像部２の位置と向き（ヨー、ピッチ、ロール）及び光学的特性（水平画角、垂直画角、歪曲収差、その他の歪み）に基づいて、ステップＳ１３の処理において算出した点に垂直に立つ障害物（以下、仮想障害物と表記）を仮定し、その仮想障害物が表示画面に描画される際の形状を計算する。そして、補助線生成部４は、走行軌跡Ｉ，最も膨らむ点，及び仮想障害物の形状の描画データを合成部５に入力する。これにより、このステップＳ１４の処理は完了し、この監視処理はステップＳ１４の処理からステップＳ１５の処理に進む。
【００３７】
ステップＳ１５の処理では、合成部５が、表示部６を制御して、図１３に示すように、撮像部２が撮影した画像に予想走行軌跡Ｉを描画すると共に、外側に最も膨らむ点Ｊに仮想障害物の形状を示す曲線を描画する。これにより、このステップＳ１５の処理は完了し、この監視処理は再びステップＳ１１の処理に戻る。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、本発明の第３の実施形態となる車両用監視装置によれば、表示部６が、予想走行軌跡Ｉと共に、外側に最も膨らむ点Ｊに垂直に障害物が存在すると仮定した時のその障害物の形状を示す曲線を補助線として描画するので、予想走行軌跡が実際の操舵角に対応する予想走行軌跡と異なる場合であっても、運転者は、補助線を参照して、地面と接していない障害物との接触を容易に判断することができる。
【００３９】
なお、上記監視処理では、補助線生成部４は、図１４（ａ）に示すように、外側に最も膨らむ個所Ｊに垂直に立つ仮想障害物の形状を示す曲線を補助線として提示したが、図１４（ｂ）に示すように、仮想障害物の形状と予想走行軌跡Ｉの一部を補助線として提示してもよい。また、補助線生成部４は、図１４（ｃ）に示すように、仮想障害物の形状を示す曲線の中で最も車両１から離れている点を算出し、算出した点を通る垂直線を補助線として提示してもよい。このような処理によれば、補助線の描画処理が簡易化されるので、運転者は、短時間で障害物との接触の有無を判断することができる。
【００４０】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、図１５に示すように、第１の実施形態となる車両用監視装置の構成要素に加えて、操舵角センサ３が検出したステアリングの操舵角に従って、撮像部２の撮像方向を制御する撮像方向制御部７を設けるようにしてもよい。このような構成によれば、撮像方向制御部７が、操舵角センサ３が検出したステアリングの操舵角に従って、撮像部２の撮像方向を制御するので、実際の操舵角がどのような角度であっても、障害物との接触の有無の判断が容易な映像を表示することができる。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態となる車両用監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す撮像部の設置位置とヨー角の方向を説明するための図である。
【図３】図１に示す補助線生成部が算出する予想走行軌跡を示す図である。
【図４】図１に示す撮像部により撮像された車両前方の映像の一例を示す図である。
【図５】図４に示す車両前方の映像に補助線生成部が生成した補助線が合成された図である。
【図６】従来までの車両用監視装置により算出される予想走行軌跡を示す図である。
【図７】障害物が地面から直立している際に従来までの車両用監視装置が生成する映像の模式図である。
【図８】障害物が地面と接していない際に従来までの車両用監視装置が生成する映像の模式図である。
【図９】予想走行軌跡と実際の操舵角による予想走行軌跡が異なる状態を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態となる車両用監視装置による監視処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１１】図１０に示す監視処理により表示される映像の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態となる車両用監視装置による監視処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１３】図１２に示す監視処理により表示される映像の一例を示す図である。
【図１４】図１２に示す監視処理により表示される映像の一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態となる車両用監視装置の応用例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４２】
１：車両
２：撮像部
３：操舵角センサ
４：補助線生成部
５：合成部
６：表示部
７：撮像方向制御部
Ａ，Ｉ：予想軌跡曲線
Ｅ：補助線
【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】
2005193845.tif 000013
【図１２】
2005193845.tif 000014
【図１３】
2005193845.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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