(57)【要約】      （修正有）【課題】警告または表示を行う運転支援システム、自動車、および発光素子の制御方法を提供する。【解決手段】運転支援システムであって、フロントガラス１２の前に設けられているワイパー６８とワイパー６８上に長手方向に沿って配列されている発光素子７０と、発光素子７０が所望の場所に位置するときに発光素子７０を発光させる発光制御手段と、発光素子７０による表示を行う場合には、通常のワイピング動作よりも速い速度でワイパー６８を駆動する駆動制御手段とを備え、発光素子７０は、ワイパー６８がフロントガラス１２内に側方に位置する状態で、車両の運転手に向けられる方向へ光の指向性を有する。【選択図】図７
2005271813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントガラスの前に設けられているワイパーと、
前記ワイパー上に長手方向に沿って配列されている発光素子と、
前記発光素子が所望の場所に位置するときに前記発光素子を発光させる発光制御手段と
を備えた運転支援システム。
【請求項２】
前記発光素子は、前記ワイパーがフロントガラス内に側方に位置する状態で、車両の運転手に向けられる方向へ光の指向性を有する請求項１に記載の運転支援システム。
【請求項３】
前記ワイパーは、右ワイパーと左ワイパーとを有し、
前記右ワイパーがフロントガラスの右側に位置するときに光の指向方向が運転手へ向かうように、右ワイパー上に設けられている右側発光素子と、
前記左ワイパーがフロントガラスの左側に位置するときに光の指向方向が運転手へ向かうように、左ワイパー上に設けられている左側発光素子と
を更に備えた請求項２に記載の運転支援システム。
【請求項４】
前記発光素子による表示を行う場合には、通常のワイピング動作よりも速い速度で前記ワイパーを駆動する駆動制御手段を更に備えた請求項１に記載の運転支援システム。
【請求項５】
車両からみた、被写体の相対的な位置を検出する３Ｄカメラと、
前記３Ｄカメラが連続して検出した前記被写体の位置に基づいて、前記車両に対する前記被写体の相対的な移動ベクトルを算出する被写体移動ベクトル算出手段と、
前記車両の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記車両の旋回角度を検出する舵角検出手段と、
前記車両の前記移動速度、および前記旋回角度によって前記被写体に生じる移動ベクトルである静止被写体ベクトルを、前記速度検出手段が検出した前記車両の前記移動速度、および前記舵角検出手段が検出した前記車両の前記旋回角度に基づいて算出する静止被写体ベクトル算出手段と、
前記被写体移動ベクトル算出手段が検出した被写体の移動ベクトルの中で、前記静止被写体ベクトル算出手段が算出した前記静止被写体ベクトルとは異なる移動ベクトルを選択し、当該移動ベクトルを有する前記被写体を、移動体として検出する移動体検出手段と、
前記被写体移動ベクトル算出手段が検出した前記移動ベクトルを用いて、前記移動体検出手段が移動体として検出した前記被写体の中で、当該車両に近づいている近接被写体を検出する近接被写体検出手段と
を更に備え、
前記発光制御手段は、前記近接被写体検出手段が検出した前記近接被写体の周囲を囲む枠を残像として表示する請求項１に記載の運転支援システム。
【請求項６】
目的地までの経路と、右折または左折すべき交差点の緯度および経度を出力するカーナビゲーションシステムを更に備え、
前記発光制御手段は、前記交差点に近づいたと前記カーナビゲーションシステムが判断した場合に、右折または左折すべき旨を残像として表示する請求項１に記載の運転支援システム。
【請求項７】
自動車からみた、被写体の相対的な位置を検出する３Ｄカメラと、
前記カーナビゲーションシステムが出力した前記緯度および前記経度を用いて、前記３Ｄカメラが撮像した画像中における前記交差点の位置を判断する交差点補足手段と、
を更に備え、
前記発光制御手段は、前記車両の運転手の目の位置と、前記交差点補足手段が判断した位置とを結ぶ線上に表示を行う請求項６に記載の運転支援システム。
【請求項８】
フロントガラスの前に設けられているワイパーと、
前記ワイパー上に長手方向に沿って配列されている発行素子と、
前記発光素子が所望の場所に位置するときに前記発光素子を発光させる発光制御手段と
を備えた自動車。
【請求項９】
車両からみた、被写体の相対的な位置を検出する３Ｄカメラと、
前記３Ｄカメラが連続して検出した前記被写体の位置に基づいて、前記車両に対する前記被写体の相対的な移動ベクトルを算出する被写体移動ベクトル算出手段と、
前記車両の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記車両の旋回角度を検出する舵角検出手段と、
前記車両の前記移動速度、および前記旋回角度によって前記被写体に生じる移動ベクトルである静止被写体ベクトルを、前記速度検出手段が検出した前記車両の前記移動速度、および前記舵角検出手段が検出した前記車両の前記旋回角度に基づいて算出する静止被写体ベクトル算出手段と、
前記被写体移動ベクトル算出手段が検出した被写体の移動ベクトルの中で、前記静止被写体ベクトル算出手段が算出した前記静止被写体ベクトルとは異なる移動ベクトルを選択し、当該移動ベクトルを有する前記被写体を、移動体として検出する移動体検出手段と、
前記被写体移動ベクトル算出手段が検出した前記移動ベクトルを用いて、前記移動体検出手段が移動体として検出した前記被写体の中で、当該車両に近づいている近接被写体を検出する近接被写体検出手段と
を更に備え、
前記発光制御手段は、前記近接被写体検出手段が検出した前記近接被写体の周囲を囲む枠を残像として表示する請求項８に記載の自動車。
【請求項１０】
フロントガラスの前に設けられているワイパーと、前記ワイパー上に長手方向に沿って配列されている発光素子とを備える車両における発光素子の制御方法であって、
車両からみた、被写体の相対的な位置を３Ｄカメラにより検出する位置検出ステップと、
前記３Ｄカメラが連続して検出した前記被写体の位置に基づいて、前記車両に対する前記被写体の相対的な移動ベクトルを算出する被写体移動ベクトル検出ステップと、
前記車両の移動速度を検出する速度検出ステップと、
前記車両の旋回角度を検出する舵角検出ステップと、
前記車両の前記移動速度、および前記旋回角度によって前記被写体に生じる移動ベクトルである静止被写体ベクトルを、前記速度検出ステップが検出した前記車両の前記移動速度、および前記舵角検出ステップが検出した前記車両の前記旋回角度に基づいて算出する静止被写体ベクトル算出ステップと、
前記被写体移動ベクトル検出ステップが検出した被写体の移動ベクトルの中で、前記静止被写体ベクトル算出ステップが算出した前記静止被写体ベクトルとは異なる移動ベクトルを選択し、当該移動ベクトルを有する前記被写体を、移動体として検出する移動体検出ステップと、
前記被写体移動ベクトル検出ステップが検出した前記移動ベクトルを用いて、前記移動体検出ステップが移動体として検出した前記被写体の中で、当該車両に近づいている近接被写体を検出する近接被写体検出ステップと、
前記近接被写体検出ステップが検出した前記近接被写体の周囲を囲む枠を残像として表示する発光制御ステップとを備える発光素子の制御方法。
【請求項１１】
フロントガラスの前に設けられているワイパーと、前記ワイパー上に長手方向に沿って配列されている発光素子と、目的地までの経路と、右折または左折すべき交差点の緯度および経度を出力するカーナビゲーションシステムとを備える車両における発光素子の制御方法であって、
前記交差点に近づいたと前記カーナビゲーションシステムが判断した場合に、右折または左折すべき旨を残像として表示する発光制御ステップを備える発光素子の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、警告または表示を行う運転支援システム、自動車、および発光素子の制御方法に関する。特に本発明は、ワイパーを用いて警告または表示を行う運転支援システム、自動車、および発光素子の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直線状に配列された多数の発光セルをもつ装置本体を手動等で往復スイングした場合に、スイング動作と発光セルの表示制御を同期させることにより、画像を表示するスイング装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−６７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、車両の運転を支援する運転支援システムにおいては、他車の接近や進行すべき方向等を運転手に通知することが望ましい。これらの情報は、車両が備えるモニタに表示されることが多いが、運転手がモニタに表示された情報に気づかない場合がある。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる撮像装置、自動車、および表示方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち、本発明の第一の形態によると、フロントガラスの前に設けられているワイパーとワイパー上に長手方向に沿って配列されている発光素子と、発光素子が所望の場所に位置するときに発光素子を発光させる発光制御手段とを備えた運転支援システムを提供する。これにより運転手の視線上に表示を行うことができる。また発光素子はワイパーに設けられているので、表示を行わない時には、運転手の視線を妨げることを防ぐことができる。
【０００７】
発光素子は、ワイパーがフロントガラス内に側方に位置する状態で、車両の運転手に向けられる方向へ光の指向性を有してもよい。運転手は側方から接近する被写体に気づかない場合が多いので、側方から接近する被写体を確実に運転手へ知らせることが望ましい。そしてワイパーがフロントガラス内の側方に位置する場合に運転手からワイパーまでの距離が遠くなるが、本発明では、発光素子の光の指向性は予め運転手の方向へ向けられているので、発光素子が暗く見えることを防ぐことができる。また、被写体が前方の側方から近づくときに、運転手に注意を喚起することが出来る。
【０００８】
上記のワイパーは、右ワイパーと左ワイパーとを有し、上記の運転支援システムは、右ワイパーがフロントガラスの右側に位置するときに光の指向方向が運転手へ向かうように、右ワイパー上に設けられている右側発光素子と、左ワイパーがフロントガラスの左側に位置するときに光の指向方向が運転手へ向かうように、左ワイパー上に設けられている左側発光素子とを更に備えてもよい。これにより、右ワイパーは右側へ動いた場合に、そして左ワイパーは左側へ動いた時に、それぞれ運転手に対して明るく表示を行うことができる。
【０００９】
上記の運転支援システムは、発光素子による表示を行う場合には、通常のワイピング動作よりも速い速度でワイパーを駆動する駆動制御手段を更に備えてもよい。これにより、運転手に対して残像が残る時間内に発光素子が移動する距離が長くなるので、より大きな残像を表示することができる。
【００１０】
上記の運転支援システムは、車両からみた、被写体の相対的な位置を検出する３Ｄカメラと、３Ｄカメラが連続して検出した被写体の位置に基づいて、車両に対する被写体の相対的な移動ベクトルを算出する被写体移動ベクトル算出手段と、車両の移動速度を検出する速度検出手段と、車両の旋回角度を検出する舵角検出手段と、車両の移動速度、および旋回角度によって被写体に生じる移動ベクトルである静止被写体ベクトルを、速度検出手段が検出した車両の移動速度、および舵角検出手段が検出した車両の旋回角度に基づいて算出する静止被写体ベクトル算出手段と、被写体移動ベクトル算出手段が検出した被写体の移動ベクトルの中で、静止被写体ベクトル算出手段が算出した静止被写体ベクトルとは異なる移動ベクトルを選択し、当該移動ベクトルを有する被写体を、移動体として検出する移動体検出手段と、被写体移動ベクトル算出手段が検出した移動ベクトルを用いて、移動体検出手段が移動体として検出した被写体の中で、当該車両に近づいている近接被写体を検出する近接被写体検出手段とを更に備え、発光制御手段は、近接被写体検出手段が検出した近接被写体の周囲を囲む枠を残像として表示してもよい。これにより、注意すべき被写体を運転手に容易に知らせることができる。
【００１１】
上記の運転支援システムは、目的地までの経路と、右折または左折すべき交差点の緯度および経度を出力するカーナビゲーションシステムを更に備え、発光制御手段は、交差点に近づいたとカーナビゲーションシステムが判断した場合に、右折または左折すべき旨を残像として表示してもよい。これにより、運転手が運転に集中していた場合であっても、右折または左折すべき旨を確実に知らせることができる。
【００１２】
上記の運転支援システムは、車両の前方を撮像するカメラと、目的地までの経路と、右折または左折すべき交差点の緯度および経度を出力するカーナビゲーションシステムが出力した緯度および経度を用いて、カメラが撮像した画像中における交差点の位置を判断する交差点補足手段と、を更に備え、発光制御手段は、車両の運転手の目の位置と、交差点補足手段が判断した位置とを結ぶ線上に表示を行ってもよい。これにより運転手は、どこの交差点で右折または左折すべきかを確実に知ることができる。
【００１３】
本発明の第２の形態によると、フロントガラスの前に設けられているワイパーと、ワイパー上に長手方向に沿って配列されている発行素子と、発光素子が所望の場所に位置するときに発光素子を発光させる発光制御手段とを備えた自動車を提供する。
【００１４】
上記の自動車は、車両からみた、被写体の相対的な位置を検出する３Ｄカメラと、３Ｄカメラが連続して検出した被写体の位置に基づいて、車両に対する被写体の相対的な移動ベクトルを算出する被写体移動ベクトル算出手段と、車両の移動速度を検出する速度検出手段と、車両の旋回角度を検出する舵角検出手段と、車両の移動速度、および旋回角度によって被写体に生じる移動ベクトルである静止被写体ベクトルを、速度検出手段が検出した車両の移動速度、および舵角検出手段が検出した車両の旋回角度に基づいて算出する静止被写体ベクトル算出手段と、被写体移動ベクトル算出手段が検出した被写体の移動ベクトルの中で、静止被写体ベクトル算出手段が算出した静止被写体ベクトルとは異なる移動ベクトルを選択し、当該移動ベクトルを有する被写体を、移動体として検出する移動体検出手段と、被写体移動ベクトル算出手段が検出した移動ベクトルを用いて、移動体検出手段が移動体として検出した被写体の中で、当該車両に近づいている近接被写体を検出する近接被写体検出手段とを更に備え、発光制御手段は、近接被写体検出手段が検出した近接被写体の周囲を囲む枠を残像として表示してもよい。
【００１５】
本発明の第３の形態によると、フロントガラスの前に設けられているワイパーと、ワイパー上に長手方向に沿って配列されている発光素子とを備える車両における発光素子の制御方法であって、車両からみた、被写体の相対的な位置を３Ｄカメラにより検出する位置検出ステップと、３Ｄカメラが連続して検出した被写体の位置に基づいて、車両に対する被写体の相対的な移動ベクトルを算出する被写体移動ベクトル検出ステップと、車両の移動速度を検出する速度検出ステップと、車両の旋回角度を検出する舵角検出ステップと、車両の移動速度、および旋回角度によって被写体に生じる移動ベクトルである静止被写体ベクトルを、速度検出ステップが検出した車両の移動速度、および舵角検出ステップが検出した車両の旋回角度に基づいて算出する静止被写体ベクトル算出ステップと、被写体移動ベクトル検出ステップが検出した被写体の移動ベクトルの中で、静止被写体ベクトル算出ステップが算出した静止被写体ベクトルとは異なる移動ベクトルを選択し、当該移動ベクトルを有する被写体を、移動体として検出する移動体検出ステップと、被写体移動ベクトル検出ステップが検出した移動ベクトルを用いて、移動体検出ステップが移動体として検出した被写体の中で、当該車両に近づいている近接被写体を検出する近接被写体検出ステップと、近接被写体検出ステップが検出した近接被写体の周囲を囲む枠を残像として表示する発光制御ステップとを備える。
【００１６】
本発明の第４の形態によると、フロントガラスの前に設けられているワイパーと、ワイパー上に長手方向に沿って配列されている発光素子と、目的地までの経路と、右折または左折すべき交差点の緯度および経度を出力するカーナビゲーションシステムとを備える車両における発光素子の制御方法であって、交差点に近づいたとカーナビゲーションシステムが判断した場合に、右折または左折すべき旨を残像として表示する発光制御ステップを備える。
【００１７】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１９】
図１は、本発明に係る運転支援システム１００を搭載した自動車１０の構成の一例を示す。本発明の運転支援システム１００は、３Ｄカメラ４２を有しており、自動車１０の略前方の被写体６００および６０２を撮像する。運転支援システム１００は、３Ｄカメラ４２を用いて動いている被写体を移動体として検出し、移動体の中で自動車１０へ近接する被写体を運転手２０へ通知することことにより、運転手２０の運転を支援することを目的とする。なお本発明において車両とは、自動車や列車などの自走する乗り物を指す。
【００２０】
図２は、運転支援システム１００が行う運転支援方法の一例を説明する図である。自動車１０の走行中に、３Ｄカメラ４２が連続したフレームを撮像すると、撮像された画像に含まれる被写体６００、６０２、および６０４のそれぞれは、各フレームにおいて異なる位置に現れる。この場合、複数のフレーム中の各被写体の位置を結ぶと、自動車１０に対する各被写体の相対速度に応じた移動ベクトルが得られる。本発明の運転支援システム１００は、自動車１０の走行状態から算出される静止した被写体の計算上の移動ベクトルと３Ｄカメラ４２が連続して被写体を撮像することにより得られる実際の移動ベクトルとを比較することにより、移動する被写体を見つけることを目的とする。
【００２１】
本図の例において、被写体６０４は地面に対して静止しており、被写体６００および被写体６０２は、地面に対して移動している。本発明の運転支援システム１００は、移動体として、移動をしている被写体６００および６０２を検知し、移動体として検知された被写体の中で、更に自動車１０に近接する被写体を運転手２０へ通知する。運転支援システム１００は、複数のＬＥＤ６１をフロントダッシュボード１４上に有しており、複数のＬＥＤ６１は、移動体として検知された被写体６００にマーク６７０を、フロントガラス１２上で重ねて表示することで運転手２０へ警告を行う。また運転支援システム１００は、複数のスピーカー６３を有しており、スピーカー６３から音声を出力することにより運転手２０へ警告を行う。
【００２２】
更に、本例の運転支援システム１００は、近接する被写体の中で、自動車１０と衝突するおそれの高い被写体を運転手２０へ通知することを目的とする。詳細は後述するが、一例として、運転支援システム１００は視線検出手段４０を有しており、運転手２０の視線方向を検知する。例えば運転手２０の視線が被写体６０２の方向を向いており、かつ被写体６００の方向から離れている場合、運転手２０が被写体６００には気づいていない可能性が高いので、運転支援システム１００は、運転手２０の視線方向から離れている被写体６００に対して、フロントガラス１２上にマーク６７０を重ねて表示することで警告を行う。
【００２３】
図３は、運転支援システム１００の機能構成の一例を示す。運転支援システム１００は、視線検出手段４０、３Ｄカメラ４２、被写体移動ベクトル算出手段４４、近接被写体検出手段４６、移動体検出手段４８、静止被写体ベクトル算出手段５０、速度検出手段５２、舵角検出手段５４、近接時間算出手段５６、警告手段５８、ステレオ音声出力装置６０、フロントガラス照射手段６２、およびフロントガラス位置算出手段６４を有する。
【００２４】
３Ｄカメラ４２は、自動車１０の進行方向に光軸が一致するように自動車１０に予め配置され、自動車１０の前方を連続して撮像する。３Ｄカメラ４２は、連続して撮像したそれぞれの画像において、自動車１０からみた被写体の相対的な位置を検出する。ここで３Ｄカメラ４２は内部に２つのカメラを含んでおり、各カメラにより撮像された被写体の特徴点の位置のずれを用いて自動車１０を基準とした被写体までの距離を求める。更に３Ｄカメラ４２は、撮像した画像中の各特徴点の位置を用いて、自動車１０からみた被写体の相対的な位置を算出する。また３Ｄカメラ４２は、検出した被写体の位置を用いて自動車１０の進行方向に対する被写体の方向を算出する。
【００２５】
被写体移動ベクトル算出手段４４は、３Ｄカメラ４２が算出した被写体の位置に基づいて、自動車１０に対する被写体の相対的な移動ベクトルを算出する。この場合、被写体移動ベクトル算出手段４４は、同じ特徴点の異なるフレーム間における位置の差分を求めることにより特徴点の移動ベクトルを算出する。
【００２６】
速度検出手段５２および舵角検出手段５４は、自動車１０の移動速度および旋回角度をそれぞれ検出する。そして静止被写体ベクトル算出手段５０は、被写体が静止していた場合に、自動車１０の移動速度および旋回速度によって被写体に生じる、自動車１０を基準とした移動ベクトルである静止被写体ベクトルを算出する。
【００２７】
移動体検出手段４８は、被写体移動ベクトル算出手段４４が算出した被写体の移動ベクトルの中で、静止被写体ベクトル算出手段５０から受け取った静止被写体ベクトルとは異なる移動ベクトルを選択し、この移動ベクトルを有する被写体を移動体として検出する。ここで移動体検出手段４８は、被写体移動ベクトル算出手段４４が算出した被写体の移動ベクトルと、静止被写体ベクトル算出手段５０が算出した静止被写体ベクトルとの差分を算出し、予め定められた大きさを超えた場合に、この移動ベクトルを有する被写体を移動体であると判断する。
【００２８】
近接被写体検出手段４６は、移動体検出手段４８によって移動体として検出された被写体の中で、被写体移動ベクトル算出手段４４が算出した移動ベクトルを用いて自動車１０に近づく近接被写体を検出する。本例の近接被写体検出手段４６は、自動車１０を中心とする所定の領域を示す情報を予め格納しており、３Ｄカメラ４２から受け取った被写体の方向がこの領域を向いている場合に、近接被写体検出手段４６はこの被写体を近接被写体として検出する。
【００２９】
近接時間算出手段５６は、３Ｄカメラ４２から受け取った各被写体の中から、移動体検出手段４８が移動体として検出した被写体の相対的な位置を示す情報を選択する。近接時間算出手段５６は、被写体の相対的な位置と、被写体移動ベクトル算出手段４４が算出した移動ベクトルを用いて、検出された移動体が自動車１０に接近するまでの時間を算出する。なお、近接するまでの時間とは、自動車１０を中心とする予め定められた領域内に、被写体が含まれるまでの時間であってよい。
【００３０】
視線検出手段４０は、自動車１０を運転する運転手２０の視線方向と、運転手２０の目の位置を検出する。尚、視線検出手段４０が行う詳細な動作は後述する。
【００３１】
近接被写体検出手段４６が近接被写体を検出した場合に、警告手段５８は警告を行う。ここで警告手段５８は、近接時間算出手段５６によって算出された時間が予め定められた時間よりも小さい場合に、運転手２０に対して警告を行う。これにより近接する被写体の中でも衝突の危険性が高い被写体を運転手へ知らせることができるので、運転手２０は、衝突を適切に回避することができる。
【００３２】
警告手段５８は、視線検出手段４０が検出した運転手２０の視線方向が被写体の方向と比較して所定以上離れていることを更に条件として、警告を行う。近接する被写体に運転手が既に気づいている場合、このような被写体について警告を与えられると、運転手２０にとっては非常に煩わしく感じられ、運転の妨げになる場合があるが、本発明の運転支援システム１００は、運転手２０の視線から離れた被写体について警告を与えるので、運転手２０が接近を気づいていない可能性のある被写体を知らせることができる。これにより運転手２０は、安全に運転を行うことができる。
【００３３】
ステレオ音声出力装置６０は、複数のスピーカー６３（図２参照）を備えており、音声をステレオで出力する。近接被写体検出手段４６が近接被写体を検出した場合に、警告手段５８は、ステレオ音声出力装置６０を用いて３Ｄカメラ４２から受け取った被写体の方向から警告メッセージを出力することにより、運転手２０に対して警告を行う。これにより、衝突の危険性が高い被写体の方向を確実に運転手へ知らせることができる。
【００３４】
また本例の警告手段５８は、近接被写体検出手段４６が検出した近接被写体の中で、近接時間算出手段５６により算出された時間が予め定められた時間よりも短く、かつ視線検出手段４０によって検出された運転手２０の視線方向が近接被写体の方向と離れている場合に、この近接被写体の相対的な位置をフロントガラス位置算出手段６４へ出力する。
【００３５】
フロントガラス位置算出手段６４は、運転手の目の位置と、近接被写体の位置とを結ぶ位置をフロントガラス位置として算出し、フロントガラス１２（図２参照）を内側から照射することで、フロントガラス１２に表示を行う。フロントガラス照射手段６２は、複数のＬＥＤ６１（図２参照）を含んでおり、それぞれのＬＥＤ６１は、フロントガラス１２上の所定の位置に光を照射し、かつ照射された光の反射光が、運転手２０の視線へ向かうように予め設置される。そしてフロントガラス照射手段６２は、フロントガラス照射手段６２から通知されたフロントガラス位置へマークを照射する。本例のフロントガラス照射手段６２は、マークとして被写体の周囲を囲む枠を表示する。これにより、衝突の危険性が高い被写体を、確実に運転手へ知らせることができる。
【００３６】
なお本例のフロントガラス位置算出手段６４は、運転手２０が算出した目の位置を用いてフロント位置を算出したが、他の方法としてはフロントガラス位置算出手段６４は、運転手２０が座る運転席の位置に基づいて、目の位置を推測してもよい。さらに簡易には、フロントガラス位置算出手段６４は、予め想定される運転手２０の目の位置を格納していてもよい。
【００３７】
また他の例において、運転支援システム１００は、フロントガラス照射手段６２に代えて、フロントガラス１２上に設けられた透明な表示装置であるＥＬ表示手段を有してもよい。フロントガラス１２に、マークを正確に表示することができる。そして衝突の危険性が高い被写体を、確実に運転手２０へ知らせることができる。
【００３８】
図４および図５は、運転支援システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。３Ｄカメラ４２は、連続して自動車１０の前方を撮像し、連続して取得した画像において、自動車１０からみた被写体の相対的な位置を検出する（Ｓ１００）。また３Ｄカメラ４２は、自動車１０の進行方向を基準として自動車１０からみた被写体の方向を算出する。
【００３９】
被写体移動ベクトル算出手段４４は、３Ｄカメラ４２より受け取った被写体の座標に基づいて、自動車１０に対する被写体の相対的な移動ベクトルを算出する（Ｓ１０５）。この場合、被写体移動ベクトル算出手段４４は、同じ特徴点の異なるフレーム間における位置の差分を求めることにより特徴点の移動ベクトルを算出する。
【００４０】
速度検出手段５２および舵角検出手段５４は、自動車１０の移動速度および旋回角度をそれぞれ検出し（Ｓ１１０）、検出した移動速度および旋回角度を静止被写体ベクトル算出手段５０へ出力する。静止被写体ベクトル算出手段５０は、被写体が静止していた場合に、自動車１０の移動速度および旋回速度によって被写体に生じる、自動車１０を基準とした移動ベクトルを算出する（Ｓ１１５）。なお本明細書では、この移動ベクトルを静止被写体ベクトルと呼ぶ。
【００４１】
移動体検出手段４８は、被写体移動ベクトル算出手段４４が算出した被写体の移動ベクトルの中で、静止被写体ベクトル算出手段５０が算出した静止被写体ベクトルとは異なる移動ベクトルを選択し、この移動ベクトルを有する被写体を、移動体として検出する（Ｓ１２０）。本例の移動体検出手段４８は、被写体移動ベクトル算出手段４４が算出した移動ベクトルと、静止被写体ベクトル算出手段５０が算出した静止被写体ベクトルとの差分を各特徴点について算出し、予め定められた大きさを超えた場合に、この移動イベクトルを有する被写体を移動体であると判断する。
【００４２】
近接被写体検出手段４６は、被写体移動ベクトル算出手段４４が算出した移動ベクトルを用いて、移動体検出手段４８が移動体として検出した被写体の中で、自動車１０に近づいている近接被写体を検出する（Ｓ１２５）。本例の近接被写体検出手段４６は、自動車１０を中心とした所定の領域の位置を示す情報を予め格納しており、各特徴点から自動車１０へ向かう移動ベクトルが、所定の領域を向いている場合に、近接被写体検出手段４６はこの特徴点が自動車１０に近づいていると判断する。そして近接被写体検出手段４６は、近接被写体を検出した旨を警告手段５８へ出力する。
【００４３】
近接時間算出手段５６は、３Ｄカメラ４２が算出した各被写体の相対的な位置を示す情報の中から、移動体検出手段４８が移動体として検出した被写体の相対的な位置を示す情報を選択する。近接時間算出手段５６は、被写体の相対的な位置と、被写体移動ベクトル算出手段４４が算出した移動ベクトルとを用いて、移動体が自動車１０に接近するまでの時間を算出し（Ｓ１３０）、算出した時間を警告手段５８へ出力する。
【００４４】
視線検出手段４０は、自動車１０を運転する運転手２０の視線方向を検出し（Ｓ１３５）、検出した視線方向を警告手段５８へ出力する。また視線検出手段４０は、運転手２０の目の位置を検出して、フロントガラス位置算出手段６４へ出力する。
【００４５】
ここで被写体の移動ベクトルの方向が、自動車１０を向いている場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、本フローチャートはステップＳ１４５へ進む。本例の近接被写体検出手段４６は、自動車１０を中心とする所定の領域を示す情報を予め格納しており、３Ｄカメラ４２から受け取った被写体の方向がこの領域を向いている場合に、近接被写体検出手段４６はこの被写体を近接被写体として検出する。
【００４６】
そして近接時間算出手段５６が算出した時間が、予め定められた時間よりも小さい場合、例えば５秒以下である場合（Ｓ１４５：ＹＥＳ）、本フローチャートはステップＳ１５０へ進む。そして視線検出手段４０が検出した運転手２０の視線方向が、被写体の方向と比較して所定以上離れている場合、例えば３０度以上離れている場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、警告手段５８は、フロントガラス１２にマーク（図２参照）を表示することにより、警告を行う（Ｓ１５５）。更に警告手段５８は、ステレオ音声出力装置６０を用いて、被写体の方向から警告メッセージを出力する（Ｓ１６０）。このように近接する被写体の中でも、衝突の危険性が高い被写体を運転手へ知らせるとともに、運転手が自動車への接近を気づいていない可能性の高い被写体を知らせるので、運転手は、衝突を適切に回避することができる。更に、音声を用いて衝突の危険性が高い被写体を運転手へ知らせるので、運転手は危険を回避することができる。
【００４７】
被写体の移動ベクトルの方向が、自動車１０を向いていない場合（Ｓ１４０：ＮＯ）、近接時間算出手段５６によって算出された時間が予め定められた時間よりも大きい場合（Ｓ１４５：ＮＯ）、または視線検出手段４０が検出した運転手２０の視線方向が、被写体の方向と比較して、所定以上離れていない場合（Ｓ１５０：ＮＯ）、本フローチャートは、Ｓ１６５へ進む。そして自動車１０の走行速度が所定の速度以上である場合（Ｓ１６５：ＹＥＳ）、本フローチャートはステップＳ１４０へ進み、ステップＳ１４０からステップＳ１６０までの動作を繰り返す。自動車１０の速度が所定の速度よりも小さい場合、本フローチャートは終了する。
【００４８】
図６は、ステップＳ１３５の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。本例の視線検出手段４０は、例えば２つのカメラを内蔵しており、運転手２０の顔を撮像することで運転手２０の立体の顔画像を作成する。この場合、視線検出手段４０は、運転手２０の両眼の位置および鼻の位置を検出する（Ｓ３００）。そして人間の顔の形状が略左右対称であることを利用して、視線検出手段４０は顔が向いている方向を求める（Ｓ３０５）。尚、視線検出手段４０は、運転手２０の両眼の位置を算出して、先に説明したフロントガラス位置算出手段６４へ、算出した目の位置を出力する。
【００４９】
ここで人間の目の大きさは、顔や頭の大きさ、或いは両眼の距離に基づいて算出することが可能である。本例の視線検出手段４０は、両眼の距離に応じた目の大きさを予め格納しており、これにより視線検出手段４０は、目の距離を算出することにより、目の大きさを算出する（Ｓ３１０）。そして視線検出手段４０は、更に目の中の瞳の位置をそれぞれ算出する（Ｓ３１５）。
【００５０】
ここで視線検出手段４０は、両眼を結ぶ線分の中点、および２つの瞳を結ぶ線分のチュ点中心のそれぞれの位置を算出し、両眼を結ぶ線分の中点に対する、２つの瞳を結ぶ線分の中点のずれ量を算出する（Ｓ３２０）。そして視線検出手段４０は、目の大きさと、算出した瞳の位置のずれ量とから、瞳が向いている方向を算出する（Ｓ３２５）。一例として、顔の正面方向に対して瞳の回転角度を定義した場合に、回転角度の正弦を目の半径に乗じた値が、算出したずれ量に相当することを利用して、視線検出手段４０は、瞳が向いている方向を算出する。そして、既に算出した顔が向いている方向に、瞳が向いている方向を加算することで、視線方向を算出する（Ｓ３３０）。以上で、本フローチャートは終了する。
【００５１】
図７は、本発明における他の運転支援システム１０５の使用例を説明する図である。運転支援システム１０５は、自動車１０（図１参照）に搭載される。運転支援システム１０５は、フロントガラス１２の前に設けられているワイパー６８と、ワイパー６８上に長手方向に沿って配列されている複数の発光素子７０とを有する。ワイパー６８を動作させながら発光素子７０を点灯させると、運転手２０（図１参照）には発光素子７０が発した光の残像が見える。そこで本発明の運転支援システム１０５は、ワイパー６８に取りつけられた発光素子７０を発光させることにより、運転手２０に対して表示および警告を行うことを目的とする。
【００５２】
本例の運転支援システム１０５は、ワイパー６８として、運転手２０から見てフロントガラス１２の右側に設置された右ワイパー８０と、運転手２０から見てフロントガラス１２の左側に設置された左ワイパー８２とを備える。また運転支援システム１０５は、発光素子７０として、右側発光素子７６および左側発光素子７８を備える。そして発光素子７０は、ワイパー６８がフロントガラス１２内に側方に位置する状態で、自動車１０の運転手２０に向けられる方向へ光の指向性を有する。ここで側方とは、右ワイパー８０がフロントガラス１２の右側へ移動した位置、左ワイパー８２がフロントガラス１２の左側へ移動した位置であってよい。左ワイパー８２がフロントガラス１２の左側へ移動した位置とは、より具体的には、運転手２０からみて５度程度上方であって、かつ、最も左側の位置であってよい。そして右側発光素子７６は、右ワイパー８０がフロントガラス１２の右側に位置するときに光の指向方向が運転手２０へ向かうように、右ワイパー８０上に設けられる。そして左側発光素子７８は、左ワイパー８２がフロントガラス１２の左側に位置するときに光の指向方向が運転手２０へ向かうように、左ワイパー８２上に設けられる。これにより、右ワイパーは右側へ動いた場合、そして左ワイパーは左側へ動いた時に、それぞれ運転手２０に対して明るく表示を行う。そして、右ワイパー８０および左ワイパー８２を移動させながら、右側発光素子７６および左側発光素子７８における所定の素子を、予め定められたタイミングで点灯させることにより、本発明の運転支援システム１０５は、本図に示すようなマーク６７２や矢印６７４を表示する。なお、マーク６７２は、発光素子７０が表示する枠の一例である。
【００５３】
図８に、運転支援システム１０５が行う表示の例を示す。図８（ａ）に、運転支援システム１０５が警告を行う場合の表示の一例を示す。図１から図６を用いて説明した運転支援システム１００と同様に、本例の運転支援システム１０５は、近接する被写体を検出し、自動車１０と衝突するおそれの高い被写体を運転手２０へ通知することを目的とする。この場合、運転支援システム１０５は、移動体として検出した被写体の周囲を、枠６７２で囲って表示することにより、運転手２０へ警告を行う。図８（ｂ）に、運転支援システム１０５が進路を示す場合の表示の一例を示す。更に本例の運転支援システム１０５は、交差点において進むべき方向を、ワイパー６８および発光素子７０を用いて運転手２０へ通知することを目的とする。
【００５４】
図９は、運転支援システム１０５の機能構成の一例を示す図である。なお、図３と同じ符号を付した運転支援システム１０５の構成は、図３における構成と同一または同様の機能を有するので、以下に述べる点を除いて説明を省略する。
【００５５】
運転支援システム１０５は、視線検出手段４０、３Ｄカメラ４２、被写体移動ベクトル算出手段４４、近接被写体検出手段４６、移動体検出手段４８、静止被写体ベクトル算出手段５０、速度検出手段５２、舵角検出手段５４、近接時間算出手段５６、警告手段５８、ステレオ音声出力装置６０、フロントガラス位置算出手段６４、発光素子７０、発光制御手段７２、駆動制御手段７４、カーナビゲーションシステム８４、および交差点補足手段８６を備える。
【００５６】
カーナビゲーションシステム８４は、自動車１０の現在位置と、目的地までの経路とを出力する。またカーナビゲーションシステム８４は、右折または左折すべき交差点に近づくと、右折または左折すべき交差点の緯度および経度を出力する。
【００５７】
交差点補足手段８６は、カーナビゲーションシステム８４が出力した自動車１０の現在の位置と、右折または左折すべき交差点の緯度および経度から、自動車１０から交差点までの距離を算出する。一方で、交差点補足手段８６は、３Ｄカメラ４２が撮像する画像と、画像に含まれる被写体までの距離とを、３Ｄカメラ４２から受け取る。ここで交差点補足手段８６は、先に算出した交差点までの距離に相当する領域を選択することで、画像中における交差点の位置を判断する。尚、交差点補足手段８６は、自動車１０が走行する道路の端や道路に描かれた白線等の情報を更に用いて、交差点の位置を判断してもよい。
【００５８】
本例のフロントガラス位置算出手段６４は、運転手２０の目の位置と近接被写体の位置とを結ぶ位置をフロントガラス位置として算出すると共に、運転手２０の目の位置と交差点補足手段８６が算出した交差点の位置とを結ぶ位置をフロントガラス位置として更に算出する。
【００５９】
被写体が自動車１０に近接している旨の警告を行う場合、発光制御手段７２は、フロントガラス照射手段６２が算出したフロントガラス位置へ表示を行う。この場合、発光制御手段７２は、近接被写体検出手段４６が検出した近接被写体の周囲を囲む枠を残像として表示する。このように発光制御手段７２は、運転手２０の目の位置と近接被写体の位置とを結ぶ線上に表示を行うので、注意すべき被写体を運転手２０に確実に知らせることができる。
【００６０】
また、交差点に近づいたとカーナビゲーションシステム８４が判断した場合に、発光制御手段７２は、フロントガラス照射手段６２が算出したフロントガラス位置へ、右折または左折すべき旨を、例えば矢印で表示する。本例の発光制御手段７２は、右折するべき交差点においては、右折すべき旨を表示し、左折すべき交差点においては左折すべき旨を表示する。ここで、発光制御手段７２は、右折すべき交差点においては、右向きの矢印を、左折すべき交差点においては、左向きの矢印を表示してもよい。このように発光制御手段７２は、運転手２０の目の位置と交差点補足手段８６が判断した位置とを結ぶ線上に表示を行うので、運転手２０は、どこの交差点で右折または左折すべきかを確実に知ることができる。また、本発明ではワイパー６８が運転手２０の眼前で動作するので、運転手２０が運転に集中していた場合であっても、右折または左折すべき旨を確実に知らせることができる。
【００６１】
そしてフロントガラス１２に表示を行う場合、発光制御手段７２は、ワイパー６８を駆動させるための信号と、駆動されたワイパー６８が所定の位置に達した時にそれぞれの発光素子７０を発光させるためのタイミングとを発光素子７０へ出力する。これにより発光制御手段７２は、発光素子７０が所望の場所に位置するときに発光素子７０を発光させる。なお発光制御手段７２は、発光素子の電流を制御することにより、運転手２０に向かう光量の合計が所望の値になるように、光量の強さを、ワイパー６８の位置に応じて制御してもよい。
【００６２】
駆動制御手段７４は、信号を発光制御手段７２から受け取ると、通常のワイピング動作よりも速い速度でワイパー６８を駆動する。これにより、運転手２０に対して残像が残る時間内に発光素子が移動する距離が長くなるので、より大きな表示を行うことができる。このように本発明の運転支援システム１０５においては、ワイパー６８に設けられた発光素子７０を用いて、運転手２０に表示および警告を行うことができる。
【００６３】
図１０および図１１は、運転支援システム１０５の動作の一例を示すフローチャートである。なお、ステップＳ５６５からステップＳ５８５以外の動作フローは、図４および図５における動作フローと同様であるので、以下、図４および図５における動作との相違点を除き、説明を省略する。
【００６４】
被写体の移動ベクトルの方向が自動車１０を向いており（Ｓ５４０：ＹＥＳ）、かつ近接時間算出手段５６が算出した時間が予め定められた時間よりも小さく（Ｓ５４５：ＹＥＳ）、更に視線検出手段４０が検出した運転手２０の視線方向が、被写体の方向と比較して所定以上離れている場合（Ｓ５５０：ＹＥＳ）、警告手段５８は、警告を行う（Ｓ５５５）。この場合、発光制御手段７２が、フロントガラス照射手段６２が算出したフロントガラス位置へ表示を行うことにより、警告を行う。ここで発光制御手段７２は、近接被写体検出手段４６が検出した近接被写体の周囲を囲む枠を残像として表示する。
【００６５】
カーナビゲーションシステム８４は、自動車１０の現在位置と、目的地までの経路とを出力する。またカーナビゲーションシステム８４は、右折または左折すべき交差点に近づくと、右折または左折すべき交差点の緯度および経度を出力する（Ｓ５６５）。そして、交差点に近づいたとカーナビゲーションシステム８４が判断した場合（Ｓ５７０：ＹＥＳ）、交差点補足手段８６は、画像中における交差点の位置を判断する（Ｓ５７５）。この場合、交差点補足手段８６は、カーナビゲーションシステム８４が出力した自動車１０の現在の位置と、右折または左折すべき交差点の緯度および経度から、自動車１０から交差点までの距離を算出すると共に、３Ｄカメラ４２が撮像する画像と、画像に含まれる被写体までの距離とを、３Ｄカメラ４２から受け取る。そして、交差点補足手段８６は、先に算出した交差点までの距離に相当する領域を選択することで、画像中における交差点の位置を判断する。
【００６６】
ここで、本例のフロントガラス位置算出手段６４は、運転手２０の目の位置と、交差点補足手段８６が算出した交差点の位置とを結ぶ位置をフロントガラス位置として算出しており、発光制御手段７２は、フロントガラス照射手段６２が算出したフロントガラス位置へ、右折または左折すべき旨を例えば矢印で表示する（Ｓ５８０）。このように発光制御手段７２は、運転手２０の目の位置と交差点補足手段８６が判断した位置とを結ぶ線上に表示を行うので、運転手２０は、どこの交差点で右折または左折すべきかを確実に知ることができる。そしてカーナビゲーションシステム８４が目的地へ到着したと判断しない場合には（Ｓ５８５：ＮＯ）、本フローチャートはステップＳ５４０へ進み、ステップＳ５４０からステップＳ５８０までの動作を繰り返す。カーナビゲーションシステム８４が目的地へ到着したと判断した場合（Ｓ５８５：ＹＥＳ）、本フローチャートは終了する。
【００６７】
なお、本例の運転支援システム１０５において、複数の発光素子７０は運転手２０へ向けてワイパー６８に配列されたが、他の例の運転支援システム１０５において、複数の発光素子７０は自動車１０の外側へ向けて配列されてもよい。これにより、他の自動車の運転手や歩行者に対して表示を行うことができる。例えば自動車１０に故障が発生して道路上に停車する場合、運転支援システム１０５は、自動車１０が停車中の車両である旨を示すマークを、他の自動車の運転手や歩行者に対して表示してもよい。尚、このように、他の自動車や運転手に対して表示を行う構成とした場合においては、簡易のためにワイパー６８、発光素子７０、発光制御手段７２、および駆動制御手段７４以外の構成を省いてもよい。更に他の例の運転支援システム１０５において、複数の発光素子７０は、運転手２０へ向けて配列されると共に、自動車１０の外側へ向けて配列されてもよい。これにより、運転手２０に対して表示を行うと共に、他の自動車の運転手や歩行者に対して、運転手２０に対する表示とは異なる表示を行ってもよい。
【００６８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る運転支援システム１００を搭載した自動車１０の構成の一例を示す。
【図２】運転支援システム１００が行う運転支援の一例を説明する図である。
【図３】運転支援システム１００の機能構成の一例を示す図である。
【図４】運転支援システム１００の動作の一例を示すフローチャートである
【図５】図４のフローチャートの続きを示すフローチャートである。
【図６】ステップＳ１３５の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明における他の運転支援システム１０５の使用例を説明する図である。
【図８】運転支援システム１０５が行う表示の例を示す。図８（ａ）に、運転支援システム１０５が警告を行う場合の表示の一例を示す。図８（ｂ）に、運転支援システム１０５が進路を示す場合の表示の一例を示す。
【図９】運転支援システム１０５の機能構成の一例を示す図である。
【図１０】運転支援システム１０５の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】運転支援システム１０５の動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１０・・・自動車、１２・・・フロントガラス、１４・・・フロントダッシュパネル、２０・・・運転手、４０・・・視線検出手段、４２・・・３Ｄカメラ、４４・・・被写体移動ベクトル算出手段、４６・・・近接被写体検出手段、４８・・・移動体検出手段、５０・・・静止被写体ベクトル算出手段、５２・・・速度検出手段、５４・・・舵角検出手段、５６・・・近接時間算出手段、５８・・・警告手段、６０・・・ステレオ音声出力装置
６１・・・ＬＥＤ、６２・・・フロントガラス照射手段、６３・・・スピーカー、６４・・・フロントガラス位置算出手段、６８・・・ワイパー、７０・・・発光素子、７２・・・発光制御手段、７４・・・駆動制御手段、７６・・・右側発光素子、７８・・・左側発光素子、８０・・・右ワイパー、８２・・・左ワイパー、８４・・・カーナビゲーションシステム、８６・・・交差点補足手段、１００・・・運転支援システム、１０５・・・運転支援システム、６００、６０２、６０４・・・被写体、６７０・・・マーク、６７２・・・枠、６７４・・・矢印
【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】
2005271813.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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