(57)【要約】【課題】ドライバーの身長や座席位置に関係なく、ドライバーに最適なコーナーポール映像を作成してフロントガラスに投影することが可能なコーナーポール投影装置を提供する。【解決手段】本発明は、ドライバーの車両感覚を補助するために、運転席のドライバーの顔映像をカメラで撮影し、その映像からドライバーの眼の位置を解析・検出して、車両のコーナー位置にあたかもコーナーポールが存在するようにコーナーポール映像２１１を作成して、フロントガラス上に投影するコーナーポール投影装置である。ドライバーの顔映像を解析処理することで、ドライバーの身長や座席位置に関係なく、如何なるドライバーに対しても一定の長さのコーナーポールを見えるようにすることが可能となる。また、コーナーポール映像とともに実座標を固定した仮想目標物映像５１６を投影することで、両者から生じる運動視差から距離感が掴みやすくなる。【選択図】図１
2012116400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング操作、或いは車速に応じて自車位置を解析する自車位置解析手段と、
ドライバの顔を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段で撮影された映像からドライバーの眼の位置を解析・検出する映像解析手段と、
コーナーポール画像、及び仮想目標物画像を記録する記憶手段と、
前記映像解析手段で解析されたドライバーの眼の位置、及び前記自車位置解析手段で解析された自車位置に合わせて、前記記憶手段に記録されているコーナーポール画像、及び仮想目標物画像を読み込み、拡大縮小して投影像を作成する映像合成手段と、
前記映像合成手段で作成されたコーナーポール映像、及び仮想目標物映像をフロントガラスに投影する投影手段と、
ドライバーによる操作指令を入力する入力手段と、
を備えたことを特徴とするコーナーポール投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前方の左右コーナー部に設置するコーナーポールを自動車のフロントガラスに投影するコーナーポール投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両運転中に、車両前側のバンパーと障害物との距離感を認識し易くするために、車両前方のコーナー部にコーナーポールを設けることが行われている。コーナーポールを設けることにより、ドライバーは座席から見難い車両の前方コーナー部の位置を容易に認識することができ、バンパーと障害物との接触を容易に回避できる。
【０００３】
コーナーポールの従来例として、固定長のコーナーポールをバンパー或いは車両左前方の適所に設置することにより、ポールの材質や意匠性を向上させることが提案されている（特許文献１参照）。更に、エンジン始動時にバンパーや車両に格納された複数本の筒状のポール部材を伸縮自在としたコーナーポールを電動で所定長まで伸ばすことで、運転時のみにコーナーポールを出現する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
また、車両のフロントウインドにホログラムシールが貼り付け、更に、車両に設置した光源から光散乱性を持たせた円筒状被写体を車両のコーナー位置に投影することにより、擬似的なコーナーポールを表示する技術が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３１０２０
【特許文献２】特開２００１−２０６１４２
【特許文献３】特開平６−１６７９２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１，２に記載された従来例では、ドライバーの視線位置に関わらずコーナーポールの長さ、及びその取り付け位置が固定されており、必ずしもドライバーの運転操作の目安となるように設置されているとはいえない。また、コーナーポールが装着されていることで、他者から運転が未熟であると見られる心理的不快感を受ける。更に、車種によって、取り付けるバンパーや車両の形状、或いは車両内部に配置される電源等の接続ケーブルや各種ユニットの取り付け位置が異なる為、車種別にコーナーポール装置を設計する必要がある。また、特許文献３に記載された従来例では、フロントウインドにホログラムシールを貼り付けるので、前方視認性を損なう可能性がある。
【０００７】
更に、コーナーポールを設置することにより、ドライバーにとっての視認性を向上させることができるものの、美観を損なったり走行中の空気抵抗を生じる等の問題点も考えられる。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ドライバーの身長や座席位置に関係なく、ドライバーに最適なコーナーポール映像を作成してフロントガラスに投影することが可能なコーナーポール投影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、ステアリング操作、或いは車速に応じて自車位置を解析する自車位置解析手段（自車位置解析部１１０）と、ドライバの顔を撮影する撮影手段（カメラ１０１）と、前記撮影手段で撮影された映像からドライバーの眼の位置を解析・検出する映像解析手段（映像解析部１０２）と、コーナーポール画像、及び仮想目標物画像を記録する記憶手段（メモリ１０５）と、前記映像解析手段で解析されたドライバーの眼の位置、及び前記自車位置解析手段で解析された自車位置に合わせて、前記記憶手段に記録されているコーナーポール画像、及び仮想目標物画像を読み込み、拡大縮小して投影像を作成する映像合成手段（映像合成部１０３）と、前記映像合成手段で作成されたコーナーポール映像、及び仮想目標物映像をフロントガラスに投影する投影手段（１０４）と、ドライバーによる操作指令を入力する入力手段（ユーザＩ／Ｆ部１０７）と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るコーナーポール投影装置によれば、フロントガラスに投影されるコーナーポール映像によって、障害物と車両左前方との位置関係を視覚にとらえることが可能となり、車両にコーナーポールを設置することで運転が未熟に見られるというドライバーの心理的な不快感を回避することができる。
【００１１】
また、ドライバーの顔映像を撮影手段で撮影して処理することで、ドライバーの身長や座席位置に関係なく、如何なるドライバーに対しても一定の長さのコーナーポールを見えるようにコーナーポール画像を投影することが可能となる。
【００１２】
更に、実座標を固定した仮想目標物映像を合わせて投影することにより、コーナーポール映像と仮想目標物映像、及び背景との間に運動視差が生じ、距離感を掴みやすくすることができる。また、最近の自動車に装備されるコーナーセンサー、カメラ等の設置場所や電源確保に寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置を備えた車両の俯瞰図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置を備えた車両内部の構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置を備えた車両内部の側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置を備えた車両の俯瞰図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置を備えた車両内部の側面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置で投影される仮想目標物の形状を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置で投影される仮想目標物の位置を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置の、映像解析部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置の、カメラで撮影されるドライバーの顔画像を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置による投影の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施する好適な例として、本発明に係るコーナーポール投影装置を装備した車両内部の構成を図３に示す。運転席に着座したドライバー２１３がフロントガラス２０５越しに前方方向を視界にとらえており、ドライバー２１３の視界の中に、車両ボンネット３０２の左前方のコーナー部にあたかもコーナーポールが存在するように、投影装置２０４からフロントガラス２０５に向けてコーナーポール映像２１１を投影する。また、コーナーポール映像２１１近傍の所定の位置に、仮想目標物映像５１６を投影する。
【００１５】
また、カメラ１０１により撮影されたドライバー２１３の目線の高さや位置を推定して、フロントガラス２０５に投影するコーナーポール映像２１１、及び仮想目標物映像５１６の位置を算出すると共に、ドライバー２１３の顔の向きから、フロントガラス２０５に投影するコーナーポール映像２１１、及び仮想目標物映像５１６の投影位置を修正する機能も有する。
【００１６】
更に、図示を省略するが、ステアリングセンサや車速センサなどのセンサからの運転操作信号に応じて、自車の位置の変化を解析し、仮想目標物映像５１６の投影位置を修正する機能も有する。
【００１７】
ドライバー２１３の目線の高さや位置、コーナーポール映像２１１の投影位置、自車位置の解析、及び仮想目標物映像５１６の投影位置の演算は、例えば車両内部の電気信号を制御する電子制御ユニットＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いは専用の演算回路等で処理が行われる。
【００１８】
本発明では、カメラ１０１からの映像信号やステアリングセンサ、車速センサ等からの運転操作信号を処理し、投影装置２０４にコーナーポール映像２１１、及び仮想目標物映像５１６の投影位置を出力する演算回路を車両内部に装備しているものとする。以下に、この演算回路の詳細を説明する。
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るコーナーポール投影装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、このコーナーポール投影装置は、車両内に搭載して、該車両のフロントガラスにコーナーポール映像２１１、及び仮想目標物影像５１６を投影する機能を有しており、運転席に着座するドライバー２１３の顔を撮影するカメラ１０１と、該カメラ１０１で撮影されたドライバー２１３の顔画像を解析して、ドライバー２１３の視線位置の解析等に必要とされる各種の数値情報を生成する映像解析部１０２を備えている。
【００２０】
更に、ステアリングセンサや車速センサ等の、車両の走行に関する挙動を検出し、運転操作信号を出力するセンサ１０９と、該センサ１０９で検出される運転操作信号に基づいて車両の位置を解析する自車位置解析部１１０を備えている。
【００２１】
また、映像解析部１０２より出力される各種の数値情報、及び自車位置解析部１１０より出力される自車位置情報に基づいて、後述するコーナーポール２０２及び仮想目標物３０７の投影像を作成する映像合成部１０３と、該映像合成部１０３で作成された投影像を車両のフロントガラス適所に投影する投影部１０４と、映像合成部１０３で作成される投影像に使用されるコーナーポール２０２及び仮想目標物３０７の原画像を記憶するメモリ１０５を備えている。
【００２２】
更に、上述した自車位置解析部１１０、映像解析部１０２、及び投影部１０４は、内部バス１０８を介して制御部１０６に接続されている。
【００２３】
制御部１０６は、コーナーポール投影装置全体を総括的に制御する。また、該制御部１０６は、ドライバーによる操作を入力するユーザＩ／Ｆ部１０７と接続されている。
【００２４】
次に、本実施形態に係るコーナーポール投影装置によるコーナーポール映像の投影について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、本実施形態に係るコーナーポール投影装置が搭載された車両の平面図（天井部から俯瞰した図）、図３は、同車両の運転席前方の様子を示す説明図、図４は、同車両の側面図である。
【００２５】
図２〜図４に示すように、車両内部の運転席正面のメータパネル上段には、撮影面がドライバー２１３側に向けられて、該ドライバー２１３（最前部のときを２１３、最後部のときを２１３ａで示している）の顔部分を正面方向から撮影するためのカメラ１０１が設けられている。この際、該カメラ１０１は、メータパネルの上側に設置する構成としても良いし、また、メータパネルの上部に埋め込む構成としても良い。
【００２６】
また、車両内部のダッシュボード上段には、投影装置２０４が設置されている。該投影装置２０４は、図１に示した投影部１０４で生成される映像を車両の左側前方のフロントガラス２０５に向けて投影し、更に、後述する手法により投影画像が所定位置に投影されるように調整する機能を備えている。この際、投影装置２０４は、ダッシュボード上段に設置するように構成しても良いし、ダッシュボードに埋め込むように構成しても良い。
【００２７】
次に、車両内部の空間を表現する３次元空間の座標軸の定義について説明する。本実施形態では図２，図４に示すように、カメラ１０１のレンズ部分を原点（０，０，０）とし、車両の縦方向（進行方向）をｘ軸、車両の横方向をｙ軸とし、それぞれ地面と平行となるように設定される。更に、地面と直交する方向（「ｘ−ｙ」平面と直交する方向）をｚ軸として設定する。また、ｘ軸は、カメラ１０１から車両後方に向く方向を正方向、車両前方に向く方向を負方向とし、ｙ軸は、カメラ１０１から車両左側（図２，図３の左側）に向く方向を正方向、車両右側に向く方向を負方向とし、ｚ軸はカメラ１０１から車両上方に向く方向を正、車両下部に向く方向を負方向とする。
【００２８】
ここで、カメラ１０１の解像度と水平方向、及び垂直方向の視野角は既知である。また、カメラ１０１の撮像範囲の画素数を、幅ｗ画素、高さｈ画素とし、カメラ１０１の撮影中心位置の延長線は、上述したｘ軸と平行に設置されることとする。
【００２９】
また、投影装置２０４からフロントガラス２０５に投影される映像面は、上述の車両内部の空間座標系で表されるものであり、フロントガラス２０５に投影される映像面と投影装置２０４から出力される映像との対応は既知であることとし、周知の演算手法により車両内部の空間座標系への変換及び逆変換が可能であることとする。
【００３０】
以上の座標軸定義から、車両の左前部分に仮想的に表示するコーナーポール２０２の仮想位置を決定することが可能となる。そして、図２，図４に示すように、カメラ１０１を原点とすると、コーナーポール２０２の上端部の３次元座標（これをＰ２とする）は、図中に示す距離ｄｐ，ｗｐ，ｈｐを用いて、（−ｄｐ，ｗｐ，−ｈｐ）で示すことができる。また、コーナーポール２０２の車両ボンネット３０２からの高さをｌｐとすると、コーナーポール２０２の下端部の３次元座標（これをＰ３とする）は、（−ｄｐ，ｗｐ，−（ｈｐ＋ｌｐ））で示すことができる。
【００３１】
更に、カメラ１０１により撮影されるドライバーの眼の位置を、同一の３次元空間に変換して表現することで（この眼の位置の座標をＰ１とする）、ドライバーの目線とコーナーポール２０２の仮想位置とを結ぶ直線と、フロントガラス２０５と、の交点位置を算出することができることが理解される。
【００３２】
フロントガラス２０５に投影されるコーナーポール映像２１１（または２１１ａ）は、該フロントガラス２０５の一部範囲にのみ限定されることから、カメラ１０１を原点とした３次元空間上に平面として表現することが可能である。従って、この平面方程式をＦ（ｘ，ｙ，ｚ）＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０で示すことができる。ここで、各定数ａ，ｂ，ｃ，ｄは、車両の形状（車種）毎に決定するので、既知の値である。こうして、フロントガラス２０５に投影されるコーナーポール映像２１１（ドライバーがシート最前部のときは２１１、最後部のときは２１１ａ）を作成することが可能となる。
【００３３】
次に、図５，図６を参照して、車両の左側前方に仮想目標物３０７を投影する際の原理について説明する。図５は車両の平面図であり、図６は車両の側面図である。なお、図５，図６において、前述した図２，図４と同一構成については同一符号を付している。
【００３４】
図５，図６において、車両外部の空間を表現する３次元空間の座標軸を、仮想目標物投影処理の開始時における車両内部の空間座標系を用いて以下のように定義する。
【００３５】
本実施形態では、仮想的なコーナーポール２０２の位置におけるカメラ１０１のレンズ部分と同等の高さの点を原点（０，０，０）とし、車両の縦方向（進行方向）をＸ軸、車両の横方向をＹ軸とし、それぞれ地面と平行となるように設定する。更に、地面と直交する方向（Ｘ−Ｙ平面と直交する方向）をＺ軸として設定する。即ち、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸はそれぞれ、車両内部の空間を表現する座標軸であるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸と同一方向に設定されており、それぞれが平行とされている。
【００３６】
上記した座標軸の定義に基づき、仮想目標物３０７の投影処理開始時において、車両外部の任意の点に設置される仮想目標物３０７の位置（これを、Ｐexとする）は、図５、図６に示すように、Ｐex＝（−ＤＰ，ＷＰ，−ＨＰ）で示すことができる。また、点Ｐexは、車両内部の座標系に変換するとＰin＝（−（ＤＰ＋ｄｐ），（ＷＰ＋ｗｐ），−（ＨＰ＋ｈｐ））で示すことができるので、仮想目標物３０７の上端部の車両外部の座標系における３次元座標を、Ｐ４out  ＝（−ＤＰ，ＷＰ，ＨＰ），仮想目標物３０７の下端部の３次元座標をＰ５out＝（−ＤＰ，ＷＰ，−（ＨＰ＋ＬＰ））とすると、車両内部の座標系を用いてそれぞれ、Ｐ４in＝（−（ＤＰ＋ｄｐ），（ＷＰ＋ｗｐ），−（ＨＰ＋ｈｐ）），  Ｐ５in＝（（−（ＤＰ＋ｄｐ），（ＷＰ＋ｗｐ），−（ＨＰ＋ＬＰ＋ｈｐ））で示すことができる、Ｐ２，Ｐ３と同様に、フロントガラス２０５に投影される仮想目標物映像５１６（５１６ａ）を作成することが可能となる。
【００３７】
以下では、フロントガラス２０５に投影されるコーナーポール映像２１１（２１１ａ）、仮想目標物映像５１６（５１６ａ）を作成する際の処理について説明する。
【００３８】
最初に、運転席に着座したドライバーに対応するコーナーポール映像を作成するために必要となるドライバーの眼の位置を算出する。車両内の運転席にドライバーが着座し、エンジンを起動させると、本実施形態に係るコーナーポール投影装置が起動し、カメラ１０１によるドライバー２１３の顔近傍の映像の撮影が開始される。
【００３９】
そして、ドライバー２１３がハンドルを握って運転姿勢となり、車両の発進動作を行うと、このときのドライバー２１３の映像がカメラ１０１にて撮影され、撮影された画像データは図１に示す映像解析部１０２に出力される。
【００４０】
映像解析部１０２は、カメラ１０１で撮影された画像データに基づいて、ドライバー２１３の顔近傍の映像を解析し、ドライバー２１３の眼線の高さを算出する。以下、図９を参照して、映像解析部１０２による処理手順について詳細に説明する。
【００４１】
カメラ１０１より出力される画像データは、まず眼検出部９０１に入力される。そして、該眼検出部９０１では、ドライバー２１３の顔近傍の映像に基づき、該ドライバー２１３の両眼の画像を抽出する。眼の画像の抽出方法としては、既に様々な研究論文や昨今のデジタルカメラに代表される顔検出機能、及び赤目抑制機能等から公知の手法を採用することができる。本実施形態では、比較的簡便な手法として、エッジ抽出に基づいた画像抽出方法を例に挙げて説明する。
【００４２】
眼検出部９０１では、入力された顔近傍の映像をグレースケール化し、そのグレー画像からエッジを抽出して２値映像を生成する。そして、生成した２値映像の、エッジから顔の輪郭を推定し、この輪郭内において眼が存在する眼領域への絞り込みを行う。更に、元の顔近傍の映像から白眼部分、及び黒眼部分の高コントラスト領域を抽出することにより、先に絞り込みを行った眼領域と、高コントラスト領域とが重複する領域を、眼に該当する領域として抽出する。こうして、図１０（ａ）に示すように、眼領域を検出処理した２値画像を得ることができる。
【００４３】
更に、眼検出部９０１は、図１０（ｂ）に示すように、眼領域の上下、左右の各端部の画素位置（原点（０）からの画素数）を抽出し、眼領域上端の画素数ｕ_ｅ、及び下端の画素数ｄ_ｅを図９に示す眼位置算出部９０２に出力する。
【００４４】
眼位置算出部９０２は、眼領域上端の画素数ｕ_ｅ、及び下端の画素数ｄ_ｅに基づいて、眼の画像の中心位置の画素数ｃ_ｅを、以下の（１）式により算出する。
【００４５】
ｃ_ｅ＝ｕ_ｅ＋（ｄ_ｅ−ｕ_ｅ）／２      …（１）
更に、（１）式で求めた中心位置の画素数ｃ_ｅに基づいて、眼の画面中心からの画素数ｈｅ（図１０（ａ）参照）を、以下の（２）式により算出する。
【００４６】
ｈｅ＝（ｈ／２）−ｃ_ｅ                    …（２）
（２）式において、「ｈ」は、カメラ１０１の解像度の高さを表す画素数である。そして、上記の（２）式で算出した画素数ｈｅは、座標変換部９０３に出力される。
【００４７】
座標変換部９０３は、車両内部の空間を表現する３次元空間に基づく座標系にドライバー２１３の眼の位置座標を変換し、眼の位置の座標Ｐ１を算出する。また、座標変換部９０３には、上記の画素数ｈｅのデータと共に、図１に示した制御部１０６より内部バス１０８を介して、図４に示したカメラ１０１から、ドライバー２１３の顔位置４１２までの距離ｄｍのデータが供給される。
【００４８】
ここで、距離ｄｍは、運転席のスライドレール（シートを前後方向に移動させるためのレール）に設けられているスライドピッチの位置データを制御部１０６に送信し、この位置データに基づいて制御部１０６にて換算される距離として定義することができる。また、他の方法として、カーナビゲーション等の機器に装備されるユーザＩ／Ｆを、本実施形態のユーザＩ／Ｆ部１０７（図１参照）として利用することで、ユーザＩ／Ｆ部１０７を介して、ドライバーが直接的に制御部１０６に距離ｄｍを入力する構成としても良い。
【００４９】
更に、カメラ１０１にて運転席のヘッドレストを撮影し、このヘッドレストの大きさに基づいて距離ｄｍを算出することも可能である。具体的には、運転席のシートが最前部にあるとき、即ち、ヘッドレストがカメラ１０１から最も近い位置にあるとき、及び運転席のシートが最後部にあるとき、即ち、ヘッドレストがカメラ１０１から最も遠い位置にあるときに、該ヘッドレストをカメラ１０１で撮影し、各位置において画像内のヘッドレストの幅、或いは高さの画素数と、カメラ１０１から運転席までの距離との関係を示すマップを作成し、このマップを予めメモリ１０５（図１参照）に記憶しておく。そして、カメラ１０１で撮影された運転席のヘッドレストの映像から得られる画素数と、メモリ１０５に記憶したヘッドレストの画素数とに基づいて、上記の距離ｄｍを求めることが可能となる。
【００５０】
そして、図９に示す座標変換部９０３は、カメラ１０１にて撮影された画像の画素数、及びカメラ１０１からドライバー２１３までの距離ｄｍに基づいて、ドライバー２１３の眼の高さｈｍを以下の（３）式を用いて算出する。
【００５１】
ｈｍ＝（２＊ｄｍ＊ｈｅ／ｈ）＊tanφ        …（３）
（３）式において、φはカメラ１０１の垂直方向の視野角（図４の符号４１１）である。こうして、ドライバー２１３の眼の位置の座標Ｐ１（ｄｍ，０，ｈｍ）を算出することができる。そして、この座標データは、図１に示す映像合成部１０３に出力される。
【００５２】
映像合成部１０３では、投影部１０４にて投影するコーナーポール映像２１１を作成する。該映像合成部１０３では、まず、映像解析部１０２にて算出されたドライバー２１３の眼の位置の座標Ｐ１と、仮想的に配置されるコーナーポール２０２の上端部の座標Ｐ２、及び下端部の座標Ｐ３に基づいて、コーナーポール映像２１１として投射する映像面内のコーナーポール２０２の位置を算出する。
【００５３】
図１１は、ドライバー２１３の視界上にある車両ボディ２０１の左前部分に、あたかもコーナーポール２０２が設置されているかのように、投影装置２０４から投影されるフロントガラス２０５上の投影面にコーナーポール映像２１１を投影する場合の一例を示す説明図である。
【００５４】
ここでは、説明を簡単にするために、ドライバー２１３の眼の位置となる座標をＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とし、仮想的に配置されるコーナーポール２０２の上端部の座標をＰ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とし、フロントガラス２０５上に投射される映像平面９０４の方程式をＦ（ｘ，ｙ，ｚ）＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０とする。
【００５５】
そして、ドライバー２１３の目線から見た仮想的なコーナーポール２０２と、該ドライバー２１３の眼の位置とを結ぶ直線を設定し、この直線と映像平面との交点をＱ（ｘｑ，ｙｑ，ｚｑ）とすると、交点Ｑがフロントガラス２０５に投影されるコーナーポール映像２１１の上端部の位置となり、投影部１０４（図１参照）は、交点Ｑの座標にコーナーポール映像２１１の上端部が投影されるように調整する。以下に、交点Ｑの座標の計算手順について説明する。
【００５６】
初めに、点Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と、点Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とを結ぶ直線の単位ベクトルｅを求める。
【００５７】
点Ｐ１から点Ｐ２に向くベクトルｖは、次の（４）式で示される。
【数１】
2012116400.tif 000003
【００５８】
また、点Ｐ１と点Ｐ２との間の距離ｌは、次の（５）式で示される。
【数２】
2012116400.tif 000004
【００５９】
従って、ベクトルｖの単位ベクトルｅは、次の（６）式で示される。
【数３】
2012116400.tif 000005
【００６０】
交点Ｑは、点Ｐ１と点Ｐ２を結ぶ直線上の点であり、点Ｐ１から距離ｋにある直線上の点として、次の（７）式で示される。
【数４】
2012116400.tif 000006
【００６１】
交点Ｑが映像平面９０４上に存在する条件は、平面方程式Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）＝０を満たすことであるので、次の（８）式となる。
【数５】
2012116400.tif 000007
【００６２】
そして、上記の（８）式を変形すると、次の（９）式により距離ｋを算出することができる。
【数６】
2012116400.tif 000008
【００６３】
そして、（９）式で算出された距離ｋを、上述の（７）式に代入して、交点Ｑを求めることができる。
【００６４】
同様にして、コーナーポール映像２１１の下端部の座標を求めることにより、フロントガラス２０５上に投影されるコーナーポール映像２１１の位置を算出することができる。
【００６５】
こうして、算出されたコーナーポール映像２１１の位置に、メモリ１０５に記録されているコーナーポール画像を読み出して、コーナーポール２０２に対応する上端部及び下端部の座標の範囲にコーナーポール映像２１１が収まるように拡大縮小処理を実施して、コーナーポール映像２１１を作成し、投影画面に合成してコーナーポール映像２１１として出力する。
【００６６】
投影部１０４では、映像合成部１０３より出力されたコーナーポール映像２１１をフロントガラス２０５上に投影する。
【００６７】
また、ドライバー２１３がユーザＩ／Ｆ部１０７を介して、仮想目標物の表示を指示すると、映像合成部１０３は前述したコーナーポール映像２１１に加え、車外の任意の点に目標物が仮想的に設置されているように、仮想目標物映像５１６を投影する。映像合成部１０３では前述した方法により、仮想目標物の座標を車内の座標系に変換し、前述したコーナーポール映像２１１映像と同様の方法で、フロントガラス２０５上に投影される仮想目標物映像５１６の位置を算出する。
【００６８】
図７に仮想目標物の形状の一例を示す。目標物が仮想的に設置される点は、既定されていても良いし、ドライバー２１３がユーザＩ／Ｆ部１０７を介して位置を設定できるようにしても良い。この際、実座標において固定されているものとする。
【００６９】
更に、ドライバーによる運転操作により車両位置が変化すると、自車位置解析部１１０においてセンサ１０９からの運転情報に基づいて、車両の位置を解析し、順次映像合成部１０３に出力する。図８に車両位置移動後の仮想目標物の位置の一例を示す。目標物投影処理開始時の車両を符号８０１、仮想コーナーポール位置を符号８０２、時間Ｔが経過後の車両を符号８０３、仮想コーナーポール位置を符号８０４、仮想目標物を符号８０５とする。
【００７０】
図８に示すように、車両位置及び仮想コーナーポールの位置８０２はドライバー２１３の運転操作により移動するが、仮想目標物８０５は、実座標において固定されている。よって、ドライバー２１３はコーナーポール映像２１１と同時に実座標を固定した仮想目標物８０５を見ることとなり、運動視差によってより距離感が掴みやすくなる。
【００７１】
以上のように、逐次カメラ１０１にて撮影されるドライバー２１３の顔画像を解析して、顔の向きを検出し、ドライバー２１３の顔の向きに応じたコーナーポール映像２１１、及び仮想目標物映像５１６をフロントガラス２０５上に投影する。
【００７２】
コーナーポール映像２１１が必要でない場合には、ドライバー２１３は、ユーザＩ／Ｆ部１０７を介して、投影を停止するコマンドを送信して、制御部１０６から内部バス１０８を介して投影部１０４に投影をしないように制御することも可能である。
【００７３】
また、ユーザＩ／Ｆ部１０７から、フロントガラス２０５上に投影されたコーナーポール映像２１１を、実際にコーナーポール２０２が設置される車両左前部に位置合わせの微小調整をすることも可能である。この場合、最初に投影されたコーナーポール映像２１１のコーナーポール投影部の下端部と車両左前部、即ちボンネットの上部とが重なるようにコーナーポール映像２１１を上下左右に移動させることで調整可能である。
【００７４】
更に、ユーザＩ／Ｆ部１０７から手動で初期設定を開始することも可能であり、例えば長時間の運転に因る疲労で運転姿勢を変える場合や、高速道路運転時に座席位置を変更する場合等に、ユーザＩ／Ｆ部１０７で提供される初期設定コマンドを送信することが実現される。
【００７５】
このようにして、本実施形態に係るコーナーポール投影装置では、ドライバー２１３の顔を撮影・解析して、眼の位置を検出することで、ドライバー２１３の身長や座席位置に関係なく、コーナーポール映像２１１がドライバー２１３の視界に映るようにするので、ドライバー２１３の身長、体格に関係なく、コーナーポール映像２１１を視認させることができる。
【００７６】
また、コーナーポール映像２１１に加えて、実座標を固定した仮想目標物映像５１６を合わせて投影するので、運動視差による距離感を掴みやすくすることができる。更に、車両外装に直接コーナーポールを設置する必要が無いので、見栄えを良くすることができる。
【００７７】
以上、本発明のコーナーポール投影装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、コーナーポール映像２１１をフロントガラス２０５に表示することにより、ドライバー２１３の運転操作を支援することに利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０１  カメラ
１０２  映像解析部
１０３  映像合成部
１０４  投影部
１０５  メモリ
１０６  制御部
１０７  ユーザＩ／Ｆ部
１０８  内部バス
１０９  センサ
１１０  自車位置解析部
２０１  車両ボディ
２０２  コーナーポール
２０４  投影装置
２０５  フロントガラス
２１１，２１１ａ  コーナーポール映像
２１３，２１３ａ  ドライバー
３０２  車両ボンネット
３０７  仮想目標物
５１６，５１６ａ  仮想目標物映像
９０１  眼検出部
９０２  眼位置算出部
９０３  座標変換部
９０４  映像平面
【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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