(57)【要約】【課題】撮像装置で撮影した画像を合成した合成画像に基づいて、車両の周囲の安全を車両が判断し、さらに危険回避のための制御を行うこと。【解決手段】車両１の周囲に取り付けられた複数の撮像装置２と、複数の撮像装置２によって撮影された車両周囲の画像を合成して一枚の合成画像を生成する画像合成手段３と、ある時点での前記合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像と、前記ある時点から前記所定時間経過後の複数の撮像装置２によって撮影された車両周囲の画像から生成された合成画像とを比較し、両者の差分を算出する差分算出手段４と、差分算出手段４によって算出された差分の大きさが、所定の判定基準を超えた場合に、車両１の周囲が安全な状態か否かを判定する安全判定手段５と、を備えた車両周囲監視装置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１）の周囲に取り付けられた複数の撮像装置（２）と、
前記複数の撮像装置（２）によって撮影された車両周囲の画像を合成して一枚の合成画像を生成する画像合成手段（３）と、
ある時点での前記合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像と、前記ある時点から前記所定時間経過後の前記複数の撮像装置（２）によって撮影された車両周囲の画像から生成された合成画像とを比較し、両者の差分を算出する差分算出手段（４）と、
前記差分算出手段（４）によって算出された差分の大きさが、所定の判定基準を超えた場合に、車両（１）の周囲が安全な状態か否かを判定する安全判定手段（５）と、
を備えた車両周囲監視装置。
【請求項２】
前後輪の少なくとも一方に、左右の車輪（ｗ）を互いに逆方向に転舵可能とするステアリング装置（１０）を備え、前記逆方向への転舵によって、走行モードを、同じ位置で車両（１）を回転させるその場回転モード、又は車両（１）を横方向に移動させる横方向移動モードに切り替える車両（１）に搭載される請求項１に記載の車両周囲監視装置。
【請求項３】
前記ステアリング装置（１０）が、
前輪又は後輪の左右車輪（ｗ）に接続され、前記左右車輪（ｗ）を転舵するタイロッド（１８）と、
前記左右車輪（２）の前記タイロッド（１８）にそれぞれ接続される対のラックバー（１１、１２）と、
前記対のラックバー（１１、１２）のそれぞれに噛み合い、一方のラックバー（１１）のラックの歯の並列方向に対する一方向への動きを他方のラックバー（１２）の他方向への動きに変換する同期ギア（１５）を有するラックバー動作手段（２０）と、
を備えた請求項２に記載の車両周囲監視装置。
【請求項４】
前記複数の撮像装置（２）が、車両（１）の左右中心面内、又は前記左右中心面に対し対称の位置の少なくともいずれかに設けられている請求項１から３のいずれか１項に記載の車両周囲監視装置。
【請求項５】
前輪又は後輪の少なくとも一輪にインホイールモータ（７）が設けられている請求項１から４のいずれか1項に記載の車両周囲監視装置。
【請求項６】
車両（１）の周囲に取り付けられた複数の撮像装置（２）によって撮影された、ある時点での車両周囲の画像を合成して一枚の合成画像を生成するステップ（Ｓ１２、Ｓ２２）と、
前記ある時点での前記合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像と、前記ある時点から前記所定時間経過後の前記複数の撮像装置（２）によって撮影された車両周囲の画像から生成された合成画像とを比較し、両者の差分を算出するステップ（Ｓ１６、Ｓ２６）と、
前記差分の大きさが、所定の判定基準を越えた場合に、車両（１）の周囲が不安全な状態であると判定して、車両（１）を停止するように制御するステップ（Ｓ１７、Ｓ２７）と、
を備えた車両制御方法。
【請求項７】
車両（１）の前輪又は後輪の少なくとも一方にインホイールモータ（７）が設けられており、このインホイールモータ（７）を設けた車輪（ｗ）の角度及び回転数から、前記所定時間経過後の前記予測画像を予測する請求項６に記載の車両制御方法。
【請求項８】
前後輪の少なくとも一方に、左右の車輪（ｗ）を互いに逆方向に転舵可能とするステアリング装置（１０）を備え、前記逆方向への転舵によって、走行モードを、同じ位置で車両（１）を回転させるその場回転モード、又は車両（１）を横方向に移動させる横方向移動モードに切り替えることが可能な請求項７に記載の車両制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に設けた複数の撮像装置によって撮影された画像を合成して一枚の合成画像を生成し、その合成画像から車両周囲の安全を判定する車両周囲監視装置、及び前記安全の判定に基づいて車両の動きを制御する車両制御方法に関し、特に、ある時点での合成画像から予測した所定時間経過後の予測画像と、前記ある時点から所定時間経過後の合成画像とを比較し、両者の差分からその判定を行うようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に複数の撮像装置を設け、その撮像装置で撮影された画像を合成して一枚の合成画像を生成し、この合成画像を車内に設けた表示装置に表示して、運転者又は同乗者が車両の周囲の安全を確認し得るようにした車両周囲の監視装置が従来から開発されている。この監視装置を用いると、運転席から運転者が直接又はミラーによって見ることのできない死角を減らすことができ、運転の際の安全性を大幅に向上できると期待されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の装置は、複数台のカメラによって撮影された画像を一枚の画像に合成してモニターに表示する。この合成した画像の中には、自車位置がイラストによって表示され、この自車位置は、ギアの位置（ドライブ又はリバース）、車速、ウインカー動作によって自動的に変更される。例えば、ギアをリバースに入れたときは、車両の後方を十分確認できるように、前記モニター中の自車の位置を前方側に若干ずらすようにして表示して、運転者の利便性を高めている。
【０００４】
特許文献２に記載の装置は、複数のカメラで撮影した画像から一枚の画像を合成してモニターに表示する点は特許文献１に係る装置と同じであるが、各画像の繋ぎ目付近がやや不正確であることを示すマスクを強調表示して、運転者に注意を促すことによって、その安全性を高めている。
【０００５】
特許文献３に記載の装置は、車両の周囲に設けた複数のカメラで撮影した画像を用いて、車両の上方の仮想視点から見た合成画像を生成するものである。自車が存在する位置には自車のイラスト又は実画像が表示され、いずれのカメラによっても撮影されない自車周囲の領域は死角領域として表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−９９９５２号公報
【特許文献２】特許第４２５４８８７号公報
【特許文献３】特許第３３００３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜３に示す装置は、カメラでの撮影範囲内に人が侵入する等の危険が生じた場合に、この装置がその危険を積極的に通知する、又はその危険に対応して車両の制御を行う機能はなく、運転者がモニター等の表示装置を見て、危険かどうかを自ら判断する必要がある。このため、危険に対して運転者が速やかに対処しなければ、この装置を設けた意義が薄れやすいという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、撮像装置で撮影した画像を合成した合成画像に基づいて、車両の周囲の安全を車両が判断し、さらに危険回避のための制御を行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明においては、車両の周囲に取り付けられた複数の撮像装置と、前記複数の撮像装置によって撮影された車両周囲の画像を合成して一枚の合成画像を生成する画像合成手段と、ある時点での前記合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像と、前記ある時点から前記所定時間経過後の前記複数の撮像装置によって撮影された車両周囲の画像から生成された合成画像とを比較し、両者の差分を算出する差分算出手段と、前記差分算出手段によって算出された差分の大きさが、所定の判定基準を超えた場合に、車両の周囲が安全な状態か否かを判定する安全判定手段と、を備えた車両周囲監視装置を構成した。
【００１０】
このように、差分の大きさに基づいて車両周囲の安全状態を判断するようにしたことにより、運転者が自らその判断を行う必要がなく、危険状態の見落としを防止することができる。さらに、危険であるという判定結果に基づいて、車両を自動的に停止するように制御することにより、車両を運転する際の安全性を格段に向上することができる。
【００１１】
この差分の計算には、例えば、背景差分法が適用される。この手法によると、ある時点での前記合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像を背景画像、前記ある時点から前記所定時間経過後の前記複数の撮像装置によって撮影された車両周囲の画像から生成された合成画像を観測画像として、背景画像と観測画像の対応する画素の画素値（主に輝度）を比較し、この画素値が予め決めた閾値を超える場合は、その画素に対応する部分には、背景画像には無かった前景領域（人や他車等の何らかの物体）が存在すると判断される。この閾値については、事前の検証実験で適宜決定する。
【００１２】
そして、この前景領域の大きさや、前景速度及び車両の移動速度等も考慮に入れた上で、このまま車両の移動を続けると、車両と前景領域がかなり接近する虞がある場合に、安全判定手段が、安全性が十分に確保できないと判定して、ブレーキを作動させる等の制御信号を発する。
【００１３】
前記構成においては、この車両周囲監視装置が、前後輪の少なくとも一方に、左右の車輪を互いに逆方向に転舵可能とするステアリング装置を備え、前記逆方向への転舵によって、走行モードを、同じ位置で車両を回転させるその場回転モード、又は車両を横方向に移動させる横方向移動モードに切り替える車両に搭載されるのが好ましい。
【００１４】
その場回転モード、横方向移動モードという特殊走行モードを有する車両は、一般的な乗用車等の車両と異なり動きが複雑なので、この車両の周囲にいる人や、周囲を走行する一般車両の運転者が、この特殊走行モードで走行する車両の動きを読み切れず、不用意にこの車両の走行領域内に入り込んでしまう虞がある。また、この車両の運転者にとっても、特殊走行モードにおける運転感覚が一般車両の運転感覚と大きく異なるため、周囲の状況に十分な注意が行き届かない虞もある。そこで、上記の構成のように合成画像と予測画像の差分を算出し、この差分の大きさに基づいて、車両の周囲が安全か否かについて車両に設けた安全判定手段で判定するようにすれば、特殊走行モードにおいて、運転者の周囲の安全に対する注意力が不十分な状況になったとしても、走行時の安全性が損なわれる虞はない。
【００１５】
ここで、前記ステアリング装置は、前輪又は後輪の左右車輪に接続され、前記左右車輪を転舵するタイロッドと、前記左右車輪の前記タイロッドにそれぞれ接続される対のラックバーと、前記対のラックバーのそれぞれに噛み合い、一方のラックバーのラックの歯の並列方向に対する一方向への動きを他方のラックバーの他方向への動きに変換する同期ギアを有するラックバー動作手段と、を備えた構成とするのが好ましい。
【００１６】
このように、ステアリング装置を構成すると、左右のラックバーをスムーズに逆方向に同距離移動することができ、左右の車輪を左右逆方向に転舵するその場回転モード、横方向移動モード等の特殊走行モードへの切り替えをスムーズに行うことができる。
【００１７】
前記各構成においては、前記複数の撮像装置が、車両の左右中心面内、又は前記左右中心面に対し対称の位置の少なくともいずれかに設けられている構成とするのが好ましい。上記の位置に撮像装置を設けることにより、これらの撮像装置によって撮影された画像を合成した合成画像の対称性が高まり、運転者がこの合成画像を見て、車両の状況を確認しやすくなる。
【００１８】
前記各構成においては、前輪又は後輪の少なくとも一輪にインホイールモータが設けられている構成とするのが好ましい。このインホイールモータを設けた車輪の角度、及びインホールモータの回転数を検出することにより、所定時間経過後の車両位置やその向きを算出することができ、この算出に基づいて、この所定時間経過後の予測画像を生成することができる。
【００１９】
また、この発明においては、車両の周囲に取り付けられた複数の撮像装置によって撮影された、ある時点での車両周囲の画像を合成して一枚の合成画像を生成するステップと、前記ある時点での前記合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像と、前記ある時点から前記所定時間経過後の前記複数の撮像装置によって撮影された車両周囲の画像から生成された合成画像とを比較し、両者の差分を算出するステップと、前記差分の大きさが、所定の判定基準を越えた場合に、車両の周囲が不安全な状態であると判定して、車両を停止するように制御するステップと、を備えた車両制御方法を構成した。
【００２０】
このように車両制御方法を構成することにより、上記と同様に、差分の大きさに基づいて車両周囲の安全状態を判断することができ、運転者が自らその判断を行う必要がなく、危険状態の見落としを防止することができる。さらに、危険であるという判定結果に基づいて車両を自動的に停止するように制御することにより、車両を運転する際の安全性を格段に向上することができる。
【００２１】
前記構成においては、車両の前輪又は後輪の少なくとも一方にインホイールモータが設けられており、このインホイールモータを設けた車輪の角度及び回転数から、前記所定時間経過後の前記予測画像を予測するように構成するのが好ましい。このようにインホイールモータを採用することにより、上記と同様に、インホイールモータを設けた車輪の角度、及びインホールモータの回転数を検出することにより、所定時間経過後の車両位置やその向きを算出することができ、この算出に基づいて、この所定時間経過後の予測画像を生成することができる。
【００２２】
前記構成においては、前後輪の少なくとも一方に、左右の車輪を互いに逆方向に転舵可能とするステアリング装置を備え、前記逆方向への転舵によって、走行モードを、同じ位置で車両を回転させるその場回転モード、又は車両を横方向に移動させる横方向移動モードに切り替えることが可能な構成とするのが好ましい。このようなステアリング装置を備えた車両にこの発明に係る車両制御方法を適用することにより、上記と同様に、特殊走行モードでの走行時における高い安全性を確保することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明においては、車両の周囲に取り付けられた複数の撮像装置と、前記複数の撮像装置によって撮影された車両周囲の画像を合成して一枚の合成画像を生成する画像合成手段と、ある時点での前記合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像と、前記ある時点から前記所定時間経過後の前記複数の撮像装置によって撮影された車両周囲の画像から生成された合成画像とを比較し、両者の差分を算出する差分算出手段と、前記差分算出手段によって算出された差分の大きさが、所定の判定基準を超えた場合に、車両の周囲が安全な状態か否かを判定する安全判定手段と、を備えた車両周囲監視装置を構成した。
【００２４】
このように、合成画像と予測画像の差分を算出し、この差分の大きさに基づいて、車両の周囲が安全か否かについて車両に設けた安全判定手段で判定するようにすれば、運転者の周囲の安全に対する注意力が不十分な状況になったとしても、車両周囲監視装置がその注意力を補充するように作用するため、走行時の安全性が損なわれる虞はなく、車両周囲の十分な安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係る車両周囲監視装置の制御系統を示す概略図
【図２】図１に示す車両周囲監視装置の撮像装置の設置位置を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図
【図３】車両をその場回転モードとした状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図
【図４】車両を横方向移動モードとした状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図
【図５】ステアリング装置の内部を示す正面図
【図６】図５に示すステアリング装置の要部を示す正面図であって、（ａ）は連結機構の分離状態、（ｂ）は連結機構の結合状態
【図７】その場回転モードにおける車両制御を示すフローチャート
【図８】その場回転モードにおける合成画像を示す画像図
【図９】横方向移動モードにおける車両制御を示すフローチャート
【図１０】横方向移動モードにおける合成画像を示す画像図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この発明に係る車両周囲監視装置の制御系統の概略図を図１に示す。この車両周囲監視装置は、車両１に設けられた四台のカメラ２（２ａ〜２ｄ）（撮像装置）と、画像合成手段３、差分算出手段４、及び安全判定手段５を備えたＥＣＵ６（電子制御ユニット）と、を備えている。
【００２７】
この四台のカメラ２（２ａ〜２ｄ）は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、車両１の前方、後方、及び左右側方を撮影できる位置に設けられており、前方及び後方を撮影するカメラ２ａ、２ｂは、車両１の左右中心面内に、左右側方を撮影するカメラ２ｃ、２ｄは、前記左右中心面に対し対称となる位置にそれぞれ設けられている。カメラ２（２ａ〜２ｄ）によって撮影された画像は、ＥＣＵ６内の画像合成手段３に集約されて、この画像合成手段３における画像処理によって、一枚の合成画像が生成される。
【００２８】
この合成画像の生成手法には種々の手法があり、例えば、合成画像の各画素について、四台のカメラ２（２ａ〜２ｄ）のうち、どのカメラ２（２ａ〜２ｄ）のどの画素の画素値（主に輝度）を利用するかを予め割り振っておき、各カメラ２（２ａ〜２ｄ）によって撮影された画像の所定の画素の画素値を、合成画像の所定の画素に直接当てはめて、合成画像を生成するようにすることができる。ここでは、カメラ２を四台用いた車両周囲監視装置について説明するが、カメラ２の台数は車両１の周囲の安全を十分確認できる限りにおいて、適宜増減することができる。また、その設置位置も、車両１の左右中心面に対し対称となる位置だけでなく、適宜変更した位置とすることもできる。
【００２９】
図１に示すように、車両１の後輪の両車輪ｗにはインホイールモータ（ＩＷＭ）７が設けられている。このインホイールモータ７は、インバータ８を介してＥＣＵ６によって制御されるとともに、インホイールモータ７の回転数等の情報が、ＥＣＵ６に集約されるようになっている。また、各車輪ｗにはブレーキ９が設けられ、このブレーキはＥＣＵ６からの制御信号を受けて作動するようになっている。なお、図１においては、後輪にのみインホイールモータ７、インバータ８、及びブレーキ９を備えた後輪駆動の例を示したが、これに限らず前輪にも同様にインホイールモータ７等を設けて４輪駆動としてもよいし、前輪のみにインホイールモータ７等を設けて前輪駆動としてもよい。
【００３０】
差分算出手段４は、ある時点での合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像と、前記ある時点から所定時間経過後の合成画像との間の差分を算出する。この差分の計算方法の一つとして、背景差分法が適用される。この手法によると、ある時点での前記合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像を背景画像、前記ある時点から前記所定時間経過後の前記複数の撮像装置によって撮影された車両周囲の画像から生成された合成画像を観測画像として、背景画像と観測画像の対応する画素の画素値（主に輝度）を比較し、この画素値が予め決めた閾値を超える場合は、その画素に対応する部分には、背景画像には無かった前景領域（人や他車等の何らかの物体）が存在すると判断される。この閾値については、事前の検証実験で適宜決定する。
【００３１】
安全判定手段５は、差分算出手段４によって算出された前景領域の検出結果に基づき、この前景領域の大きさや、前景速度及び車両１の移動速度等も考慮に入れた上で、このまま車両１の移動を続けると、車両１と前景領域がかなり接近する虞がある場合等に、安全判定手段５が、安全性が十分に確保できないと判定して、ブレーキ９を作動させる等の制御信号を発する。
【００３２】
上記の画像合成手段３、差分算出手段４、及び安全判定手段５は、それぞれ独立したものである必要はなく、合成画像の生成、差分の算出、及び安全判定が順次なされる、ＥＣＵ６に組み込まれた一つのシステムとすることもできる。
【００３３】
図２（ａ）（ｂ）に示す車両１は、後述するステアリング装置１０（図５参照）を装備しており、このステアリング装置１０の作用により、図３（ａ）（ｂ）に示すその場回転モードや、図４（ａ）（ｂ）に示す横方向移動モード等の特殊走行モードを実現することができる。
【００３４】
その場回転モードにおいては、前後４つの車輪ｗすべての中心軸がほぼ車両中心を向くように車輪ｗが転舵される（図３（ａ）（ｂ）参照）。この状態で車輪ｗに設けられたインホイールモータ７（図１参照）を駆動させると、車両中心をほぼ一定の位置に維持しつつ、車両１の向きを変えることができる。また、横方向移動モードにおいては、前後４つの車輪ｗすべてが直進方向に対して９０度を向くように車輪ｗが転舵される（図４（ａ）（ｂ）参照）。この状態で車輪ｗに設けられたインホイールモータ７を駆動させると、車両１を左右方向に移動させることができる。
【００３５】
この車両１に採用されているステアリング装置１０について、図５、図６（ａ）（ｂ）を用いて説明する。なお、ステアリング装置１０は、ここで説明するものに限定されるのではなく、通常の走行モードだけでなく、その場回転モードや横方向移動モード等の特殊走行モードを実現できるものを主として、適宜異なる構成のものを採用することができる。
【００３６】
このステアリング装置１０には、左右の車輪ｗを転舵するための対のラックバー１１、１２が備えられている。以下、車両１の前後方向に対して左側の車輪ｗに接続されるラックバーを第一ラックバー１１と、右側の車輪ｗに接続されるラックバーを第二ラックバー１２と称する。各ラックバー１１、１２は、後述するラックバー動作手段２０によって、互いに左右逆方向に同距離だけ移動させることができるようになっている。
【００３７】
図５、図６（ａ）（ｂ）に示すピニオン軸２１は、ステアリングの回転操作によって回転するステアリングシャフト（図示せず）、又は、ステアリングの回転動作によって作動するモータ等のアクチュエータ（図示せず）に接続される。このピニオン軸２１には、第一ピニオンギア２２が一体回転可能に結合されるとともに、この第一ピニオンギア２２と同軸に第二ピニオンギア２５が設けられている。第一ピニオンギア２２は、第一ラックバー１１に形成された転舵用ラックギア１１ｂに、第二ピニオンギア２５は、第二ラックバー１２に形成された転舵用ラックギア１２ｂにそれぞれ噛み合っている（図６（ａ）参照）。この転舵用ラックギア１１ｂ、１２ｂは、各ラックバー１１、１２を、車両１のフレームに対して、ラックの歯の並列方向に沿って移動させるための駆動力の入力手段として機能する。
【００３８】
第一ピニオンギア２２と第二ピニオンギア２５の間には、両ピニオンギア２２、２５を回転方向に結合又は分離する連結機構２３が設けられている。図６（ａ）は連結機構２３を分離した状態、図６（ｂ）は連結機構２３を結合した状態を示している。この連結機構２３については、後ほど詳しく説明する。
【００３９】
ステアリング装置は、図５、図６（ａ）（ｂ）に示すように、ラックバー動作手段２０を備えている。ラックバー動作手段２０は、車両１の直進方向に対する左右方向、すなわち、ラックバー１１、１２の伸縮する方向（ラックの歯の並列する方向）に沿って、第一ラックバー１１と第二ラックバー１２を互いに反対方向（相反する方向）へ同距離だけ同時に移動させる機能を有する。
【００４０】
ラックバー動作手段２０は、図５、図６（ａ）（ｂ）に示すように、対のラックバー１１、１２の互いに対向するラックギア、すなわち、第一ラックバー１１の同期用ラックギア１１ａと第二ラックバー１２の同期用ラックギア１２ａにそれぞれ噛み合う第一同期ギア１５と、第一同期ギア１５と噛み合う第二同期ギア１６と、第一ラックバー１１に形成した転舵用ラックギア１１ｂと噛み合う第一ピニオンギア２２と、第二ラックバー１２に形成した転舵用ラックギア１２ｂと噛み合う第二ピニオンギア２５と、両ピニオンギア２２、２５の軸周りの回転を接離する連結機構２３と、ピニオン軸２１を備える。
【００４１】
第一同期ギア１５は、対のラックバー１１、１２のラックの歯の並列方向に沿って一定の間隔で並列する三つのギア１５ａ、１５ｂ、１５ｃからなる。連結機構２３による第一及び第二ピニオンギア２２、２５の連結を分離状態としつつ（図６（ａ）参照）、第一ラックバー１１をラックバー動作手段２０から入力された駆動力によって、そのラックの歯の並列方向に対して一方向へ動かすと、その動きが第二ラックバー１２の他方向への動きに変換される。
【００４２】
図５に示すように、第一同期ギア１５の隣り合うギア１５ａ、１５ｂ間、ギア１５ｂ、１５ｃ間には、それぞれ、第二同期ギア１６を構成するギア１６ａ、１６ｂが配置されている。第二同期ギア１６は、第一ラックバー１１の同期用ラックギア１１ａや第二ラックバー１２の同期用ラックギア１２ａには噛み合わず、第一同期ギア１５にのみ噛み合っている。第二同期ギア１６は、第一同期ギア１５の３つのギア１５ａ、１５ｂ、１５ｃを、同方向に同角度だけ動かすためのものである。この第二同期ギア１６によって、第一ラックバー１１と第二ラックバー１２は、スムーズに左右に相対移動することが可能となる。
【００４３】
直進状態においては（図２（ａ）（ｂ）参照）、直進状態の車輪ｗ（ラックバー１１、１２）位置で連結機構２３が噛み合うことで、第一ピニオンギア２２と第二ピニオンギア２５が回転固定される（図６（ｂ）参照）。この状態で、ステアリングを回転させてステアリングシャフトを回転すると、第一ラックバー１１と第二ラックバー１２は、フレームに取り付けられたラックケース１７内を左右同方向に同距離だけ同時に移動し、各ラックバー１１、１２の先端に接続されたタイロッド１８、１８が、左右の車輪ｗが同方向に転舵する。
【００４４】
また、その場回転モード（図３（ａ）（ｂ）参照）や横方向移動モード（図４（ａ）（ｂ）参照）等の特殊走行モードに切り替える場合は、連結機構２３を一旦分離した状態とする（図６（ａ）参照）。そして、この状態で、ラックバー動作手段２０からの駆動力の入力により、第一ラックバー１１を一方向に移動する。すると、第一ラックバー１１と第二ラックバー１２の両方に噛み合っている第一同期ギア１５を介して、第一ラックバー１１の移動方向とは逆方向、すなわち、両ラックバー１１、１２が開く方向に第二ラックバー１２が移動し、各ラックバー１１、１２の先端に接続されたタイロッド１８、１８が、左右の車輪ｗが逆方向に転舵する（図３（ｂ）、図４（ｂ）参照）。
【００４５】
次に、ラックバー動作手段２０の作用について説明する。
【００４６】
このステアリング装置のラックバー動作手段２０は、運転者が行うステアリングの回転動作に伴って直接回転する第一回転軸（ピニオンギア軸）２１を備える（図５、図６（ａ）（ｂ）参照）。このように、運転者が行うステアリングの回転動作に伴って第一回転軸２１を直接回転させる代わりに、運転者が行うステアリングの回転動作に連動して動作するモード切替用アクチュエータ（図示せず）等の駆動力によって、第一回転軸２１側へ回転が伝達されるように切り替えることもできる。
【００４７】
このラックバー動作手段２０は、第一回転軸２１と一体に構成された又は結合された第一ピニオンギア２２と、第一回転軸２１と同軸上に配置される第二回転軸２４と、その第二回転軸２４に一体回転可能に取り付けられた第二ピニオンギア２５を備える。第一ピニオンギア２２は、図６（ａ）に示すように、第一ラックバー１１の転舵用ラックギア１１ｂに噛み合い、第二ピニオンギア２５は第二ラックバー１２の転舵用ラックギア１２ｂに噛み合っている。
【００４８】
第一ピニオンギア２２と第二ピニオンギア２５との間には、互いに結合及び分離が可能な連結機構２３が設けられている。この連結機構２３は、第一回転軸２１と第二回転軸２４とを相対回転可能な状態（分離状態）（図６（ａ）参照）と相対回転不能な状態（結合状態）（図６（ｂ）参照）とに切り替える機能を有する。
【００４９】
連結機構２３は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第二回転軸２４側の固定部２３ｂと、第一回転軸２１側の移動部２３ａを備える。移動部２３ａは、図示しないバネ等の弾性部材によって固定部２３ｂ側へ押し付けられ、連結機構２３の固定部２３ｂ側の凹部２３ｄに、移動部２３ａ側の凸部２３ｃが結合することで、両回転軸２１、２４が一体に回転可能となっている。なお、凹凸の形成部位を反対にして、固定部２３ｂ側に凸部２３ｃを、移動部２３ａ側に凹部２３ｄを設けてもよい。
【００５０】
図示しないプッシュソレノイド等の駆動源からの外部入力によって、連結機構２３の固定部２３ｂに対して、移動部２３ａを軸方向に移動させ、固定部２３ｂと移動部２３ａとの連結を分離することで、第一回転軸２１と第二回転軸２４は独立して回転する。すなわち、第一ピニオンギア２２と第二ピニオンギア２５は、それぞれが独立して回転可能となる。
【００５１】
連結機構２３の分離により第一ピニオンギア２２、第二ピニオンギア２５が相対回転可能なとき、第一ピニオンギア２２は第一ラックバー１１に噛合しており、第二ピニオンギア２５は第二ラックバー１２に噛合している。さらに、第一ラックバー１１と第二ラックバー１２は、第一同期ギア１５によって噛合されている。このとき、第一ピニオンギア２２に回転力を入力すると、第一ラックバー１１がラックの歯の並列方向、すなわち、車両１の左右方向に沿って横方向（一方向）へ移動する。第一ラックバー１１が横方向に移動すると、第一同期ギア１５が回転し、第二ラックバー１２が第一ラックバー１１と反対方向（他方向）へ同距離だけ同時に移動する。このとき、第二ピニオンギア２５は第二ラックバー１２の移動により自由に回転している。
【００５２】
このように、第一ピニオンギア２２と第二ピニオンギア２５とを連結機構２３により結合状態又は分離状態に切り替え自在とすることで、対のラックバー１１、１２が、一体に左右方向へ動く状態と、別々に反対方向へ動く状態との切り替えを容易に行うことが可能となる。
【００５３】
すなわち、連結機構２３を結合して、対のラックバー１１、１２が一体に左右方向へ動く状態とした上で、運転者がステアリングを操作することにより、左右車輪ｗを同方向へ同時に転舵することができる。なお、このときは、第一ラックバー１１と第二ラックバー１２が一体に動くため、第一同期ギア１５は回転しない。また、連結機構２３を分離して、対のラックバー１１、１２が別々に反対方向へ動く状態とした上で、運転者がステアリングを操作することにより、左右車輪ｗを逆方向へ同時に転舵することができる。
【００５４】
なお、走行モードの切り替え時には、モード切替用アクチュエータ（図示せず）の駆動力が、ピニオンギア２２、２５の回転を通じてそれぞれのラックバー１１、１２に入力されるようになっている。この駆動力がピニオンギア２２、２５の回転を通じてそれぞれのラックバー１１、１２に入力される際は、そのステアリングシャフトの回転がステアリングに伝達されないようにしてもよいし、その伝達を許容するようにしてもよい。また、モード切替用アクチュエータの役割を、各車輪ｗに設けられたインホイールモータ７の駆動力によって代用することもできる。
【００５５】
なお、上記において説明した連結機構２３、ラックバー動作手段２０の構成はあくまでも一例であって、異なる形式のステアリング装置を採用することも勿論許容される。
【００５６】
以下、車両１の走行モードを特殊走行モード（その場回転モード、横方向移動モード）としたときの車両制御方法について、図７、図９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５７】
（１）その場回転モード（図７）
通常の走行モードから、その場回転モードに切り替えて、その場回転モードが開始すると（Ｓ１１）、まず車両１に設けた四台のカメラ２（２ａ〜２ｄ）によって、ある時点における車両１の前後及び左右の画像をそれぞれ撮影し、画像合成手段３によって合成画像を生成する（Ｓ１２）。この合成画像の生成手法の一つとして、合成画像の各画素について、四台のカメラ２（２ａ〜２ｄ）のうち、どのカメラ２（２ａ〜２ｄ）のどの画素の画素値（主に輝度）を利用するかを予め割り振っておき、各カメラ２（２ａ〜２ｄ）によって撮影された画像の所定の画素の画素値を、合成画像の所定の画素に直接当てはめて、合成画像を生成するようにする手法が採用できるが、その他の手法も適宜採用することができる。
【００５８】
次に、インホイールモータ７の回転数からＥＣＵ６が車両１の回転速度ＶＲを算出し、この回転速度ＶＲから、前記ある時点から予め決めた所定時間経過した後の車両１の回転角度を算出する（Ｓ１３）。そして、この回転角度から、所定時間経過後の予測画像を生成する（Ｓ１４）。その一方で、前記ある時点から前記所定時間経過した時点における車両１の前後及び左右を四台のカメラ２（２ａ〜２ｄ）でそれぞれ撮影し、それぞれの画像から、画像合成手段３によって、上記と同様に合成画像を生成する（Ｓ１５）。
【００５９】
ここで、差分算出手段４によって、前記ある時点での合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像と、前記ある時点から所定時間経過後の合成画像との間の差分を算出する。この差分の計算方法の一つとして、背景差分法が適用される。この手法によると、ある時点での前記合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像を背景画像、前記ある時点から前記所定時間経過後の複数のカメラ２によって撮影された車両周囲の画像から生成された合成画像を観測画像として、背景画像と観測画像の対応する画素の画素値（主に輝度）を比較し、この画素値が予め決めた閾値を超える場合は、その画素に対応する部分には、背景画像には無かった前景領域（人や他車等の何らかの物体）が存在すると判断される。この閾値については、事前の検証実験で適宜決定する。
【００６０】
この差分算出手段４によって、両画像の差分が所定以上であると判断された場合は（Ｓ１６のＹＥＳ）、安全判定手段５が、安全性を十分に確保できないと判定して、ブレーキ９を作動又はインホイールモータ７に逆トルクを発生させる制御信号を発して車両１を停止させ（Ｓ１７）、その場回転モードでの運転を中止する（Ｓ１８）。この安全判定手段５による判断においては、差分算出手段４によって算出された前景領域の大きさや、前景領域の速度及び車両１の回転速度ＶＲ等も考慮される。
【００６１】
また、両画像の全体に亘って差分を計算する代わりに、画像の中の数点から数１０点を抽出して、その点が前景領域（人や他車等の何らかの物体）の移動や侵入によって消えた場合には、車両１の移動範囲に、安全走行に影響を及ぼす虞がある何らかの物体があると判断して、車両１を停止する制御信号を発することもできる。このように、複数点を抽出することで、画像全体に亘って差分を算出する場合と比較して計算量が大幅に減少し、ＥＣＵ６の負荷を低減することができる。
【００６２】
その一方で、両画像の差分が所定範囲内であると判断された場合は（Ｓ１６のＮＯ）、複数のカメラ２による画像の撮影を行いつつ（Ｓ１２）、その場回転モードによる運転を継続する。
【００６３】
その場回転モードにおける合成画像の画像図の一例を図８に示す。合成画像の中心には、車両１のイラスト又は実画像が表示されるとともに、車両１を中心として所定半径の円が描かれている。差分算出手段４によって、この円の範囲内に前景領域（人や他車等の何らかの物体）が算出されるとともに、安全判定手段５によってこの前景領域が車両１の安全走行に影響を及ぼすと判定された場合に、上述したように、車両１を停止するための制御信号が発せられる。
【００６４】
この円の半径は可変とすることができ、例えば車両１の回転速度ＶＲが大きい時は半径を大きく、回転速度ＶＲが小さい時は半径を小さくすることにより、車両周囲の安全を確保しつつ、不必要に車両１の停止のための制御信号が発せられるのを防止することができる。
【００６５】
（２）横方向移動モード（図９）
通常の走行モードから、横方向移動モードに切り替えて、横方向移動モードが開始すると（Ｓ２１）、まず車両１に設けた四台のカメラによって、ある時点における車両１の前後及び左右の画像をそれぞれ撮影し、画像合成手段３によって合成画像を生成する（Ｓ２２）。この合成画像の生成手法の一つとして、合成画像の各画素について、四台のカメラ２（２ａ〜２ｄ）のうち、どのカメラ２（２ａ〜２ｄ）のどの画素の画素値（主に輝度）を利用するかを予め割り振っておき、各カメラ２（２ａ〜２ｄ）によって撮影された画像の所定の画素の画素値を、合成画像の所定の画素に直接当てはめて、合成画像を生成するようにする手法が採用できるが、その他の手法も適宜採用することができる。
【００６６】
次に、インホイールモータ７の回転数からＥＣＵ６が車両１の横方向移動速度ＶＬを算出し、この横方向移動速度ＶＬから、前記ある時点から予め決めた所定時間経過した後の車両１の横方向移動量を算出する（Ｓ２３）。そして、この横方向移動量から、所定時間経過後の予測画像を生成する（Ｓ２４）。その一方で、前記ある時点から前記所定時間経過した時点における車両１の前後及び左右を四台のカメラ２（２ａ〜２ｄ）でそれぞれ撮影し、それぞれの画像から、画像合成手段３によって、上記と同様に合成画像を生成する（Ｓ２５）。
【００６７】
ここで、差分算出手段４によって、前記ある時点での合成画像に基づいて予測した所定時間経過後の予測画像と、前記ある時点から所定時間経過後の合成画像との間の差分を算出する。この差分の計算方法の一つとして、その場回転モードの場合と同様に背景差分法が適用される。
【００６８】
この差分算出手段４によって、両画像の差分が所定以上であると判断された場合は（Ｓ２６のＹＥＳ）、安全判定手段５が、安全性を十分に確保できないと判定して、ブレーキ９を作動又はインホイールモータ７に逆トルクを発生させる制御信号を発して車両１を停止させ（Ｓ２７）、横方向移動モードでの運転を中止する（Ｓ２８）。この安全判定手段５による判断においては、差分算出手段４によって算出された前景領域の大きさや、前景領域の速度及び車両１の横方向移動速度ＶＬ等も考慮される。
【００６９】
また、両画像の全体に亘って差分を計算する代わりに、画像の中の数点から数１０点を抽出して、その点が前景領域（人や他車等の何らかの物体）の移動や侵入によって消えた場合には、車両１の移動範囲に、安全走行に影響を及ぼす虞がある何らかの物体があると判断して、車両１を停止する制御信号を発することもできる。このように、複数点を抽出することで、画像全体に亘って差分を算出する場合と比較して計算量が大幅に減少し、ＥＣＵ６の負荷を低減することができる。
【００７０】
その一方で、両画像の差分が所定範囲内であると判断された場合は（Ｓ２６のＮＯ）、複数のカメラ２による画像の撮影を行いつつ（Ｓ２２）、横方向移動モードによる運転を継続する。
【００７１】
横方向移動モードにおける合成画像の画像図の一例を図１０に示す。合成画像内には、車両１のイラスト又は実画像が表示されるとともに、矩形の表示領域が描かれている。差分算出手段４によって、この矩形領域内に前景領域（人や他車等の何らかの物体）が算出されるとともに、安全判定手段５によってこの前景領域が車両１の安全走行に影響を及ぼすと判定された場合に、上述したように、車両１を停止するための制御信号が発せられる。本図は車両１が左方向に移動する場合の表示であって、車両１の右側よりも左側の方が広く表示されている。このように左右の表示を非対称とすることによって、車両１の進行方向に対応して、運転者が十分な安全確認を行うことができる。
【００７２】
この矩形領域の大きさは可変とすることができ、例えば車両１の横方向移動速度ＶＬが大きい時はその領域を広く、横方向移動速度ＶＬが小さい時はその領域を狭くすることにより、車両周囲の安全を確保しつつ、不必要に車両１の停止のための制御信号が発せられるのを防止することができる。
【００７３】
上記の車両周囲監視装置の制御系統、車両制御方法のフローチャートはあくまでも一例であって、撮像装置で撮影した画像を合成した合成画像に基づいて、車両の周囲の安全を車両１が判断し、さらに危険回避のための制御を行う、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、前記制御系統又は前記フローチャートの一部を変更することは、勿論許容される。
【符号の説明】
【００７４】
１  車両
２  撮像装置（カメラ）
３  画像合成手段
４  差分算出手段
５  安全判定手段
７  インホイールモータ
１０  ステアリング装置
１１、１２  ラックバー
１５  同期ギア
１８  タイロッド
２０  ラックバー動作手段
ｗ  車輪
【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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