(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転支援のための画像作成装置であって、
車両に設置された撮像装置と、
前記車両の操舵角を検出する操舵角センサと、
前記撮像装置で撮像された画像、および、前記操舵角センサで検出された操舵角にもとづいて表示画像を作成するプロセッサと、
複数の操舵角に割り当てられた、当該操舵角を保った状態で前記車両が辿ると想定される軌跡の形状を特定する図形データである複数のオブジェクトを格納するメインメモリと、
前記プロセッサによって作成された前記表示画像を表示する表示装置と、
前記車両のドライバの操作入力を受付ける入力装置とを備え、
前記プロセッサは、
予め定められた操舵角に割当てられた前記オブジェクトを前記メインメモリの中から選択し、前記撮像装置によって撮像された画像が表す光景に、重畳して初期表示画像を作成し、
前記表示装置は、前記初期表示画像を表示し、
前記入力装置が、前記車両の移動により前記初期表示画像に表示されたオブジェクトが前記車両の現在位置から停止位置までの最適な軌跡を表す最適軌跡であることを示す情報の入力を、前記ドライバから受付けると、
前記プロセッサは、
前記入力装置で入力を受付けた前記情報に基づいて、前記初期表示画像に表示されたオブジェクトを前記最適軌跡として決定し、
前記操舵角センサで検出された操舵角に基づいて、前記メインメモリに記憶されたオブジェクトを用いて、前記車両がこれから辿ると予想される予想走行軌跡を作成し、
前記光景に、前記最適軌跡および前記予想走行軌跡を重畳した表示画像を、前記メインメモリに作成する、画像作成装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記メインメモリに重畳して作成した表示画像を、自身と通信可能に接続された表示装置に転送し、
前記表示装置は、前記メインメモリからの受信表示画像を表示する、請求項１に記載の画像作成装置。
【請求項３】
車両の運転支援のための画像作成方法であって、複数の操舵角に割り当てられ、当該操舵角を保った状態で前記車両が辿ると想定される軌跡の形状を特定する図形データである複数のオブジェクトがメインメモリに格納されており、
車両の操舵角を検出する操舵角検出ステップと、
撮像装置で撮像された画像、および、前記操舵角検出ステップで検出された操舵角にもとづいて表示画像を作成する表示画像作成ステップと、
前記表示画像作成ステップで作成された前記表示画像を表示する表示ステップと、
予め定められた操舵角に割り当てられた前記オブジェクトを前記メインメモリの中から選択し、前記撮像装置によって撮像された画像が表す光景に、重畳して初期表示画像を作成する初期表示画像作成ステップと、
前記初期表示画像を表示する初期表示画像表示ステップと、
前記車両の移動により前記初期表示画像に表示されたオブジェクトが前記車両の現在位置から停止位置までの最適な軌跡を表す最適軌跡であることを示す情報の入力を、前記車両のドライバから受付ける最適軌跡入力ステップと、
前記最適軌跡入力ステップで入力を受付けた前記情報に基づいて、前記初期表示画像に表示されたオブジェクトを前記最適軌跡として決定する最適軌跡決定ステップと、
前記操舵角検出ステップで検出された操舵角に基づいて、前記メインメモリに記憶されたオブジェクトを用いて、前記車両がこれから辿ると予想される予想走行軌跡を作成する予想走行軌跡作成ステップと、
前記光景に、前記最適軌跡および前記予想走行軌跡を重畳した表示画像を前記メインメモリに作成する作成ステップとを備える、画像作成方法。
【請求項４】
前記メインメモリに重畳して作成した表示画像を、自身と通信可能に接続された表示装置に転送する転送ステップと、
前記メインメモリからの受信表示画像を表示する受信表示画像表示ステップとを備える、請求項３に記載の画像作成方法。
【請求項５】
車両の運転支援のための画像作成装置のコンピュータで実行される画像作成プログラムであって、複数の操舵角に割り当てられ、当該操舵角を保った状態で前記車両が辿ると想定される軌跡の形状を特定する図形データである複数のオブジェクトがメインメモリに格納されており、
前記コンピュータに、
車両の操舵角を検出する操舵角検出ステップと、
撮像装置で撮像された画像、および、前記操舵角検出ステップで検出された操舵角にもとづいて表示画像を作成する表示画像作成ステップと、
前記表示画像作成ステップで作成された前記表示画像を表示する表示ステップと、
予め定められた操舵角に割り当てられた前記オブジェクトを前記メインメモリの中から選択し、前記撮像装置によって撮像された画像が表す光景に、重畳して初期表示画像を作成する初期表示画像作成ステップと、
前記初期表示画像を表示する初期表示画像表示ステップと、
前記車両の移動により前記初期表示画像に表示されたオブジェクトが前記車両の現在位置から停止位置までの最適な軌跡を表す最適軌跡であることを示す情報の入力を、前記車両のドライバから受付ける最適軌跡入力ステップと、
前記最適軌跡入力ステップで入力を受付けた前記情報に基づいて、前記初期表示画像に表示されたオブジェクトを前記最適軌跡として決定する最適軌跡決定ステップと、
前記操舵角検出ステップで検出された操舵角に基づいて、前記メインメモリに記憶されたオブジェクトを用いて、前記車両がこれから辿ると予想される予想走行軌跡を作成する予想走行軌跡作成ステップと、
前記光景に、前記最適軌跡および前記予想走行軌跡を重畳した表示画像を前記メインメモリに作成する作成ステップと実行させる、画像作成プログラム。
【請求項６】
前記メインメモリに重畳して作成した表示画像を、自身と通信可能に接続された表示装置に転送する転送ステップと、
前記メインメモリからの受信表示画像を表示する受信表示画像表示ステップとを実行させる、請求項５に記載の画像作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像作成装置に関し、より特定的には、車載の撮像装置から得られる撮影画像を基礎として、車両の運転支援用の画像を作成する画像作成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、上述のような画像作成装置が盛んに研究・開発されている。このような画像作成装置として、本従来の技術の節では、特開昭５９−１１４１３９号公報のモニター装置について説明する。このモニター装置において、車載のカメラは、自車両の後方の光景を撮影した画像（以下、撮影画像と称す）を作成する。ＣＰＵは、操舵角センサからの操舵角に基づいて、自車両がこれから辿ると想定される予想走行軌跡を示す図形（以下、単に予想走行軌跡と称する）を作成する。作成した予想走行軌跡を、ＣＰＵは撮影画像に重畳して、表示画像を作成する。以上の表示画像を、表示装置は受け取り表示する。
【０００３】
今、ドライバが実際に車両を駐車スペースに入れる場面を想定する。ここで、図３０は、駐車開始時から駐車終了時までに、上述の表示装置に表示される４フレーム分の表示画像Ｉd1〜Ｉd4を示す模式図である。図３０において、表示画像Ｉd1は、駐車開始時（時刻ｔd1とする）に表示装置に表示される。さらに、表示画像Ｉd2は、時刻ｔd1よりも後の時刻ｔd2に、表示画像Ｉd3は、時刻ｔd3よりも後の時刻ｔd3に表示される。また、表示画像Ｉd4は、時刻ｔd3より後でありかつ自車両と駐車スペースの向きが揃う時刻ｔd4に表示される。以上の表示画像Ｉd1〜Ｉd4のいずれにも、上述の予想走行軌跡ＥＴが重畳される。また、予想走行軌跡ＥＴはいずれも、時刻ｔd1〜ｔd4での自車両の操舵角から決まり、表示画像Ｉd1〜Ｉd4における車両Ｍから予め定められた長さを有する。以上の表示画像Ｉd1〜Ｉd4を見ることで、ドライバは、現在のハンドル操作で、自車両がこれからどのように進むかを確認できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
次に、以上のモニター装置が抱えている問題点について説明する。駐車時において、大抵のドライバは、最初に、自車両を駐車スペースに入れやすい場所（以下、初期位置と称する）に移動させ、その後、駐車スペースに向けて自車両を移動させる。自車両の移動中、ドライバは、駐車スペースにおける停止位置に自車両が正しく向かっているかどうか気になるものである。しかしながら、従来の表示画像（図３０参照）は、現在のハンドル操作で自車両が辿ると想定される軌跡のみを示す。従って、ハンドル操作を誤った場合、予想走行軌跡は、駐車スペースから外れてしまう。このような場合、ドライバは、どの程度ハンドル操作を修正すれば、自車両が停止位置に向かうかが理解しづらいという問題点があった。
【０００５】
それ故に、本発明は、自車両が停止位置に正しく向かっているか否かを理解しやすい画像を作成する画像作成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明の第１の局面は、車両の運転支援のための画像作成装置に向けられている。本発明は、車両に設置された撮像装置と、車両の操舵角を検出する操舵角センサと、撮像装置で撮像された画像、および、操舵角センサで検出された操舵角にもとづいて表示画像を作成するプロセッサと、複数の操舵角に割り当てられた、当該操舵角を保った状態で前記車両が辿ると想定される軌跡の形状を特定する図形データである複数のオブジェクトを格納するメインメモリと、プロセッサによって作成された表示画像を表示する表示装置と、車両のドライバの操作入力を受付ける入力装置とを備え、プロセッサは、予め定められた操舵角に割り当てられたオブジェクトをメインメモリの中から選択し、撮像装置によって撮像された画像が表す光景に、重畳して初期表示画像を作成し、表示装置は、初期表示画像を表示し、入力装置が、前記車両の移動により前記初期表示画像に表示されたオブジェクトが車両の現在位置から停止位置までの最適な軌跡を表す最適軌跡であることを示す情報の入力を、前記ドライバから受付けると、プロセッサは、入力装置で入力を受付けた情報に基づいて、初期表示画像に表示されたオブジェクトを最適軌跡として決定し、操舵角センサで検出された操舵角に基づいて、メインメモリに記憶されたオブジェクトを用いて、車両がこれから辿ると予想される予想走行軌跡を作成し、光景に、前記最適軌跡および前記予想走行軌跡を重畳した表示画像を、メインメモリに作成する。
【０００７】
このようにすれば、予め準備されたオブジェクトを用いて、最適軌跡、及び予想走行軌跡を作成できるため、迅速に画像を作成することができる。
【０００８】
また、プロセッサは、メインメモリに重畳して作成した表示画像を、自身と通信可能に接続された表示装置に転送し、表示装置は、前記メインメモリからの受信表示画像を表示することが好ましい。
【０００９】
本発明の第２の局面は、車両の運転支援のための画像作成方法に向けられている。本発明は、複数の操舵角に割り当てられ、当該操舵角を保った状態で車両が辿ると想定される軌跡の形状を特定する図形データである複数のオブジェクトがメインメモリに格納されており、車両の操舵角を検出する操舵角検出ステップと、撮像装置で撮像された画像、および、操舵角検出ステップで検出された操舵角にもとづいて表示画像を作成する表示画像作成ステップと、表示画像作成ステップで作成された表示画像を表示する表示ステップと、予め定められた操舵角に割り当てられたオブジェクトをメインメモリの中から選択し、撮像装置によって撮像された画像が表す光景に、重畳して初期表示画像を作成する初期表示画像作成ステップと、初期表示画像を表示する初期表示画像表示ステップと、車両の移動により初期表示画像に表示されたオブジェクトが車両の現在位置から停止位置までの最適な軌跡を表す最適軌跡であることを示す情報の入力を、車両のドライバから受付ける最適軌跡入力ステップと、最適軌跡入力ステップで入力を受付けた前記情報に基づいて、初期表示画像に表示されたオブジェクトを前記最適軌跡として決定する最適軌跡決定ステップと、操舵角検出ステップで検出された操舵角に基づいて、メインメモリに記憶されたオブジェクトを用いて、車両がこれから辿ると予想される予想走行軌跡を作成する予想走行軌跡作成ステップと、光景に、最適軌跡および予想走行軌跡を重畳した表示画像をメインメモリに作成する作成ステップとを備える。
【００１０】
このようにすれば、予め準備されたオブジェクトを用いて、最適軌跡、及び予想走行軌跡を作成できるため、迅速に画像を作成することができる。
【００１１】
また、メインメモリに重畳して作成した表示画像を、自身と通信可能に接続された表示装置に転送する転送ステップと、メインメモリからの受信表示画像を表示する受信表示画像表示ステップとを備えることが好ましい。
【００１２】
本発明の第３の局面は、車両の運転支援のための画像作成装置のコンピュータで実行される画像作成プログラムに向けられている。本発明は、複数の操舵角に割り当てられ、当該操舵角を保った状態で車両が辿ると想定される軌跡の形状を特定する図形データである複数のオブジェクトがメインメモリに格納されており、コンピュータに、車両の操舵角を検出する操舵角検出ステップと、撮像装置で撮像された画像、および、操舵角検出ステップで検出された操舵角にもとづいて表示画像を作成する表示画像作成ステップと、表示画像作成ステップで作成された表示画像を表示する表示ステップと、予め定められた操舵角に割り当てられたオブジェクトをメインメモリの中から選択し、撮像装置によって撮像された画像が表す光景に、重畳して初期表示画像を作成する初期表示画像作成ステップと、初期表示画像を表示する初期表示画像表示ステップと、車両の移動により初期表示画像に表示されたオブジェクトが車両の現在位置から停止位置までの最適な軌跡を表す最適軌跡であることを示す情報の入力をドライバから受付ける最適軌跡入力ステップと、最適軌跡入力ステップで入力を受付けた情報に基づいて、初期表示画像に表示されたオブジェクトを最適軌跡として決定する最適軌跡決定ステップと、操舵角検出ステップで検出された操舵角に基づいて、メインメモリに記憶されたオブジェクトを用いて、車両がこれから辿ると予想される予想走行軌跡を作成する予想走行軌跡作成ステップと、光景に、最適軌跡および予想走行軌跡を重畳した表示画像をメインメモリに作成する作成ステップと実行させる。
【００１３】
このようにすれば、予め準備されたオブジェクトを用いて、最適軌跡、及び予想走行軌跡を作成できるため、迅速に画像を作成することができる。
【００１４】
また、メインメモリに重畳して作成した表示画像を、自身と通信可能に接続された表示装置に転送する転送ステップと、メインメモリからの受信表示画像を表示する受信表示画像表示ステップとを実行させることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
「第１の実施形態」
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像作成装置１０を組み込んだ運転支援装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１において、画像作成装置１０は、少なくとも、プロセッサ１０１と、メインメモリ１０２と、プログラムメモリ１０３とから構成される。運転支援装置１は、車両Ｍ（図２参照）に搭載され、画像作成装置１０以外に、入力装置１１と、少なくとも１台の撮像装置１２と、操舵角センサ１３と、車速センサ１４と、ヨーレートセンサ１５と、表示装置１６とを備えている。
【００２６】
入力装置１１は、車両Ｍのドライバにより操作され、本実施形態では、３つの操作ボタン１１１〜１１３から構成される。操作ボタン１１１には、画像表示処理（図８，図９参照）の開始機能が割り当てられている。この操作ボタン１１１を、ドライバは、その右斜め前方から駐車スペースへ車両Ｍを入れる時に操作する。この操作に応答して、入力装置１１は、画像表示処理の開始を指示するための情報（以下、開始指示と称する）ＤSDを、プロセッサ１０１に出力する。また、操作ボタン１１２には、最適軌跡ＬＴ（図５参照）の確定機能が割り当てられている。この操作ボタン１１２をドライバが操作した時、入力装置１１は、最適軌跡ＬＴが確定したことを通知するための情報（以下、確定通知と称する）ＤNTをプロセッサ１０１に出力する。操作ボタン１１３には、画像表示処理の終了機能が割り当てられている。この操作ボタン１１３を、ドライバは、車両Ｍが駐車スペースに完全に収まった時に操作する。この操作に応答して、入力装置１１は、画像表示処理の終了を指示するための情報（以下、終了指示と称する）ＤTDを、プロセッサ１０１に出力する。
【００２７】
図１の撮像装置１２は、図２に示すように、車両Ｍの両側面から等距離であって、車両Ｍの後端に固定される。より具体的には、撮像装置１２の光軸ＯＡが縦中心面ＳC 内を車両Ｍの後方に向かって延び、かつ当該光軸ＯＡが路面ＳR と交差するように、撮像装置１２は固定される。ここで、縦中心面ＳC は、車両Ｍの両前輪（または両後輪）の回転中心同士を結ぶ線分を垂直二等分する鉛直面である。以上のように固定される撮像装置１２は、車両Ｍの後方において、自身の視野内の光景を撮影して、図３に示すような撮影画像ＩCPT を生成する。ここで、撮影画像ＩCPT には、車両Ｍの後端が映っていることが好ましい。
【００２８】
図１の操舵角センサ１３は、車両Ｍに取り付けられているハンドルが所定の基準位置から回転した角度（つまり、操舵角）を検出し、検出結果を示す操舵角αi をプロセッサ１０１に送信する。ここで、ｉは、１からＮまでの自然数のいずれかである。Ｎは、運転支援装置１の設計要件に応じて決まるが、本実施形態では便宜上、奇数と仮定する。また、上述の基準位置は、好ましくは、車両Ｍの直進時におけるハンドルの位置である。また、本実施形態では、便宜上、操舵角α1 ＝−αL ，α2 ＝−αL ＋Δα，α3 ＝−αL ＋２×Δα，…，α(N-1)/2+1 ＝０，α(N-1) ＝αL −Δα，αN ＝αL であると仮定する。ここで、−αL およびαL は、ハンドルが左方向および右方向に最大限切れた時の操舵角であり、車両Ｍに固有かつ既知の値である。また、Δαは２×αL ／Ｎである。
【００２９】
車速センサ１４は、車両Ｍの現在の走行速度（以下、単に速度と称する）Ｖを検出し、プロセッサ１０１に送信する。また、ヨーレートセンサ１５は、第１のヨーレートω1 を検出し、プロセッサ１０１に送信する。ここで、図４は、第１のヨーレートω1 を説明するための模式図である。図４において、車両Ｍ（図示は外形線のみ）は、ある時刻ｔ0 に、矢印Ａ0 で示す方向に後退している。また、時刻ｔ0 から時間Ｔまでの間、車両Ｍは、２本の点線矢印で示すように、右斜め後方に後退する。この時間Ｔの間に、車両Ｍの進行方向は、矢印Ａ0 から矢印Ａ1 で示す方向に変化している。今、矢印Ａ0 およびＡ1 の方向同士がなす角をβとおくと、第１のヨーレートω1 は、次式（１）で表される。
ω1 ＝β／Ｔ…（１）
【００３０】
さらに、図４を参照して、以下の説明で必要となる車両座標系について説明する。図４において、車両座標系は、Ｘ1 軸、Ｙ1 軸およびＺ1 軸からなる３次元直交座標系である。まず、Ｚ1 軸は、車両Ｍの現在の重心位置ＰBYC を基準として鉛直方向を示す。また、Ｘ1 軸は、この重心位置ＰBYC を基準として車両Ｍの進行方向を示す。さらに、Ｙ1 軸は、車両Ｍの重心位置ＰBYC を基準として、上述のＸ1 軸およびＺ1 軸に垂直な方向を示す。上述の第１のヨーレートω1 は、以上のＸ1 軸の時間Ｔ当たりの回転量でもある。
【００３１】
また、図１の表示装置１６は、後で説明する表示画像ＩDPY （図５参照）を表示する。プロセッサ１０１は、上述の撮影画像ＩCPT を使って、表示画像ＩDPY を作成する。ここで、図５は、表示画像ＩDPY の一例を示す模式図である。図５において、表示画像ＩDPY は、撮影画像ＩCPT と、それに重畳される最適軌跡ＬＴおよび予想走行軌跡ＥＴとから構成される。最適軌跡ＬＴは、好ましくは、車両Ｍの現在位置ＰCPからその停止位置ＰSPまでの最適な軌跡を表す図形である。また、予想走行軌跡ＥＴは、現在の操舵角αi を保った場合に車両Ｍが現在位置ＰCPから今後辿ると想定される軌跡を表す図形である。なお、停止位置ＰSP、現在位置ＰCPについては、運転支援装置１の動作説明で詳説するので、ここではそれらの説明を省略する。
【００３２】
また、図１のメインメモリ１０２は、主として、プロセッサ１０１のワーキングエリアとして使われる。特に、メインメモリ１０２において、表示画像ＩDPY そのものが作成される記憶領域をフレームメモリと称する。また、プログラムメモリ１０３は、典型的にはＲＯＭ(Read Only Memory)から構成され、本運転支援装置１の動作に必要なソフトウェアＳ1 を格納する。ソフトウェアＳ1 は、図６に示すように、コンピュータプログラム（以下、単にプログラムと称する）Ｃ1 と、所定個数のオブジェクトＢとから構成される。プログラムＣ1 は、本運転支援装置１の動作を規定する。各オブジェクトＢは、上述の最適軌跡ＬＴまたは予想走行軌跡ＥＴの基礎となる。つまり、プロセッサ１０１は、オブジェクトＢから最適軌跡ＬＴおよび予想走行軌跡ＥＴを作成する。ここで、上述のように、操舵角センサ１３が検出できる操舵角はＮ個であるから、所定個数のオブジェクトＢとして、Ｎ個のオブジェクトＢ1 〜ＢN が準備される。オブジェクトＢ1 〜ＢN は、操舵角α1 〜αN に割り当てられており、より具体的には、操舵角α1 〜αN を保った状態で車両Ｍが辿ると想定される軌跡の形状を特定する図形データである。なお、オブジェクトＢ(N-1)/2+1 を除くオブジェクトＢ1 〜ＢN は実質的に、部分環状（つまり、円弧状かつ帯状）のような形状を有する。しかし、操舵角α(N-1)/2+1 は０であるから、オブジェクトＢ(N-1)/2+1 だけは矩形状の図形となる。
【００３３】
次に、図７（ａ）および（ｂ）を参照して、オブジェクトＢN のデータ構造を例示的に説明する。図７（ａ）において、オブジェクトＢN は、ｒ個（ｒは予め定められた自然数である）の座標値Ｐv1〜Ｐvrからなる。ここで、座標値Ｐv1〜Ｐvrは、上述の車両座標系（図４参照）の座標値である。以上の座標値Ｐv1〜Ｐvrをつなぐことで、図７（ｂ）に示すように、操舵角αN 時の車両Ｍの軌跡が表現される。なお、図７（ａ）および（ｂ）では、便宜上、４個の座標値Ｐv1、Ｐvj、ＰvkおよびＰvrのみが示されている。ここで、座標値Ｐv1およびＰvrは、車両Ｍの右後輪および左後輪の座標値であり、さらに、車両Ｍの軌跡の開始線ＬSTの両端を特定する。また、座標値ＰvjおよびＰvkは、車両Ｍの軌跡の終端線ＬTMの両端を特定する。
【００３４】
他のオブジェクトＢ1 〜Ｂ(N-1) も、操舵角α1 〜α(N-1) に応じた車両Ｍの軌跡の形状を、上述と同様のデータ構造で表現しているので、それらの詳細な説明を省略する。
【００３５】
次に、以上の構成を有する運転支援装置１の動作を説明する。まず、運転支援装置１の電源が投入されると、プロセッサ１０１は、プログラムメモリ１０３からソフトウェアＳ1 をメインメモリ１０２に読み出す。さらに、今、車両Ｍは駐車スペースの右斜め前方に現在位置しており、ドライバが今からその駐車スペースに車両Ｍを入れようとしていると仮定する。この時、操作ボタン１１１がドライバにより操作され、その結果、プロセッサ１０１には、前述の開始指示ＤSDが送信される。プロセッサ１０１は、受信開始指示ＤSDに応答して、メインメモリ１０２上のプログラムＣ1 の実行、つまり画像表示処理を開始する。
【００３６】
ここで、図８および図９は、プログラムＣ1 に記述されている運転支援装置１の動作手順を示すフローチャートである。図８において、プロセッサ１０１は、最初に、メインメモリ１０２上のオブジェクトＢ1 〜ＢN の中から、予め定められたオブジェクトＢj を選択する（ステップＳ１）。現在、車両Ｍは駐車スペースの右斜め前方に位置する。このような状況では、ドライバは、車両Ｍを駐車スペースに入れるために、ハンドルを右方向に切る。以上のことから、ステップＳ１では、正の値を有する操舵角α(N-1)/2+2 〜αN のいずれかに割り当てられたオブジェクトＢj が選ばれる。つまり、ｊは、（Ｎ−１）／２＋２からＮまでのいずれかの自然数である。なお、以降の実施形態では、便宜上、ｊはＮと仮定し、さらに、ステップＳ１で選択されたオブジェクトＢj を、選択オブジェクトＢN と称する。
【００３７】
次に、プロセッサ１０１は、撮像指示を生成し、撮像装置１２に送信する。撮像装置１２は、受信撮像指示に応答して、自身の視野に現在含まれる光景を表す撮影画像ＩCPT （図３参照）を生成して、メインメモリ１０２内のフレームメモリに格納する（ステップＳ２）。つまり、ステップＳ２で、画像作成装置１０は撮像装置１２から撮影画像ＩCPT を受け取る
【００３８】
次に、図１０に示す初期表示画像ＩD0が作成・表示される（ステップＳ３）。より具体的には、ステップＳ３において、まず、選択オブジェクトＢN を構成する座標値Ｐv1〜Ｐvrが、プロセッサ１０１により、画像座標系の座標列に変換される。ここで、画像座標系は、図３に示すように、撮影画像ＩCPT の水平方向を示すＸ2 軸と、その鉛直方向を示すＹ2 軸とからなる。なお、このような座標変換については、例えば、国際公開ＷＯ００−０７３７３号公報に開示されているので、ここではその詳細な説明を省略する。以上の座標変換された選択オブジェクトＢN （斜線部分参照）が、フレームメモリ上の撮影画像ＩCPT に重畳され、これによって、図１０のような初期表示画像ＩD0が完成する。ここで、図１０にはさらに、ドライバが駐車スペースにおいて車両Ｍを停止させたいと考えている停止位置ＰSPが示されている。しかし、この停止位置ＰSPは、後の説明に必要になるため示されているだけであって、実際の撮影画像ＩCPT には重畳されない点には注意を要する。以上のようにして完成した初期表示画像ＩD0は、プロセッサ１０１の制御下で表示装置１６に転送され、表示装置１６は、受信初期表示画像ＩD0を表示する。
【００３９】
次に、プロセッサ１０１は、入力装置１１から、上述の確定通知ＤNTが到着しているか否かを判断する（ステップＳ４）。確定通知ＤNTが到着済であれば、プロセッサ１０１は、ステップＳ５に進み、そうでなければ、ステップＳ２に戻る。ここで、初めて実行されるステップＳ３では、単に、選択オブジェクトＢN が重畳されるだけである。それゆえ、図１０に示すように、初期表示画像ＩD0において、選択オブジェクトＢN の終端線ＬTMは、ドライバが車両Ｍを停止させたいと考えている停止位置ＰSPを正確に示していない場合が多い。この場合、選択オブジェクトＢN はまだ最適経路ＬＴでない。そのため、ドライバは、初期表示画像ＩD0を見ながら、この終端線ＬTMが停止位置ＰSPに合うように、車両Ｍを移動させる。両者が合っていない場合には、ドライバは操作ボタン１１２を操作しないので、ステップＳ４では「Ｎｏ」と判断され、運転支援装置１では、ステップＳ１からＳ４までの一連の動作が繰り返される。この間、ステップＳ３が実行される度に、新しい初期表示画像ＩD0が作成され表示される。以上のことから、時間経過と共に、終端線ＬTMは停止位置ＰSPにだんだん近づいて行く。
【００４０】
そして、終端線ＬTMが停止位置ＰSPに合った時、図１１に示すように、初期表示画像ＩD0において、選択オブジェクトＢN は、車両Ｍの現在位置ＰCPから停止位置ＰSPまでの最適経路ＬＴを表す。ここで、以下の説明では、終端線ＬTMが停止位置ＰSPに合った時の車両Ｍの現在位置ＰCPを駐車開始位置Ｐstと称する。この時点で、ドライバは初めて、操作ボタン１１２を操作し、これによって、入力装置１１からは、前述の確定通知ＤNTがプロセッサ１０１に送信される。上述のステップＳ４の実行時に確定通知ＤNTが到着済であれば、プロセッサ１０１は、選択オブジェクトＢN を最適軌跡ＬＴとして決定し、メインメモリ１０２で保持する（ステップＳ５）。また、ドライバは、操作ボタン１１２の操作後、車両Ｍを駐車開始位置Ｐstから停止位置ＰSPに向けて移動させ始める。
【００４１】
次に、プロセッサ１０１は、初期設定を行う（ステップＳ６）。より具体的には、まず、プロセッサ１０１は、ステップＳ６の実行時刻を、基準時刻ｔREF として設定する。さらに、プロセッサ１０１は、車両Ｍの第２のヨーレートω2 を初期値ω20に設定し、車両Ｍの現在位置ＰCPを初期位置Ｐ0 に設定する。
【００４２】
以上の基準時刻ｔREF の設定により、ワールド座標系が定義される。次に、図１２を参照して、ワールド座標系について説明する。図１２において、ワールド座標系は、基準時刻ｔREF での車両Ｍの重心位置ＰBYC を原点として有し、Ｘ3 軸、Ｙ3 軸およびＺ3 軸からなる３次元直交座標系である。Ｘ3 軸は、原点を基準として車両Ｍの進行方向を示す。Ｚ3 軸は、原点を基準として鉛直方向を示す。Ｙ3 軸は、上述のＸ3 軸およびＺ3 軸に直交する。以上のワールド座標系は、前述の車両座標系と比較すると、以下の点で相違する。つまり、車両座標系は、図４に示すように車両Ｍと共に移動するが、ワールド座標系は、基準時刻ｔREF での車両Ｍの重心位置ＰBYC で固定される。つまり、ワールド座標系は、車両Ｍが移動しても移動しない。
【００４３】
次に、図１２を参照して、第２のヨーレートω2 を説明する。図１２において、車両Ｍは、基準時刻ｔREF に、上述のＸ3 軸方向に後退している。また、基準時刻ｔREF から現在時刻ｔCPまでの間、車両Ｍは、２本の点線矢印で示すように、右斜め後方に後退する。この間に、車両Ｍの進行方向は、Ｘ3 軸方向から矢印Ａ2 の方向に変化している。今、現在時刻ｔCPでの車両Ｍの重心位置ＰBYC からＸ3 軸と平行な補助線Ｌa2を引く。さらに、補助線Ｌa2および矢印Ａ2 の方向がなす角をγとおくと、第２のヨーレートω2 は、次式（２）で表される。
ω2 ＝γ／（ｔCP−ｔREF ）…（２）
なお、第１のヨーレートω1 が車両座標系上での車両Ｍのヨーレートであるのに対して、以上の第２のヨーレートω2 は、ワールド座標系上でのものである点で相違する。また、上述の初期値ω20は、基準時刻ｔREF での第２のヨーレートω2 であり、０である。
【００４４】
また、現在位置ＰCPは、現在時刻ｔCPでの車両Ｍの重心位置ＰBYC であり、ワールド座標系の座標値（ｘCP，ｙCP，ｚCP）で表される。また、初期位置Ｐ0 は、基準時刻ｔREFでの車両Ｍの重心位置ＰBYC であり、ワールド座標系の座標値（ｘCP0 ，ｙCP0 ，ｚCP0 ）で表される。つまり、初期位置Ｐ0 は、ワールド座標系の原点であるから、（０，０，０）となる。
【００４５】
次に、プロセッサ１０１は、ステップＳ１と同様にして、撮像装置１２から撮影画像ＩCPT を受け取る（図８；ステップＳ７）。次に、プロセッサ１０１は、操舵角センサ１３、車速センサ１４およびヨーレートセンサ１５から、車両Ｍの操舵角αi 、速度Ｖおよび第１のヨーレートω1 を受け取る（ステップＳ８〜１０）。
【００４６】
次に、プロセッサ１０１は、受信した速度Ｖおよび第１のヨーレートω1 を使って、車両Ｍの移動量ＴＡを求める（ステップＳ１１）。より具体的には、プロセッサ１０１はまず、受信した第１のヨーレートω1 を次式（３）に代入して、第２のヨーレートω2 を算出する。なお、プロセッサ１０１が上式（２）を使えないのは、本実施形態では、角度γを検出することができないからである。
【数１】
0004034548.tif 000002
次に、プロセッサ１０１は、算出した第２のヨーレートω2 および受信した速度Ｖを次式（４）および（５）に代入して、座標値ｘCPおよびｙCPを算出する。なお、本実施形態では、座標値ｚCPは、時間に対して一定値（つまり、ｚCP0 ）とみなせるので、算出しない。
【数２】
0004034548.tif 000003
上式（４）および（５）において、δは車両Ｍの重心の横滑り角であり、駐車時のように車両Ｍが低速走行している場合には、０とみなせる。座標値ｘCPおよびｙCPの算出後、プロセッサ１０１は、初期位置Ｐ0 から現在位置Ｐまでの移動量ＴＡ（ｘCP−ｘCP0 ，ｙCP−ｙCP0 ）を算出する。
【００４７】
ステップＳ１１の次に、プロセッサ１０１は、以上の移動量ＴＡを使って、現在保持している最適軌跡ＬＴを変形して、現在の最適軌跡ＬＴを作成し保持する（ステップＳ１２）。より具体的には、車両Ｍは基準時刻ｔREF から現在時刻ｔCPの間に上述の移動量ＴＡだけ移動している。最適軌跡ＬＴは、上述のように、現在位置ＰCPから始まる性質を有するから、保持中の最適軌跡ＬＴにおいて、この移動量ＴＡに相当する分は不必要となる。
【００４８】
例えば、図１３に示すように、基準時刻ｔREF の時点では、最適軌跡ＬＴ（選択オブジェクトＢN ）の開始線ＬSTを規定する座標値Ｐv1およびＰvrは必要である。しかしながら、時間経過と共に、車両Ｍは、基準時刻ｔREF の時点の最適軌跡ＬＴ上を移動していくような感じになるので、基準時刻ｔREF が過ぎてしまえば、座標値Ｐv1およびＰvrは不要になる。そのため、初めて実行されるステップＳ１２では、プロセッサ１０１は、保持中の最適経路ＬＴを構成する座標列Ｐv1〜Ｐvrから、車両Ｍが基準時刻ｔREF から現在時刻ｔCPまでに移動した領域ＲM1に含まれる座標値を削除して、現在の最適軌跡ＬＴを作成する。ここで、移動領域ＲM1は、ｘv1以上ｘv1＋（ｘCP−ｘCP0 ）以下の範囲である。
【００４９】
また、２回目以降に実行されるステップＳ１２においても、初回の場合と同様に、プロセッサ１０１は、保持中の最適経路ＬＴを構成する座標列から、車両Ｍが基準時刻ｔREF から現在時刻ｔCPまでに移動した領域ＲM1に含まれる座標値を削除して、現在の最適軌跡ＬＴを作成する。
【００５０】
次に、プロセッサ１０１は、予想走行軌跡ＥＴを作成する（ステップＳ１３）。より具体的には、プロセッサ１０１は最初に、メインメモリ１０２上のオブジェクトＢ1 〜ＢN の中から、ステップＳ８で得た現在の操舵角αi に割り当てられているオブジェクトＢq を選択する。ここで、ｑは、１からＮのいずれかの自然数である。次に、プロセッサ１０１は、オブジェクトＢq を構成する座標列から少なくとも４個の座標値を選択する。この時、オブジェクトＢq の開始線ＬST（図７参照）を示す２個の座標値を必ず含む。
【００５１】
ステップＳ１３の次に、図５に示す表示画像ＩDPY が作成・表示される（ステップＳ１４）。ステップＳ１４をより具体的に説明すると、まず、ステップＳ１２で作成された最適経路ＬＴを構成する車両座標系の座標列が、画像座標系の座標列に変換される。さらに、ステップＳ１３で作成された予想走行軌跡ＥＴを構成する車両座標系の座標列が、画像座標系の座標列に変換される。なお、このような座標変換については、例えば、国際公開ＷＯ００−０７３７３号公報に開示されているので、ここではその詳細な説明を省略する。以上の座標変換された最適経路ＬＴおよび予想走行軌跡ＥＴが、ステップＳ７でフレームメモリに格納された撮影画像ＩCPT に重畳され、これによって、現在時刻ｔCPでの表示画像ＩDPY が完成する。次に、プロセッサ１０１の制御下で、完成した表示画像ＩDPY が表示装置１６に転送され、表示装置１６は、受信表示画像ＩDPY を表示する。
【００５２】
次に、プロセッサ１０１は、入力装置１１から、上述の終了指示ＤTDが到着しているか否かを判断する（ステップＳ１５）。終了指示ＤTDが到着済であれば、プロセッサ１０１は、車両Ｍが停止位置ＰSPに到達したと見なして、画像表示処理を終了し、そうでなければ、次の表示画像ＩDPY を作成するために、ステップＳ７に戻る。
【００５３】
ここで、図１４は、基準時刻ｔREF から終了指示ＤTDの到着時までに、表示装置１６で表示される表示画像Ｉd がどのように遷移するかを示す模式図である。図１４には、４フレーム分の表示画像ＩDPY が示されている。最上段の表示画像Ｉd は、運転支援装置１が基準時刻ｔREF に上述の処理を実行することで表示される。また、その下段の表示画像ＩDPY は、時刻（ｔREF ＋Δｔ）に表示される。さらに、時刻（ｔREF ＋Δｔ）および（ｔREF ＋２×Δｔ）に表示される表示画像ＩDPY が示されている。また、図１４の最下段には、時刻（ｔREF ＋３×Δｔ）に表示され、終了指示ＤTDの到着直前の表示画像ＩDPY が示されている。以上の表示画像ＩDPY の時間に対する変化を見れば分かるように、終了指示ＤTDの到着時に近づくに連れて、表示装置１６の画面上において、最適軌跡ＬＴの形状は、車両Ｍの動きに応じて変化し、より具体的には、車両Ｍの停止位置ＰSPに向かって縮んでいく最適軌跡ＬＴが表示される。また、車両Ｍは、縮んでいく最適軌跡ＬＴに追従するように表示される。これによって、ドライバは、従来よりも、駐車スペースにおける停止位置ＰSPに車両Ｍが正しく向かっているかどうかを確認しやすくなる。
【００５４】
さらに、表示画像Ｉd には、最適軌跡ＬＴだけでなく予想走行軌跡ＥＴも合成される。もし、ドライバが適切なハンドル操作を行い、車両Ｍが正しく停止位置ＰSPに向かっている場合には、図１４に示すように、表示装置１６の画面上において、予想走行軌跡ＥＴは、最適軌跡ＬＴ上を動くように表示される。しかしながら、もし、ドライバが不適切なハンドル操作を行った場合には、図１５に示す表示画像ＩDPY のように、予想走行軌跡ＥＴは、最適軌跡ＬＴから外れてしまう。これによって、ドライバは、瞬時に、ハンドル操作の誤りに気づくことが可能となり、さらに使い勝手の良い運転支援装置１を提供することが可能になる。
【００５５】
また、以上の実施形態では、最適軌跡ＬＴおよび予想走行軌跡ＥＴの双方が撮影画像ＩCPT に重畳されるとして説明した。しかし、本願で設定された課題を解決するには、少なくとも、最適軌跡ＬＴが重畳されれば良い。また、撮像装置１２のレンズに生じる歪みを補正された撮影画像ＩCPT に、最適軌跡ＬＴおよび予想走行軌跡ＥＴの双方が重畳されても良い。
【００５６】
なお、以上の実施形態では、ドライバは、初期表示画像ＩD0を見ながら、この終端線ＬTMが停止位置ＰSPに合うように、車両Ｍを移動させるとして説明した。その結果、最適軌跡ＬＴは、車両Ｍの現在位置ＰCPからその停止位置ＰSPまでを表すようにしていた。しかし、これに限らず、運転支援装置１は、プログラムＣ1 の実行を開始直後、予め定められたオブジェクトＢj を最適経路ＬＴとして選択してもよい。この場合、初期表示画像ＩD0において、オブジェクトＢj （つまり、最適経路ＬＴ）の終端線ＬTMは、大抵の場合、停止位置ＰSPを指示しない。このような最適経路ＬＴであっても、ドライバは、停止位置ＰSPに至る途中までの最適経路が分かるという技術的効果を奏する。つまり、最適経路ＬＴは、少なくとも、車両Ｍの現在位置ＰCPからの最適経路を表せば良い。
【００５７】
また、以上の実施形態では、撮影画像ＩCPT は、撮像装置１２の位置を視点として車両Ｍの後方を見た画像であった。しかし、これに限らず、撮影画像ＩCPT に対して視点変換処理を行って、撮像装置１２の位置以外の視点（例えば、車両Ｍの上方）から車両Ｍの後方を見た画像（以下、視点変換画像と称する）を作成し、プロセッサ１０１は、作成した視点変換画像に、最適軌跡ＬＴおよび／または予想走行軌跡ＥＴを重畳して、表示画像（以下、視点変換表示画像と称する）を作成しても良い。さらに、プロセッサ１０１は、前述の表示画像ＩDPY および上述の視点変換表示画像を画像合成して、両者を同時に表示装置１６に表示させても良い。
【００５８】
また、以上の実施形態では、撮像装置１２は１台として説明したが、複数台であっても良い。この場合、プロセッサ１０１は、複数台からの撮影画像ＩCPT を１枚の画像につなぎ合わせた後に、最適軌跡ＬＴおよび／または予想走行軌跡ＥＴを重畳して、表示画像を作成する。また、撮像装置１２は必ずしも、車両Ｍの両側面から等距離に固定されるなくともよく、縦中心面ＳC から車両Ｍの左右方向にずれた位置に固定されても良い。なお、このように撮像装置１２が設置されたとしても、上述の視点変換処理により、運転支援装置１は、車両Ｍの中心から見たときの表示画像ＩDPY を作成することができる。
【００５９】
また、以上の実施形態では、撮影画像ＩCPT を参照すれば明らかなように、左右方向に並ぶ２台の車両の間の駐車スペースの右斜め前方から、車両Ｍを駐車するような状況を例に取り上げて説明した。しかし、このような例だけでなく、駐車スペースの左斜め前方から駐車するような状況にも、本画像作成装置１０は簡単に応用できる。さらに、前後方向に並ぶ２台の車両の間に駐車する場合にも応用することができる。ただし、この場合には、車両Ｍは、図１６に示すように、、Ｓ字を描くように駐車スペースに向かって移動するので、このような形状を表すオブジェクトＢS を予め準備する必要がある。
【００６０】
また、以上の実施形態では、最適軌跡ＬＴおよび予想走行軌跡ＥＴは平面的な図形で表現されていたが、これに限らず、単なる線で表現されても良い。
【００６１】
「第２の実施形態」
ところで、第１の実施形態では、図９のステップＳ１０において、プロセッサ１０１は、ヨーレートセンサ１５から第１のヨーレートω1 を受信していた。しかし、第２の実施形態では、第１のヨーレートω1 を算出できる運転支援装置２を提供することを目的とする。
【００６２】
図１７は、第２の実施形態に係る画像作成装置２０を組み込んだ運転支援装置２のハードウェア構成を示すブロック図である。図１７において、運転支援装置２は、図１に示す運転支援装置１と比較すると、ヨーレートセンサ１５が不要である点と、プログラムメモリ１０３にソフトウェアＳ1 の代わりに、図１７に示すようなソフトウェアＳ2 が格納される点で相違する。それ以外に相違点は無いので、図１７において、図１の構成に相当するものには、同一の参照符号を付けて、その説明を省略する。また、ソフトウェアＳ2 は、図１８に示すように、ソフトウェアＳ1 （図６参照）と比較すると、プログラムＣ1 の代わりに、コンピュータプログラム（以下、単にプログラムと称する）Ｃ2 を含む点で相違する。オブジェクトＢについては、第１の実施形態と同様であるため、本実施形態では説明を省略する。プログラムＣ2 は、本運転支援装置２の動作を規定する。
【００６３】
次に、以上の構成を有する運転支援装置２の動作を説明する。運転支援装置２の電源投入後、プロセッサ１０１はまず、プログラムメモリ１０３からソフトウェアＳ2 をメインメモリ１０２に読み出す。プロセッサ１０１は、入力装置１１からの開始指示ＤSDの受信に応答して、メインメモリ１０２上のプログラムＣ2 の実行、つまり画像表示処理を開始する。
【００６４】
ここで、図１９および図２０は、プログラムＣ2 に記述されている運転支援装置２の動作手順を示すフローチャートである。図１９および図２０のフローチャートは、図８および図９のフローチャートと比較すると、ステップＳ１０がステップＳ２１に代わる点で相違する。それ以外に、両フローチャートの間に相違点はないので、図１９および図２０において、図８および図９のステップに相当するものには、同じステップ番号を付け、それらの説明を省略する。
【００６５】
以下、ステップＳ１０の具体的な説明の前に、そこで必要となる各パラメータおよび理論を、図面を参照して説明する。まず、図２１には、その質量がｍの車両Ｍが示されている。また、車両Ｍの重心位置ＰBYC から、その両前輪の回転中心同士を結ぶ線分までの距離をＤf 、また、その両後輪の回転中心同士を結ぶ線分までの距離をＤr とおく。また、車両ＭのホイールベースをＬとすると、Ｌ＝（Ｄf ＋Ｄr ）である。さらに、図２１には示していないが、車両Ｍのヨーイング慣性モーメントをＩm 、車両Ｍの前輪コーナリングパワーをＫf 、その後輪コーナリングパワーをＫr とする。以上の質量ｍ、ヨーイング慣性モーメントＩm 、ホイールベースＬ、距離Ｄf 、距離Ｄr 、前輪コーナリングパワーＫf 、および後輪コーナリングパワーＫr の値は、車両Ｍに固有で既知の値である。
【００６６】
また、図２１において、車両Ｍの前輪の実舵角をεとおく。ここで、実舵角εは、車両Ｍのハンドル操舵角αi に比例する値であり、次式（６）で算出することができる。
ε＝Ｂ×αi …（６）
ここで、Ｂは、車両Ｍに固有で既知の定数である。
さらに、図２１には、車両Ｍの進行方向（速度Ｖのベクトル）と、第１のヨーレートω1 および横滑り角δとが図示されている。しかし、これらについては、第１の実施形態で説明しているので、ここではその説明を省略する。
【００６７】
以上のパラメータを有する車両Ｍの運動方程式は次式（７）で表される。
【数３】
0004034548.tif 000004
また、車両Ｍの重心位置ＰBYC の鉛直軸周りのヨーイング運動方程式は、次式（８）で表される。
【数４】
0004034548.tif 000005
上式（７）および（８）を整理すると、次式（９）および（１０）が得られる。
【数５】
0004034548.tif 000006
【００６８】
さらに、上式（９）および（１０）をラプラス変換すると、車両Ｍの運動方程式およびヨーイング運動方程式は、次式（１１）のように表現される。
【数６】
0004034548.tif 000007
ここで、ｓはラプラス演算子である。
【００６９】
さて、図２０のステップＳ２１において、プロセッサ１０１は、ステップＳ８およびＳ９で受信した操舵角αi および速度Ｖを使って、車両Ｍの移動量ＴＡを求める。より具体的には、プロセッサ１０１は、受信した操舵角αi を、前式（６）に代入して、実舵角εを算出する。それゆえ、上式（１１）において、未知数は、第１のヨーレートω1 のみとなる。なお、δは横滑り角であるが、駐車時のように車両Ｍが低速走行している場合には、０とみなせるので既知の値である。実舵角εの算出後、プロセッサ１０１は、受信した速度Ｖおよび算出した実舵角εを使って、上式（１１）を解き、第１のヨーレートω1 を算出する（ステップＳ２１）。
【００７０】
次のステップＳ１１において、プロセッサ１０１はまず、ステップＳ２１で算出した第１のヨーレートω1 を前式（３）に代入して、第２のヨーレートω2 を算出する。以降、プロセッサ１０１は、第１の実施形態で説明したようにして、移動量ＴＡ（ｘCP−ｘCP0 ，ｙCP−ｙCP0 ）を算出する。
以上のように、本実施形態によれば、運転支援装置１のようにヨーレートセンサ１５が不要になるので、本運転支援装置２の構成を簡素化できるという技術的効果を得ることができる。
【００７１】
「第３の実施形態」
また、第１の実施形態では、図９のステップＳ９において、プロセッサ１０１は、車速センサ１４から速度Ｖを受信していた。しかし、第３の実施形態では、速度Ｖを算出できる運転支援装置３を提供することを目的とする。
【００７２】
図２２は、第２の実施形態に係る画像作成装置３０を組み込んだ運転支援装置３のハードウェア構成を示すブロック図である。図２２において、運転支援装置３は、図１に示す運転支援装置１と比較すると、車速センサ１４が不要である点と、プログラムメモリ１０３にソフトウェアＳ1 の代わりに、図２３に示すようなソフトウェアＳ3 が格納される点である。それ以外に相違点は無いので、図２２において、図１の構成に相当するものには、同一の参照符号を付けて、その説明を省略する。また、図２３において、ソフトウェアＳ3 は、ソフトウェアＳ1 （図６参照）と比較すると、プログラムＣ1 の代わりに、コンピュータプログラム（以下、単にプログラムと称する）Ｃ3 を含む点で相違する。オブジェクトＢについては、第１の実施形態と同様であるため、本実施形態では説明を省略する。プログラムＣ3 は、本運転支援装置３の動作を規定する。
【００７３】
次に、以上の構成を有する運転支援装置３の動作を説明する。運転支援装置３の電源投入後、プロセッサ１０１はまず、プログラムメモリ１０３からソフトウェアＳ3 をメインメモリ１０２に読み出す。プロセッサ１０１は、入力装置１１からの開始指示ＤSDの受信に応答して、メインメモリ１０２上のプログラムＣ3 の実行、つまり画像表示処理を開始する。
【００７４】
ここで、図２４および図２５は、プログラムＣ3 に記述されている運転支援装置３の動作手順を示すフローチャートである。図２４および図２５のフローチャートは、図８および図９のフローチャートと比較すると、ステップＳ９がステップＳ３１に代わる点で相違する。それ以外に、両フローチャートの間に相違点はないので、図２４および図２５において、図８および図９のステップに相当するものには、同じステップ番号を付け、それらの説明を省略する。
【００７５】
以下、ステップＳ３１の具体的な説明の前に、そこで必要となる空間フィルタリングによる車速の測定について説明する。なお、空間フィルタリングについては、例えば、空間フィルタとその応用〔Ｉ〕（計測自動制御学会誌「計測と制御」Vol.19,No.4 ）に詳しく記載されている。図２６は、空間フィルタリングの基本原理を示す模式図である。図２６には、スリット列４１と、点光源４２と、光学系４３とが示されている。スリット列４１は、同一平面ＳSLT 上に一定ピッチｐで同一方向に配列された複数のスリットである。また、点光源４２は、スリット列４１に対し相対速度Ｖ’で、スリット列４１上をその配列方向に移動しながら、スリット列４１に向けて光を出射する。光学系４３は、スリット列４１および点光源４２の間に置かれ、点光源４２からの光を通過させる。光学系４３の通過光は、スリット列４１上で焦点を結ぶ。このようにして、スリット列４１上には、スポット光ＬSPT が投影される。
【００７６】
また、図２６に示すように、このスリット列４１を間において点光源４２を見るような位置で、上述のスポット光ＬSPT を観測した場合、スリット列４１を通過中のスポット光ＬSPT の光強度は、スリットの配列方向の変位ｐ毎に、１つのパルスが表れる信号になる。このような信号（パルス）の周期ＴCYL は、ｐ／Ｖ’となる。また、信号の周波数ｆSPT はＶ’／ｐとなり、相対速度Ｖ’に比例することが分かる。つまり、スポット光ＬSPT の相対速度Ｖ’は時間的に変動する場合、その時間変動に応じて、周波数ｆSPT も変化する。しかし、スポット光ＬSPT が平面ＳSLT 上を変位ｐだけ移動する度に、光信号には１つのパルスが現れるという性質は不変である。
【００７７】
また、上述の撮影画像ＩCPT のような一般的な光学的パターンには、多くの光強度を有する多数の点光源がランダムに配置されていると考えることができる。また、光学的パターンに含まれる多数の点光源は、互いの位置関係を変えることなく、一定方向に同時に並行移動していると考えることができる。このような光学的パターンを、図２６における点光源４２と置き換えて、点光源と同様に移動させた場合、スリット列４１を間において点光源４２を見るような位置では、互いに同一周波数ｆSPT を有するが、その位相および振幅が相違する多数の信号を加算（合成）した信号が観測される。以下、観測された信号を、狭帯域ランダム信号と称する。この狭帯域ランダム信号の平均的な周波数ｆAVE は、上述のＶ’／ｐであり、その位相および振幅は、時間的に不規則かつゆっくりと変動する。
【００７８】
次に、以上のような波形を有する狭帯域ランダム信号から、光学的パターン自体の相対速度Ｖ’PTN の算出方法を説明する。図２７は、相対速度Ｖ’PTN の算出に使用されるモデルの模式図である。図２７には、光学パターン５１と、空間フィルタ５２と、光学系５３と、光検出器５４とが示されている。光学パターン５１は、ランダムな光強度分布ｆ（ｘ，ｙ）を有する。空間フィルタ５２は、光学パターン５１の直上に密接して配置される。また、空間フィルタ５２は、２次元直交座標系における点ＰFLT を原点として、ｘ軸方向の長さがＸFLT で、ｙ軸方向の長さがＹFLT の矩形形状を有しており、予め定められた透過率分布ｈ（ｘ，ｙ）を持つ空間荷重関数である。以上の空間フィルタ５２は、光学パターン５１から発する光を通過させる。光学系５３は、空間フィルタ５２を通過した光を集束する。光検出器５４は、光学系５３により集められた光を電気に変換して、瞬時出力ｇ（ｘ0 ，ｙ0 ）を生成する。ここで、瞬時出力ｇ（ｘ0 ，ｙ0 ）は、比例定数を無視した場合、次式（１２）で表される。
【００７９】
【数７】
0004034548.tif 000008
ここで、ｘ0 およびｙ0 は、空間フィルタ５２の原点ＰFLT 上に位置する光学パターン５１のｘ座標値およびｙ座標値である。
【００８０】
以上のようなモデルにおいて、光学パターン５１がｘ軸方向に一定速度Ｖ’PTN で平行移動している時には、ｘ0 およびｙ0 は、次式（１３）および（１４）で表される。
ｘ0 ＝Ｖ’PTN ・ｔ＋ｃ1 …（１３）
ｙ0 ＝ｃ2 …（１４）
ここで、ｔは時間であり、ｃ1 およびｃ2 は定数である。
【００８１】
今、ｙ0 を固定し、ｇ（ｘ0 ，ｙ0 ）を変位ｘ0 の関数と考えると、ｘ軸方向の空間領域でのパワースペクトル密度関数Ψ（μ）は、次式（１５）のように表される。
【数８】
0004034548.tif 000009
ここで、μおよびνは、ｘ軸方向およびｙ軸方向の空間周波数である。また、Ｈ（μ，ν）は、次式（１６）で示される。また、Φ（μ，ν）は、ｆ（ｘ，ｙ）に関する空間領域での２次元的パワースペクトル密度関数である。
【数９】
0004034548.tif 000010
【００８２】
また、上式（１５）は、透過率分布ｈ（ｘ，ｙ）がｙ軸方向に一定であると仮定すると、近似的に次式（１７）のように表される。
【数１０】
0004034548.tif 000011
ここで、Ｈ（μ）は、次式（１８）で示される。
【数１１】
0004034548.tif 000012
【００８３】
ここで、光学パターン５１の速度Ｖ’PTN による影響を考慮するために、瞬時出力ｇ（ｘ0 ，ｙ0 ）を時間ｔの関数ｇ（ｘ0 ，ｙ0 ，ｔ）とすると、時間領域でのパワースペクトル密度関数Ω（ｆ）は、次式（１９）で表される。
【数１２】
0004034548.tif 000013
ここで、ｆは、時間的周波数である。
【００８４】
上式（１５）〜（１９）において、｜Ｈ（μ）｜2 が、μ＝μ0 のみを選択する特性を持つと仮定すると、Φ（μ0 ，０）＝０でない限り、Ψ（μ）は、μ＝μ0 で急峻なスペクトルを持つ。したがって、Ω（ｆ）にも、ｆ＝Ｖμ0 のところに際だったスペクトルが現れる。したがって、速度Ｖ’PTN に比例する周波数の正弦波信号が瞬時出力ｇ（ｘ0 ，ｙ0 ，ｔ）として得られることになり、この正弦波信号に対して、フーリエ変換またはウェーブレット変換に代表される周波数測定を行うことにより、速度Ｖ’PTN を検出することが可能になる。
【００８５】
以上の空間フィルタリングを運転支援装置３に応用するために、図２８に示すように、メインメモリ１０２における撮影画像ＩCPT の記憶領域には、仮想的なスリット列６１が予め設定されている。スリット列６１は、メインメモリ１０２のメモリ空間に、一定ピッチｐで同一方向に配列された複数のスリットであり、撮影画像ＩCPT において路面ＳR が映っていると想定されるところに配置される。各スリットの位置および形状は、第１の実施形態で説明した画像座標系の座標値で指定される。プロセッサ１０１は、ステップＳ３１において、メインメモリ１０２内の撮影画像ＩCPT においてスリット列６１に含まれる複数の画素を、上述の光学パターン５１とみなし、この光学パターン５１に対して空間フィルタリングを実行する。
【００８６】
より具体的には、一般的に、撮影画像ＩCPT は、白黒の場合には、それを構成する各画素の輝度値を示すデータを含んでいる。また、カラーの場合、撮影画像ＩCPT は、各画素毎に、光の３原色の輝度値を示すデータを含んでいるが、周知の方法で、白黒の輝度値に変換することが可能である。プロセッサ１０１はまず、今回格納された撮影画像ＩCPT を使って、そのスリット列６１に含まれる全ての画素の白黒の輝度値を加算する。それによって、プロセッサ１０１は、輝度の合計値を求め、メインメモリ１０２上に蓄積する。ここで、メインメモリ１０２には、今回の合計値を含む、過去数フレーム分の撮影画像ＩCPT から求められた合計値を格納するための記録領域が予約されている。従って、メインメモリ１０２には、図２９（ａ）に示すような時間軸上での合計値の変化を示すデータが格納されることになる。次に、プロセッサ１０１は、時間軸上で表された合計値の変化を、図２９（ｂ）に示すような周波数軸上のものに変換した後、得られた周波数軸上の合計値から、ピーク値を検出する。さらに、プロセッサ１０１は、検出したピーク値に対応する周波数成分ｆを検出する。その後、プロセッサ１０１は、検出した周波数成分ｆと、上述のピッチｐとから、光学パターン５１、つまり路面ＳR の車両Ｍに対する相対速度Ｖ’PTN （＝ｐ／ｆ）を算出する。プロセッサ１０１は、このようにして得られた相対速度Ｖ’PTN の極性を反転させ、車両Ｍの速度Ｖを導出する（ステップＳ３１）。
【００８７】
以上のように、本実施形態によれば、運転支援装置１のように車速センサ１４が不要になるので、運転支援装置３の構成を簡素化できるという技術的効果を得ることができる。
【００８８】
なお、以上の第１〜第３の実施形態では、プログラムＣ1 〜Ｃ3 は、プログラムメモリ１０３に格納されていた。しかし、これに限らず、プログラムＣ1 〜Ｃ3 は、ＣＤ−ＲＯＭに代表される記録媒体に記録された状態で頒布されてもよいし、インターネットに代表される通信ネットワークを通じて頒布されてもよい。
【００８９】
また、現在の最適経路ＬＴの導出方法には、上述の実施形態で説明したもの以外に、周知のアッカーマンモデルを使う方法もある。アッカーマンモデルでは、最適経路ＬＴは、操舵角αi および速度Ｖに基づいて導出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る運転支援装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】図１の撮像装置１２の固定位置を示す模式図である。
【図３】図１の撮像装置１２により生成される撮影画像ＩCPT の一例を示す模式図である。
【図４】図１のヨーレートセンサ１５で検出される第１のヨーレートω1 を説明するための模式図である。
【図５】図１のプロセッサ１０１により作成される表示画像ＩDPY の一例を示す模式図である。
【図６】図１のプログラムメモリ１０３に格納されるソフトウェアＳ1 の詳細な構成を示す模式図である。
【図７】図６に示すオブジェクトＢN を説明するための模式図である。
【図８】図１の運転支援装置１の動作手順を示すフローチャートの前半部分である。
【図９】図１の運転支援装置１の動作手順を示すフローチャートの後半部分である。
【図１０】図８のステップＳ３で確定通知ＩNTの到着前に作成される初期表示画像ＩD0を示す模式図である。
【図１１】図８のステップＳ５の時点で表示されている初期表示画像ＩD0を示す模式図である。
【図１２】図９のステップＳ１１において算出される第２のヨーレートω2 を説明するための模式図である。
【図１３】図９のステップＳ１２におけるプロセッサ１０１の処理内容を説明するための模式図である。
【図１４】図１の表示装置１６の表示画面の時間に対する変化を示す模式図である。
【図１５】ドライバがハンドル操作を誤った時、図１の表示装置１６に表示される表示画像ＩDPY を示す模式図である。
【図１６】図６に示すオブジェクトＢN をの代替例であるオブジェクトＢS を説明するための模式図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る運転支援装置２のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７のプログラムメモリ１０３に格納されるソフトウェアＳ2 の詳細な構成を示す模式図である。
【図１９】図１７の運転支援装置２の動作手順を示すフローチャートの前半部分である。
【図２０】図１７の運転支援装置２の動作手順を示すフローチャートの後半部分である。
【図２１】図２０のステップＳ２１で必要となる車両Ｍのパラメータを示す模式図である。
【図２２】本発明の第３の実施形態に係る運転支援装置３のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２３】図２２のプログラムメモリ１０３に格納されるソフトウェアＳ3 の詳細な構成を示す模式図である。
【図２４】図２２の運転支援装置３の動作手順を示すフローチャートの前半部分である。
【図２５】図２２の運転支援装置３の動作手順を示すフローチャートの後半部分である。
【図２６】図２２の運転支援装置３に応用される空間フィルタリングの基本概念を示す模式図である。
【図２７】図２６の空間フィルタリングを使って、空間パターン５１の相対速度Ｖ’PTN の算出に使用されるモデルの模式図である。
【図２８】図２２の運転支援装置３に予め設定されるスリット列６１を示す模式図である。
【図２９】図２５のステップＳ３１における相対速度Ｖ’PTN の検出方法を説明するための模式図である。
【図３０】従来のモニター装置において表示される４フレーム分の表示画像Ｉd1〜Ｉd4を示す模式図である。
【符号の説明】
１，２，３…運転支援装置
１０，２０，３０…画像作成装置
１０１…プロセッサ
１０２…メインメモリ
１０３…プログラムメモリ
Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 …ソフトウェア
Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 …コンピュータプログラム
１１…入力装置
１１１，１１２、１１３…操作ボタン
１２…撮像装置
１３…操舵角センサ
１４…車速センサ
１５…ヨーレートセンサ
１６…表示装置
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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