JP5660395B2 - 障害物警報装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に接近する障害物の存在を乗員に明示する障害物警報装置に関する。

車両の周囲には運転者の位置から視認できない死角があり、運転者は車両の運転にあたり当該車両の周囲に細心の注意を払う必要がある。特に、車両を後退して駐車させる場合には、駐車自体に苦手意識を持っているユーザも多く、精神的疲労も少なくない。そこで、従来、車両の周囲の障害物を監視する技術が利用されてきた（例えば特許文献１及び２）。

特許文献１に記載の車両の障害物警報装置は、横移動障害物検出手段と、横移動方向検出手段と、横移動情報提供手段とを備えて構成される。横移動障害物検出手段は車両前方において進行方向を横切る方向に移動する障害物を検出する。横移動方向検出手段は横移動障害物検出手段により検出された障害物の横移動方向を検出する。横移動情報提供手段は横移動方向検出手段により検出された障害物の横移動方向に関する情報をドライバーに提供する。この際、横移動情報提供手段は表示部に横移動方向検出手段により検出された横移動方向を表わす矢印をディスプレイに表示する。

特許文献２に記載の車両周囲監視装置は、撮像手段と、障害物検出手段と、表示手段とを備えて構成される。撮像手段は自車両の一部を含む車両周囲を撮像する。障害物検出手段は車両周囲に位置する障害物を検出し、検出した障害物と自車両との距離を算出する。表示手段は撮像手段によって撮像された撮像画像と障害物検出手段によって算出された距離を示す障害物表示画像とを１つの画面に表示する。

特開平１１−１１５６６０号公報 特開２００９−２１７７４０号公報

特許文献１や特許文献２に記載の技術のように車両の周囲の障害物を検出し、当該障害物を明示する情報（矢印等）を画面表示することで運転者に車両の周囲の障害物の存在を報知することが可能である。しかしながら、車両に搭載されるディスプレイ（表示手段）の画面サイズは大きいものではない。このため、ディスプレイに表示される車両の周囲の状況を示す画像上に矢印等を表示すると、車両の周囲の状況が見難くなったり障害物を把握できなくなったりする可能性がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、車両の周囲の状況を見難くすることなく、車両に接近する障害物の存在を運転者に明示することが可能な障害物警報装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る障害物警報装置の特徴構成は、
車両の周囲の情景を撮影した撮影画像を取得する撮影画像取得部と、
前記撮影画像に基づいて注目撮影画像を生成する注目撮影画像生成部と、
前記注目撮影画像の外側の外側領域に物体が存在するか否かを判定する物体存在判定部と、
前記外側領域の物体の移動方向を判定する移動方向判定部と、
前記移動方向判定部により前記外側領域の物体が前記注目撮影画像の中央側に移動すると判定された場合に、前記注目撮影画像のうち前記物体が存在する外側領域の側から中央側に向うと共に、前記注目撮影画像から手前側に向って移動するような指標を表示させる明示画像出力部と、
を備えている点にある。

このような特徴構成とすれば、車両に備えられるモニタの画面内に物体が映っていなくても、車両に接近する物体が撮影範囲内に入った時点で、車両の周囲の状況を表示しつつ、運転者に車両に接近する物体の存在及び方向を明示することができる。したがって、モニタの画面サイズが小さい場合でも、車両に接近する物体を見逃すことがなくなる。また、このよう指標は画面の側端部に表示されるので、運転者が車両の周囲の状況が見難くなることがない。したがって、車両の周囲の状況を見難くすることなく、車両に接近する障害物の存在を運転者に明示することが可能となる。

また、前記明示画像出力部は、一定時間点灯したのち消灯する複数の指標を順次異なる位置に表示させる表示を繰り返し行うと共に、前記複数の指標どうしを一部重畳する位置に表示させ、後に表示する指標と直前に表示した指標との重複部分については後に表示する指標を上書き表示させる表示を繰り返し行うと好適である。

このような構成とすれば、モニタの画面内に指標を表示しても車両の周囲の状況が指標で隠れることが無い。したがって、車両の周囲の状況の視認性を確保することができる。

また、前記後に表示する指標が、前記直前に表示した指標よりもサイズが大きいことを特徴とすると好適である。

このような構成とすれば、指標が、画面の中央に迫ってくる状態をより視覚的に表示することができる。したがって、運転者が障害物の接近をより効果的に認識し易くなる。

また、前記後に表示する指標が、前記直前に表示した指標よりも透明度が低いことを特徴とすると好適である。

このような構成とすれば、指標が、画面の中央に迫ってくる状態をより視覚的に表示することができる。したがって、運転者が障害物の接近をより効果的に認識し易くなる。また、画面の端部に表示される情景を隠すことがないので、急に障害物が飛び出してきた場合でも、適切に障害物を把握することが可能となる。

また、前記明示画像出力部は、前記注目撮影画像の中央側に突出する凸部を有する矢印形状が、前記注目撮影画像の手前側に突出する凸部を有する矢印形状に移行するように表示させると好適である。

このような構成とすれば、表示された当初は、障害物の移動方向と凸部が向く方向とが一致しているので、運転者が直感的に障害物の移動方向を認識することができる。また、その後、乗員の側に凸部が迫ってくるように表示されるので、車両の周囲の監視に対し注力させるよう視覚的に明示することができる。

また、前記明示画像出力部は、前記物体が前記注目撮影画像に対応する領域に進入した場合に前記指標の出力を中止するよう構成してあると好適である。

このような構成とすれば、物体が表示装置の画面（表示画像）内に映った時点で指標の表示を中止できるので、物体が指標に隠れることがない。したがって、車両に接近した物体を適切に視認することができる。

障害物警報装置の構成を模式的に示したブロック図である。 障害物警報装置の処理の一例を示した図である。 合成画像の一例を示した図である。 合成画像の一例を示した図である。 障害物警報装置の処理を模式的に示した図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明に係る障害物警報装置１００は、車両に接近する物体がある場合に当該車両の運転者に物体が接近していることを明示する機能を備えている。以下、図面を用いて説明する。

図１は、障害物警報装置１００の構成を模式的に示したブロック図である。図１に示されるように、障害物警報装置１００は、撮影画像取得部１１、注目撮影画像生成部１２、外側領域生成部１３、物体存在判定部１４、移動方向判定部１５、明示画像出力部１６、明示画像格納部１７、合成画像生成部１８の各機能部を備えて構成される。各機能部はＣＰＵを中核部材として車両１の運転者に物体７の接近を明示する種々の処理を行うための上述の機能部がハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。

撮影画像取得部１１は、車両１の周囲の情景を撮影した撮影画像Ｇを取得する。ここで、車両１にはカメラ５が備えられる。本実施形態におけるカメラ５は、ＣＣＤ（charge coupled device）やＣＩＳ（CMOS image sensor）などの撮像素子を内蔵するとともに、撮影した情報を動画情報として出力するデジタルカメラにより構成される。このようなカメラ５は、図２（ａ）に示されるように、車両１の外側後部に備えられるライセンスプレートの近傍、或いは車両１の外側後部に備えられるエンブレムの近傍等に、車両１の後方に向けてやや俯角を有して配設される。また、カメラ５は広角レンズ（図示せず）を備えて構成される。これにより、車両１の後方を略１８０度に亘って、車両１の周囲の情景を撮影することができる。このような撮影範囲は、図２（ａ）の「広視野角」として示される。このカメラ５は、リアルタイムで動画を撮影画像Ｇとして出力する性能を有する。このような撮影画像Ｇは、撮影画像取得部１１に伝達される。

このような撮影画像Ｇの一例が図２（ｂ）に示される。図２（ｂ）の全幅は、図２（ａ）の広視野角に対応する。ここで、撮影画像Ｇは、図２（ａ）に示されるような車両１から後方を見て左側にいる物体７が、図２（ｂ）に示されるように撮影画像Ｇ内の右側にいるように鏡像処理が行われる。これは、モニタ５０に車両１の後方の情景を表示する際、車両１の運転者が撮影画像Ｇに含まれる物体７が車両１の左側にいるのか右側にいるのかを感覚的に理解し易くするためである。

図１に戻り、注目撮影画像生成部１２は、撮影画像Ｇに基づいて注目撮影画像を生成する。本実施形態では、撮影画像Ｇの撮影範囲は広視野角である。このため、注目撮影画像生成部１２は、撮影画像Ｇの中央部分である狭視野領域Ｎを注目撮影画像として生成する。撮影画像Ｇは上述の撮影画像取得部１１から伝達される。本実施形態では、注目撮影画像は、図２（ｂ）に示される撮影画像Ｇの横方向の中央部分が相当する。このような狭視野領域Ｎは、図１（ａ）の「狭視野角」のような例えば車両１の後方１２０〜１３０度程度の領域とすると好適である。また、狭視野領域Ｎは車両１が後退する際の進行可能範囲に近いので、撮影画像Ｇのうち特に注目すべき領域であることから「注目撮影画像」と称される。このような注目撮影画像は、後述するモニタ５０に表示される表示画像に対応する（図２（ｃ）参照）。なお、本実施形態では、「注目撮影画像」は「狭視野領域」の画像であるとして説明する。

外側領域生成部１３は、注目撮影画像の外側の外側領域Ｏを生成する。すなわち、撮影画像Ｇのうち狭視野領域Ｎの外側の外側領域Ｏを生成する。上述のように、撮影画像Ｇの横方向の中央部分に注目撮影画像生成部１２により狭視野領域Ｎが生成される。外側領域生成部１３はこのような狭視野領域Ｎの横方向の外側に、図２（ｂ）のような外側領域Ｏを生成する。外側領域生成部１３により生成された外側領域Ｏは、後述する物体存在判定部１４に伝達される。

物体存在判定部１４は、外側領域Ｏに物体７が存在するか否かを判定する。外側領域Ｏは、外側領域生成部１３から伝達される。物体７が存在するか否かの判定は、例えばパターンマッチング等の公知の画像認識処理を用いて行うことが可能である。もちろん、パターンマッチング以外の処理により、外側領域Ｏに物体７が存在するか否かを判定することは可能である。物体存在判定部１４の判定結果は、後述する移動方向判定部１５に伝達される。

移動方向判定部１５は、外側領域Ｏの物体７の移動方向を判定する。このような移動方向の判定は、物体存在判定部１４により、外側領域Ｏに物体７が存在すると判定された場合に行われる。特に本実施形態では、移動方向判定部１５により、外側領域Ｏの物体７が狭視野領域Ｎの側に移動するか否かが判定される。狭視野領域Ｎの側に移動するとは、車両１の後方において、車両１の幅方向外側から、車両１の真後ろの方向に移動することを示す。このような判定は、例えば現在の撮影画像Ｇにおける物体７の位置と所定時間前の撮影画像Ｇにおける物体７の位置とを比較して行うことも可能であるし、オプティカルフローを用いるなどの公知の手法を用いて行うことができる。このような移動方向の判定結果は、後述する明示画像出力部１６に伝達される。

明示画像出力部１６は、移動方向判定部１５により外側領域Ｏの物体７が注目撮影画像の中央側に移動すると判定された場合に、注目撮影画像のうち物体７が存在する外側領域Ｏの側から中央側に向うと共に、注目撮影画像から手前側に向って移動するような指標Ｓを表示させ、当該表示を繰り返し行う。ここで、本実施形態では、注目撮影画像は、狭視野領域Ｎの画像に相当する。したがって、明示画像出力部１６は、外側領域Ｏの物体７が車両１の狭視野領域Ｎの側に移動する場合に、モニタ５０に表示された当初は狭視野領域Ｎのうち物体７が存在する外側領域Ｏの側から中央側に向い、その後、次第に向きを変えて、モニタ５０から乗員の側に迫ってくるような指標Ｓを表示させると共に、当該表示を繰り返し行う。外側領域Ｏの物体７が車両１の狭視野領域Ｎの側に移動するか否かは、上述の移動方向判定部１５により判定される。狭視野領域Ｎのうち物体７が存在する外側領域Ｏの側とは、物体７が左側の外側領域Ｏにいる場合には狭視野領域Ｎ内の左側の領域が相当する。一方、物体７が右側の外側領域Ｏにいる場合には狭視野領域Ｎ内の右側の領域が相当する。

本実施形態では、明示画像出力部１６は、一定時間点灯したのち消灯する指標Ｓを順次異なる位置に表示させると共に、当該表示を繰り返し行う。一定時間点灯したのち消灯する指標Ｓとは、指標Ｓが連続して表示されている状態ではなく、指標Ｓが位置を変えながら表示されている状態を示す。本実施形態では、このような指標Ｓが表示されてから消灯し、更に次に表示される場合には、異なる位置に表示される。したがって、指標Ｓは、画面上の所定の２つの位置の間を移動している状態になる。明示画像出力部１６は、このような指標Ｓの移動を繰り返し行う。

このような指標Ｓは、連続して移動するように表示しても良いし、一定時間点灯したのち消灯するように、すなわち、指標Ｓが点滅して移動するように表示しても良い。本実施形態では、このような指標Ｓは、連続して移動するとして説明する。したがって、指標Ｓは、モニタ５０の画面に現われてから消えるまで滑らかに移動している状態になる。明示画像出力部１６は、このような指標Ｓの移動を繰り返し行う。

ここで、指標Ｓについて説明する。本実施形態に係る指標Ｓは、注目撮影画像（狭視野領域Ｎ）の中央側に突出する凸部を有する矢印形状が、注目撮影画像の手前側に突出する凸部を有する矢印形状に移行するように構成されている。このような指標Ｓは、図２（ｄ）に示されるように明示画像格納部１７に格納されている。図２（ｃ）には、図２（ｂ）に示されるような撮影画像Ｇ、すなわち右側の外側領域Ｏに物体７がいる場合に車両１のモニタ５０に表示される画像が示される。図２（ｃ）に示されるように、本実施形態ではモニタ５０に複数の指標Ｓが表示されることがある。係る場合、複数の指標Ｓどうしが一部重畳する位置に表示される。一部重複するとは、本実施形態では、複数の指標Ｓのうちの一方の矢印形状の凸部の側の部分と、複数の指標Ｓのうちの他方の矢印形状の凸部でない側の部分とが重複することをいう。また、複数の指標Ｓがある場合には、後に表示する指標Ｓと直前に表示した指標Ｓとの重複部分については後に表示する指標Ｓを上書き表示するよう構成される。すなわち、直前に表示された指標Ｓよりも、後の表示される指標Ｓの方が上の層に配置されるように構成される。本実施形態では、このような直前に表示される指標Ｓは、後に表示される指標Ｓよりも透明度が高く表示される。すなわち、後に表示される指標Ｓが、直前に表示された指標Ｓよりも透明度が低く表示される。したがって、指標Ｓが複数表示されている場合には、最上層の指標Ｓが最も透明度が低く、最下層の指標Ｓが最も透明度が高くなる。

また、指標Ｓは直前に表示された指標Ｓよりも、後に表示される指標Ｓの方が大きなサイズで構成される。したがって、指標Ｓが複数表示されている場合には、最上層の指標Ｓが最もサイズが大きく、最下層の指標Ｓが最もサイズが小さくなる。なお、夫々の指標Ｓは、互いに相似する形状でサイズの大小を設定しても良いし、指標Ｓの縦又は横の何れか一方の長さを変更してサイズの大小を設定しても良い。

明示画像出力部１６は、このような表示を繰り返し行う。ここで、本実施形態では、図２（ｃ）に示されるように、指標Ｓは狭視野領域Ｎである注目撮影画像に合成してモニタ５０に表示される。そこで、合成画像生成部１８は、注目撮影画像に指標Ｓを合成した合成画像を生成する。これにより、図２（ｃ）に示されるような画像が生成される。

このように指標Ｓを表示することにより、指標Ｓが次第に大きくなると共に、乗員の方に迫ってくるように表示させることが可能となる。これにより、車両１の乗員に対して当該車両１に物体７が接近していることを視覚的に明示することができる。

また、明示画像出力部１６は、物体７が注目撮影画像に対応する領域、すなわち狭視野領域Ｎに進入した場合に指標Ｓの出力を中止する。物体７が狭視野領域Ｎに侵入したか否かも、移動方向判定部１５により判定することが可能である。すなわち、移動方向判定部１５は、外側領域Ｏから狭視野領域Ｎに進入する物体７があれば、物体７が狭視野領域Ｎに進入したと判定することが可能である。このような判定結果も、明示画像出力部１６に伝達される。このように、明示画像出力部１６は、このような判定結果が伝達されると、指標Ｓの出力を中止する。これにより、車両１の乗員に、狭視野領域Ｎに物体７が進入したことを視覚的に明示することが可能となる。

このような指標Ｓが表示される一連の画像の一例が、図３及び図４に示される。図３（ａ）に示されるように、外側領域Ｏにいる物体７が狭視野領域Ｎの中央側に移動していることが検出されると（図３（ａ））、物体７が狭視野領域Ｎに進入するまで、指標Ｓが移動しながら表示されている様子が示される（図３（ｂ）−（ｄ）、図４（ａ）−（ｄ））。実際には、物体７が狭視野領域Ｎに進入するまで繰り返し行われる。物体７が右側の外側領域Ｏから狭視野領域Ｎに進入すると、指標Ｓの重畳が終了する（図４（ｆ））。

次に、障害物警報装置１００が、注目撮影画像に明示画像を重畳した合成画像をモニタ５０に表示する一連の処理について、図５の模式図を用いて説明する。まず、撮影画像取得部１１が、車両１のカメラ５により撮影された撮影画像Ｇを取得する（ステップ＃１）。

次に、注目撮影画像生成部１２が、取得された撮影画像Ｇの中央部分を注目撮影画像として生成する（ステップ＃２）。一方、外側領域生成部１３が、取得された撮影画像Ｇの横方向両側部分を外側領域Ｏとして生成する（ステップ＃３）。このように生成された外側領域Ｏに物体７が存在しているか否か、物体存在判定部１４により判定される（ステップ＃４）。

外側領域Ｏに物体７が存在していると判定されると、移動方向判定部１５により当該物体７の移動方向が判定される（ステップ＃５）。物体７の移動方向が、外側領域Ｏから注目撮影画像に対応する狭視野領域Ｎの側へのものである場合、明示画像出力部１６により明示画像が出力される（ステップ＃６）。この明示画像は、明示画像格納部１７に格納されている明示画像を参照して出力される。

合成画像生成部１８は、ステップ＃２において生成された注目撮影画像に、ステップ＃６で出力された明示画像を重畳して合成画像を生成する（ステップ＃７）。生成された合成画像は、モニタ５０に表示される（ステップ＃８）。このように注目撮影画像をモニタ５０に大きく表示することにより車両１の乗員に車両１の近傍を注視させることが可能であると共に、車両１に接近する物体７の方向を明示することが可能となる。したがって、車両１の周囲の状況を把握させることができると共に、障害物が接近していることを明示することが可能となる。

このように本発明に係る障害物警報装置１００によれば、車両１に備えられるモニタ５０の画面内に物体７が映っていなくても、車両１に接近する物体７が撮影範囲内に入った時点で、車両１の周囲の状況を表示しつつ、運転者に車両１に接近する物体７の存在及び方向を明示することができる。したがって、モニタ５０の画面サイズが小さい場合でも、車両１に接近する物体７を見逃すことがなくなる。また、このよう指標Ｓは画面の側端部に表示されるので、運転者が車両１の周囲の状況が見難くなることがない。したがって、車両１の周囲の状況を見難くすることなく、車両１に接近する障害物（物体７）の存在を運転者に明示することが可能となる。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、明示画像出力部１６は、点滅表示した指標Ｓが移動する際、次第に大きくなるように表示するとして説明した。しかしながら、本発明に適用範囲はこれに限定されるものではない。指標Ｓを同じサイズで表示することも当然に可能である。もちろん、指標Ｓが、次第に小さくなるように表示することも当然に可能である。このような構成であっても、適切に車両１に接近する物体７を車両１の乗員に明示することが可能である。

上記実施形態では、直前に表示された指標Ｓは、後に表示された指標Ｓの透明度よりも高いとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、直前に表示された指標Ｓは、後に表示された指標Ｓの透明度よりも低く表示することも可能であるし、直前に表示された指標Ｓは、後に表示された指標Ｓの透明度と同じように表示することも当然に可能である。

上記実施形態では、指標Ｓが複数ある場合に当該複数の指標Ｓどうしが一部重畳する位置に表示されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。複数の指標Ｓを表示する場合であっても、指標Ｓどうしが重畳しないように構成することも可能である。

上記実施形態では、指標Ｓが、狭視野領域Ｎの中央側に突出する凸部を有する矢印形状に構成してあるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。指標Ｓを他の形状で構成することも当然に可能である。

上記実施形態では、物体７が存在するか否かの判定は、例えばパターンマッチング等の公知の画像認識処理を用いて行うことが可能であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、ソナー等で検出することも当然に可能である。

上記実施形態では、注目撮影画像生成部１２は、撮影画像Ｇの中央部分である狭視野領域Ｎを注目撮影画像として生成するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、狭視野領域Ｎに対応した狭視野角を持つカメラ５で撮影画像Ｇを取得した場合には、当該撮影画像Ｇをそのまま注目撮影画像として用いることも当然に可能である。係る場合、外側領域Ｏに物体７が存在するか否かの判定は、上記のように、例えばソナー等で検出すると好適である。

本発明は、車両に接近する障害物の存在を乗員に明示する障害物警報装置に用いることが可能である。

１：車両
７：物体
１１：撮影画像取得部
１２：注目撮影画像生成部
１４：物体存在判定部
１５：移動方向判定部
１６：明示画像出力部
１００：障害物警報装置
Ｇ：撮影画像
Ｏ：外側領域
Ｓ：指標

Claims (6)

1. 車両の周囲の情景を撮影した撮影画像を取得する撮影画像取得部と、
   前記撮影画像に基づいて注目撮影画像を生成する注目撮影画像生成部と、
   前記注目撮影画像の外側の外側領域に物体が存在するか否かを判定する物体存在判定部と、
   前記外側領域の物体の移動方向を判定する移動方向判定部と、
   前記移動方向判定部により前記外側領域の物体が前記注目撮影画像の中央側に移動すると判定された場合に、前記注目撮影画像のうち前記物体が存在する外側領域の側から中央側に向うと共に、前記注目撮影画像から手前側に向って移動するような指標を表示させる明示画像出力部と、
   を備える障害物警報装置。
2. 前記明示画像出力部は、一定時間点灯したのち消灯する複数の指標を順次異なる位置に表示させる表示を繰り返し行うと共に、前記複数の指標どうしを一部重畳する位置に表示させ、後に表示する指標と直前に表示した指標との重複部分については後に表示する指標を上書き表示させる表示を繰り返し行う請求項１に記載の障害物警報装置。
3. 前記後に表示する指標が、前記直前に表示した指標よりもサイズが大きいことを特徴とする請求項２に記載の障害物警報装置。
4. 前記後に表示する指標が、前記直前に表示した指標よりも透明度が低いことを特徴とする請求項２又は３に記載の障害物警報装置。
5. 前記明示画像出力部は、前記注目撮影画像の中央側に突出する凸部を有する矢印形状が、前記注目撮影画像の手前側に突出する凸部を有する矢印形状に移行するように表示させる請求項１から４のいずれか一項に記載の障害物警報装置。
6. 前記明示画像出力部は、前記物体が前記注目撮影画像に対応する領域に進入した場合に前記指標の出力を中止するよう構成してある請求項１から５のいずれか一項に記載の障害物警報装置。

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