CN102473353B - 驾驶辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驾驶辅助装置，其能够在表示车辆周围的图像中，对该车辆的车轮的行驶路径进行确认。该驾驶辅助装置具有：摄像单元，其对描绘了车辆的行驶方向的行驶前侧图像进行摄像；转向角检测单元，其对车辆的转向角进行检测；路径图像生成单元，其根据转向角来对设置于车辆的行驶方向侧的各个车轮的行驶路径进行预测，并生成路径图像，所述路径图像为，对从摄像单元的视点观察到的该各个车轮的行驶路径进行表示的图像；重叠图像生成单元，其生成重叠图像，所述重叠图像为，使路径图像重叠于行驶前侧图像的图像；图像显示单元，其对重叠图像进行显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种驾驶辅助装置，特别是，涉及一种对车辆周围的图像进行显示的驾驶辅助装置。
背景技术
一直以来，为了对车辆的驾驶员的安全驾驶进行辅助，而开发出一种如下的驾驶辅助装置，即，使用摄像机等的摄像装置，对表示对于驾驶员而言成为死角的区域的图像进行摄像，并将该图像在车厢内显示的驾驶辅助装置。
专利文献1中公开了如上述这种的驾驶辅助装置的一个示例。专利文献1所公开的驾驶辅助***通过对由设置于道路上的摄像机所拍摄的图像、以及由搭载于车辆上的摄像机所拍摄的图像进行合成，从而向驾驶员显示对车辆的周围进行表示的图像。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-37457号公报
发明内容
发明所要解决的课题
例如，当车辆行驶于岩石路或砂石路等的越野地形(越野路面)上时，该车辆的驾驶员为了不使车轮进入轮下的较差土壤中、或者发生车轮悬空，而需要在注意车轮的行驶路径的同时来进行驾驶。但是，坐在驾驶座上对车轮的行驶路径准确地进行预测并驾驶车辆，对于尚未习惯车辆驾驶的驾驶员而言是比较困难的。而且，在专利文献1所示的驾驶辅助***中，即使驾驶员能够根据对车辆周围进行表示的图像而整体上获知与车身接触的可能性较高的障碍物等的位置，但也无法确认该车辆的车轮所行驶的路径。
本发明是鉴于上述课题而完成的，并且其目的在于，提供一种能够在表示车辆周围的图像中，对该车辆的车轮的行驶路径进行目视确认的驾驶辅助装置。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明采用了以下的结构。即，本发明的第一种方式涉及一种驾驶辅助装置，其具有：摄像单元，其对描绘了车辆的行驶方向的行驶前侧图像进行摄像；转向角检测单元，其对车辆的转向角进行检测；路径图像生成单元，其根据转向角来对设置于车辆的行驶方向侧的各个车轮的行驶路径进行预测，并生成路径图像，所述路径图像为，通过对具有与车辆的车轮的宽度相对应的宽度的带状的区域进行包围的框线，对从摄像单元的视点观察到的、直至在车辆的行驶方向上预先确定的距离为止的各个所述车轮的行驶路径进行表示的图像；重叠图像生成单元，其生成重叠图像，所述重叠图像为，以在框线的内部显示有所述行驶前侧图像的方式，使路径图像重叠于该行驶前侧图像的图像；图像显示单元，其对重叠图像进行显示，其中，所述预先确定的距离为，保证了由图像显示单元显示的重叠图像中所包含的路径图像的正确性的距离。
第五种方式的特征在于，在第一种方式中，路径图像生成单元生成，沿着行驶路径，从车辆的行驶方向端部起每隔预先确定的固定距离而标记了刻度线的路径图像。
第六种方式的特征在于，在第一种方式中，还具备路面判别单元，该路面判别单元对车辆行驶的路面是否为越野路面进行判别，并且当路面为越野路面时，路径图像生成单元生成路径图像。
第七种方式的特征在于，在第六种方式中，路面判别单元包括旋转速度取得单元，所述旋转速度取得单元取得车辆所具备的各个车轮的旋转速度，路面判别单元对从车轮中选择两个而获得的全部的车轮组合，计算出所选择的车轮的旋转速度彼此之间的差分值，并且在对于至少某一种组合的该差分值大于预先确定的阈值时，判断为车辆行驶的路面是越野路面。
第八种方式的特征在于，在第一种方式中，还具备前进判断单元，所述前进判断单元对车辆的换档杆是否被设定于前进档进行判断，摄像单元包括前方摄像单元，所述前方摄像单元对描绘了车辆的前方的前方行驶前侧图像进行摄像，当车辆的换档杆被设定于前进档时，路径图像生成单元生成表示车辆的前轮的行驶路径的前轮路径图像，当车辆的换档杆被设定于前进档时，重叠图像生成单元生成使前轮路径图像重叠于前方行驶前侧图像的前方重叠图像，当车辆的换档杆被设定于前进档时，图像显示单元对前方重叠图像进行显示。
第九种方式的特征在于，在第一种方式中，还具备后退判断单元，所述后退判断单元对车辆的换档杆是否被设定于倒档进行判断，摄像单元包括后方摄像单元，所述后方摄像单元对描绘了车辆的后方的后方行驶前侧图像进行摄像，当车辆的换档杆被设定于倒档时，路径图像生成单元生成表示车辆的后轮的行驶路径的后轮路径图像，当车辆的换档杆被设定于倒档时，重叠图像生成单元生成使后轮路径图像重叠于后方行驶前侧图像的后方重叠图像，当车辆的换档杆被设定于倒档时，图像显示单元对后方重叠图像进行显示。
第十种方式的特征在于，在第一种方式中，路径图像生成单元包括：直线路径计算单元，当转向角朝向车辆的直进方向时，所述直线路径计算单元在车辆所存在的假想的空间内，将各个车轮的行驶路径计算为，穿过该各个车轮、且沿着与直进方向平行的直线的带状的区域；转弯路径计算单元，当转向角倾向于车辆的直进方向以外的方向时，所述转弯路径计算单元在假想的空间内，根据转向角而计算出车辆的转弯圆的中心点，并将各个车轮的行驶路径计算为，穿过该各个车轮、且沿着以中心点为中心的圆的带状的区域；图像生成单元，其根据由直线路径计算单元以及转弯路径计算单元计算出的各个车轮的行驶路径，而生成与假想的空间内的摄像单元的视点相一致的路径图像。
发明效果
根据第一种方式，车辆的驾驶员能够对表示车辆周围的情况以及该车辆的车轮的行驶路径的重叠图像进行目视确认，从而确认该行驶路径。因此，例如当行驶于存在车轮悬空的危险的路面上时，驾驶员能够通过在观察上述重叠图像的同时进行改变转向角的操作，从而容易地对可避免该车轮悬空的车轮的行驶路径进行搜索。
此外，根据第一种方式，驾驶员能够准确地掌握在重叠图像中被预想为车轮接地的路面的区域。
此外，根据第一种方式，由于被预想为车轮接地的路面的状况不会被表示路径的图像所掩盖，因此，驾驶员能够对该路面的状况准确地进行目视确认。
此外，根据第一种方式，能够仅使表示行驶路径的图像中准确性较高的区域显示在重叠图像中。上述路径图像的准确性存在如下的倾向，即，越是距车辆较远的区域，越会由于摄像装置的安装误差等的影响而使上述路径图像的准确性降低。因此，通过将所显示的路径截止到预定距离为止，从而能够保证所显示的路径的精度。
根据第五种方式，驾驶员能够根据路径图像中所表示的刻度线，从而准确地掌握使车轮移动至目标位置为止所需要的距离。
根据第六种方式，当车辆行驶于越野路面等、对车轮的通过位置进行注意的必要性较高的路面上时，能够自动地显示该车轮的路径。
根据第七种方式，能够以较少的处理量，容易地对车辆是否行驶于越野路面进行判断。具体而言，在某一车轮的旋转速度慢于其他车轮的旋转速度的情况等、可认为某一车轮正在空转的情况下，能够判断为车辆行驶于越野路面上。
根据第八种方式，驾驶员能够对设置于车辆前方的车轮的行驶路径进行确认。此外，由于当换档杆被设定于前进档时，将会自动地使前轮的行驶路径重叠显示于表示车辆前方的图像中，因此，驾驶员仅通过进行换档操作，就能够容易地对设置于车辆前方的车轮的行驶路径进行确认。
根据第九种方式，驾驶员能够对设置于车辆后方的车轮的行驶路径进行确认。此外，由于当换档杆被设定于倒档时，将会自动地使后轮的行驶路径重叠显示于表示车辆前方的图像中，因此，驾驶员能够仅通过进行换档操作，从而容易地对设置于车辆后方的车轮的行驶路径进行确认。
根据第十种方式，能够根据车辆的转向角而准确地计算出各个车轮的行驶路径，从而能够准确地对该各个车轮的行驶路径进行图像显示。
附图说明
图1为表示第一实施方式所涉及的驾驶辅助装置的结构的框图的一个示例。
图2为表示第一实施方式所涉及的ECU20所执行的处理的流程图的一个示例。
图3为表示越野模式处理的流程图的一个示例。
图4为表示前方图像的一个示例的图。
图5为表示前方路径图像的一个示例的图。
图6为表示转向角朝向车辆100的直进方向时的、假想空间内的左前轮路径TL_f以及右前轮路径TR_f的俯视图。
图7为表示车辆100的转向角从直进方向朝向右方时的、左前轮行驶线TcL_f以及右前轮行驶线TcR_f的俯视图。
图8为表示车辆100的转向角从直进方向朝向右方时的、假想空间内的左前轮路径TL_f以及右前轮路径TR_f的俯视图。
图9为表示重叠图像的一个示例的图。
图10为表示车辆100的转向角从直进方向朝向右方时的、左后轮行驶线TcL_r以及右后轮行驶线TcR_r的俯视图。
图11为表示车辆100的转向角从直进方向朝向右方时的、假想空间内的左后轮路径TL_r以及右后轮路径TR_r的俯视图。
图12为表示车辆100行驶于岩石路上时的重叠图像的一个示例的图。
图13为表示第二实施方式所涉及的驾驶辅助装置的结构的框图的一个示例。
图14为表示第二实施方式所涉及的ECU20所执行的处理的流程图的一个示例。
符号说明
10 前摄像机；
11 后摄像机；
12 转向传感器；
13 换档装置；
14 操作开关；
15 车轮速度传感器；
20 ECU；
30 显示装置；
51 左前轮；
52 右前轮；
53 左后轮；
54 右后轮；
100 车辆。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，对本发明的第一实施方式所涉及的驾驶辅助装置进行说明。首先，参照图1对第一实施方式所涉及的驾驶辅助装置的结构进行说明。另外，图1为，表示第一实施方式所涉及的驾驶辅助装置的结构的框图的一个示例。
如图1所示，第一实施方式所涉及的驾驶辅助装置具备前摄像机10、后摄像机11、转向传感器12、换档装置13、操作开关14、ECU20、以及显示装置30。另外，在下文中，对驾驶辅助装置被搭载于车辆100上的示例进行说明。
前摄像机10为，具备例如CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：互补型金属氧化物半导体)传感器、或CCD(Charge CoupledDevice：电荷耦合器件)传感器等的一般的图像传感器的摄像装置。前摄像机10被配置在，例如内部后视镜的前方或者前隔栅附近等的、能够对车辆100的前方进行摄像的位置处，并且对车辆100的前方的图像(以下，称为前方图像)进行摄像。前摄像机10将拍摄到的前方图像向ECU20输出。
后摄像机11为，具备例如CCD传感器等的一般的图像传感器的摄像装置。后摄像机11被配置在，例如行李箱盖或后尾门等的、能够对车辆100的后方进行摄像的位置处，并且对车辆100的后方的图像(以下，称为后方图像)进行摄像。后摄像机11将拍摄到的后方图像向ECU20输出。
转向传感器12为，对车辆100的转向角进行检测的传感器装置。转向传感器12将检测出的转向角向ECU20输出。另外，车辆100具备，具有所谓阿克曼式转向机构的转向装置。
换档装置13为，用于对车辆100的变速机的档位进行操作的装置。换档装置13将表示当前所设定的档位的数据向ECU20输出。
操作开关14为，接受驾驶员的输入操作的输入设备。操作开关14为，例如设置在车辆100的方向盘或中心面板等上的按下式的开关装置。驾驶员通过对操作开关14进行操作，从而能够将ECU20所执行的控制的模式切换为公路模式或越野模式。详细内容将在后文叙述，ECU20将执行与由驾驶员所选择的模式相对应的控制处理。另外，操作开关14也可以通过具备触摸面板的液晶监视器、或度盘式的输入装置等现有公知的输入设备而构成。
ECU20典型而言为，具备CPU(Central Processing Unit：中央处理装置)等信息处理装置、存储器等存储装置、以及接口电路等的控制装置。ECU20根据从前摄像机10、后摄像机11、转向传感器12、换档装置13、以及操作开关14输入的数据，从而将用于对车辆100的驾驶员的驾驶进行辅助的图像数据向显示装置30输出。
显示装置30典型而言为，液晶监视器等的显示装置。显示装置30被搭载于例如车辆100的仪表板等、驾驶员能够目视确认的位置处。显示装置30对由ECU20输入的图像数据进行显示。另外，当具有显示画面的导航装置被搭载于车辆100上时，也可以将该导航装置的显示画面用作显示装置30。
接下来，参照图2对ECU20所执行的处理进行说明。另外，图2为，表示第一实施方式所涉及的ECU20所执行的处理的流程图的一个示例。ECU20例如在车辆100的点火开关变为开启时，开始执行图2中的步骤A1的处理。
在步骤A1中，ECU20对是否选择了越野模式进行判断。具体而言，ECU20根据从操作开关14输入的信号，来判断是否选择了越野模式。例如，ECU20根据驾驶员向操作开关14的输入，而使选择模式的画面显示在显示装置30上，并接受驾驶员对模式选择的操作。而且，ECU20在判断为选择了越野模式时，使处理进入步骤A2。另一方面，ECU20在判断为未选择越野模式时，使处理进入步骤A3。
在步骤A2中，ECU20执行越野模式处理的子程序。越野模式处理为，将表示车辆100的车轮的行驶路径的图像显示在显示装置30上，从而对驾驶员的驾驶进行辅助的处理。以下，参照图3对越野模式处理的详细内容进行说明。另外，图3为，表示越野模式处理的流程图的一个示例。当ECU20开始越野模式处理时，首先，执行步骤A21的处理。
在步骤A21中，ECU20对换档杆是否被设定于倒档进行判断。具体而言，ECU20根据从换档装置13输入的、表示目前所设定的档位的数据，来判断该档位是否被设定于倒档。倒档为，以使车辆100向后方行驶的方式而对变速器进行设定的档位，即所谓的后退档。ECU20在判断为换档杆被设定于倒档时，使处理进入步骤A26。另一方面，ECU20在判断为换档杆被设定于倒档以外的档位时，使处理进入步骤A22。
在步骤A22中，ECU20取得前方图像。具体而言，ECU20取得通过前摄像机10而拍摄到的前方图像。图4为，表示前方图像的一个示例的图。ECU20在完成步骤A22的处理时，使处理进入步骤A23。
在步骤A23中，ECU20取得转向角。具体而言，ECU20取得通过转向传感器12而检测出的转向角。ECU20在完成步骤A23的处理时，使处理进入步骤A24。
在步骤A24中，ECU20生成前方路径图像。前方路径图像为，对在前方图像中被预想为车辆100的左前轮51以及右前轮52所行驶的路径进行表示的图像。图5为，表示前方路径图像的一个示例的图。如图5所示，ECU20通过带状的区域，对被预想为车辆100的左前轮51以及右前轮52所行驶的路径分别进行表示。另外，在图5中，将被预想为左前轮51所行驶的路径表示为左前轮路径TL_f。此外，在图5中，将被预想为右前轮52所行驶的路径表示为右前轮路径TR_f。以下，参照图6至图8对前方路径图像的生成方法进行说明。另外，在下文中，将车辆100的左前轮51、右前轮52、左后轮53、以及右后轮54的宽度均设为宽度W而进行说明。
首先，ECU20生成车辆100所存在的假想空间。另外，图6为，表示转向角朝向车辆100的直进方向时的、假想空间内的左前轮路径TL_f以及右前轮路径TR_f的俯视图。ECU20计算出，表示上述俯视图中的左前轮51的行驶前侧的左前轮行驶线TcL_f、以及表示右前轮52所行驶的方向的右前轮行驶线TcR_f。
当车辆100的转向角朝向直进方向时，如图6所示，ECU20将左前轮行驶线TcL_f以及右前轮行驶线TcR_f计算为，与表示车辆100的直进方向的轴线平行的直线。
另一方面，当车辆100的转向角朝向从直进方向起倾向于左右某一侧的方向时，如图7所示，ECU20首先将轴线Jh与轴线Jb相交叉的点计算为车辆100的转弯中心G的位置，其中，所述轴线Jh为，垂直于所取得的表示转向角方向的轴线Jr的轴线，所述轴线Jb为，穿过车辆100的左后轮53以及右后轮54的中心的轴线。另外，图7为，表示车辆100的转向角从直进方向朝向右方时的、左前轮行驶线TcL_f以及右前轮行驶线TcR_f的俯视图。ECU20将以车辆100的转弯中心G为中心、且穿过左前轮51的中心的圆计算为左前轮行驶线TcL_f。同样地，ECU20将以车辆100的转弯中心G为中心、且穿过右前轮52的中心的圆计算为右前轮行驶线TcR_f。
接下来，如图6和图8所示，ECU20将以左前轮行驶线TcL_f为中心的宽度W的带状的区域、且从车辆100的前端Ef起到预先确定的距离Lf为止的区域计算为，左前轮路径TL_f。同样地，ECU20将以右前轮行驶线TcR_f为中心的宽度W的带状的区域、且从车辆100的前端Ef起到预先确定的距离Lf为止的区域计算为，右前轮路径TR_f。另外，图8为，表示车辆100的转向角从直进方向朝向右方时的、假想空间内的左前轮路径TL_f以及右前轮路径TR_f的俯视图。距离Lf为，例如1(m)等的预先确定的任意的常数。此外，宽度W为，如上所述根据左前轮51以及右前轮52的宽度而预先确定的常数。ECU20在假想空间内，对表示左前轮路径TL_f以及右前轮路径TR_f的区域，利用包围该区域的框线来进行描绘。
另外，当转向角朝向直进方向以外的方向时，ECU20将从车辆100的前端Ef起到沿着左前轮行驶线TcL_f以及右前轮行驶线TcR_f的圆周的距离Lf为止的区域分别计算为，左前轮路径TL_f以及右前轮路径TR_f。
接下来，ECU20在左前轮路径TL_f的区域内距车辆100的前端Ef距离Mf的位置处，描绘距离基准线TmL_f。同样地，ECU20在右前轮路径TR_f的区域内距车辆100的前端Ef距离Mf的位置处，描绘距离基准线TmR_f。另外，距离Mf被预先确定为短于距离Lf的值。例如，距离Mf被确定为0.5(m)等的值。
而且，ECU20生成前方路径图像，所述前方路径图像为，表示前方图像中的左前轮路径TL_f、距离基准线TmL_f、右前轮路径TR_f、以及距离基准线TmR_f的位置的图像(参照图5)。具体而言，ECU20生成如下的图像以作为前方路径图像，所述图像为，以假想空间内的前摄像机10的视点，对在上述假想的空間内所描绘的左前轮路径TL_f、距离基准线TmL_f、右前轮路径TR_f、以及距离基准线TmR_f进行拍摄而得到的图像。另外，假想空间内的假想的前摄像机10与假想的车辆100之间的位置关系，设定为和现实的前摄像机10与现实的车辆100之间的位置关系相同。通过上述这种处理，从而在路径图像中表示出，从前摄像机10的视点观察到的左前轮路径TL_f、距离基准线TmL_f、右前轮路径TR_f、以及距离基准线TmR_f的位置。当完成步骤A24的处理时，ECU20使处理进入步骤A25。
返回图3的说明，在步骤A25中，ECU20使前方路径图像重叠于前方图像，从而生成重叠图像。具体而言，ECU20生成如下的重叠图像，即，在步骤A22中所取得的前方图像中，描绘了在步骤A24中所生成的前方路径图像的重叠图像。例如，当ECU20在步骤A22中取得图4所示的前方图像，并在步骤A24中生成了图5所示的前方路径图像时，ECU20使该前方路径图像重叠于该前方图像中，从而生成图9所示的重叠图像。另外，图9为，表示重叠图像的一个示例的图。在下文中，将使前方路径图像重叠于前方图像而生成的重叠图像称为前方重叠图像。ECU20在完成步骤S25的处理时，使处理进入步骤A30，并使上述重叠图像显示在显示装置30上。
根据上述步骤A22至步骤A25的处理，如图9所示，通过具有与左前轮51以及右前轮52的宽度相对应的宽度的带状的图像，而分别对左前轮路径TL_f以及右前轮路径TR_f进行表示。因此，ECU20能够在前方图像中，准确地对被预想为车轮接地的路面的区域进行表示。此外，由于ECU20通过包围该区域的框线而对表示左前轮路径TL_f以及右前轮路径TR_f的区域进行表示，因此，驾驶员能够在前方重叠图像中，透过前方图像而在该区域内部进行目视确认。因此，驾驶员能够对被预测为左前轮51以及右前轮52接地的路面的状态准确地进行目视确认。
此外，由于在前方重叠图像中显示有，表示以车辆100的前端Ef为基准的距离的、距离基准线TmR_f以及距离基准线TmL_f，因此，驾驶员能够通过对前方重叠图像进行目视确认，从而对使左前轮51以及右前轮52分别移动至目标位置为止所需要的距离准确地进行把握。
此外，在前方重叠图像中，对于左前轮路径TL_f以及右前轮路径TR_f，越为距车辆100的前端而言的远方，越会由于前摄像机10的安装公差等的影响而使准确性降低。关于该点，根据上述步骤A24的处理，由于ECU20仅将表示左前轮51以及右前轮52的行驶路径的区域内的、从车辆100的前端起到预定的距离Lf为止的范围表示为左前轮路径TL_f以及右前轮路径TR_f，因此能够在可保证准确性的范围内对各个车轮的行驶路径进行表示。
另外，虽然在上述处理中，对于ECU20使距离基准线TmR_f以及距离基准线TmL_f显示在距车辆100的前端Ef距离Mf的位置处的示例进行了说明，但是，ECU20也可以使距离基准线TmR_f以及距离基准线TmL_f从车辆100的前端Ef起每隔固定的距离而显示多个。
此外，在能够保证所显示的路径的准确性的情况下，ECU20也可以以超过距离Lf而到更远位置为止的方式，对左前轮51以及右前轮52的行驶路径进行表示。此外，当对驾驶员而言不需要与距离相关的信息时，ECU20也可以省略对距离基准线TmR_f以及距离基准线TmL_f的显示。此外，当对驾驶员而言只需要各个车轮的行驶方向的信息时，ECU20也可以不通过带状的区域对各个车轮的行驶路径进行表示，而是通过线段对各个车轮的行驶路径进行表示。
在步骤A26中，ECU20取得后方图像。具体而言，ECU20取得由后摄像机11拍摄到的后方图像。ECU20在完成步骤A26的处理时，使处理进入步骤A27。
在步骤A27中，ECU20以与上述步骤A23相同的方式取得转向角。ECU20在完成步骤A27的处理时，使处理进入步骤A28。
在步骤A28中，ECU20生成后方路径图像。后方路径图像为，对在后方图像中被预想为车辆100的左后轮53以及右后轮54所行驶的路径进行表示的图像。在下文中，将前方路径图像以及后方路径图像总称为路径图像。
具体而言，首先，ECU20以与上述步骤A24相同的方式，生成车辆100所存在的假想的空间。然后，ECU20计算出，表示上述俯视图中的左后轮53的行驶前侧的左后轮行驶线TcL_r、以及表示右后轮54所行驶的方向的右后轮行驶线TcR_r。
当车辆100的转向角朝向直进方向时，ECU20将左后轮行驶线TcL_r以及右后轮行驶线TcR_r计算为，与表示车身的直进方向的轴线平行的直线。另一方面，当车辆100的转向角朝向从直进方向起倾向于左右某一侧的方向时，ECU20以与上述步骤A24相同的方式，计算出转弯中心G的位置。并且，如图10所示，ECU20将以车辆100的转弯中心G为中心、且穿过左后轮53的中心的圆计算为左后轮行驶线TcL_r。同样地，ECU20将以车辆100的转弯中心G为中心、且穿过右后轮54的中心的圆计算为右后轮行驶线TcR_r。另外，图10为，表示车辆100的转向角从直进方向朝向右方时的、左后轮行驶线TcL_r以及右后轮行驶线TcR_r的俯视图。
接下来，如图11所示，ECU20将以左后轮行驶线TcL_r为中心的宽度W的带状的区域、且从车辆100的后端Er起到预先确定的距离Lr为止的区域计算为左后轮路径TL_r。同样地，ECU20将以右后轮行驶线TcR_r为中心的宽度W的带状的区域、且从车辆100的后端Er起到预先确定的距离Lr为止的区域计算为，右后轮路径TR_r。另外，图11为，表示车辆100的转向角从直进方向朝向右方时的、假想空间内的左后轮路径TL_r以及右后轮路径TR_r的俯视图。距离Lr为例如1(m)等的预先确定的任意的常数。ECU20在假想空间内，对表示左后轮路径TL_r以及右后轮路径TR_r的区域，利用包围该区域的框线来进行描绘。
接下来，ECU20在左后轮路径TL_r的区域内距车辆100的后端Er距离Mr的位置处，描绘距离基准线TmL_r。同样地，ECU20在右后轮路径TR_r的区域内距车辆100的后端Er距离Mr的位置处，描绘距离基准线TmR_r。另外，距离Mr被预先确定为短于距离Lr的值。例如，距离Mr被确定为0.5(m)等的值。
而且，ECU20生成后方路径图像，所述后方路径图像为，表示后方图像中的左后轮路径TL_r、距离基准线TmL_r、右后轮路径TR_r、以及距离基准线TmR_r的位置的图像。具体而言，ECU20生成如下的后方图像以作为后方路径图像，所述后方图像为，以假想空间内的后摄像机11的视点，对上述假想的俯视图所示的左后轮路径TL_r、距离基准线TmL_r、右后轮路径TR_r、以及距离基准线TmR_r进行拍摄而得到的图像。另外，假想空间内的假想的后摄像机11与假想的车辆100之间的位置关系设定为，和现实的后摄像机11与现实的车辆100之间的位置关系相同。通过上述这种处理，从而在后方路径图像中表示出，从后摄像机11的视点观察到的左后轮路径TL_r、距离基准线TmL_r、右后轮路径TR_r、以及距离基准线TmR_r的位置。当完成步骤A28的处理时，ECU20使处理进入步骤A29。
另外，虽然在上述步骤A24以及步骤A28的处理中，对如下的示例进行了说明，即，ECU20以假想空间内的前摄像机10以及后摄像机11的视点，对在假想空间内描绘的各个车轮的路径进行拍摄从而生成路径图像，但是，ECU20也可以计算出对假想空间内的各个车轮的路径进行表示的位置坐标，并根据该坐标而生成路径图像。具体而言，ECU20预先存储如下的变换式，所述变换式表示假想空间内的位置坐标与前摄像机10以及后摄像机11的图像上的哪个像素相对应。而且，ECU20根据表示各个车轮的路径的位置坐标以及变换式，而生成路径图像。
此外，ECU20也可以在上述步骤A24以及步骤A28的处理中，通过从存储装置读取与当前的转向角相对应的路径图像，从而取得路径图像。当实施这种处理时，ECU20将与各个转向角相对应的多个路径图像，预先存储在存储装置中。
此外，在上述步骤A24以及步骤A28的处理中所示的各个车轮的路径的计算方法为一个示例，ECU20可以使用现有公知的任意方法来计算各个车轮的路径。
返回图3的说明，在步骤A29中，ECU20使后方路径图像重叠于后方图像，从而生成重叠图像。具体而言，ECU20生成如下的重叠图像，即，在步骤A26中所取得的后方图像中，描绘了在步骤A28中所生成的后方路径图像的重叠图像。在下文中，将使后方路径图像重叠于后方图像中而生成的重叠图像称为后方重叠图像。ECU20在完成步骤S25的处理时，使处理进入步骤A30，并使上述重叠图像显示在显示装置30上。
在步骤A30中，ECU20使重叠图像显示。具体而言，ECU20将在步骤A25中生成的前方重叠图像、或者在步骤A29中生成的后方重叠图像，向显示装置30输出。当完成步骤A30的处理时，ECU20使处理进入图2的步骤A4。
根据上述越野模式处理，ECU20在换档杆被设定于倒档以外的档位时(例如，当换档杆被设定于前进档、泊车档、空档中的某一个时)，对表示左前轮51以及右前轮52的行驶路径的前方重叠图像进行显示。此外，当换档杆被设定于倒档时，ECU20对表示左后轮53以及右后轮54的行驶路径的后方重叠图像进行显示。即，驾驶员能够在不实施对显示装置30的显示画面进行切换的操作的条件下，通过对换档装置13的档位进行切换，从而使对行驶方向侧的车轮的行驶路径进行表示的重叠图像显示在显示装置30上。
另外，ECU20也可以仅在换档杆被设定于前进档时，执行上述步骤A22至步骤A25的处理。即，ECU20也可以在换档装置13的档位为空档时，实施不使前方重叠图像自动显示的制御处理。
此外，ECU20也可以通过与换档装置13的档位的设定无关的方式，根据驾驶员的指示来选择前方重叠图像或者后方重叠图像，并将其显示在显示装置30上。例如，ECU20可以将对前摄像机10或者后摄像机11进行选择的画面显示在显示装置30上，并且在驾驶员选择了后摄像机11时，即使换档装置13被设定于前进档，仍实施使后方重叠图像显示于显示装置30上的控制处理。此外，ECU20也可以使前方重叠图像以及后方重叠图像同时并排显示在显示装置30上。
返回图2的说明，在步骤A3中，ECU20执行公路模式处理。公路模式处理为，对上述越野模式处理中的步骤A23、步骤A24、步骤A27、以及步骤A28的处理进行省略后的处理。具体而言，ECU20在不会生成前方路径图像以及后方路径图像的条件下，将前方图像或者后方图像向显示装置30输出。另外，ECU20可以实施与车辆的驾驶辅助相关的现有公知的任意处理，以作为公路模式处理。例如，当车辆100的左右具备摄像机时，ECU20也可以执行将合成图像向显示装置30输出等的处理，其中，所述合成图像为，将由该左右的摄像机所拍摄的图像与前方图像进行合成而得到的图像。ECU20在完成步骤A3的处理时，使处理进入步骤A4。
在步骤A4中，ECU20对是否执行了结束处理进行判断。具体而言，对车辆100的点火开关是否已被关闭进行判断。ECU20在判断为车辆100的点火开关已被关闭时，则判断为执行了结束处理，从而结束图2所示的流程图的处理。另一方面，ECU20在判断为车辆100的点火开关未被关闭时，则判断为未执行结束处理，从而使处理返回步骤A1。
如以上所述，根据本发明的第一实施方式所涉及的驾驶辅助装置，车辆100的驾驶员能够对表示车辆100的周围的状况以及该车辆的车轮的行驶路径的重叠图像进行目视确认，从而确认该行驶路径。因此，本发明的第一实施方式所涉及的驾驶辅助装置在如下的状况下特别有用，所述状况为，车辆100行驶于荒芜的岩石路时等的、需要驾驶员在预测各个车轮的接地位置的同时进行驾驶的状况。当车辆100行驶于荒芜的岩石路等时，由于驾驶员在通过图12所示的重叠图像来对车辆100的各个车轮的行驶路径进行确认的同时进行驾驶，从而能够在避免车轮悬空等的同时进行驾驶。
另外，虽然在上述第一实施方式中，对如下的示例进行了说明，即，ECU20在重叠图像中，通过框线对表示各个车轮的行驶路径的带状的区域进行表示的示例，但是，ECU20也可以在重叠图像中，通过线对各个车轮的行驶路径进行表示。
此外，虽然在上述第一实施方式中，对如下的情况进行了说明，即，左前轮51、右前轮52、左后轮53、以及右后轮54的宽度均为宽度W，并且ECU20根据W来对路径图像所示的各个车轮的路径的宽度进行设定，但是，当各个车轮的宽度各不相同时，ECU20也可以根据相对应的车轮的宽度来对各个车轮的路径的宽度进行设定。具体而言，当左前轮51以及右前轮52的宽度分别为W1、W2时，ECU20可以根据W1计算出左前轮路径TL_f的宽度，并根据W2计算出右前轮路径TR_f的宽度。
(第二实施方式)
虽然在上述第一实施方式中，对当驾驶员选择了越野模式时，ECU20执行越野模式处理的示例进行了说明，但是，ECU20也可以自动地对车辆100是否行驶于越野路面上进行判别，从而在无需等待驾驶员的操作的条件下，执行越野模式处理。以下，对第二实施方式所涉及的驾驶辅助装置进行说明。
首先，对第二实施方式所涉及的驾驶辅助装置的结构进行说明。图13为，对第二实施方式所涉及的驾驶辅助装置的结构进行表示的框图的一个示例。第二实施方式所涉及的驾驶辅助装置除了具备前摄像机10、后摄像机11、转向传感器12、换档装置13、操作开关14、ECU20、以及显示装置30之外，还具备车轮速度传感器15。
车轮速度传感器15为，对搭载于车辆100上的各个车轮的旋转速度进行检测的测定器。车轮速度传感器15对左前轮51的旋转速度V1、右前轮52的旋转速度V2、左后轮53的旋转速度V3、以及右后轮54的旋转速度V4的值进行检测，并将表示各值的数据向ECU20输出。另外，旋转速度V1、旋转速度V2、旋转速度V3、以及旋转速度V4的值既可以为相对应的车轮的角速度，也可以为圆周速度。
另外，对于车轮速度传感器15以外的构件，由于与上述第一实施方式所涉及的驾驶辅助装置相同，因此省略详细的说明。
接下来，参照图14，对第二实施方式所涉及的ECU20所执行的处理进行说明。图14为，表示第二实施方式所涉及的ECU20所执行的处理的流程图的一个示例。ECU20在例如车辆100的点火开关变为开启时，开始图14的步骤B1的处理。
在步骤B1中，ECU20以与上述步骤A1相同的方式，对是否选择了越野模式进行判断。ECU20在判断为选择了越野模式时，使处理进入步骤B3。另一方面，ECU20在判断为未选择越野模式时，使处理进入步骤B2。
在步骤B2中，ECU20对是否行驶于越野路面上进行判断。具体而言，ECU20从车轮速度传感器15取得旋转速度V1、旋转速度V2、旋转速度V3、以及旋转速度V4的值，并计算出各个值的差分值。而且，ECU20对上述差分值是否全部在预先确定的阈值以下进行判断。ECU20在上述差分值中的至少某一个大于上述阈值的状态持续了固定时间以上时，判断为某一个车轮正在空转。而且，ECU20在判断为某一个车轮正在空转时，判断为车辆100行驶于越野路面上，从而使处理进入步骤B3。另一方面，ECU20在上述差分值全部在预先确定的阈值以下时，判断为左前轮51、右前轮52、左后轮53、以及右后轮54全部接地。而且，ECU20在判断为左前轮51、右前轮52、左后轮53、以及右后轮54全部接地时，判断为车辆100未行驶于越野路面上，从而使处理进入步骤B4。
在步骤B3中，ECU20执行与上述图3相同的越野模式处理的子程序。ECU20在完成步骤B3的处理时，使处理进入步骤B5。
在步骤B4中，ECU20以与上述步骤A3相同的方式，执行公路模式处理。ECU20在完成步骤B4的处理时，使处理进入步骤B5。
在步骤B5中，ECU20以与上述步骤A4相同的方式，对是否执行了结束处理进行判断。ECU20在判断为执行了结束处理时，结束图14所示的流程图的处理。另一方面，ECU20在判断为未执行结束处理时，使处理返回步骤B1，并重复执行上述步骤B1至步骤B4的处理。
根据上述第二实施方式所涉及的驾驶辅助装置，ECU20在判断为车辆100行驶于越野路面上时，自动地执行越野模式处理。因此，当车辆100行驶于越野路面等的、对车轮的通过位置进行注意的必要性较高的路面上时，驾驶员能够在不实施对模式进行切换的操作的条件下，自动地显示重叠图像，从而确认车轮的行驶路径。
另外，当通过驾驶员的操作而有意地选择了越野模式以外的模式时，ECU20也可以省略步骤B2的处理。
另外，虽然在上述各个实施方式中，对如下的示例进行了说明，即，ECU20通过框线对表示各个车轮的行驶路径的区域进行显示，并透过该区域内部而对路面的状况进行显示的示例，但是，ECU20只要能够对该区域进行显示，则可以通过任意的颜色、形状、图案对该框线进行显示。此外，ECU20也可以通过任意的颜色或图案涂满表示各个车轮的行驶路径的区域内部来进行显示。此外，ECU20也可以在重叠图像中以半透明的方式对路径图像进行显示，从而能够透过被重叠的路径图像而对摄像机图像进行目视确认。
此外，虽然在上述各个实施方式中，对ECU20检测出选择了越野模式的情况、即执行越野模式处理的示例进行了说明，但是，ECU20也可以仅在驾驶员选择了越野路面模式之后进一步执行了预定的操作时显示重叠图像。例如，仅在检测出选择了越野路面模式后，进一步使差速锁开启时、或使分动器的设定被改变时显示重叠图像。
此外，虽然在上述各个实施方式中，例示了驾驶辅助装置被搭载于四轮汽车上的示例，但是也可以搭载于，三轮汽车或具备四轮以上的车轮的卡车等、具备任意数量的车轮的车辆上。
产业上的可利用性
本发明所涉及的驾驶辅助装置作为能够在表示车辆周围的图像中对该车辆的车轮的行驶路径进行目视确认的驾驶辅助装置等是有效的。
Claims (7)
1.一种驾驶辅助装置，具有：
摄像单元，其对描绘了车辆的行驶方向的行驶前侧图像进行摄像；
转向角检测单元，其对所述车辆的转向角进行检测，
所述驾驶辅助装置的特征在于，具备：
路径图像生成单元，其根据所述转向角来对设置于所述车辆的行驶方向侧的各个车轮的行驶路径进行预测，并生成路径图像，所述路径图像为，通过对具有与所述车辆的车轮的宽度相对应的宽度的带状的区域进行包围的框线，对从所述摄像单元的视点观察到的、直至在所述车辆的行驶方向上预先确定的距离为止的各个所述车轮的行驶路径进行表示的图像；
重叠图像生成单元，其生成重叠图像，所述重叠图像为，以在所述框线的内部显示有所述行驶前侧图像的方式，使所述路径图像重叠于该行驶前侧图像的图像；
图像显示单元，其对所述重叠图像进行显示，
其中，所述预先确定的距离为，保证了由所述图像显示单元显示的所述重叠图像中所包含的所述路径图像的正确性的距离。
2.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其中，
所述路径图像生成单元生成，沿着所述行驶路径，从所述车辆的行驶方向端部起每隔预先确定的固定距离而标记了刻度线的所述路径图像。
3.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其中，
还具备路面判别单元，该路面判别单元对所述车辆行驶的路面是否为越野路面进行判别，
并且当所述路面为越野路面时，所述路径图像生成单元生成所述路径图像。
4.如权利要求3所述的驾驶辅助装置，其中，
所述路面判别单元包括旋转速度取得单元，所述旋转速度取得单元取得所述车辆所具备的所述各个车轮的旋转速度，
所述路面判别单元对从所述车轮中选择两个而获得的全部的车轮组合，计算出所选择的车轮的所述旋转速度彼此之间的差分值，并且在对于至少某一种组合的该差分值大于预先确定的阈值时，判断为所述车辆行驶的路面是越野路面。
5.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其中，
还具备前进判断单元，所述前进判断单元对所述车辆的换档杆是否被设定于前进档进行判断，
所述摄像单元包括前方摄像单元，所述前方摄像单元对描绘了所述车辆的前方的前方行驶前侧图像进行摄像，
当所述车辆的换档杆被设定于前进档时，所述路径图像生成单元生成表示所述车辆的前轮的行驶路径的前轮路径图像，
当所述车辆的换档杆被设定于前进档时，所述重叠图像生成单元生成使所述前轮路径图像重叠于所述前方行驶前侧图像的前方重叠图像，
当所述车辆的换档杆被设定于前进档时，所述图像显示单元对所述前方重叠图像进行显示。
6.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其中，
还具备后退判断单元，所述后退判断单元对所述车辆的换档杆是否被设定于倒档进行判断，
所述摄像单元包括后方摄像单元，所述后方摄像单元对描绘了所述车辆的后方的后方行驶前侧图像进行摄像，
当所述车辆的换档杆被设定于倒档时，所述路径图像生成单元生成表示所述车辆的后轮的行驶路径的后轮路径图像，
当所述车辆的换档杆被设定于倒档时，所述重叠图像生成单元生成使所述后轮路径图像重叠于所述后方行驶前侧图像的后方重叠图像，
当所述车辆的换档杆被设定于倒档时，所述图像显示单元对所述后方重叠图像进行显示。
7.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其中，
所述路径图像生成单元包括：
直线路径计算单元，当所述转向角朝向所述车辆的直进方向时，所述直线路径计算单元在所述车辆所存在的假想的空间内，将所述各个车轮的行驶路径计算为，穿过该各个车轮、且沿着与所述直进方向平行的直线的带状的区域；
转弯路径计算单元，当所述转向角倾向于所述车辆的直进方向以外的方向时，所述转弯路径计算单元在所述假想的空间内，根据所述转向角而计算出所述车辆的转弯圆的中心点，并将所述各个车轮的行驶路径计算为，穿过该各个车轮、且沿着以所述中心点为中心的圆的带状的区域；
图像生成单元，其根据由所述直线路径计算单元以及所述转弯路径计算单元计算出的所述各个车轮的行驶路径，而生成与所述假想的空间内的所述摄像单元的视点相一致的所述路径图像。
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