JP2006042147A - 車両の認知支援装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 自車両に対し相対的に危険度の高い物体の存在を運転者に適切に認識させる。
【解決手段】 合成画像生成部30は、外界センサ12から入力される画像データに拡大画像取得部22から入力される対象物の拡大画像を合成して合成画像を生成する。画像表示制御部31は、少なくとも、視認難易度判定部25にて算出した視認性の難度が所定難度を超えていると判定された場合、または、危険度判定部28にて算出した危険度が所定危険度を超えていると判定された場合には、合成画像生成部30にて生成された合成画像を前方表示装置15または後方表示装置16へ出力する。
【選択図】 図1
Description
また、従来、例えば自車両の運転者の死角領域を撮影し、この死角領域の撮影画像を表示装置に表示すると共に、警報音の出力や警報情報を表示装置に重畳することで、死角領域の撮影画像に対して運転者の注意を喚起する車両周辺監視装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自車両に対して相対的に危険度の高い物体の存在を運転者に適切に認識させることが可能な車両の認知支援装置を提供することを目的とする。
さらに、請求項2に記載の発明の車両の認知支援装置によれば、対象物と該対象物の周辺領域との間の照度または色彩のコントラストが相対的に低い場合や、対象物と該対象物の周辺領域との間の輪郭部の画像であるエッジ画像の形状が複雑化する場合には、視認性の難度を増大させ、拡大画像を表示させ易く設定することで、運転者による対象物の認知動作を、より一層、的確に支援することができる。
さらに、請求項3に記載の発明の車両の認知支援装置によれば、自車両と対象物との相対速度が増大することに伴い、対象物の自車両に対する危険度を増大させ、拡大画像を表示させ易く設定することで、運転者による対象物の認知動作を、より一層、的確に支援することができる。
さらに、請求項4に記載の発明の車両の認知支援装置によれば、運転者が道路標識を見間違えてしまうことを防止して、運転者による道路標識の認知動作を的確に支援することができる。
本実施の形態による車両の認知支援装置10は、例えば図1に示すように、自車両の外界を検出するためにCPU等を含む電子回路により構成された処理装置11と、外界センサ12と、対象物センサ13と、車両状態量センサ14と、前方表示装置15と、後方表示装置16と、副表示装置17と、方向センサ18とを備えて構成されている。
外界撮影カメラ12aは、例えばフロントウィンドウ越しに自車両の進行方向前方および側方の所定検知範囲の外界を撮影する前方撮影用のカメラや、例えばリアウィンドウ越しに自車両の進行方向後方および側方の所定検知範囲の外界を撮影する後方撮影用のカメラ等を備えて構成されている。
画像処理部12bは、外界撮影カメラ12aにより撮影して得た撮影画像に対して、例えばフィルタリングや二値化処理等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像データを生成して処理装置11へ出力する。
対象物撮影カメラ13aは、例えばフロントウィンドウやリアウィンドウ越しに自車両の外界に存在する適宜の対象物を撮影する。
画像処理部13bは、対象物撮影カメラ13aにより撮影して得た撮影画像に対して、例えばフィルタリングや二値化処理等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像データを生成して処理装置11へ出力する。
なお、車速センサは、例えば車輪の回転速度等に基づいて所定の単位処理時間毎における車両移動距離つまり自車両の速度(車速)を検出し、舵角センサは、例えばステアリングシャフト(図示略)に設けられたロータリエンコーダ等からなり、運転者が入力した操舵角度の方向と大きさを検出する。ジャイロセンサは、水平面内での自車両の向きや鉛直方向に対する傾斜角度(例えば、車両重心の上下方向軸回りの回転角であるヨー角等)および傾斜角度の変化量(例えば、ヨーレート)等を検出する。
後方・側方表示装置16は、例えば図2に示すように、ルーフパネル前方部の車室内側でルームミラー近傍の位置に配置された液晶表示装置等であって、外界撮影カメラ12aの撮影により得られた画像データのうち、特に、自車両の進行方向後方および側方の所定検知範囲の外界の画像データを表示すると共に、後述するように、処理装置11での制御処理に応じて対象物撮影カメラ13aの撮影により得られた画像データを表示する。
なお、後方・側方表示装置16には、例えば、運転者がルームミラーを介して自車両の後方を視認する状態と同等の状態を想定して、外界撮影カメラ12aの後方撮影用のカメラの撮影により得られた撮影画像に対して鏡映変換を行って得た画像が表示される。
そして、ヘッドセット19には、例えばジャイロセンサ等からなる方向センサ18が備えられ、方向センサ18から出力される検出信号は処理装置11へ出力されている。この検出信号は、ヘッドセット19を装着した運転者Dの頭部の向きを検知する処理において利用される。
なお、画像データの認識処理において、特徴量算出の処理では、例えば二値化処理後の画像データに対して、画素の連続性に基づく検知対象物の抽出およびラベリングを行い、抽出した検知対象物の重心および面積および外接四角形の縦横比等を算出する。また、形状判別の処理では、例えば予め記憶している所定パターン(例えば輪郭等)に基づき画像データ上の検索を行い、所定パターンとの類似性に応じて検知対象物を抽出する。
対象物画像切出部23は、対象物抽出部21にて抽出された対象物の画像を外界センサ12から入力される画像データから切り出して切出画像を生成し、切出画像表示制御部32へ出力する。
視認難易度判定部25は、外界センサ12から入力される画像データにおいて、照度や色彩のコントラストを検知したり、対象物抽出部21にて抽出された対象物と対象物の周辺領域との間の輪郭部のエッジ画像の形状の複雑度を検知し、これらの検知結果に応じて視認性の難易度を算出する。
例えば、視認難易度判定部25は、照度や色彩のコントラストが低下することに伴い、あるいは、エッジ画像の形状の複雑度が増大することに伴い、視認性の難度が増大傾向に変化するように設定する。そして、視認難易度判定部25は、算出した視認性の難度が、所定難度を超えているか否かを判定し、この判定結果を画像表示制御部31へ出力する。
対象物移動状態算出部27は、対象物抽出部21にて抽出された対象物の画像データ内での位置の変化および自車両移動状態算出部26にて算出された自車両の現在位置に基づき、対象物の移動状態として自車両に対する相対位置および相対速度を算出すると共に、対象物の進行軌跡を推定し、危険度判定部28へ出力する。
そして、危険度判定部28は、算出した危険度が所定危険度を超えているか否かを判定し、この判定結果を画像表示制御部31および切出画像表示制御部32へ出力する。
例えば、図4に示すように、外界センサ12から入力される自車両の進行方向前方の画像データPにおいて対象物として、自車両の走行路Rを横断しようとしている歩行者A1や、停車車両C1の陰から自車両の走行路R内へと侵入しようとしている歩行者A2や、建造物C2の陰から自車両の走行路R内へと侵入しようとしている他車両A3や、自車両の走行路Rの前方に配置された規制標識A4や、自車両の走行路Rの前方に配置された案内標識A5が抽出された場合、各対象物A1,…,A5の拡大画像B1,…,B5が画像データP内の適宜の位置、例えば走行路Rの認識に支障のない位置等に合成される。
また、例えば各対象物A1,A2,A3に対して算出される危険度が所定危険度を超えていると判定された場合には、各対象物A1,A2,A3の危険度に応じて各拡大画像B1,B2,B3の外周部D1,D2,D3の表示状態が変化するようになっており、例えば相対的に危険度が低い場合には各外周部D1,D2,D3の色が黄色に設定され、相対的に危険度が中程度の場合には各外周部D1,D2,D3の色が赤色に設定され、例えば相対的に危険度が高い場合には各外周部D1,D2,D3の色が赤色に設定されると共に所定周期で点滅するように設定される。
例えば、図4において、自車両の走行路Rの進行方向前方の位置に規制標識の対象物A4と、案内標識の対象物A5とが検知された場合には、画像データP内の適宜の位置に各対象物A4,A5の拡大画像B4,B5が合成された合成画像が前方表示装置15または後方表示装置16に表示される。そして、この合成画像の表示は、自車両が各対象物A4,A5を通過した以後の所定時間に亘って継続される。
なお、例えば対象物A1のように周辺領域に対する照度や色彩のコントラストが低いことで視認性の難度が所定難度を超えていると判定された場合には、適宜の画像処理によって対象物A1の周辺領域に対する照度や色彩のコントラストが高くされた切出画像E1が副表示装置17へ出力されるようになっている。
この場合、例えば、歩行者G1は相対的に危険度が中程度であると判定されると、歩行者G1の画像J1の外周部の色が赤色に設定されると共に、歩行者G1の存在方向を示す矢印画像L1の色が赤色に設定される。
この場合、他車両VAは、例えば自車両Vに対する相対速度の大きさ等に応じて危険度が判定され、例えば相対的に危険度が低い場合には他車両VAの画像J2の外周部の色および他車両VAの存在方向を示す矢印画像L2の色が黄色に設定され、相対的に危険度が中程度の場合には画像J2の外周部の色および矢印画像L2の色が赤色に設定され、例えば相対的に危険度が高い場合には画像J2の外周部の色および矢印画像L2の色が赤色に設定されると共に所定周期で点滅するように設定される。
この場合、他車両VBは、例えば自車両Vに対する相対速度の大きさ等に応じて危険度が判定され、例えば相対的に危険度が低い場合には他車両VBの画像J2の外周部の色および他車両VBの存在方向を示す矢印画像L3の色が黄色に設定される。
次に、ステップS02においては、取得した撮影画像の画像データを前方表示装置15または後方表示装置16に表示する。
次に、ステップS03においては、外界センサ12から入力される画像データに対して、例えば他車両や歩行者や標識等を検知対象物とした特徴量算出および形状判別等の認識処理を行い、自車両の外界に対象物が存在するか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS04に進む。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS11に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS05に進む。
そして、ステップS05においては、対象物センサ13の対象物撮影カメラ13aにより道路標識を拡大撮影して得た拡大画像を取得する。
次に、ステップS06においては、外界センサ12から入力される画像データに道路標識の拡大画像を合成して合成画像を生成し、この合成画像を前方表示装置15または後方表示装置16に表示する。
次に、ステップS08においては、自車両が道路標識の設置位置を通過したか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS06に戻る。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS09に進む。
そして、ステップS09においては、所定時間に亘って合成画像を前方表示装置15または後方表示装置16に継続して表示する。
そして、ステップS10においては、外界センサ12から入力される画像データに拡大画像を合成する処理を終了し、外界センサ12から入力される画像データのみを前方表示装置15または後方表示装置16に表示する状態として、一連の処理を終了する。
次に、ステップS12においては、対象物の移動状態(例えば、自車両に対する相対速度や進行軌跡の推定値)を算出する。
次に、ステップS13においては、自車両の進行軌跡の推定値と、対象物の進行軌跡の推定値や相対速度とに基づき、対象物が自車両の走行の支障となる度合、つまり危険度を算出する。
次に、ステップS14においては、外界センサ12から入力される画像データにおいて、照度や色彩のコントラストを検知したり、抽出された対象物と対象物の周辺領域との間の輪郭部のエッジ画像の形状の複雑度を検知し、これらの検知結果に応じて視認性の難易度を算出する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS16に進み、外界センサ12から入力される画像データに対象物の拡大画像を合成して合成画像を生成し、この合成画像を前方表示装置15または後方表示装置16に表示し、上述したステップS12に戻る。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS17に進み、この時点で合成画像の表示状態であれば外界センサ12から入力される画像データに拡大画像を合成する処理を終了し、外界センサ12から入力される画像データのみを前方表示装置15または後方表示装置16に表示して、一連の処理を終了する。
さらに、外界センサ12から入力される画像データを表示する前方表示装置15および後方表示装置16に加えて副表示装置17を備え、少なくとも、視認性の難度が所定値を超えた場合、または、危険度が所定値を超えた場合に、抽出された対象物の切出画像を副表示装置17に表示することにより、運転者が対象物を見落としてしまったり、見間違えてしまうことを防止して、運転者による対象物の認知動作を的確に支援することができる。
さらに、ヘッドセット19に運転者の頭部の向きを検知する方向センサ18を備え、対象物方向算出部29にて画像データに基づき算出される自車両から見た対象物の存在方向に、方向センサ18から出力される運転者の頭部の向きに係る検出信号を加味して、運転者から見た対象物の存在方向を算出し、この存在方向を示す矢印画像を、対象物の切出画像と共に副表示装置17に表示することにより、自車両に対する対象物の相対位置が変化する場合であっても、対象物の実際の位置を運転者に的確に認識させることができる。
12a 外界撮影カメラ(撮影手段)
15 前方表示装置(表示装置)
16 後方表示装置(表示装置)
21 対象物抽出部(対象物抽出手段)
22 拡大画像取得部(拡大画像取得手段)
24 標識判定部(標識判定手段)
25 視認難易度判定部(視認難易度判定手段)
28 危険度判定部(危険度判定手段)
30 合成画像生成部(合成手段)
Claims (4)
- 自車両の外部を撮影する撮影手段と、自車両の内部に設けられた表示装置と、
前記撮影手段の撮影により得られる撮影画像を前記表示装置に表示する車両の認知支援装置であって、
前記撮影手段の撮影により得られる撮影画像から対象物を抽出する対象物抽出手段と、
前記対象物抽出手段にて抽出された対象物に対する視認性の難易度を判定する視認難易度判定手段と、
前記対象物の自車両に対する危険度を判定する危険度判定手段と、
前記対象物を拡大撮影あるいは前記対象物の画像を拡大可能な拡大画像取得手段と、
前記撮影手段の撮影により得られる撮影画像に、前記拡大画像取得手段にて得られる拡大画像を合成する合成手段とを備え、
少なくとも、前記視認難易度判定手段にて判定される視認性の難度が所定値を超えた場合、または、前記危険度判定手段にて判定される危険度が所定値を超えた場合には、前記合成手段にて得られる合成画像を前記表示装置に表示することを特徴とする車両の認知支援装置。 - 前記視認難易度判定手段は、前記撮影画像において、対象物と該対象物の周辺領域との間の照度または色彩のコントラスト、または、対象物と該対象物の周辺領域との間の輪郭部の画像であるエッジ画像の形状の複雑度に基づき、視認性の難易度を判定することを特徴とする請求項1に記載の車両の認知支援装置。
- 前記危険度判定手段は、自車両と対象物との相対速度に基づき、前記対象物の自車両に対する危険度を判定することを特徴とする請求項1に記載の車両の認知支援装置。
- 前記対象物が案内、警戒、規制、指示、補助等の各標識からなる道路標識であるか否かを判定する標識判定手段を備え、
該標識判定手段にて前記対象物が道路標識であると判定された場合には、前記合成手段にて得られる合成画像を所定時間に亘って前記表示装置に表示することを特徴とする請求項1に記載の車両の認知支援装置。
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