JP2007090991A - 車両後退運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の後退方向に加えて、後退動作に伴う車両の状態を運転者が容易に把握することが可能な車両後退運転支援装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る車両後退運転支援装置１は、車両後方を撮像する撮像手段２と、撮像された映像を表示する表示手段４と、ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段６と、検出された操舵角に基づいてハンドルが右に回転されていると判断した場合には車両の左前端点と右後端点における後退予測軌跡を算出し、ハンドルが左に回転されていると判断した場合には車両の右前端点と左後端点における後退予測軌跡を算出する後退軌跡算出手段５と、所定距離後方に後退したときの車両の輪郭情報を、後退予測軌跡上の後退位置に基づいて算出する車両状態算出手段５と、撮像手段２の映像に後退予測軌跡と車両の輪郭とを重畳描画させて表示手段４に表示させる表示制御手段３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転者がディスプレイに表示された車両後方映像を参考にして車両を後退させることを支援する車両後退運転支援装置に関する。

一般に、運転者が自動車（車両）を後退させる操作（運転）は、車両を前進させる場合に比べて困難であることが多い。特に、駐車スペースに自動車を後退させて停車させる場合には、停車スペース用の停車枠を運転席から視認しづらいこと、ハンドル（ステアリング）を操作してもハンドルの操作に応じて変化する車両状態を直感的に判断することが難しいこと等が原因となり、後退運転操作が困難なものとなっていた。

一方で今日では、車両後方を撮影するカメラを車両に設置し、運転席周辺に設置されるディスプレイに車両後方の映像を表示することによって、車両後方の視認性を高める後方視認用カメラ装置が多く車両に設置されている。さらに、ディスプレイに表示される車両後方の映像に対して、車両後退時の車両後輪予測軌跡を重畳表示させることによって、車両の後退方向を把握しやすくした装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような装置を用いることによって、運転者は車両の後退方向を把握しやすくなるため、従来に比べて後退運転操作を容易に行うことができる。
特開２００４−２０３３６５号公報（第４−８頁、第６図、第７図）

ところで、カメラにより撮像された車両後方の映像に対して車両後輪予測軌跡を表示させることによって車両の後退状況を把握しやすくことができるが、車両後退時には外輪差の影響により後輪に対して前輪がより大きく旋回するようにして後退する場合がある。しかしながら運転者は、車両後輪予測軌跡の表示により、車両全体が通過する空間が軌跡として表示されていると錯覚してしまうおそれがある。このため、運転者が、車両後輪予測軌跡よりも車両前部が外側を通って後退することに気づかず、車両前部を障害物に当ててしまうおそれがあった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、車両の後退動作において車両全体が通過しうる予想軌跡を表示することが可能な車両後退運転支援装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両後退運転支援装置は、車両後方を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された映像を表示する表示手段と、ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段により検出された操舵角に基づいてハンドルが中立位置よりも右に回転されていると判断した場合には車両の左前端点と右後端点における後退予測軌跡を算出し、ハンドルが中立位置よりも左に回転されていると判断した場合には車両の右前端点と左後端点における後退予測軌跡を算出する後退軌跡算出手段と、前記車両が所定距離後方に後退したときの車両の輪郭情報を、前記後退軌跡算出手段により算出された後退予測軌跡上の後退位置に基づいて算出する車両状態算出手段と、前記撮像手段により撮影された映像に対して、前記後退軌跡算出手段により算出された後退予測軌跡と前記車両状態算出手段により算出された車両の輪郭とを重畳描画させて、前記表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る車両後退運転支援装置は、車両後方を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された映像を表示する表示手段と、ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段により検出された操舵角に基づいてハンドルが中立位置よりも右に回転されていると判断した場合には車両の左前端点と右後端点における後退予測軌跡を算出し、ハンドルが中立位置よりも左に回転されていると判断した場合には車両の右前端点と左後端点における後退予測軌跡を算出する後退軌跡算出手段と、前記車両が所定距離後方に後退したときの車両の輪郭情報を、前記後退軌跡算出手段により算出された後退予測軌跡の接線方向と前記車両の全長データとに基づいて算出する車両状態算出手段と、前記撮像手段により撮影された映像に対して、前記後退軌跡算出手段により算出された後退予測軌跡と前記車両状態算出手段により算出された車両の輪郭とを重畳描画させて、前記表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものであってもよい。

さらに、車両後退運転支援装置は、前記車両の走行距離を検出する走行距離検出手段を備え、前記後退軌跡算出手段は、前記走行距離検出手段により検出された走行距離に応じて前記後退予測軌跡を算出し、前記車両状態算出手段は、前記走行距離検出手段により検出された走行距離に応じて前記所定距離を変更して前記輪郭情報を算出し、前記表示制御手段は、前記走行距離に応じて算出された前記後退予測軌跡と前記車両の輪郭とを前記撮像手段により撮像された映像に対して重畳描画するものであってもよい。

また、前記後退軌跡算出手段は、前記後退予測軌跡が破線又は鎖線として前記表示手段に表示され、前記破線又は前記鎖線の実線部が前記走行距離検出手段により検出された走行距離に応じて前記後退予測軌跡の長さ方向へ移動表示されるように前記後退予測軌跡を算出するものであってもよい。

上記発明によれば、後退軌跡算出手段により算出された後退予測軌跡と車両状態算出手段により算出された車両の輪郭とを、撮像手段により撮像された映像に重畳描画させて表示手段に表示させるため、現実に撮像された車両後方の映像に対して車両の状態、具体的には車両の位置・姿勢（方向）を照らし合わせることができる。このため、現実に存在する視点に基づいて、車両状態を判断することができ、俯瞰画像技術を用いて現実に存在しない視点に基づいて車両状態を判断するよりもより現実に近い状況で運転者が後退運転を行うことができる。

特に、ハンドルが左に回転された場合には、車両の左後端部の後退予測軌跡と右前端部の後退予測軌跡とが表示手段に表示され、ハンドルが右に回転された場合には、右後端部の後退予測軌跡と左前端部の後退予測軌跡とが表示手段に表示され、ハンドルの操舵状態に応じて車両が最も大廻りする車両端点の軌跡が表示手段に示されることとなるので、車両全体が通過しうる予想軌跡を表示させることができる。このため、運転者は、車両後退運転時に車両前端部がどの程度旋回しつつ後退することとになるかを把握することができ、後退予測軌跡の内側に障害物が入らないようにして後退運転を行うことによって、後退運転時に車両を障害物等に当てることなく、安全に後退運転を行うことが可能となる。

また、車両を停車させたい位置に車両の輪郭を合わせ、そのときのハンドルの操舵角を維持したまま後退すれば所定の停車位置に車両を停車させることができる。

さらに、予め車両の輪郭によって停車位置に停車される車両状態を把握することができるため、停車位置における車両の大きさを把握しやすくなり、車両の大きさから停車可能なスペースが確保されているか否かの判断を容易に行うことが可能となる。

また、走行距離検出手段により検出された走行距離に応じて後退予測軌跡と輪郭情報とを算出して撮像手段により撮像された映像に重畳描画するため、車両の走行距離に応じてリアルタイムに後退予測軌跡と車両輪郭とを車両後方映像に表示させることができる。このため運転者は、ハンドル操作により変化する車両状態を容易に把握できるようになり、後退運転の困難性を緩和することが可能となる。ハンドルの変化による後退予測軌跡の動きに対応する車両状態の変化を視覚的に運転者に認識させることによって、車両全体の状態を視認した上で対応するハンドル操作を行うことができるようになるため、俯瞰画像を用いた後方運転支援技術のような高度な技術を用いることなく、同様の操作感覚を運転者に与えることが可能となる。

さらに、後退予測軌跡を示す破線又は鎖線は、実線部が前記走行距離検出手段により検出された走行距離に応じて前記後退予測軌跡の長さ方向へ移動表示されるようにして算出されるため、車両の後退により変化する車両後方映像に対して実線部の表示位置が車両後方画像の所定場所に貼り付けられたようして表示される。このため、運転者は、車両の後退映像と破線の表示状態とに違和感を感じることなく後退運転を行うことができる。

以下、本発明に係る車両後退運転支援装置を、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る車両後退運転支援装置の概略構成を示したブロック図である。車両後退運転支援装置１は、カメラ（撮像手段）２と、表示制御部（表示制御手段）３と、ディスプレイ（表示手段）４と、制御部（後退軌跡算出手段、車両状態算出手段）５と、ハンドル操舵角検出部（操舵角検出手段）６と、走行距離検出部（走行距離検出手段）７と、リバース検出部８と、操作ボタン９を備えている。

カメラ１は、車両後部であって車両後方（特に車両下部）を撮像することが可能な位置に設置されている。カメラ２は、広角レンズを備えたカメラ本体部２ａと、カメラ本体部２ａの駆動制御を行うカメラ駆動部２ｂとを備えている。カメラ本体部２ａは、広角レンズを用いることによって車両後方を一定の視野角度で撮像することが可能となっている。カメラ本体２ａにより撮像された車両後方の映像は、カメラ駆動部２ｂを介して表示制御部３に伝達される。

表示制御部３、制御部５により描画処理が行われた後退予測軌跡と車両の輪郭との描画データを、カメラ２により撮像された車両後方映像に重畳表示してディスプレイ４に出力する。なお、制御部５による描画処理に関しては後述する。

ディスプレイ４は、車両のインストルメントパネル上部に載置されたり、インストルメントパネルのカーオーディオ設置スペースにビルトインされたりすることによって、運転者が視認しやすい場所に設置される。なお、ディスプレイ４は、車両後方の映像を表示するためだけに設置してもよいし、カーナビゲーションシステムの地図情報表示用のディスプレイと兼用するものであってもよい。

ハンドル操舵角検出部６は、ハンドル（ステアリング）が所定角度回転するたびに出力されるのパルス信号を検出することによってハンドルの操舵角を検出し、検出された操舵角情報を制御部５に出力する。

走行距離検出部７は、車輪の回転に応じて出力されるパルス信号を検出することによって車両の走行距離を検出し、検出された走行距離情報を制御部５に出力する。

リバース検出部８は、シフトレバーがリバース位置に操作されたか否かの検出を行い、リバース位置に操作された場合には、制御部５に対してリバース操作情報を出力する。

操作ボタン９は、運転者が後退運転操作時に押下（ＯＮ）しやすい場所に設置されており、例えばハンドル、非常点滅表示灯（ハザード）用スイッチ近傍、オーディオ操作パネル等に設置される。また、必ずしも物理的なスイッチでなくてもよく、ディスプレイ４がタッチパネル等の場合には、ディスプレイ４のタッチパネルを操作ボタンとして使用してもよい。

運転者は、ディスプレイ４に表示された車両後方映像の停車枠内に、後述する車両の輪郭ＬＡが車両の停車に適した状態となって重畳表示されたときに操作ボタンをＯＮにする。

制御部５は、後退軌跡算出手段として車両の後退予測軌跡を算出する機能と、車両状態算出手段として後退時の車両の輪郭情報を算出する機能とを備えている。

制御部５は、ハンドル操舵角検出部６により検出されたハンドルの操舵角に応じてハンドルの回転状態を判断する。ハンドルが中立位置よりも左に回転された状態である場合、制御部５は、車両の右前端点と左後端点とにおける後退予測軌跡（曲線状態）を算出する。一方、ハンドルが中立位置よりも右に回転された状態である場合、制御部５は、車両の左前端点と右後端点とにおける後退予測軌跡（曲線状態）を算出する。

後退予測軌跡の算出方法は、ハンドルの操舵角を維持した状態で車両を後退させた場合に車両後端点および車両前端点が通過するポイントを経時的に算出して軌跡として求める一般的な方法を用いるものとする。ただし、後退予測軌跡を算出する方法は、他にも様々な方法が提案されており、他の方法を用いて算出を行ってもよい。

制御部５は、この後退予測軌跡を一定の間隔で算出し直すことによって、ハンドル操作および車両の後退状態に応じて変化する後退予測軌跡をリアルタイムに出力できるようにする。また、制御部５は、後退予測軌跡が破線としてディスプレイ４に表示されるように、後退予測軌跡の軌跡位置を算出すると共に、破線の実線部の表示位置をカメラ２により撮像された車両後方映像の所定場所に貼り付けられたように表示させるため、破線の実線部が走行距離検出部７により検出された走行距離に応じて後退予測軌跡の長さ方向へ移動表示されるように後退予測軌跡（破線表示状態）を算出する。なお、後退予測軌跡は必ずしも破線である必要はなく、鎖線であってもよい。

なお、後退予測軌跡は、制御部５がハンドルの操舵角に基づき直接演算処理を行って算出してもよく、また予めハンドルの操舵角とその操舵角に対応する後退予測軌跡を記憶しておくことにより、対応する後退予測軌跡を記憶手段等から読み出して求めることによって算出してもよい。

また、制御部５は、車両が所定距離後退したときの車両状態を運転者が把握しやすくするため、算出された後退予測軌跡に基づいて所定の距離だけ後方に車両を後退させときに車両がどのような状態となっているかを算出する。

図２は、運転者がハンドルを左に回転させた状態で停車スペースに向かって後退を行おうとしている車両後方映像に対して後退予測軌跡と車両の輪郭とを表示させた画像を示したものである。図２には、車両の左後端点の後退予測軌跡ｌｂと右前端点の後退予測軌跡ｌｃとが示されている。

図２に示すように、制御部５は、実際の車両中心点（車両の四隅から等距離となる点）から後退予測軌跡に従って所定距離（例えば４メートル）だけ後退した地点を、車両が後退したときの車両中心点Ｐ０点とする。制御部５は、まず、Ｐ０点を基準として左後端点の後退予測軌跡ｌｂ上の点であって所定距離後方に位置するＰ２点と、右前端点の後退予測軌跡ｌｃ上の点であって所定距離後方に位置するＰ３点とを求める。

次いで制御部５は、このＰ２点およびＰ３点において後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃの接線方向に沿って車両の全長に対応する長さの車両側部輪郭線Ｌ１、Ｌ２を求め、この車両側部輪郭線Ｌ１、Ｌ２の二辺に基づいて車両前後部輪郭線Ｌ３、Ｌ４を求めることによって車両輪郭（予測車両状態）ＬＡを求める。

一方で、図３は、図２の状態においてハンドルを右に回転させた場合にディスプレイ４に表示される後退予測軌跡と車両の輪郭とを示した画像である。制御部５は、上述した後退予測軌跡と車両輪郭ＬＡとを一定の間隔で算出し直すことによって、ディスプレイ４に後退予測軌跡と車両輪郭ＬＡとをリアルタイムで表示させることができるため、運転者が左に回転されたハンドルを中立位置に戻し、さらに右に回転させると、図２に示す後退予測軌跡の曲率が緩やかに変化し、ハンドルの中立位置において図４に示すように後退予測軌跡が真っ直ぐに近い状態になり、さらにハンドルが右に回転させるのに従って図３に示すように左側にカーブした後退予測軌跡へと変化する。ここで、図３に示されている後退予測軌跡は、右後端点の後退予測軌跡ｌａと左前端点の後退予測軌跡ｌｄであり、図２に示す後退軌跡は、左後端点の後退予測軌跡ｌｂと右前端点の後退予測軌跡ｌｃであるため、ハンドルの操舵状態によって異なる後退予測軌跡が表示されることとなる。しかしながら、運転者は、図２に示される後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃから図３に示される後退予測軌跡ｌａ、ｌｄへと後退予測軌跡が変化しても、図４に示す状態において後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃと後退予測軌跡ｌａ、ｌｄとが重なり合って連続的に変化するように見えるため、運転手に違和感を感じさせることなく後退予測軌跡の表示を変更することが可能となる。

なお、図３に示すように場合においても図２の場合と同様に、制御部５は、実際の車両中心点から後退予測軌跡に従って所定距離だけ後退した地点Ｐ０を求め、Ｐ０点を基準として右後端点の後退予測軌跡ｌａ上のＰ１点、左前端点の後退予測軌跡ｌｄ上のＰ４点を求める。次いで制御部５、このＰ１点およびＰ４点において後退予測軌跡ｌａ、ｌｄの接線方向に沿って車両の全長に対応する長さの車両側部輪郭線Ｌ１、Ｌ２を求め、この車両側部輪郭線Ｌ１、Ｌ２の二辺に基づいて車両前後部輪郭線Ｌ３、Ｌ４を求めることによって車両輪郭（予測車両状態）ＬＡを求める。

車両輪郭ＬＡを求める方法は、必ずしもこれらの補方に限定されるものではなく、例えば、Ｐ０点に基づいては、Ｐ１〜Ｐ４点を求め、この４点（Ｐ１点〜Ｐ４点）を繋ぐことによって車両輪郭（予測車両状態）ＬＡを求めてもよい。

車両輪郭ＬＡは、図２〜図６に示すように、運転者が視認しやすいように実線で示すものとするが、必ずしも実線に限定されるものではなく、破線、鎖線等であってもよい。

さらに制御部５は、操作ボタンがＯＮされたときを基準として、車両位置と算出されたＰ０の位置との関係を記憶し、走行距離検出部７の走行距離に応じて車両がＰ０点に近接・離反したことを判断する。そして、制御部５は、走行距離の変動およびハンドルの操舵状況に応じて後退予測軌跡ｌａ、ｌｄ又はｌｂ、ｌｃと、車両輪郭ＬＡとを一定の間隔で算出し直すことによって、ハンドル操作および車両の後退状態に応じて変化する後退予測軌跡と車両輪郭ＬＡとをリアルタイムに出力できるようにする。

制御部５は、求められた後退予測軌跡ｌａ、ｌｄ又はｌｂ、ｌｃと、車両輪郭ＬＡとに基づいてカメラ２により撮像された映像に重畳するための描画データを作成する。この場合制御部５は、カメラ２の視点とレンズの歪みを考慮して描画データを作成する。制御部５は、作成された描画データを表示制御部３に送出し、送出された描画データは、カメラ２により撮像された映像に重畳されてディスプレイ４に表示される。

次に、制御部５による車両後退運転支援処理を、図７に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、制御部５は、リバース検出部８よりシフトレバーがリバース位置に操作されているか否かの判断を行う（ステップＳ１）。リバース位置に操作されていないと判断した場合、制御部５は、再度シフトレバーの操作位置検出を行う。リバース位置に操作されていると判断した場合、制御部５は、ハンドル操舵角検出部６よりハンドルの操舵角情報を取得し、走行距離検出部７より走行距離情報を取得する（ステップＳ２）。

制御部５は、ハンドルの操舵各情報に基づいて、ハンドルが左側に回転されているか否かの判断を行う（ステップＳ３）。ハンドルが左側に回転されている場合、制御部５は、ハンドルの操舵角情報に基づいて後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃの湾曲状態を求めるとともに共に、走行距離情報に応じて後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃの破線の表示状態を求めることによって、後退予測軌跡の算出を行う。さらに制御部５は、後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃにおける所定距離後方、本実施形態においては４ｍ後方に車両輪郭の中心点Ｐ０点が位置するようにして車両端点Ｐ２点、Ｐ３点を算出し、このＰ２、Ｐ３点を起点として後退予測軌跡が描画されるように後退予測軌跡の算出を行う（ステップＳ４）。さらに、制御部５は、このＰ２点、Ｐ３点に基づいて車両輪郭ＬＡの算出を行う（ステップＳ５）。

一方、ハンドルが右側に回転されている場合、制御部５は、ハンドルの操舵角情報に基づいて後退予測軌跡ｌａ、ｌｄの湾曲状態を求めるとともに共に、走行距離情報に応じて後退予測軌跡ｌａ、ｌｄの破線の表示状態を求めることによって、後退予測軌跡の算出を行う。さらに制御部５は、後退予測軌跡ｌａ、ｌｄにおける所定距離後方、本実施形態においては４ｍ後方に車両輪郭の中心点Ｐ０点が位置するようにして車両端点Ｐ１点、Ｐ４点を算出し、このＰ１、Ｐ４点を起点として後退予測軌跡が描画されるように後退予測軌跡の算出を行う（ステップＳ６）。さらに、制御部５は、このＰ１点、Ｐ４点に基づいて車両輪郭ＬＡの算出を行う（ステップＳ７）。

制御部５は、算出された後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃ又は後退予測軌跡ｌａ、ｌｄと、車両輪郭ＬＡとに基づいて描画データを作成し（ステップＳ８）、表示制御部３に描画データを送出する（ステップＳ９）。表示制御部３では、制御部５より受け取った描画データをカメラ２により撮像された画像に重畳表示させて、図２又は図３に示すようにディスプレイ４に表示させる。図２、図３では、画面右上部分、現実の車両位置より４ｍ以上遠方に停車枠１０が示されている。

その後、制御部５は、操作ボタン９がＯＮされたか否かの判断を行う（ステップＳ１０）。操作ボタン９がＯＮされていない場合、制御部５は、再度ステップＳ１〜Ｓ９の処理を繰り返す。この処理の繰り返しにより、ハンドル操作および車両の後退状態に応じて後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃ又は後退予測軌跡ｌａ、ｌｄと、車両の輪郭ＬＡとがリアルタイムにディスプレイ４に表示される。特に、後退予測軌跡が破線として表示され、破線の実線部の表示位置が車両後方映像に貼り付けられるようにして重畳表示される。

操作ボタンがＯＮされた場合、制御部５は、車両位置に対するＰ０点を記憶する（ステップＳ１１、図５）。図５は、駐車枠１０内に車両の輪郭ＬＡが車両の停車に適した状態となって表示された様子を示しており、運転者は、このような状態となったときに操作ボタン９をＯＮする。

ステップＳ１１におけるＰ０点の記憶により、操作ボタンがＯＮされた直後の車両位置を基準として後述する後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃ又は後退予測軌跡ｌａ、ｌｄと、車両輪郭ＬＡとの算出処理（ステップＳ１２〜ステップＳ２１）を行う。

具体的に、制御部５は、ハンドル操舵角検出部６よりハンドルの操舵角情報を取得すると共に、走行距離検出部７より車両の走行距離情報を取得する。さらに制御部５は記録されたＰ０点の読み出しを行う（ステップＳ１２）。

そして制御部５は、ハンドルの操舵各情報に基づいて、ハンドルが左側に回転されているか否かの判断を行う（ステップＳ１３）。ハンドルが左側に回転されている場合、制御部５は、ハンドルの操舵角情報に基づいて車両左後端部の後退予測軌跡ｌｂと右前端部の後退予測軌跡ｌｃとの算出を行う（ステップＳ１４）。このとき制御部５は、読み出されたＰ０点と車両位置との関係から、走行距離情報により車両が移動した距離を考慮して車両位置の変化を判断し、その車両位置に好適な後退予測軌跡の算出を行う。

具体的にステップＳ１４における処理とステップＳ４における処理とを比較すると、ステップＳ４における後退予測軌跡演算処理においては、後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃに従って実際の車両位置から４ｍ離れた位置にＰ０点が位置し、車両が後退してもＰ０点は４ｍ離れた位置として算出される。これに対して、ステップＳ１４における後退予測軌跡演算では、読み出されたＰ０点と車両位置との関係（操作ボタンがＯＮされた直後においてはＰ０点と車両位置までの距離が４ｍ）から、走行距離情報により求められた走行距離Ｘｍを除いた位置（４ｍ−Ｘｍの位置）をＰ０点として判断し、このＰ０点から車両前端点および車両後端点の後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃを算出する（ステップＳ１４）。

その後、制御部５は、走行距離に応じて車両が移動した位置を考慮して算出されたＰ０点に基づいて車両端点Ｐ２点〜Ｐ３点を求め、車両端点Ｐ２点、Ｐ３点に基づいて車両輪郭ＬＡの算出を行う（ステップＳ１５）。

一方、ハンドルが右側に回転されている場合、制御部５は、走行距離情報により車両が移動した距離を考慮して車両位置の変化を判断した上で、ハンドルの操舵角情報に基づいて後退予測軌跡ｌａと後退予測軌跡ｌｄとの算出を行い（ステップＳ１６）、算出された後退予測軌跡ｌａと後退予測軌跡ｌｄｔの軌跡上に位置するＰ１点、Ｐ４点に基づいて車両軌跡ＬＡを算出する（ステップＳ１７）。

このように、ステップＳ１４〜ステップＳ１７において、自車両と車両の走行距離を考慮して求められるＰ０点との位置関係に基づいて後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃ又は後退予測軌跡ｌａ、ｌｄと車両輪郭ＬＡとを算出するため、ステップ１２〜ステップ２１に示す処理を繰り返すことによって、車両端点Ｐ０点が徐々に自車両に近づくようにして、後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃ又は後退予測軌跡ｌａ、ｌｄと車両輪郭ＬＡとをディスプレイ４に表示させることが可能となる。

図６は、車両が所定距離後退して停車スペースに近づいた状態において算出された後退予測軌跡ｌｂと車両輪郭ＬＡとを示している。車両が後退（走行）することによって、Ｐ１点、Ｐ２点は操作スイッチがＯＮされた直後（図５参照）よりも車両に近づいている。このため制御部５は、記憶した車両とＰ０点との距離から後退予測軌跡ｌｂに沿って走行距離情報の走行距離情報だけ後退した車両位置を基準として後退予測軌跡ｌｂおよび車両輪郭ＬＡを算出する（図６参照）。

なお、図６に示す車両後方画像は、実際の車両の後端部が車両輪郭の左右前端点よりも後方まで後退している状態を示しているため、車両端点Ｐ３点、Ｐ４点、中心点Ｐ０点は表示されておらず。ハンドルが左に回転された状態で車両を後退させている場合を示しているため、後退予測軌跡ｌａ、ｌｃ、ｌｄは表示されていない。

その後、制御部５は算出された後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃ又は後退予測軌跡ｌａ、ｌｄと車両輪郭ＬＡに基づいて描画データを作成し（ステップＳ１８）、表示制御部３に描画データを送出する（ステップＳ１９）。表示制御部３では、制御部５より受け取った描画データをカメラ２により撮像された画像に重畳表示させて、図６に示すようにディスプレイ４に表示させる。

そして、制御部５は、新たに算出されたＰ０点を記憶する（ステップＳ２０）。

その後、制御部５はシフトレバーがリバース位置に操作されたか否かの判断を行う（ステップＳ２１）。シフトレバーがリバース位置以外のポジションに操作されたと判断した場合、制御部５は、車両後退運転支援処理を終了し、リバース位置に操作されたままであると判断した場合には、ステップＳ２０で記憶されたＰ０点が基準となって、再度上述した処理（ステップＳ１２〜Ｓ２０）が繰り返し実行される。

このように制御部５が、車両の走行距離に応じてリアルタイムに後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃ又は後退予測軌跡ｌａ、ｌｄと車両の輪郭（車両状態）ＬＡとを車両後方映像に重畳表示させるため、運転者がハンドル操作により変化する車両状態を容易に把握できるようになり、後退運転の困難性を緩和することが可能となる。後退予測軌跡の動きに対応する車両状態の変化を視覚的に運転者に認識させることによって、車両全体の状態を視認した上で対応するハンドル操作を行うことできるようになるため、俯瞰画像を用いた後方運転支援技術のような高度な技術を用いることなく、同様の操作感覚を運転者に与えることが可能となる。

特に、ハンドルが左に回転された場合には、左後端部の後退予測軌跡ｌｂと右前端部の後退予測軌跡ｌｃとがディスプレイ４に表示され、ハンドルが右に回転された場合には、右後端部の後退予測軌跡ｌａと左前端部の後退予測軌跡ｌｄとがディスプレイ４に表示され、ハンドルの操舵状態に応じて車両が最も大廻りする車両端点の軌跡がディスプレイ４に示されることとなるので、車両全体が通過しうる予想軌跡を表示させることができる。このため、運転者は、車両後退運転時に車両前端部がどの程度旋回しつつ後退することとになるかを把握することができ、後退予測軌跡の内側に障害物が入らないようにして後退運転を行うことによって、後退運転時に車両を障害物等に当てることなく、安全に後退運転を行うことが可能となる。

さらに、現実に撮像された車両後方の映像に対して車両の状態、具体的には車両の位置・姿勢（方向）を照らし合わせることができるので、現実に存在する視点に基づいて、車両状態を判断することができ、俯瞰画像技術を用いて現実に存在しない視点に基づいて車両状態を判断する場合に比べてより現実に近い状況で運転者が後退運転を行うことができる。

また、本発明に係る車両後退運転支援装置を用いることによって、運転者は、車両を停車させたい位置に車両の輪郭を合わせた後に操作ボタン９をＯＮにし、そのときのハンドルの操舵角を維持したまま後退すれば車両を停車させたい位置に確実に停車させることができる。

さらに、予め車両の輪郭によって停車位置に停車される車両状態を把握することができるため、停車位置における車両の大きさを把握しやすくなり、車両を停車することが可能なスペースが確保されているか否かの判断を容易に行うことが可能となる。

また、後退予測軌跡を示す破線は、実線部の表示位置が車両後方画像の所定場所に貼り付けられたようして表示されるため、車両の後退映像と破線の表示状態とに違和感を感じることなく後退運転を行うことができる。

以上、本発明に係る車両後退運転支援装置について図面を用いて説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことはいうまでもない。当業者であれば特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、操作ボタンがＯＮされたときを基準として、制御部５が車両位置と算出された前記Ｐ０点の位置との関係を記憶することとしたが、操作ボタン以外のアクション、例えば、運転者がシフトレバーをリバースに操作したときを基準としてＰ０点を記憶し、記憶されたＰ０点に基づいて、走行距離に応じた後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃ又は後退予測軌跡ｌａ、ｌｄと車両輪郭ＬＡとの算出を繰り返し実行するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、操作ボタン９をＯＮにした後にＰ０点を記憶し、Ｐ０点と自車両との位置を車両の走行距離より求めて後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃ又は後退予測軌跡ｌａ、ｌｄと車両の輪郭ＬＡとを算出し直す構成とした。しかしながら、車両を停車させたい位置に一度車両の輪郭ＬＡを合わせ、そのときのハンドルの操舵角を維持したまま後退すれば所定の停車位置に車両を停車させることができるため、必ずしもＰ０点を毎回記憶し、Ｐ０点と自車両との位置変化を車両の走行距離によって求めて、後退予測軌跡ｌｂ、ｌｃ又は後退予測軌跡ｌａ、ｌｄと車両の輪郭ＬＡとを算出し直す必要はない。

そこで、図８に示すフローチャートのように、制御部５が、シフトレバーがリバース位置に操作されたか否かの判断を行った後（ステップＳ１）、ハンドルの操舵角情報と走行距離情報とを取得し（ステップＳ２）、ハンドルの操舵方向を判断した上で（ステップＳ３）ハンドルの操舵方向に応じて後退予測軌跡と車両軌跡ＬＡとを算出（ステップＳ４〜Ｓ７）し、描画データを作成し（ステップＳ８）、表示制御部３に描画データを送出する（ステップＳ９）処理を、シフトレバーがリバース位置以外のポジションに操作されるまで（ステップＳ２１）繰り返し行うようにしてもよい。このように処理を行うことによってＰ０点の記憶を行う必要がなくなると共に、制御部５が後退予測軌跡を算出する場合に自車両とＰ０点との距離を計算する必要がなくなるため、装置構成の簡略化と制御部５による処理負担の軽減を図ることが可能となる。

実施形態に係る車両後退運転支援装置の概略構成を示したブロック図である。 ハンドルを左に回転させたときにディスプレイに表示される画像を示した図である。 ハンドルを右に回転させたときにディスプレイに表示される画像を示した図である。 ハンドルを中立位置にしたときにディスプレイに表示される画像を示した図である。 操作ボタンをＯＮしたときにディスプレイに表示される画像を示した図である。 操作ボタンをＯＮした後であって、車両を後退させたときにディスプレイに表示される画像を示した図である。 制御部による車両後退運転支援処理を示したフローチャートである。 制御部による車両後退運転支援処理を示した他のフローチャートである。

符号の説明

１ …車両後退運転支援装置
２ …カメラ（撮像手段）
２ａ …カメラ本体部
２ｂ …カメラ駆動部
３ …表示制御部（表示制御手段）
４ …ディスプレイ（表示手段）
５ …制御部（後退軌跡算出手段、車両状態算出手段）
６ …ハンドル操舵角検出部（操舵角検出手段）
７ …走行距離検出部（走行距離検出手段）
８ …リバース検出部
９ …操作ボタン
１０ …停車枠
ＬＡ …車両輪郭
ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄ …後退予測軌跡

Claims (4)

1. 車両後方を撮像する撮像手段と、
   該撮像手段により撮像された映像を表示する表示手段と、
   ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   該操舵角検出手段により検出された操舵角に基づいてハンドルが中立位置よりも右に回転されていると判断した場合には車両の左前端点と右後端点における後退予測軌跡を算出し、ハンドルが中立位置よりも左に回転されていると判断した場合には車両の右前端点と左後端点における後退予測軌跡を算出する後退軌跡算出手段と、
   前記車両が所定距離後方に後退したときの車両の輪郭情報を、前記後退軌跡算出手段により算出された後退予測軌跡上の後退位置に基づいて算出する車両状態算出手段と、
   前記撮像手段により撮影された映像に対して、前記後退軌跡算出手段により算出された後退予測軌跡と前記車両状態算出手段により算出された車両の輪郭とを重畳描画させて、前記表示手段に表示させる表示制御手段と
   を備えることを特徴とする車両後退運転支援装置。
2. 車両後方を撮像する撮像手段と、
   該撮像手段により撮像された映像を表示する表示手段と、
   ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   該操舵角検出手段により検出された操舵角に基づいてハンドルが中立位置よりも右に回転されていると判断した場合には車両の左前端点と右後端点における後退予測軌跡を算出し、ハンドルが中立位置よりも左に回転されていると判断した場合には車両の右前端点と左後端点における後退予測軌跡を算出する後退軌跡算出手段と、
   前記車両が所定距離後方に後退したときの車両の輪郭情報を、前記後退軌跡算出手段により算出された後退予測軌跡の接線方向と前記車両の全長データとに基づいて算出する車両状態算出手段と、
   前記撮像手段により撮影された映像に対して、前記後退軌跡算出手段により算出された後退予測軌跡と前記車両状態算出手段により算出された車両の輪郭とを重畳描画させて、前記表示手段に表示させる表示制御手段と
   を備えることを特徴とする車両後退運転支援装置。
3. 前記車両の走行距離を検出する走行距離検出手段を備え、
   前記後退軌跡算出手段は、前記走行距離検出手段により検出された走行距離に応じて前記後退予測軌跡を算出し、
   前記車両状態算出手段は、前記走行距離検出手段により検出された走行距離に応じて前記所定距離を変更して前記輪郭情報を算出し、
   前記表示制御手段は、前記走行距離に応じて算出された前記後退予測軌跡と前記車両の輪郭とを前記撮像手段により撮像された映像に対して重畳描画する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両後退運転支援装置。
4. 前記後退軌跡算出手段は、前記後退予測軌跡が破線又は鎖線として前記表示手段に表示され、前記破線又は前記鎖線の実線部が前記走行距離検出手段により検出された走行距離に応じて前記後退予測軌跡の長さ方向へ移動表示されるように前記後退予測軌跡を算出することを特徴とする請求項３に記載の車両後退運転支援装置。
   
   
   
   
   

Images