JP2007131162A - 車両運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単一のカメラで互いに向きの異なる複数の領域を同時に監視することが可能な車両運転支援装置を提供する。
【解決手段】車両の周辺領域を撮像可能な車載カメラ５と、車載カメラ５によって撮像された画像を運転者に表示するモニタ画面８とを備えた車両運転支援装置において、車載カメラ５と、車載カメラ５の光軸Ｘ２に対して偏向した位置にある被写体からの光を車載カメラのＣＣＤ６ｂに導く導光手段７とを車両灯火器の透光性カバー内に設け、車載カメラ５によって撮像された、導光手段７を介した画像を含む複数の画像をモニタ画面８に表示可能な制御部を設けた。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の周辺領域を撮像可能な車載カメラと、前記車載カメラによって撮像された画像を運転者に表示するモニタ画面とを備えた車両運転支援装置に関する。

この種の車両運転支援装置としては、本発明に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された車両運転支援装置では、車両の周辺領域を撮像するカメラと、撮像画像を表示するモニタ画面とが設けてあるので、運転者にとっての視角領域を監視できる。また、車体から僅かに突出する空気抵抗の小さいバックミラーを用いて車両の後方を監視できるように、車両のバックミラーに映し出された映像を撮像するカメラを用いる考え方も記されている。さらに、カメラの存在を目立たなくしてデザイン性を高め、また盗難のおそれを少なくするために、後方を撮像可能なカメラを車両フェンダー部のウインカレンズ内に収納する構成についても記されている。

特開２０００−１７７４８３号公報（段落番号００１０、００３４、図２、図４）

しかし、特許文献１に記された車両運転支援装置は、１台のカメラで基本的に単一の方向のみを撮像する構成となっているので、単一のカメラでは特定の限られた領域しか監視できず、例えば前方と後方など、互いに向きの異なる複数の領域を同時に監視するためには複数のカメラが必要であった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術による車両運転支援装置の持つ前述した欠点に鑑み、単一のカメラで互いに向きの異なる複数の領域を同時に監視することが可能な車両運転支援装置を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、車両の周辺領域を撮像可能な車載カメラと、前記車載カメラによって撮像された画像を運転者に表示するモニタ画面とを備えた車両運転支援装置であって、
前記車載カメラと、前記車載カメラの光軸に対して偏向した位置にある被写体からの光を前記車載カメラの受光素子に導く導光手段とが車両灯火器の透光性カバー内に設けられており、前記車載カメラによって撮像された、前記導光手段を介した画像を含む複数の画像を前記モニタ画面に表示可能な制御部を備えた点にある。

したがって、本発明の第１の特徴構成による車両運転支援装置では、車載カメラと共に、カメラの光軸から偏向した位置にある被写体からの光を受光素子に導く導光手段が灯火器の透光性カバー内に配置されているので、運転者は１つのモニタ画面内で複数の領域を同時に監視可能となり、運転に対してより有効な支援がなされる。また、車載カメラと導光手段を車両灯火器の透光性カバー内に配置するので、車両灯火器の透光性カバーの気密性を利用して車載カメラを風雨から容易に保護することができる。しかも、ヘッドライトと方向指示灯とを１ユニット状にまとめて１つの透光性カバー内に収納した灯火器を用いれば、車両前方から側方を含む広範囲をカバー内の車載カメラで有効に撮像できる。

本発明の第２の特徴構成は、前記車載カメラの正面にある被写体からの前記導光手段を通過しない光と、前記導光手段によって導かれた光とが同時に前記受光素子に導かれる点にある。

本構成であれば、導光手段を介した映像と導光手段を介さない映像とをモニタ画面に同時に表示できるので、単一の車載カメラで多数の方向を監視可能となる。また、例えば車載カメラをその光軸が重要な監視対象領域を向くように設置すれば、同領域からの光は導光手段を経ずに直接受光素子に導かれるために、導光手段の表面における一部波長の吸収や乱反射などの影響を受けない、良好な条件での撮像が可能となる。

本発明の第３の特徴構成は、前記導光手段が前記車載カメラの光軸より上方に配置されており、前記車載カメラの正面にある被写体からの光は前記導光手段を通ることなく直接前記受光素子に導かれる点にある。

本構成であれば、一般に運転の支援情報としての重要度が低い空は導光手段で遮られて撮像されず、その代わりに、車載カメラの光軸に対して偏向した車両後方、側方、斜め前方などに位置する被写体が導光手段で導かれて撮像される。さらに、これとは別に車載カメラの正面にある被写体も撮像されるので、結果として車両を囲む広い範囲を同時に監視できる。

本発明の第４の特徴構成は、互いに異なる経路を介して前記受光素子に向かう複数の光を互いに分離する仕切り部材を有する前記導光手段が前記受光素子の上流側に設けられている点にある。

本構成であれば、撮像範囲の異なる複数の画像どうしが干渉し合った画像の内容を判別し難い状態でモニタ画面に表示されることを、光どうしを物理的に分離する仕切り部材を受光素子の手前に設けるという簡単な構成で防止できる。

本発明の第５の特徴構成は、前記導光手段としての反射手段を介して得られた一次撮像画像を、左右反転させた表示用画像に変換する画像処理部を備え、前記画像処理部は前記仕切り部材の端面の撮像画像に基づいて前記複数の画像どうしの境界を示すマーカーを作成し、前記表示用画像と共に前記モニタ画面に表示する点にある。

本構成であれば、モニタ画面上に隣接して表示される複数の画像どうし、例えば車両の前方を映した撮像画像と、車両の側方を映した別の撮像画像とを、画像処理によって良く目立つように作成した鮮やかな色などのマーカーによって明確に仕切ることができるので、運転者はこれらの異なる画像を容易に識別できる。また、仕切り部材の端面の撮像画像に基づいてマーカーが作成されるので、マーカーの位置が常により正確に決定される。

本発明の第６の特徴構成は、前記灯火器は点滅式の方向指示灯であり、前記制御部が、点滅中の前記方向指示灯の点灯中における撮像画像のみを前記モニタ画面に連続表示する点にある。

本構成であれば、方向指示灯は原則的に車両のフェンダーかその付近にあるので、車両から見て側面方向や運転者が見難い斜め後方の状況を、顔を略前方に向けたままモニタ画面によって効果的に監視できる。しかも、方向指示灯の点灯中における撮像画像のみが連続して表示されるので、特に夜間など環境光が少ない時でも、方向指示灯の点滅周期と同期して表示画像が明滅する等の不快な現象が避けられ、鮮明な画像をモニタ画面に表示できる。

本発明の第７の特徴構成は、前記灯火器は点滅式の方向指示灯であり、前記制御部が、前記方向指示灯を点滅させる駆動信号に基づいて、前記車載カメラの絞り値又はシャッタ速度を変更設定する点にある。

本構成であれば、方向指示灯の点滅タイミングに同期させて、点灯中では露光量を抑え、消灯中では露光量を増やすことで、点滅中の方向指示灯の点灯中と消灯中とにわたって連続して撮像して、リアルタイムでモニタ画面に表示しても、平均輝度の変動の少ない比較的安定した良好な画像を表示することができる。

本発明の第８の特徴構成は、前記制御部が、前記車両自身を撮像した画像部位を、前記方向指示灯の発光色と異なる色調に変換するフィルター処理を施して前記モニタ画面に表示する点にある。

本構成であれば、夜間など環境光の弱い状況で、方向指示灯の光で周辺を撮像する場合に、車両自身の一部がモニタ画面に表示されることがあっても、車両自身は方向指示灯の発光色と異なる色調に変換されて表示されるので、周囲の障害物と車両自身との識別が容易となり、駐車操作や駐車からの発進操作に際して有効な支援となる。

以下に本発明による最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示す車両１は、そのフロント側の左右両端部に、車両の周辺領域を撮像可能なカメラユニット５を備えている。また、運転席のインストルメントパネルには、カメラユニット５によって撮像された画像を運転者に表示する液晶モニタ８（表示画面）が設置されている。カメラユニット５は右側のカメラユニット５Ｒと左側のカメラユニット５Ｌとからなる。
図２に示すように、カメラユニット５Ｒ，５Ｌは、方向指示灯２の透光性カバー２ａの背後に配置されており、ビデオカメラ６と、ビデオカメラ６のレンズ６ａよりも外側に配置された一対の平面鏡７ａ，７ｂ（導光手段）とを有する。少なくともビデオカメラ６のレンズ６ａと平面鏡７ａ，７ｂとは、車両１の方向指示灯２の透光性カバー２ａ内に設置されることで、風雨や塵埃から保護されている。尚、透光性カバー２ａの背後には当然ながら方向指示灯２の点滅ランプ９も配置されている。

以下、右側のカメラユニット５Ｒを例として説明する。図２と図３に示すように、ビデオカメラ６のレンズ６ａの光軸Ｘ２は、水平で且つ車両１の側面方向に沿う方向、特に、ここでは車両１の前後方向の中心線Ｘ１に対して垂直に設置されている。
一対の平面鏡７ａ，７ｂは、光軸Ｘ２上の所定箇所から、光軸Ｘ２に対して傾斜して配置されることで、レンズ６ａの光軸に対して偏向した位置にある被写体からの光を一枚のＣＣＤ６ｂ（受光素子）の下方領域に導く導光手段を構成している。ここでは一対の平面鏡７ａ，７ｂは、平面視で約４５°の方向に「く」の字状に配置されることで、一方の平面鏡７ａは車両１の前方にある被写体の像をＣＣＤ６ｂに結像させ、他方の面鏡７ｂは車両１の後方にある被写体の像をＣＣＤ６ｂに結像させる。尚、プリズムを導光手段として用いることも勿論可能である。

また、一対の平面鏡７ａ，７ｂは光軸Ｘ２よりも上方に配置されている。ここでは、図４に示すように、各平面鏡７ａ，７ｂの下端が略レンズ６ａの光軸Ｘ２と一致するように配置されている。したがって、車両１から見て側方にある被写体の像もまた、平面鏡７を経ずに、レンズ６ａの下半分の領域を通過してＣＣＤ６ｂの上方領域に結像される。言い換えれば、一対の平面鏡７ａ，７ｂは、本来であれば一般に空からの光が通過するレンズ６ａの領域を覆うように配置されていることになる。

カメラユニット５の平面鏡７ａ，７ｂとレンズ６ａの間には、平面鏡７ａで反射されてＣＣＤ６ｂに向かう車両前方からの光と、平面鏡７ｂで反射されてＣＣＤ６ｂに向かう車両後方からの光と、平面鏡７ａ，７ｂを経ずにＣＣＤ６ｂに向かう車両側方からの光とを、互いに干渉し合わないように分離するための仕切り部材１２が配置されている。仕切り部材１２は非透光性の樹脂で形成されており、平面鏡７ａ，７ｂどうしの鉛直な境界線付近に接合された鉛直姿勢の縦仕切り部１２ａと、平面鏡７ａ，７ｂの各下端と縦仕切り部１２ａの下端との間に接合された水平姿勢の横仕切り部１２ｂとを含む。

図４に示すように、車両１の制御部１０に設けられた画像処理部１１は、ＣＣＤ６ｂが撮像した画像から、一方の平面鏡７ａを介してＣＣＤ６ｂが撮像した前方の一次撮像画像Ｉａと、他方の平面鏡７ｂを介してＣＣＤ６ｂが撮像した後方の一次撮像画像Ｉｂと、平面鏡７を経ずに撮像した側方の一次撮像画像Ｉｃとを識別し、平面鏡７ａ，７ｂを介して得た一次撮像画像Ｉａ，Ｉｂについては左右反転させて、左右の位置関係の正しい表示用画像Ｅａ，Ｅｂに変換する。平面鏡７を経ずに得られた一次撮像画像Ｉｃについては、左右反転させずに表示用画像Ｅｃとして液晶モニタ８に表示する。このために、図５に示すように、画像処理部１１は、平面鏡７ａ，７ｂを介して得られた撮像画像の左右を反転するための「反転処理部」を備えている。

また、画像処理部１１は、縦仕切り部１２ａと横仕切り部１２ｂのレンズ６ａ側の端面の撮像画像に基づいて、表示用画像Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃどうしの境界を仮想的に示す２本の直線状のマーカー２０を作成し、これを表示用画像Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃと共に液晶モニタ８に表示する。マーカー２０は鉛直に延びた縦マーカー２０ａ，水平に延びた横マーカー２０ｂとからなる。このために、画像処理部１１は、撮像画像の中から縦仕切り部１２ａと横仕切り部１２ｂのレンズ６ａ側の端面を検出する「仕切り検出部」と、検出された縦仕切り部１２ａと横仕切り部１２ｂとに基づいてマーカー２０ａ，２０ｂを作成する「マーカー作成部」と、表示用画像Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃと作成したマーカー２０ａ，２０ｂとを合成する「合成処理部」とを備えている。

このような各撮像画像の認識および画像作成を実施させるためのプログラムとしては既存のソフトを使用できる。尚、この画像処理部１１による画像作成に先立って、制御部１０に各仕切り部１２ａ，１２ｂのレンズ６ａ側の端面の正確な位置を記憶させるために、予め透光性カバー２ａの外表面を青色など単色の布帛で覆った状態でカメラユニット５に撮像させることで、各仕切り部１２ａ，１２ｂの端面のみを認識させる操作が行われている。また、マーカー２０ａ，２０ｂには、自然界と人工物中に比較的稀有な色合で且つ鮮明な色合で実際の仕切り部１２ａ，１２ｂの撮像画像よりも幅の太い直線形状などを用いれば良い。

液晶モニタ８には、３つの表示用画像Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃがリアルタイムで同時に表示される。すなわち、平面鏡７ａを経て得られた車両前方の表示用画像Ｅａが液晶モニタ８の上半分の左側領域に、平面鏡７ｂを経て得られた車両後方の表示用画像Ｅｂが液晶モニタ８の上半分の右側領域に、そして、平面鏡７を経ずに得られた車両側方の表示用画像Ｅｃが液晶モニタ８の下半分の領域に表示される。尚、液晶モニタ８はタッチパネル式になっており、液晶モニタ８のスイッチをＯＮしただけの状態では、３つの表示用画像Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃが同時に表示されるが、表示用画像Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃのいずれかに触れると、その選択された表示用画像のみが液晶モニタ８の全面に表示され、一定時間が経過すると、３画面状態に復帰する。また、マーカー２０ａ，２０ｂに触れて画面上で上下または左右などにドラッグしてマーカー２０ａ，２０ｂの位置を移動させることで、表示用画像Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃどうしの面積比率を自由に変更できる。このために、制御部１０には、運転者による液晶モニタ８のタッチ状態を検出する「圧点検出部」と、圧点検出部による圧点の移動に応じてマーカー２０ａ，２０ｂを移動させる「マーカー移動部」とが設けられている。

尚、制御部１０には、運転者によるステアリングホイールの操舵操作や方向指示器の操作などの運転操作に基づいて、カメラユニット５Ｒ，５Ｌのいずれか一方を駆動して、その撮像画像をカメラ液晶モニタ８に表示するための「カメラ選択手段」が設けられている。例えば、方向指示器を右折操作すると、これがカメラ選択手段によって検出され、右側のカメラユニット５Ｒが駆動され、その撮像画像がカメラ液晶モニタ８に表示される。

また、夜間や照明の十分でない駐車場内など、環境光が特に少ない状況では、方向指示灯２の点滅ランプ９から発される光に基づいて車両周囲の被写体をカメラユニット５で撮像できる。この場合、制御部１０は、点滅中の点滅ランプ９の点灯中に撮像された画像のみを液晶モニタ８に表示させる。そして、点滅ランプ９の消灯中は、液晶モニタ８が真っ暗な表示画面にならないように、点灯中に撮像された画像の最終画像コマを静止画像として連続的に表示させる。尚、点滅ランプ９の点灯中でも光量が不足な場合、ビデオカメラ６の絞り値を下げる又はシャッタ速度を長くするなど、制御部１０が撮影条件を自動的に設定変更する構成としても良い。

〔別実施形態〕
〈１〉方向指示灯２の点滅ランプ９から発される光に基づいて車両周囲の被写体をカメラユニット５で撮像する場合、制御部１０に、車両１自身を撮像した画像部位の形状を記憶させておき、この車両１自身の撮像画像を方向指示灯２の発光色と異なる色調に変換するフィルター処理部を設けることで、液晶モニタ８には、例えばカメラユニット５で撮像した車両１のバンパを、点滅ランプ９で照らされるために黄色味を帯びた車両周囲の被写体の画像とは全く異なるマゼンタ色などで表示することができ、駐車場などにおける車両周囲の被写体の識別性を高めることができる。

〈２〉昼間と夜間とに関わらず、方向指示灯２の点滅ランプ９が消灯中における撮像画像のみを液晶モニタ８に連続表示させる構成も可能である。この場合、環境光が特に少ない状況では、例えば車幅灯から発される光に基づいて車両周囲の被写体をカメラユニット５で撮像できる。そして、点滅ランプ９の消灯中における撮像画像のみが連続して表示される、点滅ランプ９の点灯中は、点滅ランプ９の消灯中に撮像された画像の最終画像コマを静止画像として連続的に表示させる。したがって、方向指示灯２の光がカメラユニット５のレンズに直接入り込んで眩しいグレアが液晶モニタ８に表示される、或いは、方向指示灯２の光がカメラユニット５の一部で反射して出来たフレアが本来の撮像画像と重なり合う、或いは、点滅ランプ９の特殊な発光色による黄色味を帯びた不自然な画像が表示される、等の不快な現象が避けられ、より鮮明な画像をモニタ画面に表示できる。

〈３〉環境光が特に少ない状況において、方向指示灯２の点滅ランプ９から発される光で浮かび上がる被写体を撮像する場合、或いは、点滅ランプ９の点灯中と消灯中とに拘らず被写体を撮像し、液晶モニタ８に表示させても良い。この場合は、制御部１０が、点滅ランプ９を点滅させる駆動信号に同期させた形で、ビデオカメラ６の絞り値又はシャッタ速度を、例えば点灯中は絞り具合を強め、消灯中は絞り具合を弱めるなど、変更設定する構成とすれば、液晶モニタ８に表示された画像の状態が点滅ランプ９の点滅に応じて、著しく明暗が変動するなど、変化し過ぎる不具合を抑制できる。

〈４〉仕切り部材１２ａ，１２ｂを蛍光顔料などで着色された透明な素材で形成しておき、その仕切り部材の端面を撮像して形成される鮮明な画像を、画像処理で加工せずに、そのまま表示しても良い。また、仕切り部材のレンズ６ａ側の端面をより鮮明な画像として撮像させるために、仕切り部材１２ａ，１２ｂの他の端面からＬＥＤなどの光を投光しても良い。

〈５〉仕切り部材１２ａ，１２ｂをより大型化して、点滅ランプ９から発される光がＣＣＤ６ｂに直接進入することを抑制する機能を持たせることも可能である。

〈６〉カメラユニット５Ｒ，５Ｌの設置箇所は、方向指示灯２のカバー２ａ内に限らず、例えば、ヘッドライトと方向指示灯とを同時に覆う大型の透光性カバーが用いられている車両の場合には、この大型のカバーの背後の任意の箇所に配置することができる。

本発明は、車両の周辺領域を撮像可能な車載カメラ５と、車載カメラによって撮像された画像を運転者に表示するモニタ画面とを備え、しかも、単一のカメラで互いに向きの異なる複数の領域を同時に監視することが可能な車両運転支援装置として利用できる。

本発明に係る車両運転支援装置の略図 車両の方向指示器の付近を拡大して示す一部破断平面図 カメラユニットを示す概略斜視図 車両運転支援装置の作用を示す説明図 車両運転支援装置の制御部を示す説明図

符号の説明

１ 車両
２ 方向指示灯
２ａ 透光性カバー
５Ｒ 右側カメラユニット
５Ｌ 左側カメラユニット
６ ビデオカメラ
６ａ レンズ
６ｂ ＣＣＤ（受光素子）
７ａ 平面鏡（導光手段）
７ｂ 平面鏡（導光手段）
８ 液晶モニタ（表示画面）
９ 点滅ランプ
１０ 制御部
１１ 画像処理部
１２ａ 縦仕切り部（仕切り部材）
１２ｂ 横仕切り部（仕切り部材）
２０ａ 縦マーカー
２０ｂ 横マーカー
Ｉａ 前方の一次撮像画像
Ｉｂ 後方の一次撮像画像
Ｉｃ 側方の一次撮像画像
Ｅａ 前方の表示用画像
Ｅｂ 後方の表示用画像
Ｅｃ 側方の表示用画像

Claims (8)

1. 車両の周辺領域を撮像可能な車載カメラと、前記車載カメラによって撮像された画像を運転者に表示するモニタ画面とを備えた車両運転支援装置であって、
   前記車載カメラと、前記車載カメラの光軸に対して偏向した位置にある被写体からの光を前記車載カメラの受光素子に導く導光手段とが車両灯火器の透光性カバー内に設けられており、前記車載カメラによって撮像された、前記導光手段を介した画像を含む複数の画像を前記モニタ画面に表示可能な制御部を備えた車両運転支援装置。
2. 前記車載カメラの正面にある被写体からの前記導光手段を通過しない光と、前記導光手段によって導かれた光とが同時に前記受光素子に導かれる請求項１に記載の車両運転支援装置。
3. 前記導光手段が前記車載カメラの光軸より上方に配置されており、前記車載カメラの正面にある被写体からの光は前記導光手段を通ることなく直接前記受光素子に導かれる請求項２に記載の車両運転支援装置。
4. 互いに異なる経路を介して前記受光素子に向かう複数の光を互いに分離する仕切り部材を有する前記導光手段が前記受光素子の上流側に設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載の車両運転支援装置。
5. 前記導光手段としての反射手段を介して得られた一次撮像画像を、左右反転させた表示用画像に変換する画像処理部を備え、前記画像処理部は前記仕切り部材の端面の撮像画像に基づいて前記複数の画像どうしの境界を示すマーカーを作成し、前記表示用画像と共に前記モニタ画面に表示する請求項４に記載の車両運転支援装置。
6. 前記灯火器は点滅式の方向指示灯であり、前記制御部が、点滅中の前記方向指示灯の点灯中における撮像画像のみを前記モニタ画面に連続表示する請求項１から５のいずれか一項に記載の車両運転支援装置。
7. 前記灯火器は点滅式の方向指示灯であり、前記制御部が、前記方向指示灯を点滅させる駆動信号に基づいて、前記車載カメラの絞り又はシャッタ速度を変更設定する請求項１から５のいずれか一項に記載の車両運転支援装置。
8. 前記制御部が、前記車両自身を撮像した画像部位を、前記方向指示灯の発光色と異なる色調に変換するフィルター処理を施して前記モニタ画面に表示する請求項６または７に記載の車両運転支援装置。

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