JP2009055098A - 車両用後方撮影表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 目標物や障害物の位置に応じた後退方向あるいは駐車位置の微調整を効果的に支援することができる車両用後方撮影表示装置を提供する。
【解決手段】 後方撮影カメラが撮影する後方画像上に車両の車幅目印となる目印画像２０１を、該後方撮影カメラの撮影視野と一定の位置関係を充足するように合成し、車両の後退時における後方確認用合成画像２０３としてディスプレイ１００に出力する。そして、後方画像に対する目印画像２０１の相対合成位置を変更可能に設定できるようにする。
【選択図】 図１１Ａ

Description

この発明は、車両用後方撮影表示装置に関する。

特開平８−２０７６６１号公報 特開平１０−１６６９４３号公報

従来の車両においては、例えば後退時に後方視野を確認するためにバックミラーやサイドミラーを用いたり、直接後ろを振り返って確認したりすることが一般的であるが、近年では、バックミラーの代わりにディスプレイを用い、車両のリア部に設けられたＣＣＤカメラが撮影した後方視野映像をそのディスプレイに映し出す後方視野表示装置（いわゆるバックモニター）が提案されている（特許文献１及び２）。これにより、ドライバーはディスプレイに表示される映像を視認することで、自車両の後方を確認することができる。

ところが、従来の上記後方視野表示装置では、後退時にディスプレイに映し出される障害物や目標物と自車両との距離感がつかみ辛く、例えば後進による車庫入れや縦列あるいは幅寄せ駐車を行ない難い課題があった。また、車両の後退方向を示すガイドラインが補助画像として表示されるものも多いが、このガイドラインは、例えば車両を駐車位置にスムーズに導くための目標物（例えば、駐車枠ラインや縁石など）や障害物のディスプレイ上の位置とは無関係に表示される。従って、ドライバーはこれを目印に後退運転する場合も、個々の目標物や障害物の位置は別途画像上で把握しつつ後退方向あるいは駐車位置の微調整を行なわねばならないので、勘やテクニックへの依存度も高く、バックモニターとしての利用価値は必ずしも高いとはいえない難点があった。さらに、ディスプレイを用いて前方走行中の後方確認及び車線変更を行なう場合においても、後退の場合と同様に障害物や目標物と自車両との距離感がつかみ辛いという難点があった。

本発明の課題は、ディスプレイに表示される目標物や障害物と自車両との位置関係をより直感的に把握でき、かつ、目標物や障害物の位置に応じた後退方向あるいは駐車位置の微調整、又は前方走行中の後方確認及び車線変更を効果的に支援することができる車両用後方撮影表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の車両用後方撮影表示装置は、上記の課題を解決するために、
車両の運転席から視認可能な位置に設けられたディスプレイと、
車両後端位置から車外後方視野を撮影する後方撮影カメラと、
後方撮影カメラが撮影する後方画像上に車両の車幅目印となる目印画像を、該後方撮影カメラの撮影視野と一定の位置関係を充足するように合成し、車両の後方確認用合成画像としてディスプレイに出力する画像合成出力手段と、
後方撮影カメラの撮影視野に対する目印画像の相対合成位置を変更可能に設定する目印画像合成位置変更設定手段と、を有することを特徴とする。

上記構成によると、後方撮影カメラが撮影する後方画像上に車両の車幅目印となる目印画像を、該後方撮影カメラの撮影視野と一定の位置関係を充足するように合成し、車両の後退時における後方確認用合成画像としてディスプレイに出力するとともに、後方撮影カメラの撮影視野に対する目印画像の相対合成位置を変更可能に設定できるようにした。すなわち、目印画像の相対合成位置をディスプレイ上の目標物や障害物の位置に応じて変更設定することで、該目標物や障害物と自車両との位置関係をより直感的に把握しやすくなり、かつ、目標物や障害物の位置に応じて調整された目印画像をドライバーが参照することで、後退方向あるいは駐車位置の微調整、又は前方走行中の後方確認及び車線変更を効果的に支援することができる。

例えば、車両を後退運転する際にドライバーは、リア後方視野に現れる車体の一部を、後方の障害物と自車両との位置関係を把握する目印として使用する。特に、リアウィンドウの両縁をなすピラーは、車幅方向の車体限界位置に対応する構造体なので、ウィンドウから見える後方左右の障害物と車体側方との間にどの程度のクリアランスが残っているか等を把握する上で有用である。例えば、バック駐車する際には、隣の車両との間隔をピラー位置から判断することができるし、縦列駐車する際には、路側に立つ電柱や標識あるいは前後車両とピラーとの位置関係により幅寄せ間隔や車体の角度を把握しつつ、ハンドルを切ったり戻したりするタイミングを調整する。従って、本発明においても、目印画像は、車幅方向におけるリアウィンドウの両縁をなすピラー位置を示す画像情報としておくことが、後退運転をより直感的に支援する上で有効である。

この場合、目印画像は、リアウィンドウの外形線画像を含むものとしておけば、表示される後方確認用合成画像を、運転席から後方を実際に振り返ったときの視認イメージに近づけることができ、車両後方画像内の目標物や障害物と自車両との距離感をより容易につかむことができる。また、目印画像としてリアウィンドウを表示しているにもかかわらず、その外形線を抽出する形で重畳表示するので後方撮影映像の視認性を良好に保つことができる。特に、目印画像を、リアウィンドウの車幅方向両縁にピラーを介して隣接するサイドウィンドウの外形線画像を含むものとしておけば、運転席から後方を振り返ったときの実車視認イメージにさらに近づけることができ、車室内の遠近感をより明確に認識できるとともに、標物や障害物と自車両との距離感をよりつかみ易くできる。そして、目印画像は、車両の車室内運転席側に配設された車室内カメラにて、当該車両の車室内後方を撮影して得られる実後方車室内画像に基づいて作成されたものを使用すると、また、車室内におけるのリア後部デザインの車種毎の微妙な違いを後方確認用合成画像に反映させることができ、実車視認イメージを想起させる効果が最大限に高められる。従って、後退方向、駐車位置のみならず前方走行中の後方確認及び車線変更を効果的に支援することができる。

また、目印画像は、車幅両端位置を示す車幅ライン画像を含むものとできる。車幅ライン画像を後方確認用合成画像に反映させることで、画像上における現在の車幅限界位置を直接的に表示でき、ひいては車幅方向の障害物ないし目標物とのクリアランスをより直感的に把握しつつ後退運転することが可能となる。

次に、本発明の車両用後方撮影表示装置においては、車両を後退させる際の、該後退方向における予め定められた目標物の画像を後方画像上にて特定する目標物位置特定手段を設けることができる。この場合、目印画像合成位置変更設定手段は、後方画像上における目標物の画像位置を基準として、目印画像合成位置を変更・設定することができる。ドライバーは、例えば駐車時においては、ディスプレイ上の目印画像を頼りに現在の自車の位置を把握しつつ、目標物との間に自らが経験的に把握している適正クリアランスが形成されるように後退運転を行なう形となる。

例えば後方画像上にて目印画像の合成位置を目標物に近づけるように変更すれば、ドライバーは目印画像が近付いた分だけ目標物から自車位置を遠ざけるようにハンドルを切らなければ、該目標物との間に適正クリアランスが形成されるようには感じなくなる。つまり、目印画像の合成位置を目標物に近づけることで、ドライバーは、目印画像を頼りにいつも通りのクリアランスを確保するよう運転しているつもりであっても、実際にはその目印画像の合成位置が目標物に近付いているので、その変更量に対応した余分なクリアランスが目標物との間に形成されるように誘導することができる。逆に、目印画像の合成位置を目標物から遠ざけるように変更すれば、ドライバーは目印画像が遠ざかった分だけ目標物に自車位置が近付くように幅寄せしなければ、該目標物との間に適正クリアランスが形成されるようには感じない。すなわち、目印画像の合成位置を目標物から遠ざけることで、目印画像の合成位置の変更量に対応した分だけ目標物とのクリアランスが減少するように（つまり、幅寄せされるように）、後退運転を誘導することができる。

目標物が、駐車場にて個々の駐車スペースを車幅方向に区画するための駐車枠ラインである場合、目印画像合成位置変更設定手段は、車幅方向両側の駐車枠ライン間中央に車両が後退誘導可能となるように、目印画像合成位置を設定すればよい。これにより、後退運転により駐車枠内に駐車する際に車両を駐車枠ラインの中央にスムーズに導くことができる。

また、本発明の車両用後方撮影表示装置においては、車両の後退先にて、該車両の車幅方向側方に存在する障害物の位置を特定する障害物位置特定手段を設けることができる。障害物の位置は後方画像上にて特定することも可能であるし、車両に別途設けられたセンサ（例えばクリアランスセンサ）により、車体から障害物までの距離を特定するようにしてもよい。もちろん、両者を併用して障害物の位置を特定することも可能である。そして、目印画像合成位置変更設定手段は、障害物位置を基準として、目印画像合成位置を変更・設定することができる。このようにすると、前述の目標物位置特定手段を設ける場合の説明にて、「目標物」を「障害物」と読み換えることで、同様の効果を達成することができる。

障害物が後方画像上で特定できるものであれば、該障害物は目標物に兼用された目標障害物として捉えることができる。この場合、目印画像合成位置変更設定手段は、後退時における車両の該目標障害物に対する幅寄せ距離を入力する幅寄せ距離入力手段を有し、入力された距離にて車両を目標障害物に対し幅寄せしつつ後退誘導可能となるように、目印画像合成位置を変更・設定するよう構成することができる。これにより、入力した幅寄せ距離に応じて目印画像の合成位置が変更され、それに応じて目標障害物への幅寄せ距離が調整されるよう、後退運転を誘導することができる。

具体的には、目印画像合成位置変更設定手段は、幅寄せ後における車両から目標障害物までの距離が小さくなるほど、目印画像が後方画像上にて該目標障害物から離間するように目印画像合成位置を変更・設定するよう構成できる。つまり、目印画像の合成位置を目標障害物から遠ざけるように変更することで、ドライバーは該目標障害物との間に（変更前と同様の）適正クリアランスが形成されるようにハンドルを切ったつもりであっても、実際には目印画像の合成位置が今までよりも形成目印画像から遠ざかっているので目標障害物に車両が近付くよう運転誘導できる。

一方、駐車場では、駐車枠ライン（いわゆる、駐車白線）を目印に、定められた駐車スペースに駐車するのが普通であるが、自分の止めようとしている駐車スペースの駐車枠ラインに隣の駐車車両（隣接他車両）が近付き過ぎていたり、あるいはその駐車枠ラインを踏んでいたりすることがある。この場合、駐車枠ラインを目印として型どおりに中央に駐車したのでは、自車両が隣接他車両に近付きすぎて、お互いに乗降を妨げたり、ドアをぶつけたりするなどのトラブル要因となる。従って、駐車枠ラインは目標位置として参照しつつも、隣接車両への過度の接近は回避できるよう、より高度なクリアランス調整を行なう後退運転テクニックが求められる。本発明においては、これを支援するために、駐車場にて個々の駐車スペースを車幅方向に区画するための駐車枠ラインを前述の目標物とし、自車が駐車しようとする駐車スペースに隣接して駐車中の隣接他車両を障害物として、目印画像合成位置変更設定手段を、隣接他車両から対応する駐車枠ラインまでの距離が小さくなるほど、目印画像が後方画像上にて該隣接他車両に近付くように目印画像合成位置を変更・設定するよう構成できる。目印画像が後方画像上にて該隣接他車両に近付くよう変更されているので、その変更量だけ自車両は自然と隣接他車両から離れた位置に駐車されるよう後退誘導される。その結果、ドライバーはその変更された目印画像を頼りに駐車枠ラインを目印として型どおりにスペース中央に向けて後退運転するだけで、隣接車両への過度の接近を回避しつつ駐車スペース内の適正位置に簡単に駐車することができる。

次に、本発明においては、車両の後退時において、車両に対し車幅方向の予め定められた閾距離範囲内に障害物が存在するか否かを検知する障害物検知手段と、閾距離範囲内に障害物が存在する場合にこれを報知する障害物存在報知手段とを設けることができる。後退運転時に車両が障害物に接近しすぎた場合、これを報知することで、障害物と車両との干渉を未然に防ぐことができる。

本発明においては、上記のごとく、従来は固定されていた目印画像の合成位置を敢えて変更することで、目印画像を頼りに運転するドライバーの習性を利用してその後退運転操作を無意識に操ることが可能となり、ドライバーは通常通りに運転操作するだけで障害物や目標物とのクリアランスを調整することができる。しかし、この場合、目標とするクリアランスを変更するわけであるから、クリアランスソナーなどの障害物検知及び報知機能を有した可能な車両の場合は、報知のための検知閾値を画一的に設定すると、例えば車両を障害物等に対し通常より狭く幅寄せする場合は障害物との距離が十分詰まっていないにも拘わらず報知動作が生じて煩わしく、また、その報知音にプレッシャーを感じて思い切った幅寄せができなくなる等の不具合につながる。他方、車両を障害物からわざと離して駐車したい場合は、障害物までの距離が意図した距離より狭くなっても報知動作が生じないなど、障害物報知が意図通りに機能しなくなる問題を生ずる。そこで、目印画像合成位置変更設定手段による目印画像合成位置の変更内容に応じて、障害物検知手段による障害物検知のための閾距離を変更する閾距離変更手段を設ければ、こうした問題を効果的に回避でき、目印画像の合成位置変更に応じて常に適正な閾距離にて障害物報知を行なうことができる。

具体的には、閾距離変更手段は、車幅方向に存在する障害物から遠ざかる向きに目印画像合成位置が変更された場合に、該目印画像合成位置の変更距離が大きくなるほど閾距離を小さく設定するよう構成できる。障害物から遠ざかる向きに目印画像合成位置が変更されれば、ドライバーはその目印画像により、車幅方向における障害物と車両との距離がより詰まるように運転誘導される。従って、障害物報知のための閾距離を小さく設定することで、障害物との距離が十分詰まっていない状態で報知動作が生じる煩わしさ等を効果的に回避することができる。

以下、本発明の車両用後方撮影表示装置の一実施形態を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態たる車両用後方撮影表示装置１の電気的構成を示すブロック図である。該車両用後方撮影表示装置１は、制御主体となるＥＣＵ１０を有する。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、入出力部１５、不揮発性メモリ１６（例えばフラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ）をバスライン１４にて相互に接続したものである。入出力部１５には、後方撮影カメラ３１、車室内カメラ３２、描画ＬＳＩ４０ディスプレイ１００及びタッチパネル１０１が接続されている。

さらに、入出力部１５には、シフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサ３４、障害物存在報知手段をなすクリアランスソナー３６、車体後部の車幅方向左に存在する障害物までの距離を検知する左クリアランスセンサ３７、同じく車幅方向右に存在する障害物までの距離を検知する右クリアランスセンサ３８、及び車幅方向中央後方に存在する障害物までの距離を検知する中央クリアランスセンサ３９が接続されている。図３に示すように、３つのクリアランスセンサ３７，３８，３９は、いずれも車体の後部バンパに取り付けられている。また、入出力部１５には、必要に応じて、前後移動可能なドライバーシートの前後方向に定められたドライバーシート基準位置からの変位を検出するドライバーシート位置検出部を接続することができる。

ＲＯＭ１３には、画像制御プログラム１３ａが搭載されている。この画像制御プログラム１３ａは、ＣＰＵ１１によりＲＡＭ１２をワークメモリとして実行され、次の機能を実現する（図１３Ａ〜図１３Ｃ、図１４Ａ、図１４Ｂを参照）。
・画像合成出力手段：後方撮影カメラ３１が撮影する後方画像２０２上に車両の車幅目印となる目印画像２０１を、該後方撮影カメラ３１の撮影視野と一定の位置関係を充足するように合成し、シフトレバーがバック（「Ｒ」）に入っている場合に、これを後方確認用合成画像２０３としてディスプレイ１００に出力する。
・目印画像合成位置変更設定手段：後方撮影カメラ３１の撮影視野に対する目印画像２０１の相対合成位置を変更可能に設定する。
・目標物位置特定手段：車両を後退させる際の、該後退方向における予め定められた目標物ＰＬ，ＴＬの画像を後方画像２０２上にて特定する。
・障害物位置特定手段：車両の後退先にて、該車両の車幅方向側方に存在する障害物ＴＣ，ＴＨの位置を特定する。

また、ＲＯＭ１３には、ソナー制御プログラム１３１ａが搭載されている。このソナー制御プログラム１３１ａも、ＣＰＵ１１によりＲＡＭ１２をワークメモリとして実行され、各クリアランスセンサ３７〜３９を障害物検知手段とし（後方画像を用いた画像処理による障害物位置特定も併用可能である：この場合は、画像制御プログラム１３ａも障害物位置特定手段の機能実現に関与する）、クリアランスソナー３６を障害物存在報知手段として、障害物検知手段による障害物までの検知距離が所定の閾値未満となった場合に、障害物存在報知手段を動作させる制御を司る。さらに、目印画像合成位置変更設定手段による目印画像合成位置の変更内容に応じて、障害物検知手段による障害物検知のための閾距離を変更する閾距離変更手段の機能も実現する。

図２に示すように、ディスプレイ１００は、運転席４から視認可能な位置、本実施形態では車両のインストルメントパネル７中央のダッシュボード８に取り付けられている。このディスプレイ１００は周知のカラー液晶表示器で構成され、図１描画ＬＳＩ４０とグラフィックメモリ４０ａによる描画処理に基づいて表示出力がなされる。また、本実施例のディスプレイ４０には、入力部をなす周知のタッチパネル１０１が重ね配置されている。

図２及び図３に示すように、後方撮影カメラ３１は周知のＣＣＤカメラであり、車両のリア部に対しリアウィンドウ５ｂの上縁側に取り付けることができる。具体的には、車体ルーフ後方のリアウィンドウ５ｂの上方位置や、リアウィンドウ５ｂの上端部（この場合、車外側でも車内側でもいずれでもよい）に取り付けることができる。本実施例においては、図４Ａに示すように、車体ルーフ後方にてリアウィンドウ５ｂの上方車外に後方撮影カメラ３１が取り付けられ、車両後方視野を車幅方向の視野範囲Ａ’（図３参照）及び車両天地方向の視野範囲Ｂ’（図４Ｂ参照）内の画像を撮影する。また、図２に示すように、車室内カメラ３２もＣＣＤカメラであり、車室内後方視野を運転席に着座するドライバーの顔画像が含まれるように撮影するもので、車両のフロントウィンドシールド５ａの上端部車内側に取り付けられる。また、ドライバーが不在のとき、図５Ａに示すように、車室内後方の画像を実後方車室内画像２００として撮影する（図５Ａでは、運転席の画像を省略して描いている）。

前述の画像制御プログラム１３ａは、図６のフローチャートに従い、実後方車室内画像２００から目印画像を次のようにして作成する。まず図５Ａのごとく実後方車室内画像２００を撮影し（Ｓ１）、次いで、その実後方車室内画像２００内のリアウィンドウＳＷとサイドウィンドウＳＷの画像を特定し、図５Ｂのごとく、リアウィンドウ外形線ＳＧとサイドウィンドウ外形線ＳＧとを抽出する（Ｓ２）。そして、実後方車室内画像２００上の車体の車幅中央位置Ｏを基準に、車幅端位置を示す車幅ライン画像ＷＬを合成し（Ｓ３：車幅をＷとして、Ｏに関し左右にそれぞれＷ／２の位置）、目印画像２０１として不揮発性メモリ１６に保存する（Ｓ４）。リアウィンドウ外形線ＳＧとサイドウィンドウ外形線ＳＧとを表示することで、両外形線ＲＧ，ＳＧの間に位置する画像領域を、リアウィンドウの両縁をなすピラーの領域として容易に識別することができる。

なお、図５Ｃのごとく、ウィンドウ外形線ＲＧ，ＳＧの内側領域と外側領域とで表示状態を互いに異ならせることも可能である。例えば、ウィンドウ外形線ＲＧ，ＳＧの外側領域の明度を、内側領域の明度よりも小さく設定したり、ウィンドウ外形線ＲＧ，ＳＧの内側領域と外側領域とで色調を互いに異ならせたりすることができる。これによると、後述の後方確認用合成画像にて、車室内を表す領域と車室外を表す領域とのコントラストが明確になるので、遠近感がよりつかみ易くなり、ひいては目標物や障害物と自車両との距離感が把握しやすくなる。

描画ＬＳＩ４０は、画像表示用ＥＣＵ１０から出力されたディスプレイ表示用の後方画像２０２と目印画像２０１とを重ね合成して、ディスプレイ１００に出力する。後方確認用合成画像２０３は、図４Ｃに示すように、後方撮影カメラ３１が撮影する原画像のうち、縦横の各視野範囲Ａ’，Ｂ’内の部分に、ドライバー２が運転席側からリア方向視野にて車内を見たときの縦横の各視野範囲Ａ，Ｂに属するように寸法調整された目印画像２０１を重ね合成したものである。目印画像２０１のウィンドウ外形線ＲＧ，ＳＧは、運転席に着座するドライバーの目線位置に合わせ個々に視点変換された形で後方画像２０２に合成される。

図７は、その処理の流れを示すフローチャートである。Ｓ１１では、ドライバーの顔画像を撮影し、Ｓ１２にて、その取得した顔画像からドライバーの目位置を推定する（高さ方向目位置情報を得る）。続いてＳ１３では、推定されたドライバーの高さ方向目位置の目位置座標系（ドライバー目位置視野座標系）と後方撮影カメラ３１のカメラ座標系（後方撮影視野座標系）との変換関係を算出する。カメラ座標系を目位置座標系に変換する手法は三次元アフィン変換等により周知であり、後方撮影カメラ３１のカメラ位置（ｘ1、ｙ1、ｚ1）とカメラ座標系とが既知である場合、ドライバー目位置を一般化して（ｘ2、ｙ2、ｚ2）とすると、カメラ位置（ｘ1、ｙ1、ｚ1）とドライバー目位置（ｘ2、ｙ2、ｚ2）とを用いた変換関係式として、目位置座標系とカメラ座標系との変換関係を容易に求めることができる。この変換関係式に、Ｓ１２で検出された目位置の実位置座標（ｘm、ｙm、ｚm）を代入することで、変換関係を得ることができる。ただし、座標上のドライバーの平面位置を表示する（ｘm、ｙm）は不変に近く、定数として取り扱ってもよい。車両前後方向位置に関しては、運転席シートの前後のスライド位置で定められるので、図１に示すように、運転席にドライバーシート位置センサ（運転席位置センサ）３５を設け、その検出値を用いて決定してもよい。

図７に戻り、Ｓ１４では、不揮発性メモリ１６に記憶されている、標準ドライバー目位置（ｘ0、ｙ0、ｚ0）を設定して作成された標準外形線画像を読み出す。そして、Ｓ１５にて、該標準ドライバー目位置によるウィンドウ外形線画像の標準目位置座標系（標準ドライバー目位置視野座標系）と、Ｓ１３で推定されたドライバーの高さ方向目位置の目位置座標系（ドライバー目位置視野座標系）との変換関係を求める。Ｓ１６では、上記で求めた変換関係（Ｓ１３及びＳ１５）を用いて、標準外形線画像を、ドライバー目位置から見た外形線画像に視点変換し、後方画像に最終的に合成するべき目印画像を得る。

次に、図８は、上記の目印画像の後方画像への合成位置を調整する処理の流れを示すフローチャートである。まず、Ｓ１０１でシフトレバーが「Ｒ」であるかを示し、「Ｒ」でなければ何もせずに処理を終了する。他方、「Ｒ」であればＳ１０２で後方画像を取得し、Ｓ１０３で目印画像を取得する。続いて、Ｓ１０４では、車両を後退させる際の、該後退方向における予め定められた目標物ＰＬの画像を後方画像２０２上にて特定する処理となる（目標物位置特定手段）。

まず、図９Ａに示すように、目標物が、駐車場にて個々の駐車スペースを車幅方向に区画するための駐車枠ラインＰＬである場合について説明する。Ｓ１０４では、後方画像２０２上にこの駐車枠ラインＰＬが存在するか否かを周知の画像処理により特定する。駐車場では、駐車枠ラインＰＬを目印に、定められた駐車スペースに駐車するのが普通であるが、自分の止めようとしている駐車スペースの駐車枠ラインＰＬに隣の駐車車両（隣接他車両ＴＣ）が近付き過ぎていたり、あるいはその駐車枠ラインＰＬを踏んで止まっていたりすることがある。この場合、駐車枠ラインＰＬを目印として型どおりに中央に駐車したのでは、自車両が隣接他車両ＴＣに近付きすぎて、お互いに乗降を妨げたり、ドアをぶつけたりするなどのトラブル要因となる。従って、駐車枠ラインＰＬは目標位置として参照しつつも、隣接車両への過度の接近は回避できるよう、駐車ラインＰＬと車体とのクリアランス調整を行なう必要が生ずる。そこで、これを支援するために、Ｓ１０４にて駐車枠ラインＰＬが存在する場合はＳ１０５に進み、自車が駐車しようとする駐車スペースに隣接して駐車中の隣接他車両ＴＣを障害物として判別する。

まず、Ｓ１０６では、現在位置の自車両に対し左右の障害物までの距離を特定し、乗降可能となるための最小のクリアランスＣmin（例えば３０ｃｍ）がそれぞれ確保されているか否かを判定する。この時点で、左右のクリアランスの合計が２Ｃmin未満なら、その駐車スペースへの駐車は不能と判定し、Ｓ１１６に進んで駐車不能報知（音声あるいは表示：「駐車できません」）を行なう。他方、左右のクリアランスの合計が２Ｃminを超えていればＳ１０７に進み、駐車枠ラインＰＬ，ＰＬの左右の内縁位置を画像処理により特定する。そして、その内縁位置から左右の障害物（隣接他車両ＴＣ）までの（以下、スペース外マージン距離という）ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒを特定する。

Ｓ１０９にて、上記スペース外マージン距離ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒが十分大きいとき（標準スペース外マージン距離ｄ_０以上（例えば３０ｃｍ）：隣接他車両ＴＣが存在しない場合を含む）は、隣接他車両ＴＣを意識した駐車位置の修正は不要と判断し、図９Ａに示すように、目印画像２０１の中心線Ｏが後方画像上にて車幅中心位置を示す基準位置Ｑに重なるように、目印画像２０１の後方画像に対する合成位置を設定し（以下、これを基準合成位置という）、Ｓ１１１で合成結果を表示する。リアウィンドウ外形線ＲＧ、左右のサイドウィンドウ外形線ＳＧ，ＳＧ及び左右の車幅ラインＷＬ，ＷＬは、実車体の車幅中心位置に対して左右対称に表れる。この目印画像２０１を頼りに、駐車枠ラインＰＬ，ＰＬと対応する車幅ラインＷＬ，ＷＬとの間隔が左右均等となるように後退運転することで、図９Ｂに示すごとく、自車両ＭＣを駐車スペースの略中央にスムーズに導くことができる。このとき、自車両ＭＣの左右に形成される、隣接他車両とのクリアランスも十分に確保することができる。

次に、Ｓ１０９にて、図１０Ａに示すごとく、左右のスペース外マージン距離ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒの少なくとも一方が、標準スペース外マージン距離ｄ_０未満である場合は、Ｓ１１２に進む。図１０Ａでは、左側の隣接他車両ＴＣが駐車枠ラインＰＬを踏んでイレギュラーに停車している事例を示しており、左側のスペース外マージン距離ｄ_Ｌが駐車枠ラインＰＬの幅（例えば１０ｃｍ）の半分程度となっている（例えば５ｃｍ：なお、駐車枠ラインＰＬラインを超えて自車の駐車スペース側にまではみ出している場合は、スペース外マージン距離ｄ_Ｌは負値となる）。

ここで、目印画像２０１を図９Ａのように基準合成位置に合成し、これを参照して駐車スペースの中央に自車両ＭＣを後退駐車したときのことを考える。自車両の車幅端から対応する駐車枠ラインＰＬの内縁までの距離をスペース内マージン距離Ｃとすれば、駐車スペースの中央に自車両ＭＣを駐車した場合の左右の標準スペース内マージン距離Ｃ０は、車幅をＷ、駐車枠ラインＰＬの内縁間距離（つまり、駐車スペース幅）をＬとすれば、後方画像上にてＣ０＝（Ｌ−Ｗ）／２にて算出できる（Ｓ１０７）。該標準スペース内マージン距離Ｃ０を２０ｃｍとすると、隣接他車両ＴＣは対応するライン幅の半分（約５ｃｍ）しかスペース外マージン距離ｄ_Ｌを残していないから、そのままでは、左側クリアランスはｄ_Ｌ＋Ｃ０＝２５ｃｍと明らかに足りなくなり、お互いにドアの開閉及び乗降に支障を来たすことになる。この支障を来たさないための理想クリアランスをＣｅ（例えば４０ｃｍ）とする。

まず、Ｓ１１２では、左右のスペース外マージン距離ｄ_Ｌ，ｄ_Ｒのうち、小さいほうをｄ_Ｓとし、大きいほうをｄ_Ｂとする。Ｓ１１３では、そのｄ_Ｂ側にも隣接他車両が存在するか否かを判定する。図１０ＡのごとくＮｏの場合、図１０Ｂのように目印画像２０１（ウィンドウ外形線画像ＲＧ，ＳＧ＋車幅ライン画像ＷＬ）をΔＣ＝Ｃｅ−（Ｃ０＋ｄｓ）（すなわち、４０−（２０＋５）＝１５ｃｍ）だけｄ_Ｓの側にシフトして表示する（Ｓ１１４→Ｓ１１５→Ｓ１１１）。また、Ｓ１１３でｄ_Ｂ側に隣接他車両が存在する場合は、目印画像２０１を（ｄ_Ｂ−ｄ_Ｓ）／２だけｄ_Ｓの側にシフトして表示する（Ｓ１１７→Ｓ１１５→Ｓ１１１）。

図１０Ｂに示すように、目印画像２０１は、この状態では、後方画像上にて車幅中心位置を示す基準位置Ｑよりもｄ_Ｓの側にΔＣだけ、中心線Ｏを作為的にずらせた形で表示されている。ドライバーは、このずれた中心線Ｏを現実の車幅中心位置と考えて、ピラー位置や車幅ライン画像ＷＬを目印に後退運転することになる。駐車スペースの入り口付近にて、基準位置Ｑが駐車スペースの中央に臨むよう自車両ＭＣが位置していれば、ドライバーは、目印画像２０１を見る限り、（実際には駐車スペースの中央に位置しているにも拘わらず）ｄ_Ｓ側の隣接他車両ＴＣに自車両ＭＣが寄っていると判断する。そして、図１０Ｃに示すように、そのずれた目印画像２０１が画像上の駐車スペースの中央に位置決めされるよう、ｄ_Ｂの側に幅寄せしながら自車両を後退運転する。その結果、自車両ＭＣのｄ_Ｓ側のクリアランスは、もとはｄ_Ｌ＋Ｃ０（２５ｃｍ）であったのがΔＣだけ拡張し、理想クリアランスＣｅ近い値が確保されることとなる。

ただし、目印画像２０１をシフトした結果、反対側（ｄ_Ｂの側）の車幅端位置が対応する反対側の駐車枠ラインＰＬにかかってしまう場合は、Ｓ１１６に進み駐車不能表示とする。これはり、駐車位置がイレギュラーな隣接他車両ＴＣから自分が離して駐車した結果、反対側の駐車車両（あるいは、駐車しようとする車両）に迷惑をかけてしまうような場合は、無理な駐車は行なわないようにするのである。ただし、反対側の駐車枠ラインＰＬにかからないようにシフト量ΔＣを縮小して目印画像２０１を合成するようにしてもよい。

次に、Ｓ１０４にて駐車枠ラインが後方画像上に存在しなかった場合はＳ１１８に進み、図１１Ａに示すごとく、目印画像２００は、中心線Ｏが後方画像上にて基準位置Ｑに重なるように（つまり、中央位置に）後方画像に対し合成され表示される。図１１Ａは自車両を路側部に幅寄せ駐車する場合を示しており、路側部に隣接する障害物ＴＨとして、民家の塀（縁石、側溝、フェンス、ガードレール等のこともある）が画像上に現れている。ドライバーは、この障害物ＴＨを駐車目標物、つまり目標障害物として、その干渉限界位置ＳＬに対し、適当なクリアランスが生ずるように後退しながら幅寄せ駐車することになる。

幅寄せ量を確認するための目印となるのは、ここでも目印画像２００のピラー位置や車幅ラインＷＬであり、例えば車幅ラインＷＬと干渉限界位置ＳＬとの距離が適正クリアランス量に対応した値となるようにハンドルを切りながら後退運転を行なう。縦列駐車のような幅寄せ量の大きい後退運転は苦手な人も多く、うまく運転操作できるクリアランス量が非常に限定されてしまっているケースがある（これは、幅寄せのブレーキ操作あるいはステアリングタイミングを、リアウィンドウから見えるポール位置で確認するなど、運転教習体験に起因したトラウマが原因になっていることも多い）。その結果、狭い道路での路上駐車など大きな幅寄せが要求される場合も、体感的に刷り込まれた適正クリアランス量Ｃが無意識のうちに再現されてしまい、幅寄せ量がどうしても足りなくなりがちである。そこで、幅寄せ量を無理に増やそうとすると今度は距離が詰まりすぎてしまい、結局やり直しを繰り返す悪循環に陥ったり、不幸にして目標障害物にぶつかったりしてしまうこともありえる。

そこで、これを支援するために、Ｓ１１９以下では、後退時における車両の該目標障害物ＴＨに対する幅寄せ距離を手動入力し、その入力された幅寄せ距離が大きくなるほど目印画像２０１が、その幅寄せ方向とは反対側に（つまり、該目標障害物ＴＨから離間するように）基準合成位置からシフトする処理を行なう。すなわち図１１Ａに示すように、画面上に幅寄せ入力の表示を行なう（Ｓ１１９）。具体的には、幅寄せの増加量とその方向の現在入力値を示す幅寄せ表示部２１０と、その入力値を変更するための変更入力部２１１とが表示されている（タッチパネル１０１を利用した周知のソフトボタン入力部である）。目標障害物ＴＨの存在方向に向け、変更入力部２１１の対応するボタン（図では左側）を操作することで、その向きに幅寄せ距離が増加する。例えば、「左に３０ｃｍ」の入力内容であれば、図１１Ｂに示すように、目印画像２０１は反対方向、つまり右方向に、該幅寄せの増分（３０ｃｍ）に対応した距離だけシフト表示される（Ｓ１２０，Ｓ１２１）。

目印画像２０１は、この状態では、後方画像上にて車幅中心位置を示す基準位置Ｑよりも右側にΔＣだけ、中心線Ｏを作為的にずらせた形で表示されることになる。ドライバーは、このずれた中心線Ｏを現実の車幅中心位置と考えてピラー位置や車幅ライン画像ＷＬを目印に、楽に、かつ再現性よく達成できる適正クリアランス量Ｃ（例えば４０ｃｍ）を目指して幅寄せすることに専念すればよい。これにより、ドライバーは４０ｃｍのクリアランス量を形成するように運転しているつもりであっても、右方向に３０ｃｍずれた目印画像２０１を参照していることにより、車体は自然と目標障害物ＴＨに向け３０ｃｍだけ詰めて幅寄せされることになる。すなわち、目標障害物ＴＨに対し１０ｃｍの距離まで詰めて駐車する運転操作を無意識のうちに行なうことが可能となる。

このとき、クリアランスソナー３６（図１）が反応する閾距離は、目印画像２０１の合成位置が基準合成位置である場合には、上記適正クリアランス量Ｃに対応した距離（これは、周知のごとく、手動入力により変更設定可能である）に定めておく。そして、幅寄せ距離が入力された場合には、その幅寄せ方向に位置するクリアランスセンサ（例えば、図１１Ａの場合は左クリアランスセンサ３７）の閾距離を幅寄せ距離に対応した値だけ小さくなるように変更する。これにより、通常であれば固定設定された閾距離を割り込んだところで反応するクリアランスソナー３６が、入力された幅寄せ増加量に応じて、それが消化された時点で鳴り始めることになる。その結果、変更した幅寄せ量に対応した障害物への接近報知を適切に行なうことができるとともに、通常よりは大きく幅寄せすることがわかっているにも拘わらず、閾距離を割り込んだクリアランスソナー３６を鳴らせ続けながら幅寄せしなければならない煩わしさからも解放される。

なお、本実施形態において、ディスプレイとして車両運転席のインパネ中央部に設置したナビゲーション用のディスプレイを適用したが、例えば車両運転席付近に設置される、後方を確認するためのルームミラー自体をディスプレイとし、これに後方確認用合成画像を表示させるようにしても勿論よい。また、本実施形態においては、後退方向あるいは駐車位置の微調整として説明したが、前方走行中の後方確認、車線変更時にも本発明を適用することができることは言うまでもない。

本発明の車両用後方撮影表示装置に係る電気的構成の一例を示すブロック図。 カメラ及びディスプレイの配置レイアウトの一例を示す斜視図。 同じく平面図。 後方撮影カメラの取付位置を説明する図。 後方撮影カメラの視野と、ドライバーが後ろを振り返ったときの視野との関係を示す説明図。 後方画像と目印画像との位置関係を示す説明図。 実後方車室内画像の説明図。 実後方車室内画像から抽出したリアウィンドウ外形線及びサイドウィンドウ外形線を用いた目印画像の第一例を示す図。 同じく第二例を示す図。 目印画像作成処理の流れを示すフローチャート。 外形線画像視点変換処理の流れを示すフローチャート。 目印画像表示調整処理の流れを示すフローチャート。 目印画像を標準合成位置とした場合の表示例を車両位置とともに示す説明図。 図９Ａに続く説明図。 目印画像の合成位置を、隣接他車両位置に応じ自動変更する場合の表示例を車両位置とともに示す説明図。 図１０Ａに続く説明図。 図１０Ｂに続く説明図。 目印画像の合成位置を、幅寄せ量の入力値に応じ手動変更する場合の表示例を車両位置とともに示す説明図。 図１１Ａに続く説明図。

符号の説明

１ 車両用後方撮影表示装置
４ 運転席
１０ 制御ＥＣＵ（目印画像合成位置変更設定手段、目標物位置特定手段、障害物位置特定手段、閾距離変更手段）
３１ 後方撮影カメラ
３２ 車室内カメラ
３６ クリアランスソナー（障害物存在報知手段）
３７〜３９ クリアランスセンサ（障害物位置特定手段、障害物検知手段）
４０ 描画ＬＳＩ（画像合成出力手段）
１００ ディスプレイ（画像合成出力手段）
１０１ タッチパネル（幅寄せ距離入力手段）
２０１ 目印画像
２０２ 後方画像
２０３ 後方確認用合成画像
ＲＧ リアウィンドウ外形線画像
ＳＧ サイドウィンドウ外形線画像
ＷＬ 車幅ライン画像
ＰＬ 駐車枠ライン

Claims (14)

1. 車両の運転席から視認可能な位置に設けられたディスプレイと、
   車両後端位置から車外後方視野を撮影する後方撮影カメラと、
   前記後方撮影カメラが撮影する後方画像上に前記車両の車幅目印となる目印画像を、該後方撮影カメラの撮影視野と一定の位置関係を充足するように合成し、前記車両の後方確認用合成画像として前記ディスプレイに出力する画像合成出力手段と、
   前記後方撮影カメラの撮影視野に対する前記目印画像の相対合成位置を変更可能に設定する目印画像合成位置変更設定手段と、
   を有することを特徴とする車両用後方撮影表示装置。
2. 前記目印画像は、前記車幅方向におけるリアウィンドウの両縁をなすピラー位置を示す画像情報とされる請求項１記載の車両用後方撮影表示装置。
3. 前記目印画像は、前記リアウィンドウの外形線画像を含む請求項２記載の車両用後方撮影表示装置。
4. 前記目印画像は、前記リアウィンドウの前記車幅方向両縁に前記ピラーを介して隣接するサイドウィンドウの外形線画像を含む請求項３記載の車両用後方撮影表示装置。
5. 前記目印画像は、前記車両の車室内運転席側に配設された車室内カメラにて、当該車両の車室内後方を撮影して得られる実後方車室内画像に基づいて作成されたものが使用される請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用後方撮影表示装置。
6. 前記目印画像は車幅両端位置を示す車幅ライン画像を含む請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用後方撮影表示装置。
7. 前記車両を後退させる際の、該後退方向における予め定められた目標物の画像を前記後方画像上にて特定する目標物位置特定手段を有し、
   前記目印画像合成位置変更設定手段は、前記後方画像上における前記目標物の画像位置を基準として、前記目印画像合成位置を変更・設定するものである請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用後方撮影表示装置。
8. 前記目標物は、駐車場にて個々の駐車スペースを車幅方向に区画するための駐車枠ラインであり、
   前記目印画像合成位置変更設定手段は、前記車幅方向両側の駐車枠ライン間中央に前記車両が後退誘導可能となるように、前記目印画像合成位置を設定する請求項７記載の車両用後方撮影表示装置。
9. 前記車両の後退先にて、該車両の車幅方向側方に存在する障害物の位置を特定する障害物位置特定手段を有し、
   前記目印画像合成位置変更設定手段は、前記障害物位置を基準として、前記目印画像合成位置を変更・設定するものである請求項７又は請求項８に記載の車両用後方撮影表示装置。
10. 前記障害物は前記目標物に兼用された目標障害物であり、
    前記目印画像合成位置変更設定手段は、前記後退時における前記車両の該目標障害物に対する幅寄せ距離を入力する幅寄せ距離入力手段を有し、入力された距離にて前記車両を前記目標障害物に対し幅寄せしつつ後退誘導可能となるように、前記目印画像合成位置を変更・設定する請求項９記載の車両用後方撮影表示装置。
11. 前記目印画像合成位置変更設定手段は、幅寄せ後における前記車両から前記目標障害物までの距離が小さくなるほど、前記目印画像が前記後方画像上にて該目標障害物から離間するように前記目印画像合成位置を変更・設定する請求項１０記載の車両用後方撮影表示装置。
12. 前記目標物は、駐車場にて個々の駐車スペースを車幅方向に区画するための駐車枠ラインであり、
    前記障害物は、自車が駐車しようとする駐車スペースに隣接して駐車中の隣接他車両であり、
    前記目印画像合成位置変更設定手段は、前記隣接他車両から対応する駐車枠ラインまでの距離が小さくなるほど、前記目印画像が前記後方画像上にて該隣接他車両に近付くように前記目印画像合成位置を変更・設定する請求項９記載の車両用後方撮影表示装置。
13. 前記車両の後退時において、前記車両に対し車幅方向の予め定められた閾距離範囲内に障害物が存在するか否かを検知する障害物検知手段と、
    前記閾距離範囲内に障害物が存在する場合にこれを報知する障害物存在報知手段と、
    前記目印画像合成位置変更設定手段による前記目印画像合成位置の変更内容に応じて、前記障害物検知手段による前記障害物検知のための前記閾距離を変更する閾距離変更手段と、を有する請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の車両用後方撮影表示装置。
14. 前記閾距離変更手段は、前記車幅方向に存在する障害物から遠ざかる向きに前記目印画像合成位置が変更された場合に、該目印画像合成位置の変更距離が大きくなるほど前記閾距離を小さく設定する請求項１３記載の車両用後方撮影表示装置。

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