JP2010076480A - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】死角映像の視認性を向上させることができる車両用運転支援装置７を提供する。
【解決手段】ルームミラー５とプロジェクタ９との配置関係を、ルームミラー５を介した運転者２７の視線２８を再帰性反射材１０上におけるプロジェクタ９からの光軸１２の反射点１３に到達せしめると共に、プロジェクタ９からの光軸１２に対して運転者２７の視線２８がなす角度θを４度以内に収めるようにする。これにより、ルームミラー５を利用して、プロジェクタ９からの光軸１２と運転者２７の視線２８とが一致するように運転者２７の視線２８とプロジェクタ９からの光軸１２とを近づけ、運転者２７が、ルームミラー５を介して、再帰性反射材１０からの非常に指向性の強い反射光を受け取るようにする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両用運転支援装置に関する。

車両用運転支援装置としては、特許文献１に示すように、車両内に設けられる再帰性反射材と、運転者が視認不可能な死角領域における車両外部の画像データを取得する画像データ取得手段と、画像データ取得手段が取得した画像データの視点を変換する画像データ変換手段と、画像データ変換手段が変換した変換画像データを再帰性反射材へ映し出す写映手段と、が備えられたものが提案されている。このものによれば、画像データ取得手段により得られた死角情報を画像処理して再帰性反射材に画像として表示するため、運転者が直接視認可能な情報と再帰性反射材上に映し出された死角情報とが連続的に繋がることになる。また、再帰性反射材の光指向性のため凹凸が車両内壁に存在しても、再帰性反射材上に映し出される画像が歪むことがない。
特開２００５−２８４４８５号公報

しかし、上記車両用運転支援装置においては、運転者の視線と写映手段からの光軸とは、基本的にずれており、そのずれを、構成上、完全一致させることはできない。このため、運転者が受ける再帰性反射材からの反射光量は少なくならざるを得ず、再帰性反射材上に映し出された死角映像（死角領域における車両外部を撮影した映像）の視認性は低いものとならざるを得ない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、死角映像の視認性を向上させることができる車両用運転支援装置を提供することにある。

前記技術的課題を達成するために本発明（請求項１に係る発明）においては、
車両内に設けられる再帰性反射材と、運転者が視認不可能な死角領域における車両外部の画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段が取得した画像データの視点を変換する画像データ変換手段と、前記画像データ変換手段が変換した変換画像データを前記再帰性反射材へ映し出す写映手段と、が備えられている車両用運転支援装置において、
前記運転者の視認領域にミラーが備えられ、
前記ミラーが、該ミラーを介した前記運転者の視線を前記再帰性反射材上における前記写映手段からの光軸の反射点に到達せしめると共に、該写映手段からの光軸に対して該運転者の視線がなす角度を所定角度範囲内に収めるように配置されている構成とされている。この請求項１の好ましい態様としては、請求項２以下の記載の通りとなる。

請求項１の発明によれば、ミラーを利用して、写映手段からの光軸と運転者の視線とが一致するように該運転者の視線と該写映手段からの光軸とを近づけることができ、運転者は、ミラーを介して、再帰性反射材からの非常に指向性の強い反射光を受け取ることができる。このため、ミラーを用いることにより死角映像（死角領域における車両外部を撮影した映像）の視認性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、ミラーとして、ルームミラーが用いられ、画像データ取得手段が、車両後方を撮影するカメラとされ、写映手段が、ルームミラー近傍に配置され、再帰性反射材が、運転者の後方に配置されていることから、運転者に、ルームミラーを通じて、車両後方における死角領域の外部映像を高い視認性をもって視認させることができる。
また、ミラーとして、既存のルームミラーを有効利用することから、部品点数の低減を図ることができる。

請求項３の発明によれば、再帰性反射材が後席の後方に配置され、後席に乗員が存在することを検出する後席乗員検出手段が備えられ、写映手段が、後席乗員検出手段が後席に乗員が存在することを検出したときには、後席の乗員の頭部相当域に関し、変換画像データを出力しないように設定されていることから、後席乗員が、写映手段の出力(投射）に基づき、まぶしさを感じることを回避できる。

請求項４の発明によれば、ミラーとして、専用ミラーが備えられ、画像データ取得手段が、運転者席よりも前側の車両死角領域における車両外部を撮影するカメラとされ、写映手段が、専用ミラー近傍に配置され、再帰性反射材が、専用ミラーよりも後方に配置されていることから、専用ミラーを用いることにより、運転者に、車両前側における種々の死角領域の外部映像を高い視認性をもって視認させることができる。

請求項５の発明によれば、車室内ランプの点灯を検出するランプ点灯検出手段が備えられ、写映手段が、ランプ点灯検出手段が車室内ランプの点灯を検出したとき、ランプ点灯検出手段が車室内ランプの点灯を検出しないときに比して、出力光量を減少させるように設定されていることから、乗員が写映手段の光をまぶしく感じて手元操作が阻害されることを回避できる。

請求項６の発明によれば、写映手段からの光軸に対して運転者の視線がなす角度が、４度以内とされていることから、本件発明者の知見に基づき、ミラーを用いて死角映像（死角領域における車両外部を撮影した映像）の視認性を向上させることを具体的に実現できる。

請求項７の発明によれば、ミラーが、ハーフミラーとされ、写映手段が、変換画像データをハーフミラーを透過させて出力するように設定されていることから、ハーフミラー（出力時の透過性）を利用して、写映手段からの光軸と運転者の視線とを完全一致させることができ、運転者は、ハーフミラーを介して（反射性利用）、再帰性反射材からの極めて指向性の強い反射光を受け取ることができる。このため、運転者が視認する死角映像（死角領域における車両外部を撮影した映像）の視認性を著しく向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１〜図８は第１実施形態を示す。この第１実施形態を示す図１において、符号１は車両で、この車両１には、前席２(運転者席２ａ、助手席２ｂ）と後席３とが前後して設けられている。前席２の前側上方には、フロントウインド４よりも内方側においてルームミラー（ハーフミラーでない通常のもの）５が配置されており、そのルームミラー５は、車幅方向略中央位置においてルーフ６前端部に取付け台（図示略）を介して姿勢調整可能に取付けられている（図３参照：図３においては簡略的に記載）。これにより、運転者席２ａに着座した運転者は、既知の如く、ルームミラー５を利用することにより運転者席２ａよりも後方側を視認できることになっている。

前記車両１には、図１〜図３に示すように、実施形態に係る車両用運転支援装置７が搭載されている。この車両用運転支援装置７は、画像データ取得手段としてのカメラ８と、写映手段としてのプロジェクタ９と、再帰性反射材１０と、画像処理ユニット１１と、ミラーＭとにより構成されている。

前記カメラ８は、後方監視を目的として、車体後方を撮影する役割を有している。カメラ８は、ルーフ６端、トランクリッド、ドアミラー部等に取付けられることになっており、本実施形態においては、カメラ８として２台のＣＣＤカメラが用意され、それらは、車幅方向中央位置において、上下関係をもって配置されている（図１，図３参照）。このカメラ８が撮影した画像データとしての車体後方の映像は、図２に示すように、該カメラ８から画像処理ユニット１１に出力されることになる。

前記プロジェクタ９は、図２〜図４に示すように、画像処理ユニット１１から出力される映像（変換画像データ）を再帰性反射材１０上に投影させる役割を有している。このプロジェクタ９は、その照射(出力）側を車体後方に向けつつ、前記ルームミラー５の取付け台(図示略）又はルーフ６前端部に取付けられており、プロジェクタ９は、ルームミラー５の近傍位置において、その照射がルームミラー５により妨げられないように配置されている。図３において、符号１２は、プロジェクタ９が再帰性反射材１０に向けて照射したときの光軸を示し、符号１３は、その光軸１２の再帰性反射材１０上での反射点を示している。

前記再帰性反射材１０は、その再帰性反射機能（入射光を光源の方向にまっすぐ戻す機能）に基づき、プロジェクタ９から照射される映像を反射してプロジェクタ９に戻す役割を有している（図３の光軸１２を参照）。この再帰性反射材１０は、本実施形態においては、荷室に荷物が積まれた場合に後方視認性が低下すること、リアピラー（Ｃピラー）１４が死角領域となって後方視認性を低下させていることに鑑み、プロジェクタ９により車体の後方映像を投影すべく、荷室と乗員室とを必要に応じて区画するために用いられるネットやトノカバー等の区画部材の前面に貼り付けられて、スクリーン１５として用いられていると共に、リアピラー１４内面に貼り付けられてリアピラー１４の内張材として用いられている。これにより、スクリーン１５においては、図５に示すように、リアウインドウ１６及びその下部を含む車体後方の映像が歪みなくプロジェクタ９により投影され、リアウインドウ１６下部に隠れて直接視認できない子供等１７についても投影される。この場合、図５に示すように、後席３に乗員１８が存在する場合には、後述のマスク処理に基づき、スクリーン１５に、その後席乗員１８の少なくとも頭部１８ａがマスク状態（図５中、黒色をもって示す）をもって投影される。これにより、後席乗員１８は、プロジェクタ９の照射によりまぶしさを感じることを回避できる。また、リアピラー１４内面の再帰性反射材１０においては、リアピラー１４の車体外方の映像がプロジェクタ９により投影される。

前記画像処理ユニット１１は、基本的には、カメラ８による取得映像を処理してプロジェクタ９から出力する映像を適切なものにする役割を有している。この画像処理ユニット１１には、上記役割を果たすべく、図４に示すように、画像取得及び記憶処理部１９ａと、視点変換処理部２０ａと、画像合成処理部２１とが備えられている。画像取得及び記憶処理部１９ａは、カメラ８が撮影した映像（カメラ映像）を取り込んで記憶する機能を有している。視点変換処理部２０ａは、画像取得及び記憶処理部１９ａからカメラ映像を取り出して、そのカメラ映像を、カメラ８の位置、姿勢、画角と、プロジェクタ９の位置、姿勢、画角とにより、プロジェクタ９の位置から撮影したように変換する機能を有している。画像合成処理部２１は、視点変換処理部２０ａからのカメラ映像だけでなく画像処理ユニット１１における他の処理部の処理情報を取り込んで合成処理し、それをプロジェクタ９に出力する機能を有している。

上記画像処理ユニット１１には、前記カメラ８からの撮影情報の他に、室内カメラ２２からの後席３の撮影映像、ルームランプスイッチ２３からの作動状態情報（ＯＮ，ＯＦＦ情報を含む）が入力されている。このため、画像処理ユニット１１は、図４に示すように、室内カメラ２２からの後席３の撮影映像の処理のために、画像取得及び記憶処理部１９ｂと、後席乗員検出処理部２４と、視点変換処理部２０ｂと、マスク領域算出処理部２５とを備えていると共に、ルームランプスイッチ２３からのルームランプの作動状態情報（ＯＮ，ＯＦＦ情報を含む）の処理のために、プロジェクタ光量補正処理部２６を備えている。

前記画像取得及び記憶処理部１９ｂは、室内カメラ２２が撮影した撮影映像（カメラ映像）を取り込んで記憶する機能を有しており、この画像取得及び記憶処理部１９ｂには、前記画像取得及び記憶処理部１９ａと基本的に同じものが用いられている。後席乗員検出処理部２４は、画像取得及び記憶処理部１９ｂからのカメラ映像（後席３撮影情報）を取り込んで、そのカメラ映像と、予め記憶されている人間頭部の画像データとのマッチング処理により、後席乗員１８の有無を検出する機能を有しており、この後席乗員検出処理部２４と室内カメラ２２とが、後席乗員検出手段を構成することになる。視点変換処理部２０ｂは、後席乗員検出処理部２４を経たカメラ映像を取り込み、そのカメラ映像を、カメラ８の位置、姿勢、画角と、プロジェクタ９の位置、姿勢、画角とにより、プロジェクタ９の位置から撮影したように変換する機能を有している。マスク領域算出処理部２５は、後席乗員検出処理部２４による処理により後席乗員１８が検出されたとき、視点変換処理部２０ｂを経たカメラ映像において、後席乗員１８の少なくとも頭部をマスク領域と特定する機能を有しており、その処理情報は、前記画像合成処理部２１に出力されることになっている。このマスク領域算出処理部２５からの処理情報に基づき、画像合成処理部２１は、視点変換処理部２０ａを経た映像において、後席乗員１８の少なくとも頭部１８ａをマスク領域としてマスク状態（輝度なし）とする（図５も参照）。一方、プロジェクタ光量補正処理部２６は、ルームランプスイッチ２３からのルームランプの点灯、照明度合い情報（作動状態情報）を取り込んで、照明度合いが高くなるほど、プロジェクタ９の出力光量を大きく減少させる補正情報を作り出し、その補正情報を前記画像合成処理部２１に出力する機能を有している。このプロジェクタ光量補正処理部２６とルームランプスイッチ２３とがランプ点灯検出手段を構成することになる。このプロジェクタ光量補正処理部２６からの補正情報に基づき、画像合成処理部２１は、視点変換処理部２０ａを経た映像（マスク領域以外の領域）を、室内ランプに応じた輝度状態とする。

図６は、上記制御例を示すフローチャートを示す。このフローチャートにおいては、先ずＳ１（Ｓはステップを示す）で、カメラ８からカメラ映像（車体後方映像）が取得されて記憶されると共に、ルームランプスイッチ２３の状態が検出される。次のＳ２においては、カメラ映像の前述の視点変換処理が行われ、次のＳ３においては、ルームランプスイッチ２３状態に応じた輝度補正処理が視点変換処理を経たカメラ映像に対して行われる。次に、Ｓ４において、室内カメラ２２より後席乗員１８の検出が行われ（室内カメラ映像取り込み）、次のＳ５において、その後席乗員１８が存在するか否かの判別が行われる。Ｓ５がＹＥＳのときには、室内カメラ映像の視点変換処理（Ｓ６）、マスク領域算出処理（Ｓ７）、マスク領域輝度補正処理（Ｓ８）を経て、Ｓ９において、カメラ映像とマスク映像との合成処理が行われる。このＳ９の映像が、Ｓ１０において、プロジェクタ９から出力される。

一方、Ｓ５の判別がＮＯのときには、Ｓ３のカメラ映像が、直接、プロジェクタ９から出力される（Ｓ１０）。

前記ミラーＭには、本実施形態においては、前記ルームミラー５（リアビュミラー）が利用されている。ルームミラー５は、運転者がそのルームミラー５を介して前記各再帰性反射材１０に投影された映像（死角映像）を見ることにより、その視認性を高める役割を有している。このため、ルームミラー５は、その傾斜調整、プロジェクタ９との相対的配置関係（近傍配置）等に基づき、図３に示すように、そのルームミラー５を介した運転者２７の視線２８を再帰性反射材１０上におけるプロジェクタ９からの光軸１２の反射点１３に到達せしめると共に、プロジェクタ９からの光軸１２に対して運転者２７の視線２８がなす角度θを所定角度範囲内（４度以内）に収まるように配置されている。

上記構成について具体的に説明する。ルームミラー５を通じて運転者２７が投影画像を見ようとすれば、ルームミラー５を介した運転者２７の視線２８をプロジェクタ９からの光軸１２の反射点１３に到達させる必要があるが、前述したように、プロジェクタ９からの光軸１２が再帰性反射材１０で反射する場合には、再帰性反射（入射光が光源の方向にまっすぐ戻る反射）となるため、基本的には、再帰性反射材１０上に投影された映像を見ることはできない、或いは、見えても著しく視認性が低いものとなる。しかし、本件発明者は、プロジェクタ９からの光軸１２に対する運転者２７の視線２８がなす角度θを所定角度範囲内、具体的には４度以内にすれば、十分高い視認性が得られるとの知見を得た。

図７は、上記知見を得るために、再帰性反射材１０に投影された映像の視認性について調べた実験内容を示している。この実験においては、プロジェクタ♯１から再帰性反射材１０に映像を投影すると共に、外乱光を想定して、プロジェクタ♯２からプロジェクタ♯１と異なる映像を再帰性反射材１０に投影した。そして、再帰性反射材１０から光軸１２上を一定距離（４ｍ）だけ離れた位置を決め、その光軸１２上の位置から偏位したいくつかの位置で、再帰性反射材１０に投影された映像の視認性を確認した（写真撮影）。この場合、再帰性反射材１０としては、黄色のものを用いられた。
図８は、図７の実験結果（写真撮影）を示している。図８の結果によれば、光軸１２から０．３ｍ近くまでの距離において、プロジェクタ♯１による投影映像の白色ラインを、再帰性反射材１０の黄色を打ち消して白色状態で視認することができた。本件発明者は、このことと、再帰性反射材１０として黒色のものを利用することを想定し、上述の如く、プロジェクタ９からの光軸１２に対して運転者２７の視線２８がなす角度θを４度（deg）以内にすれば、映像を再帰性反射材１０に投影する場合でも、十分視認性が確保できるとの知見を得た。

このような知見に基づき、本件発明者は、プロジェクタ９とルームミラー５との配置関係を考慮すれば、上記条件を満足できるとの発想の下、前述のような構成（ルームミラー５とプロジェクタ９との配置を、ルームミラー５を介した運転者２７の視線２８を再帰性反射材１０上におけるプロジェクタ９からの光軸１２の反射点１３に到達せしめると共に、プロジェクタ９からの光軸１２に対する運転者２７の視線２８がなす角度θを所定角度範囲内（４度以内）に収まるようにすること）を得たのである。

これにより、運転者２７は、ルームミラー５を通じて、スクリーン１５、リアピラー１４内面の再帰性反射材１０からの非常に指向性の強い反射光（投影映像）を受け取ることができ、その投影映像の視認性を高めることができる。

図９は、第２実施形態、図１０は第３実施形態を示す。この各実施形態において、前記第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。、

図９に示す第２実施形態においては、ルームミラー５に、反射性と透過性とを有するハーフミラー（ルームミラー５と同符号を用いる）が用いられ、プロジェクタ９が、そのハーフミラー５の前側に配置されて、そのハーフミラー５を透過させて映像を出力するように設定されている。これにより、プロジェクタ９からの光軸１２と運転者２７の視線２８とが完全に一致（角度θ＝０）することになり、運転者２７は、ハーフミラー（反射性利用）を介して、再帰性反射材１０からの極めて指向性の強い反射光（投影映像）を受け取ることができ、その投影映像の視認性を著しく高めることができる。

図１０に示す第３実施形態は、ミラーＭとして、専用ミラー２９を用いたものが示されている。この専用ミラー２９には、本実施形態においては、ハーフミラーが用いられ、その専用ミラー２９は、運転者２７にとって死角領域になるフロントピラー内面に設けられている。この専用ミラー２９の前側にはプロジェクタ９（図示略）が隠れた状態で配置されており、そのプロジェクタ９は、フロントピラー前方のカメラ映像を、専用ミラー２９を透過させて、専用ミラー２９よりも後方側に配置される再帰性反射材１０（ルーフトリム内面等、適宜部材に貼り付け：図示略）に出力するようにされている。これにより、通常であれば、フロンピラーに隠れて見えない車両等が存在する場合であっても、図１０に示すように、フロントピラー３０前方のカメラ映像を専用カメラ２９前側に配置されるプロジェクタ９から出力することにより、運転者２７は、高い視認性をもってその車両等３１を視認できることになる。

以上実施形態について説明したが本発明においては、次の態様を包含する。
（１）複数の異なる方向のカメラ映像を取得し、プロジェクタ９からの出力を適宜、切り換えること。
（２）サイドドア等の運転席前側の死角部分に専用ミラー２９等を設けて、本発明を構築すること。

第１実施形態に係る車両用支援運転装置を搭載した車両を平面的に示す図。 第１実施形態に係る車両用支援運転装置を示す構成図。 第１実施形態に係る車両用支援運転装置の仕組みを説明する説明図。 第１実施形態に係る車両用支援運転装置を示す詳細構成図。 第１実施形態に係る再帰性反射材（スクリーン）に投影される投影画像例を示す図。 第１実施形態に係る制御例を示すフローチャート。 再帰性反射材１０の視認性実験を説明する説明図。 図７の実験結果を示す図。 第２実施形態に係る車両用支援運転装置を説明する説明図。 第３実施形態に係る車両用支援運転装置を説明する説明図。

符号の説明

１ 車両
５ ルームミラー（ミラーＭ）
７ 車両用運転支援装置
８ カメラ（画像データ取得手段）
９ プロジェクタ（写映手段）
１０ 再帰性反射材
１１ 画像処理ユニット
１２ プロジェクタからの光軸
１３ 再帰性反射材の反射点
１８ 後席乗員
２０ａ 視点変換処理部（画像データ変換手段）
２２ 室内カメラ（後席乗員検出手段）
２３ ルームランプスイッチ（ランプ点灯検出手段）
２４ 後席乗員検出処理部（後席乗員検出手段）
２６ プロジェクタ光量補正処理部（ランプ点灯検出手段）
２７ 運転者
２８ 運転者の視線
２９ 専用ミラー（ミラーＭ）
Ｍ ミラー
θ プロジェクタの光軸と運転者の視線とがなす角度

Claims (7)

1. 車両内に設けられる再帰性反射材と、運転者が視認不可能な死角領域における車両外部の画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段が取得した画像データの視点を変換する画像データ変換手段と、前記画像データ変換手段が変換した変換画像データを前記再帰性反射材へ映し出す写映手段と、が備えられている車両用運転支援装置において、
   前記運転者の視認領域にミラーが備えられ、
   前記ミラーが、該ミラーを介した前記運転者の視線を前記再帰性反射材上における前記写映手段からの光軸の反射点に到達せしめると共に、該写映手段からの光軸に対して該運転者の視線がなす角度を所定角度範囲内に収めるように配置されている、
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。
2. 請求項１において、
   前記ミラーとして、ルームミラーが用いられ、
   前記画像データ取得手段が、車両後方を撮影するカメラとされ、
   前記写映手段が、前記ルームミラー近傍に配置され、
   前記再帰性反射材が、前記運転者の後方に配置されている、
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。
3. 請求項２において、
   前記再帰性反射材が後席の後方に配置され、
   前記後席に乗員が存在することを検出する後席乗員検出手段が備えられ、
   前記写映手段が、前記後席乗員検出手段が後席に乗員が存在することを検出したときには、該後席の乗員の頭部相当域に関し、前記変換画像データを出力しないように設定されている、
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。
4. 請求項１において、
   前記ミラーとして、専用ミラーが備えられ、
   前記画像データ取得手段が、前記運転者席よりも前側の車両死角領域における車両外部を撮影するカメラとされ、
   前記写映手段が、前記専用ミラー近傍に配置され、
   前記再帰性反射材が、前記専用ミラーよりも後方に配置されている、
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   車室内ランプの点灯を検出するランプ点灯検出手段が備えられ、
   前記写映手段が、前記ランプ点灯検出手段が車室内ランプの点灯を検出したとき、該ランプ点灯検出手段が車室内ランプの点灯を検出しないときに比して、出力光量を減少させるように設定されている、
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記写映手段からの光軸に対して前記運転者の視線がなす角度が、４度以内とされている、
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。
7. 請求項６において、
   前記ミラーが、ハーフミラーとされ、
   前記写映手段が、前記変換画像データを前記ハーフミラーを透過させて出力するように設定されている、
   ことを特徴とする車両用運転支援装置。