JP2011119890A - 操縦支援装置 - Google Patents

Abstract

【構成】カメラ１２は、車両１００の後方を表す被写界像を繰り返し生成する。ＣＰＵ２０は、車両１００の前後方向を定義するべく路面に描かれた直線（＝レーンマーカ）を表す線画像をカメラ１２によって生成された被写界像から探索し、車両１００の幅を表す指標（＝ガイドライン）を発見された線画像に基づいて作成する。ＣＰＵ２０はまた、カメラ１２から出力された被写界像を表示装置２２に表示し、車両１００の幅を表す指標を表示装置２２に表示された被写界像に多重する。
【効果】指標の設定に掛かる負荷を低減することができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、操縦支援装置に関し、特に車幅を表すガイドラインをモニタ画面に表示された車両周辺画像に多重する、操縦支援装置に関する。

この種の装置の一例が、特許文献１に開示されている。この背景技術によれば、映像位置関係を補正するにあたって、テストチャート部材が車両の後部バンパに取り付けられる。テストチャート部材の表面に描かれた実目標は、車両の後部に設けられたＣＣＤカメラによって撮影される。スーパーインポーズ回路は、撮影された実目標の座標データと、実目標が存在すべき位置から理論的に算出された仮想目標の座標データとに基づいて、実目標および仮想目標をモニタ画面に表示する。

利用者は、実目標および仮想目標が一致するようにコントローラを操作する。操作量は補正量としてスーパーインポーズ回路に送られる。これによって、実目標と仮想目標との位置関係（すなわち実映像と仮想映像との位置関係）が適正に補正される。

特開２００１−１８７５５２号公報

しかし、背景技術では、実目標と仮想目標との位置関係を補正するにあたって、テストチャート部材を車両の後部バンパに取り付けるなどの煩わしい作業が必要となり、利用者の負担が大きいという問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、指標の設定に関する負担を低減することができる、操縦支援装置を提供することである。

この発明に従う操縦支援装置(10：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、車両の周辺を表す被写界像を繰り返し生成する撮像手段(12)、車両の前後方向を定義するべく地面に描かれた直線を表す線画像を撮像手段によって生成された被写界像から探索する探索手段(S17)、車両の幅を表す指標を探索手段によって発見された線画像に基づいて作成する作成手段(S21, S27~S35)、撮像手段から出力された被写界像をモニタ画面に表示する表示手段(S3)、および作成手段によって作成された指標を表示手段によって表示された被写界像に多重する多重手段(S5)を備える。

好ましくは、撮像手段によって生成される被写界像は車両の後方を表し、多重手段は後進操作に応答して多重処理を実行する。

好ましくは、車両が基準を上回る速度で走行する期間に探索手段を起動する第１起動手段(S35)がさらに備えられる。

好ましくは、探索手段によって発見された直線が車両の幅方向に分散的に存在する複数の直線に相当するとき作成手段を起動する第２起動手段(S39)がさらに備えられる。

さらに好ましくは、作成手段は、線画像によって表される複数の線をそれぞれトレースする複数の描画線を定義する定義手段(S21, S27~S29)、定義手段によって定義された複数の描画線の消失点を特定する特定手段(S31)、および定義手段によって定義された複数の描画線を特定手段によって特定された消失点を基準として内側に回転させて指標を作成する指標作成手段(S33)を含む。

好ましくは、手動操作に応答して指標の位置を修正する修正手段(S41~S55)がさらに備えられる。

この発明によれば、車両の周辺を表す被写界像に多重される指標は、車幅を表す指標であり、車両の前後方向を定義するべく地面に描かれた直線を被写界像から検出して作成される。これによって、指標の設定に掛かる負荷を低減することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の基本的構成を示すブロック図である。 この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 図２実施例が搭載された車両の一例を示す斜視図である。 図２実施例に適用されるレジスタの構成の一例を示す図解図である。 （Ａ）は車両の走行状態の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は車両の走行状態の他の一例を示す図解図である。 （Ａ）はカメラ画像の一例を示す図解図であり、（Ｂ）はカメラ画像の他の一例を示す図解図である。 ガイドライン作成動作の一例を示す図解図である。 （Ａ）はカメラ画像のその他の一例を示す図解図であり、（Ｂ）はカメラ画像のさらにその他の一例を示す図解図である。 ガイドライン作成動作の他の一例を示す図解図である。 （Ａ）駐車時に表示装置に表示される画像の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は駐車時に表示装置に表示される画像の他の一例を示す図解図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作のさらにその他の一部を示すフロー図である。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
［基本的構成］

図１を参照して、この発明の操縦支援装置は、基本的に次のように構成される。撮像手段１は、車両の周辺を表す被写界像を繰り返し生成する。探索手段２は、車両の前後方向を定義するべく地面に描かれた直線を表す線画像を撮像手段１によって生成された被写界像から探索する。作成手段３は、車両の幅を表す指標を探索手段２によって発見された線画像に基づいて作成する。表示手段４は、撮像手段１から出力された被写界像をモニタ画面に表示する。多重手段５は、作成手段３によって作成された指標を表示手段４によって表示された被写界像に多重する。

車両の周辺を表す被写界像に多重される指標は、車幅を表す指標であり、車両の前後方向を定義するべく地面に描かれた直線を被写界像から検出して作成される。これによって、指標の設定に掛かる負荷を低減することができる。
［実施例］

図２に示すこの実施例の操縦支援装置１０は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して被写界像を出力するカメラ１２を含む。カメラ１２は、光軸が車両１００の後方斜め下向きに延びる姿勢で車両１００の後上側部に設置され（図３参照）、車両１００の後方の路面を斜め上から捉える。カメラ１２から出力された被写界像つまりカメラ画像は、メモリ１８に取り込まれ、画像処理回路１６によって既定の処理を施される。処理を施されたカメラ画像は表示装置２４によって読み出され、この結果、車両１００の後方を表す画像が表示装置２２に表示される。表示装置２２は運転席に設けられ、ドライバ２２はカメラ画像を参照しながら車両１００を操縦する。

カメラ１２の水平角が車両１００の真後ろに正確に調整されていることを前提として、車両１００が路面に描かれたレーンマーカＬＭ１およびＬＭ２の間を図５（Ａ）に示す要領で走行する場合、カメラ画像は図６（Ａ）に示す要領で表示装置２２に表示される。また、同じ前提の下で、車両１００がレーンマーカＬＭ１およびＬＭ２の間を図５（Ｂ）に示す要領で走行する場合、カメラ画像は図６（Ｂ）に示す要領で表示装置２２に表示される。

一方、カメラ１２の水平角が車両１００の真後ろのやや左側にずれていることを前提とすると、車両１００が図５（Ａ）に示す要領で路面を走行する場合、カメラ画像は図８（Ａ）に示す要領で表示装置２２に表示される。また、同じ前提の下で車両１００が図５（Ｂ）に示す要領で路面を走行する場合、カメラ画像は図８（Ｂ）に示す要領で表示装置２２に表示される。

ギアの選択状態は、センサ１４によって検出される。駐車場の地面に描かれた駐車枠ＰＫ１に車両１００を駐車させるべくバックギアが選択されると、ＣＰＵ２２は、ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２を表すキャラクタ画像をメモリ１８に展開する。展開されたキャラクタ画像は、表示装置２４によって読み出され、モニタ画面に多重表示される。

ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２は、水平角が車両１００の真後ろに正確に調整されたカメラ設定に対応して、図１０（Ａ）に示す要領で表示される。ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２はまた、水平角が車両１００の真後ろのやや左側にずれたカメラ設定に対応して、図１０（Ｂ）に示す要領で表示される。ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２は車幅を案内するためのラインであり、ドライバは表示されたガイドラインＧＬ１およびＧＬ２を参照して駐車のためのハンドル操作を行う。

ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２は、当初デフォルト状態でフラッシュメモリ２６に登録されており、以下に述べる要領で適応的に修正される。

ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２の設定がデフォルト設定で、かつ車両１００が移動中であれば、カメラ画像から白線（＝レーンマーカＬＭ１およびＬＭ２）が探索される。このとき、白線の探索性能を向上させるべく、カメラ画像に歪み補正が施される。車両１００を挟む２本の白線が発見されると、この２本の白線の位置が図４に示すレジスタ２０に登録される。車両１００の左側から発見された白線の位置は“左側白線”の欄に登録され、車両１００の右側から発見された白線の位置は“右側白線”の欄に登録される。位置登録処理はＮｍａｘ回繰り返され、Ｎｍａｘ個の位置が“左側白線”の欄および“右側白線”の欄の各々に登録される。

Ｎｍａｘ回の登録処理が完了すると、車両１００の左側に存在する白線の位置が“左側白線”の欄に登録されたＮｍａｘ個の位置に基づいて確定され、車両１００の右側に存在する白線の位置がレジスタ２０の“右側白線”の欄に登録されたＮｍａｘ個の位置に基づいて確定される。具体的には、Ｎｍａｘ個の位置の平均値，最頻値，または中央値が確定位置とされる。

ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２はまず、確定された２本の白線をそれぞれトレースするように設定される。続いて、設定されたガイドラインＧＬ１およびＧＬ２が延長線上で互いに交わる位置が消失点ＬＰ１として特定される。ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２の設定および消失点ＬＰ１の特定も、歪み補正を施されたカメラ画像上で実行される。

歪み補正前のカメラ画像との関係で、ガイドラインＧＬ１，ＧＬ２および消失点ＬＰ１は、水平角が車両１００の真後ろに正確に調整されたカメラ設定に対応して、図７の上段に示す要領で設定ないし特定される。歪み補正前のカメラ画像との関係で、ガイドラインＧＬ１，ＧＬ２および消失点ＬＰ１はまた、水平角が車両１００の真後ろのやや左側にずれたカメラ設定に対応して、図９の上段に示す要領で設定ないし特定される。

設定されたガイドラインＧＬ１およびＧＬ２はその後、消失点ＰＬ１を基準として内側に回転される。ガイドラインＧＬ１の下端からガイドラインＧＬ２の下端までの水平画素数を“ｎ”としたとき、ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２の各々の回転量は（ｎ／２）×αに相当する。ここで、αは、小型車に対応して“０．２”に設定され、中型車に対応して“０．１５”に設定され、大型車に対応して“０．１”に設定される。

回転処理が完了すると、カメラ画像の歪みを考慮してガイドラインＧＬ１およびＧＬ２が湾曲される。ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２は、水平角が車両１００の真後ろに正確に調整されたカメラ設定に対応して、図７の下段に示す位置に移動する。ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２はまた、水平角が車両１００の真後ろに正確に調整されたカメラ設定に対応して、図９の下段に示す位置に移動する。

こうして修正されたガイドラインＧＬ１およびＧＬ２の位置は、フラッシュメモリ２６に登録される。ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２を表すキャラクタ画像は、フラッシュメモリ２６に登録された位置を参照して描画される。

ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２は、ドライバの手動操作に応答して、以下の要領でさらに修正される。

ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２が表示されている状態で、ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２のいずれか一方を指定するガイドライン指定操作が行われると、指定ガイドラインの色が変更される。この状態で位置変更操作が行われると、指定ガイドラインが移動される。指定ガイドラインは、消失点ＬＰ１を基準として指定方向に回転する。その後に登録操作が行われると、指定ガイドラインの現在位置がフラッシュメモリ２６に登録され、指定ガイドラインの色を元に戻される。

また、ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２が表示されている状態でデフォルト設定操作が行われると、フラッシュメモリ２６に登録されたガイドラインＧＬ１およびＧＬ２がデフォルト状態に戻される。

ＣＰＵ２２は、図１１に示す表示制御タスク，図１２〜図１３に示すガイドライン修正タスク，および図１４に示す設定変更タスクを含む複数のタスクを並列的に実行する。なお、これらのタスクに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ２４に記憶される。

図１１を参照して、ステップＳ１では垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生したか否かを判別する。判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されるとステップＳ３に進み、カメラ画像の表示を表示装置２２に要求する。メモリ１８に格納されたカメラ画像は表示装置２２によって読み出され、この結果、車両１００の後方を表す画像がモニタ画面に表示される。

ステップＳ５では、バックギアが選択されたか否かをセンサ１４を通して判別する。判別結果がＮＯであればステップＳ１に戻り、判別結果がＹＥＳであればステップＳ７に進む。ステップＳ７では、ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２を表すキャラクタ画像をメモリ１８に展開し、ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２の表示を表示装置２２に要求する。この結果、メモリ１８に展開されたキャラクタ画像が表示装置２２によって読み出され、ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２がモニタ画面に多重表示される。ステップＳ７の処理が完了すると、ステップＳ１に戻る。

図１２を参照して、ステップＳ１１ではガイドラインＧＬ１およびＧＬ２の設定がデフォルト設定であるか否かを判別する。判別結果がＮＯであれば処理を終了し、判別結果がＹＥＳであればステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では変数Ｎを“１”に設定し、ステップＳ１５では車両１００が移動中であるか否かをカメラ画像の動きに基づいて判別する。

判別結果がＹＥＳであればステップＳ１７に進み、歪み補正を施されたカメラ画像から白線（＝レーンマーカ）を探索する。ステップＳ１９では、車両１００を挟む２本の白線が発見されたか否かを探索結果に基づいて判別し、判別結果がＮＯであればステップＳ１５に戻る一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、発見された２本の白線の位置をレジスタ２０に登録する。車両１００の左側から発見された白線の位置は“左側白線”の欄に登録され、車両１００の右側から発見された白線の位置は“右側白線”の欄に登録される。

レジスタ２０への登録が完了すると、ステップＳ２３で変数Ｎをインクリメントし、変数Ｎが閾値Ｎｍａｘを上回るか否かをステップＳ２５で判別する。判別結果がＮＯであればステップＳ１５に戻り、判別結果がＹＥＳであればステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、レジスタ２０の“左側白線”の欄に登録されたＮｍａｘ個の位置を参照して車両１００の左側に存在する白線の位置を確定させ、レジスタ２０の“右側白線”の欄に登録されたＮｍａｘ個の位置を参照して車両１００の右側に存在する白線の位置を確定させる。

ステップＳ２９では、こうして確定された２本の白線をそれぞれトレースするように、歪み補正を施されたカメラ画像上にガイドラインＧＬ１およびＧＬ２を設定する。ステップＳ３１では、設定されたガイドラインＧＬ１およびＧＬ２が延長線上で互いに交わる位置を消失点ＬＰ１として特定する。消失点ＬＰ１もまた、歪み補正を施されたカメラ画像上で特定される。ステップＳ３３では、消失点ＰＬ１を基準にガイドラインＧＬ１およびＧＬ２を内側に回転させ、カメラ画像の歪みを考慮してガイドラインＧＬ１およびＧＬ２を湾曲させる。ステップＳ３５では、こうして修正されたガイドラインＧＬ１およびＧＬ２の位置をフラッシュメモリ２６に登録する。

図１４を参照して、ステップＳ４１ではガイドラインＧＬ１およびＧＬ２が表示中であるか否かを判別し、ステップＳ４３ではガイドラインＧＬ１およびＧＬ２のいずれか一方を指定するガイドライン指定操作が行われたか否かを判別し、ステップＳ５７ではデフォルト設定操作が行われたか否かを判別する。ステップＳ４１およびＳ４３でＹＥＳであれば、ステップＳ４５で指定ガイドラインの色を変更する。ステップＳ４７では登録操作が行われたか否かを判別し、ステップＳ４９では位置変更操作が行われたか否かを判別する。

位置変更操作が行われるとステップＳ４９からステップＳ５５に進み、指定ガイドラインを移動させる。指定ガイドラインは、消失点ＬＰ１を基準として指定方向に回転する。ステップＳ５５の処理が完了すると、ステップＳ４７に戻る。

登録操作が行われるとステップＳ４７からステップＳ５１に進み、指定ガイドラインの現在位置をフラッシュメモリ２６に登録する。ステップＳ５３では指定ガイドラインの色を元に戻し、その後にステップＳ４１に戻る。

ステップＳ４１およびＳ５７でＹＥＳであればステップＳ５９に進み、フラッシュメモリ２６に登録されたガイドラインＧＬ１およびＧＬ２をデフォルト状態に戻す。ステップＳ５９の処理が完了すると、ステップＳ４１に戻る。

以上の説明から分かるように、カメラ１２は、車両１００の後方を表す被写界像を繰り返し生成する。ＣＰＵ２０は、車両１００の前後方向を定義するべく路面に描かれた直線（＝レーンマーカ）を表す線画像をカメラ１２によって生成された被写界像から探索し(S17)、車両１００の幅を表す指標（＝ガイドライン）を発見された線画像に基づいて作成する(S21, S27~S35)。ＣＰＵ２０はまた、カメラ１２から出力された被写界像を表示装置２２に表示し(S3)、車両１００の幅を表す指標を表示装置２２に表示された被写界像に多重する(S5)。

車両１００の周辺を表す被写界像に多重される指標は、車幅を表す指標であり、レーンマーカを被写界像から検出して作成される。これによって、指標の設定に掛かる負荷を低減することができる。

なお、この実施例では、走行中に発見されたレーンマーカＬＭ１およびＬＭ２に基づいてガイドラインＧＬ１およびＧＬ２を修正するようにしているが、駐車枠ＰＫ１に基づいてガイドラインＧＬ１およびＧＬ２を修正するようにしてもよい。

なお、この実施例では、ガイドラインＧＬ１およびＧＬ２の位置を修正するにあたって、消失点ＬＰ１を基準とした回転処理を行うようにしている。しかし、回転処理の代わりに単なる水平移動処理を行うようにしてもよい。

１０ …操縦支援装置
１２ …カメラ
１４ …センサ
１６ …画像処理回路
１８ …ＣＰＵ
２２ …表示装置
１００ …車両

Claims (6)

1. 車両の周辺を表す被写界像を繰り返し生成する撮像手段、
   前記車両の前後方向を定義するべく地面に描かれた直線を表す線画像を前記撮像手段によって生成された被写界像から探索する探索手段、
   前記車両の幅を表す指標を前記探索手段によって発見された線画像に基づいて作成する作成手段、
   前記撮像手段から出力された被写界像をモニタ画面に表示する表示手段、および
   前記作成手段によって作成された指標を前記表示手段によって表示された被写界像に多重する多重手段を備える、操縦支援装置。
2. 前記撮像手段によって生成される被写界像は前記車両の後方を表し、
   前記多重手段は後進操作に応答して多重処理を実行する、請求項１記載の操縦支援装置。
3. 前記車両が基準を上回る速度で走行する期間に前記探索手段を起動する第１起動手段をさらに備える、請求項１または２記載の操縦支援装置。
4. 前記探索手段によって発見された直線が前記車両の幅方向に分散的に存在する複数の直線に相当するとき前記作成手段を起動する第２起動手段をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の操縦支援装置。
5. 前記作成手段は、前記線画像によって表される複数の線をそれぞれトレースする複数の描画線を定義する定義手段、前記定義手段によって定義された複数の描画線の消失点を特定する特定手段、および前記定義手段によって定義された複数の描画線を前記特定手段によって特定された消失点を基準として内側に回転させて前記指標を作成する指標作成手段を含む、請求項４記載の操縦支援装置。
6. 手動操作に応答して前記指標の位置を修正する修正手段をさらに備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の操縦支援装置。

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