JP4715604B2 - 周辺画像表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の周囲を撮像した撮像画像を表示装置に表示する周辺画像表示装置に関する。
従来より、上記周辺画像表示装置として、車両に搭載されたカメラにより撮像した画像から移動物体を抽出し、抽出した移動物体を画面上で強調して表示させるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−321579号公報
しかしながら、上記装置においては、移動物体の輪郭などの画像の一部を強調表示するのであるが、表示装置を注視することができない運転者は、画像の一部を強調表示するだけでは画面の変化に気付き難いため、撮像画像中に移動物体が存在することを認識することが難しいという問題点があった。
そこで、このような問題点を鑑み、車両の周囲を撮像した撮像画像を表示装置に表示する周辺画像表示装置において、表示装置を注視することなく移動物体が撮像画像中に存在することを、車両の運転者が気付き易くできるようにすることを本発明の目的とする。
かかる目的を達成するために成された請求項1に記載の周辺画像表示装置においては、存在領域判定手段が、撮像手段による撮像画像の領域を予め複数の領域に区分した区分領域のうち、抽出手段により抽出された移動物体が何れの区分領域に存在するかを判定する。そして、表示制御手段は、存在領域判定手段により移動物体が存在すると判定された区分領域の全域を強調表示する画像を撮像画像に合成した合成画像を表示部に表示させる。
このような周辺画像表示装置によれば、移動物体を検出した場合に、区分領域の全域を強調表示するので、車両の運転者は表示部を注視することなく撮像画像中に移動物体が存在することを認識することができる。また、強調表示される区分領域によって移動物体が存在する領域も特定することができるので、運転者は短時間で移動物体の位置を認識することができる。
また、上記周辺画像表示装置においては、車両と抽出手段により抽出された移動物体との相対距離および相対速度のうちの少なくとも一方を演算する演算手段と、演算手段による演算結果に応じて移動物体が存在する区分領域の強調表示方法を設定する表示方法設定手段と、を備え、表示制御手段は、表示方法設定手段により設定された強調表示方法に応じて強調表示する画像を撮像画像に合成した合成画像を表示させる
このような周辺画像表示装置によれば、車両と移動物体との相対距離や相対速度に応じて強調表示方法を変更して表示することができるので、運転者は移動物体がどの程度危険なのかを容易に認識することができる。
また、上記周辺画像表示装置において、表示制御手段は、区分領域の全域を特定の色で表示することにより移動物体が存在する区分領域を強調表示させ、表示方法設定手段は、区分領域における表示色を演算手段による演算結果に応じて設定するよう構成することが考えられるが、本発明の表示制御手段は、抽出手段により抽出された移動物体が存在する区分領域の全域を点滅することにより強調表示させ、表示方法設定手段は、区分領域における点滅周期を前記演算手段による演算結果に応じて設定するよう構成している
本発明において、このように区分領域の全域を点滅させるのは、時間に対する画面の輝度の変化が大きいと、この画面が人の目に留まり易いという特性を利用しているのである。
従って、このような周辺画像表示装置によれば、区分領域の全域を点滅させるので、より運転者に移動物体を認識させ易くすることができる。また、運転者は、点滅周期に応じて、移動物体がどの程度危険なのかを容易に認識することができる。
さらに、上記周辺画像表示装置において、表示方法設定手段は、点滅周期を変更した際に、変更前の点滅周期における位相に応じて、変更後の点滅周期における点灯状態および消灯状態の継続時間が予め設定された所定範囲内になるよう開始位相を設定する
このような周辺画像表示装置によれば、点灯状態および消灯状態の継続時間が長すぎたり短すぎたりすることにより、運転者に点滅周期が極端に長く、或いは短くなったような錯覚を起こさせることを防止することができるので、点滅周期が変更された場合であっても、違和感なく区分領域を点滅させることができる。
また、請求項2に記載の周辺画像表示装置のように、演算手段は、車両と抽出手段により抽出された移動物体との相対距離および相対速度のうちの少なくとも一方に基づいて、移動物体が車両に及ぼす危険度を演算し、表示方法設定手段は、演算手段により演算された危険度が最大のものにおける点滅周期を、抽出手段により移動物体が抽出された全ての区分領域の点滅周期として設定してもよい。
このような周辺画像表示装置によれば、複数の区分領域を点滅させる場合においては、これらの区分領域を同様の点滅周期で点滅させるので、点滅周期がばらつくことにより表示部全体の視認性を悪化させることなく点滅表示を行うことができる。
また、請求項2に記載の周辺画像表示装置においては、請求項3に記載のように、表示方法設定手段は、点滅周期を変更した際に、変更前の点滅周期における位相に応じて、変更後の点滅周期における点灯状態および消灯状態の継続時間が予め設定された所定範囲内になるよう開始位相を設定するようにしてもよい。
以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
図1は周辺画像表示システム1(周辺画像表示装置)の概略構成を示すブロック図である。
周辺画像表示システム1は、車両に搭載されており、複数のカメラ20(撮像手段:カメラ(1)21、カメラ(2)23、カメラ(n)25)と、処理部10と、映像表示部41(表示部)とを備えている。
複数のカメラ20は、例えば車両の周囲の異なる領域を撮像し、撮像画像を処理部10に送信する。
映像表示部41は、例えば、LCD(液晶カラーディスプレイ)として構成されており、処理部10から送信された映像信号に基づく映像を表示する。
処理部10は、CPU11、ROM13、RAM15を有する周知のマイクロコンピュータとして構成されている。そして、処理部10には、車速センサ27、ステアリングセンサ29、ヨーレートセンサ31による検知信号が入力され、処理部10は、これらの入力信号に基づいて、周辺画像表示システム1が搭載された車両の速度や進行方向等の車両情報を検出する。
また、処理部10は、複数のカメラ20から取得した撮像画像に、予めROM13に記憶された画像等の異なる画像を合成するなどの所定の処理を行い、処理後の画像を映像表示部41に表示させる。
具体的には、処理部10は、複数のカメラ20から取得した撮像画像から移動物体を検出し、この移動物体と当該車両(周辺画像表示システム1が搭載された車両)との相対距離や相対移動方向に基づいて、移動物体の危険度を演算する。そして、処理部10は、この危険度に応じて移動物体が存在する領域の全域をフラッシング表示(点滅表示)させる。
この処理の詳細については、図2および図3を用いて説明する。図2は処理部10が実行する強調表示処理を示すフローチャート、図3は強調表示処理のうちフラッシング関数決定処理を示すフローチャートである。
強調表示処理では、まず、複数のカメラ20から取得した撮像画像から移動物体を検出する(S110:抽出手段)。この処理においては、時点の異なる複数枚の画像(つまり異なるフレームの画像)を用いて、各画素のオプティカルフロー(各画素が次の瞬間に移動する距離および方向を示すベクトル)と車両の移動量とを比較することで、画像上に存在する移動物体が検出される。このとき、移動物体が存在する区分領域も特定される。
なお、車両の移動量については、処理部10が車速センサ27、ステアリングセンサ29、ヨーレートセンサ31から入力される検知信号に基づいて演算する。
また、この処理のように撮像画像から移動物体を検出する処理については、例えば特願平10−259817号公報(自車両の後方または後側方を撮像するカメラ画像から、他車両のオプティカルフローを検出し自車両との相対関係を監視する技術)等により開示されているため、詳述を省略する。
次に、撮像画像中に移動物体が存在するか否かを判定する(S120)。移動物体が存在していなければ(S120:No)、S190に移行する。一方、移動物体が存在していれば(S120:Yes)、移動物体の位置および速度を検出する(S130:存在領域判定手段)。この処理においては、複数のカメラ20による撮像領域(或いは映像表示部41による表示領域)を予め複数の領域区分しておき、この区分領域のうちの何れの領域に移動物体が存在するのかについても判定する。
なお、移動物体の位置および速度を検出する処理については、特願2003−160919号公報(検出した物体を追跡し、オプティカルフローの時間変化による変位と車両移動量を比較することで、移動物体の位置・速度を検出する技術)等により開示されているため、詳述を省略する。
また、S110の処理にて複数の移動物体が検出された場合には、S130の処理以下の処理を、これら複数の移動物体それぞれについて実行する。
続いて、検出した移動物体の危険度を算出する(S140:演算手段)。この処理においては、例えば、危険度の大きさをE、移動物体の移動ベクトルをvm、当該車両の移動ベクトルをvc、当該車両と移動物体との相対距離をdとしたときに、危険度Eを次式にて表す。
つまり、当該車両に対する移動物体の相対移動方向が、当該車両に接近する方向であって、その移動速度が速ければ早いほど、危険度Eは大きな値となる。
また、当該車両と移動物体との相対距離dが近ければ近いほど、危険度Eは大きな値となる。
次いで、各移動物体について算出された危険度Eの何れかのうちに、予め設定された閾値βよりも大きいか否かを判定する(S150)。閾値βよりも大きくなければ(S150:No)、S190に移行する。一方、閾値βよりも大きければ(S150:Yes)、フラッシング関数決定処理を実行する(S160:表示方法設定手段)。
つまり、この処理では、閾値βよりも危険度が高いか否かを判定し、危険度Eが閾値β以下の場合には、フラッシング等の警告を行わないようにしている。これにより、危険度が高い場合のみを確実に警告できるようにしている。
このフラッシング関数決定処理では、図3に示すように、まず、S140にて算出した危険度Eのうち、最大のものを選択する(S310)。
そして、この危険度Eに基づいて、フラッシング周期T(点滅周期)を算出する(S320)。ここで、フラッシング周期Tは、次式にて求められる。
ただし、αは予め設定されたフラッシング定数である。
即ち、フラッシング周期Tは、危険度Eの大きさに反比例する。ここで、本実施形態においては、時刻t=nの時点でのフラッシング周期TをTnと表記し、前回設定されたフラッシング周期をTn-1と表記する。
続いて、S330〜S390の処理では、前回設定されたフラッシング周期Tn-1の位相ωに基づいて、今回設定されたフラッシング周期Tnの位相ω’を設定する。そして、時刻t、フラッシング周期Tn、設定された位相ω’に基づいて、フラッシング関数f(t)を決定する(S400)。
具体的に、S400で決定されるフラッシング関数f(t)は、次式にて示される。
即ち、時刻t、フラッシング周期Tn、および位相ω’により決定される三角関数の値が、正の値(0を含む)であれば、f(t)=1となり、負の値であれば、f(t)=0となる。
ここで位相ω’は、S330〜S390の処理にて決定される。
即ち、ω≦Tn-1/2であるか否かを判定する(S330)。ω≦Tn-1/2であれば(S330:Yes)、ω≦Tn/2であるか否かを判定する(S340)。ω≦Tn/2であれば(S340:Yes)、ω’=ωとして設定し(S350)、S400の処理を実行する。
また、ω>Tn-1/2であれば(S340:No)、ω’=Tn/2として設定し(S360)、S400の処理を実行する。
一方、S330の処理にて、ω>Tn-1/2であれば(S330:No)、ω−Tn-1/2≦Tn/2であるか否かを判定する(S370)。ω−Tn-1/2≦Tn/2であれば(S370:Yes)、ω’=Tn/2+ω−Tn-1/2として設定し(S380)、S400の処理を実行する。
また、ω−Tn-1/2>Tn/2であれば(S370:No)、ω’=0として設定し(S390)、S400の処理を実行する。
フラッシング関数決定処理が終了すると、図2に戻り、フラッシング関数の出力が1であるか否かを判定する(S170:表示方法設定手段)。フラッシング関数の出力が1であれば(S170:Yes)、この区分領域のR値(赤色の輝度の値)を予め設定された高い値(例えば輝度100%)に設定する(S180、S180〜S200:表示制御手段)。なお、この処理においては、R値に限らず、B値(青色の輝度の値)等の他の色の値を高い値に設定してもよい。
また、S170において、フラッシング関数の出力が0であれば(S170:No)、S190に移行する。
続いて、S190では、複数のカメラ20により撮像された撮像画像、および予め設定された車両の画像を合成した合成画像を生成する(S190)。このとき、S180にて特定の区分領域のR値を高い値にするよう設定されていれば、この設定を適用する。また、この処理においては、例えば複数のカメラ20により撮像された撮像画像を鳥瞰変換して合成する。ここで、鳥瞰変換方法としては、例えば特願2003−44732号公報に記載されている方法等により実現することができる。
そして、生成した合成画像を映像信号に変換し、この映像信号を映像表示部41に出力し(S200)、強調表示処理を終了する。
ここで、フラッシング関数決定処理により決定されたフラッシング関数を用いてフラッシングを行った際の具体例を図4および図5を用いて説明する。図4および図5は、フラッシングパターンを示す説明図である。なお、図4および図5において、出力がハイレベル(f(t)=1)であるときに点灯状態であることを示し、出力がローレベル(f(t)=0)であるときに消灯状態であることを示す。
まず、ω≦Tn-1/2かつω≦Tn/2であるときには、ω’=ωとして設定される(S350参照)。即ち、前回設定されたフラッシング関数f(n−1)において点灯状態であって、今回設定したフラッシング周期Tnにおいて、ω’=ωとすれば点灯状態になる場合には、図4(a)に示すように、そのまま点灯状態になるように設定する。
すると、フラッシング周期が変更されたときの点灯状態の継続時間は、Tn-1/2〜Tn/2の間の時間にすることができる。
また、ω≦Tn-1/2かつω>Tn/2であるときには、ω’=Tn/2として設定される(S360参照)。即ち、前回設定されたフラッシング関数f(n−1)において点灯状態であって、今回設定したフラッシング周期Tnにおいて、ω’=ωとすれば消灯状態になる場合には、図4(b)に示すように、消灯状態になるように設定する。
つまり、ω>Tn/2であるので、現時点で点灯状態がTn/2以上継続していることになる。よって、すぐに消灯状態にしたとしても、フラッシング周期が変更されたときの点灯状態の継続時間は、Tn-1/2〜Tn/2の間の時間にすることができる。
次に、ω>Tn-1/2かつω−Tn-1/2≦Tn/2であるときには、ω’=Tn/2+ω−Tn-1/2として設定する(S380参照)。即ち、前回設定されたフラッシング関数f(n−1)において消灯状態であって、今回設定したフラッシング周期Tnにおいて、ω’=Tn/2+ω−Tn-1/2とすれば消灯状態になる場合には、図5(a)に示すように、消灯状態になるように設定する。
すると、フラッシング周期が変更されたときの消灯状態の継続時間は、Tn-1/2〜Tn/2の間の時間にすることができる。
また、ω>Tn-1/2かつω−Tn-1/2>Tn/2であるときには、ω’=0として設定する(S390参照)。即ち、前回設定されたフラッシング関数f(n−1)において消灯状態であって、今回設定したフラッシング周期Tnにおいて、ω’=Tn/2+ω−Tn-1/2とすれば点灯状態になる場合には、図5(b)に示すように、消灯状態になるように設定する。
つまり、ω−Tn-1/2>Tn/2であるので、現時点で消灯状態がTn/2以上継続していることになる。よって、すぐに点灯状態にしたとしても、フラッシング周期が変更されたときの消灯状態の継続時間は、Tn-1/2〜Tn/2の間の時間にすることができる。
従って、本実施形態の周辺画像表示システム1によれば、点灯状態または消灯状態が極端に長すぎたり短すぎたりすることがない
以上のように詳述した周辺画像表示システム1を用いれば、例えば図6に示すような映像が映像表示部41に表示されることになる。なお、図6は映像表示部41に表示される映像の表示例を示す説明図である。
図6に示す表示例における周辺画像表示システム1では、車両の左側方、右側方、および後方を撮像する複数のカメラ20を備えており、それぞれのカメラ20により撮像される領域が区分領域として設定されている。
そして、複数のカメラ20にて撮像された画像は、それぞれ鳥瞰変換され、予め撮像されてROM13に記憶された車両の画像と合成されて表示される。
ここで、周辺画像表示システム1において、車両の後方に歩行者Aを検出した場合には、図6(a)に示すような車両後方の区分領域の全域が赤く強調表示された合成画像と、図6(b)に示すような強調表示されていない通常の合成画像とが、強調表示処理(図2,図3)にて設定されたフラッシング周期に応じて交互に表示される。なお、図6(a)〜図6(f)においては、「赤く強調表示」している部分をハッチング表示している。
また、この状態で、車両の左側方の区分領域に歩行者Bを検出した場合には、図6(c),図6(e)に示すような車両後方および車両左側方の区分領域の全域が赤く強調表示された合成画像と、図6(d),図6(f)に示すような強調表示されていない通常の合成画像とが、強調表示処理(図2,図3)にて設定されたフラッシング周期に応じて交互に表示される。このとき、歩行者Aと歩行者Bとで車両に対する危険度Eが異なる値になったとしても、強調表示処理(図2,図3)により、車両後方および車両左側方の区分領域のフラッシング周期は、同一のフラッシング周期に設定される。
以上のように詳述した周辺画像表示システム1において、処理部10のCPU11は、強調表示処理にて、複数のカメラ20による撮像画像から移動物体を抽出し(S110)、複数のカメラ20による撮像画像の領域を予め複数の領域に区分した区分領域のうち、抽出された移動物体が何れの区分領域に存在するかを判定する(S130)。そして、移動物体が存在する区分領域の全域を強調表示する画像を撮像画像に合成した合成画像を映像表示部41に表示させる(S180〜S200)。
従って、このような周辺画像表示システム1によれば、移動物体を検出した場合に、区分領域の全域を強調表示するので、車両の運転者は映像表示部41を注視することなく撮像画像中に移動物体が存在することを認識することができる。また、強調表示される区分領域によって移動物体が存在する領域も特定することができるので、運転者は短時間で移動物体の位置を認識することができる。
また、処理部10のCPU11は、車両と移動物体との相対距離および相対速度のうちの少なくとも一方を演算し(S140)、この演算結果に応じて移動物体が存在する区分領域の強調表示方法を設定する(S160,S170)。そして、設定された強調表示方法に応じて強調表示する画像を撮像画像に合成した合成画像を表示させる(S180〜S200)。
従って、このような周辺画像表示システム1によれば、車両と移動物体との相対距離や相対速度に応じて強調表示方法を変更して表示することができるので、運転者は移動物体がどの程度危険なのかを容易に認識することができる。
また、処理部10のCPU11は、演算結果に応じてフラッシング周期を設定し(S160,S170)、このフラッシング周期にて抽出された移動物体が存在する区分領域の全域を点滅することにより強調表示させる(S180〜S200)。
従って、このような周辺画像表示システム1によれば、区分領域の全域を点滅させるので、この画面が運転者の目に留まり易くすることができる。よって、運転者に移動物体を認識させ易くすることができる。また、運転者は、フラッシング周期に応じて、移動物体がどの程度危険なのかを容易に認識することができる。
さらに、処理部10のCPU11は、フラッシング周期を変更した際に、変更前のフラッシング周期における位相に応じて、点灯状態および消灯状態の継続時間が所定の時間以上(具体的には、Tn-1/2またはTn/2のうちの短い方以上の時間)になるよう、変更後のフラッシング周期における開始位相を設定する(S330〜S400)。
従って、このような周辺画像表示システム1によれば、点灯状態および消灯状態の継続時間が長すぎたり短すぎたりすることにより、運転者にフラッシング周期が極端に長く、或いは短くなったような錯覚を起こさせることを防止することができるので、フラッシング周期が変更された場合であっても、違和感なく区分領域を点滅させることができる。
加えて、処理部10のCPU11は、車両と移動物体との相対距離および相対速度のうちの少なくとも一方に基づいて、移動物体が車両に及ぼす危険度を演算し(S140)、演算された危険度が最大のものにおけるフラッシング周期を、移動物体が抽出された全ての区分領域のフラッシング周期として設定する(S310)。
従って、このような周辺画像表示システム1によれば、複数の区分領域を点滅させる場合においては、これらの区分領域を同様のフラッシング周期で点滅させるので、フラッシング周期がばらつくことにより映像表示部41全体の視認性を悪化させることなく点滅表示を行うことができる。
なお、本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
例えば、本実施例において、移動物体が検出された区分領域の全体をフラッシングするよう構成したが、このように全体をフラッシングさせるとともに、検出した移動物体を枠で囲む等の強調表示を加えてもよい。このようにすれば、危険をいち早く知らせることができるだけでなく危険な物体が何であるかを解り易くことができる。また、区分領域の全体をフラッシングする際には、音声による警告を加えてもよい。
さらに、本実施形態においては、フラッシング周期を危険度に応じて変更することにより、運転者に危険を報知するよう構成したが、区分領域の全域を特定の色で表示することにより移動物体が存在する区分領域を強調表示させ、区分領域における表示色を危険度に応じて設定するようにしてもよい。また、これらの変形例を本実施形態と組み合わせてもよい。
周辺画像表示システムの概略構成を示すブロック図である。 強調表示処理を示すフローチャートである。 フラッシング関数決定処理を示すフローチャートである。 フラッシングパターンを示す説明図である。 フラッシングパターンを示す説明図である。 映像の表示例を示す説明図である。
符号の説明
1…周辺画像表示システム、10…処理部、20…カメラ、27…車速センサ、29…ステアリングセンサ、31…ヨーレートセンサ、41…映像表示部。

Claims (3)

  1. 車両の周囲を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段による撮像画像から移動物体を抽出する抽出手段と、
    前記撮像手段による撮像画像の領域を予め複数の領域に区分した区分領域のうち、前記抽出手段により抽出された移動物体が何れの区分領域に存在するかを判定する存在領域判定手段と、
    当該車両と前記抽出手段により抽出された移動物体との相対距離および相対速度のうちの少なくとも一方を演算する演算手段と、
    前記演算手段による演算結果に応じて前記移動物体が存在する区分領域における点滅周期を前記演算手段による演算結果に応じて設定する表示方法設定手段と、
    前記表示方法設定手段により設定された点滅周期で前記存在領域判定手段により移動物体が存在すると判定された区分領域の全域を点滅することにより強調表示する画像を前記撮像画像に合成した合成画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
    を備え、
    前記表示方法設定手段は、点滅周期を変更した際に、変更前の点滅周期における位相に応じて、変更後の点滅周期における点灯状態および消灯状態の継続時間が予め設定された所定範囲内になるよう開始位相を設定すること
    を特徴とする周辺画像表示装置。
  2. 車両の周囲を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段による撮像画像から移動物体を抽出する抽出手段と、
    前記撮像手段による撮像画像の領域を予め複数の領域に区分した区分領域のうち、前記抽出手段により抽出された移動物体が何れの区分領域に存在するかを判定する存在領域判定手段と、
    当該車両と前記抽出手段により抽出された移動物体との相対距離および相対速度のうちの少なくとも一方を演算する演算手段と、
    前記演算手段による演算結果に応じて前記移動物体が存在する区分領域における点滅周期を前記演算手段による演算結果に応じて設定する表示方法設定手段と、
    前記表示方法設定手段により設定された点滅周期で前記存在領域判定手段により移動物体が存在すると判定された区分領域の全域を点滅することにより強調表示する画像を前記撮像画像に合成した合成画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
    を備え、
    前記演算手段は、当該車両と前記抽出手段により抽出された移動物体との相対距離および相対速度のうちの少なくとも一方に基づいて、前記移動物体が当該車両に及ぼす危険度を演算し、
    前記表示方法設定手段は、前記演算手段により演算された危険度が最大のものにおける点滅周期を、前記抽出手段により移動物体が抽出された全ての区分領域の点滅周期として設定すること
    を特徴とする周辺画像表示装置。
  3. 前記表示方法設定手段は、点滅周期を変更した際に、変更前の点滅周期における位相に応じて、変更後の点滅周期における点灯状態および消灯状態の継続時間が予め設定された所定範囲内になるよう開始位相を設定すること
    を特徴とする請求項2に記載の周辺画像表示装置。
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