JP6349890B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の運転支援装置に関するものである。

自車両の左右両側前端付近にそれぞれカメラを設置し、当該カメラで撮影した複数の画像を、運転者の目線付近の高さから、自車両の左側面および左側面付近から進行方向で、かつ、自車両のフード先端付近へ向かう俯角の画像に視点変換し、左右の俯角画像を左右方向に合成して、第一の表示画像を作成する。自車両の左右側面及び後部にそれぞれカメラを設置し、当該カメラで撮影した複数の画像を、自車を真上から見下ろした俯瞰画像に視点変換して、自車両の左、右、後方の俯瞰画像を合成して、第二の表示画像を作成する。そして、第一の表示画像の下方に第二の表示画像に並べて配置すると共に、第二の表示画像に表示される自車両の左右側面の車幅方向端部から自車両の進行方向前方に延びる左右自車幅相当延長線を第一の表示画像と第二の表示画像とに連続して、モニタに表示する狭路走行支援装置が開示されている（特許文献１）。

特開２０１１−２３０５６３号公報

しかしながら、上記の狭路走行支援装置では、第一の表示画像と第二の表示画像のそれぞれ表示範囲が固定されているため、狭路走行時以外の場面では、ドライバが必要とする情報をモニタに表示することができない、という問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、場面に応じて、ドライバに対して有意義な情報を表示することができる運転支援装置を提供することである。

本発明は、自車両の近傍を示す第１画像と、自車両の前記近傍よりも遠方を示す第２画像とを生成し、表示手段に表示される表示画面上で第１画像の表示範囲に対する第２画面の表示範囲の表示比率を、自車両の走行状態、自車両の外部環境の状態、又はドライバの状態のうち少なくとも一つの状態に応じて設定し、ドライバの近い側から、第１画像、第２画像の順に配置しつつ、第１画像及び第２画像を連続的に接続して表示手段に表示し、地図データを用いて第２画像を生成することによって上記課題を解決する。

本発明は、第１画像の表示範囲と第２画像の表示範囲との表示比率を固定しておらず、自車両の走行状態等に基づいて、ドライバにとって必要な情報を表示する範囲が拡大されるため、場面に応じて、ドライバに対して有意義な情報を表示することができる。

本発明の実施形態に係る案内装置のブロック図である。 図１のカメラ及びモニタの設置位置を説明するための車両の平面図である。 図１の案内装置のブロック図である。 図１のモニタの表示画面を示す図である。 図１のモニタの表示画面を示す図である。 図１のモニタの表示画面を示す図である。 図１のモニタの表示画面を示す図である。 図３の表示比率設定部で設定される表示比率の特性を示すグラフである。 図１の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る運転支援装置のブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る運転支援装置１００は、制御装置１０、自車両の外部に固定された４つのカメラ１ａ〜１ｄ、レーダ２、車速センサ３、操舵角センサ４、加速度センサ５、モニタ６、照度センサ７、雨滴センサ８、およびナビゲーションシステム２０を備えている。これらの各装置はＣＡＮ（Controller Area Network）その他の車載ＬＡＮによって接続され、相互に情報の授受を行うことができる。

カメラ１ａ〜１ｄは、自車両の近傍を撮像するための車載用のカメラであって、車両の外部の異なる位置に各々設置され、車両周囲の４方向の画像をそれぞれ撮像する。図２に、カメラ１ａ〜１ｄの配置例を示す。たとえば、図２に示すように、フロントグリル近傍などの車両前方の所定位置に設置されたカメラ１ａは、車両前方の所定撮像エリアの画像（フロントビュー画像）を撮像する。左サイドミラーなどの車両左側方の所定位置に設置されカメラ１ｂは、車両左側方の所定撮像エリアの画像（左サイドビュー画像）を撮像する。ルーフスポイラーなどの車両後方の所定位置に設置されたカメラは、車両後方の所定撮像エリアの画像（リアビュー画像）を撮像する。右サイドミラーなどの車両右側方の所定位置に設置されたカメラ１ｄは、車両右側方の所定撮像エリアの画像（右サイドビュー画像）を撮像する。これら４台のカメラ１ａ〜１ｄは所定周期で撮像画像を制御装置１０へ送出する。制御装置１０は、カメラ１ａ〜１ｄから撮像画像をそれぞれ取得する。カメラ１ａ〜１ｄは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）カメラで構成されている。これらカメラ１ａ〜１ｄは、車両周辺を所定の周期で撮像し、得られた撮像画像を制御装置１０に出力する。

レーダ２は、ミリ波レーダ等の発信し、発信された電波の反射信号を測定する装置であって、車両の外部に対して電波を発信できる位置に設けられている。レーダ２は、自車両の周囲に配置された構造物からの反射波を測定することで、自車両の周囲を走行する他車両や、電柱、壁等の障害物を検出する。レーダ２は、検出信号を制御装置１０に出力する。これにより、カメラ１ａ〜１ｄ、及びレーダ２は、自車両の近傍の情報を取得するためのセンサとして機能する。

車速センサ３、操舵角センサ４および加速度センサ５は、自車両の走行状態を検出する。具体的には、車速センサ３は、自車両の車速を検出する。また、操舵角センサ４は、自車両のハンドル操舵角を検出する。さらに、加速度センサ５は、自車両の加速度を検出する。なお、車速センサ３、操舵角センサ４および加速度センサ５による、車速の検出、加速度の検出、及び操舵角の検出は所定の周期で繰り返し実行される。そして、車速センサ３、操舵角センサ４および加速度センサ５は、車速信号、加速度信号、および操舵角信号を制御装置１０に出力する。なお、自車両の挙動を検出するセンサは、上記の車速センサ３等に限らず、他のセンサであってもよい。

本実施形態の運転支援装置１００は、運転操作を支援する各種情報を運転者に提示するモニタ６を備える。モニタ６は、自車両の近傍から遠方までの画像を表示画面上に表示させる。モニタ６は、図２に示すように、運転手の前方のインストルメントパネルに設けられる。モニタ６は、タコメータ、スピードメータの表示も兼用している。なお、モニタ６の表示画面は後述する。

照度センサ７及び雨滴センサ８は、車両の外部環境の状態を検出する。具体的には、照度センサ７は、車両の外部の照度を検出するセンサである。照度センサ７の検出信号は制御装置１０に出力される。制御装置１０は、照度センサ７の検出値に基づいて、例えばヘッドライトのオン、オフを切り替える。また、雨滴センサ８は、例えばフロントガラスに付着した雨を検出するセンサであり、赤外線センサ等で構成されている。雨滴センサ８の検出信号は制御装置１０に出力される。制御装置１０は、雨滴センサ８の検出値に基づいて、例えばワイパーのオン、オフを切り替える。

制御装置１０は、各種プログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、このＲＯＭ１２に格納されたプログラムを実行する動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、を備えている。

ナビゲーションシステム２０は、車両の現在地を測位し、目的地までの走行ルートを検索し、モニタ６に表示することで、運転を支援するシステムである。ナビゲーションシステム２０は、データベース２１、受信器２２、及びＣＰＵ２３を有している。データベース２１は、半導体メモリ、ハードディスクドライブなどの記憶媒体であり、地図データ等を記憶している。受信器２２は、衛星受信用のアンテナ、渋滞や交通規制などの道路交通情報を受信するアンテナ等である。ＣＰＵ２３は、データベース２１に記録されている地図データと、受信器２２を利用した衛星通信によるグローバルポジションシステムとを組みあわせることで、車両の現在地、目的地までの経路誘導を行うコントローラである。また、ＣＰＵ２３は、受信器２２で受信した交通情報をモニタ６への表示などで報知している。ナビゲーションシステム２０による制御信号はモニタ６及び制御装置１０に出力される。そして、ナビゲーションシステム２０で管理されている地図データを利用することで、制御装置１０は、自車両の近傍の情報に限らず、自車両の近傍よりも遠方の情報を取得する。

次に、図１〜図４を用いて、運転支援装置１００により、モニタ６に表示される表示画面の制御について説明する。制御装置１０は、表示画像を生成し、生成した画像をモニタ６に表示させるために、撮像画像取得機能と、画像変換機能と、画像生成機能と、白線検出機能と、地図データ取得機能と、表示制御機能とを備えている。制御装置１０は、上記各機能を実現するためのソフトウェアと、上述したハードウェアの協働により各機能を実行することができる。

図３は、運転支援装置１００のブロック図である。図３では、制御装置１０のうち、上記機能を発揮するための構成を示している。図４は、運転支援装置１００によりモニタ６に表示される表示画面の一例を示している。

図３に示すように、制御装置１０は、近傍画像制御部１１０、接続画像生成部１２０、遠方画像制御部１３０、画像結合部１４０及び表示比率設定部１５０を有している。近傍画像制御部１１０は、カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像等に基づき、自車両の近傍を示す近傍画像を生成しつつ、生成した画像の検出を行う。

ここで、図３に示す各構成を説明する前に、運転支援装置１００で生成され、モニタ６で表示される表示画面について、図４を用いて説明する。本例の運転支援装置１００により生成され、モニタ６に表示される表示画面は、近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３を有している。近傍画像２０１は自車両の近傍を示す画像である。接続画像２０２及び遠方画像２０３を含む画像は、自車両の近傍よりも遠方を示す画像である。

近傍画像２０１は、自車両上方の仮想視点から自車両および自車両周囲を見下ろした俯瞰画像であって、自車両の左右の周囲と、車両前方及び後方の近傍部分を表示している。近傍画像２０１において、自車両Ａの前方及び後方のそれぞれの距離は、例えばレーダ２の検出範囲等に設定され、数十メートル程度である。

遠方画像２０３は、自車両の近傍よりも遠方の位置を示す画像であって、後述する接続画像２０２よりも遠方の位置を表している。遠方画像２０３は、ナビゲーションシステムで利用される地図データから生成される画像あって、自車両の位置から進行方向に向かって数百メートルの位置を示している。近傍画像２０１が、自車両の周囲を画像で示しているのに対して、遠方画像２０３は、交差点などの道路形状（道路線形）、走行経路上の目標物（例えば、右左折などの進路変更の際に目印になる建物など）を画像で示している。

接続画像２０２は、近傍画像２０１で示す位置より遠方を表し、かつ、遠方画像２０３で示す位置より近傍を表し、近傍画像２０１と遠方画像２０３とを接続する仮想画像である。接続画像２０２は、モニタ６に、近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３を表示したときに、表示画面上の平面内で、近傍画像２０１を近くに、遠方画像を遠くに写すための画像である。近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３は、それぞれ、平面視で長方形に形成されている。ただし、近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３は、モニタ６に表示した場合には、各画像で継ぎ目の無い、１枚の連続画像で表示される。

モニタ６の表示画面上で、運転手に近い側から、近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３の順で配置される。

図４に示すように、近傍画像２０１が表示する車線と、遠方画像２０３の前後方向（自車両Ａの進行方向に沿った方向）の車線とが同一の車線を示している。この車線は、表示画面の中央に位置し、近傍画像２０１で示される当該車線の幅は、遠方画像２０３で示される当該車線の幅より広がっている。接続画像２０２は、近傍画像２０１の車線、遠方画像の２０３の車線とを接続するために、車線の両側に位置する白線ａと白線ｂとの間の間隔が徐々に狭まるような、直線で、白線ａ、ｂを描いている。また２車線の走行車線の中央線（図４の点線ｃ）、自車両Ａと反対側の走行車線の中央線（図４の点線ｄ）、及び自車両Ａの走行車線と反対側の走行車線との境界線（図４の点線ｅ）も、同様に直線で描かれている。

モニタ６の表示画面は、水平方向に対して傾斜している。水平方向の面と傾斜面とで作られる角度は鋭角になっている。そして、この傾斜面に、近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３を表示すると、運転手は、モニタ６の表示画面のうち、運転手に近い側の画像（手前側の画像）を、近くの画像として認識し、モニタ６の表示画面の遠い位置ほど、遠くの画像として認識する。

車両が走行すると、図４の遠方画像２０３で表示される交差点は、自車両Ａに近づいてくる。そのため、遠方画像２０３の交差点の位置は、車両の走行に伴い、遠方画像２０３から接続画像２０２に、モニタ６の画面上で移動し、さらに車両の走行に伴い、接続画像２０２から近傍画像２０１に移動する。これにより、遠方画像で表示される道路線形が、車両の走行に伴い、自車両Ａに近づくように表示される。そして、表示画面上における道路線形の移動速度は、自車両Ａの車速に対応している。

また、図４に示すように、近傍画像２０１において、自車両Ａが走行する走行車線の道幅が、当該走行車両に隣接する隣接車線の道幅よりも大きくなっている。これにより、車両のユーザは、自車両Ａの走行車線の道路の状況、及び、自車両Ａの進行方向と同方向に走行する走行車線の道路の状況を、容易に認識できる。

図３に戻り、近傍画像制御部１１０は、近傍画像生成部１１１、及び第１接続点設定部１１２を有している。近傍画像生成部１１１は、カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像、レーダ２の検出値、及び車速センサ３で検出された車速を取得することで、自車両の近傍の情報を取得する。そして、近傍画像生成部１１１は、これらの情報から自車両の近傍画像を生成し、生成した近傍画像を、第１接続点設定部１１２及び画像結合部１４０に出力する。

近傍画像生成部１１１は、各カメラ１ａ〜１ｄから撮像画像を取得して、自車両上方の仮想視点から自車両および自車両周囲を見下ろした俯瞰画像に変換するとともに、これらを繋ぎ合わせて、一つの合成俯瞰画像を生成する。具体的には、制御装置１０は、異なる位置のカメラ１ａ〜１ｄによって取得された各撮像画像を、各撮像画像の画素アドレスと合成俯瞰画像におけるアドレスとの対応関係を示す変換テーブルを参照して、合成俯瞰画像の座標へ変換する。

また近傍画像生成部１１１は、合成俯瞰画像の座標へ変換する際、自車両Ａの走行方向と、同方向を走行する走行車線の道幅を、反対側の車線の道幅よりも大きくなるように、画像を生成する。そして、制御装置１０は、座標変換された各撮像画像を繋ぎ合せ、自車両周囲の様子を示す一つの合成俯瞰画像を生成する。

さらに、近傍画像生成部１１１は、レーダ２で検出した構造物を画像で表して、上記で合成した俯瞰画像にさらに合成する。これにより、図４に示す近傍画像２０１が生成される。カメラ１ａ〜１ｄは、車両の走行中に、所定の周期で撮影を行っている。そして、近傍画像生成部１１１は、撮影周期の間の画像を生成するために、合成した画像が、車速センサ３で検出された車速で、モニタ６上を移動するように、合成画像を生成している。

第１接続点設定部１１２は、近傍画像生成部１１１で生成された近傍画像２０１と接続画像２０２とを接続する第１接続線上の第１接続点を設定する。第１接続点は、接続画像２０２で描かれる直線の基準点（始点）であり、言い換えると、接続画像２０２内で道路を示す中央線又は境界線の基準点（始点）である。第１接続点は、近傍画像２０１と接続画像２０２の接続線上の点である。

図５を用いて、第１接続点設定部１１２による接続点の設定の制御について説明する。図５は、図４の表示画面から、自車両Ａ等を省略して、道路のみを表している。図５のＸ方向は車線の道幅方向（自車両Ａの進行方向に対して垂直な方向）を示し、Ｙ方向は車線に対して平行な方向（自車両Ａの進行方向）を示している。

第１接続点設定部１１２は、第１接続点を設定するために、まず近傍画像２０１から画像認識により車線ｆ１〜ｆ５を検出する。そして、第１接続点設定部１１２は、近傍画像２０１内で検出された車線を示す線（境界線又は中央線）と、近傍画像２０１の周囲に位置する４辺のうち接続画像２０２と接する側の１辺（第１接続線に相当）との交点を、第１接続点に設定する。

本例では、第１接続線上の５つの交点の内、最も外側（Ｘ方向への外側）の交点を、第１接続点Ｐ_１、Ｐ_３とし、自車両Ａの走行側の走行車線（直線ｆ_１〜ｆ_３で描かれる２車線）と反対側の走行車線（直線ｆ_３〜ｆ_５で描かれる２車線）との境界線（直線ｆ_３で描かれる車線）と第１接続線との交点を、第１接続点Ｐ_２としている。すなわち、第１接続点（Ｐ_１〜Ｐ_３）は走行車線の道幅に相当する線分の両端の二点をそれぞれ示している。ここで、走行車線は、必ずしも１車線に限らず複数車線であってもよく、また一方向の車線に限らず、反対方向の車線も含めた複数車線でもよい。

第１接続点（Ｐ_１〜Ｐ_３）は、表示画面上の座標により表される。そして、第１接続点設定部１１２は、設定した第１接続点（Ｐ_１〜Ｐ_３）の情報を、接続画像生成部１２０に出力する。

遠方画像制御部１３０は、遠方画像生成部１３１、及び第２接続点設定部１３２を有している。遠方画像生成部１３１は、ナビゲーションシステム２０のデータベース２１に記憶されている地図データから、遠方画像２０３を生成する。自車両の位置に対して、遠方画像２０３で表示する道路線形までの距離は予め決まっている。そのため、遠方画像生成部１３１は、自車両の位置に対して遠方画像２０３として表示される画像内の地図データをデータベース２１から抽出する。そして、遠方画像生成部１３１は、遠方画像地図データに含まれる道路線形のデータ及び目標物のデータから、遠方画像２０３を作成する。遠方画像には、道路線形及び目標物が配置される。これにより、遠方画像２０３が生成される。遠方画像生成部１３１は、遠方画像２０３を、第２接続点設定部１３２及び画像結合部１４０に出力する。

第２接続点設定部１３２は、遠方画像生成部１３１で生成された遠方画像２０３と接続画像２０２とを接続する第２接続線上の第２接続点を設定する。第２接続点は、接続画像２０２で描かれる直線の基準点（終点）であり、言い換えると、接続画像２０２内で道路を示す中央線又は境界線の基準点（終点）である。第２接続点は、遠方画像２０３と接続画像２０２の接続線上の点である。

第２接続点設定部１３２は、遠方画像２０３の周囲に位置する４辺のうち接続画像２０２と接続する接続線（第２接続線に相当）を特定する。そして、第２接続点設定部１３２は、第２接続線の中点の位置に、第２接続点Ｑ_２を設定する。また、第２接続点設定部１３２は、第２接続線上で、第２接続点Ｑ_２に対して所定の間隔を空けた位置に、第２接続点Ｑ_１、Ｑ_３を設定する。所定の間隔は、遠方画像２０３上で、表示画面の中心線と平行な車線の道幅（Ｘ方向への道幅）に相当する。

すなわち、第２接続点（Ｐ_１〜Ｐ_３）は走行車線の道幅に相当する線分の両端の二点をそれぞれ示している。第２接続点Ｑ_１とＱ_２との間隔、及び、第２接続点Ｑ_２とＱ_３との間隔は、表示画面上の中心線に沿う車線の幅に応じて設定してもよく、車線の幅が広いほど、それぞれの間隔が広くなるように設定してもよい。ただし、第２接続点Ｑ_１とＱ_２との間隔、及び、第２接続点Ｑ_２とＱ_３との間隔は、第１接続点Ｐ_１とＰ_２との間隔、及び、第２接続点Ｐ_２とＰ_３との間隔より狭くなっている。第２接続点（Ｑ_１〜Ｑ_３）は、表示画面上の座標により表される。そして、第２接続点設定部１３２は、設定した第２接続点（Ｑ_１〜Ｑ_３）の情報を、接続画像生成部１２０に出力する。

接続画像生成部１２０は、第１接続点（Ｐ_１〜Ｐ_３）と第２接続点（Ｑ_１〜Ｑ_３）とを直線で接続した接続画像を生成する。図５を用いて、接続画像の生成制御について説明する。

図５の例では、第１接続点（Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３）は、第２接続点（Ｑ_１、Ｑ_２、Ｑ_３）にそれぞれ対応しているため、接続画像生成部１２０は、第１接続点（Ｐ_１）を始点として、直線の終点が第２接続点（Ｑ_１）になるような直線ｇ_１を算出する。また、接続画像生成部１２０は、第１接続点（Ｐ_２、Ｐ_３）と第２接続点（Ｑ_２、Ｑ_３）とを接続する直線ｇ_２、ｇ_５についても、同様に算出する。さらに、直線ｇ_１とｇ_３との間の直線ｇ_２（直線ｆ_２と接続する直線）については、接続画像生成部１２０は、直線ｇ_１とｇ_３との中点の軌跡から直線を算出する。直線ｇ_１とｇ_５との間の直線ｇ_４（直線ｆ_４と接続する直線）についても同様に、接続画像生成部１２０は、直線ｇ_３とｇ_５との中点の軌跡から直線を算出する。これにより、直線（ｇ_１、ｇ_３、ｇ_５）は、第１接続点（Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３）と第２接続点（Ｑ_１、Ｑ_２、Ｑ_３）をそれぞれ接続しつつ、複数の直線（ｇ_１、ｇ_３、ｇ_５）の間隔は、走行車線の道幅を表す。

そして、接続画像生成部１２０は、算出した直線ｇが表示画面上で表示されるように、合成画像を生成する。また、接続画像生成部１２０は、遠方画像制御部１３０により生成された交差点の道路線形を表示する場合には、車両の車速に応じて、道路線形が連続的に、接続画像内で移動するように、道路線形の画像を生成する。これにより、接続画像２０２が生成される。接続画像生成部１２０は、生成した接続画像２０２を画像結合部１４０に出力する。

画像結合部１４０は、近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３の順で、図５のＹ方向に沿って配列しつつ、各画像を結合し、結合画像をモニタ６に出力する。また、画像結合部１４０は、表示比率設定部１５０により設定された表示比率で、近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３を表示する。モニタ６は、画像結合部１４０により結合された画像を表示することで、図４に示す画像を表示する。

表示比率設定部１５０は、自車両の走行状態、自車両の外部環境の状態、又はドライバの状態のうち少なくとも一つの状態の検出結果に基づいて、近傍画像２０１に対する、接続画像２０２及び遠方画像２０３を含む画像の表示比率を設定する。本例では、自車両の走行状態として、車速センサ３で車速を検出し、表示比率設定部１５０は、検出された車速に基づいて表示比率を設定する。以下、近傍画像２０１を第１画像２１０とも称し、接続画像２０２及び遠方画像２０３を含む画像を第２画像２２０とも称す（図４を参照）。

図４に示すように、モニタ６の表示画面上において、表示比率は、第１画像２１０の表示範囲のうち自車両Ａの進行方向に沿う方向（Ｙ方向）の長さ（Ｌ_１）と、第２画像２２０の表示範囲のうち自車両Ａの進行方向に沿う方向（Ｙ方向）の長さ（Ｌ_２）との比率を示す。

表示比率設定部１５０は、第１画像２１０及び第２画像２２０の表示範囲のうち、自車両の進行方向に対して垂直な方向の長さを固定しつつ、車速が大きいほど表示比率を大きくする。これにより、モニタ６の表示範囲のうち第２画像２２０の表示範囲の占める割合を大きくし、第１画像の２１０の表示割合を小さくする。

また、表示比率設定部１５０は、車速が小さいほど表示比率を小さくするため、モニタ６の表示範囲のうち第１画像２１０の表示範囲の占める割合が大きくなり、第２画像２２０の表示範囲が小さくなる。なお、表示比率は、車速の上昇に伴って連続的に上昇する必要はなく、段階的に上昇してもよい。また、表示比率は、車速の下降に伴って連続的に下降する必要はなく、段階的に下降してもよい。

図６に車速が大きい場合のモニタ６の表示画面を示し、図７に車速が小さい場合のモニタ６の表示画面を示す。例えば高速道路等、車速が大きい場合には、自車両は遠方の位置に早く到達する。そのため、図６に示すように、第２画像２２０の表示範囲を大きくすることで、ドライバは遠方の交通状況を容易に把握することができる。また、自車両の車速が大きい場合には、通常、周囲を走行する車両も大きい車速で走行しており、ドライバにとっては、自車両の近傍の情報よりも、自車両の遠方の情報の方が有用である。そのため、第１画像２１０の表示範囲を小さくすることで、有用性の低い情報が、モニタ９を通じてドライバに伝わらないようにしている。

一方、見通しの悪い狭い道路の走行中等、車速が小さい場合には、自車両は遠方の位置に到着するまで、時間を必要とする。そのため、図７に示すように、第１画像２１０の表示範囲を大きくすることで、ドライバは自車両の近傍の状態を容易に把握することができる。

表示比率は、離散的な値で予め設定されており、速度の上昇に伴って表示比率が増加するときの特性及び速度の低下に伴って表示比率が減少するときの特性がヒステリシス特性になっている。図８に車速に対する表示比率の特性を示す。

図８に示すように、第２画像２２０の表示範囲と第１画像２１０の表示範囲との比が、９０：１０、６０：４０、４０：６０、２０：８０になるように、表示比率が、離散的に、それぞれ設定されている。

表示比率にヒステリシス特性をもたせるために、車速に対して、以下のように表示比率が設定されている。車速がＶ_１以下である場合には表示比率（第２画像：第１画像）は２０：８０に設定され、車速がＶ_２以上でＶ_３以下である場合には表示比率（第２画像：第１画像）は４０：６０に設定され、車速がＶ_４以上でＶ_５以下である場合には表示比率（第２画像：第１画像）は６０：４０に設定され、車速がＶ_６以上である場合には表示比率（第２画像：第１画像）は９０：１０に設定されている。車速（Ｖ_１）と車速（Ｖ_２）との間の表示比率の特性はヒステリシス特性になっており、車速がＶ_１以下の状態からＶ_１より大きくなった場合には、車速がＶ_２になるまで、表示比率は２０：８０で維持され、車速がＶ_２以上であれば、表示比率は４０：６０となる。また、車速がＶ_２以上の状態から減少しＶ_２より小さくなった場合には、車速がＶ_１になるまで、表示比率は４０：６０で維持され、車速がＶ_１以下であれば、表示比率は２０：８０となる。車速（Ｖ_３）と車速（Ｖ_４）との間の表示比率の特性、及び、車速（Ｖ_５）と車速（Ｖ_６）との間の表示比率の特性も、同様に、ヒステリシス特性になっている。

車速の変化に対して、第１画像２１０の表示範囲及び第２画像２２０の表示範囲を連続的に変化した場合には、例えば車速の加速中に、それぞれの表示範囲も変化することになってしまうため、モニタ６の表示画面が、かえって見づらくなる。そのため、本例は、表示比率を離散値で設定している。

また、例えば、車速Ｖ_２を境にして、第１画像２１０と第２画像２２０との表示範囲が変化する場合には、車速がＶ_２の付近で増減を繰り返した場合には、モニタ６の表示画面でハンチング現象が生じてしまう。そのため、本例では、ハンチング現象を防ぐために、表示比率の特性にヒステリシスをもたせている。

次に、制御装置１０の制御フローを、図９を用いて説明する。図９は、制御装置１０の制御手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１にて、制御装置１０は、カメラ１ａ〜１ｄ等で検出される検出データを取得する。ステップＳ２にて、近傍画像生成部１１１は、取得した検出データに基づき、近傍画像２０１を生成する。ステップＳ３にて、第１接続点設定部１１２は、近傍画像２０１又はカメラ１ａ〜１ｄの撮像画像から、車線を検出する。ステップＳ４にて、第１接続点設定部１１２は、検出した車線に基づき、第１接続点を設定する。

ステップＳ５にて、制御装置１０は、ナビゲーションシステム２０から地図データを取得する。ステップＳ６にて、遠方画像生成部１３１は、取得した地図データに基づき遠方画像２０３を生成する。ステップＳ７にて、第２接続点設定部１３２は、遠方画像２０３に含まれる車線に基づき、第２接続点を設定する。

ステップＳ８にて、接続画像生成部１２０は、第１接続点と第２接続点とをむすぶ直線を算出する。ステップＳ９にて、接続画像生成部１２０は、算出した直線を含んだ接続画像２０２を生成する。ステップＳ１０にて、表示比率設定部１５０は、車速に基づいて、表示比率を設定する。ステップＳ１１にて、画像結合部１４０は、近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３を結合しつつ、表示比率設定部１５０で設定された表示比率になるよう、近傍画像２０１である第１画像２１０の表示画面と、接続画像２０２及び遠方画像２０３を含む第２画像２２０の表示画面とを調整する。ステップＳ１２にて、モニタ６は、調整された表示画像を表示し、制御装置１０は、本例の制御フローを終了する。

上記のように本例は、第１画像２１０と第２画像２２０とを生成し、モニタ６に表示される表示画面上で第１画像２１０の表示範囲に対する第２画像２２０の表示範囲の表示比率を、自車両の走行状態を示す車速に応じて設定し、第１画像２１０及び第２画像２２０を連続的に接続してモニタ６に表示する。これにより、車両の状態に基づいてドライバにとって必要な情報を表示する範囲が拡大されるため、場面に応じてドライバに対して有意義な情報を表示することができる。

また、本例は、車速が大きいほど、表示比率を大きくする。これにより、車速が大きい場合には、自車両の遠方を示す第２画像の表示画面が大きくなり、車速が小さい場合には、自車両の近傍を示す第１画像の表示画面が大きくなるため、車速に応じて、ドライバにとって有意義な情報を表示することができる。

また、本例は、表示比率を離散的な値に設定している。これにより、第１画像２１０及び第２画像２２０の表示範囲が頻繁に変わることを防ぐ。

また、本例は、表示比率が増加するときの特性及び表示比率が減少するときの特性にヒステリシスをもたせている。これにより、表示比率が変化する際のハンチング現象を防ぐことができる。

また、本例は、カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像から第１画像２１０を生成している。これにより、自車両の周囲の状態を、モニタ６に表示することができる。

また、本例は、ナビゲーションシステム２０で管理されている地図データを用いて、第２画像２２０を生成している。これにより、カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像では取得できない、自車両Ａの遠方の情報を取得し、モニタ６に表示することができる。

また、本例は、近傍画像２０１と接続画像２０２とを接続する第１接続線上の第１接続点と、遠方画像２０３と接続画像２０２とを接続する第２接続線上の第２接続点とを連続した直線で接続した接続画像を生成し、近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３を連続的に接続してモニタ６に表示する。これにより、自車両Ａの近傍部分と、自車両Ａの遠方部分を同時に、モニタ６に表示しつつ、これらの部分を表す近傍画像２０１及び遠方画像２０３を、接続画像２０２でつないで、モニタ６に表示することができる。その結果として、例えば、自車両が左右方向に大きく動くような場合や、自車両の速度が大きい場合であっても、遠方画像２０３及び近傍画像２０１を含んだ画像を、１枚の連続した表示画像で表示することができる。

また、本例は、第１画像２１０の表示範囲のうち自車両の進行方向に沿う長さと、第２画像２２０の表示範囲のうち自車両の進行方向に沿う長さと比率で、表示比率を規定し、第１画像２１０及び第２画像の表示範囲のうち、自車両の進行方向に対して垂直な方向を固定した上で、第１画像２１０及び第２画像の表示範囲を設定する。これにより、モニタ６の表示画面を見やすい状態に保ちつつ、自車両の状態等に応じて、ドライバにとって有用な情報を示す表示範囲を拡大することができる。

なお、本発明の変形例として、表示比率設定部１５０は、加速度センサ５で検出した加速度が大きいほど、表示比率を大きくする。これにより、加速度が大きい場合には、自車両の遠方を示す第２画像の表示画面が大きくなり、加速度が小さい場合には、自車両の近傍を示す第１画像の表示画面が大きくなるため、加速度に応じて、ドライバにとって有意義な情報を表示することができる。

また、本発明の変形例として、制御装置１０は、カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像から自車両の走行車線を検出することで、自車両の走行環境を検出する。検出した走行車線の道幅が狭ければ、自車両は狭い道幅の走行環境で走行していることを示す。そして、表示比率設定部１５０は、検出した走行車線の道幅が狭いほど、表示比率を小さくする。これにより、走行車線の道幅が狭い場合には、自車両の近傍を示す第１画像の表示画面が大きくなるため、ドライバは狭い道路の周囲を確認することができる。また、ドライバにとって有用な情報を示さない、遠方の画像の表示範囲は小さくなるため、自車両の周囲の状況を示す情報の表示範囲をモニタ６内で広げることができる。

また、本発明の変形例として、制御装置１０は、目的地までの走行経路の情報をナビゲーションシステム２０から取得し、当該情報から走行経路上にある交差点又は信号機を検出することで、自車両の走行環境を検出する。例えば、検出した交差点で右折する場合には、当該交差点を目標物となる。また、自車両の位置と目標物との位置が近いほど、右折するために、車両の速度は低下する。そのため、上記と同様に、車速が小さい場合には、第１画像の表示範囲を大きくすることで、ドライバにとって有意義な情報を、モニタ６上に表示させることができる。

すなわち、表示比率設定部１５０は、目標物となる交差点又は信号機から、自車両の現在の位置までの距離が短いほど、表示比率を小さくする。これにより、自車両と目標物との距離が短いほど、自車両の近傍を示す第１画像の表示画面が大きくなるため、ドライバにとって有意義な情報を表示することができる。

また、本発明の変形例として、制御装置１０は、操舵角センサ４の検出値からドライバの技量を検出することで、ドライバの状態を検出する。例えば、制御装置１０は、操舵角センサ４の検出値から、ステアリングの操作回数を演算する。ステアリングの操作回数は、例えば単位時間あたりの操舵角センサの検出値の変位量が、所定の変位量より大きくなった場合に、操作回数を１回としてカウントすればよい。

ドライバの技量が低い場合には、ステアリングの操作回数が多くなるため、ドライバの運転を支援するためには、自車両の遠方の状態よりも、周囲の状態をモニタ６に表示させた方がよい。そのため、表示比率設定部１５０は、ドライバの技量が低いほど、表示比率を小さくする。これにより、ドライバの技量が低い場合には、自車両の近傍を示す第１画像の表示画面が大きくなるため、ドライバは自車両の周囲を確認することができる。

また、本発明の変形例として、制御装置１０は、ナビゲーションシステム２０で管理する地図データから、自車両の近傍に位置する道路の形状、又は、自車両の遠方の位置する道路の形状のいずれか一方の形状を検出することで、自車両の外部環境の状態を検出する。そして、表示比率設定部１５０は、検出した道路形状に応じて、表示比率を設定する。

例えば、自車両の遠方の位置の道路形状が曲がっていたり、Ｓ字状になっていたりする場合には、遠方の道路形状の情報を、ドライバに早く伝えた方がよい。そのため、表示比率設定部１５０は、自車両の遠方の位置の道路形状が曲がっていることを検出した場合には、第２画像２２０の表示範囲を第１画像２１０の表示範囲よりも大きくなるように、表示比率を設定する。これにより、ドライバにとって有意義な情報を、的確なタイミングでモニタ６に表示することができる。

また、本発明の変形例として、制御装置１０は、照度センサ７の検出値から、自車両の外部の明るさを検出することで、自車両の外部環境を検出する。制御装置１０は、照度センサ７の検出値が所定の閾値より低い場合には、夜と判断する。そして、表示比率設定部１５０は、夜と判断した場合には、第２画像２２０の表示範囲を第１画像２１０の表示範囲よりも大きくなるように、表示比率を設定する。これにより、夜間のため、自車両の周囲が見づらくなった場合には、自車両の周囲の画像を、モニタ６上で大きく表示することで、ドライバは自車両の周囲の状態を把握し易くなる。

また。本発明の変形例として、制御装置１０は、雨滴センサ８の検出値から、雨を検出することで、自車両の外部環境を検出する。表示比率設定部１５０は、雨滴センサ８により雨を検出した場合には、第２画像２２０の表示範囲を第１画像２１０の表示範囲よりも大きくなるように、表示比率を設定する。これにより、雨により、自車両の周囲が見づらくなった場合には、自車両の周囲の画像を、モニタ６上で大きく表示することで、ドライバは自車両の周囲の状態を把握し易くなる。

また本発明の変形例として、車室内を撮像するカメラが設置され、制御装置１０は、ドライバの状態として当該カメラの撮像画像からドライバの眠気を検出してもよい。ドライバの眠気は、例えば撮像画像を画像解析して、ドライバの目の位置、目を閉じている時間などから検出される。そして、表示比率設定部１５０は、ドライバが眠気を感じていることを検出した場合には、第２画像２２０の表示範囲を第１画像２１０の表示範囲よりも大きくなるように、表示比率を設定する。これにより、自車両の近傍を走行する他車両との衝突を回避することができる。

なお、本例において、近傍画像生成部１１１は、カメラ１ａ〜１ｄのうち少なくとも一つのカメラの撮像画像から、近傍画像２０１を生成してもよい。

なお、本例において、モニタ６に表示する表示画像は、必ずしも近傍画像２０１、接続画像２０２、及び遠方画像２０３である必要なく、例えば、自車両の近傍を示す画像と、自車両の近傍より遠い位置を示す画像との２画面を連続的に接続した画像であってもよい。このときに、表示比率は２画面の表示範囲の比率となる。

上記のカメラ１ａ〜１ｄ、レーダ２、車速センサ３、操舵角センサ４、加速度センサ５、照度センサ７、雨滴センサ８、ナビゲーションシステム２０、及び制御装置のうち、これらの構成を制御する部分が、本発明の「検出手段」に相当する。また、カメラ１ａ〜１ｄ、レーダ２が本発明の「第１取得手段」に、ナビゲーションシステム２０が「第２取得手段」に、近傍画像制御部１１０が「第１画像生成手段」に、接続画像生成部１２０及び遠方画像制御部１３０が「第２画像生成手段」に、モニタ６が「表示手段」に、表示比率設定部１５０が「表示比率設定手段」に相当する。

１ａ〜１ｄ…カメラ
２…レーダ
６…モニタ
１０…制御装置
２０…ナビゲーションシステム
１１０…近傍画像制御部
１１１…近傍画像生成部
１１２…第１接続点設定部
１２０…接続画像生成部
１３１…遠方画像生成部
１３２…第２接続点設定部
１４０…画像結合部
１５０…表示比率設定部

Claims (13)

1. 自車両の走行状態、前記自車両の外部環境の状態、又はドライバの状態のうち少なくとも一つの状態を検出する検出手段と、
   前記自車両の近傍の情報を取得する第１取得手段と、
   前記自車両の近傍よりも遠方に位置する情報を取得する第２取得手段と、
   前記第１取得手段により取得された情報から前記自車両の近傍を示す第１画像を生成する第１画像生成手段と、
   前記第２取得手段により取得された情報から前記自車両の前記近傍よりも遠方を示す第２画像を生成する第２画像生成手段と、
   前記第１画像及び前記第２画像を連続的に接続して表示する表示手段と、
   前記表示手段に表示される表示画面上で前記第１画像の表示範囲に対する前記第２画像の表示範囲の表示比率を設定する表示比率設定手段とを備え、
   前記表示手段は、前記ドライバに近い側から、前記第１画像、前記第２画像の順で画像を配置し、
   前記表示比率設定手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記表示比率を設定し、
   前記第２画像生成手段は、地図データを用いて前記第２画像を生成する
   ことを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１記載の運転支援装置であって、
   前記検出手段は、前記自車両の走行状態として車速を検出し、
   前記表示比率設定手段は、前記車速が大きいほど、前記表示比率を大きくする
   ことを特徴とする運転支援装置。
3. 請求項１記載の運転支援装置であって、
   前記検出手段は、前記自車両の走行状態として加速度を検出し、
   前記表示比率設定手段は、前記加速度が大きいほど、前記表示比率を大きくする
   ことを特徴とする運転支援装置。
4. 請求項１記載の運転支援装置であって、
   前記検出手段は、前記自車両の外部環境の情報として、前記自車両の走行車線を検出し、
   前記表示比率設定手段は、前記走行車線の道幅が狭いほど、前記表示比率を小さくする
   ことを特徴とする運転支援装置。
5. 請求項４記載の運転支援装置であって、
   前記検出手段は、前記自車両の近傍を撮像した撮像画像から前記走行車線を検出する
   ことを特徴とする運転支援装置。
6. 請求項１記載の運転支援装置であって、
   前記検出手段は、前記自車両の外部環境として、目的地までの走行経路を演算し、かつ、前記走行経路上に位置する交差点又は信号機を検出し、
   前記表示比率設定手段は、目標物となる前記交差点又は信号機から、前記自車両の現在の位置までの距離が短いほど、前記表示比率を小さくする
   ことを特徴とする運転支援装置。
7. 請求項６記載の運転支援装置であって、
   前記検出手段は、ナビゲーションシステムで管理される地図データに基づいて、前記走行経路を演算し、かつ、前記交差点又は信号機を検出する
   ことを特徴とする運転支援装置。
8. 請求項１記載の運転支援装置であって、
   前記検出手段は、前記ドライバの状態として、前記ドライバの技量を検出し、
   前記表示比率設定手段は、前記ドライバの技量が低いほど、前記表示比率を小さくする
   ことを特徴とする運転支援装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の運転支援装置であって、
   前記表示比率設定手段は、前記表示比率を離散的な値で設定する
   ことを特徴とする運転支援装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の運転支援装置であって、
    前記表示比率が増加するときの特性及び前記表示比率が減少するときの特性がヒステリシス特性である
    ことを特徴とする運転支援装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の運転支援装置であって、
    前記第１画像生成手段は、
    前記自車両の近傍を撮像する少なくとも１つの撮像手段の撮像画像から前記第１画像を生成する
    ことを特徴とする運転支援装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の運転支援装置であって、
    前記第２画像は、遠方画像と、前記第１画像で示す位置より遠方を表し、かつ、前記遠方画像で示す位置より近傍を表し、前記第１画像と前記遠方画像との間を接続する接続画像とを含み、
    前記第２画像生成手段は、
    地図データを用いて、前記遠方画像を生成し、
    前記第１画像と前記接続画像とを接続する第１接続線上の第１接続点と、前記遠方画像と前記接続画像とを接続する第２接続線上の第２接続点とを接続した前記接続画像を生成し、
    前記表示手段は、前記第１画像、前記接続画像、及び前記遠方画像を連続的に接続して表示する
    ことを特徴とする運転支援装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の運転支援装置であって、
    前記表示比率は、
    前記第１画像の表示範囲のうち前記自車両の進行方向に沿う方向の長さと、前記第２画像の表示範囲のうち前記自車両の進行方向に沿う方向の長さとの比率を示し、
    前記表示比率設定手段は、
    前記第１画像及び前記第２画像の表示範囲のうち前記自車両の進行方向に対して垂直な方向の長さを固定する
    ことを特徴とする運転支援装置。

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