JP2009012625A - 運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自車両から物体までの距離を的確にユーザに報知できる安全な運転支援装置を提供する。
【解決手段】運転支援装置は、主制御部２を備える。主制御部２は、車両５０に取り付けられて車両周囲の物体を検知し、かつ車両周囲の物体までの距離Ｌ及び方向θを含む物体と物体検知センサ１間の位置情報を取得する少なくとも１つの物体検知センサ１に接続され、物体検知センサ１により取得された位置情報を用いて物体と車両５０との距離である補正距離Ｌａを算出し、算出された補正距離Ｌａをディスプレイ３に表示させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムに関し、特に、物体検知センサにより車両の周囲の物体の有無等を検知し、物体の車両からの距離を算出して表示する運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムに関する。

近年、物体検知センサにより車両周囲の障害物情報を検知することによって、接触及び衝突等の事故の危険性をユーザに報知する運転支援装置が普及しつつある。特許文献１に開示された従来例に係る車間距離表示装置では、撮像装置により撮像された画像に、物体検知センサにより検知された障害物までの距離の数値を重畳して表示することにより、撮像装置に距離感が失われやすい広角レンズを用いた場合でも、ユーザが障害物までの距離を把握しやすくしている。

特開平８−９４７５６公報。 国際公開第ＷＯ００／０７３７３号パンフレット。

しかしながら、上記従来例に係る車間距離表示装置においては、先行車両追従システムのように車両から物体までの距離が長い場合を対象としたシステムにおいては、物体検知センサにより検知された距離をそのまま表示しても問題は無いが、駐車支援システムのように車両から物体までの距離が短い場合を対象としたシステムにおいては、物体検知センサの設置位置や物体の存在位置によっては、物体検知センサにより検知された距離と、実際の車両から物体までの距離とが異なることがある。その場合、ユーザが車両から物体までの距離を的確に把握することができず、車両が物体と衝突する危険性がある、という問題があった。

本発明の目的は、以上の問題点を解決し、自車両から物体までの距離を的確にユーザに報知できる安全な運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムを提供することにある。

第１の発明に係る運転支援装置は、車両に取り付けられて車両周囲の物体を検知し、かつ車両周囲の物体までの距離及び方向を含む物体と物体検知センサ間の位置情報を取得する少なくとも１つの物体検知センサに接続され、前記物体検知センサにより取得された位置情報を用いて物体と車両との距離である補正距離を算出する補正距離算出部と、前記補正距離算出部により算出された補正距離を表示部に表示させる制御部とを備えたことを特徴とする。

上記運転支援装置において、前記補正距離算出部は、前記位置情報を用いて前記補正距離として車両と物体との最短距離を算出することを特徴とする。ここで、上記運転支援装置において、前記補正距離算出部は、物体までの距離Ｌと、物体までの方向θと、物体検知センサの設置位置から車両の幅方向のいずれかの端部までの距離ＨＷとが、Ｌ・ｓｉｎθ≦ＨＷを満たすとき、前記補正距離をＬ・ｃｏｓθとして算出し、そうでないとき、前記補正距離を
として算出することを特徴とする。

また、上記運転支援装置において、前記少なくとも１つの物体検知センサは、それぞれ車両の異なる位置に取り付けられた複数の物体検知センサであり、前記補正距離算出部は、前記複数の物体検知センサにより取得された各位置情報を用いて、物体と車両との距離である補正距離と、物体が存在する領域を算出し、前記制御部は、前記補正距離算出部により算出された補正距離と物体が存在する領域とを表示部に表示させることを特徴とする。

さらに、上記運転支援装置において、前記物体検知センサは、物体と物体検知センサ間の高さ方向の位置情報をさらに取得することを特徴とする。

またさらに、上記運転支援装置において、前記補正距離算出部は、車両のハンドルの操舵角を取得する舵角センサにさらに接続され、前記位置情報及び舵角センサにより取得された操舵角に基づいて、前記補正距離として、車両が物体に衝突するまでの移動距離を算出することを特徴とする。

また、上記運転支援装置において、前記補正距離算出部は、車両のハンドルの操舵角を取得する舵角センサにさらに接続され、前記位置情報及び舵角センサにより取得された操舵角に基づいて、車両の予想走行軌跡上に物体が存在すると判断されたとき、前記補正距離として、車両が物体に衝突するまでの移動距離を算出する一方、前記位置情報及び操舵角に基づいて、車両の予想走行軌跡上に物体が存在しないと判断されたとき、前記補正距離として、車両と物体との最短距離を算出することを特徴とする。ここで、上記運転支援装置において、前記補正距離算出部は、物体までの距離と物体までの方向と前記操舵角とに基づいて、物体の位置情報を、前記物体検知センサの設置位置を座標中心とする第１の座標系から、車両が回転しているときの車両の回転中心を座標軸とする第２の座標系に変換することによって、前記移動距離を算出することを特徴とする。さらにここで、上記運転支援装置において、前記補正距離算出部は、前記第２の座標系における回転中心から物体までの距離が、（ａ）前記回転中心から車両の所定の第１のコーナー端部までの距離と、（ｂ）前記回転中心から、車両の第１のコーナー端部から幅方向又は長手方向に位置する第２のコーナー端部までの距離との間の値であるか否かを判断することによって、車両の予想走行軌跡上に物体が存在するか否かを判断することを特徴とする。

さらに、上記運転支援装置において、前記補正距離算出部は、車両の周囲を撮像した撮像画像を取得する撮像部にさらに接続され、前記制御部は、前記撮像部により取得された撮像画像に前記補正距離を前記表示部に重畳して表示させることを特徴とする。

またさらに、上記運転支援装置において、前記制御部は、（ａ）車両の周囲を撮像した撮像画像又は車両上方の視点から見た画像と、（ｂ）前記補正距離を示す画像と、前記補正距離が車両のどの位置からの距離であるかを示す画像と、補正距離の算出方法を示す画像とのいずれか少なくとも１つと、（ｃ）車両を示す画像とを前記表示部に表示させることを特徴とする。

第２の発明に係る運転支援方法は、車両に取り付けられて車両周囲の物体を検知し、かつ車両周囲の物体までの距離及び方向を含む物体と物体検知センサ間の位置情報を取得する少なくとも１つの物体検知センサにより取得された位置情報を用いて物体と車両との距離である補正距離を算出するステップと、前記算出された補正距離を表示するステップを含むことを特徴とする。

第３の発明に係る運転支援プログラムは、上記運転支援方法の各ステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムによれば、物体検知センサにより取得された位置情報を用いて物体と車両との距離である補正距離を算出して表示するので、自車両から物体までの距離を的確にユーザに報知し、それにより物体との接触及び衝突の危険性を低減することができ、安全である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態に係る運転支援装置は、自動車等の車両用の運転支援システムとして利用され、物体検知センサ１と、物体検知センサインタフェース１ａと、主制御部２と、ディスプレイ３と、ディスプレイインタフェース３ａと、ＲＯＭ４と、ＲＡＭ５とを備えて構成される。

物体検知センサ１は、例えば超音波センサ、レーダ、レーザーレーダ等であり、車両に取り付けられて、音波、電波又はレーザ等を照射し、その反射波を受信することによって、車両周囲から例えば５メートル程度の比較的近距離に存在する物体の有無、物体までの距離（以下、センサ取得距離Ｌという。）及び角度（以下、センサ取得角度θという。）を位置情報として取得する。

主制御部２は、具体的にはＣＰＵ（中央処理装置：Central Processing Unit）で構成されており、バス６を介して物体検知センサインタフェース１ａ、ディスプレイインタフェース３ａ、ＲＯＭ４及びＲＡＭ５と接続されてそれらを制御し、それぞれ物体検知センサインタフェース１ａ及びディスプレイインタフェース３ａを介して物体検知センサ１及びディスプレイ３を制御する他、図６を用いて後述する補正距離算出処理を実行する。主制御部２は、補正距離算出処理により、物体検知センサ１が検知した物体の位置情報に基づいてセンサ取得距離Ｌを補正して補正距離Ｌａを算出する。ディスプレイ３は、主制御部２により算出された補正距離Ｌａを表示する。

図２は、図１の運転支援装置を備えた車両５０と物体ＯＢＪとの位置関係を示す平面図である。図２において、車両５０の後方の略中央の位置Ｓに物体検知センサ１が設置される。車両５０が車両位置Ｖ１にあるとき、物体検知センサ１は車両５０後方の物体ＯＢＪを検知し、物体ＯＢＪまでの距離Ｄｍを取得する。しかし、車両５０と物体ＯＢＪとの実際の距離は、距離Ｄｍよりも短い位置Ｖからの距離Ｄｒであるため、距離Ｄｍをそのままユーザに報知した場合、ユーザが車両５０から物体ＯＢＪまでの距離を的確に把握することができず、車両５０が車両位置Ｖ１から車両位置Ｖ２に移動したときに物体ＯＢＪと衝突する危険性がある。そこで、主制御部２は、物体検知センサ１により検知された物体の位置情報から、距離Ｄｍを補正して補正距離Ｌａを算出する。

図３は、図１の主制御部２における補正距離Ｌａの算出方法を説明する、車両５０と物体ＯＢＪ１，ＯＢＪ２との位置関係を示す平面図である。図３において、車両５０前方の右のコーナー端部を点Ｐｆｒとし、車両５０前方の左のコーナー端部を点Ｐｆｌとし、車両５０後方の右のコーナー端部を点Ｐｂｒとし、車両５０後方の左のコーナー端部を点Ｐｂｌとし、物体検知センサ１は、車両５０後方の略中央に設置されている。ここで、車両５０周囲の領域を、車両５０の形状にほぼ沿った形で、４本の直線Ｐｆｒ−Ｐｆｌ，Ｐｂｒ−Ｐｂｌ，Ｐｆｒ−Ｐｂｒ，Ｐｆｌ−Ｐｂｌによって分割される８つの領域ＦＲ，ＦＣ，ＦＬ，ＳＲ，ＳＬ，ＢＲ，ＢＣ，ＢＬを定義する。物体検知センサ１が、車両後方の３つの領域ＢＲ，ＢＣ，ＢＬのうち領域ＢＣに物体ＯＢＪ１を検知したとき、物体ＯＢＪ１から直線Ｐｂｒ−Ｐｂｌへの垂線を定義し、上記垂線と直線Ｐｂｒ−Ｐｂｌとの交点Ｈから物体ＯＢＪ１までの直線距離を補正距離Ｌａとして算出する。また、物体検知センサ１が領域ＢＬに物体ＯＢＪ２を検知したとき、物体ＯＢＪ２から点Ｐｂｌまでの直線距離を補正距離Ｌａとして算出する。

図４は、図３の領域ＢＣに物体ＯＢＪ１が存在するときの補正距離Ｌａの求め方を説明する、車両５０と物体ＯＢＪ１との位置関係を示す平面図である。図４において、物体検知センサ１は、物体ＯＢＪ１までのセンサ取得距離Ｌと、センサ取得角度θとを検出する。センサ取得距離Ｌとセンサ取得角度θとが、次式（１）を満たすとき、領域ＢＣに物体ＯＢＪ１が存在すると判断する。なお、ＨＷは物体検知センサ１の設置位置から点Ｐｂｒ又はＰｂｌまでの距離を示す。但し、物体検知センサ１は車両５０の後方の略中央に設置されているため、物体検知センサ１の設置位置から点Ｐｂｒ及びＰｂｌまでの各距離はほぼ同じである。このとき、主制御部２は、補正距離Ｌａを次式（２）により算出する。なお、当該明細書において、数式がイメージ入力された墨付き括弧の数番号と、数式が文字入力された大括弧の数式番号とを混在して用いており、また、当該明細書での一連の数式番号として「式（１）」の形式を用いて数式番号を式の最後部に付与して（付与していない数式も存在する）用いることとする。

［数１］
Ｌ・ｓｉｎθ≦ＨＷ （１）

［数２］
Ｌａ＝Ｌ・ｃｏｓθ （２）

図５は、図３の領域ＢＬに物体ＯＢＪ２が存在するときの補正距離Ｌａの求め方を説明する、車両５０と物体ＯＢＪ１との位置関係を示す平面図である。図４において、物体検知センサ１は、物体ＯＢＪ２までのセンサ取得距離Ｌと、センサ取得角度θとを検出する。センサ取得距離Ｌとセンサ取得角度θとが、次式（３）を満たすとき、領域ＢＬ又はＢＲに物体ＯＢＪ２が存在すると判断する。このとき、主制御部２は、補正距離Ｌａを次式（４）により算出する。なお、領域ＢＲに物体ＯＢＪ２が存在するときについては、領域ＢＬに物体ＯＢＪ２が存在するときと同様であるので、説明を省略する。

［数３］
Ｌ・ｓｉｎθ＞ＨＷ （３）

図６は、図１の主制御部２により実行される補正距離算出処理を示すフローチャートである。補正距離算出処理は、例えばユーザがシフトレバーを「Ｒ」（車両がバックすることを示す。）に切り替えたときに実行され、シフトレバーが「Ｒ」である間、繰り返される。図６のステップ１０において、まず、物体検知センサ１により車両周囲に物体があるか否かを検出し、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１において、物体検知センサ１により物体が検出されたか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１２に進む一方、ＮＯのときは当該補正距離算出処理を終了する。ステップＳ１２において、物体検知センサ１からセンサ取得距離Ｌ及びセンサ取得角度θを取得し、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、距離Ｌ・ｓｉｎθが距離ＨＷ以下であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１４に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１５に進む。ステップＳ１４において、補正距離Ｌａを上記式（２）により算出し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１５において、補正距離Ｌａを上記式（４）により算出し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、ディスプレイ３に補正距離Ｌａを表示し、当該補正距離算出処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る運転支援装置によれば、物体検知センサ１により取得された物体の位置情報を用いてセンサ取得距離Ｌを補正することによって補正距離Ｌａを算出して表示するので、自車両から物体までの距離を的確にユーザに報知し、それにより物体との接触及び衝突の危険性を低減することができ、安全である。

なお、本実施形態において、主制御部２は、補正距離Ｌａを上記式（２）又は（４）に基づいて算出した。しかし、本発明はこの構成に限らず、ＲＯＭ５等に予めセンサ取得距離Ｌ及びセンサ取得角度θの値毎に上記式（２）及び（４）に基づいて決定された補正距離Ｌａのテーブルを格納し、ＲＯＭ５から対応する補正距離Ｌａを読み出すことによって補正距離Ｌａを決定してもよい。図７は、図１のＲＯＭ５に格納されたセンサ取得距離Ｌとセンサ取得角度θと補正距離Ｌａとの対応関係を示すテーブルである。図７において、例えば物体検知センサ１により取得されたセンサ取得距離Ｌが１．０ｍであるとき、物体検知センサ１により取得されたセンサ取得角度θが５０度以下である場合は、上式（２）に基づいて予め算出された補正距離Ｌａが格納され、センサ取得角度θが５５度以上である場合は、上式（４）に基づいて予め算出された補正距離Ｌａが格納される。また、物体の位置が車両から遠くなる、即ち物体検知センサ１により取得されるセンサ取得距離Ｌの値が大きくなると、補正を行う効果が少なくなるので、その場合は、補正をしないようにしてもよい。具体的には、図７に示すように、センサ取得距離Ｌが８．０ｍ以上であるとき、補正を行わずにセンサ取得距離Ｌをそのまま補正距離Ｌａとしてもよい。

また、本実施形態においては、物体検知センサ１は車両後方の略中央に設けられ、車両後方の３つの領域ＢＲ，ＢＣ，ＢＬについて物体検知を行った。しかし、本発明はこれに限らず、車両の前方、後方、左方及び右方のいずれに物体検知センサ１を設けてもよく、若しくは、車両の前方、後方、左方及び右方の複数の位置にそれぞれ物体検知センサ１を設けて物体検知を行ってもよい。その場合、それぞれ領域ＦＣ，ＳＲ，ＳＬに物体が存在する場合は、それぞれ物体から直線Ｐｆｒ−Ｐｆｌ，Ｐｆｒ−Ｐｂｒ，Ｐｆｌ−Ｐｂｌへの垂線の長さを補正距離Ｌａとし、領域ＦＲ，ＦＬ，ＢＲ，ＢＬに障害物が存在する場合は、それぞれ物体から点Ｐｆｒ，Ｐｆｌ，Ｐｂｒ，Ｐｂｌまでの距離を補正距離Ｌａとすればよい。また、その場合、ディスプレイ３には、補正距離Ｌａに加えて、物体が存在する領域がさらに表示されてもよい。

さらに、物体検知センサ１は、音波、電波又はレーザ等を照射してその反射波を受信することによって物体を検知する超音波センサ、レーダ、レーザーレーダ等であったが、本発明はこれに限らず、例えばカメラ等によって撮像された画像を画像処理することによって物体を検知する画像処理センサであってもよい。

またさらに、本実施形態においては、物体検知センサ１は１つの物体を検知したが、本発明はこれに限らず、２つ以上の物体を検知してもよい。その場合、検知した物体のそれぞれに対して上記補正距離Ｌａの算出を行ってそれぞれディスプレイ３に表示してもよいし、検知された２つ以上の物体のうち、より近い物体についてのみ上記補正距離Ｌａの算出を行ってディスプレイ３に表示してもよい。

第１の実施形態の変形例．
図８は、第１の実施形態の変形例に係る運転支援装置の車両５０と物体ＯＢＪ３との位置関係を示す側面図である。図８において、物体検知センサ１は、物体検知において高さ方向の位置情報をも取得する。この場合、物体検知センサ１が物体ＯＢＪ３を検知したときのセンサ取得距離Ｌは位置Ｓからの距離であるが、車両５０は路面上を水平に進むことから、センサ取得距離Ｌにｃｏｓθを乗算して物体検知センサ１及び物体ＯＢＪ３の位置をそれぞれ路面に投影した位置Ｓｈ及びＯｈによって決定される線分ＳｈＯｈの長さと考える。以降の補正距離Ｌａの算出手順については、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態．
図９は、本発明の第２の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。図９において、本実施形態に係る運転支援装置は、図１に示した第１の実施形態に係る運転支援装置と比較して、主制御部２に代えて主制御部２Ａを備えた点、及び、ハンドル操舵角を検出する蛇角センサ７と、バス６を介して主制御部２Ａに接続された蛇角センサインタフェース７ａとをさらに備えた点が異なる。それ以外の点については、図１に示した第１の実施形態に係る運転支援装置と同様であり、同一符号を付した構成要素についての重複する説明は省略する。

主制御部２Ａは、図１の主制御部２と比較して、蛇角センサインタフェース７ａを介して蛇角センサ７をさらに制御し、蛇角センサ７により検出されたハンドル操舵角αを用いて補正距離Ｌａを算出する点が異なる。

図１０は、図９の運転支援装置を備えた車両５０と物体ＯＢＪ４との位置関係を示す平面図である。車両５０に設置された物体検知センサ１は、物体ＯＢＪ４を検知し、センサ取得距離Ｌ及びセンサ取得角度θを取得する。また、舵角センサ７はハンドル操舵角αを取得する。主制御部２Ａは、センサ取得距離Ｌ及びセンサ取得角度θとハンドル操舵角αとに基づいて、予想走行軌跡から衝突の可能性がある衝突予測箇所Ｃを算出し、衝突までの衝突予測箇所Ｃから物体ＯＢＪ４までの移動距離を補正距離Ｌａとして算出する（詳細は後述する）。

図１１は、図９の主制御部２Ａにおける補正距離Ｌａの算出に用いるアッカーマンステアリングモデルを示す図である。２次元上での車両の動きを導出する場合、ハンドル操舵角αと前輪の切れ角βは比例関係にあるという条件下で、駐車動作等の低速動作においてはタイヤの横滑りがほとんど生じないことから、車両５０はハンドルを切ったとき後輪軸の延長線上の点Ｏ（以下、回転中心Ｏという。）を中心に旋回するように移動すると仮定することができる。回転中心Ｏから２つの後輪の中央の位置までの距離によって定義される回転半径Ｒｒは、前輪の切れ角βと、前輪及び後輪間の距離であるホイールベース距離Ｄｗｂを用いて次式（５）のように表される。

［数４］
Ｒｒ＝Ｄｗｂ／（ｔａｎβ） （５）

ハンドル操舵角αと前輪の切れ角βは比例関係にあるので、前輪の切れ角βはハンドル操舵角αを用いて次式（６）のとおり表される。このように、アッカーマンステアリングモデルを用いることで、小さな計算負荷で補正距離を算出することができる。

［数５］
β＝ｋα（ｋは比例定数） （６）

図１２は、図９の主制御部２Ａにおける補正距離Ｌａの算出方法を説明する、車両５０と物体ＯＢＪ４との位置関係を示す図である。まず、ユーザがハンドルを操作し、車両が回転しているときのある瞬間の車両の回転中心Ｏが決まったとする。ここで、回転中心Ｏを座標軸とした空間全体の座標系をこの瞬間のワールド座標系Ｘ−Ｙとして定義し、かつ物体検知センサ１の設置位置を座標軸とする車両座標系Ｖ−Ｕを定義する。物体検知センサ１が物体ＯＢＪ４を検知し、その位置を示唆するセンサ取得距離Ｌとセンサ取得角度θを得る。物体ＯＢＪ４の位置ベクトルＶｐは、車両座標系Ｖ−Ｕにおいて、センサ取得距離Ｌとセンサ取得角度θに基づいて、次式（７）で表される。

［数６］
Ｖｐ＝（Ｌ・ｓｉｎθ，Ｌ・ｃｏｓθ） （７）

次に、車両座標系Ｖ−Ｕにおける物体ＯＢＪ４の位置ベクトルＶｐは、ワールド座標系Ｘ−Ｙと車両座標系Ｖ−Ｕとの２つの座標系の間の予め決定された座標変換行列ＷＴＢを用いて、次式（８）によりワールド座標系Ｘ−Ｙにおける物体ＯＢＪ４の位置ベクトルＷｐに変換される。これにより、それぞれワールド座標系Ｘ−Ｙでの物体ＯＢＪ４の位置及び角度を示す線分ＯＱの長さ及び角度γが算出される。

［数７］
Ｗｐ＝ＷＴＢ・Ｖｐ （８）

次に、角度γが９０度より小さく、かつ次式（９）が成り立つとき、車両の予想走行軌跡上に物体が存在すると判断することができる。このとき、線分ＯＱの長さが得られると、座標Ｃ、座標Ｂ及び角度δは一意に定義することができるので、角度ε及び円弧ＣＱの長さを算出でき、円弧ＣＱの長さを補正距離Ｌａとする。ここで、円弧ＣＱの長さに代えて、近似的に直線ＣＱの長さを補正距離Ｌａとして算出してもよい。

［数８］
線分ＯＰｂｌの長さ＜線分ＯＱの長さ＜線分ＯＰｂｒの長さ （９）

また、角度γが９０度以上である、若しくは式（９）が成り立たないとき、車両の予想走行軌跡上に物体が存在しないと判断し、線分Ｐｂｌ−Ｑの長さを補正距離Ｌａとする。

図１３は、図９の主制御部２Ａにより実行される補正距離算出処理を示すフローチャートである。図１３の補正距離算出処理において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２までの処理は、図６に示した第１の実施形態に係る運転支援装置の主制御部２によって実行される補正距離算出処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ２０において、蛇角センサ４によりハンドル操舵角αを取得してステップＳ２１に進む。ステップＳ２１において、座標変換によりワールド座標系における物体の距離ＯＱ及び角度γを取得してステップＳ２２に進む。ステップＳ２２において、角度γが９０度より小さいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２５に進む。ステップＳ２３において、線分ＯＰｂｌの長さが線分ＯＱの長さよりも小さくかつ線分ＯＱの長さが線分ＯＰｂｒの長さよりも小さいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２４に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２５に進む。ステップＳ２４において、補正距離Ｌａを円弧ＣＱの長さとし、ステップＳ１６に進む。ステップＳ２５において、補正距離Ｌａを線分ＱＰｂｌの長さとしてステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、ディスプレイ３に補正距離Ｌａを表示して、当該補正距離算出処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る運転支援装置によれば、物体検知センサ１により取得された物体の位置情報及び蛇角センサ７により検出されたハンドル操舵角αに基づいてセンサ取得距離Ｌを補正することによって補正距離Ｌａを算出して表示するので、自車両から物体までの距離を的確にユーザに報知し、それにより物体との接触及び衝突の危険性を低減することができ、安全である。

なお、図１３に示した補正距離算出処理において、式（９）が成り立つか否かを判断することによって、車両の予想走行軌跡上に物体が存在するか否かを判断した。しかし、本発明はこの構成に限らず、式（９）に代えて次式（１０）が成り立つか否かを判断することによって、車両の予想走行軌跡上に物体が存在するか否かを判断してもよい。一般的には、車両と物体との位置関係において次式（１０）が成り立つ場合に車両と物体とが衝突する可能性がある。しかしながら、物体が車両の側面Ｐｆｒ−Ｐｂｒや側面Ｐｆｌ−Ｐｂｌと衝突するまでの距離は、ユーザに提示する距離としては長い印象を与えるため、式（９）を用いる方が好ましい。

［数９］
線分ＯＤの長さ＜線分ＯＱの長さ＜線分ＯＰｆｒの長さ （１０）

また、図１３に示した補正距離算出処理において、角度γが９０度以上である場合、及び式（９）が成り立たない場合は、ステップＳ２５において補正距離Ｌａを線分ＱＰｂｌの長さとした。しかし、本発明はこの構成に限らず、角度γが９０度以上である場合、及び式（９）が成り立たない場合は、衝突の可能性が低いとして、補正距離Ｌａの算出を行わずに、ディスプレイ３に何も表示しないようにしてもよい。

第３の実施形態．
図１４は、本発明の第３の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。図１４において、運転支援装置は、図９に示した第２の実施形態に係る運転支援装置と比較して、主制御部２Ａに代えて主制御部２Ｂを備えた点、及び、車両周囲を撮像するカメラ８と、カメラインタフェース８ａとをさらに備えた点が異なる。それ以外の点については、図９に示した第２の実施形態に係る運転支援装置と同様であり、同一符号を付した構成要素についての重複する説明は省略する。

主制御部２Ｂは、図９の主制御部２Ａと比較して、カメラインタフェース８ａを介してカメラ８をさらに制御する点が異なる。主制御部２Ｂは、カメラ８により撮像された撮像画像に対して、算出された補正距離Ｌａを示す画像情報を重畳してディスプレイ３に表示する。補正距離Ｌａの算出方法については、第２の実施形態に係る運転支援装置と同様であるので説明を省略する。

図１５は、図１４の主制御部２Ｂにより実行される補正距離算出処理を示すフローチャートである。図１５のフローチャートは、第２の実施形態に係る運転支援装置の補正距離算出処理を示す図１３のフローチャートと比較して、ステップＳ１０の前にステップＳ３０をさらに備えた点、及び、ステップＳ１６に代えてステップＳ３１を備えた点が異なる。それ以外の処理については、図１３に示した第２の実施形態に係る運転支援装置の補正距離算出処理と同様であるので、重複する説明は省略する。

図１５のステップＳ３０において、まず、カメラ８が車両周囲を撮像してステップＳ１０に進む。また、ステップＳ３１において、主制御部２Ｂは、カメラ８により撮像された撮像画像に、補正距離Ｌａを示す画像情報を重畳してディスプレイ３に表示する。

図１６はディスプレイ３に表示される画像の一例を示す説明図である。主制御部２Ｂは、カメラ８により撮像された撮像画像に、補正距離Ｌａを示す画像情報１６０１を重畳して表示する。図１６において、例えば補正距離Ｌａが３．３ｍである場合を示す。画像情報１６０１は、撮像画像の中の検知された物体の近傍に重畳表示されることが好ましい。検知された物体の動きに連動して、検知された物体を隠すことのないように画像情報１６０１の表示位置を変更してもよい。具体的には、物体検知センサ１により検知された物体が存在する位置をディスプレイ３の座標に変換して求めた画素１６００を基準として、その下側の領域に数値１６０１を重畳表示する。なお、図１６の図形１６０２は、バンパー等の車両の一部を表す画像である。このように、画像情報１６０１を検知物体の位置に合わせて重畳表示すれば、検知された物体と車両との距離関係をユーザに分かり易く提示することができる。なお、画像情報１６０１を、所定の固定位置に表示してもよい。

図１７（ａ）及び（ｂ）はディスプレイ３に表示される画像の他の一例を示す説明図である。図１７（ａ）及び（ｂ）において、例えば特許文献２等に開示された仮想視点変換画像合成法を用いることにより、車両をその上方の視点から見た場合の画像を作成し、その画像上に、補正距離Ｌａを示す画像情報１７０２を重畳表示する。図１７において、イラスト１７００は車両を示し、マーク１７０１は物体検知センサ１により検知された物体の位置を示し、線分１７０３は検知物体の位置１７０１から車両までの最短距離を示し、領域１７０４は車両の予想走行軌跡を示す。画像情報１７０２は、線分１７０３の近傍に重畳表示されることが好ましい。具体的には、画像情報１７０２が表示される矩形領域１７０６（図中点線で表示され、この点線は実際には表示されなくてもよい。）の位置は、線分１７０３の例えば中点１７０５等を基準に決定される。なお、画像情報１７０２を、領域１７０４と重ならない位置に表示してもよい。図１７（ａ）及び（ｂ）において、車両を示すイラスト１７００が車両の前方を左側にして表示しているが、車両の前方を右側にして表示してもよい。

図１７（ａ）に示すように、検知された物体の位置を示すマーク１７０１が図５に示す領域ＢＣに存在し、さらにその中でも車両左側寄りに存在するとき、矩形領域１７０６の上辺中点を、中点１７０５近傍に合わせて表示する。検知された物体の位置を示すマーク１７０１が図５に示す領域ＢＣに存在し、さらにその中でも車両右側寄りに存在するとき、矩形領域１７０６の下辺中点を、中点１７０５近傍に合わせて表示する。

図１７（ｂ）に示すように、検知された物体の位置を示すマーク１７０１が図５に示す領域ＢＬに存在するとき、矩形領域１７０６の右上の頂点を、中点１７０５近傍に合わせて表示し、図示はしないが、検知された物体の位置を示すマーク１７０１が図５に示す領域ＢＲに存在するとき、矩形領域１７０６の右下の頂点を、中点１７０５近傍に合わせて表示する。検知された物体の位置を示すマーク１７０１が図５に示す領域ＦＣ又はＦＬ等に存在する場合も、同様の考え方で矩形領域１７０６の位置を決め、その領域内に画像情報１７０２を表示すればよい。

図１８（ａ）及び（ｂ）は、ディスプレイ３に表示される画像のさらに別の一例を示す説明図である。図１８（ａ）及び（ｂ）において、それぞれ図１７（ａ）及び（ｂ）と比較して、車両を示唆するイラスト１７００を車両の前方を上側にして表示する点が異なる。図１７（ａ）及び（ｂ）においては、例えばテレビジョン放送による映像やＤＶＤプレーヤからの映像を表示するディスプレイ等の表示装置を用いて検知結果を表示するもので、当該表示装置において一般的である横長の形状に合わせた表示形態を示したものである。図１８（ａ）及び（ｂ）においては、車両の向きと車両を示唆するイラストの向きが同じであることから、ユーザは、図１７（ａ）及び（ｂ）に示す表示よりも図１８（ａ）及び（ｂ）に示す表示の方が視認しやすいという特徴がある。この場合、専用の縦長の表示装置を用いてもよい。

以上のように、ディスプレイ３に補正距離Ｌａを示す画像情報を表示することにより、ユーザは、車両の動く範囲の視認性を確保しかつ検知された物体までの距離を容易に知ることができる。

また、補正距離Ｌａを示す画像情報の数値と合わせて、上記式（２）により算出された補正距離であるか、上記式（４）により算出された補正距離であるか、若しくは予想走行軌跡を算出することにより算出された補正距離であるかを表示してもよい。図１９及び図２０は、ディスプレイ３に表示される画像のさらに別の一例を示す説明図である。図１９において、画像情報１９００は、補正距離Ｌａの数値に、上記式（４）により算出された補正距離であることを示す「最短距離コーナー」の文字を付加して表示している。さらに、検知された物体を示す位置１９０２と車両のコーナーとを結ぶ線分１９０３を表示して、表示されている画像情報１９００の示す数値がどこからどこまでの距離であるかをユーザに知らせてもよい。また、図２０において、画像情報２０００は、補正距離Ｌａの数値に、予想走行軌跡を算出することにより算出された補正距離であることを示す「予想走行軌跡」の文字を付加して表示し、さらに車両の予想走行軌跡を示す図形２００４を表示している。さらに、図１９と同様に、検知された物体を示す位置２００２から衝突予測箇所までの移動距離２００３を表示して、表示されている画像情報２０００の示す数値がどこからどこまでの距離であるかをユーザに知らせてもよい。これにより、ユーザは、表示されている補正距離Ｌａの数値が、何に基づいて算出されたか、及び車両のどの位置からの補正距離であるかを明確に認識することができ、より的確に検知された物体までの距離を知ることができ、安心して運転をすることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る運転支援装置によれば、カメラ８を備えることにより、車両周囲の撮像画像に補整距離Ｌａを重畳して表示することができ、距離感が失われやすい広角レンズを用いた場合でも、ユーザが物体までの距離を的確に把握することができる。

なお、本実施形態は、図９に示した第２の実施形態に係る運転支援装置に適用されたが、これに代えて図１に示した第１の実施形態に係る運転支援装置に適用してもよいことは言うまでもない。

また、図１６〜図２０においてディスプレイ３に表示されている内容の一部を音声により報知してもよい。この場合、例えば、スピーカ等により、検知された物体が図５に示す領域ＢＣに存在する場合「車両の後方に障害物があります。」という音声を出力し、領域ＢＲ領域に存在する場合「車両の右後方に障害物があります。後方のバンパーの右端から障害物までの距離を表示しています。」という音声を出力し、検知物体が予想走行軌跡上に存在する場合「車両の進行方向に障害物があります。障害物までの走行距離を表示しています。」と音声を出力してユーザに報知すればよい。

さらに、上記仮想視点変換画像合成法では、複数のカメラの画像を合成して、車両上空から見た画像を作成するが、本発明はそれに限らず、上記仮想視点変換画像合成法により作成された画像に代えてイラスト画像を表示してもよい。

またさらに、ディスプレイ３は複数のＬＥＤで構成されるパネル等であってもよい。

本発明に係る運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムによれば、物体検知センサにより取得された位置情報を用いて物体と車両との距離である補正距離を算出して表示するので、自車両から物体までの距離を的確にユーザに報知し、それにより物体との接触及び衝突の危険性を低減することができ、安全である。

本発明に係る運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムは、例えば車両用の運転支援システムとして利用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。 図１の運転支援装置を備えた車両５０と物体ＯＢＪとの位置関係を示す平面図である。 図１の主制御部２における補正距離Ｌａの算出方法を説明する、車両５０と物体ＯＢＪ１，ＯＢＪ２との位置関係を示す平面図である。 図３の領域ＢＣに物体ＯＢＪ１が存在するときの補正距離Ｌａの求め方を説明する、車両５０と物体ＯＢＪ１との位置関係を示す平面図である。 図３の領域ＢＬに物体ＯＢＪ２が存在するときの補正距離Ｌａの求め方を説明する、車両５０と物体ＯＢＪ１との位置関係を示す平面図である。 図１の主制御部２により実行される補正距離算出処理を示すフローチャートである。 図１のＲＯＭ５に格納されたセンサ取得距離Ｌとセンサ取得角度θと補正距離Ｌａとの関係を示すテーブルである。 第１の実施形態の変形例に係る運転支援装置の車両５０と物体ＯＢＪ３との位置関係を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。 図９の運転支援装置を備えた車両５０と物体ＯＢＪ４との位置関係を示す平面図である。 図９の主制御部２Ａにおける補正距離Ｌａの算出に用いるアッカーマンステアリングモデルを示す図である。 図９の主制御部２Ａにおける補正距離Ｌａの算出方法を説明する、車両５０と物体ＯＢＪ４との位置関係を示す図である。 図９の主制御部２Ａにより実行される補正距離算出処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。 図１４の主制御部２Ｂにより実行される補正距離算出処理を示すフローチャートである。 ディスプレイ３に表示される画像の一例を示す説明図である。 （ａ）及び（ｂ）はディスプレイ３に表示される画像の他の一例を示す説明図である。 （ａ）及び（ｂ）はディスプレイ３に表示される画像のさらに別の一例を示す説明図である。 ディスプレイ３に表示される画像のさらに別の一例を示す説明図である。 ディスプレイ３に表示される画像のさらに別の一例を示す説明図である。

符号の説明

１…物体検知センサ、
１ａ…物体検知センサインタフェース、
２…主制御部（ＣＰＵ）、
３…ディスプレイ、
３ａ…ディスプレイインタフェース、
４…ＲＯＭ、
５…ＲＡＭ、
６…バス、
７…舵角センサ、
７ａ…舵角センサインタフェース、
８…カメラ、
８ａ…カメラインタフェース。

Claims (13)

1. 車両に取り付けられて車両周囲の物体を検知し、かつ車両周囲の物体までの距離及び方向を含む物体と物体検知センサ間の位置情報を取得する少なくとも１つの物体検知センサに接続され、前記物体検知センサにより取得された位置情報を用いて物体と車両との距離である補正距離を算出する補正距離算出部と、
   前記補正距離算出部により算出された補正距離を表示部に表示させる制御部とを備えたことを特徴とする運転支援装置。
2. 前記補正距離算出部は、前記位置情報を用いて前記補正距離として車両と物体との最短距離を算出することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
3. 前記補正距離算出部は、物体までの距離Ｌと、物体までの方向θと、物体検知センサの設置位置から車両の幅方向のいずれかの端部までの距離ＨＷとが、Ｌ・ｓｉｎθ≦ＨＷを満たすとき、前記補正距離をＬ・ｃｏｓθとして算出し、そうでないとき、前記補正距離を
   として算出することを特徴とする請求項２記載の運転支援装置。
4. 前記少なくとも１つの物体検知センサは、それぞれ車両の異なる位置に取り付けられた複数の物体検知センサであり、
   前記補正距離算出部は、前記複数の物体検知センサにより取得された各位置情報を用いて、物体と車両との距離である補正距離と、物体が存在する領域を算出し、
   前記制御部は、前記補正距離算出部により算出された補正距離と物体が存在する領域とを表示部に表示させることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
5. 前記物体検知センサは、物体と物体検知センサ間の高さ方向の位置情報をさらに取得することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
6. 前記補正距離算出部は、車両のハンドルの操舵角を取得する舵角センサにさらに接続され、前記位置情報及び舵角センサにより取得された操舵角に基づいて、前記補正距離として、車両が物体に衝突するまでの移動距離を算出することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
7. 前記補正距離算出部は、車両のハンドルの操舵角を取得する舵角センサにさらに接続され、前記位置情報及び舵角センサにより取得された操舵角に基づいて、車両の予想走行軌跡上に物体が存在すると判断されたとき、前記補正距離として、車両が物体に衝突するまでの移動距離を算出する一方、前記位置情報及び操舵角に基づいて、車両の予想走行軌跡上に物体が存在しないと判断されたとき、前記補正距離として、車両と物体との最短距離を算出することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
8. 前記補正距離算出部は、物体までの距離と物体までの方向と前記操舵角とに基づいて、物体の位置情報を、前記物体検知センサの設置位置を座標中心とする第１の座標系から、車両が回転しているときの車両の回転中心を座標軸とする第２の座標系に変換することによって、前記移動距離を算出することを特徴とする請求項７記載の運転支援装置。
9. 前記補正距離算出部は、前記第２の座標系における回転中心から物体までの距離が、
   （ａ）前記回転中心から車両の所定の第１のコーナー端部までの距離と、
   （ｂ）前記回転中心から、車両の第１のコーナー端部から幅方向又は長手方向に位置する第２のコーナー端部までの距離
   との間の値であるか否かを判断することによって、車両の予想走行軌跡上に物体が存在するか否かを判断することを特徴とする請求項８記載の運転支援装置。
10. 前記補正距離算出部は、車両の周囲を撮像した撮像画像を取得する撮像部にさらに接続され、
    前記制御部は、前記撮像部により取得された撮像画像に前記補正距離を前記表示部に重畳して表示させることを特徴とする請求項１乃至９のうちのいずれか１つに記載の運転支援装置。
11. 前記制御部は、（ａ）車両の周囲を撮像した撮像画像又は車両上方の視点から見た画像と、（ｂ）前記補正距離を示す画像と、前記補正距離が車両のどの位置からの距離であるかを示す画像と、補正距離の算出方法を示す画像とのいずれか少なくとも１つと、（ｃ）車両を示す画像とを前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
12. 車両に取り付けられて車両周囲の物体を検知し、かつ車両周囲の物体までの距離及び方向を含む物体と物体検知センサ間の位置情報を取得する少なくとも１つの物体検知センサにより取得された位置情報を用いて物体と車両との距離である補正距離を算出するステップと、
    前記算出された補正距離を表示するステップを含むことを特徴とする運転支援方法。
13. 請求項１１記載の運転支援方法の各ステップを含むことを特徴とする運転支援プログラム。