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発明の名称 車両周辺監視装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−259356(P2003−259356A)
公開日 平成15年9月12日(2003.9.12)
出願番号 特願2002−59056(P2002−59056)
出願日 平成14年3月5日(2002.3.5)
代理人 【識別番号】100086450
【弁理士】
【氏名又は名称】菊谷 公男 (外2名)
【テーマコード(参考)】
5B057
5C054
【Fターム(参考)】
5B057 AA16 AA19 CE08 CH01 DA16 
5C054 CE04 FA04 FE16 FE18 HA30
発明者 松本 和久
要約 課題
車両周囲の映像をディスプレイに表示する車両周辺監視装置において、駐車時等にどこまで車両を寄せられるかを容易に把握できるようにする。

解決手段
ドアミラーに設けたカメラ装置で車両周囲を撮影し、左右の映像を1画像に合成して、マークを重ね合わせてディスプレイに表示する。マークは、ドアミラーの先端位置を通る車両前後方向と平行な線、全開時のドア先端を通る車両前後方向と平行な線、車両前端近傍を通過する車両左右方向と平行な線、および操舵時の車両の旋回内側の後輪の予測通過軌跡を示す線を、映像と同じ視点に画像変換した第1、第2の前後方向マーク30、31、左右方向マーク32、そして軌跡マーク33とからなる。ディスプレイ16上でこれらのマークを指標として、周辺の壁や障害物等がマークより車両側へ入らないように移動することにより、周辺との接触を防止しながらに容易に幅寄せや駐車ができる。
特許請求の範囲
【請求項1】 車両周囲の映像を表示手段に表示する車両周辺監視装置であって、車両周囲を撮影する撮像手段と、車両の前後方向に平行な前後方向マーク、または車両の前方で左右方向に平行な左右方向マークの少なくとも一方の画像を生成するマーク発生器と、前記撮像手段により撮像された映像と前記マーク発生器で生成されたマークの画像とを重ね合わせて出力するスーパーインポーザとを有して、該スーパーインポーザの出力を前記表示手段に表示するように構成されたことを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項2】 車両周囲の映像を表示手段に表示する車両周辺監視装置であって、車両周囲を撮影する撮像手段と、車両の前後方向に平行な前後方向マークと、車両の前方で左右方向に平行な左右方向マークの各画像を生成するマーク発生器と、前記撮像手段により撮像された映像と前記マーク発生器で生成されたマークの画像とを重ね合わせて出力するスーパーインポーザとを有して、該スーパーインポーザの出力を前記表示手段に表示するように構成されたことを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項3】 前記マーク発生器は、前記左右方向マークを、車両の前端から所定距離離れた位置に設定することを特徴とする請求項1または2記載の車両周辺監視装置。
【請求項4】 前記マーク発生器には制御スイッチが接続され、該制御スイッチの操作により前記左右方向マークの車両前端からの所定距離を変化可能とされていることを特徴とする請求項3記載の車両周辺監視装置。
【請求項5】 前記前後方向マークは、車両のドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1に記載の車両周辺監視装置。
【請求項6】 前記前後方向マークは、車両のドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線であり、該ドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線と前記左右方向マークを交差させていることを特徴とする請求項2から4のいずれか1に記載の車両周辺監視装置。
【請求項7】 前記前後方向マークと左右方向マークは、前記映像中の車両と重ならない範囲に限定されていることを特徴とする請求項6記載の車両周辺監視装置。
【請求項8】 前記前後方向マークは、車両の全開時のドア先端に相当する位置を通過する線であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1に記載の車両周辺監視装置。
【請求項9】 前記前後方向マークは、さらに全開時のドア先端に相当する位置を通過する線を含むことを特徴とする請求項5から7のいずれか1に記載の車両周辺監視装置。
【請求項10】 前記マーク発生器はさらに車両の旋回時に後輪の予測通過軌跡を示す軌跡マークを生成することを特徴とする請求項1から9のいずれか1に記載の車両周辺監視装置。
【請求項11】 前記軌跡マークは旋回内側の後輪の予測通過軌跡に限定してあることを特徴とする請求項10記載の車両周辺監視装置。
【請求項12】 前記撮像手段は車両の左右両側を撮影し、左側映像と右側映像を合成する映像合成器を有し、前記スーパーインポーザは前記映像合成器で合成された画像に前記マーク発生器で生成されたマークの画像を重ね合わせるものであることを特徴とする請求項1から11のいずれか1に記載の車両周辺監視装置。
【請求項13】 前記スーパーインポーザと表示手段の間に表示切替手段が設けられ、車両が所定車速以上または後退時にはスーパーインポーザの出力を表示手段に表示しないように構成したことを特徴とする請求項1から12のいずれか1に記載の車両周辺監視装置。
【請求項14】 操作スイッチが接続された表示切替手段が前記スーパーインポーザと表示手段の間に設けられ、前記操作スイッチの操作によりスーパーインポーザの出力の表示手段への表示が制御されることを特徴とする請求項1から12のいずれか1に記載の車両周辺監視装置。
【請求項15】 前記撮像手段はドアミラーケース内に設置したカメラ装置であることを特徴とする請求項1から14のいずれか1に記載の車両周辺監視装置。
【請求項16】 前記ドアミラーケースは、前記カメラ装置のレンズに対応してシールドを備えていることを特徴とする請求項15記載の車両周辺監視装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両周辺、とくに前輪付近を含む車両前部まわりの画像を表示するようにした車両周辺監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の車両周辺監視装置としては、車両のドアミラーの背面に設けたカメラ装置によって前輪周辺部を撮像し、この撮像した画像を車室内のインストルメントパネルなどに設置したディスプレイに表示するものが、たとえば特開2000−272418号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装置においては、単にカメラ装置で撮像した映像をディスプレイに表示するだけであるので、例えば停車、駐車時に車両を側方へ寄せる際や、車両の角部や前端を壁などに寄せる際には、とくに指標となるものもなく、どこまで寄せられるかについて確信がもてないという問題がある。したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、停車、駐車時等にどこまで車両を寄せられるかを容易に把握できるようにした車両周辺監視装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に記載の本発明は、車両周囲の映像を表示手段に表示する車両周辺監視装置であって、車両周囲を撮影する撮像手段と、車両の前後方向に平行な前後方向マーク、または車両の前方で左右方向に平行な左右方向マークの少なくとも一方の画像を生成するマーク発生器と、前記撮像手段により撮像された映像とマーク発生器で生成されたマークの画像とを重ね合わせて出力するスーパーインポーザとを有して、該スーパーインポーザの出力を表示手段に表示するように構成されたものとした。
【0005】請求項2の発明は、とくにマーク発生器が車両の前後方向に平行な前後方向マークと、車両の前方で左右方向に平行な左右方向マークの双方の画像を生成するようにしたものである。
【0006】請求項3の発明は、マーク発生器が、左右方向マークを車両の前端から所定距離離れた位置に設定するものである。そして、請求項4の発明は、マーク発生器に制御スイッチが接続され、該制御スイッチの操作により上記所定距離を変化可能とされているものである。
【0007】請求項5の発明は、前後方向マークを、車両のドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線としたものであり、請求項6の発明は、さらに左右方向マークも生成するとき、ドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線を左右方向マークと交差させるようにしたものである。そして、請求項7の発明は、前後方向マークと左右方向マークが、映像中の車両と重ならない範囲に限定されているものとした。
【0008】請求項8の発明は、前後方向マークを、車両の全開時のドア先端に相当する位置を通過する線としたものであり、請求項9の発明は、前後方向マークが、車両のドアミラーの左右方向先端に相当する位置を通過する線と、全開時のドア先端に相当する位置を通過する線とを含むものとした。
【0009】請求項10の発明は、マーク発生器がさらに車両の旋回時に後輪の予測通過軌跡を示す軌跡マークを生成するものとした。請求項11の発明は、とくに生成される軌跡マークが旋回内側の後輪の予測通過軌跡に限定してあるものである。
【0010】請求項12の発明は、撮像手段が車両の左右両側を撮影し、左側映像と右側映像を合成する映像合成器を有し、スーパーインポーザは映像合成器で合成された画像にマーク発生器で生成されたマークの画像を重ね合わせるものとした。
【0011】請求項13の発明は、スーパーインポーザと表示手段の間に表示切替手段が設けられ、車両が所定車速以上または後退時にはスーパーインポーザの出力を表示手段に表示しないものとした。請求項14の発明は、表示切替手段に操作スイッチが接続され、操作スイッチの操作によりスーパーインポーザの出力の表示手段への表示が制御されるものとした。
【0012】請求項15の発明は、撮像手段がドアミラーケース内に設置したカメラ装置であるものとした。そして、請求項16の発明は、ドアミラーケースがカメラ装置のレンズに対応してシールドを備えているものである。
【0013】
【発明の効果】本発明では、車両に関連性を持たせた前後方向マークまたは左右方向マークが車両周辺の映像に重ね合わせてディスプレイに表示されるので、マークを指標として参照することにより狭い場所でも周辺と接触などすることなく容易に通過、あるいは停車、駐車が行える。例えば、壁、縁石または白線に幅寄せしたいときや壁に向かって前進で駐車する際には、マークをこれらの対象と合わせるように操舵することで、これらの対象に平行に寄せ、または垂直に停めることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は実施の形態の構成を示すブロック図である。なお、図1には主要部品の設置位置を示すため車体イメージを破線で示している。本実施の形態では、ナビゲーション装置と共用するディスプレイ16が、インストルメントパネルなど車室内前部に配置されている。車両1の左右のドアDa、Dbに取り付けられたドアミラー2a、2bのドアミラーケース3a、3b内に、それぞれカメラ装置4a、4bが設置されている。カメラ装置4a、4bは、それぞれ図示しないレンズを車体左右の前輪周辺部を含む前方を撮影可能に向けてあり、ドアミラーケースの撮影窓にはガラスまたは透明樹脂のシールド5a、5bを設けてカメラ装置を保護し、レンズに水滴や汚れが付着しないようにしてある。なお、シールド5a、5bはドアミラーケース3a、3bと一体に形成することにより、破損しにくくなり、かつ、風きり音も低減される。カメラ装置4aおよび4bは映像合成器10に接続され、映像合成器10はカメラ装置4aおよび4bからの映像信号を1画面に合成する。
【0015】また、車両の図示しないステアリングに設けられステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ7がマーク発生器11に接続され、マーク発生器11は後述する複数のマークの画像を生成する。マーク発生器11には、その制御用に、ロータリタイプの制御スイッチ6が接続されている。映像合成器10とマーク発生器11はスーパーインポーザ12に接続され、スーパーインポーザ12は映像合成器10からの合成映像とマーク発生器11からのマークの画像とを重ね合わせて監視画像とする。
【0016】ディスプレイ16に接続された映像切替機13に、スーパーインポーザ12とナビゲーションユニット15が接続され、映像切替機13はスーパーインポーザ12からの画像信号と、ナビゲーションユニット15からのナビゲーション情報や画像信号とを切り替えてディスプレイ16へ送出する。すなわち、ディスプレイ16はスーパーインポーザ12からの画像を表示するとき車両周辺監視装置の表示手段となり、ナビゲーションユニット15からの画像等を表示するときナビゲーション装置の表示手段となる。映像切替機13には、その制御用に、モーメンタリタイプの操作スイッチ17、車速センサ8および変速機の変速段を検出するシフトポジションセンサ9が接続されている。上記の映像合成器10、マーク発生器11、スーパーインポーザ12および映像切替機13は、電子制御ユニット(ECU)14として、マイクロコンピュータを用いて構成される。
【0017】映像合成器10は、カメラ装置4aと4bからの映像信号を左右合成する。ここでは、図2に示すように、カメラ装置4aの映像Aから、左前輪より車両中心側の所定位置Sを基準として、車両の外側に映像面積が50%になるように映像aを切り取り、さらに、カメラ装置4bの映像からも同様に映像面積の50%相当の映像bを切り取って、これらをつなぎ合わせて、1画面の映像Gに合成する。
【0018】マーク発生器11は、図3に示すような、車両を移動させる際の指標となる第1の前後方向マーク30、第2の前後方向マーク31、左右方向マーク32、および軌跡マーク33を生成する。なお、図3中、21、22は、カメラ装置4a、4bによる撮影範囲を示す。第1の前後方向マーク30は、ドアミラー2a、2b(のドアミラーケース3a、3b)の左右先端に相当する位置を通過する車両前後方向と平行な線である。第2の前後方向マーク31は、全開時のドアDa、Dbの先端に相当する位置を通過する車両前後方向と平行な線である。さらに、左右方向マーク32は、車両前端から前方へ例えば10cmなど所定距離の位置を通過する車両左右方向と平行な線である。この所定距離は、制御スイッチ6の信号出力によって、任意に設定可能である。
【0019】軌跡マーク33は、操舵状態での車両の旋回内側の後輪の予測通過軌跡を示す線である。図4に示すように、操舵角センサ7で検出した操舵角をθ、ホイルベースをL、ステアリングギア比をn、左右のタイヤの中心間の距離をWとするとき、後輪軌跡の半径rは次式で与えられる。
r=L/tan(θ/n)−W/2なお、車両の旋回時にはタイヤの横滑りによる影響が車速の2乗で発生するが、本発明が使用されるのは、停車、駐車時など時速10Km/h以下の低速域であるため、この影響は無視できる。また、旋回外側の後輪の予測通過軌跡は、前輪より内側に入り一般的に障害物が存在しないので、旋回外側には、軌跡マークは表示しない。軌跡マーク33は、操舵角センサ7からの信号出力に応じて、リアルタイムに演算処理を行い、描画を変化させる。
【0020】マーク発生器11では、各マーク30〜33の画像をカメラ装置4a、4bによる図2に示した映像Gに重ね合わせるために、カメラ装置4aおよび4bの各位置から見た画像に変換する。この変換には例えば特開平10−175482号公報に示された方法を採用して、図5に示すような変換画像となる。スーパーインポーザ12では、図2に示した映像合成器10からの映像Gに、マーク発生器11からの図5の変換画像を重ね合わせる。
【0021】なお、第1の前後方向マーク30と左右方向マーク32は、互いの交差した点Pから車両前後方向における後方側および左右方向における車両中心側へ延ばすとともに、重ね合わされた映像における車両と重ならない範囲に限定した線として描画する。これにより、スーパーインポーザ12からは、図6に示すような画像信号が映像切替機13へ出力される。映像切替機13は、スーパーインポーザ12からの画像信号と、ナビゲーションユニット15からのナビゲーション情報や画像信号とを、車速センサ8およびシフトポジションセンサ9からの入力信号あるいは操作スイッチ17の操作に基づいて切り替えてディスプレイ16へ送出し、表示させる【0022】図7は、映像切替機13における切替制御の流れを示すフローチャートである。まず、ステップ101では、車速センサ8とシフトポジションセンサ9からの入力信号を読み込んで、変速段がリバース(後退)であり、かつ、車速Vが0Km/hでないか、すなわち車両が後退中であるかをチェックする。後退中でない場合には、ステップ102へ進む。ステップ102では、現時点で映像切替機13で選択されてディスプレイ16に表示されている画像がスーパーインポーザ12からのカメラ装置4a、4bによる撮影画像であるかをチェックする。そして、スーパーインポーザ12の画像が選択されていないときはステップ103へ進み、ナビゲーションユニット15からのナビゲーション情報や画像が選択されているときはステップ107へ進む。
【0023】ステップ103では、車速Vが0Km/hで、かつ、操作スイッチ17が操作されたかをチェックする。車両が停止している状態では前輪まわりの映像とマーク表示は不要であるが、操作スイッチ17が操作されたときは、マーク表示等を要求しているものとして、ステップ104に進み、スーパーインポーザ12からのカメラ装置による撮影画像を選択してディスプレイ16に表示させる。
【0024】一方、ステップ102のチェックでスーパーインポーザ12からのカメラ装置による撮影画像が選択されていたときは、ステップ105へ進み、車速Vが10Km/h以上であるかどうかをチェックする。車速が10Km/hより低いときは停車、駐車しようとする状態が想定される。そこでステップ106へ進み、操作スイッチ17の操作があったかをチェックして、操作スイッチ17の操作がなければステップ104に進んで、そのままスーパーインポーザ12からの画像の表示を継続させる。
【0025】また、ステップ101のチェックで車両が後退中であるときは、前輪まわりの映像とマーク表示は不要であるため、ステップ107へ進み、ナビゲーションユニット15からの画像等を選択してディスプレイ16に表示させる。さらにステップ105のチェックで車速が10Km/h以上であるときも、同じくマーク表示は不要として、ステップ107へ進む。
【0026】一方、車速が10Km/hより低いときは、上述のように停車、駐車が予想され、前輪まわりの映像とマーク表示が必要とされる状態であるが、ステップ106のチェックで操作スイッチ17が操作されたときは、操作者がマーク表示等は不要と意思表示したものとして、ステップ107へ進む。ステップ103のチェックで操作スイッチ17が操作されていないときも、ステップ107へ進んでナビゲーションユニット15からの画像等をディスプレイ16に表示させる。
【0027】実施の形態は以上のように構成され、停車、駐車時、あるいは狭い道を低速で通過時には、車両左右の前輪まわりの映像に指標となる第1の前後方向マーク30、第2の前後方向マーク31、左右方向マーク32、および軌跡マーク33を重ね合わせた画像がディスプレイ16に表示される。そして、左右方向マーク32は車両の前端から所定距離例えば10cm離れた位置に設定されるので、例えば正面の壁に向かって前進して駐車する場合に、車両前端と壁間の間隙を容易に把握することができる。また、制御スイッチ6の操作により上記所定距離を変化可能とされているので、例えば所定距離の設定を0cmにすれば、車両の前端を駐車枠や交差点の停止線に一致させて停めることができる。
【0028】また、第1の前後方向マーク30を、車両のドアミラー2a、2bの左右方向先端に相当する位置を通過する線としたので、例えば側方に障害物や車両前後方向と平行な壁などがある場所で車両を幅寄せするとき、ディスプレイ16上で壁が第1の前後方向マーク30より車両側へこないように車両を移動させることで、壁や障害物にドアミラー2aあるいは2bを接触させず幅寄せできる。以上のようにして、例えば、駐車枠に対する左右間隔や、車両前端と壁との間隙を確認でき、駐車枠にそって容易に停めることができる。
【0029】さらに第1の前後方向マーク30と左右方向マーク32を交差させているので、道路の角を曲がる際には、曲がりの外側では図8の(a)に示すように、第1の前後方向マーク30と左右方向マーク32の交点Pを参照して壁Fとの間隙を確認しながら容易に通過できる。また、斜めに駐車する場合にも、交点Pの参照によって、車両の角部を周辺に接触させることを防止できる。なお、第1の前後方向マーク30と左右方向マーク32は交点Pから映像中の車両側、かつ、車両と重ならない範囲に限定して表示されるので、紛らわしさがなく、理解が容易である。
【0030】また、第2の前後方向マーク31は車両の全開時のドアDa、Dbの先端に相当する位置を通過する線としてあるので、ディスプレイ16上で側方の壁が第2の前後方向マーク31より車両側にこないように停車することで、停車後ドアDaまたはDbを全開にしても接触しない間隔を確保することができる。これにより、車両への乗り降りの際に不用意にドアが開いても壁との接触を回避できる。
【0031】軌跡マーク33は車両の旋回時における後輪の予測通過軌跡を示すので、曲がりの内側では、図8の(b)に示すように、軌跡マーク33を参照して例えば縁石Eとの間隙を確認しながら通過することができ、接触が防止される。なお、軌跡マーク33の表示は旋回内側の後輪の予測通過軌跡に限定してあるので、ディスプレイ画面が複雑とならず、紛らわしさがない。
【0032】ディスプレイ16には映像合成器10で合成された車両の左側映像と右側映像が1画面で表示され、これに各マーク30〜33が重ねて表示されるので、駐車時には駐車枠に対する左右の間隔を確認でき、容易に駐車枠の中央に停めることができる。また、斜めに進入して駐車する場合にも、左右の第1の前後方向マーク30と左右方向マーク32の各交点P、Pを参照することにより周辺との接触を防止しながら駐車できる。
【0033】また、映像切替機13によって車両が所定車速以上または後退時にはカメラ装置4a、4bからの映像に各マークを重ね合わせた監視画像をディスプレイ16に表示しないものとしているので、不要時の煩わしさがなく、代わりにナビゲーション画像等が表示でき、ディスプレイ16が有効に共用される。さらに、低速走行においても渋滞時等で操作スイッチ17を操作したときには、同様に、必要なナビゲーション情報や画像がディスプレイ16に表示されるので、利便性がいっそう向上する。
【0034】カメラ装置4a、4bはドアミラーケース3a、3b内に設置されているので、車体から突出することなく前輪まわりを撮影することができる。この際、ドアミラーケースにはカメラ装置のレンズに対応してシールド5a、5bを備えているので、レンズが水滴や汚れから保護される。
【0035】なお、上記実施の形態では、カメラ装置4a、4bをドアミラーケース3a、3b内に設置したものとしたが、これに限定されず、前輪まわりを含む車体前方を撮影可能であれば任意の位置に設置することができる。また、映像合成器10ではカメラ装置4a、4bの映像から、それぞれ映像面積50%分ずつを切り取って、左右につなぎ合わせるものとしたが、カメラ装置4a、4bの映像をそれぞれ水平方向に圧縮して合成してもよい。
【0036】さらに、マーク発生器11では、軌跡マーク33を操舵角センサ7からの信号出力に応じてリアルタイムに演算処理を行い、変化させるものとしたが、このほか、描画パターンを数種用意してROM等に記憶させ、操舵角センサ7からの信号出力に応じて、対応する描画パターンを選択して変化させるようにすると負担が軽くなり、構成も簡単、安価となる。また、電子制御ユニット14はナビゲーションユニット15と別体に構成されたものとして説明したが、これらは一体に構成してもよい。
【0037】なおまた、上記実施の形態では、左右両側の前輪まわりを含む映像を各マークと重ね合わせてディスプレイに表示するものとしたが、例えば、運転席が右側の車両では右側の周辺状況は窓から顔を出せば直接把握できるので、図9のように左側のみの映像を表示するようにしてもよく、これにより、本発明の利点を大きく損ねることなく安価な装置にすることができる。




 

 


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