JPH07229961A - 車両周囲の物体検知装置及び車両周囲の物体検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車両後側方の障害物までの距離及び方向を検知
してその結果を車載ディスプレイに自車両と重ねて表示
することで運転者に自車と障害物の位置関係を明確に認
識させ、障害物との衝突を未然に防止する。 【構成】レーダ１により自車両３の後側方にある障害物
５，６の距離及び方向を検知し、その外形と自車両３の
外形を重ねて車載ディスプレイ２に表示する。また指示
装置７により表示範囲５５を変更する。障害物５，６が
警報範囲９に侵入した場合警報装置１６から警報音２６
を発生する。 【効果】障害物と自車両の外形を車載ディスプレイに表
示することで運転者に自車と障害物の位置関係を明確に
認識させ、衝突を未然に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自車両の周囲にある障害
物と車両の位置関係を表示する画像装置を有する障害物
検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術では、特開昭60−73478 号，特
開昭60−257381号，特開平4−60484号公報に示されるよ
うに超音波送受波器を用いて自車両の周囲にある障害物
の距離及び方向を検知する方法があった。この装置によ
り車庫入れやパーキングの際、壁や他の車両との衝突を
未然に防ぐことができた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの場合、障害
物の形状及び方向、また距離など自車両との具体的な位
置関係が運転者にはわかりにくく、さらにどこまで接近
できるかを知るために車を降りて障害物を確認したり、
またバックミラー，サイドミラーに頼らざる得なかっ
た。また、カメラ等で撮映した映像をディスプレイに写
すものが知られているが、障害物以外のよけいなものが
写し出され、見にくいという問題があった。本発明は上
記の問題点に鑑みなされたもので、その目的は指向性の
高い電波，光もしくは超音波・ミリ波やレーザ等を用い
たレーダやカメラ，ビデオのような監視装置を用い、自
車両の周囲に存在する物体の距離及び方向を検知してそ
の結果を自車両の外形図と重ね合わせて車載ディスプレ
イに表示することで運転者に車両と物体の位置関係を明
確に認識させることを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するため、自車両の周囲を監視装置で監視し、この
監視装置からの情報に基づいて物体の位置と自車両の位
置に関するデータを抽出し、保持する記憶装置と、それ
らの保持されたデータから物体と自車両との位置関係を
合成画像で表示する画像表示装置とから車両周囲の物体
検知装置を構成した。

【０００５】物体と自車両の位置関係が自車両を含む合
成画像で表示されるので、運転者は物体の位置と物体ま
での距離を理解しやすい。また、よけいなものが表示さ
れることがないので誤認等がない。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を車両の後方障害物認識装置に
適用した例を示す図面を用いて詳細に説明する。図１は
本発明を搭載した車両及び車両後方の障害物の平面図で
あり、さらに画像表示装置（以下ディスプレイと称し、
ＣＲＴ，テレビ，液晶等を総称する）に表示された障害
物検知情報を示す。自車両３の後方に障害物５，６があ
り、これらを検知するため自車両３の後部に赤外線レー
ダ１を設置する。レーダ１は障害物検知範囲４内で赤外
線ビームを水平面で回転走査し、障害物５，６の位置及
び外形を検知する。検知した障害物５，６の外形は自車
両３の外形と重ねられて車載ディスプレイ２にそれぞれ
５′，６′，３′のように表示される。障害物の外形は
レーダ１のビームがあたる部分のみが写しだされる。こ
のことによりドライバーは正確に後方にある障害物の位
置を認識することができる。また警報範囲としての仮想
エリア９を設定し、その内側に障害物５，６が侵入した
場合、警報を発し運転者に注意を促す。この警報範囲９
も車載ディスプレイ２に９′のように描かれる。

【０００７】図２に障害物検知装置の構成を示す。レー
ダ１は赤外線ビームを発射すると同時にその反射波を検
知する送受信部１０とその向きを回転させるステップモ
ータ１１で構成される。水平面内のビーム幅は指向性を
高くするため狭く設定される。信号発信器１２は送受信
部１０，距離演算器１３に出力波２０のもととなる送信
信号２２を送信する。距離演算器１３は、反射波２１が
送受信部１０により変換された受信信号２３と送信信号
２２との比較を行い障害物までの距離を計算し、その結
果を距離信号２４としてプロセッサ１４に送信する。プ
ロセッサ１４からの回転角度信号２５により、ステップ
モータ１１は送受信部１０を水平面内で回転させ出力波
２０を走査する。プロセッサ１４は距離信号２４，回転
角度信号２５の値を記憶装置１５に書き込む操作を行
う。またプロセッサ１４は記憶装置１５からデータを引
き出し車載ディスプレイ２に車両の外形３′及び警報範
囲９′を重ねて（合成して）障害物の外形５′，６′を
同一画面に描画する。自車両の外形３′及び警報範囲
９′のデータはあらかじめ記憶装置１５内に設定されて
いる。車載ディスプレイ２の表示範囲及び、倍率は運転
者の手元にある表示指示装置７の操作で変更することが
できる。４つのshift ボタンのいずれかが押されると記
憶装置から読み出した座標データに所定値を加算して表
示データを作成する。

【０００８】即ち、shift ボタン７は上下左右の４つの
ボタン７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄから成り、いずれのボタ
ンも０.２ 秒押しつづけるとディスプレイ上の表示画面
を｜Δｘ｜，｜Δｙ｜だけ、左右あるいは上下に移動で
きる。押しつづけると、０.２ 秒毎にΔｘあるいはΔｙ
だけ左右，上下に移動できる。

【０００９】これは、shift ボタンが押されると、例え
ばＰ点の座標が記憶装置から読み出されてディスプレイ
上に表示される際、選択された押ボタンに応じて、座標
データが （−ｘ＋Δｘ），（ｙ）…右方ボタン７ａ （−ｘ），（ｙ＋Δｙ）…上方ボタン７ｂ （−ｘ−Δｘ），（ｙ）…左方ボタン７ｃ （−ｘ），（ｙ−Δｙ）…下方ボタン７ｂ と修正されて表示される様に構成することで実現され
る。車両及び、警報エリアも同様の方法で移動できる。

【００１０】一方、Zoomボタン７ｅ（up），７ｆ（dow
n）が押された場合、点Ｐの座標が０.２ 秒毎に拡大方
向へ１.１ 倍，１.２ 倍，１.３ 倍…あるいは縮小方向
へ０.９ 倍，０.８倍 ，０.７ 倍…と変化する。

【００１１】これは例えば、Ｐ点のｘ，ｙ座標に増幅率
あるいは縮小率を掛けて表示データを作成することを意
味する。車両及び警報エリアも同様の方法で拡大，縮小
できる。

【００１２】またプロセッサ１４は、警報範囲９内に障
害物５，６が侵入した場合、警報装置１６から警報音２
６を発生させる。

【００１３】これは、警報エリアを示すデータと障害物
を示すデータとを比較して、同一データの時、障害物が
警報エリアに侵入したとして認識することで実現でき
る。

【００１４】図３に障害物の検知方法を示す。記憶装置
内のデータ構成１５′は図のように平面座標で定義され
る。ビームの走査は走査開始位置５０からステップ角Δ
θ（５１）で開始され、走査終了位置５２まで繰り返さ
れる。走査終了位置５２に達した後は５０に戻る。各角
度ごとに走査方向の障害物までの距離ｓ（５３）及び、
レーダ１の回転角度θ（５４）のデータを取得し、この
点をつなぐことで障害物の外形が構成される。障害物の
外形データはステップモータのステップ回数ｎ（０〜
Ｎ），障害物までの距離Ｓ（ｎ），回転角度Θ（ｎ）＝
ｎΔθで定義される。このデータは極座標形式なのでプ
ロセッサ６は記憶装置１５に書き込む前に平面座標形式
への変換を行う。例えば図中の点Ｐの平面座標(Ｘ
(ｎ)，Ｙ(ｎ))は次式で求まる。

【００１５】Ｘ(ｎ)＝Ｓ(ｎ)cos(Θ(ｎ)), Ｙ(ｎ)＝Ｓ
(ｎ)sin(Θ(ｎ)) ここで記憶装置内データ１５′の自車両外形データ５６
及び警報範囲外形データ６９は初期化状態で予め書き込
まれている。一方、障害物の外形データ６５，６６につ
いては、１回の走査ごとに前ステップの障害物外形デー
タが消去され、最新のデータが重ねて書き込まれる。そ
れから記憶装置内データ１５′の指定表示範囲５５内か
ら５６，６５，６６，６９が読みだされ車載ディスプレ
イ２に表示される。障害物５′，６′の表示は実際の障
害物５，６と自車両３の位置関係と等尺縮小図で表示さ
れる。指定範囲は表示指示装置７により表示位置，倍率
を自由に変えることができる。

【００１６】図４に障害物検知装置の制御フローチャー
トを示す。初めにレーダ１のビーム方向を決定するステ
ップモータ１１の回転角度を初期位置５０にする。次に
ビーム方向の障害物５，６までの距離を測定する。その
時のステップモータ回転角度θ（５４）と障害物５，６
までの距離ｓ(ｎ)のデータを極座標形式から平面座標形
式に変換し記憶装置１５に書き込む。次にステップモー
タ回転角θ(ｎ)(５４)を所定の１ステップ角度Δθ（５
１）だけ移動させる。ここで回転角度が走査終了位置５
２に達した場合、記憶装置１５から障害物外形データ６
５，６６及び自車両外形データ５６を引き出す。ここで
障害物外形データ６５，６６が警報範囲６９内に書き込
まれていた場合、即座に警報装置を作動させる。それか
ら車載ディスプレイ２に各外形データを表示する。また
割り込み処理として、表示指示装置７により表示範囲，
倍率の変更があった場合、車載ディスプレイ２の表示設
定を変更する。

【００１７】図５に本発明の具体的な使用方法を示す。
障害物５，６の間を自車両３が後退しながら通過しよう
としている場合、車両位置１００のとき、運転者は障害
物５，６までの大まかな距離及び方向を車載ディスプレ
イ２を通じて認識できる。また運転者はハンドルを操作
し、必要に応じて車載ディスプレイ２の表示の設定を変
更し、そのまま障害物５，６間方向に後退を続け、車両
位置２００の位置まで自車両３を移動させる。この時点
で障害物５，６と自車両３の間隔が正確に認識できる。
そのまま後退すれば自車両３を車両位置３００まで移動
させることができる。このように運転者は、バックミラ
ー，サイドミラーなどに頼らずに障害物５，６の間を安
全に通過することができる。

【００１８】以上の方法を用い、自車両の後側方を水平
方向にビームを走査し障害物の距離及び方向を検知し
て、その結果を車載ディスプレイに表示することで運転
者に自車と障害物の位置関係を明確に認識させ、障害物
との衝突を未然に防止することができる。

【００１９】以上の実施例では、車両の後側方の障害物
と車両との位置関係について説明したが、それに限定さ
れることなく、前方・側方の物体との位置関係に対して
も適用可能である。

【００２０】また、監視装置としてレーザを用いたもの
を説明したが、ビデオカメラの様な撮像装置を監視装置
として用いることもできる。

【００２１】この場合、撮像情報から対象となる物体の
抽出ステップが必要となる。

【００２２】この抽出方法としては、特開平4−205070
号公報等に示す様な、同一色部分の切抜き方法を用いる
ことができる。

【００２３】また、レーダと撮像装置を組合せ、撮像装
置で得られた画像データをレーダで得られたデータで強
調したリ、両データの重なった必要部分だけを残して他
の不要な背景等を画像データから消去するようにしても
良い。

【００２４】尚、監視装置は必ずしも車両に取付けられ
ている必要はなく、例えばガレージの入口に取付けられ
ていて、監視装置からの情報を電波や光で受信して車内
に設置された記憶装置に取込む様にすることもできる。

【００２５】また、交差点や、見通しの悪いカーブの部
分に、鏡の代わりとして監視装置を設置することもでき
る。この様なところに用いられた場合、車両の進行方向
画面上に人や対向車が、物体として車内のディスプレイ
上に合成表示されることになる。見通しの悪い場所であ
ってもその手前で物体が確実に認識できる効果があり、
衝突を防止することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、車両の周囲の物体と自
車両の外形を示すデータを座標データとして記憶する記
憶装置を設けこのデータをもとに表示データを作成し、
車載ディスプレイに表示することで運転者に自車と周囲
の物体との位置関係を明確に認識させることができると
いう効果が得られる。

【００２７】また、表示画面の拡大，縮小，移動がで
き、目的に応じた視認性が得られる。また、表示画面の
拡大，縮小，移動は、記憶装置に記憶されたデータを加
工することで達成でき、特別なハードが不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイメージ図。

【図２】本発明のシステムの全体構成図。

【図３】障害物の検知方法。

【図４】本発明の実施例の制御フローチャート。

【図５】本発明の実施例の具体的な使用方法。

【図６】本発明の実施例の割込み制御フローチャート。

【符号の説明】

１…赤外線レーダ、２…車載ディスプレイ、３…自車
両、３′…車載ディスプレイ上での自車両の表示、４…
障害物検知範囲、５，６…障害物、５′，６′…車載デ
ィスプレイ上での障害物の表示、７…表示指示装置、９
…警報範囲、９′…車載ディスプレイ上での警報範囲の
表示、１０…送受信部、１１…ステップモータ、１２…
信号発信器、１３…距離演算器、１４…プロセッサ、１
５…記憶装置、１５′…記憶装置内のデータ、１６…警
報装置、２０…出力波、２１…反射波、２２…送信信
号、２３…受信信号、２４…距離信号、２５…回転角度
信号、２６…警報音、５０…走査開始位置、５１…ステ
ップ角度（Δθ）、５２…走査終了位置、５３…障害物
までの距離（ｓ）、５４…レーダ回転角度（θ）、５５
…表示範囲、５６…車両外形データ、６５，６６…障害
物外形データ、６９…警報範囲外形データ、１００，２
００，３００…自車両の位置。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 17/93 Ｇ０８Ｇ 5/04 Ａ 7740−3Ｈ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両とその車両の周囲に存在する物体との
   状況を検知する装置であって、以下のものから構成され
   た車両周囲の物体検知装置。 Ａ．対象物体の位置と外形を認識する監視装置。 Ｂ．上記監視装置によって得られた情報をもとに、対象
   物体の位置データを座標データとして記憶する物体デー
   タ記憶装置。 Ｃ．車両の外形を座標データとして記憶する車両データ
   記憶装置。 Ｄ．上記両データ記憶装置に記憶されたデータをもと
   に、物体と車両の外形及び認識された両者の位置関係と
   を同一画面上に合成表示するディスプレイ装置。
2. 【請求項２】車両とその車両の周囲に存在する物体の状
   況を検知する装置であって、以下のものから構成された
   車両周囲の物体検知装置。 Ａ．対象物体の位置と外形を認識する監視装置。 Ｂ．上記監視装置によって得られた情報をもとに、対象
   物体の位置データを座標データとして記憶する物体デー
   タ記憶装置。 Ｃ．車両の外形を座標データとして記憶する車両データ
   記憶装置。 Ｄ．上記両データ記憶装置に記憶されたデータをもと
   に、物体と車両の外形及び認識された両者の位置関係と
   を同一画面上に合成表示するディスプレイ装置。 Ｅ．上記データを加工して上記ディスプレイ画面上の物
   体と車両の表示位置を変更する表示位置変更装置。
3. 【請求項３】車両とその車両の周囲に存在する物体の状
   況を検知する装置であって、以下のものから構成された
   車両周囲の物体検知装置。 Ａ．対象障害物の位置と外形を認識する監視装置。 Ｂ．上記監視装置によって得られた情報をもとに、対象
   物体の位置データを座標データとして記憶する物体デー
   タ記憶装置。 Ｃ．車両の外形を座標データとして記憶する車両データ
   記憶装置。 Ｄ．上記両データ記憶装置に記憶されたデータをもと
   に、物体と車両の外形及び認識された両者の位置関係と
   を同一画面上に合成表示するディスプレイ装置。 Ｅ．上記データを加工して上記ディスプレイ画面上の物
   体と車両の表示倍率を変更する倍率変更装置。
4. 【請求項４】車両とその車両の周囲に存在する物体との
   状況を検知する装置であって、以下のものから構成され
   た車両周囲の物体検知装置。 Ａ．対象物体の位置と外形を認識する監視装置。 Ｂ．上記監視装置によって得られた情報をもとに、対象
   物体の位置データを座標データとして記憶する物体デー
   タ記憶装置。 Ｃ．車両の外形を座標データとして記憶する車両データ
   記憶装置。 Ｄ．上記両データ記憶装置に記憶されたデータをもと
   に、物体と車両の外形及び認識された両者の位置関係と
   を同一画面上に合成表示するディスプレイ装置。 Ｅ．上記データを加工して上記ディスプレイ画面上の物
   体と車両の表示位置を変更する表示位置変更装置。 Ｆ．上記データを加工して上記ディスプレイ画面上の物
   体と車両の表示倍率を変更する倍率変更装置。
5. 【請求項５】車両と車両の周囲に存在する物体との位置
   関係をディスプレイに表示する車両周囲の物体検知方法
   であって、 指示装置の指示に従って、ディスプレイ上の両者の表示
   位置が移動する様に構成したことを特徴とする物体の検
   知方法。
6. 【請求項６】車両と車両の周囲に存在する物体との位置
   関係をディスプレイに表示する物体検知方法であって、 指示装置の指示に従って、ディスプレイ上の両者の表示
   倍率が変化するように構成したことを特徴とする車両周
   囲の物体の検知方法。
7. 【請求項７】車両と車両の周囲に存在する物体との位置
   関係をディスプレイに表示する物体検知方法であって、 表示される車両の外形の周囲に警告エリアを表示するこ
   とを特徴とする車両周囲の物体検知方法。
8. 【請求項８】車両とその車両の周囲に存在する物体との
   状況を検知する装置であって、以下のものから構成され
   る車両周囲の物体検知装置。 Ａ．監視装置 対象物体の位置と外形を認識する。 Ｂ．データ記憶装置 上記監視装置からの情報に基づいて作成された物体の位
   置を示すディジタルデータ，車両の外形を示す予め用意
   されたディジタルデータ及び、この車両の外形の周囲に
   形成された仮想エリアを示すディジタルデータを記憶す
   る。 Ｃ．表示装置 上記３種類のディジタルデータを合成してディスプレイ
   画面上に表示する表示装置。
9. 【請求項９】車両とその車両の周囲に存在する物体との
   状況を検知する装置であって、以下のものから構成され
   る車両周囲の物体検知装置。 Ａ．監視装置 対象物体の位置と外形を認識する。 Ｂ．データ記憶装置 上記監視装置からの情報に基づいて作成された物体の位
   置を示すディジタルデータ，車両の外形を示す予め用意
   されたディジタルデータ及び、この車両の外形の周囲に
   形成された仮想エリアを示すディジタルデータを記憶す
   る。 Ｃ．表示装置 上記３種類のディジタルデータを合成してディスプレイ
   画面上に表示する。 Ｄ．表示位置変更装置 上記データを加工してディスプレイ画面上の車両と物体
   との表示位置を変更すると共に、車両の位置の移動に伴
   って前記仮想エリアの位置を変更する。
10. 【請求項１０】車両とその車両の周囲に存在する物体と
    の状況を検知する装置であって、以下のものから構成さ
    れる車両周囲の物体検知装置。 Ａ．監視装置 対象物体の位置と外形を認識する。 Ｂ．データ記憶装置 上記監視装置からの情報に基づいて作成された物体の位
    置を示すディジタルデータ，車両の外形を示す予め用意
    されたディジタルデータ及び、この車両の外形の周囲に
    形成された仮想エリアを示すディジタルデータを記憶す
    る。 Ｃ．表示装置 上記３種類のディジタルデータを合成してディスプレイ
    画面上に表示する。 Ｄ．倍率変更装置 上記データを加工してディスプレイ画面上の車両と物体
    との表示倍率を変更すると共に、車両の表示倍率の変化
    に応じて前記仮想エリアの倍率を変更する。
11. 【請求項１１】自車両の後側方にある障害物と自車両の
    位置関係を表示する装置であって、車両に設置された、
    後側方障害物までの距離及び方向を検出する１個もしく
    は複数の距離及び方向検知手段により障害物の外形を検
    出し、その障害物の外形と自車両の大きさ及びその位置
    関係を上方から見た構図で表示する画像表示装置を有す
    る車両周囲の物体検知装置。
12. 【請求項１２】自車両の後側方にある障害物と自車両の
    位置関係を表示する装置であって、車両に設置された、
    後側方障害物までの距離及び方向を検出する１個もしく
    は複数の距離及び方向検知手段により障害物の外形を検
    出し、障害物と衝突しない方向を上方から見た２次元図
    象で知ることができる車両周囲の物体検知装置。
13. 【請求項１３】自車両の後側方にある障害物と自車両の
    位置関係を表示する装置であって、車両に設置された、
    後側方障害物までの距離及び方向を検出する１個もしく
    は複数の距離及び方向検知手段により障害物の外形を検
    知し、検知した障害物の外形が自車両位置に対し所定の
    範囲に相対的に侵入した場合、警報を発する車両周囲の
    物体検知装置。
14. 【請求項１４】請求項１１において、距離及び方向検知
    手段は水平方向に回転しながら所定の角度の範囲内で指
    向性の高い電波，光もしくは超音波を走査するレーダで
    あることを特徴とする車両周囲の物体検知装置。
15. 【請求項１５】請求項１１において、障害物までの距離
    及び方向のデータを記憶する記憶装置を有する障害物検
    知装置。
16. 【請求項１６】請求項１１において、障害物の位置と自
    車両の位置を等尺縮小図で、表示範囲，倍率を自由に変
    更して表示することを特徴とする画像表示装置を有する
    車両周囲の物体検知装置。