【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】先行車両、歩行者、道路標識等、道路及びその周辺にあって、自動車が衝突すると一方又は双方に損害をもたらすような障害物は、運転者が早期に衝突の可能性を察知して、衝突を回避することが求められる。 そのような障害物と自動車が衝突する可能性を映像表示し、運転者に対して安全な運転を支援する運転支援システム及び運転支援プログラムを記録した記録媒体。

【０００２】

【従来の技術】自動車の安全運転を支援するために、自動車とその進行方向にある障害物との距離をレーダーで検出して、運転者に警報を発したり、道路や障害物についての立体画像を表示し、運転者に対して遠近感の補助をするものがある。 特開２０００−１１１８３４公報においては、光指向性投影手段によってステレオ画像を表示する「車両用ステレオ画像表示装置」が報告されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高速で運転する車両の安全性を確保するためには、遠距離にある障害物、急に接近して来る障害物、その他の衝突の可能性のある障害物を短時間、場合によっては瞬時に認識して、衝突の危険を回避することが必要である。

【０００４】自動車の運転者が障害物を肉眼で見て、自動車から障害物までの距離及び両者の間の相対速度を認識するとき、両眼の視線のなす輻輳角(convergence)、
両眼視差(binocular parallax)等を利用しているが、これらの利用は両眼間の距離によって観測精度が制限され、遠距離にある障害物については距離の把握が難しい。 また、網膜像の大きさ(retinal size)、きめの勾配
(texture gradient)等についての潜在的知識も援用しているが、これらの視覚による判断は錯視を生じ易い。

【０００５】ＣＣＤカメラ等の映像装置を用いることによって、距離の計測精度を向上することができる。 しかし、上記公報に報告されたステレオ画像表示装置では、
障害物を立体映像として投影したときに、運転者が肉眼で見る障害物と投影された立体映像とでは視線の方向及び眼からの距離が異なるために瞬時に認識することが困難である。

【０００６】本発明の目的は、自動車の障害物を予測して運転者に錯視なく容易に把握させ、安全な運転を支援する運転支援システム及び運転支援プログラムを記録した記録媒体を提供。

【０００７】

【課題を解決するための手段】自動車の運転者が障害物の危険性を認識するときに、障害物自身の色彩は重要ではなく、自動車と障害物との距離やその速度等によって決まる衝突の危険性の方が重要である。 このため、ＣＣ
Ｄカメラ等で取得した障害物についての映像をその危険性に応じて色彩調整し、瞬時にかつ錯視を生ずることなく障害物の危険性を容易に認識させることによって運転を支援する。

【０００８】ここで、色彩が有する色相、明度及び彩度の三つの属性のうち、赤、青、黄等の色相は交通信号、
交通標識等によって安全性又は危険性を暗示するものとして定着しており、赤は知覚神経に対して強い刺激を与える。 一般に、明度は周囲との差が大きいほど、彩度は高いほど、それぞれ知覚神経に強い刺激を与える。

【０００９】しかし、自動車の塗装色や歩行者の衣服の色はそれぞれ固有の色彩を有しているが、障害物の危険性の観点からは重要ではない。 例えば、赤い服の歩行者は目立つが衝突するとは限らない。 自動車に衝突する可能性がある灰色の服の歩行者は赤の色相に変更することによって、衝突の危険性を自動車の運転者に明確に知覚させるのに役立つ。 この場合、障害物の輪郭のみの色彩について、赤の色相を強調又は付与することによって、
肉眼で見た障害物と映像として表示された障害物とを対応づけることが容易になる。

【００１０】また、眼球の網膜中心部の視角が５度程度の範囲で周辺部に比較して視力が最も高いため、一般に形態知覚するには眼球運動を伴う必要があり、障害物を最初から網膜中心部でとらえていることは有り得ない。
このため、障害物が小さい物体であったりする場合には識別までに時間がかかって、衝突を回避できないことが少なくない。

【００１１】自動車の現に障害物であるもの及び障害物になると予測されるものについての映像を、自動車の運転者が肉眼で見る障害物と重ね合わせて視認できるよう投影する。 それぞれの映像に障害物の危険性に応じて色彩を調整し、必要に応じて他の光、音、振動等による警報手段を併用する。 これによって、運転者は前方に集中しながらも、視野内に危険性を映像として容易に認識することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を以下に説明する。

【００１３】[運転支援システム]本発明の運転支援システムは、その好ましい実施の形態において、自動車の障害物についての映像を取得する映像取得手段と、その映像を細分化した領域についてそれぞれ自動車とその領域に係る障害物との衝突を予測する衝突予測手段と、その予測に基づいて映像の色彩を色相、明度及び彩度のいずれか一又は二以上について調整する色彩調整手段と、その調整に基づいて映像を表示可能な映像表示装置と、を備えている。

【００１４】映像取得手段はレーダー装置、超音波装置等を用いたものでもよいが、二つのＣＣＤカメラを用いた場合には、前方の障害物に対して大きな輻輳角が得られるように、自動車の前部左右に離して設置されて、自動車と障害物との距離を高い精度で解析することができる。 また、運転者に視認させる映像は高い解像度を必ずしも必要でないため、映像は適当な大きさの領域に細分化することによって、解析を高速に処理するようにできる。

【００１５】障害物の危険性を表示するとき、障害物自身がもつ色彩（例えば、歩行者の皮膚の色、衣服の色彩）は重要ではなく、ＣＣＤカメラで撮影した映像に衝突の危険性に基づいて色彩を調整された障害物の映像（例えば、近づいて来る歩行者が自動車と衝突すると予測された場合には、その歩行者の色彩は赤色が強調した映像に調整した映像）を知覚することによって、障害物の危険性を瞬時に錯視なく認識をすることができる。

【００１６】本発明の運転支援システムは、その好ましい実施の形態において、衝突予測手段は障害物についての映像を取得した時点から自動車と障害物とが衝突するまでの時間を推定する。

【００１７】この推定された時間は、自動車と障害物との距離及びその時間変化から導出される。 この時間が短ければ、運転者は衝突を回避するための操作ができない可能性が高くなることを意味しており、衝突の可能性を予測するため重要なパラメータである。

【００１８】本発明の運転支援システムは、その好ましい実施の形態において、自動車の障害物についての移動可能速度を含む特性情報を蓄積可能であって、映像に係る障害物を認識可能な障害物認識手段を備え、衝突予測手段は衝突の確率を推定する。

【００１９】映像取得手段によって障害物の映像を取得した時点での自動車と障害物との相対速度に基づいて衝突を予測するだけでなく、映像等から得た障害物の形状、大きさ、速度等の情報を蓄積情報に照合することによって、障害物の種類（例えば、歩行者、先行車、構築物等）を認識する。 これによって、障害物の移動可能速度等の特性情報を蓄積情報データベースから取り出して、自動車と障害物との衝突の確率を予測する。 例えば、歩いている人は約１０ｋｍ／ｈで走ることが可能であるが、そのままの速度で歩き続けて自動車に衝突しない確率は高く、突然自動車に向かって走り出して自動車と衝突する確率は小さい。

【００２０】また、このような確率を推定するときに、
予測した衝突までの時間において運転者が同一運転状態を継続するものと仮定してもよいが、道路状況、ハンドル操作のふらつき等によって自動車の走行経路にも、確率的な広がりを考慮することができる。

【００２１】ここで、映像を取得した時点から自動車と障害物とが衝突するまでの時間をｔ、障害物が速度ｖで移動する確率をＲ（ｖ）とすると、時間Ｔ内に衝突する確率Ｒ（Ｔ）は次式で表される。 Ｒ（Ｔ）＝∫Ｒ（ｖ）ｄｖ、 ただし、積分範囲はｔ＜Ｔとなるｖの範囲である。 また、Ｔ（１−Ｒ（Ｔ））の値は障害物の危険性を表示するときの指標となり、障害物についての映像の色彩を調整するのに好適なパラメータである。

【００２２】本発明の運転支援システムは、その好ましい実施の形態において、色彩調整手段は予測に基づいて二以上の異なる色彩をもって段階的に障害物の色彩を調整する。

【００２３】視覚する色彩には恒常性(constancy)を有するため、色彩が徐々に連続変化したときには、自動車の運転者はその変化に気がつかないことがある。 このため、明瞭に識別できるような異なった色彩に段階的に変化させることによって、その変化を容易に視認させる。
また、その映像を点滅させることも効果的である。

【００２４】本発明の運転支援システムは、その好ましい実施の形態において、色彩調整手段は、自動車と取得した映像を細分化した領域に係る障害物との衝突が予測された場合に、その領域の輪郭のみの色彩を調整する。

【００２５】実際とは異なる色彩に調整された障害物の映像は、運転者が障害物についての潜在観念と異なるため、運転者は肉眼で見る障害物と映像で表示された障害物とが同一のものであることを認識し難いことがある。
このため、障害物の輪郭のみを表示すればよい。

【００２６】本発明の運転支援システムは、その好ましい実施の形態において、映像表示装置は基本的に透視可能であって映像を表示可能な映像表示パネルを自動車のフロントウインドウ又はそれに重ねるように備えている。 これによって運転者は障害物と映像とを重ねて視認できる。

【００２７】例えば、映像表示装置はレーザー光線を半透明板に投影し、その投影像を半透鏡（基本的に透視可能なハーフミラー）によって偏向させることによって、
運転者は肉眼で見た障害物と半透明板に投影されて半透鏡に反射した映像とを重ね合わせて視認できる。 従って、運転者が肉眼で障害物を直視したままで、障害物と映像とを明確に対応づけて視認することができる。

【００２８】また、映像を液晶パネルのような基本的に透視可能な映像表示パネルに直接表示させて、運転者が肉眼で見る障害物と、投影された映像とを重ねて見ることができるようにしてもよい。

【００２９】このように、運転者が肉眼で見る障害物と表示された映像とを重ねて見ることができるため、運転者が肉眼で直接に見た障害物の周囲にその輪郭が映像として強調されて、その障害物に対して注意力が集中するよう運転者に喚起する。 なお、運転者が障害物についての映像を明瞭に認識することは必要なく、運転者は肉眼で見る障害物に視神経を集中させたままでよく、映像から障害物についての危険性を認識できればよい。

【００３０】本発明の運転支援システムは、その好ましい実施の形態において、映像表示装置は衝突予測手段が予測した障害物の移動をアニメーションで表示可能である。

【００３１】これによって、運転者は、障害物が自動車にどのように接近して衝突する可能性を一層容易に理解することができるとともに、衝突の危険性を運転者の視覚に強く働きかける。 また、運転者の両眼輻輳角によって障害物の映像が二重に見える現象を視覚的に軽減する。

【００３２】本発明の運転支援システムは、その好ましい実施の形態において、自動車の運転者のアイポイント位置を計測するアイポイント測定装置を備え、映像表示装置は、運転者のアイポイントが前後、左右又は上下に移動したときであっても、その移動に応じて映像の投影位置及び／又は投影サイズが変化するよう制御する。

【００３３】これによって、運転者のアイポイントの動きを計測し、運転者が動いても、その動きに応じて映像を制御して、運転者からは肉眼で見る障害物と表示した映像とが常に重なって見える。

【００３４】[運転支援プログラムを記録した記録媒体]
本発明の運転支援プログラムは、その好ましい実施の形態において、コンピュータに、自動車の障害物についての映像の細分化した領域ごとにそれぞれ自動車とその領域に係る障害物との衝突を予測させ、その領域の色彩を色相、明度及び彩度のいずれか一又は二以上について調整させる。

【００３５】上記運転支援システムについて述べたように、障害物の危険性を表示するとき、障害物自身がもつ色彩が重要ではないから、ＣＣＤカメラ等で取得した精度の高い映像情報をもとに、衝突の危険性に基づいて色彩を調整された障害物についての映像等を表示して、運転者に知覚させることによって、障害物の危険性を瞬時に錯視なく認識をすることができる。

【００３６】本発明の運転支援プログラムは、その好ましい実施の形態において、予測させる場合に、映像を取得した時点から予測させた衝突をするまでの時間を推定させる。

【００３７】この推定された時間は、自動車と障害物との距離及びその時間変化から導出される。 この時間が短ければ、運転者は衝突を回避するための操作ができない可能性が高い。

【００３８】本発明の運転支援プログラムは、その好ましい実施の形態において、予測させる場合に、映像、速度等のリアルタイム情報を障害物についての蓄積された記録情報に照合させて、衝突の確率を推定させる。

【００３９】上述の運転支援システムと同様に、リアルタイムで取得した障害物の映像、速度等の情報は、データベースに蓄積された障害物についての情報に照合して、その移動可能速度を取り出して、自動車と障害物との衝突の確率を推定させる。 これによって、客観的に安定した予測をすることが可能になる。

【００４０】本発明の運転支援プログラムは、その好ましい実施の形態において、調整させる場合に、衝突の予測に基づいて障害物についての映像を二以上の異なる色彩をもって段階的に調整させる。

【００４１】二つ以上の異なる色彩は明瞭にその差異が識別できるようなものであって、段階的に調整して変化させることによって、運転者がその変化を容易に認識するのに効果がある。

【００４２】本発明の運転支援プログラムは、その好ましい実施の形態において、調整させる場合に、衝突を予測させた領域の輪郭のみの色彩を調整させる。

【００４３】このように、障害物の輪郭のみを表示させることによって、運転者は肉眼で見る障害物と映像で表示させた障害物との色彩が異なっても、それらが同一のものであることを容易に認識できる。

【００４４】本発明の運転支援プログラムは、その好ましい実施の形態において、衝突を予測させた障害物の移動についてのアニメーションを作成させる。

【００４５】これによって、運転者は、障害物が自動車にどのように接近して衝突する可能性を一層容易に理解することができるとともに、衝突の危険性を運転者の視覚に強く働きかける。

【００４６】本発明の運転支援プログラムは、その好ましい実施の形態において、自動車の運転者のアイポイント位置についての情報に応じて衝突を予測させた障害物についての映像位置及び／又は映像サイズを制御させる。

【００４７】これによって、運転者の頭部の動きが計測されて、運転者からは肉眼で見る障害物と表示させた映像とが常に重なるように見えるように制御する。

【００４８】

【実施例】以上に説明した本発明の好ましい実施の形態を更に明確化するために、図１、図２、図３及び図４を参照して本発明の実施例を以下に説明する。

【００４９】本実施例は、本発明による運転支援システム及び運転支援プログラムを記録した記録媒体であって、図１に示すように、自動車の左右両側に各１台の前方に向けられたＣＣＤカメラ１を備え、フロントウインドウ６には液晶パネル２を装着している。 また、フロントウインドウ６の上部には二台の超音波測定装置３が設けられている。 これらは距離解析、速度解析、障害物認識、衝突予測、色彩調整及び映像表示制御によって制御される。

【００５０】二台のＣＣＤカメラ１はそれぞれ自動車の前方の映像を撮影する。 障害物（先行車両４）までの距離が数１０メートルであるとすると、ＣＣＤカメラ１による距離の測定には輻輳角（図２参照）が１度程度で、
運転者の両眼（アイポイント５）による輻輳角が数分であるのに比較して、高い精度が得られる。

【００５１】距離解析部は、撮影された二つの映像から映像の細分した領域ごとに、自動車からその細分した各領域に係る障害物までの距離を解析する。 障害物認識部は、障害物と自動車との距離の時間変化及び自動車自身の速度から障害物の速度を算出して、大きさ、形状、色彩、速度等の障害物に関する特性情報をデータベースに照合し、その障害物が移動可能な速度範囲について確率分布として出力する。 衝突予測部は、衝突するまでの時間をＴ、衝突する確率をＲ（Ｔ）とすると、Ｔ（１−Ｒ
（Ｔ））の値に応じて色彩調整手段が映像の細分化した領域について色彩を調整する。

【００５２】この場合、図３に示すように、自動車の走行に伴って、自動車の外輪郭（図３では二重実線矩形で示す）で囲まれた範囲は現に走行している進路の曲率のまま移動するのみでなく、道路状況や運転者のハンドル操作等によって、左右に広がった外輪郭（図３では点線矩形で示す）についても障害物が衝突する範囲として確率に考慮している。

【００５３】映像表示制御部は、障害物自身の有する色彩を無視し、衝突予測部が予測した危険性に応じて色彩が調整される。 Ｔ（１−Ｔ（Ｔ））の値が、２０秒以内の場合には障害物についての映像の彩度が強調され、１
０秒以内の場合には障害物についての映像に黄色の輪郭がアニメーションで表示され、更に５秒以内の場合には赤色に色彩が調整された輪郭が点滅される。

【００５４】図４は、運転者が肉眼で見る景色の中にある障害物と色彩が調整され映像とを重ねて見える様子を示している。 図４の中で、中央の先行車両Ａは接近し過ぎて衝突の危険性が高く、また、左側の人は走り寄ってくるため、衝突するものと予測されて、それらの輪郭が赤色で強調（図４では太線で表示）される。 運転者から見える障害物の動きは図５ようにアニメーション表示される。

【００５５】このとき、超音波測定装置３が運転者の頭部位置を測定して、運転者のアイポイント５が移動した場合でも、運転者が障害物（先行車両４）を肉眼で見た方向とその映像を見る方向が常に重なるように映像の表示位置を制御する。

【００５６】

【発明の効果】自動車の運転者は、走行方向に注意力を集中しながらも、予測される障害物との衝突の危険性に応じて、視野内に危険性を映像として錯視なく容易に認識することができる。 また、ＣＣＤカメラは、赤外線のような不可視光線にも高い感度が得られるから、濃霧、
夜間等の視界の悪い状況であっても、本発明の運転支援システムは好ましい効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る運転支援システム及び運転支援プログラムを記録した記録媒体を説明するための図であって、システム概略のブロック図である。

【図２】二つのＣＣＤカメラによる輻輳角と肉眼による輻輳角とを比較した説明図である。

【図３】自動車の外輪郭についての予測進路の説明図である。

【図４】本発明の実施例に係る運転支援システム及び運転支援プログラムを記録した記録媒体を説明するための図であって、運転者からは肉眼で見た障害物と映像とが重なって見える状況を示した説明図である。

【図５】本発明の実施例に係る運転支援システム及び運転支援プログラムを記録した記録媒体を説明するための図であって、障害物についての映像が図５（Ａ）、図５
（Ｃ）及び図５（Ｂ）はそれぞれ映像を取得した時点、
自動車と障害物が衝突した時点及びそれらの中間時点を示したアニメーションである。

【符号の説明】

１…ＣＣＤカメラ、 ２…液晶パネル、 ３…超音波測定装置 ４…先行車両、 ５…運転者のアイポイント、 ６…フロントウインドウ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. ⁷識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２６ Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２６Ｆ ６２６Ｇ ６２６Ｚ 1/00 1/00 Ａ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３３０ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３３０Ｂ 13/00 13/00 Ａ Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｃ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｊ Ｆターム(参考） 5B050 BA08 BA13 EA09 FA02 FA09 FA17 5B057 AA16 BA11 CE17 DA08 DA16 DB03 DB06 DC02 5C054 AA01 CA04 CC02 CE00 CH01 EA01 EA05 ED01 EE04 EE06 FB03 FC12 FC13 FC14 FE05 FE06 FE09 FE24 FE26 FE28 HA30 5H180 CC04 EE02 LL01 LL08