JP6760122B2 - 周辺監視装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、周辺監視装置に関する。
従来、車両に設けられた撮像装置で車両の周辺環境を撮像し、撮像された画像を車室内に設けられた表示画面を介して運転者に提供する技術が知られている。車両にトレーラ（被牽引車）を連結する作業において、運転者は、表示画面に表示された画像を、車両とトレーラとの位置関係の確認に役立てることができる。
特開２００２−３０８０２９号公報 特開２００８−１２０２９３号公報
トレーラの連結作業においては、運転者は、車両側の連結装置の位置とトレーラ側の連結装置の位置とが一致する位置に車両を移動する。車両とトレーラとの距離が近い場合、位置合わせを行うために、正確な操舵が要求される。しかしながら、車両とトレーラとの距離が遠い場合、車両を後退させながら進路を修正することが可能であることから、位置合わせの際のような正確な操舵は要求されない。
本発明の課題の一つは、被牽引車の連結作業の際に運転者の負担をできるだけ低減する周辺監視装置を提供することである。
本発明の実施形態にかかる周辺監視装置は、一例として、車両の後方を撮像する撮像装置によって撮像された第１画像と、車両の舵角と、を取得する取得部と、車両に設けられ被牽引車を連結するための第１連結装置の予想軌跡を舵角に基づいて演算する演算部と、第１画像を車両の室内に設けられた表示画面に表示し、予想軌跡を示し車両側の端部から遠くなるにしたがって連続的にまたは段階的に太くした線形状の第２画像を表示画面に重畳表示する、出力部と、を備えた。また、取得部は、車両と被牽引車との距離をさらに取得し、出力部は、距離がしきい値よりも大きい場合、第２画像の透過率を車両側の端部から遠くなるにしたがって連続的にまたは段階的に小さくし、距離がしきい値よりも小さい場合、第２画像の各位置の透過率を等しくする。
よって、一例として、運転者は、車両と被牽引車との距離が十分離れているときから正確な操舵を行わなくても、被牽引車側の連結装置が写っている部分と線形状の第２画像とを簡単に合わせることができるので、運転者の負担が軽減される。また、車間距離がしきい値よりも小さい場合の透過率を十分に大きな値に設定することで、車間距離が近い場合において、表示画面上で車両側の連結装置および被牽引車側の連結装置の視認性を向上させることが可能になる。
また、本発明の実施形態にかかる周辺監視装置では、一例として、出力部は、第２画像の車両側とは反対側の端部を点滅表示する。
よって、一例として、予想軌跡を示す第２画像の視認性が向上する。
また、本発明の実施形態にかかる周辺監視装置では、一例として、撮像装置は第１連結装置に対して車幅方向にオフセットした位置に設けられ、出力部は、第１連結装置の表示位置から第１画像の少なくとも横方向にオフセットした位置に、被牽引車に設けられた第２連結装置の目標到達位置を示す識別情報を重畳表示する。
よって、一例として、運転者は、第１連結装置と第２連結装置とが結合可能な位置に車両をより正確に移動させることが可能になる。
また、本発明の実施形態にかかる周辺監視装置では、一例として、取得部は、乗員から入力された太さ情報をさらに取得し、出力部は、太さ情報に応じて第２画像の太さの変化率を決定する。
よって、一例として、運転者は、好みまたは技量に応じて太さの変化率を設定することが可能になる。
図１は、第１の実施形態の周辺監視装置を搭載する車両の車室の一部が透視された状態の一例が示された斜視図である。 図２は、車両が備える第１の実施形態の周辺監視システムの構成を示す図である。 図３は、トレーラの一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態のカメラの撮像領域の一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。 図６は、第１の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。 図７は、第１の実施形態の周辺監視装置の機能的構成を示すブロック図である。 図８は、ヒッチボールの予想軌跡の第１の実施形態の演算方法を説明するための図である。 図９は、軌跡画像の第１の実施形態の生成方法を説明するための図である。 図１０は、第１の実施形態の周辺監視装置の動作を説明するフローチャートである。 図１１は、第１の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。 図１２は、第１の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。 図１３は、第１の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。 図１４は、第１の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。 図１５は、第２の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。 図１６は、第２の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。 図１７は、第２の実施形態の周辺監視装置の動作を説明するフローチャートである。 図１８は、第３の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。 図１９は、第３の実施形態の周辺監視装置を備える車両における、カメラの設置位置の一例を説明する図である。 図２０は、第３の実施形態の周辺監視装置を備える車両において、カメラ、ヒッチボール、およびヒッチカプラの目標到達位置の位置関係の一例を説明するための図である。 図２１は、第３の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。
＜第１の実施形態＞
実施形態の車両１は、例えば、不図示の内燃機関を駆動源とする自動車、すなわち内燃機関自動車であってもよいし、不図示の電動機を駆動源とする自動車、すなわち電気自動車または燃料電池自動車等であってもよいし、それらの双方を駆動源とするハイブリッド自動車であってもよいし、他の駆動源を備えた自動車であってもよい。また、車両１は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置、例えばシステムや部品等を搭載することができる。また、車両１における車輪３の駆動に関わる装置の方式、数、およびレイアウト等は、種々に設定することができる。
図１は、第１の実施形態の周辺監視装置を搭載する車両１の車室２ａの一部が透視された状態の一例が示された斜視図である。なお、本図を含むいくつかの図には、座標軸が描画されている。座標軸は、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸を含む。車両１の前方を正の向きとする車両１の前後方向の軸をｘ軸とする。車両１の右方を正の向きとする車両１の車幅方向の軸をｙ軸とする。車両１の上方を正の向きとする車両１の上下方向の軸をｚ軸とする。図２は、車両１が備える第１の実施形態の周辺監視システム１００の構成を示す図である。
図１に例示されるように、車体２は、不図示の乗員が乗車する車室２ａを構成している。車室２ａ内には、乗員としての運転者の座席２ｂに臨む状態で、操舵部４、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７等が設けられている。操舵部４は、例えば、ダッシュボード１１から突出したステアリングホイールであり、加速操作部５は、例えば、運転者の足下に位置されたアクセルペダルであり、制動操作部６は、例えば、運転者の足下に位置されたブレーキペダルであり、変速操作部７は、例えば、センターコンソールから突出したシフトレバーである。なお、操舵部４、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７等は、これらには限定されない。
また、車室２ａ内には、表示画面８が設けられている。表示画面８は、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）またはＯＥＬＤ（organic electroluminescent display）等である。また、表示画面８は、例えば、タッチパネル等、透明な操作入力部９で覆われている。乗員は、表示画面８に表示される画像を操作入力部９を介して視認することができる。また、乗員は、表示画面８に表示される画像に対応した位置で手指等で操作入力部９を触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力を実行することができる。これら表示画面８、操作入力部９等は、例えば、ダッシュボード１１の車幅方向すなわち左右方向の中央部に位置されたモニタ装置１０に設けられている。モニタ装置１０は、スイッチ、ダイヤル、ジョイスティック、または押しボタン等の不図示の操作入力部を有することができる。モニタ装置１０は、例えば、ナビゲーションシステムまたはオーディオシステムと兼用され得る。
また、図１に例示されるように、車両１は、例えば、四輪自動車である。車両１は、左右２つの前輪３Ｆと、左右２つの後輪３Ｒとを有する。これら４つの車輪３は、いずれも転舵可能に構成されうる。図２に例示されるように、車両１は、少なくとも２つの車輪３を操舵する操舵システム１３を有している。操舵システム１３は、アクチュエータ１３ａと、トルクセンサ１３ｂとを有する。操舵システム１３は、ＥＣＵ１４（electronic control unit）等によって電気的に制御されて、アクチュエータ１３ａを動作させる。操舵システム１３は、例えば、電動パワーステアリングシステム、またはＳＢＷ（steer by wire）システム、等である。操舵システム１３は、アクチュエータ１３ａによって操舵部４にトルク、すなわちアシストトルクを付加して操舵力を補ったり、アクチュエータ１３ａによって車輪３を転舵したりする。
また、図１に例示されるように、車両１の後方には、ヒッチボール１６が設けられている。ヒッチボール１６は、牽引対象のトレーラを車両１に連結する連結装置である。
図３は、牽引対象のトレーラ２００の一例を示す図である。この例では、トレーラ２００はキャンピングトレーラであるが、牽引対象のトレーラ２００はキャンピングトレーラに限定されない。トレーラ２００の前端部には、ヒッチカプラ２０１が取り付けられている。ヒッチカプラ２０１は、トレーラ２００側の連結装置であり、ヒッチボール１６と結合可能である。連結作業においては、ヒッチボール１６がヒッチカプラ２０１の真下にくるように車両１が移動せしめられ、その後、ヒッチカプラ２０１とヒッチボール１６とが結合される。
なお、ヒッチボール１６およびヒッチカプラ２０１は連結装置の組み合わせの一例である。例えば第５輪およびキングピンの組み合わせなど、他の任意の連結装置が採用され得る。
また、図１に例示されるように、車体２には、複数のカメラ１５として、例えば４つのカメラ１５ａ〜１５ｄが設けられている。各カメラ１５は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）またはＣＩＳ（CMOS image sensor）等の撮像素子を内蔵する撮像装置である。各カメラ１５は、所定のフレームレートで撮像画像を出力することができる。各カメラ１５は、広角レンズまたは魚眼レンズを有し、水平方向には例えば１４０°〜２２０°の範囲を撮影することができる。よって、各カメラ１５は、車両１の周辺環境を逐次撮影し、撮像画像として出力する。
カメラ１５ａは、例えば、車体２の後側の端部２ｃに位置され、リアハッチのドア２ｄのリアウインドウの下方の壁部に設けられている。図４に例示されるように、カメラ１５ａの光軸は、カメラ１５ａの撮像領域９００にヒッチボール１６が入るように、水平方向よりも若干路面８００の方向に向けて設定されている。カメラ１５ｂは、例えば、車体２の右側のドアミラー２ｅに設けられている。カメラ１５ｃは、例えば、車体２の前側、すなわち車両前後方向のフロントバンパーまたはフロントグリル等に設けられている。カメラ１５ｄは、例えば、車体２の左側のドアミラー２ｅに設けられている。
図２に例示されるように、周辺監視システム１００は、モニタ装置１０、操舵システム１３、ＥＣＵ１４、および舵角センサ１７等を備える。モニタ装置１０、操舵システム１３、ＥＣＵ１４、および舵角センサ１７は、電気通信回線としての車内ネットワーク１８に接続されている。車内ネットワーク１８は、例えば、ＣＡＮ（controller area network）として構成されている。ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク１８を通じて制御信号を送ることで、操舵システム１３等を制御することができる。また、ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク１８を介して、トルクセンサ１３ｂおよび舵角センサ１７等のセンサ値、ならびに操作入力部９等の操作情報を、受け取ることができる。
舵角センサ１７は、例えば、ステアリングホイール等の操舵部４の操舵量を検出するセンサである。ＥＣＵ１４は、運転者による操舵部４の操舵量、または自動操舵時の各車輪３の操舵量等を、操舵情報として舵角センサ１７から取得し、取得した操舵情報を各種制御に供する。
ＥＣＵ１４は、周辺監視装置の一例である。ＥＣＵ１４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４ｃ、およびＳＳＤ（Solid State Drive）１４ｄを備える。ＣＰＵ１４ａは、演算装置であり、ＲＯＭ１４ｂ、ＲＡＭ１４ｃ、およびＳＳＤ１４ｄは、記憶装置である。即ち、ＥＣＵ１４は、コンピュータとしてのハードウェア構成を備える。なお、ＥＣＵ１４は、複数のコンピュータによって構成されてもよい。
ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂにインストールされ記憶された周辺監視プログラム１４０を実行することによって、周辺監視装置としての機能を実現する。周辺監視プログラム１４０は、ＲＯＭ１４ｂに替えてＳＳＤ１４ｄにインストールされていてもよい。ＲＡＭ１４ｃは、ＣＰＵ１４ａでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。ＳＳＤ１４ｄは、書き換え可能な不揮発性の記憶装置であって、ＥＣＵ１４の電源がオフされた場合にあってもデータを記憶することができる。ＣＰＵ１４ａ、ＲＯＭ１４ｂ、およびＲＡＭ１４ｃ等は、同一パッケージ内に集積され得る。また、ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａに替えて、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の他の論理演算プロセッサまたは論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、ＳＳＤ１４ｄに替えてＨＤＤ（Hard Disk Drive）が設けられてもよいし、ＳＳＤ１４ｄまたはＨＤＤは、ＥＣＵ１４とは別に設けられてもよい。
周辺監視プログラム１４０は、コンピュータにインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、またはフラッシュメモリ等の、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供され得る。
また、周辺監視プログラム１４０は、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、周辺監視プログラム１４０は、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布され得る。
ＥＣＵ１４は、複数のカメラ１５で得られた撮像画像に基づいて演算処理または画像処理を実行し、より広い視野角の画像を生成したり、車両１を上方から見た仮想的な俯瞰画像を生成したりすることができる。また、ＥＣＵ１４は、各カメラ１５で得られた広角画像のデータに演算処理または画像処理を実行し、特定の領域を切り出した画像を生成したり、特定の領域のみを示す画像を生成したり、特定の領域のみが強調されたような画像を生成したりする。また、ＥＣＵ１４は、撮像画像をカメラ１５が撮像した視点とは異なる視点（仮想視点）から撮像したような仮想画像に変換（視点変換）することができる。ＥＣＵ１４は、取得した撮像画像を表示画面８に表示することで、例えば、車両１の右側方または左側方の安全確認、車両１を俯瞰してその周囲の安全確認を実行できるような周辺監視情報を提供することができる。また、車両１の後退時には、ＥＣＵ１４は、カメラ１５ａで得られた撮像画像に基づいて、車両１の後方の環境を示す画像を表示画面８に表示する。車両１の後方の環境を示す画像を表示画面８に表示するモードを、リアビューモードと表記する。また、カメラ１５ａで得られた撮像画像を、後方画像と表記する。
ここで、運転者は、車両１にトレーラ２００を連結する場合、車両１の後方にトレーラ２００の略正面を臨む位置に車両１を移動させ、その後、車両１を後退させることによって、ヒッチボール１６とヒッチカプラ２０１とを結合可能な位置まで車両１を移動させる。本実施形態の周辺監視装置としてのＥＣＵ１４は、車両１の後退時に、ヒッチボール１６の予想軌跡を示す線形状の画像である軌跡画像を、後方画像に重畳して表示画面８に表示する。ヒッチボール１６の予想軌跡とは、現在の舵角で後退した場合にヒッチボール１６が辿る経路である。
図５は、第１の実施形態の周辺監視装置による表示例を示す図である。図示するように、表示画面８の表示領域８０には、ヒッチボール１６を写した画像３００およびヒッチカプラ２０１を写した画像４００を含む、後方画像が表示されている。この後方画像において、紙面下方は、車両１側に相当する。後方画像には、点線の軌跡画像５００が重畳されている。軌跡画像５００は、舵角に応じて略リアルタイムに変化する。運転者は、ヒッチカプラ２０１の画像４００と軌跡画像５００とが重なるように操舵部４を操作し、ヒッチカプラ２０１の画像４００と軌跡画像５００とが重なった状態で車両１を後退させることによって、車両１を、ヒッチボール１６とヒッチカプラ２０１とが結合可能な位置まで移動させることができる。
ここで、軌跡画像５００は、車両１側の端点から遠くなるほど太い。車両１とトレーラ２００との距離が近い場合、運転者は、軌跡画像５００の細い部分をヒッチカプラ２０１の画像４００に合わせるために、自然に正確な操舵を行うことになる。車両１とトレーラ２００との距離が十分離れている場合、運転者は、軌跡画像５００の太い部分にヒッチカプラ２０１を合わせればよいので、ヒッチカプラ２０１の画像４００に軌跡画像５００を合わせることは容易である。即ち、運転者は、車両１とトレーラ２００との距離が十分離れているときから正確な操舵を行わなくてもよくなる。よって、運転者の負担が軽減される。
なお、軌跡画像５００の線種は点線に限定されない。図６に例示されるように、軌跡画像５００の線種は実線であってもよい。また、軌跡画像５００の太さは、車両１側の端点から遠くなるにしたがって連続的に変化してもよいし、段階的に変化してもよい。
図７は、第１の実施形態の周辺監視装置としてのＥＣＵ１４の機能的構成を示すブロック図である。ＥＣＵ１４は、取得部１０１、演算部１０２、および出力部１０３として機能する。ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂから周辺監視プログラム１４０を読み出して実行することによって、取得部１０１、演算部１０２、および出力部１０３としての機能を実現する。
取得部１０１は、各カメラ１５から撮像画像を取得する。特に、第１取得部１０１は、リアビューモードにおいて、後方画像をカメラ１５ａから取得する。
また、取得部１０１は、舵角センサ１７から操舵情報を取得する。
演算部１０２は、操舵情報に基づいてヒッチボール１６の予想軌跡を演算する。ヒッチボール１６の予想軌跡の演算方法は、特定の方法に限定されない。
図８は、ヒッチボール１６の予想軌跡の演算方法の一例を説明するための図である。演算部１０２は、運転者が操舵部４を操作することによって前輪３Ｆのタイヤ角を変更した場合、前輪３Ｆの向き３Ｆａと直交する方向と、後輪３Ｒを支持する後輪車軸３１の延長方向と、の交点に、車両１の旋回中心Ｇ１が存在する。つまり、車両１が前輪３Ｆのタイヤ角にしたがって旋回する場合、後輪車軸３１の中心３２もこの旋回中心Ｇ１を中心とする円弧３３に沿って移動する。また、車両１に対するヒッチボール１６の相対位置は、固定されているため、ヒッチボール１６も旋回中心Ｇ１を中心とする円弧に沿って移動する。このように、スリップが発生していない場合等の通常の走行で旋回が行われている場合、ヒッチボール１６が辿る軌跡は、前輪３Ｆのタイヤ角に基づいて一意に決定される。例えば、演算部１０２は、操舵情報から前輪３Ｆのタイヤ角を求める。そして、演算部１０２は、タイヤ角によって旋回中心Ｇ１を求め、旋回中心Ｇ１を中心とするヒッチボール１６の軌跡１６０（予想軌跡）を求める。
なお、車両１を基準としたヒッチボール１６の相対位置は、例えば、乗員によって操作入力部９に入力される。例えば、取得部１０１は、車両１の後端部からの飛び出し量、路面８００からの高さ、などの数値情報を操作入力部９を介して取得し、演算部１０２は、入力されたこれらの数値情報から車両１を基準としたヒッチボール１６の相対位置を演算する。
なお、ＡＲＳなどが採用されることにより後輪３Ｒが転舵可能に構成される場合、演算部１０２は、後輪３Ｒのタイヤ角を考慮してヒッチボール１６の予想軌跡を演算してもよい。
予想軌跡の長さは、任意に設計され得る。例えば予想軌跡は、３メートルなど、予め設定されていてもよい。また、予想軌跡の長さが乗員によって変更可能であってもよい。
出力部１０３は、ヒッチボール１６の予想軌跡を示す軌跡画像５００を後方画像に重畳し、軌跡画像５００が重畳された表示画面８に表示する。軌跡画像５００の生成方法は、特定の方法に限定されない。
図９は、軌跡画像５００の生成方法の一例を説明するための図である。まず、出力部１０３は、仮想空間７００に、仮想的な路面７０１、仮想視点７０２、およびヒッチボール１６の予想軌跡である軌跡１６０を配置する。本図においては、説明をわかりやすくするために、車体２のモデル６０１、車輪３のモデル６０２、およびヒッチボール１６のモデル６０３、からなる車両１のモデル６００が仮想空間７００に配置されている。仮想視点７０２は、カメラ１５ａの位置に対応する位置に配置される。仮想視点７０２の光軸の向きおよび画角は、カメラ１５ａの光軸の向きおよび画角に対応する。軌跡１６０は、ヒッチボール１６のモデル６０３の位置を始点とした円弧の形状を有する。出力部１０３は、軌跡１６０を仮想視点７０２から見た２次元画像に透視投影することによって、カメラ１５ａから見た予想軌跡を演算する。そして、出力部１０３は、カメラ１５ａから見た予想軌跡の形状を有し、車両１側から遠くなるにしたがって太くなる画像（軌跡画像５００）を生成する。出力部１０３は、生成した軌跡画像５００を、後方画像に重畳する。
図１０は、第１の実施形態の周辺監視装置としてのＥＣＵ１４の動作を説明するフローチャートである。ここでは、リアビューモードでの動作のみ説明する。なお、Ｓ１０１〜Ｓ１０５の処理は、ループ処理を構成しており、所定の制御周期で繰り返し実行される。
まず、後方画像をカメラ１５ａから、舵角情報を舵角センサ１７から、それぞれ取得する（Ｓ１０１）。すると、演算部１０２は、舵角情報に基づき、例えば上述した方法を用いてヒッチボール１６の予想軌跡を演算する（Ｓ１０２）。出力部１０３は、例えば上述した方法を用いて予想軌跡を示す軌跡画像５００を生成する（Ｓ１０３）。軌跡画像５００は、車両１側の端部から遠いほど太い。出力部１０３は、軌跡画像５００を後方画像に重畳し（Ｓ１０４）、軌跡画像５００が重畳された後方画像を表示画面８に表示する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５の処理の後、制御がＳ１０１に移る。
Ｓ１０１〜Ｓ１０５の処理の開始タイミングおよび終了タイミングは、任意に設計され得る。例えば、ＥＣＵ１４は、運転者が変速操作部７の位置をリバースレンジに設定するに応じて、Ｓ１０１〜Ｓ１０５の処理を開始する。また、例えば、ＥＣＵ１４は、運転者が変速操作部７の位置をリバースレンジから他の位置に変更するに応じて、Ｓ１０１〜Ｓ１０５の処理を終了する。
以上述べたように、第１の実施形態によれば、演算部１０２は、ヒッチボール１６の予想軌跡を舵角情報に基づいて演算する。そして、出力部１０３は、予想軌跡を示す軌跡画像５００を後方画像に重畳し、軌跡画像５００が重畳された後方画像を表示画面８に表示する。軌跡画像５００は、車両１側の端部から遠くなるほど、連続的にまたは段階的に太くなる。
よって、運転者は、車両１とトレーラ２００との距離が十分離れているときから正確な操舵を行わなくても、ヒッチカプラ２０１の画像４００と軌跡画像５００とを合わせることができるので、運転者の負担が軽減される。
なお、出力部１０３は、図１１に例示されるように、軌跡画像５００の車両１側とは反対側の端部５０１を点滅表示させてもよい。軌跡画像５００の線種が実線である場合であっても、出力部１０３は、軌跡画像５００の車両１側とは反対側の端部だけ点滅表示させてもよい。軌跡画像５００の太い部分が点滅表示されることによって、軌跡画像５００の視認性が向上する。
また、取得部１０１は、乗員から入力される太さ情報を取得し、出力部１０３は、太さ情報に応じて軌跡画像５００の太さの変化率を決定してもよい。
例えば、出力部１０３は、図１２に例示されるように、太さの変化率を増加させるためのボタン５０２と、太さの変化率を減少させるためのボタン５０３と、を表示する。ボタン５０２およびボタン５０３に対するタッチ入力は、操作入力部９によって検知され、太さ情報の入力として取得部１０１に取得される。
取得部１０１がボタン５０２のタッチ入力を取得した場合、出力部１０３は、太さの変化率の設定を、より大きくする。即ち、出力部１０３は、図１３に例示されるように、軌跡画像５００の車両１側の端部から反対側の端部に至るまでの太さの変化率を図１２の場合に比べて大きくした軌跡画像５００を表示する。
取得部１０１がボタン５０３のタッチ入力を取得した場合、出力部１０３は、太さの変化率の設定を、より小さくする。即ち、出力部１０３は、図１４に例示されるように、軌跡画像５００の車両１側の端部から反対側の端部に至るまでの太さの変化率を図１２の場合に比べて小さくした軌跡画像５００を表示する。
なお、太さ情報の入力方法はこれに限定されない。例えば、出力部１０３は、任意のタイミングで設定画面を表示し、周辺監視装置としてのＥＣＵ１４は、設定画面を介して太さ情報が入力可能に構成されてもよい。また、周辺監視装置としてのＥＣＵ１４は、音声によって入力可能に構成されてもよいし、他の入力操作部から入力可能に構成されてもよい。
よって、運転者は、好みまたは技量に応じて太さの変化率を設定することが可能となる。
＜第２の実施形態＞
出力部１０３は、軌跡画像５００の表示様態を、車両１とトレーラ２００との距離（以降、車間距離）に応じて変更してもよい。
例えば、車間距離がしきい値Ｄｔｈより大きい場合には、出力部１０３は、図１５に例示されるように、車両１側の端点から遠くなるにつれて軌跡画像５００の透過率を小さくする。しきい値Ｄｔｈは、予め設定される。しきい値Ｄｔｈは、例えば１ｍである。透過率は、連続的に変化せしめられてもよいし、段階的に変化せしめられてもよい。
車間距離がしきい値Ｄｔｈより小さい場合には、出力部１０３は、図１６に例示されるように、軌跡画像５００の透過率を均一にする。例えば出力部１０３は、軌跡画像５００の透過率を、０％でも１００％でもなく、十分に大きい所定の値で均一にしてもよく、その場合には、予測軌跡を示しながら、同時に、ヒッチボール１６の画像３００とヒッチカプラ２０１の画像４００との視認性を向上させることができる。
取得部１０１は、撮像画像、操舵情報のほかに、車間距離を取得する。車間距離の測定方法としては、任意の方法が採用可能である。
一例では、車両１の後部に、クリアランスソナー、レーザレンジスキャナ、ステレオカメラ、などの距離測定装置を設け、取得部１０１は、距離測定装置から車間距離を取得する。別の例では、取得部１０１は、カメラ１５ａから取得した後方画像を用いてモーションステレオ法に基づく演算を行うことによって、車間距離を演算する。
図１７は、第２の実施形態の周辺監視装置としてのＥＣＵ１４の動作を説明するフローチャートである。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２０８の処理は、ループ処理を構成しており、所定の制御周期で繰り返し実行される。
まず、後方画像、舵角情報、および車間距離を取得する（Ｓ２０１）。すると、演算部１０２は、舵角情報に基づき、第１の実施形態と同様の方法で、ヒッチボール１６の予想軌跡を演算する（Ｓ２０２）。出力部１０３は、第１の実施形態と同様の方法で、予想軌跡を示す軌跡画像５００を生成する（Ｓ２０３）。軌跡画像５００は、車両１側の端部から遠いほど太い。
続いて、出力部１０３は、車間距離がしきい値Ｄｔｈより大きいか否かを判定する（Ｓ２０４）。車間距離がしきい値Ｄｔｈより大きいと判定された場合（Ｓ２０４、Ｙｅｓ）、出力部１０３は、軌跡画像５００の透過率を、車両１側の端部から遠いほど減少させる（Ｓ２０５）。車間距離がしきい値Ｄｔｈより大きくないと判定された場合（Ｓ２０４、Ｎｏ）、出力部１０３は、軌跡画像５００の全体の透過率を同一の値に設定する（Ｓ２０６）。
なお、ここでは、車間距離がしきい値Ｄｔｈと等しい場合には、Ｓ２０６の処理が実行される、としているが、車間距離がしきい値Ｄｔｈと等しい場合の処理はこれに限定されない。車間距離がしきい値Ｄｔｈと等しい場合、Ｓ２０５の処理が実行され得る。
Ｓ２０５またはＳ２０６の処理の後、出力部１０３は、軌跡画像５００を後方画像に重畳し（Ｓ２０７）、軌跡画像５００が重畳された後方画像を表示画面８に表示する（Ｓ２０８）。Ｓ２０８の処理の後、制御がＳ２０１に移る。
以上述べたように、第２の実施形態によれば、取得部１０１は、車間距離をさらに取得する。出力部１０３は、車間距離がしきい値Ｄｔｈよりも大きい場合、軌跡画像５００の透過率を車両１側の端部から遠くなるにしたがって連続的にまたは段階的に小さくし、車間距離がしきい値Ｄｔｈよりも小さい場合、軌跡画像５００の透過率を均一にする。
車両１とトレーラ２００との距離が遠い場合、第１の実施形態と同様に、運転者は、車両１とトレーラ２００との距離が十分離れているときから正確な操舵を行わなくても、ヒッチカプラ２０１の画像４００と軌跡画像５００とを合わせることができるので、運転者の負担が軽減される。車両１とトレーラ２００との距離が近い場合、軌跡画像５００の透過率を十分に大きな均一の値に設定することで、ヒッチボール１６の画像３００とヒッチカプラ２０１の画像４００との視認性が向上し、その結果、ヒッチボール１６とヒッチカプラ２０１との位置合わせを行い易くすることが可能である。
なお、車間距離に応じて透過率の設定を変更する例を説明したが、軌跡画像５００の表示様態の変更方法はこれに限定されない。
例えば、出力部１０３は、透過率を変更するかわりに、太さの変化率を車間距離に応じて変更してもよい。例えば、車間距離がしきい値Ｄｔｈより大きい場合には、出力部１０３は、第１の実施形態と同様に、車両１側の端点から遠くなるほど軌跡画像５００の太さを太くする。そして、車間距離がしきい値Ｄｔｈより小さい場合には、出力部１０３は、軌跡画像５００の太さを均一にする。よって、車両１とトレーラ２００との距離が近い場合、軌跡画像５００の太さを十分に細い均一の値に設定することで、ヒッチボール１６の画像３００とヒッチカプラ２０１の画像４００との視認性が向上し、位置合わせを行い易くすることが可能である。即ち、トレーラ２００の連結作業を効果的に支援することが可能である。
別の例では、出力部１０３は、軌跡画像５００の長さを、車間距離が小さくなるに応じて短くする。よって、余分な線を表示しないことで、運転者に、ヒッチボール１６、ヒッチカプラ２０１、および予想軌跡の関係を、よりわかりやすく提示することが可能である。
さらに別の例では、出力部１０３は、軌跡画像５００の長さを、ヒッチカプラ２０１の画像４００に応じて制御する。具体的には、出力部１０３は、軌跡画像５００のうちの、車両１側の端点を基準としてヒッチカプラ２０１の画像４００よりも遠い部分を表示しない。一例では、出力部１０３は、後方画像に含まれるヒッチカプラ２０１の画像４００を、画像認識などによって特定し、トラッキングする。別の例では、出力部１０３は、後方画像に含まれるヒッチカプラ２０１の画像４００の位置を乗員にタッチさせ、タッチ入力に基づいて後方画像に含まれるヒッチカプラ２０１の画像４００を特定し、その後、後方画像に含まれるヒッチカプラ２０１の画像４００の位置をトラッキングする。出力部１０３は、ヒッチボール１６の画像３００からヒッチカプラ２０１の画像４００までの軌跡画像５００を生成し、後方画像に重畳する。余分な線を表示しないことで、運転者に、ヒッチボール１６、ヒッチカプラ２０１、および予想軌跡の関係を、よりわかりやすく提示することが可能である。
また、出力部１０３は、ヒッチカプラ２０１から予想軌跡までの距離を演算し、距離に応じて軌跡画像５００の表示様態を変えてもよい。ヒッチカプラ２０１から予想軌跡までの距離は、３次元空間内での距離であってもよいし、後方画像上の距離であってもよい。変更される表示様態は、例えば、色または輝度である。一例では、出力部１０３は、ヒッチカプラ２０１から予想軌跡までの距離が遠いほど、軌跡画像５００を、より赤い色で着色表示し、ヒッチカプラ２０１から予想軌跡までの距離が近いほど、より青い色で着色表示する。出力部１０３は、軌跡画像５００の全体ではなく、軌跡画像５００の先端部のみの表示様態を変えてもよい。よって、運転者は、ヒッチカプラ２０１の画像４００と軌跡画像５００とを注視する代わりに、軌跡画像５００の表示様態の変化に着目することで、軌跡画像５００がヒッチカプラ２０１の画像４００に近づくように舵角をコントロールすることが可能となる。
＜第３の実施形態＞
出力部１０３は、第１または第２の実施形態の軌跡画像５００に加えて、ヒッチカプラ２０１の目標到達位置を示す識別情報（以降、単に識別情報）を後方画像に重畳表示してもよい。
例えば出力部１０３は、図１８に例示されるように、ヒッチボール１６の画像３００に、識別情報５０４を重畳する。この例では、識別情報５０４は、十字線の形状を有するイラスト画像である。出力部１０３は、任意の方法でヒッチボール１６の画像３００の位置を特定する。出力部１０３は、画像認識によってヒッチボール１６の画像３００の位置を特定してもよいし、乗員からのヒッチボール１６の画像３００の位置をタッチする入力、または車両１の後端部からの飛び出し量および路面８００からの高さなどの数値入力に基づいてヒッチボール１６の画像３００の位置を特定してもよい。
ここで、ヒッチボール１６は、車幅方向の中心に設けられる。これに対し、カメラ１５ａは、図１９に例示されるように、車幅方向の中心からオフセットした位置に設けられる場合がある。図１９の例では、リアナンバープレート１９の左側上方にカメラ１５ａが設けられている。
図２０は、カメラ１５ａ、ヒッチボール１６、およびヒッチカプラ２０１の目標到達位置の位置関係を示す図である。本図に例示されるように、カメラ１５ａは、車両１の車幅方向の中心、即ちヒッチボール１６に対し、Ｄｏｆｆｓｅｔだけ紙面左側にオフセットされた位置に設けられている。また、ヒッチカプラ２０１の目標到達位置２０２は、ヒッチボール１６の上方にＤｇａｐだけずれた位置に存在する。このような場合、カメラ１５ａとヒッチボール１６の中心１６１とを結ぶ直線１６２は、カメラ１５ａとヒッチカプラ２０１の目標到達位置２０２の中心２０３とを結ぶ直線２０４とは一致しない。よって、後方画像において、ヒッチカプラ２０１の目標到達位置２０２は、ヒッチボール１６が写っている画像３００の位置とは一致しない。
カメラ１５ａが、車両１の車幅方向の中心、即ちヒッチボール１６に対し、車幅方向にオフセットした位置に設けられる場合、出力部１０３は、例えば、ＤｏｆｆｓｅｔおよびＤｇａｐから３次元空間内の目標到達位置２０２を演算し、３次元空間内の目標到達位置２０２を仮想視点７０２から見た２次元画像に透視投影することによって、識別情報５０４の表示位置を演算する。こうして演算された位置は、図２１に例示されるように、ヒッチボール１６の画像３００の位置から表示画面８の少なくとも横方向にオフセットされている。
なお、ＤｏｆｆｓｅｔおよびＤｇａｐは、例えば数値入力によって設定される。ＤｏｆｆｓｅｔおよびＤｇａｐの入力タイミングは、特定のタイミングに設定されない。ＤｏｆｆｓｅｔおよびＤｇａｐは、車両１の製造時、出荷時、運転開始時、連結作業時など、任意のタイミングに設定され得る。例えば、任意のタイミングで設定画面が呼び出し可能であり、設定画面を介してＤｏｆｆｓｅｔおよびＤｇａｐが入力可能に構成されてもよい。なお、Ｄｏｆｆｓｅｔは予め設定され、Ｄｇａｐは任意のタイミングで設定可能に構成されてもよい。また、Ｄｇａｐとして所定の小さい値（例えば５センチ）が固定的に使用されてもよい。
以上述べたように、第３の実施形態によれば、出力部１０３は、ヒッチカプラ２０１の目標到達位置２０２を示す識別情報５０４を後方画像に重畳して表示画面８に表示する。目標到達位置２０２を示す識別情報５０４の表示位置は、後方画像の少なくとも横方向にオフセットした位置である。よって、運転者は、識別情報５０４にヒッチカプラ２０１が写っている画像４００が重なるように車両１を移動させることによって、ヒッチボール１６とヒッチカプラ２０１とが結合可能な位置に車両１をより正確に移動させることができるようになる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。
１…車両、２…車体、２ａ…車室、２ｂ…座席、２ｃ…端部、２ｄ…ドア、２ｅ…ドアミラー、３…車輪、３Ｆ…前輪、３Ｒ…後輪、４…操舵部、５…加速操作部、６…制動操作部、７…変速操作部、８…表示画面、９…操作入力部、１０…モニタ装置、１１…ダッシュボード、１３…操舵システム、１３ａ…アクチュエータ、１３ｂ…トルクセンサ、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ…カメラ、１６…ヒッチボール、１７…舵角センサ、１８…車内ネットワーク、１９…リアナンバープレート、３１…後輪車軸、３２，１６１，２０３…中心、３３…円弧、８０…表示領域、１００…周辺監視システム、１０１…取得部、１０２…演算部、１０３…出力部、１４０…周辺監視プログラム、１６０…軌跡、１６１…中心、１６２，２０３…直線、２００…トレーラ、２０１…ヒッチカプラ、２０２…目標到達位置、３００，４００…画像、５００…軌跡画像、５０１…端部、５０２，５０３…ボタン、５０４…識別情報、６００，６０１，６０２，６０３…モデル、７００…仮想空間、７０１…仮想的な路面、７０２…仮想視点、８００…路面、９００…撮像領域。

Claims (5)

  1. 車両の後方を撮像する撮像装置によって撮像された第１画像と、前記車両の舵角と、を取得する取得部と、
    前記車両に設けられ被牽引車を連結するための第１連結装置の予想軌跡を前記舵角に基づいて演算する演算部と、
    前記第１画像を前記車両の室内に設けられた表示画面に表示し、前記予想軌跡を示し前記車両側の端部から遠くなるにしたがって連続的にまたは段階的に太くした線形状の第２画像を前記表示画面に重畳表示する、出力部と、
    を備え、
    前記取得部は、前記車両と前記被牽引車との距離をさらに取得し、
    前記出力部は、前記距離がしきい値よりも大きい場合、前記第２画像の透過率を前記車両側の端部から遠くなるにしたがって連続的にまたは段階的に小さくし、前記距離が前記しきい値よりも小さい場合、前記第２画像の各位置の透過率を等しくする、
    周辺監視装置。
  2. 前記出力部は、前記第２画像の前記車両側とは反対側の端部を点滅表示する、
    請求項１に記載の周辺監視装置。
  3. 前記撮像装置は前記第１連結装置に対して車幅方向にオフセットした位置に設けられ、
    前記出力部は、前記第１連結装置の表示位置から前記第１画像の少なくとも横方向にオフセットした位置に、前記被牽引車に設けられた第２連結装置の目標到達位置を示す識別情報を重畳表示する、
    請求項１または請求項２に記載の周辺監視装置。
  4. 前記取得部は、乗員から入力された太さ情報をさらに取得し、
    前記出力部は、前記太さ情報に応じて前記第２画像の太さの変化率を決定する、
    請求項１から請求項３の何れか一項に記載の周辺監視装置。
  5. 車両の後方を撮像する撮像装置によって撮像された第１画像と、前記車両の舵角と、を取得する取得部と、
    前記車両に設けられ被牽引車を連結するための第１連結装置の予想軌跡を前記舵角に基づいて演算する演算部と、
    前記第１画像を前記車両の室内に設けられた表示画面に表示し、前記予想軌跡を示し前記車両側の端部から遠くなるにしたがって連続的にまたは段階的に太くした線形状の第２画像を前記表示画面に重畳表示する、出力部と、
    を備え、
    前記撮像装置は前記第１連結装置に対して車幅方向にオフセットした位置に設けられ、
    前記出力部は、前記第１連結装置の表示位置から前記第１画像の少なくとも横方向にオフセットした位置に、前記被牽引車に設けられた第２連結装置の目標到達位置を示す識別情報を重畳表示する、
    周辺監視装置。
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