JP2006023906A - 障害物検出装置、車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】 自車両に対する障害物の位置関係を特定して運転者等に警報を提示する。
【解決手段】 障害物検出装置は、自車両1の周囲の障害物を検出するために、それぞれが異なる箇所に設置され、携帯端末2から発信された無線電波を受信アンテナ1a,1b,1cで受信し、無線電波間の位相差を電波位相比較回路12で算出し、当該位相比較結果から自車両1に対する携帯端末2の位置関係を計算機13で特定すると、特定された自車両1に対する携帯端末2の位置関係に基づいて、自車両1にとって障害物となる携帯端末2を検出して、警報表示部14で報知する。
【選択図】 図2
【解決手段】 障害物検出装置は、自車両1の周囲の障害物を検出するために、それぞれが異なる箇所に設置され、携帯端末2から発信された無線電波を受信アンテナ1a,1b,1cで受信し、無線電波間の位相差を電波位相比較回路12で算出し、当該位相比較結果から自車両1に対する携帯端末2の位置関係を計算機13で特定すると、特定された自車両1に対する携帯端末2の位置関係に基づいて、自車両1にとって障害物となる携帯端末2を検出して、警報表示部14で報知する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、例えば車両に搭載され、車両周囲に存在する歩行者や他車両等の障害物を検出して運転者等に提示する障害物検出装置、当該障害物検出装置を搭載した車両に関する。
従来より、車両周囲に存在する歩行者や他車両等の障害物を検出して運転者等に提示する技術が、下記の特許文献1などで知られている。
この特許文献1に記載された接近報知装置は、歩行者が保持している携帯端末を利用して車両に対する歩行者の接近を検出するために、車両に受信アンテナを設置し、当該受信アンテナによって携帯端末から発信されるキャリアウェイブを受信することによって、歩行者が車両の近くに存在することを運転者に提示している。
特開2002−74593号公報
しかしながら、上述した従来の接近報知装置は、キャリアウェイブのみを検出して車両に対する歩行者の接近を検出していたので、車両に対する歩行者位置を運転者に報知することができないという問題がある。
また、この接近報知装置は、キャリアウェイブの強弱を判定して歩行者の接近を検出していたので、例えば歩道を歩いているような歩行者が自車両の近くに存在しても警報を報知してしまう可能性があり、更には、自車両と隣接車線を同方向に走行している他車両内の携帯端末を検出した場合であっても警報を報知してしまう可能性があった。
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、自車両に対する障害物の位置関係を特定して運転者等に警報を提示することができる障害物検出装置、当該障害物検出装置を搭載した車両を提供することを目的とする。
本発明に係る障害物検出装置は、自車両の周囲の障害物を検出するために、それぞれが異なる箇所に設置され、携帯端末から発信された無線電波を受信する複数の受信手段と、複数の受信手段で受信した無線電波間の位相差を算出して、自車両に対する携帯端末の位置関係を特定する特定手段と、特定手段で特定された自車両に対する携帯端末の位置関係に基づいて、自車両にとって障害物となる携帯端末を検出する障害物検出手段とを備えることにより、上述の課題を解決する。
本発明に係る障害物検出装置によれば、複数の受信手段で受信した無線電波間の位相差を算出して、自車両に対する携帯端末の位置関係を特定し、自車両と携帯端末との位置関係に基づいて、自車両にとって障害物となる携帯端末を検出するので、自車両にとって障害物となるような相対位置の携帯端末を所持している歩行者や、他車両内の携帯端末を障害物として検出することができる。したがって、この障害物検出装置によれば、自車両に対する携帯端末の位置を報知することによって、障害物の存在を運転者に容易に認知させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明を適用した障害物検出装置は、例えば図1及び図2に示すように、自車両1に搭載されて構成される。
[障害物検出装置の構成]
この障害物検出装置は、図1に示すように、それぞれが自車両1の異なる箇所に設置された複数の受信アンテナ1a,1b,1cにより、歩行者が保持する携帯電話2から発信された無線電波を受信して、歩行者等の障害物検出を行う。この受信アンテナ1a,1b,1cは、自車両1の車体上部であって、後述する所定の規則に従ってそれぞれが異なる位置に設けられている。なお、本例では、歩行者が保持する携帯端末が携帯電話2である場合について説明するが、所定期間ごとに電波を発信するものであれば、医療用徘徊者用端末、各種モバイル機器、PC等であっても良い。
この障害物検出装置は、図1に示すように、それぞれが自車両1の異なる箇所に設置された複数の受信アンテナ1a,1b,1cにより、歩行者が保持する携帯電話2から発信された無線電波を受信して、歩行者等の障害物検出を行う。この受信アンテナ1a,1b,1cは、自車両1の車体上部であって、後述する所定の規則に従ってそれぞれが異なる位置に設けられている。なお、本例では、歩行者が保持する携帯端末が携帯電話2である場合について説明するが、所定期間ごとに電波を発信するものであれば、医療用徘徊者用端末、各種モバイル機器、PC等であっても良い。
この携帯電話2は、通常、無線通信網を介して基地局との間で無線通信を所定の期間ごとに行っている。すなわち、携帯電話2は、基地局からのポーリング信号をアンテナ2aで受信すると、当該ポーリング信号に対する応答信号をアンテナ2aから基地局に送信する。この応答信号には、基地局が携帯電話2を識別するためのID情報(識別情報)が格納されている。なお、携帯電話2は、基地局の通信可能範囲外であっても、基地局との通信を可能とするためにID情報を含む電波を所定期間毎に送信している。
障害物検出装置は、図2に示すように、受信アンテナ1a,1b,1cとそれぞれ接続された受信機11A,11B,11C、電波位相比較回路12及び計算機13が例えばインストルメントパネル内に収容され、警報表示部14が運転者から視認可能な位置に搭載される。また、この障害物検出装置は、車輪速が検出可能な位置に搭載された車速センサ15及びステアリング操作角度が検出可能な位置に搭載された舵角センサ16が、計算機13に接続されて構成されている。
受信アンテナ1a,1bは、図1に示すように、自車両1のフロントガラス上端且つ両端付近に設置され、受信アンテナ1cは、受信アンテナ1a,1bよりも後部であって、自車両1幅方向における中心付近に設置されている。これら受信アンテナ1a,1b,1cは、後述する三角関数を使用して自車両1に対する携帯電話2の位置及び距離を求めることができる位置関係であれば、図1に示すような設定位置でなくても良い。また、この受信アンテナ1a,1b,1cは、3本であるが、携帯電話2の位置検出精度を向上させるために4本以上で構成したものであっても良い。
これら受信アンテナ1a,1b,1cは、携帯電話2から単一の無線電波をそれぞれ受信すると、当該無線電波を無線信号としてそれぞれの受信機11A,11B,11Cに出力する。この受信アンテナ1a,1b,1cから受信機11A,11B,11Cに供給されるそれぞれの無線信号は、携帯電話2からの単一の無線電波を受信しているため、同一の情報を含むことになる。
受信機11A,11B,11Cは、受信アンテナ1a,1b,1cで受信した無線信号を入力し、当該無線信号に対して検波処理やA/D変換処理等を施すことによってディジタル信号に変換し、受信情報として電波位相比較回路12に出力する。
電波位相比較回路12は、受信機11A,11B,11Cからそれぞれの受信情報を入力すると、当該各受信情報の位相を比較する。この受信情報間の位相差は、受信アンテナ1a,1b,1cが異なる位置に設置されていることによる受信アンテナ1a,1b,1cで受信した無線電波の位相差を示していることになる。ここで、電波位相比較回路12は、自車両1に受信アンテナ1a,1b,1cの3本が設置されているので、受信アンテナ1aと受信アンテナ1bとの無線電波の位相差、受信アンテナ1aと受信アンテナ1cとの無線電波の位相差、受信アンテナ1bと受信アンテナ1cとの無線電波の位相差を求める。このような受信情報の位相差は、電波位相比較回路12から、位相比較情報として計算機13に供給される。なお、携帯電話2から発信される無線電波は、一般的に高周波であるので波長が短くアナログ波形を直接位相比較することが困難であるが、各受信機11でディジタル信号に変換し、ディジタル信号とされた段階で電波位相比較回路12により位相比較を行うことになる。
また、電波位相比較回路12は、ID情報が同一の受信情報を使用して受信情報の位相差を求め、当該位相比較情報と共にID情報を計算機13に出力する。このID情報としては、他の携帯電話2と識別可能な情報で有れば良く、例えば電話番号等であっても良い。
計算機13は、電波位相比較回路12から位相比較情報を入力すると、当該位相比較情報に基づいて自車両1に対する携帯電話2の方向及び距離を求め、更に、時間的に前後した位相比較情報を用いて自車両1に対する携帯電話2の相対速度を求める。ここで、計算機13は、自車両1に対する携帯電話2の相対速度を求めるに際して、電波位相比較回路12からのID情報を参照して、同一の携帯電話2から発信された無線電波に基づく位相比較結果によって相対速度を求める。
また、計算機13は、車速センサ15及び舵角センサ16からのセンサ信号を入力し、携帯電話2の位置が自車両1から見て警報を報知する位置であって、自車両1にとっての障害物となるか否かを判定する。このとき、計算機13は、自車両1に対する携帯電話2の位置や自車両1に対する携帯電話2の相対速度が、障害物として認定される所定の範囲であるか否かを判定する。
そして、計算機13は、携帯電話2の位置が自車両1から見て警報を報知する位置に存在すると判定した場合に、警報表示部14を駆動させて運転者に通知する。これにより、計算機13は、携帯電話2を特定する特定手段、携帯電話2を障害物として検出する判断を行う障害物検出手段として機能する。
[障害物検出装置の方向特定処理]
つぎに、上述した障害物検出装置における自車両1に対する携帯電話2の方向を特定する処理について図3及び図4を参照して説明する。
つぎに、上述した障害物検出装置における自車両1に対する携帯電話2の方向を特定する処理について図3及び図4を参照して説明する。
例えば図3(a)に示すように、携帯電話2の位置が受信アンテナ1aと受信アンテナ1bとのうち、受信アンテナ1bに近い側に存在する場合、すなわち受信アンテナ1aと受信アンテナ1bとを結ぶ直線の中心位置との距離がd1、受信アンテナ1aと携帯電話2との距離がd2、受信アンテナ1bと携帯電話2との距離がd3であってd2>d3である場合には、図3(b)に示す無線電波が受信アンテナ1aで受信され、図3(c)に示す無線電波が受信アンテナ1bで受信される。
このように、携帯電話2との距離が受信アンテナ1aと受信アンテナ1bとで異なる場合には、受信アンテナ1bが受信アンテナ1aよりも時間的に先に無線電波を受信することにより、受信アンテナ1aの無線電波と受信アンテナ1bとの無線電波との間に位相差が発生する。そして、このような無線信号が受信機11Aで入力されて、電波位相比較回路12で検出されるID情報は、図3(d)のようなビット列となり、無線信号が受信機11Bで入力されて、電波位相比較回路12で検出されるID情報は、図3(e)のようなビット列となる。したがって電波位相比較回路12は、受信アンテナ1aで受信した無線電波に含まれるID情報のビット列と、受信アンテナ1bで受信した無線電波に含まれるID情報のビット列とのサンプリング間隔の差を位相差として求めることができる。
すなわち、図4(a)に示すように、受信アンテナ1aと受信アンテナ1bとを結ぶ直線の中心位置と直角で交わる直線と、受信アンテナ1aと受信アンテナ1bとを結ぶの中心位置と携帯電話2とを結ぶ直線との角度がθ2となっている場合に、図4(b)、(c)、(d)、(e)に示すように受信アンテナ1aと受信アンテナ1bとで位相差が無い状態で無線電波を受信するためには、図4(a)に示すように受信アンテナ1aと受信アンテナ1bとを結ぶ直線をθ1の角度だけ仮想的に回転させることになる。したがって、電波位相比較回路12は、例えば図3(d)及び図3(e)に示す位相差が角度θ2に対応することを記憶しておくことにより、受信アンテナ1a及び受信アンテナ1bに対する携帯電話2の角度を求めることができる。
これにより、計算機13は、時間的に先に受信した受信情報と、電波位相比較回路12から入力した位相差に基づく受信アンテナ1a及び受信アンテナ1bに対する角度とから、自車両1に対する携帯電話2の方向を求めることができる。なお、位相差と角度との関係は、自車両1のアンテナ取付位置、間隔で変わるものであるが、予め計算や実験等によって、計算機13に記憶しておくことになる。
[障害物検出装置の距離特定処理]
つぎに、上述した障害物検出装置における自車両1に対する携帯電話2の距離を特定する処理について図5〜図7を参照して説明する。
つぎに、上述した障害物検出装置における自車両1に対する携帯電話2の距離を特定する処理について図5〜図7を参照して説明する。
例えば図5(a)に示すように、受信アンテナ1a及び受信アンテナ1bから同距離に携帯電話2が存在する場合、受信アンテナ1a及び受信アンテナ1bで受信した無線電波に含まれるID情報のビット列は、それぞれ図5(a)、図5(b)に示すように位相差が無い同位相となる。したがって、ID情報のビット列が同位相である場合には、自車両1の正面に相当する受信アンテナ1aと受信アンテナ1bとの中心位置から直角で交差した直線a−c上又は背面に携帯電話2が存在することになる。
これに対し、自車両1の正面に存在する携帯電話2からの無線電波を受信アンテナ1bと受信アンテナ1cとで受信した場合を考えると、図6(a)に示すように、受信アンテナ1bよりも受信アンテナ1cの方が遅れて無線電波を受信することになる。したがって、受信アンテナ1bで受信した無線電波に含まれるID情報のビット列は、図6(b)のようになり、受信アンテナ1cで受信した無線電波に含まれるID情報のビット列は、図6(c)のようになり、4ビット分の位相差が発生する。これにより、計算機13は、4ビット分の位相差から、受信アンテナ1bと受信アンテナ1cとを結ぶ直線と、受信アンテナ1bと受信アンテナ1cとを結ぶ直線の中心位置と携帯電話2とを結ぶ直線b−cとの角度が35°であることを求めることができる。
更に、自車両1の正面に存在する携帯電話2からの無線電波を受信アンテナ1aと受信アンテナ1cとで受信した場合を考えると、図7(a)に示すように、受信アンテナ1aよりも受信アンテナ1cの方が遅れて無線電波を受信することになる。したがって、受信アンテナ1cで受信した無線電波に含まれるID情報のビット列は、図7(b)のようになり、受信アンテナ1aで受信した無線電波に含まれるID情報のビット列は、図7(c)のようになり、4ビット分の位相差が発生する。これにより、計算機13は、4ビット分の位相差から、受信アンテナ1aと受信アンテナ1cとを結ぶ直線と、受信アンテナ1aと受信アンテナ1cとを結ぶ直線の中心位置と携帯電話2とを結ぶ直線a−cとの角度が35°であることを求めることができる。
そして、受信アンテナ1aと受信アンテナ1bとを結ぶ直線の中心位置と携帯電話2とを結ぶ直線a−bと、受信アンテナ1aと受信アンテナ1cとを結ぶ直線の中心位置と携帯電話2とを結ぶ直線a−cと、受信アンテナ1bと受信アンテナ1cとを結ぶ直線の中心位置と携帯電話2とを結ぶ直線b−cと、を重ね合わせると図8(a)のようになり、各直線a−b,a−c,b−cとが交差する点が携帯電話2の位置となる。ここで、受信アンテナ1aと受信アンテナ1cとを結ぶ直線の中心位置と、受信アンテナ1bと受信アンテナ1cとを結ぶ直線の中心位置との距離が1mであると設定すると、図8(b)に示すように、当該1mの線分を底辺とした三角形が求められる。
したがって、図8(b)に示す三角形の線分a,b,cの長さと、線分a,b,cがなす角度A,B,Cを用いて、三角関数より、受信アンテナ1aと受信アンテナ1cとを結ぶ直線の中心位置と、受信アンテナ1bと受信アンテナ1cとを結ぶ直線の中心位置とを結ぶ直線から携帯電話2までの距離を求めることができる。
具体的には、線分a,b,cがなす角度A,B,Cが10°,85°,85°である場合には、正弦定理である
sinA/a=sinB/b=sinC/c
から、
sin10/1=sin85/b=sin85/c
となり、b=5.82,c=5.82となる。
sinA/a=sinB/b=sinC/c
から、
sin10/1=sin85/b=sin85/c
となり、b=5.82,c=5.82となる。
したがって、計算機13は、自車両1から携帯電話2までの距離及び方向を求めることができ、例えば自車両1の長さや誤差も考慮すると、自車両1の正面であって約5〜6m先に携帯電話2を保持した歩行者が存在することを求めることができる。そして、計算機13は、同じID情報を含む無線電波から得られた位相比較情報を電波位相比較回路12から複数受信することによって、以前に距離及び方向を求めた携帯電話2の自車両1に対する相対速度を求めることができ、当該携帯電話2を保持した歩行者を認識することができる。
[障害物検出装置の障害物報知処理]
つぎに、上述した処理を行う障害物検出装置において、携帯電話2を保持した歩行者等の報知処理について説明する。
つぎに、上述した処理を行う障害物検出装置において、携帯電話2を保持した歩行者等の報知処理について説明する。
この障害物報知処理では、計算機13により、例えば図9に示すように、図示しないナビゲーション装置によって表示される地図画像上に、自車位置情報21、携帯電話2を保持した歩行者位置情報22を重畳させて表示させる。このとき、計算機13は、車速センサ15及び舵角センサ16からのセンサ信号を読み込んで、自車両1の進行方向及び速度を取得する。これにより、計算機13は、自車両1が通過した背面の携帯電話2の位置や走行経路から離れて安全な場所に存在する携帯電話2の位置に対する歩行者位置情報22を表示させないようにする。
また、計算機13は、図10に示すように自車両1の前方を撮像する暗視カメラシステムによって取得した画像上に、歩行者位置情報22及び当該歩行者位置情報22が存在することを示す歩行者警告マーク31を表示させても良い。これにより、障害物検出装置は、運転者の視界により近似した警告を通知することができる。このとき、計算機13は、撮像手段である暗視カメラシステムの撮像範囲と、自車両1にとって障害物となることが検出された携帯電話2の位置とに基づいて、撮像範囲内での携帯電話2位置を求め、暗視カメラシステムで撮像された映像に、障害物となる携帯電話2を重畳させて表示させることができる。
更に、計算機13は、図11に示すように、ナビゲーション装置で取得した道路情報から、自車両情報41、当該自車両情報41が走行している車両走行道路情報42、歩道情報43を表示させても良い。この場合、障害物検出装置は、自車両1と走行方向が同じ他車両や、自車両1の走行車線と対向する車線を走行する他車両内に携帯電話2が存在する場合があるが、複数の無線電波を受信することによって、他車両内の携帯電話2と自車両1の位置との相対速度を求める。
そして、障害物検出装置は、自車両1と同じ走行方向であって自車両1との相対速度が小さい場合や安全な歩道を歩行している歩行者である場合には、携帯電話2を検出した場合であっても警報を報知しない。これに対し、障害物検出装置は、携帯電話2の相対速度から、接近車両や道路を横断している歩行者を検出した場合には、当該障害物に対する警告を報知することができる。
[実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本発明を適用した障害物検出装置によれば、受信アンテナ1a,1b,1cで受信した無線電波間の位相差を算出して、自車両1に対する携帯電話2の位置関係を特定し、自車両1と携帯電話2との位置関係に基づいて、自車両1にとって障害物となる携帯電話2を検出するので、自車両1にとって障害物となるような相対位置の携帯電話2を所持している歩行者や、他車両内の携帯電話2を障害物として検出することができる。したがって、この障害物検出装置によれば、自車両1に対する携帯電話2の位置を報知することによって、障害物の存在を運転者に容易に認知させることができる。
以上詳細に説明したように、本発明を適用した障害物検出装置によれば、受信アンテナ1a,1b,1cで受信した無線電波間の位相差を算出して、自車両1に対する携帯電話2の位置関係を特定し、自車両1と携帯電話2との位置関係に基づいて、自車両1にとって障害物となる携帯電話2を検出するので、自車両1にとって障害物となるような相対位置の携帯電話2を所持している歩行者や、他車両内の携帯電話2を障害物として検出することができる。したがって、この障害物検出装置によれば、自車両1に対する携帯電話2の位置を報知することによって、障害物の存在を運転者に容易に認知させることができる。
また、この障害物検出装置によれば、受信アンテナ1a,1b,1cで受信した無線電波に含まれるID情報を検出し、当該ID情報に基づいて複数の携帯電話2を区別して、自車両1に対する各携帯電話2の位置関係を特定するので、複数の携帯電話2を混同して検出する誤検出を防止することができる。
更にまた、この障害物検出装置によれば、自車両1に対する携帯電話2の相対速度を検出し、携帯電話2の相対速度が所定の範囲である携帯電話2を障害物として検出するので、自車両1と同方向に走行している他車両内の携帯電話2や、自車両1の対向車線を走行している対向車内の携帯電話2を障害物として検出することを回避することができ、自車両1が走行する上での障害物のみを報知することによって警報の信頼性を向上させることができる。
更にまた、この障害物検出装置によれば、暗視カメラシステムで撮像した赤外線映像に、障害物の存在を重畳させて表示させることができるので、運転者にとって視界が良好ではなくなる夜間走行時に障害物の存在を報知することができる。
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
1 自車両
1a,1b,1c 受信アンテナ
2 携帯電話
11A,11B,11C 受信機
12 電波位相比較回路
13 計算機
14 警報表示部
15 車速センサ
16 舵角センサ
21 自車位置情報
22 歩行者位置情報
31 歩行者警告マーク
41 自車両情報
42 車両走行道路情報
43 歩道情報
1a,1b,1c 受信アンテナ
2 携帯電話
11A,11B,11C 受信機
12 電波位相比較回路
13 計算機
14 警報表示部
15 車速センサ
16 舵角センサ
21 自車位置情報
22 歩行者位置情報
31 歩行者警告マーク
41 自車両情報
42 車両走行道路情報
43 歩道情報
Claims (6)
- 自車両の周囲の障害物を検出する障害物検出装置において、
それぞれが異なる箇所に設置され、携帯端末から発信された無線電波を受信する複数の受信手段と、
前記複数の受信手段で受信した無線電波間の位相差を算出して、前記自車両に対する前記携帯端末の位置関係を特定する特定手段と、
前記特定手段で特定された前記自車両に対する前記携帯端末の位置関係に基づいて、前記自車両にとって障害物となる前記携帯端末を検出する障害物検出手段と
を備えることを特徴とする障害物検出装置。 - 前記特定手段は、前記複数の受信手段で受信した無線電波に含まれる識別情報を検出し、当該識別情報に基づいて複数の携帯端末を区別して、前記自車両に対する前記各携帯端末の位置関係を特定することを特徴とする請求項1に記載の障害物検出装置。
- 前記特定手段は、前記自車両に対する前記携帯端末の相対速度を検出し、前記障害物検出手段は、前記携帯端末の相対速度が所定の範囲である携帯端末を障害物として検出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の障害物検出装置。
- 前記自車両に対して所定の範囲の相対速度で接近する前記携帯端末を障害物として前記障害物検出手段により検出した場合に、当該障害物の存在を運転者に報知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項3に記載の障害物検出装置。
- 前記自車両周囲の映像を撮像する撮像手段を更に備え、
前記報知手段は、前記撮像手段の撮像範囲と、前記障害物検出手段で前記自車両にとって障害物となることが検出された前記携帯端末の位置とに基づいて、前記撮像手段で撮像された映像に、前記障害物検出手段で検出された障害物を重畳させて表示させることを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の障害物検出装置。 - 請求項1乃至請求項5の何れかに記載の障害物検出装置を搭載した車両。
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