JP2007128232A - 障害物検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来より誤警告を防止することができる障害物検出装置を提供する。
【解決手段】車両前方の障害物(走行の障害となり得る物体)を検出し(S120)、その障害物までの相対距離及び相対方向を特定する(S140)。そして、その特定した情報と、ナビゲーション装置から取得した現在位置情報と車道形状情報とに基づいて、障害物が車道上に存在するか否かを判定する(S170)。この結果、障害物が車道上に存在していると判定した場合のみ警告情報を出力する(S180)。このような障害物検出装置であれば、車道上にない障害物について警告がなされることはない。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両の通行の障害になる障害物を検出する障害物検出装置に関する。
近年、ミリ波レーダーや赤外線カメラ(暗視カメラ)等を用いて通行の障害になる障害物を運転者に警告する障害物検出装置が車両に搭載されつつある。このような障害物検出装置は、ミリ波レーダーや赤外線カメラ等によって検知された検知物について、警告対象とすべきか否を正確に判断する必要がある。なぜなら、警告を発するに足りない物に対して警告が頻繁に発せられると、運転者は無意味な警告に慣れてしまい、その結果、本当に必要な警告を運転者が無視してしまうおそれがあるからである。したがって、通行の障害にならない物体について、できる限り警告を行わないようにすることが重要である。
例えば、下記の特許文献1に記載の衝突防止装置は、運転者のハンドル操作から自車両の進行路を予測し、障害物や先行車を適切に検出して不必要な警報を発することを防止するものである。具体的には、まず、CCDカメラの映像に基づいて物体を検知すると共にその物体までの距離を求める。次に、舵角センサから得られる舵角と車速センサから得られる車速とから、現在の舵角と車速が保持されると仮定した場合の自車の走行経路を推定し、自車の横幅等を加えて走行領域を決定する。そして、検知した物体が走行領域に入っている場合にのみ警告を行う。
特開平10−69598号公報
しかしながら、上述したように、特許文献1に記載の衝突防止装置は、運転者のハンドル操作(舵角)から推定した走行領域を用いて警告を行うか否かの判断を行っているため、判断直後に急なハンドル操作によって走行路が変化するような場合には、結果として、通行の障害にならない物体について警告を行ってしまうことが考えられる。
本発明はこのような問題にかんがみなされたものであり、より誤警告を防止することができる障害物検出装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する障害物検出装置は、位置算出手段と、車道形状情報取得手段と、判定手段とを備える。報知手段は運転者に情報を報知し、検出手段は自車両の走行方向に存在する物体を検出し、位置算出手段は検出手段により検出された物体の、自車両に対する相対位置を算出し、車道形状情報取得手段は車道の形状に関する情報を車道形状情報として取得する。また、判定手段は、位置算出手段により算出された物体の位置と、車道形状情報取得手段により取得された車道形状情報とに基づき、物体が、車道形状情報により特定される車道上に存在するか否かを判定し、物体が車道上に存在すると判定した場合に警告情報を出力する。なお、ここで言う「警告情報」というのは、「物体が車道上に存在する」という情報や、その物体の位置に関する情報である。また、出力先については、表示装置やスピーカが想定される。
このような障害物検出装置であれば、車道上に存在すると判定した検知物体についてのみ、運転者に警告がなされる。したがって、例えば、舗道上にいる歩行者や、舗道上にある自転車等に対して警告はなされない。また、急なハンドル操作によって走行路が変化する場合でも、あくまで検出された物体が車道上に存在するか否かによって警告情報の出力有無を決定するようになっているため、通行の障害にならない物体(車道外に存在する物体)について警告がなされることはない。したがって、上述したような障害物検出装置によれば、従来よりも誤警告を効果的に防止することができる。
ところで、位置算出手段が算出する物体の位置は、現在位置であってもよいが、位置算出手段は、検出手段により検出された物体の移動方向及び移動速度を算出し、その算出した移動方向及び移動速度に基づいて予測される相対位置を、前記物体の位置として算出するようになっていてもよい。
このようになっていれば、例えば、現時点では車道上に位置しない歩行者や自転車等が、車道を横断するために車道に近づきつつある場合、警告がなされる。したがって、より事故防止に役立つ。
また、例えば、障害物検出装置が搭載された車両が十字路に近づいており、ナビゲーション装置においてその十字路で右折する案内経路が設定されている場合、十字路を直進した先に存在する物体について警告することは無意味である場合が多い。したがって、案内経路に関する情報である案内経路情報を取得する案内経路情報取得手段を備えるように障害物検出装置を構成し、判定手段は、上述した判定の際、案内経路情報取得手段により取得された案内経路情報に基づいて特定される案内経路上の車道に限定して、物体が車道上に存在するか否かを判定するようになっているとよい。つまり、検出手段によって検出された物体が、案内経路上(現在、案内されている車道上)に存在するか否かを判定するようになっているとよい。このようになっていれば、無意味な警告をさらに防止することができる。
また、検出手段は、物体の表面温度分布を計測することができる赤外線カメラであり、自車両の走行方向に存在する物体のうち、表面温度が生物の体温帯にある物体を検出するようになっていてもよい。
このようになっていれば、人や小動物等を効果的に検出することができ、人や小動物等との接触を高い確率で防ぐことができる。
なお、判定手段は、検出手段により検出された物体のうち、車両と推測される構造物内に位置する物体については判定の対象にしないようになっているとよい。前方の車両の中にいる人を検出手段が検知したとしても、当該障害物検出装置の搭載された車両の運転者は、前方の車両の存在に気づく可能性が高い。したがって、その車両内にいる人の存在をあえて報知する必要性は低く、このような場合に報知を行わないようになっていれば、本当に必要な警告を運転者が確実に警告として認識しやすくなる。
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
[構成の説明]
図1は、障害物検出装置11及びそれに接続される装置等の概略構成を示すブロック図である。なお、障害物検出装置11は車両に搭載されている。
障害物検出装置11は、右カメラ12と、左カメラ13と、制御部14とを備える。
右カメラ12,左カメラ13は、車両の前方を撮影するカメラであり、ルームミラー裏側に並んで(右カメラ12は前方を向いた場合の右側、左カメラ12は前方を向いた場合の左側に)設置されている。なお、右カメラ12,左カメラ13は、赤外線領域の光を捉えることによって夜間でも有意に被写体を捉えることができる機能を有したカメラ(暗視機能を有したカメラ)である。
制御部14は、CPU、ROM、RAM、SRAM及びI/Oから構成され、ROM及びSRAMに記憶されたプログラムに基づいて後述する障害物検出処理を実行するようになっている。なお、制御部14は、右カメラ12、左カメラ13、スピーカ15、ディスプレイ16、ナビゲーション装置21、車速センサ22及び舵角センサ23と接続されている。
スピーカ15は、制御部14からの指令に基づき、各種の警告音や警告音声を出力する。
ディスプレイ16は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等から構成され、右カメラ12または左カメラ13の映像、あるいは、それを合成した映像を、制御部14からの指令に基づいて表示させるための表示器である。
ナビゲーション装置21は、広く知られたナビゲーション装置であり、車両の現在位置付近の地図を表示させると共に、目的地までの経路案内を実行することができるものである。なお、このナビゲーション装置21には、地図データとして車道形状情報(車道の位置及び形状を示す情報であり、例えば、車道の形状を表す形状点の絶対座標)が記憶されている。
車速センサ22は、車軸やトランスミッション等に設置されたセンサであり、車速を検出することができるものである。
舵角センサ23は、操舵機構に設置されたセンサであり、前輪の舵角を検出することができるものである。
[動作の説明]
次に、制御部14が実行する障害物検出処理について図2のフローチャートを用いて説明する。この障害物検出処理は、障害物検出装置11への電力供給が開始された際に実行が開始される。
制御部14は、障害物検出処理の実行を開始すると、センシングを開始する(S110)。ここで言うセンシングというのは、右カメラ12及び左カメラ13を機能させることであり、センシングを開始することによって車両前方の撮影が開始される。なお、右カメラ12及び左カメラ13が撮影する範囲は、1車線の直線道路である場合、車両前方0〜500mの道路上及び道路周辺(車道から5m〜10m程度の場所)に存在する物体を映像として写し込むことができる程度である。また、舵角センサ23から得られる舵角情報に応じて、右カメラ12及び左カメラ13の撮影方向が変化するようになっている。つまり、ハンドルが右に切れている場合には、車両前方の右方向を主に撮影し、ハンドルが左に切れている場合には、車両前方の左方向を主に撮影するように右カメラ12及び左カメラ13の撮影方向が変化するようになっている。したがって、右カメラ12及び左カメラ13が撮影する範囲も、舵角に合わせて変化する。
続いて、制御部14は、車両前方の障害物を検出する(S120)。具体的には、右カメラ12及び左カメラ13から得られる映像から、周知の画像処理方法により、車両前方に存在する障害物(走行の障害となり得る物体)を検出する。
続いて、制御部14は、車両前方の障害物を検出できたか否かを判定する(S130)。車両前方の障害物を検出できたと判定した場合には(S130:Yes)、S140へ処理を移行し、車両前方の障害物を検出できなかったと判定した場合には(S130:No)、上述したS120へ処理を戻す。
車両前方の障害物を検出できたと判定した場合に進むS140では、その障害物との相対距離及び相対方向を特定する。この特定は、例えば、三角法を用い、右カメラ12からの映像と左カメラ13からの映像とを比較して障害物までの距離を算出する。
続いて、制御部14は、車両前方の障害物までの相対距離及び相対方向を特定できたか否かを判定する(S150)。車両前方の障害物まで相対距離及び相対方向を特定できたと判定した場合は(S150:Yes)、S160へ処理を移行し、車両前方の障害物まで相対距離又は相対方向を特定できなかったと判定した場合は(S150:No)、上述したS120へ処理を戻す。
車両前方の障害物まで相対距離及び相対方向を特定できたと判定した場合に進むS160では、ナビゲーション装置21から現在位置に関する情報及び付近の車道形状情報を取得する。なお、この「車道形状情報」というのは、上述したように、車道の位置及び形状を示す情報であり、例えば、車道の形状を表す形状点の絶対座標のことである。
続いて、制御部14は、S160で取得した情報(現在位置に関する情報及び付近の車道形状情報)と、S140で特定した情報(車両前方の障害物までの相対距離及び相対方向)とに基づいて、車両前方の障害物が車道上に存在するか否かを判定する(S170)。ここで、この判定の方法について図3の説明図を用いて具体的に説明する。
図3は、カーブに差し掛かった車両とそのカーブの外側にいる人とが描かれた説明図である。今、車両の絶対位置をA(x1,y1)とし、人の絶対位置をP(x2,y2)とし、車両の位置を原点とする座標系での人の位置ベクトルをAP(s,r)とする。上述したS140ではAP(s,r)が特定され、上述したS160ではA(x1,y1)が得られる。したがって、人の絶対位置P(x2,y2)は、A+APを計算することによって算出される。
説明を図2のフローチャートに戻し、S170において、車両前方の障害物は車道上に存在すると判定した場合には(S170:Yes)、S180へ処理を移行し、車両前方の障害物は車道上に存在しないと判定した場合には(S170:No)、上述したS120へ処理を戻す。
車両前方の障害物は車道上に存在すると判定した場合に進むS180では、車両前方に障害物がある旨を運転者に警告する。具体的には、「危険です。前方の車道上に障害物が存在します。回避してください。」という音声をスピーカ15に出力させると共に、右カメラ12または左カメラ13の映像、あるいは、それを合成した映像を、ディスプレイ16に表示させる。このようにして警告を終えると上述したS120へ処理を戻す。
[実施形態の効果]
上述した障害物検出装置11によれば、車両前方に存在する障害物のうち、車道上に存在すると判定した障害物についてのみ、運転者に警告がなされる。したがって、例えば、舗道上にいる歩行者や、舗道上にある自転車等に対して警告はなされない。また、急なハンドル操作によって走行路が変化する場合でも、あくまで検出された障害物が車道上に存在するか否かによって警告情報の出力有無を決定するようになっているため、通行の障害にならない障害物(車道外に存在する障害物)について警告がなされることはない。したがって、従来よりも誤警告を効果的に防止することができる。
[他の実施形態]
(1)上述した障害物検出装置11では、車両前方の障害物との相対距離及び相対方向を特定し(S140)、その情報に基づいて車両前方の障害物が車道上に存在するか否かを判定するようになっていた(S170)。しかしながら、その障害物が移動体であった場合には、判定した時点では車道外に存在するが、車両が障害物に接近した際には車道上に移動している場合や、判定した時点では車道上に存在するが、車両が障害物に接近した際には車道外に移動している場合も考えられる。したがって、障害物が車道上に存在するか否かを判定する場合には、障害物の予測位置を利用して判定を行うようになっているとよい。
このような判定を行う障害物検出処理2について、図4のフローチャートを用いて説明する。この障害物検出処理2も、障害物検出装置11への電力供給が開始された際に実行が開始される。
制御部14は、障害物検出処理の実行を開始すると、センシングを開始する(S210)。このステップの処理は上述した障害物検出処理のS110と同じであるため説明を省略する。
続いて、制御部14は、車両前方の障害物を検出する(S220)。このステップの処理は上述した障害物検出処理のS220と同じであるため説明を省略する。
続いて、制御部14は、車両前方の障害物を検出できたか否かを判定する(S230)。車両前方の障害物を検出できたと判定した場合には(S230:Yes)、S240へ処理を移行し、車両前方の障害物を検出できなかったと判定した場合には(S230:No)、上述したS220へ処理を戻す。
車両前方の障害物を検出できたと判定した場合に進むS240では、その障害物との相対距離及び相対方向を特定する(1回目)。この特定は、例えば、三角法を用い、右カメラ12からの映像と左カメラ13からの映像とを比較して障害物までの距離を算出する。
続いて、制御部14は、ナビゲーション装置21から現在位置に関する情報を取得する(S243)。
続くS245では、制御部14は、S240での処理から1秒後(以下、「処理間隔」と称す。)にもう一度、障害物との相対距離及び相対方向を特定する(2回目)。
続いて、制御部14は、車両前方の障害物までの相対距離及び相対方向を2回とも特定できたか否かを判定する(S250)。車両前方の障害物まで相対距離及び相対方向を特定できたと判定した場合は(S250:Yes)、S260へ処理を移行し、車両前方の障害物まで相対距離又は相対方向を特定できなかったと判定した場合は(S250:No)、上述したS220へ処理を戻す。
車両前方の障害物まで相対距離及び相対方向を2回とも特定できたと判定した場合に進むS260では、ナビゲーション装置21から現在位置に関する情報及び付近の車道形状情報を取得する。なお、この「車道形状情報」というのは、上述したように、車道の位置及び形状を示す情報であり、例えば、車道の形状を表す形状点の絶対座標のことである。
続いて、制御部14は、S243で取得した情報(現在位置に関する情報)と、S260で取得した情報(現在位置に関する情報及び付近の車道形状情報)と、S240,S245で特定した情報(車両前方の障害物までの相対距離及び相対方向)とに基づいて、車両が障害物に最も近づくと予測される時点で障害物は車道上に存在することになるか否かを判定する(S270)。ここで、この判定の方法について図5の説明図を用いて具体的に説明する。
図5は、カーブに差し掛かった車両とそのカーブの外側にいる人とが描かれた説明図である。t1時点での、車両の絶対位置をA1(x1,y1)とし、人の絶対位置をP1(x2,y2)とし、車両の位置を原点とする座標系での人の位置ベクトルをA1P1(s1,r1)とする。また、t2(=t1+1秒)時点での、車両の絶対位置をA2(x3,y3)とし、人の絶対位置をP2(x4,y4)とし、車両の位置を原点とする座標系での人の位置ベクトルをA2P2(s2,r2)とする。上述したS240ではA1P1(s1,r1)が特定され、上述したS243ではA1(x1,y1)が得られる。したがって、人の絶対位置P1(x2,y2)は、A1+A1P1を計算することによって算出される。また、上述したS245ではA2P2(s2,r2)が特定され、上述したS260ではA2(x3,y3)が得られる。したがって、人の絶対位置P2(x4,y4)は、A2+A2P2を計算することによって算出される。
また、処理間隔が1秒であるため、車両の速度ベクトル(秒速)は車両の移動ベクトルA1A2と同じと考えることができ、人の速度ベクトル(秒速)は人の移動ベクトルP1P2と同じと考えることができる。
また、人の位置P2に車両が最も近づくまでの時間(t3)は、車両の絶対位置A2と、車両の速度ベクトルA1A2と、人の絶対位置P2とから求めることができる。
したがって、人がこのまま移動し続けたと仮定した場合の、t3の時点における人の位置を推定することができる。そして、その結果、t3の時点に車道に存在しているか否かを判定することができる。
説明を図4のフローチャートに戻し、S270において、車両が障害物に最も近づくと予測される時点で障害物は車道上に存在することになると判定した場合には(S270:Yes)、S280へ処理を移行し、車両が障害物に最も近づくと予測される時点で障害物は車道上に存在することにならないと判定した場合には(S270:No)、上述したS220へ処理を戻す。
車両が障害物に最も近づくと予測される時点で障害物は車道上に存在することになると判定した場合に進むS280では、車両前方に障害物がある旨を運転者に警告する。具体的には、「危険です。前方の車道上に障害物が存在します。回避してください。」という音声をスピーカ15に出力させると共に、右カメラ12または左カメラ13の映像、あるいは、それを合成した映像を、ディスプレイ16に表示させる。このようにして警告を終えると上述したS220へ処理を戻す。
以上、制御部14が実行する障害物検出処理2について説明したが、このような障害物検出処理2を障害物検出処理の代わりに実行するようになっていれば、例えば、現時点では車道上に位置しない歩行者や自転車等が、車道を横断するために車道に近づきつつある場合に警告がなされる。また、車両が障害物に接近するにつれて障害物が車道上から車道外に移動しているような場合には、警告がなされない。すなわち、より適切に警告がなされる。
(2)上述した障害物検出装置11では、S170において、車両前方の障害物が車道上に存在するか否かを判定するようになっていた。また、S270において、車両が障害物に最も近づくと予測される時点で障害物は車道上に存在することになるか否かを判定するようになっていた。そして、ここで言う「車道」というのは、ナビゲーション装置21から取得した現在位置付近の車道形状情報に基づいて特定される車道であった。
しかし、ナビゲーション装置21が経路案内中であるならば、S160,S260において、ナビゲーション装置21から案内経路についての情報を取得し、S170,S270において、案内経路上の車道上に限定して上記判定を行うようになっているとよい。
このようになっていれば、例えば、障害物検出装置11が搭載された車両が十字路に近づいており、ナビゲーション装置21においてその十字路で右折する案内経路が設定されている場合、十字路を直進した先に障害物が存在していても警告はなされない。つまり、無意味な警告をさらに防止することができる。
(3)上述した障害物検出装置11では、右カメラ12及び左カメラ13として暗視機能を有したカメラを用いるようになっていたが、サーモグラフィック機能を有した赤外線カメラを用いてもよい。このようなカメラを用いて生物の体温帯(例えば、摂氏35度〜40度程度)にある物体のみに注目するようになっていれば、障害物として人や動物のみを有意に判断することができる。この結果、人や小動物等との接触を高い確率で防ぐことができる。
また、このようなカメラにより撮影されて検出された物体のうち、車両と推測される構造物内に位置する物体については判定の対象にしないようになっているとよい。なお、車両の特定は周知の画像処理技術等を用いて行えばよい。
一般的に、前方の車両の中にいる人を検知したとしても、当該障害物検出装置11が搭載された車両の運転者は、前方の車両の存在自体に気づく可能性が高い。したがって、その車両内にいる人の存在をあえて報知する必要性は低く、このような場合に報知を行わないようになっていれば、本当に必要な警告を運転者が確実に警告として認識しやすくなる。
[特許請求の範囲との対応]
実施形態の説明で用いた用語と特許請求の範囲で用いた用語との対応を示す。右カメラ12及び左カメラ13が検出手段に相当し、障害物検出処理におけるS130の処理が位置算出手段の機能に相当し、障害物検出処理におけるS150の処理が車道形状情報取得手段の機能に相当し、障害物検出処理におけるS160の処理が判定手段に相当する。
また、[他の実施形態]の欄において説明した、ナビゲーション装置21から案内経路についての車道形状情報を取得するように変更したS160,S260の処理が案内経路情報取得手段の機能に相当する。
障害物検出装置11及びそれに接続される装置等の概略構成を示すブロック図である。 障害物検出処理を説明するためのフローチャートである。 警告を行うか否かの判定の詳細を説明するための説明図である。 障害物検出処理2を説明するためのフローチャートである。 警告を行うか否かの判定の詳細を説明するための説明図である。
符号の説明
11…障害物検出装置、12…右カメラ、13…左カメラ、14…制御部、15…スピーカ、16…ディスプレイ、21…ナビゲーション装置、22…車速センサ、23…舵角センサ。

Claims (5)

  1. 自車両の走行方向に存在する物体を検出する検出手段と、
    前記検出手段により検出された前記物体の、自車両に対する相対位置を算出する位置算出手段と、
    車道の形状に関する情報を車道形状情報として取得する車道形状情報取得手段と、
    前記位置算出手段により算出された前記物体の位置と、前記車道形状情報取得手段により取得された前記車道形状情報とに基づき、前記物体が、前記車道形状情報により特定される車道上に存在するか否かを判定し、前記物体が前記車道上に存在すると判定した場合に警告情報を出力する判定手段と、
    を備えることを特徴とする障害物検出装置。
  2. 請求項1に記載の障害物検出装置において、
    前記位置算出手段は、前記検出手段により検出された前記物体の移動方向及び移動速度を算出し、その算出した移動方向及び移動速度に基づいて予測される相対位置を、前記物体の位置として算出すること、
    を特徴とする障害物検出装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の障害物検出装置において、
    さらに、案内経路に関する情報である案内経路情報を取得する案内経路情報取得手段を備え、
    前記判定手段は、前記判定の際、前記案内経路情報取得手段により取得された前記案内経路情報に基づいて特定される案内経路上の車道に限定して、前記物体が車道上に存在するか否かを判定すること、
    を特徴とする障害物検出装置。
  4. 請求項1〜請求項3の何れかに記載の障害物検出装置において、
    前記検出手段は、物体の表面温度分布を計測することができる赤外線カメラであり、自車両の走行方向に存在する物体のうち、表面温度が生物の体温帯にある物体を検出すること、
    を特徴とする障害物検出装置。
  5. 請求項4に記載の障害物検出装置において、
    前記判定手段は、前記検出手段により検出された前記物体のうち、車両と推測される構造物内に位置する前記物体については前記判定の対象にしないこと、
    を特徴とする障害物検出装置。
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