JP2010086443A - 障害物距離検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各危険箇所がどの程度危険であるかを、低負荷でありながら正確にデータベース化することができる障害物距離検出装置を提供する。
【解決手段】障害物距離検出装置は、障害物との距離を順次記録する。当該障害物距離（Ｄ）が限界距離（Ｌ）より小さくなったとき、自車位置を記録して運転手に警報を発する。その後に運転手がブレーキを踏み、障害物距離（Ｄ）が限界距離（Ｌ）以上となった場合、記録している障害物距離の最小値を抽出する。抽出した最小値が限界距離（Ｌ）よりも小さければ、当該障害物距離の最小値とそのときの自車位置を示す情報を出力する。
【選択図】図２

Description

この発明は、障害物との距離を検出する障害物距離検出装置に関する。

従来、レーザレーダ等で先行車両との車間距離を計測し、走行履歴をメモリに記録する走行履歴記録システムが提案されている（例えば特許文献１を参照）。特許文献１のシステムは、予めメモリに登録されている安全車間距離を読み取り、実際の車間距離を安全車間距離で除算することにより規格化車間距離を算定する。安全車間距離は、走行時間帯や天候等の走行環境から決定される。規格化車間距離が１未満であると警告を発し、そのときの車間距離と安全車間距離を記録する。

また、特許文献２では、レーザレーダで複数の先行車との車間距離を計測し、それぞれ自車両に衝突する危険度を算出している。危険度が最も大きな先行車両との車間距離に基づいて、自車両の運転手に対する警報の有無を決定している。

また、特許文献３には、交差点においてレーザレーダで自車両が他車両に遭遇したことを検知すると、他車両に遭遇した旨を示す情報を情報センタに送信し、データベースを作成する構成が記載されている。このようなデータベースにより、交差点において自車両が他車両に遭遇する頻度を算出する。そして、各交差点においては、他車両に遭遇する頻度に基づいて、自車両の運転手に警告を発する。

しかし、危険と判定した箇所を全てセンタに送信してデータベース化すると、大量のデータが発生することになる。また、実際に各危険箇所がどの程度危険であるかをデータベース化するには、基準となる情報が必要となるが、センタ側で大量のデータを集約し、当該基準を判定すると負荷が過大となる。
特開平１０−１１６４００号公報 特開平６−１３１５９８号公報 特開２００５−２３４７７８号公報

この発明は、各危険箇所がどの程度危険であるかを、低負荷でありながら正確にデータベース化することができる障害物距離検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、道路上の障害物および前記障害物までの距離を検出する障害物検出手段と、前記障害物検出手段が検出した障害物距離を、検出した障害物毎に順次記憶する障害物距離記憶手段と、自車位置を検出する自車位置検出手段と、前記障害物距離を順次記憶した後、前記障害物検出手段が検出した障害物距離のうち、予め定められたしきい値より小さい障害物距離の障害物が存在するか否かを判定する危険有無判定手段と、前記危険有無判定手段が予め定められたしきい値より小さい障害物距離が存在すると判定した場合、検出した障害物のうち、最も小さい障害物距離およびそのときの自車位置を出力する最小障害物距離出力手段と、を備えたことを特徴とする。

このように、障害物を検出して各障害物の距離を順次記憶し、予め定められたしきい値よりも小さい障害物距離が存在した場合に最も小さい障害物距離を出力することで、最も危険な障害物距離の情報をデータベース化することができる。この場合、センタ側でデータベース化してもよいし、自車両の他の処理部でデータベース化してもよい。基準となる「最も危険であった状態」をデータベース化することができるため、各危険箇所がどの程度危険であるかを正確にデータベース化することができる。また、１つのセンタで大量のデータから基準を判定する必要もないため、処理負荷が過大となることもない。

なお、前記危険有無判定手段は、自車の車速に基づいて安全度を算出し、前記最小障害物距離出力手段は、前記安全度が最も小さいときの障害物距離を前記最も小さい障害物距離に替えて出力してもよい。

また、最小障害物距離出力手段は、自車の車両の状態が所定以上変化した場合、そのときの最も小さい障害物距離を出力してもよい。

本発明によれば、各危険箇所がどの程度危険であるかを、低負荷でありながら正確にデータベース化することができる。

以下、レーザレーダセンサを用いた障害物距離検出装置の実施形態について説明する。レーザレーダセンサは、例えば自動車に取り付けられ、自車前方にレーザ光を照射する。レーザレーダセンサは、照射したレーザ光が物体から反射して戻るまでの時間から物体との距離を計測する。なお、本発明の障害物距離検出装置は、レーザレーダセンサを用いる例に限らず、ミリ波レーダ等、どのような装置を用いてもよいものである。

図１は、障害物距離検出装置の構成を示すブロック図である。障害物距離検出装置は、制御部１、レーザレーダセンサ２、車速センサ３、動作用メモリ４、限界距離メモリ５、車両位置検出センサ６、地図データベース７、警報器８、通信部９、最小値メモリ１０、操舵角センサ１１、およびブレーキ踏み力センサ１２を備えている。

レーザレーダセンサ２は、自車前方にレーザ光を照射し、障害物の有無、および障害物との距離を測定する。

制御部１は、レーザレーダセンサ２から入力される障害物距離を順次動作用メモリ４に記録する。また、制御部１は、障害物距離のうち最小値を最小値メモリ１０に記録する。

さらに、制御部１は、障害物との距離が予め定められたしきい値未満となった場合、警報器８から運転手に警報を発する。しきい値は、例えば十分に安全と判断できる車間距離の限界（限界距離）に対応して決定されており、限界距離メモリ５に記録されている。限界距離は、走行時間帯や天候等により適宜決定すればよいが、例えば２０ｍ程度とする。また、制御部１は、障害物距離が限界距離未満であった場合、自車位置検出センサ６から自車位置（緯度、経度等）を取得する。そして、制御部１は、障害物距離の最小値および自車位置を、通信部９を介して情報センタに送信する。送信された障害物距離の最小値および自車位置は、データベースに登録され、危険箇所の分布地図等が作成される。なお、制御部１は、自装置の地図データベース７に障害物距離の最小値および自車位置を登録してもよい。

以下、障害物距離検出装置の具体的な動作について説明する。図２は、自車と先行車（障害物）との距離と時間の関係を示した図である。図３は、障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。図２に示す例では、時刻（Ｔ１）〜時刻（Ｔ３）まで徐々に先行車２３が自車２１に接近し、時刻Ｔ３で運転手がブレーキを踏み、時刻（Ｔ４）〜時刻（Ｔ５）まで徐々に先行車２３が自車２１から遠ざかる例を示している。

まず、レーザレーダセンサ２は、障害物が存在するか否かを判定する（ｓ１１）。図２に示すように、レーザレーダセンサ２は、自車２１の前方にレーザ光２２を照射する。レーザ光２２が道路上の障害物である先行車２３に反射して戻った反射光がレーザレーダセンサ２に受光される。レーザレーダセンサ２は、この反射光の光量が所定値以上であった場合に道路上の障害物（同図の例では先行車２３）が存在すると判定する。

レーザレーダセンサ２は、障害物が存在すると判定した場合、自車と障害物との距離を検出する（ｓ１２）。障害物距離（Ｄ）は、レーザ光２２を照射してから反射光が受光されるまでの時間差から求められる。制御部１は、レーザレーダセンサ２が検出した障害物距離（Ｄ）を、検出した時刻（Ｔ）に対応付けて検出した物体毎に動作用メモリ４に記録する（ｓ１３）。例えば、時刻（Ｔ１）では、障害物距離（Ｄ１）＝３０ｍであるため、障害物距離（Ｄ１）＝３０ｍが時刻（Ｔ１）と対応付けられて記憶される。

その後、制御部１は、動作用メモリ４に記録されている障害物距離（Ｄ）が限界距離メモリ５に記録されている限界距離（Ｌ）より小さいか否かを判定する（ｓ１４）。この例では、限界距離（Ｌ）を２０ｍとしている。制御部１は、障害物距離（Ｄ）が限界距離（Ｌ）より小さい場合、車両位置検出センサ６で自車位置を検出し（ｓ１５）、動作用メモリ４に追加記憶する（ｓ１６）。

図４に動作用メモリ４に記録される内容を示す。時刻（Ｔ１）では、障害物距離（Ｄ１）＝３０ｍが限界距離（Ｌ）＝２０ｍ以上である。このため、ｓ１４で限界距離（Ｌ）以上であると判断される。また、障害物距離（Ｄ１）は、動作用メモリ４から障害物距離の最小値として抽出され（ｓ１８）、限界距離（Ｌ）以上であると判断される（ｓ１９）。よって、障害物距離（Ｄ１）とその時刻（Ｔ１）は、動作用メモリ４から消去される（ｓ２２）。時刻（Ｔ２）〜時刻（Ｔ４）においては、障害物距離（Ｄ２）＝１５ｍ、（Ｄ３）＝１０ｍ、（Ｄ４）＝１３ｍがそれぞれ限界距離（Ｌ）より小さいため、障害物距離（Ｄ２）〜（Ｄ４）に加えて、各時刻において検出した自車位置が時刻（Ｔ２）〜時刻（Ｔ４）に対応付けられて追加記憶される（ｓ１６）。

制御部１は、自車位置を追加記憶した後、警報器８から警報を発する（ｓ１７）。その後、レーザレーダセンサ２における障害物有無の判断から処理を繰り返す。このようにして、障害物距離（Ｄ）が時刻（Ｔ）と対応付けられて順次動作用メモリ４に記録される。そして、制御部１は、障害物距離（Ｄ）が限界距離（Ｌ）以上となったとき、動作用メモリ４に記録されている障害物距離のうち、最小値を抽出する（ｓ１８）。図２および図４の例では時刻（Ｔ５）のとき、障害物距離（Ｄ５）＝２５ｍとなり、限界距離（Ｌ）＝２０ｍ以上となるため、障害物距離（Ｄ１〜Ｄ５）のうち、最小値を抽出する。図４の例では、時刻（Ｔ３）の障害物距離（Ｄ３）が最小値となるため、障害物距離（Ｄ３）が抽出される。

その後、制御部１は、抽出した障害物距離の最小値が限界距離（Ｌ）より小さいか否かを判定する（ｓ１９）。最小値が限界距離（Ｌ）より小さい場合、距離の最小値およびその時刻における自車位置を情報センタに送信する（ｓ２０）。図４の例では、障害物距離（Ｄ３）が１０ｍであり、限界距離である２０ｍより小さいため、時刻（Ｔ３）における障害物距離（Ｄ３）＝１０ｍの情報、および自車位置（１２５，５００）を示す情報が情報センタに送信される。情報センタでは、地図データに障害物距離が登録され、データベース化される。また、自装置でデータベース化を行う場合、制御部１は、地図データベース７に障害物距離（Ｄ３）＝１０ｍ、自車位置（１２５，５００）を登録する（ｓ２１）。その後、制御部１は、動作用メモリ４の情報を消去し、動作を終える（ｓ２２）。

以上のようにして、障害物距離検出装置は、各危険箇所がどの程度危険であるかを示す情報（障害物距離の最小値）をデータベース化することができる。

次に、障害物距離検出装置の動作の他の例（変形例１）について説明する。図５は、変形例１に係る障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。変形例１においては、自車の車速や障害物距離に基づいて安全度を算出し、安全度が最も小さいときの障害物距離を、障害物距離の最小値に替えて出力する。

図５において、まず、レーザレーダセンサ２は、障害物が存在するか否かを判定する（ｓ３１）。レーザレーダセンサ２は、障害物が存在すると判定した場合、自車と障害物との距離を検出する（ｓ３２）。制御部１は、車速センサ３から自車の車速を取得し（ｓ３３）、障害物との相対速度を算出する（ｓ３４）。障害物との相対速度は、障害物の相対的な位置変化（前回測定時の障害物距離と今回測定時の障害物距離の差）に基づいて算出される。

制御部１は、相対速度と障害物距離とに基づいて安全度を算出する（ｓ３５）。安全度は、例えば以下のようにして求められる。すなわち、
（１）安全度＝障害物距離／（相対速度×（−１））
ただし、この場合、相対速度は、自車の進行方向を負とする。また、以下のようにして求めてもよい。
（２）安全度＝相対速度＋（正の係数×障害物距離）／自車の車速
なお、この場合、相対速度は、自車の進行方向を正とする。
その後、制御部１は、レーザレーダセンサ２が検出した障害物距離（Ｄ）、検出した時刻（Ｔ）、相対速度、および安全度を、それぞれ関連付けて動作用メモリ４に記録する（ｓ３６）。例えば、時刻（Ｔ１）では、相対速度が０ｋｍ／ｈであるため、安全度が無限大と算出される。よって、障害物距離（Ｄ１）＝１００ｍ、相対速度０ｋｍ／ｈ、および安全度無限大を示す情報が時刻（Ｔ１）と対応付けられて記憶される。

そして、制御部１は、算出した安全度が基準値より小さいか否かを判断する（ｓ３７）。制御部１は、安全度が基準値より小さい場合、車両位置検出センサ６で自車位置を検出し（ｓ３８）、動作用メモリ４に追加記憶する（ｓ３９）。

図６は、変形例１において動作用メモリ４に記録される内容を示す図である。この例では、安全度の基準値を３としている。時刻（Ｔ１）では、相対速度が０ｋｍ／ｈであるため、安全度が無限大と算出される。このため、ｓ３７で基準値以上であると判断される。また、時刻（Ｔ１）における安全度は、動作用メモリ４から最小値として抽出され（ｓ４１）、基準値以上であると判断される（ｓ４２）。よって、時刻（Ｔ１）における障害物距離（Ｄ１）等の情報は、動作用メモリ４から消去される（ｓ４５）。時刻（Ｔ２）では、相対速度が３０ｋｍ／ｈであり、安全度が基準値より小さい２．６７と算出される。よって、障害物距離（Ｄ２）＝８０ｍ、相対速度３０ｋｍ／ｈ、安全度２．６７、および自車位置（１２０，５００）が時刻（Ｔ２）と対応付けられて記憶される。

同様に、障害物距離（Ｄ３）＝６０ｍ、相対速度６０ｋｍ／ｈ、安全度１．０、および自車位置（１２５，５００）が時刻（Ｔ３）と対応付けられて記憶され、障害物距離（Ｄ４）＝４０ｍ、相対速度３０ｋｍ／ｈ、安全度１．３、および自車位置（１２８，５００）が時刻（Ｔ４）と対応付けられて記憶される。時刻（Ｔ５）においては、相対速度が０ｋｍ／ｈであるため、安全度が無限大と算出される。よって、障害物距離（Ｄ５）＝２０ｍ、相対速度０ｋｍ／ｈ、および安全度無限大を示す情報が時刻（Ｔ５）と対応付けられて記憶される。

制御部１は、自車位置を追加記憶した後、警報器８から警報を発し（ｓ４０）、レーザレーダセンサ２における障害物有無の判断から処理を繰り返す。このようにして、障害物距離（Ｄ）、検出時刻（Ｔ）、相対速度、安全度が関連付けられて順次動作用メモリ４に記録される。そして、制御部１は、安全度が基準値より大きくなったとき、動作用メモリ４に記録されている安全度のうち、最小の安全度を抽出する（ｓ４１）。図６の例では時刻（Ｔ５）のとき、安全度が基準値３よりも大きくなるため、時刻（Ｔ１）〜（Ｔ５）に関連づけられている安全度のうち、最小値を抽出する。図６の例では、時刻（Ｔ３）の安全度１．０が最小値となるため、障害物距離（Ｄ３）が抽出される。

その後、制御部１は、抽出した安全度の最小値が基準値より小さいか否かを判定する（ｓ４２）。最小値が基準値より小さい場合、そのときの安全度、障害物距離の最小値、およびその時刻における自車位置を情報センタに送信する（ｓ４３）。図６の例では、障害物距離が最小値となるのは時刻（Ｔ５）であるが、安全度が最小値となるのが時刻（Ｔ３）であるため、障害物距離（Ｄ３）＝６０ｍの情報、安全度＝１．０、および自車位置（１２５，５００）を示す情報が情報センタに送信される。情報センタでは、地図データに安全度、障害物距離が登録され、データベース化される。また、自装置でデータベース化を行う場合、制御部１は、地図データベース７に障害物距離（Ｄ３）＝６０ｍ、安全度１．０、自車位置（１２５，５００）を登録する（ｓ４４）。その後、制御部１は、動作用メモリ４の情報を消去し、動作を終える（ｓ４５）。

例えば、先行車との距離が小さい場合であっても、自車の車速や相対速度が小さい場合、比較的安全であると言える。変形例１では、安全度が最小値となる場合に、当該安全度の最小値と障害物距離が出力される構成であるため、障害物距離が小さい場合であっても比較的安全と判断される情報は出力されず、自車の車速や相対速度から「最も危険であった状態」が判断され、そのときの情報が出力される。よって、各危険箇所がどの程度危険であるかをより正確にデータベース化することができる。

次に、障害物距離検出装置の動作のさらに他の例（変形例２）について説明する。図７は、変形例２に係る障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。変形例２においては、自車の車両の状態が所定以上変化した場合、運転手が危険であると感じて急操作を行ったと判断し、そのときの障害物距離を出力する。

図７において、まず、レーザレーダセンサ２は、障害物が存在するか否かを判定する（ｓ５１）。レーザレーダセンサ２は、障害物が存在すると判定した場合、自車と障害物との距離を検出する（ｓ５２）。制御部１は、自車位置の状態として、操舵角センサ１１からそのときの操舵角、ブレーキ踏み力センサ１２からそのときのブレーキ踏み力を検出する（ｓ５３）。そして、制御部１は、レーザレーダセンサ２が検出した障害物距離（Ｄ）を時刻（Ｔ）と対応付けて動作用メモリ４に記録する（ｓ５４）。

その後、制御部１は、障害物距離（Ｄ）が限界距離メモリ５に記録されている限界距離（Ｌ）より小さいか否かを判定する（ｓ５５）。限界距離（Ｌ）は例えば２０ｍとする。制御部１は、障害物距離（Ｄ）が限界距離（Ｌ）より小さい場合、自車に急激な操作（急ブレーキ、急操舵）が加えられたか否かを判断する（ｓ５６）。例えばブレーキ踏み力の変化や操舵角の変化が所定値以上である場合急激な操舵が加えられたと判断する。

制御部１は、自車に急激な操作が加えられたと判断した場合、急激操作フラグをオンとする（ｓ５７）。制御部１は、自車に急激な操作が加えられなかったと判断した場合、急激操作フラグをオフとする（ｓ５８）。その後、急激操作フラグがオンされているか否かを判断し（ｓ５９）、オンされていればフラグオンの回数を１つ計数する（ｓ６０）。その後、制御部１は、車両位置検出センサ６で自車位置を検出し（ｓ６１）、動作用メモリ４に追加記憶する（ｓ６２）。そして、フラグオンの計数が所定回数未満であるか否かを確認する（ｓ６３）。所定回数は例えば２回とする。

図８は、変形例２における動作用メモリ４に記録される内容を示す図である。時刻（Ｔ１）では、障害物距離（Ｄ１）＝３０ｍが限界距離（Ｌ）＝２０ｍ以上であるため、障害物距離（Ｄ１）が時刻（Ｔ１）と対応付けられて記憶される。時刻（Ｔ２）〜時刻（Ｔ６）においては、障害物距離（Ｄ２）＝１５ｍ、（Ｄ３）＝１０ｍ、（Ｄ４）＝１３ｍ、（Ｄ５）＝１３ｍ、（Ｄ６）＝１２ｍがそれぞれ限界距離（Ｌ）より小さいため、障害物距離（Ｄ２）〜（Ｄ６）に加えて、各時刻において検出した自車位置が時刻（Ｔ２）〜時刻（Ｔ６）に対応付けられて追加記憶される。

制御部１は、自車位置を追加記憶した後、警報器８から警報を発し（ｓ６３）、レーザレーダセンサ２における障害物有無の判断から処理を繰り返す。このようにして、障害物距離（Ｄ）が時刻（Ｔ）と対応付けられて順次動作用メモリ４に記録される。そして、制御部１は、ｓ６２の処理においてフラグオンの計数が所定回数以上となった場合、動作用メモリ４に記録されている複数の障害物距離のうち、最小値を抽出する（ｓ６５）。そして、距離の最小値およびその時刻における自車位置を情報センタに送信する（ｓ６６）。図８の例では時刻（Ｔ４）のとき、フラグオンの計数が所定回数（２回）以上となるため、障害物距離（Ｄ１〜Ｄ４）のうち、最小値を抽出する。図８の例では、時刻（Ｔ３）の障害物距離（Ｄ３）が最小値となるため、障害物距離（Ｄ３）＝１０ｍが抽出される。よって、制御部１は、時刻（Ｔ３）における障害物距離（Ｄ３）＝１０ｍの情報、および自車位置（１２５，５００）を示す情報を情報センタに送信する。情報センタでは、地図データに障害物距離が登録され、データベース化される。また、自装置でデータベース化を行う場合、制御部１は、地図データベース７に障害物距離（Ｄ３）＝１０ｍ、自車位置（１２５，５００）を登録する（ｓ６７）。その後、制御部１は、動作用メモリ４の情報、フラグ情報、計数を消去し、動作を終える（ｓ６８）。

以上のように、本実施形態の変形例２では、自車の車両の状態が所定以上変化してその状態が続いた場合、運転手が危険であると感じて急操作を行ったとし、そのときの障害物距離を出力する。障害物距離が小さい場合に情報を出力すると、常に先行車に近づいて運転する運転手であれば、常に情報が出力されることとなるが、本実施形態の変形例２では、自車の車両の状態が所定以上変化してその状態が続いた場合、「最も危険であった状態」が判断され、そのときの情報が出力される。よって、変形例２は、常に先行車に近づいて運転を行う場合等に好適である。

以上のようにして、本実施形態に係る障害物距離検出装置は、各危険箇所がどの程度危険であるかを、低負荷でありながら正確にデータベース化することができる。

障害物距離検出装置の構成を示すブロック図である。 自車と先行車（障害物）との距離と時間の関係を示した図である。 障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。 動作用メモリ４に記録される内容を示す図である。 変形例１に係る障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。 変形例１において動作用メモリ４に記録される内容を示す図である。 変形例２に係る障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。 変形例２において動作用メモリ４に記録される内容を示す図である。

Claims (3)

1. 道路上の障害物および前記障害物までの距離を検出する障害物検出手段と、
   前記障害物検出手段が検出した障害物距離を、検出した障害物毎に順次記憶する障害物距離記憶手段と、
   自車位置を検出する自車位置検出手段と、
   前記障害物距離を順次記憶した後、前記障害物検出手段が検出した障害物距離のうち、予め定められたしきい値より小さい障害物距離の障害物が存在するか否かを判定する危険有無判定手段と、
   前記危険有無判定手段が予め定められたしきい値より小さい障害物距離が存在すると判定した場合、検出した障害物のうち、最も小さい障害物距離およびそのときの自車位置を出力する最小障害物距離出力手段と、
   を備えた障害物距離検出装置。
2. 自車の車速を検出する車速検出手段を備え、
   前記危険有無判定手段は、自車の車速に基づいて安全度を算出し、
   前記最小障害物距離出力手段は、前記安全度が最も小さいときの障害物距離を、前記最も小さい障害物距離に替えて出力する請求項１に記載の障害物距離検出装置。
3. 自車の状態が所定以上変化したか否かを判定する自車状態変化判定手段を備え、
   前記最小障害物距離出力手段は、自車の車両の状態が所定以上変化した場合、そのときの最も小さい障害物距離を出力する請求項１に記載の障害物距離検出装置。

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