JP4134891B2 - 衝突可能性判定装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自車両の周囲に存在する物体との衝突可能性を判定する衝突可能性判定装置に関するものである。
従来、障害物に関する情報を、その障害物に対する運転者の認識度合いに応じて提供する車両用情報提供装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に開示されている車両用情報提供装置によれば、例えば、注視点検出センサによって自車両の運転者の注視点を検出し、前方に存在する障害物に対して、前方障害物センサによって自車両との位置関係が検出されているときには、その障害物が、検出された注視点を基準として設定した視野範囲内に相当する位置に存在するか否かに応じて、その障害物に関する情報提供の態様を変更する。
特開2001−357498号公報
上述した、従来の車両用情報提供装置は、運転者の視野範囲に基づいて情報提供の対象とすべき障害物を選定しているため、自車両と衝突する可能性のない物体についても情報提供の対象とすることがあり、その結果、運転者に対して不要な情報を提供することになる。
本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、自車両との衝突可能性を的確に判定することができる衝突可能性判定装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の衝突可能性判定装置は、自車両の周囲の画像を撮影する撮像手段と、撮像手段の撮影した画像から、歩行者、自転車、及び、他車両の少なくとも1つを認識する認識手段と、認識手段の認識する歩行者、自転車の運転者、及び、他車両の運転者の少なくとも1人の視線方向を特定する視線方向特定手段と、視線方向特定手段によって特定される視線方向が自車両の存在する方向であるか否かを判定する視線方向判定手段と、視線方向判定手段の判定結果に基づいて、視線方向を特定した歩行者、運転者の運転する自転車、及び、運転者の運転する他車両の少なくとも1つと自車両との衝突可能性を判定する衝突可能性判定手段とを備え、前記他車両は、前記他車両の運転者の視線方向を検出する他車視線方向検出手段と、前記他車視線方向検出手段の検出する運転者の視線方向に関する情報を前記自車両へ送信する他車両通信手段とを備え、前記自車両は、前記他車両通信手段との通信接続を行う自車両通信手段を備え、前記視線方向特定手段は、前記他車両の運転者の視線方向を、前記自車両通信手段の受信する前記他車両の運転者の視線方向に関する情報から特定することを特徴とする。
人は、視覚によって物体を認識する際、その物体の存在する方向へ視線を向けるが、人の視線が向けられている車両からみれば、その視線を向けている人は、車両の存在を認識するために視線を向けているものと判断できる。そして、その存在を認識した車両と今後接触したり、衝突したりすることが無いように、例えば、自ら進む方向を変更したり、車両に対して自身の存在を気付かせるようにしたりする。
このように、本発明は、自車両に視線を向けている歩行者、自転車の運転者、他車両の運転者等は、自車両の存在を認識しているものと想定できることに着目したもので、すなわち、歩行者、自転車の運転者、及び、他車両の運転者等の視線方向が自車両の存在する方向であるか否かの判定を行う。これにより、自車両との衝突可能性を判定することができる。
請求項2に記載の衝突可能性判定装置によれば、視線方向特定手段は、撮像手段の撮影した画像から人の顔を特徴付ける特徴点を抽出する特徴点抽出手段を備え、この特徴点抽出手段によって抽出される歩行者、及び自転車の運転者の少なくとも1人の顔の特徴点に基づいて、歩行者、及び自転車の運転者の少なくとも1人の顔面の向く方向を特定することで、歩行者、及び自転車の運転者の少なくとも1人の視線方向を特定することを特徴とする。
一般に、人の視野は、目で見たときに注目している領域(中心視)とその周辺(周辺視)とに大別され、この中心視と周辺視とでは認知能力が異なる。すなわち、人は、中心視で見ている対象が何であるかを認識することができるものの、周辺視では、何であるのかを認識することが難しくなり、その傾向は、中心視から離れるほど強くなる。そのため、人は、物体を認識する際、その物体が中心視内に位置するように、その認識すべき物体の方向へ顔を向ける。本発明は、この点に着目し、歩行者や自転車の運転者の顔面の向く方向を特定することよって、その歩行者や自転車の運転者の視線方向を特定することができる。
請求項3に記載の衝突可能性判定装置によれば、衝突可能性判定手段は、視線方向判定手段によって、視線方向特定手段の特定する視線方向が自車両の存在する方向でないと判定される場合に、視線方向を特定した歩行者、運転者の運転する自転車、及び、運転者の運転する他車両の少なくとも1つと自車両とが衝突する可能性が有ると判定することを特徴とする。これにより、自車両と衝突する可能性の有る歩行者、自転車、他車両等を特定することができる。
請求項4に記載の衝突可能性判定装置は、衝突可能性判定手段によって、視線方向を特定した歩行者、運転者の運転する自転車、及び、運転者の運転する他車両の少なくとも1つと自車両とが衝突する可能性が有ると判定される場合、視線方向を特定した歩行者、運転者の運転する自転車、及び、運転者の運転する他車両の少なくとも1つに対して警報を発生する警報発生手段を備えることを特徴とする。例えば、自車両の警笛を発生したり、自車両のヘッドライトを点灯したりすることで、自車両と衝突する可能性の有る物体に対して、自車両に注意を向けさせることができる。
請求項5に記載の衝突可能性判定装置は、衝突可能性判定手段によって、視線方向を特定した歩行者、運転者の運転する自転車、及び、運転者の運転する他車両の少なくとも1つと自車両とが衝突する可能性が有ると判定される場合、自車両の走行に制限を加える走行制限手段を備えることを特徴とする。これにより、自車両に視線を向けていない歩行者、運転者の運転する自転車や他車両と衝突する可能性を低くすることができる。
請求項6に記載の衝突可能性判定装置によれば、走行制限手段は、自車両のアクセルペダルの開閉操作における開側への操作を制限することを特徴とする。これにより、衝突する可能性の有る歩行者、運転者の運転する自転車や他車両に接近する時間を遅らせることができる。その結果、自車両に視線を向けていない歩行者や運転者に対して、自車両の存在を気付かせるまでの時間を長くすることができる。
請求項7に記載の衝突可能性判定装置によれば、自車両は、自動的に制動装置を駆動する自動制動手段を備え、走行制限手段は、自動制動手段による自動制動を行うことを特徴とする。これにより、自車両に視線を向けていない歩行者、運転者の運転する自転車や他車両と衝突する可能性をさらに低くすることができる。
請求項8に記載の衝突可能性判定装置によれば、請求項1〜のいずれか1項に記載の衝突可能性判定装置は、モータを動力源として駆動する車両に適用されることを特徴とする。すなわち、モータを動力源として駆動するハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車等は、従来のエンジンを動力源として駆動する車両に比べ、走行時の騒音が低い。そのため、歩行者や自転車の運転者は、車両の接近に気付き難くなる。
従って、本発明の衝突可能性判定装置をモータを動力源として駆動する車両に適用することで、自車両に視線を向けていない歩行者、運転者の運転する自転車や他車両との衝突可能性の有無を判定することができる。
以下、本発明の衝突可能性判定装置について、図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両の運転を支援する運転支援装置の一機能として、本発明の衝突可能性判定装置を適用した例について説明する。
図1に、本実施形態における運転支援装置の全体構成を示す。同図のように、運転支援装置200は、スロットル開度センサ10、ステアリングセンサ20、レーザレーダセンサ30、ヨーレートセンサ40、車速センサ50、可視カメラ62、赤外カメラ64、ナビゲーション装置70を備え、これら各構成はコンピュータ80に接続される。
また、運転支援装置200は、スロットル駆動器90、ブレーキ駆動器100、ステアリング駆動器110、自動変速機制御器120、表示装置130、入力装置140、警報装置150、及び通信装置160をさらに備え、各々コンピュータ80に接続される。
コンピュータ80は、図示しない入出力インターフェース(I/O)および各種の駆動回路を備えている。これらのハード構成は一般的なものであるので、その構成に関する詳細な説明については省略する。このコンピュータ80は、自車両の周囲に存在する歩行者、自転車、及び他車両との衝突可能性を判定し、この判定の結果、衝突する可能性があると判定される場合に、その衝突する可能性のある歩行者や他車両に対して警報を発生する警報発生処理を実行する。
また、コンピュータ80は、各センサからの情報に基づいて、スロットル駆動器90、ブレーキ駆動器100、ステアリング駆動器110、自動変速機制御器120等を駆動して、自車両の走行車線を維持して走行させる車線維持走行制御や、先行車両との車間時間を適切な車間時間となるように維持して走行させる車間距離制御等の運転操作を支援する運転支援処理も実行する。
スロットル開度センサ10は、スロットルバルブの開度を検出するものである。この検出したスロットルバルブの開度信号は、コンピュータ80に送られる。ステアリングセンサ20は、ハンドルの操舵角の変更量を検出するものであり、その値から相対的な操舵角が検出される。
レーザレーダセンサ30は、レーザ光を車両前方の所定範囲に照射することにより、そのレーザ光を反射する反射物体との距離、相対速度、及び自車両に対する反射物体の方位等を検出する。この検出結果から構成される物体情報は、電気信号に変換されたのちコンピュータ80へ出力される。なお、このレーザレーダセンサ30は、レーザ光を用いて物体を検出するものであるが、ミリ波やマイクロ波等の電波や超音波等を用いて車両周囲の物体を検出するものであってもよい。
ヨーレートセンサ40は、車両の鉛直方向周りの角速度を検出する。車速センサ50は、車輪の回転速度に対応した信号を検出するセンサである。可視カメラ62は、自車両前方の所定範囲内を撮影する撮像手段として用いられる光学式のカメラであり、撮影画像を電気信号に変換してコンピュータ80へ出力する。
赤外カメラ64は、図示しない赤外投光ランプから自車両前方の所定範囲内に投光される赤外光の反射光を撮影する撮影手段として用いられるカメラであり、撮影画像を電気信号に変換してコンピュータ80へ出力する。なお、この赤外カメラ64は、上述した可視カメラ62の撮影範囲と同じ範囲内を撮影する。
ナビゲーション装置70は、周知のごとく、自車両の現在位置周辺の地図を表示する地図表示機能等の各種機能を実行するものであり、GPS(Global Positioning System)衛星からの電波に基づいて自車両の位置(緯度、経度)を検出するGPS受信機や自車両の進行方向の絶対方位を検出する地磁気センサを備える。また、地図を表示するための地図データ等を入力する地図データ入力器等も備える。
スロットル駆動器90、ブレーキ駆動器100、ステアリング駆動器110、及び自動変速機制御器120は、いずれもコンピュータ80からの指示に応じて駆動するものである。スロットル駆動器90は、スロットルバルブの開度を調節し、内燃機関の出力を制御する。ブレーキ駆動器100はブレーキ圧力を調節し、ステアリング駆動器110はステアリングに回転トルクを発生させることで、ステアリングを駆動する。自動変速機制御器120は、車両の速度を制御する上で必要な、自動変速機のギヤ位置を選択するものである。
表示装置130は、例えば、液晶ディスプレイによって構成され、車室内のセンターコンソール付近に設置される。この表示装置130には、ナビゲーション装置70から出力される地図表示の画像データや、コンピュータ80から出力される運転者に対して注意を喚起するための警告表示の画像データ等を入力し、各画像データに対応した画像を表示する。
入力装置140は、例えば、表示装置130と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられ、文字入力等の各種入力に使用される。警報装置150は、運転者への注意を喚起するための警報音を発生する装置であり、コンピュータ80からの指示に応じた警報を出力する。
例えば、車線維持走行制御においては、自車両が走行車線を逸脱するような場合に警報を出力したり、また、車間距離制御においては、自車両が前方車両に急接近し、車間距離制御の制御限界を超えるような場合に警報を出力したりする。通信機160は、他車両との移動通信を可能にする移動通信機である。
次に、コンピュータ80の制御ブロック図を図2に示す。同図に示すように、コンピュータ80は、入出力部81、物体認識部82、視線方向特定部83、衝突可能性判定部84、及び警報発生部85の各ブロックに分けられる。
図2に示す入出力部81は、各種センサ等から出力された信号を入力するとともに、コンピュータ80内で処理された出力信号を出力する。物体認識部82は、可視カメラ62や赤外カメラ64によって撮影された撮影画像に対して所定の画像処理を行い、その画像処理された画素毎の画像データから、歩行者、自転車、車両を特徴付ける特徴点(量)を抽出する特徴抽出処理を行って、自車両前方の歩行者、自転車、他車両等の物体を認識する。例えば、図3に示すような自車両前方の画像が撮影される場合には、画像内の歩行者P1、P2、P3、自転車B、及び他車両Vを認識する。
なお、歩行者、自転車、他車両等の物体を認識する際、可視カメラ62の撮影画像に対しては、縦横比や形状等の特徴量の抽出を行い、赤外カメラ64の撮影画像に対しては、温度の高低、温度分布等の特徴量の抽出を行う。そして、各々の画像から抽出された特徴量から総合して、その物体が歩行者、自転車、他車両のいずれかに該当する物体であるかを認識する。
視線方向特定部83は、物体認識部82によって認識された歩行者の視線方向、自転車の運転者の視線方向、他車両の運転者等の視線方向を特定する。ここで、歩行者、及び自転車の運転者の視線方向については、可視カメラ62や赤外カメラ64によって撮影された撮影画像に対して画像処理された画素毎の画像データから、歩行者や運転者の顔画像部分を抽出し、その抽出した顔画像部分に含まれる複数の特徴点(例えば、目頭、目尻、鼻孔等)の位置を検出し、この検出した位置に基づいて、画像上における顔面が向けられている方向を求める。そして、この求まった顔面の方向を視線方向として特定する。
すなわち、上述したように、一般に、人の視野は、目で見たときに注目している領域(中心視)とその周辺(周辺視)とに大別され、この中心視と周辺視とでは認知能力が異なる。すなわち、人は、中心視で見ている対象が何であるかを認識することができるものの、周辺視では、何であるのかを認識することが難しくなり、その傾向は、中心視から離れるほど強くなる。
そのため、人は、物体を認識する際、その物体が中心視内に位置するように、その認識すべき物体の方向へ顔を向ける。本発明は、この点に着目し、歩行者の顔面の向く方向から視線方向を特定する。これにより、歩行者、自転車を運転する運転者の視線方向を特定することができる。なお、画像上における顔面の向けられている方向は、座標変換等を行って絶対方位に変換しておき、自車両の存在する位置(緯度、経度)対応付けができるようにしておく。
また、他車両の運転者の視線方向については、通信機160を介して、自車両周囲の他車両に対して、運転者の視線方向の情報を自車両に送信する送信依頼信号を送信し、この送信依頼信号を受けた他車両からその車両の運転者の視線方向の情報を取得する。自車両からの送信依頼信号を受信した他車両は、運転者の現在の視線方向を取得し、絶対方位に変換する。そして、この絶対方位に変換した視線方向に関する情報を送信依頼信号を送信した自車両に対して送信する。これにより、自車両において、他車両の運転者の視線方向を取得することができる。
なお、他車両においては、運転者の視線方向を検出する手段と、その検出した視線方向の情報を自車両へ送信する通信手段を備える必要があるが、運転者の視線方向を検出する手段としては、例えば、特開2001−357498号公報に開示されている注視点検出センサ、赤外投光ランプ、赤外領域撮像カメラ等を採用することができる。
衝突可能性判定部84は、視線方向特定部83からの歩行者、自転車の運転者、他車両の運転者等の視線方向を用いて、自車両前方に存在する歩行者、自転車、他車両等と自車両との衝突可能性の有無を判定する。ここでは、歩行者、自転車の運転者、他車両の運転者等の視線方向が自車両の存在する方向でないと判定される場合に、その自車両の存在する方向に視線を向けていない運転者が運転する自転車や他車両、あるいは、歩行者と自車両とが衝突する可能性が有ると判定する。
すなわち、上述したように、人は、視覚によって物体を認識する際、その物体の存在する方向へ視線を向けるが、人の視線が向けられている車両からみれば、その視線を向けている人は、車両の存在を認識するために視線を向けているものと判断できる。そして、その存在を認識した車両と今後接触したり、衝突したりすることが無いように、例えば、自ら進む方向を変更したり、車両に対して自身の存在を気付かせるようにしたりする。
このように、本発明は、自車両に視線を向けている歩行者、自転車の運転者、他車両の運転者等は、自車両の存在を認識しているものと想定できることに着目したもので、すなわち、歩行者、自転車の運転者、及び、他車両の運転者等の視線方向が自車両の存在する方向であるか否かを判定することで、自車両との衝突可能性の有無を判定する。なお、この衝突可能性の有無の判定結果は、警報発生部85へ送られる。
図2に示す警報発生部85は、衝突可能性判定部84によって、歩行者、自転車、あるいは他車両との衝突の可能性が有るとの判定結果を受けた場合、これらの物体に対して警報を発生する。例えば、自車両の警笛を発生したり、自車両のヘッドライトを点灯したりする。これにより、自車両と衝突する可能性の有る歩行者、自転車、あるいは他車両等の物体に対して、自車両に注意を向けさせることができる。
次に、本実施形態の特徴部分に係わる、運転支援装置200による警報発生処理について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、図7に示すステップ(以下、Sと記す)10では、自車両前方に存在する歩行者、自転車、他車両等の物体を認識する。S20では、S10において認識された歩行者、自転車の運転者、他車両の運転者等の視線方向を特定する。
S30では、この特定された視線方向が自車両の存在する方向へ向けられているか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはS10へ処理を移行し、上述した処理を繰り返し行う。一方、否定判定される場合には、自車両の存在する方向へ視線を向けていない運転者の運転する自転車や他車両、あるいは、歩行者と自車両とが衝突する可能性が有ると判定して、S40へ処理を進める。
S40では、自車両から警報を発生して、自車両の位置する方向へ視線を向けていない歩行者、自転車の運転者、あるいは、他車両の運転者に対して注意を喚起する。
このように、本実施形態における運転支援装置200は、自車両周囲に存在する歩行者、自転車等の軽車両の運転者、他車両の運転者の視線方向を特定し、その視線方向が自車両の存在する方向に向けられていない場合、その視線を自車両に向けていない運転者の運転する自転車や他車両、あるいは、歩行者と衝突する可能性があると判定する。これにより、自車両との衝突可能性を的確に判定することができる。
(変形例1)
本実施形態では、図4に示したS30において、自車両の位置する方向へ視線を向けていない運転者の運転する自転車や他車両、あるいは、歩行者と自車両とが衝突する可能性があると判定する場合、S40において警報を発生する処理を実行しているが、さらに、自車両の走行に制限を加えるようにしてもよい。
例えば、図5に示すS50にて、自車両のアクセルペダルの開閉操作について、開側への操作が無効となる制限を加えるようにしてもよい。あるいは、自車両が加速しないように制限を加えるようにしてもよい。これにより、衝突する可能性の有る歩行者、運転者の運転する自転車や他車両に接近する時間を遅らせることができる。その結果、自車両に視線を向けていない歩行者や運転者に対して自車両の存在を気付かせるまでの時間を長くすることができる。なお、図5に示すS10〜S40の処理は、本実施形態において説明した処理と同様であるので、その説明は省略する。
(変形例2)
自車両の走行に制限を加える手段として、例えば、ブレーキ駆動器100を駆動して自動制動を行うものであってもよい。これにより、自車両に視線を向けていない歩行者、運転者の運転する自転車や他車両と衝突する可能性を低くすることができる。
(変形例3)
本実施形態の運転支援装置200は、モータを動力源として駆動する車両に適用するとよい。すなわち、モータを動力源として駆動するハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車等は、従来のエンジンを動力源として駆動する車両に比べ、走行時の騒音が低い。そのため、歩行者や自転車の運転者は、車両の接近に気付き難くなる。
従って、本実施形態の運転支援装置200をモータを動力源として駆動する車両に適用することで、自車両に視線を向けていない歩行者、運転者の運転する自転車や他車両との衝突可能性の有無を判定することができる。
本発明の実施形態に係わる、運転支援装置200の全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係わる、コンピュータ80の制御ブロック図である。 本発明の実施形態に係わる、自車両周辺を撮影した画像のイメージ図である。 本発明の実施形態に係わる、警報発生処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態の変形例1に係わる、警報発生処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
81 入出力部
82 物体認識部
83 衝突判定対象物抽出部
84 視線方向特定部
85 衝突可能性判定部
86 警報発生部
200 運転支援装置

Claims (8)

  1. 自車両の周囲の画像を撮影する撮像手段と、
    前記撮像手段の撮影した画像から、歩行者、自転車、及び、他車両の少なくとも1つを認識する認識手段と、
    前記認識手段の認識する歩行者、自転車の運転者、及び、他車両の運転者の少なくとも1人の視線方向を特定する視線方向特定手段と、
    前記視線方向特定手段によって特定される視線方向が前記自車両の存在する方向であるか否かを判定する視線方向判定手段と、
    前記視線方向判定手段の判定結果に基づいて、前記視線方向を特定した歩行者、運転者の運転する自転車、及び、運転者の運転する他車両の少なくとも1つと前記自車両との衝突可能性を判定する衝突可能性判定手段とを備え
    前記他車両は、
    前記他車両の運転者の視線方向を検出する他車視線方向検出手段と、
    前記他車視線方向検出手段の検出する運転者の視線方向に関する情報を前記自車両へ送信する他車両通信手段とを備え、
    前記自車両は、
    前記他車両通信手段との通信接続を行う自車両通信手段を備え、
    前記視線方向特定手段は、前記他車両の運転者の視線方向を、前記自車両通信手段の受信する前記他車両の運転者の視線方向に関する情報から特定することを特徴とする衝突可能性判定装置。
  2. 前記視線方向特定手段は、前記撮像手段の撮影した画像から人の顔を特徴付ける特徴点を抽出する特徴点抽出手段を備え、この特徴点抽出手段によって抽出される前記歩行者、及び前記自転車の運転者の少なくとも1人の顔の特徴点に基づいて、前記歩行者、及び前記自転車の運転者の少なくとも1人の顔面の向く方向を特定することで、前記歩行者、及び前記自転車の運転者の少なくとも1人の視線方向を特定することを特徴とする請求項1記載の衝突可能性判定装置。
  3. 前記衝突可能性判定手段は、前記視線方向判定手段によって、前記視線方向特定手段の特定する視線方向が前記自車両の存在する方向でないと判定される場合に、前記視線方向を特定した歩行者、運転者の運転する自転車、及び、運転者の運転する他車両の少なくとも1つと前記自車両とが衝突する可能性が有ると判定することを特徴とする請求項1又は2記載の衝突可能性判定装置。
  4. 前記衝突可能性判定手段によって、前記視線方向を特定した歩行者、運転者の運転する自転車、及び、運転者の運転する他車両の少なくとも1つと前記自車両とが衝突する可能性が有ると判定される場合、前記視線方向を特定した歩行者、運転者の運転する自転車、及び、運転者の運転する他車両の少なくとも1つに対して警報を発生する警報発生手段を備えることを特徴とする請求項3記載の衝突可能性判定装置。
  5. 前記衝突可能性判定手段によって、前記視線方向を特定した歩行者、運転者の運転する自転車、及び、運転者の運転する他車両の少なくとも1つと前記自車両とが衝突する可能性が有ると判定される場合、前記自車両の走行に制限を加える走行制限手段を備えることを特徴とする請求項3又は4記載の衝突可能性判定装置。
  6. 前記走行制限手段は、前記自車両のアクセルペダルの開閉操作における開側への操作を制限することを特徴とする請求項5記載の衝突可能性判定装置。
  7. 前記自車両は、自動的に制動装置を駆動する自動制動手段を備え、
    前記走行制限手段は、前記自動制動手段による自動制動を行うことを特徴とする請求項5記載の衝突可能性判定装置。
  8. 前記請求項1〜7のいずれか1項に記載の衝突可能性判定装置は、モータを動力源として駆動する車両に適用されることを特徴とする衝突可能性判定装置。
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