JP4936755B2

JP4936755B2 - 衝突防止装置

Info

Publication number: JP4936755B2
Application number: JP2006076287A
Authority: JP
Inventors: 康浩安藤; 修一川野; 幸弘上村; 裕和下牧
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-03-20
Also published as: JP2007249911A

Description

本発明は、車や列車などの移動体による衝突事故、例えば、車と歩行者との衝突を運転者が歩行者の所在位置が危険範囲内であることを事前に察知することによって回避する衝突防止装置に関する。

従来、この種の衝突事故を防止する衝突防止装置としては、車載レーダーなどの安全装置があるが、これら従来技術は全て車載レーダーなどの安全装置の見通し範囲内に歩行者や車などの衝突回避物（以下、衝突回避対象と呼ぶ）がある場合だけに機能するものであった。

したがって、車載レーダーなどの安全装置が見通せない場合、例えば、衝突回避対象が車載レーダーなどの安全装置の見通せない街角にいて、その街角から突然飛び出してきた場合、運転者は飛び出してきた衝突回避対象を充分に回避することが出来ず、事故につながってしまうという大きな問題があった。

そこで、本発明の目的は、車載レーダーなどの安全装置から見通せない場所に存在する衝突回避対象に対しても、その存在位置を事前に察知し、衝突回避対象との衝突を確実に回避出来る衝突防止装置を提供することにある。

本発明の衝突防止装置は、衝突回避対象が携帯する電波発信機からの電波を受信するアレーアンテナと、このアレーアンテナによる受信電波を、以後の処理方式に合った周波数に変換する周波数変換部と、この周波数変換されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換部と、前記アレーアンテナによる受信電波の到来方向を推定処理する到来方向推定処理部と、前記アレーアンテナによる受信電波を画像処理し、さらに、受信された電波強度によって衝突回避対象との距離を演算処理する画像化処理部と、前記アレーアンテナによる電波受信範囲の背景を撮影する撮影部と、この撮影部によって撮影された背景画像と前記画像化処理部で画像処理された電波の可視化画像とを合成処理する画像合成処理部とを有し、さらに、前記到来方向推定処理部からの出力信号と前記画像化処理部および前記画像合成処理部からの出力信号とを受けて衝突回避対象を保護すべきか否かの判定処理を行う保護対象判定処理部と、この保護対象判定処理部の判定結果によって警報の発生是非を判定する警報判定処理部と、この保護対象判定処理部および警報判定処理部による判定に基づいて危険回避の是非を判定処理する安全情報処理部と、この安全情報処理部から警報発生の制御信号を受けて画像可視化装置に画像信号および音声信号を送る画像音声出力制御処理部とを具備することを特徴とするものである。

また、本発明の衝突防止装置においては、前記安全情報処理部からの警報発生の制御信号を受けて危険回避手段を作動させる停止制御部を有することを特徴とするものである。

さらに、本発明の衝突防止装置においては、前記アレーアンテナは複数のアンテナ素子が並列に接続されたアレーアンテナであることを特徴とするものである。

さらに、本発明の衝突防止装置においては、前記衝突回避対象は、車または人であることを特徴とするものである。

本発明によれば、電波を利用した危険回避システムで構成されている衝突防止装置を用いているため、運転者からは見通し不可能な物陰からも回折してくる電波を捉えることが出来、その結果、運転者は視覚外に存在する危険な衝突回避対象をも事前に察知でき、その結果、危険を確実に回避することができる。

また、本発明によれば、カーナビゲーションなどの画像可視化装置を用いて、衝突回避対象から発する電波を可視化し、背景の映像と重ね合わせて合成表示されているので、衝突回避対象と背景画像との相対的な位置関係から、衝突回避対象が危険範囲の位置に存在しているか否かの判定が行われるため、運転者は、その危険度によって車両を緊急停止或いは減速させるなどして危険回避を確実に行うことができる。

以下、本発明の実施形態につき、図１乃至図２を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明による実施形態の情報伝達手順を示した説明図で、携帯電話や小型電波発信機を携帯している歩行者などの衝突回避対象１が、車２の運転者からは塀３で遮られて見通せない状況が示されている。

この場合、車２には、衝突回避対象１が危険範囲内に位置しているかを認知する電波発射源可視化装置（後記）がカーナビゲーション（不図示）と連動された状態で設置されている、したがって、電波発射源である衝突回避対象１からの電波が電波発射源可視化装置（後記）によって捉えられ、車２の運転者は衝突回避対象１の所在位置をカーナビゲーションの表示画面を通して認知できる構成になっている。

図２は、本発明による衝突防止装置の構成ブロック図で、その構成は、小型電波発信器１１を携帯している歩行者や車両などの衝突回避対象１２と車両１３との２ブロックに分けられ、さらに、車両１３は本発明による電波発射源可視化技術を用いた衝突回避（歩行者）安全装置（以下、安全装置と呼ぶ）１４と車両積載機材１５および運転者１６との３ブロックに区分して示されている。

前記安全装置１４は、小型電波発信器１１からの電波を受信する複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナ１７と、その受信電波を以後の処理方式に合わせるために、ある周波数にダウンコンバートする周波数変換部１８と、この周波数変換されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換部１９と、発信電波の到来方向を探知推定する到来方向推定処理部２０と、前記受信電波を画像化処理し、さらに、受信された電波強度により衝突回避対象１２との距離を演算処理する画像化処理部２１と、この画像化処理部２１から受けた電波の可視化画像と、撮影部２２によって撮影された撮影画像、すなわち、電波受信範囲内の周辺を撮影した背景画像とを合成する画像合成処理部２３と、衝突回避対象１２が危険範囲内に存在するかを判定する保護対象判定処理部２４と、この保護対象判定処理部２４から出力を受けて警報発生の是非を判定する警報判定処理部２５と、前記保護対象判定処理部２４および警報判定処理部２５の両者からの出力を受けて警報発生の制御信号を出力する安全情報処理部２６と、この安全情報処理部２６からの出力を受けて画像信号と音声信号をカーナビゲーションコンソール（後記）に出力する画像音声出力制御処理部２７とから構成されている。

そして、この車両１３には、画像音声出力制御処理部２７からの出力を受けて、その出力を可視化および音声化する前記カーナビゲーションコンソール２８と、前記安全情報処理部２６からの出力によって、車両１３を減速或いは停止させる手段、例えば、ブレーキなどを作動制御する停止制御部２９とが積載されており、このうち、カーナビゲーションコンソール２８には衝突回避対象１２の画像が表示され、運転者１６に衝突回避対象１２を視覚的に認知させると同時に、音声によっても認知させるシステム構成になっている。

このようなシステム構成において、いま、図１のブロックＢに示したように、小型電波発信器１１を携帯している衝突回避対象３が、車４の運転者からは、塀６で遮られている位置に存在しているものとして、以下、図２について、本発明による実施形態の作用を詳述する。

この場合、衝突回避対象１２が携帯している小型電波発信器１１から発する電波は、車両１３では、搭載している安全装置１４によって、アレーアンテナ１７で受信され、衝突回避対象１２が存在する位置方向が探知される、そして、この位置方向はアレーアンテナ１７の中心を原点とした方位角および仰角で表される。

次いで、アレーアンテナ１７による受信信号は周波数変換部１８に送られ、以後の処理方式に合った周波数に変換される、さらに、その周波数変換されたアナログ信号はＡ−Ｄ変換部１９でディジタル変換されて到来方向推定処理部２０に入力され、この到来方向推定処理部２０では衝突回避対象１２からの発信電波の到来方向が、前記アレーアンテナ１７による受信電波の方位角および仰角から推定処理される。

この到来方向の推定処理後、画像化処理部２１で受信電波の画像化処理が行われ、同時に、受信された電波強度から衝突回避対象１２との距離が演算処理される、次いで、その出力を入力した画像合成処理部２３では、撮影部２２によって撮影された電波受信範囲内の背景画像と衝突回避対象１２からの受信電波の画像位置とが合成処理される。

同時に、到来方向推定処理部２０によって演算処理された受信電波の到来方向と、画像化処理部２１からの受信電波の画像、および画像合成処理部２３による衝突回避対象１２の画像位置とは、保護対象判定処理部２４に送られ、ここで、受信電波の発信位置、すなわち、衝突回避対象１２の存在位置が危険範囲内であるか否かの判定が行われる。

なお、この判定は、「周波数が一致しているか」、あるいは、「到来方向が前方からか後方からか」などで判断される。

この判定の結果、衝突回避対象１２が危険範囲に位置していると判定された場合、警報判定処理部２５によって、さらに、警報発生の是非が判定される。

なお、この判定は、「前方危険範囲に衝突回避対象１２が位置しているか否か」、「車両と保護対象との距離が危険範囲であるか否か」などで判断され、その判定の結果、回避すべき衝突回避対象１２であり、且つ、警報を発する必要性があると判断された場合、警報発生の制御信号が安全情報処理部２６から出力され、画像音声出力制御処理部２７と停止制御部２９とに送られる。

そして、画像音声出力制御処理部２７が警報発生の制御信号を受けると、画像合成処理部２３で合成された画像がカーナビゲーションコンソール２８に送られ、運転者１６はカーナビゲーション上の画像表示によって視覚的に「衝突回避対象１２が前方の危険範囲内に存在する」ことを認知する。

同時に、カーナビゲーションコンソール２８からはカーナビゲーション音声出力によって、音声による警報が発せられ、運転者１６には注意すべき衝突回避対象１２の存在を聴覚的に、より強い警告の形で知らされる。

さらに、回避行動が緊急に必要と判断された場合は、停止制動制御信号が安全情報処理部２６から停止制御部２９に出力され自動的にブレーキなどが作動して、車両１３を減速或いは停止させ、確実な危険回避の行動がとられる。

このように、本発明の実施形態にかかる衝突防止装置によれば、電波を利用した危険回避システムで構成されているため、運転者からは見通し不可能な物陰からも回折してくる電波を捉えることが出来、その結果、運転者は視覚外の危険な衝突回避対象をも事前に察知できるので、危険を確実に回避することができる。

また、本発明によれば、画像可視化装置（カーナビゲーション）において電波（衝突回避対象）を可視化し、さらに、背景の映像と重ね合わせて合成表示しているので、衝突回避対象と背景画像との相対的な位置関係から、衝突回避対象の電波が危険範囲の位置から発せられているかの判定が行われ、したがって、運転者は危険度を事前に知ることが出来、危険回避をより確実に行うことができる。

本発明による実施形態の情報伝達手順を示した説明図である。本発明による衝突防止装置の構成ブロック図である。

符号の説明

１衝突回避対象（歩行者）
２車
３塀
１１小型電波発信器
１３車両
１４衝突回避安全装置
１５車両積載機材
１６運転者
１７アレーアンテナ
１８周波数変換部
１９Ａ−Ｄ変換部
２０到来方向推定処理部
２１画像化処理部
２２撮影部
２３画像合成処理部
２４保護対象判定処理部
２５警報判定処理部
２６安全情報処理部
２７画像音声出力制御処理部
２８カーナビゲーションコンソール
２９停止制御部

Claims

衝突回避対象が携帯する電波発信機からの電波を受信するアレーアンテナと、このアレーアンテナによる受信電波を、以後の処理方式に合った周波数に変換する周波数変換部と、この周波数変換されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換部と、前記アレーアンテナによる受信電波の到来方向を推定処理する到来方向推定処理部と、前記アレーアンテナによる受信電波を画像処理し、さらに、受信された電波強度によって衝突回避対象との距離を演算処理する画像化処理部と、前記アレーアンテナによる電波受信範囲の背景を撮影する撮影部と、この撮影部によって撮影された背景画像と前記画像化処理部で画像処理された電波の可視化画像とを合成処理する画像合成処理部とを有し、さらに、前記到来方向推定処理部からの出力信号と前記画像化処理部および前記画像合成処理部からの出力信号とを受けて衝突回避対象を保護すべきか否かの判定処理を行う保護対象判定処理部と、この保護対象判定処理部の判定結果によって警報の発生是非を判定する警報判定処理部と、この保護対象判定処理部および警報判定処理部による判定に基づいて危険回避の是非を判定処理する安全情報処理部と、この安全情報処理部から警報発生の制御信号を受けて画像可視化装置に画像信号および音声信号を送る画像音声出力制御処理部とを具備することを特徴とする衝突防止装置。
前記安全情報処理部からの警報発生の制御信号を受けて危険回避手段を作動させる停止制御部を有することを特徴とする請求項１記載の衝突防止装置。
前記アレーアンテナは、複数のアンテナ素子が並列に接続されたアレーアンテナであることを特徴とする請求項１記載の衝突防止装置。
前記衝突回避対象は、車または人であることを特徴とする請求項１記載の衝突防止装置。