(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る車間距離調整支援装置のシステム全体の構成を示したブロック図である。本実施の形態1においては、車間距離調整支援装置が、例えば、自動ブレーキ機能を搭載した車両に設けられた場合を例に挙げて説明する。本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置は、周囲の状況を判定し、当該周囲の状況に応じて自動ブレーキ機能をいったん解除し、運転者に対して、車間距離の調整の支援を行うものである。
【0012】
図1に示すように、本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置には、後方カメラ1、後方距離測定センサ2、後方マイク3、車車間通信機器4、判定部10、及び、通知音出力部5が設けられている。
【0013】
後方カメラ1は、車両の後部に設けられ、車両後方を撮像して、撮像した後方映像を出力する。後方カメラ1は一定周期で繰り返し車両後方を撮像するか、あるいは、常時聯即して車両後方を撮像する構成となっている。なお、ここで、車両の後部とは、例えば、車両のリアバンパー、トランクパネル、テールゲート、バックドア、リアウィンドウの周囲部などを含み、「車両の後部に設ける」という記載は、これらのうちのいずれの箇所に設置してもよいことを意味する。以下の説明においても同様である。
【0014】
後方距離測定センサ2は、車両の後部に設けられ、自車の後方に存在する後方車両との距離を測定する。さらに詳細に言えば、後方距離測定センサ2は、自車両の後端と後方車両の前端との間の距離を測定する。後方距離測定センサ2として、自車両の周囲に存在する物体(通常、後方車両)との間の距離が測定できる機器であれば、任意の機器を用いることができるが、たとえば、赤外線パルスを走査するレーザレーダから構成してもよい。その場合には、レーザレーダから水平方向または水平方向に傾斜をつけて赤外線パルスを放射し、その後、自車両の後方にある物体で反射された赤外線パルスの反射波を受信し、当該反射波の到達時間に基づいて、物体までの距離を検出する。また、反射波に対する赤外線パルスを放射したときの走査角度により、その物体が存在する方角を検知することができる。なお、走査する範囲(領域)は、任意に設定してよいが、自車両の後部正面に対して±6deg程度に設定すればよい。
【0015】
後方マイク3は、車両の後部に設けられ、後方車両のエンジン音を集音して電気信号に変換して出力する。以下、当該電気信号を、音響信号データと呼ぶ。
【0016】
車車間通信機器4は、他車両から発信された無線信号を受信する通信機器である。車車間通信機器4の設置位置は車両の後部に限定されることなく、車両の屋根など、車両の任意の位置に設けてよい。また、無線信号を受信する受信エリアについても、任意に設定してよいが、後方(及び、前方、左右)の車両1台が入る程度でよいため、車車間通信機器4の設置位置を中心とする半径5〜8m程度に受信エリアを設定しておく。
【0017】
また、判定部10は、前進してほしいという前進指示を周囲の車両から受けているか否かを判定する判定部である。判定部10は、後方カメラ1から後方映像データを受信し、後方距離測定センサ2から距離データを受信し、後方マイク3から音響信号データを受信し、車車間通信機器4から他車両からの無線信号データを受信する。判定部10は、これらの受信したデータに基づいて、周囲の車両から自車両の前進指示を受けているか否かを判定する。なお、判定部10は、これらのデータをすべて受信する必要はなく、これらのデータのうちの少なくともいずれか1つに基づいて当該判定を行うようにしてよい。
【0018】
以下、判定部10の構成について説明する。
図1に示すように、判定部10は、後方画像認識処理部11、音響分析部12、および、前進指示判定部13から構成されている。これらについて、以下に説明する。
【0019】
後方画像認識処理部11は、後方カメラ1によって撮像された後方映像を受信し、当該後方映像から後方車両の画像を認識し、後方車両の位置と大きさのデータを出力する。
【0020】
音響分析部12は、後方マイク3によって取得した音響信号データを受信し、当該音響信号データから後方車両のエンジン音の変化を分析し、エンジン音の大きさやピッチの変化量のデータを出力する。
【0021】
前進指示判定部13は、後方画像認識処理部11によって算出された後方車両の位置と大きさのデータと、後方距離測定センサ2からの距離データと、音響分析部12によって算出されたエンジン音の大きさやピッチの変化量のデータと、車車間通信機器4より受信した他車両からの無線信号のうちの、少なくとも1つに基づいて、周囲から自車両の前進指示を受けていることを判定し、判定結果を出力する。
【0022】
前進指示判定部13の詳細な動作について説明する。
【0023】
前進指示判定部13は、後方画像認識処理部11による画像認識処理によって得られた後方車両の大きさと位置情報の変化に基づいて、後方車両が接近しているのか、そうでない(後退または停止)のかを判定する。すなわち、後方画像認識処理部11から出力される後方車両の大きさを、前回の撮像時(直近の撮像時)の大きさと比較し、当該大きさが時間の経過とともに大きくなっている場合には、後方車両が接近していると判定し、そうでない場合には(大きさが小さくなる、または、大きさが変わらない)、後方車両が接近していないと判定する。前進指示判定部13は、後方車両の接近を検知した場合、後方車両からの前進指示があると判定する。
【0024】
また、前進指示判定部13は、後方距離測定センサ2による距離測定データの変化に基づいて、後方車両が接近しているのか、そうでない(後退または停止)のかを判定する。すなわち、後方距離測定センサ2から出力される距離測定データを前回の測定時(直近の測定時)の距離測定データと比較し、当該距離測定データの値が時間の経過とともに減少している(すなわち、距離が短くなっている)場合には、後方車両が接近していると判定し、そうでない場合には(距離測定データが増加、または、変わらない)、後方車両が接近していないと判定する。前進指示判定部13は、後方車両の接近を検知した場合、後方車両からの前進指示があると判定する。
【0025】
また、前進指示判定部13は、音響分析部12による音響分析処理に基づいて、後方車両が、エンジンの空ぶかしを行ったか否かを判定する。すなわち、前進指示判定部13は、音響分析部12から出力されるエンジン音の大きさやピッチ(音の高さ)の変化量により、エンジンの空ぶかしか否かを判定する。なお、前進指示判定部13は、例えば、エンジンの空ぶかし時のエンジン音の大きさやピッチの参照データ(閾値)を予め記憶しておき、当該参照データよりもエンジン音が大きい場合またはピッチが高い場合に、空ぶかしであると判定するようにしてもよい。もしくは、エンジン音の大きさやピッチの変化量がある一定閾値以上に達した場合に、空ぶかしであると判定するようにしてもよい。前進指示判定部13は、空ぶかしと判断した場合、後方車両からの前進指示があると判定する。
【0026】
また、前進指示判定部13は、後方車両または周囲の車両に搭載された車車間通信機器から発信された無線信号を、自車両に搭載された車車間通信機器4が受信した場合に、後方車両からの前進指示があると判定する。なお、ここでは、車両に搭載された車車間通信機器から発信された無線信号を受信した場合に、その無線信号の種別に関わらず、前進指示として判定する例を説明したが、その場合に限らず、例えば、前進指示である場合の無線信号のコードを予め設定しておき、当該コードの無線信号を受信した場合に、前進指示であると判定するようにしてもよい。
【0027】
さらに、前進指示判定部13は、これら複数の受信データの任意の組合せあるいは全てによって、最終的に前進指示有無を判定しても良い。
【0028】
また、
図1において、前進指示判定部13が周囲の車両からの前進指示が有ると判定した場合には、通知音出力部5は、前進指示判定部13からの指令に基づき、自車両の運転者に対して、通知音を出力して、当該前進指示があったことを通知する。通知音出力部5が発する通知音としては、「ピッ、ピッ、ピッ」といったアラーム音、または、「ブー」といったブザー音でもよく、あるいは、「もう少し前に前進して下さい。」または「前方車両まで1m50cmあります。あと、80cm前に前進して下さい。」などの音声メッセージでもよい。
【0029】
図10に、本発明の実施の形態1に係る車間距離調整支援装置のハードウエア構成を示す。
図1の後方カメラ1は、画像認識用カメラや赤外線カメラなどのカメラ401から構成されている。
図1の後方距離測定センサ2は、レーザレーダなどのセンサ402から構成されている。
図1の後方マイク3は、集音マイクなどのマイク403から構成されている。
図1の車車間通信機器4は、送受信装置404から構成されている。
図1の通知音出力部5は、スピーカ405から構成されている。
図1の判定部10は、メモリ407に記憶されたプログラムを実行するCPUおよびシステムLSI等の処理回路(プロセッサ406)により、実現される。また、複数の処理回路が連携して上記機能を実行してもよい。
【0030】
以後、本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置が実際に適用されるシーンの図解(
図2〜
図4)と合わせて、本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置のシステムの動作についてフローチャート(
図5〜
図6)を元に説明する。
【0031】
図2は、本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置が適用されるべきシーンの一例である。
図2は、交差点101内で右折待ちをしていた車両102が、信号103が赤信号に変化する直前に右折した際、右折先の道路が渋滞しており、右折先の道路に入りきれず、車両102の後部が交差点101にはみ出して停止したため、結果として、交差点101に向かって直進してきた車両104の通行を車両102が妨害しているシーンを表している。
図2において、車両105が、本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置を搭載した自車両である。
【0032】
このようなとき、車両102は、自車両105に対して、何らかの方法によって前進を促したいとする。例えば、車両102が自車両105に徐々に接近する、または、車両102がエンジンの空ぶかしを行う、または、車車間通信が可能であれば車両102が自車両105に対して無線信号を発する等の方法が考えられる。自車両105に搭載された本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置は、このような車両102から前進指示があったことを認識し、自動ブレーキ機能をいったん解除し、前方車両106に衝突しない距離の分だけ自車両105の前進を行うように運転者に通知して、自車両105を前進させることを運転者に促すことで、車両102が前進できるスペースの確保を可能とする。
【0033】
同様に、
図3のようなシーンにおいても、本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置の適用の効果が期待できる。このシーンは、道路に隣接した駐車場等への入り口201へ反対車線から進入しようとしている車両202により、車両202の後続の車両203の進行が妨害されているものである。車両204が、本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置を搭載した自車両である。このようなとき、自車両204に搭載された本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置は、車両202が自車両204に対して無線信号を発してきて、それを受信した場合に、車両202からの前進指示と認識し、自動ブレーキ機能をいったん解除し、前方車両205に衝突しない距離の分だけ自車両204の前進を行うように運転者に通知して、自車両204を前進させることで、車両202の入り口201への進入を可能とする。なお、
図3の場合においても、後方カメラ1が車両202の撮像が可能であるならば、車両202が自車両204に徐々に接近する場合、または、後方マイク3が車両202のエンジン音を集音可能であるならば、車両202が空ぶかしを行う場合にも、自車両204に搭載された本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置が、車両202からの前進指示と認識することができる。
【0034】
また、同様に、
図4のようなシーンにおいても、本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置の適用の効果が期待できる。このシーンは、渋滞中の道路を緊急車両301が進行しており、緊急車両301の前方に位置する車両302が渋滞のために思いどおりに退避できず、緊急車両301の進行を妨害する形で停車しているものである。車両303が、本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置を搭載した自車両である。このようなとき、自車両303に搭載された本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置は、車両302の接近動作、または、車両302のエンジンの空ぶかし音、または、車両302からの車車間通信等の方法により、車両302からの前進指示を認識し、自動ブレーキ機能をいったん解除し、前方車両304に衝突しない距離の分だけ自車両303の前進を行うように運転者に通知して、自車両303を前進させることで、車両302の退避を可能とする。
【0035】
以降、具体的な動作について、
図5〜
図6のフローチャートを用いて説明する。
図5は本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置のシステム全体の一連の処理フローであり、
図6は、
図5のステップS1の処理の詳細を表す処理フローである。
【0036】
まず、
図5において、自車両は、後方車両や周囲の他車両からの前進指示を観測し、前進指示の有無を判定する(ステップS1)。本判定は、
図1の判定部10によって行われる。
【0037】
ステップS1の詳細について、
図6に基づいて説明する。
図6に示すように、まず、後方カメラ1によって後方映像を撮像し(ステップS11)、その映像データに対して後方画像認識処理部11が車両の画像認識処理を行い、後方車両の大きさと位置情報を算出し、前進指示判定部13に出力する(ステップS12)。続いて、後方距離測定センサ2によって得られた距離測定データが前進指示判定部13に送信される(ステップS13)。さらに、後方マイク3によって後方車両のエンジン音データを取得し(ステップS14)、音響分析部12が音響分析処理を行い、エンジン音の大きさやピッチの変化量のデータを前進指示判定部13に出力する(ステップS15)。さらに、後方車両より、車車間通信による無線信号を受信した場合、その信号が前進指示判定部13に送信される(ステップS16)。このようにして、各種データを受信した前進指示判定部13は、それらのデータより、他車両からの前進指示の有無を判定する(ステップS17)。
【0038】
次に、
図5において、前進指示判定部13は、他車両からの前進指示が有ったと判定した場合には(ステップS2)、前進指示判定部13は、通知音出力部5に通知音出力命令を送信し、通知音出力部5はそれを受信して通知音を出力する(ステップS5)。一方、前進指示判定部13は、他車両からの前進指示が無いと判定した場合には(ステップS2)、特に何もせずに、処理を終了する。
【0039】
以上のように、本実施の形態1に係る車間距離調整支援装置は、自車両に搭載されて車間距離の調整を支援するための車間距離調整支援装置であって、自車両の後方を撮像して画像データを出力する後方カメラ1と、後方カメラ1からの出力画像に対して車両画像認識処理を行い、自車両の後方に存在する後方車両の位置及び大きさのデータを出力する後方画像認識処理部11と、自車両の後端と後方車両の前端との間の距離を測定する後方距離測定センサ2と、後方車両のエンジン音を集音して電気信号に変換して出力する後方マイク3と、後方マイク3からの電気信号に基づいて、後方車両のエンジン音の変化を分析する音響分析部12と、後方車両からの無線信号を受信する車車間通信機器4と、後方画像認識処理部11からの後方車両の位置及び大きさのデータ、後方距離測定センサ2によって測定された距離、音響分析部12によるエンジン音の分析結果、および、車車間通信機器4によって受信された後方車両からの無線信号のうちの少なくとも1つに基づいて、自車両に対する後方車両からの前進指示の有無を判定する前進指示判定部13と、前進指示判定部13によって前進指示が有ったと判定された場合に、前進指示を自車両の運転者に通知するための通知音を出力する通知音出力部5とを備えている。これにより、後方車両からの自車両に対する前進指示を、後方カメラ1による映像、後方距離測定センサ2による測定距離、後方マイク3によるエンジン音の変化、または、車車間通信機器4で受信した無線信号から推定することができ、後方車両からの前進指示が有った場合には、それに対応して、前方車両に衝突しない距離分だけ、自車両が前進するように、運転者に対して通知音を出力することで、運転者に適切な前進必要性の通知を行うことが可能となる。
【0040】
実施の形態2.
図7は、本発明の実施の形態2に係る車間距離調整支援装置のシステム全体の構成を示すブロック図である。
図7に示すように、本実施の形態2の構成は、
図1に示した実施の形態1の構成に加え、さらに、前方カメラ6、前方距離測定センサ7、制御判断部8、車両制御部9、および、前方車間距離計測部20を備える。なお、実施の形態1と同じ構成については、同一符号を付して示し、ここでは説明を省略する。
【0041】
前方カメラ6は、車両の前部に設けられ、車両前方を撮像するためのカメラである。なお、ここで、車両の前部とは、フロントバンパー、フロントグリル、ボンネット、フロントグラス周囲部を含み、「車両の前部に設ける」という記載は、これらのうちのいずれの箇所に設置してもよいことを意味する。本明細書内の他の記載においても同様である。
前方カメラ6は、後方カメラ1を構成するカメラと同種のカメラから構成すればよいが、その場合に限らず、前方カメラ6と後方カメラ1とが互いに異なる種別のカメラから構成されていてもよい。
【0042】
前方距離測定センサ7は、車両の前部に設けられ、自車両の前方に位置する前方車両との距離を測定するための前方距離測定センサである。さらに詳細に言えば、前方距離測定センサ7は、自車両の前端と前方車両の後端との間の距離を測定する。前方距離測定センサ7は、後方距離測定センサ2を構成するセンサと同種のセンサ(レーザレーダ)から構成すればよいが、その場合に限らず、後方距離測定センサ2と前方距離測定センサ7とが互いに異なる種別のセンサから構成されていてもよい。
【0043】
前方車間距離計測部20は、前方カメラ6より受信した前方映像データ、および、前方距離測定センサ7より受信した距離データを元に、前方車両との車間距離を算出して出力する。前方車間距離計測部20は、前方画像認識処理部21、および、距離算出部22から構成される。以下に、これらの構成について説明する。
【0044】
前方画像認識処理部21は、前方カメラ6によって撮像された前方映像より、前方車両の画像を認識し、前方車両の位置と大きさのデータを出力する。前方画像認識処理部21の構成及び動作は、後方画像認識処理部11と基本的に同じである。
【0045】
距離算出部22は、前方画像認識処理部21によって算出された前方車両の位置と大きさのデータと、前方距離測定センサ7からの距離データを元に、前方車両との間の最低限必要な車間距離を算出し、それに基づいて、前進可能距離を算出する。前進可能距離の算出方法としては、例えば、前方距離測定センサ7からの距離データから、予め設定された値(例えば、70cm。これは必要最低限の車間距離を想定。適宜、変更可。)を減算するなどの方法が挙げられる。
【0046】
制御判断部8は、距離算出部22によって算出された前進可能距離と、前進指示判定部13より受信した周囲からの前進指示有無の判定結果を元に、自車両の前進すべき距離を車両制御部9に指定して、自車両の前進操作を車両制御部9に指示する。
【0047】
車両制御部9は、車両の動作の制御全体を担う車両制御部である。車両制御部9は、一般的な車両の制御全体を担うとともに、さらに、制御判断部8からの指令に従う車両の制御を担う。車両制御部9は、制御判断部8から指定された「前進すべき距離」の分だけ、自車両を前進させる。これにより、運転者による操作なしに、前方車両との車間を、衝突しない範囲内で、自動的に調整することができる。
【0048】
なお、車両制御部9により自動的に自車両を移動させる場合には、前進指示判定部13からの指令により、通信出力部5から、例えば、「もう少し前に前進します。」または「前方車両まで1m50cmあります。あと、80cm前に前進します。」などの音声メッセージを発して、運転者に、自動的に車両が前進することを、操作実行前に、事前に、通知するようにしてもよい。
【0049】
以降、具体的な動作について、
図8〜
図9のフローチャートを用いて説明する。
図8は本実施の形態2に係る車間距離調整支援装置のシステム全体の一連の処理フローであり、
図9は、
図8のステップS3の処理の詳細を表す処理フローである。
【0050】
図8において、ステップS1〜S2は、実施の形態1で示した上記の
図5のステップS1〜S2と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0051】
ステップS2の判定において前進指示があると判定された場合、自車両に搭載された車間距離調整支援装置は、前方車両との距離を計測する(ステップS3)。本計測は、前方車間距離計測部20によって行われる。ステップS3の詳細について
図9を用いて説明する。
図9に示すように、まず、前方カメラ6によって前方映像を撮像し(ステップS31)、その映像データに対して前方画像認識処理部21が車両の画像認識処理を行い、前方車両の大きさと位置情報を算出する(ステップS32)。さらに、前方距離測定センサ7による距離測定データを受信する(ステップS33)。これらの前方画像認識処理部21からの情報と前方距離測定センサ7からの距離測定データを元に、距離算出部22が前方車両との間での前進可能距離を算出する(ステップS34)。ステップS3の詳細な説明は以上である。このようにして求められたステップS3の前進可能距離の算出結果に基づいて、制御判断部8は、車両の前進が可能か否かを判定する(ステップS4)。すなわち、前進可能距離が予め設定された閾値以下でなければ、前進可能と判定し、閾値未満であれば、前進不可と判定する。前進可能と判定された場合、制御判断部8は、前進指示判定部13に指令して、通知音出力部5から通知音を出力させるとともに、自動ブレーキ機能を解除し、前方車両に衝突しない距離分だけ、自車両を前進させるように車両制御部9に指示する(ステップS6)。
【0052】
なお、本実施の形態2に係る車間距離調整支援装置のハードウエア構成は、
図10のようになる。
図7の後方カメラ1および前方カメラ6は、赤外線カメラなどのカメラ401から構成されている。
図10では、図の簡略化のため、カメラ401を1つだけ記載しているが、実際には、2個のカメラが設けられている。
図7の後方距離測定センサ2および前方距離測定センサ7は、レーザなどのセンサ402から構成されている。これも、
図10では、図の簡略化のため、センサ402を1つだけ記載しているが、実際には、2個のセンサが設けられている。
図7の後方マイク3は、集音マイクなどのマイク403から構成されている。
図7の車車間通信機器4は、送受信装置404から構成されている。
図7の通知音出力部5は、スピーカ405から構成されている。
図7の判定部10、前方車間距離計測部20、制御判断部8、および、車両制御部9は、メモリ407に記憶されたプログラムを実行するCPUおよびシステムLSI等の処理回路(プロセッサ406)により、実現される。また、複数の処理回路が連携して上記機能を実行してもよい。
【0053】
以上のように、本実施の形態2によれば、上記の実施の形態1と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施の形態2においては、自車両の前方を撮像して画像データを出力する前方カメラ6と、前方カメラ6からの出力画像に対して車両画像認識処理を行い、自車両の前方に存在する前方車両の位置及び大きさのデータを出力する前方画像認識処理部21と、自車両の前端と前方車両の後端との間の距離を測定する前方距離測定センサ7と、前方画像認識処理部21からの前方車両の位置及び大きさのデータ、および、前方距離測定センサ7によって測定された前方車両までの距離に基づいて、前方車両との間の最低限必要な車間距離を算出する距離算出部22と、距離算出部22で算出された最低限必要な車間距離に基づいて自車両の前進距離を指定して、自車両の前進操作を、自車両全体の制御を行う車両制御部9に指示する制御判断部8とをさらに備えているので、自車両の前方車両との車間を、衝突しない範囲内で、自動的に調整することができる。
【0054】
なお、上記の実施の形態1,2においては、車両として、自動ブレーキ機能を有した車両を例に挙げて説明したが、その場合に限らず、自動ブレーキ機能を有さない車両にも、本発明の車間距離調整支援装置が適用できることは言うまでもない。