特許 6474766 構造光を運用し障害を感知するバック警告方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6474766

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】構造光を運用し障害を感知するバック警告方法

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20190218BHJP

   G01B 11/25 20060101ALI20190218BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/16 C

   G01B11/25 H

【請求項の数】16

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-158054(P2016-158054)

(22)【出願日】2016年8月10日

(65)【公開番号】特開2017-107537(P2017-107537A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2016年8月10日

(31)【優先権主張番号】104140935

(32)【優先日】2015年12月7日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】511007967

【氏名又は名称】財團法人金屬工業研究發展中心

【氏名又は名称原語表記】ＭＥＴＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＆ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＣＥＮＴＲＥ

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】江 進豐

(72)【発明者】

【氏名】徐 世鈞

(72)【発明者】

【氏名】魏 宏源

(72)【発明者】

【氏名】李 宗翰

(72)【発明者】

【氏名】張 祖▲こん▼

(72)【発明者】

【氏名】許 桂樹

(72)【発明者】

【氏名】王 嘉穗

【審査官】 岩田 玲彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１６８４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０８７３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０５９０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１１５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４３４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１２３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８８９８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／１６

Ｇ０１Ｂ １１／２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造光を運用し障害を感知するバック警告方法であって、それは移動手段に用いられ、そのステップは、以下を含み、
前記移動手段に設置される構造光投影モジュールを使用し、複数の光平面を前記移動手段周囲の少なくとも１個の障害に連続して投影し、
前記移動手段に設置される構造光撮影ユニットを使用し、前記少なくとも１個の障害の表面が前記複数の光平面の投影を経て反射した複数の光イメージ情報を受信し、
処理ユニットが前記各光イメージ情報を利用し、前記少なくとも１個の障害の輪郭を計算し、
前記処理ユニットは、前記少なくとも１個の障害の輪郭が表示ユニットに表示することに基づき、前記少なくとも１個の障害を標示し、
前記少なくとも１個の障害の輪郭に基づき、その種類を分析し、
前記少なくとも１個の障害が、前記移動手段のバックの安全に影響を及ぼさないなら、前記少なくとも１個の障害を無視し、
前記処理ユニットは、前記各光イメージ情報に基づき、その他の少なくとも１個の障害の高度情報を計算し、
前記処理ユニットは、前記高度情報に基づき、前記移動手段のバックの安全に影響を及ぼすかどうかを判断することを特徴とする構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項2】

前記処理ユニットが、前記高度情報に基づき、前記移動手段のバックの安全に影響を及ぼすかどうかを判断するステップの後には、さらに以下を含み、
前記処理ユニットは、前記各光イメージ情報に基づき、該少なくとも１個の障害の距離情報を計算し、
前記移動手段の速度情報を前記処理ユニットにインプットし、前記処理ユニットは、前記速度情報に基づき計算し、警告距離情報を取得し、
前記処理ユニットは、前記警告距離情報及び前記距離情報に基づき、データベース中から警告情報を取得し、
警告モジュールは、前記警告情報に基づき、警告通知を発することを特徴とする請求項１に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項3】

前記処理ユニットは、前記速度情報、重力加速度情報、前記移動手段のタイヤの摩擦係数に基づき計算し、前記警告距離情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項4】

前記処理ユニットは、高度情報に基づき、前記移動手段がバックする時の安全に影響を及ぼすかどうかを判断するステップにおいて、前記処理ユニットは、前記高度情報及び前記移動手段の安全高度情報に基づき、障害がバックの安全に影響を及ぼすかどうかを判断することを特徴とする請求項１に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項5】

警告モジュールが警告情報により警告通知を発するステップにおいて、前記警告モジュールの少なくとも１個の音声ユニットを使用し、警告通知を発し、前記警告モジュールは、前記警告情報に基づき、前記音声ユニットをコントロールし前記警告通知の周波数を発することを特徴とする請求項１に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項6】

前記処理ユニットは、前記各光イメージ情報に基づき、前記少なくとも１個の障害の高度情報を計算するステップ後、前記方法のステップはさらに以下を含み、
撮影モジュールを使用し、少なくとも１個の画像を取得し、前記表示ユニットは、前記画像を表示することを特徴とする請求項１に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項7】

前記移動手段に設置される構造光投影モジュールを使用し、複数の光平面を前記移動手段周囲の前記少なくとも１個の障害に連続投影するステップ前には、前記方法のステップはさらに以下を含み、
走行状態感知ユニットを使用し、前記移動手段の走行状態を取得し、前記走行状態がバックであることを確認することを特徴とする請求項１に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項8】

前記移動手段に設置される構造光撮影ユニットを使用し、前記少なくとも１個の障害の表面が前記複数の光平面の投影を経て反射した複数の光イメージ情報を受信したステップ後、前記方法のステップはさらに以下を含み、
前記処理ユニットは、前記各光イメージ情報を利用し、前記少なくとも１個の障害の輪郭を計算することを特徴とする請求項１に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項9】

構造光を運用し障害を感知するバック警告方法であって、それは移動手段に用いられ、そのステップは、以下を含み、
前記移動手段に設置される構造光投影モジュールを使用し、複数の光平面を前記移動手段周囲の少なくとも1個の障害に連続して投影し、
前記移動手段に設置される構造光撮影ユニットを使用し、前記少なくとも１個の障害の表面が前記複数の光平面の投影を経て反射した複数の光イメージ情報を受信し、処理ユニットは、前記各光イメージ情報を利用し、前記少なくとも１個の障害の輪郭を計算し、
前記処理ユニットは、前記少なくとも１個の障害の輪郭が表示ユニットに表示することに基づき、前記少なくとも１個の障害を標示し、
前記少なくとも１個の障害の輪郭に基づき、その種類を分析し、
前記少なくとも１個の障害が、前記移動手段のバックの安全に影響を及ぼさないなら、前記少なくとも１個の障害を無視し、
前記処理ユニットは、前記各光イメージ情報に基づき、その他の少なくとも1個の障害の距離情報を計算し、
前記移動手段の速度情報を前記処理ユニットにインプットし、前記処理ユニットは、前記速度情報に基づき計算し、警告距離情報を取得し、
前記処理ユニットは、前記警告距離情報及び前記距離情報に基づき、データベース中から警告情報を取得し、
警告モジュールは、前記警告情報に基づき、警告通知を発することを特徴とする構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項10】

前記移動手段の速度情報を処理ユニットにインプットするステップの後には、さらに以下を含み、
前記処理ユニットは、前記各光イメージ情報に基づき、高度情報を計算し、
前記処理ユニットは、前記高度情報に基づき、前記移動手段のバックの安全に影響を及ぼすかどうかを判断することを特徴とする請求項９に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項11】

前記処理ユニットは、前記速度情報、重力加速度情報、前記移動手段のタイヤの摩擦係数に基づき、計算し、前記警告距離情報を取得することを特徴とする請求項９に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項12】

前記処理ユニットは、高度情報に基づき、前記移動手段がバックする時の安全に影響を及ぼすかどうかを判断するステップにおいて、前記処理ユニットは、前記高度情報及び前記移動手段の安全高度情報に基づき、障害がバックの安全に影響を及ぼすかどうかを判断することを特徴とする請求項１０に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項13】

前記警告モジュールが前記警告情報に基づき、前記警告通知を発するステップにおいて、前記警告モジュールの少なくとも１個の音声ユニットを使用し、警告通知を発し、前記警告モジュールは、前記警告情報に基づき、前記音声ユニットをコントロールし前記警告通知の周波数を発することを特徴とする請求項９に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項14】

前記処理ユニットは、前記各光イメージ情報に基づき、前記少なくとも１個の障害の距離情報を計算後、前記方法のステップはさらに以下を含み、
撮影モジュールを使用し、少なくとも１個の画像を取得し、前記表示ユニットは、前記画像を表示することを特徴とする請求項９に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項15】

前記移動手段に設置される構造光投影モジュールを使用し、複数の光平面を前記移動手段周囲の前記少なくとも１個の障害に連続投影するステップ前には、前記方法のステップはさらに以下を含み、
走行状態感知ユニットを使用し、前記移動手段の走行状態を取得し、前記走行状態がバックであることを確認することを特徴とする請求項９に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【請求項16】

前記移動手段に設置される構造光撮影ユニットを使用し、前記少なくとも１個の障害の表面が前記複数の光平面の投影を経て反射した複数の光イメージ情報を受信したステップ後、前記方法のステップはさらに以下を含み、
前記処理ユニットは、前記各光イメージ情報を利用し、前記少なくとも１個の障害の輪郭を計算することを特徴とする請求項９に記載の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は警告方法に関し、自動車のバック時に、バック速度に基づき現在必要なブレーキ距離を割り出し、障害の距離及び必要なブレーキ距離に応じて、異なる警告を発する構造光を運用し障害を感知するバック警告方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車は日常生活で最も普及している移動手段である。自動車には、少なくとも左側サイドミラー、右側サイドミラー、車内ミラーが設置され、車両の左後方、右後方及び正後方の画像を、ミラーの反射により自動車のドライバーに見せる。

【0003】

しかし、これらミラーがドライバーに提供できる視野範囲には限界があり、またミラーはドライバーにより広い視野を提供するためには、凸レンズを使用する必要がある。
けれども、凸レンズの結像は縮小し直立した虚像となり、近距離の障害が凸レンズ結像を通すと、遠くにあるとの錯覚を生じ、ドライバーは実際の障害との距離をつかみにくくなってしまう。
しかも、自動車が道路を走行時には、視野範囲が制限され、距離感に誤差が生じるだけでなく、精神的な疲労或いは道路を使用する他の人が交通法規を守らない等の要因により、ドライバー、乗客及び歩行者の生命の安全は危険にさらされてしまう。
安全性を高めるために、受動安全配備は自動車出荷時の標準配備となっており、主動安全配備も各メーカーの努力の下、開発が続けられている。

【0004】

現行の技術では、使用者に即時に警告する安全警告機能装置を開示しているものもある。
それは例えば、信号発射器及び信号レシーバーを設置するバックレーダーで、バックの際に障害が車の後部に近づいた時には、音声を発し、ドライバーに注意を促す設備である。
しかし、ドライバーにとっては、自動車には依然として特定の視覚の死角が存在する。
特に、バック時のドライバーの視野範囲には、車のボディに遮られて非常に大きな視覚の死角が生じる。
これにより、ドライバーは、車のボディに近い場所に障害があるか、或いは路面に陥没が存在するかどうかを知ることはできない。

【0005】

現在では車外に撮影設備を設置する技術もある。
それは、画像キャプチャーデバイスを用いて画像を読み取り、車内の表示装置に表示しドライバーの参考に供する。
しかし、画像キャプチャーデバイスが取得する画像範囲には制限がある。
しかも、同一位置に固定されるため、画像の撮影範囲は、自動車右左折時の角度の大きさに応じて変化することはない。
これにより、ある部分の視覚には死角が発生し、しかも画像キャプチャーデバイスが撮影する画像は平面画像であるため、ドライバーがこの画像に基づき、障害との間の距離をつかむことは非常に難しい。
画像の中に参考線を加えて、ドライバーが距離を判断する際の依拠としているメーカーもあるが、このような方法では、おおよその距離しか分からず、障害或いは路面の陥没と車体との間の距離を正確に判断することはできない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前記先行技術では、障害或いは路面の陥没と車体との間の距離を正確に判断することはできないという欠点がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、移動手段後側に取り付ける構造光投影モジュール及び構造光撮影ユニットにより、障害が反射する複数の光イメージ信号を受信し、移動手段のバック時に、後方に障害があることを確認し、警告信号を発して移動手段のドライバーに知らせる構造光を運用し障害を感知するバック警告方法に関する。

【0008】

本発明の一実施形態による構造光を運用し障害を感知するバック警告方法のステップは以下の通りである。
構造光投影モジュールを使用して複数の光平面を投射し、構造光撮影ユニットが反射する複数の光イメージ信号を受信し、処理ユニットは、光イメージ信号により高度及び距離を計算し、高度に基づき、バックの安全に影響を及ぼすかどうかを確認後、距離及び移動手段の速度に基づき計算された警告距離に応じて、情報データベース中から警告情報を取得し、警告モジュールは、警告情報に基づき、警告を発する。

【0009】

本発明の一実施形態において、該処理ユニットは、該速度情報、重力加速度情報、該移動手段のタイヤの摩擦係数に基づき、計算し、該警告距離情報を取得する。

【0010】

本発明の一実施形態において、該処理ユニットは、高度に基づき、移動手段がバックする時の安全に影響を及ぼすかどうかを判断するステップにおいて、該処理ユニットは、該高度及び該移動手段の安全高度情報に基づき、障害がバックの安全に影響を及ぼすかどうかを判断する。

【0011】

本発明の一実施形態において、警告モジュールを利用して該警告通知を発するステップにおいて、該警告モジュールの少なくとも１個の音声ユニットを使用し、該警告通知を発する。

【0012】

本発明の一実施形態において、該警告モジュールは、該警告情報に基づき、該音声ユニットをコントロールし該警告通知の周波数を発する。

【0013】

本発明の一実施形態において、移動手段に設置される該構造光撮影ユニットを使用し、該少なくとも１個の障害が、該光平面の投影を反射する複数の光イメージ情報を受け取った後には、さらに以下のステップを含む。
該処理ユニットを使用し、該各光イメージ情報を利用し、該少なくとも１個の障害の輪郭を計算し、該少なくとも１個の障害の輪郭に基づき、その種類を分析する。
該少なくとも１個の障害が、該移動手段のバックの安全に影響を及ぼさないなら、該少なくとも１個の障害を無視する。

【0014】

本発明の一実施形態において、該処理ユニットは、該各光イメージ情報に基づき、該少なくとも１個の障害の該高度情報及び該距離情報を計算するステップの後に、該方法のステップはさらに以下を含む。
該各光イメージ情報を表示ユニットに表示する。
該処理ユニットは、該表示ユニットにおいて、該少なくとも１個の障害中の該移動手段に最も近いものを標記する。

【0015】

本発明の一実施形態において、移動手段に設置される該構造光投影モジュールを使用し、複数の光平面を該移動手段周辺の該少なくとも１個の障害に連続投影するステップ前には、該方法のステップはさらに以下を含む。
走行状態感知ユニットを使用し、該移動手段の走行状態を取得し、該走行状態がバックであることを確認する。

【発明の効果】

【0016】

本発明の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法は、移動手段後側に取り付ける構造光投影モジュール及び構造光受信モジュールにより、障害が反射する複数の光イメージ信号を受信し、移動手段のバック時に、後方に障害があることを確認し、警告信号を発して移動手段のドライバーに知らせる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第一実施形態の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法のシステムブロックチャートである。

【図2】本発明の第一実施形態の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法の応用模式図であり、障害への光平面投影を示す。

【図3】本発明の第一実施形態の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法の光平面が二次元ポイントアレイを含むことを示す模式図である。

【図4】本発明の第一実施形態の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法のフローチャートである。

【図5】本発明の第二実施形態の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法のフローチャートである。

【図6】本発明の第二実施形態の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法のシステムブロックチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

従来の技術において、一般の画像キャプチャーデバイスが撮影する画像は平面画像であるため、自動車のバックに運用される時には、ドライバーは障害物の距離及び高度を正確に判断することはできない。
よって、本発明は構造光を運用し障害を感知するバック警告方法を提供し、構造光の反射を運用し、障害物と移動手段との実際の距離及び障害物の高度を計算し、ドライバーに参考に供し、障害が警告範囲内に入ると、ドライバーに警告を発する。

【0019】

図１、図２に示す通り、本発明の構造光を運用し障害を感知するバック警告システムは、自動車、バス或いは大型トラック等の移動手段１の後測に設置する。
構造光を運用し障害を感知するバック警告システムは、ハードウェア構造として、構造光投影モジュール１０、構造光撮影ユニット２０、処理ユニット３０、警告モジュール４０、表示ユニット６０、データベース７０及び走行状態感知ユニット８０を有する。
上述のユニット及びモジュールはともに、電源供給ユニット５０と電気的に連接し、電力供給を得て作動する。

【0020】

構造光投影モジュール１０は、レーザー光源ユニット１０１、レンズセット１０３を有し、移動手段１後方数十メートル内の空間に、走行安全に影響を与える可能性が有る、行き交う歩行者、動物、他の移動手段、或いは固定された柵、灌木や草むら、地面の隆起或いは陥没等の障害がないかどうかを感知する。
本発明が使用する探知方式は、構造光技術を用いる。
その原理は、光源は被測定測障害の表面に制御可能なドット状光、ひも状光或いは光平面を投射し、撮影機材等のセンサーで反射のイメージを受け取り、幾何計算を経て、障害の立体座標を得るものである。
本発明の一実施形態では、非可視光レーザーを光源とし、その同調性が高く、減衰が遅く、測定距離が長く、正確性が高い等の特性を利用する。
さらに、それは他の光源の影響を受けにくいため、一般の光線に比べよく投射できる。

【0021】

レーザー光源ユニット１０１が提供する光源は、レンズセット１０３を通った後に発散し、空間中では光平面１０５を形成する。
本発明が使用するレンズセット１０３には、図案化レンズ（ｐａｔｔｅｒｎ ｌｅｎｓ）を含む。
それは図案化の微構造を備えるため、そこを通過するレーザー光源が形成する光平面は、図案化特徴を備える。
例えば、二次元平面は光ポイントアレイを呈する（図３参照）。

【0022】

移動手段１の後方には障害、地面の陥没或いは地面の隆起等障害２が存在するなら、光平面１０５が障害２の表面に投影されると、光線は反射され、光イメージ情報の形式で、構造光撮影ユニット２０により受信される。
構造光撮影ユニット２０は、非可視光レーザーを受信できる撮影ユニットである。
光イメージ情報は、構造光投影モジュール１０が投影する光平面１０５が障害２表面の不規則性反射を経て、形成される変形図案である。
構造光撮影モジュール２０はこの変形図案を受け取った後、処理ユニット３０はこれら変形図案を受け取り、障害２の立体外観輪郭を再構築する。

【0023】

処理ユニット３０は、計算及びロジック演算可能な電子パーツである。
警告モジュール４０は、音声ユニット４０１を有する。
警告モジュール４０は、警告情報を受け取った後、警告情報に基づき、音声ユニット４０１を駆動して警告を発しさせる。
音声ユニット４０１が発する警告は、音声、言語或いは他のドライバーに知らせることができる音である。
表示ユニット６０は、液晶スクリーン、プラズマスクリーン、陰極線管スクリーン或いはデジタル画像を表示できる他の表示ユニットである。

【0024】

データベース７０は、デジタル情報を保存できる電子パーツで、少なくとも１個の警告情報を保存する。
データベース７０は、移動手段１に設置されるとは限らず、外部に設置することもでき、移動手段１は無線或いは有線の方式でデータベース７０に連接され、警告情報を取得する。
走行状態感知ユニット８０は、移動手段１の走行状態を感知し、走行状態感知ユニット８０は、加速度或いは加速度を生じることができるセンサーが生じる情報に基づき、移動手段１の走行状態を判断することができる。
走行状態感知ユニット８０は、移動手段１のシフトレバーのシフト位置に基づき、移動手段１の走行状態を判断することができる。
走行状態感知ユニット８０は、移動手段１のタイヤ或いはタイヤ軸に取り付け、移動手段１のタイヤ或いはタイヤ軸の回転方向を感知し、移動手段１の走行状態を判断する。
電源供給ユニット５０は、電池或いは外付け式電源である。

【0025】

本発明の第一実施形態の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法のステップについて説明する。
図４は、本発明の第一実施形態の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法のフローチャートである。
図に示す通り、本実施形態の執行時には以下のステップを含む。
ステップＳ１：移動手段の走行状態を判断する。
ステップＳ３：構造光撮影ユニットは、複数の光イメージ情報を取得する。
ステップＳ５：処理ユニットは、該各光イメージ情報に基づき、該障害の高度情報及び距離情報を計算する。
ステップＳ７：障害がバックの安全に影響を及ぼすと確定する。
ステップＳ９：警告距離情報を取得する。
ステップＳ１１：処理ユニットは障害を標示する。
ステップＳ１３：処理ユニットは警告情報を取得する。
ステップＳ１５：処理ユニットは警告情報を警告モジュールにインプットする。

【0026】

図１、図２、図３及び図４を用いて、本発明の第一実施形態の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法執行時の流れについて説明する。
移動手段１は道路上を走行し、本発明の構造光を運用し障害を感知するバック警告方法を執行可能なシステムを搭載する時、ステップＳ１からステップＳ１５を執行する。

【0027】

ステップＳ１において、移動手段１の走行状態を判断する。
走行状態感知ユニット８０は、移動手段１の現在の走行状態を判断する。
例えば、走行状態感知ユニット８０が加速度センサーである時には、加速度センサーが感知する加速度により、移動手段１がバック状態にあるか、他の状態にあるかを判断する。

【0028】

走行状態感知ユニット８０が、移動手段１のシフトレバーのシフト位置に基づき、移動手段１の走行状態を判断する際には、シフトレバー所在のシフト位置がバック位置であるかどうかにより、移動手段１がバックしているかどうかを判断する。
走行状態感知ユニット８０を、移動手段１のタイヤ或いはタイヤ軸に取り付ける場合には、走行状態感知ユニット８０は、移動手段のタイヤ或いはタイヤ軸の回転方向に基づき、移動手段１の走行状態を判断する。

【0029】

移動手段１がバックしていない時には、ステップＳ１を繰り返す。
ステップＳ３では、構造光射撮影ユニット２０は、複数の光イメージ情報を取得する。
構造光投影モジュール１０のレーザー光源ユニット１０１は、移動手段１周囲の少なくとも１個の障害２の表面に、複数の光平面１０５を連続で投射する。
構造光射撮影ユニット２０は、障害２の表面が該各光平面１０５の投影を受けた後に反射する複数の光イメージ情報を受け取る。
レーザー光源ユニット１０１が発するレーザー光は、レンズセット１０３を通して発散される。
よって、投射距離には限界があり、移動手段１から遠い障害には投射されない。
一実施形態中のレーザー光源ユニット１０１が発するレーザー光投射距離は、１５メートル以内である。

【0030】

別種の実施形態では、レーザー光源ユニット１０１の出力を調整することで、レーザー光投射の距離を延長し、或いは短縮する。
例えば、移動手段１が一般の乗用車であれば、必要なブレーキ距離は比較的短いため、レーザー光源ユニット１０１の出力を低下させ、移動手段１に比較的近い障害だけにレーザー光を反射させることができる。
これにより、節電でき、処理ユニット３０が処理する必要がある資料を減らすことができる。
移動手段１が大型の客車或いは牽引車である時には、必要なブレーキ距離は比較的長いため、レーザー光源ユニット１０１の出力を高めることで、移動手段１から遠い障害にレーザー光を反射させ、こうしてバックの安全性を高めることができる。

【0031】

ステップＳ５において、処理ユニット３０は、該各光イメージ情報に基づき、障害２の高度情報及び距離情報の少なくとも１個を計算する。
それは、構造光撮影ユニット２０が取得する光イメージ情報の計算と分析を行い、その変化程度を利用し、障害２と移動手段１との間の距離情報、高度情報、障害２の外観輪郭を取得する。
障害２の高度情報がプラスである時、障害２は物体或いは地面の隆起で、障害２の高度情報がマイナスである時には、障害２は地面の陥没である。

【0032】

ステップＳ７では、処理ユニット３０が、障害２がバックの安全に影響を及ぼすか判断する際には、処理ユニット３０は障害２の高度情報及び移動手段１の安全高度情報に基づき、障害２が移動手段１のバックの安全に影響を及ぼすかどうかを判断する。影響があると、ステップＳ９を執行し、影響がないと、ステップＳ３を執行する。
安全高度情報は、移動手段１の底盤から地面までの高度で、移動手段１のタイヤ半径或いは他のあらかじめ設定された数値である。
移動手段１の底盤から地面までの高度は安全高度情報であることで説明する。障害２の高度値がプラスで、しかも移動手段１の底盤から地面までの高度より小さければ、この障害２は、移動手段１のバックに何らの影響も及ぼさない。
障害２の高度値がマイナスで、障害２の高度値の絶対値が移動手段１の底盤から地面までの高度より小さい時には、この障害２は移動手段１のバックに何らの影響も及ぼさない。
反対に、障害２の高度値がプラスで、しかも移動手段１の底盤から地面までの高度より大きい時には、移動手段１のバックの際にはこの障害２に衝突する。
障害２の高度値がマイナスで、障害２の高度値の絶対値が移動手段１の底盤から地面までの高度より大きい時には、移動手段１のバックの際には、この障害２中に落ち込むことで、バックの安全に対して影響を及ぼす。

【0033】

一実施形態において、処理ユニット３０は、移動手段１のタイヤ半径に基づき、障害２がバックの安全に影響を及ぼすかどうか判断する。
ドライバーは自身の運転習慣に基づき、安全高度情報を設定することができる。

【0034】

ステップＳ９において、処理ユニット３０は警告距離情報を取得する。
走行状態感知ユニット８０が加速度センサーである時には、加速度センサーが生じる加速度情報により計算して速度情報を取得し、さらに計算して警告距離情報を取得する。
また、タイヤ、タイヤ軸或いは移動手段１上の他の場所に取り付けられるセンサーは、移動手段１の速度情報を取得する。
処理ユニット３０は速度を取得後に計算し、警告距離情報を取得する。
この警告距離情報は、最短ブレーキ距離で、その公式は以下の通りである。

【数1】

Ｖは移動手段１の現在の速度で、Ｇは重力加速度で、ｕは移動手段１のタイヤの摩擦係数である。

【0035】

本発明の一実施形態において、処理ユニットは、最短ブレーキ距離及びドライバーの反応に必要な距離に基づき、警告距離情報を取得する。
この公式は以下の通りである。

【数2】

Ｒはドライバーの反応時間である。

【0036】

ステップＳ１１において、処理ユニット３０は障害２を標示する。
このステップ中では、表示ユニット６０は、障害２の反射する光イメージ情報を表示する。
処理ユニット３０は、障害２の外観輪郭に基づき、表示ユニット６０が表示する光イメージ情報上で障害２を標示する。
これにより、ドライバーは表示ユニット６０を通して障害２の存在を知ることができる。

【0037】

処理ユニット３０は、表示ユニット３０に障害２と移動手段１との距離を標示することができる。
例えば、障害２が移動手段１付近の３メートルの範囲内にあれば、障害２の表示ユニット６０上の光イメージ情報脇には、３メートルと標示される。
処理ユニット３０はさらに、障害２の距離情報に基づき、光イメージ情報を変え、表示ユニット６０上の色を変えることができる。
例えば、障害２が移動手段１付近３メートルの範囲内にあるなら、障害２の光イメージ情報は赤色で表示ユニット６０上に標示され、障害２が移動手段１付近１０メートルの範囲内にあれば、障害２の光イメージ情報は緑色で表示ユニット６０上に標示される。

【0038】

ステップＳ１３において、処理ユニット３０は警告情報を取得する。
処理ユニット３０は、障害２の高度情報、距離情報及び警告距離情報に基づき、データベース７０で警告情報を取得する。
ステップＳ１５中では、処理ユニット３０は警告情報を警告モジュール４０にインプットする。
ステップ１３において、処理ユニット３０は、ステップＳ１１中で取得した警告情報を、警告モジュール４０にインプットする。
警告モジュール４０は、警告情報に基づき、音声ユニット４０１をコントロールし警告を発しさせる。

【0039】

本発明の一実施形態において、ステップＳ１３では、処理ユニット３０は、障害２の距離の違いに基づき、データベース７０から異なる警告情報を取得する。
例えば、移動手段１の警告距離情報は５メートルで、障害２の距離情報が３メートルである時、処理ユニット３０は、データベース７０から第一警告情報を取得する。
障害２の距離情報が１０メートルである時、データベース７０から第二警告情報を取得する。

【0040】

本発明の一実施形態において、ステップＳ１５では、該警告情報が第一警告情報である時、差し迫った危険があるため、警告モジュール４０は音声ユニット４０１を制御し、連続した音声によりドライバーに知らせ、或いは障害２に接触しそうであると言語により告知する。
警告情報が第二警告情報である時には、いくらか緩衝距離があるため、警告モジュール４０は、音声ユニット４０１をコントロールし、間歇性の音声により、ドライバーに知らせ、或いは言語により警告距離外に障害２が存在すると告知する。
音声ユニット４０１が音声によりドライバーに知らせる時、音声ユニット４０１が第一警告情報に基づき発する音声の周波数は、音声ユニット４０１が第二警告情報に基づき発する音声の周波数より高い。

【0041】

本発明の一実施形態において、ステップＳ５では、処理ユニット３０は、距離情報或いは高度情報の内の１個を先に計算し、計算した情報と対応するステップの執行を完了した後、別のものを計算し、別のものと対応するステップを執行する。
例えば、処理ユニット３０は、高度情報を先に計算し、続いてステップＳ７を執行した後、処理ユニット３０はステップＳ５に戻り、距離情報を計算し、続いてステップＳ７からステップＳ１５を執行する。
或は、処理ユニット３０は距離情報を先に計算し、続いてステップＳ７を執行した後、処理ユニット３０はステップＳ５に戻り、高度情報を計算し、続いてステップＳ７からステップＳ１５を執行する。

【0042】

上述のステップを執行した後、本発明の第一実施形態の構造光感知障害距離のバック警告方法の運用を終了する。
本発明は、構造光に基づき、移動手段１後方の障害２の高度情報及び距離情報を取得し、高度情報及び距離情報、及び移動手段１の加速度、タイヤ磨擦係数に基づき取得した警告距離情報に基づき、この障害２が移動手段１のバック時に危険をもたらすかどうかを判断する。

【0043】

本発明の第二実施形態の構造光を運用し障害距離を感知するバック警告方法は、図５及び図６の第二実施形態の構造光を運用し障害距離を感知するバック警告方法フローチャート及びシステムブロックチャートに示す。
本実施形態と第一実施形態の差異は、以下の通りである。
本実施形態のシステム中には、撮影ユニット９０をさらに有する。
撮影ユニット９０は、撮影機、或いは連続して画像を取り込むことができる他の設備である。
本実施形態のステップでは、ステップＳ５の後に、ステップＳ６をさらに有し、障害の種類を分析する。
ステップＳ７の後には、ステップＳ８をさらに有し、障害画像を表示する。
本実施形態の他の部分は、第一実施形態と相同であるため、再記述は行わない。

【0044】

ステップＳ６では、移動手段１の後方に異なる類型の障害２が存在することに鑑みる。
各種障害２のバックの安全に対する影響の程度は異なる。
例えば、石ころ、他の車両、路面の隆起、路面の陥没、或いは歩行者等はバックの安全に影響するが、大量の雑草は、バックの安全に影響しない。
よって、ステップＳ６中では、処理ユニット３０は、光イメージ情報を使用し障害２の立体外観輪郭を再構築し、障害２を分類し、それが移動手段１に対して威脅となるかどうかを判断する。

【0045】

分類の方式は、異なる障害２の外観特徴について識別を行い、障害２の特徴とデータベース７０中に予め保存する資料を比較対照する。
分類により、障害２が移動手段１のバック安全に影響を及ぼすかどうかを判断することができる。
例えば、バック安全に対して危険とならない草であれば、処理ユニット３０は該障害を無視する。

【0046】

本発明の一実施形態において、ステップＳ６では、処理ユニット３０は障害２を識別する前に、グルーピング演算法を用いて、光イメージ情報上の障害２に対してグルーピングを行う。
光イメージ情報には、地面及び少なくとも１個の障害２が反射する構造光を含み、グルーピング演算法により、地面と障害２とを分離することができる。
光イメージ情報中に、多数の障害２を含む時には、グルーピング演算法において、地面及び障害２を分離する時、第一障害、第二障害等と区分することができ、これにより後続の障害２の分類を行う時には、障害２の輪郭を効果的に取得できる。

【0047】

本発明の一実施形態において、グルーピング演算法は、Ｋ平均演算法（Ｋ-ｍｅａｎｓ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ）である。
ステップＳ８中において、撮影ユニット９０は、周囲を連続撮影し画像を取得する。
処理ユニット３０は、ステップＳ５中で取得した障害２の輪郭及び障害の位置に基づき、画像中の障害２を表示ユニット６０に表示する。

【0048】

本発明の第二実施形態において、ドライバーは障害の種類及び距離は、表示ユニット上に表示される障害画像により、より正確に判断できる。

【0049】

本発明の一実施形態において、構造光投影モジュール１０及び構造光撮影ユニット２０、撮影ユニット９０は、移動手段１の後側に設置される。

【0050】

本発明の一実施形態において、構造光投影モジュール１０或いは＼及び構造光撮影ユニット２０或いは＼及び撮影ユニット９０と地面の挟角は９０度以下である。
実際の使用時には、移動手段１がバックする時のドライバーは、バックの安全に影響を及ぼす障害２が後方に存在するかを知るだけで良い。
言い換えれば、障害２の部分輪郭を提供するだけでよく、障害２の全貌を取得する必要はない。
構造光投影モジュール１０或いは＼及び構造光撮影ユニット２０或いは＼及び撮影ユニット９０と地面との挟角を調整することで、取得された障害２の光イメージ情報或いは＼及び画像が障害２の全貌とならないようにでき、これにより処理ユニット３０の演算量及びドライバーが受け取る情報量を減らすことができる。

【符号の説明】

【0051】

１ 移動手段
１０ 構造光投影モジュール
１０１ レーザー光源ユニット
１０３ レンズセット
１０５ 光平面
２０ 構造光撮影ユニット
３０ 処理ユニット
４０ 警告モジュール
４０１ 音声ユニット
５０ 電源供給ユニット
６０ 表示ユニット
７０ データベース
８０ 走行状態感知ユニット
９０ 撮影ユニット
２ 障害

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】