(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1は、本発明の実施形態を説明するための、開閉システムの一例の機能ブロックを示し、
図2は、
図1の開閉システムが搭載された車両の一例を示す。
【0012】
開閉システム10は、いわゆるセダンタイプの自動車1Aに搭載されており、自動車1Aの開閉体としてのドア2Aを自動的に開閉する。なお、開閉システム10の自動開閉の対象となるドアには、運転席ドア及び助手席ドア、並びに後席ドアが含まれるが、本例では助手席ドアを例にして開閉システム10の構成を説明する。また、本例では、ドア2Aは、ヒンジ3を介して車両のドア枠(開口部)に回動可能に支持された、いわゆるスイングドアである。
【0013】
開閉システム10は、ドア2Aを開閉駆動するモータ等の駆動部11と、ドア2Aの周囲を撮像する撮像部12と、制御装置13とを備える。
【0014】
撮像部12は、一つ又は複数のカメラを含んで構成され、
図2に示す例では、ヒンジ3の近傍でドア2Aの車外側に設置されたカメラ20と、同じくヒンジ3の近傍でドア2Aの車内側に設置されたカメラ21とで構成されている。カメラ20の視野20aにはドア2Aの開扉軌道が収められており、カメラ21の視野21aにはドア2Aの閉扉軌道が収められている。なお、カメラの数及び設置箇所は、開扉軌道及び閉扉軌道を含むドア2Aの周囲を撮像可能である限りにおいて特に限定されない。
【0015】
制御装置13は、一つ又は複数のプロセッサを主体とし、プロセッサが実行する制御プログラムやプロセッサの処理結果を保持するROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等の記憶媒体を含んで構成されている。そして、制御プログラムに従って動作する制御装置13は、駆動部11を制御してドア2Aを開閉する開閉制御部14、及びドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物を検出する検出部15として機能する。
【0016】
開閉制御部14は、スイッチ等によって構成される操作部16に入力される操作に応じて駆動部11を制御し、ドア2Aを開閉する。そして、開閉制御部14は、検出部15によってドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物が検出された場合に、障害物と接触する前にドア2Aを停止させる。検出部15は、撮像部12によって撮像されたドア2Aの周囲画像に基づき、ドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物を検出する。
【0017】
また、制御装置13は、自動車1Aの車速を検出する車速センサ17、及びドア2Aの開度を検出する開度センサ18と電気的に接続されており、制御装置13には、車速センサ17から車速信号が、開度センサ18から開度信号がそれぞれ入力される。
【0018】
図3及び
図4は、ドア2Aが開扉される場合の開閉システム10の処理を示す。
【0019】
図3に示す例では、ドア2Aの開扉軌道T1上に障害物Oが存在している。障害物Oを含むドア2Aの周囲が撮像部12の車外側のカメラ20によって撮像される。障害物Oとしては、自動車1Aに乗り込もうとする乗降者、隣に駐停車している他車、道路の縁石、等を例示することができるが、これらに限定されない。
【0020】
制御装置13は、ドア2Aの開扉操作が操作部16に入力されたか否かを判定する(ステップS1)。開扉操作が入力されたと判定した場合に、制御装置13は、続いて車速センサ17から入力される車速信号に基づいて自動車1Aが停止している(車速=0)か否かを判定する(ステップS2)。
【0021】
ステップS2において車速=0と判定した場合に、制御装置13はドア2Aの開扉を開始する(ステップS3)。制御装置13は、ドア2Aを開扉不能にロックするラッチ装置を制御可能に構成されており、ドア2Aの開扉を開始する際には、ラッチ装置に対してアンロック制御信号を出力し、ドア2Aのロックを解除する。
【0022】
ドア2Aの開扉を開始した後、制御装置13は、撮像部12に対して撮像制御信号を出力し、撮像部12にドア2Aの周囲を撮像させる(ステップS4)。そして、制御装置13の検出部15は、撮像部12によって撮像されたドア2Aの周囲の画像に基づき、ドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物を検出する(ステップS5)。
【0023】
障害物の検出方法の一例として、エッジ検出等の画像解析によって画像から物体が抽出され、カメラを基点とする物体の方位及び距離が算出される。算出された物体の方位及び距離を用い、カメラとドア2Aとの位置関係から、物体がドア2Aの軌道上に位置しているか否かが判定され、ドア2Aの軌道上に位置する物体についてドア2Aとの距離が算出される。ドア2Aの軌道上に位置し且つドア2Aとの距離が所定の閾値未満となる物体が存在する場合に、この物体がドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物として検出される。
【0024】
カメラを基点とする物体の距離は、例えばステレオカメラを用いて撮像される物体の視差画像から三角測量の原理で算出することができる。また、カメラがドア2Aに設置されておりドア2Aの開閉に応じて移動される場合には単眼カメラを用いることもでき、微小な時間間隔で撮像される連続画像上での物体の動きと単眼カメラの変位量に基づいて物体の距離を算出することができる。また、距離に対する閾値は、駆動部11によって開閉駆動されるドア2Aの速度及び駆動部11の制動力などを考慮し、ドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物が検出された場合に障害物と接触する前にドア2Aを停止させることができる範囲で適宜設定することができる。
【0025】
検出部15によって障害物が検出されない場合に(ステップS6−No)、制御装置13の開閉制御部14は、駆動部11に開扉制御信号を出力し、ドア2Aの開度を所定角度増加させ、ドア2Aを開扉させる(ステップS7)。
【0026】
続いて、制御装置13は、開度センサ18から入力される開度信号に基づき、ドア2Aの開度が自動開扉における設定(最大)開度に達したか否かを判定する(ステップS8)。ステップS8の判定処理において、ドア2Aの開度が設定開度に達したと判定すると(ステップS8−Yes)、制御装置13は開扉処理を終了する。一方、ドア2Aの開度が設定開度に達していないと判定すると(ステップS8−No)、制御装置13は、撮像部12にドア2Aの周囲を撮像させるステップS4に戻り、ステップS4からステップS8の処理を繰り返し実行する。
【0027】
一方、検出部15によって障害物が検出された場合には(ステップS6−Yes)、制御装置13の開閉制御部14は、駆動部11に停止制御信号を出力し、ドア2Aの開扉を停止させてドア2Aの開度を保持し(ステップS9)、開扉処理を終了する。
【0028】
以上の開扉処理により、ドア2Aの開扉軌道上に障害物が存在する場合には、障害物と接触する前にドア2Aが停止されるので、ドア2Aと障害物との接触、及び接触による両者の損傷が未然に回避される。また、障害物と接触しない範囲でドア2Aが開扉されるので、乗員の利便性も高まる。
【0029】
図5及び
図6は、ドア2Aが閉扉される場合の開閉システム10の処理を示す。
【0030】
図5に示す例では、ドア2Aの閉扉軌道T2上に障害物Oが存在している。障害物Oを含むドア2Aの周囲が撮像部12の車内側のカメラ21によって撮像される。障害物Oとしては、自動車1Aに乗り込もうとする乗降者、バッグ等の乗降者の所持品、及び乗降者の衣服、等を例示することができるが、これらに限定されない。
【0031】
制御装置13は、ドア2Aの閉扉操作が操作部16に入力されたか否かを判定する(ステップS11)。閉扉操作が入力されたと判定した場合に、制御装置13は、続いて車速センサ17から入力される車速信号に基づいて自動車1Aが停止している(車速=0)か否かを判定する(ステップS12)。ステップS12において車速=0と判定した場合に、制御装置13はドア2Aの閉扉を開始する(ステップS13)。
【0032】
ドア2Aの閉扉を開始した後、制御装置13は、撮像部12に対して撮像制御信号を出力し、撮像部12にドア2Aの周囲を撮像させる(ステップS14)。そして、制御装置13の検出部15は、撮像部12によって撮像されたドア2Aの周囲の画像に基づき、ドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物を検出する(ステップS15)。
【0033】
検出部15によって障害物が検出されない場合に(ステップS16−No)、制御装置13の開閉制御部14は、駆動部11に閉扉制御信号を出力し、ドア2Aの開度を所定角度減少させ、ドア2Aを閉扉させる(ステップS17)。
【0034】
続いて、制御装置13は、開度センサ18から入力される開度信号に基づき、ドア2Aが全閉されたか否かを判定する(ステップS18)。ステップS18の判定処理において、ドア2Aが全閉されたと判定すると(ステップS18−Yes)、制御装置13は閉扉処理を終了する。一方、ドア2Aが全閉されていないと判定すると(ステップS18−No)、制御装置13は、撮像部12にドア2Aの周囲を撮像させるステップS14に戻り、ステップS14からステップS18の処理を繰り返し実行する。
【0035】
一方、検出部15によって障害物が検出された場合には(ステップS16−Yes)、制御装置13の開閉制御部14は、駆動部11に停止制御信号を出力し、ドア2Aの閉扉を停止させてドア2Aの開度を保持し(ステップS19)、閉扉処理を終了する。
【0036】
以上の閉扉処理により、ドア2Aの閉扉軌道上に障害物が存在する場合には、障害物と接触する前にドア2Aが停止されるので、ドア2Aと障害物との接触、さらにはドア2Aとドア枠との間での障害物の挟み込みが未然に回避され、接触又は挟み込みによる両者の損傷が未然に回避される。
【0037】
以上、説明した開閉システム10によれば、ドア2Aの軌道上に存在する障害物は撮像されたドア2Aの周囲の画像に基づいて検出されており、画像に基づく検出によれば、静電容量の変化に基づく検出に比べて、障害物の周囲の物体に起因する検出精度の低下を抑制することができる。これにより、ドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物を精度よく検出し、障害物の誤検出に起因する開閉システム10の誤動作を抑制して開閉システム10の使い勝手を高めることができ、且つドア2Aと障害物との接触を未然に回避することができる。
【0038】
なお、
図4に示した開扉処理では、ドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物を検出した場合に、制御装置13が、ドア2Aを停止させ、ドア2Aの開度を保持するものとして説明したが、停止後にドア2Aを停止前の移動方向とは反対方向に移動させる、すなわちドア2Aを閉扉させるようにしてもよい。これにより、ドア2Aのオーバーシュートを抑制し、ドア2Aと障害物との接触をより確実に回避することができる。閉扉させる場合のドア2Aの開度の減少量は適宜設定することができる。
【0039】
同様に、
図6に示した閉扉処理においても、制御装置13が、ドア2Aの停止後に、ドア2Aを停止前の移動方向とは反対方向に移動させる、すなわち開扉させるようにしてもよく、これにより、ドア2Aのオーバーシュートを抑制し、ドア2Aと障害物との接触及びドア2Aとドア枠との間での障害物の挟み込みをより確実に回避することができる。開扉させる場合のドア2Aの開度の増加量は適宜設定することができるが、ドア2Aを全開させるようにしてもよい。
【0040】
ここまで、スイングドアであるドア2Aの開閉を例にして開閉システム10を説明したが、開閉システム10は、車両ボディに沿って開閉されるスライドドアの開閉にも適用可能である。
【0041】
図7に示す例では、開閉システム10は、いわゆるワンボックスタイプの自動車1Bに搭載されており、開閉システム10によって自動的に開閉されるドア2Bは、後席のスライドドアである。撮像部12は、ドア枠の一部を形成するルーフアウターパネルの縁部に設置されたカメラ22によって構成されており、カメラ22の視野22aには、ドア2Bの開扉軌道及び閉扉軌道がいずれも含まれている。開閉システム10の他の構成は
図1に示したものと同様であり、開閉システム10の開扉処理及び閉扉処理は
図4及び
図6に示したものと同様である。なお、カメラの数及び設置箇所は、開扉軌道及び閉扉軌道を含むドア2Bの周囲を撮像可能である限りにおいて特に限定されず、例えばドア枠の一部を形成するルーフインナーパネルの縁部に設置されていてもよいし、ルーフアウターパネルの縁部及びルーフインナーパネルの縁部の両方に設置されていてもよい。
【0042】
本例においても、開閉システム10によってドア2Bが開扉される際に、ドア2Bの開扉軌道上でドア2Bに近接する障害物が存在する場合には、障害物と接触する前にドア2Bが停止されるので、ドア2Bと障害物との接触、及び接触による両者の損傷が未然に回避され、障害物と接触しない範囲でドア2Bが開扉されるので、乗員の利便性も高まる。
【0043】
特に、スライドドアにおいては、
図8に示すように、ドア2Bの開放された窓から乗員が手や頭部を出した状態にあるときにドア2Bが開扉された場合に、乗員がドア2Bの窓枠4とドア枠5との間に挟み込まれる可能性がある。この場合にも、窓から出た乗員の手や頭部がドア2Bの軌道上に存在する障害物として検出され、障害物と接触する前にドア2Bが停止される。
【0044】
また、開閉システム10によってドア2Bが閉扉される際に、ドア2Bの閉扉軌道上でドア2Bに近接する障害物が存在する場合にも、障害物と接触する前にドア2Bが停止されるので、ドア2Bと障害物との接触、さらにはドア2Bとドア枠との間での障害物の挟み込みが未然に回避され、接触又は挟み込みによる両者の損傷が未然に回避される。
【0045】
図9は、本発明の実施形態を説明するための、開閉システムの他の例の機能ブロックを示す。なお、上述した開閉システム10と共通する要素には共通の符号を付し、説明を簡略又は省略する。
【0046】
図9に示す開閉システム110は、
図2に示した自動車1Aに搭載されているものとし、スイングドアであるドア2Aを自動的に開閉するものとするが、
図7に示した自動車1Bに搭載され、スライドドアであるドア2Bの開閉に適用されてもよい。
【0047】
この開閉システム110は、ドア2Aを開閉駆動するモータ等の駆動部11と、ドア2Aの周囲を撮像する撮像部12と、制御装置113とを備える。制御装置113は、制御プログラムに従って動作することにより、駆動部11を制御してドア2Aを開閉する開閉制御部14、及びドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物を検出する検出部15として機能し、さらに、検出した障害物が人体であるか否かを識別する識別部119としても機能し、開閉制御部14は、検出部15による障害物の検出結果及び識別部119による障害物の識別結果に基づいてドアの開閉を制御するように構成されている。
【0048】
識別部119による人体の識別は、例えば頭部や手などの人体の特定部位の識別も含むものであり、人体の識別には、例えばHOG(Histogram of Oriented Gradient)特徴量などの人体の形状特徴量を利用して画像から人体や人体の特定部位を識別する手法を用いることができる。
【0049】
図10は、ドア2Aが開扉される場合の開閉システム110の処理を示す。
【0050】
図10に示す開閉システム110の開扉処理は、検出部15によってドア2Aの開扉軌道上でドア2Aに近接する障害物が検出された場合の以後の処理において、
図4に示した開閉システム10の開扉処理と異なり、以下、相違点について説明する。
【0051】
検出部15によって障害物が検出された場合(ステップS6−Yes)に、制御装置113の識別部119は、検出された障害物が人体であるか否かを識別する(ステップS21)。
【0052】
ステップS21の識別処理において障害物が人体であると識別すると(ステップS21−Yes)、制御装置113の開閉制御部14は、駆動部11に停止制御信号を出力し、ドア2Aの開扉を停止させてドア2Aの開度を保持し(ステップS22)、開扉処理を終了する。
【0053】
一方、ステップS21の識別処理において障害物が人体でないと識別すると(ステップS21−No)、制御装置113の開閉制御部14は、駆動部11に開扉制御信号を出力し、ドア2Aの開度を所定角度増加させ、ドア2Aを開扉させる(ステップS7)。
【0054】
開閉システム110の閉扉処理においても同様であり、検出部15によってドア2Aの軌道上でドア2Aに近接する障害物が検出された際に、識別部119によって識別された障害物が人体である場合には障害物と接触する前にドア2Aを停止させ、障害物が人体でない場合にはドア2Aを閉扉させる。
【0055】
なお、障害物が乗降者などの移動体である場合には、障害物の移動によってドア2A,2Bとの接触が回避される場合もあり、そこで、上記の開閉システム10及び開閉システム110において、ドア2A,2Bの軌道上の障害物を検出し、開扉又は閉扉を停止させる以前にドア2A,2Bの減速制御を行い、障害物(移動体)にドア2A,2Bの軌道を通過させるようにしてもよい。