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JP4517393B2 - 運転支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、交差点での右折において対向車両の死角に隠れた車両や歩行者との衝突事故を防止するための運転支援装置に関する。
交差点での右折事故防止のため、例えば特許文献1では、対向車両の状態,路面状態を検出して自車両と衝突すると予測できた場合に警報装置により運転者に注意を喚起し、運転者の減速動作が遅れた場合には自動的に自車両を停止させるシステムが提案されている。
特許第3174833号公報 特開2003−81037号公報
ところで、特許文献1では、道路の形状や対向車の陰に隠れて確認できない対抗直進車に対して対向車の状態を検出する対向車検出手段と、道路面の状況を検出する路面状況検出手段と、道路の線形情報を保有する道路データベース手段を道路側に具備し、路車間通信により自車がそれら情報を吸い上げて衝突を防止しようとしているが、全ての交差点にそれら設備を設置することはコストの面からして実現が容易ではない。
一方、特許文献2では、自車に搭載した移動体検出装置により直進車や歩行者を検出し、その移動予測を行い、自車の進路予測結果と比較し衝突する場合には警告を出す装置の提案がされているが、自車に搭載したCCDカメラや超音波センサ等の移動体検出装置の死角位置にある移動体や、携帯電話等の発信手段を持たない移動体については警告できないという問題がある。
本発明は、上記問題を鑑みて為されたものであり、対向車両の死角に隠れた車両や歩行者との衝突事故を防止でき、且つ道路側の設備が不要な運転支援装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段及び発明の効果
上記課題を解決するため、本発明の第一は、車載した機器のみで構成される運転支援装置であって、対向道路を撮影する撮像手段と、対向車両によって運転者の視界から死角となる対向道路上の死角領域を撮像手段により得られる画像から認識する死角認識手段と、車両の走行情報を取得する走行情報取得手段と、死角領域を認識し、且つ、車両の右折状態を検知した場合に運転者に対し警告を行う警告手段とを備えることを特徴とする。これによると、撮像手段により実際に得られる画像から死角領域を認識し、車両の右折時に警告を行うことにより、死角領域に入り込んでいる他車両等との衝突危険性を有効に回避できる。また、かかる構成によれば道路側の設備が必要とならない。
この場合、走行情報取得手段は、右折を開始した自車両の所定時間後における予測移動経路を算出し、死角認識手段は、対向車両の移動に伴って移動する死角領域の所定時間後における移動領域を推定し、その推定した移動領域を死角領域の予測変動領域として算出し、警告手段は、車両の予測移動経路が死角領域の予測変動領域と交錯する場合に警告を行うように構成できる。これによると、車両の予測移動経路が死角領域の予測変動領域と交錯する場合に警告を行うため、より具体的な衝突危険性を運転者に警告できる。
上記課題を解決するため、本発明の第二は、車載した機器のみで構成される運転支援装置であって、対向道路を撮影する撮像手段と、対向車両によって運転の視界から死角となる対向道路上の死角領域を撮像手段により得られる画像から認識する死角認識手段と、死角領域に進入する移動体を検知する移動体検知手段と、車両の走行情報を取得する走行情報取得手段と、移動体を検知し、且つ、車両の右折状態を検知した場合に運転者に対し警告を行う警告手段と、を備えることを特徴とする。これによると、移動体検知手段により実際に死角領域に進入する移動体を検知し、車両の右折時に警告を行うことにより、死角領域に入り込んでいる移動体(他車両等)との衝突危険性を有効に回避できる。また、かかる構成によれば道路側の設備が必要とならない。
この場合、走行情報取得手段は、右折を開始した自車両の所定時間後における予測移動経路を算出し、移動体検知手段は、移動体の移動状態から該移動体の所定時間後における予測移動経路を算出し、警告手段は、自車両の予測移動経路が移動体の予測移動経路交錯する場合に警告を行うように構成できる。これによると、車両の予測移動経路と死角領域に進入した移動体の予測移動経路とが交錯する場合に警告を行うため、より具体的な衝突危険性を運転者に警告できる。
また、警告手段が警告を行う場合に、それとともに車両を制動する制動制御装置を備えるように構成できる。これによると、上記の警告とともに車両の制動を行うことで、衝突危険性をより有効に回避できる。
なお、運転者の目を撮影する運転者撮像手段と、運転者撮像手段により得られる画像から運転者の視線を検出する視線検出手段とを備え、警告手段は、運転者の視線が死角領域の方向を向いていない場合にのみ警告を行うように構成してもよい。これによると、運転者の視線が死角領域の方向を向いていない場合にのみ警告を行うため、必要に応じた警告が可能となる。
(1)第一実施形態
以下、本発明に係る運転支援装置の第一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、対向車両TRによって自車両MCの運転者の視界から死角となる対向道路OL上の死角領域BSを表す図である。右折しようとする自車両MCの運転者にとっては、死角領域BSに車両(2輪車や4輪車)や歩行者など(以下、総称して移動体という)が存在していても対向車両TRの陰に隠れて確認することができないことから、右折により移動体に衝突してしまう危険性がある。すなわち、例えば、対向車両TRの前を横切って自車両MCが右折する場合には、死角領域BSに隠れていた移動体が飛び出してきて衝突したり、通過した対向車両TRの後ろを横切って自車両MCが右折する場合には、死角領域BSの後方側に残っていた移動体に衝突したりという事態が生じる。
そこで、第一実施形態の運転支援装置100(図2参照)は、車外カメラ3で撮影することによって対向車両TRによって生じる死角領域BSの有無を検知し、死角領域BSが存在し、且つ、運転者が右折動作を継続する場合に、運転者に対して衝突危険性がある旨の警告を行って徐行を促す。以下、運転支援装置100の構成と作動について詳細な説明を行う。
(1−1)装置構成
運転支援装置100の構成について説明する。図2は、運転支援装置100の電気的ブロック図を示すものである。運転支援装置100は、対向道路OLを撮影する車外カメラ3,ミリ波レーダやレーザレーダ等からなる探知機6,センサ・スイッチ群4,表示装置51,音声出力装置52及びこれらが接続された制御回路10を備えている。
車外カメラ(撮像手段)3は、CCDカメラ等で構成され、撮影した映像をビデオ信号として制御回路10に入力する。また、車外カメラ3は、互いに離れた状態で複数台設置されており(本実施形態では2台)、これらが対向車両TR方向を撮影することによって、運転者から見た実際の死角(死角領域BS)よりも車外カメラ3から見た死角を狭めることができる。また、車外カメラ3が複数台設置されることで、立体視により得られる3次元画像から立体物を対向車両TRとして把握することもできる(視差計算)。なお、車外カメラ3は、対向道路OLのみならず自車両MCが走行する走行道路DLを含めた幅広い範囲FV(図1参照)を撮影している。
探知機6は、ミリ波レーダやレーザレーダ等からなり、ミリ波や赤外線レーザを出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に、対象物の位置や相対速度を測定するものである。これによって、対向車両TRが存在する場合に、その移動速度や進行方向等の走行情報を得ることができる。
センサ・スイッチ群4には、車両の速度を検出する車速センサ41,車輪の操舵角を検出する舵角センサ42,アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル状態センサ43,車両が回転する速度(ヨーレート)を検出するヨーレートセンサ44,ウインカーの状態を入力する方向表示スイッチ45等が含まれる。これらが本発明の走行情報取得手段の一部として機能し、検出信号が入力されることで、後述する制御回路10は自車両MCの走行情報を取得する。なお、本実施形態では、制御回路10には、これらのセンサ・スイッチ群4から検出信号が直接入力されているが、車内LAN経由で検出信号が入力されるように構成することもできる。
表示装置51は、カラー液晶に代表される表示器により構成されており、音声出力装置52は、アンプやスピーカから構成されており、後述の制御部10からの命令で運転者に対して警告を出力する。すなわち、これらが本発明の警告手段の一部として機能する。
制御回路10は、通常のコンピュータとして構成されており、周知のCPU11,ROM12,RAM13,入出力インターフェース(I/O)14及びこれらの構成を接続するバスライン15が備えられている。CPU11は、ROM12及びRAM13に記憶されたプログラム及びデータにより制御を行う。ROM12は、プログラム格納領域12aとデータ記憶領域12bとを有している。プログラム格納領域12aには、対向道路監視プログラム12pが格納されている。この対向道路監視プログラム12pは、RAM13上でワークメモリ13wを作業領域とする形で作動する。他方、データ記憶領域12bには、対向道路監視プログラム12pの動作に必要な種々のデータが格納されている。なお、これらのプログラム及びデータは、外部メモリを設けてそれに記憶させてもよい。以上の構成によって、制御回路10は、CPU11により対向道路監視プログラム12pが起動されると、本発明の死角認識手段,警告手段,走行情報取得手段として機能する。
(1−2)装置作動
次に、運転支援装置100の作動について、図3及び4を参照して説明する。ここで、図3は運転支援装置100のCPU11が実行する対向道路監視プログラム12pの処理をフローチャートとして示すものであり、図4は同処理を機能ブロック図として示すものである。
まず、対向道路監視プログラム12pが起動すると、CPU11は、車外カメラ3から入力される画像データの処理を行う(ステップS1,死角認識部91)。具体的には、車外カメラ3は主に対向道路OLの状態を撮影しており、対向車両TRの存在や対向道路OLの道幅によって死角領域BSの有無を認識している。対向車両TRの存在及びその走行状態は、周囲との相対速度によって把握することができる。なお、上記のように車外カメラ3が複数台設けられている場合には、画像データ合成部を設け、複数台の車外カメラ3により得られるそれぞれの画像を合成した画像から死角領域BSを認識することで、データ量を削減でき、処理時間の短縮が図れる。
死角領域BSの存在が実際に問題となるのは自車両MCが右折する場合であるので、CPU11は、画像データの処理を行いつつ(ステップS1)、自車両MCの右折状態の開始を検知するまで待機する(ステップS2,走行情報取得部92)。ここで、右折状態の開始は、センサ・スイッチ群4からの信号入力によって検知する。例えば、右方向ウインカーの点灯開始が方向指示スイッチ45から入力された場合に、それを右折状態の開始として検知する。また、自車両が右方向に進行し始めたことが舵角センサ42やヨーレートセンサ44から入力された場合に、それを右折状態の開始として検知することもできる。なお、センサ・スイッチ群4以外でも、例えば、車外カメラ3が対向道路OLとともに自車両MCが走行する走行道路DLの状態も撮影している場合に、走行道路DLにおける右折表示(道路上や信号の右矢印等)を画像データから認識することで、それを右折状態の開始として検知することもできる。
自車両MCの右折状態の開始を検知すると(ステップS2:Yes)、CPU11は、続いて自車両MCの予測移動経路を算出する(ステップS3,走行情報取得部92)。予測移動経路は、センサ41〜44から得られる自車両MCの速度,舵角,ヨーレート,アクセルの踏み込み量等の走行情報に基づいて算出される。
一方、車外カメラ3からの画像データの処理によって対向車両TRの存在が把握されている場合には(ステップS4:Yes)、CPU11は、死角領域BSの予測変動領域を算出する(ステップS5,死角認識部91)。予測変動領域は、画像処理によって得られる対向車両TRの移動速度や進行方向に基づき、現時点から一定時間が経過するまでの間で死角領域BSとなる範囲として定めることができる。また、死角領域BSに潜む移動体が対向車両TRに対して相対的に移動する場合も加味して、当該範囲を更に前後に一定量広げた範囲を予測変動領域とすることもできる。なお、対向車両TRの移動速度や進行方向については、探知機6を用いて得ることもできる。
次に、CPU11は、自車両MCの予測移動経路と死角領域BSの予測変動領域とが交錯するか否かを判定する(ステップS6,警告部93)。すなわち、自車両MCがn秒後に到達するであろう位置が、現時点からn秒経過までの間に死角領域BSとなる範囲に含まれるか否かを判定する。
そして、自車両MCの予測移動経路と死角領域BSの予測変動領域とが交錯すると判定された場合は(ステップS6:Yes)、CPU11は、表示装置51及び音声出力装置52に出力を行い、運転者に対して追突事故が起こる可能性がある旨の警告を行う(ステップS8,警告部93)。この際、運転者が先に危険性を察知して自車両MCを停止させた場合など、自車両MCが停止状態の場合には、運転者に煩わしさを与えないように、警告を行わないようにすることができる(ステップS7)。なお、自車両MCの予測移動経路と死角領域BSの予測変動領域とが交錯する場合に限らず、対向車両TRによって死角領域BSが生じている場合には常に警告を行わせるように構成することもできる。
(2)第二実施形態
以下、本発明に係る運転支援装置の第二実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、上記第一実施形態と重複する箇所については、同番号を付して説明を省略する。第二実施形態の運転支援装置200(図6参照)は、図5に示すように死角領域BSに追越車両などの移動体OTが入り込んだことを検知した場合に、当該移動体OTの動きを予測して、運転者に対して衝突危険性がある旨の警告を行って徐行を促す。さらには、当該警告によっても、運転者が減速あるいは停止操作を行わずに右折動作を継続した場合には、自車両MCの走行動作を制限する。以下、運転支援装置200の構成と作動について詳細な説明を行う。
(2−1)装置構成
運転支援装置200の構成について説明する。図6は、運転支援装置200の電気的ブロック図を示すものである。運転支援装置200は、基本的構成が上記第一実施形態の運転支援装置100と同様であり、それに更に制動制御装置7を備える構成となっている。制動制御装置7は、車両の走行動作を制御する制御系のECU(Electronic Control Unit)として構成でき、エンジンに関する各種制御を行うエンジンECUやブレーキに関する各種制御を行うブレーキECUが含まれる。なお、制動制御装置7は、車内LANを介して接続されていてもよい。
また、制御回路10’は、プログラム格納領域12aに対向道路監視プログラム12p’を格納しており、CPU11により対向道路監視プログラム12p’が起動されると、上記第一実施形態の運転支援装置100と同様に本発明の死角認識手段,警告手段,走行情報取得手段として機能するとともに、本発明の移動体検知手段としても機能する。
(2−2)装置作動
次に、運転支援装置200の作動について、図7及び8を参照して説明する。ここで、図7は運転支援装置200のCPU11が実行する対向道路監視プログラム12p’の処理をフローチャートとして示すものであり、図8は同処理を機能ブロック図として示すものである。
CPU11は、車外カメラ3からの画像データの処理によって対向車両TRの存在が把握されている場合に(ステップS4:Yes)、対向車両TRによって生じている死角領域BSに入り込む移動体OTがあるか否かを監視する(ステップS11,移動体検知部94)。死角領域BSに入り込む移動体OTとは、例えば、死角領域BSを通過して対向車両TRを追越そうとする車両(死角領域BSの後方より入り込む)や、それとは逆に対向車両TRに追越されそうな車両(死角領域BSの前方より入り込む)等である。
移動体OTの検知は、探知機6によって行うことができる(本発明の移動体検知手段として機能)。また、車外カメラ3からの画像データを処理することによっても検知できる。具体的には、CPU11は、探知機6から時々刻々と入力される検出信号から移動速度の異なる物体を分離抽出することで対向車両TR及び移動体OTを把握し、移動体OTが対向車両TRの陰に隠れて反射電波が受信できなくなった場合に死角領域BSへ入り込んだと判定する。さらに、移動体OTが死角領域BSに入り込む前の速度及び方向を基に、移動体OTが死角領域BSを通過する速度を推定し、予測移動経路を算出する(ステップS12,移動体検知部94)。なお、死角領域BSに入り込んだ移動体OTの速度が変化する場合も加味して、当該予測移動経路は一定の幅を持たせたものとすることができる。
そして、CPU11は、自車両MCの予測移動経路と移動体OTの予測移動経路とが交錯するか否かを判定する(ステップS13,警告部93)。すなわち、自車両MCがn秒後に到達するであろう位置と移動体OTがn秒後に到達するであろう位置とが重複するか否かを判定する。その後、CPU11は、警告の出力を行うとともに(ステップS8)、警告を行っても運転者が自車両MCの減速または停止を行わない場合に(ステップS14:No)、制動制御装置7に対し出力を行い、自車両MCの制動を行う(ステップS15,警告部93)。なお、自車両MCの予測移動経路と移動体OTの予測移動経路とが交錯する場合に限らず、死角領域BSに移動体OTが入り込んだ場合には常に警告及び制動を行わせるように構成することもできる。
自車両MCの制動については、具体的には、制動制御装置7(制御系ECU)は制御部10’から走行動作の制限命令を受けると、例えば、ブレーキECUが自動的にブレーキをかけることで車両を停止又は減速させるように作動したり、またはエンジンECUがアクセルペダルの操作入力を受けてもエンジンへの燃料供給を停止させることで車両の発進又は加速を行わないように作動すること等によって行われる。
(3)第三実施形態
以下、本発明に係る運転支援装置の第三実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、上記第一実施形態と重複する箇所については、同番号を付して説明を省略する。運転支援装置300(図10参照)は、図9に示すように車内に視線カメラ8を設けることにより、運転者の視線が死角領域BSの方向を向いていない場合にのみ上記した警告を行うように構成されている。なお、図9ではダッシュボード上やAピラー上部付近に視線カメラ8を配置した例を示したが、バックミラーを透過性ミラーとしてバックミラー裏内に設置したり、ステアリングに設置する構成でもよい。
(3−1)装置構成
運転支援装置300の構成について説明する。図10は、運転支援装置300の電気的ブロック図を示すものである。運転支援装置300は、基本的構成が上記第一実施形態の運転支援装置100と同様であり、それに更に視線カメラ8(運転者撮像手段)を備える構成となっている。視線カメラ8は、3次元画像を得るべく複数台のCCDカメラで構成され、撮影した映像をビデオ信号として制御回路10”に入力する。
また、制御回路10”は、プログラム格納領域12aに対向道路監視プログラム12p”を格納しており、CPU11により対向道路監視プログラム12p”が起動されると、上記第一実施形態の運転支援装置100と同様に本発明の死角認識手段,警告手段,走行情報取得手段として機能するとともに、本発明の視線検出手段としても機能する。
(3−2)装置作動
次に、運転支援装置300の作動について、図11及び12を参照して説明する。ここで、図11は運転支援装置300のCPU11が実行する対向道路監視プログラム12p”の処理をフローチャートとして示すものであり、図12は同処理を機能ブロック図として示すものである。
CPU11は、自車両MCの予測移動経路と死角領域BSの予測変動領域とが交錯すると判定した場合に(ステップS6:Yes)、視線カメラ8から得られる画像データの解析によって運転者の視線を検出し(ステップS21,視線検知部95)、当該視線が死角領域BSの方向を向いていない場合にのみ(ステップS22:No)、警告の出力を行う(ステップS8,警告部93)。
運転者の視線は、視線カメラ8から得られる画像データの解析によって、まず視線方向(視線ベクトル)を得て、当該視線方向に運転者の眼球位置(若しくは頭部位置)を基準とする始点を与えることにより求めることができる。具体的には、2台の視線カメラ8は運転者の顔面付近を撮影しており、かかる画像データの入力を受けたCPU11は、顔面の画像から眼球領域を特定するとともに、眼球形状を立体視してその曲率から眼球中心座標を求める。その一方、眼球領域から黒目(瞳孔)領域を特定して黒目中心座標も求める。そして、眼球中心座標から黒目中心座標へと向かう方向を視線方向(視線ベクトル)として定める。そして、眼球の位置座標を始点として、当該始点から視線方向へ延びる直線が視線となる。なお、運転席に着座する運転者の大凡の頭部の位置を予め始点として設定しておき、これから視線を求めることもできる。以上のようにして、運転者の視線が特定される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得るものである。例えば、実施例1の運転支援装置100に制動制御装置7を設けて警告とともに自車両MCの制動を行わせたり、実施例2の運転支援装置200に視線カメラ8を設けて運転者の視線が死角領域BSの方向を向いていない場合にのみ警告を行うように構成することができる。
対向道路上の対向車両によって生まれる死角領域を説明する図 本発明の第一実施形態に係る運転支援装置の電気的ブロック図 本発明の第一実施形態に係る運転支援装置が行う処理を表すフローチャート 本発明の第一実施形態に係る運転支援装置が行う処理を表す機能ブロック図 死角領域に移動体が入り込む様子を説明する図 本発明の第二実施形態に係る運転支援装置の電気的ブロック図 本発明の第二実施形態に係る運転支援装置が行う処理を表すフローチャート 本発明の第二実施形態に係る運転支援装置が行う処理を表す機能ブロック図 車両のコックピットに設置された視線カメラ(運転者撮像手段)を表す図 本発明の第三実施形態に係る運転支援装置の電気的ブロック図 本発明の第三実施形態に係る運転支援装置が行う処理を表すフローチャート 本発明の第三実施形態に係る運転支援装置が行う処理を表す機能ブロック図
符号の説明
3 車外カメラ(撮像手段)
4 センサ・スイッチ群(走行情報取得手段)
51 表示装置(警告手段)
52 音声出力装置(警告手段)
6 探知機(移動体検知手段)
7 制動制御装置
8 視線カメラ(運転者撮像手段)
10,10’,10” 制御回路(死角認識手段,走行情報取得手段,警告手段,移動体検知手段,視線検出手段)
100,200,300 運転支援装置

Claims (6)

  1. 車載した機器のみで構成される運転支援装置であって、
    対向道路を撮影する撮像手段と、
    対向車両によって運転の視界から死角となる対向道路上の死角領域を前記撮像手段により得られる画像から認識する死角認識手段と、
    車両の走行情報を取得する走行情報取得手段と、
    前記死角領域を認識し、且つ、前記自車両の右折状態を検知した場合に運転者に対し警告を行う警告手段と、
    を備えることを特徴とする運転支援装置。
  2. 前記走行情報取得手段は、右折を開始した前記自車両の所定時間後における予測移動経路を算出し、前記死角認識手段は、前記対向車両の移動に伴って移動する前記死角領域の前記所定時間後における移動領域を推定し、その推定した移動領域を前記死角領域の予測変動領域として算出し、前記警告手段は、前記自車両予測移動経路が前記死角領域予測変動領域と交錯する場合に前記警告を行う請求項1に記載の運転支援装置。
  3. 車載した機器のみで構成される運転支援装置であって、
    対向道路を撮影する撮像手段と、
    対向車両によって運転の視界から死角となる対向道路上の死角領域を前記撮像手段により得られる画像から認識する死角認識手段と、
    前記死角領域に進入する移動体を検知する移動体検知手段と、
    車両の走行情報を取得する走行情報取得手段と、
    前記移動体を検知し、且つ、前記自車両の右折状態を検知した場合に運転者に対し警告を行う警告手段と、
    を備えることを特徴とする運転支援装置。
  4. 前記走行情報取得手段は、右折を開始した前記自車両の所定時間後における予測移動経路を算出し、前記移動体検知手段は、前記移動体の移動状態から該移動体の前記所定時間後における予測移動経路を算出し、前記警告手段は、前記自車両の予測移動経路が前記移動体の予測移動経路交錯する場合に前記警告を行う請求項3に記載の運転支援装置。
  5. 前記警告手段が前記警告を行う場合に、それとともに前記自車両を制動する制動制御装置を備える請求項1ないし4のいずれか1項に記載の運転支援装置。
  6. 前記警告手段は、前記自車両が停止状態の場合には前記警告を行わない請求項1ないしのいずれか1項に記載の運転支援装置。
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