JP2006504166A - 自動車用夜間視認システムの作動方法及び装置 - Google Patents

Abstract

夜間の狭隘な視界は、道路交通において疲労を生じやすい危険な状態であり、それは多くの運転者に恐れられている。視界狭隘化の結果として、夜間の事故率は、視界条件が良好な昼間時よりも格段に高い。従って、道路交通の安全性を改善するために、将来は、自動車には夜間視認システムが装備されていくであろう。この目的に使用される夜間視認システムは、通常、車両の周囲範囲を照射する照射ユニットと、周囲範囲のデータを記録する画像記録ユニットと、周囲範囲のデータを評価する画像処理ユニットとを含んでいる。夜間視認システムを、さまざまな状況に適応して作動させることができるようにするためには、システムをフレキシブルに構成しなければならない。このためには、夜間視認システムの個々の構成要素を、異なった組み合わせにおいて作動させ得ることが必要である。これを実現するため、夜間視認システムの構成要素を、少なくとも１つの制御信号によって個々に制御できるようにする。

Description

本発明は、自動車用夜間視認システムの作動方法、及び自動車用夜間視認システムの作動方法を使用する装置に関する。

夜間の狭隘な視界は、道路交通において疲労を生じやすい危険な状態であり、それは多くの運転者に恐れられている。視界狭隘化の結果として、夜間の事故率は、昼間で視界良好なときの運転の場合よりも格段に高い。将来は、道路交通の安全性を改善するために、夜間視認システムが自動車に装備されていくであろう。この目的に使用される夜間視認システムは、通常、近赤外線波長域（ＮＩＲ）で作動する。自動車の夜間視認システムに関連して用いられるＮＩＲヘッドライトの放射は人間の目には不可視であるので、この放射は、人々をそれから防護しなければならない危険である。しかし、ＮＩＲ放射に対する防護は、夜間視認システムを全く特定の条件においてしか作動させることができない唯一の理由になっている。

夜間運転中の運転者の視認力を支援するための１つのシステムが、トヨタ自動車のインターネットサイトに紹介されている（ｗｗｗ．ｔｏｙｏｔａ．ｃｏ．ｊｐ／Ｓｈｏｗｒｏｏｍ／Ａｌｌ ｔｏｙｏｔａ ｌｉｎｅｕｐ／ＬａｎｄＣｒｕｉｓｅｒＣｙｇｎｕｓ／ｓａｆｅｔｙ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）。このシステムでは、ロービーム位置のヘッドライトをつけると、車両のビームの視認困難な道路の形状と、周囲範囲にある物体とを示す。このシステムは、また、特に、ハイビームでの運転が不可能な状況において遠距離視界を支援する。この場合、夜間視認システムは、人間の目には知覚されない不可視の近赤外光線を使用している。人間の目に不可視のエネルギーは、車両に搭載されたＩＲカメラによって記録され、処理されて、画像を形成する。処理された画像は、ヘッドアップディスプレーによって車両のフロントガラス上に投影される。

安全上の理由から、「ナイトビュー」システムは、単独の視覚源として使用してはならない。システムの安全性は、この場合、例えば雨、フロントガラスの汚れ、低反射性の服装、等の多くの因子によって損なわれる可能性がある。

さらに、ＩＲ照射の不可視放射の結果として、車両近傍の人々に対する危険の可能性が存在する。このため、近距離から赤外線伝送器を長時間見るべきではない。

従って、夜間視認システムを作動させるためには、次のような作動条件が同時に満足されなければならない。すなわち、イグニッションオン、周囲が暗いこと、ヘッドライトを点灯、ナイトビュースイッチオンという条件であり、さらに、車速が３０ｋｍ／ｈ以上でなければならない。この場合の不利な点は、システムをフレキシブルに構成できないこと、及び、システムを異なった状況に適応するように作動させることができないことである。

したがって、本発明は、自動車用夜間視認システムの新しい作動方法と、請求項１及び請求項１０の前文に記載の方法を使用する装置であって、夜間視認システムをフレキシブルに構成し、さまざまな状況に適応するように作動させることができる装置とを提供することをその基本的な課題としている。

この課題は、本発明によれば、請求項１及び請求項１０の特徴を備えた方法及び装置によって達成される。本発明の有利な具現化形態と発展形態とを従属請求項に示している。

本発明によれば、夜間視認システムは車上で操作される。この夜間視認システムは赤外線放射を伝播するための照射ユニットを備えており、これによって、車両前方の周囲範囲が照射されるのが好ましい。路面及び他の物体に反射された赤外線放射は、赤外線波長域に敏感である画像記録ユニットによって検出される。検出された周囲範囲のデータを評価するために画像処理ユニットが設けられる。この場合、画像処理ユニットの目的は周囲範囲のデータを画像に変換することだけでなく、物体の認知を可能にすることもその目的に含まれる。

夜間視認システムの構成要素を、少なくとも１つの制御信号によって個別に制御できるようにすることが特に有利である。この場合、制御信号は、例えば、画像処理ユニット、画像記録ユニット、別の車両内部のシステム、あるいは使用者のインプット（例えば押しボタン又は足操作スイッチ）によって発生させた制御信号とすることができる。したがって、夜間視認システムの個々の構成機器を、種々の組み合わせにおいて作動させることが可能になる。従って、本発明によって、夜間視認システムを、初めての場合でも異なった状況に柔軟に適応するように作動させることが可能になる。この場合、夜間視認システムの個々の構成要素を異なった組み合わせにおいて作動させるのに、すべての作動条件が同時に満足される必要は必ずしもない。

本発明の１つの有利な実施態様においては、夜間視認システムの付加的な構成要素として、表示装置が設けられる。表示装置は、基本的には、ＩＲカメラによって検出された周囲範囲の情報を表示するために用いられるが、さらに、画像処理ユニットによって生成される他の情報をも同様に表示することができる。この情報は、例えば、物体のデータや距離データを表す画像データであってもよい。この場合、表示装置はヘッドアップディスプレーとして構成することができる。表示装置用の表示装置を車両のコクピットの中に組み込むような実施形態も考えられる。

本発明の別の実施態様においては、夜間視認システムに付加的にインターフェースを装備する。このインターフェースを通して、夜間視認システムは車両内部のシステムと情報を交換することができる。この場合は、一方では、車両内部のシステムが夜間視認システムの構成要素を始動させることができ、他方では、夜間視認システムの個別の構成要素が車両内部のシステムに制御信号を伝達することもできる。

その事例として、車両がトンネルに近づいている際に、車両に装着されているナビゲーション装置が、デジタルマップからの情報に基づいて、トンネルに入る直前に夜間視認システムを適時に自動始動させることができる。

夜間視認システムのカメラによって検出される画像データ（カメラはフロントガラス及び／又はヘッドライトのワイパー装置によって清拭される部分に配置することが有利である）を評価することによって、フロントガラスあるいはヘッドライトの汚れを検出し、それに基づいて、制御信号をフロントガラスあるいはヘッドライトのワイパー装置の制御ユニットに送ったり、ヘッドライトのワイパー装置を始動させたりすることができる。夜間視認システムの構成は、この目的のためには、表示装置を含む必要はない。

さらに別の可能性としては、画像処理ユニットが、危険状況の確認に基づいて制御信号をエアバッグ装置の制御ユニットに伝送し、これによってエアバッグ装置を予備始動させることがある。

原理的には、夜間視認システムから警報装置に制御信号を送ることが可能である。この場合、警報信号は、例えば、話し言葉によって表現されてもよい。

画像処理ユニットによって生成される画像データが所定の固定時間範囲内に自動的に更新されなければ、表示装置を自動的に作動停止することが特に効果的である。そうしなければ、表示画像が、車両の周囲範囲をそのまま映し出すのではなく固定画像を表示することになって、運転者は不必要に苛立ちを感じるであろう。代わりの方式として、表示装置を作動停止するのではなく、表示装置上に故意にエラーメッセージを表示することも可能である。この場合は、かかる機能を可能にするために、制御信号が、画像処理によって作り出された画像データで表される。従って、制御信号は表示される画像データの変化と共に変化する。この制御信号が所定の時間間隔内で変化しなければ、それによって表示装置が作動停止する。

本発明の有利な一実施態様においては、夜間視認システムを作動させるための制御信号が車両内部のシステムによって自動的に要求されるのではなく、運転者の手動操作によって要求される場合には、ディスプレーユニットが必ず夜間視界表示に変化するように、夜間視認システムが設計される。しかし、これは、夜間視認システムの作動に必要な他の条件が満足されない場合もそうである。例えば、車両が走行しておらず、そのため安全上の理由から赤外線の照射を始動させることができない場合も、夜間視界表示への変化が実行される。従って、運転者には、夜間視認システムの全構成要素を正しく作動させるために必要な条件がすべて満足されてはいないこと、また、これが夜間視認システムの機能障害によるものではないことが明らかになる。

本発明のさらなる有利な具現化形態においては、夜間視認システムの個々の構成要素、特に照射ユニット及び画像記録ユニットを、他の車両又は交通設備と赤外線波長域において通信するために使用することが可能である。この場合は、表示装置を具備しない形で夜間視認システムを構成することが特に有利である。この場合は、表示装置にスイッチを入れることはないので、運転者が煩わされることはない。

さらに、夜間視認システムの個々の構成要素を作動させるための制御信号を車両内部のシステムが発生させる場合には、夜間視認システムのすべての構成要素が、表示装置を除いて、構成に含まれる。例えば、間隔距離制御のためのレーダー信号処理に基づくシステムや物体確認のための画像処理システムは、夜間視認システムの機能を要求することができるが、この場合、表示装置は必要とされず、従って運転者の注意が逸らされることもない。

表示装置を含む構成がすでに起動されていて、しかも他の車両又は交通設備、もしくは車両内部のシステムとの通信が意図されている場合には、表示装置はその構成の中に残され、除去されない。

夜間視認機能に対する要求は運転者の手動操作及び車両内部のシステムの両者によって発することができる。夜間視認機能に対するこのような要求があった場合には、夜間視認システムが必ず始動するように構成するのが有利である。夜間視認システムの構成要素は、例えば日中又は駐車時のような、夜間視認機能が要求されない環境条件においても起動されるが、ＩＲ照射ユニットは、路上にいる他の者を危険に陥れないために、他の作動条件との関連においてのみ、スイッチが入れられる。この赤外線照射の作動条件には、ロービーム位置のヘッドライトの点灯が含まれる。そうでなければ、夜間視認システムは必要ないからである。さらに、誰もＩＲ照射ユニットを長時間直視することができないように、車両が所定の最低速度で走行していなければならない。しかし、ＩＲ照射ユニットは、診断目的のために、停車時に、特殊器具によって独立にスイッチを入れることもできる。

本発明のさらなる有利な実施態様においては、すべての構成要素を個別に、作動条件とは関係なく始動させることができるように夜間視認システムを構成することができる。これは、例えば、整備工場で、夜間視認システムの構成要素を始動させるための制御信号が車両外部の診断システムによって発せられるような場合に有利である。この場合、車両外部の診断システムとの情報の交換は、車両内部のシステムを経由して行われる。

図は自動車用夜間視認システムの概略的な構成を例示している。この場合、夜間視認システムは赤外光線で車両の周囲範囲を照射する照射ユニット（１）を含んでいる。赤外線波長域において受信する受信機を有する画像撮影ユニット（２）が、車両の周囲範囲を走査し、その情報を画像データに変換する。夜間視認システムは、さらに、画像データを評価して表示装置用に予備処理することができる画像処理ユニット（３）を備えている。光学表示目的のために、夜間視認システムには、画像データを、例えば、フロントガラス上に投影するか、あるいは、車両のコクピットのディスプレーで表示するディスプレーユニット（４）が装備される。他の構成要素との情報交換のために、車両内部のシステムに対するインターフェース（５）がさらに設けられる。

自動車用夜間視認システムの概略的な構成。

Claims (12)

1. 車両の周囲範囲を照射するための照射ユニットと、
   前記周囲範囲のデータを記録するための画像記録ユニットと、
   前記周囲範囲のデータを評価するための画像処理ユニットと、
   を含む複数の構成要素を有する自動車用夜間視認システムを作動させるための方法であって、
   前記夜間視認システムの構成要素が、異なった組み合わせにおいて、少なくとも１つの制御信号に基づいて作動させられることを特徴とする夜間視認システムの作動方法。
2. 前記周囲範囲の情報、並びに、前記画像処理ユニットによって生成される画像データからのさらなる情報を表示するために、表示装置が付加的な構成要素として用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記夜間視認システムが車両内部のシステムと情報を交換し、この目的のために、適切なインターフェースが付加的な構成要素として用いられることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
4. 前記制御信号が画像処理ユニットから供給される画像データによって表される場合において、かつ、前記制御信号が所定の時間間隔内に変更されなかった場合には、運転者の苛立ちを避けるために、前記表示装置のスイッチが自動的に切られることを特徴とする請求項２あるいは３に記載の方法。
5. 前記制御信号が、運転者による夜間視認機能の要求に基づいて生成される場合には、運転者の苛立ちを避けるために、必ず前記表示装置が始動させられる
   ことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記制御信号が、他の車両及び／又は交通設備との通信に基づいて生成され、かつ、前記通信が、前記夜間視認システムの構成要素を用いて行われるように意図されている場合には、運転者の注意が逸らされることを避けるために、前記表示装置のスイッチが入れられないことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記制御信号が車両内部のシステムによって生成される場合には、運転者の注意が逸らされることを避けるために、前記表示装置のスイッチが切られた状態のまま、前記夜間視認システムのスイッチが入れられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記制御信号が、運転者またはさらに車両内部のシステムによる夜間視認機能の要求に基づいて生成され、その結果として、前記夜間視認システムが必ず始動させられる場合には、照射ユニットは、道路使用者たちを危険に陥れないために、別の作動条件との関連においてのみスイッチが入れられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記制御信号が、車両の外部の診断システムに接続された車両内部のシステムに基づいて生成される場合には、前記夜間視認システムのすべての構成要素及び表示装置を、前記作動条件とは無関係に始動させることができ、これらの構成要素と車両内部のシステムとの間で情報を交換することができることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
10. 車両の周囲範囲を照射するための照射ユニットと、
    前記周囲範囲のデータを記録するための画像記録ユニットと、
    前記周囲範囲のデータを評価するための画像処理ユニットと、
    を含む複数の構成要素を有する自動車用夜間視認システムを作動させるための装置であって、
    前記夜間視認システムの構成要素が、異なった組み合わせにおいて、少なくとも１つの制御信号に基づいて作動させられることを特徴とする夜間視認システムの作動装置。
11. 前記夜間視認システムが、表示装置を付加的な構成要素として備えていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記夜間視認システムが、車両内部のシステムに対するインターフェースを付加的な構成要素として備えていることを特徴とする、請求項１０あるいは１１に記載の装置。
    

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