JP2008176663A - 車両検出装置、車両検出用発光装置及び車両検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】コストをかけずに、容易に安定して車両を検出できる車両検出用発光装置、車両検出装置及び車両検出システムを提供する。
【解決手段】車両検出システムは、光信号を発光するランプ１１と、車両の情報に基づいて前記ランプ１１の発光パターンを制御する発光制御装置１２と、を含む発光装置１０と、光信号を受光して画像を生成する受光装置２１と、受光装置２１により生成された画像に基づいて光信号の発光パターンを抽出して、抽出された発光パターンに基づいて前記車両を検出する信号処理装置２２と、を含む車両検出装置２０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、周辺に存在する車両を認識したり、画像情報による車両情報の検出を実現する車両検出装置、車両検出用発光装置及び車両検出システムに関する。

画像認識を用いて先行車両との相対位置を計測する相対位置計測装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の相対位置計測装置は、先行車両の後部に配置された複数のマーカを撮影し、得られたフレーム画像からマーカパターンを抽出し、マーカパターンに基づいて先行車両との間の相対距離及び相対角度を算出する。
特開２００３−３０６２８号公報

しかしながら、特許文献１の相対位置計測装置は、複数のマーカを車両後部に貼付するために車両デザインを損なう恐れがあり、また、複数の先行車両を区別するには車両毎に異なるマーカパターンを用意する必要があるためコストがかかるという問題点がある。

更に、自転車や二輪車は車幅が小さいためマーカの貼付が困難であり、また、距離が遠くなると撮像されるマーカの大きさが小さくなるため抽出が困難になるという問題点がある。

本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、コストをかけずに、容易に車両を検出できる車両検出用発光装置、車両検出装置及び車両検出システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の車両検出装置は、車両が発光する光信号を受光して画像を生成する受光手段と、前記受光手段により生成された画像に基づいて前記光信号の発光パターンを抽出する発光パターン抽出手段と、前記発光パターン抽出手段により抽出された前記発光パターンに基づいて前記車両を検出する車両検出手段と、を備えている。

請求項１記載の発明によれば、受光手段により生成された画像中で車両を検出したり、車両領域を切り出すことができる。

請求項２記載の車両検出装置は、請求項１記載の車両検出装置において、前記車両検出手段は、前記発光パターンに基づいて、前記車両の存在、種類又は方向を検出する。

請求項２記載の発明によれば、特定パターンで発光する光源の有無に基づいて他の車両の存在、種類又は方向を入手することができる。

請求項３記載の車両検出装置は、請求項１記載の車両検出装置において、前記車両は四輪車であり、前記車両検出手段は、前記発光パターンに基づいて、前記車両の存在、相対位置、車幅及び車高のうちの少なくとも１つを検出する。

請求項３記載の発明によれば、特定パターンで発光する光源の有無に基づいて他の車両の存在又は相対位置、車幅及び車高のうちの少なくとも１つを入手することができる。

請求項４記載の車両検出装置は、請求項１記載の車両検出装置において、前記車両検出手段は、前記光信号を復号し、該復号された光信号に基づいて前記車両の車両識別情報、灯火位置、車幅、車高及び絶対位置情報のうちの少なくとも１つを検出する。

請求項４記載の発明によれば、光通信により他の車両の車両番号、灯火位置、車幅、車高及び絶対位置情報のうちの少なくとも１つを入手することができる。

請求項５記載の車両検出装置は、請求項３又は請求項４記載の車両検出装置において、前記車両検出手段は、検出された前記車両の車幅と、前記受光手段により生成された画像における車幅に対応する長さに基づいて、前記車両との距離を算出する。

請求項５記載の発明によれば、光通信により入手した車幅情報と画像中の車幅に対応する長さとに基づいて、他の車両までの距離を算出することができる。

請求項６記載の車両検出装置は、請求項４又は請求項５記載の車両検出装置において、前記受光手段により生成された画像中に前記車両が含まれているが、前記車両から光信号の発光位置が所定の位置に検出できない場合に、故障を通知するための光信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成された光信号を前記車両に発光する発光手段と、を更に備えている。

請求項６記載の発明によれば、光通信により入手した他の車両の所定の位置に発光源が検出できないときには故障と判断して、当該車両に故障を通知することができる。

請求項７記載の車両検出用発光装置は、光信号を発光する発光手段と、車両の情報に基づいて前記発光手段の発光パターンを制御する発光制御手段と、を備えている。

請求項７記載の発明によれば、発光パターンを制御することにより、車両情報を周辺車両に伝達することができる。

請求項８記載の車両検出用発光装置は、請求項７記載の車両検出用発光装置において、前記発光手段は、前記車両の前部及び後部に配置され、前記発光制御手段は、前記車両の存在、種類又は方向を伝達するために前記発光手段を特定の発光パターンで発光するように制御する。

請求項８記載の発明によれば、車両の前部又は後部に配置された発光手段の発光パターン制御することにより、車両の存在、種類又は方向を周辺車両に伝達することができる。

請求項９記載の車両検出用発光装置は、請求項７記載の車両検出用発光装置において、前記車両は四輪車であり、前記発光手段は、前記車両の照明装置内に配置され、前記発光制御手段は、前記車両の存在、相対位置、車幅及び車高のうちの少なくとも１つを伝達するために前記発光手段を特定の発光パターンで発光するように制御する。

請求項９記載の発明によれば、車両の照明装置内に配置された発光手段の発光パターンを制御することにより、車両の存在、相対位置、車幅及び車高のうちの少なくとも１つを周辺車両に伝達することができる。

請求項１０記載の車両検出用発光装置は、請求項７から請求項９の何れか１項記載の車両検出用発光装置において、前記発光制御手段は、前記車両の車両識別情報、灯火位置、車幅、車高及び絶対位置情報のうちの少なくとも１つに基づいて生成された発光パターンで前記発光手段を発光するように制御する。

請求項１０記載の発明によれば、発光手段の発光パターンを制御することにより、車両の車両番号、灯火位置、車幅、車高及び絶対位置情報のうちの少なくとも１つを光通信で周辺車両に伝達することができる。

請求項１１記載の車両検出用発光装置は、請求項７から請求項１０の何れか１項記載の車両検出用発光装置において、前記発光制御手段は、前記車両の照明が点灯していない場合は、前記車両の照明が点灯しているときよりも所定の周期で平均輝度が低くなるような発光パターンで可視光信号を発光するように制御する。

請求項１１記載の発明によれば、発光手段は、可視光信号を照明類が消されている昼間に発光する場合には、平均輝度が十分小さくなるように発光パターン（光信号）を制御することにより、人の目に認識されないように光通信を実現することができる。

請求項１２記載の車両検出用発光装置は、請求項７から請求項１１の何れか１項記載の車両検出用発光装置において、前記発光制御手段は、前記車両の照明が点灯している場合は、前記車両の照明が点灯していないときよりも所定の周期で平均輝度が高くなるような発光パターンで可視光信号を発光するように制御する。

請求項１２記載の発明によれば、発光手段は、可視光信号を照明類が点灯している夜間に発光する場合には、平均輝度が十分大きくなるように発光パターン（光信号）を制御することにより、照明と光通信を同一の発光手段で同時に実現することができる。

請求項１３記載の車両検出用発光装置は、請求項７から請求項１０の何れか１項記載の車両検出用発光装置において、前記発光手段は、近赤外光信号を発光し、前記発光制御手段は、所定の発光パターンで発光するように制御する。

請求項１３記載の発明によれば、発光手段は、近赤外光信号を発光し、昼夜にかかわらず、所定の発光パターンで発光することにより光通信を実現することができる。

請求項１４記載の車両検出システムは、請求項７記載の車両検出用発光装置と、請求項１記載の車両検出装置と、を備えている。

請求項１４記載の発明によれば、後続車両は、先行車両の発光する光信号の発光パターンに基づいて先行車両を容易に検出することができる。

以上説明したように、本発明によれば、コストをかけずに、容易に車両を検出できるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能である。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両検出システムの主要構成を示すブロック図である。以下、先行車両と後続車両との通信を想定して説明する。

第１の実施の形態に係る車両検出システムは、先行車両に搭載された発光装置１０と、後続車両に搭載された車両検出装置２０とを備えている。発光装置１０は、高速点滅可能なランプ１１とランプ１１の発光パターンを制御する発光制御装置１２とを備えている。なお、ランプ１１は１つに限らず複数であってもよい。また、車両検出装置２０は、発光装置１０のランプ１１から発光された光信号を受光する受光装置２１と、受光装置２１が受光した光信号の発光パターンから情報を抽出する信号処理装置２２とを備えている。

ランプ１１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成され、周辺車両に向けて高速で点滅させながら光信号を発光する。ここでいう高速な点滅とは、人の目では見分けることができないほど高速なものをいう。

発光制御装置１２が、点滅周期や順序などの発光パターンを制御する。この発光パターンは、車種や車両の大きさなどに基づいて予め設定されている。図２は、発光パターンの一例を示す図である。同図（Ａ）は、全てのランプを同時に点灯した図であり、同図（Ｂ）は各ランプの点滅順序を示す。発光制御装置１２は、先行車両の後部に設置されるランプ１１の発光パターンを、中央部分から両端部分へ、両端部分から中央部分へ、ランプ２つずつ順番に発光するように制御する。

なお、図２（Ｂ）は点滅順序の一例を示すものであり、これに限定するものではない。他にも、左端から右端へ、右端から左端へ、など様々なパターンが実現可能である。

後続車両に搭載された車両検出装置２０では、例えばカメラである受光装置２１が、発光装置１０のランプ１１が発光する光信号を受光して画像を生成する。信号処理装置２２は、受光装置２１が受光した光信号の発光パターンを抽出し、これに基づいて先行車両の存在や種類、方向を特定する。

本実施の形態では、ランプ１１は車両の前部や後部に配置されているが、車両の照明装置内に設置されていてもよい。ランプ１１は、照明装置内に設置された場合、車両の存在だけでなく、相対位置、車幅、車高などの情報を伝達することができる。この場合、例えば、ランプ１１は、車両前部においてはヘッドライト、フォグランプ及び車幅灯（スモールライト）に、車両後部においてはリアコンビランプ及びハイマウントランプとして設置される。

また、発光制御装置１２は、発光パターンを任意に設定可能である。発光制御装置１２は、例えば全てのランプ１１の同期を合わせて点滅させてもよいし、ランプ１１の搭載位置に応じて予め決められた順序で点灯させてもよい。

図３は、先行車両の点灯動作を後続車両から見た図であり、図４は、図３に示される２台の先行車両のランプ１１の点灯動作を示す図である。更に、図４（Ａ）は各先行車両の全てのランプ１１が同じタイミングで点滅する。図４（Ｂ）は発光パターンが異なる場合であり、左の車両では２つのランプ１１が左→右の順に点滅し、右の車両では３つのランプ１１が左→右→上の順に点滅する。信号処理装置２２は、発光パターンを何周期か検出して、一定周期で同時に又は順次点滅する複数のランプ１１は１つの車両に設置されているランプ１１とみなす。そして、信号処理装置２２は、１つの車両に設置されている全てのランプ１１を包含する矩形領域（セグメント）を車両として検出する。

以上のように、第１の実施の形態に係る車両検出システムは、ランプ１１として小型で消費電力の小さいＬＥＤを用いるため、バイクや自転車などにも搭載可能であり、かかる車両も識別対象とすることができる。また、車両検出システムは、光通信によって情報を伝達するため、先行車両と後続車両との距離が遠い場合でも容易に検出することができる。

更に、既存の照明装置を発光装置として利用すれば、システムコストを低減することができる。特に、現在ストップランプには既にＬＥＤが採用されており、今後ヘッドライトなどの車両照明もＬＥＤが採用されれば、新たな発光装置を搭載することなく照明装置を発光装置として流用可能となる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付し、主に第１の実施の形態と異なる部分について説明する。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る車両検出システムの主要構成を示すブロック図である。上記車両検出システムは、図１に示す構成の発光装置１０に、車両情報を記憶した車両情報記憶装置１３、ＧＰＳなどの車両の絶対位置を検出する車両位置検出装置１４、及び車両情報記憶装置１３に記憶された車両情報と車両位置検出装置１４により検出された位置情報に基づいて信号を生成する信号生成装置１５を追加したものである。

以上のように構成された車両検出システムでは、発光装置１０の信号生成装置１５が、車両情報記憶装置１３に記憶されている自車の車両ナンバーや灯火位置、車幅、車高、車種、重量などの車両情報、車両位置検出装置１４により検出された位置情報のうちの少なくとも１つの情報に基づいて信号を生成する。発光制御装置１２は、生成された信号に基づいて点滅周期や順序などの発光パターンを制御し、ランプ１１は、発光パターンに従って周辺車両に向けて光信号を発光する。

車両検出装置２０では、受光装置２１が、発光装置１０のランプ１１より発光された光信号を受光する。信号処理装置２２は、受光した光信号を復号して車両情報を取得する。その結果、車両ナンバー、灯火位置、車幅、車高、車種、重量、位置情報のうちの少なくとも１つの情報を特定する。

車両検出装置２０は、上述のように光通信により車幅情報を検出すると共に、受光装置２１によりが生成された画像に基づいて、先行車両のリアコンビランプとして設置されたランプ１１の位置を検出できる。

ここで、図６に示すように、画像中での車幅ｄｘ（画素単位）と焦点距離ｆの比と、光通信により入手した車幅Ｘと先行車両までの距離Ｚの比と、が等しくなる。このことから、式（１）によって先行車両までの距離Ｚを算出することが可能となる。

Ｚ＝ｆＸ／ｄｘ ・・・ （１）

また、本実施の形態では、ランプ１１として利用するＬＥＤは可視領域のＬＥＤでも近赤外領域のＬＥＤでも構わない。ただし、可視領域のＬＥＤを使用する場合には、高速な点滅は人の目に認識されなくても、点滅中の点灯時間を平均化した輝度が高い場合には点灯していることが人の目にも認識される。このため、周辺車両の運転者への見え方を考慮して発光パターンを生成する必要がある。

ここで、平均輝度は点灯時間と消灯時間との比（duration）で決定される。例えば、図７に示すように、点滅の周波数は同じであっても、点灯時間の長短により平均輝度は異なる。同図（Ａ）のように点灯時間が短い場合には平均輝度は低くなり、同図（Ｂ）のように点灯時間が長い場合には平均輝度は高くなる。

従って、夜間にヘッドライトやテールランプなどの照明類が点灯されている場合には、平均輝度が高くなるような発光パターンで発光して、照明と光通信を同一のＬＥＤで同時に実現することが可能となる。反対に、昼間に照明類が消されている場合には、平均輝度が低くなるような発光パターンで発光して、周辺車両の運転者に発光していることが認識されないようにする必要がある。

また、近赤外領域のＬＥＤを使用する場合には、このように輝度を考慮する必要はなく、照明類が点灯しているか否かにかかわらず、常に一定の発光パターンで発光することができる。

以上のように、第２の実施の形態に係る車両検出システムは、自車に関する車両情報を記憶しておき、これらの情報を光通信によって周辺車両に送信することができる。周辺車両では受信した光信号から先行車両の存在や位置だけでなく、車高、車幅、自車両との距離などの多彩な情報を取得することができる。

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、上述の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付し、主に第１の実施の形態と異なる部分について説明する。

図８は、本発明の第３の実施の形態に係る車両検出システムの主要構成を示すブロック図である。上記車両検出システムは、図５に示す構成の車両検出装置２０の信号処理装置２２が信号復号部２３、車両抽出部２４及び整備不良識別部２５より構成され、発光装置１０の検出結果の出力装置２６、先行車両への信号を生成する信号生成装置２７及び信号を発光するランプ２８が追加されている。また、発光装置１０には、車両検出装置２０が発光する信号を受光する受光装置１６、信号を復号する信号復号装置１７及び復号結果を出力する出力装置１８が追加されている。

以上のように構成された車両検出システムでは、発光装置１０の信号生成装置１５が、車両情報記憶装置１３に記憶されている自車の車両ナンバーや灯火位置、車幅、車高、車種、重量などの車両情報に基づいて信号を生成する。発光制御装置１２は、生成された信号に基づいて点滅周期や順序などの発光パターンを制御し、ランプ１１は、発光パターンに従って周辺車両に向けて光信号を発光する。

車両検出装置２０では、受光装置２１が光信号を受光し、信号処理装置２２が光信号から先行車両の車両情報を取得する。信号処理装置２２においては、信号復号部２３が光信号を復号し、車両抽出部２４が復号結果より車両位置などの車両情報を抽出する。抽出された車両情報は、出力装置２６によって出力される。出力装置２６は、先行車両の車両情報を後続車両の運転者に示すために、音声又は画像などによって車両情報を提示する。

更に、整備不良識別部２５は、先行車両が他の車両や障害物などによって隠されていない状況で、ランプ１１が左右対称として検出できない場合、または光通信で得られた所定の位置に検出できない場合には、先行車両のストップランプが故障であると判断する。故障ありと判断された場合には、信号生成装置２７が故障を知らせるための光信号を生成し、ランプ２８が光信号を発光して先行車両に故障情報を送信する。

この光信号を受光装置１６で受光した発光装置１０では、信号復号装置１７が光信号を復号し、出力装置１８が復号された故障情報を出力する。出力装置１８は、自車の故障情報を運転者に示すために、音声又は画像などによって故障情報を提示する。

このような故障情報の検出及び送信は、先行車両と後続車両との間に限らず、対向する車両間でも同様な装置を構築することで、対向車両のヘッドライトの故障を通知することができる。

以上のように、第３の実施の形態に係る車両検出システムは、後続車両が、先行車両から光通信によって送信された灯火位置などの車両情報に基づいて、先行車両の照明類の故障を検出して通知することができる。

なお、第１の実施の形態から第３の実施の形態における発光装置１０と車両検出装置２０は同じ車両に一体として設置してもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る車両検出システムの主要構成を示すブロック図である。 発光パターンの一例を示す図である。 先行車両の点灯状態を後続車両から見た図である。 点滅動作の例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る車両検出システムの主要構成を示すブロック図である。 車両間の距離の算出方法を示す図である。 点滅時間と平均輝度の関係を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る車両検出システムの主要構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 発光装置
１１ ランプ
１２ 発光制御装置
１３ 車両情報記憶装置
１４ 車両位置検出装置
１５ 信号生成装置
１６ 受光装置
１７ 信号復号装置
１８ 出力装置
２０ 車両検出装置
２１ 受光装置
２２ 信号処理装置
２３ 信号復号部
２４ 車両抽出部
２５ 整備不良識別部
２６ 出力装置
２７ 信号生成装置
２８ ランプ

Claims (14)

1. 車両が発光する光信号を受光して画像を生成する受光手段と、
   前記受光手段により生成された画像に基づいて前記光信号の発光パターンを抽出する発光パターン抽出手段と、
   前記発光パターン抽出手段により抽出された前記発光パターンに基づいて前記車両を検出する車両検出手段と、
   を備えた車両検出装置。
2. 前記車両検出手段は、前記発光パターンに基づいて、前記車両の存在、種類又は方向を検出する請求項１記載の車両検出装置。
3. 前記車両は、四輪車であり、
   前記車両検出手段は、前記発光パターンに基づいて、前記車両の存在、相対位置、車幅及び車高のうちの少なくとも１つを検出する請求項１記載の車両検出装置。
4. 前記車両検出手段は、前記光信号を復号し、該復号された光信号に基づいて前記車両の車両識別情報、灯火位置、車幅、車高及び絶対位置情報のうちの少なくとも１つを検出する請求項１記載の車両検出装置。
5. 前記車両検出手段は、検出された前記車両の車幅と、前記受光手段により生成された画像における車幅に対応する長さに基づいて、前記車両との距離を算出する請求項３又は請求項４記載の車両検出装置。
6. 前記受光手段により生成された画像中に前記車両が含まれているが、前記車両から光信号の発光位置が所定の位置に検出できない場合に、故障を通知するための光信号を生成する信号生成手段と、
   前記信号生成手段により生成された光信号を前記車両に発光する発光手段と、
   を更に備えた請求項４又は請求項５記載の車両検出装置。
7. 光信号を発光する発光手段と、
   車両の情報に基づいて前記発光手段の発光パターンを制御する発光制御手段と、
   を備えた車両検出用発光装置。
8. 前記発光手段は、前記車両の前部及び後部に配置され、
   前記発光制御手段は、前記車両の存在、種類又は方向を伝達するために前記発光手段を特定の発光パターンで発光するように制御する請求項７記載の車両検出用発光装置。
9. 前記車両は、四輪車であり、
   前記発光手段は、前記車両の照明装置内に配置され、
   前記発光制御手段は、前記車両の存在、相対位置、車幅及び車高のうちの少なくとも１つを伝達するために前記発光手段を特定の発光パターンで発光するように制御する請求項７記載の車両検出用発光装置。
10. 前記発光制御手段は、前記車両の車両識別情報、灯火位置、車幅、車高及び絶対位置情報のうちの少なくとも１つに基づいて生成された発光パターンで前記発光手段を発光するように制御する請求項７から請求項９の何れか１項記載の車両検出用発光装置。
11. 前記発光制御手段は、前記車両の照明が点灯していない場合は、前記車両の照明が点灯しているときよりも所定の周期で平均輝度が低くなるような発光パターンで可視光信号を発光するように制御する請求項７から請求項１０の何れか１項記載の車両検出用発光装置。
12. 前記発光制御手段は、前記車両の照明が点灯している場合は、前記車両の照明が点灯していないときよりも所定の周期で平均輝度が高くなるような発光パターンで可視光信号を発光するように制御する請求項７から請求項１１の何れか１項記載の車両検出用発光装置。
13. 前記発光手段は、近赤外光信号を発光し、
    前記発光制御手段は、所定の発光パターンで発光するように制御する請求項７から請求項１０の何れか１項記載の車両検出用発光装置。
14. 請求項７記載の車両検出用発光装置と、
    請求項１記載の車両検出装置と、
    を備えた車両検出システム。