JP2008529183A - 自動車の前方にある障害物を検知するシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車の前方にある障害物を検知するシステムに関する。特に、商業用自動車に適したものである。本発明のシステムは、自動車の前方領域にある第１監視領域（Ａ１）内の動く障害物（Ｏ１）あるいは最小高さの障害物の存在を検知する第１検出サブシステムと、自動車の前方領域にある第２監視領域（Ａ２）内の障害物（Ｏ２）の存在を検知し、前記障害物（Ｏ２）の大きさに関する情報を得る第２検出サブシステムとを有する。各サブシステムは、検出装置と、この検出装置からの入力信号を処理／解析する電子システムと、出力信号を送信する手段を有する。

Description

本発明は、自動車の前方にある障害物を検知するシステムに関する。このシステムは、歩行者を他の障害物から分けるのに適した産業用の自動車に適したものである。

産業用の自動車（例えばバン、バス等）は、その高さ故に、ドライバーの前方にみることのできない領域（死角）を有する。これは、様々な事故の原因となる。このような事故は、歩行者がこの死角領域に走り込んでくる時、障害物に車が当たったことをドライバーが見ることができない時、特に車の発車時に、起こる。

様々な提案が、車の外部の死角領域内の障害物の存在を検知すること、ドライバーの視野外にある障害物の存在を検知することを改善するために、なされている。

上記の多くの提案は、障害物の種類を区別することなく、障害物を検知することに向けられており、検出した障害物に応じて、異なる手順あるいは応答で反応することを提案していない。

他のより進んだ提案は、検出される障害物をある程度区別あるいは識別することを目的としている。

米国特許第６，７２７，８０７号明細書 米国特許第６，７４４，３５４号明細書 米国特許第６，６８７，５７７号明細書 米国特許出願第２００１／００１９３５６号 米国特許出願第２００４／００５６９５０号

特許文献１は、車のドライバーに走行状況に応じて警告を与えるシステムと方法を開示する。このシステムは、自動車の前方に焦点を合わせたカメラと制御ユニットとを有する。この制御ユニットは、カメラが受領した情報を解析し特定し、この解析に基づいて検知した障害物をドライバーが避けるべきか否かを決定する。このシステムは、また制御ユニットの必要に応じて、ドライバーの見たイメージに重ね合わせるように検出した障害物を強調するディスプレイ（一般に自動車のフロントガラスに配置される）も有することができる。このシステムでは、検出した障害物（歩行者、交通信号、他の車等）の種類を、得られた画像を制御ユニットでソフトウェアの手段で解析した後、識別することができる。この特許文献１は、ディスプレイ上に検出した障害物を強調することにより、検知システムに非常に具体的なアプリケーションを提案している。

特許文献２は、歩行者を保護する衝突検知システムを提案している。このシステムは、接触した障害物の幅、速度、位置を、衝突後に検出する複数のセンサを組み込み、接触した障害物が歩行者かあるいはそれ以外の障害物であるかを区別し、その結果に従って必要なステップを採る。これにより、第１の場合は歩行者を保護し、第２の場合は車のドライバーを保護する。この提案の不都合な点は、検出が衝突後に行われることである。この結果、検知システムが非常に短い応答時間を持っていても、このシステムがその動作する時には、既に衝突事故が発生してしまっている。これは、特に歩行者をひいてしまう事故の場合に当てはまる。

特許文献３は、別のシステムを提案している。この特許文献３は、分類システム（とその方法）を開示する。このシステムは、車に搭載され、障害物を検知するセンサを有し、障害物の高さと幅の境界に関するいくつかの情報を得る。このシステムは、障害物の寸法に応じて、論理計算手段で障害物を分類するコントローラも有する。

特許文献４で、障害物を他の車と分ける他の装置が議論されている。この特許文献４は、複数のカメラを有し、そこからの三次元情報に基づいて障害物を検出する。特許文献５は、２個の立体カメラと障害物の存在を決定するユニットを提案する。

どの従来文献も、検知すべき障害物の種類に応じては十分機能する検知システムを複数組み合わせて使用すること、或いは同一種類の検知システムの組み合わせを提案していない。前記の従来技術は、１種類の検知システムを提案し、その手段によりあらゆる種類の障害物を検出し、この障害物は、解析の後に区別あるいは分類される。

上記の文献で提案されたシステムは、産業用の自動車には適用できず、それ故に、このような車に影響を及ぼすような特定の視野（死角）の問題を解決するために、特に適したものではない。

本発明の目的は、従来技術の欠点を解決して、検知すべき障害物の種類を考慮に入れて、検出後のみならず検出前において、あらゆる種類の障害物に対して最も適した検出システムを提供することである。

本発明は、自動車（特に大型車）の前方にある障害物を検知（検出）するシステムに関し、特に、運転手からの死角をカバーするのに適したシステムを提供することである。

本発明の実施例によると、本発明のシステムは、
（Ａ） 自動車の前方領域にある第１監視領域内の動く障害物あるいは最小高さの障害物の存在を検知する第１検出サブシステムと、
前記第１検出サブシステムは、歩行者の検出に優先的に集中し、歩行者を轢くことを回避し、
（Ｂ） 自動車の前方領域にある第２監視領域内の障害物の存在を検知し、前記第２監視領域内にある前記障害物の大きさに関する情報を得る第２検出サブシステムと
を有し、第２検出サブシステムは、障害物が大きすぎてそれを乗り越えることができず、車に損傷を与えるような障害物の検出を主な目的とする。

第１検出サブシステムの主な目的は、検出（監視）領域に入ってくる歩行者あるいは他の移動障害物（例、動物）を特定し、歩行者を保護することである。この第１検出サブシステムは、障害物の大きさを測定することは目的ではない。障害物がこの検出サブシステムの監視領域内に入った時は、実行されるべき動作は、迅速でなければならないからである。第１検出サブシステムは、障害物の検出だけで、その目的を十分達成する。

第２検出サブシステムに関しては、障害物が検出装置の監視領域内に入った時に、採られる動作は、第１検出サブシステムの動作よりも複雑である。前記第２検出サブシステムの動作は、検出された障害物の寸法に依存する。得られた障害物の大きさに関する情報は、それ故に重要である。例えば、検出された障害物が小さい場合には、自動車はそれに接触することなく避けて通ることができ、自動車に損傷を与えることはない。しかし、障害物が非常に大きい（例えば所定の寸法を超える）場合には、ブレーキ動作を実行して障害物との衝突を回避し、道路から障害物を除去しなければならない。

上記の２つのサブシステムの監視領域は、車によって、大部分あるいは極一部がオーバーラップする。

本発明は、大型の車（例えばバス、トラック等）の上記問題を解決する。

本発明のシステムは、特に次のような場合に適している。車が停止している時（例えばバスがバス停に止まっている時）に、本発明のシステムは、自動車の前方にありドライバーの視野外にある障害物を検出する。検出後、システムは、自動車が発車するのを阻止し、ドライバーにこの中止の原因となった障害物の存在を警告する。

第１検出サブシステムと第２検出サブシステムは、別々に動作すること、あるいは組み合わさって動作することも可能である。後者が好ましい。

上記の２つの検出サブシステムに、さらに別の第３の検出サブシステムを追加することも可能である。この第３の検出サブシステムは、自動車の他の監視領域に配置されるか、あるいは上記したのとは異なる別の第４の検出サブシステムを追加することも可能である。前記第４の検出サブシステムは、別の種類の障害物の検出用で、別の種類のパラメータに関する情報を第４の検出サブシステムから得る。この情報は、必ずしも大きさではなく、例えば温度、明るさ、速度等である。

図に示すように、本発明は、自動車の前方にある障害物を検知するシステムに関する。この本発明の検知システムは、産業用（商工用）車両に適用され、運転者の死角をカバーする。

本発明の実施例においては、本発明のシステムは、
（Ａ） 自動車の前方領域にある第１監視領域内の動く障害物Ｏ１あるいは最小高さの障害物の存在を、歩行者を優先的に検知する第１検出サブシステム（図１）と、
（Ｂ） 自動車の前方領域にある第２監視領域Ａ２内の障害物Ｏ２の存在を検知し、前記第２監視領域Ａ２内にある前記障害物Ｏ２の大きさに関する情報を得る第２検出サブシステム（図２）と
を有し、前記第２検出サブシステムと第１検出サブシステムとは異なる。

前記第１検出サブシステムは、検出装置と、電子システムとを有し、前記検出装置は、前記第１監視領域内の障害物Ｏ１の存在を示す情報の一部を外部から獲得し、前記電気システムは、前記検出装置により得られた入力信号と前記情報の一部を表す信号を処理し解析するシステムを有し、前記電子システムは、前記解析結果に応じて、出力信号を生成する。第１検出サブシステムの処理と解析システムは、パターン認識アルゴリズムを用いて前記入力信号を処理する。

前記出力信号を用いて、前記検出に応じて様々な動作を実行する。例えば、点灯あるいは警報信号の発生、さらにはまたブレーキ動作や自動車の発車の阻止（様々な利用可能な手段）であり、物を引いてしまうことを阻止する。

前記第１検出サブシステムにより使用される検出装置は、電磁検出装置であり、この電磁検出装置は、カメラ（図示せず）である。これは、歩行者Ｏ１の検出に最も適したものと考えられるが、他の種類の検出システムも当業者に適宜適用可能である。前記検出装置は、例えば磁界歪み検出装置であり、異なる放射線等を発光／受光するように配置される。

前記第１監視領域Ａ１は、道路から所定最小検出高さＨ１延びる。この高さＨ１は、歩行者Ｏ１の存在を検出するのに適したもので、約６０ｃｍで、歩行者にとって最小高さである。この最小高さは、第１監視領域Ａ１の車から遠い位置にある三角ゾーンに適用される。図１から分かるように、第１監視領域Ａ１は、車に最も近い領域内でドライバーの視線（これは車の大きさとドライバーの身長により変わるが）の最低ラインＬｄ１下に伸びる。図１は、ラインＬｄ１と最小高さＨ１とを示す。ラインＬｄ１と最小高さＨ１とが、バスに搭載されたカメラでりカバーされるべき領域を規定する。線Ｈ１とＬｄ１が交差する点を超えた地上側の三角ゾーンは、無視でき、第１監視領域Ａ１内には含まれない。歩行者がこの三角ゾーンに入ることは非常にまれだからである。

より高い安全性が求められている場合、最小高さＨ１を６０ｃｍ以下にする。こうすることにより、歩行者が、自動車の前で、寝ころんだり座っている場合をカバーできる。

前記第２検出サブシステムは、検出装置と、電子システムとを有し、前記検出装置は、前記第２監視領域内の障害物Ｏ２の存在と前記障害物の大きさを示す情報の一部を外部から獲得し、前記電気システムは、前記検出装置により得られた入力信号と前記情報の一部を表す信号を処理し解析するシステムを有し、前記電子システムは、前記解析結果に応じて、出力信号を生成する。

一方あるいは両方の検出サブシステムの処理／解析システムは、結果の一貫性を改善するために、少なくとも２個の処理アルゴリズムにより入力信号を処理する。

図２は、第２検出サブシステムを組み込んだトラックを示す。第２監視領域Ａ２は、ドライバーの視線の下側ラインＬｄ２の下側に規定される影の領域である。

本発明のシステムは、自動車の前方と後方のゾーンを監視する２つの検知サブシステムの同時使用に基づいて、歩行者あるいは動く動物と静止障害物の両方を検出する。

図２に戻って、この場合、所定の最小検出高さＨ２がある。これは、検出すべき障害物の最小高さである。前記高さＨ２は調整でき、その値は障害物を通過しても車に損傷を与えることのない最小高さである。この値は、第２検出サブシステムを組み込んだ車にも応じて変わる。

両方のラインＨ２、Ｌｄｓが交差する点を超える三角ゾーンは、無視でき、第２監視領域Ａ２内には含まれない。この第２監視領域Ａ２は、車が最初に停止していることを考慮に入れた十分の大きさである。

第１検出サブシステムの場合と同様に、前記の処理システムの出力信号を用いて、前記検出に応じた様々な動作を実行する。例えば、警報信号を発信して自動車の走行を止める。

検出された障害物Ｏ２の大きさを確定することは、この障害物Ｏ２を自動車に損傷を与えずに、乗り越えられるか否かを決定するために、重要である。

単眼式の検出システムは、大きさの予測を実行するのには十分でない。その理由は、十分な情報を与えないからである。

大きさの予測を実行する別の方法がある。その１つは、活性ビジョン技術を用いた本発明の方法である。この目的の検出装置は、前記第２監視領域Ａ２上に所定のパターンを有する光を放射する発光体と、前記第２監視領域Ａ２内にある障害物Ｏ２から反射された光を受光する受光器とを有し、前記電子システムは、前記発光体が発光した時間と前記受光器が受光した時間との間の時間差に基づいて、障害物Ｏ２の大きさを認識する。

前述した大きさの予測を実行する別の方法は、視差による深度予測を利用する方法である。本発明の方法によれば、第２検出サブシステムが使用する検出装置は、カメラ（図示せず）のような電磁検出装置である。前記カメラは、第２監視領域Ａ２にある障害物Ｏ２の存在を、少なくとも離れた２カ所で且つ障害物Ｏ２と整合しない場所から、イメージを得て、前記視差を形成する。この電子システムは、前記イメージに基づいて、障害物Ｏ２の大きさを認識できる。

前記の深度予測を得るために必要とされる動き、即ち少なくとも２カ所からイメージを獲得することは、自動車の走行中時には、この自動車により提供される。あるいは自動車が停止中には、カメラを搭載した本発明による可動装置（図示せず）により提供される。この可動装置は、前記車両に搭載されたカメラが水平軸に沿って移動できるようにし、少なくとも２個所からイメージを獲得できるようにする。

本発明のシステムは、照射状態（必要によっっては人工光源を用いる）と天候状態（雪、霧、雨）の両方でのあらゆる種類の悪環境でも、正しく実行できるよう調整する。この点に関し、本発明のサブシステムは、このような悪条件に影響されないよう、これらの装置を組み込む。

本発明のシステムは、悪動作条件においての誤動作を検出する自己診断手段を具備する。この悪動作条件とは、例えば検出装置上のゴミの存在であり、その結果その正確な動作が阻害される。

本発明のシステムを使用する好ましい方法は、車を発車させる意図を検出した時に、活性化することである。例えば、この意図は、ギア・ボックスのギアを入れる状態を検出する手段により検出できる。この検出手段を活性した後は、歩行者あるいは自動車にとって危険と見なされる事象の検出動作が行われ、検出した場合、本発明のシステムは、一時的に自動車の発車を阻止する。

以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。

バスに搭載された本発明の第１検出サブシステムが歩行者を検出する状態を表す図。 トラックに搭載された本発明の第２検出サブシステムが障害物を検出する状態を表す図。

符号の説明

Ａ１ 第１監視領域
Ａ２ 第２監視領域

Claims (17)

1. 自動車の前方にある障害物を検知するシステムにおいて、
   前記検知システムは、商業用自動車に適用され、運転手の死角をカバーし、
   （Ａ） 自動車の前方領域にある第１監視領域内の動く障害物（Ｏ１）あるいは最小高さの障害物の存在を検知する第１検出サブシステムと、
   （Ｂ） 自動車の前方領域にある第２監視領域（Ａ２）内の障害物（Ｏ２）の存在を検知し、前記第２監視領域（Ａ２）内にある前記障害物（Ｏ２）の大きさに関する情報を得る第２検出サブシステムと、
   前記第２検出サブシステムと第１検出サブシステムとは異なる
   ことを特徴とする自動車の前方にある障害物を検知するシステム。
2. 前記第１検出サブシステム（Ａ）は、
   （Ａ１） 検出装置と、
   （Ａ２） 電子システムと
   を有し、
   前記検出装置（Ａ１）は、前記第１監視領域内の障害物（Ｏ１）の存在を示す情報の一部を外部から獲得し、
   前記電気システム（Ａ２）は、前記検出装置により得られた入力信号と前記情報の一部を表す信号を処理し解析するシステムを有し、
   前記電子システムは、前記解析結果に応じて、出力信号を生成する
   ことを特徴とする請求項１記載のシステム。
3. 前記検出装置は、電磁検出装置である
   ことを特徴とする請求項２記載のシステム。
4. 前記電磁検出装置は、カメラである
   ことを特徴とする請求項３記載のシステム。
5. 前記検出装置は、磁界歪み検出装置である
   ことを特徴とする請求項２記載のシステム。
6. 前記第１監視領域（Ａ１）は、道路から所定最小検出高さ（Ｈ１）まで延びる
   ことを特徴とする請求項４あるいは５に記載のシステム。
7. 前記所定最初検出高さ（Ｈ１）は、歩行者の存在を検出できるよう、調整される
   ことを特徴とする請求項６記載のシステム。
8. 前記第２検出サブシステム（Ｂ）は、
   （Ｂ１） 検出装置と、
   （Ｂ２） 電子システムと
   を有し、
   前記検出装置（Ｂ１）は、前記第２監視領域内の障害物（Ｏ２）の存在と前記障害物の大きさを示す情報の一部を外部から獲得し、
   前記電気システム（Ｂ２）は、前記検出装置により得られた入力信号と前記情報の一部を表す信号を処理し解析するシステムを有し、
   前記電子システムは、前記解析結果に応じて、出力信号を生成する
   ことを特徴とする請求項１あるいは２に記載のシステム。
9. 前記検出装置（Ｂ１）は、
   （ｉ） 前記第２監視領域（Ａ２）上に所定のパターンを有する光を放射する発光体と、
   （ｉｉ） 前記第２監視領域（Ａ２）内にある障害物（Ｏ２）から反射された光を受光する受光器と
   を有し、
   前記電子システムは、前記発光体が発光した時間と前記受光器が受光した時間との間の時間差に基づいて、障害物（Ｏ２）の大きさを認識する
   ことを特徴とする請求項８記載のシステム。
10. 前記光は、赤外線である
    ことを特徴とする請求項９記載のシステム。
11. 前記検出装置は、電磁検出装置である
    ことを特徴とする請求項８記載のシステム。
12. 前記電磁検出装置は、カメラである
    ことを特徴とする請求項１１記載のシステム。
13. 前記カメラは、少なくとも２個所から前記第２監視領域（Ａ２）内の障害物（Ｏ２）の存在を表す画像を確保し、
    前記少なくとも２個所は、互いに十分離れており、且つ障害物（Ｏ２）とは整合しておらず、これにより、視差を生成し、
    前記電子システムは、前記画像に基づいて障害物（Ｏ２）の大きさを認識する
    ことを特徴とする請求項１１記載のシステム。
14. 前記カメラは、前記自動車に搭載された可動装置に搭載され、
    前記カメラは、自動車が完全に停車した時でも、少なくとも２個所からの画像を獲得する
    ことを特徴とする請求項１３記載のシステム。
15. 前記２つの監視領域（Ａ、Ａ２）は、オーバーラップする部分を含む
    ことを特徴とする請求項８記載のシステム。
16. 前記第１検出サブシステムと第２検出サブシステムの内の一方の処理／解析システムは、少なくとも２個の処理アルゴリズムにより入力信号を処理する
    ことを特徴とする請求項２あるいは８に記載のシステム。
17. 前記第１検出サブシステムの処理／解析システムは、パターン認識アルゴリズムで、前記入力信号を処理する
    ことを特徴とする請求項２記載のシステム。

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