JP2009248665A - 路面凍結警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバーに対して如何なる操作をすれば良いかの判断材料を与える路面凍結警報装置を提供する。
【解決手段】車両前方の路面(82)を視野領域として車体(2)に取り付けられており、路面を撮像し、赤外線画像を出力する赤外線撮像手段(40)と、車両の室内に設置されており、撮像された路面画像を表示する表示手段(30)と、赤外線画像に基づいて、路面上の凍結領域を判定するとともに、撮像された路面画像の表示を制御する制御手段(60)とを具備し、制御手段は、路面上の凍結領域をこの領域の周辺領域よりも強調して表示する。
【選択図】図５

Description

本発明は、路面上の凍結状態や湿潤状態を識別可能な路面凍結警報装置に関するものである。

この種の装置は車両に搭載されており、車両前方における路面上の凍結状態や湿潤状態を識別している。
詳しくは、当該装置には、赤外線を路面に向けて照射し、この路面から反射した赤外光を受光する際に光学フィルタの通過量の変化を監視し、この変化に応じて路面の凍結状態を判別する技術（例えば、特許文献１参照）や、俯瞰撮影された路面の画像輝度と、外気や路面の各温度とに基づいて路面の凍結状態を判別する技術（例えば、特許文献２参照）が知られている。

そして、仮に、路面が凍結状態にある場合には、ランプの点灯やブザーの鳴動、若しくは車両の減速を実行し、車両のドライバーに注意を喚起する。

特開平１０−９５２４５号公報 特開２００３−３５７８４号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、路面の凍結状態をドライバーに了知させることが困難である。
なぜならば、ランプの点灯やブザーの鳴動、若しくは車両の減速を単に実行するだけでは、このドライバーは、路面の凍結状態の有無は認識できても、この路面のいずれの場所が凍結状態にあるかを認識できないからである。

特に、路面の一部に凍結領域が存在している場合には、当該箇所はステアリング操作やブレーキ操作によって回避可能であるにも拘わらず、上記ランプの点灯などの単なる警告だけでは、ドライバーは如何なる操作をすれば良いかを判断できないのである。
このように、上記従来の技術では、路面の凍結状態をドライバーに了知させる点については依然として課題が残されている。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、ドライバーに対して如何なる操作をすれば良いかの判断材料を与える路面凍結警報装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、車両前方の路面を視野領域として車体に取り付けられており、路面を撮像し、赤外線画像を出力する赤外線撮像手段と、車両の室内に設置されており、撮像された路面画像を表示する表示手段と、赤外線画像に基づいて、路面上の凍結領域を判定するとともに、撮像された路面画像の表示を制御する制御手段とを具備し、制御手段は、路面上の凍結領域をこの領域の周辺領域よりも強調して表示する。

第１の発明によれば、赤外線撮像手段は、車体に取り付けられ、車両前方の路面を視野領域としており、この路面を撮像して赤外線画像を出力する。また、表示手段は、車両の室内に設置され、撮像された路面画像を表示する。
そして、制御手段は、赤外線画像に基づいて路面上の凍結領域を判定し、さらに、この赤外線画像に基づいて撮像された路面画像の表示を制御しており、この路面上の凍結領域は当該凍結領域の周辺領域よりも強調して表示される。これにより、車両のドライバーは、路面のいずれの場所が凍結状態にあるかを視覚的に認識できるので、凍結状態を了知可能になる。この結果、従来に比してドライバーに対して如何なる操作をすれば良いかの判断材料を提供でき、車両の安全運転により一層寄与する。

第２の発明は、第１の発明の構成において、制御手段は、路面上の凍結領域に強調処理を施す画像認識手段を有していることを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、画像認識手段が路面上の凍結領域に強調処理を施すことから、路面上の凍結領域は当該凍結領域の周辺領域よりも確実に強調して表示される。

第３の発明は、第１や第２の発明の構成において、車両の室外の温度を検出する温度センサをさらに具備し、制御手段は、赤外線画像及び温度センサの検知信号に基づいて路面上の凍結領域を判定する判定手段を有していることを特徴とする。
第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、制御手段は判定手段を有し、この判定手段は、赤外線画像の他、車両の室外の温度を検出する温度センサの検知信号に基づいて路面上の凍結領域を判定するので、路面の凍結領域と湿潤領域とをより正確に判別できる。

本発明によれば、車両のドライバーは、路面のいずれの場所が凍結状態にあるかを視覚的に認識でき、その後に如何なる操作をすれば良いかの判断材料が得られる路面凍結警報装置を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施例の路面凍結警報装置の概略構成図であり、車両は路面８２上を走行している。この車両の車体２は、ルーフ８の前方側にボンネット６を有しており、車室１０と車外８０とを区画する。この車室１０の適宜位置にはステアリング１２やシートが配置され、このステアリング１２の近傍には後述するモニター（表示手段）３０が設置されている。

一方、ボンネット６上の適宜位置には外気温度センサ（温度センサ）１６が設置され、このセンサ１６は車外８０の空気の温度を検出している。
また、本実施例では、赤外線撮像ユニット（赤外線撮像手段）４０が車体２の前部４に取り付けられ、ステアリング１２の操舵角に応じて撮像方向が切り替えられる。そして、車両前方の路面８２を視野領域とし、この路面８２を撮像して赤外線画像を出力する。

詳しくは、この赤外線撮像ユニット４０は、赤外線光源４２と、赤外線カメラ４４とから構成されており、図２にも示されるように、赤外線光源４２は赤外線カメラ４４の上方に位置し、路面８２に向けて赤外線を照射する。なお、この赤外線光源４２は、前部４のヘッドライトによる可視光の照射領域よりもさらに前方に向けて路面８２を照射可能である。

一方、赤外線カメラ４４は、赤外線レンズ４６と、光学フィルタ４８と、撮像素子５０とから構成されている。この赤外線レンズ４６は路面８２から反射した赤外光を集光し、撮像素子５０は、光学フィルタ４８を通過した赤外光を受光しており、この受光した赤外線画像は制御部（制御手段）６０に向けて出力される。

ここで、本実施例の光学フィルタ４８は、所定の波長帯（１．９４μｍ〜２．０μｍ、１μｍ＝１×１０^−６ｍ）の赤外光を通すように構成されている。
具体的には、路面８２の湿潤状態、つまり、この路面８２に存在している水は、約１．９４μｍの波長λｗの赤外光を吸収する性質を有している。一方、路面８２の凍結状態、すなわち、この路面８２に存在している氷８４は、約２．０μｍの波長λｉの赤外光を吸収する性質を有しており、この氷８４における赤外光の吸収波長の値は、水における吸収波長の値よりも約０．０６μｍ長くなっている。

そこで、上述の光学フィルタ４８は、所定の波長帯（１．９４μｍ〜２．０μｍ）の赤外光を通すように設定し、路面８２が湿潤状態または凍結状態にあれば、赤外線光源４２から路面８２に向けて照射された赤外線のうち、波長λｗ及びλｉの赤外光は水または氷に多く吸収されるので、光学フィルタ４８を通過する赤外光は僅かになる。そして、その赤外線画像には黒色の密集領域が形成される。この結果、制御部６０では、路面８２の湿潤状態または凍結状態にある水分の存在する領域を判別できる。

この制御部６０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏコントローラ等の周辺ＩＣを有した電子回路モジュールで構成され、その入力側には、上述した赤外線カメラ４４や外気温度センサ１６の他、車両の運転状態を検出する各種センサが電気的に接続されている。一方、この制御部６０の出力側には、上述した赤外線光源４２やモニター３０に加え、車両の各種アクチュエータが電気的に接続されている（図３）。

また、本実施例の制御部６０は、同図に示される如く、判定部（判定手段）６２を有している。この判定部６２では、撮像素子５０で受光した赤外線画像に基づいて路面８２上の湿潤領域または凍結領域を判定しているが、湿潤か凍結かを判定するために、外気温度センサ１６の検知信号を加味する。

詳しくは、図４に示されるように、この判定部６２は、撮像素子５０における受光量から水分のある旨を判別し、さらに、外気温度センサ１６にて車外８０の空気の温度が０℃未満である場合には、路面８２のうち当該領域の凍結状態を判定する。一方、車外８０の空気の温度が０℃以上である場合には、当該領域の湿潤状態を判定しており、この判定結果を画像認識部（画像認識手段）６４に出力する。なお、水分のない旨を判別したときには、温度センサ１６の検知信号に拘わらず、当該領域の乾燥状態を判定する。

また、上述した画像認識部６４は、撮像素子５０で受光した赤外線画像に基づいて撮像された路面画像の表示を制御しており、判定部６２で路面８２の凍結状態であると判定された領域については強調処理を施し、その周辺領域よりも強調して表示すべく、その処理信号をモニター３０に出力する。
本実施例のモニター３０は、車室１０のインストルメントパネル２０の上面に設置されている（図５）。このモニター３０は、ナビゲーション装置の構成部品であり、その液晶画面３２は、この装置の起動に伴い、地図や操作メニュー等が表示可能に構成されている。

なお、このインストルメントパネル２０は、運転席の前方にて車幅方向に沿って配置されており、当該パネル２の前方にはフロントガラス２４が設けられ、運転席からは車両の進行方向を見渡すことができる。また、当該パネル２の後方にはステアリング１２が運転席に対峙して配置され、さらに、このパネル２の正面には、エアーコンディショニング装置による空気の吹き出し口２２が複数形成されており、この吹き出し口２２から運転席等に向けて空気が送出される。

そして、仮に、路面８２の一部分について凍結領域が判別された場合には、当該凍結領域が黒色で表示されるとともに、画像認識部６４で当該凍結領域のマーキング表示、より詳しくは、図５に示されるように、略円形の枠で囲まれた凍結領域がモニター３０の液晶画面３２に表示される。
これにより、ドライバーは路面８２の左側車線の略中央部分が凍結領域である旨を認識でき、次いで、ステアリング１２を操作して右側の車線や左側の路肩に直ちに移る、或いは、ブレーキを操作して凍結領域の手前で一旦停止した後、右側の車線や左側の路肩に移ることができ、当該領域を容易に回避可能になる。

ところで、上述のモニター３０に替えてヘッドアップディスプレイユニット（ＨＵＤユニット）３６を用いても良い（図６）。
具体的には、当該ＨＵＤユニット３６は、車室１０にてインストルメントパネル２０の上面に設置されており、フロントガラス２４の内側に画像を投影することができ、通常運転時には例えば車両の速度等が表示されている。

そして、仮に、路面８２の一部分について凍結領域が判別された場合には、上記速度等の表示から路面８２の表示に切り替わり、画像認識部６４で当該凍結領域のカラー表示、より具体的には、凍結領域の周辺はモノクロで表示されるのに対し、この凍結領域は例えば赤色で表示される。
したがって、この場合にも同図に示される如く、ドライバーは路面８２の左側車線の略中央部分が凍結領域である旨を認識できるので、続いて、ステアリング１２やブレーキを操作し、当該領域を容易に回避できる。

以上のように、本実施例によれば、赤外線撮像ユニット４０は、車体２の前部４に取り付けられ、車両前方の路面８２を視野領域としており、この路面８２を撮像して赤外線画像を制御部６０に出力する。図５のモニター３０或いは図６のＨＵＤユニット３６は、車室１０に設置され、撮像された路面画像を図５の液晶画面３２或いは図６のフロントガラス２４の内側に表示する。

そして、制御部６０は、赤外線画像に基づいて路面８２上の凍結領域を判定し、また、この赤外線画像に基づいて撮像された路面画像の表示を制御しており、この路面８２上の凍結領域は当該凍結領域の周辺領域よりも強調して表示される。これにより、車両のドライバーは、路面８２のいずれの場所が凍結状態にあるかを視覚的に認識できるので、凍結状態を了知可能になる。

この結果、ランプの点灯やブザーの鳴動、若しくは車両の減速を単に行っていた従来に比して、ドライバーに対して如何なるステアリング操作やブレーキ操作をすれば良いかの判断材料を提供でき、ドライバーのストレスを減らせることから、車両の安全運転により一層寄与する。

また、制御部６０は画像認識部６４を有し、この画像認識部６４が路面８２上の凍結領域に強調処理、例えば、図５の液晶画面３２には凍結領域のマーキング表示、或いは、図６のフロントガラス２４には、周辺領域のモノクロ表示に対する凍結領域の赤色表示を施すので、この路面８２上の凍結領域を当該凍結領域の周辺領域よりも確実に強調して表示できる。

さらに、制御部６０は判定部６２を有し、この判定部６２は、赤外線画像及び外気温度センサ１６の検知信号に基づいて路面８２上の凍結領域を判定することから、路面８２上の氷８４と水とをより正確に判別できる。
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施例の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。

また、上記実施例では、赤外線撮像ユニット４０が前部４に取り付けられているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなく、赤外線の照射と受光とが可能である限り、例えばルーフ８の適宜位置に取り付けられていても良い。
また、上記実施例では、外気温度センサを用いて水分の存在する領域が湿潤領域か凍結領域の判定を行っていたが、これに限らず、放射温度計を用いて路面温度を測定し湿潤か凍結かを判断しても良い。また、赤外線カメラを用いて取得した赤外線サーモグラフィ上の０℃以下の領域と水分の存在する領域が重なる領域を凍結領域と判定して強調表示するようにしても良い。

そして、この場合にも上記と同様に、ドライバーに対して如何なる操作をすれば良いかの判断材料を与えることができるとの効果を奏する。

本実施例の路面凍結警報装置の概略構成図である。 図１の路面凍結警報装置における光学系の構成図である。 図１の路面凍結警報装置のブロック図である。 図３の判定部における凍結判定の説明図である。 図３の表示部による凍結領域の表示態様である。 他の実施例の表示部による凍結領域の表示態様である。

符号の説明

２ 車体
１０ 車室
１６ 外気温度センサ（温度センサ）
３０ モニター（表示手段）
３６ ヘッドアップディスプレイユニット（表示手段）
４０ 赤外線撮像ユニット（赤外線撮像手段）
６０ 制御部（制御手段）
６２ 判定部（判定手段）
６４ 画像認識部（画像認識手段）
８０ 車外
８２ 路面
８４ 氷（凍結領域）

Claims (3)

1. 車両前方の路面を視野領域として車体に取り付けられており、前記路面を撮像し、赤外線画像を出力する赤外線撮像手段と、
   前記車両の室内に設置されており、前記撮像された路面画像を表示する表示手段と、
   前記赤外線画像に基づいて、前記路面上の凍結領域を判定するとともに、前記撮像された路面画像の表示を制御する制御手段とを具備し、
   該制御手段は、前記路面上の凍結領域を該領域の周辺領域よりも強調して表示することを特徴とする路面凍結警報装置。
2. 請求項１に記載の路面凍結警報装置であって、
   前記制御手段は、前記路面上の凍結領域に強調処理を施す画像認識手段を有していることを特徴とする路面凍結警報装置。
3. 請求項１又は２に記載の路面凍結警報装置であって、
   前記車両の室外の温度を検出する温度センサをさらに具備し、
   前記制御手段は、前記赤外線画像及び該温度センサの検知信号に基づいて前記路面上の凍結領域を判定する判定手段を有していることを特徴とする路面凍結警報装置。

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