JP2013145117A - 自転車用監視センサ - Google Patents

Abstract

【課題】事件や事故の発生の恐れがある対象物１０１が的確に検出され、効果的に警報され得る自転車１００用後方監視センサ１０を提供する。
【解決手段】後方監視センサ１０は、後方から自転車１００に接近する対象物１０１を認識する。そして、後方監視センサ１０は、認識した対象物１０１が接近しているか否かを判定するとともに、接近する対象物１０１の数を求める。後方監視センサ１０は、接近する対象物１０１の数に応じて事件などの可能性を判断し、事件などの危険性があれば警報出力を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、自転車用監視センサに関し、特に、電動自転車に搭載される自転車用監視センサに用いて好適なものである。

従来、車両に搭載される光学測定装置が知られている（たとえば、特許文献１）。かかる光学測定装置では、照射したレーザ光の反射光または自車の車速などにより、自車の近傍に測定対象があるか否かが判定される。判定結果により、レーザ光の強さが弱または強に制御されてから、レーザ光が照射され、距離などの車両情報が測定される。

特開２００５−２７４５３０号公報

自転車には、通常、バックミラーが装備されていないため、後方からの事件や事故が起こり易い。かかる事件や事故は、後方の状況を監視する後方監視センサを自転車に搭載することで回避できる。この場合、上記従来技術に記載の光学測定装置を用いることも可能である。

しかし、上記構成の光学測定装置では、反射光や車速により測定対象の有無が判断されるのみで、測定対象が接近しているか否かの判断はなされない。この場合、停止しているガードレールや反対車線を走行している車両なども測定対象に含まれてしまう。しかし、このような接近しない対象は、事件などを起こす可能性が低いため、これらを含めて状況監視を行うと、事件などの可能性が適切に判断され難くなる。

また、測定対象が近くに多く存在する場合には、事件などの発生割合が低くなると考えられる。このような場合に、測定対象が認識される度に警報等が行われると、警報等が頻発し、却ってユーザの注意力を削ぐ結果となって、事件などの可能性判断において信頼性が損なわれてしまう。こうなると、真に危険な状況下での警報等が軽視され兼ねず、事件などが適切に予防され得ない惧れがある。

本発明は、かかる課題を解消するために為されたものであり、事件や事故を適切に予防し得る自転車用監視センサを提供することを目的とする。

本発明の主たる態様に係る自転車用監視センサは、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を目標領域において走査させるアクチュエータと、目標領域において反射されたレーザ光を受光する光検出器と、光検出器からの出力に基づいて目標領域における対象物の有無および対象物までの距離を測定する測定部と、警報出力を行う警報部と、レーザ光源、アクチュエータおよび警報部を制御する制御部と、を備える。ここで、制御部は、測定部による測定結果に基づき、接近する対象物の出現頻度を取得し、前記出現頻度が閾値未満であるときに、警報部を動作させる。

本態様に係る自転車用監視センサによれば、接近する物体について警報が行われるため、ガードレールなどの停止物や反対車線を走行する車両は警報対象とならない。よって、
事件や事故を発生させる恐れが低い物体についての警報が防止され得る。さらに、周囲に対象物が少ない状況下で対象物が接近するときに警報が行われるため、警報の頻発を回避できるとともに、真に事件などが発生する恐れが高い場合に警報が行われる。よって、ユーザに、事件などを回避するための対応を効果的に促すことができる。

以上のとおり、本発明によれば、事件や事故を適切に予防し得る自転車用監視センサを提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

実施の形態に係る自転車の外観を示す平面図である。 実施の形態に係る自転車用後方監視センサおよび自転車に装着された機器を示すブロック図である。 実施の形態に係る自転車用後方監視センサを示すブロック図である。 実施の形態に係る自転車用後方監視センサの出射光学系を示す図である。 実施の形態に係る自転車用後方監視センサのサーボ光学系を示す図である。 実施の形態に係るレーザ光の照射範囲を説明する模式図である。 実施の形態に係るレーザ光の照射範囲を説明する模式図である。 実施の形態に係る対象物の幅テーブルの例示図ある。 実施の形態に係る自転車用後方監視センサのフローチャートである。 実施の形態に係る自転車用後方監視センサのフローチャートである。 実施の形態に係る自転車用後方監視センサのフローチャートである。 実施の形態に係る対象物の同定処理と対象物の接近判別処理に係るフローチャートである。

図を参照して、本実施の形態に係る自転車用後方監視センサ（以下。「後方監視センサ」と言う。）１０について説明する。なお、図面においても、自転車用後方監視センサが「後方監視センサ」と記載される。

図１は、本実施の形態に係る後方監視センサ１０が装着された自転車１００の外観を示す平面図である。

自転車１００は、車体６０の後方を監視する後方監視センサ１０と、車体６０の前方を照らす前照灯２０と、車体６０を走行させるモータ３０と、これらに電力を供給するバッテリユニット４０とを備える。車体６０は、フレーム６１、ハンドル６２、ペダル６３、サドル６４および車輪６５などで形成される。

前照灯２０は、車体６０の前部分に設けられ、前方を向く。前照灯２０には、ＬＥＤなどの光源が用いられる。

モータ３０は、ペダルクランク軸（図示せず）の近傍に設けられる。モータ３０の駆動力が伝達機構によってペダルクランク軸に伝達される。ペダルクランク軸は、ペダル６３およびスプロケット（図示せず）などに接続される。ペダルクランク軸は、ペダル６３を踏む力、およびモータ３０から入力される補助力をスプロケットに作用させる。スプロケットは、これらの力を車輪６５などに伝達し、車輪６５を回転させることで、車体６０を
前進させる。

図２は、自転車１００に装着された電気機器系の構成を示すブロック図である。

制御回路５０は、内部メモリに格納されたプログラムに従って、電気機器系を制御する。制御回路５０は、自転車１００の所定の位置に設置された回路ユニットに配される。制御回路５０には、上記後方監視センサ１０、前照灯２０、モータ３０およびバッテリユニット４０の他、点灯スイッチ２１、照度センサ２２およびクランクトルクセンサ３１が、信号線を介して、接続される。

制御回路５０は、点灯スイッチ２１および照度センサ２２からの信号に基づいて、前照灯２０を点灯させる。点灯スイッチ２１は、ハンドル６２などに設けられ、ユーザの操作によりオンおよびオフされる。また、点灯スイッチ２１は、自動点灯モード（ＡＵＴＯ）に設定可能である。照度センサ２２は、照度を測定し、周囲の明るさを検出する。

クランクトルクセンサ３１は、ペダルクランク軸に設けられ、ペダル６３からペダルクランク軸にかかるトルクを検出する。制御回路５０は、クランクトルクセンサ３１からの検出信号に基づいて、モータ３０を制御する。

バッテリユニット４０は、電池４１およびバッテリマネジメントコントローラ（以下、「ＢＭＣ」と言う。）４２を備える。ＢＭＣ４２は、制御回路５０から指示されたブロックに電池４１の電力を与える。また、ＢＭＣ４２は、電池４１に残る電力の容量を取得し、残容量を表示する。残容量は、ハンドル６２などに装着されたパネル（図示せず）に表示される。この残容量に応じて、ＢＭＣ４２は、モータ３０に供給する電力量を変化させたり、ユーザまたは制御回路５０からの指示を得て、残る電力の供給先をモータ３０または後方監視センサ１０のいずれかを選択したりする。

後方監視センサ１０は、出射ブロック１１と、受光ブロック１２と、警報部１３と、後方監視センサマネジメントコントローラ（以下、「監視センサＭＣ」という）を備える。

出射ブロック１１は、目標領域に向けてレーザ光を出射する。受光ブロック１２は、目標領域から反射されたレーザ光を受光する。警報部１３は、音声や光等による警報出力を行う。監視センサＭＣは、制御回路５０からの制御信号を受けて、後方監視センサ１０内の各部を制御する。

図２の構成において、点灯スイッチ２１がオンまたはオフされると、その信号が制御回路５０へ出力される。また、照度センサ２２は、照度を測定し、その測定結果を制御回路５０へ出力する。制御回路５０は、点灯スイッチ２１がオンされると、ＢＭＣ４２に前照灯２０への電力供給を行わせるとともに、前照灯２０を点灯させる。また、制御回路５０は、点灯スイッチ２１がオフされると、ＢＭＣ４２に前照灯２０への電力供給を停止させ、前照灯２０を消灯させる。さらに、制御回路５０は、点灯スイッチ２１が自動点灯モード（ＡＵＴＯ）に設定されると、照度センサ２２から入力された照度と閾値とを比較する。そして、照度が閾値以下になると、制御回路５０は、ＢＭＣ４２に前照灯２０への電力供給を行わせるとともに、前照灯２０を点灯させる。反対に、照度が閾値より大きくなると、制御回路５０は、ＢＭＣ４２に前照灯２０への電力供給を停止させ、前照灯２０を消灯させる。

パワーアシストモードにおいて、制御回路５０は、クランクトルクセンサ３１からのトルクを取得し、トルクに応じた補助力を算出する。そして、制御回路５０は、算出した補助力に応じた電力がモータ３０へ供給されるようＢＭＣ４２を制御し、モータ３０を動作
させて、モータ３０からの補助力をペダルクランク軸に付与する。

後方監視センサ１０は、図示しないＯＮ／ＯＦＦスイッチによりＯＮ／ＯＦＦされる。後方監視センサ１０がＯＮ状態にあるとき、制御回路５０は、昼夜を判定するための信号、および自転車１００が走行中であるかを示す信号などを監視センサＭＣ１４に与える。

ここで、昼夜を判定するための信号として、点灯スイッチ２１のオン／オフ信号、および照度センサ２２からの検出信号が用いられる。点灯スイッチ２１がオンされると、夜であると判定され、点灯スイッチ２１がオフされると、昼であると判定される。また、点灯スイッチ２１が自動点灯モード（ＡＵＴＯ）に設定された場合、照度センサ２２の照度が閾値以下であるときに、夜であると判定され、照度センサ２２の照度が閾値より大きくなると、昼であると判定される。

また、自転車１００が走行中であるかを示す信号として、クランクトルクセンサ３１からの検出信号が用いられる。クランクトルクセンサ３１からの検出信号によりトルクが検出され、あるいは、そのトルク値が所定値以上であれば、自転車１００が走行中であると判定される。

図３は、後方監視センサ１０の構成を示すブロック図である。

出射ブロック１１は、レーザ光を出射する出射光学系１１ａと、レーザ光を目標領域において走査させるアクチュエータ１１ｂと、目標領域におけるレーザ光の走査位置を検出するためのサーボ光学系１１ｃとを備える。また、受光ブロック１２は、光検出器１２ａと、目標領域において反射されたレーザ光を光検出器１２ｂに集光する集光光学系１２ｂとを備えている。

警報部１３は、後照灯１３ａおよびスピーカ１３ｂを有する。後照灯１３ａは、図１を参照して、車体６０の後部に取り付けられ、車体６０の後方を向く。後照灯１３ａにはＬＥＤなどの光源が装備され、後照灯１３ａは後方へ光（可視光）を照射する。また、スピーカ１３ｂは、ハンドル６２に装着され、音声を出力する。

監視センサＭＣ１４は、内部メモリに格納されたプログラムに従って、後方監視センサ１０内の各部を制御する。監視センサＭＣ１４は、図２に示す制御回路５０と、出射ブロック１１、受光ブロック１２および警報部１３に接続される。監視センサＭＣ１４は、光検出器１２ａからの出力に基づいて目標領域における対象物１０１の有無および当該対象物１０１までの距離を測定する測定部の機能と、レーザ光源１１１、アクチュエータ１１ｂおよび警報部１３などを制御する制御部の機能と、昼夜を判定する昼夜判定部の機能を有する。

図４は、出射光学系１１ａおよびアクチュエータ１１ｂの構成を示す図である。

出射光学系１１ａは、レーザ光源１１１と、ビーム整形用レンズ１１２、１１３と、ミラー１１４を備える。ベース２００の上面に、基板を介してレーザ光源１１１が配置され、さらに、ビーム整形用のレンズ１１２、１１３およびアクチュエータ１１４が配置される。ミラー１１４は、アクチュエータ１１ｂに配置される。レーザ光源１１１から出射されたレーザ光は、ビーム整形用レンズ１１２、１１３を透過して、水平方向斜めからミラー１１４に入射する。

アクチュエータ１１ｂは、２つの回転軸Ｍ１、Ｍ２を有し、これら回転軸Ｍ１、Ｍ２でミラー１１４を水平方向および鉛直方向に回転させる。こうしてミラー１１４が定められ
た角度範囲で回転することにより、ミラー１１４にて反射されたレーザ光が、水平方向および鉛直方向に振られる。これにより、レーザ光が目標領域を走査する。なお、アクチュエータには、コイルと磁石が配され、コイルに電流を印加したときに生じる電磁力によりミラー１１４が駆動される。

なお、アクチュエータ１１ｂの構成の詳細は、たとえば、出願人が先に出願した特願２００９−２７２８４３号に記載されており、その記載がここに取り込まれる。この他、特開２００８−２８１３３９号公報に記載のアクチュエータを用いることもできる。

図５は、サーボ光学系１１ｃの構成を示す図である。図５（ａ）は、ベース２００を裏面側から見たときの一部平面図である。

図示の如く、ベース２００の裏側周縁には、壁２０１、２０２が形成されており、壁２０１、２０２よりも中央側は、壁２０１、２０２よりも一段低い平面２０３となっている。壁２０１には、半導体レーザ３０３が装着された回路基板３０１が装着されている。他方、壁２０２の近傍には、ＰＳＤ３０８が装着された回路基板３０２が装着されている。

ベース２００裏側の平面２０３には、取り付け具３０７によって集光レンズ３０４と、アパーチャ３０５と、ＮＤ（ニュートラルデンシティ）フィルタ３０６が装着されている。さらに、この平面２０３には開口２０３ａが形成されており、この開口２０３ａを介して、アクチュエータ１１ｂの回転軸Ｍ１の下部に装着された透過板３００がベース２００の裏側に突出している。透過板３００は、光透過性の平行平板からなっている。

半導体レーザ３０３から出射されたレーザ光（サーボ光）は、集光レンズ３０４を透過した後、アパーチャ３０５によってビーム径が絞られ、さらにＮＤフィルタ３０６によって減光される。その後、サーボ光は、透過板３００に入射され、透過板３００によって屈折作用を受ける。しかる後、透過板３００を透過したサーボ光は、ＰＳＤ３０８によって受光され、ＰＳＤ３０８から、受光位置に応じた位置検出信号が出力される。

図５（ｂ）は、透過板３００の回動位置とサーボ光の光路との関係を模式的に示す図である。

サーボ光は、レーザ光軸に対し傾いて配置された透過板３００によって屈折され、ＰＳＤ３０８に受光される。ここで、透過板３００が実線の位置から破線矢印のように回動すると、サーボ光の光路が図中の実線から点線のように変化し、ＰＳＤ３０８上におけるサーボ光の受光位置が変化する。これにより、ＰＳＤ３０８にて検出されるサーボ光の受光位置によって、透過板３００の回動位置を検出することができる。透過板３００の回動位置は、ミラー１１４ｂの回転位置に対応し、目標領域におけるレーザ光の走査位置に対応する。よって、ＰＳＤ３０８からの信号をもとに目標領域におけるレーザ光の走査位置を検出することができる。

次に、後方監視センサ１０の動作について説明する。後方監視動作時、後方監視センサ１０は、レーザ光の走査範囲が２段階に切り替えられる。

図６は、第１目標領域Ａ１の水平方向の範囲Ａ１Ｈ、および、第２目標領域Ａ２の水平方向の範囲Ａ２Ｈを表わす。第１目標領域Ａ１は、後方監視センサ１０からの距離がＫ１（たとえば、３０ｍ）の照準位置Ｐ１に設定され、第２目標領域Ａ２は、後方監視センサ１０からの距離がＫ２（たとえば、１０ｍ）の照準位置Ｐ２に設定される。

図７（ａ）は、第１目標領域Ａ１の鉛直方向の範囲Ａ１Ｖを表わす。図７（ｂ）は、第
２目標領域Ａ２の鉛直方向の範囲Ａ２Ｖを表わす。図７（ａ）、（ｂ）において、長方形の一つのマスは、各目標領域におけるレーザ光のサイズと形状を模式的に示している。レーザ光の走査位置が各マスに対応すると、図４のレーザ光源１１１からレーザ光が出射され、そのマスの形状およびサイズのレーザ光が各目標領域に照射される。

なお、図６に示すように、第２目標領域Ａ２の水平方向の走査角度θ２Ｈは、第１目標領域Ａ１の水平方向の走査角度θ１Ｈより広く設定される。また、図７（ａ）、（ｂ）に破線矢印で示すように、レーザ光は、第１目標領域Ａ１および第２目標領域Ａ２を、それぞれ、水平方向に３段走査する。最上段の走査ライン（１）と中央の走査ライン（２）の鉛直方向の振り角と、中央の走査ライン（２）と最下段の走査ライン（３）の鉛直方向の振り角は、図１に示すように、ともにθｖである。

図６および図７に示すように、第１目標領域Ａ１と第２目標領域Ａ２の水平方向の走査範囲は、ともにＤである。また、第１目標領域Ａ１と第２目標領域Ａ２の鉛直方向の走査範囲は、それぞれ、範囲Ａ１Ｖおよび範囲Ａ２Ｖである。第１目標領域Ａ１は第２目標領域Ａ２よりも後方監視センサ１０から離れているため、第１目標領域Ａ１におけるレーザ光は、第２目標領域Ａ２におけるレーザ光よりも広がる。このため、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第１目標領域Ａ１におけるレーザ光の縦横の幅Ｈ１、Ｌ１は、第２目標領域Ａ１におけるレーザ光の縦横の幅Ｈ２、Ｌ２よりも数段大きくなる。

第１目標領域Ａ１の走査時において、監視センサＭＣ１４は、ＰＳＤ３０８からの信号を基に第１目標領域Ａ１におけるレーザ光の走査位置を検出しながら、レーザ光が図７（ａ）の走査ライン（１）、（２）、（３）を順に走査するように、アクチュエータ１１ｂを制御する。そして、監視センサＭＣ１４は、走査位置が図７（ａ）の各マスに対応するタイミングで、レーザ光源１１１を発光させる。これにより、所定間隔で出射された各レーザ光は、水平方向および鉛直方向に略重ならずかつ間隔を空けずに、第１目標領域Ａ１に照射される。なお、最下段の走査ライン（３）の走査が終わると、最上段に戻って、同様の走査が繰り返される。

同様に、第２目標領域Ａ２の走査時において、監視センサＭＣ１４は、ＰＳＤ３０８からの信号を基に第２目標領域Ａ２におけるレーザ光の走査位置を検出しながら、レーザ光が図７（ｂ）の走査ライン（１）、（２）、（３）を順に走査するように、アクチュエータ１１ｂを制御する。そして、監視センサＭＣ１４は、走査位置が図７（ｂ）の各マスに対応するタイミングで、レーザ光源１１１を発光させる。これにより、所定間隔で出射された各レーザ光は、水平方向および鉛直方向に略重ならずかつ間隔を空けずに、第２目標領域Ａ２に照射される。なお、最下段の走査ライン（３）の走査が終わると、最上段に戻って、同様の走査が繰り返される。

このように、発光間隔を開けながらレーザ光が各目標領域Ａ１、Ａ２に照射される。各目標領域Ａ１、Ａ２に車１０１ａやバイク１０１ｂなどの対象物１０１が存在すると、照射されたレーザ光は対象物１０１で反射され、反射されたレーザ光は後方監視センサ１０へ戻る。ここで、光検出器１２ａは、反射光を受けて、受光信号を監視センサＭＣ１４に出力する。監視センサＭＣ１４は、受光信号により、対象物１０１の存在を判定する。

具体的には、監視センサＭＣ１４は、受光信号が入力されると、そのときレーザ光が照射された位置に、対象物１０１となり得る物体が存在すると判断する。また、監視センサＭＣ１４は、レーザ光の出射タイミングから受光タイミングまでの時間差から、この物体までの距離を算出する。

さらに、監視センサＭＣ１４は、物体までの距離に加えて、物体をレーザ光が水平方向
に走査したときの受光信号の連続数を取得する。レーザ光の大きさは、後方監視センサ１０から離れるほど、大きくなるため、受光信号の連続数と物体の幅との関係は、後方監視センサ１０からの距離に応じて変化する。

たとえば、図７（ａ）、（ｂ）に示すレーザ光のサイズ（マスのサイズ）が、Ｈ１＝６３８．４ｍｍ、Ｌ１＝１１４．７ｍｍ、Ｈ２＝２１９．５ｍｍ、Ｌ２＝４４．９ｍｍの場合、車の幅：１７０ｃｍに相当する受光信号の連続数は、後方監視センサ１０からの距離が３０ｍの照準位置Ｐ１（第１目標領域Ａ１）において“１５”であるのに対し、後方監視センサ１０からの距離が１０ｍの照準位置Ｐ２（第２目標領域Ａ２）では“３８”になる。

監視センサＭＣ１４は、物体までの距離を算出するとともに、受光信号の連続数を計数する。そして、これら距離および連続数と、対象物の幅テーブルとを比較して、検出した物体が、自動車やバイク等の対象物であるかを判定する。

図８（ａ）、（ｂ）は、対象物の幅テーブルを例示する図である。図示のように、幅テーブルには、対象物までの距離とその距離における受光信号の連続数とが対応付けられている。この幅テーブルは、監視センサＭＣ１４内のメモリに格納されている。幅テーブルには、事件などの危険性がある車１０１ａやバイク１０１ｂなどの特定の対象物１０１についての受光信号の連続数が、対象物までの距離に関連付けて記述されている。

監視センサＭＣ１４は、物体までの距離と当該物体に対する受光信号の連続数とが、対象物の幅テーブル中の距離と連続数の組み合わせの何れかにマッチングするかを判定する。そして、マッチングすれば、当該物体を対象物として認識し、マッチングしなければ、当該物体を対象物として認識しない。なお、マッチングの判定では、計数した連続数と、その距離に対応する幅テーブル中の連続数との差が、予め設定した許容値以内であれば、マッチングすると判定される。

図９から図１１は、後方監視センサ１０が、対象物１０１を監視し、警報部１３で警報するフローチャートを表わす。

図９に示すように、まず、監視センサＭＣ１４は、自転車１００が走行中であるかを判定する。この判定は、上記のように、制御回路５０から入力されるクランクトルクセンサ３１からの検出信号を用いて行われる。自転車１００が走行中でなければ（Ｓ２：ＮＯ）、監視センサＭＣ１４は、自転車１００が走行中となるまで（Ｓ２：ＹＥＳ）、レーザ光源１１１とアクチュエータ１１ｂの動作を停止させる。

一方、自転車１００が走行中であると（Ｓ２：ＹＥＳ）、監視センサＭＣ１４は、現在の時間が夜の時間帯であるかを判定する（Ｓ４）。たとえば、監視センサＭＣ１４は、上記のように、点灯スイッチ２１のオン／オフ、または、照度センサ２２の照度が閾値以下であるかに基づき、現在の時間が夜の時間帯であるかを判定する（Ｓ４）。具体的には、点灯スイッチ２１がオンされ、または、点灯スイッチ２１が自動点灯モード（ＡＵＴＯ）に設定され、且つ、照度センサ２２の照度が閾値以下である場合に、現在の時間が夜の時間帯であると判定される。また、点灯スイッチ２１のオフ、または、点灯スイッチ２１が自動点灯モード（ＡＵＴＯ）に設定され、且つ、照度センサ２２の照度が閾値より大きい場合には、現在の時間帯が昼の時間帯であると判定される。

監視センサＭＣ１４は、レーザ光源１１１とアクチュエータ１１ｂの動作頻度を、昼の時間帯より夜の時間帯の方が高くなるように設定する。たとえば、監視センサＭＣ１４は、現在の時間帯が夜の時間帯であると（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ６において、レーザ
光の走査停止期間を決める設定値を、ｎ（たとえば、１分）と定める。また、後方監視センサ１０は、現在の時間帯が昼の時間帯であると（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ８において、上記所定値を、ｎより長いｄ（たとえば、２分）と定める。そして、所定値ｎまたは所定値ｄがレーザ光源１１１などの動作頻度を表わす値として監視センサＭＣ１４内のメモリに記録される。

自転車１００の走行状態が検出され、昼夜の所定値が設定されると、次に、監視センサＭＣ１４は、アクチュエータ１１ｂに電力が供給されるようＢＭＣ４２を制御し、アクチュエータ１１ｂを動作させる（ステップＳ１０）。監視センサＭＣ１４は、アクチュエータ１１ｂのミラー１１４が初期位置に配置されているかを、ステップＳ１２で確認する。ここで、ミラー１１４が初期位置になければ、監視センサＭＣ１４は、ステップＳ１４において、アクチュエータ１１ｂの２つの回転軸を動かし、ミラー１１４の位置を調整する。一方、ミラー１１４が初期位置にあれば、Ｓ１６に進む。

しかる後、監視センサＭＣ１４は、ステップＳ１６において、レーザ光源１１１への電力供給をＢＭＣ４２に開始させ、レーザ光の走査を開始させる。同時に、レーザ光源１１１の動作時間の計測を開始する。このとき、監視センサＭＣ１４は、走査領域を第１目標領域Ａ１に設定して、上記のように、レーザ光を水平方向および鉛直方向に走査させる。

こうして、レーザ光の走査を開始した後、監視センサＭＣ１４は、図１０に示すように、レーザ光源１１１の動作開始から２０秒が経ったか否かを判定する（ステップＳ１８）。動作開始から２０秒が経過していれば（Ｓ１８：ＮＯ）、後方監視センサ１０は、図９のステップＳ２０で、レーザ光源１１１への電力供給を終了し、さらに、アクチュエータ１１ｂのミラー１１４を初期位置に戻してから、アクチュエータ１１ｂへの電力供給を終了させる（Ｓ２２）。こうして、次の走査が開始されるまで（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ミラー１１４は初期位置に保持される。

続いて、監視センサＭＣ１４は、先のステップＳ６またはＳ８で求めた所定値ｄまたは所定値ｎを内部メモリから読み出し、レーザ光源１１１の停止からの経過時間と所定値ｄまたは所定値ｎとを比較する（Ｓ２４）。経過時間が所定値を超えると（Ｓ２４：ＹＥＳ）、監視センサＭＣ１４は、自転車１００の後方を再び監視するために、ステップＳ２に戻って、自転車１００が走行中であるかを判定する。ここで、所定値ｎが所定値ｄより短く設定されていることにより、夜の時間帯では、昼の時間帯よりも、待機時間が短くなり、後方監視の頻度は多くなる。

これに対し、図１０のステップＳ１８において、レーザ光源１１１が点灯されてから２０秒が経過していなければ（Ｓ１８：ＹＥＳ）、レーザ光の反射光に基づき対象物１０１の有無が監視される（Ｓ２６）。ここでは、図６に示すように、水平方向の走査角度θ１Ｈが小さく設定され、第１目標領域Ａ１における走査幅Ｄが狭いため、対象物１０１の検出範囲は、狭い範囲に制限される。たとえば、照準位置Ｐ１における走査幅Ｄが自転車１００の走行車線の幅程度となるように角度θ１Ｈが設定される。この場合、自転車１００が道の真ん中を走行していると、後方監視センサ１０から照準位置Ｐ１までの第１目標領域Ａ１は、自転車１００の走行車線内にあり、対向車線には含まれない。よって、後方監視センサ１０は、主に、自転車１００の走行車線を走る対象物１０１を監視する。

ステップＳ２６において、監視センサＭＣ１４は、光検出器１２ａ（図３）から入力される反射光の受光信号を監視する。受光信号がない場合、監視センサＭＣ１４は、第１目標領域Ａ１に対象物１０１が存在しないと判定し（Ｓ２６：ＮＯ）、レーザ光源１１１の点灯時間が２０秒になるまで（Ｓ１８）、対象物１０１の出現を監視する（Ｓ２６）。

一方、監視センサＭＣ１４は、光検出器１２ａから反射光の受光信号が入力されると、ステップＳ２６において、まず、第１目標領域Ａ１に物体があるとして、その物体までの距離を測定し、さらに、この物体をレーザ光が水平方向に走査したときの受光信号の連続数を計数する。

続いて、監視センサＭＣ１４は、取得した距離および受光信号の連続数と、図８に例示する対象物の幅テーブルとを対比し、上記のように、取得した距離および受光信号の連続数にマッチングする組み合わせが幅テーブル中にあれば、当該物体が対象物であると認識する（Ｓ２６：ＹＥＳ）。認識された対象物までの距離と受光信号の連続数は、監視センサＭＣ１４の内部メモリに保持される。

上記のように、対象物の幅テーブルには、事件などの危険性がある車１０１ａやバイク１０１ｂなどの対象物１０１の幅が、受光信号の連続数として記述されており、これらより幅が狭いポールや人などは、幅テーブルに登録されていない。よって、ポールや人等が第１目標領域に存在しても、これらは対象物１０１として認識されない。また、レーザ光は１回の目標領域の走査において、鉛直方向に３度走査されるが、そのうちの１度でも受光信号の連続数が幅テーブルにマッチングすると、対象物１０１の存在が認識される。なお、第１目標領域の走査範囲に同時に複数の対象物が含まれる場合には、複数の対象物が認識される。

こうして対象物が認識されると（Ｓ２６：ＹＥＳ）、第１目標領域に対する走査が継続され、ステップＳ２６で認識された対象物１０１が自転車１００に接近してきているかが判定される（Ｓ２８）。この判定は、以下のように行われる。

レーザ光の次回以降の走査により、上記と同様にして、対象物１０１が認識される。監視センサＭＣ１４は、この対象物１０１の幅（受光信号の連続数）でもって、この対象物と、ステップＳ２６で認識した対象物１０１とを同定する。

具体的には、図１２（ａ）に示すように、第１目標領域が走査され（Ｓ１０１）、この走査で対象物１０１が認識されると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、認識された対象物１０１の中から、その幅（受光信号の連続数）がステップＳ２６で認識された対象物１０１の幅（受光信号の連続数）に一致し、あるいは、所定の許容範囲内の微差であるものが抽出される（Ｓ１０３）。そして、抽出された対象物１０１の中から、ステップＳ２６で認識された対象物１０１の位置の近傍にあるものが抽出され（Ｓ１０４）、これにより抽出された対象物１０１が、ステップＳ２６で認識された対象物１０１と同一であると同定される（Ｓ１０５）。このとき、同定された対象物１０１までの距離と受光信号の連続数は、監視センサＭＣ１４の内部メモリに保持される。

ステップＳ１０２にて対象物１０１を認識できない場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、あるいは、ステップＳ１０３、１０４にて対象物１０１を抽出できない場合（Ｓ１０３：ＮＯ、Ｓ１０４：ＮＯ）には、ＮＧ（同定不可）と判定される。

同図（ａ）のルーチンは、所定回数、繰り返される。その間に、対象物１０１を同定できず、全て、ＮＧ（同定不可）（Ｓ１０６）となった場合には、図１０のステップＳ２８の判定はＮＯとされる。

こうして対象物１０１が同定されると、監視センサＭＣ１４は、図１２（ｂ）に示すように、図１０のステップＳ２６で認識された対象物１０１までの距離ｄａと、図１２（ａ）の処理にて同定された対象物１０１までの距離ｄｂを内部メモリから取得し（Ｓ２０１）、これら距離の差分Δｄを、Δｄ＝ｄａ―ｄｂの演算により求める（Ｓ２０２）。そし
て、監視センサＭＣ１４は、差分Δｄが０より大きければ（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、対象物１０１が接近していると判定し（Ｓ２０４）、差分Δｄが０以下であれば（Ｓ２０３：ＮＯ）、対象物１０１が接近していないと判定する（Ｓ２０５）。

図１２（ｂ）の判定は、同定された全ての対象物１０１について行われる。こうして、図１０のステップＳ２６にて認識された全ての対象物１０１について、ステップＳ２８において、接近しているかが判定される。

図１０のステップＳ２６にて認識された全ての対象物１０１が接近していない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、監視センサＭＣ１４は、処理を図９のステップＳ２０に進める。停止または後退する対象物１０１は、事件などを発生させる可能性が低く、監視する必要がないので、前述と同様、監視センサＭＣ１４は、ステップＳ２０からＳ２４により、レーザ光源１１１およびアクチュエータ１１ｂを停止し、停止からの経過時間と所定値とを比較する。

一方、認識された対象物１０１の中で１つだけでも接近していれば（Ｓ２８：ＹＥＳ）、監視センサＭＣ１４は、自転車１００に接近する対象物１０１の数が２つ以上かを判定する（Ｓ３０）。接近する対象物１０１の数が２つ以上のとき（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、監視センサＭＣ１４は、自転車１００の進行方向に対して垂直な方向に接近対象物１０１が多数存在し、事件などの危険性が低い状況であるとして、前述と同様、ステップＳ２０からＳ２４の処理を行い、レーザ光源１１１とアクチュエータ１１ｂの動作を停止させる、
ステップ３０において、接近する対象物１０１が２より少ない、すなわち、接近する対象物１０１が１つである場合（Ｓ３０：ＮＯ）、監視センサＭＣ１４は、この対象物１０１を第１対象物１０１と特定する（ステップＳ３２）。同時に、監視センサＭＣ１４は、図９のステップＳ１６にて走査を開始してから第１対象物１０１を特定するまでの経過時間（特定時間）と、第１対象物１０１の距離および幅（受光信号の連続数）を内部メモリに記憶する。続いて、監視センサＭＣ１４は、ステップＳ３４で、水平方向の走査角度を、図６の第１目標領域Ａ１の角度θ１Ｈから、第２目標領域Ａ２の角度θ２Ｈへ広げる。

次に、監視センサＭＣ１４は、走査開始からの経過時間が１０秒を超えているかを判定する（ステップＳ３６）。そして、走査開始から１０秒が経過した後に、第１対象物１０１を始めて検出した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、監視センサＭＣ１４は、警報部１３を動作させる（Ｓ３８）。

この場合、後方監視センサ１０により監視が開始してから１０秒の間、接近する対象物１０１が一切認識されず、その後、突然に、接近する対象物１０１が第１目標領域に現れている。このような状況下では、事件などが起こる危険性があるため、監視センサＭＣ１４は、ステップＳ３８で、警報部１３を動作させる。

たとえば、監視センサＭＣ１４は、後照灯１３ａを点灯または点滅し、接近する対象物１０１（第１対象物）に注意を促し、また、注意すべき対象物１０１（第１対象物）が迫っていることを告げる音声をスピーカ１３ｂから出力し、ユーザに接近対象物１０１の存在を知らせる。なお、ステップＳ３６において閾値となる時間は１０秒以外でも良い。

ステップＳ３６の判定がＮＯである場合、監視センサＭＣ１４は、後方の混雑具合を判定できないため、警報を行わずに、処理を図１１のステップＳ４０に進める。

ステップＳ４０では、図１０のステップＳ１８と同様に、監視センサＭＣ１４は、走査を開始してから２０秒が経ったか否かを判定する。２０秒が経過していれば、監視センサ
ＭＣ１４は、図９のステップＳ２０からＳ２４の処理により、レーザ光源１１１、アクチュエータ１１ｂを停止し、その後の経過時間を測定する。

一方、レーザ光源１１１の動作開始から２０秒が経過していなければ（Ｓ４０：ＹＥＳ）、レーザ光の走査が継続され、上記第１対象物以外の他の対象物が認識されたかが判定される（Ｓ４２）。この判定は、以下のようにして行われる。

図１０のステップＳ３２にて第１対象物１０１が特定されると、監視センサＭＣ１４は、第１対象物１０１を追跡する。第１対象物１０１が特定された後、ステップＳ３４において、走査範囲が第２目標領域Ａ２に拡大されるが、図６および図７に示すように、拡大後の走査範囲は、拡大前の第１目標領域Ａ１に対する走査範囲を含んでいる。よって、拡大後の走査範囲にも、第１対象物１０１が含まれ、第１対象物１０１は認識可能である。

監視センサＭＣ１４は、拡大後の走査範囲に含まれる対象物１０１を認識し、認識した対象物１０１の位置、距離、幅（受光信号の連続数）から、第１対象物１０１を同定する。そして、認識した対象物１０１から、同定した第１対象物１０１を除いた残りの対象物１０１を、図１１のステップＳ４２において、他の対象物として認識する。

図６に示すように、第２目標領域Ａ２の水平角度θ２Ｈは、第１目標領域Ａ１の水平角度θ１Ｈに比べて大きいため、自転車１００の進行方向に水平な方向に広い範囲に存在する対象物１０１が調べられる。よって、道の端を走行している幅の狭いバイク１０１ｂなどはステップＳ２６で認識されるが、このバイク１０１ｂが進行して自転車１００に接近すると、第１目標領域Ａ１から外れてしまう。しかし、走査角度拡大により第２目標領域Ａ２にレーザ光が照射されれば、このようなバイク１０１ｂも監視対象となり、さらなる追跡が可能となる。

ステップＳ４２において認識された他の対象物１０１は、通常、以下の２つの対象物１０１を含む。１つは、ステップＳ３４にて走査角度が広げられたことにより、広げられた範囲で新たに発見された対象物１０１である。もう１つは、第１対象物１０１と縦に並んで走行することで第１対象物１０１の陰に隠れて１つ目の対象物１０１として認識されなかったが、第１対象物１０１が自転車１００に接近するなどして、第１対象物１０１の陰にならずに初めて認識された対象物１０１である。

こうして他の対象物が認識されると（Ｓ４２：ＹＥＳ）、監視センサＭＣ１４は、当該他の対象物１０１が接近しているか否かを、ステップＳ２８と同様にして、判定する（Ｓ４４）。ステップＳ４２において、他の対象物１０１が複数認識されている場合、全ての他の対象物について、ステップＳ４４の判定が行われる。全ての対象物１０１が接近していなければ（Ｓ４４：ＮＯ）、監視センサＭＣ１４は、ステップＳ１８に処理を戻し、再び、１つ目の対象物１０１を探索する。この場合、走査範囲は、第１目標領域に再設定される。

ステップ４４において、少なくとも１つの他の対象物１０１が接近していれば（Ｓ４４：ＹＥＳ）、監視センサＭＣ１４は、接近する他の対象物１０１の数が２つ以上であるかを判定する（Ｓ４６）。そして、接近する他の対象物１０１の数が２つ以上のとき、監視センサＭＣ１４は、ステップＳ２０からＳ２４の処理を行う。

接近する他の対象物１０１が１つの場合（Ｓ４６:ＮＯ）、監視センサＭＣ１４は、こ
の接近対象物１０１を第２対象物１０１と特定し（ステップＳ４８）、走査開始から第２対象物１０１が特定されるまでの経過時間（特定時間）を取得する。そして、監視センサＭＣ１４は、第１対象物１０１が特定されるまでの経過時間（特定時間）を内部メモリか
ら読み出し、第１対象物１０１の特定時間と第２対象物１０１の特定時間との差を算出する。この時間差、つまり第１目標領域Ａ１の走査において第１対象物１０１が特定されてから第２目標領域Ａ２の走査で新たな第２対象物１０１が特定されるまでの時間が、所定の時間（ここでは、６秒）より大きいか否かが判定される。

たとえば、時速２０ｋｍで自転車１００が走行中に、時速４０ｋｍの第１対象物１０１が後方から接近してきた場合、６秒間の間に第１対象物１０１は３３ｍ自転車１００に接近する。第１目標領域Ａ１の照準位置Ｐ１が自転車１００から３０ｍの位置である場合、第１対象物１０１が３３ｍ接近すると、第１対象物１０１は自転車１００を追い越すことになる。よって、第２対象物１０１の検出が、第１対象物１０１の検出から６秒より長く経過している場合、第１対象物１０１が自転車１００を追い越してから第２対象物１０１を検出していることになり、第１対象物１０１と第２対象物１０１との間隔が離れており、自転車１００の進行方向において対象物１０１の数が少ないと判定される。このように周囲に対象物１０１が少ないと、事件などの発生確率が高いため、監視センサＭＣ１４は、警報部１３を動作させる。たとえば、後方監視センサ１０は、後照灯１３ａを点灯させたり、スピーカ１３ｂから警告音を出力したりする。

一方、第１対象物１０１の検出時間と第２対象物１０１の検出時間との差が６秒未満のとき、第１対象物１０１と第２対象物１０１との間隔が短く、自転車１００の進行方向において対象物１０１が多いと判定され、監視センサＭＣ１４は、警報部１３を動作させずに、ステップＳ２０からＳ２４においてレーザ光源１１１とアクチュエータ１１ｂの動作を停止させる、
以上、本実施の形態によれば、接近する対象物１０１の出現頻度が低いときに（図１０のＳ３０：ＮＯ、Ｓ３６：ＹＥＳ、図１１のＳ４６：ＮＯ、Ｓ５０：ＮＯ）、対象物１０１や自転車１００のユーザに警報がおこなわれる。よって、真に事件などが発生する恐れが高い場合に的確に警報が行われ、事件などを回避するための対応を効果的に促すことができる。

また、本実施の形態によれば、接近する対象物１０１が監視対象とされ（図１０のＳ２８、図１１のＳ４４）、停止したり、自転車１００から後退したりする対象物１０１は監視対象から外される。このような接近しない対象物１０１は事件などを起こす可能性が低いので、これらが監視対象から外されることで、不要な警報を回避することができる。よって、事件などの発生割合が高い対象物１０１のみに対して警報が行われ、事件などが効果的に予防され得る。

さらに、周囲に対象物１０１が多い場合には、事件などに合う危険性が低いとして、レーザ光源１１１およびアクチュエータ１１ｂの動作が停止される（図１０のＳ３０：ＹＥＳ、図１１のＳ４６：ＹＥＳ、Ｓ５０：ＹＥＳ）。このため、消費電力を効果的に削減することができる。このように無駄な電力消費を抑制することで、パワーアシストなどに電力を有効に利用でき、自転車１００の走行距離を延ばすことができる。また、後方監視センサ１０にも電力が利用され、後方監視が可能な時間が延長される。

また、本実施の形態によれば、昼の時間帯より夜の時間帯の方が、レーザ光の走査頻度が高められる（図９のＳ４、Ｓ６、Ｓ８）。このため、昼に比べて、事件などが起こり易い夜に、後方が重点的に監視されるため、事件などを予防する効果を高めることができる。一方、事件などの発生割合が低い昼には、走査頻度が低下されるので、無駄な電力消費が抑制され得る。

また、本実施の形態によれば、事件などが起こり難い自転車１００の停止中には、後方監視センサ１０の動作が止められる（図９のＳ２）。このため、無駄な消費電力の削減が
さらに図られ得る。

さらに、レーザ光の走査開始から所定時間が経過した後に、突然接近対象物１０１が現れた場合に（図１０のＳ３６：ＹＥＳ）、警報が発せられるため、事件などが効果的に防がれ得る。

また、本実施の形態によれば、第１目標領域Ａ１において対象物１０１が検出されてから次に第２目標領域に新たな対象物１０１が検出されるまでの時間が所定の時間未満のとき（図１１のＳ５０：ＹＥＳ）、警報が行われない。このような場合、先に検出された対象物１０１と次に検出された対象物１０１との間隔が狭く、自転車１００の進行方向において対象物１０１が混雑している。このような状況は、事件などが起こり難いだけでなく、事件などの可能性が高い対象物１０１以外も検出してしまう。よって、このような状況では、警報部１３が動作されないことで、不要な警報が抑制される。また、レーザ光源１１１とアクチュエータ１１ｂの動作が停止されることで、無駄な電力の消費が抑えられる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態によって何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も、上記以外に種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施の形態では、図１０のステップＳ３０でＮＯと判定されても、ステップＳ３６でＹＥＳと判定されなければ警報が行われないよう制御されたが、ステップＳ３６でＮＯと判定されたときも、警報が行われるようにしても良い。この場合、ステップＳ３６でＹＥＳと判定されたときとＮＯと判定されたときとで、警報の内容を変えても良い。たとえば、ステップＳ３６でＹＥＳと判定されたときは、突然、対象物が出現し事件等に合う危険性が高いため、出力音を高めるなど、警戒度を高めた出力としても良い。

また、上記実施の形態では、受光信号の連続数によって対象物が同定されたが、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、幅テーブルの距離と連続数の組み合わせにさらに対象物を特定するための情報（同図中の“対象物”の欄の情報）が対応付けられている場合には、この情報が一致するかによって同定を行うようにしても良い。

また、上記実施の形態では、点灯スイッチ２１および照度センサ２２が制御回路５０を介して前照灯２０に接続されるが、これらが直接前照灯２０に接続され得る。この場合、後方監視センサ１０は前照灯２０の点灯信号を制御回路５０から受けて、昼夜を判定する。

また、クランクトルクセンサ３１や警報部１３なども、上記実施の形態以外に変更可能である。

なお、上記実施の形態では、後方の監視が行われたが、上記後方監視センサ１０と同様のセンサを前方に向けて自転車１００に設置し、前方の監視を行うようにしても良い。

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１００ … 自転車
１０ … 後方監視センサ
１１ … レーザ光源
１１ｂ … アクチュエータ
１２ａ … 光検出器
１３ … 警報部
１３ａ … 後照灯
１３ｂ … スピーカ
１４ … 監視センサＭＣ（測定部、制御部、昼夜判定部）

Claims (7)

1. レーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光を目標領域において走査させるアクチュエータと、
   前記目標領域において反射された前記レーザ光を受光する光検出器と、
   前記光検出器からの出力に基づいて前記目標領域における対象物の有無および当該対象物までの距離を測定する測定部と、
   警報出力を行う警報部と、
   前記レーザ光源、前記アクチュエータおよび前記警報部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記測定部による測定結果に基づき、接近する対象物の出現頻度を取得し、前記出現頻度が閾値未満であるときに、前記警報部を動作させる、
   ことを特徴とする自転車用監視センサ。
2. 請求項１に記載の自転車用監視センサにおいて、
   前記制御部は、前記測定部による測定結果に基づき、接近する対象物の数を取得し、前記対象物の数が閾値以上のとき、前記レーザ光源と前記アクチュエータの動作を停止させる、
   ことを特徴とする自転車用監視センサ。
3. 請求項１または２に記載の自転車用監視センサにおいて、
   前記制御部は、前記測定部による測定結果に基づき、接近する対象物の出現頻度を監視し、前記出現頻度が閾値未満であるとき、前記レーザ光源と前記アクチュエータの動作を停止させる、
   ことを特徴とする自転車用監視センサ。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載の自転車用監視センサにおいて、
   昼夜を判定する昼夜判定部を更に備え、
   前記制御部は、前記昼夜判定部による判定結果に基づき、前記レーザ光源と前記アクチュエータの動作頻度を、昼の時間帯より夜の時間帯が高くなるように設定する、
   ことを特徴とする自転車用監視センサ。
5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載の自転車用監視センサにおいて、
   前記制御部は、自転車が走行中であることを示す信号に基づき、前記自転車が走行中でないと判別すると、前記レーザ光源と前記アクチュエータの動作を停止させる、
   ことを特徴とする自転車用監視センサ。
6. 請求項１ないし５の何れか一項に記載の自転車用監視センサにおいて、
   前記制御部は、前記レーザ光源と前記アクチュエータの動作開始から所定時間が経過した後に、接近する対象物を始めて検出すると、前記警報部を動作させる、
   ことを特徴とする自転車用監視センサ。
7. 請求項１ないし６の何れか一項に記載の自転車用監視センサにおいて、
   前記制御部は、目標領域において前記対象物が検出されてから次に目標領域に新たな対象物が検出されるまでの時間が所定の時間未満のとき、前記レーザ光源と前記アクチュエータの動作を停止させる、
   ことを特徴とする自転車用監視センサ。

Images