JP2013167965A - 衝突警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両と物標との衝突可能性がほとんどない場合に実行されていた車両が物標に衝突する危険性が高いという誤警報の発生を低減させることが可能な衝突警報装置を提供する。
【解決手段】物標検出部１１は、車両の周辺に存在する物標を検出する。物標情報算出部１２は、物標検出部１１で検出された物標の移動方向を算出する。特徴物検出部１３は、検出された物標の周辺領域に存在する特徴物を検出し、特徴物の設置方向を求める。対象物標判定部１４は、物標の移動方向と特徴物の設置方向とに基づいて、物標が車両走行の障害物判断を行う対象物標か否かを判定する。物標衝突判断部１５は、対象物標となった物標のみについて自車両が物標に衝突する危険性があるか否かを判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の衝突警報装置に関し、より特定的には、車両に搭載され、車両の周囲に存在する物標を検出して車両が物標と衝突する危険性がある場合に警報を行う装置に関する。

近年、車両の周辺に存在する様々な物標を検出して、物標との衝突回避や自動走行などの車両の運転支援を実現する装置が種々開発されている。
この車両運転支援を実現する装置の１つとして、車両の周囲で検出した物標について、車両が検出された物標と衝突する危険性があるか否かを判断し、判断に応じて車両のドライバに必要な警報などを与える衝突警報装置が存在する。このような技術は、例えば特許文献１で提案されている。

特許文献１に記載されている従来の技術では、物標として検出された歩行者について、歩行者の大きさ、歩行者の移動状態、歩行者と白線の位置関係（歩行者が車道内を歩いているか否か）から、危険度の高い歩行者を選定する。そして、この従来の技術では、選定された危険度の高い歩行者の距離を他の歩行者よりも優先して算出して、警報などの実行タイミングを早期化することを行っている。

例えば、図５Ａに示す走行場面では、特許文献１に記載されている従来の技術は、直進している自車両２０の進行方向（図６Ａにおける矢印Ｖ１）と車道を横切ろうと歩いている歩行者２１の移動方向（図６Ａにおける矢印Ｖ２）とが交わると判断して、この歩行者２１の距離を他の歩行者よりも優先して算出して、警報などの実行タイミングを早期化する。

特開２００７−２５１２５７号公報

ここで、図５Ｂに示すように、途中でカーブしている道路を車両が走行している時に、自車両２０が道路のカーブに差し掛かる手前で歩道をカーブに沿って車両方向に歩いている歩行者２１を検出した場面を考える。
このような場面では、自車両２０はカーブに沿って道路上を走行するため（図６Ｂにおける破線矢印Ｖ３）、余程の想定外な事態が起きない限り、歩道内を普通に歩いている歩行者２１が車両走行の障害となり得ることはない。

しかしながら、上記特許文献１に記載されている従来の技術では、道路がカーブしていることを何ら考慮することなく、歩行者２１を捕捉した時点での自車両２０の進行方向と歩行者２１の移動方向とだけで、自車両と歩行者との衝突可能性を推定および判断している。

このため、特許文献１に記載されている従来の技術では、上述した場面においてカーブ手前でまだ直進している自車両２０の進行方向（図６Ｂにおける矢印Ｖ１）とカーブを歩いている歩行者２１の移動方向（図６Ｂにおける矢印Ｖ２）とが交わると判断してしまい、衝突の可能性がほとんどない場合であっても、自車両２０が歩行者２１に衝突する危険性が高いという誤った情報をドライバに警報するおそれがある。
このような誤った警報の発生は、車両のドライバにとって煩わしさを与えることになっているという課題がある。

それ故に、本発明の目的は、車両が走行している道路の状態を判断要素として加えることで、車両と物標との衝突可能性がほとんどない場合に実行されていた車両が物標に衝突する危険性が高いという誤警報の発生を低減させることが可能な衝突警報装置を提供することである。

本発明は、車両と車両周辺で検出された物標との衝突危険性を判断して警報する衝突警報装置に向けられている。そして、上記目的を達成するために、本発明の衝突警報装置は、物標として検出された歩行者の移動方向を算出する情報算出部と、検出された歩行者の周辺領域に存在する道路に沿って設置されている特徴物を検出し、この特徴物の設置方向を求める特徴物検出部と、歩行者の移動方向と特徴物の設置方向とを比較して、歩行者が処理対象であるか否かを判定する対象判定部と、対象判定部において歩行者が処理対象であると判定された場合に、車両と歩行者との衝突危険性を判断する衝突判断部とを備えている。

より具体的には、対象判定部は、歩行者の移動方向と特徴物の設置方向とがなす鋭角が所定値以上である場合に、歩行者が処理対象であると判定する。
歩行者の周辺領域は、歩行者の足下を含んだ所定の範囲であることが好ましく、特徴物は、道路に設置されている白線、縁石、およびガードレールの少なくとも１つが望ましい。

上述した本発明の衝突警報装置によれば、物標として検出された歩行者の周辺領域に存在する特徴物（白線、縁石、ガードレールなど）の設置方向を求めて、この特徴物の設置方向と歩行者の移動方向との間に所定の関係があれば、車両と歩行者との衝突可能性を判断しない。
この判断により、カーブ手前でまだ直進している自車両の進行方向とカーブを歩いている歩行者の移動方向とが所定の角度未満で交わるような車両と物標との衝突可能性がほとんどない場面において、車両が歩行者に衝突する危険性が高いという誤警報の発生を低減させることができる。

本発明の一実施形態に係る衝突警報装置１の概略構成を示す図 車両が遭遇する走行場面の一例を示す図 歩行者２１の移動ベクトル２１ａの方向と白線２３の設置方向２３ａとの交わりを説明する図 図１に示した本発明の一実施形態に係る衝突警報装置１が行う衝突判断処理の手順を示すフローチャート 車両が遭遇する走行場面の一例を示す図 車両が遭遇する走行場面の一例を示す図 図５Ａに例示した車両の走行場面を俯瞰で表現した図 図５Ｂに例示した車両の走行場面を俯瞰で表現した図

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る衝突警報装置１の概略構成を示す機能ブロック図である。図１において、本実施形態に係る衝突警報装置１は、物標検出部１１と、物標情報算出部１２と、特徴物検出部１３と、対象物標判定部１４と、物標衝突判断部１５とを備えている。

まず、本実施形態の衝突警報装置１に含まれる各構成を説明する。
物標検出部１１は、車両の周辺に存在する物標を検出する。物標とは、歩行者、二輪車、および自動車などの移動物や、案内看板や電信柱などの固定物である。図２に例示する走行場面においては、歩行者２１が物標として検出される。この物標検出部１１は、典型的には、車両の前方部分に設置された撮像部１１ａおよびレーダ部１１ｂなどから構成される。

撮像部１１ａは、イメージセンサを備えたカメラなどを構成に含み、カメラで撮像された車両の周囲（特に前方）の画像を取得する。このイメージセンサには、例えばＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor) やＣＣＤ(Charge Coupled Device) などが用いられる。
レーダ部１１ｂは、レーダ波を発信するレーダなどを構成に含み、車両から発信したレーダ波が車両の周囲に存在する物標に当たって戻ってくる反射波を受信することによって、物標を検出してその物標に関する情報を取得する。このレーダには、例えばレーザレーダ、マイクロ波レーダ、ミリ波レーダ、または超音波レーダなどが用いられる。

物標情報算出部１２は、物標検出部１１で検出された物標に関する情報（以下、物標情報という）を算出する。この物標情報には、物標の位置および物標の移動ベクトルが含まれる。物標の位置は、撮像部１１ａで撮像された画像内における物標の座標で表される。物標の移動ベクトルは、物標の移動方向と物標の移動量とで表現される。図２の例では、物標（歩行者）２１について移動ベクトル２１ａが算出されている。

具体的には、物標情報算出部１２は、レーダ部１１ｂで検知された物標について移動ベクトルを算出し、このレーダ部１１ｂの物標検知の結果に基づいて撮像部１１ａで撮像された画像を処理して物標の位置を算出する。なお、物標の検知は、レーダ部１１ｂを用いる以外に、同じ物標を異なる２つの視点から撮影した画像を取得できるステレオカメラ装置を使用しても可能である。

特徴物検出部１３は、まず、物標検出部１１で検出された物標について、この物標の周辺領域に存在する特徴物を検出する。この特徴物とは、道路の敷設方向と密接に関連する物体であり、例えば道路に沿って設置されている車道と歩道とを分離するための白線や縁石、およびガードレールなどである。また、周辺領域とは、物標情報算出部１２で算出された物標の位置を基準とした物標のごく近傍の領域であり、円形状や矩形形状など任意の形状を採用することができる。
この特徴物の検出は、例えば、撮像部１１ａで撮像された画像内の物標の周辺領域に含まれる画像に関してエッジ検出処理を施す、ことなどで実現可能である。

例えば、図２に例示するように、物標が歩行者２１である場面では、歩行者２１の足下を含んだ所定の範囲が周辺領域２２として設定され、この周辺領域２２に存在する白線２３がエッジ検出処理によって特徴物として検出される。

次に、特徴物検出部１３は、上記検出した特徴物について、特徴物の設置方向を求める。ここで、特徴物は上述したように道路の敷設方向と密接に関連する物体であるので、特徴物の設置方向を求めるという行為は、道路の敷設方向を求める行為と同義となる。
この特徴物の設置方向の特定は、例えば、エッジ検出処理によって検出されたエッジのうち一定の長さ以上あるエッジの方向について統計処理を行い、その統計処理によって得られた結果を特徴物の設置方向として決定する、ことなどで実現可能である。

例えば、図２に例示するように、物標が歩行者２１で、かつ、特徴物として白線２３が検出された場面では、白線２３が引かれている方向が特徴物の設置方向２３ａとして求められる。

対象物標判定部１４は、物標検出部１１で検出された物標が、車両走行に危険な物標（障害物など）となり得る対象物標であるか否かを判定する。
具体的には、対象物標判定部１４は、物標検出部１１で検出された物標の移動ベクトルの方向と、特徴物検出部１３においてこの物標の周辺領域で検出された特徴物の設置方向とを比較し、物標の移動ベクトルの方向と特徴物の設置方向とが平行または２つの方向がなす鋭角θが所定の角度未満で交わる場合には、物標が特徴物の設置方向に移動していると推定し、物標の移動ベクトルの方向と特徴物の設置方向とがなす鋭角θが所定の角度以上で交わる場合には、物標が特徴物の設置方向に移動していないと推定する。

例えば、図２に例示する物標として歩行者２１が、特徴物として白線２３が検出された場面では、図３に示すように、歩行者２１の移動ベクトル２１ａの方向と白線２３の設置方向２３ａとが２つの方向が鋭角θで交わる。よって、この鋭角θが平行または所定の角度未満で交われば、歩行者２１が白線２３に沿って移動していると推定でき、この鋭角θが所定の角度以上で交われば、歩行者２１が白線２３に沿って移動していないと推定できる。

この２つの方向の比較判定は、歩行者２１の移動ベクトル２１ａの方向と白線２３の設置方向２３ａとの交わり方（鋭角θ）を見ることで（図３）、歩行者２１が白線２３に沿って移動しているか否か、つまり歩行者２１が道路に沿って歩行しているか否かを判定していることを意味する。

そして、対象物標判定部１４は、物標が特徴物の設置方向に移動していると推定した場合には、物標検出部１１で検出された物標を、車両走行に危険となり得ない物標と判定して、物標衝突判断部１５において判断処理される対象物標から除外する。
一方、対象物標判定部１４は、物標が特徴物の設置方向に移動していないと推定した場合には、物標検出部１１で検出された物標を、車両走行に危険となり得る物標と判定して、物標衝突判断部１５において判断処理される対象物標とする。

物標衝突判断部１５は、対象物標判定部１４において判断処理される対象物標となった物標のみを入力し、自車両がこの物標に衝突する危険性があるか否かを判断する。この判断処理には、従来から行われている一般的な手法が適用可能である。

例えば、物標衝突判断部１５は、自車両が備える車速センサ、加速度センサ、および前方センサによって取得された自車両の走行速度、自車両の加減速度、自車両と物標との相対距離、および自車両と物標との相対速度等に基づいて、現在の状態を維持したままで走行を続けた場合に自車両が物標に衝突する可能性があるか否かを判定する。
この判定した結果は、車両が物標に衝突する危険性が高いという警報の形で、ドライバに提供される。

次に、本実施形態の衝突警報装置１が行う衝突判断方法を説明する。
図４は、図１に示した本発明の一実施形態に係る衝突警報装置１が行う衝突判断処理の手順を示すフローチャートである。
なお、以下図２に示した物標として歩行者２１が、特徴物として白線２３が、それぞれ検出された場面を一例に、衝突判断方法を説明する。

物標検出部１１によって、車両の周辺に存在する歩行者２１が物標として検出される（ステップＳ４０１）。歩行者２１が検出されると、物標情報算出部１２によって、歩行者２１の物標情報、すなわち歩行者２１の位置および歩行者２１の移動ベクトル（移動方向および移動量）２１ａが算出される（ステップＳ４０２）。
また、歩行者２１が検出されると、特徴物検出部１３によって、歩行者２１の周辺領域２２に存在する白線２３が特徴物として検出され（ステップＳ４０３）、白線２３の設置方向２３ａが求められる（ステップＳ４０４）。

歩行者２１の移動ベクトル２１ａおよび白線２３の設置方向２３ａが求められると、対象物標判定部１４によって、歩行者２１の移動ベクトル２１ａと白線２３の設置方向２３ａとが比較され、歩行者２１の移動ベクトル２１ａの移動方向と白線２３の設置方向２３ａとがなす鋭角θが判定される（ステップＳ４０５）。
この２つの方向がなす鋭角θを判定した結果、歩行者２１の移動ベクトル２１ａの移動方向と白線２３の設置方向２３ａとがなす鋭角θが所定値以上で交わる場合には（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、歩行者２１が白線２３に沿って移動していないと判定し、衝突判断処理の実行に移る。

歩行者２１が白線２３に沿って移動していないと判定された場合、図５Ａおよび図６Ａに示すような場面が推定できるため、物標衝突判断部１５によって、自車両２０と歩行者２１との衝突の危険性が通常通りに判断される（ステップＳ４０６）。
このステップＳ４０６による判断の結果、自車両２０と歩行者２１との衝突の危険性が高い場合には（ステップＳ４０７：Ｙｅｓ）、ドライバに対して警報が発生され（ステップＳ４０８）、自車両２０と歩行者２１との衝突の危険性が低い場合には（ステップＳ４０７：Ｎｏ）、自車両２０と歩行者２１との衝突の危険性が警報されることなく、衝突判断処理が終了する。

一方、上記ステップＳ４０５において２つの方向がなす鋭角θを判定した結果、歩行者２１の移動ベクトル２１ａの移動方向と白線２３の設置方向２３ａとがなす鋭角θが所定の角度未満で交わる場合には（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、歩行者２１が白線２３に沿って移動していると判定し（図５Ｂおよび図６Ｂに示すような場面を推定できる）、自車両２０と歩行者２１との衝突の危険性が判断されることなく、衝突判断処理が終了する。

なお、上記ステップＳ４０２〜Ｓ４０８で説明した処理は、上記ステップＳ４０１で求めたすべての物標について実行される。

以上のように、本発明の一実施形態に係る衝突警報装置１によれば、物標が検出された場合、物標の移動ベクトルの移動方向と物標の周辺領域に存在する特徴物の設置方向とに基づいて物標が特徴物の設置方向に移動しているか否かを判断し、物標が特徴物の設置方向に移動していない場合に限り、車両と物標との衝突可能性を判断する。
これにより、物標が特徴物に沿って移動しているような車両と物標との衝突可能性がほとんどない場面において、車両が歩行者に衝突する危険性が高いという誤警報の発生を低減させることができる。

なお、本発明の実施形態における衝突警報装置を構成する一部または全部の機能ブロックは、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置（メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、ハードディスク等）、および入出力装置などのハードウエア資源を用いることで実現され、典型的には集積回路であるＩＣ（ＬＳＩ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等とも称される）として具現化される。これらの機能ブロックは、個別に１チップ化されてもよいし、一部または全部を含むように１チップ化されてもよい。
また、集積回路化の手法は、ＩＣに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。また、ＩＣ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＩＣ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別の技術により、ＩＣに置き換わる集積回路化の技術（バイオ技術など）が登場すれば、当然その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。

また、上述した本発明の一実施形態に係る衝突警報装置が実行する衝突警報方法は、記憶装置に格納された衝突警報方法の手順を実行可能な所定のプログラムデータが、ＣＰＵによって解釈実行されることで実現されてもよい。この場合、プログラムデータは、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク等の記録媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記録媒体上から直接実行されてもよい。なお、記録媒体は、ＲＯＭやＲＡＭやフラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤやＢＤ等の光ディスクメモリ、およびメモリカードなどをいう。また、記録媒体は、電話回線や搬送路などの通信媒体も含む概念である。

本発明の衝突警報は、障害物との衝突回避や自動走行などの車両運転支援システムを搭載した車両などに利用可能であり、特に車両と物標との衝突可能性がほとんどない場合に実行されていた車両が物標に衝突する危険性が高いという誤警報の発生を低減させたい場合などに有用である。

１ 衝突警報装置
１１ 物標検出部
１１ａ 撮像部
１１ｂ レーダ部
１２ 物標情報算出部
１３ 特徴物検出部
１４ 対象物標判定部
１５ 物標衝突判断部
２０ 自車両
２１ 歩行者
２１ａ 移動ベクトル
２２ 周辺領域
２３ 白線
２３ａ 設置方向
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３ 進行方向、移動方向

Claims (4)

1. 車両と車両周辺で検出された物標との衝突危険性を判断して警報する衝突警報装置であって、
   物標として検出された歩行者の移動方向を算出する情報算出部と、
   前記検出された歩行者の周辺領域に存在する道路に沿って設置されている特徴物を検出し、当該特徴物の設置方向を求める特徴物検出部と、
   前記歩行者の移動方向と前記特徴物の設置方向とを比較して、前記歩行者が処理対象であるか否かを判定する対象判定部と、
   前記対象判定部において前記歩行者が処理対象であると判定された場合に、前記車両と前記歩行者との衝突危険性を判断する衝突判断部とを備える、衝突警報装置。
2. 前記対象判定部は、前記歩行者の移動方向と前記特徴物の設置方向とがなす鋭角が所定値以上である場合に、前記歩行者が処理対象であると判定することを特徴とする、請求項１に記載の衝突警報装置。
3. 前記歩行者の周辺領域は、前記歩行者の足下を含んだ所定の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の衝突警報装置。
4. 前記特徴物は、道路に設置されている白線、縁石、およびガードレールの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１に記載の衝突警報装置。

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