JP2013171389A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバが障害物を見やすい状況では警告を行わないようにしてドライバが警告を煩わしく感じないようにし、ドライバが障害物を見にくい状況では速やかに警告を行うことができる運転支援装置の提供。
【解決手段】レーダセンサと、可視光カメラと、レーダセンサにより対象物が検出された場合、可視光カメラの撮像領域内に対象物を含む対象物存在候補領域を設定する存在候補領域設定手段と、対象物存在候補領域内で、撮像画像と予め定められた対象物テンプレートとのパターンマッチングを行うパターンマッチング手段と、対象物の存在をドライバに認識させる警告を行う警告手段とを備え、パターンマッチング手段によるパターンマッチングの結果、撮像画像と対象物テンプレートとの一致の度合いがドライバにとって対象物を視認し易いか否かの判断の目安となる基準値以上である場合、警告手段は警告を行わない。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転支援装置に関し、より詳しくは、ドライバが障害物を見やすい状況では警告を行わないようにしてドライバが警告を煩わしく感じないようにし、ドライバが障害物を見にくい状況では速やかに警告を行うことができ、快適性と安全性を両立させることができる運転支援装置に関する。

近年、車両走行時における安全性を向上させるべく、ドライバに障害物の存在を報知する機能（以下、警報機能と称する）等を備えた運転支援装置が開発されている。このような運転支援装置では、例えば、自車両の周辺に存在する歩行者や他車両等の障害物をレーダ装置等で検出し、検出した対象物と自車両との距離に応じて、警報の出力などが行われる。

この運転支援装置によれば、自車両が障害物に衝突する可能性が高まるとドライバに対して警報が出力されるので安全性が高められる。しかしながら、ドライバが障害物を視認している場合にまで警報を出力すると、ドライバはその警報を煩わしいと感じることがある。ドライバが警報を煩わしいと感じる頻度が高いと、ドライバが警報機能をオフ状態に設定してしまうことがあった。ドライバが警報機能をオフ状態に設定してしまうと、ドライバが障害物を視認しにくい状況下でドライバが障害物を視認していないシーン（例えば、夜間、前照灯の照射領域から外れた位置に歩行者がいる場合）において、自車両が障害物に衝突する危険性が高まっても警報されないという問題があった。

特許文献１には、車両前方をカメラで撮像して可視光画像と近赤外光画像とを取得し、取得した可視光画像と近赤外線画像とを比較することによって、近赤外光画像から認識した歩行者を可視光画像から認識できるかどうかを判断し、可視光画像から認識できない場合には表示器に歩行者を強調表示し、可視光画像から認識できる場合には歩行者を強調表示しないようにした車両用表示装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１の技術には以下の課題が存在した。
すなわち、特許文献１の技術では、可視光画像と近赤外光画像の双方を画像処理しなければならないため、処理量がかなり多くなり、画像処理にかなりの時間を要する。よって、歩行者が現れてから強調表示が行われるまでにかなりの時間を要し、強調表示が行われるべきシーンで強調表示のタイミングが遅くなり、結果的に、ドライバが障害物に気付くのが遅くなって自車両が歩行者と衝突する危険性が高まるという問題があった。

特開２０１１−８７００６号公報

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、ドライバが障害物を見やすい状況では警告を行わないようにしてドライバが警告を煩わしく感じないようにし、ドライバが障害物を見にくい状況では速やかに警告を行うことができ、快適性と安全性を両立することができる運転支援装置の提供を目的とする。

第１の発明は、
ドライバの運転を支援する運転支援装置であって、
自車両周辺に電磁波または超音波を送信し、当該電磁波または超音波の反射波を解析して自車両周辺の対象物を検出するセンサと、
自車両周辺を可視光で撮像して撮像画像を取得する撮像手段と、
上記センサにより対象物が検出された場合、上記撮像手段の撮像領域内に上記対象物を含む対象物存在候補領域を設定する存在候補領域設定手段と、
上記対象物存在候補領域内で、上記撮像画像と予め定められた対象物テンプレートとのパターンマッチングを行うパターンマッチング手段と、
上記対象物の存在をドライバに認識させる警告を行う警告手段とを備え、
上記パターンマッチング手段によるパターンマッチングの結果、上記撮像画像と上記対象物テンプレートとの一致の度合いがドライバにとって対象物を視認し易いか否かの判断の目安となる基準値以上である場合には、上記警告手段は警告を行わないことを特徴とする、運転支援装置である。

第１の発明における「センサ」は、例えば、レーザレーダ、ミリ波レーダ等の各種レーダセンサ、超音波センサである。また、「撮像手段」は、可視光で撮像する可視光カメラである。また、「対象物」は、例えば、歩行者、他車両、路上落下物等の障害物、ガードレール等の路側物である。

第１の発明によれば、パターンマッチング手段によるパターンマッチングの結果、撮像画像と対象物テンプレートとの一致の度合いがドライバにとって対象物を視認し易いか否かの判断の目安となる基準値以上である場合には、警告手段は警告を行わない。撮像画像と対象物テンプレートとの一致の度合いが基準値以上であることは、ドライバが対象物を視認しやすい状況（例えば、夜間に街灯や自車両の前照灯で対象物が明るく照らされているなど）であることを意味する。このような状況では、ドライバは対象物を視認できている可能性が高いので、警告を行う必要性に乏しく、警告を行えばドライバはその警告を煩わしく感じる可能性がある。本発明では、ドライバが障害物を見やすい状況では警告を行わないので、ドライバは警告を煩わしく感じず、快適に運転することができる。

一方、撮像画像と対象物テンプレートとの一致の度合いが基準値未満であることは、ドライバが対象物を視認しにくい状況（例えば、夜間に街灯や自車両の前照灯が照らす領域が対象物からずれているなど）であることを意味する。このような状況では、ドライバは対象物を視認できていない可能性が高いので、警告を行う必要性が高い。本発明では、ドライバが障害物を見にくい状況では警告を行うので、ドライバに適切に警告を行うことができる。

また、本発明では、レーダセンサまたは超音波センサを用いて対象物を検出するので、カメラのみで対象物を検出する場合に比べて、ＣＰＵの演算処理量を軽減することができる。よって、速やかに対象物を検出し、ドライバが障害物を見にくい状況では速やかに警告を行うことができる。なお、本発明では、警告以外の運転支援（例えば、車間距離制御やステアリング制御）は、ドライバが対象物を見やすいか否かに拘わらず行うことが可能である。

第２の発明は、第１の発明において、
上記対象物存在候補領域の位置は、上記センサにより対象物が検出されたときの、当該対象物と自車両との距離および自車両に対する当該対象物の横位置に応じて設定されることを特徴とする。

第２の発明によれば、対象物と自車両との距離および自車両に対する対象物の横位置に応じて、対象物存在候補領域の位置を適切に設定することができる。

第３の発明は、第１の発明において、
上記対象物存在候補領域の大きさは、上記センサにより対象物が検出されたときの、当該対象物と自車両との距離および当該対象物の大きさに応じて設定されることを特徴とする。

第３の発明によれば、対象物と自車両との距離および対象物の大きさに応じて、対象物存在候補領域の大きさを適切に設定することができる。

第４の発明は、第１の発明において、
上記運転支援装置は、少なくとも夜間に用いられる装置であることを特徴とする。

第４の発明によれば、視界が悪くなりやすい夜間において、街灯や自車両の前照灯によって対象物が明るく照らされており、ドライバから対象物が見えやすいシーンでは、ドライバに対して警告がなされず、街灯や自車両の前照灯の照らす領域が対象物から外れており、対象物がドライバから見えにくい場合には、ドライバに対して速やかに警告を行うことができる。

第５の発明は、第１の発明において、
上記センサは、スキャン型のレーザレーダであることを特徴とする。

第５の発明によれば、自車両と対象物間の距離と、自車両に対する対象物の横位置とを高い精度で速やかに検出することができる。

本発明によれば、ドライバが障害物を見やすい状況では警告を行わないのでドライバが警告を煩わしく感じずに高い快適性が得られ、ドライバが障害物を見にくい状況では速やかに警告を行うことができ高い安全性が得られる。

本発明の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図 前照灯がハイビームのときに撮像領域内に対象物存在候補領域を設定した状態を示す図 前照灯がロービームのときに撮像領域内に対象物存在候補領域を設定した状態を示す図 本実施形態に係る運転支援装置の動作の一例を示すフローチャート

（実施形態）
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。図２は、前照灯がハイビームのときに撮像領域内に対象物存在候補領域を設定した状態を示す図である。図３は、前照灯がロービームのときに撮像領域内に対象物存在候補領域を設定した状態を示す図である。

本実施形態に係る運転支援装置１は、ドライバの運転を支援する装置である。運転支援には、例えば、障害物が車両前方に検出されたときに、障害物の存在を報知する機能（警告機能）、障害物を自動的に回避する機能等がある。本実施形態は、運転の快適性を阻害する可能性のあるシーンでは、警告機能を働かせないことに主な特徴がある。

図１に示されるように、運転支援装置１は、レーダセンサ２と、撮像手段３と、存在候補領域設定手段４と、パターンマッチング手段５と、警告手段６と、車間距離制御手段１７とを備えている。存在候補領域設定手段４と、パターンマッチング手段５と、車間距離制御手段１７は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７が有する機能部として構成されている。ＥＣＵ７には、レーダセンサ２、撮像手段３、および警告手段６が電気的に接続されている。

ＥＣＵ７は、マイクロコンピュータと、演算に必要な各種データおよび制御プログラムを格納したメモリ等から構成されており、当該マイクロコンピュータに制御プログラムを実行させることにより、上記した存在候補領域設定手段４、パターンマッチング手段５、および車間距離制御手段１７を機能させる。警告手段６は、ドライバに警告を行うことで、ドライバに適切な運転を促す運転支援を行う。車間距離制御手段１７は、ドライバの意思に拘わらず自動的に先行車両との車間距離を調節する運転支援を行う。

レーダセンサ２は、自車両周辺に電磁波（レーダ波）を送信し、当該電磁波の反射波を解析して自車両周辺の対象物９（図２，３参照）を検出する。レーダセンサ２の種類は特に限定されるものではないが、例えば、レーザレーダ、ミリ波レーダ等の各種レーダセンサを採用することができる。なお、レーダセンサ２としては、スキャン型のレーザレーダであることが好ましい。スキャン型のレーザレーダを採用した場合、自車両と対象物９間の距離と、自車両に対する対象物の横位置とを高い精度で速やかに検出することができる。

本実施形態における対象物９は、特に限定されるものではないが、例えば、歩行者、他車両、路上落下物等の障害物、ガードレール等の路側物である。図示例では、対象物９は歩行者とされている。

撮像手段３は、自車両周辺を可視光で撮像して撮像画像を取得する。撮像手段３は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ等のデジタルカメラであり、自車両前方を撮像する。撮像手段３が可視光で撮像する理由は、ドライバの目で見える波長の光で撮像するためである。従って、撮像手段３は、ドライバの目で見えない波長の光（不可視光）では撮像しない。図２，３に示される例では、撮像手段３は、自車両前方を撮像する。符号１１は、道路の白線を示している。

存在領域候補設定手段４は、レーダセンサ２により対象物９が検出された場合、図２、３に示されるように、撮像手段３の撮像領域８内に対象物９を含む対象物存在候補領域１０を設定する。対象物存在候補領域１０の位置は、レーダセンサ２により対象物９が検出されたときの、対象物９と自車両との距離および自車両に対する対象物９の横位置に応じて設定される。対象物存在候補領域１０の大きさは、レーダセンサ２により対象物９が検出されたときの、対象物９と自車両との距離および対象物９の大きさに応じて設定される。

具体的には、自車両と対象物９との距離が大きい程、対象物存在候補領域１０は、撮像領域８の中で上側に位置する。また、自車両から対象物９を見たときの横方向への角度（自車両前方向に対して右側または左側へなす角度）が大きい程、対象物存在候補領域１０は、撮像領域８の中で横側（右側または左側）に位置する。また、自車両と対象物９との距離が大きい程、対象物存在候補領域１０は小さくなる。また、対象物９の実際の大きさが大きい程、対象物存在候補領域１０は大きくなる。対象物存在候補領域１０の形状は特に限定されるものではないが、例えば長方形とすることができる。また、対象物存在候補領域１０の大きさは、対象物９に外接する程度の大きさであってもよいし、対象物９よりも少し大きい程度の大きさであってもよい。対象物存在候補領域１０は、対象物９の下端が対象物存在候補領域１０の下部に位置するように設定される。例えば、対象物９が歩行者である場合、歩行者の足元が対象物存在候補領域１０の下部に位置するように対象物存在候補領域１０が設定される（図２，３参照）。

パターンマッチング手段５は、撮像手段３で取得された撮像画像と予め定められた対象物テンプレートとのパターンマッチングを行う。対象物テンプレートは、対象物９の典型的な形状パターンであって、図示しないメモリに格納されている。パターンマッチングを行うと、撮像画像と対象物テンプレートとの一致の度合いＤが算出される。パターンマッチング手段５は、算出された一致の度合いＤと、予め設定された基準値Ｋとを比較する。当該基準値Ｋは、ドライバにとって対象物９を視認しやすいか否かの判断の目安となる値であり、メモリに格納されている。一致の度合いＤが基準値Ｋ以上（Ｄ≧Ｋ）であることは、ドライバが対象物９を視認しやすいことを意味する。一方、一致の度合いＤが基準値Ｋ未満（Ｄ＜Ｋ）であることは、ドライバが対象物９を視認しにくいことを意味する。

パターンマッチング手段５は、一致の度合いＤが基準値Ｋ以上（Ｄ≧Ｋ）である場合には、警告手段６が警告を行わないように警告手段６に指示する。一致の度合いＤが基準値Ｋ以上（Ｄ≧Ｋ）であるシーンとしては、例えば、図２に示されるように、夜間、自車両の前照灯がハイビームのときに撮像領域８内に対象物存在候補領域１０を設定した状態が考えられる。図２に示すシーンでは、ハイビームで明るく照らされた領域１５内に対象物９および対象物存在候補領域１０が位置している。符号１４，１６は、ハイビームで照らされていない暗い領域を示している。対象物９は明るく照らされているので、対象物存在候補領域１０内でパターンマッチングを行うと、対象物９の画像と対象物テンプレートとの一致の度合いＤが高い（Ｄ≧Ｋ）。一致の度合いＤが高い場合、ドライバが当該対象物９を視認しやすい状況であると考えられる。よって、ドライバに警告による煩わしさを感じさせないために、警告手段６による警告は行われない。

一方、パターンマッチング手段５は、一致の度合いＤが基準値Ｋ未満（Ｄ＜Ｋ）である場合には、警告手段６が警告を行うように警告手段６に指示する。一致の度合いＤが基準値Ｋ未満（Ｄ＜Ｋ）であるシーンとしては、例えば、図３に示されるように、夜間、自車両の前照灯がロービームのときに撮像領域８内に対象物存在候補領域１０を設定した状態が考えられる。図３に示すシーンでは、ロービームで照らされた領域１２内ではなく、ロービームで照らされた領域１２から外れた暗い領域１３内に対象物９および対象物存在候補領域１０が位置している。対象物９周辺は暗いので、対象物存在候補領域１０内でパターンマッチングを行うと、対象物９の画像と対象物テンプレートとの一致の度合いＤが低い（Ｄ＜Ｋ）。一致の度合いＤが低い場合、ドライバが当該対象物９を視認しにくい状況であると考えられる。よって、ドライバに対象物９が存在することを報知するために、警告手段６による警告が行われる。なお、図３においては、視認しにくい対象物９を破線で示している。

警告手段６は、対象物９の存在をドライバに認識させる警告を行う。パターンマッチング手段５によるパターンマッチングの結果、撮像画像と対象物テンプレートとの一致の度合いＤがドライバにとって対象物９を視認しやすいか否かの判断の目安となる基準値Ｋ以上である場合には、警告手段６は、パターンマッチング手段５からの指示を受けて警告を行わない（図２参照）。一方、パターンマッチングの結果、撮像画像と対象物テンプレートとの一致の度合いＤが基準値Ｋ未満である場合には、パターンマッチング手段５からの指示を受けて警告を行う（図３参照）。警告の種類は特に限定されるものではないが、例えば、運転席に設けたスピーカから警告音を出力し、或いは、スピーカから「前方に歩行者がいますので注意して下さい」等のガイダンス音声を出力することができる。また、運転席に設けたディスプレイ装置に撮像手段３の撮像画像を表示し、当該撮像画像に重畳して対象物９を点滅表示し、或いは、当該撮像画像に重畳して対象物９を囲む警告枠を点滅表示することができる。また、運転座席、ハンドル、アクセルペダル等をバイブレーション装置で振動させることができる。

車間距離制御手段１７は、レーダセンサ２が先行車両を検出した場合、先行車両に一定の車間距離をあけて自動的に追従するための制御を行う。車間距離制御手段１７は、レーダセンサ２から取得した先行車両の位置情報に基づき、図示しないブレーキ装置やエンジンを適切に制御する。

次に、図４を参照しつつ、運転支援装置１の動作について説明する。図４は、運転支援装置１の動作を示すフローチャートである。

まず、レーダセンサ２で対象物９の検出動作が行われるとともに、撮像手段３で自車両前方が撮像される（ステップＳ１）。撮像手段３は可視光による撮像を行う。レーダセンサ２による検出動作の結果、対象物９が検出された場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、撮像領域８内に撮像対象物存在候補領域１０が設定される（ステップＳ３）。一方、レーダセンサ２による検出動作の結果、対象物９が検出されなかった場合（ステップＳ２でＮＯ）、処理を終了する。

次いで、撮像手段３によって取得された撮像画像と予め定められた対象物テンプレートとのパターンマッチングが、対象物存在候補領域１０内で行われる（ステップＳ４）。パターンマッチングを行うと、撮像画像と対象物テンプレートとの一致の度合いＤが算出される。そして、算出された一致の度合いＤと、予め設定された基準値Ｋとが比較される。基準値Ｋは、ドライバにとって対象物９を視認しやすいか否かの判断の目安となる値である。

ステップＳ４におけるパターンマッチングの結果、一致の度合いＤが基準値Ｋ未満（Ｄ＜Ｋ）である場合には（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。一方、ステップＳ４におけるパターンマッチングの結果、一致の度合いＤが基準値Ｋ以上（Ｄ≧Ｋ）である場合には（ステップＳ５でＮＯ）、処理を終了する。

次いで、ステップＳ６では、警告手段６によって警告が行われる。例えば、運転席に設けたスピーカから「前方に歩行者がいますので注意して下さい」等のガイダンス音声が出力される。以降、ステップＳ１〜Ｓ６が短時間毎に繰り返される。
以上が、運転支援装置１の主要な動作である。

なお、本実施形態の特徴ではないので、図示はしていないが、レーダセンサ２による検出結果に基づいて、車間距離制御手段１７による車間距離の制御が行われる。車間距離制御の具体的方法については、従来公知の方法を採用することができる。車間距離制御は、パターンマッチングの結果如何に拘わらず、実行される。つまり、ドライバに対象物９が見えやすい状況であるか否かに拘わらず、車間距離制御が行われる。ドライバが対象物９を視認しやすい状況であるか否かに拘わらず、対象物９が検出されれば警告以外の運転支援は実行されることが、安全性確保の面で好ましいからである。

なお、上記実施形態では、レーダセンサ２を用いたが、これに代えて、超音波センサを用いることも可能である。また、上記実施形態では、対象物存在候補領域１０の輪郭を長方形としたが、これに限定されるものではなく、楕円形状等に適宜変更することも可能である。また、上記実施形態では、自車両前方の対象物をレーダセンサ２で検出し、車両前方を撮像手段３で撮像するようにしたが、自車両後方の対象物をレーダセンサ２で検出し、車両後方を撮像手段３で撮像するようにしてもよい。この場合、自車両が後進（バック）するときに有効な運転支援となる。また、上記実施形態では、車間距離制御手段１７を用いたが、これに代えて、例えば、ステアリング制御手段等を用いることで他の運転支援を行ってもよい。

本発明は、ドライバが障害物を見やすい状況では警告を行わないようにしてドライバが警告を煩わしく感じないようにし、ドライバが障害物を見にくい状況では速やかに警告を行うことができ、快適性と安全性を両立させることができる運転支援装置等に利用可能である。

１ 運転支援装置
２ レーダセンサ
３ 撮像手段
４ 存在候補領域設定手段
５ パターンマッチング手段
６ 警告手段
７ ＥＣＵ
８ 撮像領域
９ 対象物
１０ 対象物存在候補領域
１１ 白線
１２ 前照灯のロービームで照らされている領域
１３ ロービームで照らされていない領域
１４、１６ 前照灯のハイビームで照らされていない領域
１５ ハイビームで照らされている領域

Claims (5)

1. ドライバの運転を支援する運転支援装置であって、
   自車両周辺に電磁波または超音波を送信し、当該電磁波または超音波の反射波を解析して自車両周辺の対象物を検出するセンサと、
   自車両周辺を可視光で撮像して撮像画像を取得する撮像手段と、
   前記センサにより対象物が検出された場合、前記撮像手段の撮像領域内に前記対象物を含む対象物存在候補領域を設定する存在候補領域設定手段と、
   前記対象物存在候補領域内で、前記撮像画像と予め定められた対象物テンプレートとのパターンマッチングを行うパターンマッチング手段と、
   前記対象物の存在をドライバに認識させる警告を行う警告手段とを備え、
   前記パターンマッチング手段によるパターンマッチングの結果、前記撮像画像と前記対象物テンプレートとの一致の度合いがドライバにとって対象物を視認し易いか否かの判断の目安となる基準値以上である場合には、前記警告手段は警告を行わないことを特徴とする、運転支援装置。
2. 前記対象物存在候補領域の位置は、前記センサにより対象物が検出されたときの、当該対象物と自車両との距離および自車両に対する当該対象物の横位置に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記対象物存在候補領域の大きさは、前記センサにより対象物が検出されたときの、当該対象物と自車両との距離および当該対象物の大きさに応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
4. 前記運転支援装置は、少なくとも夜間に用いられる装置であることを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
5. 前記センサは、スキャン型のレーザレーダであることを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。

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