JP2016016774A - 安全確認のために伸長及び／または傾倒可能な車載カメラユニット - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な装置で故障が少なく、また低コストで、車両の状況に応じた適切な障害物等の検知を、短時間かつ着実に実施可能な、車両周辺監視用の車載カメラユニットを提供する。【解決手段】車両１に配置され、安全確認時には、収納された車両１より伸長及び／または傾倒可能な車載カメラユニット２であって、カメラ部本体ユニットとカメラ位置設定ユニットを含む車載カメラユニット２とする。【選択図】図１

Description

本発明は、交差点など視界の悪い場所における安全確認時において、収納された車両より、伸長及び／または傾倒可能な車載カメラユニットに関する。
より詳しくは、車両の前端部及び／または後端部、あるいは左右に配置され、車両の左右、及び／または前後方を車両より伸長して撮像するカメラを備えた、カメラ部本体ユニットと、カメラ位置設定ユニットを含む車載カメラユニットに関する発明である。

従来、交差点や、車両周辺の監視、例えば他車両や人等の障害物等の把握には、運転者が直接またはミラーを介して目視により確認を行っていた。
しかしながら、交差点等において車両はその前方で一時停止をしなければならず、車両前方や側方、あるいは後方等の運転者から見えにくい位置においては、歩行者や障害物を誤認したり見落としたりする可能性が高くなり、目視のみによる視認では十分な安全性を確保することは難しかった。

そこで、近年、車両周辺の障害物を各種センサ等により検知して運転者に通知する装置が実用化されている。
その一つとして、ナビゲータ等を活用して、車両の駐車位置を自動的に検出し駐車支援情報を提供する駐車支援システムにおいて、車両の前方を撮像するカメラと、車両の後方・左右側方を撮像するカメラと、車両の左右側方および後方の距離情報を取得する赤外線レーザカメラと、各カメラからの画像情報と赤外線レーザカメラからの距離情報に基づいて駐車支援情報を提供する装置がある（特許文献１参照）。

また、車両側面監視装置が開発されており、この装置は車両側面を含む周辺の映像を撮影する監視用カメラ装置、および障害物等の距離を検出するレーダ装置と、運転席近傍に配置された表示装置および警報装置とを有し、監視用カメラ装置で撮影した映像を表示装置に表示するとともに、レーダ装置で検出した障害物等までの距離に応じて警報装置で警告を発する構成となっている。そしてこれにより、車両側面の併走車等の障害物を監視し、走行、車線変更および曲折時における運転者の安全確認の負担軽減と安全性改善を可能としている（特許文献２参照）。

さらに、撮像画像を用いて車両周辺の障害物を検知する車載用障害物検知装置が開発されている。この装置は、車両周囲の画像を撮像する撮像手段と、撮像画像を車両の近方から遠方に向かってパターンマッチング処理により障害物を検知する走査を行う検知手段とを備えている。これにより、車両との衝突可能性の高い歩行者等の障害物をより短時間で検知することが可能となっている（特許文献３参照）。

しかしながら、特許文献１に開示される装置は、車両の前方を撮像するカメラと、車両の後方・左右側方を撮像するカメラと、車両の左右側方および後方の距離情報を取得する赤外線レーザカメラと、各カメラからの画像情報と赤外線レーザカメラからの距離情報に基づいて駐車支援情報を提供する装置からなることから、装置が複雑で、光学カメラ装置とレーザカメラ装置を併用することは、装置の大型化や高額化するという問題があった。

また、特許文献２に開示される装置においては、レーダ装置の指向性が強いため市街地等での障害物等の検知が困難となり、誤検出や見落としが発生する可能性がある。また、レーダ装置による障害物検知は、併走車等のように相対速度の小さい物体の検出が困難である。さらにまた、監視カメラ装置とレーダ装置を併せ持つことは、装置の大型化およびコストアップにつながるという問題もある。

さらに、特許文献３に開示されるように、画像認識技術を用いて撮像画像から障害物等の検知を行う場合、撮像画像の全範囲を検知の対象エリアとすると走査に多大な時間を要し、リアルタイムで障害物等の存在を運転者に通知することが難しい。また、障害物等の検知において近方から遠方に向けて画像を走査することは、車両の状況に応じた柔軟な障害物検知を行うことはできなかった。

特に、狭い交差点においては、車両が十分前方に出ることが出来ないことから、歩行者や交差する車両に対して安全確認をすることができず、出会い頭の事故などが多く発生している。
本発明は、上記従来の問題点や課題に対応するものである。

特開２００６−９６３１２号公報 特許第３８９１５３７号公報 特開平２００８−１６５３９３号公報

本発明は、簡便な装置で故障が少なく、また低コストで、車両の状況に応じた適切な障害物等の検知を、短時間かつ着実に実施可能な、車両周辺監視用の、伸長及び／または傾倒可能な車載カメラユニットを提供することを目的とする。

そして、特に狭い交差点において、車両が十分交差点内の前方に出ることが出来ない場合においても、歩行者や交差する車両に対して十分な安全確認ができ、事故の防止を図ることを課題とする発明である。

本発明においては、狭い交差点で車両が十分交差点内の前方に出ることができない場合においても、歩行者や交差する車両に対して十分な安全性を確保するために、カメラ自体が、車両より前方の位置に配置可能にすることを特徴とする。そして、その伸長は３０センチ前後とし、その程度の伸長で安全性は十分確保できるものである。

また、本発明の車載カメラユニットは、車両が後退する際の安全性を確保するために、車両より後方の位置に配置可能とするものでもよいし、さらに、車両に対し前後左右にそれぞれ複数配置するものでもよい。

そして、本発明は以下の点を特徴とする。
（１）車両に配置され、安全確認時には、収納された車両より伸長及び／または傾倒可能な車載カメラユニットであって、カメラ部本体ユニットとカメラ位置設定ユニットを含む前記車載カメラユニット。
（２）前記カメラ部本体ユニットのレンズが、広角レンズまたはプリズムレンズであることを特徴とする車載カメラユニット。
（３）前記カメラ部本体ユニットのレンズが、車両の前方からの光、および／または、車両の左右方向からの光を集光するためのレンズであることを特徴とする車載カメラユニット。

本発明は、車両に配置され、カメラ位置設定ユニットと、このカメラ位置設定ユニットに配置されて車両の前方等を撮像するカメラ部本体ユニットとを備え、このカメラ部本体ユニットが、カメラ位置設定ユニットが伸縮、あるいは傾倒することにより、車両より前方および／または後方等に、５〜４０ｃｍ程度伸長することを特徴とする。

本発明の伸縮可能な車載カメラユニットは、安全確認時には、例えばバンパーより、小型カメラを内蔵したカメラ位置設定ユニットの先端が、３０ｃｍ程度伸長するが、走行時には安全性確保のため、車両に収納されるものでもよい。

そして、得られた映像は、車内に設けたナビゲータ等のモニタに映し出される。
また、カメラ部本体ユニットを伸長し使用する際に、交差点等における万一の歩行者との接触を考慮して、カメラ部本体ユニット、及び、カメラ位置設定ユニットは、安全性を考慮した柔軟な樹脂で加工された表面を有することや、外部から力を加えられた場合は、先端部が折れ曲がり可能であるように、あるいは回動可能になるように設置することが望ましい。

カメラ位置設定ユニットによるカメラ本体部ユニットの伸長は、交差点などに近づくとナビゲーションシステム等と連動して、完全自動で伸長すること、あるいは、手動操作スイッチで伸長を開始することができる。

また、車両が走り出すとそれに対応して自動的に車両本体に収納されるようにすることができる。
カメラ位置設定ユニットやカメラ本体部ユニットは、走行する車両に設置されることから、防水性、防塵性、耐震性等に配慮した耐久性のある構造とすることが必要である。
また、歩行者等との接触時の安全性やその防止を考慮して、カメラ位置設定ユニットやカメラ本体部ユニットを、蛍光塗料などで着色したり、柔軟な材料で形成してもよい。

１．カメラ位置設定ユニット
本発明においては、交差点などにおけるカメラの伸長は、完全に自動的に、あるいは、必要時にのみ車内で手動スイッチを押すことにより、カメラを前方に伸長できる。
交差点等において、本発明の車載カメラユニットを、完全に自動的に作動させるためには、例えば、ナビゲーションシステムで交差点を検出し、その信号により起動することができる。

また、道路に設置された認識信号により、本発明の車載カメラユニットを完全に自動的に作動させることもできる。
本発明のカメラ位置設定ユニットは、交差点、路地からの幹線道路への進入、右折や左折時などにおける死角になって安全確認できない場面において、視認できない前方等の状況を確認するために設置されるものである。

したがって、本発明の車載カメラユニットは、視認できない視野外の状況を確認し、その視野外の状況を撮影できる位置に、カメラを配置する必要がある。
そのため、カメラ位置設定ユニットは、新たに車載カメラユニットを車両本体に組み付けて設置するか、既存の車幅ポスト等の手段を活用し、死角をなくし安全に走行できるようにするものである。

本発明のカメラ位置設定ユニットは、基本機能として、左右確認が必要な状況で、カメラ位置を車両の前方に配置でき、走行時には収納される機能を付与することができるものである。

そのために、伸縮自在な伸縮ユニット、例えば、必要な長さを得るため及び収納のコンパクト化等を考慮して、二重管、三重管など入れ子式の伸縮管構造とすること、あるいは、任意に全長を変更可能とする蛇腹構造とすること、さらには単に所定の長さを有するロッドを用いることができる。

そして、前記伸縮ユニットを伸長・後退可能及び又は傾倒可能にするための駆動手段としては、例えば、ラック・ピニオンの組み合わせ駆動、油圧シリンダとピストンロッドの組み合わせ駆動、モータと動力伝達機構との組み合わせ駆動、流体圧駆動などが適宜適用できる。

本発明のカメラ位置設定ユニットは、例えば、伸縮ユニットとして入れ子式の伸縮管構造とし、その伸縮管をラックとピニオンの組み合わせ駆動により行ない、さらにモータにより駆動されるウォームにより、ウォームホィールを介してカメラを伸長操作するためのワイヤー又はロープを出し入れさせるためのドラム又はギヤのような移動操作回転体を回動させ、カメラを伸出又は縮入するものがある。

そして、前記のウォームホイールはその支持軸に褶動可能に設けることにより、このウォームホイール部にモータへの給電をオン・オフするリミットスイッチの操作機能を持たせたものである。
この例において、安全性の観点から、伸縮管を、横からの衝撃に対し支持体としての剛性と安全性からの屈曲性を持った中空管とすることができる。

また、ラックとピニオンの組み合わせ駆動についても、屈曲性を持った中空管と組み合わせ、ラック自体として剛性を有すると共に可撓性のある材質のものを採用し、カメラ位置設定ユニットの屈曲性を維持できるものとすることができる。

また、伸縮ユニットとして蛇腹構造を採用した場合には、伸縮管の外郭を形成する蛇腹として、可撓性の外郭に圧縮コイル部材を組み込んだ構造とする。
そして、普段は収縮してコンパクトに収納され、安全確認時には、エアー圧等の流体を供給し、蛇腹を伸長してロッド状の状態にすることにより、カメラ本体部ユニットを保持することを可能にしたカメラ位置設定ユニットとすることができる。

これにより、カメラ位置設定ユニットと人等が衝突したときは、屈曲変形が可能となり、安全性を確実に確保することができる。
さらに、応用例として、蛇腹の伸縮駆動として蛇腹内部にコイル状の剛性を付与可能な線条部材を設け、コイル状線条部材を送り出し、あるいは巻き戻しすることにより伸縮させる構造とすることもできる。この場合において、例えば、コイル状線条部材の中心に線状を配して線状を操作することにより伸縮させることができる。

これにより、屈曲変形性を維持しつつ剛性も調整可能とすることができ、安全性の確保やコイル状の中空内をカメラ撮影データの伝達ケーブル等の配置に利用することもできる。
モータと動力伝達機構の組み合わせ駆動の例としては、雄ねじと雌ねじを利用したねじ機構を活用することができる。

モータにより回転駆動される雄ねじ軸上を伸縮管に保持された雌ねじが回転することなく直線的に並進運動し、雌ねじを取り付けた入れ子式の先端側中空管を前方に送り出すことにより伸長させ、またモータを逆回転することにより、入れ子式の先端側中空管を後退させて伸縮自在としたカメラ位置設定ユニットとすることができる。

この場合に、安全性を考慮して、中空管自体を可撓性のある材質のもの、あるいはカメラ本体部ユニットを、伸長状態で保持可能であるが横からの衝撃等で容易に屈曲できる座屈強度の低い構造、材質で作ることができる。
カメラの伸長の態様としては、無段的に所定の長さまで伸長するもので良い。

あるいは多段的に、例えば伸長を２段階の固定的な設定とし、第１の設定の伸長は３０ｃｍとし、第２の設定の伸長は５０ｃｍとして選択できるようにしてもよい。
また、本発明のカメラの傾倒ユニットとしては、カメラを傾倒できる機構であれば、様々な手段や機構が適用できる。

例えば、車幅を確認するためにバンパー端部に設置された車幅ポールと、本発明のカメラ系統ユニットを兼用構造とすることもできる。
そして、車両が交差点に差し掛かった際に、上記カメラ伸縮ユニットの場合と同様に、交差点近傍であることを検知して、カメラ傾倒ユニットが傾倒し、カメラを交差点に向けて前方に配置するようにする。

その機構としては、車幅ポールが上方向に伸長することにより保持部から解放され、前方に傾倒するようにしてもよい。また、歯車、モータなどにより必要時に傾倒するようにしてもよい。

本発明のカメラ位置設定ユニットの材質としては、種々の金属の他、安全性確保のための柔軟性や重量などを考慮して、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などのような補強材で強化したフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を素材とし用いることができ、これらをテーパー状且つ中空状に形成することによって伸長ユニットを製作することができる。

２．カメラ本体部ユニット
カメラ本体部ユニットは、カメラと、カメラを収納して支持するカメラ保持部からなる。
交差点においては、特に、運転者が視認しにくい交差点左右の安全確認が重要である。したがって、車両進行方向より見て前方に伸びる軸に対し左右方向の視認が十分なカメラを設置することが必要である。

そのためには左右それぞれに複数のレンズを設けたカメラ、あるいは魚眼レンズ等を用いることができる。また、カメラのレンズは、広角レンズであってもよいし、該レンズが、車両の前方からの光、および車両の左右方向からの光を集光するためのプリズムレンズであってもよい。そして、カメラのレンズは、夜間でも撮影可能なように明るいレンズが望ましい。

また、カメラは、防塵性等を考慮して、カメラ保持部の車両の走行方向(前向き)に設置するのではなく、走行方向からみてカメラ肘部の左右にカメラを設けることが好ましい。
レンズをカメラに設置する際には、防水性、防塵性、耐震性を考慮したものが望ましい。

カメラ保持部は、図６に示すとおり、丸型でもよいし角形でもよい。
カメラ保持部は、回転を防止しカメラを水平に保つために、カメラ位置設定ユニットとの接合部となるポールは、楕円形とすることが望ましい。また、ポールの素材は、軽量で所定の強度を得られることから、ＦＲＰであることが望ましい。
そして、カメラは丸型あるいは角形のカメラ保持部の左右に配置される。

本発明により、簡便な装置で故障が少なく、また低コストで、車両の状況に応じた適切な障害物等の検知を、短時間かつ着実に実施可能な、安全確認と車両周辺監視用の車載カメラユニットを得ることができる。

そして、特に狭い交差点において、車両が十分交差点内の前方に出ることができない場合においても、歩行者や交差する車両に対して安全確認ができ、事故の防止を図ることができる。

すなわち、本発明の車載カメラユニットの活用により、高価で重量もある複雑な電子機構によらなくとも、廉価、簡便な装置で、交差点において危険を察知した場合は直ちに停車することができ安全性の向上を図ることができる。

図１は、本発明の車載カメラユニットを搭載した車両の側面図である。 図２は、交差点にさしかかった車両の平面図である。 図３は、本発明の車載カメラユニットの外観を示す図である。 図４は、本発明の車載カメラユニットの一例を示す図である。 図５は、本発明のカメラ位置設定ユニットの一例を示す図である。 図６は、本発明のカメラ本体部ユニット外観の一例を示す図である。 図７は、本発明の車載カメラユニットによる、可視可能範囲の一例を示す図である。 図８は、本発明の車載カメラユニットによる、可視可能範囲の他の例を示す図である。 図９は、本発明の車載カメラユニットを使用しなかった場合の可視可能範囲の一例を示す図である。

以下に本発明の実施例を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の車載カメラユニットを搭載した車両の側面図であり、車両（１）の前端部及び後端部には、バンパーが配置されており、該バンパーには、本発明の伸縮可能な車載カメラユニット（２）を配置するための取り付け機構、例えば貫通孔が形成されている。

そして、本発明の車載カメラユニットは、防水性、防塵性、耐震性等に考慮しシール性よく車両前部に取り付けられている。
本発明の車載カメラユニット（２）は、図３に示すとおり、カメラ位置設定ユニット（３）と、カメラ本体部ユニット（４）よりなる。

そして、車載カメラユニット（２）は、概略を示す図４に例として示すとおり、ポール１（５）とポール２（６）の二重管よりなる。
そして、カメラ伸縮ユニットは、交差点に差し掛かると図２に示すとおり、起動信号によりモータを駆動して伸長し、カメラ本体部ユニットを押し出し、その映像を車内のモニタに投影することにより、運転者は安全確認を行うことができる。

さらに、いったん停車した後の再度の車両移動(再スタート)に伴い、カメラ本体部ユニットを車両内に自動的に収納する。
図４において、ポール１は、長さ１４０ｍｍ、直径１０ｍｍ程度の材質がＦＲＰの管であり、ポール２は、長さ１４０ｍｍ、直径６ｍｍ程度の材質がＦＲＰの管である。そして、ポール１にポール２を差し込んで使用する。

それぞれのポールは、カメラ本体部ユニットを装着したときに、カメラを水平に保つため、図５に示す通り、楕円形状となっている。
カメラ本体部ユニットは、図６に示すとおり、丸型や角形となっており、その左右に安全性確認のためのカメラ本体が取り付けられている。

そして、このカメラ本体は、カメラ保持部に支持され、車両の前方の左右を撮像するものであり、カメラ本体内には制御基板、ＣＣＤ基板およびＣＣＤ受光素子（またはＣＭＯＳ受光素子）を内蔵し、さらには、複数のレンズ群を備えている。レンズ群に車両前方からの光を集めるための広角レンズが形成されている。

図７は、本発明の車載カメラユニットによる、可視可能範囲の一例を示す図であり、図中の斜線部分は運転者が視認できる範囲を示している。
この図においては、車両が３メートル幅の道路の中央を走行し、交差点のぎりぎりまで進出した際に、カメラ位置設定ユニットにより、カメラ本体部ユニットを３０ｃｍ伸し、カメラの映像範囲を６０度に設定した場合の可視可能範囲を示している。この例において示すとおり、運転者は、交差点等において十分な安全確認を行うことができる。

また、図８は、本発明の車載カメラユニットによる、可視可能範囲の他の一例を示す図であり、図中の斜線部分は運転者が視認できる範囲を示している。
この図においては、車両が３メートル幅の道路の中央を走行し、車両が交差点の手前５０ｃｍまで進出した際に、カメラ位置設定ユニットにより、カメラ本体部ユニットを３０センチメートル延伸し、カメラの映像範囲を６０度に設定した場合の可視可能範囲を示している。この例においても、運転者は、交差点等において、ほぼ十分な安全確認を行うことができる。

これに対し、図９は、本発明の車載カメラユニットを使用しなかった場合の可視可能範囲の一例を示す図であり、図中の斜線部分は運転者が視認できる範囲を示している。
この図においては、車両が３メートル幅の道路の中央を走行し、車両の先端が、交差点のぎりぎりまで進出した際の、運転者の可視可能範囲を示しているが、交差点の左右において、視認できない部分、すなわち死角が発生し、十分な安全性が確保できていない。
以上のとおり、本発明の車載カメラユニットを使用することにより、交差点等において、運転者は十分な全確認を行うことができ事故等をぼうしすることができる。

（１）車両
（２）車載カメラユニット
（３）カメラ位置設定ユニット
（４）カメラ本体部ユニット
（５）ポール１
（６）ポール２

例えば、車幅を確認するためにバンパー端部に設置された車幅ポールと、本発明のカメラ傾倒ユニットを兼用構造とすることもできる。
そして、車両が交差点に差し掛かった際に、上記カメラ伸縮ユニットの場合と同様に、交差点近傍であることを検知して、カメラ傾倒ユニットが傾倒し、カメラを交差点に向けて前方に配置するようにする。

これに対し、図９は、本発明の車載カメラユニットを使用しなかった場合の可視可能範囲の一例を示す図であり、図中の斜線部分は運転者が視認できる範囲を示している。
この図においては、車両が３メートル幅の道路の中央を走行し、車両の先端が、交差点のぎりぎりまで進出した際の、運転者の可視可能範囲を示しているが、交差点の左右において、視認できない部分、すなわち死角が発生し、十分な安全性が確保できていない。
以上のとおり、本発明の車載カメラユニットを使用することにより、交差点等において、運転者は十分な安全確認を行うことが出来事故等を防止することができる。

Claims (3)

1. 車両に配置され、安全確認時には、収納された車両より伸長及び／または傾倒可能な車載カメラユニットであって、カメラ部本体ユニットとカメラ位置設定ユニットを含む前記車載カメラユニット。
2. 前記カメラ部本体ユニットのレンズが、広角レンズまたはプリズムレンズであることを特徴とする請求項１に記載の車載カメラユニット。
3. 前記カメラ部本体ユニットのレンズが、車両の前方からの光、および／または、車両の左右方向からの光を集光するためのレンズであることを特徴とする請求項１に記載の車載カメラユニット。

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