JP2016094140A - フラップ監視装置 - Google Patents
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Abstract
Description
給油口、充電口には、通常は開閉式の蓋状の部材であるフラップが設けられている。
従来、給油や充電の後にフラップを閉じ忘れたり、給油ガン、充電ガンなどを装着したまま走行することを防止する等の目的で、各種の技術が提案されている。
また、特許文献2には、給油口扉の開閉状態を検出する機械式のスイッチを、給油口近傍に配置することが記載されている。
また、特許文献3には、燃料タンクの内部に受光センサを設けて、燃料タンク内に入る光量に基づいて給油キャップの開閉状態を検出することが記載されている。
一方、特許文献2、3のように、給油口周辺や燃料タンクにスイッチやセンサを設ける場合、部品点数が増加して構造が複雑化する。
また、スイッチ接点のスパークによる引火防止や、スイッチ、センサ類の耐久性、信頼性の確保が困難である。
さらに、スイッチ、センサ類は外気や燃料に曝される頻度も高いことから耐候性、耐油性などの確保も困難である。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、フラップ部にセンサ類を設けることなく確実にフラップの開閉を判別可能なフラップ監視装置を提供することである。
請求項1に係る発明は、車体に設けられる蓋状のフラップを監視するフラップ監視装置であって、前記フラップ周辺部の車体を撮像する撮像手段と、前記フラップが閉じた状態における前記フラップ周辺部の車体を撮像した参照画像のデータを保持する記憶手段と、前記撮像手段が撮像した被判別画像を前記参照画像と比較する画像処理手段と、前記画像処理手段による前記被判別画像と前記参照画像との比較結果に基づいて前記被判別画像が撮像されたときの前記フラップの開閉状態を判別する状態判別手段とを備えることを特徴とするフラップ監視装置である。
これによれば、フラップが閉じた状態の参照画像を、フラップの状態を確認すべきタイミングで撮像された被判別画像と比較することによって、フラップの開閉状態を適切に判別することができる。
これによって、給油ガンや充電ガンが装着されたまま車両が動き出すことを防止できる。
また、フラップの周辺には、開閉状態検出のため専用のスイッチやセンサを設ける必要がないことから、フラップ周辺の部品点数の増加、構造の複雑化、燃料への引火等を防止することができる。
これによれば、参照画像としてフラップが確実に閉じている状態の画像を用いることができ、判別精度を高めることができる。
これによれば、給油や充電のため車両を停車させた場所において参照画像を撮像することによって、開状態のフラップに相当する箇所に紛らわしい被写体が存在する場合における判別精度を向上することができる。
また、着雪、着氷、泥などによって車体及びフラップの表面色が本来の塗装色と変化している場合であっても、直前の画像を参照画像として用いることによって、適切な判別を行うことができる。
請求項4に係る発明は、前記参照画像は、車両の停止から前記フラップの開動作が行われるまでの間に撮像されることを特徴とする請求項1に記載のフラップ監視装置である。
これによれば、上述した効果に加えて、確実にフラップが閉じた状態で参照画像を撮像することができ、判別精度をより向上することができる。
これによれば、フラップを閉じ忘れた状態で車両を走行させることを防止できる。
これによれば、カメラを車室内に配置することによって、カメラに高い耐候性が要求されることがなく、装置の構成を簡素化しコストを抑制することができる。
これによれば、参照画像及び被判別画像をそれぞれ撮像する際の撮像範囲のずれ、画像内における被写体位置のずれを防止することができ、画像処理を容易化するとともに判別精度をより向上することができる。
これによれば、フラップの監視専用に新たにカメラを設ける必要がないことから、最低限のコストアップで本発明を車両に適用することが可能となる。
ここで、車両前方監視用のカメラとして、例えば光軸方向を変更可能であるか、あるいは十分広い画角の広角レンズを有するドライブレコーダ用のカメラや、プリクラッシュ制御、レーンキープ制御、アダプティブクルーズコントロール制御などのために車両前方の環境を認識する単眼又はステレオカメラを用いることができる。
実施例1のフラップ監視装置は、例えばガソリンエンジン等の内燃機関を走行用動力源として搭載する乗用車等の自動車の給油口フラップを監視するものである。
図1(a)は車両を左側方から見た状態を示し、図1(b)は車両を上方から見た平面図(図1(a)のb−b部矢視図)である。
キャビン(車室)10は、乗員が収容される部分である。
キャビン10は、フロントガラス11、リアガラス12、フロントサイドガラス13、リアサイドガラス14等を有する。
リアガラス12は、キャビン10の上半部における後部に設けられている。
フロントサイドガラス13、リアサイドガラス14は、キャビン10の上半部における側部に設けられ、車両前方側から順次配列されている。
フロントサイドガラス13の前端部は、フロントガラス11の側端部と、柱状のAピラーを介して隣接して配置されている。
エンジンルーム20の側部には、前輪FWが収容されるホイルハウス21が形成されている。
トランクルーム30の側部には、後輪RWが収容されるホイルハウス31が形成されている。
トランクルーム30の側面部には、車両外板であるリアクォータパネル32が設けられている。
フラップ40は、車両の左右いずれか一方のリアクォータパネル32に設けられ、車両の床下部に設けられる図示しない燃料タンクに燃料を補給する給油口に設けられる扉である。
給油口には、燃料タンクから突出した給油管の上端部が配置されている。
フラップ40は、ドライバ等のユーザによるフラップオープナスイッチ134の操作に応じて、フラップオープナアクチュエータ132がラッチのロックを解除することによって開かれる。
また、フラップ40は、ドライバが手指でリアクォータパネル32側へ回動させ押圧し、ラッチを係合させることによって閉じられる。
フラップ40は、閉状態においては、リアクォータパネル32に形成された凹部へ埋め込まれることによって、周囲のリアクォータパネル32の表面と実質的に面一(フラッシュサーフェス)となるようになっている。
ドアミラー50は、左右のフロントサイドガラス13の前端部かつ下端部近傍(Aピラー下端部近傍)におけるドアアウタパネルから車幅方向外側に突出して設けられている。
ドアミラー50は、運転席に着座したドライバ視点から、フロントサイドガラス13を介して目視可能となっている。
ドアミラー50は、鏡面を上下左右にチルトさせることが可能な電動アクチュエータであるミラー駆動アクチュエータ131を備えた電動調整式のものである。
図2は、実施例1のフラップ監視装置の構成を示すブロック図である。
フラップ監視装置100は、フラップ監視ユニット110、カメラ制御ユニット120、車体統合ユニット130、エンジン制御ユニット(ECU)140、マルチファンクションディスプレイ(MFD)150、オーディオ装置160等を、例えばCAN通信システムなどの車載LAN等やその他の配線で直接あるいは間接的に接続したシステムとして構成されている。
フラップ監視ユニット110、カメラ制御ユニット120、車体統合ユニット130、エンジン制御ユニット140は、それぞれCPU等の情報処理手段、ROMやRAM等の記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有し、CAN通信システム等を介して相互に通信可能となっている。
フラップ監視ユニット110には、画像記憶メモリ111、画像処理装置112等が接続されている。
画像記憶メモリ111は、フラップ40の開閉判別の基準として用いる参照画像のデータが格納されている。
参照画像は、カメラ121によってフラップ40全閉時におけるリアクォータパネル32周辺部を撮像したものであって、実施例1の場合には、フラップ監視装置100の初回使用に先立って撮像される。
例えば、参照画像は、フラップ監視装置100が新車にライン装着される場合には、新車出荷時に撮像することができる。この場合、参照画像は実際にフラップ監視装置100が設けられる車両個体で撮像する必要はなく、同一車種の他個体で撮像されたものを利用することも可能である。
また、フラップ監視装置100が車両に後付けされる場合には、その取付直後に撮像することができる。
画像処理装置112は、参照画像と被判別画像との対応する各画素値の差分を算出し、被判別画像にのみフラップ40に相当する画素群が存在するか否かを判別する。
この点、後に詳しく説明する。
カメラ121は、例えばCCDやCMOS等の固体撮像素子、撮影用レンズ等の光学系及び各デバイスの駆動装置などを備えている。
図1に示すように、カメラ121は、キャビン10内におけるフロントガラス11の車幅方向中央部における上端部近傍に設置されている。
カメラ駆動アクチュエータ122は、カメラ121の光学系を左右及び上下にそれぞれ揺動させるものである。
カメラ駆動アクチュエータ122は、例えば、カメラ121を各方向にそれぞれ駆動する電動モータ及び減速ギヤ列等を有して構成されている。
また、カメラ121は、フラップ40の開閉判別用の被判別画像を撮像する際には、カメラ駆動アクチュエータ122によって、フラップ40が設けられた側のドアミラー50側へ向けられる。
この点に関しては後により詳しく説明する。
車体統合ユニット130には、ミラー駆動アクチュエータ131、フラップオープナアクチュエータ132、ミラー調整スイッチ133、フラップオープナスイッチ134等が接続されている。
ミラー駆動アクチュエータ131は、電動モータ及びその出力を減速する減速機構等を有して構成されている。
ミラー駆動アクチュエータ131は、ユーザによるミラー調整スイッチ133の操作に応じて駆動されるほか、被判別画像の撮像時には、鏡面が予め設定された所定のミラー撮像位置となるよう駆動する。
フラップ40は、閉状態においては図示しないラッチ機構によって保持されている。
フラップオープナアクチュエータ132は、ラッチ機構を解除する機能を有する。
ラッチ機能が解除されると、フラップ40は、例えばスプリング等の付勢手段によって開放される。
フラップオープナアクチュエータ132は、ユーザによるフラップオープナスイッチ134の操作に応じて作動する。
フラップオープナスイッチ134は、ユーザがフラップ40の開操作を行なう操作部である。
ミラー調整スイッチ133、フラップオープナスイッチ134は、例えばインストルメントパネル等のキャビン10内におけるドライバが手指によって操作可能な位置に配置されている。
エンジン制御ユニット140は、エンジンのイグニッションオン(運転)、オフ(停止)に関する情報をフラップ監視ユニット110に提供する。
オーディオ装置160は、フラップ監視ユニット110からの信号に応じて、キャビン10内に音声を発する機能を備えている。
図3は、実施例1のフラップ監視装置の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
フラップ監視ユニット110は、エンジン制御ユニット140からの情報に基づいて、イグニッションスイッチがオン状態(エンジン運転状態)からオフ状態(エンジン停止状態)へ推移したか否かを判別する。
イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態へ推移した場合(車両が運転停止した場合)にはステップS02に進み、その他の場合には一連の処理を終了(リターン)する。
フラップ監視ユニット110は、車体統合ユニット130からの情報に基づいて、フラップオープナスイッチ134にユーザが開操作を行なったか否かを判別する。
フラップ開操作が行われた場合はステップS03に進み、その他の場合には一連の処理を終了する。
フラップ監視ユニット110は、車体統合ユニット130に指示を出し、フラップオープナアクチュエータ132を作動させてラッチを解除し、フラップ40を閉状態から開状態へ移行させる。
その後、ステップS04に進む。
フラップ監視ユニット110は、エンジン制御ユニット140からの情報に基づいて、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態へ推移したか否かを判別する。
イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態へ推移した場合(車両が運転開始した場合)には給油が終了したものとしてステップS05に進み、その他の場合には給油が未了であるとしてステップS04を繰り返す。
フラップ監視ユニット110は、カメラ制御ユニット120及び車体統合ユニット130に指示を出し、カメラ駆動アクチュエータ122及びミラー駆動アクチュエータ131を駆動させる。
カメラ駆動アクチュエータ122は、カメラ121を鉛直軸回りに回動させ、ドアミラー50の鏡面が撮像範囲の中央部となる位置(カメラ撮像位置)に移動させる。
ミラー駆動アクチュエータ131は、ドアミラー50の鏡面を、フラップ40周辺部の反射像がカメラ121に入射されるよう考慮して予め設定された位置(ミラー撮像位置)に移動させる。
このときのカメラ121の視野Aを図1(b)に示す。
その後、ステップS06に進む。
フラップ制御ユニット110は、カメラ制御ユニット120に指示を出し、カメラ121にリアクォータパネル32のフラップ40周辺の画像を撮像させ、その画像データを取得する。
その後、ステップS07に進む。
フラップ監視ユニット110は、カメラ制御ユニット120及び車体統合ユニット130に指示を出し、カメラ駆動アクチュエータ122及びミラー駆動アクチュエータ131を駆動させ、カメラ121及びドアミラー50の位置を、ステップS05における駆動前の状態(走行時位置)に復帰させる。
その後、ステップS08に進む。
フラップ監視ユニット110は、画像処理装置112を用いて、ステップS06において撮像した画像(被判別画像)を、新車出荷時に撮像された同アングルの画像(参照画像)と比較する。
具体的には、各画像における車体部分の位置が実質的に一致するよう調整し、対応する画素の画素値(例えばRGB各色の輝度値など)の差分を画素ごとに求める。
そして、参照画像と被判別画像とで画素値の差分が閾値以上となる画素群を相違画素群として抽出する。
その後、ステップS09に進む。
フラップ監視ユニット110は、ステップS08において抽出された相違画素群のなかに、開状態におけるフラップ40と共通する位置、形状、大きさ、色等の特徴を有する画素群がないか判別し、このような画素群が存在する場合には、被判別画像にのみ開状態におけるフラップ40が写っているものとして、フラップ開状態を判別する。
図4(a)は、フラップ40が閉じた状態で撮像された参照画像の例を示し、図4(b)は、フラップ40が開いた状態で撮像された被判別画像の例を示している。
これらの画像間で、対応する各画素値の差分を求めた場合、車体部分に関しては実質的に同様の被写体が写っていることから、画素値の差分は不可避的に生じる誤差程度に小さくなるが、フラップ40が存在する領域においては、画素値の差分が大きくなり、閾値を超過する。
これにより、フラップ40に相当する画素群が相違画素群として抽出され、この相違画素群が位置、大きさ、形状、色などにおいて、フラップ40特有の特徴を備えている場合には、フラップ40の像であると判別されることになる。
フラップ開状態が判別された場合にはステップS10に進み、その他の場合には一連の処理を終了(リターン)する。
フラップ監視ユニット110は、マルチファンクションディスプレイ150に、例えば「フラップが開いています」などのユーザに注意喚起するメッセージを文字情報として表示させる。
また、フラップ監視ユニット110は、オーディオ装置160に、同様のメッセージを音声によって出力させる。このとき、オーディオ装置160は、音声メッセージに代えて、あるいはこれとともに、ブザー音などの警告音を発するようにしてもよい。
このようなメッセージ等は、例えば一定時間の経過後に自動的に終了するようにしてもよく、また、ユーザが所定の操作を行なった後に終了するようにしてもよい。
また、再度被判別画像を撮像し、フラップ40の閉状態が判別された場合に終了するようにしてもよい。
その後、一連の処理を終了する。
また、ドライブレコーダ用のカメラ131をフラップ監視にも利用することによって、フラップ監視装置のための専用部品を低減することができ、車両構成の簡素化、低コスト化を図ることができる。
また、被判別画像の撮像時にドアミラー50を予め設定されたミラー撮像位置に移動させることによって、適切な撮影を行うことができる。
以下、上述した実施例1と実質的に共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
実施例2においては、参照画像を車両の停止後フラップ40を開扉する直前に撮像することを特徴とする。
図5は、実施例2のフラップ監視装置における動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
フラップ監視ユニット110は、エンジン制御ユニット140からの情報に基づいて、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態へ推移したか否かを判別する。
イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態へ推移した場合にはステップS12に進み、その他の場合には一連の処理を終了(リターン)する。
フラップ監視ユニット110は、車体統合ユニット130からの情報に基づいて、フラップオープナスイッチ134にユーザが開操作を行なったか否かを判別する。
フラップ開操作が行われた場合はステップS13に進み、その他の場合には一連の処理を終了する。
フラップ監視ユニット110は、カメラ制御ユニット120及び車体統合ユニット130に指示を出し、カメラ駆動アクチュエータ122及びミラー駆動アクチュエータ131を駆動させる。
カメラ駆動アクチュエータ122は、カメラ121をカメラ撮像位置に移動させ、ミラー駆動アクチュエータ131は、ドアミラー50の鏡面をミラー撮像位置に移動させる。
その後、ステップS14に進む。
フラップ制御ユニット110は、カメラ制御ユニット120に指示を出し、カメラ121にリアクォータパネル32のフラップ40周辺の画像を撮像させ、その画像データを取得する。
フラップ監視ユニット110は、この時撮像した画像を、フラップ40が閉じた状態における画像(参照画像)とする。
その後、ステップS15に進む。
フラップ監視ユニット110は、車体統合ユニット130に指示を出し、フラップオープナアクチュエータ132を作動させてフラップ40を閉状態から開状態へ移行させる。
その後、ステップS16に進む。
フラップ監視ユニット110は、エンジン制御ユニット140からの情報に基づいて、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態へ推移したか否かを判別する。
イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態へ推移した場合には給油が終了したものとしてステップS17に進み、その他の場合には給油が未了であるとしてステップS16を繰り返す。
フラップ制御ユニット110は、カメラ制御ユニット120に指示を出し、カメラ121にリアクォータパネル32のフラップ40周辺の画像を撮像させ、その画像データを取得する。
フラップ制御ユニット110は、このとき撮像された画像を、フラップ40の開閉判別の対象となる被判別画像とする。
その後、ステップS18に進む。
フラップ監視ユニット110は、カメラ制御ユニット120及び車体統合ユニット130に指示を出し、カメラ駆動アクチュエータ122及びミラー駆動アクチュエータ131を駆動させ、カメラ121及びドアミラー50の位置を、ステップS13における駆動前の状態に復帰させる。
その後、ステップS19に進む。
フラップ監視ユニット110は、画像処理装置112を用いて、ステップS17において撮像した被判別画像を、ステップS14において撮像された参照画像と、実施例1におけるステップS08と同様に比較する。
その後、ステップS20に進む。
フラップ監視ユニット110は、実施例1におけるステップS09と同様にして、フラップ開状態を判別する。
フラップ開状態が判別された場合にはステップS21に進み、その他の場合には一連の処理を終了(リターン)する。
フラップ監視ユニット110は、実施例1におけるステップS10と同様に、マルチファンクションディスプレイ150にメッセージを表示させ、オーディオ装置160に、メッセージを音声によって出力させる。
その後、一連の処理を終了する。
また、着雪や着氷、泥などによって車体、フラップの表面色が本来の塗装色と異なっている場合であっても、直前に参照画像を取得することによって、適切にフラップの開閉状態を判別することができる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)車両及びフラップ監視装置の構成は、上述した実施例に限定されず適宜変更することが可能である。
例えば、実施例では車室内にカメラを設置し、ミラーの反射像を利用してフラップ周辺部を撮像しているが、これに限らず、車外又は車内に設置されたカメラから直接フラップ周辺部を撮像するようにしてもよい。例えば、ドライバ死角軽減のためドアミラーに後方下部確認用のカメラが設けられている場合には、これを利用してフラップ周辺部を撮像してもよい。また、パーキングアシスト用として車両周囲を撮像するカメラを利用してもよい。
(2)実施例のフラップ監視装置は、燃料給油口のフラップを監視するものであったが、本発明は電気自動車やプラグインハイブリッド車両の充電口のフラップの監視にも適用することができる。
(3)実施例では車両の停止をイグニッションオフに基づいて検出しているが、これに限らず、他の手法によって車両の停止を検出してもよい。
例えば、車速が閾値以下となったことや、変速機がパーキングレンジ等の非走行レンジにシフトされたこと、パーキングブレーキの作動等に基づいて検出してもよい。
(4)実施例では車両の発進準備をイグニッションオンに基づいて検出しているが、これに限らず、他の手法によって発進準備又は発進を検出してもよい。
例えば、車速が閾値以上となったことや、変速機がドライブレンジ等の走行レンジにシフトされたこと、パーキングブレーキの解除、アクセルペダルの踏込み操作等に基づいて検出してもよい。
(5)参照画像及び被判別画像を用いてフラップの開閉状態を判別する画像処理の具体的手法は、上述した実施例のものに限定されず、適宜変更することが可能である。
(6)実施例では、画像及び音声によってユーザにフラップの閉め忘れを報知しているが、これに限らず、ワーニングランプの点灯、点滅や、ステアリングホイール等のドライバに接触する部品の振動等、他の手法によってユーザに報知してもよい。また、報知を終了する条件も特に限定されない。
(7)実施例では、参照画像と被判別画像との位置合わせを、ドラミラーの角度位置調整等によって機械的に行っているが、撮像時の位置ずれを画像処理段階でソフトウェア的に合わせるようにしてもよい。
(8)実施例2では、フラップ開操作が行われた場合に、フラップ周辺部を撮像しているが、フラップ開操作が行われたか否かに関わらず、車両の停止を検出した場合(例えば、イグニッションオフを検出した時)に、直ちにフラップ周辺部を撮像するようにしてもよい。
11 フロントガラス 12 リアガラス
13 フロントサイドガラス 14 リアサイドガラス
20 エンジンルーム 21 ホイルハウス
30 トランクルーム 31 ホイルハウス
32 リアクォータパネル 40 フラップ
50 ドアミラー 100 フラップ監視装置
110 フラップ監視ユニット 111 画像記憶メモリ
112 画像処理装置 120 カメラ制御ユニット
121 カメラ 122 カメラ駆動アクチュエータ
130 車体統合ユニット 131 ミラー駆動アクチュエータ
132 フラップオープナアクチュエータ
133 ミラー調整スイッチ 134 フラップオープナスイッチ
140 エンジン制御ユニット
150 マルチファンクションディスプレイ
160 オーディオ装置
FW 前輪 RW 後輪
Claims (8)
- 車体に設けられる蓋状のフラップを監視するフラップ監視装置であって、
前記フラップ周辺部の車体を撮像する撮像手段と、
前記フラップが閉じた状態における前記フラップ周辺部の車体を撮像した参照画像のデータを保持する記憶手段と、
前記撮像手段が撮像した被判別画像を前記参照画像と比較する画像処理手段と、
前記画像処理手段による前記被判別画像と前記参照画像との比較結果に基づいて前記被判別画像が撮像されたときの前記フラップの開閉状態を判別する状態判別手段と
を備えることを特徴とするフラップ監視装置。 - 前記参照画像は、フラップ監視装置の初回使用時以前に予め撮像されること
を特徴とする請求項1に記載のフラップ監視装置。 - 前記参照画像は、車両の停止を検出した後に撮像されること
を特徴とする請求項1に記載のフラップ監視装置。 - 前記参照画像は、車両の停止から前記フラップの開動作が行われるまでの間に撮像されること
を特徴とする請求項1に記載のフラップ監視装置。 - 前記被判別画像は、前記フラップの開操作が行われた後の最初の発進時又は発進準備時に撮像されること
を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のフラップ監視装置。 - 前記撮像手段は車両の車室内に設けられ、車体外部に設けられたミラーの反射像を撮像することによって前記フラップ周辺部の車体の画像を撮像すること
を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のフラップ監視装置。 - 前記ミラーは角度位置を変更可能なアクチュエータを備え、
前記被判別画像の撮像時における前記ミラーの角度位置を前記参照画像の撮像時と実質的に同一の位置とするミラー制御手段を有すること
を特徴とする請求項6に記載のフラップ監視装置。 - 前記撮像手段は、前記ミラーを撮像可能範囲に含む車両前方監視用のカメラを有すること
を特徴とする請求項6又は請求項7に記載のフラップ監視装置。
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2014
- 2014-11-17 JP JP2014232391A patent/JP6445849B2/ja active Active
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