JP2016162424A - 推定装置、推定方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の周辺に存在する物体との衝突を回避するために必要な移動量を推定する。
【解決手段】推定装置は、移動体の周辺に存在する物体に関して物体の種別などの情報を取得するとともに、移動体の周辺の風速、天候などの環境情報を取得する。そして、物体情報と環境情報とに基づいて、移動体が物体を避けて通過するのに必要な移動量を推定する。推定された移動量は移動体の運転者に報知される。
【選択図】図３

Description

本発明は、障害物との衝突を回避するための情報を提供する手法に関する。

運転中に車両の前方に障害物がある場合、運転者はその障害物を避けて走行する必要がある。従来、運転者は目視により前方の障害物を認知し、回避行動を行っていた。しかし、この方法では、障害物を発見できるか否かが運転者の力量に大いに依存するという欠点があった。

特許文献１は、車両の周囲の道路情報と、車両の周囲に存在する大型車両の車両情報とに基づいて、走行の妨げとなる障害物の存在を予測する装置を記載している。

特開２０１１−２０４１２５号公報

上記の特許文献１の手法では、車両の走行の妨げになる障害物などを予測することができるが、運転者がその障害物を回避するためにどの程度の回避行動が必要かを知ることはできなかった。

本発明の解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、車両の周辺に存在する物体との衝突を回避するために必要な移動量を推定することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、推定装置であって、移動体の周辺に存在する物体に関する物体情報を取得する第１取得部と、前記移動体の周辺の環境情報を取得する第２取得部と、前記物体情報と前記環境情報とに基づいて、前記移動体が前記物体を避けて通過するのに必要な移動量に関する移動量情報を推定する推定部と、を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、車載装置により実行される推定方法であって、移動体の周辺に存在する物体に関する物体情報を取得する第１取得工程と、前記移動体の周辺の環境情報を取得する第２取得工程と、前記物体情報と前記環境情報とに基づいて、前記移動体が前記物体を避けて通過するのに必要な移動量に関する移動量情報を推定する推定工程と、を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、コンピュータを備える車載装置により実行されるプログラムであって、移動体の周辺に存在する物体に関する物体情報を取得する第１取得部、前記移動体の周辺の環境情報を取得する第２取得部、前記物体情報と前記環境情報とに基づいて、前記移動体が前記物体を避けて通過するのに必要な移動量に関する移動量情報を推定する推定部、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする。

車両に搭載されるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 風速に応じたステアリング操作量を規定するテーブルの例を示す。 移動量推定処理のフローチャートである。

本発明の１つの好適な実施形態では、推定装置は、移動体の周辺に存在する物体に関する物体情報を取得する第１取得部と、前記移動体の周辺の環境情報を取得する第２取得部と、前記物体情報と前記環境情報とに基づいて、前記移動体が前記物体を避けて通過するのに必要な移動量に関する移動量情報を推定する推定部と、を備える。

上記の推定装置は、移動体の周辺に存在する物体に関して物体情報を取得するとともに、移動体の周辺の環境情報を取得する。そして、物体情報と環境情報とに基づいて、移動体が物体を避けて通過するのに必要な移動量を推定する。好ましくは、推定された移動量は移動体の運転者に報知される。これにより、運転者は適切な移動量だけ移動体を移動させて物体との衝突を回避することができる。

上記の推定装置の一態様では、前記環境情報は風速に関する情報を含み、前記物体情報は前記物体の風に対する挙動を示す情報を含む。この態様では、風速に基づいて物体の挙動を考慮して移動量を推定することができる。この場合、前記挙動を示す情報は、前記物体の風による飛ばされやすさを示す情報を含む。

上記の推定装置の他の一態様では、前記移動量情報は、前記移動体のステアリング操作量である。この場合、好適な例では、推定装置は、前記物体の種別毎に、風速とステアリング操作量との関係を記憶したテーブルを記憶する記憶部を備え、前記推定部は、前記テーブルを参照して前記ステアリング操作量を決定する。

本発明の他の好適な実施形態では、車載装置により実行される推定方法は、移動体の周辺に存在する物体に関する物体情報を取得する第１取得工程と、前記移動体の周辺の環境情報を取得する第２取得工程と、前記物体情報と前記環境情報とに基づいて、前記移動体が前記物体を避けて通過するのに必要な移動量に関する移動量情報を推定する推定工程と、を備える。この方法を実行することにより、運転者は適切な移動量だけ移動体を移動させて物体との衝突を回避することができる。

本発明の他の好適な実施形態では、コンピュータを備える車載装置により実行されるプログラムは、移動体の周辺に存在する物体に関する物体情報を取得する第１取得部、前記移動体の周辺の環境情報を取得する第２取得部、前記物体情報と前記環境情報とに基づいて、前記移動体が前記物体を避けて通過するのに必要な移動量に関する移動量情報を推定する推定部、として前記コンピュータを機能させる。このプログラムを実行することにより、運転者は適切な移動量だけ移動体を移動させて物体との衝突を回避することができる。このプログラムは記憶媒体に記憶して取り扱うことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［ナビゲーション装置］
図１は、本発明の推定装置の実施例であるナビゲーション装置１の構成を示す。図１に示すように、ナビゲーション装置１は、自立測位装置１０、ＧＰＳ受信機１８、システムコントローラ２０、カメラ３２、レーダ３３、データ記憶ユニット３６、通信用インタフェース３７、通信装置３８、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０、入力装置６０を備える。

システムコントローラ２０、カメラ３２、レーダ３３、データ記憶ユニット３６、通信用インタフェース３７、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０及び入力装置６０は、バスライン３０を介して相互に接続されている。

自立測位装置１０は、加速度センサ１１、角速度センサ１２及び距離センサ１３を備える。加速度センサ１１は、例えば圧電素子からなり、車両の加速度を検出し、加速度データを出力する。角速度センサ１２は、例えば振動ジャイロからなり、車両の方向変換時における車両の角速度を検出し、角速度データ及び相対方位データを出力する。距離センサ１３は、車両の車輪の回転に伴って発生されているパルス信号からなる車速パルスを計測する。

ＧＰＳ受信機１８は、複数のＧＰＳ衛星から、測位用データを含む下り回線データを搬送する電波１９を受信する。測位用データは、緯度及び経度情報等から車両の絶対的な位置（以後、「現在位置」とも呼ぶ。）を検出するために用いられる。

システムコントローラ２０は、インタフェース２１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２４を含んでおり、ナビゲーション装置１全体の制御を行う。

インタフェース２１は、加速度センサ１１、角速度センサ１２、距離センサ１３、ＧＰＳ受信機１８とのインタフェース動作を行う。そして、これらから、車速パルス、加速度データ、相対方位データ、角速度データ、ＧＰＳ測位データ、絶対方位データ等をシステムコントローラ２０に入力する。

ＣＰＵ２２は、システムコントローラ２０全体を制御する。ＲＯＭ２３は、システムコントローラ２０を制御する制御プログラム等が格納された図示しない不揮発性メモリ等を有する。ＲＡＭ２４は、入力装置６０を介して使用者により予め設定された経路データ等の各種データを読み出し可能に格納したり、ＣＰＵ２２に対してワーキングエリアを提供したりする。

カメラ３２は、車両の前方に取り付けられ、車両前方の風景を撮影する。撮影された画像は実写画像を用いたＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）表示に使用される他、後述するように障害物回避のための移動量の推定に使用される。

レーダ３３は、ミリ波レーダやレーザ・レーダなどであり、車両の前方に取り付けられ、障害物との距離を検出する。

データ記憶ユニット３６は、例えば、ＨＤＤなどにより構成され、地図データなどのナビゲーション処理に用いられる各種データを記憶する。通信装置３８は、ネットワークを介してサーバなどとの間で無線通信を行うか、周辺の車両と車車間通信を行う。あるいは、それらの両方を行ってもよい。なお、通信装置３８は、ナビゲーション装置１に内蔵される専用の無線通信ユニットであってもよく、有線又は無線で携帯電話と接続し、携帯電話の通信機能を利用してネットワークに接続するユニットであってもよい。

表示ユニット４０は、システムコントローラ２０の制御の下、各種表示データをディスプレイなどの表示装置に表示する。具体的には、システムコントローラ２０は、データ記憶ユニット３６から地図データを読み出す。表示ユニット４０は、システムコントローラ２０によってデータ記憶ユニット３６から読み出された地図データなどを表示画面上に表示する。表示ユニット４０は、バスライン３０を介してＣＰＵ２２から送られる制御データに基づいて表示ユニット４０全体の制御を行うグラフィックコントローラ４１と、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）等のメモリからなり即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するバッファメモリ４２と、グラフィックコントローラ４１から出力される画像データに基づいて、液晶、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等のディスプレイ４４を表示制御する表示制御部４３と、ディスプレイ４４とを備える。ディスプレイ４４は、画像表示部として機能し、例えば対角５〜１０インチ程度の液晶表示装置等からなり、車内のフロントパネル付近に装着される。

音声出力ユニット５０は、システムコントローラ２０の制御の下、データ記憶ユニット３６又はＲＡＭ２４等からバスライン３０を介して送られる音声デジタルデータのＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換を行うＤ／Ａコンバータ５１と、Ｄ／Ａコンバータ５１から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器（ＡＭＰ）５２と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して車内に出力するスピーカ５３とを備えて構成されている。

入力装置６０は、各種コマンドやデータを入力するための、キー、スイッチ、ボタン、リモコン、音声入力装置等から構成されている。入力装置６０は、車内に搭載された当該車載用電子システムの本体のフロントパネルやディスプレイ４４の周囲に配置される。また、ディスプレイ４４がタッチパネル方式の場合、ディスプレイ４４の表示画面上に設けられたタッチパネルも入力装置６０として機能する。

上記の構成において、カメラ３２及びレーダ３３は本発明の第１取得部の一例であり、通信装置３８は本発明の第２取得部の一例であり、システムコントローラ２０は本発明の推定部の一例である。また、音声出力ユニット５０は本発明の報知部の一例であり、データ記憶ユニット３６は本発明の記憶部の一例である。

［移動量推定方法］
本実施例では、ナビゲーション装置１は、カメラ３２やレーダ３３の出力に基づいて車両の前方に存在する物体を検出するとともに、車両の周辺の環境情報を取得する。そして、物体の情報と環境情報に基づいて、車両がその物体を避けて通過するために必要な移動量を推定する。

（物体の認識）
まず、物体の検出について説明する。車両の周辺、特に前方に存在する物体は、カメラ３２及び／又はレーダ３３を用いて検出される。

カメラ３３は車両の前方の風景を撮影し画像認識を行う。具体的には、カメラ３２は、車両の前方であって、自車との衝突の可能性がある範囲を常時スキャンし、画像を撮影する。そして、システムコントローラ２０は、画像処理により撮影画像から物体を抽出する。データ記憶ユニット３６などのデータベースには、予め物体の種別毎にその物体の画像の特徴が記憶されている。本実施例では、風などにより車両の前方に進入する可能性のある物体、例えば、小さなコンクリートや小石、段ボール、紙、ビニール袋などについて、大きさ、色、質感などの属性情報が記憶されている。システムコントローラ２０は、このデータベースを参照して、車両の前方に検出された物体の情報、具体的には、大きさ、色、質感などの属性情報に基づいて、検出された物体の種別を特定する。

また、レーダ３３は、照射したレーザ光の錯乱度合いに基づいて、物体を検出することができる。レーザ光を照射された物体がそのレーザ光を錯乱する度合いは、その物体に固有の値となる。よって、上記のような物体の種別毎に、レーザ光の錯乱度を記憶しておき、測定された錯乱度に基づいて、物体の種別を特定することができる。なお、上記のカメラ３２とレーザ３３を併用して物体の種別を特定することが好ましい。

（環境情報）
環境情報としては、風の状態及び天候が挙げられる。システムコントローラ２０は、通信装置３８を通じてインターネットに接続することにより、車両の現在地における風の風向き及び風速、天候などを取得することができる。なお、風向き及び風速などについては、車両にピトー管などのセンサを設置して測定しても良いが、この場合にはセンサで検出された風向き及び風量を、車両の進行方向及び速度に基づいて補正する必要がある。

（回避操作量）
上記のように、車両の前方に進入する可能性がある物体の種別、及び、そのときの風の状態や天候に応じて、回避操作量を予め決定し、データベースに記憶しておく。なお、回避操作量とは、その物体との衝突を回避するために車両を移動させる移動量であり、典型的には運転者によるステアリングの操作量が挙げられる。

基本的に、物体の種別、属性に応じて物体の挙動は異なってくる。物体が軽いほど風によって飛ばされやすく、重いほど飛ばされにくい。さらには、風の状態や天候などの環境に応じて物体の挙動は異なってくる。風が強いほど物体は飛ばされやすく、風が弱いほど物体は飛ばされにくい。よって、物体が軽いほど、また、風が強いほど、物体が飛ばされやすくなるため、回避操作量を大きくする必要がある。

図２は、このような考え方に基づいて、物体の種別及び風速毎に回避操作量を規定したテーブルの例を示す。この例では、回避操作量はステアリング操作量で示している。なお、ステアリング操作量「９０（度）」は、車両が走行している車線をほぼ車幅一台分（１車線分）移動できる量に相当する。

図示のように、コンクリートや小石など比較的重い物体は比較的飛ばされにくい性質を有するので、風速が高くなっても、それほど大きな回避操作は必要ない。図２の例では、コンクリートや小石の場合、風速が１０ｍ／ｓを超えても、車幅一台分のステアリング操作は必要ない。これに対し、紙やビニール袋などは飛ばされやすい性質を有するので、風速が小さくてもある程度の回避操作が必要となる。図２の例では、紙の場合には風速が１０ｍ／ｓを超えると車幅一台分の回避操作が必要であり、ビニール袋の場合には風速が５ｍ／ｓを超えると車幅一台分の回避操作が必要となっている。

このように、物体の種別及び風速毎に回避操作量を規定したテーブルを予め用意しておくことにより、適切な回避操作量を瞬時に決定することができる。

なお、環境情報として天候が得られる場合には、天候に応じて回避操作量を補正しても良い。通常、雨天のときは物体が濡れて重量が重くなるため、風によって飛ばされにくくなる。よって、雨天のときは、晴天のときに比べて回避操作量を小さくしてもよい。例えば、晴天の場合は図２に示す回避操作量を使用し、雨天の場合は図２に示す回避操作量の７０％を回避操作量としてもよい。

（移動量推定処理）
図３は、物体との衝突回避のための移動量推定処理のフローチャートである。この処理は、ナビゲーション装置１のシステムコントローラ２０が、予め用意されたプログラムを実行することにより実現される。

まず、システムコントローラ２０は、カメラ３２及びレーダ３３により車両の前方をスキャンし、物体を検出する（ステップＳ１１）。物体を検出すると、システムコントローラ２０は、画像処理により物体の属性（大きさ、色、質感など）を分析し、データベースを参照してその物体の種別を判定する（ステップＳ１２）。次に、システムコントローラ２０はインターネットからの情報又はセンサを使用して、車両周辺の風速を取得する（ステップＳ１３）。

次に、システムコントローラ２０は、図２に例示したテーブルを参照し、物体の種別及び風速に基づいて回避操作が必要か否かを判定する（ステップＳ１４）。具体的に、システムコントローラ２０は、図２に例示したテーブルにおいて回避操作量が「０」である場合、回避操作は不要であると判定し、回避操作量が「０」以外である場合、回避操作が必要と判定する。

回避操作が必要でない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、処理は終了する。一方、回避操作が必要である場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、システムコントローラ２０は、回避操作量を運転者に報知し（ステップＳ１５）、処理を終了する。回避操作量の報知は、例えば音声メッセージを出力することにより行われる。

以上のように、本実施例によれば、車両の前方に存在する物体の種別、及び、風速などの環境情報に応じて必要な回避操作量が報知されるので、運転者は、必要に応じて適切な量の回避動作を行うことができる。これにより、不必要に大きな回避操作を行わずに物体との衝突を回避することができる。

１ ナビゲーション装置
２０ システムコントローラ
３２ カメラ
３３ レーダ
３６ データ記憶ユニット

Claims (9)

1. 移動体の周辺に存在する物体に関する物体情報を取得する第１取得部と、
   前記移動体の周辺の環境情報を取得する第２取得部と、
   前記物体情報と前記環境情報とに基づいて、前記移動体が前記物体を避けて通過するのに必要な移動量に関する移動量情報を推定する推定部と、
   を備えることを特徴とする推定装置。
2. 前記環境情報は、風速に関する情報を含み、
   前記物体情報は、前記物体の風に対する挙動を示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の推定装置。
3. 前記挙動を示す情報は、前記物体の風による飛ばされやすさを示す情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の推定装置。
4. 前記移動量情報は、前記移動体のステアリング操作量であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の推定装置。
5. 前記物体の種別毎に、風速とステアリング操作量との関係を記憶したテーブルを記憶する記憶部を備え、
   前記推定部は、前記テーブルを参照して前記ステアリング操作量を決定することを特徴とする請求項４に記載の推定装置。
6. 前記移動量情報を前記移動体の運転者に報知する報知部を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の推定装置。
7. 車載装置により実行される推定方法であって、
   移動体の周辺に存在する物体に関する物体情報を取得する第１取得工程と、
   前記移動体の周辺の環境情報を取得する第２取得工程と、
   前記物体情報と前記環境情報とに基づいて、前記移動体が前記物体を避けて通過するのに必要な移動量に関する移動量情報を推定する推定工程と、
   を備えることを特徴とする推定方法。
8. コンピュータを備える車載装置により実行されるプログラムであって、
   移動体の周辺に存在する物体に関する物体情報を取得する第１取得部、
   前記移動体の周辺の環境情報を取得する第２取得部、
   前記物体情報と前記環境情報とに基づいて、前記移動体が前記物体を避けて通過するのに必要な移動量に関する移動量情報を推定する推定部、
   として前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
9. 請求項８に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。

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