JP2016192035A - 車両周辺監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の幅寄せ操作を行なう際に、車両側方の側溝が満水状態等の場合であっても側溝を識別し脱輪を防止できる車両周辺監視装置を提供する。【解決手段】車両９の側方の路面１１にある側溝１２内に堆積物（例えば、水溜り１３により満水状態等）が路面１１と同じ高さまである場合に、超音波センサ４に代わり赤外線カメラ２を車両９のドアミラー１０に取付け、車両周辺の路面１１を撮像する。路面１１の画像データから温度分布を求め温度差を検出して、車両９の側方の路面１１にある側溝１２内に水が満たされている場合には、路面１１より温度が低い部分が検出され、側溝１２を識別する。また、超音波センサ４により距離を計測し、水の無い状態の側溝１２を識別する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両周辺監視装置に関し、特に、車両の側方の側溝を検知できる車両周辺監視装置に関するものである。

従来、車両周辺監視装置として、車載カメラや超音波センサを用いて車両周辺の障害物や路面（地面）の凹凸を検出する装置が知られている。この車両周辺監視装置は、例えば車載カメラで撮影された画像を処理して側溝などの位置を検出し、車両が側溝に近づくと警報を発する、または自動ブレーキの作動や自動操舵が行なわれるよう構成されている。このような車両周辺監視装置には、車両前部のドアミラーに設けた車載カメラによって車両の側方の路面を撮影して路面端を検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の車両用アウターミラーは、運転席の反対側のドアミラーに互いに離して配置した左右の照明装置から赤外光を放射し、照明装置の中間に配置した赤外光に感応する撮像装置で車両の側方下方位置を撮像した画像を画像モニタに表示する。このため、夜間に車両を路肩に幅寄せする操作を行なう際に左右の照明装置を交互に点灯させると、影のパターンの変化状態から車両と縁石、側溝等との接近状態を認識することができる。

特開２０１０−２２１７３２号公報

しかしながら、上記のような影の領域を認識する車両周辺監視装置では、例えば、側溝に水溜り等で水が満たされている場合、または側溝が草などの遮蔽物で覆われている場合には、路面との段差を認識できないので、側溝の路面端を検出することができない。このため、運転席の反対側の側溝を識別できない場合には、走行中の車両を幅寄せする際に車輪が側溝にはみ出して脱輪するおそれがある。その結果、運転者の安全を確保することが難しくなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両の幅寄せ操作を行なう際に、車両側方の側溝が満水状態等の場合であっても側溝を識別し脱輪を防止できる車両周辺監視装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両周辺監視装置において、車両の側面に搭載され前記車両周辺の路面を撮像して温度を検知する温度計測手段と、撮像された画像から前記路面の温度を算出する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記路面の温度から温度差が検出された場合、低温部分が路面凹部であると判断することを要旨とする。

上記構成によれば、車両の側面に搭載された温度計測手段によって車両の側方下方の路面を撮像し、撮像された画像から路面温度を検知するので、温度差が検出された場合には路面端を検出し、低温部分を水溜り等により満水状態の、または泥土等の堆積物で塞がれた路面の凹部（例えば、側溝）であると判断することができる。これにより、運転者に警報を発生、または自動ブレーキ作動、操舵トルクを増大させる操舵支援等を行なうことにより、車輪の脱輪を防止するとともに運転者の安全確保が可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両周辺監視装置において、前記車両周辺の前記路面の凹凸を検出するセンサをさらに備え、前記制御装置は、前記凹凸の凹みが前記路面凹部であると判断することを要旨とする。

上記構成によれば、車両の前後左右に設置されたセンサ（例えば、超音波センサなど）を用いて車両の側方下方の路面の凹凸を検出できる。このため、路面の凹部に水が無い場合、または路面の凹部が堆積物で塞がれていない場合に、路面端を検出し凹凸の凹みが路面の凹部であると判断することができる。これにより、車輪の脱輪を防止するとともに運転者の安全確保が可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両周辺監視装置において、前記路面凹部と前記車両との間の距離に応じて、警告灯および警告音により運転者に警報を発することを要旨とする。

上記構成によれば、走行中の路面に凹部があると判断された場合、車両の速度、および路面の凹部と車両との間の距離に応じて、警告灯の点滅または点灯表示と警告音とにより運転者に警報を発することができる。その後、自動ブレーキ作動や自動操舵を行なうことにより危険を回避できる。これにより、車輪の脱輪を防止するとともに運転者の安全確保が可能となる。

本発明によれば、車両の幅寄せ操作を行なう際に、車両側方の側溝が満水状態等の場合であっても側溝を識別し脱輪を防止できる車両周辺監視装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る車両周辺監視装置の概略構成を示すブロック図。 側溝に水が無い場合に側溝を識別する方法を示す模式図。 側溝が満水状態にある場合に側溝を識別する方法を示す模式図。 本発明の車両周辺監視装置の処理手順を説明するフローチャート。 車両左前方に路面障害がある場合の警報表示の例を示す図。

以下、本発明の実施形態に係る車両周辺監視装置について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両周辺監視装置１の概略構成を示すブロック図である。
本発明の車両周辺監視装置１は、自動車等の車両に搭載され、走行中の車両側方の路面端を検出し側溝を識別する路面状況検知装置である。

図１に示すように、車両周辺監視装置１は、赤外線カメラ（温度計測手段）２と、画像モニタ３と、複数の超音波センサ４と、制御装置５と、を備える。図２，３を参照して、赤外線カメラ２は、例えば車両前部の運転席の反対側のドアミラー１０に内蔵、またはドアミラー１０付近に取付けられ、車両９の側方下方を撮像し検知した熱から路面１１の温度差を検出する。この赤外線カメラ２には、対象物が所定の波長領域で発する赤外線放射エネルギー（熱）を検知し、温度変化を電気的に変換して画像表示する、例えば遠赤外線サーマルカメラ（サーモグラフィ）が用いられる。超音波センサ４は、車両９の前後左右（例えば、４箇所）に取付けられ、超音波の発信、反射によって距離計測を行ない、車両周辺の路面１１の凹凸を検出する。

赤外線カメラ２および超音波センサ４は、監視装置を制御するための制御装置（電子制御ユニット、以下、ＥＣＵという）５にそれぞれ接続されている。ＥＣＵ５は、車両内部（車室内）に設置され、赤外線カメラ２によって撮像された路面１１の画像、および超音波センサ４によって計測された路面１１までの距離の各データを処理して路面状況（凹凸、障害物の有無等）を算出する。なお、ＥＣＵ５は、図示しない各種の処理を行なうＣＰＵ、制御プログラムを記憶するＲＯＭ、および制御時のデータを取り込むＲＡＭ（画像メモリ他）等を有している。

また、ＥＣＵ５には画像モニタ３が接続されている。画像モニタ３は、運転者が視認できる車室内位置（例えば、運転席付近）に設置されており、ＥＣＵ５で生成された画像情報を表示して運転者に警報を発生するのに用いられる。この画像モニタ３には、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等による表示画面を有している。ここで、画像モニタ３として、路面状況検知用に専用モニタを配置してもよいし、また、ナビゲーションシステム等、他のシステムのモニタ（フロントディスプレイ）を流用してもよい。

さらに、ＥＣＵ５には運転者に警報を発生する警報装置６、運転者のステアリング操作をアシスト（一方向または両方向の操舵トルクを増大）する操舵制御装置７、およびブレーキを自動的に作動させて車両を停止する制動制御装置８が接続されている。ＥＣＵ５と外部の警報装置６、操舵制御装置７、および制動制御装置８とは、通信線（例えば、ＣＡＮ通信）を介して送受信が行なわれる。そして、路面端が検出され側溝（路面凹部）１２が識別された場合には、各装置６，７，８の少なくとも一つの装置が作動して脱輪を回避するように構成されている。

次に、車両周辺監視装置１の作動について説明する。
図２は、側溝１２に水が無い場合に側溝１２を識別する方法を示す模式図、図３は、側溝１２が満水状態にある場合に側溝１２を識別する方法を示す模式図である。

図２に示すように、車両９の下部に設けた（例えば、バンパーに埋設）複数（本実施形態では、前後左右の４箇所）の超音波センサ４を用いて超音波による車両９の左前方の路面１１までの距離の計測を行なう。超音波センサ４から対象物（路面１１）に向けて発信された超音波は、側溝１２の内側境界面に当って反射し超音波センサ４に戻って受信される。そして、超音波の空気中を伝わる速度と送受の時間（伝搬時間）の半分との積から、対象物までの距離を計測することが可能となる。また、車両９が後退するときには、車両９の左後部に取付けた超音波センサ４によって車両９の左後方の路面１１までの距離の計測を行なう。さらに、超音波センサ４は、必要とされる検出範囲によって設置する個数が変更される。

そして、車両９の側方下方の路面１１にある側溝１２内に堆積物（例えば、水や泥土など）が無い場合、超音波によって計測される凹みまでの距離は、路面１１までの距離より長くなる。これにより、ライン状に凹みの路面端が検出され、側溝１２を識別することができる。

次に、図３に示すように、車両９の側方下方の路面１１にある側溝１２内に堆積物（例えば、水溜り１３など）が路面１１と同じ高さまである（満水状態）場合には、超音波センサ４では側溝１２の凹みを識別することができない。このため、赤外線センサ２を車両９の運転席と反対側のドアミラー１０に取付け、車両周辺の路面１１を撮像する。この赤外線センサ２は、対象物（側溝１２内の水溜り１３）が発生する波長領域（例えば、遠赤外線の場合、７．５〜１５μｍ）の放射エネルギー（熱）を検知し、微量な温度変化を電気信号に変換して画像表示できるサーマルカメラ（またはサーモグラフィ）である。

路面１１の温度分布から温度差があることを検知し、車両９の側方下方の路面１１にある側溝１２内に水が満たされている場合には、側溝１２内の温度は路面１１の温度より低くなる。これにより、水が満たされた状態にある水溜り１３の低温部分が検出され、側溝１２を識別することができる。

次に、図４は、本発明の車両周辺監視装置１の処理手順を説明するフローチャートである。
なお、以下に示す制御ブロック（ステップＳ４０１〜Ｓ４１０）は、ＥＣＵ５のＣＰＵが実行するプログラムにより実現され、所定の周期毎に各演算処理が繰り返し実行されることにより車両周辺監視装置１が作動する。

まず、ＣＰＵは、超音波センサ４を作動させ、車両９の側方下方の路面１１までの距離データを取得する（ステップＳ４０１）。超音波センサ４は、路面１１に向けて超音波を発信し、路面１１で反射する超音波を受信することで、路面１１までの距離を算出する。このとき、超音波センサ４は、車両側面に斜め前方下向きに設置固定され所定の検出範囲が設定されている。

続いて、ＣＰＵは、車両９の側方下方の路面１１までの距離データから路面状況（路面高さ）を算出する（ステップＳ４０２）。

次に、ＣＰＵは、赤外線カメラ２を作動させ、車両９の側方下方の路面１１を撮像して画像データを取得する（ステップＳ４０３）。赤外線カメラ２は、路面１１から発する赤外線エネルギーから温度変化を検知し、温度データを電気的に変換された画像データに変換する。

続いて、ＣＰＵは、車両９の側方下方の路面１１の画像データから路面状況（路面１１の温度分布）を算出する（ステップＳ４０４）。

次に、ＣＰＵは、超音波センサ４によって得られた距離データと、あらかじめ設定された路面１１までの距離データとを比較し、車両９の前方側方の路面１１に段差（凹凸）があるか否かを判別する（ステップＳ４０５）。

距離データが所定の値より大きく、段差があると判断された場合（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、側溝１２が水溜り１３のない状態であると判別し（ステップＳ４０６）、画像モニタ３の画面を切り換え赤外線カメラ２によって撮像された画像を表示する（ステップＳ４０９）。
続いて、ＣＰＵは、外部の警報装置６に側溝１２を回避する警報を出力して（ステップＳ４１０）、フローを抜け処理を終了する。

一方、距離データが所定の値以下であり、段差がないと判断された場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）、赤外線カメラ２によって得られた画像データから路面１１の表面の温度差があるか否かを判別する（ステップＳ４０７）。

温度差がないと判断された場合（ステップＳ４０７：ＮＯ）、画像モニタ３への表示切換えは行なわれず、フローを抜け処理が終了される。そして、車両周辺監視装置１の作動および車両９の運転が続行される。

一方、路面１１よりも低温部分が検出され温度差があると判断された場合（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）、水溜り１３により満水状態の側溝１２があると判別し（ステップＳ４０８）、赤外線カメラ２によって撮像された画像を画像モニタ３に表示する（ステップＳ４０９）。
続いて、ＣＰＵは、外部の警報装置６に側溝１２を回避する警報を出力し（ステップＳ４１０）、フローを抜け処理を終了する。

ここで、側溝１２を識別した場合の警報の表示方法について説明する。
図５は、車両９の左前方に路面障害がある場合の警報表示の例を示す図である。
図５に示すように、図１を参照して、警報装置６は、ＥＣＵ５からの情報に基づいた車両９の速度、および車両９と側溝１２との間の距離に対する脱輪する危険度に応じて画像モニタ３、または専用モニタ上に警告表示を行なう。例えば、車両９の左前方に路面障害があり距離、時間に比較的余裕がある場合には、左前部のランプ（警告灯）１４の黄色点滅表示とブザー音（警告音）で運転者に警告し、接近するにともないランプ（警告灯）１５の赤色点滅から赤色点灯への切り換え、およびブザー音で警告する。その後、ＥＣＵ５から運転者によるブレーキ操作、または自動ブレーキ作動（制動制御装置８）により車両が停止し、脱輪しない方向へ車両を移動させるように運転支援（操舵制御装置７）が行なわれるよう指示される。

以上のように、超音波センサ４によって路面１１までの距離を計測し、併せて赤外線カメラ２によって路面１１の温度差を検知することにより、車両９の側方下方の路面１１の側溝１２を識別することができる。さらに、側溝１２内の状況（例えば、水溜り１３、泥土の有無等）を判断することが可能となる。

次に、上記のように構成された本発明の実施形態に係る車両周辺監視装置１の作用および効果について説明する。

上記実施形態によれば、車両９の側面のドアミラー１０に搭載された赤外線カメラ２によって走行中の車両９の側方下方の路面１１を撮像し、撮像された画像から路面温度を検出する。このため、路面１１に温度差が検出された場合には、凹みの路面端を検出し、路面１１より温度が低い部分を、例えば水溜り１３により満水状態の側溝１２、または泥土などで塞がれた側溝１２と判断することができる。

また、車両９の下部の前後左右に設置された超音波センサ４を用いて路面１１までの距離を計測することにより、走行中の車両９の側方下方の路面１１の凹凸を検出する。このため、側溝１２に水が無い場合、または側溝１２が泥土などで塞がれていない場合には、路面１１に凹みを検出し、側溝１２を識別することができる。

さらに、走行中の車両９の側方下方の路面１１に側溝１２があると判断された場合、車両９の速度、および側溝１２と車両９との間の距離に応じて、画像モニタ３上に黄色ランプ１４の点滅、および赤色ランプ１５の点滅／点灯表示とブザー音とにより運転者に警報を発することができる。

これにより、路面１１に側溝１２を識別し運転者に警報を発した後に、運転者によるブレーキ操作または自動的にブレーキを作動、ならびに操舵トルクを増大させる操舵支援等を行なうことにより、側溝１２への車輪の脱輪を防止するとともに運転者の安全確保が可能となる。

以上のように、本発明の実施形態によれば、車両を路肩に幅寄せ操作を行なう際に、車両側方の側溝が満水状態等の場合であっても路面端を検出し側溝を識別することにより脱輪を防止できる車両周辺監視装置を提供することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。

上記実施形態では、超音波センサ４を設置して車両周辺の側溝１２を識別する例を示したが、これに限定されるものでなく、可視光の車載カメラ（例えば、ＣＣＤカメラ等）を用いて画像処理を行ない、路面１１の凹凸を検出するようにしてもよい。その場合、その結果を可視画像に側溝１２のライン等を強調して表示するようにしてもよい。

上記のＣＣＤカメラは、車両９の前方に搭載（ルーフに左右フロントカメラを取付け）してステレオ画像情報の取得を行っている場合がある。または、車載外部カメラとして、運転者の死角となる車両９の前方側方部分を、車室内のモニタに表示するサイドカメラが用いられる場合がある。このＣＣＤカメラは、車両９の側面（例えば、ドアミラー１０に内蔵、またはドアミラー１０付近）に下に向けて設置され、撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）により、車両９の前方側方部分の実カメラ画像データを取得する。

ここで、側溝１２は、白線などと比較して路面１１とのコントラストが少なく、白線よりエッジの検出が困難なため、フィルタリング処理やエッジ強調等によって検出精度の向上を行なう必要がある。また、白線とは異なった色情報を参照し、他は、白線の検出と同様にグリッドの利用、エッジ検出等が行なわれる。これにより、運転者は側溝１２への脱輪回避や障害物回避の際に必要となる車両感覚が一目でわかり、直感的に把握することが可能となり、安全運転に効果が期待できる。

上記実施形態では、側溝１２が水溜り１３により満水状態にある場合について説明したが、これに限定されず、草などの遮蔽物によって側溝１２が覆われている場合にも赤外線カメラ２によって温度差を検出し、側溝１２を識別することが可能である。

上記実施形態において、車両周辺監視装置１は、超音波センサ４での路面１１の段差検知、赤外線カメラ２での路面１１の温度差検知の順序で作動させる場合について説明したが、まず赤外線カメラ２で路面１１を撮像し専用の画像モニタ３に表示させ、温度の判別を行った後、温度差が検出されなかった場合に超音波センサ４による側溝１２の識別を行なうように構成してもよい。

１：車両周辺監視装置、２：赤外線カメラ（温度計測手段）、３：画像モニタ、
４：超音波センサ、５：ＥＣＵ（制御装置）、６：警報装置、７：操舵制御装置、
８：制動制御装置、９：車両、１０：ドアミラー、１１：路面、
１２：側溝（路面凹部）、１３：水溜り、１４：黄色点滅ランプ（警告灯）、
１５：赤色点滅／点灯ランプ（警告灯）

Claims (3)

1. 車両の側面に搭載され前記車両周辺の路面を撮像して温度を検知する温度計測手段と、
   撮像された画像から前記路面の温度を算出する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記路面の温度から温度差が検出された場合、低温部分が路面凹部であると判断することを特徴とする車両周辺監視装置。
2. 請求項１に記載の車両周辺監視装置において、
   前記車両周辺の前記路面の凹凸を検出するセンサをさらに備え、前記制御装置は、前記凹凸の凹みが前記路面凹部であると判断することを特徴とする車両周辺監視装置。
3. 請求項１または２に記載の車両周辺監視装置において、
   前記路面凹部と前記車両との間の距離に応じて、警告灯および警告音により運転者に警報を発することを特徴とする車両周辺監視装置。

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