JP2016207114A - 歩行者移動推定方法および推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歩行中の歩行者が停止、特に急停止することを極力早い時期に判断できるようにする。
【解決手段】人間は、歩行速度がある所定速度（例えば０．８ｍ／ｓ）以下であると、いつでも停止（急停止）することができる。また、歩行者は、急停止する際には、その頭部が大きく低下する姿勢をとることになる。上述のような知見から、カメラ１で撮像された画像から、歩行中の歩行者が検出される。検出された歩行者の歩行速度が所定速度（例えば０．８ｍ／ｓ）以下で、かつ検出された歩行者の頭部の低下量Ａが所定量（例えば５０ｍｍ）以上であるときに、歩行者は急停止すると判定される。急停止を判定された位置からの歩行者の歩行方向への移動距離は、最大でも略５０ｃｍ程度と予測することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、歩行者移動推定方法および推定装置に関するものである。

車両においては、安全上からの運転支援の一環として、カメラ等によって検出された車両前方の歩行者に対して衝突の可能性があると判断されたときは、警報器を作動させたり、自動的にブレーキを作動させたり、衝突回避のために自動的にハンドル操作する等のことが考えられている。特許文献１には、歩行者の意思が反映された膝部位置の移動速度および肩部位置の移動速度に基づいて、歩行者の横断開始の判定を精度よく行う技術が開示されている。

特開２０１０−６６８１０号公報

ところで、歩行中の歩行者が自車両の進路中に侵入する可能性が高いと判断されたときに、自動ブレーキを行う等の衝突回避の制御を実行することがある。この一方、歩行中の歩行者の中には、危険等を察知して、自車両の進路に進入する手前位置でもって停止、特に急停止するというような状況が応々にして生じる。このように、歩行者が急停止して、衝突の可能性が無くなったときは、すみやかに衝突回避の制御を中断することが望まれることになる。しかしながら、従来は、もっぱら衝突の可能性のある（高い）歩行者の検出手法に主眼がおかれて、歩行中の歩行者が停止するということは特に想定されていないものであった。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その第１の目的は、歩行中の歩行者が停止、特に急停止することを極力早い時期に判断できるようにした歩行者移動推定方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、上記歩行者移動推定方法を実現するための歩行者移動推定装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては、基本的に、歩行中の歩行者が急停止する際の挙動を観察した結果として、次のような知見に基づいてなされたものである。すなわち、歩行中の歩行者が急停止する際には、その歩行速度が所定速度（例えば０．８ｍ／ｓ）以下で、かつ、その頭部位置が所定量以上低下（例えば歩行中の頭部の平均高さ位置から略５０ｍｍ以上低下）する、という知見に基づいてなされたものである。

具体的には、本発明方法にあっては、次のような解決手法を採択してある。すなわち請求項１に記載のように、
歩行者の歩行停止を予測する歩行者移動推定方法であって、
自車両の前方を撮像して画像を生成する第１ステップと、
前記第１ステップで得られた画像から、歩行中の歩行者を検出する第２ステップと、
前記第２ステップで検出された歩行者の歩行速度が、あらかじめ設定された所定速度以下であることを検出する第３ステップと、
前記第２ステップで検出された歩行者の頭部があらかじめ設定された所定量以上低下したことを検出する第４ステップと、
前記第３ステップで前記所定速度以下の歩行速度が検出され、かつ前記第４ステップで前記所定量以上の頭部の低下が検出されたときに、歩行者が急停止すると判定する第５ステップと、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、歩行中の歩行者が停止、特に急停止することを歩行者の挙動から事前に予測することができる。これにより、不必要に歩行者との衝突回避の制御を続行したままにしてしまう等の事態を防止する上で好ましいものとなる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項２〜請求項４に記載のとおりである。すなわち、
前記第５ステップにおいて、歩行者が急停止すると判定されたときに、歩行者の停止位置を、急停止と判定したときの位置から歩行方向へ略５０ｃｍ移動した位置と予測する第６ステップと、をさらに備えているようにしてある（請求項２対応）。この場合、停止したときの位置を精度よく予測する上で好ましいものとなる。

前記所定速度が、略０．８ｍ／ｓとされている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、略０．８ｍ／ｓ以下の歩行速度であれば、人間にとっていつでも急停止することが可能な速度、つまり次の一歩分で完全に停止可能な歩行速度であることから、当該所定速度を急停止の判断パラメータとして適切な値とすることができる。

前記所定量が、歩行中の頭部の平均高さ位置からの低下量で略５０ｍｍとされている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、歩行者が急停止する際には、前側の足が突っ張るようにして、また後側の足はそれ以上前へ踏み出さないように、それぞれその膝が大きく曲げられることになる。また、急停止に備えて、腰が落ち、上体が起きてやや後傾気味となる姿勢をとる。これにより、急停止の際には、頭部の高さが、通常の歩行状態における平均高さ位置から略５０ｍｍ以上低下する。よって、上記所定量を略５０ｍｍと設定することにより、急停止の判断パラメータとして適切な値とすることができる。

前記目的を達成するため、本発明装置にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項５に記載のように、
歩行者の歩行停止を予測する歩行者移動推定装置であって、
自車両の前方を撮像して画像を生成する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた画像から、歩行中の歩行者を検出する歩行者検出手段と、
前記歩行者検出手段で検出された歩行者の歩行速度が、あらかじめ設定された所定速度以下であることを検出する歩行速度検出手段と、
前記歩行者検出手段で検出された歩行者の頭部があらかじめ設定された所定量以上低下したことを検出する頭部低下検出手段と、
前記歩行速度検出手段で前記所定速度以下の歩行速度が検出され、かつ前記頭部低下検出手段で前記所定量以上の頭部の低下が検出されたときに、歩行者が急停止すると判定する急停止判定手段と、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、請求項１に対応した方法を実行するための装置が提供される。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項６、請求項７に記載のとおりである。すなわち、
前記急停止判定手段によって歩行者が急停止すると判定されたときに、歩行者の停止位置を、急停止と判定したときの位置から歩行方向へ略５０ｃｍ移動した位置と予測する停止位置予測手段と、をさらに備えているようにしてある（請求項６対応）。この場合、請求項２に対応した方法を実行するための装置が提供される。

前記所定速度が略０．８ｍ／ｓとされ、
前記所定量が、歩行中の頭部の平均高さ位置からの低下量で略５０ｍｍとされている、ようにしてある（請求項７対応）。この場合、請求項３および請求項４に対応した方法を実行するための装置が提供される。

本発明によれば、歩行中の歩行者が停止、特に急停止することを極力早い時期に判断できる。

本発明による歩行者移動推定装置の一例を示す全体系統図。 歩行中の歩行者が急停止する状況を示す図。 通常歩行速度と急停止に要する距離との関係を示す図。 歩行中の歩行者が、徐々に停止する状況を示す図。 目標に向かって停止するときの歩行速度と歩幅との関係を示す図。 通常歩行状態において目標位置でもって停止する直前の歩幅と歩行速度との関係を示す図。 走行歩行の状態において目標位置でもって停止する直前の歩幅と歩行速度との関係示す図。 本発明の制御例を示すフローチャート。 本発明の制御例を示すフローチャート。

図１は、車両としての自動車に搭載された歩行者移動推定装置Ｓの一例を示すものである。図中１は、車両前方を撮像するカメラであり、特に前方の歩行者を検出するためのものとなっている。２は、歩行者検出部であり、カメラ１で撮像された画像から、歩行者、特に歩行中の歩行者を検出する。

図１中、３は、頭部の低下量検出部であり、通常に歩行している歩行者における頭部（例えばもっとも高い頭頂部の位置）の平均高さ位置から、所定量以上頭部位置が低下したことを検出するものである。具体的には、歩行者は、歩行中にあってはその頭部位置が微妙に上下するが（例えば±２０ｍｍ程度）、その平均（中間）の頭部位置から所定量（略５０ｍｍ）低下したことを検出する。

図１中、４は、歩行速度検出部で、歩行中の歩行者の歩行速度を検出するものである。また、５は、歩幅検出部で、歩行中での歩幅を検出するものである。

図１中、６は、停止予測部であり、前記各検出部３〜５での検出状況に応じて、後述のようにして、歩行中の歩行者の急停止を予測する他、通常歩行している歩行者の徐々なる停止、走行中の歩行者の徐々なる停止とを予測する。また、停止予測部６は、停止と予測した位置から実際に歩行者が停止するときの位置を予測する。そして、これらの予測結果は、衝突回避の制御を行うための例えば自動ブレーキ装置や自動操舵装置等に出力される。図１中７は、記憶部であり、後述する停止位置予測部６で用いる各種判断用のパラメータ（しきい値）や、停止した位置を予測するための計算式等を記憶している。

図２は、歩行中の歩行者が、急停止するときの状況を示すものである。すなわち、歩行者は、Ｐ１、Ｐ２のように通常に歩行している状態から、Ｐ３で急停止する状況が示される。歩行者は、急停止する際には、前側の足が突っ張るようにして、また後側の足はそれ以上前へ踏み出さないように、それぞれその膝が大きく曲げられることになる。また、急停止に備えて、腰が落ち、上体が起きてやや後傾気味となる姿勢をとる。このようなＰ３で示す急停止の姿勢をとることによって、歩行者の頭部の位置が大きく低下する。

歩行中にある歩行者の頭部は、若干上下動し、図２のＰ１、Ｐ２では頭部が低い位置にあり、一点鎖線で示すＰ４（Ｐ１とＰ３との間の状態）では頭部が高い位置にある状態が示される。図２において、この上下動する頭部（頭頂部の位置）の平均（中間）高さ位置が、符号αで示される。また、Ｐ３で示す急停止した際の頭部の高さ位置が、符号βで示される。このαとβとの偏差が、頭部の低下量Ａとされる。実施形態では、頭部の低下量Ａが、あらかじめ設定された所定量（実施形態では５０ｍｍ）以上であることを前提に、歩行者が急停止すると判断するようにしてある。

歩行者の急停止のもう一つの判断条件として、歩行速度（Ｐ１、Ｐ２のような状況での歩行速度）があらかじめ設定された所定速度以下である、ということを設定してある。すなわち、一般成人男性において、「ある歩行速度」以下になると、いつでも一歩以内（略５０ｃｍ以内）で停止が可能であり、上記「ある歩行速度」が、略０．８ｍ／ｓとされる。具体的には、図３は、多くの被験者による実験結果に基づくもので、定常に歩行しているときの歩行速度と急停止する際の距離との関係を示してある。歩行速度Ｖから急停止に要する距離Ｌｓを求める予測式として、図３から、Ｌｓ＝１０９８Ｖ−８９４．５６という相関関係式が導かれる。そして、Ｌｓを０としたときの歩行速度Ｖは、０．８１４７ｍ／ｓとなることから、歩行速度が略０．８ｍ／ｓ以下であれば、いつでも停止できる状態である、ということが理解される。

前述の説明から既に明かなように、歩行中の歩行者の急停止は、歩行速度が所定速度としての例えば０．８ｍ／ｓ以下で、かつ頭部の低下量Ａが５０ｍｍ以上であれば、歩行者は急停止すると精度よく判断することができる。

次に、歩行中の歩行者が徐々に停止する場合についての判断手法について説明する。まず、図４は、通常歩行している歩行者が、Ｐ１１からＰ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６を経て、最終的にＰ１７でもって停止した状況が示される。停止しようとしている歩行者は、その歩幅が徐々に低下するものである。

図５は、歩行速度と歩幅に関する値（歩幅を身長で除した値）との相関関係を示すものである。この図５は、多くの被験者について、目標に向かって歩行させつつ、目標位置でもって停止させる（徐々なる停止となる）、という実験結果に基づくものである。図５から、歩行速度を歩幅とは一定の相関関係を有する、ということが理解される。

図６は、通常の歩行速度（走行歩行の速度に比して遅くなる一般的な歩行速度）でもって歩行した際に、図５の場合と同様の実験を行った結果得られたもので、停止前の最後の一歩の歩幅と歩行速度との関係を示すものである。図６から、歩幅が６０１ｍｍ（略６００ｍｍ）以下でかつ歩行速度が１．０７ｍ／ｓ（略１．１ｍ／ｓ）以下であれば、歩行者は徐々に停止すると判断することができる。

図７は、走行している歩行（歩行速度が大のとき）の場合に、図６に対応した実験結果を示すものである。図７から、歩幅が７３７ｍｍ（略７００ｍｍ）以下で、かつ歩行速度が１．４２ｍ／ｓ（略１．４ｍ）以下であれば、歩行者は徐々に停止する、と判断することができる。

図８、図９のフローチャートは、前述した多くの被験者による実験結果に基づいて得られた急停止と徐々なる停止との判断パラメータを用いて、歩行者の停止を判断するようにした制御例を示すものである。以下このフローチャートについて説明するが、以下の説明でＱはステップを示す。

まず、図８のＱ１において、車両前方の画像がカメラ１を利用して取得される。この後、Ｑ２において、得られた画像から歩行者、特に自車両の進路に侵入する方向に歩行中の歩行者が抽出される。この後、Ｑ３において、歩行速度が、急停止の１つの判断パラメータとなる所定速度Ｖ１（例えば０．８ｍ／ｓ）以下であるか否かが判別される。このＱ３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４において、歩行者の頭部の低下量Ａが、急停止のもう１つの判断パラメータとなる所定量（例えば５０ｍｍ）以上であるか否かが判別される。このＱ４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５において、歩行者は急停止すると判定される。また、Ｑ５では、急停止したときの停止位置が、急停止すると判断されたときの位置から歩行方向へ所定距離（例えば５０ｃｍ）だけ移動した位置として決定（予測）される。この後Ｑ６において、Ｑ５での急停止するという判断結果と急停止したときの予測位置とが出力される。

前記Ｑ３の判別でＮＯのとき、あるいはＱ４の判別でＮＯときは、それぞれ、図９のＱ１０に移行される。このＱ１０以下の処理は、徐々なる停止であるか否かを判断するものとなっている。すなわち、Ｑ１１、Ｑ１２の処理が、通常の歩行速度からの徐々なる停止を判定するためのものとされる。また、Ｑ１５、Ｑ１６の処理が、走行中の歩行速度からの徐々なる停止を判定するためのものとされている。

具体的には、まず、Ｑ１０において、歩幅が徐々に低下しているか否かが判別される。このＱ１０の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１１において、歩行速度が所定速度Ｖ２（例えば１．１ｍ／ｓ）以下であるか否かが判別される。このＱ１１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１２において、歩幅が所定幅Ｌ２（例えば６００ｍｍ）以下であるか否かが判別される。このＱ１２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１３において、歩行者が徐々に停止するという判定と、停止したときの位置とが後述のようにして算出（予測）される。この後、Ｑ１４において、Ｑ１３での徐々に停止することの判定結果と、停止したときの予測位置とが出力される。

前記Ｑ１１の判別でＮＯのとき、あるいはＱ１２の判別でＮＯのときは、それぞれ、Ｑ１５に移行される。このＱ１５では、歩行速度が所定速度Ｖ３（例えば１．４ｍ／ｓ）以下であるか否かが判別される。このＱ１５の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１６において、歩幅が所定幅Ｌ３（例えば７００ｍｍ）以下であるか否かが判別される。このＱ１６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１７において、走行中の歩行者が徐々に停止するという判定と、停止したときの位置とが後述のようにして算出（予測）される。この後、Ｑ１８において、Ｑ１７での徐々に停止することの判定結果と、停止したときの予測位置とが出力される。

前記Ｑ１０の判別でＮＯのとき、Ｑ１５の判別でＮＯのとき、あるいはＱ１６の判別でＮＯのときは、そのままリターンされる。

次に、歩行中の歩行者が徐々に停止する場合に、徐々に停止すると判断された位置からの移動距離を算出（予測）する点について説明する（図９のＱ１３あるいはＱ１７での停止位置の算出に対応）。まず、現在の歩幅をＬoとし、歩幅の減少割合をＬrとすると、ｎ歩後の歩幅Ｌnは、次式（１）で示される。

Ｌｎ＝Ｌo・Ｌrⁿ −（１）
一方、しきい値として、通常の歩行中であれば例えば０．６ｍ（図９のＶ２対応）、走行している歩行中であれば例えば０．７ｍ（図９のＶ３対応）が設定される。そして、前記式（１）におけるＬnをＬNとして、当該ＬNが上記しきい値（０．６ｍまたは０．７ｍ）以下となるｎの値を決定する。この後、次式（２）に基づいて、徐々に停止すると判断された位置からの歩行方向への移動距離となる停止予測距離Ｌが算出される。なお、前述した式（１）、（２）や判断用の各種パラメータあるいはしきい値（数値）は、記憶部７に記憶されているものである。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明は、歩行中の歩行者が停止、特に急停止することを精度よく予測することができる。

Ｐ３：歩行者（急停止している状態）
Ｓ：歩行者移動推定装置
１：カメラ（撮像手段）
２：歩行者検出部
３：頭部の低下量検出部
４：歩行速度検出部
５：歩幅検出部
６：停止予測部
７：記憶部

Claims (7)

1. 歩行者の歩行停止を予測する歩行者移動推定方法であって、
   自車両の前方を撮像して画像を生成する第１ステップと、
   前記第１ステップで得られた画像から、歩行中の歩行者を検出する第２ステップと、
   前記第２ステップで検出された歩行者の歩行速度が、あらかじめ設定された所定速度以下であることを検出する第３ステップと、
   前記第２ステップで検出された歩行者の頭部があらかじめ設定された所定量以上低下したことを検出する第４ステップと、
   前記第３ステップで前記所定速度以下の歩行速度が検出され、かつ前記第４ステップで前記所定量以上の頭部の低下が検出されたときに、歩行者が急停止すると判定する第５ステップと、
   を備えていることを特徴とする歩行者移動推定方法。
2. 請求項１において、
   前記第５ステップにおいて、歩行者が急停止すると判定されたときに、歩行者の停止位置を、急停止と判定したときの位置から歩行方向へ略５０ｃｍ移動した位置と予測する第６ステップと、をさらに備えていることを特徴とする歩行者移動推定方法。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記所定速度が、略０．８ｍ／ｓとされている、ことを特徴とする歩行者移動推定方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記所定量が、歩行中の頭部の平均高さ位置からの低下量で略５０ｍｍとされている、ことを特徴とする歩行者移動推定方法。
5. 歩行者の歩行停止を予測する歩行者移動推定装置であって、
   自車両の前方を撮像して画像を生成する撮像手段と、
   前記撮像手段で得られた画像から、歩行中の歩行者を検出する歩行者検出手段と、
   前記歩行者検出手段で検出された歩行者の歩行速度が、あらかじめ設定された所定速度以下であることを検出する歩行速度検出手段と、
   前記歩行者検出手段で検出された歩行者の頭部があらかじめ設定された所定量以上低下したことを検出する頭部低下検出手段と、
   前記歩行速度検出手段で前記所定速度以下の歩行速度が検出され、かつ前記頭部低下検出手段で前記所定量以上の頭部の低下が検出されたときに、歩行者が急停止すると判定する急停止判定手段と、
   を備えていることを特徴とする歩行者移動推定装置。
6. 請求項５において、
   前記急停止判定手段によって歩行者が急停止すると判定されたときに、歩行者の停止位置を、急停止と判定したときの位置から歩行方向へ略５０ｃｍ移動した位置と予測する停止位置予測手段と、をさらに備えていることを特徴とする歩行者移動推定方法。
7. 請求項５または請求項６において、
   前記所定速度が略０．８ｍ／ｓとされ、
   前記所定量が、歩行中の頭部の平均高さ位置からの低下量で略５０ｍｍとされている、ことを特徴とする歩行者移動推定装置。

Images