JP2018062197A - 車両の安全走行システム - Google Patents

Abstract

【課題】車室内の乗員の状態に応じて、安全な走行制御を可能とする。【解決手段】安全走行システム（１）は、車室内を撮影するカメラ（３）と、カメラ（３）の撮影画像に基づいて乗員の状態を検出し、該乗員の衝撃に対する安全性を判定する安全性判定部（５）と、安全性判定部（５）により安全性が低いと判定された場合に、加減速及び／又は操舵の走行動作に制限を加える走行制御部（６）とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、車室内の乗員の状態に基づいて、走行を制御する車両の安全走行システムに関する。

近年、自動車などの車両においては、自動運転機能の開発が進んでおり、例えば特許文献１には、車両周辺環境認識装置を備えた走行制御装置が開示されている。この走行制御装置にあっては、交差点や信号機の有無、車線などの走行周辺環境情報や、追い越し対象の車両や後続車両等の走行状況を検出、監視し、追い越しの適否を判断して、追い越しを中止することを含んだ追い越し走行制御を行うようになっている。

特開２０１６−４４４３号公報

ところで、上記のような走行制御装置は、車外の情報を認識して走行制御を行うものであるが、一方で車室内の乗員の安全を守る必要もある。例えば車両の急加速や急減速があった場合に、乗員が衝撃を受ける虞があり、特に、乗員が、車室内で立ち上がっていたり、危険な座り方をしていたりする場合等においいては、乗員にとっての危険性が大きくなる。ところが、従来では、そのような車室内の乗員の安全性といった点についてはさほど着目されることはなく、乗員の安全性を確保するといった観点からの、車両制御については、改善の余地が残されていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車室内の乗員の状態に応じて、安全な走行制御を可能とする車両の安全走行システムを提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の車両の安全走行システム（１）は、車両に設けられるものであって、車室内を撮影するカメラ（３）と、前記カメラ（３）の撮影画像に基づいて乗員の状態を検出し、該乗員の衝撃に対する安全性を判定する安全性判定部（５）と、前記安全性判定部（５）により安全性が低いと判定された場合に、加減速及び／又は操舵の走行動作に制限を加える走行制御部（６）とを備えるところに特徴を有する（請求項１の発明）。

上記構成によれば、カメラ（３）により車室内が撮影され、その撮影画像に基づいて、安全性判定部（５）により、乗員の状態が検出されて該乗員の衝撃に対する安全性が判定される。そして、安全性判定部（５）により安全性が低いと判定された場合には、走行制御部（６）により、加減速及び／又は操舵の走行動作に制限が加えられる。これにより、乗員の安全性を確保しながら、加減速及び／又は操舵の走行動作が行われるようになる。この結果、車室内の乗員の状態に応じて、安全な走行制御を可能とするという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態を示すもので、安全走行システムの構成を概略的に示すブロック図 安全走行制御装置が実行する安全性の判定及び走行動作の制限に関する処理手順を示すフローチャート 安全性のレベルの区分及び判定条件、走行動作の制限の例を示す図

以下、本発明を自動運転可能な車両に適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、自動車やバス等の車両に搭載される本実施形態に係る車両の安全走行システム１の構成を概略的に示している。ここで、安全走行システム１は、コンピュータを含んで構成される安全走行制御装置２を中心に構成されるとともに、車室内に設けられた車内カメラ３を備えている。この車内カメラ３は、車室内を撮影するもので、ドライバの状態を撮影するドライバ撮影用カメラを兼用している。この車内カメラ３の撮影画像データは、画像処理部４を介して安全走行制御装置２に入力される。

前記安全走行制御装置２は、安全性判定部５、走行制御部６、カメラ制御部７を有して構成される。詳しくは後述するように、前記安全性判定部５は、前記車内カメラ３により撮影され画像処理部４により処理された撮影画像データに基づいて乗員の状態を検出し、該乗員の衝撃に対する安全性を判定するようになっている。走行制御部６は、安全性判定部５により安全性が低いと判定された場合に、車両の加減速及び／又は操舵の走行動作に制限を加えるようになっている。

カメラ制御部７は、前記車内カメラ３の２つのモード、つまりドライバの主として顔を撮影するドライバ撮影モードと、車室内の乗員全体を撮影する全体撮影モードとの間で、車内カメラ３の向き、ピント、ズーム倍率を切替える。本実施形態では、カメラ制御部７は、車両の運転モードに連動して車内カメラ３のモードを切替えるようになっており、手動運転モードでは、ドライバ撮影モードとし、自動運転モードに切替えられた場合に、車内カメラ３を全体撮影モードに切替える。尚、ドライバ撮影モードでは、車内カメラ３の撮影画像データから、ドライバの視線検出や体調判定などが行われ、運転支援に利用することが行われる。

前記安全走行制御装置２は、ＣＡＮ等の車載ＬＡＮ８に接続されている。この車載ＬＡＮ８には、ＨＭＩ部９、車両制御装置１０、自動運転ＥＣＵ（人工知能）１１、シートベルトＥＣＵ１２等も接続されている。前記ＨＭＩ部９は、ドライバが各種入力指示を行うための操作部や、必要なメッセージ等が表示される表示部、音声報知等を行う音声入出力部等を含んでいる。この場合、ドライバは、ＨＭＩ部９の操作によって、自動運転モードへの切替え操作が可能とされている。また、本実施形態では、ＨＭＩ部９の操作によって、手動運転時にもクルーズコントロール機能（先行車両に一定の車間距離で追従して走行する機能）を実行することが可能に構成されている。

前記車両制御装置１０は、アクセル、ブレーキ、クラッチ、ステアリングなどの各種車載装置を自動制御することが可能に構成されている。自動運転ＥＣＵ１１は、人工知能を含んでおり、自動運転モード等において前記車両制御装置１０に指令を与え、自動運転（クルーズコントロール機能を含む）を実現するようになっている。前記シートベルトＥＣＵ１２は、車室内のシートに着座している各乗員がシートベルトを装着しているかどうかの判断が可能に構成されており、シートベルト検知装置として機能する。

尚、図示は省略しているが、前記車載ＬＡＮ８には、更に、自動運転やクルーズコントロール機能を実現するために、自車両の周辺（前方及び後方）を撮影する車外カメラや、先行車両や障害物との間の距離を検出するレーザレーダ、自車両の位置を検出する自車位置検出装置、道路地図データを記憶する地図データベース、車車間通信や路車間通信を行う通信装置なども接続されている。

さて、本実施形態では、安全走行制御装置２は、自動運転モードに切替えられた或いはクルーズコントロール機能がオンされた情報が入力されると、上記のように、カメラ制御部７により、車内カメラ３をドライバ撮影モードから全体撮影モードに切替える。これと共に、安全走行制御装置２は、その自動運転モードにおいて、安全性判定部５による安全性判定、及び、走行制御部６による走行制御（走行動作の制限）を実施する。

このとき、安全性判定部５は、車内カメラ３の撮影した車室内全体の画像データに基づいて、各乗員の状態、つまり衝撃に対して安全な姿勢をとっているか無防備であるか等を検出し、安全性を判定するようになっている。また本実施形態では、安全性判定部５による安全性の判断に、前記シートベルトＥＣＵ１２からの検知信号、つまり各乗員がシートベルトをしているかどうかの検知結果が加味される。この場合、例えば路線バスなど、大人数を運搬する場合には、車室内で着座しているか座れずに立っているか、進行方向に対し正逆どちらを向いているか、高齢者、子供、妊婦等の衝撃に対して弱い人かどうか、つり革を持っていたり何かに体を預けていたりするかどうか等によって、どの程度の安全性を有するかが判断される。

また、安全性判定部５は、安全性（危険のレベル）を複数段階に判定する。具体的には、図３に示すように、危険なし、レベル１、レベル２、レベル３の４段階で判定する。レベル１以下を安全性が低いと定義している。例えば、乗員全員がシートに着座しシートベルトをしている場合は、危険なしとされる。乗員全員が着座しているがシートベルトをしていない場合は、レベル１とされる。乗員の中に立っている人がいて固定具をつかんでいる場合は、レベル２とされる。乗員の中に立っている人がいて無防備の場合には、レベル３とされる。

そして、走行制御部６は、安全性判定部５が判定した安全性の段階に応じて、安全性が低い場合、つまりレベル１〜３の場合に、走行動作に制限を加える。このとき、走行制御部６は、車両の加減速及び操舵の走行動作に制限を加えるように、車両制御装置１０に対し制御信号を出力する。具体的には、図３に示すように、安全性が高い、即ち危険なしの場合には、加減速及び操舵の制限は設けない。

これに対し、安全性がレベル１の場合には、加減速の制限を、速度変化の度合いで、±５(ｋｇ／ｍ)／ｓ以内（１秒間の時速の変化量が±５ｋｍ以内）とし、操舵量の制限を、操舵角で±１０ｄｐｓ（degree par second：１秒間の操舵角の変化量が１０°）以内とする。安全性がレベル２の場合には、加減速の制限を、±３(ｋｇ／ｍ)／ｓ以内とし、操舵量の制限を、±５ｄｐｓ以内とする。安全性がレベル３の場合には、加減速の制限を、±１(ｋｇ／ｍ)／ｓ以内とし、操舵量の制限を、±３ｄｐｓ以内とする。

尚、本実施形態では、自動運転中においては、自動運転ＥＣＵ１１により他車との衝突の虞があると判断された場合には、上記した走行制御部６による走行動作の制限よりも、衝突回避動作の実行が優先される。但し、他車との衝突回避動作が行われる際には、表示や音声報知などにより、乗員に対して注意喚起が行われるようになっている。

次に、本実施形態における車両の安全走行システム１の作用について、図２も参照して述べる。図２のフローチャートは、安全走行制御装置２が実行する安全性の判定及び走行動作の制限に関する処理手順を示している。即ち、まずステップＳ１では、自動運転モードかどうかが判断される。自動運転モードとされている場合には（ステップＳ１にてＹｅｓ）、後述するステップＳ５に進む。

これに対し、自動運転モードでない（手動運転モードである）場合には（ステップＳ１にてＮｏ）、ステップＳ２にて、車内カメラ３がドライバ撮影モードとされ、ステップＳ３にて、車内カメラ３によるドライバの撮影が行われる。次のステップＳ４では、クルーズコントロール機能がオンされたかどうかが判断される。クルーズコントロール機能がオフのままである場合には（ステップＳ４にてＮｏ）、処理が終了される。クルーズコントロール機能がオンされた場合には（ステップＳ４にてＹｅｓ）、ステップＳ５に進む。

自動運転モードである場合或いはクルーズコントロール機能がオンされている場合には、ステップＳ５からステップＳ８の処理にて、乗員の安全性に関する判定が行われる。ここでは、まずステップＳ５にて、車内カメラ３が全体撮影モードに切替えられる。ステップＳ６では、車内カメラ３により車室内の撮影が行われ、乗員の状態が把握される。これと共に、ステップＳ７にて、各シートのシートベルトの装着状態の情報が取得される。そして、ステップＳ８にて、乗員の状態及びシートベルトの装着状態から、上記し図３に示したように、安全性（危険レベル）が判定される。

ステップＳ９では、安全性のレベルが「危険なし」かどうかが判断される。安全性のレベルが「危険なし」でない場合には（ステップＳ９にてＮｏ）、ステップＳ１０にて、安全性のレベルが、レベル１かどうかが判断される。安全性のレベルがレベル１でもない場合には（ステップＳ１０にてＮｏ）、ステップＳ１１にて、安全性のレベルが、レベル２かどうかが判断される。

そして、安全性のレベルが「危険なし」の場合には（ステップＳ９にてＹｅｓ）、走行動作に制限はなく、そのまま終了する。安全性のレベルがレベル１の場合には（ステップＳ１０にてＹｅｓ）、次のステップＳ１２にて、加速又は減速中かどうかが判断される。加速中、減速中のいずれでもない場合には（ステップＳ１２にてＮｏ）、ステップＳ１４に進む。加速又は減速中である場合には（ステップＳ１２にてＹｅｓ）、ステップＳ１３にて、加減速が、速度変化の度合いで、±５(ｋｇ／ｍ)／ｓ以内となるように制限がかけられる。ステップＳ１４では、操舵中かどうか判断される。操舵中である場合には（ステップＳ１４にてＹｅｓ）、ステップＳ１５にて、操舵量が、操舵角で±１０ｄｐ以内となるように制限がかけられる。操舵中でない場合には（ステップＳ１４にてＮｏ）、そのまま終了する。

安全性のレベルがレベル２の場合には（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、次のステップＳ１６にて、加速又は減速中かどうかが判断される。加速中、減速中のいずれでもない場合には（ステップＳ１６にてＮｏ）、ステップＳ１８に進む。加速又は減速中である場合には（ステップＳ１６にてＹｅｓ）、ステップＳ１７にて、加減速が、速度変化の度合いで、±３(ｋｇ／ｍ)／ｓ以内となるように制限がかけられる。ステップＳ１８では、操舵中かどうか判断される。操舵中である場合には（ステップＳ１８にてＹｅｓ）、ステップＳ１９にて、操舵量が、操舵角で±５ｄｐ以内となるように制限がかけられる。操舵中でない場合には（ステップＳ１８にてＮｏ）、そのまま終了する。

安全性のレベルがレベル３の場合には（ステップＳ１１にてＮｏ）、次のステップＳ２０にて、加速又は減速中かどうかが判断される。加速中、減速中のいずれでもない場合には（ステップＳ２０にてＮｏ）、ステップＳ２２に進む。加速又は減速中である場合には（ステップＳ２０にてＹｅｓ）、ステップＳ２１にて、加減速が、速度変化の度合いで、±１(ｋｇ／ｍ)／ｓ以内となるように制限がかけられる。ステップＳ２２では、操舵中かどうか判断される。操舵中である場合には（ステップＳ２２にてＹｅｓ）、ステップＳ２３にて、操舵量が、操舵角で±３ｄｐ以内となるように制限がかけられる。操舵中でない場合には（ステップＳ２２にてＮｏ）、そのまま終了する。

尚、詳しい説明は省略するが、上記のように、自動運転時には、他車との衝突の虞がある場合に衝突回避動作が行われるのであるが、この衝突回避動作は、走行制御部６による走行動作の制限よりも優先して実行される。つまり、衝突回避動作にあっては、加減速の制限や、操舵角の制限はなされない。但し、他車との衝突回避動作が行われる際には、ＨＭＩ部９において、表示や音声報知などがなされ、乗員に対して注意喚起が行われるようになっている。

上記したような本実施形態の車両の安全走行システム１によれば、次のような効果を得ることができる。即ち、車内カメラ３により車室内が撮影され、その撮影画像に基づいて、安全性判定部５により、乗員の状態が検出されて該乗員の衝撃に対する安全性が判定される。そして、安全性判定部５により安全性が低いと判定された場合には、走行制御部６により、加減速及び操舵の走行動作に制限が加えられる。これにより、乗員の安全性を確保しながら、加減速及びは操舵の走行動作が行われるようになる。この結果、本実施形態によれば、車室内の乗員の状態に応じて、安全な走行制御を可能とするという優れた効果を得ることができる。

特に本実施形態では、安全性判定部５は、安全性を複数段階のレベルで判定し、走行制御部６は、その安全性の段階に応じて、走行動作に制限を加える構成とした。これにより、安全性の段階に応じて、安全性が低い場合には制限がより大きくなる等、よりきめ細やかで、適切な走行動作の制御を行うことができる。また本実施形態では、車内カメラ３を、ドライバの状態を撮影するドライバ撮影用カメラと兼用するようにした。これにより、専用のカメラを追加せずとも、モード切替えにより車内カメラ３の向き、ピント、ズーム倍率を調整することで実現でき、構成を簡単に済ませることができる。

本実施形態では、安全性判定部５における安全性の判断に、シートに着座している乗員がシートベルトをしていることを検知するシートベルトＥＣＵ１２からの検知結果を加味する構成とした。シートに着座している乗員がシートベルトをしているかどうかは、乗員の安全性に大きく影響することが知られている。従って、車内カメラ３の撮影画像に加えて、シートベルトＥＣＵ１２の検知結果を加味することにより、安全性判定部５において、乗員の安全性をより正確に判定することができるようになる。

本実施形態では、自動運転機能を備え、手動運転と自動運転とを切替え可能に構成される車両にあって、自動運転時において、走行制御部６による走行動作の制限が実行される構成とした。これにより、自動運転時における乗員の高い安全性を確保することができ、自動運転の信頼性をより向上することができる。

ここで、自動運転時において、他車との衝突の虞がある場合には、衝突回避動作が行われるが、加減速及び／又は操舵の走行動作に制限を加える場合、衝突回避動作と矛盾が生ずる虞がある。しかし、衝突発生による事態の重大さを考えると、衝突回避動作の方がより重要であるということができる。本実施形態では、走行制御部６による走行動作の制限よりも、衝突回避動作の実行が優先される構成としたので、他車との衝突を回避することが可能となる。他車との衝突回避動作が行われる際には、乗員に対する注意喚起が行われるので、乗員にとって、衝撃を受ける際の予報がなされることによって、安全姿勢をとるなど、衝撃の緩和等を図ることができる。

尚、本発明は上記した一実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような様々な拡張・変更が可能である。即ち、上記実施形態では、ドライバ撮影用のカメラを車室内の乗員撮影用に兼用させる構成としたが、車室内の撮影用のカメラを専用で設けるようにしても良い。バス等の車室が広い場合には、複数台のカメラにより車室内を撮影するように構成しても良い。また、上記実施形態では、走行動作の制限を、加減速及び操舵の双方について加えるようにしたが、加減速又は操舵のいずれか一方について、制限を行う構成としても良い。

さらに、上記実施形態では、自動運転時（クルーズコントロール機能のオン時を含む）において、安全性の判定及び走行動作の制限を行うようにしたが、手動運転時においても、同様の制御を行っても良いことは勿論である。その他、安全性のレベルの段階やそれらの判定基準、走行動作（加速度や操舵角）に制限を加える際の具体的数値についても、様々な変形が可能であり、システムの全体構成としても種々の変更が可能である等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

図面中、１は安全走行システム、２は安全走行制御装置、３は車内カメラ（カメラ）、５は安全性判定部、６は走行制御部、７はカメラ制御部、８は車載ＬＡＮ、１０は車両制御装置、１１は自動運転ＥＣＵ、１２はシートベルトＥＣＵ（シートベルト検知装置）を示す。

Claims (7)

1. 車両に設けられる安全走行システム（１）であって、
   車室内を撮影するカメラ（３）と、
   前記カメラ（３）の撮影画像に基づいて乗員の状態を検出し、該乗員の衝撃に対する安全性を判定する安全性判定部（５）と、
   前記安全性判定部（５）により安全性が低いと判定された場合に、加減速及び／又は操舵の走行動作に制限を加える走行制御部（６）とを備える車両の安全走行システム。
2. 前記安全性判定部は、安全性を複数段階に判定し、前記走行制御部は、走行動作にその安全性の段階に応じた制限を加える請求項１記載の車両の安全走行システム。
3. 前記カメラは、ドライバの状態を撮影するドライバ撮影用カメラと兼用している請求項１又は２記載の車両の安全走行システム。
4. 前記車両は、自動運転機能を備え、手動運転と自動運転とを切替え可能に構成されていると共に、
   自動運転時において、前記走行制御部による走行動作の制限が実行される請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の安全走行システム。
5. 自動運転時において、他車との衝突の虞がある場合には、前記走行制御部による走行動作の制限よりも、衝突回避動作の実行が優先される請求項４記載の車両の安全走行システム。
6. 他車との衝突回避動作が行われる際には、乗員に対する注意喚起が行われる請求項５記載の車両の安全走行システム。
7. シートに着座している乗員がシートベルトをしていることを検知するシートベルト検知装置を備え、
   前記安全性判定部は、安全性の判断に前記シートベルト検知装置の検知結果を加味する請求項１から６のいずれか一項に記載の車両の安全走行システム。

Images