JP2018118710A - 危険報知装置、危険報知方法及び危険報知プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ペダルの負荷を変更することができる自転車の走行中に運転者が危険報知を見落とす事態を回避することができる危険報知装置を提供する。【解決手段】監視部１６ａは、ペダルの負荷を変更することができる自転車の前方の道路状況と自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方を監視する。走行状態検出部１６ｂは、自転車の走行状態を検出する。負荷制御部１６ｃは、自転車の前方の道路状況と自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方及び自転車の走行状態に応じて自転車のペダルの負荷を増大する。このように自転車のペダルの負荷を増大することによって、運転者に危険を報知することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、危険報知装置、危険報知方法及び危険報知プログラムに関する。

近年、健康志向、エコ意識の高まり等により、自転車による移動に関心が寄せられると考えられる。自転車市場も拡大しており、今後、自転車の利用は益々増加すると考えられる。また、電動アシスト自転車のようなペダルの負荷を変更することができる自転車も提案されている（例えば、特許文献１）。

一方で、自転車が引き起こす事故に対する保障についての関心が高まっており、自転車利用者に対する保険が登場し、当該保険の契約数も順調に伸びており、自転車を利用する上での安全面に対するニーズは高いといえる。今後も市場の拡大と共に自転車利用時の安心安全面のサポートのニーズは高まっていくと考えられる。

特開２００５−２９７６４０号公報

自転車が車道走行時に路駐している車両を追い抜く際に、運転者が、後方から自転車の側部に接近してくる車両の存在を知るためには、自転車の運転者が振り返ることによって又は自転車に取り付けられたミラーを見ることによって確認する必要がある。

運転者が振り返ることによって又は自転車に取り付けられたミラーを見ることなく後方から自転車の側部に接近する車両の存在を知るために、当該車両を検知したときに画面表示による警告を行うことも考えられるが、運転者が画面表示による警告を見落とすおそれがある。

本発明の目的は、ペダルの負荷を変更することができる自転車の走行中に運転者が危険報知を見落とす事態を回避することができる危険報知装置を提供することである。

本発明による危険報知装置は、ペダルの負荷を変更することができる自転車の運転者に対する危険報知装置であって、自転車の前方の道路状況と自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方を監視する監視部と、自転車の走行状態を検出する走行状態検出部と、自転車の前方の道路状況と自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方及び自転車の走行状態に応じてペダルの負荷を増大する負荷制御部と、を備える。

好適には、負荷制御部は、自転車が後方から接近する手動運転中の車両と接触する危険性があるときには、ペダルの負荷を第１の負荷量だけ増大し、自転車が後方から接近する自動運転中の車両と接触する危険性があるときには、ペダルの負荷を第１の負荷量より大きい第２の負荷量だけ増大する。

好適には、負荷制御部は、自転車が歩道を走行しているときにはペダルの負荷の増大を中止する。

本発明による危険報知方法は、ペダルの負荷を変更することができる自転車の運転者に対する危険報知方法であって、危険報知装置が、自転車の前方の道路状況と自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方を監視するステップと、危険報知装置が、自転車の走行状態を検出するステップと、危険報知装置が、自転車の前方の道路状況と自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方及び自転車の走行状態に応じてペダルの負荷を増大するステップと、を備える。

本発明による危険報知プログラムは、コンピュータに読取り可能な危険報知プログラムであって、当該危険報知プログラムは、コンピュータによって、ペダルの負荷を変更することができる自転車の前方の道路状況と自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方を監視するステップと、自転車の走行状態を検出するステップと、自転車の前方の道路状況と自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方及び自転車の走行状態に応じてペダルの負荷を増大するステップと、を実行させる。

本発明によれば、ペダルの負荷を変更することができる自転車の走行中に運転者が危険報知を見落とす事態を回避することができる。

本発明による危険報知装置を含む自転車の構成図である。 本発明による危険報知装置を含む制御システムの構成図である。 走行中の自転車の危険状態の一例を説明するための図である。 走行中の自転車の危険状態の他の例を説明するための図である。 図２に示す危険報知装置の危険報知手順の一例を示すフローチャートである。

本発明による危険報知装置、危険報知方法及び危険報知プログラムを、図面を参照にしながら説明する。
図１は、本発明による危険報知装置を含む自転車の構成図であり、図２は、本発明による危険報知装置を含む制御システムの構成図である。図１に示す自転車１は、電動アシスト自転車であり、自転車１の運転者がペダル２ａ，２ｂに加える踏力によって生じる入力トルクを主駆動力として後輪３に付与する人力駆動と、踏力を補助するためにペダル２ａ，２ｂの入力トルクに応じた補助駆動力を前輪４に付与するモータ駆動とによって駆動される。電動アシスト自転車は、ペダルの負荷を変更することができる自転車の一例である。

図２に示す危険報知装置１１は、トルクセンサ１２と、回転センサ１３と、前方カメラ１４と、後方カメラ１５と、制御部１６と、を備える。トルクセンサ１２は、ペダル２ａ，２ｂの入力トルクに応じたトルク信号を制御部１６に入力し、回転センサ１３は、ペダル２ａ，２ｂの回転に応じた回転信号を出力する。トルクセンサ１２及び回転センサ１３は、例えば、自転車１のクランク軸５に装着される。

前方カメラ１４及び後方カメラ１５は、ＣＣＤ撮像素子を用いた撮像カメラであり、自転車１の走行中に撮影した画像を制御部１６に送信する。前方カメラ１４は、例えば、図１に示すように、ハンドル６に装着される。後方カメラ１５は、例えば、図１に示すように、サドル７の下側に装着される。

制御部１６は、主にマイクロコンピュータとして構成され、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ及びこれらを接続するバスによって構成される。マイクロコンピュータは、コンピュータの一例である。制御部１６は、例えば、図１に示すように、ハンドル６に装着される。

制御部１６は、トルクセンサ１２から入力されるトルク信号、回転センサ１３から入力される回転信号、前方カメラ１４及び後方カメラ１５から送信される画像等に基づいて、ＲＯＭに予め記憶されている各種プログラムをＣＰＵが実行することによって各種処理を実行する。また、制御部１６が実行する機能の一部又は全てを、一つ以上のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

本実施の形態では、制御部１６は、自転車１の運転者がペダル２ａ，２ｂに加える踏力を補助するためにトルクセンサ１２からのトルク信号に基づいてモータ８を駆動するアシスト制御、自転車１の減速時にモータ８で発電した電力をバッテリ９に充電する回生制御、ライト１０の点灯を制御する点灯制御、後に説明するように運転者に対して危険を報知するためにペダル２ａ，２ｂの負荷を増大する危険報知制御等を行う。

制御部１６は、アシスト制御を行う際に、トルク信号に基づいて検出した入力トルク値と、制御部１６のＲＯＭに格納されたアシスト比テーブルの複数のアシスト比から選択したアシスト比に基づいて、アシスト量であるアシストトルク値を演算し、アシストトルク値に基づいて、モータ８に加える電流の指令値を演算する。そして、制御部１６に接続されたモータ駆動回路１７は、指令値に基づいてモータ８を駆動制御する。

一方、制御部１６は、危険報知制御を行う際に、トルク信号に基づいて検出した入力トルク値と、制御部１６のＲＯＭに格納された逆アシスト比テーブルの複数の逆アシスト比から選択した逆アシスト比に基づいて、逆アシスト量である逆アシストトルク値を演算し、逆アシストトルク値に基づいて、モータ８に加える電流の指令値を演算する。逆アシストトルク値は、ペダル２ａ，２ｂの負荷を増大するためにペダル２ａ，２ｂに加えられる負荷量に対応する。そして、モータ駆動回路１７は、指令値に基づいてモータ８を駆動制御する。

制御部１６のＲＯＭは、各種プログラムとして、アシスト制御プログラム、回生制御プログラム、点灯制御プログラム、危険報知制御プログラム等を記憶する。制御部１６のＲＡＭは、トルク信号に基づいて検出した入力トルク値、回転信号に基づいて取得した自転車１の走行状態についての情報（自転車１の速度、自転車１の加速度、自転車１に対する車両の速度（相対速度）、自転車１に対する車両の近接の度合い、自転車１が減速しているか否か等）、前方カメラ１４が取得した前方画像、後方カメラ１５が取得した後方画像等を記憶する。

本実施の形態では、制御部１６は、監視部１６ａと、走行状態検出部１６ｂと、負荷制御部１６ｃと、を備える。監視部１６ａは、自転車１の前方の道路状況及び自転車１の後方の車両の接近状態を監視する。後方の車両は、後方の物体の一例である。監視部１６ａは、自転車１の前方の道路状況を監視するために、前方画像に含まれる車両及び道路（白線等）を認識する。

監視部１６ａは、前方画像に含まれる車両及び道路を認識するために、例えば、認識対象物（車両又は道路）の画像とその他の画像（背景等）の画像との輝度差を利用してこれらの間の境界認識すなわちエッジ検出を行う。エッジ検出を行うに際し、検出精度を高めるために、前処理としての空間フィルタリングを用いたノイズ除去等の画像処理手法を用いてもよい。

また、制御部１６は、自転車１の後方の車両の接近状態を監視するために、自転車１の後方の車両が自転車１に近接する度合いを判定する。監視部１６ａは、自転車１の後方の車両が自転車１に近接する度合いを判定するために、自転車１の走行中に得られた後方画像の各点が全体として収束するような無限点遠又は消失点ＦＯＥ(Focus of Expansion)を求めるとともに、後方画像中の車両の画像として認識された画像の中から車両の縁部、中央部、面積、色彩等の特徴点を抽出し、その特徴点の時間的な移動を移動ベクトル（オプティカルフロー）として求める。

そして、監視部１６ａは、求めたオプティカルフローがＦＯＥから発散する方向に向かっているか否か（収束する方向に向かっているか否か）に応じて、後方の車両の自転車１に対する接近状態（例えば、後方の車両と自転車１との間の距離）を算出する。

走行状態検出部１６ｂは、回転信号、前方画像、後方画像等に基づいて、自転車１の速度、自転車１の加速度、自転車１に対する車両の速度（相対速度）、自転車１に対する車両の近接状態、自転車１が減速しているか否か等の自転車の走行状態を検出する。

負荷制御部１６ｃは、自転車１の前方の道路状況（例えば、駐車している車両が存在しているか否か）と自転車１の後方の物体の接近状態の少なくとも一方及び自転車１の走行状態に応じて、自転車１が危険状態であるか否かを判定する。そして、負荷制御部１６ｃは、自転車１が危険状態であると判定した場合には、運転者に危険を報知するためにペダル２ａ，２ｂの負荷を増大する。

また、負荷制御部１６ｃは、自転車１が歩道を走行しているときには、自転車１の前方の道路状況と自転車１の後方の物体の接近状態の少なくとも一方及び自転車１の走行状態に応じたペダル２ａ，２ｂの負荷の増大を中止する。

自転車１が歩道を走行しているか否かの判断は、前方画像と後方画像の少なくとも一方に含まれる歩道の画像の認識、ＧＰＳ信号の受信、路車間通信の利用、ハンドル６に設けられる操作部のスイッチのオンオフ等によって行うことができる。

図３は、走行中の自転車の危険状態の一例を説明するための図である。危険事例として、走行中の自転車が路上に駐車している車両を追い抜くときに側後方から接近する車両と衝突しうる事例がある。このような危険事例を回避するために、図３に示すように、路上に駐車している車両Ｖ１及び自転車１の側後方から接近する車両Ｖ２が監視部１６ａによって検知され、車両Ｖ１及び車両Ｖ２が自転車１に接近するにもかかわらず自転車１が減速しないことが走行状態検出部１６ｂによって検出されると、負荷制御部１６ｃは、ペダル２ａ，２ｂの負荷を増大する。

図４は、走行中の自転車の危険状態の他の例を説明するための図である。危険事例として、走行中の自転車が幅寄せする車両と接触しうる事例がある。このような危険事例を回避するために、図４に示すように、走行中の自転車１に幅寄せする車両Ｖ３が監視部１６ａによって検知され、車両Ｖ３が自転車１に幅寄せしているにもかかわらず自転車１が減速しないことが走行状態検出部１６ｂによって検出されると、負荷制御部１６ｃは、ペダル２ａ，２ｂの負荷を増大する。

また、危険事例として、走行中の自転車がカーブで曲がる車両の内輪に巻き込まれる事例がある。このような危険事例を回避するために、白線の状況によって判断される交差点及び走行中の自転車１に後方から接近する車両が監視部１６ａによって検知され、車両が自転車１に接近しているにもかかわらず自転車１が減速しないことが走行状態検出部１６ｂによって検出されると、負荷制御部１６ｃがペダル２ａ，２ｂの負荷を増大する。

図５は、図２に示す危険報知装置の危険報知手順の一例を示すフローチャートである。このフローは、制御部１６のＲＯＭに予め記憶されている危険報知プログラムに基づいて、主に制御部１６により、危険報知装置１１の各要素と協働して実行される。このフローは、自転車１の走行中に所定時間ごと（例えば、０．１秒ごと）に実行される。

先ず、監視部１６ａは、自転車１の前後の車両等の物体を検知したか否かを判断する（ステップＳ１）。物体を検知しない場合（ステップＳ１のＮｏ）、制御部１６は処理を終了する。それに対し、物体を検知した場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、負荷制御部１６ｃは、監視部１６ａが検知した物体の状況（位置、速度等）及び走行状態検出部１６ｂが検出した走行状態（自転車１の速度、自転車１の加速度、自転車１に対する車両の速度（相対速度）、自転車１に対する車両の近接の度合い、自転車１が減速しているか否か等）に基づいて、自転車１が物体に接触する危険性を判断する（ステップＳ２）。

例えば、負荷制御部１６ｃは、自転車１に対する自転車の後方の車両の相対速度が予め決定された値以上であるとともに自転車１が減速しないときに自転車１が物体に接触する危険性があると判断する。

危険性がない場合（ステップＳ２のＮｏ）、制御部１６は処理を終了する。それに対し、危険性がある場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、負荷制御部１６ｃは、監視部１６ａが検知した物体が自転車１に後方から接近する自動運転中の車両であるか否かを判断する（ステップＳ３）。なお、自転車１に後方から接近する車両は、自動運転中の車両でなくともよい。自転車１に後方から接近する車両である以上、危険性が生じる恐れがあるからである。

監視部１６ａが検知した物体が自転車１に後方から接近する自動運転中の車両であるか否かの判断は、後方画像に含まれる自動運転中の車両の画像の認識（例えば、自動運転中であることを示す画像の認識）、自動運転車から送信される電波の検知、自動運転車とセンターとの間の送受信される信号の検知等によって行う。

監視部１６ａが検知した物体が自転車１に後方から接近する自動運転中の車両でない場合（すなわち、監視部１６ａが検知した物体が自転車１に後方から接近する手動運転中の車両である場合）（ステップＳ３のＮｏ）、ペダル２ａ，２ｂの負荷を負荷量Ａだけ増大する（ステップＳ４）。その後、制御部１６は、処理を終了する。

それに対し、監視部１６ａが検知した物体が自転車１に後方から接近する自動運転中の車両である場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、ペダル２ａ，２ｂの負荷を負荷量Ａより大きい負荷量Ｂだけ増大する。その後、制御部１６は、処理を終了する。負荷量Ａは、第１の負荷量の一例である。また、負荷量Ｂは、第２の負荷量の一例である。

本実施の形態によれば、自転車１の前方の道路状況と自転車１の後方の物体の接近状態の少なくとも一方及び自転車１の走行状態に応じてペダル２ａ，２ｂの負荷を増大することによって危険を報知することができるので、自転車１の走行中に運転者が危険報知を見落とす事態を回避することができる。

また、自転車１に後方から接近する自動運転中の車両がある場合にペダル２ａ，２ｂに加える負荷量を、自転車１に後方から接近する手動運転中の車両である場合にペダル２ａ，２ｂに加える負荷量より大きくすることによって、自転車１の運転を中断しやすくなり、自動運転車の安全な走行を促進することができる。

また、自動運転車が自転車１に接近する際に自転車１側から自動運転車に自転車である旨の信号を発信することによって、自転車１が自動運転車に接触しうる危険事例（自転車の飛び出し、自転車の路上駐車車両の追い越し等）に関する情報を自動運転車側において蓄積することができ、蓄積した情報を自動運転車の学習分野に用いることができる。

さらに、自転車１が歩道を走行しているときに危険報知のためのペダル２ａ，２ｂの負荷の増大を中止することによって、通行人等の通行が車道より多いために危険報知が多発して運転者が煩わしく感じるのを防止することができる。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、上記実施の形態において、ペダルの負荷を変更することができる自転車として電動アシスト自転車に適用する場合について説明したが、ペダルの負荷を変更することができる任意のタイプの自転車（例えば、変速制御機能を有する自転車）を用いてもよい。変速制御機能を有する自転車を用いる場合、ペダルの負荷を増大するために変速段を変えてもよい。

また、上記実施の形態において、自転車の前方の道路状況及び自転車の後方の接近状態を監視するためにカメラを用いる場合について説明したが、自転車の前方の道路状況及び自転車の後方の接近状態を監視するためにソナー等を用いてもよい。

また、上記実施の形態において、自転車の前方の道路状況と自転車の後方の物体の接近状態の両方を監視する場合について説明したが、自転車の前方の道路状況と自転車の後方の物体の接近状態のいずれか一方を監視してもよい。

さらに、上記実施の形態において、トルクセンサ１２、回転センサ１３、前方カメラ１４及び後方カメラ１５を危険報知装置１１の内部に含める場合について説明したが、トルクセンサ１２、回転センサ１３、前方カメラ１４及び後方カメラ１５を危険報知装置１１の外部に設けてもよい。

１ 自転車
２ａ，２ｂ ペダル
３ 後輪
４ 前輪
５ クランク軸
６ ハンドル
７ サドル
８ モータ
９ バッテリ
１１ 危険報知装置
１２ トルクセンサ
１３ 回転センサ
１４ 前方カメラ
１５ 後方カメラ
１６ 制御部
１６ａ 監視部
１６ｂ 走行状態検出部
１６ｃ 負荷制御部
１７ モータ駆動回路

Claims (5)

1. ペダルの負荷を変更することができる自転車の運転者に対する危険報知装置であって、
   前記自転車の前方の道路状況と前記自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方を監視する監視部と、
   前記自転車の走行状態を検出する走行状態検出部と、
   前記自転車の前方の道路状況と前記自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方及び前記自転車の走行状態に応じて前記ペダルの負荷を増大する負荷制御部と、
   を備える危険報知装置。
2. 前記負荷制御部は、前記自転車が後方から接近する手動運転中の車両と接触する危険性があるときには、前記ペダルの負荷を第１の負荷量だけ増大し、前記自転車が後方から接近する自動運転中の車両と接触する危険性があるときには、前記ペダルの負荷を前記第１の負荷量より大きい第２の負荷量だけ増大する請求項１に記載の危険報知装置。
3. 前記負荷制御部は、前記自転車が歩道を走行しているときには前記ペダルの負荷の増大を中止する請求項１又は２に記載の危険報知装置。
4. ペダルの負荷を変更することができる自転車の運転者に対する危険報知方法であって、
   危険報知装置が、前記自転車の前方の道路状況と前記自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方を監視するステップと、
   前記危険報知装置が、前記自転車の走行状態を検出するステップと、
   前記危険報知装置が、前記自転車の前方の道路状況と前記自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方及び前記自転車の走行状態に応じて前記ペダルの負荷を増大するステップと、
   を備える危険報知方法。
5. コンピュータに読取り可能な危険報知プログラムであって、当該危険報知プログラムは、コンピュータによって、
   ペダルの負荷を変更することができる自転車の前方の道路状況と前記自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方を監視するステップと、
   前記自転車の走行状態を検出するステップと、
   前記自転車の前方の道路状況と前記自転車の後方の物体の接近状態の少なくとも一方及び前記自転車の走行状態に応じて前記ペダルの負荷を増大するステップと、
   を実行させる危険報知プログラム。

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