JP4053427B2 - 路面検出装置及び同装置を備えた車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両のための路面検出装置と同装置を備えた車両に関するものである。
本発明の装置および車両は、さらに詳細には、路面の変化を検出するために路面に向いた複数のセンサと、当該センサが取得したデータを処理するための手段とを有する。

ヨーロッパ出願公開公報ＥＰ８６０００１号は、赤外線センサを有する車両用の検出装置であって、車両の運転者に、路面が変化した場合や路面に設けた標識を超えてしまった場合はその事実を知らせるための装置を開示するものである。

ヨーロッパ出願公開公報第ＥＰ８６０００１号公報

この種の装置は全般的には満足すべき機能を有するものではあるが、場合によっては、路面の変化の検出精度が不十分である。

本発明の目的は、従来技術に比較して優れた路面の検出精度を有し、構造が単純で製造コストが低廉な検出装置および同装置を備えた車両を提案することである。

本発明の装置は、上記の目的を達成するために、上述のように定義された一般的な前提条件に合致するものであって、路面に向けたセンサの照準は少なくとも他の１つのセンサの照準と対を成すように位置決めされ、路面に向けられた一対の照準は第１の距離だけ離れており、隣接する２対の照準相互の間の進行方向を向いた中心軸５と直交する方向の距離は、該中心軸５に近づくに従って増大する特徴を有する。

さらに、本発明は下記の特徴を１つあるいは複数備えていても良い。
‐装置は少なくとも２対のセンサを有する。
‐センサは進行方向を向いた中心軸５の両側に設けられ、路面に向けられたセンサの照準の対相互の間の中心軸と直交する方向の距離は、当該進行方向を向いた中心軸５を対称軸として実質的に対称的である。
‐路面に設けられた不連続な標識線を検出するように向けられた照準のうち、隣接する２対の照準相互の間の、進行方向を向いた中心軸と直交する方向の、センチメートル単位で表わされた距離ｄｎは、ｄｎ＝Ｋ・Ｒ^ｎで表される関係を有する。ここで、ｎは路面に向けられた照準の対ｐｎの進行方向を向いた中心軸５から離れた位置から該中心軸に近づく方向に数えた序数、Ｒは約１と約２０の間の値をとる第１の係数、Ｋは約１０と約８０の間の値をとる第２の係数である。
‐路面に設けられた不連続な標識線を検出するように向けられた照準のうち、隣接する２対の照準相互の間の、進行方向を向いた中心軸と直交する方向の、センチメートル単位で表した距離ｄｎは、ｄｎ＝（Ｌ２＋ｅ）｛（Ｅ＋Ｌ１）／Ｅ＋２ｃ）｝^ｎで表される関係を有する。ここで、ｎは路面に向けられた照準の対の進行方向を向いた中心軸５から離れた位置から該中心軸に近づく方向に数えた序数、Ｌ１は不連続な標識線の線の部分のセンチメートル単位で表した長さ、Ｌ２は不連続な標識線の線の部分のセンチメートル単位で表した幅、Ｅは不連続な標識線の線と線の間の部分のセンチメートル単位で表した距離、ｅは１つの対を構成する路面上の照準相互の間のセンチメートル単位で表した距離、ｃは検出の安全率に対応するセンチメートル単位で表した定数である。

本発明の他の目的は、上述の装置を有することによって従来技術の前記の課題を全てあるいは部分的に解決することのできる車両を提供することである。

前述の目的を達成するために、本発明に基づく車両は、路面の変化を検出するために路面に向けられた複数のセンサと、該センサからの情報を処理するデータ処理手段とを具備し、該センサの路面に向けられた照準の位置は少なくとも１つの他のセンサの照準と対を成すように決められ、路面に向けられた一対の照準は第１の距離だけ離れており、隣接する２対の照準相互の間の、車両の進行方向を向いた中心軸と直交する方向の距離は、該中心軸５に近づくに従って増大する特徴を有する。

さらに、本発明は下記の特徴の内の１つ又は２つ以上を備えていても良い。

‐センサは車両の進行方向の中心軸５の両側に設けられ、路面に向けられたセンサの照準の対相互の間の該中心軸と直交する方向の距離は、該中心軸５を対称軸として実質的に対称的である。
‐路面に設けられた不連続な標識線を検出するように向けられた照準のうち、隣接する２対の照準相互の間の、中心軸と直交する方向の、センチメートル単位で表した距離ｄｎは、ｄｎ＝Ｋ・Ｒ^ｎによって表される関係を有する。ここで、ｎは路面に向けられた照準の対ｐｎの中心軸５から離れた位置から中心軸に近づく方向に数えた序数、Ｒは約１と約２０の間の値をとる第１の係数、Ｋは約１０と約８０の間の値をとる第２の係数である。
‐路面に設けられた不連続な標識線を検出するように向けられた照準のうち、隣接する２対の照準相互の間の、中心軸と直交する方向の、センチメートル単位で表した距離ｄｎは、ｄｎ＝（Ｌ２＋ｅ）｛（Ｅ＋Ｌ１）／Ｅ＋２ｃ）｝^ｎで表される。ここで、ｎは路面に向けられた照準の対の中心軸５から離れた位置から中心軸に近づく方向に数えた序数、Ｌ１は不連続な標識線の線の部分のセンチメートル単位で表した長さ、Ｌ２は不連続な標識線の線の部分のセンチメートル単位であらわした幅、Ｅは不連続な標識線の線と線の間の空間のセンチメートル単位で表した距離、ｅは１つの対を構成する路面上の照準相互の間のセンチメートル単位で表した距離、ｃは検出の安全率に対応するセンチメートル単位で表した定数である。

‐センサの少なくとも一部は、センサの視野を構成する円錐形の頂角のほぼ半分に相当する角度以上、鉛直方向に対して傾斜している。
‐センサの少なくとも一部は、５度から４５度の間の角度だけ、鉛直方向に対して傾斜している。
‐センサの少なくとも一部は、前バンパーに設けられている。
‐対になっている路面上の照準の相互の間の距離は５ｃｍから２５ｃｍの間である。

本発明の上記以外の利点は、図面を参照して記載する詳細な説明によって明らかにする。

図２と４に示した本発明に基づく路面検出装置は、コンピュータのようなデータ処理手段２に接続された複数のセンサｃ１〜ｃｎを有する。

上述の実施形態では、センサは、例えば路面に描かれた白線の変化ような、路面上の変化を検出するように路面４の表面に向けて車両１に設けられている。各センサｃ１〜ｃ８は路面上に照準または照準領域ｖ１〜ｖ８を有する。情報処理手段２は、例えば、車両１の多重化されたネットワークに接続されたコンピュータである。

本発明によれば、車両１は、路面に向けた照準の位置が、少なくとも他の１つのセンサの照準と距離ｅだけ離れて対を構成するように決められた複数のセンサを備えている。さらに、センサの対は、隣接する対との間の、車両の中心軸５と実質的に直交する方向の距離が、車両の外側から内側に向かって増大するように配置されている。

センサを上述のように配置することによって、驚くべきことに、従来技術に比較して測定精度を向上させることができる。特に、本発明によれば、路面の不連続、特に路面に設けた標識線の不連続をより繊細かくかつ漏れなく検出することができる。

図３に、互いに距離ｅだけ離れて、検出方向がほぼ平行な２つのセンサｃ１、ｃ２を示す。それぞれのセンサｃ１、ｃ２は発散しない光波を照射する手段１０と、反射波を受ける手段１１とを備えている。例えば、センサｃ１、ｃ２は赤外領域で動作するものである。光波の照射手段１０と受光手段１１は、例えば、増幅手段１２に接続され、増幅手段から出力されたデータ１３はコンピュータ２に送られる（図４）。

図２に示した実施例では、車両は４対ｐ１〜ｐ４のセンサｃ１〜ｃ８を有する。センサｃ１〜ｃ８から構成される４対ｐ１〜ｐ４は、地面に向けた照準ｖ１〜ｖ８に対応し、該照準は車両の進行方向の中心軸５に対してほぼ対称になるように配置されているのが好ましい。対を構成する２つの照準は例えば５〜２０ｃｍ程度、好ましくは１０ｃｍ程度離れている。

車両の同じ側に有って隣接する２つの対ｐ１とｐ２あるいはｐ３とｐ４の路面上の照準は、互いに１５〜５０ｃｍ好ましくは約２４ｃｍ離れている。

好ましい実施形態の変形例に拠れば、隣接する路面上の照準の対ｐｎとｐｎ＋１の間の距離は、ｄｎ＝Ｋ・Ｒ^ｎによって表される。ここで、ｎは路面に向けられた照準ｖｎの対の、車両の進行方向を向いた中心軸から離れた位置から該中心軸に近づく方向に数えた序数、Ｒは約１と約２０の間の値をとる第１の係数、Ｋは約１０と約８０の間の値をとる第２の係数である。

上述の実施例と同様に、本構成の場合にも従来技術に比較して検出能力が改善されており、同時に、構造が簡素で潜像コストは低廉である。

本発明の好ましい実施例の別の変形例によれば、センサｃｎの位置は、路面に設けられた不連続な標識線に従って変更することができる（図１）。路面上に設けられた不連続な標識線を検出することができるように、路面上の照準ｖｎに近い２つの対ｐｎとｐｎ＋１の間の中心軸と直交する方向のｃｍ単位で表した距離ｄｎは、ｄｎ＝（Ｌ２＋ｅ）｛（Ｅ＋Ｌ１）／（Ｅ＋２ｃ）｝^ｎで表される。ここで、ｎは路面に向けられた照準ｖｎの対ｐｎの車両の外から内側へ向かって数えた序数、Ｌ１は不連続な標識線の線の部分６のセンチメートル単位で表した長さ、Ｌ２は不連続な標識線の線の部分６のセンチメートル単位で表した幅、Ｅは不連続な標識線６の線と線の間の空間の部分のセンチメートル単位で表した距離、ｅは１つの対ｐｎを構成する路面上の照準相互の間のセンチメートル単位で表した距離、ｃは検出の安全率に対応するセンチメートル単位で表した定数である。

検出の安全率ｃは、想定される適用対象と好ましい検出精度とに基づいて適宜選択されるものである。安全率ｃは、センサが、変化を表す可能性があると判断するまでに観察しなければならない路面の長さである。換言すれば、安全率ｃは、路面４に存在する例えば紙くずのような小さなものに基づいて判断をしないためのフィルタの役目をする一定の距離である。安全率は、例えば０〜５０ｃｍの間の距離、好ましくは約２０ｃｍのような一定の値を用いることができる。

本発明の上述のセンサ配置によれば、車両１は走行する路面４の微細な変化を検出することができ、特に路面４上の不連続な標識線の検出に好適である。

特に、このような構成によって、路面に設けられた不連続な標識線で表される軌道からの、車両の微小な逸れを早めに検出することができる。車両が小さな角度で軌道から逸れて路面の様相が変化すると（たとえば不連続な表示を超えてしまうと）、車両の最も外側に設けられた対ｐ１、ｐｎの照準ｖｎがこの状態を検出する。車両が、これよりもやや大きな角度で軌道から逸れると、センサの対ｐ２、ｐｎ−１の照準もまたこの逸れを検出することになり、逸れ幅が大きくなれば順次、次の対もこの逸れを検出する。

つまり、前方（不連続な標識線又は路面のその他の変化）に対する車両の偏角が小さいほど、車両の外側よりのセンサがこれを検出する。「外側」のセンサによるこの検出は、車両の軌道から車両１が逸れたことを早めに検出するものである。

路面上の不連続な標識線を、線の種類に関わらず検出することができるように、つまり、国ごとに異なる標識線に適応できるように、線の幅Ｌ２の値を、可能性のある最も小さな値としておいて、ｄｎ＝（Ｌ２＋ｅ）｛（Ｅ＋Ｌ１）／（Ｅ＋２ｃ）｝^ｎで表される関係を用いて装置の寸法を決定することができる。

同様に、項（Ｅ＋Ｌ１）／（Ｅ＋２ｃ）の値を、路面上の標識線の特徴に鑑みて可能性のある最も小さな値に固定することもできる。

ヨーロッパの主要国の場合には、線の幅Ｌ２の最小値は１０ｃｍ程度であり、（Ｅ＋Ｌ１）／（Ｅ＋２ｃ）の値は約１．２（安全率ｃとしては２０ｃｍの値を用いる）である。

また、１つの対を構成するセンサｐｎの路面上の照準相互の間の距離を１０ｃｍ程度とすることで、隣接する２つの対ｐｎとｐｎ＋１の路面上の照準相互の間の車両の幅方向のｃｍ単位で表した距離は、ｄｎ＝２０×２^ｎで表すことができる。

図５に図示した車両は、上述の構成に従って、車両の前バンパー８内に７対のセンサｐ１〜ｐ７を備えたものである。１４個のセンサをそれぞれの路面上の照準ｖ１〜ｖ１４によって表現している。

第１と第２の路面上の照準の対ｐ１とｐ２の間の距離ｄ１は約２４ｃｍ；第２と第３の路面上の照準の対ｐ２とｐ３の間の距離ｄ２は約２９ｃｍ；第３と第４の路面上の照準の対ｐ３とｐ４の間の距離ｄ３は約３４．７ｃｍである。

路面上の照準ｖ７、ｖ８からなる第４の対は車両の進行方向を向いた中心軸５の近傍に設けられている。路面上の照準ｖ９〜ｖ１４からなる５、６、７番目の対は車両の長手方向の中心軸５を挟んで反対側に対称的に位置している（ｄ６＝ｄ１）。

本発明によれば、センサを車両のどの位置にするか、車両の進行方向を向いた中心軸５に沿った位置は種々考えられる。路面４の変化をいち早く検出することができるように、センサｃ１〜ｃｎは車両の前方に設けるのが好ましい。同様に、センサは例えばサイドミラーの中のような車両の中の別の場所に設けることも可能である。

あるいは、センサを、対では無く「単独の」路面上の照準に向けて配置することも可能である。

さらに、赤外線センサではなく、あるいはそれに加えて、超音波、および／または、可視光センサあるいはそれ以外の何らかのセンサを使用することも可能である。

本発明が上述の実施例に限定されるものでないことは自明である。また、一方の側の路面変化のみを対象として、路面上の照準の対が車両の片側のみに存在する構成を考えることもできる。さらに、路面上の照準が７対以上であっても良い。

さらに、センサの一部又は全ては互いに平行に、車両の外部に向けられていても良い。

特に、センサは前方あるいは後方、および／または、車両の側方に向けられていても良い。

センサが鉛直方向との間になす角は、センサの視野が構成する円錐の頂角の半分Ａ以上であるのが好ましい。センサｃ１の視野が形成する円錐７は、センサの視野の角度によって規定される（図２）。

センサは、鉛直方向に対して、５〜４５°の範囲の角度、好ましくは約１５度の角度Ｂだけ傾斜しているのが好ましい（図３）。

上述のようなセンサの方向は路面の測定を高精度且つ早期に行うことを可能にするものである。センサによって照射された路面上の照準あるいはその配置の大きさ、形状及び位置は従来のシステムよりも高精度の検出を可能にするものである。

上述のセンサの路面上の照準は、直径が５〜１０ｃｍ程度の楕円又は円形であることが好ましい。あるいは、センサは路面から１５ｃｍ〜１ｍの範囲の高さに設けられるのが好ましい。

図４に示されているように、車両が軌道から外れたことを運転手に警告するために検出装置を使用することができる。センサｃ１、ｃｎから得られた情報に従って、データ処理手段２は、外部への警告手段（例えば、ライトの点滅）のような安全手段９、あるいは、車両利用者に対する警報手段（ライト、および／または、音、および／または、触覚的手段）を起動することができる。

安全手段９を起動するか否かの決定は、検出システムが起動されているか否かを表す情報Ｍ、および／または、車両の速度、および／または、車両の点滅信号が起動されているか否かＳとの関係において行われるのが好ましい。

つまり、監視と安全のためのシステムは、その起動及び停止を中断することのできる装置を有し、車両の利用者は起動又は停止を選択することができる。

監視と警告装置は、車両の速度が例えば８０ｋｍ／ｈのような一定の速度を超えたときに起動することにしても良い。

データ処理手段は車両の両側で殆ど同時に線を越えたことが検出されたときは安全手段９を起動しないことが好ましい。このような構成であれば、標識線と直角に標識線を乗り越えたときは車両の利用者に対して警告が発せられない。

同様に、監視と安全手段は、第１のセンサが異常な不連続を検出したのに続いて隣接するセンサによる第２の測定がこれを確認したときに初めて起動するものであっても良い。

最後に、本発明を特定の実施例に従って記述したが、本発明には上述の構成と技術的に等価な構成が全て含まれることを付記する。

路上を走行する車両を上から見た状態を模式的に表す図面である。 本発明に基づくセンサの第１の配置を示すために、車両の前部を模式的に示した図面である。 本発明に基づく一対のセンサの構成を模式的に示した図面である。 本発明の好ましい実施態様におけるセンサの構造とその機能の概略を示す図面である。 本発明に基づく第２の配列に基づく、路面の照準の配置を示すために、車両の前部を模式的に示した図面である。

Claims (14)

1. 路面の変化を検出するために路面（４）に向けられた複数の光学センサ（ｃ１〜ｃ８）と、該光学センサからの情報を処理するデータ処理手段（２）とを具備した路面検出装置であって、該光学センサの路面に向けられた照準の位置は少なくとも１つの他の光学センサの照準（ｖ１〜ｖ８）と対（ｐ１〜ｐ４）を成すように決められ、路面に向けられた一対の照準は第１の距離（ｅ）だけ離れており、隣接する２対の照準（ｐ１〜ｐ４）相互の間の進行方向を向いた中心軸（５）と直交する方向の距離（ｄ１〜ｄ６）は、該中心軸（５）に近づくに従って増大する特徴を有する車両用の路面検出装置。
2. 少なくとも２対の光学センサを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 光学センサは進行方向を向いた中心軸（５）の両側に設けられ、路面に向けられた光学センサの照準（ｖ１〜ｖ１４）の対（ｐ１〜ｐ７）相互の間の、中心軸と直交する方向の距離（ｄ１〜ｄ６）は、当該進行方向を向いた中心軸（５）に対して実質的に対称的であることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 路面に設けられた不連続な標識線を検出するように向けられた照準のうち、隣接する２対の照準（ｐｎ、ｐｎ＋１）相互の間の、進行方向を向いた中心軸と直交する方向の、センチメートル単位で表わされた距離ｄｎは、ｄｎ＝Ｋ・Ｒ^ｎで表される関係を有することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の装置。ここで、ｎは路面に向けられた照準（ｖｎ）の対（ｐｎ）の進行方向を向いた中心軸（５）の遠くから該中心軸に近づく方向に数えた序数、Ｒは約１と約２０の間の値をとる第１の係数、Ｋは約１０と約８０の間の値をとる第２の係数である。
5. 路面に設けられた不連続な標識線を検出するように向けられた照準のうち、隣接する２対の照準（ｐｎ、ｐｎ＋１）相互の間の、進行方向を向いた中心軸と直交する方向の、センチメートル単位で表した距離（ｄｎ）は、ｄｎ＝（Ｌ２＋ｅ）｛（Ｅ＋Ｌ１）／Ｅ＋２ｃ）｝^ｎで表される関係を有することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の装置。ここで、ｎは路面に向けられた照準の対（ｐｎ）の進行方向を向いた中心軸（５）の遠くから該中心軸に近づく方向に数えた序数、Ｌ１は不連続な標識線の線の部分（６）のセンチメートル単位で表した長さ、Ｌ２は不連続な標識線の線の部分（６）のセンチメートル単位であらわした幅、Ｅは不連続な標識線（６）の空間の部分のセンチメートル単位で表した距離、ｅは１つの対（ｐｎ）を構成する路面上の照準相互の間のセンチメートル単位で表した距離、ｃは検出の安全率に対応するセンチメートル単位で表した定数である。
6. 路面の変化を検出するために路面（４）に向けられた複数の光学センサ（ｃ１〜ｃ１４）と、該光学センサからの情報を処理するデータ処理手段（２）とを具備し、該光学センサの路面に向けられた照準の位置は少なくとも１つの他の光学センサの照準（ｖｎ）と対（ｐｎ）を成すように決められ、路面に向けられた一対の照準（ｐ１〜ｐ７）は第１の距離（ｅ）だけ離れており、隣接する２対（ｐ１〜ｐ７）の照準（ｖ１〜ｖ１４）相互の間の、車両（１）の進行方向を向いた中心軸と直交する方向の距離（ｄ１〜ｄ６）は、該中心軸（５）に近づくに従って増大する特徴を有する路面検出装置を搭載した車両。
7. 光学センサ（ｃ１〜ｃ１４）は車両の進行方向を向いた中心軸（５）の両側に設けられ、路面に向けられた光学センサの照準の対（ｐ１〜ｐ７）相互の間の、該中心軸と直交する方向の距離（ｄ１〜ｄ６）は、該中心軸（５）に対して実質的に対称的であることを特徴とする請求項６に記載の車両。
8. 路面に設けられた不連続な標識線を検出するように向けられた照準のうち、隣接する２対（ｐｎ、ｐｎ＋１）の照準相互の間の、中心軸と直交する方向の、センチメートル単位で表した距離（ｄｎ）は、ｄｎ＝Ｋ・Ｒ^ｎによって表される関係を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の車両。ここで、ｎは路面に向けられた照準の対（ｐｎ）の中心軸（５）の遠くから中心軸に近づく方向に数えた序数、Ｒは約１と約２０の間の値をとる第１の係数、Ｋは約１０と約８０の間の値をとる第２の係数である。
9. 路面に設けられた不連続な標識線を検出するように向けられた照準のうち、隣接する２対（ｐｎ、ｐｎ＋１）の照準相互の間の、中心軸と直交する方向の、センチメートル単位で表した距離（ｄｎ）は、ｄｎ＝（Ｌ２＋ｅ）｛（Ｅ＋Ｌ１）／（Ｅ＋２ｃ）｝^ｎで表されることを特徴とする請求項６又は７に記載の車両。ここで、ｎは路面に向けられた照準（ｖｎ）の対（ｐｎ）の中心軸（５）の遠くから中心軸に近づく方向に数えた序数、Ｌ１は不連続な標識線の線の部分（６）のセンチメートル単位で表した長さ、Ｌ２は不連続な標識線の線の部分（６）のセンチメートル単位で表した幅、Ｅは不連続な標識線（６）の間の空間のセンチメートル単位で表した距離、ｅは１つの対（ｐｎ）を構成する路面上の照準相互の間のセンチメートル単位で表した距離、ｃは検出の安全率に対応するセンチメートル単位で表した定数である。
10. 光学センサ（ｃ１〜ｃ１４）の少なくとも一部は、光学センサの視野を構成する円錐形（７）の頂角のほぼ半分に相当する角度（Ａ）以上、鉛直方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項６ないし９の何れかに記載の車両。
11. 光学センサ（ｃ１〜ｃ１４）の少なくとも一部は、５度から４５度の間の角度（Ｂ）だけ、鉛直方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項６ないし９の何れかに記載の車両。
12. 光学センサ（ｃ１〜ｃ１４）の少なくとも一部は、前バンパー（８）に設けられていることを特徴とする請求項６ないし１１の何れかに記載の車両。
13. ７対（ｐ１〜ｐ７）の光学センサ（ｃ１〜ｃ１４）を具備することを特徴とする請求項６ないし１２の何れかに記載の車両。
14. 対（ｐｎ）になっている路面上の照準（ｖｎ）相互の間の距離が約５ｃｍから約２５ｃｍの間であることを特徴とする請求項６ないし１３の何れかに記載の車両。

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