JP4063142B2 - 夜間障害物報知装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、夜間に車両の周辺を移動する歩行者などの障害物の位置を報知する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不特定の移動体の位置を検出し、スポットライトを移動体に追従して照射するようにした移動体追従スポットライト制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】
特開２００２−０８３３８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の移動体追従スポットライト制御装置を車両に搭載し、横断歩道を渡る歩行者に追従してスポットライトを照射し、運転者に歩行者の存在を認識させることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、バスやトラックなどのスポットライトを装備した大型車両が路側に停車しているときに、車両の直前または直後を歩行者が横断した場合、大型車両から歩行者に追従してスポットライトが照射されるので、大型車両の運転者は歩行者が自車両の直前または直後を横断中であることを認識できる。ところが、大型車両の周囲を走行している車両の運転者は、横断中の歩行者が大型車両からスポットライトで照射されていても大型車両の死角になり、横断中の歩行者を発見することができない。大型車両の周囲を走行している他の車両の運転者は、歩行者が大型車両の死角から外れて自車両の直前に飛び出したときに初めて、スポットライトが照射された歩行者を発見することになる。したがって、このような場合には、スポットライトを装備した大型車両自身は歩行者の存在を認識することができるが、大型車両の周囲に位置する他の車両は、大型車両がスポットライトを装備していても歩行者の存在を十分に認識することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、車両の周辺を移動する歩行者や自転車などの障害物の存在を自車両はもちろんのこと、周辺車両からも認識可能とする夜間障害物報知装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両の周辺の物体を検出してそれらの位置を繰り返し検出し、検出位置の時間変化に基づいて物体の所定時間後の移動位置を予測する。そして、予測した推定位置に電磁波マーカーを照射するとともに、推定移動位置の移動に合わせて電磁波マーカーの照射方向を調節する。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の周辺を移動する歩行者や自転車などの障害物の存在を自車両はもちろんのこと、周辺車両からも認識できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は一実施の形態の構成を示す図である。レーザー投光器１はレーザー光を照射する。このレーザー投光器１では、レーザーダイオード（不図示）から照射されたビーム径の小さい、平行光に整形したレーザ光を２次元スキャナー（不図示）に一度反射させ、レーザー光の照射方向を水平および垂直の任意の方向に可変することができる。また、レーザー投光器１のレーザーダイオードの照射タイミングを断続させて２次元スキャナーの動作と連動させることによって、道路面に任意のパターンのレーザー光マーカーを描画することができる。詳細を後述するが、この一実施の形態では車両前方を横切る歩行者の一歩先の路面にレーザー光を照射してマーカーを描画する。
【００１０】
レーザー投光器１は、水平ステップモーター２により図中Ａの方向、すなわち水平方向に自在に回動可能であり、また、垂直ステップモーター３により図中Ｂの方向、すなわち垂直方向に自在に回動可能である。なお、レーザー投光器１の水平ステップモーター２、垂直ステップモーター３、レーザーダイオード（不図示）および２次元スキャナー（不図示）はそれぞれ、水平制御線４、垂直制御線５、レーザー制御線６、スキャナー制御線７を介して制御回路８により制御される。
【００１１】
赤外線カメラ９は歩行者１０から発せられる遠赤外線を検出する。画像処理装置１１は、赤外線カメラ９により撮像された画像を処理し、歩行者１０の存在を検出する。制御回路８は、画像処理装置１１による歩行者１０の検出位置の時間変化により歩行者１０の移動方向と移動量を求め、所定時間後の歩行者１０の移動位置を予測し、予測位置にレーザー投光器１からレーザー光を照射するように水平ステップモーター２および垂直ステップモーター３を制御する。
【００１２】
図２は、一実施の形態の夜間歩行者報知装置を設置した大型車両を示す。この一実施の形態では、大型車両としてバス２０に夜間歩行者報知装置を設置した例を示す。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して説明する。レーザー投光器１および赤外線カメラ９は、バス２０の前面の行先表示板付近の高い位置に設置される。
【００１３】
次に、一実施の形態の動作を説明する。今、図３に示すように、自車つまりバス２０がセンターライン２４を境に片側１車線の道路を走行し、自車線２５の路肩にあるバス停２６に停車しており、バス２０の周辺には停車中のバス２０を追い越す車両２７が存在する状況にあるとする。なお、この一実施の形態ではレーザー投光器１のレーザー光の照射範囲と、赤外線カメラ９の検出範囲を、いずれも図３に示す検出／照射範囲２８とする。ここで、停車中のバス２０からお客が降車し、バス２０の直前を横断して反対車線の歩道まで進む状況を想定する。このバス２０の直前を横断する歩行者１０の移動軌跡を１秒毎に○印で表し、それぞれの位置をａ〜ｇとする。また、動作を理解しやすくするために、歩行者１０がａ〜ｇの各位置に来たときに、赤外線カメラ９により検出／照射範囲２８を撮影するものとする。
【００１４】
図４は一実施の形態の動作を示すフローチャートである。制御回路８は、ステップ１でシステムスイッチ（不図示）がオンされると歩行者報知処理を開始する。ステップ２でシステムスイッチのオフを確認し、システムスイッチがオフされると処理を終了する。
【００１５】
システムスイッチがオフされていないときは、ステップ３で、赤外線カメラ９により撮影された画像に基づいて、検出／照射範囲２８内に歩行者１０に相当する大きさの遠赤外線を発する物体が存在するか否かを判断し、そのような物体が存在する場合は検出／照射範囲２８に歩行者１０がいると判断してステップ４へ進み、歩行者が存在しない場合はステップ２へ戻る。ここで、上述したように赤外線カメラ９による撮影は１秒ごとに行う。
【００１６】
歩行者１０が検出された場合は、ステップ４で自車両（バス２０）が停車しているか走行しているか否かを判定する。この判定は、バス２０に設置されている車速センサー（不図示）からの信号に基づいて判断する。バス２０が停車中の場合はステップ５へ進み、走行中の場合はステップ８へ進む。
【００１７】
自車（バス２０）が停車中の場合は、ステップ５で、検出／照射範囲２８内に存在する歩行者１０の移動速度と進行方向を示す移動ベクトルの大きさを計算する。移動ベクトルは所定時間ごと、この一実施の形態では１秒おきに検出した歩行者１０の位置の時間移動量を計算することより求められる。
【００１８】
図５は、バス２０を降車した歩行者１０がａ、ｂの位置を経てｃの位置に来たときに、赤外線カメラ９で歩行者１０を初めて検出した状況を表す。この１秒前の状況、すなわち歩行者１０が図３に示すｂの位置にあるときは、歩行者１０が検出／照射範囲２８から外れているために検出されない。歩行者１０が検出／照射範囲２８内のｃの位置に来たときに、レーザー投光器１および赤外線カメラ９により歩行者１０が初めて検出されるので、移動ベクトルは無し、すなわち０とする。
【００１９】
図６は位置ｄに来た歩行者を検出した状況を表す。このとき、１秒前の前画像の歩行者の位置ｃに対して、ｃからｄまでの歩行者１０の移動ベクトルｃ→ｄが検出される。今、歩行者１０がバス２０の直前を反対車線へ向かって毎秒１ｍ／secの速度で移動していたとすると、道路を横断する方向（ここでは垂直方向とする）の移動ベクトルは１ｍ／sec、道路に沿う方向（ここでは水平方向とする）の移動ベクトルは０ｍ／secと計算され、歩行者１０の移動ベクトルが垂直方向と水平方向の合成ベクトルとして制御回路２のメモリ（不図示）に記憶される。
【００２０】
ステップ６において歩行者の移動位置を推定する。具体的には、現在の歩行者１０の位置を基点とし、ステップ５で算出した歩行者１０の移動ベクトルを加えた位置を推定移動位置３０として算出する。図５に示す状況では、移動ベクトルは０であるから、推定移動位置は現在の位置ｃと同じ位置になる。一方、図６に示す状況では、移動ベクトルが算出されているため、現在の位置ｄを基点にして移動ベクトルｃ→ｄを加えた位置を推定移動位置３０として求める。
【００２１】
ステップ７において、水平ステップモーター２と垂直ステップモーター３を制御し、推定移動位置３０をレーザー光照射位置２２としてレーザー光を照射する。図５に示す状況では、推定移動位置３０が歩行者１０の現在の位置ｃと同じであるから、歩行者１０の現在位置ｃをレーザー光照射位置２２としてレーザー光を照射する。一方、図６に示す状況では、歩行者１０の現在位置ｄに移動ベクトルｃ→ｄを加算した推定移動位置３０をレーザー光照射位置２２としてレーザー光を照射する。
【００２２】
図６において、追い越し車両２７の運転者３１からはｄの位置にいる歩行者１０はバス２０の死角となるため、認知することはできない。しかしこのとき、レーザー光照射位置２２は歩行者１０の現在位置ｄよりも先の推定移動位置３０にあり、このレーザー光照射位置２２は追い越し車両２７の運転者３１からも視認できる。図６に示す状況の１秒後に図７に示す状況に移行するが、この間、歩行者１０の対向車線への移動にともなってレーザー光照射位置２２も対向車線へ連続して移動するため、追い越し車両２７の運転者３１は、歩行者１０を視認する前に、レーザー光照射位置２２の対向車線側への移動によって何かがバス２０の直前から追い越し車両２７の直前に向かって移動してくることに気付く。したがって、ステアリングやブレーキペダルなどを操作して適切な回避動作を行うことができる。
【００２３】
ここで、レーザー光照射位置２２のレーザー光マーカーのパターンは、例えば図１０に示すような△枠の内部に驚きを表現する感嘆符号“！”を付加したパターンとすれば、初めてこの夜間歩行者報知装置を経験する周辺車両の運転者にとっても、今すぐに回避操作が必要な状況が発生することに容易に気付く。
【００２４】
図８は歩行者１０がｆの位置にきたときの状況を示す。このときも図７に示す状況と同様に、移動ベクトルｅ→ｆが検出され、これにより現在位置ｆに移動ベクトルｅ→ｆを加算した推定移動位置３０が算出される。この推定移動位置３０をレーザー光照射位置２２としてレーザー光が照射される。もちろん、図８に示す状況においては、追い越し車両２７の運転者３１は、歩行者１０もレーザー光照射位置２２も視認できる。
【００２５】
図９は歩行者１０がｇの位置にきたときの状況を示す。この位置ｇは検出／照射範囲２８より外れているため、赤外線カメラ９は歩行者１０を検出できない。歩行者１０が位置ｆにいるときは、検出／照射範囲２８の内側であるから赤外線カメラ９により歩行者１０が検出され、図４のステップ４〜７の処理が行われたが、歩行者１０が位置ｇに来ると、検出／照射範囲２８から外れるため、図４のステップ２へ戻る。これにより、レーザー投光器１によるレーザー光の照射を停止するとともに、水平ステップモーター２および垂直ステップモーター３によりレーザー投光器１の照射軸を所定の初期位置へ戻す。
【００２６】
一方、ステップ４においてバス２０が走行していると判定された場合はステップ８へ進む。ステップ８において、赤外線カメラ９と画像処理装置１１により歩行者１０の位置を検出し、歩行者１０の位置にレーザー光を照射するように水平ステップモーター２および垂直ステップモーター３を制御し、レーザー投光器１を作動させる。その後、ステップ２へ戻る。
【００２７】
このように、車両の周辺を移動する歩行者および自転車を検出してそれらの位置を繰り返し検出し、検出位置の時間変化に基づいて歩行者および自転車の所定時間後の移動位置を予測する。そして、予測移動位置にレーザー光マーカーを照射するとともに、予測移動位置の移動に合わせてレーザー光マーカーの照射方向を調節するようにしたので、車両の周辺を移動する歩行者や自転車の存在を自車両はもちろんのこと、大型車両の死角に入る周辺車両からも認識でき、歩行者や自転車の安全を確保することができる。
【００２８】
上述した一実施の形態では、レーザー光照射位置２２へ照射するレーザー光マーカーのパターンを円形または図１０に示すようなパターンとする例を示したが、図１１に示すように歩行者１０の現在位置（この例では位置ｄ）と推定移動位置３０とを包含する楕円形のパターンとしてもよい。あるいは、歩行者１０の現在位置と推定移動位置３０とを包含する長方形や菱形のパターンとしてもよい。これにより、大型車両の死角に入っている歩行者や自転車の存在を認識できる上に、死角から外れたときは直ちに歩行者および自転車を認識でき、歩行者や自転車の安全をさらに確保することができる。
【００２９】
なお、上述した一実施の形態では、検出／照射範囲２８において一様なレーザー照射方法とする例を示したが、検出／照射範囲２８を複数の領域に区分し、各領域においてレーザー光の照射方法を変えてもよい。例えば、図３に示す例において、検出／照射範囲２８の対向車線に近い領域では追い越し車両２７の運転者に対する歩行者１０の報知の緊急度が高いので、レーザー投光器１を調整して緊急度の高い報知を行ってもよい。
【００３０】
また、レーザー投光器１にＲＧＢ３色のレーザーダイオードを用い、各レーザーダイオードの発光出力を制御することによりレーザーマーカーの色を可変にし、報知緊急度が高い場合は赤色系の色に調整することも効果的である。さらにまた、レーザー投光器１のレーザー光の照射間隔を可変にし、報知緊急度が高いほど照射間隔を短くしてもよい。
【００３１】
さらに、周囲の光量が低い夜間や夕暮れ時は、昼間に比べて緊急度の高い歩行者報知を行い、また、雨、霧、雪などの天候のときは、晴天時に比べて緊急度の高い歩行者報知を行うようにしてもよい。
【００３２】
上述した一実施の形態では歩行者を報知対象としたが、自転車に乗った人、あるいはバイクに乗った人も報知対象とする。
【００３３】
また、上述した一実施の形態では赤外線カメラ９による歩行者検出処理を１秒ごとに行う例を示したが、例えば毎秒１０〜３０回の高速で検出処理を行ってもよい。検出間隔を短くするほど、歩行者の検出精度とレーザー光照射の追従精度を向上させることができる。
【００３４】
上述した一実施の形態では熱物体を検出する赤外線カメラ９を用いた例を示したが、自車線を特定して自車線内のみの熱物体を検出し、警報を行う付加機能を想定するならば、可視カメラとの併用も効果的である。また、熱物体（人体）までの距離を正確に測定する必要がある場合は、レーダーなどの距離計を併用してもよい。
【００３５】
さらに、上述した一実施の形態では赤外線カメラ９により歩行者という熱物体を検出する例を示したが、熱物体を検出するのではなく、歩行者、自転車、バイクなどの障害物を検出してマーキング対象としてもよく、この場合には近赤外領域に感度を有する可視カメラ、レーザーレーダー、超音波、電磁波による障害物検出手段を用いることができる。
【００３６】
上述した一実施の形態では夜間歩行者報知装置のレーザー投光器１と赤外線カメラ９を車両の前方に装備する例を示したが、これらの機器の設置場所は車両の前方に限定されず、車両の後方や側方に設置してもよい。また、上述した一実施の形態では夜間歩行者報知装置を大型車両に装備した例を示したが、本発明の夜間歩行者報知装置は大型車両に限定されず、中型車や小型車に対して適用しても同様な効果が得られる。特に、小型車で車高の高いワンボックス車やトラックなどに適用することによって、顕著な効果が得られる。
【００３７】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。赤外線カメラ９が障害物検出手段を、画像処理装置１１が位置検出手段を、制御回路８が移動位置予測手段を、レーザー投光器１がマーカー照射手段を、水平ステップモーター２、垂直ステップモーター３および制御回路８が照射方向調節手段ををれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 一実施の形態の夜間歩行者報知装置を大型車両に設置した様子を示す図である。
【図３】 一実施の形態の動作を説明するための図である。
【図４】 一実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】 一実施の形態の動作を説明するための図である。
【図６】 一実施の形態の動作を説明するための図である。
【図７】 一実施の形態の動作を説明するための図である。
【図８】 一実施の形態の動作を説明するための図である。
【図９】 一実施の形態の動作を説明するための図である。
【図１０】 レーザー光マーカーのパターン例を示す図である。
【図１１】 一実施の形態の変形例の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１ レーザー投光器
２ 水平ステップモーター
３ 垂直ステップモーター
４ 水平制御線
５ 垂直制御線
６ レーザー制御線
７ スキャナー制御線
８ 制御回路
９ 赤外線カメラ
１０ 歩行者
１１ 画像処理装置
２０ バス
２１ 路面
２２ レーザー光照射位置
２３ レーザー光
２４ センターライン
２５ 自車線
２６ バス停
２７ 追い越し車両
２８ 検出／照射範囲
３０ 推定移動位置
３１ 運転者

Claims (3)

1. 車両の周辺の物体を検出する障害物検出手段と、
   前記検出手段で検出された物体の位置を繰り返し検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段による検出位置の時間変化に基づいて物体の所定時間後の移動位置を予測する移動位置予測手段と、
   前記移動位置予測手段により予測した推定移動位置に電磁波マーカーを照射するマーカー照射手段と、
   前記推定移動位置の移動に合わせて前記マーカー照射手段の照射方向を調節する照射方向調節手段とを備えることを特徴とする夜間障害物報知装置。
2. 請求項１に記載の夜間障害物報知装置において、
   前記マーカー照射手段および前記照射方向調節手段は、前記推定移動位置と、前記位置検出手段により検出された物体の現在の位置とを含む範囲に電磁波マーカーを照射することを特徴とする夜間障害物報知装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の夜間障害物報知装置において、
   車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、
   前記マーカー照射手段および前記照射方向調節手段は、前記走行状態検出手段により走行状態が検出されている間は、前記位置検出手段により検出された物体の現在の位置に電磁波マーカーを照射することを特徴とする夜間障害物報知装置。

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