JP4154335B2 - ロールオーバー識別用装置 - Google Patents

Description

従来技術
本発明は、独立請求項に記載された上位概念のロールオーバー識別用装置に関する。

発明の利点
独立請求項の特徴を備えた本発明のロールオーバー識別用装置は、以下の利点を有する。即ち、ステレオカメラによるロールオーバー識別が、空中での横転の際にも機能し、そして別の目的のためのカメラ、例えば暗視、交通標識識別、車線警告、車線逸脱警告、及び／又は車道進行識別、若しくはプレクラッシュセンシングといった目的のためのカメラをロールオーバー識別用に使用することもできるという利点である。ステレオカメラは、特に、三角法によって、対象物までの距離を決定することが可能であるという利点を有する。

従属請求項に記載された手段と実施態様によって、独立請求項に記載されたロールオーバー識別用装置の有利な改良が可能である。特に、有利には、走行方向にステレオカメラが配置されており、画像ベクトルの垂直成分の時間的変化に依存して、プロセッサが車両
横軸を中心にするロールオーバー過程を識別する。この車両横軸又はy軸若しくはピッチ軸も、一般にまだセンシングされない。

さらに、ステレオカメラに接続されているプロセッサが、走査点ごとの画像ベクトルの垂直成分の時間的変化を検出すると有利である。一般に、ここでは、約４０msのサンプリングレートが使用される。比較的緩慢であるロールオーバー過程に対しては、そうした走査レートは充分に高速である。

さらに、プロセッサが、垂直成分の時間的変化からロール速度及び／又はロール角を検出すると有利である。ロールオーバー過程の重要な値は、５００ms内での最小１０°のロール角と４０ms内での最大約１０°以上のロール角の間に位置する。

図面
本発明の実施例は、図面で示され、以下により詳細に説明される。図１は、本発明の装置のブロック図を、図２は、画像センサによる対象物観察を、図３は、本発明の装置のプロセッサ上でのプロセスを示すフローチャートである。

詳細な説明
ロールオーバー過程とは、車両の縦軸又は横軸を中心にするロールオーバーを意味する。縦軸はロール軸とも言われ、他方、横軸はピッチ軸とも言われる。

ロールオーバー状態は、一般的には、慣性センサ及び重力センサによりセンシングされ、即ち、x軸ヨーレートセンサ及びy軸／z軸低g加速度妥当性センサによってセンシングされる。若しくは、簡易な機械的センサのみによってセンシングされる。この簡易な機械的センサは、磁力でバイアスを加えられた振り子の原理に従って動作する。ピッチオーバー状態も検知しようとする場合は、追加のy軸ヨーレートセンサとx軸低g加速度センサが必要になるだろう。ロールオーバー過程は、事故の約２３％で発生し、乗車している人の約６％が死傷に至っている。

自動車が空中で、即ち、全てのタイヤが地面の接触を失った後で、ロールオーバー（空中横転）した場合、現在のセンシングコンセプトの下では、低g加速度妥当性センサによる妥当性コントロールは、重力が欠けているために物理的に間違いを含んでいる。しかしこの点は許容されている。というのも、コリオリ力を測定するヨーレートセンサは、空中でも正確に機能するからである。しかし、機械的センサは、自動車が地面と接触している間だけしか機能しない。本発明によれば、２つの画像センサを有するステレオカメラにより、同じように地面接触に依存しないでロールオーバーセンシングが可能になる。外部をモニタリングするそのようなステレオビデオカメラは、例えば、暗視、交通標識識別、車線警告、車線逸脱警告、車道進行識別、並びに対象物クラス分け、相対距離センシング、速度センシング、プレクラッシュセンシングの為に車内に既に設けられている。そうしたカメラは、付加的にロールオーバー識別用に使用することができる。

このステレオカメラは、いわゆる三角法により、約４mから４０mの距離を測定する。三角法は、領域をより小さな領域に、特に相互に繋がった三角形に分割する方法である。その後の角度検出により距離測定が可能である。このステレオカメラは、垂直方向の開度約１７°を有し、サンプリングレートは４０msである。このステレオカメラは、２つの画像センサを有し、これは同期してモニタされ、そこでは、例えば２０m間隔で対象物に対する画像ベクトルが検出される。個別の画像間のベクトル変化は、ロールオーバー過程の検出に使用される。従って、双方の画像センサの画像ベクトルの垂直成分が、同じ走査参照点に対して、あるサンプリングプロセスから次のサンプリングプロセスで様々に変化する場合は、ロールオーバー過程が存在する。その後、閾値との比較が実行される。画像センサの画像ベクトルの垂直成分の変化を閾値と比較することも、ロールオーバー過程の識別に使用することができる。さらに、画像ベクトルから回転情報が導き出され、そこから、ロール速度と累積されたロール角が算出される。このロールオーバー過程に重要な値は、５００ms内での１０°の最小ロール角と４０ms内での１０°以上の最大ロール角との間にある。

図１は、ブロック図として、本発明の装置を示している。画像センサ１と２は、電子回路３に接続されており、その回路は、画像センサ信号を増幅し、デジタル化し、場合によっては予測を実行する。画像センサ１及び２並びに電子回路３は、共にステレオカメラを構成する。画像センサ１と２としてＣＭＯＳカメラが使用されるが、別の例えば赤外線画像記録機器もここでは可能である。この画像センサは、それぞれ固有の電子回路を有することもできる。この電子回路３は、プロセッサ４と接続されている。この接続は、複線リード線又は無線接続若しくはこのようなバスを介してなされる。プロセッサ４は、画像センサ信号のモニタリングを実行し、画像ベクトルを検出し、時間に依存した画像ベクトルの変化を検出する。そこからプロセッサは、ロールオーバー過程が存在するかどうかを検出し、もし存在すれば、ロール速度と累積ロール角を検出する。プロセッサ４がそうしたロールオーバー過程を識別した場合は、プロセッサ４が乗員保護手段のための制御装置５に複線リード線又はバスを介してこの情報を伝達し、この制御装置５はこのロールオーバー過程に依存して場合によっては他のセンサ値に依存して乗員保護手段６を駆動制御することができる。そうした乗員保護手段６としては、シートベルト及びエアバックが考えられる。

図２は、どのように画像センサ１と２が対象物７を識別するかを示している。画像センサ１と２から対象物７までのベクトル９と８は、それぞれプロセッサ４によって算出される。このベクトル９と８の垂直成分が、即ちz軸方向に様々に変化する場合には、ロールオーバー過程が発生する。というのも、車両横軸を中心にするロールオーバー過程の際には、z成分は大きく変化するからである。

図３は、プロセッサ４上で実行される手順をフローチャートに示している。方法ステップ１０では、画像センサ１、２及び電子回路３によって、１つの対象物が識別され、プロセッサ４はこの対象物７へのベクトル９と８を計算する。方法ステップ１１では、プロセッサ４が垂直成分を検出し、この垂直成分を閾値と直接に比較するか、又は先行する垂直部分と比較し、それらの差分と所定の閾値とを比較する。方法ステップ１２では、閾値を超過しているか否かが検査される。超過していない場合は、方法ステップ１０に戻り、超過している場合は、方法ステップ１３でロールオーバーが識別され、これは制御装置５に伝達される。

本発明の装置を示すブロック図である。

本発明の画像センサが対象物をどのようにして識別するかを示す図である。

本発明の装置のプロセッサ上での手順を示すフローチャートである。

Claims (4)

1. ロールオーバー識別用装置において、
   当該装置は車両内に配置されており、２つの画像センサ（１、２）を備えたステレオカメラを有し、対象物までの距離測定を実行し、それぞれの画像センサ（１、２）に対しての画像ベクトルを生成し、
   前記ステレオカメラはプロセッサ（４）に接続されており、前記プロセッサは、画像ベクトル（９、８）の垂直成分の時間的変化からロールオーバー過程を識別することを特徴とするロールオーバー識別用装置。
2. 前記ステレオカメラは走行方向に配置されており、前記プロセッサは垂直成分の時間的変化に依存して、車両横軸を中心にするロールオーバー過程を識別する、請求項１記載の装置。
3. 前記プロセッサ（４）は走査点ごとの時間的変化を検出する、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記プロセッサ（４）は前記時間的変化からロール速度及び／又はロール角を検出する、請求項１ないし３のいずれか１項記載の装置。

Images