JP4219173B2 - 自動車の目視不能スポットにおける物体の存在を検出するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の目視不能スポットにおける物体の存在を検出する装置に関し、ここで物体は、強磁性材料を含むか、または強磁性材料により製造されて地磁界をひずませるものである。この装置は、少なくとも１つの目視不能スポットを有する車両に、目視不能スポットに位置する物体を検出できるように取付けられる。

従来の車両には、１つの内部ミラーと２つの外部ミラーとから一般に成る後視ミラーが通常設けられ、それによりユーザすなわちドライバが自分の体を回すことなく後方を注視することができる。しかしながら一連のミラーが設けられているにもかかわらず、上述のミラーによりカバーされない目視不能スポットと呼ばれる一部の部位が通常存在する。

レーダー装置の使用および回動後視ミラーなどのような種々の代替手段が存在し、それらは、これらの目視不能スポットをカバーし、かつそのスポットにより生じる危険から守るようにしている。しかしながら、それらの手段は、問題を完全に解決しないおよび／または高価な装置であるので、その市場への導入が限定されている。

ＣＣＤカメラを使用して目視不能スポットへ向いた画像を捕捉して、車両内部に置かれるスクリーンの手段により上述の画像をユーザへ示すシステムを使用することも知られている。これらのシステムにより、ユーザは、立ち上がることなく目視不能スポットを見ることができるが、そのシステムは一連の欠点を有する。すなわち、ユーザが明確な画像を感知できるように、つまり多数の画素で機能するに足る規格の画像伝達システムを必要とすること、対応するスクリーンを配置するために車両内部に利用できるスペースが必要であること、およびそのシステムは画像を伝達するだけで、画像を処理しないことなどである。したがって、これらのシステムは、高価であり、かつ危険状態の検出には有効に寄与しない。

少なくとも１つの目視不能スポットを有する車両に取付けられる型式の、物体の存在を検出する装置もいくつかあり、これらの検出装置は目視不能スポットに位置する物体を検出でき、かつその検出装置は、電磁波を検出できる受信手段であって、焦点合わせデバイスおよび上述の受信された電磁波を電気信号に変換するフォトセンサを有する受信手段と、電気信号をデジタル化された信号に変換する電子回路と、上述の車両に対して移動する目視不能スポットに位置する前記物体の存在を解析するためにデジタル化された信号を解析して、解析結果に応じて変わる出力信号を送信する論理回路と、ドライバが感知できる、出力信号により起動される表示部エレンメントとを有する。これらの装置は、スペイン国特許出願第２０００００３７８号（ＥＳ Ｐ２０００００３７８）に記載されており、その書類は、ここに参照によって導入され、またこれらの装置は、市場に既に存在する装置へなされた一連の改良を示している。

しかしながら、光学式システムは、幾つかの低可視状態（まぶしい日光、および霧など）における問題が有る。

本発明の目的は、これらの欠点を克服することにある。この目的は、初述の型式の、物体の存在を検出するための装置であって、上述の物体により生じた地磁界の上述のひずみを検出するための手段が設けられることを特徴とする装置により達成される。

事実、地磁界、および予想されるそのひずみの検出は、光学式検出装置において問題を生じる環境状態（まぶしい日光、および霧など）により影響されない。加えて、本発明により、競争力のある価格の検出装置を開発できる。

好ましくは検出装置は、[１]前記磁界に応じた電気信号を生成するのに好適な少なくとも１つの磁界センサと、[ｂ]前記電気信号をデジタル化された信号に変換する電子回路と、[ｃ] 前記デジタル化された信号を解析して前記目視不能スポットに位置する前記物体の存在を解析し、前記解析結果に応じて変化する出力信号を生成する論理回路と、[ｄ]前記出力信号により起動されるインジケータエレンメントとを有する。

地磁界は、強磁性物の存在によりひずまされる。このため、強磁性物から製造される多数の構成部材から成る従来の車両は、車両を囲む地磁界をひずませる。強磁性物から少なくとも部分的に成る物体の存在により、磁界はもう一度ひずまされる。このひずまされた磁界は、一旦、センサにより捕捉されて電子回路により処理されると、論理回路により解析されて、検出された値が目視不能スポットにおける物体の存在に対応するかどうかが判断される。

センサは、本発明の要件を満たすならば、任意の型式のものでよい。この意味においてセンサは、例えば、フラックスゲート磁力計（フラックスゲートセンサ）、ホール型センサ、磁気誘導センサ、または磁気抵抗センサでよい。好ましくは検出できなくてはならない分解能レベルは、０，０１ガウス未満または同等でなければならない。

検出装置は、車両の周りの空間における物体を探知できなければならないし、また特に、物体が目視不能スポットにあるかどうかを識別できなければならない。この意味においてセンサは、磁界における３つの空間成分の少なくとも２つの成分を検出できることが好都合である。

検出された磁界信号は、水平に関する車両の傾斜角により影響されることがある。したがって、本発明に従う検出装置は、さらに、水平面に関する上述の車両の傾斜角を測定する手段を備えることが好都合である。このため、上述の傾斜角を、検出された値を評価するときに考慮できる。この傾斜角測定手段は、例えば、磁界における第３の空間成分を検出する手段、または傾斜計でよい。

センサ、特にフラックスゲートセンサへは、電流給電または電圧給電できる。しかしながら、センサの感度が、一次回路を通して循環する電流の振幅に左右されるので、センサは電流給電式のものであることが好都合である。

好ましくは検出装置は、上述の磁界を１００ｍｓごとに少なくとも１回読み込む。

好都合には検出装置は、物体が、接近する他の車両かまたは他の物体であるかを区別できる。従って、検出装置は、反対方向に走行する車両、道端上の静止物体、および駐車中の車両などのような、車両にとり危険でない物体の存在を検出するときに、予想される誤りの警告状態を無くすことができる。論理回路は好ましくは、ニユーラルネットワークから構成される。したがって検出装置は、訓練処理を受けることができるので、車両に関する限り潜在的危険を引き起こさない他の状態（地磁界をひずませるが）から、車両にとり潜在的危険状態を確認することができる。

検出装置は好ましくは、上述の各センサから測って少なくとも４メートルの動作半径を有する。したがって、この作用半径は、殆どの従来の車両における目視不能スポットをほぼカバーできる。

車両内の強磁性物も地磁界をひずませるので、センサを、その強磁性物からできるだけ離すことが勧められる。この意味においてセンサを、上述の車両上の室外後視ミラー内に置くのが好都合である。

他方では、車両による生じる地磁界のひずみは比較的小さい。この意味において、センサを車両の後部に配置するのが好都合なことがある。これにより、動作半径を車両の後部側へ延ばすことができる。

上述のように、車両自体は地磁界をひずませる。センサにより検出された信号から、このひずみを除くために、車両の長手方向軸に関して対称的に２つのセンサを配置すること、および上述のセンサの各々により生成される信号間の相違を計算することが好都合である。加えて、校正データ（車両が移動中でかつ物体が存在しないときにセンサの値から得られる）を使用して、上述の各センサにより生成される信号から、車両自体により生じる地磁界のひずみに対応する部分を差し引きできる。好ましくは検出装置は、上述の車両の各室外後視ミラーにセンサを有する。

随意に、接近する物体の検出された特性に加えて、検出装置を搭載する車両が物体が接近していることを表示し始めたかどうかを検出する機能を付加することにより、危険状態を解析するために検出装置の機能を向上することができる。特に、検出装置は、表示灯がいつ点灯されたかを検出できるし、および／または車両のハンドルがいつ回されたかを検出できることが好都合である。

検出装置は、種々の信号を車両のユーザまたはドライバへ伝達でき、それにより警告信号を衝突の危険に応じて調整できることも勧められる。したがって、インジケータエレンメントは、それぞれの色が異なる警告レベルを表示する少なくとも２つの色を有する光信号を備えることが好ましい。ピクトグラムを表示する出力エレンメントを備え、上述の出力エレンメントはＬＥＤマトリックスまたは画像スクリーンであることも好都合である。

さらに、検出装置を搭載する車両内の乗員が、他の車両が背後から近づいているかどうかを注視することなくドアを開ける場合に、危険状態が生じることがある。したがって検出装置は、上述の危険状態を車両乗員へ表示することも好都合である。

最後に、検出装置は、ドアの閉止動作によって作動できることが好都合である。したがって例えば、検出装置は、危険状態が検出される場合にドアをロックできる。

上述のように、地磁界のひずみは小規模である。この意味において、目視不能スポットにおける物体を検出することは有用である。しかしながら、例えば上述の文献、スペイン国出願第Ｐ２０００００３７８号（ＥＳ Ｐ２０００００３７８）に記載されたような、他の物体検出装置も存在し、その装置は車両の目視不能スポット外側を含むかなり離れた物体を検出できる。したがって検出装置は、物体の存在を検出する他の手段、および地磁界の上述のひずみを検出する手段を備えることが勧められる。これにより、これらの磁気ひずみの検出から得られた利点（例えば気候的状態およびまぶしい日光などに影響されにくいような）を、他の検出手段から得られる利点（例えば大きい動作半径のような）と組合せできる。

本発明の他の利点と特徴は、添付図面を参照した、本発明の好ましい実施例の下記の非限定的な説明から明らかになる。

本発明の実施例を以下に説明する。このために説明は、後視ミラーに各々収納される２つの二方向センサを備える車両について始める。平明にするために、座標原点は車両の幾何学中心であり、Ｘ軸は車両の長手方向軸であると仮定した。Ｙ軸は水平であり、またＺ軸は垂直である。それぞれのセンサ（ｒ１およびｒ２）は、磁界における２つの成分ＢｘとＢｙを検出する。車両は、そのＸ軸が地磁界におけるＮＳ軸に平行であり、かつ車両が磁北に面するように、向けられている。

図１は、車両が物体（他の車両）により追い越されるときに、２台の車両の中心間の距離（ｃｍ単位）に応じて検出される磁界（ガウス単位のＢｘとＢｙ）を示す。曲線１と３はドライバ側の後視ミラー内のセンサ（ｒ１）に対応し、一方では曲線２と４は乗客側の後視ミラー内のセンサ（ｒ２）に対応する。これらの曲線は、地磁界に対する車両の向きの関数である。

図２は、両方の車両が方向を変えるとき（例えば、両方の車両が、それらの間の相対的位置を一定に保ちつつカーブに沿って走行する場合）に、転向した角度（６０度単位）に応じて検出される磁界（ガウス単位のＢｘとＢｙ）を示す。曲線５と７はセンサｒ１に対応し、一方では曲線６と８は乗客側のセンサｒ２に対応する。曲線９、１０、１１および１２は、物体が存在しないとき（第２の車両が存在しないとき）に検出装置を搭載した車両によりなされた転向に対応する。

校正を実施する１つの手段は、下記の方法による。
１．車両を３６０度方向転換して、センサｒ１およびｒ２のそれぞれについて値（Ｂｘｍａｘ、Ｂｘｍｉｎ、Ｂｙｍａｘ、Ｂｙｍｉｎ）を測定する。
２．補正係数とオフセット係数を計算する。
Ｘｃｏｒｒ＝（Ｂｙｍａｘ−Ｂｙｍｉｎ）／（Ｂｘｍａｘ−Ｂｘｍｉｎ）
Ｙｃｏｒｒ＝（Ｂｙｍａｘ−Ｂｙｍｉｎ）／（Ｂｘｍａｘ−Ｂｘｍｉｎ）
Ｘｏｆｆ＝[（Ｂｘｍａｘ−Ｂｘｍｉｎ）／２−Ｂｘｍａｘ]‘Ｘｃｏｒｒ
Ｙｏｆｆ＝[（Ｂｙｍａｘ−Ｂｙｍｉｎ）／２−Ｂｙｍａｘ]‘Ｙｃｏｒｒ
３．測定された磁界の値を下記のように再計算する。
Ｂｘ′＝Ｂｘｃｏｒｒ‘Ｂｘ＋Ｂｘｏｆｆ
Ｂｙ′＝Ｂｙｃｏｒｒ‘Ｂｙ＋Ｂｙｏｆｆ

校正されたデータを得た後に、物体を、座標中心（車両の中心）に関して４つの考えられる扇形部のいずれかにおいて検出できる。図３は、物体が各扇形部に存在する場合を表す曲線１３、１４、１５および１６を示す。垂直軸は、下記の校正された値を示す。
Ｂｘｄｉｆ＝Ｂｘ（ｒ１）−Ｂｘ（ｒ２）
Ｂｙｄｉｆ＝Ｂｙ（ｒ１）−Ｂｙ（ｒ２）
および水平軸は、転向角度（６０度単位）を示す。

物体が存在しないときに得られる校正値は、０に等しい一定値ｅを有する直線ｃを形成する。

さらに、校正値として、センサｒ１とｒ２からの信号の合計ＢｘｓｕｍとＢｙｓｕｍ（図３に示される）のデータを得ることも勧められる。

Ｂｙｄｉｆデータは、物体を含む扇形部を求めるのに使用できる。このデータにより、および検出装置を搭載する車両の地磁界に関する向きを知ることにより、物体を含む扇形部を求めることができ、したがって上述の物体が目視不能スポットに存在するかどうかを判断することができる。したがって例えば曲線１３と１４は、センサの前方に位置する物体に対応する。

図１（検出装置を搭載する車両が他の車両により追い越される場合）におけるものと同等なデータとグラフにより、かつ上述のＢｘｓｕｍ、Ｂｙｓｕｍ、ＢｘｄｉｆおよびＢｙｄｉｆの値を使用して、物体の位置およびセンサに対する物体の相対的速度の両方を求めることができる。

一般に、センサにより検出された信号は、対応する電子回路により増幅およびデジタル化される。この信号は、あらゆる種類の電磁ノイズ、特に、車両自体により、例えば表示器によって生じるノイズに非常に影響されやすい。したがって、センサの所要位置の周りの領域を解析して、その領域を好都合に調整すること、および予想されるノイズ源からのセンサの遮蔽を試みることが勧められる。できるだけノイズの無い信号を得るために、必要であると考えられるフィルタを付加することも勧められる。

検出装置を搭載する車両により生じるひずみを補償（上述の校正）するために、アナログまたはデジタルの信号について、センサデータの補正を実施できる。

地磁界に関する車両の向きを確認するために、検出された磁界における３つの空間成分についての情報が収集され、およびそれらの成分がフィルタされ、ついで時間を通して平均化される。したがって、物体の予想される存在についての情報は、始めに述べたように、車両が方向付けられて信号が受信されると、求められる。さらに検出装置は、２つの空間成分だけを有する磁界値で機能できる。

幾つかの単純な場合、受信された信号は、十分に単純であり、かつ重畳による影響がないので、解析的に処理できる。しかしながら、より複雑な交通状態の場合、受信された信号は、複数の重畳された影響（種々の方向に走行するか、または停止している他の車両、および道端にある静止物体など）を含む。これらの場合、ニューラルプロセッサを使用することが勧められる。このニューラルプロセッサは、訓練段階(training stage)を完了すれば、検出装置を搭載する車両が物体（他の車両）により追い越される状態を認識できる。これは、複雑な数学的方程式の解析による解決が必要でないことを意味する。プロセッサは、ＶＬＳＩ技術で設計され、かつ特殊なタイプの人工ニューラルネットの層を実現できる専用のニューラルコンピュータから構成される、すなわち多層パーセプトロンである。この認識プロセッサには、一連の処理装置すなわち人工ニューラルネットワークから成る並列プロセッサへ接続される中央シーケンシャル処理装置が備えられ、前記の一連の装置は、同一のデータで同時に作動し、かつ多層パーセプトロンのニューラルネットワークからの出力を計算するために最適化されている。これらの中央プロセッサと並列プロセッサは、半導体（チップ）を基礎とする高度に複合された集積回路内に収納される。ニューラルネットワークを、当業者に知られている、例えばリアクティブタブサーチまたはバックプロパゲーションのような種々の方法を使用して訓練できる。この訓練は、関連する重要かつ典型的な(paradigmatic)場合を含む選択されたデータベースにより実施される。

論理的に、多層パーセプトロン以外にも、中央シーケンシャル処理装置内で実行できるプログラムとして導入できる様々なの種類のニューラルネットを利用できる。

追越し運転中に検出される磁界を示すグラフである。 方向転換中に検出される磁界を示すグラフである。 方向転換中の磁界の幾つかの関数を示すグラフである。

Claims (20)

1. 少なくとも強磁性物を含みあるいは少なくとも１つの強磁性材料により製造されていて地磁界をひずませる物体の、車両の目視不能スポットにおける存在を検出するための装置であって、該装置は少なくとも１つの目視不能スポットを有する車両上に取付けられる型式のものであり、また該装置は前記目視不能スポットに位置する前記物体を検出できるものであって、
   前記物体により生じた前記地磁界のひずみを検出するために、０，０１ガウス未満または同等の分解能レベルを有する磁界センサが備えられており、
   校正されたデータを備え、それにより、前記センサの各々により生成される信号から、車両自体により生じる地磁界のひずみに対応する部分を差し引きできることを特徴とする、検出装置。
2. [１]前記磁界に応じた電気信号を生成できる少なくとも１つの磁界センサと、[ｂ]前記電気信号をデジタル化された信号に変換する電子回路と、[ｃ] 前記デジタル化された信号を解析して前記目視不能スポットに位置する前記物体の存在を解析し、前記解析結果に応じて変化する出力信号を生成する論理回路と、[ｄ]前記出力信号により起動されるインジケータエレンメントとを有することを特徴とする、請求項１の検出装置。
3. 前記センサは、フラックスゲート磁力計（フラックスゲートセンサ）、ホール型センサ、磁気誘導センサ、および磁気抵抗センサから成るグループのものであることを特徴とする、請求項１もしくは２のいずれか一項の検出装置。
4. 前記センサは、磁界における３つの空間成分の少なくとも２つの成分を検出できることを特徴とする、請求項２または３のいずれか一項の検出装置。
5. 前記車両の水平面に関する傾斜角を測定する装置を有することを特徴とする、請求項１〜４の少なくとも一項の検出装置。
6. 前記センサは電流給電されることを特徴とする、請求項２〜５の少なくとも一項の検出装置。
7. 前記磁界を１００ｍｓごとに少なくとも１回読み込むことを特徴とする、請求項１〜６の少なくとも一項の検出装置。
8. 前記物体が、接近する他の車両かまたは他の物体であるかを区別できることを特徴とする、請求項１〜７の少なくとも一項の検出装置。
9. 前記論理回路はニユーラルネットを有することを特徴とする、請求項２〜８の少なくとも一項の検出装置。
10. 前記各センサから測って少なくとも４メートルの動作半径を有することを特徴とする、請求項２〜９の少なくとも一項の検出装置。
11. 前記車両の室外後視ミラー内に収納されるセンサを備えていることを特徴とする、請求項１〜１０の少なくとも一項の検出装置。
12. 前記車両の室外後視ミラーの各々にセンサが設けられることを特徴とする、請求項１１項の検出装置。
13. 前記車両の後部に少なくとも１つのセンサが設けられることを特徴とする、請求項１〜１２の少なくとも一項の検出装置。
14. 車両の長手方向軸に関して対称的に配置された２つのセンサを備えており、前記センサの各々により生成される信号間の相違を計算することを特徴とする、請求項１〜１３の少なくとも一項の検出装置。
15. 物体が近づいてくること以外に加えて、前記車両が表示し始めたかどうかを検出することを特徴とする、請求項１〜１４の少なくとも一項の検出装置。
16. 前記表示動作は、表示灯の点灯、ハンドル回転、およびドア開放装置の作動から成るグループからの表示動作の少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１５項の検出装置。
17. 前記インジケータエレンメントは、それぞれの色が異なる警告レベルを示す少なくとも２つの色を有する光信号を備えることを特徴とする、請求項１〜１６の少なくとも一項の検出装置。
18. 前記インジケータエレンメントには、ピクトグラムを表示する出力エレンメントが備えられ、前記出力エレンメントはＬＥＤマトリックスまたはスクリーンであることを特徴とする、請求項１〜１７の少なくとも一項の検出装置。
19. 前記車両には安全ロックを具備するドアが設けら、前記装置は前記ロックに対して作動できることを特徴とする、請求項１〜１８の少なくとも一項の検出装置。
20. 前記地磁界の前記ひずみを検出する手段に加えて、物体の存在を検出する他の手段を備えることを特徴とする、請求項１〜１９項の少なくとも一項の検出装置。

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