JP4496018B2 - 車両周囲監視装置およびそれを具備した車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両周囲監視装置およびそれを具備した車両に関し、より特定的には、車両の周囲で検出された物体に応じて、運転者に報知したり車両を制御したりする車両周囲監視装置およびそれを具備した車両に関するものである。

従来、車両の側面周囲を監視する車両周囲監視装置としては、ドアミラーやサイドミラーにカメラやセンサを内蔵させ、車両の前方や後方の障害物を検知したり距離を測定したりするものがあった（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

図２４は、上記特許文献１で開示された車両周囲監視装置を示すブロック図である。図２４において、従来の車両周囲監視装置は、ドアミラーあるいはサイドミラー２００にセンサ２０１およびカメラ２０２が設けられ、車両２５０の内部に画像表示器２５１、表示器２５２、および警報器２５３が設けられている。センサ２０１やカメラ２０２の出力は、画像表示器２５１、表示器２５２、および警報器２５３などに与えられる。そして、センサ２０１やカメラ２０２の出力に基づいた車両２５０の前方の状況が、画像表示器２５１や表示器２５２に表示されるとともに、対向車などの車両２５０前方の障害物と当該車両２５０との距離が接近すると、運転者に対して警報器２５３により警報が報知されていた。ここで、センサ２０１やカメラ２０２は、車両２５０の前方領域をその対象領域とし、車両２５０の後方領域は、運転者自身がミラーを見ることによってカバーして、車両２５０の側方周囲全体を監視するとしていた。

また、上記特許文献２に開示された車両周囲監視装置は、レーダがドアミラー内部に設けられる。具体的には、ドアミラー鏡が電波を十分に透過する材料で構成され、ドアミラー内部に設けられたレーダが当該ドアミラー鏡を介して、車両側面の後方領域を監視するようにしている。
特開平５−３０１５４１号公報 特開２００２−１１４１１９号公報

しかしながら、一般的に、車両の側面においては、ドアミラーに物体を検知するあるいは物体までの距離を計測するセンサが設置される。一方、センサは、所望の方向および距離に存在する物体を検知するために、レーダや赤外線のビームが形成される場合が多い。そして、上記センサで遠い位置の物体を検出しようとすると、その検出分解能を上げるために細く狭いビームが形成される。したがって、従来の構成におけるセンサでは、車両の側面周囲を監視できる範囲が非常に狭いという課題を有していた。そのため、車両側面において広い範囲をセンサで監視しようとすると、当該範囲をカバーする複数のセンサが必要になる。

それ故に、本発明の目的は、１つのセンサで車両周囲の広い領域が監視可能となる車両周囲監視装置およびそれを具備した車両を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、車両の車輪側面に、ビームの中心軸が前記車両の前後方向と平行になるように固設され、検出領域内に存在する物体の有無及び物体との距離を検出するセンサと、前記センサが検出した物体の方向を、前記車両の上方、下方、前方、および後方の４つに分類し、各分類に対して物体までの距離に関する閾値を設定し、この閾値に基づき存在する物体の危険度を判定し、この危険度判定結果に基づいて、前記車両の運転者へ物体の存在を報知する処理部とを有する。

上記第１の発明によれば、センサを車輪の側面にその検出領域が車輪の回転と共に回転するように設置することにより、車両が走行し車輪が回転することによってセンサの検出領域が拡大し、１つのセンサで車両周囲の広い領域が監視可能にすることができる。

上記第２または第３の発明によれば、予め設定した情報を用いて車輪１回転を１周期としたセンサ回転位相で記憶部に記憶された所定時間分の情報を解析することができるため、容易に所定時間分の情報に対応したセンサの検出領域が形成される方向を算出することができる。

上記第４の発明によれば、車両の車速を用いれば、予め設定した情報の時間軸方向に対する伸縮度合いを定量的に決定できるため、より簡単にセンサ回転位相を算出できる。

上記第５の発明によれば、車両に対する上下前後方向それぞれに対して、個別の解析を行うことができる。

上記第６の発明によれば、車両に対する上下前後方向それぞれに対する危険度を物体との距離に応じて設定し、それら危険度に応じた解析を行うことができる。

上記第７の発明によれば、車両の進行方向を中心として車両周囲の物体が解析されるため、不要な領域に対する処理を削減することができ、処理負担が軽減される。また、運転者に対しても、車両進行方向のみに対する解析が行われるため、より車両の運転に関わる危険に即した報知を行うことが可能となる。

また、本発明の車両によれば、上述した車両周囲監視装置を設置することによって、上述した車両周囲監視装置と同様の効果を得ることができる。

（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る車両周囲監視装置について説明する。なお、図１は、当該車両周囲監視装置の構成を示すブロック図である。

図１において、車両周囲監視装置は、センサ１、伝送部２、処理部３、表示部４、記憶部５、および車速センサ６を備えている。センサ１は、車両側方に存在する障害物あるいは別の車両等の物体との距離、またはその有無を検出する。例えば、センサ１は、レーダ、光（赤外線を含む）、音等の波動を用いたセンサである。センサ１が検出した情報は、伝送部２を介して車両内部に設置された処理部３に伝送される。例えば、伝送部２は、無線等を用いてセンサ１の情報を処理部３へ伝送する。

処理部３は、伝送部２から伝送された情報を記憶部５に蓄積する。また、処理部３には、必要に応じて車速センサ６から車速情報が入力する。処理部３は、記憶部５に蓄積されたセンサ１の情報に基づいて、車両周囲の物体を検出する。また、処理部３は、検出した物体との衝突等の危険度を判断し、表示部４や警告器（図示せず）にその結果を出力することによって運転者に判断結果を報知する。なお、車両１００に予め車速を計測する装置が設置されている場合は、車速センサ６を省略してその装置からの車速情報を用いてもかまわない。

次に、図２を用いて、以下の説明を具体的にするために、車両周囲監視装置が設置される車両における座標軸について説明する。なお、図２は、車両周囲監視装置が設置される車両１００に定義される座標軸を示す図である。

図２において、典型的には車両１００は、自動車である。以下の説明においては、車両１００の前後方向をＸ軸とし、左右方向をＹ軸とし、鉛直方向をＺ軸として定義する。そして、Ｙ軸周りの角度を角度θとし、Ｚ軸周りの角度を角度φとして定義する。なお、角度θはＸ軸方向がθ＝０°であり、角度φはＸ軸方向がφ＝０°である。

次に、図３および図４を用いて、センサ１の設置位置について説明する。なお、図３は、車両１００を横方向から見てセンサ１の設置位置を示す図である。図４は、車両１００を上方向から見てセンサ１の設置位置を示す図である。なお、車両周囲監視装置を構成する伝送部２、処理部３、表示部４、記憶部５、および車速センサ６は、車両１００に設けられているが、図示を省略する。

図３および図４において、センサ１は、物体の存在を検知する、または物体までの距離を計測するセンサである。センサ１は、車両１００の後輪ＲＴ側面に固設される。したがって、センサ１は、後輪ＲＴの回転に応じて共に回転する。一般的に、波動を用いたセンサ１は、その検出領域において所望の距離および方位を満たす分解能に応じて、細いビーム形状、より具体的には半球より狭いビーム形状になる。本実施例においては、センサ１は、そのビームＢの中心軸が車両１００の前後方向（Ｘ軸）と略平行になるように固設される。つまり、上記角度φを用いて説明すると、その出射方向が後輪ＲＴの回転によって水平方向となるようにセンサ１が配置されているとき、当該センサ１から出射されるビームＢの中心軸とＸ軸とが形成する角度φｓがφｓ≒０°となる（図４参照）。したがって、後輪ＲＴの回転に応じて、センサ１から出射されるビームＢの中心軸も後輪ＲＴの回転軸を中心に回転することになる。なお、センサ１から出射されるビームＢの照領域の中心軸は、後輪ＲＴの回転軸に対して平行でなければ、他の配置方向でもかまわない。

このように、センサ１を車両１００の後輪ＲＴ側面に、そのビームＢの照領域の中心軸が後輪ＲＴの回転軸に対して平行でないように固設することにより、車両１００が走行し後輪ＲＴが回転することによって、センサ１のビーム照射領域が拡大し、車両１００周囲のより広い範囲を１つのセンサ１で監視することができる。以下、センサ１を利用した検出対象物体の例を説明する。

図５に示すように、車両１００の上方向に存在する物体Ｈｏを想定する。例えば、車両１００がガードの下を走行する場合や立体駐車場に駐車する場合、当該車両１００の上方向に物体Ｈｏが存在する。この場合、車両１００の後輪ＲＴに固設されたセンサ１のビームＢの出射方向が上方向になると、物体Ｈｏがセンサ１のビームＢ照射領域に含まれる。そして、センサ１が物体Ｈｏを検出した情報に基づいて、車両１００と物体Ｈｏとが衝突の危険性がある場合に、処理部３が運転者に警報を出すことが可能となる。

また、図６に示すように、車両１００の下方向に存在する溝Ｌｏを想定する。例えば、車両１００の後輪ＲＴの近傍に溝Ｌｏが存在する場合、車両１００の後輪ＲＴに固設されたセンサ１のビームＢの出射方向が下方向になると、溝Ｌｏがセンサ１のビームＢ照射領域に含まれる。そして、センサ１が溝Ｌｏを検出した情報に基づいて、車両１００が溝Ｌｏへ脱輪する危険性がある場合に、処理部３が運転者に警報を出すことが可能となる。

さらに、図７に示すように、車両１００の後方に存在する物体Ｒｏを想定する。例えば、隣接車線を後方から車両１００に接近する他の車両が存在し、当該車両が車両１００の前方で車線変更する場合、車両１００の後輪ＲＴに固設されたセンサ１のビームＢの出射方向が後方向になると、後方から接近する物体Ｒｏがセンサ１のビームＢ照射領域に含まれる。そして、車両１００の後輪ＲＴに固設されたセンサ１のビームＢの出射方向が前方向になると、前方で車線変更する物体Ｒｏがセンサ１のビームＢ照射領域に含まれる。そして、センサ１が物体Ｒｏを検出した情報に基づいて、車両１００と物体Ｒｏとが割り込みや追突などによる衝突の危険性がある場合に、処理部３が運転者に警報を出すことが可能となる。

次に、図８〜図１６を参照して、本発明の第１の実施形態に係る車両周囲監視装置の動作について説明する。なお、図８は、当該車両周囲監視装置の処理部３の動作を示すフローチャートである。図９は、センサ検知距離情報Ｌｓおよび路面反射テンプレートＴＰの一例を示す図である。図１０は、各検知範囲の一例を説明するための図である。図１１は、車両１００の上方に存在する物体Ｈｏを検出する位置関係を示す図である。図１２は、上方検知範囲ＵＡに設定される上方警報領域の一例を示す図である。図１３は、車両１００の下方に存在する物体Ｌｏを検出する位置関係を示す図である。図１４は、下方検知範囲ＬＡに設定される下方警報領域の一例を示す図である。図１５は、車両１００の後方に存在する物体Ｒｏを検出する位置関係を示す図である。図１６は、前方および後方検知範囲ＦＡおよびＲＡにそれぞれ設定される前方および後方警報領域の一例を示す図である。なお、処理部３の動作を具体的にするために、物体までの距離を計測するセンサ１が車両１００の後輪ＲＴに固設されている一例を用いて説明する。

図８において、処理部３は、センサ１から伝送部２を介して送信されるセンサ検知距離情報Ｌｓの所定時間分を記憶部５に保持する（ステップＳ１）。ここで、センサ検知距離情報Ｌｓとは、検出時間に応じてセンサ１が検出した距離情報である（図９（ａ）参照）。例えば、車両１００が走行している場合、センサ１が後輪ＲＴと共に回転するため、車両１００の周囲に検知対象の物体がなくても定期的に路面や車両１００のドアミラーなどを検出する。そして、図９（ａ）に示すように、これらの距離が一定であるため、路面を検出した路面距離データＳｒおよびドアミラー距離データＭｒは、距離数値が一定となったデータとして定期的に検出される。

次に、処理部３は、記憶部５に保持されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、路面反射テンプレートＴＰによるマッチング探索を行い、センサ回転位相Ｔを算出する（ステップＳ２）。

ここで、車両１００の運転者に検出した物体を報知する場合、車両１００に対する検出した物体の方向を認識した方がより適切な報知が可能となる。例えば、図４に示したように、センサ１のビーム形状が非常に細く、ビームＢの中心軸が後輪ＲＴの回転軸に対してより垂直に近い方向に設置されている場合、センサ１がどちらの方向を向いているか（センサ回転位相）を把握する必要がある。例えば、図９（ａ）に示すように、センサ１からのセンサ検知距離情報Ｌｓは、車両１００が走行し後輪ＲＴが回転する毎に路面を検知する。具体的には、路面の距離を示す路面距離データＳｒの値は、検出後だんだん小さくなり、センサ１と路面とが最も近づいた場合にその距離を示す最小の値になり、その後だんだん大きくなる。この変化が後輪ＲＴの１回転毎に現れる。この路面距離データＳｒの変化は、車両１００が走行している限り同様に現れるが、車両１００の速度の変化に応じて周期も変化する。そこで、処理部３は、この路面距離データＳｒを抽出することによってセンサ回転位相Ｔを得て、センサ１の向きを判断する。例えば、処理部３は、路面の距離変化を示したテンプレートをセンサ検知距離情報Ｌｓの時間軸上（図９（ａ）では、横軸）で伸縮しながら、センサ１が検知したセンサ検知距離情報Ｌｓ上で、相関処理の一例であるマッチング処理を行って、センサ回転位相Ｔを算出する。

例えば、図９（ｂ）に示すように、路面反射テンプレートＴＰは、横軸を後輪ＲＴの一回転としてセンサ１が路面を検出した距離データＳｒｔｐを縦軸に示したデータであり、横軸の幅Ｗが伸縮可能に構成されている。そして、上記ステップＳ２において、処理部３は、路面反射テンプレートＴＰの幅Ｗをセンサ検知距離情報Ｌｓの横軸上で伸縮しながら、センサ１が検知したセンサ検知距離情報Ｌｓ上で路面反射テンプレートＴＰとのマッチング処理を行って、センサ回転位相Ｔを算出する。そして、例えば、車両１００の後方から物体Ｒｏが近づいてきた場合、その距離データＲｒを検出することにより、車両１００に対してどの方向にどれくらいの距離に物体Ｒｏが存在するかを検知することが可能となる。

なお、上述した説明では、テンプレートとして路面反射テンプレートＴＰを用いたが、車両１００の側面における突起物であり、センサ１との位置関係が一定となるドアミラーやサイドミラーに対する距離データ（例えば、図９（ａ）におけるミラー距離データＭｒ）に基づいて、センサ１の向きを算出してもかまわない。

また、処理部３が車速センサ６から入力する車速情報を用いて、上記ステップＳ２のマッチング処理を行ってもかまわない。上記車速情報を用いれば、路面反射テンプレートＴＰの時間軸方向の伸縮度合いを定量的に決定できるため、より簡単にセンサ回転位相Ｔを算出できる。さらに、車両１００が発進直後等の低速走行時は、マッチング処理を行えるデータ数がほとんどないことから、上記車速情報に基づいて処理することは非常に有効である。例えば、車両１００の近傍に溝が存在し、車速情報に基づいて車両１００が低速で移動していることが認識されている状態で、センサ１による路面からの反射情報が通常のように得られない場合は、車両１００の近傍に溝が存在していることを判断することができる。また、車両１００が極めて低速の場合、距離データＳｒｔｐを縦軸に示し、横軸が後輪ＲＴの一回転に満たない路面反射テンプレートＴＰを用いれば、センサ検知距離情報Ｌｓが後輪ＲＴ一回転分のデータに満たない場合であっても、センサ回転位相Ｔを算出できる。

次に、処理部３は、センサ回転位相Ｔに基づいて、記憶部５に保持されたセンサ検知距離情報Ｌｓをセンサ角度θｓに応じて解析する（ステップＳ３）。ここで、センサ角度θｓは、図２を用いて説明した座標系における角度θで示され、センサ１が鉛直上方向に向いたときがセンサ角度θｓ＝０°で定義される。図１０に示すように、処理部３は、センサ回転位相Ｔに対してセンサ角度θｓ＝０°〜３６０°を割り当てる。そして、処理部３は、センサ角度θｓに応じて、上方検知範囲ＵＡ、下方検知範囲ＬＡ、前方検知範囲ＦＡ、および後方検知範囲ＲＡに分割して、センサ検知距離情報Ｌｓをそれぞれ解析する。一例として、処理部３は、３００°≦θｓ＜３６０°および０°≦θｓ＜６０°のセンサ角度θｓの範囲を上方検知範囲ＵＡとする。処理部３は、１２０°≦θｓ＜２４０°のセンサ角度θｓの範囲を下方検知範囲ＬＡとする。処理部３は、６０°≦θｓ＜１２０°のセンサ角度θｓの範囲を前方検知範囲ＦＡとする。そして、処理部３は、２４０°≦θｓ＜３００°のセンサ角度θｓの範囲を後方検知範囲ＲＡとする。

次に、処理部３は、上方検知範囲ＵＡで検出されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、物体検知、物体までの距離、およびその危険性の判断を行う（ステップＳ４）。例えば、図１１に示すように、センサ１が設置される路面からの高さを基準に、当該高さから距離Ｌ１より低い位置に存在する上方物体Ｈｏを、運転者に報知する対象であるとする。例えば、距離Ｌ１＝（車両１００の車高）−（センサ１の路面からの高さ）で設定される。そして、センサ１が上方検知範囲ＵＡにおいて距離Ｌｓに存在する物体を検出する。この場合、図１２に示すように、センサ検知最大距離以下の上方検知範囲ＵＡで、かつＬｓ＝Ｌ１／ｃｏｓθｓで示される上方警報ラインより下の領域が上方警報領域に設定される。なお、上記上方警報ラインは、正確にはＬｓ＝Ｌ１／（ｃｏｓθｓ・ｃｏｓφｓ）で設定されるが、上述したようにセンサ１の取付角度φｓ≒０°であるため、上方警報ラインをＬｓ＝Ｌ１／ｃｏｓθｓで設定している。そして、処理部３は、上方警報領域内にセンサ検知距離情報Ｌｓが示された場合、車両１００の上方向近傍に接触の可能性のある上方物体Ｈｏが存在すると判断する。

次に、処理部３は、下方検知範囲ＬＡで検出されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、物体検知、物体までの距離、およびその危険性の判断を行う（ステップＳ５）。例えば、図１３に示すように、センサ１が設置される路面からの高さを基準に、当該高さから距離Ｌ２より低い位置に存在する下方物体Ｌｏを、運転者に報知する対象であるとする。例えば、距離Ｌ２＝（センサ１の路面からの高さ）で設定され、路面から凹となった溝などを報知対象とする。そして、センサ１が下方検知範囲ＬＡにおいて距離Ｌｓに存在する物体を検出する。この場合、図１４に示すように、センサ検知最大距離以下の下方検知範囲ＬＡで、かつＬｓ＝−Ｌ２／ｃｏｓθｓで示される下方警報ラインより上の領域が下方警報領域に設定される。なお、上記下方警報ラインは、正確にはＬｓ＝−Ｌ２／（ｃｏｓθｓ・ｃｏｓφｓ）で設定されるが、上述したようにセンサ１の取付角度φｓ≒０°であるため、下方警報ラインをＬｓ＝−Ｌ２／ｃｏｓθｓで設定している。そして、処理部３は、下方警報領域内にセンサ検知距離情報Ｌｓが示された場合、車両１００の下方向近傍に脱輪する可能性のある溝などの下方物体Ｌｏが存在すると判断する。

次に、処理部３は、前方および後方検知範囲ＦＡおよびＲＡで検出されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、物体検知、物体までの距離、およびその危険性の判断を行う（ステップＳ６）。例えば、図１５に示すように、センサ１が設置される位置を基準に、当該位置から距離Ｌ３より近い位置に存在する前方または後方物体Ｒｏを、運転者に報知する対象であるとする。例えば、距離Ｌ３は、車両１００が停止するために必要な空走距離や制動距離などに応じて設定される。そして、センサ１が前方および後方検知範囲ＦＡおよびＲＡにおいて距離Ｌｓに存在する物体を検出する。この場合、図１６に示すように、センサ検知最大距離以下の前方および後方検知範囲ＦＡおよびＲＡで、かつＬｓ＝Ｌ３／｜ｓｉｎθｓ｜で示される前方および後方警報ラインより下の領域がそれぞれ前方および後方警報領域に設定される。なお、上記前方および後方警報ラインは、正確にはＬｓ＝Ｌ３／（｜ｓｉｎθｓ｜・ｃｏｓφｓ）で設定されるが、上述したようにセンサ１の取付角度φｓ≒０°であるため、前方および後方警報ラインをＬｓ＝Ｌ３／｜ｓｉｎθｓ｜で設定している。そして、処理部３は、前方または後方警報領域内にセンサ検知距離情報Ｌｓが示された場合、車両１００の前方に追突する、または後方から追突される可能性のある物体Ｒｏが存在すると判断する。

なお、上述した前方および後方警報ラインは、それぞれ別に設けてもかまわない。一般的に、車両１００は、後退走行に対して前進走行で車速が高くなるため、前方警報ラインを高く形成して前方警報領域を後方警報領域より大きく設定してもかまわない。

また、車速センサ６（図１参照）からの車両１００の車速情報に応じて、前方および後方警報ラインを設定してもかまわない。例えば、車両１００が停止するまでの停止距離は、当該車両１００の車速に応じて変化する。一般的に、車両の停止距離は、停止距離＝空走距離＋制動距離＝運転者の反応時間×車速＋車速²／２ｇμで示される（μは摩擦係数）。例えば、路面をぬれたアスファルトとして摩擦係数μ＝０．４５で設定すると、停止距離は、車速２０ｋｍ／ｈに対して７．７ｍ、車速３０ｋｍ／ｈに対して１４．１ｍとなる。この場合、処理部３は、これら車速に応じて変化する停止距離以上となるように、車速センサ６からの車速情報に応じて上記距離Ｌ３を設定する。

そして、処理部３は、上記ステップＳ４〜Ｓ６で行った危険性の判断に基づいて、運転者に表示や警報などを用いて車両１００の周囲情報を報知し（ステップＳ７）、当該フローチャートによる処理を終了する。なお、上記ステップＳ７においては、処理部３は、運転者への周囲情報の報知だけでなく、車両１００の走行制御（例えば、ブレーキによる車両１００の停止）を行ってもかまわない。

このように、車両周囲監視装置は、センサを車輪の側面にその検出領域（ビームＢ）が車輪の回転と共に回転するように設置することにより、車両が走行し車輪が回転することによってセンサのビーム照射領域が拡大し、１つのセンサで車両周囲の広い領域が監視可能にすることができる。

（第２の実施形態）
図１７を参照して、本発明の第２の実施形態に係る車両周囲監視装置について説明する。なお、図１７は、当該車両周囲監視装置の構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る車両周囲監視装置は、第１の実施形態に係る車両周囲監視装置に対して、処理部３がさらに車両１００のシフトレバー７からの変速情報を得て処理している。他の構成要素については、第１の実施形態と同様であるため、同一要素には同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

図１７において、処理部３には、車両１００のシフトレバー７から変速情報が入力する。ここで、変速情報は、少なくとも車両１００のシフトレバー７がリバースを選択しているか否かを区別できる情報であれば、どのようなものでもかまわない。例えば、車両１００のバックランプと連動してリバースの選択を区別してもかまわない。

次に、図１８〜図２０を参照して、本発明の第２の実施形態に係る車両周囲監視装置の動作について説明する。なお、図１８は、当該車両周囲監視装置の処理部３の動作を示すフローチャートである。図１９は、各検知範囲の一例を説明するための図である。図２０は、前方および後方検知範囲ＦＡおよびＲＡにそれぞれ設定される前方および後方警報領域の一例を示す図である。なお、処理部３の動作を具体的にするために、当該実施形態でも物体までの距離を計測するセンサ１が車両１００の後輪ＲＴに固設されている一例を用いて説明する。

図１８において、処理部３は、センサ１から伝送部２を介して送信されるセンサ検知距離情報Ｌｓの所定時間分を記憶部５に保持する（ステップＳ５１）。なお、ステップＳ５１の処理は、上記ステップＳ１の処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

次に、処理部３は、シフトレバー７からの変速情報に基づいて、現在車両１００のシフトレバー７がリバースを選択しているか否かを判断する（ステップＳ５２）。そして、処理部３は、シフトレバー７がリバースを選択していない（車両１００が前進）場合、処理を次のステップＳ５３に進める。一方、処理部３は、シフトレバー７がリバースを選択している（車両１００が後退）場合、処理を次のステップＳ６３に進める。

ステップＳ５３において、処理部３は、記憶部５に保持されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、前進用の路面反射テンプレートＴＰによるマッチング探索を行い、センサ回転位相Ｔを算出する。ここで、前進用の路面反射テンプレートＴＰは、図９（ｂ）と同様に、横軸を後輪ＲＴが前進方向の一回転としてセンサ１が路面を検出した距離データＳｒｔｐを縦軸に示したデータであり、横軸の幅Ｗが伸縮可能に構成されている。このステップＳ５３の処理では、前進用の路面反射テンプレートＴＰが用いられるが、処理内容は上記ステップＳ２と同様であるため、詳細な説明を省略する。

次に、処理部３は、センサ回転位相Ｔに基づいて、記憶部５に保持されたセンサ検知距離情報Ｌｓをセンサ角度θｓに応じて解析する（ステップＳ５４）。ここで、センサ角度θｓは、図２を用いて説明した座標系における角度θで示され、センサ１が鉛直上方向に向いたときがセンサ角度θｓ＝０°で定義される。図１９に示すように、処理部３は、センサ回転位相Ｔに対してセンサ角度θｓ＝０°〜３６０°を割り当て、さらにセンサ角度θｓ＝０°〜１８０°を前方範囲、センサ角度θｓ＝１８０°〜３６０°を後方範囲とする。そして、処理部３は、センサ角度θｓに応じて、前上方検知範囲ＦＵＡ、後上方検知範囲ＲＵＡ、前下方検知範囲ＦＬＡ、後下方検知範囲ＲＬＡ、前方検知範囲ＦＡ、および後方検知範囲ＲＡに分割して、センサ検知距離情報Ｌｓをそれぞれ解析する。一例として、処理部３は、０°≦θｓ＜６０°のセンサ角度θｓの範囲を前上方検知範囲ＦＵＡとする。処理部３は、６０°≦θｓ＜１２０°のセンサ角度θｓの範囲を前方検知範囲ＦＡとする。処理部３は、１２０°≦θｓ＜１８０°のセンサ角度θｓの範囲を前下方検知範囲ＦＬＡとする。処理部３は、１８０°≦θｓ＜２４０°のセンサ角度θｓの範囲を後下方検知範囲ＲＬＡとする。処理部３は、２４０°≦θｓ＜３００°のセンサ角度θｓの範囲を後方検知範囲ＲＡとする。そして、処理部３は、３００°≦θｓ＜３６０°のセンサ角度θｓの範囲を後上方検知範囲ＲＵＡとする。

次に、処理部３は、前上方検知範囲ＦＵＡで検出されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、物体検知、物体までの距離、およびその危険性の判断を行う（ステップＳ５５）。そして、処理部３は、前下方検知範囲ＦＬＡで検出されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、物体検知、物体までの距離、およびその危険性の判断を行う（ステップＳ５６）。なお、上記ステップＳ５５においては、処理部３は、前上方検知範囲ＦＵＡに設定された上方警報領域内にセンサ検知距離情報Ｌｓが示された場合、車両１００の上方向近傍に接触の可能性のある上方物体Ｈｏが存在すると判断する。また、上記ステップＳ５６においては、処理部３は、前下方検知範囲ＦＬＡに設定された下方警報領域内にセンサ検知距離情報Ｌｓが示された場合、車両１００の下方向近傍に接触の可能性のある下方物体Ｌｏが存在すると判断する。これら上方警報領域および下方警報領域の設定方法については、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

次に、処理部３は、前方検知範囲ＦＡで検出されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、物体検知、物体までの距離、およびその危険性の判断を行い（ステップＳ５７）、処理を次のステップＳ５８に進める。例えば、センサ１が設置される位置を基準に、当該位置から距離Ｌ４より近い位置に存在する前方物体を、運転者に報知する対象であるとする。例えば、距離Ｌ４は、車両１００が停止するために必要な空走距離や制動距離などに応じて設定される。そして、センサ１が前方検知範囲ＦＡにおいて距離Ｌｓに存在する物体を検出する。この場合、図２０に示すように、センサ検知最大距離以下の前方検知範囲ＦＡで、かつＬｓ＝Ｌ４／｜ｓｉｎθｓ｜で示される前方警報ラインより下の領域がそれぞれ前方警報領域に設定される。なお、上記前方警報ラインは、正確にはＬｓ＝Ｌ４／（｜ｓｉｎθｓ｜・ｃｏｓφｓ）で設定されるが、上述したようにセンサ１の取付角度φｓ≒０°であるため、前方警報ラインをＬｓ＝Ｌ４／｜ｓｉｎθｓ｜で設定している。そして、処理部３は、前方警報領域内にセンサ検知距離情報Ｌｓが示された場合、車両１００の前方に追突する可能性のある物体が存在すると判断する。このように、ステップＳ５５〜Ｓ５７の処理においては、車両１００の進行方向（前方）に対してのみ車両周囲を監視して解析することになる。

一方、上記ステップＳ５２の判断において、シフトレバー７がリバースを選択している場合、処理部３は、処理を次のステップＳ６３に進める。ステップＳ６３において、処理部３は、記憶部５に保持されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、後退用の路面反射テンプレートＴＰによるマッチング探索を行い、センサ回転位相Ｔを算出する。ここで、後退用の路面反射テンプレートＴＰは、図９（ｂ）のテンプレートを左右逆にして構成され、横軸を後輪ＲＴが後退方向の一回転としてセンサ１が路面を検出した距離データＳｒｔｐを縦軸に示したデータで、横軸の幅Ｗが伸縮可能に構成されている。このステップＳ６３の処理では、後退用の路面反射テンプレートＴＰが用いられるが、処理内容は上記ステップＳ２と同様であるため、詳細な説明を省略する。

次に、処理部３は、センサ回転位相Ｔに基づいて、記憶部５に保持されたセンサ検知距離情報Ｌｓをセンサ角度θｓに応じて解析する（ステップＳ６４）。ここで、センサ角度θｓは、図２を用いて説明した座標系における角度θで示され、センサ１が鉛直上方向に向いたときがセンサ角度θｓ＝０°で定義される。そして、処理部３は、後輪ＲＴが逆回転しているため、センサ回転位相Ｔに対してセンサ角度θｓ＝３６０°〜０°（つまり、センサ角度θｓが時系列的に降順となるように）を割り当て、さらにセンサ角度θｓ＝０°〜１８０°を前方範囲、センサ角度θｓ＝１８０°〜３６０°を後方範囲とする。そして、上記ステップＳ５４と同様に、処理部３は、前上方検知範囲ＦＵＡ、後上方検知範囲ＲＵＡ、前下方検知範囲ＦＬＡ、後下方検知範囲ＲＬＡ、前方検知範囲ＦＡ、および後方検知範囲ＲＡに分割して、センサ検知距離情報Ｌｓをそれぞれ解析する。一例として、処理部３は、０°≦θｓ＜６０°のセンサ角度θｓの範囲を前上方検知範囲ＦＵＡとする。処理部３は、６０°≦θｓ＜１２０°のセンサ角度θｓの範囲を前方検知範囲ＦＡとする。処理部３は、１２０°≦θｓ＜１８０°のセンサ角度θｓの範囲を前下方検知範囲ＦＬＡとする。処理部３は、１８０°≦θｓ＜２４０°のセンサ角度θｓの範囲を後下方検知範囲ＲＬＡとする。処理部３は、２４０°≦θｓ＜３００°のセンサ角度θｓの範囲を後方検知範囲ＲＡとする。そして、処理部３は、３００°≦θｓ＜３６０°のセンサ角度θｓの範囲を後上方検知範囲ＲＵＡとする。

次に、処理部３は、後上方検知範囲ＲＵＡで検出されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、物体検知、物体までの距離、およびその危険性の判断を行う（ステップＳ６５）。そして、処理部３は、後下方検知範囲ＲＬＡで検出されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、物体検知、物体までの距離、およびその危険性の判断を行う（ステップＳ６６）。なお、上記ステップＳ６５においては、処理部３は、後上方検知範囲ＦＵＡに設定された上方警報領域内にセンサ検知距離情報Ｌｓが示された場合、車両１００の上方向近傍に接触の可能性のある上方物体Ｈｏが存在すると判断する。また、上記ステップＳ６６においては、処理部３は、後下方検知範囲ＲＬＡに設定された下方警報領域内にセンサ検知距離情報Ｌｓが示された場合、車両１００の下方向近傍に接触の可能性のある下方物体Ｌｏが存在すると判断する。これら上方警報領域および下方警報領域の設定方法については、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

次に、処理部３は、後方検知範囲ＲＡで検出されたセンサ検知距離情報Ｌｓに対して、物体検知、物体までの距離、およびその危険性の判断を行い（ステップＳ６７）、処理を次のステップＳ５８に進める。例えば、センサ１が設置される位置を基準に、当該位置から距離Ｌ５より近い位置に存在する後方物体を、運転者に報知する対象であるとする。そして、センサ１が後方検知範囲ＲＡにおいて距離Ｌｓに存在する物体を検出する。この場合、図２０に示すように、センサ検知最大距離以下の後方検知範囲ＲＡで、かつＬｓ＝Ｌ５／｜ｓｉｎθｓ｜で示される後方警報ラインより下の領域がそれぞれ後方警報領域に設定される。なお、上記後方警報ラインは、正確にはＬｓ＝Ｌ５／（｜ｓｉｎθｓ｜・ｃｏｓφｓ）で設定されるが、上述したようにセンサ１の取付角度φｓ≒０°であるため、後方警報ラインをＬｓ＝Ｌ５／｜ｓｉｎθｓ｜で設定している。そして、処理部３は、後方警報領域内にセンサ検知距離情報Ｌｓが示された場合、車両１００の後方が接触する可能性のある物体が存在すると判断する。このように、ステップＳ６５〜Ｓ６７の処理においては、車両１００の進行方向（後方）に対してのみ車両周囲を監視して解析することになる。

ステップＳ５８において、処理部３は、上記ステップＳ５５〜Ｓ５７またはＳ６５〜Ｓ６７で行った危険性の判断に基づいて、運転者に表示や警報などを用いて車両１００の周囲情報を報知し（ステップＳ７）、当該フローチャートによる処理を終了する。

このように、第２の実施形態に係る車両周囲監視装置は、第１の実施形態に係る車両周囲監視装置の効果に加えて、車両の進行方向を中心として車両周囲を監視するため、監視不要な領域に対する処理を削減することができ、処理負担が軽減される。また、運転者に対しても、車両進行方向のみに対する報知が行われるため、より車両の運転に関わる危険に即した報知が行われる。また、車両前進用および車両後退用のテンプレートを使い分けることによって、それぞれの走行モードに応じてセンサ１が向いている方向を適切に把握することができる。

なお、第２の実施形態に係る車両周囲監視装置の動作では、上記ステップＳ５７およびステップＳ６７のいずれか一方を行うことによって、前方および後方検知範囲ＦＡおよびＲＡのいずれか一方に対する監視を行っている。しかしながら、第１の実施形態と同様に、前方および後方検知範囲ＦＡおよびＲＡの双方を同時に監視対象にしてもかまわない。この場合、車両１００の走行方向に応じて、前方警報領域および後方警報領域（図２０参照）を設定することも可能である。

例えば、車両１００が前進走行している場合、後方の監視能力を低く（つまり、距離Ｌ５を相対的に小さな値にする）して、車両１００の後方に異常に接近する物体のみを検知するようにしてもかまわない。また、車両１００が後退走行している場合、前方の監視能力を低く（つまり、距離Ｌ４を相対的に小さな値にする）して、車両１００の前方に異常に接近する物体のみを検知するようにしてもかまわない。

一方、運転者は、車両１００の進行方向に対しては、車両周囲の物体に注意することが容易であるが、進行方向の逆方向に対しては注意を怠ることが考えられる。このような危険性を防止するために、車両１００が前進走行している場合、その逆方向となる後方の監視能力を高く（つまり、距離Ｌ５を相対的に大きな値にする）してもかまわない。また、車両１００が後退走行している場合、その逆方向となる前方の監視能力を高く（つまり、距離Ｌ４を相対的に大きな値にする）してもかまわない。

また、上述した第１および第２の実施形態では、処理部３の動作を具体的にするために、物体までの距離を計測するセンサ１が車両１００の後輪ＲＴに固設されている一例を用いて説明した。この場合は、時間の変化に対して距離の情報が変化する２次元のセンサ検知距離情報Ｌｓ（図９参照）が得られる。一方、図２１（ａ）に示すように、センサ１が検知センサ、すなわち物体が存在するか否かだけを検知する場合、センサ１から出力される情報は、時間の変化に対して物体が存在するか否かを示す１次元の情報になる。ここで、センサ１は、物体が存在する場合ＯＮ（信号「１」）、物体が存在しない場合ＯＦＦ（信号「０」）を出力している。具体的には、路面の存在を検出した信号Ｓｒが後輪ＲＴの１回転毎に現れる。また、車両１００の側面における突起物であり、センサ１との位置関係が一定となるドアミラーやサイドミラーの存在を検出した信号Ｍｒが後輪ＲＴの１回転毎に現れる。この場合、処理部３は、これら信号ＳｒやＭｒを抽出することによってセンサ回転位相Ｔを得て、センサ１の向きを判断する。例えば、処理部３は、路面およびミラーの存在を検出したテンプレートＴＰ（図２１（ｂ）参照）を時間軸上（図２１（ａ）では、横軸）で伸縮しながら、センサ１が検知した信号上で、マッチング処理を行って、センサ回転位相Ｔを算出する。そして、例えば、車両１００の後方から物体Ｒｏが近づいてきた場合、その信号Ｒｒを検出することにより、車両１００に対してどの方向に物体Ｒｏが存在するかを検知することが可能となる。

また、第１および第２の実施形態に係る車両周囲監視装置は、周囲の物体の高さ情報を得ることができるので、物体の高さ情報を含めた立体的なものとしてある程度把握することが可能となり、表示部４を用いて運転者の報知する際、自車両と物体との位置関係が認識しやすい立体的な表示をするための情報として有効となる。図２２は、表示部４に表示される自車両と物体との位置関係が認識しやすい立体的な表示の一例である。

例えば、図２２（ａ）に示すように、車両１００の後方に、センサ１のビームＢの照射領域に含まれる人物Ｐが存在するとする。この場合、図２２（ｂ）に示すように、表示部４には、車両周囲監視装置からの距離データに基づいて、車両１００を上方から鳥瞰した状態を画像で示す車両オブジェクトＣｏｂｊを中心として、人物Ｐを示す人物マークＰｍｋが当該距離データに対応した位置に表示される。また、図２２（ｃ）に示すように、表示部４には、車両周囲監視装置からの距離データおよび物体の高さデータに基づいて、車両１００を斜視した状態を画像で示す車両オブジェクトＣｏｂｊを中心として、人物Ｐを示す人物マークＰｍｋが当該距離データおよび高さデータに対応した位置および大きさで表示される。また、図２２（ｃ）に示すように、表示部４には、車両周囲監視装置からの距離データおよび物体の高さデータがそれぞれ示す長さを表示することもできる。

また、上述した説明では、センサ１を車両１００の後輪ＲＴに設置したが、センサ１は、他の車輪に設置してもかまわない。例えば、車両１００の操舵に係る前輪側面に固設されてもかまわない。この場合、図２３に示すように、処理部３には、舵角センサ８からの舵角情報が入力する。ここで、舵角情報とは、車両１００のステアリングホイールを左右に切ったときの前輪の切れ角度を示す情報である。この舵角情報を用いて処理部３が処理することによって、運転者の操舵によってセンサ１のビーム照射領域に干渉する車両１００の車体（タイヤハウスなど）の影響を補正したり、操舵方向に対する監視を行ったりすることが可能となる。また、センサ１を車両１００の２つの後輪共にそれぞれ設置し、処理部３が２つのセンサ１からの情報に基づいて車両周囲の監視を行ってもいいことは、言うまでもない。

本発明に係る車両用周囲監視装置は、センサのビーム照射領域が拡大し、１つのセンサで車両周囲の広い領域が監視可能にすることができ、自動車等の車輪を有する車両用の周囲監視装置等として有用である。

本発明の第１の実施形態に係る車両周囲監視装置の構成を示すブロック図 図１の車両周囲監視装置が設置される車両１００に定義される座標軸を示す図 車両１００を横方向から見てセンサ１の設置位置を示す図 車両１００を上方向から見てセンサ１の設置位置を示す図 車両１００の上方向に存在する物体Ｈｏを想定したセンサ１を利用した検出対象物体の例 車両１００の下方向に存在する溝Ｌｏを想定したセンサ１を利用した検出対象物体の例 車両１００の後方に存在する物体Ｒｏを想定したセンサ１を利用した検出対象物体の例 図１の車両周囲監視装置の処理部３の動作を示すフローチャート センサ検知距離情報Ｌｓおよび路面反射テンプレートＴＰの一例を示す図 各検知範囲の一例を説明するための図 車両１００の上方に存在する物体Ｈｏを検出する位置関係を示す図 上方検知範囲ＵＡに設定される上方警報領域の一例を示す図 車両１００の下方に存在する物体Ｌｏを検出する位置関係を示す図 下方検知範囲ＬＡに設定される下方警報領域の一例を示す図 車両１００の後方に存在する物体Ｒｏを検出する位置関係を示す図 前方および後方検知範囲ＦＡおよびＲＡにそれぞれ設定される前方および後方警報領域の一例を示す図 本発明の第２の実施形態に係る車両周囲監視装置の構成を示すブロック図 図１７の車両周囲監視装置の処理部３の動作を示すフローチャート 各検知範囲の一例を説明するための図 前方および後方検知範囲ＦＡおよびＲＡにそれぞれ設定される前方および後方警報領域の一例を示す図 センサ１が物体の存在だけを検知する際、センサ１から出力される１次元の情報およびそのテンプレートＴＰの一例 表示部４に表示される自車両と物体との位置関係が認識しやすい立体的な表示の一例 舵角センサ８を備えた車両周囲監視装置の構成を示すブロック図 従来の車両周囲監視装置を示すブロック図

符号の説明

１…センサ
２…伝送部
３…処理部
４…表示部
５…記憶部
６…車速センサ
７…シフトレバー
８…舵角センサ
１００…車両

Claims (2)

1. 車両の車輪側面に、ビームの中心軸が前記車両の前後方向と平行になるように固設され、検出領域内に存在する物体の有無及び物体との距離を検出するセンサと、
   前記センサが検出した物体の方向を、前記車両の上方、下方、前方、および後方の４つに分類し、各分類に対して物体までの距離に関する閾値を設定し、この閾値に基づき存在する物体の危険度を判定し、この危険度判定結果に基づいて、前記車両の運転者へ物体の存在を報知する処理部とを備えた車両周囲監視装置。
2. 車両の車輪側面に、ビームの中心軸が前記車両の前後方向と平行になるように固設され、検出領域内に存在する物体の有無及び物体との距離を検出するセンサと、
   前記センサが検出した物体の方向を、前記車両の上方、下方、前方、および後方の４つに分類し、各分類に対して物体までの距離に関する閾値を設定し、この閾値に基づき存在する物体の危険度を判定し、この危険度判定結果に基づいて、前記車両の運転者へ物体の存在を報知する処理部とを備えた車両。

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