JP4957518B2 - 車両環境情報通知システム及び車両環境情報通知方法 - Google Patents

車両環境情報通知システム及び車両環境情報通知方法 Download PDF

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Description

本発明は、車両環境情報通知システム及び車両環境情報通知方法に関するものである。
従来、車両の周辺の環境を監視し、運転者に通知するようにした各種の車両環境情報通知システムが提供されている。
該車両環境情報通知システムにおいては、運転者用の座席におけるヘッドレスト、シートバック(背もたれ部分)、座面(座部)等の左右の位置に振動体を配設し、撮像装置、感知器等によって車両の周囲の状況を監視し、障害物が車両に接近しているかどうかを判断し、障害物が接近している場合に、障害物の方向に対応した振動体に振動制御信号を送り、振動体を振動させることによって障害物の方向を運転者に通知するようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−199296号公報
しかしながら、前記従来の車両環境情報通知システムにおいては、障害物の方向を認識することはできるが、車両と障害物との距離を含む位置関係を認識することができないので、車両と障害物との位置関係を認識するために、運転者は障害物を目視する必要がある。
本発明は、前記従来の車両環境情報通知システムの問題点を解決して、障害物を目視することなく、車両と障害物との位置関係を認識することができる車両環境情報通知システム及び車両環境情報通知方法を提供することを目的とする。
そのために、本発明の車両環境情報通知システムにおいては、車両の周辺環境を検出し、車両の周辺環境を表す周辺監視データを発生させる車両周辺環境監視部と、前記周辺監視データに基づいて障害物の方向を判定する方向判定処理手段と、運転者による車両の操作状況である運転操作状況を取得する運転操作状況取得処理手段と、前記運転操作状況を運転環境及び車両特性に基づいて補正する運転操作状況補正処理手段と、該運転操作状況補正処理手段によって補正された運転操作状況を所定の閾値に基づいて複数の区分に分けて評価し、運転操作状況判定指標を算出する運転操作状況判定指標算出処理手段と、該運転操作状況判定指標算出処理手段によって算出された運転操作状況判定指標に基づいて、車両と車両の周辺の障害物との接近の度合いを表す障害物度数を設定する障害物度数設定処理手段と、前記障害物の方向及び障害物度数に基づいて、運転者に対して障害物についての複数の注意喚起を行う注意喚起処理手段とを有する。
本発明によれば、車両環境情報通知システムにおいては、車両の周辺環境を検出し、車両の周辺環境を表す周辺監視データを発生させる車両周辺環境監視部と、前記周辺監視データに基づいて障害物の方向を判定する方向判定処理手段と、運転者による車両の操作状況である運転操作状況を取得する運転操作状況取得処理手段と、前記運転操作状況を運転環境及び車両特性に基づいて補正する運転操作状況補正処理手段と、該運転操作状況補正処理手段によって補正された運転操作状況を所定の閾値に基づいて複数の区分に分けて評価し、運転操作状況判定指標を算出する運転操作状況判定指標算出処理手段と、該運転操作状況判定指標算出処理手段によって算出された運転操作状況判定指標に基づいて、車両と車両の周辺の障害物との接近の度合いを表す障害物度数を設定する障害物度数設定処理手段と、前記障害物の方向及び障害物度数に基づいて、運転者に対して障害物についての複数の注意喚起を行う注意喚起処理手段とを有する。
この場合、前記障害物の方向及び障害物度数に基づいて、運転者に対して障害物についての複数の注意喚起が行われるので、障害物の方向を認識することができるだけでなく、運転者に対して、車両と障害物との位置関係に応じた注意喚起を行うことができる。
したがって、運転者は、障害物を目視することなく、車両と障害物との位置関係及び距離感を認識することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の実施の形態における車両環境情報通知システムの制御ブロック図である。
図において、14は車両の全体の制御を行う制御部であり、該制御部14に、車両の現在地を自車位置として、車両の方位を自車方位として検出する現在地検出部としてのGPSセンサ15、図示されない地図データのほかに各種の情報が記録された記録部としてのデータ記録部16、操作者である運転者が操作することによって所定の入力を行うための入力部としての操作部34、図示されない画面において各種の表示を行い、運転者に通知するための第1の出力部としての表示部35、音声出力を行い、各種の情報を運転者に通知するための第2の出力部としての音声出力部37、及び通信端末としての、かつ、送受信部としての通信部38が接続される。前記GPSセンサ15は、自車位置及び自車方位のほかに時刻を検出する。なお、GPSセンサ15とは独立させて方位センサを配設することによって自車方位を検出することができる。
また、前記制御部14に、運転者及び運転者以外の他の乗員の生体情報、例えば、心拍、発汗、筋電位、脳波、瞳孔、体温等を検出する生体情報検出部43、車速を検出する車速検出部としての車速センサ44、車両の進行方向における前方を監視する第1の監視装置としての前方監視装置48、並びに車両の周辺、すなわち、車両の後方、前方及び左右の側方を監視する第2の監視装置としての周辺監視装置49が接続される。なお、前記生体情報検出部43によって、指紋(指)、静脈(血管)、声紋(声)、網膜/虹彩(目)、画像(顔面)、DNA等を検出することができる。また、前記GPSセンサ15及び車速センサ44によって車両自体の置かれた環境を検出する車両環境検出部13が、前記前方監視装置48及び周辺監視装置49によって車両の周辺環境を監視する車両周辺環境監視部50が構成される。そして、自車位置、自車方位及び車速によって車両環境情報が構成される。
また、前記制御部14に、加速操作要素としてのアクセルペダル51、制動操作要素としてのブレーキペダル52、及び操舵操作要素としてのステアリングホイール53が接続されるとともに、運転者が前記アクセルペダル51を操作して踏み込んだときのアクセル操作量(加速操作量)を表すアクセル開度を検出するための加速操作量検出部としてのアクセルセンサ55、運転者が前記ブレーキペダル52を操作して踏み込んだときのブレーキ操作量(減速操作量)を表すブレーキ踏込量を検出するための減速操作量検出部としてのブレーキセンサ56、及び運転者が前記ステアリングホイール53を操作して操舵したときの操舵操作量を表す操舵角を検出するための操舵操作量検出部としての操舵角センサ57が接続される。なお、前記アクセルペダル51、ブレーキペダル52及びステアリングホイール53によって車両操作部54が、前記アクセルセンサ55、ブレーキセンサ56及び操舵角センサ57によって、車両操作量検出部58が構成される。
さらに、前記制御部14に、車両の各座席の各部位に空気を供給する空気供給装置61、車両の各座席の各部位を振動させるためのモータ62、車両の付近に障害物が存在していることを運転者に通知するための警告装置63が接続される。なお、前記空気供給装置61及びモータ62によって、触覚提示部65が構成される。また、前記モータ62として偏心モータが使用され、該偏心モータは一回転するたびに出力軸を偏位させることができる。
前記データ記録部16は、地図データベース(DB)db1、障害物データベース(DB)db2、運転者データベース(DB)db3等を備え、前記地図データベースdb1に地図データが、障害物データベースdb2に障害物データが、運転者データベースdb3に運転者データがそれぞれ記録される。
前記地図データには、交差点(分岐点)に関する交差点データ、ノードに関するノードデータ、道路に関する道路データ、地物に関する地物データ等が含まれ、前記道路データには、道路種別(高速道路、国道、地方道、細街路等)、道路形状、車線数、幅員、勾配(登坂、降坂等の別も含む。)等のデータが含まれる。
また、障害物データには、他の車両(以下「他車」という。)、歩行者、落下物等の障害物の種類ごとの、寸法、車種、特徴等を表すデータが含まれる。なお、車種には、普通車、大型車、二輪車、自転車等が含まれる。
そして、運転者データには、車両を運転している運転者個人を特定するための認証データ、運転者の生体情報に基づいて運転者の状態を判定するための閾(しきい)値を表す状態判定用データ、運転者の運転操作における特性を表す運転特性データ等が含まれる。前記認証データには、指紋(指)、静脈(血管)、声紋(声)、網膜/虹彩(目)、画像(顔面)、DNA等の生体認証を行うためのデータ、パスワード、レスポンス等の電子認証を行うためのデータ、ICカード、免許証、パスポート等の所有物認証を行うためのデータ等が含まれる。また、前記状態判定用データには、運転時における心拍、発汗、筋電位、脳波、瞳孔、体温等の各生体情報についての閾値のデータが含まれる。そして、運転特性データには、運転者が車両を制動する際に車両が空走する距離を表す空走距離のデータ等が含まれる。
さらに、前記データ記録部16には、過去の障害物データ、運転者データ等の履歴データがそれぞれ記録される。
前記データ記録部16は、前記各種のデータを記録するために、ハードディスク、CD、DVD、光ディスク等の図示されないディスクを備えるほかに、各種のデータを読み出したり、書き込んだりするための読出・書込ヘッド等の図示されないヘッドを備える。また、前記データ記録部16にメモリカード等を使用することができる。なお、前記各ディスク、メモリカード等によって第1の記録装置及び記録媒体が構成される。
また、前記制御部14は、制御装置としての、かつ、演算装置としてのCPU31、該CPU31が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるRAM32、制御用のプログラムのほか各種の処理を行うためのプログラムが記録されたROM33、各種のデータ、プログラム等を記録するために使用される図示されないフラッシュメモリ等を備える。なお、前記RAM32、ROM33、フラッシュメモリ等によって、第2の記録装置が構成される。
前記操作部34として、表示部35とは独立して配設された図示されないキーボード、マウス等を使用することができる。また、前記操作部34として、前記表示部35に形成された画面に画像で表示された各種のキー、スイッチ、ボタン等の画像操作部をタッチすることによって、所定の入力操作を行うことができるようにしたタッチパネルを使用することができる。
前記表示部35としてディスプレイが使用され、表示部35に形成された各種の画面に、自車位置及び自車方位を表示したり、地図、探索経路、該探索経路に沿った案内情報、交通情報等を表示したり、探索経路における次の交差点までの距離、次の交差点における進行方向を表示したりすることができる。
また、音声出力部37は、図示されない音声合成装置及びスピーカを備え、音声出力部37から、運転者に対する案内情報、通知情報等が、例えば、音声合成装置によって合成された音声で出力される。
前記通信部38は、道路交通情報センタから送信された現況の交通情報、一般情報等の各種の情報を受信するための図示されないビーコンレシーバ、FM放送局を介してFM多重放送として受信するための図示されないFM受信機等を備える。
前記前方監視装置48は、レーザレーダ、ミリ波レーダ等のレーダ又は超音波センサ等、又はそれらの組合せから成り、前方監視装置48は前方における車両(前方車両)、構造物(建造物を含む。)、歩行者、道路上の落下物等を探知することによって車両の前方を監視し、監視結果である探知データを周辺監視データとして制御部14に送る。
そして、該制御部14において、CPU31の図示されない周辺環境判定処理手段は、周辺環境判定処理を行い、前記前方監視装置48から周辺監視データを受信すると、周辺監視データを処理して、車両の前方の環境について判定する。すなわち、周辺環境判定処理手段は、運転者が運転している車両を表す自車からの前方に存在する車両、構造物、歩行者、道路上の落下物等の位置を判定したり、自車から前記車両、構造物、歩行者、道路上の落下物等までの距離等を算出したり、自車と前方車両との車間距離、相対速度等を算出したりする。
また、前記周辺監視装置49は、車両の後方を監視する第1の撮像装置としてのバックカメラ(後方監視カメラ)、車両の前方を監視する第2の撮像装置としてのフロントカメラ(前方監視カメラ)、車両の側方を監視する第3の撮像装置としてのサイドカメラ(側方監視カメラ)等の図示されないカメラ(CCD、C−MOS等)から成り、後方、前方及び側方における被撮影物、例えば、車両(後方車両、前方車両及び側方車両)、構造物、歩行者、道路上の落下物等のほかに、地物、交差点、信号機等を撮影することによって、後方、前方及び側方を監視し、監視結果である画像データを周辺監視データとして制御部14に送る。
そして、該制御部14において、前記周辺環境判定処理手段は、前記周辺監視装置49から周辺監視データを受信すると、周辺監視データを処理して、車両の周辺環境について判定する。すなわち、周辺環境判定処理手段は、画像データを処理して、車両、構造物、歩行者、道路上の落下物等の位置を判定したり、自車から車両、構造物、歩行者、道路上の落下物等までの距離を算出したり、車両、構造物、落下物等の寸法、周辺の車両の数を算出したり、自車と前方車両又は後方車両との間の車間距離を算出したり、地物、交差点等を特定したり、信号機の信号灯の色を判定したりする。
なお、前記前方監視装置48によって探知され、周辺監視装置49によって撮影される車両、構造物、歩行者、道路上の落下物等によって障害物が構成され、車両、歩行者等によって移動体の障害物が、構造物、落下物等によって非移動体の障害物が構成される。
前記CPU31は、単独で、又は他の演算装置等と組み合わせることによってコンピュータとして機能し、各種のプログラム、データ等に基づいて演算処理を行う。また、前記データ記録部16、RAM32、フラッシュメモリ等によって記録媒体が構成される。そして、演算装置として、CPU31に代えてMPU等を使用することもできる。
次に、前記構成の車両環境情報通知システムの動作について説明する。
図2は本発明の実施の形態における車両環境情報通知システムの動作を示すメインフローチャート、図3は本発明の実施の形態における障害物回避処理のサブルーチンを示す図、図4は本発明の実施の形態における障害物判定処理のサブルーチンを示す図、図5は本発明の実施の形態における運転操作状況判定用マップを示す図、図6は本発明の実施の形態における生体情報判定用マップを示す図、図7は本発明の実施の形態における走行状態判定処理を説明する図、図8は本発明の実施の形態における運転者に刺激を与える部位を示す第1の図、図9は本発明の実施の形態における運転者に刺激を与える部位を示す第2の図、図10は本発明の実施の形態における運転者に刺激を与える状態を示す第1の概念図、図11は本発明の実施の形態における運転者に刺激を与える状態を示す第2の概念図である。
まず、CPU31の図示されない個人認証処理手段は、個人認証処理を行い、前記生体情報検出部43によって検出された生体情報を読み込むとともに、運転者データベースdb3から認証データを読み出し、前記生体情報及び認証データに基づいて運転者個人を特定する。
次に、CPU31の図示されない道路環境取得処理手段は、道路環境取得処理を行い、GPSセンサ15から自車位置を読み込み、自車位置に基づいて、地図データベースdb1から車両が走行している道路の道路種別、道路形状、勾(こう)配等を読み出す。また、CPU31の図示されない周辺環境取得処理手段は、周辺環境取得処理を行い、車両周辺環境監視部50から送られた車両の周辺環境を表すデータ、すなわち、周辺監視データを読み込む。
そして、前記CPU31の図示されない運転操作状況取得処理手段は、運転操作状況取得処理を行い、運転者による車両の操作状況である運転操作状況を取得する。
そのために、前記運転操作状況取得処理手段は、アクセルセンサ55からアクセル開度を、ブレーキセンサ56からブレーキ踏込量を読み込み、前方監視装置48によって撮影された地物の映像を表す周辺監視データを読み込むとともに、地図データベースdb1から地物データを読み出す。続いて、前記運転操作状況取得処理手段は、前記アクセル開度及びブレーキ踏込量に基づいて、アクセルペダル51を踏み込んだ頻度(アクセル開度の変動回数)を表す加速頻度、及びブレーキペダル52を踏み込んだ頻度を表す制動頻度(ブレーキ踏込量の変動回数)を算出し、前記周辺監視データ及び地物データに基づいて、ステアリングホイール53を操舵した頻度を表す操舵頻度を算出する。該操舵頻度は車線変更の回数によって表され、該車線変更の回数は、車線を越えた回数であり、前記周辺監視データ及び地物データに基づいて算出することができる。
このようにして、前記アクセル開度、ブレーキ踏込量、加速頻度、制動頻度及び操舵頻度を運転操作状況として取得することができる。
続いて、前記CPU31の図示されない生体情報取得処理手段は、生体情報取得処理を行い、生体情報検出部43によって検出された心拍、発汗、筋電位、脳波、瞳孔、体温等を読み込む。
そして、前記CPU31の図示されない運転者状態判定処理手段は、運転者状態判定処理を行い、前記運転操作状況及び生体情報に基づいて運転者の状態を判定する。
ところで、前記運転操作状況は、運転者が車両を運転する環境、すなわち、運転環境、車両固有の特性、すなわち、車両特性等によって変動する。そこで、前記運転者状態判定処理手段の運転操作状況補正処理手段は、運転操作状況補正処理を行い、前記アクセル開度、ブレーキ踏込量、加速頻度、制動頻度及び操舵頻度を、それぞれあらかじめ設定された、運転環境、車両特性等によって決定される補正条件に基づいて補正する。
ここで、前記運転操作状況に影響を与える補正条件として、道路種別による補正値±a、天候による補正値±b、視界による補正値±c、道路形状による補正値±d、及び車種による補正値±eが設定され、前記補正値±aは、高速道路、国道、地方道、細街路等の別によって、前記補正値±bは、晴又は曇、雨又は雪、注意報又は警報等の別によって、前記補正値±cは、昼又は夜(明るさ)、見通しの良い/悪い等の別によって、前記補正値±dは、勾配(上り/下り)の有無、カーブの有無等の別によって、前記補正値±eは、車両重量、排気量(軽自動車、セダン、RV、大型車等)等の別によってあらかじめ設定される。
そして、前記アクセル開度をαとし、ブレーキ踏込量をβとし、加速頻度をmαとし、制動頻度をmβとし、操舵頻度をmsとしたとき、前記アクセル開度αは、補正されて
α’=α±a±b±d±e
に、前記ブレーキ踏込量βは、補正されて
β’=β±a±b±d±e
に、前記加速頻度mαは、補正されて
mα’=mα±d
に、前記減速頻度mβは、補正されて
mβ’=mβ±d
に、操舵頻度msは、補正されて
ms’=ms±a±d
にされる。
続いて、前記運転者状態判定処理手段の運転操作状況判定指標算出処理手段は、運転操作状況判定指標算出処理を行い、前記ROM33の運転操作状況判定用マップ(図5)を参照し、補正された後のアクセル開度α’、ブレーキ踏込量β’、加速頻度mα’、減速頻度mβ’及び操舵頻度ms’を所定の閾値に基づいて複数の区分に分けて評価し、運転操作状況判定指標(例えば、点数によって表される。)を算出する。
そのために、前記運転操作状況判定用マップにおいて、アクセル開度α’が第1、第2の閾値に基づいて大・中・小の区分に分けられ、各区分ごとにアクセル開度α’についての運転操作状況判定指標kα1〜kα3(kα1>kα2>kα3)が設定され、ブレーキ踏込量β’が第1、第2の閾値に基づいて大・中・小の区分に分けられ、各区分ごとにブレーキ踏込量kβ’についての運転操作状況判定指標kβ1〜kβ3(kβ1>kβ2>kβ3)が設定される。また、加速頻度mα’が第1、第2の閾値に基づいて多・中・少の区分に分けられ、各区分ごとに加速頻度mα’についての運転操作状況判定指標kmα1〜kmα3(kmα1>kmα2>kmα3)が設定され、制動頻度mβ’が第1、第2の閾値に基づいて多・中・少の区分に分けられ、各区分ごとに制動頻度mβ’についての運転操作状況判定指標kmβ1〜kmβ3(kmβ1>kmβ2>kmβ3)が設定される。そして、操舵頻度ms’が第1、第2の閾値に基づいて多・中・少の区分に分けられ、各区分ごとに操舵頻度ms’についての運転操作状況判定指標kms1〜kms3(kms1>kms2>kms3)が設定される。
したがって、前記運転操作状況判定指標算出処理手段は、アクセル開度α’、ブレーキ踏込量β’、加速頻度mα’、減速頻度mβ’及び操舵頻度ms’を評価し、運転操作状況判定指標kα1〜kα3、kβ1〜kβ3、kmα1〜kmα3、kmβ1〜kmβ3、及びkms1〜kms3を算出する。
次に、前記運転者状態判定処理手段の生体情報判定指標算出処理手段は、生体情報判定指標算出処理を行い、前記ROM33の生体情報判定用マップ(図6)を参照し、心拍、発汗、筋電位、脳波、瞳孔及び体温を所定の閾値に基づいて評価し、生体情報判定指標を算出する。
そのために、前記生体情報判定用マップにおいて、心拍が第1、第2の閾値に基づいて高(上昇)・中・低(低下)の区分に分けられ、発汗が第1、第2の閾値に基づいて多(増加)・正常・少(減少)の区分に分けられ、筋電位が第1、第2の閾値に基づいて強(上昇)・中・弱(低下)の区分に分けられ、脳波が第1〜第4の閾値に基づいてβ波優位・α波優位・θ波優位・δ波優位の区分に分けられ、瞳孔が第1、第2の閾値に基づいて拡大・正常・縮小の区分に分けられ、体温が第1、第2の閾値に基づいて低(低下)・正常・高(上昇)の区分に分けられる。
ところで、前記生体情報判定用マップにおいて、生体情報判定指標は、各生体情報ごとに設定されず、生体情報の全体で設定される。そして、前記生体情報において、図6における中央より左側の状態で交感神経系が優位となり、中央より右側の状態で副交感神経系が優位となるので、本実施の形態においては、生体情報の全体が高・中・低・中・高の区分に分けられ、各区分に3個の生体情報判定指標kγ1、kγ2、kγ3、kγ2、kγ1(kγ1>kγ2>kγ3)が設定される。
このようにして、運転操作状況判定指標kα1〜kα3、kβ1〜kβ3、kmα1〜kmα3、kmβ1〜kmβ3、kms1〜kms3及び生体情報判定指標kγ1〜kγ3が設定されると、CPU31の図示されない障害物度数設定処理手段は、障害物度数設定処理を行い、運転操作状況判定指標kα1〜kα3、kβ1〜kβ3、kmα1〜kmα3、kmβ1〜kmβ3、kms1〜kms3及び生体情報判定指標kγ1〜kγ3に基づいて、車両の周辺の障害物の障害の度合い、すなわち、車両と車両の周辺の障害物との接近の度合いを表す障害物度数を算出し、設定する。
本実施の形態において、障害物度数設定処理手段は、運転操作状況に基づいて算出された運転操作状況判定指標と、運転者の生体情報に基づいて算出された生体情報判定指標とを加算することによって、総和判定指標を算出し、該総和判定指標を障害物度数とする。
続いて、CPU31の図示されない障害物回避処理手段は、障害物回避処理を行い、障害物を回避する。そして、CPU31の図示されない終了判定処理手段は、終了判定処理を行い、運転者が乗車中であるかどうかを判断し、乗車中である場合は道路環境取得処理に戻り、障害物度数設定処理及び障害物回避処理を繰り返し行う。
次に、図2のフローチャートについて説明する。
ステップS1 個人認証処理を行う。
ステップS2 道路環境取得処理を行う。
ステップS3 周辺環境取得処理を行う。
ステップS4 道路操作状況取得処理を行う。
ステップS5 生体情報取得処理を行う。
ステップS6 運転者状態判定処理を行う。
ステップS7 障害物度数設定処理を行う。
ステップS8 障害物回避処理を行う。
ステップS9 運転者が乗車中であるかどうかを判断する。運転者が乗車中である場合はステップS2に戻り、乗車中でない場合は処理を終了する。
次に、図2のステップS8における障害物回避処理のサブルーチンについて説明する。
この場合、前記障害物回避処理手段の障害物検出判定処理手段は、障害物検出判定処理を行い、車両周辺環境監視部50から送られた周辺監視データを読み込み、該周辺監視データに基づいて障害物が検出されたかどうかを判定する。障害物が検出されると、前記障害物回避処理手段の障害物判定処理は、障害物判定処理を行い、回避しようとする障害物の状況及び自車の走行状態を判断し、前記障害物の状況及び自車の走行状態に応じて前記障害物度数を変更する。
そのために、前記障害物判定処理手段の方向判定処理手段は、方向判定処理を行い、車両周辺環境監視部50から送られた周辺監視データに基づいて障害物の位置を算出し、自車位置及び障害物の位置に基づいて、障害物が自車の前後左右のいずれの方向にあるか、すなわち、自車から見た障害物の方向を判定する。このとき、前記障害物判定処理手段の距離算出処理手段は、距離算出処理を行い、自車から障害物までの距離を算出する。
次に、前記障害物判定処理手段の大きさ判定処理手段は、大きさ判定処理を行い、車両周辺環境監視部50から送られた画像データについて画像処理を行い、障害物の大きさ(形状、面積又は体積)を判定する。
また、前記障害物判定処理手段の障害物類型判定処理手段は、障害物類型判定処理を行い、障害物の類型、すなわち、障害物が移動体であるかどうかを判断する。そして、障害物が移動体である場合、前記障害物判定処理手段の軌跡予測処理手段は、軌跡予測処理を行い、障害物の位置の変化に基づいて障害物の移動速度及び移動方向を算出し、前記移動速度及び移動方向に基づいて、障害物が移動する軌跡を予測する。
ところで、運転者が障害物を回避するために車両を制動させる場合、運転者が車両を制動させようとする際の車両と障害物との間の距離、運転者が車両を制動させようとする際の車速、運転者が車両を制動させようとしてから実際に車両の制動が開始されるまでに車両が走行する距離を表す空走距離、実際に車両の制動が開始されてから車両が停止するまでに車両が走行する距離を表す制動距離等によって障害物を回避することができるかどうかが決定される。
そこで、本実施の形態においては、運転者が車両を制動させようとする際の車両の走行状態を取得し、該車両の走行状態に基づいて障害物を回避することができるかどうかを判定するようにしている。なお、本実施の形態においては、障害物が車両である場合について説明する。
そのために、まず、前記障害物判定処理手段の車両走行状態取得処理手段は、車両走行状態取得処理を行い、車両の走行状態を取得する。すなわち、前記車両走行状態取得処理手段は、車両周辺環境監視部50から送られた周辺監視データを読み込み、該周辺監視データに基づいて、現在の自車と前方車両又は後方車両との間の車間距離Lpを算出するとともに、車速センサ44から現在の車速Vpを読み込む。なお、必要に応じて、車両の走行状態として、車間距離Lpに基づいて車間距離Lpの変化量で表される車間距離変化ΔLpを算出したり、前記車速Vpに基づいて車速Vpの変化量で表される速度変化ΔVpを算出したりすることができる。
続いて、前記障害物判定処理手段の車両走行状態判定処理手段は、車両走行状態判定処理を行い、前記車両走行状態取得処理手段によって取得された車間距離Lp及び車速Vpを判定し、車間距離Lp及び車速Vpが障害物である車両を回避するのに適正であるかどうかを判定する。
そのために、車両走行状態判定処理において、車間距離Lpと空走距離La及び制動距離Lbとの関係が判断されるとともに、車速Vpと閾値を表す基準速度Vcとの関係が判断される。なお、空走距離Laは、運転者の年齢等によって異なるので、認証データとして運転者の年齢等を運転者データベースdb3に記録し、運転者の年齢等によって空走距離Laを異ならせた空走距離マップをROM33に記録することにより、空走距離Laを読み出すことができる。
ところで、運転者が車両を制動させる場合の運転操作状況は、前述されたように、運転環境、車両特性等によって変動する。そこで、車間距離Lpと空走距離La及び制動距離Lbとの関係、並びに車速Vpと基準速度Vcとの関係を判断するに当たり、空走距離La、制動距離Lb及び基準速度Vcが補正されるようになっている。
すなわち、前記運転操作状況補正処理手段は、空走距離La、制動距離Lb及び基準速度Vcを、それぞれあらかじめ設定された、運転環境、車両特性等によって決定される補正条件に基づいて補正する。
ここで、前記運転操作状況に影響を与える補正条件として、道路種別による補正値±a、天候による補正値±b、視界による補正値±c、道路形状による補正値±d、及び車種による補正値±eが設定され、前記補正値±aは、高速道路、国道、地方道、細街路等の別によって、前記補正値±bは、晴又は曇、雨又は雪、注意報又は警報等の別によって、前記補正値±cは、昼又は夜(明るさ)、見通しの良い/悪い等の別によって、前記補正値±dは、勾配(上り/下り)の有無、カーブの有無等の別によって、前記補正値±eは、車両重量、排気量(軽自動車、セダン、RV、大型車等)等の別によってあらかじめ設定される。
そして、前記空走距離Laは、補正されて
La’=La±b±c
に、前記制動距離Lbは、補正されて
Lb’=Lb±b±d±e
に、前記基準速度Vcは、補正されて
Vc’=Vc±a±b±c±d
にされる。
続いて、前記車両走行状態判定処理手段は、運転操作状況補正処理手段によって補正された空走距離La’、制動距離Lb’及び基準速度Vc’に基づいて車間距離Lp及び車速Vpを判定する。
この場合、図7に示されるように、車間距離Lp及び車速Vpが複数の領域に区分され、本実施の形態においては、車間距離Lpは長・中・短に区分され、車速Vpは高・中・低に区分される。なお、前記車間距離変化ΔLp及び速度変化ΔVpを算出する場合、車間距離変化ΔLp及び速度変化ΔVpは、大・中・小に区分される。
すなわち、
La’+Lb’<Lp
である場合、車間距離Lpは長であり、
La’+Lb’>Lp>Lb’
である場合、車間距離Lpは中であり、
Lb’>Lp
である場合、車間距離Lpは小であるとされる。また、
Vc’<Vp
である場合、車速Vpは高であり、
Vc’>Vp>Vc’/2
である場合、車速Vpは中であり、徐行速度をVdとしたとき、
Vc’/2Vp>Vd
である場合、車速Vpは小であるとする。
このようにして、車両の走行状態が判定されると、前記障害物判定処理手段の障害物度数変更処理手段は、障害物度数変更処理を行い、障害物度数度数を変更する。なお、前記障害物度数変更処理手段によって障害物度数設定処理手段が構成される。
そのために、前記障害物度数変更処理手段の障害物判定指標算出処理手段は、障害物判定指標算出処理を行い、障害物である他車の大きさ、他車の類型及び車両の走行状態に基づいて障害物判定指標を算出する。
この場合、他車の大きさが閾値によって大・小の区分に分けられ、各区分ごとに他車の大きさについての障害物判定指標kz1、kz2(kz1>kz2)が設定され、他車の類型が移動体・非移動体の区分に分けられ、各区分ごとに他車の類型についての障害物判定指標kd1、kd2(kd1>kd2)が設定される。また、車両の走行状態については、前述されたように、車間距離Lpは長・中・短に区分されるので、各区分ごとに車間距離Lpについての障害物判定指標kLp1〜kLp3(kLp1>kLp1>kLp3)が設定され、車速Vpは高・中・低に区分されるので、各区分ごとに車速Vpについての障害物判定指標kVp1〜kVp3(kVp1>kVp1>kVp3)が設定される。
したがって、前記障害物判定指標算出処理手段は、他車の大きさ、他車の類型、車間距離Lp及び車速Vpを評価し、障害物判定指標kz1、kz2、kd1、kd2、kLp1〜kLp3、kVp1〜kVp3を算出する。
続いて、前記障害物度数変更処理手段の障害物度数加算処理手段は、障害物度数加算処理を行い、障害物判定指標kz1、kz2、kd1、kd2、kLp1〜kLp3、kVp1〜kVp3に基づいて、障害物度数の調整値を算出し、障害物度数設定処理手段によって設定された障害物度数に調整値を加算することによって、障害物度数を変更する。
このようにして、障害物度数が変更されると、前記障害物回避処理手段の障害物度数判定処理手段は、障害物度数判定処理を行い、変更された後の障害物度数を判定し、障害物度数に応じて運転者に対して障害物についての注意喚起を行う。
図8及び9において、71はシート、72は座面、73はシートバック、p1は座面72の右側の部位、p2は座面72の左側の部位、p3はシートバック73の右側の部位、p4はシートバック73の左側の部位である。
前記各部位p1〜p4には、運転者に圧迫刺激を与えるための図示されない空気室、及び運転者に振動刺激を与えるための図示されない振動体が配設され、前記空気室に空気供給装置61(図1)から圧縮空気が供給され、運転者の所定の部位に圧迫刺激が与えられ、該圧迫刺激に続き、前記モータ62を駆動することによって振動体が振動させられ、運転者の体の所定の部位に振動刺激が連続して与えられる。
そのために、前記障害物度数判定処理手段は、障害物度数が第1の閾値より高いかどうかを判断する。そして、障害物度数が第1の閾値より高い場合、前記障害物回避処理手段の第1の注意喚起処理手段としての圧迫刺激処理手段は、第1の注意喚起処理としての圧迫刺激処理を行い、前記障害物の方向及び障害物までの距離を読み込み、障害物の方向及び障害物までの距離に対応させて、最初に運転者の体に圧迫刺激を与える。
すなわち、例えば、自車が前方車両に接近している場合、部位p1、p2の空気室に圧縮空気が供給され、図10に示されるように、座面72の左右から運転者の脚に圧迫刺激が与えられ、このとき、前方車両との車間距離に応じて空気室に供給される空気量が変化させられる。例えば、車間距離が短くなると、空気量が多くされ、車間距離が長くなると、空気量が少なくされ、車間距離に応じて連続的に変化させられる。このように、脚に圧迫刺激を与えることによって、運転者に前方車両(障害物)があること、及び前方車両までの距離感を体感させることができる。また、後方車両が自車に接近している場合、部位p3、p4の空気室に圧縮空気が供給され、図10に示されるように、シートバック73の左右から運転者の背中に圧迫刺激が与えられ、同様に車間距離に応じて空気量が変化ささせられる。これにより、後方車両(障害物)があること、及び後方車両までの距離感を体感させることができる。
そして、自車が車両の右側に存在する障害物に接近している場合、部位p1、p3の空気室に圧縮空気が供給され、図11に示されるように、座面72及びシートバック73の右から運転者の背中及び脚に圧迫刺激が与えられる。また、自車が車両の左側に存在する障害物に接近している場合、部位p2、p4の空気室に圧縮空気が供給され、その距離に応じて供給量が制御され、図11に示されるように、座面72及びシートバック73の左から運転者の背中及び脚に圧迫刺激が与えられる。これにより、自車の左右方向のいずれかに車両(障害物)があること、及び車両までの距離感を体感させることができる。
続いて、前記障害物度数判定処理手段は、障害物度数が第2の閾値(第1の閾値より高く設定される。)より高いかどうかを判断する。そして、障害物度数が第2の閾値より高い場合、前記障害物回避処理手段の第2の注意喚起処理手段としての振動刺激処理手段は、第2の注意喚起処理としての圧迫刺激処理に加えて振動刺激処理を行い、運転者の体に圧迫刺激及び振動刺激を与える。
すなわち、例えば、自車が前方車両に接近して障害物度数が第2の閾値を超えた場合、運転者の脚に圧迫刺激が与えられている状態で、さらに部位p1、p2の振動体が振動させられ、図10に示されるように、座面72の左右から運転者の脚に振動刺激が与えられ、前方車両の方向及び車間距離に注意を払うことが望ましい旨の通知が行われる。また、同様に、後方車両が自車に接近して障害物度数が第2の閾値を超えた場合、運転者の背中に圧迫刺激が与えられている状態で、さらに、部位p3、p4の振動体が振動させられ、図10に示されるように、シートバック73の左右から運転者の背中に振動刺激が与えられ、後方車両の方向及び車間距離に注意を払うことが望ましい旨の通知が行われる。
そして、自車が車両の右側に存在する障害物に接近して障害物度数が第2の閾値を超えた場合においても同様に、運転者の背中及び脚に圧迫刺激が与えられている状態で、部位p1、p3の振動体が振動させられ、図11に示されるように、座面72及びシートバック73の右から運転者の背中及び脚に振動刺激が与えられ、障害物の方向及び障害物までの距離に注意を払うことが望ましい旨の通知が行われる。また、自車が車両の左側に存在する障害物に接近して障害物度数が第2の閾値を超えた場合においても同様に、運転者の背中及び脚に圧迫刺激が与えられている状態で、部位p2、p4の振動体が振動させられ、図11に示されるように、座面72及びシートバック73の左から運転者の背中及び脚に振動刺激が与えられ、障害物の方向及び障害物までの距離に注意を払うことが望ましい旨を運転者に通知する。このように、障害物に接近している場合、障害物の方向及び障害物までの距離に注意を払うことが望ましい旨の通知が行われる。
なお、本実施の形態においては、振動体の振動の周波数は一定にされるが、障害物度数に対応させて周波数を変更することができる。その場合、障害物度数が低い場合、周波数が高くされ、運転者に高周波の振動刺激が与えられ、障害物度数が高い場合、周波数が高くされ、運転者に低周波の振動刺激が与えられる。また、障害物度数に対応させて周波数を連続的に変更することができる。
このようにして、運転者の体に圧迫刺激及び振動刺激が与えられ、障害物が接近していること、及び障害物までの距離感が触覚を利用して運転者に通知され、運転者に対して注意喚起が行われる。
続いて、前記障害物回避処理手段の車両制御処理手段は、車両制御処理を行い、障害物についての注意喚起が行われたにもかかわらず、運転者による障害物の回避が十分に行われず、更に障害物の回避が必要である場合、必要に応じて前記ブレーキペダル52、ステアリングホイール53等を作動させ、障害物を回避する。
このように、本実施の形態においては、障害物の方向及び障害物までの距離に応じて運転者に刺激を与える部位が変化させられるので、障害物の方向及び障害物までの距離を認識することができるだけでなく、障害物度数に応じて複数の注意喚起が行われ、障害物度数が第1の閾値より高い場合に、運転者に圧迫刺激が与えられ、障害物の距離を運転者の体へ触覚を刺激して与えることができる。障害物度数が第2の閾値より高い場合に、運転者に圧迫刺激に加えて振動刺激が与えられ、障害物度数が高くなるほど運転者に与えられる振動刺激が大きくされるので、運転者に対して、圧迫刺激によって障害物までの距離を通知し、振動刺激によって障害物を回避した方が良い旨の注意喚起を行い、自車と障害物との位置関係に応じた注意喚起を行うことができる。
したがって、運転者は、障害物を目視することなく、自車と障害物との位置関係及び障害物までの距離を体感し、認識することができる。
次に、図3のフローチャートについて説明する。
ステップS8−1 障害物が検出されるのを待機する。障害物が検出された場合はステップS8−2に進む。
ステップS8−2 障害物判定処理を行う。
ステップS8−3 障害物度数が第1の閾値より高いかどうかを判断する。障害物度数が第1の閾値より高い場合はステップS8−4に進み、障害物度数が第1の閾値以下である場合はリターンする。
ステップS8−4 圧迫刺激処理を行う。
ステップS8−5 障害物度数が第2の閾値より高いかどうかを判断する。障害物度数が第2の閾値より高い場合はステップS8−6に進み、障害物度数が第2の閾値以下である場合はリターンする。
ステップS8−6 振動刺激処理を行う。
ステップS8−7 緊急回避が必要であるかどうかを判断する。緊急回避が必要である場合はステップS8−8に進み、必要でない場合はリターンする。
ステップS8−8 車両制御処理を行い、リターンする。
次に、図4のフローチャートについて説明する。
ステップS8−2−1 障害物の方向を判定する。
ステップS8−2−2 障害物の大きさを判定する。
ステップS8−2−3 障害物が移動体であるかどうかを判断する。移動体である場合はステップS8−2−4に、移動体でない場合はステップS8−2−5に進む。
ステップS8−2−4 軌跡予測処理を行う。
ステップS8−2−5 車両走行状態判定処理を行う。
ステップS8−2−6 障害物度数変更処理を行い、リターンする。
ところで、本実施の形態においては、障害物度数に対応させて運転者に圧迫刺激及び振動刺激が与えられ、刺激による注意喚起が行われるようになっているが、障害物度数に対応させて運転者に音声による注意喚起を行うことができる。
この場合、前記障害物度数判定処理手段は、障害物度数が第1の閾値より高いかどうかを判断する。そして、障害物度数が第1の閾値より高い場合、前記障害物回避処理手段の第1の注意喚起処理手段としての警告処理手段は、第1の注意喚起処理としての警告処理を行い、障害物の方向を読み込み、障害物の方向に対応させて警告装置63(図1)を作動させる。本実施の形態において、警告装置63は、車両の室内の所定の箇所に、複数の警告部材、本実施の形態においては、4個のスピーカq1〜q4を備え、例えば、スピーカq1は車室内の右側前方に、スピーカq2は車室内の左側前方に、スピーカq3は車室内の右側後方に、スピーカq4は車室内の左側後方に置かれる。
したがって、例えば、自車が前方車両に接近している場合、前記警告装置63が作動させられ、スピーカq1、q2によって前方から警告音が出力される。また、後方車両が自車に接近している場合、前記警告装置63が作動させられ、スピーカq3、q4によって後方から警告音が出力される。
そして、自車が車両の右側に存在する障害物に接近している場合、前記警告装置63が作動させられ、スピーカq1、q3によって右側方から警告音が出力され、障害物までの距離が短くなるにつれて警告音の音量が大きくされる。また、自車が車両の左側の障害物に接近している場合、警告装置63が作動させられ、スピーカq2、q4によって左側方から警告音が出力され、障害物までの距離が短くなるにつれて警告音の音量が大きくされる。
さらに、前記警告処理手段は、障害物が移動体であるかどうか、すなわち、障害物の種類によって警告音の種類を異ならせることができる。例えば、障害物が移動体でない場合、警告処理手段は、通常の警告音を出力し、障害物が移動体である場合、運転者が障害物を連想することができるように、障害物を連想させる擬似音を出力する。例えば、障害物が車両のうちの乗用車である場合、擬似音は乗用車によって発生させられる音(特に、乗用車のマフラーから発生させられる音と同じ周波数の音)にされ、障害物が車両のうちの二輪車である場合、擬似音は二輪車によって発生させられる音(特に、二輪車のマフラーから発生させられる音と同じ周波数の音)にされ、障害物が車両のうちの自転車である場合、擬似音はベル音にされ、障害物が歩行者である場合、擬似音は足音にされる。
続いて、前記障害物度数判定処理手段は、障害物度数が第2の閾値(第1の閾値より高く設定される。)より高いかどうかを判断する。そして、障害物度数が第2の閾値より高い場合、前記障害物回避処理手段の第2の注意喚起処理手段としての警告強化処理手段は、第2の注意喚起処理としての警告強化処理を行い、警告を強化し、警告音の周波数を変更して低くしたり、警告音の音量を変更して更に大きくしたりする。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の実施の形態における車両環境情報通知システムの制御ブロック図である。 本発明の実施の形態における車両環境情報通知システムの動作を示すメインフローチャートである。 本発明の実施の形態における障害物回避処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の実施の形態における障害物判定処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の実施の形態における運転操作状況判定用マップを示す図である。 本発明の実施の形態における生体情報判定用マップを示す図である。 本発明の実施の形態における走行状態判定処理を説明する図である。 本発明の実施の形態における運転者に刺激を与える部位を示す第1の図である。 本発明の実施の形態における運転者に刺激を与える部位を示す第2の図である。 本発明の実施の形態における運転者に刺激を与える状態を示す第1の概念図である。 本発明の実施の形態における運転者に刺激を与える状態を示す第2の概念図である。
符号の説明
31 CPU
50 車両周辺環境監視部

Claims (6)

  1. 車両の周辺環境を検出し、車両の周辺環境を表す周辺監視データを発生させる車両周辺環境監視部と、
    前記周辺監視データに基づいて障害物の方向を判定する方向判定処理手段と、
    運転者による車両の操作状況である運転操作状況を取得する運転操作状況取得処理手段と、
    該運転操作状況取得処理手段によって取得された運転操作状況を運転環境及び車両特性に基づいて補正する運転操作状況補正処理手段と、
    該運転操作状況補正処理手段によって補正された運転操作状況を所定の閾値に基づいて複数の区分に分けて評価し、運転操作状況判定指標を算出する運転操作状況判定指標算出処理手段と、
    該運転操作状況判定指標算出処理手段によって算出された運転操作状況判定指標に基づいて、車両と車両の周辺の障害物との接近の度合いを表す障害物度数を設定する障害物度数設定処理手段と、
    前記障害物の方向及び障害物度数に基づいて、運転者に対して障害物についての複数の注意喚起を行う注意喚起処理手段とを有することを特徴とする車両環境情報通知システム。
  2. 前記注意喚起処理手段は、前記障害物度数が第1の閾値より高い場合に、運転者の体を部分的に圧迫する圧迫刺激を与え、前記障害物度数が第1の閾値より大きい第2の閾値より高い場合に、運転者の体に前記圧迫刺激を与えるとともに、運転者の体を振動させて振動刺激を与えることによって、運転者に対して障害物についての注意喚起を行う請求項1に記載の車両環境情報通知システム。
  3. 前記注意喚起処理手段は、前記障害物度数が閾値より高い場合に、障害物を連想させる疑似音を警告音として出力することによって、運転者に対して障害物についての注意喚起を行う請求項1に記載の車両環境情報通知システム。
  4. さらに、前記周辺監視データに基づいて車両の走行状態を判定する車両走行状態判定処理手段と、
    両の走行状態の判定結果に基づいて、前記障害物度数設定処理手段によって設定された障害物度数を変更する障害物度数変更処理手段とを有する請求項1に記載の車両環境情報通知システム。
  5. さらに、運転者の生体情報を取得する生体情報取得処理手段を有するとともに、
    前記障害物度数設定処理手段は、前記運転操作状況判定指標算出処理手段によって算出された運転操作状況判定指標、及び前記生体情報取得処理手段によって取得された運転者の生体情報に基づいて障害物度数を設定する請求項1に記載の車両環境情報通知システム。
  6. 車両の周辺環境を監視し、運転者に対して障害物についての注意喚起を行う車両環境情報通知システムにおいて、
    車両の周辺環境を検出し、車両の周辺環境を表す周辺監視データを発生させ、
    該周辺監視データに基づいて障害物の方向を判定し、
    運転者による車両の操作状況である運転操作状況を取得し、
    取得された運転操作状況を運転環境及び車両特性に基づいて補正し、
    補正された運転操作状況を所定の閾値に基づいて複数の区分に分けて評価し、運転操作状況判定指標を算出し、
    算出された運転操作状況判定指標に基づいて、車両と車両の周辺の障害物との接近の度合いを表す障害物度数を設定し、
    前記障害物の方向及び障害物度数に基づいて、運転者に対して障害物についての複数の注意喚起を行うことを特徴とする車両環境情報通知方法。
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