JP5176626B2 - 車両警報装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両警報装置に関する。

従来から前方を走行する車両との衝突を避けるために、カメラにより前方を走行する車両を認識し、その認識された画像から車間距離や前方車両の速度を検出して警告あるいは自車両の速度を制御する構成が提案されている。

例えば、特許文献１では、車両に搭載された１台の可視光対応のカメラからの画像データに基づき前方車両のリャビュー及び道路の形状の画像情報を抽出し、各種車両のリャビューの形状、車幅を事前に記憶し、画像情報から得られた前方車両のリャビューの形状と比較し、一致した車両の幅を前方車両の幅として検出し、得られた前方車両の幅、画像情報に基づく画像の横方向の全画素数、前方車両が画像中に占める横方向画素数さらにカメラの水平画角を用いて前方車両との距離及び速度を算出している。

特許文献２においては、可視光対応のカメラで撮像した画像内から前方を走行する前方車両を検出し、検出した前方車両への自車両の近接および隔離を検出して、その検出結果に基づいて、自車両の前方車両への追従走行の状況を判定する。そして、自車両が前方車両追従して走行していると判定した場合に、自車両と前方車両との間の車間距離データを取得し、取得した車間距離データに基づいて、自車両と前方車両との間の車間距離を制御している。

また、自車両の前方にあるのは他の車両だけとは限らない。走行している道路の前方を歩行者が不意に立ち入ることもありうる。このために、車両周辺に存在する歩行者を精度よく検知する提案も従来からなされている。
例えば、特許文献３においては、赤外線カメラで撮像された画像において、歩行者の頭部に相当すると推定される領域を基準領域として設定し、その基準領域の左右の側方部分に、歩行者の肩上方空間に相当すると推定される２つの対象領域を設定している。そして歩行者頭部の輝度階調が歩行者の肩上方空間に位置する頭部の左右（背景）の輝度階調に対して高輝度であるという特徴に基づき、赤外線画像に捉えられた歩行者の頭から肩に相当する領域を認識している。これにより対象物の画像から、歩行者の特徴が顕著に現れる頭から肩に相当する領域を検出することで、検出精度よく歩行者を検出している。
特開平０６−２２９７５９ 特開２００７−０２２４２９ 特開２００４−３０３２１９

特許文献１及び２においては、車両に取り付けられた可視光対応のカメラにより撮像された画像により前方車両を認識することが前提である。しかしながら、このカメラにより撮像される物体は前方を走行する車両に限らず、どのような物体が存在するかは予測不可能である。このような状況において、カメラにより撮像された画像から前方車両のみを精度よく認識される保証はない。このためには画像認識をより厳格に行なう必要があるが、そのためには認識処理に時間がかかることとなり、そうなると高速で走行する車両の認識に適用することは危険である。

また、車間距離の測定も撮像された前方車両の画像の変化から算出しているが、これも処理時間がかかることや認識の精度によっては正確さを欠く問題がある。

さらに、車両走行時には予測もつかぬ事態が生じることは多々ある。例えば、前方で不意に渋滞が発生したり、停止している前方車両から急に人が降りてきたりする。このためには、前方車両との車間距離や速度を認識するだけでは不十分である。
歩行者を認識することは特許文献３において提案されているが、前方車両が不意に停止して、そこから人が周囲に注意を払わずに飛び出してくることは多々あり、このような事態が生じた場合は、警告を発するのが間に合わなくなる恐れがある。

本発明の目的は、走行している車両の前方に存在する危険をより正確かつ簡単な構成にて検知して運転者に警告を与えることができる車両警告装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の車両警告装置は、車両前方に取り付けられ、当該車両前方向にある熱源を感知し、前記熱源の数及び形状を撮像する熱源撮像手段と、前記熱源撮像手段により撮像された前記熱源のひとつから少なくとも１つの熱源が分離したか否かを判別するとともに当該分離された熱源の大きさが前記熱源と比較して小さいか否かを判別する分離判別手段と、この分離判別手段にて前記分離された熱源の大きさが小さいと判別された場合に、第１の警告を行なう第１の警告手段と、を有することを特徴とする。

また、前記車両警報装置はさらに、前記熱源が当該車両の前方左側もしくは前方右側にそれたか否かを判断する判断手段を更に備え、前記分離判別手段は、前記判断手段によって前記熱源が当該車両の前方左側もしくは前方右側にそれたと判断された場合に、前記熱源撮像手段により撮像された前記熱源のひとつから少なくとも１つの熱源が分離したか否かを判別するとともに当該分離された熱源の大きさが前記熱源と比較して小さいか否かを判別するようにしてもよい。

また、前記車両警報装置はさらに、前記熱源撮像手段において撮像された熱源を認識し、当該認識された熱源に焦点を合わせるように前記熱源撮像手段の焦点距離を制御する焦点距離制御手段と、前記焦点距離制御手段にて検出された焦点距離が所定値以下の場合に第２の警告を行なう第２の警告手段と、を更に備えるようにしてもよい。

また、前記車両警報装置はさらに、前記車両の速度を検出する第１の速度検出手段と、この速度検出手段にて検出された速度及び前記焦点距離制御手段にて制御された焦点距離の変化量に基づいて、前記熱源の速度を検知する第２の速度検出手段と、第２の速度検出手段により前記熱源の速度が所定値以下となったときに第３の警告を行なう第３の警告手段と、を更に備えるようにしてもよい。

本発明においては、熱源、つまり車両や人のみを撮像するため、これら熱源以外の道路障害物が検知の対象外となる。従って、従来のように撮像された画像から前方にいる車両のみを認識するための画像認識処理が必要でなくなり、より早く正確に警告を発することが可能となる。特に本発明においては、撮像された熱源を認識した後、この認識された熱源に焦点を合わせることにより焦点距離を制御するように構成している。このため、この焦点距離がそのまま車間距離となり、認識された画像の変化から車間距離を求めるような処理を行なう必要がなく、迅速かつ正確な車間距離を求めることが可能となる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る車両警報装置を備えた車両の概略構成図である。
車両１のフロントグリル奥には、熱源感知カメラ２が設けられ、この熱源感知カメラ２により撮影された画像データは、処理装置３に入力される。この処理装置３は各種センサを有し、これらセンサ及び入力された画像データに基づいた警報メッセージ生成を行ない、その警報メッセージを車両１内のダッシュボート上に取り付けられた表示部４及びスピーカ５から出力するように構成している。
この図１に示された構成は、車両に固定的に取り付けられているが、もちろん本発明に係る車両警報装置はこれに限定されるものでなく、携帯可能なものであってもよい。その場合は、車両のダッシュボード上に載置され、熱源感知カメラ２はフロントガラスを通して前方を撮影するようになる。

図２は、本実施形態に係る車両警報装置のブロック図である。この車両警報装置は、熱源感知カメラ２、処理装置３、表示部４及びスピーカ５から構成される。この処理装置３は処理動作全体を制御するマイクロコンピュータ１０を有する。そしてこのマイクロコンピュータ１０には、熱源感知カメラ２にて撮像された熱源（車両等）に焦点を自動的に合わせるように焦点距離を制御する自動焦点距離装置１１、自車両の加速度を検知する３軸加速度センサ１２、供給される加速度から自車両の速度を演算する自車速演算装置１３が接続されている。

このほか、自動焦点距離装置１１により制御された焦点距離から熱源感知カメラ２にて撮像された熱源までの距離を測定する車間距離測定装置１４、この車間距離の変化と自車両の速度とから前方の熱源の速度を計測する前方車両速度計測装置１５、さらにはメッセージを作成するメッセージ作成装置１６が接続されている。

図３は、マイクロコンピュータ１０の処理を表わすフローチャートである。
まず、熱源感知カメラ２にて撮影された画像データを取り込み、この取り込まれた画像データ内に熱源としての車両を表わす画像が含まれているか否か判別する（ステップＳ１）。ここで含まれていないと判別された場合は、再度画像データの取り込みを行なう。

ここで熱源として車両の画像が含まれていると判別された場合は、自動焦点距離装置１１により熱源感知カメラ２の焦点を撮影された車両に合わせる（ステップＳ２）。続いてこの自動焦点距離装置１１により焦点の合わされた車両と自分の車両との距離の計測を車間距離測定装置に指示し、計測された距離を取り込む（ステップＳ３）。具体的には、マイクロコンピュータ１０は、自動焦点距離装置１１にて判別された焦点距離を距離測定装置１２に供給し、この焦点距離に基づいて距離測定装置１１にて演算された距離を取り込む処理を行なう。

続いて３軸加速度センサ１３にて測定された自車両の加速度を取り込み（ステップＳ４）、この取り込まれた加速度を自車速演算装置１４に供給して自車両の速度を演算させる（ステップＳ５）。自車速演算装置１４は、供給された加速度を積分演算することにより速度を求める。
こうして得られた自車両の速度及び距離測定装置１１により得られた車間距離に基づき、マイクロコンピュータ１０は、熱源感知カメラ２により捕らえられている車両までの安全車間距離を算出する（ステップＳ６）。ここにおいては例えば速度が１００ｋｍ／ｈだった場合は１００ｍ以上、速度が5０ｋｍ／ｈだった場合は５０ｍ以上というように、自車両の速度に比例した距離を求めることになる。

続いて熱源感知カメラ２にて捕らえられた車両の速度を前方車両速度計測装置１５により測定させる（ステップＳ７）。具体的には、距離測定装置１１及び自車速演算装置１４にて順次求められた車間距離及び自車両の速度を記録しておき、この記録された車間距離の変化の度合いから自車両との相対速度を求め、この相対速度と自車両の速度とを加算することにより、前方車両の速度を求める。

そして距離測定装置１１により求められた前方車両までの実際の車間距離と算出された安全車間距離とを比較する（ステップＳ８）。ここで実際の車間距離が安全車間距離より長いと判断された場合は、このままの状態を維持しても前方車両との衝突の危険性はないとして、再びステップＳ１の処理に戻る。つまり、何も警告は行なわない。

一方、実際の車間距離が安全車間距離を下回ると判断された場合は、前方車両速度計測装置１５により求められた速度により、前方車両が停止しているか否かを判別する（ステップＳ９）。ここで停止していないと判断された場合は、メッセージ作成装置１６に実際の車間距離を表わすデータを送付し、対応するメッセージ作成を指示する（ステップＳ１０）。メッセージ作成装置１６は、例えば自車両の速度が６０ｋｍ／ｈで、前方車両との車間距離が５０ｍ以下の場合は、「前方車両との車間距離が５０ｍ以下になりました。安全のため速度を落として車間距離を十分とってください。」というメッセージを作成する。
こうして作成されたメッセージは、表示部４に送られてメッセージが表示され（ステップＳ１１）、さらにスピーカ１０に送られ音声にて報知される（ステップＳ１２）。その後再びステップＳ１の処理に戻る。

一方、前方車両が停止している場合には、その熱源として感知された車両の形状を判定する（ステップＳ１３）。つまり、複数の車両が縦に長く連なるような形状であるかを判断する。もしこのような形状であると判断された場合は、前方で渋滞が発生して停止していることを意味し、この場合は、メッセージ作成装置１６に渋滞メッセージの作成を指示する（ステップＳ１４）。メッセージ作成装置１６は、この指示を受けて例えば「前方に渋滞が起きています。停車してください。」というメッセージを作成し、この作成されたメッセージを表示部４及びスピーカ５に送付して表示及び報知する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。

また、前述のステップＳ１３にて複数の車両が縦に長く連なるような形状でないと判定された場合は、この熱源として感知されている車両の位置が前方のみか、前方左側もしくは右側にそれたかを判断する（Ｓ１５）。ここで位置が前方のみと判断された場合は、前方車両が何らかの理由で停車したことを意味し、このままでは衝突の危険がある。この場合、メッセージ作成装置１６に対して車両の急停車を促すメッセージの作成を指示する（ステップＳ１６）。このメッセージは、例えば「前方の車両が停車いたしました。直ちに停車してください。」となる。このメッセージは表示部４及びスピーカ５に送付されて表示及び報知がなされる（ステップＳ１１、Ｓ１２）。

一方、ステップＳ１５にて前方左側もしくは右側にそれたと判断された場合、これは前方車両が道路の路肩に停車したことを意味する。ここで、再びこの感知された熱源の形状を判断し、熱源が複数に分離してかつ分離された熱源が人間であるか否か判別する（ステップＳ１７）。この分離された熱源が人間であるか否かは、分離した熱源の大きさから簡単に判別可能である。これは、停車した車両から人間が降りた場合、あるいは停車した車両の陰から人間が飛び出してきた場合を意味する。このような行動は周囲にあまり注意を払わずに行なう場合が多く、きわめて危険である。
このため、ステップＳ１７で人物と思われる熱源が検知された場合は、ステップＳ１８に進み、メッセージ作成装置１６に対応するメッセージの作成を指示する。このメッセージは、例えば「人が道路にいます。徐行して注意しながら走行してください。」となる。このメッセージは表示部４及びスピーカ５に送付されて表示及び報知がなされる（ステップＳ１１、Ｓ１２）。

また、ステップＳ１７で人物と思われる熱源が検知されなかった場合は、単に道路の路肩に前方車両が停車したことを意味する。しかしながら、この後何の前触れもなく、停車した車両が急に発進して前方にきたり、あるいは人が飛び出してきたりする恐れがあり、危険をはらんでいることは変わりない。従ってステップＳ１９に進み、メッセージ作成装置１６に対応するメッセージの作成を指示する。このメッセージは、例えば「前方車両が路肩に停車しています。徐行して注意しながら走行してください。」となる。このメッセージは表示部４及びスピーカ５に送付されて表示及び報知がなされる（ステップＳ１１、Ｓ１２）。

このように本実施形態においては、熱源感知カメラ２を用いることにより、熱源、つまり車両や人のみを撮像するため、撮像された画像から前方にいる車両のみを認識するための画像認識処理が必要でなくなり、より早く正確に警告を発することが可能となる。さらに、撮像された熱源を認識した後、自動焦点距離装置１１によりこの認識された熱源に焦点を合わせることにより焦点距離を制御するように構成しているため、この焦点距離がそのまま車間距離となり、認識された画像の変化から車間距離を求めるような処理を行なう必要がなく、迅速かつ正確な車間距離を求めることが可能となる。
従って、走行している車両の前方に存在する危険をより正確かつ簡単な構成にて検知して運転者に警告を与えることができる。

また、本実施形態においては、熱源感知カメラ２にて停止した車両の形状により、渋滞で停止しているか否かを判断し、渋滞している場合は渋滞している旨の警告を行ない、また、熱源の形状に基づいて車両から人物が離れたことを検知して注意を促す警告を行なう等、よりきめ細かな警告を行なうことにより、より安全な走行を可能とすることができる。

本発明の一実施形態に係る車両警報装置を備えた車両の概略構成図である。 本実施形態に係る車両警報装置のブロック図である。 マイクロコンピュータ１０の処理を表わすフローチャートである。

符号の説明

１ 車両
２ 熱源感知カメラ
３ 処理装置
４ 表示部
５ スピーカ
１０ マイクロコンピュータ
１１ 自動焦点距離装置
１２ ３軸加速センサ
１３ 自車速演算装置
１４ 車間距離測定装置
１５ 前方車両速度計測装置
１６ メッセージ作成装置

Claims (4)

1. 車両前方に取り付けられ、当該車両前方向にある熱源を感知し、前記熱源の数及び形状を撮像する熱源撮像手段と、
   前記熱源撮像手段により撮像された前記熱源のひとつから少なくとも１つの熱源が分離したか否かを判別するとともに当該分離された熱源の大きさが前記熱源と比較して小さいか否かを判別する分離判別手段と、
   この分離判別手段にて前記分離された熱源の大きさが小さいと判別された場合に、第１の警告を行なう第１の警告手段と、
   を有する車両警報装置。
2. 前記熱源が当該車両の前方左側もしくは前方右側にそれたか否かを判断する判断手段を更に備え、
   前記分離判別手段は、前記判断手段によって前記熱源が当該車両の前方左側もしくは前方右側にそれたと判断された場合に、前記熱源撮像手段により撮像された前記熱源のひとつから少なくとも１つの熱源が分離したか否かを判別するとともに当該分離された熱源の大きさが前記熱源と比較して小さいか否かを判別する請求項１記載の車両警報装置。
3. 前記熱源撮像手段において撮像された熱源を認識し、当該認識された熱源に焦点を合わせるように前記熱源撮像手段の焦点距離を制御する焦点距離制御手段と、
   前記焦点距離制御手段にて検出された焦点距離が所定値以下の場合に第２の警告を行なう第２の警告手段と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両警報装置。
4. 前記車両の速度を検出する第１の速度検出手段と、
   この速度検出手段にて検出された速度及び前記焦点距離制御手段にて制御された焦点距離の変化量に基づいて、前記熱源の速度を検知する第２の速度検出手段と、
   第２の速度検出手段により前記熱源の速度が所定値以下となったときに第３の警告を行なう第３の警告手段と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項３記載の車両警報装置。

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