JP5649568B2 - 車両と歩行者との衝突を回避するための運転者援助システム - Google Patents

Description

本発明は、車両と歩行者との衝突を回避するのを助けかつ例えば自動車に用いられる運転者援助システムに関する。

統計的に見て、日本及びドイツにおいて、交通事故によるすべての死者の３０％以上が歩行者である。歩行者の事故の高い危険は集落内にあることが、統計的に証明されている。

従来技術において、自動車と歩行者との衝突を防止するか又は歩行者の事故の結果を少なくとも軽減する運転者援助システムが公知である。よくわかっている手掛かりは、歩行者に関する特徴の確認により直接歩行者の存在を推論する。例えば歩行者は、カメラセンサ及び／又はレーダセンサの画像又は画像列において直接分類される。これらの運転者援助システムは、例えばビデオ画像カメラシステムによる歩行者の識別に基いている。しかし画像データから歩行者を識別するために、高い計算出力が必要である。

その代りに、歩行者識別のため熱画像カメラを使用することができる。この解決策の欠点は、熱画像カメラが非常に高価なことである。

歩行者の事故の多くは、歩行者の可能な存在を推論するのを助ける強い特徴が存在する周辺の個所に起こる。典型的な例は横断歩道又はゼブラゾーンを含んでいる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３４１７５３号明細書は、車両において横断歩道への接近を検出する装置を示し、この装置は接近を特徴づける信号を発生する。この場合横断歩道への接近は、位置測定装置（例えばＧＰＳ）又は周辺センサ装置（例えばビデオセンサ装置）で知ることができる。

ここに紹介される発明の課題は、従来技術から公知の解決策に比べて高い信頼度で歩行者との衝突を回避する安価な運転者援助システムを提示することである。

本発明によればこの課題は、独立請求項１に記載の運転者援助システム及び請求項１１に記載の運転者援助システム用の装置によって解決される。有利な展開は従属請求項からわかる。

ここに説明される発明は、一歩先へ行き、歩行者の存在を間接に推論するため、通常歩行者の近くに見出される特徴も使用する。これらの特徴は一般に明確に求められており、計算上の見地から一層簡単に検出可能である。歩行者という概念は、この発明の範囲では車椅子常用者等も含んでいる。

例えば横断歩道又はゼブラゾーンを特定の速度で動く物体は、ある確率で、運転者に警報を出しかつそれにより可能性のある衝突を防止するのに十分な歩行者と解釈することができる。ゼブラゾーンは国の交通規則によって規定されている。動きは例えば放射センサ又は“光流れ（オプティカルフロー）”方法のように強固な手掛かりで検出することができる。

本発明の特別な実施形態は歩行者衝突警報システムを提供し、歩行者の存在についての情報が、車両カメラ及び放射センサ例えばミリ波レーダに基いて求められる。

このシステムの構想は、ゼブラゾーン又はその近くを動くすべての物体を歩行者と解釈することである。例えば車両カメラにより撮影される画像を評価するための画像処理アルゴリズムは、車両の前にあるゼブラゾーンの存在を検出するように設計されている。アルゴリズムにある特徴を抽出するために使用される技術は、例えばゼブラゾーンの縞の縁とゼブラゾーンの縞の周期性との二重関係に基づいている。

本発明の別の好ましい構成によれば、例えばミリ波レーダから検出されるゼブラゾーンの位置と動く物体の速度が、それから車両の前のゼブラゾーンに歩行者が存在することを推論するために重畳される。衝突の可能性があると、警報が運転者に出されるのがよい。合体されるセンサデータに基く警報は２段階で行うことができる。前にあるゼブラゾーンが確認されると、警報は黄色（第１段階）である。ゼブラゾーン又はその近くにある動く物体が発見されると、警報は赤（第２段階）である。

特にただしそれだけではないが、ここで紹介される解決策が直接分類のためのアルゴリズムと組合わされる場合、それにより全システムの強固さは高くなる。

それにより、好ましい実施形態では、例えば自動的な非常制動のような特定のシナリオにおける一層重要な介入が可能になる。

本発明の別の好ましい実施形態は、ゼブラゾーンを識別する別の可能性を規定する。ゼブラゾーン識別機能及び出力装置を持つ自動車用の歩行者保護のための運転者援助システムが提示される。車両がゼブラゾーンへ接近すると、出力装置が動作せしめられ、警報が出される。この警報は、特に車両速度に関係しても出すことができる。車両がゼブラゾーンへ接近するのが速すぎると、出力装置が動作せしめられる。

本発明の別の構成では、ゼブラゾーンへ接近する際自動車の速度が所定の閾値より上にあると、この速度が自動的に減少される。それにより車両がゆっくりゼブラゾーンへ接近するのを保証される。特に最初の警報後、運転者が所定の時間内に反応しないと、速度が減少される。有利な実施例では、車両の前のゼブラゾーンへ運転者の注意を向けるため、警報が光又は音で出される。

次にゼブラゾーンを識別する方法が説明される。
自動車にある周辺検出用カメラシステムによりゼブラゾーンが識別される。そのため縁選択方法又は色識別方法又はパターン認識方法又は類似の方法により車両の前のゼブラゾーンを識別する適当な画像処理アルゴリズムが、カメラシステムに記憶される。
本発明の別の有利な構成は、カメラに基く交通標識識別機能を意図し、識別機能がゼブラゾーンを示す交通標識を識別する。
本発明の有利な構成は、車両が電子カードを備えていることを意図する。電子カードはゼブラゾーンの位置を含み、車両の位置はなるべくナビゲーション装置例えばＧＰＳ受信機により決定される。
特に先行車両の走行方向におけるゼブラゾーンについての情報は、車両から車両への通信によって伝送される。

ゼブラゾーンを識別する前記の方法は、個々に又は互いに組合わせて本発明に寄与する。例えばゼブラゾーン識別は、ゼブラゾーンが前述した方法の２つ又はそれ以上の方法で識別されるように構成することができる。即ち電子カード又は交通標識識別により、大きい確率でゼブラゾーンが存在する区域が確認される。この推測は、車両の前の車道範囲にあるカメラシステムの画像データの分析によって証明されるか又は非とされる。

例えば人間又は歩行者の群れを識別しようとする時、歩行者との衝突を回避する従来技術の解決策は、難点を持っている。なぜならば、これらの群れは、学習した分類パターン（大きさ、体積、衣服、ポケット、自動車のような付属物等）とは相違するからである。

ここで紹介される解決策は利点を与える。なぜならば、それはこのような特徴を捜す必要がなく、ゼブラゾーンのように明確に規定された特徴を捜すからである。それにより、特に紹介された解決策が既にわかっているアルゴリズムを組合わされる時、あまり明らかでないシナリオで運転者援助システムに反応するのが可能になる。

周辺にある明確に規定された特徴の検出は、歩行者の直接識別と比較して計算に費用がかからない。それは安価なシステムに通じる。

１つの（カメラ）センサのみを持つ解決策に比べて、２つの独立したセンサを持つ本発明の展開は、運転者援助システムの一層高度の強さ及び一層少ない故障し易さを与える。両方のセンサは動く物体を検出でき、それにより歩行者識別を証明することができる。

ディジタルカードから又は先行車両からの情報とレーダデータとの組合わせは、悪い視界でもなお適切な警報を出すことができるという利点を与える。

実施例及び図により本発明が以下に説明される。

歩行者衝突警報システムの概略的な図表を示す。 歩行者の検出の結果に基くグラフ警報システムを示す。

歩行者衝突警報システムの構築の実施例が図１に示されている。カメラセンサ例えばＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサは、車両周辺の画像列を撮影する。アルゴリズムにより、横断歩道について画像が検査される。横断歩道が識別されると、横断歩道の位置する範囲が、センサデータを合体するアルゴリズムへ伝送され、横断歩道の存在が警報アルゴリズムへ伝送される。

例えばミリ波レーダ又はライダのような放射センサが、車両周辺で動く物体を検出する。検出される物体から、位置及び（移動方向を含めて）速度がセンサデータ合体用アルゴリズムへ伝送される。このアルゴリズムは、今や検出された横断歩道の範囲を、物体位置及び物体速度と重ねて、横断歩道の近くの物体データにする。これらのデータは警報アルゴリズムへ引渡される。警報アルゴリズムは受けたデータを評価し、歩行者との衝突の危険が存在すると、警報を運転者へ出す。警報は、図２ａ及び２ｂに示すように行うことができる。物体が歩行者にとって特有な速度で横断歩道の範囲を動くのをセンサアルゴリズムが確かめると、危険がある。図示したアーキテクチャの代わりに、１つのカメラセンサのみを持つ歩行者衝突警報システムを実現することができる。このため例えば“光流れ”方法で物体の動きを検出できるカメラデータ評価が必要である。その場合これらのデータは、図１に示すレーダセンサのデータの代わりをすることができ、それによりセンサデータ合体が著しく容易になる。カメラセンサとしえ図示したモノカメラの代わりに、ステレオカメラシステムの使用も可能である。この場合特に物体の大きさのように物体についての付加的なデータが得られ、それにより歩行者としての分類が容易になるか又は一層確実になる。

２段階視覚警報が図２ａ及び２ｂに示されている。図２ａは、横断歩道が識別された状況を示す。運転者には、例えば黄色の警報レベルの形で第１の警報段階が表示される。しかも物体が横断歩道の範囲に近い側方にある。しかしこの物体は動かないので、考慮されない。

図２ｂは、再び横断歩道が識別され、横断歩道を動く物体が検出された状況を示す。この物体は動く歩行者と解釈される。運転者には、例えば赤色の警報レベルの形で第２の警報段階が表示される。運転者が警報に反応しないと、このような状況では、衝突を防止するか又はその結果を回避するために、自動的な非常制動を行うことができる。

Claims (9)

1. 車両と歩行者との衝突を回避するための運転者援助システムであって、カメラセンサ及び放射センサを含んでいるものにおいて、
   横断歩道上を特定の速度で動く物体が検出されると、運転者に警報を出して衝突を防止するのに十分な高い確率で、この物体が歩行者であると解釈され、カメラセンサが横断歩道を検出し、放射センサが物体の位置及び運動を検出し、カメラセンサ及び放射センサからのデータが重畳されて、物体が横断歩道上又はその近くを動いているか否かを検出することと、
   カメラデータから、ゼブラゾーンの縞の縁とゼブラゾーンの縞の周期性との二重関係により横断歩道が認識されることと、
   を特徴とする、運転者援助システム。
2. カメラデータから、横断歩道を指示する交通標識により横断歩道が認識されることを特徴とする、請求項１に記載の運転者援助システム。
3. カメラデータから、オプティカルフローの方法で物体の位置及び運動が認識されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の運転者援助システム。
4. 横断歩道の位置を確かめるために、電子カードのデータが使用されることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の運転者援助システム。
5. 横断歩道の位置が、車両から車両への通信により、先行車両の走行方向へ伝送されることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の運転者援助システム。
6. カメラセンサ及び放射センサからのデータと、電子カードからのデータ及び先行車両により伝送されるデータの中の少なくとも一つとが重畳されて、物体が横断歩道上又はその近くを動いているか否かを検出することを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の運転者援助システム。
7. 更にカメラデータから歩行者の分類が行われることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の運転者援助システム。
8. ゼブラゾーンへ接近する際自動車の速度が所定の閾値より上にあると、この速度が自動的に減少されることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の運転者援助システム。
9. 運転者が警報に反応しない場合非常制動が行われることを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載の運転者援助システム。

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