JP5794134B2 - 検出装置、及び、検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、検出装置、及び、検出方法に関する。

車両を運転する際、運転者は目視と経験に基づいて、他車両の接近を予測している。しかしながら、予測が外れた場合には自車両と他車両との接触が発生することがある。よって、このような事故を防止するための装置が考えられている。

特許文献１には、いくつかの画像処理を施すことによって危険車両の検出を行うことが示されている。

特開２００８−９８４３号公報

しかしながら、特許文献１に示すような手法であると、複雑な画像処理が必要となる。複雑な画像処理は演算量が多いため、高速処理を行うことが困難であるなどの問題があった。よって、より容易に他車両の接近を検出できるようにすることが望ましい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、より容易に他車両の接近を検出することを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、
所定時間後における自車両の走行エリアを予測する走行エリア予測装置と、
予測した前記走行エリアに対応する領域に可視光の照射を行う路面描画装置であって、当該照射の方向に応じて異なる色の可視光の照射を行う路面描画装置と、
前記自車両が照射した前記可視光と他車両が照射した可視光とが重なる重畳領域の色に基づいて、前記他車両の接近を検出する重畳領域検出装置と、
を備える検出装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本実施形態における接近検出装置１が搭載された車両５の概略図である。 本実施形態における接近検出装置１のブロック図である。 本実施形態における接近検出方法のフローチャートである。 投光色の一例の説明図である。 図５Ａは、本実施形態における接近検出の第１の説明図であり、図５Ｂは、本実施形態における接近検出の第２の説明図である。 図６Ａは、接近検出装置１による予測領域ＰＡの第１の説明図であり、図６Ｂは、接近検出装置１による予測領域ＰＡの第２の説明図である。 ハンドル角センサー３４の説明図である。 図８Ａは、接近検出装置１による予測領域ＰＡの第３の説明図であり、図８Ｂは、接近検出装置１による予測領域ＰＡの第４の説明図である。 カーナビゲーションシステム３６２に表示される予測ルートの説明図である。 接近検出装置１による予測領域ＰＡの第５の説明図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。すなわち、
所定時間後における自車両の走行エリアを予測する走行エリア予測装置と、
予測した前記走行エリアに対応する領域に可視光の照射を行う路面描画装置であって、当該照射の方向に応じて異なる色の可視光の照射を行う路面描画装置と、
前記自車両が照射した前記可視光と他車両が照射した可視光とが重なる重畳領域の色に基づいて、前記他車両の接近を検出する重畳領域検出装置と、
を備える検出装置である。
このようにすることで、それぞれの車両が予測した走行エリアを可視光で照射する際、その照射方向に応じた可視光で照射を行うので、予測した走行エリアの方向が異なれば異なる色の可視光が照射される。自車両が予測した走行エリアに他車両が予測した走行エリアが重なる場合には、他車両が接近していることになるが、当該重なり合う部分は異なる可視光同士により色の変化を生ずる。よって、重畳領域における可視光の変化を監視することで、他車両の接近を検出することができる。

かかる検出装置であって、前記他車両の接近の検出は、前記自車両が照射した前記可視光と他車両が照射した可視光とが重なることにより生ずる前記重畳領域における前記可視光からの色相の変化、明度の変化、及び、彩度の変化の少なくとも１つに基づいて行われることが望ましい。
このようにすることで、重畳領域において生ずる照射した可視光からのあらゆる変化に基づいて他車両の接近を検出することができる。

また、前記重畳領域検出装置は、前記自車両が照射した前記可視光と他車両が照射した可視光とが重なることにより生ずる前記重畳領域における前記可視光からの色相の変化に基づいて、接近する前記他車両の方向を検出することが望ましい。
予測した走行エリアの方向に応じて異なる色が照射されるので、異なる色同士の重ね合わせにより生じた色相の変化に基づいて照射した他車両の方向を検出することができる。

また、前記照射の方向に応じて異ならされる前記可視光の色は、磁北の方向を基準としたときの前記照射の方向に応じて決定されることが望ましい。
このようにすることで、自車両と他車両との間において、絶対的に共通する方向に基づいて、照射の方向に応じた色の照射を行うことができる。

また、前記走行エリアの予測は、前記自車両の速度情報及び前記自車両の進行方向の少なくともいずれか１つに基づいて行われることが望ましい。
このようにすることで、適切に車両の走行エリアを予測することができる。

また、前記自車両の進行方向は、前記自車両の進行角度情報、及び、グローバル・ポジションニング・システムによる前記自車両の進行予定方向情報、の少なくともいずれか１つに基づいて求められることが望ましい。
このようにすることで、適切に車両の進行方向を予測することができる。

また、前記可視光は、レーザープロジェクターにより照射されることが望ましい。
レーザープロジェクターは、レンズを通さず、常にピントが合っている状態であるので、車両のフロントグリルに取り付けた場合であっても、路面のどの領域でもピントが合い、常に正確に走行エリアに対応する領域を示すことができる。

また、本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項も明らかとなる。すなわち、
所定時間後における自車両の走行エリアを予測する予測ステップと、
予測した前記走行エリアに対応する領域に可視光の照射を行う照射ステップであって、当該照射の方向に応じて異なる色の可視光の照射を行う照射ステップと、
前記自車両が照射した前記可視光と他車両が照射した可視光とが重なる重畳領域の色に基づいて、前記他車両の接近を検出する検出ステップと、
を含む検出方法である。
このようにすることで、それぞれの車両が予測した走行エリアを可視光で照射する際、その照射方向に応じた可視光で照射を行うので、予測した走行エリアの方向が異なれば異なる色の可視光が照射される。自車両が予測した走行エリアに他車両が予測した走行エリアが重なる場合には、他車両が接近していることになるが、当該重なり合う部分は異なる可視光同士により色の変化を生ずる。よって、重畳領域における可視光の変化を監視することで、他車両の接近を検出することができる。

＝＝＝実施形態＝＝＝
図１は、本実施形態における接近検出装置１が搭載された車両５の概略図である。図１には、車両５にレーザープロジェクター２０とグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）３６と撮像装置４０が搭載されている様子が示されている。図２は、本実施形態における接近検出装置１のブロック図である。接近検出装置１は、走行エリア予測装置１０と路面描画装置２０と、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）３６を備える。また、接近検出装置１は、撮像装置４０と重畳領域検出装置５０を備える。また、接近検出装置１は、速度センサー３２、及び、ハンドル角センサー３４を備えることもできる。

走行エリア予測装置１０は、速度センサー３２、ハンドル角センサー３４、及び、ＧＰＳ３６からの情報に基づいて、車両５が所定時間後に到達している可能性のある領域を予測する。

路面描画装置２０は、具体的にはレーザープロジェクター２０である。レーザープロジェクター２０は、ヘッドライトとは別に用意され、走行エリア予測装置１０が予測した範囲（予測領域ＰＡ）を、例えば緑黄色などの色で路面を照らす。ここでレーザープロジェクター２０を採用するのは、レーザープロジェクター２０は、レンズを通さず投影されるため、いずれの位置でもピントが合っている状態になるからである。そのため、予測領域ＰＡの輪郭をぼかすことなく照射することが可能である。

例えば、車両５のフロントグリル部から投影した場合、フロントグリル部に近い位置と離れた位置とでは距離が異なる。よって、レンズを通すとピントの合う位置とピントが合わない位置が生ずるおそれがあるが、レーザープロジェクター２０は、レンズを通さないためいずれの位置でもピントが合い、予測領域ＰＡの輪郭をぼやかすことなく照らすことができる。

なお、路面描画装置２０は、レーザープロジェクター２０には限られず、走行エリア予測装置１０の予測領域ＰＡを照らすことができれば他の装置を用いることとしてもよい。

速度センサー３２は、車両５の現在速度を求め、走行エリア予測装置１０に現在速度情報を送る。なお、速度の微分値を求め、車両５の加速度情報も走行エリア予測装置１０に送ることもできる。

ハンドル角センサー３４は、車両５のハンドル３４５の現在角度を求め、走行エリア予測装置１０に現在のハンドル角情報を送る。なお、ハンドル角の微分値を求め、ハンドル３４５の回転速度の情報を走行エリア予測装置１０に送ることもできる。

ＧＰＳ３６は、車両５の現在位置、現在速度、及び、現在の進行方向を求め、走行エリア予測装置１０に現在位置情報、現在速度情報、及び、進行方向情報を送る。また、磁北の方向を検出し、検出結果を走行エリア予測装置１０に送る。走行エリア予測装置１０は、磁北方向に対する予測領域ＰＡの方向に基づいて、路面描画装置２０が路面に投光（照射）を行う際の投光する色を決定する。

撮像装置４０は、ＣＣＤカメラなど可視光を検出可能な撮像装置である。撮像装置４０は、少なくともレーザープロジェクター２０が投光可能な範囲を撮像する。

重畳領域検出装置５０は、撮像装置４０が検出した可視光の変化を検出して、他車両の接近を検出する。具体的な動作については、後述する。

図３は、本実施形態における接近検出方法のフローチャートである。以下、本フローチャートを参照しつつ、本実施形態の接近検出方法について説明を行う。

まず、車両が走行中であるか否かについての判定が行われる（Ｓ１０２）。そして、走行していない場合には、終了する。一方、車両が走行中である場合には、走行エリアの予測が行われる（Ｓ１０４）。予測された走行エリアは、予測領域ＰＡとされる。予測領域ＰＡの求め方については、後述する。

次に、予測された走行エリア、すなわち予測領域ＰＡを路面に描画する（Ｓ１０６）。路面への描画は、前述の通り、レーザープロジェクター２０によって行われる。また、予測領域ＰＡの描画に用いられる色（可視光）は、その予測領域ＰＡの方向毎に異ならされる。

図４は、投光色の一例の説明図である。車両５は、車両５から投光する予測領域ＰＡの方向に応じて、投光される色を異ならせる。すなわち、「投光方向」ごとに投光色が異なることになる。ここでは、説明を単純化するために、車両からはその前方に左右対称に投光が行われるものとする。つまり、予測領域ＰＡは車両５の進行方向について左右対称の形状であるものとする。

投光方向は、磁北に対する方向に応じて規定される。投光方向が、北方向（Ｎ）に向かう方向を基準に−６０°から＋６０°の場合には、レーザープロジェクター２０からの投光色は三原色ＲＧＢのうちのＲとなる。投光方向が、北方向（Ｎ）に向かう方向を基準に＋６０°から＋１８０°の場合には、レーザープロジェクター２０からの投光色はＲＧＢのうちのＧとなる。投光方向が、北方向（Ｎ）に向かう方向を基準に＋１８０°から＋３００°の場合には、レーザープロジェクター２０からの投光色はＲＧＢのうちのＢとなる。

これにより、例えば、車両５が北方向（Ｎ）に予測領域ＰＡを投光するときは、その車両からＲが投光される。また、車両５が北方向（Ｎ）を０°として、＋１２０°の方向に予測領域ＰＡを投光するときは、その車両からＧが投光される。また、車両が北方向（Ｎ）を０°として、＋３００°の方向に予測領域ＰＡを投光するときは、その車両からＢが投光される。

また、図４には、各投光色が重なり合ったときの色が示されている。投光されたＲとＧとが重なり合うと、その重畳領域は黄色となる。また、投光されたＧとＢとが重なり合うと、その重畳領域は水色となる。また、投光されたＢとＲとが重なり合うと、その重畳領域は紫色となる。

なお、「投光方向」は、前述のように磁北の方向に応じて規定されるが、この磁北の方向はＧＰＳ３６からの出力に基づいて求めることができるものとする。

図５Ａは、本実施形態における接近検出の第１の説明図であり、図５Ｂは、本実施形態における接近検出の第２の説明図である。ここでは、車両が２台登場する。よって、説明の便宜上、第１車両１０５には１００番台の符号を付し、第２車両２０５には２００番台の符号を付して両者を区別する。

図５Ａには、走行中の第１車両１０５と第２車両２０５が示されている。そして、第１車両１０５の予測領域ＰＡの投光方向は、北方向を基準として０°の方向であるのでＲでの投光がなされている。また、第２車両２０５の予測領域ＰＡの投光方向は、北方向を基準として＋１２０°であるのでＧでの投光がなされている。

数秒後、両車両がさらに走行すると、これら投光された光が路面において重畳する領域が生ずる。図５Ｂには、投光されたＧとＲとが重なり合う領域の色がＹ（イエロー）となっていることが示されている。

このような投光が行われることを前提として、撮像装置４０による撮像が行われる（Ｓ１０８）。撮像装置４０は、車両５０の周囲の路面及び壁面を撮像し、その色の変化を監視する。撮像装置４０は、撮像結果を重畳領域検出装置５０に送る。

次に、送られた撮像結果に基づいて、投光エリアの変化があるか否かの判定がされる（Ｓ１１０）。判定は、重畳領域検出装置５０において行われる。例えば、図５Ａ及び図５Ｂを比較すると、投光エリアの重畳領域においてＹ(イエロー）の色が発生している。

このように、投光エリアの重畳領域における色の変化を検出した場合には、他車両との接触の可能性を通知する（Ｓ１１２）。接触可能性の通知は、車両内において警告音を発生したりすることで行うことができる。一方、投光エリアの変化がない場合には、ステップＳ１０２に戻る。

このように、本実施形態では、各々の車両が自車両の走行エリアを予測し、予測領域ＰＡの路面に予測領域の投光方向に応じた色で投光を行う。そして、投光した予測領域の色変化を検出すればよいので、車両同士の接触可能性を容易に検出することができる。また、イエローへの色の変化を検出した場合において、自車両が照射する色がＲである場合には、重なり合った色がＧであることになる。そうすると、他車両の予測領域ＰＡの方向が＋６０°から＋１８０°の間であることも検出することができる。すなわち、他車両が＋６０°から＋１８０°の間から進行してくる可能性が高いことも検出することもできる。

ほぼ同じ方向を進行している車両同士、すなわち並走している車両同士は、そもそも接触の可能性は少ないか、接触しても相対速度が小さいため大きな事故は発生しにくい。一方、横方向から進行してくる車両や、斜め前方から進行してくる車両同士は、接触の可能性もあり、また接触したときの相対速度が大きくなるため大きな事故となる。

本実施形態であれば、横方向から進行してくる車両や、斜め前方から進行してくる車両同士が検出しやすいので、接触の可能性が比較的高いケースや接触したときの相対速度が大きいケースについて車両同士の接触可能性を容易に検出できる。

なお、上記実施形態では、重畳領域における色の変化、すなわち色相の変化に基づいて他車両を検出することとしたが、重畳領域における色の明度変化又は彩度変化に基づいて他車両を検出することもできる。

次に、前述の予測領域ＰＡについて説明する。
図６Ａは、接近検出装置１による予測領域ＰＡの第１の説明図であり、図６Ｂは、接近検出装置１による予測領域ＰＡの第２の説明図である。ここでは、走行エリア予測装置１０に少なくとも速度センサー３２から速度情報が時々刻々と送られていることとする。そして、接近検出装置１は、速度情報に基づいて、現在から所定時間後（例えば５秒後）の車両５の到達可能性のある範囲を予測する。

図６Ａ及び図６Ｂには、それぞれ、車両５と車両５に搭載されたレーザープロジェクター２０が示されている。また、レーザープロジェクター２０によって照らされた予測領域ＰＡが示されている。

図６Ａは、時速３０Ｋｍ／ｈで車両５が走行中の様子を示し、図６Ｂは、時速４０Ｋｍ／ｈで車両５が走行中の様子を示す。図６Ａと図６Ｂとは、現在速度がそれぞれ異なっているため、予測領域ＰＡの広さが異なっている。すなわち、時速４０Ｋｍ／ｈで走行しているときにおける予測領域ＰＡの大きさは、時速３０Ｋｍ／ｈで走行しているときにおける予測領域ＰＡよりも広い。このように、車両５の現在速度に基づいて、所定時間後までの予測領域ＰＡを求めるので、車両５の速度が速いほど進行方向に関してより遠くまでの範囲が予測領域ＰＡに含まれることになる。

進行方向を変えているとき、すなわちハンドル３４５を右又は左に切っているときには、次のようなハンドル角情報に基づいて、予測領域ＰＡを求めることもできる。

図７は、ハンドル角センサー３４の説明図である。図７には、検出器３４１ａと回転板３４１ｂとハンドル角演算装置３４２とハンドル３４５が示されている。

回転板３４１ｂは、車両５のハンドル３４５に固定されており、ハンドル３４５が回転させられると共に回転する。また、回転板３４１ｂの円周には、複数のスリットが設けられている。検出器３４１ａは、スリットへ光を照射する照射器（図示せず）と、この光を検出する検出器（図示せず）を備え、検出結果としてのパルスをハンドル角演算装置３４２に送る。

ハンドル角演算装置３４２は、送られたパルスに基づく演算を行うことによりハンドル３４５の現在の角度を求め、走行エリア予測装置１０に送る。このようにすることによって、走行エリア予測装置１０は、ハンドル３４５の現在の角度の情報を得ることができる。

図８Ａは、接近検出装置１による予測領域ＰＡの第３の説明図であり、図８Ｂは、接近検出装置１による予測領域ＰＡの第４の説明図である。図８Ａ及び図８Ｂには、それぞれ、車両５と車両５に搭載されたレーザープロジェクター２０が示されている。また、レーザープロジェクター２０によって路面に照らされた予測領域ＰＡが示されている。

図８Ａには、右折中の車両５が示されている。このように右折中の車両５は、このまま右折を継続する可能性が高いとして、予測領域ＰＡを車両５の右側寄りの範囲とする。また、図８Ｂにも右折中の車両５が示されている。図８Ｂの場合、右折中ではあるが、ハンドル３４５は徐々に直進方向に戻されているものとする。この場合、予測領域ＰＡは車両５の右側寄りの範囲とされるが、予測領域ＰＡにおける四角形の辺が右側のものよりも左側が長くなるように照射される。これは、ハンドル３４５が直進方向に戻されていることから、車両５が直進方向に進む可能性が高まったためである。

同様の原理から、車両５が右折中において、ハンドル３４５がより右側に切られつつあるときには、予測領域ＰＡの四角形の辺が左側よりも右側のほうが長くなるように照射されることとしてもよい。このような予測を行うために、ハンドル角演算装置３４２において、ハンドル３４５の角度について角速度や角加速度が求められることとしてもよい。

このように予測領域ＰＡが右寄りの場合には投光方向も右寄りとなる。投光方向は、４角形の右側の辺と左側の辺との中央のラインで示される方向となる。同様に、予測領域ＰＡが左寄りの場合には投光方向も左寄りとなる。

図９は、カーナビゲーションシステム３６２に表示される予測ルートの説明図である。図９には、カーナビゲーションシステム３６２の画面に表示された地図、地図上の車両５、及び、車両５の走行ルートが示されている。

車両５は、前述のようにＧＰＳ３６を搭載することができる。そして、ＧＰＳ３６から出力された現在位置情報に基づいてカーナビゲーションシステム３６２は、車両５の目的地までのルートを求める。そして、求められたルートを画面に表示する。図９のカーナビゲーションシステム３６２の画面には、数メートル先で右折するルートが示されている。この場合、走行中の車両５は、右折する可能性が高いことが分かる。

図１０は、接近検出装置１による予測領域ＰＡの第５の説明図である。図１０には、図９において示されたルートを走行中の車両５が示されている。また、レーザープロジェクター２０によって照らされた予測領域ＰＡが示されている。

図９において、走行中の車両５は、右折する可能性が高いことが分かっている。よって、カーナビゲーションシステム３６２から得られるこのようなルートの情報に基づいて、走行エリア予測装置１０は、車両５が右折する可能性が高いとして、予測領域ＰＡを車両５の右寄りの範囲とする。そして、予測領域ＰＡを路面にレーザープロジェクター２０を用いて描画する。このようにすることによっても、予測領域ＰＡを求めることができる。

このような構成であれば、予測領域ＰＡを路面に投光することができる。したがって、仮に、撮像装置４０及び重畳領域検出装置５０が故障した場合であっても、運転手は投光された予測領域ＰＡを観察することにより接触可能性を知ることができるという利点もある。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。

１ 接近検出装置、５ 車両、
１０ 走行エリア予測装置、２０ 路面描画装置（レーザープロジェクター）、
３２ 速度センサー、３４ ハンドル角センサー、３６ ＧＰＳ、
４０ 撮像装置、５０ 重畳領域検出装置、
３４１ａ 検出器、３４１ｂ 回転板、
３４２ ハンドル角演算装置、３４５ ハンドル、
３６２ カーナビゲーションシステム、
ＰＡ 予測領域

Claims (8)

1. 所定時間後における自車両の走行エリアを予測する走行エリア予測装置と、
   予測した前記走行エリアに対応する領域に可視光の照射を行う路面描画装置であって、当該照射の方向に応じて異なる色の可視光の照射を行う路面描画装置と、
   前記自車両が照射した前記可視光と他車両が照射した可視光とが重なる重畳領域の色に基づいて、前記他車両の接近を検出する重畳領域検出装置と、
   を備える検出装置。
2. 前記他車両の接近の検出は、前記自車両が照射した前記可視光と他車両が照射した可視光とが重なることにより生ずる前記重畳領域における前記可視光からの色相の変化、明度の変化、及び、彩度の変化の少なくとも１つに基づいて行われる、請求項１に記載の検出装置。
3. 前記重畳領域検出装置は、前記自車両が照射した前記可視光と他車両が照射した可視光とが重なることにより生ずる前記重畳領域における前記可視光からの色相の変化に基づいて、接近する前記他車両の方向を検出する、請求項１又は２に記載の検出装置。
4. 前記照射の方向に応じて異ならされる前記可視光の色は、磁北の方向を基準としたときの前記照射の方向に応じて決定される、請求項１〜３のいずれかに記載の検出装置。
5. 前記走行エリアの予測は、前記自車両の速度情報及び前記自車両の進行方向の少なくともいずれか１つに基づいて行われる、請求項１〜４のいずれかに記載の検出装置。
6. 前記自車両の進行方向は、前記自車両の進行角度情報、及び、グローバル・ポジションニング・システムによる前記自車両の進行予定方向情報、の少なくともいずれか１つに基づいて求められる、請求項５に記載の検出装置。
7. 前記可視光は、レーザープロジェクターにより照射される、請求項１〜６のいずれかに記載の検出装置。
8. 所定時間後における自車両の走行エリアを予測する予測ステップと、
   予測した前記走行エリアに対応する領域に可視光の照射を行う照射ステップであって、当該照射の方向に応じて異なる色の可視光の照射を行う照射ステップと、
   前記自車両が照射した前記可視光と他車両が照射した可視光とが重なる重畳領域の色に基づいて、前記他車両の接近を検出する検出ステップと、
   を含む検出方法。

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