JP7182623B2 - 速度遮断機の接近時の自動車両の運転補助 - Google Patents

Description

本発明は、一般に自動車に関し、より正確には減速バンプへの接近時の自動車両のための運転補助方法及びシステムに関する。

交通安全状況の改善する目的のために、現今、多くの運転補助システムが提供されている。

考えられる機能性の中で、特に言及されているのは、適応走行制御（ＡＣＣ）、交通状況及び／又はシグナル（交通信号灯、停止、標識等）により車両のエンジンを自動的に停止させ再始動させること、走行車線に車両の軌道を自動的に維持することの補助、提案されたような車線維持補助システム、車線から離れたことや非意図的に線を横切ったことを運転者に警告すること（車線逸脱警告）、車線変更補助または車線変更制御（ＬＣＣ）等であり得る。

したがって、運転補助システムは、運転者の注意を要する状況について運転者に警告すること、及び／又は、ある目的地に到着するために車両が辿るべき軌道を規定することといった一般的な機能を有する。したがって、車両の操縦やブレーキを制御するためのユニットを制御することを可能にして、この軌道は、自動的に効果的に辿られる。この場合、軌道は、数学的な定義の観点から、すなわち車両が時間をかけて占有しなければならない連続した位置の組であるように、理解されるべきである。したがって、運転補助システムは、とるべき道筋だけでなく応じるべき速度の変化の様子も規定しなければならない。この目的のため、運転補助システムは、車両に搭載されたカメラ、レーダー、ライダー等の１つ以上の検出手段から生じる車両のすぐ周りについての多くの情報（歩行者、自転車乗り、他の自動車といった障害物、道標検出、道路配置等）や、車両の速度、加速度や例えばＧＰＳ案内システムによって与えられる位置等の車両に関連する情報を使用する。

以下で関心のあることは、車両が辿る道に配置された減速バンプに車両が接近しなければならず、したがってこの減速バンプの存在を十分に予想してそこからの距離を動的に計算し、必要なら、車両が適当な速度で減速バンプ上を走行することを許容する減速処置のきっかけとなる特定の状況である。

部分的に自動化されたまたは完全に自動化された車両（自動車技術者の社会（ＳＡＥ）によって与えられる分類を用いてレベル３以上であると言われている）のため、辿る道路に存在する減速バンプの正確な位置を与えると期待される高精細の地勢図を車両に装備させる用意がある。しかしながら、１つの主要な問題は、この地図上にできるだけ正確に車両自身を配置する車両の能力に関する。具体的には、自身の位置が正確でないとき、車両は、十分に正確に自身と減速バンプとの間の距離を推定する方法を知らない。様々な車載のセンサを用いて道路に配置された静止した目印の検出を用いることによって及び地勢図に存在する目印と検出された目印を関係付けることによって、車載の地勢図に車両の位置を正確に再調整するために、いくつかの方法が開発されている。減速バンプの場合にこれらの方法を適用することを可能にするために、自動車両からこの減速バンプの存在を検出可能であることが必要であろう。道の脇に配置された専用の道標の存在を検出してこの減速バンプの存在の警告することに、１つの可能性が存在する。しかしながら、車両に搭載のカメラに由来する画像を処理することによる検出は、特に夜間に、及び／又は、道標が道路に配置されたトラックや他の車両等の障害物によって隠される場合、達成することに困難を残す。

運転補助を有する自動車両は、レベル２であると言われているが、その一部について、高精細の車載の地勢図を有していない。

したがって、いかなる場合でも、この減速バンプの存在を知らせる道標が遮られている場合でさえも、車両とこの減速バンプとの間の距離の信頼できる測定を動的に得るように、車両が向かう方への減速バンプの存在を、自動車量に搭載されたカメラによって取り込まれた画像に基づいて推定することを可能にする必要がある。

本発明の目的は、減速バンプの接近時に、減速バンプの存在を推測してそこからの距離を推定するために、車載のカメラによって取り込まれた画像に基づいて実施された他の車両の検出を利用する、自動車両のための運転補助方法及びシステムを提案することによって、この必要性を満たすことである。

この目的のために、本発明の１つの主題は、減速バンプの接近時の自動車両のための運転補助方法であって、方法は、
－前記自動車両に搭載されたカメラによって取り込まれた画像を処理することに基づいて、前記自動車両の前の少なくとも１つの他の移動している車両を検出して追跡する工程と、
－前記自動車両と検出されて辿られる前記少なくとも１つの他の移動している車両との間の推定された距離の時間的な変化の様子を確立する工程と、
－前記時間的な変化の様子における異常領域を検出する工程と、
－前記検出された異常領域に対応する時間から離れた時間ｔ_ｂｕｍｐで推定される前記自動車両と前記少なくとも１つの他の車両との間の距離に基づいて、前記自動車両と減速バンプとの間の距離ｄ_ｂｕｍｐを推定する工程と、を備える。

先に述べられた主要な特徴に加えて、本発明による方法は、以下の特徴の中から１つ以上の追加の特徴を備え得る。
－距離ｄ_ｂｕｍｐは、好ましくは関係
ｄ_ｂｕｍｐ ＝ Ｄ（ｔ_ｂｕｍｐ） － ｄ_ｐａｒｃ
を用いて推定され、
Ｄ（ｔ_ｂｕｍｐ）は、前記時間ｔ_ｂｕｍｐで推定される前記自動車両と前記少なくとも１の他の車両との間の距離であり、ｄ_ｐａｒｃは、前記時間ｔ_ｂｕｍｐから開始する前記自動車両によって覆われる距離に対応する。
‐前記検出及び追跡工程は、前記自動車両と同じ方向に走行する少なくとも１つの他の車両を検出し追跡することを備え得て、前記時間ｔ_ｂｕｍｐは、好ましくは検出された異常領域の開始に対応する時間の前に選ばれる。
‐前記検出及び追跡工程は、前記自動車両と反対方向に走行する少なくとも１つの他の車両を検出し追跡することを備え得て、前記時間ｔ_ｂｕｍｐは、好ましくは検出された異常領域の終了に対応する時間の後に選ばれる。
‐前記方法は、前記減速バンプに対応して地勢図に事前に記録された道標の位置及び推定された距離ｄ_ｂｕｍｐに基づいて、前記自動車両に搭載された高精細地勢図に関して、前記自動車両の位置を修正する工程をさらに備え得る。
‐有利には、前記方法は、前記自動車両の上下移動を推定する工程をさらに備え得て、事前に規定された閾値より大きくて前記検出された異常領域に対応する時間に付随する上下移動が推定されない場合に限り、前記距離ｄ_ｂｕｍｐは推定される。
‐前記自動車両の上下移動は、例えば前記自動車両に搭載の慣性センサに基づいて推定される。
‐変形例として、前記自動車両の上下移動は、前記車載のカメラによって取り込まれた複数の連続画像部にわたる光学的な流れを分析することに基づいて推定される。

本発明の別の主題は、減速バンプの接近時の自動車両のための運転補助システムであり、上述した方法の工程を実施することができる車載の処置モジュールを備える。

本発明は、添付の図に関連して与えられる以下の詳細な説明を読むことでより理解されるであろう。

減速バンプに接近する自動車両の位置の４つの連続した時間に対応した平面図（ａ）－（ｄ）に基づいて、本発明の原理を概略的に示す図。 図１に示された位置での自動車両と検出された別の車両との間の推定された距離の時間的な変化の様子を示す図。 本発明による運転補助システムで実施され得る一連の工程を示す図。

以下及び図１に関しては、自動車両１が道路２を移動し、道路２に配置された減速バンプ３に接近することが、非制限的な例として想定されている。図示された道路状況において、以下では他の車両と称呼する別の車両４_１は、自動車両１の前において、本例においては自動車両１と同じ方向に、道路２を移動している。２つの連続した時間ｔ_１およびｔ_２に対応する図１の図（ａ）および図（ｂ）では、２つの車両１、４_１は、減速バンプ３の前に位置している。時間ｔ_３に対応する続きの図（ｃ）では、他の車両４_１は、減速バンプ３上を運転中である。最後に、図（ｄ）は、自動車両１がまだこの減速バンプ３の前にいる一方、他の車両４_１は減速バンプ３を既に通過している時間ｔ_４に対応している。

本発明の原理は、今説明されているように、自動車両１が減速バンプ３の存在を推測して、他の車両４１の検出に基づいてそこからの距離Ｄ_ＢＵＭＰを動的に推定することが可能であるという事実に基づいている。それらは画像処理により実行される。

この目的のため、自動車両１には、既知の測定パラメータを有するカメラ１０が設けられており、連続した風景の画像を取り込むことが可能である。カメラ１０は、好ましくは運転者が見ることに相当する車両内の最良の位置、例えば車室内のフロントガラスの中心に位置している。また、自動車両１は、特に他の移動している車両４_１のように自動車両１の前に存在する他の車両を検出するためのシステムをカメラ１０とともに形成する処理モジュール１１を備えている。したがって、前方カメラ１０は、車両１の前方に位置する道路風景の画像を取り込み、システムの画像処理モジュール１１にこれらの画像を供給する。

図１に示された道路状況について、画像処理モジュール１１は、図３においてＳ_１と参照される工程において他の移動している車両４_１を検出し追跡することを可能にするであろう。

この点において、単一のカメラによってもたらされる画像処理によって検出されるいかなる他の車両も、一般に、検出された車両の代表的な画像領域を規定する囲い箱の形式でもたらされる。この囲い箱は、特に水平下方境界または下限、および上方水平境界または上限を有する一般的な長方形形状を有している。その後、検出された障害物の３Ｄ位置が、一般に対応する囲み箱の下限を用いて推定される。推定は、慣習的にいわゆる平面世界の動きに基づいており、その動きでは、検出された車両は、単一の水平面上だけを移動し、カメラ１０の固有の測定パラメータ（焦点距離、ピクセルサイズ）及び付帯的な測定パラメータ（水平面に関する視野角の線）を使用して、自動車両１と関連する囲み箱の下限の垂直位置に基づく検出された車両との間の距離Ｄを推定する。

その後、モジュール１１は、慣習的に、検出され追跡された他の車両のそれぞれ（この場合において図１における道路状況に対する他の車両４_１）に対して、自動車両１と他の車両との間の距離Ｄの時間的な変化の様子を確立しなければならないであろう（図３におけるステップＳ_２）。図１において、Ｄ（ｔ_１）は、図（ａ）における２つの車両１、４_１の間の距離を意味し、Ｄ（ｔ_２）は、図（ｂ）における２つの車両１、４_１の間の距離を意味し、Ｄ（ｔ_３）は、図（ｃ）における２つの車両１、４_１の間の距離を意味し、Ｄ（ｔ_４）は、図（ｂ）における２つの車両１、４_１の間の距離を意味する。

図１の特別な道路構成における自動車両１と検出された他の車両４_１との間の距離の時間的な変化の様子Ｐ_１の一例が、図２に示されている。

変化の様子Ｐ_１は、距離がほぼ一定である部分を含んでいることが観察される。これは、自動車両１と検出された他の車両４_１とがほぼ同じ速度で同じ方向に走行しているという事実を反映している。また、変化の様子Ｐ_１は、他の車両４_１が減速バンプ３上を運転する時間ｔ_３を通じて、異常領域Ａを含んでいる。この異常は、自動車両１と検出された他の車両４_１との間の距離の推定において用いられる平面世界の動きに関連する。具体的には、他の車両４_１が減速バンプ３上を走行し始める時間と他の車両４_１がこの減速バンプ３から去る時間との間に、この他の車両４_１と自動車両１との間の距離の従来の推定において考慮されない他の車両４_１の上下変位が起こる。

この異常は、推定距離の急激な減少の後の急激な増加を反映している。

本発明によると、モジュール１１は、時間的な変化の様子での異常領域Ａを検出するであろう（図３におけるステップＳ_３）。

この目的のため、モジュール１１は、例えば約１０秒の引き窓越しに他の車両４_１に対して推定された距離を保存して、その後引き窓越しに異常領域Ａに対応したごく短い時間内に増減する平均や分散等の統計演算子を計算する。

変形例として、異常領域Ａは、異常領域に特化した信号の例が保存された学習ベースを用いたサポートベクターマシン（ＳＶＭ）アルゴリズムを適用することによる機械学習アプローチを用いて検出され得る。

１つの好ましい実施の形態では、検出された異常領域が他の車両４_１に関連する上下移動に実際に対応しており、自動車両１に関連する上下移動には対応していないことが、同時に保証される。この目的のために、有利には、モジュール１１が自動車両１の上下移動を推定する工程（図示せず）を実施し、事前に規定された閾値より大きくて検出された異常領域Ａに対応する時間に付随する上下移動が推定されない場合に限り、前記距離ｄ_ｂｕｍｐが推定されるという条件がある。

自動車両１の上下移動は、例えば自動車両１に搭載された慣性センサに基づいて推定され得る。変形例として、自動車両１の上下移動は、車載のカメラ１０によって取り込まれる複数の連続した画像部にわたる光学的な流れを分析することに基づいて推定される。後者の場合、種々の分析された光学的な流れが同じ変化を有する場合、上下移動を受けているのは自動車両１であると考えられる。

異常領域Ａが検出されると、その後自動車両１は最初に減速バンプ３の存在について結論を出し、次に検出された異常領域に対応する時間から離れた時間ｔ_ｂｕｍｐで推定される自動車両１と他の車両４_１との間の距離を用いることにより、自動車両１とこの減速バンプ３との間の距離ｄ_ｂｕｍｐを動的に推定することができる。

自動車両１と減速バンプ３との間の距離ｄ_ｂｕｍｐの推定は、特に次の関係を用いて計算され得る。
ｄ_ｂｕｍｐ ＝ Ｄ（ｔ_ｂｕｍｐ） － ｄ_ｐａｒｃ
Ｄ（ｔ_ｂｕｍｐ）は、時間ｔ_ｂｕｍｐで推定されるような自動車両１と他の車両４_１との間の距離であり、
ｄ_ｐａｒｃは、前記ｔ_ｂｕｍｐから開始する自動車両１によって覆われる距離に対応している。

１０秒の引き窓に車両１の状態（特にその長手方向の速度及びその偏揺れ速度）を保存することによって、あるいは自動車両１の走行距離計測データを保存することによって、覆われた距離を計算することが可能とされる。

車両１、４_１が同じ方向に走行している図１における道路状況の場合において、時間ｔ_ｂｕｍｐは、好ましくは、検出された異常領域Ａの開始に対応する時間（図２参照）の前に選ばれる。

しかしながら、本発明は、検出された他の車両が自動車両１に対して反対方向に走行している場合にも適用可能である。この場合、時間ｔ_ｂｕｍｐは、好ましくは、検出された異常領域Ａの終了に対応する時間の後に選ばれる。

したがって、本発明による方法及びシステムは、減速バンプの存在を検出すること及び道路に存在する他の車両の検出のみを用いて自動車両の間の距離を推定することを可能にし、それによりこの減速バンプを警告するよう期待された道標を見ることが不可能な状況に関連する問題を克服することができる。

また、自動車両１が部分的に自動化されたまたは完全に自動化された車両である場合、方法は、有利には、前記減速バンプ３に対応する目印及び地図に事前に記録された位置及び推定距離ｄ_ｂｕｍｐに基づいて、車両１に搭載されたＨＤ地勢図に関して自動車両１の位置を修正する工程Ｓ_５を備え得る。

Claims (9)

1. 減速バンプの接近時の自動車両（１）のための運転補助方法であって、
   －前記自動車両（１）に搭載されたカメラ（１０）によって取り込まれた画像を処理することに基づいて、前記自動車両（１）の前の少なくとも１つの他の移動している車両（４_１）を検出して追跡する工程（Ｓ_１）と、
   －前記自動車両（１）と検出されて辿られる前記少なくとも１つの他の移動している車両（４_１）との間の推定された距離の時間的な変化の様子を確立する工程（Ｓ_２）と、
   －前記時間的な変化の様子における異常領域（Ａ）を検出する工程（Ｓ_３）と、
   －前記検出された異常領域に対応する時間とは異なる時間ｔ_ｂｕｍｐで推定される前記自動車両（１）と前記少なくとも１つの他の車両（４_１）との間の距離に基づいて、前記自動車両（１）と減速バンプ（３）との間の距離ｄ_ｂｕｍｐを推定する工程（Ｓ_４）と、を備える、方法。
2. 前記距離ｄ_ｂｕｍｐは、関係
   ｄ_ｂｕｍｐ ＝ Ｄ（ｔ_ｂｕｍｐ） － ｄ_ｐａｒｃを用いて推定され、
   Ｄ（ｔ_ｂｕｍｐ）は、前記時間ｔ_ｂｕｍｐで推定される前記自動車両（１）と前記少なくとも１つの他の車両（４_１）との間の距離であり、ｄ_ｐａｒｃは、前記ｔ_ｂｕｍｐから開始する前記自動車両（１）の走行距離に対応することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記検出及び追跡工程（Ｓ１）は、前記自動車両（１）と同じ方向に走行する少なくとも１つの他の車両を検出し追跡することを備え、前記時間ｔ_ｂｕｍｐは、前記検出された異常領域の開始に対応する時間の前に選ばれる、請求項２に記載の方法。
4. 前記検出及び追跡工程（Ｓ１）は、前記自動車両（１）と反対方向に走行する少なくとも１つの他の車両を検出し追跡することを備え、前記時間ｔ_ｂｕｍｐは、前記検出された異常領域の終了に対応する時間の後に選ばれる、請求項２に記載の方法。
5. 前記減速バンプ（３）に対応して地勢図に事前に記録された位置及び前記推定された距離ｄ_ｂｕｍｐに基づいて、前記自動車両（１）に搭載された高精細地勢図に関して、前記自動車両（１）の位置を修正する工程（Ｓ_５）をさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記自動車両（１）の上下移動を推定する工程をさらに備え、事前に規定された閾値より大きくて前記検出された異常領域に対応する時間に付随する上下移動が推定されない場合に限り、前記距離ｄ_ｂｕｍｐが推定されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記自動車両（１）の上下移動は、前記自動車両（１）に搭載の慣性センサに基づいて推定されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記自動車両の上下移動は、前記車載のカメラ（１０）によって取り込まれた複数の連続した画像部にわたる光学的な流れを分析することに基づいて推定されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 減速バンプ（３）の接近時の自動車両（１）のための運転補助システムであって、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法の工程を実施することができる車載の処理モジュール（１１）を備える、システム。

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