JPWO2012070433A1 - 物体検出装置および光照射装置 - Google Patents

Abstract

本発明の物体検出装置は、所定の領域を通過するように電磁波を照射する照射手段と、上記照射手段により上記領域に照射された電磁波の反射波を受信する受信手段と、上記受信手段により受信した反射波の変化に基づいて、上記領域に存在する物体を検出する検出手段と、を備える。

Description

関連出願の相互参照

本国際出願は、２０１０年１１月２２日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１０−２６０３０９号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１０−２６０３０９号の全内容を参照により本国際出願に援用する。

本発明は、自装置の周囲にある物体を検出する物体検出装置、および光を照射する光照射装置に関する。

車両などの移動体においては、移動体の周囲に存在する物体（障害物）の存在、およびその物体までの距離を素早く認識することが安全上極めて重要である。
車両の外部に存在する障害物との距離を運転者が判定するための装置の一例として、従来、交差する２つの光束を車両の後方にある壁に対して照射する距離判定装置が提案されている（特許文献１参照）。この距離判定装置では、車両の後方にある壁に当たった２つの光束到達位置の距離を見ることにより、車両から壁までの距離を感覚的に把握することができる。

特開平５−３３２７６８号公報

上述した特許文献１の技術は、障害物までの距離を把握するためには２つの光束到達位置を探さねばならず、車両が高速で走行している場合のように瞬時に障害物までの距離を把握する必要がある場合には不便である。

上述した特許文献１の技術は、車両に対して予め定められた位置に存在する障害物の距離を測定するものであり、例えば車両の進行方向に対して横方向から進入してきた障害物に対応することができない。

本発明の目的は、障害物の存在を検出することができる物体検出装置を提供することである。
また、本発明の目的は、障害物の存在を容易に認識させることができる物体検出装置を提供することである。

また、本発明の目的は、障害物の存在を容易に認識させることができる光照射装置を提供することである。
また、本発明の目的は、移動体の進行方向に対して横方向から進入してきた障害物を容易に認識させることができる光照射装置を提供することである。

本発明の第１局面の物体検出装置は、所定の領域を通過するように電磁波を照射する照射手段と、上記照射手段により上記領域に照射された上記電磁波の反射波を受信する受信手段と、上記受信手段により受信した上記反射波の変化に基づいて、上記所定の領域に存在する物体を検出する検出手段と、を備える。

このように構成された物体検出装置により照射された電磁波における所定の領域からの反射波は、所定の領域に物体が存在するか否かによって変化する。従って、上記構成の物体検出装置では、所定の領域からの反射波が変化したことを検出することによって、所定の領域における物体（障害物）の存在を検出することができる。

なお、所定の領域とは、一定の範囲を有する空間を意味する。
上記電磁波は、本発明の第２局面の物体検出装置のように、可視光であってもよい。
このように構成された物体検出装置において、所定の領域に物体が存在する場合には、照射手段による光によって物体が照らされる結果、所定の領域の色が大きく変化する。一方、所定の領域に物体が存在しない場合、照射手段からの光は所定の領域においては照らす対象物がないので、所定の領域の色は大きくは変化しない。

従って、上記構成の物体検出装置では、所定の領域の色が変化したことを検出することによって、所定の領域における物体（障害物）の存在を検出することができる。なお所定の領域の色とは、当該領域を撮影したり目視した結果判断されるその領域に現れる色であって、例えば光の三原色“Ｒ”，“Ｇ”，“Ｂ”の輝度値によって示すことができる。

本発明の第３局面の物体検出装置は、上記第２局面の物体検出装置において、上記照射手段が、所定の領域を通過するように略平行光を照射し、上記検出手段が、照射手段による光の照射時と非照射時との上記領域の色の変化を検出し、上記領域の色が変化したことが検出されたときに、上記領域に物体があると判定する。

このように構成された物体検出装置では、所定の領域における色の変化が照射手段により照射される光の影響である可能性が高くなるため、高い精度で物体の存在を判定することができる。

本発明の第４局面の物体検出装置は、上記第１局面または第２局面の物体検出装置において、上記検出手段が、照射手段による電磁波の照射時と非照射時との反射波の変化を検出し、反射波が変化したことが検出されたときに、所定の領域に物体があると判定する。

このように構成された物体検出装置では、所定の領域における反射波の変化が照射手段により照射される反射波の影響である可能性が高くなるため、高い精度で物体の存在を判定することができる。

なお、照射手段は１つのみ設けられる構成であってもよいが、本発明の第５局面の物体検出装置のように、所定の間隔を空けて複数配置されていてもよい。
このように構成された物体検出装置であれば、１つの照射手段の電磁波や光が何らかの理由で所定の領域に届かない場合であっても、他の照射手段の電磁波や光が所定の領域に届くため、より確実に物体の検出を行うことができる。

照射手段を複数配置する場合には、本発明の第６局面の物体検出装置のように、複数の照射手段のうち少なくともいずれか１つは、他の照射手段とは異なる周波数の電磁波を照射するように構成してもよい。

このように構成された物体検出装置であれば、どの照射手段から照射された電磁波であるかを判断することにより、物体の存在する位置を高い精度で検出することができる。例えば、ある照射手段から照射された電磁波の所定の領域からの反射波が無い場合には、その照射手段と所定の領域との間に障害物があると判断できる。

なお照射される電磁波が可視光である場合、物体が所定の領域に存在するときには複数の色の光を受けるため、物体を明るく、また照射手段の照射する光の色と異なる色に照らすことができる。例えば１つの照射手段が赤い光を照射し、他の照射手段が緑の光を照射している場合、仮に所定の領域以外で照射手段の光を受けても、赤あるいは緑の光で照らされるだけであるが、所定の領域で光を受けると、赤と緑の光を受けて明るい黄色に照らされることとなる。

従って、目視によっても容易に物体を発見することができ、所定の領域に物体が存在することを容易に認識することができる。
本発明の第７局面の物体検出装置は、検出手段が、上記照射手段による電磁波の照射時と反射波の受信時の時間差に基づいて、所定の領域に存在する物体までの距離を測定する。

このように構成された物体検出装置では、より高精度に物体までの距離を測定することができる。
上述した第１〜第７局面の物体検出装置は、本発明の第８局面の物体検出装置のように、検出手段が、反射波の周波数および強度の少なくともいずれか一方の変化を検出するように構成されていてもよい。

上述した第１〜第８局面の物体検出装置は、本発明の第９局面の物体検出装置のように、照射手段が、周期的に電磁波の強弱および電磁波の周波数のうち少なくともいずれか一方を変化させるように構成してもよい。

このように構成された物体検出装置では、受信した反射波の強さや周波数により、当該反射波を照射手段が照射したタイミングを把握でき、時間差の測定を行うことができる。また反射波の強さや周波数の変化から、所定領域に存在する物体の速度や表面の状態などを把握することができる。

さらに、本発明の第１０局面の物体検出装置のように、移動体に搭載して用いられるものであってもよく、その場合、所定の領域は、移動体が進行可能な方向に設定するとよい。

なおここで言う移動体とは移動可能に構成された車両や装置などであり、例えば自動車、電車、自転車、航空機、移動ロボット、フォークリフト、移動掃除機などが該当する。
このように構成された物体検出装置であれば、移動体の進行方向に物体存在することを容易に認識することができるため、移動体と物体とが接触してしまうことを容易に回避できるようになる。

また、本発明の第１１局面の物体検出装置は、所定の領域を通過するように略平行光を照射する照射手段と、上記照射手段による光の照射時と非照射時との上記所定の領域の色の変化を検出する色変化検出手段と、当該色変化検出手段により上記所定の領域の色が変化したことが検出されたときに、上記所定の領域に物体があると判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。

このように構成された物体検出装置において、所定の領域に物体が存在する場合には、照射手段による光によって物体が照らされる結果、所定の領域の色が変化する。一方、所定の領域に物体が存在しない場合、照射手段からの光は所定の領域においては照らす対象物がないので、所定の領域の色は変化しない。

従って、上記構成の物体検出装置では、所定の領域の色が変化したことを検出することによって、所定の領域における物体（障害物）の存在を検出することができる。
なお、所定の領域の色とは、当該領域を撮影したり目視した結果判断されるその領域に現れる色であって、例えば光の三原色“Ｒ”，“Ｇ”，“Ｂ”の輝度値によって示すことができる。

また、本発明の第１２局面の光照射装置は、互いに間隔を空けて配置され、所定の領域を通過するように略平行光を照射する２つの照射手段を備え、上記２つの照射手段は、互いに異なる色の光を照射するものであり、上記２つの照射手段のうち少なくともいずれか一方は、絵柄，文字，図形，模様のいずれか又はそれらの結合からなる画像を照射することを特徴とする。

このように構成された光照射装置では、物体が所定の領域に存在するときには２色の光を受けるため、物体を明るく照らすことができる。そして、物体には一方の照射手段により照射された画像が投影される。この画像は、物体が所定の領域に位置する場合にのみ明るく照らし出され、また絵柄，文字，図形，模様などの注目されやすい形状を示すため、容易に物体の存在を認識することができるようになる。

さらに、本発明の第１３局面の光照射装置のように、移動体に搭載して用いられるものであってもよく、その場合、所定の領域は、移動体が進行可能な方向に設定するとよい。このように構成された光照射装置は、移動体の進行方向に物体が存在することを容易に認識することができるため、移動体と物体とが接触してしまうことを容易に回避できるようになる。

また、本発明の第１４局面の光照射装置は、移動体に搭載されるものであり、移動体の進行方向に対して左右両側にそれぞれ１つ以上配置され、当該進行方向に向かって光を照射する複数の照射手段を備え、左側に配置される照射手段の少なくともいずれか１つと、右側に配置される照射手段の少なくともいずれか１つと、は異なる色の光を照射することを特徴とする。

このように構成された光照射装置であれば、移動体の進行方向に横方向（左右方向）から進入してくる物体が存在すると、進入してきた方向に配置された照明手段の光によって物体が照らされることとなる。よって、物体が進入してきたことを素早く認識することができるうえ、照明手段は左右にて異なる色を照射しているため、その色を見ることにより素早く左右いずれから物体が進入してきたのかを容易に判別することができる。

図１は、実施例１の物体検出装置を示すブロック図である。 図２Ａは、照明装置の配置および光の照射領域を示す模式的な平面図であり、図２Ｂは、その側面図である。 図３は、第１障害物検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図４は、第２障害物検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図５は、ブレーキ制御処理の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、実施例２の光照射装置を示すブロック図である。 図７Ａは、照明装置の配置および光の照射領域を示す模式的な平面図であり、図７Ｂは、その側面図である。 図８は、実施例３の光照射装置を示すブロック図である。 図９Ａは、照明装置の配置および光の照射領域を示す模式的な平面図であり、図９Ｂは、その側面図である。 図１０Ａは、照射領域に存在する障害物における照明装置の光が投影された状態を示す図であり、図１０Ｂは照射領域よりも遠くに存在する障害物における照明装置の光が投影された状態を示す図であり、図１０Ｃは照射領域よりも近くに存在する障害物における照明装置の光が投影された状態を示す図である。

１…物体検出装置、３…車両、１１ａ〜ｄ…照明装置、１３…色情報取得装置、１３ａ…カメラ、１３ｂ…解析部、１５…制御装置、１７ａ〜ｄ…発光部、１９ａ〜ｄ…発光制御部、２１…照射領域、２３…照射領域、３１…車内ＬＡＮ、３３…ブレーキＥＣＵ、４１…光照射装置、４３ａ〜ｄ…照明装置、４５…制御装置、４７ａ，ｂ…発光部、４９ａ，ｂ…発光制御部、５１，５３，５５，５７，５９，６１…領域、７１…光照射装置、７３ａ，ｂ…照明装置、７５…制御装置、７７ａ，ｂ…発光部、７９ａ，ｂ…発光制御部、８１…照射領域、８３…領域、８５…文字、１５１…ＣＰＵ、１５３…ＲＯＭ、１５５…ＲＡＭ

以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。ただし、以下に説明する実施例は、あくまでも例示にすぎず、本発明が、下記の事例以外にも様々な形態で実施できるのはもちろんである。

［実施例１］
（１）全体構成
本実施例の物体検出装置１について、図１に記載のブロック図を用いて説明する。この物体検出装置１は、車両（自動車）に搭載されて用いられるものであって、車両の前方側に配置される４つの照明装置１１ａ〜１１ｄと、照明装置１１ａ〜１１ｄにて照らされる車両前方の領域の色を検出する色情報取得装置１３と、物体検出装置１全体を制御する制御装置１５と、を有する。なお、照明装置１１ａ〜１１ｄは、車両の前照灯とは別に設けられるものである。

照明装置１１ａ〜１１ｄは、それぞれ光を照射する発光部１７ａ〜１７ｄと、制御装置１５からの制御信号に応じて、発光部の点灯，消灯や、照射される光の強度を制御する発光制御部１９ａ〜１９ｄと、を有する。

発光部１７ａ〜１７ｄは、複数のＬＥＤ素子およびレンズなどによって構成されており、壁などに投影されたときの形状が略円形で、平行度の高い光（略平行光）を照射する。発光部１７ａおよび１７ｃは赤色ＬＥＤが備えられており、赤色光を照射する。発光部１７ｂは緑色ＬＥＤが備えられており、緑色光を照射する。また発光部１７ｄは青色ＬＥＤが備えられており、青色光を照射する。

照明装置１１ａ〜１１ｄの配置および光の照射領域について、図２Ａ，２Ｂを用いて説明する。なお、図２Ａは車両３と照射された光の光路を車両３の上方から見た模式図であり、図２Ｂは側方から見た模式図である。図面に示される比率は実際とは相違する。

照明装置１１ａは、車両３の前面における左方向の端部に設けられている。照明装置１１ｂは、車両３の前面における右方向の端部に設けられている。このように、照明装置１１ａおよび１１ｂは間隔を空けて配置される。

これら照明装置１１ａ，１１ｂは、車両３の進行方向の１００ｍ前方において同一の領域（照射領域２１）を照射光が通過するように、車両３の進行方向と完全に平行ではなく進行方向から角度を有する方向に光の照射方向が設定されている。

また照明装置１１ｃは、車両３の前面における左方向の端部に設けられている。照明装置１１ｄは、車両３の前面における右方向の端部に設けられている。このように、照明装置１１ｃおよび１１ｄは間隔を空けて配置される。

これら照明装置１１ｃ，１１ｄは、車両３の進行方向の５０ｍ前方において同一の領域（照射領域２３）を照射光が通過するように、車両３の進行方向と完全に平行ではなく進行方向から角度を有する方向に光の照射方向が設定されている。

照明装置１１ａ，ｂの光の照射範囲は、図２Ｂに示すように、照明装置１１ｃ，ｄの光の照射範囲よりも上方向に位置している。
説明を図１に戻る。色情報取得装置１３は、カメラ１３ａと解析部１３ｂと、を有する。

カメラ１３ａは、車両３の前方を撮影し、照射領域２１，２３が撮影された色判定用画像を取得する。この色判定用画像は、画素ごとに“Ｒ”（赤色），“Ｇ”（緑色），“Ｂ”（青色）の各成分の輝度値が与えられており、この輝度値に応じて画素の色が定められる。解析部１３ｂは、カメラ１３ａが撮影した色判定用画像を解析し、色判定用画像における照射領域２１，２３に相当する画像上の領域それぞれについて、“Ｒ”，“Ｇ”，“Ｂ”の各成分の輝度値を取得する。そして、その情報（色情報）を制御装置１５に出力する。

制御装置１５は、ＣＰＵ１５１、ＲＯＭ１５３、ＲＡＭ１５５、ＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶保持デバイス、Ｉ／Ｏおよびこれらを接続するバスライン等からなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、ＲＯＭ１５３に記憶されたプログラムに従い当該物体検出装置１を統括制御するものである。

この制御装置１５は、色情報取得装置１３から送信された照射領域２１，２３それぞれの色情報を受信すると共に、照明装置１１ａ〜１１ｄの動作を制御する。
また制御装置１５は、車内ＬＡＮ３１を介してブレーキの動作を制御するブレーキＥＣＵ３３と接続しており、車両３のブレーキ動作を制御可能に構成されている。

（２）制御装置１５による処理
本実施例の物体検出装置１は、照射領域２１，２３の色に基づいて車両３の前方１００ｍの地点と５０ｍの地点とにおける障害物の有無を判定し、障害物が車両３に接近していると判断した場合にブレーキを動作させる。これらの動作を実現させるために制御装置１５が実行する第１障害物検出処理，第２障害物検出処理，およびブレーキ制御処理について説明する。これらの処理は並行して実行される。

（２．１）第１障害物検出処理
本処理では、照明装置１１ａ，１１ｂの光を利用して、１００ｍ先に障害物があるか否かを判定する。当該第１障害物検出処理の処理手順を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。

この第１障害物検出処理は、車両３が起動され、物体検出装置１による障害物検出を開始するための操作が運転者よりなされたとき（例えば所定のスイッチをＯＮにしたとき）に開始され、障害物検出を停止するための操作が運転者よりなされたとき（例えばスイッチをＯＦＦにしたとき）に終了する。

本処理では、まず照明装置１１ａ，１１ｂに照明を開始させる（Ｓ１）。
次に、色情報取得装置１３により照射領域２１の色情報を取得する（Ｓ２）。ここでは、色判定用画像における照射領域２１に相当する領域におけるＲ，Ｇの各色成分の輝度値の平均値を取得し、そしてその値を最新の色情報として時刻と共にＲＡＭ１５５に保存する。

そして、上記Ｓ２にて取得した最新の色情報と、最新の色情報よりも以前に取得した色情報（例えば、０．２秒以上前の色情報のうち最新のもの）と、の輝度値を色成分ごとに比較し、ＲとＧのいずれかが、所定の閾値以上変化しているか否かを判定する（Ｓ３）。

上記Ｓ３において、“Ｒ”と“Ｇ”の輝度値のいずれも所定の閾値以上変化していない場合（または、所定時間前の色情報が存在しない場合）には（Ｓ４：ＮＯ）、処理がＳ２に戻る。一方、“Ｒ”と“Ｇ”の輝度値のいずれか一方でも所定の閾値以上変化している場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、照明装置１１ａ，１１ｂの照明を停止する（Ｓ５）。

色判定用画像における照射領域２１に相当する領域は、照射領域２１に何らかの物体が進入した場合に色が変化するが、カメラ１３ａと照射領域２１を結ぶ直線上であれば、照射領域２１でない位置に何らかの物体が進入した場合、あるいはその直線上に存在した物体が移動して存在しなくなった場合にも色が変化する。

よって、照射領域２１に何らかの物体が進入したか否かを明らかにするために、Ｓ５において照明を停止し、再び色判定用画像における照射領域２１に相当する領域の色情報を取得する。これにより照射領域２１に物体が進入したか否かを判定することができる理由を以下に説明する。

（ｉ）照射領域２１に物体が進入した場合
照明装置１１ａ，１１ｂの照射光は車両３の１００ｍ前方の照射領域２１を通過するように配置されているため、照射領域２１に物体が存在するようになった場合、物体には照明装置１１ａ，１１ｂの光が照射される。そのときに照明装置１１ａ，１１ｂの照明を停止すると、物体は赤と緑の光を受けなくなるため、色判定用画像の照射領域２１に相当する領域は、“Ｒ”と“Ｇ”の輝度値が大きく減少することとなる。

なお、実際には車両３の前方１００ｍの前後にある程度の幅を持って照明装置１１ａ，１１ｂの照射光が照射され、かつ色判定用画像の照射領域２１に相当する領域は存在するので、実際には１００ｍ付近に物体が存在する場合に上述したように色情報が変化する（“Ｒ”と“Ｇ”の輝度値が減少する）。

（ｉｉ）上記（ｉ）以外の場合
カメラ１３ａと照射領域２１を結ぶ直線上（照射領域２１以外）に物体が進入した場合、あるいは、その直線上および照射領域２１から物体が移動して存在しなくなった場合においては、物体には照明装置１１ａ，１１ｂの光が照射されない。従って、光の照射を停止しても、色判定用画像の照射領域２１に相当する部分の色成分は変化しない。

即ち、Ｓ５において照明を停止し、それによる色情報の変化を見ることで、１００ｍ先の照射領域２１に障害物が存在するようになったか否かを判定することができる。
説明を図３に戻る。上記Ｓ５の後、色情報取得装置１３により照射領域２１の色情報を取得する（Ｓ６）。そして、上記Ｓ２にて取得した最新の色情報と、Ｓ６にて取得した色情報と、を比較し、ＲとＧいずれかの輝度値が所定の閾値以上変化しているか（減少しているか）否かを判定する（Ｓ７）。

“Ｒ”と“Ｇ”の輝度値がいずれも所定値以上変化していれば（Ｓ８：ＹＥＳ）、照射領域２１に障害物が存在するものとして、「１００ｍｍフラグ」をＯＮとする（Ｓ９）。一方、“Ｒ”と“Ｇ”の輝度値がいずれか一方でも所定値以上変化していなければ（Ｓ８：ＮＯ）、照射領域２１に障害物が存在しないものとして「１００ｍフラグ」をＯＦＦとする（Ｓ１０）。Ｓ９またはＳ１０の後、処理がＳ１に戻る。

（２．２）第２障害物検出処理
本処理では、照明装置１１ｃ，１１ｄの光を利用して、５０ｍ先に障害物があるか否かを判定する。本処理の開始・終了条件は第１障害物検出処理と同様である。当該第２障害物検出処理の処理手順を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

本処理では、まず照明装置１１ｃ，１１ｄに照明を開始させる（Ｓ１１）。
次に、色情報取得装置１３により照射領域２３の色情報を取得する（Ｓ１２）。ここでは、色判定用画像における照射領域２３に相当する領域におけるＲ，Ｂの各色成分の輝度値の平均値を取得し、そしてその値を最新の色情報として時刻と共にＲＡＭ１５５に保存する。

そして、上記Ｓ１２にて取得した最新の色情報と、最新の色情報よりも以前に取得した色情報（例えば、０．２秒以上前の色情報のうち最新のもの）と、の輝度値を色成分ごとに比較し、ＲとＢのいずれかが、所定の閾値以上変化しているか否かを判定する（Ｓ１３）。

上記Ｓ１３において、ＲとＢの輝度値のいずれも所定の閾値以上変化していない場合（または、所定時間前の色情報が存在しない場合）には（Ｓ１４：ＮＯ）、処理がＳ１２に戻る。一方、“Ｒ”と“Ｂ”の輝度値のいずれか一方でも所定の閾値以上変化している場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、照明装置１１ｃ，１１ｄの照明を停止する（Ｓ１５）。

Ｓ１５において照明を停止し、それによる色情報の変化を見ることで、上述した第１障害物検出処理と同様の理由で、５０ｍ先の照射領域２３に障害物が存在するようになったか否かを判定することができる。

上記Ｓ１５の後、色情報取得装置１３により照射領域２３の色情報を取得する（Ｓ１６）。そして、上記Ｓ１２にて取得した最新の色情報と、Ｓ１６にて取得した色情報と、を比較し、“Ｒ”と“Ｂ”いずれかの輝度値が所定の閾値以上変化しているか（減少しているか）否かを判定する（Ｓ１７）。

“Ｒ”と“Ｂ”の輝度値がいずれも所定値以上変化していれば（Ｓ１８：ＹＥＳ）、照射領域２３に障害物が存在するものとして「５０ｍｍフラグ」をＯＮとする（Ｓ１９）。一方、ＲとＢの輝度値がいずれか一方でも所定値以上変化していなければ（Ｓ１８：ＮＯ）、照射領域２３に障害物が存在しないものとして「５０ｍフラグ」をＯＦＦとする（Ｓ２０）。Ｓ１９またはＳ２０の後、処理がＳ１１に戻る。

（２．３）ブレーキ制御処理
本処理では、障害物が１００ｍ先に存在する状態から、一旦１００ｍ先に存在しなくなり、その後５０ｍ先に存在することとなった場合に、車両３のブレーキを動作させる。本処理の開始・終了条件は第１障害物検出処理と同様である。当該ブレーキ制御処理の処理手順を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

本処理では、まず、「１００ｍフラグ」がＯＮであるか否かを判定する（Ｓ２１）。当該フラグがＯＮでなければ（Ｓ２１：ＮＯ）、再度Ｓ２１を実行し、当該フラグがＯＮになるまで待機する。当該フラグがＯＮであれば（Ｓ２１：ＹＥＳ）、処理がＳ２２に移行する。

次に、「１００ｍフラグ」がＯＦＦであるか否かを判定する（Ｓ２２）。当該フラグがＯＦＦでなければ（Ｓ２２：ＮＯ）、再度Ｓ２２を実行し、当該フラグがＯＦＦになるまで待機する。当該フラグがＯＦＦであれば（Ｓ２２：ＹＥＳ）、時間のカウントを開始する（Ｓ２３）。

次に、「５０ｍフラグ」がＯＦＦであるか否かを判定する（Ｓ２４）。当該フラグがＯＦＦでなければ（Ｓ２４：ＮＯ）、即ち１００ｍ先に存在した障害物が１００ｍ先で発見されなくなると同時に５０ｍ先に障害物がある場合、その５０ｍ先の障害物は１００ｍ先の障害物が接近してきたものではないと判断し、処理がＳ２１に戻る。当該フラグがＯＦＦであれば（Ｓ２４：ＹＥＳ）、処理がＳ２５に移行する。

次に、「５０ｍフラグ」がＯＮであるか否かを判定する（Ｓ２５）。当該フラグがＯＮでなければ（Ｓ２５：ＮＯ）、再度Ｓ２５を実行し、当該フラグがＯＮになるまで待機する。当該フラグがＯＮであれば（Ｓ２５：ＹＥＳ）、処理がＳ２６に移行する。

次に、Ｓ２３にてカウントを開始した時刻より経過した時間が所定の範囲内（例えば、２〜４秒）であるか否かを判定する（Ｓ２６）。
経過時間が所定の範囲内であれば（Ｓ２６：ＹＥＳ）、即ち１００ｍ先に存在した障害物が所定の時間経過後に５０ｍ先に現れた場合には、ブレーキ制御を行う（Ｓ２７）。ここでは、ブレーキＥＣＵ３３に制御信号を送り、強制的にブレーキを動作させて車両３を減速させる。その後、処理がＳ２１に戻る。

一方、Ｓ２６において、経過時間が所定の範囲内でなければ（Ｓ２６：ＮＯ）、即ち１００ｍ先に存在した障害物が余りに短い時間で５０ｍ先に存在することとなった場合、あるいは極端に長い時間をかけて５０ｍ先に存在することとなった場合には、障害物が車両３に接近してきているとは判断せず、処理がＳ２１に戻る。

（３）実施例１の効果
本実施例の物体検出装置１では、１００ｍ先の照射領域２１と、５０ｍ先の照射領域２３と、に存在する物体（障害物）を迅速に発見することができる。また、１００ｍ先で発見された障害物が接近していると判断された場合には、強制的にブレーキを動作させることができるため、車両３が障害物と接触してしまうことを抑制できる。

また、照射領域２１には赤色光と緑色光が照射されているため、車両３の前方にある障害物は、照射領域２１に位置することとなったときに、明るい黄色に照らされることとなる。よって、車両３の運転者は容易に照射領域２１、即ち１００ｍ先に障害物があることを認識することができる。

また、同様に、赤色光と青色光が照射される照射領域２３に障害物が位置することとなったときに、明るい紫色に障害物が照らされることとなるため、車両３の運転者は容易に照射領域２３、即ち５０ｍ先に障害物があることを認識することができる。

また、車両３の左側からは照明装置１１ａ，１１ｃの赤色光が前方に照射され、車両３の右側からは照明装置１１ｂ，１１ｄの緑色光、青色光が前方に照射されるため、車両３の前方から５０ｍ以内において、車両３の進行方向に障害物などが進入してきたときに、障害物が照らされる色によって容易に進入方向を認識することができる。具体的には、赤色に照らされていれば左側から進入してきており、青色または緑色に照らされていれば、右側から進入してきていると判断できる。

また、空気中には埃、水蒸気などが漂っているため、車両３の運転者は、照射領域２１、２３において、障害物がなくとも微かに黄色，紫色を見ることができる。そのため、その黄色，紫色が見えない状況になると、それは車両３の進行方向に障害物が存在することとなった（例えば、歩行者が飛び出した）といえるため、運転者は警戒することができる。

また、車両３の外部に存在する歩行者などは、障害物や空気中の埃、水蒸気などに映された黄色、紫色の光を見ることにより、１００ｍ先、５０ｍ先に車両３がいることを容易に認識することができる。

なお本実施例の物体検出装置１は、車両３の前方を走行する別の車両を対象として距離の測定を行うことができ、これにより例えば衝突検知などに利用することができる。
（４）実施例１の変形例
上記実施例では、物体検出装置１は、図３のＳ８，図４のＳ１８の処理において、色判定用画像の照射領域２１，２３に相当する部分の輝度値が所定の閾値以上変化していると判断した場合に１００ｍ先，５０ｍ先に障害物があると認識する構成を例示した。しかしながら、色判定用画像における照射領域の色のみに基づいて障害物があると認識する構成であってもよい。

例えば、物体検出装置１が、色判定用画像の照射領域２１に相当する部分が黄色であることを検出した場合に１００ｍ先に障害物があると認識する構成であってもよいし、照射領域２３に相当する部分が紫色であることを検出した場合に５０ｍ先に障害物があると認識する構成であってもよい。

また、上記実施例においては、照射領域の色の変化を判断するにあたり（図３のＳ８，図４のＳ１８）、光の照射を停止して、色判定用画像の照射領域２１，２３に相当する領域において輝度値の減少量が所定の閾値以上であるか否かにより判断する構成を例示したが、光を照射しない状態から光の照射を開始して、そのときの輝度値の増加量が所定の閾値以上であるか否かにより判断する構成であってもよい。

また、上記実施例においては、物体検出装置１は障害物が１００ｍ先から５０ｍ先に接近したことを検出した場合にブレーキを動作させる構成を例示したが、１００ｍ先、５０ｍ先に障害物が存在することを検出した時点で何らかの出力を行うように構成してもよい。例えば、車両３の内部に配置されたディスプレイに情報を出力してもよいし、警報音を出力するように構成してもよい。

また、照明装置１１ａ〜１１ｄから出力される光は上記実施例に示したものに何ら限定されない。例えば色は何色であってもよいが、同一の照射領域を通過する光は、交差した際に色が変わるように異なる色に設定することが好ましい。また、照射される光は指向性を有することが好ましい。完全な平行光であってもよいが、平行光でなくともよい。光の平行度を調整することで、照射領域において投影される光の大きさを調整することができる。

また、照明装置１１ａ〜１１ｄのいずれかは、絵柄，文字，図形，模様のいずれか又はそれらの結合からなる画像を投射する光であってもよい。
また、上記実施例においては、Ｓ５，Ｓ１５において照明を停止することで照射領域に障害物があるか否かを判定する構成を例示したが、照明光が届いているか否かを判別できるならば停止以外の動作であってもよい。例えば、照射される光の強度を小さくすることが考えられる。

また、上記実施例においては、車両３の前方の画像を撮影し、“Ｒ”、“Ｇ”、“Ｂ”の輝度を測定することで照射領域の色の変化を検出する構成を例示したが、それ以外の方法で照射領域の色の変化を検出してもよい。例えば、フォトトランジスタなどの光センサを利用して色の変化を検出することが考えられる。

また、上記実施例においては、車両３の前方１００ｍ、５０ｍの地点において障害物を検出する構成を例示したが、車両３からの距離は上述したものに限定されない。また、障害物を検出する地点の数も２つに限られない。例えば１点であってもよいし、３点以上であってもよい。

また、照射領域２１，２３を変化することができるように構成されていてもよい。例えば、車両３の進行方向に対して横方向（左右方向）に照射領域２１，２３を周期的に変化させるように構成してもよい。このように照射領域２１，２３を変化させることで、広い範囲において障害物の検出を行うことができる。

また、照射領域２１，２３の車両３からの距離を変化できるように構成されていてもよい。その距離は運転者などが任意に調整できるものであってもよいし、周期的に、あるいは所定のタイミングで自動的に変化するように構成されていてもよい。例えば、車両３の走行速度が遅いほど照射領域２１，２３の距離が車両３に近く、走行速度が速いほど車両３から遠くなるように照射領域２１，２３の位置を自動的に変化させるように構成することが考えられる。

また上記実施例においては、照明装置１１ａ〜１１ｄにより赤色、緑色、および青色の可視光を照射する構成を例示したが、可視光に限らず、電波や赤外線、紫外線など様々な周波数の電磁波を照射する構成とすることができる。

その場合、左右に配置される対となる照明装置のセット（照明装置１１ａと照明装置１１ｂのセット、および照明装置１１ｃと照明装置１１ｄのセット）は、左右で互いに異なる周波数の電磁波を照射するように構成してもよい。このように構成された物体検出装置では、受信した反射波を解析してどの照射装置から照射された電磁波であるかを判別することにより、障害物の存在する位置を高い精度で検出することができる。

色情報取得装置１３は、照射された電磁波の照射領域２１，２３からの反射波を周波数解析して、その変化から障害物の存在を検出することができる。電磁波を受信する手段としては、アンテナを用いてもよいし、赤外線カメラのように可視光以外の光（電磁波）を画像として撮影できるカメラを用いてもよい。

可視光以外の電磁波を照射する構成とした場合における、具体的な障害物の検出方法としては、例えば、照射領域２１，２３に障害物が侵入したり離脱したりすることによって受信する反射波の強度が変化したことに基づいて障害物を検出する構成としてもよいし、照明装置１１ａ〜１１ｄから電磁波を照射する照射時と、非照射時と、の反射波の変化を検出する構成としてもよい。

また、電磁波の照射時と反射波の受信時との時間差に基づいて、障害物までの距離を測定するように構成してもよい。
また照明装置１１ａ〜１１ｄは、周期的に照射する電磁波の強弱や電磁波の周波数を変化させることとしてもよい。

また、アンテナやカメラが受信した、障害物から反射される反射波のドップラー効果による周波数の変位から、障害物の移動速度や相対速度などを算出するように構成してもよい。例えば、照射する電磁波の状態（例えば、強弱、周波数、照射方向）を、電磁波自体の周波数faと比較して低い周波数fbで周期的に変化させ、ドップラー効果による周波数fbの変位から、障害物の移動速度や相対速度などを算出してもよい。

また、上記実施例においては、物体検出装置１は車両３に搭載されて用いられるものである構成を例示したが、電車，自転車，移動ロボット，フォークリフト，移動掃除機，航空機などの移動体に広く適用することができる。

［実施例２］
（１）全体構成
本実施例の光照射装置４１について、図６に記載のブロック図を用いて説明する。この光照射装置４１は、車両（自動車）に搭載されて用いられるものであって、車両の前方側に配置される４つの照明装置４３ａ〜４３ｄと、光照射装置４１全体を制御する制御装置４５と、を有する。

照明装置４３ａ〜４３ｄは、それぞれ光を照射する発光部４７ａ〜４７ｄと、制御装置４５からの信号に応じて、各発光部の点灯，消灯や、照射される光の強度を制御する発光制御部４９ａ〜４９ｄと、を有する。

発光部４７ａ〜４７ｄは、複数のＬＥＤ素子およびレンズなどによって構成されており、壁などに投影されたときの形状が略円形で、平行度の高い光（略平行光）を照射する。発光部４７ａは青色ＬＥＤが備えられており、青色光を照射する。発光部４７ｂは緑色ＬＥＤが備えられており、緑色光を照射する。また発光部１７ｃ、１７ｄは赤色ＬＥＤが備えられており、赤色光を照射する。

照明装置４３ａ〜４３ｄの配置および光の照射領域について、図７Ａ，図７Ｂを用いて説明する。なお、図７Ａは車両３と照射された光の光路を車両３の上方から見た模式図であり、図７Ｂは側方から見た模式図である。

照明装置４３ａは、車両３の前面における左方向の端部に設けられている。照明装置４３ｂは、車両３の前面における右方向の端部に設けられている。
照明装置４３ｃは、車両３の前面における左方向の端部であって、照明装置４３ａよりも内側（右側）に設けられている。照明装置４３ｄは、車両３の前面における右方向の端部であって、照明装置４３ｂよりも内側（左側）に設けられている。

これら照明装置４３ａ〜４３ｄは、いずれも車両３の前方に光を照射するように配置されている。照明装置４３ａ〜４３ｄによる光の照射される領域は、車両３の前方左側から順に、照明装置４３ａの光（青色光）のみが照射される領域５１、照明装置４３ａの光と照明装置４３ｃの光（赤色光）が照射される領域５３、照明装置４３ｃの光のみが照射される領域５５、照明装置４３ｄの光（赤色光）のみが照射される領域５７、照明装置４３ｂの光（緑色光）と照明装置４３ｄの光が照射される領域５９、照明装置４３ｂの光のみが照射される領域６１に分けられる。

領域５１に障害物が進入すると、青色に照らされる。同様に領域５３では黄色に照らされ、領域５５，５７では赤色に照らされ、領域５９では紫色に照らされ、領域６１では青色に照らされる。

制御装置４５は、照明装置４３ａ〜４３ｄに制御信号を送信して点灯，消灯や、照射される光の強度を制御する。
（２）実施例２の効果
本実施例の光照射装置４１では、車両３の進行方向に障害物などが進入してきたときに、障害物が照らされる色によって容易に進入方向を認識することができる。具体的には、障害物が緑色に照らされていれば左側から進入してきており、青色に照らされていれば、右側から進入してきていると判断できる。さらに、障害物が内部に進入すると、左側から進入した場合には黄色に、右側から進入した場合には紫に照らされ、さらに内部に進入すると赤色に照らされる。従って、運転者は、障害物が照らされる色に応じて、障害物の危険度合を把握することもできる。

（３）実施例２の変形例
照明装置４３ａ〜４３ｄから出力される光は上記実施例に示したものに何ら限定されない。例えば色は何色であってもよいが、左側に配置される照明装置のいずれか１つと、右側に配置される照明装置のいずれか１つの色は異なる色に設定することが好ましい。また、照射される光は指向性を有することが好ましい。完全な平行光であってもよいが、平行光でなくともよい。光の平行度を調整することで、光の照射される領域の大きさを調整することができる。

また、照明装置の数は４つ以外であってもよい。例えば左右両側に一つずつ配置されていてもよいし、左右に３つずつ配置されていてもよい。
また、上記実施例においては、光照射装置４１は車両３に搭載されて用いられるものである構成を例示したが、移動ロボット，フォークリフト，移動掃除機，飛行機などの移動体に広く適用することができる。

［実施例３］
（１）全体構成
本実施例の光照射装置７１について、図８に記載のブロック図を用いて説明する。この光照射装置７１は、車両（自動車）に搭載されて用いられるものであって、車両の前方側に配置される２つの照明装置７３ａ，７３ｂと、光照射装置７１全体を制御する制御装置７５と、を有する。

照明装置７３ａ，７３ｂは、それぞれ光を照射する発光部７７ａ，７７ｂと、制御装置７５からの信号に応じて、各発光部の点灯，消灯や、照射される光の強度を制御する発光制御部７９ａ，７９ｂと、を有する。

照明装置７３ａの発光部７７ａは複数の赤色ＬＥＤ素子およびレンズによって構成されており、略円形の赤色光を照射可能に構成されている。
照明装置７３ｂの発光部７７ｂは、複数の緑色ＬＥＤ素子およびレンズによって構成されており、緑色光を照射するものであるが、発光させるＬＥＤ素子を制御することで、光が投影されたものに絵柄，文字，図形，模様などを表示することが可能に構成されている。

照明装置７３ａ，７３ｂの配置および光の照射領域について、図９Ａ，図９Ｂを用いて説明する。なお、図９Ａは車両３と照射された光の光路を車両３の上方から見た模式図であり、図９Ｂは側方から見た模式図である。図面に示される比率は実際とは相違する。

照明装置７３ａは、車両３の前面における左方向の端部に設けられている。照明装置７３ｂは、車両３の前面における右方向の端部に設けられている。これら照明装置７３ａ，７３ｂは、車両３の進行方向の１００ｍ前方において同一の領域（照射領域８１）を照射光が通過するように光の照射方向が設定されている。

制御装置７５は、照明装置７３ａ，７３ｂに制御信号を送信して点灯，消灯や、照射される光の強度を制御する。なお、照明装置７３ａの発光部７７ａにおける複数の赤色ＬＥＤ素子は、すべて一律に点灯，消灯，光の強度制御などが行われるが、照明装置７３ｂの発光部７７ｂにおける複数の緑色ＬＥＤ素子は、素子ごとに個別にそれらの制御を行うことができ、それにより絵柄，文字，図形，模様などを形成することができる。

照明装置７３ｂにより「ＳＴＯＰ」という文字を照射した場合、照射領域８１に障害物が存在すると、その障害物には、図１０Ａに示すように、照明装置７３ａの光が投影された領域８３と、照明装置７３ｂの光が投影された文字８５と、が重なった画像が投影される。このとき、文字８５は全体が黄色くなっており、運転者が容易に認識できるようになっている。

一方、図１０Ｂ，図１０Ｃに示すように、障害物が１００ｍよりも近い場合や遠い場合には、照明装置７３ａ，７３ｂの光が照射される領域８３，文字８５は相対的に左右にずれる。なお、そのずれの大きさは障害物の距離が１００ｍに近くなるほど小さくなるため、１００ｍに近い場合には、領域８３と文字８５とが重なった部分が生じる。

（２）実施例３の効果
本実施例の光照射装置７１では、照射領域８１には赤色光と緑色光が照射されており、また緑色光は文字を投影するため、車両３の前方にある障害物は、照射領域８１に位置することとなったときに、明るい黄色の文字が浮かび上がることとなる。よって、車両３の運転者は容易に照射領域８１、即ち１００ｍ先に障害物があることを認識することができる。

（３）実施例３の変形例
照明装置７３ｂから照射される光は、文字以外の形状を投影するものであってもよい。例えば、絵柄，文字，図形，模様のいずれか、またはそれらの結合からなる画像を投影するものが考えられる。

また、上記実施例においては、車両３の前方１００ｍの地点において障害物に文字を浮かび上がらせる構成を例示したが、車両３からの距離は上述したものに限定されない。 また、上記実施例においては、光照射装置７１は車両３に搭載されて用いられるものである構成を例示したが、移動ロボット，フォークリフト，移動掃除機，飛行機などの移動体に広く適用することができる。

Claims (14)

1. 所定の領域を通過するように電磁波を照射する照射手段と、
   前記照射手段により前記領域に照射された前記電磁波の反射波を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信した前記反射波の変化に基づいて、前記領域に存在する物体を検出する検出手段と、を備える物体検出装置。
2. 前記電磁波は可視光である、請求項１に記載の物体検出装置。
3. 前記照射手段は、前記領域を通過するように略平行光を照射し、
   前記検出手段は、前記照射手段による光の照射時と非照射時との前記領域の色の変化を検出し、前記領域の色が変化したことが検出されたときに、前記領域に物体があると判定する、請求項２に記載の物体検出装置。
4. 前記検出手段は、前記照射手段による前記電磁波の照射時と非照射時との前記反射波の変化を検出し、前記反射波が変化したことが検出されたときに、前記領域に物体があると判定する、請求項１または請求項２に記載の物体検出装置。
5. 前記照射手段は、所定の間隔を空けて複数配置されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
6. 前記複数の照射手段のうち少なくともいずれか１つは、他の前記照射手段とは異なる周波数の電磁波を照射する、請求項５に記載の物体検出装置。
7. 前記検出手段は、前記照射手段による前記電磁波の照射時と前記反射波の受信時の時間差に基づいて、前記領域に存在する物体までの距離を測定する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の物体検出装置。
8. 前記検出手段は、前記反射波の周波数および強度の少なくともいずれか一方の変化を検出する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の物体検出装置。
9. 前記照射手段は、周期的に前記電磁波の強弱および前記電磁波の周波数の少なくともいずれか一方を変化させる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の物体検出装置。
10. 前記物体検出装置は、移動体に搭載して用いられるものであり、
    前記所定の領域は、前記移動体が進行可能な方向に設定される、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の物体検出装置。
11. 所定の領域を通過するように略平行光を照射する照射手段と、
    前記照射手段による光の照射時と非照射時との前記領域の色の変化を検出する色変化検出手段と、
    前記色変化検出手段により前記領域の色が変化したことが検出されたときに、前記領域に物体があると判定する判定手段と、を備える
    ことを特徴とする物体検出装置。
12. 互いに間隔を空けて配置され、所定の領域を通過するように略平行光を照射する２つの照射手段を備え、
    前記２つの照射手段は、互いに異なる色の光を照射するものであり、
    前記２つの照射手段のうち少なくともいずれか一方は、絵柄，文字，図形，模様のいずれかまたはそれらの結合からなる画像を照射する、光照射装置。
13. 前記光照射装置は、移動体に搭載して用いられるものであり、
    前記所定の領域は、前記移動体が進行可能な方向に設定される、請求項１２に記載の光照射装置。
14. 移動体に搭載されるものであり、
    前記移動体の進行方向に対して左右両側にそれぞれ１つ以上配置され、当該進行方向に向かって光を照射する複数の照射手段を備え、
    左側に配置される前記照射手段の少なくともいずれか１つと、右側に配置される前記照射手段の少なくともいずれか１つと、は異なる色の光を照射する、光照射装置。