(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方車が具備する複数のマーカからの情報を参照して後方車を制御する車両走行制御システムにおいて、
前記前方車は、
前記複数のマーカを同期をとりながら所定のパターンで点滅させる点滅手段と、
自己の車両または更に前方の車両の走行状態を示す情報を収集する情報収集手段と、
前記情報収集手段によって収集された情報に応じて前記点滅手段を制御することにより点滅パターンを変調する変調手段と、
前記マーカの状態を検出するマーカ状態検出手段と、
前記マーカ状態検出手段によって前記マーカが異常であることが検出された場合には、前記マーカの異常を示す異常情報を生成して、前記変調手段に供給する異常情報供給手段と、
前記異常情報供給手段によって前記異常情報が前記変調手段に供給された場合には、前記マーカの動作を停止させるマーカ停止手段と、を有し、
前記後方車は、
前記複数のマーカからの光を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された画像から前記複数のマーカの画像を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された前記複数のマーカの画像の点滅パターンから、前記マーカの画像の有効性を判定する有効性判定手段と、
前記複数のマーカの画像の点滅パターンから、もとの情報を復調する復調手段と、
前記復調手段によって得られた情報に応じて自車の走行状態を制御する制御手段と、
を有する、
ことを特徴とする車両走行制御システム。
【請求項２】
前記後方車は、前記有効性判定手段によって有効であると判定された場合には、前記マーカの画像を用いて前記前方車との間の距離を測定する測距手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の車両走行制御システム。
【請求項３】
前記測距手段は、前記マーカの画像間の距離から前記前方車との間の距離を算出することを特徴とする請求項２記載の車両走行制御システム。
【請求項４】
前記有効性判定手段は、前記特定手段によって特定された複数のマーカの画像の点滅パターンが同期している場合には、前記特定された複数のマーカの画像を有効であると判定することを特徴とする請求項１記載の車両走行制御システム。
【請求項５】
前記後方車は、前記復調手段によって前記異常情報が復調された場合には、警告を発する警告手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の車両走行制御システム。
【請求項６】
前記前方車は、ブレーキが操作されたことを検出するブレーキ操作検出手段と、
前記ブレーキ操作検出手段によって前記ブレーキが操作されたことが検出された場合には、ブレーキ操作情報を生成して、前記変調手段に供給するブレーキ操作情報供給手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１記載の車両走行制御システム。
【請求項７】
前記後方車は、前記復調手段によって前記ブレーキ操作情報が復調された場合には、自車を減速する減速手段を更に有することを特徴とする請求項６記載の車両走行制御システム。
【請求項８】
前方車が具備する複数のマーカからの情報を参照して自車を制御する車両走行制御装置において、
前記前方車の前記複数のマーカからの光を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された画像から前記複数のマーカの画像を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された前記複数のマーカの画像の点滅パターンから、前記マーカの画像の有効性を判定する有効性判定手段と、
前記前方車の走行状態を示す情報に応じて変調された前記複数のマーカの画像の点滅パターンから、もとの情報を復調する復調手段と、
前記復調手段によって得られた情報に応じて自車の走行状態を制御する制御手段と、
前記復調手段によって前記マーカの異常を示す異常情報が復調された場合には、警告を発する警告手段と、
を有することを特徴とする車両走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両走行制御システムおよび車両制御装置に関し、特に、前方車が具備するマーカからの情報を参照して自車を制御する車両走行制御システムおよび車両制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＩＴＳ（Intelligent Transport System）等では、前方の車（以下、前方車と称す）との距離を常に一定に保つように後続車の速度を制御することにより、ドライバーの負担を軽減する方法が提案されている。
【０００３】
ところで、そのような制御を実現するためには、前方車と自車との車間を正確に測定する必要がある。
従来においては、例えば、前方車の後部面に２枚のマーカを貼付し、このマーカの視差を光学的に検出することにより車間距離を求める方法が用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような方法では、例えば、前方に車が２台並走している場合には、一方の車の一方のマーカと、他方の車の一方のマーカを１対のマーカとして誤認してしまい、誤った制御がなされる場合があるという問題点があった。
【０００５】
また、ＩＴＳにおいては、各車両が他の車両の走行状態を把握し、その状態に応じて自車を制御することが望ましい。しかしながら、車両間で情報を授受するためには、通信装置を別途設ける必要があるため、コストがかさむという問題点があった。
【０００６】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、安全性が高くしかも低コストの車両制御システムおよび車両制御装置を提供することを特徴とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示す、前方車１００が具備する複数のマーカ１００ｄからの情報を参照して後方車２００を制御する車両走行制御システムにおいて、前記前方車１００は、前記複数のマーカ１００ｄを同期をとりながら所定のパターンで点滅させる点滅手段１００ｃと、自己の車両または更に前方の車両の走行状態を示す情報を収集する情報収集手段１００ａと、前記情報収集手段１００ａによって収集された情報に応じて前記点滅手段１００ｃを制御することにより点滅パターンを変調する変調手段１００ｂと、前記マーカ１００ｄの状態を検出するマーカ状態検出手段と、前記マーカ状態検出手段によって前記マーカ１００ｄが異常であることが検出された場合には、前記マーカ１００ｄの異常を示す異常情報を生成して、前記変調手段に供給する異常情報供給手段と、前記異常情報供給手段によって前記異常情報が前記変調手段に供給された場合には、前記マーカ１００ｄの動作を停止させるマーカ停止手段と、を有し、前記後方車２００は前記複数のマーカ１００ｄからの光を撮像する撮像手段２００ａと、前記撮像手段２００ａから出力された画像から前記複数のマーカ１００ｄの画像を特定する特定手段２００ｂと、前記特定手段２００ｂによって特定された前記複数のマーカ１００ｄの画像の点滅パターンから、前記マーカ１００ｄの画像の有効性を判定する有効性判定手段２００ｃと、前記複数のマーカ１００ｄの画像の点滅パターンから、もとの情報を復調する復調手段２００ｅと、前記復調手段２００ｅによって得られた情報に応じて自車の走行状態を制御する制御手段２００ｆと、を有することを特徴とする車両走行制御システムが提供される。
【０００８】
ここで、前方車１００において、点滅手段１００ｃは、複数のマーカ１００ｄを同期をとりながら所定のパターンで点滅させる。情報収集手段１００ａは、自己の車両または更に前方の車両の走行状態を示す情報を収集する。変調手段１００ｂは、情報収集手段１００ａによって収集された情報に応じて点滅手段１００ｃを制御することにより点滅パターンを変調する。マーカ状態検出手段は、マーカ１００ｄの状態を検出する。異常情報供給手段は、マーカ状態検出手段によってマーカ１００ｄが異常であることが検出された場合には、マーカ１００ｄの異常を示す異常情報を生成して、変調手段１００ｂに供給する。マーカ停止手段は、異常情報供給手段によって異常情報が変調手段１００ｂに供給された場合には、マーカ１００ｄの動作を停止させる。また、後方車２００において、撮像手段２００ａは複数のマーカ１００ｄからの光を撮像する。特定手段２００ｂは、撮像手段２００ａから出力された画像から複数のマーカ１００ｄの画像を特定する。有効性判定手段２００ｃは、特定手段２００ｂによって特定された複数のマーカ１００ｄの画像の点滅パターンから、マーカ１００ｄの画像の有効性を判定する。復調手段２００ｅは、複数のマーカ１００ｄの画像の点滅パターンから、もとの情報を復調する。制御手段２００ｆは、復調手段２００ｅによって得られた情報に応じて自車の走行状態を制御する。
【０００９】
また、図１に示す、前方車１００が具備する複数のマーカ１００ｄからの情報を参照して自車を制御する車両走行制御装置において、前記前方車１００の前記複数のマーカ１００ｄからの光を撮像する撮像手段２００ａと、前記撮像手段２００ａから出力された画像から前記複数のマーカの画像を特定する特定手段２００ｂと、前記特定手段２００ｂによって特定された前記複数のマーカ１００ｄの画像の点滅パターンから、前記マーカ１００ｄの画像の有効性を判定する有効性判定手段２００ｃと、前記前方車１００の走行状態を示す情報に応じて変調された前記複数のマーカ１００ｄの画像の点滅パターンから、もとの情報を復調する復調手段２００ｅと、前記復調手段２００ｅによって得られた情報に応じて自車の走行状態を制御する制御手段２００ｆと、前記復調手段２００ｅによって前記マーカ１００ｄの異常を示す異常情報が復調された場合には、警告を発する警告手段と、を有することを特徴とする車両走行制御装置が提供される。
【００１０】
ここで、撮像手段２００ａは、前方車１００の複数のマーカ１００ｄからの光を撮像する。特定手段２００ｂは、撮像手段２００ａの出力から複数のマーカ１００ｄの画像を特定する。有効性判定手段２００ｃは、特定手段２００ｂによって特定された複数のマーカ１００ｄの画像の点滅パターンから、マーカ１００ｄの画像の有効性を判定する。復調手段２００ｅは、前方車の走行状態を示す情報に応じて変調された複数のマーカ１００ｄの画像の点滅パターンから、もとの情報を復調する。制御手段２００ｆは、復調手段２００ｅによって得られた情報に応じて自車の走行状態を制御する。警告手段は、復調手段２００ｅによって前記マーカ１００ｄの異常を示す異常情報が復調された場合には、警告を発する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の動作原理を説明するための原理図である。この図において、前方車両１００は、情報収集手段１００ａ、変調手段１００ｂ、点滅手段１００ｃ、および、マーカ１００ｄを有している。
【００１２】
ここで、情報収集手段１００ａは、自己の車両の走行状態を示す情報（例えば、速度、加速度、ヨー角等）を収集する。
変調手段１００ｂは、情報収集手段１００ａによって収集された情報に応じて点滅手段１００ｃを制御することにより、マーカ１００ｄの点滅パターンに情報を重畳させる。
【００１３】
点滅手段１００ｃは、変調手段１００ｂから供給される情報に応じて、マーカ１００ｄを所定のパターンで点滅させる。
マーカ１００ｄは、例えば、波長が９００ｎｍ付近の近赤外線を発生する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）がマトリクス状に配置された２枚のパネルによって構成されている。
【００１４】
一方、後方車２００は、撮像手段２００ａ、特定手段２００ｂ、有効性判定手段２００ｃ、測距手段２００ｄ、復調手段２００ｅ、および、制御手段２００ｆを有している。
【００１５】
撮像手段２００ａは、マーカ１００ｄからの光を撮像して、対応する画像データを出力する。
特定手段２００ｂは、撮像手段２００ａから出力された画像データからマーカ１００ｄの画像（以下、マーカ画像と称す）を特定する。
【００１６】
有効性判定手段２００ｃは、特定手段２００ｂによって特定されたマーカの画像の点滅パターンから、検出されたマーカ画像の有効性を判定する。
測距手段２００ｄは、マーカ画像の画像間距離から前方車１００との間の距離を算出し、制御手段２００ｆに供給する。
【００１７】
復調手段２００ｅは、マーカ画像の点滅パターンより、もとの情報を復調し、制御手段２００ｆに供給する。
次に、以上の原理図の動作について説明する。
【００１８】
いま、前方車１００と後方車２００とが所定の距離を隔てて停車中であるとする。このような状態で、前方車１００が発進したとすると、情報収集手段１００ａは、自車速度が変化したことを検知し、その旨を変調手段１００ｂに通知する。
【００１９】
変調手段１００ｂは、情報収集手段１００ａから供給された自車情報（この場合では、自車の速度）に応じて点滅手段１００ｃを制御する。
点滅手段１００ｃは、変調手段１００ｂの制御に応じて、マーカ１００ｄを点滅させるので、後方車２００に対して速度が変化したことが光信号となって通知される。
【００２０】
なお、マーカ１００ｄは、前述のように２枚のパネルによって構成されており、これらが同一のパターンで発光する。
後方車２００では、前方車１００のマーカ１００ｄからの光画像を、撮像手段２００ａによって撮像し、対応する画像データを特定手段２００ｂに対して出力する。
【００２１】
特定手段２００ｂは、撮像手段２００ａから出力された画像データに対して所定の画像処理を施すことにより、２枚のパネルに対応したマーカ画像を特定する。
【００２２】
有効性判定手段２００ｃは、特定手段２００ｂによって特定されたマーカ画像の点滅パターンを参照して、特定されたマーカ画像が有効であるか否かを判定する。いまの例では、マーカ１００ｄを構成する２枚のパネルの発光パターンが同一であるか否かを判定することにより、マーカ画像の有効性を判定する。その結果、有効であると判定された場合には、マーカ画像が測距手段２００ｄと復調手段２００ｅとに供給される。
【００２３】
測距手段２００ｄは、有効性判定手段２００ｃから供給された１対のマーカ画像の画像間距離から三角測量法により前方車１００との車間距離を算出する。即ち、マーカ１００ｄを構成する２枚のパネルの間の距離は既知であるので、マーカ画像の間の距離を算定し、この距離を用いることにより車間距離を求めることができる。得られた車間距離は、制御手段２００ｆに供給されることになる。
【００２４】
制御手段２００ｆは、測距手段２００ｄから供給された車間距離に基づいて、図示せぬアクチュエータを駆動し、自車の走行状態を制御する。いまの例では、前方車１００が発進しているので、測距手段２００ｄによって測定された車間距離は次第に増加することになる。その結果、制御手段２００ｆは、車間距離を一定に保つために、先ず、ブレーキを解除した後、エンジンのスロットルを開いて自車を発進させる。
【００２５】
また、このとき、復調手段２００ｅでは、前方車１００の速度が変化したことを示す情報を受信されているので、制御手段２００ｆでは、この情報も参照して適切なスロットル開度等を決定する。
【００２６】
前方車１００が定速運転にはいると、後方車２００は制御手段２００ｆによって前方車１００との車間距離が一定になるように制御されるので、前方車１００に同一の速度で追随することになる。
【００２７】
定速運転中に、前方車１００が何らかの危険を回避するために、急にブレーキをかけたとすると、情報収集手段１００ａは、これを検知して変調手段１００ｂに通知する。変調手段１００ｂは、点滅手段１００ｃを、ブレーキ操作がなされたことを示す情報に応じて駆動する。その結果、マーカ１００ｄからは、ブレーキ操作がなされたことを示す情報が送信される。
【００２８】
後方車２００では、復調手段２００ｅによって、マーカ１００ｄの点滅パターンからもとの情報が復調され、制御手段２００ｆに供給される。
制御手段２００ｆは、前方車１００においてブレーキ操作があったことを検知し、自車のブレーキを操作して減速する。
【００２９】
このような一連の処理は電気的に行われるので非常に短期間に実行される。その結果、前方車１００に対して衝突する危険を未然に回避することが可能となる。
【００３０】
以上に説明したように、本発明に係る車両走行制御システムによれば、有効性判定手段２００ｃがマーカ１００ｄの点滅パターンから、特定されたマーカ画像の有効性を判定するようにしたので、前方車１００のマーカ１００ｄを確実に検出することが可能となる。
【００３１】
また、前方車１００の情報を、マーカ１００ｄの点滅パターンによって後方車２００に伝送するようにしたので、例えば、ブレーキの操作等の情報を迅速に後方車２００に伝達することにより、事故の発生を未然に防止することができる。また、安全性を損なうことなく車間距離を縮めることができるので、渋滞緩和にも貢献することができる。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図２は、本発明の実施の形態の構成例の概略を示す図である。この図において、前方車１の後部には、マーカ１０が具備されている。
【００３３】
図３は、前方車１を後方から眺めた場合の図である。この図に示すように、前方車１１の後部には、マーカ１０ａおよびマーカ１０ｂが地面と水平になるように所定の距離ｘを隔てて配置されている。各マーカ１０ａ，１０ｂは、９００ｎｍ付近の近赤外線を発生する複数のＬＥＤがマトリクス状に配置されて構成されている。
【００３４】
図２に戻って、後方車２には、受光部２０、受信装置２１、送信装置２２、および、マーカ２３が具備されている。なお、前方車１も後方車と同様の構成であるが、図面の簡略化のために省略している。
【００３５】
受光部２０は、マーカ１０の光画像を受光して、対応する画像データに変換して出力する。
受信装置２１は、受光部２０から出力された画像データを入力し、所定の画像処理を施すことにより、前方車１との車間距離とヨー角とを算出する。
【００３６】
図４は、車間距離とヨー角を説明するための図である。この図に示すように、車間距離ｄは、前方車１の後部と後方車２の前部との間の距離を示す。また、ヨー角θは、前方車１の進行方向と、後方車２の進行方向との間のずれ角を示している。
【００３７】
図２に戻って、送信装置２２は、自車の走行状態を示す情報や、前方車１から送信されてきた情報に応じてマーカ２３を駆動し、図示せぬ後続車両に対してこれらの情報を送信する。
【００３８】
マーカ２３は、図３に示す場合と同様の構成とされており、複数のＬＥＤがマトリクス状に配置されて構成されている。
図５は、後方車２が具備する装置の詳細な構成例である。この図に示すように、受信装置２１には、受光部２０、アクチュエータ２４、および、ブザー２５が接続されている。また、送信装置２２には、センサ２６およびマーカ２３が接続されている。
【００３９】
ここで、アクチュエータ２４は、ブレーキ、アクセル、ハンドル、および、オートミッション等を制御し、自己の車両の走行状態を調整する。
ブザー２５は、自己の車両や前方車１において緊急事態が発生した場合等に、運転者に対して警告を行うためのものである。
【００４０】
センサ２６は、ブレーキの操作量、アクセル開度、ハンドルの操作量、オートミッションの状態等を検出する。
図６は、受信装置２１周辺の詳細な構成例である。この図に示すように、受光部２０は、マーカ１０からの光画像を受光素子２０ｂの受光面に収束させる。
【００４１】
受光素子２０ｂは、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等によって構成されており、マーカ１０の光画像を対応する画像データに変換して出力する。
受信装置２１は、マーカ検出部２１ａ、検出保護部２１ｂ、復調部２１ｃ、測定部２１ｄ、および、制御部２１ｅによって構成されている。
【００４２】
マーカ検出部２１ａは、受光部２０から出力された画像データから、マーカ画像を検出して抽出する。
検出保護部２１ｂは、マーカの点滅パターンが後述するフレーム構造を有している場合には、フレーム同期を取って情報が正確に抽出されるようにタイミングを調節する。
【００４３】
復調部２１ｃは、検出保護部２１ｂから出力されるマーカ画像を復調して、もとの情報を再生し、制御部２１ｅに供給する。
測定部２１ｄは、検出保護部２１ｂから出力されるマーカ画像に対して所定の画像処理を施すことにより、前方車１との車間距離とヨー角とを求め、制御部２１ｅに通知する。
【００４４】
制御部２１ｅは、装置の各部を制御するとともに、復調部２１ｃおよび測定部２１ｄから供給された情報に基づいてアクチュエータ２４を制御し、自車の走行状態を調節する。また、緊急事態が発生した場合には、ブザー２５を鳴動させて、運転者に警告を与える。
【００４５】
図７は、図５に示す送信装置２２の詳細な構成例を示す図である。
この図に示すように、送信装置２２は、制御部２２ａ、変調部２２ｂ、駆動部２２ｃ、および、監視部２２ｄによって構成されている。
【００４６】
ここで、制御部２２ａは、装置の各部を制御するとともに、受信装置２１またはセンサ２６から供給された情報を所定のタイミングで変調部２２ｂに供給する。
【００４７】
変調部２２ｂは、制御部２２ａから供給された情報に対して変調処理を施し、得られた情報を駆動部２２ｃに供給する。
駆動部２２ｃは、変調部２２ｂから供給された情報に応じて、マーカ２３を点滅させる。
【００４８】
監視部２２ｄは、駆動部２２ｃおよびマーカ２３の状態を監視しており、駆動部２２ｃやマーカ２３に対して過電流が流れたり、過熱した場合にはこれを検知して制御部２２ａに通知する。
【００４９】
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。
以下では、先ず、マーカの点滅パターンに自車情報を重畳させない場合の動作について説明した後、自車情報を重畳させる場合の動作について説明する。
【００５０】
図８は、マーカの点滅パターンの一例を説明するための図である。本実施の形態では、マーカ１０ａ，１０ｂは、それぞれ、４つの領域に分割され、各領域が順番に点灯されていく。図８の例では、左上、右上、右下、左下の順（時計方向）に点灯されており、各領域が点灯された状態をそれぞれフェーズＰ１〜Ｐ４と呼ぶことにする。なお、左右のマーカは同一のフェーズを同期して変化するものとする。
【００５１】
このようなマーカの光画像を受光した後方車２では、図９に示す処理が実行され、前方車１との間の車間距離とヨー角とが検出される。この処理が実行されると、以下のフローチャートが開始される。
［Ｓ１］マーカ検出部２１ａは、受光部２０から供給された画像データから、マーカ画像を２つ検出した場合にはステップＳ２に進み、それ以外の場合にはステップＳ１に戻って同様の処理を繰り返す。
［Ｓ２］マーカ検出部２１ａは、左側のマーカ１０ａの検出処理を実行する。なお、この処理は、サブルーチンとなっているので、その詳細については後述する。
［Ｓ３］マーカ検出部２１ａは、右側のマーカ１０ｂの検出処理を実行する。なお、この処理は、サブルーチンとなっているので、その詳細については後述する。
［Ｓ４］マーカ検出部２１ａは、左右のマーカのフェーズを検出する。
［Ｓ５］マーカ検出部２１ａは、左右のマーカのフェーズが同期しているか否かを判定し、同期している場合にはステップＳ６に進み、それ以外の場合にはステップＳ１に戻って同様の処理を繰り返す。
［Ｓ６］マーカ検出部２１ａは、マーカ画像を検出保護部２１ｂを介して、測定部２１ｄに供給する。測定部２１ｄは、マーカ画像を用いて測距処理を実行し、車間距離とヨー角とを得る。そして、処理が終了するとステップＳ４に戻って同様の処理を繰り返す。なお、測距処理の詳細については後述する。
【００５２】
次に、図１０を参照して、図９に示す左検出処理と右検出処理の詳細について説明する。なお、左検出処理も右検出処理も処理内容は同一であるので、以下では左検出処理を例に挙げて説明を行う。
［Ｓ１０］マーカ検出部２１ａは、画像データに対してエッジ抽出処理を施す。
［Ｓ１１］マーカ検出部２１ａは、左側に位置しているマーカ画像のエッジの中心部を特定する。
［Ｓ１２］マーカ検出部２１ａは、次に点灯されるマーカの位置を予測する。
【００５３】
即ち、図８に示すように、マーカは点灯位置が回転するように変化するので、現在の位置を参考にして次に点灯される位置を予測する。
［Ｓ１３］マーカ検出部２１ａは、マーカの位置が変化したか否かを判定し、変化した場合にはステップＳ１４に進み、それ以外の場合にはステップＳ１３に戻って同様の処理を繰り返す。
【００５４】
なお、車の振動などによって、マーカの位置が変化する場合が考えられるが、そのような場合にも誤判定をしないようにするために、位置の変化量の閾値を決定しておき、その閾値を超えた場合にはマーカ位置が変化したと判定するようにしてもよい。
［Ｓ１４］マーカ検出部２１ａは、画像データに対してエッジ抽出処理を施す。
［Ｓ１５］マーカ検出部２１ａは、左側に位置しているマーカ画像のエッジの中心部を特定する。
［Ｓ１６］マーカ検出部２１ａは、ステップＳ１５において特定されたマーカの位置と、ステップＳ１２において予測した位置とを比較し、予測が正しいか否かを判定し、正しい場合にはステップＳ１７に進み、それ以外の場合にはステップＳ１２に戻って同様の処理を繰り返す。
【００５５】
なお、予測が正しいか否かの判定は、車の振動等を考慮してある程度の余裕をもって決定することが望ましい。
［Ｓ１７］マーカ検出部２１ａは、フェーズを特定する。
【００５６】
即ち、図８に示すフェーズＰ１〜Ｐ４の何れであるかを特定する。
以上の処理によれば、検出された左右のマーカ画像の点滅のパターンが同期している場合には、マーカ画像が有効であるとして測距処理が実行されることになるので、マーカの誤検出を防止することができる。
【００５７】
以上のようにして検出されたマーカ画像は、検出保護部２１ｂを介して測定部２１ｄに供給され、測距処理が実行されることになる。
図１１は、測距処理の原理を説明するための図である。
【００５８】
この図に示すように、マーカが光学系２０ａの光軸方向に距離Ｌだけ離れ、また、光軸に垂直な方向に距離ｓ１だけ離れて存在する場合において、受光素子２０ｂに投影されるマーカ画像と、マーカとの関係を図１１のように表すとする。
【００５９】
ここで、「ｆ」は、光学系２０ａのフォーカス距離を示す。また、「Ｓ１」は、マーカの光軸からのずれを、「Ｓ２」はマーカ同士の距離をそれぞれ示す。更に、「ｒ１」は、画像面上におけるマーカ画像の光軸からのずれを、「ｒ２」は画像面上におけるマーカ同士の距離を示している。
【００６０】
このとき、受光素子２０ｂの解像度、即ち、単位長あたりの画素数をＰとすると、ｆ，Ｌ，Ｐ，ｍの間には以下の関係が成り立つ。
【００６１】
【数１】
ｆ：Ｌ＝Ｐ・ｒ１：ｓ１  ・・・（１）
【００６２】
【数２】
ｆ：Ｌ＝Ｐ（ｒ１＋ｒ２）：（ｓ１＋ｓ２）  ・・・（２）
式（１），（２）を変形すると、それぞれ、以下の式（３），（４）を得る。
【００６３】
【数３】
Ｐ・ｒ１・Ｌ＝ｆ・ｓ１  ・・・（３）
【００６４】
【数４】
Ｐ（ｒ１＋ｒ２）Ｌ＝ｆ（ｓ１＋ｓ２）  ・・・（４）
式（３）および式（４）から以下の式を得る。
【００６５】
【数５】
Ｌ＝ｆ・ｓ２／（Ｐ・ｒ２）  ・・・（５）
ここで、焦点距離ｆ、マーカ間の距離ｓ２、および、解像度Ｐは分かっているので、マーカ画像間の距離ｒ２が求まれば、車間距離Ｌが得られることになる。
【００６６】
次に、図１２を参照して、ヨー角を求める原理について説明する。
この図に示すように、前方車１の後部に具備されているマーカ（この例では、簡略化のため１つだけ示している）の横幅がＡであるとし、また、縦幅がＢ（不図示）であるとする。
【００６７】
いま、前方車１が右方向に進行方向をθだけ変更したとすると、後方車２から見たときのマーカ２の見かけの横幅ａは、以下の式で表される。
【００６８】
【数６】
ａ＝Ａ・ｃｏｓθ  ・・・（６）
なお、見かけの横幅と縦幅とは、前方車との位置関係によって変化するが、その比はヨー角が変化しない限り不変であるので、これをＡ／Ｂ＝ｃとおき、また、後方車２において検出された縦幅と横幅の比をＺとおくと、これらの間には以下の関係が成立する。
【００６９】
【数７】
ｚ＝ａ／Ｂ＝Ａ・ｃｏｓθ／Ｂ＝ｃ・ｃｏｓθ  ・・・（７）
この式を変形すると、以下の式を得る。
【００７０】
【数８】
θ＝ｃｏｓ-1ｚ／ｃ  ・・・（８）
この式（８）を用いることにより、ヨー角θを検出することができる。
【００７１】
このようにして求めた、車間距離とヨー角は、制御部２１ｅに供給される。制御部２１ｅは、これらの値に応じてアクチュエータ２４を制御し、車の走行状態を適宜調節する。
【００７２】
以上の実施の形態によれば、マーカを複数の領域に分けて各領域毎に点滅させるとともに、左右のマーカを同期して点滅させるようにしたので、マーカの誤検出を防止することができる。
【００７３】
なお、以上の実施の形態では、左右のマーカをそれぞれ４つの領域に分割するようにしたが、これ以外の分割方法でもよいことは勿論である。
次に、マーカを分割せずに全体として周期的に点滅させる方法について説明する。
【００７４】
図１３は、マーカの時間的な点滅パターンの一例を示す図である。この図の例では、周期τ毎にマーカが点滅されている。なお、左右のマーカは、同期して点滅されている。
【００７５】
図１４は、図１３に示す点滅パターンに対応するマーカの検出処理の一例を示すフローチャートである。この処理が開始されると、以下の処理が実行されることになる。
［Ｓ２０］マーカ検出部２１ａは、受光部２０から供給された画像データから、マーカ画像を２つ検出した場合にはステップＳ２１に進み、それ以外の場合にはステップＳ２０に戻って同様の処理を繰り返す。
［Ｓ２１］マーカ検出部２１ａは、左側のマーカ１０ａの検出処理を実行する。なお、この処理は、サブルーチンとなっているので、その詳細については後述する。
［Ｓ２２］マーカ検出部２１ａは、右側のマーカ１０ｂの検出処理を実行する。なお、この処理は、サブルーチンとなっているので、その詳細については後述する。
［Ｓ２３］マーカ検出部２１ａは、左右のマーカの点滅のタイミングを検出する。
［Ｓ２４］マーカ検出部２１ａは、左右のマーカの点滅のタイミングが同期しているか否かを判定し、同期している場合にはステップＳ２５に進み、それ以外の場合にはステップＳ２０に戻って同様の処理を繰り返す。
［Ｓ２５］マーカ検出部２１ａは、マーカ画像を検出保護部２１ｂを介して、測定部２１ｄに供給する。測定部２１ｄは、マーカ画像を用いて測距処理を実行し、車間距離とヨー角とを得る。そして、処理が終了するとステップＳ２３に戻って同様の処理を繰り返す。
【００７６】
次に、図１５を参照して、図１４に示す左検出処理と右検出処理の詳細について説明する。なお、左検出処理も右検出処理も処理内容は同一であるので、以下では左検出処理を例に挙げて説明を行う。
［Ｓ３０］マーカ検出部２１ａは、変数ｗ，ｓを初期値“０”に設定する。
［Ｓ３１］マーカ検出部２１ａは、画像データから左側マーカを検出する。
［Ｓ３２］マーカ検出部２１ａは、次にマーカが点灯する時期を予測する。
【００７７】
例えば、図１３に示す例の場合では、時間τ後に点灯することを予測する。
［Ｓ３３］マーカ検出部２１ａは、マーカを再検出したか否かを判定し、再検出した場合にはステップＳ３４に進み、それ以外の場合にはステップＳ３３に戻って同様の処理を繰り返す。
［Ｓ３４］マーカ検出部２１ａは、ステップＳ３１においてマーカを検出してから、ステップＳ３３においてマーカを再検出するまでの実際の時間と、ステップＳ３２において予測した点灯時期とが一致するか否かを判定し、一致する場合にはステップＳ３５に進み、それ以外の場合にはステップＳ３７に進む。
［Ｓ３５］マーカ検出部２１ａは、変数ｓの値を“１”だけインクリメントする。
［Ｓ３６］マーカ検出部２１ａは、変数ｓの値が“５”以上である場合にはもとの処理に復帰し、それ以外の場合にはステップＳ３１に戻って同様の処理を繰り返す。
［Ｓ３７］マーカ検出部２１ａは、変数ｗの値を“１”だけインクリメントする。
［Ｓ３８］マーカ検出部２１ａは、変数ｗの値が“１０”以上である場合にはステップＳ３９に進み、それ以外の場合にはステップＳ３１に戻って同様の処理を繰り返す。
［Ｓ３９］マーカ検出部２１ａは、マーカが正常に検出されなかったとして、エラー処理を実行し、もとの処理に復帰する。
【００７８】
以上の処理によれば、各マーカが一定の周期で点滅している場合であって、左右の点滅周期が同期している場合にはマーカが正常に検出されたと判定するようにしたので、マーカの誤検出を防止することができる。即ち、異なる車両のマーカが同期して点滅することは希であるので、マーカが正常に検出されたか否かを判定することができる。
【００７９】
次に、マーカの点滅パターンに対して所定の情報を重畳させることにより、後方車に対して情報を伝送する場合の実施の形態について説明する。
図１６は、点滅パターンに重畳されている情報の構造について説明する図である。この図に示すように、実データである情報＃１〜＃３の前後には、同期を確保するためのユニークなパターンである「ｓｙｎｃ」が付加されている。情報＃１〜＃３は、後方車２に通知する必要がある種々の情報によって構成されている。なお、ｓｙｎｃの点滅パターンと同一のパターンは、実データ部分には含まれないように設定してある。
【００８０】
次に、図１７を参照して、図１６に示す点滅パターンによって情報を送出する場合の処理について説明する。このフローチャートが開始されると、以下の処理が実行されることになる。
［Ｓ４０］制御部２２ａは、自車または前方車においてブレーキが操作されたことを検出して、後方車に通知する処理である「ブレーキ処理」を実行する。
【００８１】
なお、この処理の詳細については、図１８を参照して後述する。
［Ｓ４１］制御部２２ａは、自車のマーカが異常である場合にはこれを検出して、後方車に通知する処理である「マーカ処理」を実行する。
【００８２】
なお、この処理の詳細については、図１９を参照して後述する。
［Ｓ４２］制御部２２ａは、センサ２６から供給される情報を参照して、自車の速度情報を検出する。
［Ｓ４３］制御部２２ａは、センサ２６から供給される情報を参照して、自車の加速度情報を検出する。
［Ｓ４４］制御部２２ａは、前方車から伝送され、受信装置によって受信された前方車からの情報を検出する。
【００８３】
なお、前方車からの情報としては、緊急情報（例えば、ブレーキ操作、または、マーカが異常であることを示す情報）が主であるが、その他にも、例えば、速度情報や加速度情報等を伝送するようにしてもよい。
［Ｓ４５］制御部２２ａは、速度情報、加速度情報、および、前方車からの情報を変調部２２ｂに供給する。
【００８４】
その結果、変調部２２ｂでは、図１６に示すように、同期パターン「ｓｙｎｃ」の間に供給された情報を適宜挿入し、駆動部２２ｃに供給する。駆動部２２ｃは、変調部２２ｂから供給されたパターンに応じてマーカを点滅させる。
［Ｓ４６］制御部２２ａは、エンジンが停止されたか否かを判定し、停止された場合には処理を終了し、それ以外の場合にはステップＳ４０に戻って同様の処理を繰り返す。
【００８５】
次に、図１８を参照して、図１７のステップＳ４０に示す「ブレーキ処理」の詳細について説明する。
［Ｓ５０］制御部２２ａは、センサ２６からの出力を参照し、自車のブレーキが操作されたか否かを判定し、操作された場合にはステップＳ５３に進み、それ以外の場合にはステップＳ５１に進む。
［Ｓ５１］制御部２２ａは、受信装置２１によって受信された前方車からの情報を取得する。
［Ｓ５２］制御部２２ａは、前方車から伝送されてきた情報を参照して前方車のブレーキが操作されたか否かを判定し、操作された場合にはステップＳ５３に進み、それ以外の場合にはもとの処理に復帰する。
【００８６】
なお、前方車としては、１台前の車両だけでなく更に前の車両からの情報を取得するようにしてもよい。
［Ｓ５３］制御部２２ａは、ブレーキ情報を変調部２２ｂに供給する。その結果、後方車に対してブレーキ情報が送出されることになる。
［Ｓ５４］制御部２２ａは、所定の時間が経過したか否かを判定し、時間が経過した場合にはもとの処理に復帰し、それ以外の場合にはステップＳ５３に戻って同様の処理を繰り返す。
【００８７】
例えば、ブレーキ情報が確実に後方車に受信されるのに必要な時間（例えば、０．５秒）が経過するともとの処理に復帰し、それ以外の場合にはブレーキ情報を繰り返し送出することになる。
【００８８】
次に、図１９を参照して、図１７のステップＳ４１に示す「マーカ処理」の詳細について説明する。
［Ｓ６０］制御部２２ａは、監視部２２ｄからの出力を参照して、マーカ２３が過熱状態になっているか否かを判定し、過熱状態になっている場合にはステップＳ６２に進み、それ以外の場合にはステップＳ６１に進む。
［Ｓ６１］制御部２２ａは、監視部２２ｄからの出力を参照して、駆動部２２ｃが過熱状態になっているか否かを判定し、過熱状態になっている場合にはステップＳ６２に進み、それ以外の場合にはもとの処理に復帰する。
［Ｓ６２］制御部２２ａは、変調部２２ｂに対してマーカが異常であることを示す異常情報を供給する。その結果、後方車に対して異常情報が送出されることになる。
［Ｓ６３］制御部２２ａは、所定の時間が経過したか否かを判定し、時間が経過した場合にはステップＳ６４に進み、それ以外の場合にはステップＳ６２に戻って同様の処理を繰り返す。
【００８９】
例えば、異常情報が確実に後方車に受信されるのに必要な時間（例えば、０．５秒）が経過するともとの処理に復帰し、それ以外の場合には異常情報を繰り返し送出する。
［Ｓ６４］制御部２２ａは、駆動部２２ｃを停止することにより、マーカの動作を停止させる。
【００９０】
次に、図２０を参照して、以上の処理によって送出された情報を受信する場合の処理について説明する。このフローチャートが開始されると、以下の処理が実行されることになる。
［Ｓ７０］復調部２１ｃは、ｓｙｎｃを検出したか否かを判定し、検出した場合にはステップＳ７１に進み、それ以外の場合にはステップＳ７０に戻って同様の処理を繰り返す。
［Ｓ７１］復調部２１ｃは、ｓｙｎｃの間に挿入されている情報を抽出して制御部２１ｅに供給する。
［Ｓ７２］制御部２１ｅは、抽出された情報を参照して前方車のブレーキが操作されたか否かを判定し、操作された場合にはステップＳ７３に進み、それ以外の場合にはステップＳ７４に進む。
［Ｓ７３］制御部２１ｅは、アクチュエータ２４に対して制御情報を送ることにより、減速または停車処理を実行する。
［Ｓ７４］制御部２１ｅは、抽出された情報を参照して前方車のマーカが異常であるか否かを判定し、異常である場合にはステップＳ７５に進み、それ以外の場合にはステップＳ７６に進む。
【００９１】
即ち、抽出された情報に、異常情報が含まれている場合にはステップＳ７５に進むことになる。
［Ｓ７５］制御部２１ｅは、ブザー２５を制御して、警告音を発生させる。
［Ｓ７６］制御部２１ｅは、その他の情報が抽出されたか否かを判定し、その他の情報が抽出された場合にはステップＳ７７に進み、それ以外の場合にはステップＳ７０に戻って同様の処理を繰り返す。
［Ｓ７７］制御部２１ｅは、抽出された情報に応じてアクチュエータ２４を適宜制御し、自車の走行状態を調節する。
【００９２】
以上の処理によれば、前方車の走行状態に関する情報を、マーカの点滅パターンに重畳して後方車に通知するようにしたので、後方車はこの情報を参照して、自己の車両を前方車に追随するように確実に制御することが可能となる。
【００９３】
例えば、ブレーキ操作やマーカの故障は最先にチェックし、後方車が確実に検出できるように所定の時間だけ繰り返して送信するようにしたので、重要な情報を優先的に送信することが可能となる。
【００９４】
なお、ブレーキ操作やマーカの故障が発生した場合には、割り込み処理によって他の情報に優先してこれらの情報を送信するようにしてもよい。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、前方車が具備する複数のマーカからの情報を参照して後方車を制御する車両走行制御システムにおいて、前方車は、複数のマーカを同期をとりながら所定のパターンで点滅させる点滅手段と、自己の車両または更に前方の車両の走行状態を示す情報を収集する情報収集手段と、情報収集手段によって収集された情報に応じて点滅手段を制御することにより点滅パターンを変調する変調手段と、マーカの状態を検出するマーカ状態検出手段と、マーカ状態検出手段によってマーカが異常であることが検出された場合には、マーカの異常を示す異常情報を生成して、変調手段に供給する異常情報供給手段と、異常情報供給手段によって異常情報が変調手段に供給された場合には、マーカの動作を停止させるマーカ停止手段と、を有し、後方車は、複数のマーカからの光を撮像する撮像手段と、撮像手段から出力された画像から複数のマーカの画像を特定する特定手段と、特定手段によって特定された複数のマーカの画像の点滅パターンから、マーカの画像の有効性を判定する有効性判定手段と、複数のマーカの画像の点滅パターンから、もとの情報を復調する復調手段と、復調手段によって得られた情報に応じて自車の走行状態を制御する制御手段と、を有するようにしたので、マーカを確実に検出することが可能となり、安全性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動作原理を説明するための原理図である。
【図２】本発明の実施の形態の構成の概要を説明するための図である。
【図３】図２に示す前方車を後方から眺めた場合の図である。
【図４】車間距離とヨー角を説明するための図である。
【図５】後方車が具備する装置の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図６】図５に示す受信装置の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図７】図５に示す送信装置の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図８】マーカの点滅パターンの一例を示す図である。
【図９】図８に示すマーカの点滅パターンを検出するための処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】図９に示す左検出処理および右検出処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】測距の原理を説明するための図である。
【図１２】ヨー角の検出原理を説明するための図である。
【図１３】マーカの他の点滅パターンの一例を説明する図である。
【図１４】図１３に示すマーカの点滅パターンを検出するための処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１５】図１４に示す左検出処理および右検出処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１６】マーカの点滅パターンに情報を重畳する場合の一例を示す図である。
【図１７】図１６に示す点滅パターンによって情報を送出する場合の処理の一例について説明するフローチャートである。
【図１８】図１７に示すブレーキ処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１９】図１７に示すマーカ処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図２０】図１６に示す処理によって送出された情報を受信する場合の処理について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  前方車
２  後方車
２０  受光部
２１  受信装置
２１ａ  マーカ検出部
２１ｂ  検出保護部
２１ｃ  復調部
２１ｄ  測定部
２１ｅ  制御部
２２  送信装置
２２ａ  制御部
２２ｂ  変調部
２２ｃ  駆動部
２２ｄ  監視部
２３  マーカ
２４  アクチュエータ
２５  ブザー
２６  センサ
１００  前方車
１００ａ  情報収集手段
１００ｂ  変調手段
１００ｃ  点滅手段
１００ｄ  マーカ
２００  後方車
２００ａ  撮像手段
２００ｂ  特定手段
２００ｃ  有効性判定手段
２００ｄ  測距手段
２００ｅ  復調手段
２００ｆ  制御手段
【図１】
0003713171.tif 000002
【図２】
0003713171.tif 000003
【図３】
0003713171.tif 000004
【図４】
0003713171.tif 000005
【図５】
0003713171.tif 000006
【図６】
0003713171.tif 000007
【図７】
0003713171.tif 000008
【図８】
0003713171.tif 000009
【図９】
0003713171.tif 000010
【図１０】
0003713171.tif 000011
【図１１】
0003713171.tif 000012
【図１２】
0003713171.tif 000013
【図１３】
0003713171.tif 000014
【図１４】
0003713171.tif 000015
【図１５】
0003713171.tif 000016
【図１６】
0003713171.tif 000017
【図１７】
0003713171.tif 000018
【図１８】
0003713171.tif 000019
【図１９】
0003713171.tif 000020
【図２０】
0003713171.tif 000021