(57)【要約】【課題】解決しようとする問題は、電波・超音波等の指向性や映像認識から障害物Ｃの位置を特定する方法では認知・判断が正常なら障害物Ｃや白線１の検知は不要で過剰警告となる。また認知・判断ミスでは非立体物の手前に白線１が無い限り、その先の法面や側溝等に対する警告はなく走行支援装置として機能しない問題がある。【解決手段】本発明は、内因的要素である認知・判断ミスが車間距離の短縮や車線逸脱として現れる事から、自車Ａの車速から停止距離内の先行車Ｂだけを検知し路面２を鏡面反射の影響を受けない状態で走査し、車側から約１０ｃｍにある白線１する事で追突・車線逸脱回避の警告を行う事を最も主要な特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車Ａの前部ナンバープレート７付近に正面前方約２０mの位置で車線幅約３．６ｍを映像視野５に設定し、その焦点深度から約数ｍから約２００mの正面前方の被写体を走査するＣＣＤカメラ６を装着、その映像データを画像処理してナンバープレート７の外形寸法縦横対比及び表示記号から先行車Ｂを検知・認識した場合に距離計１１よる車間距離の計測で自車速度から算出した停止距離よりも短い場合に警告を発し、その状態を警報付のラインモニター９に表示する。更に自車Ａの前後左右約１５ｃｍ外側を結ぶ４点の路面２に鋭角で直径約１０ｃｍ程度の円錐状光軸を有する赤外線センサ投光部８を車両下部の中央又は端に固定する。同部から赤外線の投光により路面２を走査し同一の反射光路で受光し、光束の変化から車体下部の障害物Ｃと車体外側約１０ｃｍの位置にある白線１を読取り警報付のラインモニター９に表示する。各車輪の車軸部付近に振動検知器１０を装着し、タイヤが白線１表面に乗り上げた時、当該位置を警報付のラインモニター９に表示する事を特徴とする走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行姿勢から数秒後の追突や車線逸脱を予測し事故を回避・軽減する危険認知・判断に関する。
【背景技術】
【０００２】
未だ居眠りや脇見運転、動静不注視等よる認知・判断ミスが原因の交通事故が全体の２／３を占める現状がある。進路への歩行者や車両による割込みを除き安全な走行は先行車までの車線内に限られ、運転中の認知・判断ミスは車間距離の短縮や車線逸脱により数秒後に事故に至る危険性が極めて高い。交通事故を防ぐためには認知・判断ミスの兆候である危険な走行姿勢に対し迅速且つ適正な警告が求められている。しかし瞳孔の動きや頭の傾きなどから脇見運転や漫然運転と断定し或いは生理現象から居眠りの予兆を計るのも精度やタイミングにおいて問題がある。内面的要素である認知・判断ミスは、車間距離の短縮や車線逸脱として如実に走行姿勢に現れる事から多くの走行支援に利用されているが個々の立体情報と平面情報とに整合性はなく、精度やタイミングに問題を残している。
【０００３】
図１は、追突回避に適用する自車Ａと先行車Ｂ及び障害物Ｃとの位置関係を示したもので、従来の立体物を特開平０２−１６３６８６号公報や、特開平９−１２３９３４号公報の如く、電波・超音波等の指向性や映像認識を利用し歩行者や車両・工作物などの位置を特定する公知手段がある。これらは法面・側溝等の非立体物の有無や白線１の位置・方向等の平面情報に欠けており障害物Ｃが車線内外何れに有るか判らない現状に有る。
【０００４】
図２は、車線逸脱の回避に適用する自車Ａと先行車Ｂ及び障害物Ｃとの位置関係を示したもので、従来自車Ａ直下の障害物Cを赤外線の反射から検知する特開昭６０−１５２９６９号公報の技術や自車Ａ四隅から垂直に近い状態で赤外線の反射により白線１の位置を読取る特開平９−１２３９３４号公報の技術等があるが、障害物Ｃの検知範囲が自車Ａの両側投光部から粗垂直に近い路面までの狭くて短い光路に限られ、検知の欠落や警告のタイミングにズレを生じている。更に図６の如く、白線１の表面には視認性を高めるため入射方向に光を反射させる回帰性の高い球形のガラスビーズ４が塗布されているが粗垂直に近い状態で読取った場合、路面２の鏡面反射と重なり、また白線１の水没により屈折率が近いガラスビーズ４は水に同化し白線１と路面２との区別を一層難しくする欠点がある。
【０００５】
路面２に描かれる白線１が完全に水没した場合、照射したライトや赤外線は入射角で全て反対方向に反射するため視覚や光学的検知が困難となりタイヤ３が白線１の表面凹凸に乗り上げた振動により危険を知らせる方法も考えられるが、しかし表面の凹凸は本来雨天時に白線１を水面上より浮上させ球形ガラスピース４の反射輝度を高める為のもので高低差も少なく窓を閉め切った車内には音や振動での情報は伝わり難い問題がある。
【０００６】
映像認識により前方の路面２における白線１からの車線逸脱を読取る方法では表面の球形ガラスビーズ４の回帰性反射によって視認性は高まるが強力な補助光を必要とし手元での僅かな開きが前方では大きく開き車線未逸脱での警告となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−００００００号公報
【特許文献２】特開平０６−１３９５００号公報
【特許文献３】特開昭６０−１５２９６９号公報
【特許文献４】特開平９−１２３９３４号公報
【特許文献５】特許第３９７９１７９号公告
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】特許一郎著  「ハンドスキャナのいろいろ」特許出版  ２００３年
【非特許文献２】交通警察実務研究会編「交通捜査実務パーフェクトガイド」（東京法令出版・平成１２年１０月初版）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題は、電波・超音波等の指向性や映像認識から前方危険距離にある障害物Ｃの位置を特定し警告する方法において運転者の認知・判断が正常なら障害物Ｃや白線１の検知は不要で過剰警告となる。しかし認知・判断ミスでは、検知できない非立体物の手前に白線１の検知による警告が無い限り、その先にある歩道や法面、側溝等に対する警告は全く無く走行支援装置として機能しない問題がある。
【００１０】
従来の粗垂直に近い赤外線反射から路面２上の障害物Ｃや白線１を読取る技術だけでは、車線逸脱が生じない限り立体物を検知する機能を持たず先行車Ｂへの追突は避けられない。また車両直下の障害物Ｃ検知では自車Ａの両側投光部か路面までの狭くて短い光路に限られ更に表面に回帰性反射の高い球形のガラスビーズ４が塗布されている白線１の検知おいても路面２の鏡面反射と重なり或いは水没により屈折率が粗等しい水と同化して輝度を失い白線１と路面２との区別を一層難しくする欠点がある。
【００１１】
前述した如く白線１が水没した場合、タイヤ３が白線１の表面凹凸に乗り上げた振動により危険を知らせる方法も考えられるが白線１の表面凹凸は水面上より浮上させ表面にある球形のガラスピース４の反射輝度を高める為のもので高低差も少なく閉鎖した車内への音・振動情報が伝わり難い問題がある。
【００１２】
映像認識による前方路面２における白線１からの逸脱を読取る方法では、手元で角度が僅かに開く程度でも遠くなる前方では幅が広がり車線未逸脱での警告となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、走行姿勢から数秒後の追突や車線逸脱を予測し事故を回避・軽減する事を最も主要な特徴とする。
【００１４】
車線逸脱を生じない先行車Ｂへの追突回避は、自車Ａの前部ナンバープレート７付近に正面前方約２０mの位置で車線幅約３．６ｍを映像視野５に設定し、その焦点深度から約数ｍから約２００m前方正面の被写体を走査できるＣＣＤカメラ６を装着、その映像データを画像処理してナンバープレート７の外形寸法縦横対比及び表示記号から先行車Ｂを検知・認識した場合に距離計１１よる先行車Ｂとの車間距離を水平ピンポイントで計測し自車Ａの速度から算出した停止距離よりも短い場合、その状態を警報付のラインモニター９の車間距離警告灯１３に表示し警告する。
【００１５】
車線逸脱の検知には自車Ａの前後左右約１５ｃｍ外側を結ぶ四角形の４点の路面２に対し鋭角で直径約１０ｃｍ程度の円錐状光軸を有する赤外線センサ投光部８を車両下部の中央又は端に固定する。同部から赤外線の投光により路面２を走査し同一の反射光路で受光し光束の変化から車体下部の障害物Ｃと車体外側約１０ｃｍの位置にある白線１を読取る構造とし走査位置の白線１の検知状態が明確に判る警報付のラインモニター９の車線逸脱警告灯１４に表示し警告する。
【００１６】
各車輪の車軸部付近に振動検知器１０を装着しタイヤ３が明らかに白線１表面に乗り上げた事が明確に判るよう前述した警報付のラインモニター９に連動させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、車間距離の短縮や車線逸脱として出現した走行姿勢から数秒後の追突や車線逸脱を予測し事故を回避・軽減する利点がある。
【００１８】
歩行者と車両を白線１で分離し車線内に割込む車両の検知は特許第３９７９１７９号公告を利用した車々間通信等で可能である。車線外の立体物や非立体物等の障害物Ｃに対する危険回避は、その手前にある白線１の検知で行える。更にカーブや危険場所では回避が可能な手前に本来の白線１に沿って破線の白線１等を付設する事で速い警告ができる。追突回避の警告は、車線逸脱とは関係ない直線状の停止距離内に有る先行車Ｂのナンバープレート７の外形寸法縦横対比及び表示記号に的を絞って実施するため、危険な状態への無警告や車線外の歩行者やガードレール・電柱等の各種立体物による過剰警告を極めて少なくする事が可能となる。
【００１９】
自車Ａの前後左右約１５ｃｍ外側を結ぶ四角形の４点の路面２に対し鋭角で直径約１０ｃｍ程度の円錐状光軸を有する赤外線センサ投光部８を車両下部の中央又は端に固定する事で発車時の車両下部における障害物Ｃの検知範囲を車両の前後面下部全域に広げ検知の欠落や警告タイミングのズレを無くす事ができる。更に赤外線センサ投光部８を傾斜させる事によって、図６の如く白線１では表面の球形ガラスピース４によって入射した方向に回帰反射し、路面２では鏡面反射又は乱反射によって反対側に又は拡散反射させるため読取り精度を向上させる事ができる。又走査位置の白線１の状態が明確に判る警報付のラインモニター９を車内に装備する事で警告の内容を明確に伝達する事ができる。
【００２０】
白線１が水没した場合を考慮し各車輪の車軸部付近に振動検知器１０を装着しタイヤ３が明らかに白線１の表面に乗り上げた時、警報付のラインモニター９に位置が明確に判るようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は走行支援装置の追突回避の実施方法を示す平面説明図である。
【図２】図２は走行支援装置の車線逸脱回避の実施方法を示す平面図である。
【図３】図３は走行支援装置の自車Ａの実施方法を示す平面説明図である。
【図４】図４は走行支援装置の自車Ａの実施方法を示す正面説明図である。
【図５】図５は走行支援装置のラインモニター９・車載器１２の説明図である。
【図６】図６は路面２上における白線１の検知方法を示した断面説明図である。
【図７】図７は走行支援装置の追突・車線逸脱回避を示す前方正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
自車Aの前方正面の危険距離に位置する先行車Ｂと車体下部に入る障害物Ｃ及び白線１の読取の精度を高め、追突と車線逸脱の回避という目的を自車Ａと先行車Ｂの外観を損なわず最小の部品点数で実現した。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の走行支援装置における追突回避の実施方法を示す平面説明図であって、１〜１５は、図２と同様である。
【００２４】
道路交通法では夜間やトンネル内等において５０ｍ、高速道路で２００ｍ先が見える様なライトの点灯を義務付けており、昼間の自然光や当該ライト等を頼りに追突の危険性がある前方正面の先行車Ｂを認識する。
【００２５】
ＣＣＤカメラ６は前方正面約２０mで車線幅約３．６ｍを映像視野５設定し、その焦点深度から約数ｍから約２００mの正面前方にある被写体を常に走査しており、先行車Ｂのナンバープレート７の検知・認識信号を出力する。この場合検知・認識するナンバープレート７の外形寸法縦横対比率に余裕を持たす事によって進行方向に違いがある先行車Ｂのナンバープレート７を認識するが、映像視野５にナンバープレート７が入らない限り先行車Ｂを検知・認識しない。本発明の主体は光学系の実装方法にあるので、電子、機構系の説明は省略する。
【００２６】
先行車Ｂのナンバープレート７の検知・認識信号を入力した距離計１１は検知したナンバープレート７に水平ポイントで赤外線等を発射、車間距離を測定しデータを車載器１２に出力する。
【００２７】
車間距離データを入力した車載器１２では、自車Ａの速度から停止距離を算出し、車間距離との比較において車間距離が短い場合に警告信号を出力する。
【００２８】
車間距離が短い旨の警告信号を入力した警報付のラインモニター９は、表示部の車間距離警告灯１３に表示するとともに警報音等で運転者に警告を発する。
【００２９】
追突回避警告時期＝必要な車間距離＝停止距離は数式１によって求める。
【００３０】
【数１】
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【００３１】
通常人の反応時間(０．７５秒)で摩擦係数を０．７として，車速５０Km/hの場合の停止距離は，約２４．５ｍとなる。尚、この場合の路面摩擦係数は乾いたアスファルトまたはコンクリート  ０．７ぬれたアスファルト  ０．４５とする。又反応時間を長く設定する事や先行車の速度、更には天候に似合う路面摩擦係数を選択する事で事故の回避に余裕ができ、警報に基づきブレーキ・ハンドル操作により追突を回避する。
【実施例２】
【００３２】
図２は、本発明の走行支援装置の車線逸脱回避の実施方法を示す平面説明図であって、１〜１５は、図１と同様である。
【００３３】
自車Ａの前後左右約１５ｃｍ外側を結ぶ４点の路面２に対し鋭角で直径約１０ｃｍ程度の円錐状光軸を有する赤外線センサ投光部８を車両下部の中央又は端に固定する。同部からの赤外線投光により路面２を走査し同一光路で受光し光束の変化から車体下部の障害物Ｃと車体外側約１０ｃｍの位置にある白線１を読取る。
【００３４】
車線逸脱を回避する警告時期＝車線幅を有効に活用し車線逸脱の直前＝逸脱時、衝突や脱輪・転落の回避が可能な時期である。警告からの最大車線逸脱距離は空走距離と同じく運転者が危険を感じて急ブレーキが必要と判断した時点から、アクセルペダルから足を動かし（反射時間０．４〜０．５秒）ブレーキペダルに足を乗せ（踏替え時間０．２秒、これを踏み込んでブレーキが効き始める（踏込み時間０．１〜０．３秒）時点までの距離である。この間の制動措置を取るまでに要する時間を、反応時間（空走時間）といい、個人差はあるが、通常人の平均的な反応時間は０．７５秒とされている。この空走距離は、数式２で求められるが車線逸脱幅はブレーキが効き始める同時期が最大と考えブレーキをハンドル操作に置き換える事で求めた。
【００３５】
【数２】
2011242913.tif 000004
【００３６】
通常人の例でいえば，車速５０Km/hの場合の空走距離は，約１０．４ｍで白線１の長さをＬ、空走距離をＨ、逸脱角度θとすると逸脱幅Ｗは三角関数から数式３によって求められる。
【００３７】
【数３】
2011242913.tif 000005
【００３８】
通常人の例でいえば，車速５０Km/hの場合の空走距離は，約１０．４ｍであり、初期的な逸脱開始時期と仮定し逸脱角度を１度とした場合の最大の車線逸脱幅Ｗは、０．１８１５０５０ｍ≒０．２ｍとなり、車線を有効に活用する為、車側又は車側から約１０ｃｍ外側までに読取る。更にカーブや危険場所では本来の白線１の内側に沿って破線の白線１等を付設する事によって逸脱回避が可能な速い段階で警告ができる。
【００３９】
自車Ａの前後左右約１５ｃｍ外側を結ぶ４点の路面に鋭角で直径約１０ｃｍ程度の円錐状光軸を有する赤外線センサ投光部８を車両下部に固定した赤外線投光により路面を走査し同一光路で受光し光束の変化から車体下部の障害物Ｃと車体外側約１０ｃｍにある白線１を読取る。
【００４０】
赤外線センサ投光部８は白線１の検知信号を出力する。本発明の主体は光学系の実装方法にあるので、電子、機構系の説明は省略する。
【００４１】
白線１の検知信号を入力した警報付のラインモニター９は、表示部の該当する車線逸脱警告灯１４に表示するとともに警報音等で運転者に警告を発する。
【００４２】
光学的検知が出来なかった場合、各車軸部付近に振動検知器１１を具備し白線１の表面へタイヤ３が乗り上げを検知し部位を警報付のラインモニター９に表示する。
【００４３】
警告に基づきハンドル・ブレーキ操作により車線逸脱を回避する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
車載器１２に取付けた切り替えスイッチ１５を用いて容易に天候時の選択ができ天候に似合う路面摩擦係数を選択する事で長い停止距離を必要とする用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ    自車
Ｂ    先行車
Ｃ    障害物
１    白線
２    路面
３    タイヤ
４    ガラスビーズ
５    映像視野
６    ＣＣＤカメラ
７    ナンバープレート
８    赤外線センサ投光部
９    ラインモニター
１０  振動検知器
１１  距離計
１２  車載器
１３  車間距離警告灯
１４  車線逸脱警告灯
１５  切り替えスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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