(57)【要約】【課題】  狭い通路等を低速で通過する際に建物の角や柱との接触を確実に防止する障害物検知装置を提供する。【解決手段】  車両の側面に設けられたテレビカメラ１２が少なくとも車両の側方から斜め前方を含む第１領域Ｒ１に存在する物体を撮像し、車両Ｖの前部側面に設けられたソナー１４が第１領域Ｒ１の一部である第２領域Ｒ２に存在する物体の距離を測定すると、相対位置算出手段Ｍ１が、テレビカメラ１２で撮像した物体の方向およびソナー１４で検知した該物体の距離から車両に対する該物体のエッジの相対位置を算出し、相対位置トレース手段Ｍ３が、移動軌跡算出手段Ｍ２で算出した車両の移動軌跡に応じて物体の特徴部の相対位置をトレースするので、運転者は車両が接触する可能性のある障害物となる物体の特徴部の位置を逐次認識して接触を回避することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（Ｖ）の側面に設けられて少なくとも車両（Ｖ）の側方から斜め前方を含む第１領域（Ｒ１）に存在する物体（Ｏ）を撮像する撮像手段（１２）と、
車両（Ｖ）の前部側面に設けられて前記第１領域（Ｒ１）の一部である第２領域（Ｒ２）に存在する物体（Ｏ）の距離を測定する測距手段（１４）と、
前記撮像手段（１２）で撮像した物体（Ｏ）の方向および前記測距手段（１４）で検知した該物体（Ｏ）の距離から、車両（Ｖ）に対する該物体（Ｏ）の特徴部（Ｏａ）の相対位置を算出する相対位置算出手段（Ｍ１）と、
車両（Ｖ）の移動軌跡を算出する移動軌跡算出手段（Ｍ２）と、
前記移動軌跡算出手段（Ｍ２）で算出した車両（Ｖ）の移動軌跡に応じて変化する前記物体（Ｏ）の特徴部（Ｏａ）の相対位置をトレースする相対位置トレース手段（Ｍ３）と、
を備えたことを特徴とする障害物検知装置。
【請求項２】
前記特徴部（Ｏａ）は前記物体（Ｏ）のエッジであることを特徴とする、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記相対位置算出手段（Ｍ１）は、前記測距手段（１４）で測定した複数の距離のうちの最も小さい距離に基づいて前記物体（Ｏ）の相対位置を算出することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記移動軌跡算出手段（Ｍ２）は車両（Ｖ）の速度および操舵角に基づいて車両（Ｖ）の移動軌跡を算出することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の障害物検知装置。
【請求項５】
前記相対位置トレース手段（Ｍ３）でトレースした前記特徴部（Ｏａ）と車両（Ｖ）との距離が所定の閾値以下になったとき、前記特徴部（Ｏａ）との接触を回避する方向への操舵を支援する操舵支援装置（１７）、車両（Ｖ）を自動減速する減速制御装置（１８）および運転者に警報を発する警報装置（１９）の少なくとも一つを備えたことを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が狭い通路等を低速で移動する際に、障害物との接触を回避するための障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載したレーダにより自車両と監視対象車両との車間距離および相対速度を検知し、また車両に搭載した撮像手段により自車両の進行方向に直交する方向における監視対象車両の接近度合いを検知し、それらの検知結果から自車両と監視対象車両との現在または将来の位置関係を演算により求め、両車両が衝突する危険度を予測して運転者に報知するようにしたものが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開２００１−３３４８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来のものは、中高速での走行中に他車両との接触を防止する上では有効であっても、狭い通路等を低速で通過する際に建物の角や柱との接触を防止するためには、障害物の位置の検知精度が必ずしも充分ではないという問題があった。
【０００４】
このような場合に、車体の側面に沿って多数のソナーやレーダを配置すれば障害物の位置を高精度で検知することができるが、コストやデザイン上の制約のために実現が困難である。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、狭い通路等を低速で通過する際に建物の角や柱との接触を確実に防止する障害物検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両の側面に設けられて少なくとも車両の側方から斜め前方を含む第１領域に存在する物体を撮像する撮像手段と、車両の前部側面に設けられて前記第１領域の一部である第２領域に存在する物体の距離を測定する測距手段と、前記撮像手段で撮像した物体の方向および前記測距手段で検知した該物体の距離から、車両に対する該物体の特徴部の相対位置を算出する相対位置算出手段と、車両の移動軌跡を算出する移動軌跡算出手段と、前記移動軌跡算出手段で算出した車両の移動軌跡に応じて変化する前記物体の特徴部の相対位置をトレースする相対位置トレース手段とを備えたことを特徴とする障害物検知装置が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記特徴部は前記物体のエッジであることを特徴とする障害物検知装置が提案される。
【０００８】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記相対位置算出手段は、前記測距手段で測定した複数の距離のうちの最も小さい距離に基づいて前記物体の相対位置を算出することを特徴とする障害物検知装置が提案される。
【０００９】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記移動軌跡算出手段は車両の速度および操舵角に基づいて車両の移動軌跡を算出することを特徴とする障害物検知装置が提案される。
【００１０】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記相対位置トレース手段でトレースした前記特徴部と車両との距離が所定の閾値以下になったとき、前記特徴部との接触を回避する方向への操舵を支援する操舵支援装置、車両を自動減速する減速制御装置および運転者に警報を発する警報装置の少なくとも一つを備えたことを特徴とする障害物検知装置が提案される。
【００１１】
尚、実施の形態のテレビカメラ１２は本発明の撮像手段に対応し、実施の形態のソナー１４は本発明の測距手段に対応し、実施の形態のエッジＯａは本発明の特徴部に対応する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の構成によれば、車両の側面に設けられた撮像手段が少なくとも車両の側方から斜め前方を含む第１領域に存在する物体を撮像し、車両の前部側面に設けられた測距手段が第１領域の一部である第２領域に存在する物体の距離を測定すると、相対位置算出手段が、撮像手段で撮像した物体の方向および測距手段で検知した該物体の距離から車両に対する該物体の特徴部の相対位置を算出し、相対位置トレース手段が、移動軌跡算出手段で算出した車両の移動軌跡に応じて物体の特徴部の相対位置をトレースするので、運転者は車両が接触する可能性のある障害物となる物体の特徴部の位置を逐次認識して接触を回避することができる。しかも車体の各側面に撮像手段および測距手段を１個ずつ設ければ良いので低コストであるだけでなく、外観上目立つ車体側面のデザインに与える影響を最小限に抑えることができる。
【００１３】
また請求項２の構成によれば、相対位置算出手段が物体のエッジの相対位置を算出するので、車両が最も接触し易い物体のエッジの相対位置を認識して接触を確実に回避することができる。
【００１４】
また請求項３の構成によれば、相対位置算出手段が測距手段で測定した複数の距離のうちの最も小さい距離に基づいて物体の相対位置を算出するので、障害物となる物体の位置を精度良く算出することができる。
【００１５】
また請求項４の構成によれば、移動軌跡算出手段が車両の速度および操舵角に基づいて車両の移動軌跡を算出するので、簡単な演算で車両の移動軌跡を精度良く算出することができる。
【００１６】
また請求項５の構成によれば、相対位置トレース手段でトレースした物体の特徴部と車両との距離が所定の閾値以下になると、操舵支援装置が前記特徴部との接触を回避する方向への操舵を支援し、減速制御装置が車両を自動減速し、あるいは警報装置が運転者に警報を発するので、車両が障害物と接触するのを確実に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図６は本発明の実施の形態を示すもので、図１は車両および障害物を上方から見た図、図２は障害物検知装置のブロック図、図３はテレビカメラのみによる物体検知の説明図、図４はテレビカメラおよびソナーの併用による物体検知の説明図、図５は物体の特徴部の座標を検索するマップを示す図、図６は物体の特徴部の座標のトレースの説明図である。
【００１９】
図１に示すように、車両Ｖは左右のドアミラー１１，１１に設けられた左右のテレビカメラ１２，１２と、フロントバンパー１３の左右両端部に設けられた左右のソナー（音波探知機）１４，１４とを備える。各テレビカメラ１２は車両Ｖの側面から斜め前方までの広角の第１領域Ｒ１に存在する物体Ｏを撮像し、そのエッジＯａのような特徴部を検知する。また各ソナー１４は車両Ｖの側面から斜め前方を指向する前記第１領域Ｒ１に含まれる比較的に狭い第２領域Ｒ２に存在する物体Ｏの距離を測定することができる。テレビカメラ１２は、撮像した画像上の物体Ｏの位置から該物体Ｏの方向を認識することが可能であるが、その物体Ｏの距離を認識することができない。またソナー１４は、第２領域Ｒ２内に存在する物体Ｏの最短距離を測定することが可能であるが、その物体Ｏの方向を認識することができない。
【００２０】
図２に示すように、電子制御ユニットＵは、相対位置算出手段Ｍ１と、移動軌跡算出手段Ｍ２と、相対位置トレース手段Ｍ３とを備える。相対位置算出手段Ｍ１には、前記テレビカメラ１２，１２および前記ソナー１４，１４が接続され、移動軌跡算出手段Ｍ２には、車両Ｖの走行速度を検知する車速センサ１５と、車両Ｖのステアリングホイールの操舵角を検知する操舵角センサ１６とが接続される。また相対位置トレース手段Ｍ３には、ステアリングホイールにアクチュエータで操舵トルクを加えて運転者のステアリング操作をアシストする操舵支援装置１７と、ブレーキを自動的に作動させて車両Ｖを減速する減速制御装置１８と、運転者にモニターの画像、音声、ブザー、チャイム等で警報を発する警報装置１９とが接続される。
【００２１】
図３（Ｃ）はテレビカメラ１２で撮像した車体右側面側の画像を示すものである。テレビカメラ１２の画像上で車体に対して所定の位置Ａに物体Ｏが検知されたとする。しかしながら、テレビカメラ１２の画像は物体Ｏの奥行き（テレビカメラ１２からの距離）を検知できないため、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記Ａ点の画像は、路面上のＡ１点の画像であるのか、路面より高い位置にあるＡ２点の画像であるのか識別することができない。
【００２２】
よって、車体に固定したＸ−Ｙ座標系でＡ点の座標を特定しようとしても、物体ＯがＡ１点にあるときの座標は（Ｘ１，Ｙ１）となり、物体ＯがＡ２点にあるときの座標は（Ｘ２，Ｙ２）となり、実際の物体Ｏの位置を特定できないことになる。
【００２３】
尚、本実施の形態では、Ｘ−Ｙ座標系は車両Ｖの右側の物体Ｏに対するものと車両Ｖの左側の物体Ｏに対するものとが別個に設けられており、それらの原点はそれぞれ左右のドアミラー１１，１１に設けたテレビカメラ１２，１２の位置に一致し、Ｘ軸の正方向は車体前方を向き、Ｙ軸の正方向は車幅方向外側を向くものとする。勿論、Ｘ−Ｙ座標系の設定は上記したものに限定されず、任意に設定可能である。
【００２４】
それに対し、図４（Ａ），（Ｂ）に示すようにテレビカメラ１２の画像で検知した物体Ｏの方向と、ソナー１４で検知した物体Ｏの距離とを併用すると、その物体Ｏの位置を特定することができる。即ち、ソナー１４から物体Ｏまでの距離がＤであるとすると、テレビカメラ１２の画像で検知した物体Ｏの方向を示すラインＬと、ソナー１４を中心とする半径Ｄの球面との交点であるＡ２点が、路面よりも高い位置にある物体Ｏの位置であると特定することができ、その物体Ｏの座標（Ｘ２，Ｙ２）を知ることができる。
【００２５】
以上が本実施の形態の障害物検知手法の原理であり、以下に図２のブロック図に基づいて障害物検知手法を具体的に説明する。
【００２６】
先ず、電子制御ユニットＵの相対位置算出手段Ｍ１に、テレビカメラ１２で撮像した画像データとソナー１４で検知した物体Ｏの距離とが入力される。ソナー１４の検知可能距離は比較的に小さいが、低速で走行中の車両Ｖ（以下、自車という）と接触する可能性のある物体Ｏを検知可能であれば充分である。ソナー１４が物体Ｏの距離を検知すると、相対位置算出手段Ｍ１は、テレビカメラ１２で撮像した画像データのうちから、ソナー１４の検知領域Ｒ２に存在する物体ＯのエッジＯａを特徴部として抽出する。物体ＯのエッジＯａは、例えば建物の角や柱の角であり、自車がその周囲を回り込もうとしたときに、内輪差により自車の車体側面と接触する可能性が高い部分である。特徴部であるエッジＯａは通常複数存在するため、それらのうちの最も距離が小さいものが選択される。
【００２７】
しかして、テレビカメラ１２で検知した物体ＯのエッジＯａの方向と、そのエッジＯａの距離とに基づいて、自車に固定したＸ−Ｙ座標に対する物体ＯのエッジＯａの座標（つまり自車に対する相対位置）を特定することができる。
【００２８】
物体Ｏの座標の特定は、演算時間を短縮するためにマップ検索を用いて行われる。即ち、テレビカメラ１２の各検知方向に対応して物体Ｏの座標を記憶したマップを準備しておき、このマップから、ソナー１４で測定した物体Ｏの距離をパラメータとして、該物体Ｏの座標を検索することができる。例えば、図４（Ａ）に示すように、路面上のＡ１点の方向に物体Ｏが検知された場合、図５に示すように、Ａ１点方向に存在する物体Ｏ用のマップに、ソナー１４で測定したパラメータである物体Ｏまでの距離Ｄ１〜Ｄ４を適用して検索すると、その距離Ｄ１〜Ｄ４に対応する物体Ｏの位置Ａ１〜Ａ４の座標を知ることができる。
【００２９】
移動軌跡算出手段Ｍ２は、車速センサ１５で検知した車速と操舵角センサ１６で検知した操舵角とから、所定時間Δｔ毎に自車の移動軌跡を算出する。自車の移動軌跡にはＸ−Ｙ座標系の原点の移動軌跡と、Ｘ軸およびＹ軸の方向とが含まれる。
【００３０】
相対位置トレース手段Ｍ３は、相対位置算出手段Ｍ１で算出した物体ＯのエッジＯａの座標と、移動軌跡算出手段Ｍ２で算出した自車の時間Δｔ毎の移動軌跡とから、時間Δｔ毎の物体ＯのエッジＯａの座標をトレースする。これにより、図６に示すように、物体ＯのエッジＯａが時間Δｔ毎に自車に対してどのように相対移動するかを知ることができる。そして時間Δｔ後に車体側面（その座標は既知である）と物体ＯのエッジＯａとの距離が閾値以下になると判断されると、操舵支援装置１７が物体ＯのエッジＯａとの接触を回避する方向の操舵トルクを発生させ、減速制御装置１８が自動ブレーキを作動させ、更に警報装置１９が運転者に接触の可能性があることを報知することで、自車が物体ＯのエッジＯａと接触するのを確実に回避することができる。
【００３１】
しかも車両Ｖの各側面にテレビカメラ１２およびソナー１４を１個ずつ設ければ良いので低コストであるだけでなく、外観上目立つ車体側面のデザインに与える影響を最小限に抑えることができる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３３】
例えば、実施の形態では車両Ｖが障害物に接触するのを回避するために操舵支援装置１７、減速制御装置１８および警報装置１９を設けているが、そのうちの少なくとも一つだけを設けても良く、また最初に警報装置１９を作動させ、運転者が反応しない場合に操舵支援装置１７を作動させ、それでも接触の可能性がある場合に減速制御装置１８を作動させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】車両および障害物を上方から見た図
【図２】障害物検知装置のブロック図
【図３】テレビカメラのみによる物体検知の説明図
【図４】テレビカメラおよびソナーの併用による物体検知の説明図
【図５】物体の特徴部の座標を検索するマップを示す図
【図６】物体の特徴部の座標のトレースの説明図
【符号の説明】
【００３５】
１２      テレビカメラ（撮像手段）
１４      ソナー（測距手段）
１７      操舵支援装置
１８      減速制御装置
１９      警報装置
Ｍ１      相対位置算出手段
Ｍ２      移動軌跡算出手段
Ｍ３      相対位置トレース手段
Ｏ        物体
Ｏａ      エッジ（特徴部）
Ｒ１      第１領域
Ｒ２      第２領域
Ｖ        車両
【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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