(57)【要約】【課題】交通手段と物体間の相対位置と距離を判断する運転警報システムを提供する。【解決手段】システムは、第一回折格子と、光を第一回折格子に投射し、第一回折パターンを物体に形成する第一光源と、第一回折パターンを取り込む画像取得モジュールと、画像取得モジュールに電気的に接続され、画像取得モジュールに取り込まれた第一回折パターンに基づいて、交通手段と物体の相対位置を判断する制御モジュールとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交通手段に設けられる運転警報システムであって、
第一回折格子と、
光を第一回折格子に投射し、第一回折パターンを物体に形成する第一光源と、
第一回折パターンを取り込む画像取得モジュールと、
画像取得モジュールに電気的に接続され、画像取得モジュールに取り込まれた第一回折パターンに基づいて、交通手段と物体の相対位置を判断する制御モジュールとを含むことを特徴とする運転警報システム。
【請求項２】
前記第一光源はレーザー光源であることを内容とする請求項１記載の運転警報システム。
【請求項３】
前記運転警報システムは更に、第一光源から投射された光を準平行ビームに変換する第一光学モジュールを含むことを内容とする請求項１記載の運転警報システム。
【請求項４】
前記第一回折パターンは、
第一中央明環と、
第一中央明環の一側にある第一側方明環と、
第一中央明環の他側にある第二側方明環とを含むことを内容とする請求項１記載の運転警報システム。
【請求項５】
前記運転警報システムは更に警報インターフェイスを含み、前記画像取得モジュールが第一側方明環または第二側方明環を物体から取り込むとき、制御モジュールは警報インターフェイスに警告メッセージを表示させ、物体が交通手段の第一警報範囲に進入したと通報することを内容とする請求項４記載の運転警報システム。
【請求項６】
前記運転警報システムは更に、
第二回折格子と、
光を第二回折格子に投射し、物体に第二回折パターンを物体に形成する第二光源とを含み、第二回折パターンは、
第二中央明環と、
第二中央明環の一側にある第三側方明環と、
第二中央明環の他側にある第四側方明環とを含み、前記制御モジュールは、画像取得モジュールに取り込まれた第一中央明環と第二中央明環に基づいて交通手段と物体間の距離を判断することを内容とする請求項４記載の運転警報システム。
【請求項７】
前記画像取得モジュールは、
感知素子と、
第一中央明環と第二中央明環からの光を受光し、感知素子に第一感知画像と第二感知画像を結像する撮像ユニットとを含み、前記交通手段と物体間の距離は、（感知素子と撮像ユニット間の距離）×（第一中央明環と第二中央明環間の距離）／（第一感知画像と第二感知画像間の距離）であることを内容とする請求項６記載の運転警報システム。
【請求項８】
前記感知素子はＣＣＤ（電荷結合素子）であることを内容とする請求項７記載の運転警報システム。
【請求項９】
前記感知素子はＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）であることを内容とする請求項７記載の運転警報システム。
【請求項１０】
前記運転警報システムは更に警報インターフェイスを含み、前記交通手段と物体間の距離が閾値より小さければ、制御モジュールは警報インターフェイスに警告メッセージを表示させることを内容とする請求項７記載の運転警報システム。
【請求項１１】
前記運転警報システムは更に警報インターフェイスを含み、前記画像取得モジュールが第三側方明環または第四側方明環を物体から取り込むとき、制御モジュールは警報インターフェイスに警告メッセージを表示させ、物体が交通手段の第二警報範囲に進入したと通報することを内容とする請求項６記載の運転警報システム。
【請求項１２】
前記運転警報システムは更に、交通手段と物体の相対位置に関する情報を保存するための記憶モジュールを含むことを内容とする請求項１記載の運転警報システム。
【請求項１３】
前記物体は車両であることを内容とする請求項１記載の運転警報システム。
【請求項１４】
交通手段に設けられる運転警報システムであって、
光を物体に投射し、第一パターンを物体に形成する第一光源と、
光を物体に投射し、第二パターンを物体に形成する第二光源と、
第一パターンと第二パターンを取り込む画像取得モジュールと、
画像取得モジュールに電気的に接続され、画像取得モジュールに取り込まれた第一パターンと第二パターンに基づいて、交通手段と物体間の距離を計算する制御モジュールとを含むことを特徴とする運転警報システム。
【請求項１５】
前記第一光源と第二光源はレーザー光源であることを内容とする請求項１４記載の運転警報システム。
【請求項１６】
前記画像取得モジュールは、
感知素子と、
第一パターンと第二パターンからの光を受光し、感知素子に第一感知画像と第二感知画像を結像する撮像ユニットとを含み、前記交通手段と物体間の距離は、（感知素子と撮像ユニット間の距離）×（第一パターンと第二パターン間の距離）／（第一感知画像と第二感知画像間の距離）であることを内容とする請求項１４記載の運転警報システム。
【請求項１７】
前記感知素子はＣＣＤであることを内容とする請求項１６記載の運転警報システム。
【請求項１８】
前記感知素子はＣＭＯＳであることを内容とする請求項１６記載の運転警報システム。
【請求項１９】
前記運転警報システムは更に、交通手段と物体間の距離に関する情報を保存するための記憶モジュールを含むことを内容とする請求項１６記載の運転警報システム。
【請求項２０】
前記運転警報システムは更に警報インターフェイスを含み、前記交通手段と物体間の距離が閾値より小さければ、制御モジュールは警報インターフェイスに警告メッセージを表示させることを内容とする請求項１６記載の運転警報システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は交通手段用の運転警報システムに関し、特に交通手段と物体間の相対位置と距離を判断し、運転状況を記録する運転警報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車が主な交通手段になっている中、運転の安全性と快適性を更に向上させるため、さまざまな電子装置やシステムが開発された。事故発生の確率を減少して運転の安全性を確保するため、車内と車外に反射鏡（バックミラー、サイドミラー）を設置することは周知のとおりである。しかし、反射鏡だけでは保障を全うすることができない。例えば、縦列駐車や車庫入れは高度の運転技術を必要とする。それを容易にさせるため、パーキングレーダーが開発された。パーキングレーダーは駐車用の補助装置として、レーザー反射で周辺障害物の状況を測定し、音声やその他の手段で運転者に通報して衝突を防止することができる。
【０００３】
現在のパーキングレーダーは超音波を発し、その帰還時間を計算することで車両と障害物間の距離を測定するものが主流である。しかし、超音波は空気の中で減衰しやすいため、この方法は短距離の衝突防止にのみ適し、車と車の間の長距離応用には適さない。それを解決すべく、アメリカ特許第4552456号は、短波の受発信時間差を計算することで車間距離を測定する技術を掲げている。しかしこの方法は高価だけでなく、他車が測定範囲に進入することを検知できない。そのほか、アメリカ特許第5283622号は、反射光の強度変化により車間距離を判断する技術を掲げている。しかしこの方法は環境条件（霧、もやなど）に大きく影響されるだけでなく、他車が測定範囲に進入することも検知できない。なお、アメリカ特許第5594413号に掲げられる技術も、他車が測定範囲に進入することを検知できない。したがって、長距離測定機能を有し、他車が測定範囲に進入することを検知できる運転警報システムは、開発の目標である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は前述の問題を解決するため、交通手段と物体間の相対位置と距離を判断する運転警報システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、交通手段に設けられる運転警報システムを提供する。該システムは、第一回折格子と、光を第一回折格子に投射し、第一回折パターンを物体に形成する第一光源と、第一回折パターンを取り込む画像取得モジュールと、画像取得モジュールに電気的に接続され、画像取得モジュールに取り込まれた第一回折パターンに基づいて、交通手段と物体の相対位置を判断する制御モジュールとを含む。
【０００６】
この発明は更に、交通手段に設けられる運転警報システムを提供する。該システムは、光を物体に投射し、第一パターンを物体に形成する第一光源と、光を物体に投射し、第二パターンを物体に形成する第二光源と、第一パターンと第二パターンを取り込む画像取得モジュールと、画像取得モジュールに電気的に接続され、画像取得モジュールに取り込まれた第一パターンと第二パターンに基づいて、交通手段と物体間の距離を計算する制御モジュールとを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による運転警報システムは、測定対象物に回折結像された画像を取り込んで判断することで、他車が警報範囲に進入することを検知し、長短を問わず距離測定を行う。このようなシステムは信号減衰と環境条件の影響を受けず、他車の接近と距離を正確に判断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。
【０００９】
図１を参照する。図１はこの発明による交通手段用の運転警報システム１０のブロック図である。運転警報システム１０は交通手段１１（例えば車両）の中に設けられ、第一回折格子１２と、光を第一回折格子１２に投射するための第一光源１４（例えばレーザー光源）と、第一光源１４からの光を準平行ビームに変換して第一回折格子１２に投射し、物体１８（例えば車両）上に第一回折パターン２０を形成する第一光学モジュール１６と、第二回折格子２２と、光を第二回折格子２２に投射するための第二光源２４と、第二光源２４からの光を準平行ビームに変換して第二回折格子２２に投射し、物体１８上に第二回折パターン２８を形成する第二光学モジュール２６と、第一回折パターン２０と第二回折パターン２８を取り込む画像取得モジュール３０とを含む。画像取得モジュール３０は、光信号を電気信号に変換する感知素子３２（ＣＣＤまたはＣＭＯＳ）と、第一回折パターン２０と第二回折パターン２８からの光を受光し、感知素子３２に結像する撮像ユニット３４とを含む。
【００１０】
上記運転警報システム１０更に、画像取得モジュール３０に電気的に接続され、画像取得モジュール３０に取り込まれた第一回折パターン２０と第二回折パターン２８に基づいて、交通手段１１と物体１８間の相対位置を判断する制御モジュール３６と、制御モジュール３６に電気的に接続され、画像や音声で警告メッセージを発する警報インターフェイス３８と、制御モジュール３６に電気的に接続され、交通手段１１と物体１８間の相対位置に関する情報を保存する記憶モジュール４０とを含む。制御モジュール３６は警報インターフェイス３８に警告メッセージを表示させ、物体１８が交通手段１１の警報範囲に進入することを通報する。
【００１１】
図２から図４を参照する。図２は第一回折格子１２が受光して回折パターンを生成する説明図であり、図３は第一回折パターン２０を表す説明図であり、図４は第一回折パターン２０の明度分布図である。第一光源１４からの光は第一光学モジュール１６で準平行ビームに変換されてから第一回折格子１２に投射され、中心部から外部まで明度が逓減する回折環を生成する。第一回折パターン２０は第一中央明環２０１と、第一中央明環２０１の一側にある第一側方明環２０２と、第一中央明環２０１の他側にある第二側方明環２０３を含む。もっとも、第一側方明環２０２と第二側方明環２０３の外には明度が低い明環が多数存在しているが、本発明は上記明環のみ交通手段１１と物体１８間の相対位置を判断する基準とする。ただし、利用明環の数量と位置を変えても本発明の範囲を超えない。図５を参照する。図５は第二回折パターン２８を表す説明図である。第二回折パターン２８は第二中央明環２８１と、第二中央明環２８１の一側にある第三側方明環２８２と、第二中央明環２８１の他側にある第四側方明環２８３を含む。第二回折格子２２の受光と第二解説パターン２８の結像はいずれも前述と同じである。
【００１２】
図６を参照する。図６は交通手段１１と物体１８の相対位置を表す説明図である。物体１８が交通手段１１の第一警報範囲Ａ１（破線Ｌ１とＬ２で囲まれた領域）に進入すると、第一回折パターン２０の第一側方明環２０２または第二側方明環２０３は物体１８に結像され、画像取得モジュール３０は物体１８上の第一側方明環２０２または第二側方明環２０３から光を受光し、対応する信号を制御モジュール３６に送信する。制御モジュール３６は警報インターフェイス３８に警告メッセージを表示させ、物体１８が第一警報範囲Ａ１に進入したことを運転者に通報する。同じく、物体１８が交通手段１１の第二警報範囲Ａ２（破線Ｌ３とＬ４で囲まれた領域）に進入するとき、第二回折パターン２８の第三側方明環２８２または第四側方明環２８３は物体１８に結像され、画像取得モジュール３０は物体１８上の第三側方明環２８２または第四側方明環２８３から光を受光し、対応する信号を制御モジュール３６に送信する。制御モジュール３６は警報インターフェイス３８に警告メッセージを表示させ、物体１８が第二警報範囲Ａ２に進入したことを運転者に通報する。したがって、運転警報システム１０は車両が警報範囲に進入することを通報することができる。警報範囲は、回折格子の幅と光源による光の波長を制御し、回折パターンの中央明環と側方明環間の距離を変えることで変更できる（中央明環と側方明環の間隔は警報範囲と正比例する）。
【００１３】
図７と図８を参照する。図７は第一中央明環２０１と第二中央明環２８１を感知素子３２に結像する光学経路を表す説明図であり、図８は第一中央明環２０１と第二中央明環２８１の感知素子３２への結像を表す説明図である。物体１８に投射される第一中央明環２０１と第二中央明環２８１が発する光は撮像ユニット３４を介して感知素子３２に結像し、第一感知画像４２と第二感知画像４４を生成する。交通手段１１の撮像ユニット３４と物体１８間の距離をＳ１とし（Ｓ１は物体１８と交通手段１１間の距離とみなしてよい）、撮像ユニット３４と感知素子３２間の距離をＳ２とし、第一中央明環２０１と第二中央明環２８１間の距離をＨ１とし、感知素子３２で得られた第一感知画像４２と第二感知画像４４間の距離をＨ２とすれば、下記の式が得られる。
H1/S1=H2/S2
S1=S2*H1/H2
撮像ユニット３４と感知素子３２間の距離Ｓ２と、第一中央明環２０１と第二中央明環２８１間の距離Ｈ１は一定値であるため、第一感知画像４２と第二感知画像４４間の距離Ｈ２を測定すれば、物体１８と交通手段１１間の距離Ｓ１は上記式で算出できる。図８に示すように、第一感知画像４２と第二感知画像４４間の距離Ｈ２が大きければ、物体１８と交通手段１１間の距離Ｓ１は小さく、第一感知画像４２と第二感知画像４４間の距離Ｈ２が小さければ、物体１８と交通手段１１間の距離Ｓ１は大きい。自車と他車や障害物との間の距離を測定し、物体１８と交通手段１１間の距離Ｓ１が閾値より小さくなれば、制御モジュール３６は警報インターフェイス３８に警告メッセージを表示させ、物体が車両に近すぎることを運転者に通報する。上記装置の短距離応用ではパーキングレーダーとして利用し、長距離応用では運転者に車間距離を通報する手段として利用することができる。
【００１４】
なお、制御モジュール３６は交通手段１１と物体１８間の相対位置に関する情報と、物体１８と交通手段１１間の距離Ｓ１を記憶モジュール４０に保存し、交通手段１１の運転記録や交通情報の判断材料とすることができる。
【００１５】
また、上記第一回折格子１２、第一光源１４、第一光学モジュール１６、第二回折格子２２、第二光源２４、第二光学モジュール２６、及び画像取得モジュール３０は、設計上の要求に応じて交通手段１１の任意側に設けることができる。
【００１６】
以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は測定対象物に回折結像された画像を取り込んで判断することで、他車が警報範囲に進入することを検知して距離測定を行う。かかる技術は実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明による交通手段用の運転警報システムのブロック図である。
【図２】第一回折格子が受光して回折パターンを生成する説明図である。
【図３】第一回折パターンを表す説明図である。
【図４】第一回折パターンの明度分布図である。
【図５】第二回折パターンを表す説明図である。
【図６】交通手段と物体の相対位置を表す説明図である。
【図７】第一中央明環と第二中央明環を感知素子に結像する光学経路を表す説明図である。
【図８】第一中央明環と第二中央明環の感知素子への結像を表す説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０    運転警報システム
１１    交通手段
１２    第一回折格子
１４    第一光源
１６    第一光学モジュール
１８    物体
２０    第一回折パターン
２２    第二回折格子
２４    第二光源
２６    第二光学モジュール
２８    第二回折パターン
３０    画像取得モジュール
３２    感知素子
３６    制御モジュール
３８    警報インターフェイス
４０    記憶モジュール
４２    第一感知画像
４４    第二感知画像
２０１  第一中央明環
２０２  第一側方明環
２０３  第二側方明環
２８１  第二中央明環
２８２  第三側方明環
２８３  第四側方明環
Ａ１    第一警報範囲
Ａ２    第二警報範囲
【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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【図８】
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