(57)【要約】【課題】自動車の周囲を計測する複数のセンサからのセンサ情報を、高速にかつ高精度に統合して、周囲の状況を認識して事故の未然防止を図ること。【解決手段】複数のセンサと、中央計算機と、両者間のデータ通信を実現する通信手段と、中央計算機での計算結果に応じて所定の出力を行う出力手段とを備え、中央計算機は基準時刻と、その基準時刻に対して所定の時間きざみ毎に処理バッファを持ち、センサは計測データに計測時刻を特定できる情報を付加して通信手段を介して中央計算機に伝送し、中央計算機は送られてきた計測データの計測時刻を特定できる情報より計測データの計測時刻を導出し、導出した計測時刻を参照して、適する処理バッファを選択して格納し、中央計算機は処理バッファに格納された複数の補正した計測データを参照して車両の周囲の状況を認識し、認識結果に基づいて出力手段にて所定の出力を行う自動車の計測データ処理装置。【選択図】図１
2008003779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周囲の状況を検知する複数のセンサと、
センサ情報を統合して処理する中央計算機と、
少なくともセンサと中央計算機との間のデータ通信を実現する通信手段と、
中央計算機での計算結果に応じて所定の出力を行う出力手段と、を有する自動車の計測データ処理装置において、
中央計算機は基準時刻と、その基準時刻に対して所定の時間きざみ毎に処理バッファを持ち、センサは計測データに計測時刻を特定できる情報を付加して通信手段を介して中央計算機に伝送し、中央計算機は送られてきた計測データの計測時刻を特定できる情報より計測データの計測時刻を導出し、導出した計測時刻を参照して、適する処理バッファを選択して格納し、中央計算機は処理バッファに格納された複数の補正した計測データを参照して車両の周囲の状況を認識し、認識結果に基づいて出力手段にて所定の出力を行うことを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載された自動車の計測データ処理装置において、
車両の運動状態を検出する車両状態センサを備え、中央計算機又は別ユニットにおいて車両状態センサの情報を基に車両の運動状態を計算し、中央計算機は計測データの計測時刻と処理バッファの時刻との差による計測データのずれを補正する際にその時刻での車両の前記運動状態を基にした補正をして処理バッファに格納することを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載された自動車の計測データ処理装置において、
処理バッファの時間刻み幅に対してセンサの計測時間幅が長く、処理バッファの計測データが欠損すると予想される場合、欠損する計測データを少なくともそのセンサの他の時刻の計測データを基に推定し、推定した計測データを計測データが欠損する処理バッファに格納することを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載された自動車の計測データ処理装置において、
処理バッファの時間刻み幅に対してセンサの計測時間幅が長く、処理バッファの計測データが欠損すると予想される場合、欠損する計測データを少なくとも他のセンサの計測データを基に推定し、推定した計測データを計測データが欠損する処理バッファに格納することを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載された自動車の計測データ処理装置において、
処理バッファの時間刻み幅に対してセンサの計測時間幅が短く、一つの処理バッファに対して多数の計測データが存在する場合、その多数の計測データを参照して精度や信頼性を向上させた修正計測データを計算し、修正計測データを処理バッファに格納することを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載された自動車の計測データ処理装置において、
センサにおける計測時刻を中央計算機の持つ基準時刻と合わせるために、少なくとも一回の時刻合わせ処理を実行した後、センサにおける計測時刻と中央計算機の持つ基準時刻との時刻合わせの精度が十分であるかの判断を行い、不十分である場合には、十分な精度となるまで、時刻合わせ動作を繰り返し実行することを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項７】
請求項１記載の自動車の計測データ処理装置において、
センサにおける計測時刻を中央計算機の持つ基準時刻と合わせるために、少なくとも一回の時刻合わせ処理を実行した後、センサにおける計測時刻と中央計算機の持つ基準時刻との時刻合わせの精度が十分であるかの判断を行い、不十分である場合には、十分な精度となるまで、時刻合わせ動作を繰り返し実行するが、繰り返し回数の上限を持ち、繰り返し回数の上限に達した場合は、時刻合わせ動作を終了することを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項８】
請求項１記載の自動車の計測データ処理装置において、
センサにおける計測時刻を中央計算機の持つ基準時刻と合わせるために、予め設定した所定の回数の時刻合わせ処理を実行することを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項９】
請求項７又は８記載の自動車の計測データ処理装置において、
一連の時刻合わせ処理の実行を前回の一連の時刻合わせ処理の実行時刻から所定の時間が経過したことと、その時点での車両の運動状態や周囲の状況より安全と判断される場合に許可することを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項１０】
車両の周囲の状況を検知する複数のセンサと、
センサ情報を統合して処理する中央計算機と、
少なくともセンサと中央計算機との間のデータ通信を実現する通信手段と、
中央計算機での計算結果に応じて所定の出力を行う出力手段と、を有する自動車の計測データ処理装置において、
中央計算機は基準時刻と、その基準時刻に対して所定の時間きざみ毎に処理バッファを持ち、センサ計測時刻の推定手段を中央計算機の内部又は外部に備え、センサが計測データに計測時刻を特定できる情報を付加できない場合には、このセンサ計測時刻の推定手段が推定した計測時刻を参照して、適する処理バッファを選択し、計測データの計測時刻と処理バッファの時刻との差による計測データのずれを補正したのち、補正した計測データを適する処理バッファに格納し、中央計算機は処理バッファに格納された複数の補正した計測データを参照して車両の周囲の状況を認識し、認識結果に基づいて出力手段にて所定の出力を行うことを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項１１】
車両の周囲の状況を検知する複数のセンサと、
センサ情報を統合して処理する中央計算機と、
少なくともセンサと中央計算機との間のデータ通信を実現する通信手段と、
中央計算機での計算結果に応じて所定の出力を行う出力手段と、を有する自動車の計測データ処理装置において、
中央計算機は基準時刻と、その基準時刻に対して所定の時間きざみ毎に処理バッファを論理的に存在可とする領域とし、センサは計測データに計測時刻を特定できる情報を付加して通信手段を介して中央計算機に伝送し、中央計算機は送られてきた計測データの計測時刻を特定できる情報より計測データの計測時刻を導出し、導出した計測時刻を参照して、処理バッファが論理的に存在可となる領域に具体的な記憶領域を確保して処理バッファを形成し、前記計測データを確保した処理バッファに格納し、中央計算機は確保した処理バッファに格納された複数の計測データを参照して車両の周囲の状況を認識し、認識結果に基づいて出力手段にて所定の出力を行うことを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項１２】
車両の周囲の状況を検知する複数のセンサと、
センサ情報を統合して処理する中央計算機と、
少なくともセンサと中央計算機との間のデータ通信を実現する通信手段と、
中央計算機での計算結果に応じて所定の出力を行う出力手段とを有する自動車の計測データ処理装置において、
中央計算機は基準時刻と、時刻の概念の無い処理バッファを持ち、センサは計測データに計測時刻を特定できる情報を付加して通信手段を介して中央計算機に伝送し、中央計算機は送られてきた計測データの計測時刻を特定できる情報より計測データの計測時刻を導出し、導出した計測時刻を参照して、計測データの計測時刻のずれによる計測データのずれを補正したのち、補正した計測データを処理バッファに格納し、
中央計算機は処理バッファに格納された補正した計測データを参照して車両の周囲の状況を認識し、認識結果に基づいて出力手段にて所定の出力を行うことを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載された自動車の計測データ処理装置において、所定の出力を行なう出力手段が警報装置であることを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載された自動車の計測データ処理装置において、所定の出力を行なう出力手段がブレーキ及び／又はステアリング操作手段であることを特徴とする自動車の計測データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、事故の未然防止を目的とした予防安全自動車に装備する計測データ処理装置に関するものであって、特に、複数のセンサデータを処理して車両の周囲の状況を認識し、認識結果に基づいて出力手段にて所定の出力を行なう計測データ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、移動体に搭載されたセンサを用いてのセンサ画像の処理方式における情報処理について、相異なる時刻に取得したセンサのデータに対し該時刻におけるセンサの位置、方位情報に基づいてセンサのデータの歪を算出し、この歪の補正を実行した後にメモリに格納する手法が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、遠隔地の装置から送出される不定時間間隔の計測データを含む遠隔計測処理信号を処理する遠隔計測データ処理装置において、データ格納装置とデータ出力装置を持ち、データの計測時刻を参照できる形でデータ格納装置に格納し、処理したい時刻のデータをデータ格納装置から呼び出し、一時記憶手段に記憶させ、一時記憶手段のデータを基にして次段の処理を行い出力することにより、高速にかつ効率良く処理することを実現した手法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２４７８７５号公報
【特許文献２】特開平７−５７１７６号公報
【０００５】
図５は、カメラ、レーザレーダ、ミリ波レーダという複数のセンサを備えて、相異なる時刻に取得した各センサのデータについて、各センサ間の計測時刻の差による計測データのずれを補正してメモリに格納する従来の計測データ処理装置におけるデータ伝送と処理バッファへのデータ格納のタイムチャートを示す。後述する本発明の一実施例に関する図４と同様に、時間軸ａｔに対する各処理の進行を示している。カメラはカメラ計測タイミングａ１１で周囲のデータを取得し、カメラデータ処理ａ１２でそのデータの処理（計測時刻データの付加もここに含まれる）を行い、カメラデータ伝送ａ１３の時間で中央計算機に計測データを伝送していることを示している。他のセンサ、レーザレーダ、ミリ波レーダについても同様である（レーザレーダ計測タイミングａ２１、レーザレーダデータ処理ａ２２、レーザレーダデータ伝送ａ２３、ミリ波レーダ計測タイミングａ３１、ミリ波レーダデータ処理ａ３２、ミリ波レーダデータ伝送ａ３３）。
【０００６】
ここで、中央計算機から見ると、カメラ計測タイミングａ１１で取得したカメラの計測データをカメラデータ受信タイミングａ１４で受け、レーザレーダ計測タイミングａ２１で取得したレーザレーダの計測データをレーザレーダデータ受信タイミングａ２４で受け、ミリ波レーダ計測タイミングａ３１で取得したミリ波レーダの計測データをミリ波レーダデータ受信タイミングａ３４で受けることになる。従来技術での計測データ処理装置では、データ受け取り後、各センサ間の計測時刻の差による計測データのずれを補正して、メモリに格納する。ここで、例えば、カメラにおいてはずれ時間ａｄｔで示すずれが生じており、この分のデータのずれを補正してメモリに格納する。すなわち、従来技術では、本発明のずれ時間ｓｄｔと比較して、非常に長いずれ時間ａｄｔとなってしまうことになる。よって、長いずれ時間の補正作業が必要となり、計測データの精度を十分に高く保つことができないものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の手法においては、計測時間刻み幅が長いセンサデータを合成することに主眼が置かれており、高速のセンサが複数存在する場合には、データを格納するメモリが大量に必要となり、実時間処理を行うためにはこれが障害となり破綻してしまう恐れがある。
【０００８】
また、特許文献２記載の手法においては、計測時刻とデータを記憶部に格納し出力時の処理の高速化を行おうとしているが、計測時刻の差によるデータのずれの補正に関しては、対応できておらず、高速な呼び出しはできるものの、変化量の大きいデータに関してはデータ間の差が大きく、次段の処理が破綻してしまう
恐れがある。
【０００９】
本発明の課題は、別々の時刻に計測を行い、別々の処理時間を経て中央計算機にデータを伝送する複数のセンサを持つシステムにおいて、データの処理を高速に実行させつつ、センサの計測時刻の差による精度悪化を防ぎ、システムの認識精度を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明では、車両の周囲の状況を検知する複数のセンサと、センサ情報を統合して処理する中央計算機と、少なくともセンサと中央計算機との間のデータ通信を実現する通信手段と、中央計算機での計算結果に応じて所定の出力を行う出力手段と、を有する自動車の計測データ処理装置において、中央計算機は基準時刻と、その基準時刻に対して所定の時間きざみ毎に処理バッファを持ち、センサは計測データに計測時刻を特定できる情報を付加して通信手段を介して中央計算機に伝送し、中央計算機は送られてきた計測データの計測時刻を特定できる情報より計測データの計測時刻を導出し、導出した計測時刻を参照して、適する処理バッファを選択して格納し、中央計算機は処理バッファに格納された複数の補正した計測データを参照して車両の周囲の状況を認識し、認識結果に基づいて出力手段にて所定の出力を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記の計測データ処理装置において、更に車両の運動状態を検出する車両状態センサを備え、中央計算機または別ユニットにおいて車両状態センサの情報を基に車両の運動状態を計算し、中央計算機は計測データの計測時刻と処理バッファの時刻との差による計測データのずれを補正する際にその時刻での車両の前記運動状態を基にした補正をして処理バッファに格納することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明では、上記の計測データ処理装置において、更に処理バッファの時間刻み幅に対してセンサの計測時間幅が長く、処理バッファの計測データが欠損すると予想される場合、欠損する計測データを少なくともそのセンサの他の時刻の計測データを基に推定し、推定した計測データを計測データが欠損する処理バッファに格納することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明では、上記の計測データ処理装置において、更に処理バッファの時間刻み幅に対してセンサの計測時間幅が長く、処理バッファの計測データが欠損すると予想される場合、欠損する計測データを少なくとも他のセンサの計測データを基に推定し、推定した計測データを計測データが欠損する処理バッファに格納することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明では、上記の計測データ処理装置において、更に処理バッファの時間刻み幅に対してセンサの計測時間幅が短く、一つの処理バッファに対して多数の計測データが存在する場合、その多数の計測データを参照して精度や信頼性を向上させた修正計測データを計算し、修正計測データを処理バッファに格納することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明では、上記の計測データ処理装置において、更にセンサにおける計測時刻を中央計算機の持つ基準時刻と合わせるために、少なくとも一回の時刻合わせ処理を実行した後、センサにおける計測時刻と中央計算機の持つ基準時刻との時刻合わせの精度が十分であるか判断を行い、不十分である場合には、十分な精度となるまで、時刻合わせ動作を繰り返し実行することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明では、上記の計測データ処理装置において、更にセンサにおける計測時刻を中央計算機の持つ基準時刻と合わせるために、少なくとも一回の時刻合わせ処理を実行した後、センサにおける計測時刻と中央計算機の持つ基準時刻との時刻合わせの精度が十分であるか判断を行い、不十分である場合には、十分な精度となるまで、時刻合わせ動作を繰り返し実行するが、繰り返し回数の上限を持ち、繰り返し回数の上限に達した場合は、時刻合わせ動作を終了することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明では、上記の計測データ処理装置において、更にセンサにおける計測時刻を中央計算機の持つ基準時刻と合わせるために、予め設定した所定の回数の時刻合わせ処理を実行することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明では、上記の計測データ処理装置において、更に一連の時刻合わせ処理の実行を前回の一連の時刻合わせ処理の実行時刻から所定の時間が経過したことと、その時点での車両の運動状態や周囲の状況より安全と判断される場合に許可することを特徴としている。
【００１９】
また、本発明では、車両の周囲の状況を検知する複数のセンサと、センサ情報を統合して処理する中央計算機と、少なくともセンサと中央計算機との間のデータ通信を実現する通信手段と、中央計算機での計算結果に応じて所定の出力を行う出力手段と、を有する自動車の計測データ処理装置において、中央計算機は基準時刻と、その基準時刻に対して所定の時間きざみ毎に処理バッファを持ち、センサ計測時刻の推定手段を、中央計算機の内部又は外部に備え、センサが計測データに計測時刻を特定できる情報を付加できない場合には、このセンサ計測時刻の推定手段の推定した計測時刻を参照して、適する処理バッファを選択し、計測データの計測時刻と処理バッファの時刻との差による計測データのずれを補正したのち、補正した計測データを適する処理バッファに格納し、中央計算機は処理バッファに格納された複数の補正した計測データを参照して車両の周囲の状況を認識し、認識結果に基づいて出力手段にて所定の出力を行うことを特徴としている。
【００２０】
また、本発明では、車両の周囲の状況を検知する複数のセンサと、センサ情報を統合して処理する中央計算機と、少なくともセンサと中央計算機との間のデータ通信を実現する通信手段と、中央計算機での計算結果に応じて所定の出力を行う出力手段と、を有する自動車の計測データ処理装置において、中央計算機は基準時刻と、その基準時刻に対して所定の時間きざみ毎に処理バッファを論理的に存在可とする領域とし、センサは計測データに計測時刻を特定できる情報を付加して通信手段を介して中央計算機に伝送し、中央計算機は送られてきた計測データの計測時刻を特定できる情報より計測データの計測時刻を導出し、導出した計測時刻を参照して、処理バッファが論理的に存在可となる領域に具体的な記憶領域を確保して処理バッファを形成し、前記計測データを確保した処理バッファに格納し、中央計算機は確保した処理バッファに格納された複数の計測データを参照して車両の周囲の状況を認識し、認識結果に基づいて出力手段にて所定の出力を行うことを特徴としている。
【００２１】
また、本発明では、車両の周囲の状況を検知する複数のセンサと、センサ情報を統合して処理する中央計算機と、少なくともセンサと中央計算機との間のデータ通信を実現する通信手段と、中央計算機での計算結果に応じて所定の出力を行う出力手段とを有する自動車の計測データ処理装置において、中央計算機は基準時刻と、時刻の概念の無い処理バッファを持ち、センサは計測データに計測時刻を特定できる情報を付加して通信手段を介して中央計算機に伝送し、中央計算機は送られてきた計測データの計測時刻を特定できる情報より計測データの計測時刻を導出し、導出した計測時刻を参照して、計測データの計測時刻のずれによる計測データのずれを補正したのち、補正した計測データを処理バッファに格納し、中央計算機は処理バッファに格納された補正した計測データを参照して車両の周囲の状況を認識し、認識結果に基づいて出力手段にて所定の出力を行うことを特徴としている。
【００２２】
また、本発明では、上記の計測データ処理装置において、更に所定の出力を行なう出力手段が警報装置であることを特徴としている。
【００２３】
また、本発明では、上記の計測データ処理装置において、更に所定の出力を行なう出力手段がブレーキ及び／又はステアリング操作手段であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、複数のセンサを持ち、これらセンサが計測するデータに関してデータの計測時刻が異なる場合の処理に関して、中央計算機は、センサによって付加された時刻情報により計測時刻を把握でき、中央計算機は内部の適する処理バッファにセンサからの計測データを格納することができ、計測時刻のずれを少なくした状態で中央計算機は、周囲の状況の認識処理を実行でき、計測時刻のずれによる計測データの精度悪化を防ぎつつ、複数のセンサの同期作業等も必要でなくなるため、同期処理等の待ち時間等を持つ必要がなくなり、システム全体の処理を高速化できる。
【００２５】
また、中央計算機は計測データの計測時刻と処理バッファの時刻との差による計測データのずれを補正する際にその時刻での車両の運動状態を基に補正して処理バッファに格納することにより、高精度に計測データのずれを補正ができ計測データの精度をさらに向上できるとともに、計算された車両の運動状態を基の補正することで補正計算の高速化ができシステム全体の処理をさらに高速化できる。
【００２６】
また、中央計算機の処理周期よりも処理周期の遅いセンサがある場合にも欠損する計測データを推定することができ、欠損したデータによるシステムの認識精度の悪化を防ぐことができる。
【００２７】
また、センサと中央計算機の時刻ずれを修正でき、それぞれが基準とる時刻がずれることによるシステムの認識精度の悪化を防ぐことができる。
【００２８】
また、処理バッファに必要な物理的なメモリの量を削減することができ、部品量の低減から、軽量で、故障に強いシステムを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
［実施例１］
以下、本発明の一実施例を図１ないし図８を用いて説明する。
図１は本発明による計測データ処理装置の構成を示したものである。本実施例の計測データ処理装置はセンサで計測したデータを基に車両の周囲の状況を認識して、危険性の有無を判断し、危険性が有ると判断した場合は、出力手段である警報ランプで運転手にその情報を伝える装置である。すなわち、障害物となる物体が存在し、衝突に至る危険性がある場合には、その情報として、障害物のある方向に応じて左方ランプ５１、または前方ランプ５２、または右方ランプ５３を点灯させて、運転手に障害物の認識を促す処理を行う。構成としては、センサとしてカメラ１０と、レーザレーダ２０とミリ波レーダ３０を持ち、これらセンサは図示しない車両の周囲の状況をセンシングできるように車体に取り付けられている。各センサにはそれぞれのセンサ（ＣＣＤ１１、レーザ検知器２１、ミリ波アンテナ３１）を持ち、周囲の情報を取得し計測データとする。また各センサには時刻データ発生器（１２、２２、３２）と、時刻データの計測データへの付加器（１３、２３、３３）を持ち、時刻データの計測データへの付加器は、センサが周囲を計測した時刻を計測データに付加する。この時刻データ付きの計測データが各センサの出力となる。各センサの出力は中央計算機４０に伝送されるように接続されている。ここで、時刻データの計測データへの付加器は図２に示すように複数のセンサに対して共通の時刻データ発生器７１として配置し、複数のセンサに時刻データを供給してもよいし、図３に示すように、あるセンサの内蔵されている時刻データ発生器の時刻データをそのセンサ用に用いる一方でセンサ外部に出力し、他のセンサの時刻データとして用いる構成であってもよい。
【００３０】
また、センサ計測時刻の推定手段を、中央計算機内部または中央計算機外部に備え、センサが計測データに計測時刻を特定できる情報を付加できない場合には、このセンサ計測時刻の推定手段の推定した計測時刻をセンサの時刻データとして用いる構成であってもよい。この場合には、例えば、センサの処理時間が予め３００ｍｓと分かっている場合の現在の時刻から３００ｍｓさかのぼった時刻を計測時刻とするようにする。
【００３１】
図１では、カメラとレーザレーダとミリ波レーダ各１ヶのセンサを持つ例を示している。もちろん、これはセンサの種類や個数を限定するものでは無く、様々な種類のセンサがあってもよいし、多数のセンサがあってもよいし、単一の種類のセンサが複数あってもよい。
【００３２】
中央計算機４０は各センサからの時刻データと計測データを受け取ると、中央計算機の持つ処理時間間隔毎に用意してある処理バッファ（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、中略、４３ｘ）に格納する。この際、まず格納バッファ選択器４１により、伝送されてきた計測データに付加されている時刻データを参照し、収納する格納バッファを選択する。次に計測データはデータ補正器４２に伝送され、ここで、処理バッファの時刻と計測データの計測時刻との差による計測データのずれを補正する。
【００３３】
この計測データのずれの補正の際、計測データのずれは車両の運動による計測点の移動によるものが主であるため、車両の運動によるずれを補正できるように、車両の運動計算器６０を持ち、ヨーレートセンサ６１、ハンドル角センサ６２、車速センサ６３の取得したデータに基づき車両の運動を計算し、中央計算機に伝達するように接続されている。中央計算機には、各センサの計測時間のちがいに対応するため、過去の車両運動のデータの保持が必要であり、車両の運動記録器４６を持ち、過去の車両の運動を保持できるようになっている。
【００３４】
また。中央計算機自体でも時刻を把握するため、内部に時刻データ発生器４５を持っている。計測データのずれの補正の際、データ補正器は時刻データ発生器からの時刻データを参照しつつ、車両の運動記録器からの車両運動データを参照して補正計算を実行する。
【００３５】
ここで、処理バッファの時間間隔に対し、計測データの時間間隔が長く処理バッファに入れるべきデータが欠損する場合には、計測データを少なくともそのセンサの他の時刻の計測データを基に推定し、推定した計測データを計測データが欠損する処理バッファに格納してもよい。
【００３６】
例えば、カメラが２００ｍｓ毎に画像処理を実施でき、データが２００ｍｓ毎に得られていて、処理バッファが１００ｍｓで用意されている場合、２００ｍｓ毎のカメラデータの中間となる１００ｍｓで処理バッファに入れるべきであるデータを、例えば、直前のカメラの計測データを基に１００ｍｓ間の自車の運動の相当する移動距離でシフトさせて推定データとして作成し格納バッファに格納してもよい。
【００３７】
また、欠損する計測データを少なくとも他のセンサの計測データを基に推定し、推定した計測データを計測データが欠損する処理バッファに格納してもよい。
【００３８】
ここで、処理バッファの時間刻み幅に対してセンサの計測時間幅が短く、一つ処理バッファに対して多数の計測データが存在する場合には、その多数の計測データを参照して精度や信頼性を向上させた修正計測データを計算し、修正計測データを処理バッファに格納してもよい。
【００３９】
例えば、カメラとレーザレーダで明らかに同一の対象物を捕らえていることが中央計算機で認識できており、カメラが２００ｍｓ毎に画像処理を実施でき、データが２００ｍｓ毎に得られ、レーザレーダが１００ｍｓ毎に処理できデータを１００ｍｓ毎に得ることができている場合、カメラの２００ｍｓ毎のデータ間の１００ｍｓでのデータに相当するデータをレーザレーダのデータを基に計算し、推定データとして作成して処理バッファに格納してもよい。この際、例えば、直前のカメラデータをレーザレーダのデータを基にシフトさせて、明らかに同一の対象物として捕らえている物体の位置がレーザレーダのデータと整合するようにして推定データとしてもよい。
【００４０】
また処理バッファは論理的に存在可とする領域とし、具体的な記憶領域はセンサからの計測データが存在した場合にのみ確保し、計測データの計測時刻と確保した処理バッファの時刻との差による計測データのずれを補正したのち、補正した計測データを確保した処理バッファに格納してもよい。
【００４１】
補正されたデータは対応する処理バッファに格納され、認識判断器４４からの呼び出しを待つことになる。また、処理バッファは、リングバッファの形式を取り、現在時刻からバッファの容量に依存する過去の情報までを保持し、新しいデータを書き込む際、最も古いデータを消去する形式である。ここで、図１の処理バッファの図は論理的な場所を示しているので、現在の時刻に対応する処理バッファ４３ａを持ち、一周期前の時刻に対応する処理バッファ４３ｂを持ち、以下同様に複数の処理バッファが連なっており、最古時間に対応する処理バッファ４３ｘまでが存在する形態となる。ここで、時刻が一周期進むと、最終の処理バッファ４３ｘの情報が消去され、順次処理バッファの内容がシフトされるものである（処理バッファ４３ａの内容は一周期前の時刻に対応する処理バッファ４３ｂに移され、一周期前の時刻に対応する処理バッファ４３ｂの内容はもう一周期前の処理バッファ４３ｃに移される）。また、処理バッファは同一の時刻に対して必要な数の記録容量を準備する。本実施例では、カメラとレーザレーダとミリ波レーダに各１個の記録容量を持つものとした。ただし、記録容量の数はセンサの数と等しい必要はなく、各々のシステムで必要な個数の記録容量を持てばよい。
【００４２】
認識判断器は処理したい時刻に対応する処理バッファを指定し、保持している情報を呼び出して認識に必要な処理を実行する。認識判断器４４に判断結果に基づく情報を運転手に知らせるため、出力手段５０が接続され、障害物のある方向に応じて左方ランプ５１、または前方ランプ５２、または右方ランプ５３を点灯あるいは消灯できるようになっている。
【００４３】
本発明の一実施例の動作を以下に説明する。
本発明による計測データ処理装置を搭載した車両が走行している状態であるとする。各センサは周囲の状況を計測し、その計測時刻を計測データに付加して中央計算機に伝送している。この際のデータ伝送と処理バッファへのデータ格納のタイムチャートを図４に示す。
【００４４】
図４では、時間軸ｓｔに対する各処理の進行を示している。カメラはカメラ計測タイミングｓ１１で周囲のデータを取得し、カメラデータ処理ｓ１２でそのデータの処理（計測時刻データの付加もここに含まれる）を行い、カメラデータ伝送ｓ１３の時間で中央計算機に計測データを伝送する。同様に図４にはレーザレーダのデータ処理、ミリ波レーダのデータ処理を示している（レーザレーダ計測タイミングｓ２１、レーザレーダデータ処理ｓ２２、レーザレーダデータ伝送ｓ２３、ミリ波レーダ計測タイミングｓ３１、ミリ波レーダデータ処理ｓ３２、ミリ波レーダデータ伝送ｓ３３）。ここで、中央計算機から見ると、カメラ計測タイミングｓ１１で取得したカメラの計測データをカメラデータ受信タイミングｓ１４で受け、レーザレーダ計測タイミングｓ２１で取得したレーザレーダの計測データをレーザレーダデータ受信タイミングｓ２４で受け、ミリ波レーダ計測タイミングｓ３１で取得したミリ波レーダの計測データをミリ波レーダデータ受信タイミングｓ３４で受けることになる。次に、格納バッファ選択器により、各計測データを収納する処理バッファを各計測データの計測時刻データを参照して選択する。この選択においては本実施例では、計測時刻と処理バッファの時刻の差ができるだけ少なくなるように選択するようにしている。ただし、処理バッファの選択の手法は、自由であり、システムで対応したい認識対象の内容によってシステムの性能が最も高くなるように決められるものであり、必ずしも最も計測時刻と処理バッファの時刻の差が小さくなるように選択をしなくともよい。本実施例の場合には、図４に示すように、カメラの計測データは、処理バッファｂ（ｓ４３ｂ）が格納先であり、レーザレーダとミリ波レーダの計測データは処理バッファａ（ｓ４３ａ）が格納先となる。このようにして、計測時刻と近い時刻に対応する処理バッファを選択してデータを格納するため、補正計算による計測データの精度低下を防ぐことができている。例えば、カメラのデータ処理には長い時間がかかっているが、中央計算機において時刻ｎ−１の処理バッファｂに格納するため、ずれ時間ｓｄｔは図示のように短い時間とすることができる。
【００４５】
次に、本発明によるずれ時間の補正について説明する。処理バッファの時刻と各センサの計測時刻の差によるデータのずれは、各センサどうしのデータを合成して処理しようとする場合、誤差として計上され、後処理の精度悪化につながってしまう。そこで、本実施例ではデータ補正器４２を持ちデータ補正器で処理バッファの時刻と各センサの計測時刻の差によるデータのずれを車両の運動の記録に基づき補正し、補正した計測データを処理バッファに格納する。ここで、計測時刻の差によるデータのずれは、主として車両自身の運動による計測点の位置の移動によるものである。よって、データを補正するために車両の運動を記録しておき、この車両の運動の記録を参照して、データを補正する。本実施例では図１に示すように中央計算機外に、車両の運動計算機６０を持ち、ヨーレートセンサ６１、ハンドル角センサ６２、車速センサ６３より得られる情報を基に車両の運動を計算させている。車両の運動計算結果は車両の位置を示す座標データと車速の構造体データとして中央計算機に渡され、中央計算機内の車両の運動記録器４６に時刻歴データとして保持する。計測時刻の差によるデータのずれの補正は、そのデータに取得時刻と処理バッファの時刻との差で生じる車両運動をこの運動記録器４６より呼び出して、その運動分の差を修正する作業を行う。センサデータの取得の様子を図６に示す。ここでは、時刻ｔ１に車両が時刻ｔ１車両位置１１０にあり、この時刻にレーザレーダが時刻ｔ１センシングエリア１１１の計測を行い、時刻ｔ２に車両が時刻ｔ２車両位置１２０にあり、この時刻にミリ波レーダが時刻ｔ２センシングエリア１２１の計測を行っており、障害物１００が図示のように車両左方前方の位置にあるとする。この場合の各センサの計測データを図７に示す。レーザレーダの計測データ１１３においてレーザ障害物像１１４は図示に位置にあり、ミリ波レーダの計測データ１２３におけるミリ波障害物像１２４は図示の位置にある。この図７における、レーザ障害物像１１４とミリ波障害物像１２４の差がこれまで述べてきたセンサの計測時刻の差によるデータのずれである。
【００４６】
本発明によるデータ補正の過程での様子を図８に示す。図８における補正処理１４２の部分がデータ補正器４２に実行される処理を示す。ここでは、図６で示した時刻ｔ１車両位置１１０と時刻ｔ２車両位置１２０の差に相当する分の補正をレーザレーダの計測データ１１３とミリ波レーダの計測データ１２４に施す。
【００４７】
その結果、補正されたレーザレーダの計測データ１１５と補正されたミリ波レーダの計測データ１２５が生成され、これが処理バッファに格納される。認識判断器４４でこれらのデータを合成した結果得られるデータは合成データ１４４のようになる。ここで、合成データ上では障害物のデータが一致しており、各センサの計測時刻差によるずれが修正でき、障害物を精度良く特定できる。
【００４８】
次に、処理バッファの内容を参照して、認識判断器４４にて周囲の状況の認識と危険度の判定を行う。例えば、周囲の状況から、自車と接触すると自車が破損すると予想される物体を識別し、その物体が自車のこれから走行していく軌道内に存在し、かつ接触までの予想時間が、例えば２秒以内である場合に危険性があると判定する。認識判断器は、この判定結果とその物体の自車に対する方向を出力手段へと出力する。本実施例の図６で示した状況の場合、車両左方前方に危険な障害物があると認識でき出力手段にこの情報が伝達される。
【００４９】
出力手段は、自車に危険性が高まっていることを運転手に知らせるため、中央計算機の認識判定器から受けたデータに基づき警報ランプを点灯させる。本実施例の図６で示した状況の場合、車両左方前方に危険な障害物があるので、出力手段の左方警告灯５１を点灯させる。このランプの点灯により、運転手は自車が危険な状態であることを認識でき、適切な操作を早いタイミングで施すことができ、衝突事故を未然に防ぐことが可能となる。
【００５０】
また、図示しないが、その他の出力手段として通信装置を持ってもよいとする。通信装置は専用狭域通信と呼ばれる車と車との通信や車と道路管理システムとの通信などを行う装置であり、自車の状況を他車や道路管理システムに送信して、必要であれば、他車や道路管理システムによって衝突事故を未然に防ぐ処置を実行してもらい、事故を未然に防ぐことが可能となる。
【００５１】
また、図示しないが、その他の出力手段としてハンドルやシート等のドライバに振動が伝わる部分に、加振装置を持ってもよいとする。加振装置によって振動を発生させることで、自車に危険性が高まっていることを運転手に知らせ、運転手は適切な危険回避の操作を早いタイミングで施すことができ、衝突事故を未然に防ぐことが可能となる。
【００５２】
以上のように、複数のセンサを持ち、これらセンサが計測するデータに関してデータの計測時刻が異なる場合の処理に関して、本発明によれば、中央計算機は、計測時刻のずれを少なくした状態で周囲の状況の認識処理を実行でき、計測時刻のずれによる計測データの精度悪化を防ぎつつ、複数のセンサの同期作業等も必要でなくなるため、同期処理等の待ち時間等を持つ必要がなくなり、システム全体の処理を高速化できる。
【００５３】
［実施例２］
本発明の第２の実施例を図９、図１０を用いて説明する。
図９は本発明による計測データ処理装置の構成を示したものである。本実施例の計測データ処理装置はセンサで計測したデータを基に車両の周囲の状況を認識して、危険性の有無を判断し、危険性が有ると判断した場合は、出力手段である警報ランプで運転手にその情報を伝える装置である。ここで、第２の実施例に関して、第１の実施例と異なる構成の部分のみを以下に説明する。説明なき部分は第1の実施例と同様である。
【００５４】
本実施例においては中央計算機４０内に時刻合わせ指令器４７を持つ。時刻合わせ指令器は各センサの時刻データ発生器と接続されており、時刻合わせ用の信号をやり取りできる。また、時刻合わせ指令器内部に前回の時刻合わせの時刻から経過した時間を測定する時刻リセットカウンタを持ち、さらに車両安全度判断処理部を持ち、さらに、１回の時刻合わせ時に実行した時刻合わせ回数をカウントする合わせ回数カウンタを持ち、さらにセンサの時刻合わせ精度を確認する時刻合わせ精度確認処理部を持つ。
【００５５】
本発明の第２の実施例の動作を以下に説明する。なお、第１の実施例の場合の動作と同様の部分は省略し、第２の実施例特有の動作であるセンサの時刻合わせの動作に関してのみ以下に説明する。
【００５６】
各センサや中央計算機の時刻データ発生器を持つ場合、時刻発生器の精度により、時刻のずれが生じてしまう。これは、各時刻発生器が絶対的な精度を持つわけでなく、個々の精度で作動しているため、必然的に発生するものである。ここで、各センサや中央計算機の時刻データ発生器の時刻がずれてしまった場合、本発明のシステムは時刻を参照して動作しているため、計算結果の精度が著しく悪化してしまうことになる。そこで、本発明では、これら時刻発生器の同期をとるために時刻合わせ動作を行う。時刻合わせ動作は中央計算機に内蔵された時刻合わせ指令器により実行する。
【００５７】
現在、システムが稼動状態にあり、センサや中央計算機はそれぞれ処理を行っている状態であるとする。時刻合わせ指令器は図１０に示す時刻合わせフローチャートに沿って処理を進めている。まず、処理がスタートしてから、時刻リセットカウンタ処理ｆ２、時刻リセットカウンタ判断ｆ３により、前回の時刻合わせから時刻リセットカウンタを進め、これが、時刻リセット設定値よりも大きくなったことをもって、時刻合わせに必要なタイミングになったと判断し、次のステップへ進む。次の車両安全度判断処理部ｆ４では、その時のセンサデータ、車両の運動より車両の安全度を判断する。本実施例では、設定した車速以下かつ設定したハンドル角以下かつセンサにより前方に車両と衝突に至る障害物が無いことをもって安全と判断する。安全ではない場合には、安全な状態となるまで、車両の安全度の判断を繰り返すものとする。安全と判断された場合には次のステップへ進む。次の変数セット処理部ｆ５では、時刻リセットカウンタをゼロに戻しておく処理と、これから実行する時刻合わせ動作の回数をカウントする合わせ回数カウンタを初期値ゼロにセットする処理を行い次のステップへ進む。次の合わせ回数カウンタ処理部ｆ６では、合わせ回数カウンタを１だけ増分する。次の時刻合わせ指令送信処理部ｆ７では、中央計算機より時刻合わせ指令をセンサへ送信する。ここで、複数あるセンサに対して送信してもよいし、特定のセンサに対して送信を行ってもよい。以下の処理部はこの時刻合わせ指令送信処理部の送信形態に応じて、複数あるセンサに対して実行してもよいし、特定のセンサに対して実行してもよいものとする。
【００５８】
次のセンサ応答確認処理部ｆ８では、時刻合わせ指令に対するセンサの応答を確認する。ここで、センサの応答に時刻合わせの結果を含むか、センサの応答そのものがあった時刻を参照してセンサの時刻合わせ精度を計算することができるようにしてあるとする。次の時刻合わせ精度確認処理ｆ９において、上述のセンサの時刻合わせ精度が十分であるかどうか判断する。不十分である場合には、合わせ回数確認処理ｆ１０へ進み、合わせ回数カウンタのカウント数をチェックする。合わせ回数カウンタの値が回数設定値以下の場合には、合わせ回数カウンタ処理部ｆ６にもどり処理を繰り返す。合わせ回数カウンタの値が回数設定値以上の場合には、時刻合わせ動作に時間がかかりすぎていると判断し、処理を終了する。また、時刻合わせ精度確認処理ｆ９において精度が十分であると判断された場合にも、処理を終了する。処理を終了した後には、再びスタート位置ｆ１に戻り次の処理を開始する。
【００５９】
以上のように、複数のセンサを持ち、これらセンサが計測するデータに関してデータの計測時刻が異なる場合の処理に関して、本発明によれば、一定時間毎に中央計算機からの指令で各センサの時刻データ発生器の時刻をリセットし、正しい値に保つことができ、中央計算機は、計測時刻のずれを少なくした状態で周囲の状況の認識処理を実行でき、計測時刻のずれによる計測データの精度悪化を防ぎつつ、複数のセンサの同期作業等も必要でなくなるため、同期処理等の待ち時間等を持つ必要がなくなり、システム全体の処理を高速化できる。
【００６０】
［実施例３］
本発明の第３の実施例について、図１１を用いて説明する。
図１１は本発明による計測データ処理装置を搭載した車両の構成を示したものである。本実施例の計測データ処理装置はセンサで計測したデータを基に車両の周囲の状況を認識して、危険性の有無を判断し、危険性が有ると判断した場合は、警報ランプで運転手にその情報を伝え、危険性がさらに高まった場合には、別の出力手段であるブレーキとステアリング装置を作動させて回避動作を行える装置である。ここで、第３の実施例において中央計算機４０や、カメラ１０、レーザレーダ２０、ミリ波レーダ３０の構成は第１の実施例と同様である。本実施例に特有な構成の部分のみを以下に説明する。
【００６１】
本発明による計測データ処理装置を搭載した予防安全車９０があり、本発明による計測データ処理装置の中央計算機４０や、カメラ１０、レーザレーダ２０、ミリ波レーダ３０、警報ランプ５０が搭載されている。さらに本発明による計測データ処理装置の出力手段としてブレーキ制御器５５とステアリング制御器５６を持ち、これらは中央計算機４０と接続されている。また、ブレーキ制御器５５は車両のブレーキ装置５５ａと接続されている。すなわち中央計算機は計算結果に従い、ブレーキとステアリングを操作でき、車両に所望の運動を行わせることができる。さらに図示していないが、必要である場合には車両の駆動機構や原動機等の作動も中央計算機により操作してもよいとする。
【００６２】
本発明の第３の実施例の動作を以下に説明する。なお、第１の実施例の場合の動作と同様の部分は省略し、第３の実施例特有の動作である部分に関してのみ以下に説明する。
【００６３】
現在、計測データ処理装置を搭載した車両が走行している状態であり、システムが稼動状態にあり、センサや中央計算機はそれぞれ処理を行っている状態であるとする。中央計算機にて周囲の状況の認識と危険度の判定を行い、例えば、周囲の状況から、自車と接触すると自車が破損すると予想される物体を識別し、その物体が自車がこれから走行していく軌道内に存在し、かつ接触までの予想時間が、例えば２秒以内である場合に危険性があると判定する。認識判断器は、この判定結果とその物体の自車に対する方向を警報ランプへと出力する。第１の実施例の図６で示した状況と同様とした場合、車両左方前方に危険な障害物があると認識でき警報ランプへこの情報が伝達される。警報ランプ左方警告灯５１を点灯させる。このランプの点灯により、運転手は自車が危険な状態であることを認識することができる。さらにこの後、運転手による操作が無く、車両が進行し、例えば、接触までの予想時間が、１．４秒以内となった場合に、中央計算機で、危険度が非常に高まったと判断し、もうひとつの出力手段であるブレーキとステアリングを操作する。この際、左前方に障害物があるので、ブレーキをかけつつ、右に操舵するようにステアリングを操作する。これら動作により、運転手が反応できなかった場合においても、回避操作を施すことができ、衝突事故を未然に防ぐことが可能となる。
【００６４】
以上のように、複数のセンサを持ち、これらセンサが計測するデータに関してデータの計測時刻が異なる場合の処理に関して、本発明によれば、中央計算機は、計測時刻のずれを少なくした状態で周囲の状況の認識処理を実行でき、計測時刻のずれによる計測データの精度悪化を防ぎつつ、複数のセンサの同期作業等も必要でなくなるため、同期処理等の待ち時間等を持つ必要がなくなり、システム全体の処理を高速化でき、時間余裕のない衝突回避操作でも有効な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明による計測データ処理装置の構成を示す図である。
【図２】本発明による、別のセンサ計測データに時刻データを付加する手法を示す図である。
【図３】本発明による、また別のセンサ計測データに時刻データを付加する手法を示す図である。
【図４】本発明による計測データ処理装置における信号処理のタイムチャートである。
【図５】従来技術による計測データ処理装置における信号処理のタイムチャートである。
【図６】本発明による、計測データの取得状況の具体例を示す図である。
【図７】本発明による、計測データの具体例を示す図である。
【図８】本発明による、計測データの処理の具体例を示す図である。
【図９】本発明による別の計測データ処理装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明による、センサの時刻データ発生器の時刻合わせの手法のフローチャートである。
【図１１】本発明による、計測データ処理装置を搭載した予防安全車の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…カメラ、１１…ＣＣＤセンサ、１２…時刻データ発生器、１３…時刻データの計測データへの付加器、１９…光学的周囲情報、２０…レーザレーダ、２１…レーザセンサ、２２…時刻データ発生器、２３…時刻データの計測データへの付加器、２９…レーザ反射光周囲情報
３０…ミリ波レーダ、３１…ミリ波アンテナ、３２…時刻データ発生器、３３…時刻データの計測データへの付加器、３９…ミリ波周囲情報、４０…中央計算機、４１…格納バッファ選択器、４２…データ補正器、４３…処理バッファ、４４…認識判断器、４５…時刻データ発生器、４６…車両の運動記録器、４７…時刻合わせ指令器、
５０…出力手段、５１…左方警告灯、５２…前方警告灯、５３…右方警告灯、６０…車両の運動計算機、６１…ヨーレートセンサ、６２…ハンドル角センサ、６３…車速センサ、７１…共通の時刻データ発生器、
ｓ１１…カメラ計測タイミング、ｓ１２…カメラデータ処理、ｓ１３…カメラデータ伝送、ｓ１４…カメラデータ受信タイミング、ｓ２１…レーザレーダ計測タイミング、ｓ２２…レーザレーダデータ処理、ｓ２３…レーザレーダデータ伝送、ｓ２４…レーザレーダデータ受信タイミング、ｓ３１…ミリ波レーダ計測タイミング、ｓ３２…ミリ波レーダデータ処理、ｓ３３…ミリ波レーダデータ伝送、ｓ３４…ミリ波レーダデータ受信タイミング、ｓ４３ａ…時刻ｎに対応する処理バッファ、ｓ４３ｂ、時刻ｎの一周期前に対応する処理バッファ、
ｆ１…スタート位置、ｆ２…時刻リセットカウンタ処理、ｆ３…時刻リセットカウンタ判断、ｆ４…車両安全度判断処理部、ｆ５…変数セット処理部、ｆ６…合わせ回数カウンタ処理部、ｆ７…時刻合わせ指令送信処理部、ｆ８…センサ応答確認処理部、ｆ９…時刻合わせ精度確認処理、ｆ１０…合わせ回数確認処理、
１００…障害物、１１０…時刻ｔ１車両位置、１２０…時刻ｔ２車両位置、１１１…時刻ｔ１センシングエリア、１２１…時刻ｔ２センシングエリア、１１３…レーザレーダの計測データ、１２３…ミリ波レーダの計測データ、１１４…レーザ障害物像、１１５…補正されたレーザレーダの計測データ、１２４…ミリ波障害物像、１２５…補正されたミリ波レーダの計測データ、１４２…補正処理、１４４…合成データ、
５５…ブレーキ制御器、５５ａ…ブレーキ装置５６…ステアリング制御器、９０…本発明による計測データ処理装置を搭載した予防安全車
【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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【図９】
2008003779.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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