(57)【要約】【課題】運転者の身体の動きを検知して車両の走行制御を行なうことが可能な車両用走行制御装置、及びこれを利用して運転操作デバイスの少なくとも一部を省略した車両を提供すること。【解決手段】運転者の手及び／又は口の動作を検知する動作検知手段（１０、２０）と、車両の走行制御を行なうための運転操作に相当する運転者の動作を、動作パターンとして記憶した動作パターン記憶手段（２２）と、動作検知手段により検知された運転者の動作と、動作パターン記憶手段に記憶された動作パターンと、の比較に基づき車両の走行制御を行なう走行制御手段（２６、３０、４０、５０、６０）と、を備える車両用走行制御装置（１）。【選択図】図１
2008296792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の手及び／又は口の動作を検知する動作検知手段と、
車両の走行制御を行なうための運転操作に相当する運転者の動作を、動作パターンとして記憶した動作パターン記憶手段と、
前記動作検知手段により検知された運転者の動作と、前記動作パターン記憶手段に記憶された動作パターンと、の比較に基づき車両の走行制御を行なう走行制御手段と、
を備える車両用走行制御装置。
【請求項２】
請求項1に記載の車両用走行制御装置であって、
前記車両の走行制御は、駆動制御、制動制御、操舵制御のうち少なくとも一つを含む、
車両用走行制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用走行制御装置であって、
前記駆動制御は、変速制御を含む、
車両用走行制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用走行制御装置を搭載し、
該車両用走行制御装置が行なう車両の走行制御に対応する接触式の運転操作デバイスを省略したことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の手及び／又は口の動作を検知して車両の走行制御を行なう車両用走行制御装置、及びこれを利用して運転操作デバイスの少なくとも一部を省略した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スイッチ・デバイス類の操作ではなく、空間における身体動作（いわゆるジェスチャ）によって車両に種々の指示を行なう技術について研究が進められている。この技術は、人間の身体の一部をカメラで撮像し、撮像画像において代表点を設定してその動きを観察する、モーショントラッキングと称される技術や、赤外線・レーザー等を用いた空間位置認識等によって実現される。
【０００３】
その一例として、所定の撮像領域内に置かれた運転者等の手指を撮像して、手指形状や掌の動きを検出して、方向指示器、ワイパー、ライト、ドアミラー等に対する指示を行なわせる装置についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、この装置では、空調機器やオーディオに対する指示をもジェスチャによって行なわせるものとしている。
【特許文献１】特開２００４−１７１４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の装置は、車両の走行制御（ここでは、駆動制御、制動制御、操舵制御をいう）をジェスチャによって行なわせるものではない。このため、装置の奏する効果が限定的であり、例えば、ペダルやステアリングホイール等の運転操作デバイスを省略することによる省スペース効果や、障害を有する運転者に対して車両制御に係る運転操作を簡便に行なわせるといった効果を奏することができない。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、運転者の身体の動きを検知して車両の走行制御を行なうことが可能な車両用走行制御装置、及びこれを利用して運転操作デバイスの少なくとも一部を省略した車両を提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、運転者の手及び／又は口の動作を検知する動作検知手段と、車両の走行制御を行なうための運転操作に相当する運転者の動作を、動作パターンとして記憶した動作パターン記憶手段と、動作検知手段により検知された運転者の動作と、動作パターン記憶手段に記憶された動作パターンと、の比較に基づき車両の走行制御を行なう走行制御手段と、を備える車両用走行制御装置である。
【０００７】
この本発明の第１の態様によれば、動作検知手段により検知された運転者の手及び／又は口の動作と、動作パターン記憶手段に記憶された動作パターンと、の比較に基づき、運転者の身体の動きを検知して車両の走行制御を行なうことができる。
【０００８】
本発明の第１の態様において、車両の走行制御は、例えば、駆動制御、制動制御、操舵制御のうち少なくとも一つを含む。また、駆動制御は、変速制御を含むものとしてもよい。
【０００９】
本発明の第２の態様は、本発明の第２の態様の車両用走行制御装置を搭載し、車両用走行制御装置が行なう車両の走行制御に対応する接触式の運転操作デバイスを省略したことを特徴とする車両である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、運転者の身体の動きを検知して車両の走行制御を行なうことが可能な車両用走行制御装置、及びこれを利用して運転操作デバイスの少なくとも一部を省略した車両を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１２】
＜第１実施例＞
以下、本発明の第１実施例に係る車両用走行制御装置１について説明する。
【００１３】
［構成］
図１は、車両用走行制御装置１の全体構成の一例を示す図である。車両用走行制御装置１は、主要な構成として、車室内カメラ１０と、画像処理装置２０と、マスターＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）３０と、エンジンＥＣＵ４０と、ブレーキＥＣＵ５０と、トランスミッションＥＣＵ６０と、を備える。なお、以下の説明は、運転席が右側に在る車両に搭載されたものを想定しており、運転席が左側に在る車両に搭載される場合は、適宜、左右を逆にするものとすればよい。
【００１４】
車室内カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等の撮像素子を利用したカメラであり、運転者の手、及び／又は口を撮像する。具体的な配設例としては、例えば、車室内の天井部やシート上部等に配設されて、運転者が前方に向けて差し出した手を撮像するものとしてもよいし、メーター類の周辺やステアリングホイールのボス部に配設されて、運転者の正面から手や口を撮像するものとしてもよい。車室内カメラ１０は、単独のものに限られず、複数のカメラの組み合わせであってもよい。
【００１５】
以下、車室内カメラ１０がＣＣＤカメラであるものとして説明する。車室内カメラ１０は、例えば、撮像レンズ、イメージセンサー等を内蔵する。イメージセンサーは、例えばインターライン型イメージセンサーであり（フルフレームトランスファ型やフレームトランスファ型等、他の形式であってもよい）、光電変換を行なう受光素子であるフォトダイオードと、これに対応するＣＣＤとをそれぞれ２次元平面状に配列し、フォトダイオードとＣＣＤの間にアナログスイッチとして機能するトランスファゲートを有する。各フォトダイオードの撮像レンズ側には、集光のためのマイクロレンズが取り付けられている。
【００１６】
画像処理装置２０は、例えば、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭ等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、ＨＤＤ（Hard  Disc  Drive）やＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のメモリ２２や、Ｉ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。また、画像処理装置２０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭ上に展開（ロード）して実行することにより機能する主要な機能ブロックとして、カメラ制御部２４と、画像処理部２６と、を備える。
【００１７】
メモリ２２には、車両の走行制御を行なうための運転操作に相当する運転者の動作が、動作パターンとして記憶されている。本実施例では、エンジン始動、加減速、変速を車両に指示するための動作パターンがメモリ２２に記憶されている。
【００１８】
カメラ制御部２４は、イメージセンサーが有するトランスファゲートの開閉タイミングを制御することにより車室内カメラ１０のシャッタースピードや撮像周期（例えば、１秒間に数十回程度）を調節する。そして、カメラ制御部２４は、イメージセンサーの出力回路から出力されるデータに対して所定のゲインによる増幅等を行なった画像データを、上記撮像周期に応じた周期で画像処理部２６に出力する。
【００１９】
画像処理部２６は、カメラ制御部２４が出力した画像データを一定時間の間、観察し、その結果をメモリ２２に記憶された動作パターンと比較して、動作パターンに合致した運転者の動作が検出されたときに、その動作パターンに対応する車両走行制御信号を生成してマスターＥＣＵ３０に出力する。より具体的には、例えば、各画像データの輝度勾配、色彩勾配等が閾値以上となる特徴点を連ねて手や口の輪郭線を抽出し、輪郭線により形成される形状及び動きがメモリ２２に記憶された動作パターンと合致するか否かを判定する。
【００２０】
図２〜４は、メモリ２２に記憶された動作パターンを例示したものである。例えば、図２に示す如く、運転者がステアリングホイール手前等の所定の空間領域（１）において右手の人差し指のみを伸ばして手を前方に動かす動作が、エンジン始動指示に対応づけられている。また、図３に示す如く、運転者が上記所定の空間領域（１）において右手の指を全部伸ばして前方に動かす動作が加速指示に、後方に動かした動作が減速指示に、それぞれ対応づけられている。また、図４に示す如く、運転者が左手を「グー」の形状として、センターコンソール前方等の所定の空間領域（２）で動かす動作が、変速指示に対応づけられている。画像処理部２６は、カメラ制御部２４が出力した画像データの履歴がこれらに合致したときに、その動作パターンに対応する車両走行制御信号を生成してマスターＥＣＵ３０に出力する。
【００２１】
マスターＥＣＵ３０は、画像処理装置２０から通信回線等を介して車両走行制御信号が入力されると、これを多重通信線３５に出力する。多重通信線３５に接続されたエンジンＥＣＵ４０、ブレーキＥＣＵ５０、トランスミッションＥＣＵ６０は、多重通信線３５を流れる車両制御信号が自己に向けられたものであるか否かを判別し、自己に向けられた車両走行制御信号を検知した場合には、これに従って車両の走行制御を行なう。なお、多重通信線３５を介した通信は、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）やＢＥＡＮ、ＡＶＣ−ＬＡＮ、ＦｌｅｘＲａｙ等の適切な通信プロトコルを用いて行なわれる。
【００２２】
エンジンＥＣＵ４０は、エンジン４２の運転に関する制御、例えば、スロットルモータやイグナイター、スタータモータ等の制御を一元的に行なっている。エンジンＥＣＵ４０は、エンジン始動指示を示す車両走行制御信号が多重通信線３５を流れているのを検出すると、スタータモータを駆動してエンジン４２を始動させる。また、加速指示を示す車両走行制御信号が多重通信線３５を流れているのを検出すると、スロットルモータを駆動してスロットル開度を増加させ、エンジンの出力を増加させる。更に、減速指示を示す車両走行制御信号が多重通信線３５を流れているのを検出したときに、スロットル開度を減少させてエンジンブレーキを作用させてもよい。この際に、トランスミッションＥＣＵ６０との協調制御を行なってもよい。
【００２３】
ブレーキＥＣＵ５０は、例えば電子制御式ブレーキ装置として構成されたブレーキ装置５２の出力を制御する。すなわち、ブレーキ装置５２が油圧式である場合は、マスターシリンダー内部の液圧室に、予めポンプ・アキュームレータ等により一定のマスターシリンダー圧を発生させておき、各車輪に対応する保持ソレノイドや減圧ソレノイドを有するブレーキアクチュエーターに対してソレノイドの駆動指示を行なって、各車輪に備えられたブレーキキャリパー内のホイールシリンダーに油圧を伝達させる。そして、各車輪に備えられたブレーキキャリパーがロータを押圧して車両に制動力を作用させる。ブレーキＥＣＵ５０は、減速指示を示す車両走行制御信号が多重通信線３５を流れているのを検出すると、ブレーキアクチュエーターに指示することにより、車両に制動力を作用させる。なお、ブレーキ装置５２は、電動アクチュエーターによって直接的に押圧力等を出力して車輪を制動する態様のものであってもよい。
【００２４】
トランスミッションＥＣＵ６０は、オートマティックトランスミッション６２の変速段を制御する。オートマティックトランスミッション６２は、例えば、エンジン４２の出力軸であるクランクシャフトにベルト等を介して接続され、オイルの流れを発生させるポンプインペラと、これに対向して設置され、最終的に車軸に駆動力を出力するタービンランナと、複数の遊星歯車機構と、を備えるトルクコンバータ式のトランスミッション装置である。オートマティックトランスミッション６２は、複数の遊星歯車機構の回転要素に制動力を作用させる複数のブレーキ機構を備え、各ブレーキ機構の出力の組み合わせにより変速段を設定する。なお、オートマティックトランスミッション６２は、トルクコンバータ式のトランスミッション装置に限らず、ＣＶＴ式のトランスミッション装置等、如何なる態様のトランスミッション装置が用いられてもよい。トランスミッションＥＣＵ６０は、変速指示を示す車両走行制御信号が多重通信線３５を流れているのを検出すると、オートマティックトランスミッション６２のブレーキ機構に対する指示信号を出力することにより、変速段を変更する。
【００２５】
なお、各ＥＣＵの制御量に関しては、例えば、動作パターンが認識されていた時間や手の動きの量に応じて決定されてよい。この場合、各種指示信号に加えて、制御量を指示する信号がマスターＥＣＵ３０から各ＥＣＵに対して出力される。
【００２６】
係る構成によって、運転者の身体の動きを検出して車両の駆動制御、制動制御、変速制御を行なうことができる。これにより、車両においてアクセルペダルやブレーキペダル、シフトレバー等を省略することが可能となり、車室内のスペースを広く確保すると共に、車両の重量を軽減することができる。また、運転者は、車室内カメラ１０により撮像される所定の空間領域において手を特定の形状にして動かすことにより、車両の走行制御を行なうことができるため、足による運転操作を行なう必要がなくなる。従って、足に障害を有する運転者であっても簡便に運転操作を行なうことができる。
【００２７】
＜第２実施例＞
以下、本発明の第２実施例に係る車両用走行制御装置２について説明する。
【００２８】
［構成］
図５は、車両用走行制御装置２の全体構成の一例を示す図である。車両用走行制御装置２は、主要な構成として、車室内カメラ１０と、画像処理装置２０と、マスターＥＣＵ３０と、操舵ＥＣＵ７０と、を備える。
【００２９】
車室内カメラ１０、及び画像処理装置２０の機能については、基本的に第１実施例と同様であるため、詳細な説明を省略する。本実施例の画像処理装置２０が有するメモリ２２には、例えば、図６に示す如く、運転者がステアリングホイール手前等の所定の空間領域において右手の人差し指のみを伸ばして旋回させる動作が、操舵指示に対応づけられている。
【００３０】
画像処理部２６は、カメラ制御部２４が出力した画像データの履歴が図６に例示した動作パターンに合致したときに、左右いずれかの方向への操舵指示信号を生成してマスターＥＣＵ３０に出力する。
【００３１】
マスターＥＣＵ３０は、画像処理装置２０から通信回線等を介して操舵指示信号が入力されると、これを多重通信線３５に出力する。多重通信線３５に接続された操舵ＥＣＵ７０は、多重通信線３５に流れる操舵指示信号を検知すると、これに従って操舵角を変更する制御を行なう。
【００３２】
操舵ＥＣＵ７０は、例えば電動パワーステアリング装置として構成されたステアリング装置７２を制御する。ステアリング装置７２は、例えば、電動モータを備え、電動モータのロータに組みつけられたボールねじナットが、ボールを介してラックシャフトに組み付けられたねじ部に螺合することにより、電動モータの回転駆動力がラックシャフトの直線駆動力に変換され、更にこの直線駆動力が車輪を指示するナックルアームのキングピン回りの回動に変換され、最終的に車輪の向き（操舵角）を操作する。なお、これに限らず、電動モータが直接的にナックルアームを回転駆動してもよい。操舵ＥＣＵ７０は、操舵指示信号が多重通信線３５を流れているのを検出すると、ステアリング装置７２の電動モータに対する駆動指示信号を出力することにより、操舵角を変更する。
【００３３】
係る構成によって、運転者の身体の動きを検出して車両の操舵制御を行なうことができる。これにより、車両においてステアリングホイールやステアリングコラム等を省略することが可能となり、車室内のスペースを広く確保すると共に、車両の重量を軽減することができる。また、運転者は、車室内カメラ１０により撮像される所定の空間領域において手を特定の形状にして動かすことにより、車両の操舵制御を行なうことができるため、手の力が弱い運転者であっても簡便に運転操作を行なうことができる。
【００３４】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３５】
例えば、第１実施例の機能と第２実施例の機能との双方の機能を有するものとしてもよいし（構成に関して図７を参照）、駆動指示のみ、制動指示のみ、変速指示のみ、或いはこれらのうちいずれか２つを行なわせるものとしてもよい。また、口の動きを検知していずれかの車両の走行制御を行なわせるものとしてもよいし、更に、空調装置やオーディオ装置の制御を行なわせてもよい。
【００３６】
また、運転者の動作を検知するための機器として、車室内カメラでなく、赤外線センサーやレーダーを備えるものとしても構わない。この場合でも、動作パターンを予め記憶しておいて、これと比較することにより各動作パターンに対応する車両走行制御信号を生成する点については、実施例と同様であってよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】車両用走行制御装置１の全体構成の一例を示す図である。
【図２】メモリ２２に記憶された動作パターンを例示したものである。
【図３】メモリ２２に記憶された動作パターンを例示したものである。
【図４】メモリ２２に記憶された動作パターンを例示したものである。
【図５】車両用走行制御装置２の全体構成の一例を示す図である。
【図６】メモリ２２に記憶された動作パターンを例示したものである。
【図７】本発明の他の実施例に係る車両用走行制御装置の全体構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１、２  車両用走行制御装置
１０    車室内カメラ
２０    画像処理装置
２２    メモリ
２４    カメラ制御部
２６    画像処理部
３０    マスターＥＣＵ
４０    エンジンＥＣＵ
４２    エンジン
５０    ブレーキＥＣＵ
５２    ブレーキ装置
６０    トランスミッションＥＣＵ
６２    オートマティックトランスミッション
７０    操舵ＥＣＵ
７２    ステアリング装置
【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】
2008296792.tif 000008
【図７】
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