(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後方を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段に得られた後方画像から距離標を検出する手段と、
前記距離標に表示されている距離数を認識する手段と、
前記距離数を時系列で記録する距離情報記録手段と、
前記距離数の時系列に沿った増加または減少を判定する距離数変化判定手段と、
を備え、
前記距離数の増加または減少に基づいて自動車道路上における逆走位置と車線を特定する機能を有することを特徴とする逆走検知システム。
【請求項２】
車両の現在位置を測定する測位手段をさらに備え、
前記測位手段から取得される車両の現在位置と、前記後方画像から検出される前記距離標の設置位置とが一致している場合に前記車両が逆走していると判定する機能を有することを特徴とする請求項１記載の逆走検知システム。
【請求項３】
車両が逆走していると判断された場合に、他車両および／または道路管理者に逆走および自動車道路上における逆走位置と走行車線を通知する機能を有することを特徴とする請求項１または２記載の逆走検知システム。
【請求項４】
車両の後方を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段に得られた後方画像に基づいて車両の逆走を検出する逆走検出手段と、
を備えた逆走検知システムにおいて、
前記逆走検出手段は、
前記後方画像を記録するステップと、
前記後方画像から距離標を検出するステップと、
前記距離標に表示されている距離数を認識するステップと、
距離数が認識された場合に車両が逆走していると判断するステップと、
を実行可能な演算処理装置を含むことを特徴とする逆走検知システム。
【請求項５】
前記演算処理装置は、
前記距離数を時系列で記録するステップと、
前記距離数の時系列に沿った増加または減少を判定するステップと、
前記距離数の増加または減少に基づいて逆走位置と車線を特定するステップと、
をさらに実行可能であることを特徴とする請求項４記載の逆走検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車道における車両の逆走を検知する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が、規定の走行方向と逆方向に走行する、いわゆる逆走は、他車両との正面衝突など甚大な事故を招く虞がある。このような逆走を検知する方法としては、例えば、車両の後方を撮影するカメラの画像から予め定めた基準画像を抽出し、車両の走行に伴う基準画像の変化に基づいて、自車両が逆走しているか否かを判断する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
基準画像としては、道路標識や路面標示を対象としているが、高速道路（自動車道、自動車専用道路、以下、単に自動車道という）には、この種の道路標識や路面標示が常に存在するとは限らない。また、逆走を検知した場合の処理として運転者に通知することが記載されているが、運転者本人に通知するのみでは十分な回避措置を行えない虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１１５９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、安価な構成により逆走検知の実効性を向上させるとともに、有効な回避措置を行ううえで有利な逆走検知システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明者が鋭意検討したところ、逆走が問題となる殆どの場合は自動車道（自動車専用道路、高速道路）における逆走であること、自動車道には距離標が設置してあり、この距離標が逆向きに検知される場合、すなわち、車両後方に距離標が検知される場合に逆走を判定できるという知見を得て本発明に想到した。
【０００７】
すなわち、本発明は、車両の後方を撮影する撮像手段（２１）と、
前記撮像手段に得られた後方画像（２０）から距離標（５）を検出する手段（１２）と、
前記距離標に表示されている距離数を認識する手段（１２）と、
前記距離数を時系列で記録する距離情報記録手段（１４）と、
前記距離数の時系列に沿った増加または減少を判定する距離数変化判定手段（１５）と、を備え、前記距離数の増加または減少に基づいて自動車道路上における逆走位置と車線を特定する機能を有することを特徴とする逆走検知システムにある。
【０００８】
自動車道に設置される距離標は、横長の長方形または角丸長方形のプレートに、１）１ｋｍ間隔で設置され、起点からの距離（キロ数）が緑地（または紫地）に白色の文字で整数表示されている「キロポスト」、２）１００ｍ間隔で設置され、白地に緑色（または紫色）の文字で小数点以下まで表示されている「１００メートルポスト」の２種類がある。一般道にも距離標はあるが、自動車道における距離標とは位置や形状が異なり、誤認されることはない。したがって、車両の走行方向の後方画像から自動車道の距離標が検出され、かつ、検出された距離標に表示されている距離数が認識された場合は、直ちに逆走と判別できる。
【０００９】
さらに、距離標には起点からの距離が数値で表示され、上り線と下り線で共通の距離数が用いられるが、距離標から取得される数値の増加または減少を判定することで、増加する場合には下り線、減少する場合には上り線を逆走しているものと特定できるので、道路管理者等に逆走車両の車線を通知でき、的確な安全措置を講じるうえで有利である。
【００１０】
本発明において、車両の現在位置を測定する測位手段（２３）をさらに備え、
前記測位手段から取得される車両の現在位置と、前記後方画像から検出される前記距離標の設置位置とが一致している場合に前記車両が逆走していると判定する機能を有することが好ましい。
【００１１】
この態様では、中央分離帯に設置されている距離標で上り線および下り線の両方に向けて距離数が表示されているような場合や、車線の左右両側に距離標が設置されているような場合における誤判定を防止できる。
【００１２】
本発明において、車両が逆走していると判断された場合に、他車両および／または道路管理者に自車両の逆走および自動車道路上における逆走位置と走行車線を通知する手段（３２）をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
逆走は運転者の疾病発症が原因となる場合があり、このような場合には、運転者自身が警報の意味を理解できない虞があり、自車両の運転者に警報するのみでは十分な安全措置をとることができないので、他車両や道路管理者に逆走および逆走位置、走行車線を通知することが、的確な安全措置を講じるうえで有利である。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように、本発明に係る逆走検知システムによれば、広く普及しているバックカメラ等を後方撮像手段として利用することで、安価な構成により自車両の逆走検知の実効性を向上させることができ、さらに、距離数の変化から逆走している車線が上り線か下り線かを特定することが可能となり、有効な回避措置を行うのに有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る逆走検知システムを示すブロック図である。
【図２】車両の後方を撮影するカメラの画像を示す図である。
【図３】本発明に係る逆走検知システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る逆走検知システムの判定例を示す模式図である。
【図５】車線左側に設置された距離標の例を示す写真である。
【図６】中央分離帯に設置された距離標の例を示す写真である。
【図７】トンネル内に設置された距離標の例を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１において、本発明に係る逆走検知システムは、自車両の後方を撮像する撮像手段２１、それにより得られた後方画像２０および車両情報取得手段２２から得られる車両情報に基づいて自車両の逆走を検出する逆走検出装置１、逆走していると判断された場合に安全を確保する車両制御手段３１、および、自車両の逆走状態を周囲の車両または道路管理者に知らせる通信装置３２から主に構成されている。
【００１７】
撮像手段２１は、自車両の後方を撮影するために車体後部に搭載されたカメラであり、主に、後退時の運転支援用に利用されるカメラ、一般的には、バックカメラ、バックアイカメラ、リアカメラなどと呼ばれ、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を用いたデジタルカメラが好適に用いられる。このようなカメラは、通常は、駐車後退時にシフトポジションがＲレンジになった場合に、カーナビゲーションシステムや車載オーディオシステムのディスプレイモニタに映像が表示されるが、本発明に係る逆走検知システムの搭載車両では、シフトポジションがＤ、３、２、Ｌレンジ等の前進にシフトされた場合に、撮像手段２１の映像が逆走検出装置１に入力されるように設定される。
【００１８】
車両情報取得手段２２は、走行中の車両の各種情報を取得する手段であり、例えば、車速、走行距離、ハンドル舵角、ブレーキスイッチ、アクセル開度、シフトポジション等の車両情報が一定間隔で車両から取得され逆走検出装置１に入力される。車両情報を無線信号として取得する車載ネットワーク（ＣＡＮ）が好適に用いられる。
【００１９】
測位手段２３は、ＧＰＳ等の衛星測位システムを利用して自車両の現在位置を取得するカーナビゲーションシステムを使用可能である。本発明では、それ以外に、自動車道における距離標５の設置位置、例えば、距離標５が進行方向の左側に設置されているか、右側に設置されているかなどを予めデータベースとして登録しておくことで、測位手段２３に取得される自車両の現在位置に応じて、距離標５の設置場所を事前に特定するのに利用でき、距離標５の検出精度を向上させることができる。
【００２０】
逆走検出装置１は、図１に示すように、演算処理部１０、画像記録部１１、距離標検出部１２、移動方向判定部１３、距離情報記録部１４、距離数変化判定部１５、逆走判定部１６から主に構成されている。
【００２１】
これらは、好適には、それぞれの機能を実行するように動作可能なプログラム（モジュール、プロシージャ）およびデータを格納するＲＯＭ、演算処理を行うＣＰＵ、前記プログラムが読み出され前記ＣＰＵの作業領域および演算結果の一時記憶領域となるＲＡＭ、入力側外部機器（２１〜２３）が接続される入力インターフェース、出力側外部機器（３１，３２）が接続される出力インターフェースなどを備えたコンピュータからなる。
【００２２】
以下、逆走検出装置１の各部の構成および動作について、図１のブロック図および図３のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本発明に係る逆走検出装置１の搭載車両は、先述の通り、シフトポジションがＤ、３、２、Ｌレンジ等の前進にシフトされると、撮像手段２１の映像（データ）が逆走検出装置１への入力に切替わり、逆走検知システムが起動する（ステップ１００）。
【００２４】
車両情報取得手段２２は、車速、走行距離、ハンドル舵角、ブレーキスイッチ、アクセル開度、シフトポジション等の車両情報が一定間隔で車両から取得され逆走検出装置１に記録される（ステップ１０２）。測位手段２３は、ＧＰＳ等の測位システムを利用して自車両の現在位置を取得する（ステップ１０３）。
【００２５】
画像記録部１１は、撮像手段２１から一定間隔（例えばビデオレート３０Ｈｚ）、一定サイズ（例えばＶＧＡサイズ、横６４０×縦４８０ピクセル）で送られてくる車両後方の映像を一時的に後方画像２０としてメモリに記憶させる（ステップ１１０）。
【００２６】
距離標検出部１２は、後方画像２０から距離標５を検出する画像処理プログラムと、検出された距離標５の距離数を認識する画像処理プログラムからなる。図２に例示されるように、自動車道路における後方画像２０には、車両通行帯４（４ａ）の外側線４１、４２、境界線４３、ガードレール４４が消失点４０に向って延びる基本的な画像が得られるが、逆走状態の自車両における後方画像２０には、本来であれば写らないはずの距離標５の表側が写っている。このとき、距離標５は自車両が前進するに連れて画像の左端（または右端、距離標が中央分離帯側４ｃにある場合）から消失点４０に向かって移動する。
【００２７】
後方画像２０から距離標５を検出する画像処理手段としては、例えば、一般的に知られているテンプレートマッチング法やＳＩＦＴ（Scale Invariant Feature Transform）法によるアルゴリズムを用いることができる。既に述べたように、自動車道に設置される距離標５は、横長の長方形または角丸長方形のプレートに、１）１ｋｍ間隔で設置され、起点からの距離（キロ数）が緑地（または紫地）に白色の文字で整数表示されている「キロポスト」、２）１００ｍ間隔で設置され、白地に緑色（または紫色）の文字で小数点以下まで表示されている「１００メートルポスト」の２種類がある。このような距離標５の形状や色情報を予め登録または学習させておき、後方画像２０内を探索し検出する（ステップ１２０，１２１）。
【００２８】
このとき、自動車道の路線および距離等に応じた距離標５の形状、サイズ、色、パターン、設置位置、画像等の参照データをデータベース化して登録または学習しておき、自車両の位置によって参照データをデータベースから読み込んで上記の検出手法で利用しても良い。
【００２９】
距離標５のプレート形状が検出できたら、プレート形状内に表示されている距離数を認識する（ステップ１２２）。距離数の数字を認識する手法としては、例えば、一般的に知られている、テンプレートマッチング法やニューラルネットワーク法を用いることができる。路線および距離等に応じた距離数のフォント、サイズ、色、画像等の参照データをデータベース化して登録または学習しておき、自車両の位置によって参照データをデータベースから読み込んで上記の認識手法で利用しても良い点は前記同様である。
【００３０】
本発明で用いられる後方画像２０では、距離標５が画像の左端（または右端）に出現し消失点４０に向って移動するように連続的に検出されるため、連続的に距離数が認識された場合は、距離数認識フレームを特定する。このとき、最初に距離数が認識されたフレームを距離数認識フレームとしても良いし、過去数フレーム間（例えば３フレームなど）で連続的に認識された後のフレームを距離数認識フレームとしても良い。あるいは、過去数フレーム間（例えば５フレームなど）のうち一定数以上（例えば４フレームなど）認識された後のフレームを距離数認識フレームとしても良い。これにより、高精度に安定した認識が可能となる。
【００３１】
なお、通常走行時には、後方画像２０に距離標５の裏面が写るので、距離数は認識されない。したがって、距離数が認識されたか否かによって確実に逆走状態と認識することができ、通常走行状態を逆走状態と誤認識することを防止できる（第１の逆走判定）。
【００３２】
移動方向判定部１３では、距離標検出部１２で検出した距離標５の移動方向、すなわち、後方画像２０において距離標５が左端から出現して中間の消失点４０に向かって移動しているか、または右端から出現して消失点４０に向かって移動しているかのどちらかを判定する（ステップ１３０）。
【００３３】
距離情報記録部１４では、距離標５および距離数が検出された場合に、検出された距離標５の移動方向、認識された距離数認識フレームのフレーム番号、距離数、時刻、車速、走行距離等の情報をメモリに記録する（ステップ１４０）。
【００３４】
距離数変化判定部１５では、距離情報記録部１４に記録した距離情報をもとに、自車両が進むに連れて時系列的に出現する距離数を比較して、距離数が増加しているか減少しているかのどちらであるかを判定する（ステップ１５０）。
【００３５】
例えば、１００ｍ毎の距離標５の距離数が２ないし３回以上連続して検出された場合、１２．５→１２．６→１２．７のように距離数が増加しているか、１２．７→１２．６→１２．５のように距離数が減少しているかを判定する。このとき、フレームカウントおよびフレーム周期から算出した時間、検出した距離数、自車両から取得した走行距離を比較してもよい。これにより誤検出を除去できる。
【００３６】
逆走判定部１６は、測位手段２３から取得した自車両の現在位置における距離標５の設置場所（車線の左側、右側、両側）の情報と、移動方向判定部１３で判定した距離標５の移動方向が一致している場合に、自車両が逆走していると判定する（ステップ１４１）。一致していない場合は、自車両が通常走行していると判定する（第２の逆走判定）。
【００３７】
これにより、中央分離帯４ｃに設置されている距離標６で上り線および下り線の両方に向けて距離数が表示されているような場合（図４（ｂ））や、車線４の左右両側に距離標５、６が設置されているような場合（図４（ｃ））においても、正しい判定が可能となる。さらに、距離数が増えている場合には上り線を逆走していると判断し（ステップ１５１）、距離数が減っている場合には下り線を逆走していると判断する（ステップ１５２）。
【００３８】
逆走検出装置１に自車両の逆走状態が検出された場合、すなわち、上記第１の逆走判定後、または、上記第２の逆走判定後に、逆走検出装置１は逆走状態信号を警報手段／車両制御手段３１に出力する（ステップ１６１）。警報手段は、例えば、自車両が逆走状態であることを、音、振動、ランプ等でドライバに警報する。車両制御手段は、例えば、車両のブレーキ、アクセル、シフトポジション等を制御して自車両を減速させ、ハザードランプを点滅させながら速やかに停車させる、または、仕様に応じて、自車両を路肩に寄せて停車させる等の措置を実施することにより、自車両および他の交通の安全を確保する。なお、仕様により、車両制御を含めない形態で実施することもできる。
【００３９】
また、逆走検出装置１は、逆走状態信号を通信装置３２に出力する（ステップ１６２）。通信装置３２は、自車両が逆走状態であることを、車車間通信により周辺車両に知らせる。このとき、例えば図４（ａ）に示すように、自車両２の走行車線が上り線４ｂか下り線４ａかの情報も合わせて周辺車両３に送信することにより、自車両２が逆走している車線４ａの車両３のみに危険を知らせることができ、反対側の車線４ｂを走行している車両３′に対する誤警報を防止することができる。
【００４０】
さらに、通信装置３２は、路車間通信により自動車道の道路管理者に知らせる。このとき、前記同様に、自車両の走行車線が上り線か下り線かの情報も合わせて送信することで、道路管理者による迅速な安全措置、緊急対応が可能になる。
【００４１】
次に、図４（ａ）〜（ｃ）に逆走判定例を示す。
【００４２】
図４（ａ）では、車両２の後方画像２０に、車線４ａの左端にある３つの距離標５２，５１，５０が連続して認識され、かつ距離数の減少（１２．７→１２．６→１２．５）が検出されることで、車両２が下り線４ａを逆走していると判断される。また、車両２の後方画像２０から通常走行している他車両３のナンバープレートが、中央分離帯４ｃにある距離票として認識された場合には、測位手段２３から取得される自車両の位置（１２．６キロポスト地点）と一致しないため、判別対象から除外され、誤検出の原因となることはない。
【００４３】
図４（ｂ）では、車両２の後方画像２０に、車線４ａの右側の中央分離帯４ｃにある３つの距離標６２，６１，６０が連続して認識され、かつ距離数の減少（１０．１→１０．０→９．９）が検出されることで、車両２が下り線４ａを逆走していると判断される。また、中央分離帯４ｃにある上り線４ｂの距離標６′は、後方画像２０の視角に入るが、距離数の表示されない裏面が写るので、距離票として認識されることはない。
【００４４】
図４（ｃ）では、車両２の後方画像２０に、車線４ａの左右両側に同じ距離数の距離標５，６が連続して認識され、かつ距離数の減少（２７．６→２７．５）が検出されることで、車両２が下り線４ａを逆走していると判断される。また、反対車線４ｂを走行中の車両３の後方画像の視角には両側に距離標５′、６′が入るが、距離数の表示されない裏面が写るので、距離票として認識されることはない。
【００４５】
次に、実際に自動車道に設置されている距離標５の例を図５〜図７に示す。図５では、左側の路肩の樹木にやや隠れているが、緑地に白色の文字で距離数１１０を確認できる。図６は高架橋梁部の中央分離帯側に設置されている例である。図７はトンネルの左上部に設置されている例であり、左側はキロポスト、右側は１００メートルポストである。トンネル内では、非常時における避難誘導などを考慮して、距離標の両面に距離数が表示されているので、通常走行している車両の後方画像にも距離数が認識されることになる。しかし、逆走の開始地点となり得る一般道への出口やパーキングエリアがトンネル内にあることはなく、測位手段２３の位置情報を照合することで誤検知を防止できる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態では、車両の後方を撮影する撮像手段として、車両のバックドア付近に取付けられるバックカメラを想定する場合について述べたが、車両のバックミラーなどから側部を撮影するカメラや、車室内に設置される運転者の状態把握用カメラなどの撮像手段であっても、車両の逆走状態で距離標を撮像可能であれば利用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  逆走検出装置
２  車両（自車両）
３、３′  車両（他車両）
４  車両通行帯（車線）
４ａ  下り線
４ｂ  上り線
４ｃ  中央分離帯
５，６  距離標
１０  演算処理部
１１  画像記録部
１２  距離標検出部
１３  移動方向判定部
１４  距離情報記録部
１５  距離数変化判定部
１６  逆走判定部
２０  後方画像
２１  撮像手段
２２  車両情報取得手段
２３  測位手段
３１  警報手段／車両制御手段
３２  通信装置
【図１】
0006681044.tif 000002
【図２】
0006681044.tif 000003
【図３】
0006681044.tif 000004
【図４】
0006681044.tif 000005
【図５】
0006681044.tif 000006
【図６】
0006681044.tif 000007
【図７】
0006681044.tif 000008