(57)【要約】本発明は、車両に搭載される少なくとも１個のオプトエレクトロニック発信／受信デバイスを用いて、車両の周辺領域を光学的に感受する方法に関わる。本方法によれば、前記発信／受信デバイスの視野内に存在する監視区域が走査され、かつ、前記監視区域に加えてさらに、特別関心領域が、少なくとも１個の放射変位デバイスによって走査される。ここに、放射変位デバイスは、前記発信／受信デバイスの視野内にはあるが、ただし、監視区域外に存在する。本発明はまた対応する感受デバイスにも関わる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に装着される少なくとも１個のオプトエレクトロニック（光電気）送信／受信機を含む車両の環境の光学的検出法であって、
前記送信／受信機の視野内に存在する監視区域が走査され、かつ、
前記監視区域に加えてさらに、特別関心領域が、前記送信／受信機の視野内ではあるが、前記監視区域外に配される、少なくとも１個の放射変位デバイスを介して走査される、
ことを特徴とする検出法。
【請求項２】
前記オプトエレクトロニック送信／受信機としてレーザースキャナー、特に、距離と角度を測定し、かつ、少なくとも１個の走査平面において各距離値にたいして指定の軸に関連する角度値を供給するレーザースキャナーが使用されることを特徴とする、請求項１による方法。
【請求項３】
前記監視区域外に存在する領域が、特別関心領域として選択されることを特徴とする、請求項１または２による方法。
【請求項４】
前記監視区域の少なくとも一部が、特別関心領域として選択されることを特徴とする、請求項１または２による方法。
【請求項５】
前記送信／受信機の視野を走査する場合、視野の、特に監視区域の少なくとも一部が、前記変位デバイスを介して、複数回、好ましくは異なる方向から走査されることを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項６】
前記送信／受信機の視野を走査する場合、視野の、特に監視区域の少なくとも一部が、前記変位デバイスを介して、複数の異なる走査平面において、好ましくは異なる方向から走査されることを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項７】
直列に配された複数の変位デバイスが使用されることを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項８】
前記変位デバイスの位置が変更されることを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項９】
直列に配される複数の変位デバイスの相対的配置が変更される、特に少なくとも１個の変位デバイスを傾けることによって変更されることを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項１０】
前記変位デバイスの位置が変更される、特に状況に応じて自動的に変更されることを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項１１】
前記特別関心領域が、走査によって得られた情報に応じて変位デバイスを調節することによって移動されることを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項１２】
走査によって得られた情報、特に、前記特別関心領域の情報に応じて、少なくとも１個の制御信号が車両デバイスの制御のために発せられることを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項１３】
特に車両の比較的低速時に、好ましくは地面を、車両前面の移動方向において前記変位デバイスを介して走査することを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項１４】
特に車両の比較的高速時に、走査頻度を、少なくとも前記送信／受信機の視野の一部にたいして変位デバイスを通じて増大させることを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項１５】
前記送信／受信機全視野にたいして、走査が、複数の走査平面において実行されることを特徴とする、先行請求項のいずれか一項による方法。
【請求項１６】
車両環境の光学的検出のための装置、特に、請求項１から１５のいずれか一項による方法を実行するための装置であって、
動作中の車両に装着される送信／受信機であって、それによって送信／受信機の視野内に存在する監視区域の走査が可能とされる送信／受信機を少なくとも１個有し、かつ、
前記送信／受信機の視野内ではあるが、前記監視区域外に配される放射変位デバイスであって、それによって、前記監視区域に加えてさらに特別関心領域の走査が可能となる放射テバイスを少なくとも１個有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記オプトエレクトロニック送信／受信機はレーザースキャナーとして製造される、特に、距離と角度を測定し、また、少なくとも１個の走査平面において各距離値にたいして指定の軸に関連する角度値を供給するレーザースキャナーとして製造されることを特徴とする、請求項１６による装置。
【請求項１８】
複数の変位デバイスが直列に配されることを特徴とする、請求項１６または１７による装置。
【請求項１９】
前記変位デバイスの位置が変更可能であることを特徴とする、請求項１６から１８のいずれか一項による装置。
【請求項２０】
直列に配された複数の変位デバイスの相対的配置が変更可能である、特に、少なくとも１個の変位デバイスを傾けることによって変更可能であることを特徴とする、請求項１６から１９のいずれか一項による装置。
【請求項２１】
前記変位デバイスの位置が、状況に応じて特に自動的に変更されることを特徴とする、請求項１６から２０のいずれか一項による装置。
【請求項２２】
前記変位デバイスは、前記送信／受信機視野の辺縁領域に配され、かつ、好ましくは２個の変位デバイスが、それぞれ一つの辺縁領域に配されることを特徴とする、請求項１６から２１いずれか一項による装置。
【請求項２３】
走査によって得られた情報の評価のために、かつ、得られた情報に応じて少なくとも１個の車両デバイスの制御のために、制御・評価ユニットが供給されることを特徴とする、請求項１６から２２のいずれか一項による装置。
【請求項２４】
変位デバイスが制御可能な車両デバイスとして供給されることを特徴とする、請求項１６から２３のいずれか一項による装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に装着された、少なくとも１個のオプトエレクトロニック（光電気）送信／受信機による、車両環境の光学的検出のための方法および装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
このようなオプトエレクトニック送信／受信機は、これらは下記では簡単にセンサーとも呼ばれるものであるが、車両環境の検出または監視のために走査される視野を有する。この視野の中にある対象物または運動のみがそのセンサーによって検出可能とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、車両に装着されたオプトエレクトロニック送信／受信機を、可能な限り多様なやり方で使用しながら、一方で、そのためのコストおよび／または労力をできるだけ低く抑えて実現することの可能性を提供することである。
【０００４】
この目的は、一方では、方法に関する独立請求項の諸特質によって、特に、その方法に関する下記の記載によって満たされる。その記載とはすなわち、その方法では、送信／受信機の視野に存在する監視区域が走査され、かつ、その監視区域に加えてさらに、特別関心領域が、その送信／受信機視野の中ではあるが、前記監視区域の外部に配される少なくとも１個の放射変位デバイスによって走査されるというものである。
【０００５】
本発明によれば、送信／受信機、すなわち、センサーの視野は、前記放射変位デバイスによって一部変位すなわち再指向される。この放射変位デバイスも下記では簡単にミラーデバイスと呼ばれる。従って、センサーは、実際の視野の外にある方向を「見る」ことが可能となる。センサーによって見ることのできる監視区域すなわち検出区域は、このようにして拡大が可能である。これによって本発明は種々の新たな応用可能性を開拓する。本発明の一つの利点は、特に、そのために新たなセンサーまたは新たな送信／受信機の追加が必要とされることはないという事実に存する。
【０００６】
前記変位デバイス、すなわち、ミラーデバイスは、１個以上のミラー面を備える配列体であってもよい。また、それぞれが１個以上のミラー面を有する、複数の、別々の配列体を使用してもよい。
【０００７】
本発明によれば、視野の走査を行い、その際に、視野の画像を採取し次いで評価するオプトエレクトニック送信／受信機すなわちセンサーとして、カメラ、例えば、ビデオカメラを供給することも基本的には可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
しかしながら、本発明の一つの実際的態様によれば、オプトエレクトロニックスキャナーとしてレーザースキャナーを使用することが特に好ましい。これが、少なくとも１個の走査面にレーザービームを伝播し、その走査ビームによって、最大３６０°までの、指定の好みの角度範囲において全体的に繰り返し掃引するものであれば好ましい。伝播された走査ビームを反射する対象物までの距離は、光伝播時間法によって定量するのが好ましい。この走査用放射は、可視波長範囲にあってもよいし、その範囲から外れるものであってもよい。レーザースキャナーは、各距離値ごとにスキャナーの指定の軸と関連する角度値を与えるものであることが好ましい。一般に、センサーはまた、スキャン動作を実行する走査ビーム無しでもレーザー範囲検出器となることも可能である。このようなデバイスはまた、固定ビームレーザースキャナーとも呼ばれる。
【０００９】
車両は一般に、任意のもの、場合によっては自己推進性の車両であってもよいが、本発明は、旅客車両およびトラックと関連させて使用されるのが好ましい。
【００１０】
特別関心領域、これも下記では「関心領域（ＲＯＩ）」と呼ばれるが、これは、例えば、監視区域の外にある領域である。従って、ミラーデバイスによって捕捉されるセンサー視野の一部は、センサーが、もしも放射変位デバイスがなかったら「見る」ことができなかったであろう、視野の外側の車両環境領域によって置換される。
【００１１】
別態様として、または、追加態様として、本発明によれば、監視区域の少なくとも一部を、ＲＯＩとして選択することも可能である。従って、センサーの視野内に存在する監視区域の一部は、複数回、すなわち、「正常な」または「直接的な」視野走査において１回、かつ、ミラーデバイスを介してさらに少なくとも１回走査される。ミラーデバイスは、放射変位のために、複数の個別ミラー、または、複数の個別ミラー面を有することが好ましい。
【００１２】
ある特定の、特別関心領域については、本発明において可能な監視区域の少なくとも一部を多数回走査する方が、たった一度の走査の場合よりも、より厳密に調べることが可能である。従って、本発明によれば、個々のＲＯＩに関してより精密な観察が可能となる。
【００１３】
例えば、レーザースキャナーを使用して、特定の角度範囲、例えば、３６０°、２７０°、１８０°、または９０°のセンサー視野上を、伝播走査光線によって繰り返し掃引した場合、ＲＯＩに一致する監視区域部分は、視野の走査１回当たり少なくとも２度走査される。ＲＯＩは、基本的には、ミラーデバイスの設計に応じて１回の走査当たり好きなだけ数多く走査することが可能である。
【００１４】
さらに、相応のミラーデバイスの設計によって、別々の方向から多数回の走査が行われるようにすることも可能である。その際、ＲＯＩは、多少なりとも異なった角度で観察されることになるから、ＲＯＩに関するさらに別の情報を得ることも可能である。
【００１５】
本発明の、さらに別の好ましい実施態様によれば、センサー視野を走査する際、ミラーデバイスによって、視野の少なくとも一部を、特に、監視区域の少なくとも一部を、複数の互いに異なる走査平面において走査することが可能である。例えば、これによって、ＲＯＩの多数線走査を実行することが可能となる。
【００１６】
１回の走査を複数の互いに異なる走査平面で実行する場合でも、ミラーデバイスを適当に設計することによって、様々な方向から走査することが可能である。
【００１７】
本発明のさらに別の変種例では、直列に配された複数のミラーデバイスが使用される。
【００１８】
本発明の特に好ましい実施態様によれば、ミラーデバイスの位置が変更可能とされる。これによりセンサー視野内のＲＯＩも移動が可能となり、有利な応用の可能性がさらに生まれる。
【００１９】
直列に配された複数のミラーデバイスを用いる際、それらデバイスの相対的配置は、本発明に従って変更が可能である。例えば、これらミラーデバイス同士に互いに傾きを持たせることが可能である。
【００２０】
一つのミラーデバイス、または、複数のミラーデバイスの位置の変更は定期的に起こるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
特に、直列に配された複数のミラーデバイスを用いる場合、ミラー運動によって、例えば、ＲＯＩを複数の平行な走査線で走査することで、ＲＯＩの中に一種の三次元効果を生みだすことが可能である。これによって、車両環境の特定の領域において、擬似３Ｄ（三次元）対象物検出を実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の一つの好ましい実施態様では、ミラーデバイスの位置が状況に応じて変更される。これによって、センサーによって「見られる」車両環境のフィードバックの実現が可能となる。すなわち、車両環境の変化にたいする反応が可能となる。このミラー位置の変更は好ましくは自動的に起こる。
【００２３】
本発明のさらに別の好ましい実施態様では、特別関心領域は、走査によって得られる情報に応じてミラーデバイスを調節することによって移動される。これによって、ＲＯＩは、例えば、走査によって検出された対象物を追跡することが可能となり、そのために、センサーは、対象物を、例えば、カーブに居る人物を、一旦対象物を検出した後では、大なり小なり「注視し続ける」ことが可能となる。
【００２４】
本発明のさらに別の好ましい実施態様では、少なくとも１個の制御信号が、特に特別関心領域の走査によって得られた情報に応じて、車両デバイスの制御のために発生される。
【００２５】
この制御される車両デバイスは、特に、ミラーデバイスそのものでもよい。しかしながら、この信号は、例えば、車両のヘッドランプを制御するようにすることも可能である。その場合、例えば、工事区域の通過、交差点の存在、または、カーブにおける人物の出現等のような指定状況を特定した後に、例えば、車両環境の指定領域をさらによく照明するために、それぞれの状況に応じて、車両のヘッドランプを活性化したり、ヘッドランプを不活性化したり、動かしたりする。さらに、このような、または、様々な状況下で、ドライバーまたはカーブの人物は、ダッシュボードのディスプレーデバイスが活性化される、または、車両の警笛が活性化されることにより自動的に警告を受けることが可能となる。
【００２６】
本発明のさらに別の実施態様によれば、地面が、好ましくは車両前面の移動方向において、ミラーデバイスによって走査される。この地面監視は、好ましくは、車両の比較的低速度において実行される。これによって、車両前面の地面について、カーブのような障害物、細道の縁石のような危険目印、または、指定の大きさを越える上向き勾配および／または下向き勾配等の有無に関して監視することが可能となる。特に、現時点の上向きまたは下向き勾配の計算が可能であり、かつ、例えば、指定の閾値に達する前の良いタイミングで警告信号の発射が可能である。
【００２７】
さらに、本発明によれば、少なくともセンサー視野の一部にたいし、ミラーデバイスを通じて走査頻度を増大させることが可能である。この走査頻度の増加は、好ましくは、比較的高速で起こり、例えば、指定の速度に達した時、加速行程中に自動的に活性化される。
【００２８】
本発明のさらに別の実施態様では、センサーの全体視野において、走査が複数の走査平面において行われる。ミラーデバイスによる、本発明による別のＲＯＩ走査が、全センサー視野にたいする多数平面走査から始まって既に進行しているから、例えば、擬似３Ｄ効果の実現が可能となる。
【００２９】
本発明の元となった目的は、装置の独立請求項の諸特質によって、特に、送信機／受信機の視野内の監視区域が、動作中の車両に装着された少なくとも１個のオプトエレクトニック送信／受信機によって走査が可能であるということによって、かつ、前記送信機／受信機の視野内ではあるが、監視区域外に配され、それによって特定の関心領域を、前記監視区域に加えてさらに走査することを可能とする、少なくとも１個の放射変位デバイスが供給されるということによって、本発明に一致して満たされる。
【００３０】
本発明による検出装置の好ましい実施態様に関する前記説明についてさらに参考説明を加える。
【００３１】
この検出装置の一つの実施態様では、ミラーデバイスは、センサー視野の辺縁領域に配される。好ましくは、それぞれ辺縁領域に配される２個のミラーデバイスが供給される。
【００３２】
約２７０°をカバーする視野を持ち、車両環境の走査を１個以上の走査平面において実行するオプトエレクトロニック送信機として、または、オプトエレクトロニックセンサーとしてレーザースキャナーを用いることが可能である。視野の２箇所の末端領域に配されるミラーデバイスにおいて、例えば、それらを、それぞれが約４５°の角度範囲の視野をカバーするように配置し、形成することが可能である。従って、約１８０°（これは特定用途には十分な大きさである）の、「通常」または「直接」監視区域または検出区域が、前記２個のミラーデバイスの間に残されることになる。例えば、車両の前面に１個のセンサーが配される場合、車両前面の半空間にたいして直接走査が可能であり、一方、それぞれが約４５°をカバーする二つの側方「走査耳」によって特別関心領域の走査が可能な、さらに別の検出区域または監視区域が供給される。
【００３３】
上記から、本発明は、送信機／受信機の視野中の領域であって、正常な環境の検出または監視にとって必ずしも必要とされない、１個以上の領域を、特別の検出または監視目的のための領域として使用することを可能とする。
【００３４】
本発明のさらに別の好ましい実施態様では、制御・評価ユニットが、走査によって得られた情報を評価するために、また、その得られた情報に応じて少なくとも１台の車両デバイスを制御するために、供給される。特に、ＲＯＩの走査によって得られた情報が、前記車両デバイス制御の基礎となる。
【００３５】
制御可能な車両デバイスとは、特に、ミラーデバイスそのものであってよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の一つの好ましい応用は、上向き勾配の検出である。ミラーデバイスは、センサーを備えた車両前面の移動方向の地面を観察するために使用される。これによって、個別の下向き勾配、個別の上向き勾配、車線目印、カーブ、および、その他の地面特徴の特定が可能となる。この地面検出または監視は、好ましくは、低速で、例えば、ゴルフカート上で実行される。
【００３７】
本発明のさらに別な用途としては、「関心領域」における走査頻度の増倍化がある。これによって、障害区域および／または危険状況において、特に信頼度の高い対象物特定または対象物証明の実現が可能となる。可能な状況としては、例えば、車両速度の上昇や、検出対象物の証明がある。
【００３８】
さらに別な用途として、例えば、複数の設置ミラー同士を僅かに傾けて、相対的位置を変化させることによって、ＲＯＩにおいて擬似３Ｄ効果をもたらすことが可能になる。このようにしてＲＯＩにおいて、相互に複数の部分走査線を生じさせることが可能である。この三次元対象物検出法は、障害区域や危険状況との関係において特に有利である。
【００３９】
さらに、本発明によれば、複数のミラーデバイスの静的配置ばかりでなく、動的配置の実行も可能である。ミラーの動的配置により、個々のＲＯＩとなるミラーの可視域をリアルタイムで軸合わせしたり、個々のドライブ状況に適合させたり、さらに、ＲＯＩを移動させることが可能となる。このようにして状況適応的環境走査が可能となるわけであるが、これは、安全面から少なからざる特別な重要性を持つ。
【００４０】
さらに、一走査平面から得られたＲＯＩに関する情報は、対応軸揃えされたミラーデバイス（単数または複数）の多段走査に利用されて、１回以上の走査行程を通じてそのＲＯＩにおける対象物状況または環境状況に関するさらに詳細な情報の入手が可能となる。
【００４１】
さらに、車両環境における危機的状況または危機的交通領域、例えば、工事現場、交差点、および、カーブにおける人物等を検出・証明した後、本発明によって、車両のヘッドランプを制御する、ドライバーに警告する、カーブにいる人物に警告する、または、その他の処置を誘発することが可能である。
【００４２】
前述の本発明による検出法、および、本発明による検出装置の両者において相互に矛盾することのない全ての変種は、一般に、個別の用途に理想的に適合する、車両環境の検出・監視を実行可能とするように、任意のやり方で相互に組み合わせることが可能である。
【国際公開パンフレット】
2004528583.tif 000002
2004528583.tif 000003
2004528583.tif 000004
2004528583.tif 000005
2004528583.tif 000006
2004528583.tif 000007
2004528583.tif 000008
2004528583.tif 000009
2004528583.tif 000010
2004528583.tif 000011
2004528583.tif 000012
2004528583.tif 000013
2004528583.tif 000014
2004528583.tif 000015
2004528583.tif 000016
2004528583.tif 000017
2004528583.tif 000018
2004528583.tif 000019
【国際調査報告】
2004528583.tif 000020
2004528583.tif 000021
2004528583.tif 000022
2004528583.tif 000023