(57)【要約】【課題】  車両の後方に位置している対象物についても、衝突の衝撃から保護することができる車両衝突保護装置を提供する。【解決手段】  ナビゲーション装置１の制御回路２は、バッグガイドモニタシステム３０としての後方カメラ１５が撮像した映像に基づいて、車両の後方側に存在する対象物が当該車両に衝突するか否かを判定し、対象物が車両に衝突すると判定されると、後方側に配置されているエアバッグ装置１７を動作させるように制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後方側の映像を撮像する撮像手段と、前記映像を車室内に設置された表示手段に表示させるバッグガイドモニタシステムと、
前記映像に基づいて、車両の後方側に存在する対象物が当該車両に衝突するか否かを判定する衝突判定手段と、
前記車両の後方側に配置されているエアバッグ装置と、
前記衝突判定手段によって前記対象物が車両に衝突すると判定されると、前記エアバッグ装置を動作させるように制御するエアバッグ制御手段とを備えて構成されることを特徴とする車両衝突保護装置。
【請求項２】
前記映像に基づいて、前記対象物が歩行者か或いはそれ以外の物かを判別する対象物判別手段と、
前記車両の走行速度を検出する速度検出手段とを備え、
前記エアバッグ制御手段は、前記対象物判別手段によって前記対象物が歩行者であると判別されると、その時点における前記車両の走行速度が上限速度以上である場合に、前記エアバッグ装置を最大ガス圧で動作させるように制御することを特徴とする請求項１記載の車両衝突保護装置。
【請求項３】
前記エアバッグ制御手段は、その時点における前記車両の走行速度が前記上限速度未満で且つ下限速度を超えている場合は、前記走行速度に比例して前記エアバッグ装置を動作させるガス圧を制御することを特徴とする請求項２記載の車両衝突保護装置。
【請求項４】
前記エアバッグ装置は、エアバッグを展開させるためのインフレータと、エアバッグとの間に電磁弁とを備え、前記電磁弁の開閉状態によって前記ガス圧を制御するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の車両衝突保護装置。
【請求項５】
前記エアバッグ制御手段は、前記走行速度に応じて前記エアバッグ装置を動作させるタイミングを制御することを特徴とする請求項３又は４記載の車両衝突保護装置。
【請求項６】
前記エアバッグ制御手段は、その時点における前記車両の走行速度が前記下限速度以下である場合は、前記エアバッグ装置の動作を待機させることを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載の車両衝突保護装置。
【請求項７】
前記衝突判定手段によって前記対象物が車両に衝突すると判定されると、運転者に警告を行う警告手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車両衝突保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行者に対して車両が追突すると予想される状況を検出して、歩行者を衝突の衝撃から保護するようにした車両衝突保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行者に対して車両が追突すると予想される状況を検出して、歩行者を衝突の衝撃から保護するようにした車両衝突保護装置としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。この技術は、車両の衝突面の変形によって衝突を検出すると共に衝突対象を推定するもので、静電容量型衝突検出センサ部は、衝突面に一定間隔を隔てて配設された対向電極と該対向電極の間に介挿された弾性体より成る誘電体とにより、衝突に伴う静電容量変化を検出して電気信号を出力し、前記電気信号を予め車速ごとに作成して記憶されているマップ上のデータと比較することにより、衝突の強さから衝突対象を判定するものである。そして、衝突対象が歩行者である場合は、エアバッグを膨らませて衝突の衝撃から歩行者を保護するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１７７５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術は、車両の前方に位置する歩行者のような対象物を保護することしか想定しておらず、車両の後方に歩行者が位置している場合は保護することが出来ないという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の後方に位置している対象物についても、衝突の衝撃から保護することができる車両衝突保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１記載の車両衝突保護装置によれば、衝突判定手段は、バッグガイドモニタシステムが備えている撮像手段が撮像した映像に基づいて、車両の後方側に存在する対象物が当該車両に衝突するか否かを判定する。そして、エアバッグ制御手段は、対象物が車両に衝突すると判定されると、後方側に配置されているエアバッグ装置を動作させるように制御する。即ち、バッグガイドモニタシステムが備えている撮像手段を利用することで、車両の後方に位置している対象物を衝突の衝撃から保護する装置を簡単に構成することができる。
【０００５】
請求項２記載の車両衝突保護装置によれば、対象物判別手段が、バッグガイドモニタシステムが備えている撮像手段が撮像した映像に基づいて、対象物が歩行者か或いはそれ以外の物かを判別する。そして、エアバッグ制御手段は、前記対象物が歩行者であると判別されると、その時点における車両の走行速度が上限速度以上である場合に、エアバッグ装置を最大ガス圧で動作させるように制御する。即ち、車両の走行速度が高いほど衝突時のエネルギーは大きくなるので、エアバッグ装置を最大ガス圧で動作させて、衝突の衝撃から保護する必要性が高い歩行者をより確実に保護することができる。
【０００６】
請求項３記載の車両衝突保護装置によれば、エアバッグ制御手段は、その時点における車両の走行速度が前記上限速度未満で且つ下限速度を超えている場合は、走行速度に比例してエアバッグ装置を動作させるガス圧を制御する。即ち、車両の走行速度がそれ程速くなく、衝突時の衝撃が余り大きくならないような場合にエアバッグ装置を最大ガス圧で動作させると、エアバッグが展開することによる衝撃の方が強くなってしまうことも想定される。そこで、上記のように制御すれば、車両の走行速度に応じてエアバッグが展開する際の圧力を調整することができる。
【０００７】
請求項４記載の車両衝突保護装置によれば、エアバッグ装置に、エアバッグを展開させるためのインフレータとエアバッグとの間に電磁弁を備え、その電磁弁の開閉状態に応じて展開時のガス圧を制御するように構成する。即ち、インフレータが点火されることで発生してエアバッグ内に流入するガスの圧力は、電磁弁の開閉時間が短かい場合は小さくなり、電磁弁の開閉時間が長い場合はより大きくなる。従って、電磁弁の開閉時間を制御することで、エアバッグが展開した場合の圧力を容易に調整することができる。
【０００８】
請求項５記載の車両衝突保護装置によれば、エアバッグ制御手段は、走行速度に応じてエアバッグ装置を動作させるタイミングを制御する。斯様に構成すれば、走行速度が上限速度未満で且つ下限速度を超える範囲において、走行速度が速い場合は動作タイミングを衝突直前として衝突の衝撃を吸収するようにし、走行速度が比較的遅い場合はエアバッグ装置をより速い段階で動作させることで、歩行者に対して警告を与えることができる。
【０００９】
請求項６記載の車両衝突保護装置によれば、エアバッグ制御手段は、その時点における車両の走行速度が前記下限速度以下である場合にはエアバッグ装置の動作を待機させる。即ち、車両の後方に対象物が存在しているとしても、車両の速度が極めて低速である場合には衝突を回避できる余地があるので、エアバッグ装置を不用意に作動させてしまうことを回避できる。
請求項７記載の車両衝突保護装置によれば、警告手段は、衝突判定手段によって対象物が車両に衝突すると判定されると運転者に警告を行うので、その警告によって、運転者に衝突を回避するための行動を積極的に取らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の車両衝突保護装置を車両用ナビゲーション装置を用いて構成した場合の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、ナビゲーション装置の電気的構成を示す機能ブロック図である。この図１において、カーナビゲーション装置（車両衝突保護装置）１は、そのナビゲーション動作を制御する機能を有した制御回路（衝突判定手段，エアバッグ制御手段，対象物判別手段，警告手段）２に対して、位置検出器（位置取得手段）３、地図データベース（衝突判定手段）４、表示装置（表示手段）５、操作スイッチ群６、音声出力装置（警告手段）７、音声認識装置８、メモリ９、ＶＩＣＳ（Vehicle Information Communication System，登録商標）受信機１０などを接続して構成されている。
【００１１】
制御回路２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインタフェース及びこれらを接続するバスラインなど（何れも図示せず）を備えたマイクロコンピュータにより構成されている。これらのうち、ＲＯＭには、カーナビゲーション用のプログラムなどが格納され、ＲＡＭには、プログラム実行時の処理データの他に地図データベース４から取得した道路地図データや、ＶＩＣＳ受信機１０がＶＩＣＳのインフラより受信した道路交通情報などが一時的に格納される。
位置検出器３は、例えば、地磁気センサ１１、ジャイロセンサ１２、車速センサ（速度検出手段）１３及びＧＰＳ受信機１４などを含んで構成されており、車両の現在位置情報を算出する部分である。
【００１２】
地図データベース４は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ或いはハードディスクのような大容量の情報記録媒体を利用して構成されたものであり、地図表示のための地図描画用データ、マップマッチングや経路探索、経路誘導などの種々の処理に必要な道路データ、交差点の詳細データから成る交差点データ、背景レイヤのための背景データ、地名などを表示するための地名データの他に、施設名称を例えば５０音順に並べた施設名称データベース、電話番号と施設の対応を示す電話番号データベースなど、多様な地図データが記憶されている。
【００１３】
表示装置５は、地図画面などを表示するための例えばカラー液晶ディスプレイを含んで構成されており、車両の運転席近傍に設置される。この表示装置５の画面には、通常時において縮尺を複数段階に変更可能な道路地図が表示されると共に、その表示に重ね合わせて、車両の現在位置及び進行方向を示すポインタが表示されるようになっている。また、目的地までの経路探索結果に基づいた経路案内機能の実行時には、道路地図に重ね合わせた状態で進むべき案内ルートが表示されるようになっている。さらに、ユーザによる目的地などの検索及び入力のための各種のメニュー画面及び入力画面、並びに各種のメッセージ・インフォメーションやヘルプ画面なども表示されるようになっている。
【００１４】
操作スイッチ群６は、表示装置５の周辺に配置されたメカニカルスイッチや当該表示装置５のディスプレイ上に形成されたタッチパネルスイッチなどから成り、各種のデータや設定事項などの操作に係るコマンドを制御回路２に与えるために設けられている。また、音声出力装置７は、音声合成回路、アンプ、スピーカなどを備えたもので、制御回路２からの音声情報に応じた音声出力を発生する構成となっている。
音声認識装置８は、マイクロホン、このマイクロホンによる音声入力をデジタルデータに変換する音声抽出部、音声認識用の比較パターン候補辞書を含んで成る音声認識部など（何れも図示せず）を備えたもので、ユーザが発した音声を認識した結果を制御回路２に与える構成となっている。
【００１５】
メモリ９は、フラッシュメモリなどのデータ書き換え可能な不揮発性メモリより構成されたもので、本発明の要旨に関係した音声コマンドの入力頻度を示す履歴データや、その他特定のデータの保存や呼出などを行ったりするために設けられている。
ＶＩＣＳ受信機１０は、ＶＩＣＳセンサユニットやＦＭ多重放送受信機（何れも図示せず）などを備えたもので、例えばＶＩＣＳセンサユニットがＶＩＣＳ局から受信した光／電波ビーコンなどによる道路交通情報やＦＭ多重放送受信機が受信したＦＭ多重放送からの道路交通情報を制御回路２に与える構成となっている。
【００１６】
制御回路２は、操作スイッチ群６を通じて入力されたコマンドや音声認識装置８を通じて入力された音声コマンドに基づいて、周知の地図表示機能、経路計算機能、経路案内機能、電話番号検索機能、郵便番号検索機能、マップコード（登録商標）のような固有コードを利用した検索機能、５０音検索機能、ジャンル別検索機能、最寄り施設検索機能、目的地登録機能、地点登録機能など、多種多様な支援機能に係る処理を実行するように構成されている。
また、カーナビゲーション装置１には、車両後方の画像を撮像する（図２参照）ＣＣＤ（Charge Coupled Device）或いはＣＭＯＳイメージセンサよりなる後方カメラ（撮像手段）１５が接続されている。後方カメラ１５によって撮像された画像の信号は、制御回路２を介して表示装置５に表示されバックガイドモニタとして使用されると共に、制御回路２のソフトウエアによって画像認識処理が行われるようになっている。即ち、後方カメラ１５，制御回路２及び表示装置５は、バックガイドモニタシステム３０を構成している。
【００１７】
また、制御回路２は、車両の後方に配置されている３つのエアバッグ装置１７Ｌ，１７Ｍ，１７Ｒに対して起動信号を出力するようになっている。図３に示すように、これらのエアバッグ装置１７Ｌ，１７Ｍ，１７Ｒは、夫々車両後方の外側において、左、中央、右に夫々配置されている。
【００１８】
図２に示すように、エアバッグ装置１７は、インフレータ１８，電磁弁１９，エアバッグ２０を備えて構成され、制御回路２がエアバッグ装置１７に起動信号を出力すると、内部のインフレータ１９が点火されて高圧ガスが発生し、そのガスが電磁弁１９を介してエアバッグ２０に導入されることでエアバッグ２０が展開する。尚、図２はエアバッグ２０が展開された状態を示している。また、制御回路２は、電磁弁１９の開閉を制御できるようになっており、電磁弁１９の開閉時間によってエアバッグ２０の展開圧力が調整可能となっている。
また、図２には、詳細については後述するが、主として制御回路２のソフトウエアによって行われるエアバッグ装置１７の制御処理を機能ブロック的に表している。
【００１９】
次に、本実施例の作用について図４乃至図７も参照して説明する。図４は、車両の後退運転時において、カーナビゲーション装置１の制御回路２によって行われるエアバッグ装置１７の制御に関する処理内容を示すフローチャートである。制御回路２は、後方カメラ１５によって撮像したバックガイドモニタ用の画像を処理して、車両の後方に存在する対象物が車両の後部に衝突するか否かを判断する（ステップＳ１）。
【００２０】
ステップＳ１における衝突するか否かの判断は、以下のように行なう。先ず、車速センサ１３よりその時点の車両の走行速度を取得すると共に、画像処理結果より車両後部と対象物との距離を検出する。距離の検出は、後方画像に映りこんでいる道路の道幅情報を地図データベース４より取得し、その道幅を基準として画像処理された対象との距離を求めるようにする。そして、図５に示すように、横軸に走行速度をとり、縦軸に対象物との距離をとって描かれる衝突判定曲線（２次曲線）を、予めデータとして保持しておき現在の速度及び距離でプロットされる２次元座標が、衝突判定曲線よりも下の領域にあれば「衝突する」、上の領域にあれば「衝突しない」と判定する。尚、衝突判定曲線が２次曲線であるのは、車両の制動距離が速度の２乗に比例して長くなることに基づく。
【００２１】
ステップＳ１において「衝突しない」と判定すると（「ＮＯ」）特に処理を行なわず、バッグガイドモニタとして表示装置５に車両の後方画像を表示させ、運転者に監視させるようにして（ステップＳ２）ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ１で衝突すると判定すると（「ＹＥＳ」）、制御回路２は、音声出力装置７よりアラーム（例えば、「衝突します」というような音声メッセージ）を出力して運転者に警告し、報知を行う（ステップＳ３）。
【００２２】
それから、制御回路２は、画像処理結果より衝突箇所が車両後部の左方部、中央部、右方部の何れになりそうかを推定し、その推定結果に応じてエアバッグ装置１７Ｌ，１７Ｍ，１７Ｒの何れを動作対象とするかを決定する（ステップＳ４）。但し、状況に応じて２つ以上のエアバッグ装置１７を同時に動作させても良い。続いて、制御回路２は、衝突対象物が歩行者であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ここでの判定は、例えば特開２００３−２１６９３７号公報に開示されているような技術を用いて行なうようにする。そして、衝突対象物が歩行者でなければ（「ＮＯ」）、動作対象のエアバッグ装置１７を最大ガス圧（図６に示すＰ２）で動作させる（ステップＳ７）。尚、エアバッグ装置１７の動作タイミングは、対象物への衝突直前とする。
【００２３】
一方、ステップＳ５において衝突対象物が歩行者である場合（「ＹＥＳ」）、制御回路２は、その時点における車両の走行速度を再度検出すると（ステップＳ６）、図６に示すように、予め作成した車速とエアバッグ装置１７の動作ガス圧との関係を定めたデータに基づいて、エアバッグ装置１７の動作状態を決定する（ステップＳ８）。
【００２４】
ステップＳ８において、車速Ｖが（Ｖ≦Ｘ１）であれば、衝突を回避させるために十分な時間的余裕があると推定できるので、エアバッグ装置１７は動作させず（ガス圧＝０）、ステップＳ２と同様に、運転者にバッグガイドモニタによる監視を継続させる（ステップＳ９）。それからステップＳ１に戻る。また、車速Ｖが（Ｘ２≦Ｖ）であればステップＳ７に移行し、エアバッグ装置１７を最大ガス圧で動作させる。
そして、車速Ｖが（Ｘ１＜Ｖ＜Ｘ２）であれば、エアバッグ装置１７のガス圧は、車速に比例するように設定する（ステップＳ１０）。即ち、ガス圧Ｐを、次式
Ｐ＝（Ｐ２−Ｐ１）×Ｖ／（Ｘ２−Ｘ１）＋Ｐ１
に基づいて演算し、決定する。即ち、車両の走行速度がそれ程速くなく、衝突時の衝撃が余り大きくならないような場合にエアバッグ装置１７を最大ガス圧で動作させると、エアバッグ２０が展開することによる衝撃の方が強くなってしまうことも想定される。そこで、車両の走行速度に応じてエアバッグ２０が展開する際の圧力を調整する。
【００２５】
尚、この場合、エアバッグ装置１７の動作タイミングも車速に応じて変化させるようにする。図７には、車速と動作タイミングとの関係を示すが、縦軸は、衝突（予測）時点を時間Ｔ＝０として、それ以前（過去）の時間を示している。例えば、動作タイミングがＴMであれば、衝突時点をＴMだけ遡った時点でエアバッグ装置１７を動作させることを意味する。即ち、走行速度が比較的速い場合は動作タイミングを衝突直前として衝突の衝撃を吸収するようにし、走行速度が比較的遅い場合はエアバッグ装置１７をより速い段階で動作させ、エアバッグ２０を展開させることで歩行者に対して警告を与えるようにする。
【００２６】
以上のように本実施例によれば、ナビゲーション装置１の制御回路２は、バッグガイドモニタシステム３０としての後方カメラ１５が撮像した映像に基づいて、車両の後方側に存在する対象物が当該車両に衝突するか否かを判定し、対象物が車両に衝突すると判定されると、後方側に配置されているエアバッグ装置１７を動作させるように制御する。即ち、バッグガイドモニタシステム３０が備えている後方カメラ１５を利用することで、車両衝突保護装置を簡単に構成することができる。
【００２７】
また、制御回路２は、後方カメラ１５が撮像した映像に基づいて対象物が歩行者であると判別すると、その時点における車両の走行速度が上限速度以上である場合はエアバッグ装置１７を最大ガス圧で動作させるので、衝突の衝撃から保護する必要性がより高い歩行者をより確実に保護することができる。また、制御回路２は、その時点における車両の走行速度が上限速度未満で且つ下限速度を超えている場合は走行速度に比例してエアバッグ装置１７を動作させるガス圧を制御するので、衝突時の衝撃が余り大きくならない場合に、エアバッグ２０が展開する際の圧力を適切に調整することができる。
【００２８】
また、エアバッグ装置１７において、インフレータ１８とエアバッグ２０との間に電磁弁１９を備え、その電磁弁１９の開閉状態に応じて展開時のガス圧を制御するようにしたので、電磁弁１９の開閉時間を制御することでエアバッグ２０が展開した場合の圧力を容易に調整することができる。
更に、制御回路２は、走行速度が上限速度未満で且つ下限速度を超える範囲において、走行速度が速い場合はエアバッグ装置１７の動作タイミングを衝突直前として衝突の衝撃を吸収させるようにし、走行速度が比較的遅い場合はエアバッグ装置１７をより速い段階で動作させて歩行者に警告を与えることができる。
【００２９】
また、制御回路２は、その時点における車両の走行速度が下限速度以下である場合にはエアバッグ装置１７の動作を待機させるので、衝突を回避できる余地がある場合にエアバッグ装置１７を不用意に作動させてしまうことを回避できる。そして、制御回路２は、対象物が車両に衝突すると判定されると音声出力装置７により運転者に警告を行うので、その警告によって、運転者に衝突を回避するための行動を積極的に取らせることができる。
【００３０】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形が可能である。
エアバッグ装置１７は必ずしも３つである必要ではなく、個別の設計に応じて幾つ設けるかを決定すれば良い。
衝突対象が歩行者である場合の車速に応じたエアバッグ装置１７の制御は、必要に応じて行えば良い。従って、必ずしも衝突対象が人であるか否かを判別する必要もない。
衝突すると判定された場合に運転者に警告を与える機能についても、必要に応じて実施すれば良い。
衝突判定を行うため、対象物との距離を検出する構成は、例えば、バックガイドモニタシステムに使用される撮像手段に、もう１つ別の角度から後方画像を撮像する撮像手段を加えて、これら２つの撮像手段より得られる画像情報に基づいて距離を検出するようにしても良い。
車両用のナビゲーション装置を利用して構成するものに限らず、少なくともバックガイドモニタシステムの機能を備えている装置と共に、車両用衝突保護装置を構成すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の車両衝突保護装置を、車両用ナビゲーション装置を用いて構成した場合の一実施例であり、ナビゲーション装置の電気的構成を示す機能ブロック図
【図２】車両の後部側に配置される、エアバッグ装置を中心とする構成を概略的に示す図
【図３】３つのエアバッグ装置のエアバッグが展開した状態を示す、車両後方の正面図
【図４】車両の後退運転時において、カーナビゲーション装置の制御回路によって行われるエアバッグ装置の制御に関する処理内容を示すフローチャート
【図５】衝突判定曲線の一例を示す図
【図６】車速とエアバッグ装置の動作ガス圧との関係を示す図
【図７】車速とエアバッグ装置の動作タイミングとの関係を示す図
【符号の説明】
【００３２】
図面中、１はカーナビゲーション装置（車両衝突保護装置）、２は制御回路（衝突判定手段，エアバッグ制御手段，対象物判別手段，警告手段）、４は地図データベース（衝突判定手段）、５は表示装置（表示手段）、７は音声出力装置（警告手段）、１８はインフレータ、１９は電磁弁、２０はエアバッグ、３０はバックガイドモニタシステムを示す。
【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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