(57)【要約】【課題】障害物の画像を確認し難い状況であっても、接近した障害物がある場合にはこれを確実に検出できる障害物検出装置を提供する。【解決手段】車両周辺に探索波を発射して物体からの反射波に基づいて当該物体を検出する第１検出手段２と、車両周辺を撮像した画像に基づいて物体の形状（高さ、幅の情報など）を検出する第２検出手段３と、前記第１検出手段からの第１検出信号と前記第２検出手段からの第２検出信号とに基づいて、車両周辺の物体が障害物であるか否かを判断する障害物判断手段４とを、備えた障害物検出装置であって、前記障害物判断手段４は、前記第１検出信号に前記車両からの距離が所定距離以下である物体を確認した場合には、前記第２検出信号の結果にかかわらず、当該物体を障害物として検出する。【選択図】      図１
2007131092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周辺に探索波を発射して物体からの反射波に基づいて当該物体を検出する第１検出手段と、車両周辺を撮像した画像に基づいて物体を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段からの第１検出信号と前記第２検出手段からの第２検出信号とに基づいて、車両周辺の物体が障害物であるか否かを判断する障害物判断手段とを、備えた障害物検出装置であって、
前記障害物判断手段は、前記第１検出信号により前記車両からの距離が所定距離以下である物体を確認した場合には、前記第２検出信号の結果にかかわらず、当該物体を障害物として検出する、ことを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記第２検出手段は前記物体の形状を検出する、ことを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記障害物判断手段は、さらに前記第１検出信号により前記車両からの距離が所定距離よりも大きい位置にある物体を確認した場合には、前記第２検出信号により当該物体の高さが所定高さ以上であると確認できたときに、当該物体を障害物として検出する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記第１検出手段は、所定の高さから前記探索波を発射する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の障害物検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の障害物検出装置を含み、前記障害物検出装置の検出結果に基づいて前記車両を制動させる、ことを特徴とする車両制動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両に搭載され、周辺の障害物を検出する障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、障害物検出装置を搭載した車両が提供されるようになっている。このような障害物検出装置は、車両周辺の障害物を検出することができるので運転者にとって有効な運転支援装置となるばかりでなく、検出した障害物が人間であったときには人間を保護する装置としても機能する。障害物検出装置としては、レーザ光やミリ波等の探索波を用いて物体を検出するレーダセンサ（単に、レーダ或いは測距センサ等とも称される）を備えた装置が知られている。しかし、レーダセンサは車両から物体までの距離や方位を検出できるが、その物体の形状までは得ることができない。そのために検出した物体が実際に障害物であるか、否かを判別することが困難である場合があった。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１は、カメラを併用して車両前方の障害物の高さまで特定できるようにした障害物検出装置（物体種別判別装置）を提案する。この障害物検出装置は、車両前方の物体までの距離と方位を検出するだけでなく、その高さまで確認できる。よって、特許文献１の装置によると検出した物体が車両の走行の妨げとなるか、否かを判別できる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４４９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
障害物検出装置は前述したように運転者の運転支援装置として機能するだけでなく、人間を保護するための装置としても機能する。例えば、運転者が気付かないうちに車両が歩行者に接近してしまったような場合に、障害物検出装置によって歩行者を検出できる。そして、障害物検出装置の結果に基づいて、運転者に対して緊急の警告を行って注意を喚起する、或いは車両を強制的に制動させるなどの措置を講じることができる。
【０００６】
しかしながら、障害物検出装置のカメラは外的環境の影響を受け易い。例えば、濃霧、雨天、暗闇等では物体を撮像することが困難となる。また、カメラ前面のレンズが泥などを被ると正確に障害物を検出できないという場合がある。ここで、特許文献１の装置は常にカメラからの画像を用いて物体を判別するように構成されているので、障害物を確実に検出できない可能性がある。また、特許文献１の装置は車両前方の障害物を検出することだけに配慮しているが、車両の前進方向に関しては運転者も目視しているので障害物を相対的に確認し易い。これに対して、車両が後進しているときには障害物を確認し難いという実情があるが、特許文献１の装置はこのような点にまで配慮をしていない。
【０００７】
したがって、本発明は、上記のような従来の課題を鑑みてなされたものであり、障害物の画像を確認し難い状況であっても、接近した障害物がある場合にはこれを確実に検出できる障害物検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、車両周辺に探索波を発射して物体からの反射波に基づいて当該物体を検出する第１検出手段と、車両周辺を撮像した画像に基づいて物体を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段からの第１検出信号と前記第２検出手段からの第２検出信号とに基づいて、車両周辺の物体が障害物であるか否かを判断する障害物判断手段とを、備えた障害物検出装置であって、前記障害物判断手段は、前記第１検出信号に前記車両からの距離が所定距離以下である物体を確認した場合には、前記第２検出信号の結果にかかわらず、当該物体を障害物として検出する、ことを特徴とする障害物検出装置により達成できる。
【０００９】
本発明によると、車両からの距離が所定距離以下であるような、車両に接近している物体がある場合には、前記第２検出信号の結果にかかわらず前記第１検出信号に基づいて物体を障害物として検出する。よって、障害物が人間であった場合には保護を図ることができ、また障害物が構造物等であった場合には車両の損傷防止或いは損傷を低減できる。
【００１０】
また、前記第２検出手段は前記物体の形状を検出することが好ましい。物体の形状には少なくとも物体の高さ、幅に関する情報が含まれるので、これらの情報を用いることにより障害物をより確実に検出できる。
【００１１】
また、前記障害物判断手段は、さらに前記第１検出信号により前記車両からの距離が所定距離よりも大きい位置にある物体を確認した場合には、前記第２検出信号により当該物体の高さが所定高さ以上であると確認できたときに、当該物体を障害物として検出することが好ましい。このようにすれば、遠方にある物体が障害物であるか否かを判断し、その後において余裕をもって対処できる。
【００１２】
また、前記第１検出手段は、所定の高さから前記探索波を発射するようにしておくことがより望ましい。このように構成すると、探索波が地面で反射するのを抑制して障害物をより確実に検出できる。
【００１３】
また、上記障害物検出装置を含み、前記障害物検出装置の検出結果に基づいて前記車両を制動させる車両制動システムを形成すれば車両を確実に停止させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、障害物の画像を確認し難い状況であっても、接近した障害物がある場合にはこれを確実に検出できる障害物検出装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例の障害物検出装置について説明する。なお、本実施例の障害物検出装置は車両周辺を確認して、障害物を検出する装置であるが、この検出結果を活用して車両を強制的に停止させるようにすれば、障害物との衝突回避、或いは仮に衝突が発生した場合であっても被害を軽減できる。そこで、以下で示す実施例では、実施例の障害物検出装置と共に、これを利用する車両制動システムにも言及することとする。
【００１６】
図１は、車両に適用されている状態の障害物検出装置１の構成を示したブロック図である。また、図２は障害物検出装置１が搭載されている車両ＣＲと障害物ＢＬとの関係を模式的に示した図である。
【００１７】
障害物検出装置１は、レーダセンサ２、画像センサ３、及びこれらを制御すると共に障害物判断手段となる電子制御装置４（Electronic  Control  Unit：以下、ＥＣＵ４と称す）を備えている。レーダセンサ２は、第１検出手段として車両の周囲に存在する物体の方位及び距離を検出する。レーダセンサ２は、例えばミリ波、レーザ光、音波等の探索波を用いて物体を検出する。レーダセンサ２は探索波を発射し、物体によって反射された反射波を受信する。より好ましくは、レーダセンサ２は車両ＣＲが走行する地面を基準とした所定の高さからほぼ水平方向に探索波を走査させて物体を検出する。ミリ波、レーザ光等の探索波は、地面で反射する性質がある。しかし、このように地面に対してほぼ水平方向で探索波を走査することで、地面による反射の影響を抑制して物体を確実に検出できる。レーダセンサ２の検出信号（第１検出信号）はＥＣＵ４へ供給される。
【００１８】
画像センサ３は、第２検出手段として車両周辺を撮像した画像に基づいて物体（障害物）の形状（高さ、幅に関する情報等）を検出する。画像センサ３は、例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像素子を用いて物体を撮像する電子式カメラとすることができる。カメラを単眼として移動させる構成で物体を撮像するようにしてもよいし、カメラを複数配置してステレオ方式で物体を撮像するようにしてもよい。上記レーダセンサ２では物体の高さ、幅等を検出することが困難であるが、この画像センサ３によって物体の形状を検出して物体の高さ、幅等を特定できる。画像センサ３からの検出信号（第２検出信号）もＥＣＵ４へ供給されている。
【００１９】
上記レーダセンサ２及び画像センサ３は、必要に応じて車両の前方、側方或いは後方に存在する物体を検出するように、適宜に車両のバンパ、ドア、ピラー等に設置すればよい。本実施例の障害物検出装置１は、図２で示すように、車両ＣＲの後方に存在する物体を検出するようにレーダセンサ２及び画像センサ３を設置している。一般に、車両が後進しているときには前進の場合よりも障害物を検出し難い。特に、画像センサ３の視界が不良となっている状況では、障害物を検出し難くなる。このような状況を想定し、本実施例では障害物検出装置１で後方の障害物を検出する場合について説明する。
【００２０】
ＥＣＵ４は前記レーダセンサ２及び画像センサ３の駆動を制御する。また、ＥＣＵ４は、レーダセンサ２からの第１検出信号と画像センサ３からの第２検出信号とに基づいて、車両ＣＲ後方の物体が障害物であるか否かを判断する。ＥＣＵ４は、障害物を検出するための一連のプログラムやこれに用いるデータを格納したＲＯＭ５及び処理領域を提供するＲＡＭ６とバス７を介して接続されている。なお、このＥＣＵ４は障害物検出装置１専用に準備してもよいが、車両ＣＲ側のＥＣＵを流用することで障害物検出装置１の構成を簡素化できる。
【００２１】
また、ＥＣＵが障害物判断手段として機能して障害物を検出した場合には、車両ＣＲ側ではこの検出結果を利用して衝突回避の措置を講じることが好ましい。そこで、図１では、より好ましい形態として、ＥＣＵ４が車両ＣＲに接近した障害物ＢＬがあるときに、車両ＣＲを自動的に制動させる車両制動システムまで考慮した構成を図示している。
【００２２】
車両制動システムに係る構成について簡単に説明しておく。ＥＣＵ４に車両ＣＲ側の車両情報１１が供給されている。このような車両情報１１は、例えば車両ＣＲの車速、舵角等である。このＥＣＵ４は、衝突を回避すべき障害物を検出したときに、さらに車両ＣＲ側の状態を確認して緊急に車両ＣＲを停止させる必要がある場合にはブレーキ１２を動作させる。これと共に所定の警告１３を行う。このような警告は車両ＣＲに装備されているディスプレイに所定の文字を表示するものでもよいし、スピーカから警告音や音声を出力するものでもよい。
【００２３】
さらに本障害物検出装置１は車両ＣＲの後方に接近した物体（障害物）が存在するときに、これを精度よく検出できるように構成されている。この点について、図３を参照して説明する。図３は、車両から物体までの距離と、この距離に応じてＥＣＵ４がレーダセンサ２及び画像センサ３からの検出信号に基づいて物体を検出する様子をまとめて示した図である。特に、この図３は検出した障害物が人間であった場合に、衝突を回避できるようにまとめたものである。
【００２４】
図３で示すケース０から３は、車両ＣＲから物体（障害物）までの距離に応じて区分している。ケース０が車両に最も近い位置に物体が存在する場合、ケース３が車両から最も遠い位置に物体が存在する場合を想定してある。
【００２５】
ケース２、３の場合は、物体までの距離が十分、遠くにあり、レーダセンサ２で検出した物体について画像センサ３による検出信号により形状も確認して、移動物であるか又は静止物であるかまで判断する。これにより物体が例えば「かなり人間らしい」「人間らしい」等の判断をする。なお、このような判断はＥＣＵ４が行ように設定すればよい。ケース１の場合は、物体がかなり車両に近付いている場合である。この場合には、画像センサ３から高さ、幅に関する情報を得てＥＣＵ４が判断する。例えばＥＣＵ４は、人間の標準的な幅と物体の幅とを比較して、物体幅が人間にしては広すぎる場合には人間以外と判断する。
【００２６】
なお、図３で示すＣ１、Ｃ２、Ｃ３は、物体を特定するために予め定められた定数である。定数Ｃ１は距離に関するもので、車両から近接した位置に設定されている。例えば定数Ｃ１は車両の速度に関連して変更され、その速度で制動したときに余裕（障害物までの距離）が０ｃｍとなる程度ほどの近距離を想定している。上記定数Ｃ１による距離は、例えば車両から０．５〜２ｍである。また、定数Ｃ２は高さに関するもので人間の身長を想定して設定されている。定数Ｃ３は幅に関するもので人間の横幅を想定して設定されている。よって、例えば定数Ｃ２を基準として、人間とは想定できない程に検出した物体が高い場合や、これとは逆に低い場合には人間ではないとＥＣＵ４が判断する。幅に関する定数Ｃ３についても同様である。
【００２７】
ここで、ケース０の場合は検出した物体が車両から定数Ｃ１の距離以下の位置に存在する場合、すなわちレーダセンサ２で検出した物体が極めて車両に近接しており、この時点で車両を制動しても衝突を回避できるか、否かは不明の場合である。しかし、検出した物体が人間であった場合には車両を緊急に制動することで被害を軽減して保護を図ることができる。また、仮に支柱等の構造物であった場合には車両自体の損傷を低減できる。このような点から、車両に極めて近い位置に障害物があることを検出した場合には車両を速やかに制動することは効果的な対処であると言える。
【００２８】
本実施例の障害物検出装置１はケース０に相当する状況においては、障害物を精度よく検出するための構成を備えている。この点について、さらに説明する。前述したように画像センサ３からの検出信号（第２検出信号）を、レーダセンサ２からの検出信号（第１検出信号）と併用することで、障害物の形状（高さ、幅の情報等）まで確認している。しかし、画像センサ３は霧、レンズ汚れ等の外的要因による影響を受け易く、障害物を正確に特定できない場合がある。しかも、ＥＣＵ４が画像センサ３からの検出信号を常に加味して障害物を検出することとすれば、処理負荷が大きくなり、処理時間を要することになる。特に、ケース０の場合のように、迅速かつ正確に障害物の有無を検出したい場合に、画像センサ３からの検出信号を確認することが却って判断の遅れや誤りの原因となる虞がある。
【００２９】
そこで、ケース０に相当する状況で、レーダセンサ２が物体を検出した場合には、画像センサ３の検出信号（第２検出信号）の結果にかかわらず、ＥＣＵ４は当該物体を障害物として検出する。前述したように、レーダセンサ２から発射された探索波は道路等で反射し易いという性質はあるが、車両ＣＲに接近している物体を検出する場合にあってはこの点について殆ど配慮しなくてよい。また、レーダセンサ２は、上記画像センサ３と比較して、外的要因による影響を受け難いので精度良く接近位置にある物体を検出できる。特に、本実施例のようにレーダセンサ２から発射するミリ波等の探索波を水平に走査している場合には、地面による反射による影響が更に少なくなるので、反射波を受けたときには車両から接近した位置に物体（障害物）があると判断できる。
【００３０】
なお、図２で示すエリアＡＲはレーダセンサ２による検出領域を例示している。車両ＣＲに接近した物体であっても高さが極めて低いものは検出対象外となるように設定されている。このように設定すると低い縁石などは検出できないが、確実な保護が必要である人間を確実に検出できる。
【００３１】
図４は、ＥＣＵ４によって実行される障害物検出、及びこの結果を利用して車両を制動させるルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンは例えば、車両のイグニッションキーがオンされたときに起動される。
【００３２】
ＥＣＵ４はレーダセンサ２及び画像センサ３のそれぞれを制御して、車両後方の物体の探索を行う。前述したように、レーダセンサ２により物体の方位と距離が検出され（Ｓ１１）、その検出信号はＥＣＵ４へ供給される。画像センサ３により物体の形状が検出されて（Ｓ１２）、その検出信号はＥＣＵ４へ供給される。
【００３３】
ここで、ＥＣＵ４は、レーダセンサ２による検出信号から物体までの距離ＣＡ（実際の距離）が所定距離Ｃ１より短いか、否かを確認する（Ｓ１３）。検出されている距離ＣＡが所定距離Ｃ１よりも大きい場合（図３参照）には、障害物が遠くにあり回避するための距離に余裕がある。そこで、ＥＣＵ４は画像センサ３による検出信号（第２検出信号）も考慮し、物体の高さが所定高さ以上であると確認できたときにその物体を障害物として検出する（Ｓ１５）。そして、ＥＣＵ４は、障害物との衝突を回避する余裕を持ったブレーキ制御を実行して（Ｓ１６）、本ルーチンによる処理を終了する。
【００３４】
なお、上記ステップ１６でブレーキ制御を実行する際には、次式に基づいてブレーキ制動を開始するようにすればよい。
ＬＴ＝｛−（Ｖ０２）／（２×Ａ０）｝＋Ｌ０
ここで、ＬＴ：制動開始距離（ｍ）、Ｖ０：現在車速（ｍ/ｓ）、Ａ０：加速度（ｍ/ｓ2）であり、Ｌ０が余裕距離（ｍ）である。車両の現在距離が制動開始距離ＬＴを下回ったら、ＥＣＵ４が制動を開始するように設定しておけばよい。
【００３５】
一方、検出されている距離ＣＡが所定距離Ｃ１より小さい場合には（Ｓ１３）、障害物を回避するための距離に余裕が殆ど無いので、画像センサ３による検出信号に関わらずレーダセンサ２による検出信号に基づいて（Ｓ１４）物体を検出した場合には、緊急のブレーキ制御を実行する（Ｓ１７）。これにより車両ＣＲを停止させて、本ルーチンによる処理を終了する。このように対処することで、検出した障害物が人間であった場合には確実に保護を図ることができ、また障害物が構造体であった場合には車両の損傷を防止或いは軽減を図ることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施例の障害物検出装置１によると、車両が後進した際に接近した位置に物体が存在していた場合に、レーダセンサ２の検出信号に基づいて検出するので正確かつ効率良くこの物体を障害物として検出できる。よって、障害物が人間であったような場合には保護を図ることができる。そして、実施例で示したように、検出結果に基づいて、車両を自動的に制動させるように構成した車両制動システムを採用することで障害物との衝突の回避、衝突した場合であってもダメージの軽減を図ることができる。
【００３７】
上記実施例は本発明をより効果的に利用する実施形態として、車両後方の物体を検出する場合を例示しているが、これに限定するものではない。車両の前方或いは側方、さらには全方向の物体を検出できるようにレーダセンサ２及び画像センサ３を配置して、ＥＣＵ４により検出を行ってもよい。
【００３８】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】車両に適用されている状態の障害物検出装置の構成を示したブロック図である。
【図２】障害物検出装置が搭載されている車両と障害物との関係を模式的に示した図である。
【図３】車両から物体までの距離と、この距離に応じてＥＣＵがレーダセンサ及び画像センサからの検出信号に基づいて物体を検出する様子をまとめて示した図である。
【図４】障害物検出装置のＥＣＵによって実行される障害物検出、及びこの結果を利用して車両を制動させるルーチンの一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１                    障害物検出装置
２                    レーダセンサ（第１検出手段）
３                    画像センサ（第２検出手段）
４                    ＥＣＵ（障害物判断手段）
１１                  車両情報
１２                  ブレーキ
１３                  警告
ＣＲ                  車両
ＢＬ                  障害物
【図１】
2007131092.tif 000003
【図２】
2007131092.tif 000004
【図３】
2007131092.tif 000005
【図４】
2007131092.tif 000006